[发明专利]一种用混合技术制作X光光刻掩模的方法

说明书

本发明涉及一种制作含有深亚微米金吸收体图形的X光光刻掩模的方法，特别是涉及一种在掩模基片上制作三层结构，通过特殊设计的常规光刻掩模的套准光刻和垂直定向刻蚀，采用常规电镀和在图形侧面覆盖金膜相结合的混合技术，制备含有深亚微米线宽的金吸收体图形的X光光刻掩模的方法。

现在，0.5μm以下的深亚微米线宽图形，在器件研究和制作中具有越来越重要的作用。X光光刻是大量复制生产这种图形的重要工艺，X光光刻掩模的制作是实施X光光刻的关键工艺之一。X光光刻掩模是由Si、Si₃N₄、SiC，金钢石等X光和光学透明薄膜和由其支撑的高0.6μm以上的金、钽、钨等重金属精细吸收体图形构成，由于这种精细图形具有大的高宽比，所以制作难度大。通常采用高分辨率电子束曝光机、生产精细的光刻胶原始图形，再用不同的方法转换成吸收体图形。通常图形转换有二种方法，一种是在制作好的支撑膜基片上淀积钽或钨的薄膜层，在其上用电子束机产生精细的光刻胶图形，再以这种图形作掩蔽，用垂直定向刻蚀方法转换成吸收体图形;另一种方法是在合格的基片上淀积过渡金属层和底金导电层，在其上用电子束机产生精细光刻胶图形，再用这种图形作电镀模子，在其上电镀出金吸收体图形。

上述二种制作精细吸收体图形的方法，需要采用复杂昂贵的高分辨率的电子束曝光机，因而投资大，制作成本高。

本发明的目的是在X光光刻掩模图形的制作中，避免采用高分辨率电子束曝光机，而采用一种投资少、制作成本低的混合技术，提供一种制备含有深亚微米线宽吸收体图形的实用器件的X光光刻掩模方法。

本发明的方法是通过下述方案实现的，在制备合格的X光和光学透明支撑膜及电镀导电层基片上，制备三层结构，通过特殊设计的常规光刻掩模版的套准光刻和垂直定向刻蚀，采用常规电镀和在图形侧面覆盖金膜相结合的混合技术，制备含有深亚微米线宽吸收体图形的实用器件的X光光刻掩模版。主要步骤是：a、设计和制作特殊的常规光刻掩模版，使用1-2块主掩模，其图形设计原则是，对互连线、引线点、对准标记等常规光刻分辨率范围以内的粗线条图形，其尺寸和位置，按实际使用的情况设计;对于深亚微米图形，把它设计成在一种特殊设计的常规光刻分辨率范围内的附加图形边界上，另外再设计必要的附加掩模版。b、在基片上制备X光和光学透明支撑膜和背面抗腐蚀窗口。c、在支撑膜上制备过渡金属层和底金导电层，并且在其上制备有机底膜层，无机中间层和常规光刻胶顶层的三层结构。d、用含常规粗线条图形的主掩模版，光刻出顶胶层图形，并用选择性垂直定向刻蚀方法，将其转换为具有垂直侧面的有机底膜层图形，接着用常规电镀方法，在窗口图形上电镀厚0.7μm以上的金层。e、用含特殊设计附加图形的另一主掩模版，在基片上套准和光刻出图形，并用选择性垂直定向刻蚀方法，把它转化为具有垂直侧面有机底层膜图形，然后在图形侧面覆盖一层厚度与所需深亚微米图形宽度相等的金膜。f、用附加掩模版套准光刻不需要的侧面覆盖金膜部分图形窗口，并且用湿法除去这部分金膜。g、用干法或湿法除去基片上保留的无机中间层和有机底膜层，再用离子束刻蚀除去图形外的导电底金层和过渡金属层。h、对基片背面窗口进行腐蚀、除去基片材料、得到由支撑膜支撑的含深亚微米吸收体图形的X光光刻掩模。

通过参照附图来详细地说明本发明的最佳实施例，本发明的上述目的以及其它优点就会更加明显，这些附图是：

图1-1至图1-3是第一套特殊设计的常规光刻刻掩模版图。

图2-1至图2-9是工艺流程图，左边是剖面图，右边的是平面图。

图3-1至图3-3是第二套特殊设计的常规光刻掩模版图。

图4是制成的第二套X光掩模版平面图，

实施例1

实施例1是涉及用混合技术制作微波低噪声场效应器件栅极的X光光刻掩模版的方法。

短沟道的微波场效应器件的源漏和栅极引线的图形一般较粗，只有栅极要求深亚微米图形。实施例1要求制作的X光光刻掩模版为一条与栅极引出点相连的深亚微米栅极图形。根据使用要求，设计出三个可套准的常规光刻掩模版，如图1-1到图1-3所示。其中图1-1为栅极引线点图形掩模版，图中101为引线图形窗口，其尺寸和位置与X光版相同;图1-2为含特殊设计附加图形掩模版，附加图形边界102为深亚微米栅所处的位置;图1-3为除去不需要部分侧面金膜窗口的附加掩模，图中103为要除去部分的窗口。

图2-1至图2-9为本发明方法的掩模加工的工艺流程图，参照该流程图，具体说明如下：