[发明专利]刻蚀远紫外光(EDV)光掩模的方法

说明书

技术领域

本发明的实施方式主要涉及在半导体器件制造中使用的光掩模，更具体地，涉及远紫外光(EUV)光掩模及其刻蚀方法。

背景技术

在集成电路(IC)、或芯片制造中，代表芯片的不同层的图案在一系列可重复使用的光掩模(在此也称为掩模)上产生从而在制造工艺期间将每个芯片层的设计转移到半导体衬底上。掩模类似于照相底片使用以将每层的电路图案转移至半导体衬底上。这些层使用一系列的工序形成并转移至小型晶体管和由每个完整芯片组成的电路中。因此，掩模中的任何缺陷可转移至芯片，潜在地不利影响性能。十分严重的缺陷可导致掩模完全失效。典型地，一组15到30个掩模用于构造芯片并可重复使用。

掩模通常包括具有沉积在其上的不透明的、吸光层的透明衬底。传统的掩模典型地包括在一侧上具有铬层的玻璃或衬底。铬层用抗反射涂层和光敏光刻胶覆盖。在构图工艺期间，例如，通过将光刻胶曝光于电子束或紫外光，从而使所曝光部分在显影液中溶解，电路设计印在掩模上。随后去除光刻胶的可溶部分，允许刻蚀(即，去除)所暴露的下层铬和抗反射层。

随着临近尺寸(CD)的减小，现有的光刻正接近45纳米(nm)技术节点的技术极限。下一代光刻(NGL)预期取代现有光刻方法，例如以32nm技术节点及更高节点。有几种NGL候选方法，诸如远紫外(EUV)光刻(EUVL)、电子投影光刻(EPL)、离子投影光刻(IPL)、纳米印刷和X-射线光刻。在所述方法中，EUVL为最可能的后继方法，原因在于EUVL具有光刻的大量特性，与其他NGL方法相比，其为更成熟的技术。

然而，EUV掩模制造仍存在待克服的技术问题。例如，EUV掩模刻蚀工艺优化仍在探索阶段。EUV掩模制造的关键问题包括刻蚀CD偏差控制、刻蚀CD均匀性、截面形貌、刻蚀CD线性、刻蚀选择性和缺陷控制。由于EUV掩模的严格标准和减小的CD公差，因此CD控制变得更加关键。预期要求接近0的刻蚀CD偏差以满足平均到目标(MTT)CD要求和均匀性控制。

主要的CD偏差问题来源于为软掩模的光刻胶腐蚀。最终的掩模CD特性是图案生成和图案转移工艺(刻蚀)的产物。一些固有的CD不均匀性可能存在于刻蚀之前，诸如由于电子束写入工艺而导致光刻胶中的结雾效应。较薄的光刻胶层有助于控制所述不均匀性，但由于有限的刻蚀选择性，导致光刻胶的薄度由随后所刻蚀的层限制(例如，在图案转移期间，由于吸收材料对光刻胶的有限的刻蚀速率选择性，所以大量消耗光刻胶)。光刻胶消耗越多，则图案转移工艺的保真性越低。

为了克服光刻胶局限，建议使用硬掩模用于CD控制。然而，额外的硬掩模将致使掩模制造更加复杂。当硬掩模完成其功能时，必须将其去除而不影响其他层(例如，不影响吸收层和缓冲层/覆盖层，以及不带入任何缺陷到掩模中)。这要求高的掩模选择性，从而使EUV掩模制造更加困难。由硬掩模的使用导致的高成本和低产量是额外的关心问题。

因此，需要一种改善的EUV掩模和制造方法。

发明内容

在此提供了刻蚀EUV光掩模的实施方式。在一个实施方式中，刻蚀远紫外光掩模的方法包括提供光掩模，该光掩模依次包括衬底、多材料EUV反射层、覆盖层和多层吸收层，该多层吸收层包括在体吸收层上沉积的自掩模层，其中自掩模层包括钽和氧以及体吸收层包括钽且基本不含氧；使用第一刻蚀工艺刻蚀自掩模层；以及使用不同于第一刻蚀工艺的第二刻蚀工艺刻蚀体吸收层，其中在第二刻蚀工艺期间体吸收层的刻蚀速率大于自掩模层的刻蚀速率。

在另一实施方式中，一种用于在包括光刻胶层、在光刻胶层之下具有抗反射层和体子层的不透明层、覆盖层和衬底层的底版远紫外光掩模上产生图像的方法包括：在光刻胶层中产生构图的图像；去除不对应于构图图像的光刻胶层部分，从而暴露不对应于构图图像的不透明层的抗反射子层部分；使用第一刻蚀工艺去除不对应于构图图案的抗反射子层部分，从而暴露不对应于构图图案的体子层部分；使用具有体子层去除速率至少为抗反射子层去除速率10倍的第二刻蚀工艺去除不对应于构图图案的抗反射子层之下的所暴露的体子层部分，从而暴露不对应于构图图案的覆盖层部分；以及去除光刻胶层。

附图说明

因此为了使本发明的以上所述特征可详细理解，可参照附图中示出的实施方式对以上的简要所述的本发明进行更加详细的描述。然而，应当注意，附图仅示出本发明的典型实施方式并因此不应认为是其范围的限定，本发明可允许其他等同的优选实施方式。

图1A-图1C示出了使用本发明的方法的一个实施方式用于EUV掩模的制造工序的一个实施方式；