CN107290929A

CN107290929A - 具有多个屏蔽层的光掩模

Info

Publication number: CN107290929A
Application number: CN201710191261.XA
Authority: CN
Inventors: 涂志强; 陈俊郎
Original assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Current assignee: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Priority date: 2016-04-12
Filing date: 2017-03-28
Publication date: 2017-10-24
Anticipated expiration: 2037-03-28
Also published as: US10095102B2; US11531263B2; US20200285143A1; CN107290929B; US20170293218A1; US10670956B2; US11099476B2; TW201802573A; TWI752019B; US20190041742A1; US20210373433A1

Abstract

在一些实施例中，图案化的光刻胶具有多个屏蔽层。在一些实施例中，描述了用于掩模图案化的光掩模。光掩模包括位于透明层上方的相移层。光掩模还包括位于相移层上方的第一屏蔽层。第一屏蔽层具有第一厚度和第一光密度。光掩模还包括位于第一屏蔽层上方的第二屏蔽层。第二屏蔽层具有第二厚度和第二光密度。第二厚度小于第一薄度，并且第二光密度小于第一光密度。本发明实施例涉及具有多个屏蔽层的光掩模。

Description

具有多个屏蔽层的光掩模

技术领域

本发明实施例涉及具有多个屏蔽层的光掩模。

背景技术

集成电路(IC)通过将几何图案从光掩模转移至称为“光刻胶”的光敏材料来制造。特别地，通过提供穿过光掩模的光在半导体衬底上的光刻胶层上形成几何图案。光掩模包括部分地覆盖有不透明材料的透明层。透明层的覆盖有不透明材料的部分阻挡光，而透明衬底的剩余的未覆盖部分允许光从中通过，从而使得通过光掩模的光将图案转移至光刻胶。在以这种方式曝光光刻胶之后，根据光刻胶具有负色调或正色调，显影光刻胶以选择性地去除暴露于(或未暴露于)光的光刻胶的部分。在一些情况下，然后可以使用在合适的位置处的图案化的光刻胶蚀刻下面的晶圆，并且后续可以去除光刻胶层。可以以这种方式在IC上构建多个图案化层以制造整个IC设计。

发明内容

根据本发明的一些实施例，提供了一种用于掩模图案化的光掩模，包括：相移层，位于透明层上方；第一屏蔽层，位于所述相移层上方，其中，所述第一屏蔽层具有第一厚度和第一光密度；以及第二屏蔽层，位于所述第一屏蔽层上方，其中，所述第二屏蔽层具有第二厚度和第二光密度，并且其中，所述第二厚度小于所述第一厚度，以及所述第二光密度小于所述第一光密度。

根据本发明的另一些实施例，还提供了一种用于掩模图案化的光掩模，包括：相移层，包括硅化钼(MoSi)，位于包括石英的透明层上方；第一屏蔽层，位于所述相移层上方，其中，所述第一屏蔽层包括硼酸钽(B₅O₁₅Ta₃)且具有20纳米(nm)至28nm的第一厚度；以及第二屏蔽层，位于所述第一屏蔽层上方，其中，所述第二屏蔽层包括氮化铬(CrN)且具有3纳米(nm)至7nm的第二厚度。

根据本发明的又一些实施例，还提供了一种用于掩模图案化的方法，所述用于掩模图案化的方法包括：在包括石英的透明层上方形成包括硅化钼(MoSi)的相移层；在所述相移层上方形成第一屏蔽层，其中，所述第一屏蔽层具有第一厚度和第一光密度；在所述第一屏蔽层上方形成第二屏蔽层，其中，所述第二屏蔽层具有第二厚度和第二光密度，并且其中，所述第二厚度小于所述第一厚度，并且所述第二光密度小于所述第一光密度；以及在所述第二屏蔽层上方形成光刻胶层。

附图说明

图1示出具有多个屏蔽层的光掩模的实施例。

图2A示出对应于图1所示的光掩模的图案化的晶圆的一个实施例。

图2B示出对应于图1所示的光掩模的图案化的晶圆的另一实施例。

图3示出用于掩模图案化的具有多个屏蔽层的光掩模堆叠件的实施例。

图4A-图4D示出被蚀刻以形成具有多个屏蔽层的图案化光掩模的光掩模堆叠件的实施例。

图5-图15示出在各个形成阶段处的光掩模的一些实施例的一系列截面图，光掩模堆叠件和图案化的光掩模具有多个屏蔽层。

图16示出用于形成光掩模堆叠件和具有多个屏蔽层的后续光掩模的方法的一些实施例的流程图。

具体实施方式

以下公开内容提供了许多用于实现所提供主题的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本发明。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本发明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件以直接接触的方式形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本发明可在各个实例中重复参考标号和/或字符。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。

而且，为了便于描述，在此可以使用诸如“在…下方”、“在…下面”、“下部”、“在…之上”、“上部”等空间相对术语以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，并且在此使用的空间相对描述符可以同样地作出相应的解释。

响应于集成电路(IC)的日益小型化，器件结构更致密地布置在衬底上。器件结构的致密布置使得器件结构在形成和布置中的精密度和准确度变得越来越重要。通常，使用光刻在衬底上形成器件结构。在光刻中，使用光将图案从光掩模转移至衬底上的光刻胶。用于转移图案的光是光密度的函数。

光密度是透射光强度与穿过物质材料的入射光强度的比值的对数。特别地，材料的光密度涉及材料的原子的迟滞倾向以在将其作为新的电磁干扰再发射之前以振动电子的形式保持电磁波的吸收能量。材料的光密度越高，穿过材料的波移动得越慢。在一些实施例中，光密度测量为对应于波长的吸收辐射。材料的光密度的一个指标是材料的折射率值。因此，光密度可以指特定层、层的组合或结构的吸光度。

为了实现小型化，使用更精细的光刻胶图案来形成器件结构。然而，光掩模和/或光刻胶的厚度可引起光散射，光散射导致不期望的图案变化。因此，光掩模和/或光刻胶的厚度的减小可以改进图案保真度。此外，创建对应于期望的图案的光掩模包括分层和蚀刻的多个步骤。这个过程越复杂，复杂性越可能引起诸如图案的模糊、变圆和缩短的负载效应。因此，简化创建图案化的光掩模的工艺还将改进图案保真度。

这里，描述了具有多个屏蔽层的光掩模。在一些实施例中，光掩模包括位于透明层上方的相移层和位于相移层上方的至少两个屏蔽层。可以调节屏蔽层的厚度和组成以实现用于屏蔽层的特定光密度。因为屏蔽层形成为阻挡光的透射，所以可能需要特定的光密度来实现图案。因为使用至少两个层，所以屏蔽层的厚度不仅仅基于单层的光密度，而是基于组合的屏蔽层的光密度。

例如，通常使用铬作为屏蔽层。然而，为了实现期望的光密度1.8，铬屏蔽层将必须是52纳米(nm)厚，其相对较厚并且可能导致保真度问题。为了降低这些保真度问题，可以使用彼此具有不同厚度和不同光密度的至少两个屏蔽层来实现多层屏蔽层，该多层屏蔽层具有与52nm铬屏蔽层相同的光密度，但是具有比52nm更薄的整体轮廓。例如，第一屏蔽层可以是5nm厚，并且具有0.23的光密度，而第二屏蔽层可以是24nm厚并且具有1.6的光密度。因此，该对屏蔽层的组合光密度大于1.8，且具有29nm的组合厚度而不是该较大的52nm的铬单一屏蔽层。这可以减小图案化的光掩模的整体尺寸，同时增加整体光密度，诸如至3.0。因此，使图案化光掩模更薄，且具有更高的光密度，并且因此改进图案保真度。

此外，可以选择至少两个屏蔽层的组分以简化创建光掩模的工艺，从而减少负载效应。假设第一屏蔽层位于相移层上方，并且第二屏蔽层位于第一屏蔽层上方。可以选择用于第一和第二屏蔽层的材料，从而使得可以通过一种蚀刻剂蚀刻第一和第二屏蔽层两者。同样，可以选择第一屏蔽层的材料，从而使得单一的蚀刻剂可以蚀刻第一屏蔽层和相移层两者。因此，第一屏蔽层不需要其自己的单独的蚀刻步骤。以这种方式，可以简化用于创建光掩模的工艺，因此进一步改进图案保真度。

图1示出具有掩模写入工具102的掩模图案化系统100的一些实施例，掩模图案化系统100配置为对图案化的光掩模堆叠件104进行图案化。图案化的光掩模堆叠件104位于透明层106上方，因此产生光掩模。掩模写入工具102配置为在光刻胶层(未示出)中产生图案。图案化的光掩模堆叠件104包括相移层108、第一屏蔽层110和第二屏蔽层112的区段。通过策略性地蚀刻相移层108、第一屏蔽层110和第二屏蔽层112来转移光刻胶层中的图案，以创建图案化的光掩模堆叠件104。在各个实施例中，图案化的光掩模堆叠件104可以是二元强度掩模(BIM)或衰减相移掩模(APSM)。一旦蚀刻图案化的光掩模堆叠件104，则可以去除光刻胶。

将图案化的光掩模堆叠件104策略性蚀刻成分层的区段以允许光掩模显影成期望的图案。在一些区域中，通过第一屏蔽层110和第二屏蔽层112的区段阻挡诸如114a、114b和114c的入射辐射。第一屏蔽层110和第二屏蔽层112是阻挡电磁辐射传输穿过透明层106的不透明层。即使第一屏蔽层110和第二屏蔽层112具有的组合厚度小于典型屏蔽层的组合厚度，但是由于第一屏蔽层110和第二屏蔽层112的组合光密度，也可以实现第一屏蔽层110和第二屏蔽层112的阻光功能。

当入射辐射能够撞击透明层106时，例如在区域116a、116b、116c和116d处，入射辐射导致图案形成在晶圆上，如将相对于图2A和图2B所讨论的。在诸如区域118a和118b的其他区域中，入射辐射传输穿过相移层108到达透明层106。相移层108配置为允许少量的辐射传输穿过(通常只有几个百分比)。这种辐射的强度不足以在其中自行创建图案。相反，传输穿过相移层108的辐射对穿过透明层106的周围区域的辐射造成干扰，以改进图案保真度。

形成图案化的光掩模堆叠件104的区域114a-c、116a-d和118a-b，从而使得当辐射传输穿过图案化的光掩模堆叠件104到达晶圆时，这些区域一起导致在晶圆上形成图案。

图2A示出晶圆200A的示例性实施例，其理论上从使用相对于图1描述的光掩模得到。例如，晶圆200A的位于区域114a、114b和114c下面的部分不会导致晶圆被图案化。然而，晶圆210A的位于区域116a、116b、116c和116d下面的部分被图案化，如晶圆200A的图案化部分210a、210b、210c和210d所示。如上所述，即使在区域118a和118b处的入射辐射不传输穿过第一屏蔽层110和第二屏蔽层112(图1所示)，但是相移层108(图1所示)仅允许小百分比的光穿过，其不导致图案化。因此，晶圆200A的位于区域118a和118b下面的部分不被图案化。

图2B示出晶圆200B的可选实施例，其理论上从使用相对于图1描述的光掩模得到，这取决于图案化的光掩模堆叠件104的三维性质。例如，三维晶圆200B的位于区域214a、214b、214c和214d下面的部分导致晶圆在这些区域下面以受限的方式被图案化。在该实施例中，可以以比位于214a、214b、214c和214d的下面的区域较少受限的方式图案化位于216a、216b、216c、216d和216e下面的晶圆200B区域，因为图案化的光掩模堆叠件104不位于区域216a、216b、216c、216d和216e上方。同样，由于相移层108，比214a、214b、214c和214d下面的区域更多地图案化且比216a、216b、216c、216d和216e下面的区域更少地图案化218a和218b下面的区域。

使用图案化的光掩模堆叠件104，可以改进临界尺寸(即，最小部件寸)。例如，通过使用图案化的光掩模堆叠件104的相移层108、第一屏蔽层110和第二屏蔽层112，临界尺寸均匀性通常可以改进20％。然而，取决于特定应用，可以进一步改进临界尺寸。例如，在一个应用中，图案化的光掩模堆叠件104用于在晶圆(诸如晶圆200A或200B)上形成静态随机存取存储器(SRAM)芯片。使用图案化的光掩模堆叠件104进行图案化，用于SRAM的临界尺寸均匀性可以改进50％。

此外，还改进了二维(2D)保真度。例如，可以通过确定部件的实际临界尺寸和部件的目标临界尺寸之间的差来计算平均临界尺寸。在SRAM的实施例中，如上所述，通过获取实际SRAM临界尺寸和目标SRAM临界尺寸的之间的差来计算SRAM平均值。这在2D中进行，因为在对应于垂直/水平图案的第一尺寸和对应于面积临界尺寸的第二尺寸来获取该测量。这两者都用于证明改进的2D保真度。使用图案化的光掩模堆叠件104，2D保真度可以改进30％。

图3示出用于掩模图案化的具有多个屏蔽层的光掩模堆叠件300的实施例。光掩模堆叠件302位于透明层106上方。光刻胶304位于光掩模堆叠件302上方。蚀刻光刻胶304，从而使得后续可以将掩模堆叠件302蚀刻成如图1的光掩模所示的区段。在光刻中可以使用所得到的光掩模以图案化晶圆。

光掩模堆叠件302包括相移层108、第一屏蔽层110和第二屏蔽层112的连续层。相移层108位于透明层106上方。在一些实施例中，相移层108具有在约60nm至约80nm的范围内的厚度，并且包括相移材料。第一屏蔽层110和第二屏蔽层112配置为阻挡电磁辐射的传输。因此，第一屏蔽层110和第二屏蔽层112是不透明的。

第一屏蔽层110和第二屏蔽层112的参数(例如，厚度、材料等)是可调节的，从而使得可以选择第一屏蔽层110和第二屏蔽层112的性质(例如，对蚀刻剂的易感性，光学性质等)。调节第一屏蔽层110和第二屏蔽层112的参数还可以简化图案化工艺。

假设，第一屏蔽层110由第一材料构成，并且第二屏蔽层112由第二材料构成。在一些实施例中，第一材料和第二材料具有不同的化学组分。例如，屏蔽层可以由不同的过渡金属组成。在一个实施例中，第一材料可以包括诸如钽的第五族过渡金属，并且第二材料可以包括诸如铬的第六族过渡金属。可以选择第一材料和第二材料，从而使得可以通过相同的蚀刻剂第一蚀刻剂蚀刻第一屏蔽层110和第二屏蔽层112两者。因此，可以在单一的步骤而不是每层单独的蚀刻步骤中蚀刻第一屏蔽层110和第二屏蔽层112。为了进一步简化工艺，可以选择第一材料，从而使得可以使用第二蚀刻剂一起蚀刻相移层108的相移材料和第一材料。

额外地或可选地，可以基于它们的蚀刻性质选择材料，可以基于它们的光学性质来选择材料。光学性能可以基于层的厚度。在一个实施例中，第一屏蔽层110具有在约20nm至约28nm的第一厚度。在另一实施例中，第二屏蔽层112具有约3nm至7nm的第二厚度。屏蔽层也可以选择。

例如，可以基于5nm厚并且具有0.23的光密度的第二屏蔽层112来选择第一屏蔽层110的第一材料。在一个实施例中，第一屏蔽层110可以选择为当24nm厚时具有1.6的光密度，当组合第一屏蔽层110和第二屏蔽层110的光密度时，这将实现大于1.8的期望的光密度。

因此，第一屏蔽层110和第二屏蔽层112的组合光密度大于1.8，且具有29nm的组合厚度，而不是通常的较大的52nm的铬的单一屏蔽层。

图4A示出用于掩模图案化的具有多个屏蔽层的光掩模堆叠件的实施例。光掩模堆叠件400包括以上相对于图3所述的层和以相似的方式起作用的层。例如，光掩模堆叠件400包括透明层106、相移层108、第一屏蔽层110、第二屏蔽层112和光刻胶304的连续层。这里，层是连续的，因为在蚀刻发生之前示出了光掩模堆叠件400。

图4B示出光掩模堆叠件402的一个实施例，其中已经蚀刻光刻胶304以暴露第二屏蔽层112的一部分。基于所得到的图案化的光掩模的期望的图案蚀刻光刻胶304，如图1的光掩模所示。光刻胶304防止下面的第二屏蔽层112的区域被蚀刻。然而，第二屏蔽层112的暴露部分将能够被蚀刻。

图4C示出已经蚀刻的第一屏蔽层110和第二屏蔽层112的一个实施例。如上面相对于图2A和图2B所讨论的，可以在一个工艺步骤中通过单一的蚀刻剂来蚀刻第一屏蔽层110和第二屏蔽层112。因此，当蚀刻第二屏蔽层112时，还蚀刻位于第二屏蔽层112下面的第一屏蔽层110的至少一部分。

假设第一屏蔽层110具有厚度t₁，第二屏蔽层112具有厚度t₂，并且用第一蚀刻剂蚀刻第一屏蔽层110和第二屏蔽层112。第一蚀刻剂可以包括氯和氧的化学组分。在一些实施例中，第一蚀刻剂在通过光刻胶304暴露的第二层的部分处蚀刻第二屏蔽层112的整个厚度t₂，如上面的图4B所示。因此，第一蚀刻剂将第二屏蔽层112蚀刻成区段。特别地，将第二屏蔽层112分离成通过间隙分离的多个第二层屏蔽区段。

此外，还蚀刻位于第二屏蔽层112中的间隙下方的第一屏蔽层110的部分以形成多个第一层屏蔽区段。例如，第二屏蔽层112的间隙具有第一侧壁404和第二侧壁406。因为第一蚀刻剂也部分地蚀刻第一屏蔽层110，所以存在被间隙分离的第一屏蔽层的区段。第一屏蔽层110中的间隙的侧壁与第二屏蔽层112的第一侧壁404和第二侧壁406对准。以这种方式，第一蚀刻步骤在屏蔽层中形成多个屏蔽区段。

第二屏蔽层112的第一侧壁404与第一屏蔽层110的第一侧壁408对齐。同样，第一屏蔽层110的第二侧壁406与第二屏蔽层112的第二侧壁410对准。在一些实施例中，第一屏蔽层110的第一侧壁408和第二侧壁410可以不延伸穿过厚度t₁。相反，第一屏蔽层110的第一侧壁408和第二侧壁410可以延伸到小于第一屏蔽层110的厚度t₁的第一深度d₁。

图4D示出具有蚀刻的相移层108、蚀刻的第一屏蔽层110和蚀刻的第二屏蔽层112的图案化的光掩模412。例如，去除布置在第一侧壁408和第二侧壁410之间的第一屏蔽层110的剩余部分。如上所述，可以使用第二蚀刻剂蚀刻相移层108和第一屏蔽层110两者。第二蚀刻剂可以具有包括氟和氧的化学组分。因此，蚀刻相移层108，从而使得去除相移层108的部分，同时保留位于第一屏蔽层110和第二屏蔽层112的区段下面的部分。以这种方式，第二蚀刻步骤通过蚀刻穿过第一屏蔽层在相移层中形成多个相移区段。

因此，在一个实施例中，将相移层108、第一屏蔽层110和第二屏蔽层112蚀刻成具有对准的侧壁的多个图案化的光掩模区段。由于材料的选择，可以使用两个蚀刻步骤，来蚀刻三个层：相移层108、第一屏蔽层110和第二屏蔽层112而不是每层都需要单独的蚀刻步骤。因此，可以简化形成图案化的光掩模104的工艺。

图5-图15提供了在图案化的各个阶段处的光掩模的一些实施例的截面图。图5-图15所示的结构不限于特定的方法，而是可以作为独立于该方法的结构而单独存在。

在图5处，接收透明层106。透明层106可以是例如石英、碳化物衬底或硅衬底。透明层106可以具有例如在约6-7毫米(mm)之间的厚度。在一些实施例中，透明层具有约6.35mm的厚度。透明层106用作用于形成光掩模堆叠件302的衬底。

如图6所示，在透明层106上方形成相移层108。相移层108包括相移材料。例如，相移材料可以是硅化钼(MoSi)的不透明层。如上所述，相移层108配置为仅允许小百分比的光穿过。因此，在一些实施例中，相移层108不形成为钼和硅化物的交替层，如布拉格反射器。相反，相移层108形成为MoSi的不透明屏蔽层，其在光刻曝光期间使用以辅助深紫外辐射的图案化。在其他实施例中，相移层108包括在光学光刻中用作半色调材料的氮氧化钼硅(Mo_xSi_yON_z)的不透明层。

如图7所示，在相移层108上方形成第一屏蔽层110。第一屏蔽层110可以具有在约18nm至约30nm之间的范围内的厚度。在一些实施例中，第一屏蔽层110可以包括诸如钽(Ta)的第一材料，例如硼酸钽(B₅O₁₅Ta₃)。第一材料可以选择为具有尽管较薄的厚度但是具有高的光密度。可选地或额外地，可基于其能力来选择第一材料以通过特定的蚀刻剂来蚀刻。

如图8所示，在第一屏蔽层110上方形成第二屏蔽层112。第二屏蔽层112可以具有在约1nm至约10nm之间的范围内的厚度。因此，第一屏蔽层110可以具有比第二屏蔽层112更大的厚度。在一些实施例中，第二屏蔽层112可以包括第二材料。可以基于特定厚度的第二材料的光学性质来选择第二材料。例如，可以基于第二材料的光密度或反射率来选择第二材料。在一些实施例中，第二材料可以是铬(Cr)或Cr基材料。在一些实施例中，第二材料是氧化铬(CrO_x)或氮化铬(CrN_x)。

如图9所示，在第二屏蔽层112上方形成光刻胶304。光刻胶304可以具有在约10nm和约100nm之间的范围内的厚度。在一些实施例中，光刻胶304可以包括化学增幅树脂(CAR)。光刻胶304可以包括正色调光刻胶，当光刻胶304暴露于辐射时其变得可溶。在其他实施例中，光刻胶304可包括负色调光刻胶，其在暴露于辐射时变得不溶。

如图10所示，通过曝光将光刻胶304蚀刻成光刻胶区段1010。例如，可以使用电子束(e束)写入器来曝光光刻胶304。后续显影曝光的光刻胶材料以除去曝光的光刻胶材料的较弱部分。在一些实施例中，可以使用电子束(e束)写入器来曝光光刻胶层。后续显影曝光的光刻胶材料304以去除曝光的光刻胶材料的较弱部分。

如图11所示，可以通过第一蚀刻剂蚀刻第一屏蔽层110和第二屏蔽层112。在各个实施例中，第一蚀刻剂可以包括干蚀刻剂或湿蚀刻剂，干蚀刻剂具有包括氯物质(例如Cl₂O₂等)和氧的蚀刻化学品。可以选择类似于第一材料和第二材料的第一蚀刻剂，从而使得其能够蚀刻第一材料和第二材料的至少一部分两者。可以施加持续第一预定时间的第一蚀刻剂以蚀刻第一屏蔽层和第二屏蔽层。

将第二屏蔽层112蚀刻成多个第二屏蔽区段1120，并且将第一屏蔽层110至少部分地蚀刻成位于光刻胶区段1010下面的多个第一屏蔽区段1130。例如，可以将第一屏蔽层110蚀刻成多个第一屏蔽区段1130，多个第一屏蔽区段1130具有延伸到第一屏蔽层110中的第一深度d₁的侧壁，该第一深度d₁小于第一屏蔽层110的厚度t₁。

如图12所示，从光掩模堆叠件剥离光刻胶区段1010。

如图13所示，可以通过第二蚀刻剂蚀刻第一屏蔽层110和相移层108。在各个实施例中，第二蚀刻剂可以包括具有包括氟物质(例如，CF₄、CHF₃、C₄F₈、SF₆等)和氧的蚀刻化学品的干蚀刻剂，或湿蚀刻剂(例如，气相氢氟酸(vHF)、氢氟酸(HF)、BOE或四甲基氢氧化铵(TMAH))。可以选择类似于第一材料和相移材料的第二蚀刻剂，从而使得其能够在单一工艺步骤中蚀刻第一材料和相移材料两者。可以施加持续第二预定时间的第二蚀刻剂以蚀刻第二屏蔽层，其中第二预定时间与第一预定时间相同或不同。

第二蚀刻剂蚀刻穿过第一屏蔽区段1130之间的第一屏蔽层110的剩余部分，从而使得通过间隙分离第一屏蔽区段1130。因此，去除位于第一屏蔽区段1130之间的第一屏蔽层110的等于第一屏蔽层110的厚度t1(图12所示)减去第一深度d1(图12所示)的部分。同样，在该蚀刻步骤中，通过第二蚀刻剂蚀刻相移层108，从而使得相移区段1302位于第一屏蔽区段1130下方并与其对准。第二蚀刻剂停止在透明层106处，从而使得透明层106的上表面保持大致平坦或大致在合适的位置处。

如图14所示，在第二屏蔽区段1120的至少一个上方形成保护层1402。这里，保护的区段1404、1406和1408具有保护层1402。未保护的区段1410和1412不具有保护层1402。在一些实施例中，保护层1402可以沿着第二屏蔽区段1120、第一屏蔽区段1130和相移区段1302的侧壁向下延伸。保护层1402可以是例如光刻胶，或者可以是已经使用光掩模(未示出)图案化和蚀刻的保护性氮化物、氧化物或其他材料。

如图15所示，蚀刻未保护的区段1410和1412以去除第一屏蔽区段1130和第二屏蔽区段1120，从而在未保护的区段的相移区段1302上方不存层。然后，可以从保护的区段1404、1406和1408去除保护层1402。

参考图16，提供了图5-图15的方法的一些实施例的流程图1600。

在1602处，接收透明层作为衬底。见，例如，图5。

在1604处，在透明层上方形成相移层。在一些实施例中，相移层包括硅化钼(MoSi)。见，例如，图6。

在1606处，在相移层上方形成第一屏蔽层。第一屏蔽层包括第一材料。可以针对特定的光学性质选择第一材料。例如，处于特定厚度的特定光密度。见，例如，图7。

在1608处，在第一屏蔽层上方形成第二屏蔽层。第二屏蔽层包括第二材料。可以针对特定的光学性质选择第二材料，从而使得第一屏蔽层和第二屏蔽层具有期望的光学性能和/或物理特性，诸如通过相同的蚀刻剂蚀刻的能力。相移层、第一屏蔽层和第二屏蔽层形成光掩模堆叠件。见，例如，图8。

在1610处，在第二屏蔽层上方形成光刻胶。见，例如，图9。

在1612处，处理光刻胶。在一些实施例中，在曝光后烘烤中烘烤透明层、光掩模堆叠件和光刻胶层。基于期望的图案蚀刻光刻胶以形成多个光刻胶区段。见，例如，图10。

在1614处，用第一蚀刻剂蚀刻第一屏蔽层和第二屏蔽层以形成多个第一屏蔽区段。每个第一屏蔽区段具有第一屏蔽第一侧壁和第一屏蔽第二侧壁。第一光刻胶侧壁与第一屏蔽第一侧壁对准，并且第二光刻胶侧壁与第一屏蔽第二侧壁对准。见，例如，图11。

在1616处，一旦蚀刻第一屏蔽层和第二屏蔽层，则剥离光刻胶。在一些实施例中，这涉及剥离光刻胶区段。见，例如，图12。

在1618处，用第二蚀刻剂蚀刻第一屏蔽层和相移层，以形成与多个第一屏蔽区段对准的多个第二屏蔽区段。见，例如，图13。

在1620处，在第二屏蔽层的至少一些上方形成保护层。保护层可以沿着第二屏蔽区段、第一屏蔽区段和相移区段的侧壁向下延伸。见，例如，图14。

在1622处，蚀刻未被保护层覆盖的区段以去除第一屏蔽区段和第二屏蔽区段，留下相移区段。见，例如，图15。

因此，描述了具有多个屏蔽层的图案化的光掩模。针对组合的第一和第二屏蔽层的期望的光学性能和物理特性选择第一和第二屏蔽层的材料。例如，如果针对光学性能(诸如吸光度)选择第一屏蔽层，则可以选择第二屏蔽层以改进组合的第一和第二屏蔽层的其他光学性能。在一个实施例中，可以选择第二屏蔽层，从而使得组合的第一和第二屏蔽层具有期望的光密度或厚度。此外，可以选择用于第一和第二屏蔽层的材料，从而使得可以通过第一蚀刻剂蚀刻第一和第二屏蔽层两者。同样，可以选择第一屏蔽层的材料，从而使得第二蚀刻剂可以蚀刻第一屏蔽层和相移层两者。因此，第一屏蔽层不需要单独的蚀刻步骤。以这种方式，可以简化用于创建光掩模的工艺。

在一些实施例中，描述了用于掩模图案化的光掩模。光掩模包括位于透明层上方的相移层。光掩模还包括位于相移层上方的第一屏蔽层。第一屏蔽层具有第一厚度和第一光密度。光掩模还包括位于第一屏蔽层上方的第二屏蔽层。第二屏蔽层具有第二厚度和第二光密度。第二厚度小于第一薄度，并且第二光密度小于第一光密度。

在一些实施例中，用于掩模图案化的光掩模包括含有硅化钼(MoSi)的相移层，相移层位于包括石英的透明层上方。光掩模还包括位于相移层上方的第一屏蔽层。第一屏蔽层包括硼酸钽，并且具有约20nm至28nm的第一厚度。光掩模还包括位于第一屏蔽层上方的第二屏蔽层。第二屏蔽层包括氮化铬，并且具有约3nm至7nm的第二厚度。

在一些实施例中，描述了一种形成光掩模的方法。该方法包括在包括石英的透明层上方形成包括硅化钼(MoSi)的相移层。该方法还包括在相移层上方形成第一屏蔽层。第一屏蔽层具有第一厚度和第一光密度。该方法还包括在第一屏蔽层上方形成第二屏蔽层。第二屏蔽层具有第二厚度和第二光密度。第二厚度小于第一厚度，并且第二光密度小于第一光密度。该方法还包括在第二屏蔽层上方形成光刻胶层。

在上述用于掩模图案化的光掩模中，所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层共同地具有大于期望的光密度的组合光密度。

在上述用于掩模图案化的光掩模中，所述期望的光密度是至少1.8。

在上述用于掩模图案化的光掩模中，所述第一屏蔽层包括硼酸钽(B₅O₁₅Ta₃)。

在上述用于掩模图案化的光掩模中，所述第二屏蔽层包括氮化铬(CrN)。

在上述用于掩模图案化的光掩模中，可以通过第一蚀刻剂蚀刻所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层。

在上述用于掩模图案化的光掩模中，可以通过第二蚀刻剂蚀刻所述相移层和所述第一屏蔽层两者。

在上述用于掩模图案化的光掩模中，所述光掩模具有大于3.0的光掩模光密度。

在上述用于掩模图案化的光掩模中，所述第一屏蔽层具有第一光密度，并且所述第二屏蔽层具有第二光密度，并且其中，所述第二光密度小于所述第一光密度。

在上述用于掩模图案化的光掩模中，所述第一光密度是1.6，所述第二光密度是0.23。

在上述用于掩模图案化的光掩模中，所述期望的光密度是1.8。

在上述方法中，所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层共同地具有大于期望的光密度的组合光密度。

在上述方法中，所述第一光密度是1.6，所述第二光密度是0.23，所述期望的光密度是1.8。

在上述方法中，还包括：在曝光后烘烤中烘烤所述光掩模；以及显影所述光刻胶层以形成多个光刻胶区段，每个光刻胶区段具有光刻胶侧壁。

在上述方法中，还包括：利用第一蚀刻剂蚀刻所述第一屏蔽层和所述第二屏蔽层以形成多个第一屏蔽区段，其中，每个所述第一屏蔽区段具有第一屏蔽侧壁，其中，所述光刻胶侧壁与所述第一屏蔽侧壁对准；以及去除所述多个光刻胶区段。

在上述方法中，还包括：利用第二蚀刻剂蚀刻所述第一屏蔽层和所述相移层以形成多个第二屏蔽区段，其中，每个所述第二屏蔽区段具有与所述第一屏蔽侧壁对准的第二屏蔽侧壁。

尽管已经相对于特定方面或各个方面示出和描述了本发明，但是在阅读和理解本说明书和附图之后，本领域普通技术人员将想到等同的变化和修改。特别地，关于通过上述组件(装配件、器件、电路等)实施的各种功能，除非另有声明，否则即使在结构上不等同于实施本发明在此示出的示例性实施例中的功能的所公开的结构，用于描述这种组件的术语(包括提及的“方式”)也旨在对应于实施所述组件的特定功能的任何组件(例如，功能等同)。另外，可以根据本发明的多个方面中的仅一个方面描述本发明的特定部件，但是这种部件可根据用于任何给定或特定应用的需要和优势与其他方面的一个或多个其他部件结合。此外，在一定程度上，在详细的描述或权利要求书中使用术语“包括”、“包括”、“具有”、“具有”、“具有”或它们的变体，这种术语旨在包括在以类似于术语“包括”的方式中。

Claims

1.一种用于掩模图案化的光掩模，包括：

相移层，位于透明层上方；

第一屏蔽层，位于所述相移层上方，其中，所述第一屏蔽层具有第一厚度和第一光密度；以及

第二屏蔽层，位于所述第一屏蔽层上方，其中，所述第二屏蔽层具有第二厚度和第二光密度，并且其中，所述第二厚度小于所述第一厚度，以及所述第二光密度小于所述第一光密度。