[发明专利]光掩膜

说明书

本发明涉及一种用于制造半导体器件的光掩模，特别涉及一种能防止暴光时在光刻胶(光致抗蚀剂)膜图形上出现因在待刻图层凹陷倾斜表面产生无规则的光反射而导致的残缺现象的光掩模。

随着半导体器件集成度的增大，使得用于连接上、下导线的接触孔及接触孔周围的布线间的间隔变窄。而且集成度的增大又导致径深比(即接触孔的直径与深度之比)的变大

当在径深比大的接触孔上深敷导电支时，在导电层与接触孔重叠的表面上会形成大的凹陷。当在导电层上涂敷光刻胶膜的情况下进行暴光工艺时，透过光刻胶膜的光会在导电层的凹陷表面部位发生无规则的反射。结果是即使光刻胶膜的不要求暴光部位也被暴了光。当将暴了光的光刻胶膜显影后，会出现光刻胶膜图形的侧壁被局部去掉的残蚀现象。

图1是半导体器件的常规结构的包括在光刻胶膜图形上出现残蚀现象的平面图。当在半导体衬底1上淀积一上层时，由于位于该上层之下的半导体衬底结构的断面形状，会在上层形成凹陷3。在上层之上形成光刻胶膜图形2使上层构图时，在光刻胶膜图形2邻近凹陷3的部位会出现残蚀现象。在严重的情况下，会切断光刻胶膜图形。这种残蚀现象是指，甚至在要保留的部位，由于透过光刻胶膜的光会在上层凹陷表面部位发生无规则反射而导致在光刻胶膜的部位不希望有的暴光，未按要求地去掉了光刻胶膜。

现在结合图1A和2B所示的制造半导体器件的方法详细描述这种在光刻胶膜出现的残蚀现象。两图均是沿图1的II—II线的剖面图。

根据所示的方法，首先在半导体衬底11上形成一下层图形15，如图2A所示。在所得到的结构上形成与该结构预定部位相重合的中间层图形16，因而露出该半导体衬底11的预定部位。然后在所得到的结构上淀积一预定厚度的上层17，例如金属层。在上层17上涂敷一正光刻胶膜18。此后，使用包括石英衬底的由铬图形形成的光掩模20，使光刻胶膜18暴光。因为在位于未设置下层图形15和中间层图形16的区域的上方，上层17的表面部位形成了凹陷，在暴光过程中，使透射光刻胶膜的光被上层17的邻近凹陷的倾斜表面部位无规则地反射，如图2A所示。结果在不打算暴光的部位使光刻胶膜18暴了光。

此后，进行显影以去掉光刻胶膜18的暴光部分，形成光刻胶膜图形18A，如图2B所示。参照图2B，可以发现，未按要求地去掉了光刻胶膜图形18A的内侧部位，即出现了残蚀现象。

随后，腐蚀上层17的裸露部位，形成上层的图形。因为上层图形的形状与意外残蚀的光刻胶膜图形相同，使上层图形的宽度小于预定宽度。结果会使电阻增大，在严重的情况下，会出现断路。

换言之，因为上层在由于下层而形成台阶的区域有严重倾斜表面部位，当为形成上层图形暴光时，使光刻胶膜的非暴光部位未按要求地被上层倾斜表面反射的光暴光。这种现象在由高反射率金属制成的反射表面尤为严重。

图3是又一种包括在光刻胶膜图形出现残蚀现象的半导体器件的常规结构平面图。在图3中，对应于图1的各部件用相同的标号代表。在一半导体衬底1上淀积一上层。由于位于该上层之下的半导体衬底结构的断面形状，使得在上层形成凹陷3。当在上层上形成光刻胶膜图形2，使上层构成图形时，在光刻胶膜图形2邻近凹陷3的部位出现残蚀现象。在严重的情况下，会切断光刻胶膜图形2。换言之，即使在显影过程中要保留的部位也未按要求地去掉了光刻胶膜。那是因为透射光刻胶膜的光被上层凹陷表面部位无规则地反射，在光刻胶膜的该部位引起的未按要求地暴光所致，如参照图1所述。

现在参照图4A和图4B所示的制造半导体器件的方法，详细描述在光刻胶膜上发生的这种残蚀现象，两图均为沿图3的III—III线的剖面图。图4A和4B所示的结构基本上与图2A和2B所示相同，只是光刻胶膜的部位由于光掩模的位置偏移而偏移。在图4A和4B中，各个与图2A和2B中相对应的部件均以相同的标号代表。

根据本方法，首先在半导体衬底11上形成一下层图形15，如图4A所示。然后在所得到的结构上形成与该结构预定部位相重合的中间层图形16，因而露出半导体衬底11的预定部位。在所得到的结构上，淀积一预定厚度的上层17，例如金属层。然后在该上层17上涂敷一正光刻胶膜18。此后，用包括石英衬底的由铬图形形成的光掩模20使光刻胶胶膜18暴光。因为在位于未设置下层图形15和中间层图形16的区域的上方，在上层17的表面部位出现了凹隐，甚至在非暴光部位，使光刻胶膜18在暴光过程中被透射光刻胶膜又被邻近凹陷处上层17的倾斜表面部位反射的光暴光，如图4A所示。