一种光罩防护结构、光罩基板的包装方法、光刻方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种光罩防护结构、光罩基板的包装方法、光刻方法。

背景技术

光罩(reticle)是芯片制造过程中光刻工艺所使用的图形母版，由不透明的遮光薄膜在透明基板上形成掩膜(layout)图形，并通过曝光将图形转印到产品基板上，光罩的质量直接影响芯片的质量，通常在光罩上形成光罩功能膜(pellicle)以保护光罩的洁净，防止颗粒掉入掩膜图形上。

但是，光罩封装出货的运输过程中，光罩盒中的颗粒可能掉落在光罩功能膜上，或者在接收到光罩后对光罩进行检查(inspection)时，也可能导致颗粒掉落至光罩功能膜上，例如：在打开光罩盒时，由于气流扰动导致外界颗粒掉落等。光罩功能膜上的颗粒较大时，无法通过集成光罩探测系统(Integrated Reticle Inspection System,IRIS)的检测，或者可能在晶圆端成像，影响晶圆质量。

因而，目前亟需一种防护结构，避免颗粒掉落至光罩功能膜上。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光罩防护结构、光罩基板的包装方法、光刻方法，以避免颗粒掉落至光罩功能膜上。

为实现上述目的，本发明有如下技术方案：

一种光罩防护结构，包括：

第一保护膜、第二保护膜以及光罩护膜框；

所述光罩护膜框的一端用于固定连接在光罩基板上，另一端连接所述第一保护膜和所述第二保护膜；所述第一保护膜为光罩功能膜；

所述第一保护膜在所述光罩基板的正投影覆盖所述光罩基板上的掩膜图形，所述第二保护膜在所述光罩基板的正投影覆盖所述第一保护膜，所述第一保护膜和所述第二保护膜在垂直于所述光罩基板的方向上的距离大于或等于预设值。

可选的，所述光罩护膜框设有第一表面和第二表面，所述第一保护膜于所述第一表面固定于所述光罩护膜框上，所述第二保护膜于所述第二表面固定于所述光罩护膜框上。可选的，所述第一表面和所述第二表面构成台阶，所述第二表面为所述光罩护膜框远离所述光罩基板一侧的表面。

可选的，所述第二保护膜为静电吸附膜。

可选的，所述光罩功能膜包括g线透过膜、i线透过膜、KrF透过膜、ArF透过膜中的至少一种。

可选的，所述光罩护膜框包括外壁面和内壁面，所述内壁面包括连接于所述第一表面与所述第二表面之间的第一内壁面，所述光罩护膜框还设有通孔，所述通孔贯穿所述外壁面与所述第一内壁面。

可选的，所述第一内避免与所述第一表面的夹角为钝角。

一种光罩基板的包装方法，包括：

在光罩基板上的掩膜图形的周围形成光罩护膜框；

在所述光罩护膜框远离所述光罩基板的一端连接第一保护膜和第二保护膜，所述第二保护膜位于所述第一保护膜远离所述光罩基板的一侧；所述第一保护膜为光罩功能膜；

所述第一保护膜在所述光罩基板的正投影覆盖所述掩膜图形，所述第二保护膜在所述光罩基板的正投影覆盖所述第一保护膜，所述第一保护膜和所述第二保护膜在垂直于所述光罩基板的方向上的距离大于或等于预设值。

可选的，所述第二保护膜为静电吸附膜。

可选的，所述在所述光罩护膜框远离所述光罩基板的一端连接第一保护膜和第二保护膜包括：

在所述光罩护膜框上粘附平行于所述光罩基板的第一保护膜；

利用静电吸附在所述光罩护膜框上吸附平行于所述光罩基板的第二保护膜。

一种光刻方法，利用光罩在晶圆上形成目标图形，所述光罩包括光罩基板以及所述光罩基板上的掩膜图形，所述光罩上固定有上述所述的光罩防护结构，利用光罩在晶圆上形成目标图形之前，去除所述光罩防护结构中的所述第二保护膜。

本发明实施例提供的一种光罩防护结构，包括：第一保护膜、第二保护膜以及光罩护膜框，光罩护膜框的一端固定连接在光罩基板上，另一端连接第一保护膜和第二保护膜，第二保护膜位于第一保护膜远离光罩基板的一侧，第一保护膜为光罩功能膜；第一保护膜在光罩基板的正投影覆盖光罩基板上的掩膜图形，第二保护膜在光罩基板上的正投影覆盖第一保护膜，第一保护膜和第二保护膜在垂直于光罩基板的方向上的距离大于或等于预设值。这样，在光罩功能膜上覆盖有第二保护膜，第二保护膜保护光罩功能膜，避免颗粒掉落至光罩功能膜上，并且由于光罩功能膜和第二保护膜之间具有一定的间隔，在去除第二保护膜时不会对光罩功能膜造成损伤，保证光罩功能膜能够有效保护光罩基板上的掩膜图形，提高工艺质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1示出了一种光刻结构的结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例一种光罩防护结构的剖面结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例一种光罩护膜框的剖面结构示意图；

图4示出了根据本发明实施例一种光罩护膜框的侧面结构示意图。

具体实施方式

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。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

正如背景技术的描述，光罩功能膜上的颗粒较大时，无法通过集成光罩探测系统(Integrated Reticle Inspection System,IRIS)的检测，或者可能在晶圆端成像，参考图1所示，光罩基板101上形成有掩膜图形102，同时在光罩基板101的外围形成光罩护膜框103，光罩护膜框103包围掩膜图形102，从而能够对掩膜图形102起保护作用，光罩护膜框103上形成有光罩功能膜104，光罩功能膜104避免颗粒掉落至掩膜图形102上。当进行光刻工艺时，光从光罩基板101上未形成掩膜图形102的一侧入射至光罩基板101中，光罩基板101上形成有掩膜图形102的位置对光有遮挡作用，光罩基板101上未形成有掩膜图形102的位置对光有透光作用，当光罩功能膜104上形成有颗粒105时，经过光学系统106的作用，颗粒105在晶圆108上的光阻层109上成像，影响晶圆108质量。

为此，本申请实施例提供一种光罩防护结构，参考图2所示，包括：

第一保护膜204、第二保护膜205以及光罩护膜框202；

所述光罩护膜框202一端用于固定连接在光罩基板201上，另一端连接所述第一保护膜204和所述第二保护膜205，所述第二保护膜205位于所述第一保护膜204远离所述光罩基板201的一侧；所述第一保护膜204为光罩功能膜；

所述第一保护膜204在所述光罩基板201的正投影覆盖所述光罩基板201上的掩膜图形203，所述第二保护膜205在所述光罩基板201的正投影覆盖所述第一保护膜204，所述第一保护膜204和所述第二保护膜205在垂直于所述光罩基板201的方向上的距离大于或等于预设值。

本申请实施例中，光罩基板201以及光罩基板201上的掩膜图形203形成光罩(reticle)，光罩又称掩膜版。形成光罩的方法可以为，在光罩基板201上形成不透光层，例如可以通过化学气相沉积、物理气相沉积等工艺在不透光层上形成光刻胶层，而后对光刻胶层依次进行曝光处理和显影处理。具体的，可以为，利用电子束或激光直接照射到光刻胶层上，被照射的光刻胶层发生反应，随后采用特定溶剂去除未被光线照射的光刻胶层或被光线照射的光刻胶层，从而实现掩膜图形转移至光刻胶层上，即获得图案化的光刻胶层。而后，以图案化的光刻胶层为遮蔽，刻蚀不透光层，形成光罩。随后，可以去除光刻胶层。光罩基板201例如可以为石英玻璃或其他材料的透明基板，掩膜图形203例如可以为硅化钼(MoSi)、氧化铬(CrO)、硅酸锆(ZrSiO)或者氮化硅(SiN)等。

在光罩基板201上形成有光罩护膜框202，即光罩护膜框202的一端固定连接在光罩基板201上且包围光罩基板201上的掩膜图形203，从而能够对掩膜图形203起到保护作用。具体的，可以通过粘合剂将光罩护膜框202粘接于最外围掩膜图形的外侧，光罩护膜框202可以为环形结构，例如圆环、方环。光罩护膜框202的材料可以为铝合金、陶瓷等。

在掩膜图形203的上方形成有平行于光罩基板201的第一保护膜204，此时第一保护膜201在光罩基板201上的正投影覆盖光罩基板201上的掩膜图形203，第一保护膜204为光罩功能膜，光罩功能膜用于避免颗粒掉落至掩膜图形203上。光罩功能膜包括g线透过膜、i线透过膜、KrF透过膜、ArF透过膜中的至少一种。具体的，可以根据不同的曝光光源，将光罩功能膜分为g线透过膜、i线透过膜、KrF透过膜、ArF透过膜，例如曝光光源为g线时，光罩功能膜为g线透光膜，曝光光源为i线时，光罩功能膜为i线透光膜。

第一保护膜204位于光罩护膜框202上，通过光罩护膜框202将第一保护膜204固定于掩膜图形203上方。显然，第一保护膜204和掩膜图形203具有一定的间距，避免在去除第一保护膜204的过程中对掩膜图形203造成损伤。具体的，可以通过粘结剂将第一保护膜204贴附在光罩护膜框202上。在第一保护膜204上方形成有平行于光罩基板201的第二保护膜205，此时第二保护膜205在光罩基板201上的正投影覆盖第一保护膜204，第二保护膜205用于避免颗粒掉落至第一保护膜204上，影响晶圆成像。第二保护膜205由光罩护膜框202固定，且第二保护膜205和第一保护膜204在垂直于光罩基板201的方向上的距离大于或等于预设值，由于第一保护膜204和第二保护膜205之间具有间隔，避免在去除第二保护膜205的过程中损伤第一保护膜204。在进行光刻工艺之前，需要先将第一保护膜204上方的第二保护膜205去除。

本实施例中，光罩护膜框202设有第一表面和第二表面，第一保护膜204于第一表面固定于光罩护膜框202上，第二保护膜205于第二表面固定于光罩护膜框202上。可以理解的是，第一表面用于固定支撑第一保护膜204，第二表面用于固定支撑第二保护膜205，且第二保护膜205位于第一保护膜204的上方，即第二保护膜205与光罩基板201的距离大于第一保护膜205与光罩基板201的距离，因而第一表面位于光罩护膜框202的内壁，第二平面可以位于光罩护膜框202的内壁或顶部表面。而且，由于第一保护膜204位于第一表面上，第一表面位于光罩护膜框202的内壁上，在光刻机台发生故障，需要将光罩从光刻机台中取出时，避免取出装置触碰到第一保护膜204，导致第一保护膜204被污染或损坏。

具体的，可以在光罩护膜框202的内壁上设置两个凸起结构，记为第一凸起和第二凸起，第一凸起与光罩基板201的距离小于第二凸起与光罩基板201的距离，第一凸起用于支撑第一保护膜204，第二凸起用于支撑第二保护膜205。也可以在光罩护膜框202的内壁上设置一个凸起结构，该凸起结构用于支撑第一保护膜204，光罩护膜框202的顶部表面用于支撑第二保护膜204，此处的顶部表面是指光罩护膜框202远离光罩基板201一侧的表面。

在具体的实施例中，第一表面和第二表面构成台阶，参考图2所示，且第二表面为光罩护膜框202远离光罩基板201的表面，可以通过切割护膜框202形成台阶结构，工艺较为简单。第一表面和第二表面之间的光罩护膜框202在垂直于光罩基板201的方向上具有一定的坡度，且该坡度向光罩护膜框202的内侧倾斜，以便于在第一表面上粘结第一保护膜204。

在具体的应用中，第二保护膜205可以为静电保护膜，通过静电吸附作用在光罩护膜框202上吸附用于保护第一保护膜204的第二保护膜205，简化工艺，并且在后续光刻工艺中易于将第二保护膜205去除。

本实施例中，光罩护膜框202包括外壁面和内壁面，内壁面包括连接第一表面与第二表面之间的第一内壁面，光罩护膜框202上还设有通孔210，通孔210贯穿外壁面和第一内壁面参考图3和图4所示，图3为光罩护膜框202的剖面结构示意图，图4为光罩护膜框的侧面结构示意图。光罩护膜框202上的通孔210能够降低第一保护膜204和第二保护膜205之间的气压，使得第一保护膜204和第二保护膜205之间的气压与外部气压平衡，避免在去除第二保护膜205的过程中对第一保护膜204造成破坏。参考图3和图4所示，第一保护膜204和第二保护膜205之间的光罩护膜框202上的通孔210的数量可以为多个，且多个通孔210可以呈阵列排布。在具体的实施例中，第一内壁面和第一表面的夹角为钝角，以便于在第一表面上固定第一保护膜204。

以上对本申请实施例提供的一种光罩防护结构进行了详细的描述，本申请实施例还提供一种光罩基板的包装方法，参考图2所示，包括：

在光罩基板201上的掩膜图形203的周围形成光罩护膜框202；

在所述光罩护膜框202远离所述光罩基板201的一端连接第一保护膜204和第二保护膜205，所述第二保护膜205位于所述第一保护膜204远离所述光罩基板201的一侧；所述第一保护膜204为光罩功能膜；

所述第一保护膜204在所述光罩基板201的正投影覆盖所述掩膜图形203，所述第二保护膜205在所述光罩基板201的正投影覆盖所述第一保护膜204，所述第一保护膜204和所述第二保护膜205在垂直于所述光罩基板201的方向上的距离大于或等于预设值。

本申请实施例中，光罩基板201上形成有掩膜图形203，光罩基板201以及掩膜图形203形成光罩，光罩是芯片制造过程中光刻工艺所使用的图形母版，通过曝光将掩膜图形转印到产品基板上。在掩膜图形203的周围形成光罩护膜框202，光罩护膜框202用于保护掩膜图形203。在光罩护膜框202上远离光罩基板201的一端连接第一保护膜204和第二保护膜205，第二保护膜205位于第一保护膜204远离光罩基板201的一侧，第一保护膜204为光罩功能膜，用于避免颗粒掉落至光罩上，光罩护膜框202位于掩膜图形203的外围，第一保护膜204的正投影覆盖掩膜图形203，则光罩护膜框202和第一保护膜204将掩膜图形203包围，将掩膜图形203和外界隔离开，第二保护膜205的正投影覆盖第一保护膜204，以避免颗粒掉落至第一保护膜204上。而且第一保护膜204和第二保护膜205在垂直于光罩基板201的方向上的距离大于或等于预设值，从而使得在去除第二保护膜205时避免对第一保护膜204造成损伤，预设值可以是根据需求确定的。

本实施例中，第二保护膜205为静电吸附膜，具体的，可以先在光罩护膜框202上粘附平行于光罩基板201的第一保护膜204，而后利用静电吸附在光罩护膜框202上吸附平行于光罩基板201的第二保护膜205。例如，通过粘结剂在光罩护膜框202第一表面上粘附第一保护膜204，而后在光罩护膜框202的第二表面上吸附第二保护膜205，第二表面与光罩基板201的距离大于第一表面与光罩基板201的距离，且第一表面位于光罩护膜框202的内壁，第二表面位于光罩护膜框202的内壁或顶部表面。在具体的应用中，可以在第二保护膜205上注入第一电荷，在光罩护膜框202的第二表面上注入第二电荷，第一电荷与第二电荷为相反的电荷，利用电荷之间的静电吸引力使得第二保护膜205吸附在光罩护膜框202的第二表面上。

本申请实施例还提供一种光刻方法，利用光罩在晶圆上形成目标图形，光罩包括光罩基板和光罩基板上的掩膜图形，光罩上固定有上述所述的光罩防护结构，利用光罩在晶圆上形成目标图形之前，去除光罩防护结构中的第二保护膜。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于结构实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见结构实施例的部分说明即可。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何的简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。