远紫外线光刻工艺和掩模的制作方法
【专利说明】远紫外线光刻工艺和掩模
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请要求2013年11月15日提交的美国第61/904，918号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
[0003]本发明涉及半导体领域，尤其涉及远紫外线光刻工艺和掩模。
【背景技术】
[0004]在过去的几十年间，半导体集成电路(IC)工业已经经历了快速增长。半导体材料和设计中的技术进步已经产生了越来越小和越来越复杂的电路。由于与加工和制造相关的技术也已经经历了技术进步，所以使得这些材料和设计进步成为可能。随着最小组件的尺寸减小，出现了许多挑战。例如，实施更高分辨率的光刻工艺的需求增长。一种光刻技术是远紫外线(EUV)光刻。其他技术包括X射线光刻、离子束投影光刻、电子束投影光刻和多电子束无掩模光刻。
[0005]EUV光刻是用于非常小的半导体技术节点(诸如14nm乃至更小)的有前途的图案化技术。EUV光刻在需要掩模压印晶圆方面非常类似于光学光刻，除了 EUV光刻采用EUV区域(例如，约13.5nm)的光之外。在13.5nm的波长处，大多数材料是高度吸收的。因此，EUV光刻中通常使用反射光学，而不是折射光学。虽然现有的EUV光刻方法对于它们的预期目的通常已经能够满足，但是它们不是在所有方面都已完全令人满意。例如，获得高光学对比度出现了挑战。期望在这个领域具有改进。
【发明内容】
[0006]为了解决现有技术的相关技术问题，本发明的目的在于提供一种远紫外线(EUV)光刻系统，包括:
[0007]掩模，具有多个反射式相移光栅块(PhSGB)；
[0008]照射装置，用于使掩模曝光以产生从掩模所反射的生成的反射光，包括从所述反射式PhSGB所反射的反射光，其中，所述生成的反射光包括主衍射光；以及
[0009]光学器件，用于收集并朝向目标引导所述生成的反射光。
[0010]优选地，所述反射式PhSGB包括来自由钥(Mo)、铝(Al)和锕(Ac)所组成的组的材料。
[0011]优选地，具有所述反射式PhSGB的掩模包括:
[0012]低热膨胀材料(LTEM)层；
[0013]导电层，设置在所述LTEM层的相对表面上方；
[0014]反射式多层(ML),设置在LTEM层的一个表面上方；
[0015]反射式PhSGB，形成在所述反射式ML中；以及
[0016]覆盖层，沉积在所述反射式ML上方。
[0017]优选地，每个反射式PhSGB都具有包括长竖直侧面、短竖直侧面、三阶梯式底部轮廓和平坦的顶部轮廓的形状。
[0018]优选地，所述三阶梯式底部轮廓中的每个阶梯都具有公共的第一宽度W1,所述第一宽度约为图案的间距宽度的四分之一。
[0019]优选地，所述三阶梯式底部轮廓中的每个阶梯都具有公共的第一高度Ii1，所述公共的第一高度引起在两个相邻的阶梯之间所反射的光的约90度相移。
[0020]优选地，所述多个反射式PhSGB被布置为使得:
[0021]第一反射式PhSGB的长竖直侧面被定位为与第二反射式PhSGB的长竖直侧面背对背;
[0022]所述第一反射式PhSGB的短竖直侧面与第三反射式PhSGB的短竖直侧面间隔所述第一宽度W。
[0023]优选地，所述反射式PhSGB包括具有V型底部轮廓和平坦的顶部轮廓的形状。
[0024]优选地，所述V形底部轮廓中的每个都具有第二宽度W2和第二高度h2，所述第二宽度为所述图案的间距宽度W1的两倍，并且所述第二高度引起在相应的反射式PhSGB的底部和顶部之间所反射的光的360度相移。
[0025]优选地，所述掩模具有反射式PhSGB,包括:
[0026]低热膨胀材料(LTEM)层；
[0027]导电层，设置在所述LTEM层的相对表面上方；
[0028]反射式多层(ML),设置在LTEM层的一个表面上方；
[0029]覆盖层，沉积在所述反射式ML上方；以及
[0030]反射式PhSGB，形成在所述覆盖层之上。
[0031]优选地，所述反射式PhSGB中的每个都具有包括长竖直侧面、短竖直侧面、具有三阶梯式顶部轮廓的顶面和与所述覆盖层的顶面对准的平坦的底面的形状。
[0032]优选地，所述三个阶梯中的每个都具有公共的第一宽度W1和公共的第一阶梯高度V
[0033]优选地，所述多个反射式PhSGB被布置为使得:
[0034]第一反射式PhSGB的长竖直侧面被定位为与第二反射式PhSGB的长竖直侧面背对背;
[0035]所述第一反射式PhSGB的短竖直侧面与第三反射式PhSGB的所述短竖直侧面间隔所述弟一览度A。
[0036]优选地，所述反射式PhSGB中的每个都包括具有角形顶部轮廓和与所述覆盖层的顶面对准的平坦的底部轮廓的形状。
[0037]优选地，所述反射式PhSGB中的每个都具有公共的宽度W2和公共的高度h2。
[0038]优选地，所述生成的反射光包括几乎为零的非衍射光。
[0039]另一方面，本发明提供一种光刻掩模，包括:
[0040]低热膨胀材料(LTEM)层；
[0041]反射式多层(ML)，位于所述LTEM层的一个表面之上；
[0042]导电层,位于LTEM层的相对表面之上；
[0043]覆盖层，沉积在所述ML上方；以及
[0044]多个反射式相移光栅块(PhSGB)，每个均包括具有长竖直侧面、短竖直侧面、具有三阶梯式底部轮廓的底面和平坦的顶面的三阶梯式形状，其中，三个阶梯中的每个都具有公共的第一宽度W1，所述第一宽度为用于所述掩模的图案的间距宽度的大约四分之一，其中，所述三个阶梯中的每个都具有公共的第一高度h，选择所述第一高度以在光刻系统的曝光期间引起两个相邻的阶梯之间所反射的光的90度相移。
[0045]优选地，所述反射式PhSGB包括来自由钥(Mo)、铝(Al)和锕(Ac)所组成的组的材料。
[0046]优选地，多个三阶梯式PhSGB以如下这种方式进行布置:
[0047]第一反射式PhSGB的长竖直侧面被定位为与第二反射式PhSGB的长竖直侧面背对背;
[0048]所述第一反射式PhSGB的短竖直侧面与第三反射式PhSGB的短竖直侧面间隔所述第一宽度W。
[0049]又一方面，本发明还提供一种用以提供用于远紫外线光刻(EUVL)的图案的掩模，包括:
[0050]低热膨胀材料(LTEM)层；
[0051]反射式多层(ML)，位于所述LTEM层的一个表面之上；
[0052]导电层，位于LTEM层的相对表面之上；
[0053]覆盖层，沉积在所述ML上方；以及
[0054]多个反射式相移光栅块(PhSGB)，每个均包括具有宽度W2和高度h2的三角形轮廓，所述宽度为所述图案的最小间距宽度的约两倍，所述高度引起所述EUVL中所使用的光的360度相移。
【附图说明】
[0055]当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳地理解本发明的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。
[0056]图1是用于实施本发明的一个或多个实施例的光刻系统的框图。
[0057]图2A和图2B是根据本发明的一个或多个实施例的在光刻曝光工艺期间的各个曝光强度轮廓的图解视图。
[0058]图3是处于根据本发明的方面构造的光刻工艺的各个阶段的掩模衬底的一个实施例的各个方面的图解截面图。
[0059]图4A至图4B是处于根据本发明的方面构造的光刻工艺的各个阶段的EUV掩模的一个实施例的各个方面的图解截面图。
[0060]图5A至图5B是处于根据本发明的方面构造的光刻工艺的各个阶段的EUV掩模的另一实施例的各个方面的图解截面图。
[0061]图6A至图6B是处于根据本发明的方面构造的光刻工艺的各个阶段的EUV掩模的又一实施例的各个方面的图解截面图。
[0062]图7是处于根据本发明的方面构造的光刻工艺的各个阶段的EUV掩模的又一实施例的各个方面的图解截面图。
【具体实施方式】
[0063]以下公开内容提供了许多用于实现本发明的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本发明。当然，这些仅仅是实例，而不旨在进行限定。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件形成为直接接触的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本发明可在各个实例中重复参考标号和/或字符。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。
[0064]而且，为了便于描述，在此可以使用诸如“在…下方”、“在…下面”、“下部”、“在…之上”、“上部”等空间相对术语，以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被翻转，则位于其他元件或部件“下面”或“下方”的元件被定位