CN103472673A - 一种掩膜版及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种掩膜版及其制备方法，该掩膜版包括本体，还包括：覆盖于本体的表面且能降低有机凝结物粘附力的包含疏油材料的膜层。与传统的掩膜版相比，本发明实施例提供的掩膜版，在掩膜版本体上覆盖了一层疏油材料，由于有机凝结物在该疏油材料的表面的接触角较大、粘附力较低，能有效降低有机凝结物粘附于掩膜版表面的可能性，从而减轻了在曝光过程中光刻胶中的有机溶剂等有机挥发物对掩膜版污染的问题。

Description

一种掩膜版及其制备方法

技术领域

本发明涉及光刻工艺技术领域，尤其涉及一种掩膜版及其制备方法。

背景技术

在现有的光刻工艺中，尤其是在接近式曝光的光刻工艺中，由于曝光过程中反应热或光激发的作用，如图1a所示，光刻胶1中残留的有机溶剂等2会挥发至掩膜版3，并在掩模版3的表面凝结和生长为有机凝结物4，传统的掩膜版3与有机凝结物4的接触角θ一般小于90度，如图1b所示，使得有机凝结物对掩膜版有较大的浸润能力，不易掉落。而粘附于掩膜版表面的有机凝结物会污染掩膜版的表面，严重影响曝光精度，且有机凝结物对掩膜版表面的污染会增加掩膜版的清洗频率，不利于长时间连续生产。

目前，现有技术中一般在曝光区安装有机凝结物处理装置，该装置可以将凝结于掩膜版表面的有机凝结物分解，然后利用该装置中的气路系统将分解的有机凝结物带出曝光腔室，从而减轻曝光过程中有机凝结物对掩膜版的污染。

虽然，现有技术可以较好地解决曝光过程中光刻胶中的有机溶剂等污染掩膜版的问题，但需要安装新的装置，结构复杂且成本较高。

发明内容

本发明实施例提供了一种掩膜版及其制备方法，用以改善在曝光过程中掩膜版容易被有机溶剂所污染的问题。

本发明实施例提供了一种掩膜版，包括本体，还包括：

覆盖于所述本体的表面且能降低有机凝结物粘附力的包含疏油材料的膜层。

本发明实施例提供的上述掩膜版，与传统的掩膜版相比，在掩膜版的本体上覆盖了一层包含疏油材料的膜层，由于有机凝结物在该膜层的表面的接触角较大、粘附力较低，能有效降低有机凝结物粘附于掩膜版表面的可能性，从而减轻了在曝光过程中光刻胶中的有机溶剂对掩膜版污染的问题。

较佳地，在本发明实施例提供的上述掩膜版中，所述有机凝结物在所述膜层上的接触角大于150°。

较佳地，在本发明实施例提供的上述掩膜版中，所述疏油材料位于所述膜层的表面。

较佳地，在本发明实施例提供的上述掩膜版中，所述疏油材料为含氟材料。

具体地，为了便于实施，在本发明实施例提供的上述掩膜版中，所述含氟材料为全氟十二烷基三氯硅烷。

较佳地，为了使全氟十二烷基三氯硅烷能够均匀的覆盖在本体上，在本发明实施例提供的上述掩膜版中，还包括：位于所述本体与所述膜层之间且能使所述全氟十二烷基三氯硅烷均匀分布的交联层。

具体地，为了便于实施，在本发明实施例提供的上述掩膜版中，所述交联层的材料为硅酮纤维，所述硅酮纤维的直径为20nm-60nm。

具体地，为了便于实施，在本发明实施例提供的上述掩膜版中，所述含氟材料为氟化二氧化硅纳米粒子，所述氟化二氧化硅纳米粒子的直径为100nm-200nm。本发明实施例提供了一种掩膜版的制备方法，包括：

制备掩膜版的本体；

在所述掩膜版的本体上形成覆盖于所述本体表面且能降低有机凝结物粘附力的包含疏油材料的膜层。

本发明实施例提供的上述掩膜版的制备方法，与传统的掩膜版的制备方法相比，增加了在本体上形成包含疏油材料的膜层的步骤，由于有机凝结物在该膜层的表面的接触角较大、粘附力较低，能有效降低有机凝结物粘附于掩膜版表面的可能性，从而减轻了在曝光过程中光刻胶中的有机溶剂对掩膜版污染的问题。

具体地，为了便于实施，在本发明实施例提供的上述掩膜版的制备方法中，所述疏油材料为全氟十二烷基三氯硅烷；

所述在所述掩膜版的本体上形成覆盖于所述本体表面且能降低有机凝结物粘附力的包含疏油材料的膜层，具体包括：

在所述本体上形成覆盖所述本体表面的交联层，所述交联层能使将要形成于所述交联层表面上的全氟十二烷基三氯硅烷均匀分布；

在所述交联层上形成覆盖所述交联层表面的包含全氟十二烷基三氯硅烷的膜层。

具体地，为了便于实施，在本发明实施例提供的上述掩膜版的制备方法中，所述疏油材料为氟化二氧化硅纳米粒子；

所述在掩膜版的本体上形成覆盖于所述本体表面且能降低有机凝结物粘附力的包含疏油材料的膜层，具体包括：

将所述氟化二氧化硅纳米粒子均匀地分散于有机溶液中；

将所述分散有氟化二氧化硅纳米粒子的有机溶液旋涂于所述本体的表面上。

附图说明

图1a为传统的掩膜版在曝光过程中被光刻胶中的有机溶剂污染的示意图；

图1b为有机凝结物在传统的掩膜版表面的接触角的示意图；

图2a和图2b分别为本发明实施例提供的掩膜版的结构示意图；

图3a为有机凝结物在本发明实施例提供的掩膜版表面的接触角的示意图；

图3b为本发明实施例提供的掩膜版的原理示意图；

图4为实例一提供的掩膜版的制备方法的流程图；

图5为实例二提供的掩膜版的制备方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明实施例提供的掩膜版及其制备方法的具体实施方式进行详细地说明。

附图中各膜层的形状、厚度和大小不反映掩膜版的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。

本发明实施例提供的掩膜版，如图2a所示，包括本体01，还包括：

覆盖于本体01的表面且能降低有机凝结物粘附力的包含疏油材料的膜层02。

本发明实施例提供的上述掩膜版，与传统的掩膜版相比，在掩膜版的本体01上覆盖了一层包含疏油材料的膜层02，由于有机凝结物04在该膜层02的表面的接触角φ较大、粘附力较低，如图3a所示，能有效降低有机凝结物粘附于掩膜版表面的可能性，如图3b所示，从而减轻了在曝光过程中光刻胶中的有机溶剂对掩膜版污染的问题。

具体地，本发明实施例提供的上述掩膜版可以适用于各种类型，即掩膜版可以为铬版掩膜版，还可以为干版掩膜版和凹版掩膜版等，在此不做限定。以下对本发明实施例提供的掩膜版的描述中都是以铬版掩膜版为例进行说明。

较佳地，在本发明实施例提供的上述掩膜版中，有机凝结物在该膜层上的接触角大于150°，达到了超疏油的效果。在自身重力的作用下，有机凝结物由于在掩膜版表面有较大的接触角，对掩膜版的浸润能力很小，因此比较容易掉落

较佳地，在本发明实施例提供的上述掩膜版中，疏油材料位于该膜层的表面。

较佳地，在本发明实施例提供的上述掩膜版中，疏油材料可以为含氟材料。

具体地，在本发明实施例提供的上述掩膜版中，含氟材料可以采用全氟十二烷基三氯硅烷或氟化二氧化硅纳米粒子，当然也可以为实现本发明技术方案的其它材料，在此不做限定。

具体地，当含氟材料为全氟十二烷基三氯硅烷时，为了使全氟十二烷基三氯硅烷能够均匀的覆盖在本体上，在本发明实施例提供的上述掩膜版中，如图2b所示，还可以包括位于本体01与膜层02之间且能使全氟十二烷基三氯硅烷均匀分布的交联层03。

具体地，在本发明实施例提供的上述掩膜版中，该交联层03的材料可以为硅酮纤维；在具体实施时，硅酮纤维的直径控制在20nm-60nm之间为佳。当然，为了使全氟十二烷基三氯硅烷能够均匀的覆盖在本体上，交联层03的材料也可以为实现本发明技术方案的其它材料，在此不做限定。

具体地，当含氟材料为氟化二氧化硅纳米粒子时，在本发明实施例提供的上述掩膜版中，氟化二氧化硅纳米粒子的直径在100nm-200nm之间为佳。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种掩膜版的制备方法，包括：

制备掩膜版的本体；

在掩膜版的本体上形成覆盖于本体表面且能降低有机凝结物粘附力的包含疏油材料的膜层。

本发明实施例提供的上述掩膜版的制备方法，与传统的掩膜版的制备方法相比，增加了在本体上形成包含疏油材料的膜层的步骤，由于有机凝结物在该膜层的表面的接触角较大，能有效降低有机凝结物粘附于掩膜版表面的可能性，从而减轻了在曝光过程中光刻胶中的有机溶剂对掩膜版污染的问题。

具体地，为了便于实施，在本发明实施例提供的上述掩膜版的制备方法中，疏油材料可以为全氟十二烷基三氯硅烷或氟化二氧化硅纳米粒子，当然也可以为实现本发明技术方案的其它材料，在此不做限定。

具体地，在本发明实施例提供的上述掩膜版的制备方法中，当该疏油材料为全氟十二烷基三氯硅烷时；

在掩膜版的本体上形成覆盖于本体表面且能降低有机凝结物粘附力的包含疏油材料的膜层，具体包括：

在本体上形成覆盖本体表面的交联层，该交联层能使将要形成于交联层表面上的全氟十二烷基三氯硅烷均匀分布；

在该交联层上形成覆盖交联层表面的包含全氟十二烷基三氯硅烷的膜层。

进一步地，本发明实施例提供的上述掩膜版的制备方法，在具体实施时，交联层的材料可以为硅酮纤维，硅酮纤维的直径控制在20nm-60nm之间为佳。当然，为了使全氟十二烷基三氯硅烷能够均匀的覆盖在本体上，交联层的材料也可以为实现本发明技术方案的其它材料，在此不做限定。

较佳地，为了增加交联层与本体的接触面，在本发明实施例提供的上述掩膜版的制备方法中，还可以在形成覆盖于本体的表面的交联层之前，采用刻蚀技术对本体的表面进行刻蚀，从而增加本体表面的粗糙度，以便使交联层能更容易的形成于本体上。

具体地，在本发明实施例提供的上述掩膜版的制备方法中，当该疏油材料为氟化二氧化硅纳米粒子时；

在掩膜版的本体上形成覆盖于本体表面且能降低有机凝结物粘附力的包含疏油材料的膜层，具体包括：

将氟化二氧化硅纳米粒子均匀地分散于有机溶液中；

将分散有氟化二氧化硅纳米粒子的有机溶液旋涂于本体的表面上。

进一步地，本发明实施例提供的上述掩膜版的制备方法，在具体实施时，氟化二氧化硅纳米粒子的直径控制在100nm-200nm之间为佳。

在具体实施时，在本发明实施例提供的上述掩膜版的制备方法中，有机溶液可以为异丙醇溶液，当然，有机溶液也可以为实现本发明方案的其他溶液，在此不做限定。

下面通过两个具体的实例对在本发明实施例提供的上述掩膜版的制备方法进行详细的说明。

实例一：

采用全氟十二烷基三氯硅烷材料作为覆盖掩膜版的本体的膜层所包含的疏油材料，掩膜版的制备方法，如图4所示，具体包括以下步骤：

S401、制备掩膜版的本体；

在具体实施时，该工艺步骤属于现有技术，其具体制备过程在此不再赘述。

S402、采用刻蚀技术对掩膜版的本体的表面进行刻蚀；

在具体实施时，可以利用PlasmaPro TM System100ICP180的感应耦合等离子体（Inductively Coupled plasma,ICP）刻蚀技术，以氯气（Cl₂）、氧气（O₂）和氦气（He）为刻蚀气体，对本体表面进行刻蚀，以增加本体表面的粗糙度。具体地，刻蚀的深度一般控制在50nm以内为佳。

S403、在本体上形成硅酮纤维材料的交联层；

在具体实施时，可以将刻蚀后的本体浸入甲基三氯硅烷和水的混合溶液中，利用甲基三氯硅烷的水解过程在本体的表面上生长一层交联的硅酮纳米纤维。具体地，在甲基三氯硅烷和水的混合溶液中水的浓度应该小于等于200ppm。通过调节该混合溶液中水的浓度可以控制甲基三氯硅烷的水解速度，进而通过控制甲基三氯硅烷的水解速度来控制交联的硅酮纳米纤维的直径。进一步地，交联硅酮纳米纤维的直径一般控制在20nm-60nm为佳。

S404、利用氧等离子体活化硅酮纤维材料的交联层的表面；

在具体实施时，在氧气体系压力保持在30Pa左右，射频功率控制在100W-150W的条件下，利用射频等离子装置处理硅酮纤维材料的交联层的表面5min-10min，从而在硅酮纤维材料的交联层的表面制备出活性羟基基团，这样，增加了硅酮纤维材料的交联层的表面的粗糙度，有利于后续疏油材料在交联层的表面的形成。

S405、利用分子沉积法将全氟十二烷基三氯硅烷锚定在硅酮纤维材料的交联层的表面上，从而形成覆盖于本体表面的包含疏油材料的膜层。

在具体实施时，首先将全氟十二烷基三氯硅烷溶解到甲苯溶液中，再将硅酮纤维材料的交联层浸入此甲苯溶液中，全氟十二烷基三氯硅烷与硅酮纤维材料的交联层的表面的活性羟基基团链接，从而全氟十二烷基三氯硅烷铆钉在硅酮纤维材料交联层的表面上，形成覆盖于本体表面的包含疏油材料的膜层。

具体地，在采用上述方法制备的掩膜版进行曝光时，通过实验可知，负性光刻胶中常用溶剂二甲苯的凝结物在该掩膜版表面的接触角一般大于150°，滚动角一般小于5°，并且在该掩膜版上的粘附力也比较低。因此，在自身重力作用下，凝结物在该掩膜版的表面容易掉落。且通过实验还可得出，该掩膜版的表面对于其它有机溶剂例如十六烷和矿油等均也具有较好的疏油性和低粘附性。此外，该掩膜版的表面还具有良好的抗紫外照射能力、光学抗反射性、高透过率（透过率大于90%）以及化学稳定性，适应了光刻工艺的要求。

实例二：

采用氟化二氧化硅纳米粒子作为覆盖掩膜版的本体的疏油材料，掩膜版的制备方法，如图5所示，具体包括以下步骤：

S501、制备掩膜版的本体；

在具体实施时，该工艺步骤属于现有技术，其具体制备过程在此不再赘述。

S502、将氟化二氧化硅纳米粒子均匀地分散于异丙醇（Iso Propyl Alcohol，IPA）溶液中；

S503、在掩膜版的本体的表面上旋涂分散有氟化二氧化硅纳米粒子的异丙醇溶液，得到覆盖本体表面的包含疏油材料的膜层。

在具体实施时，步骤S502中使用的氟化二氧化硅纳米粒子可以通过以下方式制备：

首先，将四乙氧基硅烷加入到异丙醇溶液中，并搅拌均匀；

接着，在激烈搅拌条件下，将氢氧化铵加入到上述四乙氧基硅烷和异丙醇的混合溶液中；

之后，将该混合溶液在温度为60摄氏度左右的条件下回流2小时左右；

最后，将全氟十二烷基三氯硅烷加入到上述混合溶液中，终止反应，即得到氟化二氧化硅纳米粒子，其中，氟化二氧化硅纳米粒子的直径介于100nm-200nm之间为佳。

具体地，在采用上述方法制备的掩膜版进行曝光时，通过实验可知，负性光刻胶中常用的溶剂二甲苯的凝结物在该掩膜版表面的接触角可达到140°，滚动角一般小于等于3°，并且在该掩膜版上的粘附力也较低。因此，在自身重力的作用下，凝结物在该掩膜版的表面容易掉落。并且，通过实验还可得出，该掩膜版的表面对于其它有机溶液如十氢化萘和柴油等也具有超疏油性和低粘附性。

本发明实施例提供的一种掩膜版及其制备方法，该掩膜版包括本体，还包括：覆盖于本体表面且能降低有机凝结物粘附力的包含疏油材料的膜层。与传统的掩膜版相比，本发明实施例提供的掩膜版，在掩膜版本体上覆盖了一层包含疏油材料的膜层，由于有机凝结物在该膜层的表面的接触角较大、粘附力较低，能有效降低有机凝结物粘附于掩膜版表面的可能性，从而减轻了在曝光过程中光刻胶中的有机溶剂对掩膜版污染的问题。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种掩膜版，包括本体，其特征在于，还包括：

覆盖于所述本体的表面且能降低有机凝结物粘附力的包含疏油材料的膜层。

2.如权利要求1所述的掩膜版，其特征在于，所述有机凝结物在所述膜层上的接触角大于150°。

3.如权利要求1或2所述的掩膜版，其特征在于，所述疏油材料位于所述膜层的表面。

4.如权利要求1所述的掩膜版，其特征在于，所述疏油材料为含氟材料。

5.如权利要求4所述的掩膜版，其特征在于，所述含氟材料为全氟十二烷基三氯硅烷。

6.如权利要求5所述的掩膜版，其特征在于，还包括：位于所述本体与所述膜层之间且能使所述全氟十二烷基三氯硅烷均匀分布的交联层。

7.如权利要求6所述的掩膜版，其特征在于，所述交联层的材料为硅酮纤维，所述硅酮纤维的直径为20nm-60nm。

8.如权利要求4所述的掩膜版，其特征在于，所述含氟材料为氟化二氧化硅纳米粒子，所述氟化二氧化硅纳米粒子的直径为100nm-200nm。

9.一种掩膜版的制备方法，其特征在于，包括：

制备掩膜版的本体；

在所述掩膜版的本体上形成覆盖于所述本体表面且能降低有机凝结物粘附力的包含疏油材料的膜层。

10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述疏油材料为全氟十二烷基三氯硅烷；

所述在所述掩膜版的本体上形成覆盖于所述本体表面且能降低有机凝结物粘附力的包含疏油材料的膜层，具体包括：

在所述本体上形成覆盖所述本体表面的交联层，所述交联层能使将要形成于所述交联层表面上的全氟十二烷基三氯硅烷均匀分布；

在所述交联层上形成覆盖所述交联层表面的包含全氟十二烷基三氯硅烷的膜层。

11.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述疏油材料为氟化二氧化硅纳米粒子；

所述在所述掩膜版的本体上形成覆盖于所述本体表面且能降低有机凝结物粘附力的包含疏油材料的膜层，具体包括：

将所述氟化二氧化硅纳米粒子均匀地分散于有机溶液中；

将所述分散有氟化二氧化硅纳米粒子的有机溶液旋涂于所述本体的表面上。

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