一种在接触式光刻机上实现接近式曝光的光刻版及其应用方法与流程

1.本发明涉及一种在接触式光刻机上实现接近式曝光的光刻版及其应用方法，属于光刻曝光工艺领域。


背景技术：

2.在目前的光刻机设备中，主要分为接触式、接近式以及扫描式三大类，其中接触式光刻机因其价格较低、工艺简单等优点在中低端光刻领域得到了广泛的应用，而接近式以及扫描式光刻机由于价格昂贵且工艺复杂，一般应用在大规模集成电路等高端光刻工艺中，因此在中低端领域中普遍采用接触式光刻机，但由于在实际工艺中，其光刻掩膜版直接与光刻胶层接触，导致光刻掩膜版极易受到损坏，进而使得光刻掩膜版的寿命较短(一般只能使用10～50次)，并且在实际工艺中，由于光刻胶存在一定的粘附性，导致每做一片都会使得一部分的光刻胶残留在光刻版上，使得光刻掩膜版需要经常性的擦拭清洗，降低了工作效率。
3.中国专cn104570622a“一种光刻机的接近式间隙曝光工件台”，该方法主要利用升降驱动机构带动三点弹性支撑机构、承片台以及基片上升，通过自动伸出的三个等直径钢球与基准掩膜版调平后，气动及控制机构锁紧三点弹性支撑机构，最后升降驱动机构向上运动，一直到基片与光刻掩膜版间隙为某一要求值时停止运动，实现基片的接近式曝光。该方法主要体现在光刻机的工件台，且成本昂贵、工艺复杂以及工艺稳定性存在波动，不适合中低端领域的大批量生产活动。
4.因此，开发一种可以在接触式光刻机上实现接近式曝光的光刻版，对于延长光刻掩膜版的寿命，提高光刻工作效率，降低生产成本具有重要的意义。为此，提出本发明。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种在接触式光刻机上实现接近式曝光的光刻版及其应用方法，本发明的光刻版可在接触式光刻机上实现接近式曝光，不需要对光刻机进行升级或改进，成本较低且工作效率不便，适合大批量生产。
6.本发明的技术方案如下：
7.一种在接触式光刻机上实现接近式曝光的光刻版，所述的光刻版包括透明基板、所述的透明基板上设置有圆柱体，在设置有圆柱体的透明基板的一面上设置有铬层，所述的铬层位于透明基板以及圆柱体的上端面上。
8.根据本发明优选的，所述的透明基板的材质为石英玻璃，厚度为1.5～2mm。
9.根据本发明优选的，所述的圆柱体与透明基板一体成型，通过模具注塑得到，所述圆柱体的材质与透明基板相同。
10.根据本发明优选的，所述的圆柱体的数量为5个以上，其中一个圆柱体位于透明基板的中心位置，其余圆柱体围绕中心位置的圆柱体在透明基板上均匀分布；进一步优选的，
所述的圆柱体的数量为5～10个。
11.根据本发明优选的，所述的圆柱体的高度为20～40μm，直径为5～10μm。
12.根据本发明优选的，所述的铬层的厚度为80～100nm。
13.根据本发明优选的，所述的铬层是通过磁控溅射技术制备得到的，其制备方法为现有技术，所述的铬层包括需要光刻的图形。
14.根据本发明，上述光刻板的应用方法，包括步骤如下：
15.(1)在基片上均匀涂覆一层光刻胶，经烘烤，得到带有光刻胶的基片；
16.(2)将步骤(1)所得带有光刻胶的基片放入接触式光刻机承片台上，其中基片涂覆有光刻胶的一面与光刻板中的圆柱体接触，进行光刻曝光；
17.(3)曝光结束后将基片与光刻板进行烘烤，烘烤之后取下光刻版，将曝光后的基片进行显影处理，完成接近式曝光。
18.根据本发明优选的，步骤(1)中采用常规甩胶工艺在基片表面均匀涂覆一层光刻胶；进一步优选的，甩胶机转速为4000
±
5rpm；所述的光刻胶的厚度小于圆柱体的高度，进一步优选的，所述的光刻胶的厚度为0.5～1μm。
19.根据本发明优选的，步骤(1)中所述的烘烤温度为100～120℃，烘烤时间为3～4min。
20.根据本发明优选的，步骤(2)中光刻版施加在带有光刻胶的基片上的压力为10～20psi。
21.根据本发明优选的，步骤(2)中所述的曝光为紫外曝光，曝光时间为3～4min。
22.根据本发明优选的，步骤(3)中所述的烘烤温度为80～90℃，烘烤时间为3～5min。
23.根据本发明，步骤(3)中所述的显影为本领域现有技术。
24.根据本发明，所述的铬层对紫外光的遮蔽作用，使得铬层下面的光刻胶不能被曝光，而圆柱体用来与基片接触，从而使得基片与光刻掩膜版存在一定的间隙，最终实现接近式曝光。
25.本发明未详尽说明的，均为本领域现有技术。
26.本发明的技术特点及有益效果如下：
27.1、本发明提供的光刻版所实现的接近式曝光由圆柱体进行控制，通过控制圆柱体的高度使基片与光刻版之间的间隙可以精确控制和改变。
28.2、本发明提供的方法通过利用本发明的光刻版，在普通接触式光刻机上实现接近式曝光，不需要对光刻机进行升级或改进，成本较低且工作效率高，适合大批量生产；同时可以延长光刻版的寿命以及减少清洗次数，提高光刻工作效率。
附图说明
29.图1是本发明的一种在接触式光刻机上实现接近式曝光的光刻版的结构示意图。
30.图2是本发明的一种在接触式光刻机上实现接近式曝光的光刻版的俯视图。
31.图3是本发明的一种在接触式光刻机上实现接近式曝光的光刻版的正视图。
32.图4是本发明的一种在接触式光刻机上实现接近式曝光的光刻版应用方法的工艺示意图。
33.图5是本发明的一种在接触式光刻机上实现接近式曝光的光刻版应用方法的工艺
示意图正视图。
34.图6是接触式曝光用光刻板进行第二次曝光后所得基片的图案(a)和本发明的在接触式光刻机上实现接近式曝光的光刻版进行第六次曝光后所得基片的图案(b)。
35.其中：1、透明基板；2、圆柱体、3、铬层；4、基片；5、基片与光刻版之间的间隙；6、紫外光。
具体实施方式
36.下面通过具体实施例并结合附图对本发明所述的技术方案以及实施过程和原理作进一步的解释说明，但不限于此。
37.实施例中所用的接触式光刻机的型号为abm。
38.实施例1
39.如图1-3所示，一种在接触式光刻机上实现接近式曝光的光刻版，所述的光刻版包括透明基板1、所述的透明基板1上设置有5个圆柱体2，其中一个圆柱体2位于透明基板1的中心位置，其余4个圆柱体2围绕中心位置的圆柱体2在透明基板1上均匀分布，在设置有圆柱体2的透明基板1的一面上设置有铬层3，所述的铬层3位于透明基板1以及5个圆柱体2的上端面上；
40.所述透明基板1的厚度为2mm，材质为石英玻璃；
41.所述的圆柱体2与透明基板1一体成型，通过模具注塑得到，圆柱体2的高度为20μm，直径为5μm。
42.所述的铬层3是通过磁控溅射技术制备得到的，所述的铬层3包括需要光刻的图形，所述铬层3的厚度为100nm。
43.实施例2
44.一种如实施例1所述的光刻板的应用方法，即利用实施例1所述的光刻版在接触式光刻机上实现接近式曝光的方法，包括步骤如下：
45.(1)采用常规甩胶工艺在基片表面均匀涂覆一层光刻胶，厚度为1μm，甩胶机转速为4005rpm，在100℃下烘烤时间为4min，得到带有光刻胶的基片。
46.(2)将步骤(1)所得带有光刻胶的基片放入接触式光刻机承片台上，其中基片涂覆有光刻胶的一面与光刻板中的圆柱体接触，光刻版施加在带有光刻胶的基片上的压力为20psi，进行紫外曝光，曝光时间为4min。
47.(3)曝光结束后将基片与光刻板在80℃下烘烤5min，烘烤之后取下光刻版，将曝光后的基片进行显影处理，完成接近式曝光。
48.将本发明的在接触式光刻机上实现接近式曝光的光刻版与接触式曝光用光刻板在接触式光刻机上进行光刻曝光工艺，将所得结果进行比较：接触式曝光所用光刻板的使用寿命为50～100次，且使用一次即需要进行清洗；本发明的在接触式光刻机上实现接近式曝光的光刻版使用寿命为300～500次，使用10次以上进行清洗；接触式曝光用光刻板进行第二次曝光后所得基片的图案如图6(a)所示，从图6(a)中可以看出，仅仅经过两次光刻，在光刻所得基片上就存在明显的污染和缺陷；本发明的在接触式光刻机上实现接近式曝光的光刻版进行第六次曝光后所得基片的图案如图6(b)所示，从图6(b)中可以看出，经过了6次光刻，光刻所得基片的图形线条清洗，同时不存在明显的污染以及缺陷。