CN104157550A - 薄膜图形化方法及掩膜板 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种薄膜图形化方法及掩膜板，涉及微电子技术领域，能够直接在基板上沉积形成具有孔洞的薄膜。本发明的方法包括：在基板上方放置第一掩膜板，在所述第一掩膜板的遮挡下进行第一次薄膜沉积；然后去掉第一掩膜板，在基板上方放置第二掩膜板，在所述第二掩膜板的遮挡下进行第二次薄膜沉积；其中，所述第一掩膜板和所述第二掩膜板上均设置有与薄膜上的所述孔洞区域相对应的第一遮挡部；所述第一掩膜板的非遮挡区域与所述第二掩膜板的非遮挡区域互补后形成的图形，与所述孔洞之外的薄膜分布区域相对应。

Description

薄膜图形化方法及掩膜板
技术领域
本发明涉及微电子技术领域，尤其涉及一种薄膜图形化方法及掩膜板。
背景技术
在半导体器件制造过程中，经常需要形成具有某种图形的薄膜，这个过程称为薄膜的图形化。
现有的薄膜图形化方法有多种，其中，利用金属掩膜板直接在基板上沉积形成图形化薄膜的方法获得了广泛的应用，该方法包括：首先，在基板上方放置具有镂空图形的金属掩膜板，金属掩膜板上镂空的图形对应为预沉积的图形，然后进行薄膜沉积，这样就可以把金属掩膜板上镂空的图形转移到基板上。
用上述方法在基板上沉积薄膜时，不能形成如图1所示的带有孔洞1的图形，因为，薄膜上的孔洞1对应的应该是金属掩膜板上镂空图形以外的遮挡区域，如果要在薄膜上形成孔洞1，那么金属掩膜板上必定得具有与孔洞1相对应的多个独立的遮挡区，而这些独立的遮挡区之间无法连接。也就是说，金属掩膜板不是一块完整的能够单独使用的板，而是包含多个独立的部分，但使用这样的金属掩膜板，各个独立的部分之间是无法实现精确对位的，这违背了使用金属掩膜板的设计初衷，因此这种金属掩膜板根本不存在。所以，使用现有的金属掩膜板无法直接在基板上沉积形成有具有孔洞1的薄膜。
发明内容
本发明实施例提供一种薄膜图形化方法及掩膜板，可以利用掩膜板直接在基板上沉积形成具有孔洞的薄膜。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一方面，本发明实施例提供一种薄膜图形化方法，用于在基板上形成具有孔洞的薄膜，包括：在基板上方放置第一掩膜板，在所述第一掩膜板的遮挡下进行第一次薄膜沉积；然后去掉第一掩膜板，在基板上方放置第二掩膜板，在所述第二掩膜板的遮挡下进行第二次薄膜沉积；其中，
所述第一掩膜板和所述第二掩膜板上均设置有与薄膜上的所述孔洞区域相对应的第一遮挡部；所述第一掩膜板的非遮挡区域与所述第二掩膜板的非遮挡区域互补后形成的图形，与所述孔洞之外的薄膜分布区域相对应。
优选的，所述第一掩膜板的非遮挡区域与所述第二掩膜板的非遮挡区域互不重叠。
可选的，所述第一掩膜板和所述第二掩膜板均为金属掩膜板。
进一步的，所述第一掩膜板上包括所述第一遮挡部在内的所有遮挡部为连续结构。所述第二掩膜板上包括所述第一遮挡部在内的所有遮挡部为连续结构。
另一方面，本发明实施例还提供一种掩膜板，用于在基板上形成具有孔洞的薄膜，包括：用于在基板上进行第一次沉积时使用的第一掩膜板，和，用于在经历过所述第一次沉积后的基板上进行第二次沉积时使用的第二掩膜板，
所述第一掩膜板和所述第二掩膜板上均设置有与薄膜上的所述孔洞区域相对应的第一遮挡部；所述第一掩膜板的非遮挡区域与所述第二掩膜板的非遮挡区域互补后形成的图形，与所述孔洞之外的薄膜分布区域相对应。
优选的，所述第一掩膜板的非遮挡区域与所述第二掩膜板的非遮挡区域互不重叠。
可选的，所述第一掩膜板和所述第二掩膜板均为金属掩膜板。
进一步的，所述第一掩膜板上包括所述第一遮挡部在内的所有遮挡部为连续结构。所述第二掩膜板上包括所述第一遮挡部在内的所有遮挡部为连续结构。
针对如何形成具有孔洞的薄膜这一问题，本发明提供的薄膜图形化方法及掩膜板，采用两次沉积，并对两次沉积中使用的掩膜板进行设计使两次沉积的薄膜互补起来形成我们需要的具有孔洞的薄膜。具体而言，第一次沉积中使用的第一掩膜板和第二次沉积中使用的第二掩膜板上均设置有与薄膜上的孔洞区域相对应的第一遮挡部，这样预形成孔洞的区域在两次沉积中均被遮挡，因而不存在薄膜；而第一掩膜板的非遮挡区域(对应第一次沉积形成的薄膜图形)与第二掩膜板的非遮挡区域(对应第二次沉积形成的薄膜图形)互补后形成的图形，与孔洞之外的薄膜分布区域相对应，即第一次沉积形成的薄膜图形和第二次沉积形成的薄膜图形互补起来即为孔洞之外的薄膜分布区域。本发明薄膜图形化方法及掩膜板采用两次沉积形成具有孔洞的薄膜，工艺简单、易于操作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为带孔洞的薄膜图形；
图2为实施例1提供的薄膜图形化方法流程图；
图3为实施例1中第一掩膜板的结构示意图；
图4为实施例1中第一次沉积形成的薄膜图形；
图5为实施例1中第二掩膜板的结构示意图；
图6为实施例1中第二次沉积形成的薄膜图形；
图7为实施例1中带孔洞的薄膜的形成原理示意图；
图8为实施例2中另一种实施方式第一掩膜板的结构示意图；
图9为实施例2中另一种实施方式第二掩膜板的结构示意图。
附图标记：
1-孔洞，11-第一掩膜板的非遮挡区域，12-第一掩膜板的遮挡部，
13-第一遮挡部，14-第一沉积区域，15-第一无膜区域，
16-第二掩膜板的遮挡部，17-第二掩膜板的非遮挡区域，
18-第二沉积区域，19-第二无膜区域。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
需要说明的是，本发明中的实施例仅针对如何形成具有孔洞的薄膜这一问题，仅涉及孔洞及孔洞附近的薄膜，对应的掩膜板上的图形也是如此。虽然本发明并不排除薄膜中可能存在除孔洞之外的其它图形，但这些图形与本发明并不相关，处于叙述方便以及便于理解的原因，本发明实施例并不涉及除孔洞之外图形。
实施例1
本发明实施例提供一种薄膜图形化方法，用于在基板上形成具有孔洞的薄膜，如图2所示，该方法包括：
101、在基板上方放置第一掩膜板，在所述第一掩膜板的遮挡下进行第一次薄膜沉积；
102、然后去掉第一掩膜板，在基板上方放置第二掩膜板，在所述第二掩膜板的遮挡下进行第二次薄膜沉积；其中，上述的第一掩膜板和第二掩膜板上均设置有与薄膜上的孔洞区域相对应的第一遮挡部；第一掩膜板的非遮挡区域与第二掩膜板的非遮挡区域互补后形成的图形，与孔洞之外的薄膜分布区域相对应。
可以理解的是，预设的孔洞区域需要两次沉积中均被遮挡，不存在薄膜分布，因而第一掩膜板和第二掩膜板上均需设置与薄膜上的孔洞区域相对应的第一遮挡部。更详细的说法为，本实施例第一掩膜板上的第一遮挡部与第二掩膜板上的第一遮挡部在基板上的投影区域一致，均与预设的孔洞区域重合。
孔洞之外的薄膜分布区域存在薄膜，可以理解，对薄膜分布区域中的某一块薄膜而言，可以根据需要选择在第一次沉积中形成，也可以选择在第二次沉积中形成，或者选择在两次沉积中均形成，但是如果不是在第一次沉积中形成，就需在第二次沉积中形成，这样才能保证两次沉积之后孔洞之外的薄膜分布区域均存在薄膜。对掩膜板而言，孔洞之外的薄膜分布区域在掩膜板上应该对应为非遮挡区域，但这些非遮挡区域可以根据掩膜板设计需要划分为若干部分，并根据掩膜板设计需要选择将其设计在第一掩膜板上或者将其设计在第二掩膜板上，分别称之为第一掩膜板的非遮挡区域和第二掩膜板的非遮挡区域。无论如何设计，第一掩膜板的非遮挡区域与第二掩膜板的非遮挡区域互补后形成的图形，应该能与孔洞之外的薄膜分布区域相对应。
本实施例中“第一掩膜板的非遮挡区域与第二掩膜板的非遮挡区域互补后形成的图形”，是指将第一掩膜板的非遮挡区域与第二掩膜板的非遮挡区域的合并后形成的图形。对应到成膜过程，即第一次沉积形成的薄膜图形和第二次沉积形成的薄膜图形叠加起来形成具有孔洞的薄膜，下述的“互补”“互补后形成的图形”也参照此进行理解。
具体而言，步骤101把第一掩膜板放置于基板上方进行第一次沉积时，因第一遮挡部的作用，第一遮挡部在基板上的对应位置不存在薄膜分布，第一掩膜板的非遮挡区域在基板上对应形成薄膜，此处称之为第一次沉积形成的薄膜图形；步骤102撤去第一掩膜板，在基板上放置第二掩膜板，在第二掩膜板的遮挡下进行第二次沉积，此时第二掩膜板的第一遮挡部对应基板上的同样位置(即在第一次沉积中因第一掩膜板的第一遮挡部遮挡形成的无膜区域)，同样不存在薄膜，第二掩膜板的非遮挡区域在基板上对应形成的薄膜，称之为第二次沉积形成的薄膜图形。第二次沉积形成的薄膜图形重叠在第一次沉积形成的薄膜图形之上，即可在基板上形成孔洞结构的薄膜，此方法简单、易于操作、且成本低。
优选的，本实施例上述方法使用的第一掩膜板的非遮挡区域与第二掩膜板的非遮挡区域互不重叠。因为第一掩膜板的非遮挡区域和第二掩膜板的非遮挡区域对应到基板上为薄膜沉积区域，因而可保证第一次沉积形成的薄膜和第二次沉积形成的薄膜没有重叠区域，如果两次薄膜沉积的工艺参数也相同，最终在基板上形成的具有孔洞的薄膜厚度均匀，膜的性质也一致，可与一次沉积的效果大致相同。
本实施例上述方法中使用的第一掩膜板和第二掩膜板均为金属掩膜板，金属掩膜板硬度高，不易变形，可以保证在基板上形成的薄膜图形的精确度。
本实施例对形成具有孔洞的薄膜的方法中使用的第一掩膜板和第二掩膜板的具体图形不作限定，只要满足第一掩膜板和第二掩膜板上均设置有第一遮挡部，且，第一掩膜板的非遮挡区域与第二掩膜板的非遮挡区域互补后形成的图形与孔洞之外的薄膜分布区域相对应即可。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，都可轻易对第一掩膜板和第二掩膜板的图形作出不止一种设计，但无论何种设计，形成的每一掩膜板都应是一张完整的能够单独使用的板。
优选的，所述第一掩膜板上包括第一遮挡部在内的所有遮挡部为连续结构。所述第二掩膜板上包括第一遮挡部在内的所有遮挡部也为连续结构。这样，第一或第二掩膜板上的遮挡部均不存在需要相互拼接的部分。对于遮挡部不连续，需要相互拼接并固定在一起才能形成完整掩膜板的情况，在下述实施例中会涉及到。
为了本领域技术人员更好的理解本发明实施例提供的薄膜图形化方法及掩膜板的结构，下面通过具体的实施例对本发明提供的薄膜图形化方法及掩膜板进行详细说明。
如果欲形成图1所示的具有4个孔洞的薄膜，本发明实施例提供的薄膜图形化方法，具体为：
步骤一、在基板上方放置图3所示的第一掩膜板，然后在第一掩膜板的遮挡下进行第一次薄膜沉积。
上述第一掩膜板包括非遮挡区域11和遮挡部12，第一掩膜板的遮挡部12包括第一遮挡部13。在第一掩膜板的遮挡下进行第一次薄膜沉积，沉积后形成的薄膜图形如图4所示，沉积后的薄膜图形包括第一沉积区域14和第一无膜区域15，孔洞的预设区域包括在第一无膜区域15内。
步骤二、去掉第一掩膜板，在基板上方放置图5所示的第二掩膜板，在第二掩膜板的遮挡下进行第二次薄膜沉积。
如图5所示，上述第二掩膜板由遮挡部16和非遮挡区域17组成，第二掩膜板的遮挡部16包括第一遮挡部13，此时第二掩膜板的第一遮挡部13对应基板上的同样位置(即在第一次沉积中因第一掩膜板的第一遮挡部遮挡形成的无膜区域)。使用第二掩膜板进行第二次沉积形成的薄膜图形如图6所示，该薄膜图形包括第二沉积区域18和第二无膜区域19，孔洞的预设区域包括在第二无膜区域19内。图6所示的第二次沉积形成的薄膜图形重叠在图4所示的第一次沉积形成的薄膜图形之上，就形成了带孔洞的薄膜图形，如图7所示。
其中，第一掩膜板的非遮挡区域11和与孔洞区域对应的第一遮挡部13组合起来，即对应于第二掩膜板的遮挡区域16，相类似的，第二掩膜板的非遮挡区域17和与孔洞区域对应的第一遮挡部13组合起来，即为第一掩膜板的遮挡区域12，可以保证第一次沉积形成的薄膜和第二次沉积形成的薄膜没有重叠区域，整体而言，两次沉积形成的膜厚一致，上述方法简单，易于操作，而且成本低。
需要注意的是，从图5可以看出，如果不考虑薄膜上可能存在的其他图形，第二掩膜板的遮挡部16实际上是包括上、下两部分遮挡区域的，而掩膜板的设计要求掩膜板为一块完整的能够单独使用的板，因此具体实施时，可以选择在掩膜板边缘将上、下两部分遮挡区域连接并固定在一起，这样就可以形成一块完整的能够单独使用的板，而上、下两部分遮挡区域连接的地方位于边缘，沉积时对应为薄膜的边缘部分，这部分薄膜是我们不需要的，可以通过切除去掉。
本发明实施例提供的薄膜图形化方法中，采用两次沉积方法，两次沉积的薄膜互补起来形成我们需要的具有孔洞的薄膜，此方法简单、易于操作、且成本低。
实施例2
本发明还提供一种掩膜板，用于在基板上形成具有孔洞的薄膜，包括：用于在基板上进行第一次沉积时使用的第一掩膜板，和，用于在经历过第一次沉积后的基板上进行第二次沉积时使用的第二掩膜板。参照图1、图3和图5所示，第一掩膜板和第二掩膜板上均设置有与薄膜上的孔洞区域相对应的第一遮挡部13；第一掩膜板的非遮挡区域11与第二掩膜板的非遮挡区域17互补后形成的图形，与孔洞之外的薄膜分布区域相对应。
图3和图5所示的掩膜板为符合本实施例的一种具体实施方式，并不用于限定。
本实施例中，对形成具有孔洞薄膜的薄膜图形化方法中使用的掩膜板进行设计，要求有二，第一，第一次沉积中使用的第一掩膜板和第二次沉积中使用的第二掩膜板上均设置有与薄膜上的孔洞区域相对应的第一遮挡部，这样预形成孔洞的区域在两次沉积中均被遮挡，因而不存在薄膜；第二，第一掩膜板的非遮挡区域(对应第一次沉积形成的薄膜图形)与第二掩膜板的非遮挡区域(对应第二次沉积形成的薄膜图形)互补后形成的图形，与孔洞之外的薄膜分布区域相对应，即第一次沉积形成的薄膜图形和第二次沉积形成的薄膜图形互补起来即为孔洞之外的薄膜分布区域。
本实施例对形成具有孔洞的薄膜的方法中使用的第一掩膜板和第二掩膜板的具体图形不作限定，只要满足上述要求即可。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，都可轻易对第一掩膜板和第二掩膜板的图形作出不止一种设计，但无论何种设计，能够形成每一掩膜板都应是一张完整的能够单独使用的板。
例如，如果要形成图1所示带4个孔洞的薄膜，一种具体实施方式中，第一掩膜板采用图3所示的掩膜板，第二掩膜板采用图5所示的掩膜板；另一种具体实施方式中，第一掩膜板如图8所示，第二掩膜板如图9所示。其中，掩膜板遮挡部中间的虚线框(第一遮挡部13)对应为薄膜上的孔洞区域。
优选的，第一掩膜板的非遮挡区域与第二掩膜板的非遮挡区域互不重叠。因而可保证第一次沉积形成的薄膜和第二次沉积形成的薄膜没有重叠区域，如果两次薄膜沉积的工艺参数也相同，最终在基板上形成的具有孔洞的薄膜厚度均匀，膜的性质也一致，可与一次沉积的效果大致相同。
本实施例中使用的第一掩膜板和第二掩膜板均为金属掩膜板，金属掩膜板硬度高，不易变形，可以保证在基板上形成的薄膜图形的精确度。
本实施例中使用的第一掩膜板上包括第一遮挡部在内的所有遮挡部为连续结构；第二掩膜板上包括第一遮挡部在内的所有遮挡部也为连续结构，这样，第一或第二掩膜板上的遮挡部为一整块单独使用的板，均不存在需要相互拼接的部分。
本发明实施例提供的第一掩膜板和第二掩膜板上均设置有与薄膜上的孔洞区域相对应的第一遮挡部，这样预形成孔洞的区域在两次沉积中均被遮挡，因而不存在薄膜，又，第一掩膜板的非遮挡区域(对应第一次沉积形成的薄膜图形)与第二掩膜板的非遮挡区域(对应第二次沉积形成的薄膜图形)互补后形成的图形，与孔洞之外的薄膜分布区域相对应，即第一次沉积形成的薄膜图形和第二次沉积形成的薄膜图形互补起来即为孔洞之外的薄膜分布区域。采用本实施例提供的掩膜板通过两次沉积形成具有孔洞的薄膜工艺简单、易于操作。
为了便于清楚说明，在本发明中采用了第一、第二等字样对相似项进行类别区分，该第一、第二字样并不在数量上对本发明进行限制，只是对一种优选的方式的举例说明，本领域技术人员根据本发明公开的内容，想到的显而易见的相似变形或相关扩展均属于本发明的保护范围内。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种薄膜图形化方法，用于在基板上形成具有孔洞的薄膜，其特征在于，包括：
在基板上方放置第一掩膜板，在所述第一掩膜板的遮挡下进行第一次薄膜沉积；然后去掉第一掩膜板，在基板上方放置第二掩膜板，在所述第二掩膜板的遮挡下进行第二次薄膜沉积；其中，
所述第一掩膜板和所述第二掩膜板上均设置有与薄膜上的所述孔洞区域相对应的第一遮挡部；所述第一掩膜板的非遮挡区域与所述第二掩膜板的非遮挡区域互补后形成的图形，与所述孔洞之外的薄膜分布区域相对应。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述第一掩膜板的非遮挡区域与所述第二掩膜板的非遮挡区域互不重叠。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一掩膜板和所述第二掩膜板均为金属掩膜板。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一掩膜板上包括所述第一遮挡部在内的所有遮挡部为连续结构。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二掩膜板上包括所述第一遮挡部在内的所有遮挡部为连续结构。
6.一种掩膜板，用于在基板上形成具有孔洞的薄膜，其特征在于，包括：用于在基板上进行第一次沉积时使用的第一掩膜板，和，用于在经历过所述第一次沉积后的基板上进行第二次沉积时使用的第二掩膜板，
所述第一掩膜板和所述第二掩膜板上均设置有与薄膜上的所述孔洞区域相对应的第一遮挡部；所述第一掩膜板的非遮挡区域与所述第二掩膜板的非遮挡区域互补后形成的图形，与所述孔洞之外的薄膜分布区域相对应。
7.根据权利要求6所述的掩膜板，其特征在于，
所述第一掩膜板的非遮挡区域与所述第二掩膜板的非遮挡区域互不重叠。
8.根据权利要求6所述的掩膜板，其特征在于，
所述第一掩膜板和所述第二掩膜板均为金属掩膜板。
9.根据权利要求6所述的掩膜板，其特征在于，所述第一掩膜板上包括所述第一遮挡部在内的所有遮挡部为连续结构。
10.根据权利要求6所述的掩膜板，其特征在于，所述第二掩膜板上包括所述第一遮挡部在内的所有遮挡部为连续结构。
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