TWM523882U - 光罩保護組件 - Google Patents

Description

光罩保護組件

本創作係關於一種光罩保護組件，特別是指一種於微影製程時、能夠消除污染光罩表面之污染物質的結構。

依據目前的半導體元件製造技術，半導體元件的電路圖案是透過微影（lithography）製程將電路圖案轉印至矽晶圓的表面，具體而言是利用特定波長的光源投射通過光罩（photomask）的方式，將電路圖案轉印至矽晶圓的表面。但由於半導體元件的微小化，在半導體元件的製造過程中，光罩的缺陷將會造成矽晶圓表面之電路圖案的扭曲或變形，即使只有奈米尺寸例如20nm~200nm的缺陷都會導致半導體電路圖案的損害。

已知造成光罩缺陷的原因之一，在於光罩的表面受到污染微粒（contamination particles）的污染；為了維持光罩在使用期間的品質，習知之一種方法係在光罩的表面設置一種光罩保護薄膜（pellicle），用以防止污染物質掉落在光罩表面進而形成污染微粒。

然而，即使具有上述的光罩保護薄膜，實務上仍然無法完全避免污染物質對光罩表面所造成的污染，但由於光罩之污染物質的來源或產生原因包括來自環境和內腔中產生的污染物質，前述的環境包括無塵室（clean room）、光罩的儲存環境（storage environment）和微影製程中的設備及化學品；這些化學物或汙染物仍可能經由光罩保護膜的通氣孔或薄膜而進入光罩的內腔中。

另一方面，一般光罩表面會設置有一框架，而該光罩表面與該框架之間會以黏接劑相黏，而該框架則覆蓋有一層光罩保護薄膜，由於光罩保護薄膜黏著於光罩表面的黏接劑以及光罩本身的框架黏接劑之中所含的成分，也會在微影製程中因為氣體逸出（outgassing）或其他原因而生成污染物質，一般而言有機（organic）的污染物質、無機（inorganic）的污染物質例如氨氣與硫氧化合物或其他污染物質會相互反應後形成固體沈積或附著於光罩的表面逐漸形成一種薄霧（haze），當污染物質（例如硫酸銨）累積至某一程度將會形成較大的結晶（crystal）或是微粒（particle），進而在微影製程中與光罩的電路圖案一起聚焦並轉印至矽晶圓的表面，造成電路圖案的扭曲或變形。因此，如何在光罩的使用期間更為有效的清除污染物質以預防薄霧的產生，已成為業界致力解決的問題之一。

由上述內容可知，若是能夠消除光罩的使用期間所產生的污染物，將能夠解決上述問題，由於TiO ₂（二氧化鈦）在接觸紫外光後，會產生光觸媒作用，其強大的氧化作用可以輕鬆分解與清除污染物質，如此若能夠將TiO ₂（二氧化鈦）應用於微影製程中，將能夠藉由光觸媒作用消除污染光罩表面之污染物質；

但是若要達成上述目的，還有一問題需要解決則是TiO ₂（二氧化鈦）如何應用於微影製程中，若是該TiO ₂（二氧化鈦）所設置之位置不正確，將很可能導致無法受到紫外光的照射、或是TiO ₂（二氧化鈦）所結合之物體設置於阻擋到電路圖案的位置處，前者會導致無法產生光觸媒作用、後者則是會導致微影製程的失敗，因此TiO ₂（二氧化鈦）所設置之位置是非常重要的，若能夠將TiO ₂（二氧化鈦）設置於恰當之位置，將能夠有效解決光罩的使用期間所產生的污染物、且亦不會阻擋到電路圖案的位置處，如此應為一最佳解決方案。

本創作即在於提供一種光罩保護組件，係於微影製程時、能夠消除污染光罩表面之污染物質的結構。

本創作即在於提供一種光罩保護組件，而該光罩保護組件之污染物清除體更是設置於恰當之位置，除了不會阻擋到電路圖案的位置處之外，更能夠使污染物清除體表面上的TiO ₂（二氧化鈦）能夠受到紫外光的照射，如此將能夠有效清除光罩的使用期間所產生的污染物。

可達成上述光罩保護組件，係包括：一框架，係具有一頂面及一底面，而該框架更具有一環繞的內側壁面及一環繞的外側壁面；一透明薄膜，係貼合於該框架之頂面上，用以將該框架之頂面封閉；一光罩，其表面係與該框架之底面相黏接，而該光罩上係具有至少一個的電路圖案；一個以上的污染物清除體，係由該框架之內側壁面上延伸出來，而該污染物清除體所設置之位置係能夠相對於該光罩上沒有設置該電路圖案的位置，另外該污染物清除體係包含有一本體及一結合於該本體任一表面上的二氧化鈦層，而該本體之其中一個結合有該二氧化鈦層的表面係能夠朝向一紫外光照射的方向；以及而於接受一紫外光照射進行微影製程時，該二氧化鈦層會受到紫外光照射並產生光觸媒作用，以分解與清除污染物質。

更具體的說，所述框架之頂面與該透明薄膜係透過一黏接劑相黏接。

更具體的說，所述框架之底面與該光罩表面係透過一黏接劑相黏接。

更具體的說，所述光罩保護組件係能夠以電鍍或真空鍍或噴灑或塗佈或其他結合手段的結合方式使該二氧化鈦層附著於該本體之任一表面上，而該附著有該二氧化鈦層之至少一表面係能夠朝向該紫外光照射的方向，而附著有該二氧化鈦層之至少一表面係沒有朝向該紫外光照射的方向。

更具體的說，所述電鍍係為無電解電鍍。

更具體的說，所述框架之內側壁面上，係能夠延伸出來的不同形狀、不同大小或是不同形狀與大小的污染物清除體。

更具體的說，所述污染物清除體之形狀係能夠為矩形、方形、三角形、三角錐形或是不規則形。

更具體的說，所述框架之內側壁面上，係能夠延伸出來的相同形狀、相同大小或是相同形狀與大小的污染物清除體。

更具體的說，所述污染物清除體之形狀係能夠為矩形、方形、三角形、三角錐形或是不規則形。

更具體的說，所述污染物清除體之二氧化鈦層與該透明薄膜之間的空間係能夠形成為一汙染物清除反應區。

更具體的說，所述污染物清除體之二氧化鈦層與該光罩之間的空間係能夠形成為一汙染物清除反應區。

有關於本創作其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

請參閱第1及2圖，為本創作光罩保護組件之第一實施立體結構示意圖及第一實施剖面結構示意圖，由圖中可知，該光罩保護組件係包含一框架1、一透明薄膜2、一光罩4、一個以上的污染物清除體3，該框架1係具有一頂面11及一底面12，而該框架11內更具有一環繞的內側壁面13及一環繞的外側壁面14；

而該污染物清除體3係由該框架1之內側壁面13上延伸出來，且該污染物清除體3之形狀、大小與所設置之位置必須使該污染物清除體3能夠相對於該光罩4上沒有設置該電路圖案的位置，才能夠避免因該污染物清除體3阻擋紫外光，而使得微影製程失敗；而該外該污染物清除體3係包含有一本體31及一結合於該本體31任一表面上的二氧化鈦層32，而該本體31之其中一個結合有該二氧化鈦層32的表面係能夠朝向一紫外光10照射的方向；

另外，該透明薄膜2則是透過該黏接劑9貼合於該框架1之頂面11上，用以將該框架1之頂面11封閉，且該光罩4則是透過該黏接劑9與該框架1之底面12相黏接，另外該光罩4上係具有至少一個的電路圖案（非常習知的先前技術，故圖中未示）；

另外，污染物清除體之本體之形狀與大小能夠不同或相同，說明舉例如下： (1)     以第2圖之污染物清除體3來看，該本體31係為矩形； (2)     以第3圖之污染物清除體6來看，該本體61係為三角椎形，而該本體61表面上係具有二氧化鈦層62； (3)     以第4圖之污染物清除體7來看，該本體71係為L形，而該本體71表面上係具有二氧化鈦層72，且該污染物清除體7與該內側壁面13結合方式則是用鎖固，係透過一鎖固元件73（例如螺絲）穿過該本體71並鎖入該鎖固孔131內，以使該污染物清除體7固定於該內側壁面13上； (4)     以第5圖來看，其中該污染物清除體3係為矩形、該污染物清除體6係為三角椎形、污染物清除體8係為長方形，因此於該內側壁面13上的污染物清除體能夠為相同或不相同形狀/大小之本體，並於該本體表面上結合二氧化鈦層。

由於進行微影製程時，如第6圖所示，需要使用紫外光10（例如波長為193nm的深紫外光）照射，由於該本體31表面上係電鍍（無電解電鍍）或真空鍍或塗佈或噴灑或膠黏或其他結合手段結合有該二氧化鈦層32，該二氧化鈦層32由於係為二氧化鈦（TiO ₂）的材料所製成，由於TiO ₂在接觸紫外線光後，會產生光觸媒作用，其強大的氧化作用可以輕鬆分解與消除污染物質；因此當使用紫外光10照射進行微影製程時，當該紫外光10照射到該本體31表面上的二氧化鈦層3時，則會於該汙染物清除反應區5產生該光觸媒反應物321、以藉由光觸媒作用消除污染光罩4表面41之污染物質，如此將能夠避免污染物質沈積或附著於光罩4的表面逐漸形成一種薄霧，而造成光罩4的使用壽命下降的問題發生；

而除了由該透明薄膜2方向照射紫外光10之外，如第7圖所示，亦能夠由該紫外光穿透區42方向射入該紫外光10進行微影製程，因此當該紫外光10照射到該本體31表面上的二氧化鈦層3時，亦會於該汙染物清除反應區5產生該光觸媒反應物321，因此能夠藉由光觸媒作用來消除污染該光罩4表面41之污染物質；

而本創作中除了使用波長為193nm的紫外光10做為實施之外，其他波長的紫外光亦能夠用以照射進行微影製程，但由於以波長193 nm的深紫外光（DUV）做為微影製程的曝光光源，可令半導體電路的最小線寬達到7~10奈米（nm），故目前大多使用波長193 nm的紫外光10進行微影製程。

本創作所提供之光罩保護組件，與其他習用技術相互比較時，其優點如下： 1.         本發用於微影製程時，由於二氧化鈦層是由二氧化鈦的材料所製成，當二氧化鈦在接觸紫外線光後，會產生光觸媒作用，其強大的氧化作用可以輕鬆分解與清除污染物質。 2.         由於本創作將二氧化鈦應用於微影製程中，將能夠藉由光觸媒作用消除光罩的使用期間中所產生的污染物。 3.         由於本創作之污染物清除體係必須設置於恰當之位置，一方面是為廖不會阻擋到電路圖案的位置處，除此之外，更必須使該污染物清除體表面上的TiO ₂（二氧化鈦）一定能夠受到紫外光的照射，以增加消除光罩的使用期間中所產生的污染物之效率。

本創作已透過上述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何熟悉此一技術領域具有通常知識者，在瞭解本創作前述的技術特徵及實施例，並在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本創作之專利保護範圍須視本說明書所附之請求項所界定者為準。

1‧‧‧框架
11‧‧‧頂面
12‧‧‧底面
13‧‧‧內側壁面
131‧‧‧鎖固孔
14‧‧‧外側壁面
2‧‧‧透明薄膜
3‧‧‧污染物清除體
31‧‧‧本體
32‧‧‧二氧化鈦層
321‧‧‧光觸媒反應物
4‧‧‧光罩
41‧‧‧表面
42‧‧‧紫外光穿透區
5‧‧‧汙染物清除反應區
6‧‧‧污染物清除體
61‧‧‧本體
62‧‧‧二氧化鈦層
7‧‧‧污染物清除體
71‧‧‧本體
72‧‧‧二氧化鈦層
73‧‧‧鎖固元件
8‧‧‧污染物清除體
9‧‧‧黏接劑
10‧‧‧紫外光

[第1圖]係本創作光罩保護組件之第一實施立體結構示意圖。        [第2圖]係本創作光罩保護組件之第一實施剖面結構示意圖。        [第3圖]係本創作光罩保護組件之第二實施剖面結構示意圖。        [第4圖]係本創作光罩保護組件之第三實施剖面結構示意圖。        [第5圖]係本創作光罩保護組件之第四實施立體結構示意圖。        [第6圖]係本創作光罩保護組件之第一實施之紫外光照射示意圖。        [第7圖]係本創作光罩保護組件之第一實施之另一方向之紫外光照射示意圖。

1‧‧‧框架

11‧‧‧頂面

12‧‧‧底面

13‧‧‧內側壁面

14‧‧‧外側壁面

2‧‧‧透明薄膜

3‧‧‧污染物清除體

4‧‧‧光罩

41‧‧‧表面

Claims (10)

1. 一種光罩保護組件，係包括： 一框架，係具有一頂面及一底面，而該框架更具有一環繞的內側壁面及一環繞的外側壁面； 一透明薄膜，係貼合於該框架之頂面上，用以將該框架之頂面封閉； 一光罩，其表面係與該框架之底面相黏接，而該光罩上係具有至少一個的電路圖案； 一個以上的污染物清除體，係由該框架之內側壁面上延伸出來，而該污染物清除體所設置之位置係能夠相對於該光罩上沒有設置該電路圖案的位置，另外該污染物清除體係包含有一本體及一結合於該本體任一表面上的二氧化鈦層，而該本體之其中一個結合有該二氧化鈦層的表面係能夠朝向一紫外光照射的方向；以及 而於接受一紫外光照射進行微影製程時，該二氧化鈦層會受到紫外光照射並產生光觸媒作用，以分解與清除污染物質。
2. 如請求項1所述之一種光罩保護組件，其中該框架之頂面與該透明薄膜係透過一黏接劑相黏接。
3. 如請求項1所述之一種光罩保護組件，其中該框架之底面與該光罩表面係透過一黏接劑相黏接。
4. 如請求項1所述之一種光罩保護組件，其中係能夠以電鍍或真空鍍或噴灑或塗佈其中一種的方式使該二氧化鈦層附著於該本體之任一表面上，而該附著有該二氧化鈦層之至少一表面係能夠朝向該紫外光照射的方向，而附著有該二氧化鈦層之至少一表面係沒有朝向該紫外光照射的方向。
5. 如請求項1所述之一種光罩保護組件，其中該框架之內側壁面上，係能夠延伸出來的不同形狀、不同大小或是不同形狀與大小的污染物清除體。
6. 如請求項5所述之一種光罩保護組件，其中該污染物清除體之形狀係能夠為矩形、方形、三角形、三角錐形或是不規則形。
7. 如請求項1所述之一種光罩保護組件，其中該框架之內側壁面上，係能夠延伸出來的相同形狀、相同大小或是相同形狀與大小的污染物清除體。
8. 如請求項7所述之一種光罩保護組件，其中該污染物清除體之形狀係能夠為矩形、方形、三角形、三角錐形或是不規則形。
9. 如請求項1所述之一種光罩保護組件，其中該污染物清除體之二氧化鈦層與該透明薄膜之間的空間係能夠形成為一汙染物清除反應區。
10. 如請求項1所述之一種光罩保護組件，其中該污染物清除體之二氧化鈦層與該光罩之間的空間係能夠形成為一汙染物清除反應區。