專利名稱：高能量粒子轟擊制程的遮蔽裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種遮蔽裝置，且特別涉及應用在高能量粒子轟擊的制程中的遮蔽裝置。
背景技術(shù)：
半導體制程中，以高能量的粒子植入半導體基材的技術(shù)已逐漸被應用。例如以質(zhì)子植入半導體基材，借以增加材料的電阻值，美國專利公告第6214750號中，揭露了以質(zhì)子轟擊半導體基材方法，制造硅上絕緣層。
在上述的質(zhì)子轟擊制程中，需要一圖案化的遮蔽罩保護半導體基材其它部分，避免具有MeV能量質(zhì)子的轟擊?，F(xiàn)有的光阻層(例如在硼植入制程中，光阻層用來阻擋KeV的硼原子)并不足以阻擋所有的質(zhì)子，所以用鋁板經(jīng)圖案化后用來當作遮蔽罩。
然而，經(jīng)圖案化鋁板當作遮蔽罩的精準度不佳(通常約50um左右)，以及鋁板熱膨脹系數(shù)和半導體基材熱膨脹系數(shù)的差異，使鋁板和半導體基材之間對準的問題更加嚴重。此外，使用鋁板在圖案化的設(shè)計上也有某些限制，例如無法在鋁板上設(shè)計一個圓環(huán)的圖案，因為圓環(huán)中的圓形沒有支撐。
因此，需要一個精準度更好和圖案化的設(shè)計沒有限制的遮蔽罩來克服以上問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種遮蔽裝置，其應用在高能量粒子轟擊的制程中阻擋高能量粒子轟擊硅基材。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種制造遮蔽裝置的方法，該遮蔽裝置適用于半導體粒子轟擊的制程中阻擋高能量粒子轟擊硅基材。
本發(fā)明提出一種遮蔽裝置，其應用在高能量粒子轟擊的制程中，此遮蔽裝置包含基底材料和阻擋材料，應用半導體制程將阻擋材料圖案化在基底材料上，阻擋材料較基底材料具有較好的高能量粒子阻擋能力。
本發(fā)明提出一種上述遮蔽裝置的制造方法，此遮蔽裝置適用于半導體粒子轟擊的制程中阻擋高能量粒子。該制造方法包括如下步驟選擇一基底材料和一阻擋材料，基底材料和阻擋材料具有不同的高能量粒子阻擋能力；在基底材料上，應用微影、蝕刻和沉積制程將阻擋材料圖案化在基底材料上。
該基底材料可以是硅或玻璃，阻擋材料可以是Si、Fe、Ge、Ga、W、Au、Pt、Ta或Ti材料，且基底材料和阻擋材料需具有短半衰期的特性。
該遮蔽裝置以半導體制程制造，包含微影、蝕刻和沉積制程。。
由上述可知，應用本發(fā)明具有可提供高精準度的遮蔽罩芯片和圖案化設(shè)計上不會有限制等優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明一較佳實施例的一種以高能量質(zhì)子轟擊半導體基材的示意圖；圖2是本發(fā)明一較佳實施例的一種遮蔽罩芯片示意圖；以及圖3是本發(fā)明一較佳實施例的另一種遮蔽罩芯片示意圖。
具體實施例方式
請參閱圖1，其是本發(fā)明一較佳實施例的一種以高能量質(zhì)子轟擊半導體基材的示意圖。本發(fā)明的目的在于提供一種高精準度的遮蔽罩，以芯片為基底材料16，再利用半導體的標準制程，沉積可以阻擋高能量質(zhì)子的阻擋材料14在芯片上。
圖1中，高能量質(zhì)子源12發(fā)射出質(zhì)子，當這些高能量粒子經(jīng)過遮蔽罩芯片時，部分被遮蔽罩阻擋，部分則穿越到達產(chǎn)品芯片18。因為質(zhì)子在不同材料中，能夠穿透距離不同，本發(fā)明即利用這種原理來設(shè)計遮蔽罩。下列表一是質(zhì)子在不同材料中所能穿透的距離，不同材料或不同的質(zhì)子能量都會影響質(zhì)子穿透距離。通常在元素周期表中原子量越大的阻擋效果越好(質(zhì)子穿透的距離越短)，而質(zhì)子能量越大穿透的距離也越長。在此實施例中，基底材料16是硅基材，阻擋材料14所選擇材料可以是表一中除了硅以外的金屬材料?；撞牧?6和阻擋材料14的選擇條件除了原子量外，還需具有短半衰期。根據(jù)上述兩個選擇條件，適合的材料如下Si、Fe、Ge、Ga、W、Au、Pt、Ta以及Ti?；撞牧?6除了硅基材外，玻璃基板是另一個選擇。
表一

在本實施例中，遮蔽罩芯片以現(xiàn)有的半導體制程制造而成。因此，遮蔽罩芯片的阻擋材料14圖案化的精準度取決于使用的制程規(guī)格。無論使用何種制程規(guī)格，以現(xiàn)在制程技術(shù)，遮蔽罩芯片上圖案化的精準度一定比現(xiàn)有經(jīng)圖案化鋁板的精準度高。而且，圖案化的設(shè)計上不會有限制。
在本實施例中，遮蔽罩芯片是在硅基材上形成圖案，應用的方法包含下列幾種。如圖2，以硅基材為基底材料16，沉積阻擋材料14，再經(jīng)微影和蝕刻留下經(jīng)圖案化的阻擋材料14，最后結(jié)果如圖2所示。另一種方式，如圖3，以硅基材為基底材料16，經(jīng)微影和蝕刻在基底材料16留下經(jīng)圖案化凹陷，接著沉積阻擋材料14在圖案化凹陷內(nèi)，加上化學機械研磨制程，最后結(jié)果如圖3所示。另有其它的制程如鑲嵌制程(damascene process)也可用來圖案化遮蔽罩芯片。
由上述本發(fā)明較佳實施例可知，應用本發(fā)明具有可提供高精準度的遮蔽罩芯片和圖案化設(shè)計上不會有限制等優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種遮蔽裝置，其應用在高能量粒子轟擊的制程，該遮蔽裝置至少包含一基底材料以及一阻擋材料，其特征在于該阻擋材料應用半導體制程將其圖案化在該基底材料上，該阻擋材料較該基底材料具有較好的高能量粒子阻擋能力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遮蔽裝置，其特征在于該基底材料是硅或玻璃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遮蔽裝置，其特征在于該阻擋材料選自Si、Fe、Ge、Ga、W、Au、Pt、Ta以及Ti所組成的一種材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遮蔽裝置，其特征在于該基底材料具有短半衰期。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遮蔽裝置，其特征在于該阻擋材料具有短半衰期。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遮蔽裝置，其特征在于該半導體制程至少包含微影、蝕刻和沉積制程。
7.一種如權(quán)利要求1所述的遮蔽裝置的制造方法，該遮蔽裝置適用于半導體粒子轟擊的制程中阻擋高能量粒子，其特征在于該制造方法至少包含以下步驟選擇一基底材料和一阻擋材料，該基底材料和該阻擋材料具有不同的高能量粒子阻擋能力；以及在該基底材料上，應用微影、蝕刻和沉積制程將該阻擋材料圖案化在該基底材料上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造方法，其特征在于該基底材料至少包含硅和玻璃。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造方法，其特征在于該阻擋材料選自Si、Fe、Ge、Ga、W、Au、Pt、Ta以及Ti所組成的一種材料。
10.一種形成高電阻值區(qū)域的方法，適用于一半導體基材上，其特征在于該方法至少包含以下步驟對準一光罩和該半導體基材，該光罩包含一光罩基材和一圖案化阻擋材料，該圖案化阻擋材料和該光罩基材重疊區(qū)域的厚度需足以阻擋高能量分子轟擊；以及使用高能量粒子轟擊經(jīng)光罩遮蔽的該半導體基材，形成高電阻值區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的形成高電阻值區(qū)域的方法，其特征在于該光罩基材是硅或玻璃。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的形成高電阻值區(qū)域的方法，其特征在于該圖案化阻擋材料選自Si、Fe、Ge、Ga、W、Au、Pt、Ta以及Ti所組成的一種材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的形成高電阻值區(qū)域的方法，其特征在于該光罩基材由一第一材料所形成，該圖案化阻擋材料需和該第一材料不同，且具有較高的高能量粒子阻擋能力。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的形成高電阻值區(qū)域的方法，其特征在于該光罩基材為硅，該圖案化阻擋材料為鎢。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的形成高電阻值區(qū)域的方法，其特征在于該光罩基材和該半導體基材由相同材料形成，所以具有相同的熱膨脹系數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的形成高電阻值區(qū)域的方法，其特征在于該方法進一步包含形成該光罩的方法，該方法至少包含在該光罩基材上形成該圖案化阻擋材料。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的形成高電阻值區(qū)域的方法，其特征在于該高能量粒子是質(zhì)子或中子。
18.一種集成電路的制造系統(tǒng)，至少包含一高能量粒子源以及一光罩，該高能量粒子源用來轟擊一半導體基材而形成高電阻值區(qū)域，其特征在于該光罩與該高能量粒子源和該半導體基材對準，該光罩包含一光罩基材和一圖案化阻擋材料，該圖案化阻擋材料和該光罩基材重疊區(qū)域的厚度足以阻擋高能量分子轟擊。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的集成電路的制造系統(tǒng)，其特征在于該光罩基材是硅或玻璃。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的集成電路的制造系統(tǒng)，其特征在于該光罩基材和該半導體基材由相同材料形成，具有相同的熱膨脹系數(shù)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的集成電路的制造系統(tǒng)，其特征在于該圖案化阻擋材料選自Si、Fe、Ge、Ga、W、Au、Pt、Ta以及Ti所組成的一種材料。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的集成電路的制造系統(tǒng)，其特征在于該光罩基材是硅，該圖案化阻擋材料是鎢。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的集成電路的制造系統(tǒng)，其特征在于該光罩基材由一第一材料所形成，該圖案化阻擋材料和該第一材料不同，且具有較高的高能量粒子阻擋能力。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的集成電路的制造系統(tǒng)，其特征在于該高能量粒子源是質(zhì)子或中子粒子源。
全文摘要
一種遮蔽裝置，應用在高能量粒子轟擊的制程，此遮蔽裝置包含基底材料和阻擋材料，應用于半導體制程將阻擋材料圖案化在基底材料上，阻擋材料較基底材料具有較好的高能量粒子阻擋能力。
文檔編號H01L21/02GK1531025SQ20031010283
公開日2004年9月22日 申請日期2003年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月23日
發(fā)明者林文欽, 鄧端理, 楊清田, 鄭光凱 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司, 行政院原子能委員會核能研究所, 晶研科技股份有限公司