CN101063806B - 适用于解决光罩沉积物缺陷的方法与装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是有关于一种适用于解决光罩沉积物缺陷的方法与装置，其是将一气体导入一光罩装置中，以使沉积物缺陷藉由气涤清洗方式扩散排出光罩装置外；一金属遮蔽装置将光罩装置围绕容置于其中，用以减少对光罩上的沉积物缺陷以及光罩的损害；在一实施例中，金属遮蔽装置包含有一上方金属遮蔽体、光罩装置的一护膜结构、该光罩装置的复数侧支撑架、一上盖、一把手以及一把手盖体。本发明结合使用气涤清洁与金属遮蔽帮助解决沉积物缺陷问题及静电放电的损害，将不洁物的成长与沉积降至最低以解决沉积物缺陷问题，而可减少光罩在清洗后，光罩重复使用缺陷、光罩清洁频率以及光罩尺寸损耗等。此外，由于同一组光罩能制造更多晶圆而可提升光罩生产力，减少重工制造光罩。

Description

适用于解决光罩沉积物缺陷的方法与装置
技术领域
本发明是有关于半导体制造的技术领域，且特别是有关于一种关于在微影(photolithography)制程中，可以减少或解决光罩的沉积物缺陷(precipitate defects)的装置与方法。
背景技术
光罩(photomasks or reticles)已经普遍被使用于半导体制造的微影制程中。典型的光罩是使用非常平的石英或玻璃板，并在板体的其中一侧面沉积一层铬所制作而成。在微影制程中，会将光罩(如二位元明暗度光罩(Binary Intensity Mask，BIM)或是相位偏移光罩(Phase Shift Mask，PSM))上的图案(pattern)转移成一图像到晶圆上。然而，光罩的洁净程度往往会是一项问题，对于高精确的光罩(例如在微影制程中，使用波长等于或短于248奈米的光罩)特别容易受影响而产生缺陷。
造成光罩的不洁净的其中一种因素，即是为薄雾污染(hazecontamination)。薄雾污染形成的主要原因，来自于光罩清洗剂的残留沉积物、不洁净的晶圆制造环境或是暴露于相互影响的设备环境中。举例来说，当使用包含氨盐基(NH4)与硫酸盐(SO4)的溶剂来清洗光罩后，若光罩曝晒于短波长的紫外光下(如短波248或193奈米)时，光罩污染的现象会变得明显。一般来说，可使用一般气体(如氮气或干净干空气)来气涤洁净光罩，去除光罩上的薄雾污染。典型上，气涤洁净光罩的方式是将气体藉由一气体入口扩散导入一光罩传送盒(reticle pod)中，使不洁物(如氨盐基与硫酸盐)扩散于气体中，并随气体扩散排出光罩传送盒外。
光罩也同时受到其他因素影响而造成缺陷，例如由静电放电(ElectroStatic Discharge，ESD)所造成的缺陷。静电放电会损害光罩上的图案，其结果便是在晶圆上形成有缺陷的图像。
因此，需要一种方法与装置，其能同时减低薄雾污染与静电放电对光罩所造成的损害。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服上述现有技术的缺陷，而提供一种在微影(photolithography)制程中，可以减少或解决光罩的沉积物缺陷(precipitate defects)的装置与方法。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种减少光罩中缺陷的方法，其中，光罩是设置于一光罩装置中，该方法至少包含以下步骤：将一气体扩散至该光罩装置中；利用该气体气涤(purging)清洁，以去除一光罩上的沉积物缺陷；以及提供一金属遮蔽装置，该金属遮蔽将该光罩装置围绕容置于其中，以减少对该光罩的沉积物缺陷。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的减少光罩中缺陷的方法，其中所述的光罩装置包含：一光罩基板(reticle blank)；一光罩图案，其是附着于该光罩基板的其中一侧面；一护膜结构(pellicle frame)，其是遮盖住该光罩图案；以及复数侧支撑架，该些侧支撑架是设置于该光罩基板的周缘位置，并藉由框架粘着剂固定。
前述的减少光罩中缺陷的方法，其中所述的利用该气体气涤(purging)清洁去除一光罩上的沉积物缺陷的步骤包含：将该气体经由一空气入口扩散至该光罩装置中；以及将该些沉积物缺陷经由一空气出口扩散排出该光罩装置中。
前述的减少光罩中缺陷的方法，其中所述的气体包含有氮气、氧气以及氩气三者至少其中之一。
前述的减少光罩中缺陷的方法，其中所述的金属遮蔽装置包含：一上方金属遮蔽体、该光罩装置的该护膜结构、该光罩装置的该些侧支撑架、一上盖将该上方金属遮蔽体与该光罩装置围绕容置于其中，以及一把手装置设置于该上盖上，且该把手装置更包含一把手以及一把手盖体。
前述的减少光罩中缺陷的方法，其中所述的上方金属遮蔽体、该光罩装置的该护膜结构、该光罩装置的该些侧支撑架、该上盖、该把手以及该把手盖体是由合金或不锈钢两者至少其中之一制成。
前述的减少光罩中缺陷的方法，其中所述的金属遮蔽装置包含一气体入口以及一气体出口。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种光罩装置，其包含：一光罩，该光罩是设置于该光罩装置；至少一气体入口，以供将一气体扩散至该光罩装置中并流向该光罩；以及一金属遮蔽装置，该金属遮蔽装置是围绕该光罩装置于其中，用以减少光罩上的沉积物缺陷以及光罩的损害。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的光罩装置，其中：该光罩，包含一光罩基板，以及一光罩图案，该光罩图案是附着于该光罩基板的至少其中一侧面；以及该光罩装置，其更进一步包含：一护膜结构，遮盖住该光罩图案；及复数侧支撑架，设置于该光罩基板的周缘位置，并藉由框架粘着剂固定。
前述的光罩装置，其更包含至少一气体入口，以经由被扩散导入光罩装置内部的该气体，使沉积物缺陷可由光罩装置的内部被扩散排出。
前述的光罩装置，其中所述金属遮蔽装置包含：一上方金属遮蔽体、该光罩装置的护膜结构以及该光罩装置的侧支撑架。
前述的光罩装置，其中所述的金属遮蔽装置包含一气体入口以及一气体出口。
前述的光罩装置，其中所述的金属遮蔽装置包含有更包含一上盖，该上盖是将该上方金属遮蔽体与该光罩装置围绕容置于其中。
前述的光罩装置，其中所述的金属遮蔽装置更包含有一上盖，该金属遮蔽装置更包含一把手装置，该把手装置是设置于该上盖上，并包含一把手以及一把手盖体；其中，该上方金属遮蔽体、该光罩装置的护膜结构、该光罩装置的侧支撑架、该上盖、该把手以及该把手盖体是由合金或不锈钢两者至少其中之一制成。
本发明的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种使用于微影制程的光罩传送盒，该光罩传送盒包含：一光罩装置，其包含有一图案化光罩以及一腔室，该腔室围绕容置该图案化光罩的一侧表面，并包含一气体入口以及一气体出口；以及一壳体，该壳体是围绕该光罩装置，并包含至少一可允许一流体扩散导入该壳体的部分，以及至少一可允许一流体扩散排出该壳体的部分；其中，该壳体包含一导体元件，该导体元件围绕该光罩装置的至少一部分，以供减少于该光罩装置中的静电放电影响。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明的主要技术内容如下：
依据本发明的一种适用于解决光罩沉积物缺陷的方法与装置，其是将一气体导入一光罩装置中，以使沉积物缺陷藉由气涤方式扩散排出光罩装置外；一金属遮蔽装置，将该光罩装置围绕容置于其中，用以减少对光罩的沉积物缺陷以及损害；在一实施例中，该金属遮蔽装置包含一上方金属遮蔽体、该光罩装置的一护膜结构、该光罩装置的复数侧支撑架、一上盖、一把手以及一把手盖体。
依据本发明的一种使用于微影制程的光罩传送盒，包含一光罩装置以及一壳体，该光罩装置包含一图案化光罩以及一腔室，该腔室围绕容置该图案化光罩的一侧表面，并包含一气体入口以及一气体出口。该壳体是围绕该光罩装置，并包含有至少一可允许一流体扩散导入该壳体的部分、至少一可允许一流体扩散排出该壳体的部分以及一导体元件，该导体元件围绕该光罩装置的至少一部分，以减少于该光罩装置中的静电放电影响。
借由上述技术方案，本发明适用于解决光罩沉积物缺陷的方法与装置至少具有下列优点及有益效果：依照本发明的装置与方法，结合使用气涤清洁与金属遮蔽帮助解决沉积物缺陷的问题以及静电放电的损害，将不洁物的成长与沉积降至最低以解决沉积物缺陷的问题。因此，可以减少光罩在清洗后，光罩重复使用的缺陷、光罩清洁频率以及光罩尺寸损耗等。此外，由于同一组光罩可以制造更多的晶圆，而可以提升光罩的生产力，减少重工制造光罩。
综上所述，本发明提供了一种在微影(photolithography)制程中，可以减少或解决光罩的沉积物缺陷(precipitate defects)的装置与方法，其具有上述诸多优点及实用价值，其不论在方法、装置的结构或功能上皆有较大改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有技术具有增进的突出功效，从而更加适于实用，并具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明一较佳实施例的一光罩装置的使用状态示意图。
图2是绘示光罩受到静电放电(ESD)损害的示意图。
图3是绘示具有金属遮蔽的一光罩传送盒的分解立体示意图。
图4是绘示硫酸盐气体在一微型环境中，经过一段时间其扩散速率的线图。
10：光罩装置              12：光罩基板
13：光罩传送盒            14：光罩图案
15：腔室                  16：护膜结构
18：侧支撑架              20：框架粘着剂
22：沉积物污染缺陷        26：沉积物污染缺陷
28：气体入口              30：气体出口
31：气体入口              32：气体出口
36：光罩                  38：区域
40：散射条纹              42：区域
50：上方金属遮蔽体        54：上盖
56：把手                  58：把手盖体
60：时间期间              62：时间期间
具体实施方式
为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的适用于解决光罩沉积物缺陷的方法与装置其具体实施方式、方法、步骤、结构、特征及功效，详细说明如后。
以下揭露的内容，提供了不同的实施例或举例来说明本发明所具有的不同的特点，元件或配置方式的具体举例说明是用来简化本申请所揭露内容。当然，所举出的说明例子仅仅是为了说明，并没有任何限制本发明的意图。此外，本揭露内容可能会对于不同实施例中的相同元件，使用同一个标号或符号，这样做是为了方便说明起见，并不是要在不同实施例或配置方式之间建立一关联性。
请参阅图1所示，是本发明一较佳实施例的一光罩装置的使用状态示意图，用于说明在光罩装置中气涤洁净一光罩。该光罩装置10，包含有一光罩基板(reticle blank)12、一护膜结构(pellicle frame)16以及复数侧支撑架18。光罩基板12具有一光罩图案14，该光罩图案14附着于光罩基板12的其中一侧面。该光罩图案14会被投影以及曝晒到半导体晶圆上。护膜结构16遮盖住该光罩图案14。该些侧支撑架18则是设置于该光罩基板12的周缘位置，并藉由胶或是框架粘着剂20固定。光罩基板12、护膜结构16以及侧支撑架18三者之间形成一腔室15。光罩装置10整体则是被置放于另一储存结构，即光罩传送盒13中。
一般来说，沉积物污染缺陷可能是由空气中漂浮的污染物所造成，这些空气中漂浮的污染物其可能来自于环境中、护膜胶、光罩传送盒本身的挥发物质、护膜残留物、反应过程中的化学成长与沉积物以及化学溶剂的混合物等。当使用由例如氨盐基与硫酸盐所构成的溶剂来清洗该光罩图案14时，许多残留离子会聚集于腔室15中靠近该光罩图案14的附近空间。例如沉积物污染缺陷22可能会成长以及沉淀于该光罩图案14上。此外，微影制程中会反复不断地使用光罩，此时，来自于光源的能量加速了沉积物污染缺陷22的成长。例如，在使用波长为248或193奈米的紫外光源下，沉积物污染缺陷26可以成长或沉淀于邻近的光罩图案14或是光罩图案14上方。
为了要将沉积物污染缺陷的成长与沉积情形降至最小，会藉由一气体入口28以及一气体出口30来允许腔室15中的粒子运动。气体入口28以及气体出口30可以设置于框架粘着剂20中、邻近框架粘着剂20位置或是沿着光罩传送盒13的其他位置。
经由光罩传送盒13的气体入口31可以扩散通入一添加气体，如使用氮气、氧气或是氩气。藉此在光罩传送盒13中产生一正压气流。正压气流使得添加气体可以经由气体入口28扩散流入腔室15中，添加气体与腔室15的不洁物质22(如氨盐基与硫酸盐)产生相互作用后，再经由气体出口30扩散排出腔室15外。该些不洁物质22最后可经由光罩传送盒13的气体出口32扩散排出光罩传送盒13。藉由一气体气涤(purging)清洁光罩传送盒13，将不洁物质22(如硫酸铵，(NH4)2SO4)扩散排出光罩传送盒13。气涤清洁方式可以将沉积物缺陷的成长降至最小，另一项工作即是要解决静电放电(ESD)的问题。
请参阅图2所示，是绘示光罩受到静电放电(ESD)损害的示意图。在光罩36的一区域38中，光罩图案的散射条纹(scattering bars)34受到静电放电损害，如白色区域所示。相对于光罩36的另一区域42中，光罩图案的散射条纹(scattering bars)40是未受到静电放电损害，也如白色区域所示。光罩36上受到静电放电损害所产生的区域38会被转移到晶圆上。
请参阅图3所示，是绘示具有金属遮蔽的一光罩传送盒的分解立体示意图。为了要降低静电放电损害以及更进一步减少沉积物缺陷，本发明揭示了一种金属遮蔽装置。该金属遮蔽装置，包含有一上方金属遮蔽体50、一护膜结构16以及光罩装置10的侧支撑架18。金属遮蔽装置可以由任何金属(如合金或不锈钢)制成。同时，为了能完成气涤清洁光罩的操作，金属遮蔽装置包含有一气体入口31以及一气体出口32。
在此一实施例中，该光罩装置10(包含护膜结构以及侧支撑架)以及上方金属遮蔽体50是容置设于一上盖54中，该上盖54可以保护整个光罩结构。上盖54可以由任何金属(如合金或不锈钢)制成，以提供相似于金属遮蔽的效果。上盖54上设有一把手装置，以使其能够容易地打开或移去上盖54，来更换光罩装置10的光罩12。在此一实施例中，把手装置包含有一把手56以及一把手盖体58。把手装置可以由任何金属(如合金或不锈钢)制成。
除了利用气涤清洁方式外，藉由金属将光罩装置10完全遮蔽，也可进一步将沉积物缺陷的成长与沉积(如硫酸盐)降至最低。请参阅图4所示，是绘示硫酸盐气体在一微型环境中，经过一段时间其扩散速率的线图。如图4中所示，Y轴表示全部硫酸盐气体的扩散速率(单位为ng/cm2/day)，X轴表示时间(单位为24小时)。在这个例子中，在时间期间60的过程中，光罩装置10仅使用一非金属材质(如聚合物)遮蔽，并未使用金属遮蔽围绕。在此期间内，全部硫酸盐气体的扩散速率是增加的。接着，在时间期间62的过程中，光罩装置10使用金属遮蔽围绕，在此期间内，全部硫酸盐气体的扩散速率是被减低到一稳定速率。因此，藉由使用金属遮蔽，其结果显示可以减少了沉积物缺陷的成长与沉积。
此外，同时具有使用气涤清洁与金属遮蔽的光罩所能够制作的晶圆数量，是远高于仅使用气涤清洁的光罩所能够制作的晶圆数量。举例来说，前者约可制作28000片晶圆，而后者仅可制作约1500到2000片晶圆。因为金属本质上的特性，上方金属遮蔽体50、护膜结构16以及侧支撑架18帮助减少静电放电损害。而减少静电放电的损害可增加了光罩的使用寿命，因而增加了光罩的生产力。在一例子中，具有金属遮蔽的光罩可以制作18000片晶圆，相较于未具有金属遮蔽的光罩仅可制作1150片晶圆。
综合上述，结合使用气涤清洁与金属遮蔽，帮助解决了沉积物缺陷的问题以及静电放电的损害，可以将不洁物的成长与沉积现象降至最低以解决沉积物缺陷的问题。因此，可以减少在清洗光罩后，光罩重复使用的缺陷、光罩清洁频率以及光罩尺寸损耗等。此外，由于同一组光罩可以制造更多的晶圆，而可提升光罩的生产力，减少重工制造光罩。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (11)

1.一种减少光罩中缺陷的方法，其中，光罩是设置于一光罩装置中，其特征在于该方法至少包含以下步骤：
将一气体扩散至该光罩装置中；
利用该气体气涤清洁，以去除一光罩上的沉积物缺陷；以及
提供一金属遮蔽装置，该金属遮蔽装置将该光罩装置围绕容置于其中，以减少对该光罩的沉积物缺陷，
其中利用该气体气涤清洁去除一光罩上的沉积物缺陷的步骤包含：
将该气体经由一气体入口扩散至该光罩装置中；以及
将该沉积物缺陷经由一气体出口扩散排出该光罩装置中，其中该金属遮蔽装置也包含一气体入口以及一气体出口。
2.根据权利要求1所述的减少光罩中缺陷的方法，其特征在于其中所述的光罩装置包含：
一光罩基板；
一光罩图案，其是附着于该光罩基板的其中一侧面；
一护膜结构，其是遮盖住该光罩图案；以及
复数侧支撑架，该些侧支撑架是设置于该光罩基板的周缘位置，并藉由框架粘着剂固定。
3.根据权利要求1所述的减少光罩中缺陷的方法，其特征在于其中所述的气体包含有氮气、氧气以及氩气三者至少其中之一。
4.根据权利要求2所述的减少光罩中缺陷的方法，其特征在于其中所述的金属遮蔽装置包含：一上方金属遮蔽体、该光罩装置的该护膜结构、该光罩装置的该些侧支撑架、一上盖将该上方金属遮蔽体与该光罩装置围绕容置于其中，以及一把手装置设置于该上盖上，且该把手装置更包含一把手以及一把手盖体。
5.根据权利要求4所述的减少光罩中缺陷的方法，其特征在于其中所述的上方金属遮蔽体、该光罩装置的该护膜结构、该光罩装置的该些侧支撑架、该上盖、该把手以及该把手盖体是由合金或不锈钢两者至少其中之一制成。
6.一种光罩装置，其特征在于其包含：
一光罩，该光罩是设置于该光罩装置；
至少一气体入口，以供将一气体扩散至该光罩装置中并流向该光罩；
至少一气体出口，以经由被扩散导入光罩装置内部的该气体，使该光罩装置中的沉积物缺陷，可由该光罩装置中被扩散排出以及 
一金属遮蔽装置，也包含一气体入口以及一气体出口，该金属遮蔽装置是围绕该光罩装置于其中，用以减少光罩上的沉积物缺陷以及光罩的损害。
7.根据权利要求6所述的光罩装置，其特征在于其中：
该光罩，包含一光罩基板，以及一光罩图案，该光罩图案是附着于该光罩基板的至少其中一侧面；以及
该光罩装置，其更进一步包含：
一护膜结构，遮盖住该光罩图案；及
复数侧支撑架，设置于该光罩基板的周缘位置，并藉由框架粘着剂固定。
8.根据权利要求7所述的光罩装置，其特征在于其中所述的金属遮蔽装置包含：一上方金属遮蔽体、该光罩装置的护膜结构以及该光罩装置的侧支撑架。
9.根据权利要求8所述的光罩装置，其特征在于其中所述的金属遮蔽装置更包含一上盖，该上盖是将该上方金属遮蔽体与该光罩装置围绕容置于其中。
10.根据权利要求8所述的光罩装置，其特征在于其中所述的金属遮蔽装置更包含有一上盖，该金属遮蔽装置更包含一把手装置，该把手装置是设置于该上盖上，并包含一把手以及一把手盖体；
其中，该上方金属遮蔽体、该光罩装置的护膜结构、该光罩装置的侧支撑架、该上盖、该把手以及该把手盖体是由合金或不锈钢两者至少其中之一制成。
11.一种使用于微影制程的光罩传送盒，其特征在于该光罩传送盒包含：
一光罩装置，其包含有一图案化光罩以及一腔室，该腔室围绕容置该图案化光罩的一侧表面，并包含一气体入口，以将一气体扩散至该光罩装置中，以及一气体出口，以经由被扩散导入该光罩装置中的该气体，使该光罩装置中的沉积物缺陷，可由该光罩装置中被扩散排出；以及
一金属遮蔽装置，也包含一气体入口以及一气体出口，该金属遮蔽装置是围绕该光罩装置于其中；
其中，该金属遮蔽装置包含一上方金属遮蔽体，该上方金属遮蔽体围绕该光罩装置的至少一部分，以供减少于该光罩装置中的静电放电影响。 
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