【光刻百科】【硬掩模，Hard Mask】

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硬掩模(Hard Mask)是一种通过CVD(Chemical Vapor Deposition, CVD)生成的无机薄膜材料。

硬掩模(Hard Mask)是一种通过CVD(Chemical Vapor Deposition, CVD)生成的无机薄膜材料。其主要成分通常有TiN、SiN、SiO2等。硬掩模主要运用于多重光刻工艺中，首先把多重光刻胶图像转移到硬掩模上，然后通过硬掩模将最终图形刻蚀转移到衬底上[1] 。

硬掩模在工艺中运用：双重光刻(LELE)工艺中的双沟槽光刻技术、双线条光刻技术；三重光刻(LELELE)技术；自对准的双重成像技术(Self-aligned Double Patterning, SADP)等[1]。

图1 双沟槽光刻工艺流程示意图(使用暗场掩模版和正性光刻胶)

以下就简单介绍硬掩模在双重光刻工艺中的双沟槽光刻技术中的运用。双沟槽光刻技术是指每次光刻和刻蚀的过程是在硬掩模上产生沟槽。图1显示了双沟槽光刻技术的工艺流程。首先，硬掩模层(如SiN)被沉积在衬底上。光刻胶材料(PR/BARC)被旋涂在硬掩模之上。第一次光刻之后，在光刻胶上形成沟槽密度为设计时一半的图形，即占空比(沟槽与线条比值)为1:3。之后采用刻蚀工艺将图形转移到硬掩模层。剥离残余光刻胶之后，做第二次光刻。第二次光刻可以使用不同的光刻材料。第二次光刻的图形，同样通过刻蚀被转移到硬掩模上。最后，把硬掩模上的图形刻蚀到衬底上[1]。图2和图3是氧化硅硬掩模在负性光刻和正性光刻中的应用示意图[2]。

图2 负性光刻

图3 正性光刻

参考文献：

[1] 韦亚一．超大规模集成电路先进光刻理论与应用．北京：科学出版社，2016.5，443-490

[2] MichaelQuirk. Julian Serda．半导体制造技术．北京：电子工业出版社，2015.6，314-315