用於保護用在晶片製造中的標線片不被汙染的方法和裝置的製作方法

2023-05-14 19:57:41

專利名稱：用於保護用在晶片製造中的標線片不被汙染的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於保護用在晶片製造中的標線片不被汙染的方法和裝置，更具體地，涉及一種薄膜和相對於標線片裝配這種薄膜的方法。
背景技術：
在半導體晶片製造中使用圖案化的光刻掩模，且由於掩模上的外來物質將在於矽晶片上創建的電子電路中產生印刷缺陷，所以需要保護這種光刻掩模不被顆粒汙染。
對於當前的半導體晶片光刻製造，將掩模密封在「薄膜」(當前為1微米聚醯胺)中以保護其遠離顆粒。該掩模由在一個表面上具有圖案化的吸收膜的剛性襯底構成。薄膜為薄的膜片，在裝配至掩模襯底的框架上方延展，其防止顆粒接觸掩模的圖案化區域。該薄膜偏移於「散焦的」圖象平面中的掩模，在掩模表面(需要保護的)和薄膜之間產生了間隙。該偏移確保了由薄膜截取的顆粒不產生圖象缺陷。
對於用在早期晶片製造技術(365nm，248nm)中的光子波長，薄膜高度透明並允許光刻輻射以高效率傳播至掩模。薄膜在掩模的整個壽命期間保持固定至掩模裝配硬體並允許處理和檢測掩模以避免產生缺陷的顆粒汙染。
包括157nm光投射光刻的下一代光刻技術使用離子化輻射(分別為光子、離子和電子)以進行光刻成像。由此，在光刻曝光過程中用離子化的輻射照射用在這些下一代光刻技術中的掩模。傳統的薄膜不能用在下一代光刻中，這是由於薄膜會吸收過多的離子化的輻射。在離子化束中膜層也會變劣，最終損壞並使得掩模被汙染。
現在我們設計了一種改進的裝置。

發明內容
根據本發明，提供一種用於保護用在半導體晶片製造中的標線片(reticle)不被汙染的裝置，該裝置包括通過連接裝置布置在所述標線片上方的薄膜部件，其間具有氣密空間，特徵在於所述薄膜部件包括中心部分和外部部分，所述中心和外部部分相互分開，所述的中心部分具有固定的位置和傾斜角，在使用中，所述連接裝置構成為允許所述外部部分根據所述空間和空氣之間的氣體壓力差的改變來以基本垂直於所述標線片的方向移動。
而且根據本發明，提供一種保護用在半導體晶片製造中的標線片不被汙染的方法，該方法包括提供薄膜部件，通過連接裝置將其設置於所述標線片上方，其間具有氣密空間，特徵在於，所述薄膜部件包括中心部分和外部部分，所述中心和外部部分相互分開，所述中心部分具有固定的位置和傾斜角，在使用中，所述連接裝置構成為允許所述外部部分根據所述空間和空氣之間的氣體壓力差的改變來以基本垂直於所述標線片的方向移動。
進一步根據本發明，提供一種製造半導體晶片的方法，包括步驟提供標線片和如上所限定的用於保護所述標線片不被汙染的裝置，在所述的標線片上提供圖案化的掩模，和穿過薄膜部件的中心部分和掩模照射所述標線片。
進一步根據本發明，提供一種根據上面所限定的方法製造的半導體晶片。
應當理解，在薄膜和標線片之間的空間為被填充有氣體的密閉體積，可以是空氣，但不是必需為空氣。
該連接裝置包括柔性連接部件，優選被設置為根據上述的壓力差伸展和收縮，以便允許薄膜部件的外部部分以垂直於標線片的方向移動。
在另一實施例中，該連接部件包括可滑動的支架或相反將薄膜部件的外部部分連接至支撐框架，以使其能夠以基本垂直於標線片的方向移動。
在再一實施例中，支撐框架包括其中以氣密方式容納薄膜部件的外部部分的邊緣的縱嚮導軌。再次地，通過將氣密的導軌向上和向下滑動，允許薄膜部件的外部部分相對於標線片向上和向下移動。
藉助於一個或多個定位點，薄膜部件的內部部分可關於其位置和傾斜角固定，其可自標線片底座或支撐框架上的選擇部分延伸，在標線片底座或支撐架上支撐或提供標線片。
薄膜部件優選由矽玻璃形成。標線片優選被提供於標線片底座上，該底座優選被提供有支撐框架，薄膜部件的外部部分連接至該支撐框架。
參考這裡描述的實施例，闡明本發明的這些和其它方面，且本發明這些和其它的方面將顯而易見。


現在將僅僅藉助於例子並參考附圖描述本發明的實施例，其中圖1是裝配在標線片上的常規薄膜的示意截面圖；和圖2是根據本發明的示意性實施例的布置的示意截面圖。
具體實施例方式
參考附圖的圖1，常規裝置包括薄的薄膜部件或板1和框架3。該薄膜1粘附於框架3，和其一側上承載標線片(即，光刻表面)的標線片底座5粘附於框架3，以使在標線片底座5和薄膜1之間存在間隙。為了平衡標線片底座5和薄膜1之間的空間9和周圍空氣之間的壓力，在框架3中提供具有過濾器的鑽孔11。
如圖1中示出的這種薄膜包括由高透光材料製成的透明薄膜部件，如1微米聚亞胺。將掩模6提供於標線片底座5的一側上(在標線片上方)並然後將標線片暴露於光(穿過掩模6)以在矽晶片上產生所需的電路結構。
近些年來，光刻的解析度逐漸變高，並實現了這種解析度，更短波長的光逐漸用作光源。具體地，例如越來越希望使用氟準分子雷射器(157nm)。然而，常規薄膜材料吸收157nm的輻射。因此，已經考慮使用由無機化合物(例如矽玻璃)等構成的玻璃板作為薄膜。
當這些無機化合物用作薄膜時，薄膜理想上應具有某一厚度以賦予膜層所需的強度和硬度。然而，具體地，該板必須明顯地薄於該某一厚度，以避免輻射扭曲，和由於重力作用這種板會變得彎曲，這會引起用於在薄膜部件的表面處曝光的光路徑偏離，並由此不利地影響曝光。
美國專利申請No.2001/0004508描述了一種其中薄膜部件包括粘附於光掩模下方的框架以使薄膜由於重力趨於向下彎曲的裝置。然而，通過對薄膜和標線片之間的空間中的空氣減壓，升高了薄膜部件，並因此可以減輕或消除由於重力(及其本身的重量)引起的變形。
本申請的共同懸而未決的申請(ID699564)描述了用於保護用在半導體晶片製造中的標線片不被汙染的裝置，該裝置包括通過連接裝置設置於標線片上方的薄膜部件，其間具有氣密空間，特徵在於，連接裝置構成為允許整個薄膜部件根據所述空間和空氣之間的氣體壓力差的變化以基本垂直於標線片的方向移動。
因此，在上述的裝置中，以柔性方式裝配薄膜層以使標線片的內部和外部壓力之間的氣體壓力差將承載或支撐薄膜並致使薄膜本身不會變形。
然而，對於光學原因的應用，在薄膜的垂直位置和/或傾斜角中的偏差應小於通過上述的裝置所實現的，我們設計了一種改進的裝置。
參考附圖的圖2，根據本發明實施例的裝置包括在其一個表面上提供標線片(即，光刻表面)的標線片底座5。標線片底座5裝配於框架3上，和圖案化的掩模6被提供於標線片表面上。
橫跨標線片、基本與其平行且在其間具有空間9地裝配包括內部或中心部分1A以及外圍部分1B的透明薄膜部件1。藉助於一個或多個固定器50，關於對標線片底座5的位置和傾斜角來固定薄膜1的中心部分1A。在一個可選實施例中，在薄膜1的中心部分的外圍周圍提供固定裝置。在這種「密封結構」的情況下，應提供一個或多個鑽孔以便確保在裝置中僅有一個氣體壓力。選擇限制數目的固定點(例如4)的優點在於可最小化由於這種固定引起的薄膜1的變形，尤其是選擇了靜態確定的固定方法的情況下，如在圖2中示意地示出的。
薄膜1的外部或外圍部分1B與中心部分分開。藉助於柔性連接器30，其在每一側上都連接至中心部分1A和框架3，其中柔性連接器30足夠柔軟以允許薄膜的外圍部分1B以垂直於標線片的方向移動，但是足以抵抗其向其它方向的移動。該柔性連接部件20可以為「波紋管」型設置的方式，以提供在垂直於標線片方向的最佳柔性，但明顯抵抗所有其它方向。在圖2中示意示出的例子中，連接器30包括柔性反向的U-狀部件。很多其它類型的連接器對於本領域技術人員是顯而易見的，且在該點上不意圖限制本發明。
結果，空間9和周圍空氣之間的氣體壓力差使用玻璃薄膜自身部分的重力來支撐薄膜1(其可包括例如矽玻璃)的外部部分1B。薄膜1的內部部分1A(即，光學部分)的垂直位置和傾斜角是固定的，而根據空間9和空氣之間的氣體壓力差，外部部分1B能夠以垂直於標線片的方向移動，即，這種移動會引起內部和外部氣體壓力的差，該氣體壓力差支撐薄膜1的外部部分1B(和內部部分1A)並避免其變形。換句話說，薄膜1的外部部分1B根據氣體壓力差「浮動」，該壓力差以無源即不需要電力、風力或其它外部連接的方式保持，和薄膜部件1的內部部分1A通過外部部分1B來平衡。
在薄膜層形狀上為矩形的情況下，難以獲得在薄膜和支撐框架之間的柔性連接。在這種情況下，在薄膜層的拐角處使用倒圓(radius)。
應當注意，上述的實施例說明而非限制本發明，並且本領域技術人員能夠在不偏離由所附權利要求限定的本發明範圍的情況下設計很多可選實施例。在權利要求中，圓括號中裝置的所有參考標記不應構成為限制權利要求。詞語「包括」等不排除存在除了在作為整體的任一權利要求或說明書中列出的那些之外的元件和步驟。元件的單數引用不排除這種元件的多個引用，反之亦然。在列舉了幾個裝置的器件權利要求中，通過一個及其硬體相同項可以體現這些裝置中的幾個。在相互不同的從屬權利要求中列出了某些裝置的純粹事實並不表示這些裝置的組合不能方便使用。
權利要求
1.一種用於保護用在半導體晶片製造中的標線片不被汙染的裝置，該裝置包括通過連接裝置(30)布置在所述標線片上方的薄膜部件(1)，其間具有空間(9)，其特徵在於所述薄膜部件(1)包括中心部分(1A)和外部部分(1B)，所述中心部分(1A)和外部部分(1B)相互分開，在使用中，所述中心部分(1A)具有固定的位置和傾斜角，所述連接裝置(30)被構成為允許所述外部部分(1B)根據所述空間(9)和空氣之間的氣體壓力差的變化以基本垂直於所述標線片的方向移動。
2.根據權利要求1的裝置，其中連接裝置包括一個或多個柔性連接部件(30)。
3.根據權利要求2的裝置，其中所述連接部件被設置成根據所述壓力差伸展和收縮，以便允許薄膜部件(1)的外部部分(1B)以基本垂直於標線片的方向移動。
4.根據權利要求1的裝置，其中連接裝置(30)包括一個或多個可滑動的支架或相反將薄膜部件(1)的外部部分(1B)連接至支撐框架(3)，以使其能夠以基本垂直於標線片的方向移動。
5.根據權利要求1的裝置，還包括具有縱嚮導杆的支撐框架(3)，在縱嚮導杆中，薄膜部件(1)的外部部分(1B)的邊緣以氣密方式被容納，以使允許其相對於標線片通過向上和向下滑動氣密導杆來向上和向下移動。
6.根據前述權利要求中任一項的裝置，其中薄膜部件(1)的內部部分(1A)藉助一個或多個固定點(50)關於其位置和傾斜角來固定。
7.根據權利要求6的裝置，其中所述定位點(50)從標線片底座(5)上選擇的位置延伸，在該標線片底座上支撐或提供標線片。
8.根據前述權利要求中任一項的裝置，其中薄膜部件(1)由矽玻璃形成。
9.根據權利要求1至8中任一項的裝置，其中標線片被提供在標線片底座(5)上，該底座(5)被提供有支撐框架(3)，薄膜部件(1)的外部部分(1B)連接至該支撐框架(3)。
10.一種保護用在半導體晶片製造中的標線片不被汙染的方法，該方法包括步驟提供薄膜部件(1)，通過連接裝置將該薄膜部件(1)設置在所述標線片上方，其間具有空間(9)，其特徵在於所述薄膜部件(1)包括中心部分(1A)和外部部分(1B)，所述中心(1A)和外部部分(1B)相互分開，在使用中，所述中心部分(1A)具有固定的位置和傾斜角，並且所述連接裝置(30)被構成為允許所述外部部分(1B)根據所述空間(9)和空氣之間的氣體壓力差的變化以基本垂直於所述標線片的方向移動。
11.一種製造半導體晶片的方法，包括提供標線片和根據權利要求1至9中任一項的用於保護所述標線片不被汙染的裝置的步驟，在所述的標線片上提供圖案化的掩模(6)，和穿過薄膜部件(1)的中心部分(1A)和掩模(6)照射所述標線片。
12.一種根據權利要求11的方法製造的半導體晶片。
全文摘要
一種透明的薄膜部件(1)，包括內部或中心部分(1A)以及外圍部分(1B)，其中橫跨用在半導體晶片製造中的標線片設置該薄膜部件，其基本與標線片平行並在其間具有空間(9)。薄膜(1)的中心部分(1A)藉助於一個或多個定位器(50)關於至標線片底座(5)的位置和傾斜角固定。薄膜(1)的外部或外圍部分(1B)與中心部分(1A)分開。其藉助於柔性連接器(30)將其一側連接至中心部分(1A)和框架(3)，該柔性連接器(30)足夠柔性以允許薄膜層的外圍部分(1B)以垂直於標線片的方向移動，但是足夠抵抗其向其它方向的移動。結果，空間(9)和周圍空氣之間的氣體壓力差使用薄膜(1)該部分自身的重量來支撐薄膜(1)的外圍部分(1B)。「浮動」部分(113)的結果是，產生壓力差，需要該壓力差以避免內部部分(1A)的偏差。
文檔編號G03F7/20GK1856740SQ200480027461
公開日2006年11月1日 申請日期2004年9月15日 優先權日2003年9月23日
發明者M·A·D·M·魯斯, R·M·J·馮克坎 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司