CN101533217A - 极端远紫外掩模及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及EUV掩模及其制造方法。所述EUV掩模包括：形成在衬底上并反射EUV光的多反射层；限定侧壁和形成在所述多反射层上并选择性地暴露出所述多反射层区域的吸收层图案；和设置在所述吸收层图案侧壁处的额外反射EUV光的反射间隔物。
Description
相关申请交叉引用
本申请要求2008年3月11日提交的韩国专利申请10-2008-0022656的优先权，其公开内容通过引用全部并入本文。
技术领域
本发明一般性涉及光掩模及其制造方法，更具体涉及极端远紫外(Extreme Ultraviolet，EUV)掩模及其制造方法。
背景技术
随着半导体器件集成度提高和设计规则降低，器件所需的图案尺寸快速减小。因此，随着光刻设备所使用的光的波长变得越来越短，已经开发了克服用于形成图案的光刻工艺中极限分辨率的技术。例如，已经提出浸没式光刻、双图案化技术(DPT)和极端远紫外(EUV)光刻。
EUV光刻工艺使用波长为13.4nm的短于KrF或ArF光的光，即EUV，以形成尺寸小于32nm的图案。用于EUV光刻的掩模包括形成为钼层和硅层的多层结构的反射层，在其上吸收层(absorber layer)图案形成为待转移到晶片上的图案的形状。为了在EUV光刻工艺中获得约67％的反射效率，具有钼层和硅层的多层结构的反射层通常包括40～50层。增加反射层的尺寸导致掩模制造成本增加以及在沉积工艺期间产生杂质的可能性增加。EUV掩模形成为使吸收层图案突出高于反射层的形状。由EUV掩模反射的光显示如下强度分布：其中光强度在通过吸收层图案暴露出的反射层部分的中心处最高，并且在反射层和吸收层图案之间的边缘部分的方向上降低。由于该光强度分布，转移图案的对比度降低。因此，转移到晶片上的图案的图像变得不精确，由此导致差的曝光。
发明内容
在一个实施方案中，一种EUV掩模包括：形成在衬底上并反射EUV光的多反射层；限定侧壁且在所形成的多反射层上形成并选择性地暴露出多反射层区域的吸收层图案；和设置在吸收层图案的侧壁处额外反射EUV光的反射间隔物。
优选地，反射间隔物具有如下形状：其中其厚度沿从侧壁延伸的倾斜表面逐渐减小，使得反射率随着厚度减小而降低。
在另一个实施方案中，一种制造EUV掩模的方法包括：在衬底上形成多反射层；在多反射层上形成限定侧壁的吸收层图案；和形成设置在吸收层图案侧壁处额外反射EUV光的反射间隔物。
附图说明
图1说明根据本发明一个实施方案的EUV掩模的截面图。
图2至9说明根据本发明的一个实施方案的制造EUV掩模的方法。
具体实施方式
以下，参考附图详细描述根据本发明的制造EUV掩模的方法。
参考图1，用于EUV光刻的掩模包括：形成在衬底110上用以反射EUV光的多反射层120；形成在多反射层120上用以暴露出多反射层120区域的吸收层图案151，和在吸收层图案151的侧壁处额外反射EUV光的反射间隔物171。此时，掩模可还包括形成在多反射层120上的覆盖层130以及在覆盖层130和吸收层图案151之间限定的边缘中形成的缓冲层图案141。多反射层120优选以重复堆叠多个钼和硅的双层的方式形成。覆盖层130防止多反射层120氧化并且防止在形成吸收层图案151时多反射层120受到侵袭。在后续的蚀刻工艺或修饰工艺期间，缓冲层图案141保护多反射层120。反射间隔物171优选包括硅(Si)层或钌(Ru)层。如果必要，反射间隔物171可包括钼和硅的双层。此时，反射间隔物171具有如下形状：其中其厚度随着其表面倾斜远离吸收层图案151的侧壁而逐渐增加。因此，反射间隔物171的反射率随着厚度增加而增加。
以下，详细描述制造如上所述EUV掩模的方法。参考图2，在示例性地包括石英的衬底110上依次形成多反射层120、覆盖层130、缓冲层140、吸收层150和掩模层160。所述多反射层120优选通过重复堆叠钼和硅的双层，通常为40～50层，直至能够反射照射至掩模的EUV例如13.4nm的光的厚度而形成。覆盖层优选包括厚度为100～110
的硅层。覆盖层130防止多反射层120的氧化和防止在后续图案化缓冲层140时多反射层120受到侵袭。缓冲层140优选由厚度为90～100
的氮化铬(CrN)层或氧化硅(SiO2)层形成。在后续的蚀刻工艺或修饰工艺期间，缓冲层140保护多反射层120。吸收层150优选由例如可吸收在后续曝光工艺期间照射至掩模的EUV例如13.4nm的光的材料如TaBN和TaBO层形成。掩模层160优选但不必须由电子束光刻胶层形成。掩模层160通过电子束光刻工艺图案化并在吸收层的后续图案化期间用作蚀刻掩模。
参考图3，图案化掩模层以形成选择性暴露出吸收层区域的掩模层图案161。具体地，在掩模层由电子束光刻胶层形成的情况下，通过使电子束光刻胶层在电子束下选择性暴露于电子束来实施曝光工艺，使用显影液对曝光的电子束光刻胶层实施显影工艺。然后，选择性移除被电子束照射或未被照射的部分，由此形成选择性暴露出吸收层的掩模层图案161。
利用掩模层图案161作为蚀刻掩模蚀刻暴露的吸收层以形成吸收层图案151。吸收层图案151选择性地吸收在后续EUV光刻工艺期间照射至掩模的EUV光。例如，当EUV光照射至掩模时，光在吸收层图案151中吸收并在通过吸收层图案151选择性暴露的多反射层120的表面反射。
参考图4，在移除掩模层图案(图3中的161)之后，利用吸收层图案151作为蚀刻掩模蚀刻暴露的缓冲层以形成缓冲层图案141。缓冲层图案141和吸收层图案151形成为突出高于多反射层120的形状，缓冲层图案141和吸收层图案151因此与多反射层120具有高度差。因此，如图7所示，照射至EUV掩模和从EUV掩模反射的光的强度具有如下分布：光强度200在通过吸收层图案151暴露出的多反射层120的部分的中心200a处最高，并且随着接近多反射层120和吸收层图案表面之间的边缘200b部分而降低，这导致光的对比度降低。因此，转移到晶片上的图案的图像变得不精确，由此导致差的曝光。
参考图5，在缓冲层图案141、吸收层图案151和暴露的多反射层120(或覆盖层)上形成可反射照射至掩模的光的间隔物材料层170。间隔物材料层170是将以间隔物形状在缓冲层图案141和吸收层图案151侧壁上形成的层，并优选包括硅(Si)层或钌(Ru)层。如果必要或期望，间隔物材料层170可包括钼和硅的双层。
参考图6，对间隔物材料层实施各向异性蚀刻或锥角蚀刻(taperetching)工艺，以在吸收层图案151和缓冲层图案141的侧壁处形成额外反射EUV光的反射间隔物171。反射间隔物171具有如下形状：其中其厚度沿着其从吸收层图案151和缓冲层图案141的侧壁倾斜的倾斜表面而逐渐增加。因此，反射率随着反射间隔物171厚度的增加而增加。例如，如图8所示，光反射在形状为其厚度沿着倾斜远离缓冲层图案141侧壁的倾斜表面逐渐增加的反射间隔物171的低厚度部分a处相对高，光反射在反射间隔物171的小厚度部分b处相对大。因此，如图9所示，当光照射至EUV掩模和从EUV掩模反射时，能够在多反射层120和吸收层图案151之间的边缘部分处获得额外的反射效果。因此，由于在多反射层120和吸收层图案151之间的边缘201b部分可以获得和通过吸收层图案151暴露出的多反射层120的中心201a部分相等的光强度，所以能够增加照射光的对比度。因此，能够减少在多反射层中的额外堆叠层的数量，从而在EUV光刻工艺中获得约67％的反射效率，并且还能够节省掩模制造成本。另外，由于多层结构中层的减少，所以能够限制杂质的增加，并且能够稳定地实现32nm或更小的图案。
虽然本发明已经针对具体实施方案进行了描述，但是可在不脱离以下权利要求所限定的本发明的精神和范围的前提下进行各种变化和改变。
Claims (12)
1.一种极端远紫外(EUV)掩模，包括：
形成在衬底上并反射EUV光的多反射层；
限定侧壁且形成在所述多反射层上并选择性地暴露出所述多反射层区域的吸收层图案；和
设置在所述吸收层图案侧壁处的额外反射EUV光的反射间隔物。
2.根据权利要求1所述的EUV掩模，其中所述多反射层包括重复堆叠多个钼和硅的双层的结构。
3.根据权利要求1所述的EUV掩模，其中所述吸收层图案包括TaBN和TaBO层。
4.根据权利要求1所述的EUV掩模，其中所述反射间隔物包括硅层、钌层、或钼和硅的双层。
5.根据权利要求1所述的EUV掩模，其中所述反射间隔物具有如下形状：其中其厚度沿着从所述侧壁延伸的倾斜表面逐渐增加，使得反射率随着厚度增加而增加。
6.一种制造极端远紫外(EUV)掩模的方法，包括：
在衬底上形成多反射层；
在所述多反射层上形成吸收层图案，所述吸收层图案限定侧壁；和
形成设置在所述吸收层图案侧壁处的额外反射所述EUV光的反射间隔物。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述多反射层包括多个重复堆叠的钼和硅的双层。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述吸收层图案包括TaBN和TaBO层。
9.根据权利要求6所述的方法，其中所述反射间隔物包括硅层、钌层、或包含钼和硅的混合层。
10.根据权利要求6所述的方法，还包括：
在所述多反射层上形成覆盖层；和
在所述覆盖层上形成缓冲层图案。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述覆盖层包括硅层，所述缓冲层图案包括氮化铬层或氧化硅层。
12.根据权利要求6所述的方法，其中所述反射间隔物具有如下形状：其中其厚度沿着从所述侧壁延伸的倾斜表面逐渐增加，使得反射率随着厚度增加而增加。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120725 Termination date: 20140122 |