專利名稱：熔融二氧化硅薄膜的制作方法
背景技術(shù)：
光掩模，也稱作掩模，用于半導(dǎo)體工業(yè)中，以將限定半導(dǎo)體電路的微尺度圖像傳送至硅或砷化鎵晶片上。一般而言，光掩模是由透明基片構(gòu)成，其中此透明基片上粘有已經(jīng)圖案化的掩蔽材料層。此掩蔽材料的圖案是希望在半導(dǎo)體晶片上形成的圖像的尺寸比例決定者。
通過通常稱作光刻法的工藝，將光掩模圖像傳送至半導(dǎo)體晶片。更具體地說，使用晶片曝光系統(tǒng)，將光掩模插入涂有一層光敏材料的半導(dǎo)體晶片與光學(xué)能源之間。來自晶片曝光系統(tǒng)的能量被阻止而不能通過光掩模中具有掩蔽材料的區(qū)域。但是，晶片曝光系統(tǒng)所產(chǎn)生的能量可以通過光掩模晶片未被掩蔽材料覆蓋的部分，并在半導(dǎo)體晶片光敏材料中引起反應(yīng)。通過隨后進(jìn)行的加工程序，光敏材料上產(chǎn)生的圖像被傳送至半導(dǎo)體晶片上。
因?yàn)楣庋谀Ｉ系难诒螆D像直接與半導(dǎo)體晶片上所產(chǎn)生的圖像有關(guān)，光刻工藝期間任何光掩模表面上的外來物質(zhì)或污染物將導(dǎo)致屬于這些加工品不想要的圖像被印在半導(dǎo)體晶片上。為了降低或消除光掩模表面污染，在光刻工藝開始之前，將一種通常稱作薄膜的薄且透明的膜延伸越過安裝在光掩模上的陽極氧化鋁架。
圖1A和1B表示為用于光刻工藝所設(shè)計(jì)的典型光掩模的俯視圖和側(cè)視圖。如圖所示，光掩模2(尺寸通常為六英寸乘六英寸，厚度為四分之一英寸)由透明基片4(例如熔融二氧化硅)及掩蔽材料6(例如鉻)的圖案層所構(gòu)成，其中該圖案層限定欲在半導(dǎo)體晶片上制造的所需圖像。薄膜架8延伸圍繞在已圖案化的掩蔽材料6周圍，并通過技術(shù)上為人所熟知的蒸汽沉積法粘附至基片4上。薄膜10延伸越過并粘附至薄膜架8的上表面。如圖所示，薄膜10的表面通常平行于光掩模的表面，并覆蓋掩蔽材料6中的整個(gè)已圖案化區(qū)域。因此，任何污染物會(huì)落在薄膜10上，置于晶片曝光系統(tǒng)焦面之外，而取代落在光掩模上。
現(xiàn)有技術(shù)中已知的薄膜是由諸如硝基纖維素或其它氟碳基聚合物之類的有機(jī)材料制成的。薄膜引起的透射與雙折射的不一致造成圖案逼真度誤差，當(dāng)圖案化至半導(dǎo)體晶片上的特征尺寸位于波長之下的范圍時(shí)，其變得更普遍，而最終可能導(dǎo)致設(shè)備性能降低或故障。
現(xiàn)有技術(shù)的薄膜容易被刮傷和撕壞，并且任何薄膜上的損壞都需要將整個(gè)薄膜移開并更換。當(dāng)然，在移開及更換薄膜期間，光掩模無法用于半導(dǎo)體制造。并且，移開及更換受損薄膜所需的大量返工程序有時(shí)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)光掩模最終被報(bào)廢。此外，如上所述，薄膜10用于防止污染物到達(dá)光掩模表面，因此必須不時(shí)地清理。通常使用氮?dú)鈽屒謇肀∧?。但是，由于其具有易碎的性質(zhì)，因此在需要將其移開及歸位的清理程序過程中，現(xiàn)有技術(shù)的薄膜具有破裂的傾向，或者變得易受損。而且，無法用氮?dú)鈽屓コ娜毕菀矔?huì)因害怕刮傷或撕壞薄膜而無法被機(jī)械去除。在此，在薄膜歸位程序期間，光掩模無法用于半導(dǎo)體制造并且有整個(gè)光掩模報(bào)廢的危險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于光掩模上的薄膜，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，其中此薄膜具有改進(jìn)的透射與雙折射的一致性，從而增加圖案逼真度。
本發(fā)明的另一目的是提供一種不易受損，因此容易清理的薄膜。
本發(fā)明的另一目的是提供一種可重復(fù)使用的薄膜，其可以容易地被移開、清理和再安裝在光掩模上。


圖1A是一種現(xiàn)有技術(shù)為用于光刻工藝所設(shè)計(jì)的光掩模的截面圖。
圖1B是一種現(xiàn)有技術(shù)為用于光刻工藝所設(shè)計(jì)的光掩模的俯視圖。
圖2是一種為用于光刻工藝按照本發(fā)明所設(shè)計(jì)的光掩模的截面圖。
圖3是一種按照本發(fā)明所設(shè)計(jì)的具有可移動(dòng)架組件的光掩模的截面圖。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解圖1A至3僅用于說明的目的，因此沒有按照尺寸繪制。
具體實(shí)施例方式
圖2表示一種按照本發(fā)明所設(shè)計(jì)的光掩模。如圖所示，光掩模20包含實(shí)質(zhì)上透明的基片22，在該基片上粘附(affix)有掩蔽材料24的圖案化層。此掩蔽材料24的圖案層代表希望在半導(dǎo)體晶片上產(chǎn)生的圖案的成比例圖像。如上所述，晶片可以由熔融二氧化硅構(gòu)成，掩蔽材料可以由鉻組成。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)理解其它材料可用于制造光掩模，并且本發(fā)明不限于使用含有熔融二氧化硅基片及鉻掩蔽材料的光掩模。另外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解本發(fā)明的薄膜可與所有類型的光掩模結(jié)合使用，包括但不限于二元掩模(上述的)及相移掩模(PSM)。
再次參照圖2，光掩模20也包括薄膜架或環(huán)26，其延伸圍繞在已圖案化的掩蔽材料24周圍。在優(yōu)選的具體實(shí)施方式
中，框架26由陽極氧化鋁制成，但是，也可以使用其它材料。雖然顯示為連續(xù)環(huán)，但這不是本發(fā)明的必要條件，而且框架26可包含不同的缺口或排氣口，以確保壓力在最終使用者處達(dá)到平衡。利用粘合劑27將框架26粘附至基片22上，粘合劑為本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的類型。
薄膜28是由平整、已拋光、低雙折射的熔融二氧化硅薄片構(gòu)成，其中該薄片的尺寸通常會(huì)與框架26的尺寸符合。出于安全的考慮，可將一或多個(gè)熔融二氧化硅薄膜28的側(cè)邊或角30制成斜面或圓形。熔融二氧化硅薄膜28的總厚度可以不同，唯一的限制是光掩模架26、粘合劑27及薄膜28的總厚度可使整個(gè)組件安裝在晶片曝光系統(tǒng)上。典型地，這可能需要組件的總厚度低于或等于7mm。一般而言，熔融二氧化硅薄膜越厚，其越耐用。
可使用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的粘合劑，包括如SAG、丙烯酸及SEB，將熔融二氧化硅薄膜28粘附至框架26的上表面?；蛘邽樘岣呖扇コ?，可利用可重復(fù)使用粘合劑，將熔融二氧化硅薄膜粘附至框架26的上表面，這種粘合劑的實(shí)例是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的?；蛘?，可以利用靜電荷的方式將薄膜28固定至框架26的上表面。
在另一實(shí)施方式中，可以利用移動(dòng)式框架組件將薄膜固定至框架，以使薄膜可以容易地被移開及清理。例如，如圖3的截面圖所示，通過一種粘合劑將由陽極氧化鋁制成的框架42粘附至基片22上，其中可應(yīng)用的粘合劑為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解框架42可由不同于陽極氧化鋁的材料制成。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，框架42延伸圍繞在整個(gè)已圖案化的掩蔽材料周圍，但是，框架42不需要連續(xù)，而且可以包含一個(gè)或更多缺口?？蚣?2包含第一接收區(qū)44，其形成平行于基片22表面的架子，以接收薄膜28的外邊的下表面?？蚣?2也包含第二接收區(qū)或制動(dòng)器46，其可以接收柔性定位環(huán)50的下方凸出部分52，其中定位環(huán)可由多種材料制成，包括塑料和特氟隆。定位環(huán)50的上方凸出部分54延伸超過框架42的第一接收區(qū)44，且超過薄膜28的外邊的上表面，因此可以安全地將薄膜28保留在該處。因此，在本實(shí)施方式中，不需要使用粘合劑將薄膜粘附至框架。為幫助柔性定位環(huán)50的安裝及移開，定位環(huán)50的角可以包含柔性凸出部分(tabs)56。當(dāng)在柔性凸出部分56上施加向上力時(shí)，下方凸出部分52從框架42的第二接收區(qū)46脫離。隨著下方凸出部分52從框架42脫離，可移開定位環(huán)50，從而也可以移開薄膜28。
在本實(shí)施方式中，框架42中不需要排氣口，因?yàn)閴毫梢酝ㄟ^框架42、薄膜28和定位環(huán)50間的缺口被釋放。而且，由于沒有使用粘合劑將薄膜固定至框架，薄膜可以容易地被移開、清理和/或更換。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)容易理解各種附加的修改及改進(jìn)。例如，對于157nm應(yīng)用薄膜是由摻F的熔融二氧化硅制成的，或者對于EPL及NGL應(yīng)用薄膜是由Si3N4制成的，而不是由熔融二氧化硅所構(gòu)成。因此，本發(fā)明的精神和領(lǐng)域可以被廣泛地解釋，僅受限于權(quán)利要求書，而不限于上述專利說明書。
權(quán)利要求
1.一種用于半導(dǎo)體制造的先掩模，所述光掩模包含(a)實(shí)質(zhì)上透明的基片，(b)粘附至所述基片的掩蔽材料的圖案化區(qū)，(c)粘附至所述基片的框架，實(shí)質(zhì)上圍繞所有該掩蔽材料的圖案化區(qū)，和(d)粘附至所述框架的二氧化硅薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的光掩模，其中所述薄膜為熔融二氧化硅薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的光掩模，其中所述薄膜由摻F的熔融二氧化硅制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的光掩模，其中所述薄膜由Si3N4制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的光掩模，其中利用粘合劑將所述二氧化硅薄膜粘附至所述框架。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的光掩模，其中利用可重復(fù)使用的粘合劑將所述二氧化硅薄膜粘附至所述框架。
7.一種用于在半導(dǎo)體晶片上印刷圖像的光掩模，所述光掩模包含(a)實(shí)質(zhì)上透明的基片，(b)粘附至所述基片的掩蔽材料的圖案化區(qū)，(c)具有上表面及下表面的框架，實(shí)質(zhì)上圍繞所有該掩蔽材料的圖案化區(qū)，所述下表面粘附至所述基片，并且所述框架的所述上表面延伸在所述掩蔽材料的圖案化區(qū)的上方，和(d)固定至所述框架的所述上表面的二氧化硅薄膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的光掩模，其中所述薄膜為熔融二氧化硅薄膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的光掩模，其中所述薄膜由摻F的熔融二氧化硅制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的光掩模，其中所述薄膜由Si3N4制成。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的光掩模，其中利用粘合劑將所述二氧化硅薄膜固定至所述框架。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的光掩模，其中利用可重復(fù)使用的粘合劑將所述二氧化硅薄膜固定至所述框架。
13.根據(jù)權(quán)利要求7的光掩模，其中利用靜電荷將所述二氧化硅薄膜固定至所述框架。
14.根據(jù)權(quán)利要求7的光掩模，其中利用柔性定位環(huán)將所述二氧化硅薄膜固定至所述框架。
15.根據(jù)權(quán)利要求7的光掩模，其中所述柔性定位環(huán)包含用于將所述柔性定位環(huán)連接至所述框架的第一接收區(qū)的第一凸出部分，和延伸超過所述薄膜的外邊的第二凸出部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的光掩模，其中所述柔性定位環(huán)包含至少一個(gè)柔性凸出部分。
17.一種用于在半導(dǎo)體晶片上產(chǎn)生圖像的光掩模，所述光掩模包含(a)實(shí)質(zhì)上透明的基片，(b)粘附至所述基片的掩蔽材料的圖案化區(qū)，(c)粘附至所述基片的框架，實(shí)質(zhì)上圍繞所有該掩蔽材料的圖案化區(qū)，(d)熔融二氧化硅薄膜，和(e)用于將所述熔融二氧化硅薄膜固定至所述框架的裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的光掩模，其中所述薄膜為熔融二氧化硅薄膜。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的光掩模，其中所述薄膜由摻F的熔融二氧化硅制成。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的光掩模，其中所述薄膜由Si3N4制成。
22.根據(jù)權(quán)利要求17的光掩模，其中利用粘合劑將所述二氧化硅薄膜固定至所述框架。
23.根據(jù)權(quán)利要求17的光掩模，其中利用可重復(fù)使用的粘合劑將所述二氧化硅薄膜固定至所述框架。
24.根據(jù)權(quán)利要求17的光掩模，其中利用靜電荷將所述二氧化硅薄膜固定至所述框架。
25.根據(jù)權(quán)利要求17的光掩模，其中利用柔性定位環(huán)將所述熔融二氧化硅薄膜固定至所述框架。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的光掩模，其中所述柔性定位環(huán)包含用于將所述柔性定位環(huán)連接至所述框架的第一接收區(qū)的第一凸出部分，和延伸超過所述薄膜的外邊的第二凸出部分。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的光掩模，其中所述柔性定位環(huán)包含至少一個(gè)柔性凸出部分。
28.一種用于半導(dǎo)體制造的光掩模，所述光掩模包含a)實(shí)質(zhì)上平面的基片，具有上表面和下表面，b)掩蔽材料的圖案化區(qū)，粘附至所述基片的所述上表面，所述掩蔽材料具有高于所述基片的最大高度h1，c)粘附至所述基片的所述上表面并實(shí)質(zhì)上圍繞掩蔽材料的所有所述圖案化區(qū)的框架，d)二氧化硅薄膜，具有固定至所述框架的上表面和下表面，并實(shí)質(zhì)上覆蓋所有所述掩蔽材料的圖案化區(qū)，其中所述框架包含實(shí)質(zhì)上平行于所述基片的所述上表面的高度為h2的接收區(qū)，以接收所述薄膜的外邊的下表面，其中所述接收區(qū)的高度h2大于掩蔽材料的高度h1，和e)用于將所述薄膜固定至所述框架的裝置。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的光掩模，其中利用粘合劑將所述二氧化硅薄膜固定至所述框架的所述接收區(qū)。
30.根據(jù)權(quán)利要求28的光掩模，其中利用可重復(fù)使用的粘合劑將所述二氧化硅薄膜固定至所述框架的所述接收區(qū)。
31.根據(jù)權(quán)利要求28的光掩模，其中利用靜電荷將所述二氧化硅薄膜固定至所述框架的所述接收區(qū)。
32.根據(jù)權(quán)利要求28的光掩模，其中利用柔性定位環(huán)將所述二氧化硅薄膜固定至所述框架的所述接收區(qū)。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的光掩模，其中所述柔性定位環(huán)包含用于與所述框架中的制動(dòng)器連接的第一凸出部分，和延伸超過所述薄膜的外邊上表面的第二凸出部分。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的光掩模，其中所述柔性定位環(huán)包含至少一個(gè)柔性凸出部分。
35.根據(jù)權(quán)利要求28的光掩模，其中所述薄膜為熔融二氧化硅薄膜。
36.根據(jù)權(quán)利要求28的光掩模，其中所述薄膜由摻F的熔融二氧化硅制成。
37.根據(jù)權(quán)利要求28的光掩模，其中所述薄膜由Si3N4制成。
全文摘要
一種用在光掩模上的熔融二氧化硅薄膜，其具有較高的耐用性和改進(jìn)的透射均勻性和雙折射性質(zhì)。該薄膜可以利用一種粘合劑或?qū)к壪到y(tǒng)被固定至光掩模，或利用靜電荷保持在該處。
文檔編號G03F1/14GK1488085SQ02803973
公開日2004年4月7日 申請日期2002年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月22日
發(fā)明者本·安諾, 本 安諾 申請人:美商福昌公司