光刻胶掩模及其制作方法 【技术领域】
本发明涉及制作微细光刻图形所用的光刻掩模及其制作方法，尤其涉及一种用光刻胶膜层作为掩蔽层构成的光刻胶掩模和该掩模的制作方法。
背景技术
目前广泛使用的光刻掩模是用铬膜层作为掩蔽层的铬掩模，例如在长沙韶光微电子总公司匀胶铬版厂印制的韶光产品手册第二分册“匀胶铬版”(1993年4月)中对铬掩模的制作工艺和参数有详细介绍。铬掩模的制作需要采用镀膜工艺，在透明基片上蒸镀金属铬的膜层。这种方法存在所需镀膜设备昂贵，镀膜工艺复杂，制作周期长，成本造价高的缺点。加之为了在铬膜层上形成图形，还需要事先在铬膜层上均匀涂敷一层光刻胶，制成“匀胶铬版”。再在匀胶铬版的光刻胶层上曝光图形，显影后形成光刻胶图形，再以光刻胶图形为掩蔽，在铬膜层上腐蚀掉所需图形之外多余的铬，去掉光刻胶后，铬膜层上留下所需的图形，得到有图形的铬掩模。这里还有一个问题，就是这些被腐蚀冲洗排出地铬将对环境造成污染。
【发明内容】
本发明的技术解决问题是：提供一种没有铬膜层的结构简单，制作容易，成本低，不会对环境造成污染的光刻胶掩模及该掩模的制作方法。
本发明的技术解决方案是：光刻胶掩模，其特征在于：包括透明基片和其上均匀涂敷的光刻胶膜层。
制作上述光刻胶掩模的方法包括下述步骤：
(1)根据曝光波长选择玻璃或石英等材料制作透明基片；
(2)利用一种类型的光刻胶对不同波长的入射光具有不同的透过率的特性，在多种类型的光刻胶中，选用对实际采用的曝光波长透过率低的一类光刻胶制作掩蔽层；
(3)将选用的光刻胶分别按不同的厚度用匀胶机均匀涂敷在几块实验基片上，再测量每块匀胶基片对入射光的透过率，从中选择透过率在5％以内的匀胶基片上的光刻胶膜层的厚度为可用厚度，一般选择较小的可用厚度值为确定的实际厚度值；
(4)用匀胶机在正式基片上按实验确定的光刻胶膜层的实际厚度值均匀涂敷所选用的光刻胶，形成光刻胶版；
(5)对光刻胶版进行曝光，显影等工艺处理后，制成有图形的实用光刻胶掩模。
本发明与现有技术相比具有以下优点：由于本发明采用的光刻胶膜层同时起传统铬掩模的铬膜层和铬膜层上需要均匀涂敷的光刻胶层的作用，因此光刻胶掩模的结构非常简单。在制作设备和工艺上，光刻胶掩模只需采用普通的匀胶机和匀胶工艺，节省了铬掩模制作所需用的昂贵的镀膜设备和复杂的镀膜工艺，使设备成本降低，制作工艺简化，制作周期缩短，生产效率提高。在掩模图形制作上，光刻胶掩模曝光以后只需经过显影就得到图形掩模，省去了铬掩模图形制作中，曝光后还需要的腐蚀铬和去胶等工艺，使图形制作工艺简单。在制作成本上光刻胶掩模比铬掩模低得多。并且由于光刻胶掩模不用“铬”，所以在制作工艺中不会对环境造成“铬”污染。因此，光刻胶掩模所具有的主要特点是：结构简单，工艺简单，制作周期短，成本低，不产生铬污染。
【附图说明】
图1是现有技术采用的铬掩模的“匀胶铬版”的结构示意图；
图2是用现有技术匀胶铬版制作掩模图形的主要工艺流程图；
图3本发明光刻胶掩模的“光刻胶版”的结构示意图；
图4是本发明用光刻胶版制作掩模图形的主要工艺流程图。
【具体实施方式】
如图1所示，现有技术的结构为在透明基片上均匀蒸镀一层铬作为掩蔽层，再在铬层上均匀涂敷一层光刻胶用于曝光图形。
如图3所示，本发明的结构是在透明基片上直接均匀涂敷一层选用的光刻胶作为掩蔽层，同时这层光刻胶也用于曝光图形。从图1和图3可见，光刻胶版省去了普通匀胶铬版中的铬膜层，结构非常简单。光刻胶版的制作只需采用普通匀胶机和常用的匀胶工艺，而不需要采用匀胶铬版制作所需的镀膜机和复杂的镀膜工艺。
如图2所示，现有技术制作掩模图形工艺过程是，首先用激光直写等图形产生装置在光刻胶膜层上曝光图形，经显影后，在光刻胶膜层上形成图形，再以光刻胶膜层为掩蔽层，在铬膜层上腐蚀掉多余的铬，最后去掉已经无用的光刻胶膜层，形成所需的铬掩模图形。
如图4所示，本发明制作掩模图形的工艺过程是，用激光直写等图形产生装置在光刻胶膜层上曝光图形，经显影后，在光刻胶膜层上就形成最终所需的掩模图形。从图2和图4可以看出用光刻胶版制作掩模图形省去了用普通匀胶铬版制作掩模图形中的腐蚀铬和去胶等工艺。因此，用光刻胶版制作掩模图形的工艺非常简单。
本发明的一个典型实施例，是制作深紫外KrF准分子激光(波长为248纳米)光刻用的掩模，该掩模包括透明石英基片和均匀涂敷在其上的光刻胶膜层。该光刻胶膜层的厚度满足对入射光的透过率在5％以内的条件。
该掩模的制作步骤如下：
首先，选择能够透过该准分子激光的石英透明片制作掩模的基片，然后，根据曝光波长选用S1400-17型光刻胶作为石英基片上的掩蔽层，再经实验确定应均匀涂敷的光刻胶膜层厚度为500纳米以上时，光刻胶膜层对该准分子激光的透过率可在5％以内，实际制作了膜层厚度为550纳米的光刻胶掩模。按此厚度在石英基片上用匀胶机均匀涂敷S1400-17型光刻胶，形成光刻胶版。用激光直写法按照设计的掩模图形对光刻胶版上的光刻胶膜层进行曝光，再经显影等工艺处理后，做成光刻用的有图形的光刻胶掩模。
将此光刻胶掩模用于KrF准分子激光缩小投影光刻装置中实际进行光刻曝光，采用数值孔径为0.29，设计分辨力为0.5微米的投影物镜，光刻得出了线宽为0.5微米的图形，达到了投影物镜的设计指标。为了进行对比，还用相同图形的铬掩模，在上述相同的光刻系统中做了相同的光刻实验，得到了相同的实验结果。
实施例说明采用本发明公开的光刻胶掩模得到了与采用普通铬掩模相同的光刻分辨力结果。