CN106324982B

CN106324982B - 用于防止雾度的掩模表膜指示物

Info

Publication number: CN106324982B
Application number: CN201510843150.3A
Authority: CN
Inventors: 林冠文; 秦圣基; 许庭豪; 周子婷; 吴书贤
Original assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Current assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2015-11-26
Publication date: 2019-12-20
Anticipated expiration: 2035-11-26
Also published as: US9658526B2; TW201701054A; TWI592743B; CN106324982A; KR101714264B1; KR20170003358A; US20170003585A1

Abstract

本发明涉及一种用于防止雾度的掩模表膜指示物。具体而言，本发明提供一种表膜掩模组合件，其包含掩模、表膜框架和表膜薄膜。所述表膜框架具有附着到所述掩模的底侧和由所述表膜薄膜覆盖的顶侧。所述表膜框架包含在其内表面上的涂层且所述涂层经配置以监测所述表膜掩模组合件内部的环境变化。在实施例中，所述环境变化包含所述表膜掩模组合件内部增大的湿度和/或增大的化学离子密度。还揭示制造和使用所述表膜掩模组合件的方法。

Description

用于防止雾度的掩模表膜指示物

技术领域

本发明涉及本导体领域，更具体的，涉及用于防止雾度的掩模表膜指示物。

背景技术

在半导体技术中，掩模(光掩模或光罩)用预先设计的集成电路(IC)图案形成。掩模用于在光刻制程中将那些预先设计的IC图案传送到半导体晶片。掩模上的任何缺陷将传送到半导体晶片且致使产量问题和质量担忧。另外，粒子污染为掩模缺陷的来源。

粒子污染的一种类型为掩模雾度，其可在掩模制造、处理或光刻制程期间引入。举例来说，化学物质(例如SO₂和/或NH₃)可在掩模制造过程期间排气。尽管有一些清除程序，但在光刻曝光过程(例如，深紫外线(DUV)曝光过程)期间这些化学物质持续存在于掩模的表面。DUV曝光过程产生促进这些化学物质与大气气体的反应以产生硫酸铵纳米结晶，致使掩模雾度的高能光子。

掩模雾度可致使晶片上的印刷错误。因此，需要防止掩模雾度形成于掩模上。

发明内容

根据本发明一实施例的在半导体制造中的设备包括：掩模；表膜框架，其具有底侧和顶侧，其中底侧附着到掩模；以及表膜薄膜，其覆盖表膜框架的顶侧，其中掩模、表膜框架和表膜薄膜形成掩模组合件，且其中表膜框架包含在其内表面上的涂层且涂层经配置以监测掩模组合件内部的环境变化。

根据本发明另一实施例的在半导体制造中的设备，其中环境变化为增大的湿度；涂层经配置以响应于掩模组合件内部不同等级的湿度而显示不同色彩；涂层包含钴(II)氯化物和铜(II)氯化物中的一者；环境变化为增大的化学离子密度；涂层经配置以响应于掩模组合件内部不同等级的化学离子密度而显示不同色彩；涂层包含以下各者中的一者：酚酞、溴百里酚蓝、甲基红、百里酚蓝、石蕊和过渡金属离子；涂层包含第一与第二部分，第一部分经配置以监测增大的湿度，且第二部分经配置以监测增大的化学离子密度。

本发明的另一实施例还提供一种方法，其包括以下步骤：接收具有集成电路IC设计布局的掩模；接收具有顶侧和底侧的表膜框架；在表膜框架的内表面上形成指示物；在表膜框架的顶侧上附着表膜薄膜；以及将掩模附着到表膜框架的底侧，其中表膜薄膜、表膜框架和掩模形成掩模组合件，且其中指示物经配置以检测掩模组合件内部不同等级的湿度或化学离子密度。

根据本发明的又一实施例的方法，其包括：接收掩模、表膜框架和表膜薄膜；用第一材料涂布表膜框架的内表面以形成指示物；以及接合掩模、表膜框架和表膜薄膜，由此形成掩模组合件，其中指示物可操作以通过响应于掩模组合件内部不同等级的湿度而显示不同色彩来检测掩模组合件内部不同等级的湿度。

附图说明

当结合附图阅读时，从以下详细描述最好地理解本发明的各方面。应强调的是，根据本行业中的标准惯例，各种特征并不按比例绘制。事实上，为了论述清楚起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。

图1为在一或多个实施例中根据本发明的各方面构造的光刻设备的示意图。

图2和3说明在一或多个实施例中根据本发明的各方面构造的掩模组合件。

图4为根据一或多个实施例待实施于图1的光刻设备中的方法的流程图。

具体实施方式

以下揭示内容提供用于实施所提供的标的物的不同特征的许多不同实施例或实例。下文描述组件和布置的特定实例以简化本发明。当然，这些仅为实例且并不希望为限制性的。另外，本发明可以在各种实例中重复参考标号和/或字母。此重复是出于简化和清楚的目的且本身并不指示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。此外，以下说明书中在第二过程之前的第一过程的表现可包含在第一过程之后即刻执行第二过程的实施例，且还可包含可在第一和第二过程之间执行额外过程的实施例。为简单和清楚起见，各种特征可按不同比例任意拉伸。此外，在以下描述中，在第二特征上方或在第二特征上的第一特征的形成可包含第一特征与第二特征直接接触地形成的实施例，且还可包含额外特征可形成于第一特征与第二特征之间从而使得第一特征与第二特征可以不直接接触的实施例。

另外，例如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…上方”、“上部”及类似者的空间相关术语本文中为了易于描述而使用，以描述如图式中所说明的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。除图式中所描绘的定向以外，空间相对术语意图涵盖在使用或操作中的装置的不同定向。举例来说，如果图式中的装置翻转，那么描述为在其他器件或特征“下方”或“之下”的元件将定向在其他元件或特征“上方”。因此，例示性术语“在…下方”可涵盖在上方及在下方两种定向。设备可以其它方式定向(旋转90度或处于其它定向)，且本文中所使用的空间上相对描述词同样可相应地进行解释。

如上文所论述，需要消除掩模表面上的粒子污染，例如掩模雾度。减少粒子污染的一个方法为使用光学表膜(或表膜)以密封掩模。表膜包含安装于附着到掩模表面的表膜框架上的透明的表膜薄膜。受到污染的粒子掉落到表膜薄膜上而非掩模的表面上。归因于不同的聚焦深度(DOF)，表膜的表面上的粒子位于照明光的焦平面外部并且因此并不干扰投影的掩模图案。然而，即使是表膜，一些环境气体仍可进入到表膜中(例如经由表膜框架中的一些通气孔)或可滞留在表膜内部。因此，即使使用表膜并非完全防止雾度形成。

本发明通常涉及监测在光刻曝光过程期间和/或在光刻曝光过程之后薄膜化的掩模(或表膜掩模组合件或掩模组合件)内部的环境。本发明的目标是给出掩模雾度将形成于掩模表面上的一或多个视觉指示。此种指示之后，掩模可从表膜掩模组合件去除且送于清洁。此防止掩模表面被大量掩模雾度污染，其将致使增加的产率损失且将变得难以从掩模表面去除。因此，本发明提供节省总体操作成本的益处。

图1说明可得益于本发明的各种方面的光刻系统(或曝光设备)100的示意图。参考图1，共同地描述光刻系统100和利用同一光刻系统100的方法。光刻系统100包含曝光源(或辐射源)101、光学子系统103、经配置和设计以固定掩模组合件110的掩模平台108和经设计以固定晶片114的晶片平台112。光刻系统100经设计以合适的模式(例如,步进扫描模式)执行光刻曝光过程。

曝光源101提供辐射能量102。曝光源101可为任何合适的光源，例如紫外线(UV)光。在各种实例中，曝光源101可包含光源，例如UV源、深UV(DUV)源、极UV(EUV)源和X射线源。举例来说，曝光源101可为具有436nm(G线)或365nm(I线)波长的汞灯；具有248nm波长的氟化氰(KrF)准分子激光；具有193nm波长的氟化氩(ArF)准分子激光；具有157nm波长的氟(F₂)准分子激光；或具有所要波长(例如，下文大约100nm)的其它光源。在另一实例中，光源为具有大约13.5nm或13.5nm以下的波长的EUV源。

光学子系统103接收来自曝光源101的辐射能量102，通过掩模组合件110的影像调节辐射能量102，且将辐射能量102导入到晶片114上涂布的抗蚀剂层。光学子系统103可经设计以具有折射或反射机构，取决于辐射能量102的类型。举例来说，当辐射能量102为DUV射线时，使用透镜的折射机构为合适的；而当辐射能量102为EUV射线时，使用反射镜的反射机构为合适的。

在本实例中，光学子系统103包含照明单元(例如，聚光器)104。照明单元104可包含单个透镜或具有多个透镜和/或其他透镜组件的透镜模块。举例来说，照明单元104可包含经设计以辅助将辐射能量102从曝光源101导入到掩模组合件110上的微透镜阵列、遮蔽掩模和/或其他结构。

在本实例中，光学子系统103包含投影单元106。投影单元106可具有经配置以将恰当照明提供到晶片114上的抗蚀剂层的单个透镜元件或多个透镜元件。光学子系统103可进一步包含额外组件(例如入射光瞳和出射光瞳)以形成晶片114上掩模组合件110的影像。在另一实施例中，光学子系统103可替代地包含各种镜像组件以提供成像的反射机构。

在一实施例中，掩模平台108经配置和设计以通过夹钳机构(例如，真空夹盘或电子夹盘)固定掩模组合件110。掩模平台108进一步经设计以为可操作的以移动来用于各种动作，例如扫描。在光刻曝光过程(或曝光过程)期间，掩模组合件110固定在掩模平台108上且经安置使得其上所定义的集成电路图案成像在晶片114上涂布的抗蚀剂层上。在一实施例中，掩模组合件110包含透明衬底和经图案化以具有一个或多个开口的吸收层，经由所述开口辐射能量102可行进而无需被吸收层吸收。

在辐射能量102为EUV能量的另一实施例中，掩模组合件110包含涂布有多个膜以提供反射机构的衬底。举例来说，掩模组合件110包含沉积在衬底上的数十个硅和钼的交替层以充当使EUV光的反射最大化的布拉格反射器。掩模组合件110进一步包含经图案化以定义集成电路的布局图案的吸收层，例如钽氮化硼膜。

晶片平台112经设计以固定晶片114。晶片平台112进一步经设计以提供各种运动，例如过渡运动和旋转运动。在一实施例中，晶片114包含半导体衬底，其具有基本的半导体(例如，晶体硅、多晶硅、非晶硅、锗和金刚石)；复合半导体(例如，碳化硅和砷化镓)；合金型半导体(例如，SiGe、GaAsP、AlInAs、AlGaAs和GaInP)；或其组合。晶片114涂布有电阻性的抗蚀剂层以蚀刻和/或离子注入辐射能量102且对辐射能量102敏感。

晶片114包含具有其中所定义的用于一或多个裸片的集成电路的多个场。在光刻曝光过程期间，晶片114一次曝光一个场。举例来说，光刻系统100扫描掩模组合件110中定义的IC图案且将其传送到一个场，接着传送到下一场且重复扫描直到晶片114中的场耗尽。每一场包含一或多个电路管芯和边界区域处的框架区域。在光刻曝光过程应用于晶片114上涂布的抗蚀剂层之后，抗蚀剂层通过发展中的化学物质进一步发展以形成具有用于随后的半导体加工(例如，蚀刻或离子注入)的各种开口的经图案化的抗蚀剂层。

在一实施例中，光刻系统100经设计以用于浸没式光刻。投影单元106与晶片平台112之间的空间中充满浸渍液体(例如水)使得光学折射率提高且光刻曝光过程的光学分辨率增强。在此实施例中，光刻系统100可包含经设计和配置以提供、固定且耗尽浸渍液体的各种组件。

在光刻曝光过程期间，雾度可形成在掩模组合件110的表面上，其又致使晶片114上的印刷错误。尽管掩模雾度形成的准确的机制仍有待研究，但本发明的诸位发明人已发现潮湿可为导致掩模雾度的根源中的一者。举例来说，来自掩模制造和/或清洁过程的化学残留物(例如，C_m-O_n-H_o、氨(NH₃)、胺、SO₄ ^2-、MoSi₂和/或MoO_x)与大气气体(例如，H₂O、C_x-H_y和SO_x)反应，由此形成雾度。假设一些化学反应如下：

借助于通过较短曝光波长的辐射能量102产生的高能光子，此类化学反应变得更严重。以纳米级结晶形式的掩模雾度可在每一曝光过程期间积聚在掩模组合件110的表面上。当掩模雾度增长到某一大小时，其开始致使晶片114上的印刷错误且将缺陷引入到IC产品，例如电路短路、断开等。

改善掩模雾度形成问题的一种方法为在掩模组合件110中包含表膜。举例来说，表膜包含安装于表膜框架上的表膜薄膜，所述表膜框架以粘附方式附着到具有衬底和经图案化的吸收层的掩模。经图案化的吸收层被“密封”在以衬底、表膜框架和表膜薄膜为界的壳体中。壳体还被称作表膜掩模组合件。通过表膜掩模组合件，污染物将大部分形成在表膜薄膜的外部表面上。归因于不同的聚焦深度(DOF)，表膜薄膜的表面上的杂质并不传送到晶片114。然而，出于至少两个原因，经图案化的吸收层完全不受掩模雾度形成的影响。首先，化学物质残留物(例如，NH₃)并未从壳体内的掩模的表面完全去除。其次，小孔通常钻探到表膜框架中以使得壳体中的气压保持与环境气压相等。这些孔提供用于大气气体进入到壳体中的路径。

目前，监测表膜掩模组合件内部掩模雾度形成的一种方法为监测晶片的成像质量。当成像的晶片上的缺陷的数量超出临界值时，掩模110从生产线去除且接着经清洁。然而，此方法导致在一些情况下过多的产率损失为经济上的。本发明提供用于表膜掩模组合件内部掩模雾度形成的早期防止的机构，如下文所论述。

图2和3说明根据本发明的各种方面构造的薄膜化的掩模组合件110的实施例。具体来说，图2显示在它们经装配之前掩模组合件110的各种组件且图3显示经装配以形成掩模组合件110的组件。

参考图2，用于形成掩模组合件110的组件包含掩模201、表膜框架208和表膜薄膜218。在本实施例中，掩模201为包含透明衬底202和经图案化的吸收层203的透射式掩模。透明衬底202可使用相对不含缺陷的熔融硅石(SiO₂)，例如硼硅玻璃和碱石灰玻璃。透明衬底202可使用氟化钙和/或其他合适的材料，例如熔融石英、碳化硅和氧化硅-氧化钛合金。经图案化的吸收层203可使用多个过程和多个材料形成，例如沉积由铬(Cr)、MoSi或MoSiON制成的金属膜。经图案化的吸收层203包含不透明区域204和透明区域206。当光束导入不透明区域204上时，其可部分或完全地被阻断。不透明区域204或透明区域206可表示IC设计图案，取决于晶片114(图1)上涂布的抗蚀剂的类型(例如，正性抗蚀剂或负性抗蚀剂)和待形成于晶片114上的IC图案(例如，沟槽或线)。掩模201可并入分辨率提高技术，例如相移掩模(PSM)和/或光学近似校正(OPC)。在另一实施例中，掩模201为反射掩模，例如用于EUV光刻中的反射掩模。在以下论述中，掩模201为透射式掩模。然而，所属领域的一般技术人员应了解，本发明可使用透射式掩模或反射掩模。

仍参考图2，表膜框架208具有底侧210和顶侧212，其中底侧210将附着到掩模201且顶侧212将附着到表膜薄膜218。表膜框架208可为圆形形状、矩形形状、或任何其它形状，且将安装于环绕IC设计图案的掩模201的区域中。在一或多个实施例中，表膜框架208由具有大约6mm到大约11mm的厚度的刚性材料(例如，铝或塑料)制成。表膜框架208的高度经设计使得表膜薄膜218将与掩模201相隔一定距离安装且表膜薄膜218的表面上的杂质在光刻曝光过程期间将离焦。在本实施例中，表膜框架208包含一或多个通气孔214。通气孔214用于保持掩模组合件110的内部与外部环境之间的气压的平衡(图3)。在一些实施例中，表膜框架208并不包含通气孔214。另外，在本实施例中，表膜框架208包含表膜框架208的内表面上的指示物216。根据本发明的各种方面，指示物216经由表膜薄膜218为可见的且经配置以监测掩模组合件110内部环境的变化。

在一实施例中，指示物216用于监测掩模组合件110内部的湿度。如上文所论述，湿度被认为是掩模雾度的根因。当掩模组合件110内部存在增大的湿度时，掩模201上方雾度形成的风险增大。在任何雾度或一定量的雾度形成于掩模201上之前，指示物216可给出预警信号。为了促进此实施例，指示物216可经配置以响应于掩模组合件110内部不同等级的湿度而显示不同色彩。举例来说，指示物216可包含湿度敏感性材料，例如钴(II)氯化物和铜(II)氯化物。当相对湿度(RH)接近0％时此类材料显示第一色彩，且随着RH增大而改变其色彩。指示物216的色彩接着相较于预定义色彩的范围。当其匹配预定义色彩中的一者时，可执行预防性动作。举例来说，掩模201可从掩模组合件110去除且送于清洁。相较于传统的掩模雾度监测方法，此方法减少晶片产量的损失。

在另一实施例中，指示物216用于监测掩模组合件110内部化学离子密度的等级。化学离子也是造成掩模雾度形成的原因。因此，当掩模组合件110内部化学离子的密度达到某一临界值时，给出警示信号是有利的。为了促进此实施例，指示物216可经配置以响应于掩模组合件110内部不同等级的化学离子密度而显示不同色彩。举例来说，指示物216可包含以下各者中的一者：酚酞、溴百里酚蓝、甲基红、百里酚蓝、石蕊和过渡金属离子。此类材料响应于其周围环境的酸度或碱度而显示不同色彩。当指示物216的色彩匹配预定义色彩或处于预定义色彩的范围内时，可对掩模201执行预防性动作。

在又一实施例中，指示物216用于监测在光刻曝光过程期间掩模组合件110内部除气的量。举例来说，在掩模201中一些气体可经溶解、滞留、凝固或吸收。在光刻曝光过程期间，归因于通过较短曝光波长的辐射能量102(图1)产生的高能光子而释放气体。气体也是造成掩模雾度形成的原因。因此，知道掩模组合件110内部此种除气的等级且当等级越过某一临界值时给出警示信号是有利的。在一些实施例中，同一材料可用于监测掩模组合件110内部电离和除气两者。

在一实施例中，指示物216包含多个部分。举例来说，其可包含第一部分和第二部分，其中第一部分经配置以监测增大的湿度且第二部分经配置以监测增大的化学离子密度。当任一部分给出警示信号(例如，预定义色彩的匹配)时，掩模201可从掩模组合件110去除且送到清洁设施。在实施例中，指示物216可包含两个或两个以上部分，其中每一部分经配置以检测上文所论述的环境变化中的一者。

在一实施例中，表膜框架208包含在其内表面的一或多个侧上的指示物216。举例来说，在矩形形状的表膜框架208中，指示物216可涂布到表膜框架208的内表面的两个、三个或四个侧上。当任何一侧上的指示物216给出警示信号时，可针对掩模201采取预防性动作。

在各种实施例中，指示物216可涂布或沉积到表膜框架208的内表面上。在一个实例中，指示物材料首先与聚合物胶体混合且混合物接着涂覆到表膜框架208的内表面上。在另一实例中，指示物216使用化学电镀、化学气相沉积、溅镀、喷涂或其它合适的方法中的一者沉积于表膜框架208的内表面上。在一实施例中，出于保护和固定的目的，多孔聚合物随后涂覆到指示物216上。在一些实例中，表膜框架208具有粗糙或不规则的内表面，且除监测掩模组合件110的内部环境之外，指示物216还可涂布到所述内表面上以获得平滑表面。

仍参考图2，表膜薄膜218为表膜框架208的顶侧212上方伸展的薄的透明的膜。表膜薄膜218可使用可商购的膜(例如，由加利福尼亚森尼韦尔的微光刻公司出售的“膜602”或“膜703”)中的一者。表膜薄膜218可由合适的材料(例如，由日本东京的朝日玻璃有限公司制造的“CYTOP”或由日本东京的杜邦株式会社制造的“FLON AF”树脂)制成。用于表膜薄膜218的其它材料可包含硝化纤维、氟树脂、塑料树脂、合成石英玻璃或其类似者。表膜薄膜218可为从大约2um厚到大约5um厚，但这些仅为实例，且可使用其它厚度。表膜薄膜218经伸展以去除松弛部分。

掩模组合件110可包含其它组件，例如表膜薄膜218上的抗反射涂层、覆盖表膜框架208外部的通气孔214的框式过滤器和其它合适的组件。

在一实施例中，表膜薄膜218通过粘合剂(例如，碳氟树脂的1um的膜)粘附到表膜框架208。在一实施例中，表膜框架208使用压敏粘合剂附着到掩模201。

图3显示装配各种组件以形成掩模组合件110。具体地说，掩模201、表膜框架208和表膜薄膜218形成表膜壳体220。IC设计图案204/206密封在表膜壳体220内。当掩模组合件110在光刻曝光过程期间通过辐射能量102受到辐射时(图1)，指示物216监测表膜壳体220的环境且当有可能形成掩模雾度时给出警示信号，如上文所论述。

图4显示根据本发明的各种方面形成掩模组合件110且接着使用其以曝光光刻系统(例如，光刻系统100)中的晶片的方法400。方法400仅为实例，且并非意图限制本发明超出权利要求中明确叙述的内容。在方法400之前、期间和之后可提供额外操作，且所描述的一些操作可经替换、除去或到处移动以用于所述方法的额外实施例。

参考图4，在操作402处，方法400接收用于制造包含掩模201、表膜框架208和表膜薄膜218的表膜掩模组合件的组件。在操作404处，方法400在表膜框架208的内表面上形成指示物216。在一个实例中，操作404将指示物材料与聚合物胶体混合且将混合物涂覆到表膜框架208的内表面上。在另一实例中，操作404使用化学电镀、化学气相沉积、溅镀、喷涂或其它合适的方法中的一者将指示物216沉积于表膜框架208的内表面上。在一实施例中，出于保护和固定的目的，操作404随后将多孔聚合物涂覆到指示物216上。

在操作406处，方法400接合包含掩模201、表膜薄膜218和表膜框架208的各种组件以形成掩模组合件110，实质上如图3中所示。在一实施例中，操作406首先通过粘合剂(例如，碳氟树脂的1um的膜)将表膜薄膜218安装到表膜框架208，且接着通过压敏粘合剂将表膜薄膜/框架组合件安装到掩模201。

在操作408处，方法400使用掩模组合件110以曝光光刻系统(例如，光刻系统100)中的一或多个晶片(图1)。在光刻曝光过程期间，指示物216经配置以检测掩模组合件110内部环境的变化，例如增大的湿度、增大的化学离子密度、增大的除气或其组合。指示物216在操作410处经监测。在一实施例中，指示物216响应于变化的环境而显示不同色彩。在操作412处，指示物216的色彩经检查且与预定义色彩的范围比较。预定义色彩中的一些指示掩模雾度有可能形成且掩模201应该得到清洁。这些为“NOT OK”色彩。预定义色彩中的一些指示掩模雾度不可能形成且掩模201可用于进一步曝光过程。这些为“OK”色彩。当指示物216显示“NOT OK”色彩中的一者时，方法400过渡到操作414。否则,其前进到操作408以通过掩模组合件110曝光更多晶片。

在操作414处，方法400从掩模组合件110去除掩模201。表膜框架208和表膜薄膜218可适当地安置。在操作416处，方法400清洁掩模201以去除任何掩模雾度或粒子污染。归因于指示物216的预防性功能，掩模201上几乎不形成或不形成掩模雾度是有可能的。因此，易于清洁掩模201。此后，掩模201经重新装配以具有另一组表膜薄膜和表膜框架，且重复以上操作。

尽管并不意图为限制性的，但本发明的一或多个实施例提供许多益处以防止掩模雾度。举例来说，在掩模必须进行一些清洁过程之前需要具有尽可能多的晶片曝光。同时，需要保持高的晶片产量且不是牺牲晶片用于监测掩模雾度。本发明的表膜框架指示物通过提供关于表膜掩模组合件的内部环境的预警信号帮助达成两个目标。并且，添加指示物到表膜框架可易于整合到现存的表膜安裝过程中。

在一个例示性方面中，本发明是针对在半导体制造中的一种设备。所述设备包含掩模、表膜框架和表膜薄膜。表膜框架具有底侧和顶侧。底侧附着到掩模且顶侧被表膜薄膜覆盖，由此形成掩模组合件。表膜框架包含在其内表面上的涂层。涂层经配置以监测掩模组合件内部环境的变化。

在另一例示性方面中，本发明是针对一种方法。所述方法包含接收具有集成电路(IC)设计布局的掩模；接收具有顶侧和底侧的表膜框架；在表膜框架的内表面上形成指示物；将表膜薄膜附着于表膜框架的顶侧上；且将掩模附着到表膜框架的底侧。表膜薄膜、表膜框架和掩模形成掩模组合件。指示物经配置以检测掩模组合件内部不同等级的湿度或化学离子密度。在实施例中，所述方法进一步包含通过掩模组合件曝光晶片，且监测由指示物显示的色彩。当色彩变为预定义色彩中的一者时，所述方法进一步包含从掩模组合件去除掩模且清洁掩模。

在又一例示性方面中，本发明是针对一种方法。所述方法包含接收掩模、表膜框架和表膜薄膜。所述方法进一步包含用第一材料涂布表膜框架的内表面以形成指示物。所述方法进一步包含接合掩模、表膜框架和表膜薄膜，由此形成掩模组合件，其中可操作指示物以通过响应于掩模组合件内部不同等级的湿度显示不同色彩来检测掩模组合件内部不同等级的湿度。

前文概述若干实施例的特征以使得所属领域的一般技术人员可更好地理解本发明的各方面。所属领域的一般技术人员应理解，其可易于使用本发明作为设计或修改用于实现本文中所引入的实施例的相同目的和/或获得相同优点的其它过程和结构的基础。所属领域的一般技术人员还应认识到，此类等效构造并不脱离本发明的精神和范围，且其可在不脱离本发明的精神和范围的情况下在本文中进行各种改变、替代和更改。

Claims

1.一种在半导体制造中的设备，其包括：

掩模；

表膜框架，其具有底侧和顶侧，其中所述底侧附着到所述掩模；以及

表膜薄膜，其覆盖所述表膜框架的所述顶侧，

其中所述掩模、所述表膜框架和所述表膜薄膜形成掩模组合件，且其中所述表膜框架包含在其内表面上的涂层且所述涂层经配置以监测所述掩模组合件内部的环境变化而显示不同色彩，其中所述环境变化包括不同等级的湿度或化学离子密度。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述环境变化为增大的湿度。

3.根据权利要求2所述的设备，其中所述涂层经配置以响应于所述掩模组合件内部不同等级的湿度而显示不同色彩。

4.根据权利要求2所述的设备，其中所述涂层包含二价钴氯化物和二价铜氯化物中的一者。

5.根据权利要求1所述的设备，其中所述环境变化为增大的化学离子密度。

6.根据权利要求5所述的设备，其中所述涂层经配置以响应于所述掩模组合件内部不同等级的化学离子密度而显示不同色彩。

7.根据权利要求5所述的设备，其中所述涂层包含以下各者中的一者：酚酞、溴百里酚蓝、甲基红、百里酚蓝、石蕊和过渡金属离子。

8.根据权利要求1所述的设备，其中所述涂层包含第一与第二部分，所述第一部分经配置以监测增大的湿度，且所述第二部分经配置以监测增大的化学离子密度。

9.根据权利要求1所述的设备，其中所述表膜框架包含其内表面的多个侧上的所述涂层。

10.一种制作掩模表膜指示物的方法，其包括以下步骤：

接收具有集成电路IC设计布局的掩模；

接收具有顶侧和底侧的表膜框架；

在所述表膜框架的内表面上形成指示物；

在所述表膜框架的所述顶侧上附着表膜薄膜；以及

将所述掩模附着到所述表膜框架的所述底侧，其中所述表膜薄膜、所述表膜框架和所述掩模形成掩模组合件，且其中所述指示物经配置以检测所述掩模组合件内部不同等级的湿度或化学离子密度而显示不同色彩。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述指示物包含二价钴氯化物和二价铜氯化物中的一者。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述指示物包含以下各者中的一者：酚酞、溴百里酚蓝、甲基红、百里酚蓝、石蕊和过渡金属离子。

13.根据权利要求10所述的方法，其中所述指示物包含第一与第二部分，所述第一部分经配置以检测湿度，且所述第二部分经配置以检测化学离子密度。

14.根据权利要求10所述的方法，其中所述指示物的所述形成包含：

将指示物材料与聚合物胶体混合形成混合物；以及

将所述混合物涂覆于所述表膜框架的所述内表面上。

15.根据权利要求10所述的方法，其中所述指示物的所述形成包含使用化学电镀、化学气相沉积、溅镀和喷涂中的一者将所述指示物沉积于所述表膜框架的所述内表面上。

16.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括：

将多孔聚合物层涂覆于所述指示物的表面上。

17.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括以下步骤：

通过所述掩模组合件曝光晶片；

监测由所述指示物显示的色彩；以及

当所述色彩变为预定义色彩中的一者时，执行以下步骤：

从所述掩模组合件去除所述掩模；以及

清洁所述掩模。

18.一种制作掩模表膜指示物的方法，其包括：

接收掩模、表膜框架和表膜薄膜；

用第一材料涂布所述表膜框架的内表面以形成指示物；以及

接合所述掩模、所述表膜框架和所述表膜薄膜，由此形成掩模组合件，其中所述指示物可操作以通过响应于所述掩模组合件内部不同等级的湿度而显示不同色彩来检测所述掩模组合件内部不同等级的湿度。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述第一材料为二价钴氯化物和二价铜氯化物中的一者。

20.根据权利要求18所述的方法，其进一步包括以下步骤：

通过所述掩模组合件曝光晶片；

监测由所述指示物显示的色彩；以及

当所述色彩变为预定义色彩中的一者时，执行以下步骤：

从所述掩模组合件去除所述掩模；以及

清洁所述掩模。