专利名称：相移掩模及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种相移掩模及其制造方法，特别是涉及能够改善线/空图形之间的对比率以形成微图形的相移掩模以及用于制造该相移掩模的方法。
近来制造具有高集成度的半导体器件趋势导致了减小相邻布线之间的距离、提高了拓扑并减小元件例如晶体管或电容器尺寸。为此，就需要形成具有提高了的微尺寸的图形。
通常，通过在石英基片上覆盖一层由铬层或铝层构成的遮光膜来制成曝光掩模，该掩模用于形成光刻胶膜图形的曝光处理中，然后按离子束刻蚀法来刻蚀遮光膜，由此形成遮光膜图形。
但是，这种一般的曝光掩模难于形成具有小于分布器的光分辨力的极限的微尺寸的图形。进而，现有的光刻胶溶液和分布器(例如具有436nm波长的G-线分布器或具有365nm波长的I-线分布器)难于形成具有大约0.5μm以下的微尺寸。
另一方面，具有64Moga DRAM级或更高的高集成度的半导体器件需要具有0.5μm以下的尺寸的微图形。
为了形成这种微图形，使用了可以形成呈现高分辨力的光刻胶膜图形的相移掩模。
通常，这种相移掩模具有一相移膜图形，该相移膜图形适于把光的相位沿着遮光膜图形移动180°或90°的角度以便于在曝光处理中均匀地保持照射在芯片上的光的幅值。换句话说，这种相移掩模利用使曝光效果减到最小的原理，这起因于通过相移掩模图形的光和通过靠近相移膜图形设置的图形的光之间的干涉，由此而改善最后形成的光刻胶膜图形的分辨力。
相移膜图形由一种相移材料制成，该材料的折射率为n，具有能够把波长为λ的光的相位移动160°至200°角度的厚度，由此，照射在光刻胶膜上的光可以呈现对比度上的提高。
例如，对于G-线或i-线的入射光，当相移掩模由旋涂玻璃(SOG)膜、氧化物膜、氮化物膜或固化的光刻胶膜所组成时，其可以具有大约3,400△至4,000△。
当使用这种相移掩模时，可以使用现有的光刻胶溶液和分布器来形成具有约0.5μm或更低的尺寸的微图形。这种相移掩模可以被分成Levenson型和边缘重点型。
下面结合
图1至3来描述现有相移掩模的例子。
参照图1，表示出相移掩模1，包括由玻璃或石英制成的透明基片2和在透明基片2上形成的遮光膜图形3。遮光膜图形3具有交替布置的分别有均匀尺寸的线和空。在遮光膜图形3上形成相移膜图形4。相移膜图形4具有交替布置的线和空。相移膜图形4的线和空的宽度大于遮光膜图形3的。
在具有上述结构的相移掩模1中，在通过相移掩模图形4的光与直接通过透明基片2的光之间呈现180°的相位差。换句话说，分别由通过相移掩模图形4的光与直接通过透明基片2的光所建立的电场6和7呈现180°的相位差，如图2所示。
结果，如图3所示，到达将被构图的晶片的光束相互干涉，由此改善图像对比率。但在此情况下，当光的波长恒定时就存在聚焦深度或图形细度上的限制。因而，难于形成具有约0.25μm以下尺寸的微图形。
由此，Levenson型或边缘重点型的现有相移掩模在其形成上具有困难并且在图形细度上具有限制。
因而现有的相移掩模不适于制造高集成的半导体器件。
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的上述问题，而提供一种能够改善将要形成的光刻胶膜图型的轮廓，由此获得易制备的微图形的以制造高集成的半导体器件，以及提供一种形成相移掩模的方法。
本发明的另一个目的是提供一种相移掩模，能够获得制造公差冗余度上的改善，由此提供在工作、可靠性和处理电场上的改善。
根据本发明一个方案，相移掩模包括透明基片；在透明基片上形成的第一相移膜图形，该第一相移膜图形具有交替布置的分别具有所需尺寸的线和空；在第一相移膜图形上形成并提供交替布置的线和空的遮光膜图形，该遮光膜图形具有小于第一相移膜图形的线宽度；以及在由第一相移膜图形的空所占据的透明基片的一部分上形成的第二相移膜图形。
根据本发明的另一个方案，相移掩模包括透明基片；在透明基片上形成的遮光膜图形，该遮光膜图形具有交替布置的分别具有所需尺寸的线和空；在遮光膜图形上形成并提供交替布置的线和空的第一相移膜图形，该第一相移膜图形具有大于遮光膜图形的线宽度；以及在由第一相移膜图形的空所占据的透明基片的一部分上形成的第二相移膜图形。
根据本发明的又一个方案，用于形成相移掩模的方法包括下列步骤；制备透明基片；在透明基片上形成具有交替布置的分别具有所需尺寸的线和空的第一相移膜图形；在第一相移膜图形上以遮光膜图形具有小于第一相移膜图形的线宽度的方式形成具有交替布置的线和空的遮光膜图形；在由第一相移膜图形的空所占据的透明基片的一部分上形成具有交替布置的分别有所需尺寸的第二相移膜图形。
从下面参照附图的实施例的描述可以进一步了解本发明的其他目的及方案。
图1是表示出有相移掩模的截面图；图2是表示取决于图1所示的相移掩模的位置的电场密度的电线图；图3是表示取决于图1所示的相移掩模的位置的光强度的曲线图；图4是表示根据本发明的相移掩模的截面图；图5是表示取决于图4所示的相移掩模的位置的电场密度的曲线图；图6是表示取决于图4所示的相移模的位置的光强度的曲线图；图7A至图7C是分别表示本发明的用于制造相移掩模的方法的截面图。
图4是表示根据本发明相移掩模的截面图。
如图4所示，由标号10所标明的相移掩模包括由玻璃或石英制成的透明基片11和在透明基片上形成的第一相移掩模12a。第一相移膜图形12a具有交替布置的分别有均匀尺寸的线和空。第一相移膜图形12a由相移材料如SOG、氧化物、氮化物或固化的光刻胶材料所制成。
相移掩模10还包括在第一相移膜图形12a上形成的遮光膜图14a。遮光膜图形14a具有交替布置的线和空。遮光膜图形14a的线宽度小于第一相移膜图形12a的，该遮光膜图形14a的空宽度大于第一相移膜图形12a的。
相移掩模10还包括在由第一相移膜图形12a的空所占据的透明基片的一部分上形成的第二相移膜图形12b。第二相移膜图形12b具有交替布置的分别有均匀尺寸的线和空。第二相移膜图形12b的线被第一相移膜图形12a的对应线均匀隔开。第二相移膜图形12b由相移材料如SOG、氧化物、氮化物或固化的光刻胶材料制成。第一和第二相移膜图形12a和12b构成双边缘重点型相移掩模结构。
在具有上述结构的相移掩模10中，如图5所示，当入射光束16通过第一和第二相移膜图形12a和12b时，其建立了具有180°相位移的电场18和19。在另一方面，直接通过第一和第二相移膜图形12a和12b之间的透明基片的部分的光束建立了具有0°相位移的电场17。由于这种电场，曲线20代表具有尖锐边缘梯度的透射光的强度。其结果，获得了图象对比度上的改善。
在所述情况下，第一和第二相移膜图形12a和12b具有相同的线/空宽度。在一些情况下，可以任意改变相移膜图形12a和12b的线/空宽度。
虽然在所述情况下遮光膜图形14a被布置在第一相移膜图形12a上，但其也可以被布置在第一相移膜图形12a的下方。在此情况下，也可获得相同的效果。
图7A至图7C分别表示出根据本发明的制造相移掩模的方法的连续步骤。在图7A至7C中，各部分分别对应于图4中由相同标号所标出的那些部分。
根据该方法，如图7A所示，首先在透明基片11上覆盖由相移材料如SOG、氧化物、氮化物或固化的光刻胶材料制成的第一相移膜12。在第一相移膜12上形成具有所需线/空图形的第一光刻胶膜图形13。
此后，部分地移去未由第一光刻胶膜图形13覆盖的第一相移膜12的暴露部分，由此形成具有所需线/空图形的第一相移膜图形12a，如图7B所示。然后去除第一光刻胶膜图形13。在生成结构上覆盖由铬制成的遮光膜14。接着，在布置在第一相移膜图形2a上的遮光膜14的一部分上覆盖第二光刻胶膜图形15。第二光刻胶膜图形15具有小于第一光刻胶膜图形3的线宽度。
部分地去除未由第二光刻胶膜图形15覆盖的遮光膜14的暴露部分，由此形成具有所需线/空图形的遮光膜图形14a，由此形成具有所需线/空图形的遮光膜图形14a，如图7c所示。遮光膜图形14a具有小于第一相移膜图形12a的线宽度。然后去除第二光刻胶膜图形15。
最后，通过进行与第一相移膜图形12a的形成中相同的处理步骤，在由第一相移膜图形12a的空所占据的透明基片11的一部分上形成第二相移膜图形12b。这样，获得双边缘重点型相移膜膜10。
使用公知的分布器或E-来分布器来完成第一和第二光刻胶膜图形13和15的形成。
最好，透明基片11具有在第一和第二相移膜图形12a和12b之间具有所需宽度的暴露部分。
第一和第二相移膜图形12a和12b具有足以使光的相位移动180°角度的厚度。
虽然在所述情况下遮光膜图形14a形成在第一相移膜图形12a上，但其也可以被布置在第一相移膜图形12a之下，在此情况下，在形成第一相移膜图形12a之前形成遮光膜图形14a。然后该第一相移膜图形12a形成在遮光膜图形14a以具有大于遮光膜图形14a的宽度。在此情况下，遮光膜图形14a将在第一相移膜图形12a之下具有凹陷部分。
当第一和第二相移膜图形由固化的光刻胶膜取代SOG、氧化物或氮化物膜来组成时，就不需要光刻胶膜图形供其构图之用。在此情况下，则整个制造变得简单了。
如从上述所了解到的，本发明提供一种相移掩模，具有双边缘重点相移结构，该结构由在透明基片上形成的第一相移膜图形和在由第一相移膜图形的空所占据的透明基片的一部分上形成的第二相移膜图形所组成，采用下述方式透明基片具有在第一和第二相移膜图形之间具有所需宽度的暴露部分。
在相移掩模中，通过第一和第二相移膜图形的光同直接通过第一和第二相移膜之间的透明基片的光发生干涉。借助该光的干涉，光强度曲线在其边缘部分具有尖锐的梯度。因而，获得了光对比度上的改进。
因而，可以改善光刻胶膜图形的构型，由此获得微图形容易形成而制造高集成的半导体器件。也可以获得处理极限中的改善，由此而提供在工作、可靠性和处理电场上的改善。
虽然为了说明而描述本发明的优选例，但本领域技术可参不背离权利要示所述的本发明的内容及范围的条件下进行各种改型、添加和替代。
权利要求
1.一种相移膜模，包括透明基片；在所述透明基片上形成的第一相移膜图形，该第一相移膜图形具有交替布置的分别有所需尺寸的线和空；在所述第一相移膜图形上形成的并具有交替布置的线和空的遮光膜图形，该遮光膜图形具有小于所述第一相移膜图形的线宽度；以及在由所述第一相移膜图形的空所占据的所述透明基片的一部分上形成的第二相移膜图形。
2.根据权利要求1的相移膜模，其中所述遮光膜图形由铬制成。
3.根据权利要求1的相移掩模，其中所述第一和第二相移膜图形由氧化物膜构成。
4.根据权利要求1的相移掩模，其中所述第一和第二相移膜图形由氮化物膜构成。
5.根据权利要求1的相移腌模，其中所述第一和第二相移膜图形由氮化物膜构成。
6.根据权利要求1的相移腌模，其中所述第一和第二相移膜图形由固化的光刻胶膜构成。
7.一种相移腌模，包括透明基片；在所述透明基片上形成的遮光膜图形，该遮光膜图形具有交替布置的分别有所需尺寸的线和空；在所述遮光膜图形上形成的并具有交替布置的线和空的第一相移膜图形，该第一相移膜图形具有大于所述遮光膜图形的线宽度；和在由所述第一相移膜图形的空所占据的所述透明基片的一部分上形成的第二相移膜图形。
8.根据权利要求7的相移掩模，其中所述遮光膜图形由铬制成。
9.根据权利要求7的相移掩模，其中所述第一和第二相移膜图形由旋涂玻璃构成。
10.根据权利要求7的相移掩模，其中所述第一和第二相移膜图形由氧化物膜构成。
11.根据权利要求7的相移掩模，其中所述第一和第二相移膜图形由氮化物膜构成。
12.根据权利要求7的相移掩模，其中所述第一和第二相移膜图形由固化的光刻胶膜构成。
13.用于形成相移腌模的方法，包括下列步骤制备透明基片；在所述透明基片上形成第一相移膜图形，该第一相移膜图形具有交替布置的分别有所需尺寸的线和空；在第一相移膜图形上形成遮光膜图形，该遮光膜图形具有以下述方式交替布置的线和空所述遮光膜图形具有小于所述第一相移膜图形的线宽度；以及在由所述第一相移膜图形的空所占据的所述透明基片的一部分上形成具有交替布置的并分别有所需尺寸的线和空的第二相移膜图形。
14.根据权利要求13的方法，其中所述遮光膜图形由铬制成。
15.根据权利要求13的方法，其中所述第一和第二相移膜图形由旋涂玻璃膜构成。
16.根据权利要求13的方法，其中所述第一和第二相移膜图形由氧化物膜构成。
17.根据权利要求13的方法，其中所述第一和第二相移膜图形由氮化物膜构成。
18.根据权利要求13的方法，其中所述第一和第二相移膜图形由固化的光刻胶膜构成。
19.根据权利要求13的方法，其中使用光致抗蚀剂膜图形作为掩模来进行分别形成所述第一和第二相移膜图形和所述遮光膜图形的步骤。
20.根据权利要求19的方法，其中使用E-来分布器形成所述光刻胶膜图形。
全文摘要
一种能够改善将要形成的光刻胶膜图形的构型的相移掩模，由此获得微图形的容易形成以制造高集成的半导体器件，以及一种用于形成该相移掩模的方法。该相移掩模包括透明基片、在透明基片上形成的遮光膜图形、具有交替布置的分别有所需尺寸的线和空的遮光膜图形、在遮光膜图形上形成并提供交替布置的线和空的第一相移膜图形，该第一相移膜图形具有大小遮光膜图形的线宽度、和在由第一和第二相移膜图形的空占据的透明基片的一部分上形成的第二相移膜图形。
文档编号G03F1/00GK1162766SQ9610689
公开日1997年10月22日 申请日期1996年7月1日 优先权日1995年6月30日
发明者裵相满 申请人:现代电子产业株式会社