TW538323B - Electron beam exposure apparatus - Google Patents

Description

538323 A7 B7 五、發明説明（！） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明係關於一種電子束曝光裝置，尤其是關於改進 電子束曝光裝置中產量之一種技術。 近年來，半導體技術已經以迅速的速度進展，達到半 導體積體電路電路（ic)之較高的積集位準以及較高的功能， 並且接著被期待扮演橫跨廣大的多種工業領域，包含電腦 和通訊設備控制，之先進技術中核心技術之重要角色。1C 之積集位準每兩年至三年以四的倍數在增加，並且在動態 隨機存取記憶體（DRAM)情況中，其儲存容量成四的倍數而 遞增，從1 Μ至4M，至16M，至25 6M，以及接著至1G。這些 高1C積集位準使得發展半導體技術之小型化技術成爲大有 可能。 目前，小型化技術之限度是由樣型曝光技術（照相製版 術技術）決定。現今樣型曝光技術普遍使用一種稱爲分節器 的光學曝光（光學照相製版術）裝置。在這光學照相製版術裝 置中，被形成樣型之最小線寬度是受限制於因爲繞射現象 而被使用之曝光光源的波長。目前是使用發射紫外線之光 源，但是使用較短波長之光源是不易的，並且除光學照相 製版術之外各種新的曝光方法被硏究以得到較佳特點的處 理。在它們之間，電子束曝光是比光學照相製版術較能夠 處理許多較小之特點和樣型。在已經被使用的實際機器中， 電子束曝光技術之發展已比其他的方法更進步，並且已針 對電子束曝光技術給予更多的注目，認爲它可取代光學照 相製版術。但是，因爲與分節器相比較，電子束曝光技術 是低產量的’所以它被認爲無法被使用於大量之LSI生產。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐) (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁} 訂 538323 Α7 Β7 五、發明説明（>) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 這想法是依據，例如，單一衝程寫入型式之電子束曝光的 範例，其中一組單一電子束是連續地被掃瞄以便曝光，並 且在嚴肅地分析以及調查用於產量改進之物理上和技術障 礙的原因之後並未達成結論。換言之，電子束曝光無法被 使用於大量之LSI生產，因爲使用先前習知單一束曝光方法 的電子束曝光僅具有低產量。 近年來，各種用於改進電子束曝光產量之方法被提出。 在使用一組單一電子束之電子束曝光中，利用重複地掃瞄 電子束跨越樣型部份而寫入一組樣型以充塡樣型影像。爲 精確地寫入良好的樣型角落，電子束必須被聚焦成爲一較 小光點，其對應地增加用於充塡影像所需的時間。於此情 況中，一種阻隔孔口陣列（B A A)方法已經被提出，其中多數 個電子束被產生並且同時地掃瞄跨越該樣型，而該等多數 個電子束是各自能夠獨立地被具有多數個排列孔口且被稱 爲阻隔孔口陣列（B A A)之元件所導通以及被切斷。該BAA方 法，如同單一電子束方法，不需要使用在光學照相製版術 中所需要的遮罩。實際上，該等多數個電子束二維地被配 置，增加曝光數量，而同時減低在樣型邊緣之總電流數量 的改變速率，等等。與單一電子束方法相比較，當垂直於 掃瞄方向被量測的樣型寬度是大時，根據B A A方法之影像 充塡效率大量地被改進，但是，例如，當一組精緻的樣型 在平行於掃瞄方向之方向延伸時，則並沒有改進許多。在 任何情況中，該BAA方法需要掃瞄整個曝光範圍並且，當 欲曝光之樣型少時，則曝光時間增加，相反於想要之目的， -----5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210χ：297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

538323 Α7 Β7 五、發明説明（> ) 因此在目訪之技術狀態是無法得到足夠的產量。進一步地’ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) B A A具有多數的孔口，該等孔口需要比樣型標準之50至70% 還要小，並且所有的BAA方法需要適當地操作。因此’該BAA 必須被嚴密地管理，這增加管理時間以及導致產量減少之 問題。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其他被提出用於改進產量之方法包含有一種可變化尺 寸矩形方法。在可變化尺寸矩形方法中，各具有一組矩形 孔口之兩組基片被配置而使彼此孔口相對，並且利用傳送 經由第一基片中孔口而被矩形地整型之一電子束被偏移以 便發射在第二基片之孔口上面，接著，被傳送經由第二基 片中孔口的電子束被偏移以便被帶回其原始方位。被傳送 經由第二基片中孔口的電子束形狀是由偏移數量所決定， 亦即，由在孔口以及照射在第二基片上面的電子束之間的 重疊度所決定；因此電子束可利用控制偏移數量而被整型 成爲任何所需的矩形形狀。曝光樣型被分解成爲一些矩形， 並且在矩形地被整型之後的電子束朝向發射位置偏移以便 曝光。因此，可變化尺寸矩形方法也不需要使用光學照相 製版術所需要的遮罩。利用可變化尺寸矩形方法，一種大 矩形樣型可在單一曝光中被曝露；因此，當暴露可被分解 成爲大矩形之樣型時，則曝光可有效率地大量改進，但是 S暴露小型的分離矩形時’則無法得到足夠的產量〇 雖然上面說明的單一電子束方法，B A A方法，以及可 變化尺寸矩形方法都不需要使用如光學照相製版術所需要 的遮罩，但有人提出使用遮罩之不同的電子束曝光方法， 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（2i〇X297公釐） 538323 A7 B7 五、發明説明（今） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 稱爲區塊曝光方法。在半導體元件中，尤其是記憶體或類 似者’其中相同樣型被重複的區域佔據晶圓的主要部份。 如果具有對應至此等重複樣型的孔口樣型之方塊遮罩被準 備’則重複的樣型可在單一曝光中被曝露。在實際的半導 體元件中，具有各種重複的樣型；因此，如果對應至各種 重複樣型之各種孔口樣型被準備並且供選擇，則大多數半 導體元件樣型可使用可用的方塊遮罩樣型而被曝露。對於 無對應方塊遮罩可用的樣型而言，曝光是使用方塊遮罩與 可變化尺寸矩形方法或類似者的組合而被形成。因爲任何 複雜的樣型可在單一曝光中被曝露，只要能供應對應的方 塊遮罩，利用此方塊曝光方法則可大量地改進產量。但是， 對於具有供用於邏輯或其他目的之隨機樣型的半導體元件 (微處理機，等等）而言，其中可被應用方塊曝光方法的區域 是受到限制並且產量之增加是無法令人滿意地。進一步地， 因爲方塊曝光方法，如同光學照相製版術，是使用一種遮 罩，而該遮罩必須被分別的產生，其在曝光可實際上被形 成之前增加計ai實現時間。進一步地，該遮罩必須被嚴密 地管理，因爲在遮罩上面的灰塵將導致曝光樣型有所缺陷。 因此，用於遮罩管理所需的時間增加裝置的管理時間， 如光學照相製版術之情況，導致實際產量並非如預期改進 的問題。同時也有用於遮罩產品和管理所需的成本增加產 品成本的問題。 用於改進電子束曝光產量之先前技術中被提出的各種 方法已經在上面被說明。爲了改進產量，每次曝光可被曝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 7_ 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） 538323 Α7 Β7 五、發明説明（ς ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 露的區域必須被增加，同時減低一次曝光所需的時間。欲 減低每次曝光所需的時間可減少將電子束設定妥當所需的 時間，例如曝光樣型之整型和偏移所需的時間，或利用增 加每單元區域之電子束電流密度以縮短每次曝光的曝光時 間。設定時間是從一方法至另一方法而不同並且必須依據 被採用之方法而定。當電子束電流密度增加時，電子束因 受到庫倫作用以及解析度之降低而模糊。庫倫作用的影響 同時也與電子束的尺寸相關；如果電子束尺寸被增加同時 電子束電流密度亦保持未改變，則發生因爲庫倫作用而解 析度降低的問題。 爲了解決此等問題，T.R.Groves和R.A.Kendall，於 Nov/Dec 1998 在 J. Vac. Sci. Technol. Β16(6)，ρρ.3168- 3 1 73 ， 提 出一種 具有多 數個可 變化矩 形型式 電子束 投射系 統之電子束曝光裝置。在這裝置中，各投射行包含一組獨 立電子束源，一組可變化的矩形整型裝置，以及具有小偏 移範圍的一組靜電偏移裝置。本發明之發明者同時也在日 本未審查專利公告編號10-128795以及其他的文獻中提出具 有多數個投射行之一種電子束曝光裝置。在此等具有多數 個獨立投射行的裝置中，上面說明之庫倫作用的問題被減 輕。但是，在投射行之間之軸距離無法被縮短於某種限制， 因而限制可在一組裝置中被提供之投射行數目，並且因此 無法足夠地增加產量。進一步地，因爲在投射行之間的軸 距離是大的’由於在溫度分佈中溫度之改變或變化使得行 軸距離之變化與將被曝露的樣型之最小線寬度比較是相對 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 538323 A7 __ B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明) 地大’因而導致在樣型接合處之偏移問題。目前，與光學 的照相製版術相比較，則電子束曝光可提供足夠地良好的 解析度而不受庫倫作用的影響，並且在實際的裝置中，產 量之改進是一種較重要的問題。 如上面之說明，各種用於在電子束曝光中改進產量的 方法已經被提出，但是各方法各有其自己的問題。於目前 的技術狀況下，方塊遮罩曝光方法提供最高的產量，但是 如先前提到的問題，它需要用於預備遮罩的計劃實現時間， 並且其管理不容易，同時也增加管理時間，由於上面之結 果使得有效的產量並沒有如所預期的改進許多。在BAA方 法和可變化尺寸矩形方法之情況中，用於預備遮罩之計劃 實現時間是不需要的，但是與方塊曝光方法比較則其產量 是較低的。該BAA方法有管理BAA之增加管理時間的進一 步之問題。另一方面，多重投射行方法不容易自己改進對 於足夠產量之問題，並且還有在樣型接合處樣型解析度下 降的問題。 本發明之摘要 本發明之一目的在提供一種電子束曝光裝置，其不需 要計劃實現時間並且可達成高度有效的產量。 爲達成上述之目的，本發明之電子束曝光裝置包含用 於分割從一組單一電子束源發射之電子束成爲多數個子光 束並且接著分別地將各子光束整型成爲可變化尺寸矩形形 狀之整型裝置，該整型裝置進一步地包含用於分別地偏移 各子光束之裝置，雖然在小範圍之上，並且本發明使用先 ____9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 2W公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

538323 A7 ___ B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（^ ) 前習知之聚焦裝置和偏移裝置整體地聚焦多數個子光束並 I在較寬的範圍偏移電子束。 更明確地說，本發明之電子束曝光裝置包含用於產生 電子束之一電子束源；用於整型電子束之整型裝置；用於 改變在樣本上面之電子束照射位置的偏移裝置；以及用於 聚焦被整型之電子束至樣本上面之投射裝置，其中該整型 裝置包含：利用分割電子束而產生多數個子光束之分割裝 置；用於分別地將各多數個子光束整型成爲所需的矩形之 矩形整型裝置；以及用於分別地移動各多數個子光束之發 射位置的子光束偏移裝置。 本發明之電子束曝光裝置分割單一電子束源產生之電 子束成爲多數個子光束，使用可變化尺寸矩形方法而將各 子光束整型，並且偏移各被整型之電子束。如果在子光束 之間的軸距離是小的，則在子光束之間的偏移效應可被保 持小量並且在接合處之偏移問題不會發生。進一步地，所 有的子光束可使用先前習知之偏移裝置而在大範圍被偏 移。結果，光束可被分割成爲多數子光束，並且大量地改 進產量。同時也可能提供多數個電子束源並且對於各電子 束源提供上面所說明之構造，亦即，系統分割被電子束源 產生之電子束成爲多數個子光束，接著使用可變化尺寸矩 形方法將各子光束整型，並且偏移各被整型之子光束。 進一步地，最好是，多數個子光束各被整型並且彼此 無關地被偏移。雖然多數個子光束是利用分割相同的電子 束而被產生，但是當多數個子光束分別地具有不同的電流 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇'乂297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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、1T 線·!· 538323 A7 B7 五、發明説明（$ ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 分配時，可能必須使用重複的操作，使得在樣本上面相同 區域的照射被分割成爲多數個不同子光束的曝光。在那情 況中，一組相同的子光束控制信號被供應至在分別的族群 中之子光束，其利用添加所需的延遲時間而曝露相同的樣 型。進一步地，在這情況中，可能需要依據一些分割以減 低各子光束之劑量。 進一步地，可以提供一組阻隔器裝置同時地控制所有 子光束而決定所有的子光束是否一起被發射至該樣本上 面，或可以提供一組子光束阻隔器裝置用於彼此無關地控 制各該多數個子光束而決定各該子光束是否發射至該樣本 上面；或者，兩種裝置皆可以被提供並且被組合使用。如 果子光束阻隔器被提供，則各子光束可獨立地發射。當使 用此兩裝置之組合時，例如，當改變具有大偏移範圍之偏 移器的偏移數量時，例如形成偏移裝置之主要偏移器或次 要偏移器，公同阻隔器裝置被使用，並且在其他的時間裏， 該子光束阻隔器裝置被使用。 用於分割電子束成爲接近的子光束之分割裝置，使用 具有以預定間隙配置之多數個預定矩形形狀的第一整型孔 口之基片而被實現。使用這基片，具有預定矩形形狀並且 以預定間隙被配置之多數個子光束被產生。該矩形整型裝 置包含用於分別地偏移各多數個子光束之第一整型偏移裝 置，具有對應於該預定間隙配置之矩形形狀的多數個第二 整型孔口之一組整型孔口陣列，以及用於將經由多數個第 二整型孔口而被整型的該等多數個子光束偏移回復之第二 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 538323 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（彳） 整型偏移裝置；使用該第一整型偏移裝置’多數個子光束 被發射在整型孔口陣列中之對應的第二整型孔口上面’並 且各子光束被整型成爲子光束以及子光束所照射之第二整 型孔口之間的重疊區域所定義的形狀。第一和第二整型偏 移裝置各包含兩組整型偏移基片，每組基片各包含被配置 對應於多數個子光束之配置的多數個孔口、形成於各孔口 兩側用於形成一靜電場之一對偏移電極、以及形成於除了 該組對偏移電極被形成位置之外而側鄰於各該孔口之其他 位置的屏障電極，其中利用一組整型偏移基片上面偏移電 極組對形成之靜電場方向是與利用另一整型偏移基片上面 對應的偏移電極組對形成之靜電場方向成90° ’並且兩組整 型偏移基片彼此近接地配置。 子光束偏移裝置包含兩組偏移基片，各包含配置對應 於該等多數個子光束之配置的多數個孔口、形成於各孔口 兩側用於形成一靜電場之一對偏移電極、以及形成於除了 該組對偏移電極被形成位置之外而側鄰於各該孔口之其他 位置的屏障電極，其中利用一組整型偏移基片上面偏移電 極組對形成之靜電場方向是與利用另一整型偏移基片上面 對應的偏移電極組對形成之靜電場方向成90°，並且兩組整 型偏移基片彼此近接地配置。 在本發明中，在多數個接近的子光束彼此獨立地被整 型之後，它們需要被精確地偏移，並且可以說，爲實現上 述之目的，事實上矩形整型裝置和子光束偏移裝置已經可 以被整合而製作於單一基片上面，如上面之說明，在本發 _______12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公董） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

538323 A7 B7 五、發明説明（νϋ ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 明中它是可能有效地增加產量的要素。 子光束阻隔器裝置包含：一組阻隔器偏移基片，其包 含被配置對應於該等多數個子光束配置的多數個孔口、用 於形成一靜電場而被形成於各孔口兩側之一對偏移電極、 以及形成於除了該組對偏移電極被形成位置之外而側鄰於 各該孔口之其他位置的屏障電極；以及用於阻隔被偏移電 極組對所偏移之多數個子光束的屏障平板。 最好是，分割裝置之基片包含各含有多數個第一整型 孔口之多數個整型孔口組，並且該等多數個整型孔口組之 任何一組選擇地可被移動進入該電子束之一通道。在分割 裝置之基片中，僅必須形成多數個第一整型孔口，而不需 要提供接線或類似者；因此，多數個整型孔口組可被提供。 因爲分割裝置的基片被電子束之照射所毀壞，所以提供多 數個整型孔口組並且選擇地使用它們以改進服務能力。 一般而言，具有較大偏移範圍之偏移需要較長的設定 時間。在先前習知裝置中，因此，一組主要偏移器、一組 次要偏移器、以及，如果必須的話，一組次次要偏移器被 組合以便子光束實際上可以高速率在寬偏移範圍被偏移。 在本發明之裝置中，同時也需要具有不同偏移範圍以及需 要不同設定時間之偏移器被組合使用。在本發明中，因爲 各子光束可分別地被偏移，並且因爲主要偏移器、次要偏 移器、次次要偏移器，等等以相同數量一起偏移所有的子 光束，偏移方法依據子光束偏移之範圍各有不同。 在第一情況中，子光束之偏移範圍彼此連續或彼此重 _______ 13 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

538323 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 i、發明説明（u ) 疊。在這情況中，所有被排列的子光束之偏移範圍被設定 爲最低順序偏移裝置的偏移範圍，並且偏移是以組合具有 較大的偏移範圍之較高順序的偏移裝置之方式而被形成， 如先前裝置中所習知。在所有子光束的偏移範圍之樣型曝 光被完成之後，偏移裝置之偏移位置被移動至鄰接著的偏 移位置’並且相冋處理程序被重複。 在子光束偏移範圍彼此不連續之情況中，構成偏移裝 置的其他偏移器（最低順序偏移器）之偏移位置利用等於子光 束偏移範圍寬度之數量而被移動，以曝露子光束陣列之全 部範圍。其餘的程序是與先前習知之裝置相同。例如，當 子光束偏移範圍之中心以等於四倍子光束範圍寬度之距離 彼此分離時，在各相鄰子光束偏移範圍之間的區域可利用 移置中心位置四次而完全地被曝露。如果子光束偏移範圍 之中心以等於四倍子光束範圍寬度之距離在X軸和γ軸方向 彼此分離，則曝光應該利用總共移置中心位置16次而被形 成。通常地，偏移裝置是利用結合主要偏移器與次要偏移 器而被構成；在這情況中，用於暴露在各相鄰子光束偏移 範圍間之區域的偏移可使用次要偏移器而被形成，但是最 好是使用一組次次要偏移器進行偏移，其偏移範圍是較小 於次要偏移器而其偏移設定時間是較短。 最好是，各子光束偏移範圍被設定較小於其最大偏移 範圍，並且在分割偏移範圍之間的範圍上進行之樣型以一 次曝光方式而被曝露。這適合於防止在接合處之偏移。 進一步地，當子光束偏移範圍彼此重疊被配置時，可 14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

538323 A7 B7 五、發明説明) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 使得當某種子光束偏移範圍中之樣型曝光被完成時，如果 在其相鄰子光束偏移範圍中之曝光尙未被完成，則已經被 完成曝光之子光束被使用以曝露在其相鄰子光束偏移範圍 中之樣型。這可改進產量。 圖形之說明 參考圖形以及從下面較佳實施例的說明，本發明之其 他的特點、目的和優點將更明顯，其中： 第1圖是展示依據本發明之一實施例的電子束曝光裝置 之整個構造的圖形； 第2圖是展示在本發明實施例的電子束曝光裝置中電子 光學系統之電子束通道的圖形； 第3A和3B圖是展示在本發明實施例的電子束曝光裝置 中電子光學系統之一組電子束通道的圖形； 第4A和4B圖是展示在本發明實施例的電子束曝光裝置 中第一和第二整型孔口陣列之一組結構上的範例之圖形； 第5圖是展示在本發明實施例的電子束曝光裝置中之一 組偏移陣列基片的圖形； 第6圖是一組偏移陣列基片之頂部平面圖； 第圖7是展示在偏移陣列基片之一組孔口單元中之孔 口、電極形狀、以及由電極形成之電場的圖形； 第8圖展示第一整型偏移陣列4、第二整型偏移陣列5、 以及子光束偏移陣列9之一種側視圖和放大截面圖； 第9A至9D圖是用於說明依據實施例之一組偏移範圔之 分割的圖形； (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、11 _線·!· __15 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 538323 A7 B7 五、發明説明u 3 ) 第1 Ο A和1 OB圖是用於說明依據實施例之一組偏移範圍 之分割的圖形；以及 第1 1圖是展示在被修改範例中偏移陣列基片之一組孔 口單元中的孔口、電極形狀、以及由電極形成之電場的圖 形。 _佳實施例之說明 第1圖是分解地展示依據本發明之一實施例的一組電子 束曝光裝置之構造圖形，第2圖是用於說明第1圖之電子光 學系統中的電子束通道之圖形，以及第3A和3B圖是用於說 明在中心之一組子光束通道的圖形。 第1圖中，參考號碼1是一組電子槍、3是一組第一整型 孔口陣列、4是一組第一整型偏移陣列、5是一組第二整型 偏移陣列、6是一組第二整型孔口陣列、7是一組子光束阻 隔器、8是一組快門、9是一組子光束偏移陣列、10-1至10-9 是磁鏡片、11是一組共同阻隔器、12是一組主要偏移器、13 是一組次要偏移器、14是一組像差/庫倫模糊更正器、15是 一組晶圓、1 6是利用真空裝置鉗緊在其上之晶圓1 5而移動 晶圓1 5之平台機構、1 7是用於平台機構之一組控制器、1 8 是一組被使用以檢測聚焦狀況以及參考標誌之位置的反射 電子檢測器、1 9是一組檢測信號處理電路、20是一組主要 偏移控制器、2 1是一組次要偏移控制器、22是一組像差/庫 倫模糊更正器控制器、23是一組子光束偏移陣列控制器、24 是一組共同阻隔器控制器、25是一組子光束阻隔器控制器、 26是一組第二整型偏移陣列控制器、27是一組第一整型偏 ___16 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 線·! 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 538323 A7 B7 五、發明説明（) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 移陣列控制器、28是一組電子光學系統控制器、29是一組 控制電腦、30是一組大規模之儲存元件、3 1是用於接介控 制電腦至各種裝置部份之一組界面、32是用於連接至主系 統電腦之一組網路轉接器、33是一組電腦匯流排、34是一 組控制匯流排、3 5是一組法拉第杯、以及3 6是一組次次要 偏移器。在圖形中，從電子槍1引導至晶圓1 5的實線和虛線 分別地指示從電子槍兩邊緣放射的電子束之最外面通道和 光學軸。 本發明實施例之電子束曝光裝置的基本構造與先前習 知的裝置是相同的，並且未展示在此的細節與那些先前習 知之裝置是相同的。例如，電子束通道、晶圓1 5、平台機 構16、偏移器、以及更正器均包含在圓柱形真空容室之內。 下面的說明僅關於那些具有本發明特徵之部份。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在實施例中電子光學系統的電子束通道將參考第2圖以 及第3A和3B圖而予以說明。參考號碼2-1至2-8指示被分別 的磁鏡片1 〇-1至10-8所產生之磁場軸。從電子槍1放射的電 子束首先被磁場2-1匯聚並且接著被發射至第一整型孔口陣 列3之上面。該第一孔口陣列3包含以陣列被配置之許多矩 形孔口，稍後將予以說明，並且由那裡經過的電子束被分 割成爲許多子光束。穿經過中心之孔口 42之電子束同時也 如一組子光束般地被顯露，如第3圖所展示。子光束之族群 被磁場2-2匯聚，並且經由匯聚程序之中途而進入第一整型 偏移陣列4。該第一整型偏移陣列4被設置在電子束放大率 比率與第一整型孔口陣列3相同的位置上面。而第二整型偏 17 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 538323 _ B7 五、發明説明（) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 移陣列5、第二整型孔口陣列6、子光束阻隔器7、以及子光 束偏移陣歹！J 9亦是相同地被設置。第一整型偏移陣列4同時 也包含如在第一整型孔口陣列3中之孔□，並且偏移電極被 形成在各孔口兩側上面以便子光束可在垂直於光學軸（Z軸） 的X軸和Y軸方向以一所需的數量被偏移。第3A圖展示子光 束不是被其對應的第一整型偏移4-1所偏移之情況，以及第 3B圖展示子光束是被其對應的第一整型偏移4-1所偏移之情 況。在被匯聚之後，子光束之族群穿經過磁場2-3並且進入 第二整型偏移陣列5。在第二整型偏移陣列5中，對應至各 子光束的偏移將在第一整型偏移陣列4中所形成之對應偏移 的偏移反向，因此將通道反向回至原始方位。第二整型孔 口陣列6即時地跟隨著第二整型偏移陣列5，其中在各子光 束以及其對應孔口之間的重疊度依據在第一整型偏移陣列4 中之對應偏移器所施加的偏移數量而變化。如第3 A圖所展 示，當子光束不被第一整型偏移4-1偏移時，則一半子光束 穿經過孔口。另一方面，當子光束是被如第3B圖所展示之 第一整型偏移4-1偏移時，則多數的子光束穿經過孔口。參 考號碼5-2展示被第二整型偏移陣列5-1施加之偏移；如所 見，偏移方向被來自被第一整型偏移4-1施加之偏移所倒 反。如果偏移方向是從展示之第3B圖中被倒反，則子光束 穿經過孔口成爲更狹窄。此等偏移被施加於X軸和Y軸方向 以將電子束整形成爲各種矩形形狀。 子光束之族群接著被磁場2-4匯聚並且降落在子光束阻 隔器7上面。當一組子光束被子光束阻隔器7中其對應的偏 __18 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2!〇X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁}

538323 Α7 Β7 五、發明説明（（Μ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 移器所偏移時，如第3Α圖所展示，則子光束被快門8阻擋。 另一方面，當子光束不被子光束阻隔器7中之偏移器所偏移 時，則子光束穿經過快門8，如第3Β圖所展示。以此方式， 開/關控制可被形成於各子光束上面以便發射或不發射子光 束至晶圓1 5上面。在穿經過磁場2-5之後，子光束之族群進 入子光束偏移器陣列9。如第3 Α和3Β圖所展示，在晶圓1 5上 面之照射位置依據子光束偏移器陣列9中對應的偏移器是否 施加偏移而改變。子光束之族群接著經由磁場2-6、2-7、和 2-8而被聚焦至晶圓15上面。 第4A和4B圖展示第一和第二整型孔口陣列3和6之結構 範例。如第4 A圖所展示，該等整型孔口陣列是由矽晶圓薄 板或類似者所形成。形成孔口陣列的孔口區域4 1利用蝕刻 或類似技術而減低其厚度，並且方形孔口 42利用蝕刻而在 孔口區域4 1中被打開。本實施例中，例如，20x20，亦即， 總共有400個各爲15μπι平方的孔口，以60μηι之間隙被形成。 因爲一組整型孔口陣列之60 : 1的縮小影像被投射在晶圓1 5 的平面上面，如果該被投射的影像未變形，則各被聚焦成 爲各爲0.2 5μηι平方之矩形子光束，其以Ι.Ομιη之間隙被配置 在晶圓1 5上面。 如所展示，5x5，亦即，總共有25個孔口區域41被提供。 因爲孔口 42簡單地被打開並且不需要接線，所以多數個孔 口區域41可被提供在整型孔口陣列基片上面。因爲該等孔 口可以在使用長時間之後由於熱等等原因而變形，所以該 等整型孔口陣列基片，尤其是在其整個表面之上接收電子 ___19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

«8323 A7 B7 i、發明説明（q ) 束之第一整型孔口陣列3，依據其使用狀況而需要更換或其 他的維修工作。利用提供多數個孔口區域4 1，以及利用建 造該系統，以致各孔口區域4 1可利用移動機構（未展示出）而 選擇地被置放於電子束通道中，其更換週期可被延長，且 容易維持。 第4B圖是展示整型孔口陣列之截面結構圖形；在這範 例中，一組孔口陣列區域41被展示。參考號碼43是一組矽（Si) 基片，44是一組硼擴散絕緣層，46是矽，以及47是一組保 護金屬薄膜。在進一步地利用蝕刻減低孔口區域4 1之厚度 後孔口 42被形成。 第5圖是構成第一整型偏移陣列4、第二整型偏移陣列 5、子光束阻隔器7、以及子光束偏移陣列9所被使用的偏移 陣列基片5 0。這基片50也是由一組矽晶圓薄板或類似者所 形成，並且形成偏移陣列之一組偏移陣列區域5 1被減低其 厚度，如在整型孔口陣列之孔口區域4 1之情況中。參考號 碼52展示信號電極板，用於供應將被施加至被形成於偏移 陣列區域5 1中之偏移電極的信號，並且53指示一組接地 (GND)電極板。 第6圖是一組偏移陣列區域5 1之頂部平面圖。如所展 示，方形孔口 56是對應至在整型孔口陣列中孔口 42之配置 而被配置。一組正電極53以及一組負電極54沿著各孔口 56 之兩相對側被配置，而一組屏障接地電極5 5是被形成於其 他兩側之各側上面。 因此，在本實施例中，20x20，亦即，總共有400個方 20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 線_· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 538323 B7 五、發明説明（（s ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 形孔口 56以60μηι之間隙被形成。各孔口 56大約是25μιη平 方，其稍微地大於整型孔口陣列中之各孔口 42。 第7圖是展示孔口、電極形狀、以及利用一組孔口單元 57中之電極而被形成的電場之圖形。如所展示，正電極53 和負電極5 4是彼此對稱的，其中心部份因兩末端稍微地彎 曲而形成平行電極。屏障接地電極5 5與分別的相鄰孔口單 元分用。被展示之均勻電場具有在中心部份中平行以及等 距之電力線，其利用具有上面說明之形狀的電極而形成。 如果偏移陣列基片50提供的偏移數量不精確，則可能得不 到所需形狀的子光束或曝光位置可能被偏移；因此，就所 提供之偏移數量而論，偏移陣列基片50是需要極度地高精 確性。有鑑於此，各孔口 56被形成爲方形以確保均勻電場 的結構。整型孔口陣列中之各孔口 42具有參考號碼5 8展示 的形狀；子光束經由孔口 42被整型，因此，相當容易地穿 經過孔口 5 6並且精確地被均勻電場所偏移。 轉回至第5圖，在偏移陣列區域5 1中用於連接信號電極 板52和GN D電極板53至正電極53和負電極54的許多接線在 中心內之偏移陣列區域51以及周圍的信號電極板52和GND 電極板5 3之間的多重層區域中被形成。 子光束阻隔器7可僅使用展示於第5至7圖之一組偏移陣 列基片50而被構成，因爲其功能是偏移子光束於唯一的方 向；另一方面，對於第一整型偏移陣列4,第二整型偏移陣 列5，以及子光束偏移陣列9而言，因爲子光束必須被偏移 在垂直於電子光學系統之軸的兩方向上面，所以兩組偏移 21 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 538323 A7 _B7___ 五、發明説明（^ ) 陣列基片50被使用。 第8圖是展示第一整型偏移陣列4，第二整型偏移陣列 5，以及子光束偏移陣列9之結構圖形。 如第8圖所展示，兩組偏移陣列基片50彼此接近地配 置。在基片50之偏移陣列區域51中，孔口 56形成於基片中， 並且正電極53、負電極54、以及屏障接地電極55形成於基 片之一側上面。信號電極板52和GND電極板相同地形成於 基片之一側上面。在另一基片50’之偏移陣列區域5 1’中，孔 口 56’形成於基片中，並且正電極53’、負電極54’、以及屏 障接地電極55’形成於基片之其他側上面。信號電極板52’和 GND電極板相同地形成於基片一側上面。兩組基片50和50’ 被配置使他們的非電極側彼此相向並且孔口 56對齊對應的 孔口 56’，$口圖中所展示。因爲電極，等等不是形成於相向 側上面，因此兩組基片可彼此非常靠近地被置放。 正電極53和負電極54是在正電極53’和負電極54’之90° 的方向。因此，利用施加電壓在正電極5 3和負電極5 4之間 以及在正電極53’和負電極54’之間，電場在展示之參考號碼 6 1和6 1 ’的方向被形成，以便子光束穿經過對應的孔口 5 6和 5 6’而可在彼此形成90°的方向被偏移。而且，被達成之偏移 可獨立地將子光束偏移於垂直光學軸之X軸和Y軸方向的兩 個方向。 在本實施例中，於X軸和Y軸兩方向之孔口 56、5 6’以及 他們的間隙之數目是相同。因此，當使用相同製造程序以 製造兩組偏移陣列基片50時，則各偏移被構成，並且將它 _____22 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

538323 Α7 Β7 五、發明説明（/) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 們背對背地以他們的軸彼此成90°的方向予以配置。 如早先的說明，在本實施例中，第一整型偏移陣列4、 第二整型偏移陣列5、子光束偏移陣列9、以及子光束阻隔 器7各被配置在電子束放大率比率與第一整型孔口陣列3相 同的位置上面。這使得對於被使用的各基片使用相同的孔 口配置以構成偏移成爲可能。因此，第一整型偏移陣列4、 第二整型偏移陣列5、以及子光束偏移陣列9是使用兩組偏 移陣列基片50而各被構成，該兩組偏移陣列基片50使用相 同製造程序被製造，並且子光束阻隔器7也使用相同基片而 被構成。這對於在製造程序中，減低被引發的錯誤效應是 有用的。 轉回至第1圖，第一整型偏移陣列控制器27、第二整型 偏移陣列控制器26、子光束偏移陣列控制器23、以及子光 束阻隔器控制器25產生一些驅動信號，該等驅動信號將分 別地被施ϋα至第一整型偏移器陣列4、第二整型偏移器陣列 5、子光束阻隔器7、以及子光束偏移陣列9上面之信號電極。 在本實施例之裝置中，作爲一組電磁反射器之主要偏 移器12、作爲一組靜電偏移器之次要偏移器13、以及作爲 一組電磁偏移之次次要偏移器36—起構成一組公共偏移裝 置。偏移範圍之大小依主要偏移器1 2、次要偏移器1 3、以 及次次要偏移器36之順序而減少，而偏移速率（代表偏移設 定時間之長度）則依次次要偏移器36、次要偏移器1 3、以及 主要偏移器1 2之順序而減少。於展示之構造中，次次要偏 移器36被配置在次要偏移器13之外，但是它可被配置於次 _-_23 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

538323 A7 B7 五、發明説明（y ) 要偏移益13上面’在此情況中’次次要偏移器36可作爲一-組靜電偏移器而被構成。 上面已說明關於依據本實施例之電子束曝光裝置之構 造；而上面未明確地說明之其他部份基本上是如先前習知 的那些裝置一般。 接著，參看第9A至9D圖以及第10A和10B圖，將依據本 實施例而說明關於被分割的偏移範圍。 如先前之說明，在先前習知的電子束曝光裝置中，不 同特性的偏移器被組合以便電子束可在寬偏移範圍內高速 率有效地被偏移。實際上，使用次要偏移器等等，連續地 進行曝光以更正當平台被移動時之平台移動量，產量可進 一步地被增加。本實施例使用基礎上相同之方法。在本實 施例中，因爲各子光束可獨立地被偏移，並且因爲主要偏 移器、次要偏移器、次次要偏移器，等等利用相同數量一 起偏移所有的子光束，依據子光束偏移之範圍而有不同的 偏移方法。當相鄰子光束偏移範圍是彼此重疊或彼此連續 時的偏移方法，與當它們是彼此分離時的偏移方法是不同 的。本實施例中將利用假定相鄰子光束之偏移範圍79是彼 此分離而加以說明，如第1 0圖所展示。 第9A圖展示形成於晶圓15上面晶片70的配置。因爲各 晶片70是比電子束曝光裝置之偏移範圍較大，所以平台必 須被移動以曝露整個晶片70。有兩組方法可被使用：一種 方法稱爲步驟-及-重複法，其中平台被移動並且接著被停 止以曝露在偏移範圍之內的樣型，並且當完成曝光時，該 ____24 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（>> ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 538323 A7 _ _ B7 平台再次被移動並且接著被停止以曝露相鄰區域；而另外 一種方法是連續移動方法，其中當平台被移動而進入偏移 範圍時一部份樣型被曝露，同時當平台被移動時，使用次 要偏移器等等以更正平台移動量。 於本發明中兩種方法皆可被採用，但是爲了說明之方 便’下面所給予的說明是採取步驟-和-重複之方法作爲範 例。 如第9 A圖所展示，利用將平台移動數量在唯一的一組 方向中（固定於X方向並且僅在Y方向中步驟移動）改變對應 至電子束曝光裝置之主要偏移範圍的第一偏移範圍（適當地 被設定在最大偏移範圍之內）之寬度，，而使得在相同行中 之晶片依序地被曝露。在這時間以上面寬度被曝露之區域 被稱爲一作用框71。當一組作用框71曝光被完成時，·下一 作用框利用在相對方向移動平台而被曝露，如第9B圖所展 示。參考號碼72指示平台移動之方向。在展示之範例中， 電子束裝置第一偏移範圍73的寬度是各方形晶片一側之 1/3;因此，一組晶片之整個區域可在九個步驟-及-重複操 作中被曝露，並且於一組作用框內，一組晶片在三個步驟 內被曝露。 如第9C圖所展示，第一偏移範圍73被分割成爲各對應 於次要偏移範圍之第二偏移範圍75(在展示範例中之35範 圍）。以主要偏移器12之偏移位置被固定在一組第二偏移範 圍75之中心，在次要偏移器13、次次要偏移器36、以及子 光束偏移陣列9中之偏移數量被改變以曝露在第二偏移範圍 25 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

538323 五 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 發明説明（ 75之內的樣型。當在第二偏移範圍75內樣型之曝光被完成 時，主要偏移器12之偏移位置被移動並且被固定在緊接著 的第二偏移範圍75之中心，並且相同程序被重複。當這程 序已在第一偏移範圍73內之所有的第二偏移範圍75上面被 形成時，第一偏移範圍73之曝光被完成，並且在第9B圖中 對於下一個第一偏移範圍73，重複曝光程序。參考號碼74 展示主要偏移位置改變之路徑。 如第9D圖所展示，各第二偏移範圍75被分割成爲第三 偏移範圍（在展示範例中之1 6範圍）。以次要偏移器1 3的偏移 位置被固定在第三偏移範圍77中心，在次次要偏移器36以 及子光束偏移陣列9中之偏移數量被改變以曝露在第三偏移 範圍77之內的樣型。當在第三偏移範圍77之內樣型之曝光 被完成時，次要偏移器13之偏移位置被移動並且被固定在 緊接著的第三偏移範圍77之中心，並且相同程序被重複。 當這程序已在第二偏移範圍75之內所有的第三偏移範圍77 上面被形成時，第二偏移範圍75之曝光被完成，並且在第9C 圖中對於緊接著的第二偏移範圍75重複曝光程序。參考號 碼76展示次要偏移位置改變之路徑。 第10A和10B圖展示在各第三偏移範圍77中曝光進展之 圖形。參考號碼79指示子光束偏移陣列9之各子光束偏移範 圍。有20x20 = 400個子光束，如前所述，該子光束在晶圓上 面之偏移範圍是各爲0.25 μιη平方並且彼此分離1.0 μιη。各第 三偏移範圍77被分割成爲400個第四偏移範圍82，各個第四 偏移範圍82進一步地被分割成爲16個各對應至一組子光束 26 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

538323 Α7 Β7 五、發明説明（>4) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 偏移範圍之第五偏移範圍。在改變次要子光束偏移器36之 偏移數量以便置放次要子光束偏移器3 6在各第S偏移範圍 83中心之後，如第10B圖所展示，400個第五偏移範圍83使 用子光束偏移陣列9而被曝露。當曝光被完成時’次要子光 束偏移器3 6之偏移數量被改變以便被置放在下一個第五偏 移範圍8 3之中心，如第1 0B圖中之路徑所指示，並且相同程 序被重複。當16個第五偏移範圍已對於各子光束被曝露時， 所有的第四偏移範圍82之曝光，亦即，第三偏移範圍77之 曝光，被完成。 在這範例中，次次要偏移器36之偏移範圍應該含蓋至 少4x4個第五偏移範圍83,亦即，次要偏移器13之偏移範圍 的1/8 0(其對應至一組第二偏移範圍75)。 在各子光束偏移範圍79中，各子光束利用第一整型偏 移陣列4和第二整型偏移陣列5獨立地被整型而成爲矩形 81，並且依據曝光位置在被子光束偏移陣列9偏移之後被發 射以便曝光，如參考號碼80所展示。爲了在一組子光束偏 移範圍79之內多次曝露該矩形，相同程序被重複相等之次 數。例如，在左方之範例中，該矩形被曝露一次；在中心， 矩形被曝露兩次；以及在右邊，矩形被曝露四次。如所展 示’矩形下方左側區被設定爲參考位置；甚至在整型之後， 矩形下方左側區被保持在相同位置上面，並且在這情況中， 子光束被偏移以便矩形下方左側區被移動至所需的位置。 如上面之說明，在本實施例中，平台被移動以便第一 偏移範圍73之中心對齊於光學軸，接著主要偏移器12之偏 ______27 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) M規格（21〇Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

538323 A7 B7 五、發明説明（><) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 移位置被設定在一組第二偏移範圍75的中心，次要偏移器1 3 之偏移位置被設定在一組第三偏移範圍77的中心，以及次 次要偏移器36的偏移位置被設定以便各子光束偏移範圍對 齊於第五偏移範圍83之一組，構成第三偏移範圍77之各第 四偏移範圍82被分割成第五偏移範圍83 ;在這狀況中，被 第一整型偏移器陣列4和第二整型偏移器陣列5整型的矩形 子光束被子光束偏移器陣列9偏移以便曝光。當各子光束偏 移範圍之曝光被完成時，次次要偏移器36之偏移位置被移 動至下一個第五偏移範圍83，並且相同程序被重複。這程 序被重複16次以完成第三偏移範圍77之曝光。接著，次要 偏移器13之偏移位置被移動至下一個第三偏移範圍77之中 心，並且相同程序被重複。這程序被重複16次以完成第二 偏移範圍75之曝光。進一步地，主要偏移器12之偏移位置 被移動至下一個第二偏移範圍75之中心，並且相同程序被 重複。這程序被重複36次以完成第一偏移範圍73的曝光。 接著，平台沿著Y方向被移動並以相同方式而進行下一個第 一偏移範圍73之曝光，並且曝光程序被重複直至一組作用 框曝光被完成爲止。接著，平台沿著X方向被移動以進行下 一個作用框之相同處理。以此方式，所有在晶圓1 5上面的 樣型被曝露。 接著，在本實施例電子束曝光裝置中所形成之曝光程 序將被說明於下。 首先，各單元被調整。在這調整中，各單元被設定在 最佳狀況，並且同時，在子光束相關單元中子光束之間差 ___28 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

538323 五、發明説明（乂） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 量有關的資料被收集。電子槍1以及磁鏡片10-1至10-9使用 電子光學系統控制器28而被調整。進一步地，主要偏移器 12、次要偏移器13、以及次次要偏移器36被調整，並且有 關於他們偏移數量的資料被收集。這些調整與先前習知裝 置形成之調整相同。第一整型孔口陣列3和第二整型孔口陣 列6各被提供多數個孔口區域4 1，如先前之說明，並且一組 孔口區域41被選擇。第一整型孔口陣列3、第二整型孔口陣 列6、第一整型偏移陣列4、第二整型偏移陣列5、子光束阻 隔器7、子光束偏移陣列9以及快門8被調整且使用對齊夾具 或類似者以便對齊。此時，有關於子光束偏移之各偏移器 特性之資料也被收集並且被儲存。進一步地，像差/庫倫模 糊更正器14等等，被調整並且他們的資料被收集。針對上 面之調整和資料收集，反射電子檢測器1 8、法拉第杯36等 等，被使用。 依據因此被收集之資料，更正資料被設定於主要偏移 控制器20、次要偏移控制器2 1、像差/庫倫模糊更正器控制 器22、子光束偏移陣列控制器23、共同阻隔器控制器24、 子光束阻隔器控制器25、第二整型偏移陣列控制器26、第 一整型偏移陣列控制器27、電子光學系統控制器28，等等 之中。 控制電腦29對於各寫入框從被儲存在大尺度之儲存元 件3 0中的” L SI晶片-寫入資料”以及”晶圓佈局和曝光狀況資 訊’’產生曝光資訊。此時，針對各分割曝光範圍，曝光資訊 被產生，如參考第9A至9D圖以及第10A和10B圖之說明。 29 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

538323 A7 B7 五、發明説明（d ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 爲了曝光，利用公共阻隔器1 1被設定以阻隔整個光束 並且子光束阻隔器也被設定在阻隔位置中，晶圓15被鉗緊 在平台16上面，並且平台16被移動，如先前參考第9A至9D 圖以及第10A和10B圖之說明，以設定主要偏移器12和次要 偏移器1 3之偏移位置。在這情況中，公共阻隔器1 1阻隔之 狀況被釋放。接著，次次要偏移器36之偏移位置被設定， 並且曝光開始。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 對於其形狀和偏移位置，各子光束可獨立地被控制並 且順序地在分別的範圍中曝露樣型，但是如先前所提示， 由於庫倫作用而發生子光束模糊。這模糊使用像差/庫倫模 糊更正器14而被更正，但是對於子光束而言，如果電流數 量變大或如果電流大量改變，則其更正並非需要的。一些 子光束寫入範圍包含大量之樣型，並且有些僅包含一些樣 型或完全沒有樣型。基本地，曝光數目是由被包含在被曝 露範圍中的樣型數目所決定；依據將被曝露之範圍，曝光 數目可以是大的或可以是小的。有鑑於此，在其中曝光數 目是小的範圍中，曝光順序被調整以便使得每次曝光最大 電流數量儘可能地小並且減低在曝光之間電流數量的改 變。 例如，第10A圖左方之範圍（3，1)包含有一次曝光之大 樣型，並且在中心之範圍（5，1)包含有兩次曝光之相對地小 樣型，同時在左方之範圍（m，1)包含有四次曝光之小樣型。 在展示之範例中，曝光是在一些步驟中利用暴露而被形成， 例如’在（m，1)中只一組樣型在第一次曝光中被暴露，在（5， 30 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 538323 A7 B7 i、發明説明（>2 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1)中之一組樣型以及在（m，1)中之一組樣型是在第二次曝光 中被暴露，在（5，1)中其餘一組樣型以及在（m，1)中之一組 樣型在第三次曝光中被暴露，並且在（3，1)中之樣型以及在 (m，1)中之其餘一組樣型在第四次曝光中被暴露。實際上， 此等曝光是對於400個子光束之曝光範圍而被形成。這足夠 減低每次曝光之最大電流數量而同時也減低在曝光之間電 流數量的改變。 利用如上面之說明所形成的曝光，在400個第五偏移範 圍83中之樣型曝光被完成。之後，相同曝光程序利用移動 平台並且改變次次要偏移器36、次要偏移器13、以及主要 偏移器1 2之偏移位置而重複地被形成，直至在晶圓1 5上面 之所有的樣型已經被曝露爲止。 依據本發明之實施例，電子束曝光裝置已經於上面被 說明，但是它也可能有各種的修改。 例如，被形成於實施例之偏移器陣列基片50上面之正 電極53和負電極54已經被說明具有第7圖中展示之形狀，但 是這些可以被形成如同在第11圖中展示之平行電極。但是， 在這修改中，因爲其中一組均勻電場可被形成之範圍成爲 較小，因此如果在這裡也使用相同子光束尺寸，則孔口單 元57之尺寸以及子光束之間隙必須被增加。在第7圖之範例 中，孔口間隙是電子束尺寸的1 /4並且子光束利用效率是 1 /1 6，而在第1 1圖之範例中，孔口間隙是電子束尺寸的1 /6 並且子光凍利用效率是1/36。雖然子光束利用效率下降大 約一半，但對於實際用途它是足夠地。 31 本紙張尺度適用中國國家標绰（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -- 訂 線·! 538323 A7 B7 i、發明説明（yp 在實施例中，除了主要偏移器12和次要偏移器13之外， 次要子光束偏移器36被提供，並且離散地被配置的子光束 偏移範圍79被移動，但是次要子光束偏移器36可以被省略 並且子光束偏移器1 3可以被組態以進行這偏移。 進一步地，在實施例中，子光束偏移範圍79已經被說 明彼此分離，如第1 0A圖中所展示，但是該子光束偏移範圍 79可以利用增加在子光束偏移陣列9中各組偏移器之偏移數 量而使之彼此連續。在那情況中，利用次要子光束偏移器 而改變位置，如第10B圖所展示，並不需要被達成，但是第 三偏移範圍77利用僅改變各子光束之偏移位置而被曝露。 進一步地，各子光束偏移範圍79可以被設定比其最大 偏移範圍較小，隨著供應使得在分割偏移範圍間在一次曝 光中曝露經過界線的樣型。這減低在接合處之偏移的可能 性。 當子光束偏移範圍彼此重疊被配置時，可以供應使得 當在某種子光束偏移範圍中之樣型曝光被完成時，如果在 其相鄰子光束偏移範圍中之曝光尙未被完成，則被完成曝 光之子光束被使用以曝露其相鄰子光束偏移範圍中之樣 型。這可改進產量。 進一步地，當使用數個子光束曝光在一些步驟中進行 曝光時，整個看來，子光束之總電流數量之上限可被預置， 並且即使曝光程序被分割成爲一些步驟而當電流値超過這 上限時，曝光數目可以被設定比在子光束偏移範圍中之樣 型的最大數目還要大。在這情況中，因爲被增加的曝光數 32 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 線·! 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 538323 A7 B7 五、發明説明（7° ) 目而使得曝光時間增加’但是因爲此一情況並非時常發生， 有效的產量之惡化是可以被忽略的° 如上面之說明，依據本發明’因爲許多曝光利用繼續 進行可變ί七尺寸矩形方法而被形成’使得產量大幅地改進’ 並且其所達成之產量是比得上或較高於利用方塊曝光方法 所可得到之產量。進一步地，因爲它既不需要，在方塊曝 光方法中月？需的使用於方塊遮罩準備措施之計劃實現時 間，同時也不需要方塊遮罩管理，因而管理時間被減低並 且有效的產量進一步地被增加。 這得_!]可被使用於大量之LSI生產程序中，並使得高度 積集LSI以低成本被大量產生之電子束曝光裝置。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線·! 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ____33 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 538323 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（々1 ) 元件標號對照表 1……電子槍 2-1至2-8……磁場軸 3……第一整型孔口陣列 4……第一整型偏移器陣列 4- 1......第一整型偏移器 5……第二整型偏移器陣列 5- 1……第二整型偏移器陣列 5-2......偏移 6……第二整型孔口陣列 7……子光束阻隔器 8……快門 9……子光束偏移器陣列 10-1至10-9……磁鏡片 11……阻隔器 12……主要偏移器 13……次要偏移器 14……像差/庫倫模糊更正器 15 ......晶圓 16 ......平台 17……控制器 18……電子檢測器 19……檢測信號處理電路 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T __34 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 538323 五、發明説明（$7) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 20……主要偏移控制器 21……次要偏移控制器 22……像差/庫倫模糊更正器控制器 23……子光束偏移陣列控制器 24……阻隔器控制器 25……子光束阻隔器控制器 26……第二整型偏移陣列控制器 27……第一整型偏移陣列控制器 28……電子光學系統控制器 29……控制電腦 30……儲存元件 3 1......界面 32……網路轉接器 33……電腦匯流排 34……控制匯流排 3 5......法拉第杯 3 6......次次要偏移器 4 1……孔口區域 4 2......孔口 4 3......石夕某片 44......硼擴散絕緣層 4 6 ······石夕 47……保護金屬薄膜 50……偏移器陣列基片 35 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

538323 A7 B7 五、發明説明（ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 50，·.· …基片 5 1". …偏移陣列區域 52 ··· …信號電極板 53… ·· ·正電極 53，.·. • ··正電極 54 ··· …負電極 54，··. •…負電極 55 ··· …屏障接地電極 56··· …孔口 56'··· .···孔口 57··· …孔口單元 58… …形狀 6 1··· …方向 61，·· • · ··方向 70·.· ···晶圓 7 1··· …作用框 72··· …平台移動方向 73… …第一偏移範圍 74·.· …主要偏移位置改變路徑 75 ··· …第二偏移範圍 76". …次要偏移位置改變路徑 77··· …第三偏移範圍 78··· …子先束偏移範圍 79". …子光束偏移範圍 36 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、1T 線· 538323 A7 B7 五、發明説明（令+ ) 發矩第第 向 方 射 圍圍 範 产 luij 移移 偏偏 形四五 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) #1

、1T 線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 麝 t 37 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）

Claims (1)

1. 538323

   j·^ A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 '申請專利範園 1. 一種電子束曝光裝置，其包含： 一組用於產生電子束之束源； 用於將該電子束整型之整型裝置； 用於改變該電子束於一組樣本上面之發射位置的偏移 裝置；以反 用於聚焦該被整型電子束至該樣本上面之投射裝置， 其中 該整型裝置包含： 利用分割該電子束用於產生多數個子光束之分割裝 置； 用於將各該多數個子光束整型成爲所需矩形形狀之矩 形整型裝置；和 用於移動各該多數個子光束之發射位置之子光束偏移 裝置。 2 · $口申請專利範圍第1項之電子束曝光裝置，該矩形 整型裝置波此無關地將至少一些該等多數個子光束整型成 爲所需的矩形形狀，並且該子光束偏移裝置彼此無關地移 動至少一fe該等多數個子光束之發射位置。 3· $□申請專利範圍第2項之電子束曝光裝置，進一步 地包含用於控制該電子束而使得該電子束是否發射至該樣 本上面之阻隔器裝置。 4. $口申請專利範圍第2項之電子束曝光裝置，進一步 地包含用於彼此無關地控制各該多數個子光束而使得該各 子光束是否發射至該樣本上面之子光束阻隔器裝置。 38 本紙張尺度適用中國國家標赛（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 s'. 538323 Α8 Β8 C8 D8 々、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 5. ί口申請專利範圍第3項之電子束曝光裝置，進一步 地包含用於彼此無關地控制各該多數個子光束而使得該各 子光束是否發射至該樣本上面之子光束阻隔器裝置。 6. $口申請專利範圍第2項之電子束曝光裝置，其中 該分割裝置是具有以預定間隙配置之預定矩形形狀之 多數個第一整型孔口的一組基片，並且 該等多數個子光束是以該預定間隙配置之預定矩形形 狀之多數偭電子束，並且其中 該矩肜整型裝置包含： 用於波此無關地偏移各該多數個子光束之第一整型偏 移裝置； 具有對應於該預定間隙配置之矩形形狀的多數個第二 整型孔口之一組整型孔口陣列，其中利用該第一整型偏移 裝置被偏移之各該多數個子光束被發射於該等多數個第二 整型孔口之：對應的一組上面；以及 第二整型偏移裝置，用於將經由多數個第二整型孔口 而被整型的該等多數個子光束偏移回復。 7. $口申請專利範圍第3項之電子束曝光裝置，其中 該分割裝置是具有以預定間隙配置之預定矩形形狀之 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 多數個第一整型孔口的一組基片，並且 該等多數個子光束是以該預定間隙配置之預定矩形形 狀之多數個電子束，並且其中 該矩形整型裝置包含： 用於彼此無關地偏移各該多數個子光束之第一整型偏 39 本紙張尺度適用中國國家標參（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 538323 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範園 移裝置； 具有封應於該預定間隙配置之矩形形狀的多數個第二 整型孔口之一組整型孔口陣列，其中利用該第一整型偏移 裝置被偏移之各該多數個子光束被發射於該等多數個第二 整型孔口之對應的一組上面；以及 第二整型偏移裝置，用於將經由多數個第二整型孔口 而被整型的該等多數個子光束偏移回復。 8. $口申請專利範圍第4項之電子束曝光裝置，其中 該分割裝置是具有以預定間隙配置之預定矩形形狀之 多數個第一整型孔口的一組基片，並且 該等多數個子光束是以該預定間隙配置之預定矩形形 狀之多數個電子束，並且其中 該矩胗整型裝置包含： 用於波此無關地偏移各該多數個子光束之第一整型偏 移裝置； 具有對應於該預定間隙配置之矩形形狀的多數個第二 整型孔口之一組整型孔口陣列，其中利用該第一整型偏移 裝置被偏移之各該多數個子光束被發射於該等多數個第二 整型孔口之對應的一組上面；以及 第二整型偏移裝置，用於將經由多數個第二整型孔口 而被整型旳該等多數個子光束偏移回復。 9. 妇申請專利範圍第5項之電子束曝光裝置，其中 該分割裝置是具有以預定間隙配置之預定矩形形狀之 多數個第一整型孔口的一組基片，並且 40 ^紙張尺度適用中國國家標赛（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

   經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 538323 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範園 靜電場之一對偏移電極，以及形成於除了該組對偏移電極 被形成位置之外而側鄰於各該孔口之其他位置的屏障電 極，並且其中 利用一組整型偏移基片上面偏移電極組對形成之靜電 場方向是舆利用另一整型偏移基片上面對應的偏移電極組 對形成之靜電場方向成90°，並且兩組整型偏移基片彼此近 接地配置。 14. 如申請專利範圍第6項之電子束曝光裝置，其中 該分Μ裝置基片包含各具有該等多數個第一整型孔口 之多數個整型孔口組，並且 該等多數個整型孔口組之任何一組是選擇地可移動進 入該電子束之一通道。 15. 如[申請專利範圍第7項之電子束曝光裝置，其中 該分割裝置基片包含各具有該等多數個第一整型孔口 之多數個整型孔口組，並且 該等多數個整型孔口組之任何一組是選擇地可移動進 入該電子束之一通道。 16·如申請專利範圍第8項之電子束曝光裝置，其中 該分割裝置基片包含各具有該等多數個第一整型孔口 之多數個簦型孔口組，並且 該等多數個整型孔口組之任何一組是選擇地可移動進 入該電子束之一通道。 17· $口申請專利範圍第9項之電子束曝光裝置，其中 該分割裝置基片包含各具有該等多數個第一•整型孔□ 43 本紙張尺度適用中國國家標參（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

   538323 8 8 8 8 A B c D 六、申請專利範圍 之多數個整型孔口組，並且 該等多數個整型孔口組之任何一組是選擇地可移動進 入該電子束之一通道。 1 8 .如申請專利範圍第2項之電子束曝光裝置，其中 該子光束偏移裝置包含： 兩組偏移基片，各包含配置對應於該等多數個子光束之 配置的多數個孔口，形成於各孔口兩側用於形成一靜電場之 一對偏移電極，以及形成於除了該組對偏移電極被形成位置 之外側而鄰於各該孔口之其他位置的屏障電極，和其中 利用一組整型偏移基片上面偏移電極組對形成之靜電 場方向是與利用另一整型偏移基片上面對應的偏移電極組 對形成之靜電場方向成90°，並且兩組整型偏移基片彼此近 接地配置。 19.如申請專利範圍第4項之電子束曝光裝置，其中 該子光束阻隔器裝置包含： 一組阻隔器偏移基片，各包含配置對應於該等多數個子 光束之配置的多數個孔口，形成於各孔口兩側用於形成一靜 電場之一對偏移電極，以及形成於除了該組對偏移電極被形 成位置之外側而鄰於各該孔口之其他位置的屏障電極；以及 一組屏障平板，用於阻隔利用該偏移電極組對被偏移之 該等多數個子光束。 2 0.如申請專利範圍第5項之電子束曝光裝置，其中 44 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（21 OX297公釐） 538323 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範園 該子光束阻隔器裝置包含： 一組阻隔器偏移基片，其包含配置對應於該等多數個 子光束之配置的多數個孔口，形成於各孔口兩側用於形成 一靜電場之一對偏移電極，以及形成於除了該組對偏移電 極被形成位置之外側而鄰於各該孔口之其他位置的屏障電 極；以及 一組屏障平板，用於阻隔利用該偏移電極組對被偏移 之該等多數個子光束。 21.如申請專利範圍第2項之電子束曝光裝置，其中 該偏移裝置包含主要偏移裝置和次要偏移裝置，該次 要偏移裝置之偏移範圍是較小於該主要偏移裝置之偏移範 圍，並且其中 對應至該主要偏移裝置之可偏移範圍之一組主要偏移 範圍被分割成爲各對應至該等次要偏移裝置之可偏移範圍 的多數個芡要偏移範圍， 各該欠要偏移範圍被分割成爲各對應至該等子光束偏 移裝置之可偏移範圍之多數個子光束偏移範圍， 以該芏要偏移裝置和該次要偏移裝置之偏移位置被保 持固定，利J用變化該子光束偏移裝置之偏移位置使得曝光 被形成在各該子光束偏移範圍之內， 利用變化該次要偏移裝置之偏移位置而重複在各該子 光束偏移範圍之內的曝光，曝光被形成在各該次要偏移範 圍之內，以及 利用變化該主要偏移裝置之偏移位置而重複在各該主 45 本紙張尺度適用中國國家標參（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)