CN112305853A - 光掩模制造方法和包括其的半导体器件制造方法 - Google Patents

光掩模制造方法和包括其的半导体器件制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112305853A
CN112305853A CN202010709170.2A CN202010709170A CN112305853A CN 112305853 A CN112305853 A CN 112305853A CN 202010709170 A CN202010709170 A CN 202010709170A CN 112305853 A CN112305853 A CN 112305853A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reflective layer
laser beam
photomask
image area
pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010709170.2A
Other languages
English (en)
Inventor
韩学承
朴相昱
朴钟主
李来原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020190139647A external-priority patent/KR20210016254A/ko
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of CN112305853A publication Critical patent/CN112305853A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605Workpiece metrology
    • G03F7/70616Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70625Dimensions, e.g. line width, critical dimension [CD], profile, sidewall angle or edge roughness
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/36Masks having proximity correction features; Preparation thereof, e.g. optical proximity correction [OPC] design processes
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/22Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
    • G03F1/24Reflection masks; Preparation thereof
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/52Reflectors
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/54Absorbers, e.g. of opaque materials
    • G03F1/58Absorbers, e.g. of opaque materials having two or more different absorber layers, e.g. stacked multilayer absorbers
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/60Substrates
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/72Repair or correction of mask defects
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/76Patterning of masks by imaging
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70008Production of exposure light, i.e. light sources
    • G03F7/70033Production of exposure light, i.e. light sources by plasma extreme ultraviolet [EUV] sources
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274Photolithographic processes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/308Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks
    • H01L21/3083Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane
    • H01L21/3086Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane characterised by the process involved to create the mask, e.g. lift-off masks, sidewalls, or to modify the mask, e.g. pre-treatment, post-treatment

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

公开了光掩模制造方法和半导体器件制造方法。该光掩模制造方法包括:在具有图像区域和围绕图像区域的边缘区域的掩模衬底上形成反射层;在反射层上形成吸收图案;将第一激光束照射到边缘区域上的反射层和吸收图案以形成黑色边界;使用具有黑色边界的光掩模向测试衬底提供极紫外(EUV)光束以形成测试图案;获得测试图案的临界尺寸校正图;以及使用临界尺寸校正图将第二激光束照射到图像区域一部分上的反射层,以形成比黑色边界厚的被退火区域。

Description

光掩模制造方法和包括其的半导体器件制造方法
技术领域
本发明构思涉及半导体器件制造方法,更具体地,涉及极紫外(EUV)光掩模制造方法和包括该EUV光掩模制造方法的半导体器件制造方法。
背景技术
随着信息技术的发展,高度集成的半导体器件的研究和开发正在积极地进行。半导体器件的集成可以由用于光刻的光源的波长确定。光源可以包括诸如I线、G线、KrF和ArF的准分子激光源以及其波长比准分子激光源的波长短的极紫外(EUV)光源。EUV光源的功率或能量可以比准分子激光源的功率或能量大得多。
发明内容
本发明构思的一些示例实施方式提供了改善了临界尺寸均一性的光掩模制造方法以及包括该光掩模制造方法的半导体器件制造方法。
根据本发明构思的一些实施方式,一种光掩模制造方法可以包括:在具有图像区域和围绕图像区域的边缘区域的掩模衬底上形成反射层;在反射层上形成吸收图案;将第一激光束照射到边缘区域上的反射层和吸收图案以形成黑色边界;使用具有黑色边界的光掩模向测试衬底提供极紫外(EUV)光束以形成测试图案;获得测试图案的临界尺寸校正图;以及使用临界尺寸校正图将第二激光束照射到图像区域的一部分上的反射层,以形成比黑色边界厚的被退火区域。
根据本发明构思的一些实施方式,一种光掩模制造方法可以包括:在具有图像区域和围绕图像区域的边缘区域的掩模衬底上形成反射层;在掩模衬底上形成吸收图案;将第一激光束照射到边缘区域上的吸收图案和反射层以形成第一被退火区域;以及将第二激光束照射到图像区域上的反射层,以形成比第一被退火区域厚的第二被退火区域。
根据本发明构思的一些实施方式,一种半导体器件制造方法可以包括:制造光掩模;使用光掩模在衬底上形成光致抗蚀剂图案;以及使用光致抗蚀剂图案作为蚀刻掩模来蚀刻衬底的一部分。光掩模的制造包括:在具有图像区域和围绕图像区域的边缘区域的掩模衬底上形成反射层;在反射层上形成吸收图案;将第一激光束照射到边缘区域上的反射层和吸收图案以形成黑色边界;使用具有黑色边界的光掩模向测试衬底提供极紫外(EUV)光束以形成测试图案;获得测试图案的临界尺寸校正图;以及使用临界尺寸校正图,将第二激光束照射到图像区域的一部分上的反射层,以形成比黑色边界厚的被退火区域。
附图说明
下面参考以下附图来描述本发明构思的实施方式,其中:
图1示出显示了根据本发明构思的一些实施方式的半导体器件制造方法的流程图;
图2示出显示了图1的光掩模制造步骤的示例的流程图;
图3至图7示出显示了光掩模制造工艺的一部分的截面图;
图8示出显示了图3中的掩模衬底的图像区域和边缘区域的示例的平面图;
图9示出示意图,其显示了其上装载有图7的光掩模的曝光装置的示例;
图10示出显示了形成在图9的测试衬底上的测试图案的示例的截面图;
图11示出显示了系统地检查图10的测试图案的检查装置的示例的截面图;
图12示出显示了图11的测试图案的临界尺寸校正图的平面图;
图13示出截面图,其显示了对图7的图像区域上的反射层进行退火的第二激光装置的示例;
图14示出曲线图,其显示了反射层的基于图13的第二激光束的波长的第一吸收率,并且还显示了其中掩模图案和反射层堆叠的结构的第二吸收率;
图15示出截面图,其显示了图7的第一激光装置的第一激光束在退火区域上形成反射层的倾斜表面;
图16示出截面图,其显示了将第二激光束照射到图7的反射层的第二激光装置的示例;
图17示出曲线图,其显示了提供给图7中的反射层的底表面的第二激光束的第三吸收率;
图18示出曝光装置,在其上装载有具有图13的退火区域的光掩模;以及
图19和图20示出截面图,其显示了对图18的衬底执行的工艺。
具体实施方式
图1是示出根据本发明构思的一些实施方式的半导体器件制造方法的示例的流程图。
参考图1,掩模制造装置可以制造图13或图16的光掩模PM(S100)。例如,光掩模PM可以包括反射光掩模。光掩模PM可以包括例如极紫外(EUV)光掩模。
图2是示出图1的光掩模制造步骤S100的示例的流程图。图3至图7示出显示了光掩模制造工艺的一部分的截面图。
参考图2和图3,薄层沉积装置可以在掩模衬底MS上形成反射层10(S110)。掩模衬底MS可以包括例如石英或玻璃。反射层10可以是例如极紫外(EUV)反射层。反射层10可以反射极紫外(EUV)光束(参见图9的202)。反射层10可以具有例如约280nm的第一厚度T1。术语“第一”、“第二”等在本文中可以用于将一个元件或特征与另一元件或特征区分开。反射层10可以通过原子层沉积或化学气相沉积形成。反射层10可以包括例如半导体层12和金属层14。半导体层12和金属层14可以彼此交替地形成。一对半导体层12和金属层14可以堆叠例如约40次。一对半导体层12和金属层14可以具有例如约7nm的厚度。半导体层12可以包括硅层。金属层14可以包括钼层。
参考图2和图4,薄层沉积装置可以形成上吸收层20(S120)。上吸收层20可以包括金属氮化物。例如,上吸收层20可以包括钽硼氮化物(TaBN)。作为另一示例,上吸收层20可以包括铬氮化物,但是本发明构思不限于此。上吸收层20可以具有约50nm至约70nm的厚度。
图8示出了图3的掩模衬底MS的图像区域IR和边缘区域ER的示例。
参考图2、图5和图8,电子束光刻装置24可以使用第一电子束26部分地去除上吸收层20以形成吸收图案22(S130)。例如,掩模衬底MS可以具有边缘区域ER和图像区域IR。图像区域IR可以设置在掩模衬底MS的中部或中央区域上。边缘区域ER可以围绕图像区域IR并且可以位于掩模衬底MS的边缘上。边缘区域ER上的吸收图案22可以遮挡反射层10。图像区域IR上的吸收图案22可以被定义为部分地暴露反射层10的掩模图案MP和/或图像图案。
参考图2和图6,薄层沉积装置可以在掩模衬底MS的底表面上形成下吸收层30(S140)。下吸收层30可以由与上吸收层20相同的材料形成。例如,下吸收层30可以包括钽硼氮化物(TaBN)或铬氮化物(CrN)。下吸收层30可以具有约50nm至约70nm的厚度。反射层10、上吸收层20和上吸收层30的形成不限于以上描述的顺序。在一些示例实施方式中,在下吸收层30的形成之后,可以是反射层10的形成。此外,在一些示例实施方式中,在下吸收层30的形成之后,可以是上吸收层20的形成,但是本发明构思不限于此。
参考图2和图7,第一激光装置110可以将第一激光束116照射到掩模衬底MS的边缘区域ER上的反射层10和吸收图案22上,从而形成光掩模PM的黑色边界40(S150)。例如,第一激光装置110可以包括第一光源112和第一光学系统114。第一光源112可以产生第一激光束116。第一激光束116可以是红外激光束。第一激光束116可以具有例如约980nm的第一波长。第一光学系统114可以设置在第一光源112和掩模衬底MS之间。第一光学系统114可以包括凸透镜。第一光学系统114可以将第一激光束116聚集在掩模衬底MS的边缘区域ER上,因此可以形成黑色边界40。黑色边界40可以是反射层10的第一退火区域。当在平面图中观察时,黑色边界40可以围绕图像区域IR上的掩模图案MP。黑色边界40可以是光掩模PM的边缘部分。黑色边界40可以使反射层10相对于EUV光束202具有减小的反射率或增大的吸收率。例如,黑色边界40可以具有相对于EUV光束202的0%的反射率和相对于EUV光束202的100%的吸收率。黑色边界40中的反射层10可以具有小于第一厚度T1的第二厚度T2。例如,黑色边界40中的反射层10可以具有约100nm至约200nm的第二厚度T2
下面将描述一种方法,其中使用光掩模PM来获取测试图案(参见图10的TP)的临界尺寸以获得临界尺寸均一性,以及其中基于所获得的临界尺寸均一性,图像区域IR的一部分上的反射层10被退火以提高衬底图案(参见图20的WP)的临界尺寸均一性。
图9显示了在其上装载有图7的光掩模PM的曝光装置200的示例。
参考图2和图9,曝光装置200可以使用光掩模PM将EUV光束202提供给测试衬底TW(S160)。曝光装置200可以是例如极紫外(EUV)曝光装置。例如,曝光装置200可以包括腔室210、极紫外(EUV)源220、第二光学系统230、掩模台240和衬底台250。
腔室210可以为测试衬底TW和光掩模PM提供与外部环境隔离的空间。腔室210可以具有例如在从约1×10-4托至约1×10-6托的范围内的真空压力。
EUV源220可以设置在腔室210的一侧。EUV源220可以产生EUV光束202。EUV光束202可以是等离子体束。例如,EUV源220可以提供光泵浦或将光泵浦到锡(Sn)、钛(Ti)或锂(Li)的液态金属滴中,从而生成EUV光束202。EUV光束202可以具有例如大约13.5nm的波长。EUV源220可以向第二光学系统230提供EUV光束202。
第二光学系统230可以设置在掩模台240和衬底台250之间。第二光学系统230可以将EUV光束202依次提供给光掩模PM和测试衬底TW。第二光学系统230可以包括照射镜232和投射镜234。照射镜232可以设置在EUV源220和掩模台240之间。照射镜232可以向光掩模PM提供EUV光束202。投射镜234可以接收从光掩模PM的图像区域IR上的反射层10反射的EUV光束202。投射镜234可以设置在掩模台240和衬底台250之间。投射镜234可以朝向测试衬底TW反射EUV光束202。
掩模台240可以被安装在腔室210的上部。从EUV光束202的角度来看,掩模台240可以设置在照射镜232和投射镜234之间。掩模台240可以保持光掩模PM。掩模台240可以在采用EUV光束202的曝光工艺中驱动光掩模PM在平行于掩模衬底MS的方向上移动。
衬底台250可以被安装在腔室210的下部。衬底台250可以接收并保持测试衬底TW。衬底台250和掩模台240可以彼此平行。当掩模台240驱动光掩模PM移动时,衬底台250可以驱动测试衬底TW在与光掩模PM的移动方向相同或相反的方向上移动,从而在测试衬底TW上扫描EUV光束202。基于掩模图案MP,EUV光束202可以使光致抗蚀剂感光或以其他方式照射测试衬底TW上的光敏材料层。旋转器装置(未示出)可以将感光的光致抗蚀剂显影为光致抗蚀剂图案。
图10显示了形成在图9的测试衬底TW上的测试图案TP的示例。
参考图2和图10,蚀刻装置可以使用光致抗蚀剂图案作为蚀刻掩模来蚀刻测试衬底TW以形成测试图案TP(S170)。可以去除光致抗蚀剂图案。测试图案TP可以是突出的浮凸图案。备选地,测试图案TP可以是沟槽图案。
图11显示了检查图10的测试图案TP的检查装置300的示例。
参考图2和图11,检查装置300可以检查测试图案TP以获得测试图案TP的临界尺寸CD(S180)。检查装置300可以是扫描电子显微镜(SEM)。例如,检查装置300可以包括电子枪310和检测器320。电子枪310可以将第二电子束312提供到测试衬底TW上。第二电子束312可以从测试衬底TW释放二次电子322。检测器320可以检测二次电子322以获得测试图案TP的图像。可以将测试图案TP与参考图案或目标图案比较。检测器320可以测量测试图案TP的临界尺寸CD。可以基于测试图案TP不同地测量临界尺寸CD。可以将从测试图案TP测量的临界尺寸CD与参考图案的临界尺寸比较。
图12显示了图11的测试图案TP的临界尺寸校正图60。
参考图2和图12,检查装置300可以使用所测量的临界尺寸CD获得临界尺寸校正图60(S190)。临界尺寸校正图60可以表示测试图案TP和参考图案之间的临界尺寸的差异。例如,在临界尺寸校正图60中,测试图案TP和参考图案之间的临界尺寸的差异可以与测试图案TP和掩模图案MP之间的放大率成比例地表示。当掩模图案MP的放大率是测试图案TP的放大率的四倍大时,临界尺寸校正图60可以表示四倍大的临界尺寸差异。当掩模图案MP和测试图案TP具有相同的放大率时,临界尺寸校正图60可以表示没有放大的临界尺寸差异。以下将讨论其中掩模图案MP和测试图案TP具有相同的放大率并且其中临界尺寸校正图60具有未放大的临界尺寸的差异的示例。
临界尺寸校正图60可以具有例如非校正区域62和校正区域64。非校正区域62可以是在该处掩模图案MP和测试图案TP在容许限度内彼此一致的区域。第一掩模图案MP1可以被描绘在非校正区域62中。在非校正区域62中的第一掩模图案MP1的第一临界尺寸CD1可以在容许限度内与测试图案TP的临界尺寸CD一致。校正区域64可以是在该处掩模图案MP和测试图案TP在容许限度内彼此不一致的区域。第二掩模图案MP2可以被描绘在校正区域64中。在校正区域64中的第二掩模图案MP2的第二临界尺寸CD2可以在容许限度内与测试图案TP的临界尺寸CD不一致。第二临界尺寸CD2可以与第一临界尺寸CD1不同。例如,第二临界尺寸CD2可以小于第一临界尺寸CD1。在临界尺寸校正图60中,第一临界尺寸CD1和第二临界尺寸CD2可以具有临界尺寸差异(例如CD1-CD2)。
图13显示了第二激光装置120的示例,该第二激光装置120对图7的图像区域IR的一部分上的反射层10进行退火。
参考图2和图13,第二激光装置120可以向图像区域IR的一部分上的反射层10上提供第二激光束126以形成退火区域50(S195),在本文中也称为被退火区域。例如,第二激光装置120可以将第二激光束126提供到与校正区域64相对应的第二图像区域IR2上的反射层10和掩模图案MP的顶表面。第二激光装置120可以包括例如第二光源122和第三光学系统124。第二光源122可以产生第二激光束126,并且可以向第三光学系统124提供第二激光束126。第三光学系统124可以包括凹透镜。第三光学系统124可以将第二激光束126提供到图像区域IR的一部分。图像区域IR可以包括例如第一图像区域IR1和第二图像区域IR2。第一图像区域IR1和第二图像区域IR2可以分别对应于临界尺寸校正图60的非校正区域62和校正区域64。第二激光束126可以被提供到第二图像区域IR2上的反射层10和掩模图案MP的顶表面上。第二激光束126可以与第一激光束116不同。例如,第二激光束126可以是可见激光束。第二激光束126可以使第二图像区域IR2上的反射层10和掩模图案MP退火,从而使反射层10收缩。退火区域50中的反射层10可以具有第三厚度T3。第三厚度T3可以小于第一厚度T1并且大于第二厚度T2。例如,第二图像区域IR2上的反射层10可以具有大约240nm的第三厚度T3。减小的反射率可以被赋予与临界尺寸校正图60的校正区域64对应的第二图像区域IR2上的反射层10。当第二图像区域IR2上的反射层10具有减小的反射率时(例如,与第一图像区域IR1上的反射层10相比),EUV光束202可以在强度和数量方面减小。当EUV光束202在强度和数量方面减小时,将在衬底(见图20的W)上形成的衬底图案(见图20的WP)可以具有减小的临界尺寸。例如,第二激光束126可以使与校正区域64对应的第二图像区域IR2上的反射层10退火,因此衬底图案WP可以经历临界尺寸的减小校正。
图14显示了反射层10的基于图13的第二激光束126的第二波长的第一吸收率72,并且还显示了在其中掩模图案MP和反射层10被堆叠的结构的第二吸收率74。
参考图14,从掩模图案MP暴露的反射层10的第一吸收率72可以与第二激光束126的第二波长成正比,并且掩模图案MP和反射层10的堆叠结构的第二吸收率74可以与第二激光束126的第二波长成反比。第一吸收率72可以是反射层10相对于第二激光束126的光能的吸收率。第二吸收率74可以对应于掩模图案MP相对于第二激光束126的光能的吸收率与反射层10和掩模图案MP的热能吸收率之和。第二吸收率74可以取决于由于掩模图案MP的成分(例如钽(Ta)和硼(B))的混合比而引起的折射率差异而改变。
第二激光装置120可以使用具有与第一激光束116的第一波长不同的第二波长(例如第二波长在从约370nm至约440nm的范围内)的第二激光束126的场(即,照射场)使第二图像区域IR2上的反射层10没有台阶部分地平坦地退火。例如,当第二激光束126的第二波长在从约370nm至约440nm的范围内时,第一吸收率72和第二吸收率74可以变得彼此相同。当第一吸收率72和第二吸收率74彼此相同时,第二图像区域IR2上的反射层10可以在相同温度下被退火。被退火的反射层10可以是平坦的,而在第二图像区域IR2上没有倾斜表面或台阶部分。平坦化的反射层10可以消除和/或防止EUV光束202的散射反射,使得衬底图案WP可以在临界尺寸均一性方面改善。因此,第二激光束126可以使反射层10退火以使其在第二图像区域IR2上更平坦,并且可以改善临界尺寸均一性。
当第一吸收率72和第二吸收率74彼此不同时,典型的激光束可以使反射层10不平坦地退火,从而导致临界尺寸的误差或临界尺寸均一性的劣化。例如,典型的激光束可以是第一激光束116。
图15显示了图7的第一激光装置110的第一激光束116在退火区域50上形成反射层10的倾斜表面52。
参考图15,当第一激光装置110向在第二图像区域IR2上的反射层10提供第一激光束116以形成退火区域50时,第一激光束116可以在与吸收图案22相邻的反射层10上形成至少一个倾斜或不平坦表面52。倾斜表面52可以散射EUV光束202,从而引起光掩模PM的临界尺寸校正的误差。倾斜表面52可以使衬底图案WP的临界尺寸均一性劣化。因为反射层10相对于第一激光束116的第一吸收率72不同于反射层10和掩模图案MP的堆叠结构的第二吸收率74,所以第二图像区域IR2上的反射层10可能没有被平坦地退火。第一激光束116可以在第二图像区域IR2上的反射层10的顶表面上形成倾斜表面52。
图16显示了将第二激光束126'照射到图7的反射层10的第二激光装置120'的另一示例。
参考图2和图16,第二激光装置120'可以将第二激光束126'照射到第二图像区域IR2上的反射层10,从而形成退火区域50(S195)。例如,第二激光束126'可以是红外激光束。第二激光束126'可以具有与第一激光束116的波长不同的第二波长。第二激光装置120'可以迫使第二激光束126'穿过下吸收层30和掩模衬底MS,因此可以将第二激光束126'提供到反射层10的底表面。反射层10可以用穿过下吸收层30和掩模衬底MS的第二激光束126'的光能被退火。退火区域50上的反射层10可以具有例如约240nm的第三厚度T3。退火区域50上的反射层10可以是平坦的而没有倾斜表面52。在另一示例实施方式中,第二激光束126'可以被吸收到下吸收层30中以产生热能,该热能可以穿过掩模衬底MS以使反射层10退火。第二激光装置120'可以与图13所示相同地配置。
图17显示了相对于提供给图7中的反射层10的底表面的第二激光束126'的第三吸收率76。
参考图17,反射层10可以具有相对于穿过下吸收层30和掩模衬底MS的第二激光束126'的第三吸收率76。第三吸收率76可以取决于由于下吸收层30的成分(例如钽(Ta)和硼(B))的混合比而引起的折射率差异而改变。例如,第二激光装置120'可以使用具有在从约1190nm至约1240nm的范围内的第二波长的第二激光束126'的场(即,照射场)使反射层10退火。当第二激光束126'具有在从约1190nm至约1240nm的范围内的第二波长时,反射层10的第三吸收率76可以增加到最大,并且第二激光束126'的退火效率可以最大化。
图18显示了曝光装置200,具有退火区域50的光掩模PM被装载到该曝光装置200。
参考图1和图18,曝光装置200可以使用具有退火区域50的光掩模PM在衬底W上形成光致抗蚀剂图案PR(S200)。可以将光掩模PM设置在掩模台240上,并且可以将衬底W放置在衬底台250上。腔室210、EUV源220和第二光学系统230可以与以上参考图9讨论的那些相同地配置。EUV光束202可以从光掩模PM反射,然后可以被提供在衬底W上的光致抗蚀剂上。光致抗蚀剂可以基于掩模图案MP被感光。
图19和图20示出截面图,其显示了对图18的衬底W执行的工艺。
参考图19,旋转器装置可以显影感光的光致抗蚀剂以形成光致抗蚀剂图案PR。
参考图1和图20,蚀刻装置可以使用光致抗蚀剂图案PR作为蚀刻掩模来蚀刻衬底W以形成衬底图案WP(S300)。之后,可以去除光致抗蚀剂图案PR。衬底图案WP可以不具有临界尺寸的差异。可以改善临界尺寸均一性。
如上所讨论的,根据本发明构思的一些示例实施方式的光掩模制造方法可以通过向掩模衬底的图像区域上的反射层提供具有第二波长的第二激光束来提高衬底图案的临界尺寸均一性,第二波长不同于照射到掩模衬底的边缘区域的第一激光束的第一波长。
尽管已经结合附图中示出的本发明的实施方式描述了本发明,但是本领域技术人员将理解,在不脱离本发明的技术精神和实质特征的情况下可以做出各种改变和修改。因此,将理解,以上描述的实施方式在所有方面仅是示例性的,而不是限制性的。
本申请要求2019年8月1日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-0093838号和2019年11月4日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-0139647号的优先权,这两个韩国专利申请的每个的公开通过引用整体合并于此。

Claims (20)

1.一种光掩模制造方法,包括:
在包括图像区域和围绕所述图像区域的边缘区域的掩模衬底上形成反射层;
在所述反射层上形成吸收图案;
将第一激光束照射到所述边缘区域上的所述反射层和所述吸收图案以形成黑色边界;
使用具有所述黑色边界的光掩模,向测试衬底提供极紫外光束以形成测试图案;
基于所述测试图案的临界尺寸,获得临界尺寸校正图;以及
使用所述临界尺寸校正图将第二激光束照射到所述图像区域的一部分上的所述反射层,以形成比所述黑色边界厚的被退火区域。
2.根据权利要求1所述的光掩模制造方法,其中,所述第二激光束包括与所述第一激光束的第一波长不同的第二波长。
3.根据权利要求2所述的光掩模制造方法,其中,所述图像区域的所述一部分是第二部分,并且响应于所述第二激光束的照射,所述图像区域的所述第二部分上的所述反射层具有比在所述图像区域的第一部分上的所述反射层的第一反射率小的第二反射率。
4.根据权利要求2所述的光掩模制造方法,其中
所述第二激光束被照射到所述反射层的顶表面和所述吸收图案的顶表面,
所述第一激光束包括红外激光束,以及
所述第二激光束包括可见激光束。
5.根据权利要求4所述的光掩模制造方法,其中
所述第一波长为980nm,
所述第二波长在从370nm至440nm的范围内。
6.根据权利要求2所述的光掩模制造方法,还包括在所述第二激光束的照射之前,在所述掩模衬底的底表面上形成下吸收层。
7.根据权利要求6所述的光掩模制造方法,其中
所述第二激光束穿过所述下吸收层和所述掩模衬底,并被照射到所述反射层的底表面,以及
所述第一激光束和所述第二激光束中的每个包括相应的红外激光束。
8.根据权利要求7所述的光掩模制造方法,其中,所述第二波长比所述第一波长长。
9.根据权利要求8所述的光掩模制造方法,其中
所述第一波长为980nm,以及
所述第二波长在从1190nm至1240nm的范围内。
10.根据权利要求1所述的光掩模制造方法,其中
所述反射层具有第一厚度,
所述黑色边界具有比所述第一厚度小的第二厚度,以及
所述被退火区域具有第三厚度,所述第三厚度小于所述第一厚度并且大于所述第二厚度。
11.一种光掩模制造方法,包括:
在包括图像区域和围绕所述图像区域的边缘区域的掩模衬底上形成反射层;
在所述反射层上形成吸收图案;
将第一激光束照射到所述边缘区域上的所述吸收图案和所述反射层以形成第一被退火区域;以及
将第二激光束照射到所述图像区域上的所述反射层以形成比所述第一被退火区域厚的第二被退火区域。
12.根据权利要求11所述的光掩模制造方法,还包括:
使用具有所述第一被退火区域的光掩模,向测试衬底提供极紫外光束以形成测试图案;
检查所述测试图案以获取所述测试图案的临界尺寸;以及
基于所述测试图案的所述临界尺寸,获得临界尺寸校正图。
13.根据权利要求12所述的光掩模制造方法,其中,所述临界尺寸校正图包括所述临界尺寸的非校正区域和所述临界尺寸的校正区域。
14.根据权利要求13所述的光掩模制造方法,其中,所述图像区域包括分别与所述临界尺寸的所述非校正区域和所述临界尺寸的所述校正区域相对应的第一图像区域和第二图像区域。
15.根据权利要求14所述的光掩模制造方法,其中,所述第二激光束被照射到所述第二图像区域,以及其中响应于所述第二激光束的照射,所述第二图像区域上的所述反射层具有比在所述第一图像区域上的所述反射层的第一反射率小的第二反射率。
16.一种半导体器件制造方法,包括:
制造光掩模;
使用所述光掩模在衬底上形成光致抗蚀剂图案;以及
使用所述光致抗蚀剂图案作为蚀刻掩模来蚀刻所述衬底的一部分,
其中制造所述光掩模包括:
在包括图像区域和围绕所述图像区域的边缘区域的掩模衬底上形成反射层;
在所述反射层上形成吸收图案;
将第一激光束照射到所述边缘区域上的所述反射层和所述吸收图案以形成黑色边界;
使用具有所述黑色边界的所述光掩模向测试衬底提供极紫外光束以形成测试图案;
基于所述测试图案的临界尺寸,获得临界尺寸校正图;以及
使用所述临界尺寸校正图将第二激光束照射到所述图像区域的一部分上的所述反射层,以形成比所述黑色边界厚的被退火区域。
17.根据权利要求16所述的半导体器件制造方法,其中,使用所述光掩模在所述衬底上形成所述光致抗蚀剂图案包括:
向所述光掩模反射所述极紫外光束以使所述衬底上的光致抗蚀剂感光;以及
显影被感光的所述光致抗蚀剂以形成所述光致抗蚀剂图案。
18.根据权利要求16所述的半导体器件制造方法,其中,形成所述反射层包括:
形成其中半导体层和金属层交替堆叠的结构,
其中,在所述图像区域的所述一部分上的所述反射层在所述第二激光束的照射之前具有第一反射率,并且响应于所述第二激光束的照射而具有第二反射率,其中所述第二反射率小于所述第一反射率。
19.根据权利要求18所述的半导体器件制造方法,其中
所述半导体层包括硅层,以及
所述金属层包括钼层。
20.根据权利要求16所述的半导体器件制造方法,其中,所述吸收图案包括金属氮化物。
CN202010709170.2A 2019-08-01 2020-07-22 光掩模制造方法和包括其的半导体器件制造方法 Pending CN112305853A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2019-0093838 2019-08-01
KR20190093838 2019-08-01
KR10-2019-0139647 2019-11-04
KR1020190139647A KR20210016254A (ko) 2019-08-01 2019-11-04 Euv 포토 마스크 제조 방법 및 그를 포함하는 반도체 소자의 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112305853A true CN112305853A (zh) 2021-02-02

Family

ID=74259108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010709170.2A Pending CN112305853A (zh) 2019-08-01 2020-07-22 光掩模制造方法和包括其的半导体器件制造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20210033959A1 (zh)
CN (1) CN112305853A (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11915931B2 (en) * 2021-08-19 2024-02-27 Tokyo Electron Limited Extreme ultraviolet lithography patterning method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1581427A (zh) * 2003-08-07 2005-02-16 友达光电股份有限公司 多晶硅薄膜的制造方法
CN101609253A (zh) * 2008-06-20 2009-12-23 海力士半导体有限公司 制造远紫外光刻掩模的方法
CN103413781A (zh) * 2013-08-27 2013-11-27 上海华力微电子有限公司 一种金属硬掩膜层及铜互连结构的制备方法
CN107367904A (zh) * 2016-04-27 2017-11-21 格罗方德半导体公司 极紫外光的光刻光罩
US20190004417A1 (en) * 2015-06-22 2019-01-03 Carl Zeiss Smt Gmbh Critical dimension variation correction in extreme ultraviolet lithography
CN109960104A (zh) * 2017-12-22 2019-07-02 台湾积体电路制造股份有限公司 具有黑色边界区域的光刻掩模及其制造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101230531B1 (ko) * 2011-04-20 2013-02-06 주식회사 에스앤에스텍 블랭크 마스크 및 블랭크 마스크의 제조방법
KR102101837B1 (ko) * 2013-06-11 2020-04-17 삼성전자 주식회사 포토마스크, 포토마스크의 레지스트레이션 에러 보정 방법, 포토마스크를 이용하여 제조된 집적 회로 및 그 제조 방법
KR20150066966A (ko) * 2013-12-09 2015-06-17 삼성전자주식회사 포토마스크, 포토마스크의 에러 보정 방법, 포토마스크를 이용하여 제조된 집적회로 소자 및 그 제조 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1581427A (zh) * 2003-08-07 2005-02-16 友达光电股份有限公司 多晶硅薄膜的制造方法
CN101609253A (zh) * 2008-06-20 2009-12-23 海力士半导体有限公司 制造远紫外光刻掩模的方法
CN103413781A (zh) * 2013-08-27 2013-11-27 上海华力微电子有限公司 一种金属硬掩膜层及铜互连结构的制备方法
US20190004417A1 (en) * 2015-06-22 2019-01-03 Carl Zeiss Smt Gmbh Critical dimension variation correction in extreme ultraviolet lithography
CN107367904A (zh) * 2016-04-27 2017-11-21 格罗方德半导体公司 极紫外光的光刻光罩
CN109960104A (zh) * 2017-12-22 2019-07-02 台湾积体电路制造股份有限公司 具有黑色边界区域的光刻掩模及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20210033959A1 (en) 2021-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4397496B2 (ja) 反射型露光マスクおよびeuv露光装置
US6593041B2 (en) Damascene extreme ultraviolet lithography (EUVL) photomask and method of making
KR100877639B1 (ko) 다층막미러, 평가방법, 노광장치 및 디바이스 제조 방법
US8912103B2 (en) Method of fabricating and correcting nanoimprint lithography templates
JP2002246299A (ja) 反射型露光マスク、反射型露光マスクの製造方法、及び半導体素子
US20060292459A1 (en) EUV reflection mask and method for producing it
US7588867B2 (en) Reflection mask, use of the reflection mask and method for fabricating the reflection mask
CN107783367B (zh) 相位移光掩模
JP2004022768A (ja) 近接場露光マスク、近接場露光マスクの製造方法、該近接場マスクを備えた露光装置及び露光方法、デバイスの製造方法
US20090219496A1 (en) Methods of Double Patterning, Photo Sensitive Layer Stack for Double Patterning and System for Double Patterning
TWI484308B (zh) 微影系統、微影遮罩、及微影方法
US7543948B2 (en) Multilayer mirror manufacturing method, optical system manufacturing method, exposure apparatus, and device manufacturing method
US7078136B2 (en) Thermally-generated mask pattern
JP2007201306A (ja) 反射型レチクル及び反射型レチクルの製造方法
CN112305853A (zh) 光掩模制造方法和包括其的半导体器件制造方法
US8697318B2 (en) Method of forming photomasks and photomasks formed by the same
KR102467277B1 (ko) 극자외선 포토리소그래피를 위한 마스크
JP3958261B2 (ja) 光学系の調整方法
JP2007183120A (ja) 多層膜ミラー、製造方法、露光装置及びデバイス製造方法
US9535317B2 (en) Treating a capping layer of a mask
US8906582B2 (en) Blank masks for extreme ultra violet lithography, methods of fabricating the same, and methods of correcting registration errors thereof
KR20210016254A (ko) Euv 포토 마스크 제조 방법 및 그를 포함하는 반도체 소자의 제조 방법
US8673521B2 (en) Blank substrates for extreme ultra violet photo masks and methods of fabricating an extreme ultra violet photo mask using the same
US9897910B2 (en) Treating a capping layer of a mask
JP2004186613A (ja) Euv露光方法、マスク及び半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination