光罩及其製造方法
2023-09-17 02:37:25
光罩及其製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種光罩及其製造方法，由於在透明基材的上表面形成有透光的光致超親水性薄膜，如二氧化鈦光催化薄膜，藉助該光致超親水性薄膜其在光的照射下具有超親水性，在薄膜表面形成的水膜可以溶解環境中的氨氣、二氧化硫等汙染氣體，因此避免結晶體的產生，可以從根本上解決光罩出現霧狀缺陷的問題，提高半導體晶圓的良率。
【專利說明】光罩及其製造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體器件製造領域，尤其涉及一種光罩及其製造方法。
【背景技術】
[0002]光罩(Mask)普遍用於半導體製造的光刻(Photolithography)工藝中，用於將電路圖案轉移到半導體晶圓上，實現圖案化半導體晶圓。圖1示出了現有光罩的結構，其包括透明基材10和位於透明基材10上表面的吸收層11，吸收層11組成電路圖案；其中，透明基材10的材料可以為熔合石英(Fused Quartz)、氟化?丐(CaF2)或者其他合適的材料,吸收層11可以為由鉻(Cr)、氧化鉻等構成的無機薄膜。在光罩應用環境中一般含有氨化物如氨氣、硫化物如二氧化硫、三氧化硫等氣體，這些氣體在空氣中發生反應，在光罩的透明基材10的表面形成如硫酸銨的結晶體。作為光罩汙染的主要來源之一，所述結晶體稱為霧狀缺陷(Haze Defect)，隨著時間推移以及曝光時間的增加，結晶體體積逐漸生長到足夠大而成為點缺陷，在使用光罩進行光刻膠的曝光作業時，由於霧狀缺陷的遮擋，使得轉移到半導體晶圓上的圖案也出現點缺陷，並且，隨著曝光光源波長越來越短，其能量也越來越高，更容 易引起氣體進行反應生成結晶體而產生霧狀缺陷，進而進一步影響半導體晶圓的良率。
[0003]為了解決光罩出現的霧狀缺陷問題，現有技術通常在由吸收層11構成的電路圖案上方設置保護膜組件阻擋部分反應離子，其包括位於電路圖案上方的透明的保護膜12(Pellicle film)和用於固定保護膜的框架13 (Pellicle frame),但是這種方法需要定時更換保護膜，且保護膜僅能將部分反應離子阻擋，透明基材上還是會形成霧狀缺陷；另一種方法是使用加熱處理或熱去離子水清洗光罩，但該方法成本高，且熱處理和熱去離子水清洗均會損傷光罩，縮短光罩的使用壽命；現有技術還通過改善光罩的儲存和使用環境以延長霧狀缺陷結晶體的生長周期，或通過光罩缺陷檢測，在空的晶圓上曝光出光罩的圖形後進行缺陷掃描，以檢測成像是否出現重複缺陷等方式預防霧狀缺陷對半導體晶圓良率產生不良影響。但是，現有的方法均不能從根本上避免結晶體的產生，因此效果有限。
【發明內容】
[0004]鑑於現有技術的問題，本發明提供了一種光罩及其製造方法，以從根本上解決光罩出現霧狀缺陷的問題，避免結晶體的產生。
[0005]本發明採用的技術方案如下:一種光罩的製造方法，包括:
[0006]提供未安裝保護膜的光罩，其包括透明基材及設置於透明基材上表面的吸收層；
[0007]使用去離子水清洗所述未安裝保護膜的光罩，在所述透明基材上表面形成一層透光的光致超親水性薄膜；
[0008]安裝保護膜。
[0009]進一步，在使用去離子水清洗所述未安裝保護膜的光罩後，以及在所述透明基材上表面形成一層透光的光致超親水性薄膜之前，還包括光罩缺陷檢驗的步驟。
[0010]進一步，在安裝保護膜後，還包括使用去離子水清洗光罩的步驟，以及光罩缺陷檢驗的步驟。
[0011]進一步，在所述透明基材下表面也形成有一層透光的光觸媒塗層。
[0012]進一步，所述透光的光致超親水性薄膜的為二氧化鈦光催化薄膜。
[0013]本發明還提供了一種光罩，包括透明基材、位於透明基材上表面的吸收層，以及設置於吸收層之上的保護膜和用於固定所述保護膜的框架，其中，未覆蓋有吸收層的所述透明基材的上表面還設置有一層透光的光致超親水性薄膜。
[0014]進一步，所述透明基材下表面也設置有一層透光的光致超親水性薄膜。
[0015]進一步，所述透光的光致超親水性薄膜為二氧化鈦光催化薄膜。
[0016]採用在本發明所提供的光罩製造方法和光罩，由於在透明基材的上表面形成有透光的光致超親水性薄膜，如二氧化鈦光催化薄膜，藉助該光致超親水性薄膜其在光的照射下具有超親水性，在薄膜表面形成的水膜可以溶解環境中的氨氣、二氧化硫等汙染氣體，因此避免結晶體的產生，可以從根本上解決光罩出現霧狀缺陷的問題，提高半導體晶圓的良率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為現有光罩的結構示意圖；
[0018]圖2為本發明一種光罩製造方法的流程圖；
[0019]圖3本發明一種光罩的結構不意圖。
【具體實施方式】
[0020]以下結合附圖對本發明的原理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本發明，並非用於限定本發明的範圍。
[0021]本發明是基於以下原理設計的，以二氧化鈦光催化薄膜為代表的透光的光致超親水性薄膜在光的照射後微觀形成了納米尺寸的親水性與親油性微屈，可以對水分子再吸附，並使水形成水膜均勻的鋪展在薄膜表面，從而產生超親水作用，宏觀表現為水與薄膜界面的接觸角逐漸變化到零，所以其具有防霧功能；而作為光罩霧狀缺陷結晶體的反應氣體的氨氣、二氧化硫、三氧化硫屬於易溶於水物質，在透光的光致超親水性薄膜形成水膜後可溶解於水膜，從而可避免光罩上結晶體的出現。
[0022]作為本發明一種光罩製造方法的典型實施例，如圖2所示，包括:
[0023]提供未安裝保護膜的光罩，其包括透明基材及設置於透明基材上表面的吸收層；對未安裝保護膜的光罩使用去離子水進行清洗，作為可選步驟，清洗後對光罩進行缺陷檢驗;
[0024]在透明基材上表面形成一層透光的光觸媒塗層，作為優選的，在透明基材下表面也同時形成一層透光的光觸媒塗層；需要說明的是，雖然霧狀缺陷會同時在透明基材的上下表面形成，但是，由於曝光聚焦時，僅對準透明基材的上表面，因此，作為避免霧狀缺陷產生的光觸媒塗層僅在透明基材上表面形成即可；另一方面，雖然透明基材下表面的結晶體並不作為霧狀缺陷的主要影響因素，但是，本領域技術人員可以預見的，隨著光罩使用時間的延長，生成於透明基材下表面的結晶體會逐漸增多，最終會影響曝光質量，因此，作為優選的，在透明基材下表面也形成透光的光觸媒塗層；[0025]在本實施例中，透光的光致超親水性薄膜為二氧化鈦光催化薄膜，作為本領域人員公知的，可採用多種方式形成二氧化鈦光催化薄膜，作為舉例，可採用溶膠-凝膠的方法在光罩的透明基材表面形成二氧化鈦光催化薄膜，具體的，TiO2溶膠製備條件在適量乙醯丙酮作為水解抑制劑的條件下，試劑按體積比V (Ti (OC4H9)4)/V (C2H5OH)A (H2O)=I:15:0.4混合均勻，同時用稀釋HCL調節PH值約為3.5，所得TiO2溶膠濃度為1.7wt% ;將配製好的溶膠加壓到1.3^2.0atm,以lm/min的速度在光罩的透明基材表面噴塗溶膠，然後在105攝氏度將光罩烘乾，於300攝氏度熱處理lOmin，自然冷卻即可。
[0026]安裝保護膜，作為可選步驟，在安裝保護膜後，還包括使用去離子水清洗光罩的步驟，以及光罩缺陷檢驗的步驟。
[0027]如圖3所示，本發明還提供了一種光罩，其包括透明基材20、位於透明基材20上表面的吸收層21，以及設置於吸收層之上的保護膜22和用於固定所述保護膜22的框架23，其中，未覆蓋有吸收層21的所述透明基材20的上表面還設置有一層透光的光致超親水性薄膜24a，作為優選的，透明基材20下表面也設置有一層透光的光致超親水性薄膜24b，光致超親水性薄膜24a和24b可以為二氧化鈦光催化薄膜。
[0028]綜上所述，在本發明所提供的光罩製造方法和光罩中，在透明基材的上表面形成有透光的光致超親水性薄膜，如二氧化鈦光催化薄膜，由於在透明基材的上表面形成有透光的光致超親水性薄膜，如二氧化鈦光催化薄膜，藉助該光致超親水性薄膜其在光的照射下具有超親水性，在薄膜表面形成的水膜可以溶解環境中的氨氣、二氧化硫等汙染氣體，因此避免結晶體的產生，可以從根本上解決光罩出現霧狀缺陷的問題，提高半導體晶圓的良率。
[0029]以上所述 僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明保護的範圍之內。
【權利要求】
1.一種光罩的製造方法，包括: 提供未安裝保護膜的光罩，其包括透明基材及設置於透明基材上表面的吸收層； 使用去離子水清洗所述未安裝保護膜的光罩，在所述透明基材上表面形成一層透光的光致超親水性薄膜； 安裝保護膜。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在使用去離子水清洗所述未安裝保護膜的光罩後，以及在所述透明基材上表面形成一層透光的光致超親水性薄膜之前，還包括光罩缺陷檢驗的步驟。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，在安裝保護膜後，還包括使用去離子水清洗光罩的步驟，以及光罩缺陷檢驗的步驟。
4.根據權利要求1至3任一項所述的方法，其特徵在於，在所述透明基材下表面也形成有一層透光的光致超親水性薄膜。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述透光的光致超親水性薄膜的為二氧化鈦光催化薄膜。
6.一種光罩，包括透明基材、位於透明基材上表面的吸收層，以及設置於吸收層之上的保護膜和用於固定所述保護膜的框架，其特徵在於，未覆蓋有吸收層的所述透明基材的上表面還設置有一層透光的光致超親水性薄膜。
7.根據權利要求6所述的光罩，其特徵在於，所述透明基材下表面也設置有一層透光的光致超親水性薄膜。
8.根據權利要求6或7所述的光罩，其特徵在於，所述透光的光致超親水性薄膜為二氧化鈦光催化薄膜。
【文檔編號】G03F1/54GK103698971SQ201210375589
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年9月27日 優先權日:2012年9月27日
【發明者】金普楠, 常聰 申請人:中芯國際集成電路製造(上海)有限公司