专利名称：一种曝光方法及曝光采用的掩膜版的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种曝光方法及曝光采用的掩膜版。
背景技术：
在半导体制造过程中，包括光刻技术。光刻技术就是利用光学系统将掩膜版上的图形精确地投影曝光到涂覆光刻胶层的硅片上，然后硅片上的光刻胶层经过了显影后就得到了图形。图1为现有技术将掩膜版上的图形转移到硅片上的光刻胶层的结构示意图，该结构就是光刻机的结构，如图所示，掩膜版上具有透明区域和不透明区域，这些区域形成了要转移到硅片的光刻胶层表面的图形。将涂覆有光刻胶层的硅片放置到承载台上，在承载台的上方具有投影透镜，用于缩小掩膜版的视场到硅片表面；在投影透镜上方具有承载投影掩膜版，曝光紫外光源后将掩膜版上的图形通过投影透镜转移到硅片的光刻胶层上。在光刻过程中，通常是采用曝光设定波长的紫外光源将掩膜版上的图形通过投影透镜转移到硅片的光刻胶层上，曝光时，紫外光源需要通过掩膜版上的图形，衍射图形夺走了曝光能量，并使光发散，在硅片的光刻胶层上转移得到的图形发生了衍射。随着半导体技术的发展，半导体器件的特征尺寸越来越小，衍射引起的干涉图形也使得越来越小的接触孔和小线条很难被光刻。为了克服这个问题，可以采用投影透镜捕获一些衍射光，投影透镜收集衍射光的能力被称作投影透镜的数值孔径(NA)，为了在曝光时捕获更多的衍射光，就需要增大投影透镜的NA，也就是通过增加投影透镜的镜头半径来增大投影透镜的NA，这就意味着光刻机更加昂贵和实现复杂。即使这样，也无法将所有衍生光都捕获到，仍然会在硅片的光刻胶层上产生衍射图形，并随着半导体器件尺寸的进一步减小，这种情况就越严重。因此，在光刻过程中为了提高光刻质量，还采用了各种各样的方式，比如，沉浸光刻方式、采用双层图形的掩膜版方式、光刻机轴外照明方式及相位转移图形方式等等，但是，这些方式很难克服光刻过程中的衍射现象。在光刻过程中的衍射现象会造成最终的半导体器件由于在刻蚀时依据的在光刻胶层上的图形不清晰，导致刻蚀失败，报废所制作的半导体器件。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种曝光方法，该方法能够在半导体器件特征尺寸缩小的情况下，防止曝光过程中的掩射现象。本发明还提供一种曝光采用的掩膜版，该掩膜版能够在半导体半导体器件特征尺寸缩小的情况下，防止曝光过程中的掩射现象。本发明的技术方案是这样实现的:一种曝光方法，该方法包括:在掩膜版形成图形后，在图形中的透明区域上形成激励区域；采用该掩膜版进行曝光，掩膜版图形中的激励区域吸收了第一波长的曝光光源后，激励出第二波长的光源，将掩膜版图形通过投影透镜转移到硅片的光刻胶层上；硅片的光刻胶层进行显影后，在光刻胶层上形成图形。所述剂量区域采用涂覆或离子注入发光粒子形成。所述发光粒子为稀土元素粒子。所述第一波长为248纳米，所述第二波长为193纳米；或者所述第一波长为193纳米，第二波长为157纳米。所述光刻胶层的材料为敏感第二波长的光刻胶材料。一种曝光采用的掩膜版，该掩膜版应用在曝光过程中，所述在掩膜版形成具有透明区域和不透明区域的图形后，在图形中的透明区域具有激励区域，用于吸收了第一波长的曝光光源后，激励出第二波长的光源。所述激励区域采用涂覆或离子注入诸如稀土元素的发光粒子形成。从上述方案可以看出，本发明在掩膜版形成图形后，在图形中的透明区域上形成激励区域，该区域采用涂覆或离子注入诸如稀土元素的发光粒子形成，在曝光过程中，掩膜版图形中的激励区域吸收了第一波长的曝光光源后，激励出第二波长的光源，将掩膜版图形通过投影透镜转移到硅片的光刻胶层上，第一波长大于第二波长，且光刻胶层材料采用敏感第二波长的光刻胶材料。这样，就不会使得曝光能量被掩膜版夺走，不会使得光发散，在半导体器件特征尺寸缩小的情况下，防止曝光过程中的掩射现象。
图1为现有技术将掩膜版上的图形转移到硅片上的光刻胶层的结构示意图；图2为本发明提供的曝光方法流程3为本发明提供的掩膜版结构示意图；图4a 图4c为本发明提供的曝光过程示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。
背景技术：
中在光刻的曝光过程中，造成衍射现象的原因就是掩膜版的图形夺走了曝光能量，并使得曝光的光源发散，转移到硅片的光刻胶层上时，导致了硅片的光刻胶层上不要曝光的区域被曝光。随着半导体器件的特征尺寸的减小，这种情况就越显著，比如200纳米的接触孔，由衍射引起的在硅片上的转移图形能够使得小接触孔和小线条很难被光刻。本发明为了克服这个问题，在掩膜版形成图形后，在图形中的透明区域上形成激励区域，该区域采用涂覆或离子注入诸如稀土元素的发光粒子形成，在曝光过程中，掩膜版图形中的激励区域吸收了第一波长的曝光光源后，激励出第二波长的光源，将掩膜版图形通过投影透镜转移到硅片的光刻胶层上，第一波长大于第二波长，且光刻胶层材料采用敏感第二波长的光刻胶材料。这样，就不会使得曝光能量被掩膜版夺走，不会使得光发散，在半导体器件特征尺寸缩小的情况下，防止曝光过程中的掩射现象。
图2为本发明提供的曝光方法流程图，其具体步骤为:步骤201、在掩膜版形成图形后，在图形中的透明区域上形成激励区域，该区域采用涂覆或离子注入诸如稀土元素的发光粒子形成；在这里，稀土元素的粒子，比如锗等都具有发光性能，可以吸收光后再产生不同波长的光发射出去；步骤202、采用该掩膜版进行曝光，掩膜版图形中的激励区域吸收了第一波长的曝光光源后，激励出第二波长的光源，将掩膜版图形通过投影透镜转移到硅片的光刻胶层上；在这里，第一波长的波长可以为248纳米，第二波长的波长可以为193纳米，或者第一波长可以为193纳米，第二波长的波长可以为157纳米；在这里，有一些第一波长的光也会穿透激励区域，但是量比较少，不会影响；步骤203、硅片的光刻胶层进行显影后，在光刻胶层上形成图形。在本发明中，将硅片的光刻胶层材料转换为敏感第二波长的光刻胶材料，这样，就可以在曝光过程中，保证不要曝光的区域不被曝光，曝光的区域被曝光；在这里，由于娃片的光刻胶层材料转换为敏感第二波长的光刻胶材料，而对第一波长的光不敏感，所以对穿透激励区域的第一波长的光也不反应，不会产生影响。图3为本发明提供的掩膜版结构示意图，如图所示，在掩膜版形成具有透明区域和不透明区域的图形后，在图形中的透明区域具有激励区域，用于吸收了第一波长的曝光光源后，激励出第二波长的光源。该结构中，激励区域采用涂覆或离子注入诸如稀土元素的发光粒子形成。图4a 图4c为本发明提供的曝光过程示意图，在图4a中，掩膜版上已经具有图形，包括:透明区域，即黑色区域，以及不透明区域，即白色区域，在不透明区域中形成了激励区域，也就是分布有圆点的区域，圆点表示采用涂覆或离子注入诸如稀土元素的发光粒子，在曝光时，采用的是第一波长的光，表示为λ 1，采用该掩膜版进行曝光，掩膜版图形中的激励区域吸收了第一波长的曝光光源后，激励出第二波长λ 2的光源，也部分衍射了第一波长λ I的光，图中斜箭头表示，量比较少；在图4b中，激励出第二波长λ 2的光源，将掩膜版图形通过投影透镜转移到硅片的光刻胶层上，光刻胶层上敏感第二波长λ 2光的材料吸收了第二波长λ 2的光,表不为带加号的圆圈，而不反应第一波长λ I的光；在图4c中，光刻胶层经过了显影后，得到了图形。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
权利要求
1.一种曝光方法，其特征在于，该方法包括: 在掩膜版形成图形后，在图形中的透明区域上形成激励区域； 采用该掩膜版进行曝光，掩膜版图形中的激励区域吸收了第一波长的曝光光源后，激励出第二波长的光源，将掩膜版图形通过投影透镜转移到硅片的光刻胶层上； 硅片的光刻胶层进行显影后，在光刻胶层上形成图形。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述剂量区域采用涂覆或离子注入发光粒子形成。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述发光粒子为稀土元素粒子。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一波长为248纳米，所述第二波长为193纳米； 或者所述第一波长为193纳米，第二波长为157纳米。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光刻胶层的材料为敏感第二波长的光刻胶材料。
6.一种曝光采用的掩膜版，该掩膜版应用在曝光过程中，其特征在于，所述在掩膜版形成具有透明区域和不透明区域的图形后，在图形中的透明区域具有激励区域，用于吸收了第一波长的曝光光源后，激励出第二波长的光源。
7.如权利要求6所述的掩膜版，其特征在于，所述激励区域采用涂覆或离子注入诸如稀土元素的发光粒子形成。
全文摘要
本发明公开了一种曝光方法及曝光采用的掩膜版，该方法包括在掩膜版形成图形后，在图形中的透明区域上形成激励区域；采用该掩膜版进行曝光，掩膜版图形中的激励区域吸收了第一波长的曝光光源后，激励出第二波长的光源，将掩膜版图形通过投影透镜转移到硅片的光刻胶层上；硅片的光刻胶层进行显影后，在光刻胶层上形成图形。这样，就不会使得曝光能量被掩膜版夺走，不会使得光发散，在半导体器件特征尺寸缩小的情况下，防止曝光过程中的掩射现象。
文档编号G03F1/54GK103105738SQ20111035878
公开日2013年5月15日 申请日期2011年11月14日 优先权日2011年11月14日
发明者王辉, 王伟斌 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司