CN104181781B - 用于清洁光掩模的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于清洁光掩模的设备和方法。该设备适合用于从光掩模去除残胶，其包括：光掩模，其设置为使得残胶遗留在其上的表面指向下；金属板，其被形成为邻近所述残胶；以及激光发生器，其用于照射激光在所述金属板上使得所述残胶被从所述金属板生成的热量去除。

Description

用于清洁光掩模的设备和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年5月27日提交的韩国专利申请No.10-2013-0059717号的优先权，通过引用的方式将其全部内容并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于清洁光掩模的设备和方法，以及更具体地，涉及用于清洁光掩模的设备和使用该设备清洁光掩模的的方法，其中金属板邻近残胶形成并且激光照射到金属板上以有效地通过金属板的热量去除残胶。

背景技术

随着电气和电子装置的高集成度和小型化的最新趋势，需要严格的工艺条件。具体而言，重要的是防止工艺中使用的装置或者设备中杂质的污染或注入，并且制造具有精细图案的装置从而足以用于最优设计。对于在装置制造过程中形成精细图案最有用的是光刻工艺，其中，通过光刻工艺在相应的晶片上形成精细图案。

典型地，光刻工艺以这样一种方式进行，其中，在该方式中在晶片上均匀应用光刻胶，并且对光掩模的图案进行曝光、显影，从而在晶片上形成光掩模的精细图案。

在光刻工艺中，光掩模具有缺陷或杂质的情况导致残次的晶片，其不希望地导致多个问题如半导体装置的低产量和合格率。

具体而言，晶片上由光刻工艺形成的最终图案不能仅由单次曝光过程完成，而是取决于图案或集成度的不同由多次曝光过程形成。光掩模的这种缺陷被认为是与装置的集成度增加成比例的更重要的工艺因素。

因此，必须改进工艺条件以便不污染光掩模，另外，在光掩模的一个表面上形成防护膜使得光掩模本身不被污染。

防护膜是通过附接至防护膜框架的顶部而形成，防护膜框架已被附接至光掩模的无图案区域的上表面，并且因此防护膜用以防止光掩模上杂质的直接吸收并且使得容易地储存和管理光掩模。

因此，使用胶粘剂将防护膜框架附接至光掩模的石英板上。在防护膜被污染的情况中，当其被移除时，用于附接防护膜框架的胶粘剂可能遗留在光掩模的石英板上，使其难以形成再次形成防护膜。此外，当光刻工艺是在胶粘剂被遗留而没有防护膜的状态中进行时，由于胶粘剂的化学反应，可能发生多个问题如低曝光、光散射等。因此，完全去除胶粘剂是很重要的。

通常，执行使用硫酸的化学湿法去除工艺以从光掩模去除胶粘剂，但是即使在去除胶粘剂后湿的溶液或残留物也可能仍然遗留在光掩模上，并且光掩模的图案可能由于硫酸被损坏。

为了解决由湿法去除工艺导致的问题，韩国专利申请公开No.10-2008-0001469公开了通过从光掩模去除防护膜，热处理光掩模以因此熔化胶粘剂，并使用O₃、氨(NH₄OH)和过氧化氢(H₂O₂)的稀释液（SCl）清洁光掩模，从而去除残胶。

然而，因为热量直接应用至光掩模，该方法是有问题的，并且因此光掩模可能会被变形和污染，并且清洁溶液可能会遗留在光掩模的表面上。

为了解决由湿法工艺引起的问题，最近正在深入研究如同韩国专利申请公开No.10-2012-0097893的使用干法工艺去除胶粘剂。

这个方法用来直接将激光照射到防护膜残胶上从而去除防护膜残留物。

尽管这个方法可从形成在光掩模上的铬（Cr）的上表面去除残胶，但是不能完全去除存在于石英板上的胶粘剂有机材料。

图1A和图1B示出了使用这种现有专利的测试结果。图1A示出了残胶遗留在光掩模的Cr上的情况，并且图1B示出了残胶仅遗留在光掩模的石英板上的情况。

如这些图中所示出的，在残胶遗留在Cr上的情况中，在UV激光照射后，一定程度上去除了残胶而没有损伤Cr。然而，在残胶仅遗留在石英板上而没有Cr的情况中，即使当UV激光照射时，残胶也永远无法去除。甚至在能量密度大于从Cr上表面去除残胶的测试中的激光两倍时，残胶也没有改变。另外，即使当使用多个激光照射时，也没有发生残胶改变。

因此，直接在残胶或者石英板上照射激光的方法是不利的，因为残胶没有从石英板上彻底去除残胶。

另外，由于激光直接照射在光掩模上，能够防止光掩模损伤的激光的功率范围是有限的，进而不会发生彻底去除胶粘剂有机材料。尽管激光功率必须增加至完全去除胶粘剂有机材料，但是光掩模反而可能会被损坏。

发明内容

因此，本发明已经充分考虑了相关技术中遇到的上述问题，并且本发明的目的是提供一种用于清洁光掩模的设备和方法，其中，以这样一种方式使用激光清洁光掩模的干法清洁工艺，其中，在该方式中金属板邻近残胶形成并且激光照射在金属板上使得残胶被金属板的热量去除。

为了实现上述目的，本发明提供用于清洁光掩模的设备，适合用于从光掩模去除残胶，其包括：光掩模，其设置为使得残胶遗留在其上的表面指向下；金属板，其邻近所述残胶形成；以及激光发生器，其用于照射激光在所述金属板上使得所述残胶被从所述金属板生成的热量去除，以及使用该设备清洁光掩模的方法。

另外，优选地，金属板与残胶相隔50微米至100微米的间隔，并且优选地金属板包括SUS。

另外，优选地，金属板形成为与光掩模的防护膜框架的附接区域对应的平面矩形框架形状。

另外，优选地，激光发生器设置为使得激光经由石英板从光掩模的上部照射在金属板上，并且进一步邻近金属板形成抽吸单元，其用于抽吸在由从金属板生成的热量去除残胶时生成的气化材料。

此外，优选地，激光照射同时沿着残胶以扫描的方式移动，并且具体地，激光优选地在同一位置停留约0.05至0.5秒，同时以0.02至0.07毫米/秒的速度以扫描的方式移动。另外，根据光掩模和残胶的状态，优选地，该步骤可以重复2次至10次。

附图说明

图1A和图1B示出了根据常规技术中使用激光从光掩模去除残胶的测试结果，其中图1A示出了残胶遗留在光掩模的Cr上的情况，并且图1B示出了残胶仅遗留在光掩模的石英板上的情况；

图2示意性地示出了根据本发明的用于清洁光掩模的设备的主单元；

图3示出了根据本发明的实施例的从光掩模的上表面去除残胶的测试结果。

具体实施方式

本发明提出一种用于清洁光掩模的设备和方法。特别地，本发明提出一种用于清洁光掩模的设备和方法，其中，邻近残胶形成响应于激光的金属板，并且因此残胶被金属板的热量有效地去除而没有损伤光掩模。

下文中将参考附图给出本发明的详细描述。图2示意性地示出了根据本发明的用于清洁光掩模的设备的主单元，并且图3示出了根据本发明的实施例的从光掩模去除残胶的测试结果。

如这些图中所示出的，根据本发明用于清洁光掩模的设备在从光掩模10去除残胶中起作用，并且该设备包括光掩模10、金属板100和激光发生器200。所述光掩模10设置为使得残胶20遗留在其指向下的表面上，金属板100邻近残胶20形成，激光发生器200用于照射激光至金属板100上使得残胶20被从金属板100生成的热量去除。

在本发明中，光掩模10用于光刻工艺以在半导体装置工艺中在晶片上形成精细图案，并且特别地，在工艺期间被污染的光掩模10将会被清洁。

特别是当形成防护膜以防止光掩模10被污染并且然后在执行该工艺后去除防护膜时，残胶20可能遗留在光掩模10的表面上。在本发明中，必须清洁在其表面上具有遗留残胶20的光掩模10。

典型地，光掩模10具有在石英板上使用Cr形成的图案，并且通过在晶片上均匀地形成光刻胶层，根据将在晶片上形成的图片的大小调整焦距并且进行曝光和显影，从而在晶片上形成预定图案。

包含在光刻胶层中的光刻胶的感光材料可以是负型的，其中将未曝光部分的光刻胶去除，或者感光材料是正型的，其中将曝光部分的光刻胶去除，并且感光材料的类型根据晶片上的最终图案进行适当选择。

在这种情况下，根据负型或者正型，形成在光掩模10上的Cr图案具有不同的图案和无图案区域。在负型的情况下，Cr图案区域形成在中心，并且在其周围使用Cr形成无图案区域。然而，在正型的情况下，Cr图案区域仅形成在中心并且其周围形成仅包括石英板而无Cr的无图案区域。

如上所述，形成防护膜以防止光掩模10被污染。根据负型或正型，去除防护膜后遗留的残胶20可能仅形成在石英板上或者形成在Cr上。

在本发明中，具有遗留在其上的残胶20的光掩模10包括如上所有的情况。与常规技术不同，本发明是有利的因为不仅当残胶20仅遗留在石英板上时而且当残胶20遗留在Cr上时均可以有效地去除残胶20。

光掩模10被设置为使得残胶20遗留在其上的表面指向下。

就这一点而言，光掩模10以使得残胶20遗留在其上的表面指向下的方式设置的原因是：在执行去除残胶20的工艺的情况中，去除的残胶20不会再次掉落在光掩模10上。

将金属板100邻近光掩模10下的残胶20设置，并且用于照射激光至金属板100上的激光发生器设置为使得残胶20被从金属板100生成的热量去除。

金属板100由响应于激光的金属特别是吸收激光能量进而升高其表面温度的金属制成。考虑到加工性和利润率，特别有用的是SUS。

邻近残胶20形成金属板100，只要金属板100没有与残胶20接触。优选地，金属板100与残胶20相隔50微米至100微米的间隔。

当金属板100接触到残胶20时或者金属板100与残胶相隔小于50微米的间隔时，在胶粘剂蒸发期间的残余可以附着至金属板100，这不希望地招致金属板100和光掩模10的二次污染。

与此相反，如果金属板相隔大于100微米的间隔，则金属板100的热传递效率可能会降低，这不希望地降低残胶20的总去除效率。

因此，金属板100和残胶20之间的间隔适当地设置为50微米至100微米。

另外，优选地，金属板100设置为与光掩模10的防护膜框架的附接区域相对应平面矩形框架形状的形式。

典型地在形成防护膜时，防护膜框架使用粘结剂附接至光掩模10的上表面。因为在去除防护膜时可能遗留残胶20，所以当金属板100设置为与防护膜框架的附接区域对应的平面矩形框架形状的形式时，激光可以有效地照射在金属板100上。

具体地，当金属板100以该方式设置为与防护膜框架的附接区域（残胶20遗留处的区域）对应的矩形框架形状的形式时，残胶20可以仅通过激光扫描而不移动金属板100的方式完全去除。

优选地，激光发生器200设置为使得激光经由石英板从光掩模10的上部照射在金属板100上。激光从光掩模10的下部直接照射在金属板100的情况是可能的。然而，如果是这样，则残胶20的残余可能会掉落，而且也不容易将激光发生器200设置在光掩模10下。

激光发生器200的激光聚焦并且照射在金属板100上并且进而大部分激光能量被传递至金属板100，并且激光以十分小的量被传递至石英板同时穿过石英板。在此情况中，石英板被部分加热进而残胶20可以被更快速和有效地去除。

因此，优选的是，激光发生器200的激光经由石英板从光掩模10的上部照射在金属板100上。

另外，进一步邻近金属板100形成抽吸单元300，其用于抽吸在由从金属板100生成的热量去除残胶20时生成的气化材料。

抽吸单元300用以抽吸气化材料或者当去除残胶20时生成的残余，并且包括抽吸端口，该抽吸端口用于真空抽吸不仅外围气体还有由去除残胶20导致的气化和液化材料或者残余，进而防止光掩模10的再污染。

以下是对根据本发明使用如上用于清洁光掩模10的设备清洁光掩模10的方法的描述，并且省略了重复的描述。

根据本发明的清洁光掩模10的方法包括：（1）光掩模10设置为使得残胶20遗留在其上的表面指向下；（2）将金属板100定位为邻近残胶20；以及（3）照射激光至金属板100使得残胶20被从金属板100生成的热量去除。

在步骤（2）中，金属板100和残胶20之间的间隔优选地设置为如上的50微米至100微米，并且优选地，金属板100由SUS制成。

在步骤（3）中，激光经由石英板从光掩模10的上部照射在金属板100上，并且具体地，其照射同时沿着残胶20以扫描的方式移动，进而连续地去除残胶20。

如上所描述的，激光照射同时沿着金属板100以扫描的方式移动，金属板100设置为与防护膜框架的附接区域即残胶20遗留处的区域的形状对应的矩形框架形状的形式。

具体地，激光以如下方式照射在金属板100上：在同一位置停留约0.05至0.5秒，同时以约0.02至0.06微米的线宽且以0.02至0.07毫米/秒的速度以扫描的方式移动。进而，激光的照射速度和时间被设置到这样一种程度，其中，该程度使得金属板100吸收照射激光的能量并且被稍微加热并且因此这些热量被传递至残胶20从而气化残胶20。

另外，根据残胶20的状态，例如，残胶20的宽度、高度或者种类，步骤（3）可以重复两次至十次，并且因此残胶20可以完全从光掩模10的上表面去除。

以下描述本发明的实施例。

制备在去除防护膜之后具有仅遗留在石英板上的残胶的光掩模。光掩模设置为使得残胶指向下，并且金属板与残胶相隔85微米的间隔。

绿色激光（515纳米，10千赫）以4.3焦耳/平方厘米的剂量照射0.1秒。具体地，激光照射同时以扫描的方式在光束尺寸为4毫米×0.04毫米以及速度为0.5毫米/秒的条件下移动。其在同一位置停留约0.1秒。在相同的条件这个步骤重复两次。

图3示出了以上实施例中从光掩模的上表面去除残胶的测试结果（第一图示出了激光照射前的图像，第二图示出了一次激光照射后的图像，以及第三图示出了两次激光照射后的图像）。如图中所示出的，与用于从光掩模的上表面去除残胶的现有测试结果（图1A和B）相比，根据本发明从光掩模的上表面更有效地去除残胶，并且光掩模可以被彻底清洁。

如上文所述，本发明提供了用于清洁光掩模的设备和方法。根据本发明，激光不会直接照射到光掩模上，而是照射在金属板上，金属板邻近残胶形成，进而可以有效地和快速地去除残胶，并且可以有效去除残胶而不损伤光掩模。

另外，无论Cr图案或光掩模的石英板，可以彻底去除残胶。

Claims (13)

1.一种用于清洁光掩模的设备，适合用于从光掩模去除残胶，其包括：

光掩模，其设置为使得残胶遗留在其上的表面指向下；

金属板，其邻近所述残胶形成；以及

激光发生器，其用于照射激光在所述金属板上使得所述残胶被从所述金属板生成的热量去除。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述金属板与所述残胶相隔50微米至100微米的间隔。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述金属板包括SUS。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述金属板被形成为与所述光掩模的防护膜框架的附接区域对应的平面矩形框架形状。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述激光发生器设置为使得激光经由石英板从光掩模的上部照射在所述金属板上。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，进一步邻近所述金属板形成抽吸单元，其用于抽吸在由从所述金属板生成的热量去除所述残胶时生成的气化材料。

7.一种清洁光掩模的方法，适合用于从光掩模去除残胶，其包括：

1）设置光掩模以使得残胶遗留在其上的表面指向下；

2）邻近所述残胶定位金属板；以及

3）照射激光至所述金属板上使得残胶被从所述金属板生成的热量去除。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，在步骤2）中，所述金属板和所述残胶之间的间隔是50微米至100微米。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述金属板包括SUS。

10.根据权利要求7所述的方法，其中，在步骤3）中，照射激光同时激光沿着残胶以扫描方式移动。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，激光在相同的位置停留0.05秒至0.5秒同时以0.02毫米/秒至0.07毫米/秒的速度以扫描方式移动。

12.根据权利要求7所述的方法，其中，步骤3）重复两次至十次。

13.根据权利要求7所述的方法，其中，激光经由石英板从光掩模的上部照射在金属板上。