[发明专利]硬质掩膜的制备方法及硬质掩膜

说明书

本发明公开了一种硬质掩膜的制备方法及硬质掩膜，其中，硬质掩膜的制备方法包括：提供一硅片；在硅片的上表面生长第一氮化硅层，同时，在硅片的下表面生长第二氮化硅层；在第一氮化硅层上生长第一氧化硅层；刻蚀第一氧化硅层和第一氮化硅层形成干刻掩膜面；刻蚀第二氮化硅层形成湿刻掩膜面；在干刻掩膜面生长保护层并在保护层上涂覆密封层；在湿刻掩膜面刻蚀图形并预留支撑层；去除密封层和保护层，在干刻掩膜面按照图形刻穿支撑层，得到硬质掩膜。

技术领域

本发明属于微纳加工技术领域，具体地，涉及一种硬质掩膜的制备方法及硬质掩膜。

背景技术

现代微纳加工技术领域最常使用的是光刻胶掩膜，虽然光刻胶掩膜比较致密且分辨率较高，但由于其本身属于化学物质，它与相当一部分材料直接接触会使其性能发生退化，因而一种无污染、简便易操作且能重复利用的硬质掩膜技术逐渐发展和成熟起来，氮化硅硬质掩膜就是其中的典型代表。相较于金属掩膜，氮化硅硬质掩膜的分辨率更高且边缘更加平滑；而相较于光刻胶掩膜，氮化硅硬质掩膜不会造成所接触材料的性能退化，并且一次制作可重复多次利用，便捷易操作，因而展现出极大的优势。

传统的氮化硅硬质掩膜一方面是尺寸比较小，掩膜图形结构大多都在几十微米以内，这限制了它的使用范围；另一方面是掩膜图形比较单薄，很容易发生断裂甚至破碎从而导致传统的氮化硅硬质掩膜产率比较低。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种硬质掩膜的制备方法及硬质掩膜，以期至少部分地解决上述技术问题。

作为本发明的一个方面，本发明实施例提供了一种硬质掩膜的制备方法，包括：提供一硅片；在硅片的上表面生长第一氮化硅层，同时，在硅片的下表面生长第二氮化硅层；在第一氮化硅层上生长第一氧化硅层；刻蚀第一氧化硅层和第一氮化硅层形成干刻掩膜面；刻蚀第二氮化硅层形成湿刻掩膜面；在干刻掩膜面生长保护层并在保护层上涂覆密封层；在湿刻掩膜面刻蚀图形并预留支撑层；去除密封层和保护层，在干刻掩膜面按照图形刻穿支撑层，得到硬质掩膜。

根据本发明实施例，在硅片的上表面生长第一氮化硅层，同时，在硅片的下表面生长第二氮化硅层，包括采用低压化学气相沉积法在硅片的上表面生长第一氮化硅层，同时，在硅片的下表面生长第二氮化硅层。

根据本发明实施例，在第一氮化硅层上生长第一氧化硅层，包括采用等离子增强化学气相沉积法在第一氮化硅层上生长第一氧化硅层。

根据本发明实施例，刻蚀第一氧化硅层和第一氮化硅层形成干刻掩膜面，包括采用反应离子刻蚀法刻蚀第一氧化硅层和第一氮化硅层形成干刻掩膜面。

根据本发明实施例，刻蚀第二氮化硅层形成湿刻掩膜面，包括采用反应离子刻蚀法刻蚀第二氮化硅层形成湿刻掩膜面。

根据本发明实施例，保护层包括第二氧化硅层和第三氮化硅层组成的保护层。

根据本发明实施例，第二氧化硅层的厚度、第三氮化硅层的厚度均包括150～350nm。

根据本发明实施例，密封层包括黑蜡。

作为本发明的另一个方面，本发明实施例还提供了采用上述方法制备的硬质掩膜，包括：硅片、第一氮化硅层、第二氮化硅层、第一氧化硅层；硅片上表面设置第一氮化硅层；硅片下表面设置第二氮化硅层；第一氮化硅层上表面设置第一氧化硅层。

根据本发明实施例，其中，硅片的厚度包括350～550μm；第一氮化硅层的厚度、第二氮化硅层的厚度包括200～400nm；第一氧化硅层的厚度包括1～2μm。

本发明实施例提供的硬质掩膜的制备方法，通过增设氧化硅层、在干刻掩膜面设置保护层和密封层，以及预留合适厚度的支撑层，提高了硬质掩膜的稳定性和鲁棒性，可以制备出毫米级的硬质掩膜。

附图说明

图1示意性地示出了本发明实施例硬质掩膜制备方法的流程图；