掩膜版及其制作方法、半导体器件的形成方法与流程

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种掩膜版及其制作方法、半导体器件的形成方法。

背景技术：

光掩膜基板是制作微细光掩膜图形的理想感光性空白板，通过光刻制板工艺可以获得所需的掩膜版。

掩膜版的应用十分广泛，在涉及光刻工艺的领域都需要使用掩膜版，如ic(integratedcircuit，集成电路)、fpd(flatpaneldisplay，平板显示器、pcb(printedcircuitboards，印刷电路板、mems(microelectromechanicalsystems，微机电系统)等。

然而，现有的掩膜版的性能有待提高。

技术实现要素：

本发明解决的问题是提供一种掩膜版及其制作方法、半导体器件的形成方法，以提高掩膜版的性能。

为解决上述问题，本发明提供一种掩膜版，包括：基板；位于基板上的挡光层，所述挡光层中具有开口组，所述开口组包括若干两两相邻的开口，各开口贯穿所述挡光层且暴露出基板表面，所述挡光层中还具有贯穿所述挡光层的相移槽口，所述相移槽口与各开口相互分立且被所述开口组中若干开口包围；位于所述相移槽口底部基板表面的相移层。

可选的，所述相移层的材料包括硅化钼。

可选的，所述相移层的厚度为67纳米～68纳米。

可选的，所述相移层的透光率为5％～7％。

可选的，光通过所述相移层可发生180度的相位移动。

可选的，所述相移层还位于所述开口周围且位于挡光层和所述基板之间。

可选的，所述相移槽口底部的相移层的中心与所述开口组所包围的区域的中心重合。

可选的，所述开口组中开口的数量为四个，四个开口排列成矩阵形。

可选的，一个所述开口组中若干开口包围一个相移槽口。

可选的，所述基板的材料为透光石英玻璃。

本发明还提供一种掩膜版的制作方法，包括：提供基板；在所述基板上形成挡光层和相移层，所述挡光层中具有开口组，所述开口组包括若干两两相邻的开口，各开口贯穿所述挡光层且暴露出基板表面，所述挡光层中还具有贯穿所述挡光层的相移槽口，所述相移槽口与各开口相互分立且被所述开口组中若干开口包围，所述相移层位于所述相移槽口底部基板表面。

可选的，形成所述相移层和所述挡光层的方法包括：在所述基板表面形成相移初始膜；在所述相移初始膜的表面形成挡光初始膜；在挡光初始膜的表面形成第一光刻胶图层；以第一光刻胶图层为掩膜对所述挡光初始膜进行刻蚀直至暴露出相移初始膜的表面，且使挡光初始膜形成所述挡光层；形成所述挡光层后，去除第一光刻胶图层；去除第一光刻胶图层后，在所述挡光层和所述相移初始膜上形成第二光刻胶图层，第二光刻胶图层暴露出所述开口底部的相移初始膜且填充满所述相移槽口；以第二光刻胶图层为掩膜刻蚀所述开口底部的相移初始膜直至暴露出基板表面，使相移初始膜形成所述相移层；以第二光刻胶图层为掩膜刻蚀所述开口底部的相移初始膜后，去除第二光刻胶图层。

本发明还提供一种半导体器件的形成方法，包括：提供待刻蚀层；在所述待刻蚀层表面形成光阻膜；采用上述任意一项所述的掩膜版对所述光阻膜进行光刻，使所述光阻膜形成光阻层，所述光阻层中具有对应所述开口位置的光阻开口。

可选的，还包括：以所述光阻层为掩膜对所述待刻蚀层进行刻蚀，在所述待刻蚀层中形成图案。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明技术方案提供的掩膜版中，所述挡光层中具有贯穿所述挡光层的相移槽口，所述相移槽口与各开口相互分立且被所述开口组中若干开口包围。所述相移槽口底部基板表面具有相移层。通过所述开口组中若干开口的光在相移层底部区域衍射叠加形成衍射光。通过所述相移层的光可发生一定的相位移动，这样通过开口的光与通过所述相移层的光具有相位差。所述通过所述相移层的光在相移层底部区域与所述衍射光进行干涉，形成干涉光，所述干涉光的强度小于衍射光的强度。以所述掩膜版为掩膜进行光刻的过程中，待刻蚀层中对应相移层位置处无法形成图案，满足工艺设计的要求。综上，提高了掩膜版的性能。

其次，由于设置了相移层，相移层底部区域的光的总强度减弱，因此减弱的能量会附加在通过开的光上，因此使得通过开口的光的强度增加，提高了开口位置处的光的曝光能力。

附图说明

图1是一种掩膜版的结构示意图；

图2至图10是本发明一实施例中掩膜版制作过程的结构示意图；

图11和图12是本发明一实施例中半导体器件形成过程的结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术所述，现有技术形成的掩膜版的性能较差。

一种掩膜版，请参考图1，包括：基板100；位于基板100上的挡光层110，所述挡光层110中具有两两相邻的四个开口111。

以所述掩膜版为掩膜对待刻蚀层上的光阻膜进行曝光的过程中，所述四个开口111包围的区域中心处会受到所述四个开口111处光的衍射的影响，因此所述四个开口111包围的区域中心处的光强相对较强。为了方便说明，将所述四个开口111包围的区域中心处称为第一区。这样光线通过掩膜版后会在第一区下方的光阻膜中形成图案。光阻膜显影后，会在第一区下方的光阻膜中形成孔洞。相应的，在待刻蚀层中也会出现不希望的孔洞。待刻蚀层中的孔洞会对其它图形和结构造成严重的影响，不能满足工艺设计的要求。

在此基础上，本发明提供一种掩膜版，包括：基板；位于基板上的挡光层，所述挡光层中具有开口组，所述开口组包括若干两两相邻的开口，各开口贯穿所述挡光层且暴露出基板表面，所述挡光层中还具有贯穿所述挡光层的相移槽口，所述相移槽口与各开口相互分立且被所述开口组中若干开口包围；位于所述相移槽口底部基板表面的相移层。所述掩膜版的性能得到提高。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图2至图10是本发明一实施例中掩膜版制作过程的结构示意图。

参考图2，提供基板200。

所述基板200的材料为透光石英玻璃。所述基底200全透光。

接着，在所述基板200上形成挡光层和相移层，所述挡光层中具有开口组，所述开口组包括若干两两相邻的开口，各开口贯穿所述挡光层且暴露出基板200表面，所述挡光层中还具有贯穿所述挡光层的相移槽口，所述相移槽口与各开口相互分立且被所述开口组中若干开口包围，所述相移层位于所述相移槽口底部基板200表面。

下面具体介绍形成挡光层和相移层的步骤。

参考图3，在所述基板200表面形成相移初始膜210；在所述相移初始膜210的表面形成挡光初始膜220；在挡光初始膜220的表面形成第一光刻胶图层230。

所述相移初始膜210的材料包括硅化钼。

所述挡光初始膜220的材料为不透光金属，如铬。

形成所述相移初始膜210的工艺为沉积工艺，如物理气相沉积工艺。

形成所述挡光初始膜220的工艺为沉积工艺，如物理气相沉积工艺。

形成所述第一光刻胶图层230的方法包括：在所述挡光初始膜220的表面旋涂第一光刻胶膜；对第一光刻胶膜进行曝光和显影，使第一光刻胶膜形成第一光刻胶图层230。

参考图4，以第一光刻胶图层230为掩膜对所述挡光初始膜220进行刻蚀直至暴露出相移初始膜210的表面，且使挡光初始膜220形成挡光层221。

所述挡光层221中具有开口组，所述开口组包括若干两两相邻的开口222，各开口222贯穿所述挡光层221。

本实施例中，以所述开口组中开口222的数量为四个作为示例，四个开口222排列成矩阵形。在其它实施例中，所述开口组中开口222的数量为两个、三个以及五个以上。

所述挡光层221中还具有贯穿所述挡光层221的相移槽口223，所述相移槽口223与各开口222相互分立且被所述开口组中若干开口222包围。

一个所述开口组中若干开口222包围一个相移槽口223。

结合参考图5和图6，图5为在图4基础上的示意图，图6为图5的俯视图，且图5为沿图6中切割线a-b的剖面结构示意图，形成所述挡光层221后，去除第一光刻胶图层230。

参考图7，图7为在图5基础上的示意图，去除第一光刻胶图层230后，在所述挡光层221和所述相移初始膜210上形成第二光刻胶图层240，第二光刻胶图层240暴露出所述开口222底部的相移初始膜210且填充满所述相移槽口223。

形成所述第二光刻胶图层240的方法包括：在所述挡光层221和所述相移初始膜210上旋涂第二光刻胶膜；对第二光刻胶膜进行曝光和显影，使第二光刻胶膜形成第二光刻胶图层240。

参考图8，以第二光刻胶图层240为掩膜刻蚀所述开口222底部的相移初始膜210直至暴露出基板200表面，使相移初始膜210形成所述相移层211。

各开口222贯穿所述挡光层221且暴露出基板200表面。

所述相移层211的材料包括硅化钼。

所述相移层211的厚度为67纳米～68纳米，如67.6纳米。

所述相移层211的透光率为5％～7％，如6％。

需要说明的是，在光的波长为193纳米，相移层211的厚度为67.6纳米，相移层211的材料为硅化钼，相移层211的透光率为6％时，通过所述相移层211的光可发生180度的相位移动，即通过所述相移层211后的光与通过所述相移层211前的光具有180度的相位差。

本实施例中，通过所述开口组中若干开口222的光在相移层211底部区域衍射叠加形成衍射光。通过所述相移层211的光可发生一定的相位移动，本实施例中，通过所述相移层211的光发生180度的相位移动，这样通过所述相移层211的光与通过开口222的光具有180度的相位差。而通过若干开口222的光叠加所形成的衍射光的相位与通过各开口222处光的相位一致。通过所述相移层211的光与所述衍射光进行干涉，形成干涉光，所述干涉光的强度小于衍射光的强度。以所述掩膜版为掩膜进行光刻的过程中，待刻蚀层中对应相移层位置处无法形成图案，满足工艺设计的要求。综上，提高了掩膜版的性能。

本实施例中，所述相移层211位于所述相移槽口223底部基板200表面，所述相移层211还位于所述开口222周围且位于挡光层221和所述基板200之间。在其它实施例中，所述相移层211仅位于所述相移槽口223底部基板200表面。

本实施例中，所述相移槽口223底部的相移层211的中心与所述开口组所包围的区域的中心重合。

结合参考图9和图10，图9为在图8基础上的示意图，图10为图9的俯视图，且图9为沿图10中切割线a-b的剖面结构图，以第二光刻胶图层240为掩膜刻蚀所述开口222底部的相移初始膜210后，去除第二光刻胶图层240。

本实施例还提供一种采用上述方法形成的掩膜版，请结合参考图9和图10，包括：基板200；位于基板200上的挡光层221，所述挡光层221中具有开口组，所述开口组包括若干两两相邻的开口222，各开口222贯穿所述挡光层221且暴露出基板200表面，所述挡光层221中还具有贯穿所述挡光层221的相移槽口223，所述相移槽口223与各开口222相互分立且被所述开口组中若干开口222包围；位于所述相移槽口223底部基板200表面的相移层211。

所述相移层211的材料包括硅化钼。

所述相移层211的厚度为67纳米～68纳米，如67.6纳米。

所述相移层的透光率为5％～7％，如6％。

在光的波长为193纳米，相移层211的厚度为67.6纳米，相移层211的材料为硅化钼，相移层211的透光率为6％时，通过所述相移层211的光可发生180度的相位移动，即通过所述相移层211后的光与通过所述相移层211前的光具有180度的相位差。

所述相移层211还位于所述开口222周围且位于挡光层221和所述基板200之间。

所述相移槽口223底部的相移层211的中心与所述开口组所包围的区域的中心重合。

所述开口组中开口222的数量为四个，四个开口222排列成矩阵形。

一个所述开口组中若干开口222包围一个相移槽口223。

所述基板200的材料为透光石英玻璃。

本发明还提供一种半导体器件的形成方法，包括：提供待刻蚀层300(参考图11)；在所述待刻蚀层300表面形成光阻膜310(参考图11)；采用上述的掩膜版(参考图9和图10)对所述光阻膜310进行光刻(参考图12)，使所述光阻膜310形成光阻层，所述光阻层中具有对应所述开口位置的光阻开口。

采用上述的掩膜版(参考图9和图10)对所述光阻膜310进行光刻的过程包括：采用上述的掩膜版(参考图9和图10)对所述光阻膜310进行曝光；对所述光阻膜310进行曝光后，对所述光阻膜310进行显影。

所述半导体器件的形成方法还包括：以所述光阻层为掩膜对所述待刻蚀层300进行刻蚀，在所述待刻蚀层300中形成图案。

本实施例中，以所述掩膜版为掩膜进行光刻，使所述光阻膜310形成光阻层，以所述光阻层为掩膜对所述待刻蚀层300进行刻蚀，在所述待刻蚀层300中形成图案。待刻蚀层中对应相移层位置处无法形成图案，满足工艺设计的要求。

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。