專利名稱：將光柵從靜電放電中隔開的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在制造和使用用于光刻的光柵和其它光掩模的過程中的靜電放電的降低。借助于縮短靜電放電的路徑，大幅度延長(zhǎng)了光柵的使用壽命，并明顯地減少了靜電放電引起的缺陷。
在諸如集成電路之類的半導(dǎo)體器件的制造中的將圖形從光掩模轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體襯底的過程中，已經(jīng)大量開發(fā)并廣泛使用了光刻技術(shù)。光柵即光掩模與各種各樣的可見的和紫外的輻射源、以及x射線和電子束一起使用。光柵的玻璃襯底在處置過程中通常會(huì)帶靜電。即使極少數(shù)量的靜電荷也會(huì)將塵埃和顆粒吸附到玻璃表面，使投影到半導(dǎo)體襯底上的集成電路圖形進(jìn)一步模糊。
由于光柵周圍的物體或空氣的運(yùn)動(dòng)，而在光柵上建立起靜電。當(dāng)物體之間的相反的電荷達(dá)到一個(gè)限度時(shí)，就引起靜電放電(ESD)，且電荷在物體之間通過。根據(jù)電荷的程度和物體材料的靈敏度，電荷的交換能夠引起對(duì)物體的損傷。在光柵中的掩模光刻設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)非常小的情況下，這種損傷能夠嚴(yán)重到足以熔化和/或清除制作在襯底上的集成電路圖形。這會(huì)引起包括窗口、重新淀積的材料和某些幾何圖形的掩模損傷。這一損傷引起晶片碎屑、返工、掩模修理和重建、以及耗費(fèi)于在線檢查和缺陷分析的大量的設(shè)計(jì)和制造時(shí)間。
ESD是半導(dǎo)體業(yè)界的一個(gè)熟知的問題，且現(xiàn)有技術(shù)在提供此問題的簡(jiǎn)單解決方法方面一直未能成功。通常用接地帶將機(jī)器和處置光柵的人員接地。雖然接地帶相當(dāng)便宜而且容易使用，但難以確保每個(gè)人和每臺(tái)機(jī)器總是被接地。因此，光柵仍然受損于ESD。
授予Tabuchi的美國(guó)專利No.4440841試圖借助于提供制作在導(dǎo)電膜上的抗化學(xué)膜來降低ESD，這一抗化學(xué)膜被制作在包含其上具有掩蔽層的透明襯底的光柵上。但這一方法增加了光柵制造中的額外的步驟，不可取地增加了時(shí)間和成本。
授予Kuyel的美國(guó)專利No.4537813公開了一種覆蓋圖形化的光掩模的等離子體淀積的氧化硅共形涂層，其中的涂層是有電阻的，并基本上具有與襯底相同的折射率。此方法使光柵處于等離子體淀積工藝中，這可能引起對(duì)光柵的熱損傷并同樣增加另一個(gè)制造步驟。
授予Dhanakoti等人的美國(guó)專利No.4927692描述了ESD對(duì)針床式測(cè)試儀的多層抗靜電試驗(yàn)掩模的作用。發(fā)現(xiàn)ESD通過多層掩模分布得更均勻。但使用文獻(xiàn)中公開的材料，例如環(huán)氧樹脂浸漬的玻璃布和紙的光柵的多層設(shè)計(jì)非常不適合于光刻。
授予Shaw等人的美國(guó)專利No.5296893公開了一種用來封閉光柵的光柵盒，用以降低自沾污和由于將摩擦點(diǎn)減為最小而引起的沾污并使盒的內(nèi)部密封于周圍環(huán)境。雖然光柵盒對(duì)于儲(chǔ)存和運(yùn)送光柵是理想的，但當(dāng)光柵被處置時(shí)不提供降低ESD的功能。
授予Kubota等人的美國(guó)專利No.5370951提出了一種薄膜，用來以新穎的粘合劑安裝在光柵上作為防止光柵接觸到塵埃和其它沾污物的裝置。授予Sego的美國(guó)專利No.5422704公開了一種薄膜框架，它提供降低顆粒從框架外部遷移到光柵的被保護(hù)區(qū)的機(jī)會(huì)的減壓系統(tǒng)。薄膜對(duì)于降低顆粒沾污是理想的，但總體上在降低ESD方面的作用很小。注意力應(yīng)該放在降低ESD的來源，而不是處理ESD的事后結(jié)果。
因此，本技術(shù)領(lǐng)域仍然需要一種不增加額外制造步驟、時(shí)間和成本而能夠降低ESD的簡(jiǎn)單的方法。
考慮到現(xiàn)有技術(shù)的問題和缺點(diǎn)，因此，本發(fā)明的目的是提供一種容易組合到制造方案中的降低靜電放電的簡(jiǎn)單的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)了的防止了靜電放電的光柵即光掩模。
從說明書可以部分地明了本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)。
在本發(fā)明中，達(dá)到了本技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員明了的上述的和其它的目的和優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明的第一情況的目的是一種光刻掩模，它包含透光的襯底；滿鋪在襯底上的光阻擋材料層，此光阻擋材料被圖形化和腐蝕，以提供集成電路的圖象；以及圍繞圖象的光阻擋材料層的不連續(xù)性。
襯底可以包含石英、鈉鈣玻璃、玻璃、藍(lán)寶石、或氟化鎘。光阻擋材料層可以包含鉻、氧化鉻、銅、金、鋼、環(huán)氧樹脂、硅化鉬、或它們組成的多層。最好借助于腐蝕圍繞圖象的部分光阻擋材料，致使襯底暴露，來形成光阻擋材料的不連續(xù)性。不連續(xù)性包含圍繞圖象的引導(dǎo)帶，使靜電荷在圖象的光阻擋材料與襯底外邊沿上的任何光阻擋材料之間被中斷。引導(dǎo)帶最好包含襯底材料。引導(dǎo)帶的寬度最好約為1-50mm。還可以包括待要沿圖象的內(nèi)外邊沿安裝的薄膜。
在第二情況下，本發(fā)明的目的是一種利用光學(xué)曝光工具將對(duì)應(yīng)于集成電路的光刻圖象，從掩模光學(xué)轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體襯底上的光刻掩模，它包含具有頂部表面和外邊沿的絕緣襯底；包含對(duì)應(yīng)于襯底頂部表面上的集成電路的光刻圖形的中央?yún)^(qū)；包含襯底頂部表面上的導(dǎo)電膜的內(nèi)環(huán)形區(qū)，此內(nèi)環(huán)形區(qū)被用來將薄膜安裝到掩模；以及包含襯底頂部表面上的導(dǎo)電膜的外環(huán)形區(qū)，此外環(huán)形區(qū)與內(nèi)環(huán)形區(qū)分隔開，并向外延伸到襯底的外邊沿。
此情況的光刻掩模還可以包括安裝在內(nèi)外環(huán)形區(qū)上的薄膜。內(nèi)環(huán)形區(qū)和外環(huán)形區(qū)之間的襯底部分是導(dǎo)電膜中的不連續(xù)性，從而明顯地降低了中央?yún)^(qū)與環(huán)形區(qū)之間的靜電放電。內(nèi)環(huán)形區(qū)與外環(huán)形區(qū)之間的距離最好約為1-50mm。
在第三情況下，本發(fā)明的目的是一種光刻掩模，它包含襯底；淀積在襯底上的光阻擋材料層；具有多個(gè)借助于對(duì)光阻擋材料進(jìn)行圖形化和腐蝕而制作的集成電路圖形的襯底中央?yún)^(qū)；圍繞各個(gè)多個(gè)集成電路圖形的代表光阻擋材料不連續(xù)性的，以明顯地降低靜電放電的引導(dǎo)帶。
襯底可以包含選自鈉鈣玻璃、石英、玻璃、藍(lán)寶石、或氟化鎘的透光材料。光阻擋材料可以包含鉻、氧化鉻、銅、金、鋼、環(huán)氧樹脂、硅化鉬、或它們組成的多層。引導(dǎo)帶的寬度最好約為1-50mm。
在第四情況下，本發(fā)明的目的是一種制造光刻用的光柵的方法，它包含下列步驟提供透光的襯底；在其上淀積光阻擋材料；將光阻擋材料圖形化和腐蝕成所需的對(duì)應(yīng)于集成電路的圖形；以及在光阻擋材料中形成圍繞所需圖形的不連續(xù)性，其中的不連續(xù)性不延伸到襯底的外邊沿。
提供透光襯底的步驟，可以包含提供包含鈉鈣玻璃、石英、玻璃、藍(lán)寶石、或氟化鎘的透光襯底。淀積光阻擋材料的步驟，可以包含淀積包含鉻、氧化鉻、銅、金、鋼、環(huán)氧樹脂、硅化鉬、或它們組成的多層的光阻擋材料。形成光阻擋材料中的不連續(xù)性的步驟，包含形成寬度約為1-50mm的圍繞所需圖形的光阻擋材料中的不連續(xù)性。有利的是，可以同時(shí)執(zhí)行形成光阻擋材料中的不連續(xù)性的步驟和將光阻擋材料圖形化和腐蝕成所需的對(duì)應(yīng)于集成電路的圖形的步驟。
在第五情況下，本發(fā)明的目的是一種降低光刻光柵上的靜電放電的方法，它包含下列步驟提供其上淀積有光阻擋材料層的透光襯底，此光阻擋材料被腐蝕成集成電路圖形；以及在光阻擋材料中形成圍繞集成電路圖形的環(huán)形不連續(xù)性，此不連續(xù)性終止于襯底的外邊沿之前。
形成圍繞集成電路圖形的環(huán)形不連續(xù)性的步驟，可以包含在光阻擋材料中形成寬度約為1-50mm的，最好至少約為20mm的圍繞集成電路圖形的環(huán)形不連續(xù)性。
所附權(quán)利要求確切地列出了本發(fā)明的新穎特點(diǎn)和本發(fā)明的元件的特性。附圖僅僅是為了說明的目的，未按比例繪出。但結(jié)合附圖參照下列詳細(xì)描述，可以最好地理解本發(fā)明本身的構(gòu)造和操作方法，其中

圖1是本發(fā)明的方法步驟的剖面圖，其中的襯底上制作有光阻擋層和光刻膠層。
圖2是圖1的襯底的剖面圖，其中的光刻膠已經(jīng)被圖形化并顯影成集成電路的圖形以形成本發(fā)明的光柵。
圖3是清除光刻膠層之前的本發(fā)明的光柵的剖面圖。
圖4是具有引導(dǎo)帶的本發(fā)明的光柵的剖面圖。
圖5是本發(fā)明的光柵的俯視圖。
在本發(fā)明的最佳實(shí)施例的描述中，此處將參照?qǐng)D1-5，其中相似的標(biāo)號(hào)表示本發(fā)明的相似的零件。本發(fā)明的零件在附圖中不必按比例繪出。
本發(fā)明公開了一種降低光柵和/或光刻中使用的光掩模中的ESD的簡(jiǎn)單方法。為了清楚起見，術(shù)語光柵和光掩?？山惶娴厥褂?。引導(dǎo)帶或圍繞腐蝕進(jìn)入淀積在襯底上的光阻擋材料中的不連續(xù)性，提供了降低ESD的裝置。引導(dǎo)帶簡(jiǎn)單地借助于中斷電荷行進(jìn)的路徑以及將關(guān)鍵的圖形化區(qū)域隔離于電荷運(yùn)動(dòng)而降低ESD。對(duì)引導(dǎo)帶的腐蝕可以容易地組合到腐蝕集成電路圖形過程中的制造方案中。
圖1示出了其上排列有諸如鉻的光阻擋材料13和光刻膠層15的襯底10。襯底10可以由任何透光的材料，特別是那些可用來制作用于半導(dǎo)體制造的光刻過程中的光柵的材料組成，其中光能夠以最小的反射和損失直接通過襯底。這種透光材料的例子包括摻雜的和不摻雜的石英、玻璃、鈉鈣玻璃、藍(lán)寶石或氟化鎘。利用本技術(shù)領(lǐng)域熟知的方法，光阻擋材料13被滿鋪淀積在襯底10上，并可包含諸如鉻、氧化鉻、銅、鋼、環(huán)氧樹脂、硅化鉬或它們組成的多層之類的材料。根據(jù)熟知的方法，光刻膠15被制作在光阻擋材料13上，并被圖形化成互補(bǔ)于集成電路圖形?？梢越柚诒┞对诩^所示的輻射源而對(duì)光刻膠15進(jìn)行圖形化。
如圖2所示，光刻膠15已經(jīng)被顯影，以暴露圖形20中的光阻擋材料13的表面。在對(duì)光刻膠15進(jìn)行圖形化的過程中，也勾畫了圍繞集成電路圖形的引導(dǎo)帶23，從而使待要寫入到掩模寫入工具的操作平臺(tái)中的這一降低ESD的步驟能夠容易組合。根據(jù)熟知的方法，光阻擋材料13的未被光刻膠15覆蓋的區(qū)域，被向下腐蝕到襯底表面。這包括引導(dǎo)帶23的腐蝕。
于是，在圖4中，一旦完成了引導(dǎo)帶和集成電路圖形的腐蝕，就清除光刻膠，得到圖5所示的具有引導(dǎo)帶23的圖形化的光柵，這有助于借助物理上隔離集成電路圖形而明顯地降低ESD。
圖5是用上述最佳方法制造的光柵100的俯視圖。諸如鉻或其它導(dǎo)電膜的光阻擋材料13已經(jīng)被圖形化和腐蝕，以形成襯底10中央?yún)^(qū)中的集成電路圖形20。外環(huán)形區(qū)25保留了未被圖形化的光阻擋材料13。如有需要，襯底10中央?yún)^(qū)中的鄰接集成電路圖形20的邊沿的內(nèi)環(huán)形區(qū)27，可以提供薄膜30所需的間隔。引導(dǎo)帶23是內(nèi)環(huán)形區(qū)27與外環(huán)形區(qū)25之間的光阻擋材料13中的不連續(xù)性。引導(dǎo)帶的寬度最好約為1-50mm。為了提供關(guān)鍵電路設(shè)計(jì)圖象與電荷運(yùn)動(dòng)的足夠隔離，內(nèi)外環(huán)形區(qū)之間應(yīng)該保持至少20mm的限度則更好。引導(dǎo)帶23最好盡可能靠近設(shè)計(jì)區(qū)集成電路圖形20。
本發(fā)明達(dá)到了上述的目的。光柵即光掩模的簡(jiǎn)單而新穎的特點(diǎn)成功地隔離了關(guān)鍵的圖形化電路圖象，從而防止了靜電放電。借助于組合表示圍繞關(guān)鍵圖形化區(qū)域的光阻擋層中的不連續(xù)性的引導(dǎo)帶，減弱了電荷運(yùn)動(dòng)，并防止了靜電放電的有害影響。本發(fā)明的制造光柵即光掩模的方法可能涉及到腐蝕集成電路圖形時(shí)結(jié)合腐蝕引導(dǎo)帶，從而節(jié)省了制造時(shí)間和成本。
雖然結(jié)合具體的實(shí)施例已經(jīng)確切地描述了本發(fā)明，但對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員，顯然有許多變通、修正和變化。因此設(shè)想所附權(quán)利要求將包羅本發(fā)明實(shí)際范圍與構(gòu)思內(nèi)的任何這種變通、修正和變化。
權(quán)利要求
1．一種光刻掩模，它包含透光的襯底；滿鋪在所述襯底上的光阻擋材料層，所述光阻擋材料被圖形化和腐蝕，以提供集成電路的圖象；以及圍繞圖象的所述光阻擋材料層中的不連續(xù)性。
2．權(quán)利要求1的光刻掩模，其中所述襯底包含石英、鈉鈣玻璃、玻璃、藍(lán)寶石、或氟化鎘。
3．權(quán)利要求1的光刻掩模，其中所述光阻擋材料層包含鉻、氧化鉻、銅、金、鋼、環(huán)氧樹脂、硅化鉬、或它們組成的多層。
4．權(quán)利要求1的光刻掩模，其中借助于腐蝕圍繞圖象的部分所述光阻擋材料，致使所述襯底暴露，來形成所述光阻擋材料中的不連續(xù)性。
5．權(quán)利要求1的光刻掩模，其中所述不連續(xù)性包含圍繞圖象的引導(dǎo)帶，使靜電荷在圖象的所述光阻擋材料與所述襯底外邊沿上的任何所述光阻擋材料之間被中斷。
6．權(quán)利要求5的光刻掩模，其中所述引導(dǎo)帶包含所述襯底材料。
7．權(quán)利要求5的光刻掩模，其中所述引導(dǎo)帶的寬度約為1-50mm。
8．權(quán)利要求1的光刻掩模，還包括沿圖象的外邊沿安裝的薄膜。
9．權(quán)利要求1的光刻掩模，還包括安裝在所述引導(dǎo)帶中的薄膜。
10．一種利用光學(xué)曝光工具將對(duì)應(yīng)于集成電路的光刻圖象，從所述掩模光學(xué)轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體襯底上的光刻掩模，它包含具有頂部表面和外邊沿的絕緣襯底；包含對(duì)應(yīng)于所述襯底頂部表面上的所述集成電路的光刻圖形的中央?yún)^(qū)；包含所述襯底頂部表面上的導(dǎo)電膜的內(nèi)環(huán)形區(qū)，所述內(nèi)環(huán)形區(qū)被用來將薄膜安裝到所述掩模；以及包含所述襯底頂部表面上的導(dǎo)電膜的外環(huán)形區(qū)，所述外環(huán)形區(qū)與所述內(nèi)環(huán)形區(qū)分隔開，并向外延伸到所述襯底的外邊沿。
11．權(quán)利要求10的光刻掩模，還包括安裝在所述內(nèi)環(huán)形區(qū)上的薄膜。
12．權(quán)利要求10的光刻掩模，還包括安裝在所述外環(huán)形區(qū)上的薄膜。
13．權(quán)利要求10的光刻掩模，其中所述內(nèi)環(huán)形區(qū)和所述外環(huán)形區(qū)之間的所述襯底部分是導(dǎo)電膜中的不連續(xù)性，從而明顯地降低了所述中央?yún)^(qū)與所述環(huán)形區(qū)之間的靜電放電。
14．權(quán)利要求10的光刻掩模，其中所述內(nèi)環(huán)形區(qū)與所述外環(huán)形區(qū)之間的距離約為1-50mm。
15．一種光刻掩模，它包含襯底；淀積在所述襯底上的光阻擋材料層；具有多個(gè)借助于對(duì)所述光阻擋材料進(jìn)行圖形化和腐蝕而制作的集成電路圖形的所述襯底的中央?yún)^(qū)；圍繞各個(gè)所述多個(gè)集成電路圖形的代表所述光阻擋材料中的不連續(xù)性的以明顯地降低靜電放電的引導(dǎo)帶。
16．權(quán)利要求15的光刻掩模，其中所述襯底是選自鈉鈣玻璃、石英、玻璃、藍(lán)寶石、或氟化鎘的透光材料。
17．權(quán)利要求15的光刻掩模，其中所述光阻擋材料包含鉻、氧化鉻、銅、金、鋼、環(huán)氧樹脂、硅化鉬、或它們組成的多層。
18．權(quán)利要求15的光刻掩模，其中所述引導(dǎo)帶的寬度約為1-50mm。
19．一種制造光刻用的光柵的方法，它包含下列步驟提供透光的襯底；在其上淀積光阻擋材料；將所述光阻擋材料圖形化和腐蝕成所需的對(duì)應(yīng)于集成電路的圖形；以及圍繞所需圖形形成所述光阻擋材料中的不連續(xù)性，其中所述的不連續(xù)性不延伸到所述襯底的外邊沿。
20．權(quán)利要求19的方法，其中提供透光襯底的步驟，包含提供包含鈉鈣玻璃、石英、玻璃、藍(lán)寶石、或氟化鎘的透光襯底。
21．權(quán)利要求19的方法，其中淀積光阻擋材料的步驟，包含淀積包含鉻、氧化鉻、銅、金、鋼、環(huán)氧樹脂、硅化鉬、或它們組成的多層的光阻擋材料。
22．權(quán)利要求19的方法，其中形成所述光阻擋材料中的不連續(xù)性的步驟，包含形成寬度約為1-50mm的圍繞所需圖形的所述光阻擋材料中的不連續(xù)性。
23．權(quán)利要求19的方法，其中形成所述光阻擋材料中的不連續(xù)性的步驟以及將所述光阻擋材料圖形化和腐蝕成所需的對(duì)應(yīng)于集成電路的圖形的步驟，被同時(shí)執(zhí)行。
24．一種減少光刻光柵上的靜電放電的方法，它包含下列步驟提供其上淀積有光阻擋材料層的透光襯底，此光阻擋材料被腐蝕成集成電路圖形；以及在光阻擋材料中形成圍繞集成電路圖形的環(huán)形不連續(xù)性，所述不連續(xù)性終止于所述襯底的外邊沿之前。
25．權(quán)利要求24的方法，其中形成圍繞集成電路圖形的環(huán)形不連續(xù)性的步驟，包含在光阻擋材料中形成寬度約為1-50mm的圍繞集成電路圖形的環(huán)形不連續(xù)性。
26．權(quán)利要求24的方法，其中形成圍繞集成電路圖形的環(huán)形不連續(xù)性的步驟，包含在光阻擋材料中形成寬度至少約為20mm的圍繞集成電路圖形的環(huán)形不連續(xù)性。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光柵即光掩模,其圍繞腐蝕進(jìn)入排列在襯底上的光阻擋材料中的集成電路圖形的引導(dǎo)帶即不連續(xù)性,提供了降低ESD的裝置。引導(dǎo)帶的寬度最好約為1－50mm。引導(dǎo)帶借助于中斷電荷行進(jìn)路徑和將關(guān)鍵圖形化區(qū)域隔離于電荷運(yùn)動(dòng)而降低了ESD。引導(dǎo)帶的腐蝕可以容易地組合到腐蝕集成電路圖形過程中的制造方案中。
文檔編號(hào)G03F1/54GK1319783SQ0111122
公開日2001年10月31日 申請(qǐng)日期2001年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月10日
發(fā)明者S·D·弗蘭德斯, D·S·奧格雷迪, J·G·斯莫林斯基 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司