專(zhuān)利名稱(chēng)：一種曝光方法和曝光機(jī)臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體掩膜板的制造過(guò)程，特別是涉及一種可以避免顆粒污染的曝光方法和曝光機(jī)臺(tái)。
背景技術(shù)：
掩膜(mask)的質(zhì)量是光刻工藝中很重要的一環(huán)，會(huì)影響到使用該掩膜的每一個(gè)晶圓(wafer)。掩膜板一般需要曝光波長(zhǎng)下的高透光度，小的熱膨脹系數(shù)、以及可減少光散射的平坦的精細(xì)拋光面。在玻璃的一面覆蓋有形成圖形的不透光層，一般采用鉻層作為不透光層。掩膜上形成圖形后，可以通過(guò)與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行對(duì)比檢查是否有缺陷，可以用激光去掉不應(yīng)該存在的鉻，可以用額外的淀積來(lái)修理存在的針孔，因?yàn)檠谀ぐ迳系娜魏我粋€(gè)缺陷，只要大到能夠被復(fù)制，就會(huì)存在于使用該板的每一晶圓上。
參照?qǐng)D1，是掩膜(mask)原板的剖面圖。掩膜原板是指沒(méi)有經(jīng)過(guò)圖形生成的掩膜板，大致可以分為三層，從上到下依次為光阻層101，鉻層102，玻璃基板103。圖1中鉻層可以由CrO層和Cr層構(gòu)成，一般而言光阻層的厚度可以為4000-6000，CrO層的厚度可以為0-250，Cr層的厚度可以為0-750。
參照?qǐng)D2，簡(jiǎn)單示出了掩膜(mask)的一般制造過(guò)程，大致需要如下幾個(gè)步驟曝光(Exposure)a，顯影(Develop)b，蝕刻(Etch)c，去光阻(Stripe)d，檢查(defect inspection)、清洗(Clean)和封裝(Mount)e。曝光的作用是利用激光或者電子束使還沒(méi)加工的mask上指定的光阻被感光；顯影的過(guò)程即利用顯影液與被感光的光阻發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(顯影液不與未被感光的光阻發(fā)生反應(yīng))；蝕刻即利用蝕刻液和鉻層進(jìn)行反應(yīng)，形成相應(yīng)的圖形(Patten)，可以采用濕法蝕刻(例如，采用酸性腐蝕液)，也可以采用干法蝕刻(例如，通入CF4氣體)；為了確保經(jīng)過(guò)蝕刻之后圖案是正確的，一般需要進(jìn)行蝕刻后檢視AEI(After Etch Inspection)的步驟。AEI是在MASK蝕刻后，光阻還沒(méi)有除去前，量測(cè)所寫(xiě)(write)的圖形(PATTEN)的臨界尺寸CD(Critical Dimension，即所曝線(xiàn)條的寬度)，用于工程師作為參考判斷是否蝕刻時(shí)間不夠，是否需要加蝕刻，來(lái)控制最終的線(xiàn)條尺寸；圖形形成后，需要將上面的光阻層去掉；清洗(Clean)干凈后可以將制造好的掩膜板封裝(Mount)，避免灰塵或其他因素對(duì)掩膜的損壞。
中國(guó)第01141571號(hào)專(zhuān)利申請(qǐng)文件中提供了一種通過(guò)在一曝光機(jī)臺(tái)中，介于一光罩與一投射透鏡之間的部分填入一透射物質(zhì)，從而改善曝光機(jī)臺(tái)的分辨率極限的方法。中國(guó)第200410031244號(hào)專(zhuān)利申請(qǐng)文件中也公開(kāi)了一種用于半導(dǎo)體制作的曝光機(jī)臺(tái)。但是上述的曝光機(jī)臺(tái)都仍然采用從上方曝光的方式，沒(méi)有能夠解決在掩膜的曝光過(guò)程中的顆粒污染。
本發(fā)明主要涉及曝光工序，現(xiàn)有的曝光機(jī)臺(tái)一般都采用電子束從上方掃描的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)曝光，即在掩膜的制造過(guò)程中，掩膜的表面是向上的。所以曝光內(nèi)部或者頂部的灰塵顆粒(particle)，由于高溫或者重力等因素會(huì)在曝光過(guò)程中附在正在曝光的掩膜板上，從而導(dǎo)致電子束無(wú)法到達(dá)光阻層，腐蝕后就會(huì)形成圖3所示的缺陷產(chǎn)品，導(dǎo)致連條等線(xiàn)路缺陷，即本應(yīng)該是線(xiàn)條的地方，由于光阻沒(méi)有經(jīng)過(guò)完全曝光，所以造成在蝕刻中本應(yīng)該被刻蝕掉的鉻層沒(méi)有去掉，從而形成了連條。雖然一般在曝光之前都會(huì)采用純凈的氣體(例如，純凈的惰性的氮?dú)?對(duì)掩膜板的表面進(jìn)行清潔，但是在曝光的過(guò)程中還是會(huì)有灰塵顆粒(particle)的影響。雖然工藝中可以用激光去掉不應(yīng)該存在的鉻(一般用于在沒(méi)有線(xiàn)條處形成的多余的鉻層)，可以用額外的淀積來(lái)修理存在的針孔，但是對(duì)于圖3所示的缺陷，用激光去掉不應(yīng)該存在的鉻是無(wú)法實(shí)現(xiàn)掩膜板的修復(fù)的。但是圖3所示這樣的缺陷對(duì)于掩膜板來(lái)說(shuō)是不可接受的，因?yàn)檠谀ぐ迳系娜魏我粋€(gè)缺陷，只要大到能夠被復(fù)制，就會(huì)存在于使用該板的每一晶圓上，降低成品率。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種簡(jiǎn)單方便、能夠有效避免顆粒particle附在曝光的掩膜板上，從而減少掩膜板連條缺陷，提高掩膜板質(zhì)量的曝光方法和曝光機(jī)臺(tái)。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明公開(kāi)了一種曝光方法，用于掩膜板的制造過(guò)程，包括以下步驟設(shè)置掩膜原板于曝光源的上方，該掩膜原板的光阻層面向曝光源；曝光源從下方掃描所述掩膜原板，實(shí)現(xiàn)曝光。
優(yōu)選的，所述的曝光方法還可以包括采用潔凈氣體吹所述掩膜原板的光阻層表面。優(yōu)選的，所述的曝光方法可以采用激光進(jìn)行曝光或者采用電子束進(jìn)行曝光。
本發(fā)明還提供了一種曝光機(jī)臺(tái)，用于掩膜板的制造過(guò)程，包括光源發(fā)生器、線(xiàn)路數(shù)據(jù)輸入裝置、光源偏轉(zhuǎn)裝置、光源控制裝置、激光干涉儀、曝光室以及調(diào)整出射光的焦距的透鏡等，還可以包括位于曝光室內(nèi)的掩膜板固定裝置，該固定裝置位于曝光出射口的上方，當(dāng)掩膜原板固定在該固定裝置上時(shí)，掩膜原板的光阻層面向曝光源。
優(yōu)選的，所述的曝光機(jī)臺(tái)，還可以包括連接潔凈氣體的氣體噴射槍。所述掩膜板固定裝置可以為真空吸附機(jī)構(gòu)或者為機(jī)械卡位機(jī)構(gòu)。
以上技術(shù)方案可以看出，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下的優(yōu)點(diǎn)由于掩膜原板的光阻層是向下的，則在曝光過(guò)程中，可以避免顆粒掉落在掩膜板的曝光表面上，從而可以減少顆粒污染導(dǎo)致的連條等缺陷，降低掩膜板報(bào)廢區(qū)域(scrap)的比例。
由于掩膜原板的光阻層是向下的，則當(dāng)采用潔凈氣體吹光阻層表面時(shí)，可以更容易的去除已經(jīng)附在掩膜板光阻層表面的顆粒。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
圖1是掩膜(mask)原板的剖面圖；圖2是掩膜板的制造步驟流程圖；圖3是顆粒污染造成的連條缺陷示意圖；圖4是本發(fā)明曝光機(jī)臺(tái)實(shí)施例的組成結(jié)構(gòu)圖；圖5是本發(fā)明采用從下方掃描實(shí)現(xiàn)曝光的曝光室的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的核心思想在于改變現(xiàn)有的曝光方式，采用光源從下方照射的方式，將掩膜板的光阻層朝下放置，則可以避免曝光過(guò)程中掉落的顆粒污染造成的連條等缺陷。
參照?qǐng)D4，是本發(fā)明曝光機(jī)臺(tái)實(shí)施例的組成結(jié)構(gòu)圖。
按照曝光方式劃分，電子束曝光系統(tǒng)主要分為兩種掃描式電子束曝光系統(tǒng)和投影式電子束曝光系統(tǒng)。掃描電子束曝光機(jī)又可以分為光柵掃描方式和矢量掃描方式，其中光柵掃描方式在全場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行掃描，依靠束閘控制電子束通斷來(lái)達(dá)到圖形區(qū)域進(jìn)行曝光，空白區(qū)域不曝光，而矢量掃描方式通過(guò)控制電子束在圖形區(qū)域內(nèi)進(jìn)行跳轉(zhuǎn)曝光，空白區(qū)域則直接跳過(guò)。電子束用于直接對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)圖形進(jìn)行初級(jí)圖形刻寫(xiě)。
典型的電子束系統(tǒng)由用于形成和控制電子束的電子光學(xué)柱、樣品臺(tái)和控制電子裝置構(gòu)成。電子光學(xué)柱主要包括電子源、電磁透鏡、電子束消隱器和使電子束偏轉(zhuǎn)的機(jī)械裝置。電子源是一個(gè)熱發(fā)射器或熱場(chǎng)發(fā)射器。根據(jù)設(shè)計(jì)的不同，電子束的能量可以在1-200kev的范圍內(nèi)變化，束斑尺寸可以達(dá)到幾個(gè)納米。樣品位置通過(guò)激光干涉儀反饋精確地加以控制，這樣，就可以通過(guò)將整個(gè)圖形分解成許多掃描場(chǎng)的方法來(lái)進(jìn)行大面積的圖形曝光。
曝光源采用電子束和激光都是可行的，圖4所示的曝光系統(tǒng)采用激光作為曝光源，包括激光發(fā)生器401、線(xiàn)路數(shù)據(jù)輸入裝置402、激光偏轉(zhuǎn)裝置403(AOMAcousto-optical modulator)、激光控制裝置404、激光干涉儀406以及透鏡等。首先，通過(guò)激光干涉儀406反饋測(cè)量掩膜板405的X向和Y向數(shù)據(jù)，對(duì)掩膜板405的位置進(jìn)行精確控制；激光產(chǎn)生后和線(xiàn)路數(shù)據(jù)一同進(jìn)入激光偏轉(zhuǎn)裝置AOM403，經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)后得到適合的激光；通過(guò)激光控制裝置404控制激光的通過(guò)還是遮擋，以及移動(dòng)位置，實(shí)現(xiàn)一個(gè)掃描區(qū)域到下一個(gè)掃描區(qū)域的轉(zhuǎn)換；經(jīng)過(guò)透鏡調(diào)整焦距后照射到需要復(fù)制圖形的掩膜板405的光阻層上，從而完成曝光過(guò)程。
AOM(Acousto-optical modulator)裝置一般可以通過(guò)聲波驅(qū)動(dòng)光線(xiàn)而產(chǎn)生Bragg衍射的。在輸出光束里分解的光的強(qiáng)度依次取決于調(diào)制信號(hào)輸入的聲波束的功率。當(dāng)聲波射入光學(xué)介質(zhì)會(huì)使介質(zhì)產(chǎn)生折射率以sin波形分布，當(dāng)激光通過(guò)介質(zhì)后會(huì)分解為數(shù)個(gè)序列orders。當(dāng)符合設(shè)定時(shí)，第一序列first order的光束會(huì)有最強(qiáng)的效能，且出射角度會(huì)與聲頻成線(xiàn)性比例。
對(duì)于曝光系統(tǒng)的原理以及部件組成結(jié)構(gòu)，是本領(lǐng)域技術(shù)熟知的，則不需要進(jìn)一步的闡述。在曝光機(jī)臺(tái)的制造企業(yè)中，比較知名的廠(chǎng)商有美國(guó)的IBM、ETEC，日本的JEOL、HITACHI，英國(guó)的LEICA以及德國(guó)的RAITH。但是他們生產(chǎn)的都是從上方掃描的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)曝光的。
參照?qǐng)D5，是本發(fā)明采用從下方掃描實(shí)現(xiàn)曝光的曝光室的結(jié)構(gòu)示意圖。
由于激光或者電子束的方向可以通過(guò)一定的設(shè)置輕易的改變，所以將激光出射方向改為向上，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以采用各種可實(shí)現(xiàn)方法；當(dāng)然，由于掩膜板的光阻層在下方，所以會(huì)導(dǎo)致激光通過(guò)AOM的偏轉(zhuǎn)以及出射角度的改變，在改造過(guò)程中需要根據(jù)實(shí)際情況加以考慮。
例如，可以利用偏轉(zhuǎn)透鏡或反射透鏡實(shí)現(xiàn)光路的轉(zhuǎn)換，而不改變光源的其他結(jié)構(gòu)；這種方法只需增加幾個(gè)鏡片，不需要改動(dòng)到其他的裝置，所以簡(jiǎn)單可行。例如，也可以將原來(lái)的曝光室內(nèi)部的結(jié)構(gòu)整個(gè)顛倒過(guò)來(lái)實(shí)現(xiàn)從下方掃描的曝光方式，當(dāng)然，這種方法需要對(duì)曝光室內(nèi)部的設(shè)備改動(dòng)較大。
本發(fā)明可以?xún)H僅將曝光源(即激光或者電子束的出射口)設(shè)置在掩膜板的下方即可，不需要將光源發(fā)生器等裝置改變位置，通過(guò)光纖或透鏡將所述光源引至出射口即可。這樣的改進(jìn)簡(jiǎn)單易行，可以很方便的解決曝光室內(nèi)的顆粒污染。
另外，為了保證掩膜板的圖形質(zhì)量，則還需要掩膜板固定裝置，用以保證掩膜板可以穩(wěn)固、水平的固定在一個(gè)平面上。例如，采用真空依附裝置。為了方便掩膜板的放置，可以采用旋轉(zhuǎn)或者翻轉(zhuǎn)的真空依附裝置實(shí)現(xiàn)，可以保證掩膜板位置的預(yù)對(duì)準(zhǔn)；當(dāng)然，采用其他方式實(shí)現(xiàn)掩膜板的固定也是可行的，例如，機(jī)械卡位固定裝置等。本發(fā)明的一個(gè)創(chuàng)造點(diǎn)在于曝光機(jī)臺(tái)采用從下方掃描實(shí)現(xiàn)曝光，從而避免顆粒污染。
圖5所示的曝光機(jī)臺(tái)的曝光室中，光源501從下方出射，掩膜板502固定在曝光室上方的掩膜板固定裝置503上，光阻層面向光源501，可以有效的避免曝光過(guò)程中的顆粒污染。
當(dāng)然，采用本發(fā)明所述的曝光機(jī)臺(tái)，在開(kāi)始曝光之前，也可以先采用純凈的氣體(例如，純凈的惰性的氮?dú)?吹掩膜板的光阻層表面，去除在儲(chǔ)存或者運(yùn)輸過(guò)程中的顆粒污染。
本發(fā)明還提供了一種曝光方法，采用上述的曝光機(jī)臺(tái)，先將掩膜原板水平固定在曝光室內(nèi)的上方，掩膜原板的光阻層朝下；通過(guò)從下方出射的激光或者電子束照射該掩膜原板的光阻層，完成曝光。
以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種曝光方法及曝光機(jī)臺(tái)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種曝光方法，用于掩膜板的制造過(guò)程，其特征在于，包括設(shè)置掩膜原板于曝光源的上方，該掩膜原板的光阻層面向曝光源；曝光源從下方掃描所述掩膜原板，實(shí)現(xiàn)曝光。
2.如權(quán)利要求1所述的曝光方法，其特征在于，還包括采用潔凈氣體吹所述掩膜原板的光阻層表面。
3.如權(quán)利要求1或2所述曝光方法，其特征在于，采用激光進(jìn)行曝光。
4.如權(quán)利要求1或2所述曝光方法，其特征在于，采用電子束進(jìn)行曝光。
5.一種曝光機(jī)臺(tái)，用于掩膜板的制造過(guò)程，包括光源發(fā)生器、線(xiàn)路數(shù)據(jù)輸入裝置、光源偏轉(zhuǎn)裝置、光源控制裝置、激光干涉儀、曝光室以及調(diào)整出射光的焦距的透鏡，其特征在于，還包括位于曝光室內(nèi)的掩膜板固定裝置，該固定裝置位于曝光出射口的上方，當(dāng)掩膜原板固定在該固定裝置上時(shí)，掩膜原板的光阻層面向曝光源。
6.如權(quán)利要求5所述的曝光機(jī)臺(tái)，其特征在于，還包括連接潔凈氣體的氣體噴射槍。
7.如權(quán)利要求5所述的曝光機(jī)臺(tái)，其特征在于，所述掩膜板固定裝置為真空吸附機(jī)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求5所述的曝光機(jī)臺(tái)，其特征在于，所述掩膜板固定裝置為機(jī)械卡位機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種從下方掃描掩膜板實(shí)現(xiàn)曝光的曝光方法和一種曝光機(jī)臺(tái)，包括光源發(fā)生器、線(xiàn)路數(shù)據(jù)輸入裝置、光源偏轉(zhuǎn)裝置、光源控制裝置、激光干涉儀、曝光室、調(diào)整出射光的焦距的透鏡，以及位于曝光室內(nèi)的掩膜板固定裝置，該固定裝置位于曝光出射口的上方，當(dāng)掩膜原板固定在該固定裝置上時(shí)，掩膜原板的光阻層面向曝光源。由于掩膜原板的光阻層是向下的，則在曝光過(guò)程中，可以避免顆粒掉落在掩膜板的曝光表面上，從而可以減少顆粒污染導(dǎo)致的連條等缺陷，降低掩膜板報(bào)廢區(qū)域(scrap)的比例，提高掩膜板的質(zhì)量和成品率。并且當(dāng)采用潔凈氣體吹光阻層表面時(shí)，可以更容易的去除已經(jīng)附在掩膜板光阻層表面的顆粒。
文檔編號(hào)H01L21/02GK101025570SQ200610024118
公開(kāi)日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2006年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月23日
發(fā)明者樊鄉(xiāng) 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司