制造远紫外光刻掩模的方法技术

一种制造远紫外（ＥＵＶ）光刻掩模的方法，包括：在衬底上形成反射层、吸收层和抗蚀剂层；通过以固定间距部分分割所述抗蚀剂层来限定多个分割区域；实施曝光工艺，其中在分割区域上用不同强度的电子束辐射曝光区域，以产生注入抗蚀剂层的电子束剂量差异；通过实施显影工艺来移除其中注入电子束剂量的抗蚀剂层的一部分，形成选择性暴露吸收层并具有倾斜侧壁外形的抗蚀剂层图案；和通过依次蚀刻通过所述抗蚀剂层图案暴露的吸收层的部分来形成具有倾斜侧壁外形的吸收层图案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及远紫外(extreme ultraviolet, EUV)光刻法，并且更 具体涉及制造EUV光刻掩模的方法。
技术介绍
随着半导体器件变得更加高度集成和设计规则降低，半导体器件所需 的图案尺寸已经变得更微细。另一方面，用于光刻设备的光波长变得越来 越短，光刻设备的数值孔径(NA)已经达到其极限。因此，已经开发了克 服图案极限分辨率的技术，例如浸没式光刻、双图案化技术(DPT)和远 紫外(EUV)光刻法。EUV光刻工艺4吏用其波长短于KrF或ArF光的EUV来形成小于32 nm的图案。在用于EUV光刻法的掩模中，在衬底上布置其中MO/Si层 重复堆叠的>^射层，并且在^JH"层上布置具有待转移到晶片上的图案形状 的吸收图案。当EUV辐射到EUV光刻掩模上时，EUV在吸收层图案处 吸收并且在^^射层表面处反射。在EUV光刻工艺中辐射的EUV以相对于掩模表面倾斜的入射角例如 5~6°的入射角而不是垂直地进行辐射或反射。此时，上覆吸收层图案和下 层反射层之间的高度差可导致其中EUV不辐射或反射的阴影部分 (shadow portion )。因此，由吸收层图案产生阴影程度随着在晶片上的位 置而改变，导致其中晶片图案的关^A寸(CD)改变的阴影效应，这是由 于EUV沿着其入射至掩模的方向随着EUV入射至晶片上的位置而逐渐地 改变。
技术实现思路
在一个实施方案中， 一种制造远紫外(EUV)光刻掩模的方法包括 在衬底上形成^Jt层、吸收层、和抗蚀剂层；在所述抗蚀剂层上限定曝光 区域；通过以规则间距部分分割膝光区域来限定多个分割区域(split regions );通过在各个分割区域中利用不同强度的电子束辐射曝光区域以 在注入抗蚀剂层中的电子束的剂量上产生差异来实施瀑光工艺；通过实施 用于移除其中注入电子束剂量的抗蚀剂层部分的显影工艺，形成选择性暴 露吸收层的抗蚀剂层图案；和通过依次蚀刻通过所述抗蚀剂层图案所暴露 的吸收层的部分来形成吸收层图案。附图说明图1至5说明根据本专利技术的一个实施方案制造EUV光刻掩模的工艺。具体实施方式以下，将参考附图详细描述根据本专利技术制造EUV光刻掩模的方法。参考图1，在透明衬底100上形成反射EUV光的反射层U0、緩冲层 120、吸收层130和抗蚀剂层140。透明衬底100优选包括具有低热膨胀系 数的石英衬底。为了允许反射层反射辐射至所述掩模的具有13.4 nm波长 的EUV光，反射层110优选包括重复堆叠(例如，40 ~ 50层)的钼(Mo) 层111和硅(Si)层112的双层。此时，钼层111扩散辐射至掩模的EUV 光，并且辐射至掩模的EUV光;^L据布4MS^^射理论被钼层111和硅层112 反射。在用于图案化所述吸收层130的修饰工艺或蚀刻工艺期间，緩冲层120 保护反射层110。吸收层130优选包括能够吸收EUV光的材料例如TaBN 层和TaBO层。同时，包含在反射层110中的钼层111和珪层112的最上层优选相对 厚于其下重复堆叠的钼层111和硅层112。所述最上层优选包括珪层112 并作为用于防止反射层氧化或污染的覆盖层。参考图2，在抗蚀剂层140中限定将经受膝光工艺的区域以区分曝光 区域A和非曝光区域B。瀑光区域A指的是电子束辐射的区域，并且在该 区域中通过显影液移除抗蚀剂层以选择性地暴露吸收层130。非曝光区域B指的是其中保持抗蚀剂层以免暴露于显影液从而选择性阻挡吸收层的区 域。参考图3A，以规则的间距分割膝光区域A来限定多个分割区域，然 后通it^"分割区域而言强度不同的电子束辐射分割区域。分割区域的数目 可随着在对应于晶片场区的抗蚀剂层140中曝光区域A的位置而改变。可 辐射电子束，以使得电子束强度从曝光区域A和非曝光区域B之间的边界 即从最远的分割区域向中心分割区域提高。在曝光工艺中，注入抗蚀剂层 的电子束剂量作为电子束强度的函数而变化。例如，注入抗蚀剂层的剂量 随着电子束强度提高而增加，注入抗蚀剂层的剂量随着电子束强度降低而 减小。注入抗蚀剂层中剂量的这种差异导致在显影工艺中抗蚀剂层厚度的 差异。在一个实例中，在抗蚀剂层140中的曝光区域A具有11个分割区域 的情况下，抗蚀剂层140中的膝光区域A被分为11个分割区域，如图3B 所示。设定电子束膝光设备，使得电子束以20。/。的强度辐射至曝光区域A 和非膝光区域B之间的边界例如最远的分割区域a，并且分别以40%、 60%、 80%和100。/。的强度从最远的分割区域a至中心分割区域b进行辐 射，然后进行电子束的辐照。然后，通过强度为20%的电子束辐射注入最 远分割区域a的剂量注入预定深度hi (从抗蚀剂层上表面计算)，并且通 过强度为100。/。的电子束辐射注入中心分割区域b的剂量注入至深度h2， 即注入至吸收层130和抗蚀剂层140之间的边界。换言之，电子束辐射在 中心分割区域b处辐射至对应于抗蚀剂层140厚度的深度，同时电子束辐 射在最远的分割区域a处仅仅辐射至预定深度hi而不辐射深于预定深度 hl。因而，由于电子束辐射i^的深度随着辐射至抗蚀剂层140的电子束 的强度而变化，通过分割区域能够控制被电子束辐射的部分和没有被电子 束辐射的部分。参考图4A，对通过电子束辐射的抗蚀剂层(图3中的140)实施使用 显影液的显影工艺。然后，抗蚀剂层图案141形成为具有倾斜侧壁外形的 梯形，其厚度从曝光区域和非曝光区域之间的边界向侧壁外侧逐渐减小。具体地，为电子束辐射的抗蚀剂层140供给显影液。然后，由于被电 子束辐射部分和没有被电子束辐射部分之间的溶解度差异，将被电子束辐 射的部分选择性地溶解和移除。由于电子束所辐射的厚度随分割区域而不 同，所以显影液所移除的量随分割区域而不同，并且由此残留厚度随分割区域而不同。例如，详细描述图4B中所示的具有梯形的抗蚀剂层图案141，在强度 为20%的电子束所辐射的最远分割区域a中，移除最远分割区域a处的抗 蚀剂层140直至其中电子束注入剂量的深度hl，而其中没有注入剂量的部 分得到保持。另一方面，完全移除在中心分割区域b处抗蚀剂层140直至 注入剂量的深度h2，即吸收层130和抗蚀剂层140之间的边界，并选择性 地暴露吸收层130。因此，通过在各个分割区域中以强度不同的电子束辐 射，能够控制抗蚀剂层抵抗暴露于显影液时的厚度。因而，通过将电子束 辐射的区域分割为多个分割区域，然后对各个分割区域辐射不同强度的电 子束以控制暴露于显影液之后残留抗蚀剂层的厚度，能够形成具有倾斜侧 壁外形的梯形抗蚀剂层图案141，其厚度从曝光区域和非曝光区域之间的 边界向侧壁外侧逐渐减小而宽度逐渐地增加。参考图5， 4吏用抗蚀剂层图案141实施蚀刻工艺以形成具有梯形形状 的吸收层图案131。此时，根据随蚀刻工艺时间而变化的吸收层130移除 厚度和抗蚀剂层图案移除厚度，形成具有与抗蚀剂层图案相同外形的吸收 层图案131。换言之，吸收层图案131形成为具有倾斜侧壁外形的梯形， 其厚度朝向外侧逐渐减小而宽度逐渐增加。具体地，通过抗蚀剂层图案暴露的部分即通过中心分割区域b和抗蚀 剂层图案141暴露的吸收层的部分也同时移MS定厚度。由于蚀刻通过中 心分割区域b暴露的吸收层的部分,具有相对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造远紫外（ＥＵＶ）光刻掩模的方法，包括：　在衬底上依次形成反射层、吸收层和抗蚀剂层；　限定所述抗蚀剂层的曝光区域；　通过以规则间距部分分割所述曝光区域来限定多个分割区域；　通过在所述各个分割区域上利用具有不同强 度的电子束辐射所述曝光区域以产生注入所述抗蚀剂层的电子束剂量的差异，来实施曝光工艺；　通过实施显影工艺来移除其中注入所述电子束剂量的所述抗蚀剂层的部分，形成选择性暴露所述吸收层和具有倾斜侧壁外形的抗蚀剂层图案；和　通过依次蚀刻由 所述抗蚀剂层图案暴露的所述吸收层的部分，形成具有倾斜侧壁外形的吸收层图案。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴宬贤，崔容奎，
申请(专利权)人：海力士半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]