CN112684660B - 一种掩膜板 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种掩膜板，应用于曝光机，所述掩膜板包括遮光层，所述遮光层包括透光图案，所述透光图案包括若干个缝隙，每一所述缝隙至少包括两条相互平行的第一边，以及和两条所述第一边的相同一端连接的第一侧边，所述第一侧边设置有多个凹槽，呈波纹状。通过上述方式，使得在应用时，通过所述凹槽的衍射光叠加不能对光阻产生作用，弧形衍射光叠加区的衍射光能量和线性衍射光叠加区的衍射光能量相当，保证在削弱衍射光叠加现象的同时不影响弧形区域图型的平滑性，实现taper角均匀。
Description
技术领域
本申请涉及掩膜板技术领域，具体涉及一种掩膜板。
背景技术
曝光机，是指通过开启灯光发出UVA波长的紫外线，将胶片或者其他透明体上的图像信息转移到涂有感光物质的表面上的机械设备。掩膜板是曝光机的一个重要组成部分，掩膜板又称为光罩，是由石英玻璃作为衬底，在其上面镀上一层金属铬和感光胶，成为一种感光材料，把已设计好的电路图形通过电子激光设备曝光在感光胶上,被曝光的区域会被显影出来，在金属铬上形成电路图形，成为类似曝光后的底片的光掩模版，然后应用于对集成电路进行投影定位，通过集成电路光刻机对所投影的电路进行光蚀刻。
掩膜板透光图形是掩膜板的关键部分，透光图形包括弧形衍射光叠加区和线性衍射光叠加区，目前，通常将掩膜板图形的弧形衍射光叠加区的形状设置为圆弧形，使得弧形衍射光叠加区的衍射光能量相比线性衍射光叠加区的强，导致taper角存在差异，不均匀。
发明内容
本申请实施例提供一种taper角均匀的掩膜板。
一种掩膜板，应用于曝光机，包括：遮光层，包括透光图案，所述透光图案包括若干个缝隙，每一所述缝隙至少包括两条相互平行的第一边，以及和两条所述第一边的相同一端连接的第一侧边；所述第一侧边向所述遮光层的方向凹设有多个凹槽，所述第一侧边呈波纹状。
可选的，在一些实施例中，每一所述凹槽的大小和间距根据曝光机解析度以及光阻解析度而定。
可选的，在一些实施例中，所述凹槽的宽度范围为0.2um至6um。
可选的，在一些实施例中，所述凹槽的宽度数值远小于所述曝光机解析度的数值。
可选的，在一些实施例中，所述掩膜板还包括基底层，所述基底层呈透明状。
可选的，在一些实施例中，所述基底层的材质为石英或玻璃。
可选的，在一些实施例中，所述遮光层包括第一遮光层和第二遮光层，所述第一遮光层位于所述基底层和所述第二遮光层之间。
可选的，在一些实施例中，所述第一遮光层的材质为铬，所述第二遮光层的材质为氧化铬。
可选的，在一些实施例中，所述掩膜板还包括光刻胶层，所述第二遮光层位于所述第一遮光层和所述光刻胶层之间。
可选的，在一些实施例中，所述掩膜板还包括保护层，所述保护层覆于所述光刻胶层上远离所述第二遮光层的一面上。
本申请实施例所提供的一种掩膜板，包括遮光层，所述遮光层包括透光图案，所述透光图案包括若干个缝隙，每一所述缝隙至少包括两条相互平行的第一边，以及和两条所述第一边的相同一端连接的第一侧边，所述第一侧边设有多个其次，所述第一侧边呈波纹状。通过上述方式，使得在应用时，通过所述凹槽的衍射光叠加不能对光阻产生作用，弧形衍射光叠加区的衍射光能量和线性衍射光叠加区的衍射光能量相当，保证在削弱衍射光叠加现象的同时不影响弧形区域图型的平滑性，实现taper角均匀。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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他的附图。
图1是本申请一种掩膜板的结构示意图；
图2是本申请一种透光图案的缝隙的示意图；
图3是图2所示的缝隙在应用时的衍射光分布图；
参阅图1至图3，100为掩膜板，10为基底层，20为遮光层，30为光刻胶层，40为保护层，21为第一遮光层，22为第二遮光层，211为缝隙，2111为左侧图案，2112为中间图案，2113为右侧图案。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当元件被称为“固定于”元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
本申请实施例提供的掩膜板，应用于曝光机，通过改变现有的左右两侧呈弧形的缝隙的设计，在现有的左侧为弧形的缝隙上设置多个大小形状相同的凹槽，并且设置凹槽的宽度大小等数值远低于曝光机的解析度，以达到削弱衍射光叠加的现象，改善整个缝隙的taper角的均匀性，实现taper角均匀的目的。
请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种掩膜板的结构示意图，所述掩膜板100应用于曝光机，属于曝光机的一个重要组成部分。
曝光机广泛应用于半导体、微生物、生物器件和纳米科技领域，是通过打开光线，发射紫外线波长，将图像信息从胶片或者其他透明体传输到涂有感光材料的表面的机器，利用曝光机传输图像信息，具有节能省电、降低成本使用寿命长等优点，同时，高安全LED灯无紫外线辐射，无臭氧释放，不易折断，其稳定性也较高。
所述掩膜板100，又称为光罩，用于在制作IC的过程中，利用光蚀刻技术，在半导体上形成图形，为将图形复制于晶圆上，其作用也类似于冲洗照片时，利用底片将影像复制到照片上。
所述掩膜板100包括基底层10、遮光层20、光刻胶层30和保护层40，其中，所述基底层10和所述保护层40分别位于所述掩膜板100的两侧，所述遮光层20和所述光刻胶层30位于所述基底层10和所述保护层40之间，所述遮光层20位于靠近所述基底层10的一侧，所述光刻胶层30位于靠近所述保护层40的一侧。
所述基底层10位于所述掩膜板100的底部，呈透明状，所述基底层10的材质可以为石英或者玻璃，在工艺制程中，在所述基底层10的表面上积淀所述遮光层20。
可选的，所述基底层10的厚度范围为3mm至5mm。
所述遮光层20在所述基底层10的表面上制成，包括第一遮光层21和第二遮光层22，其中，所述第一遮光层21和所述基底层10接触，所述第一遮光层21位于所述基底层10和所述第二遮光层22之间。
所述第一遮光层21用于阻挡光，为具有图案的膜层，是用于形成所述掩膜板100的图案的膜层，在本申请的实施例中，所述第一遮光层21的材质为铬，所述第一遮光层21为铬层，铬是一种银白色金属，质极硬而脆，耐腐蚀，属不活泼金属，常温下对氧和湿气都是稳定，被广泛应用于冶金、化工、铸铁、耐火及高精端科技等领域。
可选的，所述第一遮光层21的厚度可以为0.075um。
所述第二遮光层22的材质可选为氧化铬，氧化铬的结晶体极硬，极稳定，即使在红热下通入氢气也没有变化，溶于加热的溴酸钾溶液，微溶于酸类和碱类，几乎不溶于水、乙醇和丙酮，用于冶金，制作陶瓷、耐火材料、颜料业原料及有机合成催化剂等，以及用作分析试剂，催化剂，或者用作胶黏剂和密封剂的着色性、耐磨性、耐腐蚀性填充剂等等。
可选的，所述第二遮光层22的厚度可以为0.075um。
所述光刻胶层30位于形成于所述第二遮光层22上远离所述第一遮光层21的表面上，所述第二遮光层22位于所述第一遮光层21和所述光刻胶层30之间。
光刻胶层30顾名思义材质为光刻胶，光刻胶是一种有机化合物，它被紫外光曝光后，在显影溶液中的溶解度会发生变化，硅片制造中所用的光刻胶以液态涂在硅片表面，而后被干燥成胶膜。
所述光刻胶层30的作用为，便于曝光定义图形，然后通过刻蚀把图形转印到铬层上。
在实际应用中，可以将所述曝光机的焦点设置于所述光刻胶层30上进行全面曝光。
光刻胶层30用于将所述掩膜板100的图案形成于所述第一遮光层10中，具有防止蚀刻和阻挡离子注入的作用，对所述第一遮光层21起到保护的作用。
可选的，所述光刻胶层30的厚度范围为0.6um至1um。
所述保护层40覆于所述光刻胶层30上远离所述第二遮光层22的一面上，所述光刻胶层30位于所述保护层40和所述第二遮光层22之间，所述保护层40是一层薄薄的膜层，用于对所述光刻胶层30起一定的保护作用。
请一并参阅图2，图2为本申请实施例提供的一种透光图案的缝隙的示意图，在应用时，所述缝隙211形成于所述掩膜板100，具体的，在应用时，所述缝隙211形成于所述掩膜板100的所述第一遮光层21，即形成于铬层上。
所述透光图案上面设有多个所述缝隙211，所述缝隙211的形状根据所述透光图案的设计决定，所述缝隙211的形状对所述曝光机的曝光性能具有一定影响。
所述缝隙211包括两条相互平行的第一边2111、第一侧边2112和第二侧边2113，所述第一侧边2112的两端分别和两条相互平行的第一边2111的相同一端连接，所述第二侧边2113的两端分别和两条相互平行的第一边2111的相同的另一端连接，使得所述缝隙211呈封闭状。
在本申请的实施例中，所述缝隙211的形状可以看作由现有的呈长圆形的形状变更设计得到，现有的缝隙形状包括两条相互平行的第一边，以及分别位于两条相互平行的第一边的两侧的呈弧形的侧框，具体的，两侧的侧框均呈半圆形，通过对一侧的半圆形的侧框进行变更设计可以得到本申请的所述缝隙211的形状。
在本申请的实施例中，所述第一侧边2112上设计有多个大小形状相同的凹槽，所述第一侧边2112的多个所述凹槽呈现均匀排布，需要说明的是，凹槽的定义是相对于所述透光图案而言，所述凹槽相对于所述透光图案凹陷，可以理解为，在所述透光图案上设置凹陷得到所述凹槽。
在其他实施例中，所述凹槽的大小和间距根据曝光机解析度以及光阻解析度的大小而定，所述凹槽的大小和间距可以设置为不相同，所述第一侧边2112的多个所述凹槽呈现不均匀排布。
可选的，所述凹槽的宽度范围为0.2um至6um，所述凹槽的具体宽度数值根据实际需要进行设计。
需要说明的是，在本申请的实施例中，所述凹槽的宽度数值远小于所述曝光机的解析度的数值，所述凹槽的大小及间距的数值也远小于所述曝光机的解析度的数值。
在一些实施例中，所述曝光机的解析度为2.5um，所述凹槽的直径设置为0.5um，相邻两个所述凹槽之间的直线距离设置为0.5um。
在应用时，本申请实施例的所述透光图案的缝隙的形状设计，可以使得通过所述凹槽的衍射光弧形衍射光叠加区的衍射光的能量和通过所述第一边2111的线性衍射光叠加区的衍射光的能量相当，保证在削弱衍射光叠加现象的同时不影响弧形区域图型的平滑性，实现taper角均匀。
可选的，在另一些实施例中，可以在所述第一侧边2112和所述第二侧边2113上均设置多个凹槽，使得所述第一侧边2112和所述第二侧边2113均呈波纹状，以达到削弱衍射光叠加的现象，保证taper角均匀。
请一并参阅图3，图3是图2所示的缝隙在应用时的衍射光分布图，所述第一侧边2112和所述中间的两条相互平行的第一边2111中分布有衍射光，位于所述第一侧边2112的衍射光分布为弧形衍射光叠加区，位于中间的衍射光分布为线性衍射光叠加区。
在现有的左右两侧均呈弧形中间呈两根平行线的透光图案的缝隙的形状设计下，即在左右两侧均呈半圆中间呈两根平行线的透光图案的缝隙的形状设计下，弧形衍射光叠加区的能量分布较强，中间的线性衍射光叠加区的能量分布较弱，导致taper角不均匀。
在本申请的所述缝隙211的形状设计下，由于凹槽的设计，并且，由于凹槽的大小间距等数值远低于所述曝光机的解析度的数值，使得弧形衍射光叠加区的能量被削弱，实现taper角均匀。
进一步的，所述掩膜板100的制板工艺可以为：图案设计，光刻，显影，蚀刻，脱模和切割。其中，图案设计为在相应的软件上对所述透光图案进行设计；光刻为将处理好的图形数据文件传递给激光光绘机进行非接触式曝光；显影为将曝光处光刻胶层去除，显露铬层；蚀刻为将曝光处的铬层腐蚀去除；脱模为将光刻胶去除；切割为按照生产工艺要求，将大片的成品切割为独立的单品。
本申请实施例提供了一种掩膜板100，应用于曝光机，所述掩膜板100包括遮光层20、基底层10、光刻胶层30和保护层40，其中，所述遮光层20包括第一遮光层21和第二遮光层22，所述基底层10和所述保护层40位于所述掩膜板100的两侧，所述遮光层20和所述光刻胶层30位于中间，所述第一遮光层21位于所述基底层10和所述第二遮光层22之间，所述第二遮光层22位于所述第一遮光层21和所述光刻胶层30之间，所述光刻胶层30位于所述第二遮光层22和所述保护层40之间。
进一步的，所述遮光层20上设有透光图案，所述透光图案上设有若干个缝隙211，每一所述缝隙211包括两条相互平行的第一边2111，以及第一侧边2112和第二侧边2113，所述第一侧边2112和所述第二侧边2113分别位于两条相互平行的第一边2111的两侧，其中，所述第一侧边2112上设有若干个凹槽，呈波纹形。通过上述对所述缝隙211的形状设计，使得在应用时，通过所述凹槽的衍射光叠加不能对光阻产生作用，保证在削弱衍射光叠加现象的同时不影响弧形区域图型的平滑性，实现taper角均匀。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种掩膜板，应用于曝光机，其特征在于，所述掩膜板包括：遮光层，所述遮光层包括透光图案，所述透光图案包括若干个缝隙，每一所述缝隙至少包括两条相互平行的第一边，以及和两条所述第一边的相同一端连接的第一侧边；所述第一侧边呈弧状；所述第一侧边向所述透光图案的方向凹设有多个凹槽，所述第一侧边呈波纹状；所述凹槽的宽度数值远小于所述曝光机解析度的数值。
2.根据权利要求1所述的掩膜板，其特征在于，每一所述凹槽的大小和间距根据曝光机解析度以及光阻解析度而定。
3.根据权利要求1所述的掩膜板，其特征在于，所述凹槽的宽度范围为0.2um至6um。
4.根据权利要求1所述的掩膜板，其特征在于，所述掩膜板还包括基底层，所述基底层呈透明状。
5.根据权利要求4所述的掩膜板，其特征在于，所述基底层的材质为石英或玻璃。
6.根据权利要求4所述的掩膜板，其特征在于，所述遮光层包括第一遮光层和第二遮光层，所述第一遮光层位于所述基底层和所述第二遮光层之间。
7.根据权利要求6所述的掩膜板，其特征在于，所述第一遮光层的材质为铬，所述第二遮光层的材质为氧化铬。
8.根据权利要求6所述的掩膜板，其特征在于，所述掩膜板还包括光刻胶层，所述第二遮光层位于所述第一遮光层和所述光刻胶层之间。
9.根据权利要求8所述的掩膜板，其特征在于，所述掩膜板还包括保护层，所述保护层覆于所述光刻胶层上远离所述第二遮光层的一面上。
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