現(xiàn)代先進(jìn)的光掩膜版通常采用?“多層膜結(jié)構(gòu)”?以優(yōu)化性能，而非單一鉻層。

標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)：石英基板 → 鉻層 → 氧化鉻層 → 光刻膠

1. 鉻層

   • 功能：主遮光層。提供足夠的光學(xué)密度（OD），在曝光波長下（如i-line 365nm, DUV 248nm/193nm）具有極高的不透光性。

   • 要求：低應(yīng)力、細(xì)晶粒、低表面粗糙度。

2. 氧化鉻/氮化鉻層

   • 功能：

     • 抗反射層：減少曝光光線在鉻膜表面的反射，防止不必要的反射光造成圖形線寬偏差或“鬼影”。

     • 刻蝕停止層：在圖形化過程中，作為鉻層刻蝕的停止層，確保圖形轉(zhuǎn)移的精確性。

     • 導(dǎo)電層：防止在電子束光刻時(shí)電荷積累，避免“充電效應(yīng)”導(dǎo)致圖形位置偏差。

磁控濺射PVD工藝優(yōu)勢：

• 極高的均勻性：能在整個(gè)大尺寸掩膜版基板（如6英寸、9英寸乃至更大）上實(shí)現(xiàn)納米級的膜厚均勻性（通常要求<±1-2%）。

• 低缺陷率：產(chǎn)生的顆粒污染少，對于“零缺陷”要求的掩膜版至關(guān)重要。

• 卓越的膜層質(zhì)量：能獲得低應(yīng)力、致密、細(xì)晶粒的鉻膜。

• 工藝成熟穩(wěn)定：適合大規(guī)模、高要求的工業(yè)生產(chǎn)。

工藝流程

1. 超精密基板清洗

   • 使用最高等級的清洗工藝，包括化學(xué)清洗、兆聲波清洗、超純水漂洗等，確保石英基板達(dá)到無顆粒、無離子、無有機(jī)物的“原子級”清潔表面。

2. 裝載與抽真空

   • 將清洗后的基板通過自動(dòng)化機(jī)械手送入PVD設(shè)備的主真空腔室。將腔室抽至極高真空，以消除任何氣體污染。

3. 離子束清洗

   • 在沉積前，使用離子束源?轟擊基板表面。這一步至關(guān)重要，用于：

     • 去除最后單分子層的污染物。

     • 輕微活化石英表面，增強(qiáng)膜層附著力。

4. 沉積鉻層

   • 通入高純氬氣，在直流電源驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行濺射。

   • 關(guān)鍵控制參數(shù)：

     • 濺射功率：影響沉積速率和膜層應(yīng)力。

     • 工作氣壓：影響膜層均勻性和缺陷密度。

     • 基板溫度與冷卻：精確控溫以維持低應(yīng)力。

5. 反應(yīng)濺射沉積氧化鉻/氮化鉻層

   • 在沉積完鉻層后，向腔室內(nèi)通入氧氣或氮?dú)?/strong>，與氬氣混合。

   • 通過反應(yīng)濺射過程，從鉻靶濺射出的鉻原子與反應(yīng)氣體在基板表面化合，形成氧化鉻或氮化鉻層。

   • 關(guān)鍵控制：精確控制氧氣/氮?dú)夥謮?/strong>是獲得理想化學(xué)計(jì)量比、折射率和消光系數(shù)的關(guān)鍵，這直接決定了抗反射效果。

6. 在線膜厚與光學(xué)性能監(jiān)控

   • 使用原位光學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測膜厚和光學(xué)常數(shù)（n, k），實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，確保每一批次產(chǎn)品性能的高度一致。

7. 下料與最終檢驗(yàn)

   • 沉積完成后，在超潔凈環(huán)境下取出，進(jìn)行全面的最終檢驗(yàn)，包括：

     • 膜厚均勻性

     • 光學(xué)密度

     • 反射率/透射率

     • 表面缺陷

     • 應(yīng)力測量