Euv掩模檢驗系統(tǒng)的光學(xué)器件的波前像差度量的制作方法
【專利說明】EUV掩模檢驗系統(tǒng)的光學(xué)器件的波前像差度量
[0001]相關(guān)申請案的交叉參考
[0002]本申請案主張張強(qiáng)(Qiang Zhang)等人于2012年8月30申請的標(biāo)題為“用于EUV光化性光掩模檢驗的投影光學(xué)器件的原位波前像差度量的測試掩模(Test Mask forIn-Situ Wave Front Aberrat1n Metrology of Project1n Optics for EUV ActinicPhotomask Inspect1n) ”的第61/694，919號美國臨時專利申請案的優(yōu)先權(quán)，所述臨時專利申請案的全文出于所有目的以引用的方式并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明大體上涉及極紫外光(EUV)光罩檢驗及度量系統(tǒng)的領(lǐng)域。更特定來說，本發(fā)明涉及用于EUV檢驗器系統(tǒng)的波前度量。
【背景技術(shù)】
[0004]一般而言，半導(dǎo)體制造業(yè)涉及:使用層疊及圖案化到襯底(例如硅)上的半導(dǎo)體材料來制造集成電路的高度復(fù)雜技術(shù)。集成電路通常由多個光罩或掩模制成。最初，電路設(shè)計者將描述特定集成電路(IC)設(shè)計的電路圖案數(shù)據(jù)提供到將所述圖案數(shù)據(jù)變換成多個光罩的光罩生產(chǎn)系統(tǒng)。一種新興類型的光罩為由多個主要反射層及一圖案化吸收體層組成的極紫外光(EUV)光罩。
[0005]歸因于電路集成的巨大規(guī)模及半導(dǎo)體裝置的大小縮減，光罩及所制造的裝置對缺陷變得日益敏感。如果不校正這些缺陷，那么其會導(dǎo)致最終裝置歸因于電時序誤差而無法滿足所要性能。甚至更糟的是，這些缺陷會導(dǎo)致最終裝置出故障且對良率產(chǎn)生負(fù)面影響。
[0006]提供經(jīng)改進(jìn)的測試裝置、設(shè)備及技術(shù)以促進(jìn)EUV光罩的檢驗將為有益的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]下文呈現(xiàn)本發(fā)明的簡化概要以提供對本發(fā)明的某些實(shí)施例的基本理解。此概要并非為本發(fā)明的詳盡概述且其并不識別本發(fā)明的重要/關(guān)鍵元件也不描繪本發(fā)明的范圍。此概述的唯一目的為以簡化形式呈現(xiàn)本文所揭示的一些概念作為下文所呈現(xiàn)的更詳細(xì)描述的序g。
[0008]本發(fā)明揭示一種用于測量極紫外光(EUV)檢驗系統(tǒng)的波前像差的測試結(jié)構(gòu)。所述測試結(jié)構(gòu)包含:襯底，其由對EUV光實(shí)質(zhì)上無反射性的材料形成；及多層(ML)堆疊部分，其形成于所述襯底上且包括具有不同折射率以反射EUV光的多個交替層對。所述ML堆疊部分經(jīng)布置于所述襯底上以暴露所述襯底的一部分。在某些實(shí)施例中，所述對具有等于或小于15的計數(shù)。在另一方面中，所述對的計數(shù)等于或小于10，且在其它方面中，小于5。
[0009]在特定實(shí)施方案中，每一對包括⑴鉬(Mo)層及娃(Si)層、(ii) IT (Ru)層及Si層，或(iii)與碳(C)基勢皇層介接的Mo層及Si層。在另一方面中，測試結(jié)構(gòu)包含位于ML堆疊部分上的覆蓋層，其由防止ML堆疊部分氧化且實(shí)質(zhì)上透明的材料形成。在另一實(shí)施例中，ML堆疊部分的交替層對為非周期性的，且每一交替對具有經(jīng)優(yōu)化使得從測試結(jié)構(gòu)衍射的EUV光實(shí)質(zhì)上填充檢驗系統(tǒng)的入射光瞳區(qū)域且/或具有優(yōu)化峰值反射率的厚度。
[0010]在特定實(shí)例中，ML堆疊部分的周期介于約7納米與7.5納米之間。在另一特征中，ML堆疊部分具有當(dāng)用EUV光成像時提供ML堆疊部分與襯底之間的高對比度的組合物。在一個實(shí)施例中，ML堆疊部分具有等于或小于75納米的厚度。在另一方面中，襯底具有導(dǎo)致EUV光的反射率小于0.1%的折射率。在又一實(shí)施方案中，測試結(jié)構(gòu)包含位于ML堆疊部分的頂部及側(cè)壁上的保形層，其中所述保形層具有對氧的低擴(kuò)散率且實(shí)質(zhì)上透明。在另一方面中，ML堆疊部分為柱且具有小于100納米的直徑。
[0011]在替代實(shí)施例中，本發(fā)明為針對一種用于測量極紫外光(EUV)檢驗系統(tǒng)的波前像差的測試結(jié)構(gòu)的形成方法。所述方法包含:(i)沉積對EUV光具反射性的第一層及第二層的多個交替對；及Qi)圖案化所述第一層及所述第二層的所述多個交替對以形成多層(ML)堆疊部分。所述第一及第二層的所述對具有等于或小于10的計數(shù)。
[0012]在特定實(shí)施方案中，通過以下操作而圖案化第一及第二層的多個交替對:(i)在第一及第二層的多個交替對上形成硬掩模層；(ii)在所述硬掩模層上形成光致抗蝕劑材料且暴露所述光致抗蝕劑材料以形成光致抗蝕劑圖案；(iii)使用所述光致抗蝕劑圖案來蝕刻所述硬掩模層以形成硬掩模圖案；(iv)使用所述硬掩模圖案來蝕刻第一及第二層的多個交替對以形成ML堆疊部分；及(V)移除所述硬掩模圖案。在另一方面中，所述硬掩模層為鉻。在又一方面中，使用氯基/氧基化學(xué)物來蝕刻所述硬掩模層。在另一實(shí)施例中，使用六氟化硫基化學(xué)物來蝕刻第一及第二層的多個交替對以形成ML堆疊部分。在另一實(shí)例中，通過使用聚焦離子束來蝕刻第一及第二層的多個交替對以形成ML堆疊部分而圖案化第及第二層的多個交替對。
[0013]在另一實(shí)施例中，所述方法包含:圖案化第一層及第二層的多個交替對以形成多個ML堆疊部分。在此實(shí)施例中，通過將電子束光刻工藝及后續(xù)蝕刻工藝運(yùn)用于第一層及第二層的多個交替對以形成多個ML預(yù)堆疊部分而形成所述多個ML堆疊部分，接著，對所述ML預(yù)堆疊部分執(zhí)行聚焦離子束光刻以形成具有比所述ML預(yù)堆疊部分小的寬度的ML堆疊部分。
[0014]在另一實(shí)施例中，測試結(jié)構(gòu)具有:襯底；多個交替層對，其具有不同折射率以反射EUV光，其中所述對具有等于或小于15的計數(shù)；及吸收體層，其形成于所述多個交替層對上。所述吸收體層具有形成于其內(nèi)以暴露所述多個下伏交替層對的一部分的孔。在另一方面中，所述吸收體層由氮化鉭(TaN)、鉻(Cr)、鉑(Pt)或鎳(Ni)組成。在另一實(shí)例中，所述吸收體層具有等于或小于約100納米的厚度。
[0015]在另一實(shí)施例中，本發(fā)明針對一種檢驗系統(tǒng)，其包含用于將EUV入射光束引導(dǎo)到測試結(jié)構(gòu)上的一或多個照明元件，所述測試結(jié)構(gòu)包括:襯底，其由對EUV光實(shí)質(zhì)上無反射性的材料形成；及多層(ML)堆疊部分，其形成于所述襯底上且包括具有不同折射率以反射EUV光的多個交替層對，其中所述對具有等于或小于15的計數(shù)。所述系統(tǒng)還包含:一或多個成像元件，其用于檢測來自所述測試結(jié)構(gòu)的輸出光束且基于所述輸出光束產(chǎn)生圖像或信號，其中所述輸出光束響應(yīng)于所述測試結(jié)構(gòu)上的所述入射光束而從所述測試結(jié)構(gòu)發(fā)出；及處理器，其經(jīng)配置以分析所述圖像或信號以測量實(shí)質(zhì)上橫跨所述檢驗系統(tǒng)的光瞳的波前像差。在一個方面中，所述系統(tǒng)具有大于0.1的數(shù)值孔徑(NA)。在其它實(shí)例中，所述測試結(jié)構(gòu)包含上述特征中的任一者或多者。
[0016]下文參考圖式而進(jìn)一步描述本發(fā)明的這些方面及其它方面。
【附圖說明】
[0017]圖1A為實(shí)例性EUV光罩的側(cè)視圖的圖解表示。
[0018]圖1B說明EUV光刻工藝中的EUV光罩及晶片的側(cè)視透視圖。
[0019]圖2為其中可實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)的光化性檢驗工具的圖解表示。
[0020]圖3A為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的具有用于測量EUV波前像差的多層(ML)柱狀結(jié)構(gòu)的診斷掩模的圖解側(cè)視圖。
[0021 ] 圖3B為圖3A的ML柱狀結(jié)構(gòu)的透視圖。
[0022]圖4A到4G說明根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例的用于測量EUV檢驗工具的波前像差的ML柱狀結(jié)構(gòu)的工藝。
[0023]圖5為根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的用于測量EUV檢驗工具的波前像差的針孔結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖表示。
[0024]圖6展示根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)例性實(shí)施方案的經(jīng)不同定大小的ML柱狀結(jié)構(gòu)及針孔測試結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度對比的比較。
[0025]圖7A到7G展示可用于本發(fā)明的實(shí)施例中的用于各種Mo/Si多層設(shè)計的經(jīng)計算角解析反射率曲線。
[0026]圖8A到8F說明由本發(fā)明的ML柱狀結(jié)構(gòu)或針孔測試結(jié)構(gòu)實(shí)施例形成的各種光瞳圖像。
【具體實(shí)施方式】
[0027]在以下描述中，闡述許多特定細(xì)節(jié)以提供本發(fā)明的透徹理解?？稍跓o這些特定細(xì)節(jié)的部分或全部的情況下實(shí)踐本發(fā)明。在其它例子中，未詳細(xì)描述眾所周知的組件或工藝操作以避免不必要地使本發(fā)明不清楚。盡管將結(jié)合特定實(shí)施例描述本發(fā)明，但應(yīng)了解，此不希望將本發(fā)明限制于所述實(shí)施例。
[0028]引論
[0029]極紫外光(EUV)光刻工藝通常使用經(jīng)設(shè)計以促進(jìn)EUV波長(例如13.5納米)處的晶片上的圖案化的EUV型光罩。圖1A為可用于制造半導(dǎo)體晶片圖案的EUV光罩的實(shí)例的一部分的側(cè)視圖的圖解表不。如圖所展不，EUV光罩100可包含襯底102，例如低熱膨脹(LTE)或超低膨脹(ULE)玻璃板。