TW201837596A - 極紫外線光罩及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種極紫外線光罩，包括罩幕基板、反射層及光吸收圖案層。該反射層設置於該罩幕基板上，其中該反射層有凹陷圖案。該光吸收圖案層是在該反射層中，填入該凹陷圖案。該光吸收圖案層被暴露。
Description
本發明是有關於半導體製造，且是關於極紫外線(extreme ultraviolet，EUV)光罩的技術。
在電子電路的半導體元件的製造過程中，其一般會包含微影與蝕刻的製程，用來形成元件的內部結構，其中的微影製程需要光源對光阻照射與顯影，而得到需要的罩幕圖案來當作後續蝕刻製程蝕刻罩幕。然而，因應元件密度增加的需求，其圖案結構的尺寸也需要隨之縮小。因此，微影製程所需要的光源需要採用較短波長的光而得到高解析度的能力，如此才可以將細微結構清楚顯影。
極紫外線的波長大約在13.5 nm。極紫外光在光罩的研發中是適合的光源，以符合高解析度的要求。關於極紫外線光罩，其所要的圖案一般是被形成在高反射率的反射層上，其中圖案例如是光吸收的材料。當極紫外線以一個角度入射到極紫外線光罩時，照射到反射層的一部分光會反射到光阻層，而照射到光吸收層的一部分光糾被吸收，不會反射到光阻層。如此，反射光攜帶所要的圖案而照射到光阻層。光阻層經過顯影後就會得到光阻圖案，例如用於後續的蝕刻或植入製程。
由於光吸收圖案是凸出在反射層上，而光是斜角入射，因此光吸收圖案對於入射光會有陰影，其例如會影響圖案的寬度。這是極紫外線光罩的設計所需要考慮的問題。
本發明提出極紫外線光罩的結構，至少可以有效地排除陰影效應，提升極紫外線光罩的性能。
依據一實施例，本發明提供一種極紫外線光罩，包括罩幕基板、反射層及光吸收圖案層。該反射層設置於該罩幕基板上，其中該反射層有凹陷圖案。該光吸收圖案層是在該反射層中，填入該凹陷圖案。該光吸收圖案層被暴露。
依據一實施例，關於所述的極紫外線光罩，該反射層與該光吸收圖案層的上表面是平坦面，或是該光吸收圖案層的高度是凹陷狀態。
依據一實施例，關於所述的極紫外線光罩，該光吸收圖案層是以相同的深度埋在該反射層中。
依據一實施例，關於所述的極紫外線光罩，該光吸收圖案層包含至少兩個部份，具有不同深度埋在該反射層中。
依據一實施例，關於所述的極紫外線光罩，該光吸收圖案層的圖案的線寬是相同，或是不是全部相同。
依據一實施例，關於所述的極紫外線光罩，該反射層包含多個矽層與多個Mo層交互疊置。
依據一實施例，關於所述的極紫外線光罩，該反射層包括帽蓋層，當作頂層。
依據一實施例，關於所述的極紫外線光罩，該光吸收圖案層吸收入射的極紫外光。
依據一實施例，本發明提供一種製造極紫外線光罩的方法，包括提供罩幕基板。接著，反射層形成於該罩幕基板上。對該反射層圖案化，使形成凹陷圖案。光吸收圖案層形成於該反射層中，填入該凹陷圖案。該光吸收層的上部分被移除，以暴露該反射層。
依據一實施例，關於所述的製造極紫外線光罩的方法，其中一平坦面形成在該反射層與該光吸收圖案層上，或是該光吸收圖案層的高度是凹陷狀態。
依據一實施例，關於所述的製造極紫外線光罩的方法，該光吸收圖案層是以相同的深度埋在該反射層中。
依據一實施例，關於所述的製造極紫外線光罩的方法，該光吸收圖案層包含至少兩個部份，具有不同深度埋在該反射層中。
依據一實施例，關於所述的製造極紫外線光罩的方法，該光吸收圖案層的圖案線寬是相同，或是不是全部相同。
依據一實施例，關於所述的製造極紫外線光罩的方法，該反射層包含多個矽層與多個Mo層交互疊置。
依據一實施例，關於所述的製造極紫外線光罩的方法，該反射層包括帽蓋層，當作頂層。
依據一實施例，關於所述的製造極紫外線光罩的方法，該光吸收圖案層吸收入射的極紫外光。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
本發明是關於極紫外線光罩的設計。極紫外線光罩上有所需要的光吸收圖案。利用極紫外線照射於此極紫外線光罩上，利用光吸收圖案吸收極紫外線，而反射光攜帶所需要的圖案照射到元件的光阻層，進而將效的罩幕顯影。
本發明的光吸收圖案是以溝渠或凹陷的方式形成在反射層中，極紫外線光罩的受光表面例如可以是平坦平面可以有效減少陰影的現象，提升微影的品質。
以下舉一些實施例來說明本發明，但是本發明不限於所舉的實施例。
首先描述本發明對探究一些極紫外線光罩的問題。圖1是依照本發明，一種極紫外線光罩剖面示意圖。參閱圖1，本發明探究的極紫外線光罩50，其包含依罩幕基底54為結構的基礎，其材料例如是石英。又，在罩幕基底54下面也會有一導電層52，其材料例如是CrN。反射層56是形成在罩幕基底54上。多疊層反射層56例如是具有高反射率的多層堆疊結構，更例如是多個矽層與多個Mo層交互疊置。在多疊層反射層56上也可以再形成一帽蓋層58，其當作反射層的頂層。也就是說，多疊層反射層56與帽蓋層58一起當作反射層。光吸收圖案層60是形成在帽蓋層58上。
於此，光吸收圖案層60是凸出在帽蓋層58的上面，因此在光吸收圖案層60的側壁之間是凹陷的結構。極紫外線入射光的部分入射光62照射到光吸收圖案層60而被吸收。入射光的另一部分入射光64照射到沒有被光吸收圖案層60覆蓋的帽蓋層58，因此會被反射。這種極紫外線光罩50在側壁的底部區域66由於被遮檔而無法接收或反射入射光，造成圖案邊緣的陰影。
本發明在探究極紫外線光罩50後，提出新的極紫外線光罩，可以有效減少例如底部區域66的陰影。圖2是依照本發明一實施例，一種極紫外線光罩剖面示意圖。
參閱圖2，極紫外線光罩100包括罩幕基板54、多疊層反射層102及光吸收圖案層108。多疊層反射層102設置於罩幕基板54上，其中多疊層反射層102有凹陷圖案。光吸收圖案層108是在多疊層反射層102中，填入凹陷圖案。
對於高反射率的多疊層反射層102，其可以例如是多個矽層與多個Mo層交互疊置。另外，如果需要，帽蓋層106也可以形成在多疊層反射層102上，一起構成反射層。包含多疊層反射層102與帽蓋層106的反射層及光吸收圖案層108的上表面是構成平坦面，並且光吸收圖案層108被暴露。
EUV的入射光也是分為一部分入射光110，其照射到反射層的帽蓋層106而被反射。EUV的入射光的另一部分入射光112，其照射到光吸收圖案層108而不被反射。也就是說，帽蓋層106是當作多疊層反射層102的頂層，帽蓋層106也是屬於反射層的一部份。
於此，由於反射層(包含帽蓋層106與當作多疊層反射層102)與光吸收圖案層108的表面是平坦面，反射光不會被光吸收圖案層108阻擋，其反射光所攜帶的圖案的邊緣能維持與光吸收圖案層108一致。
圖3是依照本發明一實施例，一種極紫外線光罩上視示意圖。參閱圖3，光吸收圖案層108從上視圖的結構，是二維分佈的圖案。在I-I的切割線下的剖面結構會類似圖2的結構。
另外，光吸收圖案層108的實際結構會因實際需要而有一些變化，其例如深度、線寬、或圖案密度等都允許適當的調整。以下在舉一些關於光吸收圖案層108的實施例。
圖4是依照本發明一實施例，一種極紫外線光罩剖面示意圖。參閱圖4，光吸收圖案層108在多疊層反射層102的深度一般可以是相等，但是依實際需要可以不是全部都是相同深度。也就是，光吸收圖案層108包含至少兩個部分，具有不同深度埋在多疊層反射層102層中。圖5是依照本發明一實施例，一種極紫外線光罩剖面示意圖。參閱圖5，就光吸收圖案層108的圖案密度，也會因實際需要而變化。在此本實施，即使深度是相同，其圖案的分佈依照要形成的元件結構，因此圖案密度不是均勻的狀態。也就是說，光吸收圖案層108的與反射層的帽蓋層106是相同高度，構成平坦面，而其深度、線寬、或是圖案密度等，可以適當的調整。
於前面實施利中，光吸收圖案層108的與反射層的帽蓋層106是以相同高度而構成平坦面為例來說明本發明，但是本發明也不限平坦面。圖6是依照本發明一實施例，一種極紫外線光罩剖面示意圖。參閱圖6，光吸收圖案層108的高度例如可以比帽蓋層106或是多疊層反射層102低。於本實施例，雖然光吸收圖案層108處於凹陷的狀態，但是對於所需要的反射圖案仍可以實質上維持。
依據本發明的一實施例，本發明也提供製造極紫外線光罩的方法。圖7是依照本發明一實施例，一種製造極紫外線光罩的方法的流程示意圖。參閱圖7，於步驟S100，製造極紫外線光罩的方法包括提供罩幕基板。接著，於步驟S102，製造方法包括，形成反射層於該罩幕基板上。於步驟S104，製造方法包括圖案化反射層，使形成凹陷圖案。於步驟S106，製造方法包括形成光吸收圖案層於該反射層中，填入該凹陷圖案。於步驟S108，移除光吸收層的上部分，以暴露該反射層。另外如前述，一平坦面可以形成在該反射層與該光吸收圖案層上，又或是例如圖6，光吸收圖案層也可以維持適當的凹陷狀態。
本案提出極紫外線光罩，其光吸收圖案是形成在極紫外線光罩內。如此極紫外線光罩的表面是平坦的表面。入射光不會受到光吸收圖案的遮擋造成陰影，而影響圖案的邊緣。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
50‧‧‧極紫外線光罩
52‧‧‧導電層
54‧‧‧罩幕基底
56‧‧‧反射層
58‧‧‧帽蓋層
60‧‧‧光吸收圖案層
62、64‧‧‧入射光
66‧‧‧底部區域
100‧‧‧極紫外線光罩
102‧‧‧多疊層反射層
106‧‧‧帽蓋層
108‧‧‧光吸收圖案層
110、112‧‧‧入射光
S100、S102、S104、S106、S108‧‧‧步驟
圖1是依照本發明，一種極紫外線光罩剖面示意圖。 圖2是依照本發明一實施例，一種極紫外線光罩剖面示意圖。 圖3是依照本發明一實施例，一種極紫外線光罩上視示意圖。 圖4是依照本發明一實施例，一種極紫外線光罩剖面示意圖。 圖5是依照本發明一實施例，一種極紫外線光罩剖面示意圖。 圖6是依照本發明一實施例，一種極紫外線光罩剖面示意圖。 圖7是依照本發明一實施例，一種製造極紫外線光罩的方法的流程示意圖。
Claims (16)
- 一種極紫外線光罩，包括: 罩幕基板; 反射層，設置於該罩幕基板上，其中該反射層有凹陷圖案; 以及 光吸收圖案層，在該反射層中以填入該凹陷圖案，該光吸收圖案層被暴露。
- 如申請專利範圍第1項所述的極紫外線光罩，其中該反射層與該光吸收圖案層的上表面是平坦面，或是該光吸收圖案層的高度是凹陷狀態。
- 如申請專利範圍第1項所述的極紫外線光罩，其中該光吸收圖案層是以相同的深度埋在該反射層中。
- 如申請專利範圍第1項所述的極紫外線光罩，其中該光吸收圖案層包含至少兩個部份，具有不同深度埋在該反射層中。
- 如申請專利範圍第1項所述的極紫外線光罩，其中該光吸收圖案層的圖案的線寬是相同，或是不是全部相同。
- 如申請專利範圍第1項所述的極紫外線光罩，其中該反射層包含多個矽層與多個Mo層交互疊置。
- 如申請專利範圍第1項所述的極紫外線光罩，其中該反射層包括帽蓋層，當作頂層。
- 如申請專利範圍第1項所述的極紫外線光罩，其中該光吸收圖案層吸收入射的極紫外光。
- 一種製造極紫外線光罩的方法，包括: 提供罩幕基板; 形成反射層於該罩幕基板上; 圖案化該反射層，使形成凹陷圖案; 形成光吸收圖案層於該反射層中，填入該凹陷圖案; 以及 移除該光吸收層的上部分，以暴露該反射層。
- 如申請專利範圍第9項所述的製造極紫外線光罩的方法，其中一平坦面形成在該反射層與該光吸收圖案層上，或是該光吸收圖案層的高度是凹陷狀態。
- 如申請專利範圍第9項所述的製造極紫外線光罩的方法，其中該光吸收圖案層是以相同的深度埋在該反射層中。
- 如申請專利範圍第9項所述的製造極紫外線光罩的方法，其中該光吸收圖案層包含至少兩個部份，具有不同深度埋在該反射層中。
- 如申請專利範圍第9項所述的製造極紫外線光罩的方法，其中該光吸收圖案層的圖案線寬是相同，或是不是全部相同。
- 如申請專利範圍第9項所述的製造極紫外線光罩的方法，其中該反射層包含多個矽層與多個Mo層交互疊置。
- 如申請專利範圍第9項所述的製造極紫外線光罩的方法，該反射層包括帽蓋層，當作頂層。
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