TW201913812A - 使用光遮罩基板形貌的ｅｕｖ圖案化 - Google Patents

使用光遮罩基板形貌的ｅｕｖ圖案化 Download PDF

Info

Publication number
TW201913812A
TW201913812A TW107106809A TW107106809A TW201913812A TW 201913812 A TW201913812 A TW 201913812A TW 107106809 A TW107106809 A TW 107106809A TW 107106809 A TW107106809 A TW 107106809A TW 201913812 A TW201913812 A TW 201913812A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
substrate
reflector
top surface
light
euv
Prior art date
Application number
TW107106809A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI689987B (zh
Inventor
艾瑞克 夫爾德恩
陳宇路
拉爾斯 賴柏曼
帕偉特 麥蓋特
Original Assignee
美商格芯（美國）集成電路科技有限公司
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
Application filed by 美商格芯（美國）集成電路科技有限公司 filed Critical 美商格芯（美國）集成電路科技有限公司
Publication of TW201913812A publication Critical patent/TW201913812A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI689987B publication Critical patent/TWI689987B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals 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
    • G03F1/52—Reflectors
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals 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
    • G03F1/22—Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
    • G03F1/24—Reflection masks; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals 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
    • G03F1/36—Masks having proximity correction features; Preparation thereof, e.g. optical proximity correction [OPC] design processes
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals 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
    • G03F1/54—Absorbers, e.g. of opaque materials
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals 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
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/72—Repair or correction of mask defects
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals 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
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/82—Auxiliary processes, e.g. cleaning or inspecting
    • G03F1/84—Inspecting
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/40—Treatment after imagewise removal, e.g. baking
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/033—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers
    • H01L21/0334—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane
    • H01L21/0337—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture 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
    • H01L21/18—Manufacture 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
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321—After treatment
    • H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
    • H01L21/32139—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer using masks

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)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

本發明揭露一種光遮罩，包括具有頂部表面的基板。在該基板的該頂部表面上形成形貌特徵。該形貌特徵可為產生於該基板的該頂部表面上的凸塊或凹坑。在該形貌特徵上方的該基板的該頂部表面上形成反射體。該形貌特徵翹曲該反射體，以在該反射體所反射的光中生成相位及/或振幅梯度。在該反射體上圖案化吸收體，以定義阻劑材料的光刻圖案。在利用極紫外(EUV)光光刻該阻劑材料期間，該反射體所反射的光中的該梯度產生陰影區。

Description

使用光遮罩基板形貌的EUV圖案化
本發明關於半導體積體電路(integrated circuit；IC)製造的領域，尤其關於一種通過使用改變極紫外(extreme ultraviolet；EUV)光刻的光的相位及/或振幅的光遮罩來降低線路之間的端到端間距的方法。
光刻通常用於在半導體製造中製造微型化電子元件例如積體電路。在光刻製程中，在基板例如矽晶圓上沉積光阻層。烘烤該基板以移除殘留於該光阻層中的任意溶劑。接著，通過具有所需圖案的光遮罩將該光阻選擇性暴露於輻射源。該輻射曝光在該光阻的暴露區域中引起化學反應並在該光阻層中產生與該光遮罩圖案對應的潛在圖像。接著，在顯影溶劑中顯影該光阻，以移除該光阻的暴露部分(針對正型光阻)或移除該光阻的未暴露部分(針對負型光阻)。接著，可將該圖案化光阻用作該基板上的後續製程(例如沉積、蝕刻或離子注入製程)的遮罩。
通常，通過降低半導體裝置尺寸來實現半導體裝置性能的進步。線路(例如，金屬閘極及後端工藝金屬 線)之間的端到端間距對半導體裝置的單位單元(unit cell)密度有很大影響。降低線路之間的端到端距離將大幅增加單位單元密度，從而相應導致裝置尺寸縮小。不過，由於線端短路問題以及光刻的解析度限制，當前可用的光刻技術僅可獲得約50奈米的端到端距離。通過EUV光刻，可獲得約20奈米的端到端距離。
過去，通過縮小基板中的裝置的尺寸以及裝置之間的互連的尺寸來實現晶片微縮。因此，光刻的不斷增強有助於不斷降低可在裝置上的特徵中成功圖案化的關鍵尺寸(critical dimension；CD)。
不過，隨著裝置尺寸持續縮小，光學的基本限制發揮越來越大的作用。尤其，當關鍵尺寸變得小於曝光波長時，衍射將劣化成像系統所產生的空間圖像。因此，當關鍵尺寸變得小於EUV光的波長時，可能需要解析度增強技術(resolution enhancement technique；RET)來獲得足夠寬的製程寬容度。
用於光阻曝光的光的波長依賴於可用的照明源且隨著時間推移已從436奈米(nm)降低至365奈米(兩者都是紫外或UV光)，接著至248奈米及然後至193奈米(兩者都是深紫外或DUV光)。現在，曝光波長可降低至更短波長，包括極紫外或EUV光，在10至15奈米的量級。
然而，傳統的EUV光遮罩在反射坯(reflective blank)上方使用幾個光吸收層來定義光刻圖案。端到端結構或是自單個遮罩的曝光或是自一個光遮罩的線路的曝光 並通過第二“切割”遮罩產生線端來形成。在任一種情況下，線端的極限解析度被基於吸收體的遮罩技術可達到的解析度限制。
本文中所揭露的方法利用在光遮罩基板上蝕刻或沉積的結構(分別為凹坑或凸塊)圖案化基於吸收體的EUV光遮罩的外形，以“切割”線路並產生端到端圖案。通過由這樣的凹坑或凸塊結構在該光遮罩的反射體反射的光中所生成的相位梯度，很明確定義的陰影區可被生成並用以圖案化切口。該陰影區的極限解析度可優於傳統的基於吸收體的遮罩技術可獲得的解析度。與傳統EUV光遮罩相比，該方法使EUV光遮罩能夠印刷具有較小極限尺寸的端到端構造。
本文中所揭露的結構是用於EUV光刻的光遮罩。該光遮罩使用遮罩基板形貌來生成與傳統EUV光遮罩可獲得的相比更加精細的端到端圖案。傳統EUV光遮罩使用位於反射坯上方的光吸收層來定義光刻圖案，包括端到端佈置。該EUV光遮罩通過傳統的基於吸收體的遮罩技術產生線路，同時使用遮罩基板形貌(蝕刻後的基板或所沉積的凸塊)產生用於端到端圖案化的精細陰影。
相移遮罩(phase-shifting mask；PSM)是一種解析度增強技術(RET)。與僅調製光的振幅的傳統二元(binary)遮罩不同，PSM也調製光的相位，以使用干涉來減輕衍射的不利影響並增強光學解析度。
由本文中所揭露的EUV光遮罩上的凹坑或凸塊產生的精細陰影起因於基板上所形成的形貌特徵上方的翹曲反射體區，在狹窄區域上產生具有相位及/或振幅的差異的光反射。自這樣的翹曲反射體區所導致的反射光產生狹窄的光損失區(陰影)。換句話說，該精細陰影區由對反射光的誘導擾動產生，其破壞該反射體中多個層的相長干涉(constructive interference)條件。
鑒於上述，本文中揭露一種光遮罩，其包括具有頂部表面的基板。在該基板的該頂部表面上形成形貌特徵。該形貌特徵可為產生於該基板的該頂部表面上的凸塊或凹坑。在該形貌特徵上方的該基板的該頂部表面上形成反射體。該形貌特徵翹曲該反射體，以在該反射體所反射的光中生成相位及/或振幅梯度。在該反射體上圖案化吸收體，以定義阻劑材料的光刻圖案。在利用極紫外(extreme ultraviolet；EUV)光光刻該阻劑材料期間，該反射體所反射的光中的該梯度產生陰影區。
本文中還揭露一種利用光遮罩的基板中的形貌在吸收體圖案化線路中生成切口以降低線路之間的端到端間距的方法。具體地說，在該方法中，提供基板。該基板具有頂部表面。在該基板的該頂部表面上形成形貌特徵。在該形貌特徵上方的該基板的該頂部表面上形成反射體。該形貌特徵翹曲該反射體，以在該反射體所反射的光中生成相位及/或振幅梯度。對應線路結構的極紫外(EUV)光遮罩的遮罩圖案在該反射體上沉積掩蔽材料。利用該EUV光 遮罩執行反射EUV光刻。該反射體所反射的光中的該梯度定義該EUV光遮罩的陰影區，以在該線路結構中產生線端到線端間距。
尤其，本文中揭露一種形成極紫外(EUV)光遮罩以及利用該EUV光遮罩執行反射EUV光刻的方法的實施例。在該方法中，提供基板。該基板具有頂部表面。定義該頂部表面的周邊並在該周邊的該基板的該頂部表面上蝕刻基準標記(fiducial marker)。在該基板的該頂部表面上形成形貌特徵。該形貌特徵與該周邊外部的該基準標記對準。在該形貌特徵上方的該基板的該頂部表面上形成多層反射體。該形貌特徵翹曲該反射體，以在該多層反射體所反射的光中生成相位及/或振幅梯度。在該多層反射體上沉積吸收體。該吸收體具有光吸收層，其定義與在該形貌特徵相對該基準標記對準之處具有線端到線端間距的線路結構的EUV光遮罩對應的光刻圖案。利用該EUV光遮罩執行反射EUV光刻。在該多層反射體中的該相位及/或振幅梯度定義該EUV光遮罩的陰影區，以在該線路結構中產生線端到線端間距。
一般來說，該方法實施例包括在基板上形成形貌特徵，以隨後定義EUV光遮罩的陰影區，從而在線路結構中產生線端到線端間距。該光遮罩包括高折射材料及低折射材料的多個交替層，它們被該形貌特徵翹曲。光吸收層沉積於反射坯上方，以定義光刻圖案，包括端到端間距。由該形貌特徵產生的精細陰影起因於該形貌特徵上方 的翹曲反射體區，在狹窄區域形成具有光的相位及/或振幅的差異的光反射。自這樣的翹曲反射體區所導致的反射光產生狹窄的光損失區(陰影)，其可被用以產生端到端圖案。
這樣的裝置方法可在形成各種IC結構期間使用且支援更積極地微縮一些關鍵構造，例如各種技術節點中的端到端。
101‧‧‧極紫外(EUV)光遮罩
104‧‧‧基板
107‧‧‧反射體
110‧‧‧結構
113‧‧‧翹曲
116‧‧‧光吸收體
119‧‧‧阻劑遮罩
122、123‧‧‧線路
126‧‧‧陰影區
129‧‧‧端到端間距
202‧‧‧基板
205‧‧‧對準基準
208‧‧‧周邊
212‧‧‧形貌特徵
303‧‧‧反射體
306‧‧‧吸收體
405‧‧‧翹曲區
515‧‧‧極紫外(EUV)光遮罩
519‧‧‧頂部表面
522‧‧‧光損失
610、614、620、624、630、634、640、644‧‧‧步驟
通過參照附圖自下面的詳細說明將更好地理解本發明的裝置及方法的各種示例，該些附圖並一定按比例繪製，且其中：第1A圖顯示依據本文中的裝置及方法的極紫外(EUV)光遮罩的側視圖；第1B圖顯示依據本文中的裝置及方法的第1A圖的光遮罩的頂視圖；第1C圖顯示依據本文中的裝置及方法使用第1A圖的光遮罩的蝕刻結果的頂視圖；第2A圖顯示依據本文中的裝置及方法具有形貌特徵的基板的頂視圖；第2B圖顯示沿第2A圖的線X-X所作的具有通過沉積產生的形貌特徵的基板的剖視圖；第2C圖顯示沿第2A圖的線X-X所作的具有通過蝕刻產生的形貌特徵的基板的剖視圖；第3A圖顯示依據本文中的裝置及方法的 EUV光遮罩的頂視圖；第3B圖顯示沿第3A圖的線Y-Y所作的該EUV光遮罩的剖視圖；第4圖顯示依據本文中的裝置及方法的EUV光遮罩的側視圖；第5A圖顯示依據本文中的裝置及方法的EUV光遮罩的頂視圖；第5B圖顯示沿第5A圖的線Y-Y所作的該EUV光遮罩的剖視圖；第5C圖顯示沿第5A圖的線Z-Z所作的該EUV光遮罩的剖視圖；以及第6圖顯示依據本文中的方法的流程圖。
下面有關附圖中所表示的裝置及方法的詳細說明並非意圖限制所附申請專利範圍所定義的範圍，而僅是所選裝置及方法的代表。下面的說明僅意圖為示例，並簡單說明本文中所揭露的且請求保護的裝置及方法的特定概念。
如上所述，兩條圖案化線路相交並以小寬度隔開之處的線端到線端(也稱為端到端)圖案是光刻的關鍵構造。獲得所需的小間隔一直是傳統光刻技術的挑戰。傳統的EUV光遮罩在反射坯上方使用幾個光吸收層來定義光刻圖案。通常，線端到線端間距或是自單個遮罩的曝光或是自一個光遮罩的線路的曝光並通過第二“切割”遮罩產 生線端來形成。在任一種情況下，線端到線端間距的極限解析度被基於吸收體的遮罩技術可達到的解析度限制。換言之，通過反射體的表面上的光吸收體獲得光刻圖案化的光損失。
鑒於上述，本文中的裝置及方法使用圖案化線路的傳統方法，但使用光遮罩基板上的形貌特徵來“切割”線路並形成端到端圖案。請參照第1A圖，依據本文中的裝置及方法的EUV光遮罩101包括具有反射體107的基板104。分別通過蝕刻或沉積在基板104上形成結構110(凹坑或凸塊)。該結構引起反射體107的翹曲113。翹曲113在反射體107所反射的光中生成相位及/或振幅梯度。如第1B圖中所示，在反射體107上方形成光吸收體116。在光吸收體116上圖案化阻劑遮罩119，以定義線路122、123。通過結構110所生成的在反射體107反射的光中的梯度，可生成很明確定義的陰影區126。可使用陰影區126來圖案化端到端間距129，如第1C圖中所示。也就是說，如第1A圖至第1C圖中所示，通過反射體107的翹曲113所引起的反射光中的差異來獲得光刻圖案化的光損失。
接下來的數個附圖顯示依據本文中的裝置形成極紫外(EUV)光遮罩的製程步驟。在第2A圖至第2C圖中，提供基板202。基板202可為任意傳統基板，例如超低k材料。超低k材料是相對二氧化矽具有很小介電常數的材料。基板202應當具有光滑的表面，沒有缺陷，以及低的熱膨脹係數(coefficient of thermal expansion；CTE)。 例如，基板202可為玻璃或陶瓷材料。
在基板202的周邊208可蝕刻對準基準205。對準基準205可位於周邊208的基板202的四個角落上。通過使用標準的光刻技術，例如利用硬遮罩進行圖案化及蝕刻，可將對準基準205轉移至基板202。
硬遮罩可由無論是當前已知還是未來開發的任意合適的材料形成，例如金屬或有機或無機(Si3N4、SiC、SiO2C(金剛石))硬遮罩，其具有大於基板及該結構的其餘部分中所使用的材料的耐蝕刻性。當圖案化這裡的任意材料時，要被圖案化的材料可以任意已知的方式生長或沉積，且可在該材料上方形成圖案化層(例如有機光阻)。可將該圖案化層(阻劑遮罩)暴露於以光曝光圖案設置的某種模式的光輻射(例如，圖案化曝光、雷射曝光等)，接著使用化學劑顯影該阻劑。此製程改變暴露於光的該阻劑部分的物理特性。接著，可沖洗掉該阻劑的一部分，留下該阻劑的其它部分以保護要被圖案化的該材料(沖洗掉該阻劑的哪部分取決於該阻劑是正型阻劑(保留受照部分)還是負型阻劑(沖洗掉受照部分))。接著，執行材料移除製程(例如，電漿蝕刻等)，以移除要被圖案化的該阻劑下方的該材料的未受保護部分。隨後，移除該阻劑，以留下依據該光曝光圖案(或其負型圖像)被圖案化的下方材料。
在基板202上形成形貌特徵212。形貌特徵212可通過向基板202添加材料沉積產生(例如，凸塊、隆起部分、圓頂、圓形條帶、高地等，如第2B圖中所示)， 或自基板202移除材料產生，例如蝕刻(也就是，凹坑、凹槽、溝槽、開口、凹口等，如第2C圖中所示)。因此，形貌特徵212自其形成之處的基板202的表面的平面延伸，或換言之，形貌特徵212延伸出或入這樣的平面(且可被視為相對這樣的平面凸出或凹入)。另外，形貌特徵212可具有任意合適的三維形狀，例如部分球體、圓錐體、角錐體、四面體、部分橢圓體等。例如，形貌特徵212可通過在基板202上沉積材料產生，例如通過沉積覆被材料、通過標準光刻向該覆被材料施加圖案，以及蝕刻該覆被材料以形成具有預定尺寸及形狀的形貌特徵212，例如第2B圖中所示。在一些情況下，形貌特徵212可通過在基板202中形成凹坑來產生，例如通過圖案化及蝕刻，例如第2C圖中所示。或者，可使用聚焦離子束(focused ion beam)(也稱為FIB)來沉積及/或燒蝕材料。對準基準205可用於準確對準基板202上的形貌特徵212。形貌特徵212可為任意合適的材料(例如，玻璃、陶瓷、氧化物、塑膠、金屬等)，其經尺寸設定及成形以生成明確定義的陰影區126進行合適的“切割”。可使用不止一個形貌特徵，且在單個光遮罩內可使用不同形狀及/或尺寸設定的形貌特徵。
在第3A圖及第3B圖中，在基板202的頂部表面上形成反射體303。在反射體303上沉積吸收體306，並對應將要被施加於阻劑材料的遮罩圖案圖案化該吸收體。在第3A圖及第3B圖的特定例子中，該遮罩圖案可為該阻劑材料上的線路結構。吸收體306的圖案可與對準基準205 對準，從而使其對準形貌特徵212。
請參照第4圖，反射體303可由具有不同折射率的材料交替層形成。也就是說，一種具有高折射率的材料(高折射材料)以及另一種具有低折射率的材料(低折射材料)。該高折射材料折射或散射照明波長的光。該高折射材料可包括具有高原子序數(Z)的一種或多種元素。在一些情況下，該高折射材料可為金屬，例如鉬(Z=42)。該高折射材料可為結晶的、多晶的或非晶的。該低折射材料傳輸照明波長的光。該低折射材料可包括具有低原子序數(Z)的一種或多種元素。該低折射材料可為矽(Z=14)。該低折射材料在照明波長應當具有最小吸收。該低折射材料也可為結晶的、多晶的、或非晶的。可使用其它材料，例如鈹(Z=4)或釕(Z=44)。也就是說，反射體303可由成對材料的多個交替層形成，各對的第一層為具有高折射率的第一材料且各對的第二層為具有低折射率的第二材料。此外，在該些層之間的一些或全部介面上可設置中間層，例如鉬/釕/矽或鉬/碳/矽。在一些情況下，中間層可通過不同材料的反應自然形成。反射體303可包括高折射材料及低折射材料的10至50對交替層。
反射體303中的該高折射材料與該低折射材料之間的介面應當在製造期間保持化學及物理穩定。反射體303中的該高折射材料與該低折射材料之間的該介面也應當在曝光於EUV光期間保持化學及物理穩定。應當最大限度地降低反射體303中的該高折射材料與該低折射材料 之間的該介面處的任意互擴散，因為當各層光滑且不同材料之間的轉換是陡變的時，反射體303的光學屬性更優。
當各層被施加於基板202時，該層與基板202上的形貌特徵212共形，從而導致反射體303的翹曲區405。翹曲區405在反射體303所反射的光中生成相位及/或振幅梯度。通常，二元遮罩(也就是，由具有不同折射率的兩種材料製成的遮罩)調製曝光光(exposure light)的振幅。因此，當要被印刷的尺寸接近曝光光的波長時，曝光光的衍射會劣化被印刷特徵的準確度。不過，除曝光光的振幅以外，相位梯度調製曝光光的相位。所有材料具有明確的光學屬性，其描述撞擊或衝擊材料的輻射的吸收、反射或相移。如果材料的厚度或組態例如因形貌特徵212引起反射體303的翹曲而局部變化，則導致穿過該材料或被材料反射的輻射的局部差異。這些差異影響該穿過或反射輻射的振幅及/或相位。由反射體303的翹曲區405所導致的反射光產生狹窄的光損失區(陰影)。由形貌特徵212產生的精細陰影起因於形貌特徵212上方的翹曲區405，在狹窄區域上產生具有相位差異的光反射。該相位梯度可解決與曝光光的波長大致相同或比其小的特徵的尺寸。形貌特徵212的尺寸及層數以及各層的相對厚度可經調整以在曝光於EUV光期間形成特別定義的陰影。
吸收體306可為吸收材料或反射材料且可包括層式的不同材料堆疊。吸收體306可例如為金屬，如鉻、鉭、鈦、鋁、或鎢；金屬化合物，如TaN、TaBN、TaSix、 或TiN；或選自由鋯、鉬、鈹、碳、或矽氧化物或矽氮化物所組成的群組的材料。可對應EUV光遮罩的遮罩圖案圖案化吸收體306。尤其，可對應線路結構的遮罩圖案圖案化吸收體306。
第5A圖顯示依據本文中的裝置的極紫外(EUV)光遮罩515的頂視圖。EUV光遮罩515包括第5B圖及第5C圖中所示的基板202。基板202具有頂部表面519。形貌特徵212形成於基板202的頂部表面519上。形貌特徵212可為形成於基板202的頂部表面519上的凸塊或凹坑。反射體303形成於形貌特徵212上方的基板202的頂部表面519上。如第5圖中所示，反射體303可由具有不同折射率的材料的交替層形成。形貌特徵212翹曲反射體303，以在反射體303所反射的光中生成相位及/或振幅梯度。在反射體303上圖案化吸收體306，以定義阻劑材料的光刻圖案。反射體303的該翹曲在反射體303所反射的光中生成相位及/或振幅梯度，從而在利用極紫外(EUV)光光刻該阻劑材料期間產生陰影區。通過該翹曲反射體獲得的用於圖案化的光損失以522標示。
應當理解，上述形成EUV光遮罩515的技術僅用於示例目的，並非意圖限制。或者，可使用形成EUV光遮罩515的任意其它合適技術。
第6圖顯示形成極紫外(EUV)光遮罩並利用該EUV光遮罩執行反射EUV光刻的一種示例方法的流程。在610，提供基板。該基板具有頂部表面並可為超低k材 料。在615，定義該頂部表面的周邊，以及在620，在該周邊的該基板的該頂部表面上蝕刻基準標記。在625，在該基板的該頂部表面上形成形貌特徵。該形貌特徵可通過在該基板上沉積材料或通過在該基板中形成凹坑形成，且可為任意合適的材料、尺寸或形狀。在任何情況下，該形貌特徵應當與該周邊外部的該基準標記對準。在630，在該形貌特徵上方的該基板的該頂部表面上形成反射體。該反射體可由高折射材料及低折射材料的多個交替層製成。該形貌特徵翹曲該反射體，以使該反射體所反射的光具有相位及/或振幅梯度，從而產生陰影區。在635，在該反射體上沉積吸收體。在640，利用阻劑遮罩圖案化該吸收體，以定義與在該基準標記之處具有線端到線端間距的線路結構的EUV光遮罩對應的光刻圖案。在645，利用該EUV光遮罩執行反射EUV光刻。該反射體所反射的光中的該相位及/或振幅梯度定義該EUV光遮罩的陰影區，以在該線路結構中產生該線端到線端間距。
儘管附圖中顯示一些示例結構，但本領域的普通技術人員將理解，附圖是簡化示意圖，隨附所提出的申請專利範圍包括未顯示但常用於此類裝置及系統的更多(或可能很少)特徵。因此，隨附所提出的申請專利範圍並非意圖受附圖限制，相反，附圖僅用以說明可實施所請求保護的特徵的幾種方式。
本文中所使用的術語是出於說明特定裝置及方法的目的，並非意圖限制本發明。除非上下文中另外明 確指出，否則本文中所使用的單數形式“一”、“一個”以及“該”也意圖包括複數形式。還應當理解，術語“包括”、“包含”以及“含有”表明所述特徵、整體、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但不排除存在或添加一個或多個其它特徵、整體、步驟、操作、元件、組件、和/或其群組。
另外，本文中所使用的術語例如“右”、“左”、“垂直”、“水平”、“頂部”、“底部”、“上”、“下”、“上方”、“下方”、“平行”、“垂直”等意圖說明當它們以附圖中取向並顯示時的相對位置(除非另外指出)。術語如“接觸”、“直接接觸”、“毗鄰”、“直接相鄰”等意味著至少一個元件物理接觸另一個元件(沒有其它元件隔開所述元件)。另外，術語“自動化的”或“自動地”意味著一旦(通過機器或使用者)啟動製程，一個或多個機器就在沒有任何使用者進一步輸入的情況下執行該製程。
本文中所使用的術語“橫向”說明當元件以附圖中取向並顯示時該些元件的相對位置，尤其表示一個元件位於另一個元件的側邊而不是另一個元件的上方或下方。例如，一個元件橫向鄰近另一個元件將在該另一個元件旁邊，一個元件橫向緊鄰另一個元件將直接在該另一個元件旁邊，以及一個元件橫向圍繞另一個元件將鄰近並環繞該另一個元件的外側壁。
所附的申請專利範圍中的所有方式或步驟加功能元素的相應結構、材料、動作及等同意圖包括執行該功能的任意結構、材料或動作結合具體請求保護的其它請 求保護的元素。對本發明的各種實施例所作的說明是出於示例目的，而非意圖詳盡無遺或限於所揭露的實施例。許多修改及變更將對於本領域的普通技術人員顯而易見，而不背離所述實施例的範圍及精神。本文中所使用的術語經選擇以最佳解釋所述實施例的原理、實際應用或在市場已知技術上的技術改進，或者使本領域的普通技術人員能夠理解本文中所揭露的實施例。
對本發明的各種實施例所作的說明是出於示例目的，而非意圖詳盡無遺或限於所揭露的實施例。應當瞭解，可將上面所揭露的及其它特徵及功能、或其替代合意地組合成許多其它不同的系統或應用。許多修改及變更將對於本領域的普通技術人員顯而易見，而不背離所述實施例的範圍及精神。的確，本領域的技術人員可後續執行各種當前未預見的或未預期的替代、修改、變更或改進，這些也意圖由所附的申請專利範圍包括。本文中所使用的術語經選擇以最佳解釋所述實施例的原理、實際應用或在市場已知技術上的技術改進，或者使本領域的普通技術人員能夠理解本文中所揭露的實施例。不過，除非在特定申請專利範圍中明確定義，否則，本文中的裝置及方法的步驟或元件不能被暗示或自任意上面的例子導入作為對任意特定順序、數目、位置、尺寸、形狀、角度、顏色或材料的限制。

Claims (20)

  1. 一種光遮罩，包括：基板，具有頂部表面；形貌特徵，形成於該基板的該頂部表面上；反射體，位於該形貌特徵上方的該基板的該頂部表面上，該反射體被該基板的該頂部表面上的該形貌特徵翹曲；以及吸收體，圖案化於該反射體上，以定義阻劑材料的光刻圖案，其中，該反射體中的該翹曲在該反射體所反射的光的相位及振幅的至少其中一項生成梯度，以在利用極紫外(EUV)光光刻該阻劑材料期間產生陰影區。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光遮罩，該形貌特徵包括位於該基板上的凸塊及位於該基板中的凹坑的其中之一。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的光遮罩，該反射體進一步包括：高折射材料與低折射材料的多個交替層。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的光遮罩，該高折射材料包括鉬或釕，且該低折射材料包括矽或鈹。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的光遮罩，其中，該EUV光具有約13.5奈米的波長。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的光遮罩，該基板包括超低 k材料。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的光遮罩，該基板進一步包括：基準，蝕刻於該基板的頂部表面中，該形貌特徵與該基準對準。
  8. 一種方法，包括：提供具有頂部表面的基板；在該基板的該頂部表面上形成形貌特徵；在該形貌特徵上方的該基板的該頂部表面上形成反射體，在形成該反射體期間，該形貌特徵在該反射體中產生翹曲；在該反射體上沉積吸收體；對應線路結構的遮罩圖案圖案化該吸收體，其中，該基板、該反射體及該吸收體形成極紫外(EUV)光遮罩；以及利用該EUV光遮罩及EUV光執行反射EUV光刻，以在阻劑材料中圖案化該線路結構，在該反射EUV光刻期間，該反射體中的該翹曲針對該EUV光遮罩自該反射體所反射的該EUV光產生陰影區，以在該阻劑材料的該線路結構中產生線端到線端間距。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的方法，其中，該形貌特徵包括位於該基板上的凸塊及位於該基板中的凹坑的其中之一。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的方法，所述在該基板的該頂部表面上形成形貌特徵進一步包括：在該基板的該頂部上沉積材料；在該基板的該頂部上的該材料上施加光刻圖案，該光刻圖案定義該形貌特徵的預定尺寸及形狀；以及依據該光刻圖案蝕刻該材料。
  11. 如申請專利範圍第8項所述的方法，所述在該基板的該頂部表面上形成反射體進一步包括：形成成對材料的多個交替層，各對的第一層包括具有高折射率的第一材料且各對的第二層包括具有低折射率的第二材料。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的方法，該反射體包括10至50對材料交替層。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的方法，該高折射材料包括鉬或釕，且該低折射材料包括矽或鈹。
  14. 如申請專利範圍第8項所述的方法，進一步包括：在該基板的該頂部表面的周邊蝕刻基準標記；以及將該形貌特徵與該基準標記對準。
  15. 如申請專利範圍第8項所述的方法，其中，所述執行反射EUV光刻使用具有約13.5奈米的波長的EUV光。
  16. 一種方法，包括：提供具有頂部表面的基板；定義該頂部表面的周邊並在該周邊的該基板的該 頂部表面上蝕刻基準標記；在該基板的該頂部表面上形成形貌特徵，該形貌特徵包括位於該基板上的凸塊及位於該基板中的凹坑的其中之一，該形貌特徵與該周邊外部的該基準標記對準；在該形貌特徵上方的該基板的該頂部表面上形成反射體，在形成該反射體期間，該形貌特徵在該反射體中產生翹曲；在該反射體上沉積光吸收體；與在該形貌特徵與該基準標記對準之處具有間距的線路結構的光刻圖案對應圖案化該光吸收體，其中，該基板、該反射體及該光吸收體形成極紫外(EUV)光遮罩；以及利用該EUV光遮罩及EUV光執行反射EUV光刻，以在阻劑材料中圖案化該線路結構，在該反射EUV光刻期間，該反射體中的該翹曲針對該EUV光遮罩自該反射體所反射的該EUV光產生陰影區，以在該阻劑材料的該線路結構中產生線端到線端間距。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的方法，所述在該基板的該頂部表面上形成形貌特徵進一步包括：在該基板的該頂部上沉積材料；在該基板的該頂部上的該材料上施加光刻圖案，該光刻圖案定義該形貌特徵的預定尺寸及形狀；以及 依據該光刻圖案蝕刻該材料。
  18. 如申請專利範圍第16項所述的方法，所述在該基板的該頂部表面上形成反射體進一步包括：形成成對材料的多個交替層，各對的第一層包括具有高折射率的第一材料且各對的第二層包括具有低折射率的第二材料，該反射體包括10至50對材料交替層。
  19. 如申請專利範圍第18項所述的方法，該高折射材料包括鉬或釕，且該低折射材料包括矽或鈹。
  20. 如申請專利範圍第16項所述的方法，其中，所述執行反射EUV光刻使用具有約13.5奈米的波長的EUV光。
TW107106809A 2017-08-21 2018-03-01 使用光遮罩基板形貌的ｅｕｖ圖案化 TWI689987B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/681,491 2017-08-21
US15/681,491 US20190056651A1 (en) 2017-08-21 2017-08-21 Euv patterning using photomask substrate topography

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201913812A true TW201913812A (zh) 2019-04-01
TWI689987B TWI689987B (zh) 2020-04-01

Family

ID=65361168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107106809A TWI689987B (zh) 2017-08-21 2018-03-01 使用光遮罩基板形貌的ｅｕｖ圖案化

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20190056651A1 (zh)
CN (1) CN109426068A (zh)
TW (1) TWI689987B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11874597B2 (en) * 2020-02-25 2024-01-16 Synopsys, Inc. Stochastic optical proximity corrections

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6607862B2 (en) * 2001-08-24 2003-08-19 Intel Corporation Damascene extreme ultraviolet lithography alternative phase shift photomask and method of making
JP3683261B2 (ja) * 2003-03-03 2005-08-17 Ｈｏｙａ株式会社 擬似欠陥を有する反射型マスクブランクス及びその製造方法、擬似欠陥を有する反射型マスク及びその製造方法、並びに擬似欠陥を有する反射型マスクブランクス又は反射型マスクの製造用基板
JP5537443B2 (ja) * 2011-01-04 2014-07-02 株式会社東芝 Ｅｕｖマスク用ブランクの良否判定方法及びｅｕｖマスクの製造方法
DE102011079382B4 (de) * 2011-07-19 2020-11-12 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Analysieren und zum Beseitigen eines Defekts einer EUV Maske
CN103197503B (zh) * 2013-03-27 2015-05-13 中国科学院上海光学精密机械研究所 极紫外光刻厚掩模缺陷的快速仿真方法
US9612531B2 (en) * 2014-03-21 2017-04-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method of fabricating an integrated circuit with enhanced defect repairability
WO2015146140A1 (ja) * 2014-03-24 2015-10-01 凸版印刷株式会社 Ｅｕｖマスクの位相欠陥評価方法、ｅｕｖマスクの製造方法、ｅｕｖマスクブランク及びｅｕｖマスク

Also Published As

Publication number Publication date
US20190056651A1 (en) 2019-02-21
TWI689987B (zh) 2020-04-01
CN109426068A (zh) 2019-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102303158B1 (ko) 포토리소그래피 프로세스용 어시스트 피처
US8785084B2 (en) Method for mask fabrication and repair
US9354510B2 (en) EUV mask and method for forming the same
KR101485669B1 (ko) 극자외선 리소그래피 방법
US20170110366A1 (en) Photomask for forming multiple layer patterns with a single exposure
US9886543B2 (en) Method providing for asymmetric pupil configuration for an extreme ultraviolet lithography process
US9733562B2 (en) Extreme ultraviolet lithography process and mask
US10670956B2 (en) Photomask having a plurality of shielding layers
US6410191B1 (en) Phase-shift photomask for patterning high density features
US11448975B2 (en) Multi-function overlay marks for reducing noise and extracting focus and critical dimension information
US20230384663A1 (en) EUV Lithography Mask With A Porous Reflective Multilayer Structure
US20240012340A1 (en) Multi-Function Overlay Marks for Reducing Noise and Extracting Focus and Critical Dimension Information
TWI689987B (zh) 使用光遮罩基板形貌的ｅｕｖ圖案化
US7316872B2 (en) Etching bias reduction
US9280046B2 (en) Method of fabricating mask
CN107643651B (zh) 一种光刻辅助图形的设计方法
US9946150B2 (en) Light reflection type lithography mask, its manufacturing method, mask data generation method and mask blank
US10345692B2 (en) Photomask and a fabrication method therefor
US9195135B2 (en) Method for mask fabrication and repair
TWI816234B (zh) 用於微影的相位移光罩及用於製造其的方法
US6562521B1 (en) Semiconductor feature having support islands
Schermer et al. 2.5 D-patterning via i-line grayscale exposure for photonic structures and micro lens arrays
TW201011460A (en) Method for manufacturing photo mask
US20080241710A1 (en) Photomask including contrast enhancement layer and method of making same

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees