光刻掩膜版及其制作方法技术

一种光刻掩膜版及其制作方法，其中光刻掩膜版，包括：所述基板，所述基板具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，基板的第一表面为曝光光线的入射面；所述基板内具有若干散射辅助图形；基板的第二表面上具有分立的若干掩膜图形。本发明专利技术的光刻掩模板减小了经过掩膜图形后不同方向的光强分布的不对称性，增大了光刻工艺窗口。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制作领域，特别涉及一种。
技术介绍
光刻是集成电路制作的主要工艺，光刻工艺的任务是实现掩膜版上的图形向硅片上的光刻胶层的转移。投影光通过掩膜图形后传播到硅片上，掩膜图形对光波来说，相当于传播路径上的障碍，从而在硅片上得到与掩膜图形相关的光刻图形。根据光波的衍射和干涉原理，光波通过掩膜版时会发生衍射，掩膜版不同位置之间的光波还会发生干涉，因此，实际投射到硅片上的光强分布是这些衍射光波的叠加结果，在硅片上形成的光刻图形与掩模图形并不是完全相同的。 根据光波的衍射原理，当障碍的尺寸远大于光波的波长时，有衍射产生的图形的偏差可以忽略不计，也就是说，当掩模图形的尺寸(集成电路的特征尺寸)远大于光波波长时，硅片上的光刻图形与掩膜图形基本相同。但在超深亚微米工艺下，集成电路的特征尺寸在0.13微米甚至0.09微米一下，已经接近甚至小于光波波长的情况下，光的衍射效果将非常明显，硅片上的光刻图形与掩膜图形之间的偏差不可以忽略，随着集成电路特征尺寸的不断减小，这种光刻图形的变形和偏差变得越来越严重，成为影响芯片的性能和成品率的重要因素。 特别是在图形相互邻近的部位，由于光波和衍射的作用明显，图形的偏差相对较大，例如，在线段的顶端和图形的拐角处的偏差就比较明显，又例如:当要形成行列规则排布的图形(比如:通孔)时，曝光光线经过掩膜版上的行列排布的掩膜图形后的光强分布在横向和对角线方向的光强分布是不均匀的，使得在光刻胶中形成的图形(比如:通孔)是变形的，在集成电路的制作中，某些图形部位往往对电路的电学性能和电路功能起关键作用的地方，从而影响了整个芯片的性能，甚至导致电路的失效。这种由于光波的衍射、干涉而使光刻图形与掩膜图形产生偏差的现象称为光学邻近效应(OPE:optical proximityeffect)。在光刻工艺中，光学邻近效应是不可避免的，因此必须采取相应的措施尽可能的减小掩膜图形到硅片上形成的光刻图形的变形和偏差，以保证芯片的性能和成品率。 目前工业界普遍采用的方法是在传统的物理设计与掩膜版制作间加入成品率驱动的掩膜版矫正，在这一步骤中，通过改变掩膜版上的图形的形状和/或密度分布或者图形透光的相位来弥补光刻工艺中的光刻图形的变形，使得硅片上光刻得到的图形与预期的图形基本符合。这种掩膜版的图形的补偿机制称为光刻增强技术(RET:reticle enhancement technology)。常用的两种方法是光学邻近效应矫正方法(opticalproximity correct1n, 0PC)和相位移向掩膜(phase shift mask),其中 0PC 是一种有效的光刻增强技术。 采用辅助图形的矫正方法作为现有的比较成熟的光学邻近效应矫正方法得到了广泛的应用。采用辅助图形的矫正方法是在掩膜版上先布局主图形(或掩模图形)，然后在主图形周围加入辅助图形，辅助图形的尺寸一般小于曝光光线的波长，采用此方法的设计，在曝光时，主图形在光刻胶中解析出来，而辅助图形在曝光时不会再光刻胶中解析出来，通过加入辅助图形可以使得稀疏的布局图形与高密的布局图形具有相同的布局环境，并且使得曝光光线透过掩膜图形后的在不同方向的光强分布比较对称，不但可以增加光刻工艺窗口，也可以提高图形的对比度。 在行列分布的掩膜版图形中，通常也会加入辅助图形以提高对比度，具体请参考图1，在掩膜版上形成行列分布的主图形101，在四个主图形101的对角线的交点位置加入辅助图形102。通过加入辅助图形102，曝光光线经过掩膜图形后，减小了横向的光强Ix与对角线的光强Ic的不对称性，使得光刻胶中形成的图形与预期的图形差异减小(而在不加辅助图形时，当曝光光线照射主图形101时，由于主图形101之间的横向距离和对角线距离不相等或相差较大，曝光光线在横向和对角线方向的衍射和干涉的作用强度不相同，使得透过主图形后的光线在横向和对角线上的光强分布不对称或差异较大，会使得光刻胶中形成的图形与预期的图形差异较大)。 但是，随着图形临界尺寸的逐渐缩小，掩膜图形与掩膜图形之间的空间也越来越小，这给辅助图形的布局和光刻的工艺窗口带来新的挑战。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种能增大光刻工艺窗口的光刻掩膜版。 为解决上述问题，本专利技术提供了一种光刻掩膜版，包括:基板，所述基板具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，基板的第一表面为曝光光线的入射面；所述基板内具有若干散射辅助图形；基板的第二表面上具有分立的若干掩膜图形。 可选的，散射辅助图形区域的折射系数小于基板的折射系数。 可选的，所述散射辅助图形为基板中的真空球体或改质区。 可选的，所述散射辅助图形的直径为50?100纳米。 可选的，所述改质区的晶体结构与基板的晶体结构不相同，所述基板为单晶结构，所述改质区为多晶结构、无定形结构、或者包括多晶和无定形两种结构。 可选的，所述散射辅助图形的为实体的结构，实体结构的材料与基板的材料不相同。 可选的，所述实体结构材料的折射系数小于基板材料的折射系数。 可选的，所述实体结构材料为MgF2、Ti02、ZnSe、ZnS或石墨。 可选的，所述散射辅助图形与基板的第二表面的距离大于等于100纳米。 可选的，多个相邻的掩膜图形的对应的多个相邻的顶角之间的连线构成一个多边形，散射辅助图形位于多边形的中心的正上方的基板内。 可选的，所述掩膜图形为移相掩膜图形、不透明的MoSi掩膜图形、二相掩膜图形。 可选的，所述基板的材料为石英。 本专利技术还提供了一种光刻掩膜版的制作方法，包括:提供基板，所述基板具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，基板的第一表面为曝光光线的入射面；在所述基板中形成散射辅助图形；在所述基板的第二表面上形成掩膜图形。 可选的，散射辅助图形的形成过程为:将激光聚焦在基板的内部，在基板内部的聚焦点处形成散射辅助图形。 可选的，所述散射辅助图形为真空球体或改质区。 可选的，所述改质区的晶体结构与基板的晶体结构不相同，所述基板为单晶结构，所述改质区为多晶结构、无定形结构、或者包括多晶和无定形两种结构。 可选的，所述激光的脉冲宽度为Ins?200ns，脉冲频率为80?200KHz，激光在聚焦点处的能量大于lE18W/cm2。 可选的，散射辅助图形区域的折射系数小于基板的折射系数。 可选的，散射辅助图形的形成过程为:所述基板包括第一基板和第二基板；刻蚀所述第一基板，形成第一孔洞；在真空的环境中，将第二基板与第一基板键合在一起，第二基板封闭第一孔洞的开口，封闭的第一孔洞构成散射辅助图形。 可选的，散射辅助图形的形成过程为:所述基板包括第一基板和第二基板；刻蚀所述第一基板，形成第一孔洞；在第一孔洞内填充散射材料；将第二基板与第一基板键合在一起，第二基板覆盖散射材料表面，在基板中形成散射辅助图形。 与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点: [0031 ] 本专利技术的光刻掩膜版，散射辅助图形位于基板中，而掩膜图形位于基板的第二表面上，散射辅助图形和掩膜图形是在一个空间上分布，即散射辅助图形和掩膜图形不是位于同一水平面，因此散射辅助图形不会占据掩膜图形之间的空间，使得掩膜图形之间的间距可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光刻掩膜版，其特征在于，包括：基板，所述基板具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，基板的第一表面为曝光光线的入射面；所述基板内具有若干散射辅助图形；基板的第二表面上具有分立的若干掩膜图形。

【技术特征摘要】
1.一种光刻掩膜版，其特征在于，包括: 基板，所述基板具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，基板的第一表面为曝光光线的入射面； 所述基板内具有若干散射辅助图形； 基板的第二表面上具有分立的若干掩膜图形。2.如权利要求1所述的光刻掩膜版，其特征在于，散射辅助图形区域的折射系数小于基板的折射系数。3.如权利要求1所述的光刻掩膜版，其特征在于，所述散射辅助图形为基板中的真空球体或改质区。4.如权利要求3所述的光刻掩膜版，其特征在于，所述散射辅助图形的直径为50?100纳米。5.如权利要求3所述的光刻掩膜版，其特征在于，所述改质区的晶体结构与基板的晶体结构不相同，所述基板为单晶结构，所述改质区为多晶结构、无定形结构、或者包括多晶和无定形两种结构。6.如权利要求1所述的光刻掩膜版，其特征在于，所述散射辅助图形为实体的结构，实体结构的材料与基板的材料不相同。7.如权利要求6所述的光刻掩膜版，其特征在于，所述实体结构材料的折射系数小于基板材料的折射系数。8.如权利要求7所述的光刻掩膜版，其特征在于，所述实体结构材料为MgF2、Ti02、ZnSe、ZnS或石墨。9.如权利要求1所述的光刻掩膜版，其特征在于，所述散射辅助图形与基板的第二表面的距离大于等于100纳米。10.如权利要求1所述的光刻掩膜版，其特征在于，多个相邻的掩膜图形的对应的多个相邻的顶角之间的连线构成一个多边形，散射辅助图形位于多边形的中心的正上方的基板内。11.如权利要求1所述的光刻掩膜版，其特征在于，所述掩膜图形为移相掩膜图形、不透明的MoSi掩膜图形、二相掩膜图形。12.如权利要求1所述的光刻掩膜版，其特征在于，所述基板的材料为石英。13.一种光刻掩...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡博修，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31