一種印制低圖案密度部件的極紫外線光刻工藝的制作方法
【專利說明】一種印制低圖案密度部件的極紫外線光刻工藝
[0001]相關申請的交叉參考
[0002]本申請要求于2013年10月31日提交的第61/898，348號美國臨時專利申請的優(yōu)先權，其全部內容結合于此作為參考。
技術領域
[0003]本發(fā)明一般地涉及半導體技術領域，更具體地，涉及半導體器件的制造方法。
【背景技術】
[0004]半導體集成電路(1C)工業(yè)經歷了快速發(fā)展。1C材料和設計的技術進步產生了多個1C時代，其中，每個時代都具有比先前時代更小且更復雜的電路。在1C演進過程中，功能密度(即，單位芯片面積中的互連器件的數量)通常都在增加，同時幾何尺寸(即，可使用制造工藝創(chuàng)建的最小組件(或線))減小。這種規(guī)?？s小工藝通常通過增加產量效率和降低相關成本來提供很多益處。這樣的規(guī)?？s小還增大了加工和制造1C的復雜程度。為了實現(xiàn)這些進步，需要1C加工和制造中的類似發(fā)展。例如，增加了對執(zhí)行更高分辨率光刻工藝的需要。一種光刻技術是極紫外線光刻(EUVL)。其他的技術包括X射線光刻、離子束投影光刻、電子束投影光刻和多電子束無掩模光刻。
[0005]EUVL使用掃描器，該掃描器使用極紫外線(EUV)區(qū)中的光。EUV掃描器在吸收層(“EUV”掩模吸收體)提供期望的圖案，該吸收層形成在反射掩模上。目前，在EUVL將二元強度掩模(BM)用于制造集成電路。對于EUV光，所有材料都具有高吸收率。因此，使用反射光學部件而不是折射光學部件。使用反射掩模。然而，EUV掩模的反射率很低。EUV能量基本損失在光學路徑上。到達晶圓的EUV能量更少。其他問題包括產量低，尤其對于通孔層來說，由于穿過通孔的低透射率會導致產量低的問題。
[0006]因此，為了處理以上問題，需要用于光刻工藝的方法和用于該方法的掩模結構。

【發(fā)明內容】

[0007]為了解決現(xiàn)有技術中所存在的缺陷，根據本發(fā)明的一方面，提供了一種用于極紫外線光刻(EUVL)工藝的方法，包括:將二元相位掩模(BPM)加載至光刻系統(tǒng)，其中，所述BPM包括兩種相位狀態(tài)并且限定在其上的集成電路(1C)圖案；根據所述1C圖案將所述光刻系統(tǒng)的照射裝置設定為照射模式；根據所述照射模式將光瞳濾波器配置在所述光刻系統(tǒng)中；以及通過所述照射模式的光刻系統(tǒng)，利用所述BPM和所述光瞳濾波器對靶子執(zhí)行光刻曝光工藝。
[0008]優(yōu)選地，所述BPM包括:第一反射層，設置在掩模襯底上；以及第二反射層，設置在所述第一反射層上并且根據所述1C圖案進行圖案化。
[0009]優(yōu)選地，第一掩模狀態(tài)和第二掩模狀態(tài)被設計為具有180°的相移。
[0010]優(yōu)選地，所述1C圖案具有小于25%的圖案密度。
[0011]優(yōu)選地，所述1C圖案具有大于75%的圖案密度。
[0012]優(yōu)選地，將所述照射模式設定為實現(xiàn)離軸照射。
[0013]優(yōu)選地，設定所述照射裝置包括設定多個可切換的反光鏡以實現(xiàn)所述照射模式。
[0014]優(yōu)選地，所述光瞳濾波器被配置為濾除來自所述照射裝置的照射光中的非衍射部分。
[0015]優(yōu)選地，所述光瞳濾波器具有的圖案與照射模式中所限定的圖案相匹配。
[0016]優(yōu)選地，所述照射裝置具有小于20%的填充光瞳比率。
[0017]根據本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于極紫外線光刻(EUVL)工藝的方法，包括:將二元相位掩模(BPM)加載至光刻系統(tǒng)，其中，所述BPM包括兩種相位狀態(tài)并且限定在其上的集成電路(1C)圖案；根據所述1C圖案將所述光刻系統(tǒng)的照射裝置設定為高相干照射模式；以及利用所述BPM和所述照射模式的照射裝置對涂覆在靶子上的抗蝕劑層執(zhí)行光刻曝光工藝。
[0018]優(yōu)選地，所述BPM包括:掩模襯底，具有第一區(qū)和第二區(qū)；多層反光鏡，設置在所述掩模襯底的所述第一區(qū)和所述第二區(qū)上方；以及相移層，設置在所述第二區(qū)中的多層反光鏡上方，其中，限定在所述BPM上的1C圖案具有小于25%的圖案密度。
[0019]優(yōu)選地，設定所述照射裝置包括設定多個可切換的反光鏡以實現(xiàn)所述高相干照射模式；以及所述高相干照射模式位于所述光刻系統(tǒng)的光瞳區(qū)域之外。
[0020]優(yōu)選地，該方法還包括將光瞳濾波器配置在所述光刻系統(tǒng)的光瞳面中以濾除來自所述照射裝置的照射光中的非衍射部分。
[0021]優(yōu)選地，所述光瞳濾波器具有的濾光圖案基本與限定在所述照射裝置中的照射圖案相匹配。
[0022]優(yōu)選地，所述照射圖案包括具有第一幾何形狀的照射部分和具有第二幾何形狀的阻擋部分；以及所述濾光圖案包括具有所述第一幾何形狀的阻擋部分。
[0023]優(yōu)選地，所述照射圖案包括作為所述照射部分的環(huán)形圖案，并且所述光瞳濾波器包括作為所述阻擋部分的所述環(huán)形圖案。
[0024]優(yōu)選地，所述照射圖案包括作為所述照射部分的類星體圖案，并且所述光瞳濾波器包括作為所述阻擋部分的所述類星體圖案。
[0025]根據本發(fā)明的又一方面，提供了一種用于極紫外線光刻(EUVL)工藝的方法，包括:將二元相位掩模(BPM)加載至光刻系統(tǒng)，其中，所述BPM包括兩種相位狀態(tài)并且限定圖案密度小于25%的集成電路(1C)圖案；將所述光刻系統(tǒng)的照射裝置中的可切換的反光鏡設定為照射模式；將光瞳濾波器配置在所述光刻系統(tǒng)的光瞳面中，其中，所述光瞳濾波器具有根據所述照射模式所確定的圖案；以及通過所述相干照射模式的光刻系統(tǒng)，利用所述BPM和所述光瞳濾波器對靶子執(zhí)行光刻曝光工藝。
[0026]優(yōu)選地，將所述照射模式配置為實現(xiàn)離軸照射；以及將所述光瞳濾波器配置為以濾除照射光中的非衍射分量，以增強曝光強度。
【附圖說明】
[0027]當結合附圖進行閱讀時，根據下面詳細的描述可以更好地理解本發(fā)明的各個方面。應該強調的是，根據工業(yè)中的標準實踐，各種部件沒有被按比例繪制。實際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增加或減少。
[0028]圖1是根據本發(fā)明的多個實施例的方面而構成的光刻工藝的流程圖。
[0029]圖2是根據本發(fā)明的一個或多個實施例的方面而構成的用于實施掩模結構的光刻系統(tǒng)的框圖。
[0030]圖3根據一個實施例而構成的光刻系統(tǒng)的示意性透視圖。
[0031]圖4根據本發(fā)明的一個或多個實施例的方面而構成的二元相位掩模的頂視圖。
[0032]圖5A和圖5B是在兩個實施例中根據本發(fā)明的各個方面而構成的二元相位掩模的示意性截面圖。
[0033]圖6至圖8是在多個實施例中根據本發(fā)明的各個方面而構成的圖5A(或圖5B)的第二反射層的示意性截面圖。
[0034]圖9A至圖9C是在多個實施例中根據本發(fā)明的各個方面而構成的用于圖3的光刻系統(tǒng)的照射裝置的示意性頂視圖。
[0035]圖10A至圖10C是在多個實施例中根據本發(fā)明的各個方面而構成的用于圖3的光刻系統(tǒng)的光瞳濾波器的示意性頂視圖。
[0036]圖11A和圖11B是根據其他實施例而構成的用于圖3的光刻系統(tǒng)的光瞳濾波器的示意性頂視圖。
[0037]圖12示出了在一個實施例中根據本發(fā)明的各個方面而構成的光瞳濾波器之前的曝光光場分布。
[0038]圖13示出了在一個實施例中根據本發(fā)明的各個方面而構成的光瞳濾波器之后曝光光場分布Ο
[0039]圖14是在一個實施例中根據本發(fā)明的各個方面而構成的集成電路(1C)圖案的示意圖。
[0040]圖15是在一個實施例中根據本發(fā)明的各個方面而構成的圖14的1C圖案在使用ΒΡΜ的靶子上的圖像的示意圖。
[0041]圖16是根據一個實施例而構成的圖14的1C圖案在使用Β頂的靶子上的圖像的示意圖。
[0042]圖17示出了根據多個實施例而構成的關于關于掩模的尺寸(D0M)的掩模誤差增強因子(MEEF)的曲線圖。
[0043]圖18是在一個實施例中根據本發(fā)明的各個方面而構成的具有示例性微粒的二元相位掩模的示意性截面圖。
【具體實施方式】
[0044]以下公開內容提供了許多不同實施例或實例，用于實現(xiàn)所提供主題的不同特征。以下將描述組件和布置的特定實例以簡化本發(fā)明。當然，這些僅是實例并且不意欲限制本發(fā)明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸的實施例，也可以包括形成在