[發明專利]一種高精密硅基通孔掩膜版分體圖形結構

有效

• 申請號: 201811047914.8
• 申請日: 2018-09-10
• 公開（公告）號: CN109188858B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 包文中;郭曉嬌;周鵬;張衛
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G03F1/80
• 分類號: G03F1/80;G03F1/76;C23C14/24;C23C14/04
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

本發明屬于半導體制造技術領域，具體為一種高精密硅基通孔掩膜版分體圖形結構。本發明的通孔掩膜版分體圖形結構，以雙面拋光的硅片為基底，包括正面圖形和反面圖形；正面圖形包括從整體圖形中分離的帶有對準標記的高精度圖形和帶有對準標記的低精度圖形，或者為分別帶有對準標記多組不同精度的圖形；反面圖形，為涵括正面所有圖形的方形，用于整體厚度減薄；通孔掩膜板在加工過程中，高精度圖形和低精度圖形先后使用，通過兩者相同的對準標記進行位置對準，來完成整體圖形的加工。本發明設計的高精度硅基掩膜版設計圖形結構，具有機械強度高、重復使用性高、成本低、圖形設計自由靈活等優勢，能滿足各領域對高精度通孔掩膜版的需求。

技術領域

本發明屬于半導體制造技術領域，具體涉及一種高精密硅基通孔掩膜版分體圖形結構。

背景技術

隨著微電子技術工藝的發展，有機材料、二維層狀材料開始得到越來越多的應用。但這些材料由于表面特別敏感，容易受到光刻、有機清洗等工藝的影響（如光刻過程中顯影液、lift-off中的有機溶劑等），從而致使材料本身發生變性使得最后制得的器件性能降低。為此，常用的無光刻技術通常為金屬通孔掩膜版，普遍使用在OLED、鈣鈦礦器件制作過程中，但是由于金屬刻蝕的局限性，其常規加工精度一般在50微米左右。

而硅基掩膜版是采用半導體加工工藝進行圖案化和刻蝕加工的，其精度可以大幅度提高。但是完成的掩膜版由于是鏤空結構，整個圖形機構的機械應力會集中在高精度圖形部分，容易導致高精度圖形發生斷裂和使用壽命減少。此外，通孔掩膜版普遍不能使用環狀閉合的拓撲結構圖形。因此，需要對現有的高精度掩膜版圖形設計并進行改善，消除以上所述的問題。

發明內容

針對現有高精密硅基通孔掩膜版存在的不足，本發明的目的在于提出一種精度高且使用壽命長的高精密硅基通孔掩膜版分體圖形結構。

本發明提出的高精密硅基通孔掩膜版分體圖形結構，以雙面拋光的硅片為基底，包括正面圖形和反面圖形；正面圖形包括從整體圖形中分離的高精度圖形（帶有對準標記）和低精度圖形（帶有對準標記），或者多組不同精度的圖形；反面圖形，為涵括正面所有圖形的方形，用于整體厚度減薄。通孔掩膜板在使用過程中，高精度圖形和低精度圖形先后使用，通過兩者相同的對準標記進行位置對準，來完成整體圖形的加工。

本發明中，所述的通孔掩膜版，其圖形是在雙面拋光的硅片上通過圖案化和深硅干法刻蝕等工藝制作，具體制作步驟可以參考發明專利《超高精密硅基通孔圖形結構的制備方法》（CN105261588A）。其結構包括正反面圖形；其截面如圖1所示。

本發明中，所述的正面圖形的形狀可為對稱圖形，也可為非對稱圖形，形狀可根據要求任意設計；精度可以達到的硅通孔的最高精度（一般視硅通孔工藝決定，最小的通孔是100nm左右）。在正面圖形設計時，從整體圖形分離出高精度圖形和低精度圖形，將這兩類圖形分成兩組分立的圖形，其圖形分別包含對準標記，用于圖形組合時的對準。另外，視掩膜版材料強度和圖形復雜度的不同，分離出的圖形可以為兩組，也可以分為多組（兩組以上），每部分都含有對準標記，用于最后的組合。

本發明中，使用的圖形分離方法，可以用于一般的高低混合精度的硅基通孔掩膜版制作，例如不同精度的規則或不規則圖形等任意組合成的圖形；也可以用于組合制作常規通孔掩膜版制造中不能制作的閉合環狀圖形，例如為圓環、方環、三角形環或其他無規則閉合拓撲結構。

本發明中，所述的反面圖形與正面圖形中心重合，能覆蓋正面圖形的圖形可為正方形、長方形、圓形、橢圓形或不規則的圖形。其作用為減薄正面圖形區域的厚度。

本發明中，光刻可為紫外光刻及其需通過掩膜版實現曝光的其他光刻技術。

所述的對準過程需要采用對準裝置，可以參考實用新型專利《一種用于精密掩膜版對準的微型裝置》（CN203932033U），此裝置可實現通孔掩膜版的高精度對準。