TWI296823B - Partition method of circuit pattern, manufacture method of stencil mask, stencil mask and exposure method for the same - Google Patents

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1296823 玫、發明說明. / : ， : ： - ^ - ? 〆 ί “ ' - ' . * » _ 〆 - (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、內容、實施方式及圖式簡單說明） (一） 發明所述之技術領域 本發明係關於一種將電路圖案分割爲複數個互補圖案之方 法’由對應於經分割的複數個互補圖案之複數個互補鏤空 遮罩（stencil mask)之組合所構成鏤空遮罩之製造方法 ’依此方法製造之鏤空遮罩，以及使用如此鏤空遮罩之曝 光方法。 (二） 先前技術 近幾年隨著半導體積體電路之微細化，電子束微影技術 '離子束微影技術等製造技術之硏發正在盛行，使用於該 等微影技術之鏤空遮罩係使用將轉印貫穿孔圖案形成在厚 度2//m以下之Si (5夕）自立薄膜（membrane)者。 如此的微影技術中曾開發一種使用電子束的單元投射曝 光（cellprojection exposure)法或稱爲方框曝光（block exposure )法之方法，以及可高產量化的稱爲 EPL (電子 束投射微影；E 1 e c t r ο η P r 〇 j e c t i ο n L i t h 〇 g r a p h y )法之電 子束投射曝光法以作爲對應於半導體微細化的方法。 EPL法係使用如第1圖所示之鏤空遮罩400而使電路圖 案轉印於感光層塗佈基板4 1 0。具體而言，在鏤空遮罩則 在特定厚度之自立薄膜331a內使電路圖案作成爲鏤空（開 口部）的微細貫穿孔37 1而設置，以供電子束透過微細貫 穿孔3 7 1而使電路圖案描繪轉印於感光層塗佈基板4 1 0， 一 6- 1296823 藉以施加電子束投影曝光。 自立薄膜3 3 1 a之厚度，爲使電子束散射且加強自立薄膜 之剛性，則以越厚爲越佳’但相對地在轉印貫穿孔圖案之 加工作性或自重撓曲之問題上’自立薄膜之厚度卻自有其 限制存在。因此對於如S i (矽）般縱向彈性係數爲1 00至 2OOGpa左右之自立薄膜材料而言，雖視照射的電子束之加 速電壓而異，但自立薄膜之厚度一般仍使用0.4至3//m左 右。 然而在如該厚度數之自立薄膜，形成開口寬度爲數// m以下且開口長度比開口寬度爲大的微細貫穿孔時，當形 成三邊爲如此般的微細貫穿孔所包圍之一端支持樑狀構件 ’或如爲設在兩側之一對微細貫穿孔所夾住兩端支持樑狀 構件般之樑狀構件時，則將造成因自重撓曲引起之變形問 題’或在遮罩製造工序，樑狀構件變形引起之樑狀構件彼 此或樑狀構件與鄰接圖案會附著之現象的問題。爲避免如 此問題’可採取將形成在遮罩之電路圖案分割爲複數個互 補i圖案’以作成爲具有對應於該等互補圖案的複數個互補 轉印貫穿孔圖案的互補鏤空遮罩之方法。 爲使電路圖案分割成複數個互補圖案，有一種例如設定 棟狀構件之長度L與寬度W之比（L/ W )，亦即縱橫比之 上限而予以分割成在特定縱橫比以下之方法已爲眾人所知 °以下就如此之電路圖案分割方法，及鏤空遮罩之製造方 '法加以說明。該鏤空遮罩係由具有對應於如此方式所分割 互補圖案的互補轉印貫穿孔圖案之互補鏤空遮罩所組合而 -7- 1296823 成。 首先在遮罩圖案之設計工序，檢測如第2A及2B圖所示 ，二邊爲轉印圖案310之貫穿孔圖案312所包圍之一端支 持樑狀構件圖案3 1 1，或兩側爲轉印圖案3 2 0之貫穿孔圖 案322所夾住之兩端支持樑狀構件圖案321，然後使該等 轉印圖案310、3 20，以能使一端支持樑狀構件圖案3 n之 縱橫比（La/Wa)及兩端支持樑狀構件圖案321之縱橫比 (Lb / Wb )成爲預先設定値之方式而分割。 換言之如第3圖所示，轉印圖案3 1 0係分割爲由第一互 補貫穿孔圖案312a及第一互補樑狀構件圖案311a構成之 第一互補轉印圖案310a，與由第二互補貫穿孔圖案312b 及第二互補樑狀構件圖案3 1 1 b構成之第二互補轉印圖案 310b。另如第4圖所示，轉印圖案320係分割爲由第一互 補貫穿孔圖案322a及第一互補樑狀構件圖案321a構成之 第一互補轉印圖案320 a，與由第二互補貫穿孔圖案322b 及第二互補樑狀構件圖案3 2 1 b構成之第二互補轉印圖案 320b。 接著參照第5A圖及第5F圖就分別按照經如該所分割互 補轉印圖案310a及310b的圖案形狀之互補鏤空遮罩製造 方法加以說明。 首先如第5A圖所示準備具有例如厚度2 μ m之活性矽層 331 、厚度1//Π1之中間氧化膜層332 、厚度525//m之Si 支持層3 3 3之SO I (矽在絕緣膜上）基板3 3 0。 接著在S i支持層3 3 3表面塗佈光阻，藉微影術加工光阻 1296823 膜’以如第5 B圖所示方式形成阻劑圖案3 4 1。之後如第5 C 圖所示將此阻劑圖案3 4 1作爲遮罩，以公知乾蝕刻法將S i 支持層3 3 3加以蝕刻直至中間氧化膜層3 3 2露出爲止，以 形成支持層開口部3 5 1。 接著以灰化處理等除去S i支持層3 3 3上之阻劑圖案3 4 1 ’並以3重量％ HF (氫氟酸）水溶液除去支持層開口部3 5 1 內之中間氧化膜層3 3 2 ，以形成支持層開口部351a。然 後以公知RCA洗淨法等將基板加以洗淨處理，即可得如第 5D圖所示鏤空遮罩用坯膜330a。 之後，在鏤空遮罩用坯膜3 30 a之活性矽層331上塗佈電 子束感光阻劑，使用該互補轉印圖案310a及310b之圖案 資料而對電子束感光阻劑施加電子束曝光，並施加顯影處 理而如第5 E圖所示形成互補阻劑圖案3 6 1。 接著將互補阻劑圖案3 6 1作爲蝕刻遮罩而以使用SF6 ( 六氟化硫）或碳氟等氣體之公知電漿鈾刻法等來鈾刻活性 矽層3 3 1後，剝離除去互補阻劑圖案3 6 1且加以洗淨處理 ’即可得如第5F圖所示各自具有在由活性矽層331構成 之自立薄膜形成微細貫穿孔3 7 1之自立薄膜3 3 1 a的兩片互 補鏤空遮罩400。 至於按照互補轉印圖案320 a及320b的圖案形狀之兩片 互補鏤空遮罩，也可以相同工序而製得。 以第6圖顯示經使用對應於由該傳統方法所分割互補轉 印圖案的互補鏤空遮罩而合倂的轉印.圖案之一例子。 傳統互補鏤空遮罩，由於將經分割的樑狀構件3 1 1 a及 -9- 1296823 311b之縱橫比（L。/ We、Ld/ Wd)設定値設定爲一定，因 而無論樑狀構件3 1 1 a及3 1 1 b之寬度Wc及Wd爲何値，仍 以使之符合於特定縱橫比之方式而分割。然而雖視支持部 胃度或樑狀構件形狀而異，實際上卻也有可能將樑狀構件 3 U a及3丨丨b形成爲更大的縱橫比。因此雖視支持部寬度 或樑狀構件形狀而異，一向是在實施非必需的數目之分割 〇 按分割數一增加，在設計樑狀構件之遮罩圖案時不僅是 會化費使轉印圖案分割成互補圖案所需時間，也有因互補 圖案資料量增加而拖長資料處理時間之問題。 另外因非必需的分割而導致具有小開口部之微細貫穿孔 增加時，由於在遮罩洗淨工序中不容易除去微細貫穿孔中 異物，因而也會造成遮罩缺陷增加，使得遮罩製作之良率 下降之問題。 此外經予分割之互補圖案，由於其係設計成將在進行對 於半導體基板上感光層之曝光轉印工序時加以接合在一起 ，裨能製得所希望之圖案，因而非必需的分割也有會導致 接合次數增加，而增加接合不良所引起缺陷增加之危險性 問題。 再者其他之傳統方法，也有一種檢測電路圖案之貫穿圖 案寬度與貫穿圖案長度而檢測出任何長的一者，並使之以 能符合經設定的某一定値以下之方式而分割轉印圖案之方 法。 然而該方法，由於並未考量經由轉印圖案所形成鏤空遮 一 10 - 1296823 罩之樑狀構件機械強度，因此雖視遮罩製作工序而異’當 樑狀構件之縱橫比與支持部寬度達到某一定値時’則將造 成會發生樑狀構件彼此或樑狀構件與鄰接圖案之附著現象 問題。 (三）發明內容 本發明之目的在於提供一種電路圖案之分割方法’其係 在分割電路圖案爲互補圖案時，以防止在遮罩製作工序中 高縱橫比的樑狀構件彼此或是樑狀構件與相鄰接圖案的附 著現象之方式，實施電路圖案之有效率分割’藉以實現高 良率之鏤空遮罩製造。 本發明之其他目的在於提供一種鏤空遮罩之製造方法， 該鏤空遮罩係由對應於經由如該所分割複數個互補圖案之 組合所構成者。 本發明之另一其他目的在於提供一種經由如該方法製造 之鏤空遮罩。 本發明之再一其他目的在於提供一種使用如該鏤空遮罩 之曝光方法。 本發明之第一態樣係提供一種電路圖案之分割方法，其 特徵爲：使電路圖案分割爲複數個互補圖案，包含具有支 持部寬度ι及長度Ll的一端支持樑狀構件圖案之第一互補 圖案，與具備具有支持部寬度W2及長度L2的兩端支持樑狀 構件圖案之第二互補圖案，而用以形成對應於各自互補圖 案之互補鏤空遮罩；且該電路圖案之分割，係以能使該〜 端支持樑狀構件圖案之縱橫比Ai ( Wi )成爲100以下 - 1卜 1296823 ，使該兩端支持樑狀構件圖案之縱橫比A2( L2/ W2)成爲150 以下之方式而實施。 本發明之第二態樣係提供一種電路圖案之分自!I方法’ ·其 特徵爲：使電路圖案分割爲複數個互補圖案，包含具有支 持部寬度W3及長度L3的兩端支持樑狀構件圖案之第一互補 圖案，與具有支持部寬度w4及長度L4的兩端支持樑狀構件 圖案之第二互補圖案，而用以形成對應於各自互補圖案之 互補鏤空遮罩者；且該電路圖案之分割係以能使該兩端支 持樑狀構件圖案之縱橫比A3 ( L3/ W3 )及A4 ( L4/ w4)成 爲150以下之方式而實施。 本發明之第三態樣係提供一種電路圖案之分割方法，特 徵爲：使電路圖案分割爲複數個互補圖案，包含具有支持 部寬度W5及長度L5的一端支持樑狀構件圖案之第一互補圖 案，與具有支持部寬度W6及長度L6的一端支持樑狀構件圖 案之第二互補圖案，而用以形成對應於各自互補圖案之互 補鏤空遮罩；且該電路圖案之分割係以能使該一端支持樑 狀構件圖案之縱橫比A5 ( L5/W5)及A6 ( L6/W6)成爲100 以下之方式而實施。 本發明之第四態樣係提供一種鏤空遮罩之製造方法，其 特徵爲：該鏤空遮罩係由：使電路圖案分割爲複數個互補 圖案，包含具有支持部寬度Wi及長度L的一端支持樑狀構 件圖案之第一互補圖案，與具備具有支持部寬度w2及長度 二2的兩端支持棟狀構件圖案之弟一互補圖案，及形成對應 於該複數個互補圖案的複數個互補圖案，而由複數個互補 - 1 2 - 1296823 鏤空遮罩之組合構成；且該電路圖案之分割係以能使該_ 端支持樑狀構件圖案之縱橫比A1 ( L!/ W,)成爲100以下 ，使該兩端支持樑狀構件圖案之縱橫比A2( L2/W2)成爲15〇 以下之方式而實施。 本發明之第五態樣係提供一種鏤空遮罩之製造方法，其 特徵爲該鏤空遮罩係由：使電路圖案分割爲複數個互補匾| 案，包含具有支持部寬度W3及長度L3的兩端支持樑狀構件 圖案之第一互補圖案，與具備具有支持部寬度W4及長度l4 的兩端支持樑狀構件圖案之第二互補圖案，及形成對應於 該複數個互補圖案的複數個互補圖案，而由複數個互補鏤 空遮罩之組合構成者；且該電路圖案之分割係以能使該兩 端支持樑狀構件圖案之縱橫比A3 ( L3/ w3 )及A4 ( l4/ w4 )成爲150以下之方式而實施。 本發明之第六態樣係提供一種鏤空遮罩之製造方法，其 特徵爲該鏤空遮罩係由：便電路圖案分割爲複數個互補圖 樣，包含具有支持部寬度W5及長度L5的一端支持樑狀構件 圖案之第一互補圖案，與具備具有支持部寬度w6及長度l6 的一端支持樑狀構件圖案之第二互補圖案，及形成對應於 該複數個互補圖案的複數個互補圖案，而由複數個互補鏤 空遮罩之組合構成者；且該電路圖案之分割係以能使該一 端支持樑狀構件圖案之縱橫比A5 ( L5/ W5)及A6 ( l6/ w6 )成爲100以下之方式而實施。 本發明之第七態樣係提供一種由以上之鏤空遮罩製造方 法製造之鏤空遮罩。 -13- 1296823 本發明之第八態樣係提供一種電荷粒子束之曝光方法， 其係包含透過經由該鏤空遮罩製造方法所形成複數個互補 鏤空遮罩’依序對基板表面照射電荷粒子束，而在基板表 面使電荷粒子束成形爲接合在~起的轉印圖案之形狀者。 (四）實施方式 實施發明之最佳形態 _ 以下參照圖式就本發明之實施形態加以說明。 本發明人等經專心檢討可用以防止在鏤空遮罩製作工序 中之樑狀構件彼此或樑狀構件與鄰接圖案的附著現象，以 實施電路圖案的有效率分割之方法，結果發現使樑狀構件 之縱橫比（L/ W )以能使之在一端支持樑狀構件之情形下 爲1 0 0以下，在兩端支持樑狀構件之情形下爲1 5 〇以下之 方式而分割，即可防止在鏤空遮罩製作工序中之樑狀構件 彼此或樑狀構件與鄰接圖案的附著現象。 換言之本發明人等曾製作各種具有如第10圖所示一端支 持樑狀構件及如第1 1圖所示兩端支持樑狀構件之鏤空遮罩 ，並求出會發生樑狀構件彼此或樑狀構件與鄰接圖案的附 著現象的支持部寬度W與樑狀構件之縱橫比（L/ W )間之 相關關係。其結果如下。在此構成鏤空遮罩之自立薄膜厚 度係使用2 /z m者。 1296823 一端支 支 兩端支 支 持樑狀構件之情形 持部寬度（// m) 縱橫比 2 . 2 318 2 3〇〇 1 . 5 266 0.8 25〇 0 . 6 166 0 . 5 140 持樑狀構件之情形 持部寬度（// m) 縱橫比 2 . 2 350 2 333 1 . 2 3 75 0 . 8 333 0 . 6 250 0.4 200 0.35 2〇〇

第13 知當樑狀 樑狀構件 件縱橫比 其理由 二次力矩 移量（彎 圖就是將該結果描繪而成者。如第1 3圖所示、可 構件之支持部寬度W減少至1 # m以下時，會發生 被此或樑狀構件與鄰接圖案的附著現象之樑狀構 (L/ W)將急劇地變小。 爲設樑狀構件之楊氏模量爲E、樑狀構件之截面 爲I時，据材料力學之公知通式，樑狀構件之位 曲量）係與樑狀構件之彎曲剛度成反比，因而彎 -15 一 1296823 曲剛性會因支持部寬度W之減少而大幅度地減少之故。更 明確地說，關於樑狀構件之支持部寬度W，設鏤空遮罩之 自立薄膜厚度h爲單位長度1時’對應於相對於樑狀構件 之自立薄膜平面的水平方向位移之截面二次力矩_1可由I =(1.W3) /12求得，但如第14圖所示，I在W比10爲 小的領域之情形下即將急劇地變小，使得樑狀構件容易變 形而導致易於產生樑狀構件被此或樑狀構件與鄰接圖案的 附著現象引起之遮罩缺陷之故。 由第1 3圖即得知以能使樑狀構件之縱橫比（L/ W )，在 一端支持樑狀構件之情形下成爲1 00以下，在兩端支持樑 狀構件之情形下成爲1 5 0以下之方式而分割，即可防止在 鏤空遮罩製作工序中之樑狀構件被此或樑狀構件與鄰接圖 案的附著現象。 再者使樑狀構件之縱橫比（L/ W )分割爲1以下之情形 ’實用上並無存在，特別是較佳爲分割爲在一端支持樑狀 構件之情形下爲5 0以下，而在兩端支持樑狀構件之情形下 則爲7 5以下。此係在考量樑狀構件之附著程度會因形成互 補圖案後所實施洗淨等後續工序而變化下，對於本發明規 定之縱橫比乘上安全係數〇 . 5而得者。 另外在一端支持樑狀構件及兩端支持樑狀構件之任一情 形下’操狀構件之支持部寬度係相對於薄膜厚度h爲1 〇h 以下時’本發明之互補分割效果將更爲顯著。 本發明之第1態樣係對於具有對應於一端支持樑狀構件 的轉印圖案而適用者。如第7圖所示，係用以將三邊爲貫 - 1 6 - 1296823 穿孔圖案1 2所包圍且具有支持部寬度w、長度L的一端支 持樣狀構件圖案1 1之轉印圖案1 〇，分割爲三邊爲貫穿孔 圖案12a所包圍且具有支持部寬度Wi、長度的一端支持 標狀構件圖案1 1 a之第一互補樑狀構件圖案1〇a，與兩側 爲貫穿孔圖案12b所夾住且具有支持部寬度W2、長度L2的 兩端支持樑狀構件圖案1丨b之第二互補轉印圖案丨〇b者。 該分割’假設鏤空遮罩之自立薄膜厚度爲h時，則以使I 及I爲1 〇h以下’且使一端支持樑狀構件圖案丨丨a之縱橫 比A! ( L/ Wi )成爲1〇〇以下，兩端支持樑狀構件圖案nb 之&橫比A2(L2/W2)爲150以下之方式而實施。 另外1與L2，只要在於該範圍內，就可爲互異也可爲相 同。I與W2則爲同一寬度。 本發明之第2態樣係對於具有對應於兩端支持樑狀構件 的轉印圖案而適用者。如第8圖所示，係用以將兩側爲貫 穿孔圖案2 2所夾住且具有支持部寬度w、長度L的兩端支 持樑狀構件圖案2 1之轉印圖案20，分割爲兩側爲貫穿孔 圖案22a所包圍且具有支持部寬度w3、長度L3的兩端支持 樑狀構件圖案2 1 a之第一互補樑狀構件圖案20 a，與兩側 爲貫穿孔圖案22b所夾住且具有支持部寬度w4、長度l4的 兩端支持樑狀構件圖案2 1 b之第二互補轉印圖案2 〇 b者。 該分割，假設鏤空遮罩之自立薄膜厚度爲h時，則以使W3 及w4爲i〇h以下，且使兩端支持樑狀構件圖案21a、21b 之縱橫比A3 ( L3/ W3 ) 、A4 ( L4/ W4 )成爲1 50以下之方式 而實施。 - 1 7- 1296823 另外L3與L4 ’也可爲互異也可爲相同。W3與則爲同 一寬度。 本發明之第3態樣係對於具有對應於兩端無支持樑狀構 件的轉印圖案而適用者。如第9圖所示，係用以將周圍爲 框狀貫穿孔圖案32所包圍且具有支持部寬度長度[的 兩端無支持樑狀構件圖案3 1之轉印圖案3 0，分割爲三邊 爲貫穿孔圖案32a所包圍且具有支持部寬度w5、長度、的 一端支持樑狀構件圖案3 1 a之第一互補樑狀構件圖案3 〇 a ’與三邊爲貫穿孔圖案32b所夾住且具有支持部寬度w6、 長度L6的兩端支持樑狀構件圖案3丨b之第二互補轉印圖案 30b者。該分割，假設鏤空遮罩之自立薄膜厚度爲h時， 則以能使W5及W6爲1 Oh以下，且使兩端支持樑狀構件圖案 21 a、21b 之縱橫比 A5 ( L5/ W5 ) 、A6 ( L6/ W6 )成爲 100 以下之方式而實施。 另外L5與L6，也可爲互異也可爲相同。w5與w6則爲同 一寬度。 以上舉三種本發明態樣爲例而加以說明，惟本發明之宗 旨乃在於將分割電路圖案所得遮罩上互補圖案之縱橫比， 按照樑狀構件形狀而規定者，而非用以限定電漿蝕刻者。 另外各態樣之各互補圖案，係如圖所示以二分割之情形 爲例，但本發明當也包含如第1 6圖所示將兩端支持樑狀構 件之互補圖案再追加一種而變爲三分割之方式。 以下就使用經該分割之互補轉印圖案10a及l〇b而製造 鏤空遮罩之方法，參照第15A至15F圖加以說明。 - 1 8 - 1296823 首先如第1 5 A圖所示，準備具有例如厚度2 // m之活性矽 層31、厚度l//m之中間氧化膜層32 、厚度525//ΙΏ之SOI 基板3 0。 接著在Si支持層33上塗佈光阻，以微影術加工光阻膜 ，藉以如第15B圖所示形成阻劑圖案41。接著如第15C圖 所示，以該阻劑圖案4 1作爲遮罩，以公·知乾蝕刻法將S i 支持層33加以蝕刻直至中間氧化膜層32會露出爲止，藉 以形成支持層開口部5 1。 接著以灰化處理除去S i支持層3 3上之阻劑圖案41，然 後以3重量％ HF (氫氟酸）水溶液等除去支持層開口部5 1 內之中間氧化膜層3 2，藉以形成支持層開口部5 1 a。然後 以公知RCA法等將基板加以洗淨處理，即可如第1 5D圖所 示製得鏤空遮罩用坯膜3 0 a。 之後在鏤空遮罩用坯膜30a之活性矽層31上，塗佈電子 束感光阻劑，並使用該互補轉印圖案10a及10b之圖案資 料，對電子束阻劑施加電子束曝光，然後以特定顯影液施 予顯影處理，藉以如第1 5E圖所示形成互補阻劑圖案6 1。 在此係針對於使用互補轉印圖案10a及10b而以電子束 曝光形成互補阻劑圖案之實例加以說明，但也可使用互補 轉印圖案10a及10b而製造曝光遮罩，然後形成使用曝光 遮罩之互補阻劑圖案。 接著以互補阻劑圖案6 1作爲蝕刻遮罩，並以使用SF6或 碳氟等氣體之公知電漿鈾刻法等將活性矽層加以蝕刻而形 成微細貫穿孔7 1，然後剝離除去互補阻劑圖案6 1且加以 -19- 1296823 洗淨處理’即可製得如第1 5 F圖所示具有在由活性砍層3 1 a 構成之自立薄膜形成微細貫穿孔71的一端支持樑狀構件之 互補鏤空遮罩100。 至於關於使用互補轉印圖案20 a及20b的互補鏤空遮罩 之製造，係與該相同之工序，因而不加說明。 另外在洗淨時之烘乾工序，爲防止因表面張力引起之樑 狀構件被此或樑狀構件與鄰接圖案的附著現象，較佳爲使 用表面張力比純水爲低之異丙醇（I P A )而實施烘乾，或使 用超臨界烘乾等烘乾方法。 此外縱橫比之設定不僅是針對於洗淨工序時之樑狀構件 附著現象，也可以儘可能減少：在固定環等安裝遮罩時產 生之微細貫穿孔位移、在鏤空遮罩上形成導電膜等時產生 之膜應力所引起微細貫穿孔位移、以及電子束曝光時之熱 膨脹所引起微細貫穿孔位移之方式而決定縱橫比。 按在一端支持樑狀構件，當其縱橫比變大時，即容易產 生相對於自立薄膜而向面外之變形，因此必須考慮相對於 自立薄膜的向面外之變形。如此之情形下，不僅是自立薄 膜之一端支持樑狀構件彼此之附著現象，也有可能會發生 一端支持樑狀構件之前端跳出於自立薄膜外而附著於自立 薄膜平面上之情形。然若依照本發明之轉印圖案分割法， 則由於將樑狀構件之縱橫比限制於特定値以下，因而可回 避該附著現象。 本發明可提供一種使用經如該所製得互補鏤空遮罩而對 於形成在半導體矽基板等上之電子束感光層照射電荷粒子 -20 - 1296823 束之方法。 換言之使用經如該所製得具有第一互補圖案l〇a之互補 鏤空遮罩100a、具有第二互補圖案l〇b之互補鏤空遮罩l〇〇b ，而在感光層塗佈基板（未圖示）上使互補圖案l〇a、10b 依序曝光，藉以使該等接合在一起，即可使如第1 〇圖所示 具有一端支持樑狀構件圖案之電路圖案1 00轉印於感光層 塗佈基板。 並且使用具有第一互補圖案20a之互補鏤空遮罩200a、 具有第二互補圖案20b之互補鏤空遮罩200b，而在感光層 塗佈基板（未圖示）上使互補圖案20a、20b依序曝光，藉 以使該等接合在一起，即可使如第1 1圖所示具有兩端支持 樑狀構件圖案之電路圖案200轉印於感光層塗佈基板。 另外使用具有第一互補圖案30a之互補鏤空遮罩300a、 具有第二互補圖案30b之互補鏤空遮罩300b，而在感光層 塗佈基板（未圖示）上使互補圖案30a、30b依序曝光，藉 以使該等接合在一起，即可使如第1 2圖所示具有兩端無支 持樑狀構件圖案之電路圖案300轉印於感光層塗佈基板。 經如該方式將互補圖案接合在一起而曝光電路圖案後， 以顯影處理電子束感光層，即可形成阻劑圖案。 依照如此之曝光方法，即可對於形成於半導體矽基板等 上之電子束感光層，施加高精確度之圖案轉印，並以高良 率下製作半導體等之圖案。 以下以實施例更詳細說明本發明。 第1實施例 - 2 1 - 1296823 首先在遮罩圖案之設計工序，檢測具有貫穿孔圖案12’ 與支持部寬度W爲2 // in、長度L爲400 // m之一端支持樑狀 構仵圖案1 1之轉印圖案1 0，然後如第7圖所示將之分割 爲具有長度1^爲180//Π1、支持部寬度^爲2//Π1的一端支 持樑狀構件圖案1 1 a之互補圖案l〇a，與具有長度L2爲220 # m、支持部寬度W2爲2 // m的兩端支持樑狀構件圖案1 1 b 之互補圖案1 0 b。 此時，互補圖案10a之一端支持樑狀構件圖案11a之縱 橫比A! ( W,)爲90，而互補圖案l〇b之兩端支持樑狀 構件圖案1 lb之縱橫比A2 ( L2/ W2 )則爲1 10。 然後分別使用該等互補圖案10a及10b，並按照第15A 圖至第15F圖所示工序而製造互補鏤空遮罩l〇〇a、100b。 具體而言，對於經形成於鏤空遮罩用坯膜30a之2//m厚 活性矽層3 1上之電子束感光層施加電子束曝光、以指定之 顯影液施加顯影處理而形成互補阻劑圖案6 1，然後以互補 阻劑圖案6 1作爲鈾刻遮罩，以使用SF6氣體之電漿蝕刻將 活性矽層 3 1加以蝕刻，藉以形成微細貫穿孔7 1，然後將 互補阻劑圖案4 1剝離除去、並加以洗淨處理而製得在由活 性矽層 3 1 ‘構成之自立薄膜形成了微細貫穿孔7 1之互補鏤 . 空遮罩 100a、100b。 在經如該方式製得之互補鏤空遮罩l〇〇a、100b，並未發 生樑狀構件被此或樑狀構件與鄰接圖案时附著現象。 第2實施例 首先在遮罩圖案之設計工序，檢測具有貫穿孔圖案22， - 22 - 1296823 與支持部寬度w爲1.5//m、長度L爲400//m之兩端支持樑 狀構件圖案2 1之轉印圖案20，然後如第8圖所示將之分 割爲具有長度L3爲200 // m、支持部寬度W3爲2 // m的兩端 支持樑狀構件圖案21 a之互補圖案20a，與具有長度L4爲 200 // m、支持部寬度W4爲2 // m的兩端支持樑狀構件圖案2 1 b 之互補圖案20b。 ， 此時，互補圖案20a、20b之兩端支持樑狀構件圖案21 a 、21b 之縱橫比 A3 ( L3/ W3 ) 、A4 ( L4 / W4 )均爲 1〇〇。 然後分別使用該等互補圖案20a及20b，並按照第15A 圖至第15F圖所示工序而製造互補鏤空遮罩200a、200b。 具體而言，對於經形成於鏤空遮罩用坯膜30a之2 //m厚 活性矽層3 1上之電子束感光層施加電子束曝光、以指定之 顯影液施加顯影處理而形成互補阻劑圖案6 1，然後以互補 阻劑圖案6 1作爲蝕刻遮罩，以使用SF6氣體之電漿蝕刻將 活性矽層 31加以蝕刻，藉以形成微細貫穿孔7 1，然後將 互補阻劑圖案4 1剝離除去、並加以洗淨處理而製得在由活 性矽層 3 1構成之自立薄膜形成了微細貫穿孔7 1之互補鏤 空遮罩 200a、200b。 在經如該方式製得之互補鏤空遮罩200 a、200b，並未發 生樑狀構件被此或樑狀構件與鄰接圖案的附著現象。 第3實施例 首先在遮罩圖案之設計工序，檢測框狀貫穿孔圖案3 2， 與支持部寬度W爲〇.5//m、長度L爲70//m之兩端無支持 樑狀構件圖案3 1，然後如第9圖所示將之分割爲具有長度 -23- 1296823 L5爲3 Ο μ m、支持部寬度W5爲Ο . 5 // m的一端支持樑狀構件 圖案31a之互補圖案30a，與具有長度“爲200/zm、支持 部寬度W 6爲0 . 5 // m的一端支持機狀構件圖案3 1 b之互補 圖案3 Ob。 此時，互補圖案3 0 a之一端支持樑狀構件圖案3 1 a之縱 橫比A5 ( L5/ W5 )爲60，而互補圖案30b之一端支持樑狀 構件圖案31b之縱橫比A6 ( L6/ W6 )則爲80。 然後分別使用該等互補圖案30a及30b，並按照第15A 圖至第15F圖所示工序而製造互補鏤空遮罩300a、300b。 具體而言，對於經形成於鏤空遮罩用坯膜30a之2//m厚 活性矽層3 1上之電子束感光層施加電子束曝光、以指定之 顯影液施加顯影處理而形成互補阻劑圖案6 1，然後以互補 阻劑圖案6 1作爲蝕刻遮罩，以使用SF6氣體之電漿蝕刻將 活性矽層 31加以蝕刻，藉以形成微細貫穿孔7 1，然後將 互補阻劑圖案4 1剝離除去、並加以洗淨處理而製得在由活 性矽層 3 1構成之自立薄膜形成了微細貫穿孔7 1之互補鏤 空遮罩 300 a、300b。 在經如該方式製得之互補鏤空遮罩300 a、3 00b，並未發 生樑狀構件被此或樑狀構件與鄰接圖案的附著現象。 若依照該各實施例之電路圖案分割方法，則可在不至於 那麼增加互補鏤空遮罩片數下，即可製得並無異物或圖案 附著等缺陷之互補鏤空遮罩。加上如將電路圖案分割數， 即互補圖案數目選定爲適當値，即可減少在電子束投影曝 光時所發生之接合不良，因而得以形成高良率之合成電路 - 2 4 - 1296823 圖案。 綜上所述，若依照使用本發明電路圖案之分割方法所製 得鏤空遮罩，則可防止在洗淨工序等發生之樑狀構件被此 或樑狀構件與鄰接圖案的附著現象。 並且可防止電路圖案之非必需的分割，而設定爲適當的 分割數，因而可減少在電子束投影曝光時之接合不良而製 得高良率之鏤空遮罩。 (五）圖式簡單說明 第1圖係顯示電子束投影曝光法之一例子說明圖。 第2A及2B圖係顯示具有一端支持樑狀構件及兩端支持 樑狀構件之習知轉印圖案之例子說明圖。 第3圖係顯示習知轉印圖案分割方法之一例子說明圖。 第4圖係顯示習知轉印圖案分割方法之其他例子說明圖 〇 第5A至5F圖係顯示習知互補鏤空遮罩之製造工序剖面 圖。 第6圖係顯示以習知方法所分割互補圖案經予接合之合 成電路圖案之例子說明圖。 第7圖係顯示本發明第一態樣之電路圖案分割方法一例 子說明圖。 第8圖係顯示本發明第二態樣之電路圖案分割方法一例 子說明圖。 第9圖係顯示本發明第三態樣之電路圖案分割方法一例 子說明圖。 -25 - 1296823 第1 0圖係顯示經予接合以本發明第一態樣方法所分割互 補圖案之合成電路圖案一例子說明圖。 第11圖係顯示經予接合以本發明第二態樣方法所分割互 補圖案之合成電路圖案一例子說明圖。 第1 2圖係顯示經予接合以本發明第三態樣方法所分割互 補圖案之合成電路圖案一例子說明圖。 第1 3圖係製作各種具有樑狀構件之鏤空遮罩，將會發生 樑狀構件被此或樑狀構件與鄰接圖案的附著現象之支持部 寬度W與縱橫比（L / W )加以描繪下來之圖表。 第1 4圖係顯示假設自立薄膜厚度h爲1時，相對於支持 部寬度W之樑狀構件截面二次力矩之圖表。 第15A至15F圖係顯示本發明互補鏤空遮罩之製造工序 剖面圖。 第1 6圖係顯示本發明之其他態樣的將電路圖案予以三分 割之例子說明圖。 元件符號之說明 1 轉印圖案 2 第一互補圖案 3 互補貫穿孔圖案 4 第二互補圖案 5 第二互補轉印圖案 6 —端支持樑狀構件圖案 7 兩端支持棟狀構件圖案 8 貫穿孔圖案 -26- 1296823 9 第一互補轉印圖案 10 SOI基板 11 活性矽層 12 鏤空遮罩用坯膜 13 中間氧化膜層 14 框狀貫穿孔圖案 15 矽支持層 16 阻劑圖案 17 支持層開口部 φ 18 互補阻劑圖案 19 微細貫穿孔 20 電路圖案 21 互補鏤空遮罩 22 互補轉印圖案 23 第一互補樑狀構件圖案 24 第二互補樑狀構件圖案 25 第一互補貫穿孔圖案 春 26 第二互補貫穿孔圖案 27 自立薄膜 29 支持層開口部· 30 感光層塗佈基板 3 1 寬長 32 長度 33 兩端無支持樑狀構件圖案 -27-

Claims (1)

1. 第921067 16號「電路圖案之分割方法、鏤空遮罩之製造方法 、鏤空遮罩及其曝光方法」專利案 (2007年7月27日修正） 拾、申請專利範圍 1. 一種電路圖案之分割方法，其中包含使電路圖案分割爲 複數個互補圖案以包含具有支持部寬度L及長度L的一 端支持樑狀構件圖案之第一互補圖案，與具備具有支持

   部寬度W2及長度L2的兩端支持樑狀構件圖案之第二互補 圖案；而用以形成對應於各自互補圖案之互補鏤空遮 罩；且 該電路圖案之分割係以能使該一端支持樑狀構件圖 案之縱橫比h ( b/Wi)成爲100以下，且使該兩端支 持樑狀構件圖案之縱橫比A2 ( L2/W2)成爲150以下之 方式而實施。 2 .如申請專利範圍第1項之電路圖案之分割方法，其中該 一端支持樑狀構件圖案之縱橫比AK Li/Wd爲1至50， 且該兩端支持樑狀構件圖案之縱橫比A2(L2/W2)爲1 至75。 3 .如申請專利範圍第1項之電路圖案之分割方法，其中該 互補鏤空遮罩具備加工成該互補圖案的形狀之自立薄 膜，且相對於該自立薄膜厚度h，該支持部寬度^及W2 爲10h以下。 4. 一種電路圖案之分割方法，其中包含使電路圖案分割爲 複數個互補圖案，以包含具有支持部寬度及長度L3 -28 - 馮年η月修(更)正替換賓I , ........ I 的兩端支持樑狀構件圖案之第一互補圖案，與具備具有 支持部寬度W4及長度L4的兩端支持樑狀構件圖案之第二 互補圖案，而用以形成對應於各自互補圖案之互補鏤空 遮罩；且該電路圖案之分割係以能使該兩端支持樑狀構 件圖案之縱橫比A3 ( L3 / w3)及A4 ( L4/ w4)成爲150以 下之方式而實施。 5 .如申請專利範圍第4項之電路圖案之分割方法，其中該 兩端支持樑狀構件圖案之縱橫比A3(Ls/W3)及A4(L4 / W4)爲 1 至 75。 6 .如申請專利範圍第4項之電路圖案之分割方法，其中該 互補鏤空遮罩具備加工成該互補圖案之形狀的自立薄 膜，且相對於該自立薄膜厚度h，該支持部寬度W3及W4 爲1 Oh以下。 7 . —種電路圖案之分割方法，其中包含使電路圖案分割爲 複數個互補圖案以包含具有支持部寬度W5及長度L5的一 端支持樑狀構件圖案之第一互補圖案，與具備具有支持 部寬度W6及長度L6的一端支持樑狀構件圖案之第二互補 圖案，而用以形成對應於各自互補圖案之互補鏤空遮 罩；且該電路圖案之分割係以能使該一端支持樑狀構件 圖案之縱橫比A5 ( L5/ W5 )及A6 ( L6/ W6 )成爲100以下 之方式而實施。 8 ·如申請專利範圍第7項之電路圖案之分割方法，其中該 一端支持樑狀構件圖案之縱橫比A5(L5/W5)及a6(l6 / W6 )爲 1 至 50。 • 29 - 1

   9 ·如申請專利範圍第7項之電路圖案之分割方法，其中該 互補鏤空遮罩具備加工成該互補圖案的形狀之自立薄 膜，且相對於該自立薄膜厚度h，該支持部寬度^及W6 爲10h以下。

   10. —種鏤空遮罩之製造方法，係由複數個互補鏤空遮罩之 組合所構成之鏤空遮罩的製造方法，該方法包含：使電 路圖案分割爲複數個互補圖案以包含具有支持部寬度L 及長度L的一端支持樑狀構件圖案之第一互補圖案，與 具備具有支持部寬度W2及長度L2的兩端支持樑狀構件圖 案之第二互補圖案；及 形成對應於該複數個互補圖案的複數個互補鏤空遮 罩； < 該電路圖案之分割係以能使該一端支持樑狀構件圖案 之縱橫比Ai ( L!/ W!)成爲100以下，且使該兩端支持 樑狀構件圖案之縱橫比A2 ( L2/ W2)成爲150以下之方 式而實施。 11. 一種鏤空遮罩之製造方法，其中該鏤空遮罩係由：使電 路圖案分割爲複數個互補圖案，以包含具有支持部寬度 W3及長度L3的兩端支持樑狀構件圖案之第一互補圖案， 與具備具有支持部寬度W4及長度L4的兩端支持樑狀構件 圖案之第二互補圖案的複數個互補圖案，及 形成對應於該複數個互補圖案的複數個互補圖案，而 由複數個互補鏤空遮罩之組合構成者；且 該電路圖案之分割係以能使該兩端支持樑狀構件圖案 -30 - 即更)玉:顔！ —_ _ —__— 之縱橫比A3 ( L3 / w3 )及A4 ( L4/ W4 )成爲150以下之方 式而實施。 12. —種鏤空遮罩之製造方法，其中該鏤空遮罩係由：使電 路圖案分割爲複數個互補圖案以包含具有支持部寬度W5 及長度L5的一端支持樑狀構件圖案之第一互補圖案，與 具備具有支持部寬度W6及長度L6的一端支持樑狀構件圖 案之第二互補圖案，及 形成對應於該複數個互補圖案的複數個互補圖案，而 由複數個互補鏤空遮罩之組合構成者；且 # 該電路圖案之分割係以能使該一端支持樑狀構件圖案 之縱橫比A5 ( L5/ W5 )及A6 ( L6/ W6)成爲100以下之方 式而實施。 1 3 · —種鏤空遮罩，其係以申請專利範圍第1 〇至1 2項中任 一項之方法製造者。 14. 一種電荷粒子束之曝光方法，其中透過以申請專利範圍 第1 0至1 2項中任一項方法形成之複數個互補鏤空遮 罩，依序對基板表面照射電荷粒子束，使電荷粒子束在 基板表面成形爲經予接合的形狀之轉印圖案形狀。 -31 -