【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路制造，特别涉及一种相移掩模基版合金靶材及其制造方法。
技术介绍
1、半导体元件经过晶圆、氧化、曝光到包装等8大工艺段的一系列过程制作而成，在这8大工艺中最重要的是曝光工艺，曝光工艺是利用光罩（photomask，又称光掩模、掩模、掩膜版）作为原版，利用曝光设备在晶圆上缩小投影电路线宽形成的工艺。
2、光罩是利用电子束曝光技术在掩模基版上刻蚀形成精细的线路图案的产品，掩模基版是在石英基板上形成多层铬薄膜以及在多层铬膜上涂有光刻胶后形成掩模基版的制造。随着半导体集成电路的高度集成化，形成图型的光掩膜版路线也趋向高精度、精细化的方向，为了在半导体集成电路中形成更精细的图案，需要高的图案分辨率。相移反位膜掩模同时利用光线的强度和相位来成像，具有更高的分辨率，广泛使用在更高要求的半导体光刻工艺中。
3、相移掩模是在玻璃基板表面沉积含有moxsiy化合物的金属薄膜，使得光线在通过薄膜区域时产生180度的相位差，从而增强图像的对比度，提高分辨率。为进一步优化相移膜的性能，可以对相移膜（mosi金属膜）引入碳元素，加入碳元素后，可以增强相移膜的耐腐蚀性、机械强度和稳定性，还可以改善相移膜的透光性和导电性。现有技术常用对相移膜引入碳源的方法是在真空溅射过程中引入ch4、co及co2等气体作为碳源，通过引入含碳气体，形成mosionc、mosic或mosioc等多元素金属膜或介质膜。然而，现有对相移膜引入碳源的方法采用气体为碳源，气体的加入增加了溅射腔室内负离子气体的气体分压，导致成膜速率降低、成膜平坦
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种相移掩模基版合金靶材及其制造方法，以解决现有对相移膜引入碳源的方法存在的成膜质量差、生产成本高且存在安全隐患的技术问题。
2、为实现上述目的，一方面，本专利技术提供一种相移掩模基版合金靶材，包括相移掩模基版合金靶坯和背板，相移掩模基版合金靶坯和背板焊接连接，相移掩模基版合金靶坯包括钼元素、硅元素和碳元素，碳元素的质量比为0.1%~1%，钼元素和硅元素的质量比例为1:4~1:9。
3、上述的相移掩模基版合金靶材提供一种含碳元素的钼硅合金靶材，实现在钼硅合金靶材中引入碳源，采用该相移掩模基版合金靶材进行溅射可直接形成包含碳元素的mosi金属膜，从而在溅射沉积形成相移膜的过程中无需再通过引入ch4、co及co2等含碳气体就可以实现对相移膜引入碳源，进而可以避免增加溅射腔室内负离子气体的气体分压，能够有效提高成膜速率及成膜平坦度，大大提高含碳相移膜的成膜质量。并且，钼元素和硅元素的质量比例为1:4~1:9，能够降低钼和硅在磁控溅射过程中的溅射产率差异，并同时添加0.1%~1%比例碳，能够保证mo/si比在1:4~1:9时提高钼在硅中的固融度以细化晶粒，使晶粒尺寸更加均匀，从而能够提高溅射成膜均匀性，形成膜厚均匀的含碳相移膜，利于进一步提高成膜平坦度，进一步提高成膜质量。同时，钼在硅中的固融度的提高能够消除微观区域的不均匀、不固溶现象，形成更稳定的化合物，能够有效提高产品稳定性。
4、另外，上述的相移掩模基版合金靶材在溅射过程中无需引入ch4、co及co2等高压气体、有利于节约溅射工艺生产成本，并且，溅射过程中避免易燃或有毒气体的引入，利于提高生产安全性。
5、因此，上述的相移掩模基版合金靶材具有产品稳定性高、成膜质量好，且利于节约含碳相移膜的生产成本，并提高含碳相移膜的生产安全性的有益效果。
6、在其中一个实施例中，相移掩模基版合金靶坯的晶粒平均尺寸为30μ~50μm。
7、另一方面，本专利技术还提供一种上述的相移掩模基版合金靶材的制造方法，包括以下步骤：
8、将高纯度mo粉与si粉混合均匀，得到mo、si混合粉体；
9、向mo、si混合粉体中加入含碳物质并混合均匀，得到含碳的mo、si混合粉体；
10、采用等静压工艺将含碳的mo、si混合粉体制成预制坯体；
11、采用高温烧结工艺将预制坯体制成相移掩模基版合金靶坯；
12、将相移掩模基版合金靶坯与背板焊接制成相移掩模基版合金靶材。
13、该相移掩模基版合金靶材的制造方法用于制造上述的相移掩模基版合金靶材，该方法在相移掩模基版合金靶材制造过程中引入碳源制成包含mo、si和碳的预制坯体再经高温烧结工艺将预制坯体制成相移掩模基版合金靶坯，碳的加入能够在对预制坯体进行高温烧结制成相移掩模基版合金靶坯的过程中形成sic、mosi2，sic和mosi2之间具有良好的界面相容性和热力学稳定性，能够改善晶界结构，提高钼在硅中的固融度以细化晶粒，经过实验证明通过上述的相移掩模基版合金靶材的制造方法对钼硅靶材引入碳元素，可以将晶粒平均尺寸由150μ~300μm降低到30μ~50μm，使晶粒尺寸更加均匀，能够提高溅射成膜均匀性，形成膜厚均匀的含碳相移膜，利于进一步提高成膜平坦度，提高溅射成膜质量。并且，钼在硅中的固融度的提高能够消除微观区域的不均匀、不固溶现象，形成更稳定的化合物，可以有效提高制成的相移掩模基版合金靶材的产品稳定性。
14、另外，上述相移掩模基版合金靶材的制造方法在相移掩模基版合金靶材制造过程中引入碳源制成含碳元素的钼硅合金靶材，实现在钼硅合金靶材中引入碳源，从而在溅射沉积形成相移膜的过程中无需引入含碳气体就可以实现对相移膜引入碳源，能够有效解决现有技术中对相移膜引入碳源的方法存在的成膜质量差、生产成本高且存在安全隐患的技术问题。
15、综上，上述的相移掩模基版合金靶材的制造方法能够提高相移掩模基版合金靶材的产品稳定性，且能够有效解决现有技术中对相移膜引入碳源的方法存在的成膜质量差、生产成本高且存在安全隐患的技术问题。
16、在其中一个实施例中，将高纯度mo粉与si粉混合均匀的步骤包括：采用高速粉料球磨设备在2000r/min~5000r/min的球磨转速下对mo粉和si粉球磨2~3h。
17、在其中一个实施例中，向mo、si混合粉体中加入含碳物质并混合均匀的步骤包括：
18、向mo、si混合粉体中加入含碳物质；
19、采用高速粉料球磨设备在不小于3000r/min的球磨转速下对mo、si混合粉体和含碳物质球磨1h~2h。
20、在其中一个实施例中，含碳物质为碳粉、金刚石粉体或任意形态的纯碳粉体。
21、在其中一个实施例中，等静压工艺的等静压压力为20mpa~30mpa，和/或，等静压时间不小于10min。
22、在其中一个实施例中，高温烧结工艺的烧结温度为1600℃±30℃。
23、在其中一个实施例中，高温烧结工艺在惰性气体或氮气保护下对预制坯体进行高温烧结。...
【技术保护点】
1.一种相移掩模基版合金靶材，包括相移掩模基版合金靶坯和背板，所述相移掩模基版合金靶坯和所述背板焊接连接，其特征在于，所述相移掩模基版合金靶坯包括钼元素、硅元素和碳元素，所述碳元素的质量比为0.1%~1%，所述钼元素和所述硅元素的质量比例为1:4~1:9。
2.根据权利要求1所述的相移掩模基版合金靶材，其特征在于，所述相移掩模基版合金靶坯的晶粒平均尺寸为30μ~50μm。
3.一种权利要求1所述的相移掩模基版合金靶材的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的相移掩模基版合金靶材的制造方法，其特征在于，所述将高纯度Mo粉与Si粉混合均匀的步骤包括：采用高速粉料球磨设备在2000r/min~5000r/min的球磨转速下对所述Mo粉和所述Si粉球磨2~3h。
5.根据权利要求3所述的相移掩模基版合金靶材的制造方法，其特征在于，所述向所述Mo、Si混合粉体中加入含碳物质并混合均匀的步骤包括：
6.根据权利要求5所述的相移掩模基版合金靶材的制造方法，其特征在于，所述含碳物质为碳粉、金刚石粉体或任意形态的纯碳
7.根据权利要求3所述的相移掩模基版合金靶材的制造方法，其特征在于，所述等静压工艺的等静压压力为20MPa~30MPa，和/或，等静压时间不小于10min。
8.根据权利要求3所述的相移掩模基版合金靶材的制造方法，其特征在于，所述高温烧结工艺的烧结温度为1600℃±30℃。
9.根据权利要求3所述的相移掩模基版合金靶材的制造方法，其特征在于，所述高温烧结工艺在惰性气体或氮气保护下对所述预制坯体进行高温烧结。
10.根据权利要求9所述的相移掩模基版合金靶材的制造方法，其特征在于，所述惰性气体或所述氮气的气体流速为20sccm~40sccm。
...【技术特征摘要】
1.一种相移掩模基版合金靶材，包括相移掩模基版合金靶坯和背板，所述相移掩模基版合金靶坯和所述背板焊接连接，其特征在于，所述相移掩模基版合金靶坯包括钼元素、硅元素和碳元素，所述碳元素的质量比为0.1%~1%，所述钼元素和所述硅元素的质量比例为1:4~1:9。
2.根据权利要求1所述的相移掩模基版合金靶材，其特征在于，所述相移掩模基版合金靶坯的晶粒平均尺寸为30μ~50μm。
3.一种权利要求1所述的相移掩模基版合金靶材的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的相移掩模基版合金靶材的制造方法，其特征在于，所述将高纯度mo粉与si粉混合均匀的步骤包括：采用高速粉料球磨设备在2000r/min~5000r/min的球磨转速下对所述mo粉和所述si粉球磨2~3h。
5.根据权利要求3所述的相移掩模基版合金靶材的制造方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯涛，
申请(专利权)人：上海传芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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