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經濟部中央櫺準局β工消費合作社印¾ Λ 6 \) 6__ 五、發明説明（丨） 〈發明之背景〉 本發明是有關電子束独刻術及其糸統，特別是有關以 光學對準標記來對準整個晶Η的電子束独亥(1術和一個，包含 有光學對準樣記檢測器的電子束蝕刻糸統。 在製造一個半導體元件時，把光阻層做成所需的取狀 極為重要。在触刻的過程中，有許多種光阻可用為触刻時 的保護層。例如：把半導體基板上的絕緣層選擇性的開個 洞以作為擴散的區域，或者把連接半導髏元件的細金屬線 独刻出來。 ' 此處所提的圖案是以紫外線或遠紫外線透過光罩對光 阻作選擇性的曝光後，再顯影做出來的。此種技術稱為光 學蝕刻。 可是以前述的紫外線或遠紫外線的光學蝕刻所産生的 圖形的解析度被限制在一個微米左右。最近，有別於光學 蝕刻而能産生次微米的圖形，進而增加半導體元件的密度 的技術已經被開發出來；這些技術包括電子束独刻， 線触刻和離子束註刻等。 電子束触刻術（以下簡稱為F.BU是以聚焦的電子束以 産生電路圖案的製程。利用電子束可以直接地把比1微米 還細微的圖案直接地寫在半導體晶片表面的光阻上，或寫 在光學蝕刻所需的光軍表面的光阻上。 佈局時所産生的圖案是以影像的方式存於電腦中，再 以電腦的訊號調整電子折射鏡來控制電子束。因此EBL不 需要光罩就能夠直接地在晶Μ上寫出比一微米還小的圖案 -3- (請先閲讀背面之注意事項再蜞窝本頁) 裝< 線- 本紙張尺度边用中8 Η家«準（CNS)甲4規格（210x297公龙）

經濟部中央標準局员工消费合作社印製 Λ 6 Π6_ 五、發明説明（2) 。此技術使得層與曆間的對準有了極高的準確度，甚而比 0·1微米還細微的圖案都可藉此技術做出來。雖然電子也 具有波動的性質，不過相對於EBL糸統中所使用的能量， 電子的波長大約是0: 2到0· 5埃之間（1 u m等於10000埃）。 如此就可以避免掉限制了光學蝕刻解析度的繞射現象。所 以用EBL製程産生圖案的方法吸引了廣泛的注意，而使EBL 製程商業化的實際應用上也不斷地投入了許多心力。 —般的半導體元件的製造過程中，需要多次的蝕刻製 程才能産生所需的圖案和結構。而每一步驟中將産生的圖 案必須與先前已形成的圖案作極為準確的對準才行。EBL 的速度相對於傳統的光學蝕刻是相當慢的。所以，在産生 —般的圖案時，可以用較快的傳統的光學独刻製程來産生 光阻的圖案，至於極小的圖案才藉電子束寫在光阻上。如 此可以縮短製造半導體元件所需的時間。以上所提的EBL 製程中的電子束糸統包含一個電子束的光學糸統和一個自 動的機槭台架。 如上所述的，在多次的光學蝕刻以産生圖案的製程中 ,如有一層圖案需用到EBL製程，則在前面數個光學独刻 的步驟完成後，接箸再以EBL製程使光阻曝光，完成後在 繼缅其他未完成的光學蝕刻製程。 早期的EBL都是在晶Η上做對準標記，然後利用此標 記以準確地確定電子束在晶Μ上的相關位置。以這種方法 就可以使電子束的位置在每次寫的過程前得以準確地重新 校正。在定位的步驟中，罨子束均對校正標記的X和y座標 -Λ ~ (請先閲讀背面之注意事項再项寫本頁) 裝- *1Τ_ 線· 本紙張尺度边用中a a家橒準（CNS) Τ 4規格（210 X 297公Ji) ΛΠ 經濟部中央標準局貝工消t合作社印¾ 五、發明説明（3) 做掃描。由偵測從這些標記反射回來的電子，據以産生ig 訊號。基於這些電訊號就可以把電子束準確地定位在晶Μ 上。 假如晶片是藉由能生産非常快的積體電路的機器來寫 ，通常都會包含用來對準整個晶Η的第一個校正標記和用 來對準電子束正在掃描的區域或晶元的第二傾校正標記。 -校正標記可能是由重金靥做成的基座或者是触刻在矽或玻 璃上的圖案。而校正和對準就是藉由偵測從這些檫記反射 回來的電子做到的。 目前，用在EBL的第一個校正標記所佔的面積約1平方 毫米，此面積比光學触刻所用的校正標記的面積大上數百 倍，原因在於避免電子束掃描和尋找到校正標記前，意夕卜 地使元件谭的光阻曝光。 其結果是需要大面積的第一個校正標記沒辦法做在隔 離晶元的切割道中。為此，製造第一個校正標記需要一道 額外的製程。例如，在美國第四四〇七九三三號專利中提 到在晶Μ兩端做出以賴的二矽化物（二矽化银）製成的校正〜 標記來配合以電子束使光阻曝光的方法。 上述的第二個校正標記一般都是做成十字型而擺在晶 元之間。第一圖是預備以電子束來曝光，而表面上有第一 和第二種校正標記的晶Η，其中數字1代表晶Η,數字2 代表第一種校正標記，數字3代表一個區域，數字4代表 第二種校正標記。 第一圖中的晶Μ在傳統的光學蝕刻後，若接著要再以 -5- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 訂- -線. 本紙尺度逍用中8國家捣準（CNS)f 4規格（210x297公龙） 〇bί^ ' Λ 6 _Π_6_ 五、發明説明（4) 電子束使塗佈在晶Η上的光阻曝光，則首先以«子束掃描 晶片1找到第一種校正標記2。然後可以旋轉和移動整個 晶>=!來對準。接下來要用電子束使晶Η上的某些區域或晶 元曝光，則先以電子束找到第二種校正標記4做更好的對 準後，再用電子束使一個區域或晶元曝光。在一個區域或 晶元上的光阻曝過光後，在曝光另一個區域或晶元上的光 阻之前，先找到相對應的第二種校正標記後，憑此利用自 動機槭台架再對準晶Η—次。 若依照上述的方法，EBL；必先利用電子束去尋找第一 種校正標記，則塗佈在晶Η上的光阻就可能在電子束掃描 晶片時被曝光了。再者，因為晶片一開始未被準確的放置 ,整個晶>=!的四周就必須被浪費掉寬達一毫米的空間而沒 辦法在上面做半導體元件。 除了上述的缺點夕卜，第一種校正標記必須額外地以電 子束的製程做出來，如此，晶Η的生産置就降低了。 〈發明之總論〉 因此，本發明之一目的像提供一種不需以EBL來製造 第一種校正標記或不需以電子束來偵測第一種校正標記的 電子束曝光方法。 、 ' 經濟部中央標準局S工消伢合作社印3i 本發明之另一目的在提供一種配合此新的電子束曝光 方法的糸統。 簡潔的a,依照本5$明，提供了一種使晶Κ上的光阻 以電子束曝光的方法。此方法首先以偵測光學蝕刻所用的 校正標記來對準晶H,接著再偵測晶Η上EBL用的校正標 -6- 81. 2. 20,000 (請先閲讀肾而之注意事項再填窍本1{ 線 本紙張尺度边用中a ffl家樣準（CHS) 規怙（210x29/公龙）

66 五、發明説明（5) 記再次對準晶然後就可以用電子束使光阻曝光。在多 次的光學独刻和EBL的配合下，就可以産生所需的圖案和 結構。 再者，依照本發明，提供了一種EBL糸統，包含了能 對晶Η做電子束掃描的電子束糸統，在電子束下放置和移 動晶Η的自動機槭台架，和一個光學對準記號的偵測器以 做晶Η的初次對準。 〈圃式的簡單說明〉 以下將對本發明作詳細的描述，而熟悉此領域的人將 從而清楚地瞭解到本發明的更多的特點和好處，一並參照 所附之圖示： 第一圖是要做傳統的EBL晶Η,在晶Μ上需做有第一 和第二校正標記。 第二圖是依據本發明所做成EBL晶Η。 第三圖是依據本發明所完成的EBL糸統，具有光學對 準標記的偵測器。 〈較佳具體實施例之詳細描述〉 第二圖是依據本發明來做電子束独刻的晶Κ ,所標示 的數字代表的意義和第一圖相同。 經濟部中央楳準局β工消#合作社印31 (請先閲讀背面之注意事項#填寫本頁) 在傳統的光學蝕刻中，其所使用的對準標記是用光線 使晶Η上的光阻曝光而事先做在晶片上的。再偵測此標記 以産生電訊號。根據此訊號就可以決定光罩對晶Η的相關 位置。 曝光機可對晶片做整片的或局部的對準。整Η的對準 -7 — 本紙张尺度边用中8國家炸準（CNS)肀4規格(210x297公¢) 經濟部屮央榀準局貞工消伢合作社印5i 五、發明説明（s ) 是以旋轉和移動來對準晶Η。局部的對準則是對將要曝光 的晶元中的校正標記做進一步的對準，所以也稱為一個晶 元一個晶元的對準或一個區域一個區域的對準。整個晶Μ 的對準通常是在送晶Μ到投射的鏡片底下做曝光前，就在 另一値地方的對準台上做好了。如果可以允許較大的重曼 誤差（例如：0.7微米或更多），則馬上可以進行晶Η的曝 光不需要再次的局部校正。 當需要做局部的校正時，則在每次的局部校正前，都 先做一次個晶片的對5^。 本發明所用的方法的特點就在於電子束曝光的步驟前 ，晶Η就先用上述的光學對準方法做初次的對準。 也就是說，首先以偵測光學對準標記的光學對準方法 來對正整値晶Η,然後以電子束掃描晶Η,藉由EBLM正 標記反射回來的電子來做局部的對準，爾後再做EBL。 一開始，第二圖中的晶Η 1藉由偵測晶Η上的光學對 準標記（未標繪出來）來做螯個晶Η的校正。完成此步驟後 重β的誤差大約是5微米或更少。在上述的第一次對準後 ，就以電子束來偵測第二種校正標記來做局部的對準。局 部對準後，重璺的誤差只有0*1微米或更小。 第三圖是依據本發明的包含有光學對準標記偵測器的 糸統。在同一張圖中，數宇11代表電子束糸統，數字12代 表電子束，數字 13代表光學對準標記的偵測器，數字14 代表電子的聚焦鏡，數字15代表一組光學鏡Μ，數字16代 表晶Η,數字17代表一個自動的機械台架。 _8~ (請先閲渰背而之注意事項孙填荈本/ 裝. 31. 2. 20,000 Λ 6 \\ 6 五、發明説明（/) 以上所提的光學對準記號偵測器包括一個感測器13和 一組光學鏡Η15。而這個光學對準記號偵測器可以放在電 子束糸統11的旁邊或裡邊。 要用電子束使晶Μ上的光阻曝光時，如第二圖所示， 感測器13先透過光學鏡Η15偵測到半導體晶Η 1上的光學 對準記號，然後根據此感測器13所産生的訊號就可以對這 個半導體晶Η 1做初次的對準。接箸以電子束1¾¾描此晶 Η 1,再偵測由電子束校正標記反射回來的電子，依據此 結果就可以對晶Η 1做第二次的校正（也就是局部的對準） 請 先 •閲-讀. 背. 之 注 念 項 m % 本 2k 經濟部中央楳準局员工消伢合作社印¾. 以電子束使晶>4上的光阻曝光時，因為不需要像傳統 上的EBLSS程依靠額外地做在晶Η上的校正標記來對準整 個晶Η,所以光阻就可以避免掉不必要的曝光，而半導體 晶Η的産能也將因此而增加。 再者，假如以包括有光學校正記號偵測器的EBL糸統 來做EBL製程，則無需額外的步驟（例如，製造在EBL中校 正整個晶Η用的校正標記的步驟和以電子束來對準整個晶 Μ的步驟。）則在形成圖案和結構的多重步驟中，就可以 一起使用EBL製程和光學蝕刻製程。因此，可以簡作蝕刻 的製程，用時使用EBL製程和光學蝕刻製程不會遇到困難 -9- 本尺度通用中a Η家樣準(CNS)平4規岱（2丨0χΜ7公度) V. 2. 20,000 裝 訂 線

Claims (1)

1. AT B7 C7 D7_ 六、申锖專利範園 1.—種電子束触刻術，偽在同時使用光學触刻和EBL做出 圖案和結構的多重步驟中，以電子束使晶;=1 1上的光阻 曝光，此方法包含下列步驟： 首先以偵測光學触刻所用的校正標記來對準整個晶Μ。 其次，藉由偵測晶Η上的EBL用的校正標記4來對準晶 Μ 1〇 接著就以電子束使光阻曝光。 2·如申請專利範圍第1項之方法，在其中的第一次對準後 ，晶片的重曼誤差不超過5微米。 3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中晶Μ第二次對準後 ，重昼的誤差不超過0·1微米。 4. —種電子束独刻術糸統，其包含有能夠以電子束12掃描 晶Η的電子束糸統11、12、14 ; 一能在電子束12下移位 ,放置晶Μ16的自動機械台架17;和以光學校正標記對 準整個晶Μ的偵測機構13、15者。 5*如申請專利範圍第4項之電子束触刻糸統，其中所述偵 測機構13、15是由一組光學鏡JH15和一個感測器13來偵 測光學校正標記。 經濟部中央標準局Μ工消赀合作社印54 6.如申請專利範圍第4項之電子束触刻糸統，其中所述的 偵測機構13、15是放在所謂的電子束条統11、12、14的 旁邊或裡邊者。 -10- 本紙張尺度適/丨】中Η國家#苹（CNS) Τ4规格（210x297公货)