本發明涉及半導體掩膜板材料領域，尤其涉及一種高分子化合物包覆的光掩膜。

背景技術：

1、在半導體制造領域，光掩膜作為光刻工藝的關鍵元件，其成品結構由光掩膜本身以及緊密貼附其上的保護框膜共同構成。在當前高端光掩膜板的生產制造環節，必須極力避免硫酸根及銨根的殘留情況出現。這是因為，在后端掩膜板投入使用的過程中，隨著使用次數的不斷增加，這些殘留的硫酸根和銨根會發生光化反應，逐漸轉化為霧狀物，并逐漸聚集在光掩膜的圖形之上。如圖1所示，可以清晰看到光掩膜霧狀物生成。而這些霧狀物的存在，會嚴重破壞掩膜板的線路結構，導致線路短路故障的發生，最終使得大量芯片因無法正常工作而報廢，給半導體制造企業帶來巨大的經濟損失。

2、深入探究其原因，在光掩膜的制造過程中，光掩膜本體和保護框膜都存在硫酸根(so42-)和銨根(nh4+)離子殘留的風險。就光掩膜本體而言，在蝕刻工序中，所使用的硫酸基溶液會不可避免地在其表面留下殘留。在蝕刻過程中，硫酸基溶液與光掩膜本體的材料發生化學反應，部分硫酸根離子會嵌入到材料的微觀結構中，后續常規的清洗操作很難將其完全清除。

3、而保護框膜方面，其在制造時通常會采用陽極氧化工藝，所使用的電解液中含有h2so4。在陽極氧化過程中，鋁框表層會發生一系列復雜的化學反應，使得硫酸根離子牢固地吸附在鋁框的表面。這些被吸附的硫酸根離子，成為了后續光化反應的潛在隱患。

4、在掩膜板后續的使用過程中，經過多次曝光，殘留的硫酸根和銨根離子在光的作用下會發生一系列復雜的光化學反應，最終生成硫酸銨結晶。這些硫酸銨結晶會不斷在圖形區域堆積，隨著時間的推移，逐漸導致線路短路問題的出現。特別是在193nm制程的工藝中，這種現象對芯片良率的影響尤為顯著，相關數據顯示，193nm制程的芯片良率可能會因此降至50％以下，嚴重制約了半導體產品的生產效率和質量。

5、更為棘手的是，硫酸根與鋁氧化層之間會形成化學鍵，這種化學鍵的存在使得傳統的清洗方法，如使用去離子水進行清洗，根本無法將硫酸根徹底去除。而且，光掩膜的保護膜與光掩膜之間形成的密閉空間，為反應產物的沉積提供了有利條件。在這個相對封閉的環境中，反應生成的硫酸銨結晶無法有效擴散，只能不斷積累，進而加速霧狀物的形成。

6、從現有技術的角度來看，鋁框在光掩膜結構中起著至關重要的支撐和保護作用，因此它必須具備良好的剛性和耐溫性，以確保在曝光過程中(曝光時溫度可高達150℃)能夠維持穩定的物理性能。然而，傳統的涂層技術在應用于鋁框時，存在諸多難以克服的問題。一方面，傳統涂層在高溫環境下容易出現脫落或分解的情況，無法持續為鋁框提供有效的保護；另一方面，涂層在施加過程中，還需要避免對鋁框與保護膜之間的粘結力產生不良影響，否則會導致保護結構的穩定性下降。以派瑞林蒸鍍技術為例，雖然該技術在一定程度上能夠為鋁框提供防護，但它存在成本高昂、生產效率低下的問題，這無疑增加了企業的生產成本，降低了生產效率，在大規模生產應用中受到了極大的限制。

7、綜上所述，面對當前光掩膜制造過程中存在的諸多問題，迫切需要一種全新的、行之有效的方案來解決硫酸根及銨根殘留帶來的一系列難題，以提升半導體制造的整體水平和經濟效益。

技術實現思路

1、本發明提供了一種高分子化合物包覆的光掩膜，其特征在于，包括：

2、透明基板，所述透明基板包括中間區域和環繞中間區域的邊緣區域；

3、線路圖形，位于所述透明基板的中間區域，為不透光材料形成的幾何圖案，用于定義半導體器件的電路結構；

4、膜框，粘附于所述透明基板邊緣區域的環形框架，所述環形框架包圍所述線路圖形形成密閉空間，所述膜框上涂敷有一層或多層含氟高分子涂膠，用于阻隔硫酸根和銨根的釋放；

5、保護膜，覆蓋于所述膜框，與所述膜框形成密閉空間，用于隔離所述線路圖形和外部環境。

6、在本發明一實施例中，還包括貼合膠層，用于將所述膜框固定在所述透明基板上以及將所述保護膜固定在所述膜框上。

7、在本發明一實施例中，所述含氟高分子涂膠為：

8、四面全包覆，含氟高分子涂膠涂覆于膜框所有外表面；或

9、內外側兩面包覆，含氟高分子涂膠涂覆于膜框的內側和外側，避開上下兩側；或

10、外側單面包覆，含氟高分子涂膠涂覆于膜框外側，避開其他三側

11、在本發明一實施例中，所述膜框為鋁制。

12、在本發明一實施例中，所述含氟高分子涂膠包括聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、含氟丙烯酸酯或其他任意含氟比例高于20％的高分子涂膠。

13、本發明還提供一種高分子化合物包覆的光掩膜框制作方法，其特征在于，包括：

14、去除膜框表面的油污、氧化層、灰塵雜質，確保涂層附著力；

15、制備含氟高分子涂膠；

16、在膜框上包覆一層至數層含氟高分子涂膠；

17、使高分子樹脂交聯成膜，提升硬度和耐化學性；

18、進行檢測和功能驗證。

19、在本發明一實施例中，所述在膜框上包覆一層至數層含氟高分子涂膠包括：

20、噴涂法，通過噴槍均勻噴涂膜框表面，控制單次涂層厚度，如需多層包覆，每層需干燥后再涂下一層；

21、涂刷法，使用毛刷或滾筒蘸取涂料，均勻涂刷在膜框表面，通過多次薄涂實現多層包覆；

22、浸泡法，將膜框完全浸入涂料槽中，保持一定時間，緩慢提起膜框，控制滴落以避免涂層過厚，瀝干后干燥。

23、在本發明一實施例中，所述進行檢測和功能驗證包括：

24、目視或顯微鏡觀察涂層均勻性，無氣泡、裂紋或漏涂；

25、使用劃格法評估涂層與膜框的結合力；

26、通過ic測試檢測硫酸銨殘留。

27、本發明聚焦半導體掩膜板材料領域，旨在解決高端光掩膜板保護框膜硫酸根及銨根釋出問題。通過在鋁框上包覆含氟高分子涂膠，在結構和功能方面展現出顯著優勢，有效提升了光掩膜板的性能和可靠性。具有如下有益效果：

28、(1)有效阻隔硫酸銨釋出：在鋁框上包覆一層至數層含氟高分子涂膠，形成物理屏障，從結構上阻止鋁框上硫酸銨的釋放。這種設計針對性地解決了因保護框膜硫酸根及銨根殘留引發的問題根源，為光掩膜板的穩定使用提供了基礎保障。實驗證明，該方案能將鋁框釋出物鎖在涂膠內，使原本ic?test(銨根離子檢測)中硫酸銨含量超過200ppb的鋁框，在含氟高分子涂膠包覆后，硫酸銨可達無檢出水平。這一成果極大地減少了因硫酸銨殘留導致的光掩膜板霧狀物聚集、線路短路等問題，顯著提升了芯片的良品率。

29、(2)包覆方式靈活多樣：提供噴涂、涂刷、浸泡等多種包覆方法，可根據鋁框的形狀、尺寸以及實際生產需求靈活選擇。室溫至400度的處理溫度范圍，適應不同材料和生產環境的要求。不同的包覆面設計，如四面全包覆、內外側兩面包覆、外側單面包覆，滿足了多樣化的應用場景，既保證了防護效果，又兼顧了與其他部件的兼容性。該方案具有3種使用狀態，不同包覆方式對應不同的硫酸銨釋出水平。四面全包覆包覆性最好，硫酸銨釋出無檢出或<2ppb；內外側兩面包覆考慮上下兩側有其他貼合膠，避開包覆，少量硫酸銨釋出無檢出或<5ppb；外側單面包覆考慮上下內三側有其他貼合膠，避開包覆，少量硫酸銨釋出無檢出或<10ppb。這種特性使產品能夠在不同的工作條件和環境下穩定運行，提高了光掩膜板的適用性和可靠性。