TWI736737B - 極紫外光(euv)微影光罩 - Google Patents
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Abstract
本發明關於一種半導體結構,特別是關於極紫外光(EUV)微影光罩及製造方法。EUV光罩結構包含:一反射層;一覆蓋材料於反射層上;一緩衝層於覆蓋材料上;交替吸收層於緩衝層上;以及一覆蓋層於交替吸收層的頂部。
Description
本發明關於半導體結構,特別是關於極紫外光(EUV)微影光罩及製造方法。
極紫外光微影(EUV)為下一代的微影技術,其使用極紫外光(EUV)波長,例如13.5nm。更特別地,在許多關鍵水平上,圖案化更小的技術節點的微影圖案化將需要EUV微影。由於EUV掃描器中的所有光學元件都必須具有反射性,因此EUV光罩必須以與其法線成一角度的方式進行照明。EUV光罩的非正交照明造成:(i)垂直於入射光束的線的遮蔽;(ii)遠心誤差的出現,其導致通過焦點的圖案偏移;以及(iii)由於光罩中的反射多層塗層所引起的變跡(apodization)而造成的影像對比耗損。
EUV反射光罩由沉積在一含蓋多層反射體(如Mo/Si)上的圖案化吸收體(如TaN、TaBN)所組成。圖案化吸收體需為非常厚,以保持EUV反射率在約2%或低於約2%,這是高影像對比所需。傳統吸收體的最小厚度為50nm至70nm。然而,此厚度增加了遮蔽效應,特別是當光束以與法線成大約6度的入射角被導向至反射體時。
在本發明的一態樣中,極紫外光光罩結構包含:一反射層; 一覆蓋材料於反射層上;一緩衝層於覆蓋材料上;交替吸收層於緩衝層上;以及一覆蓋層於交替吸收層的頂部。
在本發明的一態樣中,極紫外光光罩結構包含:一Mo/Si的多層反射層;一覆蓋材料,直接在多層反射層上;一緩衝層,直接在覆蓋材料上;Ni基材料及Ta基材料的交替吸收層於緩衝層上;以及一覆蓋層於交替吸收層的頂部。
在本發明的一態樣中,方法包含:直接在一反射層上形成一覆蓋材料;直接在覆蓋材料上形成一緩衝層;形成Ni基材料及Ta基材料的交替吸收層於緩衝層上;形成一阻抗層於一最上層的Ta基吸收層上;以及選擇性地蝕刻緩衝層及交替吸收層以形成一圖案。
100‧‧‧EUV光罩
105‧‧‧反射基層
110‧‧‧覆蓋層
115‧‧‧緩衝層
120‧‧‧Ni層
125‧‧‧TaN層
130‧‧‧Ni層
135‧‧‧TaN層
140‧‧‧阻抗層
145‧‧‧圖案
在下面的詳細描述中,將透過本發明的範例性具體實施例的非限制性範例、參考所提到的複數個圖式來描述本發明。
圖1顯示根據本發明態樣的EUV光罩及相應的製造程序;圖2顯示根據本發明態樣的具有阻抗層的EUV光罩及相應的製造程序;圖3顯示根據本發明態樣的圖案化EUV光罩及相應的製造程序;圖4顯示根據本發明態樣的具有從反射表面所反射的入射光的EUV光罩。
本發明關於半導體結構,特別是關於極紫外光(EUV)微影光罩及製造方法。更特別地,本發明關於具有薄吸收層及緩衝層的EUV光罩,其提供高度吸收的圖案化吸收層於光罩上(相較於傳統系統)。有利地,本文 所揭露的EUV光罩顯著地降低了EUV特定問題的嚴重程度,包含例如遮蔽效應。
本發明的EUV光罩可使用多種不同的工具、以多種方式來製造。然而,一般而言,使用方法和工具係用以形成尺寸在微米及奈米尺度的結構。用以製造本發明的EUV光罩的方法(即技術)採用自積體電路(IC)技術。舉例來說,結構係建立於晶圓上並實現於晶圓頂部上由光學微影製程所圖案化的材料薄膜中。特別地,EUV光罩的製造使用三個基本的建構部分:(i)在基板上沉積材料的薄膜,(ii)藉由光學微影成像在薄膜頂部施加圖案化光罩,以及(iii)對光罩選擇性地蝕刻薄膜。
圖1顯示根據本發明態樣的EUV光罩及相應的製造程序。在具體實施例中,EUV光罩100包含沉積於反射基層105上的覆蓋層110。在具體實施例中,覆蓋層110為由傳統沉積製程(例如化學氣相沉積(CVD)製程)所沉積的Ru覆蓋層。反射基層105可為其上具有反射塗層的Mo/Si。
仍參考圖1,緩衝層115沉積於覆蓋層110上。在具體實施例中,作為一範例,緩衝層115為TaN,其可藉由傳統沉積方法(如CVD)沉積至約1nm至20nm的厚度。緩衝層115也可為其他的吸收體材料,其將位在Ru覆蓋層110及隨後形成的吸收層(如Ni層120)之間。在具體實施例中,緩衝層115可為其他的Ta基材料,例如TaBN,其任一者用以在隨後的蝕刻製程期間保護底下的反射基層105。
在具體實施例中,使用傳統的沉積方法(如CVD)沉積Ni基材料及Ta基材料的交替吸收層於緩衝層115上。舉例來說,Ni層120沉積於緩衝層115上,接著為TaN層125、Ni層130及TaN層135(例如覆蓋層)。熟此技藝者應理解到,可有更多或更少的交替吸收材料(例如1到10對)。再者,在具體實施例中,層120、125、130、135的每一層可沉積至約1nm至10nm的厚度,較佳在2nm到4nm之間。在具體實施例中,層115、120、125、130、135的總厚度的範圍可在約25nm到45nm或更少,更佳在例如15nm到40 nm,其將為EUV光罩100提供有效的吸收。此外,在具體實施例中,Ni層120、130的厚度將避免Ni材料的結晶化並使薄膜應力可受控制。
如圖2所進一步顯示,阻抗材料140沉積於上覆蓋層135上。在具體實施例中,阻抗材料140可為已知阻抗材料(包含例如硬式光罩材料及抗反射塗層)的堆疊。上覆蓋層135將避免鎳從Ni層130(如最上層的Ni層)擴散到阻抗層140。熟此技藝者應理解到,Ni可能擴散至阻抗中並阻礙阻抗被洗去。
圖3顯示根據本發明態樣的圖案化光罩及相應的製造程序。在具體實施例中,形成於上覆蓋層135上的阻抗層140暴露在能量(光)下,以形成一圖案(開口)。使用具有選擇性化學作用的蝕刻製程(如反應性離子蝕刻(RIE))在吸收層120、125、130、135及緩衝層115中形成一或多個圖案145。在具體實施例中,F或CL2的化學作用可用以圖案化(蝕刻)Ta基材料(例如層115、125及135);另一方面,使用CH4的更具侵蝕性的化學作用來圖案化(蝕刻)Ni基材料(例如120、130)。熟此技藝者應認識到,緩衝層115將在更具侵蝕性的Ni蝕刻期間保護底下的層105、110。以此方式,在吸收層(例如Ni層120)的圖案化期間,反射基層105不會被損壞。在圖案化之後,可接著藉由傳統的氧氣灰化製程或其他已知的剝除程序(stripants)來移除阻抗層140。
圖4顯示根據本發明態樣的具有從反射表面所反射的入射光的EUV光罩。如此圖所示,6°的入射EUV光將從層105的表面反射,其中由吸收層120、125、130、135的降低高度的吸收所引起的遮蔽效應較少。以此方式,EUV光罩100將降低EUV特定問題的嚴重程度,包含例如遮蔽效應及對比耗損。
由上述方法所製成的光罩用於積體電路晶片的製造。所產生的積體電路晶片可由製造者以原始晶片的形式(即作為具有多個未封裝晶片的單晶圓)作為裸晶粒分送、或以封裝形式分送。在後者情況中,晶片安 裝於單一晶片封裝(例如塑料載體,具有固定至主機板或其他更高階載體的引線)中或安裝於多晶片封裝(如具有表面內連線或埋層內連線的其中一或兩者的陶瓷載體)中。在任何情況下,晶片接著與其他晶片、離散電路元件及/或其他信號處理裝置整合為(a)中間產品(例如主機板)、或(b)終端產品的部分。終端產品可為包含積體電路晶片的任何產品,其範圍從玩具到其他低端應用到具有顯示器、鍵盤或其他輸入裝置、及中央處理器的高級電腦產品。
已出於說明目的提出本發明的各種具體實施例的描述,但其並不意圖為詳盡的或受限於所揭露的具體實施例。在不偏離所述具體實施例的範疇及精神下,許多修改及變化對熟此技藝者而言是明顯的。本文所使用的術語係選擇以最佳地解釋具體實施例的原理、實際應用或針對市場上所發現技術的技術改良、或使其他熟此技藝者能夠理解本文所揭露的具體實施例。
100‧‧‧EUV光罩
105‧‧‧反射基層
110‧‧‧覆蓋層
115‧‧‧緩衝層
120‧‧‧Ni層
125‧‧‧TaN層
130‧‧‧Ni層
135‧‧‧TaN層
Claims (20)
- 一種極紫外光光罩結構,包含:一反射層;一覆蓋材料於該反射層上;一緩衝層於該覆蓋材料上;以及多個交替吸收層於該緩衝層上,其中該等交替吸收層為多個成對層;其中該等交替吸收層與該緩衝層的一總厚度是設定以提供用於在0度至6度之間的入射極紫外光的最小遮蔽。
- 如申請專利範圍第1項所述的極紫外光光罩結構,其中該反射層為Mo/Si且該覆蓋材料為Ru。
- 如申請專利範圍第1項所述的極紫外光光罩結構,其中該緩衝層為Ta材料的一吸收層。
- 如申請專利範圍第3項所述的極紫外光光罩結構,其中該緩衝層為TaN或TaBN材料。
- 如申請專利範圍第1項所述的極紫外光光罩結構,其中該等交替吸收層包含Ni及Ta基材料。
- 如申請專利範圍第1項所述的極紫外光光罩結構,其中Ni直接沉積於該緩衝層上且該緩衝層直接沉積於該覆蓋材料上。
- 如申請專利範圍第1項所述的極紫外光光罩結構,其中該等交 替吸收層的每一者具有約1nm至10nm的一厚度。
- 如申請專利範圍第7項所述的極紫外光光罩結構,其中該等交替吸收層的每一者各具有約2nm至4nm的一厚度。
- 如申請專利範圍第1項所述的極紫外光光罩結構,更包含一覆蓋層於該等交替吸收層的頂部。
- 一種極紫外光光罩結構,包含:一Mo/Si的多層反射層;一覆蓋材料,直接在該多層反射層上;一緩衝層,直接在該覆蓋材料上;以及多個Ni基材料及Ta基材料的交替吸收層於該緩衝層上,其中該等交替吸收層為多個成對層;其中該等交替吸收層與該緩衝層的一總厚度是設定以提供用於在0度至6度之間的入射極紫外光的最小遮蔽。
- 如申請專利範圍第10項所述的極紫外光光罩結構,其中該覆蓋材料為Ru。
- 如申請專利範圍第10項所述的極紫外光光罩結構,其中該緩衝層為Ta基材料。
- 如申請專利範圍第10項所述的極紫外光光罩結構,其中該等交替吸收層包含多個Ta基層與多個Ni層交替。
- 如申請專利範圍第13項所述的極紫外光光罩結構,其中Ni直接地沉積於該緩衝層上。
- 如申請專利範圍第10項所述的極紫外光光罩結構,其中該等交替吸收層的每一者具有約1nm至10nm的一厚度。
- 如申請專利範圍第15項所述的極紫外光光罩結構,其中該等交替吸收層的每一者各具有約2nm至4nm的一厚度。
- 如申請專利範圍第16項所述的極紫外光光罩結構,其中該等交替吸收層及該緩衝層的該總厚度為約25nm至約45nm。
- 如申請專利範圍第10項所述的極紫外光光罩結構,更包含一覆蓋層於該等交替吸收層的頂部。
- 一種製造一半導體結構的方法,包含:直接在一反射層上形成一覆蓋材料;直接在該覆蓋材料上形成一緩衝層;在該緩衝層上形成多個Ni基材料及Ta基材料的交替吸收層;形成一阻抗層於一最上層的Ta基吸收層上;以及選擇性地蝕刻該緩衝層及該等交替吸收層以形成一圖案,其中該最上層的Ta基吸收層避免Ni擴散至該阻抗層。
- 如申請專利範圍第19項所述的方法,其中該緩衝層在Ni的該等交替吸收層的一選擇性蝕刻期間保護該反射層。
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