專利名稱：激光反射掩模以及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光反射掩模以及其制造方法，更詳細(xì)地說，涉及下述的激光反射掩模以及其制造方法，其在激光束的反射區(qū)域形成預(yù)定深度的反射膜填充凹槽的基板上部依次重復(fù)層疊具有不同反射率的反射膜之后，通過進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨(Chemical Mechanical Polishing, CMP)工序，或者通過進(jìn)行利用激光束照射或者蝕刻溶液的剝離 (Lift-off)工序，除了填充在反射膜填充凹槽中的部分以外，對層疊在其他區(qū)域上的反射膜進(jìn)行去除，從而形成填充在凹槽中的反射膜圖案，使得掩模的制造工序變?yōu)槿菀祝瑫r可以形成精確的圖案。
背景技術(shù)：
薄膜技術(shù)指的是從單原子層到具有數(shù)μ m厚度的膜的處理技術(shù)，利用于集成電路(IC)的電極布線、布線之間的絕緣以及電阻體的制造等，是將薄膜的制作和應(yīng)用融合的技術(shù)，廣泛使用于半導(dǎo)體、LCD (Liquid Crystal Display)、太陽能電池(Solar cell)、 LED (Light Emitting Diode)等的產(chǎn)業(yè)。利用這樣的薄膜技術(shù)所生產(chǎn)的產(chǎn)品由各種元件組成，而且各元件通過依次層疊多層薄膜而構(gòu)成為具有各個功能所需要的結(jié)構(gòu)。各層的薄膜通過真空蒸鍍法、濺射方法、熱氧化方法等形成，而且各層通過圖案化形成為多種不同的結(jié)構(gòu)。一般的圖案化工序按照如下過程進(jìn)行在形成有被蝕刻層的基板上部涂覆光刻膠 (Photoresist)，通過形成所需圖案的掩模，照射紫外線進(jìn)行曝光工序，然后經(jīng)過顯影工序形成光刻膠圖案，將光刻膠圖案作為蝕刻掩模對被蝕刻層進(jìn)行蝕刻而形成被蝕刻層圖案， 最后去除光刻膠圖案。這種圖案化工序由于非常復(fù)雜而需要很長的工序時間，而且由于使用費(fèi)用高的光刻膠，從而工序費(fèi)用增加，并且由于需要經(jīng)過多個步驟的工序過程，而潛在的不良原因很多，而且也降低了生產(chǎn)率等導(dǎo)致了多種問題的發(fā)生，并且為完成多個步驟的工序過程需要費(fèi)用高的多種設(shè)備，因此增加了制造費(fèi)用，同時由于使用大量的化學(xué)物質(zhì)，而成了污染環(huán)境的原因。另一方面，最近利用激光和光學(xué)元件，和以往的圖案化工序相比，既工序簡單又價格低而且環(huán)保地對薄膜進(jìn)行圖案化的激光直接圖形加工(Laser Direct Patterning，以下簡稱為LDP)方式以多種形式被應(yīng)用。LDP方式是對被蝕刻層照射激光束，從而去除被蝕刻層中不需要的部分，但上述的方式有如下的問題存在由于激光束的直徑太小，而對將圖案形成于基板上的被蝕刻層進(jìn)行全面的圖案化，需要很長的工序時間。為解決此問題使用下述方法設(shè)置形成有所需圖案的掩模，在掩模表面上以掃描的方式照射激光束而對被蝕刻層進(jìn)行圖案化，從而提高工序效率。但是在這樣的工序中使用的掩模，一般在透過激光束的基板上部形成能吸收激光束的Cr等遮蔽層，經(jīng)過利用光刻膠的圖案化工序而對遮蔽層進(jìn)行圖案化而形成，在使掩模位于和基板鄰近的位子而對被蝕刻層進(jìn)行蝕刻時，用于蝕刻被蝕刻層的激光束的能量會損傷掩模，因此在基板和掩模之間設(shè)置能聚焦激光束的投影透鏡，然后對掩模照射和在蝕刻被蝕刻層時使用的激光束能量相比，具有更低的能量的激光束，通過投影透鏡將能量聚焦而對被蝕刻層進(jìn)行蝕刻。由于由上述的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，而圖案化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變復(fù)雜，而且由于要移動基板或者包括激光束的光學(xué)系統(tǒng)而對基板上的被蝕刻層進(jìn)行蝕刻，因此由上述移動所發(fā)生的誤差， 很難實現(xiàn)所需形狀的圖案，從而發(fā)生生產(chǎn)率降低的問題。為解決這樣的問題，美國專利第4，923，722提出了 在掩模基板上重復(fù)層疊對激光束的反射率較低的電介物質(zhì)和反射率較高的電介物質(zhì)，利用光刻膠對層疊的電介物質(zhì)統(tǒng)一進(jìn)行圖案化，從而反射激光束的反射掩模。圖1是依次示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的激光反射掩模的制造過程的剖面圖。參照圖1，激光反射掩模經(jīng)過如下的過程形成在透過激光束的基板110上部依次重復(fù)層疊反射率較低的第一反射膜12 與和第一反射膜12 相比反射率較高的第二反射膜IMa，從而形成反射膜120a，在反射膜120a上部涂覆光刻膠130a之后，利用形成有所需圖案的掩模140照射紫外線(步驟a)，對光刻膠130a進(jìn)行顯影而形成光刻膠圖案130b (步驟b)之后，將光刻膠圖案130b作為蝕刻掩模對反射膜120a進(jìn)行蝕刻而形成反射膜圖案 120b (步驟c)，最后去除光刻膠圖案130b (步驟d)。但在上述的掩模制造過程中，在基板110上部層疊的第一反射膜12 和第二反射膜12 具有不同的蝕刻率而很難掌握蝕刻的終點，因此很難控制圖案的輪廓，作為蝕刻掩模使用的光刻膠圖案130b在蝕刻反射膜120a的過程中全部被去除或者被剝離掉而最終形成的反射膜圖案120b的精密度降低，因此將其作為蝕刻掩模使用時，存在很難蝕刻成所需圖案的被蝕刻層。為了解決這樣的問題，可以使用在反射膜和光刻膠之間設(shè)置利用金等的金屬物質(zhì)的硬掩模的方法，但是由于硬掩模和反射膜的黏著力不好，因此在反射膜蝕刻過程中被剝離掉而仍然存在降低圖案的精密度的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的為提供一種激光反射掩模以及其制造方法，其在構(gòu)成掩模的基板上部形成預(yù)定厚度的犧牲膜，在基板中預(yù)定為激光束的反射區(qū)域的部分形成反射膜填充凹槽之后，依次重復(fù)層疊具有不同反射率的反射膜，將基板作為研磨終點全面地研磨反射膜和犧牲膜，或者利用通過基板的背面的激光束照射或者蝕刻溶液去除層疊在除了填充在反射膜填充凹槽中的部分以外的剩余區(qū)域上的反射膜和犧牲膜，由此形成填充在凹槽中的反射膜圖案，從而有效地圖案化具有不同的蝕刻率的多層反射膜而可以提高精密度。根據(jù)本發(fā)明的激光反射掩模，包括基板，其在激光束的反射區(qū)域形成預(yù)定深度的反射膜填充凹槽；以及反射膜圖案，其被填充在上述反射膜填充凹槽中，其中，上述反射膜圖案通過交替重復(fù)層疊由二氧化硅膜形成的第一反射膜和反射率比第一反射膜高的第二反射膜而構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明的激光反射掩模的制造方法，包括如下步驟在基板上部形成犧牲膜； 通過上述對基板上的預(yù)定為激光束的反射區(qū)域的區(qū)域進(jìn)行蝕刻工序，而使上述犧牲膜和上述基板凹進(jìn)，從而形成犧牲膜圖案和預(yù)定深度的反射膜填充凹槽；在形成有上述犧牲膜圖案以及反射膜填充凹槽的基板上部，交替重復(fù)層疊具有不同的反射率的第一反射膜和第二反射膜直至上述反射膜填充凹槽能夠完全被填充；從上述基板的底面方向照射激光束至上述基板，進(jìn)行去除上述犧牲膜圖案以及層疊在上述犧牲膜圖案上部的上述第一反射膜和第二反射膜的激光剝離工序，從而形成填充在上述反射膜填充凹槽中的反射膜圖案；以及去除殘留在上述基板上部的上述犧牲膜圖案。并且，根據(jù)本發(fā)明的激光反射掩模的制造方法，其特征在于，包括如下步驟在基板上部形成犧牲膜；通過上述對基板上的預(yù)定為激光束的反射區(qū)域的區(qū)域進(jìn)行蝕刻工序， 而使上述犧牲膜和上述基板凹進(jìn)，從而形成犧牲膜圖案和預(yù)定深度的反射膜填充凹槽；在形成有上述犧牲膜圖案以及反射膜填充凹槽的基板上部，交替重復(fù)層疊具有不同的反射率的第一反射膜和第二反射膜；利用化學(xué)剝離工序形成填充在上述反射膜填充凹槽中的反射膜圖案，其中，化學(xué)剝離工序是指通過蝕刻工序去除上述犧牲膜圖案，并去除層疊在上述犧牲膜圖案上部的上述第一反射膜和第二反射膜；以及去除殘留在上述基板上部的上述犧牲膜圖案。根據(jù)本發(fā)明的激光反射掩模以及其制造方法，具有如下的優(yōu)點使形成有犧牲膜的掩?；灏歼M(jìn)而預(yù)先形成所需形狀的反射膜填充凹槽，而且依次重復(fù)層疊具有不同反射率的反射膜之后，通過進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工序，或者通過進(jìn)行激光剝離工序或者化學(xué)剝離工序，除了填充在反射膜填充凹槽中的部分以外，對層疊在其他區(qū)域上的反射膜和犧牲膜進(jìn)行去除，從而形成反射膜圖案，對具有不同蝕刻選擇比的多層反射膜可以同時進(jìn)行去除， 從而不僅可以使工序變?yōu)槿菀?，同時還可以提高圖案的精密度。而且，本發(fā)明由于利用能反射激光束的反射膜形成掩模，而不會由激光束導(dǎo)致的過熱而受到損傷，通過上述構(gòu)成可以將掩模和形成被蝕刻層的基板臨近布置，因此不需要用于聚集激光束的單獨設(shè)計的光學(xué)系統(tǒng)，從而可以簡化圖案化系統(tǒng)的構(gòu)成。


圖1是依次示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的激光反射掩模的制造過程的剖面圖。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的激光反射掩模的結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的激光反射掩模的制造過程的剖面圖。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的激光反射掩模的制造過程的剖面圖。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的激光反射掩模的制造過程的剖面圖。圖6是示出將根據(jù)本發(fā)明的激光反射掩模適用于激光圖案化系統(tǒng)中的狀態(tài)的示意圖。
具體實施例方式下面詳細(xì)說明本發(fā)明的實施例，但本發(fā)明在不脫離其要旨的范圍內(nèi)，不限定于如下的實施例。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的激光反射掩模的結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的激光反射掩模的制造過程的剖面圖。參照圖2，根據(jù)本發(fā)明的激光反射掩模200’包括如下結(jié)構(gòu)基板200，其在激光束的反射區(qū)域形成預(yù)定深度的反射膜填充凹槽202 ；以及反射膜圖案220b，其被填充在基板 200的反射膜填充凹槽202中。基板200由能透過激光束的材料構(gòu)成，可以使用玻璃基板、熔融硅石(fused silica)基板、石英(Quartz)基板、合成石英(Synthetic Quartz)基板或者氟化鈣 (CaF2)基板等。而且在基板200的底面即激光束入射的面可以追加形成反射防止膜 (Anti-Reflective Coating ；ARC)，借此在基板200的透過區(qū)域提高激光束的透過率，從而可以提高蝕刻效率。反射膜圖案220b由能反射激光束的有機(jī)膜形成，將反射率較低的第一反射膜和反射率比第一反射膜高的第二反射膜交替重復(fù)層疊而構(gòu)成。第一反射膜可以使用反射率較低的二氧化硅(SiO2)膜，第二反射膜可以使用反射率比第一反射膜較高的氟化鎂(MgF2)膜、二氧化鈦(TiO2)膜、氧化鋁(Al2O3)膜、五氧化二鉭(Ta2O5)膜、氟化鈰(Ceriumfluoride)膜、硫化鋅(Zinc sulfide)膜、氟化鋁(AlF3)膜、 氧化鉿(Halfnium oxide)膜或者氧化鋯(Zirconium oxide)膜等。比如反射膜圖案220b 可以將氟化鎂(MgF2)膜/ 二氧化硅(SiO2)膜、五氧化二鉭(Ta2O5)膜/ 二氧化硅(SiO2)膜等的層疊結(jié)構(gòu)重復(fù)層疊幾層或者幾十層而形成，如使用氟化鎂(MgF2)膜/ 二氧化硅(SiO2) 膜時，則要能承受具有5J/cm2 8J/cm2能量的激光束，如使用Ta2O5膜/S^2膜時，則要能承受具有l(wèi)OJ/cm2程度的能量的激光束。反射膜圖案220b可以根據(jù)用于蝕刻被蝕刻層的激光束的波長選擇使用的反射膜的種類，并且對激光束具有90 100%的反射率，從而能反射大部分的激光束，可以最小化由高能量激光束造成的損傷。根據(jù)上述構(gòu)成可以將掩模位于和形成被蝕刻層的基板鄰近的位子，并通過照射具有能夠蝕刻被蝕刻層的程度的高能量的激光束來進(jìn)行圖案化，因此可以避免使用用于聚焦激光束的投影透鏡等，從而可以簡化圖案化系統(tǒng)的構(gòu)成，借此可以將掩模的大小構(gòu)成為與形成被蝕刻層的基板相同的大小，以便防止因基板或者掩模的移動而發(fā)生誤差。并且，反射膜圖案220b可以構(gòu)成為能夠反射多重波長的激光束，在這種情況下， 根據(jù)使用的激光束的波長選擇第二反射膜，而且改變第一反射膜和第二反射膜的層間厚度以及反射膜圖案220b的整體厚度，因此將具有多重波長的激光束，比如具有UV 523nm以及 IR 1064nm波長的激光束，在不變更掩模的情況下也可以同時反射，從而可以防止替換掩模而發(fā)生的誤差。另外，在基板200以及反射膜圖案220b的上部可以追加形成保護(hù)膜(未圖示)，形成這種保護(hù)膜的目的是在利用本發(fā)明的激光反射掩模對被蝕刻層進(jìn)行圖案化時，防止為了容易圖案化而流入激光反射掩模和被蝕刻層之間的蝕刻溶液損傷激光反射掩模的基板 200以及反射膜圖案220b，從而提高掩模的耐久性。上述保護(hù)膜可以使用對蝕刻溶液具有較好的耐化學(xué)性的DLC(Diamond Like Carbon)膜。由上述構(gòu)成組成的根據(jù)本發(fā)明的激光反射掩模按照下面的方法形成。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的激光反射掩模的制造過程的剖面圖。首先，在基板200上部形成犧牲膜210(步驟a)。這時，基板200可以使用能透過激光束的玻璃基板、熔融硅石(fused silica)基板、石英(Quartz)基板、合成石英 (Synthetic Quartz)基板或者氟化鈣(CaF2)基板等，犧牲膜210可以形成為鉻(Cr)、鉬 (Mo)、鋁(Al)、銅(Cu)以及金(Au)等的金屬物質(zhì)中的一種或者至少兩種不同金屬層的層疊結(jié)構(gòu)。而且，在基板200的底面即激光束入射的面，可以追加形成反射防止膜 (Anti-Reflective Coating ；ARC，未圖示)，通過這種構(gòu)成，可以在基板200的透過區(qū)域提高激光束的透過率，從而可以提高蝕刻效率。然后，通過對基板200上的預(yù)定為激光束的反射區(qū)域的區(qū)域進(jìn)行蝕刻工序，而使?fàn)奚?10和基板200凹進(jìn)，從而形成犧牲膜圖案212，同時在預(yù)定的激光束反射區(qū)域形成預(yù)定深度的反射膜填充凹槽202 (步驟b)。這時，反射膜填充凹槽可以通過進(jìn)行光刻膠圖案化工序或者利用激光的圖案化工序形成。如通過光刻膠圖案化工序形成反射膜填充凹槽 202時，則在犧牲膜210上部形成光刻膠圖案(未圖示)之后，對犧牲膜210進(jìn)行蝕刻而形成暴露預(yù)定的反射區(qū)域的犧牲膜圖案212，并且將光刻膠圖案以及犧牲膜圖案212作為蝕刻掩模對基板進(jìn)行蝕刻，從而形成反射膜填充凹槽202。這時，犧牲膜圖案212被用作用于形成反射膜填充凹槽202的硬掩模。下一步，在形成有犧牲膜圖案212以及反射膜填充凹槽202的基板200上部形成用于反射激光束的反射膜220a，具體地，將第一反射膜221與反射率比第一反射膜221高的第二反射膜222交替重復(fù)層疊幾層或者幾十層直至反射膜填充凹槽202能夠完全被填充(步驟C)。這時，第一反射膜221可以使用對激光束的反射率較低的二氧化硅(SiO2) 膜，第二反射膜222可以使用反射率比第一反射膜221高的氟化鎂(MgF2)膜、二氧化鈦 (TiO2)膜、氧化鋁(Al2O3)膜、五氧化二鉭(Ta2O5)膜、氟化鈰(Ceriumfluoride)膜、硫化鋅 (Zinc sulfide)膜、氟化鋁(AlF3)膜、氧化鉿(Halfnium oxide)膜或者氧化鋯(Zirconium oxide)膜等，而且通過進(jìn)行蒸發(fā)沉積法(evaporative d印osition)、離子束輔助沉積法 (ion beam assisted deposition)、化學(xué)氣相淀禾只法(chemical vapor deposition, CVD)、 離子束淀積法(ion beam d印osition)、分子束外延(Molecular Beam Epitaxy ；MBE)、濺射淀積法(sputter deposition)等的方法而形成。再下一步，在層疊的反射膜220a表面上供應(yīng)包含泥狀研磨劑的研磨液，而進(jìn)行以基板200的表面作為研磨終點的化學(xué)機(jī)械研磨(Chemical Mechanical Polishing ;CMP)工序，從而研磨犧牲膜圖案212和層疊在犧牲膜圖案212上部的反射膜220a，形成被填充在反射膜填充凹槽202中的反射膜圖案220b (步驟d)。就此形成填充在反射膜填充凹槽202中的反射膜圖案220b之后，為去除殘留在基板200上的犧牲膜圖案212而進(jìn)行濕法蝕刻工序。在進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工序時，由于研磨偏差而會產(chǎn)生犧牲膜圖案212沒有被去除的部分，因此對殘留在基板200上的犧牲膜圖案 212進(jìn)行濕法蝕刻工序而完全去除其殘留物，這樣從根源上完全消除了在之后的利用掩模進(jìn)行激光圖案化工序中由于殘留的犧牲膜圖案212而會發(fā)生問題的原因。最后，在基板200以及反射膜圖案220b上部形成預(yù)定厚度的保護(hù)膜(未圖示)，從而在利用上述的本發(fā)明的激光反射掩模對被蝕刻層進(jìn)行圖案化時，可以防止在激光反射掩模和基板200之間流入的蝕刻溶液損傷激光反射掩模的基板200或者反射膜圖案220b。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的激光反射掩模的制造過程的剖面圖。
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參照圖4，根據(jù)本發(fā)明第二實施例的激光反射掩模的制造方法，除了代替化學(xué)機(jī)械研磨工序而利用激光束的剝離工序?qū)π纬稍诨?00上部的犧牲膜圖案212和層疊在犧牲膜圖案212上部的反射膜220a進(jìn)行去除的過程之外，其他以和上述的第一實施例一樣的方法進(jìn)行。S卩，在形成有犧牲膜圖案212以及反射膜填充凹槽202的基板200上部層疊反射膜220a，從基板200的底面方向照射激光束至基板200，對形成在除了反射膜填充凹槽202 以外的區(qū)域即激光束的非反射區(qū)域上的犧牲膜圖案212以及反射膜220a進(jìn)行剝離工藝，從而形成填充在反射膜填充凹槽202內(nèi)部的反射膜圖案220b (步驟d以及步驟e)。如果這樣從基板200的底面方向照射激光束至基板200，則在反射膜填充凹槽202 內(nèi)部形成的反射膜圖案220b反射大部分的激光束，但在反射膜填充凹槽202以外的區(qū)域形成的犧牲膜圖案212不會對激光束進(jìn)行反射，因此吸收的激光束的能量使?fàn)奚D案212 過熱。這時，構(gòu)成犧牲膜212圖案的鉻(Cr)、鉬(Mo)等是在過熱時易碎的物質(zhì)，由激光束導(dǎo)致的過熱而使其破碎，從而和層疊在其上部的反射膜圖案220b —起從基板200分離。如果犧牲膜圖案212由硬度越大的材料形成則越容易從基板200分離。反過來，如由硬度較低的材料形成時，則存在即使用激光束進(jìn)行剝離工藝，也有殘留物融合在基板200 上，而在后續(xù)進(jìn)行的濕法蝕刻工序中不容易去除的問題。因此，當(dāng)將犧牲膜210形成為單層結(jié)構(gòu)時，優(yōu)選由鉻(Cr)、鉬(Mo)等硬度較大的材料形成，而當(dāng)將犧牲膜210形成為多層層疊結(jié)構(gòu)時，優(yōu)選將直接接觸到基板200上部的最底層薄膜由硬度較大的鉻(Cr)、鉬(Mo)形成，然后在其上部再層疊硬度較低的鋁(Al)、銅 (Cu)以及金(Au)等。如上說述的根據(jù)本發(fā)明第一實施例以及第二實施例的激光反射掩模的制造方法， 將基板200的上表面用化學(xué)或者機(jī)械的方法研磨，或者用通過基板200的底面向基板200 照射激光束的工序，從而形成反射膜圖案220b，因此比較適用于在短時間內(nèi)快速形成具有比較大的面積的反射膜圖案。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的激光反射掩模的制造過程的剖面圖。根據(jù)本發(fā)明第三實施例的激光反射掩模的制造方法，代替利用激光束的剝離工序而通過利用蝕刻溶液的化學(xué)剝離工序去除形成在基板200上部的犧牲膜圖案212和層疊在犧牲膜圖案212上部的反射膜220a，主要適用于形成微細(xì)的線條/空間形態(tài)的反射膜圖案。參照圖5，在本發(fā)明第三實施例中，在基板200上部形成犧牲膜210 (步驟a)，通過對基板200中預(yù)定為激光束的反射區(qū)域的區(qū)域進(jìn)行蝕刻工序，而使?fàn)奚?10和基板200 凹進(jìn)，形成犧牲膜圖案212，同時在預(yù)定的激光束反射區(qū)域形成預(yù)定深度的反射膜填充凹槽 202(步驟b)。這時，反射膜填充凹槽202的深度比要形成的反射膜圖案的厚度更深一定的厚度，這是為了在進(jìn)行后續(xù)工序的過程中，在上述反射膜填充凹槽202內(nèi)層疊形成反射膜 220a時，如圖5 (c)所示，使在反射膜填充凹槽202內(nèi)部形成的反射膜220a的上表面和基板 200的上表面形成一定高度的段差(a)，從而在之后進(jìn)行的去除犧牲膜圖案212的化學(xué)剝離工序中，使蝕刻溶液通過犧牲膜圖案212和基板200之間的界面容易浸透到犧牲膜圖案212 中。下一步，在形成有犧牲膜圖案212以及反射膜填充凹槽202的基板200上部層疊反射膜220a(步驟C)。這時，反射膜220a如上述一樣以在反射膜填充凹槽202內(nèi)部和基板 200具有一定的段差(a)的方式形成，從而使基板200和犧牲膜圖案212之間的界面能夠暴露。而且，雖然在反射膜220a和基板200之間形成段差(a)是為了在接著進(jìn)行的化學(xué)剝離工序中，使蝕刻溶液通過犧牲膜圖案212和基板200之間的界面順利地浸透，但是如果形成的段差(a)過大，則在利用完成的激光反射掩模進(jìn)行激光蝕刻工序時，激光束在形成段差 (a)的部分發(fā)生衍射而會產(chǎn)生不良產(chǎn)品，因此要考慮這些因素以適當(dāng)?shù)母叨刃纬?，?yōu)選將其高度設(shè)定為0. 5μπι 2μπι左右的范圍內(nèi)。再下一步，將層疊反射膜220a的基板200放進(jìn)收容有蝕刻溶液的蝕刻槽中，或者將蝕刻溶液以高壓噴射在基板200上部而對在反射膜填充凹槽202以外的區(qū)域即形成在激光束非反射區(qū)域的犧牲膜圖案212以及反射膜220a進(jìn)行化學(xué)剝離(步驟d)，從而形成填充在反射膜填充凹槽202內(nèi)部的反射膜圖案220b (步驟e)。如上所述，將基板200放進(jìn)收容有蝕刻溶液的蝕刻槽中，或者將蝕刻溶液以高壓噴射在基板200上部，在犧牲膜圖案212側(cè)面蝕刻溶液沿著基板200和犧牲膜圖案212的界面以及犧牲膜圖案212和反射膜220a的界面浸透，從而可以去除犧牲膜圖案212或者使?fàn)奚D案212和基板200以及/或者反射膜220a之間的界面的密著力降低。借此在基板200的激光束非反射區(qū)域形成的反射膜220a從基板200分離，在激光束的反射區(qū)域即反射膜填充凹槽202內(nèi)部形成反射膜圖案220b。這時使用的蝕刻溶液根據(jù)形成在基板200上的犧牲膜圖案212的種類而不同，為使填充在反射膜填充凹槽202內(nèi)的反射膜220a的損傷最小化，要適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)蝕刻溶液的濃度后再使用。如上所述，根據(jù)本實施例的反射膜圖案形成方法主要適用于具有微細(xì)的線條 /空間形態(tài)的犧牲膜圖案212的掩模，因此即使使用濃度較低的蝕刻溶液，也可以有效地去除犧牲膜圖案212。在形成反射膜圖案220b以后，通過進(jìn)行清洗工序完全去除殘留在基板200上的犧牲膜圖案212，從而從根源上消除以后利用完成的激光反射掩模進(jìn)行圖案化工序中，由于殘留在基板上的犧牲膜212而會產(chǎn)生不良品的原因。圖6是示出將根據(jù)本發(fā)明的激光反射掩模適用于激光圖案化系統(tǒng)中的狀態(tài)的示意圖。參照圖6，激光圖案化系統(tǒng)包括平臺300，其用于安裝基板310 ；激光發(fā)射器400， 其位于平臺300上部的一側(cè)而發(fā)生一定波長的激光束；反射鏡500，其將從激光發(fā)射器400 發(fā)生的激光束向平臺300方向反射。在上述的激光圖案化系統(tǒng)中分別安裝有形成被蝕刻層 320的基板310和形成反射膜圖案220b的反射掩模200，。根據(jù)本發(fā)明的反射掩模200’和形成被蝕刻層320的基板310鄰近布置，在照射激光時，將激光發(fā)射器400和反射鏡500以及反射掩模200’同步移動，或者可以在移動基板 310的同時對被蝕刻層320進(jìn)行圖案化。而且，在反射掩模200’和基板310之間流入蝕刻溶液而對被蝕刻層320進(jìn)行圖案化，以便對被蝕刻層320更容易進(jìn)行圖案化。另外，在將反射掩模200’和基板310以同樣的大小構(gòu)成時，將反射掩模200’和基板310相互對齊而固定之后，將激光發(fā)射器400和反射鏡500同步移動，或者將反射掩模200’和基板310相互同步移動，從而對被蝕刻層320進(jìn)行圖案化，這時，由于將反射掩模 200’和基板310相互對齊固定而進(jìn)行圖案化，因此可以提高形成的圖案的精密度。
并且，根據(jù)本發(fā)明的反射掩模200’，由于反射蝕刻時照射的大部分的激光束，因此可以最小化由激光束造成的掩模結(jié)構(gòu)的損傷，由于掩模的這樣的特點，而可以直接照射能量相對較高的激光束，不用單獨設(shè)計其他光學(xué)系統(tǒng)即投影透鏡等而使反射掩模200’可以位于和基板310接近的位置，從而可以簡化圖案化系統(tǒng)的構(gòu)成。這時，為防止激光束的歪曲，而使反射掩模200’和基板310離得越近就越能形成精確的圖案，但是如相互直接接觸或者距離太近，則在蝕刻時發(fā)生的蝕刻殘留物會附著在掩模或者被蝕刻層上而形成缺陷，導(dǎo)致圖案的精密度會下降，因此優(yōu)選以適當(dāng)?shù)木嚯x相隔的方式進(jìn)行布置。而且，根據(jù)本發(fā)明的反射掩模200’可以以將兩張以上的掩模連接在框架上而構(gòu)成的多層掩模形態(tài)使用，這時，通過在框架上形成反射膜以及保護(hù)層，來防止由激光束的能量使框架過熱等的結(jié)構(gòu)損傷。上述的多層掩模在大面積進(jìn)行圖案化時，不需要移動掩模而可以以一次性掃描形式進(jìn)行圖案化，從而可以減少工序時間，并且由于掩模被平臺支撐，所以可以防止掩模的低垂現(xiàn)象等問題發(fā)生。如上所述，雖然在本發(fā)明的詳細(xì)說明中對具體的實施例進(jìn)行說明，但是在不偏離本發(fā)明的范疇內(nèi)，可以進(jìn)行各種變形。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)該不限于所說明的實施例，應(yīng)該根據(jù)上述的權(quán)利要求范圍和與該權(quán)利要求范圍等同的內(nèi)容來確定。工業(yè)實用性根據(jù)本發(fā)明的激光反射掩模以及其制造方法可以適用于半導(dǎo)體、IXD、LED、太陽能電池等利用薄膜技術(shù)的產(chǎn)品的生產(chǎn)中，可以形成精密度更高的圖案，而且使圖案化系統(tǒng)的構(gòu)成簡單化，從而可以減少制造費(fèi)用。
權(quán)利要求
1.一種激光反射掩模，其特征在于，包括；基板，其在激光束的反射區(qū)域形成預(yù)定深度的反射膜填充凹槽；以及反射膜圖案，其被填充在上述反射膜填充凹槽中，其中，上述反射膜圖案通過交替重復(fù)層疊由二氧化硅膜形成的第一反射膜和反射率比第一反射膜高的第二反射膜而構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的激光反射掩模，其特征在于，上述基板是在玻璃基板、熔融硅石基板、石英基板、合成石英基板以及氟化鈣基板中選擇的一種。
3.如權(quán)利要求1所述的激光反射掩模，其特征在于， 在上述基板的底面形成有反射防止膜。
4.如權(quán)利要求1所述的激光反射掩模，其特征在于，上述第二反射膜是在由氟化鎂膜、二氧化鈦膜、氧化鋁膜、五氧化二鉭膜、氟化鈰膜、硫化鋅膜、氟化鋁膜、氧化鉿膜以及氧化鋯膜組成的組中選擇的一種。
5.如權(quán)利要求1所述的激光反射掩模，其特征在于，在上述基板和上述反射膜圖案上部追加形成保護(hù)膜，其在利用上述激光反射掩模進(jìn)行圖案化工序時，用于防止由蝕刻溶液導(dǎo)致的掩模的損傷。
6.一種激光反射掩模的制造方法，其特征在于，包括如下步驟 在基板上部形成犧牲膜；通過上述對基板上的預(yù)定為激光束的反射區(qū)域的區(qū)域進(jìn)行蝕刻工序，而使上述犧牲膜和上述基板凹進(jìn)，從而形成犧牲膜圖案和預(yù)定深度的反射膜填充凹槽；在形成有上述犧牲膜圖案以及反射膜填充凹槽的基板上部，交替重復(fù)層疊具有不同的反射率的第一反射膜和第二反射膜直至上述反射膜填充凹槽能夠完全被填充；從上述基板的底面方向照射激光束至上述基板，進(jìn)行去除上述犧牲膜圖案以及層疊在上述犧牲膜圖案上部的上述第一反射膜和第二反射膜的激光剝離工序，從而形成填充在上述反射膜填充凹槽中的反射膜圖案；以及去除殘留在上述基板上部的上述犧牲膜圖案。
7.一種激光反射掩模的制造方法，其特征在于，包括如下步驟 在基板上部形成犧牲膜；通過上述對基板上的預(yù)定為激光束的反射區(qū)域的區(qū)域進(jìn)行蝕刻工序，而使上述犧牲膜和上述基板凹進(jìn)，從而形成犧牲膜圖案和預(yù)定深度的反射膜填充凹槽；在形成有上述犧牲膜圖案以及反射膜填充凹槽的基板上部，交替重復(fù)層疊具有不同的反射率的第一反射膜和第二反射膜；利用化學(xué)剝離工序形成填充在上述反射膜填充凹槽中的反射膜圖案，其中，化學(xué)剝離工序是指通過蝕刻工序去除上述犧牲膜圖案，并去除層疊在上述犧牲膜圖案上部的上述第一反射膜和第二反射膜；以及去除殘留在上述基板上部的上述犧牲膜圖案。
8.如權(quán)利要求6或者7所述的激光反射掩模的制造方法，其特征在于，上述犧牲膜形成為由鉻、鉬、鋁、銅以及金組成的組中選擇的任何一種材料的金屬層或者兩種以上的不同金屬層的層疊結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求8所述的激光反射掩模的制造方法，其特征在于，在上述犧牲膜形成為兩種以上的不同金屬層的層疊結(jié)構(gòu)時，與上述基板的表面上部直接接觸的最底層的金屬層由鉻或者鉬形成。
10.如權(quán)利要求6或者7所述的激光反射掩模的制造方法，其特征在于，上述第一反射膜是二氧化硅膜。
11.如權(quán)利要求10所述的激光反射掩模的制造方法，其特征在于，上述第二反射膜是在由氟化鎂膜、二氧化鈦膜、氧化鋁膜、五氧化二鉭膜、氟化鈰膜、硫化鋅膜、氟化鋁膜、氧化鉿膜以及氧化鋯膜組成的組中選擇的一種。
12.如權(quán)利要求6或者7所述的激光反射掩模的制造方法，其特征在于， 在去除殘留在上述基板上部的上述犧牲膜圖案之后，在上述基板以及上述反射膜圖案上部，利用上述激光反射掩模進(jìn)行圖案化時，為了防止由蝕刻溶液導(dǎo)致的掩模的損傷，而追加形成保護(hù)膜。
13.如權(quán)利要求7所述的激光反射掩模的制造方法，其特征在于， 在交替重復(fù)層疊上述第一反射膜和第二反射膜的步驟中，使由交替重復(fù)層疊在上述反射膜填充凹槽中的第一反射膜和第二反射膜構(gòu)成的反射膜層的上表面和上述基板的上表面形成一定高度的段差，從而使上述犧牲膜圖案和上述基板之間的界面能夠暴露。
14.如權(quán)利要求13所述的激光反射掩模的制造方法，其特征在于，在上述反射膜層的上表面和上述基板的上表面之間形成的段差為0. 5 μ m 2 μ m。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種激光反射掩模以及其制造方法，更詳細(xì)地說，涉及下述的激光反射掩模以及其制造方法，其在激光束的反射區(qū)域形成預(yù)定深度的反射膜填充凹槽的基板上部依次重復(fù)層疊具有不同反射率的反射膜之后，通過進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)工序，或者通過進(jìn)行利用激光束照射或者蝕刻溶液的剝離(Lift-off)工序，除了填充在反射膜填充凹槽中的部分以外，對層疊在其他區(qū)域上的反射膜進(jìn)行去除，從而形成填充在凹槽中的反射膜圖案，使得掩模的制造工序變?yōu)槿菀?，同時可以形成精確的圖案。
文檔編號H01L21/027GK102414787SQ201080019238
公開日2012年4月11日 申請日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月2日
發(fā)明者尹炯列, 樸來黃, 李贊九, 金庸文, 金秀澯 申請人:Wi-A株式會社