专利名称：用于带电粒子束的局部集团掩模的制作方法
技术领域：
本发明涉及带电粒子束曝光的局部集团掩模(collective mask)，其实现多个理想图形的集团转换(collective fransfer)。
现代半导体器件生产的先决条件是大的生产量。这对用于制作半导体晶片中的精细图形的石板印刷术也是如此。为了实现大的生产量，已经提出有使用带电粒子束掩模的转换方法，该带电粒子束掩模等同于事先制备有理想图形且适用于光或X射线的掩模或者原版(reticle)。用于这种转换方法的局部集团掩模，适用于带电粒子束，通常制作有用于可变成形的开口，以及代表来源于器件设计数据的接触图形、线面图形或者相似重复图形特征的开口。
为了制备局部集团掩模，原度为20μm的硅(Si)晶片通常要经过刻蚀开槽，以便形成器件图形或开口。然而问题是，每个被制作在掩模上的图形根据其开口的面积都需要一个特殊的刻蚀时间。惯常的做法是通常优化气体组份和流速、刻蚀时间等等来提高成形精度。器件图形的开口面积有时彼此相差70％或更多。结合考虑在晶片平面上刻蚀条件之间的差别并不是微不足道的事实，这将引起图形或开口的尺寸上的分散。因此，当图形或开口具有比设计尺寸小的尺寸时，要发生各种错误，包括不合格的接触拉丝和不合格的局部集团连接；最槽的情况是发生揿钮接头(snapping)和其它的严重错误。这种掩模在发生上述错误的情况下不能进行成形修正。
因此，本发明目的是提供用于带电粒子束曝光并能消除因不精确开口产生的不精确写入的局部集团掩模。
根据本发明，在用于成形带电粒子束的局部集团掩模中，该带电粒子束可以是从电子枪输出的电子束或者是从离子源输出的离子束，除开口形的理想主图形之外，还要形成开口形的辅助图形。
此外，根据本发明，在使用带电粒子束的曝光方法中，通过使用用于成形带电粒子束的局部集团掩模写入图形，该带电粒子束是从电子枪输出的电子束或者是从离子源输出的离子束。局部集团掩模包含有理想主图形和辅助图形。
另外，根据本发明，用于转换多个理想图形的带电粒子束曝光的局部集团掩模总的说来包括有呈开口形的理想主图形和用于再成型的呈开口形的辅助图形。当主图形的任何一个具有比设计尺寸小的尺寸时，要再成型邻接主图形的辅助图形，并与主图形结合。结果就排除了起因于比设计尺寸小的尺寸产生的揿钮接头或者类似的连接错误。
此外，根据本发明，用于集团转换多个理想图形的供用电子束曝光的电子束写入装置使用的局部集团掩模，包括呈开口形的理想主图形，以及呈开口形的辅助图形，辅助图形的每个开口具有当在电子束条件下不能分辨的尺寸。辅助图形应处于这样的位置跨接任何一个主图形的末端或角与一个邻接它的辅助图形的那部分是可移去的。
参考附图，通过下面详细说明，本发明上述和其它目的，特征和优点将变得清楚。
图1A-1C展示用于生产局部集团掩模的常规方法及该常规方法具有的问题。
图2A和3A是展示体现本发明的局部集团掩模的俯视图。
图2B和3B分别是图2A和3A中沿X-Y线的截面。
图4A是展示本发明另一实施例的俯视图。
图4B是4A中沿X-Y的截面。
为更好地理解本发明，对生产用于带电粒子束的局部集团掩模的常规方法做一下简单引用，如图1A-1C所示。首先，如图1A所示，厚度为20μm的Si晶片1经过刻蚀开槽。图1B是形成在晶片1的由此所得的器件图形2。接着如图1C所示，采用例如KOH对晶片1进行深刻蚀并形成开口3。通常，在Si晶片上已经形成多个这样的掩模之后，该晶片就切割好了。
然而，正如前述，形成在掩模上的每个图形根据其开口的面积都需要一个特殊的刻蚀时间。器件图形的开口面积有时彼此相差达70％或更多，导致图形或开口尺寸的分散。因此，将产生各种错误，包括不合格的接触拉丝和不合格的局部集团连接；最槽的情况是发生揿钮接头(snapping)和其它的严重错误。
下面将说明根据本发明的局部集团掩模的优选实施例。简单地说，根据本发明，掩模上形成辅助图形或开口，目的是使不精确的主图形或开口被再成型或者被修正。辅助图形的尺寸最好应为0．2μm或更小，为的是在经过直接EB(电子束)写入的条件下不分辨，尽管说该尺寸是依赖于器件的极限分辨率的。当任何一个主图形具有比设计尺寸小的尺寸并且易于引起揿钮接头或相似严重错误时，应通过例如FIB(聚集离子束)或激光束将该不合格的主图形以及邻接图形的辅助图形连接在一起以修正该尺寸。通过加速和聚集比电子重的离子束修正掩模，可以得到FIB修理的器件。
借助辅助图形，有可能相对容易地再成型掩模的主图形或器件图形。这成功地降低了易于在由局部集团散粒连接的部分处发生的揿钮接头、不合格接触拉丝以及其它错误。
参考图2A，2B，3A和3B，说明体现本发明的局部集团掩模。如图2A和2B所示，掩模包含有主图形或器件图形4以及可以用来再成型主图形4的辅助图形5。器件图形4和5分别由开口A和B实现；开口B分别邻接开口A的两端，如图所示。每个辅助图形5的尺寸约0．1μm，在经过常规直接EB写入的情况下将不分辨。假定任何一个形成在掩模上的开口的尺寸小于设计尺寸并且容易产生揿钮接头或相似严重错误。之后，如图3B所示，在开口(辅助图形)B邻接上述不合格开口A(主图形)的位置的掩模部分6被适当地去掉把开口A和B相互连起。这成功地排除了上述严重错误。
图4A和4B是本发明另一个实施例。如图所示，掩模包括由开口A实现的主图形或器件图形4和由开口B实现的辅助图形5。在所示的实施例中，四个开口B分别位于每个开口A的四个角部的附近。每个辅助图形5的尺寸约0．1μm，当经过常规直接EB写入时不分辨。当任何一个形成在掩模上的开口A的尺寸小于设计尺寸并且易于引起浮膜时，上述不合格开口A的邻接它的开口B将连在一起，正如前述实施例。这成功地排除了不合格的接触拉丝。
总之，可以认为本发明提供了能够很容易再成型以消除揿钮接头、不合格接触拉丝及其它严重错误的局部集团掩模。特别是该掩模不仅形成有由主图形或器件图形构成的开口，而且有由辅助图形构成的开口。当任何一个主图形设有预期尺寸且易于引起揿钮接头或相似严重错误时，上述不合格图形和邻接它的辅助图形将连在一起以便修正该尺寸。
本领域技术人员在本发明公开的指引下在不脱离其范围的情况下，将可以做出各种修改。
权利要求
1．在用于成形由电子枪输出的电子束或由离子源输出的离子束实现的带电粒子束的局部集团掩模中，除有呈开口形的理想主图形之外，制作有呈开口形的辅助图形。
2．根据权利要求1的掩模，其中所述辅助图形分别邻接所述主图形的相应一个的相对端。
3．根据权利要求2的掩模，其中每个辅助图形具有的尺寸在经由带电粒子束的情况下不分辨。
4．根据权利要求2的掩模，其中所述辅助图形处于这样的位置跨接任何一个所述主图形末端或角与一个邻接所述末端或所述角的所述辅助图形的那部分通过聚集离子束(FIB)或激光是可移去的。
5．根据权利要求4的掩模，其中所述每个辅助图形具有在经过带电粒子束的情况下不能分辨的尺寸。
6．根据权利要求1的掩模，其中所述每个辅助图形具有在经过带电粒子束的情况下不能分辨的尺寸。
7．根据权利要求1的掩模，其中所述辅助图形处于这样的位置跨接任何一个所述主图形末端或角与一个邻接所述末端或所述角的所述辅助图形的那部分通过FIB或激光是可移去的。
8．根据权利要求7的掩模，其中所述每个辅助图形具有在经过带电粒子束的情况下不能分辨的尺寸。
9．在使用带电粒子束的曝光方法中，通过使用用于成形由电子枪输出的电子束或离子源输出的离子束实现的带电粒子束的局部集团掩模束写入图形，所述局部集团掩模包括理想主图形和辅助图形。
10．一种用于集团转换多个理想图形的带电粒子束曝光的局部集团掩模，所述局部集团掩模包括呈开口形的理想主图形；和用于再成型的呈开口形的辅助图形；其中当任何一个所述主图形具有比设计尺寸小的尺寸时，就再成型邻接一个主图形的所述辅助图形，并将其与所述一个主图形连接起来，由此排除由因比设计尺寸小的尺寸所产生的揿钮接头(snapping)或类似的连接错误。
11．一种用于集团转换多个理想图形的供用电子束曝光的电子束写入器件使用的局部集团掩模，所述局部集团掩模包括呈开口形的理想主图形；和呈开口形的辅助图形，每个具有当经过电子束的条件下不分辨的尺寸；所述辅助图形处于这样的位置跨接任何一个所述主图形末端或角与一个邻接所述末端或所述角的所述辅助图形的那部分是可移去的。
全文摘要
本发明的带电粒子束曝光的局部集团掩膜能够易于再成型,以便消除揿钮接头(snapping),不合格接触拉丝和其它的严重错误。掩模不仅形成有由主图形或器件图形构成的开口,还有由辅助图形构成的开口。当任何一个主图形具有不足设计尺寸的尺寸且易于引起揿钮接头或相似严重错误时,上述不合格图形和邻接它的辅助图形就连在一起以修正该尺寸。
文档编号G03F7/00GK1204860SQ98115088
公开日1999年1月13日 申请日期1998年4月25日 优先权日1998年4月25日
发明者山田泰久 申请人:日本电气株式会社