TW383413B - Electron beam aperture structure and method for fabricating the same - Google Patents

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h 圖〜案，：僮產生較為精微圖案之半導體積體電路圖案，但 :-k B，其處理能力比光束曝射法低仍為一大問題。 然而，在該EB平版印刷法中，一種單元投影EB繪製法 被開發來取·代上·述之直接E B繪製法。例如，揭示.於日本 V 專利公報案號平4 -1 3 7 5 2 0中之開口结構敘述一種使用於 後此種單元投影EB繪製法之開口结構。於此技術中，以單 S 元投影形式所轉印之圖案，最後被放置一起Μ形成整個 Μ 電路圖案。該單元投影EB繪製法之開發使處理能力有長 足之進步。 ， g 圖1 A至1D係一開口結構之剖面圔％用於說明習知技術 〇 之结構之製造方法。 如所示，一（100) —面矽接合晶圓1之正表面被摹製 ,Μ及一用於淫式蝕刻法之保護膜（諸如，一含矽氮化 物膜）3藉CVD法形成於該正表面與背表面（見圖1Α)。 然後，使用具備一窗孔之一阻體罩4供正面蝕刻 (back-etching),選擇性地乾式蝕刻該保護膜3 K形成 一窗孔5 (見圖1B)。該阻體罩之窗孔係藉摹製一阻體 (resist)而形成。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ----------,'—装-- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 接著，使用一種藉由加熱一含有氫氧鉀、聯氨等之 鹼性溶液所取得之溼式蝕刻溶液來正面蝕刻該正面蝕刻 窗孔5所曝露之矽晶圓1之部位至一接合層2 ,因而形 成一開口 6 (見圖1 C )。 該開口 6具一窄面，當該晶圓被溼式蝕刻時，形成於 該（111)面之曝露處。然後，除去殘留之阻體4與保護 -4- . 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A 7 . ___B7 —_^_ 五、發明説明（，） 發明背暑 (1) 發領诚 本發明係有關一種使用於E B平版印刷術（1 ί t h 〇 g r a p h y ) 中之電子束（EB)之開口結構，且較特別地，係有關一種 Μ —電子束直接在一半導體基板上Μ單元投影繪製法 (cell projecting writing)來產生一電路圖案以用於 形成，例如，一半導體積體電路於其上。 (2) 相關抟衞說明 近來，半導體，積體電路之進步引注目，旦以DRAMs為 代表之記憶體元件之儲存容量每三年增加四倍。此進步 歸因於精微處理技術，特恃'係平版印刷技術之進步。 迄今，用於在一晶圓上形成精微圖案κ構成一半導體 基板，一種稱為”步進器（stepper)”（逐步及重覆）之簡 化投影曝射裝置已使用紫外光束為光源。為轉印較精微 之圖案，該光源之波長被減低為超短波長。 大致上，水銀燈g -射線（4 3 6 n m (毫微米））已被改變為 水銀燈i -射線（365nm)且進一步改變為使用氨氟化物氣 體（krypton fluoride gas)之K「F 準分子雷射（KrF eximer laser)之雷射光束（249nm)。 雖然被減低為超短波長之該光源波長改善了精微圖案 之轉印能力，亦即，解析度（resolution),但也減少了 聚焦深度。所Μ —種提供比光束曝射法更能顯著地改善 聚焦深度之ΕΒ平版印刷法格外引人注意。 雖然該Ε Β平版印刷法係使用一小焦點電子束直接繪製 —3 一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---Ί—------装-- /1' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 e

h 圖〜案，：僮產生較為精微圖案之半導體積體電路圖案，但 :-k B，其處理能力比光束曝射法低仍為一大問題。 然而，在該EB平版印刷法中，一種單元投影EB繪製法 被開發來取·代上·述之直接E B繪製法。例如，揭示.於日本 V 專利公報案號平4 -1 3 7 5 2 0中之開口结構敘述一種使用於 後此種單元投影EB繪製法之開口结構。於此技術中，以單 S 元投影形式所轉印之圖案，最後被放置一起Μ形成整個 Μ 電路圖案。該單元投影EB繪製法之開發使處理能力有長 足之進步。 ， g 圖1 A至1D係一開口結構之剖面圔％用於說明習知技術 〇 之结構之製造方法。 如所示，一（100) —面矽接合晶圓1之正表面被摹製 ,Μ及一用於淫式蝕刻法之保護膜（諸如，一含矽氮化 物膜）3藉CVD法形成於該正表面與背表面（見圖1Α)。 然後，使用具備一窗孔之一阻體罩4供正面蝕刻 (back-etching),選擇性地乾式蝕刻該保護膜3 K形成 一窗孔5 (見圖1B)。該阻體罩之窗孔係藉摹製一阻體 (resist)而形成。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ----------,'—装-- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 接著，使用一種藉由加熱一含有氫氧鉀、聯氨等之 鹼性溶液所取得之溼式蝕刻溶液來正面蝕刻該正面蝕刻 窗孔5所曝露之矽晶圓1之部位至一接合層2 ,因而形 成一開口 6 (見圖1 C )。 該開口 6具一窄面，當該晶圓被溼式蝕刻時，形成於 該（111)面之曝露處。然後，除去殘留之阻體4與保護 -4- . 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） A 7 B7 五、發明説明（4 ) 膜3 。Μ及」導電層.(例如，金（Au))接著藉由噴鍍法 (sputtering process)沈積在正表面上Μ用於防止在電 子束照射期間被充電。因而完成該開口結構（見圖1D)。 於使用此習知技術之開口结構，該圖案部位係曝射於 具有加速電壓30至50kV(仟伏特）及電流密度為10至100Α /cm 2之電流。有時候，該曝露部位被加熱至超過1 400 ¾ 之溫度。沈積於該表面上之導電層7亦扮演使熱量發散 之角色。然而，當該導電層7作得較厚時，也會沈積在 該圖案之側邊部位致降低該圔案之準確性。 為此理由，該導電層須作得較薄（約1 0 n m ),然而，為 此理由，該熱量並不能充分地被發散，因此，當該開口 结構之正表面被加熱時會由於該正表面之熱膨脹而彎曲 ，如圖2中之所示。 上述方式所造成該開口結構之彎曲將減低該開口结構 之準確性，使產生於該晶圓上之圖案之準確性大受影響 ，因而降低了該LSI之產能。 而另一問題則係該彎曲之開口结構正表面之照射會造 成附著雜物或該導電層7之剝離（見圖.2 )，終致該開口 结構無法使用。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 發明概沭 因此，本發明之目的係為克服上述存在習知技術中之 問題，而提供一種開口结構，當由電子束照射時能免於 彎曲，且能確保其高準確性與長使用壽命，Μ及一種用 於製造該開口結構之方法。這些優點可由安排該圖案部 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） A 7 B7 五、發明説明（斗） 位Μ該開口結構之深度方向（垂直於該晶圓表面之方向） 對稱地放置於該開口结構之中央部位來達成。 依本發明之一觀點，提供一種用於藉一電子束在一半 導體基板上Μ單元投影繪製法來繪製圔案之開口结構， 該開口結構包含： 一晶圓； 許多數形成於該晶圓内之開口圖案，被放置與建構Μ 使該晶圓之正面與背面之熱係數彼此相同。於一較佳實 施例中，該晶圓包含兩個接合層。 依本發明之另一觀點，提供一種製造方法用於製造一 種用於藉一電子束於一半導體基板上，Κ單元投影繪製 法來繪製圖案之開口结構，該方法包含下列連續步驟： 蝕刻一晶圓之正面； 形成開口圖案於該晶圓之蝕刻部位中；Μ及 蝕刻該晶圓之背面； 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 依本發明，該開口结構係藉蝕刻一矽晶圓之正面及背 面，Μ在該晶圓之深度方向形成一圖案部位於該晶圓之 中間部位而形成。因此，當由一電子束照射時，可避免 該開口结構彎曲，亦可改善該電子束產生圖案於該晶圓 上之準確性，使LSI之品質提升及成本降低。依本發明 所得之進一步功效係可使用該開口结構之兩面，所K大 大地延長其使用壽命。 _忒簡沭 本發明之上述及其他目的，特性與優點將由下文本發 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 經濟部中央標隼局貝工消費合作社印製 五、發明説明（Γ ) 明較佳實施例說明參照附圖解說而呈明顯，其中： 圖1A至1D係一開口结構之剖面圖示，用於說明製造習 用技術之結構之連續步驟； 圖2係該習用技術之结構在一狀態中之剖面圖示，其 中於其使用期間發生一問題； 圖3 A至3 Η係一開口結構之剖面圖示，用於說明製造依 本發明第一實施例之開口结構之連續步驟； 圔4Α至4Η係一開口结構之剖面圖示，用於說明製造依 本發明第二實施例之開口结構之連續步驟；Μ及 圖5係依本發明第三實施例之一開口结構之剖面圔示 Ο 較住管淪例說明 現參照附圖說明本發明之較佳實施例。下列實施例係 結合實例說明，其中使用矽晶圓為基板。 嘗施例1 圖3Α至3Η係以剖面圖示一结構，用於說明製造依本發 明第一實施例之結構之連續步驟。 於此實施例中，該晶圓1具有兩個接合層（b ο n d i n g layers)2A及2B,不似在習用技術中所使用之單接合層 晶圓。 迄今，具有二接合層之該晶圓1未被使用係因其產量 較低，亦即，因其易於產生缺點於該等接合面上造成不 良之晶圓。然而，近來減低其缺點之技術已大幅改進因 而允許具有二接合層晶圓之生產。 -7- 本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS ) A4規格（2 ίΟ X 297公釐） ml Kd am· 111 un nn · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝-- i - i · -s A7 B7 ‘ 五、發明説明（办） k了在此實施例中製造一種開口結構，一用於溼式蝕 刻法之保護膜（即，一氮化矽膜）3 A藉C V D法形成於該晶 圓1之整個表面上（見画3/0。 然後，使用一具有藉由一阻體（resist)圖案所形成窗 孔之阻體罩4 A在該晶圓之正面選擇性地乾式蝕刻該保護 膜3A (見圖3B) ° ， 接著，使用一種藉由加熱一含有氫氧化鉀、聯氨等之 鹼性溶液所取得之溼式蝕刻溶液選擇性地蝕刻由正面窗 孔5 A所曝露之該晶圓1之部位含接合層2 A，而形成一開 口 6M 見画 3C)。 接著，藉使用平版印刷與触刻之技術，在該開口之底 部中形成開口圖案6C (見圖3D)。 接著，一用於溼式蝕刻法之保護膜（例如，氮化膜）3 B 藉藉CVD法形成於整個表面上（見圖3E)。 其次，使用二阻體罩4 B在該保護膜3 B上於該晶圓之背 面乾式蝕刻該甩於溼式蝕刻法之保護膜3 B而形成一背面 蝕刻窗孔5B(見圖3F)。 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 接著，使用一種藉由加熱一含有氫氧化鉀、聯氨等之 鹼性溶液所取得之溼式蝕刻溶疲選擇性地蝕刻由該背面 蝕刻..窗孔5B所曝露之該晶圓1之部位至該接合層2B,而 在該背面上形成一開口 6B(見圖3G)。 接著，除去該等保護膜3 A與3 B。然後，藉噴鍍金（A u ) 於正表面上形成一導電層7A,而完成該開口结構（見圔 3H) ° —8 — 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A 7 B7 五、發明説明（/ ) 取代在本實施例中圖3E之形成溼式保護膜3B於該溼式 保護膜3A上之步驟，該保護膜3B可於除去該保護膜3A之 後形成。 Μ上述方式所製造之開口结構由電子槍之電子束照射 時不會彎曲，原因係該開口结構在深度之方向中實質地 對稱。因而，在該晶圓上可取得精確之圖案。 ， 上述優點係出於該開口圔案被放置與建構之安排，使 該開口结構之正向與背面之熱係數彼此相同。 實_例2 圖4 Α至4 Η係一結構之剖面圖，用於說明製造依本發明 第二實施例之结構之連續步驟。圖4Α至4C直至形成開口 6Α之步驟與先前之第一實施例（圖3Α至3C之步驛）相同， 故不重述。 於此實施例中，一用於溼式蝕刻之保護膜3 Β接著形成 於整個晶圓之表面上（見圖4 D)。於此時，該保護膜3 Α不 必一定得除去。於此例中，係未除去保護膜3 A而形成該 保護膜。 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 使用一具有藉由一阻體圔案所形成窗孔之阻體罩4B來 選擇性地乾式蝕刻該保護膜3 B，因而形成一背面蝕刻窗 孔5B(見圖4E)。然後，蝕刻由該背面蝕刻窗孔5B所曝露 之該晶圓1之部位含接合層2B,而形成一開口 6B(見圖 4F) ° 接著，在剰餘之矽部位中，藉平版印刷及蝕刻法形成 開口圖案6C。最後，除去該等保護層3A與3B,再形成一 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 五、發明説明（2 ) 導電膜7A而完成該開口结構（見画4H)。 然而，在上述實施例中，首先在該正面作成蝕刻然後 再在背面作成蝕刻，此種蝕刻程序可倒反而不會有問題 Ο 富_例3 ； 圖5係用於說明依本發明開口结構之第三實例之剖面 圖示。於上文實施例1與2之開口結構中，該導電層7A 僅形成於正面上，而在本實施例中，導電層7 A與7 B則分 別形成於正面與背面上。 Μ此配置，允許放電或散熱之能力改善，此外，當該 開口在正面上受損或受污染時，仍可藉由上下翻轉使背 面作為正面使用。因而，其使用壽命實質地加倍，且其 成本亦大為降低。當然，它仍可免於彎曲。 最後，參照圖4Η ,可得該第1至第3實施例之開口结 構之尺寸如下：a , b ，c與d各為2.5-10wm(微米）； e 為 125wm , f:10nni(毫米）；g 為20//111; h 與 i 各為3 Ο Ο . 5 w m。置於g與h Μ及g與i間之各S i Ο 2 (二 氧化矽）膜之厚度為2w m。 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 雖本發明已K其較佳實施例說明，但須理解的是使用 之詞句僅為說明而非限制，因此可在附加之申請專利範 圍內作改變而不會違背由該申請專利範圍所界定之本發 明真正的範疇。 例如，雖然在上述實施例中，該晶圓採用接合之矽晶 圓，但是當有其他材料可甩時，該晶圓也不必是接合之 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） A7 B7 五、發明説明（9 晶圓或是矽晶圓。 而且，用於溼式蝕刻之該保護膜並不限於氧化矽膜， 金 /IV U A於 艮 s'不亦 層 電導該及 Μ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一裝丨 訂 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐）

Claims (1)

1. A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 1. 一種開口结構，用於藉一電子束在一半導體基板上Μ 單元投影繪製法來繪製圖案，上述開口结構包含： 一晶圓（1); 許多數形成於上述晶圓內之開口圖案（6C),上述開 口圖案被放置與建構於使上述晶圓正面之熱係數與上 述晶圓背面之熱係數彼此相同。 2. —種開口结構，用於藉一電子束在一半導體基板上Μ 單元投影繪製法來繪製圖案，上述開口结構包含： 一晶圓（1 ); 許多數形成於上述晶圓內之開口圖案（6 C),上述開 口圖案被放置於上述晶圓之一經蝕刻之正面與一經蝕 刻之背面處，且於上述晶圓深度方向之一中央部位中 〇 • _ 3. —種開口结構，用於藉一電子束在一半導體基板上Κ 單元投影繪製法來繪製圖案，上述開口结構包含： 一晶圓（1); 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 許多數形成於上述晶圓內之開口圔案，上述開口圖 案被配置於上述晶圓之一正面與一背面處，且放置於 上述晶圓深度方向之一中央部位中，Κ及實質地Μ — 對稱之形狀放置於上述晶圓之深度方向中。 4 .如申請專利範圍第1項之開口结構，其中上述晶圓之 上述經蝕刻之正面與背面之一由一導電層覆蓋。 5 .如申請專利範圍第1項之開口結構，其中上述晶圓之 上述經蝕刻之正面與背面分別由導電層覆蓋。 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ABCD 六、申請專利範圍 6. 二種開口结構之製造方法，上述開口结構係用於藉一 電子束在一半導體基板上Μ單元投影繪製法來繪製圖 案，上逑方法包含下列之連續步驟： 蝕刻一晶圓之正面； 形成開口圖案於上述晶圓之經蝕刻之部位中；Κ及 -蝕刻上述晶圓之背面。 7. —種開口结構之製造方法，上述開口結構係用於藉一 電子束在一半導體基板上Κ單元投影繪製法來繪製圖 案，上述方法包含下列之連續步驟： 蝕刻一晶圓之正面； 蝕刻一晶圓之背面；Κ及 形成開口圖案於上述晶圓之該等經蝕刻之部位中。 8. —種開口结構之製造方法，上述開口结構係用於藉一 電子束在一半導體基板上Μ單元投影繪製法來繪製圖 案，上述方法包含下列之連續步驟： 蝕刻一晶圓之正面； 蝕刻上述晶圓之背面至實質地如上述正面之相同深 度； 形成開口圔案於上述晶圓之一中間層部位中；Μ及 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 形成一導電層於上述晶圓之上述經蝕刻之£面與背 面之一上。’ 9 .如申請專利範圍第7項之開口结構之製造方法，其中 上述晶圓為矽晶圓。 1 0 .如申請專利範圍第1項之開口结構，其中上述晶圓 包含兩個接合層。 一 1 3 _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）