一种掩模制备方法和掩模结构技术

本发明专利技术提供一种新型掩模结构和制备方法，提供石英玻璃基板；利用至少两束激光从不同角度射入玻璃基板内部相交形成激光干涉点，使得激光干涉点处结晶得到具有目标透光率的设计形状；冷却得到位于石英玻璃基板内部，且具有目标透光率和具有设计形状的结晶体，可得到设于石英玻璃基板内部的具有目标透光率和设计形状的结晶体，新型掩模制备流程简单，清洗和维护方便，设计形状完全密封，使用过程中不易产生形变，导致曝光图形透过保护膜后成像不会发生变化，设计形状是玻璃转变成晶体，热膨胀系数更低，有效减少掩模版热效应。有效减少掩模版热效应。有效减少掩模版热效应。

【技术实现步骤摘要】
一种掩模制备方法和掩模结构


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种掩模制备方法和掩模结构。

技术介绍

[0002]传统掩模版结构为一个铝合金框架被安装在玻璃基板上刻有图像的一侧，铝合金框架用于蒙贴保护膜，掩模所有曝光的区域必须在保护膜的覆盖之下，如图1所示。保护膜的最重要的作用是防止灰尘掉落在掩模有图形的一侧，避免污染颗粒在晶圆表面成像。传统掩模制备的工艺流程：首先在基板上使用物理方法沉积一层均匀的Cr/CrOx薄膜，而后旋涂光刻胶或电子胶，使用光束或电子束曝光工艺产生图形，最后进行刻蚀工艺，如图2所示。
[0003]传统掩模制备流程复杂(包括物理沉积、电子束曝光显影、刻蚀、清洗等)，保护膜一般为高分子材料。在长期使用或吹扫之后，一方面保护膜容易发生破损状况；另一方面，保护膜会“松弛”，在重力作用下呈现中心向下的弯曲变形，导致曝光图形透过保护膜后成像被放大。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种掩模制备方法和掩模结构，用于解决现有技术中传统掩模制备流程复杂，保护膜在长期使用或吹扫后，会因破损和松弛发生形变，导致曝光图形透过保护膜后成像被放大的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种掩模制备方法，所述方法至少包括：
[0006]步骤一、提供石英玻璃基板；
[0007]步骤二、利用至少两束激光从不同角度射入石英玻璃基板，在所述石英玻璃基板内部相交形成激光干涉点，使得所述激光干涉点处重新结晶，从而得到具有目标透光率的设计形状，所述设计形状包括厚度和线宽；
[0008]步骤三、冷却得到位于所述石英玻璃基板内部，且具有所述目标透光率和具有所述设计形状的结晶体。
[0009]可选地，步骤二中的所述至少两束激光的频率和振幅均相同。
[0010]可选地，步骤二中的所述激光干涉点位置由计算机控制。
[0011]可选地，步骤二中的所述激光干涉点形成于所述石英玻璃基板约1/2厚度的位置，使得所述设计形状形成于所述石英玻璃基板约1/2厚度的位置。
[0012]可选地，步骤二中的所述设计形状为一次成型，所述设计形状在一次成型时的图形线宽由所述激光干涉点处光斑的大小控制；若所述设计形状过于复杂而无法一次成型，则采用多次成型。
[0013]可选地，所述光斑的大小由所述至少两束激光的功率控制。
[0014]可选地，所述功率需要满足单束激光在穿过所述石英玻璃基板时维持光能形式，不会产生多余能量，使得在干涉点处转化为内能并融化石英玻璃。
[0015]可选地，所述目标透光率由所述设计形状的厚度d和以不同的冷却方式所得到的所述结晶体结构共同决定。
[0016]可选地，所述目标透光率的范围为4％至25％。
[0017]可选地，,所述设计形状的厚度d＝N*λ/[2*(n2
‑
n1),使得透过所述结晶体的光线有180
°
的相位增加，其中N为大于等于1的奇数，其中N优选为1，λ为曝光机波长，n1为所述石英玻璃折射系数，n2为所述结晶体的折射系数。
[0018]可选地，所述冷却方式为室温至极冷，使得所述结晶体的结构改变，所述结晶体的结构为磷石英、方石英、α
‑
石英、β
‑
石英、柯石英、超石英中的至少一种。
[0019]一种掩模结构，所述掩模结构至少包括：
[0020]石英玻璃基板；
[0021]设于所述石英玻璃基板内部的结晶体，所述结晶体由激光干涉重新结晶冷却后形成，所述结晶体具有目标透光率和设计形状，且所述设计形状包括厚度与线宽。
[0022]优选地，所述设计形状的平面形状由连续的所述线宽形成，其中平面与所述石英玻璃基板的入射面或出射面平行。
[0023]优选地，所述结晶体设置于所述石英玻璃基板约1/2厚度的位置。
[0024]优选地，所述目标透光率的范围为4％至25％。
[0025]优选地，所述结晶体的厚度d＝N*λ/[2*(n2
‑
n1),其中N为大于等于1的奇数，其中N优选为1，λ为曝光机波长，n1为所述石英玻璃的折射系数，n2为所述结晶体的折射系数。
[0026]优选地，所述结晶体的结构为磷石英、方石英、α
‑
石英、β
‑
石英、柯石英、超石英中的至少一种。
[0027]如上所述，本专利技术的掩模制备方法和掩模结构，具有以下有益效果：
[0028]1.新型掩模制备流程简单，清洗和维护方便。
[0029]2.设计形状完全密封，使用过程中不易产生形变，导致曝光图形透过保护膜后成像不会发生变化。
[0030]3.设计形状是玻璃转变成晶体，热膨胀系数更低，有效减少掩模版热效应。
附图说明
[0031]图1显示为现有技术中传统掩模结构的示意图；
[0032]图2显示为现有技术中传统掩模制备的工艺流程示意图；
[0033]图3显示为本专利技术的新型掩模制备的工艺流程示意图；
[0034]图4显示为本专利技术的新型掩模结构俯视示意图；
[0035]图5显示为本专利技术的新型掩模结构示意剖面图；
[0036]图6显示为本专利技术的掩模中SiO2结晶体相位偏移为0度和180度掩模成像的对比示意图；
[0037]图7显示为本专利技术的掩模板制作流程示意图。
[0038]其中，1
‑
石英玻璃基板、2
‑
结晶体。
具体实施方式
[0039]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书
所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0040]请参阅图3，本专利技术提供一种掩模制备方法，方法至少包括：
[0041]步骤一，提供石英玻璃基板1，其中石英玻璃基板1的折射率n1由不同材料等因素决定，高质量石英玻璃基板1尺寸可以根据曝光机台硬件进行调整；
[0042]步骤二，利用至少两束激光从不同角度射入玻璃基板内部相交形成激光干涉点，使得激光干涉点处结晶得到具有目标透光率的设计形状；
[0043]进一步地，步骤二中由计算机控制两束频率和振幅均相同的激光，开启激光装置，将两束相同频率和振幅的激光束从不同角度射入石英玻璃基板1，使其在内部聚焦在一个点。由于两束激光在交点上发生干涉，其能量由光能转化为内能，放出大量的热，使玻璃融化重新结晶，通过计算机控制干涉点在玻璃体内的空间位置，干涉点距离石英玻璃基板1上表面高度H1，距离下表面高度H2，大量的微晶体排列成所需要的图案；
[0044]进一步地，设计形状在石英玻璃内的位置由计算机控制，距离表面越远，能够容忍表面污染颗粒尺寸越大，对应的制备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种掩模制备方法，其特征在于，所述方法至少包括：步骤一、提供石英玻璃基板；步骤二、利用至少两束激光从不同角度射入石英玻璃基板，在所述石英玻璃基板内部相交形成激光干涉点，使得所述激光干涉点处重新结晶，从而得到具有目标透光率的设计形状，所述设计形状包括厚度和线宽；步骤三、冷却得到位于所述石英玻璃基板内部，且具有所述目标透光率和具有所述设计形状的结晶体。2.根据权利要求1所述的掩模制备方法，其特征在于：步骤二中的所述至少两束激光的频率相同；所述至少两束激光的振幅相同。3.根据权利要求1所述的掩模制备方法，其特征在于：步骤二中的所述激光干涉点的位置由计算机控制。4.根据权利要求1所述的掩模制备方法，其特征在于：步骤二中的所述激光干涉点形成于所述石英玻璃基板约1/2厚度的位置，使得所述设计形状形成于所述石英玻璃基板约1/2厚度的位置。5.根据权利要求1所述的掩模制备方法，其特征在于：步骤二中的所述设计形状为一次成型，所述设计形状的图形线宽由所述激光干涉点的光斑大小控制。6.根据权利要求1所述的掩模制备方法，其特征在于：步骤二中的所述设计形状为多次成型。7.根据权利要求5所述的掩模制备方法，其特征在于：所述光斑的大小由所述至少两束激光的功率控制。8.根据权利要求7所述的掩模制备方法，其特征在于：所述功率需要满足单束激光在穿过所述石英玻璃基板时维持光能形式，不会产生多余能量，使得在干涉点处转化为内能并融化石英玻璃。9.根据权利要求1所述的掩模制备方法，其特征在于：步骤二中的所述目标透光率由所述设计形状的厚度d和所述结晶体的结构共同决定。10.根据权利要求1所述的掩模制备方法，其特征在于：步骤二中的所述目标透光率的范围为4％至25％。11.根据权利要求1所述的掩模制备方法，其特征在于：步骤三中的所述结晶体的结构以不同冷却方式得到。12.根据权利要求11所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡丹丹，张瑜，高松，
申请(专利权)人：上海华力集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：