去除相移掩模上生长的杂质的方法技术

一种除去相移掩模上生长的杂质的方法。该方法通过在清洗之后进一步执行ＨＦ清洗和烘焙，有利地控制杂质生长，以使清洗过程中产生的残余化学离子的数量最小化。具体地，该方法包括，在石英衬底上形成包括相移膜和光阻挡膜的相移掩模图形，使用包含硫酸离子或铵离子的溶液清洗在石英衬底上形成的相移掩模图形，使用含水的ＨＦ溶液清洗已被清洗的相移掩模图形，以及烘焙利用含水的ＨＦ溶液清洗的相移掩模图形。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及除去相移掩模上生长的杂质的方法，更具体涉及通过在清洗之后进一步执行HF清洗和烘焙控制杂质的生长以使清洗过程中产生的残余化学离子的数量最小化的方法。
技术介绍
近年来，半导体器件的高集成度导致晶片上形成的图形的尺寸减小。为了在晶片上形成精细图形，采用使用光掩模的光刻技术。目前使用由具有几个百分比(％)的透光率的相移材料制成的半色调相移掩模，如氮氧化硅钼(MoSiON)。半色调相移掩模使用穿过相移材料的光和穿过石英衬底的光之间的相消性干扰，在晶片上形成相对精细的图形。下面，将参考附图解释制造半色调相移掩模和清洗工序的常规方法。图1A至1D是剖面图，说明半色调相移掩模的常规制造方法的过程。如图1A所示，在石英衬底10的整个表面上顺序地形成相移膜11、光阻挡膜12以及感光膜。感光膜被曝光并显影，以形成限定透光区A的感光膜图形13并露出光阻挡膜12。相移膜11包含MoSiON，光阻挡膜12包含铬(Cr)。如图1B所示，使用感光膜图形13作为刻蚀掩模顺序地刻蚀光阻挡膜12和相移膜11，以形成透光区A并除去感光膜图形13。通过等离子体干法刻蚀，使用氟基气体(如CF4、SF4或CHF3)、O2和He或Ar气体来执行光阻挡膜13和相移掩模12的刻蚀。如图1C所示，相移区B内的部分光阻挡膜12被除去，以形成半色调相移掩模图形。如图1D所示，执行清洗，以除去相移膜11和光阻挡膜12的刻蚀过程中产生的化学残留物。具体地，根据下列过程执行清洗。首先，在装载机上安装其上形成有图形的相移掩模。使用包含硫酸离子的溶液除去感光膜图形的残留物。接下来，使用包含铵离子的溶液清除化学残留物和有机物质，以及使用易挥发的异丙醇(IPA)蒸发在相移掩模的表面上存在的任意湿气(异丙醇蒸气干燥)。最后，相移掩模被传送到卸载机。但是，清洗之后，在掩模表面上可能剩下硫酸离子或铵离子，导致某些问题，例如，杂质的生长，取决于掩模制造环境的变化和曝光设备的曝光剂量。具体，由于铵离子与硫酸离子起反应形成盐，生长的杂质密度随着时间推移线性地增加且因此该杂质阻止掩模的作用。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种通过在清洗之后进一步执行HF清洗和烘焙来控制杂质的生长以使清洗过程中产生的残余化学离子的数量最小化的方法。根据本专利技术的一个实施例，一种除去相移掩模上生长的杂质的方法包括在石英衬底上形成包括相移膜和光阻挡膜的相移掩模图形，使用包含硫酸离子或铵离子的溶液清洗石英衬底上形成的相移掩模图形，使用含水的HF溶液清洗已被清洗的相移掩模图形，以及烘焙用含水HF溶液清洗的相移掩模图形。在本专利技术的一个实施例中，包含硫酸离子或铵离子的溶液是SPM或SC-1溶液。HF清洗中使用的含水HF溶液可以由100∶1至500∶1的混合比范围内的HF和水构成。该烘焙步骤可以使用热板来进行。而且，烘焙可以在400℃下进行5分钟，同时以3sccm的流速供应N2气体。根据本专利技术的一个实施例，在将气体例如He注入到掩模的后表面中时进行烘焙，在掩模上形成有相移掩模图形。附图说明从下面结合附图的详细说明将更清楚地理解本专利技术的实施例，其中图1A至1D是剖面图，说明半色调相移掩模的常规制造方法的过程；图2A至2E是剖面图，说明根据本专利技术的实施例用于除去相移掩模上生长的杂质的方法过程；以及图3示出了石英衬底和相移掩模的刻蚀速率根据氟化氢(HF)溶液的稀释率变化而变化的曲线图。具体实施例方式现在将参考附图详细描述本专利技术的实施例。但是，这些实施例可以被不同地修改，以及不允许解释为限制本专利技术的范围。图2A至2E是说明根据本专利技术的实施例用于除去相移掩模上生长的杂质的方法过程的示图。如图2A所示，石英衬底上形成的包括光阻挡膜、相移膜和感光膜的结构被暴露于电子束并被显影，以形成限定透光区的感光膜图形。结果，由感光膜图形形成精细图形。具体地，通过干法刻蚀，刻蚀光阻挡膜和相移膜，以形成相移掩模图形23，包括在石英衬底20上形成的相移膜21和光阻挡膜22。如图2B所示，使用包含硫酸离子的溶液除去相移掩模图形23上剩下的有机污染物，如感光膜。应该理解可以使用包含硫酸离子的溶液，如硫酸和过氧化氢(H2O2)的SPM(H2SO4+H2O2)溶液。用SPM溶液清洗允许在衬底上形成化学氧化膜，使石英衬底的表面成亲水性和允许其他清洗液容易地作用于掩模。如图2C所示，使用包含铵离子的溶液清洗除去了感光膜图形的相移掩模图形23。在本专利技术的一个实施例中，包含铵离子的溶液的类型，例如，包含氨气(NH3)、过氧化氢(H2O2)和水(H2O)的SC-1(Standard Clean-1)溶液可以具有1∶1∶5的各自混合比。该清洗可以在75～90℃下执行10～20分钟。在清洗过程中，过氧化氢(H2O2)分解为水(H2O)和氧气(O2)，以及由于其强的氧化活性，将掩模表面上剩余的有机物质转变为易溶于水的复合物质。通过过氧化氢的氧化以及氨溶液(NH4OH)的溶解和刻蚀，除去在SPM溶液的作用下未被除去的化学残留物。如图2D所示，在利用SPM溶液和SC-1溶液的清洗完成之后，使用含水的HF溶液执行附加清洗，接着用水漂洗。随后，使用易挥发的异丙醇(IPA)执行异丙醇蒸气干燥，以除去在相移掩模图形的表面上存在的湿气。可以使用稀释的氟化氢(DHF)溶液执行利用含水的HF溶液的清洗，其中水和氟化氢(HF)溶液以100-500∶1的比率混合。稀释的氟化氢(DHF)溶液可用于刻蚀石英衬底的表面和相移掩模图形的相移掩模。该刻蚀可以除去石英衬底和相移掩模的表面上剩下的残余化学离子。下面将参考图3更详细地解释其详细描述。图3是示出石英衬底和相移掩模的刻蚀速率根据氟化氢(HF)溶液的稀释率变化而变化的曲线图。参考图3，当水与氟化氢溶液的稀释比率小于100∶1时，发生深腐蚀和增加相移掩模的透光率。当稀释比率超过500∶1，相移掩模图形上剩下的杂质不可能被容易地除去。如图2E所示，在利用含水的HF溶液的清洗之后，在相移掩模图形23上执行烘焙。使用热板25执行烘焙。在该步骤，热板25位于其上形成有相移掩模图形的掩模24的前表面上。在本专利技术的一个实施例中，用193nm波长的光照射掩模24和提供N2气体，以保持温度恒定和保持环境清洁。该烘焙在400℃下执行5分钟，同时以3sccm的流速提供N2气体。当热板25暴露于具有193nm的光，以在其处提供能量时，氦(He)气、冷却介质等被提供给其上形成有相移掩模图形23的掩模的后表面，以防止石英衬底20变形。此外，通过排气口排放曝光时从石英衬底20的表面、相移掩模21和光阻挡膜22析出(evolved)的化学残余物气体。在本专利技术的一个实施例中，使用热板的烘焙使剩余硫酸离子和铵离子的数量减小至离子的初始量的约一半。根据本专利技术的实施例的方法包括在石英衬底上形成包括相移膜和光阻挡膜的相移掩模图形以及使用SPM溶液和SC-1溶液清洗该相移掩模。根据本专利技术的方法，在用SPM溶液和SC-1溶液的清洗完成之后，进一步执行HF清洗和烘焙，以使清洗过程中产生的残余化学离子如硫酸离子和铵离子的量最小，由此控制相移掩模上的杂质的生长，结果，防止在相移掩模中形成缺陷。从以上描述可以明白，根据本专利技术的方法，在清洗之后，进一步执行HF清洗，以除去石英衬本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种除去相移掩模上生长的杂质的方法，包括：在掩模衬底上形成包括相移膜和光阻挡膜的相移掩模图形；使用包含硫酸离子或铵离子的溶液清洗在所述掩模衬底上形成的相移掩模图形；使用含水的ＨＦ溶液清洗已被清洗的所述相移掩模图形；以 及烘焙用所述含水的ＨＦ溶液清洗的所述相移掩模图形。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李俊植，
申请(专利权)人：海力士半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]