制作光掩模的方法技术

本发明专利技术提供一种制作光掩模的方法。首先，提供一透明基板，且在透明基板上形成一填充图案层与一掩模图案层。然后，在透明基板与掩模图案层上形成一晶体材料层，使填充图案层之间填满晶体材料层。之后，移除掩模图案层以及位于掩模图案层上的晶体材料层，以在透明基板上形成一光子晶体图案层。最后，移除填充图案层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，尤指一种制作具有提升曝光系统解 析度的光掩模的方法。
技术介绍
在集成电路的制造过程中，关键的技术莫过于所谓的曝光工艺(exposure process),其肩负着将光掩模上图案精确地转移至晶片上不同元件层的重责 大任。随着半导体制造技术的发展，集成电路的速度越快，其尺寸也越来越 小。晶片上所能制作出的集成电路尺寸会受限于在曝光工艺中于晶片上所转 移的图案的临界尺寸，即为曝光系统的解析度。根据雷利准则(Rayleigh，s Criterion),曝光系统的解析度与曝光光源的波长成正比，而与曝光系统的数 值孔径成反比，因此要得到更小的临界尺寸， 一般采取波长更短的曝光光源。虽然采取波长较短的曝光光源可以制造出更微小的电子元件，但伴随而 来的是机台成本的增加及工艺上的困难。因此，近年来，已知提出改善曝光 系统解析度的方法有偏轴式照明(off-axis illumination; OAI)法、相移光掩4莫 (phase shift mask; PSM)'法、光学冷卩近^f奮正(optical proximity correction;OPC ) 法以及湿浸式技术。其中，偏轴式照明法通过适当地使入射光掩模的曝光光线与光掩才莫平面 夹一角度，使曝光光线的第零阶绕射光不再呈垂直入射，进而聚焦深度(DOF) 便可增加，亦即在相同的数值孔径下提高解析度。相移光掩模法为在传统光掩模的图形上，选择性地在透光区加上透明但 能使曝光光线相位反转180度的相移层(Phase shifter),当光线经过两相邻 的图案时，由于其中一个图案有相移，使两相邻的光线的相位产生180度的 相位差，以有助于增加两相邻光线强度的相对变化，所以解析度可因而提高。光学邻近修正法乃是将绕射的效应考虑进去，为了补偿曝光后图形的失 真，通过修改光掩模上的图形，使产生绕射的曝光光线在叠加后能得到符合 实际要求的图形与尺寸。人'为通过流体介质后的波长；X为在空气中的波长；n为流体介质的折射率。 将光学透镜与光阻之间的空气介质以流体介质取代，然后利用光线通过流体 介质后所产生的缩短光源波长的现象，以提升其解析度。然而，上述已知改善解析度的方法皆须经由光学透镜聚焦于晶片上，是 故曝光光线仍会产生色散(dispersion)效应，所以曝光系统的解析度必然受限 于雷利准则，因此，如何克服色散效应，以进一步提升曝光系统的解析度， 实为业界^l力改善的目标。
技术实现思路
本专利技术的主要目的之一在于提供一种制作具有光子晶体的光掩模的方 法，以提升曝光系统的解析度。为达上述的目的，本专利技术披露一种。首先，提供一透 明基板，且在透明基板的一表面上覆盖一填充材料层。接着，图案化填充材 料层，以形成一填充图案层，且曝露出部分透明基板。接着，在透明基板与 填充图案层上形成一晶体材料层，使填充图案层之间填满晶体材料层。之后， 移除填充图案层上的晶体材料层，以在透明基板上形成一光子晶体图案层。 最后，移除填充图案层。本专利技术通过将光子晶体制作于光掩模上，以避免曝光光线受到投影透镜 模块所产生的色散效应的影响使曝光系统解析度受到限制。因此，不只可缩 减曝光系统中的投影透镜模块的支出成本，亦可提升曝光系统的解析度。附图说明图1至图8为本专利技术一优选实施例的示意图。 图9为本专利技术的光掩才莫应用于曝光工艺中的示意图。附图标记i兌明 12 光掩模 16投影图案 20掩模图案层 24第一填充图案层14 透明基板18 填充材料层22 第一方向26 晶体材料层28 第一光子晶体图案层 32第二光子晶体图案层 36第三光子晶体图案层40 第三填充图案层44 光子晶体30 第二填充图案层34 第二方向38 第四光子晶体图案层42 第四填充图案层46 晶片具体实施例方式图l至图8为本专利技术一优选实施例的制作光掩^^莫的方法示意图。首先， 如图1所示，提供一透明基板14,其中透明基板14包含有一投影图案16， 设于透明基板14的一表面。之后，在透明基板14相对于投影图案16的另 一表面上覆盖一填充材料层18，且填充材料层18的材料包括有机光阻材料 或无机光阻材料。然后，如图2所示，在填充材料层18上形成一掩模图案层20,其中形 成掩模图案层20可通过电子束(E-beam)光刻工艺，使掩模图案层20曝露出 的填充材料层18具有一相同于第一光子晶体图案的图案。在本实施例中， 此第一光子晶体图案由多条沿一第一方向22的长方形所构成，但本专利技术并 不限于此，而可根据所需的光子晶体的形状来加以调整。接着，如图2与图3所示，以掩模图案层20为掩模，图案化填充材料 层18,以形成一第一填充图案层24,使第一填充图案层24与掩模图案层20 具有相同图案，并且第一填充图案层24曝露出部分透明基才反14,而曝露出 的部分透明基板14亦具有相同于第一光子晶体图案的图案。其中，图案化 填充材料层18利用一蚀刻工艺，以干蚀刻工艺为优选，以避免位于掩模图 案层20下方的填充材料层18被蚀刻掉一部分而造成填充材料层18与掩模 图案层20不具有相同图案。此外，在图案化填充材料层18的步骤时为了使 掩模图案层20可作为掩模，填充材料层18对于掩模图案层20需具有高蚀 刻选择比，因此当填充材料层18的材料为有机光阻材料，例如Futurrex 公司所制作的型号NR7类型的材料等，掩模图案层20的材料则为一无机光 阻材料，例如硫化银(Ag2S)或硫化锗(GeS2)等，此无机光阻材料对有机光 阻材料具有高蚀刻选择比，但本专利技术并不限于此，填充材料层18与掩模图 案层20的材料亦可互换。之后，如图4所示，在透明基板14与掩模图案层20上形成一晶体材料5层26，使晶体材料层26填满第一填充图案层24间的第一光子晶体图案，且 覆盖于掩模图案层20上，其中晶体材料层26的厚度相同于第一填充图案层 24的厚度。值得注意的是，晶体材料层26的材料包括一金属材料，且形成 晶体材料层26的步骤可利用物理气相沉积或化学气相沉积等沉积工艺，但 本专利技术并不限于此。接着，如图4与图5所示，利用一剥离(lift-off)工艺，移除掩模图案层 20，并且同时移除位于掩模图案层20上的晶体材料层26，以在第一填充图 案层24间的透明基板14上形成一第一光子晶体图案层28。值得注意的是， 为了避免晶体材料层26在沉积时完全覆盖掩^t图案层20的侧壁，而造成剥 离工艺无法进行，掩模图案层20的厚度与第一填充图案层24的厚度可在晶 体材料层26的厚度相同于第一填充图案层24的厚度的条件下作相对应的调 整，例如掩模图案层20的厚度远大于第一填充图案层24时，由于晶体材 料层26的厚度相同于第一填充图案层24且小于掩模图案层20的厚度，因 此晶体材料层26不会完全覆盖掩模图案层20的侧壁。然后，如图6所示，重复上述形成第一光子晶体图案层28的步骤，在 第一光子晶体图案层28上形成一第二填充图案层30以及一设于第二填充图 案层30间的第二光子晶体图案层32，其中第二光子晶体图案层32的材料与 第一光子晶体图案层28的材料相同，且第一填充图案层24的材料与第二填 充图案层30的材料亦为相同。此外，第二光子晶体图案层32具有第二光子 晶体图案，且第二光子晶体图案由多条沿第二方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制作光掩模的方法，其特征在于包括：　　　　提供一透明基板，且于该透明基板的一表面上覆盖一填充材料层；　　　　图案化该填充材料层，以形成一填充图案层，且曝露出部分该透明基板；　　　　在该透明基板与该填充图案层上形成一晶体材料层，并使该填充图案层之间填满该晶体材料层；　　　　移除该填充图案层上的该晶体材料层，以在该透明基板上形成一第一光子晶体图案层；以及　　　　移除该填充图案层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林佳蔚，黄登烟，
申请(专利权)人：南亚科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]