CN104834179A - 用于抑制热吸收的光掩模基板和光掩模 - Google Patents

用于抑制热吸收的光掩模基板和光掩模 Download PDF

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Abstract

一种光掩模基板和/或光掩模，包括：透光衬底；被设置在所述透光衬底上的高反射材料层；以及被设置在所述高反射材料层上的转移图案层。所述高反射材料层以预设的反射率反射光，以透过所述透光衬底。

Description

用于抑制热吸收的光掩模基板和光掩模
相关申请的交叉引用
本申请主张分别在2014年2月10日以及2014年6月16日在韩国知识产局申请的申请号10-2014-0014898以及10-2014-0073127的韩国专利申请优先权，所述专利申请通过引用以其整体被纳入在此。
技术领域
本公开内容的实施例涉及一种光掩模，并且更具体而言涉及一种能够在光刻工艺期间抑制热吸收的光掩模基板(photomask blank)和/或光掩模。
背景技术
一般而言，半导体装置具有一种其中图案被设置在半导体衬底上的结构。在半导体衬底上被设置为有源或无源组件的图案经由光刻工艺以及刻蚀工艺来形成。利用光刻工艺来形成光刻胶层图案牵涉到在待被形成图案的目标层上形成光刻胶层，并且接着执行利用光掩模的曝光工艺以及利用显影剂的显影工艺。光刻胶层图案可以被用作用于图案化目标层的刻蚀掩模层。用于转移图案至晶圆的光掩模大致具有一种其中待被转移的转移图案被设置在透光衬底上的结构。
发明内容
各种的实施例针对于一种用于抑制热吸收的光掩模基板(在此亦被称为"基板掩模(blank mask)")以及光掩模。
在一实施例中，一种基板掩模可以包括：透光衬底；设置在透光衬底上的高反射材料层；以及设置在高反射材料层上的光屏蔽(shielding)层。
在一实施例中，一种基板掩模可以包括：透光衬底；以及光屏蔽层，其被设置在透光衬底上，并且由一种反射20％到90％的照射的光的材料所形成。
在一实施例中，一种光掩模可以包括：透光衬底；高反射材料层图案，其被设置在透光衬底上以暴露出透光衬底的透光区域；以及光屏蔽层图案，其被设置在高反射材料层图案上。
在一实施例中，一种光掩模可以包括：透光衬底；以及光屏蔽层图案，其被设置在透光衬底上以通过光刻工艺而被转移到晶圆，并且由一种反射20％到90％的经由透光衬底照射的光量的材料所形成。
在一实施例中，一种光掩模可以包括：透光衬底；以及光屏蔽层图案，其被设置在透光衬底上，并且包括相对厚的第一光屏蔽层图案以及相对薄的第二光屏蔽层图案，其中第一光屏蔽层图案以及第二光屏蔽层图案都通过光刻工艺被转移到晶圆。
在一实施例中，一种光掩模可以包括：透光衬底；以及光屏蔽层图案，其被设置在透光衬底上，并且其中具有暴露出透光衬底的沟槽区段。
附图说明
图1是描绘根据一实施例的一种基板掩模的横截面图。
图2是描绘根据一实施例的一种基板掩模的横截面图。
图3是描绘根据一实施例的一种基板掩模的横截面图。
图4是描绘根据一实施例的一种基板掩模的横截面图。
图5是描绘根据一实施例的一种基板掩模的横截面图。
图6是描绘根据一实施例的一种光掩模的横截面图。
图7是描绘根据一实施例的一种光掩模的横截面图。
图8是描绘根据一实施例的一种光掩模的横截面图。
图9是描绘根据一实施例的一种光掩模的横截面图。
图10是描绘根据一实施例的一种光掩模的横截面图。
图11是描绘根据一实施例的一种光掩模的平面图。
图12是沿着图11的线I-I'所取的横截面图。
图13是解释在其中曝光是利用图11和12的光掩模来执行的情况下的光吸收量的视图。
图14是描绘通过利用图11和12的光掩模来执行光刻工艺所形成的光刻胶层图案的平面图。
图15是沿着图14的线II-II'所取的横截面图。
图16是描绘根据一实施例的一种光掩模的平面图。
图17是沿着图16的线III-III'所取的横截面图。
图18是解释在其中曝光利用图16和17的光掩模来执行的情况下的光吸收量的视图。
图19是描绘根据一实施例的一种光掩模的平面图。
图20是沿着图19的线IV-IV'所取的横截面图。
具体实施方式
在此参考所附的附图经由各种的实施例来描述用于抑制热吸收的光掩模基板(在此亦被称为"基板掩模")以及光掩模。
在光刻工艺的过程中，指定波长的光透过光掩模而被照射到晶圆上的光刻胶层。对于晶圆的光照射通过光掩模的光屏蔽区域(例如光屏蔽图案被设置的区域)来被实质屏蔽，并且只有透射透光区域的光被选择性地照射到晶圆。因此，相当大量的照射的光能被光屏蔽图案所吸收，此可能会使得在光屏蔽图案之处或之内产生热。所产生的热被转移到透光衬底，因而透光衬底会由于温度的上升而膨胀。由于透光衬底的膨胀，误差可能会发生在光掩模的图案的定位精确度上，并且因此晶圆与光掩模之间的覆盖可能不会被精确地确保。在此公开的各种实施例提供了能够抑制在光刻工艺期间照射的光被吸收到转移图案中的现象发生的基板掩模和光掩模。由于转移图案对光能的吸收被抑制，因此转移图案以及透光衬底在光刻工艺期间的温度上升可以被抑制。
在本说明书中，例如"第一"和"第二"的术语被用来彼此区别构件，因而并非限制构件或指出特定的顺序。再者，当构件被称为在另一构件"上"、或在另一构件的"顶部"、"底部"或"侧边"时，其指出其间的相对的位置关系，而并非指明其中所述构件直接接触另一构件、或是又一构件进一步插置在其间的界面的情形。再者，当构件被称为"耦接"或"连接"至另一构件时，其指出所述构件可以直接耦接或连接至另一构件、或额外的构件可以被插设于其间以形成耦接关系或连接关系。
图1是描绘根据一实施例的一种基板掩模的横截面图。参照图1，根据本实施例的一种基板掩模110具有如下的一种结构：其中高反射材料层112、光屏蔽层113以及光刻胶层114被层叠和/或设置在透光衬底111上。在另一实施例中，光刻胶层114可以被省略。透光衬底111可以由一种透光材料形成，例如石英。高反射材料层112可以由如下的一种材料形成，此种材料包括以下至少任一种：硅(Si)、钼(Mo)、钽(Ta)、锆(Zr)、铝(Al)、钛(Ti)、铂(Pt)、钌(Ru)、铬(Cr)以及锡(Sn)再者，高反射材料层112可以额外包括氧(O)和氮(N)中的任一成分。此种高反射材料层112可以具有相对光的20％到90％的反射率。高反射材料层112的反射率可以通过调节形成高反射材料层112的材料的成分比来被适当控制。在一实施例中，高反射材料层112可以具有小于光屏蔽层113的厚度的厚度。在另一实施例中，高反射材料层112可以具有等于或大于光屏蔽层113的厚度。光屏蔽层113可以由例如铬(Cr)层的光屏蔽材料层来形成。
图2是描绘根据一实施例的一种基板掩模的横截面图。参照图2，根据本实施例的一种基板掩模120具有如下的一种结构：其中高反射材料层122、光屏蔽层123以及光刻胶层124被层叠和/或设置在透光衬底121上。在另一实施例中，光刻胶层124可以被省略。
透光衬底121可以由一种例如石英的透光材料所形成。高反射材料层122可以具有一种多层的结构。在本实施例中，高反射材料层122可以具有一种其中第一层122a以及第二层122b被交替地设置的结构。在一实施例中，第一层122a以及第二层122b可以分别是钼(Mo)层以及硅(Si)层。在另一实施例中，第一层122a以及第二层122b可以分别是钌(Ru)层以及硅(Si)层、钼(Mo)层以及铍(Be)层、或硅(Si)层以及铌(Nb)层。
高反射材料层122可以具有相对光的20％到90％的反射率。高反射材料层122的反射率可以通过调节包括第一层122a和第二层122b的层叠的高反射材料层122的厚度和数量来被适当控制。在一实施例中，高反射材料层122可以具有小于光屏蔽层123的厚度的厚度。在另一实施例中，高反射材料层122可以具有等于或大于光屏蔽层123的厚度。光屏蔽层123可以由例如铬(Cr)层的光屏蔽材料层所形成。
图3是描绘根据一实施例的一种基板掩模的横截面图。参照图3，根据本实施例的一种基板掩模130具有如下的一种结构：其中高反射材料层132、移相层133-1、光屏蔽层133-2以及光刻胶层134被层叠和/或设置在透光衬底131上。在另一实施例中，光刻胶层134可以被省略。
透光衬底131可以由一种例如石英的透光材料所形成。高反射材料层132可以由如下的一种材料形成，此种材料包括以下至少任一种：硅(Si)、钼(Mo)、钽(Ta)、锆(Zr)、铝(Al)、钛(Ti)、铂(Pt)、钌(Ru)、铬(Cr)以及锡(Sn)再者，高反射材料层132可以额外包括氧(O)以及氮(N)中的任一成分。
此种高反射材料层132可以具有相对光的20％到90％的反射率。高反射材料层132的反射率可以通过调节形成高反射材料层132的材料的成分比来被适当控制。在一实施例中，高反射材料层132可以具有小于移相层133-1的厚度的厚度。在另一实施例中，高反射材料层132可以具有等于或大于移相层133-1的厚度。在一实施例中，移相层133-1可以由一种例如钼硅(MoSi)的移相材料所形成。在另一实施例中，移相层133-1可以由一种钼硅氮化物(MoSiN)或一种硅氧化物(SiO2)所形成。
高反射材料层132以及移相层133-1的层叠结构可以具有等于或小于50％(例如约6％)的透射率、以及150°到250°的移相度。光屏蔽层133-2可以由一种例如铬(Cr)的光屏蔽材料所形成。
图4是描绘根据一实施例的一种基板掩模的横截面图。参照图4，根据本实施例的一种基板掩模140具有如下的一种结构：其中高反射材料层142、移相层143-1、光屏蔽层143-2以及光刻胶层144被层叠和/或设置在透光衬底141上。在另一实施例中，光刻胶层144可以被省略。透光衬底141可以由一种例如石英的透光材料所形成。
高反射材料层142可以具有一种多层的结构。在本实施例中，高反射材料层142可以具有一种其中第一层142a以及第二层142b被交替地设置的结构。在一实施例中，第一层142a以及第二层142b可以分别是钼(Mo)层以及硅(Si)层。在另一实施例中，第一层142a以及第二层142b可以分别是钌(Ru)层以及硅(Si)层、钼(Mo)层以及铍(Be)层、或硅(Si)层以及铌(Nb)层。
此种高反射材料层142可以具有相对光的20％到90％的反射率。高反射材料层142的反射率可以通过调节包括形成高反射材料层142的第一层142a和第二层142b的层叠的高反射材料层142的厚度和数量来被适当控制。在一实施例中，高反射材料层142可以具有小于移相层143-1的厚度的厚度。在另一实施例中，高反射材料层142可以具有等于或大于移相层143-1的厚度。
在一实施例中，移相层143-1可以由一种例如钼硅(MoSi)的移相材料所形成。在另一实施例中，移相层143-1可以由一种钼硅氮化物(MoSiN)或一种硅氧化物(SiO2)所形成。高反射材料层142以及移相层143-1的层叠结构可以具有等于或小于50％(例如约6％)的透射率、以及150°到250°的移相度。光屏蔽层143-2可以由一种例如铬(Cr)的光屏蔽材料所形成。
图5是描绘根据一实施例的一种基板掩模的横截面图。参照图5，根据本实施例的一种基板掩模150具有如下的一种结构：其中光屏蔽层153以及光刻胶层154被层叠和/或设置在透光衬底151上。在另一实施例中，光刻胶层154可以被省略。透光衬底151可以由一种例如石英的透光材料所形成。光屏蔽层153可以由屏蔽光并且具有相对光的20％到90％的反射率的一种材料所形成。
在一实施例中，光屏蔽层153可以例如为铬(Cr)层的光屏蔽材料层，其被添加例如氧(O)和氮(N)的调节反射率的成分。尽管未展示在附图中，但是在一实施例中，移相层可以额外被设置在光屏蔽层153与透光衬底151之间。在该实施例中，通过适当地添加例如氧(O)和氮(N)的调节反射率的成分至一种例如钼硅(MoSi)的移相材料，移相层可以具有相对光的20％到90％的反射率。
图6是描绘根据一实施例的一种光掩模的横截面图。参照图6，根据本实施例的光掩模210包括高反射材料层图案212以及光屏蔽层图案213，其被设置在透光衬底211上。通过利用以上参考图1所描述的基板掩模110作为原始的处理目标，此种光掩模210可以经由适当的图案化工艺来形成。
光掩模210具有透光区域215以及光屏蔽区域216。透光衬底211的表面在透光区域215中被暴露出，并且高反射材料层图案212以及光屏蔽层图案213被设置在透光衬底211上光屏蔽区域216中。透光衬底211可以由一种例如石英的透光材料所形成。
尽管在图中描绘了其中被设置高反射材料层图案212以及光屏蔽层图案213的光屏蔽区域216用作其中用于转移图案至晶圆的主要图案被设置的区域，但是光屏蔽区域216可以用作其它区域，例如围绕其中主要图案待被设置的区域的框架区域和/或切割线。
高反射材料层图案212可以由如下的一种材料形成，此种材料包括硅(Si)、钼(Mo)、钽(Ta)、锆(Zr)、铝(Al)、钛(Ti)、铂(Pt)、钌(Ru)、铬(Cr)以及锡(Sn)中的至少任一种。再者，高反射材料层图案212可以额外包括氧(O)和氮(N)中的任一成分。
此种高反射材料层图案212可以具有相对光的20％到90％的反射率。高反射材料层图案212的反射率可以通过调节形成高反射材料层图案212的材料的成分比来被适当控制。在一实施例中，高反射材料层图案212可以具有小于光屏蔽层图案213的厚度的厚度。在另一实施例中，高反射材料层图案212可以具有等于或大于光屏蔽层图案213的厚度。光屏蔽层图案213可以由一种光屏蔽材料所形成，例如铬(Cr)层图案。
在根据本实施例的光掩模210中，对应于透过透光衬底211的入射光218的20％到90％的光被高反射材料层图案212反射至透光衬底211。于是，对应于入射光218的6％的光量从光屏蔽层图案213透射出。因而，对应于入射光218的4％至74％的光量被吸收到光屏蔽层图案213中。如同在图中所示，在其中高反射材料层图案212具有50％的反射率并且光屏蔽层图案213具有6％的透射率的实施例中，对应于44％的光被吸收到光屏蔽层图案213中。因此，在光刻工艺期间，当相较于其中所有剩余的光量(除了小量的反射光以及透射光之外)都被吸收到光屏蔽层图案213中的情形，光屏蔽层图案213的温度上升可以被抑制。在另一实施例中，当一种具有低导热性的材料被用作高反射材料层图案212的材料时，减少因为光屏蔽层图案213吸收一定量的光所产生的热被转移至透光衬底211的程度是可能的。
图7是描绘根据一实施例的一种光掩模的横截面图。参照图7，根据本实施例的一种光掩模220包括高反射材料层图案222以及光屏蔽层图案223，其被设置在透光衬底221上。此种光掩模220可以通过利用在此参考图2所描述的基板掩模120作为原始的处理目标，经由适当的图案化工艺来形成。光掩模220具有透光区域225以及光屏蔽区域226。透光衬底221的表面在透光区域225中被暴露出，并且高反射材料层图案222以及光屏蔽层图案223被设置在光屏蔽区域226中的透光衬底221上。透光衬底221可以由一种例如石英的透光材料所形成。尽管在图中描绘其中设置高反射材料层图案222以及光屏蔽层图案223的光屏蔽区域226作为其中用于转移图案至晶圆的主要图案被设置的区域，但是光屏蔽区域226可以作为其它区域，例如围绕其中主要图案待被设置的区域的框架区域和/或切割线。
高反射材料层图案222可以具有一种多层的结构，其中第一层图案222a以及第二层图案222b被交替地设置。在一实施例中，第一层图案222a以及第二层图案222b可以分别是钼(Mo)层图案以及硅(Si)层图案。在另一实施例中，第一层图案222a以及第二层图案222b可以分别是钌(Ru)层图案以及硅(Si)层图案、钼(Mo)层图案以及铍(Be)层图案、或硅(Si)层图案以及铌(Nb)层图案。高反射材料层图案222可以具有相对光的20％到90％的反射率。高反射材料层图案222的反射率可以通过调节包括形成高反射材料层图案222的第一层图案222a以及第二层图案222b的层叠的高反射材料层图案222的厚度和数量来适当地加以控制。在一实施例中，高反射材料层图案222可以具有小于光屏蔽层图案223的厚度的厚度。在另一实施例中，高反射材料层图案222可以具有等于或大于光屏蔽层图案223的厚度。光屏蔽层图案223可以由一种光屏蔽材料所形成，例如铬(Cr)层图案。
在根据本实施例的光掩模220中，对应于透过透光衬底221的入射光228的20％到90％的光被高反射材料层图案222反射到透光衬底221。于是，对应于入射光228的6％的光量从光屏蔽层图案223透射出。因而，对应于入射光228的4％至74％的光量被吸收到光屏蔽层图案223中。如同在图中所示，在其中高反射材料层图案222具有50％的反射率并且光屏蔽层图案223具有6％的透射率的实施例中，对应于44％的光被吸收到光屏蔽层图案223中。因此，在光刻工艺期间，当相较于其中所有剩余的光量(除了小量的反射光以及透射光之外)都被吸收到光屏蔽层图案223中的情形，光屏蔽层图案223的温度上升可以被抑制。在另一实施例中，当一种具有低导热性的材料被用作高反射材料层图案222的材料时，减少因为光屏蔽层图案223吸收一定量的光所产生的热被转移至透光衬底221的程度是可能的。
图8是描绘根据一实施例的一种光掩模的横截面图。参照图8，根据本实施例的一种光掩模230包括高反射材料层图案232以及移相层图案233-1，其被设置在透光衬底231上。此种光掩模230可以通过利用在此参考图3所描述的基板掩模130作为原始的处理目标、经由适当的图案化工艺来形成。光掩模230具有主要图案区域230M以及框架区域230F。主要图案区域230M被框架区域230F所围绕。主要图案区域230M是其中用于图案至晶圆的转移的移相层图案233-1被设置的区域，并且框架区域230F是其中光被屏蔽以抑制在光刻工艺期间的重迭现象的区域。主要图案区域230M具有透光区域235以及移相区域236。透光衬底231的表面在透光区域235中被暴露出，并且高反射材料层图案232以及移相层图案233-1被设置在移相区域236中的透光衬底231上。在框架区域230F中，高反射材料层图案232、移相层图案233-1以及光屏蔽层图案233-2被设置在透光衬底231上。透光衬底231可以由一种例如石英的透光材料所形成。尽管未展示在图中，在其中多个主要图案区域230M被界定的实施例中，主要图案区域230M可以通过切割线来划分。在所述实施例中，在切割线之处，如同在框架区域230F中一般的，高反射材料层图案232、移相层图案233-1以及光屏蔽层图案233-2被设置在透光衬底231上。
高反射材料层图案232可以由包括硅(Si)、钼(Mo)、钽(Ta)、锆(Zr)、铝(Al)、钛(Ti)、铂(Pt)、钌(Ru)、铬(Cr)以及锡(Sn)中的至少任一种的材料所形成。再者，高反射材料层图案232可以额外包括氧(O)和氮(N)中的任一成分。此种高反射材料层图案232可以具有相对光的20％到90％的反射率。高反射材料层图案232的反射率可以通过调节形成高反射材料层图案232的材料的成分比来适当地加以控制。在一实施例中，高反射材料层图案232可以具有小于移相层图案233-1的厚度的厚度。在另一实施例中，高反射材料层图案232可以具有等于或大于移相层图案233-1的厚度。在一实施例中，移相层图案233-1可以由一种例如钼硅(MoSi)的移相材料所形成。在另一实施例中，移相层图案233-1可以由一种钼硅氮化物(MoSiN)或一种硅氧化物(SiO2)所形成。高反射材料层图案232以及移相层图案233-1的层叠结构可以具有等于或小于50％(例如约6％)的透射率、以及150°到250°的移相度。光屏蔽层图案233-2可以由一种例如铬(Cr)的光屏蔽材料所形成。
在根据本实施例的光掩模230中，对应于透过透光衬底231的入射光238的20％到90％的光被高反射材料层图案232反射到透光衬底231。再者，透过高反射材料层图案232的光的一部分被移相层图案233-1反射到透光衬底231。于是，对应于入射光238的6％的光量从移相层图案233-1透射出。因而，对应于入射光238的4％至74％的光量被吸收到移相层图案233-1中。
如同在该图中所示，在其中高反射材料层图案232具有50％的反射率并且移相层图案233-1具有6％的透射率的实施例中，当忽略移相层图案233-1的反射率时，移相层图案233-1吸收对应于44％的光。因此，在光刻工艺期间，当相较于其中所有剩余的光量(除了小量的反射光以及透射光之外)都被吸收到移相层图案233-1中的情形，移相层图案233-1的温度上升可以被抑制。在另一实施例中，当一种具有低导热性的材料被用作高反射材料层图案232的材料时，减少一定程度的因为移相层图案233-1吸收一定量的光所产生的热被转移至透光衬底231是可能的。
图9是描绘根据一实施例的一种光掩模的横截面图。参照图9，根据本实施例的一种光掩模240包括高反射材料层图案242以及移相层图案243-1，其被设置在透光衬底241上。此种光掩模240可以通过利用在此参考图4所描述的基板掩模140作为原始的处理目标、经由适当的图案化工艺来形成。光掩模240具有主要图案区域240M以及框架区域240F。主要图案区域240M由框架区域240F所围绕。主要图案区域240M是其中用于图案至晶圆的转移的移相层图案243-1被设置的区域，并且框架区域240F是其中光被屏蔽以抑制在光刻工艺期间的重迭现象的区域。主要图案区域240M具有透光区域245以及移相区域246。透光衬底241的表面在透光区域245中被暴露出，并且高反射材料层图案242以及移相层图案243-1被设置在移相区域246中的透光衬底241上。在框架区域240F中，高反射材料层图案242、移相层图案243-1以及光屏蔽层图案243-2被设置在透光衬底241上。
透光衬底241可以由一种例如石英的透光材料所形成。尽管未展示在附图中，但是在其中多个主要图案区域240M被界定的实施例中，主要图案区域240M可以通过切割线来划分。在所述实施例中，在切割线之处，如同在框架区域240F中一般的，高反射材料层图案242、移相层图案243-1以及光屏蔽层图案243-2被设置在透光衬底241上。
高反射材料层图案242可以具有一种多层的结构，其中第一层图案242a以及第二层图案242b被交替地设置。在一实施例中，第一层图案242a以及第二层图案242b可以分别是钼(Mo)层图案以及硅(Si)层图案。在另一实施例中，第一层图案242a以及第二层图案242b可以分别是钌(Ru)层图案以及硅(Si)层图案、钼(Mo)层图案以及铍(Be)层图案、或硅(Si)层图案以及铌(Nb)层图案。高反射材料层图案242可以具有相对光的20％到90％的反射率。高反射材料层图案242的反射率可以通过调节包括形成高反射材料层图案242的第一层图案242a以及第二层图案242b的层叠的高反射材料层图案222的厚度和数量来适当地加以控制。在一实施例中，高反射材料层图案242可以具有小于光屏蔽层图案243-1的厚度的厚度。在另一实施例中，高反射材料层图案242可以具有等于或大于光屏蔽层图案243-1的厚度。
在一实施例中，移相层图案243-1可以由一种例如钼硅(MoSi)的移相材料所形成。在另一实施例中，移相层图案243-1可以由一种钼硅氮化物(MoSiN)或一种硅氧化物(SiO2)所形成。高反射材料层图案242以及移相层图案243-1的层叠结构可以具有等于或小于50％(例如约6％)的透射率、以及150°到250°的移相度。光屏蔽层图案243-2可以由一种例如铬(Cr)的光屏蔽材料所形成。
在根据本实施例的光掩模240中，对应于透过透光衬底241的入射光248的20％到90％的光被高反射材料层图案242反射到透光衬底241。再者，透过高反射材料层图案242的光的一部分被移相层图案243-1反射到透光衬底241。于是，对应于入射光248的6％的光量从移相层图案243-1透射出。因而，对应于入射光248的4％至74％的光量被吸收到移相层图案243-1中。
如同在图中所示，在其中高反射材料层图案242具有50％的反射率并且移相层图案243-1具有6％的透射率的情况下，当忽略移相层图案243-1的反射率时，移相层图案243-1吸收对应于44％的光。因此，在光刻工艺期间，当相较于其中所有剩余的光量(除了小量的反射光以及透射光之外)都被吸收到移相层图案243-1中的情形，移相层图案243-1的温度上升可以被抑制。在另一实施例中，当一种具有低导热性的材料被用作高反射材料层图案242的材料时，减少一定程度的因为移相层图案243-1吸收一定量的光所产生的热被转移至透光衬底241是可能的。
图10是描绘根据一实施例的一种光掩模的横截面图。参照图10，根据本实施例的一种光掩模250包括光屏蔽层图案253，其被设置在透光衬底251上。透光衬底251具有透光区域255以及光屏蔽区域256。透光衬底251的表面在透光区域255中被暴露出，并且光屏蔽层图案253被设置在光屏蔽区域256中的透光衬底251上。除了其中转移图案被设置的主要图案区域之外，光屏蔽区域256可以包括切割线或框架区域。在一实施例中，透光衬底251可以由石英所形成。在一实施例中，光屏蔽层图案253可以由一种例如铬(Cr)的光屏蔽材料所形成。在根据本实施例的光掩模250中，光屏蔽层图案253由一种可以反射入射光258的至少20％到90％(例如50％)并且可以透射高达10％(例如6％)的入射光258的材料所形成。
在一实施例中，一种例如氧(O)和氮(N)的调节反射率的成分可以被添加到形成光屏蔽层图案253的例如铬(Cr)的材料中。如同在图中所示，在其中光屏蔽层图案253具有50％的反射率以及6％的透射率的实施例中，对应于光258的44％的入射在光屏蔽层图案253上的光量被吸收到光屏蔽层图案253中。因此，在光刻工艺期间，当相较于其中所有剩余的光量(除了小量的反射光以及透射光之外)都被吸收到光屏蔽层图案253中的情形，光屏蔽层图案253的温度上升可以被抑制。在另一实施例中，当一种具有低导热性的材料被用作光屏蔽层图案253的材料时，减少一定程度的因为光屏蔽层图案253吸收一定量的光所产生的热被转移至透光衬底251是可能的。尽管一种二元式(binary type)光掩模已经在本实施例中作为例子被叙述，但即使在移相式光掩模的情形中，除了移相层图案被使用、而不光屏蔽层图案253被使用之外，所有的特点都是类似的。
图11是描绘根据一实施例的一种光掩模的平面图。图12是沿着图11的线I-I'所取的横截面图。参照图11和12，根据本实施例的一种光掩模260包括光屏蔽层图案263，其被设置在透光衬底261上。在一实施例中，透光衬底261可以由一种例如石英的透光材料所形成。透光衬底261可以具有透光区域265以及光屏蔽区域266。透光衬底261的表面可以在透光区域265中被暴露出。光屏蔽层图案263可以被设置在光屏蔽区域266中的透光衬底261上。在一实施例中，光屏蔽层图案263可以由一种例如铬(Cr)的光屏蔽材料所形成。光屏蔽层图案263可以包括使得光经由曝光工艺而转移至晶圆的转移图案、以及被设置在框架区域中的切割线或光屏蔽层图案。尽管光屏蔽层图案263在本实施例中具有一种四边形形状，但是其它例如圆形孔洞形状的形状或几何也可以被用作屏蔽层图案263。
光屏蔽层图案263可以被形成以包括内部的第二光屏蔽层图案263b、以及围绕第二光屏蔽层图案263b的第一光屏蔽层图案263a。第一光屏蔽层图案263a具有第一厚度t1。第二光屏蔽层图案263b具有第二厚度t2，其比第一光屏蔽层图案263a的第一厚度t1相对薄的。第一光屏蔽层图案263a的第一厚度t1可以是被设置在基板掩模中的光屏蔽层的厚度。第二光屏蔽层图案263b的第二厚度t2可以是从被设置在基板掩模中的光屏蔽层的厚度减小预设厚度的厚度。在一实施例中，第二光屏蔽层图案263b的第二厚度t2可以是第一光屏蔽层图案263a的第一厚度t1的约50％到约90％。光屏蔽层图案263的厚度可以决定或影响透过光屏蔽层图案263的光量。因此，当光屏蔽层图案263具有足够的厚度时，透过光屏蔽层图案263的光量可以是小的，并且可以随着光屏蔽层图案263的厚度被缩减而增大。
因此，在其中第二光屏蔽层图案263b的第二厚度t2过薄的情况下，例如在其中第二光屏蔽层图案263b的第二厚度t2小于第一光屏蔽层图案263a的第一厚度t1的50％的情况下，透过第二光屏蔽层图案263b的光量被增大，并且因此第二光屏蔽层图案263b不会被转移到晶圆。
在一实施例中，第一光屏蔽层图案263a的第一厚度t1可以是容许透过第一光屏蔽层图案263a的光量为入射光的约4％到约40％的厚度。再者，第二光屏蔽层图案263b的第二厚度t2可以是容许透过第二光屏蔽层图案263b的光量为入射光的约7％到约60％的厚度。
图13是解释在其中曝光利用图11和12的光掩模来执行的情况下的光吸收量的视图。在图13中，与图11和12中相同的附图标记指相同的组件。参照图13，由于第一光屏蔽层图案263a以及第二光屏蔽层图案263b由相同的材料层所形成，因此在透过透光衬底261而被照射到第一光屏蔽层图案263a的光268中的被从第一光屏蔽层图案263a反射的光量、以及在透过透光衬底261而被照射到第二光屏蔽层图案263b的光269中的被从第二光屏蔽层图案263b反射的光量是实质相同的。在一实施例中，如同在图中所示，在透过透光衬底261而被照射到第一光屏蔽层图案263a的光268中的被从第一光屏蔽层图案263a反射的光量、以及在透过透光衬底261而被照射到第二光屏蔽层图案263b的光269中的被从第二光屏蔽层图案263b反射的光量可以是大约24％。相反地，由于第一光屏蔽层图案263a以及第二光屏蔽层图案263b具有不同的厚度，因此透过第一光屏蔽层图案263a以及第二光屏蔽层图案263b的光量可能是彼此不同的。
例如，对应于经由透光衬底261而被照射到第一光屏蔽层图案263a的光268的大约6％的光量透过第一光屏蔽层图案263a，于是，被吸收到第一光屏蔽层图案263a中的光量是照射光268的大约70％。对应于经由透光衬底261而被照射到第二光屏蔽层图案263b的光269的大约26％的光量透过第二光屏蔽层图案263b，于是，被吸收到第二光屏蔽层图案263b中的光量是照射光269的大约50％。因此，在具有相对较薄的第二厚度t2的第二光屏蔽层图案263b中的光吸收量被降低。因此，由于照射光在整个光屏蔽层图案263中的吸收而产生的热量可以被降低。此种在曝光工艺期间的光吸收量分布可以同样被应用到一种移相掩模的情形，其中移相层图案被施加到移相掩模、而不光屏蔽层图案263。
图14是描绘光刻胶层图案的平面图，该光刻胶层图案通过利用图11和12的光掩模来执行光刻工艺而被形成。图15是沿着图14的线II-II'所取的横截面图。与图11和12一起参照图14和15，通过利用图11和12的光掩模260来执行对光刻胶层的光刻工艺，其中所述光刻胶层被形成在形成在衬底381上的目标图案化层382上。在其中光刻胶层是正型的情况下，在被透过透光区域265的光照射的区域391中光刻胶层通过显影来被移除，并且由于光刻胶层通过显影并未被移除、而留在对应于光屏蔽区域266的光屏蔽层图案263的区域392中，所以光刻胶层图案383被形成。换言之，光刻胶层图案383随着第一光屏蔽层图案263a以及第二光屏蔽层图案263b被转移而形成的图案。因此，即使光屏蔽层图案263由具有不同厚度的第一光屏蔽层图案263a以及第二光屏蔽层图案263b来形成，但将光屏蔽层图案263转移至被形成在衬底381上的光刻胶层图案383上没有影响。因此，通过利用根据另一实施例的光掩模，如在此参考图14和15描述的可以形成随光屏蔽层图案而转移的光刻胶层图案383。
图16是描绘根据一实施例的光掩模的平面图。图17是沿着图16的线III-III'所取的横截面图。参照图16和17，根据本实施例的光掩模270包括光屏蔽层图案273，其被设置在透光衬底271上。在一实施例中，透光衬底271可以由一种例如石英的透光材料所形成。光掩模270可以具有透光区域275以及光屏蔽区域276。透光衬底271的表面可以在透光区域275中被暴露出。光屏蔽层图案273可以被设置在光屏蔽区域276中的透光衬底271上。在一实施例中，光屏蔽层图案273可以由一种例如铬(Cr)的光屏蔽材料所形成。在另一实施例中，可以使用移相层图案、而不光屏蔽层图案273。移相层图案可以由一种移相材料所形成，例如钼硅(MoSi)、一种钼硅氮化物(MoSiN)或一种硅氧化物(SiO2)。
在该实施例中，光屏蔽区域276变成移相区域。尽管光屏蔽层图案273在本实施例中具有四边形形状，但是其它例如圆形孔洞形状的形状或几何亦可以被用作光屏蔽层图案273。
光屏蔽层图案273可以被形成以包括具有第一厚度t3的第一光屏蔽层图案273a以及具有小于第一厚度t3的第二厚度t4的第二光屏蔽层图案273b。第一光屏蔽层图案273a以及第二光屏蔽层图案273b由相同的材料层所形成。多个第二光屏蔽层图案273b可以被设置在每个光屏蔽区域276中。在每个光屏蔽区域276中的各个第二光屏蔽层图案273b可以具有在例如是第一方向的方向上纵长延伸的条带形状。在每个光屏蔽区域276中的各个第二光屏蔽层图案273b可以被设置以在实质垂直于第一方向的第二方向上彼此分开预设的间隙。
在每个光屏蔽区域276中，第一光屏蔽层图案273a被设置以围绕各个第二光屏蔽层图案273b。因此，第一光屏蔽层图案273a在第一方向上被设置在第二光屏蔽层图案273b的两末端。在第二方向上并且在每个光屏蔽区域276中，第一光屏蔽层图案273a以及第二光屏蔽层图案273b被交替地设置，但是第一光屏蔽层图案273a被设置在两端。根据光屏蔽层图案273的此种配置，具有相对较厚的第一厚度t3的第一光屏蔽层图案273a可以被设置在光屏蔽层图案273的邻接透光区域275的所有末端处，因而充分地确保在透光区域275与光屏蔽区域276之间的边界处的透光量与屏蔽光量的差异是可能的。
第一光屏蔽层图案273a的第一厚度t3可以是被设置在基板掩模中的光屏蔽层的厚度。第二光屏蔽层图案273b的第二厚度t4可以是从被设置在基板掩模中的光屏蔽层的厚度减小预设厚度的厚度。在一实施例中，第二光屏蔽层图案273b的第二厚度t4可以是第一光屏蔽层图案273a的第一厚度t3的约50％到约90％。在其中第二光屏蔽层图案273b的第二厚度t4是过薄的情况下，例如在其中第二光屏蔽层图案273b的第二厚度t4小于第一光屏蔽层图案273a的第一厚度t3的50％的情况下，透过第二光屏蔽层图案273b的光量被增大，并且因此第二光屏蔽层图案273b不会被转移到晶圆。在一实施例中，第一光屏蔽层图案273a的第一厚度t3可以是容许透过第一光屏蔽层图案273a的光的透射率为入射光的约4％到约40％的厚度。再者，第二光屏蔽层图案273b的第二厚度t4可以是容许透过第二光屏蔽层图案273b的光的透射率为入射光的约7％到约60％的厚度。
图18是解释在其中曝光是利用图16和17的光掩模来执行的情况下的光吸收量的视图。在图18中，与图16和17中相同的附图标记指相同的组件。参照图18，由于第一光屏蔽层图案273a以及第二光屏蔽层图案273b由相同的材料层所形成，因此经由透光衬底271而被照射到第一光屏蔽层图案273a的光278中的被从第一光屏蔽层图案273a反射的光量、以及经由透光衬底271而被照射到第二光屏蔽层图案273b的光279中的被从第二光屏蔽层图案273b反射的光量彼此实质相同的。因此，经由透光衬底271而被照射到第一光屏蔽层图案273a的光278中的被从第一光屏蔽层图案273a反射的光量、以及经由透光衬底271而被照射到第二光屏蔽层图案273b的光279中的被从第二光屏蔽层图案273b反射的光量两者都可以是大约24％。
相反地，由于第一光屏蔽层图案273a以及第二光屏蔽层图案273b具有不同的厚度，因此透过第一光屏蔽层图案273a以及第二光屏蔽层图案273b的光量可能彼此不同的。例如，对应于经由透光衬底271而被照射到第一光屏蔽层图案273a的光278的大约6％的光量透过第一光屏蔽层图案273a，于是，被吸收到第一光屏蔽层图案273a中的光量照射光278的大约70％。相反地，对应于经由透光衬底271而被照射到第二光屏蔽层图案273b的光279的大约26％的光量透过第二光屏蔽层图案273b，于是，被吸收到第二光屏蔽层图案273b中的光量照射光279的大约50％。因此，在具有相对较薄的第二厚度t4的第二光屏蔽层图案273b中的光吸收量被降低，因而由于照射光在光屏蔽层图案273中的吸收所产生的热量可以被降低。
图19是描绘根据一实施例的一种光掩模的平面图。图20是沿着图19的线IV-IV'所取的横截面图。参照图19和20，根据本实施例的一种光掩模280包括光屏蔽层图案283，其被设置在透光衬底281上。在一实施例中，透光衬底281可以由一种例如石英的透光材料所形成。光掩模280可以具有透光区域285以及光屏蔽区域286。透光衬底281的表面可以在透光区域285中被暴露出。光屏蔽层图案283可以被设置在光屏蔽区域286中的透光衬底281上。在一实施例中，光屏蔽层图案283可以由一种例如铬(Cr)的光屏蔽材料所形成。在另一实施例中，可以由一种例如钼硅(MoSi)的移相材料所形成的移相层图案可以被使用，而不光屏蔽层图案283。在此例中，光屏蔽区域286变成移相区域。尽管光屏蔽层图案283在本实施例中具有四边形形状，但是其它例如圆形孔洞形状的形状或几何亦可以被使用于光屏蔽层图案283。
光屏蔽层图案283的每一个其中可以具有多个暴露出透光衬底281的沟槽区段283a。在每个光屏蔽层图案283中的各个沟槽区段283a可以具有纵长延伸在第一方向上的条带形状，并且可以被设置以在实质垂直于第一方向的第二方向上彼此分开预设的间隙。因此，光屏蔽层图案283以及沟槽区段283a被交替地设置在第二方向上。
沟槽区段283a的宽度W1具有沟槽区段283a本身不会在光刻工艺中被转移到晶圆的程度的宽度，即使透光衬底281的表面被沟槽区段283a所暴露出。此种状况的沟槽区段283a的宽度W1可以根据光屏蔽层图案283的尺寸和厚度、所用的光波长、用在光刻装置中的照明系统、等等来决定。由于沟槽区段283a本身并未在光刻工艺中以此种方式被转移到晶圆，因此光屏蔽层图案283的包括沟槽区段283a的整个形状的图案可以被转移到晶圆。
在根据本实施例的光掩模280中，通过被光屏蔽层图案283吸收的光能所产生的热可以从光屏蔽层图案283的因沟槽区段283a的存在而暴露出的表面来耗散，于是，由于在光刻工艺中光屏蔽层图案283的光能吸收所造成的温度上升可以被抑制。再者，因为在光屏蔽层图案283与透光衬底281之间的接触面积被减小了沟槽区段283a的面积，因此由光屏蔽层图案283所产生的热被转移至透光衬底281的现象可以被抑制。再者，由于沟槽区段283a诱使透过沟槽区段283a的光在不对图案化产生影响的范围内折射，因此要透射相邻的光屏蔽层图案283的光可以被补偿。
尽管各种的实施例已经在以上加以叙述，但是本领域技术人员将会理解到实施例只是举例而已。于是，在此的用于抑制热吸收的基板掩模以及光掩模不应该受限于所述的实施例。
通过以上实施例可以看出，本申请提供了以下的技术方案。
技术方案1.一种光掩模基板，其包括：
透光衬底；
高反射材料层，其被设置在所述透光衬底之上；以及
光屏蔽层，其被设置在所述高反射材料层之上。
技术方案2.根据技术方案1所述的光掩模基板，其中，所述高反射材料层包括硅Si、钼Mo、钽Ta、锆Zr、铝Al、钛Ti、铂Pt、钌Ru、铬Cr、锡Sn、或其组合。
技术方案3.根据技术方案2所述的光掩模基板，其中，所述高反射材料层包括氧O、氮N、或两者。
技术方案4.根据技术方案1所述的光掩模基板，其中，所述高反射材料层具有多层的结构。
技术方案5.根据技术方案4所述的光掩模基板，其中，所述多层的结构包括一种其中钼Mo层和硅Si层被交替地设置的结构。
技术方案6.根据技术方案1所述的光掩模基板，其中，所述高反射材料层具有20％到90％的反射率。
技术方案7.根据技术方案1所述的光掩模基板，其中，所述高反射材料层具有小于所述光屏蔽层的厚度的厚度。
技术方案8.根据技术方案1所述的光掩模基板，其中，所述光屏蔽层包括铬Cr层。
技术方案9.根据技术方案1所述的光掩模基板，其进一步包括：
移相层，其被设置在所述高反射材料层与所述光屏蔽层之间。
技术方案10.根据技术方案9所述的光掩模基板，其中，所述高反射材料层和所述移相层具有等于或小于50％的透射率和150°到250°的移相度。
技术方案11.根据技术方案1所述的光掩模基板，其进一步包括：
光刻胶层，其被设置在所述光屏蔽层之上。
技术方案12.一种光掩模，其包括：
透光衬底；以及
光屏蔽层图案，其被设置在所述透光衬底之上，以在光刻工艺期间被转移到晶圆，所述光屏蔽层包括：
厚的光屏蔽层图案；以及
薄的光屏蔽层图案。
技术方案13.根据技术方案12所述的光掩模，其中，所述透光衬底具有在此暴露出所述透光衬底的透光区域和在此设置所述光屏蔽层图案的光屏蔽区域。
技术方案14.根据技术方案12所述的光掩模，其中，所述薄的光屏蔽层图案被设置在所述光屏蔽区域中，并且所述厚的光屏蔽层图案被设置以在所述光屏蔽区域的外围围绕所述第二光屏蔽层图案。
技术方案15.根据技术方案12所述的光掩模，其中，所述薄的光屏蔽层图案被设置在所述光屏蔽区域中以在一个方向上为纵长的。
技术方案16.根据技术方案15所述的光掩模，其中，所述薄的光屏蔽层图案包括多个第二光屏蔽层图案，所述多个第二光屏蔽层图案被设置以在不同的第二方向彼此分开。
技术方案17.根据技术方案16所述的光掩模，其中，所述厚的光屏蔽层图案被设置在沿着所述光屏蔽层图案的外围的边缘处。
技术方案18.根据技术方案12所述的光掩模，其中，所述薄的光屏蔽层图案的厚度是所述厚的光屏蔽层图案的厚度的50％到90％。
技术方案19.根据技术方案12所述的光掩模，其中，所述厚的光屏蔽层图案具有容许被照射到所述第一光屏蔽层图案的光的约4％到约40％透射的厚度，并且所述薄的光屏蔽层图案具有容许被照射到所述第二光屏蔽层图案的光的约7％到约60％透射的厚度。
技术方案20.根据技术方案12所述的光掩模，其中，所述厚的光屏蔽层图案以及所述薄的光屏蔽层图案具有相同的反射率。
技术方案21.一种光掩模，其包括：
透光衬底；以及
光屏蔽层图案，其被设置在所述透光衬底上以在光刻工艺期间被转移到晶圆，所述光屏蔽层图案在其中具有暴露出所述透光衬底的沟槽区段。
技术方案22.根据技术方案21所述的光掩模，其中，所述沟槽区段被界定为在第一方向上是纵长的，并且在实质垂直于所述第一方向的第二方向上是彼此分开的。
技术方案23.根据技术方案22所述的光掩模，其中，所述沟槽区段在所述第二方向上的宽度是具有不致使所述沟槽区段在光刻工艺中被转移到晶圆的程度的宽度。

Claims (10)

1.一种光掩模基板，其包括：
透光衬底；
高反射材料层，其被设置在所述透光衬底之上；以及
光屏蔽层，其被设置在所述高反射材料层之上。
2.根据权利要求1所述的光掩模基板，其中，所述高反射材料层包括硅Si、钼Mo、钽Ta、锆Zr、铝Al、钛Ti、铂Pt、钌Ru、铬Cr、锡Sn、或其组合。
3.根据权利要求2所述的光掩模基板，其中，所述高反射材料层包括氧O、氮N、或两者。
4.根据权利要求1所述的光掩模基板，其中，所述高反射材料层具有多层的结构。
5.根据权利要求4所述的光掩模基板，其中，所述多层的结构包括一种其中钼Mo层和硅Si层被交替地设置的结构。
6.根据权利要求1所述的光掩模基板，其中，所述高反射材料层具有20％到90％的反射率。
7.根据权利要求1所述的光掩模基板，其中，所述高反射材料层具有小于所述光屏蔽层的厚度的厚度。
8.根据权利要求1所述的光掩模基板，其中，所述光屏蔽层包括铬Cr层。
9.一种光掩模，其包括：
透光衬底；以及
光屏蔽层图案，其被设置在所述透光衬底之上，以在光刻工艺期间被转移到晶圆，所述光屏蔽层包括：
厚的光屏蔽层图案；以及
薄的光屏蔽层图案。
10.一种光掩模，其包括：
透光衬底；以及
光屏蔽层图案，其被设置在所述透光衬底上以在光刻工艺期间被转移到晶圆，所述光屏蔽层图案在其中具有暴露出所述透光衬底的沟槽区段。
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