集微网 · 2022年03月08日

【专利解密】传芯半导体为保护环境发明掩模透光基板再生技术方案

【嘉勤点评】传芯半导体发明的再生掩模透光基板和掩模基版的制造方法及工艺,解决了湿法腐蚀费用较高、工艺时间较长及环境污染等问题。通过加工后获得的再生掩模透光基板,具有与原透光基板相同性能,有效实现了透光基板的可循环再利用。

集微网消息,半导体元件要求在半导体基版上进行微细电路图案的工艺,对于微细电路图案工艺来说,光罩是必不可少的组成部分。在制造半导体和平板显示器时,掩模基版作为光罩形成图案之前的基版和承载电路母版信息的材料,是光刻工艺的核心部件。

不仅在半导体领域,LCD与OLED等多种技术领域上,光罩和掩模基版的使用频率也在急剧增加。使用过的光罩和掩模基版一般是使用一次后进行废弃,无法继续使用的废弃基版的数量也在呈几何数级的增加。废弃基版的处理和管理会产生很多费用,高价格光罩的低利用率不仅浪费资源,其造成的损失对企业也是很大的负担。

为了对废弃的基版进行二次利用,减少其对环境的污染问题,传芯半导体在2021年5月27日申请了一项名为“再生掩模透光基板的处理方法及掩模基版的制造方法”的发明专利(申请号:202110587063.1),申请人为上海传芯半导体有限公司。

根据该专利目前公开的相关资料,让我们一起来看看这项技术方案吧。
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如上图,为该专利中发明的经过再生掩模透光基板的处理方法处理后的结构示意图,该方案主要对于透光基板101和设置在基板上的掩膜材料层102进行处理,基板可由石英基板、碱石灰基板以及硼硅酸盐基板等材料构成,掩膜材料可由Mo、MoSi、MoSiON等构成。

该方案通过对多种废弃的掩膜基板进行处理,以从废弃的掩膜基板中获得洁净的再生掩膜透光基板。具体来说,该方案采用激光照射掩模材料层,使掩模材料层发生升华反应,从而将掩模材料层从透光基板上去除,因掩模材料层与透光基板性质差异,透光基板在激光照射后得以保留,以形成再生掩模透光基板。

最后,在将掩膜材料层从透光基板上去除后,还需要通过研磨或氢氟酸对透光基板进行表面处理,以改善透光基板的表面粗糙度。在利用激光束对基板进行扫描后,可以得到上图所示的结果,可以看到金属膜正在逐步被去除,从而得到最终的再生掩膜透光基板。

因此,这种采用激光去除的方法,利用激光同时去除掩模基版上的光刻胶、金属膜、金属化合物膜等掩模材料,在去除的过程中不需要使用湿法腐蚀溶液,解决了湿法腐蚀费用较高、工艺时间较长及环境污染等问题。

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如上图,为利用该专利中发明的掩模基版的制造方法进行处理后的结构示意图,在掩膜基板的制造过程中,首先使用再生掩膜透光基板的处理方法制造再生掩膜透光基板,然后再在再生掩膜透光基板上沉积遮光膜,并在遮光膜上沉积防反射膜203。

其次,再在反射膜上涂覆光刻胶,就可以形成光刻图案,并通过刻蚀工艺去除部分的防反射膜以及遮光膜形成透光区域,最后,去除光刻胶后就可以形成图形化的掩膜基板。这种制作方案可以进行多种金属膜、金属化合物膜和光刻胶工艺制作,从而获得再生的掩模基版,可以有效降低掩模基版的制造成本。

以上就是传芯半导体发明的再生掩模透光基板和掩模基版的制造方法及工艺,该方案解决了湿法腐蚀费用较高、工艺时间较长及环境污染等问题。通过加工后获得的再生掩模透光基板,具有与原透光基板相同性能,有效实现了透光基板的可循环再利用。

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