[发明专利]制作射线平版印刷用的掩膜的方法

说明书

本发明涉及一种制造射线平版印刷用的掩膜的方法，这种掩膜有一个掩膜支持体和一个基底，基底上有一层按所要的掩膜图样而制作的吸收剂层。

从《固体技术》（1972年7月，21～25页）可以知道，光刻工艺中用X射线束对光敏胶曝光，可以使半导体系统的结构尺寸达到微米级。

平版印刷术的效果可按它所得到的最小线宽来区分：光刻≈2～0.8微米，电子束、X射线束刻蚀和离子束刻蚀≈0.5微米乃至更小些。

用X射线对光敏胶曝光，可以减少光线通过掩膜投射到光敏胶的扰动衍射现象。为了用X射线束曝光，需要在光敏胶形成特殊的辐射衍膜。这也用于使用离子束曝光的情形。由于用X射线束平版印刷蚀刻的线宽一般在亚微米范围，所以吸收剂层图样位置的精确度及横向尺寸必须非常准确。

关于位置的精确度，不仅上面载有吸收剂层的基底的机械性能，特别是厚的吸收剂层（0.2～1.2微米）的应力对它都是很重要的。假如用不是很厚的单晶薄片，譬如厚度为0.5毫米量级的单晶硅片中，而且用厚度在1～4微米的薄膜做为基底时，这些应力是特别有影响的。在这样的吸收剂层中，应力应该＜10⁷牛顿/米²，而且这些内应力在以平版印刷射线辐照期间以及在较长的掩膜保存期间应该不变。

制备低应力吸收剂层结构的试验方法很多。所谓淀积法就是其中的一种。这种方法中，所需的掩膜图样负片要在比较厚的膜层里制作，并以电解金充满窗口区。这样所得的金吸收剂层尺寸精度高，内应力小。不过，金的热膨胀率高，时效稳定性低，还有因不适当的金镀层所引起的误差率显著，这些对于超精细掩膜图样的制作是极为不利的。

另一种公知的方法是通过可反复蚀剂的吸收剂层制作吸收剂结构，例如DE-OS3119682就描述了这样一种通过反复蚀刻钼层而制作用于X射线或离子束平版印刷的带有较低应力的掩膜的方法。该方法中，钼层沉积在一个可以透过平版印刷射线的膜片上并被置于掺硼的硅的掩膜支持体上。这种掩膜的应力较小，不过仍呈现出一定的剩余应力，这种剩余应力在某些应用时是不希望的。

本发明的目的在于提供一种制作射线平版印刷用的掩膜的方法，用本发明的方法作掩膜的吸收剂层只在一个确定区域内呈现极小的剩余应力，而且用本发明的方法可以对上述应力反复进行调节。

按照本发明可以在基底上制出氧含量在21～29原子百分比的部分氧化的钨吸收剂层。

按照本发明方法的实施例，吸收剂层氧含量在23～28原子百分比，并且最好是在26～27原子百分比。吸收剂层的厚度可依平版印刷所用射线的种类来选定。

按照本发明方法的实施例，吸收剂层通过阴极溅射沉积，使吸收层厚度在0.2～1.2微米。

按照本发明方法的实施例，在吸收剂层沉积之前，先在基底上制作一个可以透过平版印刷射线的中间层，这个中间层可以是SiO₂层、Si₃N₄层、TiO₂层/和或Ti层，它们的厚度在10～100毫微米之间。

上述中间层可以作为扩散阻挡层，使吸收剂层的生长达到最佳。

在本发明方法的实施例中，可以用厚度为零点几毫米的单晶硅片或碳化硅片，也可以用厚度在1～4微米范围内的硅、碳化硅、氮化硼或氮化硅的薄膜作吸收剂层的基底。

吸收剂层里氧的含量对于获得最小应力的钨吸收剂层是一种量度。在用阴极溅射工艺制作所说的吸收剂层时把氧掺入到吸收剂层中。而且，根据本发明方法的实施例，吸收剂层中的氧可于后续的最好是在氧化性气氛中的约为200℃的退火工艺中调节到所需要的数值。通过在退火期间对带有吸收剂层的基底上的应力测量来检查吸收剂层中所需要的氧的含量。如果在沉积吸收剂层过程中已经有足够量的氧掺入吸收剂层中，则在中性氛围中完成的退火过程提供所沉积的部分氧化的吸收剂材料的稳定性。

如果用薄膜作为吸收剂层的基底，可省去退火过程，因为这些薄膜基底在阴极溅射过程中已被充分加热，随着吸收剂层的沉积，同时就完成了对它们的退火。比较厚的基底（比如硅单晶薄片）在用阴极溅射沉积吸收剂层的过程中加热的程度比较低，这种情况下，进行后续的退火过程就是有益的了。

本发明方法最主要的优点是可以制得具有极低应力的吸收剂层。