CN101419910B - 用于制造半导体器件的装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于制造半导体器件的装置及其方法，该方法包括以下步骤：制备用于发射光的光源系统；然后制备具有图案的标线片；然后在包括所述图案的所述标线片上方间隔放置框架；然后在所述框架和所述标线片之间的空隙间隔中形成透明物；然后制备在其上具有光敏层的半导体晶片；然后利用所述光源系统将光透射穿过所述标线片和所述透明物，以根据所述图案曝光所述光敏层；然后通过根据所述图案处理所述半导体晶片，来形成所述半导体器件。本发明的方法通过用高纯度透明物质填充标线片和框架之间的空隙间隔的方式，能减小由标线片所衍射的光的角度，从而最大化半导体晶片上和/或上方的实际分辨率。

Description

用于制造半导体器件的装置及其方法
本申请基于35U.S.C§119主张于2007年10月22日提交的韩国专利申请No.10-2007-0105996的优先权，在此通过参考将该申请的全部内容并入本申请中。
技术领域
本发明涉及半导体器件，尤其涉及制造半导体器件的装置及其方法。本发明具有广泛的适用范围，尤其适用于使用标线片(reticle)和薄膜(pellicle)。
背景技术
光学微光刻系统用于半导体器件的制造。所述光学微光刻系统可包括光源系统、具有图案和框架的标线片系统以及半导体晶片。当光穿过标线片和框架之间的空隙间隔(empty space)时，会发生衍射。因此，降低了由半导体晶片上的光敏层所曝光的图案的分辨率。
发明内容
本发明的实施例涉及用于制造半导体器件的装置及其方法，并且尤其适用于使用标线片和薄膜。
本发明的实施例涉及用于制造半导体器件的装置及其方法，并且以通过高纯度透明物质填充标线片和框架之间的空隙间隔的方式，能够减小由标线片衍射的光的角度。
本发明的实施例涉及用于制造半导体器件的方法，并且所述方法可包括以下步骤中的至少一个步骤：提供用于发射光的光源系统；然后提供具有图案的标线片，以其上加载框架；然后在所述框架和所述标线片之间的空隙间隔中形成透明物质；然后提供在其上具有光敏层的半导体晶片；然后使光穿过所述标线片和所述透明物质，以根据所述图案曝光所述光敏层；然后根据所述图案处理所述半导体晶片，以形成所述半导体器件。根据实施例，在所述框架和所述标线片之间的空隙间隔中形成所述透明物质后，所述方法还包括在所述框架上形成保护层，使其与所述标线片的表面以预定距离间隔开。
本发明的实施例涉及用于制造半导体器件的方法，并且所述方法可包括以下步骤中的至少一个步骤：提供光源系统；然后提供标线片，并且所述标线片包括主体和在所述主体上形成的多个图案标线片；然后在包括所述图案的所述主体上形成透明材料层；然后提供曝光系统；然后提供在其上具有光敏层的半导体晶片，从而将曝光设备置于所述透明物质和所述半导体晶片之间的光传输路径中；然后利用所述光源系统将光透射穿过所述标线片和所述透明物质，以根据所述图案曝光所述光敏层；然后根据所述图案处理所述半导体晶片。
本发明的实施例涉及用于制造半导体器件的装置，并且所述装置可包括以下各项中的至少一项：光源系统，用于发射光；具有图案的标线片；框架，加载在所述标线片上和/或上方；透明物质，位于所述框架和所述标线片之间的空隙间隔中；以及在其上具有光敏层的半导体晶片。根据实施例，光穿过所述标线片、所述透明物质和所述保护层，以根据所述图案曝光所述光敏层。根据实施例，根据图案处理所述半导体晶片，以制造所述半导体器件。根据实施例的装置还可包括保护层，形成在所述框架上和/或上方，且与所述标线片的表面以预定距离间隔开。因此，以通过作为高纯度透明物质的丙烯酰基(acryl)填充所述标线片和所述框架之间的空隙间隔的方式，能够减小由标线片衍射的光的角度。
因此，本发明的实施例能增强并最大化来自标线片(作为光传播的起点)的光的必然衍射范围，从而提高分辨率。
本发明的方法通过用高纯度透明物填充标线片和框架之间的空隙间隔的方式，能减小由标线片所衍射的光的角度，从而最大化半导体晶片上和/或上方的实际分辨率
附图说明
示例性图1至图4示出了根据本发明实施例的用于制造半导体器件的装置和制造半导体器件的方法。
具体实施方式
下文将结合随附附图的示例详细说明本发明的实施例。在全部附图中任何可能之处，相同的附图标记表示相同或相似的部件。
如示例性图1中所示，根据本发明实施例用于制造半导体器件的装置包括光源系统10、标线片系统20A、曝光系统30、光敏层42以及半导体晶片40。光源系统10是用以发射光的发光源，并且可包括氟准分子激光器。标线片系统20A包括标线片22、加载在标线片22表面上和/或上方的框架28、透明物24A以及保护层26。标线片22具有在主体(body)22A上和/或上方形成的图案22B，并可采用标线片或掩模的形式。主体22A可由石英形成。可由铬(Cr)和MoSiN之一组成的特定形状实现所述图案22B。
透明物24A可在包括主体22A的图案22B上和/或上方形成。透明物24A可以由具有高纯度的透明丙烯酰基(transparent acryl)组成。在框架(frame)28和标线片22之间的空隙间隔中提供丙丙烯酰基24A。丙烯酰基24A是一种塑料，并且一种代表性的丙烯酰基由丙酮、氰酸和甲醇作为原料构成。丙烯酰基24A是具有特定比重(gravity)为1.18的甲基丙烯酸甲酯(metacrylicacid methylester)(甲基丙烯酸甲基(metacrylic acid methyl))的聚合物。根据本发明实施例的丙烯酰基24A可具有以下物理特性。所述丙烯酰基24A为无色、透明，被用作电绝缘体、防水、耐化学腐蚀、并且比常规玻璃更易透光，尤其是更易透射紫外光。丙烯酰基24A的折射率是1.49。即使被暴露在外部空气中，丙烯酰基24A也不会变色。丙烯酰基可在温度高于150℃的条件下将丙烯24A通过压缩注射模塑(injection-molded)。通过将丙烯材料注入模具或铸件中，形成丙烯酰基24A以作为透明面板24A。如果标线片22和框架28之间的空隙间隔由加热成化合物的丙烯酰基24A填充，则由于低熔点缘故，使得相应图案受到的损害小于其他物质的图案。丙烯酰基24A易被处理，并且与有机玻璃一样具有极佳的透明度。
保护层26形成在框架28上和/或上方，并与标线片22的表面以预定距离间隔开。保护层26上和/或上方的微小灰尘(small dust)因此而偏离焦点以避免使标线片22上的掩模图案变形。保护层26具有保护标线片22的作用，并且可以包括作为自支撑膜(free-standing film)的薄膜。保护层26几乎能够透射从光源系统10发射出的全部光。一般而言，由于在半导体处理中所伴随的非常小的特征尺寸(feature size)可能会因此而产生变形图案，而该变形图案会由于这种小污染源(例如灰尘)而造成半导体器件异常。为了防止这种问题，在框架28上和/或上方形成保护层26。
还可以在保护层26和半导体晶片40之间的光传输路径中提供曝光系统30。在半导体晶片40上和/或上方提供光敏层42或光敏物质(例如光致抗蚀剂)。从光源系统10发射的光穿过标线片22、丙烯酰基24A、保护层26和曝光系统30，以根据图案22B执行光敏层42上的曝光。然后根据经曝光的图案44处理半导体晶片40以制造半导体器件。标线片22上和/或上方的图案22B比半导体晶片40上和/或上方的图案44大数倍。以确定的顺序使用具有不同图案的多个标线片22，以处理单个半导体晶片40。
如示例性图2中示出的半导体器件制造装置没有保护层，而如示例性图1中示出的之前的半导体器件制造装置具有保护层26。这是因为丙烯酰基24B可用作为保护层。具体而言，丙烯酰基24B的作用与示例性图1中示出的薄膜26的作用相同。标线片系统20B包括标线片22和丙烯酰基24B。因此，源于光源系统10的光穿过标线片22和丙烯酰基24B，以根据图案22B曝光光敏层42。根据经曝光的图案44处理半导体晶片40，以制造半导体器件。丙烯酰基24B的厚度大于示例性图1中示出的之前的丙烯酰基24A的厚度。除了上述的描述之外，因为示例性图2中示出的半导体器件制造装置实质上与示例性图1中示出的半导体器件制造装置相同，因此在以下的描述中省略了各元件的细节。
如示例性图3所示，最初，半导体器件的制造方法包括制备(prepare)用于发射光的光源系统10，如步骤S50所示。制备包括图案22B和主体22A的标线片22，以加载其上和/或其上方的框架28，如步骤S52所示。在框架28和标线片22之间的空隙间隔中形成高纯度的透明丙烯酰基24A，如步骤S54所示。例如，为了形成丙烯酰基24A，用高纯度的丙烯酰基化合物填充框架28和标线片22之间的空隙间隔。如果加热丙烯酰基化合物，则可形成这种如薄膜26的透明膜以作为丙烯酰基24A。在此情况下，用液相或固相的丙烯酰基24A填充空隙间隔。因此，如果用丙烯酰基24A填充空隙间隔，则光以比在空气中的衍射角小的角度进行衍射。因此，增加了实际上抵达半导体晶片40的标线片22的信息，从而有助于最大化实际分辨率。
在步骤S54完成之后，在框架28上和/或上方提供保护层26，以使其与标线片22的表面以预定距离相间隔，如步骤S56所示。在保护层26和半导体晶片40之间的光传输路径中提供曝光系统30，如步骤S58所示。在步骤S58完成之后，制备半导体晶片40，在其上和/或其上方具有光敏层42，如步骤S60所示。在步骤S60完成之后，发射光穿过标线片22、丙烯酰基24A、保护层26和曝光系统30，以根据图案22B曝光光敏层42，如步骤S62所示。在步骤S62完成之后，根据图案44处理半导体晶片40以制造半导体器件，如步骤S64所示。
如示例性图4所示，最初，半导体器件的制造方法不仅包括与示例性图3中示出的相同步骤，还包括步骤70和72。因此，在下文中省略了相同部分的细节，而对不同部分的细节进行描述。首先，在框架28和标线片22之间的空隙间隔中提供丙烯酰基24B，如步骤S70所示。在步骤S70中提供的丙烯酰基24B的厚度不同于在步骤S54中形成的丙烯酰基的厚度。这是因为丙烯酰基24B还具有作为保护层26的附加作用。在步骤S70完成之后，在保护层26和半导体晶片40之间的光传输路径中提供曝光系统30，如步骤S58所示。在步骤S60完成之后，发射光穿过标线片22、丙烯酰基24B和曝光系统30，以根据图案22B曝光光敏层42，如步骤S72所示。
尽管上文已描述了多个实施例，但可以理解的是本领域技术人员完全可以推导出许多其它变化和实施例，并落入本公开内容的原理的精神和范围之内。尤其是，可以在该公开、附图和所附权利要求的范围内对组件和/或附件组合排列进行多种变化和改进。除组件和/或排列的变化和改进之外，其他可选择的应用对于本领域技术人员而言也是显而易见的。

Claims (18)

1.一种用于制造半导体器件的方法，包括以下步骤：
制备用于发射光的光源系统；然后
制备具有图案的标线片；然后
在包括所述图案的所述标线片的上方相间隔地放置框架；然后
在所述框架和所述标线片之间的间隔中形成透明物质；然后
制备在其上具有光敏层的半导体晶片；然后
利用所述光源系统将光透射穿过所述标线片和所述透明物质，以根据所述图案曝光所述光敏层；然后
根据所述图案处理所述半导体晶片，以形成所述半导体器件，
其中所述透明物质包括丙烯酯化合物。
2.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：在形成所述透明物质之后且在制备所述半导体晶片之前，在所述框架上方提供保护层，并且所述保护层与所述标线片以预定距离相间隔。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述丙烯酯化合物的折射率为1.49。
4.如权利要求1所述的方法，其中形成所述透明物质的步骤包括：
以所述丙烯酯化合物填充所述间隔；然后
加热所述丙烯酯化合物。
5.如权利要求4所述的方法，其中用所述丙烯酯化合物填充所述间隔的步骤包括：在高于150℃的温度下通过压缩而对所述丙烯酯化合物进行注射模塑。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述注射模塑是在高于150℃的温度下进行的。
7.如权利要求1所述的方法，其中形成所述透明物质的步骤包括：以呈液相的所述丙烯酯化合物填充所述间隔。
8.如权利要求1所述的方法，其中形成所述透明物质的步骤包括：以呈固相的所述丙烯酯化合物填充所述间隔。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述保护层包括薄膜。
10.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：在形成所述透明物质之后且在制备所述半导体晶片之前，在所述保护层和所述半导体晶片之间的光传输路径中提供曝光系统。
11.如权利要求2所述的方法，其中所述保护层包括薄膜。
12.一种用于制造半导体器件的装置，所述装置包括：
光源系统，用于发射光；
标线片，具有图案；
框架，位于所述标线片上，使得在所述框架和所述标线片之间形成空隙间隔；
透明物质，形成在所述框架和所述标线片之间的所述空隙间隔中；以及
半导体晶片，其上形成有光敏层，
其中由所述光源发射的光穿过所述标线片、所述透明物质和所述保护层，以根据所述图案曝光所述光敏层，并且其中根据所述图案对所述半导体晶片进行处理，以制造所述半导体器件，
其中所述透明物质包括丙烯酯化合物。
13.如权利要求12所述的装置，还包括保护层，形成在所述框架上，而所述框架与所述标线片以预定距离相间隔。
14.如权利要求13所述的装置，其中所述保护层包括薄膜。
15.如权利要求12所述的装置，还包括在所述保护层和所述半导体晶片之间的光传输路径中提供的曝光系统。
16.如权利要求12所述的装置，其中所述丙烯酯化合物的折射率为1.49。
17.一种用于制造半导体器件的方法，包括以下步骤：
提供光源系统；然后
提供标线片，所述标线片包括主体和在所述主体上形成的多个图案标线片；然后
在包括所述图案的所述主体上形成透明物质；然后
提供曝光系统；然后
提供在其上形成有光敏层的半导体晶片，，其中将所述曝光设备置于所述透明物质和所述半导体晶片之间的光传输路径中，
利用所述光源系统将光透射穿过所述标线片和所述透明物质，以根据所述图案曝光所述光敏层；然后
根据所述图案处理所述半导体晶片，
其中所述透明物质包括丙烯酯化合物。
18.如权利要求17所述的装置，其中形成所述透明物质包括以下步骤：
以丙烯酯化合物填充所述间隔；然后
加热所述丙烯酯化合物。
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