[发明专利]掩模版和掩模版制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及光刻工艺技术，特别是光刻技术中的掩模版和掩模版制作方法。

背景技术

随着集成电路的日益发展，设计尺寸越来越小，晶片上实际得到的光刻图形与掩模图形之间的变形和偏差将直接影响电路性能和生产成品率。

光刻是将设计图形转移至晶片上的一种常用工艺。一般来说，光刻工艺包括：通过照明系统对掩模版进行光照，将出射光线经由投影物镜接收后，投射至晶片表面的光刻胶上，然后，再通过后续的显影刻蚀等步骤，实现将掩模图形转移至晶片表面的光刻胶上。在掩模版图形的投影成像过程中，为了获得最佳的成像效果，只有将掩模版的图形表面置于该投影物镜的最佳物面高度，以及将涂有光刻胶的晶片的上表面置于投影物镜的最佳焦面高度，并采用最佳的曝光剂量进行曝光。其中，如何确定投影物镜的最佳物面高度或最佳焦面高度、以及最佳曝光剂量等投影成像参数，则始终是业界探讨的关键问题。

目前，业界一般采用掩模(Focus-Exposure Matrix，焦面曝光矩阵)步进曝光的方法确定上述最佳投影成像参数。参考图1，掩模版101中包含一组掩模标记，位于投影物镜100的物面高度；晶片102位于投影物镜100的焦面位置，其面向投影物镜100的一面涂有光刻胶。其中，参考图2，所述掩模标记相对于投影物镜100处于同一高度，且掩模版101上各点的光线透过率相同。

具体地，可通过多次曝光过程实现。首先，始终将掩模101置于投影物镜100的同一物面高度，并分别在不同的曝光剂量下，步进移动晶片102，并在晶片102的每一个位置，对掩模101进行曝光，从而在晶片102上，形成与多个曝光剂量以及晶片102的多个位置分别对应的掩模标记的像图案。

接着，当对应于晶片所有步进位置以及所有曝光剂量的多次曝光过程完成后，对晶片102进行显影刻蚀，获得如图3所示的曝光图样。分别测量该曝光图样中较佳成像点的关键尺寸(CD)，并将这些CD尺寸通过光学模型计算，以获得投影物镜100的最佳焦面位置和最佳曝光剂量。

上述现有技术方案中，需要在不同的曝光剂量下，反复对晶片位置进行调整，并多次曝光，需要耗费较长的时间，生产效率较低。

发明内容

本发明解决的技术问题是单次曝光条件下，现有掩模版仅能获得对应于单一曝光剂量和单一物距的像图案。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种掩模版，适于焦面曝光矩阵曝光测试，包括：基底；位于所述基底一侧的具有不同厚度的多个掩模部件，所述掩模部件表面具有掩模标记，所述掩模标记设置于所述掩模部件在曝光过程中光线出射一侧的表面；覆盖于所述基底的具有多种透光率的滤光膜。

可选的，所述滤光膜与所述掩模部件分别位于所述基底的两侧，其中，所述滤光膜设置于所述基底在曝光过程中光线入射一侧的表面，所述掩模部件设置于所述基底在曝光过程中光线出射一侧的表面。

可选的，所述滤光膜与所述掩模部件依次位于所述基底的同侧，其中，所述滤光膜设置于所述基底在曝光过程中光线出射一侧的表面，所述掩模部件设置于所述滤光膜光线出射一侧的表面。

可选的，所述具有不同厚度的多个掩模部件沿第一轴分布，所述具有多种透光率的滤光膜沿与所述第一轴垂直的第二轴分布。

可选的，任一个掩模部件对应于多种透光率。

可选的，所述滤光膜的透光率根据曝光剂量决定。

可选的，对应于每一个掩模部件的滤光膜中，透光率呈梯度分布。

可选的，所述掩模部件的厚度根据所述曝光过程中的物距决定。

可选的，多个所述掩模部件之间的厚度依次呈梯度分布。

可选的，所述掩模部件为条形掩模。

可选的，所述掩模标记为包括至少两个不同线宽的的子标记。

可选的，所述子标记的线条均匀分布。

本发明还提供了一种掩模版制作方法，适于制作用于焦面曝光矩阵曝光测试的掩模版，所述掩模版制作方法包括：准备基底；形成多个与所述基底连接且具有不同厚度的掩模部件，所述掩模部件位于曝光过程中基底出射光线一侧的表面；在所述掩模部件与所述基底不相连接的表面形成掩模标记；形成覆盖所述基底的具有多种透光率的滤光膜，所述滤光膜位于曝光过程中基底入射光线一侧的表面。

可选的，所述具有不同厚度的多个掩模部件沿第一轴分布，所述具有多种透光率的滤光膜沿与所述第一轴垂直的第二轴分布。

可选的，所述掩模部件之间的厚度依次呈梯度分布。

可选的，所述掩模部件为条形掩模。