专利名称：组装薄胶膜于光掩模上的方法、设备及其组装体的制作方法
技术领域：
本发明涉及组装薄胶膜于光掩模上的方法和设备。
背景技术：
薄胶膜或光掩模为一精密的玻璃板，其包含电路布局以供半导体工艺使用。如果 任何的尘埃或污染颗粒沾附于薄胶膜上，此薄胶膜可导致额外的部件于印刷电路上。薄胶 膜为薄且透明的材料，组装于掩模或光掩模(reticle)上方的特定距离。此距离需选定，使 得在聚焦晶片时，该薄胶膜上的任何尘埃或颗粒会落于焦点之外。因此，任何落于薄胶膜表 面的外来颗粒都不会投影在晶片上，且不会导致于印刷缺陷。 即便是使用薄胶膜，仍有其他的因素会导致印刷缺陷。其中的一问题为光掩模模 糊污染物的生成。众所周知的是，光掩模模糊污染物的生成导因化学物质，S0X和NHX (如S02 和NH》，在光掩模的制作过程中形成，且与湿气反应所致。这些化学物质导源于从用于制作 光掩模的材料表面的脱附气体，湿式化学物质包括硫酸和双氧水，和/或源自处理光掩模 的杂质。当这些化学物质和湿气共存时，且曝露于紫外(UV)光(例如用于曝光图案晶片上 的光线)，因而生成硫酸铵晶体，进而导致光掩模模糊污染物生成。因此，每当光掩模曝露于 深紫外(DUV)光便增加造成光掩模模糊的晶体成长，进而导致光掩模寿命縮短。
为了延迟或避免形成光掩模模糊，晶片代工厂将光掩模储存于受控制的环境(如 储存于惰性气体的环境中)，并且采用"净化"程序以移除污染物。此净化程序通常是将该 光掩模置于氮气或极度洁净干空气(extreme clean dryair，简称XCDA)环境中。于上述两 环境中，都可自光掩模移除湿气和氨反应物，以避免形成光掩模模糊。例如，可于使用光掩 模于扫描曝光机之前或之后立即实施净化程序。 美国专利UA 6，593，034中公开一种薄胶膜框架，其包括两个气体通导开口。该 薄胶膜框架采用以将该光掩模与该薄胶膜之间空间的空气，取代以惰性气体，例如氮气、氦
气、氩气或等性质的气体。该薄胶膜框架具有一对开口，以供通入惰性气体于上述空间中， 或将气体自上述空间中抽离。该开口具有过滤件，其可避免大的颗粒渗透。此配置可消除 在安装薄胶膜时造成模糊，然而光掩模模糊仍会在后续的使用过程中生成。
有鉴于此，业界亟需一种有效避免光掩模模糊方法。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的上述问题，于本发明诸实施例中，一种组 装薄胶膜于光掩模上的方法，包括以一真空紫外光照射一光掩模于一气氛的极度洁净干 空气或一惰性气体；以及当光掩模于该气氛的极度洁净干空气或该惰性气体的环境且曝露 在真空紫外光中，组装一薄胶膜于该光掩模上。 于本发明诸实施例中，一种组装薄胶膜于光掩模上的设备，包括一腔体，具有至 少一端口，以将该腔体填充一气氛的极度洁净干空气或一惰性气体；一薄胶膜组装器于该 腔体中；一真空紫外光源，当该腔体填充该极度洁净干空气或该惰性气体时，用以照射一光掩模固定于该薄胶膜组装器。 于本发明诸实施例中，一种组装薄胶膜于光掩模上的组装体，包括一光掩模；一薄胶膜框架密封地贴附于该光掩模；以及一薄胶膜接合至该薄胶膜框架，形成一密封的围
圈由该光掩模、该薄胶膜框架和该薄胶膜黏结，该密封的围圈内填充以一惰性气体，其中该组装体的形成方式包括以真空紫外光照射该光掩模于一气氛的极度洁净干空气或惰性气体；及在该气氛的极度洁净干空气或惰性气体环境中，密封该光掩模、该薄胶膜框架和该薄胶膜于一体。 本发明可降低或消除光掩模模糊，并且可降低晶片低良率的风险。光掩模在模糊污染物产生之前的耐久性也得以延长。由于可降低或消除光掩模模糊，因此也节省工艺时间，也避免频繁地光掩模重工(例如薄胶膜重组、再清洗、缺陷检测、关键维度(CD)测量)的需求，因此可降低工艺费用。 为使本发明能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1和图2为显示组装一薄胶膜于一光掩模上的工艺示意 图3为组装薄胶膜于光掩模上的另一设备的结构配置示意图； 图4为显示组装薄胶膜于光掩模上的设备的结构配置示意图，其结构基本上相似于图3所显示的结构；以及 图5为显示将一薄胶膜组装于光掩模上的制造方法的流程示意图。
上述附图中的附图标记说明如下 11 光掩模； 12 薄胶膜； 13 薄胶膜框； 14 黏结剂； 15 真空紫外(VUV)光； 16 月空亍本； 17 极度洁净干空气(XCDA)或惰性气体； 18、 19 端口 (port); 20 空气； 21 空间； 100、200 薄胶膜组装器； 101 控制器； 103 基体； 105、205 薄胶膜固定座； 107 光掩模固定座； 110 、210 组装设备； 111 光掩模； 112 薄胶膜； 113 薄胶膜框；
115、215 VUV光源； 116 腔体； 117 极度洁净干空气(XCDA)或惰性气体； H8、119 端口 (port); 120 空气； 500-510 工艺步骤。
具体实施例方式以下以各实施例详细说明并伴随着
的范例，作为本发明的参考依据。在
附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的标记。且在附图中，实施例的形状
或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中各元件的部分将以分别描述说明，
值得注意的是，图中未示出或描述的元件，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，另
外，特定的实施例仅为揭示本发明使用的特定方式，其并非用以限定本发明。 图1和图2为显示组装一薄胶膜12于一光掩模11上的工艺示意图，其中图1显
示该薄胶膜12和薄胶膜框13位于光掩模11的上方，以准备将薄胶膜框13结合至该光掩
模11。图2显示该光掩模11、该薄胶膜框13和薄胶膜12已结合成一体。 上述方法包括在一气氛的极度洁净干空气(XCDA)或惰性气体17环境下，以真空
紫外(VUV)光15照射该光掩模11，并且当光掩模11于该气氛的极度洁净干空气(XCDA)或
惰性气体17的环境且曝露在真空紫外光中，组装一薄胶膜12于该光掩模11上。 该光掩模11可由适当的透明材料制成，例如玻璃、石英或C&，在其上方形成不透
明材料例如铬的图案。若该光掩模为相转移光掩模(phase-shiftinglayer)，则在铬层的下
方提供一相转移层。在一些实施例中，该相转移层可包括任一组成，择自过渡金属元素、镧
系元素及其任意组合。例如包括Mo、 Zr、 Ta、 Cr、和Hf。在一范例中，上述含金属层是由以
下材料之一构成，MoSi、MoSiON或Cr。 上述薄胶膜12可为多种型式之一，例如由位于美国加州S皿nyvale的MicroLithography, Inc. (MLI)公司所贩售的Film 703深紫夕卜(DUV)光型胶膜，其对于193nm、248nm、和365nm波长的光具有高的穿透率。也可使用其他的薄胶膜，包括硝化纤维素(nitrocellulose)、氟碳树月旨(f luororesin)、由日本东京Asahi Glass Co. ， Ltd.公司制造的"CYT0P"树脂、由日本东京DuPontKabushiki Kaisha公司制造的"FL0N AF"树脂、塑胶树脂、合成石英玻璃及同性质之物，但不限定于上述材料。上述薄胶膜可形成的厚度范围约为2 ii m至5 ii m厚，然而上述厚度范围仅供举例说明，也可以使用其他的厚度实施。
—薄胶膜框13可组装于该光掩模11和该薄胶膜12之间。该薄胶膜框可由各种不同的刚性材料制成，例如铝或塑胶。该薄胶膜框13可以是圆形框或矩形框，其具有适当的厚度范围大抵介于6mm(l/4英寸)至llmm(7/16英寸)。此外，也可使用其他适当的厚度以提供刚性及维持该薄胶膜12顶表面(离光掩模11较远的表面)与该光掩模之间隔着适当的距离，使得在进行扫描步骤时，该薄胶膜12上的颗粒不至造成晶片上图案的缺陷。该薄胶膜12被拉直延伸以隔绝颗粒，并以一黏结剂贴附于该薄胶膜框13，该黏结剂例如是1 P m厚的氟碳树月旨(fluorocarbon resin)。 使用一适合的黏结剂14贴附该薄胶膜框13至该光掩模11。例如，该黏结剂14可以是压力感应性黏结剂。 该光掩模11和该薄胶膜12/框13组合体于一围圈物或一腔体16中接合。于部分的实施例中，该围圈物16为可密封式的。该腔体16具有至少一端口 (port)18，即可选择性地具有一第二端口 19。在一实施例中，该腔体16具有单一端口 18，该单一端口 19宣用于抽离该腔体16的气体，使其具有真空态，然后再将该腔体16中填入一所欲的气氛17(例如一极度洁净干空气(XCDA)或一惰性气体，如氮气、氦气、氩气、或同性质的气体)。在其他的实施例中，该腔体16具有双端口 18和19，一出气端口 19用以从腔体16中抽离空气20，以及一进气端口 18用以填充所欲的气氛17(例如一惰性气体，如氮气)于该腔体16中。该XCDA气体或惰性气体可提供维持一段时间，以置换任何残留氧气、湿气、和任何不想要的组成物。该双端口 18和19可具有适合的气阀，且可通过手动的或自动的控制。
提供一真空紫外(VUV)光源15于该腔体16中。该光波可由一 ArF准分子激光(excimer laser)提供，具193nm波长，或者由一 Xe准分子激光提供，具172nm波长。
于一较佳的组合方法中，在薄胶膜组合过程中，位于该光掩模11、该薄胶膜12及薄胶膜框13之间的空间21中的不想要的化学污染物会曝露于VUV光下，且以XCDA气体净化或以惰性气体，如纯氮气、氦气或氩气净化。在该腔体16中组合该光掩模11、该薄胶膜12及薄胶膜框13的步骤之后，通过出气端口 19将该腔体16抽真空，接着以XCDA气体或惰性气体17冲净一段足够的时间，使得该腔体16中所有的空气都被置换。当该腔体16被XCDA气体或惰性气体17冲净的步骤之前或同时，将VUV光源15启动。因此，在该薄胶膜框13贴合至光掩模11的步骤之前、同时或者之后，该位于该光掩模11和该薄胶膜12之间的气体17被该VUV光源15所发出的光线照射。通过此方式，可将造成"光掩模模糊成长"的来源消除。 在上述接合步骤之前、同时、或之后，可将位于腔体中XCDA气体或惰性气体17压縮化，使得密封该薄胶膜框13至该光掩模ll，产生一压縮化的围圈体21，填充XCDA气体或惰性气体17。通过将位于在该光掩模11和该薄胶膜12之间围圈的气体压縮化，引此可避面后续的气压的空气或化学物蒸气进入空间21。位于该光掩模11和该薄胶膜框13之间的该黏结剂14形成一第一密封件，且接合该薄胶膜12和薄胶膜框13的黏结剂形成一第二密封件，以避免空气或化学物进入空间21，且避免XCDA气体或惰性气体17自空间21溢出。
在部分的实施例中，一自动的薄胶膜组装器设置于该腔体16中。该薄胶膜组装器可以是由位于美国加州Sunnyvale的Micro Lithogr即hy， Inc. (MLI)公司所提供的8000系列的薄胶膜组装器，然而也可使用其他薄胶膜组装器。例如，可使用公开于美国专利US4， 637， 713 (Shulenberger等人)、US 5， 311， 250 (Suzuki等人)、US 6， 619， 359 (Ballard等人)等文献中的薄胶膜组装器。该薄胶膜组装器可手动地或自动地控制。手动地控制可通过在腔体16中提供一额外的端口 (未图示)实施。自动地控制薄胶膜组装器可通过一板上的电池(on-board battery)提供电力，或者通过该腔体16内的电源端(未图示)提供电力。上述设备可通过一计时器操作，或可通过有线或无线的接口操作。
上述薄胶膜组装器可应用于组装一单一薄胶膜于该光掩模的一面上，或者组装一对薄胶膜于该光掩模的两面上。 图2显示一完成的产物，包括一光掩模11、一薄胶膜框13密封地贴附于该光掩模11上，一薄胶膜12接合至该薄胶膜框13。形成一密封的围圈体21，且由光掩模11、薄胶膜框13和薄胶膜12键结。上述密封的围圈体21中填充一惰性气体17。该组合体形成过程 通过以真空紫外光(例如波长为193nm或172nm的光线)照射光掩模11于极度洁净干空 气(XCDA)或惰性气体17气氛中，以及封合该光掩模11、该薄胶膜框13和该薄胶膜12成一 体于XCDA或惰性气体17气氛中。 图3为组装薄胶膜112于光掩模111上的另一设备110的结构配置示意图。图3 的薄胶膜组装器为公开于美国专利US 5， 311， 250的一种型式，在此仅举例供说明本发明 实施例，也可使用其他型式的薄胶膜组装器实施。于图3中的薄胶膜组装器100能够组装 薄胶膜112于光掩模111的两面上，然而也可使用其他各种不同型式的薄胶膜组装器。
上述设备110包括一可密封式的腔体116，其具有至少一端口 (port)118、119，以 填充极度洁净干空气(XCDA)或惰性气体117于该可密封腔体116中。当该腔体116中填 充极度洁净干空气(XCDA)或惰性气体117时，提供一真空紫外光(VUV)光源115照射一光 掩模lll，此光掩模111固定于薄胶膜组装器100的光掩模固定座107。
上述VUV光源115是设置于光掩模111的上方，具有一倾斜角，使其得以照射该光 掩模111两面上的薄胶膜112。此光源提供光线，具有波长为172nm或193nm。例如，该光 源115可以是Xe准分子激光(excimer laser)。 上述腔体116具有一第一端口 118供填充极度洁净干空气(XCDA)或惰性气体117 于该可密封腔体116中，以及一第二端口 119以供从该可密封腔体116抽离空气120及污 染物。可维持一稳定的XCDA或惰性气体117气体流入，以持续地从该光掩模111排除任何 残留的污染物。 该薄胶膜组装器100具有一控制器101，以及具有可自动化操作的能力，可受控制 器101内部的计时器控制，或者以有线或无线通信连结至一处理器(未图示)。例如，可通 过一基体103上的连线(未图示)供电力至该薄胶膜组装器，或者由电池(未图示)提供。
在图3中的范例中，该VUV光源115设置于光掩模111的上方，具一倾斜角，使其 得以照射该光掩模111两面上的薄胶膜112。在其他实施例中，该光源115可埋入于该薄胶 膜固定座105之一或两个中，以照射该光掩模于整个薄胶膜组装过程中。
图4为显示组装薄胶膜于光掩模上的设备210的结构配置示意图，其结构基本上 相似于图3所显示的结构。不同之处在于，光源215设置于该薄胶膜固定座105之一的该 薄胶膜组装器200内。当允许VUV光线穿透至该光掩模111上时，该光源215可设置于一 透明板的前方，提供一刚性的、平坦的、滑顺的、透明的表面，以接合该光掩模固定座107。
图5为显示将一薄胶膜组装于光掩模上的制造方法的流程示意图。
于步骤500中，将一薄胶膜112组装于一薄胶膜框上113。 于步骤502中，该光掩模111和薄胶膜112设置于该腔体116中的薄胶膜组装器 内。此腔体为封闭的。 于步骤504中，将空气120从腔体116中抽离。 于步骤506中，以加压的XCDA气体或惰性气体117冲净该腔体116。于整个组装 的程序中，持续地通入气流117。 于步骤508中，以VUV光线照射该光掩模111。 于步骤510中，当光源持续地提供VUV光线时及惰性气体于受压力状态下持续地 通入腔体中时，将该薄胶膜112组装于该光掩模111上。位于该光掩模111与该薄胶膜框113之间的黏结剂，以及位于该薄胶膜框113与该薄胶膜112之间的黏结剂构成密封件，以保存惰性气体于该光掩模111、薄胶膜112与薄胶膜框113之间。 通过采用图5中所公开的方法，可降低或消除光掩模模糊，并且可降低晶片低良率的风险。光掩模在模糊污染物产生之前的耐久性也得以延长。由于可降低或消除光掩模模糊，因此也节省工艺时间，也避免频繁地光掩模重工(例如薄胶膜重组、再清洗、缺陷检测、关键维度(CD)测量)的需求。因此可降低工艺费用。 本发明虽以各种实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明的范围，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。
权利要求
一种组装薄胶膜于光掩模上的方法，包括以一真空紫外光照射一光掩模于一气氛的极度洁净干空气或一惰性气体；以及当光掩模于该气氛的极度洁净干空气或惰性气体的环境中且曝露在真空紫外光中，组装一薄胶膜于该光掩模上。
2. 如权利要求1所述的组装薄胶膜于光掩模上的方法，其中该气氛为被压縮的。
3. 如权利要求1项所述的组装薄胶膜于光掩模上的方法，还包括密封该薄胶膜于该光 掩模上，以避免污染物进入或该极度洁净干空气或惰性气体逸出。
4. 如权利要求1所述的组装薄胶膜于光掩模上的方法，其中上述照射步骤包括使用一 准分子激光。
5. —种组装薄胶膜于光掩模上的设备，包括一腔体，具有至少一端口，以将该腔体填充一气氛的极度洁净干空气或一惰性气体； 一薄胶膜组装器于该腔体中；一真空紫外光源，当该腔体填充该极度洁净干空气或该惰性气体时，用以照射一光掩 模固定于该薄胶膜组装器。
6. 如权利要求5所述的组装薄胶膜于光掩模上的设备，其中该光源为一氖准分子激光。
7. 如权利要求5所述的组装薄胶膜于光掩模上的设备，其中该腔体具有至少一端口 ， 供该可密封的腔体填充予该极度洁净干空气或该惰性气体。
8. 如权利要求5所述的组装薄胶膜于光掩模上的设备，其中当该光掩模固定于该薄胶 膜组装器时，该光源设置以提供一倾斜角度的光线相对于该光掩模。
9. 如权利要求5所述的组装薄胶膜于光掩模上的设备，其中 该光源为一氖准分子激光，其提供一光波，其波长为172nm ;该腔体具有一第一端口 ，供该腔体填充予该极度洁净干空气或该惰性气体，及第二端 口，供该腔体抽真空；该光源设置以提供一倾斜角度的光线相对于该光掩模，当该光掩模固定于该薄胶膜组 装器时；以及该薄胶膜组装器具有自动化操作的能力。
10. —种组装薄胶膜于光掩模上的组装体，包括 一光掩模；一薄胶膜框架密封地贴附于该光掩模；以及一薄胶膜接合至该薄胶膜框架，形成一密封的围圈由该光掩模、该薄胶膜框架和该薄 胶膜黏结，该密封的围圈内填充以一惰性气体； 其中该组装体的形成方式包括以一真空紫外光照射该光掩模于一气氛的极度洁净干空气或该惰性气体；及 在该气氛的极度洁净干空气或惰性气体环境中，密封该光掩模、该薄胶膜框架和该薄 胶膜于一体。
全文摘要
本发明提供一种组装薄胶膜于光掩模上的方法、设备及其组装体。在该设备中，一腔体具有至少一端口，以将该腔体填充一气氛的极度洁净干空气(XCDA)或一惰性气体。一薄胶膜组装器设置于该腔体中。一真空紫外光(VUV)光源，当该腔体填充该极度洁净干空气或该惰性气体时，用以照射一光掩模固定于该薄胶膜组装器。在该方法中，以真空紫外光照射光掩模于一气氛的极度洁净干空气或惰性气体，以及当光掩模于该气氛的极度洁净干空气或惰性气体的环境且曝露在真空紫外光中，组装一薄胶膜于该光掩模上。本发明可降低或消除光掩模模糊，并且可降低晶片低良率的风险。光掩模在模糊污染物产生之前的耐久性也得以延长，还可降低工艺费用。
文档编号G03F9/00GK101788770SQ20101000142
公开日2010年7月28日 申请日期2010年1月6日 优先权日2009年1月26日
发明者何铭涛, 林锦鸿, 陈志成 申请人:台湾积体电路制造股份有限公司