專利名稱：有中間檢查薄膜層的改進(jìn)的光學(xué)掩模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及改進(jìn)的光刻中使用的光學(xué)掩模，用于制作集成電路及其他半導(dǎo)體裝置，更準(zhǔn)確地說，是涉及檢測這種光學(xué)掩模中在處理后的缺陷。具體說，本發(fā)明針對(duì)一種光學(xué)掩模，無論是空白的還是處理過的，在其內(nèi)都淀積一層或多層中間層，用于改進(jìn)該光學(xué)掩模的檢查結(jié)果，又不犧牲在曝光設(shè)備波長上的透射性質(zhì)。此外，本發(fā)明針對(duì)用本發(fā)明改進(jìn)的光學(xué)掩模，制作半導(dǎo)體或其他集成電路。
背景技術(shù)：
光學(xué)掩模是包含電子電路顯微圖像的高精度的板。光學(xué)掩模通常用平的石英或玻璃片制作，一側(cè)有鉻層。在鉻中蝕刻電子電路設(shè)計(jì)的一部分，常常稱為“幾何圖形”。在晶片制作中使用光學(xué)掩模，主要用于制作集成電路(“IC”)和其他半導(dǎo)體裝置。IC又用于各種不同產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)、計(jì)算器、汽車、攝像機(jī)、立體聲系統(tǒng)、等等。光學(xué)掩模還用于制作制作平板顯示器、薄膜頭、PC板、和其他電子產(chǎn)品。
本領(lǐng)域熟知的一種光學(xué)掩模，是嵌入式衰減相移掩模(embeddedattenuated phase shift mask，“EAPSM”)。EAPSM用于半導(dǎo)體裝置的生產(chǎn)，更具體說，EAPSM通常用于印刷半導(dǎo)體晶片中接觸層的孔。如圖1所示，典型的空白EAPSM10包括四層。第一層是一層石英或其他基本透明的材料11，一般稱為基片。第二層通常是嵌入的相移材料(“PSM層”)12，諸如硅化鉬(MoSi)、硅氮化鉭(TaSiN)、硅氮化鈦(TiSiN)、或硅酸鋯(ZrSiO)和其他已知的相移材料。下一層一般是不透明材料13，諸如鉻，它可選地包括抗反射涂層，如氮氧化鉻(CrON)。頂層是光敏抗蝕材料14。
現(xiàn)在說明處理常規(guī)EAPSM的方法。EAPSM10上不透明材料13需要的圖形，通常是用電子束(E束)或激光束，以光柵或矢量方式在空白的EAPSM10上掃描而建立的。一個(gè)這種光柵掃描曝光系統(tǒng)的例子，在頒發(fā)給Collier的美國專利號(hào)3,900,737中說明。當(dāng)E束或激光束在空白的EAPSM10上掃描時(shí)，曝光系統(tǒng)引導(dǎo)E束或激光束到達(dá)EAPSM上可尋址的位置。光敏抗蝕材料被E束或激光束曝光的區(qū)變成可溶的，而沒有曝光部分仍然是不可溶的。
如圖2所示，曝光系統(tǒng)已經(jīng)把需要的圖像在光敏抗蝕材料14上掃描之后，借助本領(lǐng)域熟知的方法，清除可溶的光敏抗蝕材料14，而未曝光的不可溶的光敏抗蝕材料14′，仍然粘附在不透明材料13上。因此，EAPSM10上需要形成的圖形，由留下的光敏抗蝕材料14′構(gòu)成。
然后，通過熟知的蝕刻工藝，清除沒有被留下的光敏抗蝕材料14′覆蓋的不透明材料13和PSM層12，圖形從留下的光敏抗蝕材料14′轉(zhuǎn)印到不透明材料13和PSM層12。本領(lǐng)域有眾多的蝕刻工藝，包括干式蝕刻及濕式蝕刻，以及眾多的用于實(shí)施蝕刻的設(shè)備。完成蝕刻之后，把留下的光敏抗蝕材料14′剝離或去掉，從而完成EAPSM10，如圖3所示。在已完成的EAPSM10中，先前由PSM12′和不透明材料13′反映的圖形，位于前一步驟清除可溶材料之后留下的光敏抗蝕材料14′的區(qū)域。
操作時(shí)，EAPSM允許曝光設(shè)備(例如，半導(dǎo)體成像設(shè)備，如晶片分檔器)的一些光透過不透明層。換句話說，不透明層(“線條”)是部分透射的。透過相移層的光被設(shè)計(jì)成與掩模中透過被蝕刻區(qū)域的光(“間隔”)有180°的相位差。經(jīng)過相移的電場振幅，與沒有經(jīng)過相移的電場振幅，彼此干涉相消。結(jié)果，光的凈振幅在間隔中變成零。零振幅節(jié)點(diǎn)增加了圖像的反差和焦深。換而言之，相移材料增強(qiáng)了亮(如透明)材料到黑(如不透明)材料的過渡區(qū)，從而容許更大的曝光時(shí)限。
要確定某一具體光學(xué)掩模中是否有任何不可接受的缺陷，必須對(duì)光學(xué)掩模進(jìn)行檢查。缺陷是任何影響圖形設(shè)計(jì)的幾何圖形的瑕疵。例如，當(dāng)鉻在EAPSM10各部分上定位時(shí)，缺陷可以導(dǎo)致鉻出現(xiàn)在它不應(yīng)出現(xiàn)的地方(如，鉻斑、鉻擴(kuò)展、或幾何圖形間的橋接)，或在它應(yīng)出現(xiàn)的地方卻出現(xiàn)明亮區(qū)域(如，針孔、明亮區(qū)擴(kuò)展、或明亮區(qū)裂縫)。EAPSM中的缺陷能夠使半導(dǎo)體產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)墓δ?。為避免不適當(dāng)?shù)墓δ?，半?dǎo)體制造商通常都會(huì)向光學(xué)掩模制造商指出，該種缺陷的尺寸是不可接受的。所有指出尺寸(和更大的)的缺陷，必須修復(fù)。如果這些缺陷不能修復(fù)，該掩模必須報(bào)廢并重寫。
通常使用自動(dòng)掩模檢查系統(tǒng)來檢測缺陷，諸如KLA-Tencor和ETEC(Applied Materials公司)制造的那些系統(tǒng)。檢查設(shè)備使用透過EAPSM的光來找出圖形中的缺陷。就此而言，自動(dòng)檢查系統(tǒng)把照明光束引導(dǎo)到光學(xué)掩模，并檢測透過和從光學(xué)掩模反射的光束部分的強(qiáng)度。然后，把被檢測的光強(qiáng)與期望的光強(qiáng)比較，任何偏差都作為缺陷而記錄。關(guān)于這一點(diǎn)，檢查設(shè)備把掩模上形成圖形的數(shù)據(jù)，或者與掩模另一部分的數(shù)據(jù)，或者與存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫的期望圖形數(shù)據(jù)比較。一種檢查系統(tǒng)的細(xì)節(jié)，可以在授予KLA-Tencor的美國專利號(hào)5,563,702中找到。目前制造的檢查設(shè)備，工作在365nm波長。該種檢查系統(tǒng)的例子，包括KLA-Tencor SLF 77和AMAT ARIS21-I。
但是，目前的檢查設(shè)備，常常不能檢測常規(guī)EAPSM中的缺陷。就這方面說，常規(guī)EAPSM使用的相移材料，是淀積在對(duì)曝光設(shè)備(如晶片分檔器)波長有特定透射率和相移指標(biāo)的掩模上，該波長與使用的曝光設(shè)備有關(guān)，目前是248nm、193nm、和157nm。這些目前的曝光設(shè)備，要求EAPSM層以相對(duì)于石英透射率約6-20％的比率透射光。因此，目前EAPSM中的相移材料，已調(diào)諧成在曝光設(shè)備波長上是部分透射的(相對(duì)于石英為6-20％)，從而滿足曝光設(shè)備的光學(xué)要求。
相比而言，這些相同的相移材料，在檢查設(shè)備更長的波長(目前是365nm)上是高透射的，從而使檢查設(shè)備在檢查時(shí)難于檢測EAPSM中的缺陷。就這一點(diǎn)來說，目前的檢查設(shè)備在檢查時(shí)，要求EAPSM相移材料的透射光，與通過EAPSM透明區(qū)(如石英)的透射光之比，約為40-50％或更小(與使用的檢查設(shè)備類型有關(guān))。這一要求，是為了使檢查設(shè)備能夠區(qū)分EAPSM上的亮區(qū)和黑區(qū)，從而使檢查設(shè)備明確辨認(rèn)缺陷。應(yīng)當(dāng)指出，檢查設(shè)備的具體指標(biāo)，與使用的設(shè)備類型有關(guān)。例如，KLA-Tencor 3XX系列要求通過PSM層的透射率與石英之比約為40％或更小。相比而言，其他的檢查設(shè)備，例如KLA-TencorSLF系列、Lasertec MD2XXX和AMAT ARIS系列，要求通過PSM層的透射率與通過石英透射率之比為50％或更小。因?yàn)槿绫疚乃赋?，目前的相移材料，?65nm的檢查設(shè)備波長上是高透射的(與石英相比，通常大于50％)，檢查設(shè)備不能區(qū)分相移材料與石英。換句話說，檢查設(shè)備不能區(qū)分掩模中的亮區(qū)與黑區(qū)。因此，要獲得可靠和精確檢查結(jié)果，已經(jīng)變得越來越困難。結(jié)果是，檢查設(shè)備的可靠性已經(jīng)變得越來越勉強(qiáng)。
例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，作為用于193nm曝光設(shè)備波長的PSM層12的材料，硅氮化鉭(TaSiN)是好的選擇。如圖4所示，在193nm曝光設(shè)備波長上，TaSiN基本是不透明的，可實(shí)現(xiàn)透射率接近15％和180度的相移。因此，TaSiN復(fù)合物滿足使用常規(guī)曝光設(shè)備需要的光學(xué)指標(biāo)。但是，TaSiN在365nm檢查設(shè)備波長上，有高的透射率。參考圖4，TaSiN復(fù)合物材料在365nm檢查設(shè)備波長上，通過TaSiN PSM層12的光，透射率接近80％，因此檢查時(shí)基本是透明的。因?yàn)橥干渎蚀藭r(shí)是在目前檢查設(shè)備要求的可接受光學(xué)范圍之外(如40-50％或更小)，所以檢查設(shè)備不能區(qū)分TaSiN PSM層12與石英層。結(jié)果是，光學(xué)掩模中的缺陷不能被檢測，從而用該掩模制作的半導(dǎo)體(一旦掩模被蝕刻或處理)是不完善的。因此，不能獲得可靠的檢查結(jié)果。
檢查完成之后(盡管有不滿意結(jié)果)，清潔已完成的光學(xué)掩模的污物。清洗過程也能影響光學(xué)掩模的質(zhì)量?？梢栽谝淹瓿傻难谀Ｉ霞右粚幽?，保護(hù)它的關(guān)鍵圖形區(qū)，免受空氣污染。隨后可以通過膜進(jìn)行缺陷檢查。有時(shí)，或者在加膜之前或者在加膜之后，切割EAPSM。經(jīng)過這些步驟之后，用已完成的EAPSM制造半導(dǎo)體或其他產(chǎn)品。
半導(dǎo)體制造商通常使用EAPSM，把定義半導(dǎo)體電路的縮微圖像，轉(zhuǎn)印在硅或砷化鎵基片或晶片上。從EAPSM轉(zhuǎn)印圖像到硅基片或晶片的過程，通常稱為“光刻”或“微光刻”。一般如圖5所示，半導(dǎo)體制造過程包括，淀積、光刻、和蝕刻等步驟。淀積時(shí)，把一層電上絕緣或電上導(dǎo)電的材料(如金屬、多晶硅或氧化硅)，淀積在硅晶片的表面。然后，在該材料上涂布光敏抗蝕劑材料。然后，十分類似于使用照相負(fù)片的方式，使用EAPSM制作照片。光刻涉及把EAPSM的圖像投影在晶片上。常常是把光學(xué)掩模上的圖像一幅挨著一幅地在晶片上投影若干次。該過程亦稱“分步重復(fù)(stepping)”，使用的EAPSM通常稱為“掩模版(reticle)”。
如圖6所示，為了在晶片20上建立圖像，把EAPSM插入包括光敏抗蝕劑的半導(dǎo)體晶片20與光學(xué)系統(tǒng)22之間。通常稱為晶片分檔器23的能量源，被用來把圖像傳送到半導(dǎo)體晶片上。晶片分檔器23產(chǎn)生的能量被阻止通過光學(xué)掩模10上存在不透明材料的區(qū)域，又部分地被阻止通過光學(xué)掩模10上存在PSM層的區(qū)域。相反，晶片分檔器23的能量通過石英基片沒有被不透明層及PSM層覆蓋的透明部分。目前的晶片分檔器設(shè)備，可以用于各種曝光設(shè)備的波長(如，248nm、193nm、和157nm)，這些波長顯著低于目前檢查設(shè)備的工作波長365nm。
光學(xué)系統(tǒng)22把掩模圖形縮小的圖像，投影在半導(dǎo)體晶片20上，并與半導(dǎo)體晶片的光敏抗蝕劑反應(yīng)。暴露在能量上的區(qū)域，改變光敏材料的可溶性。在正的光刻過程中，曝光的光敏材料變成可溶的，從而可以清除。在負(fù)的光刻過程中，曝光的光敏材料變成不可溶的，從而未曝光的可溶光敏材料被清除。
在可溶光敏材料被清除后，不可溶光敏材料構(gòu)成的圖像或圖形，經(jīng)過本領(lǐng)域熟知的一般稱為蝕刻的過程，被轉(zhuǎn)印到基片上。一旦已把圖形蝕刻在基片材料上，清除剩余的抗蝕劑，得到已完成的制品。然后，可以在晶片上淀積一層新的材料和抗蝕劑，再把下一個(gè)光學(xué)掩模投影到晶片上。晶片再次顯影和蝕刻。重復(fù)這一過程，直到電路完成。
在半導(dǎo)體設(shè)計(jì)領(lǐng)域，半導(dǎo)體晶片上的電路密度不斷增加，與此同時(shí)，半導(dǎo)體晶片上的最小特征尺寸也不斷下降。光刻設(shè)備(如晶片分檔器)的制造商已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，目前半導(dǎo)體設(shè)計(jì)的技術(shù)水平，已經(jīng)進(jìn)入亞波長區(qū)，并正在接近它的分辨率極限。就此而言，因?yàn)楝F(xiàn)在光學(xué)分檔器都用于深的、亞波長設(shè)計(jì)，制造商們已經(jīng)發(fā)展新的技術(shù)和設(shè)備，以滿足這些設(shè)計(jì)變化。更具體說，晶片分檔器已經(jīng)按照目前EAPSM的透射率性質(zhì)設(shè)計(jì)。檢查設(shè)備制造商則滯后于晶片分檔器制造商，至今沒有修改他們的檢查設(shè)備，以滿足目前EAPSM的光學(xué)性質(zhì)。因此，目前的相移材料，一方面滿足曝光設(shè)備波長(如，248nm、193nm、和157nm)的要求，但另一方面卻不滿足檢查設(shè)備波長(如365nm)的光學(xué)要求。因此，已經(jīng)長時(shí)期感到有必要研發(fā)一種掩模，它將能滿足曝光設(shè)備和檢查設(shè)備兩方面的要求。
別的現(xiàn)有技術(shù)公開了用于改進(jìn)所有檢查光學(xué)掩模的方法，但是，這一現(xiàn)有技術(shù)首先沒有針對(duì)使目前EAPSM的缺陷成為可檢查的特定要求。例如，授予O’Grady等人的美國專利號(hào)6,110,623(“O’Grady專利”)針對(duì)的問題是，光學(xué)掩模的缺陷對(duì)檢查設(shè)備而言是太小的缺陷。O’Grady專利公開了通過在已完成的光學(xué)掩模的上表面淀積一層反差增強(qiáng)薄膜，能夠改變已完成的光學(xué)掩模的反射率，改進(jìn)檢查時(shí)的缺陷檢測。就是說，在已完成的光學(xué)掩模的上表面(如，已經(jīng)被蝕刻并形成圖形)，涂布一層反差增強(qiáng)層，以改進(jìn)光學(xué)掩模上任何已存在的缺陷的可見性。換句話說，O’Grady專利公開的反差增強(qiáng)層，是使缺陷呈現(xiàn)得更明顯，以便它們能夠更容易被看到(首先假定基本特征是可檢查的)。
該方法雖然對(duì)改進(jìn)光學(xué)掩模的檢查有用，但在它的操作和結(jié)果上，有一些明顯的缺點(diǎn)。特別是，要求更快的從接受光學(xué)掩模訂單到最終把已完成光學(xué)掩模發(fā)貨的生產(chǎn)時(shí)間，最理想的是，降低從空白掩模到處理成已完成的光學(xué)掩模的總時(shí)間消耗。因?yàn)橹钡焦鈱W(xué)掩模處理后，該增強(qiáng)層尚未淀積，所以制作光學(xué)掩模的總時(shí)間消耗增加了。結(jié)果是，光學(xué)掩模生產(chǎn)設(shè)施的整個(gè)生產(chǎn)率降低了。此外，由于在光學(xué)掩模上淀積反差增強(qiáng)層，是在光學(xué)掩模已經(jīng)處理之后，因此在光學(xué)掩模上淀積該層時(shí)，有使光學(xué)掩模承擔(dān)額外缺陷的附加風(fēng)險(xiǎn)。還有，O’Grady專利沒有針對(duì)與本文所述檢查設(shè)備有關(guān)的問題。具體說，O’Grady專利沒有公開反差增強(qiáng)層材料的選擇，以便把通過EAPSM中PAM層的光的透射率，如目前檢查設(shè)備要求那樣，降低至通過EAPSM中石英區(qū)透射率的約40-50％或更小。因此，雖然用O’Grady專利的掩模，對(duì)檢查時(shí)增強(qiáng)缺陷的大小是有好處的，但這些缺陷可能最初就不能檢測。因此，用O’Grady專利的光學(xué)掩模，依舊得到粗劣的檢查結(jié)果。
還有試圖通過調(diào)整空白光學(xué)掩模中PSM層材料選擇的其他方法，解決與現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的問題。例如，美國專利號(hào)5,935,735和授予Toppan的日本專利號(hào)JP 08-304998A和JP 2002-10255(總稱“Toppan專利”)，公開了使用基于照相銅版鋯的復(fù)合物，作為“照相銅版型相移掩?！敝蠵SM層選擇的材料。Toppan專利公開了基于鋯的PSM層，降低了光在曝光設(shè)備波長與檢查設(shè)備波長上的透射率。但是，Toppan專利沒有針對(duì)更常在半導(dǎo)體工業(yè)中使用的EAPSM(如基于MoSi的材料)，如何從該種EAPSM獲得可靠檢查結(jié)果的問題。就這一方面，基于鋯的照相銅版掩模使用得很少，因?yàn)橐呀?jīng)發(fā)現(xiàn)鋯呈現(xiàn)不良的蝕刻特性。因此，Toppan專利的教導(dǎo)僅限于基于鋯的照相銅版掩模，因而不針對(duì)更常用于半導(dǎo)體工業(yè)中的EAPSM檢查問題。
雖然現(xiàn)有技術(shù)是我們感興趣的，但現(xiàn)有技術(shù)的已知方法和設(shè)備，存在諸多限制，這些限制正是本發(fā)明要克服的。
發(fā)明內(nèi)容
具體說，本發(fā)明的一個(gè)目的，是提供一種有至少一層中間檢查層的EAPSM，該中間檢查層由改進(jìn)掩模檢查結(jié)果、同時(shí)保持在曝光設(shè)備波長上足夠低的透射率的材料構(gòu)成。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是提供一種方法和設(shè)備，通過降低光在檢查設(shè)備波長上的透射率，同時(shí)保持在曝光設(shè)備波長上光的透射率，改進(jìn)EAPSM的檢查結(jié)果。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。
其他的目的可從前面的說明中明顯看出。
現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的上述和有關(guān)目的，是以方法和設(shè)備的形式達(dá)到的，本發(fā)明的方法和設(shè)備，通過在常規(guī)EAPSM中PSM層之上和/或之下，插入一層或多層中間層，可以改進(jìn)光學(xué)掩模的檢查，更具體說是EAPSM的檢查。更準(zhǔn)確地說，構(gòu)成該中間層的材料，在檢查設(shè)備波長(如365nm)上具有使EAPSM層的衰減增加(如，降低透射率)的性質(zhì)，同時(shí)在曝光設(shè)備波長(如，248nm、193nm、和157nm)上具有足夠低的透射率的性質(zhì)。
更具體說，本發(fā)明針對(duì)一種空白的或經(jīng)過處理的光學(xué)掩模，該光學(xué)掩模包括形成空白(或處理過的)光學(xué)掩模頂層的光刻膠層；形成空白(或處理過的)光學(xué)掩模底層的基本透明層；在空白(或處理過的)光學(xué)掩模頂層和底層之間的不透明層；在空白(或處理過的)光學(xué)掩模底層和不透明層之間的相移層；和在不透明層及基本透明層之間的至少一層中間層，其中，構(gòu)成所述至少一層中間層的材料，在檢查設(shè)備波長上比在曝光設(shè)備波長上有更高的消光系數(shù)。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，中間層由基于金屬的材料構(gòu)成，包括，但不限于NiFe、Ir、Rh、Pd、Pt、Al、Cr、Ti、Au、V、Co、Ni、Fe、Cu、Ta、Mo、WN、TaSi、a-Si、TiSi、MoN、和Nb。此外，相移材料層最好厚度約在500-1000范圍，和所述至少一層中間層最好厚度約為50-150。此外，在本發(fā)明的各個(gè)空白(或處理過的)光學(xué)掩模的實(shí)施例中基本透明層可以由石英制成；相移材料可以由MoSi、TaSiN、TiSiN、和ZrSiO制成；和不透明層層可以由鉻制成。
更具體說，本發(fā)明的光學(xué)掩模，能夠按各種不同方式安排。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的空白光學(xué)掩模包括在透明層上的中間層；在中間層上的相移層；在相移層上的不透明層；和在不透明層上的光刻膠層。在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的空白光學(xué)掩模包括在透明層上的相移層；在相移層上的中間層；在中間層上的不透明層；和在不透明層上的光刻膠層。在又一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的空白光學(xué)掩模包括在透明層上的第一中間層；在第一中間層上的相移層；在相移層上的第二中間層(如，相移層在第一和第二中間層之間)；在第二中間層上的不透明層；和在不透明層上的光刻膠層。
與現(xiàn)有技術(shù)不同，本發(fā)明教導(dǎo)，一層或多層薄膜的淀積，是在制作的光學(xué)掩模是空白時(shí)進(jìn)行的，以確保全部膜的疊層在關(guān)鍵檢查波長上是可見的。構(gòu)成這些薄膜的材料，即使在它們形成圖形之前，也可改進(jìn)光學(xué)掩模所有特性的可檢查性。
本發(fā)明的上述和有關(guān)的目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)，參照下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)選的，但僅是示例性的實(shí)施例的詳細(xì)說明，將獲得更充分的了解，附圖有圖1畫出現(xiàn)有技術(shù)的空白的或顯影的EAPSM；圖2畫出經(jīng)過部分處理后圖1的EAPSM；圖3畫出經(jīng)過完全處理后圖1和2的EAPSM；圖4是曲線，畫出光通過常規(guī)EAPSM的TiSiN PSM層，在各種波長上的透射率，其中的EAPSM已經(jīng)調(diào)諧到曝光設(shè)備的193nm上；圖5是流程圖，表明使用已處理的光學(xué)掩模制作或處理半導(dǎo)體晶片的方法；圖6畫出用晶片分檔器制作半導(dǎo)體的過程；圖7A表示本發(fā)明的掩模的一個(gè)實(shí)施例，其中的中間層淀積在EAPSM的PSM層之下；圖7B表示本發(fā)明的掩模的第二實(shí)施例，其中的中間層淀積在EAPSM的PSM層之上；圖7C表示本發(fā)明的掩模的第三實(shí)施例，其中的兩層中間層，淀積在EAPSM的PSM層之上和之下；圖8是曲線，畫出光通過圖7A掩模的TiSiNPSM層，在各種波長上的透射率，其中的掩模包括淀積在透明層之上的鈦中間層，且該掩模已經(jīng)調(diào)諧到曝光設(shè)備的193nm上；圖9是曲線，畫出光通過圖7C掩模的TiSiN PSM層，在各種波長上的透射率，其中的掩模包括淀積在PSM層之上和之下的鋁中間層，且該掩模已經(jīng)調(diào)諧到曝光設(shè)備的193nm上；圖10是曲線，畫出光通過圖7A掩模的氮化硅PSM層，在各種波長上的透射率，其中的掩模包括淀積在透明層之上的非晶硅中間層，且該掩模已經(jīng)調(diào)諧到曝光設(shè)備的193nm上；圖11是曲線，畫出光通過圖7B掩模的TaSiN PSM層，在各種波長上的透射率，其中的掩模包括淀積在TaSiN PSM之上的鈦中間層，且該掩模已經(jīng)調(diào)諧到曝光設(shè)備的193nm上；和圖12是曲線，畫出光通過圖7A掩模的Si3N4PSM層，在各種波長上的透射率，其中的掩模包括淀積在Si3N4層之下的氮化鉻中間層，且該掩模已經(jīng)調(diào)諧到曝光設(shè)備的193nm上。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及一種方法和設(shè)備，通過在常規(guī)EAPSM中插入一層或多層中間層，以改進(jìn)EAPSM的檢查，其中構(gòu)成該中間層的材料，在檢查設(shè)備波長(如365nm)上具有使掩模的衰減增加(如，降低透射率)的性質(zhì)，同時(shí)在曝光設(shè)備波長(如，248nm、193nm、和157nm)上保持光的低的透射率。因此，使用本發(fā)明有中間層的EAPSM(不論是空白的還是處理過的)，在把圖像寫入半導(dǎo)體晶片和在檢查EAPSM兩種過程中，都能夠獲得精確的結(jié)果。
更具體說，在本發(fā)明的方法和設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施例中，在制作的該掩模是空白時(shí)，把一層或多層中間層插入空白的EAPSM中。下面將說明，該中間層在365nm的檢查設(shè)備波長上，比在各種曝光設(shè)備波長(如，248nm、193nm、和157nm)上，應(yīng)有更高的消光系數(shù)(如光的吸收率)。更具體說，該材料應(yīng)在檢查設(shè)備365nm的波長上，有吸收足夠量的光的消光系數(shù)，使通過PSM層的光相對(duì)于石英的透射率，降低至40-50％或更小。此外，這些材料在更短的曝光設(shè)備波長(如，248nm、193nm、和157nm)上的消光系數(shù)，應(yīng)足夠地低，以便能使足夠的光量(如6-20％)透過掩模。
此外，中間層的厚度應(yīng)當(dāng)比PSM層的薄。這是為了確保中間層不致吸收太多的光，改變掩模的光學(xué)性質(zhì)，使掩模不能滿足檢查設(shè)備和曝光設(shè)備兩方面的光學(xué)要求。更具體說，EAPSM的PSM層通常厚度約在500-1000范圍。為了本發(fā)明的目的，中間層的厚度應(yīng)在約50-150的范圍。用這些性質(zhì)(如，適當(dāng)吸收率和厚度)選擇材料，能夠在檢查和曝光過程兩方面獲得精確和可靠的結(jié)果。
現(xiàn)在參考圖7A-7C，使有常規(guī)層(如，基本透明層、PSM層、不透明層、和光刻膠層)的空白EAPSM形成有附加的中間層，該中間層或淀積在EAPSM的PSM層之上、之下，或淀積在EAPSM的PSM層上下兩側(cè)。該附加的中間層，是在制造的EAPSM空白時(shí)淀積的。應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明不限于這些圖所示的具體排列，為了其他已知的或今后研發(fā)的目的，可以把其他層納入EAPSM中。
在一個(gè)實(shí)施例中，如圖7A中所示，中間層淀積在EAPSM21的PSM層之下。由于這種安排，從中間層的任何反射都不會(huì)干擾PSM層的光學(xué)性質(zhì)。更具體說，是在基本透明層31之上淀積中間層29，在中間層29之上淀積PSM層27，在PSM層27之上淀積不透明層25(如鉻)，最后在不透明層25之上淀積光刻膠層23。
在另一個(gè)實(shí)施例中，如圖7B中所示，中間層淀積在EAPSM41的PSM層之上。更具體說，在基本透明層51之上淀積PSM層49，在PSM層49之上淀積中間層47，在中間層47之上淀積不透明層45(如鉻)，最后在不透明層45之上淀積光刻膠層43。
在另一個(gè)實(shí)施例中，掩模包括兩層中間層，如圖7C中所示，其中在EAPSM61的PSM層之上和之下，各淀積一層中間層。更具體說，在基本透明層73之上淀積第一中間層71，在該第一中間層71之上淀積PSM層69，在相移層69之上淀積第二中間層67，在該第二中間層67之上淀積不透明層65(如鉻)，最后在不透明層65之上淀積光刻膠層63。
基于金屬的材料，是在本發(fā)明中實(shí)現(xiàn)中間層材料的良好選擇。這是因?yàn)榻饘僭?65nm的檢查設(shè)備波長上，通常比在各種曝光設(shè)備波長(如，248nm、193nm、和157nm)上，有更大的消光系數(shù)k。就這方面來說，當(dāng)使用基于金屬的材料作為EAPSM中的中間層時(shí)，在365nm的檢查設(shè)備波長上能吸收足夠量的光，使在檢查時(shí)透過PSM層的光的透射率，與透過基本透明層(如石英)的光的透射率相比，如目前檢查設(shè)備所要求那樣，縮減至約40-50％。結(jié)果是，掩模中全部膜的疊層在關(guān)鍵的檢查波長是可見的，從而能夠檢測和校正EAPSM中的缺陷。而且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，基于金屬的材料用作本發(fā)明的中間層，在曝光設(shè)備波長上的吸收，比在檢查設(shè)備波長上的吸收小。因此，雖然該中間層可以改變光在曝光設(shè)備波長上的透射率，但這一透射率中的改變是不明顯的。換句話說，光在曝光設(shè)備波長上的透射率，即使有附加的基于金屬的中間層，仍然滿足曝光設(shè)備的光學(xué)要求。因此，通過在常規(guī)EAPSM中使用基于金屬的中間層，分別如圖7A-7C所示，本發(fā)明的掩模滿足曝光設(shè)備和檢查設(shè)備兩方面的光學(xué)要求。
更具體說，能夠用作中間層的基于金屬的材料包括，但不限于NiFe、Te、Ir、Rh、Pd、Pt、Al、Cr、Ti、Au、V、Cu、Ta、Mo、WN、TaSi、a-Si、TiSi、MoN、和Nb。下面的圖(“表1”)，對(duì)這些材料的每一種，列舉在相應(yīng)193nm曝光設(shè)備和365nm檢查設(shè)備波長上的折射率n和消光系數(shù)k。此外，表1列舉這些材料每一種的“k比值”，該k比值的計(jì)算如下k比值＝k(@365nm)÷k(@193nm)。要達(dá)到本發(fā)明的目的，對(duì)列舉材料的每一種，被選擇材料的折射率n和消光系數(shù)k兩者，應(yīng)在365nm檢查波長上高于在193nm的曝光波長。又，較高k比值的材料通常比較低k比值的材料，在檢查時(shí)有更好的光學(xué)結(jié)果。具體說，按照EAPSM光學(xué)質(zhì)量的觀點(diǎn)的最佳材料，那些k比值約1.8或更高的材料是可取的。因此，例如鋁(k比值＝1.9985)，比Nb(k比值＝1.0566)呈現(xiàn)更好的光學(xué)結(jié)果。但是，應(yīng)當(dāng)指出，在選擇檢查層的材料時(shí)，也應(yīng)考慮其他的因素，包括，例如材料的蝕刻性質(zhì)；化學(xué)穩(wěn)定性；對(duì)清潔化學(xué)劑的耐受性；價(jià)格；可用性，等等。因此，例如，雖然NiFe(k比值＝2.9191)的k比值比鋁(k比值＝1.9986)和鉻(k比值＝1.9667)和鈦(k比值＝1.8165)高，但鋁、鉻、和鈦無論如何是中間層的較佳選擇材料，因?yàn)樗鼈円呀?jīng)表明優(yōu)良的蝕刻性質(zhì)、化學(xué)穩(wěn)定性，等等。另外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)非晶硅也是好的材料選擇，盡管它的k比值小于1.8(如k比值＝1.2599)。因此，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，中間層由鋁、鉻、鈦、或非晶硅之一構(gòu)成。記住前面的說明，下面的圖表列舉的各種材料，可以用作本發(fā)明的中間層。
表1
本發(fā)明的掩模一個(gè)重要方面，是中間層材料選擇的靈活性。就這一點(diǎn)來說，能夠改變中間層材料的選擇，以滿足不同類型曝光設(shè)備(如，248nm、193nm、和157nm)，以及目前的(如365nm)和新發(fā)展的檢查設(shè)備的光學(xué)指標(biāo)。因此，本發(fā)明不限于使用表1列舉的金屬作為中間層材料的選擇。相反，在檢查設(shè)備波長上的消光系數(shù)大于在曝光設(shè)備波長上的材料和金屬，也可以用作中間層材料，以提供吸收足夠量的光，使透過PSM層的光的透射率，與透過石英或基本透明層的光的透射率相比，縮減至約40-50％。當(dāng)然，檢查結(jié)果會(huì)按照中間層材料的選擇和檢查設(shè)備的選擇，以及需要優(yōu)化的具體掩模的性質(zhì)變化。
下面說明本發(fā)明若干個(gè)不同的實(shí)施例，其中每一實(shí)施例的EAPSM均調(diào)諧至使用193nm的曝光設(shè)備。但應(yīng)指出，下面的實(shí)施例僅在于舉例說明本發(fā)明，不能以任何方式認(rèn)定，本發(fā)明僅限于這些實(shí)施例。
在一個(gè)實(shí)施例中，厚75的鈦中間層，淀積在厚682的TaSiNPSM層之下。更具體說，參照?qǐng)D7A，本實(shí)施例的EAPSM21包括作為透明層31的石英；作為中間層29的鈦；作為PSM層27的TaSiN；作為不透明層25的鉻；和光刻膠層23。如在表1所指出，鈦在365nm檢查設(shè)備波長上的消光系數(shù)高于在193nm的曝光設(shè)備波長。因此，如圖8所示，在常規(guī)的有TaSiN PSM層27的EAPSM上增加鈦中間層29，把在較長波長，即365nm檢查設(shè)備波長上的透射率，降低至約47％，同時(shí)又極微小地把在較短波長，即193nm曝光設(shè)備波長上的透射率降低至9％。結(jié)果是，鈦中間層29能使EAPSM21滿足檢查設(shè)備(設(shè)備允許50％或更小的相對(duì)于石英的透射率)和曝光設(shè)備兩方面的要求。
在另一個(gè)實(shí)施例中，在TaSiN PSM層的上、下兩側(cè)加上高反射的中間層。更具體說，參照?qǐng)D7C，本實(shí)施例的EAPSM61包括作為基本透明層73的石英；厚度50作為第一中間層71的鋁；厚度831作為PSM層69的TaSiN；厚度50作為第二中間層67的鋁；作為不透明層65的鉻；和光刻膠層63。該配置產(chǎn)生Fabry-Perot標(biāo)準(zhǔn)具效應(yīng)，因此導(dǎo)致相長干涉和相消干涉的波節(jié)。換句話說，第二中間層67與第一中間層71的反射干涉，從而一起消除透過的光。結(jié)果是，在本實(shí)施例中，第一71和第二67中間層對(duì)曝光波長起EAPSM的作用而在檢查波長上給出干涉的透射極小?，F(xiàn)在參考圖9，有Al-TaSiN-Al膜疊層的EAPSM，在193nm曝光設(shè)備波長上，給出約8％的透射率和180度相移，并在365nm檢查設(shè)備波長上，給出約24％的透射率。因此，該配置滿足曝光和檢查設(shè)備兩方面的光學(xué)指標(biāo)要求。
在另一個(gè)實(shí)施例中，EAPSM包括厚度785的氮化硅(如Si3N4)PSM層，淀積在厚度50的非晶硅中間層之上。參考圖7A，在本實(shí)施例中，EAPSM21包括作為透明層31的石英；作為中間層29的非晶硅；作為PSM層27的氮化硅；作為不透明層25的鉻；和光刻膠層23。如在圖10所示，PSM層在193nm的曝光設(shè)備波長上，以相對(duì)于石英層約15％比率透過光，并在365nm檢查設(shè)備波長上，以相對(duì)于石英層透過約25％的光。因此，EAPSM21滿足檢查和曝光設(shè)備兩方面的光學(xué)指標(biāo)要求。
在再一個(gè)實(shí)施例中，厚度75的鈦中間層，淀積在厚度682的TaSiN PSM層之上(即，在透明層之上)，如圖7B所示。更具體說，本實(shí)施例的EAPSM41包括作為透明層51的石英；作為PSM層49的TaSiN；作為中間層47的鈦；作為不透明層45的鉻；和光刻膠層43。如在圖表中所指出，鈦在365nm檢查設(shè)備波長上的消光系數(shù)，高于在193nm的曝光設(shè)備波長。因此，如圖11所示，在常規(guī)的有TaSiNPSM層49的EAPSM上增加鈦中間層47，把在較長波長，即檢查波長上的透射率，降低至約47％，同時(shí)又極微小地把在較短波長，即曝光設(shè)備波長上的透射率降低至9％。結(jié)果是，鈦中間層能使EAPSM滿足檢查設(shè)備(設(shè)備允許50％或更小的相對(duì)于石英的透射率)和曝光設(shè)備兩方面的光學(xué)指標(biāo)要求。因此，本實(shí)施例的EAPSM滿足檢查和曝光設(shè)備兩方面的光學(xué)指標(biāo)要求。
舉例制作有鉻中間層淀積在氮化硅PSM層之下的EAPSM。更具體說，如圖7A所示，EAPSM21包括作為透明層31的石英；厚度115作為中間層29的非化學(xué)計(jì)量的氮化鉻；厚度674作為PSM層27的氮化硅(如Si3N4)；作為不透明層25的鉻；和光刻膠層23。氮化硅PSM層27調(diào)諧至193nm的曝光設(shè)備波長和365nm檢查設(shè)備波長上。參考圖12，發(fā)現(xiàn)該EAPSM21在193nm的曝光設(shè)備波長上，透過9％比率的具有180度相移的光。在365nm檢查設(shè)備波長上，EAPSM21透過約35％比率的光。結(jié)果是，該EAPSM滿足檢查和曝光設(shè)備兩方面的光學(xué)要求。
應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明不限于本文討論的指定的曝光和檢查設(shè)備波長，并能用于現(xiàn)在正在使用的或此后研發(fā)的其他檢查和曝光設(shè)備波長。就此而言，隨著光刻的指導(dǎo)方針繼續(xù)使用更短的波長，可以期望檢查設(shè)備將向使用比目前波長365nm波長更短的波長發(fā)展。例如，在將來，薄膜疊層將要求設(shè)計(jì)使用157nm的EAPSM，并在248nm或257nm上檢查。除此之外，膜疊層將要求設(shè)計(jì)使用13nm的EUV波長，并在較長的波長上檢查。因此，從前面的說明可見，任何波長組上的類似技術(shù)，通過改變每一組的中間層材料的選擇，都能夠?qū)崿F(xiàn)。
現(xiàn)在已經(jīng)出示和詳細(xì)說明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，對(duì)這些優(yōu)選實(shí)施例的各種修改和改進(jìn)，本領(lǐng)域熟練人員是顯而易見的。因此，應(yīng)當(dāng)明確地認(rèn)識(shí)本發(fā)明的精神和范圍，且本發(fā)明的精神和范圍，只受附于后的權(quán)利要求書的限制，不受前面說明書的限制。
權(quán)利要求
1.一種空白光學(xué)掩模，包括形成所述空白光學(xué)掩模頂層的光刻膠層；形成所述空白光學(xué)掩模底層的基本透明層；在所述空白光學(xué)掩模的所述頂層和底層之間的不透明層；在所述空白光學(xué)掩模的所述不透明層和底層之間的相移層；和在所述不透明層和基本透明層之間，至少一層中間層，其中所述至少一層中間層，由在檢查設(shè)備波長上比在曝光設(shè)備波長上有更高消光系數(shù)的材料構(gòu)成。
2.按照權(quán)利要求1的空白光學(xué)掩模，其中所述至少一層中間層，是基于金屬的材料。
3.按照權(quán)利要求2的空白光學(xué)掩模，其中所述基于金屬的材料，是從如下一組中選出的一種或多種，該組包括NiFe、Ir、Rh、Pd、Pt、Al、Cr、Ti、Au、V、Co、Ni、Fe、Cu、Ta、Mo、WN、TaSi、a-Si、TiSi、MoN、和Nb。
4.按照權(quán)利要求2的空白光學(xué)掩模，其中所述基于金屬的材料的k比值，約等于1.8。
5.按照權(quán)利要求1的空白光學(xué)掩模，其中所述相移層的厚度，在約500-1000的范圍，和所述至少一層中間層的厚度，約為50-150。
6.按照權(quán)利要求1的空白光學(xué)掩模，其中所述至少一層中間層，是在所述透明層之上；所述相移層，是在所述至少一層中間層之上；所述不透明層，是在所述相移層之上；和所述光刻膠層，是在所述不透明層之上。
7.按照權(quán)利要求1的空白光學(xué)掩模，其中所述相移層，是在所述透明層之上；所述至少一層中間層，是在所述相移之上；所述不透明層，是在所述至少一層中間層之上；和所述光刻膠層，是在所述不透明層之上。
8.按照權(quán)利要求1的空白光學(xué)掩模，其中所述至少一層中間層包括，在所述透明層之上的第一中間層，和在所述相移層上的第二中間層，其中所述相移層是在所述第一和第二中間層之間；所述不透明層，是在所述第二中間層之上；和所述光刻膠層，是在所述不透明層之上。
9.按照權(quán)利要求1的空白光學(xué)掩模，其中所述基本透明層是石英。
10.按照權(quán)利要求1的空白光學(xué)掩模，其中所述相移層材料，是從如下一組中選出，該組包括MoSi、TaSiN、TiSiN、和ZrSiO。
11.按照權(quán)利要求1的空白光學(xué)掩模，其中所述不透明層是鉻。
12.按照權(quán)利要求6的空白光學(xué)掩模，其中所述中間層是鋁。
13.按照權(quán)利要求6的空白光學(xué)掩模，其中所述中間層是鉻。
14.按照權(quán)利要求1的空白光學(xué)掩模，其中所述光學(xué)掩模調(diào)諧至193nm曝光設(shè)備上。
15.按照權(quán)利要求6的空白光學(xué)掩模，其中所述相移層是TaSiN，而所述至少一層中間層是Ti。
16.按照權(quán)利要求15的空白光學(xué)掩模，其中所述TaSiN相移層的厚度約680，而所述鈦中間層的厚度約75。
17.按照權(quán)利要求8的空白光學(xué)掩模，其中所述第一和第二中間層是鋁，而所述相移層是氮化硅。
18.按照權(quán)利要求17的空白光學(xué)掩模，其中所述第一和第二鋁中間層的厚度約50，而所述氮化硅相移層的厚度約830。
19.按照權(quán)利要求6的空白光學(xué)掩模，其中所述相移層是氮化硅，而所述中間層是非晶硅。
20.按照權(quán)利要求19的空白光學(xué)掩模，其中所述氮化硅相移層的厚度約785，而所述非晶硅中間層的厚度約50。
21.按照權(quán)利要求7的空白光學(xué)掩模，其中所述相移層是TaSiN，而所述至少一層中間層是Ti。
22.按照權(quán)利要求21的空白光學(xué)掩模，其中所述TaSiN相移層的厚度約680，而所述鈦中間層的厚度約75。
23.按照權(quán)利要求6的空白光學(xué)掩模，其中所述相移層是氮化硅，而所述中間層是氮化鉻。
24.按照權(quán)利要求23的空白光學(xué)掩模，其中所述氮化硅相移層的厚度約674，而所述氮化鉻中間層的厚度約115。
25.一種已處理的光學(xué)掩模，包括形成所述空白光學(xué)掩模底部的基本透明層；形成所述已處理光學(xué)掩模頂層的已形成圖形的不透明層；在所述空白光學(xué)掩模的所述頂層和底層之間的已形成圖形的相移層；和在所述不透明層和基本透明層之間，至少一層已形成圖形的中間層，其中所述至少一層中間層，由在檢查設(shè)備波長上比在曝光設(shè)備波長上有更高消光系數(shù)的材料構(gòu)成。
26.按照權(quán)利要求25的已處理的光學(xué)掩模，其中所述至少一層中間層，是基于金屬的材料。
27.按照權(quán)利要求26的已處理的光學(xué)掩模，其中所述基于金屬的材料，是從如下的一組中選出的一種或多種，該組包括NiFe、Ir、Rh、Pd、Pt、Al、Cr、Ti、Au、V、Co、Ni、Fe、Cu、Ta、Mo、WN、TaSi、a-Si、TiSi、MoN、和Nb。
28.按照權(quán)利要求25的已處理的光學(xué)掩模，其中所述相移層的厚度，在約500-1000的范圍，和所述至少一層中間層的厚度，約為50-150。
29.按照權(quán)利要求25的已處理的光學(xué)掩模，其中所述至少一層中間層，是在所述透明層之上；所述相移層，是在所述至少一層中間層之上；和所述不透明層，是在所述相移層之上。
30.按照權(quán)利要求25的已處理的光學(xué)掩模，其中所述相移層，是在所述透明層之上；所述至少一層中間層，是在所述相移之上；和所述不透明層，是在所述至少一層中間層之上。
31.按照權(quán)利要求25的已處理的光學(xué)掩模，其中所述至少一層中間層包括，在所述透明層之上的第一中間層，和在所述相移層上的第二中間層，其中所述相移層是在所述第一和第二中間層之間；和所述不透明層，是在所述第二中間層之上。
32.按照權(quán)利要求25的已處理的光學(xué)掩模，其中所述相移層材料，是從如下一組中選出，該組包括MoSi、TaSiN、TiSiN、和ZrSiO。
33.按照權(quán)利要求29的已處理的光學(xué)掩模，其中所述中間層是鋁。
34.按照權(quán)利要求29的已處理的光學(xué)掩模，其中所述中間層是鉻。
35.一種空白光學(xué)掩模，包括基本透明層；在所述基本透明層之上的中間層，其中所述中間層，由在檢查設(shè)備波長上比在曝光設(shè)備波長上有更高消光系數(shù)的材料構(gòu)成；在所述中間層之上的相移層；在所述相移層之上的不透明層；和在所述不透明層之上的光刻膠層。
36.按照權(quán)利要求35的空白光學(xué)掩模，按照權(quán)利要求25的空白光學(xué)掩模，其中所述至少一層中間層，是基于金屬的材料。
37.按照權(quán)利要求37的空白光學(xué)掩模，其中所述基于金屬的材料，是從如下的一組中選出的一種或多種，該組包括NiFe、Ir、Rh、Pd、Pt、Al、Cr、Ti、Au、V、Co、Ni、Fe、Cu、Ta、Mo、WN、TaSi、a-Si、TiSi、MoN、和Nb。
38.按照權(quán)利要求35的空白光學(xué)掩模，其中所述相移層的厚度，在約500-1000的范圍，和所述至少一層中間層的厚度，約為50-150。
39.按照權(quán)利要求35的空白光學(xué)掩模，其中所述相移層材料，是從如下一組中選出，該組包括MoSi、TaSiN、TiSiN、和ZrSiO。
40.一種空白光學(xué)掩模，包括基本透明層；在所述基本透明層之上的相移層；在所述相移層之上的中間層，其中所述中間層，由在檢查設(shè)備波長上比在曝光設(shè)備波長上有更高消光系數(shù)的材料構(gòu)成；在所述中間層之上的不透明層；和在所述不透明層之上的光刻膠層。
41.按照權(quán)利要求40的空白光學(xué)掩模，其中所述至少一層中間層，是基于金屬的材料。
42.按照權(quán)利要求41的空白光學(xué)掩模，其中所述基于金屬的材料，是從如下的一組中選出的一種或多種，該組包括NiFe、Ir、Rh、Pd、Pt、Al、Cr、Ti、Au、V、Co、Ni、Fe、Cu、Ta、Mo、WN、TaSi、a-Si、TiSi、MoN、和Nb。
43.按照權(quán)利要求45的空白光學(xué)掩模，其中所述相移層的厚度，在約500-1000的范圍，和所述至少一層中間層的厚度，約為50-150。
44.按照權(quán)利要求40的空白光學(xué)掩模，其中所述相移層材料，是從如下一組中選出，該組包括MoSi、TaSiN、TiSiN、和ZrSiO。
45.一種空白光學(xué)掩模，包括基本透明層；在所述基本透明層之上的第一中間層，其中所述第一中間層，由在檢查設(shè)備波長上比在曝光設(shè)備波長上有更高消光系數(shù)的材料構(gòu)成；在所述第一中間層之上的相移層；在所述相移層之上的第二中間層，其中所述第二中間層，由在檢查設(shè)備波長上比在曝光設(shè)備波長上有更高消光系數(shù)的材料構(gòu)成；在所述第二中間層之上的不透明層；和在所述不透明層之上的光刻膠層。
46.按照權(quán)利要求45的空白光學(xué)掩模，其中所述第一和第二中間層，是基于金屬的材料。
47.按照權(quán)利要求46的空白光學(xué)掩模，其中所述基于金屬的材料，是從如下的一組中選出的一種或多種，該組包括NiFe、Ir、Rh、Pd、Pt、Al、Cr、Ti、Au、V、Co、Ni、Fe、Cu、Ta、Mo、WN、TaSi、a-Si、TiSi、MoN、和Nb。
48.按照權(quán)利要求45的空白光學(xué)掩模，其中所述相移層的厚度，在約500-1000的范圍，和所述至少一層中間層的厚度，約為50-150。
49.按照權(quán)利要求45的空白光學(xué)掩模，其中所述相移層材料，是從如下一組中選出，該組包括MoSi、TaSiN、TiSiN、和ZrSiO。
50.一種制作光學(xué)掩模的方法，包括如下步驟提供空白的光學(xué)掩模，該空白光學(xué)掩模有光刻膠材料的頂層；底部基本透明層；在所述頂層與底層之間的不透明層；在所述頂層與不透明層之間的相移層；和在所述不透明層與基本透明層之間至少一層中間層，其中所述中間層，由在檢查設(shè)備波長上比在曝光設(shè)備波長上有更高消光系數(shù)的材料構(gòu)成。處理所述空白光學(xué)掩模，形成指定的圖形；用檢查設(shè)備檢查所述已處理的光學(xué)掩模。
51.按照權(quán)利要求50的制作光學(xué)掩模方法，其中所述處理步驟，還包括如下步驟寫入將要在所述光刻膠材料層上蝕刻的圖形；在所述光刻膠材料層上、所述不透明層上、所述相移層上、和所述至少一層中間層上，蝕刻所述圖形；和從所述已處理的掩模上清除所述光刻膠材料。
52.按照權(quán)利要求51的制作光學(xué)掩模方法，其中所述檢查步驟，還包括如下步驟把照明光束引導(dǎo)至所述光學(xué)掩模上；引導(dǎo)透過所述已處理光學(xué)掩模及從所述已處理光學(xué)掩模反射回來的所述光束的光強(qiáng)；把所述被引導(dǎo)的光強(qiáng)與期望的光強(qiáng)比較；所述被引導(dǎo)的光強(qiáng)偏離期望的光強(qiáng)的任何偏差，作為缺陷被記錄。
53.按照權(quán)利要求52的制作光學(xué)掩模方法，其中所述檢查步驟，還包括如下步驟把照明光束引導(dǎo)至所述光學(xué)掩模上；引導(dǎo)透過所述已處理光學(xué)掩模及從所述已處理光學(xué)掩模反射回來的所述光束的光強(qiáng)；把所述已處理光學(xué)掩模中的圖形，與已經(jīng)被處理的第二光學(xué)掩模上的第二圖形比較；所述光學(xué)掩模中的圖形偏離所述第二光學(xué)掩模上第二圖形的任何偏差，作為缺陷被記錄。
54.按照權(quán)利要求50的空白光學(xué)掩模，其中所述至少一層中間層，是基于金屬的材料。
55.按照權(quán)利要求54的空白光學(xué)掩模，其中所述基于金屬的材料，是從如下的一組中選出的一種或多種，該組包括NiFe、Ir、Rh、Pd、Pt、Al、Cr、Ti、Au、V、Co、Ni、Fe、Cu、Ta、Mo、WN、TaSi、a-Si、TiSi、MoN、和Nb。
56.按照權(quán)利要求50的空白光學(xué)掩模，其中所述相移層的厚度，在約500-1000的范圍，和所述至少一層中間層的厚度，約為50-150。
57.按照權(quán)利要求50的空白光學(xué)掩模，其中所述至少一層中間層，是在所述透明層之上；所述相移層，是在所述至少一層中間層之上；所述不透明層，是在所述相移層之上；和所述光刻膠層，是在所述不透明層之上。
58.按照權(quán)利要求50的空白光學(xué)掩模，其中所述相移層，是在所述透明層之上；所述至少一層中間層，是在所述相移之上；所述不透明層，是在所述至少一層中間層之上；和所述光刻膠層，是在所述不透明層之上。
59.按照權(quán)利要求50的空白光學(xué)掩模，其中所述至少一層中間層包括，在所述透明層之上的第一中間層，和在所述相移層上的第二中間層，其中所述相移層是在所述第一和第二中間層之間；所述不透明層，是在所述第二中間層之上；和所述光刻膠層，是在所述不透明層之上。
60.按照權(quán)利要求50的空白光學(xué)掩模，其中所述相移層材料，是從如下一組中選出，該組包括MoSi、TaSiN、TiSiN、和ZrSiO。
61.按照權(quán)利要求57的空白光學(xué)掩模，其中所述中間層是鋁。
62.按照權(quán)利要求57的空白光學(xué)掩模，其中所述中間層是鉻。
63.一種制作半導(dǎo)體裝置的方法，包括如下步驟在半導(dǎo)體晶片與能量源之間插入已完成的光學(xué)掩模，其中所述已完成的光學(xué)掩模包括底部基本透明的基片；頂部形成指定圖形的已形成圖形的不透明層；在所述頂層和底層之間形成指定圖形的已形成圖形的相移層；和在所述不透明層與基本透明層之間至少一層形成圖形的中間層，并形成指定的圖形，其中，所述至少一層形成圖形的中間層，由在檢查設(shè)備波長上比在曝光設(shè)備波長上有更高消光系數(shù)的材料構(gòu)成；在能量源中產(chǎn)生能量；令所述產(chǎn)生的能量，透過所述已完成光學(xué)掩模內(nèi)形成在所述不透明層、相移層、和至少一層中間層中所述圖形，到達(dá)所述半導(dǎo)體晶片；和在所述半導(dǎo)體晶片上，蝕刻與所述已完成光學(xué)掩模內(nèi)形成在所述不透明層、相移層、和至少一層中間層中所述圖形對(duì)應(yīng)的圖像。
64.按照權(quán)利要求63的制作半導(dǎo)體裝置方法，其中所述至少一層中間層，是基于金屬的材料。
65.按照權(quán)利要求64的空白光學(xué)掩模，其中所述基于金屬的材料，是從如下的一組中選出的一種或多種，該組包括NiFe、Ir、Rh、Pd、Pt、Al、Cr、Ti、Au、V、Co、Ni、Fe、Cu、Ta、Mo、WN、TaSi、a-Si、TiSi、MoN、和Nb。
66.按照權(quán)利要求63的空白光學(xué)掩模，其中所述相移層的厚度，在約500-1000的范圍，和所述至少一層中間層的厚度，約為50-150。
67.按照權(quán)利要求63的空白光學(xué)掩模，其中所述至少一層中間層，是在所述透明層之上；所述相移層，是在所述至少一層中間層之上；所述不透明層，是在所述相移層之上；和所述光刻膠層，是在所述不透明層之上。
68.按照權(quán)利要求63的空白光學(xué)掩模，其中所述相移層，是在所述透明層之上；所述至少一層中間層，是在所述相移之上；所述不透明層，是在所述至少一層中間層之上；和所述光刻膠層，是在所述不透明層之上。
69.按照權(quán)利要求63的空白光學(xué)掩模，其中所述至少一層中間層包括，在所述透明層之上的第一中間層，和在所述相移層上的第二中間層，其中所述相移層是在所述第一和第二中間層之間；所述不透明層，是在所述第二中間層之上；和所述光刻膠層，是在所述不透明層之上。
70.按照權(quán)利要求63的空白光學(xué)掩模，其中所述相移層材料，是從如下一組中選出，該組包括MoSi、TaSiN、TiSiN、和ZrSiO。
71.按照權(quán)利要求67的空白光學(xué)掩模，其中所述中間層是鋁。
72.按照權(quán)利要求67的空白光學(xué)掩模，其中所述中間層是鉻。
全文摘要
本發(fā)明一般涉及改進(jìn)的光刻中使用的光學(xué)掩模，用于制作集成電路及其他半導(dǎo)體裝置，更準(zhǔn)確地說，是涉及檢測這種光學(xué)掩模中在處理后的缺陷。具體說，本發(fā)明針對(duì)一種在其內(nèi)淀積一層或多層中間層的空白光學(xué)掩模，中間層的材料，由在檢查設(shè)備波長上比在曝光設(shè)備波長上有更高消光系數(shù)的材料構(gòu)成。中間層材料要能吸收足夠量的光，以滿足檢查設(shè)備的光學(xué)要求，同時(shí)透過足夠量的光，以滿足曝光設(shè)備的光學(xué)要求。結(jié)果是，該光學(xué)掩模改進(jìn)了光學(xué)掩模的檢查結(jié)果，又不犧牲半導(dǎo)體寫入過程中的透射性質(zhì)。
文檔編號(hào)G03F1/00GK1678962SQ03820165
公開日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2003年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月27日
發(fā)明者馬修·拉斯特, 邁克爾·坎格米 申請(qǐng)人:美商福昌公司