CN116400561A - 一种用于光掩膜的石英基板材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于光掩膜的石英基板材料及其制备方法，属于石英基板技术领域，对石英玻璃表面进行研磨切削、精雕加工、抛亮处理、粗抛光和精抛光，检测玻璃基板是否有超标缺陷；对有超标缺陷的玻璃基板重新进行粗抛光，对没有超标缺陷的玻璃基板进行旋转清洗和真空干燥，完成光掩膜的石英基板材料的制备；粗抛光和精抛光过程中使用的单面抛光机经过改进，固定器能够起到良好的散热效果，防止吸附垫中央因为散热不佳而较吸附垫边缘更软，避免因吸附垫力学性能变差而导致石英基板材料的弯曲度增加，有利于保证石英基板材料局部平整度合格比例更高。
Description
技术领域
本发明属于石英基板技术领域，具体涉及一种用于光掩膜的石英基板材料及其制备方法。
背景技术
光掩膜又被称为光罩、光掩膜版或者掩膜版，光掩膜是由石英玻璃作为衬底，在其上面镀一层金属铬和感光胶，成为一种感光材料，把已设计好的电路图形通过电子激光设备曝光在感光胶上,被曝光的区域会被显影出来，在金属铬上形成电路图形，是在制作集成电路时利用光蚀刻技术，在半导体上形成图型，透过光掩膜为将图型复制在晶圆上，类似于冲洗照片时利用底片将影像复制到相片上，一般应用于对集成电路进行投影定位，通过集成电路光刻机对所投影的电路进行光蚀刻，其生产加工工序为：曝光，显影，去感光胶，最后应用于光蚀刻。
合成石英玻璃具有高化学稳定性、低热膨胀系数、高透光率的特点，所以一般被用来制作光掩膜的基板。现有石英基板材料抛光后的弯曲度≤10μm，局部平整度合格比例在95％，为了提高石英基板材料的质量，增加其局部平整度合格比例，因此提出一种用于光掩膜的石英基板材料及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于光掩膜的石英基板材料及其制备方法，以解决背景技术中的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种用于光掩膜的石英基板材料，其制备方法包括如下步骤：
步骤一：利用平面磨削设备对石英玻璃表面进行研磨切削，使玻璃表面更加的平整，然后使用超声清洗设备，在100-150KHz的条件下用去离子水超声清洗5-10min，在40-60℃的条件下真空干燥后，采用千分表头采取点阵的方式测量石英玻璃的平整度；
研磨切削时砂轮的切削线速度为10-40m/s，砂轮径向单次进量为0.1-0.4μm；
步骤二：使用精雕设备把石英玻璃加工到符合要求的外形和尺寸，然后使用超声清洗设备，在100-150KHz的条件下用去离子水超声清洗5-10min，在40-60℃的条件下真空干燥后，得到玻璃基板，检测玻璃基板的尺寸数据，并用强光灯检查玻璃表面是否有超标缺陷，如果有超标缺陷则剔除，没有超标缺陷则进行下一步处理；
步骤三：采用单面抛光机对玻璃基板表面进行抛亮处理，并对玻璃基板的平整度进行精细修复；使用超声清洗设备，采用连续超声清洗的方式对玻璃基板表面进行清洁，然后采用表面形貌仪以非接触的方式精确测量出玻璃基板的总厚度变化和局部平整度；
步骤四：采用单面抛光机进行粗抛光，将玻璃基板表面的缺陷快速去除，然后采用单面抛光机进行精抛光使玻璃表面更光洁，然后使用旋转清洗的方式对玻璃基板表面进行清洁，采用AOI检测仪检测玻璃基板表面颗粒状况，用强光灯检测玻璃表面缺陷，确认是否有超标缺陷；如果有超标缺陷则重新进行粗抛光，如果没有超标缺陷则使用旋转清洗的方式对玻璃基板进行清洁，在40-60℃的条件下真空干燥后，完成光掩膜的石英基板材料的制备。
单面抛光机包括台面，单面抛光机的抛光盘伸出台面中央，台面上还设置有喷洒抛光液的喷头和固定石英玻璃用的固定器。固定器包括可以提供向下的压力的升降机构，升降机构的上端固定有连接杆，连接杆远离升降机构的一端的上部固定有电机，连接杆远离升降机构的一端的下部转动连接有转轴，电机的输出轴与转轴固定连接用于驱动转轴。
转轴远离电机的一端固定有固定盘，固定盘底面粘贴有吸附垫，吸附垫将玻璃基板吸附；固定盘上端设置有冷却机构，冷却机构包括保护罩，固定盘上端还环形阵列设置有散热翅片，保护罩四周开设有供散热翅片穿过的散热口；散热翅片上设置有冷却盘管，保护罩内一侧固定有驱动冷却盘管内冷却液循环用的循环泵，冷却盘管上还设置有补充冷却液用的加液口；保护罩内另一侧固定有平衡块，保证固定盘的平衡转动。
本发明的有益效果：
本发明用于光掩膜的石英基板材料的制备方法简单，通过研磨切削、精雕、抛亮、粗抛光和精抛光等多个步骤，将石英玻璃逐步打磨平整，得到翘曲度和弯曲度合格的石英玻璃基板材料。粗抛光和精抛光过程中使用的单面抛光机经过改进，固定器能够起到良好的散热效果，防止吸附垫中央因为散热不佳而较吸附垫边缘更软，避免因吸附垫力学性能变差而导致石英基板材料的弯曲度增加，有利于保证石英基板材料局部平整度合格比例更高。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明用于光掩膜的石英基板材料的制备方法的流程图；
图2是本发明单面抛光机部分结构示意图；
图3是本发明固定器内部的结构示意图；
图4是本发明散热翅片的结构示意图。
图中：1、台面；2、抛光盘；3、固定器；4、喷头；30、转轴；301、升降机构；302、连接杆；31、固定盘；32、吸附垫；33、玻璃基板；34、散热翅片；35、冷却盘管；36、保护罩；37、加液口；38、散热口；39、平衡块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种单面抛光机的改进结构，请参阅图2-图4，单面抛光机的部分结构包括台面1，单面抛光机上粘贴抛光垫的抛光盘2伸出台面1中央，台面1上还设置有喷洒抛光液的喷头4和固定石英玻璃用的固定器3。固定器3包括可以提供向下的压力的升降机构301，升降机构301的上端固定有连接杆302，连接杆302远离升降机构301的一端的上部固定有电机，连接杆302远离升降机构301的一端的下部转动连接有转轴30，电机的输出轴与转轴30固定连接用于驱动转轴30。
转轴30远离电机的一端固定有固定盘31，固定盘31底面粘贴有吸附垫32，吸附垫32将玻璃基板33吸附；固定盘31上端设置有冷却机构，冷却机构包括保护罩36，固定盘31上端还环形阵列设置有散热翅片34，保护罩36四周开设有供散热翅片34穿过的散热口38；散热翅片34上设置有冷却盘管35，保护罩36内一侧固定有驱动冷却盘管35内冷却液循环用的循环泵，冷却盘管35上还设置有补充冷却液用的加液口37；保护罩36内另一侧固定有平衡块39，保证固定盘31的平衡转动。
实施例2
请参阅图1，制备用于光掩膜的石英基板材料，包括如下步骤：
步骤一：利用平面磨削设备对石英玻璃表面进行研磨切削，使玻璃表面更加的平整，然后使用超声清洗设备，在100KHz的条件下用去离子水超声清洗5min，在40℃的条件下真空干燥后，采用千分表头采取点阵的方式测量石英玻璃的平整度；研磨切削时砂轮的切削线速度为10m/s，砂轮径向单次进量为0.1μm；
步骤二：使用精雕设备把石英玻璃加工到符合要求的外形和尺寸，然后使用超声清洗设备，在100KHz的条件下用去离子水超声清洗5min，在40℃的条件下真空干燥后，得到玻璃基板33，检测玻璃基板33的尺寸数据，并用强光灯检查玻璃表面是否有超标缺陷，如果有超标缺陷则剔除，没有超标缺陷则进行下一步处理；
步骤三：采用单面抛光机对玻璃基板33表面进行抛亮处理，并对玻璃基板33的平整度进行精细修复；使用超声清洗设备，采用连续超声清洗的方式对玻璃基板33表面进行清洁，连续超声清洗使用的清洗液依次为碱性清洗液、酸性清洗液和中性清洗液；然后采用表面形貌仪以非接触的方式精确测量出玻璃基板33的总厚度变化和局部平整度；总厚度变化TTV≤5μm，局部平整度LTV≤1.5μm；
步骤四：采用单面抛光机进行粗抛光，将玻璃基板33表面的缺陷快速去除，然后采用单面抛光机进行精抛光使玻璃表面更光洁，然后使用旋转清洗的方式对玻璃基板33表面进行清洁，采用AOI检测仪检测玻璃基板33表面颗粒状况，用强光灯检测玻璃表面缺陷，确认是否有超标缺陷；如果有超标缺陷则重新进行粗抛光，如果没有超标缺陷则使用旋转清洗的方式对玻璃基板33进行清洁，在40℃的条件下真空干燥后，完成光掩膜的石英基板材料的制备，弯曲度≤7μm，局部平整度合格比例PLTV≥97％。
实施例3
请参阅图1，制备用于光掩膜的石英基板材料，包括如下步骤：
步骤一：利用平面磨削设备对石英玻璃表面进行研磨切削，使玻璃表面更加的平整，然后使用超声清洗设备，在120KHz的条件下用去离子水超声清洗8min，在50℃的条件下真空干燥后，采用千分表头采取点阵的方式测量石英玻璃的平整度；研磨切削时砂轮的切削线速度为25m/s，砂轮径向单次进量为0.25μm；
步骤二：使用精雕设备把石英玻璃加工到符合要求的外形和尺寸，然后使用超声清洗设备，在120KHz的条件下用去离子水超声清洗8min，在50℃的条件下真空干燥后，得到玻璃基板33，检测玻璃基板33的尺寸数据，并用强光灯检查玻璃表面是否有超标缺陷，如果有超标缺陷则剔除，没有超标缺陷则进行下一步处理；
步骤三：采用单面抛光机对玻璃基板33表面进行抛亮处理，并对玻璃基板33的平整度进行精细修复；使用超声清洗设备，采用连续超声清洗的方式对玻璃基板33表面进行清洁，连续超声清洗使用的清洗液依次为碱性清洗液、酸性清洗液和中性清洗液；然后采用表面形貌仪以非接触的方式精确测量出玻璃基板33的总厚度变化和局部平整度；总厚度变化TTV≤5μm，局部平整度LTV≤1.5μm；
步骤四：采用单面抛光机进行粗抛光，将玻璃基板33表面的缺陷快速去除，然后采用单面抛光机进行精抛光使玻璃表面更光洁，然后使用旋转清洗的方式对玻璃基板33表面进行清洁，采用AOI检测仪检测玻璃基板33表面颗粒状况，用强光灯检测玻璃表面缺陷，确认是否有超标缺陷；如果有超标缺陷则重新进行粗抛光，如果没有超标缺陷则使用旋转清洗的方式对玻璃基板33进行清洁，在50℃的条件下真空干燥后，完成光掩膜的石英基板材料的制备，弯曲度≤7μm，局部平整度合格比例PLTV≥97％。
实施例4
请参阅图1，制备用于光掩膜的石英基板材料，包括如下步骤：
步骤一：利用平面磨削设备对石英玻璃表面进行研磨切削，使玻璃表面更加的平整，然后使用超声清洗设备，在150KHz的条件下用去离子水超声清洗10min，在60℃的条件下真空干燥后，采用千分表头采取点阵的方式测量石英玻璃的平整度；研磨切削时砂轮的切削线速度为40m/s，砂轮径向单次进量为0.4μm；
步骤二：使用精雕设备把石英玻璃加工到符合要求的外形和尺寸，然后使用超声清洗设备，在150KHz的条件下用去离子水超声清洗10min，在60℃的条件下真空干燥后，得到玻璃基板33，检测玻璃基板33的尺寸数据，并用强光灯检查玻璃表面是否有超标缺陷，如果有超标缺陷则剔除，没有超标缺陷则进行下一步处理；
步骤三：采用单面抛光机对玻璃基板33表面进行抛亮处理，并对玻璃基板33的平整度进行精细修复；使用超声清洗设备，采用连续超声清洗的方式对玻璃基板33表面进行清洁，连续超声清洗使用的清洗液依次为碱性清洗液、酸性清洗液和中性清洗液；然后采用表面形貌仪以非接触的方式精确测量出玻璃基板33的总厚度变化和局部平整度；总厚度变化TTV≤5μm，局部平整度LTV≤1.5μm；
步骤四：采用单面抛光机进行粗抛光，将玻璃基板33表面的缺陷快速去除，然后采用单面抛光机进行精抛光使玻璃表面更光洁，然后使用旋转清洗的方式对玻璃基板33表面进行清洁，采用AOI检测仪检测玻璃基板33表面颗粒状况，用强光灯检测玻璃表面缺陷，确认是否有超标缺陷；如果有超标缺陷则重新进行粗抛光，如果没有超标缺陷则使用旋转清洗的方式对玻璃基板33进行清洁，在60℃的条件下真空干燥后，完成光掩膜的石英基板材料的制备，弯曲度≤7μm，局部平整度合格比例PLTV≥97％。
需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种用于光掩膜的石英基板材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：对石英玻璃表面进行研磨切削，超声清洗并真空干燥，测量石英玻璃的平整度；
步骤二：将石英玻璃精雕加工，超声清洗并真空干燥，得到玻璃基板(33)，检测玻璃基板(33)并剔除有超标缺陷的玻璃基板(33)；
步骤三：对没有超标缺陷的玻璃基板(33)表面进行抛亮处理，采用连续超声清洗的方式对玻璃基板(33)表面进行清洁，然后测量玻璃基板(33)的总厚度变化和局部平整度；
步骤四：采用单面抛光机对玻璃基板(33)进行粗抛光和精抛光，检测玻璃基板(33)是否有超标缺陷；对有超标缺陷的玻璃基板(33)重新进行粗抛光，对没有超标缺陷的玻璃基板(33)进行旋转清洗和真空干燥，完成光掩膜的石英基板材料的制备。
2.根据权利要求1所述的一种用于光掩膜的石英基板材料的制备方法，其特征在于，所述研磨切削时砂轮的切削线速度为10-40m/s，砂轮径向单次进量为0.1-0.4μm。
3.根据权利要求1所述的一种用于光掩膜的石英基板材料的制备方法，其特征在于，所述超声清洗的频率为100-150KHz。
4.根据权利要求1所述的一种用于光掩膜的石英基板材料的制备方法，其特征在于，所述真空干燥的温度为40-60℃。
5.根据权利要求1所述的一种用于光掩膜的石英基板材料的制备方法，其特征在于，所述单面抛光机包括台面(1)，台面(1)上还设置有喷洒抛光液的喷头(4)和固定石英玻璃用的固定器(3)。
6.根据权利要求5所述的一种用于光掩膜的石英基板材料的制备方法，其特征在于，所述固定器(3)包括升降机构(301)，升降机构(301)的上端固定有连接杆(302)，连接杆(302)远离升降机构(301)的一端的上部固定有电机，连接杆(302)远离升降机构(301)的一端的下部转动连接有转轴(30)，电机的输出轴与转轴(30)固定连接；转轴(30)远离电机的一端固定有固定盘(31)，固定盘(31)底面粘贴有吸附玻璃基板(33)用的吸附垫(32)。
7.根据权利要求6所述的一种用于光掩膜的石英基板材料的制备方法，其特征在于，所述固定盘(31)上端设置有冷却机构，冷却机构包括保护罩(36)，固定盘(31)上端还环形阵列设置有散热翅片(34)，保护罩(36)四周开设有供散热翅片(34)穿过的散热口(38)，散热翅片(34)上设置有冷却盘管(35)；保护罩(36)内一侧固定有驱动冷却盘管(35)内冷却液循环用的循环泵，另一侧固定有平衡块(39)。
8.根据权利要求7所述的一种用于光掩膜的石英基板材料的制备方法，其特征在于，所述冷却盘管(35)上设置有补充冷却液用的加液口(37)。
9.一种用于光掩膜的石英基板材料，其特征在于，通过权利要求1-8中任意一项制备方法制得。
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|---|---|
| CN (1) | CN116400561A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117340689A (zh) * | 2023-11-03 | 2024-01-05 | 湖南普照信息材料有限公司 | 一种玻璃基板的抛光方法 |
-
2023
- 2023-04-23 CN CN202310442105.1A patent/CN116400561A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117340689A (zh) * | 2023-11-03 | 2024-01-05 | 湖南普照信息材料有限公司 | 一种玻璃基板的抛光方法 |
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