專利名稱：掩膜表面化學(xué)處理方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種掩膜表面化學(xué)處理方法及系統(tǒng)，特別是涉及一種新式 的掩膜表面化學(xué)減量處理方法。
背景技術(shù)：
制備掩膜的過程中會引發(fā)不同種類，且難以移除的掩膜污染物，例如 化學(xué)污染物。而目前的清潔方法多半不能有效地移除這些污染物，甚至還 會進(jìn)一步損壞掩膜，特別是形成在掩膜表面，材質(zhì)為硅化鉬或鉻的圖案化 吸收材質(zhì)層。
因此需要提供一種新式的掩膜表面化學(xué)減量處理方法，來有效移除掩 膜污染物。
由此可見，上述現(xiàn)有的掩膜表面化學(xué)處理方法及系統(tǒng)在方法以及使用 上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在 的問題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適 用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般方法及產(chǎn)品又沒有適切的方法及結(jié)構(gòu)能夠解 決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新 的掩膜表面化學(xué)處理方法及系統(tǒng)，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng) 前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。
有鑒于上述現(xiàn)有的掩膜表面化學(xué)處理方法及系統(tǒng)存在的缺陷，本發(fā)明 人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識，并配合學(xué) 理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新的掩膜表面化學(xué)處理方法 及系統(tǒng)，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的掩膜表面化學(xué)處理方法及系統(tǒng)，使其更具有 實(shí)用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)反復(fù)試作及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具 實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的掩膜表面化學(xué)處理方法及系統(tǒng)存 在的缺陷，而提供一種新的掩膜表面化學(xué)處理方法及系統(tǒng)，所要解決的技 術(shù)問題是使其具有清潔掩膜以減少掩膜上殘留的具有不同化學(xué)鍵結(jié)強(qiáng)度的 化學(xué)殘余物的效果，非常適于實(shí)用。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)
本發(fā)明提出的一種掩膜表面化學(xué)處理方法其包括以下步驟在一掩膜上形 成一吸收材質(zhì)層；在形成該吸收材質(zhì)層后，對該掩膜進(jìn)行一等離子體處理以 減少化學(xué)污染物；對該掩膜進(jìn)行一化學(xué)清洗過程；以及對該掩膜進(jìn)行一氣體
3噴射過程。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的掩膜表面化學(xué)處理方法及系統(tǒng)，其中所述的吸收材質(zhì)層，包括一 個(gè)含有鉻以及硅化鉬(MoS i)至少 一者的材質(zhì)層。
前述的掩膜表面化學(xué)處理方法及系統(tǒng)，其中所述的吸收材質(zhì)層，包括圖 案化該吸收材質(zhì)層。
前述的掩膜表面化學(xué)處理方法及系統(tǒng)，其更包括在一真空環(huán)境中，對該 掩膜進(jìn)行一輻射處理，其中該輻射處理包括進(jìn)行紫外光照射以及激光照射 至少一種。
前述的掩膜表面化學(xué)處理方法及系統(tǒng)，其更包括對該掩膜進(jìn)行加熱，將
溫度范圍升高至實(shí)質(zhì)介于15(TC至35(TC之間。
前述的掩膜表面化學(xué)處理方法及系統(tǒng)，其中所述的等離子體處理，包 括采用選自于由氧氣、氮?dú)?、氬氣、氫氣以及上述任意組合所組成的等離 子體元素族群。
前述的掩膜表面化學(xué)處理方法及系統(tǒng)，其中所述的氣體噴射過程的實(shí) 施，包括采用選自于由氮?dú)?、氬氣以及上述任意組合所組合的氣體族群。
前述的掩膜表面化學(xué)處理方法及系統(tǒng)，其中所述的化學(xué)清洗過程的實(shí) 施，包括使用包含有氫氧化銨、雙氧水以及水的溶液。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本 發(fā)明提出的一種掩膜表面化學(xué)處理系統(tǒng)，其特征在于 一掩膜臺用來固定 一掩膜，使該掩膜面朝下；一化學(xué)分注器，用來提供至少一化學(xué)品，以清洗 該掩膜；一等離子體模組，用來對該掩膜進(jìn)行一等離子體處理，以移除污染 物；以及一溫度控制模組，用來控制該掩膜的溫度。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的掩膜表面化學(xué)處理方法及系統(tǒng)，其更包括一輻射模組，用來對 該掩膜進(jìn)行一輻射處理；以及一氣體噴射^t組，用來對該掩膜噴射一氣體。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案 可知，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種掩膜表面化學(xué)處理方法，包括下 述步驟首先在掩膜上形成吸收材質(zhì)層。再對掩膜進(jìn)行等離子體處理以減 少化學(xué)污染物。接著對掩膜進(jìn)行化學(xué)清洗過程。然后對掩膜進(jìn)行氣體噴射 過程。
此外，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了 一種掩膜表面化學(xué)處理系 統(tǒng)，包括用來固定掩膜，使此一罩可幕面朝下的掩膜臺；用來提供至少一種 化學(xué)品，以清洗該掩膜的化學(xué)分注器；用來對掩膜進(jìn)行等離子體處理，以移 除污染物的等離子體模組；以及用來控制掩膜溫度的溫度控制模組。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明掩膜表面化學(xué)處理方法及系統(tǒng)至少具有下
列優(yōu)點(diǎn)及有益效果本發(fā)明提供一種新式的掩膜表面化學(xué)減量處理方法，來 有效移除掩膜污染物。首先對掩膜進(jìn)行化學(xué)清洗過程。接著對掩膜進(jìn)行等 離子體處理。然后對掩膜進(jìn)行氣體噴射過程。藉以減少掩膜上殘留具有不 同化學(xué)鍵結(jié)強(qiáng)度的化學(xué)殘余物
綜上所述，本發(fā)明此一掩膜表面化學(xué)處理方法，包括下述步驟首先 在掩膜上形成吸收材質(zhì)層。再對掩膜進(jìn)行等離子體處理以減少化學(xué)污染物。 接著對掩膜進(jìn)行化學(xué)清洗過程。然后對掩膜進(jìn)行氣體噴射過程。本發(fā)明具 有清潔掩膜以減少掩膜上殘留的具有不同化學(xué)鍵結(jié)強(qiáng)度的化學(xué)殘余物的效 果。本發(fā)明具有上述諸多優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價(jià)值，其不"i侖在方法、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)或功能 上皆有較大改進(jìn)，在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，且 較現(xiàn)有的掩膜表面化學(xué)處理方法及系統(tǒng)具有增進(jìn)的突出功效，從而更加適 于實(shí)用，誠為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的 技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和 其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附 圖，詳細(xì)說明如下。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一較佳實(shí)施例所繪示的一種掩膜清潔方法的流程圖。
圖2是繪示一種典型的掩膜。
圖3是繪示一種用來實(shí)施方法100的掩膜清洗系統(tǒng)300方塊圖。 圖4是繪示位于玻璃基材322和化學(xué)殘留物324之間的化學(xué)鍵結(jié)結(jié)構(gòu) 示意圖。
圖5是繪示位于鉻涂布基材332和化學(xué)殘留物334之間的化學(xué)鍵結(jié)結(jié) 構(gòu)示意圖。
圖6和圖7是繪示掩膜表面化學(xué)反應(yīng)示意圖。
100掩膜清潔方法110:提供掩膜
112清洗掩膜llt-對掩膜進(jìn)行等離子體處理
116對掩膜提供氣體噴射處理llS:對掩膜進(jìn)行熱處理
120對掩膜進(jìn)行輻射處理200:掩膜
202透明基材204:吸收材質(zhì)層
206薄膜層206a透明薄膜
206b:外框300:掩膜清洗系統(tǒng)
302掩膜臺304:等離子體模組力口熱才莫纟且 真空模組
化學(xué)分注器 自動傳輸裝置 化學(xué)殘留物 鉻涂布基材 共價(jià)鍵
輻射處理模組
氣體噴射模組
玻璃基材 氮鍵
化學(xué)殘留物
第一掩膜基材
氨
第二掩膜基材 硫酸鹽
具體實(shí)施例方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功 效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的掩膜表面化學(xué)處理方 法及系統(tǒng)其具體實(shí)施方式
、方法、步驟、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明 如后。
有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參考圖 式的較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明中將可清楚呈現(xiàn)。通過具體實(shí)施方式
的說明，當(dāng)
;了解，'然而所附圖式僅是提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以 限制。請參閱圖1所示，圖1是根據(jù)本發(fā)明的一較佳實(shí)施例所繪示的一種 掩膜清潔方法的流程圖。此 一掩膜是用于制備半導(dǎo)體晶圓的光罩
(Photomask)。此光罩又可稱為掩膜遮罩(Reticle)。值得注意的是，本實(shí) 施例中掩膜只是用來例示說明本發(fā)明的技術(shù)特征，本發(fā)明的方法與系統(tǒng)并 非僅限定于用來清潔掩膜，也可以用來清潔其他具有類似污染物的基材。
首先請參照步驟110，其中方法100由提供一個(gè)預(yù)備要進(jìn)行清洗的掩膜 開始。請參閱圖2所示，圖2是繪示一種典型的掩膜200。掩膜200包括具 有熔絲石英(Fused Quartz)、氟化鉤或其他合適的材料的透明基材202。掩 膜200還包括使用硅化鉬或鉻材質(zhì)，在透明基材202上所形成的吸收材質(zhì) 層204。在不同實(shí)施例中，吸收材質(zhì)層204的材質(zhì)會有所變化換替換，這些 材質(zhì)包括硅化鉬、鉻或氧化鐵，也可以是一種由硅化鉬(MoSi)、氧化硅鋯 (ZrSiO)、氮化硅(SiN)、氮氧化硅鉬(MoSiONx)以及/或氮化鈦(TiN)所形成 的無機(jī)薄膜。吸收材質(zhì)層204可以是一種多層結(jié)構(gòu)。例如，吸收材質(zhì)層204 可以包括一層鉻薄膜以及一層硅化鉬薄膜。在另一個(gè)實(shí)施例中，吸收材質(zhì) 層204還可以包含一層抗反射層。另外，掩膜200還可以包括形成在基材 202之中或之上的圖案化特征(相移器Shifter),用來對穿過掩膜200的輻 射光束進(jìn)行相位轉(zhuǎn)移(Phase Shift)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例之中，相移器 包括一個(gè)特定區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域之中的基材已經(jīng)過蝕刻處理，因此通過此一區(qū)域的輻射光束，會產(chǎn)生一個(gè)特定的相位偏移，例如相對于未被蝕刻的
區(qū)域，會產(chǎn)生實(shí)質(zhì)為180度的相位差。在本發(fā)明的另外一些實(shí)施例之中，相 移器與吸收材質(zhì)層204相互整合為一體。例如，在基材上涂布一層氮氧化 硅鉬層，以提供部份的吸收功能，并輻射光束進(jìn)行相位移。然而氮氧化硅 鉬材質(zhì)對基礎(chǔ)涂料溶液(Base-Coating-Solution)相當(dāng)壽丈感，并且在傳統(tǒng)的 清潔過程中容易受到損傷，進(jìn)而在掩膜上產(chǎn)生缺陷。掩膜200可以進(jìn)一步 包括具有透明薄膜206a和外框206b的薄膜層206。薄膜層206粘著并固定 在透明基材202上，藉以保護(hù)基材免于污染物的損傷。其中薄膜層206是 藉由粘著劑粘著在透明基材202上。在制備過程中，當(dāng)掩膜200需要修復(fù) 時(shí)，需先將薄膜層206拆下，因而造成粘著劑污染掩膜200。方法100適用 于拆下薄膜層206的掩膜200，同時(shí)也適用于原本即不具薄膜層206的掩膜 200。此方法IOO適用于制備掩膜時(shí)的各個(gè)不同步驟之中。在其他不同實(shí)施 例之中，此方法IOO可以適用于在，例如包括尚未在掩膜上的形成任何圖案 化層之后、在掩膜上形成吸收材質(zhì)層之后、圖案化位在掩膜上的吸收材質(zhì) 層之后、將薄膜層粘附于掩膜之前、于掩膜層上尚未形成光阻層之前、或 者是將光阻層由掩膜上剝離之后，的上述過程階段之中。
方法100包含步驟112，使用化學(xué)溶劑來清潔掩膜200。在步驟112之
中，是采用化學(xué)清洗程序來進(jìn)行掩膜200的清潔。在本發(fā)明的一些實(shí)施例之 中，是使用SC-1作為清潔溶液來清洗掩膜200。其中，SC-1溶液包含氫氧 化銨(NH40H)、雙氧水以及水。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例之中，用來清潔的SC-1 溶液系氮氧化銨、雙氧水以及水分別以Q至1、 2以及100至600的相對體 積比例的混合溶液。在化學(xué)清洗的過程之中SC-1溶液必需保持在溫度實(shí)質(zhì) 介于5(TC至15(TC之間。并在化學(xué)清洗的過程之中，使用超高頻音波 (Megasonic)對SC-1溶液進(jìn)行震蕩。清潔過程的操作時(shí)間實(shí)值介于5分鐘 到60分鐘之間。
步驟112包括使用去離子水清洗掩膜200。去離子水清洗過程可以在不 同的操作模式下進(jìn)行，例如以去離子水淋浴沖洗、以去離子水蒸氣清洗或 以去離子水浸洗的方式進(jìn)行清洗。去離子水清洗過程，還可以搭配使用由 適當(dāng)頻率及能量設(shè)定的超音波所提供的額外機(jī)械力。清潔過程的操作時(shí)間 實(shí)值介于10秒到120秒之間。
步驟112還包括干燥過程，在上述清洗過程之后，使用異丙醇 (Isopropyl alcohol; IPA)將掩膜200干燥。先將異丙醇加熱，并將溫度 維持在實(shí)質(zhì)5(TC至15(TC之間。異丙醇干燥過程的操作時(shí)間，實(shí)值介于20 秒到150秒之間。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例之中，是先使用異丙醇蒸氣將掩 膜200潤濕，接著再于空氣或鈍氣環(huán)境中，例如在氮?dú)猸h(huán)境中，對掩膜200 進(jìn)行干燥。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例之中，在進(jìn)行去離子水清洗過程之前，以及/ 或在干燥過程之前，可以額外地或替換地使用其他化學(xué)溶液來清潔掩膜
200。例如，可以在步驟112進(jìn)行之中加入一種酸性溶液來潔掩膜200。
接著請參照步驟114，對掩膜200進(jìn)行等離子體處理，以移除包括微粒 以及其他以物理和/或化學(xué)方式頑強(qiáng)粘附于掩膜200上的殘留物。在本發(fā)明 的一些實(shí)施例之中，等離子體處理是使用氬氣來形成氬離子。氬離子是以 物理方式?jīng)_擊掩膜200的表面，以使污染物的微粒、斑點(diǎn)及/或其他形成于 掩膜200表面的殘余物。在本發(fā)明的另外一些實(shí)施例之中，等離子體處理 采用選自于由氧、氮、氫以及上述的任意組合所組成的元素族群，來進(jìn)行 處理。離子和/或原子團(tuán)，例如02++以及11+是由氧、氮和/或氫所生成，并 用來清潔掩膜200,以移除污染物。在本發(fā)明的一些實(shí)施例之中，等離子體 處理是在真空環(huán)境中進(jìn)行。例如，等離子體處理的操作壓力小于10-3 torr。 在一個(gè)較佳實(shí)施例之中，等離子體處理是采用一種合適的等離子體模組，例 如反應(yīng)離子蝕刻(Reactive Ion Etching; RIE)系統(tǒng)，來進(jìn)行。在另一個(gè)實(shí) 施例之中，等離子體處理是采用另一種合適的等離子體模組，例如感應(yīng)耦 合等離子體離子蝕刻(Inductively Coupled Plasma; ICP)系統(tǒng)，來進(jìn)行。 在又另 一個(gè)實(shí)施例中，等離子體處理是與額外的氣體噴射過程(詳細(xì)內(nèi)容將 于以下段落中詳述)同時(shí)進(jìn)行。
請參照步驟116,方法100還包括向 200的表面進(jìn)^^體噴射處現(xiàn)以進(jìn) 一步由掩膜200表面移除污染物。其中步驟116是采用氮?dú)?、氬氣或其?惰性氣體，以合適的噴射速度和壓力來處理掩膜200,以使污染物可以有效 地自掩膜200表面脫離。
方法100更包括一個(gè)熱處理步驟118，藉以將掩膜200加熱至，例如實(shí) 質(zhì)介于150。C至35(TC的高溫。熱處理步驟118可以藉由與快速熱退火 (Rapid Thermal Annealing; RTA)或其他相似的加熱程序來進(jìn)行。例如，熱 處理步驟118可以藉由加熱板或熱擴(kuò)散元件來進(jìn)行。在一個(gè)較佳實(shí)施例之 中，熱處理步驟118是在真空環(huán)境中進(jìn)行。在另一個(gè)實(shí)施例之中，熱處理步 驟118與氣體噴射過程，例如步驟116所述的氣體噴射處理，合并進(jìn)行。在 這種狀況之下，熱處理會增進(jìn)噴射氣體將污染物由掩膜200表面移除的效 率。當(dāng)氣體噴射處理與熱處理合并進(jìn)行的時(shí)候，熱處理步驟118的溫度范 圍可以適度的提高，以維持較佳的移除效率。
方法IOO還包括步驟120,對掩膜200進(jìn)行輻射處理(例如，輻射線照 射處理)。在不同的實(shí)施例之中，輻射處理可以使用激光處理以及/或使用 波長實(shí)質(zhì)介于157rnn至257nm之間紫外光處理。在另一個(gè)實(shí)施例之中，輻射 處理的操作時(shí)間實(shí)質(zhì)介于10分鐘至2小時(shí)。在又另一個(gè)實(shí)施例之中，使用 波長實(shí)質(zhì)為172nm的歐斯朗白熾燈(Osram Lamp)進(jìn)行照射。輻射處理可以
8在真空環(huán)境，例如真空艙體中進(jìn)行。其中在進(jìn)行輻射處理前，可以用泵將真
空艙體的氣壓控制在實(shí)質(zhì)小于2 x 10-6 torr。在輻射處理過程中，掩膜200 被固定在一個(gè)面朝下的夾具上，因此可以防止微粒滴落于掩膜200或夾具 之上。在一個(gè)實(shí)際的試—險(xiǎn)中，采用"00焦耳的輻射能，可以使化學(xué)殘余物 分解并移除。在另一個(gè)實(shí)施例之中，輻射處理還結(jié)合氣體噴射處理，因此 兩種處理可同步實(shí)施。
在不同實(shí)施例之中，等離子體處理、氣體噴射處理、熱處理以及/或輻 射照射處理步驟可以合并進(jìn)行，以達(dá)到較高的污染物移除效率。例如，氣體 噴射處理可以在輻射處理步驟中進(jìn)行。在另一個(gè)實(shí)施例之中，氣體噴射處 理可以在等離子體處理步驟中進(jìn)行。在又另一個(gè)實(shí)施例之中，氣體噴射處 理可以在熱處理步驟中進(jìn)4亍。
在本發(fā)明的較佳實(shí)施例之中，方法100包括一個(gè)在等離子體處理之后 的化學(xué)清洗過程。在本發(fā)明的另一些實(shí)施例之中，必須在等離子體處理、氣 體噴射處理、熱處理以及/或輻射照射處理，在不同過程中完成以后，方進(jìn)行 化學(xué)清洗過程。而此一化學(xué)清洗過程與步驟112所述的化學(xué)清洗過程實(shí)質(zhì) 上相似。例如，此一化學(xué)清洗過程是使用包含氫氧化銨(NH40H)、雙氧水以 及水的SC-1作為清潔溶液來清洗掩膜200。清潔的SC-1 i^^^化銨、雙氧 水以及水分別以0至1、 2以及100至600的相對體積比例的混合溶液。在 化學(xué)清洗的過程中SC-1溶液的溫度必需保持在實(shí)質(zhì)介于5(TC至150。C之間 的較高水準(zhǔn)。在清洗過程中，并額外地使用超高頻音波對SC-1溶液進(jìn)行震 蕩。清潔過程的操作時(shí)間實(shí)值介于5分鐘到60分鐘之間。
在本發(fā)明的另 一個(gè)實(shí)施例之中，此一化學(xué)清洗過程包括使用去離子水 清洗掩膜200。去離子水清洗過程可以在不同的操作模式下進(jìn)行，例如以去 離子水淋浴沖洗、以去離子水蒸氣清洗或以去離子水浸洗的方式進(jìn)行清洗。
去離子水清洗還可以搭配使用由適當(dāng)頻率及能量設(shè)定，提供額外的超 音波震蕩。清潔過程的操作時(shí)間實(shí)值介于10秒到120秒之間。
在本發(fā)明的另 一個(gè)實(shí)施例之中，此一化學(xué)清洗過程包括一個(gè)干燥過程， 在上述清洗過程之后，使用異丙醇將掩膜200干燥。將異丙醇加熱并將溫 度維持在實(shí)質(zhì)5(TC至150。C之間。異丙醇干燥過程的操作時(shí)間實(shí)值介于20 秒到150秒之間。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例之中，先使用異丙醇蒸氣將掩膜 200潤濕，接著再于空氣或鈍氣環(huán)境中，例如在氮?dú)猸h(huán)境中，對掩膜200進(jìn) 行干燥。
請參閱圖3所示圖3是繪示一種用來實(shí)施方法100的掩膜清洗系統(tǒng)300 方塊圖。系統(tǒng)300包括一個(gè)掩膜臺302，是一種用來固定掩膜的結(jié)構(gòu)，可以 使圖案化的掩膜面朝下，以防止微粒再一次沉積至掩膜或掩膜臺302上。 在本發(fā)明的一些實(shí)施例之中，系統(tǒng)300包括多數(shù)個(gè)可與本系統(tǒng)不同的模組整合的掩膜302。其中藉由結(jié)合于每一個(gè)模組之中的掩膜302，掩膜可以在 不同模組之間固定及傳送，并在各個(gè)模組之中進(jìn)行清洗過程。
系統(tǒng)300也包括一個(gè)等離子體模組304，設(shè)計(jì)并建構(gòu)來提供掩膜等離子 體，以有效地移除掩膜上的污染物。等離子體模組304可以產(chǎn)生氬、氧、氮 及/或氫的離子及/或基團(tuán)。并將所生成的離子及/或基團(tuán)導(dǎo)引至掩膜上。在 本發(fā)明的一些實(shí)施例之中，等離子體模組304，包括有一個(gè)選擇氣體的進(jìn)氣 口、 一個(gè)射頻(Radio Frequency; RF)電力系統(tǒng)以及一個(gè)真空槽，可整合 起來以提供一個(gè)等離子體環(huán)境。此一等離子體環(huán)境可以達(dá)成調(diào)節(jié)掩膜表面 的功能。在本發(fā)明的一些實(shí)施例之中，等離子體模組304包括一個(gè)反應(yīng)離 子蝕刻系統(tǒng)或類似的系統(tǒng)。在本發(fā)明的另外一些實(shí)施例之中，等離子體模 組304包括感應(yīng)耦合等離子體離子蝕刻系統(tǒng)或類似的系統(tǒng)。在又另一個(gè)實(shí) 施例之中，等離子體模組304包括一個(gè)等離子體處理槽，可設(shè)計(jì)使用泵將 氣壓控制在實(shí)質(zhì)小于10-3 torr。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例之中，等離子體 處理槽與氣體噴射單元進(jìn)行整合，在等離子體處理過程中，氣體噴射單元
可以使氣體，例如氬氣或氮?dú)猓瑖娚渲廖挥诘入x子體處理槽中的掩膜上。
系統(tǒng)300包括一個(gè)加熱模組306，來將掩膜加熱至一個(gè)較高的溫度。在 本發(fā)明的一些實(shí)施例之中，加熱模組306包括與快速熱退火設(shè)備相似的加 熱結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的另外一些實(shí)施例中，加熱^t組306包括一個(gè)加熱盤。在 本發(fā)明的另外一些實(shí)施例之中，加熱模組306包括一個(gè)熱擴(kuò)散元件。加熱 模組306包括一個(gè)熱感應(yīng)器，用來進(jìn)行溫度控制。
系統(tǒng)300包括一個(gè)輻射處理模組308,來在掩膜上進(jìn)行輻射處理。在本 發(fā)明的一些實(shí)施例之中，輻射處理模組308包括激光單元以提供激光的照 射處理。在本發(fā)明的另外一些實(shí)施例之中，輻射處理模組308包括紫外燈 以提供紫外光照射處理。在一個(gè)實(shí)施例之中，輻射處理模組308包括可以 提供波長實(shí)質(zhì)介于157nm至257nm的紫外燈。在本發(fā)明的另外一些實(shí)施例 之中，輻射處理模組308包括紫外燈以提供紫外光照射處理。在本發(fā)明的 又另外一些實(shí)施例之中，輻射處理模組308包括波長實(shí)質(zhì)為172nm的歐斯 朗白熾燈。輻射處理模組308更包括一個(gè)艙體，以提供一個(gè)真空環(huán)境。此 一艙體的設(shè)計(jì)，可以用泵將氣壓控制在實(shí)質(zhì)小于2x10-6 torr。在其他實(shí) 施例之中，上述的輻射處理模組308，例如激光單元或紫外燈，可與真空艙 體整合為一體。例如，激光單元和紫外燈內(nèi)建于真空艙體之中，使輻射處 理可以在真空環(huán)境中進(jìn)行。在另一個(gè)實(shí)施例之中，氣體噴射單元也被整合 在輻射模組之中，在進(jìn)行輻射處理的同時(shí)，可以同時(shí)提供掩膜氣體噴射處 理。
系統(tǒng)300另外還包括一個(gè)真空模組310。例如，系統(tǒng)300包括一個(gè)真空 搶體。在另一個(gè)實(shí)施例之中，系統(tǒng)300包括不同的真空元件，用來提供真
10空環(huán)境，使真空環(huán)境的氣壓實(shí)質(zhì)小于10-3 torr。在又另一個(gè)實(shí)施例之中， 真空模組310系設(shè)計(jì)并建構(gòu)來提供上述模組，例如等離子體模組304、加熱 模組306和/或輻射模組308， 一個(gè)真空環(huán)境。
系統(tǒng)300包括一個(gè)化學(xué)分注器312，設(shè)計(jì)并建構(gòu)來分注(配)不同的化學(xué) 品，使其以一定的比例摻合，并分送至清洗位置，例如清洗槽、清洗艙體 或其他設(shè)備。在本實(shí)施例之中，清洗槽、清洗搶體可以和化學(xué)分注器312 整合，或和其模組合并。在一個(gè)實(shí)施例之中，化學(xué)分注器312設(shè)計(jì)并建構(gòu) 來控制氫氧化銨、雙氧水、異丙醇以及去離子水的分配。
系統(tǒng)300包括一個(gè)氣體噴射模組314,用來噴射包括氬氣或氮?dú)狻怏w 噴射模組314的建構(gòu)，可以有效地提供其他模組，例如等離子體模組304、加 熱模組306和/或輻射模組308，噴射氣體。
系統(tǒng)300包括一個(gè)自動傳輸裝置316，例如機(jī)械手臂，藉以自動地在各 模組之間傳送工作件(例如掩膜)。在一個(gè)實(shí)施例之中，掩膜裝設(shè)于一個(gè)匣 件之中，并自動地傳送至真空艙體之中。系統(tǒng)300還包括由不同構(gòu)件所組 成的其他適合模組。例如，系統(tǒng)300包括一個(gè)超音波源，以提供不同化學(xué) 流體一個(gè)超音波能量，藉以產(chǎn)生機(jī)械性的清潔功能。此一超音波源可以提 供不同頻率以及功率可調(diào)整的超音波。例如超音波源可以4是供一個(gè)頻率實(shí) 質(zhì)為360KHz的超音波能量，以及/或提供一個(gè)頻率實(shí)質(zhì)為lMHz的超高頻音 波能量。因此系統(tǒng)300可以產(chǎn)生超音波能量，并傳遞給進(jìn)行清洗過程的流 體，例如去離子水或SC-l溶液。系統(tǒng)30Q另外還包括其他構(gòu)建，例如電源 供應(yīng)器，電源控制器、操作介面以及/或設(shè)計(jì)并建構(gòu)來執(zhí)行方法100，并有 效清洗掩膜(例如相位移掩膜)的清潔艙體。
根據(jù)以上所述之實(shí)施例，本發(fā)明的技術(shù)特征系在提供一種方法和系統(tǒng) 來清潔掩膜以減少化學(xué)污染物。在未超出本發(fā)明的精神范圍之下，在實(shí)施 不同的實(shí)施例時(shí)，當(dāng)容許各種元件或步驟的更動、添加與潤飾。例如在適 當(dāng)?shù)脑O(shè)備及批次清洗中，方法100的每一批次操作，可以處理一個(gè)以上的 掩膜。方法100的不同步驟可以同時(shí)合并執(zhí)行，或調(diào)換不同的次序來進(jìn)行 操作，藉以有效地降低化學(xué)污染物。在系統(tǒng)300之中，每一個(gè)模組，都可 以與其他模組或不同設(shè)備的其他系統(tǒng)合并或整合，亦或分散配置、嵌入于 其他模組或不同設(shè)備的其他系統(tǒng)之中，藉以使方法100的實(shí)施更有效率。例 如，可以將一個(gè)特殊的波長掃描系統(tǒng)嵌入真空搶體之中，以提供空艙體具有 較佳的抽氣能力，并在掩膜與化學(xué)污染物之間提供較高的化學(xué)斷鍵效率。在 另一個(gè)實(shí)施例之中，真空搶體中嵌入一個(gè)特殊的烘烤系統(tǒng)，以提供化學(xué)殘 留物較有效的加熱去除效果，使真空艙體具有較佳的抽氣能力。在又一個(gè) 實(shí)施例之中，步驟112的化學(xué)清洗過程中可以被略過，或者在不同步驟中 進(jìn)行，例如在等離子體處理之后進(jìn)行步驟112的化學(xué)清洗過程，以及/或在
ii不同步驟中重復(fù)進(jìn)行步驟112的化學(xué)清洗過程。在本發(fā)明的一些實(shí)施例之
中，方法100可以在掩膜制備的不同階段中實(shí)施，例如在剝除或清除光阻 層之后，再實(shí)施方法IOO。在另一個(gè)實(shí)施例之中，方法100在掩膜的最后清 洗步驟中，當(dāng)薄膜層尚未貼附前實(shí)施。在本發(fā)明的另一些實(shí)施例之中，系 統(tǒng)300與制作掩膜的設(shè)備，例如微影設(shè)備、沉積設(shè)備、蝕刻設(shè)備以及/或電 子束設(shè)備，整合在一起，以增進(jìn)過程效率，并有效地減少化學(xué)污染源。因 此清洗后的掩膜可以進(jìn)一步檢驗(yàn)有無化學(xué)物殘留或損傷。假如有需要也可 以重復(fù)一次方法100。
另外，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種方法與系統(tǒng)來減少具有不同化學(xué)鍵結(jié) 強(qiáng)度的化學(xué)殘余物。例如請參閱圖4所示，其是繪示位于玻璃基材322和化 學(xué)殘留物324之間的化學(xué)鍵結(jié)結(jié)構(gòu)示意圖。其中化學(xué)殘留物324為氨。在 此狀態(tài)下，玻璃基材322和化學(xué)殘留物324之間的化學(xué)鍵結(jié)為氫鍵326，其 鍵能實(shí)質(zhì)介于5 kcal/mo1至40 kcal/mo1之間。請參閱圖5所示，圖5是 繪示位于鉻涂布基材332和化學(xué)殘留物334之間的化學(xué)鍵結(jié)結(jié)構(gòu)示意圖。 其中化學(xué)殘留物334為硫酸鹽類。在此一狀態(tài)下，鉻涂布基材332和化學(xué) 殘留物334之間的化學(xué)鍵結(jié)為共價(jià)鍵336，其鍵能實(shí)質(zhì)介于150 kcal/mo1 至400 kcal/mol之間。請參閱圖6和圖7所示，圖6和圖7是繪示掩膜表 面化學(xué)反應(yīng)示意圖。其中預(yù)備受處理的掩膜可能包括不同的表面，例如包 括有玻璃基材或氮氧化硅鉬涂布基材的第一掩膜基材342、包括有鉻涂布基 材或氧化鉻涂布基材的第二掩膜基材344。使用本發(fā)明所提供的方法可以有 效地移除不同的化學(xué)殘留物，例如氨346以及碌^酸鹽3化。例如在真空環(huán)境 中照射紫外光，可以有效地使上述的氫鍵和共價(jià)鍵斷鍵，藉以移除氨346 以及硫酸鹽348等化學(xué)殘留物。由上述實(shí)施例可知，本發(fā)明的實(shí)施例提供 了有效的清洗方法及流程，而此一方法可以使用來清洗其他種類的掩膜及 合適的各式基材。
本發(fā)明的技術(shù)特征是在提供一種方法和系統(tǒng)來減少掩膜的化學(xué)污染 物。此一方法包括下述步驟在掩膜上形成吸收材質(zhì)層；在形成吸收材質(zhì)層 之后，對掩膜進(jìn)行等離子體處理，以減少化學(xué)污染物；對掩膜進(jìn)行化學(xué)清洗 過程；以及對掩膜進(jìn)行氣體噴射處理。
在上述方法之中，吸收材質(zhì)層的形成，包括形成一個(gè)至少具有鉻和硅 化鉬的材質(zhì)層。吸收材質(zhì)層的形成，包括圖案化吸收材質(zhì)層。方法更包括 對掩膜進(jìn)行輻射處理。輻射處理的實(shí)施包括，對掩膜進(jìn)行紫外線照射和激 光照射其中之一者。此一方法更包括一個(gè)熱處理，將掩膜加熱至，實(shí)質(zhì)介
于150。C至35(TC的高溫。此一方法更包括一個(gè)等離子體處理，等離子體處 理是采用選自于由氧、氮、氫以及上述的任意組合所組成的元素族群，來 進(jìn)行處理。氣體噴射的實(shí)施包括采用選自于由氧氣、氮?dú)狻鍤?、其他惰性氣體以及上述任意組合所組成的等離子體元素族群。等離子體處理系在 薄膜層尚未粘附于掩膜之前進(jìn)行。等離子體處理是在掩膜尚未具有光阻層
之前進(jìn)行。此一方法包括一個(gè)掩膜302，用來固定并承載掩膜，使掩膜可面 朝下地進(jìn)行處理?；瘜W(xué)清洗過程使用包含氬氧化銨、雙氧水以及水的清潔 溶液來清洗掩膜。
本發(fā)明的實(shí)施例提供一種減少掩膜化學(xué)殘留物的系統(tǒng)。此系統(tǒng)包括一 個(gè)用來固定掩膜，使掩膜面朝下的掩膜臺； 一個(gè)用來來分注(配)清洗掩膜 的化學(xué)品的化學(xué)分注器； 一個(gè)用來對掩膜進(jìn)行等離子體處理，藉以將污染 物由掩膜移除的等離子體模組；以及一個(gè)用來控制掩膜溫度的溫度控制模組。
在其他實(shí)施例之中，上述系統(tǒng)更包括一個(gè)用來對掩膜進(jìn)行輻射處理的 輻射模組。此系統(tǒng)還包括一個(gè)可以對掩膜噴射氣體的氣體噴射模組。
本發(fā)明的實(shí)施例提供一個(gè)方法，包括下述步驟:對掩膜進(jìn)行化學(xué)清洗過 程；對掩膜進(jìn)行等離子體處理；對掩膜進(jìn)行輻射處理。
在一些實(shí)施例之中，等離子體處理包括將溫度范圍升高至實(shí)質(zhì)介于 150。C至35(TC之間。等離子體處理更包括提供掩膜一個(gè)真空環(huán)境。此一方 法更包括在一個(gè)真空環(huán)境中，對掩膜進(jìn)行熱處理。輻射處理的實(shí)施包括在 等離子體處理同時(shí)進(jìn)行輻射處理。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式 上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā) 明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利 用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但 凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所 作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種掩膜表面化學(xué)處理方法，其特征在于其包括以下步驟在一掩膜上形成一吸收材質(zhì)層；在形成該吸收材質(zhì)層后，對該掩膜進(jìn)行一等離子體處理以減少化學(xué)污染物；對該掩膜進(jìn)行一化學(xué)清洗過程；以及對該掩膜進(jìn)行一氣體噴射過程。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩膜表面化學(xué)處理方法，其特征在于其中所 述的吸收材質(zhì)層，包括一個(gè)含有鉻以及硅化鉬至少 一者的材質(zhì)層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩膜表面化學(xué)處理方法，其特征在于其中所 述的吸收材質(zhì)層，包括圖案化該吸收材質(zhì)層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩膜表面化學(xué)處理方法，其特征在于其更包 括在一真空環(huán)境中，對該掩膜進(jìn)行一輻射處理，其中該輻射處理包括進(jìn)行 紫外光照射以及激光照射至少 一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩膜表面化學(xué)處理方法，其特征在于其更包 括對該掩膜進(jìn)行加熱，將溫度范圍升高至實(shí)質(zhì)介于15(TC至35(TC之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩膜表面化學(xué)處理方法，其特征在于其中所 述的等離子體處理，包括采用選自于由氧氣、氮?dú)狻鍤?、氫氣以及上?任意組合所組成的等離子體元素族群。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩膜表面化學(xué)處理方法，其特征在于其中所 述的氣體噴射過程的實(shí)施，包括采用選自于由氮?dú)?、氬氣以及上述任意組 合所組合的氣體族群。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩膜表面化學(xué)處理方法，其特征在于其中所 述的化學(xué)清洗過程的實(shí)施，包括使用包含有氫氧化銨、雙氧水以及水的溶 液。
9. 一種掩膜表面化學(xué)處理系統(tǒng)，其特征在于 一掩膜臺用來固定一掩膜，使該掩膜面朝下； 一化學(xué)分注器，用來提供至少一化學(xué)品，以清洗該掩膜；一等離子體模組，用來對該掩膜進(jìn)行一等離子體處理，以移除污染物；以及一溫度控制模組，用來控制該掩膜的溫度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的掩膜表面化學(xué)處理系統(tǒng)，其特征在于其更 包括一輻射模組，用來對該掩膜進(jìn)行一輻射處理；以及一氣體噴射模組，用來對該掩膜噴射一氣體。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種掩膜表面化學(xué)處理方法及系統(tǒng)。該掩膜表面化學(xué)處理方法包括以下步驟在一掩膜上形成一吸收材質(zhì)層；于形成該吸收材質(zhì)層后，對該掩膜進(jìn)行一等離子體處理以減少化學(xué)污染物；對該掩膜進(jìn)行一化學(xué)清洗過程；以及對該掩膜進(jìn)行一氣體噴射過程。該掩膜表面化學(xué)處理系統(tǒng)包括一掩膜臺用來固定一掩膜，使該掩膜面朝下；一化學(xué)分注器，用來提供至少一化學(xué)品，以清洗該掩膜；一等離子體模組，用來對該掩膜進(jìn)行一等離子體處理，以移除污染物；以及一溫度控制模組，用來控制該掩膜的溫度。本發(fā)明具有清潔掩膜以減少掩膜上殘留的具有不同化學(xué)鍵結(jié)強(qiáng)度的化學(xué)殘余物的效果。
文檔編號G03F1/00GK101556430SQ200810211878
公開日2009年10月14日 申請日期2008年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月10日
發(fā)明者李宏仁, 秦圣基, 蘇益辰, 許庭豪, 謝弘璋, 辜耀進(jìn) 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司