經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（'） 發明背景 發明之領域 本發明傜關於一種圖型形成方法及為此方法而使用之 一電子束曝光条统，尤其是關於一種電子束絶綠材料， 其具有一化學性之放大性質之圖型形成方法，以及為此 方法而使用之一電子束曝光系統。 先前技術之描述 對於用以製造大型積體霣路（LSIs),已經增加其積體 比例之細徹圖型之形成而言，石販印刷技術之過程及改 良是不可或缺的。因此，許多具有化學放大性質且能钩 保有髙敏感度及高解析度之绝续材料，以及許多使用紫 外光（UV)、遠紫外光（FUV)、電子束（EB)以及X光...等 曝光放射源之曝光過程都已研究且發展出來。 一値此種型式之正型絶綠材料通常包含一酸性産生器 及一酸性退化聚合物。此酸性産生器會根據一曝光過程 中之輻射能量而在絶線材料之曝光區域褢産生一既定之 酸。此酸然後産生如催化劑般之作用來催化，例如分子 間之交連鍵，化學鍵之斷裂或退化；以及酸性退化聚合 物之分解等反應。 上述之反應通自此酸性産生器中産生相同之酸，然後 此新産生之酸會如催化劑般地增強上述之反應。因此， 上述反應像鎖鐽般地連鎖發生，而且最後，此酸性退化 聚合物之分子量會減少。 然後我們加一熱處理過程於此绝纗材料，此過程稱為 -3 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ^-衣 訂 人·^ (請先閲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 306020 a7 B7 五、發明説明（> ) ”後烘烤”或”曝光後烘烤”之遇程，以更加增強上述反應 ,並使此聚合物之分子量更為減少。 一値此種型式之負型絶綠材料通常包含一酸性産生器 ,一酸性反應單體及一酸性聚合化之聚合物。與正極材 料相似，此酸性産生器會根據一曝光過程中之輻射能量 而在絶緣材料之曝光區域産生一既定之酸。然後此酸産 生如催化劑般之作用來催化如分子間之交連鍵，化學鍵 之斷裂或退化，以及此酸性反應單體與酸性聚合化之聚 合物之分解等反應。 上述反應還自此酸性産生器中産生相同之酸，然後此 新産生之酸會如催化劑般地增強上述反應。因此，上述 反應如鎖鏈般地連鎖發生，而且最後，此酸性聚合化之 聚合物之分子量會增加。 如同上述，利用此種正型及負型之絶緣材料，曝光至 此絶緣材料之放射線效果會隨著酸性産生器所産生之酸 有化學性之放大，並在此絶緣材料上産生所需的細致之 圖型。 利用此種型式之EB絶線材料，在LSI之實際製造遇程 序列中，此絶緣材料塗膜在一半導體晶Η上且在曝光過 程中曝光在一 ΕΒ之下，此過程在一 ΕΒ曝光条統之真空室 中完成。在此曝光過程後，此塗有ΕΒ絶綠材料之晶Η自 真空空中取出，然後在空氣中進行此ΡΕΒ過程。 接箸，此绝綠材料使用一有機_性顯像溶液來進行一 顯像過程。因為此絶綠材料之低分子量區，亦即不需要 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） --------f 袭------ΪΤ------1、| (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 306020 A7 B7 五、發明説明（3 ) 之區域，在顯像溶液中是可溶的，他們會溶在溶液中並 被移去，而形成此绝緣材料之所需圖型。 就一正型材T4而言，EB之曝光區域溶解在顯像溶液中 '而被移去。就一負型材料而言，沒有曝光之區域會溶解 在顯像溶液中而被移去。 如同上述，因為此具有化學性放大性質之EB絶緣材料 會將EB曝光之效果放大，則此絶線材料比傳統之EB絶綠 材料能顯現出較高之敏慼性，此傳統之EB絶綠材料是由 一包含二氮苯：_2EB活性之化合物及一酚醛脂所組成。 既然輕徹地曝光在EB下能夠顯現出較高之敏感性，一 最佳之EB絶緣材料，從此型之EB絶緣材料中就可比從其 他類型之傳統EB絶緣材料中挑選出較多來。這就表示我 們可從其中挑選出一較高解析度之EB絶線材料。 因此，曾經有如此說法：此具有化學性放大性質之EB 絶綠材料不只具有高敏感度，而且也具有高解析度。 利用此傳統之圖型形成方法，並使用此型之EB絶綠材 料，如同上述，一値塗有此EB絶緣材料之半導體晶Η在 曝光過程之後必須從此曝光条統之真空室中取出，然後 ，此晶Η必須在空氣中進行Ρ Ε Β過程。 結果，此曝光之絶綠材料與空氣接觸而導致一既定之 酸由此絶綠材料之曝光區域中産生，與空氣作用失去它 的觸媒作用。此現象就稱為酸之"消除活動性”。 曾經認為此消除活動性是由空氣中之〇2及/或C02 所造成的。 -5 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·
A 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（4·) 在以前此酸之消除活動性發生時，像交連鍵，鍵結斷 裂及酸性退化聚合物或酸性聚合化聚合物之分解等之連 鋇反應並非完美地進行。因此一絶縳材料所需之分子量 變化並不會發生。如此造成一顯像溶液中，絶綠材料薄 膜之表面區域上此材料之溶解速率之變化，而導致絶線 材料圖型之退化。 待別地，就一正型材料而言，所導致之絶線材料圖型 會萝得過大，也就是説，該移去之一部分會留下來。因 此，所導致之絶緣材料圖型會有一個T型之横截面。同 樣地，就一負型材料而言，絶緣材料之結果圖型會變得 較小，也就是說，不該移去之一部分也移去了。因此， 绝綠材料之結果圖型會有一倒T型之横截面。 因此，此種類型之正型和負型材料兩者都無法産生一 所需的細緻之絶綠材料圖型，意即此絶緣材料可得到之 解析度會減小。 我們知道這種解析度減少之改變取決於自EB曝光過程 結束後至P E B過程開始之時間間隔，此間隔約為3 0分鐘 至1小時。 為解決此解析度降低之問題，於是發展出一改良之圖 型形成方法，此方法發表在日本未審査之專利權期刊第 4 -204848號（七月，1 992 )。此傳統方法使用一覆蓋在絶 緣材料薄膜上之水溶性聚合物薄膜，以當做一保護膜， 且此方法參考圖1A至1F而詳述於下。 首先.一具有化學性放大性質之EB絶線材料被塗膜於 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------f 裝------訂------{外 (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 306030 A7 A7 B7 五、發明説明（ί-) 一半導體晶H61上，而成為如圏1A所示之EB絶綠材料薄 膜。此絶綠材料薄膜62然後進行一常見之前烘烤或曝光 前烘烤之程序。 接著，一水溶性之聚合物材料，該材料沒有與絶緣材 料薄膜62相混合，被塗膜於此絶綠材料62上，而於其上 形成一保護膜70,如圖1B所示。 然後此覆蓋著保護膜70之EB絶綠材料薄膜62在一 EB曝 光条统之真空室中，經由此保護膜70而有選擇性地曝光 於一 EB56之下。經由如圖1C所示之曝光過程，此絶綠材 料薄膜62之已知區域62A曝光於EB56之下且一已知酸在 此曝光區域62A中産生。 然後此曝光之絶緣材料薄膜62在不移去保護膜70之狀 況下自真空室拿至空氣中。此保護膜在圖1D所示之一 PEB 過程之前除去，而且然後，進行如圖1E所示之PEB過程。 最後，進行完PEB過程之絶緣材料薄膜被顯影。此絶緣 材料62之曝光區域62 A在顯影過程間有選擇性地移去， 因此穿透窗62B如圖1F所示分別地在區域62A之相對位置 上形成。 因此，一所需之圖型便在此絶線材料薄膜62上形成。 利用如圖1A至1F所示之傳統圖型形成方法，既然在晶 H61自真空室拿出之後，此EB絶縳材料薄膜62由於保護 膜70而幾乎沒有與空氣接觸，因此在曝光之匾域62A中 所産生之酸，其消除活動性能確保被預防。 然而，此方法另外需要保護膜70之形成與去除過程， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -U裝· 、-° 3〇6〇^q A7 B7 五、發明説明（t ) 因此會發生此圖型形之程序序列變長之問題。 62更 膜會 薄射 料散 材之 綠子 色 s_ 觸 '鬱 ， 接影時 射會厚 散象變 會現膜 6 射薄 膜散料 薄子材 此電線 ,種絶 時這此 同 且當 而 C. 膜 薄 料 材 緣 絶 到 , 度因 子析 。 I 军 I 負 筹 3 之之暖 可 儘 是 須 必 膜 薄 料 材 綠 絶 此 說 來 點 觀 之 度 。 析好 解越 就薄 ，越 此能 C ί. 7 緣 膜絶 護比 保會 要度 需厚 還總 外之 此70 法及 17 2 方 6 統膜 傳薄 之護 視保 所與 1F料 至材 1Α緣 圖絶 如此 而此 然因 緣 絶 此 了 成 造 。 便題 樣問 這一 cS 大之 if低 來降 邇度 度析 厚解 之本 身原 本之 2 2 6 6 膜膜 薄薄 料料 材材 圖 需 所 料 材 綠 絶 B E 成 形1 供 提 為1 之 的 巨 要之 概明 之發 明本 發 護大 保放 之性 述學 上化 如有 用具 使可 須即 無度 料析 材解 綠其 絶低 其減 ，須 法無 方且 成膜 形薄 型外 圖額 之之 型膜 成 形 型 圖 之 明 發 本 以 能 一 供 提 於 在 的 百1 9 之 明 0 發 質本 性 法 方 成 形 型 圖1 了 供 。提 統， 糸面 光方 曝一 EB第 之之 用明 使發 法本 方照 成依 形 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ---一裝 、\=° 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 此驟 在步 以其 光， 曝驟 下步 EB之 在酸 膜種 薄一 料第 材生 線産 絶域 EB區 一 光 將曝 了之 ， 含膜程 包薄過 法料光 方材曝 此緣為 絶稱 接 膜 薄 料 材 綠 絶 與 體 氣 性 酸 將 了 含 包 且 。支 程一 過在 收成 吸形 1 且 為質 稱性 驟大 步放 其性 ，學 驟化 步一 之有 體具 氣膜 性薄 酸料 此材 收綠 吸絶 以此 觸 生 産 會 體 氣 性 酸 之 收 吸 上 膜 薄 料 材 線 絶 在 ο 上 之 分 部 撑 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210'乂297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 __B7_五、發明説明（7 ) 出第二種酸以補償該第一種酸由於消除活動性而失去之 作用。 此吸收過程可能在曝光過程之前及/或之後完成，而 且也可能與曝光過程同時完成。 任何酸性氣體都可用來作為被吸收之酸氣。然而，氯 化氫（HC1),溴化氫（HBr),過氣化氫（H2〇2)或硫酸（ H2 S04 )是適合使用的，因為這些氣體不會傷軎此絶緣 材料薄膜且非常容易獲得。 任何EB絶綠材料都可用來作為此EB绝緣材料薄膜，假 如此材料具有化學性放大性質。同時，此绝綠材料薄膜 可能為正型或負型。 任何部分都可用來作為支撑部分，假如它能夠支撑此 絶綠材料薄膜的話。此支撑部分通常包含一半導體基體 或半導體晶片，而且還可能包含至少一在晶Η上形成之 導體或絶線體薄膜/層。 利用本發明之圖型形成方法，此ΕΒ絶緣材料薄膜吸收 酸性氣體以裂造第二種酸。因此，卽使曝光産生之第一 種酸因為消除活動性現象而失去其作用時，第二種酸就 發揮了作用以補僂第一種酸所失去之作用。 結果，一所箱之绝緣材料圓型在此绝緣材料薄膜上形 成而無需使用如傳統方法所示之保護膜一樣之額外薄膜。 同時.既然沒有使用額外之薄膜，所得到之解析度就 不會降低。 依照本發明之第二方面，提供了一値ΕΒ_光条統，其 -9 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. ，-° Κ 本紙張;^度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 306020 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印褽 材以薄 導 用 分體緣 而 隔而 之收室吸。中使 綠用料 體 與 部氣絶 ， 室室 中吸收在了室即 絶，材 氣 分 撑由此 成 光光 室間吸程室光 ， EB統綠 性 部 支藉在 完 曝曝 收期此過光曝此 之条絶 酸 此 之體間 後 此入 吸程入收曝在因 質學此 一 ， 膜氣期 之 在導 於過導吸入膜。 性光於 將 成 薄性程 或 供由 置光而此導薄體 大子用 以 形 料酸過 \ 提構 放曝構然必料氣 放電使 用 上 材此收 及 地結 被一結既不材性 性一EB, 分 線。吸 前 外入 分在入。就緣酸 學含之 構 部 絶上一 之。額導 部膜導成體絶此 化包生 結 撑 此臺在 程成能體 撑薄體完氣此收 有且産 入 支。有平， 過完可氣 支料氣中性，趿 具，將 導 一似具個中 光時室此 之材該室酸統 ， 將下中 體 在類 ，一 室 曝同收讓 膜綠由光此条要 以之室 氣 膜相間之光 在間吸要。薄絶藉曝麼光需 用EB光 一 薄法期中曝。能時一 ，室料此體在那曝果 ) ，一曝 含 料方程室入收可光，下收材得氣會，之如 g 室在在 包。材之過光導吸程曝中況吸緣使此程成明 . ( 光光且 還中緣面光曝而被過與統狀入絶，.過完發中 明 曝曝EB統室絶方曝於構膜收能条此導該上體光就本室 ^ 一膜此。条光EB一 一置結薄吸可此在為有臺氣曝中用收 ^ 含薄生上此曝此第在放入料此也在 C 成具平性此室利吸 4包料産膜 入 於 被導材 且 壁變 一酸 收 或 > 五 --------{袭------·訂------{ %. (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 ) A4規格（210X297公釐） 五、發明説明（ A7 B7 年 85. 修補充! 時 〇 用用 作作 其之 去去 失失 而所 象酸 現種 化一 性第 活值 除補 消以 因用 酸作 bdb i 種揮 一 發 第就 之酸 生種 産二 光第 曝 形膜 上薄 膜外 薄額 料之 材樣 緣一 絶膜 此護 在保 型之 圖示 料所 材法 续方 絶統 之傳 需如 所用 - 使 • 0 果無 結而 成 示 表 0 地列 8 序 各序 1F程 介至之 ffilA法 示圖方 II成 形 型 圖 統 傳 之 膜 薄 料 材 綠 絶 發 〇 本法 照方 依成 統形 条型 此画 .之 麵膜 面薄 截料 略材 概綠 之绝 統一 糸於 光用 曝而 EB例 1 實 是一 2 第 圖之 明 法 方 成 形 型 圖 之 例 實 値 1 疼 ιπκ 照 依 示 表 地 別 各 〇 3F列 至序 3A序 圖程 之 本型 照圖 依之 统膜 条薄 此料 .材 圖绨 面绝 截 一 略於 槪用 之而 统例 条實 光四 睡 、 EB三 - ' 另二 是第 4 之 圖明 發 法 方 成 形 型 圖 之 例 賁 個 二 «IK 照 依 示 表 地 別 '# 0 5 法至 方5A 成圔 形 法 方 成 形 型 圔 之 例 實 値 三 照 依 示 表 地 別 C各 列6E 序至 序6A 程19 之 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 法 方 成 形 型 圃 之 例 實 個 四 Μ 照 依 示 表 地 別 C各 C 列7Ε列 序至序 序7Α序 程圖程 之 之 2 圈 。 如構 用结 使之 乃列 法下 方有 成具 形統 型条 圖此 1 ο 之成 例完 實來 1 統 述 第条 描 明光 之 發曝 例例本ΕΒ 霄實據之 佳一根示 較第 所 率 揉 家 國 团 中 用 釐 29 X 10 2 ζ 經濟部中央標準局員工消費合作社印褽 A7 B7五、發明説明0。） 如圖2所示，一曝光室1包含了一晶K平蠆8及一電 子光學条統7。一覆蓋著EB絶緣材料薄膜22之半導體晶片 21(參見圖2)在一曝光過程中放置於一晶片平台8上。 此電子光學条統7在此曝光過程期間産生一 EB6並將EB 6照在此絶緣材料薄膜22上。 此電子光學糸統7包含有一電子搶，一電子透鏡条統 及EB偏向器，上述之裝置並沒有顯示在圖2上。 一晶片交換室2,在此曝光室1之旁邊，也是作為一 吸收室之用。此室2包含一晶K平台9.其上放置著一 具有EB絶線材料薄膜22之半導體晶片21,用以在此曝光 過程之前及之後作為交換之用。 此實例提供一氣體容器3,經由氣體輸送線4與晶Η交 換室2連接。在氣體輸送線4上有一氣閥15,當有需要 時可打開或關閉此輸送線4。此氣體容器3在此儲存一 HC1氣體作為酸性氣體。 在曝光過程期間，在曝光室1中之空氣被一真空幫浦 条統（未顯示）抽出以致於此室1變成1〇_5至1〇_5 Torr之 高度真空狀態。如果此壓力高於10—sT〇rr, EB6之波動 就會産生。因為此真空幫浦条統之能力限制，所以低於 10·6 Torr之壓力難以實現。 在此晶Η交換室2中之空氣也會被另一真空幫浦糸統 (未顯示）抽出，而且在此時，HC1氣體從容器3中導入 此晶Η交換室2,最後變成一 10·3至10_4Torr之低度真 空狀態。如果此壓力高於l〇_3Torr,則此HC1氣體23很 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 、-=δ .4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） A7 306020 B7 五、發明説明（"） 難導入晶片交換室2 。如果此壓力低於10-4T〇rr,則此 HC1氣體23就很難被吸收在絶緣材料薄膜22上。 在此EB曝光糸統外面提供一晶Η運送器11以容納及蓮 送大量上面覆有絶緣材料薄膜22之半導體晶片21。 在此晶Η交換室之外壁有一閘閥12,以容納在晶Η運 送器11中之晶Η21可由開啓之閘閥12,沿著箭頭10Α送至 此晶片交換室2中而連禳地放置於晶片平台9之上。在 曝光室1中曝光在ΕΒ6下且放置在晶Η平台9上之晶片 21可沿著箭頭10D而移至此晶片運送器而儲存於此。 同樣地，在曝光荤1及晶Η交換室2之隔牆上有一閘 閥13,因此在晶Η交換室中放置於晶Η平台9上之晶Η 21可由開啓之閛閥13況著箭頭10Β連缅地送進此晶Η交 換室2中而放置於晶Η平台8上。相反地，放置於晶Η 平台8上及曝光在ΕΒ6下之晶Μ21可由開啓之閘閥13而 沿著箭頭10C移至晶Μ平台9。 晶Η21之移動與放置，閘閥15, 12, 13之關閉及開啓 .以及在絶緣材料薄膜22在ΕΒ6下之曝光均是由一控制 条統（未顯示）所控制。 利用如圖2所示之ΕΒ曝光条統，晶Η交換室2以及附 加使用之晶Η蓮送器11,此条統適合於大量之圖型形成。 既然此HC1氣體導入晶片交換室2而非曝光室1,則能 夠預防此曝光室中绝綠材料薄膜22之污染及1或腐蝕， 而且此ΕΒ6不會受到因HC1氣體而導致曝光室1中真空 度下降之影锻。 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐） m^— .= m 1 ^^^^1 If nn I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 B7五、發明説明（^ ) 此外，因為此EB絶緣材料薄膜22在EB曝光過程之前及 下 之 體 氣 體之 氣22 之膜 '上薄 面料 表材 HC其緣 於收絶 露吸在 曝地而 中分下 之充 6 室夠EB 換能在 交22光 H膜曝 晶薄此 在料使 能材即 可線 ， 後絶此 之此因 或此 C \ 因23 而 象 現 性 動HC 活之 除收 消吸 為上 因膜 酸薄 之料 生材 産綠 域絶 區在 光 ， 曝用 也 體 氣 作 媒 觸 其 去 失 損 償 補 證 保 能 , 膜 此薄 因料 C 材 用绨 。 作絶低 媒在降 觸可會 之即不 失膜也 薄度 之析 外解 額之 用到 使得 須 ， 無且 型而 圖 。 成 形 所上 在 酸 之 生 産HC 光之 曝收 由吸 是由 像一 皤另 且 體 氣 之成 緣 需形 绝 膜 薄 料 材 成 形 所 上 為 其 酸 之 生 産 所 之 償 補 --------f 批衣—— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 用 作 媒 觸 之 去 失 酸 此 償 補HC 僅上 2 , 2 酸膜 體 氣 礙 妨 會 不 並 收 吸 之
型 gjtt_ 因 i SL 薄 料 材 緣 絶 此 成 形 之 訂 絶 在 3 2 體 氣 ί 換 ί( Ho 緣ί 薄 入 深 再會 不 C 1 Η 且 之而 收 ， 吸生 由産 酸所 償上 f— uk 補域 此區 面 膜 薄 料 表 之 因 體 氣 在絶 .此 P ’氣 然間II 。期HC 制程 控過 地光 格曝 駸之 要22 需膜 不薄 並料 間材 時綠 收絶 吸値 之一 23下 室 換 交 Η 晶 在 於 合 適 是 於 露曝 中 2 匾 或22 個料 ,一 材 此上纗 下 之 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 法列 方下 成之 形統 型糸 圖光 之曝 例ΕΒ 實中 一 2 第圔 據用 根使 此由 3F經 至乃 3Α法。 圖方成 考此完 參。來 .下列 著如序 接述序 描程 程 過 el 備 準 Η 塗緣 被絶 料之 材度 緣厚 絶m Bw E 7 型0. 正具 之一 質成 性造 大製 放 ， 性上 學之 化21 有 Η 具晶 一 體 ，導 先半 日首在 晶 I ( _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（Ο) 材料薄膜，如Fig 3A所示。此塗膜過程會重複進行用以 準備大量有絶線薄膜22之晶H21。 此正型EB絶緣材料包含一酸性産生器與一酸性退化聚 合物。 (前烘焐過程） 然後，此晶片21被放置於一熱平板（未顯示）上以使絶 綠材料22在90t：. 60秒中完成一通常之前烘焙過程。此 前烘焙過之晶Η21被容納於晶Η蓮送器11中。 (第一氣體吸收過程） 接著，在此蓮送器11中之第一片晶Μ由開啓之閘閥12 移進晶Η交換室2中而放置於平台9上。在此動作之前 ，此HC1氣體23(濃度：100%)導入此室2且此室2在低 度真空狀況中，而且因此放置在此之晶Η22與氣體23接 觸。於是HC1氣體23如圖3b所示，在絶緣材料薄膜22之 表面區域上被吸收。 絶綠材料薄膜22之接觸及吸收時間是事先決定的，以 致於所需量之氣體23能在絶编材料22上吸收，其時間通 常為1至5分鐘。 (曝光過程） 具有吸收了酸性氣體之絶綠材料薄膜22之晶Η 21接著 由開啓之閘閥13送進曝光室1中而放置於平台8。此室 1保持在高度真空之狀況。絶緣材料薄膜22選擇性地曝 光在ΕΒ6之下，而於此産生曝光區域22Α,如圖3C所示。 被吸收之HC1氣體23在ΕΒ曝光過程上因為上述之原因而 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 、\'a 3C6020 A7 A / B7 五、發明説明（* ) 不會發生問題。 (第二氣體吸收過程） 具有曝光之絶緣材料薄膜22之晶H21再送進晶片交換 室2而放置於平台9。既然HC1氣體23仍在交換室2中， 此曝光之絶緣材料薄膜22再度在此表面匾域上吸收此氣 體23 .如圖3D所示。 具雙重氣體吸收之绝綠材料薄膜22之晶H21由開啓之 閘閥12移出晶片交換室2而到大氣中。因此，大量具雙 重氣體吸收之絶線材料薄膜22之晶片21被儲存在蓮送器 11中。 (曝光後烘焐過程） 保存在蓮送器11中之晶M2〗被放置於一熱平板（未顯 示）上以使絶緣材料薄膜22在1001C60秒中完成一通常之 PEB過程.如圖3E所示。既然絶緣材料22在其表面區域 上包含HC1氣體，由EB曝光所産生之酸（H+ )在已知酸出 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 現之情況下，在絶線材料薄膜22之化學反應下如觴媒般 地作用，此已知酸乃由補償之HC1氣鱧産生。既然絶緣材 料薄膜22之已知反應在PEB過程之間完成，則因曝光産生 之酸之消除活動性所産生之問題在PEB過程結束與顯像 過程開始之期間就不會發生。 (顯像過程） 最後，此絶緣材料薄膜22由一已知之有機齡顯像溶液 來顯像以致於曝光匾域22A在溶液中溶解，導致在絶緣 材料薄膜22中，曝光區域22A之對應位置上形成了穿透 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（κ ) 窗22B,如圖3F所示。此吸收之HC1氣體23在此顯像過程 中也沒有影罌。剩餘之酸溶解在顯像溶液中而從絶緣材 料薄膜2 2移去。 經由上述之程序序列，我們可獲得絶綠材料薄膜22之 所需圖型.毎一穿透窗22b均垂直内壁且没有T型横截 面。 發明者之測試說明了絶緣材料薄膜之結果圈型實現了 具有垂直内壁之穿透窗，導致了一 0.25«·之線寬。此 線寬亦能夠在±0.02ϋΒ精確度之内形成，其精確度不 僅在單一晶Η中維持，在晶Η之間亦然。如果由第一實 例之方法形成圖型之絶綠材料薄膜22是作為一覆蓋面用 以選擇性地蝕刻一下面之導體或絶線體薄膜，則此導體 或絶線體薄膜即能夠以優越之精確度精細地形成圖型。 第二實例 根據本發明第二實例之一圖型形成方法偽使用如圖4 所示之ΕΒ曝光糸統來完成。此条統具有下列結構。 如圖4所示，一曝光室la包含一晶Κ平台8a及一電子 光學条統7a。一覆蓋著EB絶綠材料薄膜22之半導醴晶Η 21(參見圏5)在一曝光過程及一吸牧過程中放置於一晶 Η平台8a上。此罨子光學条統7a在此曝光過程期間産生 一 EB6並將EB 6a照射在此絶緣材料薄膜22上。 此電子光學条統7a包含一電子槍，一電子透鏡糸統及 EB偏向器，上述之裝置並没有顯示在圖4上。 此實例提供一氣體容器3a,由氣體輸送線“與曝光室 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝
-II 五、發明説明€ 4 ) A7 B7 可 I 時HC 要一 需存 有儲 當此 ，在 6 a 1 3 閥器 氣容 一 體 有氣 上此 a 4 0 線 4 送線 輸送 體輸 氣此 在閉 c 關 接或23 連開體 la打氣 體 氣 性 酸 為 作 a 2 ο;; Γ He同 且如 2 亦 室用 換作 交室 片光 晶曝 供此 提 ， 有此 沒因 並 c 中la 例室 實光 二曝 第入 祀導 被 個1 為 此 單 簡 得 來 統 条 之 例 實 1 第 比 上 構 結 在 統 。 条點 此優 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 在曝光室1之外壁有一閘閥14,以容纳在晶Η蓮送器 (未顯示）中之晶片21可由開啓之閘閥14沿著箭頭10Ε連缠 地送至此室la中而放置於晶片平台8a上。曝光至EB6a下 之晶片21沿著箭頭10F移出此室la且保存在晶片運送器 中。 在曝光室la中之空氣會被一真空S浦条統（未顯示）抽 出以致於此室la變成一高度真空之狀態（舉例來說，在 1 0-5 至 1 0_6 To r r )。 因為HC丨氣體23a從容器3a導入曝光室la中，曝光室la 中之空氣也會被此真空幫浦条統抽出，而且此時氣龌23a 能導入此室la,最後變成一低度真空之狀態（舉例來說， 在 10'3 至 10*4 Torr ) 〇 在此EB曝光条統外面會提供一晶Η運送器以保存及蓮 送大量上面覆有絶緣材料薄膜22之半導體晶Η21。 晶片21之移動與放置，閘閥14, 16之關閉與開啓，以 及此絶緣材料薄膜22在EB6a下之曝光均由一控制条統（ 未顯示）所控制。 -1 8 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 、-° .4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0 X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（·7 ) 利用此条統，此EB絶緣材料薄膜在EB曝光過程之前後 可能在曝光室la中曝露於HC1氣體23a之下，此絶緣材料 薄膜可能與曝光在EB6a之下同時曝露於氣體23a之下。 接著，參考圖5A至5D,根據第二實例之圈型形成方法 描述如下。此方法傜由使用圔4中EB曝光条統之下列程 序序列來完成。 (晶Η準備過程） 首先，一具有化學放大性質之正型ΕΒ绝絲材料被塗膜 於半導體晶Η21上，製造成一厚度為0.7w»之绝緣材料 薄膜，如圖5 A所示。此塗膜過程會重複進行用以準備大 量具絶緣材料薄膜22之晶Η 21。 (前烘焙過程> 然後.此晶Η21放置於一熱平板（未顯示）上使絶線材 料薄膜22在90C 60秒中完成一通常之前烘焙過程。前 烘焙過之晶Η21保存於晶Η蓮送器中。 (氣體吸收及曝光過程） 接著，在運送器中之第一 Κ晶Κ21由開啓之閜閥14移 動曝光室la中而放置於平台8a上。在此動作之前，HC1 氣體23a從容器3a導入室la中，以及此時曝光室la中之 空氣由真空幫_熹統抽出，而導致一低度真空之狀態。 HC1氣體23a之濃度由一已知值來控制。 絶緣材料薄膜22與HC1氣齷23a接觸以在薄膜22之表面 區域上吸收氣體23,如圔5B所示。 然後，絶緣材料薄膜22選擇性地曝光在EB6a下，而於 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2!0Χ297公釐） I..... I li n^— ^^^1 - -I 8 ^ I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 306020 A1 __B7 五、發明説明（β ) 此産生曝光區域22A,如圖5B所示。被吸收之HC1氣體23a 在EB曝光上因為上述之原因而不會發生問題。 具氣體吸收及EB曝光之絶綠材料薄膜22之晶H21由開 啓之閘閥14移出曝光室la而到大氣中。因此，大量具氣 體吸收及EB曝光之絶緣材料薄膜22之晶H21保存在蓮送 器中。 (曝光後烘焙過程） 保存在運送器中之晶H21放置於一熱平板（未顯示）上 使絶線材料薄膜22在lOOt： , 60秒中完成一通常之PEB過 程，如圖5c所示。絶線材料薄膜22之已知反應在PEB過 程期間完成。 (顯影過程） 最後，此絶線材料薄膜22由一已知之有機齡顯像溶液 來顯像以致於曝光區域22A在溶液中溶解，導致在絶緣 材料薄膜22中曝光區域22A之對應位置上形成了穿透窗 22B,如圖5D所示。 經由上述之程序序列，如同第一實例，我們可獲得絶 续材料薄膜22之所需圔型。毎一穿透窗22B均垂直内壁 且沒有T型之横截面。 在第二實例之方法中，我們得到與第一實例相同之效 果。 HC1氣體23a之濃度與曝光室la中之真空程度需要精細 地控制。然而，即使HC丨氣體23a之吸收與曝光至EB6a下 同時地完成。比起第一實例之方法，對於画型形成仍有 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 _B7_ 五、發明説明（θ ) 較短工作時數之額外優點。 第三實例 參考圈6A至6E,根據第三實例之圈型形成方法描述如 下。此方法偽由使用圈4中EB曝光糸统之下互程序序列 來完成。 (晶片準備過程） 首先，如同第二實例之方法，一具有化學放大性質之 正型EB绝錁材料被塗膜於半導體晶片21上，如鼷6A所示 。此塗膜過程會重複進行用以準備大量具絶緣材料薄膜 22之晶Η 21。 (前烘焐遇程） 然後，晶Η21進行與第二實例一樣之前烘焙過程。前 烘焙過之晶片21保存於晶片蓮送器中。 接著，在浬送器中之第一 Η晶Μ 21由開啓之閘閥14移 進曝光室la中而放置於平台8a上。 (氣體吸牧過程） HC1氣體23a從容器3a導入室la中，而且此時，曝光室 la中之空氣由真空幫浦条統抽出，而導致一低度真空之 狀態。HC1氣《23a之濃度由一已知值來控制。 绝狳材料薄膜22與HC1氣醱23a接觸而在薄膜22之表面 匾域上吸收氣體23,如圖6B所示。 (曝光過程） 後來，氣閥16關閉以停止纽鑲将HC1氣黼23a導入曝光 室13中，且室la中之空氣繼績抽出而導致一高度真空狀 -21 - 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I { 訂 ^·ν (請先閲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 A7 B7五、發明説明（w ) 態。 絶緣材料薄膜22在高度真空之狀態下選擇性地曝光在 ' EB6a下.而於此産生曝光區域22A.如圖6C所示。被吸 收之HC丨氣體23a在EB曝光上因為上述之原因而不會發 生問題\ 具氣體吸收及EB曝光之絶綠材料薄膜22之晶H21由開 啓之閘閥14移出曝光室la而到大氣中。因此，大量具氣 體吸收及EB曝光之绝緣材料薄膜22之晶片21保存在運送 器中。 (曝光後烘焙過程） 保存在蓮送器中之晶片21對於絶綠材料薄膜22進行與 第二W例相同之PEB過程，如圖6D所示。絶緣材料薄膜 22之已知反應在PEB過程期間完成。 (顯影過程） 最後.絶綠材料薄膜22以與第二》例相同之方法來顯 影，導致在絶緣材料薄膜22中曝光區域22A之對應位置 上形成了穿透窗22B,如圖6E所示。 經由上述之程序序列，如同第一實例與第二實例，我 們可獲得絶綠材料薄膜22之所需圖型。毎一穿透窗22B 均垂直内壁且沒有T型之横截面。 在第三實例之方法中，我們得到與第一實例相同之效 果。 與第二實例比較起來，因為HCI吸收過程與曝光過程 是分開完成的，則圖型形成之工作時數會比第二實例之 -22- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
L .裝- 、v5 」 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印裂 A7 B7 五、發明説明（W ) 方法來得長。然而，曝光過程在一理想之真空程度狀態 下完成而不受HC1氣體23a之影逛是一額外之優點，且HC1 氣體23a會比第二實例之情況還快速地在絶緣材料薄膜 上吸收。 第四實例 參考圖7A至7E,根據第四S例之圖型形成方法描述如 下。此方法偽由使用圖4中EB曝光条統之下列程序序列 來完成。 (晶Η準備過程） 首先，如同第二實例之方法，一具有化學放大性質之 正型ΕΒ絶緣材料被塗膜於半導體晶片21上，如圖7Α所示 。此塗膜過程會重複進行用以準備大量具絶緣材料薄膜 2 2之晶Η 2 1。 (前烘焙過程） 然後，晶Η21進行與第二實例相同之前烘焙過程。前 烘焙過之晶片21保存於晶Κ運送器中。 接著，在運送器中之第一 Η晶Η21由開啓之閘閥14移 進曝光室la中而放置於平台8a上。 (曝光過程） 後來，當氣閥16保持關閉而不將HC1氣鼸23a導入曝光 室la中時.室la中之空氣由真空幫浦条統抽出而導致一 高度真空狀態。 絶綠材料薄膜22在高度真空之狀態下選擇性地曝光性 EB6a下，而以此産生曝光區域22A,如圖7B所示。HC1氣 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） i^l^i tm· ml «-^1 me lOJn ^11 —^m (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 A7 B7 五、發明説明（>> ) 體在此階段中並沒有绝綠薄膜22吸收。 (氣體吸收過程） 當曝光室la中之空氣由真空幫浦条統抽出時，氣閥16 開啓以將HC1氣體23a導入室la中，而導致一低度真空狀 態。HC1氣體23a之濃度由一已知值來控制。 绝纗材料薄膜22與HC丨氣體23a接觸而在薄膜22之表面 匾域上吸收氣體23,如圖7C所示。 具EB曝光及氣體吸收之绝線材料薄膜22之晶H21由開 啓之閘閥14移出曝光室la而到大氣中。因此，大量具氣 腰吸收及EB曝光之绝綠材料薄膜22之晶片21保存在蓮送 器中。 (應光後烘焐過程） 保存在運送器中之晶H21對绝纗材料薄膜22進行與第 二實例相同之PEB過程，如圖7D所示。絶緣材料薄膜22 之已知反應在PEB過程期間完成。 (顯影過程） 最後，絶緣材料薄膜22以與第二實例相同之方法來顯 影，導致在绝綠材料薄膜22中曝光匾域22A之對匾位置 上形成穿透窗22B,如圖7E所示。 經由上述之程序序列，如同第一，第二及第三實例， 我們可獲得绝鏟材料薄膜22所需圈型。毎一穿透窗22B 均垂直内壁且沒有T型之横截面。 在第四實例之方法中，我們可得到與第一實例相同之 效果。 -24- 本紙張X度適用中國國家揉準（CNS )八姑^格（210X297公釐〉 --------{裝------訂------{冰 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 306020 B7 五、發明説明（W ) 跟第二實例相似.與第二實例比較起來，因為HC丨吸收 過程與曝光過程是分開完成的，則圖型形成之工作時數 會比第二《例之方法來得長。然而，也有與第三實例相 同之額外優點。 第五實例 根據第五實例之圖型形成方法與第一寅例之方法相同 ,除了使用如圖4所示之EB曝光糸統之外。 具體而言，晶片交換過程與前烘焙過程都以輿第二實 例（圖3A)相同之方式來完成。 接著.當曝光室la中之空氣由真空莆浦条統抽出時， 氣閥16開啓以從容器3a將HC1氣體23a導入室la中，而導 致一低度真空之狀態。HC1氣體23a之濃度是由一已知值 所控制。绝緣材料薄膜22與HC1氣體23a接觸以吸收在薄 膜22之表面區域上之氣體23(圖3B)。 後來，當氣閥16保持關閉以停止將HC1氣體23a導入嗶 光室la中時，室la中之空氣由真空幫浦糸統抽出而導到 一高度真空之狀態。絶線材料薄膜22在高度真空之狀態 下選擇性地曝光在EB6a下，而於此産生曝光區域22A(圖 30 〇 當室la中之空氣由真空幫浦条統抽出時，然後氣閥16 再度開啓以將HC1氣體23a導入室la中，而導到一低度真 空之狀態。HC1氣體23a之濃度由一已知值所控制。絶绨 材料薄膜22再度與HC丨氣體23a接觸以吸收在薄膜22之表 面區域上之氣體2 3 (圖3 D )。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210'〆297公釐） --------1 -裝------訂-----A抓 (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 經濟部中央標準局員工消費合作社印繁 A7 B7 五、發明説明（4 ) 具EB曝光及雙重氣體吸收之绝綠材料薄膜22之晶H21 由開啓之閘閥14移出曝光室la而到大氣中。因此，大量 具氣體吸收與雙重氣體吸收之絶緣材料薄膜2 2之晶Η 21 保持在蓮送器中。 保存在運送器中之晶Η21對絶綠材料薄膜22進行與第 二實例相同之ΡΕΒ過程（圖3Ε)。絶緣材料薄膜22之已知 反應在ΡΕΒ過程期間完成。 最後.絶線材料薄膜22以與第二實例相同之方法來顯 影，導致在絶緣材料薄膜22中之曝光區域22Α之對應位 置上形成穿透窗22Β (圖3F)。 經由上述之程序序列，如同第一，第二，第三及第四 實例，我們可獲得絶綠材料薄膜22之所需圖型。每一穿 透窗22Β均垂直内壁且没有Τ型之横截面。 在第一至第五實例中，正型ΕΒ絶緣材料包含一酸性産 生器.如一錨鹽，以及一酸性退化聚合物，如聚一（P-t 丁氣羰基氣苯乙烯）；然而，也可能使用此種之負型EB 絶綠材料。此負型絶綠材料通常包含一酸性産生器，如 一鹵化物、一酸性反應單體，如六甲基氣三聚氰胺甲酯 ，以及一酸性聚合化聚合物，如酚醛酯。 由SHIPLEY CO.LTD.所製造之SAL601-ER7(産品名）為 使用本發明之較佳的負型絶綠材料之例子。 在第一至第五實例中，一 HC丨氣體作為酸性氣體使用。 然而也可以使用任何其他之酸性氣體且HBr,H2 S04及 Η 2 02氣體都是不錯的選擇。 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） I-------^裝------訂------严A (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（< ) 雖然本發明之較佳形式已經描述過了，但是要了解不 違反此發明之精神的修正對這些技術是常見的。因此本 發明之範圍將完全由下列申請專利範圍所決定。 (請先閲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裝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）