掩膜版及其制备方法和图形化方法技术

本发明专利技术公开了一种掩膜版及其制备方法和图形化方法，其中掩膜版包括：掩膜衬底；形成于所述掩膜衬底上的若干纳米凸起，所述若干纳米凸起之间具有间距；覆盖于所述若干纳米凸起表面的遮挡层。本发明专利技术的掩膜版的优点有：(1)遮挡层超薄，用原来厚度三分之一的遮挡层厚度就达到3级以上光学密度，减少了遮挡层中物料的使用量。(2)吸收率高，大部分反射光能陷于纳米凸起，有利于光刻线条形貌品质的提升。(3)工艺过程与传统掩膜兼容，制作成本低。(4)图形化去除遮挡层后露出的透光部分，纳米凸起具有减反增透作用，而且由于其超小结构，将不影响入射波面的传输，对接近式和投影式光刻均能适用。(5)具有大带宽和角度不敏感的吸波特性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，其中掩膜版包括：掩膜衬底；形成于所述掩膜衬底上的若干纳米凸起，所述若干纳米凸起之间具有间距；覆盖于所述若干纳米凸起表面的遮挡层。本专利技术的掩膜版的优点有：(1)遮挡层超薄，用原来厚度三分之一的遮挡层厚度就达到3级以上光学密度，减少了遮挡层中物料的使用量。(2)吸收率高，大部分反射光能陷于纳米凸起，有利于光刻线条形貌品质的提升。(3)工艺过程与传统掩膜兼容，制作成本低。(4)图形化去除遮挡层后露出的透光部分，纳米凸起具有减反增透作用，而且由于其超小结构，将不影响入射波面的传输，对接近式和投影式光刻均能适用。(5)具有大带宽和角度不敏感的吸波特性。【专利说明】
本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种掩膜版，及掩膜版的制备方法和图形化方法。
技术介绍
近几十年来，人们已经开发出许多基于物理、化学乃至仿生学原理的微纳制造技术。然而，基于掩膜(Photomask)的光学曝光技术仍然是最主流、最经济和最可靠的微纳结构批量化制造技术。光掩膜技术在微纳加工领域，如半导体芯片及印刷电路板制造、封装、微光机电系统(Microelectronic systems, MEMS)、显示与照明、微光学元件和柔性印刷电子等行业都有着极为广泛的应用。例如，仅在平板显示行业，全球每年用于制造液晶面板和彩色滤光片的掩膜版产值就达到30亿元以上。在半导体光刻工艺中，光源技术的进步和性能优异的光致抗蚀材料的出现为新型器件的研发提供了条件。掩膜版是光刻工艺中一种重要部件，掩膜其相当于照相的底片，最终的图形化微纳结构相当于冲洗后的照片。通过曝光的方式可把掩膜版上的图形拷贝转移，因此作为母版的掩膜版的质量在很大程度上决定了最终器件的品质。传统的光刻掩模版结构为透明衬底(一般为玻璃或者熔融石英)、其上有遮挡层。未做图形化的掩膜版上还有一层光致抗蚀剂层。其中，遮挡层一般为溅射得到的金属铬(Chromium, Cr)平面膜层。为了满足i线(365nm波长)和g线(436nm波长)光刻的3级光学密度要求，它的层厚要达到IOOnm左右。然而，传统掩膜版存在固有缺点影响了线条质量。使用低光学密度(3级)的掩膜版，在光致抗蚀剂上得到线条会出现边缘严不齐整的现象。使用高光学密度(4级)的掩膜版能够改善，但是它的铬层厚度增加了 20%以上。如图1所示，对于对准曝光工艺，平面铬遮挡层掩膜版光学曝光时，透光部分中透明掩膜衬底4上下表面会有约10%左右的反射损失；光致抗蚀层2及基底I的反射光6被铬遮挡层3再次反射回光致抗蚀层2，导致曝光线条边缘质量下降和光刻分辨率下降；低光学密度遮光层3会有漏光。因此，基于上述问题，降低平面铬遮挡层的表面反射率，将会改善光刻线条品质。目前，普遍采用的方法是，在铬表面再沉积一层几十纳米的三氧化二铬，反射率从50 %减少至10%左右，但这又增加了遮挡层厚度。在深/极紫外波段应用的掩膜版，使用钽氮化硼薄膜或者多层钥硅膜系减反，为国际半导体发展路线图中45nm以下节点提供支持，但是它从材料和成本两方面都不适用于i线和g线的光刻掩膜。因此，针对上述问题，有必要提出一种进一步的改进方案。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种掩膜版，及掩膜版的制备方法和图形化方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术实施例提供的技术方案如下:—种掩膜版，其包括:掩膜衬底；形成于所述掩膜衬底上的若干纳米凸起，所述若干纳米凸起之间具有间距；覆盖于所述若干纳米凸起表面的遮挡层。作为本专利技术的进一步改进，所述掩膜衬底为硬质材料或柔性材料。作为本专利技术的进一步改进，所述硬质材料为白冕玻璃、硼硅玻璃、或石英玻璃。作为本专利技术的进一步改进，所述柔性材料为聚酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、或聚碳酸酯。作为本专利技术的进一步改进,所述纳米凸起为纳米圆柱、纳米方柱、纳米锥、纳米半球、纳米椭球、纳米梯台中的一种或两种以上。作为本专利技术的进一步改进，所述若干纳米凸起之间的间距的范围为5Onm?300nm，若干纳米凸起中任一纳米凸起的高度范围为80nm?500nm，基底口径范围为50nm?300nmo作为本专利技术的进一步改进，所述若干纳米凸起在所述掩膜衬底上的占空比大于60%。作为本专利技术的进一步改进，所述遮挡层为铬、铝、或钨。作为本专利技术的进一步改进，所述遮挡层的厚度范围为IOnm?50nm。为实现上述专利技术目的，本专利技术还提供一种制备如上所述的掩膜版的方法，所述制备方法包括如下步骤:S1.提供掩膜衬底，对其进行清洗并吹干；S2.在掩膜衬底上制备若干纳米凸起；S3.在若干纳米凸起的部分表面上沉积遮挡层。作为本专利技术的进一步改进，所述S2具体包括:S21.在掩膜衬底上涂覆光致抗蚀剂；S22.在涂覆的光致抗蚀剂上通过紫外干涉光刻法在光致抗蚀剂上形成若干纳米凸起。作为本专利技术的进一步改进，所述S2具体包括:S21.在掩膜衬底上涂覆光致抗蚀剂；S22.在涂覆的光致抗蚀剂上通过自组装方法形成若干纳米粒子，以形成的若干纳米粒子为掩膜，通入反应气体，对掩膜衬底进行刻蚀，形成若干纳米凸起。作为本专利技术的进一步改进，所述S2具体包括:S21.在掩膜衬底上涂覆透明材料，利用模具对透明材料进行纳米压印；S22.对压印后的透明材料进行紫外辐照、固化和脱模，获得与模具压印面结构相反的若干纳米凸起。作为本专利技术的进一步改进，所述S3中，沉积遮挡层的方法包括:热蒸发法、电子束蒸发法、磁控溅射法、或原子层沉积发。为实现上述专利技术目的，本专利技术还提供一种如上所述的掩膜版的图形化方法，所述图形化方法包括如下步骤:S1.在掩膜版上涂覆一层光致刻蚀剂层；S2.利用紫外激光直写方法在掩膜版的光致抗蚀剂层上形成所需要的图形区域；S3.对光致抗蚀剂层上形成的图形区域进行曝光显影，暴露出与图形区域相对应的遮挡层；S4.利用湿法或者干法刻蚀去除暴露出的遮挡层，形成透光区域；S5.通过显影或者等离子体轰击法去除剩余的光致刻蚀剂层，获得图形化后的掩膜版。与现有技术相比，本专利技术的掩膜版的优点有:(I)遮挡层超薄，用原来厚度三分之一的遮挡层厚度就达到3级以上光学密度，减少了遮挡层中物料的使用量。(2)吸收率高，大部分反射光能陷于纳米凸起，有利于光刻线条形貌品质的提升。(3)工艺过程与传统掩膜兼容，制作成本低。(4)图形化去除遮挡层后露出的透光部分，纳米凸起具有减反增透作用，而且由于其超小结构，将不影响入射波面的传输，对接近式和投影式光刻均能适用。(5)具有大带宽和角度不敏感的吸波特性。因此，是一种性质非常理想的掩模版。【专利附图】【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，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1为本专利技术的掩膜版的一【具体实施方式】的平面示意图；图2为本专利技术的掩膜版中若干纳米凸起以矩阵形式排布的平面示意图；图3为本专利技术的掩膜版中若干纳米凸起以蜂窝形式排布的平面示意图；图4为本专利技术的掩膜版中若干纳米凸起以随机形式排布的平面示意图；图5为本专利技术的掩膜版图形化后的平面示意图；图6为图5中遮光区域的侧视图；图7为图5中透光区域的侧视图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种掩膜版，其特征在于，所述掩膜版包括：掩膜衬底；形成于所述掩膜衬底上的若干纳米凸起，所述若干纳米凸起之间具有间距；覆盖于所述若干纳米凸起表面的遮挡层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：申溯，周云，刘艳花，浦东林，陈林森，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32