CN113885294A - 灰阶掩模版结构 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及半导体集成电路技术领域，具体涉及一种灰阶掩模版结构。灰阶掩模版结构包括遮光部、半透光部和透光部；半透光部位于遮光部和透光部之间，且半透光部围绕透光部的边缘设置；半透光部位的透光率，从半透光部靠近透光部的一侧至半透光部靠近遮光部的一侧逐渐递减；透光部的边缘形成边缘转角，半透光部包括与边缘转角相对应的半透光转角区，半透光转角区用于将相邻两个延伸方向不同的半透光侧边区相连；半透光转角区中设有多层透光率调整结构，多层透光率调整结构由靠近透光部的一侧至靠近遮光部的一侧逐层间隔排布；各层透光率调整结构的透光率，由靠近透光部的一侧至靠近遮光部的一侧逐层递减。
Description
技术领域
本申请涉及半导体集成电路技术领域，具体涉及一种灰阶掩模版结构。
背景技术
芯片上的半导体集成电路结构是通过掩模版和光刻技术制作形成的。光刻技术是集成电路生产中的一个重要技术，通常，先在半导体的表面喷涂光刻胶形成光敏层，该光刻胶为一种在紫外线照射下发生化学反应的有机聚合物，再使得带有特定图案的掩模版对准光敏层，使得紫外线穿过掩模板照射到光敏层上，被紫外线照射到的光刻胶发生化学反应，从而实现将掩模版上的特定图案转移到光敏层上。在显影后，该光敏层上的特定图案显示出来。
带有特定图案的光敏层包括阻挡部和窗口部，其中，阻挡部为光敏层中带有光刻胶的部分，窗口部为光敏层中光刻胶被显影去除的部分。在后续步骤中，可以以带有特定图案的光敏层作为阻挡层，进行刻蚀或等离子注入等工艺，使得光敏层的窗口部位置处的半导体被刻蚀或者被等离子注入。
通常光敏层的窗口部110与阻挡部120交界的窗口边缘111为竖直(如图1a所示)，但在一些特殊制程要求光敏层的窗口边缘111具有一定倾斜坡度(如图1b所示)。但是，相关技术中的掩模版使得光敏层形成带有转角的窗口部过程中，转角位置处的窗口边缘的坡度平滑度难以达到要求。
发明内容
本申请提供了一种灰阶掩模版结构，可以解决相关技术中的掩模版使得光敏层形成带有转角的窗口部过程中，转角位置处的窗口边缘的坡度平滑度难以达到要求的问题。
为了解决背景技术中所述的技术问题，本申请提供一种灰阶掩模版结构，所述灰阶掩模版结构包括遮光部、半透光部和透光部；
所述半透光部位于所述遮光部和透光部之间，且所述半透光部围绕所述透光部的边缘设置；
所述半透光部位的透光率，从所述半透光部靠近所述透光部的一侧至所述半透光部靠近所述遮光部的一侧逐渐递减；
所述透光部的边缘形成边缘转角，所述半透光部包括与所述边缘转角相对应的半透光转角区，所述半透光转角区用于将相邻两个延伸方向不同的半透光侧边区相连；
所述半透光转角区中设有多层透光率调整结构，多层所述透光率调整结构由靠近所述透光部的一侧至靠近所述遮光部的一侧逐层间隔排布；
各层所述透光率调整结构的透光率，由靠近所述透光部的一侧至靠近所述遮光部的一侧逐层递减。
可选地，各层所述透光率调整结构分别包括一组透光孔组；
所述透光孔组在各自所述透光率调整结构上的透光孔密度，由靠近所述透光部的一侧至靠近所述遮光部的一侧逐层递减，使得各层所述透光率调整结构的透光率，由靠近所述透光部的一侧至靠近所述遮光部的一侧逐层递减。
可选地，各组所述透光孔组，均包括多个相间隔的透光孔。
除最靠近所述透光部的透光孔组以外的其他组所述透光孔组的排列形状，与所述透光部的边缘转角形状一致。
可选地，最靠近所述透光部的透光孔组，其远离所述边缘转角的外缘形状，与所述透光部的边缘转角形状一致。
可选地，相邻两层透光率调整结构之间的间距，由靠近所述透光部的一侧至靠近所述遮光部的一侧，逐渐增大。
可选地，当前相邻两层透光率调整结构之间的间距，比上一相邻两层透光率调整结构之间的间距增大5nm～10nm。
可选地，从第二层透光率调整结构开始，当前透光率调整结构的透光率，比上一层透光率调整结构的透光率减少5％～20％。
可选地，第一层透光率调整结构的透光率可以为85％～95％。
可选地，所述透光部包括多条边缘，相邻两条延伸方向不同的边缘相交形成所述边缘转角，
在对应所述透光部各条边缘位置处，形成所述半透光部的半透光侧边区；
各个所述半透光侧边区的延伸方向，与所述半透光侧边区各自对应的透光部边缘的延伸方向一致。
可选地，所述半透光转角区包括顶角位置和两条侧边位置，两条所述侧边位置相交形成所述顶角位置；
用于形成所述边缘转角的两条边缘，其在各自延伸方向上的延长线为所述半透光转角区的两条侧边位置；
所述透光部的边缘转角为所述半透光转角区的顶角位置。
可选地，半透光转角区中的各层透光率调整结构，均跨接在两条所述侧边位置之间；
除最靠近所述顶角位置的透光率调整结构以外的其他各层透光率调整结构，其形状与所述半透光转角区对应的所述边缘转角的形状一致。
可选地，所述最靠近所述顶角位置的透光率调整结构，其靠近所述顶角位置的外缘形状与对应的所述边缘转角的形状一致，远离所述顶角位置的内缘形状与所述顶角位置的形状一致。
本申请技术方案，至少包括如下优点：通过对应透光部的边缘转角设置透光转角区，且该透光转角区中设有透光率由该边缘转角位置处至靠近所述遮光部一侧逐层递减的若干层透光率调整结构，以使得该透光部边缘转角位置处对应的光刻图形转角位置，形成平滑的倾斜坡度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，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他的附图。
图1a示出窗口边缘为竖直状的光敏层截面示意图；
图1b示出了窗口边缘为倾斜状的光敏层截面示意图；
图2示出了本申请一实施例提供的灰阶掩模版的部分结构俯视示意图；
图3示出了使用半透光部进行光刻操作后形成的光刻图形结构剖视结构示意图；
图4示出了图2中半透光部和透光部的放大结构示意图；
图5示出了图4中一种实施例所示的半透光转角区放大结构示意图；
图6示出了在图5的基础上，各层透光率调整结构的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，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，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
图2示出了本申请一实施例提供的灰阶掩模版的部分结构俯视示意图，从图2中可以看出，该灰阶掩模版结构包括：遮光部210、透光部220和半透光部230。
该半透光部230位于所述遮光部210和透光部220之间，该半透光部230围绕所述透光部220的边缘设置，且所述半透光部230的形状与所述透光部220边缘的形状一致。其中，遮光部210能够完全遮光，透光部220能够完全透光，半透光部230能够部分透光。
该半透光部230的透光率，从所述半透光部230靠近所述透光部220的一侧至所述半透光部230靠近所述遮光部210的一侧逐渐递减。一位置处的掩模版透光率与该位置处的光刻胶曝光率呈正比，因此透光率逐渐递减的半透光部，能够使得在曝光时，与该半透光部对应的光敏层的曝光率逐渐递减，显影后该光敏层剩余光刻胶的厚度逐渐增厚。
如图3所示，其示出了使用半透光部进行光刻操作后形成的光刻图形结构剖视结构示意图。图3中的半透光部230，其透光率从该半透光部230靠近所述透光部的一侧310至所述半透光部230靠近所述遮光部的另一侧320逐渐递减，从而光敏层300的曝光率由一侧310至另一侧320逐渐递减，显影后光敏层300剩余光刻胶的厚度由一侧310至另一侧320逐渐增厚。
如图4，其示出了图2中半透光部和透光部的放大结构示意图，从图4中可以看出该透光部220包括多条边缘，相邻两条延伸方向不同的边缘相交形成边缘转角223。示例性地，该透光部220的边缘包括第一边缘221和第二边缘222，该第一边缘221和第二边缘222相交形成边缘转角223，其中该第一边缘221沿第一方向X延伸，该第二边缘222沿第二方向Y延伸。
由于半透光部230围绕所述透光部220的边缘设置，在对应该透光部220的各条边缘外侧位置处，形成半透光部230的半透光侧边区232。各个半透光侧边区232的延伸方向，与该半透光侧边区232各自对应的透光部220边缘的延伸方向一致。
在对应该透光部220的各边缘转角223位置处，形成半透光部230的半透光转角区231。图4中的透光部220共有四个边缘转角223，每个边缘转角223对应形成一个半透光部230的半透光转角区231。
如图4所示，对应第一边缘221和第二边缘222外侧位置处，分别形成半透光部230的半透光侧边区232，该半透光侧边区232的延伸方向与其各自对应边缘的延伸方向一致，即由于第一边缘221沿第一方向X延伸，第二边缘222沿第二方向Y延伸，则对应第一边缘221形成的半透光侧边区232也沿第一方向X延伸，对应第二边缘222形成的半透光侧边区232也沿第二方向Y延伸。
该半透光转角区231包括顶角位置和两条侧边位置，两条所述侧边位置相交形成所述顶角位置。用于形成所述边缘转角223的两条边缘221、222，其在各自延伸方向上的延长线为所述半透光转角区231的两条侧边位置。该半透光转角区231的两条侧边位置分别用于将相邻两个延伸方向不同的半透光侧边区232相连。所述透光部220的边缘转角223为所述半透光转角区223的顶角位置。
如图4中第一边缘221和第二边缘222所形成的边缘转角223，其所对应的半透光转角区231的两条侧边位置分别为第一边缘221在X方向上的延长线，和第二边缘222的Y方向的延长线。
图4中所示的半透光转角区231中设有多层透光率调整结构，多层所述透光率调整结构由所述透光部220的边缘转角位置处向靠近遮光部的一侧逐层间隔排布。各层所述透光率调整结构的透光率，由所述透光部边缘转角位置处至靠近所述遮光部的一侧逐层递减。
参照图5，其示出了图4中一种实施例所示的半透光转角区放大结构示意图，从图5中可以看出，该半透光转角区231包括顶角位置513、第一侧边位置511和第二侧边位置512，第一侧边位置511和第二侧边位置512相交形成该顶角位置513。其中，该第一侧边位置511沿第一延伸方向X延伸，该第二侧边位置512沿第二延伸方向Y延伸。该第一侧边位置511为图4中的第一边缘221在X方向上的延长线，该第二侧边位置512为图4中的第二边缘222的Y方向的延长线。顶角位置513对应图4中第一边缘221和第二边缘222所形成的边缘转角223所在位置。
该半透光转角区231中，从透光部的边缘转角位置处，至靠近遮光部的一侧依次设有相间隔的第一层透光率调整结构510、第二层透光率调整结构520、第三层透光率调整结构530、第四层透光率调整结构540和第五层透光率调整结构550。半透光转角区231中的各层透光率调整结构，均跨接在第一侧边位置511和第二侧边位置512之间，且除第一层透光率调整结构510以外的其他各层透光率调整结构520、530、540、550的形状，均与该半透光转角区231对应的图4所示边缘转角223的形状一致。
以图4中，由第一边缘221和第二边缘222所形成的边缘转角223为例，由于该边缘转角223能够将沿第一方向X延伸的第一边缘221和沿第二方向Y延伸的第二边缘222相连，从而该边缘转角223的形状为L型转角，该L型转角的两端部分别沿第一方向X延伸和第二方向Y延伸。从而图5所示的各层透光率调整结构中，除第一层透光率调整结构510以外的其他透光率调整结构，其形状均与透光区边缘转角的形状一致，即第二层透光率调整结构520、第三层透光率调整结构530、第四层透光率调整结构540和第五层透光率调整结构550的形状均为L型结构，该L型结构两端部分别沿第一方向X延伸连接第一侧边511，和沿第二方向Y延伸连接第二侧边512。
对于第一层透光率调整结构510，其远离顶角位置513的外缘形状与透光区边缘转角的形状一致，靠近该顶角位置513的内缘形状与该顶角位置513的形状一致。
各层透光率调整结构的透光率，由第一层透光率调整结构510至第五层透光率调整结构550逐层减小。
可选地，该第一层透光率调整结构510的透光率可以为85％～95％，第二层透光率调整结构520至第五层透光率调整结构550中的当前透光率调整结构的透光率，可以比上层透光率调整结构的透光率减少5％～20％。
当前相邻两层透光率调整结构之间的间距，可以比上一相邻两层透光率调整结构之间的间距增大5nm～10nm。
本实施例通过对应透光部的边缘转角设置透光转角区，且该透光转角区中设有透光率由该边缘转角位置处至靠近所述遮光部一侧逐层递减的若干层透光率调整结构，以使得该透光部边缘转角位置处对应的光刻图形转角位置，形成平滑的倾斜坡度。
参照图6，其示出了在图5的基础上，各层透光率调整结构的结构示意图，从图6中可以看出，各层透光率调整结构510、520、530、540、550，分别包括一组透光孔组，分别为第一透光孔组610、第二透光孔组620、第三透光孔组630、第四透光孔组640和第五透光孔组650。各个所述透光孔组在各自所述透光率调整结构上的透光孔密度，由靠近所述透光部的一侧至靠近所述遮光部的一侧逐层递减，使得各层所述透光率调整结构的透光率，由靠近所述透光部的一侧至靠近所述遮光部的一侧逐层递减。第一透光孔组610的透光孔密度最大，第五透光孔组650的透光孔密度最小，由第一透光孔组610至第五透光孔组650，透光孔密度逐渐减小。
继续参照图6，各组透光孔组，均包括多个相间隔的透光孔611，各组透光孔组610、620、630、640、650中的所有透光孔611的排列形状，与各透光孔组对应的透光率调整结构的形状一致，即各组中所有的透光孔611的排列形状与该组透光孔组对应的边缘转角的形状一致。
以图4中，由第一边缘221和第二边缘222所形成的边缘转角223为例，由于该边缘转角223能够将沿第一方向X延伸的第一边缘221和沿第二方向Y延伸的第二边缘222相连，从而该边缘转角223的形状为L型转角，该L型转角的两端部分别沿第一方向X延伸和第二方向Y延伸。
从而图6所示的各组透光孔组中，除第一透光孔组610以外的其他透光孔组中的透光孔611的排列形状也均为L型结构，该L型结构两端部分别沿第一方向X延伸连接第一侧边511，和沿第二方向Y延伸连接第二侧边512。
对于第一透光孔组610，其中的多个透光孔611呈阵列式排布，使得该第一透光孔组610远离顶角位置513的外缘形状与透光区边缘转角的形状一致，靠近该顶角位置513的内缘形状与该顶角位置513的形状一致。
可选地，各组透光孔组中透光孔611的尺寸，可以图4所示透光部220尺寸的十分之一至十五分之一。同一组中相邻两个透光孔611间隔可以相同，不同组中的透光孔611间隔，可以由靠近所述透光部的一侧至靠近所述遮光部的一侧逐层逐渐增大。使得第一透光孔组610中相邻两个透光孔611间隔最小，第五透光孔组650中相邻两个透光孔611间隔最大。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本申请创造的保护范围之中。
Claims (12)
1.一种灰阶掩模版结构，其特征在于，所述灰阶掩模版结构包括遮光部、半透光部和透光部；
所述半透光部位于所述遮光部和透光部之间，且所述半透光部围绕所述透光部的边缘设置；
所述半透光部位的透光率，从所述半透光部靠近所述透光部的一侧至所述半透光部靠近所述遮光部的一侧逐渐递减；
所述透光部的边缘形成边缘转角，所述半透光部包括与所述边缘转角相对应的半透光转角区，所述半透光转角区用于将相邻两个延伸方向不同的半透光侧边区相连；
所述半透光转角区中设有多层透光率调整结构，多层所述透光率调整结构由靠近所述透光部的一侧至靠近所述遮光部的一侧逐层间隔排布；
各层所述透光率调整结构的透光率，由靠近所述透光部的一侧至靠近所述遮光部的一侧逐层递减。
2.如权利要求1所述的灰阶掩模版结构，其特征在于，各层所述透光率调整结构分别包括一组透光孔组；
所述透光孔组在各自所述透光率调整结构上的透光孔密度，由靠近所述透光部的一侧至靠近所述遮光部的一侧逐层递减，使得各层所述透光率调整结构的透光率，由靠近所述透光部的一侧至靠近所述遮光部的一侧逐层递减。
3.如权利要求2所述的灰阶掩模版结构，其特征在于，各组所述透光孔组，均包括多个相间隔的透光孔。
除最靠近所述透光部的透光孔组以外的其他组所述透光孔组的排列形状，与所述透光部的边缘转角形状一致。
4.如权利要求3所述的灰阶掩模版结构，其特征在于，最靠近所述透光部的透光孔组，其远离所述边缘转角的外缘形状，与所述透光部的边缘转角形状一致。
5.如权利要求1所述的灰阶掩模版结构，其特征在于，相邻两层透光率调整结构之间的间距，由靠近所述透光部的一侧至靠近所述遮光部的一侧，逐渐增大。
6.如权利要求5所述的灰阶掩模版结构，其特征在于，当前相邻两层透光率调整结构之间的间距，比上一相邻两层透光率调整结构之间的间距增大5nm～10nm。
7.如权利要求1所述的灰阶掩模版结构，其特征在于，从第二层透光率调整结构开始，当前透光率调整结构的透光率，比上一层透光率调整结构的透光率减少5％～20％。
8.如权利要求1或7所述的灰阶掩模版结构，其特征在于，第一层透光率调整结构的透光率可以为85％～95％。
9.如权利要求1所述的灰阶掩模版结构，其特征在于，所述透光部包括多条边缘，相邻两条延伸方向不同的边缘相交形成所述边缘转角，
在对应所述透光部各条边缘位置处，形成所述半透光部的半透光侧边区；
各个所述半透光侧边区的延伸方向，与所述半透光侧边区各自对应的透光部边缘的延伸方向一致。
10.如权利要求9所述的灰阶掩模版结构，其特征在于，所述半透光转角区包括顶角位置和两条侧边位置，两条所述侧边位置相交形成所述顶角位置；
用于形成所述边缘转角的两条边缘，其在各自延伸方向上的延长线为所述半透光转角区的两条侧边位置；
所述透光部的边缘转角为所述半透光转角区的顶角位置。
11.如权利要求10所述的灰阶掩模版结构，其特征在于，半透光转角区中的各层透光率调整结构，均跨接在两条所述侧边位置之间；
除最靠近所述顶角位置的透光率调整结构以外的其他各层透光率调整结构，其形状与所述半透光转角区对应的所述边缘转角的形状一致。
12.如权利要求10所述的灰阶掩模版结构，其特征在于，所述最靠近所述顶角位置的透光率调整结构，其靠近所述顶角位置的外缘形状与对应的所述边缘转角的形状一致，远离所述顶角位置的内缘形状与所述顶角位置的形状一致。
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2021
- 2021-09-17 CN CN202111094251.7A patent/CN113885294B/zh active Active
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