CN109270789A - 光罩防护膜结构及光罩 - Google Patents

Abstract

一种光罩防护膜结构及光罩，其中所述光罩防护膜结构，包括保护膜；环形框架，所述环形框架用于支撑和固定所述保护膜，所述环形框架中具有贯穿环形框架的开口，所述开口中填充满若干具有贯穿孔的过滤膜。本发明的光罩防护膜结构的变形量较小或不会发生变形。

Description

光罩防护膜结构及光罩

技术领域

本发明涉及半导体制作领域，尤其涉及一种光罩防护膜结构及光罩。

背景技术

在半导体制造的整个流程中，光掩膜或称光罩(mask)制造是从版图到晶圆(wafer)制造中间的一个过程。这一部分是流程衔接的关键部分，是流程中造价最高的一部分，也是限制最小线宽的瓶颈之一。

光罩是高精密度的石英平板，用来制作芯片上电子电路图像，以利集成电路的制作。所以光罩的制造和保存皆十分严格，才能使精准的光罩得到妥善保存，从而显影后所呈现的电路图像才会符合预定的要求。否则，利用有缺陷或刮伤的光罩进行微影工艺时，不完美的电路图像便会被复制到芯片上，进而使得制造的产品出现问题，浪费生产成本。

随着半导体技术的进步，半导体元件的尺寸愈来愈小，集成电路愈来愈精密。而随着微影成像技术的发展，光罩的线幅尺寸(Critical Dimension；CD)已进入0.18微米，甚至是0.13微米以下。然而，具有更精密的线幅尺寸的光罩，意味着制作光罩的成本越加昂贵，所以在保存及应用光罩时需更加小心。

一般而言，光罩借着盖于其上的光罩防护膜而得以保护，免于受到外界的伤害及沾上不必要的尘灰。

参考图1，现有的光罩防护膜结构包括：框架102，所述框架102位于光罩20表面，所述框架102与光罩20之间通过粘附层粘接；位于框架102上的保护膜101，所述框架102与保护膜101之间通过粘附层粘接，通过框架102和保护膜101将光罩20上的掩膜图形21与外界隔离保护。

所述框架103上还具有贯穿框架102侧壁的开孔103，所述框架102的外侧壁上具有过滤器104，所述过滤器104封闭所述开孔103的开口。所述开孔103用于保持内外的压力平衡，所述过滤器104用于吸附污染物。

但是现有的光罩防护膜结构容易产生变形，进而使得光罩也会发生变形。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是怎样减小或防止光罩的变形。

为了解决上述问题，本发明提供了一种光罩防护膜结构，包括：

保护膜；

环形框架，所述环形框架用于支撑和固定所述保护膜，所述环形框架中具有贯穿环形框架的开口，所述开口中填充满若干具有贯穿孔的过滤膜。

可选的，所述开口的形状为立方体，每个过滤膜的形状为具有贯穿孔的立方体。

可选的，若干过滤膜相互堆叠填充满所述开口。

可选的，所述开口的宽度5～7毫米，开口的高度为5～7毫米。

可选的，每个过滤膜的宽度250～350纳米，高度为250～350纳米，贯穿孔两边的过滤膜的膜壁的厚度为0.320～0.340纳米。

可选的，所述过滤膜材料的硬度与环形框架材料的硬度之比为0.9/1～1.1/1。

可选的，所述环形框架的材料为铝或铝合金，所述过滤膜的材料为石墨。

本发明还提供了一种光罩，包括：

透明基板，透明基板的包括第一表面和相对的第二表面，所述透明基板的第一表面上具有若干不透光的掩膜图形；

位于所述透明基板第一表面的如前述所述的光罩防护膜结构。

可选的，所述透明基板与光罩防护膜结构之间具有粘附层。

可选的，所述掩膜层的材料为铬、硅化钼或硅化钽。

与现有技术相比，本发明技术方案具有以下优点：

本发明的光罩防护膜结构，所述环形框架上的开口贯穿环形框架(的内壁和外壁)，所述开口中填充满具有贯穿孔的过滤膜，开口中填充的过滤膜不仅可以用于过滤污染物和保持防护膜结构内外的压力平衡，而且过滤膜是填充满开口，因而可以支撑开口的侧壁，有利于减小开口的悬空带来的环形框架的变形。并且，由于过滤膜是置于开口内，使得本发明的光罩防护膜结构相比于现有的置于框架外侧的防护膜结构，体积可以更小。

进一步，所述过滤膜材料的硬度与环形框架材料的硬度之比为0.9/1～1.1/1，一方面使得过滤膜本身能保持一定的硬度，不会变形，另一方面，使得过滤膜材料的硬度与环形框架的硬度相同或相近，当若干过滤膜填充满开口时，更利于防止或减小环形框架的变形。

进一步，所述环形框架的材料为铝，所述过滤膜(膜壁)的材料为石墨，石墨材料的硬度与铝材料的硬度接近，即过滤膜的硬度与环形框架的硬度接近，当若干过滤膜填充满开口时，使得环形框架的变形量能进一步减小，当应用本发明中的防护膜结构保护光罩时，能减小光罩的变形，并且石墨材料易于制作过滤膜并容易使若干过滤膜堆叠。

进一步，所述开口的宽度为5～7毫米，开口的高度为5～7毫米，每个过滤膜的宽度为250～350纳米，高度为250～350纳米，贯穿孔22两边的过滤膜的膜壁的厚度为0.320～0.340纳米，每个过滤膜的宽度为250～350纳米，高度为250～350纳米，贯穿孔两边的过滤膜的膜壁的厚度为0.320～0.340纳米，使得填充满开口的过滤膜的数量和层数均较大，在保证污染物吸附能力的同时，使得填充满开口的整个保护膜的硬度能更接近环形框架的硬度，并且使得整个保护膜能保持一定的机械强度和抗变形的能力，使得环形框架的变形量会很小。

进一步，本发明的光罩，通过光罩防护膜结构将光罩上的掩膜图形保护，由于本申请中的光罩防护膜结构不会产生变形或者变形量较小，因而使得光罩不会受到光罩防护膜结构变形的影响，使得光罩不会产生变形或者变形量较小。

附图说明

图1为现有光罩防护膜结构的结构示意图；

图2为本发明实施例中光罩防护膜结构的结构示意图；

图3为图2中开口的放大结构示意图；

图4为图2中开口中填充的若干过滤膜的放大结构示意图。

具体实施方式

现有的光罩防护膜结构容易产生变形，进而使得光罩也会发生变形。

研究发现，请参考图1，为了保持光罩防护膜结构内外的压力的平衡，所述框架102的侧壁上至少要设置6-10个的开孔103，开孔103的存在使得框架102的结构变得不稳定，容易产生应力形变，使得框架会发生变形，进而使得光罩20也会发生变形，光罩20上的掩膜图形21位置也会产生变形或位置的偏移，当光罩用于曝光工艺时，曝光后的光刻胶图形也会产生变形或位置的偏移。

为此，本发明提供了一种光罩防护膜结构和光罩，其中所述光罩防护膜结构，所述环形框架上的开口贯穿环形框架(的内壁和外壁)，所述开口中填充满具有贯穿孔的过滤膜，开口中填充的过滤膜不仅可以用于过滤污染物和保持防护膜结构内外的压力平衡，而且过滤膜是填充满开口，因而可以支撑开口的侧壁，有利于减小开口的悬空带来的环形框架的变形。并且，由于过滤膜是置于开口内，使得本发明的光罩防护膜结构相比于现有的置于框架外侧的防护膜结构，体积可以更小。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在详述本发明实施例时，为便于说明，示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明的保护范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

图2为本发明实施例中光罩防护膜结构的结构示意图；图3为图2中开口的结构示意图；图4为图2中开口中填充的过滤膜的结构示意图。

参考图2，本发明实施例的光罩防护膜结构，包括：

保护膜201；

环形框架202，所述环形框架202用于支撑和固定所述保护膜201，所述环形框架202中具有贯穿环形框架202的开口203，所述开口203中填充满若干具有贯穿孔的过滤膜205。

所述保护膜201为一透明薄膜，保护膜201用以保护光罩20不受掉落的微粒的影响，且使上述微粒保持远离焦距的状态，以使上述微粒不会产生影像，当使用光罩时，上述影像不会导致缺陷。

所述环形框架202用于支撑和固定所述保护膜201，通过所述环形框架202与保护膜201可以将光罩20上的掩膜图形21与外部环境隔离。本实施例中，为了将环形框架202与保护膜202固定，通过一粘附层208将环形框架202与保护膜201粘接。所述粘附层208的材料为有机粘合剂，所述粘合剂为如橡胶粘合剂、聚氨酯粘合剂、丙烯酸粘合剂、SEBS(苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯)粘合剂、SEPS(苯乙烯乙烯丙烯苯乙烯)粘合剂或硅氧烷粘合剂。

所述环形框架202的材料为具有一定机械强度的材料。本实施例中，所述环形框架202的材料为铝。在本发明的其他实施例中，所述环形框架202的材料可以为铝合金、陶瓷、碳钢或其他合适的材料。

所述环形框架202上的开口203贯穿环形框架202的内壁和外壁，所述开口203中填充满具有贯穿孔的过滤膜205，开口203中填充的过滤膜205不仅可以用于过滤污染物和保持防护膜结构内外的压力平衡，而且过滤膜205是填充满开口，因而可以支撑开口的侧壁，有利于减小开口203的悬空带来的环形框架的变形。并且，由于过滤膜205是位于开口203内，使得本实施例的光罩防护膜结构相比于现有的光罩防护膜结构(过滤器位于框架外侧上)，体积可以更小。

在一实施例中，所述过滤膜205材料的硬度与环形框架202材料的硬度之比为0.9/1～1.1/1，一方面，使得过滤膜205本身能保持一定的硬度，不会变形，另一方面，使得过滤膜205材料的硬度与环形框架202的硬度相同或相近，当若干过滤膜205填充满开口203时，更利于防止或减小环形框架202的变形。

本实施例中，所述过滤膜205(膜壁)的材料为石墨，环形框架202的材料为铝，石墨材料的硬度与铝材料的硬度接近，即过滤膜205的硬度与环形框架202的硬度接近，当若干过滤膜205填充满开口203时，使得环形框架202的变形量能进一步减小，当应用本实施例中的防护膜结构保护光罩时，能减小光罩的变形，并且石墨材料易于制作过滤膜并容易使若干过滤膜堆叠。

本实施例中，所述开口203的形状为立方体，具体请参考图3，图3为图2中开口203的放大结构示意图，所述开口203的宽度A为5～7毫米，开口203的高度B为5～7毫米，所述开口203的长度等于环形框架202内壁与外壁之间的厚度。

本实施例中，每个过滤膜205的形状为具有贯穿孔的立方体，具体请参考图4，图4为图2中若干过滤膜205的放大结构示意图，所述每个过滤膜205均包括膜壁21和位于膜壁21中的贯穿孔22。

若干过滤膜205相互堆叠填充满所述开口203(参考图2)。在一实施例中，若干过滤膜205置于一排时构成一层过滤膜，若干层过滤膜依次向上堆叠填充满开口203，这样的结构使得过滤膜205的机械结构稳定性和抗变形的能力较高，并且能保证对污染物的吸附能力。

在一实施例中，每个过滤膜205的宽度C为250～350纳米，高度D为250～350纳米，贯穿孔22两边的过滤膜的膜壁21的厚度为0.320～0.340纳米，这样的过滤膜205结构使得填充满开口203的过滤膜的数量和层数均较大，在保证污染物吸附能力的同时，使得填充满开口的整个保护膜205的硬度能更接近环形框架的硬度，并且使得整个保护膜能保持一定的机械强度和抗变形的能力，使得环形框架的变形量会很小。

需要说明的是，在其他实施例中，所述开口和过滤膜也可以为其他合适的形状，只需要满足过滤膜能填充满开口。

本发明另一实施例还提供了一种光罩，请参考图2，包括：

透明基板20，透明基板20的包括第一表面和相对的第二表面，所述透明基板20的第一表面上具有若干不透光的掩膜图形21；

位于所述透明基板20第一表面的光罩防护膜结构，所述光罩防护膜结构包括：保护膜201；环形框架202，所述环形框架202用于支撑和固定所述保护膜201，所述环形框架202中具有贯穿环形框架202的开口203，所述开口203中填充满若干具有贯穿孔的过滤膜205。

所述透明基本20的材料为无缺陷的熔融硅石(fused silica)或玻璃(glass)。

所述掩膜图形21的材料包括铬(chromium)。在其它实施例中，掩膜图形21的材料包括例如硅化钼(MoSi)或硅化钽(TaSi₂)的金属硅化物、金属氮化物、氧化铁、无机材料、例如钼、氧化铌、钛、钽、氮化铬、三氧化钼(MoO3)、氮化钼、氧化铬、氮化钛、氮化锆、氧化钛、氮化钽、氧化钽、二氧化硅、氮化铌、氮化硅、中性氧化铝、氧化铝的其它材料或其组合。

所述透明基板21与光罩防护膜结构之间具有粘附层207，通过粘附层207将光罩防护膜结构与光罩固定。所述粘附层208的材料为有机粘合剂，所述粘合剂为如橡胶粘合剂、聚氨酯粘合剂、丙烯酸粘合剂、SEBS(苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯)粘合剂、SEPS(苯乙烯乙烯丙烯苯乙烯)粘合剂或硅氧烷粘合剂。

本实施例中，通过光罩防护膜结构将光罩上的掩膜图形21保护，由于本申请中的光罩防护膜结构不会产生变形或者变形量较小，因而使得光罩20不会受到光罩防护膜结构变形的影响，使得光罩20不会产生变形或者变形量较小。

需要说明的是，关于光罩防护膜结构的具体描述或限定在本实施例中不再赘述，具体请参考前述实施例中相应部分的描述或限定。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种光罩防护膜结构，其特征在于，包括：

保护膜；

环形框架，所述环形框架用于支撑和固定所述保护膜，所述环形框架中具有贯穿环形框架的开口，所述开口中填充满若干具有贯穿孔的过滤膜。

2.如权利要求1所述的光罩防护膜结构，其特征在于，所述开口的形状为立方体，每个过滤膜的形状为具有贯穿孔的立方体。

3.如权利要求2所述的光罩防护膜结构，其特征在于，若干过滤膜相互堆叠填充满所述开口。

4.如权利要求3所述的光罩防护膜结构，其特征在于，所述开口的宽度5～7毫米，开口的高度为5～7毫米。

5.如权利要求4所述的光罩防护膜结构，其特征在于，每个过滤膜的宽度250～350纳米，高度为250～350纳米，贯穿孔两边的过滤膜的膜壁的厚度为0.320～0.340纳米。

6.如权利要求1所述的光罩防护膜结构，其特征在于，所述过滤膜材料的硬度与环形框架材料的硬度之比为0.9/1～1.1/1。

7.如权利要求6所述的光罩防护膜结构，其特征在于，所述环形框架的材料为铝或铝合金，所述过滤膜的材料为石墨。

8.一种光罩，其特征在于，包括：

透明基板，透明基板的包括第一表面和相对的第二表面，所述透明基板的第一表面上具有若干不透光的掩膜图形；

位于所述透明基板第一表面的如权利要求1～7任一项所述的光罩防护膜结构。

9.如权利要求8所述的光罩，其特征在于，所述透明基板与光罩防护膜结构之间具有粘附层。

10.如权利要求8所述的光罩，其特征在于，所述掩膜图形的材料为铬、硅化钼或硅化钽。