專利名稱：可避免電荷效應(yīng)所導(dǎo)致電子束偏移的光罩母片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是有關(guān)于一種光罩母片結(jié)構(gòu)，特別有關(guān)于一種可避免于使用電子束直寫技術(shù)制作光罩過程中的電子束偏移的光罩母片結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體制程進(jìn)步，隨著晶片尺寸增大與半導(dǎo)體組件的集成化的趨勢(shì)，半導(dǎo)體制造關(guān)鍵技術(shù)之一的光罩，則扮演重要地位。
目前，精密光罩的制作，大多應(yīng)用光罩布局軟件控制電子束直寫(E-beamwriter)方式制作。而電子束直寫系統(tǒng)(E-beam system)可于光罩(如六光罩)制作過程中提供長時(shí)間(約為4小時(shí))的高準(zhǔn)確定位(以4GB DRAM光罩制作為例，誤差小于10nm)及良好的聚焦情形。
然而，利用電子束直寫技術(shù)(E-beam writer)制作光罩仍無可避免地于光罩制造過程中形成具有誤差的圖案，造成上述圖案誤差的主要原因是因電子束偏移(beam drift)所導(dǎo)致的受電子束曝光的區(qū)域誤差，進(jìn)而造成光罩上轉(zhuǎn)移后的圖案失真變形或圖案位置的位移(pattern displacement)等問題。而若應(yīng)用上述具有圖案誤差的光罩于后續(xù)半導(dǎo)體制程中，將對(duì)于產(chǎn)品良率與制造成本影響甚巨，且由于光罩制作復(fù)雜度日益增加，單片光罩成本動(dòng)輒高達(dá)百萬元以上，若因電子束偏移(beam drift)所造成光罩上的圖案誤差而重新制作光罩，亦造成了生產(chǎn)成本的大幅增加。
目前一般的光罩制作，于一空白光罩，例如圖1a所示的光罩10，通常為一石英玻璃材質(zhì)的透光基板12，其上涂布一厚度介于100～120nm的鉻金屬層14。然而，上述的光罩10，位于透光基板12上的鉻金屬層14并非完全地覆蓋此透光基板12，而如同圖1內(nèi)的光罩10所示，可明顯地于光罩10上區(qū)分出鄰近光罩10邊緣的一方形環(huán)狀第一區(qū)域10a，其上露出未為鉻金屬層14所覆蓋的透明基底12部分，此第一區(qū)域10a通常具有一固定寬度w1，大約為1mm，而此方形環(huán)狀的第一區(qū)域10a內(nèi)則為鉻金屬層14所完全覆蓋的第二區(qū)域10b。
于現(xiàn)有應(yīng)用電子束直寫技術(shù)的光罩制作中，接著會(huì)于光罩10上覆蓋一阻劑層15，此時(shí)，其上視結(jié)構(gòu)則如圖1b中所示，為阻劑層15所完全覆蓋。接著進(jìn)行一直寫程序，以光罩布局軟件(例如為cats)提供至少一預(yù)定圖案并控制電子束直寫(例如E-beam writer)直寫于在光罩10上適當(dāng)區(qū)域內(nèi)的阻劑層15上。接著并藉由后續(xù)的顯影程序以形成如圖1c中位于光罩10上的多個(gè)阻劑圖案19及19’。
接著，于后續(xù)制程中更利用此等阻劑圖案為幕罩以蝕刻其下的鉻金屬層14，以制備出應(yīng)用于半導(dǎo)體制程中具有適合圖案的量產(chǎn)光罩。
請(qǐng)參照?qǐng)D1d，當(dāng)利用光罩布局軟件于控制一電子束20直寫于圖1b中光罩10上的區(qū)域16內(nèi)，所使用的電子束20中大部分劑量的電子可為區(qū)域16內(nèi)鉻金屬層14上的阻劑層15所吸收，而未為阻劑層15所吸收的多余劑量電子則可藉由其下的鉻金屬層14的材料特性(鉻金屬，為電的良導(dǎo)體)而于整體的鉻金屬層14內(nèi)傳導(dǎo)移動(dòng)，無局部電荷累積的情形發(fā)生，而于后續(xù)顯影程序后可得到如圖1c中區(qū)域16內(nèi)圖案正確的阻劑圖形19。
然而，參見圖1e，當(dāng)利用光罩布局軟件控制一電子束20直寫于如圖1b中光罩10上區(qū)域18內(nèi)，當(dāng)直寫于區(qū)域18內(nèi)第二區(qū)域10b部分時(shí)所使用的電子束20中大部分劑量的電子為其內(nèi)的鉻金屬層14上阻劑層15所吸收，而電子束20中未為阻劑層15所吸收的多余劑量的電子則可藉由鉻金屬層14的材料特性(鉻金屬，為電的良導(dǎo)體)而于整體的鉻金屬層14內(nèi)傳導(dǎo)移動(dòng)，無局部電荷累積的情形發(fā)生；而當(dāng)直寫于區(qū)域18內(nèi)第一區(qū)域10a部分時(shí)，大部分劑量的電子雖為透光基底12上的阻劑層15所吸收，然而此時(shí)電子束20中多余劑量電子卻無法藉由透光基底12的材料特性(因其材質(zhì)為石英玻璃，不具導(dǎo)電性)將的傳導(dǎo)或移動(dòng)，而產(chǎn)生于區(qū)域18內(nèi)的透光基底12上(即第一區(qū)域10a)局部區(qū)域的累積電荷22。
請(qǐng)參照?qǐng)D1f，當(dāng)后續(xù)直寫程序再次直寫于區(qū)域18內(nèi)的第一區(qū)域10a部分時(shí)，其電子束20將受先前的累積電荷22影響產(chǎn)生了電性上的排斥效應(yīng)，亦即為所謂的電荷效應(yīng)(charging effects)，進(jìn)而造成了此電子束20于直寫程序中的電子束偏移現(xiàn)象(E-beam shift)，其所造成的偏移電子束20’將會(huì)使電子束20照射區(qū)域產(chǎn)生偏差，而導(dǎo)致鄰近區(qū)域上的阻劑層15接受到此偏移電子束20’的曝光，而于后續(xù)顯影過程后于光罩10上形成如圖1c中位于光罩10上邊緣區(qū)域18內(nèi)的阻劑圖案19’，其圖案外型變形且失真，與其它位于如區(qū)域16內(nèi)阻劑圖案19明顯不同，而將于后續(xù)光罩制程中于光罩上產(chǎn)生失真變形的圖案或位置偏差的圖案等瑕疵圖案。若接著應(yīng)用此具有瑕疵圖案的光罩于后續(xù)的半導(dǎo)體制程中，將更于晶片上形成失真變形的組件圖案或位置偏差的組件圖案，而影響產(chǎn)品良率與制造成本甚距。
于美國專利第6130432號(hào)中，揭露了一種配置有動(dòng)態(tài)聚焦線圈(dynamicfocus coil)的電子束系統(tǒng)，以避免于電子束直寫程序中電子束偏移現(xiàn)象(beam shift)發(fā)生，但是此發(fā)明并無教導(dǎo)避免電子束偏移的光罩制作方法。
而于美國專利第5770336號(hào)中，則揭露了一種可減少產(chǎn)生于半導(dǎo)體材質(zhì)光罩上的電荷效應(yīng)(charging effects)的電子束光罩的制作方法，但是此發(fā)明亦無教導(dǎo)于光罩制作過程中用以避免直寫的電子束偏移的事實(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的是提供一種可避免電荷效應(yīng)所導(dǎo)致電子束偏移的光罩母片結(jié)構(gòu)，可減少電子束于直寫程序中的電子束偏移現(xiàn)象(E-beam shift)，以利制造出無變形失真或位移等瑕疵圖案的光罩。
為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種可避免電荷效應(yīng)所導(dǎo)致電子束偏移的光罩母片，其結(jié)構(gòu)可避免光罩上的電荷效應(yīng)(charging effects)發(fā)生，進(jìn)而避免直寫過程中電子束偏移的情形出現(xiàn)，以提升形成于光罩上圖案的準(zhǔn)確度。
簡(jiǎn)言之，本實(shí)用新型的一種可避免電荷效應(yīng)所導(dǎo)致電子束偏移的光罩母片，其結(jié)構(gòu)包括一透明基底；以及一遮蔽層，涂布于該透明基底上以完全遮蔽該透明基底。
利用本實(shí)用新型的可避免電荷效應(yīng)所導(dǎo)致電子束偏移的光罩母片，可避免于電子束直寫程序中，電子束出現(xiàn)偏移的情形，可于電子數(shù)直寫程序后得到圖案良好的光阻圖案，有助于后續(xù)光罩圖案的制作，以避免形成有瑕疵圖案的量產(chǎn)光罩，對(duì)于減低半導(dǎo)體制程成本及提升產(chǎn)品良率皆有極大的效用。


圖1a至圖1f所示為現(xiàn)有光罩制作流程中因電荷效應(yīng)造成的電子束偏移的示意圖。
圖2a至圖2d所示為根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例中的可避免電荷效應(yīng)所導(dǎo)致電子束偏移的光罩母片及其于光罩制作上的應(yīng)用情形。
符號(hào)說明10、200～光罩；12、204～透明基底；14～鉻金屬層；15、207～阻劑層；206～遮蔽層；10a～第一區(qū)域；10b～第二區(qū)域；
w1～第一區(qū)域的寬度；w2～外圍區(qū)域的寬度；20、208～電子束；19、19’、210～阻劑圖案；20’～偏移電子束；22～累積電荷；16、18、202～區(qū)域。
具體實(shí)施方式
為了讓本實(shí)用新型的上述目的、特征、及優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下以下請(qǐng)參見圖2a至圖2d，詳細(xì)說明根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例中的可避免電荷效應(yīng)所導(dǎo)致電子束偏移的光罩母片及其于光罩制作時(shí)的應(yīng)用情形。
請(qǐng)參照?qǐng)D2a，是顯示本實(shí)用新型的利用可避免電荷效應(yīng)所導(dǎo)致電子束偏移的一光罩母片。本實(shí)用新型中的光罩母片，例如為一光罩200，其結(jié)構(gòu)包括有如石英玻璃材質(zhì)的透光基板204(未顯示)，其上涂布有厚度介于100～120nm的遮蔽層206，遮蔽層206的材質(zhì)則例如為鉻金屬(Cr)的導(dǎo)電材料。值得注意的，此時(shí)位于透光基板204上的遮蔽層206系完全地覆蓋透光基板206，于光罩200邊緣的區(qū)域202中并無露出如圖1a所顯示的位于光罩邊緣且未為遮蔽層覆蓋的透明基底部分。
接著，以應(yīng)用電子束直寫技術(shù)的光罩制作程序?yàn)槔庹f本實(shí)用新型的可避免電荷效應(yīng)所導(dǎo)致電子束偏移的光罩母片于制程光罩制作上的應(yīng)用。
請(qǐng)參照?qǐng)D2b，采用前述光罩200做為光罩母片，接著于光罩200上毯覆性覆蓋一阻劑層207，例如為常用的電子束微影用阻劑。
接著請(qǐng)參照?qǐng)D2c，利用光罩布局軟件控制一電子束208于如圖2b內(nèi)阻劑層207內(nèi)執(zhí)行直寫程序。于上述直寫程序中，因光罩200上的透明基底204部分是遮蔽層206所完全覆蓋，故于直寫程序中大部分劑量的電子除了為遮蔽層206上的阻劑(未顯示)吸收外，電子束208中的多余劑量電子皆可藉由遮蔽層206的導(dǎo)電特性(例如為鉻金屬，為電的良導(dǎo)體)而于遮蔽層206內(nèi)傳導(dǎo)移動(dòng)，無局部的電荷累積情形發(fā)生，故無電荷效應(yīng)(no charging effects)的產(chǎn)生，對(duì)于后續(xù)電子束直寫程序亦不會(huì)造成因電子束與累積電荷因電性相斥所造成的電子束偏移現(xiàn)象。
因此，于上述直寫程序中，電子束208可寫入于光罩200上任何區(qū)域內(nèi)，以充分運(yùn)用此光罩200，并于后續(xù)顯影程序后可得到如圖2d中所示，位于光罩200上所形成的多個(gè)阻劑圖形210，而此些阻劑圖案皆無圖形失真變形或位移的現(xiàn)象發(fā)生。
雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤飾，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種可避免電荷效應(yīng)所導(dǎo)致電子束偏移的光罩母片，其特征在于包括一透明基底；以及一遮蔽層，涂布于該透明基底上以完全遮蔽該透明基底。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可避免電荷效應(yīng)所導(dǎo)致電子束偏移的光罩母片，其特征在于該遮蔽層為電的良導(dǎo)體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可避免電荷效應(yīng)所導(dǎo)致電子束偏移的光罩母片，其特征在于該遮蔽層材質(zhì)為鉻金屬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可避免電荷效應(yīng)所導(dǎo)致電子束偏移的光罩母片，其特征在于該透明基底材質(zhì)為石英玻璃。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種可避免電荷效應(yīng)所導(dǎo)致電子束偏移的光罩母片，其結(jié)構(gòu)包括一透明基底；以及一遮蔽層，涂布于該透明基底上以完全遮蔽該透明基底。
文檔編號(hào)G03F7/20GK2699337SQ20042005960
公開日2005年5月11日 申請(qǐng)日期2004年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月20日
發(fā)明者林政旻 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司