TW202246875A - 用於半導體微影製程的光罩、製造光罩的方法、以及半導體微影方法 - Google Patents

用於半導體微影製程的光罩、製造光罩的方法、以及半導體微影方法 Download PDF

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Abstract

一種用於半導體微影製程的光罩，包括基板、設置在基板上的光罩圖案及圍繞光罩圖案的光吸收邊界。光吸收邊界自基板的至少兩個邊緣插入以界定光吸收邊界之外的周圍區域。在一些設計中，第一周圍區域自光吸收邊界的外周延伸至基板的第一邊緣，並且第二周圍區域自光吸收邊界的外周延伸至基板的第二邊緣，其中基板的第一邊緣與基板的第二邊緣位於光罩圖案的相對側。

Description

微影光罩
無
以下是關於半導體製造、用於半導體微影製程的光罩、微影光罩製造方法、深紫外(deep ultraviolet，UV)半導體微影以及相關技術。
無
以下揭示內容提供了用於實現提供之標的的不同特徵的許多不同的實施例或實例。以下描述組件及佈置的特定實例用以簡化本揭示內容。當然，該些僅為實例，並不旨在進行限制。例如，在下面的描述中在第二特徵上方或之上形成第一特徵可包括其中第一及第二特徵直接接觸形成的實施例，並且亦可包括其中在第一與第二特徵之間形成附加特徵的實施例，以使得第一及第二特徵可以不直接接觸。此外，本揭示內容可以在各個實例中重複元件符號及/或字母。此重複是出於簡單及清楚的目的，其本身並不指定所討論之各種實施例或組態之間的關係。
此外，為了便於描述，本文中可以使用諸如「在...下方」、「在...下」、「下方」、「在...上方」、「上方」之類的空間相對術語，來描述如圖中所示的一個元件或特徵與另一元件或特徵的關係。除了在附圖中示出的方位之外，空間相對術語意在涵蓋裝置在使用或操作中的不同方位。設備可以其他方式定向(旋轉90度或以其他方位)，並且在此使用的空間相對描述語亦可被相應地解釋。
參照第1A圖與第1B圖，其中第1A圖示意性地示出了包括微影光罩的微影系統。第1B圖示意性地示出了第1A圖中之微影光罩的示意圖。半導體微影設備包括光源系統10、光罩(mask)台12 (有時亦稱為光罩冪(reticle)台12或其他類似命名法)、成像系統14及晶圓台16。使用光源系統10產生的光L以微影波長執行半導體微影，該微影波長基於諸如待自安裝於光罩台12上的光罩20 (有時亦稱為光罩冪20或類似命名法)微影地轉移至安裝於晶圓台16上的半導體晶圓22的特徵尺寸之類的因素選擇。例如，微影製程可以使用可見光波長範圍內的光L，在此情況下，微影波長在400 nm至700 nm的範圍(對應1.77 eV至3.10 eV的光子能量範圍)內，或微影波長低於400 nm的紫外(ultraviolet，UV)光(對應到大於3.10 eV的光子能量)。在一些非限制的說明性實施例中，微影製程為深UV半導體微影製程，例如在一個非限制的說明性實例中使用193 nm的微影波長，或在另一非限制的說明性實例中使用248 nm的微影波長例子。在一些非限制的說明性實施例中，微影波長為280 nm或更小。
光源系統10包括適合於產生設計基準微影波長的光L的光源。作為非限制性實例，對於193 nm的深UV半導體微影，具有氟化氬(ArF)的準分子雷射為合適的光源。作為另一非限制性實例，對於248 nm的深UV半導體微影，具有氟化氪(KrF)的準分子雷射為合適的光源。光源系統10可選地亦包括用於對光L進行整形以均勻照明安裝於光罩台12上的光罩20的光學器件。
繼續參照第1A圖與第1B圖，第1B圖示意性地示出了第1A圖中由線段V-V指示的向下方向的視圖，示出了光罩台12的向上視圖及設置在光罩台12上的光罩20的輪廓20 O。如第1B圖中所示，光罩台12包括將光罩20支撐在光罩台12上的兩個支撐墊30、32。可選地，提供固定機構以將光罩20固定在支撐墊30、32上。例如，說明性光罩台20包括連接至真空泵(未示出)的開口34，以便將光罩20固定在支撐墊30、32上。此固定機構有時稱為真空卡盤。在其他實施例中，光罩20可經由靜電卡盤固定在支撐墊30、31上，該靜電卡盤包含嵌入或形成支撐墊30、32的電極。在其他實施例中，使用黏合劑等將光罩台20固定在支撐墊30、31上。光罩台12進一步包括與光罩20的中心區對準的中心開口36，如藉由光罩台20的中心開口36與光罩的對準所見輪廓20 O。
返回第1A圖，以示意性側剖視圖示出光罩20，光罩20包括基板40，光罩圖案42設置在基板40上。基板40對於光L為透射的，使得光L透射穿過基板40及光罩圖案42。例如，在一些非限制的說明性實施例中，基板可為石英、二氧化鈦(TiO 2)、摻雜二氧化矽(SiO 2)，或對於微影波長L透明的另一材料。通常，光罩圖案42包含圖案化的光吸收層，諸如金屬層，使得光L穿過光罩圖案42的區域，其中光吸收層已被移除。例如，在一些非限制的說明性實施例中，光罩圖案42的光吸收層可為諸如鉻、CrN、CrON、CrCON之類的金屬層，或吸收微影波長L的另一材料。成像系統14通常包括物鏡及/或其他光學元件，例如附加透鏡及/或反射鏡，以將光罩圖案42成像至半導體晶圓22的表面上。
半導體晶圓22可為矽晶圓、矽鍺晶圓、砷化鎵晶圓、磷化銦晶圓等(這些僅僅為一些非限制性的說明性實例)。取決於半導體製程的階段，半導體晶圓22的表面可包括各種層，諸如熱或沈積氧化物層、磊晶沈積層、金屬層、各種組合等，該些層可根據特定的半導體裝置製程工作流程進行各種圖案化且成形，半導體微影製程為其中的一部分。對於本揭示內容的半導體微影製程，半導體晶圓22的表面通常塗覆有對微影波長的光L敏感的阻劑(例如，光阻劑)，以使光罩圖案光化學地壓印至阻劑上，該光罩圖案藉由成像系統14成像至半導體晶圓22的塗覆有阻劑的表面。在半導體微影工作流程中，在此曝光之後，自晶圓台16移除半導體晶圓22，隨後使用合適的顯影劑配方使阻劑顯影，以藉由移除曝光於光L的阻劑部分(在正阻劑的情況下)或藉由移除未曝光於光L的阻劑部分(在負阻劑的情況下)在阻劑中形成開口。在顯影阻劑中如此形成的開口與成像光罩圖案42一致。在顯影步驟之後，可執行進一步的半導體處理步驟，諸如經由顯影阻劑中的開口蝕刻下層，或施加黏附在顯影阻劑的開口中的塗層等等，然後剝離阻劑。這僅僅為一種可能的半導體微影製程工作流程的非限制的說明性實例，並且預期該工作流程的多種變化。
在一些非限制性實施例中，半導體微影製程以步進(step-and-shoot)式順序執行以在半導體晶圓22的表面上形成光罩圖案42的光化學印記(photochemical imprints)的陣列的範例。此方法為例如適合作為用於在半導體晶圓22上形成半導體晶粒陣列的半導體製程的一部分。為實現該步進式順序，晶圓台16適當地為由雙箭頭24示意性指示的步進掃描台。典型地，步進掃描台操作兩個正交方向(例如，x方向及y方向)，但雙箭頭24僅指示這兩個正交台移動之一。在每一台位置，快門(未示出)打開以短暫地曝光半導體晶圓22的表面上的一個位置以在該位置形成成像光罩圖案42的光化學印記；晶圓台24然後將晶圓22步進至下一位置並且重複該製程以形成在半導體晶圓22的表面上延伸的成像光罩圖案42的光化學印記陣列。
第1A圖與第1B圖僅呈現典型半導體微影設備的某些說明性態樣的圖解表示。取決於正在執行的特定類型的半導體微影，可包括附加及/或變化態樣。例如，微影系統可為浸沒式微影系統，其中在物鏡與半導體晶圓22的表面之間的空間中設置淨化水或其他流體，例如以提供改進的折射率匹配。或者，微影系統可為不使用浸沒流體的非浸沒式微影系統。作為另一非限制的說明性變化，若微影波長由空氣強烈吸收，則EUV微影系統適當地進一步包括真空室，該真空室內設置有光源系統10、光罩台12、成像系統14及晶圓台16。此真空環境適用於例如極紫外(extreme ultraviolet，EUV)微影，其中微影波長在EUV範圍內(10-124 nm，對應於10-124 eV的光子能量範圍)。
繼續參照第1A圖與第1B圖，光罩20可選地進一步包括設置在光罩圖案42上方的薄膜(未示出)。可選的薄膜的目的為將落在光罩表面上的任何顆粒與光罩圖案42隔開，該光罩圖案42成像至半導體晶圓22上。因此，薄膜將任何此類顆粒保持在焦平面之外，從而減少任何此類顆粒對光化學壓印光罩圖案的影響。
如前所述，光罩台12包括中心開口36，如第1A圖與第1B圖中可見，該中心開口36與光罩20的中心區域對準(如圖所示，光罩台20的中心開口36與第1B圖中的光罩輪廓20 O的對準)。更具體地，光罩台20的中心開口36與光罩圖案42對準以允許透射穿過光罩圖案42的光L穿過開口36到達成像系統14。在一些實施例中，代替中心開口36，光罩台12可包括由對微影光L透明的材料製成的連續透明板(未示出)，在此情況下，透明板可延伸越過中心開口36的區域。
現參照第2圖，第2圖所示的說明性光罩20 A可安裝在第1A圖與第1B圖的說明性半導體微影設備的光罩台12上。第2圖中的視圖為光罩20 A的沿第1A圖指示的方向FV的向上視圖。亦即，第2圖的視圖示出了朝向基板40的表面的光罩20 A，光罩圖案42設置在該表面上。(以下為了方便起見，該表面稱為基板40的前表面)。除了光罩圖案42之外，光罩20 A進一步包括設置在基板40的與光罩圖案42相同的前表面上的光吸收邊界50。光吸收邊界50圍繞光罩圖案42。
光吸收邊界50包含設置在基板40上的光吸收層，該光吸收層吸收微影波長的光L。例如，在一些非限制的說明性實施例中，光吸收邊界50的光吸收層可為金屬層，例如鉻、CrN、CrON、CrCON；或吸收微影波長L的另一材料。在一些實施例中，構成光吸收邊界50的光吸收層亦為構成光罩圖案42的吸收區域的相同材料，其中兩個特徵形成在單個微影曝光/顯影循環。例如，自塗覆有毯覆光吸收層及至少一個阻劑層的基板開始，可執行微影曝光/顯影循環步驟以移除毯覆光吸收層的部分，以界定光罩圖案42的非吸收圖案區域，同時留下毯覆光吸收層的其他部分以界定吸收圖案區域，並且亦留下毯覆光吸收層的部分以界定光吸收邊界50。如第2圖所示，光吸收邊界可包括一或複數個隔離的開口(即隔離的非吸收區域) 52用於各種目的，諸如為光罩台12的光學感測器(未示出)提供視窗，諸如透射影像感測器(transmission image sensor，TIS)、感測器處的積體透鏡干涉儀(integrated lens interferometer at sensor，ILIAS)。
在說明性光罩20 A中，光吸收邊界50延伸至基板40的所有最外邊緣40 E1、40 E2、40 E3、40 E4(注意，在第1A圖中以側剖視圖示出基板40；在第2圖的前視圖中，指示了基板40的邊緣40 E1、40 E2、40 E3、40 E4)。光吸收邊界50提供了某些益處。例如，當使用步進式順序在半導體晶圓22的表面上形成光罩圖案42的光化學印記陣列，光吸收邊界50阻擋光罩圖案42邊緣處的光L，以抑制光罩圖案42在半導體晶圓22表面上的相鄰光化學印記之間的光學串擾。另一益處為光吸收邊界50阻擋來自光罩台12的任何感測器或其他部件的光，曝光在光L下，這些光可能會對操作及/或操作壽命產生不利影響。
使光吸收邊界50延伸至基板40的所有邊緣40 E1、40 E2、40 E3、40 E4亦可減少光罩製造時間。例如，考慮光罩製程的情況，該製程開始於塗覆有毯覆光吸收層及正阻劑層的基板，其中微影曝光步驟使用電子束寫入來曝光待移除的阻劑區域。在此情況下，將光吸收邊界50設計為延伸至基板40的所有邊緣40 E1、40 E2、40 E3、40 E4實質上減少了電子束寫入時間，因為在此情況下曝光於電子束僅在光罩圖案內42。在此情況下，在光吸收邊界50佔據的相對較大的外部區域上不進行電子束曝光，除了可形成於光吸收邊界50中以容納光學感測器等的任何隔離開口52。
然而，參照第3圖，在本文中認識到，第2圖的光罩20 A的缺點為具有延伸至基板40的所有邊緣40 E1、40 E2、40 E3、40 E4的光吸收邊界50。第3圖描繪了沿著由第1A圖中的箭頭FV表示的觀察方向的光罩20 A，其中將光罩支撐在光罩台12上的兩個支撐墊30、32亦由第3圖的陰影區域示意性地指示。可以看出，兩個支撐墊30、32接觸大面積的光吸收邊界50。在本文中認識到，兩個支撐墊30、32可黏附至光吸收邊界50。例如，若支撐墊30、32為金屬，並且光吸收邊界50由金屬或金屬合金製成，諸如鉻、CrN、CrON、CrCON，則可以在金屬支撐墊30、32與光吸收邊界50之間形成冷焊。這可能會以各種方式磨損及/或損壞光罩20 A及/或光罩台12。例如，當光罩20 A自光罩台12卸載時，光吸收邊界50的一些金屬或金屬合金可能留在支撐墊30、32上。這會在光罩20 A的光吸收邊界50中留下不合需要的開口，其中剝離金屬或金屬合金，並且亦在光罩台12的支撐墊30、32上留下金屬或金屬合金殘留物。若將光罩20 A冷焊接至光罩台12，則冷焊斷裂亦可能導致施加不合需要的過大力道以執行光罩20 A的強制卸載。此過大力道可能導致光罩20 A斷裂，及/或可能導致光罩台12斷裂或承受應力，從而降低光罩台的使用壽命。冷焊斷裂亦可能自光罩及/或光罩台上清除顆粒，這可能會污染微影系統。
參照第4圖，示出了光罩20，該光罩20減少或消除了光吸收邊界50導致第2圖的光罩20 A冷焊或以其他方式黏附至光罩台12的支撐墊30、32的問題。與第2圖的光罩20 A一樣，第4圖的光罩20包括設置在基板40 (見第1A圖與第1B圖)上的光罩圖案42，並且包括圍繞光罩圖案42的光吸收邊界60。光吸收邊界60亦包含設置在基板40上的光吸收層，該光吸收層吸收微影波長的光L。然而，第4圖的光罩20與第2圖的光罩20 A的不同之處在於光吸收邊界60自基板40的兩個邊緣40 E1、40 E2插入以界定光吸收邊界60外部的周圍區域62、64。周圍區域62、64不包括構成光吸收邊界60的光吸收層。說明性的周圍區域62、64自光吸收邊界60的外周延伸至基板40的邊緣40 E1、40 E2。在一些非限制的說明性實施例中，與第2圖的光罩20 A一樣，第4圖的光罩20的光吸收邊界60可為鉻、CrN、CrON、CrCON，或吸收微影波長L的另一材料。在一些實施例中，構成光吸收邊界60的光吸收層亦為構成光罩圖案42的吸收區域的相同材料，其中在單個微影曝光/顯影循環中產生兩個特徵。例如，自塗覆有毯覆光吸收層及至少一個阻劑層的基板開始，可執行微影曝光/顯影循環以移除毯覆光吸收層的部分以界定光罩圖案42的非吸收圖案區域以及周圍區域62、64，同時留下毯覆光吸收層的其他部分以界定光罩圖案42的吸收圖案區域，並且亦留下毯覆光吸收層的部分以界定光吸收邊界60。
參照第5圖，第4圖的光罩20再次沿第1A圖中由箭頭FV表示的觀察方向示出，其中將光罩20支撐在光罩台12上的兩個支撐墊30、32亦由第5圖中的陰影區域示意性地指示。可以看出，在光罩20的情況下，與由支撐墊30、32接觸的光罩20 A的光吸收邊界50的大得多的面積相比，兩個支撐墊30、32接觸的光吸收邊界60的面積小得多(參見第3圖)。該減小的接觸面積亦在第1A圖與第1B圖中示意性地指示，其中光罩20的寬度減小的邊界60以示意性側剖視圖示出。
在第5圖的說明性實例中，光吸收邊界60及支撐墊30、32之間存在一些重疊，但該區域比第2圖的光罩20 A的光吸收邊界50與支撐墊30、32之間的重疊小得多。儘管未示出，但在一些變化實施例中，預期在光吸收邊界60與支撐墊30、32之間可能根本沒有重疊。
由於自與支撐墊30、32對準的基板40的兩個邊緣40 E1、40 E2插入的光罩20的光吸收邊界60之間的接觸面積大大減少，與光罩20 A的較寬邊界50相比，光罩20的光吸收邊界60形成冷焊或以其他方式黏附至支撐墊30、32的可能性大大減少。光罩20與支撐墊30、32之間的大部分接觸面積由周圍區域62、64佔據。在周圍區域62、64中，支撐墊30、32接觸基板40，或者可能接觸設置在基板上的可選覆蓋層(未示出)，該覆蓋層對於微影波長的光L為透射的。在一些非限制的說明性實施例中，基板材料為石英、TiO 2、摻雜的SiO 2等。這些(及大多數其他典型的)基板材料不為金屬，且通常不會與金屬支撐墊30、32形成冷焊，並且通常不會黏附在支撐墊30、32上。因此，減少或消除光吸收邊界導致光罩冷焊或以其他方式黏附至光罩台的支撐墊上的問題，因此與光罩20 A相比減少了對光罩20及/或光罩台12的磨損及/或損壞。
在說明性實例中，光罩台12具有將光罩20支撐在光罩台12上的兩個說明性支撐墊30、32。這為典型的組態，因為支撐光罩20的兩個支撐墊30、32靠近光罩20的相對邊緣40 E1、40 E2為光罩台12上的光罩20提供足夠且平衡的支撐。因此，在說明性實施例中，自這兩個邊緣40 E1、40 E2插入光吸收邊界60就足夠了，使得兩個說明性周圍區域62、64靠近兩個邊緣40 E1、40 E2。
如第4圖及第5圖所示，光吸收邊界60並未自其他兩個邊緣40 E3、40 E4插入，因為光吸收邊界60的靠近這些邊緣40 E3、40 E4的部分不接觸支撐墊30、32。保持靠近這些邊緣40 E3、40 E4的邊界部分完整為有益的，因為這樣可以減少製造時間。在單個微影曝光/顯影循環中創建光罩圖案42及周圍區域62、64的實施例中，該循環涉及電子束寫入以曝光待移除的阻劑區域，周圍區域62、64的區域由電子束寫入。因此，在這些實施例中，提供兩個周圍區域62、64為有益的，在該些周圍區域62、64中，支撐墊30、32接觸光罩20，但光吸收邊界60向上延伸至邊緣40 E3、40 E4，其中支撐墊不接觸光罩20，因為這樣減少電子束寫入時間。
另一方面，若採用具有接觸墊的變化光罩台，該些接觸墊接觸靠近光罩的三個或甚至所有四個邊緣的區域，則光吸收邊界可自靠近接觸墊的三個或四個邊緣中的每一者插入，留下三個或甚至四個周圍區域(未示出變化)。
第4圖的光罩20的光吸收邊界60的平行於基板邊緣40 E1、40 E2的側面比第2圖的光罩20 A的光吸收邊界50的對應側面窄。然而，第4圖的光罩20的光吸收邊界60應該執行與第2圖的光罩20 A的光吸收邊界50相同的功能。這些功能包括在光罩圖案42的邊緣阻擋光L，以在使用步進式順序時抑制在半導體晶圓22的表面上的光罩圖案42的相鄰光化學印記之間的光學串擾；並且阻擋來自光罩台12的任何感測器或其他元件的光，曝光在光L下，這些光可能會對操作及/或操作壽命產生不利影響。
為了實現抑制相鄰光化學印記之間串擾的第一功能，光吸收邊界60在所有四個側面上適當地圍繞光罩圖案42，如第4圖所示。此外，光吸收邊界60的寬度在每一側應該足以提供串擾抑制。提供串擾抑制的最小寬度可藉由微影系統的光線追蹤模型判定，或者可藉由製造具有不同邊界寬度的數個測試光罩並執行測試步進式微影順序來以經驗為主地判定，以判定最佳最小寬度。在一些非限制的說明性實施例中，自光吸收邊界60的外周延伸至基板的邊緣40 E1、40 E2的周圍區域62、64的寬度為光吸收邊界60的寬度的至少三倍。在一些非限制的說明性實施例中，周圍區域62、64的面積為光吸收邊界60的面積的至少兩倍。
為了實現阻擋來自任何避光感測器或光罩台12的其他部件的光L的第二功能，一或複數個隔離光吸收區域66可選地位於周圍區域62、64中，其中每一隔離光吸收區域66由周圍區域62、64包圍。因此，包含光吸收邊界60的光吸收層設置在每一隔離光吸收區域66中的基板40上。隔離光吸收區域66的製造可以在曝光/顯影循環期間適當地完成，該曝光/顯影循環藉由在區域中不執行電子束寫入來界定光罩圖案42及光吸收邊界60，該些區域成為隔離光吸收區域66。在變化方法中，一或複數個這樣的光吸收區域68可與光吸收邊界60連接，而不與其隔離。儘管可選的隔離及/或連接光吸收區域66、68增加了與支撐墊30、32的接觸面積，但與第2圖的光罩20 A的較寬的光吸收邊界50相比，總接觸面積大大減少。
現參照第6圖，描述了一種用於製造光罩的說明性方法，該光罩具有基板40、設置在基板上的光罩圖案42及圍繞光罩圖案42的光吸收邊界60，其中光吸收邊界60包含設置於基板40上的光吸收層，該光吸收層吸收微影波長的光L，並且其中周圍區域62、64位於光吸收邊界60的至少兩側的光吸收邊界60的外側，其中周圍區域的基板上未設置光吸收層。方法包括以下步驟：提供光罩板坯80，該光罩板坯80包括塗覆有光吸收層82及阻劑層84的基板40 (該基板40為製造的光罩20的基板40)。
如下執行曝光/顯影循環90。執行電子束寫入以曝光阻劑層84的選定部分。隨後可選地進行曝光後烘烤(post-exposure bake，PEB)，該PEB可取決於構成阻劑層84的阻劑類型進行。在電子束寫入及可選的PEB之後，使用化學顯影劑顯影阻劑，該化學顯影劑經設計以顯影構成阻劑層84的阻劑類型。若阻劑層84為正阻劑，則化學顯影劑移除在電子束寫入期間曝光於電子束的那些區域中的阻劑。或者，若阻劑層84為負阻劑，則化學顯影劑移除在電子束寫入期間未曝光於電子束的那些區域中的阻劑。在變化實施例中，電子束寫入由微影步驟代替，在該微影步驟中，施加光以曝光阻劑層84的選定部分。(在該變化實施例中，阻劑層84包含光阻劑)。曝光/顯影循環90操作以在阻劑層84中形成開口，以在光罩圖案42的區域以及周圍區域62、64中選擇性地曝光光吸收層82，該些區域將要打開(亦即，未塗覆有光吸收層)。
繼續參照第6圖，在蝕刻步驟92中，移除光吸收層82的部分，該些部分由阻劑層84中的開口曝光，該些開口由曝光/顯影循環90形成。蝕刻步驟92可使用化學蝕刻、電漿蝕刻(例如，反應性離子蝕刻(reactive-ion etching，RIE))或可操作以蝕刻鉻、CrN、CrON、CrCON或構成光吸收層82的其他材料的任何其他蝕刻技術。因此，蝕刻步驟92形成光罩圖案42的待打開的區域(即，未塗覆有光吸收層)以及周圍區域62、64。在蝕刻步驟92之後，在操作94中，剝離阻劑，從而留下光罩20，該光罩20包括圖案區域42及光吸收邊界60以及位於光吸收邊界60的至少兩側上的光吸收邊界60外側的周圍區域62、64。
有利地，第6圖的方法以形成光罩圖案42的相同製程順序90、92、94形成期望的周圍區域62、64。因此，光罩的製造時間僅因曝光將在蝕刻步驟92中移除以形成外圍區域62、64的光吸收層82的區域所涉及的附加電子束寫入時間而增加。周圍區域62、64的形成有利地不需要附加曝光/顯影循環，並且不需要附加蝕刻步驟。
用於製造光罩20的光罩製程為簡化的說明性實例，並且給定的光罩製程可選地包括附加製造步驟。作為一個非限制性實例，若將光罩圖案42製造為衰減相轉移光罩(attenuated phase shift mask，APSM)圖案，其中設置在吸收圖案區域中的光吸收層的厚度不均勻，則附加光罩製造步驟可在所示的曝光/顯影循環90之前。這些在先的製造步驟可包括第一曝光/顯影循環(在曝光/顯影循環90之前)，其中在阻劑中形成開口，在光罩圖案的一些區域中，經由該些開口減薄光吸收層82，以在光罩圖案中產生光吸收層的厚度變化。在最終的APSM光罩圖案中，厚度變化提供了光L的干擾，這提高了光罩圖案42在半導體晶圓22表面上的光化學印記的對比度。
在下文中，描述了一些附加實施例。
在非限制的說明性實施例中，揭示了一種用於使用微影波長的光執行的半導體微影製程的光罩。光罩包括基板、設置於基板上的光罩圖案及包圍光罩圖案的光吸收邊界。光吸收邊界包含設置在基板上的光吸收層，該光吸收層吸收微影波長的光。周圍區域位於光吸收邊界的至少兩側的光吸收邊界的外側。光吸收層不設置於周圍區域的基板上。
在非限制的說明性實施例中，揭示了一種用於使用微影波長的光來執行半導體微影製程的半導體微影系統。半導體微影系統包括如上一段落所述的光罩、用以保持半導體晶圓的晶圓台、用以在周圍區域將光罩固定至光罩台的光罩台及用以將固定在光罩台上的光罩的光罩圖案成像至由晶圓台保持的半導體晶圓上的光源系統。
在非限制的說明性實施例中，揭示了一種用於使用微影波長的光執行的半導體微影製程的光罩。光罩包括基板、設置於基板上的光罩圖案及圍繞光罩圖案的光吸收邊界。光吸收邊界包含設置在基板上的光吸收層，該光吸收層吸收微影波長的光。周圍區域位於光吸收邊界的至少兩側的光吸收邊界之外。光吸收層不設置於周圍區域的基板上。周圍區域自光吸收邊界的外周延伸至基板的邊緣。
在非限制的說明性實施例中，光罩製程包括以下步驟：提供塗覆有光吸收層及阻劑層的基板；以及執行曝光/顯影循環及蝕刻步驟，以移除光吸收層的部分，以界定(i)由光吸收邊界包圍的光罩圖案的非吸收圖案區域及(ii)光吸收邊界之外的周圍區域，在該周圍區域中，藉由曝光/顯影循環移除光吸收層。
在非限制的說明性實施例中，揭示了一種用於半導體微影製程中的光罩。光罩包括基板、設置於基板上的光罩圖案及圍繞光罩圖案的光吸收邊界。光吸收邊界自基板的至少兩個邊緣插入以界定光吸收邊界之外的周圍區域。
在非限制的說明性實施例中，揭示了一種製造用於使用微影波長的光執行的半導體微影製程中的光罩的方法。方法包括以下步驟：提供塗覆有光吸收層的基板，該光吸收層吸收微影波長的光；以及移除光吸收層的部分，以在基板上形成光罩圖案及光吸收邊界。光吸收邊界圍繞光罩圖案。光吸收邊界包含未移除的光吸收層的部分。該移除之步驟包括以下步驟：移除光吸收邊界的至少兩側上的光吸收層的部分，以界定周圍區域。
一種半導體微影方法，包括以下步驟：將根據上一段落製造的光罩安裝於光罩台上，其中周圍區域接觸光罩台的支撐墊；使用穿過光罩的微影波長的光執行半導體微影；以及在執行半導體微影之後，自光罩台移除光罩。有利地，在周圍區域中移除光吸收層降低或消除了在光罩與接觸支撐墊之間形成冷焊的可能性。
上文概述了數個實施例的特徵，使得熟習此項技術者可以更好地理解本揭示內容的各態樣。熟習此項技術者應理解，熟習此項技術者可以容易地將本揭示內容用作設計或修改其他製程及結構的基礎，以實現與本文介紹的實施例相同的目的及/或實現相同的優點。熟習此項技術者亦應認識到，該些等效構造不脫離本揭示內容的精神及範疇，並且在不脫離本揭示內容的精神及範疇的情況下，該些等效構造可以進行各種改變、替代及變更。
10:光源系統 12:光罩台 14:成像系統 16:晶圓台 20、20 A:光罩 22:半導體晶圓 24:雙箭頭 30、32:支撐墊 34:開口 36:中心開口 40:基板 40 E1~40 E4:邊緣 42:光罩圖案 50:光吸收邊界 52:開口 60:光吸收邊界 62、64:周圍區域 66、68:光吸收區域 80:光罩板坯 82:光吸收層 84:阻劑層 90:曝光/顯影循環 92:蝕刻步驟 94:操作 FV:方向 L:光 V-V:線段
結合附圖，根據以下詳細描述可以最好地理解本揭示內容的各態樣。注意，根據行業中的標準實務，各種特徵未按比例繪製。實際上，為了討論清楚起見，各種特徵的尺寸可任意增加或減小。 第1A圖示意性地示出了包括微影光罩的微影系統。 第1B圖示意性地示出了第1A圖中之微影光罩的示意圖。 第2圖示意性地示出了微影光罩的平面圖。 第3圖示意性地示出了第2圖的微影光罩的平面圖，其中示意性地指示了光罩台的支撐墊。 第4圖示意性地示出了具有減少的光吸收邊界的微影光罩的平面圖。 第5圖示意性地示出了第4圖的具有減少的光吸收邊界的微影光罩的平面圖，其中示意性地指示了光罩台的支撐墊。 第6圖示意性地示出了光罩製造方法。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
20:光罩
30,32:支撐墊
40E1,40E2,40E3,40E4:邊緣
42:光罩圖案
60:光吸收邊界
62,64:周圍區域
66,68:光吸收區域

Claims (20)

  1. 一種製造用於使用一微影波長的光執行的一半導體微影製程中的一光罩的方法，該方法包含以下步驟： 提供塗覆有一光吸收層的一基板，該光吸收層吸收該微影波長的該光；以及 移除該光吸收層的複數個部分，以在該基板上形成一光罩圖案及一光吸收邊界； 其中該光吸收邊界圍繞該光罩圖案，該光吸收邊界包含未移除的該光吸收層的一部分；且 其中該移除之步驟包括以下步驟：移除該光吸收邊界的至少兩側上的該光吸收層的該些部分，以界定一周圍區域。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該周圍區域自該光吸收邊界的一外周延伸至該基板的一邊緣。
  3. 如請求項2所述之方法，其中自該光吸收邊界的該外周延伸至該基板的該邊緣的該周圍區域的一寬度為該光吸收邊界的一寬度的至少三倍。
  4. 如請求項1所述之方法，其中該周圍區域包括： 一第一周圍區域，自該光吸收邊界的一外周延伸至該基板的一第一邊緣；以及 一第二周圍區域，自該光吸收邊界的該外周延伸至該基板的一第二邊緣； 其中該基板的該第一邊緣與該基板的該第二邊緣位於該光罩圖案的相對側。
  5. 如請求項1所述之方法，其中該周圍區域的一面積為該光吸收邊界的一面積的至少兩倍。
  6. 如請求項1所述之方法，其中： 該移除之步驟形成了一或複數個隔離光吸收區域，各該隔離光吸收區域由該周圍區域包圍，在該一或複數個隔離光吸收區域中未移除該光吸收層。
  7. 如請求項1所述之方法，其中該微影波長為280 nm或更小。
  8. 如請求項1所述之方法，其中對於該微影波長的該光，該基板為透光的。
  9. 如請求項1所述之方法，其中該光吸收層為一金屬層。
  10. 如請求項1所述之方法，其中該光吸收層包含鉻。
  11. 如請求項10所述之方法，其中該基材包含石英、二氧化鈦(TiO 2)或摻雜二氧化矽(SiO 2)。
  12. 如請求項1所述之方法，其中該移除之步驟形成該光罩圖案，該光罩圖案包含未移除的該光吸收層的複數個吸收圖案區域及藉由該移除之步驟移除的該光吸收層的複數個非吸收區域。
  13. 如請求項12所述之方法，進一步包含以下步驟： 在該移除之步驟之前，執行一曝光/顯影循環及一蝕刻，以在該光罩圖案中產生該光吸收層的一厚度變化； 其中該光罩圖案包含一衰減相轉移光罩圖案，在該衰減相轉移光罩圖案中，設置在該些吸收圖案區域中的該光吸收層的一厚度不均勻。
  14. 一種半導體微影方法，包含以下步驟： 將根據請求項1製造的該光罩安裝於一光罩台上，其中該周圍區域接觸該光罩台的複數個支撐墊； 使用穿過該光罩的該微影波長的該光執行一半導體微影；以及 在執行該半導體微影之後，自該光罩台移除該光罩。
  15. 一種光罩製程，包含以下步驟： 提供一基板，該基板塗覆有一光吸收層及一阻劑層；以及 執行一曝光/顯影循環及一蝕刻步驟，以移除該光吸收層的複數個部分以界定(i)由一光吸收邊界包圍的一光罩圖案的複數個非吸收圖案區域及(ii)該光吸收邊界之外的一周圍區域，在該周圍區域中，藉由該曝光/顯影循環移除該光吸收層。
  16. 如請求項15所述之光罩製程，其中該光罩製程為一衰減相轉移光罩製程，該衰減相轉移光罩製程進一步包含以下步驟： 在該曝光/顯影循環之前執行一第一曝光/顯影循環及一第一蝕刻步驟，該第一曝光/顯影循環及該第一蝕刻步驟在該光罩圖案中產生該光吸收層的一厚度變化。
  17. 一種用於一半導體微影製程的光罩，該光罩包含： 一基板； 一光罩圖案，設置於該基板上；以及 一光吸收邊界，包圍該光罩圖案，其中該光吸收邊界包含設置在該基板上的一光吸收層，該光吸收層吸收一微影波長的光； 其中一周圍區域位於該光吸收邊界的至少兩側上的該光吸收邊界的外側，該光吸收層未設置在該周圍區域中的該基板上。
  18. 如請求項17所述之光罩，其中該光吸收邊界自該基板的至少兩個邊緣插入以界定位於該光吸收邊界之外的該周圍區域。
  19. 如請求項17所述之光罩，其中該周圍區域包括： 一第一周圍區域，自該光吸收邊界的一外周延伸至該基板的一第一邊緣；以及 一第二周圍區域，自該光吸收邊界的該外周延伸至該基板的一第二邊緣； 其中該基板的該第一邊緣與該基板的該第二邊緣位於該光罩圖案的相對側。
  20. 如請求項17所述之光罩，其中該光吸收邊界包含設置在該基板上的一金屬層。
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