專利名稱：刻蝕遠(yuǎn)紫外光(edv)光掩模的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式主要涉及在半導(dǎo)體器件制造中使用的光掩模，更具體 地，涉及遠(yuǎn)紫外光(EUV)光掩模及其刻蝕方法。
背景技術(shù)：
在集成電路(IC)、或芯片制造中，代表芯片的不同層的圖案在一系列可 重復(fù)使用的光掩模(在此也稱為掩模)上產(chǎn)生從而在制造工藝期間將每個(gè)芯片 層的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體襯底上。掩模類似于照相底片使用以將每層的電路圖案 轉(zhuǎn)移至半導(dǎo)體襯底上。這些層使用一系列的工序形成并轉(zhuǎn)移至小型晶體管和由 每個(gè)完整芯片組成的電路中。因此，掩模中的任何缺陷可轉(zhuǎn)移至芯片，潛在地 不利影響性能。十分嚴(yán)重的缺陷可導(dǎo)致掩模完全失效。典型地， 一組15到30 個(gè)掩模用于構(gòu)造芯片并可重復(fù)使用。掩模通常包括具有沉積在其上的不透明的、吸光層的透明襯底。傳統(tǒng)的掩 模典型地包括在一側(cè)上具有鉻層的玻璃或襯底。鉻層用抗反射涂層和光敏光刻 膠覆蓋。在構(gòu)圖工藝期間，例如，通過將光刻膠曝光于電子束或紫外光，從而 使所曝光部分在顯影液中溶解，電路設(shè)計(jì)印在掩模上。隨后去除光刻膠的可溶 部分，允許刻蝕(即，去除)所暴露的下層鉻和抗反射層。隨著臨近尺寸(CD)的減小，現(xiàn)有的光刻正接近45納米(nm)技術(shù)節(jié) 點(diǎn)的技術(shù)極限。下一代光刻(NGL)預(yù)期取代現(xiàn)有光刻方法，例如以32nm技 術(shù)節(jié)點(diǎn)及更高節(jié)點(diǎn)。有幾種NGL候選方法，諸如遠(yuǎn)紫外(EUV)光刻(EUVL)、 電子投影光刻(EPL)、離子投影光刻(IPL)、納米印刷和X-射線光刻。在 所述方法中，EUVL為最可能的后繼方法，原因在于EUVL具有光刻的大量特 性，與其他NGL方法相比，其為更成熟的技術(shù)。然而，EUV掩模制造仍存在待克服的技術(shù)問題。例如，EUV掩?？涛g工 藝優(yōu)化仍在探索階段。EUV掩模制造的關(guān)鍵問題包括刻蝕CD偏差控制、刻 蝕CD均勻性、截面形貌、刻蝕CD線性、刻蝕選擇性和缺陷控制。由于EUV 掩模的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)和減小的CD公差，因此CD控制變得更加關(guān)鍵。預(yù)期要求接 近0的刻蝕CD偏差以滿足平均到目標(biāo)(MTT) CD要求和均勻性控制。主要的CD偏差問題來源于為軟掩模的光刻膠腐蝕。最終的掩模CD特性 是圖案生成和圖案轉(zhuǎn)移工藝(刻蝕)的產(chǎn)物。 一些固有的CD不均勻性可能存 在于刻蝕之前，諸如由于電子束寫入工藝而導(dǎo)致光刻膠中的結(jié)霧效應(yīng)。較薄的 光刻膠層有助于控制所述不均勻性，但由于有限的刻蝕選擇性，導(dǎo)致光刻膠的 薄度由隨后所刻蝕的層限制(例如，在圖案轉(zhuǎn)移期間，由于吸收材料對光刻膠 的有限的刻蝕速率選擇性，所以大量消耗光刻膠)。光刻膠消耗越多，則圖案 轉(zhuǎn)移工藝的保真性越低。為了克服光刻膠局限，建議使用硬掩模用于CD控制。然而，額外的硬掩 模將致使掩模制造更加復(fù)雜。當(dāng)硬掩模完成其功能時(shí)，必須將其去除而不影響 其他層(例如，不影響吸收層和緩沖層/覆蓋層，以及不帶入任何缺陷到掩模 中)。這要求高的掩模選擇性，從而使EUV掩模制造更加困難。由硬掩模的 :使用導(dǎo)致的高成本和低產(chǎn)量是額外的關(guān)心問題。因此，需要一種改善的EUV掩模和制造方法。發(fā)明內(nèi)容在此提供了刻蝕EUV光掩模的實(shí)施方式。在一個(gè)實(shí)施方式中，刻蝕遠(yuǎn)紫 外光掩模的方法包括提供光掩模，該光掩模依次包括襯底、多材料EUV反射 層、覆蓋層和多層吸收層，該多層吸收層包括在體吸收層上沉積的自掩模層， 其中自掩模層包括鉭和氧以及體吸收層包括鉭且基本不含氧；使用第一刻蝕工 藝刻蝕自掩模層；以及使用不同于第一刻蝕工藝的第二刻蝕工藝刻蝕體吸收 層，其中在第二刻蝕工藝期間體吸收層的刻蝕速率大于自掩模層的刻蝕速率。在另一實(shí)施方式中， 一種用于在包括光刻膠層、在光刻膠層之下具有抗反 射層和體子層的不透明層、覆蓋層和襯底層的底版遠(yuǎn)紫外光掩模上產(chǎn)生圖像的 方法包括在光刻膠層中產(chǎn)生構(gòu)圖的圖像；去除不對應(yīng)于構(gòu)像的光刻膠層 部分，從而暴露不對應(yīng)于構(gòu)像的不透明層的抗反射子層部分；使用第一刻 蝕工藝去除不對應(yīng)于構(gòu)案的抗反射子層部分，從而暴露不對應(yīng)于構(gòu)案 的體子層部分；使用具有體子層去除速率至少為抗反射子層去除速率10倍的 第二刻蝕工藝去除不對應(yīng)于構(gòu)案的抗反射子層之下的所暴露的體子層部 分，從而暴露不對應(yīng)于構(gòu)案的覆蓋層部分；以及去除光刻膠層。


因此為了使本發(fā)明的以上所述特征可詳細(xì)理解，可參照附圖中示出的實(shí)施 方式對以上的簡要所述的本發(fā)明進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。然而，應(yīng)當(dāng)注意，附圖 僅示出本發(fā)明的典型實(shí)施方式并因此不應(yīng)認(rèn)為是其范圍的限定，本發(fā)明可允許 其他等同的優(yōu)選實(shí)施方式。圖1A-圖1C示出了使用本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施方式用于EUV掩模的制造工序的一個(gè)實(shí)施方式；圖2示出了用于刻蝕圖1的EUV掩模的方法的一個(gè)實(shí)施方式的流程圖；圖3為適合用于EUV掩?？涛g的刻蝕反應(yīng)器的示意圖。為了便于理解，盡可能使用相同的參考標(biāo)記表示附圖中共同的相同元件。附圖中的圖為示意性目的為簡化的并不是按比例繪制。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供刻蝕EUV光掩模的方法，該方法減小刻蝕CD偏差并改善圖 案轉(zhuǎn)移保真性。以下參照圖1-2描述用于從底版EUV掩模形成具有改善的臨 界尺寸和均勻性的成品掩模的工藝。圖1A-1C示出了使用本發(fā)明的方法的一 個(gè)實(shí)施方式用于EUV掩模的制造工序的一個(gè)實(shí)施方式。圖2示出了用于刻蝕 參照圖1A-1C所述的EUV掩模的方法200的一個(gè)實(shí)施方式的流程圖。方法200 可在從加州，Santa Clara的應(yīng)用材料公司購買得到的TETRA I、TETRATM II、 或0 8@刻蝕腔室中，或其他適合刻蝕腔室中執(zhí)行，如以下參照圖3所述。方 法200可以計(jì)算機(jī)可讀形式存儲在控制器的存儲器中或腔室的其他存儲介質(zhì) 中。方法200在步驟202開始，其中光刻膠層114沉積在EUV掩模100上并 構(gòu)圖以形成對應(yīng)于待轉(zhuǎn)移至EUV掩模100的設(shè)計(jì)的開口 116(如圖1A所示)。 EUV掩模100開始作為底版EUV掩模101并依次包括襯底102、 EUV反射多 材料層104、覆蓋層106、多層吸收層108?？蛇x地，包括二氧化硅(Si02) (未示出)的緩沖層可沉積在多層吸收層108和覆蓋層106之間。EUV掩模 100使用與傳統(tǒng)掩模相同的襯底材料和尺寸。因此，襯底102典型地包括硅基材料，諸如石英(即，二氧化硅，Si02)等。襯底102可為適合用作光掩模的 任意尺寸。在一個(gè)實(shí)施方式中，襯底102具有約5-9英寸之間的邊長的矩形形 狀。襯底102可為約0.15-0.25英寸之間厚。在一個(gè)實(shí)施方式中，襯底102為 約0.25英寸厚。多材料層104可為含鉬和硅(Mo/Si)層。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，多 材料層104包括交替的Mo和Si層，例如，40對Mo和Si層。多材料層104 可具有在13.5nm波長下達(dá)70%的EUV光反射率。多材料層104 —般為 70-140nm之間的厚度。覆蓋層106用作在多材料層104和多層吸收層108之間的組合的緩沖層和 覆蓋層。覆蓋層106—般包括鋯(Zr)和硅(Si)并可形成至約8-20nm之間 的厚度。在一個(gè)實(shí)施方式中，覆蓋層106的厚度為約10nm。多層吸收層108為不透明的遮光層并可為約40-110nm之間厚。多層吸收 層108和覆蓋層106的層疊厚度典型地為約70-130nm之間，以及在一個(gè)實(shí)施 萬式中，為約I00nm。這些層的低總厚度有利地促使?jié)M足對于在亞45nm技術(shù) 節(jié)點(diǎn)應(yīng)用中的EUV掩模的嚴(yán)格的總刻蝕形貌公差(例如在32nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)和 更高節(jié)點(diǎn)應(yīng)用中)。多層吸收層108包括體吸收層110 (也稱為體子層)和自掩模層112 (也 稱為抗反射子層)。體吸收層110可為多層吸收層108的厚度的約80-85%之 間(即，在約30-90nm厚)。體吸收層110可包括基本不含氧的鉭基材料，諸 如鉭硅化物基材料(在下文中TaSi)，氮化鉭硼基材料(在下文中TaBN)， 以及鉭氮化物基材料(在下文中TaN)。自掩模層112可為多層掩模層108的厚度的約15-20%之間(即，在約 10-30nm之間厚)。自掩模層112的成分一般包括鉭基和氧基材料。當(dāng)體吸收 層110包括TaSi時(shí)，自掩模層112的成分對應(yīng)于體吸收層110的成分并可包 括氧化和氮化鉭和硅基材料(在下文中TaSiON);當(dāng)體吸收層110包括TaBN 時(shí)，自掩模層112可包括鉭硼氧基材料(在下文中TaBO);當(dāng)體吸收層110 包括TaN時(shí)，自掩模層112可包括氧化和氮化鉭基材料(在下文中TaON)。在EUV掩模100的刻蝕期間，體吸收層110和自掩模層112的成分之間 的關(guān)系有利地提供減少的缺陷形成。例如，第一刻蝕工藝可用于刻蝕自掩模層 112(如在以下更詳細(xì)描述)，然后第二刻蝕工藝可用于刻蝕貫穿體吸收層110，同時(shí)保持體吸收層110對自掩模層112的高刻蝕選擇性，因此使自掩模層112 用作硬掩模，即"自掩模"，并從而便于使用更薄的光刻膠層114。與使用傳統(tǒng)的"軟"光刻膠材料的刻蝕工藝相比，所述材料的組合和多步驟刻蝕工藝有利地提供較低的刻蝕CD偏差和更好的CD均勻性。光刻膠層114包括任意適合的光敏抗蝕劑(resist)材料，諸如電子束抗蝕 劑(例如，化學(xué)放大膠(CAR))，并可以任意適合方式沉積和構(gòu)圖。光刻膠 層114可沉積至約100-1000nm之間的厚度。如上所述，光刻膠層114沉積在 自掩模層112之上并構(gòu)圖以形成開口 116，從而暴露自掩模層112的對應(yīng)部分。接下來，在歩驟204，使用光刻膠層114作為掩模在第一刻蝕工藝中刻蝕 自掩模層112，從而將開口 116的圖案轉(zhuǎn)移至自掩模層112 (如圖1B所示)， 并因此暴露體吸收層110的對應(yīng)部分。在自掩模層112包括TaSiON的實(shí)施方 式中，在第一刻蝕工藝期間，自掩模層112對抗蝕劑的刻蝕選擇性為約0.5， 以及自掩模層112對體吸收層110的選擇性大于8。通過將層(通過開口 116)暴露于包括來自含氟氣體、四氯化碳(CC14)、 或氯化氫(HC1)的至少其中之一的第一工藝氣體(或氣體混合物)的物種中， 第一刻蝕工藝刻蝕自掩模層112。適合的含氟氣體的實(shí)施例包括四氟化碳 (CF4)、六氟化碳(C2F6)、六氟化硫(SF6)、三氟甲烷(CHF3)等。在一 個(gè)實(shí)施方式中，以約10-100標(biāo)準(zhǔn)立方厘米每分鐘(sccm)之間的速率提供CF4。 可選地，可以約50-200sccm之間流速提供諸如氦(He)或氬(Ar)的載氣。 一個(gè)具體的工藝配方以約50sccm速率提供CF4并伴隨約100sccm流速的載氣。 工藝腔室的壓力控制至低于約40毫托，以及在一個(gè)實(shí)施方式中，在約l和約 IO毫托之間，例如2毫托。等離子體由第一工藝氣體形成，例如，通過將來自等離子體功率源的約 300到約600W之間的RF功率施加在工藝腔室的天線上，如下文所述。 一般認(rèn)為等離子體可利用其他方法激發(fā)。在一個(gè)實(shí)施方式中，約420W的RF功率 在約13.56MHz的頻率下施加?？蛇x地，施加襯底偏置功率以偏置掩模100。偏置功率可低于約600W， 或在第一實(shí)施例中，低于約IOOW，或在第二實(shí)施例中，在約20到約150W之 間。 一個(gè)具體的工藝配方施加約25W的偏置功率。偏置功率可進(jìn)一步為在約
l-20MHz之間的頻率，或在一個(gè)實(shí)施方式中，在13.56MHz頻率下提供的RF 信號?？煽蛇x地脈沖偏置功率。偏置功率可以約10-95%之間，或在一個(gè)實(shí)施方 式中，約20-95%之間的占空比脈沖。在一個(gè)實(shí)施方式中，偏置源140配置以 在約1到約10kHz之間的頻率下提供低于600W的RF功率，并具有約10到 約95%之間的占空比。在另一實(shí)施方式中，偏置源140配置以在約2到約5kHz 之間的脈沖頻率下提供約20到約150W之間的RF功率，并具有約20到約95% 之間的占空比。在處理期間，陰極溫度可維持在約15-30攝氏度之間的溫度以及腔室壁的 溫度可維持在約50-80攝氏度之間的溫度。在一個(gè)實(shí)施方式中，陰極溫度可維 持在約20攝氏度的溫度以及腔室壁的可維持在約65攝氏度的溫度。接下來，在步驟206，在第二刻蝕工藝中使用自掩模層112和剩余的光刻 膠層114作為掩?？涛g體吸收層110，從而將開口 116的圖案轉(zhuǎn)移到體吸收層 110上(如圖1C所示)，并因此暴露覆蓋層106 (或緩沖層，當(dāng)存在時(shí))的 相應(yīng)部分。可選地，在實(shí)施步驟206之前，可去除或剝離剩余的光刻膠層114。 第二刻蝕工藝有利地具有體吸收層IIO對自掩模層112的高選擇性，從而允許 自掩模層112作為用于將圖案(例如，開口 116)轉(zhuǎn)移至體吸收層110的硬掩 模。第二刻蝕工藝保持體吸收層對自掩模層的至少為IO的選擇性。在一個(gè)實(shí) 施方式中，其中體吸收層110包括TaSi以及第二工藝氣體包括Cl2，體吸收層 IIO對光刻膠的刻蝕選擇性為約3.8以及體吸收層IIO對自掩模層112的刻蝕 選擇性為約15。第二刻蝕工藝通過將層(通過開口 116)暴露于來自包括至少一種含氯氣 體的第二工藝氣體(或氣體混合物)的物種中刻蝕體吸收層110。適合的含氯 氣體的實(shí)施例包括氯氣(Cl2)、四氯化碳CCU、氯化氫HC1等。在一個(gè)實(shí)施方式中，以約10-200sccm之間的速率提供第二工藝氣體?？?選地，可以約50-200sccm之間的流速提供諸如氦(He)或氬(Ar)的載氣。 一個(gè)具體的工藝配方以約100sccm速率提供工藝氣體并伴隨以約100sccm流速 提供載氣。工藝腔室的壓力控制至低于約40毫托，以及在一個(gè)實(shí)施方式中， 在約1和約10毫托之間，例如6毫托。等離子體由第二工藝氣體形成，例如，通過將來自等離子體功率源的約 300到約600W之間的RF功率施加在工藝腔室的天線上，如下文所述。 一-般 認(rèn)為等離子體可利用其他方法激發(fā)。在一個(gè)實(shí)施方式中，約420W的RF功率 在約13.56MHz的頻率下施加?？蛇x地，施加襯底偏置功率以偏置掩模100。偏置功率可低于約600W， 或在第一實(shí)施例中，低于約IOOW，或在第二實(shí)施例中，在約20到約150W之 間。 一個(gè)具體的工藝配方施加約20W的偏置功率。偏置功率可進(jìn)一步為在約 l-20MHz之間的頻率，或在一個(gè)實(shí)施方式中，在13.56MHz頻率下提供RF信 號?？蛇x地可脈沖偏置功率。偏置功率可以約10-95%之間，或在一個(gè)實(shí)施方 式中，約20-95%之間的占空比脈沖。在一個(gè)實(shí)施方式中，偏置源140配置以 在約1到約10kHz之間的頻率下提供低于600W的RF功率，并具有約10到 約95%之間的占空比。在另一實(shí)施方式中，偏置源140配置以在約2到約5kHz 之間的脈沖頻率下提供約20到約150W之間的RF功率，并具有約20到約95% 之間的占空比。在處理期間，陰極溫度可維持在約15-30攝氏度之間的溫度以及腔室壁的 溫度可維持在約50-80攝氏度之間的溫度。在一個(gè)實(shí)施方式中，陰極溫度可維 持在約20攝氏度的溫度以及腔室壁的可維持在約65攝氏度的溫度。在步驟206完成時(shí)，方法200基本結(jié)束以及EUV掩模100現(xiàn)具有轉(zhuǎn)移至 EUV掩模100的多層吸收層108的預(yù)期圖案。然而，考慮額外的處理完成EUV 掩模IOO。例如，在緩沖層存在的實(shí)施方式中，緩沖層可使用現(xiàn)有技術(shù)公知的 諸如SF6、 CF4等的含氟氣體刻蝕貫穿至覆蓋層106，以完成EUV掩模100的 結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的刻蝕方式相比，方法200有利地提供具有改善CD和均勻性的 EUV掩模100。例如，當(dāng)在步驟206期間使用第二刻蝕工藝刻蝕體吸收層110 時(shí)，剩余的光刻膠114可在開口 116的拐角上去除，從而將部分自掩模層112 暴露于氯等離子體中。然而，由于在氯等離子體中體吸收層110對自掩模層 112的高選擇性，因此即使光刻膠層114的CD可能變化，CD也將不會顯著 縮小。因此，最終CD主要由步驟204期間的自掩模層112刻蝕確定，由于自 掩模層112的較小的厚度，因此自掩模層112刻蝕將不會明顯導(dǎo)致CD刻蝕偏 差。另外，由于局部刻蝕CD偏差致使刻蝕CD均勻性，因此低CD偏差將進(jìn)
一歩有益于CD均勻性控制。方法200可有利地用于提供具有減小CD偏差， 例如，從約0-10nm (即小于10nm)的掩模。在此提供的新刻蝕方法的實(shí)施方式提供對刻蝕CD偏差和均勻性的更好 控制。該掩模結(jié)構(gòu)和方法使用傳統(tǒng)的材料和刻蝕工序，即，在沒有技術(shù)困難下， 提供具有改善的刻蝕CD均勻性控制的"零刻蝕偏差"。圖3示出了可實(shí)施本發(fā)明的方法的刻蝕反應(yīng)器300的一個(gè)實(shí)施方式的示意 圖?？蛇m于與在此公開的教導(dǎo)使用的適合的反應(yīng)器包括，例如，去耦合等離子 體源(DPS ) II反應(yīng)器，或TETRATMl和TETRATMlI光掩模刻蝕系統(tǒng)，所有 這些可從加州的Santa Clara的應(yīng)用材料公司購得。DPS II反應(yīng)器還可用作 0￡]^1!1^@集成半導(dǎo)體晶圓處理系統(tǒng)的處理模塊，也可從應(yīng)用材料公司購買 得到。在此所示的反應(yīng)器300的特定的實(shí)施方式為示意性目的提供并不應(yīng)當(dāng)用 于限定本發(fā)明的范圍。反應(yīng)器300—般包括具有在導(dǎo)電體(壁)304內(nèi)的襯底基座324的工藝腔 室302，和控制器346。腔室302具有基本平的電介質(zhì)頂308。腔室302的其 他變型可具有其他類型的頂，例如，圓形頂。天線310設(shè)置在頂308之卜。天 線310包括可選擇性控制的一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈元件(兩個(gè)同軸元件310a和 310b在圖3中示出)。天線310經(jīng)過第一匹配網(wǎng)絡(luò)314耦合至等離子體功率 源約312。等離子體功率源312典型地能在從約50kHz到約13.56MHz范圍內(nèi) 的可調(diào)頻率下產(chǎn)生達(dá)約3000瓦(W)的頻率。在一個(gè)實(shí)施方式中，等離子體 功率源312提供約300到600W的感應(yīng)耦合RF功率。襯底基座(陰極)324經(jīng)過第二匹配網(wǎng)絡(luò)342耦合至偏置功率源340。偏 置功率源340在約1到約10kHz范圍內(nèi)的可調(diào)脈沖頻率下提供約0到約600W 之間的頻率。配置源340產(chǎn)生脈沖式RF功率輸出?？蛇x地，偏置功率源340 可產(chǎn)生脈沖式DC功率輸出。 一般認(rèn)為偏置功率源340還可提供恒定的功率輸 出。在一個(gè)實(shí)施方式中，偏置功率源340配置以在約1到10kHz之間的脈沖 頻率下提供小于約600W的RF功率，并具有約10到約95%之間的占空比。 在另一實(shí)施方式中，偏置功率源340配置以在約2到約5kHz的脈沖頻率下提 供約20到約150W之間的RF功率，并具有約80到約95%之間的占空比。在一個(gè)實(shí)施方式中，如在DPS②反應(yīng)器中，襯底支撐基座324可包括靜電
卡盤360。靜電卡盤360包括至少一個(gè)夾緊電極332并由卡盤電源366控制。 在可選實(shí)施方式中，襯底基座324可包括襯底固定裝置，諸如基座夾環(huán)、機(jī)械 卡盤等。
氣體儀表盤320連接至處理腔室302以將工藝氣體和/或其他氣體提供至 工藝腔室302的內(nèi)部。在圖3所示的實(shí)施方式中，氣體儀表盤320連接至在腔 室302的側(cè)壁304中的的管道318中形成的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣口 316。 一般認(rèn)為 一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣口 316可提供在其他位置，例如，在工藝腔室302的頂308 中。
在一個(gè)實(shí)施方式中，氣體儀表盤320適于在處理期間選擇性提供一種或多 種工藝氣體經(jīng)過進(jìn)氣口 316并進(jìn)入到處理腔室302的內(nèi)部。例如，在一個(gè)實(shí)施 方式中，氣體儀表盤320可適于選擇性提供含氟和/或含氯工藝氣體(或多種 氣體)進(jìn)入工藝腔室302的內(nèi)部，如以下結(jié)合刻蝕掩模的方法所述。在處理期 間，等離子體由氣體形成并通過來自等離子體功率源312的功率的感應(yīng)耦合維 持。等離子體可以可選地利用其他方法遠(yuǎn)程形成或激發(fā)。
腔室302中的壓力利用節(jié)流閥362和真空泵363控制。真空泵363和節(jié)流 閥362能維持腔室壓力在約1到約20mT的范圍內(nèi)。壁304的溫度使用流經(jīng)壁304的含液體管道(未示出)而控制。壁溫度通 常維持在約65攝氏度。典型地，腔室壁304由金屬(例如，鋁、不銹鋼等) 形成并耦合至電性接地306。工藝腔室302還包括用于工藝控制、內(nèi)部診斷、 終點(diǎn)檢測等的傳統(tǒng)系統(tǒng)。所述系統(tǒng)一起示為支持系統(tǒng)354。
掩模版適配器382可用于將襯底(諸如掩模版或其他工件)322固定在襯 底支撐基座324上。掩模版適配器382—般包括底部384，其中壓延該底部以 覆蓋基座324的上表面(例如，靜電卡盤360)，和具有形成的大小和形狀以 容納襯底322的開口 388的頂部386。開口 388 —般基本上參照基座324居中。 適配器382通常由單件耐刻蝕腐蝕、耐高溫材料諸如聚合物陶瓷或石英形成。 在2001年6月26日授權(quán)的美國專利No。 6,251,217中公開了適合的掩模版適 配器，并在此引入其全部內(nèi)容作為參考。邊緣環(huán)326可覆蓋和/或固定適配器 于基座324上。
升降裝置338用于下降或提升適配器382，并因此，下降或提升襯底322， 以放置于或離開襯底支撐基座324。 一般地，升降裝置338包括經(jīng)由各個(gè)定向 孔336的多個(gè)升降桿(一個(gè)升降桿330示出)。在操作中，襯底322的溫度通過穩(wěn)定襯底基座324的溫度而控制。在一個(gè) 實(shí)施方式中，襯底支撐基座324包括加熱器344和可選的散熱器328。加熱器 344可為一個(gè)或多個(gè)配置以貫穿其流動(dòng)熱傳遞流體的流體管道。在另一實(shí)施方 式中，加熱器344可包括由加熱器電源368調(diào)節(jié)的至少一個(gè)加熱元件334?？?選地，來自氣源356的背側(cè)氣體(例如，氦(He))經(jīng)由氣體管道358提供 至在襯底322下的基座表面中形成的管道。背側(cè)氣體用于促進(jìn)基座324和襯底 322之間的熱傳遞。在處理期間，基座324可利用嵌入式加熱器344加熱至穩(wěn) 定態(tài)溫度，其結(jié)合氦背側(cè)氣體，有助于襯底322的均勻加熱?？蛇x地，離子基護(hù)板327可設(shè)置在腔室主體302中的基座324上方。離子 基護(hù)板327與腔室壁304和基座324電性隔離并一般包括具有多個(gè)孔329的基 本平的板331。在圖3所示的實(shí)施方式中，護(hù)板327由多個(gè)腳325支撐在腔室 302中的基座上方。孔329限定護(hù)板327的表面中所需的開口面積，其控制從 工藝腔室302的上工藝容積378形成的等離子體到達(dá)位于離子基護(hù)板327和襯 Jg 322之間的下工藝容積380的離子數(shù)量。開口面積越大，則越多的離子可穿 過離子基護(hù)板327。同樣地，孔329的大小和分布，以及板331的厚度控制容 積380內(nèi)的離子密度。因此，護(hù)板327為離子過濾器。在2004年6月30曰遞 交的題為"METHOD AND APPRATUS FOR PHOTOMASK PLASMA ETCHING"的美國專利申請序列號No. 10/882,084中，Kumar等人描述了可 適于受益于本發(fā)明的適合的護(hù)板的一個(gè)實(shí)施例，在此引入其全部內(nèi)容作為參 考。控制器346包括中央處理器(CPU) 350、存儲器348和用于CPU350的 支持電路352并輔助工藝腔室302的部件以及，同樣地輔助刻蝕工藝的控制， 如上所述?？刂破?46可為能在工業(yè)設(shè)置中使用的任一形式的通用目計(jì)算機(jī)處 理器，其用于控制各種腔室和子處理器。控制器346的存儲器348可為一種或 多種易于得到的存儲器，諸如隨機(jī)存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、 軟盤、硬盤或任意其他形式的數(shù)字存儲器、本地或遠(yuǎn)程的。支持電路352耦合 至CPU 350用于以傳統(tǒng)方式支持處理器。這些電路包括緩沖器、電源、時(shí)鐘 電路、輸入/輸出電路和子系統(tǒng)等。本發(fā)明方法一般作為軟件程序存儲在存儲 器348中或其他CPU 350可訪問的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中?？蛇x地，所述軟件程
序還可利用第二CPU (未示出)存儲和/或執(zhí)行，該第二CPU遠(yuǎn)離由CPU350 控制的硬件而設(shè)置。因此，在此提供了一種用于刻蝕EUV光掩模的方法，與傳統(tǒng)的掩模相比， 其具有低于10nm的CD偏差和改善的均勻性特點(diǎn)。具體地，在此公開的EUV 掩模和刻蝕方法與傳統(tǒng)的光掩模和制造方法相比具有更低的CD偏差和更好 的均勻性。雖然前述涉及本發(fā)明的實(shí)施方式，但在不偏離本發(fā)明的基本范圍內(nèi)可設(shè)計(jì) 本發(fā)明的其他和進(jìn)一步的實(shí)施方式，并且其范圍由以下的權(quán)利要求書確定。
權(quán)利要求
1. 一種刻蝕遠(yuǎn)紫外光掩模的方法，包括提供光掩模，所述光掩模依次包括襯底、多材料層、覆蓋層和多層吸收層， 所述多層吸收層包括在體吸收層上沉積的自掩模層，其中所述自掩模層包括鉭 和氧而所述體吸收層包括鉭且基本不含氧；使用第一刻蝕工藝刻蝕所述自掩模層；以及使用不同于所述第一蝕刻工藝的第二刻蝕工藝刻蝕所述體吸收層，其中在 所述第二刻蝕工藝期間所述體吸收層的刻蝕速率大于所述自掩模層的刻蝕速"
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述光掩模為底版遠(yuǎn)紫外 掩模，該底版遠(yuǎn)紫外掩模進(jìn)一步包括在所述不透明層上沉積的光刻膠層，以及 其中所述自掩模層為抗反射子層而所述體吸收層為體子層，并該方法進(jìn)一步包 括在所述光刻膠層中產(chǎn)生構(gòu)圖的圖像；去除不對應(yīng)于所構(gòu)圖的圖像的部分所述光刻膠層，從而暴露不對應(yīng)于所構(gòu) 像的不透明層的部分所述抗反射子層；其中使用第一刻蝕工藝去除不對應(yīng)于所構(gòu)案的部分所述抗反射子層， 從而暴露不對應(yīng)于構(gòu)案的部分所述體子層；使用具有體子層去除速率至少為抗反射子層去除速率10倍的第二刻蝕工 藝去除不對應(yīng)于所構(gòu)案的所述抗反射子層之下的所暴露的所述體子層部 分，從而暴露不對應(yīng)于所構(gòu)案的部分所述覆蓋層；以及去除所述光刻膠層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1-2任意之一所述的方法，其特征在于，所述自掩模層 包括TaSiON、 TaBO或TaON的其中之一。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-2的任意之一所述的方法，其特征在于，所述體吸收 層包括TaSi、 TaBN或TaN的其中之一。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-2的任意之一所述的方法，其特征在于，所述自掩模 層包括TaSiON以及所述體吸收層包括TaSi。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-2的任意之一所述的方法，其特征在于，所述自掩模層包括TaBO以及所述體吸收層包括TaBN。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-2的任意之一所述的方法，其特征在于，所述自掩模 層包括TaON以及所述體吸收層包括TaN。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-2的任意之一所述的方法，其特征在于，所述第一刻 蝕工藝包括使用包括含氟氣體、四氯化碳(CCU)或氯化氫(HC1)的至少其中之一 的工藝氣體刻蝕所述自掩模層。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-2的任意之一所述的方法，其特征在于，所述第一刻 蝕工藝包括使用包括三氟甲垸(CHF3)、四氟化碳(CF4)、六氟化硫(SF6)、六 氟化碳(C2F6)、四氯化碳(CC14)或氯化氫(HC1)的至少其中之一的工藝 氣體刻蝕所述自掩模。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-2的任意之一所述的方法，其特征在于，所述第二刻 蝕工藝包括使用至少一種含氯的工藝氣體刻蝕所述體吸收層。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1-2的任意之一所述的方法，其特征在于，所述第二刻 蝕工藝包括使用包括氯氣(Cl2)、四氯化碳(CCU)或氯化氫(HC1)的至少其中之 一的工藝氣體刻蝕所述體吸收層。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1-2的任意之一所述的方法，其特征在于，所述襯底包 括石英，所述多材料層包括鉬和硅，以及所述覆蓋層包括鋯和硅。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1-2的任意之一所述的方法，其特征在于，所述覆蓋層 和所述多材料吸收層的厚度為約70和130nm之間。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1-2的任意之一所述的方法，其特征在于，所述覆蓋層 和所述多材料吸收層的厚度為約100nm。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1-2的任意之一所述的方法，其特征在于，所述體吸收 層為所述多層吸收層的厚度的約80-85%之間。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1-2的任意之一所述的方法，其特征在于，所述自掩模 層為所述多層吸收層的厚度的約15-20%之間。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1-2的任意之一所述的方法，其特征在于，所述不透明多層吸收層的厚度為40-100nm之間。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括 在刻蝕所述自掩模層之前在所述自掩模層上沉積并構(gòu)圖光刻膠層。
19. 根據(jù)權(quán)利要求2或18所述的方法，其特征在于，所述光刻膠層具有 約100-1000nm之間的厚度。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二刻蝕工藝維持所 述體吸收層對所述自掩模層至少10的選擇性。
全文摘要
本發(fā)明提供了刻蝕EUV光掩模的方法的實(shí)施方式。在一個(gè)實(shí)施方式中，刻蝕遠(yuǎn)紫外光掩模的方法包括提供光掩模，所述光掩模依次包括襯底、多材料層、覆蓋層和多層吸收層，所述多層吸收層包括在體吸收層上沉積的自掩模層，其中所述自掩模層包括鉭和氧而所述體吸收層包括鉭且基本不含氧；使用第一刻蝕工藝刻蝕自掩模層；以及使用不同于第一刻蝕工藝的第二刻蝕工藝刻蝕所述體吸收層，其中在第二刻蝕工藝期間所述體吸收層的刻蝕速率大于所述自掩模層的刻蝕速率。
文檔編號G03F1/14GK101144973SQ200710140139
公開日2008年3月19日 申請日期2007年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月15日
發(fā)明者吳半秋, 阿杰伊·庫瑪, 馬德哈唯·R·錢德拉喬德 申請人:應(yīng)用材料股份有限公司