堆疊掩模的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種堆疊掩模。該掩模包括：低熱膨脹材料(LTEM)襯底、至少兩個(gè)吸收層以及分離這兩個(gè)吸收層的間隔層。第一吸收層沉積在LTEM襯底上方。該掩模進(jìn)一步包括位于吸收層的上方的頂涂層。間隔層的厚度約等于晶圓襯底上的構(gòu)形部件的高度乘以物鏡的縮倍的平方。吸收層包括階段圖案。
【專利說明】堆疊掩模
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總的來說涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，涉及一種堆疊掩模。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體集成電路(IC)工業(yè)經(jīng)歷了指數(shù)式增長(zhǎng)。IC材料和設(shè)計(jì)的技術(shù)進(jìn)步產(chǎn)生了多代1C，每一代IC都具有比前一代更小且更復(fù)雜的電路。在IC發(fā)展的過程中，通常在減小幾何尺寸(即，可以使用制造工藝制造的最小部件(或線))的同時(shí)增加功能密度(即，每個(gè)芯片面積的互連器件數(shù)量)。這種按比例縮小的工藝通常通過提高生產(chǎn)效率并降低相關(guān)成本來提供益處。這種按比例縮小也增加了處理和制造IC的復(fù)雜性，并且為了實(shí)現(xiàn)這些進(jìn)步，需要IC處理和制造方面的類似發(fā)展。
[0003]例如，隨著部件尺寸按比例縮小，改進(jìn)了光學(xué)光刻系統(tǒng)的分辨率。然而，提高分辨率的結(jié)果是降低了焦深(DOF)。在許多情況下，DOF僅僅足夠支持光刻膠膜厚度、晶圓平面度以及IC器件的平坦化公差、光學(xué)光刻系統(tǒng)的調(diào)焦和調(diào)平誤差。因此，需要改進(jìn)光學(xué)光刻系統(tǒng)的DOF的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種掩模，包括:低熱膨脹材料(LTEM)襯底；至少兩個(gè)吸收層，其中第一吸收層沉積在LTEM襯底的上方；以及間隔層，分離這兩個(gè)吸收層。
[0005]優(yōu)選地，該掩模進(jìn)一步包括位于吸收層上方的頂涂層。
[0006]優(yōu)選地，間隔層的厚度約等于晶圓襯底上的構(gòu)形部件的高度乘以物鏡的縮倍的平方。
[0007]優(yōu)選地，吸收層包括階段圖案。
[0008]優(yōu)選地，LTEM襯底包括熔融硅、熔融石英、氟化鈣(CaF2)、碳化硅或者氧化硅-氧化鈦合金。
[0009]優(yōu)選地，吸收層包括Cr、CrN, CrO, CrON, Mo、MoS1、MoSiN、MoSiON、Ta、TaON、TaB、TaBN、TaHfN, TaHf、TaS1、TaSiN、TaGe、TaGeN、TaZrN 或 TaZr。
[0010]優(yōu)選地，間隔層包括基于MoSi的化合物、基于Si的化合物、基于Ta的化合物、氧化硅或者摻鋯、鋇、鑭、鋁、鈉、磷、硫、硒或碲的氧化硅。
[0011 ]優(yōu)選地，頂涂層包括 CrN、CrON, CrO, TaO、TaON、SiO、SiO2, SiN 或 SiON。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種堆疊掩模，包括:低熱膨脹材料(LTEM)襯底；至少兩個(gè)吸收層，包括第一吸收層和第二吸收層，第一吸收層沉積在LTEM襯底的上方；以及間隔層，分離這兩個(gè)吸收層，間隔層的厚度約等于晶圓襯底上的構(gòu)形部件的高度乘以物鏡的縮倍的平方。
[0013]優(yōu)選地，該掩模進(jìn)一步包括位于第一吸收層、第二吸收層或者兩者上方的頂涂層。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種制造掩模的方法，包括:接收低熱膨脹材料(LTEM)襯底；在LTEM襯底的上方沉積第一吸收層；在第一吸收層的上方沉積第一間隔層；在第一間隔層的上方沉積第二吸收層；以及形成掩模的階段吸收層圖案。
[0015]優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括在第二吸收層的上方沉積第二間隔層。
[0016]優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括在第二吸收層的上方沉積第三吸收層。
[0017]優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括在第一吸收層、第二吸收層或者兩者上方沉積頂涂層。
[0018]優(yōu)選地，形成階段吸收層圖案包括在LTEM襯底上涂覆光刻膠膜、曝光光刻膠膜、顯影曝光的光刻膠膜以在LTEM襯底上形成光刻膠圖案、以及蝕刻具有光刻膠圖案的LTEM襯底以在LTEM襯底上形成階段圖案。
[0019]優(yōu)選地，曝光光刻膠膜包括使用掩模寫入器將光刻膠圖案寫至光刻膠膜。
[0020]優(yōu)選地，形成階段圖案包括形成第一階段圖案和第二階段圖案。
[0021]優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括使第二階段圖案與第一階段圖案對(duì)準(zhǔn)。
[0022]優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括使用掩模檢查工具檢查階段圖案的缺陷，其中，檢查階段圖案包括修復(fù)缺陷。
[0023]優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括:使用掩模在晶圓襯底上形成光刻膠圖案。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]當(dāng)參照附圖閱讀時(shí)，根據(jù)以下詳細(xì)描述可以更好地理解本發(fā)明。需要強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)慣例，各個(gè)部件沒有按比例繪制并且僅用于說明的目的。事實(shí)上，為了清楚地討論，可以任意增大或減小各個(gè)部件的尺寸。
[0025]圖1示出了從本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例獲益的光學(xué)光刻系統(tǒng)的示圖。
[0026]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的用于光學(xué)光刻系統(tǒng)的二階掩模的實(shí)例。
[0027]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的用于光學(xué)光刻系統(tǒng)的三階掩模的實(shí)例。
[0028]圖4是制造用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的階段掩模的流程圖。
[0029]圖5至圖10示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的形成二階掩模的截面圖。
[0030]圖11是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的二階掩模的實(shí)例。
[0031]圖12至圖17示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的形成二階掩模的截面圖。
[0032]圖18至圖23示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的形成三階掩模的截面圖。
[0033]圖24是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的三階掩模的實(shí)例。
【具體實(shí)施方式】
[0034]以下公開提供了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明不同特征的許多不同的實(shí)施例或?qū)嵗?。以下描述了部件和配置的具體實(shí)例以簡(jiǎn)化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅僅是實(shí)例而不用于限制。例如，在以下描述中第一部件形成在第二部件的上方或第二部件上可包括第一部件和第二部件形成為直接接觸的實(shí)施例，并且還可以包括在第一部件和第二部件之間形成附加部件以使第一部件和第二部件不直接接觸的實(shí)施例。此外，本發(fā)明可在各個(gè)實(shí)例中重復(fù)參照數(shù)字和/或字母。這樣重復(fù)是為了簡(jiǎn)化和清楚的目的，但其自身并不表示所討論的各個(gè)實(shí)施例和/或配置之間的關(guān)系。
[0035]現(xiàn)在參照?qǐng)D1，光學(xué)光刻系統(tǒng)100是可以從本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例獲益的系統(tǒng)的實(shí)例。光學(xué)光刻系統(tǒng)100包括光源102、光104、聚光透鏡106、光掩模108、掩模載物臺(tái)110、投影透鏡112、襯底載物臺(tái)114、襯底116和光刻膠膜118。然而，其它配置以及包含或省略特定器件也是可能的。在本發(fā)明中，系統(tǒng)100還被稱為光刻機(jī)或掃描儀，以及光掩模108還被稱為掩?；蛑虚g掩模。在本實(shí)施例中，光源102包括提供波長(zhǎng)范圍從UV至DUV的光104的輻射源。例如，汞燈提供諸如G線(436nm)或I線(365nm)的UV波長(zhǎng)。作為另一個(gè)實(shí)例，準(zhǔn)分子激光提供諸如248nm、193nm或157nm的DUV波長(zhǎng)。聚光透鏡106被配置為將光104引導(dǎo)至光掩模108。光掩模108阻擋部分光104并提供光104的空間像以形成圖案化的光104。光掩模108可以是二元掩模(BM)、超二元掩模(SBM)或包括交替式相移掩模(alt.PSM)或衰減型相移掩模(att.PSM)的相移掩模(PSM)。光掩模108位于掩模載物臺(tái)110上。掩模載物臺(tái)110包括多個(gè)電機(jī)、導(dǎo)輪和工作臺(tái)。掩模載物臺(tái)110還通過真空保護(hù)掩模工作臺(tái)110上的光掩模108。掩模載物臺(tái)110進(jìn)一步在光學(xué)光刻系統(tǒng)100的對(duì)準(zhǔn)、調(diào)焦、調(diào)平和曝光操作期間提供光掩模108在X、Y和Z方向的精確定位和移動(dòng)。投影透鏡112包括用于減小由光掩模108提供的圖案圖像的放大透鏡，并將圖案化的光104引導(dǎo)至沉積在被襯底載物臺(tái)114固定的襯底116上的光刻膠膜118。襯底載物臺(tái)114包括電機(jī)、導(dǎo)輪和工作臺(tái)。襯底載物臺(tái)114還通過真空保護(hù)襯底116。襯底載物臺(tái)進(jìn)一步在光學(xué)光刻系統(tǒng)100的對(duì)準(zhǔn)、聚集、調(diào)平和曝光操作期間提供襯底116在X、Y和Z方向的精確定位和移動(dòng)，以使光掩模的圖像以重復(fù)方式被轉(zhuǎn)印至襯底(雖然其它光刻方法也是可能的)。光學(xué)光刻系統(tǒng)100或部分光學(xué)光刻系統(tǒng)可包括附加裝置，諸如真空系統(tǒng)和/或冷卻系統(tǒng)。
[0036]繼續(xù)本實(shí)施例，沉積有光刻膠膜118的襯底116被裝載在襯底載物臺(tái)114上，通過圖案化的光104來進(jìn)行曝光。光刻膠膜118包括正性光刻膠或負(fù)性光刻膠。襯底116包括晶圓襯底。晶圓襯底包括娃晶圓。可選或附加地，晶圓可包括:另一種基本半導(dǎo)體，諸如錯(cuò)；化合物半導(dǎo)體，包括碳化硅、砷化鎵、磷化鎵、磷化銦、砷化銦和/或銻化銦；合金半導(dǎo)體，包括 SiGe、GaAsP、AlInAs、AlGaAs、GalnAs、GaInP 和 / 或 GalnAsP。在又一個(gè)可選實(shí)施例中，晶圓是絕緣體上半導(dǎo)體(SOI)。多個(gè)導(dǎo)電和不導(dǎo)電薄膜可沉積在晶圓上。例如，導(dǎo)電薄膜可包括諸如鋁(Al)、銅(Cu)、鎢(W)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、金(Au)和鉬(Pt)的金屬或它們的合金。絕緣膜可包括氧化硅或氮化硅。
[0037]在本實(shí)施例中，晶圓襯底116進(jìn)一步包括通過離子注入或擴(kuò)散形成的各種摻雜部件(諸如η型阱和/或P型阱)。晶圓襯底116還包括諸如淺槽隔離(STI)的各種隔離部件。STI部件可對(duì)晶圓襯底具有重要的構(gòu)形(topography)影響。隨著部件尺寸按比較縮小，提高了光學(xué)光刻系統(tǒng)100的分辨率。然而，這種提高涉及焦深(DOF)折中。在許多情況下，DOF僅僅足夠支持光刻膠膜厚度、晶圓平面度和平坦化公差、調(diào)焦和調(diào)平誤差。當(dāng)系統(tǒng)構(gòu)形不能被進(jìn)一步平坦化時(shí)，可能超出DOF的預(yù)算，而這是不期望的。
[0038]現(xiàn)在參照?qǐng)D2，示出了使用光學(xué)光刻系統(tǒng)100曝光構(gòu)形晶圓116的堆疊掩模200的截面圖。如圖2所示，晶圓116包括構(gòu)形部件202。在圖2中通過H表示構(gòu)形部件202的頂面和晶圓116的頂面之間的距離。在一些實(shí)施例中，構(gòu)形部件的頂面和晶圓的頂面之間的距離也被稱為構(gòu)形部件的高度。投影透鏡112包括具有MX縮倍的透鏡，例如，掃描儀上的4X投影透鏡或光刻機(jī)上的5X投影透鏡。
[0039]如圖2所示，堆疊掩模200包括低熱膨脹材料(LTEM)襯底212、第一吸收層214、第一間隔層216和第二吸收層218。第一吸收層214沉積在LTEM襯底212的上方。第一間隔層216沉積在第一吸收層214的上方。第二吸收層218沉積在第一間隔層216的上方。第一間隔件216的厚度約為M2H。與第一隔離件216的厚度相比，第二吸收層218的厚度可以忽略。例如，如果距離H為IOOnm并且堆疊掩模200使用4X掃描儀。第一隔離件216的厚度約為 1600nm(42X 100 = 1600)。
[0040]如圖2所示，堆疊掩模200在晶圓116的上方產(chǎn)生兩個(gè)像平面，例如，第一像平面232和第二像平面234。在晶圓116的頂面附近形成第一像平面232。在構(gòu)形部件202的頂面附近形成第二像平面234。第一像平面232和第二像平面234之間的距離等于H。第一像平面232和第二像平面234均位于DOF范圍內(nèi)。
[0041]現(xiàn)在參照?qǐng)D3，示出了使用光學(xué)光刻系統(tǒng)100曝光構(gòu)形晶圓116的堆疊掩模300的截面圖。如圖3所示，晶圓116包括兩個(gè)構(gòu)形部件(構(gòu)形部件302和構(gòu)形部件304)。在圖3中通過H1表示構(gòu)形部件302的頂面和晶圓116的頂面之間的距離。在圖3中通過H2表示構(gòu)形部件302的頂面和構(gòu)形部件304的頂面之間的距離。投影透鏡112包括具有MX縮倍的透鏡，例如，掃描儀上的4X投影透鏡或光刻機(jī)上的5X投影透鏡。
[0042]如圖3所示，堆疊掩模300包括低熱膨脹材料(LTEM)襯底212、第一吸收層214、第一間隔層216、第二吸收層218、第二間隔層306和第三吸收層308。第一吸收層214沉積在LTEM襯底212的上方。第一間隔層216沉積在第一吸收層214的上方。第二吸收層218沉積在第一間隔層216的上方。第二間隔層306沉積在第二吸收層218的上方。第三吸收層308沉積在第二間隔層306的上方。第一間隔件216的厚度約為M2Hp與第一隔離件216的厚度相比，第二吸收層218的厚度可以忽略。例如，如果距離H1為IOOnm并且堆疊掩模300使用4X掃描儀，則第一間隔層216的厚度約為1600nm(42X 100 = 1600)。第二間隔層306的厚度約為M2H2。與第二間隔層306的厚度相比，第三吸收層308的厚度可以忽略。例如，如果距離H2為lOOnm，則第二間隔層306的厚度約為1600nm(42X 100 = 1600)。
[0043]如圖3所示，堆疊掩模300在晶圓116的上方產(chǎn)生三個(gè)像平面，例如，第一像平面332、第二像平面334和第三像平面336。在晶圓116的頂面附近形成第一像平面332。在構(gòu)形部件302的頂面附近形成第二像平面334。在構(gòu)形部件304的頂面附近形成第三像平面336。三個(gè)像平面均位于DOF范圍內(nèi)。在本實(shí)施例中，堆疊掩模200或300可以應(yīng)用于離散構(gòu)形部件或連續(xù)承載構(gòu)形。
[0044]現(xiàn)在參照?qǐng)D4，方法400可用于形成實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的堆疊掩模。方法400開始于步驟402，提供或接收掩模襯底。然后，方法400進(jìn)行至步驟404，在掩模襯底的表面上方沉積第一吸收層。在步驟404之后，方法400進(jìn)行至步驟406，在第一吸收層的上方沉積第一頂涂層。步驟406是可選步驟。堆疊掩?？梢圆话ǖ谝豁斖繉?。步驟406還可包括沉積蝕刻終止層。方法400進(jìn)一步進(jìn)行至步驟408，在第一頂涂層的上方沉積第一間隔層，或者如果跳過可選步驟406則在第一吸收層上方沉積第一間隔層。方法400進(jìn)行至步驟410，在第一間隔層的上方沉積第二吸收層。方法400進(jìn)行至步驟412，在第二吸收層的上方沉積第二頂涂層。步驟412是可選步驟。堆疊掩?？梢圆话ǖ诙斖繉?。
[0045]如圖4所示，方法400進(jìn)行至步驟414，形成圖2所示的二階堆疊掩模200的第一階段圖案。步驟414包括:通過旋涂工藝在第二頂涂層上涂覆第一光刻膠膜或者如果可選的頂涂層被跳過則在第二吸收層上涂覆第一光刻膠膜、通過掩模寫入器曝光第一光刻膠膜、顯影曝光的第一光刻膠膜以形成第一光刻膠圖案以及蝕刻第一光刻膠圖案從而形成二階堆疊掩模的第一階段圖案。在一些實(shí)施例中，曝光光刻膠膜也被稱為使用掩模寫入器寫入光刻膠膜。步驟414可包括在涂覆第一光刻膠膜之后的軟烘(SB)、在顯影之前的曝光后烘焙(PEB)和/或在顯影之后的顯影后烘焙(PDB)。步驟414還包括在蝕刻工藝之后剝離第一光刻膠膜以及下一步驟清洗表面。方法400進(jìn)行至步驟416，形成二階堆疊掩模的第二階段圖案。步驟416包括通過旋涂工藝在第一階段圖案的上方沉積第二光刻膠膜、通過掩模寫入器曝光第二光刻膠膜、顯影曝光的第二光刻膠膜以形成第二光刻膠圖案以及蝕刻第二光刻膠圖案從而形成二階堆疊掩模的第二階段圖案。步驟416可包括在涂覆第一光刻膠膜之后的軟烘(SB)、在顯影之前的曝光后烘焙(PEB)和/或在顯影之后的顯影后烘焙(PDB)。步驟416還包括在蝕刻工藝之后剝離第一光刻膠膜以及下一步驟清洗表面。方法400進(jìn)行至步驟418，檢查形成的掩模。步驟418可包括如果發(fā)現(xiàn)缺陷則修復(fù)掩模。在一個(gè)實(shí)施例中，可在步驟416之前或在步驟416之后執(zhí)行步驟418。在最終檢查之后，方法400進(jìn)行至步驟420，結(jié)束制造二階堆疊掩模。可在方法400之前、期間和之后提供附加步驟，并且對(duì)于方法400的附加實(shí)施例，可以替換、去除或移動(dòng)所述一些步驟。
[0046]在一些實(shí)施例中，在步驟412之后，或者如果可選步驟412被跳過則在步驟410之后，方法400可沿著用于形成圖3所示的三階堆疊掩模300的另一條路線繼續(xù)進(jìn)行。方法400進(jìn)行至步驟432，在第二頂涂層的上方沉積第二間隔層，或者如果跳過可選步驟412則在第二吸收層的上方沉積第二間隔層。在步驟432之后，方法400進(jìn)行至步驟434，在第二間隔層的上方沉積第三吸收層。方法400進(jìn)行至步驟436，在第三吸收層的上方沉積第三頂涂層。步驟436是可選步驟。因此，堆疊掩?？梢圆话ǖ谌斖繉?。
[0047]如圖4所示，方法400進(jìn)行至步驟438，形成圖3所示的三階堆疊掩模300的第一階段圖案。步驟438包括:通過旋涂工藝在第三頂涂層的上方沉積第一光刻膠膜或者如果跳過可選第三頂涂層則在第三吸收層上沉積第一光刻膠膜、通過掩模寫入器曝光第一光刻膠膜、顯影曝光的第一光刻膠膜以形成第一光刻膠圖案以及蝕刻第一光刻膠圖案從而形成三階堆疊掩模的第一階段圖案。步驟438可包括在涂覆第一光刻膠膜之后的軟烘(SB)、在顯影之前的曝光后烘焙(PEB)和/或在顯影之后的顯影后烘焙(PDB)。步驟438還包括在蝕刻工藝之后剝離第一光刻膠膜以及下一步驟清洗表面。方法400進(jìn)行至步驟440，形成三階堆疊掩模的第二階段圖案。步驟440包括例如通過旋涂工藝在第一階段圖案的上方沉積第二光刻膠膜、通過掩模寫入器曝光第二光刻膠膜、顯影曝光的第二光刻膠膜以形成第二光刻膠圖案以及蝕刻第二光刻膠圖案以形成三階堆疊掩模的第二階段圖案。步驟440可包括在涂覆第一光刻膠膜之后的軟烘(SB)、在顯影之前的曝光后烘焙(PEB)和/或在顯影之后的顯影后烘焙(PDB)。步驟440還包括在蝕刻工藝之后剝離第一光刻膠膜以及下一步驟清洗表面。方法400進(jìn)行至步驟442，形成三階堆疊掩模的第三階段圖案。步驟442包括通過旋涂工藝在第二階段圖案的上方沉積第三光刻膠膜、通過掩模寫入器曝光第三光刻膠膜、顯影曝光的第三光刻膠膜以形成第三光刻膠圖案以及蝕刻第三光刻膠圖案以形成三階堆疊掩模的第三階段圖案。步驟442可包括在涂覆第一光刻膠膜之后的軟烘(SB)、在顯影之前的曝光后烘焙(PEB)和/或在顯影之后的顯影后烘焙(PDB)。步驟442還包括在蝕刻工藝之后剝離第一光刻膠膜以及下一步驟清洗表面。方法400進(jìn)行至步驟444，檢查形成的掩模。步驟444可包括如果發(fā)現(xiàn)缺陷則修復(fù)掩模。在一個(gè)實(shí)施例中，可在步驟440之前和/或在步驟440之后執(zhí)行步驟444。在最終檢查之后，方法400進(jìn)行至步驟446，結(jié)束制造三階堆疊掩模?？稍诜椒?00之前、期間和之后提供附加步驟，并且對(duì)于方法400的附加實(shí)施例，可以替換、去除或移動(dòng)所述一些步驟。
[0048]在涉及方法400的前述討論中，通過物理汽相沉積(PVD)工藝(諸如蒸發(fā)和DC磁控濺射)、噴鍍工藝(諸如無電極噴鍍或電鍍)、化學(xué)汽相沉積(CVD)工藝(諸如常壓化學(xué)CVD(APCVD)、低壓CVD(LPCVD)、等離子體增強(qiáng)CVD(PECVD)或高密度等離子體CVD(HDPCVD))、離子束沉積、旋涂、金屬有機(jī)化合物分解(MOD)、原子層沉積(ALD)和/或本領(lǐng)域公知的其它方法沉積諸如吸收層、間隔層和頂涂層的各個(gè)層。在本實(shí)施例中，蝕刻工藝可包括干(等離子體)蝕刻、濕蝕刻和/或其它蝕刻方法。例如，干蝕刻工藝可使用含氧氣體、含氟氣體(例如，CF4, SF6, CH2F2, CHF3和/或C2F6)、含氯氣體(例如，Cl2, CHC13、CCl4和/或BCl3)、含溴氣體(例如，HBr和/或CHBR3)、含碘氣體、其它合適氣體和/或等離子體、和/或它們的組合。
[0049]現(xiàn)參照?qǐng)D5至圖10，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例示出了使用方法400形成堆疊掩模200的截面圖。如圖5所不,第一吸收層214沉積在LTEM襯底212的上方,第一間隔層216沉積在第一吸收層214的上方并且第二吸收層218沉積在第一間隔層216的上方。在一些實(shí)施例中，LTCM襯底212可包括熔融硅、熔融石英、氟化鈣(CaF2)、碳化硅、氧化硅-氧化鈦合金和/或其它合適的LTEM。在一個(gè)實(shí)施例中，第一吸收層214或第二吸收層218可包括鉻及其化合物，諸如CrN、CrON和CrO ;在另一個(gè)實(shí)施例中，第一吸收層214或第二吸收層218可包括鑰及其化合物，諸如MoS1、MoSiN和MoSiON ;以及在其他實(shí)施例中，第一吸收層214或第二吸收層218可包括鉭及其化合物，諸如TaN、TaON、TaB、TaBN、TaHfN、TaHf、TaS1、TaSiN、TaGe、TaGeN、TaZrN和TaZr。在一些實(shí)施例中，第一間隔層216可包括不透明或者透明材料。不透明材料可包括:基于MoSi的化合物，諸如MoS1、MoSiON和MoSiN;硅和硅化合物；以及鉭及其化合物。透明材料可包括氧化硅以及摻鋯、鋇、鑭、鋁、鈉、磷、硫、硒和/或碲的氧化硅。
[0050]繼續(xù)本文示出的實(shí)施例，第一光刻膠膜242涂覆在第二吸收層218上。如圖6所示，在曝光、顯影以及蝕刻工藝之后，圖案化的第二吸收層218形成在第一間隔層216的上方。在剝離第一光刻膠膜242后，通過將圖案化的第二吸收層218用作硬掩模來應(yīng)用蝕刻工藝從而如圖7所示形成堆疊掩模200 ( 二階堆疊掩模)的第一階段圖案。如圖8所示，將第二光刻膠膜244應(yīng)用于掩模200的第一階段圖案。如圖9所示，在曝光和顯影之后，形成圖案化的第二光刻膠模。如圖10所示，在蝕刻、剝離和清洗之后，使用方法400形成掩模200。
[0051]現(xiàn)在參照?qǐng)D11，根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例示出了堆疊掩模250的截面圖。堆疊掩模250包括兩個(gè)階段圖案。可通過圖4所示的方法400制造堆疊掩模250。堆疊掩模250與圖10所示的堆疊掩模200相似。堆疊掩模250包括低熱膨脹材料(LTEM)襯底212、第一吸收層214、間隔層216、第二吸收層218、第一頂涂層252以及第二頂涂層254。除了吸收層和間隔層以外，為了各種目的(諸如抗反射、保護(hù)吸收層或差別蝕刻終止)在吸收層的上方沉積頂涂層。
[0052]如圖11所示，第一吸收層214沉積在LTEM襯底212的上方。第一頂涂層252沉積在第一吸收層214的上方。第一間隔層216沉積在第一頂涂層252的上方。第二吸收層218沉積在第一間隔層216的上方。第二頂涂層254沉積在第二吸收層218的上方。在一些實(shí)施例中，第一頂涂層252或第二頂涂層254可包括基于Cr的化合物、基于Ta的化合物以及基于Si的化合物?；贑r的化合物包括CrN、CrON或CrO。基于Ta的化合物可包括TaO或TaON0基于Si的化合物包括SiO、SiO2, SiN或SiON。
[0053]現(xiàn)在參照?qǐng)D12至圖17，根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例示出了使用方法400形成堆疊掩模270的截面圖。如圖12所示，第一吸收層214沉積在LTEM襯底212的上方，蝕刻終止層272沉積在第一吸收層214的上方，第一間隔層216沉積在蝕刻終止層272的上方，第二吸收層218沉積在第一間隔層216的上方。在沉積之后,在第二吸收層218上沉積第一光刻膠膜242。如圖13所示，在曝光、顯影和蝕刻工藝之后，圖案化的第二吸收層218形成在第一間隔層216上。在剝離第一光刻膠膜242后，通過將圖案化的第二吸收層218用作硬掩模來應(yīng)用蝕刻工藝從而如圖14所示形成堆疊掩模270 ( 二階堆疊掩模)的第一階段圖案。如圖15所示，將第二光刻膠膜244應(yīng)用于掩模270的第一階段圖案。如圖16所示，在曝光和顯影之后，形成圖案化的第二光刻膠模244。如圖17所示，在蝕刻、剝離和清洗之后，使用方法400形成掩模270。
[0054]在一些實(shí)施例中，在第一吸收層214和第一間隔層216之間增加蝕刻終止層272以利于差別蝕刻。在去除吸收層/間隔層的蝕刻環(huán)境中，蝕刻終止層272具有非常低的蝕刻速率。在不同的蝕刻環(huán)境中，蝕刻終止層272不同。當(dāng)將CHF3、CF4和/或SF6用作蝕刻氣體來蝕刻吸收層 MoS1、MoSiN、MoSiON, TaN、TaON、TaB、TaBN、TaHfN, TaHf、TaS1、TaSiN、TaGe、TaGeN、TaZrN 或 TaZr 時(shí)，蝕刻終止材料是 Cr、CrN、CrO、CrON、Ta、TaN 和 / 或 TaBN?？梢杂肅l2蝕刻氣體去除這些蝕刻終止材料。當(dāng)將Cl2用作蝕刻氣體用于吸收層Cr、CrN、CrO、CrON、Ta、TaN 或 TaBN 時(shí)，蝕刻終止材料是 MoS1、MoSiN、MoSiON, TaN、TaON、TaB、TaBN、TaHfN、TaHf、TaS1、TaSiN、TaGe、TaGeN、TaZrN 和 / 或 TaZr?？梢杂?CHF3、CF4 和 / 或 SF6 來去除這些蝕刻終止材料。當(dāng)將CHF3、CF4和/或SF6用作蝕刻氣體用于吸收層MoS1、MoSiN、MoSiON, TaN、TaON、TaB、TaBN、TaHfN、TaHf、TaS1、TaSiN、TaGe、TaGeN、TaZrN 和 / 或 TaZr時(shí),蝕刻終止材料是 Cr、CrN、CrO、CrON、Ta、TaN 或 TaBN。
[0055]現(xiàn)在參照?qǐng)D18至圖23，根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例示出了使用方法400形成堆疊掩模300(三階堆疊掩模)的截面圖。如圖18所示，第一吸收層214沉積在LTEM襯底212的上方，第一間隔層216沉積在第一吸收層214的上方,第二吸收層218沉積在第一間隔層216的上方，第二間隔層306沉積在第二吸收層218的上方，以及第三吸收層308沉積在第二間隔層306的上方。與圖10所示的堆疊掩模200相比，在掩模300中的第二吸收層218的上方增加第二間隔層306以及沉積在第二間隔層306上的第三吸收層308。在一些實(shí)施例中，用于掩模200中的吸收層和間隔層的材料還可分別用于掩模300中的吸收層和間隔層。
[0056]如圖18所示，在第三吸收層308上應(yīng)用第一光刻膠膜242以在涂覆、曝光以及顯影工藝之后形成圖案化的第一光刻膠膜242。在蝕刻、剝離和清洗工藝之后，如圖19所示形成掩模300的第一階段圖案。如圖20所示，在掩模300的第一階段圖案的上方應(yīng)用第二光刻膠膜244以在涂覆、曝光以及顯影工藝之后形成圖案化的第二光刻膠膜244。在蝕刻、剝離和清洗工藝之后，如圖21所示形成掩模300的第二階段圖案。如圖22所示，在掩模300的第二階段圖案的上方應(yīng)用第三光刻膠膜246以在涂覆、曝光以及顯影工藝之后形成圖案化的第三光刻膠膜246。在蝕刻、剝離和清洗工藝之后，如圖23所示形成掩模300的第三階段圖案。在一些實(shí)施例中，蝕刻終止層可使用方法400形成堆疊掩模300。
[0057]現(xiàn)在參照?qǐng)D24，根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例示出了通過方法400制造的堆疊掩模350的截面圖。堆疊掩模350與堆疊掩模300相似。堆疊掩模350包括低熱膨脹材料(LTEM)襯底212、第一吸收層214、第一間隔層216、第二吸收層218、第二間隔層306、第三吸收層308、第一頂涂層352、第二頂涂層354和第三頂涂層356。除了吸收層和間隔層以外，為了各個(gè)目的(諸如抗反射、保護(hù)吸收層或差別蝕刻終止)在吸收層的上方增加頂涂層。用于堆疊掩模300的頂涂層的材料也可用于掩模350的頂涂層。
[0058]如圖24所示，第一吸收層214沉積在LTEM襯底212的上方。第一頂涂層352沉積在第一吸收層214的上方。第一間隔層216沉積在第一頂涂層352的上方。第二吸收層218沉積在第一間隔層216的上方。第二頂涂層354沉積在第二吸收層218的上方。第二間隔層306沉積在第二頂涂層354的上方。第三吸收層308沉積在第二間隔層306的上方。第三頂涂層356沉積在第三吸收層308的上方。
[0059]因此，本文公開的實(shí)施例描述了一種掩模。該掩模包括:低熱膨脹材料(LTEM)襯底、至少兩個(gè)吸收層以及分離這兩個(gè)吸收層的間隔層。第一吸收層沉積在LTEM襯底的上方。該掩模進(jìn)一步包括吸收層上方的頂涂層。間隔層的厚度約等于晶圓襯底上的構(gòu)形部件的高度乘以物鏡的縮倍的平方。吸收層包括階段圖案。LTCM襯底包括熔融硅、熔融石英、氟化鈣(CaF2)、碳化硅或者氧化硅-氧化鈦合金。吸收層包括鉻、鉻化合物、鑰、鑰化合物、鉭或鉭化合物。間隔層包括基于MoSi的化合物、基于Si的化合物、基于Ta的化合物、氧化硅或者摻鋯、鋇、鑭、鋁、鈉、磷、硫、硒或碲的氧化硅。頂涂層包括鉻、鉻化合物、鑰、鑰化合物、鉭或鉭化合物。
[0060]本發(fā)明還描述了制造掩模的方法。該方法包括:接收低熱膨脹材料(LTEM)襯底、在LTEM襯底的上方沉積第一吸收層、在第一吸收層的上方沉積第一間隔層、在第一間隔層的上方沉積第二吸收層以及形成掩模的階段吸收層圖案。該方法進(jìn)一步包括在第二吸收層的上方沉積第二間隔層。該方法進(jìn)一步包括在第二間隔層的上方沉積第三吸收層。該方法進(jìn)一步包括在吸收層的上方沉積頂涂層。形成階段吸收層圖案包括:在LTEM襯底上涂覆光刻膠膜、曝光光刻膠膜、顯影曝光的光刻膠膜以在LTEM襯底上形成光刻膠圖案以及蝕刻具有光刻膠圖案的LTEM襯底以在LTEM襯底上形成階段圖案。曝光光刻膠膜包括使用掩模寫入器將圖案寫至光刻膠膜。形成階段圖案包括執(zhí)行形成階段圖案至少兩次以形成第一階段圖案和第二階段圖案。該方法進(jìn)一步包括使第二階段圖案與第一階段圖案對(duì)準(zhǔn)。該方法進(jìn)一步包括使用掩模檢查工具檢查階段圖案的缺陷。該方法進(jìn)一步包括修復(fù)缺陷。
[0061]前述事項(xiàng)概述了若干實(shí)施例的特征，使得本領(lǐng)技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的各個(gè)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，他們可以容易地使用本發(fā)明作為用于設(shè)計(jì)或修改用于執(zhí)行與文中所述實(shí)施例相同目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)點(diǎn)的其它工藝和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)該意識(shí)到，這種等效結(jié)構(gòu)不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且可以進(jìn)行各種改變、替換和變更而不背離本發(fā)明的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種掩模,包括: 低熱膨脹材料(LTEM)襯底； 至少兩個(gè)吸收層，其中第一吸收層沉積在所述LTEM襯底的上方；以及 間隔層，分離這兩個(gè)吸收層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩模，進(jìn)一步包括位于所述吸收層上方的頂涂層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩模，其中，所述間隔層的厚度約等于晶圓襯底上的構(gòu)形部件的高度乘以物鏡的縮倍的平方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩模，其中，所述吸收層包括階段圖案。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩模，其中，所述LTEM襯底包括熔融硅、熔融石英、氟化鈣(CaF2)、碳化硅或者氧化硅-氧化鈦合金。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩模，其中，所述吸收層包括Cr、CrN,CrO, CrON, Mo、MoS1、MoSiN、MoSiON、Ta、TaON,TaB、TaBN、TaHfN,TaHf、TaS1、TaSiN、TaGe、TaGeN、TaZrN 或 TaZr。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩模，其中，所述間隔層包括基于MoSi的化合物、基于Si的化合物、基于Ta的化合物、氧化硅或者摻鋯、鋇、鑭、鋁、鈉、磷、硫、硒或碲的氧化硅。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掩模，其中，所述頂涂層包括0隊(duì)00隊(duì)003&03&0隊(duì)510、SiO2, SiN 或 SiON。
9.一種堆疊掩模,包括: 低熱膨脹材料(LTEM)襯底； 至少兩個(gè)吸收層，包括第一吸收層和第二吸收層，所述第一吸收層沉積在所述LTEM襯底的上方；以及 間隔層，分離這兩個(gè)吸收層，所述間隔層的厚度約等于晶圓襯底上的構(gòu)形部件的高度乘以物鏡的縮倍的平方。
10.一種制造掩模的方法，所述方法包括: 接收低熱膨脹材料(LTEM)襯底； 在所述LTEM襯底的上方沉積第一吸收層； 在所述第一吸收層的上方沉積第一間隔層； 在所述第一間隔層的上方沉積第二吸收層；以及 形成所述掩模的階段吸收層圖案。
【文檔編號(hào)】G03F1/58GK103885284SQ201310132002
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2013年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月20日
【發(fā)明者】林本堅(jiān), 李信昌, 秦圣基 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司