CN112368638A - 光掩模保护膜残胶移除 - Google Patents

Abstract

本文中所述的实施方式涉及用于从光掩模移除残胶的装置和方法。可以在从该光掩模移除保护膜时暴露该残胶。在可以将新的保护膜粘附到光掩模之前，可以移除残胶。为了移除该残胶，可以将激光束投射通过透镜且聚焦在该残胶的表面上。可以由该激光束从该光掩模烧蚀该残胶。

Description

光掩模保护膜残胶移除

技术领域

本文中所公开的实施方式一般涉及半导体制造设备的领域，且更具体而言涉及用于从光掩模移除残胶的装置和方法。

背景技术

在光刻法期间，使用光掩模来将图案转移到设置在基板上的光刻胶。进入光掩模的焦平面的颗粒可能损伤掩模。颗粒也可以被成像及转移成为图案的一部分，这造成了光掩模的失焦的或次优的暴露。通常将保护膜(pellicle)设置在光掩模上以防止颗粒损伤及污染光掩模。

保护膜是不影响由穿过光掩模的光所产生的图案的薄透明膜。一般而言，将保护膜粘合到光掩模。随着时间的推移，沉积的颗粒可能累积在保护膜上。为了移除沉积的颗粒，替换保护膜。在从光掩模移除保护膜时，残胶仍然存在光掩模上。在可以将新的保护膜粘附到光掩模之前，移除残胶。

移除残胶的常规技术一般涉及将残胶暴露于溶剂以从光掩模移除残胶。然而，溶剂可能损伤及污染光掩模。也可以利用热能来移除残胶。然而，常规的热能暴露不合需要地增加了光掩模的温度，从而通常造成光掩模的损伤。若不使用热能来移除胶水，则残胶的移除是低效且耗时的。因此，常规的技术增加了光刻工具的停机时间以移除保护膜残胶及清洁光掩模。

因此，需要改善从光掩模移除残胶的技术。

发明内容

在一个实施方式中，提供了一种粘合剂移除方法。该方法包括以下步骤：从光掩模移除保护膜以暴露残胶。该光掩模被定位为使得该残胶位于激光束的路径中。将该激光束聚焦于该残胶的表面上。用该激光束烧蚀该残胶以从该光掩模移除该残胶。

在另一个实施方式中，提供了一种粘合剂移除方法。该方法包括以下步骤：从光掩模移除保护膜。该光掩模被定位为其中残胶在激光束的路径中。该方法也可以包括以下步骤：将该激光束投射通过定位在激光源与该光掩模之间的透镜。用该透镜将该激光束聚焦在该残胶的表面上的焦点处。该方法也可以包括以下步骤：用聚焦在该残胶上的该激光束使该残胶升华。

在又一个实施方式中，提供了一种用于从光掩模移除残胶的装置。该装置包括：脉冲激光源，被配置为用在约100nm与约400nm之间的范围中的波长产生电磁能量。将透明窗口设置在该电磁能量的传播路径中。内部包封有空间的侧壁被设置为与该电磁能量的该传播路径平行且与该脉冲激光源相反地与该透明窗口相邻。将透镜设置在该电磁能量的该传播路径内且与该传播路径正交且在该脉冲激光源与该透明窗口之间。将该透镜定位为将该电磁能量聚焦在焦点处，该焦点沿着该空间的中心轴且与该透明窗口相反地定位。

附图说明

可以通过参照实施方式来获得上文所简要概述的本公开内容的更详细说明以及可以用来详细了解本公开内容的上述特征的方式，附图中绘示了所述实施方式中的一些。然而，要注意，附图仅绘示此公开内容的典型实施方式，且因此不要将所述附图视为本公开内容的范围的限制，因为本公开内容可以容许其他同等有效的实施方式。

图1为依据本公开内容的一个实施方式的烧蚀装置的示意横截面图。

图2绘示依据本公开内容的一个实施方式的用于从光掩模移除残胶的方法的操作。

为了促进了解，已尽可能使用相同的附图标记来标志所述附图共有的相同元件。预期的是，可以在不特别叙述的情况下将一个实施方式中所公开的元件有益地利用在其他实施方式上。

具体实施方式

本文中所公开的一个或多个实施方式可一般涉及用于从光掩模移除残胶的装置和方法，该光掩模用于极紫外线(EUV)光刻。然而，预期的是，可以将本文中所述的实施方式用于利用光掩模和保护膜的其他光刻工艺。

将保护膜粘附到光掩模以防止颗粒沉积在光掩模上及污染光掩模。在一段时间之后，颗粒在保护膜上的累积可能干扰光掩模的被转移到光刻胶的图案。在该情况下，替换保护膜。在从光掩模移除保护膜时，来自用来将保护膜粘附到光掩模的胶水的残胶可能仍然存在于光掩模上。为了确保新的保护膜充分地粘附到光掩模，移除残胶。也可以为了周期性维护或清洁光掩模而从光掩模移除保护膜。

对于典型的光刻工艺而言，使用丙烯酸胶来将保护膜粘附到光掩模。可以使用溶剂来从光掩模快速移除丙烯酸残胶。然而，对于极紫外线光刻工艺而言，一般使用环氧树脂胶来将保护膜粘附到光掩模。可以使用溶剂从光掩模移除来自环氧树脂胶的残余物，但工艺是耗时的，且将光掩模暴露于溶剂一段时间可能损伤光掩模。例如，用来移除残胶的酸基溶液可能蚀刻及损伤光掩模。

因此，本文中描述了改善的用于移除残胶的技术。本文中所述的实施方式提供了用于使用激光能量从光掩模移除残胶的技术。激光源用来在不增加残胶的温度的情况下从光掩模移除残胶。温度的增加可能软化残胶，这使得更难以从光掩模移除胶水。

为了防止残胶的温度增加，使用紫外线(UV)波长激光。UV波长激光在不增加残胶的温度的情况下切断残胶的化学键。使用UV波长激光，可以在短的时间段(例如小于约1分钟)中从光掩模移除残胶。

来自激光的UV辐射可能损伤残胶下层的光掩模。具有约3瓦特的功率的激光可能损伤光掩模。为了防止损伤光掩模，在一个实施方式中使用了小于约1瓦特的低功率激光。

如本文中所使用的，光掩模可以指由透明材料所形成的单体装置或沉积于透明光掩模基板上的薄膜。在一些实施方式中，光掩模基板包括熔融二氧化硅和二氧化钛的混合物。在一个实施方式中，将涂层设置在光掩模基板的与残胶相反的表面上。在此实施方式中，涂层包括氮化铬材料。在移除残胶时，激光传播通过光掩模及光掩模基板且损伤涂层。为了防止损伤涂层，可以将低功率激光与高数值孔径的光学件结合使用以将激光聚焦在残胶的表面上。光学件也使激光在激光传播通过光掩模时散焦，以减少入射于涂层的表面上的激光的能量密度。

图1是烧蚀装置100的示意横截面图，该烧蚀装置可以用来实行此公开内容的各种实施方式。腔室主体150和盖组件158限定了空间160。在一个实施方式中，腔室主体150和盖组件158由金属材料制造，例如铝、不锈钢、及上述项目的合金。在另一个实施方式中，腔室主体150和盖组件158由防紫外线塑料材料制造。烧蚀装置100被设置在空间160内。基座154也被设置在空间160内。在一个实施方式中，基座154被设置在空间160中且与烧蚀装置100相对。基座154被配置为在处理期间支撑光掩模126。

烧蚀装置100包括至少部分地由透明窗口112和侧壁122所限定的空间110。透明窗口112被耦接到侧壁122，且侧壁122从透明窗口112延伸。在一个实施方式中，侧壁122由不透明材料制造。在另一个实施方式中，侧壁122由透明材料制造。用于制造侧壁122的合适材料包括金属材料，例如铝、不锈钢、或上述项目的合金。侧壁122也可以由聚合材料制造，例如塑料材料等等。

激光源102被设置在空间160内。功率源152被耦接到激光源102以控制从该激光源发射的电磁能量。从激光源102所发射的电磁能量呈现激光束的形式。激光束沿着传播路径104行进到空间110中。在一个实施方式中，激光射束是相干且准直的。在另一个实施方式中，激光束在空间上和/或在时间上去相关以衰减激光束的能量密度。在一个实施方式中，激光源102是脉冲源且发射顺序激光脉冲。激光脉冲的频率是在每毫秒约30个与约120个之间，或在约30kHz与约120kHz之间。在一个实施方式中，脉冲激光的持续时间为约1毫秒。在其他的实施方式中，脉冲激光的持续时间为例如约1纳秒、约1皮秒、或约1飞秒。因此，可以将激光源102视为毫秒脉冲激光、纳秒脉冲激光、皮秒脉冲激光、或飞秒脉冲激光。从激光源102所发射的电磁能量的波长是在约10nm与约400nm之间的范围内，例如在约200nm与约375nm之间，例如约355nm。

激光源102可以是低功率源。在一个实施方式中，激光源102具有小于约1瓦特的功率。从激光源102所发射的激光束沿着传播路径104传播且入射于透镜106的表面134上。在一个实施方式中，透镜106的表面134是实质平坦的。在另一个实施方式中，透镜106的表面134是凹面或凸面的。激光束传播通过透镜106且离开表面136。在一个实施方式中，表面136是凹面的。在另一个实施方式中，表面136是凸面的。虽然透镜106被绘示为单个透镜，但透镜106也可以包括串联的一个或多个透镜(例如复合透镜)。在一个实施方式中，透镜106由熔融二氧化硅材料制造。在另一个实施方式中，透镜106由石英材料制造。

透镜106可以具有高的数值孔径及短的焦距。焦距可以是在约30mm与约110mm之间，例如在约50mm与100mm之间，例如约56mm。可以在透镜106的表面136与焦点138之间测量透镜106的焦距。从激光源102所发射的激光束由透镜106聚焦以形成聚焦射束108。聚焦射束108的焦点138被定位在要从光掩模126移除的残胶130的表面132处。

光掩模126可以设置在基座154上且由该基座所支撑。基座154被配置为在光掩模126的清洁期间围绕中心轴而旋转。替代性或附加性地，可以将基座154配置为在X和Y方向上移动以将残胶130定位在聚焦射束108的路径中。在一个实施方式中，基座154被配置为在Z方向上移动以增加或减少侧壁122与光掩模126之间的空间124。在Z方向上移动基座154也允许相对于残胶130的表面132改变聚焦射束108的焦点138。因此，若残胶130具有不均匀的厚度，则可以在Z方向上移动基座154以更精细地将焦点138对准在表面132上以改善残胶130的烧蚀。

功率源156被耦接到基座154以控制基座154相对于烧蚀装置100的移动。功率源156可以是机械致动器、电力致动器、或气动致动器等等，其被配置为围绕中心轴旋转基座154和/或在X、Y、及Z方向中的任一者上移动基座154。在一个实施方式中，功率源156是步进马达。在一个实施方式中，烧蚀装置100固定在空间160内，而基座154被配置为移动使得残胶130的表面132定位在焦点138处。或者，可以可移动地将烧蚀装置100设置在空间160内，而基座154保持固定。

在一个实施方式中，残胶130是环氧树脂材料。透镜106聚焦激光束，使得激光束的能量聚焦在焦点138处且在激光束传播通过残胶130之后散焦。如此，激光束的能量密度集中在焦点138处，且激光束的能量密度随着激光束传播通过残胶130及光掩模126而减少。

在一个实施方式中，聚焦射束108在焦点138处的的能量密度大于聚焦射束108在设置在光掩模126的与残胶130相反的表面142上的涂层140处的能量密度。也就是说，激光束在焦点138处聚焦且在涂层140粘附到光掩模126的表面142处散焦。激光束在表面142处散焦以实质减少或防止涂层140在激光束入射于表面142及涂层140上的位置处的修改。

在离开透镜106的表面136之后，聚焦射束108就行进到透明窗口112的第一表面114。在一个实施方式中，透明窗口112由熔融二氧化硅材料制造。在另一个实施方式中，透明窗口112由石英材料制造。在一个实施方式中，透明窗口112具有约1mm与约5mm之间的厚度，例如约3mm。

透明窗口112不实质变更传播通过该透明窗口的聚焦射束108的传播路径。因此，在没有实质修改或像差被引入到聚焦射束108中的情况下，聚焦射束108从透明窗口112的第一表面114向第二表面116传播通过透明窗口112。

空间110被配置为在残胶130的激光烧蚀期间约束残胶130的从光掩模126移除的颗粒。例如，残胶130的烧蚀可以使得残胶130的颗粒从光掩模126分离且行进到空间110中。从空间110排出残胶130的颗粒可以防止颗粒再沉积到光掩模126的表面128上。

在一个实施方式中，排气端口118形成通过侧壁122。排气端口118延伸通过腔室主体150。排气端口118被流体连接到排气泵120且允许空间110与排气泵120之间的流体连通。排气泵120通过减少空间110中的压力，产生从空间110到排气泵120的流体流动路径，以从空间110排出颗粒。也就是说，空间110中的压力可以稍微小于空间110外部的大气压力。

侧壁122与上面有残胶130的光掩模126隔开。侧壁122与光掩模126之间的空间124允许流体在侧壁122与光掩模之间流动及流进排气端口118。从空间124到排气端口118的流体流促进从空间110移除胶水颗粒且防止颗粒再沉积于光掩模126上。侧壁122、排气端口118、及透明窗口112一起形成从空间110排出颗粒的排烟罩(fume extraction hood)。

图2绘示依据一个实施方式的用于从光掩模移除残胶的方法200的操作。如所示，方法200开始于操作202处，在操作202处，从光掩模126移除保护膜。从光掩模126移除保护膜暴露光掩模126的表面128上的残胶130。

在操作204处，将残胶130定位在激光束的传播路径104中。激光源102发射激光束，该激光源传播通过设置在激光源102与光掩模126之间的聚焦透镜106。

在操作206处，由透镜106将激光束聚焦到光掩模126上的残胶130的表面132上的焦点138。将激光聚焦在焦点138处在焦点138处提供了大于光掩模126的与残胶130相反的表面142处的激光能量密度的激光能量密度。

在操作208处，由激光束烧蚀残胶130以从光掩模126移除残胶130。在不增加光掩模126的温度的情况下烧蚀残胶130。如上文所论述，残胶130的温度保持实质恒定以防止残胶130软化。因此，在烧蚀残胶130时，从光掩模126移除残胶130的颗粒。

虽然上述内容涉及本公开内容的实施方式，但也可以在不脱离所公开的主题的基本范围的情况下设计所公开的主题的其他的及另外的实施方式，且所公开的主题的范围是由随后的权利要求书所决定的。

Claims (15)

1.一种粘合剂移除方法，包括以下步骤：

从光掩模移除保护膜以暴露残胶；

将具有所述残胶的所述光掩模定位在激光束的路径中；

将所述激光束聚焦于所述残胶的表面上；和

用所述激光束烧蚀所述残胶以从所述光掩模移除所述残胶。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述光掩模实质上不被所述激光束修改，并且所述光掩模的温度在所述残胶的烧蚀期间是实质恒定的。

3.如权利要求1所述的方法，其中由定位在所述激光束的来源与所述光掩模之间的透镜将所述激光束聚焦于所述残胶的所述表面上。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述透镜具有约50mm与约100mm之间的焦距。

5.如权利要求1所述的方法，其中设置在所述光掩模的与所述残胶相反的一侧上的涂层实质上不被所述激光束修改。

6.一种粘合剂移除方法，包括以下步骤：

从光掩模移除保护膜；

将上面设置有残胶的所述光掩模定位在激光束的路径中；

将所述激光束投射通过定位在激光源与所述光掩模之间的透镜；

用所述透镜将所述激光束聚焦在所述残胶的表面上的焦点处；和

用聚焦在所述残胶上的所述激光束使所述残胶升华。

7.如权利要求6所述的方法，进一步包括以下步骤：

从所述光掩模烧蚀所述残胶，其中所述光掩模实质上不被所述激光束修改。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述残胶包括环氧树脂材料，并且所述光掩模的温度在所述残胶的烧蚀期间是实质恒定的。

9.如权利要求6所述的方法，其中透镜被定位在所述激光束的来源与所述光掩模之间，并且其中所述透镜具有约50mm与约100mm之间的焦距。

10.如权利要求6所述的方法，其中设置在所述光掩模的与所述残胶相反的一侧上的涂层实质上不被所述激光束修改。

11.一种用于从光掩模清除残胶的装置，所述装置包括：

腔室主体和盖组件，在所述腔室主体和盖组件中限定第一空间；

基座，设置在所述第一空间内且能够支撑所述光掩模；和

烧蚀装置，位于所述第一空间内，所述烧蚀装置包括：

侧壁，环绕第二空间；和

激光源，被配置为将激光束发射通过所述第二空间以供从所述光掩模烧蚀残胶。

12.如权利要求11所述的装置，其中所述激光源包括：

脉冲激光源，被配置为用在约100nm与约400nm之间的范围中的波长产生所述激光束的电磁能量，所述烧蚀装置进一步包括：

透明窗口，被设置在所述电磁能量的传播路径中；和

透镜，被设置在所述电磁能量的所述传播路径内且与所述传播路径正交且位在所述脉冲激光源与所述透明窗口之间，所述透镜被定位为将所述电磁能量聚焦在焦点处，所述焦点沿着所述第二空间的中心轴且与所述透明窗口相反地定位。

13.如权利要求12所述的装置，其中所述脉冲激光源的功率小于约1瓦特，并且所述脉冲激光源的频率是在约30kHz与约120kHz之间。

14.如权利要求12所述的装置，进一步包括：

排气端口，通过所述烧蚀装置的所述侧壁形成。

15.如权利要求12所述的装置，其中所述透镜包括复合透镜。

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