TW302507B - - Google Patents

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^>02507 aB7五、發明説明(1 ) 本發明僳關於一種利用光學製販技術,來製造範圍在 200ηιπ以下的結構之方法。 在半導體的技術、以及在撤霄子的領域中,其結構的 尺寸總是越來越小。在記億體産品中,至今已經有宽度 小於400ηΠ的結構被製造出來;其中便結合了光學製版 技術和面罩的技術在内。由於有撓射效應的緣故,光學 製版技術預期將會有一個大約為150nm的極限。然而在 一些新式的應用領域中,例如單電子電晶醴、或是分子 電子元件,卻需要尺寸更小的結構β這適用於高頻率之 切換電路,也可用在一般的電子零件中。 以X-光來製販的方法,便為這一類小型的結構,提供 了一種可能性,此乃因它具有短波長,所以這種方法可 以製造10 On®以下的尺寸。然而,這裡它所需要的面罩 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製
的所術而外所可 就=用 束,技然此上子 .TM=f 子法販。。底粒 法ST式 離入製構統基的 辦 <描 或寫的結韌在能 的術掃 束接線的引束高 行微及 子直射nm導光些so可顯以 電種子10束為這 式道 > 在 一離·做光因因抗新隧 這是或製和會乃的種式py) 而們子以備還此、一描cop 。它電可設它,要,掃SC 題為在,空,題需時是cro 問因。話真言問所構其1C 現。罩的的而些中結尤 Μ 出此面子貴件 一序的 ,lng 會如要粒昂元生程度術li 卻會需能到的産刻析、技nne ,不不高用威而蝕解場un 位卻就用要敏周在高近 Ϊ 定,也應需些損些造式lng 的上們若卻 一的一製描nni 它版它,捫對成透在掃can 和製以上它,造穿 是SC 本紙張尺度適用中國國家標孪(CNS ) Λ4規格(210X 297公婊) 五、發明説明(2 A7 B7 經濟部中央橾準局員工消费合作社印裝 得外不它 在高探用,或測間子以在這1先 很壓探 U來此該是 針的和是時,探面分,且,丨個 在電和 P器。應就 探版面只法生對表氣中而fcb徑一 能的針 。入作間那 的平表常方産會測空術,哪路是 不選探 y)寫Η時- 尖且测通的尖流探和技能免的空 子所使 0Ρ束來用點 很著探種構針電和子場可入速真 電上致 SC子針作優 、動所這結針此尖電近有寫加度 的針而 Γ0電探及的 小移用當做探c針的式中束在高 來探, icbh的以大 細而利。製從定針出描'空子子以。出其控 Μ上場度很 很離,離為流而探流掃真電電W用發果失 ce理近速値 支距除距作電負於將在度的為P費激如會 0Γ原列入一 一的消整來的正由以,高來因生的所,就 F然 一寫有 有定以調用生的。可此在原’産高它說它 ng雖用,具 ,固加來,産壓化便因但與中撞極,是 , ni術利言它。中 一式用術而電受們。不。其 要中就V) aη技時而為统術持方作技壓加的我略面能。有需術也0V SC些同展因条技保種 '互的電外學以忽表可點能它技 。8 Μ=這以發,空場上這交面加其化所以测有優不示場速> SF,可的的真近面以的表外依或,加探也的上表近加約 丨講卻期要的式表將間販由這理小形射鼷本}這式下大 術來它初重貴描的也之平經,物極情照氣基kv),描能ί 徹度但於對昂掃測異尖测有反産離的束的它k件掃動時 顯速-對絶需在探差針探會相面距撞子般是50條在的高 力入慢,是不 所低針來便者表的相電一 就至決 高太 I-----:——-------ΐτ·------< i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適州中國國家標準(CNS ) Λ4現格(210X 297公焓) 五、發明説明(3 A7 B7 言 而 束 子 ιροτ 的 針 6 探。 場 8 近為 式約 描大 掃要 於需 對只 ο » 損子 受電 面的 表要 測需 所 它 已 而 量 Os 的 這 説 雖 化數 生過 産超 料度 材厚 蝕値 抗一 的穿 威擊 敏子 ί 昼 子把 電到 對大 常夠 平不 諶卻 夠它 足是 已但 量化 能爱 個學 此 因 ο 層 蝕 抗 質 電 介 的 η η 値 1 層 也蝕 今抗 至的 ,薄 點極 優用 的使 傷能 損只 線它 射是 生就 産那 會 , 不點 上缺 板的 基它 在於 種匱 這法 它無 , 直
法其 刻 , 蝕術 子技 隹 ηε 朝理 式處 暱漿 反霄 如種 例這 有} J g 的 η 見hi 常tc E 中on 域I β 領 V J i 的 t * C 子 a 6 電 R 撤£= 在RI
ο 1X 有蝕 具之 、構 化結 構的 结生 可産 、要 ΠΠΙ所 3著 隨 度是 厚度 層厚 'ίΛ fcLX 蝕其 抗且 一 而 有, 要罩 是面 件的 條性 決蝕 先抗 要結 便的 ,生 時産 術所 技它 場得 近使 式而 描 , 掃板 用基 引其 當刻 ,蝕 此來 因法 。刻 的蝕 定漿 而電 度以 深棄 刻放 ,不 值 , 的度 1深 於刻 小独 値的 一 它 在讓 制要 限須 被必 V). » 度時 寬序 : 程 度刻 高蝕 ί 其 比行 寬進 長在 之是 構或 考 a 參 S ( -Γ 0 度 t 厚me 的no sNa Md 抗an 其 c 過01 超to 於A 致} 者 輯 编 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝.
、1T .丄 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 其 14尤 第, 至物 9 、 3 合 L 化 屬 an3’ 金 5 9 素 lx 1X · a 鹵 t 9 Ϊ c: S 用 6 Γ _, H e 和 dashs n i Μϋ u 1 Sc 卩^法 • · p - s 方 left a i i 0 -7 Γ β yr e d talo a c M A 也 第 頁 其 0 化0 是 所 序 程 刻 蝕 板 基 有 具 己 就 候 時 的 層 薄 在 它 了 性 定 穩 刻 蝕 的 需 考 參 頁 & 4 好 第不 ,很 7 卻 98性 (1持 冊販 5 製 0 勺 ,料 ΒΗ材 y 機 g S ο Λ _ CBC ο 替 hn這 ec而 T然 β 至 尤 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4规格(21UX 297公埯) 經濟部中夬標準局貝工消费合作社印製 S02507 A7 ____B7_五、發明説明(4 ) 其是它用來結構化所需的劑量很大;例如以一個2Qna厚 的CaF2抗蝕層為例,它的值約為1 C/cn2。因此,它 的寫入速度和産能也會受限。本發明的基本目的,是要 提出一種方法,它可以在正常的氣壓下,利用低能的電 子來産生一個長寬比很高的次- 200ηιη結構,而也能同時 將一層厚的抗蝕層(>100nm)加以結構化。 根據本發明,這項目的是利用這種方式來解決的:在 一面基板上,鍍上一層含氫之無定形碩元素以構成底層 抗蝕層,其光學能帶寬<1 eV,或鍍上一層嗥鍍的無定 形硪元素作為底層抗蝕層,的厚度S5QQni«。在底層抗 蝕層上,將加上一層對電子束敏感的、含矽的、或可矽 化的光阻層,厚度含50nm,來做為上層抗蝕層,上層抗 蝕將利用掃描式隧道顯微術、或掃描式作用力顯微術, 以能量舍SQeV的電子,來加以結構化,並再以異向性氣 氣電漿,利用蝕刻的方法,將結構複製到底部抗蝕層, 然後再利用電漿蝕刻法複製到基底上。 本發明的方法含有一条列的基本做法《因此,它便引 進.了一種包含了上層抗蝕層(頂層抗蝕層)釉底層抗蝕 l·--------{‘裝------訂------1 冰 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 抗50矽是提的 層 VII 含點會它 上度是優將 。 的厚,其度高 裡 ί 層 ,厚升 這層阻阻層會 在阻光光的也 。光的的它 , 統的咀化 ,性 条感光矽後定 層敏相以之穩 蝕束負可理刻 抗子或種處蝕 層電相這缠的 雙對正。後中 的層是的.的漿 )一以化學電 層薄可矽化氣 蝕薄層以値氣 抗是一 可一在 層便這是過它 下,。或經而 {層 } ,在 , 層蝕nm的,高 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4规格(210X297公埯) 經濟部中央標準局員工消f合作社印製 A7 B7五、發明説明(5 ) 底層抗蝕層,是很厚的一層(S5Q0nm)無定形含氫之 元素(a-C:H),它具有一個光學的能帶寬<1 eV,或是 一層噴鍍上去的無定形磺元素(a-C)。這一類的抗蝕材 料具有下列的待性: 一它具有一個足夠大的導電性, -它可以塗層封閉而均勻的薄膜, 一它不含任何離子的不純物, 一它不會被上層抗蝕層所用的溶劑所侵蝕, -它能簡單而又不留殘留的在氣氣電漿中蝕刻, -以含有鹵素的電漿來蝕刻時,它具有高度的穩定性。 由具有前述特性的a-C: Η所構成的鍍層可以經由一個 磺氫電漿來鍍成,然後再以一値所諝的PECVD製程( Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition)來處 理。此方法的參數,亦即氣體的種類、氣壓、以及需要 由反應器的幾何形狀和功率來決定的自偏壓電壓等的選 擇,必須要讓這些材料能有一個足夠小的光學能帶寬 (<1 eV),或是有一個足夠大的導電性(SIO— Q^cb·1) 。如此一來,便可以使低能量的電子經由位在,下方的抗 蝕層而導通。 適合的a-C層可以在一個一般的噴鍍装置中,從一値 石墨靶來噴鍍而成《其中,它的噴鍍參數則需要加以調 節,讓它的鍍層能夠光亮而又牢固。也可能徭要將被鍍 的基板,利用一個適合的清潔程序(氬氣或氣氣的電漿 )預先加以處理。 I----------^ 裝------訂------{ | (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中国國家標準(CNS ) Λ4規格(2丨0X 297公疫) 五、發明説明(6 中是 VB 程或壓 製、電 的微ί 明顯子 發道電 本隧的 在的量 式能 至 1Α 在 是 好 最 量 射 照 A7 B7 描低其 掃以 。 個,化 一 鐘構 用橄結 利顯以 將力加 層用並 蝕作 -抗的射 層式照 上描來 的掃 它個
V) V
至 ο 1 在 是 則 常 通 而 2 Β C 用 ^ ^ I 丨抗» 將Η後 «底# g其’ s ϋ去^ ^ ± 出|$層 複U 三 Af ObS · · 子 I C 樣 2 a 這(0到 ,漿製 後II褀 然氣說 。氣是 2 的就 C 性也 C/向, 異 個 去 上 層 蝕 漿 電 以 板 4 基F4 到(C 製碩 複化 構氟 結四 將如 種例 .這 , 。漿 上電 板素 基齒 其用 到採 製是 複都 它常 將通 來式 術方 技的 刻上 漿電). 素 3 ®cl J B 的 ί 合硼 適化 他氛 其三 言 而 例 舉 氣 氮 有 還 則 S /IV 硫 化 氟 六 及 以 像 如 而 結 其 製 複 來 漿 電 氣 氣 用 採 是 則 板 基 的 子 樣 這 胺 亞 醛。 聚構 ,蝕 層的 阻上 光底 的基 薄在 很它 値 。 一 度 以刻 要蝕 是的 ,深 果很 效痼 的一 施到 措達 之能 述上 所板 面基 前在 使 由 J ί 可16 有 )§1 種 蝕'“1 抗C:在 la-鍍 底於被 <、、 HP β ΊΠ ·$&! 對。只 相關上 板有則 基性原 其擇它 與選以 偽的所 , )/ , 度成力 深構應 刻所値 或到 H rl :受 -C會 能 箸 附 好 良 供 提 (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. '1T. λ 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 ㈣石 技、 2 體 ο *1 導 S 半 ' 些矽 1 晶 在複 鍍、 被矽 以晶 可單 它是 ,像 此 -因上 。料 上材 料板 材基 的的 性見 題 ο 問20 生在 産制 會限 不都 而常 ,通 上度 胺 厚 亞層 醛鍍 聚其 和 , 、上 鋁料 、材 ic鎵 St 、酢 4 N 在 3 是 •1 · S 但 一 複 在值 ’的 H)下 C:如 a-有 :具 板便 基它 /V 言中 而漿 性電 擇的 選來 刻起 蝕發 對激 而所 fiR ο 舞 下射 以由 nm個 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210X2W公趁) 五、發明説明( 矽 晶 Λί 5 / W/鋁 胺 亞0 聚 於 由 Λ7 B7 2 I 種 這 在 以 所 上 之0 或 銅 在 鍍 被 接 直 能 不 並 來™ 囉 ssili有 鑛 肖2所 採y 到 成 sc f #又 便 — 鏟 媾 ,C 被 下a-以 況由可 情 它 < b ± Igifc料 間 材巾V« ^ * i 具 為它 做 的 見 常 與 可 値1 有 具 層 鍍 這 〇 上 之 鎢 和 力 應 的 小 較 可 也 所 銅 到 鍍 被 定 穩 刻0 的 比 相 困 很 得 變 便 記 檫 的 準 對 a-出 由找 而要 然它 o t 性此 層 鍍 的 成 構 過 穿 光 見 可 讓 法 無 卻 因 式 學 光 讓 且 而 料 材 的 用 〇選 能所 可它 不 , 得層' 變蝕 候抗 時層 些上 某的 在感 ,敏 量束 測子 度電 厚對 層為 錢作 的 其 尤 o d 可le Bpifspl i m 劑 a 的 l 少ca 很01 値he l(c 要理 需原 只大 時放 射學 照化 行的 進諝 在所 是據 好根 最是 在 ο 用<1 被 : 也量 這的 用需 利所 V ο β · 此k 如30 是在 更ί 層層 蝕蝕 抗抗 的的 作上 Η 術 來技 S)販 S 束 S1子 re電 層 拽 抗 層 的 化 矽 。被 小以 最可 到層 縮一 間上 時加 入再 寫, 讓後 可之 丨化 2 構 cm结 C/在 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝·. -3 .丄 經濟部中夬標準局員工消費合作社印製 作的 該類 ,-群這 用 0 作下 些態 1 狀 有的 具應 層反 蝕生 抗産 的劑 類藥 1 矽 這含 0 和 的 能 點個 優一 其在 有群 是用 烷 氣 矽 基烷 甲氨 基矽 胺用 用利 利以 以可 可說 ,來 説例 來舉 例和 舉 , ,族 指酐 是的 別換 待置 族以 學加 化來 後 的 層 蝕 抗 其 於 至 0 族 氣 氫 的 換 置 以 加 來 之 物 合 化 矽 性 能 功 ABC s 幾 這 的 過 到 提 所 用 利 是 則 1 理 處 缅 本紙張尺度適用中國國家標华(CNS ) Λ4规格(21〇χπ7公埯) 五 _I_1_經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7B7 、發明説明(8 ) 溶液來加以處理的,就像它們在對應的抗蝕層材料中已 為人知一般(請參閲:"Polymer Engineering and Science”,第 32 冊(1992),第 1558 頁至 1564 頁,以及 "Journal of Vacuum Science & Technology B",第 10 冊(1992),第2610頁到2614頁)e此外,視其抗蝕層的 製程而定,它可以産生渠道(正像)或線條(負像)β 在下面的範例中,我們將進一步的來説明本發明β 範例1 一片矽晶圄,它將被置於一値充谋了甲烷的PECVD裝 \ · 置中(平行之平板式反應器,3吋的陰極和13.56 MHz 的發射器,陽極為六倍大),來覆上一層無定形的含氫 磺元素,它具有G.85eV的光學能帶寬(層厚度:45Qnni) 。鍍層參數:-900V自偏壓電壓,O.lmbar之甲烷®力, 7分鐘的上鍍時間。在這一鍍層上面將利用自轉式塗層 法,來塗上一層45nm厚的對電子束敏感之抗蝕層,並於 120 °C下,置於一値熱板上60秒將它烘乾。這一種抗蝕 層具有一値由酐和三级丁酯族所構成的基質聚合物(參 閲.EP-0S 0 494 383)。其上層将利用一摘掃描式隧道 顯微鏡(STM儀器)加以「照射」,其中,加了 - 50V的 探針針尖將會以的速度掃過探測物,並因而「寫 」出一條線來(電流:1.0pA)。然後,這一片晶圓將於 1 2 0°C下,置於一値熱板上加熱1 2 Q秒,然後再以6 Q秒的 時間,置於一値由四甲基氛水(1.19%)和1-苯基胺(0.25 X)所構成的水性顯影液來加以顯影β其中,一道相當於 -1 0 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297// A7 B7 ^02507 五、發明説明(9 ) 其掃描圖案的150nm寬渠道,就會産生出來(正像),其 顯影的暗折損(dark erosion)為5nnu然後,這片晶圓 將以6 0秒的時間,利用一種矽化的溶液來處理,這種溶 液是由百分之4的二胺基丙基-二甲基矽氣烷-寡聚物溶 液,混入異丙醇和乙醇(比例2:1)的混合物中所構成 的。如此一來,它的抗蝕層就會從45nm長大到85nm,而 它的渠道寬度則將從15Qnm降到8Qnin。以這種方式所産 生的結構,將利用一値電漿蝕刻設備(TYP MIE 720, Fa MRC),在射頻(RF)功率為900W(45 V自偏壓電壓),及 氣氣氣流為3Q seem (3# bar)的條件下,被複製到無定 形之含氫的磺元素層上。在這裡,它的蝕刻時間為84秒 (包括了 50%的過蝕刻),其中,其光阻層厚度將降到15 ηιπ,而其結構的渠道寬度將增大到lQQnnu在碩元素層 裡的結構之長寬比是4.5。然後,抗蝕層的結構將利用 CF4電漿複製到矽晶圓上,其中可以這種抗蝕層厚度、 和蝕刻選擇性來逹到最大可能的蝕刻深度《在目前的情 況中,此值是6x450nnu然而在實際上,此蝕刻深度將 會.比最大可能的值小5 0 U ; 所得到的此一約為1 G Q n ra左右的結構寬度可以利用將 寫入參數調到最佳化而再將它大大的減小〇由於在STM 或SFM的製版技術上,還沒有鄰質效應(proximity-Effect)顯現出來,所以我們甚至可以期待有比高能電 子(50 keV)所産生者更高的解析度。 範例2 -1 1 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4現格(210 X 297公煃) I----------! ·$------ΐτ·------< i (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準扃員工消费合作杜印策 五、發明説明(10 A 7 B7 ί 器 中射 置發 裝的 D Ζ V Η c Μ Ε ρ 6 的.5 烷13 甲和 了極 滿陰 充的 値吋 1 3 於, 置器 將應 圓反 晶式 矽板 片平 1 行 平 能壓 IV _ S 學 0 ,七 1 II)^ 0 的 大 V 自 : e V 倍 5 0 iy8 ο i . 9 為 o I 極有: 陽具數 ,-參 素 元 磺 之 氫 含 的 形 定 無 層 1 上 覆 η η ο ο 2 度 厚 層 /(\ 寬 帶 力 壓 烷 甲 之 靥分 鑛 3 釋 稀 大 以 加 來 6 1 Π 6 ο η 9 間45丙 時層酸 鍍一乙 上上基 的塗菜 鐘來甲 面清 上醛 層酚 鍍以 - ' 這的 在厚 法 曾 塗 式 轉 自 用 利 將 Ζ A /UK 基 為 漆 Ε 4 £ 常 上 場 市 在 般 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印製 見的對電子束敏感之抗蝕層,並於litre下,置於一値 熱板上9 0秒將它烘乾。其上層將利用一痼掃描式作用力 顯撖鏡(SFM儀器)加以「照射」,其中,加了 - 35V的 探針針尖將會以3;um/s的速度掃過探測物,並因而「寫 」出一條線來(電流;<100 PA)。然後,這一片晶圓 將於13Q°C下,置於一個熱板上加熱90秒,並以一個近 紫外線來照射它整値表面(<20 mJ/cm2) β然後再以 20秒的時間,置於市場上常見的水φ顯影液(AZ 4Q0K, 以水1 : 4加以稀釋)加以顯影。然後,這Η晶圖将以6 0秒 的畤間,利用一種矽化的溶液加以處理,這種溶液是由 百分之12的雙-(二甲基胺)-二甲基矽烷溶液,混入甲氣 基乙酸丙酯和η -癸烷(比例1:1)的混合物中所構成的 。如此一來,它的抗蝕層就會從15nm長大到6Qnnu以這 種方式所産生的結構,將利用一個電槳蝕刻設備(TYP MIC 720,Fa. MRC) MRC,在射頻(RF)功率為 90(]W(45 V自偏壓電壓),及氣氣氣流為3 0 s c c m ( 3 a b a r )的條 -1 2 - --------1 裝 訂 ^ W. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210 < 297公釐) A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明 (11 ) 1 i 件 下 1 被 複 裂 到 無定形 之 含 氫 的 碌元 素層上去,在 這裡 1 1 9 它 的 η 刻 時 間 為3 8秒 ( 包 括 了 5 0 ί的過蝕刻),其中 1 1 其 光 阻 層 厚 度 將降到 2 0 η ια f 以 及形 成一條具有結 構寬 —V 請 1 先 1 度 為 10 On m的直線來(負 像 )» 在碩元素層裡的結構之長 閱 讀 1 寬 比 是 2。 然後, 抗蝕層的結構將利用CF4電漿複製到 背 1 | 之 1 矽 晶 圓 上 » 其 中 可以造 種 抗 蝕 層 厚度 、和蝕刻選擇 性來 注 意 1 達 到 最 大 可 能 的 蝕刻深 度 0 在 巨 前的 情況中,此值 是6 事 項 1 I 再 X 2 0 On 然而在實際上, 此蝕刻深度將會比最大可能 填 本 裝 的 值 小 50 %〇 頁 '—^ | 範 例 3 ( 比 較 試 驗) 1 1 — Η 矽 晶 囫 將 置於一 値 充 谋 甲 烷的 PECVD裝置中 (平 1 | 行 平 板 式 反 應 器 .3吋 的 陰 掻 和 13.5 6 Μ Η z的發射器, 1 訂 陽 極 為 倍 上 ) ,來覆 上 —-» 層 無 定形 的含氫之硪元 素, 1 它 具 有 1 . 1 eV的 光學能 帶 寬 ( 層 厚度 :250nm) β 鑛層 1 1 參 數 : -6 5 0 V 自 偏壓電 m » 0 . 1 E )m b a r之甲烷壓力, 4 . 5 1 I 分 鐘 的 上 鍍 時 間 。在這 一 鍍 層 上 面野 利用自轉式塗 層法 1 J 9 來 塗 上 — 層 4 5 nm厚、 與 範 例 1 相同 的對霄子束敏 感之 1 抗 .蝕 層 % 並 於 12 0。。下, 置於- -個熱板上60秒將它烘乾 1 1 Ο 在 這 個 試 驗 中 ,其上 層 將 利 用 -個 與範例1相同 的掃 1 1 描 式 隧 道 顯 撤 鏡 (STM儀器) 來加以 「照射」,然後便 '1 可 以 觀 察 到 充 電 效應。 此 效 應 限 制了 最大電流量β 因此 1 » 這 —^ 種 結 構 不 能在a- -C :Η層上^ 完全顯現出來。 1 1 範 例 4 1 1 在 一 台 具 有 可 旋轉之 噴 鍍 由硪 元素所構成) 的霣 1 1 13 1 1 1 1 本紙浪尺度適用中國國家榡準(CNS ) Λ4規格(210X297公毖) Α7 Β7 302507 五、發明説明(ρ) 子噴鍍機中(Typ Ζ 550, Fa. Leybold),我們將送一 Η已經鍍有一層鋁的矽晶圓到基板盤上,然後再用一値 輪機泵,將它軸成壓力為9. lO^inbar的真空^在氬氣 的通過量為5 0 s c c m、或是氣氣的通過量為5 s c c π的條 件下,要清潔其基板時(已有鍍層的晶圖),其壓力將 調到5· 10 mbar·,然後再利用這兩種製程之氣體,以 300 W的高頻功率噴鍍3分鐘。然後,氧氣將會停止通 過,並以純氬氣再噴鍍3分鐘。對於鍍層的程序而言, 將有直流電壓的電漿在碩元素耙上點燃(氬氣的通過量 :75 seem),而'且先以50Q W進行無功噴鍍(blind sputter) 3分鐘(壓力:7.1· ltT3mbar)以清潔其靶 。然後此噴鍍靶移到基板上方,並再噴鍍90秒。這樣可 以得到一値厚度約為250nm、很硬的、附著良好的無定 形磺元素層,其具有良好的導電性。在這一鍍層上面利 用自轉式塗層法塗上一層45nm厚、與範例1相同的對電 子束敏感之抗蝕層,並於12ITC下,置於一値熱板上60 .· 秒將它烘乾。然後,其上層將利用一個掃描式隧道顯微 鏡-(STM儀器)來加以「照射」。其中,加了 MO V的探 針針尖將會以1 /u m / s的速度掃過探測物,並因而「寫」 出一條線來(電流:ΙΟΡΑ)。然後,這一片晶圓將於 1 2 0 °C下,置於一値熱板上加熱1 2 Q秒,再以6 0秒的時間 ,置於由四甲基氨水(1.19X)和1-苯基胺(0.25X)所構成 的水性顯影液加以顯影。其中,一道相當於其掃描圖案 的150η π寬渠道,就會産生出來(正像),其顯影的暗折 -1 4 - 本紙張·尺度適用中國國家標隼(CNS ) Α4说格(210Χ297公釐) I-----:——i -裝.------1T------ί $ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局貝工消費合作杜印製 Λ 7 Β7 經濟部中央標窣局員工消费合作杜印製 五、發明説明 (13 ) 1 i 損 為 5 η Mo 然後, 這片 晶圓將以6 0秒的 時間, 利用一種 1 1 矽 化 的 溶 液 加以 處 理 > 這 種 溶 液 是由百分之 4的二胺基 1 丙 基 -二甲基矽氣烷- 寡 聚 物 溶 液 ,混入異丙 醇中所構成 請 1 先 1 的 0 如 此 —* 來, 其 抗 独 層 就 會 從 4 0 η ία長大到 8 0 nm,其渠 閱 1 道 寬 度 則 將 從15 On m降到9 On ffl 〇 以這種 方式所産生的結 背 面 1 ! 之 1 構 將 利 用 電 漿蝕 刻 設 備 (T YP Μ I Ε 7 2 0 F a . MR C ),在射 注 意 1 孝 頻 (RF) 功 率 為90 0 W (4 5 V自偏壓電壓 ),及氣氣氣流 項 再 為 3 0 S C C η (3 μ b ar)的條件下, 被複 製到已噴鍍的無 填 % 本 裝 定 形 m 元 素 層上 * 其 蝕 刻 時 間 為 3 6秒 (包括 了 50X的過 頁 1 I 蝕 刻 ) 9 其 中, 萁 光 阻 層 厚 度 將 降到 ϊ 0 n m , 而结構的渠 1 1 道 寬 度 將 增 大到 10 0 η m , 因此, 碩元素 層裡的结構之長 1 1 寬 比 是 2 . 5〇 然後, 抗蝕層的結構將利 用C F 4 電漿褀製 1 訂 到 鋁 層 上 * 其中 可 以 這 種 抗 蝕 層 厚度 、和蝕 刻選擇性, 1 來 達 到 最 大 可能 的 蝕 刻 深 度 ; 在 目前 清況中 ,此值是4 1 1 X 2 5 0 η m , 然而在實際上, 蝕刻深度比 最大可能的值小 1 I 50 %〇 1 範 例 5 > ·. · I ·—— Η 矽 晶 圓將 置 於 一 個 充 滿 甲 烷的 PECVD装置中(平 1 行 平 板 式 反 應器 * 3 时 的 陰 極 和 13.5 6 MHz的發射器, 1 1 陽 極 為 _L^ 倍 大) > 來 覆 上 一 層 無 定形 的含氫 之硝元素, 1 它 具 有 0 · 8Ε eV的光學能帶寬 【層 厚度 :3 5 0 n m ) 〇鍍層 1 參 數 : -90C 1 V自 編 壓 電 壓 0 • 1 η b a r 之甲烷 壓力,7分 1 1 鐘 的 上 鍍 時 間。 在 這 一 鍍 層 上 面 將利 用自轉 式塗層法, 1 I 來 塗 上 一 層 4 5 n in 厚 、 與 範 例 1 相 同的 對電子 束敏政之抗 1 1 15 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(2ΙΟΧ21)·/公馇) 502507_b7__五、發明説明(14) 蝕層,並以120°C下,置於一個熱板上60秒將它烘乾β 其上層將利用一個掃描式隧道顯微鏡(STM儀器)來加 以「照射」。其中,加了 - 55 V的探針針尖將會以l#ffl/s 的速度掃過探_物,並因而「寫」出一條線來(電流: 20 ρΑ) β然後,這一片晶圓將於120 °C下,置於一艏熱 板上加熱1 2 0秒,再以6 0秒的時間,利用一種矽化的溶 液加以處理,這種溶液是由百分之1的二胺基丙基-二 甲基矽氣烷-寡聚物溶液,混入異丙醇和(比例15.5:1) 的混合物中所構成的β如此一來,抗蝕層厚度就會從40 ηπ長大到8Qnnie以這種方式所産生的結構將利用電漿蝕 刻設備(TYP MIE 720, Fa. MRC),在一個射頻(PF)功 率為900 W(45V自偏壓電壓),及氣氣氣流為30 see® (3# bar)的條件下,被複製到無定形含氫之硪元素層上 β在這裡,其蝕刻時間為7 4秒(包括了 5 0 51的過蝕刻) 。其中,光阻層厚度將降到45ηπ,以及形成具有直線寬 度為80n a的結構來(負像)^因此,硪元素層裡的結構 之長寬比是4.3。然後,抗蝕層的結構將利用CP4電漿 -------_-I^ ------.玎------j (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消费合作杜印製 選此的 刻,能 蝕中可 和況大 '1、情最 度前比 厚目度 層在深 蝕 C刻 抗度蝕 種深 , 這刻上 以蝕際 可的實 中能在 其可而 ,大然 上最 〇 圓到 η 晶達50 3 0 矽來 χ X ο 到 - 6 5 製性是小 複擇值值 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4現格(2l〇X2t)7公淹:)

Claims (1)

  1. A8 B8 C8 D8 (ft,/ 、申請專利範圍 第84113693號「以光學製版技術來製作結構之方法」 專利案 (85年11月修正) ,申諳專利範圍: 1. 一種以光學製販技術來製作結構之方法,此結構傜在 次200nm之範圍内,其持擻為:在一面基板上,錢上 一層由含氫之無定形碩元素(a-C:H)以構成底層抗蝕 該 vn , 度 層厚 層層 1 底 上成 鍍構 是以 或 C - , a V ( e素 <1元 寬碩 帶形 能定 學無 光的 之鍍 素噴 元之' 、上 感為 敏作 束以 子 , 電 對 層光 1 之 上nm D 0 力 5 ,<__ 上度 層厚 蝕的 抗化 層矽 底可 在或> 、 層的 蝕矽 抗含 描 8 掃 VII 用量 利能 將以 層 -蝕鏡 抗徹 層顯 上力 此用 , 作 層式 蝕描 抗掃 層或 利電 , 用 漿利 gBi SJ 質 P. 氣後 氧然 的 - 性層 向蝕 異抗 以層 且底 -到 化製 構複 結構 層隧 V 蝕独. 阻式 e 用漿 、 以 鏡加 徹子 顯電 道的 結複 將其 法將 方法 刻刻 的 化 構 結 行 進 中 其 法 方 之 項 1A 第 圍 範 〇 利 上專 板請 基申 到據 裂根 2 --------- '裝------訂; I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 結 IB2該 /C中 C其。 30,内 至法板 10方基 在之到 是項裂 別 2 複 待第而 ’或刻 m2項蝕 C 1 / 1 由 α第經 50圍漿 至範電 1 利素 為專鹵 量請用 劑申利 射據偽 照根構 3 用 技 採 體 中 導 其 半 , 用 法 採 方。中 之板其 項基 , 2 為法 第作方 或料之 項材項 1 的 3 第見第 圍常圍 範所範 利上利 專術專 請技謓 申髏申 據導據 根半根 • · 4 5 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐〉 SuL5〇7 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 層 上 中 其 法 方 之 項 2 〇 第 板或 基項 為 1 作第 料圍 材範 的利 見專 常請 所申 上據 術根 6 在 層 0 独 理抗 處層 劑上 藥中 〇 的其理 矽,處 含法劑 種方藥 1 之的 以項矽 偽 3 含 後第種 之圍一 化範以 構利僳 結專後 在請之 層申化 蝕據構 抗根結 在 層 蝕 抗 層 上 中 0 h Ϊ·· 其理 , 處 法劑 方藥 之的 項矽 4 含 第種 圍一 範以 利係 專後 請之 申化 據構 根結 8 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 袈. —訂 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 本紙張尺度逋用中國國家標準(CNS ) A4规格(210X297公釐)
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