[發明專利]具有納米級圖形化尺寸的光刻掩膜版及其制備方法

在審

• 申請號: 202011369250.4
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112346295A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 王峰
• 申請（專利權）人: 蘇州瑞而美光電科技有限公司
• 主分類號: G03F1/38
• 分類號: G03F1/38;G03F1/46;G03F1/48;G03F1/68;G03F7/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴;丁浩秋

本發明公開了一種具有納米級圖形化尺寸的光刻掩膜版，包括具有第一表面和第二表面的透明基板，所述透明基板的第一表面設置有掩膜層，所述掩膜層設置有納米級圖形化結構，所述透明基板的第二表面設置有光子晶體增透層；所述掩膜層的納米級圖形化結構和光子晶體增透層通過納米壓印模板壓印后刻蝕得到。采用納米壓印方式制備，制作成本低，掩膜版圖形化最小特征尺寸線寬可以達到納米級，可用于制備納米級線寬的芯片結構。其次在曝光面做了光子晶體增透層，能夠提高紫外光的增透性，從而在光刻工藝中減少曝光時間，不僅提高產能，而且還延長了紫外燈部件的使用壽命，同時減少了紫外光的反射，對入射紫外光的光路均勻性具有一定的幫助。

技術領域

本發明屬于半導體微納加工技術領域，具體地涉及一種具有納米級圖形化尺寸的光刻掩膜版及其制備方法。

背景技術

半導體光刻掩膜版一直是我們國家的一個軟肋，據智研發布的《2020-2026年中國掩膜版產業運營現狀及發展前景分析報告》權威數據顯示：2019年全球半導體用光刻掩膜版市場規模達到41億美元，其中中國掩膜版需求全球占比56%，在全球市場中美國福尼克斯和日本凸版、DNP印刷占據全球82%的市場份額，掩膜版產品嚴重依賴國外廠商，國產化率低。盡管中國半導體產業的發展起步較晚，但憑借著巨大的市場容量和生產群體，中國已成為全球最大的半導體消費國。光刻掩膜版是整個半導體產業較關鍵的一個環節，隨著國家加大對半導體產業的投入，根據CSIA、賽迪智庫、SEMI等權威機構的預測數據，可見未來幾年內，半導體行業將保持20%-30%的增長。而隨著半導體產業的大力發展，半導體掩膜版的需求也隨之爆發式的增長。

傳統的半導體掩膜版分為母版和子版兩種，母版是通過激光直寫的方式制備的，生產效率低下，子版是通過光刻工藝在母版的基礎上復制得到的，制備工藝繁瑣，制備設備昂貴，要想制備納米級線寬掩膜版所要求的設備要更先進，分辨率要求更高，成本相對來說也很高，而且制備效率低下。這個一系列的問題一直困擾著整個行業的進一步發展。

公告號為CN 105225279中國專利公開了一種公開了一種掩膜版及其制備方法和圖形化方法，其中掩膜版包括：掩膜襯底；形成于所述掩膜襯底上的若干納米凸起，所述若干納米凸起之間具有間距；覆蓋于所述若干納米凸起表面的遮擋層。其納米凸起具有減反增透作用設置在掩膜襯底，但是其掩膜層并沒有進行圖形化，無法制備納米級線寬的芯片結構。并且納米凸起對紫外光的增透性的作用有限。

發明內容

針對上述存在的技術問題，本發明目的是：提供一種具有納米級圖形化尺寸的光刻掩膜版及其制備方法，采用納米壓印方式制備，制作成本低，掩膜版圖形化最小特征尺寸（最小CD尺寸）線寬可以達到納米級，可用于制備納米級線寬的芯片結構。其次在曝光面做了光子晶體增透層，能夠提高紫外光的增透性，從而在光刻工藝中減少曝光時間，不僅提高產能，而且還延長了紫外燈部件的使用壽命，同時減少了紫外光的反射，對入射紫外光的光路均勻性具有一定的幫助。

本發明的技術方案是：

一種具有納米級圖形化尺寸的光刻掩膜版，包括具有第一表面和第二表面的透明基板，所述透明基板的第一表面設置有掩膜層，所述掩膜層設置有納米級圖形化結構，所述透明基板的第二表面設置有光子晶體增透層。

優選的技術方案中，所述掩膜層利用濺射或電子束蒸發工藝鍍膜在透明基板上，所述掩膜層的材質為金屬鉻材料、硅材料、非透明氧化鋁材料、氧化鐵材料中的一種或多種混合，所述掩膜層的厚度為100-200nm。

優選的技術方案中，所述掩膜層上設置有鈍化層，所述鈍化層材質為透明氧化鋁材料、氮化硅材料、氧化硅材料中的一種或多種混合。

優選的技術方案中，所述鈍化層的厚度為入射紫外光的1/4波長的奇數倍。

優選的技術方案中，所述掩膜層的納米級圖形化結構和光子晶體增透層通過納米壓印模板壓印后刻蝕得到。