[發明專利]新三層膜結構的光掩膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201210379702.6
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN103235480A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 李弋舟;蕭訓山;徐根;李偉;顏春李
• 申請（專利權）人: 湖南普照信息材料有限公司;湖南電子信息產業集團有限公司
• 主分類號: G03F1/26
• 分類號: G03F1/26;G03F1/46;B32B33/00;B32B9/04;B32B17/06
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技術領域

本發明涉及一種新三層膜結構的光掩膜及其制備方法。

背景技術

光掩膜坯料采用的掩膜結構一般是在玻璃基片表面，通過真空熱蒸發或磁控濺射方式，形成鉻膜層，隨后給掩膜層涂上光刻膠形成完整的鉻掩膜坯料。該掩膜坯料再通過曝光、顯影、刻蝕等完整的光刻工藝過程加工成制造芯片所需的掩膜基版。

鉻掩膜坯料，由于鈉鈣玻璃中的鈉離子及鈣離子會逐漸向表面遷移，并不可避免擴散到鉻掩膜的底層即鉻或鉻氮化物遮光膜中，并且隨時間推移，鈉離子數量逐漸增加，形成鉻鈉氧化物結構。

由于光刻工藝中使用的刻蝕液對上述鉻鈉氧化物存在擇優刻蝕現象，且其刻蝕速率遠大于對鉻掩膜層的刻蝕速率，從而使刻蝕后的掩膜層線條邊緣出現大量微小的缺口，如果該針孔正好落在掩膜層線條的邊緣，就產生了所謂的“凹陷”缺陷。

為解決“凹陷”問題，傳統兩層膜系是通過真空熱蒸發或反應磁控濺射的方式制備的，其兩層膜為底層的亮鉻層(CrN_x)和頂層的氧化層(CrO_x)。但它的局限性在于：膜層無法對玻璃成分中的鈉離子的析出進行阻擋，造成析出的鈉離子會與底層的亮鉻層產生置換反應，生成一種很容易被腐蝕的物質，造成對產品顯影刻蝕后產品線條邊緣出現小缺口，影響產品品質，同時鈉離子的析出主要是隨著時間的加長而加劇，產品存放期無法保障。

現有技術公開了一種三層膜結構，在鈉鈣玻璃基片上依次鍍上鉻氧化物或硅氧化物阻擋層、鉻氮化物遮光膜層及鉻氮氧化物減反射膜層。但它的局限性在于：此不含碳的三層膜結構無法確保蝕刻時間及良好的刻蝕速率；在相應的制備方法上，需要兩種不同的靶材。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種新三層膜結構的光掩膜及其制備方法，不僅解決因鈉離子擴散造成的“凹陷”問題，有效延長了鉻掩膜坯料在制作成掩膜基版前的存放時間，而且相對現有技術的三層膜結構，本新三層膜結構的光掩膜能夠確保蝕刻時間及良好的刻蝕速率；而在相應的制備方法上，只需提供一種靶材。

新三層膜結構的光掩膜，包括玻璃基片、阻擋層、遮光膜層及減反射膜層，所述阻擋層、遮光膜層及減反射膜層依次鍍在所述玻璃基片上，所述阻擋層、遮光膜層及減反射膜層三層膜中至少有一層含有碳成分。

優選地，

所述阻擋層、遮光膜層及減反射膜層分別為鉻氧化物阻擋層、鉻碳氮化物遮光膜層與鉻碳氮氧化物減反射膜層。

所述阻擋層、遮光膜層及減反射膜層分別為鉻碳氮氧化物阻擋層、鉻氮化物遮光膜層與鉻碳氮氧化物減反射膜層。

所述阻擋層、遮光膜層及減反射膜層分別為鉻碳氮氧化物阻擋層、鉻碳氮化物遮光膜層與鉻氮氧化物減反射膜層。

本發明最優選的是，

所述阻擋層、遮光膜層及減反射膜層分別為鉻碳氮氧化物阻擋層、鉻碳氮化物遮光膜層、鉻碳氮氧化物減反射膜層。

當然其中不論是優選還是最優選的三層膜，所述玻璃基片可以為鈉鈣玻璃基片、石英玻璃基片、硼硅玻璃基片或白冕玻璃基片。

本發明最優選的三層膜膜層，進一步地，

所述鉻碳氮氧化物阻擋層的厚度為所述鉻碳氮化物遮光膜層的厚度為最佳為所述鉻碳氮氧化物減反射膜層的厚度為最佳為

所述光掩膜具有如下光學參數：背面反射率BF％大于30％，光密度0D在450nm處為2.8-3.3，底部波長420-460nm，正面最低點反射率R％為9％-13％。

本發明提供最優選的三層膜結構的光掩膜的制備方法，包括如下步驟：

(1)提供一個或多個Cr靶材，用真空磁控濺射方法將鉻碳氮氧化物阻擋膜層鍍在玻璃基片上形成帶阻擋層的單層膜玻璃板，玻璃襯底溫度為80-200℃，采用的制程氣體為Ar，N₂，CO₂，O₂；

(2)用真空磁控濺射方法將鉻碳氮化物遮光膜層鍍在步驟(1)獲得的單層膜玻璃板上形成帶阻擋層和遮光膜層的雙層膜玻璃板，采用的制程氣體為Ar、CH₄、N₂；

(3)用真空磁控濺射方法將鉻碳氮氧化物減反射膜層鍍在步驟(2)獲得的雙層膜玻璃板上，采用的制程氣體為Ar，N₂，CO₂，O₂。

其他的含有碳成分的膜層的制備方法可以參照此工藝進行，三層膜中不含碳成分的膜層，其制程氣體相應地減少含有碳成分氣體或者參照現有技術進行。

本發明的優點是：