本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种掩膜版以及曝光方法。
背景技术：
在现有的光刻工艺中，需要把掩膜版(mask)上的图形精确地投影曝光到涂过光刻胶的晶圆(wafer)上。随着芯片特征尺寸的不断减小和集成度的增加，掩膜版上的掩膜图案的精度需求不断提高。
在现有技术中，通常采用硅化钼(mosi)形成掩膜版上的掩膜图案，并通过高能光束照射掩膜版来完成曝光。然而，现有技术中的掩膜版在长期使用之后，产品良率会逐渐下降，严重时需要对掩膜版进行返厂修复或报废。
由上，亟需一种掩膜版，能够具有较长的使用周期，以降低生产成本且提高产品质量。
技术实现要素：
本发明解决的技术问题是提供一种掩膜版以及曝光方法，可以延长掩膜版的使用周期，降低生产成本且提高产品质量。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种掩膜版，包括：基板，所述基板的表面具有掩膜图案；保护膜支架，所述保护膜支架固定连接于所述基板的表面；保护膜，固定于所述保护膜支架；其中，所述保护膜支架、保护膜和基板围成掩膜版腔室，所述掩膜版腔室中充有非氧化性气体。
可选的，所述保护膜支架具有排气孔，用于排出所述掩膜版腔室内的非氧化性气体。
可选的，所述掩膜版还包括：泄压阀，与所述排气孔耦接，适于在所述掩膜版腔室内的压强大于预设压强阈值上限值时开启，并在所述掩膜版腔室内的压强小于等于预设压强阈值下限值时关闭，其中，所述预设压强阈值上限值大于等于所述预设压强阈值下限值。
可选的，所述保护膜支架还具有充气孔，用于向所述掩膜版腔室充入所述非氧化性气体。
可选的，所述掩膜版还包括：气体探测模块，用于在通过所述充气孔向所述掩膜版腔室充入非氧化性气体时，探测所述排气孔排出的气体，当排出的气体中所述非氧化性气体的浓度超过预设阈值时，停止充气。
可选的，所述非氧化性气体选自以下一项或多项：氮气、惰性气体以及氢气。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种曝光方法，包括：提供掩膜版，所述掩膜版包括基板、保护膜支架以及保护膜，其中，所述基板的表面具有掩膜图案，所述保护膜支架固定连接于所述基板的表面，所述保护膜固定于所述保护膜支架，所述保护膜支架、保护膜和基板围成掩膜版腔室；向所述掩膜版腔室充入非氧化性气体；采用所述掩膜版对晶圆进行曝光。
可选的，所述保护膜支架具有排气孔，用于排出所述掩膜版腔室内的非氧化性气体。
可选的，所述掩膜版还包括泄压阀，所述泄压阀与所述排气孔耦接，在采用所述掩膜版对晶圆进行曝光之前，还包括：在所述掩膜版腔室内的压强大于预设压强阈值上限值时开启所述泄压阀，并在所述掩膜版腔室内的压强小于等于预设压强阈值下限值时关闭所述泄压阀，其中，所述预设压强阈值上限值大于等于所述预设压强阈值下限值。
可选的，所述保护膜支架还具有充气孔，所述向所述掩膜版腔室充入非氧化性气体包括：通过所述充气孔向所述掩膜版腔室充入所述非氧化性气体。
可选的，在通过所述充气孔向所述掩膜版腔室充入所述非氧化性气体时，所述曝光方法还包括：探测所述排气孔排出的气体，当排出的气体中所述非氧化性气体的浓度超过预设阈值时，停止充气。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
在本发明实施例中，提供一种掩膜版，包括：基板，所述基板的表面具有掩膜图案；保护膜支架，所述保护膜支架固定连接于所述基板的表面；保护膜，固定于所述保护膜支架；其中，所述保护膜支架、保护膜和基板围成掩膜版腔室，所述掩膜版腔室中充有非氧化性气体。采用上述方案，通过在掩膜版腔室中充入非氧化性气体，有效地避免掩膜图案在高能光束照射下因氧化导致的线条膨胀，有助于延长掩膜版的使用周期，保持转移到光刻胶上的实际图形的关键尺寸，降低生产成本且提高产品质量。
进一步，在本发明实施例中，可以通过设置排气孔以及与该排气孔耦接的泄压阀，在掩膜版腔室内的压强较大时开启，可以及时排气，有助于在充气过程中避免由于充气过量对保护膜的形貌产生影响，还有助于在曝光过程中及时解决由于温度升高的引起的气体膨胀问题。
进一步，在本发明实施例中，可以通过设置充气孔以及气体探测模块，在通过充气孔向所述掩膜版腔室充入非氧化性气体时，探测所述排气孔排出的气体，当排出的气体中所述非氧化性气体的浓度超过预设阈值时，停止充气，有助于更准确地对是否充气结束进行判断，从而在使充气效果满足需求的同时有效节省充气气体。
附图说明
图1是现有技术中一种掩膜版的结构示意图；
图2是本发明实施例中一种掩膜版的结构示意图；
图3是本发明实施例中另一种掩膜版的结构示意图；
图4是本发明实施例中一种曝光方法的流程图。
具体实施方式
在现有技术中，在高能光束照射下，掩膜版上的掩膜图案往往会发生变化，以采用硅化钼(mosi)形成所述掩膜图案为例，在干燥空气环境中所述掩膜图案的线宽随曝光剂量增加，且增加比例为4nm/50kj左右，从而导致图形区的关键尺寸增大，转移到光刻胶上的实际图形的关键尺寸也增大，最终影响产品良率，严重时需要对掩膜版进行返厂修复或报废。具体而言，以应用于光刻胶曝光波长为193nm的一种掩膜版为例，采用mosi形成的掩膜图案的线宽增加比例约为4nm/50kj左右。
图1是现有技术中一种掩膜版的结构示意图，所述掩膜版可以包括基板100、保护膜支架110以及保护膜120。
其中，所述基板100的表面具有掩膜图案102；所述保护膜支架110固定连接于所述基板100的表面，例如可以将保护膜支架110粘贴在基板100的表面；所述保护膜120固定于所述保护膜支架110，例如可以将保护膜120粘贴在保护膜支架110的表面。
进一步地，在粘贴所述保护膜120的过程中，会将环境气体封进保护膜支架110、保护膜120和基板100围成的掩膜版腔室104中，所述环境气体例如可以为空气。
本发明的发明人经过研究发现，在现有技术中，掩膜图案的线宽变化主要是由于氧化膨胀造成的，具体而言，氧化性物质的氧化作用容易导致mosi的膨胀，例如在光子能量的辅助下，空气中的氧气(例如o2)扩散进入mosi使之氧化，进而导致掩膜图案的线宽增加。此外，当掩膜图案采用其他物质，例如铬(cr)形成掩膜图案时，也容易由于cr被氧化而发生电迁移等问题，影响掩膜版品质。具体而言，cr为导电金属，而掩膜的基板(例如采用石英玻璃)为绝缘体，长期使用后，cr不仅会氧化而且会迁移(migration)，特别在静电作用下，这种电迁移(electricfield-inducedmigration，efim)会导致掩膜上图形的破坏和线宽的变化。
在本发明实施例中，提供一种掩膜版，包括：基板，所述基板的表面具有掩膜图案；保护膜支架，所述保护膜支架固定连接于所述基板的表面；保护膜，固定于所述保护膜支架；其中，所述保护膜支架、保护膜和基板围成掩膜版腔室，所述掩膜版腔室中充有非氧化性气体。采用上述方案，通过在掩膜版腔室中充有非氧化性气体，能够在高能光束照射下保持掩膜图案的线宽，有效地避免掩膜图案的线条膨胀，有助于延长掩膜版的使用周期，保持转移到光刻胶上的实际图形的关键尺寸，降低生产成本且提高产品质量。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图2是本发明实施例中一种掩膜版的结构示意图，所述掩膜版可以包括基板200、保护膜支架210以及保护膜220。
其中，所述基板200的表面具有掩膜图案202；所述保护膜支架210固定连接于所述基板200的表面，例如可以将保护膜支架210粘贴在基板200的表面；所述保护膜220固定于所述保护膜支架210，例如可以将保护膜220粘贴在保护膜支架210的表面。
其中，所述保护膜支架210、保护膜220和基板200围成掩膜版腔室204，所述掩膜版腔室204中充有非氧化性气体230。
掩膜图案202的材料可以是mosi，或者其他适当的材料。
可以理解的是，氧化性气体是指具有氧化性的气体，其在曝光环境中易于引起材料发生氧化反应，尤其而言，该氧化性气体对形成所述掩膜图案的材料具有氧化性，例如可以氧化mosi，导致mosi的膨胀，该氧化性气体可以是含有氧气的气体，或者其他可以氧化mosi的气体；而非氧化性气体则是氧化性气体以外的气体，非氧化性气体在曝光环境中并不会引起掩膜图案的氧化，或者引起的氧化反应可以忽略。
作为非限制性的例子，所述非氧化性气体可以选自以下一项或多项：氮气、惰性气体以及氢气(h2)。
优选地，可以采用氮气作为所述非氧化性气体，由于其性能稳定、干燥清洁且成本控制较好，有助于提高掩膜版的品质。
在本发明实施例中，通过在掩膜版腔室204中充有非氧化性气体230，有助于在高能光束照射下保持掩膜图案的线宽，有效地避免掩膜图案的线条膨胀，有助于延长掩膜版的使用周期，保持转移到光刻胶上的实际图形的关键尺寸，降低生产成本且提高产品质量。
参照图3，图3是本发明实施例中另一种掩膜版的结构示意图。所述另一种掩膜版可以包括基板200、掩膜图案202、保护膜支架210以及保护膜220。
其中，所述保护膜支架210可以具有排气孔212，所述排气孔212用于排出所述掩膜版腔室204内的非氧化性气体230。
在本发明实施例中，通过设置排气孔212，可以在充气过多时及时排出多充的气体，还可以在气体膨胀时及时排出部分气体，有助于避免对掩膜版产生压力，例如导致保护膜220发生膨胀变形，致使转移到光刻胶上的实际图形的关键尺寸变化，甚至导致保护膜220发生破裂。
进一步地，所述另一种掩膜版还可以包括泄压阀240。
具体地，所述泄压阀240可以与所述排气孔212耦接，适于在所述掩膜版腔室204内的压强大于预设压强阈值上限值时开启，并在所述掩膜版腔室204内的压强小于等于预设压强阈值下限值时关闭，其中，所述预设压强阈值上限值大于等于所述预设压强阈值下限值。
在本发明实施例中，可以通过设置排气孔212以及与该排气孔212耦接的泄压阀240，在掩膜版腔室204内的压强较大时开启，从而及时排气，有助于在充气过程中避免由于充气过量对保护膜220的形貌产生影响，还有助于在曝光过程中及时解决由于温度升高的引起的非氧化性气体230膨胀问题。
需要指出的是，所述预设压强阈值上限值不应当设置的过高，否则会导致对掩膜版产生压力过大时却仍未进行排气，进而可能会导致保护膜220发生膨胀变形，甚至发生破裂；所述预设压强阈值下限值不应当设置的过低，否则会导致排气过多时却仍未关闭泄压阀，进而可能会导致保护膜220向掩膜版腔室204内发生变形，还可能会导致充气频率增加，影响生产效率。在具体实施中，可以采用保护膜220未发生明显变形时的掩膜版腔室204内的最大压强作为所述预设压强阈值上限值，采用保护膜220未发生明显变形时的掩膜版腔室204内的最小压强作为所述预设压强阈值下限值。
进一步地，所述保护膜支架210还可以具有充气孔214，用于向所述掩膜版腔室204充入所述非氧化性气体230。
在本发明实施例中，通过设置充气孔214，可以实时地对所述掩膜版腔室204内的所述非氧化性气体230进行补充，相比于通过拆除保护膜220，充入非氧化性气体230后再重新粘贴保护膜220，可以有效地提高充气效率和生产效率，且避免对保护膜220的损伤，从而控制生产成本。
进一步地，所述另一种掩膜版还可以包括气体探测模块250。
具体地，所述气体探测模块250可以用于在通过所述充气孔214向所述掩膜版腔室204充入非氧化性气体230时，探测所述排气孔212排出的气体，当排出的气体中所述非氧化性气体230的浓度超过预设阈值时，停止充气。
进一步，在本发明实施例中，可以通过设置充气孔214以及气体探测模块250，在充入非氧化性气体230时，如果排出的气体中所述非氧化性气体230的浓度超过预设阈值，则停止充气，有助于更准确地对是否充气结束进行判断，从而在使充气效果满足需求的同时有效节省充气气体。
需要指出的是，所述预设阈值不应当过高，否则容易导致充气时间延长，浪费过多充气气体；所述预设阈值不应当过低，否则容易导致掩膜版腔室204中存在有过多的氧化性气体，难以达到预期效果。作为一个非限制性的例子，可以设置所述预设阈值为70％至98％。
在本发明实施例的一种具体应用中，对空气和氮气的折射率进行了比较，以确定在掩膜版腔室204中充入氮气且排出空气，对曝光效果的影响非常小。具体而言，氮气的折射率为1.000298，空气的折射率为1.000292。
参照图4，图4是本发明实施例中一种曝光方法的流程图。所述曝光方法可以包括步骤s41至步骤s43：
步骤s41：提供掩膜版，所述掩膜版包括基板、保护膜支架以及保护膜，其中，所述基板的表面具有掩膜图案，所述保护膜支架固定连接于所述基板的表面，所述保护膜固定于所述保护膜支架，所述保护膜支架、保护膜和基板围成掩膜版腔室；
步骤s42：向所述掩膜版腔室充入非氧化性气体；
步骤s43：采用所述掩膜版对晶圆进行曝光。
在本发明实施例中，通过在掩膜版腔室中充有非氧化性气体，有助于在高能光束照射下保持掩膜图案的线宽，有效地避免掩膜图案的线条膨胀，有助于延长掩膜版的使用周期，保持转移到光刻胶上的实际图形的关键尺寸，降低生产成本且提高产品质量。
进一步地，所述保护膜支架具有排气孔，可以用于排出所述掩膜版腔室内的非氧化性气体。
进一步地，所述掩膜版还包括泄压阀，所述泄压阀与所述排气孔耦接，在采用所述掩膜版对晶圆进行曝光之前，还可以包括：在所述掩膜版腔室内的压强大于预设压强阈值上限值时开启所述泄压阀，并在所述掩膜版腔室内的压强小于等于预设压强阈值下限值时关闭所述泄压阀，其中，所述预设压强阈值上限值大于等于所述预设压强阈值下限值。
在本发明实施例中，通过在采用所述掩膜版对晶圆进行曝光之前，当所述掩膜版腔室内的压强不合适时，采用泄压阀进行调节，可以及时排气，避免对后续曝光产生影响。
进一步地，所述保护膜支架还可以具有充气孔，所述向所述掩膜版腔室充入非氧化性气体可以包括：通过所述充气孔向所述掩膜版腔室充入所述非氧化性气体。
进一步地，在通过所述充气孔向所述掩膜版腔室充入所述非氧化性气体时，所述曝光方法还可以包括：探测所述排气孔排出的气体，当排出的气体中所述非氧化性气体的浓度超过预设阈值时，停止充气。
在本发明实施例中，可以通过设置充气孔以及气体探测模块，在通过充气孔向所述掩膜版腔室充入非氧化性气体时，探测所述排气孔排出的气体，当排出的气体中所述非氧化性气体的浓度超过预设阈值时，停止充气，有助于更准确地对是否充气结束进行判断，从而在使充气效果满足需求的同时有效节省充气气体。
需要说明的是，向掩膜版腔室中充入非氧化性气体的步骤通常可以在准备曝光的阶段进行，也即掩膜版在曝光过程中首次使用时执行。对于已经充入过非氧化性气体的情形，可以仅在需要时进行充气，例如在检测到通过排气孔排出的气体中非氧化性气体的浓度低于预设阈值时，可以再次进行充气，以补充非氧化性气体，直至排出的气体中非氧化性气体的浓度超过预设阈值。
关于该曝光方法的其他原理、具体实现和有益效果请参照前文及图2至图3示出的关于掩膜版的相关描述，此处不再赘述。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。