專利名稱：防止霧化的半導(dǎo)體裝置及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體工藝，特別是涉及一種用于防止光掩模霧化的裝置和工藝。
背景技術(shù)：
近代半導(dǎo)體科技發(fā)展迅速，其中光學(xué)光刻技術(shù)(Optical Lithography)扮演了重要的角色。光學(xué)光刻技術(shù)在半導(dǎo)體的應(yīng)用上，是將設(shè)計(jì)好的線路制作成光掩模上的圖案 (pattern)，使光源通過(guò)光掩模后，將光掩模上的圖案投影至硅晶片以定義出特定圖案。隨著半導(dǎo)體的集成度提升，在工藝中所使用的光掩模圖案變得更為復(fù)雜，并且也必須使用更短波長(zhǎng)的曝光光源，然而在曝光過(guò)程中，由于使用了高能量的短波長(zhǎng)光源，因而誘發(fā)了霧化(haze)現(xiàn)象，霧化現(xiàn)象的形成原因可能是在反應(yīng)室中的化學(xué)殘留物，在被短波長(zhǎng)的光源(如波長(zhǎng)為248nm或193nm的短波紫外光)照射之后，形成霧化粒子例如硫酸銨 ((NH4)2SO4)和氰尿酸(C3O3N3H3)于光掩模表面，這些霧化粒子直接影響到光掩模于光刻工藝中的透光率，使得光掩模上的圖形失真，進(jìn)而造成晶片良率降低。傳統(tǒng)上清除霧化現(xiàn)象的方法是定期清洗光掩模，然而，清洗的成本昂貴，并且在經(jīng)過(guò)幾次的清洗之后，光掩模上的鍍鉻圖案會(huì)受到損壞，使得光掩模必須報(bào)廢，造成制造成本增加。因此，目前急需新的防止霧化的裝置及方法，以延長(zhǎng)清洗光掩模的周期和光掩模的使用期限并且降低生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，一種防止霧化的半導(dǎo)體工藝，包含首先提供具有反應(yīng)室的曝光機(jī)臺(tái)，光觸媒層設(shè)置于反應(yīng)室中，然后，在反應(yīng)室中利用短波長(zhǎng)光源曝光晶片，前述短波長(zhǎng)光源同時(shí)活化光觸媒層，進(jìn)而將反應(yīng)室的污染物去除，使得霧化現(xiàn)象無(wú)法發(fā)生。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，一種防止霧化的半導(dǎo)體裝置，包含基板、電路圖案區(qū)設(shè)于基板上、不透光區(qū)圍繞電路圖案區(qū)以及光觸媒層涂布于不透光區(qū)。光觸媒層可以為氧化鈦、氧化鋅、氧化錫、氧化鋯、硫化鎘、硫化鋅或是其它光觸媒材料。本發(fā)明將光觸媒層與光掩模結(jié)合，利用曝光光源在曝光晶片時(shí)同時(shí)活化光觸媒層，使得光觸媒層可以將在反應(yīng)室中會(huì)形成霧化粒子的反應(yīng)物去除，并且也可一并清除在反應(yīng)室中的其它污染物。最后，霧化現(xiàn)象則無(wú)法發(fā)生，而光掩模也可不需經(jīng)常清洗，降低了清洗光掩模的費(fèi)用也延長(zhǎng)了光掩模的使用期限。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)佳例繪示的防止霧化的半導(dǎo)體工藝的示意圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所繪示的防止霧化的半導(dǎo)體裝置的俯視圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例所繪示的防止霧化的半導(dǎo)體裝置的俯視圖。圖4為根據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施例所繪示的防止霧化的半導(dǎo)體裝置的俯視圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明10曝光機(jī)臺(tái)14 光源
12反應(yīng)室 16、17光學(xué)透鏡18光掩模22光觸媒層26 基板
20晶片載臺(tái) 24晶片
28電路圖案區(qū) 32對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記 30不透光區(qū)
具體實(shí)施例方式如同前文所述，光掩模霧化的現(xiàn)象會(huì)于曝光時(shí)在光致抗蝕劑上產(chǎn)生不正確的投影，最后在晶片上形成失真扭曲的圖案，現(xiàn)今研究發(fā)現(xiàn)，霧化發(fā)生的原因可歸咎于存在于曝光機(jī)臺(tái)反應(yīng)室中的氨和其它氣體或污染物，其經(jīng)過(guò)曝光光源照射，發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)后在光掩模表面形成霧化粒子，造成光掩模霧化。因此，本發(fā)明的防止霧化半導(dǎo)體工藝及裝置的主要目的在于于曝光過(guò)程中，移除存在于反應(yīng)室中的氨，以阻斷光化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)然，本發(fā)明的工藝及裝置不僅適用于去除氨， 其它化學(xué)組成物，例如硫化氫、一氧化碳、乙醛、苯乙烯或是其它化學(xué)物質(zhì)，亦可以被清除。圖1為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)例繪示的防止霧化的半導(dǎo)體工藝的示意圖。如圖1所示，首先提供曝光機(jī)臺(tái)10，其具有反應(yīng)室12，反應(yīng)室12中設(shè)有光源14、光學(xué)透鏡16、17、光掩模18和晶片載臺(tái)20。光源14可以為發(fā)射波長(zhǎng)小于350納米的紫外光的光源。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，光源14為發(fā)射波長(zhǎng)介于193納米至204納米之間的深紫外光的光源。光觸媒層22設(shè)置于曝光機(jī)臺(tái)10的反應(yīng)室12中，光觸媒層22可以設(shè)置在光掩模18上、反應(yīng)室12的側(cè)壁上、晶片載臺(tái)20上或是任何反應(yīng)室12內(nèi)，在曝光過(guò)程中可以被光源14照射到的位置。然后，將晶片M送入反應(yīng)室12中，接著由光源14射出的光線由光學(xué)透鏡16經(jīng)過(guò)光掩模18，再經(jīng)過(guò)光學(xué)透鏡17，最后照射到晶片M并且使晶片M上的光致抗蝕劑層(圖未示)曝光。在曝光晶片M的同時(shí)，光觸媒層22亦被光源14照射并且活化。光觸媒層22可以為氧化鈦、氧化鋅、氧化錫、氧化鋯、硫化鎘、硫化鋅或是其它光觸媒材料，本發(fā)明的光觸媒層22優(yōu)選為氧化鈦，尤其是銳鈦礦相(anatase phase)氧化鈦。 當(dāng)光觸媒層22活化時(shí)，光觸媒層在價(jià)電子帶(valence band)的電子會(huì)躍升，而原本電子存在的地方就會(huì)變成一個(gè)帶正電的空穴，空穴具有極高的氧化能力，會(huì)使在反應(yīng)室中的水氧化成氫氧自由基(0H ·)，接著氨就會(huì)和氫氧自由基反應(yīng)，形成可以吸附在光觸媒層22的硝酸根(NO3-)，最后幾乎所有在反應(yīng)室中12中的氨都被光觸媒層22去除，霧化現(xiàn)象則因?yàn)槿鄙俜磻?yīng)物而不會(huì)再形成。另外，當(dāng)光觸媒層22活化時(shí)，其它在反應(yīng)室12中的污染物也會(huì)被光觸媒層22去除，而其反應(yīng)之后的殘留物也會(huì)被吸附在光觸媒層22。使用一段時(shí)間之后， 光觸媒層22上的吸附物可利用清洗液清洗而去除，而光觸媒層22則可再度重復(fù)使用。圖2為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所繪示的防止霧化的半導(dǎo)體裝置的俯視圖。如圖 1至圖2所示，光掩模18包含含石英的基板沈、位于基板沈上的電路圖案區(qū)觀、不透光區(qū) 30位于基板沈上并且圍繞電路圖案區(qū)觀與對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記32設(shè)置于基板沈的邊緣。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記 32用于將光掩模18與晶片載臺(tái)20精確的對(duì)準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，光觸媒層22設(shè)置于不透光區(qū)30內(nèi)，舉例而言，光觸媒層22可以和不透光區(qū)30完全重疊，也就是說(shuō)，光觸媒層22完全覆蓋不透光區(qū)30。一般而言曝光機(jī)臺(tái)10通常為一步進(jìn)機(jī)，曝光時(shí)，光源14通過(guò)光掩模18只照射在晶片M的一小部分區(qū)域上，所以必須重復(fù)此曝光步驟多次直到整片晶片M完成曝光，而不透光區(qū)30則是設(shè)在光掩模18上用來(lái)保證光源14不會(huì)因?yàn)楣庋谀?18微小的位置偏移，導(dǎo)致光源14超出其所照射的電路圖案區(qū)28，因此不透光區(qū)30是使用光源14無(wú)法通過(guò)的材料制成，另外，光源14也會(huì)特意照射部分的不透光區(qū)30，以確定所有的電路圖案區(qū)觀都被光源14照射，因此在不透光區(qū)30內(nèi)的光觸媒層22會(huì)因?yàn)楣庠?4的照射而活化，所以在曝光時(shí)，反應(yīng)室12中的氨本質(zhì)上會(huì)完全被光觸媒層22去除，最后，由于缺少氨，霧化現(xiàn)象就無(wú)法產(chǎn)生。圖3為根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例所繪示的防止霧化的半導(dǎo)體裝置的俯視圖， 圖4為根據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施例所繪示的防止霧化的半導(dǎo)體裝置的俯視圖，其中具有相同功能的元件將以相同的標(biāo)號(hào)標(biāo)示。光觸媒層22不一定需要完全覆蓋不透光區(qū)30，光觸媒層22可以設(shè)置在不透光區(qū)30內(nèi)可以被光源14照射到的任何位置，舉例而言，如圖3所示，光觸媒層22可以在不透光區(qū)30上形成斜條紋圖案，又或者可以為點(diǎn)狀圖案，或是其它圖案。當(dāng)然，在光觸媒層22其設(shè)置方式可以為任何隨意的形狀，不限定規(guī)律的幾何圖形，如圖4所示，甚至光觸媒層22可以只設(shè)置在不透光區(qū)30上的邊緣，或是不透光區(qū)30上任何小部分區(qū)域。根據(jù)不同的需求，光觸媒層22可采用任何形狀設(shè)置在不透光區(qū)30上任何可被光源14照射到的位置。由于光觸媒層可以有效的去除氨，因而使造成霧化粒子缺少反應(yīng)物所以無(wú)法形成，如此光掩模也不需要因?yàn)殪F化而經(jīng)常性地清洗，進(jìn)而增加光掩模的使用時(shí)間。再者，定期清理光觸媒層的經(jīng)費(fèi)遠(yuǎn)較清洗光掩模上的霧化粒子來(lái)的低，所以可以降低工藝成本。另外，本發(fā)明的光觸媒層可設(shè)置不透光區(qū)，因此不需更始原始的光掩模設(shè)計(jì)。本發(fā)明的上述實(shí)施例不限于使用短波長(zhǎng)光源曝光晶片的情形，而是適于使用各種波長(zhǎng)的光源進(jìn)行曝光的情形，這些光源發(fā)射的光可以活化相應(yīng)的光觸媒層，從而實(shí)現(xiàn)將反應(yīng)室的污染物去除、使得霧化現(xiàn)象無(wú)法發(fā)生的技術(shù)效果。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的等同變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種防止霧化的半導(dǎo)體工藝，包含提供具有反應(yīng)室的曝光機(jī)臺(tái)，光觸媒層設(shè)置于該反應(yīng)室中；以及于該反應(yīng)室中曝光晶片，并且同時(shí)活化該光觸媒層。
2.如權(quán)利要求1所述的防止霧化的半導(dǎo)體工藝，其中該曝光機(jī)臺(tái)包含設(shè)置于該反應(yīng)室中的光掩模，并且該光觸媒層涂布于該光掩模上。
3.如權(quán)利要求2所述的防止霧化的半導(dǎo)體工藝，其中該光掩模包含 基板；電路圖案區(qū)，設(shè)于該基板上；以及不透光區(qū)，圍繞該電路圖案區(qū)，其中該光觸媒層涂布于該不透光區(qū)。
4.如權(quán)利要求3所述的防止霧化的半導(dǎo)體工藝，其中該光觸媒層與該不透光區(qū)完全重疊。
5.如權(quán)利要求3所述的防止霧化的半導(dǎo)體工藝，其中該光掩模另包含對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，該對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記設(shè)置于該基板的邊緣。
6.如權(quán)利要求1所述的防止霧化的半導(dǎo)體工藝，其中該光觸媒層選自下列材料構(gòu)成的組氧化鈦、氧化鋅、氧化錫、氧化鋯、硫化鎘和硫化鋅。
7.一種防止霧化的半導(dǎo)體裝置，包含 基板；電路圖案區(qū)，設(shè)于該基板上；以及光觸媒層，設(shè)置于該基板上。
8.如權(quán)利要求7所述的防止霧化的半導(dǎo)體裝置，另包含不透光區(qū)，該不透光區(qū)圍繞該電路圖案區(qū)，其中該光觸媒層涂布于該不透光區(qū)。
9.如權(quán)利要求8所述的防止霧化的半導(dǎo)體裝置，其中該光觸媒層與該不透光區(qū)完全重疊。
10.如權(quán)利要求7所述的防止霧化的半導(dǎo)體裝置，另包含對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，該對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記設(shè)置于該基板的邊緣。
11.如權(quán)利要求7所述的防止霧化的半導(dǎo)體裝置，其中該光觸媒層選自下列材料構(gòu)成的組氧化鈦、氧化鋅、氧化錫、氧化鋯、硫化鎘和硫化鋅。
12.如權(quán)利要求11所述的防止霧化的半導(dǎo)體裝置，其中該光觸媒層為銳鈦礦相氧化鈦。
全文摘要
一種防止霧化的半導(dǎo)體裝置及工藝，其在光掩模的不透光區(qū)上涂布光觸媒層，當(dāng)曝光時(shí)，照射于晶片上的光源也同時(shí)照射光觸媒層，使得光觸媒層活化而移除會(huì)形成霧化粒子的反應(yīng)物，進(jìn)而防止霧化現(xiàn)象，所以光掩模不需因?yàn)殪F化而經(jīng)常清洗，因此可降低清洗光掩模的費(fèi)用也增長(zhǎng)光掩模使用的期限。
文檔編號(hào)H01L21/00GK102214547SQ20101019868
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2010年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月6日
發(fā)明者王逸銘, 黃沛霖, 黃浚彥 申請(qǐng)人:南亞科技股份有限公司