CN111240149A - 掩膜版、版图、光刻系统及其光刻工艺方法 - Google Patents
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Abstract
一种掩膜版、版图、光刻系统及其光刻工艺方法,掩膜版包括:基板,所述基板对于曝光光线具有透光性;遮光膜,所述遮光膜覆盖所述基板部分底部表面,所述遮光膜形成主图形及辅助图形,所述主图形对于曝光光线具有遮光性且可转移,所述辅助图形对于曝光光线具有遮光性但不可转移。本发明能够在保证主图形正常转移的同时降低所述掩膜版的透光率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域,尤其涉及一种掩膜版、版图、光刻系统及其光刻工艺方法。
背景技术
光刻工艺是半导体器件制造工艺中的一个重要步骤,常规光刻技术是采用波长为2000~4500埃的紫外光作为曝光光线,以掩膜版为中间媒介实现图形的变换、转移和处理,最终把图像信息传递到晶片(主要指硅片)或介质层上的一种工艺。
光刻掩膜版是光刻工艺所使用的图形母版,是由不透明的遮光薄膜在透明基板上形成掩膜图形结构。掩膜版的应用十分广泛,在涉及光刻工艺的领域都有应用,如IC(Integrated Circuit,集成电路)、FPD(Flat Panel Display,平板显示器)、PCB(PrintedCircuit Boards,印刷电路板)制造领域等。
但是,现有掩膜版的结构仍有待改进。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种掩膜版、版图、光刻系统及其光刻工艺方法,在保证主图形正常转移的同时能够降低所述掩膜版的透光率。
为解决上述问题,本发明提供一种掩膜版,包括:基板,所述基板对于曝光光线具有透光性;遮光膜,所述遮光膜覆盖所述基板部分底部表面,所述遮光膜形成主图形及辅助图形,所述主图形对于曝光光线具有遮光性且可转移,所述辅助图形对于曝光光线具有遮光性但不可转移。
可选的,所述辅助图形呈直线状、点状或者曲线状。
可选的,所述辅助图形的宽度小于所述曝光光线波长的四分之一。
可选的,所述辅助图形与所述主图形距离大于所述曝光光线波长的二分之一。
可选的,所述辅助图形的数量为一个或者多个。
可选的,当所述辅助图形的数量为多个时,相邻所述辅助图形间距大于所述曝光光线波长的三分之一。
相应的,本发明还提供一种上述掩膜版的版图,包括所述主图形及辅助图形。
相应的,本发明还提供一种光刻系统,包括:光源,适于发出曝光光线;掩膜版,适于接收所述曝光光线,输出携带所述主图形的图像信息的处理光线;投影光学系统,适于接收所述处理光线并对所述处理光线进行投影;晶片,适于接收所述投影光学系统投影的所述处理光线,形成与所述主图形对应的转移图形。
可选的,所述晶片包括基底及覆盖所述基底表面的光刻胶层。
相应的,本发明还提供一种所述光刻系统的光刻工艺方法,包括:所述光源发出曝光光线;所述掩膜版接收所述曝光光线,并输出携带所述主图形的图像信息的处理光线;所述投影光学系统接收所述处理光线,并将所述处理光线投影至所述晶片表面上;所述晶片接收所述投影光学系统投影的所述处理光线,形成与所述主图形对应的转移图形。
与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下优点:
所述掩膜版包括基板及遮光膜,所述基板对于曝光光线具有透光性,所述遮光膜覆盖所述基板部分底部表面。所述遮光膜形成主图形及辅助图形。由于所述主图形对于曝光光线具有遮光性且可转移,因而所述主图形可通过曝光过程转移至晶片上。由于所述辅助图形对于曝光光线具有遮光性但不可转移,因此所述辅助图形不会转移至晶片上,因而不会影响到所述主图形的正常转移过程。再者,由于所述辅助图形对于曝光光线具有遮光性,因此所述辅助图形能够降低曝光光线照射所述掩膜版的透光率,从而防止位于所述掩膜版与晶片间的投影光学系统发热过快,更好地保护投影光学系统,延长该系统的使用寿命。
附图说明
图1是本发明一实施例的掩膜板的结构示意图;
图2是本发明一实施例的主图形及辅助图形的结构示意图;
图3是本发明另一实施例的主图形及辅助图形的结构示意图;
图4是本发明又一实施例的主图形及辅助图形的结构示意图;
图5是本发明其他实施例的主图形及辅助图形的结构示意图;
图6是本发明一实施例的光刻系统的结构示意图;
图7及图8是本发明光刻工艺方法一实施例中各步骤对应的结构示意图。
具体实施方式
由背景技术可知,现有掩膜版的结构仍有待提高。
现结合一种掩膜版进行分析,所述掩膜版包括基板及遮光膜,所述基板对于曝光光线具有透光性,所述遮光膜覆盖所述基板部分底部表面。所述遮光膜形成对于曝光光线具有遮光性且可转移的几何图形。所述掩膜版对所述曝光光线具有高透光率,容易造成位于所述掩膜版与晶片间的投影光学系统发热过快。
发明人对上述掩膜版进行了研究,经创造性劳动,发明人注意到,通过形成包括主图形及辅助图形的遮光膜,能够降低掩膜版的透光率且可避免对主图形正常转移造成影响。
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。
参考图1,一种掩膜版100,包括:基板110及遮光膜200,所述遮光膜200覆盖所述基板110部分底部表面。
所述基板110对于曝光光线具有透光性。本实施例中,所述基板110材料为透明玻璃。具体的,所述基板110材料为石英玻璃、苏打玻璃或者低膨胀玻璃。
在其他实施例中,所述基板110的材料还可以为透明树脂。
图2是本发明一实施例的主图形210及辅助图形220的结构示意图。
参考图2,本实施例中,所述基板110表面形状呈长方形,所述长方形包括沿第一方向x延伸的第一侧边及沿第二方向y延伸的第二侧边,所述第一侧边长度大于所述第二侧边长度。
所述遮光膜200对于曝光光线具有遮光性。本实施例中,所述遮光膜200材料为铬。在其他实施例中,所述遮光膜200材料为氧化铁、硅化钼或者硅;此外,所述遮光膜200材料还可以为乳胶。
所述遮光膜200形成主图形210及辅助图形220,所述主图形210对于曝光光线具有遮光性且可转移,所述辅助图形220对于曝光光线具有遮光性但不可转移。
所述主图形210为待转移图形,所述主图形210的尺寸大于光刻系统的分辨率,因而所述主图形210能够转移到晶片上。
所述辅助图形220对于曝光光线具有遮光性但不可转移,因此所述辅助图形220能够起到降低所述掩膜版100的透光率的作用。
所本实施例中,所述辅助图形220呈直线状。在其他实施例中,所述辅助图形220呈点状或者曲线状;其中,所述辅助图形220呈点状时,所述辅助图形220可以呈圆形或者不规则图形状。
所述辅助图形220的尺寸小于光刻系统的分辨率,因而所述辅助图形220不会被转移到晶片上,从而能够避免对所述主图形210的转移造成影响,保证所述主图形210转移的正常进行。
本实施例中,所述辅助图形220延伸方向平行于所述第二方向y。在其他实施例中,所述辅助图形220延伸方向平行于所述第一方向x,或者,所述辅助图形220延伸方向相对所述第一方向x及所述第二方向y倾斜。
所述辅助图形220的宽度W1小于所述曝光光线波长的四分之一。若所述辅助图形的宽度值过大,所述辅助图形的尺寸大于光刻系统的分辨率,所述辅助图形经曝光过程能够转移到晶片上,影响晶片的制造质量。
本实施例中,所述辅助图形220呈直线状,所述直线状图形的宽度W1小于所述曝光光线波长的四分之一。
具体的,本实施例中,所述辅助图形220的宽度W1为50nm。
本实施例中,所述辅助图形220与所述主图形210的距离大于所述曝光光线波长的二分之一。
本实施例中,所述辅助图形220呈连续直线状。在其他实施例中,所述直线状图形还可以包括多个相间隔的分段。
所述辅助图形220的数量为一个或者多个。本实施例中,所述辅助图形220的数量为一个。所述主图形210的数量为两个,所述辅助图形220位于两个所述主图形210之间。
在其他实施例中,当所述辅助图形220呈点状时,所述点状图形的直径作为所述辅助图形220的宽度。
本实施例中,如图2所示,所述主图形210与所述辅助图形220之间的间距H0,大于所述曝光光线波长的二分之一。若所述主图形210与辅助图形220间距过小,所述辅助图形220间容易连通形成组合图形,所述组合图形的宽度具有超过光刻系统的分辨率的风险,导致所述辅助图形220容易转移到晶片上,影响光刻工艺的正常进行。
图3是本发明另一实施例的主图形及辅助图形的结构示意图。
参考图3,本实施例中,所述辅助图形220呈曲线状,所述曲线状图形的宽度小于所述曝光光线波长的四分之一。
图4是本发明又一实施例的主图形210及辅助图形220的结构示意图。
参考图4,本实施例中,所述辅助图形220的数量为多个,相邻所述辅助图形220间具有间距。
本实施例中,多个所述辅助图形220平行排列,各所述辅助图形220的端部相对齐。
本实施例中,相邻所述辅助图形220的间距H1大于所述曝光光线波长的三分之一,若相邻所述辅助图形220间距过小,相邻所述辅助图形220间容易连通形成组合图形,所述组合图形的宽度具有超过光刻系统的分辨率的风险,导致所述组合图形容易转移到晶片上,影响光刻工艺的正常进行。
具体的,本实施例中,相邻所述辅助图形220的间距H1为100nm。
本实施例中,单个所述辅助图形220的宽度小于所述曝光光线波长的四分之一。
本实施例中,所述辅助图形220与所述主图形210距离大于所述曝光光线波长的二分之一。
在其他实施例中,所述辅助图形220还可以分散排布于所述主图形210周围。
图5是本发明其他实施例的主图形210及辅助图形220的结构示意图。
参考图5,本实施例中,所述辅助图形220延伸方向平行于所述第一方向x。
本实施例中,所述辅助图形220与所述主图形210的距离H2大于等于所述曝光光线波长的二分之一。若所述辅助图形220与所述主图形210距离过小,所述辅助图形220容易对所述主图形210的正常转移造成干扰,影响光刻质量。
具体的,本实施例中,所述辅助图形220与所述主图形210的距离H2为125nm。
本实施例中,所述辅助图形220的宽度小于所述曝光光线波长的四分之一。
在其他实施例中,所述辅助图形包括若干个第一辅助图形以及若干个第二辅助图形,所述第一辅助图形延伸方向平行于所述第一方向x,所述第二辅助图形延伸方向平行于所述第二方向y。
本发明还提供一种上述掩膜版100的版图,包括所述主图形210及辅助图形220。
所述辅助图形220呈直线状、点状或者曲线状。本实施例中,所述辅助图形220呈直线状。
所述辅助图形220的宽度小于所述曝光光线波长的四分之一。本实施例中,所述辅助图形220的宽度为50nm。
所述辅助图形220与所述主图形210距离大于所述曝光光线波长的二分之一。本实施例中,所述辅助图形220与所述主图形210距离为150nm。
本实施例中,所述辅助图形220的数量为多个,相邻所述辅助图形220间具有间距。
本实施例中,相邻所述辅助图形220间距大于所述曝光光线波长的三分之一,具体的,相邻所述辅助图形220间距为100nm。
图6是本发明一实施例的光刻系统10的结构示意图。
参考图6,本发明还提供一种光刻系统10,包括:光源(图中未示出),适于发出曝光光线300;掩膜版100,适于接收所述曝光光线300,输出携带所述主图形210(参考图2)的图像信息的处理光线310;投影光学系统400,适于接收所述处理光线310并对所述处理光线310进行投影;晶片500,适于接收所述投影光学系统400投影的所述处理光线310,形成与所述主图形210对应的转移图形。
本实施例中,所述晶片500包括基底510及覆盖所述基底510表面的光刻胶层520。所述光刻胶层520形成与所述主图形210对应的转移图形。
本发明还提供一种光刻系统10所述光刻系统10的光刻工艺方法。
参考图7,所述光源发出曝光光线300,所述掩膜版100接收所述曝光光线300,并输出携带所述主图形210的图像信息的处理光线310。
本实施例中,所述曝光光线300为紫外光。
ARF曝光机发出的曝光光线300波长为193nm,KRF曝光机发出的曝光光线300波长为248nm,I线曝光机发出的曝光光线300波长为365nm。本实施例中,采用KRF曝光机发出的曝光光线300。
参考图8,所述投影光学系统400接收所述处理光线310,并将所述处理光线310投影至所述晶片500表面上。所述晶片500接收所述投影光学系统400投影的所述处理光线310,形成与所述主图形210对应的转移图形。
本实施例中,所述晶片500包括基底510及覆盖所述基底510表面的光刻胶层520。
所述光刻胶层520接收所述投影光学系统400投影的所述处理光线310,形成与所述主图形210对应的转移图形。
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 (10)
1.一种掩膜版,其特征在于,包括:
基板,所述基板对于曝光光线具有透光性;
遮光膜,所述遮光膜覆盖所述基板部分底部表面,所述遮光膜形成主图形及辅助图形,所述主图形对于曝光光线具有遮光性且可转移,所述辅助图形对于曝光光线具有遮光性但不可转移。
2.如权利要求1所述的掩膜版,其特征在于,所述辅助图形呈直线状、点状或者曲线状。
3.如权利要求2所述的掩膜版,其特征在于,所述辅助图形的宽度小于所述曝光光线波长的四分之一。
4.如权利要求2所述的掩膜版,其特征在于,所述辅助图形与所述主图形距离大于所述曝光光线波长的二分之一。
5.如权利要求2所述的掩膜版,其特征在于,所述辅助图形的数量为一个或者多个。
6.如权利要求5所述的掩膜版,其特征在于,当所述辅助图形的数量为多个时,相邻所述辅助图形间距大于所述曝光光线波长的三分之一。
7.如权利要求1所述的掩膜版的版图,其特征在于,包括所述主图形及辅助图形。
8.一种光刻系统,其特征在于,包括:
光源,适于发出曝光光线;
如权利要求1所述的掩膜版,适于接收所述曝光光线,输出携带所述主图形的图像信息的处理光线;
投影光学系统,适于接收所述处理光线并对所述处理光线进行投影;
晶片,适于接收所述投影光学系统投影的所述处理光线,形成与所述主图形对应的转移图形。
9.如权利要求8所述的光刻系统,其特征在于,所述晶片包括基底及覆盖所述基底表面的光刻胶层。
10.如权利要求8所述的光刻系统的光刻工艺方法,其特征在于,包括:
所述光源发出曝光光线;
所述掩膜版接收所述曝光光线,并输出携带所述主图形的图像信息的处理光线;
所述投影光学系统接收所述处理光线,并将所述处理光线投影至所述晶片表面上;
所述晶片接收所述投影光学系统投影的所述处理光线,形成与所述主图形对应的转移图形。
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