一种印制低图案密度部件的极紫外线光刻工艺的制作方法
【专利说明】一种印制低图案密度部件的极紫外线光刻工艺
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请要求于2013年10月31日提交的第61/898，348号美国临时专利申请的优先权，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
[0003]本发明一般地涉及半导体技术领域，更具体地，涉及半导体器件的制造方法。
【背景技术】
[0004]半导体集成电路(1C)工业经历了快速发展。1C材料和设计的技术进步产生了多个1C时代，其中，每个时代都具有比先前时代更小且更复杂的电路。在1C演进过程中，功能密度(即，单位芯片面积中的互连器件的数量)通常都在增加，同时几何尺寸(即，可使用制造工艺创建的最小组件(或线))减小。这种规模缩小工艺通常通过增加产量效率和降低相关成本来提供很多益处。这样的规模缩小还增大了加工和制造1C的复杂程度。为了实现这些进步，需要1C加工和制造中的类似发展。例如，增加了对执行更高分辨率光刻工艺的需要。一种光刻技术是极紫外线光刻(EUVL)。其他的技术包括X射线光刻、离子束投影光刻、电子束投影光刻和多电子束无掩模光刻。
[0005]EUVL使用扫描器，该扫描器使用极紫外线(EUV)区中的光。EUV扫描器在吸收层(“EUV”掩模吸收体)提供期望的图案，该吸收层形成在反射掩模上。目前，在EUVL将二元强度掩模(BM)用于制造集成电路。对于EUV光，所有材料都具有高吸收率。因此，使用反射光学部件而不是折射光学部件。使用反射掩模。然而，EUV掩模的反射率很低。EUV能量基本损失在光学路径上。到达晶圆的EUV能量更少。其他问题包括产量低，尤其对于通孔层来说，由于穿过通孔的低透射率会导致产量低的问题。
[0006]因此，为了处理以上问题，需要用于光刻工艺的方法和用于该方法的掩模结构。
【发明内容】
[0007]为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本发明的一方面，提供了一种用于极紫外线光刻(EUVL)工艺的方法，包括:将二元相位掩模(BPM)加载至光刻系统，其中，所述BPM包括两种相位状态并且限定在其上的集成电路(1C)图案；根据所述1C图案将所述光刻系统的照射装置设定为照射模式；根据所述照射模式将光瞳滤波器配置在所述光刻系统中；以及通过所述照射模式的光刻系统，利用所述BPM和所述光瞳滤波器对靶子执行光刻曝光工艺。
[0008]优选地，所述BPM包括:第一反射层，设置在掩模衬底上；以及第二反射层，设置在所述第一反射层上并且根据所述1C图案进行图案化。
[0009]优选地，第一掩模状态和第二掩模状态被设计为具有180°的相移。
[0010]优选地，所述1C图案具有小于25%的图案密度。
[0011]优选地，所述1C图案具有大于75%的图案密度。
[0012]优选地，将所述照射模式设定为实现离轴照射。
[0013]优选地，设定所述照射装置包括设定多个可切换的反光镜以实现所述照射模式。
[0014]优选地，所述光瞳滤波器被配置为滤除来自所述照射装置的照射光中的非衍射部分。
[0015]优选地，所述光瞳滤波器具有的图案与照射模式中所限定的图案相匹配。
[0016]优选地，所述照射装置具有小于20%的填充光瞳比率。
[0017]根据本发明的另一方面，提供了一种用于极紫外线光刻(EUVL)工艺的方法，包括:将二元相位掩模(BPM)加载至光刻系统，其中，所述BPM包括两种相位状态并且限定在其上的集成电路(1C)图案；根据所述1C图案将所述光刻系统的照射装置设定为高相干照射模式；以及利用所述BPM和所述照射模式的照射装置对涂覆在靶子上的抗蚀剂层执行光刻曝光工艺。
[0018]优选地，所述BPM包括:掩模衬底，具有第一区和第二区；多层反光镜，设置在所述掩模衬底的所述第一区和所述第二区上方；以及相移层，设置在所述第二区中的多层反光镜上方，其中，限定在所述BPM上的1C图案具有小于25%的图案密度。
[0019]优选地，设定所述照射装置包括设定多个可切换的反光镜以实现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统的光瞳区域之外。
[0020]优选地，该方法还包括将光瞳滤波器配置在所述光刻系统的光瞳面中以滤除来自所述照射装置的照射光中的非衍射部分。
[0021]优选地，所述光瞳滤波器具有的滤光图案基本与限定在所述照射装置中的照射图案相匹配。
[0022]优选地，所述照射图案包括具有第一几何形状的照射部分和具有第二几何形状的阻挡部分；以及所述滤光图案包括具有所述第一几何形状的阻挡部分。
[0023]优选地，所述照射图案包括作为所述照射部分的环形图案，并且所述光瞳滤波器包括作为所述阻挡部分的所述环形图案。
[0024]优选地，所述照射图案包括作为所述照射部分的类星体图案，并且所述光瞳滤波器包括作为所述阻挡部分的所述类星体图案。
[0025]根据本发明的又一方面，提供了一种用于极紫外线光刻(EUVL)工艺的方法，包括:将二元相位掩模(BPM)加载至光刻系统，其中，所述BPM包括两种相位状态并且限定图案密度小于25%的集成电路(1C)图案；将所述光刻系统的照射装置中的可切换的反光镜设定为照射模式；将光瞳滤波器配置在所述光刻系统的光瞳面中，其中，所述光瞳滤波器具有根据所述照射模式所确定的图案；以及通过所述相干照射模式的光刻系统，利用所述BPM和所述光瞳滤波器对靶子执行光刻曝光工艺。
[0026]优选地，将所述照射模式配置为实现离轴照射；以及将所述光瞳滤波器配置为以滤除照射光中的非衍射分量，以增强曝光强度。
【附图说明】
[0027]当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以更好地理解本发明的各个方面。应该强调的是，根据工业中的标准实践，各种部件没有被按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增加或减少。
[0028]图1是根据本发明的多个实施例的方面而构成的光刻工艺的流程图。
[0029]图2是根据本发明的一个或多个实施例的方面而构成的用于实施掩模结构的光刻系统的框图。
[0030]图3根据一个实施例而构成的光刻系统的示意性透视图。
[0031]图4根据本发明的一个或多个实施例的方面而构成的二元相位掩模的顶视图。
[0032]图5A和图5B是在两个实施例中根据本发明的各个方面而构成的二元相位掩模的示意性截面图。
[0033]图6至图8是在多个实施例中根据本发明的各个方面而构成的图5A(或图5B)的第二反射层的示意性截面图。
[0034]图9A至图9C是在多个实施例中根据本发明的各个方面而构成的用于图3的光刻系统的照射装置的示意性顶视图。
[0035]图10A至图10C是在多个实施例中根据本发明的各个方面而构成的用于图3的光刻系统的光瞳滤波器的示意性顶视图。
[0036]图11A和图11B是根据其他实施例而构成的用于图3的光刻系统的光瞳滤波器的示意性顶视图。
[0037]图12示出了在一个实施例中根据本发明的各个方面而构成的光瞳滤波器之前的曝光光场分布。
[0038]图13示出了在一个实施例中根据本发明的各个方面而构成的光瞳滤波器之后曝光光场分布Ο
[0039]图14是在一个实施例中根据本发明的各个方面而构成的集成电路(1C)图案的示意图。
[0040]图15是在一个实施例中根据本发明的各个方面而构成的图14的1C图案在使用ΒΡΜ的靶子上的图像的示意图。
[0041]图16是根据一个实施例而构成的图14的1C图案在使用Β頂的靶子上的图像的示意图。
[0042]图17示出了根据多个实施例而构成的关于关于掩模的尺寸(D0M)的掩模误差增强因子(MEEF)的曲线图。
[0043]图18是在一个实施例中根据本发明的各个方面而构成的具有示例性微粒的二元相位掩模的示意性截面图。
【具体实施方式】
[0044]以下公开内容提供了许多不同实施例或实例，用于实现所提供主题的不同特征。以下将描述组件和布置的特定实例以简化本发明。当然，这些仅是实例并且不意欲限制本发明。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触的实施例，也可以包括形成在