CN101625528A

CN101625528A - 掩模版夹具

Info

Publication number: CN101625528A
Application number: CN200810040365A
Authority: CN
Inventors: 徐晓敏; 吴凌辉; 金志锐
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority date: 2008-07-08
Filing date: 2008-07-08
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2028-07-08
Also published as: CN101625528B; US20100007869A1

Abstract

本发明提供了一种生产线上半导体器件的制造工艺过程中的操作掩模版的装置和方法。所述装置包括用于固定掩模版的固定架，所述固定架被配置成安全地固定掩模版、且水平指示器连接至固定架以指示固定架的水平状态；所述装置还包括连接至固定架的轴以便固定以及连接至轴的开关。所述方法包括提供掩模版；使用掩模版固定架夹住掩模版，所述固定架包括开关、水平指示器，所述水平指示器与固定架一起工作，用于指示固定架的水平状态；所述方法进一步包括装载掩模版入掩模版盒，同时使用水平指示器保持固定架水平。

Description

掩模版夹具

技术领域

本发明涉及半导体器件制造设备和方法，更为具体地，本发明提供了一种掩模版夹具以防止在生产线上手动操作掩模版时掩模版受到损伤和刮伤。

背景技术

在光刻中，掩模版(Reticle)或者光罩(Mask)由透明衬底上的图形化的不透明涂层(Coating)组成，比如铬，且用于制造半导体器件的集成电路或者其它需要在衬底上形成微小特征的器件。每块定义集成电路制造中的一个图形化的层的一套掩模版被提供给步进式光刻机或者扫描式光刻机，且分别被选择曝光。在大规模的生产集成电路器件的光刻中，所述光罩(Photomask)也叫做掩模版(Photoreticle或者Reticle)。如步进式和扫描式光刻机中所使用的，掩模版包含芯片的一层，其被投影并被缩小4～5倍至晶圆表面。为了获得完整的晶圆覆盖，晶圆在光柱下反复地从一个位置步进到另一个位置，直至达到完全曝光。

掩模版通常通过在衬底上的下方的不透明图层上的光刻胶层中形成图形制造。所述光刻胶层中的图形通过刻蚀步骤转移至下方的不透明的涂层中。所述光刻胶作为刻蚀掩膜。由于制造其所需的时间和开支，高质量的掩模版价值不菲。由于使用昂贵的电子束工具形成图形以及可能使用昂贵的聚焦离子束(Focused ion beam，FIB)工具修复缺陷，制造一块掩模版所需时间可能需要达两周且费用容易地达到$20,000甚至更多。

在集成电路制造过程中，掩模版必须得到保护以防止损伤或者可能粘附至其表面的微粒。一个由薄的膜层组成的称做表膜(Pellicle)的涂层被安装在框架(Frame)或者垫片(Spacer)上以连接表膜至掩模版。通过在表膜上聚集使灰尘微粒不能接近掩模版，所述表膜典型地为一层诸如硝化纤维之类的高度透明材料的薄膜。任何聚集在表膜上的微粒不影响从掩模版转移至器件衬底上的光刻胶层上的空间图像。由于微粒不在掩模版表面上的聚焦平面之内，其图像不会被重现到光刻胶薄膜上。否则，任何聚集在掩模版上的透明的石英区域上的微粒都会重现到光刻胶薄膜中成为缺陷(Defect)，并且最终降低所制造的器件的性能。

有时，在生产线上使用夹具操作的过程中薄膜被撕裂或者刮伤，表膜必须被替换。生产和修理掩模版的工艺非常昂贵。由于掩模版很脆，通过在特殊设计的掩模版盒中或者支架上运输防止其受到静电放电(ESD)的危害或者其他损害。当掩模版被手动地以一个倾斜角装载掩模版盒入内或者支架上的时候，表膜可能会接触到背面的支架的上面水平部分。由于在掩模版装载的过程中超过一定角度的倾斜会损伤表膜，所以需要掩模版保持水平。综上，需要一种加工半导体器件用的改进的掩模版夹具。

发明内容

在本发明的一个具体实施例中，提供了一种操作掩模版的装置，所述装置包括：固定架，用于固定掩模版；连接至固定架且与固定架一起工作的水平指示器，用于指示固定架的水平状态。所述装置还包括连接至固定架的轴和连接至轴的开关。

在本发明的另一个具体实施例中，一种操作掩模版的方法，所述方法包括：提供掩模版，使用掩模板固定架夹住掩模版，所述掩模板固定架包括开关、与固定架一起工作的水平指示器，所述水平指示器用于指示固定架的水平状态。所述方法进一步包括装载掩模版入掩模版盒内同时保持固定架水平。

通过本发明可以获得很多胜过传统的掩模板夹具的益处。例如，使用本发明的掩模版夹具的操作工在操作掩模板过程中可以防止表膜损伤或者刮伤。因此，就可以安全地操作昂贵的掩模版，并且操作工的技术并不是那么的重要。依赖于实施例，可以获得上述一个或者多个优点，在本发明的整个说明书中会更详细地说明这些及其他优点，特别是下文中。

参考详细的说明书和随后的附图可以更完整地理解本发明的各个附加的目的、特征和优点。

附图说明

附图，此处合成一体形成说明书的一部分，举例说明了本发明，且和具体实施方式一起进一步揭示本发明的原理以使本领域相关的技术人员实施本发明。

图1是附有表膜的掩模版的简化的平面视图；

图2A是表膜的简化的俯视图，所述表膜上部在用现有掩模版夹具手动装载至支架上的过程中受损；

图2B是沿着图2A中A-A′线的简化的截面视图，显示放置在支架204上的掩模版200；

图3是根据本发明的一个实施例的掩模版夹具的简化的截面视图；

图4是图3所示的当装载有掩模板时掩模版夹具的简化的截面视图。

具体实施方式

本发明总体来说涉及集成电路及半导体器件制造工艺，更为具体地，本发明提供了一种改进的掩模版夹具以防止在生产线上手动操作掩模版时掩模版受到损伤和刮伤。仅仅是作为例子，本发明已被应用于制造集成电路的掩模版夹具，但是应该认识到具有更大的应用范围。

还应该理解，此处实例和实施方案仅仅用于说明性目的，本领域技术人员在本发明的启迪下将会知道各种改变或变化，这些改变或变化也包括在本申请的精神和范围以及所附的权利要求的范围内。

参考附图，本发明的示范实施例被充分地描述。本发明可以以许多不同形式具体化，不应当解释为限于此处所陈述的示范实施例。更合理地，提供这些示范实施例以使本公开彻底和完全，且向本领域技术人员传达本发明的概念。

其中，本发明的实施例提供了一种改进的掩模版夹具，用于将掩模版放入掩模版盒中而不损伤表膜。

图1是附有表膜104的掩模版102的简化的平面视图。众所周知，在半导体器件制造过程中，目标是取得没有缺陷的电路图形的曝光。随着集成电路从小规模集成电路阶段向超大规模集成电路阶段发展，超洁净的制造空间的需求变得越来越迫切。例如，在曝光中落至光罩表面的单个空中微粒可能损坏掩模版102下的晶圆上的被曝光的电路。

为了帮助解决这个问题，光刻业界开发了表膜104来阻隔微粒并且保护光罩不受各种形式的污染。表膜104包含了一层沿框架伸展的薄的透明的薄膜。所述框架以拉张状态固定薄膜，并且通过框架的厚度使其离开掩模版102表面，使用粘合剂把框架粘合到光罩上。

表膜104在提高投影到晶圆上的图像的准确度上起着双重作用。首先，表膜104保护掩模版102避免与微粒污染直接接触。如上所述，落在掩模版102上的微粒会使图像发生扭曲，所以其必须被去除。然而，由于去除与掩模版102直接接触，从掩模版102上去除微粒会对掩模版102造成损伤。当使用表膜104时，微粒会落在表膜104上而非掩模版102上，因此，只需清洁表膜104。由于在清洁过程中掩模版102被所述薄膜自身保护，清洁表膜104而非掩模版102对掩模版102整体几乎无危害。

表膜104的第二个作用是与表膜104的隔离作用(Standoff)有关。在曝光过程中，聚焦平面与印在掩模版102上的图像的位置相关。通过使用包含表膜104，系统中任何微粒将会落在表膜104上而非掩模版102上。由于表膜104的厚度，表膜104表面和掩模版102的图形化表面之间具有距离，这些微粒不会进入聚焦平面。由于表膜104将这些微粒移出了聚焦平面之外，投影至衬底上的图像包含这些微粒的可能性大大降低。

图2A是掩模版200的简化的俯视图，所述掩模版200置于掩模版盒208的掩模版支架201～206上。有时，在操作过程中表膜209会被撕裂或者损伤，尤其是当掩模版200以如图2A和图2B所示的倾斜角度被放入掩模版夹具或者支架204上的时候。当掩模版200被装载的时候，掩模版支架201～206与掩模版200相接触，与支架203和204相邻的表膜207的上部会在使用现有的掩模版夹具手动装载入掩模版盒208的时候受到损伤。

图2B是沿着图2A中的A-A′线的简化的截面视图，显示掩模版200被放置在支架204上。图2B示出了当掩模版200被放入到掩模版盒208时，表膜207的下表面是如何与支架204的上方的水平表面210相接触。当掩模版200被放置到支架201～206上，表膜207和支架204的表面之间会由于支架201～206之间存在高度差而存在间隙。在这种情况下，如果以一个倾斜角将掩模版200放入掩模版盒208中，表膜207会接触到支架204的上方的水平表面210。因此，当掩模版200被放入的时候，倾斜超过特定角度可能对表膜207造成损伤。这个角度通常取决于支架201～206之间的高度差。然而，由于支架201～202、205～206只会接触到石英而不会接触到表膜207，任何从左到右的倾斜都不会造成这样的问题，如图2A所示。

图3是掩模版夹具300的简化的截面视图。所述掩模版夹具300包括轴310、U形的固定架306，所述固定架306具有一对夹子304、开关312和与固定架306或者轴310连接的气泡水平指示器308。固定架306为U形，具有一个开放的顶端，夹子304放置于其顶端。当开关312转至“ON”(锁住)的时候，夹子304向里移动固定或者夹住掩模版。当开关3 12转至“OFF”的时候，夹子304向外移动松开和把掩模版放置在支架上。

水平指示器308可以与固定架306连接，也可以与轴310的轴体连接。气泡水平指示器308或者任何其它类型可以被连接以精确保持夹具306水平。如前所述，精确地对准并保持夹具水平对于在掩模版被装入或者取出掩模版盒的过程中防止表膜受到损伤是必要的。水平指示器308可以包括圆柱形的本体，所述圆柱形的本体具有半球形的底部、由液体空腔和覆盖液体空腔的视窗组成的顶端。视窗上可以具有水平标记。液体空腔内容纳一定体积的液体，所述液体在视窗下形成定位气泡。为了将定位气泡与水平标记对准，掩模版夹具300在后续的使用过程中可被可调地倾斜。任何本领域的普通技术人员可以认识到很多变化、替换或者改进。

图4是图3的当装载有掩模板时掩模版夹具的简化的截面视图。掩模版414被掩模版夹具装置400的固定架406和夹子404安全地夹住。通过使用水平指示器408保持掩模版夹具水平，掩模版414就能够被安全地装载入或者拿出掩模版盒或者步进式光刻机系统。图中标记410为轴，412为开关，416为表膜。

所述示意图仅仅是一个例子，对此不应该不适当地限制本发明权利要求所要求保护的范围。任何本领域的普通技术人员都可以认识到许多变化、替换和改进。还应该理解，本发明中所述实例和实施方案仅仅用于说明性目的，本领域技术人员在本发明的启迪下将会知道各种改变或变化，这些改变或变化也包括在本申请的精神和范围以及所附的权利要求的范围内。

Claims

1.一种操作掩模版的装置，包括：

固定架，用于固定掩模版；

水平指示器，耦合至固定架，用于指示固定架的水平状态；

轴，连接至固定架，使得人能够把持该装置；以及

开关，连接至轴，并且适合于控制固定架以固定掩模版。

2.根据权利要求1所述的操作掩模版的装置，其特征在于，所述固定架的形状呈U形。

3.根据权利要求1所述的操作掩模版的装置，其特征在于，所述固定架具有一对向里移动以夹住掩模版的夹子。

4.根据权利要求1所述的操作掩模版的装置，其特征在于，所述水平指示器为气泡水平指示器。

5.根据权利要求1所述的操作掩模版的装置，其特征在于，所述开关配置成锁住或者开启固定架。

6.一种操作掩模版的方法，包括：

使用固定架夹住掩模版，所述固定架包括开关以及水平指示器，所述水平指示器与固定架一起工作，用于指示固定架的水平状态；以及

将掩模版装载到掩模版盒内，同时利用水平指示器来保持固定架的水平状态。

7.根据权利要求6所述的操作掩模版的方法，其特征在于，在掩模版上提供薄膜以保护掩模版。

8.根据权利要求6所述的操作掩模版的方法，其特征在于，所述固定架的形状呈U形。

9.根据权利要求6所述的操作掩模版的方法，其特征在于，所述水平指示器为气泡水平指示器。

10.根据权利要求6所述的操作掩模版的方法，其特征在于，所述开关被开启以便锁住掩模版固定架。