[发明专利]制作光掩模的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制作光掩模的方法，尤指一种制作具有提升曝光系统解析度的光掩模的方法。

背景技术

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(exposureprocess)，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’sCriterion)，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、相移光掩模(phase shift mask；PSM)法、光学邻近修正(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模平面夹一角度，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。

湿浸式技术乃是根据光线通过不同介质会有不同的波长的原理λ′＝λ/n，λ′为通过流体介质后的波长；λ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，实为业界极力改善的目标。

发明内容

本发明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，本发明披露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。

本发明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为本发明一优选实施例的制作光掩模的方法示意图。

图9为本发明的光掩模应用于曝光工艺中的示意图。

附图标记说明

12  光掩模                14    透明基板

16  投影图案              18    填充材料层

20  掩模图案层            22    第一方向

24  第一填充图案层        26    晶体材料层

28  第一光子晶体图案层    30    第二填充图案层

32  第二光子晶体图案层    34    第二方向

36  第三光子晶体图案层    38    第四光子晶体图案层

40  第三填充图案层        42    第四填充图案层

44  光子晶体              46    晶片

具体实施方式