TWI392960B - 組裝薄膠膜於光罩上的方法 - Google Patents
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Description
本發明係有關於組裝薄膠膜於光罩上的方法。
薄膠膜或光罩為一精密的玻璃板,其包含電路佈局以供半導體製程使用。如果任何的塵埃或污染顆粒沾附於薄膠膜上,此薄膠膜可導致額外的部件於印刷電路上。薄膠膜為薄且透明的材料,組裝於遮罩或光罩(reticle)上方的特定距離。此距離需選定,使得在聚焦晶圓時,該薄膠膜上的任何塵埃或顆粒會落於焦點之外。因此,任何落於薄膠膜表面的外來顆粒皆不會投影在晶圓上,且不會導致於印刷缺陷。
即便是使用薄膠膜,仍有其他的因素會導致印刷缺陷。其中之一問題為光罩模糊污染物的生成。眾所週知的是,光罩模糊污染物的生成導因化學物質,SOx和NHx(如SO2
和NH3
),在光罩的製作過程中形成,且與濕氣反應所致。這些化學物質係導源於從用於製作光罩的材料表面的脫附氣體,濕式化學物質包括硫酸和雙氧水,及/或源自處理光罩的雜質。當這些化學物質和濕氣共存時,且暴露於紫外(UV)光(例如用於曝光圖案晶圓上的光線),因而生成硫酸銨晶體,進而導致光罩模糊污染物生成。因此,每當光罩暴露於深紫外(DUV)光便增加造成光罩模糊的晶體成長,進而導致光罩壽命縮短。
為了延遲或避免形成光罩模糊,晶圓代工廠將光罩
儲存於受控制的環境(如儲存於惰性氣體的環境中),並且採用“淨化”程序以移除污染物。此淨化程序通常是將該光罩置於氮氣或極度潔淨乾空氣(extreme clean dry air,簡稱XCDA)環境中。於上述二者環境中,皆可自光罩移除濕氣和氨反應物,以避面形成光罩模糊。例如,可於使用光罩於掃描曝光機之前或之後立即實施淨化程序。
美國專利UA 6,593,034中揭露一種薄膠膜框架,其包括兩個氣體通導開口。該薄膠膜框架係採以將該光罩與該薄膠膜之間空間的空氣,取代以惰性氣體,例如氮氣、氦氣、氬氣或等性質的氣體。該薄膠膜框架具有一對開口,以供通入惰性氣體於上述空間中,或將氣體自上述空間中抽離。該開口具有過濾件,其可避免大的顆粒滲透。此配置可消除在安裝薄膠膜時造成模糊,然而光罩模糊仍會在後續的使用過程中生成。
有鑑於此,業界亟需一種有效避免光罩模糊方法。
於本發明諸實施例中,一種組裝薄膠膜於光罩上的方法,包括:以一真空紫外光照射一光罩於一極度潔淨乾空氣或一惰性氣體的環境;以及當光罩於該極度潔淨乾空氣或該惰性氣體的環境且曝露在真空紫外光中,組裝一薄膠膜於該光罩上。
於本發明諸實施例中,一種組裝薄膠膜於光罩上的設備,包括:一腔體,具有至少一埠,以將該腔體填充一極度潔淨乾空氣或一惰性氣體;一薄膠膜組裝器於該
腔體中;一真空紫外光源,當該腔體填充該極度潔淨乾空氣或該惰性氣體時,用以照射一光罩固定於該薄膠膜組裝器。
於本發明諸實施例中,一種組裝薄膠膜於光罩上的組裝體,包括:一光罩;一薄膠膜框架密封地貼附於該光罩;以及一薄膠膜接合至該薄膠膜框架,形成一密封的圍圈由該光罩、該薄膠膜框架和該薄膠膜黏結,該密封的圍圈內填充以一惰性氣體,其中該組裝體的形成方式包括:以真空紫外光照射該光罩於一極度潔淨乾空氣或惰性氣體的環境;及在該極度潔淨乾空氣或惰性氣體環境中,密封該光罩、該薄膠膜框架和該薄膠膜於一體。
為使本發明能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下:
以下以各實施例詳細說明並伴隨著圖式說明之範例,做為本發明之參考依據。在圖式或說明書描述中,相似或相同之部分皆使用相同之圖號。且在圖式中,實施例之形狀或是厚度可擴大,並以簡化或是方便標示。再者,圖式中各元件之部分將以分別描述說明之,值得注意的是,圖中未繪示或描述之元件,為所屬技術領域中具有通常知識者所知的形式,另外,特定之實施例僅為揭示本發明使用之特定方式,其並非用以限定本發明。
第1和2圖係顯示組裝一薄膠膜12於一光罩11上的製程示意圖,其中第1圖顯示該薄膠膜12和薄膠膜框
13位於光罩11的上方,以準備將薄膠膜框13結合至該光罩11。第2圖顯示該光罩11、該薄膠膜框13和薄膠膜12已結合成一體。
上述方法包括在一極度潔淨乾空氣(XCDA)或惰性氣體17環境下,以真空紫外(VUV)光15照射該光罩11,並且當光罩11於該極度潔淨乾空氣(XCDA)或惰性氣體17的環境且曝露在真空紫外光中,組裝一薄膠膜12於該光罩11上。
該光罩11可由適當的透明材料製成,例如玻璃、石英或CF2
,在其上方形成不透明材料例如鉻的圖案。若該光罩為相轉移光罩(phase-shifting layer),則在鉻層的下方提供一相轉移層。於一些實施例中,該相轉移層可包括任一組成,擇自過渡金屬元素、鑭系元素及其任意組合。例如包括Mo、Zr、Ta、Cr、和Hf。於一範例中,上述含金屬層是由以下材料之一構成,MoSi、MoSiON或Cr。
上述薄膠膜12可為多種型式之一,例如由位於美國加州Sunnyvale的Micro Lithography,Inc.(MLI)公司所販售之Film 703深紫外(DUV)光型膠膜,其對於193 nm、248 nm、和365 nm波長的光具有高的穿透率。亦可使用其他的薄膠膜,包括硝化纖維素(nitrocellulose)、氟碳樹脂(fluororesin)、由日本東京Asahi Glass Co.,Ltd.公司製造的“CYTOP”樹脂、由日本東京DuPont Kabushiki Kaisha公司製造的“FLON AF”樹脂、塑膠樹脂、合成石英玻璃及同性質之物,但不限定於上述材料。上述薄膠膜可形
成的厚度範圍約為2 μm至5 μm厚,然上述厚度範圍僅供舉例說明,亦可以使用其他的厚度實施。
一薄膠膜框13可組裝於該光罩11和該薄膠膜12之間。該薄膠膜框13可由各種不同的剛性材料製成,例如鋁或塑膠。該薄膠膜框13可以是圓形框或矩形框,其具有適當的厚度範圍大抵介於6 mm(1/4英吋)至11 mm(7/16英吋)。此外,亦可使用其他適當的厚度以提供剛性及維持該薄膠膜12頂表面(離光罩11較遠的表面)與該光罩之間隔著適當的距離,使得在進行掃描步驟時,該薄膠膜12上的顆粒不致造成晶圓上圖案的缺陷。該薄膠膜12被拉直延伸以隔絕顆粒,並以一黏結劑貼附於該薄膠膜框13,該黏結劑例如是1 μm厚的氟碳樹脂(fluorocarbon resin)。
使用一適合的黏結劑14貼附該薄膠膜框13至該光罩11。例如,該黏結劑14可以是壓力感應性黏結劑。
該光罩11和該薄膠膜12/框13組合體於一圍圈物16中接合。於部分的實施例中,該圍圈物16為可密封式的。以下說明以腔體16表示圍圈物。腔體16具有至少一埠(port)18,即可選擇性地具有一第二埠19。於一實施例中,該腔體16具有單一埠18,該單一埠19用於抽離該腔體16的氣體,使其具真空態,然後再將該腔體16中填入一所欲的環境(例如一極度潔淨乾空氣(XCDA)或一惰性氣體17,如氮氣、氦氣、氬氣、或同性質的氣體)。於其他的實施例中,該腔體16具有雙埠18和19,一出氣埠19用以從腔體16中抽離空氣20,以及一進氣埠18
用以填充所欲的環境(例如一惰性氣體,如氮氣)於該腔體16中。該XCDA氣體或惰性氣體17可提供維持一段時間,以置換任何殘留氧氣、濕氣、和任何不想要的組成物。該雙埠18和19可具有適合的氣閥,且可藉由手動的或自動的控制。
提供一真空紫外(VUV)光源15於該腔體16中。該光波可由一ArF準分子雷射(excimer laser)提供,具193 nm波長,或者由一Xe準分子雷射提供,具172 nm波長。
於一較佳的組合方法中,在薄膠膜組合過程中,位於該光罩11、該薄膠膜12及薄膠膜框13之間的空間中的不想要的化學污染物會暴露於VUV光下,且以XCDA氣體淨化或以惰性氣體,如純氮氣、氦氣或氬氣淨化。在該腔體16中組合該光罩11、該薄膠膜12及薄膠膜框13的步驟之後,透過出氣埠19將該腔體16抽真空,接著以XCDA氣體或惰性氣體17沖淨一段足夠的時間,使得該腔體16中所有的空氣皆被置換。當該腔體16被XCDA氣體或惰性氣體17沖淨的步驟之前或同時,將VUV光源15啟動。因此,在該薄膠膜框13貼合至光罩11的步驟之前、同時或者之後,該位於該光罩11和該薄膠膜12之間的氣體17被該VUV光源15所發出的光線照射。藉由此方式,可將造成“光罩模糊成長”的來源消除。
在上述接合步驟之前、同時、或之後,可將位於腔體中XCDA氣體或惰性氣體17壓縮化,使得密封該薄膠膜框13至該光罩11,產生一壓縮化的圍圈體21,填充
XCDA氣體或惰性氣體17。以下說明以空間21取代壓縮化的圍圈體。藉由將位於在該光罩11和該薄膠膜12之間圍圈的氣體壓縮化,因此可避免後續的氣壓的空氣或化學物蒸氣進入空間21。位於該光罩11和該薄膠膜框13之間的該黏結劑14形成一第一密封件,且接合該薄膠膜12和薄膠膜框13的黏結劑形成一第二密封件,以避免空氣或化學物進入空間21,且避免XCDA氣體或惰性氣體17自空間21溢出。
於部分的實施例中,一自動的薄膠膜組裝器設置於該腔體16中。該薄膠膜組裝器可以是由位於美國加州Sunnyvale的Micro Lithography,Inc.(MLI)公司所提供的8000系列的薄膠膜組裝器,然亦可使用其他薄膠膜組裝器。例如,可使用揭露於美國專利US 4,637,713(Shulenberger等人)、US 5,311,250(Suzuki等人)、US 6,619,359(Ballard等人)等文獻中的薄膠膜組裝器。該薄膠膜組裝器可手動地或自動地控制。手動地控制可藉由在腔體16中提供一額外的埠(未圖示)實施。自動地控制薄膠膜組裝器可藉由一板上的電池(on-board battery)提供電力,或者藉由該腔體16內的電源端(未圖示)提供電力。上述設備可藉由一計時器操作,或可藉由有線或無線的介面操作。
上述薄膠膜組裝器可應用於組裝一單一薄膠膜於該光罩的一面上,或者組裝一對薄膠膜於該光罩的兩面上。
第2圖顯示一完成的產物,包括一光罩11、一薄膠膜框13密封地貼附於該光罩11上,一薄膠膜12接合至
該薄膠膜框13。形成一密封的空間21,且由光罩11、薄膠膜框13和薄膠膜12鍵結。上述空間21中填充一惰性氣體17。該組合體形成過程係藉由以真空紫外光(例如波長為193 nm或172 nm的光線)照射光罩11於極度潔淨乾空氣(XCDA)或惰性氣體17環境中,以及封合該光罩11、該薄膠膜框13和該薄膠膜12成一體於XCDA或惰性氣體17環境中。
第3圖為組裝薄膠膜112於光罩111上的另一設備110的結構配置示意圖。第3圖的薄膠膜組裝器為揭露於美國專利US 5,311,250的一種型式,在此僅舉例供說明本發明實施例,亦可使用其他型式的薄膠膜組裝器實施。於第3圖中的薄膠膜組裝器100能夠組裝薄膠膜112於光罩111的兩面上,然而亦可使用其他各種不同型式的薄膠膜組裝器。
上述設備110包括一可密封式的腔體116,其具有至少一埠(port)118、119,以填充極度潔淨乾空氣(XCDA)或惰性氣體117於該可密封腔體116中。當該腔體116中填充極度潔淨乾空氣(XCDA)或惰性氣體117時,提供一真空紫外光(VUV)光源115照射一光罩111,此光罩111固定於薄膠膜組裝器100的光罩固定座107。
上述VUV光源115是設置於光罩111的上方,具一傾斜角,使其得以照射該光罩111兩面上的薄膠膜112。此光源提供光線,具有波長為172 nm或193 nm。例如,該光源115可以是Xe準分子雷射(excimer laser)。
上述腔體116具有一第一埠118供填充極度潔淨乾
空氣(XCDA)或惰性氣體117於該可密封腔體116中,以及一第二埠119以供從該可密封腔體116抽離空氣120及污染物。可維持一穩定的XCDA或惰性氣體117氣體流入,以持續地從該光罩111排除任何殘留的污染物。
該薄膠膜組裝器100具有一控制器101,以及具有可自動化操作的能力,可受控制器101內部的計時器控制,或者以有線或無線通訊連結至一處理器(未圖示)。例如,可藉由一基體103上的連線(未圖示)供電力至該薄膠膜組裝器,或者由電池(未圖示)提供。
於第3圖中的範例中,該VUV光源115設置於光罩111的上方,具一傾斜角,使其得以照射該光罩111兩面上的薄膠膜112。於其他實施例中,該光源115可埋入於該薄膠膜固定座105之一或二者中,以照射該光罩於整個薄膠膜組裝過程中。
第4圖係顯示組裝薄膠膜於光罩上的設備210的結構配置示意圖,其結構基本上相似於第3圖所顯示的結構。不同之處於,光源215設置於該薄膠膜固定座105之一的該薄膠膜組裝器200內。當允許VUV光線穿透至該光罩111上時,該光源215可設置於一透明板之前方,提供一剛性的、平坦的、滑順的、透明的表面,以接合該光罩固定座107。
第5圖係顯示將一薄膠膜組裝於光罩上的製造方法的流程示意圖。
於步驟500中,將一薄膠膜112組裝於一薄膠膜框上113。
於步驟502中,該光罩111和薄膠膜112設置於該腔體116中的薄膠膜組裝器內。此腔體為封閉的。
於步驟504中,將空氣120從腔體116中抽離。
於步驟506中,以加壓的XCDA氣體或惰性氣體117沖淨該腔體116。於整個組裝的程序中,持續地通入氣流117。
於步驟508中,以VUV光線照射該光罩111。
於步驟510中,當光源持續地提供VUV光線時及惰性氣體於受壓力狀態下持續地通入腔體中時,將該薄膠膜112組裝於該光罩111上。位於該光罩111與該薄膠膜框113之間的黏結劑,以及位於該薄膠膜框113與該薄膠膜112之間的黏結劑構成密封件,以保存惰性氣體於該光罩111、薄膠膜112與薄膠膜框113之間。
藉由採用第5圖中所揭露的方法,可降低或消除光罩模糊,並且可降低晶圓低良率的風險。光罩在模糊污染物產生之前的耐久性也得以延長。由於可降低或消除光罩模糊,因此也節省製程時間,也避免頻繁地光罩重工(例如薄膠膜重組、再清洗、缺陷檢測、關鍵維度(CD)量測)的需求。因此可降低製程費用。
本發明雖以各種實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明的範圍,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可做些許的更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
11‧‧‧光罩
12‧‧‧薄膠膜
13‧‧‧薄膠膜框
14‧‧‧黏結劑
15‧‧‧真空紫外(VUV)光
16‧‧‧圍圈物(腔體)
17‧‧‧極度潔淨乾空氣(XCDA)或惰性氣體
18、19‧‧‧埠(port)
20‧‧‧空氣
21‧‧‧壓縮化的圍圈體(空間)
100、200‧‧‧薄膠膜組裝器
101‧‧‧控制器
103‧‧‧基體
105、205‧‧‧薄膠膜固定座
107‧‧‧光罩固定座
110、210‧‧‧組裝設備
111‧‧‧光罩
112‧‧‧薄膠膜
113‧‧‧薄膠膜框
115、215‧‧‧VUV光源
116‧‧‧腔體
117‧‧‧極度潔淨乾空氣(XCDA)或惰性氣體
118、119‧‧‧埠(port)
120‧‧‧空氣
500-510‧‧‧製程步驟
第1和2圖係顯示組裝一薄膠膜於一光罩上的製程示意圖;第3圖為組裝薄膠膜於光罩上的另一設備的結構配置示意圖;第4圖係顯示組裝薄膠膜於光罩上的設備的結構配置示意圖,其結構基本上相似於第3圖所顯示的結構;以及第5圖係顯示將一薄膠膜組裝於光罩上的製造方法的流程示意圖。
11‧‧‧光罩
12‧‧‧薄膠膜
13‧‧‧薄膠膜框
14‧‧‧黏結劑
15‧‧‧真空紫外(VUV)光
16‧‧‧圍圈物(腔體)
17‧‧‧極度潔淨乾空氣(XCDA)或惰性氣體
18、19‧‧‧埠(port)
20‧‧‧空氣
Claims (8)
- 一種組裝薄膠膜於光罩上的方法,包括:以一真空紫外光照射一光罩於一被壓縮的極度潔淨乾空氣或一惰性氣體的環境中;以及當光罩於該極度潔淨乾空氣或惰性氣體的環境中且曝露在真空紫外光中,利用壓力感應性黏結劑以貼附的方式組裝一薄膠膜於該光罩上,從而在該光罩與該薄膠膜之間形成一壓縮化的圍圈體。
- 如申請專利範圍第1項所述之組裝薄膠膜於光罩上的方法,其中該惰性氣體為一氮氣。
- 如申請專利範圍第1項所述之組裝薄膠膜於光罩上的方法,更包括密封該薄膠膜於該光罩上,以避免污染物進入或該極度潔淨乾空氣或惰性氣體逸出。
- 如申請專利範圍第1項所述之組裝薄膠膜於光罩上的方法,其中上述照射步驟包括使用一準分子雷射。
- 如申請專利範圍第4項所述之組裝薄膠膜於光罩上的方法,其中該準分子雷射具有一193 nm的波長。
- 如申請專利範圍第4項所述之組裝薄膠膜於光罩上的方法,其中該準分子雷射具有一172 nm的波長。
- 如申請專利範圍第1項所述之組裝薄膠膜於光罩上的方法,其中:該惰性氣體為氮氣;上述照射步驟包括使用一氖準分子雷射,且其具有一172 nm的波長;以及該方法更包括密封該薄膠膜於該光罩上,以避免污 染物進入或該極度潔淨乾空氣或惰性氣體逸出。
- 如申請專利範圍第1項所述之組裝薄膠膜於光罩上的方法,其中上述照射步驟包括在該薄膠膜貼合至該光罩的步驟之前、同時或者之後提供照射。
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