一种掩模板蚀刻装置及蚀刻方法与流程

本发明涉及掩模板蚀刻，尤其涉及一种掩模板蚀刻装置及蚀刻方法。

背景技术：

1、在ic光掩模板的制作过程中，低阶双极型光掩模板产品的线路图形一般采用湿法蚀刻。如图1所示，传统的光掩模板湿法蚀刻过程一般是将显影后的光掩模板传送至蚀刻腔体后，从板上方的扇形喷嘴将酸性蚀刻液喷淋至反应表面，边喷淋边旋转，最后再经过水清洗后旋干，即得到蚀刻后的光掩模板。这种方法具有如下的缺陷：

2、到达铬表面的蚀刻液已发生反应，称为旧蚀刻液，未到达铬表面的蚀刻液称为新蚀刻液。旧蚀刻液比新蚀刻液的反应效率低，并且会阻挡新蚀刻液接触反应表面，从而降低反应效率，使反应时间延长。湿法蚀刻反应具有各向同性特点，在垂直蚀刻的同时向两侧蚀刻，如图2a所示，蚀刻液喷至板面上停留时间较长，造成侧蚀严重，最终导致蚀刻线路的轮廓形貌品质较差，如图2b所示。

3、从产品上的线路分布来看，小线宽和线路密集处比大线宽和线路稀疏处的新旧蚀刻液交换效率低，这就造成两个缺点，一个是不同线宽的线性关系变差，一个是造成负载效应，即不同线路密度的局部位置的线宽差异，这两个缺点都会使制程工艺窗口变窄，不利于生产控制。

4、蚀刻过程中，蚀刻反应液会沿着掩模板侧边流动到背面或者反溅到背面，导致化学残留，造成污染。

技术实现思路

1、为解决现有技术中的上述问题中的至少一部分问题，本发明提供了一种掩模板蚀刻装置，包括：

2、夹具，其被配置为固定掩模板；

3、旋转轴，其与所述夹具固定连接，以带动所述夹具旋转；

4、兆声波发生器，其被配置为向输入兆声波发生器内的清洗液发射兆声波；

5、清洗液喷嘴，其与所述兆声波发生器连接，所述清洗液喷嘴被配置为向掩模板的背面喷淋带有兆声波的清洗液；

6、保护罩，其罩设在所述兆声波发生器的上方，并具有供清洗液喷嘴伸出的开口；以及

7、蚀刻液喷嘴，其位于所述夹具的上方，且被配置为向掩模板的正面喷淋蚀刻液。

8、进一步地，还包括：

9、输水管，其与所述兆声波发生器连通，所述输水管将清洗液输送至兆声波发生器；以及

10、排水管，其被配置为将使用后的清洗液排出。

11、进一步地，还包括蚀刻腔体，所述夹具、清洗液喷嘴、保护罩、输水管、夹具、旋转轴、蚀刻液喷嘴以及排水管均位于蚀刻腔体内。

12、进一步地，还包括：

13、传送窗口，其位于蚀刻腔体上；

14、机械手臂，其被配置为运输掩模板；

15、承载台，其被配置为存放掩模板；

16、控制系统，其被配置为控制所述掩模板蚀刻装置的运行。

17、进一步地，所述夹具的截面形状为l形，其包括用于固定掩模板的竖直面以及水平的底面；以及

18、所述转轴包括旋转主体和连接臂，所述旋转主体内部具有供所述输水管排布的空间，所述连接臂与所述夹具的底面以及保护罩连接。

19、进一步地，所述兆声波发生器设置在多个连接臂之间的空间，所述兆声波发生器的高度低于所述夹具。

20、本发明还提供了一种使用掩模板蚀刻装置的蚀刻方法，其特征在于，包括：

21、使用夹具将掩模板夹起并上升至设定高度，其中掩模板的正面朝上；以及

22、位于掩模板上方蚀刻液喷嘴将蚀刻液喷淋至掩模板的正面，同时输水管将清洗液输送至兆声波发生器，再由清洗液喷嘴将带有兆声波的喷淋液喷淋至掩模板的背面，且蚀刻过程中掩模板旋转。

23、进一步地，其中使用夹具将掩模板夹起并上升至设定高度之前还包括打开传送窗口，利用机械手臂将显影后的光掩模板放置在承载台上，并关闭传送窗口。

24、进一步地，还包括：

25、蚀刻反应完成后，利用清洗液清洗掩模板；

26、通过旋转轴旋转将掩模板甩干；以及

27、传送窗口打开，机械手臂将蚀刻完成的掩模板取出。

28、进一步地，所述兆声波的频率为1-2mhz。

29、本发明至少具有下列有益效果：本发明公开的一种掩模板蚀刻装置及蚀刻方法，在掩模板的正面喷淋蚀刻液的同时在掩模板的背面喷淋带有兆声波的清洗液，在兆声波作用下，增加新旧蚀刻液的交换速率，提高蚀刻反应效率，缩短反应时间，从而改善蚀刻线路的轮廓形貌；兆声波可使不同线宽和不同线路分布密度位置蚀刻液交换速率趋于均匀，从而相应的提高了不同线宽的线性度，并降低了负载效应带来的缺陷，使制程工艺窗口变宽，增加制程能力；同时，背面和正面的兆声波还可以帮助剥离黏附其上的杂质颗粒，从而随清洗液和蚀刻液被带离光掩模板，达到清洗的效果。

技术特征：

1.一种掩模板蚀刻装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的掩模板蚀刻装置，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的掩模板蚀刻装置，其特征在于，还包括蚀刻腔体，其中所述夹具、清洗液喷嘴、保护罩、输水管、夹具、旋转轴、蚀刻液喷嘴以及排水管均位于蚀刻腔体内。

4.根据权利要求3所述的掩模板蚀刻装置，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求4所述的掩模板蚀刻装置，其特征在于，所述夹具的截面形状为l形，其包括用于固定掩模板的竖直面以及水平的底面；以及

6.根据权利要求5所述的掩模板蚀刻装置，其特征在于，所述兆声波发生器设置在多个连接臂之间的空间，所述兆声波发生器的高度低于所述夹具。

7.一种使用权利要求1至6任一项所述的掩模板蚀刻装置的蚀刻方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的蚀刻方法，其特征在于，其中使用夹具将掩模板夹起并上升至设定高度之前还包括打开传送窗口，利用机械手臂将显影后的光掩模板放置在承载台上，并关闭传送窗口。

9.根据权利要求7所述的蚀刻方法，其特征在于，还包括：

10.根据权利要求7所述的蚀刻方法，其特征在于，所述兆声波的频率为1-2mhz。

技术总结
本发明涉及一种掩模板蚀刻装置及蚀刻方法，其中掩模板蚀刻装置包括：夹具；旋转轴，其与所述夹具固定连接；兆声波发生器，其被配置为向输入兆声波发生器内的清洗液发射兆声波；清洗液喷嘴，其与所述兆声波发生器连接，所述清洗液喷嘴被配置为向掩模板的背面喷淋带有兆声波的清洗液；保护罩，其罩设在所述兆声波发生器的上方，并具有供清洗液喷嘴伸出的开口；以及蚀刻液喷嘴。一种蚀刻方法，包括：使用夹具将掩模板夹起并上升至设定高度，其中掩模板的正面朝上；以及位于掩模板上方蚀刻液喷嘴将蚀刻液喷淋至掩模板的正面，同时输水管将清洗液输送至兆声波发生器，再由清洗液喷嘴将带有兆声波的喷淋液喷淋至掩模板的背面，且蚀刻过程中掩模板旋转。

技术研发人员：李红娇,曾振瑞,李宥陞,张宇涵
受保护的技术使用者：兴华芯（绍兴）半导体科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27