CN103454849A - 反射式光罩及光罩素材 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种反射式光罩及光罩素材，该光罩包含一基板、一第一反射复层、一第二反射复层、一第一图案化吸收层及一第二图案化吸收层。基板包含一第一表面和一第二表面，其中该第一表面与该第二表面是相对。第一反射复层形成于基板的第一表面上。第二反射复层形成于基板的第二表面上。第一图案化吸收层形成于第一反射复层上。第二图案化吸收层形成于第二反射复层上。
Description
技术领域
本发明关于一种微影光罩；特别关于一种反射式光罩及光罩素材。
背景技术
光微影技术的进步让半导体集成电路可制作得更小，且具有更好的效能。具有248、193或157纳米波长的深紫外光(deep ultraviolet)现已被运用来制作芯片。使用极端紫外光(extreme ultraviolet light；EUV)、X光、电子和离子束等数种候选方法正为成为下一世代的光微影技术而相互竞争。
极端紫外光微影技术(EUV lithography；EUVL)可能是最有希望的竞争者，其是使用约10至15纳米波长的EUV光。由于缺少可穿透EUV光的材料，使得EUVL使用反射式光学元件而非折射式光学元件来曝照晶圆。EUV光可利用放电等离子(discharge produced plasma)来产生。所产生的EUV光则可利用一系列的布拉格镜(Bragg mirrors)，导向至一用来在晶圆上的光阻层上形成图案的反射式光罩。整个曝光过程是在真空条件下进行，以避免EUV光被空气所吸收。
现今在EUVL技术中，发展出合适、优质的EUVL光罩仍是主要的挑战。EUVL光罩技术包括EUVL空白光罩(blank mask)的准备及光罩的制作。空白光罩要求平整、无缺陷的基板及无缺陷的堆叠层，其中基板需具有极低的热膨胀系数，而叠层需具有准确的厚度及化学组成。由于严格的EUV光罩规格难以符合，因此EUV光罩的成本非常地高。
发明内容
鉴于前述问题，本发明提供了一种新的反射式光罩及光罩素材。
根据本发明一实施例，一种反射式光罩包含一基板、一第一反射复层、一第二反射复层、一第一图案化吸收层及一第二图案化吸收层。基板包含一第一表面和一第二表面，其中该第一表面与该第二表面是相对。第一反射复层形成于基板的第一表面上。第二反射复层形成于基板的第二表面上。第一图案化吸收层形成于第一反射复层上。第二图案化吸收层形成于第二反射复层上。
根据本发明一实施例，一种光罩素材包含一基板、一第一反射复层、一第二反射复层、一第一盖层、一第二盖层、一第一吸收层，以及一第二吸收层。基板包含一第一表面和一第二表面，其中该第一表面与该第二表面是相对。第一反射复层形成于基板的第一表面上。第二反射复层形成于基板的第二表面上。第一盖层形成于第一反射复层上。第二盖层形成于第二反射复层上。第一吸收层形成于第一盖层上。第二吸收层形成于第二盖层上。
本发明至少部分实施例揭露的反射式光罩及光罩素材具有低成本、低管理成本及较长的使用寿命等优点。
附图说明
图1为本发明一实施例的反射式光罩的示意图。
图2为本发明一实施例的反射式光罩的导电层的示意图。
图3为本发明一实施例的光罩素材的示意图。
其中，附图标记说明如下：
1：反射式光罩
3：光罩素材
10：图案区域
11：基板
12：第一反射复层
13：第二反射复层
14、14'：第一图案化吸收层
15、15'：第二图案化吸收层
16：第一盖层
17：第二盖层
18、18'：第一中介层
19、19'：第二中介层
20：图案区域
21：导电层
111：第一表面
112：第二表面
具体实施方式
实施例是关于反射式光罩，其较佳但不限于是使用在深紫外光微影技术（Extra Ultraviolet Lithography）。
图1为本发明一实施例的反射式光罩1的示意图。如图1所示，反射式光罩1可根据分散式布拉格反射镜(distributed Bragg reflector)原理运作。反射式光罩1可具有两图案区域(10和20)，两图案区域(10和20)设置于反射式光罩1的两相对侧。反射式光罩1可包含一基板11、一第一反射复层12、一第二反射复层13、一第一图案化吸收层14，以及一第二图案化吸收层15。基板11具有一第一表面111及一第二表面112。第一反射复层12直接形成于第一表面111上。第二反射复层13直接形成于第二表面112上。第一图案化吸收层14形成于第一反射复层12上。第二图案化吸收层15形成于第二反射复层13上。
基板11可为经精密研磨的空白平板。在一些实施例中，基板11包含不穿透EUV光的类玻璃材料(EUV opaque glass-like material)。在一些实施例中，基板11包含熔氧化硅(fused silica)。在一些实施例中，基板11包含掺杂钛和锡的熔氧化硅(Ti and Sn-doped fused silica)。
第一反射复层12和第二反射复层13中的每一者可让从其的分层而来的散射光产生建设性干涉，由此反射出所要波长的EUV光。替第一反射复层12和第二反射复层13选择合适的材料与厚度可让反射光依相位来结合(combine in phase)。第一反射复层12和第二反射复层13中的每一者可包含交替相叠的两材料层，其中两材料层可视为一层对(layer pair)。两材料可具有不同的折射率(refractive index)。两材料的一者较另一者可具有较高的原子数(atomic number)。为达成共振反射率(resonant reflectivity)，第一反射复层12或第二反射复层13的周期(period)需约为反射光的波长的一半。
在本发明的一些实施例中，第一反射复层12和第二反射复层13中的每一者包含钼(molybdenum)和硅(silicon)。以例言，该层对可形成而具有约2.8纳米厚的钼和约4.1纳米厚的硅。第一反射复层12和第二反射复层13中的每一者可包含适当数量的层对，以满足需求。第一反射复层12所具有的层对数目可与第二反射复层13所具有的数目不同。另外，在一些实施例中，第一反射复层12和第二反射复层13中每一者可包含交替相叠的钼和铍(beryllium)。
第一图案化吸收层14和第二图案化吸收层15可利用会吸收所欲反射的光的材料所形成。许多的金属和合金适合用来形成第一图案化吸收层14或第二图案化吸收层15。在一些实施例中，第一图案化吸收层14或第二图案化吸收层15包含金属、合金、或钽基材料(tantalum-based material)。在一些实施例中，第一图案化吸收层14或第二图案化吸收层15包含铝(aluminum)、铝铜(aluminum copper；AlCu)、铬(chromium)、钽(tantalum)或钨(tungsten)。在一些实施例中，第一图案化吸收层14或第二图案化吸收层15可包含硅化镍(nickel silicide)、硼化钽(tantalum boride)、氮化钽(tantalum nitride)、钽硅化物(tantalum silicide)、钽硅氮化物(tantalum silicon nitride)或氮化钛(titaniumnitride)。
在本发明的一些实施例中，第一图案化吸收层14或第二图案化吸收层15可形成而具有相同的线路图案(circuit pattern)。由于传统的反射式光罩仅一侧具有图案，因此当该图案受损时，传统的反射式光罩就必须报废；而相较于传统的反射式光罩，前述两吸收层具有相同的线路图案的设计可延长本案实施例的反射式光罩的寿命。
在本发明一些实施例中，第一图案化吸收层14及第二图案化吸收层15具有不同的图案，如此无需制作两个光罩以分别承载第一图案化吸收层14及第二图案化吸收层15，而使得光罩成本及光罩管理成本可大幅降低。
参照图1所示，在一些实施例中，反射式光罩1可进一步包含一第一盖层16及一第二盖层17。第一盖层16及第二盖层17可用来分别保护第一反射复层12及第二反射复层13，以避免第一反射复层12及第二反射复层13在暴露于环境下时受影响或改变，例如：被氧化(oxidized)。在本实施例中，第一盖层16形成于第一图案化吸收层14和第一反射复层12之间；而第二盖层17形成于第二图案化吸收层15和第二反射复层13之间。第一盖层16或第二盖层17可以适当的材料形成，例如：碳(carbon)、碳化硅(siliconcarbide)、硅(silicon)、钌(ruthenium)或氮化硅(silicon nitride)。
如图1所示，在一些实施例中，反射式光罩1可还包含一第一中介层(buffer layer)18及一第二中介层19。第一中介层18或第二中介层19可为一薄层，其中在清洗、检验和图案修复等光罩制作步骤中，第一中介层18或第二中介层19可用来保护第一盖层16或第二盖层17和第一反射复层12或第二反射复层13。中介层18或19可由二氧化硅(silicon dioxide)来形成。其他具有类似性质的合适材料(例如：氮氧化硅(silicon oxynitride))也可用来形成第一中介层18或第二中介层19。
图2为本发明一实施例的反射式光罩1的导电层的示意图。如图2所示，反射式光罩1可被静电夹具(electrostatic chuck)所固持。在此种设计下，反射式光罩1可包含一第一导电层21及一第二导电层(未绘示)，其中第一导电层21可形成于第一表面111，而第二导电层可形成于第二表面112。第一导电层21或第二导电层可利用铬(chromium)、钼(molybdenum)或铝(aluminum)等材料来形成。
图3为本发明一实施例的光罩素材(mask blank)3的示意图。如图3所示，光罩素材3可包含一基板11、第一和第二反射复层12和13、第一和第二盖层16和17，以及第一和第二吸收层14'和15'，其中基板11具有第一表面111及第二表面112；第一和第二反射复层12和13分别形成于第一表面111及第二表面112；第一和第二盖层16和17分别形成于第一和第二反射复层12和13；第一和第二吸收层14'和15'分别形成于第一和第二盖层16和17。在一些实施例中，光罩素材3还包含一第一中介层18'及一第二中介层19'，其中第一中介层18'形成于第一盖层16和第一吸收层14'之间；第二中介层19'形成于第二盖层17和第二吸收层15'之间。
光罩制造工艺可分开运用在光罩素材3的两相对侧上。光阻施加在第一或第二吸收层14'或15'上。使用激光或电子束描写工具(writing tool)，在光阻上形成图案。利用合适的蚀刻工艺，蚀刻第一或第二吸收层14'或15'。在一些实施例中，在检查第一和第二图案化吸收层14和15(图1)后，以适合的蚀刻工艺蚀刻第一或第二中介层18'或19'。
在一些实施例中，光罩素材3可进一步包含第一和第二导电层，其中该第一和第二导电层用于让静电夹具固持光罩。第一导电层可直接形成在基板11的第一表面111上，并位在第一反射复层12的下方；而第二导电层可直接形成于基板11的第二表面112上，并位在第二反射复层13的下方。第一和第二导电层可利用适合的蚀刻工艺来显露出。
本揭露的技术内容及技术特点已揭示如上，然而熟悉本项技术的人士仍可能基于本揭露的教示及揭示而作种种不背离本揭露精神的替换及修饰。因此，本揭露的保护范围应不限于实施范例所揭示者，而应包括各种不背离本揭露的替换及修饰，并为以下的申请专利范围所涵盖。
Claims (19)
1.一种反射式光罩，包含：
一基板，包含一第一表面和一第二表面，其中该第一表面与该第二表面是相对；
一第一反射复层，形成于该第一表面上；
一第二反射复层，形成于该第二表面上；
一第一图案化吸收层，形成于该第一反射复层上；以及
一第二图案化吸收层，形成于该第二反射复层上。
2.根据权利要求1所述的反射式光罩，其中该第一图案化吸收层和该第二图案化吸收层具有相同的图案。
3.根据权利要求1所述的反射式光罩，其中该第一图案化吸收层和该第二图案化吸收层具有不同的图案。
4.根据权利要求1所述的半反射式光罩，还包含一第一导电层及一第二导电层，其中该第一导电层形成于该第一表面，而该第二导电层形成于该第二表面。
5.根据权利要求1所述的反射式光罩，还包含一第一盖层及一第二盖层，其中该第一盖层形成于该第一图案化吸收层与该第一反射复层之间，而该第二盖层形成于该第二图案化吸收层与该第二反射复层之间。
6.根据权利要求5所述的反射式光罩，还包含一第一中介层及一第二中介层，其中该第一中介层形成于该第一盖层与该第一图案化吸收层之间，而该第二中介层形成于该第二盖层与该第二图案化吸收层之间。
7.根据权利要求6所述的反射式光罩，其中该第一中介层或该第二中介层包含二氧化硅。
8.根据权利要求5所述的反射式光罩，其中该第一盖层或该第二盖层包含碳、碳化硅、硅、钌或氮化硅。
9.根据权利要求1所述的反射式光罩，其中该基板包含熔氧化硅或掺杂钛和锡的熔氧化硅。
10.根据权利要求1所述的反射式光罩，其中该第一反射复层或该第二反射复层包含钼和硅；或者该第一反射复层或该第二反射复层包含钼和铍。
11.根据权利要求1所述的反射式光罩，其中该第一图案化吸收层或该第二图案化吸收层包含金属、合金或钽基材料。
12.一种光罩素材，包含：
一基板，包含一第一表面和一第二表面，其中该第一表面与该第二表面是相对；
一第一反射复层，形成于该第一表面上；
一第二反射复层，形成于该第二表面上；
一第一盖层，形成于该第一反射复层上；
一第二盖层，形成于该第二反射复层上；
一第一吸收层，形成于该第一盖层上；以及
一第二吸收层，形成于该第二盖层上。
13.根据权利要求12所述的光罩素材，还包含一第一导电层及一第二导电层，其中该第一导电层形成于该第一表面，而该第二导电层形成于该第二表面。
14.根据权利要求12所述的光罩素材，还包含一第一中介层及一第二中介层，其中该第一中介层形成于该第一盖层与该第一吸收层之间，而该第二中介层形成于该第二盖层与该第二吸收层之间。
15.根据权利要求14所述的光罩素材，其中该第一中介层或该第二中介层包含二氧化硅。
16.根据权利要求12所述的光罩素材，其中该第一盖层或该第二盖层包含碳、碳化硅、硅、钌或氮化硅。
17.根据权利要求12所述的光罩素材，其中该基板包含熔氧化硅或掺杂钛和锡的熔氧化硅。
18.根据权利要求12所述的光罩素材，其中该第一反射复层或该第二反射复层包含钼和硅；或者该第一反射复层或该第二反射复层包含钼和铍。
19.根据权利要求12所述的光罩素材，其中该第一吸收层或该第二吸收层包含金属、合金或钽基材料。
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