TWI336494B - Semiconductor device manufacturing method - Google Patents

Description

1336494 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用於製造一半導體裝置之方法，其使 用，例如，一模板遮罩作為一轉移遮罩，及一種用於製造 該半導體裝置之裝置。 【先前技術】 已知一種方法，其中在半導體裝置製造過程中，具有一 預疋圖案之一模板遮罩以一預定距離安置於欲處理的一基 板之上，以及帶電粒子（例如電子或離子）穿過定義該模板遮 罩之圖案的開口投射至該基板之上。在該方法中，帶電粒 子（離子束），例如來自一粒子源藉由一預定能量加速之離子 通過一掃描器與一磁體以便設計為一圖案化離子束。該圖 案化之離子束藉由形成於該模板遮罩之中的開口投射於該 基板之上。本文提及之欲處理的基板係一半導體基板，在 其表面之上欲形成一半導體裝置或已形成一半導體裝置 (圖中未顯示）。 其缺點係當使用該等帶電粒子處理一基板時，殘餘電荷 累積於該基板之上使得由於該等累積之電荷，形成於該基 板之上的半導體裝置因充電而損壞。已知一種克服此缺點 之傳統方法（日本專利申公開案第9 283411號，見 第4頁）。在此方法中，產生次級電子或電槳電子以中和該 等累積之電荷，從而防止由於該等累積之電荷損壞一基板。 曰本專利申請KOKAI公開案第2002-203 806號（圖29與35) 揭示一種控制累積於一欲處理之基板之上的電荷數量之方 〇r\89^89909.D〇c 1336494 法。在此方法中，一模板遮罩與該基板之間的一距離以及 一電位差係用來控制累積於該基板之上的電荷數量。藉由 在該模板遮罩與該基板之間提供一電源供應，或藉由：該 模板遮罩與該接地之間提供一電源供應並且在該基板與接 地之間也提供另一電源供應以實施該電荷數量之控制。 然而’藉由產生次級電子或電槳電子中和該等累積之電 荷對該基板與該模板遮罩之上的電荷數量、帶電粒子之上 的能量數量、該裝置之中的真空度等很敏感，而且依據此 等因素該中和之電荷數量變化很大。因此，使用藉由產生 次級電子或電樂電子令和該等累積之電荷的方法，該中和 電荷數量可能不足或應用過多之電子導致負充電，其可能 損壞該等半導體裝置。進一步而言，產生該等次級電子或 電紫電子之電荷中和機制在結構上較複雜。 另一方面，依據本方法藉由改變該模板遮罩與該基板之 間的—距離以及一電位差控制累積於該基板之上的電荷數 置’可提高產量。然而，在實施一離子植入過程之前，需 要-又置該模板遮罩與該基板之間的距離與電位差。若在該 處理過程中該等帶電粒子之照射條件穩定並且該裝置之狀 ^穩定’則沒有問題。然而，若該裝置不穩定，而且在該 旦Γ變母早位㈣之該等帶電粒子的照射量（電流數 里）變化，則該中和之電荷數量會不足，或應用過多數量之 導致負充電’其可能導致損壞該等半導體裝置。 【發明内容】 依據本發明之一方面，提供一種製造一半導體裝置之方

O:\S9\89909.DOC 1336494 法’其包括： 在一欲處理基板之上安置一模板遮罩面對該基板，該模 板遮罩具有一開口，以及 穿過該模板遮罩之該開口用帶電粒子照射該基板，同時 依據在該基板與該模板遮罩之間流動之一電流的一值調整 該模板遮罩與該基板之間的一電位差。 依據本發明之另一方面’提供一種製造一半導體裝置之 方法，其包括： 在一欲處理基板之上安置一模板遮罩面對該基板，該模 板遮罩具有一開口；以及 穿過該模板遮罩之開口用帶電粒子照射該基板，同時依 據在該基板之中流動之一電流的一值與在該模板遮罩之中 机動之一電流的一值之間的一比率調整該模板遮罩與該基 板之間的一電位差。 根據本發明之另—方面，提供_種—半導體裝置之製造 裝置，其包括： 安置於-欲處理的基板之上並面對該基板的一模板遮 罩’該模板遮罩具有一開口； 穿過該模板遮罩之開口用帶電粗子照射欲處理之基板的 一粒子源； 之一電位的一第'一 連接至該模板遮罩並改變該模板遮罩 電源供應；以及 連接至該欲處理之基板的一第—電济叶 【實施方式】

〇:\89\89909.D〇C 1336494 接下來’參考該等附圖詳細說明本發明之具體實施例。 第一項具體實施例 圖1所示係依據本發明一第一項具體實施例的一半導體 製造裝置。 在—半導體製造過程中，具有藉由形成於該模板遮罩之 中的開口形成之一預定圖案的一模板遮罩11係以一定距離 安置於欲處理的一基板12之上。帶電粒子13(離子束），例如 错由一能量加速之離子通過一掃描器與一磁體，係設計為 一帶電粒子之圖案。該圖案化之離子束13穿過形成於該模 板遮罩之中的開口照射在該基板12之上。本文提及之欲處 理的該基板12係一半導體基板，其中欲形成一半導體裝置 或已形成一半導體裝置（圖中未顯示）。 模板遮罩11與也連接於一接地的電源供應14。因而，以 "亥裝置之一外壁或接地作為一參考電位，可控制模板遮罩 11之一電位。該基板12藉由一電流計15連接於該裝置之外 壁或接地。因而，可藉由該電流計15測得自該基板流動之 電流。 當在一半導體製造過程（例如一離子植入製程）中不改變 該離子束13之照射量，即當應用於該基板12之帶電粒子數 1係恆定時，藉由該電流計15測得之一電流1!也係恆定。即 存在處理該基板12之處理條件的一適當電流值並且該適當 電流值係通常恆定。儘管最佳地，該電流^之恆定值係 0(A)，但是其並非限於此值，而可以係〇(A)之外的其它恆 定值。

O:\S9\89909dqC 9- 1336494 若由於該裝置的因素變化，該模板遮罩11與該基板12之 門失去電平衡使得該中和效應降低，則該基板12的表面 之上會開始累積過多正電荷。累積於該基板12表面之上的 過多正電荷流向該裝置的外壁使得該電流I!增大◊因此依據 此具體實施例，可測得流向該基板12之電流L並且若由於某 種原因在離子植入製程中該電流I!變得大於該適當電流 值，則可藉由該電源供應14降低該模板遮罩丨丨之一電位從 而中和開始累積於該基板12之上的正電荷。若當調整該模 板遮罩11之電位時，該模板遮罩Π之電位降低過多，則負 電荷累積於該基板12的表面之上，並且一電流變得小於一 適當電流值。該電流L係流經該電源供應14的一電流。在此 情況下，可藉由該電源供應14增大該模板遮罩丨丨之電位從 而中和開始累積於該基板j 2之上的負電荷v 從而，依據該項具體實施例，在使用帶電粒子的半導體 製造過程（例如離子植入製程）中，即使中和條件因裝置狀態 不穩定而發生變化，模板遮罩的電位也會隨裝置的狀態變 化。因此，減少了因累積於該基板之上的電荷而損壞該半 導體裝置之可能性’因而可提高產量。 第二具體實施例 圖2所示係依據本發明一第二項具體實施例的一半導體 製造裝置。與圖1之中使用㈣字相應之參考數字係附於該 等相應組件，並省略其說明。 在一半導體製造過程中，具有藉由形成於該模板遮罩之 中的開口形成之一預定圖案的一模板遮罩21係以一定距離

〇：\89^99〇9.D〇C -10- 安置於欲處理的—基板22之上◊帶電粒子23(離子束），例如 藉由一旎量加速之離子通過一掃描器與一磁體，係設計為 帶電粒子之圖案。該圖案化之離子束23穿過形成於該模 板遮罩之中的開口照射在該基板22之上。本文提及之欲處 理的該基板22係一半導體基板，其中已形成一半導體裝置 (圖中未顯示）。 該模板遮罩21與藉由一電流計25也連接接地（即該裝置 之外壁）之一電源供應24相連接。因而，以該裝置之外壁 或接地作為參考電位，可控制模板遮罩21之一電位。進一 步而吕，可藉由該電流計25測得自模板遮罩21流動之一電 流》該基板22藉由一電流計26連接至接地（即該裝置之一外 壁）。因此，可藉由該電流計26測得自該基板流動之一電流。 當在一半導體製造過程（例如一離子植入製程）中不改變 該離子束23之照射量，即當應用於該基板22之帶電粒子數 量係恆定時，藉由該電流計25測得之一電流L也係恆定。即 存在處理該基板22之處理條件的一適當電流值並且該適當 電流值係通常恆定❶儘管最佳地，該電流h之恆定值係 0(A)，但是其並非限於此值，而可以係之外的其它恆 定值。 然而，若在該半導體製造過程中（例如一離子植入製程）， 每單位時間之該離子束23的照射量隨時間而變化，則每單 位時間應用於該基板22之帶電粒子數量也變化，使得藉由 該電流計26測得之電流U也變化。另—方面，因為若在一模 板遮罩2丨與該基板22之間的電性平衡穩定，則可保持該中

O:\89\89909.DOC -11· 1336494 和效應，故自該基板22流動之電流If相對於自該模板遮罩2! "IL動之電流I2之比率’即一電流比I"]；2係怪定。即存在取決 於處理該基板22之處理條件的一合適電流比，並且通常此 值係恆定。 若由於該裝置的因素變化’模板遮罩21與該基板22之間 失去電性平衡使得該中和效應降低，則該基板22的表面之 上會開始累積過多正電荷。若過多正電荷開始累積於該基 板22的表面之上，則自該基板22流動之電流I丨相對於自該模 板遮罩21流動之電流〗2的比率，即該電流比Ii/l2會增大。然 後依據此具體實施例，可測得該電流比Ιι/Ιζ並且若由於某 種原因在離子植入製程中該電流比變得大於其適當電 流比，則可藉由一電源供應24降低該模板遮罩21之電位從 而中和開始累積於該基板22之上的正電荷。若當調整該模 板遮罩21之電位時’該電位降低過多，則負電荷累積於該 基板22的表面之上並且該電流比Ιι/；[2變得小於該適當電流 值。在此情況下，可藉由該電源供應24降低該模板遮罩以 之電位從而中和開始累積於該基板22之上的負電荷。 因此依據此具體實施例，即使在使用該等帶電粒子之半 導體製造過程中（例如-離子植入製程），該離子束的照射量 隨時間而變化，但是藉由诂,+ #田+ 疋猎由減小由於累積於該基板之上的電 荷可旎損壞該半導體之可能性，可提高產量。 第三具體實施例 圖3所示係依據本發明-第三項具體實施例的—半導體 製造裝置°與圖1相應之參考數字係附於該等相應組件，並

O:\89\89909.DOC -12- 1336494 省略其說明。 在半導體製造過程中，具有藉由形成於該模板遮罩之 I的開口形成之-默圖案的—模板遮罩31係以—定距離 安置於一欲處理基板32之上。帶電粒子33(離子束），例如藉 由一能量加速之離子，通過一掃描器及一磁體係設計為一 帶電粒子之圖案。該圖案化之離子束33藉由形成於該模板 遮罩之中的開口照射在該基板32上。本文提及之欲處理的 該基板32係一半導體基板，其中已形成-半導體裝置（圖中 未顯示）。 模板遮罩31與藉由一電流計35連接至接地（即該裝置之 卜壁）之電源供應3 4相連接。因而，以該裝置之外壁或 接地作為一參考電位，可控制該模板遮罩31之一電位。進 步而5，可藉由該電流計35測得自該模板遮罩3 1流動之 一電流。該基板32與也藉由一電流計37連接至接地（即該裝 置之外壁）之一電源供應3 6相連接。因而，以該裝置之外 土或接地作為一參考電位，可控制該基板32之一電位❶此 外，可藉由該電流計37測得自該基板32流動之一電流。 田在半導體製造過程中（例如一離子植入製程）不改變 該離子東33之照射量，即當應用於該基板32之帶電粒子數 ϊ係恆定時，藉由該電流計35測得之一電流1也係恆定。即 存在處理該基板32之處理條件的一適當電流值並且該適當 電机值係通常恆定。儘管最佳地，該電流U之恆定值係 0(A)，但是其並非限於此值，而可以係〇(a)之外的其它恆 定值。

〇：NS9\89909.D〇C 13- 1336494 —=而’右在該半導體製造過程中（例如—離子植人製程）， >單位時間之該離子束33的照射量隨時間而變化，則每單 位時間應用於該基板32之帶f粒子數量也變化， 該電流計36測得之電流因為若 遮罩與該基板32之間的電性平衡穩定，則可料該中和 效應，所以自該基板32流動之電流_對於自該模板遮罩” 流動之電流l2之比率，即一電流比Ii/l2係怪定。即存在取決 於處理該基板32之處理條件的—合適電流比，並且 值係恆定。 若由於該裝置的因素變化，該模板遮罩31與該基板以 間失去電性平衡使得該中和效應降低，則該基板Μ的表面 之上會開始累積過多正電荷。若過多正電荷開始累積於該 基板32的表面之上，則自該基板32流動之電流^相對於自該 模板遮罩31流動之電流l2的比率，即該電流比心會增大。 接下來依據此具體實施例，可測得該電流比乙…並且若由 於某種原因在離子植人製程中該電流比Μ變得大於其適 當電流比，則可藉由電源供應34、36,減少該模板遮㈣ 與該基板32之間的電位差從而中和開始累積於該基板32之 上的正電荷。右當調整該模板遮罩31與該基板Μ之間的電 位差時該電位差降低過多，冑負電荷累積於該基板Μ的表 面之上並且該電流比I"〗2變得小於該適當電流值。 依據本具體實施例，可藉由調整該等電源供應34、％中 和開始累積於該基板32之上的負電荷，從而增大該模板遮 罩3丄與該基板32之間的電位差。此時，考慮到對該半導體

O:\89\89909.DOC -14- 1336494 裝置之影響，較佳地’將連接至該基板32之電源供鹿％用 作該電源供應3 4之一補充。由於藉由使用連接至該模板遮 罩31與該基板32之電源供應34、36可獨立地調整該模板遮 罩3 1與該基板32之電位，所以可獲得一最佳中和。因此， 也依據本具體實施例，即使在使用該等帶電粒子之半導體 製造過程中（例如一離子植入製程）該離子束的照射量隨時 間變化，然而由於累積於該基板之上的電荷損壞該半導體 裝置之可能性可降低，因而可提高產量。 入製程）累積於該基板之上的電荷損壞該半 如上文之詳細說明，依據本發明之具體實施例，可降低 在使用該等帶電粒子之半導體製造過程中（例如一離子植 性，並因而可提高產量。

。所以，本發 【圖式簡單說明】 導體之可 文顯示並說明的特定細節及代 可進行各種修改，而不背離隨附 定義的一般發明理念之精神或範

置製造裝朁夕甚- 項具體實施例顯示一半導體裝

置製造裝置之部公的一国‘.

置製造裝置之部分的一圖示。 —項具體實施例顯示一半導體裝 ‘.以及 二項具體實施例顯示—半導體裝

0;N89^9909.D〇C -15 - 1336494 【圖式代表符號說明】 23 離子束 11 ' 21 ' 31 模板遮罩 12、22、32 基板 13、33 帶電粒子 14、24、34、36 電源供應 15、25、26、35、37 電流計 Ιι '12 電流 O:\89\89909.DOC - 16 -

Claims (1)

1336494 中文申請專利範圍替換本(97年7月）I的年^ 正本 拾、申請專利範圍： ----- 1· 一種半導體裝置之製造方法，其包括： 在一欲處理基板之上方隔以一距離安置一模板遮罩， 該模板遮罩具有一開口定義帶電粒子可通過之斷面積； 以及 一面依據在該欲處理基板與接地之間流動之電流值， 調整該模板遮罩與該欲處理基板之電位差，一面穿過該 模板遮罩之該開口對該欲處理基板照射帶電粒子，以使 在該欲處理基板與接地間流動之該電流值為預定值。 2. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中調 整該電位差之步驟包括：藉由使用在該模板遮罩與接地 之間提供的第一電源供應，以接地作為參考電位改變該 模板遮罩之電位。 3. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中調 整該電位差之步驟包括：藉由使用在該模板遮罩與接地 之間提供的第一電源供應與在該欲處理基板與接地之間 提供的第二電源供應，改變該模板遮罩與該欲處理基板 之間的電位差。 4. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置之製造方法，其中調 整該電位差之步驟包括：當該電流由該基板流向接地且 由該基板流向接地之該電流值大於該預定值時，減少該 模板遮罩之電位；及當該電流由該基板流向接地且由該 基板流向接地之該電流值小於該預定值時，增加該模板 遮罩之電位。 89909-970718.doc 1336494 5. 一種半導體裝置之製造方法，其包括： 在一欲處理基板之上方隔以一距離安置一模板遮罩， 該模板遮罩具有一開口定義帶電粒子可通過之斷面積； 以及 穿過該模板遮罩之該開口，對該欲處理基板照射帶電 粒子，同時依據在該欲處理基板與接地之間流動之電流 值與在該模板遮罩與接地之間流動之電流值之間的比 率，調整該模板遮罩與該欲處理基板之間的電位差，以 使該等電流之該比率為預定值。 6.如申請專利範圍第5項之半導體裝置之製造方法，其中調 整該電位差之步驟包括：藉由使用在該模板遮罩與接地 之間提供的第一電源供應，以接地作為參考電位改變該 模板遮罩之電位。 7. 如申請專利範圍第5項之半導體裝置之製造方法，其中調 整該電位差之步驟包括：藉由使用在該模板遮罩與接地 之間提供的第-電源供應與在言玄欲處理基板與接地 提供的第二電源供應，改變該模板遮罩與該欲處理 之間的電位差。 之 基 ：# 8.如申請專利範圍第5項之半導體裝置之製造方法，其中調 整該電位差之步驟包括：當該電流由該基板流向接地且 該等電流值之該比率大於該預定值時，減少該模板遮罩 之電位；及當該電流由該基板流向接地且該等電流值之 該比率小於該預定值時，增加該模板遮罩之電位。 89909-970718.doc -2-