CN108107671A - 一种防静电光罩 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防静电光罩，包括：透明基板；光罩图形，设置在所述透明基板上；导电遮光层，设置在所述光罩图形外围的所述透明基板上，并与所述光罩图形间隔设置；放电结构，设置在所述导电遮光层上。本发明的防静电光罩在光罩图形外围的导电遮光层上设置放电结构，可以引导光罩图形之外的大面积连续导电遮光层上累积的大量静电荷，在远离光罩图形区的位置进行放电，从而避免了以往静电荷直接在最外圈切割道上放电对附近电路图形的破坏作用，降低了晶圆获得低良品率的风险，提高了光罩的防静电破坏能力。

Description

一种防静电光罩

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种防静电光罩。

背景技术

在半导体晶圆制造行业，向晶圆表面转移图形所用的光罩是由石英玻璃基板、表面金属铬层、防尘薄膜及其框架这三大部分所组成的。众所周知，玻璃与其它某些物体接触或相互摩擦时会起电产生电荷，并且在周围空气环境中也存在大量的游离电荷，这些电荷容易聚集在光罩表面的金属铬层上，产生静电累积。当累积的静电荷达到一定的程度时，就会发生放电现象，所产能的瞬时能量足以掀角甚至炸裂金属铬层，从而破坏由金属铬层所组成的光罩图形，并间接导致错误的图形被转移到晶圆上，最终后果就是晶圆良品率变低。在日常的生产实践中观察到：图形区最外圈切割道附近的图形因发生静电放电而被破坏的现象最为常见，频率最高也最严重。这是由于在最外圈切割道之外的连续金属铬层，其面积更大，累积静电荷的速度更快，因此更容易达到发生静电放电的临界条件。这使得大量静电荷与光罩图形之间仅仅由一圈切割道隔离，并且没有任何引导释放途径。

由于光罩线宽越来越细，目前主流的光罩结构包含一层石英玻璃基板，基板上构成图形的金属铬层，和笼罩在整个光罩图形上的防尘薄膜及其框架。由于防尘薄膜的存在，厂商没有办法增加额外的静电导引结构去释放静电；并且防尘薄膜本身也无法提供良好的电荷隔离效果。此外，由于半导体晶圆制造工艺往往是纳米级别，光罩图形区内的任何细小图形都可能被转移到晶圆上，因此也不允许在光罩图形区内部增加额外的放电结构。所以目前在光罩制作领域并没有十分有效的防静电方法。在光罩贮存和使用方面，目前的防静电方法有：使用静电消散材质的光罩盒，保持光罩存放柜等设施的接地良好，人员佩戴防静电手套和手环，使用接地良好的工具，适当提高环境湿度以减少静电产生，以及在存放位置和动线上安装离子发生器以中和表面静电等等。但这些方法大都需要额外的成本支出。

因此，有必要提出一种新的防静电光罩，以解决上述技术问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

针对现有技术的不足，本发明实施例一中提供一种防静电光罩，包括：

透明基板；

光罩图形，设置在所述透明基板上；

导电遮光层，设置在所述光罩图形外围的所述透明基板上，并与所述光罩图形间隔设置；

放电结构，设置在所述导电遮光层上。

进一步，所述放电结构包括若干对相对设置的导电尖角，所述导电尖角与所述导电遮光层电连接。

进一步，所述导电遮光层的俯视形状为矩形环，在所述导电遮光层的四个角的位置各至少设置一个所述放电结构。

进一步，所述光罩图形外围设置有切割道，所述导电遮光层位于最外圈所述切割道的外围。

进一步，所述放电结构包括环状隔离区，所述导电尖角设置在所述环状隔离区内。

进一步，所述环状隔离区的俯视形状由内外两个中心重合的圆形或多边形组成。

进一步，所述多边形为正多边形。

进一步，所述正多边形为正八边形。

进一步，所述环状隔离区的俯视形状为内外两个中心重合的形状相同的多边形组成，并且内外两个所述多边形的边一一相对平行。

进一步，所述环状隔离区的内正多边形的边长范围为2μm至6μm，内正多边形到外正多边形的垂直间距范围为3μm至9μm。

进一步，所述放电结构还包括导电层，所述环状隔离区位于所述导电层中，并将所述导电层分割成位于环状隔离区外围的第一导电层和位于环状隔离区中心的第二导电层。

进一步，每对相对设置的所述导电尖角其中一个所述导电尖角的底边与所述第一导电层的内边缘连接，另一个所述导电尖角的底边与所述第二导电层的外边缘连接。

进一步，所述导电层与所述导电遮光层电连接。

进一步，所述导电尖角的俯视形状为等腰三角形。

进一步，所述等腰三角形的高度为1μm至3μm，顶角的角度范围为30度至60度。

进一步，相对的所述导电尖角之间间隔设置。

进一步，所述环状隔离区的外边界到所述导电遮光层的外围边界的最小间距为3mm。

进一步，所述导电遮光层、所述导电尖角以及所述导电层为相同的金属材料。

本发明的防静电光罩在光罩图形外围的导电遮光层上设置放电结构，可以引导光罩图形之外的大面积连续导电遮光层上累积的大量静电荷，在远离光罩图形区的位置进行放电，从而避免了以往静电荷直接在最外圈切割道上放电对附近电路图形的破坏作用，降低了晶圆获得低良品率的风险，提高了光罩的防静电破坏能力。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。

附图中：

图1示出了本发明的一个实施方式的防静电光罩的俯视结构示意图；

图2示出了本发明的一个实施方式的放电结构的放大结构示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

这里参考作为本发明的理想实施例(和中间结构)的示意图的横截面图来描述发明的实施例。这样，可以预期由于例如制造技术和/或容差导致的从所示形状的变化。因此，本发明的实施例不应当局限于在此所示的区的特定形状，而是包括由于例如制造导致的形状偏差。例如，显示为矩形的注入区在其边缘通常具有圆的或弯曲特征和/或注入浓度梯度，而不是从注入区到非注入区的二元改变。同样，通过注入形成的埋藏区可导致该埋藏区和注入进行时所经过的表面之间的区中的一些注入。因此，图中显示的区实质上是示意性的，它们的形状并不意图显示器件的区的实际形状且并不意图限定本发明的范围。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

实施例一

为了解决目前存在的技术问题，本发明提供了一种防静电光罩，其主要包括：

透明基板；

光罩图形，设置在所述透明基板上；

导电遮光层，设置在所述光罩图形外围的所述透明基板上，并与所述光罩图形间隔设置；

放电结构，设置在所述导电遮光层上。

本发明的防静电光罩在光罩图形外围的导电遮光层上设置放电结构，可以引导光罩图形之外的大面积连续导电遮光层上累积的大量静电荷，在远离光罩图形区的位置进行放电，从而避免了以往静电荷直接在最外圈切割道上放电对附近电路图形的破坏作用，降低了晶圆获得低良品率的风险，提高了光罩的防静电破坏能力。

下面参考附图1和图2对本发明的防静电光罩进行详细描述，其中，图1示出了本发明的一个实施方式的防静电光罩的俯视结构示意图；图2示出了本发明的一个实施方式的放电结构的放大结构示意图。

具体地，作为示例，如图1所示，本发明的防静电光罩包括透明基板1。

其中，该透明基板1为对于光刻工艺中使用的曝光光线具有透光性的平板，透明基板1的材料可以为任何适合的透明材料，例如，石英玻璃。

进一步地，防静电光罩还包括设置在所述透明基板1上的光罩图形2。

该光罩图形2可以为半导体技术领域中任何常见的光罩图形，在此不做具体限定，为了简化在图中仅以矩形的图案示出，但是可以想到的是该光罩图形2还可以为其他任何适合的形状。

进一步地，防静电光罩还包括导电遮光层4，导电遮光层4设置在所述光罩图形2外围的所述透明基板1上，并与所述光罩图形2间隔设置。

在一个示例中，在光罩图形2的外围设置有切割道3，所述导电遮光层4位于最外圈所述切割道3的外围。在该切割道3区域露出有透明基板，可以使曝光光线从该切割道区域透过。

其中，光罩图形2和导电遮光层4的材料可以使用任何适合的具有遮光性的导电材料，例如金属材料，其中，金属材料可以为金属铬(Cr)或其他适合的金属材料。

示例性地，可以使用例如溅射的方法在透明基板的表面上溅射一层铬层，然后对该铬层进行图案化，进而形成所述光罩图形2和所述导电遮光层4。

示例性地，所述导电遮光层4的俯视形状可以为任意适合的环状形状，例如矩形环、圆环、椭圆环或其他不规则环状图形，本实施例中，所述导电遮光层4的俯视形状为矩形环，该矩形环的最外围具有四个角。

进一步地，如图1和图2所示，本发明的防静电光罩还包括放电结构5，所述放电结构5设置在导电遮光层4上，所述放电结构5包括若干对相对设置的导电尖角9，所述导电尖角9与所述导电遮光层4电连接。

其中，所述导电尖角9的俯视形状可以为任何具有尖角的形状、例如三角形、或者其他的形状，本实施例中，所述导电尖角9的俯视形状为等腰三角形。可选地，所述等腰三角形的高度为1μm至3μm，顶角的角度范围为30度至60度。

同时导电尖角9的尺寸大小可按照最宽松的光罩制作规格来设计。

可选地，每对相对设置的所述导电尖角9之间间隔设置，其中，相对的导电尖角为其顶角相对。

在一个示例中，所述放电结构5包括环状隔离区7，所述导电尖角9设置在所述环状隔离区7内。

其中，所述环状隔离区7的俯视形状由内外两个中心重合的圆形或多边形或其他适合的形状组成。例如，若为两个中心重合的圆形，则两个圆形的直径尺寸大小不同，也可以为两个中心重合且0角度放置的椭圆形，该0角度放置为内外两个椭圆形的长轴之间的角度为0，也即重合。

在一个示例中，所述环状隔离区7的俯视形状由内外两个中心重合的多边形，该多边形例如可以为三角形、矩形、五边形、六边形、或八边形等，进一步地，所述多边形还可以为正多边形，例如，正三角形、正方形、正六边形或正八边形等，本实施例中，较佳地，所述多边形为正八边形。

进一步地，所述环状隔离区7的俯视形状为内外两个中心重合的形状相同的多边形组成，并且两个多边形0角度放置，该0角度放置是指内外两个所述多边形的边一一相对平行。

可选地，所述环状隔离区7的内正多边形的边长范围为2μm至6μm，内正多边形到外正多边形的垂直间距范围为3μm至9μm，该些数值范围仅作为示例，对于其他适合的数值范围也可适用于本发明。

可选地，所述环状隔离区7的外边界到所述导电遮光层的外围边界的最小间距为3mm，也可为其他适合的数值，在此不做一一列举。

进一步地，如图2所示，所述放电结构5还包括导电层，所述环状隔离区7位于所述导电层中，并将所述导电层分割成位于环状隔离区7外围的第一导电层6和位于环状隔离区7中心的第二导电层8，环状隔离区7隔离所述第一导电层6和所述第二导电层8。

示例性地，每对相对设置的所述导电尖角9其中一个所述导电尖角9的底边与所述第一导电层6的内边缘连接，另一个所述导电尖角9的底边与所述第二导电层8的外边缘连接。

在一个示例中，所述环状隔离区7的俯视形状为内外两个中心重合的形状相同的多边形组成，并且两个多边形0角度放置，该0角度方式是指内外两个所述多边形的边一一相对平行，则相应的第一导电层6的内边缘与所述环状隔离区7的外多边形的边重合，而第二导电层8的外边缘与所述环状隔离区7的内多边形的边重合，在外多边形的每个边上设置一个向内延伸部分长度的导电尖角9，而在内多边形的每个边上设置一个向外延伸部分长度的导电尖角9，其中，外多边形和内多边形相对的边上导电尖角9相对设置，进一步地，还可在内多边形和外多边形的每一个边上均设置多个导电尖角9，且内外均成对设置。

在一个示例中，所述第一导电层、第二导电层、隔离区和所述导电尖角可通过在导电遮光层上形成导电材料层，再对该导电材料层进行图案化，以形成所述第一导电层、第二导电层、环状隔离区和所述导电尖角。

在一个示例中，所述环状隔离区7为凹槽结构，其露出部分所述导电遮光层。

进一步地，所述导电层与所述导电遮光层电连接，例如所述第一导电层和所述第二导电层直接形成在所述导电遮光层上，直接接触而电连接，因此，本发明的放电结构可以把导电遮光层和第二导电层上积累的静电荷通过相对的导电尖角在环状隔离区内进行释放。

其中，第一导电层、第二导电层和导电尖角的材料可以为本领域技术人员熟知的任何适合的导电性材料，包括但不限于金属材料，其中，金属材料可以使用金属铬层，或者其他适合的金属材料。

本实施例中，第一导电层、第二导电层和导电尖角可以使用与所述导电遮光层相同的导电材料，例如金属材料，金属材料包括但不限于金属铬层。

为了能够实现对于大面积的导电遮光层上静电的释放，放电结构5设置在所述导电遮光层4上，其中放电结构5在导电遮光层4上的位置设定可以根据实际情况进行合理的选择，以不影响实际的光罩图形成像而又能使导电遮光层4上的静电被放电结构导出为依据，例如，可以在导电遮光层4的外围边缘设置至少一个所述放电结构5。

在一个示例中，所述导电遮光层4的俯视形状为矩形环，该矩形环的最外围具有四个角，在所述导电遮光层4的四个角的位置各至少设置一个所述放电结构5，在本实施例中，在所述导电遮光层4的四个角的位置各设置一个所述放电结构5。

示例性地，还可以围绕所述导电遮光层4的四周边缘设置若干个所述放电结构5，其中，设置的放电结构5的具体个数可以根据实际的需求合理选择，在此不做具体限定。

至此完成了对本发明的防静电光罩的描述，对于完整的防静电光罩结构还可能包括其他的组成构件，在此不做一一列举。

综上所述，本发明提供一种防静电光罩，该防静电光罩上设置有放电结构，其可以引导最外圈切割道之外的大面积连续导电遮光层(例如金属铬层)上累积的大量静电荷，在远离光罩图形区的位置进行放电，从而避免了以往静电荷直接在最外圈切割道上放电对附近电路图形的破坏作用，有效降低光罩图形因静电放电而遭受破坏的风险，降低了晶圆获得低良品率的风险。

另外，本发明不会影响光罩设计图形的性能，是因为放电结构位于光罩最外圈切割道之外远离光罩图形区的位置，不会在曝光过程中被转移到晶圆上。同时由于导电尖角的尺寸大小可按照最宽松的光罩制作规格来设计的，故本发明可广泛应用于半导体制造行业的各种规格的光罩设计上，大大节省后续流程中为防静电破坏所付出的成本。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (18)

1.一种防静电光罩，其特征在于，包括：

透明基板；

光罩图形，设置在所述透明基板上；

导电遮光层，设置在所述光罩图形外围的所述透明基板上，并与所述光罩图形间隔设置；

放电结构，设置在所述导电遮光层上。

2.如权利要求1所述的防静电光罩，其特征在于，所述放电结构包括若干对相对设置的导电尖角，所述导电尖角与所述导电遮光层电连接。

3.如权利要求1所述的防静电光罩，其特征在于，所述导电遮光层的俯视形状为矩形环，在所述导电遮光层的四个角的位置各至少设置一个所述放电结构。

4.如权利要求1所述的防静电光罩，其特征在于，所述光罩图形外围设置有切割道，所述导电遮光层位于最外圈所述切割道的外围。

5.如权利要求2所述的防静电光罩，其特征在于，所述放电结构包括环状隔离区，所述导电尖角设置在所述环状隔离区内。

6.如权利要求5所述的防静电光罩，其特征在于，所述环状隔离区的俯视形状由内外两个中心重合的圆形或多边形组成。

7.如权利要求6所述的防静电光罩，其特征在于，所述多边形为正多边形。

8.如权利要求7所述的防静电光罩，其特征在于，所述正多边形为正八边形。

9.如权利要求6所述的防静电光罩，其特征在于，所述环状隔离区的俯视形状为内外两个中心重合的形状相同的多边形组成，并且内外两个所述多边形的边一一相对平行。

10.如权利要求7所述的防静电光罩，其特征在于，所述环状隔离区的内正多边形的边长范围为2μm至6μm，内正多边形到外正多边形的垂直间距范围为3μm至9μm。

11.如权利要求5所述的防静电光罩，其特征在于，所述放电结构还包括导电层，所述环状隔离区位于所述导电层中，并将所述导电层分割成位于环状隔离区外围的第一导电层和位于环状隔离区中心的第二导电层。

12.如权利要求11所述的防静电光罩，其特征在于，每对相对设置的所述导电尖角其中一个所述导电尖角的底边与所述第一导电层的内边缘连接，另一个所述导电尖角的底边与所述第二导电层的外边缘连接。

13.如权利要求11所述的防静电光罩，其特征在于，所述导电层与所述导电遮光层电连接。

14.如权利要求2所述的防静电光罩，其特征在于，所述导电尖角的俯视形状为等腰三角形。

15.如权利要求14所述的防静电光罩，其特征在于，所述等腰三角形的高度为1μm至3μm，顶角的角度范围为30度至60度。

16.如权利要求2所述的防静电光罩，其特征在于，相对的所述导电尖角之间间隔设置。

17.如权利要求5所述的防静电光罩，其特征在于，所述环状隔离区的外边界到所述导电遮光层的外围边界的最小间距为3mm。

18.如权利要求11所述的防静电光罩，其特征在于，所述导电遮光层、所述导电尖角以及所述导电层为相同的金属材料。