TW200424798A - Embedded etch stop for phase shift masks and planar phase shift masks to reduce topography induced and wave guide effects - Google Patents

Description

200424798 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於用於微影投影裝置之相移遮罩、製造相移 遮罩之方法，以及用依據本發明之相移遮罩製造的元件。 【先前技術】 此處所用術語「圖案化元件」應廣義解釋為可用以賦予 進入的輕射光束一圖案化斷面之元件，該圖案化斷面係對 應需建立於基板目標部分之一圖案。本文中亦可使用術語 「光閥」。一般而言’該圖案係與建立於目標部分的元件的 一特別功能層相對應，諸如一積體電路或其他元件（詳見下 文）。此類圖案化元件之-範例係遮罩。遮罩的概念在微影 技術中廣為人知，它並包括如二元式、交替式相移及衰減 式相移等遮罩形式，以及各種混合的遮罩形式。此種遮罩 放在輻射光束中，將導致照射在遮罩上的輻射依據遮罩上 的圖案作選擇性透射（當於透射遮罩的狀況）或反射（於反射 遮罩的狀況）。在遮罩的狀況中，支承結構一般係一遮罩 至，其為確保遮罩被支撐於進入的輻射光束中一理想位 置’並於需要時可相對於光束移動。 圖案化元件之另一範例係一可程式化鏡面陣列。該種陣 列的一個範例為一矩陣可定址表面，具有一黏彈性控制層 及一反射表面。該種裝置的基本原理為（例如）反射表面的已 疋址區域反射入射光為繞射光，而未定址區域則反射入射 光為非繞射光。使用一適當的濾波器，該反射光束中可過 濾掉該未繞射光，而僅留下該繞射光。依此方式，該光束

O:\90\90407.DOC 200424798 根據該矩陣可定址表面的定址圖案進行圖案化。一可程式 ’兄面陣列的另一項具體實施例係使用一微小鏡面的矩陣配 置，藉由施加-適當的局部電場或使用一虔電驅動器，各 個鏡面可個別繞一軸傾斜。同樣地，該等鏡面為可定址矩 陣，使得該等定址鏡面以不同方向反射入射的輻射光束至 未定址的鏡面。以此方式，即可根據該等矩陣可定址鏡面 的定址圖案使反射光束圖案化。可使用適當的電子構件， 以執行所需的矩陣定址。在上述的兩種狀況下，該圖案化 疋件可包括-或多個可程式鏡面陣列。關於本文提及的鏡 面陣列的詳細資料，請參閱（例如）美國專利案號 US5,296,891 及 5,523，193 及 PCt 出版物號 w〇 98/38597及 WO 98/33096。就可程式化鏡面陣列而言，該支承結構可以 (例如)框架或臺面方式具體化，且視需要可為固定或移動 式0 圖案化元件之另-範例係—可程式化LCD陣列。在美國 專利案號5,229,872巾提供該種結構之-範例。同上，在此 實例中，支承結構可以（例如）框架或臺面方式具體化，且視 需要可為固定或移動式。 基於簡化的目的，本文之其餘部分將在特定位置專門探 討有關遮罩及遮罩臺的實例U，此類實例中所探討的 通用原理應適用於較廣域的圖案化元件中，如上文所述。 微影投影裝置可用於（例如）積體電路（IC)的製造上。在此 情況中’圖案化元件可產生對應於IC中個別層的電路圖 案並可將此圖案成像於已塗佈一層幸备射敏感材料（光阻 O:\90\90407 DOC -8 - 200424798 劑；resist)之一基板（矽晶圓）上的目標部分（如包括一或多個 晶粒）。一般而言，單一晶圓可包括鄰近目標部分的整個網 路’匕們將依次由投影糸統逐個照射。在現行裝置中，用 一遮罩臺上的遮罩進行圖案化，在兩類不同的裝置中會有 區別。在一種微影投影裝置中，一次將整個遮罩圖案曝露 於目標部分上使各目標部分受到照射。此種裝置一般稱為 晶圓步進機（waferstepper)。在一替代裝置中（一般指步進掃 描裝置），在一既定參考方向（「掃描」方向）上用投影光束 逐步掃描遮罩圖案，使每一目標部分均照射到，同時與該 方向平行或反向平行掃描基板臺。一般而言，由於投影系 統將有一放大倍率因數Μ(通常<1)，則掃描基板臺的速度v 為因數Μ乘以掃描遮罩臺的速度。關於上述微影元件的更 多資訊可參閱（例如）美國專利案第US 6,046,792號。 在使用微影投影裝置的已知製造方法中，係在至少部分 由一層輻射敏感材料（光阻劑）覆蓋的基板上成像一圖案（例 如在一遮罩中）。在此成像步驟之前，基板可經各種程序處 理，例如打底（priming)、光阻劑塗佈及軟烘（s〇ft bake)。曝 光後，該基板可接受其他程序處理，例如曝光後烘乾（p〇st exposure bake ; PEB)、顯影、硬烘（hard bake)及測量 /檢查 成像之特徵。此一陣列程序係用來作為一基礎，以圖案化 一元件（如1C)的個別層。接著，此一圖案化層可再接受各種 處理，例如蝕刻、離子植入（摻雜）、金屬電鍍、氧化、化學 機械拋光等，所有步驟皆為個別層表面處理所需。如果需 要許多層，則整個程序，或其一變化步驟必須在每新層中 O:\90\90407.DOC -9 - 200424798 重複。重要的係保證各堆疊層的重疊（並列）儘可能地精確。 為此’在d亥晶圓上的一或多個位置處提供小的參考標記， 從而在該晶圓上定義一坐標系統的原點。結合基板支架定 位元件（以下稱為「對齊系統」）使用光學及電子元件，在一 現有層上必須並列一新層時，重新定位該標記，因此其可 作為一對齊參考來使用。最後，在基板（晶圓）上將呈現一陣 列的元件。然後這些元件將藉由一種技術來彼此分開，例 如切割或鑛開’然後將該個別的元件安裝在一載具上，連 接到接針等。關於這種製程的進一步資訊可由（例如）peter van Zant所著「微晶片製造：半導體製程指南（Micr〇chip

Fabrication: A practical Guide to Semiconductor

Processing)(第三版，McGraw Hill Publishing公司，1997年， ISBN 0-07-067250-4)—書中獲知。 為簡化起見，以下稱該投影系統為r透鏡」。不過，此術 語必須作廣義的解釋以包括各種投影系統，例如，包含折 射光學、反射光學及反折射的系統。該輻射系統亦可包含 根據任何設計類型操作的組件，用以引導、塑造或控制輻 射的杈影光束，且該類組件以下也可以統稱或獨稱為「透 鏡」。此外，該微影裝置可係一種具有兩個以上基板臺（及/ 或兩個以上遮罩臺）的形式。在此種「多平臺」元件中，可 以平行使用額外臺面，或在一或多個臺面上進行準備步 驟，而其他一或多個臺面則用於曝光。雙平臺微影裝置在 (例如）美國專利案號5,969,441及W0 98/40791中均有說明。 交替式相移遮罩係用於提高光學微料統的解析度。交 O:\90\90407.DOC -10- 200424798 替式相移遮罩係藉由在遮罩上相鄰特徵之間傳送的光中引 入180°的相移來提高解析度。 圖2不意性顯示依據已知結構的交替式相移遮罩丨〇〇。該 遮罩1〇〇包含一玻璃或石英層11〇及一不透明材料層，即硬 遮罩120。硬遮罩120可由（例如）鉻形成。玻璃或石英層1〇〇 包S經由钱刻以定義圖案的特徵1 3 〇之部分。玻璃或石英層 100中介於硬遮罩120之間的一區域140定義源輻射200的一 增加的路徑長度’並且移動穿過相鄰特徵之間的區域14〇之_ 源輻射200，使其與穿過定義該等相鄰特徵13〇的蝕刻部分 之源輻射200呈180。的異相。為了產生18〇。的相移，特徵13〇 需蝕刻至一等於〇·5λ/(η-1)的深度D，其中λ係源輻射200的 波長，而η係該玻璃或石英層ι10的折射率。 難以控制玻璃或石英層11 〇達到深度D的蝕刻速度及時 間。玻璃或石英層110的材料發生變化，會造成穿過遮罩1〇〇 表面的深度D發生變化，因此必須精確控制蝕刻速度及時間 以精確產生深度D。穿過遮罩100的深度D的變化會造成相_ 鄰特徵間的相移發生變化，因此相鄰特徵間的相移可為（例 如）1 75。或1 85。。遮罩1〇〇的相鄰特徵間的相移發生變化會降 卜 低遮罩的解析度，並且使遮罩100的關鍵尺寸不一致。 ， 圖3示意性顯示已知結構的另一交替式相移遮罩i 5〇。該 遮罩150包含一石英或玻璃層16〇。該遮罩15〇包含定義圖案 的特徵13 1、13 2之姓刻部分。特徵1 3 2具有小於特徵13 1的 關鍵尺寸CD。該遮罩150還包含一硬遮罩12〇及一介於蝕刻 部分131及132之間的區域145，移動穿過該區域的輻射2〇〇 O:\90\90407.DOC -11 - 200424798 與穿過該等特徵13i、132的源輻射2〇〇呈18〇。的異相。 很難精確控制触刻速度及時間，從而亦難以在鄰近較大 圖案特徵處形成精小的圖案特徵，因為不同大小的特徵需 要不同的蝕刻速度。需要較高蝕刻速度及較少蝕刻時間的 小特徵先於需要較⑽刻速度及較多_時間的大特徵被 蝕刻至所需深度。 精小圖案特徵（即具有小CD之特徵）亦傾向於用作源輕射 的隨道或_。源輻射2⑼從特徵132的各㈣133反射 時，該層160的石英或玻璃與空氣之間的邊界效應使該源輕 射的相移減少，從而降低遮罩15〇的解析度。該邊界效 =高⑽統（衫言之係那些在浸沒微影術中使用的系 統）中更加顯著。 相移的優點隨特徵大小的增加而減小 罩可改進較大特徵的解析度。例如，相移9目移遮 度。儘管與交替式相移遮罩相 B改進解析 低解析度及處理緯度，但其在設計= 遮罩更簡單。 上比父替式相移 【發明内容】 本發明之一方面係提供使微影投影 交替式及衰減式相移遮罩。本 2解析度改進之 形貌感應及，或波導效應之相移遮二= 提供製造交替式及衰減式相移遮罩之方^之另一方面係 遮罩相移的控制，同時使遮罩上2改進對穿過 度及時間具有更大的誤差範圍。本發明之另、— 斤需的钱刻速 方面係提供

O:\90\90407.DOC -12- 200424798 在積體電路、整合光學系統、磁域記憶體、液晶顯示号面 板及薄膜磁頭中使用的一元件，其製造方法包括用依據本 發明的一相移遮罩賦予一輕射投影光束。 依據本發明’在微影投影裝置中使用的—圖案化元件中 可實現該等及其他方面，該圖案化元件包含一玻璃或石英 層，-樹脂聚合物層；以及在該玻璃或石英層與該樹脂聚 合物層之間的一蝕刻止蝕層；其中在該樹脂聚合物層内形 成一圖案，並且該蝕刻止蝕層在對應於該圖案的區域内未 置於該玻璃或石英層與該樹脂聚合物層之間。 依據本發明之另一方面，提供製造在微影投影裝置中使 用的-圖案化元件之方法，該方法包括：提供—包含一玻 璃或石英層及一蝕刻止蝕層的基底；在該蝕刻止蝕層上形 成一樹脂聚合物層；在該樹脂無機聚合物層上形成^_不透 明材料層；在該不透明材料層上塗敷—層輻射敏感材料； 使該韓射敏感材料層曝光於一圖案化之幸畐射投影光束；將 該不透明材料層對應於該圖案之部分移除；使該樹脂聚合 物層内的該圖案顯影；以及將該蝕刻止蝕層對應於該圖案 之部分移除。 依據本發明之另一方面，提供一種在微影投影裝置中使 用的圖案化元件，該圖案化元件包含_玻璃或石英層；_ 衰減材料層；以及在該玻璃或石英層與該樹脂聚合物層之 間的一蝕刻止蝕層；其中在該樹脂聚合物層内形成一圖 案，並且該蝕刻止蝕層在對應於該圖案的區域内未置於該 玻璃或石英層與該樹脂聚合物層之間；以及提供一種製造 O:\90\90407.DOC -13- 200424798 在彳政衫投影裝置中使用的圖案化元件之方法，該方法包 括·提供一包含一玻璃或石英層及一姓刻止餘層的基底； 在該飯刻止姓層上形成一衰減材料層；在該衰減材料層上 形成一不透明材料層；在該不透明材料層上塗敷一層輻射 敏感材料；使該輻射敏感材料層曝光於一圖案化之輻射投 影光束；將該不透明材料層對應於該圖案之部分移除；使 該衰減材料層内的該圖案顯影；以及將該蝕刻止蝕層對應 於該圖案之部分移除。 依據本發明之另一方面，提供一種在微影投影裝置中使 用的圖案化元件，該圖案化元件包含一其内形成一圖案的 玻璃或石英層，其中該圖案係由光學透明材料、光學半透 明材料或不透明材料之-填充，該材料具有不同於該玻璃 或石英層的-折射率及一介電常數；以及提供一種製造在 微影投影裝置中使用的圖案化元件之方法，該方法包括： 提供一玻璃或石英基底；在該基 ^ ^ , 土底上塗敷一層輻射敏感材 科，使遠輕射敏感材料層曝光 Φ + 圖案化之輻射投影光 ^使《底内的該圖案顯影，·用光學透明材料、光學半 透明材料及不透明材料之一埴 丁门 填充该顯影圖案，該材料且有 不同於該玻璃或石英基底的一 八 從兮其& ^ i 射羊及一介電常數；以及 底未形成圖案之部分蝕刻該材料。 依據本發明之另一方面，提供一 學系統、磁域記憶體之圖案、液積體電路、整合光 中使用的元件，該元件之製造方：：示器面板及薄膜磁頭 -層輻射敏感材料所覆蓋之—基：括：提供至少部分由 土反，提供一輻射投影光

O:\90\90407.DOC -14- 束:使用依據本發明之圖案化元件賦予該投影光束一圖案 化斷面；以及將該圖幸仆 固系化之輪射光束投影至輻射敏感材料 層之一目標部分。 雖然本文中係將在1c製造中使用依據本發明之的裝置作 為特定參考，但必須明白該裝置具有許多其他的應用。例 /、可用於製造整合光學系統、磁域記憶體之導引及偵 測圖案、液晶顯示器面板、薄臈磁頭等。專業人士應瞭解， 在廷些其他應用的内容中，任何所使用的術語「標線」、「晶 圓」或「晶粒」必須分別考慮由更為一般性的術語「遮罩」、 基板」及「目標部分」所取代。 在本文件中所使用的術語「輻射」及「光束」可用來包 含所有形式的電磁輻射，包括紫外光輻射（如波長為365、 248、193、157 或 126 nm者）和遠紫外輻射（extrem^ltra_ violet , EUV)(如具有波長範圍5至2〇 ]1111者），以及諸如離子 束或電子束之類的粒子束。應明白，術語「相移遮罩」係 才曰任何具有所需或控制相移（包括但不限於9〇。及/或18〇。） 之遮罩。 【實施方式】 圖1不意性顯示依據本發明一特定具體實施例的微影投 影裝置1。該裝置包含一輻射系統Ex、IL，其提供一輻射投 影光束PB(如uv或EUV輻射，例如由同核複合分子雷射在 波長248 nm、193 nm或157 nm操作所產生者；或者由雷射 發射電漿源在波長13.6 nm操作所產生者）。在該項具體實施 例中’戎輕射系統亦包括一輻射源LA。該裝置還包含：第 O:\90\90407.DOC -15- 200424798 、物件里（遮罩臺）MT，具有用以支撐遮罩ma (例如一標線） 的遮罩支架，並與第一定位元件pm連接以相對於投影系 、洗PL將遮罩精確定位；第二物件臺（基板臺），具有用以 支撑基板W (例如—塗佈了光阻劑时晶圓）的基板支架， 並與第一定位元件pw連接以相對於投影系統凡將基板精 確定位；投影系統或透鏡PL (如石英及/或⑽透鏡系統或 一折射或反折射系統，一鏡面群組或一場偏向器（fieid deflector)陣列）’其係構造及配置以將遮罩的一受照射 部分成像於基板W的一目標部分c (例如包含一或多個晶粒) 上遍彳又影系統pL係支撐於一參考框架^^上。如本文所 述’該裝置屬一透射型式(即具有一透射遮罩)。然而，一般 而言，它亦可屬一（例如）反射型式（具有一反射遮罩或 者，該裝置可使用另一種圖案化元件，例如一上述型式的 可程式化鏡面陣列。 忒輻射源LA (如在一儲存環或同步加速器、一產生雷射 的電漿源、一放電源、一電子或離子束源中，環繞一電子 光束路徑周圍提供之UV同核複合分子雷射、波動器或擺動 器）產生一輻射光束ΡΒ。此光束ρΒ直接地或在穿過調節器 (諸如光束擴張器Ex)之後，被饋入一照射系統（照射器比） 中。照射器IL可包含調整元件趙以設定光束中強度分佈的 外徑向範圍及/或内徑向範圍（一般分別稱為σ外及σ内卜 此外，其一般包含許多其他組件，例如一整合器爪及一聚 光态co。依此方式，照射在該遮罩“八上的該光束其橫 斷面具有所需的均勻性及強度分佈。 、

O:\90\90407.DOC - 16- 200424798 於圖1中應注意：輻射源LA可位於微影投影裝置的外殼 中（通常當輻射源LA係一（例如）水銀燈時），但它亦可與微影 投影裝置距離遙遠，其所產生之輻射光束被導入裝置中（例 如依靠適當導引鏡面之助）。當韓射源L A為一同核複合分子 雷射（excimer laser)時，通常是後面這種狀況。本發明包含 這兩種狀況。特定言之，本發明及申請專利範圍包含輻射 糸統Ex、IL適於提供波長小於170 nm左右的輻射投影光束 (諸如波長為157 nm、126 nm及13.6 nm的投影光束）之具體 實施例。 該光束PB隨後截斷該遮罩MA，其係固定在遮罩臺Μτ 上。貫穿該遮罩MA之後，光束pb穿過透鏡pl，其將該光 束PBt焦於基板w的一目標部分C上。藉由第二定位元件 pw (以及干涉計IF)的幫助，可精確移動基板臺WT，（例如） 在光束PB的路徑上定位不同的目標部分c。同樣，可用第 一定位元件PM以相對於光束PB的路徑精確定位該遮罩 MA，例如，自遮罩庫機械性地取回遮罩Ma之後，或在掃 描當中。一般而言，物件臺MT、WT的移動一般係藉由一 長衝程模組（粗略定位）及一短衝程模組（精確定位）的幫助 而實現。然而，在晶圓步進機的例子中（相對於一步進及掃 描裳置），該遮罩臺MT可正好連接到一短衝程驅動器，或 可為固定。鮮MA及基板W可利用料對齊標記％、％ 及基板對齊標記Pi、p2對齊。 —晶圓處理裝置2 (亦稱為軌道系統）可在操作中連接至 微影投影裝置i。該晶圓處理裝置2可包含一介面區段，其

O:\90\90407.DOC -17- 200424798 係構造及配置以將晶圓從卡式系統傳送至軌道系統；一處 理區段’纟包含光阻劑塗佈旋轉模組、烘烤模組、冷凝二 組及光阻劑顯影旋轉模組；以及第：介面區段，其係構造 及配置以將晶圓從晶圓處理裝置2傳送至微影投影裝置卜 藉由晶圓傳輸機構，晶圓在該等區段之間傳送，並且在處 理模組間傳遞、處理、移除及傳送。 ^ 上述裝置可用於兩種不同模式中： L在步進模式中，該遮罩臺MT基本上保持靜止，而—整 個遮罩影像在-次處理中（即一單一「閃光」）中投射到—目 標部分C。然後將該基板臺资沿⑴或y方向偏移，使一不 同的目標部分C可由該光束PB照射。 2.在掃描核式中’大體上為相同狀況，但特定目標部分^ 並非在單一「閃光」中曝光。遮罩臺MT可在-特定方向（所 謂的「掃描方向」，例如γ方向）以一速^移動，使投马光 ㈣掃描通過—遮罩影像。同時基板臺wt則與之同向I反 向以速度V=M,時移動，其中Μ為透鏡PL的放大倍率（通

常㈣4或1/5)。以此方式’可曝光-相對大的目標部分C 而不需犧牲解析度。 參考圖4 ’依據本發明—項具體實施例之—交替式相移遮 罩300包含-玻璃或石英層31〇、一敍刻止姓層咖，一樹脂 聚合物層33G及-不透明材料層即硬遮罩32()。被㈣部分 定義圖案特徵33卜332。#刻止㈣彻的形成材料不合被 製造該遮罩300所選擇的姓刻類型移除。例如，如果樹脂聚 合物層330係進行乾式姓刻（例如藉由一電漿工具），則_

O:\90\90407.DOC -18- 200424798 止钱層380由不會被電装工具移除的㈣製成。又例如，如 果樹脂聚合物層330係進行濕式蝕刻(例如藉由酸)，則蝕刻 止餘層380係由不會被酸移除的材料製成。該㈣止姓層 380可由（例如）鉻及其他材料製成，如CrN、CrC、Cr〇、丁a、 丁^、TaN〇、加、W (及其氧化物）及Mg (及其氧化物）。 無機材料層330係由透明、易溶解或可進行乾式#刻的材料 製成，例如含氫矽酸鹽（hydr〇gen silsesquu)xane; hsq), 其係一樹脂聚合物。該層330可由其他材料製成，諸如低等 、’及的溶融石英、工業等級的溶融矽或「摻雜」等級的溶融 矽。硬遮罩320係一金屬層（例如鉻），或另一材料的薄膜。 參考圖5,製造依據本發明的一交替式相移遮罩之方法包 括··提供具有一蝕刻止蝕層的一遮罩基底su〇;在該遮罩 基底上形成一樹脂聚合物層S12〇 ;在該樹脂聚合物層上形 成一硬遮罩S 130 ;在該硬遮罩上塗敷光阻劑s 140 ;使該光 阻劑曝光S1 50 ;移除硬遮罩S 160 ;使該樹脂聚合物層内的 該圖案顯影S 1 70 ;以及移除蝕刻止蝕層s 1 80。 參考圖6, 一遮罩基底305包含玻璃或石英層310及蝕刻止 钱層380。藉由（例如）旋轉塗佈在遮罩基底3〇5上形成樹脂聚 合物層330。藉由（例如）喷濺在無機材料層330上形成硬遮罩 320。藉由（例如）旋轉塗佈在硬遮罩320上塗敷光阻劑34〇。 使光阻劑340曝光於圖案化之輻射源210。 參考圖7，將曝光於圖案化之輻射源210的光阻劑340及曝 光的光阻劑之下的硬遮罩320移除。（例如）藉由應用一溶劑 可移除曝光的光阻劑，其中曝光的光阻劑可穿過該遮罩溶 O:\90\90407.DOC -19- 200424798 解藉^ (例如）適當的姓刻冑程移除硬遮罩咖，例如根 據硬遮罩32(3的材料可選用濕式_或乾式餘刻。 >考圖8藉由蝕刻(濕式或乾式)在無機材料層別内顯影 圖案由於I虫刻止钱層38〇的形成材料不會被餘刻製程移 除，對姓刻速度及時間的精確控制無需像依據先前技術製 造交替式相移料所用的製程中那#嚴格。可對遮罩3〇〇進 行清洗，以移除剩餘光阻劑34〇。 如果在顯影無機材料層33〇内的圖案期間發生過度蝕 刻由於蝕刻止蝕層380不會被該蝕刻製程移除從而防止蝕 刻玻璃或石英層310,則圖案特徵不會蝕刻至該玻璃或石英 層310内。 參考圖9，該蝕刻止蝕層38〇亦允許蝕刻與較大特徵333 相鄰的較小特徵334。小特徵（即具有小關鍵尺寸之特徵）要 求較高的蝕刻速度及較少的蝕刻時間。大特徵（即具有大關 鍵尺寸之特徵）要求較低的蝕刻速度及較多的蝕刻時間。雖 然在相鄰的較大特徵333完全蝕刻至蝕刻止蝕層38〇之前， 小特徵334將完全蝕刻至蝕刻止蝕層38〇，但由於蝕刻止钱 層380不會被蝕刻，則在完成大特徵333的蝕刻過程中，完 全蝕刻的小特徵334連續曝露於蝕刻劑亦不會使小特徵334 之下的玻璃或石英層310被蝕刻。在特徵333、334的蝕刻完 成後，將蝕刻止蝕層380對應於圖案特徵333、334之部分移 除，以完成遮罩的製造。 雖然說明的遮罩為交替式相移遮罩，但應明白，藉由在 遮罩基底上放置一衰減材料層，可製造依據本發明另一示 O:\90\90407.DOC -20- 200424798 範性具體實施例的衰減式相移遮罩。參考圖丨〇，製造衰減 式相移遮罩之方法包括：提供具有一蝕刻止蝕層的一遮罩 基底S210 ;在該遮罩基底上形成一衰減材料層S220，·在該 衰減材料層上形成一硬遮罩S23〇 ;在該硬遮罩上塗敷光阻 劑S240，·使光阻劑曝光S25〇 ;移除硬遮罩s26〇 ,·使該衰減 材料層内的該圖案顯影327〇 ;以及移除蝕刻止蝕層s28〇。 衰減材料層可由（例如）鉬及矽製成。在硬遮罩上（例如） 精由喷濺可形成鉬及矽。應明白，可使用任何適於製成衰 減式相移遮罩之材料，並且可使用任何適於塗敷該衰減材 料之方法將衰減層塗敷於遮罩基底。 多考圖11，依據本發明製造的一衰減式相移遮罩4⑼包含 一玻璃或石英層410、一蝕刻止蝕層48〇，一衰減材料層43() 及一硬遮罩420。衰減材料層430係在硬遮罩405上形成。特 徵431及432蝕刻至衰減材料層43〇内。在特徵431及432蝕刻 後，將蝕刻止蝕層480在特徵431及432中的部分移除。 參考圖12，依據本發明另一項示範性具體實施例的交替籲 式相移遮罩500包含一玻璃或石英層51〇、一硬遮罩52〇 (例 如由鉻所形成），以及蝕刻至該遮罩5〇〇内的圖案特徵531、-532。特徵532具有小於特徵531的CD。遮罩5〇〇的特徵531、 532係由一填充材料55〇填充。該填充材料55〇可為任何光學 透明或衰減材料或不透明材料。 再次參考圖3，在已知結構的遮罩15〇中，當源輻射2〇() 穿過遮罩150時，其撞擊在較小特徵132的側壁133上。當輻 射穿過特徵132時，輻射之一部分以各種大於或小於布魯斯

O:\90\90407.DOC -21 - 200424798 特角（Brewster’s angle)的角度撞擊側壁133。源輻射2〇〇從側 壁133的反射會導致不規則傳播，其使遮罩15〇的解析度降 低並且減少對遮罩15 0的相移性質控制的損失。 再次參考圖12，所選填充材料550的折射率〜⑼及介電常 數與玻璃或石英層51〇的折射率“⑺及介電常數、⑺不 同。各特徵53卜532蝕刻至製造所需相移之深度〇係關於玻 璃或石英層5 10與填充材料550的折射率之差Λη=η5ΐ()_η55〇及 玻璃或石英層510與填充材料550的介電常數之差 呈反向線性關係。當差值心及跬增加，則特徵 531及532必須蝕刻至製造所需相移之深度D減小。相反，當 差值Δη及Ak減小，則特徵531及532必須蝕刻至製造所需相 移之深度D增加。如上所述，交替式相移遮罩需要18〇。的相 移，而衰減式相移遮罩需要小於18〇。的相移。 參考圖13,依據本發明另_項示範性具體實施例的相移 遮罩600包含—玻璃或石英層610、複數個特徵631、632 , 以及在該等特徵631、632中的填充材料650。 如上所述，該填充材料可為折射率及介電常數與玻璃遠 石英層的折射率及介電常數不同之任何材料。該填充料 可係（例如）綠、玻璃、石英或剛。該填充材㈣可為具 有其他光學特徵之;4:4。点丨ι 材枓例如，該填充材料可為使輻射極 化之材料。 參考圖14，製造依據本發明 包括··提供一遮罩基底S310 ; S320 ;使該光阻劑曝光於一圖 的一相移遮罩之示範性方法 向該遮罩基底塗敷一光阻劑 案化輪射源S 3 3 0 ;使該遮罩

O:\90\90407.DOC -22- 200424798 基底内的-圖案顯影S340;塗敷—填充材料填充該遮罩基 底的圖案特徵S350;以及回蝕該填充材料S36〇。 該填充材料可藉由任何已知製程塗敷於遮罩基底。例 如’該填充材料可旋轉塗佈、喷濺、相沈積_ 遮罩上。 圖14說明之方法可用於製造圖13之遮罩，其未包含硬遮 罩。圖15不意性顯示製造圖12中包含硬遮罩52〇的遮罩之方 法。該方法包括：提供包含一硬遮罩的一遮罩基底S4i〇; 向該遮罩基底塗敷一光阻劑S42〇 ;使該光阻劑曝光於一圖 案化輕射源S430，移除曝光的光阻劑之下的硬遮罩Μ” ； 使該遮罩基底内的一圖案顯影S44〇 ;塗敷一填充材料填充 該遮罩基底的圖案特徵S450;以及回蝕該填充材料S46〇。 參考圖16及17，塗敷填充材料至該遮罩以完全填充該圖 案之特徵，並在該等特徵之上延伸。接著，對填充材料進 行回姓以製造圖12及13分別顯示之遮罩。填充材料進行回 姓可藉由（例如）化學機械抛光法（chemical mechanical polishing ; CMP)。CMP亦可用於減少遮罩内的形貌（即平度 誤差），其會降低遮罩的解析度。遮罩5〇〇的硬遮罩520係作 為拋光處理中的CMP止蝕。 參考圖1 8，製造在積體電路、整合光學系統、磁域記憶 體、液晶顯示器面板及薄膜磁頭中使用的一元件之方法包 括：提供至少部分由一層輕射敏感材料所覆蓋之一基板 S5 10;用一輻射系統提供一輻射投影光束S520;用依據本 發明一項示範性具體實施例之遮罩賦予該投影光束一圖案 O:\90\90407.DOC -23- 200424798 化斷面S530 ;以及將該圖案化之輻射光束投影至輻射敏感 材料層之一目標部分S540。熟悉本技術人士會明白，在使 用圖1 8的方法前，可設計元件及圖案之功能及性能以實現 該等功能。應明白，在使用圖1 8所示方法之前亦可設計及 製造一依據本發明之遮罩。應明白，在使用圖丨8所示方法 之刖可生產及處理基板或晶圓。晶圓處理可包括：（例如） 氧化晶圓表面；在晶圓表面形成一絕緣膜；在晶圓上形成 一電極（諸如藉由真空沈積）；將離子植入該晶圓；以及用一 光敏劑摻雜該晶圓。在圖18所示方法之後可進行其他的晶 圓處理步驟，包括：使光阻劑顯影；將顯影後的光阻劑移 除（例如藉由蝕刻）；以及將蝕刻後多餘的光阻劑移除。應明 白’可在使用圖1 8所示方法之後進行元件的裝配及檢測， 包括（例如）切割、焊接、封裝（晶片密封），以及操作及耐用 性檢查測試。 參考圖19，藉由依據本發明之一示範性方法製造的元件 9〇〇包含一具有一圖案之基板91〇，在該圖案中形成特徵 93 3、934。如上所述，應明白，元件9〇〇可在製造積體電路、 整合光學系統、磁域記憶體、液晶顯示器面板、薄膜磁頭 中形成。還應明白，元件9〇〇可包含複數個圖案化層，其可 藉由重複該方法或其一變化步驟而形成。 雖然本發明的特定具體實施例已如上述加以說明，應明 瞭本發明可以上述以外的其他方法完成。本發明並不受本 說明所限制。 【圖式簡單說明】

O:\90\90407.DOC -24- 現在僅藉由範例，並參考所附之-立 體實施例如上，盆由· 不忍圖說明本發明的具 I · 圖1不忍性顯示一微影投影裝置； 圖2示意性顯示一已釦处接W + 圖3示意性顯替式相移遮罩； :_不已知結構的另一交替式相移遮罩； 回不思性顯示依據本發明一項 替式相移遮罩； 員不乾性具體實施例之交 圖5不意性顯示依據本發一 _ — 六桂斗如必ώ 項不乾性具體實施例的〆 父替式相移遮罩之製造方法； 圖6至9不意性辟+太乂 ㈣… 不在依據本發明之方法製造的過程中- 依據本發明之交替式相移遮罩； 圖10示意性顯示依櫨太鉻3日 震一 ^ 據本I明一項示範性具體實施例製造 一衰減式相移遮罩之方法； 圖11示意性顯示依據本發明之衰減式相移遮罩； 圖12示意性顯示依據本發明另—項示範性具體實施例之 相移遮罩； 圖13不心|±顯不依據本發明另_項示範性具體實施例的 相移遮罩； 圖14不心、丨生顯不依據本發明一項示範性具體實施例製造 一相移遮罩之方法； 圖15不意性顯示依據本發明另—項示範性具體實施例製 造一相移遮罩之方法； 圖16不思性顯示圖12中塗敷一填充材料之後以及回蝕該 填充材料之前的遮罩； O:\90\90407.DOC -25- 圖17示意性顯示圖丨3中塗敷—填充材料之後以及回錄該 填充材料之前的遮罩； 圖1 8示思性顯示製造 域圮憶體、液晶顯示器 法；以及 一在積體電路、整合光學系統、磁 面板或薄膜磁頭中使用的元件之方 圖19不思性顯示用依據本發明之方法製造 在圖中’對應的參考符號表㈣應的零件 圖式代表符號說明】 的元件。

am C CO Εχ IF IL IN la Ma mt Mi、m2h、p2 PB PL PM PW 調整元件 目標部分 聚光器 光束擴張器 干涉計 照射系統 整合器 輻射源 遮罩 遮罩臺 遮罩對齊標記 基板對齊標記 光束 透鏡 第一定伋元件 第二定伋元件

O:\90\90407.DOC •26- 200424798 RF W WT 1 2 132 133 150 160 200 210 300 305 310 320 330 331 332 333 334 340 380 400 405 參考框架 基板 基板臺 微影投影裝置 晶圓處理裝置 特徵 側壁 遮罩 玻璃或石英層 源幸S射 圖案化之輻射源 交替式相移遮罩 遮罩基底 玻璃或石英層 硬遮罩 樹脂聚合物層 特徵 特徵 特徵 特徵 光阻劑 姓刻止钱層 衰減式相移遮罩 硬遮罩 O:\90\90407.DOC -27- 200424798 410 玻璃或石英層 420 硬遮罩 430 哀減材料層 431 特徵 432 特徵 480 钱刻止钱層 500 交替式相移遮罩 510 玻璃或石英層 520 硬遮罩 531 特徵 532 特徵 533 特徵 550 填充材料 600 相移遮罩 610 玻璃或石英層 631 特徵 632 特徵 633 特徵 650 填充材料 900 元件 910 基板 933 特徵 934 特徵 S110-S180 步驟 O:\90\90407.DOC -28- 200424798 S210-S280 步驟 S310-S360 步驟 S410-S460 步驟 S510-S540 步驟 O:\90\90407.DOC - 29 -

Claims (1)

1. 200424798 拾、申請專利範圍： 1 · 一種在一微影投影裝置中使用的圖案化元件，其包含： 一玻璃或石英層； 一樹脂聚合物層；以及 一在該玻璃或石英層與該樹脂聚合物層之間的蝕刻 止姓層，其中在該樹脂聚合物層内形成一圖案，並且在 對應該圖案的區域内該蝕刻止蝕層未置於該玻璃或石 英層與該樹脂聚合物層之間。 2·如申請專利範圍第1項之圖案化元件，其中該樹脂聚合 物層係由含氫矽酸鹽所形成。 3·如申請專利範圍第1項之圖案化元件，其中該蝕刻止蝕 層係由鉻形成。 4·如申請專利範圍第1項之圖案化元件，其進一步包含在 該樹脂聚合物層上的一不透明材料層，其中該不透明材 料層對應於該樹脂聚合物層内的該圖案進行圖案化。 5 ·如申印專利範圍第4項之圖案化元件，其中該不透明材 料層係鉻。 6· 種製造在一微影投影裝置中使用的一圖案化元件之 方法，該方法包括： 提供一包含一玻璃或石英層及一蝕刻止蝕層的基底； 在該蝕刻止蝕層上形成一樹脂聚合物層； 在泫樹脂聚合物層上形成一不透明材料層； 在該不透明材料層上塗敷一層輻射敏感材料； 使該輻射敏感材料層曝光於一圖案化之輻射投影光 O:\90\90407.DOC 200424798 束； 將該不透明材料層對應於該圖案之一部分移除 使該樹脂聚合物層内的該圖案顯影；以及 將該姓刻止#層對應於該圖案之部分移除。 7· 如申請專利範圍第6項之方法，並中 具宁5亥樹脂聚合物層為 含氫矽酸鹽，並且係藉由旋轉塗佈而形成。 8·如申請專利範圍第6項之方法，豆中 〃干該不透明材料層係 藉由喷濺而形成。 μ 9.如申請專利範圍第6項之方法，其中該圖案係藉由溝式 蝕刻而顯影。 1〇·如申請專利範圍第6項之方法，其中該圖案係藉由用— 電漿工具進行蝕刻而顯影。 11· -種在-微影投影裝置中使用的圖案化元件，其包含： 一玻璃或石英層； 一衰減材料層；以及 一在該玻璃或石英層與該樹脂無機聚合物層之間的 蝕刻止蝕層’其中在s亥衰減材料層内形成一圖案，並且 在對應於該圖案的區域内該钱刻止韻層未置於該玻璃 或石英層與該衰減材料層之間。 12. 如申請專利範圍第_之圖案化元件，其中該衰減材料 層係由鉬及石夕形成。 13. 如申請專利範圍第叫之圖案化元件，其中該㈣止钱 層係由鉻形成。 如申請專利範圍第叫之圖案化元件，其進—步包含在 O:\90\90407.DOC -2 - 200424798 该哀減材料層上的一不透明材料層，其中該不透明材料 層係對應於該衰減材料層内的該圖案進行圖案化。 15_如申請專利範圍第14項之圖案化元件，其中該不透明材 料層係鉻。 16· —種製造在一微影投影裝置中使用的一圖案化元件之 方法’該方法包括： 提供一包含一玻璃或石英層及一蝕刻止蝕層的基底； 在該钱刻止姓層上形成一衰減材料層； 在該衰減材料層上形成一不透明材料層； 在該不透明材料層上塗敷一層輻射敏感材料； 使該輻射敏感材料層曝光於一圖案化之輻射投影光 將該不透明材料層對應於該圖案之一部分移除； 使該衰減材料層内的該圖案顯影；以及 將該蝕刻止蝕層對應於該圖案之部分移除。 其中該衰減材料層係藉 其中該不透明材料層係 17·如申請專利範圍第16項之方法 由喷濺而形成。 18·如申請專利範圍第16項之方法 藉由噴濺而形成。 19.如申請專利範圍第16項之方法 蝕刻而顯影。 20. 其中該圖案係藉由濕式

   電漿工具進行姓刻而顯影。 法，其中該圖案係藉由用一

   O:\90\90407.DOC ，其包含： -3 - 200424798 具有其内形成一圖案的一玻璃或石英層，其中該圖案 係由一光學透明材料、一光學半透明材料及一不透明材 料之填充，該材料具有不同於該玻璃或石英層的一折 射率及一介電常數。 22.如申請專利範圍第21項之圖案化元件，其進一步包含在 該玻璃或石英層上的一不透明材料層，該不透明材料層 八有對應於該玻璃或石英層内的該圖案之圖案。 23· -種製造在一微影投影裝置中使用# 一圖案化元件之 方法，該方法包括： 提供一玻璃或石英基底； 在該基底上塗敷一層輻射敏感材料； 使該輻射㈣㈣層曝光於—㈣化之㈣投影光 束； 用一光學透明材料、_光學半透明材料及—不透明 狀-填充該顯影圖案，該材料具有不同於該玻璃或 英基底的一折射率及一介電常數；以及 從該基底内未形成該圖案之部分蝕刻該材料。 24·如中請專利範㈣23項之方法，其進—步包括在塗敷 輕射敏感材料層之前，向該玻璃或石英基底提供一不 明材料層。 ' 25·如申請專利範圍第23項 万法其中蝕刻該材料包括· 學 '機械拋光。 < Tt 26. —種在積體電路、整合光學备 九予糸統、磁域記憶體之圖案 O:\90\90407.DOC -4- ^00424798 液晶顯示器面板及薄膜磁頭中使用的元件，該元件之製 造方法包括： 提供至少部分由一輻射敏感材料層所覆蓋之一基板； 提供一輻射投影光束； 使用一如申請專利範圍第1、11及21項中任一項之圖 案化元件賦予該投影光束一圖案化斷面；以及 將該圖案化之輻射光束投影至該輻射敏感材料層之 一目標部分。 O:\90\90407.DOC 5-