CN1319783A - 将光栅从静电放电中隔开的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光栅即光掩模,其围绕腐蚀进入排列在衬底上的光阻挡材料中的集成电路图形的引导带即不连续性,提供了降低ESD的装置。引导带的宽度最好约为1－50mm。引导带借助于中断电荷行进路径和将关键图形化区域隔离于电荷运动而降低了ESD。引导带的腐蚀可以容易地组合到腐蚀集成电路图形过程中的制造方案中。

Description

将光栅从静电放电中隔开的方法

本发明涉及在制造和使用用于光刻的光栅和其它光掩模的过程中的静电放电的降低。借助于缩短静电放电的路径，大幅度延长了光栅的使用寿命，并明显地减少了静电放电引起的缺陷。

在诸如集成电路之类的半导体器件的制造中的将图形从光掩模转移到半导体衬底的过程中，已经大量开发并广泛使用了光刻技术。光栅即光掩模与各种各样的可见的和紫外的辐射源、以及x射线和电子束一起使用。光栅的玻璃衬底在处置过程中通常会带静电。即使极少数量的静电荷也会将尘埃和颗粒吸附到玻璃表面，使投影到半导体衬底上的集成电路图形进一步模糊。

由于光栅周围的物体或空气的运动，而在光栅上建立起静电。当物体之间的相反的电荷达到一个限度时，就引起静电放电(ESD)，且电荷在物体之间通过。根据电荷的程度和物体材料的灵敏度，电荷的交换能够引起对物体的损伤。在光栅中的掩模光刻设计结构非常小的情况下，这种损伤能够严重到足以熔化和/或清除制作在衬底上的集成电路图形。这会引起包括窗口、重新淀积的材料和某些几何图形的掩模损伤。这一损伤引起晶片碎屑、返工、掩模修理和重建、以及耗费于在线检查和缺陷分析的大量的设计和制造时间。

ESD是半导体业界的一个熟知的问题，且现有技术在提供此问题的简单解决方法方面一直未能成功。通常用接地带将机器和处置光栅的人员接地。虽然接地带相当便宜而且容易使用，但难以确保每个人和每台机器总是被接地。因此，光栅仍然受损于ESD。

授予Tabuchi的美国专利No.4440841试图借助于提供制作在导电膜上的抗化学膜来降低ESD，这一抗化学膜被制作在包含其上具有掩蔽层的透明衬底的光栅上。但这一方法增加了光栅制造中的额外的步骤，不可取地增加了时间和成本。

授予Kuyel的美国专利No.4537813公开了一种覆盖图形化的光掩模的等离子体淀积的氧化硅共形涂层，其中的涂层是有电阻的，并基本上具有与衬底相同的折射率。此方法使光栅处于等离子体淀积工艺中，这可能引起对光栅的热损伤并同样增加另一个制造步骤。

授予Dhanakoti等人的美国专利No.4927692描述了ESD对针床式测试仪的多层抗静电试验掩模的作用。发现ESD通过多层掩模分布得更均匀。但使用文献中公开的材料，例如环氧树脂浸渍的玻璃布和纸的光栅的多层设计非常不适合于光刻。

授予Shaw等人的美国专利No.5296893公开了一种用来封闭光栅的光栅盒，用以降低自沾污和由于将摩擦点减为最小而引起的沾污并使盒的内部密封于周围环境。虽然光栅盒对于储存和运送光栅是理想的，但当光栅被处置时不提供降低ESD的功能。

授予Kubota等人的美国专利No.5370951提出了一种薄膜，用来以新颖的粘合剂安装在光栅上作为防止光栅接触到尘埃和其它沾污物的装置。授予Sego的美国专利No.5422704公开了一种薄膜框架，它提供降低颗粒从框架外部迁移到光栅的被保护区的机会的减压系统。薄膜对于降低颗粒沾污是理想的，但总体上在降低ESD方面的作用很小。注意力应该放在降低ESD的来源，而不是处理ESD的事后结果。

因此，本技术领域仍然需要一种不增加额外制造步骤、时间和成本而能够降低ESD的简单的方法。

考虑到现有技术的问题和缺点，因此，本发明的目的是提供一种容易组合到制造方案中的降低静电放电的简单的方法。

本发明的另一个目的是提供一种改进了的防止了静电放电的光栅即光掩模。

从说明书可以部分地明了本发明的其它目的和优点。

在本发明中，达到了本技术领域普通技术人员明了的上述的和其它的目的和优点，本发明的第一情况的目的是一种光刻掩模，它包含：透光的衬底；满铺在衬底上的光阻挡材料层，此光阻挡材料被图形化和腐蚀，以提供集成电路的图象；以及围绕图象的光阻挡材料层的不连续性。

衬底可以包含石英、钠钙玻璃、玻璃、蓝宝石、或氟化镉。光阻挡材料层可以包含铬、氧化铬、铜、金、钢、环氧树脂、硅化钼、或它们组成的多层。最好借助于腐蚀围绕图象的部分光阻挡材料，致使衬底暴露，来形成光阻挡材料的不连续性。不连续性包含围绕图象的引导带，使静电荷在图象的光阻挡材料与衬底外边沿上的任何光阻挡材料之间被中断。引导带最好包含衬底材料。引导带的宽度最好约为1-50mm。还可以包括待要沿图象的内外边沿安装的薄膜。

在第二情况下，本发明的目的是一种利用光学曝光工具将对应于集成电路的光刻图象，从掩模光学转移到半导体衬底上的光刻掩模，它包含：具有顶部表面和外边沿的绝缘衬底；包含对应于衬底顶部表面上的集成电路的光刻图形的中央区；包含衬底顶部表面上的导电膜的内环形区，此内环形区被用来将薄膜安装到掩模；以及包含衬底顶部表面上的导电膜的外环形区，此外环形区与内环形区分隔开，并向外延伸到衬底的外边沿。

此情况的光刻掩模还可以包括安装在内外环形区上的薄膜。内环形区和外环形区之间的衬底部分是导电膜中的不连续性，从而明显地降低了中央区与环形区之间的静电放电。内环形区与外环形区之间的距离最好约为1-50mm。

在第三情况下，本发明的目的是一种光刻掩模，它包含：衬底；淀积在衬底上的光阻挡材料层；具有多个借助于对光阻挡材料进行图形化和腐蚀而制作的集成电路图形的衬底中央区；围绕各个多个集成电路图形的代表光阻挡材料不连续性的，以明显地降低静电放电的引导带。

衬底可以包含选自钠钙玻璃、石英、玻璃、蓝宝石、或氟化镉的透光材料。光阻挡材料可以包含铬、氧化铬、铜、金、钢、环氧树脂、硅化钼、或它们组成的多层。引导带的宽度最好约为1-50mm。

在第四情况下，本发明的目的是一种制造光刻用的光栅的方法，它包含下列步骤：提供透光的衬底；在其上淀积光阻挡材料；将光阻挡材料图形化和腐蚀成所需的对应于集成电路的图形；以及在光阻挡材料中形成围绕所需图形的不连续性，其中的不连续性不延伸到衬底的外边沿。

提供透光衬底的步骤，可以包含提供包含钠钙玻璃、石英、玻璃、蓝宝石、或氟化镉的透光衬底。淀积光阻挡材料的步骤，可以包含淀积包含铬、氧化铬、铜、金、钢、环氧树脂、硅化钼、或它们组成的多层的光阻挡材料。形成光阻挡材料中的不连续性的步骤，包含形成宽度约为1-50mm的围绕所需图形的光阻挡材料中的不连续性。有利的是，可以同时执行形成光阻挡材料中的不连续性的步骤和将光阻挡材料图形化和腐蚀成所需的对应于集成电路的图形的步骤。

在第五情况下，本发明的目的是一种降低光刻光栅上的静电放电的方法，它包含下列步骤：提供其上淀积有光阻挡材料层的透光衬底，此光阻挡材料被腐蚀成集成电路图形；以及在光阻挡材料中形成围绕集成电路图形的环形不连续性，此不连续性终止于衬底的外边沿之前。

形成围绕集成电路图形的环形不连续性的步骤，可以包含在光阻挡材料中形成宽度约为1-50mm的，最好至少约为20mm的围绕集成电路图形的环形不连续性。

所附权利要求确切地列出了本发明的新颖特点和本发明的元件的特性。附图仅仅是为了说明的目的，未按比例绘出。但结合附图参照下列详细描述，可以最好地理解本发明本身的构造和操作方法，其中：

图1是本发明的方法步骤的剖面图，其中的衬底上制作有光阻挡层和光刻胶层。

图2是图1的衬底的剖面图，其中的光刻胶已经被图形化并显影成集成电路的图形以形成本发明的光栅。

图3是清除光刻胶层之前的本发明的光栅的剖面图。

图4是具有引导带的本发明的光栅的剖面图。

图5是本发明的光栅的俯视图。

在本发明的最佳实施例的描述中，此处将参照图1-5，其中相似的标号表示本发明的相似的零件。本发明的零件在附图中不必按比例绘出。

本发明公开了一种降低光栅和/或光刻中使用的光掩模中的ESD的简单方法。为了清楚起见，术语光栅和光掩模可交替地使用。引导带或围绕腐蚀进入淀积在衬底上的光阻挡材料中的不连续性，提供了降低ESD的装置。引导带简单地借助于中断电荷行进的路径以及将关键的图形化区域隔离于电荷运动而降低ESD。对引导带的腐蚀可以容易地组合到腐蚀集成电路图形过程中的制造方案中。

图1示出了其上排列有诸如铬的光阻挡材料13和光刻胶层15的衬底10。衬底10可以由任何透光的材料，特别是那些可用来制作用于半导体制造的光刻过程中的光栅的材料组成，其中光能够以最小的反射和损失直接通过衬底。这种透光材料的例子包括掺杂的和不掺杂的石英、玻璃、钠钙玻璃、蓝宝石或氟化镉。利用本技术领域熟知的方法，光阻挡材料13被满铺淀积在衬底10上，并可包含诸如铬、氧化铬、铜、钢、环氧树脂、硅化钼或它们组成的多层之类的材料。根据熟知的方法，光刻胶15被制作在光阻挡材料13上，并被图形化成互补于集成电路图形。可以借助于暴露在箭头所示的辐射源而对光刻胶15进行图形化。

如图2所示，光刻胶15已经被显影，以暴露图形20中的光阻挡材料13的表面。在对光刻胶15进行图形化的过程中，也勾画了围绕集成电路图形的引导带23，从而使待要写入到掩模写入工具的操作平台中的这一降低ESD的步骤能够容易组合。根据熟知的方法，光阻挡材料13的未被光刻胶15覆盖的区域，被向下腐蚀到衬底表面。这包括引导带23的腐蚀。

于是，在图4中，一旦完成了引导带和集成电路图形的腐蚀，就清除光刻胶，得到图5所示的具有引导带23的图形化的光栅，这有助于借助物理上隔离集成电路图形而明显地降低ESD。

图5是用上述最佳方法制造的光栅100的俯视图。诸如铬或其它导电膜的光阻挡材料13已经被图形化和腐蚀，以形成衬底10中央区中的集成电路图形20。外环形区25保留了未被图形化的光阻挡材料13。如有需要，衬底10中央区中的邻接集成电路图形20的边沿的内环形区27，可以提供薄膜30所需的间隔。引导带23是内环形区27与外环形区25之间的光阻挡材料13中的不连续性。引导带的宽度最好约为1-50mm。为了提供关键电路设计图象与电荷运动的足够隔离，内外环形区之间应该保持至少20mm的限度则更好。引导带23最好尽可能靠近设计区集成电路图形20。

本发明达到了上述的目的。光栅即光掩模的简单而新颖的特点成功地隔离了关键的图形化电路图象，从而防止了静电放电。借助于组合表示围绕关键图形化区域的光阻挡层中的不连续性的引导带，减弱了电荷运动，并防止了静电放电的有害影响。本发明的制造光栅即光掩模的方法可能涉及到腐蚀集成电路图形时结合腐蚀引导带，从而节省了制造时间和成本。

虽然结合具体的实施例已经确切地描述了本发明，但对于本技术领域普通技术人员，显然有许多变通、修正和变化。因此设想所附权利要求将包罗本发明实际范围与构思内的任何这种变通、修正和变化。

Claims (26)

1．一种光刻掩模，它包含：

透光的衬底；

满铺在所述衬底上的光阻挡材料层，所述光阻挡材料被图形化和腐蚀，以提供集成电路的图象；以及

围绕图象的所述光阻挡材料层中的不连续性。

2．权利要求1的光刻掩模，其中所述衬底包含石英、钠钙玻璃、玻璃、蓝宝石、或氟化镉。

3．权利要求1的光刻掩模，其中所述光阻挡材料层包含铬、氧化铬、铜、金、钢、环氧树脂、硅化钼、或它们组成的多层。

4．权利要求1的光刻掩模，其中借助于腐蚀围绕图象的部分所述光阻挡材料，致使所述衬底暴露，来形成所述光阻挡材料中的不连续性。

5．权利要求1的光刻掩模，其中所述不连续性包含围绕图象的引导带，使静电荷在图象的所述光阻挡材料与所述衬底外边沿上的任何所述光阻挡材料之间被中断。

6．权利要求5的光刻掩模，其中所述引导带包含所述衬底材料。

7．权利要求5的光刻掩模，其中所述引导带的宽度约为1-50mm。

8．权利要求1的光刻掩模，还包括沿图象的外边沿安装的薄膜。

9．权利要求1的光刻掩模，还包括安装在所述引导带中的薄膜。

10．一种利用光学曝光工具将对应于集成电路的光刻图象，从所述掩模光学转移到半导体衬底上的光刻掩模，它包含：

具有顶部表面和外边沿的绝缘衬底；

包含对应于所述衬底顶部表面上的所述集成电路的光刻图形的中央区；

包含所述衬底顶部表面上的导电膜的内环形区，所述内环形区被用来将薄膜安装到所述掩模；以及

包含所述衬底顶部表面上的导电膜的外环形区，所述外环形区与所述内环形区分隔开，并向外延伸到所述衬底的外边沿。

11．权利要求10的光刻掩模，还包括安装在所述内环形区上的薄膜。

12．权利要求10的光刻掩模，还包括安装在所述外环形区上的薄膜。

13．权利要求10的光刻掩模，其中所述内环形区和所述外环形区之间的所述衬底部分是导电膜中的不连续性，从而明显地降低了所述中央区与所述环形区之间的静电放电。

14．权利要求10的光刻掩模，其中所述内环形区与所述外环形区之间的距离约为1-50mm。

15．一种光刻掩模，它包含：

衬底；

淀积在所述衬底上的光阻挡材料层；

具有多个借助于对所述光阻挡材料进行图形化和腐蚀而制作的集成电路图形的所述衬底的中央区；

围绕各个所述多个集成电路图形的代表所述光阻挡材料中的不连续性的以明显地降低静电放电的引导带。

16．权利要求15的光刻掩模，其中所述衬底是选自钠钙玻璃、石英、玻璃、蓝宝石、或氟化镉的透光材料。

17．权利要求15的光刻掩模，其中所述光阻挡材料包含铬、氧化铬、铜、金、钢、环氧树脂、硅化钼、或它们组成的多层。

18．权利要求15的光刻掩模，其中所述引导带的宽度约为1-50mm。

19．一种制造光刻用的光栅的方法，它包含下列步骤：

提供透光的衬底；

在其上淀积光阻挡材料；

将所述光阻挡材料图形化和腐蚀成所需的对应于集成电路的图形；以及

围绕所需图形形成所述光阻挡材料中的不连续性，其中所述的不连续性不延伸到所述衬底的外边沿。

20．权利要求19的方法，其中提供透光衬底的步骤，包含提供包含钠钙玻璃、石英、玻璃、蓝宝石、或氟化镉的透光衬底。

21．权利要求19的方法，其中淀积光阻挡材料的步骤，包含淀积包含铬、氧化铬、铜、金、钢、环氧树脂、硅化钼、或它们组成的多层的光阻挡材料。

22．权利要求19的方法，其中形成所述光阻挡材料中的不连续性的步骤，包含形成宽度约为1-50mm的围绕所需图形的所述光阻挡材料中的不连续性。

23．权利要求19的方法，其中形成所述光阻挡材料中的不连续性的步骤以及将所述光阻挡材料图形化和腐蚀成所需的对应于集成电路的图形的步骤，被同时执行。

24．一种减少光刻光栅上的静电放电的方法，它包含下列步骤：

提供其上淀积有光阻挡材料层的透光衬底，此光阻挡材料被腐蚀成集成电路图形；以及

在光阻挡材料中形成围绕集成电路图形的环形不连续性，所述不连续性终止于所述衬底的外边沿之前。

25．权利要求24的方法，其中形成围绕集成电路图形的环形不连续性的步骤，包含在光阻挡材料中形成宽度约为1-50mm的围绕集成电路图形的环形不连续性。

26．权利要求24的方法，其中形成围绕集成电路图形的环形不连续性的步骤，包含在光阻挡材料中形成宽度至少约为20mm的围绕集成电路图形的环形不连续性。

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