CN115061335A - 用于半导体微影制程的光罩及其制造方法、微影方法以及光罩制程 - Google Patents

Abstract

一种用于半导体微影制程的光罩及其制造方法、微影方法以及光罩制程，用于半导体微影制程的光罩包括基板、设置在基板上的光罩图案及围绕光罩图案的光吸收边界。光吸收边界自基板的至少两个边缘插入以界定光吸收边界之外的周围区域。在一些设计中，第一周围区域自光吸收边界的外周延伸至基板的第一边缘，并且第二周围区域自光吸收边界的外周延伸至基板的第二边缘，其中基板的第一边缘与基板的第二边缘位于光罩图案的相对侧。

Description

用于半导体微影制程的光罩及其制造方法、微影方法以及光 罩制程

技术领域

本揭露是关于一种用于半导体微影制程的光罩与光罩制程。

背景技术

以下是关于半导体制造、用于半导体微影制程的光罩、微影光罩制造方法、深紫外(deep ultraviolet，UV)半导体微影以及相关技术。

发明内容

在一些实施方式中，提供一种制造用于使用微影波长的光执行的半导体微影制程中的光罩的方法。方法包括以下步骤：提供涂覆有光吸收层的基板，该光吸收层吸收微影波长的光；以及移除光吸收层的部分，以在基板上形成光罩图案及光吸收边界。光吸收边界围绕光罩图案。光吸收边界包含未移除的光吸收层的部分。该移除的步骤包括以下步骤：移除光吸收边界的至少两侧上的光吸收层的部分，以界定周围区域。

在一些实施例中，提供一种半导体微影方法，包含以下步骤：将前述的光罩安装于一光罩台上，其中周围区域接触光罩台的多个支撑垫；使用穿过光罩的微影波长的光执行一半导体微影；在执行半导体微影之后，自光罩台移除光罩。

在一些实施方式中，提供一种光罩制程，包括以下步骤：提供涂覆有光吸收层及阻剂层的基板；以及执行曝光/显影循环及蚀刻步骤，以移除光吸收层的部分，以界定(i)由光吸收边界包围的光罩图案的非吸收图案区域及(ii)光吸收边界之外的周围区域，在该周围区域中，通过曝光/显影循环移除光吸收层。

在一些实施方式中，提供了一种用于半导体微影制程中的光罩。光罩包括基板、设置于基板上的光罩图案及包围光罩图案的光吸收边界。光吸收边界包含设置在基板上的光吸收层，该光吸收层吸收微影波长的光。周围区域位于光吸收边界的至少两侧的光吸收边界的外侧。光吸收层未设置于周围区域的基板上。

附图说明

结合附图，根据以下详细描述可以最好地理解本揭示内容的各态样。注意，根据行业中的标准实务，各种特征未按比例绘制。实际上，为了讨论清楚起见，各种特征的尺寸可任意增加或减小。

图1A示意性地示出了包括微影光罩的微影系统；

图1B示意性地示出了图1A中的微影光罩的示意图；

图2示意性地示出了微影光罩的平面图；

图3示意性地示出了图2的微影光罩的平面图，其中示意性地指示了光罩台的支撑垫；

图4示意性地示出了具有减少的光吸收边界的微影光罩的平面图；

图5示意性地示出了图4的具有减少的光吸收边界的微影光罩的平面图，其中示意性地指示了光罩台的支撑垫；

图6示意性地示出了光罩制造方法。

【符号说明】

10:光源系统

12:光罩台

14:成像系统

16:晶圆台

20、20_A:光罩

22:半导体晶圆

24:双箭头

30、32:支撑垫

34:开口

36:中心开口

40:基板

40_E1～40_E4:边缘

42:光罩图案

50:光吸收边界

52:开口

60:光吸收边界

62、64:周围区域

66、68:光吸收区域

80:光罩板坯

82:光吸收层

84:阻剂层

90:曝光/显影循环

92:蚀刻步骤

94:操作

FV:方向

L:光

V-V:线段

具体实施方式

以下揭示内容提供了用于实现提供的标的的不同特征的许多不同的实施例或实例。以下描述组件及布置的特定实例用以简化本揭示内容。当然，该些仅为实例，并不旨在进行限制。例如，在下面的描述中在第二特征上方或之上形成第一特征可包括其中第一及第二特征直接接触形成的实施例，并且亦可包括其中在第一与第二特征之间形成附加特征的实施例，以使得第一及第二特征可以不直接接触。此外，本揭示内容可以在各个实例中重复元件符号及/或字母。此重复是出于简单及清楚的目的，其本身并不指定所讨论的各种实施例或组态之间的关系。

此外，为了便于描述，本文中可以使用诸如“在...下方”、“在...下”、“下方”、“在...上方”、“上方”之类的空间相对术语，来描述如图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。除了在附图中示出的方位之外，空间相对术语意在涵盖装置在使用或操作中的不同方位。设备可以其他方式定向(旋转90度或以其他方位)，并且在此使用的空间相对描述语亦可被相应地解释。

参照图1A与图1B，其中图1A示意性地示出了包括微影光罩的微影系统。图1B示意性地示出了图1A中的微影光罩的示意图。半导体微影设备包括光源系统10、光罩(mask)台12(有时亦称为光罩幂(reticle)台12或其他类似命名法)、成像系统14及晶圆台16。使用光源系统10产生的光L以微影波长执行半导体微影，该微影波长基于诸如待自安装于光罩台12上的光罩20(有时亦称为光罩幂20或类似命名法)微影地转移至安装于晶圆台16上的半导体晶圆22的特征尺寸之类的因素选择。例如，微影制程可以使用可见光波长范围内的光L，在此情况下，微影波长在400nm至700nm的范围(对应1.77eV至3.10eV的光子能量范围)内，或微影波长低于400nm的紫外(ultraviolet，UV)光(对应到大于3.10eV的光子能量)。在一些非限制的说明性实施例中，微影制程为深UV半导体微影制程，例如在一个非限制的说明性实例中使用193nm的微影波长，或在另一非限制的说明性实例中使用248nm的微影波长例子。在一些非限制的说明性实施例中，微影波长为280nm或更小。

光源系统10包括适合于产生设计基准微影波长的光L的光源。作为非限制性实例，对于193nm的深UV半导体微影，具有氟化氩(ArF)的准分子激光为合适的光源。作为另一非限制性实例，对于248nm的深UV半导体微影，具有氟化氪(KrF)的准分子激光为合适的光源。光源系统10可选地亦包括用于对光L进行整形以均匀照明安装于光罩台12上的光罩20的光学器件。

继续参照图1A与图1B，图1B示意性地示出了图1A中由线段V-V指示的向下方向的视图，示出了光罩台12的向上视图及设置在光罩台12上的光罩20的轮廓20_O。如图1B中所示，光罩台12包括将光罩20支撑在光罩台12上的两个支撑垫30、32。可选地，提供固定机构以将光罩20固定在支撑垫30、32上。例如，说明性光罩台20包括连接至真空泵(未示出)的开口34，以便将光罩20固定在支撑垫30、32上。此固定机构有时称为真空卡盘。在其他实施例中，光罩20可经由静电卡盘固定在支撑垫30、31上，该静电卡盘包含嵌入或形成支撑垫30、32的电极。在其他实施例中，使用粘合剂等将光罩台20固定在支撑垫30、31上。光罩台12进一步包括与光罩20的中心区对准的中心开口36，如通过光罩台20的中心开口36与光罩的对准所见轮廓20_O。

返回图1A，以示意性侧剖视图示出光罩20，光罩20包括基板40，光罩图案42设置在基板40上。基板40对于光L为透射的，使得光L透射穿过基板40及光罩图案42。例如，在一些非限制的说明性实施例中，基板可为石英、二氧化钛(TiO₂)、掺杂二氧化硅(SiO₂)，或对于微影波长L透明的另一材料。通常，光罩图案42包含图案化的光吸收层，诸如金属层，使得光L穿过光罩图案42的区域，其中光吸收层已被移除。例如，在一些非限制的说明性实施例中，光罩图案42的光吸收层可为诸如铬、CrN、CrON、CrCON之类的金属层，或吸收微影波长L的另一材料。成像系统14通常包括物镜及/或其他光学元件，例如附加透镜及/或反射镜，以将光罩图案42成像至半导体晶圆22的表面上。

半导体晶圆22可为硅晶圆、硅锗晶圆、砷化镓晶圆、磷化铟晶圆等(这些仅仅为一些非限制性的说明性实例)。取决于半导体制程的阶段，半导体晶圆22的表面可包括各种层，诸如热或沉积氧化物层、磊晶沉积层、金属层、各种组合等，该些层可根据特定的半导体装置制程工作流程进行各种图案化且成形，半导体微影制程为其中的一部分。对于本揭示内容的半导体微影制程，半导体晶圆22的表面通常涂覆有对微影波长的光L敏感的阻剂(例如，光阻剂)，以使光罩图案光化学地压印至阻剂上，该光罩图案通过成像系统14成像至半导体晶圆22的涂覆有阻剂的表面。在半导体微影工作流程中，在此曝光之后，自晶圆台16移除半导体晶圆22，随后使用合适的显影剂配方使阻剂显影，以通过移除曝光于光L的阻剂部分(在正阻剂的情况下)或通过移除未曝光于光L的阻剂部分(在负阻剂的情况下)在阻剂中形成开口。在显影阻剂中如此形成的开口与成像光罩图案42一致。在显影步骤之后，可执行进一步的半导体处理步骤，诸如经由显影阻剂中的开口蚀刻下层，或施加粘附在显影阻剂的开口中的涂层等等，然后剥离阻剂。这仅仅为一种可能的半导体微影制程工作流程的非限制的说明性实例，并且预期该工作流程的多种变化。

在一些非限制性实施例中，半导体微影制程以步进(step-and-shoot)式顺序执行以在半导体晶圆22的表面上形成光罩图案42的光化学印记(photochemical imprints)的阵列的范例。此方法为例如适合作为用于在半导体晶圆22上形成半导体晶粒阵列的半导体制程的一部分。为实现该步进式顺序，晶圆台16适当地为由双箭头24示意性指示的步进扫描台。典型地，步进扫描台操作两个正交方向(例如，x方向及y方向)，但双箭头24仅指示这两个正交台移动之一。在每一台位置，快门(未示出)打开以短暂地曝光半导体晶圆22的表面上的一个位置以在该位置形成成像光罩图案42的光化学印记；晶圆台24然后将晶圆22步进至下一位置并且重复该制程以形成在半导体晶圆22的表面上延伸的成像光罩图案42的光化学印记阵列。

图1A与图1B仅呈现典型半导体微影设备的某些说明性态样的图解表示。取决于正在执行的特定类型的半导体微影，可包括附加及/或变化态样。例如，微影系统可为浸没式微影系统，其中在物镜与半导体晶圆22的表面之间的空间中设置净化水或其他流体，例如以提供改进的折射率匹配。或者，微影系统可为不使用浸没流体的非浸没式微影系统。作为另一非限制的说明性变化，若微影波长由空气强烈吸收，则EUV微影系统适当地进一步包括真空室，该真空室内设置有光源系统10、光罩台12、成像系统14及晶圆台16。此真空环境适用于例如极紫外(extreme ultraviolet，EUV)微影，其中微影波长在EUV范围内(10-124nm，对应于10-124eV的光子能量范围)。

继续参照图1A与图1B，光罩20可选地进一步包括设置在光罩图案42上方的薄膜(未示出)。可选的薄膜的目的为将落在光罩表面上的任何颗粒与光罩图案42隔开，该光罩图案42成像至半导体晶圆22上。因此，薄膜将任何此类颗粒保持在焦平面之外，从而减少任何此类颗粒对光化学压印光罩图案的影响。

如前所述，光罩台12包括中心开口36，如图1A与图1B中可见，该中心开口36与光罩20的中心区域对准(如图所示，光罩台20的中心开口36与图1B中的光罩轮廓20_O的对准)。更具体地，光罩台20的中心开口36与光罩图案42对准以允许透射穿过光罩图案42的光L穿过开口36到达成像系统14。在一些实施例中，代替中心开口36，光罩台12可包括由对微影光L透明的材料制成的连续透明板(未示出)，在此情况下，透明板可延伸越过中心开口36的区域。

现参照图2，图2所示的说明性光罩20_A可安装在图1A与图1B的说明性半导体微影设备的光罩台12上。图2中的视图为光罩20_A的沿图1A指示的方向FV的向上视图。亦即，图2的视图示出了朝向基板40的表面的光罩20_A，光罩图案42设置在该表面上。(以下为了方便起见，该表面称为基板40的前表面)。除了光罩图案42之外，光罩20_A进一步包括设置在基板40的与光罩图案42相同的前表面上的光吸收边界50。光吸收边界50围绕光罩图案42。

光吸收边界50包含设置在基板40上的光吸收层，该光吸收层吸收微影波长的光L。例如，在一些非限制的说明性实施例中，光吸收边界50的光吸收层可为金属层，例如铬、CrN、CrON、CrCON；或吸收微影波长L的另一材料。在一些实施例中，构成光吸收边界50的光吸收层亦为构成光罩图案42的吸收区域的相同材料，其中两个特征形成在单个微影曝光/显影循环。例如，自涂覆有毯覆光吸收层及至少一个阻剂层的基板开始，可执行微影曝光/显影循环步骤以移除毯覆光吸收层的部分，以界定光罩图案42的非吸收图案区域，同时留下毯覆光吸收层的其他部分以界定吸收图案区域，并且亦留下毯覆光吸收层的部分以界定光吸收边界50。如图2所示，光吸收边界可包括一或多个隔离的开口(即隔离的非吸收区域)52用于各种目的，诸如为光罩台12的光学感测器(未示出)提供视窗，诸如透射影像感测器(transmission image sensor，TIS)、感测器处的集成透镜干涉仪(integrated lensinterferometer at sensor，ILIAS)。

在说明性光罩20_A中，光吸收边界50延伸至基板40的所有最外边缘40_E1、40_E2、40_E3、40_E4(注意，在图1A中以侧剖视图示出基板40；在图2的前视图中，指示了基板40的边缘40_E1、40_E2、40_E3、40_E4)。光吸收边界50提供了某些益处。例如，当使用步进式顺序在半导体晶圆22的表面上形成光罩图案42的光化学印记阵列，光吸收边界50阻挡光罩图案42边缘处的光L，以抑制光罩图案42在半导体晶圆22表面上的相邻光化学印记之间的光学串扰。另一益处为光吸收边界50阻挡来自光罩台12的任何感测器或其他部件的光，曝光在光L下，这些光可能会对操作及/或操作寿命产生不利影响。

使光吸收边界50延伸至基板40的所有边缘40_E1、40_E2、40_E3、40_E4亦可减少光罩制造时间。例如，考虑光罩制程的情况，该制程开始于涂覆有毯覆光吸收层及正阻剂层的基板，其中微影曝光步骤使用电子束写入来曝光待移除的阻剂区域。在此情况下，将光吸收边界50设计为延伸至基板40的所有边缘40_E1、40_E2、40_E3、40_E4实质上减少了电子束写入时间，因为在此情况下曝光于电子束仅在光罩图案内42。在此情况下，在光吸收边界50占据的相对较大的外部区域上不进行电子束曝光，除了可形成于光吸收边界50中以容纳光学感测器等的任何隔离开口52。

然而，参照图3，在本文中认识到，图2的光罩20_A的缺点为具有延伸至基板40的所有边缘40_E1、40_E2、40_E3、40_E4的光吸收边界50。图3描绘了沿着由图1A中的箭头FV表示的观察方向的光罩20_A，其中将光罩支撑在光罩台12上的两个支撑垫30、32亦由图3的阴影区域示意性地指示。可以看出，两个支撑垫30、32接触大面积的光吸收边界50。在本文中认识到，两个支撑垫30、32可粘附至光吸收边界50。例如，若支撑垫30、32为金属，并且光吸收边界50由金属或金属合金制成，诸如铬、CrN、CrON、CrCON，则可以在金属支撑垫30、32与光吸收边界50之间形成冷焊。这可能会以各种方式磨损及/或损坏光罩20_A及/或光罩台12。例如，当光罩20_A自光罩台12卸载时，光吸收边界50的一些金属或金属合金可能留在支撑垫30、32上。这会在光罩20_A的光吸收边界50中留下不合需要的开口，其中剥离金属或金属合金，并且亦在光罩台12的支撑垫30、32上留下金属或金属合金残留物。若将光罩20_A冷焊接至光罩台12，则冷焊断裂亦可能导致施加不合需要的过大力道以执行光罩20_A的强制卸载。此过大力道可能导致光罩20_A断裂，及/或可能导致光罩台12断裂或承受应力，从而降低光罩台的使用寿命。冷焊断裂亦可能自光罩及/或光罩台上清除颗粒，这可能会污染微影系统。

参照图4，示出了光罩20，该光罩20减少或消除了光吸收边界50导致图2的光罩20_A冷焊或以其他方式黏附至光罩台12的支撑垫30、32的问题。与图2的光罩20_A一样，图4的光罩20包括设置在基板40(见图1A与图1B)上的光罩图案42，并且包括围绕光罩图案42的光吸收边界60。光吸收边界60亦包含设置在基板40上的光吸收层，该光吸收层吸收微影波长的光L。然而，图4的光罩20与图2的光罩20_A的不同之处在于光吸收边界60自基板40的两个边缘40_E1、40_E2插入以界定光吸收边界60外部的周围区域62、64。周围区域62、64不包括构成光吸收边界60的光吸收层。说明性的周围区域62、64自光吸收边界60的外周延伸至基板40的边缘40_E1、40_E2。在一些非限制的说明性实施例中，与图2的光罩20_A一样，图4的光罩20的光吸收边界60可为铬、CrN、CrON、CrCON，或吸收微影波长L的另一材料。在一些实施例中，构成光吸收边界60的光吸收层亦为构成光罩图案42的吸收区域的相同材料，其中在单个微影曝光/显影循环中产生两个特征。例如，自涂覆有毯覆光吸收层及至少一个阻剂层的基板开始，可执行微影曝光/显影循环以移除毯覆光吸收层的部分以界定光罩图案42的非吸收图案区域以及周围区域62、64，同时留下毯覆光吸收层的其他部分以界定光罩图案42的吸收图案区域，并且亦留下毯覆光吸收层的部分以界定光吸收边界60。

参照图5，图4的光罩20再次沿图1A中由箭头FV表示的观察方向示出，其中将光罩20支撑在光罩台12上的两个支撑垫30、32亦由图5中的阴影区域示意性地指示。可以看出，在光罩20的情况下，与由支撑垫30、32接触的光罩20_A的光吸收边界50的大得多的面积相比，两个支撑垫30、32接触的光吸收边界60的面积小得多(参见图3)。该减小的接触面积亦在图1A与图1B中示意性地指示，其中光罩20的宽度减小的边界60以示意性侧剖视图示出。

在图5的说明性实例中，光吸收边界60及支撑垫30、32之间存在一些重叠，但该区域比图2的光罩20_A的光吸收边界50与支撑垫30、32之间的重叠小得多。尽管未示出，但在一些变化实施例中，预期在光吸收边界60与支撑垫30、32之间可能根本没有重叠。

由于自与支撑垫30、32对准的基板40的两个边缘40_E1、40_E2插入的光罩20的光吸收边界60之间的接触面积大大减少，与光罩20_A的较宽边界50相比，光罩20的光吸收边界60形成冷焊或以其他方式粘附至支撑垫30、32的可能性大大减少。光罩20与支撑垫30、32之间的大部分接触面积由周围区域62、64占据。在周围区域62、64中，支撑垫30、32接触基板40，或者可能接触设置在基板上的可选覆盖层(未示出)，该覆盖层对于微影波长的光L为透射的。在一些非限制的说明性实施例中，基板材料为石英、TiO₂、掺杂的SiO₂等。这些(及大多数其他典型的)基板材料不为金属，且通常不会与金属支撑垫30、32形成冷焊，并且通常不会粘附在支撑垫30、32上。因此，减少或消除光吸收边界导致光罩冷焊或以其他方式黏附至光罩台的支撑垫上的问题，因此与光罩20_A相比减少了对光罩20及/或光罩台12的磨损及/或损坏。

在说明性实例中，光罩台12具有将光罩20支撑在光罩台12上的两个说明性支撑垫30、32。这为典型的组态，因为支撑光罩20的两个支撑垫30、32靠近光罩20的相对边缘40_E1、40_E2为光罩台12上的光罩20提供足够且平衡的支撑。因此，在说明性实施例中，自这两个边缘40_E1、40_E2插入光吸收边界60就足够了，使得两个说明性周围区域62、64靠近两个边缘40_E1、40_E2。

如图4及图5所示，光吸收边界60并未自其他两个边缘40_E3、40_E4插入，因为光吸收边界60的靠近这些边缘40_E3、40_E4的部分不接触支撑垫30、32。保持靠近这些边缘40_E3、40_E4的边界部分完整为有益的，因为这样可以减少制造时间。在单个微影曝光/显影循环中创建光罩图案42及周围区域62、64的实施例中，该循环涉及电子束写入以曝光待移除的阻剂区域，周围区域62、64的区域由电子束写入。因此，在这些实施例中，提供两个周围区域62、64为有益的，在该些周围区域62、64中，支撑垫30、32接触光罩20，但光吸收边界60向上延伸至边缘40_E3、40_E4，其中支撑垫不接触光罩20，因为这样减少电子束写入时间。

另一方面，若采用具有接触垫的变化光罩台，该些接触垫接触靠近光罩的三个或甚至所有四个边缘的区域，则光吸收边界可自靠近接触垫的三个或四个边缘中的每一者插入，留下三个或甚至四个周围区域(未示出变化)。

图4的光罩20的光吸收边界60的平行于基板边缘40_E1、40_E2的侧面比图2的光罩20_A的光吸收边界50的对应侧面窄。然而，图4的光罩20的光吸收边界60应该执行与图2的光罩20_A的光吸收边界50相同的功能。这些功能包括在光罩图案42的边缘阻挡光L，以在使用步进式顺序时抑制在半导体晶圆22的表面上的光罩图案42的相邻光化学印记之间的光学串扰；并且阻挡来自光罩台12的任何感测器或其他元件的光，曝光在光L下，这些光可能会对操作及/或操作寿命产生不利影响。

为了实现抑制相邻光化学印记之间串扰的第一功能，光吸收边界60在所有四个侧面上适当地围绕光罩图案42，如图4所示。此外，光吸收边界60的宽度在每一侧应该足以提供串扰抑制。提供串扰抑制的最小宽度可通过微影系统的光线追踪模型判定，或者可通过制造具有不同边界宽度的数个测试光罩并执行测试步进式微影顺序来以经验为主地判定，以判定最佳最小宽度。在一些非限制的说明性实施例中，自光吸收边界60的外周延伸至基板的边缘40_E1、40_E2的周围区域62、64的宽度为光吸收边界60的宽度的至少三倍。在一些非限制的说明性实施例中，周围区域62、64的面积为光吸收边界60的面积的至少两倍。

为了实现阻挡来自任何避光感测器或光罩台12的其他部件的光L的第二功能，一或多个隔离光吸收区域66可选地位于周围区域62、64中，其中每一隔离光吸收区域66由周围区域62、64包围。因此，包含光吸收边界60的光吸收层设置在每一隔离光吸收区域66中的基板40上。隔离光吸收区域66的制造可以在曝光/显影循环期间适当地完成，该曝光/显影循环通过在区域中不执行电子束写入来界定光罩图案42及光吸收边界60，该些区域成为隔离光吸收区域66。在变化方法中，一或多个这样的光吸收区域68可与光吸收边界60连接，而不与其隔离。尽管可选的隔离及/或连接光吸收区域66、68增加了与支撑垫30、32的接触面积，但与图2的光罩20_A的较宽的光吸收边界50相比，总接触面积大大减少。

现参照图6，描述了一种用于制造光罩的说明性方法，该光罩具有基板40、设置在基板上的光罩图案42及围绕光罩图案42的光吸收边界60，其中光吸收边界60包含设置于基板40上的光吸收层，该光吸收层吸收微影波长的光L，并且其中周围区域62、64位于光吸收边界60的至少两侧的光吸收边界60的外侧，其中周围区域的基板上未设置光吸收层。方法包括以下步骤：提供光罩板坯80，该光罩板坯80包括涂覆有光吸收层82及阻剂层84的基板40(该基板40为制造的光罩20的基板40)。

如下执行曝光/显影循环90。执行电子束写入以曝光阻剂层84的选定部分。随后可选地进行曝光后烘烤(post-exposure bake，PEB)，该PEB可取决于构成阻剂层84的阻剂类型进行。在电子束写入及可选的PEB之后，使用化学显影剂显影阻剂，该化学显影剂经设计以显影构成阻剂层84的阻剂类型。若阻剂层84为正阻剂，则化学显影剂移除在电子束写入期间曝光于电子束的那些区域中的阻剂。或者，若阻剂层84为负阻剂，则化学显影剂移除在电子束写入期间未曝光于电子束的那些区域中的阻剂。在变化实施例中，电子束写入由微影步骤代替，在该微影步骤中，施加光以曝光阻剂层84的选定部分。(在该变化实施例中，阻剂层84包含光阻剂)。曝光/显影循环90操作以在阻剂层84中形成开口，以在光罩图案42的区域以及周围区域62、64中选择性地曝光光吸收层82，该些区域将要打开(亦即，未涂覆有光吸收层)。

继续参照图6，在蚀刻步骤92中，移除光吸收层82的部分，该些部分由阻剂层84中的开口曝光，该些开口由曝光/显影循环90形成。蚀刻步骤92可使用化学蚀刻、电浆蚀刻(例如，反应性离子蚀刻(reactive-ion etching，RIE))或可操作以蚀刻铬、CrN、CrON、CrCON或构成光吸收层82的其他材料的任何其他蚀刻技术。因此，蚀刻步骤92形成光罩图案42的待打开的区域(即，未涂覆有光吸收层)以及周围区域62、64。在蚀刻步骤92之后，在操作94中，剥离阻剂，从而留下光罩20，该光罩20包括图案区域42及光吸收边界60以及位于光吸收边界60的至少两侧上的光吸收边界60外侧的周围区域62、64。

有利地，图6的方法以形成光罩图案42的相同制程顺序90、92、94形成期望的周围区域62、64。因此，光罩的制造时间仅因曝光将在蚀刻步骤92中移除以形成外围区域62、64的光吸收层82的区域所涉及的附加电子束写入时间而增加。周围区域62、64的形成有利地不需要附加曝光/显影循环，并且不需要附加蚀刻步骤。

用于制造光罩20的光罩制程为简化的说明性实例，并且给定的光罩制程可选地包括附加制造步骤。作为一个非限制性实例，若将光罩图案42制造为衰减相转移光罩(attenuated phase shift mask，APSM)图案，其中设置在吸收图案区域中的光吸收层的厚度不均匀，则附加光罩制造步骤可在所示的曝光/显影循环90之前。这些在先的制造步骤可包括第一曝光/显影循环(在曝光/显影循环90之前)，其中在阻剂中形成开口，在光罩图案的一些区域中，经由该些开口减薄光吸收层82，以在光罩图案中产生光吸收层的厚度变化。在最终的APSM光罩图案中，厚度变化提供了光L的干扰，这提高了光罩图案42在半导体晶圆22表面上的光化学印记的对比度。

在下文中，描述了一些附加实施例。

在非限制的说明性实施例中，揭示了一种制造用于使用一微影波长的光执行的一半导体微影制程中的一光罩的方法，方法包含以下步骤：提供涂覆有一光吸收层的一基板，光吸收层吸收微影波长的该光；以及移除光吸收层的多个部分，以在基板上形成一光罩图案及一光吸收边界。光吸收边界围绕光罩图案，光吸收边界包含未移除的光吸收层的一部分。移除的步骤包括以下步骤：移除光吸收边界的至少两侧上的光吸收层的该些部分，以界定一周围区域。

在一些实施例中，周围区域自光吸收边界的一外周延伸至基板的一边缘。

在一些实施例中，光吸收边界的外周延伸至基板的边缘的周围区域的宽度为光吸收边界的宽度的至少三倍。

在一些实施例中，周围区域包括自光吸收边界的外周延伸至基板的一第一边缘的一第一周围区域，以及自光吸收边界的外周延伸至基板的一第二边缘的一第二周围区域，其中基板的第一边缘与基板的第二边缘位于光罩图案的相对侧。

在一些实施例中，周围区域的一面积为光吸收边界的一面积的至少两倍。

在一些实施例中，移除的步骤形成了一或多个隔离光吸收区域，各个隔离光吸收区域由周围区域包围，在隔离光吸收区域中未移除光吸收层。

在一些实施例中，微影波长为280nm或更小。

在一些实施例中，对于微影波长的光，基板为透光的。

在一些实施例中，光吸收层为金属层。

在一些实施例中，光吸收层包含铬。

在一些实施例中，该基材包含石英、二氧化钛(TiO₂)或掺杂二氧化硅(SiO₂)。

在一些实施例中，移除的步骤形成光罩图案，光罩图案包含未移除的光吸收层的多个吸收图案区域及通过移除的步骤移除的光吸收层的多个非吸收区域。

在一些实施例中，方法进一步包含在移除的步骤之前，执行一曝光/显影循环及一蚀刻，以在光罩图案中产生光吸收层的一厚度变化。光罩图案包含一衰减相转移光罩图案，在衰减相转移光罩图案中，设置在吸收图案区域中的光吸收层的厚度不均匀。

在一些实施例中，提供一种半导体微影方法，包含以下步骤：将前述的光罩安装于一光罩台上，其中周围区域接触光罩台的多个支撑垫；使用穿过光罩的微影波长的光执行一半导体微影；在执行半导体微影之后，自光罩台移除光罩。

在非限制的说明性实施例中，揭示了一种用于使用微影波长的光执行的半导体微影制程的光罩。光罩包括基板、设置于基板上的光罩图案及包围光罩图案的光吸收边界。光吸收边界包含设置在基板上的光吸收层，该光吸收层吸收微影波长的光。周围区域位于光吸收边界的至少两侧的光吸收边界的外侧。光吸收层未设置于周围区域的基板上。

在一些实施例中，光吸收边界自基板的至少两个边缘插入以界定位于光吸收边界之外的周围区域。

在一些实施例中，周围区域包括自光吸收边界的一外周延伸至基板的一第一边缘的一第一周围区域，以及自光吸收边界的外周延伸至基板的一第二边缘的一第二周围区域。基板的第一边缘与基板的第二边缘位于光罩图案的相对侧。

在一些实施例中，光吸收边界包含设置在基板上的一金属层。

在非限制的说明性实施例中，揭示了一种用于使用微影波长的光来执行半导体微影制程的半导体微影系统。半导体微影系统包括如上一段落所述的光罩、用以保持半导体晶圆的晶圆台、用以在周围区域将光罩固定至光罩台的光罩台及用以将固定在光罩台上的光罩的光罩图案成像至由晶圆台保持的半导体晶圆上的光源系统。

在非限制的说明性实施例中，揭示了一种用于使用微影波长的光执行的半导体微影制程的光罩。光罩包括基板、设置于基板上的光罩图案及围绕光罩图案的光吸收边界。光吸收边界包含设置在基板上的光吸收层，该光吸收层吸收微影波长的光。周围区域位于光吸收边界的至少两侧的光吸收边界之外。光吸收层不设置于周围区域的基板上。周围区域自光吸收边界的外周延伸至基板的边缘。

在非限制的说明性实施例中，光罩制程包括以下步骤：提供涂覆有光吸收层及阻剂层的基板；以及执行曝光/显影循环及蚀刻步骤，以移除光吸收层的部分，以界定(i)由光吸收边界包围的光罩图案的非吸收图案区域及(ii)光吸收边界之外的周围区域，在该周围区域中，通过曝光/显影循环移除光吸收层。

在一些实施例中，光罩制程为一衰减相转移光罩制程，衰减相转移光罩制程进一步包含在曝光/显影循环之前执行一第一曝光/显影循环及一第一蚀刻步骤，第一曝光/显影循环及第一蚀刻步骤在光罩图案中产生光吸收层的一厚度变化。

在非限制的说明性实施例中，揭示了一种用于半导体微影制程中的光罩。光罩包括基板、设置于基板上的光罩图案及围绕光罩图案的光吸收边界。光吸收边界自基板的至少两个边缘插入以界定光吸收边界之外的周围区域。

在非限制的说明性实施例中，揭示了一种制造用于使用微影波长的光执行的半导体微影制程中的光罩的方法。方法包括以下步骤：提供涂覆有光吸收层的基板，该光吸收层吸收微影波长的光；以及移除光吸收层的部分，以在基板上形成光罩图案及光吸收边界。光吸收边界围绕光罩图案。光吸收边界包含未移除的光吸收层的部分。该移除的步骤包括以下步骤：移除光吸收边界的至少两侧上的光吸收层的部分，以界定周围区域。

一种半导体微影方法，包括以下步骤：将根据上一段落制造的光罩安装于光罩台上，其中周围区域接触光罩台的支撑垫；使用穿过光罩的微影波长的光执行半导体微影；以及在执行半导体微影之后，自光罩台移除光罩。有利地，在周围区域中移除光吸收层降低或消除了在光罩与接触支撑垫之间形成冷焊的可能性。

上文概述了数个实施例的特征，使得熟悉此项技术者可以更好地理解本揭示内容的各态样。熟悉此项技术者应理解，熟悉此项技术者可以容易地将本揭示内容用作设计或修改其他制程及结构的基础，以实现与本文介绍的实施例相同的目的及/或实现相同的优点。熟悉此项技术者亦应认识到，该些等效构造不脱离本揭示内容的精神及范畴，并且在不脱离本揭示内容的精神及范畴的情况下，该些等效构造可以进行各种改变、替代及变更。

Claims (10)

1.一种制造用于使用一微影波长的光执行的一半导体微影制程中的一光罩的方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

提供涂覆有一光吸收层的一基板，该光吸收层吸收该微影波长的该光；以及

移除该光吸收层的多个部分，以在该基板上形成一光罩图案及一光吸收边界；

其中该光吸收边界围绕该光罩图案，该光吸收边界包含未移除的该光吸收层的一部分；且

其中该移除的步骤包括以下步骤：移除该光吸收边界的至少两侧上的该光吸收层的所述多个部分，以界定一周围区域。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该周围区域自该光吸收边界的一外周延伸至该基板的一边缘。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，自该光吸收边界的该外周延伸至该基板的该边缘的该周围区域的一宽度为该光吸收边界的一宽度的至少三倍。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该周围区域包括：

一第一周围区域，自该光吸收边界的一外周延伸至该基板的一第一边缘；以及

一第二周围区域，自该光吸收边界的该外周延伸至该基板的一第二边缘；

其中该基板的该第一边缘与该基板的该第二边缘位于该光罩图案的相对侧。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该周围区域的一面积为该光吸收边界的一面积的至少两倍。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该光吸收层为一金属层。

7.一种半导体微影方法，其特征在于，包含以下步骤：

将根据权利要求1制造的该光罩安装于一光罩台上，其中该周围区域接触该光罩台的多个支撑垫；

使用穿过该光罩的该微影波长的该光执行一半导体微影；以及

在执行该半导体微影之后，自该光罩台移除该光罩。

8.一种光罩制程，其特征在于，包含以下步骤：

提供一基板，该基板涂覆有一光吸收层及一阻剂层；以及

执行一曝光/显影循环及一蚀刻步骤，以移除该光吸收层的多个部分以界定(i)由一光吸收边界包围的一光罩图案的多个非吸收图案区域及(ii)该光吸收边界之外的一周围区域，在该周围区域中，通过该曝光/显影循环移除该光吸收层。

9.一种用于一半导体微影制程的光罩，其特征在于，该光罩包含：

一基板；

一光罩图案，设置于该基板上；以及

一光吸收边界，包围该光罩图案，其中该光吸收边界包含设置在该基板上的一光吸收层，该光吸收层吸收一微影波长的光；

其中一周围区域位于该光吸收边界的至少两侧上的该光吸收边界的外侧，该光吸收层未设置在该周围区域中的该基板上。

10.如权利要求9所述的光罩，其特征在于，该光吸收边界自该基板的至少两个边缘插入以界定位于该光吸收边界之外的该周围区域。

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