CN112666789A - 一种衰减型高均匀的相移光掩膜坯料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种衰减型高均匀的相移光掩膜坯料，包括：玻璃基片；复合在所述玻璃基片上的相移层；复合在所述相移层上的铬氮化物遮光膜层；复合在所述铬氮化物遮光膜层上的铬氮氧化物减反射膜层；所述相移层为硅氧化物薄膜。与现有技术相比，本发明提供的衰减型高均匀的相移光掩膜坯料采用特定膜结构，实现较好的整体相互作用，从而使该相移光掩膜坯料兼具高均匀性和良好的显示效果，并且具有强的耐氢氟酸性，应用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及光掩膜技术领域，更具体地说，是涉及一种衰减型高均匀的相移光掩膜坯料及其制备方法。
背景技术
光掩膜基板作为电子原材料广泛的应用于等离子显示板(PDP)、触摸屏(TP)、平板显示器(FPD)装置及半导体集成电路(IC)器件的光刻过程中，其作用是由光掩膜基板光刻得到光掩膜版实现转印制程图案。
光掩膜基板是在高透射率的玻璃衬底表面形成多层铬金属为主的纳米级厚度的薄膜材料，这种薄膜材料一般由具有遮光性能的遮光铬膜层及具有抗反射性能的减反铬膜层两层构成，之后涂上感光胶层。成型后的光掩膜基板的薄膜被光刻图案化的过程就是光掩膜版的制备过程，该过程涉及胶层处理、曝光、显影、蚀刻、去铬、去胶等。随着图案的精细化发展，32nm以下的制程一般采用KrF(248nm)及ArF(193nm)及更短的光源进行曝光，曝光过程的精细化要求更高，传统的光掩膜基板曝光过程中由于光通过界面时反射等叠加原因对曝光等过程造成干扰，因此需要用高图案分辨率和高精度的技术来提高FPD器件(例如，具有高集成度的半导体器件)的集成度。
在工艺方面，为了改善图像的显示效果，国际上已经开发了相移光掩膜基版来替代传统的光掩膜基版，主要应用在FPD等大尺寸显示器件领域，其相移膜由硅化钼(MoSi)化合物或铬(Cr)化合物制成的薄膜；这些相移膜的使用能使得对比度更加均匀性，显示效果更好。但是，蚀刻的精细化不仅受到膜层的均匀性的影响，同时也与相移膜层的特性如反射率等有关，而现有的硅化钼(MoSi)技术方案未兼容这两项特征：均匀性无法保证且光刻过程中光的干扰问题无质的改善，使得这些工艺难以形成更精细的光刻图纹，因而在高精度工艺中具有一定的局限性。并且，上述技术方案只对耐硫酸的性能进行了评估，对耐氢氟酸的性能并未有明确的指向性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种衰减型高均匀的相移光掩膜坯料及其制备方法，本发明提供的衰减型高均匀的相移光掩膜坯料兼具高均匀性和良好的显示效果，并且具有强的耐氢氟酸性，应用范围广。
本发明提供了一种衰减型高均匀的相移光掩膜坯料，包括：
玻璃基片；
复合在所述玻璃基片上的相移层；
复合在所述相移层上的铬氮化物遮光膜层；
复合在所述铬氮化物遮光膜层上的铬氮氧化物减反射膜层；
所述相移层为硅氧化物薄膜。
优选的，所述玻璃基片选自钠钙玻璃基片、石英玻璃基片、硼硅玻璃基片或白冕玻璃基片；所述玻璃基片的平整度在30nm以内，在400nm～600nm波段范围内的透射率在90％以上。
优选的，所述相移层在KrF光源条件下，相移角为179°～181°，厚度为94nm～96nm，反射率为3±0.04％，光密度OD值为1.27～1.33。
优选的，所述铬氮化物遮光膜层与铬氮氧化物减反射膜层形成混合结构，其膜厚为58nm～62nm，反射率为11％～17％，蚀刻时间为32s～38s。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的衰减型高均匀的相移光掩膜坯料的制备方法，包括以下步骤：
a)将玻璃基片进行预处理，得到处理后的玻璃基片；
b)在步骤a)得到的处理后的玻璃基片上依次形成相移层、铬氮化物遮光膜层和铬氮氧化物减反射膜层，得到衰减型高均匀的相移光掩膜坯料；
所述相移层为硅氧化物薄膜。
优选的，步骤a)中所述预处理的过程具体为：
将玻璃基片依次经过常温电子级氢氟酸浸泡20s～40s及35℃～45℃纯水漂洗8min～12min，之后用55℃～65℃的氮气烘干，得到处理后的玻璃基片；
所述电子级氢氟酸由质量比为1：(18～22)的HF和纯水配制而成。
优选的，步骤b)中所述相移层的形成方式为中频磁控溅射；所述中频磁控溅射采用Si靶材，玻璃衬底温度为100℃～150℃，采用的制程气体为Ar、O2，其比例按照Ar：O2＝(1～2)：10的体积比执行，溅射气压为0.1Pa～0.2Pa。
优选的，步骤b)中所述铬氮化物遮光膜层的形成方式为直流磁控溅射；所述直流磁控溅射采用铬靶，玻璃衬底温度为120℃～180℃，采用的制程气体为N2，溅射压力为0.1Pa～0.4Pa。
优选的，步骤b)中所述铬氮氧化物减反射膜层的形成方式为直流磁控溅射；所述直流磁控溅射采用铬靶，玻璃衬底温度为120℃～180℃，采用的制程气体为Ar、N2、O2，其比例按照Ar：N2：O2＝(2～5)：40：(2～20)的体积比执行。
优选的，步骤b)中所述形成相移层后，还包括：
采用纵横多点的测量方法，测量KrF光源下所述相移层的相移角的大小及均匀情况，对符合要求的相移层进行清洗及紫外光照射烘干处理，得到处理后的相移层。
本发明提供了一种衰减型高均匀的相移光掩膜坯料，包括：玻璃基片；复合在所述玻璃基片上的相移层；复合在所述相移层上的铬氮化物遮光膜层；复合在所述铬氮化物遮光膜层上的铬氮氧化物减反射膜层；所述相移层为硅氧化物薄膜。与现有技术相比，本发明提供的衰减型高均匀的相移光掩膜坯料采用特定膜结构，实现较好的整体相互作用，从而使该相移光掩膜坯料兼具高均匀性和良好的显示效果，并且具有强的耐氢氟酸性，应用范围广。
此外，本发明提供的制备方法工艺路线清晰，制备过程稳定、可靠，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例提供的衰减型高均匀的相移光掩膜坯料的结构示意图；
图2为本发明实施例1中石英玻璃的透射率曲线；
图3为本发明实施例提供的衰减型高均匀的相移光掩膜坯料光刻后的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种衰减型高均匀的相移光掩膜坯料，包括：
玻璃基片；
复合在所述玻璃基片上的相移层；
复合在所述相移层上的铬氮化物遮光膜层；
复合在所述铬氮化物遮光膜层上的铬氮氧化物减反射膜层；
所述相移层为硅氧化物薄膜。
在本发明中，所述衰减型高均匀的相移光掩膜坯料包括玻璃基片、相移层、铬氮化物遮光膜层和铬氮氧化物减反射膜层，优选由玻璃基片、相移层、铬氮化物遮光膜层和铬氮氧化物减反射膜层组成；即所述衰减型高均匀的相移光掩膜坯料为三层膜结构的光掩膜坯料。请参阅图1所示，图1为本发明实施例提供的衰减型高均匀的相移光掩膜坯料的结构示意图；其中，1为玻璃基片，11为相移层，12为铬氮化物遮光膜层，13为铬氮氧化物减反射膜层。
在本发明中，所述玻璃基片优选选自钠钙玻璃基片(苏打玻璃基片)、石英玻璃基片、硼硅玻璃基片或白冕玻璃基片，更优选为钠钙玻璃基片(苏打玻璃基片)、石英玻璃基片或白冕玻璃基片。本发明对所述玻璃基片的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
在本发明中，所述玻璃基片的平整度优选在30nm以内；所述玻璃基片在400nm～600nm波段范围内的透射率优选在90％以上。本发明择优选择上述玻璃基片，对其平整度及透射率择优选择的原因在于，不平整的玻璃表面在光刻过程中影响光路与玻璃的垂直度，造成玻璃界面的漫反射，这些漫反射散光造成曝光过程的不确定性，从而影响线条精度；在实际过程中，样品与光路绝对的垂直是理想状态，无法达到，对平整度进行控制是优化垂直度的重要方面；玻璃透射率大小影响曝光能量，透射率不均匀性容易造成曝光光强的不均匀，光强的地方早被曝透而光弱的地方未能曝透，在特殊条件下会影响曝光的效果；本发明对透射率择优选择，主要是从曝光光强的角度考虑。
在本发明中，所述相移层复合在所述玻璃基片上；所述相移层为硅氧化物相移层，具体为硅氧化物薄膜。在本发明中，所述相移层在KrF光源(248nm)条件下，相移角优选为179°～181°，更优选为179.5°～180.9°，厚度优选为94nm～96nm，更优选为94.2nm～95.7nm，反射率优选为3±0.04％，更优选为2.98％～3.04％，光密度OD值优选为1.27～1.33，更优选为1.28～1.32。本发明对相移层相移角参数的限定是由相移层本身的作用决定的，对相移层光学参数的限定，主要是通过光学参数的限定来确保均匀性，其中厚度的限定主要从膜层厚度的角度保证其均匀性，而反射率等参数主要是从成分的角度保证其均匀性。在本发明中，所述相移层均匀可靠且反射率低，干涉相消后对曝光光路影响较小，所以蚀刻线条清晰，显示效果良好。
在本发明中，所述铬氮化物遮光膜层复合在所述相移层上；所述铬氮氧化物减反射膜层复合在所述铬氮化物遮光膜层上。并且，所述铬氮化物遮光膜层与铬氮氧化物减反射膜层形成混合结构(双层结构)；所述混合结构的膜厚优选为58nm～62nm，更优选为60.2nm～61.9nm，反射率优选为11％～17％，更优选为13.2％～15.7％，蚀刻时间优选为32s～38s，更优选为35s～36s。
本发明提供的衰减型高均匀的相移光掩膜坯料采用特定膜结构，实现较好的整体相互作用，从而使该相移光掩膜坯料兼具高均匀性和良好的显示效果，并且具有强的耐氢氟酸性，应用范围广。
本发明还提供了一种上述技术方案所述的衰减型高均匀的相移光掩膜坯料的制备方法，包括以下步骤：
a)将玻璃基片进行预处理，得到处理后的玻璃基片；
b)在步骤a)得到的处理后的玻璃基片上依次形成相移层、铬氮化物遮光膜层和铬氮氧化物减反射膜层，得到衰减型高均匀的相移光掩膜坯料；
所述相移层为硅氧化物薄膜。
本发明首先将玻璃基片进行预处理，得到处理后的玻璃基片。在本发明中，所述玻璃基片与上述技术方案中所述的相同，在此不再赘述。由此可知，本发明首先将平整度及透射率符合条件的玻璃基片进行预处理。
在本发明中，所述预处理的过程优选具体为：
将玻璃基片依次经过常温电子级氢氟酸浸泡20s～40s及35℃～45℃纯水漂洗8min～12min，之后用55℃～65℃的氮气烘干，得到处理后的玻璃基片；
更优选为：
将玻璃基片依次经过常温电子级氢氟酸浸泡30s及40℃纯水漂洗10min，之后用60℃的氮气烘干，得到处理后的玻璃基片。
在本发明中，所述电子级氢氟酸优选由质量比为1：(18～22)的HF和纯水配制而成，更优选由质量比为1：20的HF和纯水配制而成。
本发明采用上述预处理过程中，氢氟酸浸泡原理在于：一方面确保衬底玻璃的洁净，氢氟酸浸泡的主要目的在于采用化学方法将玻璃表面的无机物、颗粒灰尘溶解；另外一方面在于玻璃表面与氢氟酸发生化学反应，去除亚表面缺陷；其反应过程是是氢氟酸与玻璃中的SiO2反应生成SiF4，SiF4极不稳定容易水解，水解后的SiF4与氢氟酸再次反应生成白色絮状沉淀物原硅酸(H4SiO4)，当氢氟酸浓度偏高或浸泡时间过长，参与反应的玻璃表面越深，容易造成玻璃表面的粗糙度发生变差；温纯水漂洗的作用在于清洗基片表层残留及反应沉淀物，避免硅氧化膜与玻璃基版中存在残留造成膜层脱落；热氮气烘干的原理在于，利用气态的氮气将玻璃表层剩余的水分烘干，避免水分残留后膜层的脱落和光学参数的影响；同时，本发明选择氢氟酸的原因在于：硫酸、盐酸等其他酸只能与玻璃表面的附着物及附着颗粒发生反应，而难以与玻璃本体发生反应或反应的剧烈程度偏低，从而无法去除玻璃的微亚缺陷；本发明择优选择稀释的氢氟酸浓度为5％，浸泡时间为30s，其目的在于确保基板表面被清洗干净，微米级缺陷也能去除，同时平整度和粗糙度仍然不发生大的变化。
得到所述处理后的玻璃基片后，本发明在得到的处理后的玻璃基片上依次形成相移层、铬氮化物遮光膜层和铬氮氧化物减反射膜层，得到衰减型高均匀的相移光掩膜坯料。在本发明中，所述相移层、铬氮化物遮光膜层和铬氮氧化物减反射膜层与上述技术方案中所述的相同，在此不再赘述。
在本发明中，所述相移层的形成方式优选为中频磁控溅射，具体在上述处理后的玻璃基片上进行，得到带相移层的玻璃板。在本发明中，所述中频磁控溅射优选采用Si靶材，玻璃衬底温度优选为100℃～150℃，更优选为120℃，采用的制程气体优选为Ar、O2，其比例优选按照Ar：O2＝(1～2)：10的体积比执行，更优选按照Ar：O2＝(1.1～1.6)：10的体积比执行，溅射气压优选为0.1Pa～0.2Pa，更优选为0.12Pa～0.18Pa。
本发明择优选择硅靶的原因在于两点：其一是溅射生成氧化硅层与玻璃本身的成分结构类似，溅射时附着的硅氧化物膜的粘附力高，其二是硅氧化物的透射率较高，一定厚度后仍有透射能力；配合采用中频的方式进行溅射，其原因是中频溅射采用孪生靶，溅射效率高，结构致密。
在本发明中，所述相移层为硅氧化物相移层，具体为为硅氧化物薄膜。
在本发明中，所述形成相移层后，优选还包括：
采用纵横多点的测量方法，测量KrF光源(248nm)下所述相移层的相移角的大小及均匀情况，对符合要求的相移层进行清洗及紫外光照射烘干处理，得到处理后的相移层。在本发明中，所述纵横多点的测量方法优选为纵横64点的测量方法。
在本发明中，所述符合要求的相移层即上述技术方案中所述的在KrF光源(248nm)条件下，相移角优选为179°～181°，更优选为179.5°～180.9°，厚度优选为94nm～96nm，更优选为94.2nm～95.7nm，反射率优选为3±0.04％，更优选为2.98％～3.04％，光密度OD值优选为1.27～1.33，更优选为1.28～1.32的相移层。
本发明采用清洗及紫外光照射烘干处理，能够确保后续膜层与相移层之间的粘附性；紫外光清洗作用有两点：其一是紫外光光子能量能直接打开和切断有机物分子，使有机物分子活化，分解成离子、游离态原子、受激分子等，紫外光能将空气中的氧气分解为臭氧，臭氧分解成氧气和活性氧，在不同的紫外光照射之下，这种光敏氧化反应持续进行，活性氧不断的生成，由于活性氧原子有强的氧化性，与表面的活化的有机物反应生成挥发性的气体逸出基体表面，从而彻底的减少表面的有机物的污染；其二是紫外光具有表面改质的作用，光子能量把物体表层分子键打开的同时拉出C原子和H原子，与空气中的氧气分解出来的活性氧原子生产级性很强的原子团(OH，CHO，COOH)等活性基；活化的基体表面具有良好的粘合力和键合特征，当再在此表面涂镀其他膜层时容易与新的膜层形成新的化合溅，优化了膜层的粘附能力和结合稳定性；本发明提供的相移膜(层)经过紫外光处理后，表面得到改良，既保证了表面的洁净程度，也能加强与后续遮光层的粘附能力。
在本发明中，所述铬氮化物遮光膜层的形成方式优选为直流磁控溅射，具体在上述相移层上进行，得到带相移层和铬氮化物遮光膜层的双层膜玻璃板。在本发明中，所述直流磁控溅射优选采用铬靶，玻璃衬底温度优选为120℃～180℃，更优选为125℃～160℃，采用的制程气体优选为N2，溅射压力优选为0.1Pa～0.4Pa，更优选为0.1Pa～0.34Pa。
在本发明中，所述形成铬氮化物遮光膜层后，优选还包括：
对得到的带相移层和铬氮化物遮光膜层的双层膜玻璃板采用紫外光照射清洗处理，得到处理后的双层膜玻璃板。
在本发明中，所述铬氮氧化物减反射膜层的形成方式优选为直流磁控溅射，具体在上述铬氮化物遮光膜层上进行，最终得到三层膜结构，即衰减型高均匀的相移光掩膜坯料。在本发明中，所述直流磁控溅射优选采用铬靶，玻璃衬底温度优选为120℃～180℃，更优选为150℃～170℃，采用的制程气体优选为Ar、N2、O2，其比例优选按照Ar：N2：O2＝(2～5)：40：(2～20)的体积比执行，更优选为按照Ar：N2：O2＝(2.5～4)：40：(3～16)的体积比执行。
在本发明中，上述形成铬氮化物遮光膜层及铬氮氧化物减反射膜层的过程同样采用磁控溅射，本发明进一步限定溅射压力、气体成分等参数，其目的一是在于明确制备过程中的制备工艺，其目的二是确保膜层成份和耐酸性；同时满足上述技术方案中限定的膜层所需到达的要求，尤其是光学均匀性的要求。
本发明提供的制备方法工艺路线清晰，制备过程稳定、可靠，具有广阔的应用前景。
本发明提供的衰减型高均匀的相移光掩膜坯料的有益效果如下：
(1)高均匀性：本发明提供的光掩膜坯料具有高的均匀性，主要原因在于两点，其一是制备过程中，对11层、12，13两层所组合的独立结构分别进行均匀性的评估；其中第11相移层重点进行相移角、折射率、反射率及OD值的均匀性分多点评估，12及13两层的独立结构重点对反射率、蚀刻时间和遮光性能进行均匀性评估，确认这两层无论是厚度还是成份本身均控制在较高的均匀性水平；其二是择优对玻璃基板的平整度进行挑选，优选原则是玻璃镀膜面的平整度控制在膜层厚度20％以内，即玻璃平整度控制在30nm以内，衬底的均匀性保证了溅射之后膜层表面的均匀平整。
(2)良好的显示效果：本发明提供的光掩膜坯料光刻后(参见图3所示)具有良好的显示效果，其原因有四点：其一是光刻时入射光通过相移层的第一面时与相移层的另一个面反射回的反射光形成干涉效应，这两束光方向完全相反，频率一致，相移角180°(理论上衰减性相移角可为180°的奇数倍，本发明限定了相移层的厚度，只为1倍)，因此为相消干涉；由于相移层相移角的均匀性良好，因此在整个相移面均具备相同的相消干涉性能；其二是由于相移层具备较低的反射率的性能，反射光的强度低，反射光光强及振幅小；反射率越低，对作为光刻主光源的入射光形成的影响越小，干涉叠后入射光的强度及振幅被消弱部分就越小，曝光光强得以保留；其三是相移层透过率高，透光能力强，入射光的损失较少，衰减能量较小；因此在光刻的边缘区间黑白对比明显，显示效果好。
(3)强的耐氢氟酸性：强的耐氢氟酸性是本发明提供的相移光掩膜坯料的又一重要特性；耐氢氟酸的主要原因有四点：其一是玻璃基板平整洁净，玻璃基板择优选取了平整度高的玻璃，经过表面洁净化处理，其粘附性能得到保障；其二是膜层之间进行紫外光清洗处理，紫外光的清洗既能洁净衬底表面的有机污染物又能增加衬底的表面活性，提高新镀膜与衬底之间的粘附力；其三是本方案限定了具体的制备工艺，对工艺进行限定，尤其是制备过程中的溅射压力和气体成分的限定，确保了膜层的致密性和膜层耐酸性质；良好的耐氢氟酸性能有利于后续工序的酸洗，尤其是后续工艺中常常需要用氢氟酸对玻璃进行蚀刻，膜层的耐酸性愈强越具有更大应用可能性。
本发明提供了一种衰减型高均匀的相移光掩膜坯料，包括：玻璃基片；复合在所述玻璃基片上的相移层；复合在所述相移层上的铬氮化物遮光膜层；复合在所述铬氮化物遮光膜层上的铬氮氧化物减反射膜层；所述相移层为硅氧化物薄膜。与现有技术相比，本发明提供的衰减型高均匀的相移光掩膜坯料采用特定膜结构，实现较好的整体相互作用，从而使该相移光掩膜坯料兼具高均匀性和良好的显示效果，并且具有强的耐氢氟酸性，应用范围广。
此外，本发明提供的制备方法工艺路线清晰，制备过程稳定、可靠，具有广阔的应用前景。
为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。
实施例1
(1)选择平整度在10nm～12nm、透射率(在400nm～600nm波段范围内，参见图2所示)为92％的石英玻璃进行制样品；将此石英玻璃依次经过常温电子级氢氟酸(HF与纯水按质量比1：20配制)浸泡30s及40℃温纯水漂洗10min，之后用60℃的纯氮气烘干，得到处理后的玻璃基片。
(2)提供Si靶材，用中频磁控溅射方法将硅氧化物薄膜镀在步骤(1)得到的处理后的玻璃基片上形成相移层；控制玻璃衬底温度为120℃，采用的制程气体为Ar、O2，其比例按照Ar：O2＝3：20的体积比执行，溅射气压为0.13Pa。
(3)测试相移层的均匀性及厚度分布：采用纵横64点测量248nm光源下相移角的大小及均匀情况，确保单片范围内相移角测量范围控制在179.5°～180.3°，厚度为94.2nm～94.3nm，反射率为2.99％～3.01％，光密度OD值为1.31～1.32。
(4)对符合要求的相移层进行清洗及紫外光照射烘干处理，得到处理后的相移层。
(5)提供一块铬靶，用直流磁控溅射方法将铬氮化物遮光膜层镀在步骤(4)得到的处理后的相移层上形成带相移层和遮光膜层的双层膜玻璃板；控制玻璃衬底温度为160℃，采用的制程气体为N2，溅射压力为0.11Pa。
(6)对步骤(5)得到的带相移层和遮光膜层的双层膜玻璃板采用紫外光照射清洗处理，得到处理后的双层膜玻璃板。
(7)提供一块铬靶，用直流磁控溅射方法将铬氮氧化物减反射膜层镀在步骤(6)得到的处理后的双层膜玻璃板的铬氮化物遮光膜层上形成三层膜结构，即衰减型高均匀的相移光掩膜坯料；控制玻璃衬底温度为150℃，采用的制程气体为Ar、N2、O2，其比例按照Ar：N2：O2＝1：10：4的体积比执行。
对本发明实施例1提供的衰减型高均匀的相移光掩膜坯料的各项性能进行测试，结果参见表1～2所示；其中，表2的耐酸性测试的浸泡条件为：5wt％浓度氢氟酸加热到60℃浸泡30min，测量单个镀膜点光学参数的变化情况。
表1均匀性测试结果
表2耐酸性测试结果
由表2可知，本发明实施例1提供的衰减型高均匀的相移光掩膜坯料整个膜层具备强的耐氢氟酸的能力。
实施例2
(1)选择平整度在15nm～20nm、透射率(在400nm～600nm波段范围内)为90％的苏打玻璃进行制样品；将此苏打玻璃依次经过常温电子级氢氟酸(HF与纯水按质量比1：20配制)浸泡30s及40℃温纯水漂洗10min，之后用60℃的纯氮气烘干，得到处理后的玻璃基片。
(2)提供Si靶材，用中频磁控溅射方法将硅氧化物薄膜镀在步骤(1)得到的处理后的玻璃基片上形成相移层；控制玻璃衬底温度为120℃，采用的制程气体为Ar、O2，其比例按照Ar：O2＝11：100的体积比执行，溅射气压为0.12Pa。
(3)测试相移层的均匀性及厚度分布：采用纵横64点测量248nm光源下相移角的大小及均匀情况，确保单片范围内相移角测量范围控制在179.5°～180.3°，厚度为94.2nm～94.3nm，反射率为2.98％～2.99％，光密度OD值为1.31～1.32。
(4)对符合要求的相移层进行清洗及紫外光照射烘干处理，得到处理后的相移层。
(5)提供一块铬靶，用直流磁控溅射方法将铬氮化物遮光膜层镀在步骤(4)得到的处理后的相移层上形成带相移层和遮光膜层的双层膜玻璃板；控制玻璃衬底温度为160℃，采用的制程气体为N2，溅射压力为0.1Pa。
(6)对步骤(5)得到的带相移层和遮光膜层的双层膜玻璃板采用紫外光照射清洗处理，得到处理后的双层膜玻璃板。
(7)提供一块铬靶，用直流磁控溅射方法将铬氮氧化物减反射膜层镀在步骤(6)得到的处理后的双层膜玻璃板的铬氮化物遮光膜层上形成三层膜结构，即衰减型高均匀的相移光掩膜坯料；控制玻璃衬底温度为170℃，采用的制程气体为Ar、N2、O2，其比例按照Ar：N2：O2＝5：80：6的体积比执行。
对本发明实施例2提供的衰减型高均匀的相移光掩膜坯料的各项性能进行测试，结果参见表3～4所示；其中，表4的耐酸性测试的浸泡条件为：5wt％浓度氢氟酸加热到60℃浸泡30min，测量单个镀膜点光学参数的变化情况。
表3均匀性测试结果
表4耐酸性测试结果
由表4可知，本发明实施例2提供的衰减型高均匀的相移光掩膜坯料整个膜层具备强的耐氢氟酸的能力。
实施例3
(1)选择平整度在20nm～30nm、透射率(在400nm～600nm波段范围内)为91％的白冕玻璃进行制样品；将此白冕玻璃依次经过常温电子级氢氟酸(HF与纯水按质量比1：20配制)浸泡30s及40℃温纯水漂洗10min，之后用60℃的纯氮气烘干，得到处理后的玻璃基片。
(2)提供Si靶材，用中频磁控溅射方法将硅氧化物薄膜镀在步骤(1)得到的处理后的玻璃基片上形成相移层；控制玻璃衬底温度为120℃，采用的制程气体为Ar、O2，其比例按照Ar：O2＝8：50的体积比执行，溅射气压为0.18Pa。
(3)测试相移层的均匀性及厚度分布：采用纵横64点测量248nm光源下相移角的大小及均匀情况，确保单片范围内相移角测量范围控制在180.0°～180.9°，厚度为95.6nm～95.7nm，反射率为3.01％～3.04％，光密度OD值为1.28～1.29。
(4)对符合要求的相移层进行清洗及紫外光照射烘干处理，得到处理后的相移层。
(5)提供一块铬靶，用直流磁控溅射方法将铬氮化物遮光膜层镀在步骤(4)得到的处理后的相移层上形成带相移层和遮光膜层的双层膜玻璃板；控制玻璃衬底温度为125℃，采用的制程气体为N2，溅射压力为0.34Pa。
(6)对步骤(5)得到的带相移层和遮光膜层的双层膜玻璃板采用紫外光照射清洗处理，得到处理后的双层膜玻璃板。
(7)提供一块铬靶，用直流磁控溅射方法将铬氮氧化物减反射膜层镀在步骤(6)得到的处理后的双层膜玻璃板的铬氮化物遮光膜层上形成三层膜结构，即衰减型高均匀的相移光掩膜坯料；控制玻璃衬底温度为150℃，采用的制程气体为Ar、N2、O2，其比例按照Ar：N2：O2＝7：80：25的体积比执行。
对本发明实施例3提供的衰减型高均匀的相移光掩膜坯料的各项性能进行测试，结果参见表5～6所示；其中，表6的耐酸性测试的浸泡条件为：5wt％浓度氢氟酸加热到60℃浸泡30min，测量单个镀膜点光学参数的变化情况。
表5均匀性测试结果
表6耐酸性测试结果
由表6可知，本发明实施例3提供的衰减型高均匀的相移光掩膜坯料整个膜层具备强的耐氢氟酸的能力。
所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种衰减型高均匀的相移光掩膜坯料，包括：
玻璃基片；
复合在所述玻璃基片上的相移层；
复合在所述相移层上的铬氮化物遮光膜层；
复合在所述铬氮化物遮光膜层上的铬氮氧化物减反射膜层；
所述相移层为硅氧化物薄膜。
2.根据权利要求1所述的衰减型高均匀的相移光掩膜坯料，其特征在于，所述玻璃基片选自钠钙玻璃基片、石英玻璃基片、硼硅玻璃基片或白冕玻璃基片；所述玻璃基片的平整度在30nm以内，在400nm～600nm波段范围内的透射率在90％以上。
3.根据权利要求1所述的衰减型高均匀的相移光掩膜坯料，其特征在于，所述相移层在KrF光源条件下，相移角为179°～181°，厚度为94nm～96nm，反射率为3±0.04％，光密度OD值为1.27～1.33。
4.根据权利要求1所述的衰减型高均匀的相移光掩膜坯料，其特征在于，所述铬氮化物遮光膜层与铬氮氧化物减反射膜层形成混合结构，其膜厚为58nm～62nm，反射率为11％～17％，蚀刻时间为32s～38s。
5.一种权利要求1～4任一项所述的衰减型高均匀的相移光掩膜坯料的制备方法，包括以下步骤：
a)将玻璃基片进行预处理，得到处理后的玻璃基片；
b)在步骤a)得到的处理后的玻璃基片上依次形成相移层、铬氮化物遮光膜层和铬氮氧化物减反射膜层，得到衰减型高均匀的相移光掩膜坯料；
所述相移层为硅氧化物薄膜。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述预处理的过程具体为：
将玻璃基片依次经过常温电子级氢氟酸浸泡20s～40s及35℃～45℃纯水漂洗8min～12min，之后用55℃～65℃的氮气烘干，得到处理后的玻璃基片；
所述电子级氢氟酸由质量比为1：(18～22)的HF和纯水配制而成。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中所述相移层的形成方式为中频磁控溅射；所述中频磁控溅射采用Si靶材，玻璃衬底温度为100℃～150℃，采用的制程气体为Ar、O2，其比例按照Ar：O2＝(1～2)：10的体积比执行，溅射气压为0.1Pa～0.2Pa。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中所述铬氮化物遮光膜层的形成方式为直流磁控溅射；所述直流磁控溅射采用铬靶，玻璃衬底温度为120℃～180℃，采用的制程气体为N2，溅射压力为0.1Pa～0.4Pa。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中所述铬氮氧化物减反射膜层的形成方式为直流磁控溅射；所述直流磁控溅射采用铬靶，玻璃衬底温度为120℃～180℃，采用的制程气体为Ar、N2、O2，其比例按照Ar：N2：O2＝(2～5)：40：(2～20)的体积比执行。
10.根据权利要求5～9任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中所述形成相移层后，还包括：
采用纵横多点的测量方法，测量KrF光源下所述相移层的相移角的大小及均匀情况，对符合要求的相移层进行清洗及紫外光照射烘干处理，得到处理后的相移层。
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 肖国玲等: "《微电子制造工艺技术》", vol. 1, 西安电子科技大学出版社, pages: 141 * |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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