CN113138528A - 极紫外光罩与其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本揭露提供一种极紫外(extreme ultra violet；EUV)光罩与其制造方法。例如：此极紫外光罩包含基材、形成于基材上的多层镜面层、形成于多层镜面层上的金属覆盖层、以及形成于金属覆盖层之上的多层吸收层。此多层吸收层包含蚀刻至多层吸收层中的特征，以在半导体元件上定义结构。
Description
技术领域
本揭露是关于一种应用于极紫外光(extreme ultra violet；EUV)微影制程的光罩与此光罩的制造方法。
背景技术
光学微影能以多样化且不同的方式进行。其中一种光学微影制程的实例为极紫外光微影(EUV)。极紫外光微影是基于利用具有10至15纳米波长的电磁波光谱部分的曝光。
在一例子中，极紫外光罩可用于定义基材中的多个层的结构。极紫外光罩可具有反射性。因此，通过选择性地移除吸收层来显露覆盖于基材上的一下方镜面体的一部分，可定义出极紫外光罩上的图案。
发明内容
本揭露的一态样是提供一种极紫外光罩。此光罩包含基材、形成于此基材上的多层镜面层，形成于此多层镜面层上的金属覆盖层、以及多层吸收层。此多层吸收层包含形成于此多层镜面层上的至少一个氧化物层。此多层吸收层包含蚀刻至多层吸收层中的多个特征，以在半导体元件上定义出多个结构。
本揭露的另一态样是提供一种极紫外光罩，此光罩包含基材、形成于此基材上的多层镜面层、形成于此多层镜面层上的金属覆盖层、以及形成于此多层镜面层上的含氧化物的吸收层。此含氧化物的吸收层包含蚀刻至此多层吸收层中的多个特征，用以在半导体元件上定义出多个结构。
本揭露的又一态样是提供一种制造极紫外光光罩的方法。首先，沉积包含至少一氧化层的多层吸收层于多层镜面层上；接着，透过涂布于硬遮罩层上的光阻的曝光、烘烤、显影步骤来定义多个特征于此多层镜面层中；然后，蚀刻此多层吸收层来形成特征于此多层吸收层中，以在半导体元件上定义出多个结构。
附图说明
根据以下详细说明并配合附图阅读，使本揭露的态样获致较佳的理解。需注意的是，如同业界的标准作法，许多特征并不是按照比例绘示的。事实上，为了进行清楚讨论，许多特征的尺寸可以经过任意缩放。
图1是绘示根据本揭露的至少一实施例的极紫外(EUV)光罩的剖面示意图；
图2是绘示根据本揭露的至少一实施例的具有多层吸收层的极紫外光罩的剖面示意图；
图3是绘示根据本揭露的至少一实施例的形成极紫外光罩的方法流程图；
图4A至图4J是绘示根据本揭露的至少一实施例的极紫外光罩在各种制造站点的部分剖面示意图；
图5是本揭露中使用极紫外光罩的极紫外光微影系统的概略示意图。
【符号说明】
10：光学微影系统
12：辐射源
14：照明器
16：光罩基座
20：投影光学盒
22：半导体基材
24：基材基座
100：极紫外光罩
102：基材
104：多层镜面层
106：金属覆盖层
108：多层吸收层
1101-110n：特征
112：高折射系数材料
114：低折射系数材料
116：第一金属氧化物层
118：金属氮化物层
119：第二金属氧化物层
120：硬遮罩层
122：光阻
1241-124n：特征
150：硼化钽或氮化铬层
300：方法
302、304、306、308、310、312、314、316、
318、320：操作
40：极紫外光
具体实施方式
以下揭露提供许多不同实施例或例示，以实施申请标的的不同特征。以下叙述的成份和排列方式的特定例示是为了简化本揭露。这些当然仅是做为例示，其目的不在构成限制。举例而言，元件的尺寸并不限于所揭露的范围或数值，而是可取决于制程条件及/或装置所要的特性。再者，第一特征形成在第二特征之上或上方的描述包含第一特征和第二特征有直接接触的实施例，也包含有其他特征形成在第一特征和第二特征之间，以致第一特征和第二特征没有直接接触的实施例。除此之外，本揭露在各种例示中重复参考数值及/或字母。此重复的目的是为了使说明简化且清晰，并不表示各种讨论的实施例及/或配置之间有关系。
再者，空间相对性用语，例如“下方(beneath)”、“在…之下(below)”、“较低(lower)”、“在…之上(above)”、“较高(upper)”等，是为了易于描述附图中所绘示的元件或特征和其他元件或特征的关系。空间相对性用语除了附图中所描绘的方向外，还包含装置在使用或操作时的不同方向。装置可以其他方式定向(旋转90度或在其他方向)，而本文所用的空间相对性描述也可以如此解读。
本揭露内容中所描述的先进微影制程、方法、以及材料可使用于包括鳍式场效晶体管(fin-type field effect transistors；FETs)的各种不同应用中。例如：鳍片可被图案化以在特征之间产生相对接近的间隙，而所述揭露内容适合应用于此。此外，用于形成鳍式场效晶体管的鳍片的间隙壁(spacers)，可根据上述的揭露来处理。
本揭露与多种可预防极紫外光罩碳污染的实施例有关。碳污染对于在极紫外光罩的吸收层及覆盖层中形成的特征其关键尺寸有负面影响。例如：有些金属覆盖层可能带有许多自由基，这些自由基在曝光过程中可与极紫外光罩表面附近的碳氢化合物进行反应。曝光过程中，在极紫外光罩表面附近的碳氢化合物因曝光时的高能量而断裂。在金属层上增长的碳将导致晶圆的关键尺寸出现问题。
本揭露大致上提供在极紫外光罩中的一多层吸收层或一多层覆盖层。极紫外光罩中至少一层包含氧化物。氧化物可扮演隔离体，能在晶圆曝印时将吸收层与碳氢化合物或是碳的反应减到最少。
图1绘示本揭露的一实施例的极紫外光罩100。光罩100包含基材102、多层(ML)镜面层104、金属覆盖层106、以及多层吸收层108。在一实施例中，基材102为沉积于层150上的低温度膨胀材料(LTEM)。此层150为硼化钽(TaB)层或氮化铬(CrN)层。基材102具有低缺陷准位及平滑表面。基材102可以是玻璃、玻璃-陶瓷材料、或硅。
在一实施例中，多层镜面层104可包含一高折射系数材料112和一低折射系数材料114所形成的交替层。在一例子中，高折射系数材料112可为钼(Mo)以及低折射系数材料114可为硅(Si)。然而应注意的是，任何型态的材料皆可使用。在一实施例中，可于基材102之上形成40对高折射系数材料112和低折射系数材料114。然而应注意的是，多层镜面层104中的交替层可拓展至任意对数。
高折射系数材料112以及低折射系数材料114的厚度与选定的照射光波长及照射光入射角可为一函数关系。在一实施例中，选定高折射系数材料112以及低折射系数材料114的厚度，可造成在个别界面反射的极紫外光的建设性干涉最大化，且极紫外光的总吸收最小化。
在一实施例中，高折射系数材料112以及低折射系数材料114的厚度约为四分之一照射光波长。例如：假设波长为10纳米(nm)，则高折射系数材料112以及低折射系数材料114的厚度个别约为2.5纳米。在一实施例中，高折射系数材料112以及低折射系数材料114的厚度可不相同。
在一实施例中，可在多层镜面层104最顶层上沉积一金属覆盖层106。金属覆盖层106可防止高折射系数材料112(例如：钼)接触环境而氧化。在一实施例中，金属覆盖层106包含钌(Ru)或是二氧化钌(RuO2)。金属覆盖层106沉积厚度约2.5至5.5纳米。在一实施例中，金属覆盖层106沉积厚度约3.5纳米。
在一实施例中，多层吸收层108可包含多个层，其中包含一含氧化物的吸收层。换言之，多层吸收层108中至少有一层含有氧化物。氧化物可扮演隔离体以避免碳污染。例如：氧化物可将多层吸收层108与碳氢化合物或碳的反应层减至最小，其中碳氢化合物与碳是于印刷多层吸收层108的期间产生。碳氢化合物会污染覆盖层而影响晶圆的关键尺寸。不同层的进一步细节绘示于图2并于以下详述。
在一实施例中，多层吸收层108包含特征1101至110n(在下文中，个别称为特征110或整体称为特征110)。特征110可被蚀刻至多层吸收层108之中。特征110定义极紫外光可穿透至多层镜面层104的区域，以在半导体元件上定义结构。
如以上所述，有些金属覆盖层带有许多自由基，可在极紫外光曝光过程中与极紫外光罩表面附近的碳氢化合物反应。碳氢化合物可能断裂为碳。脂肪族碳氢化合物或芳香族碳氢化合物可直接沉积在金属覆盖层106上。在金属覆盖层106上的碳或碳氢化合物会导致特征的关键尺寸(critical dimension；CD)产生问题。例如：碳或碳氢化合物的污染导致CD偏移，包含近接趋势或改变CD一致性。这些问题对极紫外光罩110的表现有负面影响。
本揭露提供包含氧化物的多层吸收层108，可消除碳污染而改善特征110中CD的一致性。多层吸收层108中的单一层或多层氧化物层可扮演隔离体，在极紫外光曝光期间不与碳或碳氢化合物反应。氧化物亦可避免碳或碳氢化合物与金属覆盖层106中的自由基反应。
图2绘示关于极紫外光罩100中的多层吸收层108的更多细节。图2绘示的极紫外光罩100包含与图1绘示的极紫外光罩100相同的多个层，且制造方法亦与图1绘示的极紫外光罩100相同。例如：图2绘示的极紫外光罩100包含位在硼化钽(TaB)层150上的基材102、多层镜面层104、金属覆盖层106、以及多层吸收层108。多层镜面层104与金属覆盖层106的尺寸与上述图1中的尺寸相似。
在一实施例中，多层吸收层108可以是一基于氧化物的吸收层，此吸收层包含第一金属氧化物层116、金属氮化物层118、以及第二金属氧化物层119。金属氮化物层118介于第一金属氧化物层116与第二金属氧化物层119之间。在一实施例中，第一金属氧化物层116的材料与第二金属氧化物层119的材料可相同。在一实施例中，第一金属氧化物层116的材料与第二金属氧化物层119的材料亦可相异。
在一实施例中，金属氮化物层118的厚度比第一金属氧化物层116与第二金属氧化物层119厚。在一实施例中，第一金属氧化物层116的厚度约相等于第二金属氧化物层119的厚度。
特别的是，这些氧化物层为吸收层的一部分，并非如其他极紫外光罩及方法所述，将氧化物层做为分离的缓冲层而形成。此外，多层吸收层108包含金属氧化物层，环绕于此多层吸收层108中的金属氮化物，或是位于此金属氮化物层的两侧或相对侧。
在一实施例中，第一金属氧化物层116的厚度约0至5.5纳米，取决于第一金属氧化物层116的材料。在一实施例中，第一金属氧化物材料包含氧化硼钽(TaBO)。氧化硼钽沉积厚度约0至2纳米。
在一实施例中，第一金属氧化物层116包含五氧化二钽(Ta2O5)。五氧化二钽沉积厚度约1至2纳米。
在一实施例中，第一金属氧化物层116包含二氧化钌(RuO2)。二氧化钌沉积厚度约0至5.5纳米。
在一实施例中，第一金属氧化物层116包含氧化铌钌(RuNbO)。氧化铌钌可具有高于百分之二十原子百分比的铌。氧化铌钌沉积厚度约0至5.5纳米。
在一实施例中，第一金属氧化物层116包含五氧化二铌(Nb2O5)。五氧化二铌沉积厚度约0至5.5纳米。
在一些实施例中，根据材料，金属覆盖层106为可选的。例如：金属覆盖层106包含二氧化钌、氧化铌钌、或五氧化二铌。
在一实例中，金属氮化物层118包含氮化硼钽(TaBN)。氮化硼钽沉积厚度介于60至75纳米。在一实例中，氮化硼钽沉积厚度介于66至67纳米。
在一实施例中，当第一金属氧化物层116包含氧化硼钽时，此氧化硼钽厚度约1至2纳米，且此厚度容许少量氧化硼钽在蚀刻多层吸收层108的期间残留在金属覆盖层106上。例如：在蚀刻多层吸收层108之后，厚度少于1纳米的氧化硼钽残留在金属覆盖层106上。氧化硼钽残留厚度可通过减少金属氮化物层118过蚀刻的时间约30％。
在一实施例中，第二金属氧化物层119包含氧化磷钽。氧化硼钽沉积厚度约1至5纳米。在一实施例中，氧化硼钽沉积厚度约2纳米。
在一实施例中，将特征110蚀刻至多层吸收层108的金属氮化物层118中是通过光学微影制程，其中光学微影制程后续有主蚀刻与过蚀刻制程。例如：在多层吸收层108上沉积一层硬遮罩，并且旋涂光阻至此硬遮罩上。使用电子束写入器或激光光束写入器定义特征110。未被图案化光罩覆盖的部分光阻可通过辐射光源或紫外光源曝光与显影。图案被转移至硬遮罩中，且特征110被蚀刻至多层吸收层108中。移除硬遮罩、残存光阻、以及图案化光罩。图4A至图4J绘示以上制程的进一步细节。在一实施例中，主蚀刻与过蚀刻制程可通过在各种不同气体环境中的离子蚀刻或干式蚀刻来进行。
在一实施例中，主蚀刻制程是通过时间约30至50秒(s)的离子蚀刻来进行，其使用约100至500瓦(W)的源功率、约5至30W的偏压功率、以及约1至3微托(mTorr)的压力。此离子蚀刻是在50至150立方厘米每秒(sccm)的氯气与10至100sccm的氦气的环境下进行。在一实施例中，主蚀刻制程是通过约35s的离子蚀刻来进行，其使用约300W的源功率、约15W的偏压功率、以及约2mTorr的压力。此离子蚀刻是在100sccm的氯气与60sccm的氦气的环境下进行。应注意的是，以上为可应用以蚀刻多层吸收层108的数值或范围的一例子。
在一实施例中，过蚀刻是通过约30％的主蚀刻制程时间的离子蚀刻来进行。主蚀刻制程时间的源功率、偏压功率、压力、氯气、以及氦气流量的类似范围可应用于过蚀刻。
在一实施例中，特征110是通过脉冲化的源功率被蚀刻至多层吸收层108的金属氮化物层118中。换言之，此源功率以脉冲形式被开启与关闭，将特征110蚀刻至多层吸收层108中。
图3是根据本揭露至少一实施例所绘示的形成极紫外光罩的方法300流程图。在管制者或制造者的控制下，方法300可在制造工厂中使用一台或一台以上的不同机台来进行。
当方法300在以下被描述和绘示为一系列动作或事件时，应理解到这些动作或事件所示的次序不可被以限制性的观点来解释。例如：除了在此所绘示和/或所叙述的以外，部分动作可以不同次序和/或同时与其他操作或事件发生。此外，并非全部所绘示的动作均需要被用来实施在此所述的一或多个实施例或态样。进一步来说，在此所述的一或多个操作可在一或多个分开的动作且/或阶段中完成。
方法300起始于方块302。在方块304中，方法300在多层镜面层上沉积多层吸收层。多层吸收层包含用来避免碳污染的氧化物或至少一层氧化物层，碳污染对形成于多层吸收层中的特征的关键尺寸有负面影响。多层吸收层包含第一金属氧化物层、金属氮化物层、以及第二金属氧化物层。
在方块306中，方法300在多层吸收层上沉积硬遮罩层。硬遮罩层可做为后续移除光阻层时的蚀刻终点。硬遮罩层可以是金属氮氧化合物。在一实施例中，硬遮罩层为氮氧化铬(CrON)、氮化铬(CrN)、氮氧化碳铬(CrOCN)、以及类似化合物。硬遮罩层沉积厚度约3至10纳米。
在方块308中，方法300在硬遮罩层上沉积光阻。此光阻被旋转涂布至硬遮罩层上。此光阻为辐射敏感层并且涂布至硬遮罩层上。光阻沉积厚度约100至1000纳米。
在方块310中，方法300进行曝光、曝光后烘烤、以及光阻显影的步骤。例如：使用电子束写入器或激光光束写入器在光阻上定义图案。然后，可通过曝光后烘烤与显影的步骤后处理此光阻。
在光阻显影后，即可测量光阻中特征的关键尺寸。在测量后，使用方法300中下述方块来转移光阻中的特征至多层吸收层中。
在方块312中，方法300进行硬遮罩蚀刻。例如：显影至光阻中的特征可定义硬遮罩层的将被蚀刻的部分。接着，蚀刻硬遮罩层的被选择的部分。在一实施例中，干式蚀刻、湿式蚀刻、或结合两者的方式皆可用于进行蚀刻步骤。
在方块314中，方法300移除光阻，接着，测量蚀刻至部分多层吸收层中的特征的关键尺寸。在一实施例中，任何形式的测量方式或度量仪器皆可用于测量关键尺寸。例如：可使用关键尺寸扫描式电子显微镜(CD-SEM)。
在方块316中，方法300完成多层吸收层的蚀刻步骤。多层吸收层的蚀刻步骤是通过离子蚀刻或干式蚀刻来进行。离子蚀刻的制程参数范例已提供如上。在一实施例中，离子蚀刻可通过开启与关闭的脉冲化源功率来进行。
在方块318中，方法300剥除硬遮罩层，此硬遮罩层可从多层吸收层中被选择性蚀刻移除。例如：通过湿式蚀刻或干式蚀刻制程移除硬遮罩层。移除硬遮罩层后的残存结构，即为本揭露中具有多层吸收层的极紫外光罩。如以上所述，包含氧化物的多层吸收层可避免碳污染。在方块320中，方法300结束。
图4A至图4J是根据本揭露至少一实施例所绘示的多张部分剖面图，绘示在各种制造站点形成极紫外光罩的方法。参考图4A，首先提供一基材102。基材102为低温度膨胀材料(LTEM)。低温度膨胀材料的范例包含玻璃、玻璃陶瓷材料、或是硅。基材102可沉积在层150上。此层150为硼化钽层或氮化铬层。
在图4B中，在基材102上沉积或形成多层镜面层104。在一实施例中，通过离子束沉积(ion beam deposition；IBD)或直流磁控溅镀(direct current(DC)magnetronsputtering)，在基材102上形成多层镜面层104。
多层镜面层104包含高折射系数材料112及低折射系数材料114所构成的交替层。在一实施例中，高折射系数材料112可为钼且低折射系数材料114可为硅。
多层镜面层104具有20至60对之间的高折射系数材料112和低折射系数材料114。在一实施例中，多层镜面层104包含40对高折射系数材料112和低折射系数材料114。
在图4C中，在多层镜面层104上沉积金属覆盖层106。在一实施例中，可通过离子束溅镀制程沉积金属覆盖层106。在一实施例中，金属覆盖层106为可选的，其取决于多层吸收层108所使用的材料，如图4D所绘并于以下讨论。
在一实施例中，金属覆盖层106可避免高折射系数材料112(例如：钼)接触环境而氧化。如图4D所绘示及以下讨论，金属覆盖层106包含相对于多层吸收层108具有较低蚀刻速率的材料。因此，金属覆盖层106可在多层吸收层108进行图案化蚀刻时保护多层镜面层104。
在一实施例中，金属覆盖层106包含钌、二氧化钌(RuO2)、氧化铌钌(RuNbO)、五氧化二铌(Nb2O5)、以及类似化合物。金属覆盖层106沉积厚度约2.5至5.5纳米。在一实施例中，金属覆盖层106沉积厚度约3.5纳米。
在图4D中，在多层镜面层104上形成多层吸收层108。在沉积有金属覆盖层106的一些实施例中，多层吸收层108形成于金属覆盖层106上。
在一实施例中，多层吸收层108包含第一金属氧化物层116、金属氮化物层118、以及第二金属氧化物层109。多层吸收层108中的各层可通过化学气象沉积(chemical vapordeposition；CVD)或离子束溅镀沉积，一次沉积一层。
在一实施例中，第一金属氧化物层116包含氧化硼钽(TaBO)、五氧化二钽(Ta2O5)、二氧化钌(RuO2)、氧化铌钌(RuNbO)、或五氧化二铌(Nb2O5)。当第一金属氧化物层116包含氧化硼钽或五氧化二钽时，则可沉积金属覆盖层106。当第一金属氧化物层116包含二氧化钌、氧化铌钌、五氧化二铌时，则可移除金属覆盖层106，或跳过与图4C相关的制程步骤。
在一实施例中，金属氮化物层118包含硼氮化钽(TaBN)。在一实施例中，第二金属氧化物层119包含氧化硼钽(TaBO)。
如以上所述，第一金属氧化物层116与第二金属氧化物层119中的氧化物可扮演隔离体，避免多层吸收层108的特征的边缘与中央碳污染。碳污染对形成于多层吸收层108中的特征的关键尺寸有负面影响。
此外，当第一金属氧化物层116为氧化硼钽时，则可沉积氧化硼钽而具有一期望厚度，以减少过蚀刻时间。例如：此期望厚度容许少量氧化硼钽残留在金属覆盖层106上。例如：氧化硼钽沉积厚度约1至2纳米，使得在蚀刻多层吸收层108后少于约1纳米的氧化硼钽残留在金属覆盖层106上。
在图4E中，在多层吸收层108上沉积硬遮罩层120。在一实施例中，通过化学气象沉积制程沉积硬遮罩层120。硬遮罩层120可做为后续移除光阻层时的蚀刻终点。硬遮罩层120可以是金属氮氧化合物。在一实施例中，硬遮罩层120为氮氧化铬(CrON)且沉积厚度约6纳米。
在图4F中，在硬遮罩层120上沉积光阻122。可涂布光阻122至硬遮罩层120上，接着对特征进行曝光、烘烤、以及显影，因而将图案转移至多层吸收层108中。
在图4G中，可蚀刻光阻122来产生特征1241-124n(在下文中，个别称为特征124或整体称为特征124)，在图4F中，特征124已被图案化至光阻122中。特征124对应到图4I所绘示的蚀刻至多层吸收层108中的特征110，进一步的细节将于以下讨论。
在图4H中，此蚀刻步骤可接续地蚀刻特征124而穿透硬遮罩层120至多层吸收层108中。在一例子中，可使用反应式离子蚀刻或干式蚀刻进行图4H的蚀刻制程。在一实例中，使用反应式离子蚀刻且其制程参数如前所述。
在一实施例中，当特征124被部分蚀刻至多层吸收层108中，即可测量特征124的关键尺寸。若特征124的关键尺寸的测量值符合期望的关键尺寸，则继续蚀刻特征124而穿透多层吸收层108。
在图4I中，蚀刻穿透多层吸收层108以形成特征1101-110n，且多层吸收层108残留部分的第一金属氧化物116在金属覆盖层106上。图4I绘示移除光阻122后的不具有光阻122的硬遮罩层120。当特征110被蚀刻至多层吸收层108中，光阻122亦被蚀刻移除。在一实施例中，使用脉冲化源功率的反应式离子蚀刻制程将特征110蚀刻至多层吸收层108中。
在一实施例中，特征110是用来定义半导体元件中的结构。例如：极紫外光罩100可用来根据蚀刻至多层吸收层108中的特征110建立结构。一套使用极紫外光罩100及建立半导体元件结构的制程的例示性光学微影系统绘示于图5，进一步细节将于以下讨论。
在图4J中，根据本揭露至少一实施例，剥除硬遮罩层120而导致最终的极紫外光罩100形成。可选择性地从多层吸收层108上蚀刻移除硬遮罩层120。例如：使用湿式蚀刻或干式蚀刻制程移除硬遮罩层120。
图5为根据本揭露一些实施例所建构的光学微影系统10的示意图，描述如何在光学微影系统10上应用此极紫外光罩100。光学微影系统10通常亦称为可操来进行微影曝光制程的扫描器。在本实施例中，此光学微影系统10是设计为以极紫外光(或极紫外辐射)曝光一光阻层的极紫外光(EUV)光学微影系统。光学微影系统10采用辐射源12以产生极紫外光40，例如：具有约1纳米至约100纳米间的波长范围的极紫外光。在一个特定的例子中，极紫外光40具有中心在约13.5纳米的波长。据此，辐射源12亦称为极紫外辐射源12。极紫外辐射源12是利用激光激发电浆(LPP)机构来产生极紫外辐射，其将于后进一步叙述。
光学微影系统10亦采用照明器14。在一些实施例中，照明器14包含各种不同光学反射器，例如：单镜面或包含多重镜面的镜面系统，以将光线40自辐射源12导至光罩基座16上，特别是固定在光罩基座16上的极紫外光罩100。
光学微影系统10亦包含配置以固定极紫外光罩100的光罩基座16。在一些实施例中，光罩基座16包含静电吸盘(e-chuck)，以固定极紫外光罩100。在本揭露中，罩幕(Mask)、光罩(Photomask)以及倍缩光照(Reticle)的词可交互使用。在本实施例中，光学微影系统10为极紫外光微影系统。极紫外光罩100可通过上文所述的方法制造。
光学微影系统10亦包含投影光学模块(或投影光学盒POB)20，可将极紫外光罩100的图案成像至半导体基材22上，此半导体基材22被固定在光学微影系统10的基材基座(或晶圆基座)24上。本揭露中的投影光学盒20包含光学反射器。极紫外光40携带着定义于极紫外光罩100上的图案的影像从极紫外光罩100射出，被投影光学盒20收集。照明器14以及投影光学盒20可被统称做微影系统10的光学模块。
在本实施例中，半导体基材22为待图案化的一半导体晶圆，例如：硅晶圆或其他类型晶圆。在本实施例中，对极紫外光40敏感的光阻层被涂布在半导体基材22上。包含以上所述的各种组件整合在一起，即可操作来进行微影曝光制程。
上述摘要许多实施例的特征，因此本领域具有通常知识者可更了解本揭露的态样。本领域具有通常知识者应理解利用本揭露为基础可以设计或修饰其他制程和结构以实现和所述实施例相同的目的及/或达成相同优势。本领域具有通常知识者也应了解与此同等的架构并没有偏离本揭露的精神和范围，且可以在不偏离本揭露的精神和范围下做出各种变化、交换和取代。
因此，本揭露是关于极紫外光罩及其形成的方法。在一实施例中，本揭露是关于可预防碳污染的极紫外光罩。此光罩包含基材、形成于此基材上的多层镜面层，形成于此多层镜面层上的金属覆盖层、多层吸收层。此多层吸收层包含形成于此多层吸收层上的至少一个氧化物层，此多层吸收层包含蚀刻至多层吸收层中的多个特征，以在半导体元件上定义出多个结构。在一些实施例中，基材至少包含低温度膨胀材料。在一些实施例中，多层吸收层至少包含第一金属氧化物层、金属氮化物层、以及第二金属氧化物层。在一些实施例中，第一金属氧化物层包含氧化硼钽(TaBO)、五氧化二钽(Ta2O5)、二氧化钌(RuO2)、氧化铌钌(RuNbO)、或五氧化二铌(Nb2O5)其中至少一者。在一些实施例中，第一金属氧化物层包含厚度约1至2纳米的氧化硼钽(TaBO)。在一些实施例中，金属覆盖层包含氧化硼钽(TaBO)或五氧化二钽(Ta2O5)。在一些实施例中，金属覆盖层包含钌或二氧化钌(RuO2)。在一些实施例中，金属覆盖层的厚度约0至4纳米。在一些实施例中，金属氮化物层包含硼氮化钽(TaBN)。在一些实施例中，第二金属氧化物层包含氧化硼钽(TaBO)。
在另一实施例中，本揭露是关于可预防碳污染的极紫外光罩。此光罩包含基材、形成于此基材上的多层镜面层、形成于此多层镜面层上的金属覆盖层、以及形成于此多层镜面层上的含氧化物的吸收层。此含氧化物的吸收层包含蚀刻至此多层吸收层中的多个特征，以在半导体元件上定义出多个结构。在一些实施例中，金属覆盖层包含厚度约0至4纳米的钌或二氧化钌(RuO2)。在一些实施例中，含氧化物的吸收层形成于金属覆盖层上包含第一氧化硼钽(TaBO)层、硼氮化钽(TaBN)层、以及第二氧化硼钽(TaBO)层。在一些实施例中，含氧化物的吸收层形成于金属覆盖层上包含氧化硼钽(TaBO)层、硼氮化钽(TaBN)层、以及五氧化二钽(Ta2O5)层。在一些实施例中，含氧化物的吸收层包含氧化硼钽(TaBO)层、硼氮化钽(TaBN)层、以及二氧化钌(RuO2)层。在一些实施例中，含氧化物的吸收层包含氧化硼钽(TaBO)层、氮化硼钽(TaBN)层、以及氧化铌钌(RuNbO)层。在一些实施例中，含氧化物的吸收层包含氧化硼钽(TaBO)层、硼氮化钽(TaBN)层、以及五氧化二铌(Nb2O5)层。
在又一实施例中，本揭露是关于制造可预防碳污染的极紫外光罩的方法。首先，沉积包含至少一氧化层的多层吸收层于此多层镜面层上；接着，透过涂布于此硬遮罩层上的光阻的曝光、烘烤、显影步骤来定义多个特征于多层镜面层中；然后，蚀刻多层吸收层来形成特征于多层吸收层中，以在半导体元件上定义出多个结构。在一些实施例中，多层吸收层包含第一金属氧化物层、硼氮化钽(TaBN)层、以及氧化硼钽(TaBO)层。在一些实施例中，第一金属氧化物层包含一种材料：氧化硼钽(TaBO)、五氧化二钽(Ta2O5)、二氧化钌(RuO2)、氧化铌钌(RuNbO)、或五氧化二铌(Nb2O5)其中至少一者。
Claims (10)
1.一种极紫外光罩，其特征在于，包含：
一基材；
一多层镜面层，形成于该基材上；
一金属覆盖层，形成于该多层镜面层上；以及
一多层吸收层，包含形成于该多层镜面层上的至少一氧化物层，其中该多层吸收层包含蚀刻至该多层吸收层中的多个特征，以在一半导体元件上定义出多个结构。
2.根据权利要求1所述的极紫外光罩，其特征在于，该多层吸收层包含一第一金属氧化物层，一金属氮化物层，及一第二金属氧化物层。
3.根据权利要求2所述的极紫外光罩，其特征在于，该第一金属氧化物层包含氧化硼钽(TaBO)、五氧化二钽(Ta2O5)、二氧化钌(RuO2)、氧化铌钌(RuNbO)、或五氧化二铌(Nb2O5)其中至少一者。
4.根据权利要求2所述的极紫外光罩，其特征在于，该金属氮化物层包含硼氮化钽(TaBN)。
5.根据权利要求2所述的极紫外光罩，其特征在于，该第二金属氧化物层包含氧化硼钽(TaBO)。
6.一种极紫外光罩，其特征在于，包含：
一基材；
一多层镜面层，形成于该基材上；
一金属覆盖层，形成于该多层镜面层上；以及
一含氧化物的吸收层，形成于该多层镜面层上，其中该含氧化物的吸收层包含：蚀刻至该多层吸收层中的多个特征，用以在一半导体元件上定义出多个结构。
7.根据权利要求6所述的极紫外光罩，其特征在于，该金属覆盖层包含厚度为0至4纳米的钌或二氧化钌(RuO2)。
8.根据权利要求6所述的极紫外光罩，其特征在于，该含氧化物的吸收层包含形成于该金属覆盖层上的一第一氧化硼钽(TaBO)层、一硼氮化钽(TaBN)层、以及一第二氧化硼钽(TaBO)层。
9.一种制造极紫外光罩的方法，其特征在于，包含：
沉积包含至少一氧化层的一多层吸收层于一多层镜面层上；
透过涂布于一硬遮罩层上的一光阻的曝光、烘烤、显影步骤来定义多个特征于该多层镜面层中；以及
蚀刻该多层吸收层来形成所述多个特征于该多层吸收层中，以在一半导体元件上定义出多个结构。
10.根据权利要求9所述的制造极紫外光罩的方法，其特征在于，该多层吸收层包含一第一金属氧化物层、一硼氮化钽(TaBN)层、以及一氧化硼钽(TaBO)层。
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