常見的相位移光罩種類

相位移光罩常見的種類有：1.交替式相位移光罩(Alternating Phase-Shifting Mask, Alt-PSM) ， 2. 外 架 型 相 位 移 光 罩 (Outrigger Phase-Shifting Mask) ［22］，3. 無鉻膜式相位移光罩(Chrome-less Phase-Shifting Mask) ［23］，4.邊緣型相位移光罩(Rim Phase-Shifting

Mask) ［24］，5.衰減式相位移光罩(Attenuating Phase-Shifting Mask, Att-PSM) ［25］，表 2.1 列出常見的相位移光罩類型及其應用。

表2.1 常見的相位移光罩類型及其應用

種類 別稱 效果 可引用之處

交替式相位移光罩 Alternating PSM

Alt-PSM Levenson PSM Strong PSM

Strong Dense Lines Dense Spaces

外架型相位移光罩 Outrigger PSM

Sub-resolution

Additional Aperture Weak Isolated Features

無鉻膜式相位移光罩 Chrome-less PSM

Phase-edge Chrome-less

Un-attenuated Strong Narrow Lines

邊緣型相位移光罩

Rim PSM Weak Contacts,

Isolated Features

衰減式相位移光罩 Attenuating PSM

Att-PSM Half-tone PSM Leaky-chrome PSM Embedded PSM

Weak Contacts Isolated Features

1. 交替式相位移光罩(Alternating Phase-Shifting Mask, Alt-PSM) 交替式相位移光罩為 Levenson 等人所發明，主要在鉻膜圖案 (Chrome Feature)間加入相位移層(Shifter)材料，藉由相位移層材料使 得入射光產生 180 度的相位差，降低繞射所引起的干涉效應，使得 鉻膜圖案邊界的對比提高。加入相位移層材料可能使得相位移層之 圖案被定義在光阻上，但現今已有許多方法可以解決此問題，圖2.10 為其中一種解決方式，此種方式不另外使用相位移層材料，而是直

接蝕刻石英(Quartz)基材，利用石英基材厚度的改變來達到相位反相 的目的。

Quartz Cr/CrOx Photoresist

Dry etch

Resist coating

Development

Dry etch

Wet etch

Resist Strip Exposure &

Development

Resist Strip

Alignment &

exposure

圖 2.10 交替式相位移光罩製作之方法

2. 外架型相位移光罩(Outrigger Phase-Shifting Mask)

圖 2.11 為外架型相位移光罩的示意圖，此種光罩適用於獨立的 圖案(Isolated Features) ［20］。

Glass Chrome Phase Shifter 圖2.11 外架型相位移光罩的示意圖

3. 無鉻膜式相位移光罩(Chrome-less Phase-Shifting Mask)

無鉻膜式相位移光罩的原理是利用石英作為相位移層材料取代 鉻膜來定義圖案輪廓，此外，由於反相干涉，相位移層材料的邊緣 會形成暗線，當相位移層材料的圖形寬度小於可解析距離時，在兩 邊形成的暗線會結合成一條，就如同一條鉻膜形成的線一般。圖2.12 為ASML 公司提出的 Chromeless Phase Lithography (CPL™ )技術。

圖2.12 Chromeless Phase Lithography (CPL™ )技術(Courtesy of ASML)

4. 邊緣型相位移光罩(Rim Phase-Shifting Mask)

圖 2.13 為邊緣型相位移光罩的示意圖，此種光罩適用於接觸洞 (Contact Hole)及獨立的圖案(Isolated Features) ［20］。

Glass Chrome

Phase Shifter Glass

Chrome

Phase Shifter 圖2.13 邊緣型相位移光罩的示意圖

5. 衰減式相位移光罩(Attenuating Phase-Shifting Mask, Att-PSM) 衰減式相位移光罩又稱為減光型相位移光罩或半透(Halftone)型 相位移光罩，主要使用於接觸洞(Contact Hole)［26］。若依其形式 可分為單層、雙層與多層三種［27］［28］［29］，如圖 2.14 所示。

Glass Half Tone Chrome Phase Shifter 雙層式 Multi Layer Shifter

I at wafer E at wafer

Glass Chrome Phase Shifter

BIM Att-PSM

圖2.15 傳統光罩(BIM)與衰減式相位移光罩(Att-PSM)之比較

Quartz MoSiON

Cr/CrOx Photoresist

Resist coating Alignment exposure

Exposure &

Development

Resist Strip Dry etch

Development

Wet etch

Resist Strip

圖2.16 目前較常使用的衰減式相位移光罩之製作方法