专利名称：一种包含光罩的装置以及制造该光罩的方法
技术领域：
本发明有关于半导体制程技术，特别是有关于一种可以减少光雾形成 的包含光罩的装置以及制造光罩的方法。
背景技术：
在半导体制程中，光罩一般用于光微影制程中。光罩基本上由非常平的 石英或玻璃片材制成，在其一表面沉积一层铬。图样化的铬层在光微影制 程时可用于转移 一影像至晶圓上。然而，光罩的污染一直是重要的课题，尤其是高精密度的光罩，如用于具有波长等于或小于2" mn的光微影技术中 者，特别容易受到破坏。光罩污染的其中一种称之为光雾污染。光雾污染为在制造、检视及微 影过程中形成的沉淀物。通言之，化学污染物在光罩制造过程中留在光罩 的图样表面。当化学残余物曝光(紫外光)时，化学残余物升华。然而，在光 罩曝光之后，残余物层沉积遍及于光罩图样表面。此残余物层或光雾通常 緩慢堆积，但是仍然在数次曝光后需要清洁光罩。在一特定光罩的使用期 限间，该特定光罩通常是重复使用，所以将进行多次清洁。此重复的清洁 会影响光罩的耐久性与性能参数(如相角度及穿透性)。 一种改善的方案为 形成一氧化物层在光罩的图样表面。已经发现该氧化物层，其在清洁光罩 前藉由将光罩曝露于紫外光(UV)而产生，可以促进但微少的光罩耐久性。氧化层的形成需要严格控制参数(如曝光时间、反应温度、及压力)，藉 以获得均匀膜层。再者，尽管形成氧化物层，光罩的相角度及穿透性在接 着为数不多的清洁后仍然会改变。再者，氧化物层的穿透性不同于光罩的 穿透性。在一充分次数的清洁之后，光罩的相角度及穿透性可能超出可接 受的容忍度之外，使得该光罩无法继续使用。因此，光罩需要一种可以减少光雾形成的方法及装置。发明内容本发明的目的在于，提供一种新的制造光罩的方法，所要解决的技术问 题是使其可以减少光雾的形成，非常适于实用。本发明的另一目的在于，提供一种包含光罩的装置，所要解决的技术问 题是使其可以减少光雾的形成，非常适于实用。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据 本发明提出的一种制造光罩的方法，其包含以下步骤提供一光罩基材，该光罩基材包含第一材质；图样化该光罩基材以形成一图样表面；以及在该 图样表面形成一阻障层，该阻障层包含第一材料。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的制造光罩的方法，其中所述的阻障层的形成步骤包含在制造光 罩期间，在该光罩基材的该图样表面形成密封化学残余物。前述的制造光罩的方法，其中所述的阻障层的形成包含在该图样表面 形成一二氧化硅层。前述的制造光罩的方法，其进一步包含形成该光罩基材以包含氮氧化硅钼(MoSi0xNy)。前述的制造光罩的方法，其进一步包含形成该阻障层以具有300至800A厚度。前述的制造光罩的方法，其中所述的形成该阻障层的步骤包含在该图样表面旋转涂覆该阻障层。前述的制造光罩的方法，其中所述的图样化的步骤包含在该光罩基材上沉积一不透明层或一半透明层，并蚀刻该不透明层或该半透明层。本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种包含光罩的装置，其包含 一透明层； 一图样层，形成在透明层上；以及一光雾减少层，形成在图样层上。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 前述的包含光罩的装置，其中所述的光雾减少层包含二氧化硅。 前述的包含光罩的装置，其中所述的光雾减少层具有约500A厚度。 前述的包含光罩的装置，其中所述的光雾减少层为为透明的，且旋转涂覆在该图样层上。前述的包含光罩的装置，其中所述的图样层为不透明的或半透明的。 前述的包含光罩的装置，其中所述的图样层由铬或氮氧化硅钼形成。 前述的包含光罩的装置，其中所述的光罩为相位移光罩(PSM)。 前述的包含光罩的装置，其中所述的透明层及该光雾减少层密封地包覆该图样层，且该透明层及该光雾减少层各包含二氧化硅或石英。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明的主要技术内容如下本发明揭露一种制造光罩的方法，该方法包含提供一光罩基材，该光罩基材包含第一材质；图样化该光罩基材以形成一图样表面；以及在图样表面形成一阻障层，该阻障层包含第一材料。该阻障层的形成包含在制造光罩期间，在光罩基材图样表面形成密封化学残余物。阻障层的形成包含在图样表面形成一二氧化硅层。
本发明亦揭露一种包含光罩的装置，其包含一透明层； 一在透明层上形 成的图样层；以及一在图样层上形成的光雾减少层。该光雾减少层密封图样层以免于在光罩清洁期间累积清洁物质，且该光雾减少层包含二氧化硅。 借由上述技术方案，本发明具有光雾减少层的光罩至少具有下列优点及有益效果1、 本发明的一种制造光罩的方法，可以减少光雾的形成，非常适于实用。2、 本发明的一种包含光罩的装置，可以减少光雾的形成，非常适于实用。综上所述，本发明是有关于一种包含光罩的装置以及制造该光罩的方 法。该光罩具有一图样表面及在图样表面上成一透明层。本发明可以减少 光雾的形成，非常适于实用。本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论 在方法、装置的结构或功能上皆有较大改进，在技术上有显著的进步，并产 生了好用及实用的效果，且较现有的光罩具有增进的突出功效，从而更加 适于实用，并具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设 计。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的 技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和 其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附 图，详细说明如下。
图1为本发明一实施例的二元光罩(Binary mask)的^f黄切面概略图。图2为本发明一实施例的相位移光罩(PSM)的横切面概略图。图3为一统计图，是显示一涂覆500A 二氧化硅保护层的248mn PSM与 一现有习知248nm PSM的相角度位移变化的比较。图4为一统计图，是显示一涂覆500A 二氧化硅保护层的248nm PSM与 一现有习知248nm PSM的穿透性变化的比较。10:光罩 12:基材14:图样层 16:保护层18:嵌附式减光型相位移光罩(PSM) 20:基材22:图样层 24:保护层26:半透明材质及石英基材交会处具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功
效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种包含光罩的装置 以及制造光罩的方法其具体的实施方式、方法、步骤、结构、特征及其功 效，详细说明如后。
本发明的各方面可由详细说明及参考附图而有最佳的了解。需要强调 依此工业的标准实施方法，多种特征并未依比例进行图示。事实上，多种特 征的尺寸为了讨论清楚而任意的增加或减少。亦需要强调，所附的图式仅 为说明本发明的基本实施例，因此不能视为限制本发明的范围，因为本发 明可由其他实施例同等实施。
的描述元;及配置的特;^施二以S化本发^的说明。其当:仅是为例示 说明，而并非用以限制本发明。此外，本发明的说明可能在不同的实施例 重复编号及/或字母。此重复使用是为简化及清楚的目的，并非指定其在讨 论的不同实施例及/或结构之间的关系。
请参阅图l所示，为本发明一实施例的二元光罩(Binary mask)的横切 面概略图。光罩10包括一实质透明基材12,其具有一不透明的图样层14在 其上形成。该基材12，可以部分或实质上包含熔融石英(例如，Si02)、及/或 二氟化4丐(CaF2)、及/或其他材料或其等的组合。该图样层14,亦可以包 含铬、铬合金、氧化铁、或由MoSi、 ZrSiO、 SiN、及/或TiN制成的无机薄 膜。该图样层14的图样是使用多种传统蚀刻技术之一所形成。
该光罩10亦包括一保护层16，其是在不透明图样14及基材12上直接 形成。保护层16较佳为透明的，且具有一在300至800埃范围间的厚度，例 如500A。在一实施例中，保护层16包含二氧化硅(SiO》；亦可以使用其他 材料。如图1所示，保护层16与基材12 —起密封地包覆基材12的图样表 面14。
保护层16密封包覆基材12以及图样层14在制造此些层时形成的污染 物的周围。因此，当污染物在光^f效影制程时曝光后，不具有污染物蒸发/升 华的空间，且保护层16阻隔污染物与周围环境中的N、 S等化学物质的结 合。因而，污染物层或光雾在曝光期间不会在基材12的图样表层形成。
再者，因为在保护层上形成的残余物的曝光结果而可能形成的任何光 雾可由清洁保护层16而去除，而未显著影响图样层14的性能耐用性。在此 方面，图样层14并未因重复清洁光罩而被污染或破坏。该保护层16较图 样层14对清洁光罩的清洁溶液(如氨及硫酸盐溶液)的腐蚀性更具有抵抗 性。因此，光罩10的使用寿命相对于传统的光罩可以增加许多。
请参阅图2所示，为本发明一实施例的相位移光罩(PSM)的横切面概略 图，是为嵌附式减光型相位移光罩(PSM) 18的横切面概略图。该光罩18相似 于图1所描述的光罩10，其中石英基材20支撑一图样层22。基材20亦可
使用其他材料(如CaF》形成。在图样层22上使用多种传统蚀刻技术之一形 成图样。然而，不同于图1的光罩10的图样层14,图样层22是由半透明的材质形成而不是不透明的材质。一半透明材料的例示是为氮氧化硅钼(MoSiOxNy)。不同于铬或其他透 明材料，氮氧化硅钼及其他半透明材料的设计为在光罩曝光期间准许少部 分光通过。然而，通过图样部分的光的强度不足以使在晶圓(图中未显示)上 的图样曝光。穿过图样部分的相对弱光为超出穿过光罩基材20的未保护部 分的光的180°相。因而，在半透明材质及石英基材交会处26,光的干涉 效应可以使半透明图样的边缘线条更加分明。此现象通常用于制造缩小线 宽的集成电路，例如O. 13微米。光罩亦具有一形成于图样表层的保护层24。该保护层24是由透明材质 (例如氧化硅)形成，并密封光罩的图样表面。此密封包覆存在于图样基材 20、图样层22上的污染物周围空间，且保护层24阻隔污染物与周围环境 中的N、 S等化学物质的结合。因此，当污染物在光微影制程期间曝光，没 有污染物蒸发/升华的空间。因而，污染物层或光雾在曝光期间不会在基材 20的图样表层形成。再者，任何因为紫外光(UV)曝光而形成在保护层上的残余物都可以藉 后续的清洁而去除，而不会显著影响图样层22性能的耐用性。保护层16及保护层24,可以由电镀、无电镀、旋转涂覆、化学气相沉 积(CVD)、物理气相沉积(PVD),如蒸镀及溅镀、或其等的组合而形成。保 护层16及保护层24亦可以由嵌入或掺杂步骤所形成。保护层及光罩基材 可以由相同或不同材质形成，如二氧化硅(Si02)或水(H20)用于曝光于波长 大于193nm，或二氟化4丐(CaF2)用于曝光波长为157nm。熟悉此项技艺的技 术人员可以使用上述以外的其他材料。光罩IO及光罩18亦可以包含至少 一粘合层(图中未显示)以促进保护层粘合至图样层及基材。如前所述，光罩的耐用性可藉由在图样化光罩基材上形成保护钝化层 的实施而促进。该钝化层不仅可以促进光罩的耐用性，而且能够维持光罩 对清洁数次的承受度的性能。例如，依本发明一实施例的光罩重复清洁及 曝光于深紫外光(DUV)下，将相角度位移及透光性变化的数据与现有己知的 光罩相比较。二个24S nm相位移光罩(PSM)结果显示于图3及图4。请参阅图3所示，为一统计图，是显示一涂覆500A二氧化硅保护层的 248nm PSM与一现有习知248nm PSM的相角度位移变化的比较，是显示一涂 覆500A二氧化硅保护层(实施例l)的248nm PSM与一现有习知不具有保护 层的248nm PSM的相角度位移变化的比较。如图3中显示，在五次清洁之 后，涂覆PSM(实施例l)的相位移变化小于0.1%。亦即，在任何清洁之前，涂 覆PSM(实施例l)的相角度为约184° 。在清洁后，相同PSM的相角度仍为约184° 。相反地，在任何清洁前，未涂覆PSM的相角度为约181° 。在五次 清洁后，未涂覆PSM的相角度为约178° ，其相当于1. 5%的相位移变化。因 此，相对于未涂覆PSM,以二氧化硅保护层的PSM在相角度位移上产生15倍 降低量。
请参阅图4所示，为一统计图，是显示一涂覆500A二氧化硅保护层的 248nm PSM与一现有习知248nm PSM的穿透性变化的比较，是显示一涂覆 500A二氧化硅保护层的248nmPSM(实施例l)穿透性变化比较。在图中显示 的数据为涂覆PSM与未涂覆248nm PSM的比较。如图中显示，涂覆PSM在 任何清洁前穿透度大约为6.2%。在5次清洁之后，发现穿透度会稍微少于 6. 2%,穿透度损失变化为少于0. 2%。在另一方面，未涂覆PSM具有大约5. 8% 的穿透度，但是在五次清洁之后，样品具有约6. 0%的穿透损失。此量变化 超过4. 0%。因此，在PSM上的二氧化硅涂层(实施例l)相对于未涂覆PSM在 穿透度损失上才是供将近20倍降低率。
本发明已描述一光罩，其制作为以一防止光雾的方式，光罩上具有一保 护涂层以密封包覆存在于光罩图样表面上的污染物。该保护层亦可以防止 在清洁光罩时清洁化学品侵入光罩图样的表面。相似的保护层或涂覆层亦 可以用于其他的半导体制造元件。此外，该保护层亦可用以减少因为静电 荷放电而产生的缺陷。再者，发现光罩图样表面上施用保护层对临界尺寸 (CD)具有些微影响。例如，具有1. 100微米CD的193nm PSM发现在施用保 护层后具有1. 1G4微米CD。
需要了解说明的是，在上述特别说明之外的对等物、变化及修饰亦应当 包括在本发明所附的申请专利范围中。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式 上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发 明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利 用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但 凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所 作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1、一种制造光罩的方法，其特征在于其包含以下步骤提供一光罩基材，该光罩基材包含第一材质；图样化该光罩基材以形成一图样表面；以及在该图样表面形成一阻障层，该阻障层包含第一材料。
2、 根据权利要求l所述的制造光罩的方法，其特征在于其中所述的阻 障层的形成步骤包含在制造光罩期间，在该光罩基材的该图样表面形成密 封化学残余物。
3、 根据权利要求1所述的制造光罩的方法，其特征在于其中所述的阻 障层的形成包含在该图样表面形成一二氧化硅层。
4、 根据权利要求1所述的制造光罩的方法，其特征在于其进一步包含 形成该光罩基材以包含氮氧化硅钼。
5、 根据权利要求1所述的制造光罩的方法，其特征在于其进一步包含 形成该阻障层以具有300至800A厚度。
6、 根据权利要求1所述的制造光罩的方法，其特征在于其中所述的形 成该阻障层的步骤包含在该图样表面旋转涂覆该阻障层。
7、 根据权利要求1所述的制造光罩的方法，其特征在于其中所述的图 样化的步骤包含在该光罩基材上沉积一不透明层或一半透明层，并蚀刻该 不透明层或该半透明层。
8、 一种包含光罩的装置，其特征在于其包含 一透明层；一图样层，形成在透明层上；以及 一光雾减少层，形成在图样层上。
9、 根据权利要求8所述的包含光罩的装置，其特征在于其中所述的光 雾减少层包含二氧化硅。
10、 根据权利要求8所述的包含光罩的装置，其特征在于其中所述的光 雾减少层具有约500A厚度。
11、 根据权利要求8所述的包含光罩的装置，其特征在于其中所述的光 雾减少层为为透明的，且旋转涂覆在该图样层上。
12、 根据权利要求8所述的包含光罩的装置，其特征在于其中所述的图 样层为不透明的或半透明的。
13、 根据权利要求12所述的包含光罩的装置，其特征在于其中所述的 图样层由铬或氮氧化硅钼形成。
14、 根据权利要求8所述的包含光罩的装置，其特征在于其中所述的光 罩为相位移光罩。
15、根据权利要求8所述的包含光罩的装置，其特征在于其中所述的透 明层及该光雾减少层密封地包覆该图样层，且该透明层及该光雾减少层各 包含二氧化硅或石英。
全文摘要
本发明是有关于一种包含光罩的装置以及制造该光罩的方法。该光罩具有一图样表面及在图样表面上成一透明层。该制造光罩的方法，其包含以下步骤提供一光罩基材，该光罩基材包含第一材质；图样化该光罩基材以形成一图样表面；以及在该图样表面形成一阻障层，该阻障层包含第一材料。该包含光罩的装置，其包含一透明层；一图样层，形成在透明层上；以及一光雾减少层，形成在图样层上。本发明可以减少光雾的形成，非常适于实用。
文档编号G03F1/08GK101131535SQ200710088298
公开日2008年2月27日 申请日期2007年3月22日 优先权日2006年8月21日
发明者何铭涛, 林锦鸿, 胡清旺 申请人:台湾积体电路制造股份有限公司