TW552484B - Photomask with dust-proofing device and exposure method using the same - Google Patents

Description

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五、發明說明（1) 屬之技術領诚 本發明係關於大型積體電路（LSI)、超大型積體電路等 之高密度積體電路的製造步驟中所使用之光罩之為了防止 異物附著之目的而裝設的防塵裝置；更詳細言之，係關於 短波長區域的紫外線透過性、耐光性皆優異之具有防塵裝 置之光罩及使用該光罩之曝光方法者。 t 技術

向來，作為大型積體電路、超大型積體電路等之高密度 積體電路的製造步驟中所使用之光罩之為了防止異物^ = 之目的而裝設的防塵裝置，通常係使用如圖3所示般的由 硝基纖維素或氟樹脂等所形成之厚度數# m的有機薄膜， 以接著劑等黏合到金屬製等的框架的一側之構造之軟片構 件（Pe 1 1 i c 1 e )。軟片構件，係在框架的另一方塗佈接著 ^，接合到光罩而固定住。框架的高度，通常為3〜， 軚f膜面僅以框架的高度的距離與光罩圖案面相離，故即 $ U細的塵埃附著到軟片膜面上，曝光時塵埃的影像也不 每成像在經光阻劑塗佈之半導體用晶圓上，不會轉印過 、然:，由於超大型積體電路的密集度的提升，而要求著 ^更微細的線幅來形成積體電路之微影技術，曝光光源朝φ 者短波長化進展|。例如，微影術用步進機的光源，由以 ^勺g 線（ 436nm)、i 線（ 3 65nm)、KrF 準分子雷射（ 248nm)， 、到ArF(193nm)準分子雷射、f2雷射（157nm)。 曝光波長變短’尤其是成為180nm以下的真空紫外線區

552484 五 發明說明（2) 基纖維素等的有機物^^ 。又，ArF準分子雷 雷射，:成不充分， 等，為其缺點。 構件會發生版的變質或損耗 二短波長區域中，為了得到高 利特開2°°"3 69〇號公報中所記述般，揭ί出：於曰本專 璃作成厚度1_以下的薄膜之玻璃製軟片使：將合成 法。然❿，於言交置於光罩上之 幸人片構件的方 部，存在有含有氧等之通常的大氣，短C件的内 於使用157錢_2雷射時，㊄會將光給吸長先尤其是 故必須設法將軟片構件内故以氮疋其問題， 氣體取代等。再者，於習知 :光吸收性的惰性 框架與光罩必須得以接著劑來…於】ίί軟二構件及 下，由於接著劑之脫氣或接著劑之分解， 附著有異物而產生缺陷，是問題所在。起；於匕圖案上 物附著的問題，於波長愈短時愈顯著。口於接者劑之異 作為不使用軟片構件的方法’在 6 1 -542 1 1號公報中揭示出口 号扪特么日口 型接著劑來邦人笼妃rtr t A 々有效部分藉由光硬化 孓接者d禾黏σ涛板玻璃之構造的光罩，及在日本 :Γ=443♦號：報中揭示出對光罩的全面或-部份以 ί ^ Ϊ丄精接著劑來黏合透明基板的構造。然而， :先罩D區域：若有接著劑的存在，則於反覆進行曝 於ί:附之劑的分解，致發生因 、 及口於接者劑的變質戶斤致的局部

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五、發明說明（3) 著色或紫外線透過率的減少等之問題。起因於接著劑之此 等問題，於曝光波長愈短時愈顯著，故難以供與實際之應 用，是其缺點。 ^ 發明所欲解先在 因此，本發明乃為了解決上述般的問題而作成者。其目 的在於，提供具有尚的紫外線透過性且耐紫外線性優異、 不須惰性氣體取代的具有防塵裝置之光罩及使用此朵^ 曝光方法。 卓之 用以解決課題各 為了解決上述的 一種具有防塵裝置 膜圖案面側以可透 之遮光膜圖案與透 透明基板密合而黏 課題，申請專利範 之光罩，其特徵在 過紫外線之透明基 明基板之間的空氣 合。 圍第1項之發明，為 於’係在光罩之遮光 板疊合，經由將光罩 排氣除去，使光罩與

作 英基 膜， 材料 可經 程度 基板 疯*而 時， 的透 為用以 板或單 可用鉻 。光罩 由在無 的真空 靜置其 達成。 亦可預 明基板 透過短波長 結晶白光藍 、鉻氧化物 之遮光膜圖 塵室中，於 度之潔淨的 中，在室溫 為了增進光 先將雙方經 之黏合技術 紮外線之透 寶石（whi te 、鉻氧氮化 案與透明基 可確保1 3 3 真空室内， 下進行數分 罩與透明基 由真空吸引 ，於日本專 saPphire) 物等之通常 板之間的空 X l〇'3Pa(l 將經密合之 鐘至數十分 板的黏合強 等進行脫氣 利特開平6 一 使用合成石 。作為遮夫 的光罩遮光 氣之除去， X 1 0~3Torr' 光罩與透明 鐘的真空排 度，必要 。光罩與薄 282066號么

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透明基板 如即使於透 厚度，曝光 導體用晶圓 為防塵裝置 的塵埃在曝 軟片構件用 板的大小， 夠，由操作 申請專利 罩’其特徵 成可透過紫 之透明基板 的空氣排氣 光罩之遮 的面積甚小 遮光膜圖案 的依存性， 置者。作為 波長之紫外 氧化鋁、氧 成石英基板 膜則更佳。 f止塵埃直接附著於光罩圖案上，並且，例 萨二板上附著有微小的塵埃，由於透明基板的 f、塵埃之影像不會成像到塗佈有光阻劑之半 不會轉印過去。因而，透明基板可發揮作 勺f能。透明基板的厚度，只要是透明基板上 私!!不ΐ轉印即可，因而只要有接近於通常的 ^杀的高度之2mm以上的厚度即足夠。透明基 要了復盖住光軍的圖案轉印涵蓋的區域即足 ^的，點考量’以與光罩相同的尺寸為更佳。 靶圍第2/頁之發明，為一種具有防塵裝置之光 在於，係在光罩之遮光膜圖案面側的全面上形 ^，之透明膜，再於透明膜上以可透過紫外線 豐a ，經由將光罩上之透明膜與透明基板之間 除去’使光罩與透明基板密合而黏合。 光膜圖案的形狀、密度不一而齊，遮光膜圖案 的^罩亦存在。本發明之透明膜，可減緩因於 之段差，可消除於與透明基板黏合時之對圖案 係用以使和透明基板的密合強度更為提高而設 設置於光罩上之透明膜，須要求具有對於曝光 線透過性、及耐光性優異之特性，可例示如： 化鎂、氟化鎂等。例如，於光罩基板係使用合 的情況，以與其組成接近的矽氧化物作為透^ 矽氧化物可經由使用：用Si〇2靶材之經由虹氣

552484 五、發明說明（5) 體之濺鍍等之真空成膜法、或塗覆玻璃（Spin 〇n Glass : SOG，旋轉塗覆玻璃）法來形成得到。作為s〇g之市售品， 可使用例如·東厅、應化公司製的〇 C D T y p e - 2成阿萊得西葛 拿公司製的阿秋葛拉斯2 11 S等。 申請專利範圍第3項之發明，為一種具有防塵裝置之光 罩，其特徵在於，係在光罩之遮光膜圖案面側的全面上形 成可透過紫外線之透明膜，再使透明膜平坦化之後，於透 明膜上以可透過紫外線之透明基板疊合，經由將光罩上之 經平坦化的透明膜與透明基板之間的空氣排氣除去，使光 罩與透明基板密合而黏合。 形成於光罩上之透明膜，雖具有一定的平坦度，惟，有 多數的微細的凹凸存在。將因於遮光膜圖案的段差所產生 的透明膜之微細的凹凸以研磨除去使其平坦化，再將透明 膜與透明基板之間的空氣進行排氣除去，則透明膜與透明 基板可全面地岔合而黏合。作為透明膜的平坦化之方法， 係揭不於曰本專利特開平7 — 2 6丨3 6 9號公報中之技術，以 CMP(Chemical Mechanical Polishing :化學機械研磨）等 之研磨裝置在既定的條件下施行研磨，使平坦化。 申巧專利範圍第4項，為一種曝光方法，其特徵在於， 係使用申請專利範圍第1至3項之具有防塵裝置之光罩，於 #光裝置中將透明基板卸下進行曝光，於曝光完成後將光 罩自曝光裝置取出時，再度將透明基板裝上。 本發明中之具有防塵裝置之光罩，可與通常的軟片構件 同樣的方式在裝上防塵裝置的狀態下使用於曝光，惟，亦

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第10頁 552484 五、發明說明（6) 可經由再度將光罩放置於真空下，而簡單地將防塵裝置分 離。附著在光罩上之塵埃的影響，通常是以在大氣中的作 業下發生附著的情形最多。於真空紫外區域的曝光，即使 光罩之紫外線的透過率較小，曝光亦可提高，可望提高曝 光的光之利用效率。本發明之曝光方法的目的之一，係於 F2替射寺之真空外區域的曝光時，經由在曝光裝置内自 具有防塵裝置之光罩將透明基板卸下而進行曝光，以提高 曝光的光之利用效率。於曝光完成後，自曝光裝置將光罩 取出之時，再度將透明基板裝上使其密合，再回到大氣 中。 本發明之曝光方法的另外之目的，在於昂貴的透明基板 可無數次再使用。可透過短波長紫外線的材料並不多，透 明基板是昂貴的，於本發明中，包含於必要時將透明基板 再研磨，則透明基板可無數次再使用，故於經濟面上是有 利的。 由於本發明之曝光方法中所用之透明基板於曝光時須卸 下，對於曝光的光即使非為透明雖然亦可，惟，對於在與 光罩密合地黏合後所須進行檢查的光則須要求其透明性。 發明之實施形熊 茲就發明之實施形態依據下述之實施例並參照圖式加以 說明。 (實施例1 ) 圖1為顯示本發明之具有防塵裝置之光罩的一例之截面 圖。於圖1中，將經光學研磨之6吋四方、厚度0.25吋的合

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成石英玻，基板1上所設置之厚度8〇111]1的鉻薄膜與4〇㈣的 低反射鉻薄膜之2層構造的遮光膜圖案2之光罩洗淨，經乾 燥並將表面清淨後，將與光罩相同尺寸的經光學研磨並經 洗淨乾燥之平面度為2 Am的合成石英基板3，於光罩的遮 =膜圖案面側，進行位置對準，在未使用接著劑之下使其 豐合。然後，在疊合的狀態下，放入真空裝置中，在真空 度133 xl〇-3Pa(1 xl〇_3T〇rr)下施行1〇分鐘的真空吸弓、丨， 使2片的基板強固的密合住。以本方法黏合的2片、基板，係

充分地密合著，可作為具有防塵裝置之光罩使用於W準 分子雷射曝光。 (實施例2 )

圖2中顯示本發明之一例。將經光學研磨之6吋四方、厚 ^0· 25吋的合成石英玻璃基板4上形成以厚度6 Onm的鉻薄 膜為中心於上下分別設置4〇nm的低反射鉻薄膜之3層構造 的遮光膜圖案5的光罩洗淨，在該遮光膜圖案面側的全 面，以市售的塗覆玻璃（Spin 〇n Glass ; SOG)之阿萊得西 葛^公司製的阿秋葛拉斯21ls，用旋轉塗佈法塗佈，在氮 氣％ i兄中3 0 0度下進行}小時的鍛燒，得到鍛燒後的膜厚約 為8 0 0nm的S0G膜。然後，以岡本工作機械製作所製的⑶？ 裝置SPP6 0 0S進行S0G研磨，形成厚度約為6〇〇1111]的平坦的 S0G膜6。研磨條件，研磨用漿料係使用羅得魯尼塔公司製 的I LD1 3 0 0 ’研磨布係使用同公司的j c丨丨〇 〇，負載荷重為 50g/cm2，研磨頭（spindle)速度為 3〇rpm，車台（taMe)速 度為30rpm。然後，在光罩之經平坦化的s〇G膜面側，以相

第12頁 C:\2D-C0DE\92-01\91125012.ptd 552484 五、發明說明（8) 同尺寸的經光學研磨之6叶四方的合成石英基板7疊合，放 入真空裝置中’在常溫下進行20分鐘的真空吸引，得到強

固地密合著之具有防塵裝置之光罩。此光罩可使用於uF 準分子雷射之曝光。 (實施例3 ) 將實施例！中所製作之具有防塵裂置之光罩靜置於以 射曝光裝置内，對裝置内施行排氣作成真空之後，於曝光 裝置内自具有防塵裝置之光罩將透明基板卸下，缺後，進 抓曝光，將光罩圖案轉印到半導體用晶圓上的^阻上。 罜置將光罩取出之時，再度將透明· 基板裝到先罩上使其岔合，再回到大氣 防塵裝置之光罩自曝光裝置取出。 發明之效果 本發明之具有防塵裝置之光罩，卽估 的短波長光源之ArF(193nm)準分子兩射^長150〜2〇〇nm 中亦有優異的光透過性，且對於射(d 反長&域的紫外峻之^而才 久性也佳，並且，不須要如同習用的 ]|外線之耐 將内部以氮等之惰性氣體取代等。又， 牛般須費心於 置’由於係不同於習用的軟片構件般$::月之防塵裝 定於光罩上之構造，故經由使具有防又=架以接著劑固! 置於真空下，可簡單地使其剝離。目、 <光罩再度放 之透明基板受到塵埃等污染之場合中，^構成防塵裝置 板作交換’或將光罩與透明基板的雙方洗；：：：透明基 又，本發明之曝光方法，經由曝井 丹便用 +九的光之利用效率之提

C:\2D-CODE\92-01\91125012.ptd 第13頁 552484 五、發明說明（9) 升，可縮短曝光時間提高生產性，並且高價的透明基板可 無數次地再使用，是其效果。 元件編號說明 1、4、8 合成石英玻璃基板 2 > 5、9 遮光膜圖案 3 > 7 透明基板 6 平坦化透明膜 10 軟片構件膜 11 框架

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Claims (1)

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