專利名稱：保護膜及其支架的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體制造技術領域，特別涉及一種用于掩膜版的保護 膜及其支架.背景技術光刻掩膜版(Mask),也稱為掩模版或者光罩，是一種對于曝光光 線具有透光性的平板，其上具有對于曝光光線具有遮光性的至少一個幾 何圖形，可實現(xiàn)有選擇地遮擋照射到晶片表面光刻膠上的光線，以便在 晶片表面的光刻膠上形成圖案。掩膜版的質(zhì)量會直接影響所形成的光刻 膠圖案的質(zhì)量，如果掩膜版被玷污，附有了異物，則該異物的圖形也會 轉(zhuǎn)移至晶片上，從而影響晶片上器件的性能和成品率，因此，對掩膜版 的質(zhì)量往往有較高的要求。為了在保存及使用過程中更好地保護掩膜版，降低掩膜版受到顆粒 玷污的可能性，防止因有雜質(zhì)落到掩膜版的圖形區(qū)而影響曝光質(zhì)量，通 常會在掩膜版的圖形區(qū)上覆蓋由支架撐起的易讓曝光用的光線通過的透 明的薄膜，該結構稱為保護膜(Pellicle)。圖l為現(xiàn)有的具有保護膜的掩 膜版剖面示意圖，如圖l所示，掩膜版由透明(對曝光機的曝光光線而言) 的基板101和光刻的圖形102組成，其上的保護膜主要由透光薄膜103和用 于支持該薄膜的支架(Frame) 104組成，其中，薄膜103和支架104之間、 支架104和掩膜版的基板101之間利用粘附劑107、 108相連。另外，在支 架104側(cè)壁的中部附近具有一個開口 105，該開口 105的作用是保持保護膜 內(nèi)氣壓與外界環(huán)境的氣壓一致。為了防止環(huán)境中的顆粒由該開口105進入 保護膜，玷污掩膜版，在開口處可以安裝一個顆粒過濾裝置106，用于將 環(huán)境中的顆粒隔離在保護膜之外。圖2為現(xiàn)有的具有保護膜的掩膜版立體 示意圖，其中支架104的一個側(cè)壁上具有開口105。然而，上述具有顆粒過濾裝置的保護膜僅能防止外界顆粒玷污掩膜版，對于最受關注的掩膜版霧化(Haze)的問題是無能為力的。所謂掩 膜版霧化問題是指，當掩膜版使用較長時間后，其表面可能會出現(xiàn)一些 異物，使4^膜版的透光性變差，進而影響到光刻的質(zhì)量。目前，隨著集成電路的飛速發(fā)展，掩膜版霧化問題更為嚴重，對光 刻工藝造成的影響也更大。這一方面是因為晶片尺寸越來越大，利用掩 膜版進行膝光的次數(shù)越來越多；另 一方面也是因為器件的關鍵尺寸(CD, Critical Dimension)越來越小，為了提高分辨率，光學爆光機的波長也不 斷縮小，現(xiàn)已從436mm、 365mm的近紫外(NUV， Near Ultra-Violet),進 入到了246imm、 193mm的深紫外(DUV， Deep Ultra-Violet)，而這一曝 光波長的降低意味著光照時光子能量的升高。上述兩方面的原因都會導 致掩膜版在較短的使用時間內(nèi)就出現(xiàn)了較為嚴重的霧化現(xiàn)象，進一 步縮 短了掩膜版的使用壽命，造成生產(chǎn)成本的上升。2005年8月31日公開的公告號為CN1217235C的中國專利申請?zhí)岢隽?一種保護膠片(保護膜)的制造方法，該方法改善了保護膜與掩膜版間 的粘附方式，以便在將保護膜粘附到掩膜版上后，發(fā)現(xiàn)掩膜版已被玷污， 需拆卸保護膜、清洗掩膜版并重新安裝保護膜時，可以再次利用原保護 膜。但是，該技術方案僅是提高了保護膜的利用率，對于解決掩膜版霧 化的問題沒有直接的幫助。為解決霧化問題，常用的方法是從預防入手，優(yōu)化掩膜版的清洗質(zhì) 量，以減少掩膜版上可能殘留的微粒量。 一種常用方法是利用由等離子 體轟擊實現(xiàn)的干法清洗方法代替由硫酸等化學試劑溶液實現(xiàn)的濕法清洗 方法對掩膜版進行清洗，以防止掩膜版上殘留化學試劑微粒。但是，對 于掩膜版上粘附的一些有機物質(zhì)，如光刻膠等，單純采用干法清洗方法 是無法清除干凈的，通常在等離子體轟擊后還是需要再利用硫酸等化學 試劑溶液對掩膜版進行清洗，因此，其仍無法避免在掩膜版上殘留化學試劑微粒的問題。另 一種方法是在用硫酸等化學試劑溶液清洗掩膜版后， 再利用大量的熱去離子水對掩膜版進行長時間的沖洗，以減少掩膜版上 殘留的化學試劑微粒，該方法可以去除一部分化學試劑微粒，但是要經(jīng)過;f艮長時間， 一般正常情況下的產(chǎn)能為每小時3片，而熱去離子水沖洗方法的產(chǎn)能僅為每兩小時一片，對于工業(yè)生產(chǎn)而言應用性不大。此外，現(xiàn)有的一些比較昂貴新的清洗機臺，通過引入含03的去離子水、含H2的去 離子水，以及利用172nm的紫外線進行照射，也可以對抗掩膜版霧化的問 題，但是需要投入大量資金去購買新的機臺。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種用于掩膜版的保護膜及其支架，以改善現(xiàn)有的掩膜 版易出現(xiàn)霧化的現(xiàn)象。本發(fā)明提供的一種保護膜，所述保護膜包括支架和粘附于所述支架 上的薄膜，所述支架的側(cè)壁具有開口，其中，在所述開口處還具有氣體 過濾裝置。其中，所述氣體過濾裝置包含吸附氨氣和/或含^^氣體的濾芯。 其中，所述氣體過濾裝置包括活性碳纖維或活性碳粉或沸石的濾芯。其中，所述氣體過濾裝置可以位于所述開口內(nèi)。 其中，所述氣體過濾裝置可以位于所述開口的任一側(cè)。 另外，上述保護膜的開口處還可以具有顆粒過濾裝置，所述顆粒過 濾裝置在保護膜外的空氣到達所述氣體過濾裝置前將所述空氣中的顆 粒濾除。所述顆粒過濾裝置可以與所述氣體過濾裝置相對設置安裝。本發(fā)明具有相同或相應技術特征的一種保護膜的支架，所述支架的 側(cè)壁具有開口，其中，在所述開口處具有氣體過濾裝置。其中，所述氣體過濾裝置包含吸附氨氣和/或含硫氣體的濾芯。其中，所述氣體過濾裝置包括活性碳纖維或活性碳粉或沸石的濾芯。其中，所述氣體過濾裝置可以位于所述開口內(nèi)。其中，所述氣體過濾裝置可以位于所述開口的任一側(cè)。另外，所迷支架的所述開口處還可以具有用于濾除即將進入所述氣 體過濾裝置的氣體中的顆粒的顆粒過濾裝置，所述顆粒過濾裝置與所述 氣體過濾裝置相對設置。其中，所述開口的外側(cè)還具有一個殼體，所述顆粒過濾裝置與所述 氣體過濾裝置組裝于所述殼體內(nèi)。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明的保護膜及其支架，在支架側(cè)壁的開口處設置了一個可吸附 某些特定氣體，如氨或含硫氣體等的氣體過濾裝置，該氣體過濾裝置可 以防止空氣中的某些特定氣體進入保護膜內(nèi)，避免該部分氣體在啄光機 的光照下發(fā)生反應，生成導致掩膜版霧化的反應物，從而有效改善了掩 膜版的霧化現(xiàn)象。附困說明

圖1為現(xiàn)有的具有保護膜的掩膜版剖面示意圖；圖2為現(xiàn)有的具有保護膜的掩膜版立體示意圖；圖3為本發(fā)明第一實施例的具有保護膜的掩膜版剖面示意圖；圖4為本發(fā)明第 一 實施例的保護膜的支架開口處的剖面示意圖；圖5為本發(fā)明第二實施例的保護膜的支架開口處的剖面示意圖；圖6為本發(fā)明第三實施例的保護膜的支架開口處的剖面示意圖；圖7為本發(fā)明第四實施例的保護膜的支架開口處的剖面示意圖；圖8為本發(fā)明第五實施例的保護膜的支架開口處的剖面示意圖； 圖9為本發(fā)明第六實施例的保護膜的支架的立體示意圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合 附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細的說明。本發(fā)明的處理方法可被廣泛地應用到許多應用中，并且可利用許多 適當?shù)牟牧现谱?，下面是通過較佳的實施例來加以說明，當然本發(fā)明并 不局限于該具體實施例，本領域內(nèi)的普通技術人員所熟知的一般的替換 無疑地涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。其次，本發(fā)明利用示意圖進行了詳細描述，在詳述本發(fā)明實施例時， 為了便于說明，表示剖面的示意圖會不依一般比例作局部放大，不應以 此作為對本發(fā)明的限定，此外，在實際的制作中，應包含長度、寬度及 深度的三維空間尺寸。為解決掩膜版霧化的問題，首先對導致掩膜版霧化的異物成份進行 了分析，發(fā)現(xiàn)其主要是由硫、氨等成份組成。在半導體制作車間內(nèi)，一些清洗劑或腐蝕劑中帶有NH/,操作人員也會釋放出NH3，雖然會在車 間內(nèi)安裝一些去除氨的過濾器，但其周圍環(huán)境中的氨氣仍不能完全去除。 另外，清洗掩膜版后殘留的硫酸微粒、空氣中的含硫氣體等也可能會導 致掩膜版的霧化。這些空氣中的氨氣或含硫氣體等接觸到掩膜版，并在 進行光刻曝光處理時，在光照的作用下發(fā)生一系列的反應，生成的反應 物粘附在掩膜版上，就表現(xiàn)為掩膜版發(fā)生霧化。下面列舉幾種可能導致 掩膜版發(fā)生霧化的化學反應1、通常掩膜版是利用硫酸溶液進行清洗的，即使在清洗后經(jīng)檢查確 認掩膜版已沖洗干凈，實際在掩膜版上仍會殘留部分疏酸微粒，在進行 曝光時，該部分殘留的硫酸微粒在光照的作用下，會與空氣中的氨氣發(fā) 生反應，生成的固體硫酸氨粘附在掩膜版上，使掩膜版霧化，其反應式 為H2S04+2NH3 — (NH4)2S042、 空氣中的氨氣與空氣中的氧化硫在光照下發(fā)生反應，同樣會導 致掩膜版發(fā)生霧化，其反應式為S02+2NH3 + 2H20 —(NH4)2S04+H2 S03+2NH3 + H20 — (NH4)2S043、 空氣中的氨氣在光照下還可能與空氣中的二氧化碳發(fā)生如下反應3NH3 + 3C02 —C303N3H3 + 3H20該反應中生成的有機物C303N3H3 (氫尿酸)粘附于掩膜版上，也會導 致掩膜版霧化。且隨著掩膜版使用時間的延長，掩膜版上積累的反應生 成物增多，掩膜版的霧化現(xiàn)象越來越嚴重，只能將保護膜拆下，對掩膜 版進行重新清洗，這一方面影響了生產(chǎn)的效率，另一方面，掩膜版在清 洗、裝上新的保護膜后再次重新投入使用，壽命會縮短。以上只是列出了幾種與氨氣有關的可能導致掩膜版發(fā)生霧化的化 學反應，實際上導致掩膜版發(fā)生霧化的化學反應是多種多樣的，在此不 再一一列舉，但由上述分析可以看出，要改善掩膜版的霧化問題，可以由掩膜版周圍的氣體著手。實踐發(fā)現(xiàn)，雖然掩膜版的霧化在兩面都會發(fā) 生，但由于掩膜版帶圖形處易粘附異物，位于保護膜內(nèi)的掩膜版帶圖形 一面的霧化要更為嚴重。另外，由于掩膜版帶圖形一面為光刻時聚焦的 位置，其上的霧化對光刻工藝中圖形轉(zhuǎn)移效果的影響較大。由此可以推 出，如果能避免氨氣、含硫氣體等可能引起化學反應的氣體進入保護膜， 就可以避免在位于保護膜內(nèi)的掩膜版帶圖形的一面上產(chǎn)生異物，也就可 以有效地改善掩膜版霧化的問題。為了改善因空氣中的氨氣進入保護膜而令掩膜版出現(xiàn)霧化的問題， 本發(fā)明提出了一種可用于掩膜版的保護膜，圖3為本發(fā)明第一實施例的 具有保護膜的掩膜版剖面示意圖，如圖3所示，本發(fā)明的保護膜由支架 104和粘附于該支架上的薄膜103組成，其中，支架104的側(cè)壁具有一個開口 105，且在開口處設置了用于吸附某些氣體的氣體過濾裝置301。 該氣體過濾裝置301可以是購買的能吸附多種氣體，包括氨氣、含硫氣 體等的氣體過濾器；也可以僅是包含專用于吸附氨氣或氧化硫等的濾芯 的過濾裝置。此外，在該氣體過濾裝置301的外側(cè)，還可以再設置一個顆粒過濾 裝置106。雖然氣體過濾裝置301也能將顆粒隔離在外，但這些大的顆 粒會影響到氣體過濾裝置301的使用壽命，因此，本實施例中還是在氣 體過濾裝置301外安裝了顆粒過濾裝置106,該顆粒過濾裝置106可以 在保護膜外的空氣到達氣體過濾裝置301前將空氣中的顆粒濾除圖4為本發(fā)明第一實施例的保護膜的支架開口處的剖面示意圖，如 圖4所示，在支架104的開口 105處，為了防止周圍環(huán)境中的顆粒進入 開口 105，在開口的外側(cè)安裝了一個顆粒過濾裝置106，其可以將空氣 中較大的顆粒隔離在開口 105之外。另外，由于該顆粒過濾裝置106對 于各種氣體是沒有隔離能力的，空氣中的氨或含疏氣體401仍能透過該 顆粒過濾裝置到達開口 105內(nèi)，并在光照下發(fā)生一些反應，造成掩膜版 霧化。為此，本實施例中，還在開口 105內(nèi)安裝了氣體過濾裝置301， 本實施例中的氣體過濾裝置301的濾芯采用的是活性碳纖維，另外，為 了更好地隔離空氣中危害較大的NH3，可以再在該活性碳纖維內(nèi)浸上磷 酸等無機酸，當NH3通過時，無機酸與NH3反應生成的固體物質(zhì)會被 吸附在活性碳纖維上，可以更有效防止空氣中的NH3進入保護膜，也就 更有效地防止了掩膜版霧化問題的出現(xiàn)。在本發(fā)明的第一實施例中，氣體過濾裝置安裝于支架開口內(nèi)部靠近 內(nèi)壁的位置，在實際應用中，該氣體過濾裝置的安裝方式可以是多種多 樣的，只要其位于支架開口處，可以將保護膜內(nèi)、外的氣體隔離開來即 可。圖5為本發(fā)明第二實施例的保護膜的支架開口處的剖面示意圖，如圖5所示，在第二實施例中，氣體過濾裝置501安裝于支架104的開口 105內(nèi)，靠近外壁的位置，與位于開口外側(cè)的顆粒過濾裝置106相鄰。 同樣可以實現(xiàn)先由顆粒過濾裝置106隔離外部環(huán)境中的顆粒，再由氣體 過濾裝置501濾去外部環(huán)境中的某些氣體的目的，其中，所濾去的氣體 可以是氨氣或含硫氣體(如氧化硫、硫化氫)等。該氣體過濾裝置501 的濾芯可以是活性碳纖維，也可以是其他能吸附氨氣等氣體的物質(zhì)，如 活性碳粉或沸石，或者也可以是以上三者中任意兩種或三種的混合物等 等。圖6為本發(fā)明第三實施例的保護膜的支架開口處的剖面示意圖，如 圖6所示，在第三實施例中，在開口 105的外側(cè)安裝一個殼體602，并 在該殼體602內(nèi)安裝顆粒過濾裝置106和氣體過濾裝置601。為了實現(xiàn) 先由顆粒過濾裝置106隔離外部環(huán)境中的顆粒，再由氣體過濾裝置濾去 外部環(huán)境中的某些氣體的目的，將氣體過濾裝置601安裝于該殼體602 內(nèi)靠近開口的一側(cè)，將顆粒過濾裝置106安裝于該殼體內(nèi)靠近外部的一 側(cè)。其中，既可以是將單獨的氣體過濾裝置601和單獨的顆粒過濾裝置 106組裝于殼體602內(nèi)，也可以是直接安裝顆粒、氣體過濾集成裝置(此 時，集成裝置外已有殼體，不需要再單獨安裝殼體602)。注意到其中 氣體過濾裝置要求濾去的氣體是氨氣和/或含硫氣體(如氧化硫、硫化 氫)等。圖7為本發(fā)明第四實施例的保護膜的支架開口處的剖面示意圖，如 圖7所示，還可以將氣體過濾裝置701安裝于支架開口 105的內(nèi)壁處， 但此時如果安裝不當，該氣體過濾裝置701可能會影響到開口附近掩膜 版邊緣的圖形轉(zhuǎn)移，因此，在安裝時需格外注意，如可以將支架上的開 口對應設置在掩膜版邊緣沒有圖形之處。圖8為本發(fā)明第五實施例的保護膜的支架開口處的剖面示意圖，如 圖8所示，為了達到更好的氣體過濾效果，還可以按不同的氣體分別設置多個專用過濾裝置，如可以設置兩個氣體過濾裝置801和802, —個 專用于吸附氨氣，另一個專用于吸附含硫氣體，這二者間的安裝位置可 以互換。多個氣體過濾裝置801和802與顆粒過濾裝置106間的位置可 以為前四個實施例中的任一種。本實施例中采用了如第一實施例中所示 的位置關系。圖9為本發(fā)明第六實施例的保護膜的支架的立體示意圖，如圖9所 示，支架104的側(cè)壁具有一個開口 105，且在所述開口處設置了氣體過 濾裝置701。該氣體過濾裝置701包含吸附氨氣和/或含^5克氣體等的濾芯， 防止該類氣體進入利用支架形成的保護膜結構，可以預防因其在光照的 作用下發(fā)生化學反應，而導致的掩膜版帶圖形一面出現(xiàn)霧化的現(xiàn)象。氣體過濾裝置的濾芯可以由活性碳纖維或活性碳粉或沸石組成，為 提高其對危害較大的氨氣的吸附效果，還可以事先將上述活性碳纖維等 浸入某種無機酸中，如磷酸，并曬干后安裝于開口處。另外，為保護氣體過濾裝置，延長其使用壽命，在支架的開口處還 具有顆粒過濾裝置(圖中未示出)，其可以用于濾除即將進入氣體過濾 裝置的氣體中的顆粒。外界環(huán)境中的氣體會先經(jīng)過顆粒過濾裝置濾去其 中的顆粒，再經(jīng)過氣體過濾裝置，吸附去除其中的氨氣、含硫氣體等， 才能進入由支架支起的保護膜內(nèi)。顆粒過濾裝置與氣體過濾裝置相對設置的。其中，氣體過濾裝置通 ?？梢栽O置在支架側(cè)壁的開口內(nèi)，位置既可以靠近支架的內(nèi)壁，也可以 靠近支架的外壁，甚至可以位于支架開口的內(nèi)壁或外壁上，只要其可以 令保護膜內(nèi)、外的氣體隔離開來即可，圖9中示出的是氣體過濾裝置701 位于支架開口內(nèi)壁上的情況。也可以在開口的外側(cè)安裝一個殼體，將顆 粒過濾裝置與氣體過濾裝置組裝于該殼體內(nèi)，實現(xiàn)顆粒及某些氣體的過 濾。此外，為了達到更好的氣體過濾效果，還可以按不同的氣體分別設置多個專用過濾裝置，如可以設置兩個氣體過濾裝置， 一個專用于吸附 氨氣，另一個專用于吸附含石克氣體，這二者間的安裝位置可以互換。注意其中制成支架的材料可以為鋁材料或有機材料等，顆粒過濾裝 置及氣體過濾裝置可以用粘貼方式、填充方式、螺釘方式、鉚釘方式等 中的任一種方式固定，本發(fā)明對此并沒有額外的限制。本發(fā)明的保護膜及其支架，通過在支架側(cè)壁的開口處設置一個氣體 過濾裝置，將空氣中的某些特定氣體，如氨氣和/或含硫氣體等隔離在 保護膜之外，避免了其因光照發(fā)生反應，在掩膜版帶圖形一面生成導致 掩膜版霧化的反應物，從而有效改善了掩膜版的霧化問題。注意到，只要是利用氣體過濾裝置，將某些氣體隔離在保護膜之外， 以改善掩膜版霧化問題的方法及裝置，都應落入本發(fā)明的保護范圍之 內(nèi)。本發(fā)明雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明， 任何本領域技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能 的變動和修改，因此本發(fā)明的保護范圍應當以本發(fā)明權利要求所界定的 范圍為準。
權利要求
1. 一種保護膜，所述保護膜包括支架和粘附于所述支架上的薄膜，所述支架的側(cè)壁具有開口，其特征在于在所述開口處還具有氣體過濾裝置。
2、 如權利要求1所述的保護膜，其特征在于所述氣體過濾裝置 包含吸附氨氣和/或含硫氣體的濾芯。
3、 如權利要求1所述的保護膜，其特征在于所述氣體過濾裝置 包括活性碳纖維或活性碳粉或沸石的濾芯。
4、 如權利要求1所述的保護膜，其特征在于所述氣體過濾裝置 ^立于所述開口內(nèi)。
5、 如權利要求1所述的保護膜，其特征在于所述氣體過濾裝置 位于所述開口的任一側(cè)。
6、 如權利要求l、 2或3所述的保護膜，其特征在于所述開口處 還具有顆粒過濾裝置，所述顆粒過濾裝置在保護膜外的空氣到達所述氣 體過濾裝置前將所述空氣中的顆粒濾除。
7、 如權利要求6所述的保護膜，其特征在于所述顆粒過濾裝置 與所述氣體過濾裝置相對設置。
8、 一種保護膜的支架，所述支架的側(cè)壁具有開口，其特征在于 在所述開口處具有氣體過濾裝置。
9、 如權利要求8所述的支架，其特征在于所述氣體過濾裝置包 含吸附氨氣和/或含硫氣體的濾芯。
10、 如權利要求8所述的支架，其特征在于所述氣體過濾裝置包 括活性碳纖維或活性碳粉或沸石的濾芯。
11、 如權利要求8所述的支架，其特征在于所述氣體過濾裝置位 于所述開口內(nèi)。
12、 如杈利要求8所述的支架，其特征在于所述氣體過濾裝置位于所述開口的任一側(cè)。
13、 如權利要求8、 9或10所述的支架，其特征在于所述開口處 還具有用于濾除即將進入所述氣體過濾裝置的氣體中的顆粒的顆粒過 濾裝置，所述顆粒過濾裝置與所述氣體過濾裝置相對設置。
14、 如權利要求13所述的支架，其特征在于所述開口的外側(cè)還 具有一個殼體，所述顆粒過濾裝置與所述氣體過濾裝置組裝于所述殼體 內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種保護膜及其支架，所述保護膜包括所述支架和粘附于所述支架上的薄膜，所述支架的側(cè)壁具有開口，此外，在所述開口處具有氣體過濾裝置。本發(fā)明的保護膜及其支架，安裝了氣體過濾裝置，可以防止空氣中的某些特定氣體進入保護膜內(nèi)，并在光照下發(fā)生反應，生成導致掩膜版霧化的反應物，從而有效地改善了掩膜版的霧化現(xiàn)象。
文檔編號G03F1/48GK101256352SQ20071003774
公開日2008年9月3日 申請日期2007年2月26日 優(yōu)先權日2007年2月26日
發(fā)明者劉戈煒 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司