[发明专利]一种用于光掩模的护罩以及用于使用光掩模的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体光刻领域，并且更具体而言，涉及保护光掩模免受颗粒沾污的光学护罩(pellicle)。

背景技术

在半导体芯片工业中，公知通过将光掩模暴露到光源来完成从光掩模(或掩模)到衬底的图形转移。在也称为光刻工序工艺的图形转移工艺期间，将光掩模上的图形投影到已使用光敏物质处理的衬底上。这导致掩模中的掩模开口形成了被复制到衬底上的图形。遗憾的是，掩模表面上的任何外来物质将同样被复制在衬底上，因此将干扰到衬底的正确的图形转移。

为了消除掩模表面的沾污，在掩模之上设置称为护罩的支承薄膜的框架，以便该护罩膜以预定距离与掩模分离并平行于掩模延伸。通常将要落在掩模表面上的任何沾污将变为落在护罩膜上。

因为护罩膜上的沾污将不会被投影到衬底上，所以护罩基本上消除了上述曝光问题。护罩的框架支撑膜以使膜离开掩模表面，所以在图形转移期间护罩膜上的任何颗粒或其它沾污将是离焦的。

护罩典型地包括约一微米厚的聚合物膜，该聚合物膜在框架之上延展，框架被附着到也称为“分划板(reticle)”的掩模。虽然护罩在光路中，但是由于成像性能的劣化通常随着护罩厚度的增加而增加，所以聚合物的典型厚度是小的。

护罩用作分划板的灰尘罩并保护日益变得更加昂贵的分划板在光刻工艺中不被沾污。通常，护罩是包括附着到护罩安装框架的薄护罩膜层的组件。因为护罩层具有与相对的大表面面积相比的薄的厚度，所以通常将该层称为膜。典型地，通过在铝框架之上延展薄(1μm)聚合物层来制造护罩层。除了其它应关注的之外，对于新的157nm和更短波长应用，这样的护罩是不可行的，因为用这些波长曝光时聚合物迅速劣化。

许多的护罩膜由硝化纤维或乙酸纤维素制造，而深UV护罩膜通常由含氟聚合物制造，例如来自Asahi Glass的Cytop或来自DuPont的TeflonAF碳氟化合物不定形聚合物。Cytop是一种包含环醚官能团的多-全氟代聚合物，例如多-全氟代环式氧杂脂环聚合物。典型地使用聚合物的溶液，例如8％的溶液，并且将该溶液旋涂到衬底上，烘烤掉溶剂，并通过剥离操作将膜从衬底去除。

还可以使用来自DuPont的特氟隆(teflon)AF不定形含氟聚合物制造该膜。特氟隆AF碳氟化合物是全氟代(2，2-二甲基-1，3间二氧杂环戊稀)(PDD)和四氟乙烯的不定形共聚物族。

特氟隆AF碳氟化合物典型地基于具有含氟单体的2，2-双三氟甲基-4，5-二氟-1，3-间二氧杂环戊稀。在溶剂例如来自3M的Fluorinert FC-75中溶解特氟隆AF不定形含氟聚合物的溶液，并旋涂以形成膜。

SEMATECH提出可选的方案以使用由硅石或掺杂的硅石构成的硬护罩。因为石英具有比聚合物层高的模量和密度，所以最初的努力集中在非常厚(300-800μm)的硅石板以避免造成波前畸变的下陷。由于这些硬护罩的大的光学厚度，SEMATECH设定了对吸收、平面度、弯曲、以及波前畸变的非常严格的规范，以便最小化对投影光刻系统性能的影响。

然而，在高数值孔径(NA)时，现有的护罩失效。在低入射角时，护罩在商业上是可以接受的，但是在大角度时护罩不能透射所有的光。由不完美的透射产生的光损失被反射并造成不希望的鬼像(ghost image)。反射损失的量取决于入射光的入射角和偏振。NA＞1的现有技术的浸没曝光工具特别倾向于产生这样的问题，并且现有技术的护罩结构导致显著的图像劣化。这些角度依赖的反射正是本发明解决的主要问题。

牢记现有技术的问题和不足，因此本发明的目的是提供一种具有提高的透明度和操作性能的光学护罩。

本发明的另一目的是提供一种用于制造光学护罩的方法。

本发明的又一目的是提供一种用于使用本发明的光学护罩成像衬底例如半导体的方法。

通过说明书，本发明的其它目的和优点将部分地显现和部分地显而易见。

发明内容

通过本发明获得了对于本领域的技术人员将是显而易见的上述和其它目的以及优点，本发明旨在一种用于光掩模的护罩，其包括透明聚合物层和透明无机层的交替层，其中所述护罩具有至少三个层，外层是所述透明聚合物并且所述聚合物层优选具有比所述无机层小的折射率。

在本发明的另一方面中，所述护罩包括夹在两个聚合物层之间的透明无机层。

在本发明的又一方面中，所述护罩包括五个交替层，分别是为聚合物层的外层和中间层以及无机材料的内层。

在本发明的优选的方面中，所述聚合物层是全氟化聚合物以及所述无机层是二氧化硅。

附图说明