防止雾化的半导体装置及工艺制造方法及图纸

一种防止雾化的半导体装置及工艺，其在光掩模的不透光区上涂布光触媒层，当曝光时，照射于晶片上的光源也同时照射光触媒层，使得光触媒层活化而移除会形成雾化粒子的反应物，进而防止雾化现象，所以光掩模不需因为雾化而经常清洗，因此可降低清洗光掩模的费用也增长光掩模使用的期限。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体工艺，特别是涉及一种用于防止光掩模雾化的装置和工艺。
技术介绍
近代半导体科技发展迅速，其中光学光刻技术(Optical Lithography)扮演了重要的角色。光学光刻技术在半导体的应用上，是将设计好的线路制作成光掩模上的图案 (pattern)，使光源通过光掩模后，将光掩模上的图案投影至硅晶片以定义出特定图案。随着半导体的集成度提升，在工艺中所使用的光掩模图案变得更为复杂，并且也必须使用更短波长的曝光光源，然而在曝光过程中，由于使用了高能量的短波长光源，因而诱发了雾化(haze)现象，雾化现象的形成原因可能是在反应室中的化学残留物，在被短波长的光源(如波长为248nm或193nm的短波紫外光)照射之后，形成雾化粒子例如硫酸铵 ((NH4)2SO4)和氰尿酸(C3O3N3H3)于光掩模表面，这些雾化粒子直接影响到光掩模于光刻工艺中的透光率，使得光掩模上的图形失真，进而造成晶片良率降低。传统上清除雾化现象的方法是定期清洗光掩模，然而，清洗的成本昂贵，并且在经过几次的清洗之后，光掩模上的镀铬图案会受到损坏，使得光掩模必须报废，造成制造成本增加。因此，目前急需新的防止雾化的装置及方法，以延长清洗光掩模的周期和光掩模的使用期限并且降低生产成本。
技术实现思路
根据本专利技术的优选实施例，一种防止雾化的半导体工艺，包含首先提供具有反应室的曝光机台，光触媒层设置于反应室中，然后，在反应室中利用短波长光源曝光晶片，前述短波长光源同时活化光触媒层，进而将反应室的污染物去除，使得雾化现象无法发生。根据本专利技术的另一优选实施例，一种防止雾化的半导体装置，包含基板、电路图案区设于基板上、不透光区围绕电路图案区以及光触媒层涂布于不透光区。光触媒层可以为氧化钛、氧化锌、氧化锡、氧化锆、硫化镉、硫化锌或是其它光触媒材料。本专利技术将光触媒层与光掩模结合，利用曝光光源在曝光晶片时同时活化光触媒层，使得光触媒层可以将在反应室中会形成雾化粒子的反应物去除，并且也可一并清除在反应室中的其它污染物。最后，雾化现象则无法发生，而光掩模也可不需经常清洗，降低了清洗光掩模的费用也延长了光掩模的使用期限。附图说明图1为根据本专利技术的优选实佳例绘示的防止雾化的半导体工艺的示意图。图2为根据本专利技术的优选实施例所绘示的防止雾化的半导体装置的俯视图。图3为根据本专利技术的另一优选实施例所绘示的防止雾化的半导体装置的俯视图。图4为根据本专利技术的又一优选实施例所绘示的防止雾化的半导体装置的俯视图。附图标记说明10曝光机台14 光源12反应室 16、17光学透镜18光掩模22光触媒层26 基板20晶片载台 24晶片28电路图案区 32对准标记 30不透光区具体实施例方式如同前文所述，光掩模雾化的现象会于曝光时在光致抗蚀剂上产生不正确的投影，最后在晶片上形成失真扭曲的图案，现今研究发现，雾化发生的原因可归咎于存在于曝光机台反应室中的氨和其它气体或污染物，其经过曝光光源照射，发生光化学反应后在光掩模表面形成雾化粒子，造成光掩模雾化。因此，本专利技术的防止雾化半导体工艺及装置的主要目的在于于曝光过程中，移除存在于反应室中的氨，以阻断光化学反应。当然，本专利技术的工艺及装置不仅适用于去除氨， 其它化学组成物，例如硫化氢、一氧化碳、乙醛、苯乙烯或是其它化学物质，亦可以被清除。图1为根据本专利技术的优选实例绘示的防止雾化的半导体工艺的示意图。如图1所示，首先提供曝光机台10，其具有反应室12，反应室12中设有光源14、光学透镜16、17、光掩模18和晶片载台20。光源14可以为发射波长小于350纳米的紫外光的光源。根据本专利技术的优选实施例，光源14为发射波长介于193纳米至204纳米之间的深紫外光的光源。光触媒层22设置于曝光机台10的反应室12中，光触媒层22可以设置在光掩模18上、反应室12的侧壁上、晶片载台20上或是任何反应室12内，在曝光过程中可以被光源14照射到的位置。然后，将晶片M送入反应室12中，接着由光源14射出的光线由光学透镜16经过光掩模18，再经过光学透镜17，最后照射到晶片M并且使晶片M上的光致抗蚀剂层(图未示)曝光。在曝光晶片M的同时，光触媒层22亦被光源14照射并且活化。光触媒层22可以为氧化钛、氧化锌、氧化锡、氧化锆、硫化镉、硫化锌或是其它光触媒材料，本专利技术的光触媒层22优选为氧化钛，尤其是锐钛矿相(anatase phase)氧化钛。 当光触媒层22活化时，光触媒层在价电子带(valence band)的电子会跃升，而原本电子存在的地方就会变成一个带正电的空穴，空穴具有极高的氧化能力，会使在反应室中的水氧化成氢氧自由基(0H ·)，接着氨就会和氢氧自由基反应，形成可以吸附在光触媒层22的硝酸根(NO3-)，最后几乎所有在反应室中12中的氨都被光触媒层22去除，雾化现象则因为缺少反应物而不会再形成。另外，当光触媒层22活化时，其它在反应室12中的污染物也会被光触媒层22去除，而其反应之后的残留物也会被吸附在光触媒层22。使用一段时间之后， 光触媒层22上的吸附物可利用清洗液清洗而去除，而光触媒层22则可再度重复使用。图2为根据本专利技术的优选实施例所绘示的防止雾化的半导体装置的俯视图。如图 1至图2所示，光掩模18包含含石英的基板沈、位于基板沈上的电路图案区观、不透光区 30位于基板沈上并且围绕电路图案区观与对准标记32设置于基板沈的边缘。对准标记 32用于将光掩模18与晶片载台20精确的对准。根据本专利技术的优选实施例，光触媒层22设置于不透光区30内，举例而言，光触媒层22可以和不透光区30完全重叠，也就是说，光触媒层22完全覆盖不透光区30。一般而言曝光机台10通常为一步进机，曝光时，光源14通过光掩模18只照射在晶片M的一小部分区域上，所以必须重复此曝光步骤多次直到整片晶片M完成曝光，而不透光区30则是设在光掩模18上用来保证光源14不会因为光掩模 18微小的位置偏移，导致光源14超出其所照射的电路图案区28，因此不透光区30是使用光源14无法通过的材料制成，另外，光源14也会特意照射部分的不透光区30，以确定所有的电路图案区观都被光源14照射，因此在不透光区30内的光触媒层22会因为光源14的照射而活化，所以在曝光时，反应室12中的氨本质上会完全被光触媒层22去除，最后，由于缺少氨，雾化现象就无法产生。图3为根据本专利技术的另一优选实施例所绘示的防止雾化的半导体装置的俯视图， 图4为根据本专利技术的又一优选实施例所绘示的防止雾化的半导体装置的俯视图，其中具有相同功能的元件将以相同的标号标示。光触媒层22不一定需要完全覆盖不透光区30，光触媒层22可以设置在不透光区30内可以被光源14照射到的任何位置，举例而言，如图3所示，光触媒层22可以在不透光区30上形成斜条纹图案，又或者可以为点状图案，或是其它图案。当然，在光触媒层22其设置方式可以为任何随意的形状，不限定规律的几何图形，如图4所示，甚至光触媒层22可以只设置在不透光区30上的边缘，或是不透光区30上任何小部分区域。根据不同的需求，光触媒层22可采用任何形状设置在不透光区30上任何可被光源14照射到的位置。由于光触媒层可以有效的去除氨，因而使造成雾化粒子缺少反应物所以无法形成，如此光掩模也不本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种防止雾化的半导体工艺，包含：提供具有反应室的曝光机台，光触媒层设置于该反应室中；以及于该反应室中曝光晶片，并且同时活化该光触媒层。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄沛霖，王逸铭，黄浚彦，
申请(专利权)人：南亚科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71