硬掩模

硬掩模(Hard Mask)是一種通過CVD(Chemical Vapor Deposition, CVD)生成的無機薄膜材料。其主要成分通常有TiN、SiN、SiO2等。硬掩模主要運用於多重光刻工藝中，首先把多重光刻膠圖像轉移到硬掩模上，然後通過硬掩模將最終圖形刻蝕轉移到襯底上 ^[1]  。

硬掩模在工藝中運用：雙重光刻(LELE)工藝中的雙溝槽光刻技術、雙線條光刻技術；三重光刻(LELELE)技術；自對準的雙重成像技術(Self-aligned Double Patterning, SADP)等 ^[1]  。

圖1 雙溝槽光刻工藝流程示意圖(使用暗場掩模版和正性光刻膠)

以下就簡單介紹硬掩模在雙重光刻工藝中的雙溝槽光刻技術中的運用。雙溝槽光刻技術是指每次光刻和刻蝕的過程是在硬掩模上產生溝槽。圖1顯示了雙溝槽光刻技術的工藝流程。首先，硬掩模層(如SiN)被沉積在襯底上。光刻膠材料(PR/BARC)被旋塗在硬掩模之上。第一次光刻之後，在光刻膠上形成溝槽密度為設計時一半的圖形，即佔空比(溝槽與線條比值)為1:3。之後採用刻蝕工藝將圖形轉移到硬掩模層。剝離殘餘光刻膠之後，做第二次光刻。第二次光刻可以使用不同的光刻材料。第二次光刻的圖形，同樣通過刻蝕被轉移到硬掩模上。最後，把硬掩模上的圖形刻蝕到襯底上 ^[1]  。圖2和圖3是氧化硅硬掩模在負性光刻和正性光刻中的應用示意圖 ^[2]  。

圖2 負性光刻

圖3 正性光刻