極紫外光刻工藝和掩膜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種極紫外光刻(EUVL)工藝。該工藝包括：接收具有多種狀態(tài)的極紫外(EUV)掩膜。主多邊形和鄰近第一主多邊形分配為不同的狀態(tài)。所有子分辨率輔多邊形分配為相同的狀態(tài)，分配給子分辨率輔多邊形的狀態(tài)不同于分配給區(qū)域(即不具有主多邊形和子分辨率輔多邊形的布景)的狀態(tài)。采用部分相干性б小于0.3的近似軸上照明(ONI)，以露出EUV掩膜，從而產(chǎn)生衍射光和非衍射光。去除大部分的非衍射光。使用投影光學(xué)箱收集和引導(dǎo)衍射光和沒有被去除的非衍射光，從而露出目標(biāo)。
【專利說明】極紫外光刻工藝和掩膜
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，涉及極紫外光刻工藝和掩膜。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體集成電路(IC)行業(yè)發(fā)展迅速。由于IC材料和設(shè)計(jì)在技術(shù)上的進(jìn)步，使得IC不斷地更新?lián)Q代，新一代IC比前一代IC具有更小但更復(fù)雜的電路。在IC的發(fā)展過程中，通常增大了功能密度(即，在每個(gè)芯片面積內(nèi)互連器件的數(shù)量)，但縮小了幾何尺寸(即，通過制造工藝可以得到的最小部件(或線))。這種按比例縮小工藝的優(yōu)點(diǎn)在于提高了生產(chǎn)效率和降低了相關(guān)成本。然而，這種按比例縮小工藝也增強(qiáng)了 IC的加工和制造的復(fù)雜度。為了實(shí)現(xiàn)這些進(jìn)步，我們需要IC加工和制造方面也要有相似的發(fā)展。例如，需要發(fā)展較高分辨率的光刻工藝。其中一種光刻技術(shù)是極紫外光刻技術(shù)(EUVL)。其他技術(shù)包括多電子光束無掩膜光刻技術(shù)、納米轉(zhuǎn)印光刻技術(shù)以及引導(dǎo)自組裝技術(shù)。
[0003]EUVL采用了利用極紫外(EUV)區(qū)域中的波長大約為l_100nm的光進(jìn)行掃描的掃描器。除了 EUV掃描器使用反射光學(xué)組件而不是折射光學(xué)組件(即是反射鏡而不是透鏡)之外，和一些光學(xué)掃描器類似的，一些EUV掃描器提供4X縮小投影曬印(reductionprojection printing)。目前，在 EUVL 中，同時(shí)使用二進(jìn)制光強(qiáng)掩膜(binary intensitymask, BIM)和軸上照明(on-axis illumination, ONI)。例如，為了實(shí)現(xiàn)未來節(jié)點(diǎn)(如最小節(jié)距為32nm和22nm的節(jié)點(diǎn)等)的足夠的空間圖像對比度(aerial image contrast),已經(jīng)發(fā)展了一些技術(shù)，如衰減式相移掩膜(AttPSM)和交互式相移掩膜(AltPSM)，以增強(qiáng)EUVL的分辨率。但是，每種技術(shù)都存在需要克服的限制。例如，對于AltPSM而言，產(chǎn)生相移區(qū)域但沒有過多折射率衰減的方法之一是，在基板上生成高度適當(dāng)?shù)奶菁?，然后在梯級的上方形成多?ML)。但是，ML傾向于消除梯級高度，所以在相移區(qū)和非相移區(qū)之間會(huì)產(chǎn)生較大的過渡區(qū)。因此，限制了可以實(shí)現(xiàn)的分辨率極限。所以，人們希望在此領(lǐng)域能夠有進(jìn)一步的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種極紫外光刻(EUVL)工藝，包括以下步驟:接收極紫外線(EUV)掩膜，EUV掩模包括:第一主多邊形；第二主多邊形，鄰近第一主多邊形；多個(gè)輔多邊形；和不含主多邊形和輔多邊形的區(qū)域，其中，主多邊形、輔多邊形和區(qū)域中的每一個(gè)均具有相關(guān)的狀態(tài)，分配給第一主多邊形的狀態(tài)不同于分配給第二主多邊形的狀態(tài)，分配給多個(gè)輔多邊形的狀態(tài)相同，并且分配給多個(gè)輔多邊形的狀態(tài)不同于分配給區(qū)域的狀態(tài)；通過部分相干性6小于0.3的近似軸上照明(ONI)來曝光EUV掩膜，從而產(chǎn)生衍射光和非衍射光；去除部分非衍射光；以及通過投影光學(xué)箱(POB)收集和引導(dǎo)衍射光和沒有被去除的非衍射光以曝光目標(biāo)。
[0005]其中，EUV掩膜包括:低熱膨脹材料(LTEM)基板；反射多層(ML)，位于LTEM基板的一個(gè)面的上方；導(dǎo)電層，位于LTEM基板的相對面的上方；覆蓋層,位于反射ML的上方；緩沖層，位于覆蓋層的上方；吸收層，位于緩沖層的上方；以及多個(gè)狀態(tài)，形成在吸收層上。
[0006]其中，覆蓋層和緩沖層是單層。
[0007]其中，至少一個(gè)輔多邊形是亞分辨率多邊形，該輔多邊形的至少一個(gè)邊長小于入/NA，其中，λ是輻射源的波長，而NA是投影光學(xué)箱的數(shù)值孔徑。
[0008]其中，至少一個(gè)輔多邊形是包含矩形的亞分辨率多邊形，矩形的至少一個(gè)邊長小于λ/NA，其中，λ是輻射源的波長，而NA是投影光學(xué)箱的數(shù)值孔徑。
[0009]其中，EUV掩膜包括兩種狀態(tài):反射系數(shù)為rl的第一狀態(tài)和反射系數(shù)為r2的第二狀態(tài)。
[0010]其中，通過緩沖層、覆蓋層和ML來配置第一狀態(tài)；通過吸收層、緩沖層、覆蓋層和ML來配置第二狀態(tài)。
[0011]其中，配置兩種狀態(tài),使得rl的絕對值大于r2的絕對值。
[0012]其中，第一狀態(tài)和第二狀態(tài)被分配給相鄰的主多邊形。
[0013]其中，將第一狀態(tài)分配給所有的輔多邊形，以及將第二狀態(tài)分配給區(qū)域。
[0014]其中，將第二狀態(tài)分配給所有的輔多邊形，以及將第一狀態(tài)分配給區(qū)域。
[0015]其中，主多邊形和輔多邊形相互接觸或重疊。
[0016]其中，去除70%以上的非衍射光。
[0017]其中，衍射光的收`集和引導(dǎo)包括:收集和引導(dǎo)-1級衍射光和+1級衍射光。
[0018]此外，還提供了一種極紫外光刻(EUVL)工藝，包括:接收EUV掩膜，EUV掩模包括:多個(gè)主多邊形；多個(gè)輔多邊形；不含主多邊形和輔多邊形的區(qū)域；第一狀態(tài)，具有第一反射系數(shù)rl ;和第二狀態(tài)，具有第二反射系數(shù)r2 ^fEUV掩膜的不同狀態(tài)分配給相鄰的主多邊形JfEUV掩膜的一種狀態(tài)分配給所有輔多邊形，該狀態(tài)不同于分配給區(qū)域的狀態(tài)；采用部分相干性6小于0.3的近似軸上照明(ONI)來曝光EUV掩膜，從而產(chǎn)生衍射光和非衍射光；去除70%以上的非衍射光；以及通過投影光學(xué)箱(POB)收集和引導(dǎo)衍射光和沒有被去除的非衍射光，以曝光半導(dǎo)體晶圓。
[0019]其中，配置這兩種狀態(tài),使得rl的絕對值大于r2的絕對值。
[0020]其中:通過EUV掩膜的緩沖層、覆蓋層和ML來配置第一狀態(tài)；以及通過EUV掩膜的吸收層、緩沖層、覆蓋層和ML來配置第二狀態(tài)。
[0021]其中，主多邊形和輔多邊形相互接觸或重疊。
[0022]其中，覆蓋層和緩沖層是單層。
[0023]此外，還提供了一種極紫外光刻(EUVL)掩膜，包括:低熱膨脹材料(LTEM)基板；反射多層(ML),位于LTEM基板的一個(gè)面的上方；導(dǎo)電層,位于LTEM基板的相對面的上方；覆蓋層，位于反射ML的上方；緩沖層，位于覆蓋層的上方；以及圖案化吸收層，位于緩沖層的上方，其中，圖案化吸收層限定了多個(gè)狀態(tài)，并且不同的狀態(tài)被分配給相鄰的主多邊形，一個(gè)狀態(tài)被分配給所有輔多邊形，分配給所有輔多邊形的狀態(tài)不同于分配給區(qū)域的狀態(tài)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以更好地理解本發(fā)明。應(yīng)注意，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各種部件沒有被按比例繪制。實(shí)際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增加或減少。[0025]圖1示出了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的光刻工藝的框圖。
[0026]圖2示出了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的光刻工藝中所使用的投影光學(xué)箱(POB)的原理透視圖。因?yàn)榉瓷涔鈱W(xué)組件很難描述出Ρ0Β，所以使用等效的折射光學(xué)組件示出基本原理。
[0027]圖3-圖4示出了根據(jù)本公開的各方面的在光刻工藝的不同階段中EUV掩膜的一個(gè)實(shí)施例的各方面的原理性截面圖。
[0028]圖5示出了根據(jù)本公開各方面的EUV掩膜的原理性透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下公開提供了許多用于實(shí)施本發(fā)明不同特征的不同實(shí)施例或?qū)嵗Ｒ韵旅枋霾考筒贾玫木唧w實(shí)例以簡化本公開。當(dāng)然，這些僅僅是實(shí)例而不用于限制。例如，以下描述中第一部件形成在第二部件上或之上可包括第一部件和第二部件被形成為直接結(jié)構(gòu)的實(shí)施例，并且也可以包括可以在第一和第二部件之間形成附加部件使得第一和第二部件可以不直接接觸的實(shí)施例。另外，本公開可以在多個(gè)實(shí)例中重復(fù)參考標(biāo)號(hào)和/或字母。這種重復(fù)是為了簡化和清晰的目的，其本身并不表示所討論的各個(gè)實(shí)施例和/或結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。
[0030]在此可使用諸如“在...下面”、“下面的”、“在...上面”、“上面的”、以及“在...上方”等空間關(guān)系術(shù)語來容易地描述如圖中所示的一個(gè)元件或部件與另一元件或部件的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解，除圖中所示的方位之外，空間關(guān)系術(shù)語將包括使用或操作中的裝置的各種不同的方位。例如，如果翻轉(zhuǎn)圖中所示的裝置，則被描述為在其他元件或部件“下面”或“之下”的元件將被定位為在其他元件或部件的“上面”。因此，示例性術(shù)語“在...下面”包括在上面和在下面的方位。裝置可以以其它方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位)，并且通過在此使用的空間關(guān)系描述符進(jìn)行相應(yīng)地解釋。
[0031]參照圖1，公開了可得益于本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的EUV光刻工藝10。EUV光刻工藝10使用波長約為1-1OOnm的EUV輻射源20。
[0032]EUV光刻工藝10也使用照明器30。照明器30包括折射光學(xué)組件(如單透鏡或具有多個(gè)透鏡(波帶片)的鏡像系統(tǒng))或反射光學(xué)組件(如單面鏡或具有多個(gè)鏡的鏡像系統(tǒng))，這樣使來自輻射源20的光直射在掩膜40上。在EUV波長范圍內(nèi)，通常使用反射光學(xué)組件。但是，通過例如波帶片也可實(shí)現(xiàn)折射光學(xué)組件。在本實(shí)施例中，設(shè)置照明器30，提供軸上照明(ONI)進(jìn)而照明掩膜40。在ONI中，入射在掩膜上的所有入射光線所形成的入射角與主光線所形成的入射角(AOI)相同，S卩，AOI = 6°。在實(shí)際情況下，可以存在入射光的角度擴(kuò)展。例如，如果使用一小部分相干性6 (例如，6 =0.3)的盤照明(diskillumination)(即，光瞳面上的照明形狀好似集中在光瞳中心的光盤)，則偏離主光線的最大角度是sidmX 6 XNA]，其中，m和NA分別是影像系統(tǒng)(即，下文會(huì)介紹的投影光學(xué)箱(P0B)50)的放大倍率和數(shù)值孔徑。部分相干性6也被用來描述產(chǎn)生照明掩膜40的平面波的點(diǎn)光源。在這種情況下，光瞳中心到光瞳面上的點(diǎn)光源之間的距離是NAX 6，而偏離主光線入射到掩膜40的相應(yīng)平面波的AOI是sin—1 [mX 6 XNA]。在本實(shí)施例中，使用由點(diǎn)光源構(gòu)成的ONI (其中，點(diǎn)光源的6小于0.3)基本上是足夠的。
[0033]EUV光刻工藝10也使用掩膜40(在本公開中，使用術(shù)語掩膜、光掩模和中間掩模表示相同的內(nèi)容)。掩膜40可以是透射掩膜或反射掩膜。在本實(shí)施例中，掩膜40是反射掩膜，下文會(huì)詳細(xì)地介紹。掩膜40也可以結(jié)合其他的分辨率增強(qiáng)技術(shù)，如衰減式相移掩膜(AttPSM)和亞分辨率輔助圖形。在最終的目標(biāo)(如半導(dǎo)體晶圓)上沒有印出亞分辨率輔助圖形。但是，這些亞分辨率輔助圖形有助于增強(qiáng)主部件的曝光寬容度(EL)或焦深(DOF)。
[0034]在本實(shí)施例中，在掩膜40上具有表示電路圖案的主多邊形。也有表示亞分辨率的輔多邊形，即，在晶圓上，更具體地，在域(沒有主多邊形和輔多邊形的區(qū)域)上沒有印出輔多邊形。是否印出多邊形不僅取決于其尺寸也取決于其所處的環(huán)境。例如，對于寬度為w和節(jié)距為2w的長矩形來說，如果w小于大約λ/(2ΝΑ)，在使用ONI的情況下，在域上不會(huì)印出長矩形。如果節(jié)距保持一樣，即，矩形保持在密集環(huán)境下，同時(shí)寬度變大，這樣，即使寬度和節(jié)距相近，但是在域上仍不會(huì)印出長矩形。如果長矩形變成尺寸為wXw的正方形，好似棋盤一樣，則可以放寬不可印的條件，即，w大約少于λ/(1.414ΝΑ)時(shí)，可以印出長矩形。其中，λ表示輻射源20的波長，而NA表示投影光學(xué)箱50的數(shù)值孔徑。
[0035]EUV光刻工藝10也使用Ρ0Β50ΟΡ0Β50可以有折射光學(xué)組件或反射光學(xué)組件。Ρ0Β50收集掩膜40 (如圖案化的放射光)反射的放射光。Ρ0Β50可以包括小于I的放大倍率(進(jìn)而減少放射光中所含的圖案化的影像)。
[0036]參見圖2,由于存在這些掩膜圖案,所以被掩膜40反射后,入射光線60被衍射成各種衍射級，如O級衍射光61、-1級衍射光62和+1級衍射光63。對于光刻成像而言，通常不使用純相干照明。而是使用由照明器30產(chǎn)生的盤照明，其中盤照明的部分相干6的最大值為0.3。在描述的實(shí)施例中，光瞳面中的中心遮攔能夠去除大部分的非衍射光61 (例如，70%以上)。Ρ0Β50收集且引導(dǎo)-1級衍射光62和+1級衍射光63，以露出目標(biāo)70。雖然-1級衍射光62和+1級衍射光63的強(qiáng)度得到很好地平衡，但是兩者之間相互干擾并產(chǎn)生高對比度的空間(aerial)圖像。此外，-1級衍射光62和+1級衍射光63到光瞳面的光瞳中心的距離相等，同時(shí)焦深(DOF)也最大。
[0037]目標(biāo)70包括具有感光層(例如，光刻膠或光阻膠)的半導(dǎo)體晶圓，其對EUV放射敏感。目標(biāo)基板平臺(tái)可以托住目標(biāo)70。目標(biāo)基板平臺(tái)控制著目標(biāo)基板的位置，使得掩膜的圖像能夠被重復(fù)地掃描到目標(biāo)基板上(雖然也可以使用其他光刻方法)。
[0038]下列描述涉及掩膜40和掩膜制作過程。掩膜制作過程包括兩個(gè)步驟，即底版(blank)掩膜制作過程和掩膜圖案化過程。在底版掩膜制作過程中，通過在合適的基板上沉積合適的層(例如，多個(gè)反射層)，以形成底版掩膜。在掩膜圖案化過程中，圖案化底版掩膜，以得到集成電路(IC)設(shè)備(或芯片)的層設(shè)計(jì)。然后使用圖案化的掩膜將電路圖案(例如，IC設(shè)備的層設(shè)計(jì))轉(zhuǎn)印到半導(dǎo)體晶圓上。通過不同的光刻工藝，可以將圖案反復(fù)地轉(zhuǎn)印到多個(gè)晶圓上。可以使用多個(gè)掩膜(例如，一組15-30個(gè)掩膜)構(gòu)成一個(gè)完整的IC設(shè)備。
[0039]通常情況下，制作出的不同掩膜用于不同的工藝。EUV的掩膜類型包括二進(jìn)制光強(qiáng)掩膜(BIM)和相移掩膜(PSM)。示例性的BM包括幾乎完全吸收區(qū)(也稱之為不透明區(qū))和反射區(qū)。在不透明區(qū)中存在吸收層，入射光束幾乎完全被吸收層吸收。吸收層可以由含有鉻、氧化鉻、氮化鉻、鈦、氧化鈦、氮化鈦、鉭、氧化鉭、氮化鉭、氮氧化鉭、鉭氧化硼、鉭氮化硼、鉭氮氧化硼、鋁、氧化鋁、銀、氧化銀、鈀、銅、釕、鑰、其他合適的材料、或以上一些材料的混合物的材料制成。在反射區(qū)中，去除吸收層，多層(ML)反射入射光，下文會(huì)詳細(xì)地介紹。PSM包括吸收區(qū)和反射區(qū)。相對于被反射區(qū)反射的光，具有適當(dāng)相位差的吸收區(qū)反射入射光的一部分，從而增強(qiáng)了分辨率和圖像質(zhì)量。一定厚度的諸如氮化鉭和鉭氮化硼的材料制成PSM的吸收層。PSM可以是衰減式PSM(AttPSM)或交互式PSM(AltPSM)。AttPSM對于其吸收層具有2-15%的反射率，AltPSM對于其吸收層的反射率大于50%。
[0040]參見圖3，底版EUV掩膜100包括由低熱膨脹材料(LTEM)制成的基板110。LTEM材料可以包括摻雜TiO2的SiO2，或本領(lǐng)域公知的其他低熱膨脹材料。由于掩膜變熱，LTEM基板110起到最小化圖像失真的作用。在本實(shí)施例中，LTEM基板包括缺陷等級低且表面光滑的材料。此外，為了實(shí)現(xiàn)靜電吸盤(electrostatic chucking),導(dǎo)電層105可以沉積在LTEM基板110的下面(如圖所示)。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電層105包括氮化鉻(CrN)，當(dāng)然也可以使用其他合成物。
[0041]反射多層(ML) 120沉積在LTEM基板110的上方。根據(jù)菲涅耳公式，當(dāng)光傳播穿過不同折射指數(shù)的兩種材料間的界面時(shí)，就會(huì)發(fā)生光反射。當(dāng)折射指數(shù)的差值越大，反射光就越大。為了增加反射光，可以通過沉積多層交互式材料(alternating material)來增加界面的數(shù)量，然后為多層內(nèi)的每層選擇適當(dāng)?shù)暮穸龋瑥亩鴮?shí)現(xiàn)被不同界面反射的光的相干干擾。但是，由于吸收了多層的使用材料，所以限制了可以實(shí)現(xiàn)的最大反射率。ML120包括多個(gè)層對，如鑰-硅(Mo/Si)層對(如，每個(gè)層對中硅層在鑰層的上方或下方)。備選地，ML120可包括鑰-鈹(Mo/Be)層對，或由折射指數(shù)相差很大且消光系數(shù)很低的兩種材料或其結(jié)合構(gòu)成的任何層對。ML120的每層厚度均取決于EUV的波長和入射角(入射到掩膜的入射角)。對于特定的入射角，調(diào)節(jié)ML120的每層厚度就可實(shí)現(xiàn)被ML120的不同界面反射的光的最大相干干涉。雖然通常層對的數(shù)量是20-80，但是任何數(shù)量的層對都有可能。在一個(gè)實(shí)施例中，ML120包括四十對Mo/Si層。每對Mo/Si層的厚度大約是7nm，而總厚度是280nm。由此，可實(shí)現(xiàn)大約70%的折射率。
[0042]在ML120的上方形成覆蓋層130，以防止氧化ML。在本實(shí)施例中，覆蓋層130包括厚度大約為4-7nm的硅。在覆蓋層130的上方形成緩沖層140，以用作在圖案化或修復(fù)吸收層過程中的刻蝕停止層，下文會(huì)有介紹。緩沖層140的刻蝕特點(diǎn)與吸收層的刻蝕特點(diǎn)不同。緩沖層140包括釕(Ru)和Ru化合物(如RuB、RuS1、鉻(Cr)、氧化鉻以及氮化鉻)。緩沖層通常選用低溫沉積工藝來防止ML120的相互擴(kuò)散。在本實(shí)施例中，厚度為2-5nm的緩沖層140包含釕(Ru)。在一個(gè)實(shí)施例中，覆蓋層和緩沖層是單層。
[0043]在緩沖層140的上方形成吸收層150。吸收層150優(yōu)選地吸收投影在圖案化EUV掩膜200上的且在EUV波長范圍內(nèi)的放射光。吸收層150包括由鉻、氧化鉻、氮化鉻、鈦、氧化鈦、氮化鈦、鉭、氧化鉭、氮化鉭、氮氧化鉭、鉭氧化硼、鉭氮化硼、鉭氮氧化硼、鋁、氧化鋁、銀、氧化銀、鈀、銅、釕、鑰、其他合適的材料、或以上一些材料的混合物的材料制成的多層膜。因?yàn)檫m當(dāng)?shù)嘏渲枚鄬幽?，所以在后續(xù)的刻蝕過程中，通過每層膜的不同刻蝕特點(diǎn)，能夠靈活地進(jìn)行吸收層150的工藝。在本實(shí)施例中，吸收層150包括83nm的氮化鉭。
[0044]通過采用不同的方法形成層105、120、130、140和150中的一層或多層，其中，這些方法包括物理氣相沉積(PVD)工藝(諸如蒸發(fā)和DC磁控濺射法)、電鍍工藝(諸如無極電鍍或電鍍)、化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝(諸如大氣壓力CVD(APCVD)、低氣壓CVD(LPCVD)、等離子體增強(qiáng)CVD(PECVD)、或高密度等離子體CVD(HDP CVD))、粒子束沉積、旋涂法、金屬有機(jī)物熱分解(MOD)法和/或本領(lǐng)域公知的其他方法。MOD法是基于液體方法的沉積技術(shù)。通過使用MOD法，溶解在溶劑中的金屬有機(jī)前體被旋涂在基板上且溶劑被蒸發(fā)。使用真空紫外(VUV)源將金屬有機(jī)前體轉(zhuǎn)化為金屬元素成分。
[0045]參見圖4，在一個(gè)本實(shí)施例中，圖案化吸收層150，以形成具有兩種形態(tài)的IC設(shè)計(jì)圖案，即具有吸收層或不具有吸收層。采用圖案化工藝去除吸收層150以形成狀態(tài)210。圖案化工藝可以包括光阻涂布(如旋涂)、軟烘、掩膜對齊、曝光、曝光后烘干、光阻顯影、清洗、干燥(如硬烘)、其他合適的工藝和/或其組合。
[0046]接著，進(jìn)行刻蝕工藝，以去除未被光刻膠覆蓋的吸收層150的一部分，從而形成第一狀態(tài)210?？涛g工藝可以包括干法(等離子體)刻蝕、濕法刻蝕、和/或其他刻蝕方法。同時(shí)，其內(nèi)具有吸收層150的區(qū)被限定為第二狀態(tài)220。
[0047]仍參見圖4，現(xiàn)在，EUV掩膜200包括兩種狀態(tài)210和220。狀態(tài)210和220的反射系數(shù)分別為rl和r2。配置這兩種狀態(tài),使rl的絕對值大于r2的絕對值。
[0048]參見圖5，EUV掩膜200上仍有主多邊形(表示電路圖案)和輔多邊形。輔多邊形很小，所以它們是實(shí)現(xiàn)域的準(zhǔn)均勻反射系數(shù)(quas1-uniform reflection coefficient)的亞分辨率，而準(zhǔn)均勻反射系數(shù)的絕對值范圍介于rl和r2之間。在本實(shí)施例中，分別將EUV掩膜200的狀態(tài)210和220分配給第一主多邊形310和靠近第一主多邊形的第二主多邊形320，從而減少它們之間的空間頻率。分配給所有輔多邊形330的狀態(tài)相同，分配的相同狀態(tài)不同于分配給域340的狀態(tài)。也就是，如果分配給所有輔多邊形330的狀態(tài)是狀態(tài)210，那么分配給域340的狀態(tài)就是狀態(tài)220。如果分配給所有輔多邊形330的狀態(tài)是狀態(tài)220，那么分配給域340的狀態(tài)就是狀態(tài)210。主多邊形310和320可以與輔多邊形330接觸或重疊。
[0049]本公開涉及光刻系統(tǒng)和工藝。在一個(gè)實(shí)施例中，極紫外光刻(EUVL)工藝包括接收具有不同狀態(tài)的極紫外(EUV)掩膜。EUV掩膜包括第一主多邊形、靠近第一主多邊形的第二主多邊形、多個(gè)輔多邊形、以及域(沒有主多邊形和輔多邊形的區(qū)域)。所有的主多邊形、輔多邊形和域分別具有相關(guān)的狀態(tài)。第一主多邊形的狀態(tài)與第二主多邊形的狀態(tài)不同。所有的輔多邊形的狀態(tài)與域的狀態(tài)也不相同。EUVL工藝也包括采用部分相干性6小于0.3的近似軸上照明(ONI)，以露出EUV掩膜，從而產(chǎn)生衍射光和非衍射光；去除大部分非衍射光；以及使用投影光學(xué)箱(POB)收集和引導(dǎo)衍射光和沒有去除的非衍射光，以露出目標(biāo)。
[0050]在另一個(gè)實(shí)施例中，EUVL工藝包括接收EUV掩膜。EUV掩膜包括多個(gè)主多邊形、域(沒有主多邊形和輔多邊形的區(qū)域)內(nèi)的多個(gè)輔多邊形、具有第一反射系數(shù)rl的第一狀態(tài)和具有第二反射系數(shù)r2的第二狀態(tài)。EUVL工藝也包括將EUV掩膜的不同狀態(tài)分配給鄰近的主多邊形和將一種狀態(tài)分配給所有的輔多邊形，其中，分配給主多邊形的不同狀態(tài)和分配給輔多邊形的狀態(tài)均不同于域的狀態(tài)。EUVL工藝也包括采用部分相干性6小于0.3的近似軸上照明(ONI)，以露出EUV掩膜，從而產(chǎn)生衍射光和非衍射光；去除70%以上的非衍射光；以及使用投影光學(xué)箱(POB)收集和引導(dǎo)衍射光和沒有去除的非衍射光，以露出半導(dǎo)體晶圓。
[0051]本公開也涉及掩膜。在一個(gè)實(shí)施例中，EUV掩膜包括低熱膨脹材料(LTEM)的基板、在LTCM基板的一個(gè)面的上方的反射多層(ML)、在LTCM基板的反面的上方的導(dǎo)電層、反射ML上方的覆蓋層、覆蓋層上方的緩沖層以及緩沖層上方的圖案化吸收層。圖案化吸收層定義了 EUV掩膜的多個(gè)狀態(tài)。分配給鄰近的主多邊形的狀態(tài)不同，而分配給所有輔多邊形的狀態(tài)相同，分配給主多邊形的狀態(tài)和分配給輔多邊形的狀態(tài)均不同于分配給域的狀態(tài)。[0052]基于上述原因，可以看出，本公開提供了一種EUV光刻工藝10。EUV光刻工藝10采用近似0ΝΙ，即部分相干性6小于0.3的盤照明，以露出EUV掩膜，從而產(chǎn)生衍射光和非衍射光。EUV光刻工藝10去除70%以上的非衍射光并且主要利用兩個(gè)對稱設(shè)置(在光瞳面上)且密度均衡的-1級和+1級衍射光，以露出半導(dǎo)體晶圓。EUV光刻工藝10也使用具有兩種狀態(tài)的EUV掩膜，其中，這兩種狀態(tài)具有預(yù)設(shè)的反射系數(shù)。鄰近的主多邊形具有不同的狀態(tài)，而所有的輔多邊形具有相同的狀態(tài)，主多邊形的狀態(tài)和輔多邊形的狀態(tài)都不同于域的狀態(tài)。EUV光刻工藝10示出了線/空間和端-端圖形的空載影像對比度的增強(qiáng)，并且實(shí)現(xiàn)在大節(jié)距范圍內(nèi)的焦深(DOF)。EUV光刻工藝10為未來節(jié)點(diǎn)提供了一種分辨率增強(qiáng)技術(shù)。
[0053]上面論述了若干實(shí)施例的部件，使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明的各個(gè)方面。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以很容易地使用本發(fā)明作為基礎(chǔ)來設(shè)計(jì)或更改其他用于達(dá)到與這里所介紹實(shí)施例相同的目的和/或?qū)崿F(xiàn)相同優(yōu)點(diǎn)的處理和結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員也應(yīng)該意識(shí)到，這種等效構(gòu)造并不背離本發(fā)明的精神和范圍，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行多種變化、替換以及改變。
【權(quán)利要求】
1.一種極紫外光刻(EUVL)工藝，包括以下步驟: 接收極紫外線(EUV)掩膜，所述EUV掩模包括: 第一主多邊形； 第二主多邊形，鄰近所述第一主多邊形； 多個(gè)輔多邊形；和 不含主多邊形和輔多邊形的區(qū)域，其中，所述主多邊形、所述輔多邊形和所述區(qū)域中的每一個(gè)均具有相關(guān)的狀態(tài)，分配給所述第一主多邊形的狀態(tài)不同于分配給所述第二主多邊形的狀態(tài)，分配給所述多個(gè)輔多邊形的狀態(tài)相同，并且分配給所述多個(gè)輔多邊形的狀態(tài)不同于分配給所述區(qū)域的狀態(tài)； 通過部分相干性6小于0.3的近似軸上照明(ONI)來曝光所述EUV掩膜，從而產(chǎn)生衍射光和非衍射光； 去除70%以上的所述非衍射光；以及 通過投影光學(xué)箱(POB)收集和引導(dǎo)所述衍射光和沒有被去除的非衍射光以曝光目標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其中，所述EUV掩膜包括: 低熱膨脹材料(LTEM)基板； 反射多層(ML)，位于所述LTEM基板的一個(gè)面的上方； 導(dǎo)電層，位于所述LTEM基板的相對面的上方；` 覆蓋層，位于所述反射ML的上方； 緩沖層，位于所述覆蓋層的上方； 吸收層，位于所述緩沖層的上方；以及 多個(gè)狀態(tài)，形成在所述吸收層上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝，其中，所述覆蓋層和所述緩沖層是單層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其中，至少一個(gè)輔多邊形是亞分辨率多邊形，該輔多邊形的至少一個(gè)邊長小于λ/NA，其中，λ是輻射源的波長，而NA是所述投影光學(xué)箱的數(shù)值孔徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求6所述的工藝，其中，通過所述緩沖層、所述覆蓋層和所述ML來配置所述第一狀態(tài)；通過所述吸收層、所述緩沖層、所述覆蓋層和所述ML來配置所述第二狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其中，所述主多邊形和所述輔多邊形相互接觸或重疊。
7.一種極紫外光刻(EUVL)工藝，包括: 接收EUV掩膜，所述EUV掩模包括: 多個(gè)主多邊形； 多個(gè)輔多邊形； 不含主多邊形和輔多邊形的區(qū)域； 第一狀態(tài)，具有第一反射系數(shù)rl ;和 第二狀態(tài)，具有第二反射系數(shù)r2 ； 將所述EUV掩膜的不同狀態(tài)分配給相鄰的主多邊形； 將所述EUV掩膜的一種狀態(tài)分配給所有輔多邊形，該狀態(tài)不同于分配給所述區(qū)域的狀態(tài)； 采用部分相干性6小于0.3的近似軸上照明(ONI)來曝光所述EUV掩膜，從而產(chǎn)生衍射光和非衍射光； 去除70%以上的所述非衍射光；以及 通過投影光學(xué)箱(POB)收集和引導(dǎo)所述衍射光和沒有被去除的非衍射光，以曝光半導(dǎo)體晶圓。
8.根據(jù)權(quán)利要求15所述的工藝，其中: 通過所述EUV掩膜的緩沖層、覆蓋層和ML來配置所述第一狀態(tài)；以及 通過所述EUV掩膜的吸收層、所述緩沖層、所述覆蓋層和所述ML來配置所述第二狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求15所述的工藝，其中，主多邊形和輔多邊形相互接觸或重疊。
10.一種極紫外光刻(EUVL)掩膜，包括: 低熱膨脹材料(LTEM)基板； 反射多層(ML)，位于所述LTEM基板的一個(gè)面的上方； 導(dǎo)電層，位于所述LTEM基板的相對面的上方； 覆蓋層，位于所述反射ML的上方； 緩沖層，位于所述覆蓋層的上方；以及 圖案化吸收層，位于所述緩沖層的上方，其中，所述圖案化吸收層限定了多個(gè)狀態(tài)，并且不同的狀態(tài)被分配給相鄰的主多邊形，一個(gè)狀態(tài)被分配給所有輔多邊形，分配給所有輔多邊形的狀態(tài)不同于分配給區(qū)域`的狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】G03F7/20GK103529641SQ201310244934
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月5日
【發(fā)明者】盧彥丞, 游信勝, 嚴(yán)濤南 申請人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司