CN115877649A - 极紫外掩模、使用极紫外掩模的方法以及图案化方法 - Google Patents

极紫外掩模、使用极紫外掩模的方法以及图案化方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115877649A
CN115877649A CN202210859358.4A CN202210859358A CN115877649A CN 115877649 A CN115877649 A CN 115877649A CN 202210859358 A CN202210859358 A CN 202210859358A CN 115877649 A CN115877649 A CN 115877649A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
euv
capping
cap
mask
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210859358.4A
Other languages
English (en)
Inventor
李信昌
许倍诚
李伟豪
林秉勋
连大成
余青芳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Original Assignee
Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd filed Critical Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Publication of CN115877649A publication Critical patent/CN115877649A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/22Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
    • G03F1/24Reflection masks; Preparation thereof
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/22Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/38Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • G03F1/48Protective coatings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

本公开涉及极紫外掩模、使用极紫外掩模的方法以及图案化方法。极紫外(EUV)掩模包括衬底、位于衬底上的反射多层堆叠、以及位于反射多层堆叠上的单层或多层帽盖特征。帽盖特征包括一个或多个帽盖层,该一个或多个帽盖层包括具有非晶结构的材料。其他描述的实施例包括(一个或多个)帽盖层,该(一个或多个)帽盖层包含具有小于约3的第一固态碳溶解度的(一种或多种)元素。在多层帽盖特征实施例中,各个帽盖层的(一种或多种)元素具有不同的固态碳溶解度特性。

Description

极紫外掩模、使用极紫外掩模的方法以及图案化方法
技术领域
本公开总体涉及半导体技术领域,更具体地涉及极紫外掩模、使用极紫外掩模的方法以及图案化方法。
背景技术
半导体工业经历了指数式增长。材料和设计方面的技术进步产生了多代集成电路(IC),其中,每代均具有比上一代更小、更复杂的电路。在IC演进的过程中,功能密度(即,每芯片面积的互连器件的数量)通常增大,同时几何尺寸(即,可以使用制造工艺产生的最小组件或线)减小。这种缩小工艺通常提供提高生产效率和降低相关联的成本的益处。
光刻可用于在半导体晶片上形成组件或线。光刻技术的一个示例利用了极紫外(EUV)能量和EUV掩模的图案化吸收层。
发明内容
根据本公开的一个实施例,提供了一种极紫外(EUV)掩模,包括:衬底;位于所述衬底上的反射多层堆叠;位于所述反射多层堆叠上的帽盖特征,所述帽盖特征包括第一帽盖层,所述第一帽盖层包括具有非晶结构的材料;以及位于所述帽盖特征上的图案化吸收层。
根据本公开的另一实施例,提供了一种使用EUV掩模的方法,所述方法包括:将EUV掩模暴露于入射辐射,所述EUV掩模包括:衬底;位于所述衬底上的反射多层堆叠;位于所述反射多层堆叠上的多层帽盖特征,所述多层帽盖特征包括第一帽盖层和第二帽盖层,所述第一帽盖层包括含Rh、Ir、Pt、Au或Zr的第一合金,所述第二帽盖层包括含Rh、Ir、Pt、Au或Zr的第二合金,所述第二合金与所述第一合金不同;以及位于所述多层帽盖特征上的图案化吸收层;使所述入射辐射的一部分在所述图案化吸收层中吸收;使所述入射辐射的一部分透射穿过所述第一帽盖层和所述第二帽盖层;使所述入射辐射的一部分从所述反射多层堆叠反射;以及将所述入射辐射的由所述反射多层堆叠反射的部分引导至待被图案化的材料。
根据本公开的另一实施例,提供了一种图案化方法,包括:将EUV掩模暴露于入射辐射,所述EUV掩模包括:衬底;位于所述衬底上的反射多层堆叠;位于所述反射多层堆叠上的帽盖特征,所述帽盖特征包括包含以下元素的材料:所述元素在所述元素和碳的系统的共晶点处,具有小于3原子%的固态碳溶解度;以及位于所述帽盖特征上的图案化吸收层;使所述入射辐射的一部分在所述图案化吸收层中吸收;使一定量的所述入射辐射在所述帽盖特征中吸收;使所述入射辐射的一部分从所述反射多层堆叠反射;以及将所述入射辐射的由所述反射多层堆叠反射的部分引导至待被图案化的材料。
附图说明
在结合附图阅读时,可以通过下面的具体描述来最佳地理解本公开的各方面。应当注意,根据该行业的标准惯例,各种特征不是按比例绘制的。事实上,为了讨论的清楚起见,各种特征的尺寸可能被任意地增大或减小了。
图1是根据第一实施例的极紫外(EUV)掩模的截面图。
图2是根据一些实施例的用于制造图1的EUV掩模的方法的流程图。
图3A至图3J是根据一些实施例的处于图2的制造过程的各个阶段的EUV掩模的截面图。
图4是根据第二实施例的极紫外(EUV)掩模的截面图。
图5是根据一些实施例的用于制造图4的EUV掩模的方法的流程图。
图6A至图6L是根据一些实施例的处于图5的制造过程的各个阶段的EUV掩模的截面图。
图7是根据一些实施例的使用EUV掩模的方法的流程图。
图8是根据一些实施例的使用EUV掩模的方法的流程图。
图9是根据本公开的实施例的帽盖层上的碳污染的厚度的评估结果的示图。
具体实施方式
下面的公开内容提供了用于实现所提出的主题的不同特征的许多不同的实施例或示例。下文描述了组件和布置的具体示例以简化本公开。当然,这些仅是示例而不旨在进行限制。例如,下面的说明中,在第二特征之上或在第二特征上形成第一特征可以包括以直接接触的方式形成第一特征和第二特征的实施例,并且还可以包括可在第一特征和第二特征之间形成附加特征使得第一特征和第二特征可不直接接触的实施例。此外,本公开在各个示例中可以重复附图标记和/或字母。这种重复是为了简单和清楚的目的,并且其本身不表示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。
此外,本文可能使用了空间相关术语(例如,“之下”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等),以易于描述附图中所示的一个要素或特征与另外(一个或多个)要素或(一个或多个)特征的关系。除了附图中所示朝向之外,这些空间相关术语还旨在涵盖器件在使用或操作中的不同朝向。装置可能以其他方式定向(旋转90度或处于其他朝向),并且本文使用的空间相关描述符可类似地进行相应解释。
在集成电路(IC)的制造中,表示IC的不同层的图案是使用一系列可重复使用的光掩模(在本文中还称为光刻掩模或掩模)制造的,以在半导体器件制造过程期间将IC的各层的设计转移到半导体衬底上。
随着IC尺寸的缩小,在光刻工艺中采用了极紫外(EUV)光(例如,具有13.5nm的波长),以使得能够将非常小的图案(例如,纳米级图案)从掩模转移到半导体晶片。由于大多数材料在13.5nm波长处具有高吸收度,因此EUV光刻使用反射型EUV掩模,该反射型EUV掩模具有用于反射入射EUV光的反射多层、以及位于反射多层顶部上的用于吸收不意图由掩模反射光的区域中的辐射的吸收层。反射多层和吸收层位于低热膨胀材料衬底上。反射多层反射入射EUV光,位于反射多层顶部上的图案化吸收层吸收不意图由掩模反射光的区域中的光。掩模图案由吸收层限定,并且通过使EUV光反射离开EUV掩模的反射表面部分而被转移到半导体晶片。
对具有更密集封装的集成器件的持续需求已经导致了光刻工艺的改变,以使得形成更小的个体特征尺寸。工艺可获得的最小特征尺寸或“临界尺寸”(CD)近似地由公式CD=k1*λ/NA来确定,其中,k1是工艺特定系数,λ是施加的光/能量的波长,NA是从衬底或晶片观看的光学透镜的数值孔径。
本公开描述了EUV掩模的各种实施例,该EUV掩模呈现出对碳污染的抵抗力并且利用了以下耐用的帽盖特征:该帽盖特征在掩模的制造期间即使在被暴露于蚀刻或清洁工艺之后也能保护下面的反射多层堆叠免受氧化剂影响。碳污染会对在EUV掩模的吸收层和帽盖特征中形成的特征的临界尺寸造成负面影响。例如,一些用作帽盖层的材料可能具有许多自由基,这些自由基在暴露于EUV能量期间会与EUV掩模表面附近的碳原子发生反应。在曝光期间,EUV掩模的表面附近的碳氢化合物分子在暴露于高能量时可能会裂解,并沉积在EUV掩模的暴露表面(例如,吸收材料中的侧壁和底部或沟槽)上。碳氢化合物分子的裂解可能产生可与自由基反应的碳原子。已经观察到,与掩膜的位于掩模边缘附近的暴露表面相比,在掩膜的位于掩模中央附近的暴露表面上沉积的碳的厚度更大。在一些实施例中,形成在位于掩模中央附近的暴露表面上的碳的量是形成在位于掩模边缘附近的暴露表面上的碳的厚度的三倍。碳氢化合物可以来自多种源,包括来自EUV工具内的材料的释气,例如,工具的结构、光致抗蚀剂或工具中使用的硬掩模。产生的碳原子或含碳分子与它们所接触的材料发生反应或被该材料吸收,并增层在EUV掩模的表面上。碳在EUV掩模的表面(例如,帽盖层的表面或吸收材料中的特征的侧壁)上的增层会对EUV掩模在衬底上图案化满足临界尺寸条件(例如,临界尺寸均匀性(CDU))的特征的能力造成负面影响。例如,与构成EUV掩模的其他材料相比,碳对EUV波长的吸收程度更大。因此,当EUV掩模上存在不想要的碳时,用于实现期望水平的从掩模反射的EUV辐射所需的曝光能量或入射EUV能量的量比在不存在不想要的碳时更大。在一些实施例中,当EUV掩模上存在碳时所需的曝光能量可能会比当EUV掩模上不存在碳时高10%或更多,这取决于晶片上的特征的临界尺寸和掩模上的特征的临界尺寸。这种增大曝光能量的需求将会增大对晶片有效曝光所需的能量成本,或者将会增大实现期望曝光水平所需的时间长度。
本公开的EUV掩模的一些实施例呈现出提高的强度和/或对以下蚀刻和清洁工艺的抵抗力:EUV掩模的材料在制造掩模期间暴露于该蚀刻和清洁工艺。强度和/或对EUV掩模的材料在制造掩模期间所暴露于的蚀刻和清洁工艺的抵抗力很重要,因为掩模的薄弱或受损层易被氧化剂(例如,氧气)渗入。渗入掩模的受损或薄弱层的氧气可以与反射多层的材料发生反应,并在反射多层的顶表面上形成不想要的氧化物层。
根据本公开的实施例总体上提供了一种光刻掩模,该光刻掩模包括位于掩模的反射多层堆叠之上的帽盖特征。在一些实施例中,帽盖特征包括单层帽盖材料,而在其他实施例中,帽盖特征包括帽盖材料的多个帽盖层。在一些实施例中,帽盖特征包括第一帽盖层,该第一帽盖层包括具有非晶结构的材料。该第一帽盖层可以与包括具有非晶结构的材料的第二帽盖层结合。在一些实施例中,第一帽盖层的材料包括以下元素:该元素在含有该元素和碳的系统的共晶点处具有小于3原子%的固态碳溶解度。可用于根据本公开的实施例的帽盖特征的帽盖层的元素的示例包括Rh、Ir、Pt、Au和Zr或它们的合金。在其他实施例中,根据本公开的实施例的帽盖特征的帽盖层包括Hf、Nb或N。在其他实施例中,根据本公开的帽盖特征的帽盖层包括Ag或Cu。在其他实施例中,根据本公开的帽盖特征的帽盖层包括Pd。根据本公开的实施例,采用单层帽盖特征来降低EUV掩模的表面上的碳增层或污染。根据本公开形成的帽盖层的材料降低了帽盖特征对碳氢化合物分子或碳原子污染的敏感性。根据本公开形成的帽盖特征的材料还保护下面的反射多层免于暴露于氧化剂和形成不想要的氧化物层。
在涉及多层帽盖特征的本公开的示例中,用于多层帽盖特征的一个帽盖层的材料在组分上与用于多层帽盖特征的另一帽盖层的材料不同。这样的材料可以与前面段落中关于用于仅包括单个帽盖层的帽盖特征的材料的描述一致。在一些实施例中,一个帽盖层的材料呈现的固态碳溶解度特性与多层帽盖特征的另一帽盖层的材料的固态碳溶解度特性不同。例如,在一些实施例中,多层帽盖特征被设置为包括第一帽盖层,第一帽盖层由包括具有第一碳溶解度特性的元素的材料形成。多层帽盖特征包括至少另一帽盖层,该另一帽盖层由包括具有第二碳溶解度特性的元素的材料形成,第二碳溶解度特性与第一帽盖层的材料的元素的第一碳溶解度特性不同。在一些实施例中,第一帽盖层和第二帽盖层的材料的元素在包含该元素和碳的系统的共晶点处的固态碳溶解度小于3原子%。固态碳溶解度特性是指:在含有该元素和碳的系统的共晶点处,该系统的与系统的液相处于平衡态的固相的最大碳溶解度。帽盖层的材料的元素的固态碳溶解度是对帽盖层的元素与碳原子或含碳分子反应、保持、吸引或吸收碳原子或含碳分子的倾向性的指示。当碳原子被帽盖层的材料吸引并保持、或吸收、或者与帽盖层的材料反应时,它们会增层并污染帽盖层。在一些情况下,碳增层或污染完全覆盖帽盖层的暴露部分。在其他情况下,碳增层或污染部分地覆盖帽盖层。在其他情况下,碳增层或污染至少部分地覆盖掩模的吸收材料的侧壁的一些部分。碳污染层的存在改变了掩模的尺寸和EUV透射特性。这种尺寸上的改变和/或产生期望强度的反射EUV能量所需的入射EUV能量上的改变会导致在之前段落中所描述的负面问题。根据本公开的实施例,采用包括多个单独的帽盖层的多层帽盖特征来保护EUV掩模免于EUV掩模的表面上的碳增层或污染。根据本公开形成的帽盖层的材料降低了多层帽盖特征对具有碳氢化合物分子或碳原子的污染物的敏感性。根据本公开形成的帽盖特征的材料还保护下面的反射多层免于暴露于氧化剂和形成不想要的氧化物层。
在本公开的实施例中,EUV掩模包括多层帽盖特征,该多层帽盖特征包括至少一个帽盖层,该至少一个帽盖层包括包含具有低固态碳溶解度的元素的材料。元素的固态碳溶解度的特征在于:在该元素和碳的系统的共晶点处,该系统的与系统的液相处于平衡态的固相的最大碳溶解度。具有低固态碳溶解度的元素的一个示例是具有小于约3原子百分比的固态碳溶解度的元素。具有低原子百分比固态碳溶解度的元素的示例包括但不限于具有小于约3原子%的元素、在一些实施例中具有小于2原子%的固态碳溶解度的元素。例如,在一些实施例中,帽盖层的材料不具有小于约3原子%的固态碳溶解度,但仍能提供对材料表面上的碳增层或污染的抵抗力。可用于本公开的实施例的具有低固态碳溶解度的元素可替代地特征在于在1000℃下该元素中的有效固态碳溶解度小于1.6。在1000℃下该元素中的有效固态碳溶解度是通过将共晶点固态碳溶解度值乘以1000℃/该元素和碳系统的共晶点而得到的。根据本公开的多层帽盖特征的一些实施例,一个帽盖层的材料的(一个或多个)元素具有的固态碳溶解度与形成多层帽盖特征的另一帽盖层的材料的(一个或多个)元素的固态碳溶解度不同。在一些实施例中,多层帽盖特征的至少一个层的材料包括以下元素:该元素针对波长为13.5nm的EUV辐射的EUV消光系数大于或小于多层帽盖特征的另一层的元素针对波长为13.5nm的EUV辐射的EUV消光系数。当多层帽盖特征的各个帽盖层包括包含针对波长为13.5nm的EUV辐射具有不同的EUV消光系数的元素的材料时,在一个帽盖层中吸收的入射EUV能量与在多层帽盖特征的另一帽盖层中吸收的EUV能量在量上不同。例如,在一些实施例中,一个帽盖层的材料的元素针对波长为13.5nm的EUV辐射具有0至0.1之间的EUV消光系数,另一帽盖层的材料的元素针对波长为13.5nm的EUV辐射具有与该一个帽盖层的元素的EUV消光系数不同的EUV消光系数。在其他实施例中,第一帽盖层的材料包括针对波长为13.5nm的EUV辐射具有0和0.08之间、0至0.06之间、或0至0.04之间的EUV消光系数的元素。包括针对波长为13.5nm的EUV辐射具有在上述范围内的EUV消光系数的元素的材料,不会使传输的EUV能量降低达以下量:需要使入射EUV能量水平增加的不期望量。用于根据本实施例的多层帽盖特征的帽盖层的材料不应吸收达对应以下项的量的EUV能量:需要增加的入射到EUV掩模上的EUV能量的量,或需要增加的不期望量的曝光时间。此外,用于根据所公开的实施例的帽盖特征的单独帽盖层或多层帽盖特征的帽盖层的材料针对彼此呈现良好的粘附性,并针对以下材料也呈现良好的粘附性:(一个或多个)帽盖层所沉积于的材料、或沉积在(一个或多个)帽盖层上的材料。适合作为根据本公开的实施例的帽盖层的材料的元素包括对碳呈现小于约285电子伏特(eV)的结合能的元素。对碳具有小于约285eV的结合能的元素的示例包括Rh、Ir和Pt。对碳具有小于约285eV的结合能的元素不限于Rh、Ir和Pt。对碳具有小于约285eV的结合能的其他元素也可以用作用于根据本公开的帽盖层中的材料的元素。
在一些实施例中,帽盖特征包括至少一个帽盖层,该至少一个帽盖层包括铑(Rh)、铱(Ir)、铂(Pt)、金(Au)和/或锆(Zr)或它们的合金。Rh、Ir、Pt、Au或Zr的合金的示例包括RuZr、IrZr、RhZr、HfZr、NbZr和ZnZr。根据本公开的Rh、Ir、Pt、Au或Zr的合金的其他示例包括RuRh、RuIr、RuPt、PtIr、RuIrPt、NbIr、NbPt、NbRh、RhN、IrN、RuRhN、RuIrN、RuPtN、PtIrN、RuIrPtN、NbIrN、NbPtN和NbRhN。例如,根据本公开的帽盖层可以包括合金,例如,RuRh(5at%~100at%Rh)、RuIr(5at%~100at%Ir)、RuPt(5at%~100at%Pt)、PtIr(5at%~100at%Ir)、RuIrPt(5at%~100at%Ir)、RuIrPt(5at%~100at%Pt)、NbIr(5at%~100at%Ir)、NbPt(5at%~100at%Pt)、NbRh(5at%~100at%Rh)、RhN(5at%~100at%Rh)、IrN(5at%~100at%Ir)、RuRhN(5at%~100at%Rh)、RuRhN(5at%~100at%N)、RuIrN(5at%~100at%Ir)、RuIrN(5at%~100at%N)、RuPtN(5at%~100at%Pt)、RuPtN(5at%~100at%N)、PtIrN(5at%~100at%Ir)、PtIrN(5at%~100at%N)、RuIrPtN(5at%~100at%Ir)、RuIrPtN(5at%~100at%Pt)、RuIrPtN(5at%~100at%N)、NbIrN(5at%~100at%Ir)、NbPtN(5at%~100at%Pt)或NbRhN(5at%~100at%Rh)。在其他实施例中,根据本公开的帽盖层可以包括包含Hf、Nb或N的合金。在其他实施例中,根据本公开的帽盖层可以包括包含Ag或Cu的合金。在其他实施例中,根据本公开的帽盖层可以包括包含Pd的合金。
在一些实施例中,单层或多层帽盖特征包括至少一个层,该至少一个层包括包含具有大于0.87且小于0.97的折射率的元素的材料。具有大于0.87且小于0.97的折射率的材料的示例包括但不限于上述材料。
图1是根据本公开的第一实施例的EUV掩模100的截面图。参照图1,EUV掩模100包括衬底102、位于衬底102正面上的反射多层堆叠110、位于反射多层堆叠110上的帽盖特征125、以及位于帽盖特征125上的图案化吸收层140P,其中,帽盖特征125包括图案化第一帽盖层120P。EUV掩模100还包括位于衬底102的与正面相反的背面上的导电层104。
图案化吸收层140P包括开口152的图案,开口152的图案与待形成在半导体晶片上或中的导电或非导电特征的图案对应。开口152的图案位于EUV掩模100的暴露出图案化第一帽盖层120P的表面的图案区100A中。图案区100A被EUV掩模100的外围区100B包围。外围区100B与EUV掩模100的非图案化区对应,该非图案化区在IC制造期间不用于曝光工艺。在一些实施例中,EUV掩模100的图案区100A位于衬底102的中央区,外围区100B位于衬底102的边缘部分。图案区100A通过沟槽154与外围区100B分离。沟槽154延伸穿过图案化吸收层140P、图案化第一帽盖层120P和反射多层堆叠110,暴露出衬底102的正面。
根据本公开的一些实施例,图案化吸收层140P是吸收材料的层,该吸收材料是过渡金属和至少一种合金元素的合金,过渡金属例如是钽(Ta)、钌(Ru)、铬(Cr)、铂(Pt)、金(Au)、铱(Ir)、钛(Ti)、铌(Nb)、铑(Rh)、钼(Mo)、钨(W)、或钯(Pd),至少一种合金元素选自:钌(Ru)、铬(Cr)、钽(Ta)、铂(Pt)、钯(Pd)、钨(W)、金(Au)、铱(Ir)、钛(Ti)、铌(Nb)、铑(Rh)、钼(Mo)、铪(Hf)、硼(B)、氮(N)、氧(O)、硅(Si)、锆(Zr)或钒(V)。
图2是根据本公开的实施例的用于制造EUV掩模(例如,EUV掩模100)的方法200的流程图。图3A至图3L是根据一些实施例的处于制造过程的各个阶段的EUV掩模100的截面图。下面参照EUV掩模100详细讨论方法200。在一些实施例中,在方法200之前、期间和/或之后执行附加的操作,或者替换和/或消除所描述操作中的一些操作。在一些实施例中,以下描述的特征中的一些特征被替换或消除。本领域普通技术人员将理解,尽管利用以特定顺序执行的操作来讨论了一些实施例,但是这些操作可以以另外的逻辑顺序来执行。
参照图2和图3A,根据一些实施例,方法200包括操作202,在操作202中,在衬底102上形成反射多层堆叠110。图3A是根据一些实施例的在衬底102上形成了反射多层堆叠110之后的EUV掩模100的初始结构的截面图。
参照图3A,EUV掩模100的初始结构包括由玻璃、硅、石英或其他低热膨胀材料构成的衬底102。低热膨胀材料有助于最小化在使用EUV掩模100期间由于掩模受热而导致的图案失真。在一些实施例中,衬底102包括熔融硅、熔融石英、氟化钙、碳化硅、黑金刚石、或氧化钛掺杂的氧化硅(SiO2/TiO2)。在一些实施例中,衬底102的厚度的范围为约1mm至约7mm。在一些示例中,如果衬底102的厚度太小,则EUV掩模100破损或翘曲的风险增大。另一方面,在一些示例中,如果衬底的厚度太大,则EUV掩模100的重量和成本会不必要地增大。
在一些实施例中,导电层104设置在衬底102的背面上。在一些实施例中,导电层104与衬底102的背面直接接触。导电层104适于在EUV掩模100的制造和使用期间,提供EUV掩模100与静电掩模夹具(未示出)的静电耦合。在一些实施例中,导电层104包括氮化铬(CrN)或硼化钽(TaB)。在一些实施例中,导电层104通过诸如化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)或物理气相沉积(PVD)之类的沉积工艺形成。导电层104的厚度被控制为使得导电层104是光透明的。
反射多层堆叠110设置在衬底102的与背面相反的正面上。在一些实施例中,反射多层堆叠110与衬底102的正面直接接触。反射多层堆叠110对EUV光提供高反射率。在一些实施例中,反射多层堆叠110被配置为在峰值EUV照射波长处(例如,13.5nm的EUV照射处)实现约60%至约75%的反射率。具体地,当EUV光以6°的入射角被施加到反射多层堆叠110的表面时,处于13.5nm波长附近的光的最大反射率为约60%、约62%、约65%、约68%、约70%、约72%、或约75%。
在一些实施例中,反射多层堆叠110包括交替堆叠的高折射率材料的层和低折射率材料的层。一方面,具有高折射率的材料倾向于散射EUV光,另一方面,具有低折射率的材料倾向于透射EUV光。将这两种类型的材料配对在一起提供了谐振反射率。在一些实施例中,反射多层堆叠110包括交替堆叠的钼(Mo)层和硅(Si)层。在一些实施例中,反射多层堆叠110包括交替堆叠的Mo层和Si层,并且Si位于最顶层。在一些实施例中,钼层与衬底102的正面直接接触。在一些其他实施例中,硅层与衬底102的正面直接接触。可替代地,反射多层堆叠110包括交替堆叠的Mo层和铍(Be)层。
反射多层堆叠110中的各层的厚度取决于EUV波长和EUV光的入射角。反射多层堆叠110中的交替层的厚度被调节为使得最大化在各界面处反射的EUV光的相长干涉并且最小化EUV光的整体吸收。在一些实施例中,反射多层堆叠110包括30对至60对交替的Mo层和Si层。每个Mo/Si对的厚度的范围为约2nm至约7nm,总厚度的范围为约100nm至约300nm。在一些实施例中,反射多层堆叠110中的交替层的厚度是不同的。
在一些实施例中,反射多层堆叠110中的各层使用离子束沉积(IBD)或DC磁控溅射而沉积在衬底102上和下面的层上。所使用的沉积方法有助于确保反射多层堆叠110的厚度均匀性在衬底102上优于约0.85。例如,为了形成Mo/Si反射多层堆叠110,使用Mo靶作为溅射靶并使用氩(Ar)气(气压为1.3×10-2Pa至2.7×10-2Pa)作为溅射气体利用300V至1500V的离子加速电压以0.03nm/sec至0.30nm/sec的沉积速度来沉积Mo层,然后使用Si靶作为溅射靶并使用Ar气(气压为1.3×10-2Pa至2.7×10-2Pa)作为溅射气体利用300V至1500V的离子加速电压以0.03nm/sec至0.30nm/sec的沉积速度来沉积Si层。通过堆叠Si层和Mo层40至50个循环,每个循环包括以上步骤,来沉积出Mo/Si反射多层堆叠。
参照图2和图3B,根据一些实施例,方法200进行到操作204,在操作204中,在反射多层堆叠110上沉积第一帽盖层120。图3B是根据一些实施例的图3A的结构在在反射多层堆叠110上沉积了第一帽盖层120之后的截面图。
参照图3B,(图1和图3C中的帽盖特征125的)第一帽盖层120设置在反射多层堆叠110的最顶部表面上。如本文所述的,第一帽盖层120包括处于非晶态的材料。在一些实施例中,该材料具有低固态碳溶解度,其用于防止掩模的碳污染或降低掩模的碳污染量。
处于非晶态的材料包括处于固态且缺乏长程有序(这是晶体的特征)的材料。处于非晶态的材料有时被称为处于玻璃态或玻璃状状态。“玻璃状固体”或“非晶固体”被认为是总体概念,玻璃是具体情况,玻璃是稳定在其玻璃转变温度以下的非晶固体。聚合物通常是非晶的。其他类型的非晶固体包括凝胶、薄膜和纳米结构材料。处于非晶状态的材料具有由相互连接的结构块构成的内部结构。这些块可以类似于在相同材料的相应结晶相中发现的基本结构单元。纳米晶体材料是处于非晶态的材料的示例并且在本公开中特征在于小于5nm、小于4nm、小于3nm或小于2nm的晶粒尺寸。处于非晶态且可用作根据本公开的帽盖层的材料的材料包括上述用于帽盖层的材料。
在一些实施例中,第一帽盖层120包括与用作帽盖层的常规材料相比不易受碳污染影响的材料。上面已经描述了这样的材料。如上所述,这样的材料包括以下元素:在1000℃下在材料的该元素中具有低有效固态碳溶解度,例如,在1000℃下小于1.6原子%的有效固态碳溶解度。包括在1000℃下具有低原子百分比有效固态碳溶解度的元素的材料的其他示例包括但不限于:包括在1000℃下具有小于约1.3原子百分比的有效固态碳溶解度的元素的材料。在一些实施例中,帽盖层的材料包括的元素不具有小于约1.6原子百分比或小于约1.3原子百分比的有效固态碳溶解度,但仍能提供对材料表面上的碳增层或污染物的抵抗力。在根据图1的一些实施例中,第一帽盖层120的材料包括针对波长为13.5nm的EUV辐射具有在0至0.1、0至0.08、0至0.06、0至0.04、或0至0.02之间的EUV消光系数的元素。包括针对波长为13.5nm的EUV辐射具有上述范围内的EUV消光系数的元素的材料,不会使传输的EUV能量降低达以下量:该量需要入射EUV能量水平增加不期望的量。用于根据本实施例的帽盖特征的帽盖层的材料不应吸收以下量的EUV能量:该量大到需要增加的入射到EUV掩模上的EUV能量的量,或需要使曝光时间增加不期望的量。此外,用于根据本实施例的帽盖特征的帽盖层的材料针对以下材料呈现良好的粘附性:帽盖层所沉积于的材料、或沉积在帽盖层上的材料。根据本公开的实施例,上述元素的碳化物不适合用作第一帽盖层120的材料,因为来自碳化物的碳原子在其热处理期间可能扩散到下层中。在一些实施例中,多层帽盖特征125包括至少一个层120,该至少一个层120包括包含针对波长为13.5nm的EUV辐射具有小于0.97的折射率的元素的材料。在一些实施例中,多层帽盖特征125包括至少一个层120,该至少一个层120包括包含针对波长为13.5nm的EUV辐射具有大于0.87的折射率的元素的材料。包括针对波长为13.5nm的EUV辐射具有小于0.97或大于0.87的折射率的元素的材料的示例包括但不限于上述材料。在一些实施例中,第一帽盖层120的厚度的范围为约0.5nm至5nm。具有范围为约0.5nm至5nm的厚度的第一帽盖层120的厚度足以防止或降低碳污染,同时又不会太厚以致于使EUV传输降低不期望的量。根据本公开的实施例不限于包括具有0.5nm至约5nm的厚度的第一帽盖层120的EUV掩模。根据本公开的实施例还包括:包括具有小于0.5nm的厚度的第一帽盖层120的EUV掩模、以及包括具有大于约5nm的厚度的第一帽盖层120的EUV掩模。
在一些实施例中,使用诸如IBD、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、原子层沉积(ALD)、热ALD、PE-ALD、PECVD、电子束蒸发、热蒸发、离子束诱导沉积、溅射、电沉积、或无电沉积之类的沉积工艺,来形成第一帽盖层120。
参照图2和图3C,根据各种实施例,方法200进行到操作208,在操作208中,在第一帽盖层120上沉积吸收层140。图3C是根据一些实施例的图3B的结构在在第一帽盖层120上沉积了吸收层140之后的截面图。
参照图3C,吸收层140设置为与第一帽盖层120直接接触。吸收层140可用于吸收投射到EUV掩模100上的EUV波长的辐射。
吸收层140包括针对EUV波长具有高消光系数κ和低折射率n的吸收材料。在一些实施例中,吸收层140包括在13.5nm波长处具有高消光系数和低折射率的吸收材料。在其他实施例中,吸收层包括针对波长为13.5nm的EUV辐射具有低消光系数和高折射率的吸收材料。根据本公开的一些实施例,吸收层140的材料的折射率和消光系数与波长为约13.5nm的光相关。根据一些实施例,吸收层140的厚度小于约80nm。根据其他实施例,吸收层140的厚度小于约60nm。其他实施例使用小于约50nm的吸收层140。
在一些实施例中,吸收材料处于多晶态,其特征在于具有晶粒、晶界、以及不同的形成相。在其他实施例中,吸收材料处于非晶态,例如,其特征在于具有小于5纳米、小于3纳米、小于2纳米级别、或者无晶界的晶粒,以及单相。根据本公开的一些实施例,吸收材料包括选自氮(N)、氧(O)、硼(B)、碳(C)或它们的组合的间隙元素。如本文所使用的,间隙元素指位于根据本公开形成的吸收材料的包括主合金和合金元素的材料之间的间隙处的元素。
通过诸如PVD、CVD、ALD、RF磁控溅射、DC磁控溅射、或IBD之类的沉积技术,来形成吸收层140。沉积工艺可以在存在被描述为间隙元素的元素(例如,B或N)的情况下执行。在存在间隙元素的情况下执行沉积导致间隙元素被包括在吸收层140的材料中。
根据本公开的实施例,不同族的合金材料的多种组合可以用作吸收材料。不同族的不同合金中的每个均包括选自过渡金属的主合金元素和至少一种合金元素。根据一些实施例,主合金元素占用作吸收材料的合金的高达90原子百分比。在一些实施例中,主合金元素占用作吸收材料的合金的大于50原子百分比。在一些实施例中,主合金元素占用作吸收材料的合金的约50至90原子百分比。
根据一些实施例,主合金元素是选自以下项的过渡金属:钌(Ru)、铬(Cr)、钽(Ta)、铂(Pt)、金(Au)、铱(Ir)、钛(Ti)、铌(Nb)、铑(Rh)、钼(Mo)、钨(W)和钯(Pd)。根据一些实施例,至少一种合金元素是过渡金属、准金属或反应性非金属。作为过渡金属的至少一种合金元素的示例包括钌(Ru)、铬(Cr)、钽(Ta)、铂(Pt)、钯(Pd)、钨(W)、金(Au)、铱(Ir)、钛(Ti)、铌(Nb)、铑(Rh)、钼(Mo)、铪(Hf)、锆(Zr)和钒(V)。作为准金属的至少一种合金元素的示例包括硼(B)和硅(Si)。作为反应性非金属的至少一种合金元素的示例包括氮(N)或氧(O)。
不同的材料可用于蚀刻本公开的不同的吸收材料,不同的材料可用作具有不同的吸收材料的硬掩模层。例如,在一些实施例中,吸收层140利用含氯气体或利用含氟气体来干法蚀刻,含氯气体例如是Cl2或BCl3,含氟气体例如是NF3。Ar可以用作载气。在一些实施例中,还可以包括氧气(O2)作为载气。例如,氯基蚀刻剂、氯基加氧蚀刻剂、或者氯基和氟基(例如,四氟化碳和四氯化碳)混合的蚀刻剂将蚀刻包括主合金元素和至少一种合金元素的合金,该主合金元素包括钌(Ru)、铬(Cr)、钽(Ta)、铂(Pt)、或金(Au),该至少一种合金元素选自钌(Ru)、铬(Cr)、钽(Ta)、铂(Pt)、钯(Pd)、钨(W)、金(Au)、铱(Ir)、铌(Nb)、铑(Rh)、钼(Mo)、铪(Hf)、或钒(V)。在一些实施例中,氟基蚀刻剂适于蚀刻以下合金:该合金包括的主合金元素包括铱(Ir)、钛(Ti)、铌(Ni)、或铑(Rh),该合金包括的至少一种合金元素选自硼(B)、氮(N)、氧(O)、硅(Si)、钽(Ta)、锆(Zr)、铌(Ni)、钼(Mo)、铑(Rh)、钛(Ti)、或钌(Ru)。在一些实施例中,氟基蚀刻剂或者氟基加氧蚀刻剂适于蚀刻以下合金:该合金包括的主合金元素包括钼(Mo)、钨(W)、或钯(Pd),该合金包括的至少一种合金元素选自钌(Ru)、钯(Pd)、钨(W)、铱(Ir)、钛(Ti)、铌(Nb)、铑(Rh)、钼(Mo)、硅(Si)、或锆(Zr)。
根据一些实施例,SiN、TaBO、TaO、SiO、SiON和SiOB是可用作针对吸收层140的使用以下合金的硬掩模层160的材料的示例:该合金包括的主合金元素包括钌(Ru)、铬(Cr)、钽(Ta)、铂(Pt)、或金(Au),该合金包括的至少一种合金元素选自钌(Ru)、铬(Cr)、钽(Ta)、铂(Pt)、钯(Pd)、钨(W)、金(Au)、铱(Ir)、铌(Nb)、铑(Rh)、钼(Mo)、铪(Hf)、或钒(V)。CrO和CrON是可用于针对吸收层140的使用以下合金的硬掩模层160的材料的示例:该合金包括的主合金元素包括铱(Ir)、钛(Ti)、铌(Ni)、或铑(Rh),该合金包括的至少一种合金元素选自硼(B)、氮(N)、氧(O)、硅(Si)、钽(Ta)、锆(Zr)、铌(Ni)、钼(Mo)、铑(Rh)、钛(Ti)、或钌(Ru)。SiN、TaBO、TaO、CrO和CrON是可用于针对吸收层140的使用以下合金的硬掩模层160的材料的示例:该合金包括的主合金元素包括钼(Mo)、钨(W)、或钯(Pd),该合金包括的至少一种合金元素选自钌(Ru)、钯(Pd)、钨(W)、铱(Ir)、钛(Ti)、铌(Nb)、铑(Rh)、钼(Mo)、硅(Si)、或锆(Zr)。在其他实施例中,在帽盖特征125与吸收材料的层140之间可以存在成分上与硬掩模层相似的缓冲层(未示出)。在一些实施例中,硬掩模层160的材料与缓冲层的材料相同或不同。根据本发明的实施例不限于用于硬掩模层160或缓冲层的上述类型的材料。
在一些实施例中,吸收层140被沉积为非晶层。通过保持非晶相,吸收层140的整体粗糙度被改善。吸收层140的厚度被控制为使得针对13.5nm的EUV光提供95%至99.5%之间的吸收率。在一些实施例中,吸收层140的厚度的范围可以为约30nm至约70nm。根据本公开的实施例包括具有小于30nm的厚度和大于70nm的厚度的吸收层。如果吸收层140的厚度太小,则吸收层140不能吸收充足量的EUV光以在反射区域与非反射区域之间产生对比度。另一方面,如果吸收体层140的厚度太大,则在吸收体层140中形成的图案的精度通常会较低。
参照图2和图3D,根据一些实施例,方法200进行到操作210,在操作210中,在吸收层140上沉积包括硬掩模层160和光致抗蚀剂层170的抗蚀剂堆叠。图3D是根据一些实施例的图3C的结构在在吸收层140上顺序沉积了硬掩模层160和光致抗蚀剂层170之后的截面图。
参照图3D,硬掩模层160设置在吸收层140上。在一些实施例中,硬掩模层160与吸收层140直接接触。在一些实施例中,硬掩模层160包括电介质氧化物或电介质氮化物,电介质氧化物例如是二氧化硅,电介质氮化物例如是氮化硅。在一些实施例中,使用诸如CVD、PECVD或PVD之类的沉积工艺来形成硬掩模层160。在一些实施例中,硬掩模层160的厚度的范围为约2nm至10nm。根据本公开的实施例不限于厚度的范围为约2nm至10nm的硬掩模层160。
光致抗蚀剂层170设置在硬掩模层160上。光致抗蚀剂层170包括可操作为通过辐射被图案化的光敏材料。在一些实施例中,光致抗蚀剂层170包括正性光致抗蚀剂材料、负性光致抗蚀剂材料、或杂化光致抗蚀剂材料。在一些实施例中,光致抗蚀剂层170被施加于硬掩模层160的表面,例如,通过旋涂被施加于硬掩模层160的表面。
参照图2和图3E,根据一些实施例,方法200进行到操作212,在操作212中,对光致抗蚀剂层170进行光刻图案化以形成图案化光致抗蚀剂层170P。图3E是根据一些实施例的图3D的结构在对光致抗蚀剂层170进行了光刻图案化以形成了图案化光致抗蚀剂层170P之后的截面图。
参照图3E,首先通过使光致抗蚀剂层170经受图案化照射,来对光致抗蚀剂层170进行图案化。接下来,根据在光致抗蚀剂层170中使用的是正性抗试剂还是负性抗蚀剂,来利用抗蚀剂显影剂去除光致抗蚀剂层170的曝光部分或未曝光部分,从而形成具有开口172的图案的图案化光光致抗蚀剂层170P。开口172暴露出硬掩模层160的一些部分。开口172位于图案区100A中,并且与开口152的图案出现在EUV掩模100(图1)中的位置对应。
参照图2和图3F,根据一些实施例,方法200进行到操作214,在操作214中,使用图案化光致抗蚀剂层170P作为蚀刻掩模来蚀刻硬掩模层160以形成图案化硬掩模层160P。图3F是根据一些实施例的图3E的结构在蚀刻硬掩模层160以形成了图案化硬掩模层160P之后的截面图。
参照图3F,硬掩模层160的由开口172暴露的部分被蚀刻为形成延伸穿过硬掩模层160的开口162。开口162暴露出下面的吸收层140的一些部分。在一些实施例中,利用使用含氟气体或含氯气体(例如,CF4、SF6或Cl2)的各向异性蚀刻,来蚀刻硬掩模层160。在一些实施例中,各向异性蚀刻是干法蚀刻(例如,反应离子蚀刻(RIE))、湿法蚀刻或它们的组合。该蚀刻去除提供硬掩模层160的材料、可选择地去除提供吸收层140的材料。硬掩模层160的剩余部分构成图案化硬掩模层160P。如果在蚀刻硬掩模层160期间图案化光致抗蚀剂层170P未被完全消耗,则在蚀刻硬掩模层160之后,从图案化硬掩模层160P的表面去除图案化光致抗蚀剂层170P,例如,使用湿法剥离或等离子灰化然后湿法清洁来去除。
参照图2和图3G,根据一些实施例,方法200进行到操作216,在操作216中,使用图案化硬掩模层160P作为蚀刻掩模来蚀刻吸收层140以形成图案化吸收层140P。图3G是根据一些实施例的图3F的结构在蚀刻吸收层140以形成了图案化吸收层140P之后的截面图。
参照图3G,吸收层140的由开口162暴露的部分被蚀刻为形成延伸穿过吸收层140的开口142。开口142暴露出第一帽盖层120的一些部分。在一些实施例中,使用各向异性蚀刻工艺来蚀刻吸收层140。在一些实施例中,各向异性蚀刻是干法蚀刻(例如,RIE)、湿法蚀刻或它们的组合,该各向异性蚀刻去除提供吸收层140的材料、可选择地去除提供下面的第一帽盖层120的材料。例如,在一些实施例中,利用含氯气体或利用含氟气体来干法蚀刻吸收层140,含氯气体例如是Cl2或BCl3,含氟气体例如是CF4、SF3或NF3。Ar可以用作载气。在一些实施例中,还可以包括氧气(O2)作为载气。蚀刻速率和蚀刻选择性取决于蚀刻剂气体、蚀刻剂流速、功率、压力和衬底温度。在蚀刻之后,吸收层140的剩余部分构成图案化吸收层140P。根据本公开的实施例,当吸收层140包括多层吸收材料时,当各层吸收材料具有不同的蚀刻特性时,可以使用不同的蚀刻剂来单独地蚀刻各层吸收材料。当各层吸收材料不具有不同的蚀刻特性时,各层吸收材料可以被同时蚀刻。
在一些实施例中,对吸收层140的蚀刻还去除第一帽盖层120的一部分。在其他实施例中,对吸收层140的蚀刻不去除第一帽盖层120的任何部分。开口142暴露出第一帽盖层120的位于形成在吸收层140中的沟槽的底部的部分。在蚀刻吸收层140之后,从图案化吸收层140P的表面去除图案化硬掩模层160P,例如,使用氧等离子体或湿法蚀刻来去除。
图案化吸收层140P中的开口142限定出EUV掩模100中的开口152的图案。根据本公开的实施例,图案化第一帽盖层120的通过图案化吸收层140暴露的部分呈现出降低的对碳沉积或碳污染的敏感性。此外,由于第一帽盖层120的材料的非晶结构,第一帽盖层120抵抗由于蚀刻剂、清洁剂、或在制造EUV掩模100期间执行的使用这类蚀刻剂或清洁剂的工艺而造成的弱化。对由于蚀刻剂、清洁剂、或使用这类蚀刻剂或清洁剂的工艺而造成的弱化的这种抵抗力不仅增加了掩模的寿命,而且还增加了第一帽盖层120抵抗氧化剂渗透的能力,氧化剂可能与下面的反射多层堆叠反应而形成不想要的氧化物。
参照图2和图3H,根据一些实施例,方法200进行到操作220,在操作220中,在图案化吸收层140P和第一帽盖层120上形成包括开口182的图案的图案化光致抗蚀剂层180P。图3H根据一些实施例的图3G的结构在在图案化吸收层140P和第一帽盖层120上形成了包括开口182的图案化光致抗蚀剂层180P之后的截面图。
参照图3H,开口182暴露出图案化吸收层140P的位于图案化吸收层140P的外围的部分。开口182对应于EUV掩模100的外围区100B中待形成的沟槽154。为了形成图案化光致抗蚀剂层180P,在第一帽盖层120和图案化吸收层140P上施加光致抗蚀剂层(未示出)。光致抗蚀剂层填充分别位于图案化吸收层140P中的开口。在一些实施例中,光致抗蚀剂层包括正性光致抗蚀剂材料、负性光致抗蚀剂材料、或杂化光致抗蚀剂材料。在一些实施例中,光致抗蚀剂层包括与以上在图3D中描述的光致抗蚀剂层170相同的材料。在一些实施例中,光致抗蚀剂层包括与光致抗蚀剂层170不同的材料。在一些实施例中,光致抗蚀剂层例如通过旋涂来形成。随后通过将光致抗蚀剂层暴露于辐射图案,并根据使用的是正性抗蚀剂还是负性抗蚀剂来使用抗蚀剂显影剂去除光致抗蚀剂层的曝光部分或未曝光部分,来对光致抗蚀剂层进行图案化。光致抗蚀剂层的剩余部分构成图案化光致抗蚀剂层180P。
参照图2和图3I,根据一些实施例,方法200进行到操作222,在操作222中,使用图案化光致抗蚀剂层180P作为蚀刻掩模来蚀刻图案化吸收层140P、第一帽盖层120和反射多层堆叠110,以在衬底102的外围区100B中形成沟槽154。图3I是根据一些实施例的图3K的结构在蚀刻图案化吸收层140P、第一帽盖层120和反射多层堆叠110以在衬底102的外围区100B中形成了沟槽154之后的截面图。
参照图3I,沟槽154延伸穿过图案化吸收层140P、第一帽盖层120和反射多层堆叠110,以暴露出衬底102的表面。沟槽154围绕EUV掩模100的图案区100A,使图案区100A与外围区100B分离。
在一些实施例中,使用单个各向异性蚀刻工艺来蚀刻图案化吸收层140P、第一帽盖层120和反射多层堆叠110。各向异性蚀刻可以是干法蚀刻(例如,RIE)、湿法蚀刻或它们的组合,该各向异性蚀刻去除图案化吸收层140P、第一帽盖层120和反射多层堆叠110的相应的材料,可选择地去除提供衬底102的材料。在一些实施例中,使用多个不同的各向异性蚀刻工艺来蚀刻图案化吸收层140P、第一帽盖层120和反射多层堆叠110。各个各向异性蚀刻可以是干法蚀刻(例如,RIE)、湿法蚀刻或它们的组合。
参照图2和图3J,根据一些实施例,方法200进行到操作224,在操作224中,去除图案化光致抗蚀剂层180P。图3J是根据一些实施例的图3I的结构在去除了图案化光致抗蚀剂层180P之后的截面图。
参照图3J,例如,通过湿法剥离或等离子灰化来从衬底102的图案区100A和外围区100B去除图案化光致抗蚀剂层180P。从图案化吸收层140P中的开口142去除图案化光致抗蚀剂层180P重新暴露出了第一帽盖层120的位于图案区100A中的表面。
由此形成了EUV掩模100。EUV掩模100包括衬底102、位于衬底102的正面上的反射多层堆叠110、位于反射多层堆叠110上的第一帽盖层120P、以及位于第一帽盖层120上的图案化吸收层140P。EUV掩模100还包括位于衬底102的与正面相反的背面上的导电层104。根据本公开的实施例,第一帽盖层120通过降低或防止碳在第一帽盖层120的暴露表面上的沉积、形成或吸收,来保护EUV掩模免受碳污染。因此,降低或防止了由于EUV掩模上的碳形成或碳污染而导致的不利影响(例如,需要增加EUV能量或对CDU的负面影响),EUV掩模100上的图案可以精确地投影到硅晶片上。由于第一帽盖层120的材料的非晶结构,第一帽盖层120抵抗由于蚀刻剂、清洁剂、或在制造EUV掩模100期间执行的使用这类蚀刻剂或清洁剂的工艺而造成的弱化。对由于蚀刻剂、清洁剂、或使用这类蚀刻剂或清洁剂的工艺而造成的弱化的这种抵抗力增加了第一帽盖层120抵抗氧化剂渗透的能力,氧化剂可能与下面的反射多层堆叠反应而形成不想要的氧化物。
在去除图案化光致抗蚀剂层180P之后,清洁EUV掩模100以去除由此导致的任何污染物。在一些实施例中,通过将EUV掩模100浸入氢氧化铵(NH4OH)溶液中来清洁EUV掩模100。在一些实施例中,通过将EUV掩模100浸入稀释的氢氟酸(HF)溶液中来清洁EUV掩模100。
随后利用例如波长为193nm的UV光照射EUV掩模100,以检查图案化区100A中的任何缺陷。可以从漫反射光检测异物。如果检测到缺陷,则使用合适的清洁工艺进一步清洁EUV掩模100。
图4是根据本公开的第二实施例的EUV掩模400的截面图。EUV掩模400在一些方面与以上针对图1至图3描述的EUV掩模100类似。EUV掩模400与EUV掩模100的不同之处在于EUV掩模400包括多层帽盖特征,该多层帽盖特征包括两个或更多个帽盖层,如下文更详细描述的。EUV掩模400与EUV掩模100之间共同的结构和特征由相同的附图标记标识,并且以上描述适用于这些特征。参照图4,EUV掩模400包括衬底102、位于衬底102的正面上的反射多层堆叠110、位于反射多层堆叠110上的图案化第一帽盖层120P’、图案化第二帽盖层130P’、以及位于图案化第二帽盖层130P’上的图案化吸收层140P。EUV掩模400的图案化第一帽盖层120P’的成分与图案化第二帽盖层130P’的成分不同。根据与图4相关的本公开的实施例。上文关于第一帽盖层12的成分和材料的描述适用于图案化第一帽盖层120P’和图案化第二帽盖层130P’。换言之,第一帽盖层120P’和第二帽盖层130P’的材料可以选用于图1至图3的实施例的第一帽盖层120的自上述材料。EUV掩模400还包括位于衬底102的与正面相反的背面上的导电层104。虽然图4的实施例是参照包括两个帽盖层的多层帽盖特征125来示出和描述的,但是本公开的实施例还包括包含以下多层帽盖特征的EUV掩模:该多层帽盖特征包括多于两个帽盖层。
图5是根据一些实施例的用于制造EUV掩模(例如,EUV掩模400)的方法500的流程图。图6A至图6L是根据一些实施例的处于制造过程的各个阶段的EUV掩模400的截面图。下面参照EUV掩模400详细讨论方法500。在一些实施例中,在方法500之前、期间和/或之后执行附加的操作,或者替换和/或消除所描述操作中的一些操作。在一些实施例中,以下描述的特征中的一些特征被替换或消除。本领域普通技术人员将理解,尽管利用以特定顺序执行的操作来讨论了一些实施例,但是这些操作可以以另外的逻辑顺序来执行。
参照图5和图6A,根据一些实施例,方法500包括操作502,在操作502中,在衬底102上形成反射多层堆叠110。图6A是根据一些实施例的在衬底102上形成了反射多层堆叠110之后的EUV掩模100的初始结构的截面图。反射多层堆叠110的材料和形成工艺与以上在图3A中描述的材料和形成工艺类似,因此这里不再详细描述。
参照图5和图6B,根据一些实施例,方法500进行到操作504,在操作504中,在反射多层堆叠110上沉积第一帽盖层120’。图6B是根据一些实施例的图6A的结构在在反射多层堆叠110上沉积了第一帽盖层120’之后的截面图。第一帽盖层120’的材料和形成工艺与以上针对图3B中的第一帽盖层120的材料和形成工艺描述的材料和形成工艺类似,因此这里不再详细描述。
参照图5和图6C,根据一些实施例,方法500进行到操作506,在操作506中,在第一帽盖层120’上沉积第二帽盖层130’。图6C是根据一些实施例的图6B的结构在在帽盖层120’上沉积了第二帽盖层130’之后的截面图。在图6C的实施例中,第一帽盖层120’和第二帽盖层130’组成多层帽盖特征125。
参照图6C,第二帽盖层130’设置在第一帽盖层120’上。在一些实施例中,第二帽盖层130具有与随后形成在其上的吸收层不同的蚀刻特征,因此可以用作用于防止在图案化吸收层期间对帽盖层120’造成损坏的蚀刻停止层。此外,第二帽盖层130’还可以后续用作用于对吸收层中的缺陷进行聚焦离子束修复的牺牲层。在一些实施例中,第二帽盖层130’选自上述材料(可用作图1至图3的实施例中的第一帽盖层120的材料)中的一种。例如,第二帽盖层130’包括包含以下元素的材料:该元素相对于EUV波长具有范围在0至0.1之间的消光系数κ、以及0.87至0.97之间的折射率n。利用具有在这些范围内的消光系数κ和折射率n的材料,使得第二帽盖层130’的材料能够透射期望水平的入射EUV光并且不会以不期望的方式影响入射EUV光的相位。
在一些实施例中,通过热ALD、PE-ALD、CVD、PECVD、PVD电子束蒸发、热蒸发、离子束诱导沉积、溅射、电沉积、或无电沉积来沉积第二帽盖层130’。在一些实施例中,第二帽盖层的厚度的范围为约0.5nm至5nm。具有范围为约0.5nm到5nm的厚度的第二帽盖层130’的厚度足以在掩模形成工艺或使用掩模的半导体工艺期间保护下面的第一帽盖层120’和/或多层堆叠110免受氧化或化学蚀刻剂的影响。当第二帽盖层130’的厚度为0.5nm至5nm时,它不会太厚以致于使EUV传输降低不期望的量。根据本公开的实施例不限于包括具有0.5nm至约5nm的厚度的第二帽盖层130’的EUV掩模。根据本公开的实施例还包括:包括具有小于0.5nm的厚度的第二帽盖层130’的EUV掩模、以及包括具有大于约5nm的厚度的第二帽盖层130’的EUV掩模。
在一些实施例中,第二帽盖层130’的材料包括的元素具有与第一帽盖层120’的材料中的元素不同的固态碳溶解度。例如,在一些实施例中,第二帽盖层130’的材料的元素的固态碳溶解度大于或小于第一帽盖层120’的材料的固态碳溶解度。根据图4的一些实施例,第二帽盖层130’的材料包括的元素的EUV消光系数小于另一层(例如,多层帽盖特征125’的第一帽盖层120’)的材料中的元素的EUV消光系数。在图4的其他实施例中,第二帽盖层130’的材料的元素针对波长为13.5nm的EUV辐射的EUV消光系数大于多层帽盖特征125’的第一帽盖层120’的材料的元素针对波长为13.5nm的EUV辐射的EUV消光系数。此外,用于根据本实施例的多层帽盖特征的第二帽盖层130’的材料针对第一帽盖层120’以及沉积在第二帽盖层130上的材料呈现良好的粘附性。
第二帽盖层130’的形成工艺与以上针对图3C中的第一帽盖层120的形成描述的形成工艺类似,因此这里不再详细描述。
参照图5和图6D,根据各种实施例,方法500进行到操作508,在操作508中,在第二帽盖层130’上沉积吸收层140。图6D是根据一些实施例的图6C的结构在在第二帽盖层130’上沉积了吸收层140之后的截面图。吸收层140的材料和形成工艺与以上在图3C中描述的材料和形成工艺类似,因此这里不再详细描述。
参照图5和图6E,根据一些实施例,方法500进行到操作509,在操作509中,在吸收层140上沉积包括硬掩模层160和光致抗蚀剂层170的抗蚀剂堆叠。图6E是根据一些实施例的图6D的结构在在吸收层140上顺序沉积了硬掩模层160和光致抗蚀剂层170之后的截面图。硬掩模层160和光致抗蚀剂层170的相应的材料和形成工艺与在图3D中描述的材料和形成工艺类似,因此这里不再详细描述。
参照图5和图6F,根据一些实施例,方法500进行到操作510,在操作510中,对光致抗蚀剂层170进行光刻图案化以形成图案化光致抗蚀剂层170P。图6F是根据一些实施例的图6E的结构在对光致抗蚀剂层170进行了光刻图案化以形成了图案化光致抗蚀剂层170P之后的截面图。光致抗蚀剂层170的蚀刻工艺与在图3E中描述的蚀刻工艺类似,因此这里不再详细描述。
参照图5和图6G,根据一些实施例,方法500进行到操作512,在操作512中,使用图案化光致抗蚀剂层170P作为蚀刻掩模来蚀刻硬掩模层160以形成图案化硬掩模层160P。图6G是根据一些实施例的图6F的结构在蚀刻硬掩模层160以形成了图案化硬掩模层160P之后的截面图。硬掩模层160的蚀刻工艺与在图3F中描述的蚀刻工艺类似,因此这里不再详细描述。
参照图5和图6H,根据一些实施例,方法500进行到操作514,在操作514中,使用图案化硬掩模层160P作为蚀刻掩模来蚀刻吸收层140以形成图案化吸收层140P。图6H是根据一些实施例的图6G的结构在蚀刻吸收层140以形成了图案化吸收层140P之后的截面图。吸收层140的蚀刻工艺与在图3G中描述的蚀刻工艺类似,因此这里不再详细描述。图案化吸收层140P包括多个开口142,这些开口142暴露出下面的第二帽盖层130’。在蚀刻吸收层140之后,从图案化吸收层140P的表面去除图案化硬掩模层160P,例如,使用氧等离子体或湿法蚀刻来去除。所得的结构在图6I中示出。
在根据图4至图6的一些实施例中,蚀刻吸收层140以形成图案化吸收层140P的步骤和/或去除光致抗蚀剂层170和/或图案化硬掩模层160P的步骤可以去除第二帽盖层130’的上表面的一些部分。这样的实施例在图4中通过附图标记131示出,在该附图标记131处,通过蚀刻吸收层140的步骤或去除光致抗蚀剂层170和/或图案化硬掩模层160P的步骤,去除了图案化第二帽盖层130P’的一部分。根据去除了图案化第二帽盖层130P’的上表面的一部分的实施例,剩余了图案化第二帽盖层130P’的一定量的上表面,例如,至少剩余了几纳米的图案化第二帽盖层130P’。该几纳米的示例包括1nm至2nm。在根据图4至图6的其他实施例中,蚀刻吸收层140以形成图案化吸收层140P的步骤和/或去除光致抗蚀剂层170和/或图案化硬掩模层160P的步骤不去除第二帽盖层130’的部分。这样的实施例在图4中由附图标记133示出。图6I示出了一个实施例,其中,第二帽盖层130’没有被吸收层、光致抗蚀剂或硬掩模去除步骤去除的部分。
参照图5和图6J,根据一些实施例,方法500进行到操作516,在操作516中,在图案化吸收层140P和第二帽盖层130’上形成包括开口182的图案的图案化光致抗蚀剂层180P。图6J是根据一些实施例的图6I的结构在在图案化吸收层140P和第二帽盖层130’上形成了包括开口182的图案化光致抗蚀剂层180P之后的截面图。图案化光致抗蚀剂层180P的材料和制造工艺与在图3H中描述的材料和制造工艺类似,因此这里不再详细描述。
参照图5和图6K,根据一些实施例,方法500进行到操作518,在操作518中,使用图案化光致抗蚀剂层180P作为蚀刻掩模来蚀刻图案化吸收层140P、第二帽盖层130’、第一帽盖层120’和反射多层堆叠110,以在衬底102的外围区100B中形成沟槽154。图6K是根据一些实施例的图6J的结构在蚀刻图案化吸收层140P、第二帽盖层130’、第一帽盖层120’和反射多层堆叠110以在衬底102的外围区100B中形成了沟槽154之后的截面图。
参照图6K,沟槽154延伸穿过图案化吸收层140P、第二帽盖层130’、第一帽盖层120’和反射多层堆叠110,以暴露出衬底102的表面。沟槽154围绕EUV掩模400的图案区100A,使图案区100A与外围区100B分离。
在一些实施例中,使用单个各向异性蚀刻工艺来蚀刻图案化吸收层140P、第二帽盖层130’、第一帽盖层120’和反射多层堆叠110。各向异性蚀刻可以是干法蚀刻(例如,RIE)、湿法蚀刻或它们的组合,该各向异性蚀刻去除图案化吸收层140P、第二帽盖层130’、第一帽盖层120’和反射多层堆叠110的相应的材料,可选择地去除提供衬底102的材料。在一些实施例中,使用多个不同的各向异性蚀刻工艺来蚀刻图案化吸收层140P、第二帽盖层130’、第一帽盖层120’和反射多层堆叠110。各个各向异性蚀刻可以是干法蚀刻(例如,RIE)、湿法蚀刻或它们的组合。
参照图5和图6L,根据一些实施例,方法500进行到操作520,在操作520中,去除图案化光致抗蚀剂层180P。图6L是根据一些实施例的图6K的结构在去除了图案化光致抗蚀剂层180P之后的截面图。
参照图6L,例如,通过湿法剥离或等离子灰化来从衬底102的图案区100A和外围区100B去除图案化光致抗蚀剂层180P。从图案化吸收层140P中的开口142去除图案化光致抗蚀剂层180P重新暴露出了第二帽盖层130’的位于图案区100A中的表面。图案化吸收层140P中的开口142限定出EUV掩模400中的与待形成在半导体晶片上的电路图案对应的开口的图案。
由此形成了EUV掩模400。EUV掩模400包括衬底102、位于衬底102的正面上的反射多层堆叠110、位于反射多层堆叠110上的图案化第一帽盖层120P’、位于图案化第一帽盖层120P’上的图案化第二帽盖层130P’、以及位于图案化第二帽盖层130P’上的图案化吸收层140P。EUV掩模400还包括位于衬底102的与正面相反的背面上的导电层104。根据图4至图6的实施例,第二帽盖层130’通过降低或防止碳在第二帽盖层130’的暴露表面上的沉积、形成或吸收而抗碳污染,从而保护下面的第一帽盖层120P’和反射多层堆叠110免受碳污染。因此,降低或防止了由于EUV掩模上的碳形成或碳污染而导致的不利影响(例如,需要增加EUV能量或对CDU的负面影响),EUV掩模100上的图案可以精确地投影到硅晶片上。由于第一帽盖层120’和/或第二帽盖层130’的材料的非晶结构,第一帽盖层120’和/或第二帽盖层130’抵抗由于蚀刻剂、清洁剂、或在制造EUV掩模400期间执行的使用这类蚀刻剂或清洁剂的工艺而造成的弱化。对由于蚀刻剂、清洁剂、或使用这类蚀刻剂或清洁剂的工艺而造成的弱化的这种抵抗力增加了第一帽盖层120′’和第二帽盖层130’抵抗氧化剂渗透的能力,氧化剂可能与下面的反射多层堆叠反应而形成不想要的氧化物。
在去除图案化光致抗蚀剂层180P之后,清洁EUV掩模400以去除由此导致的任何污染物。在一些实施例中,通过将EUV掩模400浸入氢氧化铵(NH4OH)溶液中来清洁EUV掩模400。在一些实施例中,通过将EUV掩模400浸入稀释的氢氟酸(HF)溶液中来清洁EUV掩模400。
随后利用例如波长为193nm的UV光照射EUV掩模400,以检查图案化区100A中的任何缺陷。可以从漫反射光检测异物。如果检测到缺陷,则使用合适的清洁工艺进一步清洁EUV掩模400。
图7示出了根据本公开的实施例的使用EUV掩模的方法1200。方法1200包括将EUV掩模暴露于入射辐射(例如,EUV辐射)的步骤1202。在步骤1202中使用的EUV掩模的示例包括上述EUV掩模100或EUV掩模400。在步骤1204,使入射辐射的一部分在EUV掩模的图案化吸收层中吸收。在步骤1206,使入射辐射的一部分透射穿过具有非晶结构的帽盖层。具有非晶结构的帽盖层的示例参照图1至图3描述的第一帽盖层120。在涉及根据本公开的实施例的采用多层帽盖特征的方法的可选步骤1208,使入射辐射的一部分透射穿过具有第二固态碳溶解度或第二EUV消光特性的第二帽盖层,第二固态碳溶解度或第二EUV消光特性与第一帽盖层的第一碳溶解度或第一EUV消光特性不同。具有第二固态碳溶解度或第二EUV消光特性的帽盖层的示例包括上述第一帽盖层120’或第二帽盖层130’。在步骤1209,使入射辐射的一部分从反射多层堆叠反射。在步骤1210中,将入射辐射的由反射多层堆叠反射的部分引导至待被图案化的材料。在省略了可选步骤1208的实施例中,反射的入射辐射将反向透射穿过具有非晶结构的第一帽盖层。在包括可选步骤1208的实施例中,反射的入射辐射沿将其路径反向透射穿过第一帽盖层和第二帽盖层到达待被图案化的材料。在待被图案化的材料已经暴露于从EUV掩模反射的辐射之后,在步骤1212,去除材料的暴露于或未暴露于从EUV掩模反射的辐射的部分。
图8示出了根据本公开的实施例的使用EUV掩模的方法800。方法800包括将EUV掩模暴露于入射辐射(例如,EUV辐射)的步骤802。在步骤802中使用的EUV掩模的示例包括上述EUV掩模400。在步骤804,使入射辐射的一部分在EUV掩模的图案化吸收层中吸收。在步骤806,使入射辐射的一定量的第一部分在第一帽盖层中吸收,第一帽盖层包括具有第一固态碳溶解度和第一EUV消光系数的元素。具有第一碳溶解度和第一EUV消光特性的帽盖层的示例包括上述第二帽盖层130’。在步骤808,使入射辐射的一定量的第二部分由第二帽盖层吸收,第二帽盖层包括具有第二固态碳溶解度和/或第二EUV消光系数的元素,第二固态碳溶解度和/或第二EUV消光系数与第一固态碳溶解度和/或第一EUV消光系数不同。在一些实施例中,入射辐射的由第一帽盖层吸收的第一部分的量与入射辐射的由第二帽盖层吸收的量不同。第二帽盖层的示例包括上述第一帽盖层120’。在步骤809,使入射辐射的一部分从反射多层堆叠反射。在步骤810中,将入射辐射的由反射多层堆叠反射的部分引导至待被图案化的材料。反射的入射辐射沿将其路径反向透射穿过第一帽盖层和第二帽盖层到达待被图案化的材料。在待被图案化的材料已经暴露于从EUV掩模反射的辐射之后,在步骤812,去除材料的暴露于或未暴露于从EUV掩模反射的辐射的部分。
图9示出了根据本公开的实施例的包含含Rh的合金(例如,RuRh)的帽盖特征上的碳污染的厚度的分析结果。如图9中所示,碳污染的厚度为约6.5nm。相比之下,观察到未根据本公开形成并且暴露于与图9的帽盖特征相同的光刻条件的帽盖特征上的碳污染的厚度更大,例如,为约11.7nm。通过根据本公开的帽盖层实现了使碳污染的厚度降低约40%。
本描述的一个方面涉及一种EUV掩模。该EUV掩模包括衬底、位于衬底上的反射多层堆叠、以及位于反射多层堆叠上的帽盖特征。帽盖特征包括第一帽盖层,第一帽盖层包括具有非晶结构的材料。在一些实施例中,非晶结构包括具有小于2nm的晶粒尺寸的纳米晶体结构。EUV掩模还包括位于多层帽盖特征上的图案化吸收层。在一些实施例中,第一帽盖层包括包含以下元素的材料:该元素在包含该元素和碳的系统的共晶点处,具有小于3原子%的固态碳溶解度。这种EUV掩模呈现出降低的碳增层或污染倾向,碳增层或污染会对掩模产生满足临界尺寸标准的图案的能力产生负面影响。此外,这种EUV帽盖特征呈现出对由于在制造EUV掩模期间帽盖层暴露于的蚀刻剂或清洁剂而造成的弱化的抵抗力。
本描述的另一方面涉及使用EUV掩模的方法。该方法包括将EUV掩模暴露于入射辐射。EUV掩模包括衬底、位于衬底上的反射多层堆叠、以及位于反射多层堆叠上的多层帽盖特征。多层帽盖特征包括第一帽盖层和第二帽盖层,第一帽盖层包括含Rh、Ir、Pt、Au或Zr的第一合金,第二帽盖层包括含Rh、Ir、Pt、Au或Zr的第二合金,第二合金与第一合金不同。EUV掩模包括位于多层帽盖特征上的图案化吸收层。该方法包括使入射辐射的一部分在图案化吸收层中吸收。使入射辐射的一部分透射穿过第一帽盖层和第二帽盖层。使入射辐射的一部分从反射多层堆叠反射并引导至待被图案化的材料。在一些实施例中,第一合金和第二合金选自RuZr、IrZr、RhZr、HfZr和NbZr,其中,第一合金和第二合金的Zr含量为至少5原子%。
本描述的另一方面涉及另一使用EUV掩模的方法。该方法包括将EUV掩模暴露于入射辐射。EUV掩模包括衬底、位于衬底上的反射多层堆叠、帽盖特征、以及位于帽盖特征上的图案化吸收层。帽盖特征包括包含以下元素的材料:该元素在该元素和碳的系统的共晶点处,具有小于3原子百分比的固态碳溶解度。该方法还包括使入射辐射的一部分在图案化吸收层中吸收。在该方法中,使入射辐射的一部分在帽盖层中吸收。该方法继续进行到使入射辐射的一部分从反射多堆叠层反射并引导至待被图案化的材料。
上文概述了若干实施例的特征,以使本领域技术人员可以更好地理解本公开的各方面。本领域的技术人员应该领会的是,他们可以容易地使用本公开作为基础,用于设计或者修改其他工艺和结构,以实现与本文引入的实施例相同的目的和/或达到与本文引入的实施例相同的优点。本领域技术人员还应当认识到,这些等同构造并不脱离本公开的精神和范围,并且他们可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下进行各种改变、替代和变更。
示例1是一种极紫外(EUV)掩模,包括:衬底;位于所述衬底上的反射多层堆叠;位于所述反射多层堆叠上的帽盖特征,所述帽盖特征包括第一帽盖层,所述第一帽盖层包括具有非晶结构的材料;以及位于所述帽盖特征上的图案化吸收层。
示例2是根据示例1所述的EUV掩模,其中,所述非晶结构包括具有小于5纳米的晶粒尺寸的纳米晶体结构。
示例3是根据示例1所述的EUV掩模,其中,所述非晶结构包括具有小于2纳米的晶粒尺寸的纳米晶体结构。
示例4是根据示例1所述的EUV掩模,其中,所述帽盖特征还包括第二帽盖层,所述第二帽盖层包括具有非晶结构的材料,所述第二帽盖层的材料与所述第一帽盖层的材料不同。
示例5是根据示例4所述的EUV掩模,其中,所述第一帽盖层的材料包括的元素针对波长为13.5nm的EUV辐射的EUV消光系数与所述第二帽盖层的材料的元素针对波长为13.5nm的EUV辐射的EUV消光系数不同。
示例6是根据示例5所述的EUV掩模,其中,所述第一帽盖层的材料的元素针对波长为13.5nm的EUV辐射的EUV消光系数处于0至0.1之间。
示例7是根据示例5所述的EUV掩模,其中,所述第二帽盖层的材料的元素针对波长为13.5nm的EUV辐射的EUV消光系数处于0至0.1之间。
示例8是根据示例4所述的EUV掩模,其中,所述第一帽盖层的材料包括以下元素:所述元素在包含所述元素和碳的系统的共晶点处,具有小于3原子%的固态碳溶解度。
示例9是根据示例4所述的EUV掩模,其中,所述第二帽盖层的材料包括以下元素:所述元素在包含所述元素和碳的系统的共晶点处,具有小于3原子%的固态碳溶解度。
示例10是根据示例1所述的EUV掩模,其中,所述第一帽盖层的材料选自合金,所述合金包含选自Rh、Ir、Pt、Au和Zr的一种或多种元素。
示例11是根据示例4所述的EUV掩模,其中,所述第二帽盖层的材料选自合金,所述合金包含选自Rh、Ir、Pt、Au和Zr的一种或多种元素,或者所述合金包含Rh、Ir、Pt、Au和Zr的合金。
示例12是根据示例10所述的EUV掩模,其中,所述第一帽盖层的所述合金还包括Hf、Nb或N。
示例13是根据示例11所述的EUV掩模,其中,所述第二帽盖层的所述合金还包括Hf、Nb或N。
示例14是一种使用EUV掩模的方法,所述方法包括:将EUV掩模暴露于入射辐射,所述EUV掩模包括:衬底;位于所述衬底上的反射多层堆叠;位于所述反射多层堆叠上的多层帽盖特征,所述多层帽盖特征包括第一帽盖层和第二帽盖层,所述第一帽盖层包括含Rh、Ir、Pt、Au或Zr的第一合金,所述第二帽盖层包括含Rh、Ir、Pt、Au或Zr的第二合金,所述第二合金与所述第一合金不同;以及位于所述多层帽盖特征上的图案化吸收层;使所述入射辐射的一部分在所述图案化吸收层中吸收;使所述入射辐射的一部分透射穿过所述第一帽盖层和所述第二帽盖层;使所述入射辐射的一部分从所述反射多层堆叠反射;以及将所述入射辐射的由所述反射多层堆叠反射的部分引导至待被图案化的材料。
示例15是根据示例14所述的方法,其中,所述第一合金和所述第二合金选自RuZr、IrZr、RhZr、HfZr和NbZr,其中,所述第一合金和所述第二合金的Zr含量为至少5原子%。
示例16是根据示例14所述的方法,其中,所述第一合金和所述第二合金选自RuRh、RuIr、RuPt、PtIr、RuIrPt、NbIr、NbPt、NbRh、RhN、IrN、RuRhN、RuIrN、RuPtN、PtIrN、RuIrPtN、NbIrN、NbPtN和NbRhN。
示例17是一种图案化方法,包括:将EUV掩模暴露于入射辐射,所述EUV掩模包括:衬底;位于所述衬底上的反射多层堆叠;位于所述反射多层堆叠上的帽盖特征,所述帽盖特征包括包含以下元素的材料:所述元素在所述元素和碳的系统的共晶点处,具有小于3原子%的固态碳溶解度;以及位于所述帽盖特征上的图案化吸收层;使所述入射辐射的一部分在所述图案化吸收层中吸收;使一定量的所述入射辐射在所述帽盖特征中吸收;使所述入射辐射的一部分从所述反射多层堆叠反射;以及将所述入射辐射的由所述反射多层堆叠反射的部分引导至待被图案化的材料。
示例18是根据示例17所述的方法,其中,所述帽盖特征的材料包括RuZr、IrZr、RhZr、HfZr或NbZr,其中,Zr含量为至少5原子%。
示例19是根据示例17所述的方法,其中,所述帽盖特征的材料是合金,所述合金选自RuRh、RuIr、RuPt、PtIr、RuIrPt、NbIr、NbPt、NbRh、RhN、IrN、RuRhN、RuIrN、RuPtN、PtIrN、RuIrPtN、NbIrN、NbPtN和NbRhN。
示例20是根据示例17所述的方法,其中,在所述共晶点处的固态碳溶解度小于2原子%。

Claims (10)

1.一种极紫外(EUV)掩模,包括:
衬底;
位于所述衬底上的反射多层堆叠;
位于所述反射多层堆叠上的帽盖特征,所述帽盖特征包括第一帽盖层,所述第一帽盖层包括具有非晶结构的材料;以及
位于所述帽盖特征上的图案化吸收层。
2.根据权利要求1所述的EUV掩模,其中,所述非晶结构包括具有小于5纳米的晶粒尺寸的纳米晶体结构。
3.根据权利要求1所述的EUV掩模,其中,所述非晶结构包括具有小于2纳米的晶粒尺寸的纳米晶体结构。
4.根据权利要求1所述的EUV掩模,其中,所述帽盖特征还包括第二帽盖层,所述第二帽盖层包括具有非晶结构的材料,所述第二帽盖层的材料与所述第一帽盖层的材料不同。
5.根据权利要求4所述的EUV掩模,其中,所述第一帽盖层的材料包括的元素针对波长为13.5nm的EUV辐射的EUV消光系数与所述第二帽盖层的材料的元素针对波长为13.5nm的EUV辐射的EUV消光系数不同。
6.根据权利要求5所述的EUV掩模,其中,所述第一帽盖层的材料的元素针对波长为13.5nm的EUV辐射的EUV消光系数处于0至0.1之间。
7.根据权利要求5所述的EUV掩模,其中,所述第二帽盖层的材料的元素针对波长为13.5nm的EUV辐射的EUV消光系数处于0至0.1之间。
8.根据权利要求4所述的EUV掩模,其中,所述第一帽盖层的材料包括以下元素:所述元素在包含所述元素和碳的系统的共晶点处,具有小于3原子%的固态碳溶解度。
9.一种使用EUV掩模的方法,所述方法包括:
将EUV掩模暴露于入射辐射,所述EUV掩模包括:
衬底;
位于所述衬底上的反射多层堆叠;
位于所述反射多层堆叠上的多层帽盖特征,所述多层帽盖特征包括第一帽盖层和第二帽盖层,所述第一帽盖层包括含Rh、Ir、Pt、Au或Zr的第一合金,所述第二帽盖层包括含Rh、Ir、Pt、Au或Zr的第二合金,所述第二合金与所述第一合金不同;以及
位于所述多层帽盖特征上的图案化吸收层;
使所述入射辐射的一部分在所述图案化吸收层中吸收;
使所述入射辐射的一部分透射穿过所述第一帽盖层和所述第二帽盖层;使所述入射辐射的一部分从所述反射多层堆叠反射;以及
将所述入射辐射的由所述反射多层堆叠反射的部分引导至待被图案化的材料。
10.一种图案化方法,包括:
将EUV掩模暴露于入射辐射,所述EUV掩模包括:
衬底;
位于所述衬底上的反射多层堆叠;
位于所述反射多层堆叠上的帽盖特征,所述帽盖特征包括包含以下元素的材料:所述元素在所述元素和碳的系统的共晶点处,具有小于3原子%的固态碳溶解度;以及
位于所述帽盖特征上的图案化吸收层;
使所述入射辐射的一部分在所述图案化吸收层中吸收;
使一定量的所述入射辐射在所述帽盖特征中吸收;
使所述入射辐射的一部分从所述反射多层堆叠反射;以及
将所述入射辐射的由所述反射多层堆叠反射的部分引导至待被图案化的材料。
CN202210859358.4A 2021-11-23 2022-07-21 极紫外掩模、使用极紫外掩模的方法以及图案化方法 Pending CN115877649A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202163282289P 2021-11-23 2021-11-23
US63/282,289 2021-11-23
US17/749,033 2022-05-19
US17/749,033 US20230161241A1 (en) 2021-11-23 2022-05-19 Extreme ultraviolet mask with capping layer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115877649A true CN115877649A (zh) 2023-03-31

Family

ID=85769520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210859358.4A Pending CN115877649A (zh) 2021-11-23 2022-07-21 极紫外掩模、使用极紫外掩模的方法以及图案化方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230161241A1 (zh)
KR (1) KR20230076087A (zh)
CN (1) CN115877649A (zh)
DE (1) DE102022122490A1 (zh)
TW (1) TW202334734A (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022170865A (ja) * 2021-04-30 2022-11-11 信越化学工業株式会社 反射型マスクブランク及び反射型マスクの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20230161241A1 (en) 2023-05-25
TW202334734A (zh) 2023-09-01
KR20230076087A (ko) 2023-05-31
DE102022122490A1 (de) 2023-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11852965B2 (en) Extreme ultraviolet mask with tantalum base alloy absorber
US11360376B2 (en) Extreme ultraviolet mask and method for forming the same
CN113359383A (zh) Euv光掩模及其制造方法
US20230375921A1 (en) Extreme ultraviolet mask with alloy based absorbers
CN115877649A (zh) 极紫外掩模、使用极紫外掩模的方法以及图案化方法
US20230251563A1 (en) Euv photo masks and manufacturing method thereof
US12092952B2 (en) Methods for forming extreme ultraviolet mask comprising magnetic material
US20230116213A1 (en) Extreme ultraviolet mask with capping layer
TW202303701A (zh) 用於微影圖案化光阻的方法以及極紫外線遮罩及其使用方法
TWI854313B (zh) 極紫外光遮罩、其使用方法及微影圖案化方法
US11815804B2 (en) EUV mask blank and method of making EUV mask blank
TW202144900A (zh) 反射遮罩及其製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination