專利名稱：使用聚焦離子束的化學(xué)汽相沉積的光罩圖案化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上有關(guān)于一種半導(dǎo)體工藝中的光罩圖案化的方法；更明確地，是有關(guān)一種使用聚焦離子束(FIB)的化學(xué)汽相沉積以形成光罩圖案的方法。
背景技術(shù)：
在目前的半導(dǎo)體工業(yè)中，光罩通常藉由以激光光束或電子束寫至空白光罩(mask blank)上而形成?？瞻坠庹质窃诨妆砻嫔蠟R鍍鉻(chrome)及氧化鉻而形成。在鉻膜的表面上，接著涂敷光抗蝕劑的一薄層。此種透過(guò)光抗蝕劑的顯影的濕式顯影程序常使次微米元件的圖案化受到限制。因?yàn)槟承┹^小的特征，諸如微小的光學(xué)近程改正(OPCOptical Proximity Correction)圖案，通常無(wú)法由光抗蝕劑顯影工藝所解析，即使其曝光工具配置了最小的寫入柵。
此外，已已知技術(shù)中用以制造空白光罩的鉻元素對(duì)于生態(tài)環(huán)境的破壞亦已逐漸受到關(guān)注。
因此，半導(dǎo)體業(yè)界企盼能克服光罩工藝期間由于光抗蝕劑顯影所產(chǎn)生的解析度限制，并能同時(shí)解決光罩工藝所使用的鉻對(duì)于環(huán)境所造成的污染。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述已已知技術(shù)中的缺點(diǎn)，本發(fā)明的一目的是提供一種無(wú)須使用光抗蝕劑及鉻的光罩圖案化方法。
本發(fā)明的另一目的是采用聚焦離子束(FIB)的化學(xué)汽相沉積技術(shù)以直接形成光罩圖案于石英基底上。
聚焦離子束(Focused Ion Beam，F(xiàn)IB)是一種使用離子做為照射源，經(jīng)由加速、聚焦而直接打在試片或基底上的技術(shù)。傳統(tǒng)上，聚焦離子束常用以檢修光罩上的缺陷。然而，現(xiàn)有的半導(dǎo)體工藝技術(shù)尚未采用聚焦離子束以直接形成光罩圖案于石英基底上。
依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，提供一種形成光罩圖案的方法，包括提供一石英基底，使用聚焦離子束及一有機(jī)氣體以將碳沉積于該石英基底上而形成光罩圖案。于此實(shí)施例中，所使用的離子束為鎵離子束，而該有機(jī)氣體是碳?xì)錃怏w。


圖1顯示了一種依據(jù)本發(fā)明用以沉積光罩圖案的聚焦離子束裝置；及圖2A至2C顯示依據(jù)本發(fā)明以于一石英基底上沉積碳光罩圖案的程序。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，其是一種本發(fā)明所采用的聚焦離子束裝置的概略圖示。需注意，此圖形僅簡(jiǎn)略地描繪一聚焦離子束裝置中與本發(fā)明的特征相關(guān)的部分，而并非詳盡地表示一實(shí)際應(yīng)用的裝置的各個(gè)部件，同時(shí)不應(yīng)將此圖形視為一種對(duì)本發(fā)明的實(shí)施的限制。
在圖1中，元件編號(hào)100代表鎵離子源，元件編號(hào)110代表離子光學(xué)系統(tǒng)。此離子光學(xué)系統(tǒng)110包括各種電極、孔徑及透鏡等光學(xué)元件。元件編號(hào)120代表氣體注入器，用以排出一種預(yù)定氣體，例如，碳?xì)錃怏w。于此實(shí)施例，該預(yù)定氣體是嵌二萘(pyrene)氣體。
元件編號(hào)130代表一激光干涉儀(interferometer)控制臺(tái)，其是藉由步進(jìn)馬達(dá)132及134來(lái)控制其移動(dòng)。在控制臺(tái)130上置放有一石英基底140。
操作時(shí)，首先從鎵離子源100產(chǎn)生鎵(Ga+)離子，接著透過(guò)離子光學(xué)系統(tǒng)110以將鎵離子束聚焦至基底140上。同時(shí)從氣體注入器120排出嵌二萘氣體。此嵌二萘氣體與鎵離子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)后便直接沈積碳薄膜于基底140上。此碳薄膜即形成基底上的光罩圖案。
圖2A至2C顯示了依據(jù)上述聚焦離子束裝置以使碳光罩圖案沈積于石英基底上的程序。
圖2A顯示提供一石英基底200。圖2B示意地表達(dá)聚焦的鎵離子束210與碳?xì)錃怏w(嵌二萘)220產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的狀態(tài)。圖2C顯示經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)后碳被沈積于石英基底200上以形成光罩圖案230。
根據(jù)上述實(shí)施例，碳光罩圖案被輕易地形成于石英基底之上，而免除了已知光罩圖案工藝中需先以鉻形成空白光罩，之后再涂敷光抗蝕劑及顯影等繁瑣步驟。如此得以減少鉻的使用而降低對(duì)于環(huán)境所造成的污染。此外，已知的光罩圖案工藝是使用濕式顯影，亦即，藉由溶劑型或含水型顯影劑來(lái)顯影，其是一種需藉由激光光束寫入(writing)來(lái)觸發(fā)的光-化學(xué)反應(yīng)程序，其中寫入是指由激光光束觸發(fā)一連串的光-化學(xué)反應(yīng)于光罩的光抗蝕劑層上。通常，光-化學(xué)反應(yīng)可能由來(lái)自激光光束的某一能量電位所觸發(fā)，其造成需要重復(fù)的次數(shù)(正如墻壁上漆時(shí)需要來(lái)回?cái)?shù)次地刷過(guò)墻壁)。因此，此種濕式顯影涉及大量的化學(xué)反應(yīng)，其造成較差的準(zhǔn)確度控制。反觀本案所采用的聚焦離子束的化學(xué)汽相沉積技術(shù)，其無(wú)須如已知濕式顯影所涉及的大量化學(xué)反應(yīng)，且聚焦離子束的直徑較激光光束的直徑還小，故本發(fā)明可達(dá)成光罩圖案的較佳的解析度。
本發(fā)明的許多特征及優(yōu)點(diǎn)可藉由上述說(shuō)明而變得清楚明白。此外，因?yàn)槟切┦煜け卷?xiàng)技術(shù)者可輕易地對(duì)本發(fā)明做出修飾及改變，所以本發(fā)明不應(yīng)被限定于上述的確切結(jié)構(gòu)及程序，而所有適當(dāng)?shù)男揎椉捌渫任锞杀粴w屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。故本發(fā)明是由所附的權(quán)利要求書范圍所界定而不應(yīng)由此處的詳細(xì)敘述所限制。
權(quán)利要求
1.一種形成光罩圖案的方法，包括提供一石英基底，使用聚焦離子束及一有機(jī)氣體以沉積光罩圖案于該石英基底上。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該光罩圖案是由碳所構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該聚焦離子束是以鎵金屬為離子源所形成的鎵離子束。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該有機(jī)氣體是碳?xì)錃怏w。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，該碳?xì)錃怏w是嵌二萘氣體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種形成光罩圖案的方法，包括提供一石英基底，使用聚焦離子束及一有機(jī)氣體以將碳沉積于該石英基底上而形成光罩圖案，在一實(shí)施例中，所使用的離子束為鎵離子束，而該有機(jī)氣體是碳?xì)錃怏w(carbon－h(huán)ydrogen gas)或嵌二萘(pyrene)氣體。
文檔編號(hào)C23C16/04GK1530460SQ0311576
公開日2004年9月22日 申請(qǐng)日期2003年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月13日
發(fā)明者陳新晉 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司, 中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公