本揭示内容大体涉及一种微影掩膜，且更特别的是，涉及一种极紫外光微影反射型掩膜(extreme ultraviolet lithography reflective mask)及其制法。
背景技术：
典型EUV光掩膜建立有图案化于反射型堆叠上面的吸收剂层的掩膜图案。以对于法线有一角度地照射EUV光掩膜以便将掩膜图案反映到晶圆上。EUV掩膜的非正交照射造成与入射光束垂直的线路的阴影效应(shadowing)。此外，出现远心误差(telecentricity error)的结果为通过聚焦而发生的图案偏移。再者，有由于反射型堆叠的反射型掩膜涂层的阳极化引起的影像对比损失。
技术实现要素：
本揭示内容的第一方面提供一种反射型掩膜，其具有一反射型图案，以及埋藏在该反射型图案内的一吸收剂图案(absorber pattern)，其中该吸收剂图案的顶面是在或低于该反射型图案的顶面。
本揭示内容的第二方面提供一种反射型掩膜，其包括：一低热膨胀材料(low termal expansion material；LTEM)衬底；一对反射型堆叠，各反射型堆叠各自有从该LTEM衬底延伸到一第一限度的一第一顶面；在该对反射型堆叠之间的一填充堆叠(fill stack)，该填充堆叠有从该LTEM衬底延伸到一第二限度的一第二顶面，该第二限度低于该对反射型堆叠的该第一限度，其中该对反射型堆叠中的每一者的一延伸部高于该填充堆叠藉此在该对反射型堆叠之间形成一凹井(recesswell)，该凹井具有被该填充堆叠的该第二顶面分离的实质垂直壁；以及衬里(line)该凹井的一吸收剂层。
本揭示内容的第三方面提供一种方法，其包括：沉积一填充材料于经极紫外光(EUV)蚀刻掩膜上，该经EUV蚀刻掩膜包括一低热膨胀材料(LTEM)衬底、一对反射型堆叠以及在该对反射型堆叠之间暴露该LTEM衬底的一沟槽，该填充材料填充该沟槽；通过蚀刻该填充材料来形成一凹井；沉积一吸收剂层于该对反射型堆叠上面及于该凹井中，其中在该凹井内留有一间隙；沉积一牺牲性填充材料于该吸收剂层上面且填充该间隙；平坦化该牺牲性填充材料到该对反射型堆叠的顶面；以及移除在该间隙中的该牺牲性填充材料。
本揭示内容的解释性方面经设计成可解决描述于本文的问题及/或未被论及的其他问题。
附图说明
由以下本揭示内容各方面结合描绘本发明各种具体实施例的所附图式的详细说明可更加明白本揭示内容以上及其他的特征，其中：
图1的横截面图图示可使用于极紫外光微影(EUVL)制程的先前技术微影掩膜的一部分。
图2的横截面图根据本揭示内容的具体实施例图示处于制造阶段的初始掩膜结构。
图3的横截面图根据本揭示内容的具体实施例图示处于中间制造阶段的掩膜结构。
图4的横截面图根据本揭示内容的具体实施例图示处于中间制造阶段的掩膜结构。
图5的横截面图根据本揭示内容的具体实施例图示处于中间制造阶段的掩膜结构。
图6的横截面图根据本揭示内容的具体实施例图示处于中间制造阶段的掩膜结构。
图7的横截面图根据本揭示内容的具体实施例图示处于中间制造阶段的掩膜结构。
图8的横截面图根据本揭示内容的数个方面图示反射型掩膜的示范具体实施例。
应注意，本揭示内容的图式并非按比例绘制。图式旨在仅描绘本揭示内容的典型方面，因此不应被视为用来限制本揭示内容的范畴。图式中，类似的元件用类似的元件符号表示。
符号说明：
100 微影掩膜结构
105 衬底
110 反射层
115 覆盖层
120 厚吸收剂膜
125 深紫外光(DUV)抗反射涂层(ARC)
130 反射表面、表面
135 有效反射平面
140 EUV光
145 反射EUV光
150 角度
155 法线
160 受阻EUV光波
165 路径
170 光束
175 反射光束
200 初始结构
202 反射型堆叠
202a、202b、202c、202d 反射镜区
204 衬底、LTEM衬底
206 沟槽
208 覆盖层
210 填充材料、填充堆叠、填充材料堆叠
210a、210b、210c 残留物
212 顶面、第二顶面
214 顶面、第一顶面
220 侧面、垂直侧面
222 凹井
224 吸收剂层
224a、224b、224c 吸收剂区
226 间隙
228 抗反射涂层、抗反射层
230 牺牲性填充材料
230a、230b、230c 牺牲性填充材料残留物
250 反射型掩膜
252 吸收剂堆叠
260 吸收剂图案
262 反射型图案
E1 第一限度
E2 第二限度。
具体实施方式
用于本文的术语只为了要描述特定具体实施例而非旨在限制本揭示内容。如本文所使用的，单数形式“一(a)”、“一(an)”、及“该(the)”旨在也包括复数形式，除非上下文中另有明确指示。更应了解，用语“包括(comprises)”及/或“包含(comprising)”在使用于说明书中时系具体描述提及的特征、整数、步骤、操作、元件及/或组件的存在，但不排除存在或加入一或更多其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件及/或彼等的群组。
所有手段或步骤的对应结构、材料、动作以及均等物加上下列申请专利范围之中的功能元件旨在包括用于与其他主张元件结合一起按具体主张方式完成功能的任何结构、材料或动作。提出本揭示内容的描述是为了图解说明而非旨在穷尽或以所揭示的形式限制本揭示内容。本领域技术人员明白有许多修改及变体而不脱离本揭示内容的范畴及精神。该具体实施例经选择及描述成可最佳地解释本揭示内容的原理及其实际应用，且使得本领域其他技术人员能够了解本揭示内容有不同修改的不同具体实施例适合使用于想到的特定用途。
图1的横截面图图示先前技术反射型掩膜的一部分。如图示，微影掩膜结构100包括衬底105，例如石英衬底或低热膨胀材料(LTEM)衬底，以及有一或更多反射层110在衬底上面，例如多对交错的钼层及硅层。经常可包括覆盖层(capping layer)115以保护一或更多反射层110以免在蚀刻或掩膜清洗制程期间受损。厚吸收剂膜120设置在覆盖层115上面，且厚吸收剂膜120的数个部分已被蚀刻或以其他方式移除以形成让掩膜结构的一或更多反射表面130暴露的掩膜图案。如使用于极紫外微影(EUVL)制程，厚吸收剂膜120部分在待保护晶圆上为电路结构的线路或其他所欲区域或结构，同时厚吸收剂膜120部分之间的空间为电路结构特征之间的空间，从而为在晶圆或晶圆上面的层上将会被蚀刻的空间。厚吸收剂膜120也包括深紫外光(DUV)抗反射涂层(ARC)125，这有助于用深紫外光图案检验工具检验EUVL掩膜图案。
在使用如图1所示的掩膜结构的EUVL制程中，可提供入射于微影掩膜结构100上以对法线155有角度150的EUV光140，例如约13.5纳米(nm)的光。入射EUV光可在表面130反射，但是替换地可穿过表面130而在一或更多反射层110内的较深层反射。在多个不同层被反射的个别光波之间的建设性干涉产生在表面130下面的“有效反射平面”135。然后，反射EUV光145传送到晶圆。此传送可经由一序列的反射镜(未图示)实现。不过，应入射于反射表面130上的一些EUV光可能反而被厚吸收剂膜120的一部分阻挡，如受阻EUV光波160所示，否则它应继续沿着路径165而被反射。同样，有些EUV光可反射但是随后被厚吸收剂膜120的一部分阻挡，如光束170所示，它的反射光束175被阻挡致使它无法传送到正在进行加工的晶圆。EUV光有此非所欲阻挡可能造成晶圆图案化的数种缺陷，包括线路在晶圆上的阴影效应(导致某些线路在最终晶圆上比设计更宽地形成)，部分印制图案偏离设计位置，以及受蚀刻空间与图案线路之间的一些对比损失(这可能导致线路没有界定清晰的边缘)。
图2至图8根据本文所述的数个方面图示制造示范掩膜的示范方法的步骤。
图2为可用本领域所习知的方法制成的初始结构200的横截面图。例如，初始结构200有反射型堆叠202，其具有建立反射型图案的反射镜区202a-d。在一示范具体实施例中，初始结构200的制造可从多层反射胚料(未图示)开始，其具有由钼、硅成对交错组成的多层作为反射型堆叠202，然后沉积一电子束光刻胶涂层(e-beam resist coating)且用例如电子束掩膜写录法的方法蚀刻该多层胚料，然后移除该电子束光刻胶涂层。亦即，反射型堆叠202可各自包括至少一钼层与一硅层。如本文别处所述，反射型堆叠202可在图案化及移除以形成反射型堆叠202的反射镜区202a-d之前例如在衬底204上形成为块状层(bulk layer)。
在图2的示范具体实施例中，初始结构200为经EUV蚀刻的二元掩膜，其具有作为LTEM衬底的衬底204、反射型堆叠202及在反射型堆叠202的反射镜区202a-d之间的沟槽206。如本文所使用的，“二元掩膜”表示光会被反射穿过透明多层区且被吸收剂区完全吸收的掩膜，亦即，吸收剂区有零反射率。二元掩膜不同于有些反射光也会被吸收剂区反射的相移掩膜。LTEM衬底204可包括膨胀比小于每摄氏度十亿分之5份(ppb/℃)的任何衬底。LTEM衬底204可包括，例如，石英。沟槽206可暴露LTEM衬底204的区域，且可使用任何目前已知或未来开发的技术形成。亦即，蚀刻沟槽206以暴露除去任何反射的LTEM衬底204，这与习知相移掩膜形成技术相反。此外，在图示的示范具体实施例中，反射型堆叠202有覆盖层208，例如钌(Ru)帽盖。在其他具体实施例中，覆盖层208可包括硅(Si)帽盖或二氧化钛(TiO2)帽盖。蚀刻一般指移除形成于衬底上的材料或结构，且常用在原处的掩膜进行藉此可选择性地移除衬底的某些区域的材料，同时留下在衬底的其他区域不受影响的材料。通常有两类蚀刻：(i)湿蚀刻与(ii)干蚀刻。湿蚀刻用可选择能够选择性地溶解给定材料(例如，氧化物)的溶剂(例如，酸或碱)进行，同时留下相对完好的另一材料(例如，多晶硅或氮化物)。选择性蚀刻给定材料的能力对许多半导体制程而言是基本的。湿蚀刻通常会各向同性地蚀刻匀相材料(例如，氮化物)，但是湿蚀刻也可各向异性地蚀刻单晶材料(例如，硅晶圆)。干蚀刻可用电浆进行。通过调整电浆的参数，电浆系统可用数种模态操作。普通电浆蚀刻产生电中性(neutrally charged)在晶圆表面起反应的高能自由基。由于中性粒子从所有角度冲击晶圆，此过程为各向同性。离子研磨或溅镀蚀刻用大约从一个方向接近晶圆的惰性气体高能离子轰击晶圆，因此此过程有高度各向异性。反应性离子蚀刻(RIE)在居于溅镀、电浆蚀刻中间的条件下操作且可用来产生深窄的特征，例如STI沟槽。
图3图示为沉积填充材料210于初始结构200上的结果的中间结构。填充材料210填充沟槽206(图2)且覆盖衬底204的暴露区。在数个示范具体实施例中，填充材料210可由下列材料制成，但不受限于彼等：氢倍半硅氧烷(hydrogen silsesquioxane，HSQ)、甲基硅倍半氧烷(methylsilsesquioxane，MSQ)或纳米簇硅石(nanoclustersilica，NCS)。如本文所使用的，用语“沉积”大体指适用于填充材料210或其他待沉积材料的任何当前已知或未来开发的技术，包括例如但不限于：化学气相沉积(CVD)、低压CVD(LPCVD)、电浆增强CVD(PECVD)、半大气压(semi-atmosphere)CVD(SACVD)及高密度电浆CVD(HDPCVD)、快速加热CVD(RTCVD)、超高真空CVD(UHVCVD)、限制反应处理CVD(LRPCVD)、有机金属CVD(MOCVD)、溅镀沉积、离子束沉积、电子束沉积、雷射辅助沉积、热氧化、热氮化、旋涂法、物理气相沉积(PVD)、原子层沉积(ALD)、化学氧化、分子束磊晶(MBE)、镀覆及/或蒸镀。
图4图示为蚀刻填充材料210以暴露反射型堆叠202的一部分同时填充材料210的残留物(例如，残留物210a-c)仍在沟槽206中的结果的中间结构。覆盖层208在此步骤可用作蚀刻终止物(etch stop)。在一示范具体实施例中，填充材料210有低于反射型堆叠202顶面214的顶面212。在一具体实施例中，顶面212低于反射型堆叠202的顶面214约有50至150纳米(nm)，亦即，凹井有在反射型堆叠202的完全蚀刻多层反射镜以下约有50至150纳米之间的深度。如本文所使用的，“约”表示每个所述数值在+/-10％的范围内。例如，反射型堆叠202各有从衬底204延伸到第一限度E1的顶面214，以及填充堆叠210有延伸到低于第一限度E1的第二限度E2的顶面212。因此，反射型堆叠202的各反射镜区202a-d的数个部分(可包括侧面220与顶面214)可延伸高于多个填充残留物210a-c，导致形成凹井222。凹井222由与相邻反射型堆叠202的侧面220分离的填充材料堆叠210的顶面212形成。在一示范具体实施例中，侧面220实质垂直且顶面212实质水平，例如，各在+/-5度内。在另一具体实施例中，填充材料210有低于由反射型堆叠202建立的有效反射平面的顶面212。
图5图示在沉积吸收剂层224于反射型堆叠202的延伸部上面且于凹井222中之后的中间结构。在数个示范具体实施例中，吸收剂层224可由钽基化合物制成，例如钽、氮化钽或氮化硼钽，或包括铂、铬、镍、钯、银、锡、铟或镉的其他化合物。吸收剂层224有不填满凹井222的厚度。亦即，凹井222的大小初始经制作成在沉积吸收剂层224(及抗反射涂层228)后，各凹井222内留有间隙226。吸收剂层224吸收EUV光以防它到达填充材料210，因为填充材料210可能不是良好的EUV光吸收剂且在暴露它时可能随着时间流逝而劣化。此外，视需要，可沉积抗反射涂层228于吸收剂层224上面。如前述，凹井222的大小初始经制作成吸收剂层224与抗反射涂层228不填满凹井，以及各凹井222中留有间隙226。抗反射涂层228可包括能够减少反射的任何目前已知或未来开发的层，其常用于半导体装置制造掩膜，例如但不限于：氧化钽(TaO)，氮氧化钽(TaON)，及硼酸钽(tantalum borate，TaBO)。
图6图示在沉积牺牲性填充材料230于吸收剂层224及抗反射涂层228上面且填充间隙226之后的中间结构。牺牲性填充材料230可包括，例如，氧化硅。
图7图示在平坦化牺牲性填充材料230之后的中间结构，例如，经由化学机械研磨(CMP)，致使牺牲性填充材料230的上表面与覆盖层208的顶面实质共面。亦即，平坦化吸收剂层224且通过平坦化移除在覆盖层208上方的抗反射涂层228。在图示的示范具体实施例中，牺牲性填充材料残留物230a-c仍在间隙226中。
图8根据本揭示内容的数个方面图示所产生的反射型掩膜250。反射型掩膜250由蚀刻以移除在间隙226(图7)中的牺牲性填充材料230(图7)而产生。在图8的示范具体实施例中，反射型掩膜250包括埋藏在反射型图案262内的吸收剂图案260。亦即，吸收剂图案260的顶面是在或低于反射型图案262的顶面。吸收剂图案260对入射光波有零反射率，亦即，它完全吸收打在其上的光线，产生有反射型图案262的二元掩膜。反射型图案262包括反射型堆叠202，以及吸收剂图案260包括位在反射型堆叠202之间(亦即，在其间水平延伸)的吸收剂堆叠252。吸收剂堆叠252包括衬里各凹井222的吸收剂层224、抗反射涂层228(若有的话)及填充材料210。吸收剂层224覆盖反射型堆叠202的相邻反射区202a-d(例如，反射区202a邻近反射区202b，以及反射区202b邻近反射区202a及202c等等)的垂直侧面220。
换言之，反射型掩膜250可界定成包括一对反射型堆叠202，其具有被组配成为反射型图案262的反射镜区202a、202b、202c及202d。反射型堆叠202可从衬底204延伸，例如，LTEM衬底204。各反射型堆叠202各自有从LTEM衬底延伸到第一限度E1(图4)的第一顶面214。填充堆叠210位在该对反射型堆叠202之间，填充堆叠有从LTEM衬底204延伸到第二限度E2的第二顶面212，第二限度低于该对反射型堆叠的该第一限度。该对反射型堆叠202中的每一者的延伸部高于填充堆叠210藉此在该对反射型堆叠202之间形成一凹井222，该凹井有被填充堆叠210的第二顶面212分离的实质垂直壁。吸收剂层224衬里凹井222。吸收剂层224可包括被组配成为吸收剂图案260的吸收剂区224a、224b及224c。在一示范具体实施例中，抗反射层228覆迭(overlay)吸收剂层224。填充材料210、吸收剂层224及(视需要)抗反射涂层228可一起视为吸收剂堆叠252。不过，本领域技术人员明白吸收剂堆叠可包括各种不同的层。
习知掩膜利用沉积于多层反射镜上面然后予以图案化的吸收剂(亦即，吸收剂为导致不必要的掩膜3D缺陷等等的凸起特征)，或者是它们提供有部分吸光作用的埋藏吸收剂区。相比之下，本揭示内容的具体实施例提供具有对入射光波有实质零反射率的埋藏吸收剂区(s)的反射型掩膜250，系通过完全蚀刻多层且填满填充材料来实现。结果，反射型掩膜260为二元掩膜而不是相移掩膜。根据本揭示内容的具体实施例的反射型掩膜250减少与入射光束垂直的线路的阴影效应。此外，反射型掩膜250减少远心误差。再者，反射型掩膜250减少由反射型堆叠的任何反射型掩膜涂层的阳极化引起的影像对比损失。
应注意，图式中，微影掩膜的具体实施例描绘成有在图式底部的衬底，以及在衬底上方的反射表面及吸收剂膜堆叠，以符合一般对于此类结构的图示惯例。实际使用时，EUV微影机可面朝下地使用有反射表面及吸收剂堆叠为朝下而不是朝上的EUVL掩膜，在EUV光被反射离开掩膜到在掩膜下面的一系列反射镜时，反射镜反射EUV光到可定位于掩膜下面的晶圆。
应了解，在许多其他不同系统或应用中可合乎需要地组合各种上述及其他特征及功能或彼等的替代物。下列申请专利范围也意图涵盖由所属领域技术人员可随后做出的各种当前未想到或未预料到的替代、修改、变体或改善。