[發明專利]硬質掩膜的制備方法及硬質掩膜

有效

• 申請號: 202110702158.3
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113436964B
• 公開（公告）日: 2023-04-21
• 發明（設計）人: 曾長淦;郝立龍;王秀霞;李林;范曉東
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H01L21/033
• 分類號: H01L21/033
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 鄢功軍

本發明公開了一種硬質掩膜的制備方法及硬質掩膜，其中，硬質掩膜的制備方法包括：提供一硅片；在硅片的上表面生長第一氮化硅層，同時，在硅片的下表面生長第二氮化硅層；在第一氮化硅層上生長第一氧化硅層；刻蝕第一氧化硅層和第一氮化硅層形成干刻掩膜面；刻蝕第二氮化硅層形成濕刻掩膜面；在干刻掩膜面生長保護層并在保護層上涂覆密封層；在濕刻掩膜面刻蝕圖形并預留支撐層；去除密封層和保護層，在干刻掩膜面按照圖形刻穿支撐層，得到硬質掩膜。

技術領域

本發明屬于微納加工技術領域，具體地，涉及一種硬質掩膜的制備方法及硬質掩膜。

背景技術

現代微納加工技術領域最常使用的是光刻膠掩膜，雖然光刻膠掩膜比較致密且分辨率較高，但由于其本身屬于化學物質，它與相當一部分材料直接接觸會使其性能發生退化，因而一種無污染、簡便易操作且能重復利用的硬質掩膜技術逐漸發展和成熟起來，氮化硅硬質掩膜就是其中的典型代表。相較于金屬掩膜，氮化硅硬質掩膜的分辨率更高且邊緣更加平滑；而相較于光刻膠掩膜，氮化硅硬質掩膜不會造成所接觸材料的性能退化，并且一次制作可重復多次利用，便捷易操作，因而展現出極大的優勢。

傳統的氮化硅硬質掩膜一方面是尺寸比較小，掩膜圖形結構大多都在幾十微米以內，這限制了它的使用范圍；另一方面是掩膜圖形比較單薄，很容易發生斷裂甚至破碎從而導致傳統的氮化硅硬質掩膜產率比較低。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種硬質掩膜的制備方法及硬質掩膜，以期至少部分地解決上述技術問題。

作為本發明的一個方面，本發明實施例提供了一種硬質掩膜的制備方法，包括：提供一硅片；在硅片的上表面生長第一氮化硅層，同時，在硅片的下表面生長第二氮化硅層；在第一氮化硅層上生長第一氧化硅層；刻蝕第一氧化硅層和第一氮化硅層形成干刻掩膜面；刻蝕第二氮化硅層形成濕刻掩膜面；在干刻掩膜面生長保護層并在保護層上涂覆密封層；在濕刻掩膜面刻蝕圖形并預留支撐層；去除密封層和保護層，在干刻掩膜面按照圖形刻穿支撐層，得到硬質掩膜。

根據本發明實施例，在硅片的上表面生長第一氮化硅層，同時，在硅片的下表面生長第二氮化硅層，包括采用低壓化學氣相沉積法在硅片的上表面生長第一氮化硅層，同時，在硅片的下表面生長第二氮化硅層。

根據本發明實施例，在第一氮化硅層上生長第一氧化硅層，包括采用等離子增強化學氣相沉積法在第一氮化硅層上生長第一氧化硅層。

根據本發明實施例，刻蝕第一氧化硅層和第一氮化硅層形成干刻掩膜面，包括采用反應離子刻蝕法刻蝕第一氧化硅層和第一氮化硅層形成干刻掩膜面。

根據本發明實施例，刻蝕第二氮化硅層形成濕刻掩膜面，包括采用反應離子刻蝕法刻蝕第二氮化硅層形成濕刻掩膜面。

根據本發明實施例，保護層包括第二氧化硅層和第三氮化硅層組成的保護層。

根據本發明實施例，第二氧化硅層的厚度、第三氮化硅層的厚度均包括150～350nm。

根據本發明實施例，密封層包括黑蠟。

作為本發明的另一個方面，本發明實施例還提供了采用上述方法制備的硬質掩膜，包括：硅片、第一氮化硅層、第二氮化硅層、第一氧化硅層；硅片上表面設置第一氮化硅層；硅片下表面設置第二氮化硅層；第一氮化硅層上表面設置第一氧化硅層。

根據本發明實施例，其中，硅片的厚度包括350～550μm；第一氮化硅層的厚度、第二氮化硅層的厚度包括200～400nm；第一氧化硅層的厚度包括1～2μm。

本發明實施例提供的硬質掩膜的制備方法，通過增設氧化硅層、在干刻掩膜面設置保護層和密封層，以及預留合適厚度的支撐層，提高了硬質掩膜的穩定性和魯棒性，可以制備出毫米級的硬質掩膜。

附圖說明

圖1示意性地示出了本發明實施例硬質掩膜制備方法的流程圖；