CN101614952A - 曝光掩模以及利用曝光掩模的半导体制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种曝光掩模以及利用曝光掩模的半导体制造方法。用于极端紫外辐射(EUV)的曝光掩模包括形成在掩模衬底上方的吸收体以及形成在吸收体上方的反射图案。用于EUV的曝光掩模防止从反射体反射的光被吸收体图案再吸收从而防止遮蔽效应。结果，光致抗蚀剂图案没有变形地反映形成在曝光掩模中的图案，从而获得期望的图案。
Description
技术领域
本发明主要涉及曝光掩模以及利用该曝光掩模的半导体器件的制造方法，更具体地，涉及应用于反射光和暴露光的系统的极端紫外辐射(EUV，extreme ultraviolet radiation)的曝光掩模以及利用该曝光掩模制造半导体器件的方法。
背景技术
随着半导体器件的设计尺寸的减小，已经开发了各种曝光技术。这些曝光技术之一是利用极端紫外辐射的方法。
利用EUV的曝光技术不便于利用常规系统的透镜的图案化工艺，因为其采用具有13.5nm波段的高能的光。
也就是，因为曝光光源具有短波段的高能量，所以当来自光源的光投射到曝光掩模和透镜时，来自光源的光被吸收体吸收。结果，有必要引入反射型系统。
反射型系统与利用透过曝光掩模的光来形成图案的常规系统不相似。反射型系统是一种通过诸如反射镜的反射器件来反射光的图案化系统。
因为利用EUV的曝光技术适应于反射光的系统，所以来自光源的光不被垂直地投射到曝光掩模而是以一个给定入射角投射到曝光掩模。倾斜的光由曝光掩模的反射层反射或者被曝光掩模的吸收体吸收。
图1a到1c是图解曝光掩模的常规制造方法的图。
如图1a所示，用于反射光的反射体12、缓冲层14以及用于吸收光的吸收体16形成在掩模衬底10上。
如图1b所示，掩模被图案化从而在晶片上获得期望的形状。光致抗蚀剂膜被涂覆在吸收体16上，并且光致抗蚀剂膜被图案化为具有期望的形状，从而获得光致抗蚀剂图案18。
如图1c所示，吸收体16和缓冲层14利用光致抗蚀剂图案18作为刻蚀掩模被刻蚀，从而获得缓冲层图案20以及吸收体图案22。
图2为图解利用常规曝光掩模的曝光工艺的图。
如图2所示，当利用包括由常规掩模形成方法形成的掩模图案的曝光掩模进行图案化工艺时，来自光源的光以入射角投射到曝光掩模，使得光也以具有给定的角的倾斜反射。
也就是，在投射到曝光掩模的光中，标注为‘A’的从反射体12反射的光被曝露在晶片上以图案化涂敷在晶片上的光致抗蚀剂膜，标注为‘B’的被吸收到吸收体图案20中的光没有到达涂敷在晶片上的光致抗蚀剂膜，因此不能图案化光致抗蚀剂膜。
显示为‘C’的光以给定的角从反射体12被反射，并且进入吸收体图案22。换句话说，光未被反射而是被吸收从而产生晶片的未曝光部分。
结果，未曝光部分影响图案的形状从而使图案变形，这被称为遮蔽效应(shadowing effect)。
当光在掩模上被反射以使膜图案化时，遮蔽效应降低了图案的对比度从而使图案变形。
发明内容
本发明的各种实施例旨在提供一种曝光掩模以及制造半导体器件的方法，从而防止在利用EUV的曝光工艺中产生的遮蔽效应。
根据本发明的实施例，曝光掩模包括：形成在掩模衬底上方的吸收体；以及形成在吸收体上方的反射图案。
曝光掩模还可以包括在吸收体和反射图案之间的缓冲图案。
吸收体可以包括TaN、TaON、Ta9N、Ta8ON、TaBN、TaBON或者Ta7BON。
反射图案具有包括不同材料的多分层结构。
反射图案包括钼(Mo)和硅(Si)。
反射图案包括在40到60之间的层。
曝光掩模被用于EUV。
根据本发明的实施例，制造半导体器件的方法包括：在包括下层的半导体衬底上方涂敷光致抗蚀剂膜；用以上描述的用于EUV的曝光掩模，利用EUV在光致抗蚀剂膜上进行曝光工艺；在光致抗蚀剂膜上进行显影工艺以形成光致抗蚀剂图案；以及利用光致抗蚀剂图案作为刻蚀掩模刻蚀下层。
根据本发明的一个实施例，形成曝光掩模的方法包括：在掩模衬底上方形成吸收体；以及在吸收体上方形成反射图案。
形成反射图案包括：在吸收体上方形成反射体；在反射体上方形成光致抗蚀剂图案；以及利用光致抗蚀剂图案作为刻蚀掩模刻蚀反射体。
形成曝光掩模的方法还可以包括在吸收体和反射图案之间形成缓冲图案。
吸收体可以包括TaN、TaON、Ta9N、Ta8ON、TaBN、TaBON或者Ta7BON。
反射图案具有包括不同材料的多分层结构。
反射图案包括Mo和Si。
反射图案包括40层和60之间的层。
曝光掩模用于EUV。
附图说明
图1a到1c是图解制造曝光掩模的常规方法的图；
图2是图解利用常规曝光掩模的曝光工艺的图；
图3a到3c是根据本发明的实施例图解制造曝光掩模的方法的图；
图4a到4c是根据本发明的实施例图解利用曝光掩模制造半导体器件的方法的图。
附图中每个元件的标号
40：掩模衬底
42：吸收体
44：缓冲层
46：反射体
48：光致抗蚀剂图案
50：缓冲图案
52：反射体图案
60：半导体衬底
62：光致抗蚀剂膜
64：光致抗蚀剂图案
具体实施方式
将参考附图对本发明进行详细描述。
如图3c所示，根据本发明实施例的曝光掩模包括吸收体42、形成在吸收体42上用作掩模图案的缓冲图案50以及反射体图案52，所有这些都形成在掩模衬底40上方。
在曝光掩模中，应用的是反射系统而不是图案化系统。结果，涂敷在半导体衬底上的光致抗蚀剂膜利用从反射体图案52反射的光被图案化。
图3a到3c是根据本发明的实施例图解曝光掩模的制造方法的图。
参考图3a，用于吸收光的吸收体42、缓冲层44以及用于反射光的反射体46顺次形成在掩模衬底40上。
反射体46具有包括最适宜用于反射光的材料的多层沉积结构。
反射体46具有包括Mo和Si的层数在40层到60层之间的沉积结构，并且不局限于此。可以使用最适宜反射光的任何材料，并且沉积的层的数目可以依赖于反射率而改变。
吸收体42可以包括TaN、TaON、Ta9N、Ta8ON、TaBN、TaBON或者Ta7BON，并且不局限于此。
如图3b所示，形成掩模图案使得掩模图案可以利用掩模被图案化为具有在晶片上的期望形状。光致抗蚀剂膜被涂敷在反射体46上方，并且被图案化为具有期望的形状，从而获得光致抗蚀剂图案48。
如图3c所示，反射体46和缓冲层44利用光致抗蚀剂图案48作为刻蚀掩模被刻蚀，从而获得缓冲图案50和反射体图案52，二者是掩模图案。
这样，吸收体42首先形成在掩模衬底40上，使得从曝光掩模的反射体反射的光不被吸收体图案再吸收，从而防止遮蔽效应。
图4a到4c为图解根据本发明的实施例利用曝光掩模制造半导体器件的方法的图。
如图4a所示，光致抗蚀剂膜62被涂敷在包括下层(未示出)的半导体衬底60上。
如图4b所示，曝光工艺用以上描述的根据本发明的实施例的用于EUV的曝光掩模进行。
来自光源的光不被垂直投射在曝光掩模上而是以倾斜的入射角被投射在曝光掩模上，使得光以一定的倾斜被曝光掩模反射。
投射到曝光掩模的光中，投射到作为掩模图案的反射体图案52的光‘D’通过反射体图案52被反射，并且被暴露在晶片上。结果，涂敷在半导体衬底60上的光致抗蚀剂膜62被曝光。投射到吸收体42上的光‘E’被吸收体42吸收，使得其未暴露在光致抗蚀剂膜62中。
如图4c所示，在光致抗蚀剂膜62上实施显影工艺以形成光致抗蚀剂图案64。
下层(未示出)利用光致抗蚀剂图案64被刻蚀以制造半导体器件。
如以上所描述，根据本发明的实施例的用于EUV的曝光掩模防止从反射体反射的光被吸收体图案再吸收从而防止遮蔽效应。结果，光致抗蚀剂图案64没有变形地反映形成在曝光掩模中的图案，从而获得期望的图案。
考虑到利用EUV的曝光工艺中的图案尺寸，利用根据本发明的实施例的曝光掩模制造半导体器件的方法不需要光学邻近效应校正，从而在不需要附加的费用和工艺步骤的前提下防止遮蔽效应。因此，由图案的转印导致的图案尺寸不会改变。
本发明的以上实施例是图解性的而不是限制性的。各种替换和等同物是可以的。本发明不受这里所描述的沉积类型、抛光类型以及图案化步骤所限。本发明也不限于任何具体类型的半导体器件。例如，本发明可以应用于动态随机存取存储器(DRAM)器件或者非易失性存储器器件。考虑到本公开，其他的添加、减去或者修改是明显的并且旨在落在所附权利要求书的范围内。
本发明要求于2008年6月27日提交的韩国专利申请No.10-2008-0061888的优先权，并以引用方式将其完整地合并在此。
Claims (16)
1.一种曝光掩模，包括：
形成在掩模衬底上方的吸收体；以及
形成在所述吸收体上方的反射图案。
2.如权利要求1所述的曝光掩模，还包括在所述吸收体和所述反射图案之间的缓冲图案。
3.如权利要求1所述的曝光掩模，其中所述吸收体选自包括TaN、TaON、Ta9N、Ta8ON、TaBN、TaBON或者Ta7BON的组。
4.如权利要求1所述的曝光掩模，其中所述反射图案具有包括不同材料的多分层结构。
5.如权利要求4所述的曝光掩模，其中所述反射图案包括钼和硅。
6.如权利要求4所述的曝光掩模，其中所述反射图案包括在40到60之间的层。
7.如权利要求1所述的曝光掩模，其中所述曝光掩模被用于极端紫外辐射。
8.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：
在包括下层的半导体衬底上方涂敷光致抗蚀剂膜；
利用极端紫外辐射通过曝光掩模在所述光致抗蚀剂膜上进行曝光工艺，所述曝光掩模包括：
形成在掩模衬底上方的吸收体；以及
形成在所述吸收体上方的反射图案；
在所述光致抗蚀剂膜上进行显影工艺以形成光致抗蚀剂图案；以及
利用所述光致抗蚀剂图案作为刻蚀掩模刻蚀所述下层。
9.如权利要求8所述的方法，其中形成所述反射图案的步骤包括：
在所述吸收体上方形成反射体；
在所述反射体上方形成光致抗蚀剂图案；以及
利用所述光致抗蚀剂图案作为刻蚀掩模刻蚀所述反射体。
10.如权利要求8所述的方法，其中所述吸收体选自包括TaN、、TaON、Ta9N、Ta8ON、TaBN、TaBON或者Ta7BON的组。
11.如权利要求8所述的方法，其中所述反射图案具有包括不同材料的多分层结构。
12.如权利要求8所述的方法，其中所述反射图案包括钼和硅。
13.如权利要求8所述的方法，其中所述反射图案包括在40到60层之间的层。
14.如权利要求8所述的方法，其中所述曝光掩模被用于极端紫外辐射。
15.一种形成曝光掩模的方法，所述方法包括：
在掩模衬底上方形成吸收体；以及
在所述吸收体上方形成反射图案。
16.如权利要求15所述的方法，还包括在所述吸收体和所述反射图案之间形成缓冲层。
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