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CN110187601A - 测试光掩模组件的方法 - Google Patents

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CN110187601A
CN110187601A CN201810387332.8A CN201810387332A CN110187601A CN 110187601 A CN110187601 A CN 110187601A CN 201810387332 A CN201810387332 A CN 201810387332A CN 110187601 A CN110187601 A CN 110187601A
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CN
China
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photomask
layer
patterned layer
pellicle
assembly
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Application number
CN201810387332.8A
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柯武宏
温志伟
谢昆龙
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Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Original Assignee
Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
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Abstract

一种测试光掩模组件(photomask assembly)的方法。所述方法包括将光掩模组件放置到腔室中。所述光掩模组件包括贴合到光掩模的第一侧的护膜(pellicle)。所述方法还包括将所述光掩模组件在所述腔室中暴露于辐射源(radiation source)。所述光掩模组件的暴露包括在整个照射时间内照射所述光掩模被所述护膜覆盖的全部区域。

Description

测试光掩模组件的方法
技术领域
本发明实施例涉及一种测试光掩模组件的方法。更具体来说，本发明实施例涉及一种将光掩模组件暴露于辐射源的测试光掩模组件的方法。
背景技术
在半导体技术中，掩模(光掩模(photomask)或掩模版(reticle))包括预先设计的集成电路(integrated circuit，IC)图案。掩模用于利用光刻工艺(photolithographyprocess)将预先设计的IC图案转移到晶片(wafer)上。掩模上的任何缺陷也将被转移到晶片。
掩模缺陷的一个来源是可能在掩模制作工艺、处理工艺、或光刻工艺期间引入的掩模雾缺陷(mask haze)。雾缺陷是因掩模材料及护膜材料的放气(outgassing)以及掩模制作溶液及/或掩模清洁溶液的化学残留物而形成的生长缺陷。雾缺陷可能变更掩模的透射性质，从而在晶片上造成印刷错误。
发明内容
一种测试光掩模组件的方法。所述方法包括将光掩模组件放置到腔室中。所述光掩模组件包括贴合到光掩模的第一侧的护膜。所述方法还包括将所述光掩模组件在所述腔室中暴露于辐射源。所述光掩模组件的暴露包括在整个照射时间内照射所述光掩模被所述护膜覆盖的全部区域。
附图说明
结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本发明的各个方面。应注意，根据本行业中的标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。
图1A是根据一些实施例的光掩模组件的俯视图。
图1B是根据一些实施例的图1A所示的光掩模组件沿线A-A’截取的剖视图。
图2是根据一些实施例的用于使雾缺陷形成加速的腔室的剖视图。
图3A及图3B是根据一些实施例对光掩模组件进行用于形成雾缺陷的暴露工艺(exposure process)的剖视图。
图4A是根据一些实施例的光掩模组件的俯视图。
图4B是根据一些实施例的图4A所示的光掩模组件沿线A-A’截取的剖视图。
图5A是根据一些实施例的光掩模组件的俯视图。
图5B是根据一些实施例的图5A所示的光掩模组件沿线A-A’截取的剖视图。
图6是根据一些实施例的制作光掩模组件的方法的流程图。
图7至图12是根据一些实施例的光掩模组件在各种制作阶段的剖视图。
附图标号说明
100、400、500：光掩模组件
110、410、510、710A、710B：光掩模
112a、112b、112c、112d、412、512：区
114、414、514：前侧
116、416、516：后侧
122、422、522、722：衬底
124、424、524、724：第一图案化层
125A、425A、525A、725A：图案区
125B、425B、525B、725B：边界区
126、426、526、726：第二图案化层
130、430、530、730：护膜
132、432、532、732：护膜框架
134、434、534、734：护膜膜片
136、436、536、736：框架粘合剂
138、438、538、738：膜片粘合剂
140：腔室
150：辐射源
152：辐射
160：支撑件
602、604、606、608、610、612：操作
702：第一图案化抗蚀剂层
702a、704：开口
706：第二图案化抗蚀剂层
706L：第二抗蚀剂层
724L：第一层
726L：第二层
726P：第二层部分
D：距离
具体实施方式
以下公开内容提供用于实作所提供主题的不同特征的许多不同的实施例或实例。以下阐述组件、值、操作、材料、排列等的具体实例以简化本发明。当然，这些仅为实例且不旨在进行限制。预期存在其他组件、值、操作、材料、排列等。举例来说，以下说明中将第一特征形成在第二特征“之上”或第二特征“上”可包括其中第一特征及第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中第一特征与第二特征之间可形成有附加特征、进而使得所述第一特征与所述第二特征可能不直接接触的实施例。另外，本公开内容可能在各种实例中重复使用附图标号及/或字母。这种重复使用是出于简洁及清晰的目的，而不是自身表示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。
此外，为易于说明，本文中可能使用例如“之下(beneath)”、“下面(below)”、“下部的(lower)”、“上方(above)”、“上部的(upper)”等空间相对性用语来阐述图中所示的一个元件或特征与另一(其他)元件或特征的关系。所述空间相对性用语旨在除图中所绘示的取向外还囊括装置在使用或操作中的不同取向。设备可具有其他取向(旋转90度或处于其他取向)，且本文中所使用的空间相对性描述语可同样相应地进行解释。
减少掩模组件的雾缺陷形成量有助于确保掩模上的图案精确地转移到晶片。掩模组件避免雾缺陷形成的时间越长(或具有最少的雾缺陷形成)，则所述掩模组件的使用寿命越长。使用寿命的延长会通过减少所使用的材料量及用于替换掩模组件的生产过程停机时间(down time)来节省时间及制造成本。目前使用生长缺陷检测器(growing defectdetector，GDD)来使雾缺陷形成加速以在将掩模组件用于晶片加工之前进行掩模组件质量鉴定及掩模清洁工艺。使用GDD有助于预测掩模组件的预期使用寿命。在一些质量鉴定工艺中，将掩模组件的特定区暴露于发射193纳米(nm)波长的激光束的氟化氩(ArF)准分子(excimer)激光。来自ArF准分子激光的高能光子(high energy photon)触发光化学反应(photochemical reaction)，从而使掩模上的雾缺陷形成加速。此种雾缺陷形成加速工艺被用于评估在空白掩模(mask blank)、护膜(pellicle)、及掩模清洁溶液中采用的材料的适合度。然而，一起使用ArF准分子激光与GDD是复杂且昂贵的，原因是使用到昂贵的光学系统来将激光束投射到掩模组件。使用ArF准分子激光的掩模组件质量鉴定也是耗时的，往往需要几天或一周才能完成。此外，由于ArF准分子激光仅照射掩模组件的相对小的区域(例如，5毫米(mm)×5mm)，因此与雾缺陷形成有关的信息仅限于一些局部区。使用ArF准分子激光作为辐射源的GDD因此无法提供横跨整个掩模组件的雾缺陷生长(hazing)的信息。
使用更高的能量辐射源照射掩模组件的更大的部分的工艺有助于增加与横跨掩模组件的雾缺陷形成相关的信息及减少所述工艺的持续时间。信息的增加有助于在制造工艺期间更准确地预测掩模组件的性能。另外，测试工艺持续时间的减少有助于将制造工艺的制造效率最大化。在一些实施例中，使用真空紫外光(vacuum ultraviolet，VUV)辐射源来照射掩模组件以使雾缺陷形成加速。
图1A是根据一些实施例的光掩模组件100的俯视图。光掩模组件100包括光掩模110及贴合到光掩模110的护膜130。光掩模110包括多个区112a-112d。每一区112a-112d含有用于转移到半导体装置(例如，集成电路)的材料层的图案。在一些实施例中，区(第一区)112a具有与至少一个其他区112b、112c、112d相同的图案。在一些实施例中，区(第一区)112a具有与至少一个其他区112b、112c、112d不同的图案。光掩模110包括二元强度掩模(binary intensity mask)、相移掩模(phase shifting mask，PSM)、衰减式掩模(attenuated mask)、反射掩模(reflection mask)、及/或其组合。
图1B是根据一些实施例的图1A所示的光掩模组件沿线A-A’截取的剖视图。光掩模110具有前侧114及与前侧114相对的后侧116。
在图1B中，光掩模110包括衬底122、位于衬底122上的第一图案化层124、及位于第一图案化层124上的第二图案化层126。在一些实施例中，第一图案化层124包括图案区125A及环绕图案区125A的边界区125B。图案区125A含有与所要在晶片上形成的电路图案对应的图案，且第二图案化层126位于第一图案化层124的边界区125B上。在一些实施例中，不包括第二图案化层126。
在一些实施例中，衬底122包含低热膨胀(low thermal expansion，LTE)玻璃、熔融石英(fused quartz)、碳化硅、黑金刚石(carbonado)、或另一适宜的材料。在一些实施例中，衬底122具有介于约6.3mm到约6.5mm范围内的厚度。在一些情形中，如果所述厚度过小，则断裂(breakage)或翘曲(warping)的风险会增大。在一些情形中，如果所述厚度过大，则光掩模110的重量会不必要地增加。
在一些实施例中，第一图案化层124被配置成提供相移(phase shift)至用于晶片制作的光刻工艺中采用的辐射束。第一图案化层124具有厚度以使得朝向且通过第一图案化层124的辐射束相对于通过空气的辐射束具有相移。在一些实施例中，辐射束包括紫外光(ultraviolet，UV)束、离子束、x射线束、极紫外光(extreme ultraviolet，EUV)束、或深紫外光(deep ultraviolet，DUV)束。在一些实施例中，第一图案化层124引起约180度的相移。在一些实施例中，第一图案化层124具有约λ/[2x(n-1)]的厚度，其中λ是在用于晶片制作的光刻工艺期间投射在光掩模110上的辐射束的波长，且n是第一图案化层124相对于所述辐射束的折射率。在一些实施例中，第一图案化层124提供范围介于约120度与240度之间的相移。在一些实施例中，第一图案化层124具有范围介于λ/[3x(n-1)]与2λ/[3x(n-1)]之间的厚度以实现处于以上范围中的期望的相移。在一些实施例中，第一图案化层124包含硅化钼(MoSi)、二硅化钽(TaSi2)、或氮氧化硅化钼(molybdenum silicide oxynitride，MoSiON)。在一个实施例中，第一图案化层124包含MoSi。
在一些实施例中，第一图案化层124被配置成反射入射在第一图案化层124上的光。在一些实施例中，第一图案化层124具有包括钼-硅(Mo-Si)层对(pairs)的多层式结构。在一些实施例中，多层式结构具有范围介于约250nm到约350nm的厚度。在一些实施例中，每一Mo层具有范围介于约3nm到约4nm的厚度。在一些实施例中，每一Si层具有范围介于约4nm到约5nm的厚度。多层式结构及各别层中的每一者的厚度有助于使入射辐射的相长干扰(constructive interference)最大化。在一些情形中，如果厚度过大或过小，则入射辐射的波长的相长干扰会减小。在一些实施例中，多层式结构包括钼/铍(Mo/Be)层对。
第二图案化层126对于在用于半导体晶片制作的光刻工艺中使用的辐射束来说是不透明的。在一些实施例中，第二图案化层126具有比第一图案化层124的透射率(transmissivity)低的透射率。在一些实施例中，第二图案化层126具有实质上为零的透射率。在一些实施例中，根据入射辐射的波长，第二图案化层126具有范围介于约50nm到约75nm的厚度。第二图案化层126的厚度有助于防止入射辐射的无用透射(unwantedtransmission)。在一些情形中，如果所述厚度过小，则无用透射的风险会增大。在一些情形中，如果所述厚度过大，则会浪费材料且性能不会显著提高。在一些实施例中，第二图案化层126包含与第一图案化层124的材料不同的材料。在一些实施例中，第二图案化层126包含铬(Cr)、钴(Co)、钼(Mo)、钨(W)、钽(Ta)、或铝(Al)。在一个实施例中，第二图案化层126包含Cr。
在光掩模110为反射掩模的情形中，在一些实施例中，光掩模110还包括位于衬底122的与第一图案化层124相对的一侧上的后侧涂布层(图中未示出)、夹置在第一图案化层124与第二图案化层126之间的顶盖层(capping layer)(图中未示出)、位于第二图案化层126上的一个或多个抗反射涂层(anti-reflective coating，ARC)层(图中未示出)、或其他适合的元件(图中未示出)。
在一些实施例中，后侧涂布层包含氮化铬(CrxNy)层。在一些实施例中，后侧涂布层具有范围介于约70nm到约100纳米(nm)的厚度。后侧涂布层的厚度有助于确保入射辐射的反射。在一些情形中，如果所述厚度过小，则辐射穿过后侧涂布层的风险会增大。在一些情形中，如果所述厚度过大，则会浪费材料及提高生产成本且性能不会显著提高。
在一些实施例中，顶盖层包括钌(Ru)顶盖层。在一些实施例中，Ru顶盖层具有范围介于约2.5nm到约3nm的厚度。在一些实施例中，顶盖层包含Si顶盖层。在一些实施例中，Si顶盖层具有范围介于约4nm到约4.5nm的厚度。顶盖层的厚度有助于延长多层式结构的使用寿命。在一些情形中，如果所述厚度过小，则光掩模110的使用寿命会减少。在一些情形中，如果所述厚度过大，则会浪费材料且性能不会显著提高。
在一些实施例中，ARC层包含TaxByOzNu层、HfxOy层、SixOyNz层、或对于入射辐射的波长来说适合的其他抗反射材料中的至少一者。
如上所述，光掩模110包括可用于通过光刻将图案转移到晶片上的图案区125A。为实现从图案区125A到晶片的高保真度图案转移，所述光刻工艺应为无缺陷的。无意地沉积在图案区125A上的颗粒会引入缺陷并导致所转移图案的劣化。颗粒可能例如清洁工艺期间、及/或在对光掩模110进行处理期间以各种方式中的任一种方式引入。
护膜130用于帮助防止颗粒到达光掩模110并干扰图案转移。护膜130包括护膜框架(pellicle frame)132及护膜膜片(pellicle membrane)134。护膜框架132通过框架粘合剂(frame adhesive)136贴合到光掩模110的前侧114。护膜膜片134延伸到第一图案化层124的图案区125A上且具有通过膜片粘合剂(membrane adhesive)138贴合到护膜框架132的周边区。
护膜框架132被配置成将护膜膜片134恰当地固定到光掩模110。护膜框架132为圆形形状、矩形形状、或任何其他适合的形状，且被安装到光掩模110的边界区上。在一些实施例中，护膜框架132贴合到第二图案化层126。护膜框架132包含刚性材料(rigidmaterial)。在一些实施例中，护膜框架132包含Al、Al合金、钛(Ti)、镍(Ni)、金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、Mo、铂(Pt)、Cr、锰(Mn)、铁(Fe)、Co、钯(Pd)、Ta、W、硅、聚合物、其他适合的材料、及/或其组合。在一些实施例中，护膜框架132具有与光掩模110的热膨胀系数(coefficient of thermal expansion，CTE)相似的热膨胀系数，以减小因温度的变化而施加在光掩模110上的应力。护膜框架132具有被选择成将护膜膜片134定位成不对准穿过护膜膜片134到达图案区125A的入射辐射的焦点的高度。在一些实施例中，护膜框架132的高度介于约1毫米(mm)到约10mm的范围内。在一些情形中，如果所述高度过小，则位于护膜膜片134上的成像颗粒及其他污染物的风险会增大。在一些情形中，如果所述高度过大，则护膜130的重量会不必要地增加。
护膜框架132通过框架粘合剂136贴合到光掩模110的前侧114。在一些实施例中，框架粘合剂136包括压敏型粘合剂(pressure sensitive adhesive)。在一些实施例中，框架粘合剂136包含热固性粘合剂材料(thermosetting adhesive material)，例如环氧树脂、苯并环丁烯(benzocyclobutene，BCB)、甲基硅倍半氧烷(methylsilsesquioxane，MSQ)、聚酰亚胺、其他热固性材料、及/或其组合。在一些实施例中，框架粘合剂136包含用以将护膜框架132固定到光掩模110的胶水或另一种材料。
在一些实施例中，护膜框架132是以除框架粘合剂136以外的方式(例如至少一个吸盘、真空、或静电贴)固定到光掩模110。在此种实施例中，省略框架粘合剂136。
护膜膜片134是拉伸在护膜框架132之上的膜。护膜膜片134包含的材料所具有的机械强度足以避免在被贴合到护膜框架132时翘曲到将会负面地影响光刻工艺的程度。在一些实施例中，护膜膜片134包含一种或多种材料，所述一种或多种材料包括硅、氟聚合物(fluoropolymer)、氮化硅、多晶硅(polycrystalline silicon，poly-Si)、碳化硅(siliconcarbide，SiC)、Ru、SiN/poly-Si/SiN夹层膜堆叠(SiN/poly-Si/SiN sandwich filmstack)、Si系化合物、其他适合的材料、及/或其组合。
护膜膜片134的性质是基于用于将图案区125A中的图案转移到晶片的光刻工艺来选择。在一些实施例中，护膜膜片134具有小于约100nm的厚度。在一些实施例中，护膜膜片134具有小于约50nm的厚度。在一些情形中，如果护膜膜片134的厚度过大，则在光刻工艺期间吸收入射辐射的风险会增大。在一些实施例中，护膜膜片134包括多个层。举例来说，在一些实施例中，护膜膜片134包括：由SiN形成的第一子层，其具有小于约10nm的厚度；由poly-Si形成的第二子层，其具有小于约100nm的厚度；以及由SiN形成的第三子层，其具有小于约10nm的厚度。
在一些实施例中，护膜膜片134具有小于约10nm的总厚度变化(total thicknessvariation，TTV)。TTV是对护膜膜片134的均匀性的衡量。在一些情形中，随着TTV的增大，从图案区125A的一个部分到晶片进行的转移的质量与从图案区125A的另一部分到所述晶片进行的转移的质量之间的差异增大。在一些实施例中，护膜膜片134的表面具有小于约10nm的均方根(root mean squared，RMS)粗糙度。RMS粗糙度影响穿过护膜膜片134的辐射的扩散。在一些情形中，随着RMS粗糙度的增大，穿过护膜膜片134的辐射的扩散增大，从而导致图案转移的质量下降。
护膜膜片134通过膜片粘合剂138贴合到护膜框架132。在一些实施例中，膜片粘合剂138包含热固性粘合剂材料，例如环氧树脂、丙烯酸树脂(acrylic resin)、氟树脂(fluorine resin)、BCB、MSQ、聚酰亚胺、其他热固性材料、及/或其组合。在一些实施例中，膜片粘合剂138包含用以将护膜膜片134固定到护膜框架132的胶水或另一种材料。在一些实施例中，膜片粘合剂138具有与框架粘合剂136的材料相同的材料。在一些实施例中，膜片粘合剂138具有与框架粘合剂136的材料不同的材料。
图2是根据一些实施例的用于将光掩模组件100暴露于辐射以实现雾缺陷形成的腔室140的剖视图。腔室140包括辐射源150，辐射源150能够操作以在雾缺陷产生工艺的整个期间内使用辐射152照射光掩模组件100的至少含有护膜的部分。即，辐射源150的照射范围涵盖护膜130及至少图案区125A。在一些实施例中，辐射源150的照射范围涵盖整个光掩模组件100，进而使得护膜130及整个光掩模110被照射。由辐射源150提供的更广的照射能够使得与由ArF准分子激光提供的局部照射区域(例如，5mm×5mm)相比宽得多的区域(例如，至少护膜区域)产生雾缺陷。据此，能够从单一照射工艺获得关于光掩模110上的雾缺陷形成的更全面信息。在一些实施例中，辐射源150直接照射光掩模组件100，而不使用将来自辐射源150的辐射152投射到光掩模组件100的光学系统。省去光学系统使得用于测试掩模组件的工具的复杂度以及GDD的成本大幅降低。
辐射源150为发射具有范围介于约160nm到约180nm的波长的辐射152的VUV辐射源。在一些实施例中，辐射源150包括具有为172nm的波长的多个惰性气体(noble gas)或惰性气体氢化物化合物(noble gas hydride compound)灯。由于辐射源150的辐射的波长与ArF准分子激光辐射(波长为193nm)相比更短，因此辐射源150的更高光子能量能够更迅速地产生雾缺陷，进而使得雾缺陷产生时间显著减少。举例来说，在一些实施例中，雾缺陷是在将光掩模组件100暴露于具有为172nm的波长的VUV辐射源之后的10分钟(min)内即被侦测到。相比之下，ArF准分子激光工艺具有几天到一周的持续时间。
腔室140还包括支撑件160，支撑件160支撑光掩模组件100在一位置以使光掩模组件100能够接收辐射152。支撑件160能够操作以调整辐射源150与光掩模组件100之间的距离。在一些实施例中，辐射源150与光掩模组件100之间的距离D介于约0.1厘米(cm)到约30cm的范围内。如果距离D过小，则辐射强度会过强，从而增大损坏护膜130的风险。在一些情形中，如果距离D过大，则辐射强度会过弱，从而增加测试工艺的持续时间且造成低的雾缺陷产生效率。
参照图3A及图3B，将光掩模组件100放置在腔室140中并通过辐射源150分别从光掩模110的前侧114(图3A中)及光掩模110的后侧116(图3B中)照射光掩模组件100以使光掩模110的表面上的雾缺陷的产生加速。参照图3A，光掩模组件100被放置成光掩模110的后侧116朝向支撑件160，以使光掩模110的前侧114接收入射辐射152。参照图3B，光掩模组件100被放置成光掩模110的前侧114朝向支撑件160，以使光掩模110的后侧116接收入射辐射152。在一些实施例中，在辐射152暴露期间腔室140中的真空水平(vacuum level)或压力水平(pressure level)介于约0.1大气压(atm)到约1atm的范围内。在一些情形中，如果腔室中的压力过高，则所述腔室中的污染物会降低入射在掩模组件上的所发射辐射的强度。在一些情形中，如果腔室中的压力过低，则操作成本会提高且性能不会显著提高。
在暴露之后，从腔室140移除光掩模组件100。执行掩模缺陷检验工艺(maskdefect inspection process)以检测光掩模110上的雾缺陷形成。举例来说，利用光学检验工具扫描光掩模110的整个表面以检测光掩模110上的污染物或沉淀物。
图4A是根据一些实施例的光掩模组件400的俯视图。图4B是根据一些实施例的图4A所示的光掩模组件400沿线A-A’截取的剖视图。图4A及图4B中与图1A及图1B中相似的构件是通过将相同的附图标号增加300来表示。除在光掩模组件400中位于护膜框架432下的第二图案化层426被局部地移除以使得框架粘合剂436能够在雾缺陷加速工艺期间暴露于辐射152外，光掩模组件400与图1A及图1B所示的光掩模组件100相似。
参照图4A及图4B，光掩模组件400包括光掩模410及护膜430。光掩模410上形成有多个区412。护膜430在光掩模410环绕区412的边界区处贴合到光掩模410的前侧414。光掩模410包括衬底422、位于衬底422上的第一图案化层424、及位于第一图案化层424上的第二图案化层426。第一图案化层424包括图案区425A及环绕图案区425A的边界区425B，且第二图案化层426形成在第一图案化层424的边界区425B上。在一些实施例中，如图所示，上覆在第一图案化层424的边界区425B上的第二图案化层426的一部分被局部地移除以暴露出第一图案化层424位于边界区425B中的一些部分，且护膜430随后安装在所述一些部分上。在一些实施例中，从第一图案化层424的边界区425B的一部分移除第二图案化层426是与形成第二图案化层426同时执行，因此不使用其他附加的加工步骤来暴露出第一图案化层424的边界区425B。护膜430包括护膜框架432及护膜膜片434。护膜框架432的第一部分通过框架粘合剂436贴合到第一图案化层424暴露出的部分且所述护膜框架432的第二部分通过框架粘合剂436贴合到第二图案化层426。护膜膜片434横跨护膜框架432延伸且通过膜片粘合剂438固定到护膜框架432。
光掩模组件400被放置在图2所示腔室140中，且执行以上在图3A及图3B中所述的雾缺陷加速工艺以使用辐射源150从光掩模410的前侧414及光掩模410的后侧416照射整个光掩模组件400。在暴露之后，从腔室140移除光掩模组件400。执行掩模缺陷检验工艺以检测光掩模410上的雾缺陷形成。举例来说，利用光学检验工具扫描光掩模410的整个表面以检测光掩模410上的污染物或沉淀物。
由于第一图案化层424容许一些照射光能够穿过，因此当从光掩模410的后侧416照射时，框架粘合剂436与第一图案化层424的边界区425B直接接触的一些部分会暴露于辐射152。因此，使用光掩模组件400会获得原本当第一图案化层424的边界区425B被第二图案化层426完全阻挡时将无法获得的框架粘合剂436的放气特性，此有助于准确地测试光掩模组件400。
第二图案化层426的移除程度被用于控制框架粘合剂436的暴露区域，因此在掩模设计及放气验证方面提供灵活性。与当前方式的一些实施例相比，更大的暴露区域使得能够更精确地评估框架粘合剂的雾缺陷生长。
图5A是根据一些实施例的另一光掩模组件500的俯视图。图5B是图5A所示的光掩模组件500沿线A-A’截取的剖视图。图5A及图5B中与图4A及图4B中相似的构件是通过将相同的附图标号增加100来表示。除在光掩模组件500中位于护膜框架532下的第二图案化层526被完全移除以使得框架粘合剂536能够在雾缺陷加速工艺期间完全暴露于辐射152外，光掩模组件500与图4A及图4B所示的光掩模组件400相似。
参照图5A及图5B，光掩模组件500包括光掩模510及护膜530。光掩模510上形成有多个区512。护膜530贴合到光掩模510环绕区512的前侧514。光掩模510包括衬底522、位于衬底522上的第一图案化层524、及位于第一图案化层524上的第二图案化层526。第一图案化层524包括图案区525A及环绕图案区525A的边界区525B，且第二图案化层526形成在第一图案化层524的边界区525B上。在一些实施例中，如图所示，上覆在第一图案化层524的边界区525B上的第二图案化层526的一部分被完全移除以暴露出第一图案化层524的整个部分，且护膜530随后安装在所述整个部分上。如以上参照光掩模组件400所述，在一些实施例中，从第一图案化层524的边界区525B的一部分移除第二图案化层526是与形成第二图案化层526同时执行，因此不使用其他附加的加工步骤来暴露出第一图案化层524的边界区525B。护膜530包括护膜框架532及护膜膜片534。整个护膜框架532通过框架粘合剂536贴合到第一图案化层524暴露出的部分。护膜膜片534横跨护膜框架532延伸且通过膜片粘合剂538固定到护膜框架532。
光掩模组件500被放置在图2所示腔室140中，且执行以上在图3A及图3B中所述的雾缺陷加速工艺以使用辐射源150从光掩模510的前侧514及光掩模510的后侧直接照射光掩模组件500。整个框架粘合剂536直接接触第一图案化层324且当辐射152从光掩模510的后侧516照射以进行放气验证时暴露于辐射152。框架粘合剂536在雾缺陷加速工艺期间的完全暴露有助于将框架粘合剂536的放气最大化。
在暴露之后，从腔室140移除光掩模组件500。执行掩模缺陷检验工艺以检测光掩模510上的雾缺陷形成。举例来说，利用光学检验工具扫描光掩模510的整个表面以检测光掩模510上的污染物或沉淀物。
图6是根据一些实施例的制作光掩模组件的方法600的流程图。图7至图12是根据一些实施例的使用方法600制作的光掩模组件在各种制作阶段的剖视图。参照图6至图12，以下共同地阐述方法600及通过方法600制作的光掩模组件700。
参照图6及图7，方法600包括操作602，在操作602中，在空白掩模上形成第一图案化抗蚀剂层702，所述空白掩模包括衬底722、位于衬底722上的第一层724L、及位于第一层724L上的第二层726L。第一层724L包含与以上所述用于第一图案化层的材料相同的材料。第二层726L包含与以上所述用于第二图案化层的材料相同的材料。形成第一层724L及第二层726L的方法包括化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)、物理气相沉积(physical vapor deposition，PVD)、原子层沉积(atomic layer deposition，ALD)、镀覆、及/或其他适合的工艺。第一图案化抗蚀剂层702是通过在第二层726L上沉积第一抗蚀剂层(图中未示出)来形成。在一些实施例中，第一抗蚀剂层包含正型光刻胶材料(positive-tone photoresist material)、负型光刻胶材料(negative-tone photoresistmaterial)、或混合型光刻胶材料(hybrid-tone photoresist material)。第一抗蚀剂层是通过例如旋转涂布(spin coating)等沉积工艺来形成。在形成第一抗蚀剂层之后，使所述第一抗蚀剂层接受具有图案的辐射。接下来，利用传统抗蚀剂显影剂将暴露出的第一抗蚀剂层显影，从而形成其中具有开口702a的第一图案化抗蚀剂层702。
参照图6及图8，在操作604中，通过第一图案化抗蚀剂层702的开口702a刻蚀第一层724L及第二层726L以穿过第一层724L及第二层726L形成各种开口704。开口704暴露出衬底722的顶表面。在一些实施例中，使用单一刻蚀工艺来刻蚀第一层724L及第二层726L。在一些实施例中，使用多个不同的刻蚀工艺刻蚀第一层724L及第二层726L。在一些实施例中，所述刻蚀是干式刻蚀(dry etch)，例如反应离子刻蚀(reactive ion etching，RIE)、湿式化学刻蚀(wet chemical etch)、或其组合。在刻蚀第一层724L及第二层726L之后，例如利用湿式脱膜(wet stripping)或等离子体灰化(plasma ashing)移除第一图案化抗蚀剂层702。刻蚀第一层724L及第二层726L会形成如上所述的第一图案化层724以及第二层部分726P，第二层部分726P是第二层726L在所述刻蚀之后剩余的一部分。第一图案化层724含有图案区725A及环绕图案区725A的边界区725B。
参照图6及图9，在操作606中，在第二层部分726P及衬底722上形成第二抗蚀剂层706L。第二抗蚀剂层706L填充开口704。在一些实施例中，第二抗蚀剂层706L包含与第一图案化抗蚀剂层702的材料相同的材料且是例如通过旋转涂布来沉积。在一些实施例中，第二抗蚀剂层706L包含与第一图案化抗蚀剂层702的材料不同的材料。
参照图6、图10A及图10B，在操作608中，刻蚀第二抗蚀剂层706L以暴露出第二层部分726P位于第一图案化层724的图案区725A中的一些部分(如在图10A中所示)，且在一些实施例中暴露出第二层部分726P位于图案区725A中的一些部分及位于第一图案化层724的边界区725B的至少一部分(如在图10B中)。第二抗蚀剂层706L的剩余部分构成第二图案化抗蚀剂层706。
参照图6、图11A及图11B，在操作610中，刻蚀第二层部分726P暴露出的部分，由此形成如上所述的第二图案化层726。在一些实施例中，执行例如RIE等各向异性刻蚀(anisotropic etch)以移除第二层部分726P不被第二图案化抗蚀剂层706覆盖的所述一些部分。在刻蚀之后，例如利用湿式脱膜或等离子体灰化移除第二图案化抗蚀剂层706。在一些实施例中，如在图11A中所示，在光掩模710A中，第二图案化层726覆盖第一图案化层724的整个边界区725B。在一些实施例中，如在图11B中所示，在光掩模710B中，从第一图案化层724的边界区725B局部地移除第二图案化层726，由此暴露出第一图案化层724的边界区725B的至少一部分。
参照图6及图12，在操作612中，如上所述通过框架粘合剂736将护膜730贴合到光掩模710A或光掩模710B，以形成对应的光掩模组件。护膜730包括护膜框架732及通过膜片粘合剂738而贴合到护膜框架732的护膜膜片734。在第二图案化层726完全覆盖第一图案化层724的边界区725B的情形中，整个护膜框架732通过框架粘合剂736贴合到光掩模710A中的第二图案化层726。在第二图案化层726的一部分被从第一图案化层724的边界区725B局部地移除的情形中，当进行贴合时，护膜框架732的第一部分通过框架粘合剂736在边界区725B处贴合到第一图案化层724且护膜框架732的第二部分通过框架粘合剂736贴合到第二图案化层726。在第二图案化层726一部分被从第一图案化层724的边界区725B完全移除的情形中，当进行贴合时，整个护膜框架732通过框架粘合剂736在第一图案化层724的边界区725B处贴合到第一图案化层724。
本揭露的一个方面涉及一种测试光掩模组件的方法。所述方法包括将所述光掩模组件放置到腔室中。所述光掩模组件包括贴合到光掩模的第一侧的护膜。所述方法还包括将所述光掩模组件在所述腔室中暴露于辐射源。所述光掩模组件的暴露包括在整个照射时间内照射所述光掩模被所述护膜覆盖的全部区域。在一些实施例中，将所述光掩模组件暴露于所述辐射源包括照射所述光掩模的整个区域。在一些实施例中，所述光掩模组件的暴露包括从所述光掩模的所述第一侧照射所述光掩模组件。在一些实施例中，所述光掩模组件的暴露包括从所述光掩模的与所述第一侧相对的第二侧照射所述光掩模组件。在一些实施例中，所述光掩模组件的暴露包括将所述光掩模组件与所述辐射源之间的距离设定于约0.1cm到约30cm的范围内。在一些实施例中，所述光掩模组件的暴露包括将所述光掩模组件暴露于真空紫外光(vacuum ultraviolet，VUV)灯。在一些实施例中，所述光掩模组件的暴露包括使用所述辐射源直接照射所述光掩模组件。
本揭露的另一方面涉及一种光掩模组件。所述光掩模组件包括光掩模及护膜，所述护膜安装在所述光掩模上。所述光掩模包括位于衬底上的第一图案化层以及位于所述第一图案化层上的第二图案化层。所述第一图案化层包括图案区。所述护膜包括护膜框架，所述护膜框架贴合到所述光掩模的第一侧。所述护膜框架的至少一部分直接贴合到所述第一图案化层。所述护膜还包括护膜膜片，所述护膜膜片贴合到所述护膜框架。所述护膜膜片延伸到所述图案区上。在一些实施例中，所述第一图案化层还包括环绕所述图案区的边界区，且所述第二图案化层位于所述边界区上。在一些实施例中，整个所述护膜框架直接贴合到所述边界区。在一些实施例中，所述护膜框架的第一部分直接贴合到所述边界区，且所述护膜框架的第二部分直接贴合到所述第二图案化层。在一些实施例中，所述第一图案化层包含硅化钼(MoSi)。在一些实施例中，所述第二图案化层包含铬(Cr)。在一些实施例中，所述光掩模是透射性(transmissive)光掩模。
本揭露的又一方面涉及一种测试光掩模组件的方法。所述方法包括将所述光掩模组件放置到腔室中。所述光掩模组件包括贴合到光掩模的第一侧的护膜。所述光掩模包括位于衬底上的第一图案化层以及位于所述第一图案化层上的第二图案化层。所述护膜包括通过框架粘合剂(frame adhesive)贴合到所述光掩模的所述第一侧的护膜框架。所述护膜框架的至少一部分通过所述框架粘合剂贴合到所述第一图案化层。所述方法还包括将所述光掩模组件在所述腔室中暴露于辐射源。所述光掩模组件的暴露包括在整个照射时间内照射所述光掩模被所述护膜覆盖的全部区域。在一些实施例中，所述光掩模组件的暴露包括从所述光掩模的所述第一侧照射所述光掩模组件。在一些实施例中，所述光掩模组件的暴露包括从所述光掩模的与所述第一侧相对的第二侧照射所述光掩模组件。在一些实施例中，从所述光掩模的所述第二侧进行的所述光掩模组件的暴露包括照射所述框架粘合剂的至少一部分。在一些实施例中，所述光掩模组件的暴露包括将所述光掩模组件与所述辐射源之间的距离设定于约0.1cm到约30cm的范围内。在一些实施例中，所述光掩模组件的暴露包括将所述光掩模组件暴露于真空紫外光(vacuum ultraviolet，VUV)灯。在一些实施例中，所述光掩模组件的暴露包括使用波长介于约160nm到约180nm范围内的辐射来照射所述光掩模组件。
以上概述了若干实施例的特征，以使所属领域中的技术人员可更好地理解本发明的各个方面。所属领域中的技术人员应知，其可容易地使用本发明作为设计或修改其他工艺及结构的基础来施行与本文中所介绍的实施例相同的目的及/或实现与本文中所介绍的实施例相同的优点。所属领域中的技术人员还应认识到，这些等效构造并不背离本发明的精神及范围，而且他们可在不背离本发明的精神及范围的条件下对其作出各种改变、代替及变更。

Claims (1)

1.一种测试光掩模组件的方法，其特征在于，包括：
将所述光掩模组件放置到腔室中，其中所述光掩模组件包括贴合到光掩模的第一侧的护膜；以及
将所述光掩模组件在所述腔室中暴露于辐射源，其中所述光掩模组件的暴露包括在整个照射时间内照射所述光掩模被所述护膜覆盖的全部区域。
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