專利名稱：形成和修正具有間隙缺陷的光刻版的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件，微電子器件，微機(jī)電器件，光子，光電子，以及微射流器件，以及尤其涉及形成一種光刻版以及在光刻版中的修正缺陷的方法，以及一種使用光刻版形成器件的方法。
背景技術(shù)：
集成電路的制造包括生成以某種樣式相互作用的幾層材料。這些層中的一層或更多的層可以形成圖形使得該層的各區(qū)具有不同的電學(xué)特性，這可以在該層內(nèi)或與其它的層互聯(lián)以產(chǎn)生電學(xué)元件和電路。這些區(qū)域可以通過(guò)選擇地引入或去除各種材料而生成。定義這些區(qū)域的圖形經(jīng)常通過(guò)光刻工藝產(chǎn)生。例如，一層光阻材料涂到一層上覆蓋一個(gè)圓晶襯底。一個(gè)光掩模(包含透明和不透明區(qū))用于通過(guò)一種形式的輻射選擇地曝光該光阻材料，例如紫外光，電子，或x-射線，暴露在輻射下的光阻材料，或者沒(méi)有暴露在輻射下的通過(guò)應(yīng)用一種顯影液去除。然后對(duì)該層上不受剩下的光阻保護(hù)的地方進(jìn)行刻蝕，當(dāng)去除掉光阻時(shí)，覆蓋襯底的層上便形成圖案。
例如上面提到的光刻工藝典型地用于從一個(gè)光掩膜上將圖形轉(zhuǎn)移到一個(gè)器件上。當(dāng)半導(dǎo)體器件上的特征尺寸降低到亞微米范圍時(shí)，存在一種新的光刻工藝或技術(shù)的需要，以形成高密度的半導(dǎo)體器件。已經(jīng)提出了滿足這種需要并在印刷和模壓具有基礎(chǔ)的幾種新的光刻技術(shù)。尤其是一種步進(jìn)與閃光印刷光刻(SFIL)已經(jīng)顯示出能夠適合于形成小于20nm的圖形線。
一般的，SFIL技術(shù)受益于它們的獨(dú)特地使用用于實(shí)現(xiàn)SFIL工藝的光化學(xué)，環(huán)境溫度處理，以及接觸壓力。在一個(gè)典型的SFIL工藝中，襯底涂敷有一層有機(jī)平整化層，并放在靠近一塊透明的SFIL模版，它典型地由石英構(gòu)成，含有一種凸雕結(jié)構(gòu)并涂有一層低表面能材料。在模版和涂敷的襯底之間淀積一種光致硬化有機(jī)溶液。使用最小的壓力，模版和襯底接觸尤其是光致硬化有機(jī)層。然后，有機(jī)層通過(guò)模版和光照室溫下硬化和曝光。光源典型地使用紫外輻射，深紫外或者寬帶輻射。一個(gè)范圍的波長(zhǎng)(150nm-500nm)是可能的，取決于模版的透射性和光致硬化有機(jī)物的光敏性。然后模版從襯底和有機(jī)層分離，在平整化層上留下一個(gè)模版凸雕的有機(jī)復(fù)制品。這種圖形使用一個(gè)短鹵素貫穿刻蝕，跟著通過(guò)該平整化層進(jìn)行氧的反應(yīng)離子刻蝕(RIE)，在有機(jī)層和平整化層中形成一個(gè)高分辨率，高縱橫比的特征。
應(yīng)該注意一個(gè)光刻掩模和一個(gè)光刻模版的區(qū)別。光刻掩模用作一個(gè)模版，把光的空氣圖像給予一種光阻(photo resist)材料。光刻模版有一個(gè)形成于表面的凸雕，產(chǎn)生一個(gè)印版或模具。在SFIL過(guò)程中，當(dāng)光致硬化液體流進(jìn)凸雕結(jié)構(gòu)中并隨之硬化時(shí)，就定義了一個(gè)圖形。在標(biāo)準(zhǔn)的印刷光刻中，當(dāng)存在于一個(gè)襯底材料表面上的材料產(chǎn)生塑料變形，以響應(yīng)于通過(guò)一個(gè)圖形化模版加在它上的壓力時(shí)，就定義了一個(gè)圖形。因此，這些對(duì)掩模和模版必要的屬性是非常不同的。
一個(gè)制造SFIL模版的過(guò)程包括施加50-100nm厚的一層鉻到一個(gè)透明的石英平板上。一個(gè)抗蝕劑層加到鉻上，使用一個(gè)電子束或一個(gè)光學(xué)曝光系統(tǒng)圖形化。然后抗蝕劑放置到顯影液中，在鉻層上形成圖形?？刮g劑被用作掩模來(lái)刻蝕鉻層。然后鉻作為刻蝕一個(gè)石英平板的硬掩模。最后去掉鉻，由此形成一個(gè)石英模版，石英中含有凸雕結(jié)構(gòu)。
已經(jīng)展示了SFIL技術(shù)來(lái)分辨如20nm小的特征。這樣，寬范圍的特征尺寸可以繪制到一個(gè)單個(gè)的晶片上。盡管使用這種SFIL模版制造方法，但仍然存在一定問(wèn)題。特別地，隨著傳統(tǒng)的抗蝕劑，掩模，和刻蝕工藝以及在模版凸雕表面形成的缺陷，而出現(xiàn)了問(wèn)題。更特別地，關(guān)于制造模版的所需的步驟數(shù)目也存在問(wèn)題，即，鉻的刻蝕，石英材料的刻蝕，必需的刻蝕和抗蝕劑去除步驟以及隨著刻蝕工藝在模版凸雕表面存在的缺陷。應(yīng)該理解每個(gè)刻蝕步驟提高了缺陷的可能性以及改變了特征尺寸。在本質(zhì)上，這些缺陷可能是負(fù)的，意味著在模版凸雕表面缺少凸雕材料，在此是指間隙缺陷，因?yàn)樗鼈冊(cè)谕沟癫牧现卸x了一個(gè)“間隙”。可選擇地，在本質(zhì)上這些缺陷可能是正的，意味著在模版表面存在一個(gè)外來(lái)的凸雕材料，這不是定義凸雕結(jié)構(gòu)希望的部分。缺陷修正，不管正負(fù)，是必須在SFIL中解決的一個(gè)關(guān)鍵的要求。
另外，對(duì)于模版的電子束寫入以及隨著模版制造的檢測(cè)也存在問(wèn)題。尤其，必須存在一個(gè)電荷耗散層，為了在電子束曝光過(guò)程中避免電荷建立。由于模版包括一個(gè)單一均勻材料，可檢測(cè)性并不是很容易取得。典型的檢測(cè)系統(tǒng)使用光(紫外或深紫外)或者電子來(lái)確定特征尺寸并探測(cè)模板上不合宜的缺陷。基于光的系統(tǒng)在模版的圖形化和未圖形化的區(qū)域之間需要一個(gè)反射或折射率差，提供一個(gè)好的圖像對(duì)比度。同樣地，一個(gè)基于電子的系統(tǒng)在模版的圖形化和未圖形化的區(qū)域之間需要一個(gè)原子數(shù)目差異。為了克服這個(gè)問(wèn)題，一個(gè)包括多種材料的模版，含有不同的光學(xué)特性，電子散射特性，或不同的原子數(shù)目，會(huì)考慮到檢測(cè)，這是亞-100nm特征所必須的。
因此，存在一種簡(jiǎn)化形成SFIL模版制造過(guò)程的需要。特別地，提供一個(gè)需要更少工藝步驟來(lái)制造SFIL技術(shù)中使用的模版，一個(gè)修正在SFIL模版的凸雕結(jié)構(gòu)中形成的缺陷的方法，以及一個(gè)可以進(jìn)行亞微米結(jié)構(gòu)檢測(cè)的模版，這都是有益的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一個(gè)包括修正缺陷的改進(jìn)的光刻模版，一個(gè)制造改進(jìn)的光刻模版的方法，一個(gè)修正模版中存在的缺陷的方法，以及一個(gè)使用改進(jìn)的光刻模版制造半導(dǎo)體器件的方法，在該模版中使用了最少的制造步驟，包括一種修正在SFIL模版的凸雕結(jié)構(gòu)中形成的缺陷的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一個(gè)包括修正缺陷的改進(jìn)的光刻模版，一個(gè)制造改進(jìn)的光刻模版的方法，一個(gè)修正模版中存在的缺陷的方法，以及一個(gè)使用改進(jìn)的光刻模版制造半導(dǎo)體器件的方法，可以獲得模版凸雕表面形成的缺陷的修正。
仍然本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一個(gè)改進(jìn)的光刻模版，一個(gè)制造改進(jìn)的光刻模版的方法，以及一個(gè)使用改進(jìn)的光刻模版制造半導(dǎo)體器件的方法，模版和制造工藝的改進(jìn)提供了更高的產(chǎn)量以及節(jié)約成本。
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件，微電子器件，微機(jī)電器件，光電器件，光子器件，微射流器件，更一般而言，涉及形成一個(gè)光刻模版的方法，包括修正在模版表面上存在的間隙缺陷的一個(gè)方法，以及一個(gè)使用改進(jìn)的光刻模版制造半導(dǎo)體器件的方法。公開的是一個(gè)光刻模版以及一個(gè)制造模版的方法，包括一個(gè)平板材料，能夠通過(guò)直接圖形化形成一個(gè)凸雕結(jié)構(gòu)。該模版通過(guò)提供一個(gè)含有一個(gè)最上表面的襯底而形成，形成一個(gè)由襯底支撐的圖形化凸雕層，以及修正任何圖形化凸雕層中存在的間隙缺陷。另外，公開的是一個(gè)使用提供的光刻模版來(lái)制造一個(gè)器件的方法，包括的步驟是提供襯底，使用可變形材料涂敷襯底，提供一個(gè)如先前公開的光刻模版，定位光刻模版接觸該可變形材料，給模版施加壓力，使得在可變形材料中產(chǎn)生一個(gè)圖形，通過(guò)光刻模版光學(xué)地透過(guò)輻射以在襯底上暴露至少一部分可變形材料，由此，進(jìn)一步影響可變形材料中的圖形，以及從襯底上去掉模版。


從下面對(duì)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例并聯(lián)系附圖的詳細(xì)描述中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易地明白本發(fā)明的前述的、進(jìn)一步的和更明確的目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1-10以橫截面圖示出了根據(jù)本發(fā)明制造一個(gè)光刻模版的第一圖16是根據(jù)本發(fā)明使用一個(gè)光刻模版制造一個(gè)半導(dǎo)體器件的一個(gè)簡(jiǎn)化工藝流程。
將會(huì)評(píng)價(jià)，為了示例的簡(jiǎn)化和清晰，附圖中示出的元件沒(méi)有必要按比例畫出。例如，為了清晰的目的，一些元件的尺寸相對(duì)于其它元件是過(guò)分夸大了。進(jìn)一步，為了正確地考慮，已經(jīng)在附圖中重復(fù)了參考號(hào)碼，以表明相應(yīng)的或類似元件。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及改進(jìn)一個(gè)模版，將能夠使用已知光掩膜版處理設(shè)備，例如清洗和檢測(cè)設(shè)備，然而仍然需要一個(gè)模版正確地用于標(biāo)準(zhǔn)印刷光刻和SFIL，用于在半導(dǎo)體器件中正確地形成圖形。既然在制造一個(gè)模版期間，必須形成一個(gè)圖形化凸雕層，需要在形成該層的方法之間進(jìn)行區(qū)分。一般，在傳統(tǒng)的模版圖形化時(shí)，將被圖形化的任何一層首先均勻淀積在襯底上，通過(guò)一些方法例如旋涂或從氣相淀積。然后一層可圖形化材料(抗蝕劑)，典型為一種光子或電子束敏感聚合物，加到該表面并使用光刻技術(shù)上眾所周知的光學(xué)或電子束方法圖形化。一個(gè)圖形隨著一個(gè)顯影過(guò)程而形成，它優(yōu)選地從抗蝕劑層去除材料來(lái)形成一個(gè)圖形。該抗蝕劑層用作一個(gè)掩模，通過(guò)使用濕法或干法刻蝕，將它的圖形轉(zhuǎn)移到下面的層上。最后，當(dāng)抗蝕劑層不再需要時(shí)將它去除掉，圖形現(xiàn)在留在模版的最上凸雕層。在這種工藝過(guò)程中，任何數(shù)目的間隙缺陷可以在最上凸雕層內(nèi)形成。在此提供的是一個(gè)模版和形成模版的方法，其中這些間隙缺陷使用一種材料來(lái)修正，該材料是可圖形化的以填充缺陷。
在此公開的是一個(gè)方法，使用一個(gè)直接可圖形化的旋涂氧化物來(lái)修正SFIL模版上的間隙缺陷。這通過(guò)明智地使用獨(dú)特材料，并結(jié)合一種有機(jī)光阻的圖形化特性以及一種無(wú)機(jī)氧化物的堅(jiān)固機(jī)械特性而成為可能。這兩種特性結(jié)合起來(lái)提供一種間隙修正材料所需要的屬性。這些屬性包括對(duì)凸雕層的高粘合強(qiáng)度，高模量，高切變強(qiáng)度，以及好的熱穩(wěn)定性。材料例如hydrogen silsesquioxane(HSQ)是可圖形化到非常高的分辨率，以及一旦固化，形成一個(gè)非常穩(wěn)定的二氧化硅，適合于作為一種用于印刷的模版凸雕結(jié)構(gòu)。具有類似特性的材料可以代替這種應(yīng)用用于HSQ。然而，應(yīng)該注意任何這樣的輻照敏感和圖形化材料，以及具有足夠的物理特性作為可修正缺陷的一部分是獨(dú)特的并是本發(fā)明的核心。
參考圖1-10，以橫截面圖示出的是根據(jù)本發(fā)明制造第一實(shí)施例的光刻模版的多個(gè)工藝步驟。現(xiàn)在參考圖1，示出的是在根據(jù)本發(fā)明制造一個(gè)光刻模版10工藝中的第一步驟。示出的是襯底12，含有一個(gè)表面14。襯底12公開于包括一個(gè)透明或半透明均勻材料，例如一個(gè)石英材料，一個(gè)聚碳酸脂材料，一個(gè)硼硅酸玻璃，一個(gè)氟化鈣(CaF2)材料，一個(gè)氟化鎂材料(MgF2)，或者任何其它類似類型的材料，即對(duì)光透明或半透明。
現(xiàn)在參考圖2，示出的是襯底12，含有在其表面14上淀積的一層刻蝕停止層16。包括刻蝕停止層16提供了用于對(duì)比增強(qiáng)和改進(jìn)檢測(cè)能力，由于在刻蝕停止層16和圖形化的凸雕層(當(dāng)前討論的)之間存在不同的反射特性，折射率，和/或原子數(shù)。公開了刻蝕停止層16由一種不透明或不透明材料形成，依賴于總體形成目標(biāo)，以及隨后各層的淀積。更一般而言，公開了使用的特殊類型材料將能夠承受由此引起的必須從事完成制造模版10的工藝步驟。公開的透明材料作為適合于制造刻蝕停止層16的是氮化硅(SixNy)，氧化硅(SixOy)，鉻(Cr)，氧化鉻(CrxOy)，氮化鉻(CrxNy)，氧化鋁(AlxOy)，氮化鋁(AlxNy)，氧化銦錫(IxSnyOz)，氧化銦(InxOy)，氧化錫(SnxOy)，氧化鋅(ZnxOy)，氧化鎘(CdxOy)，氧化銅鋁(CuxAlyOz)，氧化銅鎵(CuxGayOz)，氧化鎘錫(CdxSnyOz)，或者其它任何透明，或半透明材料，以及它們的組合，其中x和y是正數(shù)，值代表一種元素在前述的化合物中的相關(guān)濃度。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中x范圍0.1-1.0，y范圍為0.1-1.0，z的值使得x，y，和z的和＝1.0。作為一個(gè)實(shí)例，化學(xué)計(jì)量的氧化鋁是Al2O3。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，可以淀積非化學(xué)計(jì)量的氧化鋁薄膜，并將與化學(xué)計(jì)量的薄膜用作同樣目的。公開的不透明材料作為適合于制造刻蝕停止層16的是鉻(Cr)等。形成刻蝕停止層16有助于隨后的圖形化剩余層刻蝕停止層16公開為含有厚度依賴于刻蝕選擇于圖形化層，以及使用的材料的電荷導(dǎo)電性。尤其，刻蝕停止層16將需要具有相對(duì)于圖形化層的足夠低的刻蝕速率，使得克服任何微負(fù)載效應(yīng)。另外，刻蝕停止層16必須具有足夠的強(qiáng)度以經(jīng)受住應(yīng)力，它聯(lián)系了模版制造以及隨之使用完成的光刻模版制造半導(dǎo)體器件過(guò)程中的處理?？涛g停止層16因此一般公開為含有厚度在范圍1-1000nm，優(yōu)選厚度至少5nm。形成的刻蝕停止層16在襯底12的表面14上含有一個(gè)表面18，通過(guò)旋涂，濺射，氣相沉積，等。關(guān)于包含刻蝕停止層的進(jìn)一步信息可以在未決美國(guó)專利申請(qǐng)中找到，具有系列號(hào)10/022,489，代理人案卷號(hào)CR01-24，公開于2001年12月18，題目“光刻模版及形成和使用的方法”，轉(zhuǎn)讓給相同的受讓人，以及在此引用作為參考。
現(xiàn)在參考圖3，示出的是襯底12，在上面含有刻蝕停止層16。還有在刻蝕停止層16的表面18上形成的一個(gè)圖形層20。圖形層20公開為可成像的或者直接成像的，并由不透明或透明材料形成，依賴于總體涉及目標(biāo)，以及構(gòu)成刻蝕停止層16的材料。必須畫出可成像的和直接成像的材料的區(qū)別。可成像材料包括任何能夠通過(guò)傳統(tǒng)光刻技術(shù)圖形化的材料，包括一個(gè)掩模層以及一個(gè)刻蝕或淀積層，或它們的組合。典型地，關(guān)于可成像材料，一旦成像和圖形轉(zhuǎn)移到第二材料中完成，就去除掩模層。直接可成像材料包括具有通過(guò)一種光刻方法直接成像的獨(dú)特能力的材料，并且一旦直接成像用于預(yù)定目的，它們本身就是有用的。直接可成像材料的用處是預(yù)防了它隨之圖形化的排除。
公開了用于圖形層20的特殊材料將能忍受結(jié)果的工藝步驟，這必須承擔(dān)完成制造模版10。圖形層20一般公開于由一種材料形成，具有比用于刻蝕停止層16使用的材料不同的反射率(或折射率)或不同的原子數(shù)。這種在原子數(shù)的差異將提供用于如當(dāng)前描述的改進(jìn)的可檢測(cè)特性。公開作為適合制造圖形層20的透明材料是氧化硅(SixOy)，氮化硅(SixNy)，氮氧化硅(SixOyNz)，氧化銦錫(IxSnyOz)，等。公開作為適合制造圖形層20的不透明材料是鎢(W)，硅化鎢(WxSiy)，氮硅化鎢(WxSiyNz)，鎢合金，鉭(Ta)，硅化鉭(TaxSiy)，氮硅化鉭(TaxSiyNz)，鉭合金，鈦(Ti)，鈦合金，鉬(Mo)，硅化鉬(MoxSiy)，鉬合金，金(Au)，鉻(Cr)，等。此外，由該公開可以預(yù)期圖形層20還可以形成作為一個(gè)直接可成像圖形層，包括一種氧化物材料，例如hydrogen silsesquioxane(HSQ)，由Dow Coring公司銷售為FOX-15(當(dāng)前討論的)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，x范圍0.1-1.0，y范圍為0.1-1.0，z的值使得x，y，和z的和＝1.0。另外，圖形層20可以由其它的直接可成像介電材料形成，例如一個(gè)直接可成像氮化物，或者一個(gè)直接可成像氮氧化物。制造由這些類型的材料形成的直接可成像圖形層，進(jìn)一步的信息可以在未決美國(guó)專利申請(qǐng)中找到，具有系列號(hào)10/022,489，代理人案卷號(hào)CR01-024，公開于2001年12月18，題目“光刻模版及形成和使用的方法”，轉(zhuǎn)讓給相同的受讓人，以及在此引用作為參考。
應(yīng)該注意，既然襯底本身可以有效地作為一個(gè)刻蝕停止層，一些圖形層可以不需要一個(gè)刻蝕停止層。圖形層20可以有助于電子束寫入過(guò)程中的電荷耗散。另外，由于在多個(gè)層中使用變化的材料，圖形層20在基于SEM的模版檢測(cè)中有幫助。圖形層20公開為一般含有厚度依賴于光致硬化抗蝕劑希望的縱橫比。特殊地，圖形層20將需要具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐久力以經(jīng)受住應(yīng)力，它聯(lián)系了模版制造以及隨之使用完成的光刻模版制造半導(dǎo)體器件過(guò)程中的處理。圖形層20因此一般公開為含有厚度在范圍10-5000nm，優(yōu)選厚度至少50nm。形成的圖形層20在刻蝕停止層16的表面18上含有一個(gè)表面22，通過(guò)旋涂，濺射，氣相沉積，等。
現(xiàn)在參考圖4和5，示出的是襯底12，含有在其表面14上形成的刻蝕停止層16，以及在刻蝕停止層16的表面18上形成的圖形層20。在圖形層20的表面22上形成的是一層抗蝕劑層24，如圖5所示通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的光學(xué)或電子束圖形化技術(shù)形成圖形?？刮g劑層24典型地由技術(shù)上已經(jīng)熟知的標(biāo)準(zhǔn)光阻或電子束材料形成，例如一種有機(jī)聚合物，圖形化使得作為隨之刻蝕圖形層20的掩模。由該公開所預(yù)期的另外公開的是可選地包括一種硬掩模層(未示出)，在圖形層20和抗蝕劑層24之間。在包括硬掩模的情況下，它預(yù)期將由鉻(Cr)，氧化硅(SixOy)，氮氧化硅(SixOyNz)，氮化硅(SixNy)，等形成。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，x范圍0.1-1.0，y范圍為0.1-1.0，z的值使得x，y，和z的和＝1.0。
在制造過(guò)程中，光阻層24用作刻蝕通過(guò)圖形層20的掩模。如圖6所示，刻蝕通過(guò)圖形層20到刻蝕停止層16的表面18，由此暴露刻蝕停止層16的部分25?？涛g圖形層20通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)濕法或干法刻蝕技術(shù)實(shí)現(xiàn)。然后如果需要，過(guò)刻蝕圖形層20，以提供停止在刻蝕停止層16上改進(jìn)的一致性。最后，為完成模版10去掉抗蝕劑層24。在刻蝕停止層16由不透明材料形成的情況下，將需要去除刻蝕停止層16暴露的部分25，以允許隨之射線在此的通過(guò)。以這種方式包括一個(gè)不透明刻蝕停止層16和圖形層20的模版10制造，提供了不希望的剩余光聚合物的盡量減小，增強(qiáng)了可檢測(cè)性，與當(dāng)前模版修正技術(shù)相兼容，耐侵蝕性清洗劑，無(wú)定形/低表面粗糙度材料用于希望的圖形轉(zhuǎn)移屬性，以及由于該變化的材料層而改進(jìn)的模版對(duì)比度。
圖7以橫截面示出了一個(gè)完整的光刻模版10，包括含有表面14的襯底12，刻蝕停止層16覆蓋襯底12的表面14，刻蝕停止層16含有一個(gè)表面18，以及圖形層20覆蓋刻蝕停止層16的表面18，以及一個(gè)間隙缺陷30。完成時(shí)，模版10在此定義了一個(gè)凸雕結(jié)構(gòu)26，但是在凸雕結(jié)構(gòu)26內(nèi)形成的缺陷30必須在任何SFIL工藝中使用模版10之前修正。當(dāng)如圖7所示缺少凸雕材料時(shí)導(dǎo)致了缺陷30。在修正以前，使用一個(gè)光學(xué)或電子束檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)繪缺陷30用于準(zhǔn)確定位。
現(xiàn)在參考圖8，以橫截面示出的是在光刻模版10中修正間隙缺陷30的方法中的一步。如所示的，為修正間隙缺陷30，一層直接可成像氧化物材料32淀積在圖形層20定義凸雕結(jié)構(gòu)26的剩余部分表面22上，填充暴露的部分25，間隙缺陷30以及隨后平整化模版10。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，直接可成像氧化物材料32由一種材料例如hydrogensilsesquioxane(HSQ)，由Dow Coring公司銷售為FOX-15形成。另外，直接可成像氧化物材料32可以由其它的直接可成像介電材料形成，例如一個(gè)直接可成像氮化物，或者一個(gè)直接可成像氮氧化物。在模版制造過(guò)程中，直接可成像氧化物材料32在圖形層20剩余部分的表面22上形成，填充暴露的部分25，以及間隙缺陷30，然后在低溫下烘烤，例如約200℃，以去除任何存在的溶劑。
隨之烘烤直接可成像氧化物材料32，模版10通過(guò)際準(zhǔn)光學(xué)或電子束圖形化技術(shù)曝光，以圖形化前面測(cè)繪的缺陷30，由此留下一個(gè)以間隙缺陷30形成的圖像化氧化物34，如圖9所示。由該公開預(yù)測(cè)，曝光直接可成像氧化物材料32可以使用電子束射線，x-射線輻射，紫外輻射，深紫外輻射，離子束輻射，或者其它任何合適的輻射實(shí)現(xiàn)，用于曝光直接可成像氧化物材料32，以填充間隙缺陷30。然后，任何剩下的位于修正區(qū)外面的直接可成像氧化物材料32在一種顯影液中去除，它的配制是溶解和去除材料的曝光或未曝光區(qū)。用于修正缺陷30的直接可成像氧化物材料32的配制是與輻照反應(yīng)，通過(guò)經(jīng)歷結(jié)構(gòu)改變，阻止間隙缺陷30中在一種顯影液中溶解。
最后，殘留在修正的缺陷外面的任何剩下的圖像化直接可成像氧化物34，使用一種激光或聚焦離子束(FIB)修整或去除，導(dǎo)致在圖雕結(jié)構(gòu)26中的一個(gè)修正的間隙缺陷36，如圖10所示。從而，圖10以橫截面示出了一個(gè)完整的光刻模版10，包括含有表面14的襯底12，以及圖形化的凸雕層24覆蓋刻蝕停止層16的表面18，含有一個(gè)在此形成的修正缺陷30。完成時(shí)，模版10在此定義凸雕結(jié)構(gòu)26。
另外，盡管在此公開的模版10是一個(gè)單層結(jié)構(gòu)，由該公開預(yù)期模版10可以形成為一個(gè)多層結(jié)構(gòu)，在此含有一個(gè)間隙缺陷。制作多層光刻模版的進(jìn)一步信息可以在未決美國(guó)專利申請(qǐng)中找到，具有系列號(hào)10/081,199，代理人案卷號(hào)CR01-31，公開于2002年2月22日，題目“使用一個(gè)多層抗蝕劑疊層制作一個(gè)分層結(jié)構(gòu)的方法及使用方法”，轉(zhuǎn)讓給相同的受讓人，以及在此引用作為參考。
參考圖11-15，以橫截面示出的是根據(jù)本發(fā)明制造光刻模版的第二實(shí)施例的多個(gè)步驟。應(yīng)該注意圖11-15的所有元件都類似圖1-10所示的元件，都指定類似號(hào)碼，含有加上的一撇以表明不同的實(shí)施例?，F(xiàn)在參考圖11，示出的是在根據(jù)本發(fā)明制造一個(gè)光刻模版10’工藝中的第一步驟。示出的是襯底12’，含有一個(gè)表面14’。襯底12’公開于包括一個(gè)透明或半透明均勻材料，例如一個(gè)石英材料，一個(gè)聚碳酸脂材料，一個(gè)硼硅酸玻璃，一個(gè)氟化鈣(CaF2)材料，一個(gè)氟化鎂材料(MgF2)，或者任何其它類似類型的材料，即對(duì)光透明或半透明。
然后，襯底12’在此直接在表面14’中形成一個(gè)凸雕結(jié)構(gòu)26’。凸雕結(jié)構(gòu)26’在表面14’中使用前面描述的標(biāo)準(zhǔn)光刻技術(shù)形成，參考圖1-10描述的第一實(shí)施例，包括光阻和刻蝕工藝，或者包括一個(gè)硬掩模的光阻和刻蝕工藝。因此，圖12中以橫截面示出的是完成的光刻模版10’，包括襯底12’，含有表面14’，凸雕結(jié)構(gòu)26’形成于此，包括一個(gè)在任何SFIL工藝中使用模版10’之前，間隙缺陷30’必須修正。當(dāng)如圖12所示缺少凸雕材料時(shí)導(dǎo)致了缺陷30’，在修正以前，使用一個(gè)光學(xué)或電子束檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)繪缺陷30’用于準(zhǔn)確定位。
現(xiàn)在參考圖13，以橫截面示出的是在光刻模版10’中修正間隙缺陷30’的方法中的一步。缺陷30’以與前面描述的圖1-10中修正同樣的方式修正。更一般而言，為修正間隙缺陷30’，一層直接可成像氧化物材料32’淀積在凸雕結(jié)構(gòu)26’上以及間隙缺陷30’內(nèi)，由此基本上平整化模版10’。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，直接可成像氧化物材料32’由一種材料例如hydrogen silsesquioxane(HSQ)，由Dow Coring公司銷售為FOX-15R形成。另外，直接可成像氧化物材料32’可以由其它的直接可成像介電材料形成，例如一個(gè)直接可成像氮化物，或者一個(gè)直接可成像氮氧化物。然后，直接可成像氧化物材料32’形成在凸雕結(jié)構(gòu)26’上以及間隙缺陷30’內(nèi)，在低溫下烘烤，例如約200℃，以去除任何存在的溶劑。
隨之烘烤直接可成像氧化物材料32’，模版10’通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)或電子束圖形化技術(shù)曝光，以圖形化前面測(cè)繪的缺陷30’，由此留下一個(gè)圖像化氧化物34’填充間隙缺陷30’，如圖14所示。由該公開預(yù)測(cè)，曝光直接可成像氧化物材料32’可以使用電子束射線，x-射線輻射，紫外輻射，深紫外輻射，離子束輻射，或者其它任何合適的輻射實(shí)現(xiàn)，用于曝光直接可成像氧化物材料32’，以填充間隙缺陷30’。然后，任何剩下的位于修正區(qū)外面的直接可成像氧化物材料32’在一種顯影液中去除，它的配制是溶解和去除材料的曝光或未曝光區(qū)。用于修正缺陷30’的直接可成像氧化物材料32’的配制是與輻照反應(yīng)，通過(guò)經(jīng)歷結(jié)構(gòu)改變，阻止間隙缺陷30’中在一種顯影液中溶解。
最后，殘留在修正的缺陷外面的任何剩下的圖像化直接可成像氧化物34’，使用一種激光或聚焦離子束(FIB)修整或去除，導(dǎo)致在圖雕結(jié)構(gòu)26’中的一個(gè)修正的間隙缺陷36’，如圖15所示。從而，圖15以橫截面示出了一個(gè)完整的光刻模版10’，包括含有表面14’的襯底12’，以及凸雕層26’，以及含有一個(gè)在此形成的修正缺陷36’。
圖16示出的是一個(gè)工藝流程圖，其中根據(jù)本發(fā)明制造的，總體上類似于圖1-10中的模版10或者圖11-15中的10’的一個(gè)光刻模版用于制造半導(dǎo)體器件40。最初提供了一個(gè)半導(dǎo)體襯底42。然后使用輻射敏感材料例如光致硬化有機(jī)層或者一個(gè)光阻層，涂敷到半導(dǎo)體襯底44。該半導(dǎo)體襯底可以有例如多晶硅，氧化物，金屬等涂敷的器件和器件層，以及溝槽和擴(kuò)散區(qū)等。根據(jù)圖1-10和圖11-15給出的描述，制成一個(gè)光刻模版46。然后這個(gè)輻射敏感材料層涂敷的半導(dǎo)體襯底置于和光刻模版的相鄰處48。一個(gè)輕微的壓力施加到模板上使得輻射敏感材料層流進(jìn)模版上的凸雕結(jié)構(gòu)中50。紫外，深紫外，或者寬帶輻射然后通過(guò)光刻模版透過(guò)52，該模版包括襯底，刻蝕停止層，以及圖形層(對(duì)于當(dāng)圖形層透明時(shí)的情況)，成像到輻射敏感材料層涂敷的半導(dǎo)體襯底上，以進(jìn)一步定義和暴露輻射敏感層中的圖形。然后從半導(dǎo)體器件去除模版54，由此留下一個(gè)圖形化有機(jī)層，然后用作隨后工藝的成像層。然后阻抗層可以用于和掩模相關(guān)的幾個(gè)目的，包括(i)作為一個(gè)掩模用于離子注入；(ii)作為一個(gè)掩模，用于濕法或干法刻蝕進(jìn)襯底或相鄰層；(iii)作為一個(gè)掩模，用于材料淀積例如金屬剝離工藝；或(iv)任何其他需要圖形化掩模的工藝。應(yīng)該理解盡管根據(jù)本發(fā)明制造的模版以優(yōu)選的實(shí)施例描述，用于制造一個(gè)半導(dǎo)體器件，預(yù)期的是使用一個(gè)總體上類似于圖1-10中的模版10，以形成微電子器件，微機(jī)電器件，光子，光電子以及微射流器件。
前面的描述以及在此包含的示例展示了和本發(fā)明相關(guān)的許多優(yōu)點(diǎn)。尤其，本發(fā)明提供了對(duì)光刻模版的圖形化凸雕結(jié)構(gòu)內(nèi)形成缺陷的修正。
這樣很明顯，根據(jù)本發(fā)明已經(jīng)提供了一個(gè)有修正缺陷的光刻模版，一個(gè)修正該缺陷的方法，在SFIL工藝中使用該光刻模版，以完全滿足前述的需要和優(yōu)點(diǎn)。盡管本發(fā)明已經(jīng)參考明確的實(shí)施例進(jìn)行了描述和圖示，本發(fā)明并不局限于這些示例的實(shí)施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到可以進(jìn)行修改和變化而不違背本發(fā)明的精神。因此，本發(fā)明目的是將所有這樣的變化和修改包括在附加的權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種形成一個(gè)光刻模版的方法，包括步驟提供一個(gè)光刻模版，它含有一個(gè)最上表面和一個(gè)形成在其中的凸雕結(jié)構(gòu)以及至少一個(gè)在凸雕結(jié)構(gòu)中的間隙缺陷；提供一個(gè)直接可成像氧化物材料，位于光刻模版的凸雕結(jié)構(gòu)上和間隙缺陷的內(nèi)部；成像該直接可成像氧化物材料，由此形成一個(gè)在間隙缺陷內(nèi)部的成像氧化物層；以及從光刻模版的凸雕結(jié)構(gòu)上去除任何多余的直接可成像氧化物材料。
2.如權(quán)利要求1的形成光刻模版的方法，進(jìn)一步包括修整間隙缺陷外部多余的成像氧化物，由此導(dǎo)致一個(gè)完整的含有一個(gè)修正的間隙缺陷的光刻模版。
3.如權(quán)利要求2的形成光刻模版的方法，其中提供一個(gè)光刻模版的步驟進(jìn)一步特征在于，提供一個(gè)襯底材料，包括石英材料，聚碳酸脂材料，氟化鈣(CaF2)材料，氟化鎂材料(MgF2)，或硼硅酸玻璃中之一。
4.如權(quán)利要求3的形成光刻模版的方法，其中光刻模版由單一均勻襯底材料形成，含有其中形成凸雕結(jié)構(gòu)的襯底材料最上表面。
5.如權(quán)利要求2的形成光刻模版的方法，其中光刻模版包括多個(gè)含有形成在其中的凸雕結(jié)構(gòu)的最上層的最上表面。
6.如權(quán)利要求5的形成光刻模版的方法，其中多個(gè)層包括一個(gè)襯底層和一個(gè)圖形層，凸雕層在此形成在圖形層的一個(gè)最上表面上。
7.如權(quán)利要求2的形成光刻模版的方法，其中在光刻結(jié)構(gòu)凸雕結(jié)構(gòu)上和間隙缺陷內(nèi)提供一個(gè)直接可成像氧化物材料的步驟，包括提供一個(gè)直接可成像透明電介質(zhì)。
8.如權(quán)利要求7的形成光刻模版的方法，其中直接可成像透明電介質(zhì)是hydrogen silsesquioxane(HSQ)。
9.如權(quán)利要求7的形成光刻模版的方法，其中直接可成像透明電介質(zhì)是一個(gè)可成像氮化物。
10.如權(quán)利要求7的形成光刻模版的方法，其中直接可成像透明電介質(zhì)是一個(gè)可成像氮氧化物。
11.如權(quán)利要求1的形成光刻模版的方法，其中成像直接可成像氧化物材料的步驟包括使用電子束，x-射線輻射，紫外輻射，深紫外輻射，離子束輻射中之一成像直接可成像氧化物材料。
12.如權(quán)利要求7的形成光刻模版的方法，其中修整間隙缺陷外部多余的成像氧化物的步驟包括使用激光或聚焦離子束(FIB)去除多余的成像氧化物材料。
13.一種形成光刻模版的方法，包括步驟提供一個(gè)襯底，襯底含有一個(gè)最上表面；提供一個(gè)由襯底支撐的圖形層；圖形化該圖形層，由此形成一個(gè)圖形化的凸雕層，含有一個(gè)凸雕結(jié)構(gòu)和在圖形化的凸雕層中的至少一個(gè)間隙缺陷；在圖形化的凸雕層上和間隙缺陷內(nèi)提供一個(gè)直接可成像氧化物材料；成像該直接可成像氧化物材料，由此在間隙缺陷內(nèi)形成一層成像氧化物；以及從圖形化的凸雕層上去除任何多余的直接可成像氧化物材料。
14.一種光刻模版，包括一個(gè)光刻模版，含有一個(gè)表面；一個(gè)凸雕結(jié)構(gòu)，形成在光刻模版表面中；一個(gè)修正的間隙缺陷，形成在凸雕結(jié)構(gòu)中。
15.一種用于制造器件的方法，包括步驟提供一個(gè)襯底；以輻射敏感材料層涂覆該襯底；制造一個(gè)光刻模版；其中該光刻模版包括一個(gè)光刻模版，含有一個(gè)表面；一個(gè)凸雕結(jié)構(gòu)，形成在光刻模版表面中；以及一個(gè)修正的間隙缺陷，形成在凸雕結(jié)構(gòu)中；定位光刻模版接觸該輻射敏感材料層，該輻射敏感材料層在模版和襯底之間；給模版施加壓力，輻射敏感材料由此流進(jìn)模版上的凸雕圖形中；光照光刻模版以在襯底上暴露至少一部分輻射敏感材料層，由此進(jìn)一步影響輻射敏感材料層中的圖形；以及從襯底上去除模版。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件，微電子器件，微機(jī)電器件，微射流器件，更一般而言，涉及包括一個(gè)修正缺陷的一個(gè)改進(jìn)的光刻模版，一個(gè)制造改進(jìn)的光刻模版的方法，一個(gè)修正在模版上存在缺陷的方法，以及一個(gè)使用改進(jìn)的光刻模版制造半導(dǎo)體器件的方法。形成光刻模版(10)，含有一個(gè)凸雕結(jié)構(gòu)(26)和在凸雕結(jié)構(gòu)(26)中的一個(gè)修正的間隙缺陷(36)。光刻模版(10)用于制造一個(gè)半導(dǎo)體器件(40)，用于影響器件(40)中的圖形，通過(guò)定位模版(10)靠近半導(dǎo)體器件(40)，在其上形成含有輻射敏感的材料，以及施加壓力以導(dǎo)致輻射敏感材料流進(jìn)模版上存在的凸雕結(jié)構(gòu)中。然后通過(guò)模版加上輻射使得進(jìn)一步固化輻射敏感材料部分，以及進(jìn)一步定義在輻射敏感材料中的圖形。然后去掉模版(10)以完成制造半導(dǎo)體器件(40)。
文檔編號(hào)G03F1/00GK1672098SQ03817594
公開日2005年9月21日 申請(qǐng)日期2003年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月31日
發(fā)明者戴維·P.·曼西尼, 威廉·J.·道克什爾, 凱文·J.·諾德奎斯特, 道格拉斯·J.·萊斯尼克 申請(qǐng)人:飛思卡爾半導(dǎo)體公司