TWI437383B - 用於製造空白遮罩之光阻去除裝置、空白遮罩及其製造方法 - Google Patents

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Description

用於製造空白遮罩之光阻去除裝置、空白遮罩及其製造方法
此處揭示之本發明係關於空白遮罩及其製造方法，更具體而言，係關於光阻之珠狀殘餘物(edge bead)經去除之空白遮罩及其製造方法。
在製造半導體元件之光微影製程中使用的光罩，係藉由圖案化空白遮罩之金屬層製造。
空白遮罩包括設置於矩形基板上之遮光層、半透明層、相轉移層、及塗布於其上之光阻。典型上，空白光罩之製造係藉由在基板上形成金屬層、將光阻劑滴在該金屬層上、旋轉該基板以將該光阻劑散布至該基板之邊緣區域，來均勻的將光阻劑塗布於金屬層上。而上述方法中用於形成光阻之裝置係稱為旋塗裝置。
若光阻係藉由使用典型旋塗裝置形成於金屬層上，則因光阻劑之表面張力即在基板上的乾燥速度差，光阻在邊緣區域會異常的變厚。其係稱為珠狀殘餘物。珠狀殘餘物之寬度會隨例如基板之旋轉速度及光阻劑之黏度等的塗布條件而改變，但典型上自基板之側邊起係小於約2 mm。
在裝載或製造步驟期間，空白遮罩係裝載或收納在儲藏盒或儲藏卡式盒。在此等步驟期間，包括珠狀殘餘物之多餘的光阻因撞擊而與基板分離，並跟著貼在另一表面。結果，分離的光阻會作為顆粒。
此外，當光阻係經由電子束微影來圖案化時，光阻下的金屬層會被充電。為了防止這件事，金屬層需要藉由去除基板邊緣區域之光阻來予以暴露，使電子束微影裝置之電極端子可接觸金屬層之邊緣區域。目前已有各種去除光阻層之典型方法被採用。其中之一為藉由重複對光阻曝光來去除光阻。另一種為藉由噴灑去除光阻之溶劑來去除光阻。
如圖1所示，噴灑溶劑以去除多餘光阻之典型裝置10，在外部夾頭12及內部夾頭13之間供應欲噴灑在空白遮罩100之邊緣區域的溶劑14，同時使包括光阻之空白遮罩100旋轉。接觸到溶劑14之光阻被溶解並自空白遮罩100分離開，接著被以氣流11排放到外部。
關於使用裝置10去除之無包括珠狀殘餘物的多餘光阻之空白遮罩100，如圖2(a)所示，由上方觀看時，角C之光阻130由於比其他邊緣被更過度去除而呈圓形。此係因為溶劑由於基板110旋轉所造成之離心力而集中在角C。然而，形成於空白遮罩100之有效圖案區域變小，使製造光罩之效率降低。
關於使用裝置10去除多餘光阻之空白遮罩100，如圖2(b)(沿著圖2之A-A’線截取之剖視圖)所示，光阻130之邊緣區域向上突出使得光阻130變厚。因此，由於光阻130突出之邊緣區域在裝載及輸送步驟期間因撞擊而分離，其可作為顆粒。
本發明提供一種空白光罩，其包括珠狀殘餘物之多餘光阻經有效去除，且不會減少有效圖案區域，並提供一種該空白光罩之製造方法。
本發明之實施例提供一種光阻去除裝置，其包括：溶劑供應噴嘴，其係供應溶解光阻之溶劑至形成有光阻之基板邊緣；及排放構件，其係設置成接鄰至基板邊緣，用以抽取並排放經溶劑溶解之光阻。
於部分實施例中，該排放構件係包括：上側排放構件，其係設置成接鄰基板之上方；及下側排放構件，其係設置成接鄰基板之側邊。
於部分實施例中，該上側及下側排放構件包括於一方向延伸並抽取經溶解光阻的狹縫，其中狹縫之寬度為0.03mm~0.3mm，上側排放構件及基板之間的距離為0.03mm~0.3mm，下側排放構件及基板之間的距離為0.03mm~0.3mm，及抽取經溶解光阻之壓力為5 Kpa~100 Kpa。
本發明之實施例提供一種空白遮罩之製造方法，該空白遮罩包括在矩形基板之主要表面上之金屬層及在該金屬層上之光阻。該方法包括：藉由將光阻劑滴在該金屬層上並旋轉該基板來將光阻劑散布至該金屬層上以形成光阻；及不旋轉該基板，而藉由在基板之邊緣區域噴灑溶解光阻之溶劑以去除光阻。
於部分實施例中，該光阻之去除包括抽取並排放經溶解之光阻。
於部分實施例中，該光阻之去除係連續地對該基板的各四個側邊實施。
於部分實施例中，該光阻之去除係同時地針對該基板之兩個側邊實施。
本發明之實施例提供一種空白遮罩，其包括：金屬層，其係在矩形基板之主要表面上；及光阻，其係在金屬層上，其中該光阻係自基板之邊緣區域被去除，且由上方觀看時該光阻在基板的角為直角。
本發明之實施例提供一種空白遮罩，其包括：金屬層，其係在矩形基板之主要表面上；及光阻，其係在金屬層上，其中該光阻係自基板之邊緣區域被去除，而邊緣區域之光阻厚度係小於中央部分與10,000之和。
本發明之實施例提供一種空白遮罩，其包括：金屬層，其係在矩形基板之主要表面上；及光阻，其係在金屬層上，其中該光阻係自基板之邊緣區域被去除，該光阻在基板的角為直角，而邊緣區域之光阻厚度係小於中央部分與10,000之和。
於部分實施例中，由上方觀看時，該光阻在該基板的角為直角。
於部分實施例中，該光阻係在該基板之側邊被去除。
於部分實施例中，在基板之邊緣區域被去除之光阻寬度係在2 mm以內。
於部分實施例中，該空白遮罩係製造作為製造半導體用之光罩。
附圖之圖式係意圖提供來進一步了解本發明，其係併入並構成本說明書之一部分。此等圖式顯示本發明之示範實施例，並與文字敘述一起解釋本發明之原理。
以下，與附圖之圖式說明本發明之較佳實施例。
[珠狀殘餘物去除裝置]
本發明係關於一種空白遮罩，其係包括在矩形基板之主要表面上的至少一層金屬層，及在該至少一層金屬層上之光阻。該光阻係在矩形基板之邊緣區域被去除。自上方觀看時，該光阻之角為直角。該光阻典型上具有大致矩形之外形。該光阻之邊緣區域之厚度係小於10,000與該光阻之中央厚度的和。
如本發明之製造空白遮罩100的珠狀殘餘物去除裝置20，如圖3及4所示，係包括上側排放構件21、下側排放構件22、及溶劑供應噴嘴23。
上側排放構件21抽取並排放於空白遮罩100之上部經溶劑溶解之光阻130，而下側排放構件22抽取並排放於空白遮罩100之側邊及底部經溶劑溶解之光阻130。上側排放構件21及下側排放構件22係沿著同一側邊設置，藉此抽取接臨空白遮罩100之一側邊溶解之光阻130。抽取進經溶解之光阻的入口係具有狹縫外形且接近基板110。
上側排放構件21及基板110之間的距離可調整到約0.03 mm至約3 mm之範圍內。下側排放構件22及基板110之間的距離可調整到約0.03 mm至約3 mm之範圍內。上側排放構件21之狹縫寬度可在約0.03 mm至約0.3 mm之間。抽取經溶解光阻130的壓力可在約5 Kpa至約100 Kpa之間。
為了溶解包括珠狀殘餘物之多餘光阻130，溶劑供應噴嘴23係配置在空白遮罩100之側邊上方，且溶劑供應噴嘴23之末端係斜向空白遮罩100。由於光阻在被旋塗在基板110後部分殘留在基板110之側邊，故溶劑供應噴嘴23之末端可設置朝向該側邊，以讓溶劑得以供應至基板110之側邊。供應至基板110之側邊的溶劑溶解在基板110之側邊的光阻130。溶劑供應噴嘴23可包括一個向左右移動噴灑溶劑之噴嘴，或兩個以上連續噴灑溶劑之噴嘴。
去除之光阻130的寬度可藉由調整溶劑供應噴嘴23及上側排放構件21之位置及抽取壓力來調整。去除之光阻130的寬度可大於珠狀殘餘物之寬度。珠狀殘餘物之寬度可依包括光阻劑、基板之旋轉速度、及形成光阻130期間的旋轉時間之塗布條件而改變。一般而言，珠狀殘餘物之寬度自基板110之末端起可為約0.5 mm至約2 mm。因此，去除之光阻130的寬度自基板110之末端起可在約2 mm內。若去除之光阻130之寬度太大，則減少光罩內的有效圖案區域，因此寬度可小於約2 mm。
珠狀殘餘物去除裝置20於不旋轉空白遮罩100之靜態去除多餘光阻130。去除步驟係分別並連續施行在空白遮罩100之各四個側邊。去除步驟可連續施行在空白遮罩100之至少兩個側邊。當去除步驟連續施行在空白遮罩100之至少兩個側邊時，珠狀殘餘物去除裝置20可包括對應於對應之側邊的上側排放構件21、下側排放構件22、及溶劑供應噴嘴23。
當去除步驟可連續施行在空白遮罩100之至少二個側邊時，去除步驟可連續施行在彼此面對之兩個側邊，接著可連續施行在剩餘之彼此面對之兩個側邊。光阻130通常可為矩形，其中光阻130之角為直角。
用於本發明之溶劑未特別限定，因此可使用眾所皆知的典型材料作為溶劑。溶劑可至少包括丙酮、PGME、甲苯、乙酸丁酯、PGMA、IPA、MAK、EL、DIGLYME、及TMAH中之一者。
[空白遮罩]
以下，參照圖5說明本發明之空白遮罩100。圖5(a)為空白遮罩100之平面圖，而圖5(b)為沿著圖5(a)之B-B’線截取之剖視圖。
本發明之空白光罩100係使用如圖3及4所示之珠狀殘餘物去除裝置20製造。該空白遮罩100係包括在矩形基板100之主要表面上的至少一層金屬層120，及在該至少一層金屬層上之光阻130。該光阻130係於基板110的邊緣區域被去除。由上方觀看時，該光阻130的角為直角，且通常該光阻130為矩形。空白遮罩100之光阻130的角落區域之厚度可小於10,000與光阻130之中央厚度的和。
基板110可為作為用於製造半導體之空白遮罩的6×6×0.25 inch之矩形基板，但基板110之尺寸並未限制。
包括至少一種金屬之層的金屬層120，係可包括用於減少曝光光線之反射的遮光層、抗反射層，對曝光光線具有預定透光率之半透明層，用於轉移曝曬光線之相的相轉移層，用於反射曝光光線之反射層，及/或吸收曝光光線之吸收層。金屬層120可透過濺鍍法使用具金屬之靶材形成。
空白遮罩100在金屬層120及光阻130之間可包括光阻底部抗反射塗層(Bottom Anti-Reflective Coating，BARC)或導電層。空白遮罩100在光阻130上可進一步包括光阻頂部抗反射層(Top Anti-Reflective layer，TARL)或光阻頂部保護層。
空白遮罩100為透明性空白遮罩或反射性空白遮罩。透明性空白遮罩包括包含遮光層之空白光罩、包含相轉移層之相轉移空白遮罩、及包含半透明層之半透明空白遮罩。反射性空白遮罩包括熱膨脹係數小之基板、多層反射層、及基板上之吸收層。因此，本發明係使用透明性空白遮罩做為範例，但亦可應用於反射性空白遮罩。
光阻130係使用旋塗裝置形成，其將光阻劑滴在金屬層120上，並使基板110旋轉將光阻劑廣泛的散布在金屬層120上。以旋塗裝置形成之光阻130將光阻廣泛的散布在金屬層120上，故光阻劑會流下至基板110之側邊。
光阻130之厚度可依塗布條件、例如光阻劑黏度、旋轉速度、及形成光阻130期間之旋轉時間等而改變，可為約1000至約5000。
本發明之空白遮罩100在基板110之主要表面的邊緣不包括包含珠狀殘餘物之多餘光阻130。本發明所提供之空白遮罩，為自基板110(已去除多餘之光阻130)之個側邊的邊緣起，至殘餘之光阻130為預定寬度者。去除之光阻130的寬度可大於約0.5 mm且小於約2 mm。於基板110之各側邊去除之光阻130的寬度沒有必要相同。
當自上方觀看空白遮罩100時，光阻130之角C為直角。由於珠狀殘餘物典型係以旋轉基板並供應溶劑予以去除，溶劑係相對的集中在光阻的角落。結果，角落的光阻被過度去除，因而如圖2(a)具有圓角C。然而，依據本發明，多餘之光阻係在不旋轉基板110之靜態，自空白遮罩100之各四個側邊分別去除。因而，光阻130之角C為直角，且整體上光阻130為矩形。因此，依據本發明，空白遮罩100中，形成圖案之有效圖案區域變得更廣，因此可在其中形成更多圖案。
此外，關於空白遮罩100，光阻130之邊緣區域的厚度係小於10,000與光阻130之中央厚度之和。關於已去除珠狀殘餘物之典型空白遮罩100，如圖2(b)所示，已去除包括珠狀殘餘物之多餘光阻130的光阻之邊緣區域，所具有之厚度係大於光阻130之中央厚度與15,000之和。然而，依據本發明，如圖5(b)所示，光阻130之邊緣區域的厚度可被減少。
依據本發明，由於以所供應之溶劑溶解的光阻130在不旋轉基板的情況下被抽取並排放，故光阻130的邊緣區域不會突出。因此，空白遮罩100可最少化自光阻130之邊緣區域分離之顆粒。
圖6係顯示使用表面輪廓儀量測具包括珠狀殘餘物經去除之多餘光阻的空白遮罩時的資料之曲線圖。圖6(a)係顯示使用本發明之珠狀殘餘物去除裝置製造的空白遮罩之資料，而圖6(b)係顯示使用圖1之典型珠狀殘餘物去除裝置製造的空白遮罩之資料。在以旋塗法形成厚度約5,000之光阻後，自基板之邊緣區域去除寬度約1.9 mm之光阻。本發明之空白遮罩如圖6(b)所示，具有在邊緣區域之厚度相對均勻之層，其係略低於約5,000。相反地，圖6(b)所示之典型空白遮罩的光阻在自邊緣區域起約1000 μm處，突出約15,000。在典型空白遮罩之光阻的邊緣區域，容易因輕微的撞擊而分離，而該分離之光阻跟著會貼到其它表面，而因此作為顆粒。由於本發明之空白遮罩避免了上述顆粒，故提升了空白遮罩之品質。
此外，移除了形成在空白遮罩100之邊緣區域及基板110之側邊的多餘光阻。因此，光阻130在裝載及輸送空白遮罩100期間很少分離開來。因此，由於不會產生光阻130之顆粒，故可製造高品質之空白遮罩100及光罩。
如本發明之空白遮罩100的金屬層120經圖案化以製造成光罩，特別是用於製造半導體之光罩。於空白遮罩100之光阻130上施行光微影及顯影步驟以形成光阻圖案，而金屬層120係使用光阻圖案蝕刻作為遮罩，使得金屬層圖案形成而光阻圖案去除。如此製造光罩。
依據本發明，形成於空白遮罩之邊緣區域之多餘光阻係被去除。因此，防止了多餘的光阻在裝載與接收空白遮罩期間因撞擊而分離，跟著貼在另一表面上作為顆粒。結果，可製造高品質之遮罩。
關於本發明之包括珠狀殘餘物經去除之多餘光阻的空白遮罩，由上方觀看時，光阻的角落為矩形，使有效圖案區域可增加，而可形成更多圖案。如此，提升了光罩之效率。此外，由於係在未旋轉基板下去除珠狀殘餘物，在去除珠狀殘餘物後，光阻的邊緣區域不會不規則的突出。
以上揭示主體應視為例示性而非限制性，而附加之申請專利範圍係涵括所有此種落於本發明的實際精神及範疇之變形、增校、及其它實施例。因此，在法律允許之最大範圍內，本發明之範疇係以後面申請專利範圍及其等效物可允許之最廣解釋決定，且不應約束或限制於上述詳細說明。
10‧‧‧噴灑溶劑以移除多餘光阻之典型裝置
11‧‧‧氣流
12‧‧‧外部夾頭
13‧‧‧內部夾頭
14‧‧‧溶劑
20‧‧‧珠狀殘餘物去除裝置
21‧‧‧上側排放構件
22‧‧‧下側排放構件
23‧‧‧溶劑供應噴嘴
100‧‧‧空白遮罩
110‧‧‧基板
120‧‧‧金屬層
130‧‧‧光阻
C‧‧‧角落
圖1為典型珠狀殘餘物去除裝置之剖視圖。
圖2(a)及(b)為使用典型珠狀殘餘物去除裝置，去除珠狀殘餘物之空白遮罩的平面圖及剖視圖。
圖3為珠狀殘餘物去除裝置之透視圖。
圖4為珠狀殘餘物去除裝置之剖視圖。
圖5(a)及(b)為使用依據本發明之概念的實施例之珠狀殘餘物去除裝置，去除珠狀殘餘物之空白遮罩的平面圖及剖視圖。
圖6(a)及(b)為顯示使用表面輪廓儀量測具包括珠狀殘餘物經去除之多餘光阻的空白遮罩之曲線圖。
11‧‧‧氣流
12‧‧‧外部夾頭
13‧‧‧內部夾頭
14‧‧‧溶劑
100‧‧‧空白遮罩

Claims (12)

  1. 一種用於製造空白遮罩之光阻去除裝置，其包括：溶劑供應噴嘴，其係供應溶解光阻之溶劑至形成有光阻之基板邊緣；及排放構件，其係設置成接鄰至基板邊緣，用以抽取並排放經溶劑溶解之光阻；其中，當藉由該溶劑供應噴嘴在基板邊緣區域噴灑溶解光阻之溶劑以去除光阻以及該排放構件抽取並排放經溶劑溶解之光阻時，不旋轉該基板，使光阻呈現矩形。
  2. 如申請專利範圍第1項之光阻去除裝置，其中該排放構件係包括：上側排放構件，其係設置成接鄰基板之上方；及下側排放構件，其係設置成接鄰基板之側邊。
  3. 如申請專利範圍第2項之光阻去除裝置，其中該上側及下側排放構件包括於一方向延伸並抽取經溶解光阻的狹縫，其中狹縫之寬度為0.03mm~0.3mm，上側排放構件及基板之間的距離為0.03mm~0.3mm，下側排放構件及基板之間的距離為0.03mm~0.3mm，及抽取經溶解光阻之壓力為5Kpa~100Kpa。
  4. 一種空白遮罩之製造方法，該空白遮罩包括在矩形基板之主要表面上之金屬層及在該金屬層上之光阻，該方法包括：藉由將光阻劑滴在該金屬層上並旋轉該基板來將光阻劑散布至該金屬層上以形成光阻；及不旋轉該基板，而藉由在基板之邊緣區域噴灑溶解光阻之溶劑以去除、抽取並排放經溶劑溶解之光阻，使光阻呈現 矩形。
  5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中該光阻之去除包括抽取並排放經溶解之光阻。
  6. 如申請專利範圍第4項之方法，其中該光阻之去除係連續地對該基板的各四個側邊實施。
  7. 如申請專利範圍第4項之方法，其中該光阻之去除係同時地針對該基板之兩個側邊實施。
  8. 一種空白遮罩，其包括：金屬層，其係在矩形基板之主要表面上；及光阻，其係在金屬層上，其中該光阻係自基板之邊緣區域被去除、抽取並排放時，不旋轉該基板，該光阻在基板的角為直角，而邊緣區域之光阻厚度係小於中央部分與10,000Å之和。
  9. 如申請專利範圍第8項之空白遮罩，其中由上方觀看時，該光阻在該基板的角為直角。
  10. 如申請專利範圍第8項或第9項之空白遮罩，其中該光阻係在該基板之側邊被去除。
  11. 如申請專利範圍第8項或第9項之空白遮罩，其中在基板之邊緣區域被去除之光阻寬度係在2mm以內。
  12. 如申請專利範圍第8項或第9項之空白遮罩，其中該空白遮罩係製造作為製造半導體用之光罩。
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