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TW201937274A - 測試光罩組件的方法 - Google Patents

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TW201937274A
TW201937274A TW107112647A TW107112647A TW201937274A TW 201937274 A TW201937274 A TW 201937274A TW 107112647 A TW107112647 A TW 107112647A TW 107112647 A TW107112647 A TW 107112647A TW 201937274 A TW201937274 A TW 201937274A
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patterned layer
mask
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TW107112647A
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柯武宏
溫志偉
謝昆龍
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台灣積體電路製造股份有限公司
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Abstract

一種測試光罩組件（photomask assembly）的方法。所述方法包括將光罩組件放置到腔室中。所述光罩組件包括貼合到光罩的第一側的護膜（pellicle）。所述方法還包括將所述光罩組件在所述腔室中暴露於輻射源（radiation source）。所述光罩組件的暴露包括在整個照射時間內照射所述光罩被所述護膜覆蓋的全部區域。

Description

測試光罩組件的方法
本發明實施例是有關於一種測試光罩組件的方法，且特別是有關於一種將光罩組件暴露於輻射源的測試光罩組件的方法。
在半導體技術中，罩幕（光罩（photomask）或罩幕版（reticle））包括預先設計的積體電路（integrated circuit；IC）圖案。罩幕用於利用微影製程（photolithography process）將預先設計的IC圖案轉移到晶圓（wafer）上。罩幕上的任何缺陷也將被轉移到晶圓。
罩幕缺陷的一個來源是可能在罩幕製作製程、處理製程、或微影製程期間引入的罩幕霧缺陷（mask haze）。霧缺陷是因罩幕材料及護膜材料的放氣（outgassing）以及罩幕製作溶液及/或罩幕清潔溶液的化學殘留物而形成的生長缺陷。霧缺陷可能變更罩幕的透射性質，從而在晶圓上造成印刷錯誤。
一種測試光罩組件的方法。所述方法包括將光罩組件放置到腔室中。所述光罩組件包括貼合到光罩的第一側的護膜。所述方法還包括將所述光罩組件在所述腔室中暴露於輻射源。所述光罩組件的暴露包括在整個照射時間內照射所述光罩被所述護膜覆蓋的全部區域。
以下公開內容提供用於實作所提供主題的不同特徵的許多不同的實施例或實例。以下闡述構件、值、步驟、材料、排列等的具體實例以簡化本發明。當然，這些僅為實例且不旨在進行限制。預期存在其他構件、值、步驟、材料、排列等。舉例來說，以下說明中將第一特徵形成在第二特徵“之上”或第二特徵“上”可包括其中第一特徵及第二特徵被形成為直接接觸的實施例，且也可包括其中第一特徵與第二特徵之間可形成有附加特徵、進而使得所述第一特徵與所述第二特徵可能不直接接觸的實施例。另外，本公開內容可能在各種實例中重複使用參考標號及/或字母。這種重複使用是出於簡潔及清晰的目的，而不是自身表示所論述的各種實施例及/或配置之間的關係。
此外，為易於說明，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）”等空間相對性用語來闡述圖中所示的一個元件或特徵與另一（其他）元件或特徵的關係。所述空間相對性用語旨在除圖中所繪示的取向外還囊括裝置在使用或步驟中的不同取向。設備可具有其他取向（旋轉90度或處於其他取向），且本文中所使用的空間相對性描述語可同樣相應地進行解釋。
減少罩幕組件的霧缺陷形成量有助於確保罩幕上的圖案精確地轉移到晶圓。罩幕組件避免霧缺陷形成的時間越長（或具有最少的霧缺陷形成），則所述罩幕組件的使用壽命越長。使用壽命的延長會通過減少所使用的材料量及用於替換罩幕組件的生產過程停機時間（down time）來節省時間及製造成本。目前使用生長缺陷檢測器（growing defect detector；GDD）來使霧缺陷形成加速以在將罩幕組件用於晶圓加工之前進行罩幕組件品質鑒定及罩幕清潔製程。使用GDD有助於預測罩幕組件的預期使用壽命。在一些品質鑒定製程中，將罩幕組件的特定區暴露於發射193奈米（nm）波長的雷射光束的氟化氬（ArF）準分子（excimer）雷射。來自ArF準分子雷射的高能光子（high energy photon）觸發光化學反應（photochemical reaction），從而使罩幕上的霧缺陷形成加速。此種霧缺陷形成加速製程被用於評估在空白罩幕（mask blank）、護膜（pellicle）、及罩幕清潔溶液中採用的材料的適合度。然而，一起使用ArF準分子雷射與GDD是複雜且昂貴的，原因是使用到昂貴的光學系統來將雷射光束投射到罩幕組件。使用ArF準分子雷射的罩幕組件品質鑒定也是耗時的，往往需要幾天或一週才能完成。此外，由於ArF準分子雷射僅照射罩幕組件的相對小的區域（例如，5公釐（mm） × 5 mm），因此與霧缺陷形成有關的資訊僅限於一些局部區。使用ArF準分子雷射作為輻射源的GDD因此無法提供橫跨整個罩幕組件的霧缺陷生長（hazing）的資訊。
使用更高的能量輻射源照射罩幕組件的更大的部分的製程有助於增加與橫跨罩幕組件的霧缺陷形成相關的資訊及減少所述製程的持續時間。資訊的增加有助於在製造過程期間更準確地預測罩幕組件的性能。另外，測試製程持續時間的減少有助於將製造過程的製造效率最大化。在一些實施例中，使用真空紫外光（vacuum ultraviolet，VUV）輻射源來照射罩幕組件以使霧缺陷形成加速。
圖1A是根據一些實施例的光罩組件100的上視圖。光罩組件100包括光罩110及貼合到光罩110的護膜130。光罩110包括多個區112a-112d。每一區112a-112d含有用於轉移到半導體裝置（例如，積體電路）的材料層的圖案。在一些實施例中，區（第一區）112a具有與至少一個其他區112b、112c、112d相同的圖案。在一些實施例中，區（第一區）112a具有與至少一個其他區112b、112c、112d不同的圖案。光罩110包括二元強度罩幕（binary intensity mask）、相移罩幕（phase shifting mask；PSM）、衰減式罩幕（attenuated mask）、反射罩幕（reflection mask）、及/或其組合。
圖1B是根據一些實施例的圖1A所示的光罩組件沿剖線A-A’截取的剖面圖。光罩110具有前側114及與前側114相對的後側116。
在圖1B中，光罩110包括基板122、位於基板122上的第一圖案化層124、及位於第一圖案化層124上的第二圖案化層126。在一些實施例中，第一圖案化層124包括圖案區125A及環繞圖案區125A的邊界區125B。圖案區125A含有與所要在晶圓上形成的電路圖案對應的圖案，且第二圖案化層126位於第一圖案化層124的邊界區125B上。在一些實施例中，不包括第二圖案化層126。
在一些實施例中，基板122包含低熱膨脹（low thermal expansion；LTE）玻璃、熔融石英（fused quartz）、碳化矽、黑金剛石（carbonado）、或另一適宜的材料。在一些實施例中，基板122具有介於約6.3 mm到約6.5 mm範圍內的厚度。在一些情形中，如果所述厚度過小，則斷裂（breakage）或翹曲（warping）的風險會增大。在一些情形中，如果所述厚度過大，則光罩110的重量會不必要地增加。
在一些實施例中，第一圖案化層124被配置成提供相移（phase shift）至用於晶圓製作的微影製程中採用的輻射束。第一圖案化層124具有厚度以使得朝向且通過第一圖案化層124的輻射束相對於通過空氣的輻射束具有相移。在一些實施例中，輻射束包括紫外光（ultraviolet；UV）束、離子束、x光束、極紫外光（extreme ultraviolet；EUV）束、或深紫外光（deep ultraviolet；DUV）束。在一些實施例中，第一圖案化層124引起約180度的相移。在一些實施例中，第一圖案化層124具有約λ/[2x(n-1)]的厚度，其中λ是在用於晶圓製作的微影製程期間投射在光罩110上的輻射束的波長，且n是第一圖案化層124相對於所述輻射束的折射率。在一些實施例中，第一圖案化層124提供範圍介於約120度與240度之間的相移。在一些實施例中，第一圖案化層124具有範圍介於λ/[3x(n-1)]與2λ/[3x(n-1)]之間的厚度以實現處於以上範圍中的期望的相移。在一些實施例中，第一圖案化層124包含矽化鉬（MoSi）、二矽化鉭（TaSi2 ）、或氮氧化矽化鉬（molybdenum silicide oxynitride；MoSiON）。在一個實施例中，第一圖案化層124包含MoSi。
在一些實施例中，第一圖案化層124被配置成反射入射在第一圖案化層124上的光。在一些實施例中，第一圖案化層124具有包括鉬-矽（Mo-Si）層對（pairs）的多層式結構。在一些實施例中，多層式結構具有範圍介於約250 nm到約350 nm的厚度。在一些實施例中，每一Mo層具有範圍介於約3 nm到約4 nm的厚度。在一些實施例中，每一Si層具有範圍介於約4 nm到約5 nm的厚度。多層式結構及各別層中的每一者的厚度有助於使入射輻射的相長干擾（constructive interference）最大化。在一些情形中，如果厚度過大或過小，則入射輻射的波長的相長干擾會減小。在一些實施例中，多層式結構包括鉬/鈹（Mo/Be）層對。
第二圖案化層126對於在用於半導體晶圓製作的微影製程中使用的輻射束來說是不透明的。在一些實施例中，第二圖案化層126具有比第一圖案化層124的透射率（transmissivity）低的透射率。在一些實施例中，第二圖案化層126具有實質上為零的透射率。在一些實施例中，根據入射輻射的波長，第二圖案化層126具有範圍介於約50 nm到約75 nm的厚度。第二圖案化層126的厚度有助於防止入射輻射的無用透射（unwanted transmission）。在一些情形中，如果所述厚度過小，則無用透射的風險會增大。在一些情形中，如果所述厚度過大，則會浪費材料且性能不會顯著提高。在一些實施例中，第二圖案化層126包含與第一圖案化層124的材料不同的材料。在一些實施例中，第二圖案化層126包含鉻（Cr）、鈷（Co）、鉬（Mo）、鎢（W）、鉭（Ta）、或鋁（Al）。在一個實施例中，第二圖案化層126包含Cr。
在光罩110為反射罩幕的情形中，在一些實施例中，光罩110還包括位於基板122的與第一圖案化層124相對的一側上的後側塗布層（圖中未示出）、夾置在第一圖案化層124與第二圖案化層126之間的頂蓋層（capping layer）（圖中未示出）、位於第二圖案化層126上的一個或多個抗反射塗層（anti-reflective coating，ARC）層（圖中未示出）、或其他適合的元件（圖中未示出）。
在一些實施例中，後側塗布層包含氮化鉻（Crx Ny ）層。在一些實施例中，後側塗布層具有範圍介於約70 nm到約100奈米（nm）的厚度。後側塗布層的厚度有助於確保入射輻射的反射。在一些情形中，如果所述厚度過小，則輻射穿過後側塗布層的風險會增大。在一些情形中，如果所述厚度過大，則會浪費材料及提高生產成本且性能不會顯著提高。
在一些實施例中，頂蓋層包括釕（Ru）頂蓋層。在一些實施例中，Ru頂蓋層具有範圍介於約2.5 nm到約3 nm的厚度。在一些實施例中，頂蓋層包含Si頂蓋層。在一些實施例中，Si頂蓋層具有範圍介於約4 nm到約4.5 nm的厚度。頂蓋層的厚度有助於延長多層式結構的使用壽命。在一些情形中，如果所述厚度過小，則光罩110的使用壽命會減少。在一些情形中，如果所述厚度過大，則會浪費材料且性能不會顯著提高。
在一些實施例中，ARC層包含Tax By Oz Nu 層、Hfx Oy 層、Six Oy Nz 層、或對於入射輻射的波長來說適合的其他抗反射材料中的至少一者。
如上所述，光罩110包括可用於通過微影將圖案轉移到晶圓上的圖案區125A。為實現從圖案區125A到晶圓的高保真度圖案轉移，所述微影製程應為無缺陷的。無意地沉積在圖案區125A上的顆粒會引入缺陷並導致所轉移圖案的劣化。顆粒可能例如在清潔製程期間、及/或在對光罩110進行處理期間以各種方式中的任一種方式引入。
護膜130用於幫助防止顆粒到達光罩110並干擾圖案轉移。護膜130包括護膜框架（pellicle frame）132及護膜膜片（pellicle membrane）134。護膜框架132通過框架黏合劑（frame adhesive）136貼合到光罩110的前側114。護膜膜片134延伸到第一圖案化層124的圖案區125A上且具有通過膜片黏合劑（membrane adhesive）138貼合到護膜框架132的周邊區。
護膜框架132被配置成將護膜膜片134恰當地固定到光罩110。護膜框架132為圓形形狀、矩形形狀、或任何其他適合的形狀，且被安裝到光罩110的邊界區上。在一些實施例中，護膜框架132貼合到第二圖案化層126。護膜框架132包含剛性材料（rigid material）。在一些實施例中，護膜框架132包含Al、Al合金、鈦（Ti）、鎳（Ni）、金（Au）、銀（Ag）、銅（Cu）、Mo、鉑（Pt）、Cr、錳（Mn）、鐵（Fe）、Co、鈀（Pd）、Ta、W、矽、聚合物、其他適合的材料、及/或其組合。在一些實施例中，護膜框架132具有與光罩110的熱膨脹係數（coefficient of thermal expansion；CTE）相似的熱膨脹係數，以減小因溫度的變化而施加在光罩110上的應力。護膜框架132具有被選擇成將護膜膜片134定位成不對準穿過護膜膜片134到達圖案區125A的入射輻射的焦點的高度。在一些實施例中，護膜框架132的高度介於約1公釐（mm）到約10 mm的範圍內。在一些情形中，如果所述高度過小，則位於護膜膜片134上的成像顆粒及其他污染物的風險會增大。在一些情形中，如果所述高度過大，則護膜130的重量會不必要地增加。
護膜框架132通過框架黏合劑136貼合到光罩110的前側114。在一些實施例中，框架黏合劑136包括壓敏型黏合劑（pressure sensitive adhesive）。在一些實施例中，框架黏合劑136包含熱固性黏合劑材料（thermosetting adhesive material），例如環氧樹脂、苯並環丁烯（benzocyclobutene；BCB）、甲基矽倍半氧烷（methylsilsesquioxane；MSQ）、聚醯亞胺、其他熱固性材料、及/或其組合。在一些實施例中，框架黏合劑136包含用以將護膜框架132固定到光罩110的膠水或另一種材料。
在一些實施例中，護膜框架132是以除框架黏合劑136以外的方式（例如至少一個吸盤、真空、或靜電貼）固定到光罩110。在此種實施例中，省略框架黏合劑136。
護膜膜片134是拉伸在護膜框架132之上的膜。護膜膜片134包含的材料所具有的機械強度足以避免在被貼合到護膜框架132時翹曲到將會負面地影響微影製程的程度。在一些實施例中，護膜膜片134包含一種或多種材料，所述一種或多種材料包括矽、氟聚合物（fluoropolymer）、氮化矽、多晶矽（polycrystalline silicon；poly-Si）、碳化矽（silicon carbide；SiC）、Ru、SiN/poly-Si/SiN夾層膜堆疊（SiN/poly-Si/SiN sandwich film stack）、Si系化合物、其他適合的材料、及/或其組合。
護膜膜片134的性質是基於用於將圖案區125A中的圖案轉移到晶圓的微影製程來選擇。在一些實施例中，護膜膜片134具有小於約100 nm的厚度。在一些實施例中，護膜膜片134具有小於約50 nm的厚度。在一些情形中，如果護膜膜片134的厚度過大，則在微影製程期間吸收入射輻射的風險會增大。在一些實施例中，護膜膜片134包括多個層。舉例來說，在一些實施例中，護膜膜片134包括：由SiN形成的第一子層，其具有小於約10 nm的厚度；由poly-Si形成的第二子層，其具有小於約100 nm的厚度；以及由SiN形成的第三子層，其具有小於約10 nm的厚度。
在一些實施例中，護膜膜片134具有小於約10 nm的總厚度變化（total thickness variation；TTV）。TTV是對護膜膜片134的均勻性的衡量。在一些情形中，隨著TTV的增大，從圖案區125A的一個部分到晶圓進行的轉移的品質與從圖案區125A的另一部分到所述晶圓進行的轉移的品質之間的差異增大。在一些實施例中，護膜膜片134的表面具有小於約10 nm的方均根（root mean squared；RMS）粗糙度。RMS粗糙度影響穿過護膜膜片134的輻射的擴散。在一些情形中，隨著RMS粗糙度的增大，穿過護膜膜片134的輻射的擴散增大，從而導致圖案轉移的品質下降。
護膜膜片134通過膜片黏合劑138貼合到護膜框架132。在一些實施例中，膜片黏合劑138包含熱固性黏合劑材料，例如環氧樹脂、丙烯酸樹脂（acrylic resin）、氟樹脂（fluorine resin）、BCB、MSQ、聚醯亞胺、其他熱固性材料、及/或其組合。在一些實施例中，膜片黏合劑138包含用以將護膜膜片134固定到護膜框架132的膠水或另一種材料。在一些實施例中，膜片黏合劑138具有與框架黏合劑136的材料相同的材料。在一些實施例中，膜片黏合劑138具有與框架黏合劑136的材料不同的材料。
圖2是根據一些實施例的用於將光罩組件100暴露於輻射以實現霧缺陷形成的腔室140的剖面圖。腔室140包括輻射源150，輻射源150能夠操作以在霧缺陷產生製程的整個期間內使用輻射152照射光罩組件100的至少含有護膜的部分。即，輻射源150的照射範圍涵蓋護膜130及至少圖案區125A。在一些實施例中，輻射源150的照射範圍涵蓋整個光罩組件100，進而使得護膜130及整個光罩110被照射。由輻射源150提供的更廣的照射能夠使得與由ArF準分子雷射提供的局部照射區域（例如，5 mm × 5 mm）相比寬得多的區域（例如，至少護膜區域）產生霧缺陷。據此，能夠從單一照射製程獲得關於光罩110上的霧缺陷形成的更全面資訊。在一些實施例中，輻射源150直接照射光罩組件100，而不使用將來自輻射源150的輻射152投射到光罩組件100的光學系統。省去光學系統使得用於測試罩幕組件的工具的複雜度以及GDD的成本大幅降低。
輻射源150為發射具有範圍介於約160 nm到約180 nm的波長的輻射152的VUV輻射源。在一些實施例中，輻射源150包括具有為172 nm的波長的多個惰性氣體（noble gas）或惰性氣體氫化物化合物（noble gas hydride compound）燈。由於輻射源150的輻射的波長與ArF準分子激光輻射（波長為193 nm）相比更短，因此輻射源150的更高光子能量能夠更迅速地產生霧缺陷，進而使得霧缺陷產生時間顯著減少。舉例來說，在一些實施例中，霧缺陷是在將光罩組件100暴露於具有為172 nm的波長的VUV輻射源之後的10分鐘（min）內即被偵測到。相比之下，ArF準分子雷射製程具有幾天到一周的持續時間。
腔室140還包括支撐件160，支撐件160支撐光罩組件100在一位置以使光罩組件100能夠接收輻射152。支撐件160能夠操作以調整輻射源150與光罩組件100之間的距離。在一些實施例中，輻射源150與光罩組件100之間的距離D介於約0.1公分（cm）到約30 cm的範圍內。如果距離D過小，則輻射強度會過強，從而增大損壞護膜130的風險。在一些情形中，如果距離D過大，則輻射強度會過弱，從而增加測試過程的持續時間且造成低的霧缺陷產生效率。
參照圖3A及圖3B，將光罩組件100放置在腔室140中並通過輻射源150分別從光罩110的前側114（圖3A中）及光罩110的後側116（圖3B中）照射光罩組件100以使光罩110的表面上的霧缺陷的產生加速。參照圖3A，光罩組件100被放置成光罩110的後側116朝向支撐件160，以使光罩110的前側114接收入射輻射152。參照圖3B，光罩組件100被放置成光罩110的前側114朝向支撐件160，以使光罩110的後側116接收入射輻射152。在一些實施例中，在輻射152暴露期間腔室140中的真空級（vacuum level）或壓力級（pressure level）介於約0.1大氣壓（atm）到約1 atm的範圍內。在一些情形中，如果腔室中的壓力過高，則所述腔室中的污染物會降低入射在罩幕組件上的所發射輻射的強度。在一些情形中，如果腔室中的壓力過低，則步驟成本會提高且性能不會顯著提高。
在暴露之後，從腔室140移除光罩組件100。執行罩幕缺陷檢驗程序（mask defect inspection process）以檢測光罩110上的霧缺陷形成。舉例來說，利用光學檢驗工具掃描光罩110的整個表面以檢測光罩110上的污染物或沉澱物。
圖4A是根據一些實施例的光罩組件400的上視圖。圖4B是根據一些實施例的圖4A所示的光罩組件400沿剖線A-A’截取的剖面圖。圖4A及圖4B中與圖1A及圖1B中相似的元件是通過將相同的附圖標號增加300來表示。除在光罩組件400中位於護膜框架432下的第二圖案化層426被局部地移除以使得框架黏合劑436能夠在霧缺陷加速製程期間暴露於輻射152外，光罩組件400與圖1A及圖1B所示的光罩組件100相似。
參照圖4A及圖4B，光罩組件400包括光罩410及護膜430。光罩410上形成有多個區412。護膜430在光罩410環繞區412的邊界區處貼合到光罩410的前側414。光罩410包括基板422、位於基板422上的第一圖案化層424、及位於第一圖案化層424上的第二圖案化層426。第一圖案化層424包括圖案區425A及環繞圖案區425A的邊界區425B，且第二圖案化層426形成在第一圖案化層424的邊界區425B上。在一些實施例中，如圖所示，上覆在第一圖案化層424的邊界區425B上的第二圖案化層426的一部分被局部地移除以暴露出第一圖案化層424位於邊界區425B中的一些部分，且護膜430隨後安裝在所述一些部分上。在一些實施例中，從第一圖案化層424的邊界區425B的一部分移除第二圖案化層426是與形成第二圖案化層426同時執行，因此不使用其他附加的加工步驟來暴露出第一圖案化層424的邊界區425B。護膜430包括護膜框架432及護膜膜片434。護膜框架432的第一部分通過框架黏合劑436貼合到第一圖案化層424暴露出的部分且所述護膜框架432的第二部分通過框架黏合劑436貼合到第二圖案化層426。護膜膜片434橫跨護膜框架432延伸且通過膜片黏合劑438固定到護膜框架432。
光罩組件400被放置在圖2所示腔室140中，且執行以上在圖3A及圖3B中所述的霧缺陷加速製程以使用輻射源150從光罩410的前側414及光罩410的後側416照射整個光罩組件400。在暴露之後，從腔室140移除光罩組件400。執行罩幕缺陷檢驗程序以檢測光罩410上的霧缺陷形成。舉例來說，利用光學檢驗工具掃描光罩410的整個表面以檢測光罩410上的污染物或沉澱物。
由於第一圖案化層424容許一些照射光能夠穿過，因此當從光罩410的後側416照射時，框架黏合劑436與第一圖案化層424的邊界區425B直接接觸的一些部分會暴露於輻射152。因此，使用光罩組件400會獲得原本當第一圖案化層424的邊界區425B被第二圖案化層426完全阻擋時將無法獲得的框架黏合劑436的放氣特性，此有助於準確地測試光罩組件400。
第二圖案化層426的移除程度被用於控制框架黏合劑436的暴露區域，因此在罩幕設計及放氣驗證方面提供靈活性。與當前方式的一些實施例相比，更大的暴露區域使得能夠更精確地評估框架黏合劑的霧缺陷生長。
圖5A是根據一些實施例的另一光罩組件500的上視圖。圖5B是圖5A所示的光罩組件500沿剖線A-A’截取的剖面圖。圖5A及圖5B中與圖4A及圖4B中相似的元件是通過將相同的附圖標號增加100來表示。除在光罩組件500中位於護膜框架532下的第二圖案化層526被完全移除以使得框架黏合劑536能夠在霧缺陷加速製程期間完全暴露於輻射152外，光罩組件500與圖4A及圖4B所示的光罩組件400相似。
參照圖5A及圖5B，光罩組件500包括光罩510及護膜530。光罩510上形成有多個區512。護膜530貼合到光罩510環繞區512的前側514。光罩510包括基板522、位於基板522上的第一圖案化層524、及位於第一圖案化層524上的第二圖案化層526。第一圖案化層524包括圖案區525A及環繞圖案區525A的邊界區525B，且第二圖案化層526形成在第一圖案化層524的邊界區525B上。在一些實施例中，如圖所示，上覆在第一圖案化層524的邊界區525B上的第二圖案化層526的一部分被完全移除以暴露出第一圖案化層524的整個部分，且護膜530隨後安裝在所述整個部分上。如以上參照光罩組件400所述，在一些實施例中，從第一圖案化層524的邊界區525B的一部分移除第二圖案化層526是與形成第二圖案化層526同時執行，因此不使用其他附加的加工步驟來暴露出第一圖案化層524的邊界區525B。護膜530包括護膜框架532及護膜膜片534。整個護膜框架532通過框架黏合劑536貼合到第一圖案化層524暴露出的部分。護膜膜片534橫跨護膜框架532延伸且通過膜片黏合劑538固定到護膜框架532。
光罩組件500被放置在圖2所示腔室140中，且執行以上在圖3A及圖3B中所述的霧缺陷加速製程以使用輻射源150從光罩510的前側514及光罩510的後側直接照射光罩組件500。整個框架黏合劑536直接接觸第一圖案化層324且當輻射152從光罩510的後側516照射以進行放氣驗證時暴露於輻射152。框架黏合劑536在霧缺陷加速製程期間的完全暴露有助於將框架黏合劑536的放氣最大化。
在暴露之後，從腔室140移除光罩組件500。執行罩幕缺陷檢驗程序以檢測光罩510上的霧缺陷形成。舉例來說，利用光學檢驗工具掃描光罩510的整個表面以檢測光罩510上的污染物或沉澱物。
圖6是根據一些實施例的製作光罩組件的方法600的流程圖。圖7至圖12是根據一些實施例的使用方法600製作的光罩組件在各種製作階段的剖面圖。參照圖6至圖12，以下共同地闡述方法600及通過方法600製作的光罩組件700。
參照圖6及圖7，方法600包括步驟602，在步驟602中，在空白罩幕上形成第一圖案化抗蝕劑層702，所述空白罩幕包括基板722、位於基板722上的第一層724L、及位於第一層724L上的第二層726L。第一層724L包含與以上所述用於第一圖案化層的材料相同的材料。第二層726L包含與以上所述用於第二圖案化層的材料相同的材料。形成第一層724L及第二層726L的方法包括化學氣相沉積（chemical vapor deposition；CVD）、物理氣相沉積（physical vapor deposition；PVD）、原子層沉積（atomic layer deposition；ALD）、鍍覆、及/或其他適合的製程。第一圖案化抗蝕劑層702是通過在第二層726L上沉積第一抗蝕劑層（圖中未示出）來形成。在一些實施例中，第一抗蝕劑層包含正型光阻材料（positive-tone photoresist material）、負型光阻材料（negative-tone photoresist material）、或混合型光阻材料（hybrid-tone photoresist material）。第一抗蝕劑層是通過例如旋轉塗布（spin coating）等沉積製程來形成。在形成第一抗蝕劑層之後，使所述第一抗蝕劑層接受具有圖案的輻射。接下來，利用傳統抗蝕劑顯影劑將暴露出的第一抗蝕劑層顯影，從而形成其中具有開口702a的第一圖案化抗蝕劑層702。
參照圖6及圖8，在步驟604中，通過第一圖案化抗蝕劑層702的開口702a蝕刻第一層724L及第二層726L以穿過第一層724L及第二層726L形成各種開口704。開口704暴露出基板722的頂表面。在一些實施例中，使用單一蝕刻製程來蝕刻第一層724L及第二層726L。在一些實施例中，使用多個不同的蝕刻製程蝕刻第一層724L及第二層726L。在一些實施例中，所述蝕刻是乾式蝕刻（dry etch），例如反應離子蝕刻（reactive ion etching；RIE）、濕式化學蝕刻（wet chemical etch）、或其組合。在蝕刻第一層724L及第二層726L之後，例如利用濕式脫膜（wet stripping）或電漿灰化（plasma ashing）移除第一圖案化抗蝕劑層702。蝕刻第一層724L及第二層726L會形成如上所述的第一圖案化層724以及第二層部分726P，第二層部分726P是第二層726L在所述蝕刻之後剩餘的一部分。第一圖案化層724含有圖案區725A及環繞圖案區725A的邊界區725B。
參照圖6及圖9，在步驟606中，在第二層部分726P及基板722上形成第二抗蝕劑層706L。第二抗蝕劑層706L填充開口704。在一些實施例中，第二抗蝕劑層706L包含與第一圖案化抗蝕劑層702的材料相同的材料且是例如通過旋轉塗布來沉積。在一些實施例中，第二抗蝕劑層706L包含與第一圖案化抗蝕劑層702的材料不同的材料。
參照圖6、圖10A及圖10B，在步驟608中，蝕刻第二抗蝕劑層706L以暴露出第二層部分726P位於第一圖案化層724的圖案區725A中的一些部分（如在圖10A中所示），且在一些實施例中暴露出第二層部分726P位於圖案區725A中的一些部分及位於第一圖案化層724的邊界區725B的至少一部分（如在圖10B中）。第二抗蝕劑層706L的剩餘部分構成第二圖案化抗蝕劑層706。
參照圖6、圖11A及圖11B，在步驟610中，蝕刻第二層部分726P暴露出的部分，由此形成如上所述的第二圖案化層726。在一些實施例中，執行例如RIE等非等向性蝕刻（anisotropic etch）以移除第二層部分726P不被第二圖案化抗蝕劑層706覆蓋的所述一些部分。在蝕刻之後，例如利用濕式脫膜或電漿灰化移除第二圖案化抗蝕劑層706。在一些實施例中，如在圖11A中所示，在光罩710A中，第二圖案化層726覆蓋第一圖案化層724的整個邊界區725B。在一些實施例中，如在圖11B中所示，在光罩710B中，從第一圖案化層724的邊界區725B局部地移除第二圖案化層726，由此暴露出第一圖案化層724的邊界區725B的至少一部分。
參照圖6及圖12，在步驟612中，如上所述通過框架黏合劑736將護膜730貼合到光罩710A或光罩710B，以形成對應的光罩組件。護膜730包括護膜框架732及通過膜片黏合劑738而貼合到護膜框架732的護膜膜片734。在第二圖案化層726完全覆蓋第一圖案化層724的邊界區725B的情形中，整個護膜框架732通過框架黏合劑736貼合到光罩710A中的第二圖案化層726。在第二圖案化層726的一部分被從第一圖案化層724的邊界區725B局部地移除的情形中，當進行貼合時，護膜框架732的第一部分通過框架黏合劑736在邊界區725B處貼合到第一圖案化層724且護膜框架732的第二部分通過框架黏合劑736貼合到第二圖案化層726。在第二圖案化層726一部分被從第一圖案化層724的邊界區725B完全移除的情形中，當進行貼合時，整個護膜框架732通過框架黏合劑736在第一圖案化層724的邊界區725B處貼合到第一圖案化層724。
本揭露的一個方面是有關於一種測試光罩組件的方法。所述方法包括將所述光罩組件放置到腔室中。所述光罩組件包括貼合到光罩的第一側的護膜。所述方法還包括將所述光罩組件在所述腔室中暴露於輻射源。所述光罩組件的暴露包括在整個照射時間內照射所述光罩被所述護膜覆蓋的全部區域。在一些實施例中，將所述光罩組件暴露於所述輻射源包括照射所述光罩的整個區域。在一些實施例中，所述光罩組件的暴露包括從所述光罩的所述第一側照射所述光罩組件。在一些實施例中，所述光罩組件的暴露包括從所述光罩的與所述第一側相對的第二側照射所述光罩組件。在一些實施例中，所述光罩組件的暴露包括將所述光罩組件與所述輻射源之間的距離設定於約0.1 cm到約30 cm的範圍內。在一些實施例中，所述光罩組件的暴露包括將所述光罩組件暴露於真空紫外光（vacuum ultraviolet；VUV）燈。在一些實施例中，所述光罩組件的暴露包括使用所述輻射源直接照射所述光罩組件。
本揭露的另一方面是有關於一種光罩組件。所述光罩組件包括光罩及護膜，所述護膜安裝在所述光罩上。所述光罩包括位於基板上的第一圖案化層以及位於所述第一圖案化層上的第二圖案化層。所述第一圖案化層包括圖案區。所述護膜包括護膜框架，所述護膜框架貼合到所述光罩的第一側。所述護膜框架的至少一部分直接貼合到所述第一圖案化層。所述護膜還包括護膜膜片，所述護膜膜片貼合到所述護膜框架。所述護膜膜片延伸到所述圖案區上。在一些實施例中，所述第一圖案化層還包括環繞所述圖案區的邊界區，且所述第二圖案化層位於所述邊界區上。在一些實施例中，整個所述護膜框架直接貼合到所述邊界區。在一些實施例中，所述護膜框架的第一部分直接貼合到所述邊界區，且所述護膜框架的第二部分直接貼合到所述第二圖案化層。在一些實施例中，所述第一圖案化層包含矽化鉬（MoSi）。在一些實施例中，所述第二圖案化層包含鉻（Cr）。在一些實施例中，所述光罩是透射性（transmissive）光罩。
本揭露的又一方面是有關於一種測試光罩組件的方法。所述方法包括將所述光罩組件放置到腔室中。所述光罩組件包括貼合到光罩的第一側的護膜。所述光罩包括位於基板上的第一圖案化層以及位於所述第一圖案化層上的第二圖案化層。所述護膜包括通過框架黏合劑（frame adhesive）貼合到所述光罩的所述第一側的護膜框架。所述護膜框架的至少一部分通過所述框架黏合劑貼合到所述第一圖案化層。所述方法還包括將所述光罩組件在所述腔室中暴露於輻射源。所述光罩組件的暴露包括在整個照射時間內照射所述光罩被所述護膜覆蓋的全部區域。在一些實施例中，所述光罩組件的暴露包括從所述光罩的所述第一側照射所述光罩組件。在一些實施例中，所述光罩組件的暴露包括從所述光罩的與所述第一側相對的第二側照射所述光罩組件。在一些實施例中，從所述光罩的所述第二側進行的所述光罩組件的暴露包括照射所述框架黏合劑的至少一部分。在一些實施例中，所述光罩組件的暴露包括將所述光罩組件與所述輻射源之間的距離設定於約0.1 cm到約30 cm的範圍內。在一些實施例中，所述光罩組件的暴露包括將所述光罩組件暴露於真空紫外光（vacuum ultraviolet；VUV）燈。在一些實施例中，所述光罩組件的暴露包括使用波長介於約160 nm到約180 nm範圍內的輻射來照射所述光罩組件。
以上概述了若干實施例的特徵，以使所屬領域中的技術人員可更好地理解本發明的各個方面。所屬領域中的技術人員應知，其可容易地使用本發明作為設計或修改其他製程及結構的基礎來施行與本文中所介紹的實施例相同的目的及/或實現與本文中所介紹的實施例相同的優點。所屬領域中的技術人員還應認識到，這些等效構造並不背離本發明的精神及範圍，而且他們可在不背離本發明的精神及範圍的條件下對其作出各種改變、代替及變更。
100、400、500‧‧‧光罩組件
110、410、510、710A、710B‧‧‧光罩
112a、112b、112c、112d、412、512‧‧‧區
114、414、514‧‧‧前側
116、416、516‧‧‧後側
122、422、522、722‧‧‧基板
124、424、524、724‧‧‧第一圖案化層
125A、425A、525A、725A‧‧‧圖案區
125B、425B、525B、725B‧‧‧邊界區
126、426、526、726‧‧‧第二圖案化層
130、430、530、730‧‧‧護膜
132、432、532、732‧‧‧護膜框架
134、434、534、734‧‧‧護膜膜片
136、436、536、736‧‧‧框架黏合劑
138、438、538、738‧‧‧膜片黏合劑
140‧‧‧腔室
150‧‧‧輻射源
152‧‧‧輻射
160‧‧‧支撐件
602、604、606、608、610、612‧‧‧步驟
702‧‧‧第一圖案化抗蝕劑層
702a、704‧‧‧開口
706‧‧‧第二圖案化抗蝕劑層
706L‧‧‧第二抗蝕劑層
724L‧‧‧第一層
726L‧‧‧第二層
726P‧‧‧第二層部分
D‧‧‧距離
圖1A是根據一些實施例的光罩組件的上視圖。 圖1B是根據一些實施例的圖1A所示的光罩組件沿剖線A-A’截取的剖面圖。 圖2是根據一些實施例的用於使霧缺陷形成加速的腔室的剖面圖。 圖3A及圖3B是根據一些實施例對光罩組件進行用於形成霧缺陷的暴露製程（exposure process）的剖面圖。 圖4A是根據一些實施例的光罩組件的上視圖。 圖4B是根據一些實施例的圖4A所示的光罩組件沿剖線A-A’截取的剖面圖。 圖5A是根據一些實施例的光罩組件的上視圖。 圖5B是根據一些實施例的圖5A所示的光罩組件沿剖線A-A’截取的剖面圖。 圖6是根據一些實施例的製作光罩組件的方法的流程圖。 圖7至圖12是根據一些實施例的光罩組件在各種製作階段的剖面圖。

Claims (1)

  1. 一種測試光罩組件的方法，包括： 將所述光罩組件放置到腔室中，其中所述光罩組件包括貼合到光罩的第一側的護膜；以及 將所述光罩組件在所述腔室中暴露於輻射源，其中所述光罩組件的暴露包括在整個照射時間內照射所述光罩被所述護膜覆蓋的全部區域。
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