專利名稱：去除光掩模中的硫酸根的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種去除光掩模中的硫酸根的方法，屬于半導(dǎo)體清洗技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
"光掩模"是集成電路芯片制造中用于批量印刷電路的模版。通過光刻工藝，將光掩模上的電路圖案大批量印刷到硅晶圓上。因此光掩模上的任何缺陷都會(huì)對(duì)芯片的成品率造成很大的影響。 在傳統(tǒng)光掩模生產(chǎn)流程中清洗工藝用硫酸和過氧化氫的混合物，之后的流程可以去除部分硫酸根，但殘留的硫酸根會(huì)在光掩模使用過程中產(chǎn)生結(jié)晶而造成大量的芯片次品，每年由于這個(gè)問題導(dǎo)致工業(yè)界的浪費(fèi)高達(dá)10億美元。霧狀缺陷(haze)是一種已困擾半導(dǎo)體業(yè)界長(zhǎng)達(dá)十年以上的光掩模污染問題，半導(dǎo)體制造商們至今還未能提出良好的解決方案。光掩模的基材為石英玻璃，而在光掩模制造和處理過程中，由于硫酸(H2S04)的使用，造成光掩模表層殘留有硫酸根離子，而硫酸根離子與空氣中的銨根等陽離子結(jié)合形成硫酸銨等晶體，隨著晶體的緩慢長(zhǎng)大，當(dāng)其尺寸與光掩模上電路線寬尺寸相當(dāng)時(shí)，就形成我們所說的霧狀缺陷問題。 在光掩模的生產(chǎn)過程中，剝離光刻膠的除膠工藝和清洗工藝都需要用到硫酸。如何最大限度減少光掩模表層殘留的硫酸根離子是解決霧狀缺陷核心問題。目前行業(yè)內(nèi)對(duì)此有以下幾種處理手段 1、使用熱水沖洗光掩模。因?yàn)楦邷貢?huì)提高硫酸根離子的活性，增加其脫離光掩模表層的幾率，相對(duì)冷水而言，熱水去除硫酸根的效果有顯著提高，但熱水不能徹底去除光掩模表面的硫酸根離子。有數(shù)據(jù)表明，在不使用熱水的情況下，清洗后光掩模殘留的硫酸根濃度在幾十ppb以上，使用熱水后，濃度降到2-5ppb。這雖然延長(zhǎng)了光掩模上生成霧狀缺陷的周期，但在光掩模生命周期內(nèi)，霧狀缺陷的問題依然存在。 2、使用熱板加熱光掩模。在30(TC到50(TC的高溫環(huán)境下，光掩模表層的硫酸根離子會(huì)脫離光掩模，以氣態(tài)的形式揮發(fā)掉。但過高的溫度使得光掩模上的污染物固化而無法清洗，甚至造成電路圖案破損，從而造成光掩模報(bào)廢。同時(shí)，光掩模在熱板加熱的過程中，由于沒有水流的沖洗，被二次污染的風(fēng)險(xiǎn)很大。 3、采用無硫工藝，用臭氧水替代硫酸清洗光掩模。目前在除膠工藝，尚無成熟的無硫工藝來取代硫酸的使用。而現(xiàn)有的無流清洗工藝不能有效地去除在除膠環(huán)節(jié)殘留的硫酸根離子。此外，在清洗環(huán)節(jié)的無硫清洗工藝還存在清洗效率和光掩模損傷的矛盾。較低的臭氧對(duì)污染比較嚴(yán)重的光掩模難以清洗干凈，而較高劑量的臭氧則會(huì)造成對(duì)光掩模圖形腐蝕破壞。因此，現(xiàn)有無硫清洗工藝只能處理污染比較輕的光掩模。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種去除光掩模中的硫酸根的方法，能降低制造成本，并能更多地去除殘留在光掩模表層的硫酸根離子。
本發(fā)明為達(dá)到上述目的的技術(shù)方案是一種去除光掩模中的硫酸根的方法，其特 征在于在10-3(TC溫度下，用波長(zhǎng)在100納米-250納米的紫外光在惰性氣體氛圍中照射
光掩模，光掩模表層的硫酸根離子吸收紫外光波能量，造成硫酸根離子中的氧硫鍵斷裂并 轉(zhuǎn)換氣態(tài)的氧氣和二氧化硫，而脫離光掩模表面。 所述紫外光的波長(zhǎng)范圍是126納米-220納米，紫外光照射時(shí)間為5-90min。
本發(fā)明采用波長(zhǎng)在100納米-250納米的紫外光在惰性氣體氛圍中照射光掩模，由 于紫外光的光子能量大于硫酸根中的氧硫鍵的鍵能，即紫外光波的能量大于650Kj/mo1，當(dāng) 硫酸根在紫外光光照射下，造成氧硫鍵斷裂而成為氣態(tài)的氧氣和二氧化硫，脫離光掩模表 面，通過簡(jiǎn)單工藝，能更多地去除殘留在光掩模表層的硫酸根離子，使光掩模上的硫酸根離 子殘留量低于0. 5ppb，能降低制造成本，從而使得光掩模在其生命周期內(nèi)不產(chǎn)生霧狀缺陷 問題，提高光掩模制作水平。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例1 本發(fā)明去除光掩模中的硫酸根的方法，將光掩模放在一個(gè)有紫外光源的不銹鋼腔 體中，腔體周圍的環(huán)境溫度在10-25t:，用波長(zhǎng)為210納米-250納米的紫外光在惰性氣體 氛圍中照射光掩模，該惰性氣體氛圍為氮?dú)猓庹諘r(shí)間控制在60-120min，本發(fā)明光掩模 距離紫外光源高度為10-30mm，該紫外光燈的功率在50mW/cm2，光掩模表層的硫酸根離子在 吸收該波長(zhǎng)的光子能量后，即吸收能量大于650Kj/mo1的紫外光波，使光掩模表層的氧硫 鍵斷裂而成為氣態(tài)的氧氣和二氧化硫，脫離光掩模表面，再用50-90°C的去離子水沖洗光掩 模、烘干。
實(shí)施例2 將光掩模放在工作室內(nèi)，工作室內(nèi)安裝有紫外光源發(fā)生器，如日本的Ushio生產(chǎn) 的紫外光源發(fā)生器，工作室內(nèi)環(huán)境溫度控制在20-25t:，工作室內(nèi)通入流動(dòng)的惰性氣體，用 波長(zhǎng)為150納米-220納米的紫外光在惰性氣體氛圍中照射光掩模，惰性氣體氛圍為氬氣， 而光照時(shí)間控制在l-60min，光掩模距離紫外光源高度為30-60mm，該紫外光源發(fā)生器的功 率在25mW/cm2，光掩模表層的硫酸根離子在吸收該波長(zhǎng)的光子能量后，使光掩模表層的氧 硫鍵斷裂而成為氣態(tài)的氧氣和二氧化硫，脫離光掩模表面，再用50-90°C的去離子水沖洗光 掩模、烘干。
實(shí)施例3 將光掩模放在光照容器內(nèi)，光照容器內(nèi)安裝有紫外光源發(fā)生器，光照容器內(nèi)環(huán)境 溫度控制在20-3(TC，光照容器內(nèi)通入惰性氣體，惰性氣體氛圍為氬氣，用波長(zhǎng)為100納 米-150納米的紫外光在惰性氣體氛圍中照射光掩模，而光照時(shí)間控制在30-100min，光掩 模距離紫外光源高度為5-15mm，該紫外光源發(fā)生器的功率在25mW/cm2，光掩模表層的硫酸 根離子在吸收該波長(zhǎng)的光子能量后，造成氧硫鍵斷裂而成為氣態(tài)的氧氣和二氧化硫，脫離 光掩模表面，并定期更換惰性氣體，拿出光掩模放入去離子熱水中清洗、烘干。
實(shí)施例4 將光掩模放在光照容器內(nèi)，光照容器內(nèi)安裝有紫外光源發(fā)生器，光照容器內(nèi)環(huán)境 溫度控制在15-25t:，光照容器內(nèi)定期通入惰性氣體，惰性氣體氛圍為氮?dú)?，用波長(zhǎng)為126納米-180納米的紫外光在惰性氣體氛圍中照射光掩模，而光照時(shí)間控制在5-90min，光掩
模距離紫外光源高度為5-15mm，該紫外光源發(fā)生器的功率在20mW/cm2，光掩模表層的硫酸
根離子在吸收該波長(zhǎng)的光子能量后，造成氧硫鍵斷裂而成為氣態(tài)的氧氣和二氧化硫，脫離
光掩模表面，定期更換惰性氣體，拿出光掩模放入去離子熱水中清洗、烘干。 上述的實(shí)施例中的紫外光源發(fā)生器的功率以及光掩模距離紫外光源高度不受限
制，可根據(jù)容器的大小而定。 采用本發(fā)明紫外光光照后的光掩模和沒有經(jīng)過紫外光處理的光掩模在高溫水浸 泡后檢測(cè)，光掩模在100ml九十度的熱水中浸泡一小時(shí)后，檢測(cè)熱水中的硫酸根離子濃度， 前者為0. 5ppb，后者為15ppb，本發(fā)明能通過簡(jiǎn)單方法大大降低光掩模中硫酸根濃度。
權(quán)利要求
一種去除光掩模中的硫酸根的方法，其特征在于在10-30℃溫度下，用波長(zhǎng)在100納米-250納米的紫外光在惰性氣體氛圍中照射光掩模，紫外光照射時(shí)間控制為1-120min，光掩模表層的硫酸根離子吸收紫外光波能量，造成硫酸根離子中的氧硫鍵斷裂并轉(zhuǎn)換氣態(tài)的氧氣和二氧化硫，而脫離光掩模表面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除光掩模中的硫酸根的方法，其特征在于所述紫外光的 波長(zhǎng)范圍是126納米-220納米。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除光掩模中的硫酸根的方法，其特征在于紫外光照射時(shí) 間為5-90min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種去除光掩模中的硫酸根的方法，在10-30℃溫度下，用波長(zhǎng)在100納米-250納米的紫外光在惰性氣體氛圍中照射光掩模，紫外光照射時(shí)間控制為1-120min，光掩模表層的硫酸根離子吸收紫外光波能量，造成硫酸根離子中的氧硫鍵斷裂并轉(zhuǎn)換氣態(tài)的氧氣和二氧化硫，而脫離光掩模表面。本發(fā)明通過簡(jiǎn)單工藝，能降低制造成本，并能更多地去除殘留在光掩模表層的硫酸根離子，光掩模上的硫酸根離子殘留量低于0.5ppb，從而使得光掩模在其生命周期內(nèi)不產(chǎn)生霧狀缺陷問題，提高光掩模制作水平。
文檔編號(hào)G03F7/42GK101699352SQ20091021343
公開日2010年4月28日 申請(qǐng)日期2009年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日
發(fā)明者徐飛, 李德建, 金海濤 申請(qǐng)人:常州瑞擇微電子科技有限公司;中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司