TW498421B - Semiconductor device, electron beam drawing mask blank, electron beam drawing mask, and method of manufacturing the same - Google Patents

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498421 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（/ ) 發明背晷 發明镅城 本發明係有關一種用於微影印刷技術以便利用帶電粒子 射束或電子射束製造半導體裝置之類的轉換遮罩（或網線）， 遮罩胚料（遮罩形成基板），及用於製造遮罩的方法。 相關技術說明 爲了形成佈線圖形之類，吾人所利用的是微影印刷技術。 隨著佈線圖形變得更微細，光學微影印刷技術或是一般技術 都會發現變得更難形成圖形。因爲這種困難，吾人已對一種 利用像電子射束或離子射束之類帶電粒子射束或是像X -射 線之類短波射束的曝光技術進行硏究以形成更微細的圖形。 這類技術中，電子射束繪圖技術會從初始階段的點狀射束

I 繪圖法轉換成可變形狀繪圖法以便藉由改變方形射束的尺 寸和形狀而用於繪圖。在此之後，吾人已從改良圖形精確度 以及縮短繪圖時間週期的觀點提出一種局部批次繪圖法，藉 由這種方法而於批次作業中透過遮罩局部地繪製一部分圖 形以便重複繪圖。此外緊跟著這種局部批次繪圖法之後，S.D. Berger等人大槪在八年前提出了一種新的電子投影系統（或 是SCALPEL系統）。在此之後，提出了像相似繪圖系統（或 PREVAIL系統）或是將要應用在那些繪圖系統上的轉換遮罩 (或網線）結構之類各種建議。例如，美國專利第5,4 6 6,90 4 號文件係有關由H.C. Pfeiffer等人提出的一種PREVAIL系 統。吾人將簡要地解釋這種PREVAIL系統。首先，準備一 種依預定尺寸和配置在每一個小區域內形成穿孔圖形（或是 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------裝---- i·* (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--------- 498421 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（之） 孔徑）的鏤花遮罩。以帶電粒子射束照射鏤花遮罩的一些小區 域以便根據該穿孔圖形塑造射束。透過光學系統以經塑造的 射束照射含有光敏材料的曝光基板以便依已縮小比例將該 穿孔圖形轉換到該曝光基板上。此外，藉由結合分開形成於 該曝光基板上方之鏤花遮罩上的預定圖形而形成裝置圖形。 轉換遮罩（如同爲這種PREVAIL系統提出的）在其主結構 內含有這種鏤花型式的遮罩使得其圖形部分是由一些未經 遮蔽的穿孔所組成。這種轉換遮罩是揭示於例如日本未審查 專利公告第10-261584號和第1 0-260523號文件中。於這種 鏤花型式的遮罩中，係以一個支柱（或橋接）結構使之與背面 分離或強化而減小該圖形區域的撓曲。藉此，企圖改良圖形 定位的精確度。 至於SCALPEL系統用的遮罩，另一方面主要提出的是一 種散射遮罩（或網線）而不是鏤花遮罩。這種散射遮罩是揭示 於例如由S.D. Berger和J.M. Gibson等所編輯的APPL. PHYS. LETTERS 57(2)(1990年），第153頁論文中或是日本 未審查專利公告第1〇-26 1 584號和第1 0-32 1495號文件中。 於這種遮罩結構中，係在氮化矽薄膜（或自持薄膜）之類上方 形成一個重金屬層，而後在此重金屬層上方形成想要的圖 形。以電子射束同時照射這兩個層，但是這會取決於是否存 在有電子射束的散射主體而出現不同的電子散射程度。藉由 使用電子散射程度上的差異，吾人會在晶圓上得到射束反差 而依已縮小比例轉換該圖形。 ♦ -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I I n -ϋ n I n ·1 n I · I- >1 n ί 轉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·11111111 . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498421 A7 __B7____ 五、發明說明（3) 於前述曝光系統中，能夠滿足帶電粒子射線的高解析度特 性而形成比0.1微米更微細的圖形。使這種曝光系統動作以 便藉由較之局部批次繪圖法顯著地放大其射撃尺寸而改良 裝置製程的產量。當該曝光基板上方的射擊尺寸已從5微米 放大到250微米時，例如吾人能夠以0.08微米的最小線幅在 8英吋基板上得到每小時30片或更大的產量。這種曝光系統 是一種具有高實用性的系統且具有生產一般目的之裝置的 能力。 因此，已提出的各種建議包含：前述新曝光系統的建議， 有關將要應用在該系統上之轉換遮罩（或網線）的建議，以及 有關用於製造該遮罩之方法的建議。不過，如是提出的各種 遮罩在應用觀點上有幾個問題。以下吾人將在好奇心驅使下 評論這些問題。 迄今提出的遮罩型式可以粗略地區分爲兩類。第一型式是 含有由一些穿孔構成之圖形的鏤花遮罩。第二型式是將由厚 度爲100到2 00微米之重金屬構成的電子射束散射主體形成 於薄膜透射層上方的散射遮罩。另外，吾人也提出一種反射 型式的遮罩並省略其說明。第一和第二型式遮罩的代表性結 構分別顯示於第1和4圖中。 如第1圖所示，鏤花遮罩的轉換圖形部分含有一些穿孔 1。所遵循的是各繪圖電子都具有極小的能量耗損。因爲圖 形上的高槪念比，故另一方面存在有圖形尺寸訂定精確度的 問題。因爲那些穿孔的緣故，存在有遮罩機械強度的問題。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498421 A7 B7_____ 五、發明說明（K ) 因爲這些解決方法，故存在有一種已知的技術係藉由使圖形 區域（或薄膜部分）儘可能愈薄愈好（比如像2微米那麼薄）且 藉由在遮罩背面形成支柱（或是橋接結構）（雖然未標示）以支 持該圖形區域（或圖形場域）而改良其加工精確度並強化其遮 罩強度。 不過，在含有穿孔的轉換圖形上，吾人無法依完全獨立的 形式形成環狀（或甜甜圈形狀）之類的圖形。這種情形的一種 解決方法是揭示於由H.Bohlen等人所編輯之「固態技術 (Solid State Technology，Sept.(1984))」一書第 210 頁的論 文中。根據這種方法，準備了一些用於組裝具有想要結構成 分之圖形的輔助遮罩以便藉由重疊這些輔助遮罩而形成該 圖形。不過根據這種方法，吾人至少需要兩倍數量的遮罩， 且增加了曝光的射撃數目而顯著地拉長了曝光的時間週 期。這會降低曝光系統擁有的處理能力。另一個缺點是每一 個裝置圖形都需要一種適當的圖形分割。此外，若削薄該圖 形區域以改良其加工精確度（或圖形尺寸訂定精確度）則會出 現新的問題。 鏤花遮罩的轉換圖形部分含有一些穿孔。若這種穿孔只是 一些接觸孔（第2A圖）或是一些短線圖（第2B圖）形如第2A 和2B圖所示（其中黑色部分標示的是各穿孔），則此時將要形成 的圖形不會產生特殊的問題，不過爲了方便元件圖形的圖 形，圖形支持用部分4可能是一種如第3A和3B圖所示（其 中黑色部分單獨地標示出各穿孔1)的懸臂圖形（將會稱作「葉 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 mm§ n n n n 一： 口、· ϋ ϋ ϋ I n n 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498421 A7 B7_ 五、發明說明（5 ) 狀圖形」）。 此例中，這種葉狀圖形會取決於各條件而導致縱軸方向 (亦即沿與遮罩面正交的方向）上的撓曲位移。另一方面於含 有高圖形密度的微細圖形或線狀圖形（其L和S比爲1··1) 中，會降低其橫軸方向（亦即與遮罩面平行的方向）上的機械 強度。若此例中用於孔徑主體的材料具有極大的楊氏模數。則 吾人能夠降低其撓曲位移，不過即使將目前已知具有最大彈 性係數的多晶矽鑽石膜加到該孔徑主體上，只要縮減了圖形 支持用部分4的截面積則吾人還是很難將其撓曲位移降低到 實用位準。 於根據SCALPEL系統或PREVAIL系統的曝光系統中， 遮罩總是在高速下作用以致依微觀觀點的判斷會有橫軸方 向的極高功率作用在該孔徑圖形（包含該葉狀圖形）上。換句 話說，重要的是吾人不僅要在縱軸方向上而且要在橫軸方向 (亦即與遮罩面平行的方向）上觀測遮罩的剛性。不過在葉狀 圖形部分上，會因爲遮罩平臺的高速運動而導致彎曲應力或 扭轉應力的作用以致在葉狀圖形的圖形支持用部分4上出現 應力集中現象。所以，吾人可預期會發生圖形破裂的現象。 另一方面於SCALPEL遮罩（或是電子射束散射遮罩）中， 會因爲遮罩結構使電子射束在電子射束傳送層（或膜）（將會 稱作「圖形支持層（或膜）」或是「薄膜」）上產生散射作用而 導致損失透射電子以及遮罩持久性的問題。 這裏吾人將參照第4圖說明這種電子射束散射遮罩的截面 -7- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) i裝--------訂-------- .%· 498421 A7 _____ B7___ 五、發明說明（6 ) 結構。這種電子射束散射遮罩會取決於是否存在有電子射束 的散射主體5而出現的電子散射程度差異並藉由限制用孔徑 而保持其反差。不過由於只以重金屬構成的電子射束散射主 體很難達成自持作用，故吾人必須在用來支持重金屬散射層 的觀點下形成一個圖形支持層6。 於具有這種結構的遮罩中，吾人會在用來支持電子射束散 射層之圖形支持層6的厚度和電子透射率上看到相互衝突的 問題。至於圖形支持層用的材料，吾人已知的是一種氮化矽 族和一種矽材料，且提出了一種鑽石膜之類的材料。這類圖 形支持層材料上的必要較佳特徵是低材料密度以及像楊氏 模數之類絕佳的材料強度。換句話說，較佳的是圖形支持層 » 6上有更好的電子透射率以及其材料有更高的彈性模數。只 從電子透射率的觀點，吾人能夠藉由使帶電粒子射束的加速 電壓變得更高且使圖形支持層6變得更薄而解決這些問題。 將要用在SCALPEL之類系統之電子射源上的加速電壓是高 達100 KeV。所以，如美國專利第5,260，1 51號文件中所揭 示厚度爲50到200毫微米的圖形支持層，例如能夠透射大 約100 %的電子。不過於任何物質內，電子都會受到散射。 已散射電子會穿過圖形支持層而發射出去。不過由於來自圖 形支持層的電子出射角度是落在預定範圍之內，故一些出射 角度落在預定範圍之外的電子會無法通過形成於曝光裝置 內曝光基板之上邊部分內的限制用孔徑。這種現象會招致用 , 於曝光之電子（將會稱作「曝光電子」）的比例減小。爲了減 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ~ 一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498421 A7 B7 五、發明說明（7 ) 少落在預定範圍之外的電子數目，亦即增加未受到散射的電 子數目’吾人除了使扮演著支持角色的圖形支持層變薄之外 沒有其他的方法。 不過於重金屬（以鎢爲例證）散射主體的例子裏，其厚度大 約是50毫微米的膜便足以保持數次的電子散射。不過若從 藉由施加由氮化矽（或氮化矽族）構成之圖形支持層的材料強 度特徵的觀點進行設定，則爲了支持其厚度爲50毫微米的 散射主體，吾人需要一個厚度大約是100到150毫微米的氮 化矽膜。若使用的是具有這種膜厚度的圖形支持層，則在100 KeV的加速電壓下的曝光電子會因爲圖形支持層內的電子 散射作用而減少大約40到50%。若氮化矽圖形支持層已變

I 薄，則它會因爲鎢散射主體本身的重量而撓曲。此外，該圖 形支持層會在幾個加工步驟內維持原狀以致易於破損。 若由重金屬構成的電子射束散射層是過薄的，則如上所述 無法得到令人滿意的射束反差。另一方面若增厚由重金屬構 成的電子射束散射層以建立令人滿意的射束反差，則它會因 爲本身的重量而撓曲，或者於加工步驟內放大了膜應力變化 (或撓曲變化）以致易於發生破損。另一方面爲了支持由重金 屬構成的電子射束散射層，吾人必須使電子射束透射層具有 顯著厚度而產生大量損失曝光電子的問題。此外於SCALPEL 遮罩中，使各單獨層變薄以及保持應力的需求是互相衝突 的，以致習知設計發現很難提供實用的遮罩。 此外當吾人使用遮罩時，遮罩平臺會依如同鏤花遮罩的高 ♦ -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498421 A7 B7___ 五、發明說明U ) 速率操作，故吾人能夠預期的是包含該電子射束散射主體的 圖形區域是極度容易破損的。 另外，若將由重金屬電子射束散射主體構成的散射遮罩應 用在像PREVAIL系統之類步階型曝光裝置上，則不僅減少 了曝光電子而且會因爲像差而產生問題。更明確地說，因爲 圖形支持層上的非彈性散射，則肇因於射束能量的色散作用 所造成的彩色像差會破壞其解析度。總體而言對抗這種解析 度破壞的對策是不實用的，因爲吾人必須使射束電流値變得 極低而顯著地拉長了曝光的時間週期。 發明槪述 所以，本發明的目的是提供一種能夠解決像射束反差、控 制電子散射角、損失曝光電子、減小彩色像差、或縮短曝光 時間週期之類問題的電子射束繪圖遮罩。 本發明的另一個目的是提供一種能夠改良微影印刷特徵 並製造超高積體電路的電子射束繪圖遮罩。 本發明的又一個目的是提供一種用於前述電子射束繪圖 遮罩的遮罩胚料。 本發明的再一個目的是提供一種用於製造前述電子射束 繪圖遮罩的方法。 爲了達成上述目的，本發明採用了下列各槪念。 (第一槪念） 根據本發明的第一槪念而提供的一種電子射束繪圖遮罩 , 胚料包括：一個用於使電子射束穿過其中而透射出去的圖形 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂： 498421 A7 B7 i、發明說明（7 ) 支持層；一個形成於該圖形支持層上方的電子射束散射層； 以及一個用於支持該圖形支持層和該電子射束散射層的支 持構件。該電子射束繪圖遮罩胚料的特徵是該電子射束散射 層係由其實質組成爲碳元素及/或矽元素之材料製成的。 (第二槪念） 根據本發明的第二槪念，本發明第一槪念中電子射束繪圖 遮罩胚料的特徵是該電子射束散射層係由其實質組成爲碳 元素之材料製成的。 (第三槪念） 根據本發明的第三槪念，本發明第二槪念中電子射束繪圖 遮罩胚料的特徵是該電子射束散射層係由DLC或是一種含 * 至少摻雜有硼、氮、矽、和磷之一之DLC的材料製成的。 (第四槪念） 根據本發明的第四槪念，本發明第三槪念中電子射束繪圖 遮罩胚料的特徵是至少摻雜有硼、氮、矽、和磷之一的該DLC 是0 · 1到4 0個莫爾百分比。 (第五槪念） 根據本發明的第五槪念，本發明第一槪念中電子射束繪圖 遮罩胚料的特徵是該電子射束散射層係由其實質組成爲矽 元素之材料製成的。 (第六槪念） 根據本發明的第六槪念，本發明第一到第五槪念中任一槪 念之電子射束繪圖遮罩胚料的特徵是該圖形支持層係由其 參 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------- t·· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498421 A7 B7 五、發明說明（π ) 實質組成爲碳元素之材料製成的。 (第七槪念） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 根據本發明的第七槪念，本發明第六槪念中電子射束繪圖 遮罩胚料的特徵是該圖形支持層係由DLC或是一種含至少 摻雜有硼、氮、磷、鈦、矽、和鋁之一之DLC的材料製成 的。 (第八槪念） 根據本發明的第八槪念，本發明第七槪念中電子射束繪圖 遮罩胚料的特徵是至少摻雜有硼、氮、磷、鈦、矽、和鋁之 一的DLC是0.1到40個莫爾百分比。 (第九槪念） t 根據本發明的第九槪念，本發明第一到第五槪念中任一槪 念之電子射束繪圖遮罩胚料的特徵是該圖形支持層係由其 實質組成爲矽元素之材料製成的。 (第十槪念） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 根據本發明的第十槪念，本發明第一到第九槪念中任一槪 念之電子射束繪圖遮罩胚料也包括一個三夾於該電子射束 散射層與該圖形支持層之間或是該圖形支持層與該支持構 件之間的蝕刻停駐層。 (第十一槪念） 根據本發明的第十一槪念，本發明第十槪念中電子射束繪 圖遮罩胚料的特徵是該蝕刻停駐層係由一種對該電子射束 ~ 散射層及/或該支持構件具有高蝕刻選擇比的材料製成的。 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498421 A7 B7___ 五、發明說明（"） (第十二槪念） 根據本發明的第十二槪念，本發明第一到第十一槪念中任 一槪念之電子射束繪圖遮罩胚料的特徵是該支持構件係由 其實質組成爲碳元素之材料製成的。 (第十三槪念） 根據本發明的第十三槪念而提供的一種電子射束繪圖遮 罩胚料包括：一個用於使電子射束穿過其中而透射出去的圖 形支持層；一個形成於該圖形支持層上方的蝕刻停駐層；一 個形成於該蝕刻停駐層上方的電子射束散射層；以及一個用 於支持該圖形支持層、該蝕刻停駐層、和該電子射束散射層 的支持構件。該電子射束繪圖遮罩胚料的特徵是：該電子射 束散射層傺由DLC或是一種含至少攙雜有硼、氮、矽、 和磷之一之DLC的材料製成的；該圔形支持層像由DLC或 是一種含至少摻雜有硼、氮、磷、鈦、矽、和鋁之一之 DLC的材料製成的；以及該蝕刻停駐層像由一種對該電 子射束散射層及/或該支持構件再有高蝕刻選擇比的材 料製成的。 (第十四槪念） 根據本發明的第十四槪念而提供的一種電子射束繪圖遮 罩胚料包括：一個用於使電子射束穿過其中而透射出去的圖 形支持層（或是電子射束透射層）；一個形成於該圖形支持層 上方的電子射束散射層；以及一個用於支持該圖形支持層和 該電子射束散射層的支持構件。該電子射束繪圖遮罩胚料的 特徵是該電子射束散射層具有0.00 5到0.2微米的膜厚度因 此它們是由滿足這種厚度關係的材料製成的。 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------裝---I ί- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂-------- 498421 A7 B7___ 五、發明說明（/^) (第十五槪念） 根據本發明的第十五槪念，本發明第十四槪念中電子射束 繪圖遮罩胚料的特徵是該圖形支持層會滿足下列公式（1): Tt ^ 2 α (1) 其中Tt代表的是該圖形收持層的膜厚度；而α代表的是該 圖形支持層內的電子平均自由路徑。 (第十六槪念） 根據本發明的第十六槪念，本發明第十四或十五槪念中電 子射束繪圖遮罩胚料的特徵是該電子射束散射層會滿足下 列公式（2): 2 /3 ^ Ts ^ 10 /3 (2) 其中Ts代表的是該電子射束散射層的膜厚度；而0代表的 是該電子射束散射層內的電子平均自由路徑。 (第十七槪念） 根據本發明的第十七槪念，本發明第十四到第十六槪念中 任一槪念之電子射束繪圖遮罩胚料的特徵是該圖形支持層 以及該電子射束散射層具有的薄膜材料密度爲1.0到5.0公 克/立方厘米。 (第十八槪念） 根據本發明的第十八槪念，本發明第十四到第十七槪念中 任一槪念之電子射束繪圖遮罩胚料的特徵是該圖形支持層 及/或該電子射束散射層具有O.SxloHpa或更高的彈性模 數。 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ▼-裝--------訂---------· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 外8421 A7 B7 ______ i、發明說明（/3) (第十九槪念） 根據本發明的第十九槪念，本發明第十四到第十八槪念中 任一槪念之電子射束繪圖遮罩胚料的特徵是該圖形支持層 及/或該電子射束散射層在某一射擊面積之內具有30 %或 更低的膜厚度色散。 (第二十槪念） 根據本發明的第二十槪念，本發明第十四到第十九槪念中 任一槪念之電子射束繪圖遮罩胚料的特徵是該電子射束散 射層係由其實質組成爲碳元素及/或矽元素之材料製成的。 (第二十一槪念） 根據本發明的第二十一槪念，本發明第十四到第二十槪念 中任一槪念之電子射束繪圖遮罩胚料也包括一個三夾於該 電子射束散射層與該圖形支持層之間或是該圖形支持層與 該支持構件之間的蝕刻停駐層。 (第二十二槪念） 根據本發明的第二十二槪念，本發明第二十一槪念中電子 射束繪圖遮罩胚料的特徵是該蝕刻停駐層具有0.00 5到0.2 微米的膜厚度。 (第二十三槪念） 根據本發明的第二十三槪念，本發明第二十一或第二十二 槪念中電子射束繪圖遮罩胚料的特徵是該蝕刻停駐層具有 的薄膜材料密度爲1.0到5·0公克/立方厘米。 (第二十四槪念） ♦ -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公爱） -------^----------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· •%· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498421 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（屮） 根據本發明的第二十四槪念，本發明第二十一到第二十三 槪念中任一槪念之電子射束繪圖遮罩胚料的特徵是該蝕刻 停駐層係由一種對該電子射束散射層及/或該支持構件具 有高蝕刻選擇比的材料製成的。 (第二十五槪念） 根據本發明的第二十五槪念，本發明第十四到第二十四槪 念中任一槪念之電子射束繪圖遮罩胚料的特徵是該圖形支 持層、該蝕刻停駐層、和該電子射束散射層中至少有一個層 具有10毫微米或更低的表面粗糙度（Ra)。 (第二十六槪念） 根據本發明的第二十六槪念，本發明第十四到第二十五槪 念中任一槪念之電子射束繪圖遮罩胚料的特徵是該圖形支 持層、該蝕刻停駐層、和該電子射束散射層中至少有一個層 是藉由熱處理而受到應力控制的，或者其中至少有兩個層是 同時接受熱處理以控制其薄膜應力並因此減少了總計的薄 膜應力。 (第二十七槪念） 根據本發明的第二十七槪念，一種電子射束繪圖遮罩的特 徵是由本發明第一到第二十六槪念中任一槪念之電子射束 繪圖遮罩胚料製造而成的。 (第二十八槪念） 根據本發明的第二十八槪念而提供的一種電子射束繪圖遮 罩包括：一個用於使電子射束穿過其中而透射出去的圖形支 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------· I I I ** (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) — — — — — — — — 498421 hi B7___ 五、發明說明（A ) 持膜（或是電子射束透射膜）；一個形成於該圖形支持膜上方 的電子射束散射主體圖形；以及一個用於支持該圖形支持膜 和該電子射束散射主體圖形的支持構件。該電子射束繪圖遮 罩的特徵是：該圖形支持膜具有0.005到0.2微米的膜厚度， 1.0到5.0公克/立方厘米的薄膜材料密度，以及0.8xlOMPa 或更高的彈性模數；且該電子射束散射主體圖形具有〇·2到 2微米的膜厚度，1.0到5.0公克/立方厘米的薄膜材料密 度，以及O.SxlOnpa或更高的彈性模数。 (第二十九槪念） 根據本發明的第二十九槪念而提供的一種電子射束繪圖遮 罩包括：一個用於使電子射束穿過其中而透射出去的圖形支 * 持膜（或是電子射束透射膜）；一個形成於該圖形支持膜上方 的電子射束散射主體圖形；以及一個用於支持該圖形支持膜 和該電子射束散射主體圖形的支持構件。該電子射束繪圖遮 罩的特徵是：該支持構件、該圖形支持膜、和該電子射束散 射主體圖形中至少有一個是由其實質組成爲碳元素之材料 製成的。 (第三十槪念） 根據本發明的第三十槪念而提供的一種電子射束繪圖遮 罩包括：一個用於使電子射束穿過其中而透射出去的圖形支 持膜（或是電子射束透射膜）；一個形成於該圖形支持膜上方 的電子射束散射主體圖形；一個形成於整個該圖形支持膜上 方或是留在該電子射束散射主體圖形底下的蝕刻停駐層；以 % -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --— — — — — — — 丨· I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498421 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_— _五、發明說明) 及一個用於支持該圖形支持膜、該触刻停駐層、和該電子射 束散射主體圖形的支持構件。該電子射束繪圖遮罩的特徵 是：該電子射束散射主體圖形係由DLC或是一種含至少摻 雜有硼、氮、矽、和磷之一之DLC的材料製成的；該圖形 支持膜係由DLC或是一種含至少摻雜有硼、氮、礎、欽、矽、和鋁 之一之DLC的材料製成的·，以及該蝕刻停駐層係由一種對 該電子射束散射層及/或該支持構件具有高蝕刻選擇比的 材料製成的。 (第三十一槪念） 根據本發明的第三十一槪念而提供的一種電子射束繪圖 遮罩包括：一個用於使電子射束穿過其中而透射出去的圖形 支持膜（或是電子射束透射膜）；一個形成於該圖形支持膜上 方的電子射束散射主體圖形；以及一個用於支持該圖形支持 膜和該電子射束散射主體圖形的支持構件。該電子射束繪圖 遮罩的特徵是：該電子射束散射主體圖形係由其實質組成爲 矽元素之材料製成的；以及該圖形支持膜係由碳化矽或碳化 鈦製成的。 (第三十二槪念） 根據本發明的第三十二槪念而提供的一種電子射束繪圖 遮罩包括：一個用於使電子射束穿過其中而透射出去的圖形 支持膜（或是電子射束透射膜）；一個形成於該圖形支持膜上 方的電子射束散射主體圖形；一個形成於整個該圖形支持膜 上方或是留在該電子射束散射主體圖形底下的蝕刻停駐 ★ -18- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 ·11111111 % 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498421 A7 B7 ------------ 五、發明說明（以） 層；以及一個用於支持該圖形支持膜、該蝕刻停駐層、和該 電子射束散射主體圖形支持構件。該電子射束繪圖遮罩的特 徵是：該電子射束散射主體圖形係由硬碳製成的；該蝕刻停 駐層係由二氧化矽製成的；以及該圖形支持膜係由其實質組 成爲矽元素之材料製成的。 (第三十三槪念） 根據本發明的第三十三槪念而提供的一種電子射束繪圖 遮罩包括：一個用於使電子射束穿過其中而透射出去的圖形 支持膜（或是電子射束透射膜）；一個形成於該圖形支持膜上 方的電子射束散射主體圖形；以及一個用於支持該圖形支持 膜和該電子射束散射主體圖形的支持構件。該電子射束繪圖 » 遮罩的特徵是：該電子射束散射主體圖形係由DLC或是一 種含至少摻雜有硼、氮、矽、和磷之一之DLC的材料製成 的；以及該圖形支持膜係由Θ -碳化矽製成的。 (第三十四槪念） 根據本發明的第三十四槪念而提供的一種電子射束繪圖 遮罩包括：一個用於使電子射束穿過其中而透射出去的圖形 支持膜（或是電子射束透射膜）；一個形成於該圖形支持膜上 方的電子射束散射主體圖形；以及一個用於支持該圖形支持 膜和該電子射束散射主體圖形的支持構件。該電子射束繪圖 遮罩的特徵是：該電子射束散射主體圖形係由其實質組成爲 矽元素之材料製成的；以及該圖形支持膜係由碳化矽製成 的。 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498421 A7 B7____ 五、發明說明（I?) (第三十五槪念） 根據本發明的第三十五槪念而提供的一種電子射束繪圖 遮罩包括：一個用於使電子射束穿過其中而透射出去的圖形 支持膜（或是電子射束透射膜）；一個形成於該圖形支持膜上 方的電子射束散射主體圖形；以及一個用於支持該圖形支持 膜和該電子射束散射主體圖形的支持構件。該電子射束繪圖 遮罩的特徵是：該電子射束散射主體圖形係由其實質組成爲 矽元素之材料製成的；以及該圖形支持膜係由DLC或是一 種含至少摻雜有硼、氮、磷、鈦、矽、和鋁之一之DLC的 材料製成的。 (第三十六槪念）

I 根據本發明的第三十六槪念，本發明第二十七到第三十五 槪念中任一槪念之電子射束繪圖遮罩的特徵是該電子射束 繪圖遮罩係在加速電壓爲30 KeV或更高的曝光電子射束下 使用的。 (第三十七槪念） 根據本發明的第三十七槪念而提供的一種用於製造電子 射束繪圖遮罩之方法的特徵是包括一個至少在本發明第二 十七到第三十五槪念中任一槪念之電子射束繪圖遮罩的表 面或背面一側上形成一個壓縮應力膜和抗張應力膜之一的 步驟。 (第三十八槪念） 根據本發明的第三十八槪念而提供的一種用於製造電子 ♦ -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁} 訂--------- % 498421 A7 B7__ 五、發明說明（β ) 射束繪圖遮罩之方法的特徵是其中包括的步驟有：令SIMOX 晶圓或已黏著SOI晶圓接受來自背面的吹風處理；接著選擇 性地去除晶圓內的停駐層（或中間層）；以及藉由薄膜形成法 從背面一側在某一側上形成一個圖形支持膜。 (第三十九槪念） 根據本發明的第三十九槪念而提供的一種半導體裝置其 特徵是該半導體裝置係利用本發明第二十七到第三十六槪 念中任一槪念之電子射束繪圖遮罩製成的。 根據前述第一槪念而得到了以下效應。如同習知 SCALPEL的情形一般，該電子射束散射層係由其實質組成 爲像鉬和鎢之類金屬元素之材料製成的，則必需使該圖形支 持層具有最小必要膜厚度以便支持該電子射束散射層。不 過’這個要求會導致因該圖形支持層內的能量損失或能量色 散造成的彩色像差而破壞解析度的問題。另一方面根據第一 槪念’該電子射束散射層係由「其實質組成爲碳元素及/或 矽元素之材料」製成的，以致能夠減小該圖形支持層的膜厚 度以減輕前述問題。這裏，「其實質組成爲碳元素及/或矽 元素之材料」涵蓋了其中材料含有硼、磷、氫、氮、氧、和 鹵素的例子以及其中材料額外地摻雜有或是單純地具有微 量金屬元素的例子。 根據第二槪念，本發明第一槪念中該電子射束散射層是受 限於係由「其實質組成爲碳元素之材料」製成的例子。這裏， , 「其實質組成爲碳元素之材料」想要的是像其組成具有低薄 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498421 A7 B7 ----' 五、發明說明（劢） 膜材料密度和像楊氏模數之類高材料強度特徵且能夠使電 子射束散射主體儘可能愈厚愈好的材料，因此具有絕佳的化 學阻抗和輻射阻抗且從圖形精確度的觀點能夠具有絕佳的 蝕刻性質。另外，在考量電荷時「其實質組成爲碳元素之材 料」是除了絕緣材料之外的較佳選擇。滿足上述特定特徵之 材料的例證有鑽石、像鑽石的碳（DLC)、或硬碳。由這類材 料構成的膜可能含有氮、硼、矽、或磷。 第二槪念會將第一槪念中該電子射束散射層限制在係由 「DLC或是一種含至少摻雜有硼、氮、矽、和磷之一之DLC 的材料」製成的例子上。藉由使DLC中至少含有硼、氮、 矽、和磷之一的摻雜作用，吾人能夠使DLC具有給定導電 性以.½免受到電荷之類的影響。較佳的是使構成該電子射束 散射層的DLC具有大約300到700毫微米的膜厚度。 於第四槪念中，若至少摻雜有硼、氮、矽、和磷之一的 DLC摻雜量超過了 40個莫爾百分比，則可能會發生破壞了 DLC膜性質或蝕刻選擇性的現象。若其摻雜量少於〇.1個莫 爾百分比，則可能發生因爲摻雜作用或是膜阻抗減低而使給 定導電性不足的效應。 根據第五槪念，本發明第一槪念中該電子射束散射層是受 限於係由「其實質組成爲矽元素之材料」製成的例子。這裏， 「其實質組成爲矽元素之材料」的例證有非晶矽、多晶矽、 或單晶矽。這類材料可能單獨地摻雜有硼或磷。 根據第六槪念，本發明第一槪念中該電子射束散射層是受 -22- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------裝—— 争- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ^—_B7______ __ 1、發明說明（》/ ) 限於係由「其實質組成爲破元素之材料」製成的例子。這裏， 「其實質組成爲破元素之材料」想要的是像其組成具有低薄 膜材料密度和像楊氏模數之類高材料強度特徵且能夠使電 子射束散射主體儘可能愈厚愈好的材料，因此具有絕佳的化 學胆抗和輻射阻抗且從圖形精確度的觀點能夠具有絕佳的 餓刻性質。另外，在考量電荷時「其實質組成爲碳元素之材 料」是除了絕緣材料之外的較佳選擇。滿足上述特定特徵之 材料的例證有鑽石、像鑽石的碳（DLC)、或硬碳。由這類材 料構成的膜可能含有氮、硼、矽、或磷。 根據第七槪念，本發明第六槪念中該圖形支持層是受限於 「係由DLC或是一種含至少摻雜有硼、氮、磷、鈦、矽、 和鋁/之一之DLC的材料製成的」的例子。這裏，係藉由使 DLC中至少含有硼、氮、磷、鈦、矽、和鋁之一的摻雜作用， 而能夠使DLC具有給定導電性以避免受到電荷之類的影響。 根據第八槪念，若至少摻雜有硼、氮、磷、鈦、矽、和鋁 之一的DLC摻雜量超過了 40個莫爾百分比，則可能會發生 破壞了 DLC膜性質或蝕刻選擇性的現象。另一方面，若其 摻雜量少於〇·1個莫爾百分比，則可能會發生因爲摻雜作用 或是膜阻抗減低而無法得到足夠給定導電性的效應。 這裏將要說明的是爲什麼第三槪念的電子射束散射層與 第八槪念的圖形支持層之間要將不同元素摻雜到DLC內的理 由。該電子射束散射層必須接受飩刻以形成圖形因此摻雜元 素會受限於不致破壞其蝕刻特徵的情形。另一方對該圖形支 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------裝—— -» (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ^____B7____ 五、發明說明（双） 持層而言，吾人能夠選擇較寬範圍的摻雜元素以便改良其機 械強度。若用來製造該電子射束散射層的DLC中摻雜了能 夠爲該圖形支持層接受的鈦或鋁，則會在非較佳情形下形成 了難以蝕刻的薄膜。 根據第九槪念，本發明第一槪念中該圖形支持層是受限於 「係由其實質組成爲矽元素之材料製成」的例子。這裏，「其 實質組成爲矽元素之材料」的例證有非晶矽、多晶矽、或單 晶矽。這類材料可能單獨地摻雜有硼或磷。 根據第十槪念，該蝕刻停駐層是三夾於該電子射束散射層 與該圖形支持層之間或是該圖形支持層與該支持構件之 間，以致當吾人對該電子射束散射層進行蝕刻以形成該圖形 » 時能夠防止該蝕刻停駐層受到蝕刻，因此強化了加工時間的 邊界。另一方面在形成該圖形之後，吾人能夠使該圖形區域 達成膜應力平衡以提供更穩定的遮罩。這裏在形成該圖形之 後，吾人可以去除也可以不去除從該電子射束散射層的開口 露出的該蝕刻停駐層。 另一方面當吾人將要從背面將該支持構件蝕刻掉時，因爲 該蝕刻停駐層是三夾於該圖形支持層與該支持構件之間以 致吾人能夠防止該圖形支持層受到來自背面的蝕刻作用，因 此強化了加工時間的邊界。另一方面在將該圖形形成於該電 子射束散射層上之後，吾人能夠調整該圖形區域的膜應力平 衡以提供更穩定的遮罩。 這裏，前述兩種蝕刻停駐層可能是由完全相同的材料或是 '.1 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

498421 A7 B7 五、發明說明（>)) 時該 同由 會對 件面 構背 持從 支由 該藉 ， 板 中基 料的 胚成 罩製 遮料 的材 C 明件 的發構 成本持 製據支 料根該 材於由 的褢住 同這蓋 不覆 這 ο 件 構 持 支 該 的 到 〇 得上 而念 Η 概 加六 板十 基 二 的第 成到 製一 料第 材在 件用 構 應 持以 支可 傺蝕 層 高 駐有 停具 刻件 蝕構 該持 是支 佳該 較或 ，\ 的及 義層 定射 所散 中束 念射 概子 一 電 十該 第對 同種 如一 由 更的 人刻 吾蝕 ， 到 下受 比件 擇構 選持 刻支 蝕該 高或 較 \ 在及 C 層 的 射 成散 製束 料 射 材子 的電 比該 擇止 選防 刻能 、 層 鈦駐 化停 磺刻 、 蝕 矽該 化 〇 磺矽 有化 證 氣 例 二 的或 料 、 材鋁 用 、 層鈦 駐 、 停矽 刻晶 蝕非 該 、 〇It 用化 作氮 是 度 厚 佳 〇 較米 的徹 毫 ο 2 到 ο 1 約 大 是 的 好 更 且 米 微 2 ο 到 質蝕 實該 其於 由對 像相 件以 構夠 持能 支人 該吾 ， 使 的 ， 義的 定成 所製 中料 念材 概之 二 素 十元 第硕 同為 如成 組 進 比 擇 選 -πϋ 亥 蝕 高 極 的 高 更 或 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 層 ®ir 17駐 Ϊ停 刻 蝕 該 使 而 性 擇 選 料 材 寬 拓 10夠 有能 具人 類吾 之 ， 層果 駐結 停 〇 刻刻 11111--訂.--------· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 的 想 理 f 1 種 1 供 提 力 能 Η 加 的 剩 過 以 夠 能 此 因 薄 。 變料 地胚 著罩 顯遮 構保層 料即駐 材亦停 之性刻 念擇蝕 概選該 三 刻過 十蝕透 第其夠 於良能 現改人 出夠吾 由能於 作就由 製易 ， 由容面 藉很方 , 人 一. 中吾另 念 ， 〇 概層界 三 獨邊 十單理 第各處 於的其 成持 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498421 A7 B7_____ 五、發明說明（球） 製作出由類似種類材料構成的層壓結構，因爲材料特徵如此 相似故吾人能夠使之具有類似的熱膨脹和熱傳導係數。結 果，吾人能夠抑制由熱形變造成的色散現象。此外，吾人能 夠很容易地選出像蝕刻條之類的加工條件。 藉由使DLC中至少含有硼、氮、矽、和磷之一的摻雜作 用，能夠使DLC具有給定導電性以避免受到電荷之類的影 響。較佳的是使構成該電子射束射層的DLC具有大約300 到700毫微米的膜厚度。 這裡，用來製作該圖形支持層的DLC可能攙雜有硼、氮、 磷、鈦、矽、和鋁之一因此使DLC具有給定導電性和抗張 應力。較佳的是使用來製作該圖形支持層的DLC具有大約 30到80毫徹米的膜厚度。 該蝕刻停駐是類似於第十一槪念中的蝕刻停駐層。 這裡，以另一種元素用於攙雜構成該圖形支持層之DLC 以及構成該電子射束散射層之DLC的方法，其例證有藉由 離子植入法對薄膜DLC施行攙雜的方法。不過對這種方法 而言’吾人必須引進供離子植入之用的設備。在簡化製程的 觀點下，較佳的方法是以另一種元素對薄膜DLC施行攙雜 的方法。 這裡，較佳的是使用來製作該圖形支持層的DLC以及用 來製作該蝕刻停駐層和該電子射束散射層的DLC呈現出連 續的薄膜式，因爲如是能夠使粒子變小。 另一方面，若用來製作該圖形支持層的DLC以及用來製 ♦ -26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

A7 -------B7____ 五、發明說明（妙） 作該蝕刻停駐層和該電子射束散射層的DLC都是藉由除氫 薄膜形成法製成的膜，則吾人已對熱導性作了較佳（使之比單 晶矽的絕佳熱導性更好）的改良。這種已知種類薄膜的形成方 法的例證有負離子射束噴濺法、相對標的噴濺法、或是ECR-噴濺法。若DLC內含有氫，則終結了鑽石鍵的尾端而切斷 了該膜的網絡結構。這會依非較佳的方式減小了其熱傳導特 徵以及楊氏模數。 從對滿足預定膜厚度關係之材料的需求，第十四槪念排除 了該電子射束散射層係由重金屬製成的例子。這是因爲吾人 無法以由重金屬製成的該電子射束散射層實現由滿足預定 膜厚度關係之材料製成的遮罩。它遵循的是排除了具有像習 知SCALPEL遮罩之類由鉬或鎢構成的金屬電子射束散射層 係由該圖形支持層加以之結構的遮罩。 曝光電子射束損失會實質上取決於該圖形支持層的膜厚 度和膜材料密度。這種曝光電子射束損失會取決於下列公 式： (l-e-(Tt/a ))χ100， 其中Tt代表的是該圖形支持層的膜厚度；而a代表的是該 圖形支持層內的電子平均自由路徑。另一方面，（Tt/a)代表 的是使電子散射一次的厚度。 隨著膜材料密度成長得愈高，電子平均自由路徑a會變得 愈小，且曝光電子損失也會變得愈小。 當膜材料密度爲1公克/立方厘米時，若其膜厚度爲0.2 ♦ -27- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -- f r (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 言 Γ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498421 Α7 Β7 五、發明說明（J ) 微米則其曝光電子損失是大約45%。若該圖形支持層的膜厚 度超過了 0.2微米，則會因此損失了一半或更多的曝光電子 而不實用地破壞了其曝光效率。 另一方面’吾人必須使該圖形支持層的撓曲量5落在占$ DOF(聚焦深度）之內。對一個2到3微米的d〇f而言，吾人 可以從下列公式定出撓曲量6 : δ = (kxWxa4))/(ExTt3) ^ 2(micron) 其中k代表的是一個（已知）撓曲係數；w代表的是一個作用 在該膜上的力量（或是當作其本身的重量）；a代表的是一個 (已知）圖形場域某一側的長度；而E代表的是該圖形支持層 的楊氏模數。 « 所以爲了使撓曲量5減小，只要放大（ExTt3)—項就足夠 了。 這裡，字母E代表的是DLC的楊氏模數（對薄膜材料而言 其最大値爲500GPa)。於是，若該圖形支持層具有〇·〇05微 米或更大的膜厚度，則吾人很難使撓曲量5不大於2微米。 另一方面，若該圖形支持層具有小於0.005微米的膜厚 度，則它不足以支持形成於其上方的該電子射束散射層，以 致無法得到足夠的膜穩定度。此外，可能因爲在蝕刻該電子 射束散射層時於圖形附近產生的應力分布變化而招致圖形 位置的錯置。 較佳的是該圖形支持層的膜厚度是0.005到0.2微米，更 好的是0.005到0.1微米，最好的是〇·〇1到〇·〇5微米。 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) »· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498421 A7 B7__ 五、發明說明（之7 ) 當由輕元素製成的該電子射束散射層的膜 厚度小於 0.2微米時，該電子射束散射層內電 子的散射數目是不夠的以致無法達成令人滿 意的射束反差。另一方面於葉狀圖形的例子 裡，吾人無法達成充分的膜自持度。另一方面 若該電子射束散射層的膜厚度大於2微米 時，該電子射束散射層內電子的散射數目是太 大以致使對電子散射角的控制變得很困難。有 了對電子散射角進行控制的困難，當吾人採用 像 GHOST法之類方法以校正扉近效應時會因此 使電子散射角分布變得太大以致無法執行令 人滿意的輔助曝光作用。另一方面對該電子射 束散射層而言，例如係藉由各向異性乾蝕刻法 形成一個微細的圖形。不過，隨著該電子射束 散射層的蝕刻深度變得愈大，則會較差地產生 破壞，該電子射束散射層之加工精確度的傾 向。較佳的是該電子射束散射層具有0.3到 1 . 5微米的厚度範圍。 當該圖形支持層和該電子射束散射層兩者 的膜厚度都落在前述特定範圍之內時，則吾人 便能夠保持該遮罩的膜穩定度。另一方面，吾 人也能夠控制電子的透射和散射作用以改良 曝光的產量。 根據第十五槪念，只要該圖形支持層滿足 以下的關係式，吾人便能夠抑制電子的散射 作用且因此降低了曝光電子的損失並改良其 曝光效率： (1 ) T t ^ 2 a 較佳的是 T t < α 。 於第十六槪念中，當該膜厚度小於2/3時亦 即當該電子射束散射層的膜厚度無法允許發 生至少兩次電子散射時，則吾人便無法在該晶 ’ 圓上達成令人滿意的射束反差。另一方面若 -2 9 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

498421 A7 B7 五、發明說明（乂^ ) 該膜厚度超過1 〇 ^時，電子於該電子射束散射層內的散 射次數會變成太多次而使吾人很難控制其電子散射角。 在控制電子散射角的困難，當吾人採用像GHOST法之類 方法以校正鄰近效應時會因此使電子散射角分布變得太 大以致無法執行令人滿意的輔助曝光作用。另一方面對 該電子射束散射層而言，例如係藉由各向異性乾蝕刻法 形成一個微細的圖形。不過，隨著該電子射束散射層的 蝕刻深度變得愈大，則會較差地產生破壞該電子射束散 射層之加工精確度的傾向，較佳的是不使該電子射束散 射層具有比10/3更厚的膜厚度。 於第十七槪念中，該「膜材料密度」指的是用來製作 該圖形支持層或該電子射束散射層之材料本身的密度。 於該圖形支持層的例子裡，使電子在沒有任何色散現 象下穿透該圖形支持層的機率是表爲下列公式： e - ( T t / α ) 隨著膜材料密度成長得愈高，電子平均自由路徑α會 變得愈小。所以爲了達成想要的曝光電子量額，吾人必 須減小該圖形支持層的膜厚度以強化使電子在沒有任何 色散現象下穿透該圖形支持層的機率e > 不過，該膜厚度將會落在第十四槪念中所定義的範圍 (0.005到〇·2微米）之內。因爲這種需求，該圖形支持層 的膜材料密度具有5 · 0公克/立方厘米的上限和1 . 〇公克 /立方厘米的下限。 , 於該電子射束散射層的例子裡，吾人需要數次或更多 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） i丨丨丨-丨丨丨-丨--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498421 A7 B7___ 五、發明說明u?) 次的散射作業以達成90%或更高的射束反差。此例中， 用於一次散射的膜厚度會取決於該材料密度而改變以致 吾人能夠以更小的膜厚度用於更高的材料密度。反之對 較低的材料密度而言，其膜厚度會變得愈大。此外如上 所述’該膜厚度將會落在第十四槪念中所定義的範圍 (〇 . 〇 〇 5至〇 . 2微米）之內，以致該電子射束散射層的膜材 料密度具有5.0公克/立方厘米的上限和1.0公克/立方 厘米的下限。 由於該圖形支持層和該電子射束散射層兩者的膜材料 密度都會落在前述特定範圍之內，故各單獨膜都具有該 自持度。所以，不像習知SCALPEL遮罩之類由鉬或鎢構 成的金屬電子射束散射層係由該圖形支持層加以的結 構，不會在各單獨層本身內或在本發明的各層之間發生 撓曲現象。另一方面即使對該電子射束散射層進行蝕刻 以形成該圖形，也會因，爲很小的撓曲變化而幾乎不會招 致圖形位置的改變。 於第十八槪念中，該圖形支持層和該電子射束散射層 兩者的彈性模量都是單獨地小於0.8x10 11 Pa，則各單獨 膜都可能無法保持它們的自持度而不能形成穩定的遮 罩。 從遮罩穩定度的觀點，較佳的是該圖形支持層和該電 子射束散射層兩都具有0.8 X 1 0 1 1 P a或更高的彈性模數’ 且更好的是其彈性模数爲1.0 xlO 11 Pa或更高。 , 於第十九槪念中，若於該圖形支持層之一次射擊面積 -3 1- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498421 A7 _B7_ 五、發明說明（W ) 内的膜厚度相對於該設定膜厚度産生超過3 0 %的色散作 用，則該曝光電子量額的色散作用可能變得極大而招致 對其曝光特徵的破壞。較佳的是使該圖形支持層内的膜 厚度色散作用少於± 10%。 若該電子射束散射層内的膜厚度色散作用超過30 %， 則會使吾人很難控制其電子散射角因此很難有效地執行 輔助曝光作用。另一方面，其精確度可能在藉由蝕刻施 行圖形製作期間受到影鎏。較佳的是使該電子射束散射 層内的膜厚度色散作用少於± 10%。 根據第二十概念，吾人得到了以下的效應。如同習知 SCALPEL的情形一般，當該電子射束散射層僳由其實質 組成為像鉬和鎢之類金屬元素之材料製成的時，吾人必 須使該圖形支持層具有最小必要膜厚度以便支持該電子 射束散射層。不過，這個要求會導致因該圖形支持層内 的能量損失或能量色散造成的彩色像差而破壞解析度的 問題。然而如同第二十概念中一般，藉由製作由「其實 質組成為碳元素及/或矽元素之材料」製成的該電子射 束散射層，吾人能夠減小該圖形支持層的膜厚度以減輕 前述問題。 這裡，「其實質組成為磺元素及/或矽元素之材料」 涵蓋了其中材料含有硼、磷、氫、氮、氣、和鹵素中一 種或兩種元素的例子以及其中材料額外地攙雜有或是單 純地具有微量金屬元素的例子。 該「其實質組成為磺元素之材料」想要的是像其組成 具有低薄膜材料密度和像湯氏模數之類高材料強度特徽 且能夠使電子射束散射主體儘可能愈厚愈好的材料，因 此具有絶佳的化學阻抗和輻射阻抗且從圖形精確度的觀 ， 點能夠具有絶佳的蝕刻性質。另外，在考量電荷時「其 實質組成為碩元素之材料」是除了絶緣材料之外的較佳 -32- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝--------訂---------. 498421 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 、發明說明（"） 選擇。滿足上述特定特徵之材料的例證有鑽石、像鑽石 的碳（DLC)、或硬碳。由這類材料構成的膜可能含有氮 硼、矽、或磷。 該「其實質組成爲矽元素之材料」的例證有非晶矽、 多晶矽、或單晶矽。這類材料可能單獨地攙雜有硼或磷 於第二十一槪念中，該蝕刻停駐層是三夾於該電子射 束散射層與該圖形支持層之間’以致當吾人對該電子射 束散射層進行蝕刻以形成該圖形時能夠防止該飩刻停駐 層受到蝕刻，因此強化了加工時間的邊界。另一方面在 形成該圖形之後，吾人能夠使該圖形區域達成膜應力平 衡以提供更穩定的遮罩。這裡在形成該圖形之後，吾人 可以•去除也可以不去除從該電子射束散射層的開口露出 的該蝕刻停駐層。 另一方面當吾人將要從背面將該支持構件蝕刻掉時， 因爲該蝕刻停駐層是三夾於該圖形支持層與該支持構件 之間以致吾人能夠防止該圖形支持層受到來自背面的飩 刻作用，因此強化了加工時間的邊界。另一方面在將該 圖形形成於該電子射束散射層上之後，吾人能夠調整該 圖形區域的膜應力平衡以提供更穩定的遮罩。 這裡，前述兩種蝕刻停駐層可能是由完全相同的材料 或是不同的材料製成的。 於第二十二槪念中，若該蝕刻停駐層的膜厚度是小於 0.005微米，則吾人不能預期達成足夠的蝕刻停駐效應（ 另一方面若該蝕刻停駐層的膜厚度超過了 0 · 2微米，則瓦 -33- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

498421 A7 B7 五、發明說明（认） 能因爲該蝕刻停駐層本身膜應力的作用而招致該圖形區 域的撓曲現象。 於第二十三槪念中，用來限制該蝕刻停駐層內膜材料 密度的理由是類似於前述該圖形支持層與第十七槪念的 關係。 第二十四槪念中，該蝕刻停駐層是三夾於該電子射束 散射層與該圖形支持層之間，以致當吾人對該電子射束 散射層進行蝕刻以形成該圖形時能夠防止該蝕刻停駐層 受到蝕刻，因此強化了加工時間的邊界。另一方面在形 成該圖形之後，吾人能夠使該圖形區域達成膜應力平衡 以提供更穩定的遮罩。這裡在形成該圖形之後，吾人可 以去條也可以不去除從該電子射束散射層的開口露出的 該蝕刻停駐層。 另一方面當吾人將要從背面將該支持構件蝕刻掉時， 因爲該蝕刻停駐層是三夾於該圖形支持層與該支持構件 之間以致吾人能夠防止該圖形支持層受到來自背面的蝕 刻作用，因此強化了加工時間的邊界。另一方面在將該 圖形形成於該電子射束散射層上之後，吾人能夠調整該 圖形區域的膜應力平衡以提供更穩定的遮罩。 這裡，前述兩種飩刻停駐層可能是由完全相同的材料 或是不同的材料製成的。 於第二十五槪念中，令每一個層的表面粗糙度（Ra)都不 致大於1 0毫微米。這是因爲若那些層具有表面粗f造度貝[j , 像電子射束散射圖形之類遮罩圖形的邊緣粗糙度特徵以 -34- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

498421 A7 B7 五、發明說明（π) 及曝光作用會受到嚴重的影響。更明確地說當作某一理 由’若於遮罩製造時形成阻抗圖形期間落在該阻抗層底 下各層之表面都是粗糙的，則該阻抗圖形的邊緣粗糙度 特徵會受到來自那些層之二階電子破壞。更糟的是，該 電子射束散射圖形之各側壁都會變粗糙而嚴重地影響遮 罩圖形的邊緣粗糙度。 當作另一個理由，該圖形支持層（可能包含該蝕刻停 駐層）太薄（大約5 0毫微米）以致落在5到1 0毫微米 位準上的表面粗糙度會導致區域膜厚度的粗糙度。這種 膜厚度色散會於電子射束散射主體上某一部分內導致過 量的電子射束散射使得因爲在該電子射束散射主體圖形 部分·的儲存電荷效應而破壞了該曝光圖形的形狀。 爲了在真實換時間將曝光色散作用抑制於5 %以內，吾 人必須使一次射擊內的曝光電子分布變得更好。於本發 明的膜材料中，入射到遮罩上的電子中大約60到80%會 對曝光電子作出貢獻。而剩餘的大約3 0 %會被截斷。/例 如，對其厚度爲50毫微米的該圖形支持層而言1〇毫微 米的表面粗糙度會對應到相對於該膜厚度大約20%的膜 厚度色散。有了極大的膜厚度色散，則放大了曝光電子 的色散比例且據此放大了真實曝光時間上的曝光色散作 用。 · 吾人無法依基礎方式校正一次射擊內的區域色散作用 以致其表面粗糙度具有極高的影響力。爲了使各單獨層 , 對表面粗糙度的影響減小得更多，較佳的是各單獨層的 -35- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------^---裝--- r- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498421 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（沙） 表面粗糙度都不會大於5毫微米且更好的是不會大於2 毫微米。 與該電子射束散射主體圖形線幅的關係，較佳的是使 該飩刻停駐層或該圖形支持層的表面粗糙度不致大於該 電子射束散射圖形線幅的1 /1 0 0。更明確地說，當該電子 射束散射圖形的線幅是不大於0.2毫微米時，較佳的是使 該蝕刻停駐層或該圖形支持層的表面粗糙度不致大於2 毫微米。因此，吾人能夠使前述問題獲致解決。 例如，當該圖形支持層和該電子射束散射層都是由 DLC製成的時，則吾人能夠藉由選擇薄膜形成方法並控 制薄膜形成條件而使該圖形支持層和該電子射束散射層 的表·面粗糙度不致大於2毫微米。 較佳的是該圖形支持層係由具有高楊氏模數之材料製 成的，因爲吾人要求該圖形支持層具有薄膜自持度。例 如，鑽石膜具有極高的楊氏模數（亦即5 0 0 G P a )。不過， 吾人很難使鑽石膜的表面粗糙度不超過2毫微米而據此 很難避免對前述表面粗糙度的影響。無可避免的吾人必 須在形成鑽石膜之後施行刨光和平坦作業。不過，鑽石 膜是一種極爲堅硬而具有很差刨光效率的材料，且其薄 膜即使在刨光之後也很容易破裂以致具有很差的實用價 値。 這裡，也會在該電子射束散射層內發生過量的電子散 射且因爲在該電子射束散射主體圖形部分的儲存電荷效 , 應而破壞了該曝光圖形的形狀。因此，較佳的是使表面 -36- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --.---.--------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 498421 A7 B7 五、發明說明（？女） 粗糙度爲10毫微米或更小。 根據第二十六槪念，吾人可以使各單獨層的應力單獨 地或一起接受熱處理（或是退火處理）以降低其總和薄 膜應力。用於這種熱處理之大氣的較佳例證是於真空裝 置內藉由排氣而建立的真空狀態，或是藉由排氣之後再 於真空裝置內供應以像氨氣或氬氣之類惰性氣體或氫氣 和氮氣等至少一種氣體而形成的大氣。 該熱處理的溫度是依形式適當地選自某一適合的溫度 範圍，但是對DLC的例子而言較佳的是比DLC膜形成時 間上的基板溫度高了 200到45 t的溫度。 根據第二十七槪念，若該遮罩係藉由利用根據本發明 前述•遮罩胚料製造而成的，則吾人便能夠提供一種具有 絕佳的結構特徵、製程特徵、以及微影印刷術需求特徵 等的電子射束繪圖遮罩。 根據第二十八槪念，若明確地標示出該圖形支持層和 該電子射束散射層的膜厚度、膜材料密度、和彈性模敖， 則吾人便能夠提供一種具有絕佳的結構特徵、製程特 徵、以及微影印刷術需求特徵等的電子射束繪圖遮罩。 根據第二十九槪念，若該支持構件、該圖形支持層、 和該電子射束散射主體圖形層中至少有一個係由像DLC 或硬碳之類其實質組成爲矽元素之材料製成的，則吾人 便能夠提供一種具有絕佳的結構特徵、製程特徵、以及 微影印刷術需求特徵等的電子射束繪圖遮罩。 # 根據第三十槪念，若藉由第三十槪念中所標示的材料 -37- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

498421 A7 B7__ 玉、發明說明（V) 製作出各單獨層，則吾人便能夠很容易地改良其蝕刻選 擇性亦即保持其處理邊界條件。另一方面，透過該蝕刻 停駐層而得到由類似材料製成的層壓結構以致具有相似 的材料特徵。結果，吾人也能夠使之具有類似的熱膨脹 係數和熱導性等以致能夠抑制其色散作用以對抗熱形 變。此外，吾人很容易便能選出像蝕刻條件之類的加工 條件。 如同迄今已說明的，吾人能夠使用來製造該電子射束 散射圖形的DLC中至少攙雜有硼、氮、矽、和磷之一。 結果，吾人能夠使DLC具有給定導電性以避免受到電荷 之類的影響。較佳的是使構成該電子射束散射層的DLC 具有•大約3 0 0到7 0 0毫微米的膜厚度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ------------裂---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 較佳的是該蝕刻停駐層係由很難以酸性氣體加以蝕刻 之材料製成的以致吾人能夠以氧化氣體蝕刻用來製造該 電子射束散射主體圖形的DLC。這種材料的例證有碳化 矽、碳化鈦、氮化鈦、非晶矽、鈦、和鋁。較佳的是該 蝕刻停駐層的膜厚度爲0.005到0.2微米，更好的是大約 1 0到2 0微米。當吾人將該蝕刻停駐層留在該電子射束散 射主體圖形底下時，吾人可以在形成了該電子射束散射 主體圖形之後將露出的蝕刻停駐層蝕刻掉。 吾人能夠使用來製造該圖形支持層的DLC至少攙雜有 硼、氮、磷、鈦、矽、和鋁之一因此使DLC具有給定導 電性和抗張應力。較佳的是用來製造該圖形支持層的 ， DLC具有大約30到80毫微米的膜厚度。 -3 8- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規袼（210 X 297公釐） 外 8421 五、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 發明說明（β 這裡，以另一種元素用於攙雜構成該圖形支持層之 DLC以及構成該電子射束散射層之DLC的方法，其例證 有藉由離子植入法對薄膜DLC施行攙雜的方法。不過對 這種方法而言，吾人必須引進供離子植入之用的設備。 在簡化製程的觀點下，較佳的方法是以另一種元素對薄 膜DLC施行攙雜的方法。 這裡，較佳的是使用來製作該圖形支持層的DLC以及 用來製作該蝕刻停駐層和該電子射束散射層的DLC呈現 出連續的薄膜形式，因爲如是能夠使粒子變小。 另一方面，若用來製作該圖形支持層的DLC以及用來 製作該蝕刻停駐層和該電子射束散射層的DLC都是藉由 除氫.膜形成法製成的膜，具吾人已對熱導性作了較佳 (使之比單晶矽的絕佳熱導性更好）的改良。這種已知 種類薄膜的形成方法的例證有負離子射束噴濺法、相對 標的噴濺法、或是ECR-噴濺法。若DLC內含有氫，則終 結了鑽石鍵的尾端而切斷了該膜的網絡結構。這會依非 較佳的方式減小了其熱便導特徵以及楊氏模數。 吾人提出第三十一到第三十五槪念當作以下將要說明 之各實施例中遮罩結構的例證。第三十一槪念提出的是 實施例1的遮罩結構。第三十二槪念提出的是實施例2 的遮罩結構。第三十三槪念提出的是實施例3的遮罩結 構。第三十四槪念提出的是實施例4的遮罩結構。第三 十五槪念提出的是實施例6的遮罩結構。 這裡於第三十一、第三十二、第三十四、和第三十五 -39- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 49^421 A7 B7____ 玉、發明說明（对） 槪念中，其實質組成爲矽元素之材料的例證有非晶矽、 多晶矽、或單晶矽。這類材料可能單獨地攙雜有硼或磷。 第三十六槪念管制了該電子射束繪圖遮罩在曝光電子 射束之加速電壓上的規格。對加速電壓的不同規格而 言，用於該遮罩的必要特徵自然是不相同的。例如，吾 人可以將滿足這些規格的遮罩用在SCALPEL系統內的極 高加速電壓上。 根據第三十七槪念而提供的一種用於製造電子射束繪 圖遮罩之方法的特徵是包括一個至少在本發明第二十七 到第三十五槪念中任一槪念之電子射束繪圖遮罩的表面 或背面一側上形成一個壓縮應力膜和抗張應力膜之一的 步驟•。結果，吾人能夠在製造了該遮罩之後控制該圖形 區域的應力平衡。 根據第三十八槪念，而提供的一種用於製造電子射束 繪圖遮罩之方法的特徵是其中包括的步驟有：令SIMOX 晶圓或已黏著SOI晶圓接受來自背面的吹風處理；接著 選擇性地去除晶圓內的停駐層（或中間層）；以及藉由薄 膜形成法從背面一側在某一側上形成一個圖形支持膜。 其中遵循的是吾人能夠自由地調整該圖形支持膜的厚 度。另一個優點是吾人能夠將具有絕佳乾蝕刻性質的矽 單晶層用於該電子射束散射主體內。 根據第三十九槪念，藉由使用根據本發明的電子射束 繪圖遮罩，吾人能夠改良曝光時間內的產量而以極低成 , 本提供像超高積體電路或半導體元件之類的半導體裝 -40- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------裝---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂-------- 498421 A7 B7__ 五、發明說明（”） 置。 圖式簡單說明 第1圖係用以顯示一種鏤花遮罩的截面圖示。 第2Α和2Β圖係用以解釋該鏤花遮罩內各穿孔圖形之 實例的俯視平面圖示。 第3 Α和3 Β圖係用以解釋該鏤花遮罩內懸臂圖形之實 例的俯視平面圖示。 第4圖係用以顯示一種SCALPEL遮罩（電子射束散射 遮罩）之結構的截面圖示。 ’ 第5 A圖係用以顯示一種根據本發明某一實施例之結構 的截面圖示。 第*5B圖係第5A圖的局部放大圖7IK。 第6A和6B圖係用以顯示兩種根據本發明某一實施例 中遮罩胚料結構形狀之槪念的截面圖示。 第7A圖係用以顯示一種根據本發明另一實施例之結構 的截面圖示。 第7B圖係第7A圖的局部放大圖示。 第8A和8B圖係用以顯示兩種根據本發明另一實施例 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) m •裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 某 明 發 。 本 示據 圖根 面造 截製 的於 念 用 槪示 之顯 狀以 形用 構係 結圖 料9F 胚Μ 罩 9 遮第 中 施 示 圖 面 截 的 法 方 之 罩 C 遮1 中 第 例 示 顯 以 用 係 圖 圖 視 透 的 構 結 臂 懸 \ 一彐 1 一 種 某 明 發 本 據 根 造 製 於。 用示 示圖 顯面 以截 用的 係法 圖方 F 之 11 >1罩 Α遮 11 1 中 第例 施 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 哪421 五、 A7 ___B7_ __發明說明（％) 第12A-12F圖係用以顯示用於製造根據本發明某一實 施例中遮罩方法的截面圖示。 第1 3 A- 圖係用以顯示用於製造根據本發明某一實 施例中遮碧贺’方法的截面圖示。 一 第1 4 A和〜1 4 B圖係用以顯示用於製造根據本發明某一 實施例中遮罩之方法的截面圖示。 第15A-15G圖係用以顯示用於製造根據本發明某一實 施例中遮罩之方法的截面圖示。 第16A-16E圖係用以顯示用於製造根據本發明某一實 施例中遮罩之方法的截面圖示。 發明的詳細說明 本潑明的特徵是使一個電子射束散射層和一個圖形支 持層（或膜）的材料、密度、彈 化。更明確地說 種由例如 一個圖形支持層、以及它們的支 散射主體和 有極大材料 模數）且會滿足一種預定的膜厚 和散射作用 其特徵是該電子射束 密度材料製成的而具 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 制該曝光電子的透射 罩胚料）的膜穩定度並改良了曝 爲了降低前述遮罩結構內某一 載，較佳的是採用一 射主體並設定該電子 射電子都能發射出去 種由低密度 射束散射主 。另一方面 性模數、 個電子射 架等製成 該圖形支 強度的特 度關係。 且達成了 光時間週 局加速電 材料製成 體的厚度 ，藉著使 膜厚度 束散射 之遮/罩 持層都 徵（例 這些特 該遮罩 期內的 壓上的 的電子 以便使 由低密 等最佳 主體、 結構， 是由低 如楊氏 徵會控 (或遮 產量。 熱負 射束散 所有照 度和高 ϋ n 1· n I I n 一口，* H··· w · aa··· 祖 · -42- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498421 A7 ____ B7_______ 五、發明說明（y7 ) 彈性材料製成之該電子射束散射主體具有0 _2微米或更 大的厚度而製作了 一·個自持膜。另外’藉者使該電子射 束散射主體的厚度在可加工極限以下儘可能愈厚愈好’ 則吾人能夠在一個複雜的圖形部分上（特別是在某一葉 狀圖形的圖形支持部分上）放大其幾何慣性矩。這種放 大作用會使該圖形支持部分中一個含有很小截面積之圖 形出現撓曲現象。 此外藉由一種與該電子射束散射層（或該電子射束散 射主體圖形）作部分接觸的方法，形成了 一個由含有像 楊氏模數之類具有極大材料強度特徵之超薄膜構成的圖 形支持層。該圖形支持層減小了該電子射束散射主體圖 形內·葉狀圖形之類的區域撓曲現象且改良了高速遮罩作 業中該遮罩場域的持久性。藉由製作自由持膜構成的該 電子射束散射層，明確地說只有該葉狀圖形或環狀圖形 ' 的形成部分會因爲該圖形支持層而得到區域性的強化作 用。簡言之，本發明遮罩內的該圖形支持層是形成於整 個圖形區域上方但是其目的是從下面爲該電子射束散射 主體圖形提供區域性及輔助性的支持作用。所以，本發 明在目的和需求上是不同於習知設計中爲該電子射束散 射主體圖形提供整體支持作用的電子射束透射層。 同時此例中，吾人擔心的是伴隨著前述圖形支持層內 之電子散射作用而出現曝光電子減少的現象，也就是說 於該圖形區域內的顯著能量損失。如同習知設計中的例 , 證，於利用重金屬的散射遮罩中重金屬散射主體圖形必 -43- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^I MBi B— n I ·ϋ f_l n 一 > 1 ammf n n 1 .¾. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 外处421 A7 ___B7_____ 五、發明說明（从） 須由該圖形支持層專屬地支持於該圖形支持層的厚度上 以便支持其散射主體圖形。它所遵循的是習知設計中的 實例會伴隨著對該圖形支持層的厚度限制以致發生彈性 散射或非彈性散射而降低了該射束源能量且肇因於該能 量色散作用而導致了彩色像差現象。 本發明的遮罩並未使該圖形支持層的厚度受到爲該電 子射束散射主體提供整體支持之係數的限制而是必需爲 區域性的小面積部分提供支持。它所遵循的是能夠將本 發明的遮罩製作得比習知設計中的重金屬散射主體遮罩 更薄。於本發明中，吾人能夠在該圖形支持層的厚度爲 1 0到5 0毫微米時使伴隨著電子散射作用的曝光電子損失 減少爲5到25%。這使吾人能夠使用一種具有低曝光電 子損失的鏤花遮罩。吾人估計能夠藉由一種用來成長環 狀圖形或葉狀圖形的輔助遮罩形成想要的圖形而得到比 習知設計更高的產量。同時吾人也能夠使肇因於射束能 量之色散作用而產生的彩色像差影響比習知設計中 SCALPEL遮罩減少得更多。 另一方面於電子射束散射遮罩或鏤花遮罩中，吾人係 藉由形成遮罩支持柱而微細地分割該遮罩場域。藉由這 種分割作用，吾人能夠改良該遮罩的機械穩定度而其輻 射作用則因此改良了熱穩定度。此例中，較佳的是該遮 罩支持柱具有儘可能呈垂直的形狀以便支持該圖形區域 的面積。吾人已提出了幾種加工方法（例如日本未審查 , 專利申請第1 0-2 6 1 5 84號文件）。不過，本發明遮罩的特 -44- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 严裝--------訂---------. 丄 五、發明說明（B ) 徵是在未對具有這類 定任何限制下解決了 另一個待解決的問 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 成之該散射 應力。爲了 點吾人必須 零而將氮化 應力上。不 在圍繞因蝕 層內的應力 於本發明 在除了該環 持膜，以致 薄膜應力控 控制更容易 至於藉由 要的一點， 念比的蝕刻 體層上。不 該獨特深溝 對矽材料 發展高密度 化、藉由製 夠得到的特 主體圖形 這個問題 無限制地 矽之類薄 過，這種 刻而形成 變化。 的遮罩結 狀圖形或 在圍繞所 制會比對 ，如同以 這類材料 無需贅言 技術以便 過，使吾 (溝渠） 的構渠蝕 型式之蝕 作適合蝕 徵是爲其 垂直遮罩支持柱之標準遮罩結構給 這些問題。 題是該圖形支持層內或由重金屬構 內或同時出現於這兩個層內的薄膜 的解決方法，依材料構造方面的觀 使重金屬散射主體圖形的應力減爲 膜層的應力控制在預定範圍的抗張 控制作業不僅極爲嚴格且易於導致 之圖形處由重金屬構成之散射主體 構中，該電子射束散射主體圖形會 該葉狀圖形之外的區域內變成該自 形成該電子射束散射主體圖形處的 該重金屬散射主體遮罩的薄膜應力 下將要明確地加以說明的。 構造以施行該轉換遮罩結構時最重 地吾人不可或缺的是建立一種高槪 將該圖形形成於該電子射束散射主 人能夠實現本發明之遮罩結構的是 蝕刻技術的建立。 刻作業中，例如該遮罩結構係藉由 刻裝置、藉由使各蝕刻參數最佳 刻的薄膜材料等而達成的。現在能 尺寸爲0.2微米之遮罩上圖形施行 -45- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I · .^1 n in n n 1· n 一 .口 τ _ BUB ΙΗ·· ΜΗ w 里 本紙張尺度顧巾®®家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐 498421 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（$) 深達3.2微米的垂直蝕刻而建立了該技術特徵的基礎以 滿足本發明（對遮罩特徵）的要求。 如同吾人將要在下列各實施例中加以說明的，存在有 各種用於電子射束散射主體的材料。另外，這裡令人印 象深刻的是本發明能夠使那些材料全部達到高蝕刻選擇 性且能夠以高槪念比對它們進行蝕刻。 如第5A和5B圖到第8A和8B圖所示係用以顯示本發 明中遮罩及遮罩胚料之結構的一些實例。第5 A圖係用以 顯示一種根據本發明某一實施例之結構的截面圖示，而 第5B圖係第5 A圖的局部放大圖示。第6A和6B圖係用 以顯示兩種根據本發明某一實施例中遮罩胚料結構形狀 之槪念的截面圖示。第7A圖係用以顯示一種根據本發明 某一實施例中遮罩胚料結構形狀之槪念的截面圖示，而 第7B圖係第7A圖的局部放大圖示。第8A和8B圖係用 以顯示兩種根據本發明另一實施例中遮罩胚料結構形狀 之槪念的截面圖示。 於第5A圖中，本發明的遮罩包含：一些支持構件3; 一個電子射束散射層（或電子射束散射主體圖形）5 ;以 及一個圖形支持層（或圖形支持膜）6。如第7A圖所示 的遮罩也包含一個蝕刻停駐層7。 這裡，該蝕刻材料可能是任何一種材料只要它能夠滿 足本發明的遮罩特徵，但是吾人將會在其代表性構造實 例以及其製程實例上加以說明。 -46- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------^^1 ---- * ► (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------. 498421 A7 B7 五、發明說明（咕） ^丨丰窗施例說明 [實施例1 ] 如第9A圖所示，藉由CVD法於矽基板1 1上形成一個 厚度爲〇·〇3微米的碳化矽層12當作該圖形支持層（或 膜）。藉由C V D法於這個碳化矽層1 2上方形成一個厚度 爲0.7微米的非晶矽（a-矽）層13 (第9B圖）當作該電子射 束散射層。接著，對該基板1 1背面或下邊施行乾蝕刻以 便將矽鈾刻掉因此形成一些用來支持該圖形區域的支持 構件（或支持柱）14(第9C圖）。 接下來，令該a-矽層1 3的上表面接受微影印刷方法的 處理（藉由阻抗的施加作業、藉由曝光作業、藉由顯影 作業等）以形成一個具有想要圖形形狀的阻抗圖形1 5(第 9D 圖）。 接下來，藉由高密度電漿蝕刻方法在高槪念比下對該 a-矽層1 3進行蝕刻（第9E圖）。較佳的是使這時候的蝕 刻選擇比（S R)儘可能愈高愈好。本實施例中，吾人能夠 使a-矽/碳化矽的SR是一個高達大約3 00的選擇比。 最後，將該阻抗圖形1 5或是不必要的層去除掉而留下 該遮罩（第9F圖）。 這裡，該碳化矽層1 2亦即該圖形支持層的表面粗糙度 (Ra)爲4毫微米，而該a-矽層13亦即該電子射束散射層 的表面粗糙度（Ra)則爲3 .3毫微米。 由標示如上之材料如是建造而成之遮罩的特徵是具有 , 大約1 .〇x1〇11(pa)的a-矽膜彈性模數且具有某一自持 -47- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --裝--- ** (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _· 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498421 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（β) 度。另一方面，吾人能夠藉由具有4·5χ1 Ο11 (Pa)之各向 同性彈性模敦之碳化矽層加以支持而形成該環狀圖形或 該葉狀圖形。 這裡’在lOOKeV下由這種膜厚度構造形成的曝光電子 損失是大約2 1 %，這呈現出其曝光電子損失較之具有該 膜厚度構造的該重金屬散射主體遮罩是大約三分之一或 更少。 這裡’吾人將要考量懸臂狀態內的該穿孔圖形係由該 非晶矽或是在未形成該圖形支持層下的該電子射束散射 層形成之例子裡的圖形撓曲現象。如第1 〇圖所示，該非 晶矽層的厚度係設計成2微米，而將該葉狀圖形想像成 一個’具有10微米的方形尺寸。此實例中，吾人假定需要 抗張應力以達成自持作用但是未在該自持膜上施加任何 力量。這裡，吾人也假定由非晶矽材料製成的該圖形所 具有的楊氏模數會是一個遵照已發發表數値的（GP a)。 如同形成於該圖形前緣端點上的，根據估計該葉狀圖 形前緣端點上的撓曲位移（由星號加以標示）是大約3 . 8 微米。若將該圖形長度沿縱軸方向放大1 〇倍，則其撓曲 位移會有3 8微米那麼大。另一方面爲了減小這個圖形的 撓曲位移，若吾人既不能改變該圖形的尺寸和形狀也不 能改變其材料，則除了放大其厚度以增加該支持部分上 的幾何慣性矩之外沒有其他的方法。例如，爲了該撓曲 位移小於1微米’則吾人必須使之具有像1 〇微米那麼小 , 的厚度。以這種厚度，若吾人將要施行的是其規格爲〇 . j -48- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

参 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7____ 五、發明說明（以） 微米之該元件圖形的曝光作業，則必須在25(亦即10/(0.1 X 4 ))的槪念比下對該遮罩圖形進行蝕刻以便將一個標題 的四倍遮罩主體當作網狀的遮罩。用於這種蝕刻作用的 可能性太低以致從精確度的觀點吾人很難製造出該遮 罩。 另一方面，這裡將要說明的是一種藉由本發明的方法 形成而具有相同尺寸的該葉狀圖形。若只以該電子射束 散射主體的該葉狀圖形部分於此例中估計在前述實施例 之膜厚度構造的撓曲量，則將會在該圖形前緣端點上發 生大約11微米的撓曲位移。不過，藉著由具有高楊氏模 數之材料構成的碳化矽薄膜層爲該葉狀圖形部分提供支 ί寸’則吾人能夠將該茱狀圖形部分的最大撓曲量減小爲1 微米或更少。這使吾人得到了解決該葉狀圖形部分上之 區域性撓曲的方法。 這裡於本實施例中，吾人係以C V D法當作該薄膜形成 方法的例證但是本發明不應該受限於此。只要能滿足本 發明的遮罩特徵，則吾人可以使用像噴濺法、真空蒸氣 法、或離子電鑛之類的任意一種薄膜形成方法。 另一方面’吾人係以乾蝕刻法當作從背面施行以達成 該圖形區域之自持作用的吹風加工方法的例證但是本發 明不應該受限於此。例如，吾人也能夠根據其目的和材 料而採用溼蝕刻法。可替代地，吾人也能夠任意地使用 超聲波切割法或是適當地結合超聲波切割法和乾蝕刻法 或溼蝕刻法一起使用。 -49- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

外8421 五、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 發明說明（# ) 此外，吾人不應該使用於該基底的基板材料受限於砂 而可能是任何一種儘可能滿足本發明的遮罩特徵的材 料。 於本實施例中，該遮罩的建造材料中含有一個絕緣材 料以致吾人擔心會於繪圖期間因爲來自遮罩的電荷（或 是遮罩充電現象）而受到影響。不過與這種擔憂相抵觸 的是，如同日本專利第2 8 5 73 84號文件中所揭示的，在 10 OKeV或更高的加速電壓照射下遮罩內所吸收的能量是 大約0.001 (瓦/平方厘米）那麼小。這意指大多數的照 射電子都會透射以致遮罩充電現象不會產生嚴重的問 題。若加入電荷防止效應而不會招致任何誤差，則如同 上述專利文件中所揭示的，吾人能夠在該遮罩上施加像 非晶碳之類低原子數的導體或是以硼之類攙雜該電子射 束散射層而使之具有導電性的覆被。 [實施例2] 於依實施例2而製造的遮罩中，該飩刻停駐層7是三 夾於該電子射束散射層5與該圖形支持層6之間。這種 結構的實質目標是爲了在對該電子射束散射層5進行蝕 刻時藉由該蝕刻停駐層7而防止該圖形支持層6受到蝕 刻，且在該電子射束散射層5和該圖形支持層6具有很 小的蝕刻選擇比時是有效率的。以下將會說明使該蝕刻 停駐層7作三夾配置的另一個目的。較差地肇因於該電 子射束散射5與該圖形支持層6之間薄膜應力的不平衡 現象而於該圖形場域部分內導致撓曲時’吾人能夠藉由 -50- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

11 11 n 一 a n 11 ·ϋ ·ϋ 1 ·1 >1 I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498421 A7 B7____ 五、發明說明Ο/) 加人該蝕刻停駐層7而調整該薄膜應力的平衡。因此， 吾人能夠使該蝕刻停駐層7具有調整應力的給定功能。 這裡將要說明的是一個根據本發明製造遮罩的實例。 如第1 1 Α圖所示，其中用來當作基底基板的是一種 SIMOX晶圓23，明確地說其中含有：一個厚度爲〇.〇5 微米的矽層2 1 (或是一個圖形支持層）；一個厚度爲0.0 5 微米的中間二氧化矽層22 ;以及一個方位角爲（100)的晶 體。於這個晶圓23上方，形成一個厚度爲0.02微米且因 CVD法受到應力控制（雖然圖中並未標示）的二氧化矽 層（或是一個該蝕刻停駐層）。接著，藉由噴濺法於所形 成的二氧化矽層上方形成一個厚度爲0.8微米的硬碳層 24(或是一個電子射束散射層）（第11B圖）。接著，於 該硬碳層24上方形成一個厚度爲0.05微米的二氧化矽層 2 5 (或是一個蝕刻遮罩層）（第1 1 B圖）。 在此之後，藉由微影印刷術法形成一個阻抗圖形2 6(第 1 1C圖），並藉由以該阻抗圖形26當作遮罩對該二氧化矽 層25施行乾蝕刻（第11D圖）。在去除該阻抗圖形26之 後，利用該二氧化矽圖形而藉由高密度電漿法對該硬碳 層24施行溝渠蝕刻（第1 1 D圖）。 在藉由利用溼蝕刻法從背面施行吹風處理（第1 1 E圖） 之後，吾人都會以BHF液體不僅對該表面二氧化矽層25 和該中間二氧化矽層2 2同時也對該蝕刻停駐二氧化矽層 (雖然圖中並未標示）進行選擇性蝕刻以製造出具有想 要結構的該遮罩（第1 1 F圖）。 -5 1 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格Ο10 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，裝 —•i ϋ In n」口，> —a— ·ϋ ϋ n n · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498421 A7 ____ 五、發明說明（炒） 這裡，該矽層2 1亦即該圖形支持層的表面粗糙度（Ra) 爲〇 · 1毫微米，該二氧化矽層亦即該蝕刻停駐層的表面粗 糙度（Ra)爲1.3毫微米，而該硬碳層24亦即該電子射束 散射層的表面粗糙度（Ra)爲1.1毫微米。 此例中，該矽層2 1具有抗張應力，而若是在較佳的動 態特徵下形成的則該硬碳層2 4會具有壓縮應力。這裡， 吾人係藉由大氣下的CVD法形成該二氧化矽層而建立了 一種抗張應力以致吾人能夠藉由以三個層控制該應力而 很容易地形成一個具有尚平坦度的圖形區域。 這裡於本實施例中，吾人係以SIMOX當作基板並以 CVD法當作該薄膜形成方法，但是本發明的基板和薄膜 形成方法不應該受限於此。例如，該基板的例證可能是 一種黏著成的SOI晶圓。另一方面，只要能實現本發明 的遮罩特徵，該薄膜形成方法的例證可能是像不僅是噴 濺法同時還有真空蒸氣法或離子電鍍之類的任何一種方 法。此外，吾人係以乾飩刻法當作從背面施行以達成該 圖形區域之自持作用的吹風加工方法的例證但是本發明 不應該受限於此。例如，吾人也能夠根據其目的和材料 而採用溼蝕刻法。可替代地，吾人也能夠任意地使用超 聲波切割法或是適當地結合超聲波切割法和乾蝕刻法或 溼蝕刻法一起使用。 這裡於具有實施例2之膜厚度構造的遮罩中，在1 0 〇 KeV下由這種膜厚度構造形成的曝光電子損失是大約 2 8 %，這呈現出其曝光電子損失較之具有該膜厚度構造的 ♦ -52- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

B n n n ϋ -ϋ ι_1 n · n ϋ ϋ n n .1 I %· 498421 A7 B7 五、發明說明（分） 該重金屬散射主體遮罩是大約三分之一或更少。 [實施例3] 於實施例3中，這裡將要說明一種能夠使遮罩材料最 佳化而滿足本發明之遮罩特徵的遮罩構造以及用於製造 該遮罩的方法。 爲了於該遮罩中滿足高結構強度及高電子透射率，吾 人想要的是減低膜材料密度、增加像楊氏模數之類的材 料強度特徵、以及使電子射束散射主體儘可能愈厚愈 好。另外，吾人想要的材料是儘可能使該圖形支持層愈 薄愈好、具有絕佳的化學阻抗且具有絕佳的輻射阻抗、 以及從圖形精確度的觀點具有絕佳的可蝕刻性。此外， 吾人•想要的材料在考量現象下不可以是一種絕緣材料。 這裡將要列舉一些滿足那些特徵以及該遮罩特徵的材 料。 較佳的是該電子射束散射主體或該圖形支持層是由其 實質組成爲碳元素且具有絕佳材料強度之材料製成的鑽 石、像鑽石的碳（DLC)、或硬碳。這些膜可能含有氮、硼、 矽、和磷。不過，當吾人以一般的CVD法或噴濺法形成 這些膜時，可能會因爲熱膨脹係數或晶格不規則度之類 而形成一種具有壓縮應力的膜。 所以，這裡將要說明一種根據本發明開發出來的遮罩 結構以及一個用於製造該遮罩的實例。

如第1 2 Α圖所示’吾人係採用一種像玻璃的碳當作用 於基板3 1的材料。於該基板3 1的背部表面上，藉由CVD 參 -53- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - · ϋ n n ϋ ϋ ϋ n 一^· ϋ ϋ ·1_— ϋ ϋ Βϋ n 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 --__B7___ 五、發明說明（级） 法形成一個厚度爲30毫微米的/3-碳化矽膜32。接著， 於該/3 -碳化矽膜3 2上方形成一個厚度爲〇 . 7微米的含氮 DLC膜33,且於其上方形成一個厚度爲1〇微米的二氧化 砂膜3 4 (第i 2B圖）。這裡，於真空、非活性、或減壓的 大氣中任意一種瑗境下施行熱處理以便將該含氮DLC膜 3 3的應力控制在該抗張應力之內。此例中，吾人擔心的 是因爲該DLC膜33與該二氧化矽膜34之間的接觸而導 致的該二氧化矽膜3 4的還原作用以及該DLC膜3 3的品 質變化。因爲這個理由，而提出的一種方法係在對該DLC 膜33施行熱處理之後形成該二氧化矽膜34。 接著’在形成該阻抗圖形3 5 (第1 2C圖）之後，從該 上層.材料執行選擇性蝕刻以形成該圖形（第1 2D圖）。 接下來，對背面的0 -碳化矽膜3 2進行圖形製作，並藉 由乾蝕刻法使該基板3 1接受吹風處理（第1 2E圖）。 最後，去除不必要的各層以形成該遮罩（第1 2F圖）。 這裡於具有實施例3之膜厚度構造的遮罩中，在100 KeV下由這種膜厚度構造形成的曝光電子損失是大約 22%，這呈現出其曝光電子損失較之具有該膜厚度構造的 該重金屬散射主體遮罩是大約三分之一或更少。 本實施例中，背面的/3 -碳化矽膜3 2對背面的加工而言 是一種蝕刻遮罩層。另一方面在表面一側，厚度爲3 2毫 微米的/3 -碳化矽膜32是一種圖形支持層，而該含氮DLC 膜3 3則是一種電子射束散射層。 這裡，該yS -碳化矽膜或該圖形支持層的表面粗糙度 -54- 本紙張尺度適用中關家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 498421 A7 B7____ 五、發明說明（巧） (Ra)爲3.8毫微米，而該含氮DLC膜33或該電子射束散 射層的表面粗糙度（Ra)爲1.5毫微米。 爲什麼本遮罩結構中的DLC膜33會攙雜有氮的理由是 爲了降低該DLC膜的阻抗。藉由使該DLC膜33會攙雜 有氮，吾人可以將該膜的阻抗設定爲1 (歐姆•公分）以 避免受到遮罩充電現象的影響。 另一方面藉由製作出其實質組成爲碳元素的該基底材 料以及該電子射束散射主體，吾人能夠以1 00或更高的 極高的蝕刻選擇性對該碳化矽和二氧化矽等進行蝕刻。 結果，吾人能夠放寬該材料選擇性，且能夠使該遮罩層 和該停駐層變得極薄以提供一種具有過剩加工能力的無 限理想遮罩結構。 這裡於本實施例中，吾人係以CVD法當作該薄膜形成 方法的例證但是本發明不應該受限於此。只要能滿足本 發明的遮罩特徵，則吾人可以使用像噴濺法、真空蒸氣 法、或離子電鍍之類的任意一種薄膜形成方法。另一方 面對該遮罩材料而言，本發明不應該受限於各實施例中 1 當作例證的二氧化矽材料以及碳化矽等，而是只要滿足 了本發明的使用目的和遮罩特徵下能夠使用任何一種材 料。 另一方面’吾人係以乾蝕刻法當作從背面施行以達成 該圖形區域之自持作用的吹風加工方法的例證但是本發 明不應該受限於此。例如，吾人也能夠根據其目的和材 ， 料而採用溼蝕刻法。可替代地，吾人也能夠任意地使用 -55- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498421 A7 B7 __ _ 五、發明說明（淨） 超聲波切割法或是適當地結合超聲波切割法和乾蝕刻法 或溼蝕刻法一起使用。 [實施例4] 本實施例的特徵是排除了該薄膜形成步驟。這裡將要 說明其材料以及製程實例。 如第1 3 A圖所示，其中使用了一種矽晶圓以製作基板 41。吾人係藉由一種類似於用來形成SIMOX基板的離子 植入法爲這個基板41的表面注入碳元素並在真空下接受 熱處理，以形成一個厚度爲5 0毫微米的碳化矽層42當 作該矽晶圓內想要深度上的一個圖形支持層。藉由這種 方法，吾人能夠在不使用該薄膜形成步驟下形成了該遮 罩胚料。 接下來，於一個表面矽層43上方形成一個阻抗圖形44 (第13B圖）。使用這個阻抗圖形44當作遮罩以便對厚 度爲0.35微米的該表面矽層43施行乾蝕刻以形成該電子 射束散射主體圖形（第1 3 C圖）。接著，藉由溼蝕刻法對 其背面施行吹風加工（第1 3 D圖）以去除該阻抗圖形44 因此製造出一個具有標的結構的遮罩（第13E圖）。這裡， 該碳化矽層42或該圖形支持層的表面粗糙度（Ra)爲0.3 毫微米，而該表面砂層43或該電子射束散射主體圖形的 表面粗糙度（Ra)亦爲0.3毫微米。 這裡於具有實施例4之膜厚度構造的遮罩中，在1 〇 〇 KeV下由這種膜厚度構造形成的曝光電子損失是大約 , 3 7 %，這呈現出其曝光電子損失較之具有該膜厚度構造的 -56- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ^^-------B7__ 五、發明說明（饮） 該重金屬散射主體遮罩是大約三分之一或更少。 [實施例5] 本實施例考量的是對包含該電子射束散射主體之該圖 形區域的薄膜應力控制。這裡將要說明其材料以及製程 實例。 於實施例3中，在爲每一層調整應力的薄膜形成例子 ® ’吾人假定對在形成該溝渠（深溝）圖形之前狀態的 薄膜應力平、衡施行調整以控制該膜的自持度。此外，於 言亥匱I形區域內以不同圖形密度形成該溝渠圖形的例子 ffi ’吾1人很容易以圖形密度內的差異改變該散射層的應 力而在圍繞所形成溝渠圖形處改處該圖形區域內的扭曲 度。· 因爲這個策略，吾人能夠形成一種含有考量了形成初 $台_膜時圖形密度之薄膜應力特徵的薄膜。不過此例 中’吾人很難以其薄膜品質控制反差。因爲這個策略， 當該圖形區域（或該薄膜部分）沿膨脹方向扭曲時，則 吾人會從背面爲該圖形區域覆被一種落在某一膜厚度範 圍之內的材料，例如將會產生壓縮方向應力之DLC薄膜 之類’以便在電子能量損失上產生最小的影響。它所遵 循的是吾人能夠很容易地調整該圖形區域的扭曲度。 相反地當該圖形區域沿凹陷方向發生扭曲時，吾人可 能在從背面進行調整時形成一個抗張應力膜，反之在從 表面一側進行調整時亦然。 , 根據這種方法，吾人很容易就能提出策略以便在圍繞 -57- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 I訂--------- %. 498421 A7 B7 五、發明說明（β ) 所形成溝渠圖形處改變該圖形區域內的扭曲度。這也意 味著吾人能夠不僅在圍繞所形成溝渠圖形處同時也在遮 罩形成之後減小由另一種原因造成的應力變化。 這裡吾人將對一個更明確的實例說明如下。 如第1 4 Α圖所示，其中使用的一種遮罩係建造成包含： 一些由像玻璃的碳製成的支持構件3 ; —個由碳化矽製成 (其膜厚度爲40毫微米）的圖形支持膜6;以及由DLC 製成（其膜厚度爲550毫微米）的電子射束散射主體圖 形5。在該遮罩的表面一側上，形成了一個由非晶鍺製成 (其膜厚度爲10毫微米）的應力調整膜（或抗張應力膜） 5 1。結果，吾人很容易就能調整該圖形區域的應力。 另一方面如第14B圖所示，其中使用的一種遮罩係建 造成包含：一些由矽製成的支持構件3 ; —個由矽化鈦製 成（其膜厚度爲5 5毫微米）的圖形支持膜6 ;以及由攙 雜有硼之DLC製成（其膜厚度爲45 0毫微米）的電子射 束散射主體圖形5。在該遮罩的背面一側上，形成了一個 由碳化鈦製成（其膜厚度爲12毫微米）的應力調整膜（或 壓縮應力膜）52。結果，吾人很容易就能調整該圖形區 域的應力。 [實施例6] 本實施例是一種製造方法，其中考量了背面一側的加 工能力以及容許該圖形支持膜之厚度落在預定範圍之內 的能力，並且考量了改良其生產的產量以及縮短其製造 ， 週期。這裡將要說明其材料以及製程實例。 -58- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ的7公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

獨· ϋ n I n ϋ i_i n 一^I ϋ ϋ i^i ϋ 1·— ϋ ϋ I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 i、發明說明（π) 如第15Α圖所示，其中使用了一種SOI晶圓53以製作 基板，這種晶圓係將其膜厚度爲0.6微米的矽層5 2 (或 電子射束散射層）黏著在其膜厚度爲0.0 5微米的中間二 氧化矽層5 1之上而形成的。 於該SOI晶圓53上方，形成了一個其膜厚度爲0.1微 米的弱抗張應力二氧化矽層54當作一個蝕刻遮罩層（第 15B圖）。然後，令這個層54接受來自背面的吹風處理（第 1 5C 圖）。 接下來，選擇性地去除該中間二氧化矽層5 1亦即施行 該吹風處理時的蝕刻停駐層（第1 5 D圖）。在此之後，藉 由CVD法從背面將一個碳化矽層55亦即其厚度爲50毫 微米购圖形支持層形成於整個圖形區域上（第1 5 E圖）。 接下來，使用這個遮罩胚料而形成一個轉換圖形。 首先，形成一個阻抗圖形（未標示）然後再藉由鈾刻 法將之當作遮罩轉換到該二氧化矽層54上（第15F圖）。 接著，使用該二氧化矽層54以便對該矽單晶層52亦即 該電子射束散射層施行溝渠蝕刻（第1 5F圖）。 此外，去除該二氧化矽層5 4亦即不必要的蝕刻遮罩層 以製造出標的遮罩。 這裡，該碳化矽層5 5亦即該圖形支持層的表面粗糙度 (Ra)爲3.7毫微米，而該矽單晶層52亦即該電子射束散 射層的表面粗糙度（R a)爲0 . 1毫微米。本實施例中，吾人 並未對薄膜形成順序設限且能夠任意改變其步驟順序。 , 另一方面，吾人很容易就能在考量該轉換圖形密度下將 -59- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------裝---- ·· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--------- %_ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1421 A7 ^^ _____B7_____ 五、發明說明（访） 該圖形支持層的厚度設定在滿足本發明之遮罩特徵的範 圍之內以致強化了其自由度。這裡於具有實施例6之膜 厚度構造的遮罩中，在lOOKeV下由這種膜厚度構造形成 的曝光電子損失是大約34%，這呈現出其曝光電子損失 較之具有該膜厚度構造的該重金屬散射主體遮罩是大約 三分之一或更少。 表1中列舉了前述實施例中所用材料密度的數値、在 lOOKeV下的電子平均自由路徑、以及彈性模數： 表1 « 密度（公克/立 方公分） 在lOOKeV下 的電子平均 自由路徑 實施例中的 彈性模數 非晶ΐ夕 2.1 0.22 μ m 1.0xl0nPa 碳化矽 3 . 1 0 · 1 5 // m 4.5xlOnPa 矽 2.3 0:2 0 μ m 1 .6xlOnPa 像鑽石的碳 1.9-3 .5 0.24-0.13 β m 0.8-11.0 (或硬碳） xl0nPa 二氧化石夕 2.2 0.2 1 // m 0.8xl〇nPa [實施例7] 於根據本發明實施例7而製造的遮罩中，該電子射束 散射層和該圖形支持層都是由DLC製成的，而該蝕刻停 駐層則是三夾於該電子射束散射層與該圖形支持層之 間。 -60- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 产裝--------訂---------· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498421 A7 B7 五、發明說明（” 而致 件不 條度 成 _ 形粗 膜面 薄表 制其 控如 並例 法< 方度 成糙 形粗 膜面 薄表 擇小 選很 由有 藉具 偽種 人一 吾成 形 和 C L D 該 使 而 膜 的 \1/ 米 徹 毫 的 結層 種射 這散 據束 根射 〇 子 作電 動該 料和 層 持 支 形 圖 該 小 減 bb 會 人 吾 於， 大構 逑方 描一 所另 中 〇 念響 概影 一 的 十度 第糙 述粗 前面 同表 如其 是小 的減 循步 遵一 它進 〇夠 度能 糙人 粗吾 面 ， 表的 致 D 以 該數 ，模 面氏 楊 和 度 密 其 制 控 以 件 條 成 形 膜 薄 其 據 根 能 支 形 圖 該 和 體 主 射 散 束 射 子 電 該 將 夠 能 人 吾 學 化 的 佳 絶 有 具 成 形 以 作 Twn 之 使 刻 DLS 該乾 , 由 外藉 另夠 〇 能 度人 。 厚吾形 的且圔 要抗的 想阻度 在射確 定輻精 設和高 層抗有 持阻具 例 實 的 罩 遮 造 製 來 用 ill 種1 明 說 要 6 將 1 裡第 這如 由 藉 示 所 圖 形 方 上 板 基 矽 該 於 法 濺 噴 持 支 形 圖 個1 或 /V 1 6 層 C L D. 的 米 微 毫 ο 3 為 度 厚 個1 了 成 層 厚 個1 了 成 形 方 上 1 6 層 C L D 該 於 法 D V C 由 0 著 接 層 矽 晶 非 的 制 控 力 應 受 之 米 微 毫 ο ο 2 \/ 為層 度駐 由 藉 著 接 停形 刻方 蝕上 -、 2 該 6 或層 2(矽 晶 非 該 於 法 臟 噴 層 C L D 之 米 微 毫 ο ο 7 到 ο ο 4 為 度 厚 個1 了 成 子 電 該 或 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------. 射 散 束 射 厚 個1 了 成 形 方 上 3 6 層 C L D 該 於 外 此 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 層圖 罩抗 遮阻 刻個 蝕一 該成 或形 ί 法 64術 層刷 砂印 化影 氧微 二由 的藉 米 ， 微後 毫之 30此 為在 度 施氧 4 . 6 二 層該 16矽用 第化利 ί.氧 ， 圖 二 該 對 罩 遮 作 當 5 6 形 圖 抗 阻 該 以 由 藉 並 後 C 之DL 65該 形對 圖法 抗漿 阻電 該度 除密 去高 在由 著藉 接而 4 ο 6 刻形 蝕圖 乾矽 化 一了 //1 第 /IV mn 理 處 風 吹 行 施 面 背 6 1 從 第法 ί 刻 刻蝕 蝕溼 渠用 溝利 行由 施藉 63在 層 圖 圖 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 498421 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ____ B7__五、發明說明（β) 之後，吾人都會以BHF液體去除該表面二氧化矽層64 以製造出具有想要結構的該遮罩（第1 6Ε圖）。 這裡，該DLC層61亦即該圖形支持層的表面粗糙度（Ra) 爲1 6毫微米，該多晶矽層62亦即該蝕刻停駐層的表面 粗糙度（Ra)爲1.1毫微米，而該DLC層63亦即該電子射 束散射層的表面粗糙度（Ra)爲1 .8毫微米。 於前述遮罩中，該DLC層61具有給定的微量抗張應 力，且該DLC層63也具有給定的微量抗張應力。這裡， 吾人係藉由ECR-噴濺法而使藉由CVD法形成的該多晶 矽層62具有給定的微量壓縮應力，且吾人能夠藉由以三 個層控制該應力而很容易地形成一個具有高平坦度的圖 形區•域。 這裡於本實施例中，吾人係以ECR-噴濺法當作該DLC 薄膜形成方法，但是本發明的薄膜形成方法不應該受限 於此。例如，該薄膜形成方法也可以使用離子射束噴濺 法（包含正離子射束噴濺法和負離子射束噴濺法）和相 對標的噴濺法（或是F T S噴濺法）。另一方面，該D L C 薄膜形成方法的例證可能是像ECR-CVD法、RE-CVD 法、或光學-CVD法之類的CVD法。 這裡於具有實施例7之膜厚度構造的遮罩中’在1 〇〇 KeV下由這種膜厚度構造形成的曝光電子損失是大約 27%，這呈現出其曝光電子損失較之具有該膜厚度構造的 該重金屬散射主體遮罩是大約三分之一或更少。 [實施例8] -62- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，裝 訂--------- Φ, 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498421 A7 B7____ 五、發明說明（V ) 於根據本發明實施例8而製造的遮罩中，該電子射束 散射層是由至少攙雜有硼、氮、矽、和磷之一的DLC製 成的。另一方面，該圖形支持層是由至少攙雜有硼、氮、 磷、鈦、矽、和鋁之一的DLC製成的，而該蝕刻停駐層 則是三夾於該電子射束散射層與該圖形支持層之間。 這是一種較佳結構，因爲除了實施例7之遮罩構造的 效應之外，吾人也能夠單獨地使該電子射束散射層和該 圖形支持層具有給定的導電性。 這裡將要說明一種用來製造遮罩的實例。巧合地，實 施例8的製程是與實施例7的製程完全相同，因此吾人 將參照第16A-16E圖加以說明。 如.第1 6 A圖所示，藉由相對標的噴濺法於該矽基板上 方形成了一個厚度爲20毫微米而攙雜有8%矽的DLC層 6 1 (或一個圖形支持層）。於該DLC層6 1上方，藉由磁 控管噴濺法形成了一個厚度爲1 〇毫微米之受應力控制的 非晶矽層62 (或該蝕刻停駐層）。於該非晶矽層62上方， 藉由相對標的噴濺法形成了一個厚度爲400到700毫微 米而攙雜有1 1%氮之DLC層63 (或該電子射束散射）。 此外，於該DLC層63上方形成了一個厚度爲 〇·〇5 微 米的二氧化矽層64 (或該蝕刻遮罩層）。 在此之後，藉由微影印刷術法形成一個阻抗圖形6 5(第 16Β圖），並藉由以該阻抗圖形65當作遮罩對該二氧化矽 層64施行微影印刷術。接著在去除該阻抗圖形65之後， , 利用該二氧化矽圖形64而藉由高密度電漿法對該DLC層 -63- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

498421 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明Uz) 6 3施行溝渠蝕刻（第1 6 C圖）。 在藉由利用溼蝕刻法從背面施行吹風處理（第1 6 D圖） 之後，吾人都會以BHF液體去除該表面二氧化矽層64 以製造出具有想要結構的該遮罩（第1 6E圖）。 這裡，該DLC層61亦即該圖形支持層的表面粗糙度（Ra) 爲0.9毫微米，該多晶矽層62亦即該蝕刻停駐層的表面 粗糙度（Ra)爲1.1毫微米，而該DLC層63亦即該電子射 束散射層的表面粗糙度（Ra)爲1 .6毫微米。 於前述遮罩中，該攙雜有矽的DLC層61具有給定的微 量抗張應力，且該攙雜有氮的DLC層63也具有實質上爲 零的應力。這裡，吾人係藉由ECR-噴濺法而使藉由CVD 法形•成的該多晶矽層62具有實質上爲零的應力，且吾人 能夠藉由以三個層控制該應力而很容易地形成一個具有 高平坦度的圖形區域。 這裡於具有實施例8之膜厚度構造的遮罩中，在1〇〇 KeV下由這種膜厚度構造形成的曝光電子損失是大約 21%，這呈現出其曝光電子損失較之具有該膜厚度構造的 該重金屬散射主體遮罩是大約三分之一或更少。 這裡於本實施例中，吾人係以相對標的噴濺法當作該 D L C薄膜形成方法，但是本發明的薄膜形成方法不應該 受限於此。例如，該薄膜形成方法也可以使用離子射束 噴濺法（包含正離子射束噴濺法和負離子射束噴濺法）

和ECR-噴濺法（或是FTS噴濺法）。另一方面，該DLC , 薄膜形成方法的例證可能是像ECR-C VD法、RE-C VD -64- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 裝--------訂--------- *·- (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 498421 A7 B7 五、發明說明（G ) 法、或光學_CVD法之類的CVD法。 [實施例9] 在 150KeV、 lOOKeV、 50KeV、 30KeV 的曝光電子射束 加速電壓下，單獨地使用根據本發明實施例1 _ 8而製造的 電子射束繪圖遮罩以執行曝光測試。結果是其曝光電子 損失都很小且該葉狀圖形和環狀圖形都具有足夠的強 度。此外，在任何一個加速電壓下對電子的透射和散射 作用進行控制而使之呈現出90%或更高的射束反差。此 外，在任何一個加速電壓下對電子的透射和散射作用進 行控制以減小彩色像差的影響並縮短曝光的時間週期以 致吾人能夠以極高的精確度將該圖形轉換到該曝光基板 上。•這裡，吾人能夠在50KeV或更高的加速電壓下使用 這些遮罩以致吾人能夠將它們應用在具有極高加速電壓的 SCALPEL之類系統上。 雖然本發明已列舉了幾個實施例，但是本發明的架構 並不受限於這些實施例。例如於實施例1 - 8中，只要能夠 滿足最終目標的遮罩結構則吾人應該不必對各步驟彳乍胃 定的限制。另一方面，該蝕刻遮罩可能是由包含像阻抗 材料之類有機材料、像二氧化矽之類無機材料、或金屬 材料等的任何一種材料製成的。 此外’只要能夠滿足本發明的遮罩特徵則該電子|寸束 散射主體的材料或是該圖形支持層的材料可能是任何_ 種材料。這種材料的例證不只包含前述材料同時也包含 ， 像氮化硼（BNx)、氮化碳（CNX)、氮化鈦（TiNx)、隣化姻 -65- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂-------—. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7

五、發明說明（# ) (InP)、氮化鎵（GaNx)之類的化學半導體材料。另外，其 中也包含了像矽化鈦（T i S i X)之類的金屬矽化物，像碳化 欽（TiC)之類的碳化物，或是像攙雜有硼的矽（1 1 1)或是硼 化欽（ΤίΒχ)之類的硼化物，只要能夠滿足像化學阻抗、蝕 刻加工能力、或薄膜形成性質之類的必要特徵。該蝕刻 停駐層的例證不只包含前述材料同時也包含像矽、鈦、 含氮碳化鈦、或砂化欽之類的材料。 此外如同前述實施例中的例證，於該遮罩胚料（或用 於製造該遮罩的基板）上像已於實施例1中形成薄膜或 是已在形成薄膜之後接受吹風處理的基板之類的中間產 物都包含於該遮罩胚料內。 另•一方面如同在形成該圖形之前的例證，像用於蝕刻 處理的蝕刻遮罩層或含有蝕刻停駐層的基板之類的中間 產物都包含於該遮罩胚料內。於這些遮罩胚料中，吾人 必須於遮罩製程中在其表面和背面上形成一個校準標 記，因爲吾人必須在這些遮罩胚料的表面和背面施行鈾 刻的緣故。形成該校準標記之方法的例證有蝕刻法或是 由薄膜形成方法中的標記形成步驟。另一方面，只要其 材料能夠允許兩側對齊則吾人能夠接受任何形狀的形 狀。 如上所述，本發明的遮罩不僅滿足了該遮罩特徵和製 程特徵，同時如同以下將要說明的’本發明的遮罩也滿 足了微影印刷術中要求的特徵。 根據本發明中與曝光基板上之射束反差相關的遮罩結 -66- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 Χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^1 --------訂---------' 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498421 A7 B7 五 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明說明（6) 構，各實施例中任意一種遮罩結構以及用來製造該遮罩 之材料的例證都能夠提供8 5 %或更高的射束反差。 另一方面藉由使該圖形支持層便得更薄（這在習知設 計中所揭示的遮罩實例（例如SCALPEL遮罩）中是很難達 成的），吾人能夠使繪圖時的能量損失減少爲習知設計中 所提出薄膜遮罩之能量損失的一半或四分之一。它遵循 的是使吾人能夠將其彩色像差降低到新1近的數丨直極卩艮’ 如同受到電子庫倫效應限制的一般。結果是’當吾人將 實質的曝光時間週期與利用鏤花型式之輔助遮罩的曝光 作比較時，吾人能夠利用本1發明之遮罩的曝光槪念使高 速曝光量達成大約1 ·1到1.6倍那麼高。 根•據本發明的遮罩’吾人能夠對電子的透射和散射作 用進行控制以提供絕佳的射束反差’同時控制電子的散 射作用以減少曝光電子損失、減小彩色像差的影響 '並 縮短其曝光時間週期。 在結構性特徵上，本發明的遮罩會允許該膜支持自身 且能夠在沒有撓曲下形成平坦的葉狀圖形或環狀圖形， 調整允許該膜的應力因此提供當作遮罩的絕佳強度或穩 定。 本發明的遮罩胚料能夠執行溝渠（或深溝）蝕刻（在 高槪念比下）而具有足夠高的蝕刻選擇比、極高的加工 精確度、以及絕佳的製程特徵。 另一方面根據本發明，吾人能夠建立絕佳的遮罩結構 以及遮罩製造方法以改良其微影印刷特徵因此製造出超 -67- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --裝---- 訂-------- 498421 A7 B7

五、發明說明（W 路 8 opsr 的明 體說 積號 高符 件 奪 構 孔持 穿支 形 圖 體 分主 部射 用散層層 持束持駐 支射支停 形子形刻 圖電圖蝕 板 基 矽 層 矽 化 碩 柱 持 支 /|\ 層件 矽構 晶持 非支 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 5 ix 2 2 形 圖 抗 阻 層 矽 層 矽 化 氣 二 層 間圓碳 中晶硬 層 矽 化 氣 二 · I H ϋ ϋ ϋ ϋ 一OJ0 taf l ·ϋ ϋ ϋ ϋ n I - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 IX 5 層 矽膜 板化 L 基碩Ϊ 層 L 7r D 砂 氮面 办含表 } 膜 膜力 力應 應縮 張壓 抗或 /V /IV 膜膜 整整 力力 應應 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 498421 A7 B7 五、發明說明) 53…SOI晶圓 54···弱抗張應力二氧化矽層 6 1，63 …DLC 層 62…受應力控制的非晶矽層 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -69- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 498421 t、申請專利範圍 第89113018號「半導體裝置，電子射束繪圖遮罩胚料，電子 射束繪圖遮罩及其製造方法」專利案 (90年11月9日修正） 六、申請專利範圍： 1. 一種電子射束繪圖遮罩胚料，包括： 一個用於使電子射束穿過其中而透射出去的圖形 支持層； —個形成於該圖形支持層上方的電子射束散射 層；以及 一個用於支持該圖形支持層和該電子射束散射層 的支持構件， 其中該電子射束繪圖遮罩胚料的特徵是該電子射 束散射層係由其實質組成爲碳元素及/或矽元素之 材料製成的。 2 ·如申請專利範圍第1項之電子射束繪圖遮罩胚料， 其中該電子射束散射層係由其實質組成爲碳元素之 材料製成的。 3 ·如申請專利範圍第2項之電子射束繪圖遮罩胚料， 其中該電子射束散射層係由像鑽石的碳（DLC)或是一 種含至少攙雜有硼、氮、矽、和磷之一之DLC的材 料製成的。 4 .如申請專利範圍第3項之電子射束繪圖遮罩胚料， 其中至少攙雜有硼、氮、矽、和磷之一的該DLC是 申請專利範圍 α·1到40個莫爾百分比。 5 ·如申請專利範圍第1項之電子射束繪圖遮覃胚料’ 其中該電子射束散射層係由其實質組成爲矽元素之 材料製成的。 6 ·如申請專利範圍第1 - 5項中任意一項之電子射束繪 _遮罩胚料，其中該圖形支持層係由其實質組成爲 @元素之材料製成的。 7 ·如申請專利範圍第6項之電子射束繪圖遮罩胚料’ 其中該圖形支持層係由DLC或是一種含至少攙雜有 硼、氮、磷、鈦、矽、和鋁之一之DLC的材料製成 的。 8 ·如申請專利範圍第7項之電子射束繪圖遮罩胚料， 其中該至少攙雜有硼、氮、磷、鈦、矽、和鋁之一 的DLC是0 . 1到40個莫爾百分比。 9 ·如申請專利範圍第丨_ 5項中任意一項之電子射束繪 圖遮罩胚料，其中該圖形支持層係由其實質組成爲 矽元素之材料製成的。 I 0 ·如申請專利範圍第丨項之電子射束繪圖遮罩胚料， 其中又包括一個三夾於該電子射束散射層與該圖形 支持層之間或是該圖形支持層與該支持構件之間的 蝕刻停駐層。 II ·如申請專利範圍第1 〇項之電子射束繪圖遮罩胚 料，其中該触刻停駐層係由一種對該電子射束散射 498421 六、申請專利範圍 層及/或該支持構件具有高蝕刻選擇比的材料製成 的。 1 2 ·如申請專利範圍第1項之電子射束繪圖遮罩胚料， 其中該支持構件係由其實質組成爲碳元素之材料製 成的。 13·—種電子射束繪圖遮罩胚料，包括： 一個用於使電子射束穿過其中而透射出去的圖形 支持層； 一個形成於該圖形支持層上方的蝕刻停駐層； 一個形成於該蝕刻停駐層上方的電子射束散射 層；以及 一個用於支持該圖形支持層、該蝕刻停駐層、和 該電子射束散射層的支持構件， 其中該電子射束散射層係由DLC或是一種含至少 攙雜有硼、氮、矽、和磷之一之DLC的材料製成 的； 該圖形支持層係由DLC或是一種含至少攙雜有 硼、氮、磷、鈦、矽、和鋁之一之DLC的材料製成 的；以及 該蝕刻停駐層係由一種對該電子射束散射層及/ 或該支持構件具有高飩刻選擇比的材料製成的。 498421

   六、申請專利範圍 14. 一種電子射束繪圖遮罩胚料，包括： 一個用於使電子射束穿過其中而透射出去的圖形 支持層（或是電子射束透射層）； 一個形成於該圖形支持層上方的電子射束散射 層；以及 一個用於支持該圖形支持層和該電子射束散射層 的支持構件， 其中該電子射束繪圖遮罩胚料的特徵是該電子射 束散射層具有0.0 05到0.2微米的膜厚度因此它們 是由滿足這種厚度關係的材料製成的。 1 5 .如申請專利範圍第14項之電子射束繪圖遮罩胚 料，其中該圖形支持層會滿足下列公式（1 ): 2 a 其中Tt代表的是該圖形支持層的膜厚度；而α代 表的是該圖形支持層內的電子平均自由路徑。 16.如申請專利範圍第14或15項之電子射束繪圖遮罩 胚料，其中該電子射束散射層會滿足下列公式（2): 2/3 ^ Ts ^ 10 /3 (2) 其中Ts代表的是該電子射束散射層的膜厚度；而 冷代表的該電子射束散射層內的電子平均自由路 徑。 1 7 .如申請專利範圍第1 4或1 5項之電子射束繪圖遮罩 胚料，其中該圖形支持層以及該電子射束散射層具

   498421 六、申請專利範圍 有的薄膜材料密度爲1 • 0 到 5.0公克 / 一〈了 方 厘米 〇 1 8 .如申請專利範圍第1 4 項 之 電 子射束 繪 圖 遮 罩胚 料，其中該圖形支持層 及 / 或 該電子 射束 散 射層 具 有0 · 8 X 1〇1 1Pa或更高 的 彈 性 模數。 1 9 _如申請專利範圍第丄4 項 之 電 子射束 繪 圖 遮 罩胚 料’其中該圖形支持層 及 / 或 該電子 射束 散 射層 在 某一射擊面積之內具有 30%； 或: 更低的1 膜, 厚, 度， 色散 0 2〇 ·如申請專利範圍第14 項 之 電 子射束 繪 圖 遮 罩胚 料’其中該電子射束散 射 層 係 由其實 質 組 成 爲碳 元 素及/或矽元素之材料 製 成 的 〇 21 ·如申請專利範圍第1 4 項 之 電 子射束 繪 圖 遮 罩胚 料，其中又包括一個三 夾於 該 電子射束 散 射 層與 該 圖形支持層之間或是該 圖 形 支 持層與 該 支 持 構件 之 間的蝕刻停駐層。 22.如申請專利範圍第21 項 之 電 子射束 繪 圖 遮 罩胚 料，其中該蝕刻停駐層 具 有 0 • 005 到 0 • 2 微 米的 膜 厚度。 23.如申請專利範圍第21 項 之 電 子射束 繪 圖 遮 罩胚 料，其中該触刻停駐層 具 有 薄 膜材料 密 度 爲 1 .0 到 5.0公克/立方厘米。 24 ·如申請專利範圍第21 項 之 電 子射束 繪 圖 遮 罩胚 料，其中該蝕刻停駐層 係 由 — 種對該 電 子 射束散 射 層及/或該支持構件具有高蝕刻選擇比的材料製成 -5- 498421 六、申請專利範圍 的。 25 ·如申請專利範圍第21項之電子射束繪圖遮罩胚 料，其中該圖形支持層、該蝕刻停駐層、和該電子 射束散射層中至少有一個層具有10毫微米或更低的 表面粗糙度（Ra)。 26. 如申請專利範圍第21項之電子射束繪圖遮罩胚 料，其中該圖形支持層、該蝕刻停駐層、和該電子 射束散射層中至少有一個層是藉由熱處理而受到應 力控制的’或者其中至少有兩個層是同時接受熱處 理以控制其薄膜應力並因此減少了總計的薄膜應 力。 27. —種電子射束繪圖遮罩，包括·· 一個用於使電子射束穿過其中而透射出去的圖形 支持膜； 一個形成於該圖形支持膜上方的電子射束散射主 體圖形；以及 一個用於支持該圖形支持膜和該電子射束散射主 體圖形的支持構件； 其中該電子射束散射主體圖形係由其實質組成爲 碳元素及/或矽元素之材料製成的。 28. —種電子射束繪圖遮罩，包括： 一個用於使電子射束穿過其中而透射出去的圖形支 持膜； 498421 六、申請專利範圍 一個形成於在該圖形支持膜上方的電子射束散射主 體圖形；以及 一個用於支持該圖形支持膜和該電子射束散射主體 圖形的支持構件； 其中該圖形支持膜之膜厚爲0.005〜0.2微米，且 該電子射束散射主體圖形具有〇·2〜2微米的膜厚度 因此它們是由滿足這種厚度關係的材料製成的。 29. —種電子射束繪圖遮罩，包括： 一個用於使電子射束穿過其中而透射出去的圖形 支持膜（或是電子射束透射膜）； 一個形成於該圖形支持膜上方的電子射束散射主 體圖形；以及 一個用於支持該圖形支持膜和該電子射束散射主 體圖形的支持構件， 其中該圖形支持膜具有0.005到0.2微米的膜厚 度，1.0到5.0公克/立方厘米的薄膜材料密度， 以及0 . 8 X 10uPa或更高的彈性模數；且 該電子射束散射主體圖形具有〇· 2到2微米的膜 厚度，1.0到5.0公克/立方厘米的薄膜材料密 度，以及0 · 8 X 1 0uPa或更高的彈性模數。 30. —種電子射束繪圖遮罩’包括： 一個用於使電子射束穿過其中而透射出去的圖形 支持膜； 498421 六、申請專利範圍 一個形成於該圖形支持膜上方的電子射束散射主 體圖形；以及 一個用於支持該圖形支持膜和該電子射束散射主 體圖形的支持構件， 其中該支持構件、該圖形支持膜、和該電子射束 散射主體圖形中至少有一個是由其實質組成爲碳元 素之材料製成的。 31. —種電子射束繪圖遮罩，包括： 一個用於使電子射束穿過其中而透射出去的圖形 支持膜； 一個形成於該圖形支持膜上方的電子射束散射主 體圖形； 一個形成於整個該圖形支持膜上方或是留在該電 子射束散射主體圖形底下的鈾刻停駐層；以及 一個用於支持該圖形支持膜、該蝕刻停駐層、和 該電子射束散射主體圖形的支持構件’ 其中該電子射束散射主體圖形係由DLC或是一種 含至少攙雜有硼、氮、矽、和磷之一之DLC的材料 製成的； 該圖形支持膜係由DLC或是一種含至少攙雜有 硼、氮、磷、鈦、矽、和鋁之一之DLC的材料製成 的；以及 該餽刻停駐層係由一種對該電子射束散射層及/ 498421 六、申請專利範圍 或該支持構件具有高蝕刻選擇比的材料製成的。 32. —種電子射束繪圖遮罩，包括： 一個用於使電子射束穿過其中而透射出去的圖形 支持膜； 一個形成於該圖形支持膜上方的電子射束散射主 體圖形；以及 一個用於支持該圖形支持膜和該電子射束散射主 體圖形的支持構件， 其中該電子射束散射主體圖形係由其實質組成爲 矽元素之材料製成的；以及 該圖形支持膜係由碳化矽或碳化鈦製成的。 33. —種電子射束繪圖遮罩，包括： 一個用於使電子射束穿過其中而透射出去的圖形 支持膜； 一個形成於該圖形支持膜上方的電子射束散射主 體圖形；一個形成於整個該圖形支持膜上方或是留 在該電子射束散射主體圖形底下的蝕刻停駐層；以 及 一個用於支持該圖形支持膜、該蝕刻停駐層、和 該電子射束散射主體圖形的支持構件， 其中該電子射束散射主體圖形係由硬碳製成的； 該蝕刻停駐層係由二氧化矽製成的；以及 該圖形支持膜係由其實質組成爲矽元素之材料製

   498421 六、申請專利範圍 成的。 34. —種電子射束繪圖遮罩，包括： 一個用於使電子射束穿過其中而透射出去的圖形 支持膜； 一個形成於該圖形支持膜上方的電子射束散射主 體圖形，以及 一個用於支持該圖形支持膜和該電子射束散射主 體圖形的支持構件， 其中該電子射束散射主體圖形係由DLC或是一種 含至少攙雜有硼、氮、矽、和磷之一之DLC的材料 製成的；以及 該圖形支持膜係由/3 -碳化矽製成的。 35. —種電子射束繪圖遮罩，包括： 一個甩於使電子射束穿過其中而透射出去的圖形 支持膜； 一個形成於該圖形支持膜上方的電子射束散射主 體圖形；以及 一個用於支持該圖形支持膜和該電子射束散射主 體圖形的支持構件， 其中該電子射束散射主體圖形係由其實質組成爲 矽元素之材料製成的；以及 該圖形支持膜係由碳化矽製成的。 36. —種電子射束繪圖遮罩，包括： -10 - 498421 六、申請專利範圍 一個用於使電子射束穿過其中而透射出去的圖形 支持膜； 一個形成於該圖形支持膜上方的電子射束散射主 體圖形；以及 ―個用於支持該圖形支持膜和該電子射束散射主 體圖形的支持構件，

   其中該電子射束散射主體圖形係由其實質組成爲 矽元素之材料製成的；以及 該圖形支持膜係由DLC或是一種含至少攙雜有 硼、氮、磷、鈦、矽、和鋁之一之DLC的材料製成 的0 37 .如申請專利範圍第27 - 36項中任意一項之電子射束 繪圖遮罩，其中該電子射束繪圖遮罩係在加速電壓 爲3OKeV或更高的曝光電子射束下使用的。

   3

   27 - 36項中任意一項拿習 面或背面一側上的壓縮應力膜和抗張應力膜中其中 一個者。 39.—種用於製造電子射束繪圖遮罩的方法，其中包括 的步驟有：令SIM0X晶圓或已黏著SOI晶圓接受來 自背面的吹風處理；接著選擇性地去除晶圓內的停 駐層（或中間層）；以及藉由薄膜形成法從背面一 側在某一側上形成一個圖形支持膜。 -11 - 498421 六、申請專利範圍 40. —種半導體裝置，其係使用電子射束繪圖遮罩製 成，包括： 一個用於使電子射束穿過其中而透射出去的圖形 支持膜； 一個形成於該圖形支持膜上方的電子射束散射主 體圖形；以及 一個用於支持該圖形支持膜和該電子射束散射主 體圖形的支持構件； 其中該電子射束散射主體圖形係由其實質組成爲 碳元素及/或矽元素之材料製成的。 41. 一種半導體裝置，其係使用電子射束繪圖遮罩製成 ，包括： 一個用於使電子射束穿過其中而透射出去的圖形支 持膜； 一個形成於在該圖形支持膜上方的電子射束散射主 體圖形；以及 一個用於支持該圖形支持膜和該電子射束散射主體 圖形的支持構件； 其中該圖形支持膜之膜厚爲0.005〜〇·2微米’且 該電子射束散射主體圖形爲0.2〜2微米的膜厚度’ 因此它們是由滿足這種厚度關係的材料製成的° -12-