TW388005B - Method of fabrication x-ray mask - Google Patents
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Description
經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Λ7 B7 五、發明説明（1 ) ( 1 998年2月修正） 發明的背景 發明的領域 本發明涉及到罩，特別是製造X光罩的方法。 有關技術的討論 通常有兩種製造用於X光微影技術之罩的方法：一種 是去除技術，首先形成吸收層，然後對電子束抗蝕劑施用 電子束微影技術：另一種是添加技術，即在原來已經形成 的光阻劑上有選擇地鍍上一層吸收層。 對於去除技術，爲了製造X光罩，薄膜和吸收層的表 面粗糙度是最重要的因素。爲了產生光滑的X光罩薄膜和 吸收層表面已經對拋光方法進行了很多硏究。 下邊按照現有技術（參考圖1)來敘述X光微影技術的 罩。 在矽基底1上形成一層薄膜2,這層薄膜材料可以是 碳化矽（SiC)，氮化矽（SiN)，也可以是金剛石。採用薄膜 沉積技術，如濺射技術，在薄膜2上沉積一層X光吸收層3。 由鎢（W)，鉅（Ta)和鎢鈦（W—Ti)中的一種材料形成X光吸 收層3。 將電子束抗蝕劑（沒有表示出來）沉積在吸收層3上。 並用電子束微影技術而圖樣化出一預定的圖形。用已帶有 圖形的電子束抗蝕層作爲罩以乾蝕法對吸收層3進行蝕 刻，這樣就完成了罩的製造。 按照原來製造X光罩的工藝，在矽基底上形成薄膜和 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------fw------IT------^ *' (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聚 A7 B7 五、發明説明（2 ) ( 1 998年2月修正） X光吸收層，並用電子束微影技術進行處理。薄膜的大表 面粗縫度約爲50— 1 0〇A。這是由具有晶質結構的碳化砂 (SiC)形成的。這麼粗糙的薄膜表面可以使沉積在這種薄膜 上的吸收層的表面粗糙度變壞’這是我們所不希望的。 當吸收層的表面粗糙度約爲50 —100A時，吸收層的 圖形不可能有所希望的精度，這是由於在電子束寫的過程 中電子的散射造成的。 發明槪要 因此，本發明的目標是尋找一種製造X光罩的方法， 它可以實質上排除一個或多個由於相關技術的侷限性和缺 點造成的問題。 本發明的目的是提供一種製造X光罩的方法以便改善_ 芦！表面粗糙度。 在以下的敘述中將闡明本發明另外一些特點和優 點。一部分由文字敘述就能明白，或者通過本發明的實踐 可以明白。本發明的目的和其它優點可以通過文字敘述中 所指出的做法，申請專利範圍以及附圖而得到認識和實 現。 爲了達到這些或其它優點，根據本發明的目的，正 如實施例和廣泛敘述的那樣，製造X光罩包括這些步驟， 它們是：在基底上形成一層薄膜，在這層薄膜上形成第一 層材料，將所選定的離子注入到第一層材料中，通過去除 一部分第一層材料和薄膜使薄膜的表面得到平整，在平整 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 ---------(％-- (請先閱請背面之注意事項再填寫本頁)
•1T 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Λ7 B7 五、發明説明（3 ) (丨998年2月修正） 過的薄膜上形成吸收層並在吸收層上沉積第二層材料，將 所選定的離子注入到第二層材料中，通過去除一部分第二 層材料和吸收層使吸收層得平整，並且在平整過的吸收層 上刻出所選定的圖形。 可以認識到，無論是前面所做的一般性敘述還是下 面的詳細敘述都是舉例說明的並且打算作爲申請專利範圔 的本發明之進一步解釋。 按照本發明，通過氬離子的注入和乾法蝕刻過程使 薄膜和吸收層的乾法蝕刻選擇率等於第一層和第二層光阻 劑的蝕刻選擇率。這樣，薄膜和吸收層的表面粗糙度都得 到了改善，因而用可見光準備了 X光微影技術過程中的精 確圖形。 通過減小在吸收層上束寫（beam writing)期間電子的 散射可以獲得這樣精確的圖形。 附圖簡述 附圖解釋本發明的實施例並且同文字敘述一起說明 本發明的原理，它與文字結合對本發明提供進一步禅解》 附圖有： 圖1是說明按照現有技術製造X光罩過程的截面圖； 圖2a到2h是說明按照本發明製造X光罩過程的截面 圖； 圖3表示第一層光阻劑和碳化矽薄膜的蝕刻選擇率 隨注入到第一層光阻劑離子注入條件的變化。 5 本紙張尺度適用中國國家橾率（CNS〉A4規格（210X297公釐） ----------f 装------11-------Γ 一* ，(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 (1 998年2月修正） 五、發明説明G ) 圖4表示第二層光阻劑和鎢吸收層的蝕刻選擇率隨 &入到第二層光阻劑的離子注入條件的變化。 圖號說明： 1，10…矽基材 2, 11…薄膜 12, 14...光阻劑 3, 13…吸收層 優選實施例的詳細敘述 現在詳細介紹本發明優選實施例，例子在附圖中給 出說明。 圖2a到2h是按照本發明說明製造X光罩的截面圖。 如圖2a所示，在矽基底10上形成一層薄膜11，例如 一薄層碳化矽（SiC)。薄膜11的表面粗糙度是很大的，約爲 50- 1 00A。 參看圖2b，在薄膜1 1上沉積第一層光阻劑1 2。這第 一層光阻劑Π對碳化矽薄膜的蝕刻選擇率小於1。第一層 光阻劑12用旋轉塗佈法產生平滑的表面。 參看圖2c，將氬離子注入到第一層光阻劑1 2的表面， 這樣使第一層光阻劑1 2的蝕刻選擇率達到與碳化矽薄膜1 1 一樣高的蝕刻選擇率。 圖3表示第一層材料對碳化矽薄膜的蝕刻選擇率隨注 入到第一層光阻劑的注入條件的變化。對於第一層光阻 劑，在離子注入之前它的蝕刻選擇率小於1，注入離子的 能量爲lOOKeV，劑量爲5xl015離子/cm2時最佳。 如圖2d所示，用RIE(反應離子蝕刻）的乾法蝕刻方法 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) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印裂 Λ7 B7__ 五、發明説明G ) (丨998年2月修正） 將第一層光阻劑1 2和薄膜1 1蝕刻掉一部分使薄膜Π得到平 整，其表面粗糙度小於10A。蝕刻氣體是90%體積的CFJD 10%體積的Ar的混合物。 如圖2e所示，用薄膜沉積法’例如濺射法’在薄膜11 上形成一層X光吸收層1 3，吸收層材料可以是鎢（W)，鉬 (Ta)，和鎢鈦（W-ti)中的一種。當在低殘餘應力下沉積X光 吸收層1 3時吸收層1 3有圓柱形結構，表面粗糙度變得非常 大，約 50 — 1 00A。 參看圖2f，在X光吸收層13上形成第二層光阻劑14以 便使它對X光吸收層13的蝕刻選擇率小於1。然後用旋轉塗 佈法使第二層光阻劑有平整的表面。 參考圖2g，將氬離子注入到第二層光阻劑1 4的表面 以便使第二層光阻劑14的蝕刻選擇率增加到吸收X光的鎢 層13的蝕刻選擇率。 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) —^ 圖4表示第二層光阻劑對鎢吸收層的蝕刻選擇率隨注 入到第二層光阻劑離子注入條件的變化。參考圖4，對於 第二層光阻劑來說，注入離子的能量爲lOOKeV，劑量爲 1x10”離子/cm2時最好，在離子注入之前第二層光阻劑的 蝕刻選擇率小於1。 如圖2h所示，採用RIE(反應離子蝕刻）的方法將第二 層光阻劑1 4和X光吸收層1 3乾法蝕刻掉一部分使吸收層1 3 得到平整，改善後的表面粗糙度小於10A。蝕刻氣體是80 %體積的SFjn20%體積的Ar的混合物，將平整化的X光吸 收層13刻出所選定的形狀的圖形，這樣就完成了 X光罩的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） 五、發明説明（< Λ7 B7 ( 1 998年2月修正） 製造 在圖2b及2f以旋轉塗佈法所形成的光阻劑12，14的表 面粗糙度一般約爲1 nm或更小。、 很明顯，對有這方面技能的人來說，在不偏離本發 明精神和範圍的情況下可以對本發明的製造X光罩的方法 做各種修改和更改。因此，倘若修改和更改在申請專利範 圍及相應內容的範圍內，那麼它們仍屬本發明的專利範 疇。 ----------(，.各-- 入請先閱讀背面之注意事項存填寫本育) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X2P7公釐）
Claims (1)
- A8 B8 C8 D8煩請委員明示，本案修丘後是否變更原實質内容 經濟部t央標準局負工消费合作社印褽 六、申請專利範圍 （1999年8月修正) 1· 一種製造X光罩的方法，包含以下步驟·· (a) 在基底上形成一層薄膜； (b) 在該薄膜上形成第一層光阻； (c) 將預定的離子注入到第一層光阻中，使得該第一層 光阻對該薄膜的鈾刻選擇率實質上爲1; (d) 去除第一層光阻和一部分該薄膜而使該薄膜平整 化； (e) 在平整過的薄膜上形成一層吸收層並在這層吸收 層上形成第二層光阻； ' (0將預定的離子注入到第二層光阻中，使得該第一層 光阻對該吸收層的蝕刻選擇率實質上爲1 ; (g) 去除第二層光阻和一部分該吸收層而使該吸收層 得到平整： (h) 圖樣化該平整過的吸收層而得到一預定形狀。 2.如申請專利範圍第1項所述製造X光罩的方法，其 中步驟（b)的第一層材料的蝕刻選擇率對該薄膜而言小於 3·如申請專利範圍第1項所述製造X光罩的方法，其 中歩驟（e)中的第二層材料的蝕刻選擇率對該吸收層而言小 於1。 4.如申請專利範圍第1項所述製造X光罩的方法，其 9 本紙張尺度逋用中國國家橾率（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) C 裝- 訂A8 B8 C8 D8煩請委員明示，本案修丘後是否變更原實質内容 經濟部t央標準局負工消费合作社印褽 六、申請專利範圍 （1999年8月修正) 1· 一種製造X光罩的方法，包含以下步驟·· (a) 在基底上形成一層薄膜； (b) 在該薄膜上形成第一層光阻； (c) 將預定的離子注入到第一層光阻中，使得該第一層 光阻對該薄膜的鈾刻選擇率實質上爲1; (d) 去除第一層光阻和一部分該薄膜而使該薄膜平整 化； (e) 在平整過的薄膜上形成一層吸收層並在這層吸收 層上形成第二層光阻； ' (0將預定的離子注入到第二層光阻中，使得該第一層 光阻對該吸收層的蝕刻選擇率實質上爲1 ; (g) 去除第二層光阻和一部分該吸收層而使該吸收層 得到平整： (h) 圖樣化該平整過的吸收層而得到一預定形狀。 2.如申請專利範圍第1項所述製造X光罩的方法，其 中步驟（b)的第一層材料的蝕刻選擇率對該薄膜而言小於 3·如申請專利範圍第1項所述製造X光罩的方法，其 中歩驟（e)中的第二層材料的蝕刻選擇率對該吸收層而言小 於1。 4.如申請專利範圍第1項所述製造X光罩的方法，其 9 本紙張尺度逋用中國國家橾率（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) C 裝- 訂 申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 (1999年8月修正） 中注入到第一層和第二層光阻的離子是氬離子》 5. 如申請專利範圍第1項所述製造X光罩的方法，其 中注入到第一層光阻的離子的條件是，能量爲lOOKeV，劑 量爲5xl〇15離子/cm2。 6. 如申請專利範圍第1項所述製造X光罩的方法，其 中注入到第二層光阻的離子注入條件是，能量爲lOOKeV， 劑量爲lxlO15離子/cm2。 中第 如申請專利範圍第1項所述製造X光罩的方法，其 和第二層光阻是用旋轉塗佈法形成的。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 8. 如申請專利範圍第1項所述製造X光罩的方法，其 中第一層和第二層光阻是用乾法鈾刻去除的。 9. 如申請專利範圍第8項所述製造X光罩的方法，其 中第一層光阻乾法蝕刻的氣體是90%體積的(：1[4和1〇%體 積的Ar的混合物。 10.如申請專利範圍第8項所述製造X光i的方法，其 中第二層光阻乾法蝕刻的氣體是80%體積的SFja 20%體 積的Ar氣的混合物。 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐）
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| GD4A | Issue of patent certificate for granted invention patent | ||
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |