專利名稱：極端遠(yuǎn)紫外掩模及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般性涉及光掩模及其制造方法，更具體涉及極端遠(yuǎn)紫外 (Extreme Ultraviolet, EUV)掩^^及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體器件集成度提高和設(shè)計規(guī)則降低，器件所需的圖案尺寸快 速減小。因此，隨著光刻設(shè)備所使用的光的波長變得越來越短，已經(jīng)開發(fā) 了克服用于形成圖案的光刻工藝中極限分辨率的技術(shù)。例如，已經(jīng)提出浸 沒式光刻、雙圖案化技術(shù)(DPT)和極端遠(yuǎn)紫外(EUV)光刻。EUV光刻工藝4吏用波長為13.4 nm的短于KrF或ArF光的光，即 EUV，以形成尺寸小于32 nm的圖案。用于EUV光刻的掩模包括形成為 鉬層和硅層的多層結(jié)構(gòu)的>^射層，在其上吸收層(absorber layer)圖案形 成為待轉(zhuǎn)移到晶片上的圖案的形狀。為了在EUV光刻工藝中獲得約67% 的反射效率，具有鉬層和硅層的多層結(jié)構(gòu)的反射層通常包括40~50層。增 加反射層的尺寸導(dǎo)致掩模制造成本增加以及在沉積工藝期間產(chǎn)生雜質(zhì)的 可能性增加。EUV掩模形成為使吸收層圖案突出高于反射層的形狀。由 EUV掩^^射的光顯示如下強(qiáng)度分布其中光強(qiáng)度在通過吸收層圖案暴露 出的反射層部分的中心處最高，并JL^反射層和吸收層圖案之間的邊緣部 分的方向上降低。由于該光強(qiáng)度分布，轉(zhuǎn)移圖案的對比度降低。因此，轉(zhuǎn) 移到晶片上的圖案的圖像變得不精確，由此導(dǎo)致差的膝光。發(fā)明內(nèi)容在一個實施方案中， 一種EUV掩模包括形成在襯底上并反射EUV 光的多>^射層；限定側(cè)壁且在所形成的多>^射層上形成并選擇性地暴露出多反射層區(qū)域的吸收層圖案；和設(shè)置在吸收層圖案的側(cè)壁處額外反射EUV 光的反射間隔物。優(yōu)選地，反射間隔物具有如下形狀其中其厚度沿從側(cè)壁延伸的傾斜 表面逐漸減小，使得反射率隨著厚度減小而降低。在另一個實施方案中， 一種制造EUV掩模的方法包括在襯底上形成 多反射層；在多反射層上形成限定側(cè)壁的吸收層圖案；和形成設(shè)置在吸收 層圖案側(cè)壁處額外及^射EUV光的及Jtt間隔物。


圖1說明根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的EUV掩模的截面圖。圖2至9說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的制造EUV掩模的方法。
具體實施方式
以下，參考附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的制造EUV掩模的方法。參考圖1，用于EUV光刻的掩模包括形成在襯底110上用以反射 EUV光的多反射層120;形成在多應(yīng)^射層120上用以暴露出多反射層120 區(qū)域的吸收層圖案151，和在吸收層圖案151的側(cè)壁處額外及Jt EUV光的 反射間隔物171。此時，掩模可還包括形成在多反射層120上的覆蓋層130 以;M^覆蓋層130和吸收層圖案151之間限定的邊緣中形成的緩沖層圖案 141。多反射層120優(yōu)選以重復(fù)堆疊多個鉬和硅的雙層的方式形成。覆蓋層 130防止多反射層120氧化并且防止在形成吸收層圖案151時多反射層120 受到侵襲。在后續(xù)的蝕刻工藝或修飾工藝期間，緩沖層圖案141保護(hù)多反 射層120。反射間隔物171優(yōu)選包括珪(Si)層或釕(Ru )層。如果必要， 反射間隔物171可包括鉬和硅的雙層。此時，反射間隔物171具有如下形 狀其中其厚度隨著其表面傾斜遠(yuǎn)離吸^圖案151的側(cè)壁而逐漸增加。 因此，反射間隔物171的反射率隨著厚度增加而增加。以下，詳細(xì)描述制造如上所述EUV^^模的方法。參考圖2，在示例性 地包括石英的襯底110上依次形成多反射層120、覆蓋層130、緩沖層140、 吸收層150和掩模層160。所述多反射層120優(yōu)選通過重復(fù)堆疊鉬和硅的 雙層，通常為40 ~ 50層，直至能夠Jl射照射至掩模的EUV例如13.4 rnn的光的厚度而形成。覆蓋層優(yōu)選包括厚度為100 ~ 110A的珪層。覆蓋層130 防止多反射層120的氧化和防止在后續(xù)圖案化緩沖層140時多反射層120 受到侵襲。緩沖層140優(yōu)選由厚度為90~100A的氮化鉻(CrN)層或氧 化硅(Si02)層形成。在后續(xù)的蝕刻工藝或修飾工藝期間，緩沖層140保護(hù) 多反射層120。吸收層150優(yōu)選由例如可吸收在后續(xù)曝光工藝期間照射至 掩模的EUV例如13.4 nm的光的材料如TaBN和TaBO層形成。掩模層 160優(yōu)選但不必須由電子束光刻膠層形成。掩模層160通過電子束光刻工 藝圖案化并在吸收層的后續(xù)圖案化期間用作蝕刻*^模。參考圖3，圖案化掩模層以形成選擇性暴露出吸收層區(qū)域的掩模層圖 案161。具體地，在^^模層由電子束光刻膠層形成的情況下，通過使電子 束光刻膠層在電子束下選擇性暴露于電子束來實施曝光工藝，使用顯影液 對曝光的電子束光刻膠層實施顯影工藝。然后，選擇性移除被電子束照射 或未被照射的部分，由此形成選擇性暴露出吸收層的掩模層圖案161。利用掩模層圖案161作為蝕刻掩模蝕刻暴露的吸收層以形成吸收層圖 案151。吸收層圖案151選擇性地吸收在后續(xù)EUV光刻工藝期間照射至掩 模的EUV光。例如，當(dāng)EUV光照射至掩模時，光在吸收層圖案151中吸 收并在通過吸收層圖案151選擇性暴露的多反射層120的表面反射。參考圖4，在移除掩模層圖案(圖3中的161)之后，利用吸收層圖案 151作為蝕刻掩模蝕刻暴露的緩沖層以形成緩沖層圖案141。緩沖層圖案 141和吸收層圖案151形成為突出高于多Jl射層120的形狀，緩沖層圖案 141和吸收層圖案151因此與多反射層120具有高度差。因此，如圖7所 示，照射至EUV掩模和從EUV掩^^射的光的強(qiáng)度具有如下分布光強(qiáng) 度200在通過吸收層圖案151暴露出的多反射層120的部分的中心200a 處最高，并且隨著接近多反射層120和吸收層圖案表面之間的邊緣200b 部分而降低，這導(dǎo)致光的對比度降低。因此，轉(zhuǎn)移到晶片上的圖案的圖像 變得不精確，由此導(dǎo)致差的曝光。參考圖5，在緩沖層圖案141、吸收層圖案151和暴露的多反射層120 (或覆蓋層)上形成可反射照射至掩模的光的間隔物材料層170。間隔物 材料層170是將以間隔物形狀在緩沖層圖案141和吸收層圖案151側(cè)壁上 形成的層，并優(yōu)選包括硅(Si)層或釕(Ru)層。如果必要或期望，間隔 物材料層170可包括鉬和硅的雙層。參考圖6，對間隔物材料層實施各向異性蝕刻或錐角蝕刻(taper etching)工藝，以在吸收層圖案151和緩沖層圖案141的側(cè)壁處形成額外 反射EUV光的反射間隔物171。 >^射間隔物171具有如下形狀其中其厚 度沿著其從吸收層圖案151和緩沖層圖案141的側(cè)壁傾斜的傾斜表面而逐 漸增加。因此，反射率隨著反射間隔物171厚度的增加而增加。例如，如 圖8所示，光反射在形狀為其厚度沿著傾斜遠(yuǎn)離緩沖層圖案141側(cè)壁的傾 斜表面逐漸增加的反射間隔物171的低厚度部分a處相對高，光反射在反 射間隔物171的小厚度部分b處相對大。因此，如圖9所示，當(dāng)光照射至 EUV掩模和從EUV掩^^射時，能夠在多反射層120和吸收層圖案151 之間的邊緣部分處獲得額外的反射效果。因此，由于在多反射層120和吸 收層圖案151之間的邊緣201b部分可以獲得和通過吸收層圖案151暴露 出的多反射層120的中心201a部分相等的光強(qiáng)度，所以能夠增加照射光的 對比度。因此，能夠減少在多>11射層中的額外堆疊層的數(shù)量，從而在EUV 光刻工藝中獲得約67%的>^射效率，并且還能夠節(jié)省掩模制造成本。另夕卜， 由于多層結(jié)構(gòu)中層的減少，所以能夠限制雜質(zhì)的增加，并且能夠穩(wěn)定地實 現(xiàn)32 nm或更小的圖案。雖然本發(fā)明已經(jīng)針對具體實施方案進(jìn)行了描述，但是可在不脫離以下 權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的前提下進(jìn)行各種變化和改變。
權(quán)利要求
1. 一種極端遠(yuǎn)紫外(EUV)掩模，包括形成在襯底上并反射EUV光的多反射層；限定側(cè)壁且形成在所述多反射層上并選擇性地暴露出所述多反射層區(qū)域的吸收層圖案；和設(shè)置在所述吸收層圖案側(cè)壁處的額外反射EUV光的反射間隔物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的EUV掩模,其中所述多反射層包括重復(fù)堆疊多 個鉬和硅的雙層的結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的EUV掩模，其中所述吸收層圖案包括TaBN和 TaBO層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的EUV掩模，其中所述反射間隔物包括硅層、釕 層、或鉬和硅的雙層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的EUV掩模，其中所述反射間隔物具有如下形狀 其中其厚度沿著從所述側(cè)壁延伸的傾斜表面逐漸增加，使得反射率隨著厚 度增加而增加。
6. —種制造極端遠(yuǎn)紫外(EUV)掩模的方法，包括 在襯底上形成多>^射層；在所述多>^射層上形成吸收層圖案，所述吸收層圖案限定側(cè)壁；和 一 形成設(shè)置在所述吸收層圖案側(cè)壁處的額外反射所述EUV光的反射間
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述多反射層包括多個重復(fù)堆疊的 鉬和珪的雙層，
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述吸收層圖案包括TaBN和TaBO 層。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述反射間隔物包括硅層、釕層、 或包含鉬和珪的混合層。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括 在所述多反射層上形成覆蓋層；和 在所M蓋層上形成緩沖層圖案。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所^蓋層包括硅層，所述緩沖層圖案包括氮化鉻層或氧化硅層。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述>^射間隔物具有如下形狀其 中其厚度沿著從所述側(cè)壁延伸的傾斜表面逐漸增加，使得反射率隨著厚度 增加而增加。
全文摘要
本發(fā)明涉及EUV掩模及其制造方法。所述EUV掩模包括形成在襯底上并反射EUV光的多反射層；限定側(cè)壁和形成在所述多反射層上并選擇性地暴露出所述多反射層區(qū)域的吸收層圖案；和設(shè)置在所述吸收層圖案側(cè)壁處的額外反射EUV光的反射間隔物。
文檔編號G03F1/00GK101533217SQ20091000603
公開日2009年9月16日 申請日期2009年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日
發(fā)明者吳宬賢 申請人:海力士半導(dǎo)體有限公司