专利名称：电子束单元投影孔径生成方法
技术领域：
本发明涉及一种电子束曝光装置元件，特别是一种单元投影孔径的生成方法。
诸如动态随机存取存储器(DRAM)之类的半导体电子元件的集成度已经增加，并要求超精细的加工工艺。为了在半导体生产过程中完成超精细的抗蚀图形，人们对一种采用局部单元投影方法的电子束曝光方法给予了极大的期望。该曝光方法使用一种具有与部分半导体图形或整个半导体图形相同形状孔径的Si基片的单元投影孔径。
通常，通过采用诸如使用光刻蚀法蚀刻抗蚀图形，使用等离子体的蚀刻工艺，或湿法蚀刻工艺之类的传统半导体加工工艺制备一种单元投影孔径，以便穿过一Si基片获得想要的图形。(见Y.Nakayama,H.Satoh等人的“用于EB单元投影光刻法的Si掩膜的热特性”，Jpn.J.应用物理，卷31(1992)，页4268到4272，第一部分，No.12B,1992年12月[1]，以及Y.Nakayama,S.Okazaki，和N.Satoh的“电子束单元投影光刻法一种新的使用特殊修整的Si孔径的高产率电子束直接记录技术”，J.Vac.Sci.技术B8(6),1990年11月/12月[2])更具体的，首先从表面对Si基片进行等离子体蚀刻深度为15到30微米。此后，对Si基片进行底蚀刻以便通过蚀刻所保留的500到600微米从Si基片的底部打开一图形。
图7显示了按照前述文献[1]和[2]的一单元投影孔径的生成方法。下面将按照各个单元投影孔径的生成步骤说明单元投影孔径的生成方法。
首先，在Si基片表面旋涂厚度为1微米的保护层5，使用g射线或i射线放大投影曝光装置，接触曝光装置，电子束曝光装置等等对之进行曝光，并显影获得一抗蚀图形(图7A，单元图形曝光/显影步骤)。经常使用的Si基片是一种由两片Si基片8a和8b通过Si氧化物膜作为蚀刻掩膜9接合在一起的双面Si基片8(以下简称为Si基片8)。
接着，使用保护层5作为蚀刻掩膜，对Si基片8进行等离子体蚀刻大约20微米的深度(图7B,Si蚀刻步骤)。在此，为了获得最佳的蚀刻形状，可用Si氧化物膜而不是保护层5作为蚀刻掩膜。此时，在采用保护层之前，使用热氧化或CVD(化学蒸发沉积)在Si基片的表面上形成厚约1微米的Si氧化物膜，此后通过用于Si氧化物膜形成图形的前述抗蚀图形对Si氧化物膜进行蚀刻。接着，剥离保护层5以便使已形成图形的Si氧化物膜被用作蚀刻Si基片8的蚀刻掩膜。
接着，在Si基片8的顶表面和底表面形成氮化物膜6，并且还应用了保护层5。根据顶表面图形进行校直，底表面图形被曝光和显影以对保护层5制图形(图7C，氮化物膜制备，采用保护层/曝光/显影步骤)。
该抗蚀图形被用作蚀刻Si氮化物膜6的蚀刻掩膜。去除保护层后，使用Si氮化物膜6作为蚀刻掩膜，使用KOH溶液或类似物从底表面对Si基片8蚀刻厚度约600微米(图7D，底蚀刻步骤)。
最后，使用热磷酸去除Si氮化物膜6，并且用诸如Au之类的金属膜覆盖Si基片8的顶表面作为导电层7(图7E，导电层制备步骤)。基片被切成预定的尺寸，由此完成一单元投影孔径。
如上所述，传统的生产方法相当复杂并需要昂贵的半导体生产设备和高精度的加工工艺。生产量很低也是一个问题。
单元投影辐射型电子束曝光装置的放大比率，即晶片的尺寸与孔径尺寸的比率为1/10到1/100。例如，为了在晶片上获得0.1微米的图形，图形在孔径上的宽度为1到10微米。如果此宽度下Si的蚀刻深度为15到20微米，深宽比(深度和宽度的比率)的最大值为20。目前，在工艺上很难获得此种深宽比。
而且，由于蚀刻率很低，使用诸如KON之类的蚀刻溶液从底表面对Si基片进行深蚀刻500到600微米需要很长的时间。因此，在蚀刻时Si基片的表面被蚀刻溶液损坏，导致生产量很低。
而且，半导体装置的生产要求5％或更低的加工尺寸精度。因此，孔径加工精度应具有0.05到0.5微米的高精度。而且，为了允许通过具有最佳形状的电子束，蚀刻后的圆锥连接角应为89度或更高。用传统的工艺很难达到这种严格的加工精度。
而且，用传统的加工工艺，很难形成具有不同深度的孔径。因此，很难生产可通过区分在图形的想要的位置的电子束透射比来补偿邻近效应的单元投影孔径。
因此本发明的一个目的是提供一种使用聚焦的离子束蚀刻基片的单元投影孔径生成方法。
按照本发明的电子束投影孔径生成方法包括把聚焦的离子束施加到基片顶表面的步骤，以便蚀刻成可获得用于吸收或散射电子束的足够的薄膜厚度的深度以在顶表面形成想要的图形的开口；以及把聚焦的离子束均匀地施加到除去其边缘部分的基片底表面的步骤，以便蚀刻至达到开口的深度。
按照本发明的另一方面，电子束单元投影孔径生成方法包括把聚焦的离子束均匀地施加到除去其边缘部分的基片底表面的步骤，以便蚀刻成可获得用于吸收或散射电子束的足够的薄膜厚度的深度，以及把聚焦的离子束施加到其底表面已被蚀刻的基片的顶表面的步骤，由此形成想要的图形的开口。
按照本发明的另一方面，电子束单元投影孔径生成方法包括把聚焦的离子束均匀地施加到除去其边缘部分的基片底表面的步骤，以便蚀刻成可获得用于吸收或散射电子束的足够的薄膜厚度的深度，以及把聚焦的离子束还施加到已被蚀刻的基片的底表面的步骤，由此形成想要的图形的开口。
按照本发明的又一方面，电子束单元投影孔径生成方法包括把聚焦的离子束施加到基片顶表面的步骤，以便通过蚀刻图形的周边部分到可获得用于吸收或散射电子束的足够的第一薄膜厚度的深度，并蚀刻图形的中心部分到可获得比第一薄膜厚度小的第二薄膜厚度的深度，从而在想要的位置蚀刻具有不同蚀刻深度的想要的图形的开口，以及把聚焦的离子束施加到除去边缘部分的基片的底表面的步骤，以便均匀蚀刻至达到开口的最深部分的深度以形成一通孔，同时开口的其它部分具有保留的薄膜。
按照本发明的另一方面，电子束单元投影孔径生成方法包括把聚焦的离子束均匀地施加到除去其边缘部分的基片底表面的步骤，以便均匀蚀刻到可获得用于吸收或散射电子束的足够的薄膜厚度的深度，以及把聚焦的离子束施加到基片的顶表面的步骤，以便在根据基片上的一位置控制蚀刻深度的同时进行蚀刻，由此获得具有不同深度的想要的图形的开口，这样，开口的最深部分为一通孔，开口的其它部分具有如同开口底部的薄膜。
按照本发明的另一方面，电子束单元投影孔径生成方法包括把聚焦的离子束施加到除去其边缘部分的基片底表面的步骤，以便均匀蚀刻到可获得用于吸收或散射电子束的足够的薄膜厚度的深度，以及把聚焦的离子束再施加到已被蚀刻的基片的底表面的步骤，以便在根据基片上的一位置控制蚀刻深度的同时进行蚀刻，由此获得具有不同深度的想要的图形的开口，这样，开口的最深部分为一通孔，开口的其它部分具有如同开口底部的薄膜。
按照本发明的另一方面，电子束单元投影孔径生成方法包括把聚焦的离子束施加到基片顶表面同时把蚀刻气体施加到离子束照射的位置的步骤，以便蚀刻到可获得用于吸收或散射电子束的足够的薄膜厚度的深度并且在基片的顶表面上形成想要的图形的开口，以及把聚焦的离子束和蚀刻气体施加到除去基片边缘部分的基片的底表面的步骤，由此均匀蚀刻至达到开口的深度。
按照本发明的另一方面，电子束单元投影孔径生成方法包括把聚焦的离子束施加到基片底表面同时把蚀刻气体施加到被离子束照射的位置的步骤，以便均匀蚀刻除去基片边缘部分的基片底表面到可获得用于吸收或散射电子束的足够的薄膜厚度的深度，以及把聚焦的离子束施加到底表面已被蚀刻的基片的顶表面，同时把蚀刻气体施加到聚焦的离子束照射的位置的步骤，由此形成想要的图形的开口。
按照本发明的另一方面，电子束单元投影孔径生成方法包括把聚焦的离子束施加到基片底表面同时把蚀刻气体施加到被离子束照射的位置的步骤，以便均匀蚀刻除去基片边缘部分的基片底表面到可获得用于吸收或散射电子束的足够的薄膜厚度的深度，以及把聚焦的离子束再施加到已被蚀刻的基片的表面同时把蚀刻气体施加到聚焦的离子束照射的位置的步骤，由此形成想要的图形的开口。
按照本发明的另一方面，电子束单元投影孔径生成方法包括把聚焦的离子束施加到基片顶表面同时把蚀刻气体施加到离子束照射的位置的步骤，以便通过蚀刻图形的周边部分到可获得用于吸收或散射电子束的足够的第一薄膜厚度的深度并蚀刻图形的中心部分到可获得比第一薄膜厚度小的第二薄膜厚度的深度从而在想要的位置蚀刻具有不同蚀刻深度的想要的图形的开口，以及把聚焦的离子束施加到具有所形成的开口的基片的底表面同时把蚀刻气体施加到聚焦的离子束照射的位置的步骤，以便均匀蚀刻除去基片边缘部分的基片至达到开口的最深部分以形成一通孔的深度，同时开口的其它部分具有保留的薄膜。
按照本发明的另一方面，电子束单元投影孔径生成方法包括把聚焦的离子束施加到基片底表面同时把蚀刻气体施加到离子束照射的位置的步骤，以便均匀蚀刻除去基片边缘部分的基片底表面到可获得用于吸收或散射电子束的足够的薄膜厚度的深度，以及把聚焦的离子束施加到基片的顶表面同时把蚀刻气体施加到聚焦的离子束照射的位置的步骤，以便在根据基片上的一位置控制蚀刻深度的同时进行蚀刻，由此获得具有不同深度的想要的图形的开口，这样，开口的最深部分为一通孔，开口的其它部分具有如同开口底部的薄膜。
按照本发明的另一方面，电子束单元投影孔径生成方法包括把聚焦的离子束施加到基片底表面同时把蚀刻气体施加到离子束照射的位置的步骤，以便均匀蚀刻除去基片边缘部分的基片底表面到可获得用于吸收或散射电子束的足够的薄膜厚度的深度，以及把聚焦的离子束还施加到已被蚀刻的基片的底表面和同时把蚀刻气体施加到聚焦的离子束照射的位置的步骤，以便在根据基片上的一位置控制蚀刻深度的同时进行蚀刻，由此获得具有不同深度的想要的图形的开口，这样，开口的最深部分为一通孔，开口的其它部分具有如同开口底部的薄膜。
图1是用于说明本发明第一实施例的Si基片的横截面透视图；图2是用于说明本发明第二实施例的Si基片的横截面图；图3是用于说明本发明第三实施例的Si基片的横截面图4是用于说明本发明第四实施例的Si基片的横截面图；图5是用于说明本发明第五实施例的Si基片的横截面图；图6是用于说明本发明第六实施例的Si基片的横截面图；图7是用于说明传统的生产方法中各个生产步骤的Si基片的横截面图；图8是示出用于本发明生产方法中的聚焦离子束装置的例子的示意图。
下面参照
本发明的最佳实施例。实施例1图1A，图1B和图1C是本发明第一实施例的单元投影孔径生成方法的不同步骤中的Si基片的透视图。而且，图8概略地显示了在第一实施例中使用的聚焦离子束装置的一个例子。图8所示的聚焦离子束装置包括一离子源(离子源21，屏蔽电极22，枪孔径23)，一离子聚焦系统(聚焦镜24，孔径25，扫描电极26，目镜27)，一气体供给系统(管嘴28，加热器29，贮存器30，气体源31，阀32，摇动装置33，阀手柄34)，一检测器35，一X-Y驱动装置36，及一用于放样品的X-Y工作台。
Si基片2被放置在X-Y工作台37上用由离子源21发射的Ar离子束进行处理并且由聚焦镜24和目镜27进行聚焦。例如，当在具有620微米的厚度的6英寸Si基片上形成一通孔以获得一单元投影孔径时，首先，如图1A所示，在真空中按照用于蚀刻想要的图形的图形数据由扫描电极26控制聚焦在Si基片2表面上的Ar离子束1偏转。此处，从Si基片2发射的二次电子由检测器35检测并被记录为受到监视的视频数据。蚀刻是按一深度d进行，在该深度能够在电子束曝光期间获得完全遮住一电子束所要求的薄膜厚度d。
在第一个实施例中，蚀刻20微米的深度。按照模拟结果，该20微米的深度能够在50keV加速电压的电子束曝光装置中获得完全遮住电极的足够的薄膜厚度。薄膜厚度d可以小于完全遮住电极的值，即，如果电子被吸收及散射而导致能量损失及发射角度分布变化，并且已传过薄膜的电子不能到达Si基片则可浅于20微米。即使穿过薄膜的电子到达Si基片，如果能获得足够的对比度也没有问题。这将在后面描述的其它实施例中采用。
接着，把Si基片2颠倒放置并受到Ar离子束的扫描以从Si基片2的底表面蚀刻600微米的深度，留下边缘部分以获得一贯穿的开口10，如图1B所示。由此完成图1C所示的单元投影孔径。
因此，按照本发明，使用聚焦的Ar离子束1并根据图形数据控制其偏转以便把Ar离子束直接照射到Si基片2上进行蚀刻，不需要采用在传统方法中的保护层，显影或剥离。而且，也由聚焦的离子束蚀刻Si表面的底表面，由此，不会出现由蚀刻溶液进行底蚀刻时损坏顶表面的危险。也即，可防止图形缺陷的产生，增加产量。而且，通过改变离子束的照射角度，可以改变蚀刻形成的侧壁的角度。因此，通过进行垂直照射，可以获得具有几乎垂直锥度角的孔径。
应当注意，在将要随后描述的其它实施例中也能获得前述的效果。
第一实施例描述了Ar离子束的偏转/扫描，也可以把Ar离子束固定在一特定的方向上，同时使用X-Y驱动装置36驱动/扫描其上放有Si基片2的X-Y工作台。
在前述第一实施例中，孔径为一通孔，但是也可以提供作为孔径底部的一薄膜。也即，不从Si基片的顶表面蚀刻20微米，可以在从底表面蚀刻600微米时，进行浅的蚀刻以留下一薄膜。另外，可以从顶表面蚀刻20微米并进行比从底表面600微米浅的蚀刻，以便留下一作为孔径底部的薄膜。该方法有利于形成同轴图形。
实施例2图2A和图2B是本发明第二实施例的单元投影孔径生成方法中的Si基片的横截面图。在该实施例中，为了保护Si基片表面上加工的图形，首先，从Si基片的底表面进行均匀蚀刻，此后从Si基片的底表面再进行蚀刻以获得在顶表面上加工的图形。下面将参照图2和图8进行说明。
首先，把厚度为620微米的6英寸的Si基片2底表面向上放置在X-Y工作台37上。如图2A所示，通过在真空中进行光栅扫描Ar离子束1，在Si基片2的底表面连续施加Ar离子束1以均匀蚀刻Si基片2的中心部分，留下边缘部分。蚀刻能够在电子束曝光期间获得完全遮住电子束所要求的薄膜厚度“d”的足够的深度。在该第二实施例中，从Si基片2的底表面蚀刻600微米的深度，留下20微米的薄膜厚度。该20微米的厚度能够在50keV加速电压的电子束曝光装置中足够完全遮住电子。薄膜厚度d可以用在第一实施例中说明的同样的方法修正。
接着，如图2B所示，根据图形数据控制并偏转Ar离子束1，同时把Ar离子束施加到Si基片2的底表面以便从Si基片2的底表面蚀刻20微米。由此形成作为想要的图形的通孔的开口10并完成单元投影孔径。
应当注意，取代根据图形数据控制并偏转Ar离子束1，可以间歇地控制Ar离子束1进行图2A中所示的同样方式的光栅扫描，以便仅照射将要形成开口10的部分。
实施例3图3A和图3B是第三实施例的单元投影孔径生成步骤中的Si基片的横截面图。在此实施例中，与第二实施例一样，为了保护Si基片表面上加工的图形，首先，从Si基片的底表面进行底蚀刻，此后顶表面受到蚀刻以获得加工的图形。下面将参照图3和图8进行说明。
首先，把厚度为620微米的6英寸的Si基片2底表面向上放置在X-Y工作台上。如图3A所示，如箭头40所示的通过光栅扫描Ar离子束1，在Si基片2的底表面连续施加Ar离子束1以均匀蚀刻Si基片2的中心部分，留下边缘部分。蚀刻能够在电子束曝光期间获得完全遮住电子束所要求的薄膜厚度“d”的足够的深度。在该第三实施例中，底蚀刻600微米的深度，留下20微米的薄膜。该20微米的薄膜为能够在50keV加速电压的电子束曝光装置中完全遮住电子的足够的薄膜厚度。该薄膜厚度可以用在第一实施例中说明的同样的方法修正。
接着，如图3B所示，把Si基片2顶表面向上放置，根据图形数据控制并偏转Ar离子束1，这样施加Ar离子束1以从Si基片的顶表面蚀刻20微米。由此形成作为想要的图形的通孔的开口10并完成单元投影孔径。
应当注意，取代根据图形数据控制/偏转Ar离子束1，如图3A所示，可以间歇地控制Ar离子束1的照射，以便仅照射将要形成开口10的部分。
如前面第一、第二和第三实施例所述，聚焦的离子束被偏转/扫描。然而，也可以移动具有Si基片的X-Y工作台，而不必偏转/扫描聚焦的离子束。
实施例4图4A和图4B是第四实施例的单元投影孔径生成步骤中的Si基片的横截面图。在该第四实施例中，通过离子束辅助蚀刻蚀刻Si基片以进行图形的处理。下面将参照图4和图8进行说明。
首先，把厚度为620微米的6英寸的Si基片2顶表面向上放置在X-Y工作台上。不必控制偏转聚焦的离子束，根据图形数据由X-Y驱动装置36控制具有Si基片2的X-Y工作台37的移动，同时把Ga离子束1施加到Si基片2的顶表面并且从管嘴28中喷发XeF2气体38以蚀刻Si基片2的表面形成想要的图形的开口10。蚀刻能够在电子束曝光期间获得完全遮住电子束所要求的薄膜厚度的深度d。在该第四实施例中，从顶表面蚀刻20微米的深度，留下600微米的厚度。
该20微米的厚度为能够在50keV加速电压的电子束曝光装置中完全遮住电子的足够的厚度。该薄膜厚度d可以用在第一实施例中说明的同样的方法修正。
至于XeF2气体38,XeF2被注入到贮存器30中作为气体源并由加热器29加热升华为XeF2蒸气，由管嘴28通过阀32喷出。喷出的XeF2气体38由离子束分离为Xe和F2，其中F2用来蚀刻Si基片2。此时，离子喷射的蚀刻混合着F2的蚀刻，比单独用离子喷射加工速度增加10倍。
接着，如图4B所示，把Si基片2底表面向上放置在X-Y工作台37上，X-Y工作台37进行如箭头40所示的光栅扫描，同时Ga离子束和XeF2气体被连续施加到Si基片的底表面，以便从Si基片的底表面蚀刻600微米的深度，留下边缘部分。由此形成作为想要的图形的通孔的开口10并完成单元投影孔径。
在前述第四实施例中，当加工Si基片表面时，根据图形数据控制X-Y工作台的移动。这也可以由X-Y工作台的光栅扫描代替，以控制Ga离子束仅施加到将要形成开口10的部分。此时，与Ga离子束同步，可以控制XeF2气体的使用作为气体喷射开/关，或者连续施加XeF2气体而不考虑离子束的开/关。可以选择任何方法。
实施例5图5A和图5B是第五实施例的单元投影孔径生成步骤中的Si基片的横截面图。在该第五实施例中，为了保护Si基片表面上加工的图形，首先，从Si基片的底表面进行底蚀刻，此后顶表面受到离子束辅助蚀刻以获得加工的图形。下面将参照图5和图8进行说明。
首先，把厚度为620微米的6英寸的Si基片2底表面向上放置在X-Y工作台上。不必扫描聚焦的离子束，由X-Y驱动装置36控制具有Si基片2的X-Y工作台37的移动以进行图5A中箭头40所示的光栅扫描，同时把Ga离子束1连续施加到Si基片2的顶表面并且从喷嘴28中喷发XeF2气体38以均匀蚀刻Si基片2的中心部分而留下边缘部分。蚀刻能够在电子束曝光期间获得完全遮住电子束所要求的薄膜厚度的深度d。在该第五实施例中，从Si基片的底表面蚀刻600微米的深度，留下20微米的厚度。
该20微米的厚度为能够在50keV加速电压的电子束曝光装置中完全遮住电子的足够的厚度。该薄膜厚度d可以用在第一实施例中说明的同样的方法修正。
接着，如图5B所示，把Si基片2顶表面向上放置在X-Y工作台37上，根据图形数据移动X-Y工作台37，同时Ga离子束和XeF2气体38被连续施加到Si基片的顶表面，以便从Si基片的顶表面蚀刻20微米的深度，留下边缘部分。由此形成作为想要的图形的通孔的开口10并完成单元投影孔径。
在前述第五实施例中，当加工Si基片表面时，根据图形数据控制X-Y工作台的移动。这也可以由X-Y工作台的光栅扫描代替，以控制Ga离子束间歇地仅施加到将要形成开口10的部分。
而且，在上述说明中，在加工顶表面前加工Si基片的底表面。然而，如实施例2中相同，可以均匀蚀刻底表面，即随后由Ga离子束照射并且向底表面施加XeF2气体以把保留的20微米蚀刻成想要的图形而获得一通孔。
实施例6图6A和图6B是第六实施例的单元投影孔径生成步骤中的Si基片的横截面图。在该第六实施例中，可根据需要选择蚀刻深度，例如，如图6B所示，在图形的中心部分留下一任意厚度的薄膜3并且改变流经周边部分的电子的密度以便获得用于补偿所谓的邻近效应的孔径，该邻近效应是因为在中心部分和周边部分之间的电子后反射而导致曝光数量不同而产生的。下面将参照图6和图8进行说明。
首先，把厚度为620微米的6英寸的Si基片2底表面向上放置在X-Y工作台上。如图6A所示，在真空中进行光栅扫描Ar离子束1以便连续施加到Si基片2的底表面。由此，中心部分受到均匀蚀刻，而留下Si基片2的边缘部分。蚀刻能够在电子束曝光期间获得完全遮住电子束所要求的薄膜厚度的深度d。在该第六实施例中，从Si基片的底表面蚀刻600微米的深度，留下20微米的厚度。
该20微米的厚度为能够在50keV加速电压的电子束曝光装置中完全遮住电子的足够的厚度。该薄膜厚度d可以用在第一实施例中说明的同样的方法修正。
接着，如图6B所示，把Si基片2顶表面向上放置在X-Y工作台37上，根据图形数据把Ar离子束施加到Si基片的顶表面，以便从Si基片的顶表面蚀刻形成想要的开口图形，由此完成单元投影孔径。
此处，控制Ar离子束的照射时间以便改变每一开口的蚀刻深度，这样，图形周边部分的开口10a为一通孔，而图形中心部分的开口10b具有如底部的薄膜3。由此所获得的孔径改变在周边部分和中心部分之间流经的电子的密度。
在前述第六实施例中，如图6B所示，中心开口10b具有作为其底部的比邻近开口10b的薄膜厚的薄膜3。而且，形成在开口10b外边的开口10a为通孔。开口10a也可以具有薄膜。
因此，本发明的使用聚焦的离子束进行的蚀刻能控制蚀刻深度到需要的值。也即，按照该第六实施例可轻易地获得按照传统的方法很难生成的在不同位置具有不同蚀刻深度的开口。
在第六实施例中，首先蚀刻Si基片的底表面。然而，与第一实施例相同，可以首先蚀刻Si基片的顶表面以形成图形，此后蚀刻Si基片的底表面。
而且，在第六实施例中，在处理顶表面前加工Si基片的底表面。然而，与实施例2中相同，可以均匀蚀刻底表面，随后由Ga离子束照射底表面以加工保留的20微米。也即，在基片的周边部分和中心部分之间改变蚀刻深度，这样，中心部分为具有薄膜的开口，而周边部分为通孔。此时，在Si基片的顶表面侧形成薄膜。
而且，在第四和第五实施例中，进行蚀刻时可把诸如XeF2之类的蚀刻气体施加到由聚焦的离子束照射的部分。
在前述第一实施例到第六实施例中，开口为通孔。然而，如在开口10b中那样，第一实施例到第六实施例中的所有的开口可具有薄膜。
如已经描述过的，在本发明的单元投影孔径生成方法中，使用聚焦的离子束蚀刻基片并相应的不必执行生成保护层，显影，剥离保护层及类似的传统工艺。这大大缩短了孔径生成所需的时间。
而且，因为可以在任何位置控制蚀刻深度，所以可轻易形成具有取决于位置的不同蚀刻深度的一孔径。这可轻易形成补偿邻近效应的孔径，并可获得0.05微米的高的加工精度。
而且，因为通过聚焦的离子束蚀刻Si基片的底表面，所以不会出现在蚀刻底表面时使用蚀刻液体损坏顶表面的危险。这防止了图形缺陷的产生，提高了产量。
而且，通过改变聚焦的离子束的照射角度，可以改变蚀刻形成的侧壁的角度。因此，通过垂直施加聚焦的离子束，可获得几乎垂直的锥度角的孔径。这可形成具有高加工尺寸精度的大深宽比的孔径并且可形成精细的图形。
本发明可以有其它具体的实施例形式而不脱离其精神或本质特征。本发明的实施例考虑了各个方面但并不受其限制，本发明的范围仅由权利要求书而不是由前面的描述所限制，等同于权利要求书的范围及含义的任何变化都包含于本发明。
已公开的日本专利申请第10-045656号(在1998年2月26日提交)，包括说明书，权利要求书，附图和摘要都包含在此作为参考。
权利要求
1．一种电子束投影孔径生成方法，其特征在于，它包括把聚焦的离子束施加到基片顶表面的步骤，以便蚀刻成可获得用于吸收或散射电子束的足够的薄膜厚度的深度以在所述顶表面形成想要的图形的开口；以及把所述聚焦的离子束均匀地施加到除去其边缘部分的所述基片底表面的步骤，以便蚀刻到达到所述开口的深度。
2．一种电子束单元投影孔径生成方法，其特征在于，它包括把聚焦的离子束均匀地施加到除去其边缘部分的基片底表面的步骤，以便蚀刻成可获得用于吸收或散射电子束的足够的薄膜厚度的深度，以及把所述聚焦的离子束施加到其底表面已被蚀刻的所述基片的顶表面的步骤，由此形成想要的图形的开口。
3．一种电子束单元投影孔径生成方法，其特征在于，它包括把聚焦的离子束均匀地施加到除去其边缘部分的基片底表面的步骤，以便蚀刻成可获得用于吸收或散射电子束的足够的薄膜厚度的深度，以及把所述聚焦的离子束进一步施加到已被蚀刻的所述基片的所述底表面的步骤，由此形成想要的图形的开口。
4．一种电子束单元投影孔径生成方法，其特征在于，它包括把聚焦的离子束施加到基片顶表面的步骤，以便通过蚀刻所述图形的周边部分到可获得用于吸收或散射电子束的足够的第一薄膜厚度的深度，并蚀刻所述图形的中心部分到可获得比所述第一薄膜厚度小的第二薄膜厚度的深度，从而在想要的位置蚀刻具有不同蚀刻深度的所需要的图形的开口，以及把所述聚焦的离子束施加到除去边缘部分的所述基片的底表面的步骤，以便均匀蚀刻到达到所述开口的最深部分的深度以形成一通孔，同时所述开口的其它部分具有保留的薄膜。
5．一种电子束单元投影孔径生成方法，其特征在于，它包括把聚焦的离子束均匀地施加到除去其边缘部分的基片底表面的步骤，以便均匀蚀刻到可获得用于吸收或散射电子束的足够的薄膜厚度的深度，以及把所述聚焦的离子束施加到所述基片的顶表面的步骤，以便在根据所述基片上的一位置控制蚀刻深度的同时进行蚀刻，由此获得具有不同深度的想要的图形的开口，这样，所述开口的最深部分为一通孔，所述开口的其它部分具有如同所述开口底部的薄膜。
6．一种电子束单元投影孔径生成方法，其特征在于，它包括把聚焦的离子束施加到除去其边缘部分的基片底表面的步骤，以便均匀蚀刻到可获得用于吸收或散射电子束的足够的薄膜厚度的深度，以及把所述聚焦的离子束进一步施加到已被蚀刻的所述基片的所述底表面的步骤，以便在根据所述基片上的一位置控制蚀刻深度的同时进行蚀刻，由此获得具有不同深度的想要的图形的开口，这样，所述开口的最深部分为一通孔，所述开口的其它部分具有如同所述开口底部的薄膜。
7．一种电子束单元投影孔径生成方法，其特征在于，它包括把聚焦的离子束施加到基片顶表面同时把蚀刻气体施加到所述离子束照射的位置的步骤，以便蚀刻到可获得用于吸收或散射电子束的足够的薄膜厚度的深度并且在所述基片的所述顶表面上形成所需的图形的开口，以及把所述聚焦的离子束和所述蚀刻气体施加到除去所述基片边缘部分的所述基片的底表面的步骤，由此均匀蚀刻至达到开口的深度。
8．一种电子束单元投影孔径生成方法，其特征在于，它包括把聚焦的离子束施加到基片底表面同时把蚀刻气体施加到所述离子束照射的位置的步骤，以便均匀蚀刻除去所述基片边缘部分的基片底表面至可获得用于吸收或散射电子束的足够的薄膜厚度的深度，以及把所述聚焦的离子束施加到底表面已被蚀刻的所述基片的顶表面同时把蚀刻气体施加到所述聚焦的离子束照射的位置的步骤，由此形成所需要的图形的开口。
9．一种电子束单元投影孔径生成方法，其特征在于，它包括把聚焦的离子束施加到基片底表面同时把蚀刻气体施加到所述离子束照射的位置的步骤，以便均匀蚀刻除去所述基片边缘部分的基片底表面至可获得用于吸收或散射电子束的足够的薄膜厚度的深度，以及把所述聚焦的离子束进一步施加到已被蚀刻的所述基片的所述表面同时把蚀刻气体施加到所述聚焦的离子束照射的位置的步骤，由此形成所需要的图形的开口。
10．一种电子束单元投影孔径生成方法，其特征在于，它包括把聚焦的离子束施加到基片顶表面同时把蚀刻气体施加到所述离子束照射的位置的步骤，以便通过蚀刻所述图形的周边部分至可获得用于吸收或散射电子束的足够的第一薄膜厚度的深度并蚀刻所述图形的中心部分至可获得比所述第一薄膜厚度小的第二薄膜厚度的深度，从而在所需要的位置蚀刻具有不同蚀刻深度的所需要的图形的开口，以及把所述聚焦的离子束施加到具有所形成的所述开口的所述基片的底表面同时把蚀刻气体施加到聚焦的离子束照射的位置的步骤，以便均匀蚀刻除去基片边缘部分的所述基片至达到所述开口的最深部分以形成一通孔的深度，同时所述开口的其它部分具有保留的薄膜。
11．一种电子束单元投影孔径生成方法，其特征在于，它包括把聚焦的离子束施加到基片底表面同时把蚀刻气体施加到所述离子束照射的位置的步骤，以便均匀蚀刻除去所述基片边缘部分的基片底表面至可获得用于吸收或散射电子束的足够的薄膜厚度的深度，以及把所述聚焦的离子束施加到所述基片的顶表面同时把蚀刻气体施加到所述聚焦的离子束照射的位置的步骤，以便在根据所述基片上的一位置控制蚀刻深度的同时进行蚀刻，由此获得具有不同深度的所需要的图形的开口，此时所述开口的最深部分为一通孔，所述开口的其它部分具有如同所述开口底部的薄膜。
12．一种电子束单元投影孔径生成方法，其特征在于，它包括把聚焦的离子束施加到基片底表面同时把蚀刻气体施加到所述离子束照射的位置的步骤，以便均匀蚀刻除去基片边缘部分的基片底表面至可获得用于吸收或散射电子束的足够的薄膜厚度的深度，以及把所述聚焦的离子束进一步施加到已被蚀刻的所述基片的所述底表面同时把蚀刻气体施加到所述聚焦的离子束照射的位置的步骤，以便在根据基片上的一位置控制蚀刻深度的同时进行蚀刻，由此获得具有不同深度的所需要的图形的开口，此时，所述开口的最深部分为一通孔，所述开口的其它部分具有如同所述开口底部的薄膜。
全文摘要
本发明提供了一种电子束投影孔径生成方法,它包括:把聚焦的离子束施加到基片顶表面的步骤,以便蚀刻成可获得用于吸收或散射电子束的足够的薄膜厚度的深度以在所述顶表面形成所需要的图形的开口;以及把所述聚焦的离子束均匀地施加到除去其边缘部分的基片底表面的步骤,以便蚀刻至达到开口的深度。
文档编号G03F1/20GK1236976SQ9910084
公开日1999年12月1日 申请日期1999年2月25日 优先权日1998年2月26日
发明者山下浩 申请人:日本电气株式会社