CN101846874A

CN101846874A - 带有通孔的x射线光刻掩模

Info

Publication number: CN101846874A
Application number: CN200910080919A
Authority: CN
Inventors: 谢常青; 马杰; 朱效立; 刘明; 陈宝钦; 叶甜春
Original assignee: Institute of Microelectronics of CAS
Current assignee: Institute of Microelectronics of CAS
Priority date: 2009-03-25
Filing date: 2009-03-25
Publication date: 2010-09-29

Abstract

本发明公开了一种带有通孔的X射线光刻掩模，包括：一支撑框架，其具有平滑的上表面，用于固定和支撑带有通孔的薄膜；一层带有通孔的薄膜，位于该支撑框架平滑的上表面；以及一组粘附在带有通孔的薄膜之上的吸收体。利用本发明，在抽真空时，通过所述一个或者多个通孔可以有效地排出掩模和衬底之间的残余气体，从而保持掩模和衬底之间的较小空隙。这样一方面防止气体膨胀造成的掩模破裂，另一方面，减小曝光间隙有利于获得比较好的曝光效果。

Description

带有通孔的X射线光刻掩模

技术领域

本发明涉及半导体技术中的微细加工技术领域，更具体地，涉及一种在X射线光刻技术中使用的掩模。

背景技术

光刻技术是制造微电路、微结构、微机电系统、微型光学器件的重要手段。在光刻技术中，光刻的分辨率受到光的衍射作用的影响，因此，所使用的光的波长越短，衍射的影响越小，可以达到越高的分辨率。

X射线的波长远远小于紫外光，因此，X射线光刻中光的衍射效应弱，分辨率高。另外，X射线还具有穿透性强、反射弱的特点，因此，X射线光刻可用于厚光刻胶的曝光，并且不存在入射光与反射光相干涉产生驻波等问题。

目前，X射线光刻所使用的掩模大多是完整的薄膜，在接触式X射线光刻中，掩模与衬底处在互相压紧的位置关系。尽管如此，掩模和衬底之间仍有无法避免的空隙，空隙中存在一定量的空气。X射线曝光在真空腔中进行，当对曝光腔进行抽真空时，由于掩模外表面的压强减小，掩模和衬底之间的空气将膨胀。掩模所用的薄膜两侧所受到的压力将失去平衡，使得薄膜发生形变。这种形变有以下的不良后果：

一方面，对于硬质的薄膜，有可能发生破裂，而对于柔性薄膜，则可能被拉伸至失去弹性，产生永久性损伤；

另一方面，由于薄膜形变，掩模和衬底之间的空隙加大，从而使得X射线光刻的分辨率变差。

现有的技术无法很好的解决这个问题，因此X射线光刻的分辨率潜能不能得到完全的发挥。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的主要目的是提供一种带有通孔的X射线光刻掩模，以防止由于空气的膨胀引起掩模的薄膜发生形变，进而防止损坏掩模，提高X射线光刻的分辨率。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种带有通孔的X射线光刻掩模，包括：

一支撑框架，其具有平滑的上表面，用于固定和支撑带有通孔的薄膜；

一层带有通孔的薄膜，位于该支撑框架平滑的上表面；以及

一组粘附在带有通孔的薄膜之上的吸收体。

上述方案中，所述支撑框架为硬质的体材料。所述硬质的体材料为硅、玻璃或者钢。

上述方案中，所述薄膜的材料是氮化硅、碳化硅或者聚酰亚胺。

上述方案中，所述通孔位于所述薄膜表面粘附吸收体之外的区域。通孔的形状为圆形、椭圆形或者多边形。通孔的直径在0.5mm至2mm之间。通孔采用针刺、离子刻蚀、或者激光烧蚀的方法制得。

上述方案中，所述吸收体的材料为金。金吸收体的厚度至少为300纳米。

(三)有益效果

由于目前普通的X射线光刻掩模的薄膜是完整的一片薄膜，容易将掩模和衬底之间残留的空气封闭在内，从而在抽真空时使得掩模发生形变。利用本发明提供的带有通孔的X射线光刻掩模，其薄膜上具有一个或者多个通孔，掩模和衬底之间在装载时所残留的空气，很容易在抽真空时从通孔中逸出。这样，可以防止由于所述空气的膨胀引起掩模的薄膜发生形变，从而可以防止损坏掩模，也可以提高X射线光刻的性能(如分辨率)。

附图说明

为了更进一步说明本发明的内容，以下结合附图及实施例子，对本发明做详细描述：

图1是依照本发明实施例的带有通孔的X射线光刻掩模的剖视图；

图2是依照本发明的实施例的带有通孔的X射线光刻掩模的中心区域的立体图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

下面参照图1和图2，对本发明的具体实施方式进行详细说明。

图1是依照本发明实施例的带有通孔的X射线光刻掩模的剖视图。其中101是根据本发明的X射线掩模的支撑框架。该框架由硅构成，框架为圆环形，框架的外直径为50毫米，框架的内直径为10毫米，通过对完整的硅片的中央区域进行腐蚀可以形成该框架。102是根据本发明的X射线掩模的薄膜，该薄膜由聚酰亚胺材料构成，该薄膜的厚度为1微米。103是根据本发明的X射线掩模的吸收体，该吸收体由金构成。吸收体的厚度为400纳米。104A和104B是根据本发明的X射线掩模的薄膜上的通孔中的两个，通孔的形状为圆形，通孔采用激光烧蚀形成，每个通孔的直径为1毫米。

为了更好的显示本发明的实施例的结构，图2是依照本发明的实施例的带有通孔的X射线光刻掩模的中心区域的立体图，中心区域指的是实施例中支撑框架内半径之内的部分。其中202是根据本发明的X射线掩模的薄膜，该薄膜由聚酰亚胺材料构成，该薄膜的厚度为1微米。203是根据本发明的X射线掩模的吸收体，该吸收体由金构成。吸收体的厚度为400纳米。204A、204B、204C和204D是根据本发明的X射线掩模的薄膜上的通孔，通孔的形状为圆形，通孔采用激光烧蚀形成，每个通孔的直径为1毫米。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种带有通孔的X射线光刻掩模，其特征在于，包括：

一层带有通孔的薄膜，位于该支撑框架平滑的上表面；以及

一组粘附在带有通孔的薄膜之上的吸收体。

2.根据权利要求1所述的带有通孔的X射线光刻掩模，其特征在于，所述支撑框架为硬质的体材料。

3.根据权利要求2所述的带有通孔的X射线光刻掩模，其特征在于，所述硬质的体材料为硅、玻璃或者钢。

4.根据权利要求1所述的带有通孔的X射线光刻掩模，其特征在于，所述薄膜的材料是氮化硅、碳化硅或者聚酰亚胺。

5.根据权利要求1所述的带有通孔的X射线光刻掩模，其特征在于，所述通孔位于所述薄膜表面粘附吸收体之外的区域。

6.根据权利要求1所述的带有通孔的X射线光刻掩模，其特征在于，所述通孔的形状为圆形、椭圆形或者多边形。

7.根据权利要求1所述的带有通孔的X射线光刻掩模，其特征在于，所述通孔的直径在0.5mm至2mm之间。

8.根据权利要求1所述的带有通孔的X射线光刻掩模，其特征在于，所述通孔采用针刺、离子刻蚀、或者激光烧蚀的方法制得。

9.根据权利要求1所述的带有通孔的X射线光刻掩模，其特征在于，所述吸收体的材料为金。

10.根据权利要求9所述的带有通孔的X射线光刻掩模，其特征在于，所述金吸收体的厚度至少为300纳米。