專利名稱：光罩及檢測(cè)其污染的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制造技術(shù)，特別是涉及一種光罩及檢測(cè)光罩污 染的方法。
背景技術(shù)：
光罩常使用于半導(dǎo)體制造中的光微影技術(shù)上。光罩通常是由非常平坦 的石英片或是玻璃片所構(gòu)成的，并且在光罩的其中一面覆上鉻膜，以作為 吸收層。吸收層可包含形成于二位元光罩(Binary Mask, BIM)或相偏移光 罩(Phase Shift Mask, PSM)的圖案，其中圖案將在光微影制造工藝中轉(zhuǎn)移 至半導(dǎo)體晶片上。然而，光罩污染是一直存在發(fā)生的問題，在操作波長(zhǎng)等 于或小于248納米長(zhǎng)的光微影制造工藝中，高解析度光罩特別容易受到污 染。其中一種光罩污染稱作為霧狀污染。霧狀污染是一種沉淀物或雜質(zhì)，其 沉淀物是由清洗光罩過程后所殘留的化學(xué)物質(zhì)所形成，而雜質(zhì)是由無塵室 或設(shè)備環(huán)境交叉接觸所產(chǎn)生。例如，在清洗光罩過程中，若使用含有疏酸 鹽及銨的溶液，則當(dāng)光罩曝光在短波長(zhǎng)的紫外光(Ultraviolet Light),如 波長(zhǎng)為193納米長(zhǎng)或248納米長(zhǎng)，污染將會(huì)變得相當(dāng)明顯。
目前已經(jīng)有幾種方法使用于檢測(cè)上述光罩污染、其他類型的污染或光 罩上的沉淀物。雖然這些方法已經(jīng)符合預(yù)期的效果，但這些方法目前仍然 無法全面性地解決問題。例如， 一方法是使用光學(xué)檢測(cè)設(shè)備掃描整個(gè)光罩 表面，藉此檢測(cè)光罩上的污染或沉淀物。光學(xué)檢測(cè)設(shè)備的原理基礎(chǔ)可為使 用各種光束(例如激光束或電子束)的光學(xué)掃描技術(shù)。然而，擁有和操作 光學(xué)檢測(cè)設(shè)備的費(fèi)用是相當(dāng)昂貴，并且掃描整個(gè)光罩表面亦是相當(dāng)費(fèi)時(shí)。因 此，每日所能檢測(cè)的光罩為數(shù)有限，而且檢測(cè)光罩的頻率也受限于光學(xué)檢 測(cè)設(shè)備。
由此可見，上述現(xiàn)有的光罩及檢測(cè)其污染的方法在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、制造方 法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解 決上述存在的問題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來謀求解決之道，但長(zhǎng)久以來 一直未見適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品及方法又沒有適切的結(jié)構(gòu)及 方法能夠解決上述問題，因此，目前所需要的是提升檢測(cè)光罩污染的方法 及設(shè)備，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新的光 罩及檢測(cè)其污染的方法，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需 改進(jìn)的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的光罩存在的缺陷，而提供一種新的光 罩，所要解決的技術(shù)問題是使其具有檢查結(jié)構(gòu)，以便讓使用者檢測(cè)光罩的 污染狀態(tài)，非常適于實(shí)用。
本發(fā)明的另一目的在于，克服現(xiàn)有的檢測(cè)光罩污染的方法，而提供一 種新的檢測(cè)光罩污染的方法，所要解決的技術(shù)問題是藉由檢測(cè)位于不同于 圖案所在的區(qū)域的檢查結(jié)構(gòu)所受到的污染狀況，以便讓使用者檢測(cè)光罩的 污染狀態(tài)，非常適于實(shí)用。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)
本發(fā)明提出的一種光罩，其包含 一透明基材； 一掩模圖案，形成于該透 明基材的一第一區(qū)，且該掩模圖案包含 一個(gè)或多個(gè)開口，用以允許光輻 射通過；及一個(gè)或多個(gè)特征，上述的特征的材質(zhì)為一第一材料；以及一檢 查結(jié)構(gòu)，形成于該透明基材上與該第一區(qū)相異的一第二區(qū)，且該檢查結(jié)構(gòu) 的材質(zhì)為 一第二材料，其中該第二材料與該第 一材料相異。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。 前述的光罩，其中該第二材料包含親水性材料、多孔碳材料、銀、二 氧化鈦或上述材料的組合。
前述的光罩，其中該第一材料為鉻或金屬硅化物。 前迷的光罩，其中該檢查結(jié)構(gòu)是配置來檢測(cè)該光罩的污染狀態(tài)。 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本 發(fā)明提出的一種檢測(cè)光罩污染狀態(tài)的方法，該方法包含提供一光罩，其中 該光罩包含 一透明基材； 一掩模圖案，形成于該透明基材的一第一區(qū)，且 該掩模圖案包含 一個(gè)或多個(gè)開口，用以允許光輻射通過；及多個(gè)特征，該 些特征的材質(zhì)為一第一材料；以及一檢查結(jié)構(gòu)，形成于該透明基材上與該 第一區(qū)相異的一第二區(qū)，且該檢查結(jié)構(gòu)的材質(zhì)為一第二材料，其中該第二 材料與該第一材料相異；檢測(cè)該檢查結(jié)構(gòu)，以確定是否有沉淀物接近或接 觸該檢查結(jié)構(gòu)；以及當(dāng)沉淀物接近或接觸該檢查結(jié)構(gòu)時(shí)，清洗該光罩。 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。 前述的方法，其中該第二材料為親水性材料、多孔碳材料、銀、二氧 化鈦或上述材料的組合。
前述的方法，其中該第一材料為鉻或金屬硅化物。 前述的方法，其中檢測(cè)該檢查結(jié)構(gòu)的步驟不包含檢測(cè)該掩模圖案。 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題另外再采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依 據(jù)本發(fā)明提出的一種光罩，其包含 一透明基材； 一吸收層，形成于該透 明基材上，且該吸收層包含一圖案，用以轉(zhuǎn)移至一半導(dǎo)體晶片上；以及一參考結(jié)構(gòu)，形成于該透明基材上，其中該參考結(jié)構(gòu)的材質(zhì)與該吸收層的材 質(zhì)相異，使得該參考結(jié)構(gòu)能夠檢測(cè)該光罩的污染狀態(tài)。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的光罩，其中該參考結(jié)構(gòu)的材質(zhì)為親水性材料、多孔碳材料、4艮、二
氧化鈦或上述材料的組合。
前述的光罩，其中該吸收層的材質(zhì)為鉻或金屬硅化物。
前述的光罩，其中該參考結(jié)構(gòu)位于該吸收層的該圖案的所在區(qū)域之外。
前述的光罩，其更包含 一框架，耦合于該透明基材；以及一薄膜，耦
合于該框架，其中該框架與該薄膜將包圍出一區(qū)域，該吸收層與該參考結(jié)
構(gòu)^f立于該區(qū)^或內(nèi)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案 可知，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下
為達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式， 一種光罩包含透明基材、掩 模圖案與檢查結(jié)構(gòu)。掩模圖案形成于透明基材的第一區(qū)，其中掩模圖案包 含一個(gè)或多個(gè)開口，以及一個(gè)或多個(gè)特征。上述的開口用以允許光輻射通 過，而特征的材質(zhì)為第一材料。檢查結(jié)構(gòu)形成于透明基材上與第一區(qū)相異 的第二區(qū)，且檢查結(jié)構(gòu)的材質(zhì)為第二材料，其中第二材料與第一材料相異。
另外，為達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了 一種檢測(cè)光罩污染狀態(tài)的方 法。根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式，檢測(cè)光罩污染狀態(tài)的方法包含下列步驟
(1) 提供如上述實(shí)施方式所定義的光罩。
(2) 檢測(cè)光罩的檢查結(jié)構(gòu)，以確定是否有沉淀物接近或接觸檢查結(jié)構(gòu)。
(3) 當(dāng)沉淀物接近或接觸檢查結(jié)構(gòu)時(shí)，清洗光罩。
再者，為達(dá)到上述目的，本發(fā)明再提供了 一種光罩，其具有參考結(jié)構(gòu)，以
便讓使用者檢測(cè)光罩污染狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施方式， 一種光罩包含
透明基材、吸收層與參考結(jié)構(gòu)。吸收層形成于透明基材上，且該吸收層具
有欲轉(zhuǎn)移至半導(dǎo)體晶片上的圖案。參考結(jié)構(gòu)形成于透明基材上，其中參考
結(jié)構(gòu)的材質(zhì)與吸收層的材質(zhì)相異，使得能通過參考結(jié)構(gòu)以檢測(cè)光罩污染狀 太
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明光罩及檢測(cè)其污染的方法至少具有下列優(yōu)
點(diǎn)及有益效果藉由檢測(cè)光罩上位于不同于圖案所在的區(qū)域的檢查結(jié)構(gòu)所 受到的污染狀況，以便讓使用者^r測(cè)光罩的污染狀態(tài)。
綜上所述，本發(fā)明是有關(guān)于一種光罩及檢測(cè)其污染的方法。該光罩包 含透明基材、掩模圖案與檢查結(jié)構(gòu)。掩模圖案形成于透明基材的第一區(qū)，其 中掩模圖案包含一個(gè)或多個(gè)開口 ，以及一個(gè)或多個(gè)特征。上述的開口用以 允許光輻射通過，而特征的材質(zhì)為第一材料。檢查結(jié)構(gòu)形成于透明基材上 與第一區(qū)相異的第二區(qū)，且檢查結(jié)構(gòu)的材質(zhì)為第二材料，其中第二材料與第一材料相異。本發(fā)明在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并具有明顯的積極效果，誠(chéng) 為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的 技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和 其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附 圖，詳細(xì)i兌明如下。


圖l是繪示光罩薄膜系統(tǒng)的橫斷面的示意圖。
圖2a-圖2c是繪示霧狀污染正形成于光罩的橫斷面的示意圖。
圖3是繪示光罩薄膜系統(tǒng)的橫斷面示意圖。
圖4是繪示檢測(cè)光罩污染狀態(tài)的方法的流程圖。
100光罩薄膜系統(tǒng)102:光罩基材
104掩模圖案106:特征
108開口110:輻射光束
112薄膜114:薄膜框架
200光罩220:疏酸根離子(SO,)
230銨離子(NH/)240:沉淀物
250去離子水300:光罩薄膜系統(tǒng)
310檢查結(jié)構(gòu)320:區(qū)域
400檢測(cè)光罩污染狀態(tài)的方法410:步驟
420步驟430:步驟
440步驟450:步驟
具體實(shí)施例方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功 效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的光罩及檢測(cè)其污染的 方法其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、方法、步驟、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。在 不同的范例中，可能重復(fù)引用相同的參考數(shù)字和/或字母。而重復(fù)引用相同 的參考數(shù)字和/或字母，是為了達(dá)到簡(jiǎn)化和清晰的目的，并非闡明下列所將 討論到的不同實(shí)施方式和/或配置之間關(guān)系。
圖1是繪示光罩薄膜系統(tǒng)100的橫斷面的示意圖。該光罩薄膜系統(tǒng)100 包含光罩。光罩具有光罩基材(即底材，以下均稱為基材)102與掩模圖案 104，而且掩模圖案104形成于光罩基材102'上。上述的光罩可使用于半導(dǎo) 體晶片制造工藝(即制程，以下均稱為制造工藝)中。光罩基材102為透明 基材，例如熔化硅砂(SiOJ、熔凝石英、玻璃、氟化釣(CaF2)或其他相對(duì) 較無缺陷的合適材質(zhì)。掩模圖案104包含一個(gè)或多個(gè)特征(或吸收體)106,以及一個(gè)或多個(gè)開 口 108。特征106的材質(zhì)可為鉻(Cr)。在其他實(shí)施方式中，特征106的材質(zhì) 亦可為金屬硅化物，例如硅化鉬(MoSi)、硅化鉭(TaSi2)、金屬氮化物、氧化 鐵、無才/U才料、其他材料如鉬(Mo)、五氧化二鈮(NbA)、鈥(Ti)、鉭(Ta)、氮 化鉻(CrN)、三氧化鉬(MoO》、氮化鉬(MoN)、三氧化二鉻(Cr203)、氮化鈦 (TiN)、 t/f匕4告(ZrN)、 二氧化鈥(Ti02)、氮化鉭(TaN)、五氧化二鉭(Ta205) 、 二 氧^^圭(SiO》、氮化鈮(NbN)、四氮化三硅(Si凡)、摻雜氮的氧化鋁(A1203N)、摻 雜R的氧化鋁(Ah03R)、或上述的材質(zhì)組合。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，掩模圖案104亦可包含相移特征，該相移特征 可形成于光罩基材102上，和/或藉由蝕刻技術(shù)使相移特征至少部分形成于 光罩基材102中。掩模圖案104可為二位元強(qiáng)度光罩(Binary Intensity Mask)或二位元光罩(Binary Mask),其中二位元強(qiáng)度光罩包含4各區(qū)及透明 石英區(qū)。在另一實(shí)施方式中，掩模圖案104可為交替式相移式光罩 (Alternating Phase Shift Mask, AltPSM)，而交替式相移式光罩是交替 使用鉻區(qū)與透明石英區(qū)，其中透明石英區(qū)具有180度相位差。在另一實(shí)施 方式中，掩才莫圖案104也可為衰減相移式光罩(Attenuating Phase Shift Mask, AUPSM),而衰減相移式光罩是使用衰減特征，其中衰減特征相對(duì)于 透明基材具有一個(gè)相位差。另外，掩模圖案104也可為無鉻相移式圖案。在 另一實(shí)施方式中，掩模圖案104可包含二位元特征與各種相移特征的結(jié)合。 此外，掩才莫圖案104可包含各種光學(xué)近程校正(Optical Proximity Correction, OPC)特征，其中光學(xué)近程才交正的特征是i殳計(jì)來l奮正光學(xué)近程 所造成的影響。使掩模圖案104形成于光罩基材102上的方法，則可為化 學(xué)氣相淀積法(Chemical Vapor Deposition, CVD)、物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition, PVD)、原子層沉淀(Atomic Layer Deposition, ALD)、 電鍍和/或其他合適的制造工藝方法。
特征106的設(shè)計(jì)是使輻射光束110(或輻射能量)衰減和/或增加一個(gè)相 位差，而開口 108的設(shè)計(jì)是使輻射光束穿透并且使半導(dǎo)體晶片進(jìn)行光微影 制造工藝的曝光程序，其中特征106和開口 108皆形成于掩模圖案104。輻 射光束110可為紫外光和/或紫外光所延伸的輻射光束(例如深紫外光 (Deep Ultraviolet Light,隨)、極紫夕卜光(Extreme Ultraviolet Ugh" EUV))、或可為其他合適的輻射能量(例如由氟氬(ArF)激元激光或氪氟 (KrF)激元激光所產(chǎn)生的輻射光束，其波長(zhǎng)分別為193納米長(zhǎng)或248納米 長(zhǎng))。
光罩薄膜系統(tǒng)100可更包含薄膜112。薄膜112可包含能夠讓輻射光束 IIO穿透的膜狀物。薄膜112是由薄膜框架114所固定，其中薄膜框架114 的材料為具有機(jī)械強(qiáng)度材料，如鋁，而薄膜框架114的形狀和尺寸 設(shè)計(jì)來穩(wěn)固薄膜112。
使光罩保持干凈并且不受到污染是非常重要，然而污染物可能是由無 塵室的環(huán)境、光罩處理/儲(chǔ)存、光罩制作、光罩的吹氣處理、薄膜框架的殘 留、薄膜膠、或其他半導(dǎo)體制造過程中所產(chǎn)生。當(dāng)光罩上有上述任何一種 污染，則皆可能使經(jīng)由曝光后轉(zhuǎn)移至半導(dǎo)體晶片的圖案產(chǎn)生缺陷。霧狀污 染為上述光罩污染的一種類型。霧狀污染可以是沉淀物或雜質(zhì)，其中沉淀 物是光罩清洗后所殘留的化學(xué)物質(zhì)所形成，而雜質(zhì)是由無塵室或設(shè)備環(huán)境 交叉接觸所產(chǎn)生。這里需注意到的是，以上所討論的霧狀污染僅是范例，其 他可能存在于光罩上的污染都可能對(duì)于圖案化過程中產(chǎn)生不良影響。
圖2a-圖2c是繪示光罩200的橫斷面，其中霧狀污染形成于光罩200。 圖2a是繪示光罩200的清洗過程。如圖所示，若所使用的清洗劑的主要組 成物為化學(xué)物質(zhì)，例如硫酸鹽和銨，則殘余離子如硫酸根離子(SO,) 220 和銨離子(NH/) 230可能會(huì)結(jié)合起來，且在光罩200上形成沉淀物240,如 (NH4)2S04。如圖2b所繪示，制造者可使用去離子水清洗或其他合適清洗方 式清洗光罩200。若使用去離子水250清洗光罩200,則(NH》2S04將溶解，并 形成硫酸根離子(S042—) 220和銨離子(NH/) 230。在清洗過程中，去離子水 250的溫度維持在室溫，并且清洗光罩200的時(shí)間約為10分鐘或任何其他 合適的時(shí)間范圍。如圖2c所繪示，在清洗之后，制造者可對(duì)光罩200進(jìn)行 干燥程序，此時(shí)制造者可使用惰性氣體或無反應(yīng)氣體，如氮、氧或氬。即 便如此，在光罩200進(jìn)行完干燥過程后，疏酸根離子(SO,) 220卻可能依 舊存留于光罩200上。
由上述的范例中，可觀察到疏酸鹽和銨沉淀物為導(dǎo)致晶體成長(zhǎng)和霧狀 污染形成的主要因素。此外，當(dāng)光罩200不斷使用于光顯影圖案化制造工 藝中，光源的輻射能量亦加速這些缺陷的成長(zhǎng)。例如，倘若使用波長(zhǎng)為193 納米長(zhǎng)或248納米長(zhǎng)的輻射光源，則缺陷將繼續(xù)成長(zhǎng)和/或堆積在光罩200 周遭附近，進(jìn)而使缺陷沉淀于光罩上。因此，這些缺陷將造成光罩在使用 上的限制，并且這些缺陷亦可能成長(zhǎng)大到導(dǎo)致使顯影至半導(dǎo)體晶片的圖案 產(chǎn)生缺陷，從而降低晶片產(chǎn)量。
目前已有幾種方法使用在檢測(cè)上述和其他類型的污染或沉淀物。例如， 可利用光學(xué)檢測(cè)設(shè)備來掃描光罩的整個(gè)表面，包含掩模圖案，以檢測(cè)在光 罩上的污染或沉淀物。光學(xué)檢測(cè)設(shè)備的原理基礎(chǔ)為使用多種不同光束(例 如激光束或電子光束)的光學(xué)掃描技術(shù)。但是，擁有和操作光學(xué)檢測(cè)設(shè)備 的費(fèi)用是相當(dāng)昂貴，而且掃描整個(gè)光罩表面亦是相當(dāng)費(fèi)時(shí)。因此，每曰所 能檢測(cè)的光罩為數(shù)有限，并且檢測(cè)光罩的頻率亦受限于光學(xué)檢測(cè)設(shè)備。就 另一個(gè)檢測(cè)范例而言，在圖案化過程中，使用晶片檢測(cè)設(shè)備以檢測(cè)顯影或 投影在半導(dǎo)體晶片的圖案。換言之，利用檢測(cè)控制晶片以確定是否有產(chǎn)生
9任何污染或沉淀于光罩上，其中控制晶片是由光罩在光微影制造工藝中的 圖案化程序所產(chǎn)生。但是，擁有和操作晶圓檢測(cè)設(shè)備的費(fèi)用是相當(dāng)昂貴，亦 需要使用控制晶片，并且由于產(chǎn)生于光罩上的污染及沉淀物已經(jīng)影像至半 導(dǎo)體晶片上，所以將無法及早檢測(cè)出光罩上的污染。因此，有必要建立一 種檢測(cè)方法，得以即時(shí)檢測(cè)光罩的污染狀況，來解決上述所討論的問題及 其他相關(guān)光罩污染成因。
圖3繪示光罩薄膜系統(tǒng)300的橫斷面，其中光罩薄膜系統(tǒng)300是根據(jù) 本揭露的各種樣態(tài)條件。除了多增加檢查結(jié)構(gòu)310用于檢測(cè)光罩薄膜系統(tǒng) 300的污染狀態(tài)以外，光罩薄膜系統(tǒng)300其余相似于圖1的光罩薄膜系統(tǒng) 100。在圖1及圖3中，相似特征的編號(hào)皆相同，以方便分析。該光罩薄膜 系統(tǒng)300包含光罩，其中光罩具有光罩基材102及掩模圖案104。掩模圖案 104形成于光罩基材102。光罩基材102可為透明基材，例如熔化硅砂 (SiOJ、熔凝石英、玻璃、氟化鈣(CaF2)或其他相對(duì)較無缺陷的合適材質(zhì)。
掩模圖案104可包含一個(gè)或多個(gè)特征(或吸收體)106以及一個(gè)或多個(gè)開 口 108。上述的特征106是由鉻(Cr)所組成。在其他實(shí)施方式中，特征106 的材質(zhì)可為金屬硅化物，例如硅化鉬或硅化鉭。然而，特征106是設(shè)計(jì) 使輻射光束110(或輻射能量)衰減和/或增加一個(gè)相位差，及開口 108是設(shè) 計(jì)使輻射光束穿透并且使半導(dǎo)體晶片進(jìn)行光微影制造工藝的曝光程序，其 中特征106及開口 108皆形成于掩模圖案104上。輻射光束110可包含紫 外光和/或紫外光延伸的輻射光束(例如深紫外光(Deep Ultraviolet Light, DUV)、極紫外光(Extreme Ultraviolet Light, EUV))、或其他合 適的輻射能量(例如由氟氬(ArF)激元激光或氪氟(KrF)激元激光所產(chǎn)生的 輻射光束，其中波長(zhǎng)分別為193納米長(zhǎng)及248納米長(zhǎng))。上述的掩模圖案104 則將轉(zhuǎn)移或投影至半導(dǎo)體晶片上以形成集成電路，其中掩模圖案104形成 于區(qū)域320中。
光罩薄膜統(tǒng)300可更包含檢查結(jié)構(gòu)310，其中檢查結(jié)構(gòu)310形成于具有 框架的光罩基材102上。檢查結(jié)構(gòu)310則形成于區(qū)域320范圍之外，因此 在光微影過程中，檢查結(jié)構(gòu)310的影像將不會(huì)投影至半導(dǎo)體晶片的集成電 路區(qū)內(nèi)。檢查結(jié)構(gòu)310的形狀可為，如正方形、長(zhǎng)方形、L形、T形、橢圓 形、圓形或其他合適的形狀，至于4企查結(jié)構(gòu)310的大小則端視每個(gè)光罩的 設(shè)計(jì)規(guī)格而定。此外，同理可知，雖然上述范例僅配置一個(gè)結(jié)構(gòu)檢查，兩 個(gè)或兩個(gè)以上的檢查結(jié)構(gòu)亦可分別配置于光罩基材102不同區(qū)域上。檢查 結(jié)構(gòu)310的材質(zhì)與掩模圖案104的材質(zhì)相異，其中，在光微影過程中，檢 查結(jié)構(gòu)310的材質(zhì)更能吸引污染或沉淀物(例如易沉淀材料)。這也就是 說，相對(duì)于光罩上其他特征材質(zhì)而言，；險(xiǎn)查結(jié)構(gòu)310的材質(zhì)更容易形成污 染或沉淀物。在另一實(shí)施方式中，檢查結(jié)構(gòu)310的材質(zhì)可包含二氧化鈦。在另一實(shí)施方式中，檢查結(jié)構(gòu)310的材質(zhì)可包含親水性材料。在另一實(shí)施 方式中，檢查結(jié)構(gòu)310的材質(zhì)可包含多孔碳材料。此外，檢查結(jié)構(gòu)310的 材質(zhì)亦可為上述所討論的材質(zhì)組合。
形成檢查結(jié)構(gòu)310的方法可取決于;^查結(jié)構(gòu)的材質(zhì)，例如，^使用物理 氣相沉積或其他沉積技術(shù)以形成材質(zhì)為銀或二氧化鈦的薄膜，以及使用圖 案化制造工藝(例如光微影技術(shù)和蝕刻)以形成檢查結(jié)構(gòu)310。在另一實(shí)施 方式中，亦可藉由光罩寫入技術(shù)以形成^r查結(jié)構(gòu)310，例如，使用離子束寫 入制造工藝以形成材質(zhì)為多孔碳材料的檢查結(jié)構(gòu)。上述的檢查結(jié)構(gòu)310是 作為檢測(cè)光罩污染狀態(tài)的參考，如下將作討論。
圖4是繪示檢測(cè)光罩污染狀態(tài)的方法400的流程圖。方法400中，步
驟410的光罩相似于圖3所繪示的光罩，其中光罩包含掩模圖案及檢查結(jié)
構(gòu)。當(dāng)方法400進(jìn)行至步驟420時(shí)，則利用檢查結(jié)構(gòu)來檢測(cè)光罩上的污染
或沉淀物。檢測(cè)光罩可以是光罩的例行檢查步驟之一、亦可以是在使用光 罩在半導(dǎo)體制造工藝之前或是在光罩進(jìn)行光微影制造工藝之后。檢測(cè)光罩
過程中，則可使用光學(xué)顯微鏡系統(tǒng)或其他合適的光學(xué)成像系統(tǒng)，以確定是 否有任何污染接近或接觸檢查結(jié)構(gòu)。此外，特別需要注意到的是，由于方 法400中僅需要檢測(cè)光罩上的檢查結(jié)構(gòu)，而非整個(gè)光罩表片或晶片，因此 方法400中所使用光學(xué)顯微鏡系統(tǒng)的成本小于上述討論中所使用光學(xué)檢測(cè) 設(shè)備和晶片檢測(cè)設(shè)備的成本。上述的檢查結(jié)構(gòu)310可作為檢測(cè)光罩污染狀 況的參考，也就是說，檢查結(jié)構(gòu)是用來判斷光罩是否遭受污染。另外，可 通過檢測(cè)檢查結(jié)構(gòu)310以確定光罩的污染狀況，而不再需要檢測(cè)整個(gè)光罩 表面。其中光罩表面包含掩模圖案，而檢查結(jié)構(gòu)形成于光罩基材的特定區(qū) 域。因此，在檢測(cè)光罩上所花費(fèi)的時(shí)間將大幅減少，并且使每日受檢測(cè)的 光罩?jǐn)?shù)量將有所提升及檢測(cè)光罩的頻率亦將有所增加。
方法400進(jìn)行至步驟430,而步驟430是用以確定是否有任何污染或沉 淀物接近或接觸檢查結(jié)構(gòu)，其中檢查結(jié)構(gòu)如步驟420中的討論。若確定沒 有污染或沉淀物接近或接觸檢查結(jié)構(gòu)(例如光罩為無污染的狀態(tài))，則方 法400將繼續(xù)進(jìn)行至步驟440,而步驟440是使用光罩于半導(dǎo)體制造(例如 光微影制造工藝)中，以圖案化半導(dǎo)體晶片。若確定有污染或沉淀物接近或 接觸結(jié)構(gòu)(例如光罩為受污染的狀態(tài))，則方法400繼續(xù)進(jìn)行至步驟450， 而步驟450為清洗受污染的光罩，以清除污染或沉淀物。清洗過程中包含 使用化學(xué)清洗劑?；瘜W(xué)清洗劑可以為硫酸(H2SOJ和過氧化氫01202)的混合 液(通常被稱為石危酸過氧化氫混合(Sulfurice Peroxide Mixture, SPM)),
常用于清除光罩上的有機(jī)顆粒或特有氧化物。在此清洗過程中，硫酸過氧 化氫混合液的溫度維持在約90° C，并且清洗光罩的時(shí)間約為10分鐘。接 著，光罩即可進(jìn)行沖洗。在沖洗過程中則包含使用熱去離子水(DeionizedWater, DIW)沖洗和/或冷去離子水沖洗。在熱去離子水沖洗過程中，所使 用去離子水的溫度維持在約60° C并將光罩沖洗一段時(shí)間，例如IO分鐘； 在冷去離子水沖洗過程中，所使用去離子水的溫度維持在室溫并將光罩沖 洗一段時(shí)間，例如10分鐘。此處所需要理解的是，上述所揭露的溫度和 沖洗時(shí)間皆僅為范例，亦可使用其他合適的溫度及沖洗時(shí)間。
光罩亦可使用其他化學(xué)清洗劑來進(jìn)行清洗?；瘜W(xué)清洗劑可以為氫氧化 銨(NH4OH)和過氧化氬(H202)的混合液(通常被稱為標(biāo)準(zhǔn)清洗-1 (Standard Clean 1， SC-1)或二氧化銨混合物(Ammonium Peroxide Mixture, APM))， 常用于去除光罩上的無機(jī)顆粒。SC-1的溫度則可維持在室溫以及清洗光罩 的時(shí)間可約為10分鐘。另外，在SC-1的清洗過程中，可以選擇搭配使用 超高頻聲波。經(jīng)過步驟450的清洗后，重新4企測(cè)檢查結(jié)構(gòu)，如上述步驟420 的討論，以確定光罩的污染狀況。此外，所需要了解到的是，上述所討論 的清洗步驟僅為范例，而其他清洗技術(shù)可包含在此處所揭露的部分或全部 的步驟。
因此，本揭露提供了一種光罩包含透明基材、掩模圖案與檢查結(jié)構(gòu)。 掩模圖案形成于透明基材的第一區(qū)，其中掩模圖案包含一個(gè)或多個(gè)開口，以 及一個(gè)或多個(gè)特征。上述的開口用以允許光輻射通過，而特征的材質(zhì)為第 一材料。檢查結(jié)構(gòu)形成于透明基材上與第一區(qū)相異的第二區(qū)，且檢查結(jié)構(gòu) 的材質(zhì)為第二材料，其中第二材料與第一材料相異。在一些實(shí)施方式中，第 二材質(zhì)可包含親水性材料。在其他一些實(shí)施方式中，第二材質(zhì)可包含多孔 碳材料。在其他實(shí)施方式中，第二材質(zhì)可包含二氧化鈦。在另一些實(shí)施方 式中，第二材質(zhì)可包含銀。在其他實(shí)施方式中，第一材質(zhì)可包含鉻和金屬 硅化物。在一些其他實(shí)施方式中，檢查結(jié)構(gòu)是配置來確定光罩的污染狀況。
本揭露還提供了一種方法，以檢測(cè)光罩的污染狀況。而此種方法提供 一種光罩包含透明基材、掩模圖案與檢查結(jié)構(gòu)。掩模圖案形成于透明基材 的第一區(qū)，其中掩^t圖案包含一個(gè)或多個(gè)開口，以及一個(gè)或多個(gè)特征。上 述的開口用以允許光輻射通過，而特征的材質(zhì)為第一材料。檢查結(jié)構(gòu)形成
于透明基材上與第一區(qū)相異的第二區(qū)，且檢查結(jié)構(gòu)的材質(zhì)為第二材料，其 中第二材料與第一材料相異。檢測(cè)上述的檢查結(jié)構(gòu)，以確定是否有沉淀物
接近或接觸檢查結(jié)構(gòu)。當(dāng)沉淀物接近或接觸檢查結(jié)構(gòu)時(shí)，則進(jìn)行清洗光罩。 在一些實(shí)施方式中，第二次材質(zhì)可為親水性材料、多孔碳材料、銀、二氧 化鈦或上述的材質(zhì)組合。
在其他實(shí)施方式中，第一材質(zhì)可為鉻或金屬硅化物。在其他一些實(shí)施 方式中，檢查結(jié)構(gòu)的檢測(cè)步驟不包含檢測(cè)掩模圖案，其中掩模圖案位于第 一區(qū)。在另一些實(shí)施方式中，檢查結(jié)構(gòu)的檢測(cè)步驟是利用光學(xué)顯微鏡來進(jìn) 行。在其他實(shí)施方式中，當(dāng)沒有沉淀物接近或接觸^r查結(jié)構(gòu)時(shí)，則方法400將使用光罩在實(shí)施光微影制造工藝中，以轉(zhuǎn)移化半導(dǎo)體晶片。在其他一些
實(shí)施方式中，方法400在清洗受污染的光罩之后，將重新檢測(cè)檢查結(jié)構(gòu)。
此外，本揭露提供一種光罩包含透明基材、吸收層及參考結(jié)構(gòu)，使得 參考結(jié)構(gòu)能夠檢測(cè)光罩的污染狀態(tài)，其中吸收層和參考結(jié)構(gòu)皆形成于透明 基材。參考結(jié)構(gòu)的材質(zhì)與吸收層的材質(zhì)相異，并且吸收層具有欲轉(zhuǎn)移到半 導(dǎo)體晶片的圖案。在一些實(shí)施方式中，參考結(jié)構(gòu)的材質(zhì)可為親水性材料、多 孔碳材料、銀、二氧化鈦或上述的材質(zhì)組合。在其他實(shí)施方式中，吸收層 的材質(zhì)可為鉻或金屬硅化物。在其他一些實(shí)施方式中，透明基材可為熔化 硅砂，熔凝石英，玻璃或氟化鈣。在另一些實(shí)施方式中，參考結(jié)構(gòu)是位于 吸收層的圖案區(qū)域外。在其他實(shí)施方式中，光罩還包含框架及薄膜，其中 框架耦合于透明基材，薄膜耦合于該框架，而吸收層與參考結(jié)構(gòu)則位于框 架與薄膜所包圍出一區(qū)域內(nèi)。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式 上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā) 明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利 用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí) 施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以 上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方 案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種光罩，其特征在于其包含一透明基材；一掩模圖案，形成于該透明基材的一第一區(qū)，且該掩模圖案包含一個(gè)或多個(gè)開口，用以允許光輻射通過；及一個(gè)或多個(gè)特征，上述的特征的材質(zhì)為一第一材料；以及一檢查結(jié)構(gòu)，形成于該透明基材上與該第一區(qū)相異的一第二區(qū)，且該檢查結(jié)構(gòu)的材質(zhì)為一第二材料，其中該第二材料與該第一材料相異。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光罩，其特征在于其中該第二材料包含親水 性材料、多孔碳材料、銀、二氧化鈦或上述材料的組合。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光罩，其特征在于其中該第一材料為鉻或金 屬硅化物。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光罩，其特征在于其中該檢查結(jié)構(gòu)是配置來 檢測(cè)該光罩的污染狀態(tài)。
5、 一種檢測(cè)光罩污染狀態(tài)的方法，其特征在于該方法包含 提供一光罩，其中該光罩包含一透明基材；一掩模圖案，形成于該透明基材的一第一區(qū)，且該掩模圖案包含 一個(gè)或多個(gè)開口，用以允許光輻射通過；及 多個(gè)特征，該些特征的材質(zhì)為一第一材料；以及 一檢查結(jié)構(gòu)，形成于該透明基材上與該第一區(qū)相異的一第二區(qū)，且 該檢查結(jié)構(gòu)的材質(zhì)為 一第二材料，其中該第二材料與該第 一材料相異； 檢測(cè)該檢查結(jié)構(gòu)，以確定是否有沉淀物接近或接觸該檢查結(jié)構(gòu)；以及 當(dāng)沉淀物接近或4妻觸該檢查結(jié)構(gòu)時(shí)，清洗該光罩。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于其中該第二材料為親水性材料、多孔碳材料、銀、二氧化鈦或上述材料的組合。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于其中該第一材料為鉻或金 屬硅化物。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于其中檢測(cè)該檢查結(jié)構(gòu)的步 驟不包含檢測(cè)該掩模圖案。
9、 一種光罩，其特征在于其包含 一透明基材；一吸收層，形成于該透明基材上，且該吸收層包含一圖案，用以轉(zhuǎn)移 至一半導(dǎo)體晶片上；以及一參考結(jié)構(gòu)，形成于該透明基材上，其中該參考結(jié)構(gòu)的材質(zhì)與該吸收層的材質(zhì)相異，使得該參考結(jié)構(gòu)能夠^r測(cè)該光罩的污染狀態(tài)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的光罩，其特征在于其中該參考結(jié)構(gòu)的材質(zhì) 為親水性材料、多孔碳材料、銀、二氧化鈦或上述材料的組合。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的光罩，其特征在于其中該吸收層的材質(zhì)為 鉻或金屬硅化物。
12、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的光罩，其特征在于其中該參考結(jié)構(gòu)位于該 吸收層的該圖案的所在區(qū)域之外。
13、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的光罩，其特征在于其更包含 一框架，耦合于該透明基材；以及一薄膜，耦合于該框架，其中該框架與該薄膜將包圍出一區(qū)域，該吸 收層與該參考結(jié)構(gòu)位于該區(qū)域內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種光罩及檢測(cè)其污染的方法。該光罩包含透明基材、掩模圖案與檢查結(jié)構(gòu)。掩模圖案形成于透明基材的第一區(qū)，其中掩模圖案包含一個(gè)或多個(gè)開口，以及一個(gè)或多個(gè)特征。上述的開口用以允許光輻射通過，而特征的材質(zhì)為第一材料。檢查結(jié)構(gòu)形成于透明基材上與第一區(qū)相異的第二區(qū)，且檢查結(jié)構(gòu)的材質(zhì)為第二材料，其中第二材料與第一材料相異。
文檔編號(hào)G03F1/14GK101666972SQ20091013039
公開日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月5日
發(fā)明者鄭智文 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司