CN103698971A

CN103698971A - 光罩及其制造方法

Info

Publication number: CN103698971A
Application number: CN201210375589.4A
Authority: CN
Inventors: 金普楠; 常聪
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp; Semiconductor Manufacturing International Corp
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2014-04-02

Abstract

本发明公开了一种光罩及其制造方法，由于在透明基材的上表面形成有透光的光致超亲水性薄膜，如二氧化钛光催化薄膜，借助该光致超亲水性薄膜其在光的照射下具有超亲水性，在薄膜表面形成的水膜可以溶解环境中的氨气、二氧化硫等污染气体，因此避免结晶体的产生，可以从根本上解决光罩出现雾状缺陷的问题，提高半导体晶圆的良率。

Description

光罩及其制造方法

技术领域

本发明涉及半导体器件制造领域，尤其涉及一种光罩及其制造方法。

背景技术

光罩（Mask）普遍用于半导体制造的光刻（Photolithography）工艺中，用于将电路图案转移到半导体晶圆上，实现图案化半导体晶圆。图1示出了现有光罩的结构，其包括透明基材10和位于透明基材10上表面的吸收层11，吸收层11组成电路图案；其中，透明基材10的材料可以为熔合石英（Fused Quartz）、氟化钙（CaF₂）或者其他合适的材料，吸收层11可以为由铬（Cr）、氧化铬等构成的无机薄膜。在光罩应用环境中一般含有氨化物如氨气、硫化物如二氧化硫、三氧化硫等气体，这些气体在空气中发生反应，在光罩的透明基材10的表面形成如硫酸铵的结晶体。作为光罩污染的主要来源之一，所述结晶体称为雾状缺陷（Haze Defect），随着时间推移以及曝光时间的增加，结晶体体积逐渐生长到足够大而成为点缺陷，在使用光罩进行光刻胶的曝光作业时，由于雾状缺陷的遮挡，使得转移到半导体晶圆上的图案也出现点缺陷，并且，随着曝光光源波长越来越短，其能量也越来越高，更容易引起气体进行反应生成结晶体而产生雾状缺陷，进而进一步影响半导体晶圆的良率。

为了解决光罩出现的雾状缺陷问题，现有技术通常在由吸收层11构成的电路图案上方设置保护膜组件阻挡部分反应离子，其包括位于电路图案上方的透明的保护膜12（Pellicle film）和用于固定保护膜的框架13（Pellicle frame），但是这种方法需要定时更换保护膜，且保护膜仅能将部分反应离子阻挡，透明基材上还是会形成雾状缺陷；另一种方法是使用加热处理或热去离子水清洗光罩，但该方法成本高，且热处理和热去离子水清洗均会损伤光罩，缩短光罩的使用寿命；现有技术还通过改善光罩的储存和使用环境以延长雾状缺陷结晶体的生长周期，或通过光罩缺陷检测，在空的晶圆上曝光出光罩的图形后进行缺陷扫描，以检测成像是否出现重复缺陷等方式预防雾状缺陷对半导体晶圆良率产生不良影响。但是，现有的方法均不能从根本上避免结晶体的产生，因此效果有限。

发明内容

鉴于现有技术的问题，本发明提供了一种光罩及其制造方法，以从根本上解决光罩出现雾状缺陷的问题，避免结晶体的产生。

本发明采用的技术方案如下：一种光罩的制造方法，包括：

提供未安装保护膜的光罩，其包括透明基材及设置于透明基材上表面的吸收层；

使用去离子水清洗所述未安装保护膜的光罩，在所述透明基材上表面形成一层透光的光致超亲水性薄膜；

安装保护膜。

进一步，在使用去离子水清洗所述未安装保护膜的光罩后，以及在所述透明基材上表面形成一层透光的光致超亲水性薄膜之前，还包括光罩缺陷检验的步骤。

进一步，在安装保护膜后，还包括使用去离子水清洗光罩的步骤，以及光罩缺陷检验的步骤。

进一步，在所述透明基材下表面也形成有一层透光的光触媒涂层。

进一步，所述透光的光致超亲水性薄膜的为二氧化钛光催化薄膜。

本发明还提供了一种光罩，包括透明基材、位于透明基材上表面的吸收层，以及设置于吸收层之上的保护膜和用于固定所述保护膜的框架，其中，未覆盖有吸收层的所述透明基材的上表面还设置有一层透光的光致超亲水性薄膜。

进一步，所述透明基材下表面也设置有一层透光的光致超亲水性薄膜。

进一步，所述透光的光致超亲水性薄膜为二氧化钛光催化薄膜。

采用在本发明所提供的光罩制造方法和光罩，由于在透明基材的上表面形成有透光的光致超亲水性薄膜，如二氧化钛光催化薄膜，借助该光致超亲水性薄膜其在光的照射下具有超亲水性，在薄膜表面形成的水膜可以溶解环境中的氨气、二氧化硫等污染气体，因此避免结晶体的产生，可以从根本上解决光罩出现雾状缺陷的问题，提高半导体晶圆的良率。

附图说明

图1为现有光罩的结构示意图；

图2为本发明一种光罩制造方法的流程图；

图3本发明一种光罩的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明是基于以下原理设计的，以二氧化钛光催化薄膜为代表的透光的光致超亲水性薄膜在光的照射后微观形成了纳米尺寸的亲水性与亲油性微屈，可以对水分子再吸附，并使水形成水膜均匀的铺展在薄膜表面，从而产生超亲水作用，宏观表现为水与薄膜界面的接触角逐渐变化到零，所以其具有防雾功能；而作为光罩雾状缺陷结晶体的反应气体的氨气、二氧化硫、三氧化硫属于易溶于水物质，在透光的光致超亲水性薄膜形成水膜后可溶解于水膜，从而可避免光罩上结晶体的出现。

作为本发明一种光罩制造方法的典型实施例，如图2所示，包括：

提供未安装保护膜的光罩，其包括透明基材及设置于透明基材上表面的吸收层；对未安装保护膜的光罩使用去离子水进行清洗，作为可选步骤，清洗后对光罩进行缺陷检验；

在透明基材上表面形成一层透光的光触媒涂层，作为优选的，在透明基材下表面也同时形成一层透光的光触媒涂层；需要说明的是，虽然雾状缺陷会同时在透明基材的上下表面形成，但是，由于曝光聚焦时，仅对准透明基材的上表面，因此，作为避免雾状缺陷产生的光触媒涂层仅在透明基材上表面形成即可；另一方面，虽然透明基材下表面的结晶体并不作为雾状缺陷的主要影响因素，但是，本领域技术人员可以预见的，随着光罩使用时间的延长，生成于透明基材下表面的结晶体会逐渐增多，最终会影响曝光质量，因此，作为优选的，在透明基材下表面也形成透光的光触媒涂层；

在本实施例中，透光的光致超亲水性薄膜为二氧化钛光催化薄膜，作为本领域人员公知的，可采用多种方式形成二氧化钛光催化薄膜，作为举例，可采用溶胶-凝胶的方法在光罩的透明基材表面形成二氧化钛光催化薄膜，具体的，TiO₂溶胶制备条件在适量乙酰丙酮作为水解抑制剂的条件下，试剂按体积比V（Ti（OC₄H₉）₄）/V（C₂H₅OH）/V（H₂O）=1：15：0.4混合均匀，同时用稀释HCL调节PH值约为3.5，所得TiO₂溶胶浓度为1.7wt%；将配制好的溶胶加压到1.3~2.0atm，以1m/min的速度在光罩的透明基材表面喷涂溶胶，然后在105摄氏度将光罩烘干，于300摄氏度热处理10min，自然冷却即可。

安装保护膜，作为可选步骤，在安装保护膜后，还包括使用去离子水清洗光罩的步骤，以及光罩缺陷检验的步骤。

如图3所示，本发明还提供了一种光罩，其包括透明基材20、位于透明基材20上表面的吸收层21，以及设置于吸收层之上的保护膜22和用于固定所述保护膜22的框架23，其中，未覆盖有吸收层21的所述透明基材20的上表面还设置有一层透光的光致超亲水性薄膜24a，作为优选的，透明基材20下表面也设置有一层透光的光致超亲水性薄膜24b，光致超亲水性薄膜24a和24b可以为二氧化钛光催化薄膜。

综上所述，在本发明所提供的光罩制造方法和光罩中，在透明基材的上表面形成有透光的光致超亲水性薄膜，如二氧化钛光催化薄膜，由于在透明基材的上表面形成有透光的光致超亲水性薄膜，如二氧化钛光催化薄膜，借助该光致超亲水性薄膜其在光的照射下具有超亲水性，在薄膜表面形成的水膜可以溶解环境中的氨气、二氧化硫等污染气体，因此避免结晶体的产生，可以从根本上解决光罩出现雾状缺陷的问题，提高半导体晶圆的良率。

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

1.一种光罩的制造方法，包括：

安装保护膜。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在使用去离子水清洗所述未安装保护膜的光罩后，以及在所述透明基材上表面形成一层透光的光致超亲水性薄膜之前，还包括光罩缺陷检验的步骤。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在安装保护膜后，还包括使用去离子水清洗光罩的步骤，以及光罩缺陷检验的步骤。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，在所述透明基材下表面也形成有一层透光的光致超亲水性薄膜。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述透光的光致超亲水性薄膜的为二氧化钛光催化薄膜。

6.一种光罩，包括透明基材、位于透明基材上表面的吸收层，以及设置于吸收层之上的保护膜和用于固定所述保护膜的框架，其特征在于，未覆盖有吸收层的所述透明基材的上表面还设置有一层透光的光致超亲水性薄膜。

7.根据权利要求6所述的光罩，其特征在于，所述透明基材下表面也设置有一层透光的光致超亲水性薄膜。

8.根据权利要求6或7所述的光罩，其特征在于，所述透光的光致超亲水性薄膜为二氧化钛光催化薄膜。