TWI649612B

TWI649612B - Mask surface treatment method for photomask

Info

Publication number: TWI649612B
Application number: TW107101109A
Authority: TW
Inventors: 青柏王
Original assignee: 美商微相科技股份有限公司
Priority date: 2018-01-11
Filing date: 2018-01-11
Publication date: 2019-02-01
Also published as: TW201931006A

Abstract

一種光罩用框架表面處理方法，將一鋁框表面進行脫脂去除表面油脂後進行鹼洗，再對鋁框表面進行酸洗以中和之，之後再使用氧化鋅及氫氧化鈉之洗劑進行鋁框表面導電活化，並再使用至少一種化學藥劑於該鋁框表面進行化學電鍍金屬鎳後，再對鋁框表面以黑色染料進行染色後，最後，將多餘黑色染料以水洗去除並進行烘乾，如此製程將能夠使一黑色鎳附著層係鍍於該框架之表面上，以得到一表面平整之黑色鋁框，而達到易於清洗及便於清潔度檢查之目的，藉由黑色鋁框即可避免在曝光過程反光造成曝光不均。

Description

光罩用框架表面處理方法

本發明是有關一種光罩用框架表面處理方法，特別是一種用於微影製程的框架之表面上鍍有黑色鎳附著層之表面處理方法。

依據目前的半導體元件製造技術，半導體元件的電路圖案是透過微影(lithography)製程將電路圖案轉印至矽晶圓的表面，具體而言是利用特定波長的光源投射通過光罩(photomask)的方式，將電路圖案轉印至矽晶圓的表面

一般光罩表面會設置有一鋁框架，而該光罩表面與該鋁框架之間會以黏接劑相黏，而該鋁框架則覆蓋有一層光罩保護薄膜，由於鋁框架表面會先經過陽極氧化處理來形成氧化膜，但如第1圖所示，該鋁框架表面陽極處理後會有以下之缺點：

(1)容易造成表面1~10μm的凹凸不平，而產生凹槽。

(2)因表面有的凹槽，當有微塵小於10μm，將不易被清洗掉出鋁框外，且由於微塵粒子無法以肉眼察覺，所以藏於凹處不易被發現，一旦在曝光使用過程中，微塵掉落於光罩上時，會造成晶圓微影失敗，而產生即大損失，不符合經濟效益。

為解決上述缺點，現今一般做法是於鋁框架表面塗上一層有機材料的壓克力膠或矽膠來使鋁框架表面平整，以將不易清洗及檢查的微塵封閉在該凹槽中，此作法雖然能解決微塵掉落於框架上的缺失，但當壓克力膠與矽膠在微影曝光製程中，會因其為有一種機材料，而容易釋放出有害或污染物質，造成光罩表面的污染損害，進而造成晶圓曝光的失敗與損失。因此如何能夠避免釋放出有害或汙染物質且達到鋁框架表面平整之目的，將是業界致力解決的問題之一。

由上述內容可知，若使用一種能夠於鋁框架表面上鍍有黑色鎳附著層之表面處理方法，則能夠替代習用陽極氧化處理所形成的氧化膜，且由於鎳金屬材料電鍍不會於造成鋁框表面造成凹凸不平，以得到一個平整的黑色表面，無需再塗佈一層壓克力膠或矽膠等有機材料，所以化學電鍍黑色鎳的鋁框相當便於清洗及檢查附著於其上的微塵，且又能避免釋放出有害或汙染物質，如此本發明應為一最佳解決方案。

一種光罩用框架表面處理方法，其方法為：(1)將一鋁框表面進行脫脂去除表面油脂後，先進行鹼洗，再對鋁框表面進行酸洗；(2)再使用氧化鋅及氫氧化鈉之洗劑進行鋁框表面導電活化；(3)之後，使用至少一種化學藥劑於該鋁框表面進行化學電鍍金屬鎳後，再對鋁框表面以黑色染料進行染色；(4)最後，再將鋁框表面多餘黑色染料以水洗去除並進行烘乾。

更具體的說，其中係使用PH值小於9.5，而濃度百分比為10%的碳酸鈉及10%的硼砂洗劑進行脫脂去除表面油脂，並進一步水洗處理之後，再進行鹼洗。

更具體的說，其中係使用濃度百分比為5%的氫氧化鈉或是1.5%的硝酸鈉之洗劑進行鹼洗，並進一步水洗處理之後，再進行酸洗。

更具體的說，其中係使用包含濃度百分比為3%的硝酸之洗劑進行酸洗，並進一步水洗處理之後，再對該鋁框表面進行導電活化處理。

更具體的說，其中鋁框表面進行導電活化處理，能夠進一步水洗並烘乾處理後，再使用硫酸鎳、檸檬酸或次亞磷酸鈉之化學藥劑於該鋁框表面進行化學電鍍金屬鎳，其中硫酸鎳為5g/L、檸檬酸為10g/L、次亞磷酸鈉為28g/L。

1‧‧‧框架

2‧‧‧透明薄膜

3‧‧‧黑色鎳附著層

4‧‧‧光罩

41‧‧‧表面

5‧‧‧黏接劑

[第1圖]習用框架表面處理後之表面放大示意圖。

[第2圖]係本發明光罩用框架表面處理方法之流程示意圖。

[第3圖]係本發明光罩用框架表面處理方法之框架表面處理後的表面放大示意圖。

[第4圖]係本發明光罩用框架表面處理方法之應用結構示意圖。

有關於本發明其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

請參閱第2圖，為本發明光罩用框架表面處理方法之流程示意圖，由圖中可知，其步驟為： (1)將一鋁框表面進行脫脂去除表面油脂後，先進行鹼洗，再對鋁框表面進行酸洗201；(2)再使用氧化鋅及氫氧化鈉之洗劑進行鋁框表面導電活化202；(3)之後，使用至少一種化學藥劑於該鋁框表面進行化學電鍍金屬鎳後，再對鋁框表面以黑色染料進行染色203；(4)最後，再將鋁框表面多餘黑色染料以水洗去除並進行烘乾204。

其中能夠使用PH小於9.5，而濃度百分比為10%的碳酸鈉及10%的硼砂之洗劑進行脫脂去除表面油脂，並進一步水洗處理之後，再進行鹼洗使酸鹼值達9.5。

其中能夠使用濃度百分比為5%的氫氧化鈉或是1.5%的硝酸鈉之洗劑進行鹼洗，並進一步水洗處理之後，再進行酸洗。

其中能夠使用包含濃度百分比為3%的硝酸之洗劑進行酸洗，並進一步水洗處理之後，再對該鋁框表面進行導電活化處理。

其中能夠對鋁框表面進行導電活化處理，能夠進一步水洗並烘乾處理後，再使用硫酸鎳、檸檬酸或次亞磷酸鈉之化學藥劑於該鋁框表面進行化學電鍍金屬鎳，其中硫酸鎳為5g/L、檸檬酸為10g/L、次亞磷酸鈉為28g/L。

而經過於鋁框表面上鍍有黑色鎳附著層後，如第3圖所示，其表面非常平整，因此用於微影製程時，由於鎳金屬電鍍不會於造成鋁框表面的凹凸不平，可利於清洗及檢查附著於其上的微塵，且以化學電鍍鎳金屬為無機材料，無須再塗佈一層壓克力膠或矽膠等有機材料，因此，該鍍鎳鋁框不會釋放出有害或汙染物質，避免光罩表面沾附微塵粒子及遭受污染而損壞，進而提昇曝光的成功率。

另外，如第4圖所示，將具有黑色鎳附著層3之框架1應用於光罩4時，係先使用一黏接劑5將該透明薄膜2接合於該框架1之頂面上，並使該框架1之底面係再透過黏接劑5結合於一光罩4之表面41上，而當進行微影製程時，由於該黑色鎳附著層是用以替代習用陽極氧化處理所形成的保護膜，且由於鎳金屬材料所形成的黑色鎳附著層3不須再塗上有機材料的膠層，所以在微影製程時將不會釋出有害或汙染物質。

本發明所提供之光罩用框架表面處理方法，與其他習用技術相互比較時，其優點如下：

(1)本發明將鎳金屬材料以化學電鍍鋁框表面後，即可得到一平整的鋁框表面，所以不會於造成鋁框表面有凹槽，只要表面沾附微塵粒子，即容易檢查出，經由清洗即可輕易將微塵洗淨，使鋁框表面不會殘留微塵粒子，同時可避免光罩表面沾附微塵粒子，達到提昇曝光成功率之目的。

(2)鎳金屬為無機材料，且因鋁框表面平整不需要再塗一層有機材料的膠層，所以不會釋放出有害或污染物質，使光罩表面不會受到污染，而造成曝光失敗，導致晶圓損失。

(3)本發明將電鍍的金屬鎳染成黑色，形成黑色鋁框的目的在於避免光罩在曝光過程中，因反光造成曝光不平均，而導致曝光失敗。

本發明已透過上述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此一技術領域具有通常知識者，在瞭解本發明前述的技術特徵及實施例，並在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之請求項所界定者為準。

Claims

一種光罩用框架表面處理方法，其方法為：將一鋁框表面進行脫脂去除表面油脂後，其中係使用包含PH值小於9.5，且濃度百分比為10%的碳酸鈉及10%的硼砂洗劑進行脫脂去除表面油脂，並進一步水洗處理以進行鹼洗後，再對鋁框表面進行酸洗；再使用氧化鋅及氫氧化鈉之洗劑進行鋁框表面導電活化；之後，使用至少一種化學藥劑於該鋁框表面進行化學電鍍金屬鎳後，再對鋁框表面以黑色染料進行染色；最後，再將鋁框表面多餘黑色染料以水洗去除並進行烘乾。
如請求項1所述之光罩用框架表面處理方法，其中係使用濃度百分比為5%的氫氧化鈉或是1.5%的硝酸鈉之洗劑進行鹼洗，並進一步水洗處理之後，再進行酸洗。
如請求項1所述之光罩用框架表面處理方法，其中係使用包含濃度百分比為3%的硝酸之洗劑進行酸洗，並進一步水洗處理之後，再對該鋁框表面進行導電活化處理。
如請求項1所述之光罩用框架表面處理方法，其中鋁框表面進行導電活化處理，能夠進一步水洗並烘乾處理後，再使用硫酸鎳、檸檬酸或次亞磷酸鈉之化學藥劑於該鋁框表面進行化學電鍍金屬鎳，其中硫酸鎳為5g/L、檸檬酸為10g/L、次亞磷酸鈉為28g/L。