[发明专利]光掩膜层及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种光掩膜层及其形成方法。

背景技术

在半导体制造中，在刻蚀前通常需要在待刻蚀的膜层上形成光掩膜层，然后利用光刻工艺在光掩膜层中形成开口，所述开口将膜层要进行刻蚀去除的位置暴露，将其余位置保护，从而在刻蚀后就得到了刻蚀图形，然后将光掩膜层去除即可。

但是传统方法形成的光掩膜层通常仅包括光刻胶层(PR)，在进行光刻中的曝光步骤时，入射光线经光掩膜版进入光刻胶层，在光刻胶层中形成图案，一部分入射光线在光刻胶层和光刻胶层下的待刻蚀膜层界面处被反射回光刻胶层，另一部分入射光线进入待刻蚀膜层，当衬底反光性很强时，如金属、多晶硅，则入射光线被待刻蚀层和衬底的界面反射进入待刻蚀膜层，然后经过折射进入光刻胶层。如图1所示，入射光线S1经光刻胶层10到达光刻胶层10与待刻蚀膜层20的交界面，分解成为反射光线S2和折射光线S3，由于衬底30具有强反射性，折射光线S3重新反射回到光刻胶层10，即光线S4，光线S2、S4频率相同，当二者的光程差满足入射光线S1半波长的整数倍时，发生薄膜干涉，出现干涉增强区和削弱区，显影时就会出现驻波效应或其他的光反射效应，降低了显影时图案的分辨率，造成CD损失。在IC线宽由0.35um缩小到0.13un或90mn、65nm及32nm后，CD损失的控制就愈发重要，因此必须消除驻波效应。

例如在申请号“200510111415”的专利文献中公开了一种“半导体抗反射层的制作方法”，该方法通过在光刻胶层10下层形成有机防反层15，如图2所示：有机防反层(ARC)15与PR10具有相同的折射率和消光系数，入射光直接经PR10进入ARC15，在二者的界面基本不发生反射，当入射光进入ARC15和待刻蚀膜层20后，到达待刻蚀膜层20与衬底30的界面后，反射进入ARC15，反射光全部被ARC15吸收，因此不会存在上述所说的驻波效应。

还有一种传统方法是通过在PR下层形成DARC(dielectric ARC，SION)film，如图3所示：入射光线S1在PR10与SION16的界面分解成反射光线S5和折射光线S6，而折射光线S6被衬底30再次反射回到PR10中，即反射光线S7，由于反射光线S5、S7同频率，不同相位，调整SION层16的厚度，使得两束反射光线S5、S7的光程差为半波长的奇数倍，则二者产生干涉相消，因此不会产生驻波效应，降低了反射光对曝光工艺的影响。

上述两种方法虽然都能够消除驻波效应，但是也各有缺点：

1、有机防反层：有机物悬徐在衬底表面，受衬底形貌影响较大，无法满足PR对制程平坦化的需求，因此这种方法逐渐淡出IC制程。

2、DARC film：SiON层厚度、折射率及消光系数的变化，都会对曝光条件产生影响，而目前CVD的制程控制还无法有效监控SiON膜层性质的变化对photo CD的影响，因此这种方法也存在巨大的缺陷。

发明内容

本发明解决的技术问题是提高光掩膜层的曝光效果。

为了解决上述问题，本发明提供了一种光掩膜层的形成方法，包括步骤：

提供半导体基底，其包括衬底，及位于衬底上的待刻蚀膜层；

在所述待刻蚀膜层上形成全反膜；

在所述全反膜上形成光刻胶层，所述全反膜朝向光刻胶层的表面为透射面，所述全反膜朝向待刻蚀膜层的表面为反射面。

优选的，所述透射面为光线从光刻胶层的方向入射，并进入全反膜的表面；所述反射面为光线从待刻蚀膜层的方向入射全反膜，并被反射回待刻蚀膜层的表面。

优选的，在所述半导体基底上形成全反膜的方法为CVD或PVD。

优选的，所述全反膜的材料为碳硅化合物。

优选的，CVD方法形成全反膜的反应原料包括硅烷及碳氢化合物。

优选的，CVD方法形成全反膜的参数为：腔室压力为1Torr～10Torr，射频电压功率150W～1000W，频率100KHZ～13.56MHZ。

优选的，所述全反膜的厚度为100埃-1000埃。

相应的，本发明还提供了一种光掩膜层，其包括：

衬底，位于衬底上的待刻蚀膜层，位于待刻蚀膜层上的全反膜，位于全反膜上的光刻胶层，所述全反膜朝向光刻胶层的表面为透射面，所述全反膜朝向待刻蚀膜层的表面为反射面。

优选的，所述全反膜的材料为碳硅化合物。

优选的，所述全反膜的厚度为100埃～1000埃。

与现有技术相比，本发明主要具有以下优点：