TWI709812B - 極紫外遮罩及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種極紫外(extreme ultraviolet；EUV)遮罩包括：多層鉬/矽堆疊、覆蓋層及在覆蓋層上的吸收體層。鉬/矽堆疊包含安置於遮罩基板的第一主表面之上的交替的鉬及矽層；覆蓋層由釕製成並且安置在多層鉬/矽堆疊之上。極紫外遮罩包括電路圖案區域及粒子吸引區域，並且覆蓋層在粒子吸引區域的圖案的底部處暴露。

Description

極紫外遮罩及其製造方法
本揭露是關於一種極紫外遮罩及其製造方法。
在極紫外(extreme ultraviolet；EUV)光微影中，由電漿發射之極紫外光線反射出收集鏡，導向經圖案化的極紫外遮罩，並且反射出遮罩至目標基板上。極紫外反射遮罩包括基板、極紫外反射多層結構，及極紫外吸收層(「吸收體」)。極紫外吸收層係藉由蝕刻及光微影技術而圖案化以曝光下層的極紫外反射層，用於在目標基板上的所需圖案的極紫外光微影圖案化；同時極紫外吸收層吸收極紫外光線以便在所需區域中圖案化目標基板。因此，極紫外吸收層的厚度、極紫外反射多層結構的層中每一層的厚度、上述層的表面粗糙度，及遍佈各層的材料性質的均勻性對於照射目標基板的極紫外光的品質皆是極其重要的。在行業實踐中，離軸照射或其他因素可在目標基板上產生陰影效應，並且極紫外光吸收層的厚度變化可影響極紫外光吸收層與極紫外反射多層結構的組合的正常功能。
本揭露之一態樣提供一種極紫外(EUV)遮罩，包括：多層鉬/矽堆疊、覆蓋層及在覆蓋層上的吸收體層。多層鉬/矽堆疊包含安置於遮罩基板的第一主表面之上的交替的鉬及矽層。覆蓋層由釕製成並且安置在多層鉬/矽堆疊之上。極紫外遮罩包括電路圖案區域及粒子吸引區域，並且覆蓋層在粒子吸引區域的圖案的底部處暴露。
本揭露之另一態樣提供一種極紫外(extreme ultraviolet；EUV)遮罩，包含多層鉬/矽堆疊、覆蓋層、在覆蓋層上的吸收體層，以及導電層。多層鉬/矽堆疊包括安置在遮罩基板的第一主表面上的交替的鉬層及矽層。覆蓋層由釕製成並且安置在多層鉬/矽堆疊上。極紫外遮罩包括電路圖案區域及粒子吸引區域，導電層在粒子吸引區域中的吸收體層之上形成為最頂層。
本揭露之再一態樣提供一種製造極紫外遮罩的方法，包含：獲取電路圖案資料；識別一或多個非圖案區域；對於一或多個非圖案區域產生粒子吸引圖案；從電路圖案資料及粒子吸引圖案產生遮罩圖資料；以及使用產生的遮罩圖資料製造極紫外遮罩。
10:遮罩基板
15:導電層
17:鉬層/鈹層
19:矽層
20:多層堆疊
25:覆蓋層
30:極紫外吸收層/吸收體
35:抗反射層
50:電路圖案
60:粒子吸引區域
65:精細圖案
70:黑色邊界區域
80:導電層
100:極紫外輻射源
105:腔室
110:收集器
115:靶材液滴產生器
120:噴嘴
125:液滴捕捉器
130:第一緩衝氣體供應
135:第二緩衝氣體供應
140:氣體出口
200:曝光裝置
205a:光學元件
205b:光學元件
205c:光學元件/遮罩
205d:光學元件
205e:光學元件
210:基板
300:激發雷射源
310:雷射產生器
320:雷射引導光學元件
330:聚焦裝置
510:實際電路圖案
515:非可列印精細圖案
520:實際電路圖案
525:非可列印精細圖案
900:電腦系統
901:電腦
902:鍵盤
903:滑鼠
904:螢幕
905:光碟驅動器
906:磁碟驅動器
911:處理器
912:ROM
913:隨機存取記憶體
914:硬碟
915:匯流排
921:光碟
922:磁碟
S601:步驟
S602:步驟
S603:步驟
S604:步驟
S605:步驟
S606:步驟
S607:步驟
S608:步驟
MF:主板
BF:底板
DP1 DP2:阻尼器
PP1 PP2:基座板
DP:靶材液滴
LR1:雷射光
LR2:激發雷射/脈衝雷射
D1:距離
L1:長度
L2:長度
L3:長度
P1:節距
P2:節距
P3:節距
本揭示內容當與附圖一起閱讀時將從以下實施方式中最佳地理解。強調地是，根據行業中的標準實踐，各個特徵並未按比例繪製並且係僅用於說明目的。實際上，為了論述清晰起見，各個特徵之尺寸可以任意地增加或減小。
第1圖圖示根據本揭露的實施例的極紫外微影工具。
第2圖圖示根據本揭露的實施例的極紫外微影工具的細節的示意圖。
第3圖圖示根據本揭露的實施例的極紫外遮罩的橫截面圖。
第4圖圖示根據本揭露的實施例的在將粒子吸引圖案添加至遮罩圖案之前及之後的佈局。
第5A圖圖示根據本揭露的一實施例的非可列印精細圖案，並且第5B圖圖示根據本揭露的另一實施例的非可列印精細圖案。
第6圖圖示根據本揭露的實施例的製造用於半導體製造操作的極紫外遮罩的方法的流程圖。
第7A圖及第7B圖圖示根據本揭露的實施例的光遮罩資料產生裝置。
第8圖圖示根據本揭露的實施例的極紫外遮罩的橫截面圖。
第9圖圖示根據本揭露的另一實施例的在將粒子吸引圖案添加至遮罩圖案之後的佈局。
第10圖圖示根據本揭露的另一實施例的在將粒子吸引圖案添加至遮罩圖案之後的佈局。
第11圖圖示說明本揭露的效應的實驗結果。
應理解，以下揭示內容提供了用於實施本揭露之不同特徵的許多不同實施例，或實施例。下文描述了元件和佈置之特定實施例或實施例以簡化本揭露。當然，該些實施例僅為實施例且並不意欲作為限制。例如，元件之尺寸不限於所揭示之範圍或值，但是可取決於裝置之製程條件及/或所要性質。此外，在以下描述中之第一特徵在第二特徵之上或上方之形式可包括其中第一特徵與第二特徵直接接觸形成之實施例，且亦可包括其中可介於第一特徵與第二特徵之間形成額外特徵，以使得第一特徵與第二特徵可不直接接觸之實施例。為了簡化及清晰起見，各種特徵可以不同比例任意繪製。
此外，諸如「在......下方」、「在......之下」、「下部」、「在......之上」、「上部」等等空間相對術語可在本文中為了便於描述之目的而使用，以描述如附圖中所示之一個元件或特徵與另一元件或特徵之關係。空間相對術語意欲涵蓋除了附圖中所示之定向之外的在使用或操作中之裝置的不同定向。裝置可經其他方式定向(旋轉90度或以其他定向)並且本文所使用之空間相對描述詞可同樣相應地解釋。此外，術語「由......製成」可意謂「包含」或「由......組成」中之任一者。在本揭露中，用語「A、B及C中之一者」意謂「A、B及/或C」(A、B、C、A及B、A及C、B及C，或A及B及C)，且不意謂來自A的一個元素，來自B的一個元素及來自C的一個元素，除非另有說明。
為了解決對於減小晶片元件之尺寸及對行動電子裝置(諸如具有電腦功能、多任務能力，或甚至具有工作站能力之智慧型電話)之更高計算功率晶片的需求之莫耳定律的趨勢，需要更小波長的光微影曝光系統。極紫外(EUV)光微影技術使用極紫外輻射源以發射具有13.5nm的波長的極紫外光。因為該波長亦在X射線輻射波長區域中，所以極紫外輻射源亦稱為軟性X射線輻射源。從雷射產生之電漿(laser-produced plasma；LPP)發射的極紫外光線係由收集鏡收集並且朝向圖案化遮罩反射。
第1圖為根據本揭露的一些實施例的具有基於LPP的極紫外輻射源的極紫外微影工具的示意圖。極紫外微影系統包括用以產生極紫外輻射的極紫外輻射源100、曝光裝置200(諸如掃描器)，及激發雷射源300。如第1圖中所示，在一些實施例中，極紫外輻射源100及曝光裝置200將安裝在清潔室的主板(main floor；MF)上，而激發雷射源300經安裝在位於主板之下的底板(base floor；BF)中。極紫外輻射源100及曝光裝置200的每一者分別經由阻尼器DP1及DP2置放於基座板PP1及PP2上。極紫外輻射源100及曝光裝置200經由耦合機構彼此耦合，該耦合機構可包括聚焦單元。
極紫外微影工具經設計以曝光光阻劑層至極紫外光(亦可互換地在本文中稱為極紫外輻射)。光阻劑層為對極紫外光敏感的材料。極紫外光微影系統使用極紫外輻射源100產生極紫外光，諸如具有範圍在約1nm與100nm之 間的波長的極紫外光。在一特定實施例中，極紫外輻射源100產生具有以約13.5nm為中心的波長的極紫外光。在本實施例中，極紫外輻射源100利用雷射產生之電漿的機構以產生極紫外輻射。
曝光裝置200包括各種反射性光學元件，諸如凹面鏡/凸面鏡/平面鏡、包括遮罩平台的遮罩保持機構，及晶圓保持機構。由極紫外輻射源100產生的極紫外輻射EUV係藉由反射性光學元件引導至遮罩上，該遮罩固定在遮罩平台上。在一些實施例中，遮罩平台包括用以固定遮罩的靜電夾盤(electrostatic chuck；e-chuck)。
第2圖為根據本揭露的實施例的極紫外微影工具的細節的簡化示意圖，圖示使用極紫外光的圖案化光束對光阻劑塗佈的基板210的曝光。曝光裝置200為一種積體電路微影工具，諸如步進器、掃描器、步進及掃描系統、直接寫入系統、使用接觸及/或鄰近遮罩的裝置等等，該些裝置具有例如用以利用極紫外光束照亮圖案化光學元件205c(諸如主光罩)以產生圖案化光束的一或多個光學元件205a、205b，以及用於將圖案化光束投影至基板210上的一或多個還原投影光學元件205d、205e。可提供機械組件(未圖示)用於在基板210與圖案化光學元件205c之間產生受控的相對運動。如第2圖中進一步所示，極紫外微影工具包括極紫外光源100，該極紫外光源100包括在腔室105中的發射極紫外光的極紫外光輻射器ZE，該極紫外光由收集器110沿著路徑反射至曝光裝置200中以照射基板210。
如本文中所使用，術語「光學元件」意謂廣泛地解釋為包括但不必限於反射及/或透射及/或操作入射光的一或多個元件，並且包括但不限於一或多個透鏡、窗口、濾光器、楔狀物、稜鏡、稜柵、分級鏡、傳輸光纖、標準量具、擴散器、均勻器及其他儀器元件、孔徑、包括多層反射鏡的旋轉三稜鏡或多個反射鏡、近法向入射鏡、掠入射鏡、鏡面反射鏡、漫反射鏡及上述各者的組合。此外，除非另有說明，否則如本文所使用的術語「光學元件」係針對但不限於在一或多個特定波長範圍之內單獨或有利操作的元件，上述波長範圍諸如為在極紫外輸出光波長、照射雷射波長、適用於量測的波長或任何其他特定波長下。
因為，氣體分子吸收極紫外光，所以用於極紫外微影圖案化的微影系統經保持在真空或低壓環境中以避免極紫外強度損失。
在本揭露中，術語遮罩、光遮罩及主光罩可互換地使用。在本揭露中，圖案化光學元件205c為反射性遮罩。在實施例中，反射性遮罩205c包括具有適當材料的基板，該材料諸如低熱膨脹材料或熔融石英。在各種實施例中，材料包括TiO2摻雜的SiO2，或者具有低熱膨脹的其他適當材料。反射性遮罩205c包括沉浸於基板上的多個反射層(multiple reflective layer；多個反射層)。多個反射層包括複數個膜對，諸如鉬矽(Molybdenum-Silicon；Mo/Si)膜對(例如，在每一膜對中的一層矽之上或之下有一層鉬)。或者，多個反射層可包括鉬鈹 (Molybdenum-beryllium；Mo/Be)膜對，或用以高度反射極紫外光的其他適當材料。遮罩205c可進一步包括安置在多個反射層上用於保護的覆蓋層，諸如釕(Ruthenium；Ru)層。遮罩進一步包括吸收層，諸如沉積在多個反射層上的鉭氮化硼(tantalum boron nitride；TaBN)層。吸收層經圖案化以界定一層積體電路(integrated circuit；IC)。或者，另一層可沉積在多個反射層上並且經圖案化以界定一層積體電路，從而形成極紫外相移遮罩。
在本揭露的各種實施例中，光阻劑塗佈的基板210為半導體晶圓，諸如矽晶圓或待圖案化之其他類型的晶圓。
在一些實施例中，極紫外微影工具進一步包括其他模組或者與其他模組整合(或耦接)。
如第1圖中所示，極紫外輻射源100包括由腔室105包圍的靶材液滴產生器115及LPP收集器110。在各種實施例中，靶材液滴產生器115包括用於保持源材料的貯器及噴嘴120，源材料的靶材液滴DP通過該噴嘴供應至腔室105中。
在一些實施例中，靶材液滴(target droplet；DP)為錫(Sn)、鋰(Li)，或Sn和Li的合金的液滴。在一些實施例中，靶材液滴DP各自具有範圍從約10微米(μm)至約100μm的直徑。例如，在一實施例中，靶材液滴DP為具有約10μm至約100μm的直徑的錫液滴。在其他實施例中，靶材液滴DP為具有約25μm至約50μm的直徑的錫液滴。 在一些實施例中，靶材液滴DP係以範圍從每秒約50滴(亦即，約50Hz的噴射頻率)至每秒約50000滴(亦即，約50kHz的噴射頻率)的速率通過噴嘴120提供。
參看回到第1圖，由激發雷射源300產生的激發雷射LR2為脈衝雷射。脈衝雷射LR2係由激發雷射源300產生。激發雷射源300可包括雷射產生器310、雷射引導光學元件320及聚焦裝置330。在一些實施例中，雷射源310包括二氧化碳(CO2)或釹摻雜的釔鋁石榴石(neodymium-doped yttrium aluminum garnet；Nd：YAG)雷射源，該雷射源具有在電磁光譜的紅外區域中的波長。例如，在一實施例中，雷射源310具有9.4μm或10.6μm的波長。由雷射產生器300產生的雷射光LR1由雷射引導光學元件320引導並且由聚焦裝置330聚焦成為激發雷射LR2，並且隨後被引入極紫外輻射源100中。
在一些實施例中，激發雷射LR2包括預熱雷射及主雷射。在該些實施例中，預熱雷射脈衝(在本文中可互換地稱為「預脈衝」)用於加熱(預熱)給定靶材液滴以產生具有多個較小液滴的低密度靶材噴流，該低密度靶材噴流隨後藉由來自主雷射的脈衝加熱(或重熱)，從而產生增加的極紫外光發射。
在各種實施例中，預熱雷射脈衝具有100μm或更小的光點大小，並且主雷射脈衝具有範圍約150μm至約300μm的光點大小。在一些實施例中，預熱雷射及主雷射脈衝具有範圍從約10ns至約50ns的脈衝持續時間，以 及範圍從約1kHz至約100kHz的脈衝頻率。在各種實施例中，預熱雷射及主雷射具有範圍從約1千瓦(kilowatt；kW)至約50kW的平均功率。在一實施例中，激發雷射LR2的脈衝頻率與靶材液滴DP的噴射頻率匹配。
激發雷射LR2經引導通過窗口(或透鏡)而進入激發區域ZE。窗口係由對雷射束大體上透明的適當材料製成。脈衝雷射的產生與通過噴嘴120的靶材液滴DP的噴射同步。當靶材液滴移動通過激發區域時，預脈衝加熱靶材液滴並且將靶材液滴轉換成為低密度靶材噴流。預脈衝與主脈衝之間的延遲經控制以允許靶材噴流形成且擴張至最佳大小及幾何形狀。在各種實施例中，預脈衝及主脈衝具有相同的脈衝持續時間及峰值功率。當主脈衝加熱目標噴流時，產生高溫電漿。電漿發射由收集鏡110收集的極紫外輻射EUV。收集器110進一步將極紫外輻射反射且聚焦用於經由曝光裝置200執行的微影曝光製程。液滴捕捉器125係用於捕捉過量的靶材液滴。例如，一些靶材液滴可能會被雷射脈衝故意地漏失。
參考回到第1圖，收集器110經設計具有適當的塗佈材料及形狀，以用作極紫外收集、反射及聚焦的反射鏡。在一些實施例中，收集器110經設計以具有橢圓形幾何形狀。在一些實施例中，收集器100的塗佈材料類似於極紫外遮罩的反射性多層。在一些實施例中，收集器110的塗佈材料包括多個反射層(諸如複數個鉬/矽膜對)且可進一步包括塗佈在多個反射層上的覆蓋層(諸如釕)以大體上反射 極紫外光。在一些實施例中，收集器110可進一步包括光柵結構，該光柵結構經設計以有效地散射引導至收集器110上的雷射束。例如，氮化矽層經塗佈在收集器110上並且經圖案化以具有光柵圖案。
在此極紫外輻射源中，由雷射應用引起的電漿產生實體碎片，諸如液滴的離子、氣體及原子，以及所需的極紫外輻射。有必要防止材料聚集在收集器110上，並且亦防止實體碎片離開腔室105且進入曝光裝置200。
如第1圖中所示，在本實施例中，緩衝氣體從第一緩衝氣體供應130通過收集器110中的孔供應，雷射脈衝通過該孔供應至錫液滴。在一些實施例中，緩衝氣體為H2、He、Ar、N2或另一惰性氣體。在某些實施例中，由緩衝氣體的離子化產生的用作H自由基的H2可用於清潔目的。緩衝氣體亦可經由一或多個第二緩衝氣體供應135朝向收集器110及/或在收集器110的邊緣周圍提供。此外，腔室105包括一或多個氣體出口140，以便緩衝氣體排放到腔室105之外。
氫氣對於極紫外輻射具有低吸收性。到達收集器110的塗佈表面的氫氣與液滴金屬化學反應而形成例如金屬氫化物的氫化物。當錫(Sn)用作液滴時，形成作為極紫外產生製程的氣體副產物的錫烷(SnH4)。氣體SnH4隨後通過出口140而抽出。
第3圖圖示根據本揭露的實施例的極紫外遮罩(或主光罩)的橫截面圖。極紫外遮罩包括鉬層17及矽層19 的多層堆疊20(「鉬/矽堆疊20」)。鉬/矽堆疊20包括安置在遮罩基板10的第一主表面上的交替的鉬層17及矽層19。覆蓋層25安置在鉬/矽堆疊20上，並且極紫外吸收層或吸收體30安置在覆蓋層25上。抗反射層35安置在極紫外吸收層30上。在一些實施例中，背側的導電層15可選擇地沉積在與第一主表面相對的遮罩基板10的第二主表面上。在一些實施例中，導電層15用以藉由靜電夾持將遮罩固定用於光微影操作。在一實施例中，導電層15係由陶瓷化合物形成，該陶瓷化合物包括氮化鉻或用於靜電夾持遮罩的任何其他材料。
在本揭露的一些實施例中，遮罩基板10係由低熱膨脹玻璃材料製成，該材料包括氧化鈦摻雜的二氧化矽，或任何其他適當的低熱膨脹材料，諸如石英、矽、碳化矽、黑金剛石及/或可最小化歸因於極紫外光微影環境中的遮罩加熱的影像失真的技術中已知的其他低熱膨脹物質。遮罩基板10具有低缺陷位準，諸如高純度單晶基板，及低位準的表面粗糙度，如使用原子力顯微鏡所量測。
在本揭露的一些實施例中，藉由使用對於多層內部的每一層的適當厚度，沉積在遮罩基板10上的交替鉬層17與矽層19的多層堆疊橫跨具有不同折射率的鉬層與矽層之間的介面提供了夫瑞奈諧振反射。高品質的反射依賴於藉由相位匹配的相長干涉及從不同層反射的光線的強度累加。層的厚度取決於入射光的波長及至極紫外遮罩的入射角。對於特定的入射角，多層堆疊20的各層的厚度經選擇 以達成對於在多層堆疊20的不同介面處反射的光的最大相長干涉。因此，多層堆疊20的每一層的均勻厚度及低表面粗糙度對於高品質的夫瑞奈諧振反射(Fresnel resonant reflections)是需要的。在本揭露的一些實施例中，多層堆疊20中的每一層的厚度為約5nm至約7nm。
在本揭露的一些實施例中，多層堆疊20包括交替的鉬層17及鈹層19。在本揭露的一些實施例中，多層堆疊20中的層的數目的範圍在20至100之間，儘管任何數目的層是允許的，只要為成像目標基板保持足夠的反射率即可。在一些實施例中，反射率高於約70%。在本揭露的一些實施例中，鉬/矽多層堆疊20包括鉬及矽的約30個至約60個交替層。在本揭露的其他實施例中，鉬/矽多層堆疊20包括鉬及矽的各自約40個至約50個交替層。
在一些實施例中，形成於多層堆疊20之上的覆蓋層25防止多層堆疊20的氧化。在本揭露的一些實施例中，覆蓋層25係由包括釕的材料形成。在本揭露的一些實施例中，覆蓋層25具有約7nm的厚度。
在覆蓋層25之上形成的極紫外吸收層或吸收體30吸收具有在極紫外波長範圍中的波長的輻射。在本揭露的一些實施例中，極紫外吸收層30係由單層或多層形成。在本揭露的一些實施例中，極紫外吸收層30係由包括鉭化合物的材料形成。在本揭露的一些實施例中，極紫外吸收層30係由TaN或TaBN形成。在本揭露的一些實施例中，用於製造極紫外吸收層30的材料亦包括鉬、鈀、鋯、矽化 鎳、鈦、氮化鈦、鉻、氧化鉻、氧化鋁、鋁銅合金，或其他適當的材料。極紫外吸收層30的厚度不受限制，只要極紫外遮罩的總反射率大於70%即可。
在本揭露的一些實施例中，安置於極紫外吸收層30之上的抗反射層35係由包括以下材料形成，其包括矽O2、SiN、TaBO、TaO5、Cr2O3、ITO(氧化銦錫)，或任何適當的材料。抗反射層35減少光微影輻射中的反射。
在一些實施例中，極紫外遮罩為反射性遮罩，當吸收層30吸收極紫外光時，鉬/矽多層堆疊20反射極紫外光。如第3圖中所示，藉由部分地移除抗反射層35及吸收層30而在極紫外遮罩上形成一或多個電路圖案50。另外，形成圍繞電路圖案區域且穿透至基板的黑色邊界區域70。進一步，粒子吸引區域(圖案)60在其中無電路圖案形成的區域中形成。
電路圖案係藉由使用一或多個微影(例如，電子束微影)及蝕刻操作形成。在蝕刻操作期間，粒子可落在極紫外遮罩的表面上。本揭露的發明者已經發現，與吸收體30及/或抗反射層35的表面相比，當表面為釕表面(覆蓋層25)時，粒子更有可能沉積在釕表面上。
在一些實施例中，其中無電路形成的區域由吸收體30覆蓋以便極紫外光不被反射。鑒於以上發現，根據本揭露的實施例的極紫外遮罩包括一或多個粒子吸引區域60，其中形成如第3圖中所示的暴露之覆蓋層25的釕表面的精細圖案。
當極紫外光施加至極紫外遮罩時，產生局部電漿，如此使得極紫外遮罩帶負電。因此，與非導電或低導電層相比，諸如釕層的導電層吸引更多的粒子。
粒子吸引區域60中的精細圖案65具有小於極紫外曝光裝置的解析度極限的尺寸，並且因此精細圖案65不可作為晶圓上的光阻劑圖案列印。
在一些實施例中，精細圖案65為具有小於λ/(2NA)的節距的線及間距圖案，其中λ為極紫外光的波長並且NA為極紫外曝光裝置的數值孔徑(numerical aperture)。在一些實施例中，NA的範圍從約0.2至約0.4。在一些實施例中，線及間距圖案的線及/或間距寬度在從約2nm至約20nm的範圍中，並且在其他實施例中，該線及/或間距寬度在從約5nm至約10nm的範圍中。圖案佈局中的圖案尺寸通常指代形成於晶圓上的實際電路圖案尺寸。因此，當極紫外遮罩為4倍遮罩時，極紫外遮罩的圖案尺寸為半導體晶圓上的圖案尺寸的四倍。在本揭露中，除非另有說明，否則圖案尺寸為如在晶圓上形成的圖案尺寸。因此，例如，晶圓上的圖案尺寸為約10nm，極紫外遮罩上的尺寸為約40nm。
在其他實施例中，精細圖案65為具有小於
Figure 108131403-A0305-02-0017-1
λ/(2NA)的節距的孔圖案。在一些實施例中，孔圖案的直徑在從約2nm至約20nm的範圍中，並且在其他實施例中，該直徑在從約5nm至約10nm的範圍中。
在一些實施例中，如第4圖中所示，在待列印的電路圖案與粒子吸引區域60之間的距離D1在遮罩上等於或大於約0.5μm。在某些實施例中，D1在遮罩上在約0.5μm至約5.0μm的範圍中。
第5A圖圖示根據本揭露的一實施例的粒子吸引區域60的非可列印精細圖案，並且第5B圖圖示根據本揭露的另一實施例的非可列印精細圖案。
在一些實施例中，其底部的釕表面被暴露的非可列印精細圖案在極紫外遮罩(具有小於閾值大小(例如，解析度極限)的大小)上具有正方形或圓形圖案，並且週期性地以矩陣佈置，如第5A圖中所示。在一些實施例中，非可列印精細圖案515分別具有長度L1及L2並且以節距P1及P2佈置。在某些實施例中，L1=L2並且P1=P2。如第5A圖中所示，非可列印精細圖案615經產生以位於距實際電路圖案510的距離D1處。在一些實施例中，L1及/或L2的範圍從約2nm至約20nm；並且在其他實施例中，L1及/或L2的範圍從約5nm至約10nm。在一些實施例中，P1及/或P2的範圍從約4nm至約100nm；並且在其他實施例中，P1及/或P2的範圍從約10nm至約50nm。
在第5B圖中，將週期性佈置在一方向上的線及間距圖案用作非可列印精細圖案525。釕表面在圖案的底部暴露。線及間距圖案具有寬度(長度)L3及節距P3，該寬度及節距小於閾值(例如，解析度極限)，如第5B圖中所示。非可列印虛設圖案525的圖案密度可定義為(L3/P3)。 如第5B圖中所示，非可列印虛設圖案525經產生以具有距實際電路圖案520的距離D1。在一些實施例中，L3的範圍從約2nm至約20nm；並且在其他實施例中，L3的範圍從約5nm至約10nm。在一些實施例中，P3的範圍從約4nm至約100nm；並且在其他實施例中，P3的範圍從約10nm至約50nm。
在一些實施例中，其中暴露釕表面的總區域(包括電路圖案區域及粒子吸引區域)等於或大於極紫外遮罩的區域的70%；並且在其他實施例中，等於或大於極紫外遮罩的區域的80%。
在一些實施例中，一或多個粒子落在粒子吸引區域上。在一些實施例中，粒子的總數小於100。粒子包括金屬粒子(Ti、Mo、Al、Ru、Ta、Fe及/或Ni)、半導體粒子(例如，矽)、有機粒子、陶瓷或介電粒子(氧化矽、氮化矽)等等。
第6圖圖示根據本揭露的實施例的製造用於半導體製造操作的極紫外遮罩的方法的流程圖。應瞭解，在順序製造製程期間，可在第6圖中的各階段之前、期間及之後提供一或多個額外操作；並且為了方法的額外實施例，可替代或消除下文描述的一些操作。操作/製程的次序可以互換。
在第6圖的步驟S601中，半導體裝置中的一層的電路圖案佈局係藉由遮罩設計工具(例如，電子設計自動(electronic design automation；EDA)工具)設計。一層的電路圖案佈局係用於一極紫外遮罩。在一些實施例中，利 用多重圖案化方法，並且在此情況下，將一層的電路圖案佈局劃分為多個極紫外遮罩。電路圖案佈局通常係由以例如GDS-II流格式或以Open Artwork System Interchange Standard格式的多邊形資料表示。
在步驟S602處，由極紫外遮罩資料產生裝置獲取由遮罩設計工具建立的電路圖案佈局資料。在一些實施例中，極紫外遮罩資料產生裝置為與遮罩設計工具不同的電腦系統；並且在其他實施例中，該裝置為遮罩設計工具的一部分。
隨後，在步驟S603處，識別不包括任何電路圖案並且等於或大於閾值大小的一或多個非圖案區域。在一些實施例中，閾值大小為1μm2、5μm2、10μm2或100μm2，或者1μm2至100μm2之間的所有數目。當識別區域時，該區域係藉由避免相距電路圖案區域距離D1之內的邊界區域來計算。
在步驟S604處，粒子吸引區域的精細圖案係對於在步驟S603處識別的大的非圖案區域產生。
隨後，在步驟S605處，粒子吸引區域的原始電路圖案佈局資料及精細圖案資料經組合以產生用於電子束微影工具的遮罩圖資料(mask drawing data)。在一些實施例中，電子束微影工具需要其自身的資料格式，並且在此情況下，對遮罩圖資料執行格式轉換操作。
在步驟S606處，根據遮罩圖資料，在極紫外遮罩毛坯上形成的光阻劑層用電子束曝光。隨後，在步驟S607 處利用顯影溶液將經曝光的光阻劑層顯影，並且藉由將經顯影的光阻劑圖案用作蝕刻遮罩，抗反射層35及吸收體30係藉由乾式及/或濕式蝕刻而蝕刻，並且遮罩圖案經形成於遮罩基板上。隨後，在S608處，執行了遮罩檢查及遮罩修復操作。在一些實施例中，在遮罩檢查操作中，將粒子吸引區域60從檢查區域排除。此外，在一些實施例中，在遮罩修復操作中，將安置於粒子吸引區域60中的缺陷圖案及粒子從修復操作中排除。
第7A圖及第7B圖圖示根據本揭露的實施例的光遮罩資料產生裝置。第7A圖為根據如本文所述的一或多個實施例的執行光遮罩資料產生過程的電腦系統的示意圖。上述實施例的製程、方法及/或操作的全部或部分可使用電腦硬體及在其上執行的電腦程式來實現。在第7A圖中，電腦系統900具有電腦901，該電腦包括光碟唯讀記憶體(例如，CD-ROM或DVD-ROM)驅動器905及磁碟驅動器906、鍵盤902、滑鼠903，及螢幕904。
第7B圖為圖示電腦系統900的內部配置的圖。在第7B圖中，除了光碟驅動器905及磁碟驅動器906之外，電腦901具有：一或多個處理器911，諸如微處理單元(micro processing unit；MPU)；ROM 912，其中儲存諸如啟動程式的產生；隨機存取記憶體(random access me鉬ry；RAM)913，連接至MPU 911並且其中暫時地儲存應用程式且提供了臨時儲存區域；硬碟914，其中儲存應用程式、系統程式及資料；及匯流排915，連接MPU 911、ROM 912等等。應注意，電腦901可包括用於提供連接至LAN的網路卡(未圖示)。
用於使電腦系統900執行上述實施例中的光遮罩資料產生裝置的功能的程式可儲存於光碟921或磁碟922中，該光碟921或磁碟922插入於光碟驅動器905或磁碟驅動器906中，並且隨後傳輸至硬碟914。或者，程式可經由網路(未圖示)傳輸至電腦901並且儲存於硬碟914中。在執行時，程式經載入至RAM 913中。程式可從光碟921或磁碟922載入，或者直接從網路載入。
程式不一定必須包括例如操作系統(operating system；OS)或第三方程式以使電腦901執行在前述實施例中的光遮罩資料產生裝置的功能。程式可僅包括用於在受控模式下調用適當功能(模組)並且獲得所需結果的命令部分。
在一些實施例中，在程式中，由程式實現的功能不包括可僅由硬體實現的功能。在一些實施例中，例如，在獲取資訊的獲取單元或在輸出資訊的輸出單元中，可僅由硬體(諸如網路介面)實現的功能不包括在由上述程式實現的功能中。此外，執行程式的電腦可為單個電腦或可為多個電腦。
此外，在一些實施例中，用於實現光遮罩資料產生裝置的功能的程式的全部或部分為用於光遮罩製造製程的另一程式的一部分。此外，在一些實施例中，用於實現光遮罩資料產生裝置的功能的程式的全部或部分係由ROM實現，該ROM由例如半導體裝置組成。
第8圖圖示根據本揭露的另一實施例的極紫外遮罩的橫截面圖。相對於上述實施例解釋的材料、配置、尺寸、製程及/或操作可用於以下實施例，並且可以省略其詳細解釋。
在上述實施例中，一或多個粒子吸引區域60包括暴露覆蓋層25之釕表面的精細圖案65(見第3圖)。在以下實施例中，薄的導電層80形成於粒子吸引區域中，如第8圖中所示。
使用充分吸收或傳輸極紫外光的材料作為導電層80。在一些實施例中，導電層80具有比最頂層(除了導電層80之外)更高的導電性。在某些實施例中，導電層80具有比抗反射層35及/或吸收層30更高的導電性。
在一些實施例中，導電層80係由Ru、Zr、Mo或其他適當的導電材料製成。在一些實施例中，導電層80的厚度係在從約0.2nm至約2nm的範圍中。在一些實施例中，導電層80係僅安置在粒子吸引區域中；並且在其他實施例中，導電層80經安置在抗反射層35的整個上表面上。如第9圖中所示，在一些實施例中，導電層80為在每一粒子吸引區域60之內的一連續圖案。在其他實施例中，多個圖案化導電層(相同或不同大小)經安置在每一粒子吸引區域中，如第10圖中所示，導電層80中之每一者皆大於極紫外遮罩所使用的極紫外曝光裝置的解析度極限。在其他實施例中，多個圖案化導電層小於極紫外曝光裝置的解析度極限。
上述實施例的極紫外遮罩用於極紫外微影中。
第11圖圖示根據本揭露的實施例的吸收體表面上及釕表面上的粒子計數。在遮罩用於不同極紫外曝光工具A及B之後對粒子進行計數。如第11圖中所示，釕表面比吸收體表面更對粒子吸引。
應將理解，在本文中並非必須論述所有優點，沒有特定優點對於所有實施例或實施例是需要的，並且其他實施例或實施例可以提供不同的優點。
根據本揭露的一態樣，極紫外(EUV)遮罩包括：多層鉬/矽堆疊，包含安置於遮罩基板的第一主表面之上的交替的鉬及矽層；覆蓋層，由釕製成並且安置在多層鉬/矽堆疊之上；及在覆蓋層上的吸收體層。極紫外遮罩包括電路圖案區域及粒子吸引區域，並且覆蓋層在粒子吸引區域的圖案的底部處暴露。在一或多個上述及以下實施例中，粒子吸引區域中的圖案具有小於極紫外遮罩所使用的極紫外曝光裝置的解析度極限的尺寸。在一或多個上述及以下實施例中，粒子吸引區域中的圖案為線及間距圖案。在一或多個上述及以下實施例中，線及間距圖案中的節距小於晶圓上的λ/(2NA)，其中λ是極紫外光的波長並且NA是極紫外曝光裝置的數值孔徑。在一或多個上述及以下實施例中，至少一個粒子經安置在粒子吸引區域中暴露的覆蓋層上。在一或多個上述及以下實施例中，電路圖案區域及粒子吸引區域彼此間隔開至少約0.5μm。
根據本揭露的另一態樣為一種製造半導體裝置的方法，包含藉由使用前述之極紫外遮罩在基板上形成光阻 劑圖案。於一些實施例中，方法進一步包含吸附在粒子吸引區域中曝光的覆蓋層上的至少一個粒子。
根據本揭露的另一態樣，極紫外(EUV)遮罩包括：多層鉬/矽堆疊，包含安置於遮罩基板的第一主表面之上的交替的鉬及矽層；覆蓋層，由釕製成並且安置在多層鉬/矽堆疊之上；及在覆蓋層上的吸收體層。極紫外遮罩包括電路圖案區域及粒子吸引區域，並且導電層在粒子吸引區域中的吸收體層之上形成為最頂層。在一或多個上述及以下實施例中，導電層具有比吸收體層更高的導電性。在一或多個上述及以下實施例中，極紫外遮罩包括安置在該吸收體層上的抗反射層，並且導電層經安置在該抗反射層上。在一或多個上述及以下實施例中，導電層具有比抗反射層更高的導電性。在一或多個上述及以下實施例中，導電層係由釕、鋯或鉬製成。在一或多個上述及以下實施例中，導電層的厚度在從約0.2nm至約2nm的範圍中。在一或多個上述及以下實施例中，至少一個粒子經安置在粒子吸引區域中的導電層上。在一或多個上述及以下實施例中，電路圖案區域及粒子吸引區域彼此間隔開至少約0.5μm。在一或多個上述及以下實施例中，導電層經安置在電路圖案區域中。
根據本揭露的另一態樣，在製作極紫外遮罩的方法中，獲取電路圖案資料。識別一或多個非圖案區域。對於一或多個非圖案區域產生粒子吸引圖案。遮罩圖資料係從電路圖案資料及粒子吸引圖案產生。極紫外遮罩係使用經產生的遮罩圖資料製造。在一或多個上述及以下實施例中，方 法更包含檢查製造的極紫外遮罩，其中未檢查一或多個非圖案區域。在一或多個上述及以下實施例中，粒子吸引圖案包括線及間距圖案。在一或多個上述及以下實施例中，線及間距圖案中的節距小於晶圓上的λ/(2NA)，其中λ是極紫外光的波長並且NA是極紫外曝光裝置的數值孔徑。在一或多個上述及以下實施例中，粒子吸引圖案包含對於一或多個非圖案區域的每一者的一連續圖案。在一或多個上述及以下實施例中，粒子吸引圖案包含對於一或多個非圖案區域的每一者的多個圖案，該些圖案的每一者大於極紫外遮罩所使用的極紫外曝光裝置的解析度極限。在製造半導體裝置的方法中，光阻劑圖案係藉由使用根據一或多個上述及以下實施例的極紫外遮罩於基板上形成。在一或多個上述及以下實施例中，至少一個粒子經吸附在粒子吸引區域中暴露的覆蓋層上。
前述內容概括了若干實施例或實施例之特徵，以便熟習該項技術者可較佳地理解本揭露之態樣。熟習該項技術者應理解，其可輕易地使用本揭示內容作為用於設計或修改其他製程及結構之基礎，該些其他製程及結構用於實現本文介紹之實施例或實施例的相同目的及/或達成相同優點。熟習該項技術者亦應瞭解，該些同等構造不背離本揭露之精神及範疇，且在不背離本揭露之精神及範疇之情況下，熟習該項技術者可以進行各種改變、替代及更改。
10‧‧‧遮罩基板
15‧‧‧導電層
17‧‧‧鉬層/鈹層
19‧‧‧矽層
20‧‧‧多層堆疊
25‧‧‧覆蓋層
30‧‧‧極紫外吸收層/吸收體
35‧‧‧抗反射層
50‧‧‧電路圖案
70‧‧‧黑色邊界區域
80‧‧‧導電層

Claims (10)

  1. 一種極紫外(extreme ultraviolet；EUV)遮罩，包含：一多層鉬/矽堆疊，包括安置在一遮罩基板的一第一主表面上的交替的鉬層及矽層；一覆蓋層，由釕製成並且安置在該多層鉬/矽堆疊上；以及在該覆蓋層上的一吸收體層，其中該極紫外遮罩包括一電路圖案區域及一粒子吸引區域，該覆蓋層在該粒子吸引區域的圖案的底部處暴露，且該粒子吸引區域的該些圖案具有小於該極紫外遮罩所使用的一極紫外曝光裝置的一解析度極限的尺寸。
  2. 如請求項1所述之極紫外遮罩，其中至少一粒子吸附在該粒子吸引區域中暴露的該覆蓋層上。
  3. 如請求項1所述之極紫外遮罩，其中該粒子吸引區域中的該些圖案為線及間距圖案。
  4. 如請求項1所述之極紫外遮罩，其中該電路圖案區域及該粒子吸引區域彼此間隔開至少0.5μm。
  5. 一種極紫外(extreme ultraviolet；EUV)遮罩，包含： 一多層鉬/矽堆疊，包括安置在一遮罩基板的一第一主表面上的交替的鉬層及矽層；一覆蓋層，由釕製成並且安置在該多層鉬/矽堆疊上；以及在該覆蓋層上的一吸收體層，其中該極紫外遮罩包括一電路圖案區域及一粒子吸引區域，及一導電層在該粒子吸引區域中的該吸收體層之上形成為一最頂層。
  6. 如請求項5所述之極紫外遮罩，其中該導電層具有比該吸收體層更高的一導電性。
  7. 如請求項5所述之極紫外遮罩，進一步包含安置在該吸收體層上的一抗反射層，其中該導電層安置在該抗反射層上。
  8. 如請求項7所述之極紫外遮罩，其中該導電層具有比該抗反射層更高的一導電性。
  9. 如請求項5所述之極紫外遮罩，其中該至少一個粒子經安置在該粒子吸引區域中的該導電層上。
  10. 一種製造一極紫外遮罩的方法，包含：獲取電路圖案資料； 識別一或多個非圖案區域；對於該一或多個非圖案區域產生粒子吸引圖案；從該電路圖案資料及該些粒子吸引圖案產生遮罩圖資料；以及使用該產生的遮罩圖資料製造該極紫外遮罩。
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