[發明專利]在EUV光刻制程期間使用EUV掩膜的方法

有效

• 申請號: 201710456327.3
• 申請日: 2014-11-14
• 公開（公告）號: CN107193182B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: M·辛格
• 申請（專利權）人: 格羅方德半導體公司
• 主分類號: G03F1/24
• 分類號: G03F1/24;G03F1/48;G03F7/20
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

本揭露涉及在EUV光刻制程期間使用EUV掩膜的方法，其涉及在EUV光刻制程期間使用的各種掩膜。在一個例子中，所揭露的EUV掩膜包括：除其它以外，襯底；由形成于該襯底上方的釕和硅構成的多個多層對組成的多層堆棧，其中，當使用EUV光照射時，該掩膜適于具有有效反射平面，該有效反射平面位于該多層堆棧的最上層表面下方32納米或更淺處；以及位于該多層堆棧的該最上層表面上方的覆蓋層。

本申請是申請號為201410646186.8,申請日為2014年11月14日，發明名稱為“在EUV光刻制程期間使用的EUV掩膜”的中國專利申請的分案申請。

技術領域

本揭露通常涉及半導體裝置的制造，尤其涉及在極紫外(EUV)光刻制程期間使用的各種新穎掩膜。

背景技術

制造例如CPU(中央處理單元)、存儲裝置、ASIC(專用集成電路；applicationspecific integrated circuit)等先進集成電路需要依據特定的電路布局在給定的芯片面積上形成大量電路元件，其中，場效應晶體管(NMOS及PMOS晶體管)代表制造此類集成電路裝置所使用的一種重要的電路元件類型。一般來說，通過以詳細的序列或流程執行若干制程操作來形成集成電路裝置。此類制程操作通常包括沉積、蝕刻、離子注入、光刻及加熱制程，通過以非常詳細的序列執行這些制程來生產最終的裝置。

裝置設計人員不斷被迫增加晶體管以及使用此類晶體管的集成電路產品的操作速度及電性性能。持續用于實現此類結果的一種技術是縮小各種裝置的尺寸，例如晶體管的柵極長度。目前，晶體管裝置的柵極長度(源漏區之間的距離)約為22至50納米，未來可望進一步縮小尺寸。制造如此小的裝置是一個巨大的挑戰，尤其對于一些制程，例如光刻工具及技術。

典型的光刻制程通常包括如下步驟：(1)在晶圓或襯底上施加光阻層(感光材料)，通常通過旋涂制程實施；(2)在約90至120℃的溫度下預烘烤(或軟烘烤)該光阻層，以降低該光阻層中的溶劑水平并提升該光阻的黏附特性；(3)執行曝光制程，其中，使用光刻曝光工具將光罩或掩膜上的圖案投射到該光阻層上,以在該光阻層中形成潛在圖像；(4)在與該預烘烤制程相比高約5至15℃的溫度下在該光阻層上執行曝光后烘烤；(5)執行顯影制程，以將該光阻層中的該潛在圖像轉換為最終的光阻圖像；以及(6)在約125至160℃的溫度下執行后烘烤制程(或硬烘烤)，以移除殘留固態物并提升該圖案化光阻掩膜的黏附力。這些制程步驟導致形成“光刻后(post-litho)”圖案化蝕刻掩膜，該圖案化蝕刻掩膜可用于各種目的，例如作為蝕刻掩膜以在下方的絕緣材料層中形成溝槽/孔類型特征。上面的制程為本領域的技術人員所熟知，且因此這里將不再作更詳細的說明。

作為背景，光刻工具及系統通常包括具有需要的波長的輻射源，光學系統，以及如上所述，包含想要在晶圓上形成的圖案的掩膜或光罩。使輻射透過該掩膜或光罩或使其從該掩膜或光罩上反射回來，從而在由半導體晶圓的表面上所形成的光阻材料構成的感光層上形成圖像。在此類系統中所使用的輻射可為光，例如紫外光、深紫外光(deepultraviolet light；DUV)、真空紫外光(vacuum ultraviolet light；VUV)、極紫外光(extreme ultraviolet light；EUV)等。該輻射還可為x射線輻射、電子束輻射等。目前，半導體制造操作中所使用的大多數光刻系統是所謂的深紫外系統(DUV)，這些系統產生波長為248納米或193納米的輻射。不過，隨著裝置尺寸持續縮小，正在考驗傳統DUV光刻系統的功能及限制。這已導致所謂的極紫外系統的開發，也就是EUV系統，這些系統使用具有更短波長的輻射，例如波長小于20納米，且在一些特定情況下，波長約為13.5納米。DUV系統與EUV系統之間的一個基本區別涉及光罩的結構，以及光與光罩交互的方式。在DUV系統中，光(來自光源)通過光罩并照射感光材料層。相反，在EUV(或軟x射線)光系統中，光(來自光源)從光學干涉涂層結構、多層掩膜上反射至感光材料。