[發明專利]掩模版和掩模版制作方法

有效

• 申請號: 201010216555.1
• 申請日: 2010-06-30
• 公開（公告）號: CN102314074A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 江傳亮;楊志勇
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備有限公司
• 主分類號: G03F1/44
• 分類號: G03F1/44;G03F1/38;G03F7/20
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

技術領域

本發明涉及光刻工藝技術，特別是光刻技術中的掩模版和掩模版制作方法。

背景技術

隨著集成電路的日益發展，設計尺寸越來越小，晶片上實際得到的光刻圖形與掩模圖形之間的變形和偏差將直接影響電路性能和生產成品率。

光刻是將設計圖形轉移至晶片上的一種常用工藝。一般來說，光刻工藝包括：通過照明系統對掩模版進行光照，將出射光線經由投影物鏡接收后，投射至晶片表面的光刻膠上，然后，再通過后續的顯影刻蝕等步驟，實現將掩模圖形轉移至晶片表面的光刻膠上。在掩模版圖形的投影成像過程中，為了獲得最佳的成像效果，只有將掩模版的圖形表面置于該投影物鏡的最佳物面高度，以及將涂有光刻膠的晶片的上表面置于投影物鏡的最佳焦面高度，并采用最佳的曝光劑量進行曝光。其中，如何確定投影物鏡的最佳物面高度或最佳焦面高度、以及最佳曝光劑量等投影成像參數，則始終是業界探討的關鍵問題。

目前，業界一般采用掩模(Focus-Exposure?Matrix，焦面曝光矩陣)步進曝光的方法確定上述最佳投影成像參數。參考圖1，掩模版101中包含一組掩模標記，位于投影物鏡100的物面高度；晶片102位于投影物鏡100的焦面位置，其面向投影物鏡100的一面涂有光刻膠。其中，參考圖2，所述掩模標記相對于投影物鏡100處于同一高度，且掩模版101上各點的光線透過率相同。

具體地，可通過多次曝光過程實現。首先，始終將掩模101置于投影物鏡100的同一物面高度，并分別在不同的曝光劑量下，步進移動晶片102，并在晶片102的每一個位置，對掩模101進行曝光，從而在晶片102上，形成與多個曝光劑量以及晶片102的多個位置分別對應的掩模標記的像圖案。

接著，當對應于晶片所有步進位置以及所有曝光劑量的多次曝光過程完成后，對晶片102進行顯影刻蝕，獲得如圖3所示的曝光圖樣。分別測量該曝光圖樣中較佳成像點的關鍵尺寸(CD)，并將這些CD尺寸通過光學模型計算，以獲得投影物鏡100的最佳焦面位置和最佳曝光劑量。

上述現有技術方案中，需要在不同的曝光劑量下，反復對晶片位置進行調整，并多次曝光，需要耗費較長的時間，生產效率較低。

發明內容

本發明解決的技術問題是單次曝光條件下，現有掩模版僅能獲得對應于單一曝光劑量和單一物距的像圖案。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種掩模版，適于焦面曝光矩陣曝光測試，包括：基底；位于所述基底一側的具有不同厚度的多個掩模部件，所述掩模部件表面具有掩模標記，所述掩模標記設置于所述掩模部件在曝光過程中光線出射一側的表面；覆蓋于所述基底的具有多種透光率的濾光膜。

可選的，所述濾光膜與所述掩模部件分別位于所述基底的兩側，其中，所述濾光膜設置于所述基底在曝光過程中光線入射一側的表面，所述掩模部件設置于所述基底在曝光過程中光線出射一側的表面。

可選的，所述濾光膜與所述掩模部件依次位于所述基底的同側，其中，所述濾光膜設置于所述基底在曝光過程中光線出射一側的表面，所述掩模部件設置于所述濾光膜光線出射一側的表面。

可選的，所述具有不同厚度的多個掩模部件沿第一軸分布，所述具有多種透光率的濾光膜沿與所述第一軸垂直的第二軸分布。

可選的，任一個掩模部件對應于多種透光率。

可選的，所述濾光膜的透光率根據曝光劑量決定。

可選的，對應于每一個掩模部件的濾光膜中，透光率呈梯度分布。

可選的，所述掩模部件的厚度根據所述曝光過程中的物距決定。

可選的，多個所述掩模部件之間的厚度依次呈梯度分布。

可選的，所述掩模部件為條形掩模。

可選的，所述掩模標記為包括至少兩個不同線寬的的子標記。

可選的，所述子標記的線條均勻分布。

本發明還提供了一種掩模版制作方法，適于制作用于焦面曝光矩陣曝光測試的掩模版，所述掩模版制作方法包括：準備基底；形成多個與所述基底連接且具有不同厚度的掩模部件，所述掩模部件位于曝光過程中基底出射光線一側的表面；在所述掩模部件與所述基底不相連接的表面形成掩模標記；形成覆蓋所述基底的具有多種透光率的濾光膜，所述濾光膜位于曝光過程中基底入射光線一側的表面。

可選的，所述具有不同厚度的多個掩模部件沿第一軸分布，所述具有多種透光率的濾光膜沿與所述第一軸垂直的第二軸分布。

可選的，所述掩模部件之間的厚度依次呈梯度分布。

可選的，所述掩模部件為條形掩模。