[其他]帶電粒子束曝光

無效

• 申請號: 86105432
• 申請日: 1986-08-26
• 公開（公告）號: CN86105432A
• 公開（公告）日: 1987-05-27
• 發明（設計）人: 馬丁·弗爾德曼;馬丁·保羅·利普塞爾特
• 申請（專利權）人: 美國電話電報公司
• 主分類號: H01J37/00
• 分類號: H01J37/00;G03F7/20
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 鄧明

本發明涉及微型器件的制作，更具體地說，涉及一種適用于直接在工件表面上，以高速方式進行照寫的帶電粒子束曝光方法及設備。

在本技術領域中，各種帶電粒子束曝光設備都為人所知，這些例如應用于單束掃描電子的設備，已經作為一種制造高質優良特性集成電路掩模的實際工具，廣泛地應用在電子工業中。

帶電粒子束曝光設備還能夠在例如覆蓋有抗蝕劑的半導體晶片上直接地曝光出圖形。但實際上由于在大面積晶片上需要有相當長的時間束進行照寫，這種直接照寫設備尚未廣泛地用于商業性生產。

人們已經提出了許多提高電粒子束曝光設備的照寫速度的技術方法。例如，正如美國專利第4，393，312號所述，依靠用一種光柵掃描方式的辦法來提高這種設備的圖形照寫速度，其中，在掃描過程中，以高速方式改變單個照寫點的尺寸。其它為提高照寫速度而提出的方法牽涉到依靠一維或二維透鏡陣列使小面積帶電粒子源輸出擴展，以提供多個照寫點，例如，在美國專利4，153，843號以及由Ⅰ.布羅迪等人發表的“一種直接照寫曝光亞毫米圖形的高生產量的多電子束曝光系統”（“A????Mutiple-Electron-Beam????Exposure????System????for????High-Throughput，Direct-Write????Submicrometer????Lithography”By????I.Brodie????et????al，IEEE????Transactions????on????Electron????Devices，VOl.ED-28，NO.11，November????1981，Pages1422-1428）一文中所述。

但迄今為止，這些提出的技術方法在以它們的直接照寫方式工作時，實際上都不能把照寫速度提到足夠高，以使得帶電粒子曝光設備具有廉價的能用于通用生產的吸引力。

細長帶電粒子源（例如，發射電子的熱導線）連同帶孔陣列，一起被使用，以形成多個平行的電子束。在陣列中進行電子束的聚焦和獨立的調制。在實施例之一中，陣列是一維的，而且由此所提供的平行電子束陣列的寬度與要被選擇照射的晶片的寬度相差不大。所以采用使平行電子束陣列掃過晶片表面的方法，單次通過就能使晶片的整個表面曝光，在該單次通過期間，平行電子束陣列有選擇地在晶片表面上分別照射出分隔開的圖形，由此定出單次通過方向上的可變長度圖形。例如利用磁性偏轉裝置的方法來進行表面照射，該表面照射是用來垂直地確定布置圖形的。

在本發明其它實施例中，將分別與一維陣列中的孔相連的細長的p-n結或多個獨立p-n結用作電子源。而在還有的一些實施例中，用電子發射光敏元件構成電子源。

在設備的方案之一中，磁場用來使來自源的電子成象到長條形陣列上，同樣的磁場又用來將長條形陣列提供的聚焦了的輸出電子束投射到晶片表面上。

圖1為總體示意圖，具體說明了依靠本發明原則制造的帶電粒子束曝光設備;

圖2為圖1所示設備一部分的側向斷面圖;

圖3是一部分圖2所描繪的帶孔陣列的頂視圖;

圖4是沿圖3中箭頭4方向觀察的圖3所示的一部分的斷面放大圖;

圖5是表示包括有圖1中所示類型設備的整個系統的示意圖;

圖6表示圖1設備的一種改形;

圖7所描述的是，適用于這里所述設備中的定束孔的二維陣列;

圖8和圖9各以簡化形式說明包括有另一種形式帶電粒子發射部分的圖1的一種改形。

根據申請人的發明原理所制造的曝光設備是用來在工件（例如覆蓋有抗蝕劑的半導體晶片）的表面上提供多個平行帶電粒子束的。這些帶電粒子束可由電子或離子構成。在這里，為了說明的目的，側重于電子束。盡管如此，本發明的原理也可用于利用離子而不是利用電子的設備。

圖1所示為具體說明的、按照本發明原理制造的曝光設備，該設備用于在晶片12上的電子抗蝕劑層10的頂表面上，可控地進行以多個小尺寸平行電子束進行可控掃描，而晶片12又固定在X-Y可動臺14上。

圖1的常規干涉儀16和臺的定位裝置18與臺14連在一起。干涉儀16用于精確地監測X-Y平面內臺的位置及向圖5中所示的控制計算機50提供指示臺位置的信號。圖1的裝置18與臺14是機械連接的，而且臺14響應來自計算機50的信號以規定的方式運動。正如以下要詳細描述的那樣，臺14的主要運動被控制發生在Y方向上。