專利名稱：掩模版夾具的制作方法
技術領域：
本發明涉及半導體器件制造設備和方法，更為具體地，本發明提供了一 種掩模版夾具以防止在生產線上手動操作掩模版時掩模版受到損傷和刮傷。
背景技術：
在光刻中，掩模版(Reticle)或者光罩(Mask)由透明村底上的圖形化 的不透明涂層(Coating)組成，比如鉻，且用于制造半導體器件的集成電路 或者其它需要在襯底上形成微小特征的器件。每塊定義集成電路制造中的一 個圖形化的層的一套掩模版被提供給步進式光刻機或者掃描式光刻機，且分 別被選擇曝光。在大規模的生產集成電路器件的光刻中，所述光罩 (Photomask)也叫做掩模版(Photoreticle或者Reticle )。如步進式和掃描式 光刻機中所使用的，掩模版包含芯片的一層，其被投影并被縮小4 5倍至晶圓 表面。為了獲得完整的晶圓覆蓋，晶圓在光柱下反復地從一個位置步進到另 一個位置，直至達到完全曝光。
掩模版通常通過在襯底上的下方的不透明圖層上的光刻膠層中形成圖形 制造。所述光刻膠層中的圖形通過刻蝕步驟轉移至下方的不透明的涂層中。 所述光刻膠作為刻蝕掩膜。由于制造其所需的時間和開支，高質量的掩模版 價值不菲。由于使用昂貴的電子束工具形成圖形以及可能使用昂貴的聚焦離 子束(Focused ion beam, FIB )工具修復缺陷，制造一塊掩^^莫版所需時間可能 需要達兩周且費用容易地達到$20，000甚至更多。
在集成電路制造過程中，掩模版必須得到保護以防止損傷或者可能粘附 至其表面的微粒。 一個由薄的膜層組成的稱做表膜(Pellicle)的涂層被安裝 在框架(Frame)或者墊片(Spacer)上以連接表膜至掩模版。通過在表膜上聚集使灰塵微粒不能接近掩模版，所述表膜典型地為一層諸如硝化纖維之類 的高度透明材料的薄膜。任何聚集在表膜上的微粒不影響從掩模版轉移至器 件襯底上的光刻膠層上的空間圖像。由于微粒不在掩模版表面上的聚焦平面 之內，其圖像不會被重現到光刻膠薄膜上。否則，任何聚集在掩模版上的透
明的石英區域上的微粒都會重現到光刻膠薄膜中成為缺陷(Defect),并且最 終降低所制造的器件的性能。
有時，在生產線上使用夾具操作的過程中薄膜被撕裂或者刮傷，表膜必 須被替換。生產和修理掩模版的工藝非常昂貴。由于掩模版很脆，通過在特 殊設計的掩模版盒中或者支架上運輸防止其受到靜電放電(ESD )的危害或者 其他損害。當掩模版被手動地以一個傾斜角裝載掩模版盒入內或者支架上的 時候，表膜可能會接觸到背面的支架的上面水平部分。由于在掩模版裝載的 過程中超過一定角度的傾斜會損傷表膜，所以需要掩模版保持水平。綜上， 需要一種加工半導體器件用的改進的掩模版夾具。

發明內容
本發明涉及半導體器件制造設備和方法，更為具體地，本發明提供了一 種掩模版夾具以防止在生產線上手動操作掩模版時掩模版受到損傷和刮傷。
在本發明的一個具體實施例中，提供了一種操作掩模版的裝置，所述裝 置包括固定架，用于固定掩模版；連接至固定架且與固定架一起工作的水
平指示器，用于指示固定架的水平狀態。所述裝置還包括連接至固定架的軸 和連接至軸的開關。
在本發明的另一個具體實施例中， 一種操作掩模版的方法，所述方法包
括提供掩模版，使用掩模板固定架夾住掩模版，所述掩模板固定架包括開 關、與固定架一起工作的水平指示器，所述水平指示器用于指示固定架的水 平狀態。所述方法進一步包括裝載掩模版入掩模版盒內同時保持固定架水平。通過本發明可以獲得很多勝過傳統的掩模板夾具的益處。例如，使用本 發明的掩模版夾具的操作工在操作掩模板過程中可以防止表膜損傷或者刮 傷。因此，就可以安全地操作昂貴的掩模版，并且操作工的技術并不是那么 的重要。依賴于實施例，可以獲得上述一個或者多個優點，在本發明的整個 說明書中會更詳細地說明這些及其他優點，特別是下文中。
參考詳細的說明書和隨后的附圖可以更完整地理解本發明的各個附加的 目的、特征和優點。


附圖，此處合成一體形成說明書的一部分，舉例說明了本發明，且和具 體實施方式一起進一步揭示本發明的原理以使本領域相關的技術人員實施本 發明。
圖l是附有表膜的掩模版的簡化的平面視圖2A是表膜的簡化的俯視圖，所述表膜上部在用現有掩模版夾具手動裝 載至支架上的過程中受損；
圖2B是沿著圖2A中A-A'線的簡化的截面視圖，顯示放置在支架204上 的掩模版200;
圖3是根據本發明的一個實施例的掩模版夾具的簡化的截面視圖； 圖4是圖3所示的當裝載有掩模板時掩模版夾具的簡化的截面視圖。
具體實施例方式
本發明總體來說涉及集成電路及半導體器件制造工藝，更為具體地，本 發明提供了一種改進的掩模版夾具以防止在生產線上手動操作掩模版時掩模 版受到損傷和刮傷。僅僅是作為例子，本發明已被應用于制造集成電路的掩 模版夾具，但是應該認識到具有更大的應用范圍。還應該理解，此處實例和實施方案僅僅用于說明性目的，本領域技術人 員在本發明的啟迪下將會知道各種改變或變化，這些改變或變化也包括在本 申請的精神和范圍以及所附的權利要求的范圍內。
參考附圖，本發明的示范實施例被充分地描述。本發明可以以許多不同 形式具體化，不應當解釋為限于此處所陳述的示范實施例。更合理地，提供 這些示范實施例以使本公開徹底和完全，且向本領域技術人員傳達本發明的 概念。
其中，本發明的實施例提供了一種改進的掩模版夾具，用于將掩模版放 入掩模版盒中而不損傷表膜。
圖1是附有表膜104的掩模版102的簡化的平面視圖。眾所周知，在半 導體器件制造過程中，目標是取得沒有缺陷的電路圖形的曝光。隨著集成電
路從小規模集成電路階段向超大規模集成電路階段發展，超潔凈的制造空間 的需求變得越來越迫切。例如，在曝光中落至光罩表面的單個空中微粒可能 損壞掩模版102下的晶圓上的被曝光的電路。
為了幫助解決這個問題，光刻業界開發了表膜104來阻隔微粒并且保護 光罩不受各種形式的污染。表膜104包含了一層沿框架伸展的薄的透明的薄 膜。所述框架以拉張狀態固定薄膜，并且通過框架的厚度使其離開掩模版102 表面，使用粘合劑把框架粘合到光罩上。
表膜104在提高投影到晶圓上的圖像的準確度上起著雙重作用。首先， 表膜104保護掩模版102避免與微粒污染直接接觸。如上所述，落在掩模版 102上的微粒會使圖像發生扭曲，所以其必須被去除。然而，由于去除與掩模 版102直接接觸，從掩模版102上去除微粒會對掩模版102造成損傷。當使 用表膜104時，微粒會落在表膜104上而非掩模版102上，因此，只需清潔 表膜104。由于在清潔過程中掩模版102被所述薄膜自身保護，清潔表膜104而非掩模版102對掩模版102整體幾乎無危害。
表膜104的第二個作用是與表膜104的隔離作用(Standoff)有關。在曝 光過程中，聚焦平面與印在掩模版102上的圖像的位置相關。通過使用包含 表膜104,系統中任何微粒將會落在表膜104上而非掩模版102上。由于表膜 104的厚度，表膜104表面和掩模版102的圖形化表面之間具有距離，這些微 粒不會進入聚焦平面。由于表膜104將這些微粒移出了聚焦平面之外，投影 至襯底上的圖像包含這些微粒的可能性大大降低。
圖2A是掩模版200的簡化的俯視圖，所述掩模版200置于掩模版盒208 的掩模版支架201-206上。有時，在操作過程中表膜209會被撕裂或者損傷， 尤其是當掩^f莫版200以如圖2A和圖2B所示的傾斜角度被放入掩模版夾具或 者支架204上的時候。當掩模版200被裝載的時候，掩模版支架201~206與 掩模版200相接觸，與支架203和204相鄰的表膜207的上部會在使用現有 的掩模版夾具手動裝載入掩模版盒208的時候受到損傷。
圖2B是沿著圖2A中的A-A'線的簡化的截面視圖，顯示掩模版200被放 置在支架204上。圖2B示出了當掩模版200被放入到掩模版盒208時，表膜 207的下表面是如何與支架204的上方的水平表面210相接觸。當掩模版200 被放置到支架201-206上，表膜207和支架204的表面之間會由于支架 201-206之間存在高度差而存在間隙。在這種情況下，如果以一個傾斜角將掩 模版200放入掩模版盒208中，表膜207會接觸到支架204的上方的水平表 面210。因此，當掩模版200被放入的時候，傾斜超過特定角度可能對表膜 207造成損傷。這個角度通常取決于支架201-206之間的高度差。然而，由于 支架201~202、 205-206只會接觸到石英而不會接觸到表膜207,任何從左到 右的傾斜都不會造成這樣的問題，如圖2A所示。
圖3是掩模版夾具300的簡化的截面視圖。所述掩模版夾具300包括軸310、 U形的固定架306,所述固定架306具有一對夾子304、開關312和與 固定架306或者軸310連接的氣泡水平指示器308。固定架306為U形，具 有一個開放的頂端，夾子304放置于其頂端。當開關312轉至"ON"(鎖住) 的時候，夾子304向里移動固定或者夾住掩模版。當開關312轉至"OFF"的 時候，夾子304向外移動松開和把掩模版放置在支架上。
水平指示器308可以與固定架306連接，也可以與軸310的軸體連接。 氣泡水平指示器308或者任何其它類型可以被連接以精確保持夾具306水平。 如前所述，精確地對準并保持夾具水平對于在掩模版被裝入或者取出掩模版 盒的過程中防止表膜受到損傷是必要的。，水平指示器308可以包括圓柱形的 本體，所述圓柱形的本體具有半球形的底部、由液體空腔和覆蓋液體空腔的 -f見窗組成的頂端。-現窗上可以具有水平標記。液體空腔內容納一定體積的液 體，所述液體在視窗下形成定位氣泡。為了將定位氣泡與水平標記對準，掩 模版夾具300在后續的使用過程中可被可調地傾斜。任何本領域的普通技術 人員可以認識到很多變化、替換或者改進。
圖4是圖3的當裝載有掩模板時掩模版夾具的簡化的截面視圖。掩模版 414被掩模版夾具裝置400的固定架406和夾子404安全地夾住。通過使用水 平指示器408保持掩模版夾具水平，掩模版414就能夠被安全地裝載入或者 拿出掩模版盒或者步進式光刻機系統。圖中標記410為軸，412為開關，416 為表膜。
所述示意圖僅僅是一個例子，對此不應該不適當地限制本發明權利要求 所要求保護的范圍。任何本領域的普通技術人員都可以認識到許多變化、替 換和改進。還應該理解，本發明中所述實例和實施方案僅僅用于說明性目的， 本領域技術人員在本發明的啟迪下將會知道各種改變或變化，這些改變或變 化也包括在本申請的精神和范圍以及所附的權利要求的范圍內。
權利要求
1.一種操作掩模版的裝置，包括固定架，用于固定掩模版；水平指示器，耦合至固定架，用于指示固定架的水平狀態；軸，連接至固定架，使得人能夠把持該裝置；以及開關，連接至軸，并且適合于控制固定架以固定掩模版。
2. 根據權利要求1所述的操作掩模版的裝置，其特征在于，所述固定架的 形狀呈U形。
3. 根據權利要求1所述的操作掩模版的裝置，其特征在于，所述固定架具 有一對向里移動以夾住掩模版的夾子。
4. 根據權利要求1所述的操作掩模版的裝置，其特征在于，所述水平指示 器為氣泡水平指示器。
5. 根據權利要求1所述的操作掩模版的裝置，其特征在于，所述開關配置 成鎖住或者開啟固定架。
6. —種操作掩模版的方法，包括使用固定架夾住掩模版，所述固定架包括開關以及水平指示器，所述水 平指示器與固定架一起工作，用于指示固定架的水平狀態；以及將掩模版裝載到掩模版盒內，同時利用水平指示器來保持固定架的水平 狀態。
7. 根據權利要求6所述的操作掩模版的方法，其特征在于，在掩模版上提 供薄膜以保護掩模版。
8. 根據權利要求6所述的操作掩模版的方法，其特征在于，所述固定架的 形狀呈U形。
9. 根據權利要求6所述的操作掩模版的方法，其特征在于，所述水平指示 器為氣泡水平指示器。
10.根據權利要求6所述的操作掩模版的方法，其特征在于，所述開關被開 啟以便鎖住掩^^莫版固定架。
全文摘要
本發明提供了一種生產線上半導體器件的制造工藝過程中的操作掩模版的裝置和方法。所述裝置包括用于固定掩模版的固定架，所述固定架被配置成安全地固定掩模版、且水平指示器連接至固定架以指示固定架的水平狀態；所述裝置還包括連接至固定架的軸以便固定以及連接至軸的開關。所述方法包括提供掩模版；使用掩模版固定架夾住掩模版，所述固定架包括開關、水平指示器，所述水平指示器與固定架一起工作，用于指示固定架的水平狀態；所述方法進一步包括裝載掩模版入掩模版盒，同時使用水平指示器保持固定架水平。
文檔編號G03F7/20GK101625528SQ20081004036
公開日2010年1月13日 申請日期2008年7月8日 優先權日2008年7月8日
發明者吳凌輝, 徐曉敏, 金志銳 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司