本發(fā)明屬集成電路制造，具體涉及一種用于刻蝕方陣陣列圖形的掩膜板及利用其刻蝕方陣陣列圖形的方法。

背景技術(shù)：

1、刻蝕是半導(dǎo)體器件和集成電路制造中的一個(gè)重要工藝，是集成電路器件中圖形化的重要手段。通常，刻蝕工藝是光刻技術(shù)之后進(jìn)行，通過(guò)刻蝕把光刻所產(chǎn)生的器件結(jié)構(gòu)圖形制備到下層襯底上。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，先利用光刻技術(shù)將光刻膠在光源或激光曝光下發(fā)生反應(yīng)，在浸入顯影液中顯現(xiàn)出需要去除的圖形；再利用刻蝕工藝，把沒有光刻膠遮擋的圖形部分去除，然后再去除光刻膠?？涛g包括濕法刻蝕和干法刻蝕，濕法刻蝕是使用各種腐蝕溶液，經(jīng)浸泡去除光刻膠保護(hù)下的圖形；而干法刻蝕是借助設(shè)備使用特殊刻蝕技術(shù)完成，包括反應(yīng)離子束刻蝕(rie)技術(shù)，電感耦合等離子刻蝕(icp)技術(shù)，離子束刻蝕(ibe)技術(shù)。

2、上述刻蝕方案是半導(dǎo)體器件和集成電路制造中常用策略。但隨著高性能新型材料不斷出現(xiàn)，也對(duì)mems制造工藝不斷提出挑戰(zhàn)性問(wèn)題，因?yàn)樾滦筒牧系奈锘瘜傩越?jīng)常無(wú)法用現(xiàn)有mems制造(例如，一些材料易被光刻膠或極性溶劑腐蝕等情況)，因此工藝的不兼容性成為制約新型材料用于微電子芯片的壁壘。例如，近幾年引發(fā)全球關(guān)注具有合適的帶隙、高載流子遷移率、高吸收系數(shù)、低激子束縛能、長(zhǎng)載流子壽命的鹵化物鈣鈦礦材料，其量子點(diǎn)、納米線等結(jié)構(gòu)成為新一代光電功能材料，在發(fā)光二極管，光傳感器，憶阻器等方面表現(xiàn)卓越，但其易被極性溶液(水、乙醇、丙酮、光刻膠等)腐蝕；又比如作為反鐵磁拓?fù)浣^緣體的mnbi2te4材料，具有量子反?；魻柦^緣體，軸子絕緣體，weyl半金屬等奇異態(tài)。不僅在基礎(chǔ)研究中具有吸引力，在實(shí)際應(yīng)用中也具有巨大的潛力，但該功能材料具有易被極性溶劑腐蝕的特點(diǎn)。隨著科技發(fā)展，該類型的新型材料數(shù)量種類越發(fā)繁多，為避免同極性溶劑接觸，光刻方案和濕法刻蝕方案首先需要排除，因此只可以進(jìn)行干法刻蝕方案。但需要借助掩膜板，通過(guò)遮擋的辦法對(duì)材料進(jìn)行圖形化處理。

3、通常鏤空掩膜板，遮擋保護(hù)部分為需要圖形化的部分，暴露部分為去除部分；特點(diǎn)是掩膜板的非鏤空部分圖形必須是連貫的，也就是說(shuō)，遮擋保護(hù)的部分圖形是連貫的；反之，如果鏤空部分的圖形是連貫的，而遮擋保護(hù)部分的圖形是非連貫的，這種圖形設(shè)計(jì)的掩膜板本身是不存在，基于上述背景，本發(fā)明提出一種可以用于刻蝕方陣陣列掩膜板圖形的設(shè)計(jì)方法及利用其刻蝕方陣陣列掩膜板圖形的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種用于刻蝕方陣陣列圖形的掩膜板，同時(shí)提供利用其刻蝕方陣陣列圖形的方法是本發(fā)明的第二個(gè)發(fā)明目的。

2、為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

3、一種用于刻蝕方陣陣列圖形的掩膜板，所述刻蝕方陣陣列圖形的刻蝕方陣陣列點(diǎn)數(shù)為n*n，點(diǎn)陣大小為a*a的正方形，分辨率為b；

4、所述掩膜板包括第一層版圖和第二層版圖；

5、所述第一層版圖，用于制作各種用途的對(duì)位標(biāo)及功能薄膜的下層電路，包括：

6、1)功能薄膜與電路區(qū)域，和空白區(qū)域，所述空白區(qū)域?yàn)槔L制電路其他引線和pad的版圖區(qū)域，所述功能薄膜與電路區(qū)域(紫色區(qū)域)是以版圖中心(0，0)為中心的正方形，邊長(zhǎng)為n*b；

7、2)所述功能薄膜與電路區(qū)域外四角擺放刻蝕陣列的對(duì)位標(biāo)，對(duì)位標(biāo)中心位置距離版圖中心位置(0，0)為c，其中c>nb/21/2，版圖中心與四個(gè)對(duì)位標(biāo)中心的相鄰連線夾角為90°，刻蝕對(duì)位標(biāo)層級(jí)結(jié)構(gòu)可從百微米級(jí)十字形至幾微米級(jí)十字形；

8、3)設(shè)置在第一層版圖四角的對(duì)位標(biāo)，用于掩膜板與基片間對(duì)位，該對(duì)位標(biāo)為十字形結(jié)構(gòu)，多精度層級(jí)設(shè)計(jì)，十字形大小可從千微米級(jí)至微米級(jí)，下一層級(jí)放置于上一層級(jí)四角空白位置，對(duì)位標(biāo)層級(jí)根據(jù)刻蝕圖形精確度來(lái)制定，如版圖圖形精度為百微米級(jí)，則對(duì)位標(biāo)十字形可繪制成從千微米級(jí)至十微米級(jí)；該版圖第一層級(jí)十字形為千微米級(jí)(毫米級(jí))，可用肉眼首次判斷掩模版與基片間位置；第二層級(jí)為百微米級(jí)，可用光學(xué)顯微鏡判斷；第三層級(jí)為十微米級(jí)；第四層及為幾微米級(jí)；依此類推，根據(jù)精度遞增層級(jí)，每一層級(jí)十字形位于上一層及十字形四角空白位置；

9、所述第二層版圖用于制作刻蝕用掩膜板，包括：

10、4)包括鏤空區(qū)域和掩膜區(qū)域，分別對(duì)應(yīng)于第一層版圖的功能薄膜與電路區(qū)域和空白區(qū)域；所述鏤空區(qū)域?yàn)榭涛g區(qū)掩膜區(qū)域版圖：刻蝕掩膜區(qū)域版圖為柵狀條紋結(jié)構(gòu)，其中每根條紋長(zhǎng)度為n*b，寬度為a，共n條，n條條紋中心為版圖中心(0，0)；

11、5)刻蝕掩膜區(qū)域四角擺放刻蝕陣列的刻蝕對(duì)位標(biāo)，與第一層版圖刻蝕對(duì)位標(biāo)一致，用于掩膜板刻蝕區(qū)域與基板之間位置校對(duì)；

12、6)四角對(duì)位標(biāo)：與第一層版圖的四角對(duì)位標(biāo)一致，用于掩膜板與基板直接位置對(duì)位。

13、利用刻蝕方陣陣列圖形的掩膜板刻蝕方陣陣列圖形的方法，包括以下步驟：

14、s1：利用第一層版圖：

15、s11：在基片上制作功能薄膜陣列區(qū)域下層的電路，同時(shí)也圖形化各個(gè)對(duì)位標(biāo)；

16、s12：在陣列點(diǎn)下層電路和對(duì)位標(biāo)圖形化制作完畢后，在電路上層沉積功能薄膜，功能薄膜的沉積方式可通過(guò)熱蒸發(fā)法，勻膠法等工藝制作，根據(jù)具體功能薄膜制作情況具體設(shè)置，此處不做詳細(xì)說(shuō)明；

17、s2：第二層版圖制作掩膜板并進(jìn)行刻蝕

18、s21：掩膜板材料可為不銹鋼等金屬材料，也可為硅基晶圓或氮化硅和二氧化硅等陶瓷薄膜材料，掩膜板的去除區(qū)域?yàn)殓U空區(qū)域，保留區(qū)域?yàn)檠谀^(qū)域；

19、s22：掩膜板與基板對(duì)位：首次對(duì)位可使用肉眼判斷，根據(jù)掩膜板和基板四角位置的千微米級(jí)十字形對(duì)位標(biāo)，挪動(dòng)掩膜板與基板的相對(duì)位置，并將掩膜板與基板進(jìn)行第一次接觸；接著，使用基板轉(zhuǎn)移平臺(tái)繼續(xù)調(diào)整掩膜板與基片的位置，根據(jù)掩膜板和基板四角對(duì)位坐標(biāo)位置的百微米級(jí)十字形對(duì)位標(biāo)，粗調(diào)掩膜板與基板間的對(duì)位；再次利用基板轉(zhuǎn)移平臺(tái)根據(jù)掩膜板與基板四角位置的十微米級(jí)和微米級(jí)十字形對(duì)位標(biāo)，細(xì)調(diào)掩膜板與基板間的對(duì)位；

20、s23：刻蝕位置對(duì)準(zhǔn)確認(rèn)：掩膜板與基板位置調(diào)正后，利用基板轉(zhuǎn)移平臺(tái)觀察功能薄膜與電路區(qū)域四角的對(duì)位標(biāo)各層級(jí)是否對(duì)準(zhǔn)；

21、s24：完成對(duì)準(zhǔn)后，采用樹脂膠或壓片彈簧固定掩膜與基片；

22、s25：將固定好的掩膜板與基片一共放置刻蝕機(jī)中，進(jìn)行首次刻蝕；

23、s3：第一次刻蝕結(jié)束后，取下掩膜板，旋轉(zhuǎn)90°，再次進(jìn)行掩膜板與基板間對(duì)準(zhǔn)，重復(fù)步驟s2，方形陣列點(diǎn)方陣圖形刻蝕完畢。

24、作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選，所述s11中，電路和對(duì)位標(biāo)制作不涉及到光刻膠或極性溶劑腐蝕，使用mems通用工藝，將第一層版圖作為光刻版圖，完成圖形化工藝：光刻——顯影——沉積導(dǎo)電金屬層——?jiǎng)冸x或沉積導(dǎo)電金屬層——光刻——顯影——刻蝕；或者，可以將第一層版圖制作成掩膜板，貼合在基片表面，利用物理氣相沉積工藝完成電路和對(duì)位標(biāo)的薄膜制作。

25、作為本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選，所述物理氣相沉積工藝包括電子束蒸發(fā)鍍膜工藝、熱蒸發(fā)鍍膜工藝、磁控濺射鍍膜工藝中的任一種。

26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

27、1、本發(fā)明首次提出了一種干法刻蝕矩形陣列點(diǎn)矩陣陣列點(diǎn)圖形化的掩膜板及方法；

28、2、本發(fā)明規(guī)避了光刻膠或極性溶劑等使用，提升了mems工藝包容性，使更多性能優(yōu)越的新型薄膜可以應(yīng)用在微電子器件中；

29、3、利用本發(fā)明版圖刻蝕法制作的陣列圖形，可以兼容在任何mems制造工廠中，基板與掩膜的對(duì)位標(biāo)可兼容在第一層電路布線工藝中，節(jié)約制造成本。