CN103676459B - 光罩装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光罩装置，包括光罩和设于所述光罩表面的保护薄膜，所述光罩装置还包括：嵌入于所述光罩的第一边框；以及设于所述保护薄膜表面且与所述第一边框相适配的第二边框；所述第一边框和第二边框通过磁力相互吸引以使所述保护薄膜贴合于所述光罩表面。本发明利用通过磁力相互吸引的第一边框和第二边框使得保护薄膜贴合于光罩表面，进而在进行光罩的重装时，简化了保护薄膜的拆卸过程，并且不会产生胶残留，简化了光罩的清洗过程，缩短了光罩重装的制程周期，并且不会在光罩表面产生硫酸根离子的残留，进而降低了产生haze的几率，同时也减小了光罩重装过程中的相位衰减，进而延长了光罩重装的次数和周期以及光罩的使用寿命。

Description

光罩装置

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种光刻工艺所使用的光罩装置。

背景技术

光刻工艺是半导体器件制造过程中的重要工艺步骤。光刻就是将光罩（mask，也可称为光掩膜）上的图案通过曝光等技术转移到晶圆上，而光罩上的图案即是所要制造的半导体器件的电路图案。通过光刻、沉积、腐蚀等技术的有机结合即可在晶圆上制成所要制造的半导体器件。

现在的FAB（半导体制造工厂）中所使用的光罩装置中，除其最主要的组成部分光罩外，还包括有黏合在所述光罩表面的透明的保护薄膜（pellicle）。所述保护薄膜使用胶黏合在所述光罩的表面。保护薄膜的作用是防止尘埃等杂质掉落到光罩表面，进而避免尘埃在光刻过程中在晶圆表面显影而形成缺陷。

现有的上述光罩装置的光罩与保护薄膜的组合方式，因为使用胶进行二者黏合，所以具有很大的缺点。

比如，在去掉保护薄膜的时候，会在光罩表面形成胶的残留。要去除残胶，则需要使用大量的浓硫酸对光罩进行清洗，这样便会在光罩表面残留下过多的硫酸根离子，会导致加速Haze的生长，进而影响光罩在FAB的使用。其中，Haze是硫酸氨的微小结晶，这种结晶是在光罩清洗过程中残留在光罩表面的硫酸根离子和氨根离子在长时间的曝光条件下所产生。

为了尽量减少光罩表面所残留的硫酸根离子，在清洗过程中，还增加了热水清洗的步骤。但是，这样的话，对于PSM（Phase Shift Mask，相移光罩）光罩来说，会造成严重的相位衰减（Phase Decay），为了保证使用中的光罩的相位（Phase）在所设计的规格之内，则必然要减少光罩的重装（remount）次数，进而使得光罩的重装次数受到限制，而降低了光罩的使用次数，增加了半导体器件的制造成本。

为了延缓上述利用胶进行保护薄膜和光罩之间的黏合方式所带来的问题。现有技术中也采用了一些手段，如：增加光罩的重复检测（re-check）频率、以早期预警haze生长、对光罩进行定期清洗、控制光罩的重装次数、以及制作备用光罩等手段。但是这些手段仍然无法从根本上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种新的光罩装置以解决由于上述使用胶将保护薄膜黏合于光罩表面后所带来的去掉保护薄膜后在光罩表面形成胶的残留，以及去除所述残留而在光罩表面残留硫酸根离子，导致加速Haze的生长，进而影响光罩在FAB的使用，以及所造成的PSM光罩的严重的相位衰减等问题。

本申请的技术方案是这样实现的：

一种光罩装置，包括光罩和设于所述光罩表面的保护薄膜，所述光罩装置还包括：

嵌入于所述光罩的第一边框；

设于所述保护薄膜表面且与所述第一边框相适配的第二边框；

所述第一边框和第二边框通过磁力相互吸引以使所述保护薄膜贴合于所述光罩表面。

进一步：

所述第一边框为钢制边框；

所述第二边框包括：在所述保护薄膜表面上层叠设置的铝镁合金金属框、永磁铁框和密封橡胶框；

所述保护薄膜通过所述永磁铁框与所述钢制边框之间的磁力作用，并通过所述密封橡胶框贴合于所述光罩表面。

进一步，所述第一边框为位于所述光罩四周的环形边框，所述第二边框为位于所述保护薄膜四周的环形边框。

进一步，所述第二边框的厚度为4.5~6.5mm。

进一步，所述密封橡胶框的厚度为0.45~0.55mm。

进一步，所述第一边框和第二边框的宽度为2~3mm。

从上述方案可以看出，本发明的光罩装置由于利用通过磁力相互吸引的第一边框和第二边框使得所述保护薄膜贴合于所述光罩表面，进而在进行光罩的重装时，极大的简化了保护薄膜的拆卸过程，并且因为本发明替代了胶黏合的方式，因此不会产生胶残留，也进而简化了所述光罩的清洗过程，从而缩短了光罩重装的制程周期。由于本发明替代了胶黏合的方式，进而在光罩重装的清洗过程中不再使用浓硫酸进行清洗，因此便不会在光罩表面产生硫酸根离子的残留，进而降低了产生haze的几率。另外，本发明对于PSM光罩来说，因为在光罩重装过程中的光罩表面不会残留硫酸根离子，进而不用增加热水清洗的步骤，因此也会减小光罩重装过程中的相位衰减，进而延长了光罩重装的次数和周期以及光罩的使用寿命。

附图说明

图1为本发明光罩装置的正视图；

图2为图1所示本发明光罩装置中的光罩沿A向的切面图；

图3为图1所示本发明光罩装置中的保护薄膜沿B向的切面图；

图4为图1所示本发明光罩装置沿A向的切面图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。

图1所示为本发明的光罩装置的正视图。本发明的光罩装置包括光罩1和设于光罩1表面的保护薄膜2，所述保护薄膜2与光罩1紧密贴合以防止尘埃等杂质掉落到光罩表面。本发明中，光罩1和保护薄膜2通过嵌入在光罩1的第一边框11和设于所述保护薄膜2表面且与所述第一边框11相适配的第二边框21之间的吸合作用而贴合在一起，换句话说，即所述第一边框11和第二边框21通过他们之间的磁力相互吸引以使所述保护薄膜2贴合于所述光罩1表面的。图1中，因为第一边框11和第二边框21的相互吸引以重叠，所以无法诠释光罩1、保护薄膜2、第一边框11以及第二边框21的整体结构，以下在图1的基础上结合图2至图4具体介绍本发明的光罩装置的结构。

如图2并结合图1所示，第一边框11嵌入于所述光罩1，且所述第一边框11为钢制材料，以使其可与磁性材料吸引，第一边框11呈环形（如环状的长方形）并环绕于光罩1的四周。

如图3并结合图1所示，第二边框21包括了层叠设置于所述保护薄膜2表面上的铝镁合金金属框211、永磁铁框212和密封橡胶框213，即所述第二边框21包括在保护薄膜2表面上依次叠加的铝镁合金金属框211、永磁铁框212和密封橡胶框213。与第一边框11相适配地，第二边框21（包括所述铝镁合金金属框211、永磁铁框212和密封橡胶框213）也呈环形（如环状的长方形），且大小形状与第一边框11近似相同，并且第二边框21位于所述保护薄膜2的四周。在将所述保护薄膜2安装于所述光罩1时，所述第二边框21（包括所述铝镁合金金属框211、永磁铁框212和密封橡胶框213）位于所述保护薄膜2靠近所述光罩1的一侧。

第二边框21中所采用铝镁合金金属框211，其主要作用是质量轻，进而可减轻本发明光罩装置中的复合式保护薄膜（即带有第二边框21的保护薄膜2）的整体重量，同时铝镁合金的硬度高不易变形，进而使得保护薄膜2和光罩1之间的结合紧密而平整。

如图4并结合图1所示，由于第二边框21中的永磁铁框212和钢制材料的第一边框11之间通过磁力相互吸引，进而使的所述保护薄膜2贴合于所述光罩1表面。由于第二边框21和第一边框11相适配，所以使得保护薄膜2和所述光罩1之间的贴合更加紧密，如图4中，第二边框21中位于永磁铁框212和光罩1之间的密封橡胶框213可有效的防止尘埃等杂质掉落到光罩表面，并且呈环形设计的第一边框11和第二边框21，也更加保护了光罩1位于环形中的图案。本发明中，第二边框21和第一边框11之间的磁力大小以能够将所述保护薄膜2贴合于所述光罩1上，并且不易掉落为标准，具体大小可依据实际使用经验而定。

本发明中，第二边框21的厚度（即铝镁合金金属框211、永磁铁框212和密封橡胶框213的总厚度）为4.5~6.5mm，优选地为5mm；其中的密封橡胶框213的厚度为0.45~0.55mm，优选地为0.5mm。第一边框11和第二边框21的宽度为2~3mm，优选地为2mm。

本发明的上述光罩装置由于利用通过磁力相互吸引的第一边框和第二边框使得所述保护薄膜能够贴合于所述光罩表面，进而在进行光罩的重装时，可以极大简化保护薄膜的拆卸过程。由于上述光罩装置替代了胶黏合的方式，因此不会产生胶残留，也进而简化了光罩的清洗过程，从而缩短了光罩重装的制程周期。还由于上述光罩装置替代了胶黏合的方式，进而在光罩重装的清洗过程中不再使用浓硫酸进行清洗，因此便不会在光罩表面产生硫酸根离子的残留，进而降低了产生haze的几率。另外，对于PSM光罩来说，上述光罩装置因为在光罩重装过程中的光罩表面不会残留硫酸根离子，进而不用增加热水清洗的步骤，因此也会减小光罩重装过程中的相位衰减，进而延长了光罩重装的次数和周期以及光罩的使用寿命。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种光罩装置，包括光罩和设于所述光罩表面的保护薄膜，其特征在于，所述光罩装置还包括：

嵌入于所述光罩的第一边框；

设于所述保护薄膜表面且与所述第一边框相适配的第二边框；

所述第一边框和第二边框通过磁力相互吸引以使所述保护薄膜贴合于所述光罩表面；

其中，所述第一边框为钢制边框；

所述第二边框包括：在所述保护薄膜表面上层叠设置的铝镁合金金属框、永磁铁框和密封橡胶框；

所述保护薄膜通过所述永磁铁框与所述钢制边框之间的磁力作用，并通过所述密封橡胶框贴合于所述光罩表面。

2.根据权利要求1所述的光罩装置，其特征在于：所述第一边框为位于所述光罩四周的环形边框，所述第二边框为位于所述保护薄膜四周的环形边框。

3.根据权利要求1或2所述的光罩装置，其特征在于：所述第二边框的厚度为4.5～6.5mm。

4.根据权利要求1或2所述的光罩装置，其特征在于：所述密封橡胶框的厚度为0.45～0.55mm。

5.根据权利要求1或2所述的光罩装置，其特征在于：所述第一边框和第二边框的宽度为2～3mm。