CN103412463A

CN103412463A - 掩膜版及其制造方法

Info

Publication number: CN103412463A
Application number: CN2013103804768A
Authority: CN
Inventors: 朱桂林; 高国华
Original assignee: Nantong Fujitsu Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Nantong Fujitsu Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2013-08-27
Filing date: 2013-08-27
Publication date: 2013-11-27

Abstract

一种掩膜版及其制造方法，所述掩膜版包括：透明基板；位于所述透明基板上的图形化遮光层，所述图形化遮光层具有露出透明基板的开口；所述开口至少分为第一开口单元和第二开口单元，所述掩膜版上对应所述第一开口单元的区域为第一透光区域、对应所述第二开口单元的区域为第二透光区域，所述第一开口单元底部露出透明基板，所述第二透光区域的透光率小于所述透明基板的透光率。利用该掩膜版可以在光阻层上对应掩膜版透光区域的位置形成上表面高度不一致的光阻图形。

Description

掩膜版及其制造方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种掩膜版及其制造方法。

背景技术

掩膜版广泛地应用在半导体制造过程中，主要用于在曝光时对表面涂布有光阻的待曝光器件进行图形化遮挡，实现待曝光器件的选择性曝光。

如图1和图2所示，现有掩膜版1包括：透明基板2；位于透明基板2上的图形化遮光层3，图形化遮光层3具有露出透明基板2的开口4。掩膜版1上对应开口4的区域为透光区域。

如图3所示，利用掩膜版1对待曝光器件5上的光阻层（未图示）进行曝光，然后对光阻层进行显影，在光阻层上对应透光区域的位置（即对应开口4的位置）所形成光阻图形6的上表面高度一致。

然而，在某些特定的半导体工艺中，要求在光阻层上对应掩膜版透光区域的位置所形成光阻图形的上表面高度不一致。

因此，亟需研究一种新型掩膜版来解决上述问题。

发明内容

本发明要解决的问题是：利用现有掩膜版无法在光阻层上对应掩膜版透光区域的位置形成上表面高度不一致的光阻图形。

为解决上述问题，本发明提供了一种掩膜版，包括：透明基板；位于所述透明基板上的图形化遮光层，所述图形化遮光层具有露出透明基板的开口；

所述开口至少分为第一开口单元和第二开口单元，所述掩膜版上对应所述第一开口单元的区域为第一透光区域、对应所述第二开口单元的区域为第二透光区域，所述第一开口单元底部露出透明基板，所述第二透光区域的透光率小于所述透明基板的透光率。

可选的，所述第二开口单元底部覆盖有透光薄膜。

可选的，所述透光薄膜的透光率为40%至60%。

可选的，所述透光薄膜的材料为金属。

可选的，所述金属为铬，所述透光薄膜的厚度大于0、小于等于50nm。

可选的，所述第二开口单元下方的透明基板内掺杂有金属。

可选的，所述第二透光区域的透光率为40%至60%。

可选的，所述金属为铬。

在上述掩膜版的基础上，本发明还提供了一种掩膜版的制造方法，包括：

提供透明基板；

在所述透明基板上形成图形化遮光层，所述图形化遮光层具有露出透明基板的开口，所述开口至少分为第一开口单元和第二开口单元；

形成覆盖在所述图形化遮光层上方、填充在开口内的图形化光刻胶层，所述图形化光刻胶层露出所述第二开口单元下方的透明基板；

以所述图形化光刻胶层为掩模，对所述第二开口单元下方的透明基板进行遮光处理，以减小掩膜版上对应所述第二开口单元的区域的透光率；

进行所述遮光处理之后，去除所述图形化光刻胶层。

可选的，所述遮光处理为：在所述第二开口单元下方的透明基板上形成透光薄膜。

可选的，所述透光薄膜的材料为金属。

可选的，所述透光薄膜的形成方法为溅镀法。

可选的，所述遮光处理为：向所述第二开口单元下方的透明基板内注入金属。

可选的，所述注入金属的方法为离子注入。

可选的，去除所述图形化光刻胶层的方法为湿法刻蚀。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本技术方案的掩膜版包括：透明基板；位于透明基板上的图形化遮光层，图形化遮光层具有露出透明基板的开口，掩膜版上对应该开口的区域为透光区域，该透光区域至少包括第一透光区域和第二透光区域，所述第一透光区域和第二透光区域的透光率不同，在利用该掩膜版对光阻层进行曝光时，光线对掩膜版透光区域下方的光阻层的光照强度是不一致的，因此，对光阻层进行显影后，在对应掩膜版透光区域位置所形成光阻图形的上表面高度不一致。

附图说明

图1是现有一种掩膜版的俯视图；

图2是沿图1中AA方向的剖面图；

图3是利用图2所示掩膜版在光阻层上形成光阻图形的示意图；

图4是本发明的第一实施例中掩膜版的俯视图；

图5是沿图4中BB方向的剖面图；

图6是利用图5所示掩膜版在光阻层上形成光阻图形的示意图；

图7至图9是本发明的第一实施例中掩膜版在各个制作阶段的剖面图；

图10是本发明的第二实施例中掩膜版的俯视图；

图11是沿图10中CC方向的剖面图；

图12是本发明的第二实施例中掩膜版在其中一个制作阶段的剖面图。

具体实施方式

如前所述，利用现有掩膜版无法在光阻层上对应掩膜版透光区域的位置形成上表面高度不一致的光阻图形。

造成上述问题的原因是：现有掩膜版的透光区域仅具有一种透光率，该透光率即为透明基板的透光率，在利用现有掩膜版对光阻层进行曝光时，光线对掩膜版透光区域下方的光阻层的光照强度是一致的，因此，对光阻层进行显影后，在对应掩膜版透光区域位置所形成光阻图形的上表面高度是一致的。

为了解决上述问题，本发明提供了一种新型掩膜版，该掩膜版包括：透明基板；位于透明基板上的图形化遮光层，图形化遮光层具有露出透明基板的开口，掩膜版上对应该开口的区域为透光区域，该透光区域至少包括第一透光区域和第二透光区域，所述第一透光区域和第二透光区域的透光率不同，在利用该掩膜版对光阻层进行曝光时，光线对掩膜版透光区域下方的光阻层的光照强度是不一致的，因此，对光阻层进行显影后，在对应掩膜版透光区域位置所形成光阻图形的上表面高度不一致。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

第一实施例

结合图4和图5所示，掩膜版100包括：透明基板110；位于透明基板110上的图形化遮光层120，图形化遮光层120具有露出透明基板110的开口130。掩膜版100上对应开口130的区域均为透光区域。

开口130分为第一开口单元131和第二开口单元132，第一开口单元131的底部露出透明基板110，第二开口单元132的底部覆盖有透光薄膜140。故掩膜版100的透光区域分为第一透光区域和第二透光区域，其中，掩膜版100上对应第一开口单元131的区域为第一透光区域，掩膜版100上对应第二开口单元132的区域为第二透光区域。由于第一开口单元131的底部有露出透明基板110，因此，所述第一透光区域的透光率等于透明基板110的透光率。由于第二开口单元132的底部覆盖有透光薄膜140，因此，所述第二透光区域的透光率小于透明基板110的透光率。换言之，掩膜版100的透光区域具有两种不同的透光率，且所述第二透光区域的透光率小于第一透光区域的透光率。

如图6所示，利用掩膜版100对待曝光器件150上的光阻层（未图示）进行曝光，然后对光阻层进行显影后，在光阻层上对应掩膜版透光区域的位置（即对应开口130的位置）形成光阻图形160。其中，在对应掩膜版第一透光区域的位置形成光阻图形单元161，在对应掩膜版第二透光区域的位置形成光阻图形单元162。

如前所述，掩膜版透光区域分为第一透光区域和第二透光区域，由于第一透光区域和第二透光区域的透光率不同，因此，在利用掩膜版100对光阻层进行曝光时，光线对掩膜版透光区域下方的光阻层的光照强度是不一致的，其中，光线对掩膜版第一透光区域下方的光阻层的光照强度，大于光线对掩膜版第二透光区域下方的光阻层的光照强度，因此，对光阻层进行显影后，在对应掩膜版第一透光区域位置所形成光阻图形单元161的上表面S1，高于在对应掩膜版第二透光区域位置所形成光阻图形单元162的上表面S2，使得在对应掩膜版透光区域位置所形成光阻图形160的上表面高度不一致。

透明基板110的材料一般为石英玻璃，石英玻璃的透光率一般为90%左右。为了使得光阻图形单元161的上表面S1与光阻图形单元162的上表面S2之间存在明显的高度差，在本实施例中，透光薄膜140的透光率设置为40%至60%。

在具体应用中，通过改变透光薄膜140的材料以及厚度等，可以对透光薄膜140的透光率作调整。在本实施例中，透光薄膜140的材料为金属。例如，透光薄膜140的材料可以为铬，当铬金属层的厚度很薄时，光线可以透过铬金属层。在具体实施例中，当铬金属层的厚度大于0、小于等于50nm时，光线可以透过铬金属层。

在其他实施例中，透光薄膜140的材料也可以为其他光线可以透过的金属。

在其他实施例中，透光薄膜140也可以为其他光线可以透过的材料，如透明塑料。

为了防止透光薄膜140会影响掩膜版100的曝光效果，透光薄膜140的厚度小于图形化遮光层120的厚度。

在本实施例中，图形化遮光层120的材料为铬。

掩膜版100上开口130的形状取决于光阻图形160的形状。在本实施例中，以呈矩形的开口130为例。开口130中第一开口单元131的形状取决于光阻图形160中光阻图形单元161的形状，开口130中第二开口单元132的形状取决于光阻图形160中光阻图形单元162的形状，在本实施例中，以呈矩形的第一开口单元131、第二开口单元132为例。根据具体应用要求可以对开口130、第一开口单元131及第二开口单元132的形状作调整。

下面结合图7至图9、以及图5对本实施例的掩膜版的制造方法做介绍。

如图7所示，提供透明基板110。

继续参照图7所示，在透明基板110上形成图形化遮光层120，图形化遮光层120具有露出透明基板110的开口130，开口130分为第一开口单元131和第二开口单元132。

在本实施例中，图形化遮光层120的形成方法包括：在透明基板110上形成遮光层、及位于遮光层上的图形化光刻胶层，所述图形化遮光层定义开口130的位置；以所述图形化光刻胶层为掩模，对所述遮光层进行刻蚀，以在所述遮光层内形成开口130，然后，去除所述图形化光刻胶层。

在具体实施例中，所述遮光层的形成方法为溅镀法或真空蒸镀法。

在具体实施例中，所述遮光层的刻蚀方法为干法刻蚀或湿法刻蚀。

如图8所示，形成覆盖在图形化遮光层120上方、填充在开口130（如图7所示）内的图形化光刻胶层170，图形化光刻胶层170露出第二开口单元132下方的透明基板110。

如图9所示，以图形化光刻胶层170为掩模，对第二开口单元132下方的透明基板110进行遮光处理，以减小掩膜版上对应第二开口单元132的区域的透光率。

在本实施例中，所述遮光处理为：在第二开口单元132下方的透明基板110上形成透光薄膜140。通过在第二开口单元132下方的透明基板110上形成透光薄膜140，使得掩膜版上对应第二开口单元132的区域的透光率，小于透明基板110的透光率。

在本实施例中，透光薄膜140的材料为金属，透光薄膜140的形成方法为溅镀法。

结合图7所示，由于开口130的第一开口单元131有被图形化光刻胶层170覆盖住，因此，第一开口单元131的底部不会形成透光薄膜，使得掩膜版上对应第一开口单元131的区域的透光率，依然等于透明基板110的透光率。

进行所述遮光处理之后，去除图形化光刻胶层170（如图9所示），使得开口130的第一开口单元131下方的透明基板110露出来（如图5所示）。

在本实施例中，去除图形化光刻胶层170的方法为湿法刻蚀。

第二实施例

第二实施例与第一实施例之间的区别在于：在第二实施例中，结合图10和图11所示，开口130中第二开口单元132下方的透明基板110内掺杂有金属180。透明基板110内掺杂有金属180之后，透明基板的透光率会减小，因此，掩膜版上对应第一开口单元131的区域（即第一透光区域）的透光率，大于掩膜版上对应第二开口单元132的区域（即第二透光区域）的透光率。

在本实施例中，第二开口单元132下方的透明基板110的整个厚度内均掺杂有金属180。

在本实施例中，金属180为铬。在其他实施例中，金属180也可以为其他能使透明基板透光率减小的金属。

下面对本实施例的掩膜版的制造方法做介绍。

本实施例的掩膜版制造方法，与第一实施例的掩膜版制造方法的区别在于：如图12所示，所述遮光处理为：向第二开口单元132下方的透明基板110内注入金属180。

由于开口130的第一开口单元有被图形化光刻胶层170覆盖住，因此，第一开口单元下方的透明基板110内不会掺杂金属180，使得掩膜版上对应第一开口单元的区域的透光率，依然等于透明基板110的透光率。

在本实施例中，利用离子注入的方法向第二开口单元132下方的透明基板110内注入金属180。

结合图6所示，透明基板110上对应第二开口单元132的区域（即第二透光区域）的透光率取决于光阻图形161的上表面S1与光阻图形162的上表面S2的高度差。在具体应用中，通过改变金属180的材料以及金属180的掺杂浓度等，可以对透明基板110上对应第二开口单元132的区域的透光率作调整。

透明基板110的材料一般为石英玻璃，石英玻璃的透光率一般为90%左右。为了使得光阻图形单元161的上表面S1与光阻图形单元162的上表面S2之间存在明显的高度差，在本实施例中，所述第二透光区域（即掺杂有金属的透明基板）的透光率设置为40%至60%。

在其他实施例中，掩膜版上对应所述开口的透光区域不仅可以包含第一透光区域和第二透光区域，还可以包含其他透光区域，该透光区域的透光率可以与所述第一透光区域或第二透光区域的透光率相等，也可以与所述第一透光区域或第二透光区域的透光率不相等。

当该透光区域的透光率与所述第一透光区域或第二透光区域的透光率相等时，利用该掩膜版对光刻胶层进行曝光、显影后，在对应掩膜版透光区域位置所形成光阻图形的上表面具有两种高度；当该透光区域的透光率与所述第一透光区域或第二透光区域的透光率不相等时，利用该掩膜版对光刻胶层进行曝光、显影后，在对应掩膜版透光区域位置所形成光阻图形的上表面至少具有三种高度。

本发明中，各实施例采用递进式写法，重点描述与前述实施例的不同之处，各实施例中的相同部分可以参照前述实施例。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims

1.一种掩膜版，包括：透明基板；位于所述透明基板上的图形化遮光层，所述图形化遮光层具有露出透明基板的开口；

其特征在于，所述开口至少分为第一开口单元和第二开口单元，所述掩膜版上对应所述第一开口单元的区域为第一透光区域、对应所述第二开口单元的区域为第二透光区域，所述第一开口单元底部露出透明基板，所述第二透光区域的透光率小于所述透明基板的透光率。

2.根据权利要求1所述的掩膜版，其特征在于，所述第二开口单元底部覆盖有透光薄膜。

3.根据权利要求2所述的掩膜版，其特征在于，所述透光薄膜的透光率为40%至60%。

4.根据权利要求2所述的掩膜版，其特征在于，所述透光薄膜的材料为金属。

5.根据权利要求4所述的掩膜版，其特征在于，所述金属为铬，所述透光薄膜的厚度大于0、小于等于50nm。

6.根据权利要求1所述的掩膜版，其特征在于，所述第二开口单元下方的透明基板内掺杂有金属。

7.根据权利要求6所述的掩膜版，其特征在于，所述第二透光区域的透光率为40%至60%。

8.根据权利要求6所述的掩膜版，其特征在于，所述金属为铬。

9.一种掩膜版的制造方法，其特征在于，包括：

提供透明基板；

进行所述遮光处理之后，去除所述图形化光刻胶层。

10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述遮光处理为：在所述第二开口单元下方的透明基板上形成透光薄膜。

11.根据权利要求10所述的制造方法，其特征在于，所述透光薄膜的材料为金属。

12.根据权利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述透光薄膜的形成方法为溅镀法。

13.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述遮光处理为：向所述第二开口单元下方的透明基板内注入金属。

14.根据权利要求13所述的制造方法，其特征在于，所述注入金属的方法为离子注入。

15.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，去除所述图形化光刻胶层的方法为湿法刻蚀。