CN101566787A - 清洗掩模版的方法 - Google Patents

Abstract

一种清洗掩模版的方法，包括如下步骤：将掩模版置于含氧气氛中；激发气氛中的氧气形成臭氧，以使臭氧与掩模版的遮光层发生反应；加热超纯水；将掩模版置于超纯水中清洗。本发明的优点在于，经过在含氧气氛中氧化处理后的掩模版，在遮光层的表面形成了一层钝化物质，可以保证掩模版的遮光层在后续的清洗工艺中不会受到超纯水的影响。

Description

清洗掩模版的方法

【技术领域】

本发明涉及集成电路制造领域，尤其涉及清洗掩模版的方法。

【背景技术】

掩模版是光刻工艺中不可缺少的工具。在深亚微米半导体工艺中，为了提高光刻的分辨率，对掩模版的遮光层有非常严格的要求，掩模版遮光部分的厚度应当恰好满足将曝光光源的相位反转180°。因此要精确控制掩模版遮光层的厚度，一旦厚度发生变化，遮光层对相位的控制也相应的发生变化。在应用中，通常允许相位在180°±3°之间变化，如果超出这一范围，掩模版即成为废品，这是掩模版制造车间目前常用的标准。

在制造掩模版的过程中的不同阶段，需要多次采用超纯水对掩模版表面的遮光层进行处理，目的在于去除掩模版表面的化学残留物，污染物，各种粒子等等，对超纯水进行加热可以进一步除去表面的硫酸根离子。超纯水是一种半导体工艺中常用的耗材，是经过离子过滤、紫外杀菌、颗粒过滤等步骤处理后的具有超高纯度的水，电阻率大于18MΩ·cm。在清洗时，为了达到更好的清洗效果，通常对超纯水进行加热。

采用超纯水清洗掩模版的负面影响在于超纯水在加热的条件下会同遮光层发生化学反应，消耗掉一部分的遮光层，导致遮光层的厚度变薄，影响到掩模版成品率。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是，提供一种清洗掩模版的方法，可以防止遮光层被加热的超纯水腐蚀而变薄，提高掩模版的成品率。

为了解决上述问题，本发明提供了一种清洗掩模版的方法，包括如下步骤：将掩模版置于含氧气氛中；激发气氛中的氧气形成臭氧，以使臭氧与掩模版的遮光层发生反应；加热超纯水；将掩模版置于超纯水中清洗。

作为优选的技术方案，所述含氧气氛中氧气的体积在全部气体中所占的比例大于10％，包括空气。

作为优选的技术方案，采用光照的方法激发气氛中的氧气形成臭氧。光照所采用的光源波长范围为365nm至150nm。光照所采用的光源的能量密度范围为0.1J/cm²至0.4J/cm²，光照持续的时间大于5分钟。

作为优选的技术方案，所述加热超纯水，将超纯水加热至温度为70℃至85℃之范围。在超纯水中清洗的时间长度范围为5分钟至20分钟。

本发明的优点在于，经过在含氧气氛中氧化处理后的掩模版，在遮光层的表面形成了一层钝化物质，可以保证掩模版的遮光层在后续的清洗工艺中不会受到加热的超纯水的影响。

【附图说明】

附图1为本发明所提供的清洗掩模版的方法的具体实施方式的工艺流程图；

附图2为本发明所提供的清洗掩模版的方法的具体实施方式中，掩模版被氧化之后在遮光层表面形成钝化层的示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明所提供的清洗掩模版的方法的具体实施方式做详细说明。

附图1所示为本发明所提供的清洗掩模版的方法的具体实施方式的工艺流程图。步骤S10，将掩模版置于含氧气氛中；步骤S11，激发气氛中的氧气形成臭氧；步骤S12，加热超纯水；步骤S13，将掩模版置于超纯水中清洗。

参考步骤S10，将掩模版置于含氧的气氛中。所述含氧气氛中氧气的体积在全部气体中所占的比例大于10％将有利于氧气在后续工艺中发挥作用。在实际操作时，考虑到操作的简便易行，可以直接将掩模版置于空气中。也可以将掩模版置于纯氧环境或者其他含氧的环境中，例如惰性气体与氧气的混合气体。

参考步骤S11，激发气氛中的氧气形成臭氧，与掩模版的遮光层发生反应。附图2为掩模版被氧化后，在遮光层101表面形成钝化层102的示意图。遮光层101的材料通常是由钼、硅、氧、氮等物质组成的化合物。光照可以激发氧气(O₂)形成具有氧化能力的臭氧(O₃)。臭氧同掩模版表面的遮光层101发生氧化反应，在表面形成了一层主要有钼和氧构成的氧化物钝化层102。钝化层102的化学性质稳定，不与热超纯水发生化学反应，因此对遮光层101起到了保护作用。并且臭氧与遮光层101发生的氧化反应仅仅是在遮光层101的表面很薄的一层上进行，因此不会对遮光层101的厚度产生明显的改变。

一种较佳的技术方案是采用光照的方法激发气氛中的氧气形成臭氧。为了操作的便捷和获得更好的激发效果，优选采用波长为365nm至150nm，即通常所说的紫外线，作为光源。上述波长的光源是半导体工艺线中比较常见的光源，例如248nm、193nm或者172nm波长的紫外光。也可以采用波长更小的光源，这样可以更高效地将氧气激发成臭氧，但是这种短波光源不易获得；波长更长的光源比较容易获得，但是激发氧气成臭氧的效率不佳，需要延长光照时间进行补偿。也可以采用其他方法，例如采用射频或者微波激发的方法激发气氛中的氧气，无论何种方法，其基本的构思都是通过一定波长的电磁波将能量传递给氧气分子(O₂)，打破原有的共价键，重新化合形成臭氧(O₃)。

基于对成本的考虑，所述光照激发所采用光源的最佳能量密度为0.1J/cm²至0.4J/cm²。以上数值是半导体工艺线中比较常见的光源能量密度范围。

所述光照激发持续的时间大于5分钟为佳。为了获得更致密的钝化层，对超纯水起到更好的阻挡作用，光照的持续时间最好大于5分钟。实验表明，当光照持续时间超过5分钟之后，可以将掩模版遮光层101的相位偏移控制在±1°的范围之内。在光照10分钟的情况下，相位偏移了-0.76°，光照20分钟的情况下，相位偏移了-0.51°。

参考步骤S12，加热超纯水。加热超纯水的最佳温度为70℃至85℃。如果温度超过85℃，就会对清洗设备的材料提出更高的要求，增加工艺成本，温度低于70℃，达不到清洗的效果，或者是需要延长清洗时间来补偿。

参考步骤S13，将掩模版置于超纯水中清洗。在超纯水中清洗的最佳时间为5分钟至20分钟。低于5分钟清洗的效果不明显，20分钟基本可以满足对掩模版表面清洁度的要求。在此步骤中，由于掩模版遮光层101表面已经形成了一层钝化层102，因此不会同超纯水发生化学反应，避免了由此引起的遮光层减薄。

下面给出本发明所提供的清洗掩模版的方法的实施例。

第一步，将掩模版置于空气中；

第二步，采用紫外线激发空气中的氧气，使之生成臭氧，紫外线的波长172nm，能量密度0.22J/cm²至，持续时间10分钟；

第三步，将超纯水加热到85℃；

第四步，将掩模版置于超纯水中清洗10分钟。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种清洗掩模版的方法，其特征在于，包括如下步骤：

将掩模版置于含氧气氛中；

激发气氛中的氧气形成臭氧，以使臭氧与掩模版的遮光层发生反应；

加热超纯水；

将掩模版置于超纯水中清洗。

2.根据权利要求1所述的清洗掩模版的方法，其特征在于，所述含氧气氛中氧气的体积在全部气体中所占的比例大于10％。

3.根据权利要求2所述的清洗掩模版的方法，其特征在于，所述含氧气氛为选自空气、纯氧以及惰性气体与氧气的混合气体所组成的群组中。

4.根据权利要求1所述的清洗掩模版的方法，其特征在于，采用光照的方法激发气氛中的氧气形成臭氧。

5.根据权利要求4所述的清洗掩模版的方法，其特征在于，所述光照采用的光源波长范围为365nm至150nm。

6.根据权利要求5所述的清洗掩模版的方法，其特征在于，所述光照所采用的光源的能量密度的范围为0.1J/cm²至0.4J/cm²。

7.根据权利要求6所述的清洗掩模版的方法，其特征在于，所述光照持续的时间大于5分钟。

8.根据权利要求1所述的清洗掩模版的方法，其特征在于，所述加热超纯水，将超纯水加热至温度为70℃至85℃的范围。

9.根据权利要求8所述的清洗掩模版的方法，其特征在于，所述在超纯水中清洗的时间的长度范围为5分钟至20分钟。

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