[发明专利]具有含非反射区的反射层的光掩模

说明书

本发明提供了适于极紫外线(EUV)与X射线微影术的包括反射性多层内的非反射区的掩模。此非反射区替代了用于为集成电路提供图案的典型吸收体层。本发明描述了用于在紫外线(UV)、极紫外线(EUV)、和/或软X射线波长下操作的装置与系统中使用的新类型材料与关联组件。本发明涉及EUV光掩模架构，其包含消除对吸收体层的需要、掩模上的阴影效应、3D衍射效应、和缺陷管理的反射区与非反射区。此类材料结构与组合可用于制作组件，例如镜子、透镜、或其他光学组件、面板、光源、光掩模、光阻剂，或用于诸如微影术、晶圆图案化、天文与太空应用、生物医学应用、或其他应用之类的其他组件。

相关申请的对照参考

本申请要求并享有于2018年10月17日申请的美国临时专利申请号62/746，702的优先权，此临时申请以引用方式将其全部内容并入本申请作为参考。

发明背景

光学微影术(lithography)系统常用于例如装置的制造。此类系统的分辨能力与曝光波长成比例。因此，较短的波长可改善制造的分辨率。极紫外线微影术(EUVL)使用在极紫外线(EUV)波长(约120纳米至0.1纳米)处的电磁辐射。因此，在这些波长的光子具有在约10电子伏特(eV)至12.4kev(分别对应于124nm与0.1nm)范围内的能量。极紫外线波长可由装置(例如电浆与同步加速器光源)人工产生。使用EUV波长进行微影术具有使装置(例如半导体芯片)及其他应用(例如聚合物电子设备、太阳能电池、生物技术、与医学技术)的特征尺寸减少的潜在优势。

在EUV微影系统中，使用反射光掩模或掩模(mask)或掩模版(reticle)将集成电路芯片架构转移到晶圆上。典型上，EUV反射掩模是由基板、反射层、覆盖层、吸收体层(absorber layer)与任选的其他层组成。通过电子束微影术对吸收体层进行图案化，以呈现待转移至晶圆中的集成电路的图案或所述图案的数学补语。

用于微影术的组件的反射材料的选择常受到严格限制。传统材料组合是由理论上产生至多67％反射率的钼-硅多层组成。Mo-Si层是用于EUV微影系统中的镜子、集电极与光掩模上。其他传统多层组合包括钨与碳化硼、钨与碳，统称为目前最新现有技术。

用于吸收体层图案的典型材料可由氮化钽、氮氧化钽、镍或钴或NiAl₃组成。选择这些材料以使在从吸收体层反射的光与从多层反射的光之间的吸收最大化以及使反射振幅或相变最小化。

有几种已知的吸收体层图案的副作用。吸收体层图案会在反射层上产生阴影，称为3D阴影掩模效应。它们在常需要被修补的反射层上也具有有限的厚度(通常为约70nm)，其有捕获材料缺陷(大约20nm的粒子等)的倾向。

当将吸收体层图案转移到晶圆时，3D掩模效应可导致非所欲的与特征尺寸相关的焦点、成像像差与图案布局偏移。此外，在1D与2D特征之间的焦点差异很大，限制了微影术中的良率制程窗口。掩模阴影效应是在掩模水平处的EUV掩模吸收体高度与非远心式离轴照明的结果，其调控被投射到晶圆上的强度。垂直于照明方向的特征(垂直特征)相对于平行于照明方向的特征(水平特征)进行偏移。在晶圆水平处，此举导致微分水平-垂直临界尺寸偏差和影像偏移。水平-垂直偏差是靠近水平与垂直定向的光阻剂特征之问的线宽的系统差异，并且起因于散光现象、横跨光瞳的相位误差、及最佳焦点差。

相移吸收体掩模亦用于产生图案，其中相邻区相对于彼此发生相移，以产生光的消除以得到所需图案。惯用方法可包括反射/吸收组合，或反射性多层(其中将所述多层蚀刻直至下面的基板，然后所述下面基板吸收辐射)，或邻近吸收区的反射区。这对克服3D掩模效应或阴影掩模效应无效，原因在于上表面与吸收表面之间的高度差是多层堆栈的整体厚度，或吸收体堆栈的厚度。

发明摘要

在一个实施方案，本发明提供了极紫外线掩模，其包括基板；和反射层，其具有在所述反射层内的反射区与非反射区，其中所述反射层包括与所述基板接触的下表面、以及上表面，其中所述反射区中的辐射反射率比所述非反射区中的辐射反射率大至少100倍。

附图简要说明