发明名称 光微影蚀刻光罩之制造
摘要 一种光微影蚀刻光罩使用于光微影蚀刻成像系统中用以将半导体晶圆图样化。该光微影蚀刻光罩包括一基板与基板上的一吸收材料。该吸收材料被选择性地蚀刻以形成光罩部件特征。在一种具体实例中,光罩包括基板上的一薄层,该薄层的厚度与材料产生可修正相位误差的相位修正以使光罩的共通处理窗口维持在一临限位准之上。在另一种具体实例中,光罩包括一多层反射材料且该多层反射材料在毗邻光罩的部件特征之部分被蚀刻。在还有另一种具体实例中,吸收材料的折射率与发生光微影蚀刻成像之气体环境的折射率匹配或几乎匹配。
申请公布号 TW567535 申请公布日期 2003.12.21
申请号 TW091122750 申请日期 2002.10.02
申请人 英特尔公司 发明人 严培阳
分类号 H01L21/027 主分类号 H01L21/027
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种制造光微影蚀刻光罩的方法,该方法包括:在一基板上形成一材料薄层;在该薄层上形成一吸收材料;及选择性地蚀刻该吸收材料以形成光罩部件特征;其中该薄层的厚度与材质被选择以产生可抵销相位误差的相位修正,以使光罩的共通处理窗口维持在一临限水准以上。2.如申请专利范围第1项之方法,其中该相位修正由被使用以成像该光罩的辐射之波长、已沉积的薄层之厚度、及薄层之折射率値决定。3.如申请专利范围第2项之方法,其中该折射率値等于该薄层之折射率减去发生光罩成像之气体环境的折射率。4.如申请专利范围第3项之方法,其中发生光罩成像之气体环境是真空或几乎真空。5.如申请专利范围第1项之方法,其中该相位修正等于:=(4/)nxd/cos(弧度单位)其中为用以成像光罩之辐射的波长,d为已沉积的薄层之厚度,是成像辐射相对于光罩垂直线的入射角度;而n等于薄层之折射率减去发生光罩成像之气体环境的折射率。6.如申请专利范围第1项之方法,尚包括在基板上形成一多层反射材料,其中:薄层之厚度与材质被选择以使光罩的反射率维持在一临限水准以上,且在基板上形成薄层包括在多层反射材料上形成薄层。7.如申请专利范围第6项之方法,其中该多层反射材料包括可提供谐振反射之反射材料与透光材料交替叠层的多重层。8.如申请专利范围第7项之方法,其中之反射材料包括钼且透光材料包括矽。9.如申请专利范围第7项之方法,尚包括在薄层上沉积一缓冲材料,该缓冲材料的作用是在光罩蚀刻与修理期间保护反射材料。10.如申请专利范围第1项之方法,其中该基板包括具有低热膨胀系数的材料。11.如申请专利范围第1项之方法,其中该基板包括超低膨胀系数的钛矽化物玻璃。12.如申请专利范围第1项之方法,其中该吸收材料包括可吸收成像光罩所用之波长的辐射之材料。13.如申请专利范围第1项之方法,尚包括在毗邻光罩部件特征的部分处选择性地蚀刻该薄层。14.如申请专利范围第13项之方法,其中该薄层被选择性蚀刻的部分形成一沟槽,该沟槽的宽度视薄层之厚度与薄层的材质而定。15.如申请专利范围第14项之方法,其中该薄层包括钌,且钌在光罩的尺度下以小于4毫微米的厚度且在5到30毫微米范围内的宽度条件下沉积。16.如申请专利范围第1项之方法,其中该薄层包括钌。17.一种光微影蚀刻光罩,包括:一基板;该基板上的一薄层,该薄层之厚度与材质产生可抵销相位误差的相位修正以使光罩的共通处理窗口维持在一临限水准以上;及该薄层上的一吸收材料;其中该吸收材料被选择性地蚀刻以形成光罩部件特征。18.如申请专利范围第17项之光罩,其中该相位修正由被使用以成像该光罩的辐射之波长、薄层沉积之厚度、及薄层之折射率値决定。19.如申请专利范围第18项之光罩,其中该折射率値等于该薄层之折射率减去发生光罩成像之气体环境的折射率。20.如申请专利范围第19项之光罩,其中发生光罩成像之气体环境为真空或几乎真空。21.如申请专利范围第17项之光罩,其中该相位修正等于:=(4/)nxd/cos(弧度单位)其中为用以成像光罩之辐射的波长,d为沉积薄层之厚度,是成像辐射相对于光罩垂直线的入射角度;而n等于薄层之折射率减去发生光罩成像之气体环境的折射率。22.如申请专利范围第17项之光罩,尚包括基板上的一多层反射材料,其中:该薄层之厚度与材质被选择以使光罩的反射率维持在一临限水准以上,且基板上的薄层形成在该多层反射材料上。23.如申请专利范围第22项之光罩,其中该多层反射材料包括可提供谐振反射之反射材料与透光材料交替叠层的多重层。24.如申请专利范围第23项之光罩,其中该反射材料包括钼且该透光材料包括矽。25.如申请专利范围第24项之光罩,尚包括一沉积在薄层上的缓冲材料,该缓冲材料的作用是在光罩蚀刻与修理期间保护反射材料。26.如申请专利范围第17项之光罩,其中该基板包括具有低热膨胀系数的材料。27.如申请专利范围第17项之光罩,其中该基板包括超低膨胀系数的钛矽化物玻璃。28.如申请专利范围第17项之光罩,其中该吸收材料包括可吸收成像光罩所用之波长的辐射之材料。29.如申请专利范围第17项之光罩,其中该薄层在毗邻光罩部件特征的部分处被选择性地蚀刻。30.如申请专利范围第29项之光罩,其中该薄层被选择性蚀刻的部分形成一沟槽(trough),该沟槽的宽度视薄层之厚度与薄层的材质而定。31.如申请专利范围第30项之光罩,其中该薄层包括钌,且钌在光罩的尺度下以小于4毫微米的厚度且在5到30毫微米范围内的宽度情形下沉积。32.如申请专利范围第17项之光罩,其中该薄层包括钌。33.一种制造光微影蚀刻光罩的方法,该方法包括:在一基板上形成一多层反射材料;在该多层反射材料上形成一吸收材料;选择性地蚀刻该吸收材料以形成光罩部件特征;及在毗邻光罩部件特征的部分处蚀刻该多层反射材料的至少部分。34.如申请专利范围第33项之方法,其中该多层反射材料的部分被蚀刻以产生可抵销相位误差之相位修正。35.如申请专利范围第34项之方法,其中该相位修正由被使用以成像该光罩的辐射之波长、多层反射材料被蚀刻部分之厚度、及多层反射材料之折射率値决定。36.如申请专利范围第35项之方法,其中该折射率値等于该多层反射材料之折射率减去发生光罩成像之气体环境的折射率。37.如申请专利范围第36项之方法,其中发生光罩成像之气体环境是真空或几乎真空。38.如申请专利范围第33项之方法,其中该多层反射材料包括可提供谐振反射之反射材料与透光材料交替叠层的多重层。39.如申请专利范围第38项之方法,其中之反射材料包括钼且透光材料包括矽。40.如申请专利范围第33项之方法,其中该基板包括具有低热膨胀系数的材料。41.如申请专利范围第33项之方法,其中该基板包括超低膨胀系数的钛矽化物玻璃。42.如申请专利范围第33项之方法,其中该吸收材料包括可吸收成像光罩所用之波长的辐射之材料。43.如申请专利范围第33项之方法,尚包括在多层反射材料上沉积一缓冲材料,该缓冲材料的作用是在光罩蚀刻与修理期间保护多层反射材料。44.如申请专利范围第33项之方法,其中该多层反射材料被蚀刻的部分形成一沟槽,该沟槽的宽度视多层反射材料蚀刻的深度与多层反射材料的材质而定。45.一种光微影蚀刻光罩,包括:一基板;该基板上的一多层反射材料;及该多层反射材料上被蚀刻以形成光罩部件特征的一吸收材料;其中该多层反射材料的部分在毗邻光罩部件特征处被蚀刻。46.如申请专利范围第45项之光罩,其中该多层反射材料的部分被蚀刻以产生可抵销相位误差的相位修正。47.如申请专利范围第46项之光罩,其中该相位修正由被使用以成像该光罩的辐射之波长、该多层反射材料被蚀刻部分之厚度、及该多层反射材料之折射率値决定。48.如申请专利范围第47项之光罩,其中该折射率値等于该多层反射材料之折射率减去发生光罩成像之气体环境的折射率。49.如申请专利范围第48项之光罩,其中发生光罩成像之气体环境为真空或几乎真空。50.如申请专利范围第45项之光罩,其中该多层反射材料包括可提供谐振反射之反射材料与透光材料交替叠层的多重层。51.如申请专利范围第50项之光罩,其中该反射材料包括钼且该透光材料包括矽。52.如申请专利范围第45项之光罩,其中该基板包括具有低热膨胀系数的材料。53.如申请专利范围第45项之光罩,其中该基板包括超低膨胀系数的钛矽化物玻璃。54.如申请专利范围第45项之光罩,其中该吸收材料包括可吸收成像光罩所用之波长的辐射之材料。55.如申请专利范围第45项之光罩,尚包括一沉积在多层反射材料上的缓冲材料,该缓冲材料的作用是在光罩蚀刻与修理期间保护多层反射材料。56.如申请专利范围第45项之光罩,其中该多层反射材料被蚀刻的部分形成沟槽,各沟槽的宽度视多层反射材料的蚀刻深度与多层反射材料的材质而定。57.一种制造光微影蚀刻光罩的方法,该方法包括:形成一基板;及在基板上形成一吸收材料;其中该吸收材料之折射率与发生光微影蚀刻成像该光罩之气体环境的折射率匹配或几乎匹配。58.如申请专利范围第57项之方法,其中若该吸收材料折射率与该气体环境折射率间的差异百分率小于5%,则该吸收材料折射率几乎匹配该气体环境折射率。59.如申请专利范围第57项之方法,尚包括选择性地蚀刻该吸收材料以形成光罩部件特征。60.如申请专利范围第59项之方法,其中选择性地蚀刻吸收材料包括使用乾蚀刻化学作用技术。61.如申请专利范围第57项之方法,其中在基板上沉积吸收材料包括使用低温溅镀技术。62.如申请专利范围第57项之方法,其中该吸收材料包括铝、锗、矽、或其混合物。63.如申请专利范围第57项之方法,尚包括在基板上方形成一多层反射材料,其中在基板上形成吸收材料包括在多层反射材料上形成吸收材料。64.如申请专利范围第63项之方法,尚包括在多层反射材料上形成一缓冲材料,其中该缓冲材料的折射率与发生光微影蚀刻成像该光罩之气体环境的折射率匹配或几乎匹配。65.如申请专利范围第64项之方法,其中若该缓冲材料折射率与该气体环境折射率间的百分比差异小于5%,则该缓冲材料折射率几乎匹配该气体环境折射率。66.如申请专利范围第64项之方法,尚包括选择性地蚀刻缓冲材料与吸收材料以形成光罩部件特征。67.如申请专利范围第66项之方法,其中选择性地蚀刻缓冲材料包括使用乾蚀刻化学作用技术。68.如申请专利范围第64项之方法,其中在多层反射材料上沉积缓冲材料包括使用低温溅镀技术。69.如申请专利范围第64项之方法,其中该缓冲材料包括铝、锗、矽、或其混合物。70.如申请专利范围第64项之方法,其中若该缓冲材料折射率与该气体环境折射率间的百分比差异小于1%,则该缓冲材料折射率几乎匹配该气体环境折射率。71.如申请专利范围第57项之方法,其中若该吸收材料折射率与该气体环境折射率间的百分比差异小于1%,则该吸收材料折射率几乎匹配该气体环境折射率。72.如申请专利范围第57项之方法,其中发生光罩成像之气体环境是真空或几乎真空。73.一种光微影蚀刻光罩,包括:一基板;及在基板上的一吸收材料;其中该吸收材料之折射率与发生光微影蚀刻成像该光罩之气体环境的折射率匹配或几乎匹配。74.如申请专利范围第73项之光罩,其中若该吸收材料折射率与该气体环境折射率间的百分比差异小于5%,则该吸收材料折射率几乎匹配该气体环境折射率。75.如申请专利范围第73项之光罩,其中该吸收材料包括被蚀刻的光罩部件特征。76.如申请专利范围第73项之光罩,其中该吸收材料包括铝、锗、矽、或其混合物。77.如申请专利范围第73项之光罩,尚包括基板上的一多层反射材料,其中基板上的吸收材料形成在该多层反射材料上。78.如申请专利范围第77项之光罩,尚包括沉积在多层反射材料上的一缓冲材料,其中该缓冲材料的折射率与发生光微影蚀刻成像该光罩之气体环境的折射率匹配或几乎匹配。79.如申请专利范围第78项之光罩,其中若该缓冲材料折射率与该气体环境折射率间的百分比差异小于5%,则该缓冲材料折射率几乎匹配该气体环境折射率。80.如申请专利范围第79项之光罩,其中该缓冲材料与该吸收材料包括被蚀刻的光罩部件特征。81.如申请专利范围第78项之光罩,其中该缓冲材料包括铝、锗、矽、或其混合物。82.如申请专利范围第78项之光罩,其中若该缓冲材料折射率与该气体环境折射率间的百分比差异小于1%,则该缓冲材料折射率几乎匹配该气体环境折射率。83.如申请专利范围第73项之光罩,其中若该吸收材料折射率与该气体环境折射率间的百分率差异小于1%,则该吸收材料折射率几乎匹配该气体环境折射率。84.如申请专利范围第73项之光罩,其中发生光罩成像之气体环境是真空或几乎真空。图式简单说明:图1是在晶圆制程中使用一光罩的光微影蚀刻成像系统的方块图。图2A-2E是在制程的不同阶段中光罩的横截面图。图3A与3B分别是使用图2A-2E的制程制造的光罩之密集与分离部件特征的晶圆关键尺寸相对于成像系统之失焦的图。图4A-4G是光罩在不同制程阶段中的横截面图,其中有一薄层沉积在光罩之反射材料上。图4H是使用图4A-4G的制程制造之光罩内的薄层与反射材料之间的介面处之反射的横截面图。图5是使用图4A-4G的制程制造之光罩内的光罩反射率相对于薄层厚度之图。图6是使用图4A-4G的制程制造的光罩之分离部件特征的晶圆关键尺寸相对于成像系统之失焦的图。图7A-7G是光罩在制程不同阶段处的横截面图,其中有一沟槽蚀刻入光罩的反射材料内。图8是使用图7A-7G的制程制造之光罩的照片。图9A与9B分别是使用图7A-7G的制程制造的光罩之密集与分离部件特征的晶圆关键尺寸相对于成像系统之失焦的图。图10是显示光微影蚀刻期间的阴影效应图。图11是晶圆的关键尺寸相对于被画图样以对晶圆成像之光罩的关键尺寸之图。图12A与12B分别是使用图2A-2E的制程制造的具有由锗做成之吸收材料的光罩之密集与分离部件特征的晶圆关键尺寸相对于成像系统之失焦的图。图13A与13B分别是使用图2A-2E的制程制造的具有由铝做成之吸收材料的光罩之密集与分离部件特征的晶圆关键尺寸相对于成像系统之失焦的图。图14A与14B分别是使用图2A-2E的制程制造的具有由铝做成之吸收材料和由矽锗合金做成之缓冲材料的光罩之密集与分离部件特征的晶圆关键尺寸相对于成像系统之失焦的图。
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