CN116430667A - Euv光掩模的制作方法 - Google Patents

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CN116430667A CN202211481930.4A CN202211481930A CN116430667A CN 116430667 A CN116430667 A CN 116430667A CN 202211481930 A CN202211481930 A CN 202211481930A CN 116430667 A CN116430667 A CN 116430667A
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苏煜中
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郑雅如
连大成
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Abstract

本文涉及EUV光掩模的制作方法。在一种制造反射型掩模的方法中，在掩模坯上方形成粘合层。掩模坯包括衬底、布置在衬底上方的反射多层、布置在反射多层上方的覆盖层、布置在覆盖层上方的吸收剂层和布置在吸收剂层上方的硬掩模层。在粘合层上方形成光致抗蚀剂图案，图案化粘合层，图案化硬掩模层，并且使用图案化的硬掩模层作为刻蚀掩模来图案化吸收剂层。光致抗蚀剂层对粘合层的粘附性高于对硬掩模层的粘附性。

Description

EUV光掩模的制作方法
技术领域
本公开涉及EUV光掩模的制作方法，尤其是涉及制造反射型掩模的方法和制造半导体器件的方法。
背景技术
光刻操作是半导体制造工艺中的关键操作之一。光刻技术包括紫外光刻、深紫外光刻和极紫外光刻(ultraviolet lithography，EUVL)。光掩模是光刻操作中的重要组件。制造具有高对比度、高反射率部分和高吸收率部分的EUV光掩模是至关重要的。
发明内容
根据本公开的一个实施方式，提供了一种制造反射型掩模的方法，所述方法包括：
在掩模坯上方形成粘合层，所述掩模坯包括衬底、布置在所述衬底上方的反射多层、布置在所述反射多层上方的覆盖层、布置在所述覆盖层上方的吸收剂层以及布置在所述吸收剂层上方的硬掩模层；
在所述粘合层上方形成光致抗蚀剂图案；
图案化所述粘合层，所述粘合层含碳；
图案化所述硬掩模层；和
使用图案化的硬掩模层作为刻蚀掩模来图案化所述吸收剂层，
其中，光致抗蚀剂层对所述粘合层的粘附性高于对所述硬掩模层的粘附性。
根据本公开的另一实施方式，提供了一种制造反射型掩模的方法，所述方法包括：
在掩模坯上方形成粘合层，所述掩模坯包括衬底、布置在所述衬底上方的反射多层、布置在所述反射多层上方的覆盖层、布置在所述覆盖层上方的吸收剂层以及布置在所述吸收剂层上方的硬掩模层；
在粘合层上方形成光致抗蚀剂图案；
图案化所述粘合层；
图案化所述硬掩模层；和
使用图案化的硬掩模层作为刻蚀掩模来图案化所述吸收剂层，
其中，所述粘合层通过在所述硬掩模层上方涂覆粘合层混合物并对涂覆的粘合层混合物施加热量而形成。
根据本公开的另一实施方式，提供了一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：
通过以下方式制造反射型掩模：
在掩模坯上方形成中间层，所述掩模坯包括衬底、布置在所述衬底上方的反射多层、布置在所述反射多层上方的覆盖层、布置在所述覆盖层上方的吸收剂层和布置在所述吸收剂层上方的硬掩模层；
在所述中间层上方形成第一粘合层；
在所述粘合层上方形成光致抗蚀剂图案；
图案化所述粘合层；
图案化所述硬掩模层；和
使用图案化的硬掩模层作为刻蚀掩模来图案化所述吸收剂层；
获得上方形成有光致抗蚀剂层的半导体晶片；和
通过使用所述反射型掩模来图案化光致抗蚀剂层。
附图简要说明
当与附图一起阅读时，可以从以下详细描述最好地理解本公开。需要强调的是，根据行业的标准做法，各特征未按比例绘制，仅用于说明目的。事实上，为了讨论的清晰，可以任意放大或缩小各特征的尺寸。
图1A、图1B、图1C、图1D、图1E和图1F示出本公开的一个实施方案的EUV光掩模坯(photo mask blanks)。
图2A、图2B、图2C、图2D和图2E示意性地示出本公开的一个实施方案的制造EUV光掩模的方法。
图3A、图3B、图3C、图3D和图3E示意性地示出本公开的一个实施方案的制造EUV光掩模的方法。
图4A、图4B、图4C、图4D、图4E和图4F示意性地示出了制造EUV光掩模的方法，且图4G示出本公开的一个实施方案的流程图。
图5A、图5B、图5C、图5D、图5E和图5F示意性地示出制造EUV光掩模的方法，且图5G示意性地示出本公开的一个实施方案的流程图。
图6A、图6B、图6C、图6D、图6E和6F示意性地示出本公开的一个实施方案的制造EUV光掩模的方法。
具体实施方式
应理解，以下公开提供了许多不同的实施方案或示例，用于实现本发明的不同特征。下面描述组件和布置的特定实施方案或示例，以简化本公开。当然，这些仅仅是示例并且不旨在进行限制。例如，元件的尺寸不限于所公开的范围或值，而是可能取决于器件的所需特性和/或工艺条件。此外，在下面的描述中，在第二特征上或上方形成第一特征可以包括第一特征和第二特征直接接触形成方式的实施方案，并且还可以包括的实施方案是，可以以插入第一特征和第二特征的方式来形成形成附加特征以使得第一特征和第二特征可以不直接接触的实施方案。为了简单和清晰，可以以不同的比例任意绘制各种特征。
此外，为了便于描述，本文可以使用诸如“之下”、“下方”、“较下方”、“上方”、“较上方”等空间相关术语描述如图所示的一个元素或特征与另一个元素或特征。除了图中描绘的方向之外，空间相对术语旨在涵盖器件在使用或操作中的不同方向。器件可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方向)，并且本文使用的空间相关描述符同样可以相应地解释。此外，术语“由……制成”可以意味着“包括”或“由……组成”。在本公开中，短语“A、B和C中的一种”是指“A、B和/或C”(A；B；C；A和B；A和C；B和C；或A、B和C)，除非另有说明，否则不表示来自A的一种元素、来自B的一种元素和来自C的一种元素。
本公开的实施方案提供一种制造EUV光掩模的方法。更具体地，本公开提供了防止或抑制在EUV光掩模坯的硬掩模层上方的精细抗蚀剂图案的塌陷或剥离的技术。
EUV光刻(EUV lithography，EUVL)采用使用极紫外(EUV)区域光的扫描仪，极紫外(EUV)区域光具有约1纳米至约100纳米的波长，例如13.5纳米的波长。掩模是EUVL系统的关键组件。因为光学材料对EUV辐射不透明，所以EUV光掩模是反射型掩模。电路图案形成于布置在反射结构上方的吸收剂层中。吸收剂具有低EUV反射率，例如小于约3-5％。
本公开提供了制造EUV反射光掩模的方法，以改进光刻图形分辨率和工艺稳健性。
图1A和图1B示出本公开的一个实施方案的EUV反射光掩模坯。图1A是俯视图(从上面观察)，且图1B是沿X方向的截面图。
在一些实施方案中，具有电路图案的EUV光掩模由EUV光掩模坯5形成。EUV光掩模坯5包括衬底10、多个交替的硅层和钼层的多层Mo/Si叠层15、覆盖层20、吸收剂层25和硬掩模层30。此外，在衬底10的背面上形成背面导电层45，如图1B所示。在一些实施方案中，抗反射层27形成在吸收剂层25的上表面上，如图1B所示。在其他实施方案中，在吸收剂层25的上表面上未形成抗反射层，如图1D所示。
在一些实施方案中，衬底10由低热膨胀材料形成。在一些实施方案中，衬底是低热膨胀玻璃或石英，例如熔融二氧化硅或熔融石英。在一些实施方案中，低热膨胀玻璃衬底透射可见波长的光、可见光谱附近的部分红外波长(近红外)和紫外波长的一部分。在一些实施方案中，低热膨胀玻璃衬底吸收极紫外波长和接近极紫外的深紫外波长。在一些实施方案中，衬底10的尺寸为152mm×152mm(X1×Y1)，厚度约为20mm。在其他实施方案中，衬底10的尺寸小于152mm×152mm且等于或大于148mm×148mm。衬底10的形状为正方形或长方形。
在一些实施方案中，衬底上方的功能层(多层Mo/Si叠层15、覆盖层20、吸收剂层25、抗反射层27(如果使用的话)和硬掩模层30)的宽度小于衬底10的宽度。在一些实施方案中，功能层X2×Y2的尺寸在约138mm×138mm至142mm×142mm的范围内。在一些实施方案中，如平面图中所示，功能层的形状是正方形或矩形。在其他实施方案中，X1＝X2并且Y1＝Y2。
在其他实施方案中，吸收剂层25、抗反射层27(如果使用的话)和硬掩模层30的尺寸小于衬底10、多层Mo/Si叠层15和覆盖层20的尺寸，在138mm×138mm至142mm×142mm范围内，如图1C所示。当通过例如溅射形成各层时，可通过使用框架状覆盖物来形成一个或多个功能层的更小的尺寸，所示框架状覆盖物具有约138mm×138mm至142mm×142mm的开口。在其他实施方案中，衬底10上方的所有层都具有与衬底10相同的尺寸。
在一些实施方案中，Mo/Si多层叠层15包括约30个硅和钼各自的交替层到约60个硅和钼各自的交替层。在某些实施方案中，形成约40至约50个各自为硅和钼的交替层。在一些实施方案中，对于感兴趣的波长(例如，13.5纳米)，反射率高于约70％。在一些实施方案中，硅和钼层通过化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)、等离子体增强CVD(plasma-enhanced CVD，PECVD)、原子层沉积(atomic layer deposition，ALD)、物理气相沉积(PVD)(physical vapor deposition，PVD)(溅射)或任何其他合适的成膜方法。每层硅和钼的厚度约为2纳米至约10纳米。在一些实施方案中，硅层和钼层具有大约相同的厚度。在其他实施方案中，硅层和钼层具有不同的厚度。在一些实施方案中，每个硅层的厚度约为4纳米，每个钼层的厚度约为3纳米。
在其他实施方案中，多层叠层15包括交替的钼层和铍层。在一些实施方案中，多层叠层15中的层数在从大约20到大约100的范围内，然而允许任何数量的层，条件是，保持足够的反射率用于成像目标衬底。在一些实施方案中，对于感兴趣的波长，例如13.5纳米，反射率高于约70％。在一些实施方案中，多层叠层15包括约30至约60个交替的Mo和Be层。在本公开的其他实施方案中，多层叠层15包括约40至约50个各自为Mo和Be的交替层。
在一些实施方案中，覆盖层20布置在Mo/Si多层15上方以防止多层叠层15氧化。在一些实施方案中，覆盖层20由钌、钌铝合金(例如，RuNb、RuZr、RuZrN、RuRh、RuNbN、RuRhN、RuV或RuVN)或钌基氧化物(例如，RuO2、RuNbO、RiVO或RuON)制成，厚度为约2纳米至约10纳米。在某些实施方案中，覆盖层20的厚度为约2纳米至约5纳米。在一些实施方案中，覆盖层20具有3.5纳米±10％的厚度。在一些实施方案中，覆盖层20通过化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积、原子层沉积、物理气相沉积(例如，溅射)或任何其他合适的成膜方法形成。在其他实施方案中，Si层用作覆盖层20。
在一些实施方案中，一种或多种附加层(未示出)形成在覆盖层20和吸收剂层25之间。在一些实施方案中，附加层包括Ta基材料，例如TaB、TaO、TaBO或TaBN；硅；硅基化合物(例如硅氧化物、SiN、SiON或MoSi)；钌；或钌基化合物(例如，Ru或RuB)。在一些实施方案中，附加层具有约2纳米至约20纳米的厚度。在一些实施方案中，附加层通过化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积、原子层沉积、物理气相沉积或任何其他合适的成膜方法形成。在一些实施方案中，在吸收剂层的图案化操作期间，附加层起到刻蚀停止层的作用。
在其他实施方案中，附加层是光催化层，其可以利用EUV辐射将形成在光掩模上的烃残留物催化成CO2和/或H2O。因此，进行掩模表面的原位自清洁。在一些实施方案中，在EUV扫描仪系统中，氧气和氢气注入EUV腔室以维持腔室压力(例如，大约2Pa)。除了光催化功能外，光催化层设计成具有足够的耐久性和对各种化学品和各种化学过程(例如清洁和刻蚀)具有耐受性。例如，光催化层可以防止在后续工艺中用于制造EUV反射型掩模的臭氧水对Ru覆盖层20的损坏以及由此产生的EUV反射率显著下降。此外，光催化层可以防止在Ru氧化之后形成的Ru氧化物被(诸如Cl2或CF4气体的)刻蚀剂刻蚀掉。在一些实施方案中，光催化层包括钛氧化物(TiO2)、氧化锡(SnO)、氧化锌(ZnO)和硫化镉(CdS)中的一种或多种。在一些实施方案中，光催化层的厚度在约2纳米至约10纳米的范围内，并且在其他实施方案中在约3纳米至约7纳米的范围内。当厚度太薄时，光催化层可能不能充分地用作刻蚀停止层。当厚度太大时，光催化层可能会吸收EUV辐射。
吸收剂层25布置在覆盖层20上方。在一些实施方案中，吸收剂层25是Ta基材料。在一些实施方案中，吸收剂层25由TaN、TaO、TaB、TaBO或TaBN制成，厚度为约25纳米至约100纳米。在某些实施方案中，吸收剂层25的厚度在约50纳米至约75纳米的范围内。在其他实施方案中，吸收剂层25包括Cr基材料，例如Cr、CrN、CrON和/或CrCON。在CrON或CrCON的情况下，在一些实施方案中，氮量在约10原子％至约30原子％的范围内。在一些实施方案中，吸收剂层25具有Cr、CrN、CrON和/或CrCON的多层结构。在某些实施方案中，使用CrN层作为吸收剂层25。当使用CrN层时，在一些实施方案中，氮的量在约16原子％至约40原子％的范围内。当氮量在约16原子％至约30原子％的范围内时，CrN吸收剂层包括Cr和Cr2N相。当氮量在约30原子％至约33原子％的范围内时，CrN吸收剂层基本上由Cr2N相组成(例如大于95体积％)。当氮量在约33原子％至约40原子％的范围内时，CrN吸收剂层包括Cr2N相和CrN相。可以通过电子能量损失光谱(electron energy loss spectroscopy，EELS)、透射电子显微镜(transmission electron microscope，TEM)和/或X射线衍射(X-ray diffraction，XRD)分析来观察这些相。在一些实施方案中，两相形成固溶体。在一些实施方案中，吸收剂层25中的氮浓度不均匀。在一些实施方案中，吸收剂层25的中部或中心的氮浓度高于吸收剂层25的表面区域。在一些实施方案中，CrN吸收剂层包括不同于Cr和N的一种或多种杂质，一种或多种杂质的量小于约5原子％。在一些实施方案中，吸收剂层25还包括Co、Te、Hf和/或Ni中的一种或多种元素。
在一些实施方案中，抗反射层27布置在吸收剂层25上方。在一些实施方案中，抗反射层27由硅氧化物制成，并且具有约2纳米至约10纳米的厚度。在其他实施方案中，具有从约12纳米至约18纳米范围内的厚度的TaB、TaO、TaBO和/或TaBN层用作抗反射层。在某些实施方案中，抗反射层27由氧化钽(Ta2O5或非化学计量的(例如氧缺乏的(oxide deficient))氧化钽)制成。在一些实施方案中，抗反射层的厚度为约3纳米至约6纳米。在一些实施方案中，抗反射层通过化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积、原子层沉积、物理气相沉积或任何其他合适的成膜方法形成。
在一些实施方案中，硬掩模层30布置在吸收剂层25(或抗反射层27)上方。在一些实施方案中，当吸收剂层25由Ta基材料制成时，硬掩模层30由Cr基材料制成，例如由CrO、CrON或CrCON制成。在其他实施方案中，当吸收剂层25由Cr基材料制成时，硬掩模层30由Ta基材料制成，例如由TaB、TaO、TaBO或TaBN制成。在其他实施方案中，硬掩模层30由硅、硅基化合物(例如，硅氧化物、SiN、SiON或MoSi)、钌或钌基化合物(Ru或RuB)制成。在一些实施方案中，硬掩模层30具有约4纳米至约20纳米的厚度。在一些实施方案中，硬掩模层30包括两个或更多个不同的材料层。在一些实施方案中，硬掩模层30通过化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积、原子层沉积、物理气相沉积或任何其他合适的成膜方法形成。
在一些实施方案中，衬底上方的一个或多个功能层(多层Mo/Si叠层15、覆盖层20、附加层、吸收剂层25、抗反射层27和硬掩模层30)具有多晶结构(例如，纳米晶结构)或非晶结构。
在一些实施方案中，背侧导电层45布置在衬底10的第二主表面上，所述第二主表面与衬底10的其上形成有Mo/Si多层15的第一主表面相对。在一些实施方案中，背面导电层45由TaB(硼化钽)或其他基于Ta的导电材料制成。在一些实施方案中，硼化钽是结晶的。结晶硼化钽包括TaB、Ta5B6、Ta3B4和TaB2。在其他实施方案中，硼化钽是多晶的或无定形的。在其他实施方案中，背面导电层45由Cr基导电材料(CrN或CrON)制成。在一些实施方案中，背面导电层45的方块电阻等于或小于20Ω/□。在某些实施方案中，背面导电层45的方块电阻等于或大于0.1Ω/□。在一些实施方案中，背面导电层45的表面粗糙度Ra等于或小于0.25纳米。在某些实施方案中，背面导电层45的表面粗糙度Ra等于或大于0.05纳米。此外，在一些实施方案中，背面导电层45的平坦度等于或小于50纳米(在EUV光掩模内)。在一些实施方案中，背面导电层45的平坦度大于1纳米。在一些实施方案中，背面导电层45的厚度在从大约50纳米到大约400纳米的范围内。在其他实施方案中，背面导电层45具有约50纳米至约100纳米的厚度。在某些实施方案中，厚度在约65纳米至约75纳米的范围内。在一些实施方案中，背面导电层45通过大气化学气相沉积(CVD)、低压CVD、等离子体增强CVD、激光增强CVD、原子层沉积(ALD)、分子束外延(molecular beam epitaxy，MBE)、物理气相形成沉积(包括热沉积、脉冲激光沉积、电子束蒸发、离子束辅助蒸发和溅射)或任何其他合适的成膜方法。在CVD的情况下，源气体在一些实施方案中包括TaCl5和BCl3。
在一些实施方案中，如图1E所示，在衬底10和多层叠层15之间形成衬底保护层12。在一些实施方案中，衬底保护层12由Ru或Ru化合物制成，例如由RuO、RuNb、RuNbO、RuZr和RuZrO制成。在一些实施方案中，衬底保护层12由与覆盖层20相同或不同的材料制成。在一些实施方案中，衬底保护层12的厚度在约2纳米至10纳米的范围内。
在一些实施方案中，如图1F所示，功能层和衬底具有相同的尺寸(图1A中的X1＝X2和Y1＝Y2)。
图2A-2E和图3A-3E示意性地示出制造用于极紫外光刻(EUVL)的EUV光掩模的方法。可以理解，可以在如图2A-3E所示的过程之前、期间和之后提供额外的操作，并且可以代换或省去一些下文描述的操作用于所述方法的额外方案。操作/过程的顺序可以互换。
在EUV光掩模的制造中，在EUV光掩模坯的硬掩模层30上方形成粘合层(粘附增强层)32，并且在粘合层32上方形成第一光致抗蚀剂层35，如图2A所示。光致抗蚀剂层32为正性或负性的光致抗蚀剂，其厚度在一些实施方案中为约5纳米至约120纳米，在其他实施方案中为约10纳米至约50纳米。在一些实施方案中，光致抗蚀剂层是化学放大型光致抗蚀剂或非化学放大型光致抗蚀剂，对电子束敏感。
光致抗蚀剂层35对粘合层32的粘附性高于对硬掩模层30的粘附性。在一些实施方案中，当各层上方形成光致抗蚀剂图案时，粘附性可以通过计数或监测图案塌陷和/或剥离来测量(例如，图案塌陷和/或剥离的数量越少表明粘合性越高)。在一些实施方案中，在将光致抗蚀剂施加到粘合层32上方之前，进行与粘合层不同的六甲基二硅氮烷(hexamethyldisilazane，HMDS)处理。
在一些实施方案中，粘合层32包括富碳层，所述富碳层的碳浓度高于光致抗蚀剂层35和/或硬掩模层30的碳浓度。通过使用粘合层32，可以抑制显影后精细和高纵横比的抗蚀剂图案的塌陷或剥离。
在一些实施方案中，粘合层32通过化学气相沉积(CVD)、等离子体增强CVD(PECVD)、原子层沉积(ALD)、物理气相沉积(PVD)(溅射)或任何其他合适的成膜方法形成。在其他实施方案中，粘合层27通过粘合层混合物的旋涂法形成，随后软烘烤以去除溶剂。在一些实施方案中，软烘烤在约40℃至150℃的温度范围内进行约30秒至约240秒。在一些实施方案中，粘合层32可选地通过用具有从约150纳米至800纳米范围内的波长的光照射约10秒至约120秒固化。
在一些实施方案中，粘合层32包括有机聚合物。在一些实施方案中，用于形成粘合层27的粘合层混合物包括聚合物材料、交联剂、交联引发剂和溶剂。在一些实施方案中，粘合层32由与有机底部抗反射涂层(bottom antireflective coating，BARC)层不同的材料制成，有机底部抗反射涂层(BARC)层用在半导体晶片/衬底制造工艺的UV、DUV和/或EUV光刻中。
在一些实施方案中，聚合物材料包括具有至少一种交联单体的烃链骨架。在一些实施方案中，烃链骨架包含聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、聚氨酯和/或其混合物中的至少一种。在一些实施方案中，交联单体包括至少一种烃链，所述烃链含有羟基、碳数小于6的烷氧基、胺基、硫醇基、酯基、烯基、炔基、环氧基、氮杂环丙烷、氧杂环丁烷基(oxetane)、醛基、酮基和/或羧酸基中的至少一种。在一些实施方案中，交联单体包括通过如下方式获得的均聚物和/或共聚物：聚合至少一种选自如下的单体：聚合苯乙烯、羟基苯乙烯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸乙酯和(甲基)丙烯酸，或包括聚(羟基苯乙烯-苯乙烯-甲基丙烯酸酯)、聚(4-羟基苯乙烯)和/或聚(均苯四酸二酐-乙二醇-环氧丙烷)。在一些实施方案中，聚合物材料的重均分子量在约100至约20,000道尔顿的范围内。
在一些实施方案中，将交联剂与聚合物材料和交联引发剂混合以提高交联效率。交联剂包括如下的至少一种：脂肪族聚醚中，例如聚醚多元醇、聚缩水甘油醚、乙烯基醚，甘脲、三氮烯和/或这些的组合。
在一些实施方案中，粘合层混合物进一步包含一种或多种热酸产生剂、光酸产生剂、光碱产生剂和/或自由基产生剂，以引发聚合。
在一些实施方案中，当施加足够热量时产生酸的热酸产生剂包括如下的一种后多种：丁磺酸、三氟甲磺酸、九氟丁磺酸、甲苯磺酸硝基苄基酯(例如2-硝基苄基酯甲苯磺酸酯、2,4-二硝基苯甲基甲苯磺酸酯、2,6-二硝基苯甲基甲苯磺酸酯、4-硝基苯甲基甲苯磺酸酯)、苯磺酸酯(例如2-三氟甲基-6-硝基苄基4-氯苯磺酸酯、2-三氟甲基-6-硝基苄基4-硝基苯磺酸酯)、酚类磺酸酯(例如，4-甲氧基苯磺酸苯基酯(phenyl,4-methoxybenzenesulfonate))、有机酸的烷基铵盐(例如，10-樟脑磺酸的三乙铵盐)或这些的组合等。
在一些实施方案中，当施加光化辐射(UV、DUV、EUV光或电子束)时产生酸的光酸产生剂包括如下的一种或多种：卤代三嗪、鎓盐、重氮盐、芳族重氮盐、鏻盐、锍盐、碘鎓盐、酰亚胺磺酸盐、肟磺酸盐、二砜、邻硝基苄基磺酸盐、磺化酯、卤代磺酰氧基二甲酰亚胺、重氮二砜、α-氰氧基胺-磺酸盐、亚胺磺酸盐、酮重氮砜、磺酰基重氮酯、1,2-二(芳基磺酰基)肼、硝基苄酯和/或三嗪(s-triazine)衍生物、这些的任何组合等。在一些实施方案中，光酸产生剂的实例包括α-(三氟甲基磺酰氧基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二甲酰亚胺(MDT)；N-羟基萘酰亚胺(DDSN)；苯偶姻甲苯磺酸盐；叔丁基苯基-α-(对甲苯磺酰氧基)-乙酸酯和叔丁基-α-(对甲苯磺酰氧基)-乙酸酯；三芳基锍和二芳基碘鎓六氟锑酸盐；六氟砷酸盐；三氟甲烷磺酸盐；全氟辛烷磺酸碘鎓；N-樟脑磺酰氧基萘酰亚胺；N-五氟苯磺酰氧基萘酰亚胺；离子碘鎓磺酸盐，例如二芳基碘鎓(烷基或芳基)磺酸盐和双-(二叔丁基苯基)碘鎓樟脑磺酸盐；全氟烷烃磺酸盐，例如全氟戊磺酸盐、全氟辛烷磺酸盐和全氟甲磺酸盐；芳基(例如苯基或苄基)三氟甲磺酸盐/酯，例如三苯基锍三氟甲磺酸盐或双-(叔丁基苯基)碘鎓三氟甲磺酸盐；连苯三酚衍生物(例如连苯三酚的三甲磺酸盐)；羟基酰亚胺的三氟甲磺酸盐/酯；烷基二砜、醇、萘醌-4-二叠氮化物、硝基取代的苄基的α,α'-双-磺酰基-重氮甲烷磺酸盐/酯等。
在一些实施方案中，当施加光化辐射时产生碱的光产碱剂包括季铵二硫代氨基甲酸酯、氨基酮、含肟-氨基甲酸酯的分子(例如，二苯甲酮肟六亚甲基二氨基甲酸酯)、四有机基硼酸铵盐和/或N-(2-硝基苄氧基羰基)环胺、这些的合适组合等。
在一些实施方案中，溶剂包括有机溶剂，包括任何合适的溶剂，例如酮、醇、多元醇、醚、二醇醚、环醚、芳烃、酯、丙酸酯、乳酸盐/酯、乳酸酯、亚烷基二醇单烷基醚、乳酸烷基酯、烷氧基丙酸烷基酯、环状内酯、含有环的单酮化合物、碳酸亚烷基酯、烷氧基乙酸烷基酯、丙酮酸烷基酯、乙二醇烷基酯醚乙酸酯、二甘醇、丙二醇烷基醚乙酸酯、亚烷基二醇烷基醚酯、亚烷基二醇单烷基酯等。
溶剂的具体实例包括丙酮、甲醇、乙醇、甲苯、二甲苯、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、四氢呋喃、甲基乙基酮、环己酮、甲基异戊基酮、2-庚酮、乙二醇、乙二醇单乙酸酯、乙二醇二甲醚、乙二醇甲基乙基醚、乙二醇单乙醚、甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、二甘醇、二甘醇单乙酸酯、二甘醇单甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇二甲醚、二甘醇乙基甲基醚、二甘醇单乙基醚、二甘醇单丁基醚、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、羟基乙酸乙酯、2-羟基-2甲酯-丁酸甲酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸甲酯和乳酸乙酯、丙二醇、丙二醇单乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单丙基甲醚乙酸酯、丙二醇单丁醚乙酸酯、丙二醇单丁醚乙酸酯、丙二醇单甲醚丙酸酯、丙二醇单乙醚丙酸酯、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇乙醚乙酸酯、乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乳酸丙酯、乳酸丁酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸甲酯和3-甲氧基丙酸乙酯、β-丙内酯、β-丁内酯、γ-丁内酯、α-甲基-γ-丁内酯、β-甲基-γ-丁内酯、γ-戊内酯、γ-己内酯、γ-辛内酯、α-羟基-γ-丁内酯、2-丁酮、3-甲基丁酮、频哪酮、2-戊酮、3-戊酮、4-甲基-2-戊酮、2-甲基-3-戊酮、4,4-二甲基-2-戊酮、2,4-二甲基-3-戊酮、2,2,4,4-四甲基-3-戊酮、2-己酮、3-己酮、5-甲基-3-己酮、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、2-甲基-3-庚酮、5-甲基-3-庚酮、2,6-二甲基-4-庚酮、2-辛酮、3-辛酮、2-壬酮、3-壬酮、5-壬酮、2-癸酮、3-癸酮、4-癸酮、5-己烯-2-酮、3-戊烯-2-酮、环戊酮、2-甲基环戊酮、3-甲基环戊酮、2,2-二甲基环戊酮、2,4,4-三甲基环戊酮、环己酮、3-甲基环己酮、4-甲基环己酮、4-乙基环己酮、2,2-二甲基环己酮、2,6-二甲基环己酮、2,2,6-三甲基环己酮、环庚酮、2-甲基环庚酮、3-甲基环庚酮、碳酸亚丙酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸亚乙酯和碳酸亚丁酯、乙酸-2-甲氧基乙基、乙酸-2-乙氧基乙基、乙酸-2-(2-乙氧基乙氧基)乙基、乙酸-3-甲氧基-3-甲基丁基、乙酸-1-甲氧基-2-丙基、二丙二醇、单甲醚、单乙醚、单丙醚、单丁醚、单苯醚、二丙二醇单乙酸酯、二氧六环、乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、n-甲基吡咯烷酮(NMP)、2-甲氧基乙醚(二甘醇二甲醚)、乙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚；丙酸甲酯、丙酸乙酯和乙氧基丙酸乙酯、甲基乙基酮、环己酮、2-庚酮、二氧化碳、环戊酮、环己酮、3-乙氧基丙酸乙酯、丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)、亚甲基溶纤剂、乙酸丁酯和2-乙氧基乙醇、N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰苯胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜、苄基乙基醚、二己基醚、丙酮基丙酮、异佛尔酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苯甲醇、乙酸苄酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、马来酸二乙酯、γ-丁内酯、苯基溶纤剂乙酸酯等。
如本领域普通技术人员会认识到的，以上对可用于粘合层混合物的各种化合物(单体、酸/碱产生剂、溶剂等)的描述旨在说明性的，而并非旨在以任何方式限制实施方案。而是，也可以使用实施本文所述的期望功能的任何合适的化合物或化合物的组合。所有这些化合物完全旨在包括在实施方案的范围内。
在一些实施方案中，粘合层32的厚度在从大约2纳米到大约50纳米的范围内，并且在其他实施方案中在从大约5纳米到大约25纳米的范围内。当厚度小于这些范围时，可能无法获得足够的粘合性，并且当厚度大于这些范围时，粘合层刻蚀后的图案保真度可能会降低。
在一些实施方案中，在将粘合层混合物施加在硬掩模层30上方之后，进行聚合工艺以聚合混合物中的单体。在一些实施方案中，施加有粘合层混合物的掩模坯，经受热操作，例如烘烤。在一些实施方案中，烘烤操作包括将掩模坯放置在热板上方。在其他实施方案中，热操作包括使用IR灯的红外(IR)退火，其波长在从大约800到1200纳米的范围内。在一些实施方案中，烘烤或退火温度在约90℃至约300℃的范围内。在一些实施方案中，烘烤或退火时间在约30秒至约3000秒的范围内。在一些实施方案中，在热操作期间，施加的热量从交联剂产生酸或碱，这引发和/或增强聚合。
在一些实施方案中，聚合通过施加UV或DUV光来进行。在一些实施方案中，UV光的峰值波长在约100纳米至约800纳米的范围内。在一些实施方案中，低压汞灯用作UV光源(用于约150纳米至约400纳米的峰)。在一些实施方案中，UV聚合时间在约30秒至约3000秒的范围内。
在粘合层混合物聚合形成粘合层32之后，在粘合层32上方形成第一光致抗蚀剂层35。
在一些实施方案中，粘合层32包括布置在聚合物中的碳纳米颗粒。在一些实施方案中，纳米粒子的直径范围为约1纳米至约10纳米。在一些实施方案中，粘合层32包括超过90原子％的碳。在一些实施方案中，粘合层32由一层或多层(例如2-10层)石墨烯制成。在一些实施方案中，粘合层32由无定形碳制成，厚度为约1纳米至约10纳米。在一些实施方案中，在如上所述的基于聚合物的粘合层上方形成额外地一层或多层石墨烯层和/或无定形碳层。
在一些实施方案中，硬掩模层30的表面部分转化为富含碳的层作为粘合层32。在一些实施方案中，碳注入到硬掩模层30的表面部分大约5纳米到大约20纳米深度处。在一些实施方案中，粘合层32包括Ta、Cr、Ru和/或Si(例如，硬掩模层的材料)和碳，碳浓度高于硬掩模层30的剩余部分的碳浓度。在一些实施方案中，碳通过使用由含碳气体产生的等离子体引入。在一些实施方案中，碳扩散到硬掩模层30的表面部分约2纳米至约10纳米的深度处。
在形成粘合层32和第一光致抗蚀剂层35之后，第一光致抗蚀剂层35选择性地暴露于光化辐射EB，如图2B所示。在一些实施方案中，在形成第一光致抗蚀剂层35之前，检查EUV光掩模坯。将选择性暴露的第一光致抗蚀剂层35显影以在第一光致抗蚀剂层35中形成图案40，如图2C所示。在一些实施方案中，光化辐射EB是电子束或离子束。在一些实施方案中，图案40对应于在后续操作中将使用EUV光掩模形成的半导体器件特征的电路图案。在一些实施方案中，粘合层32上方的第一光致抗蚀剂层35的厚度在约100纳米至约500纳米的范围内。在一些实施方案中，如图2C所示，没有图案延伸到粘合层32。在一些实施方案中，当粘合层32包括聚合材料时，粘合层32在电子束应用之前已经被部分或完全聚合。在其他实施方案中，粘合层32尚未完全聚合，并且电子束的施加使得粘合层的完全聚合。
接下来，将第一光致抗蚀剂层35中的图案40延伸到粘合层32和硬掩模层30中，从而在硬掩模层30中形成图案41，暴露部分吸收剂层25(或抗-反射层27)，如图2D所示。在一些实施方案中，刻蚀工艺包括至少两个刻蚀步骤，包括使用不同刻蚀气体刻蚀粘合层32的第一刻蚀和刻蚀硬掩模层30的第二刻蚀。在其他实施方案中，使用相同刻蚀气体的一种刻蚀工艺既刻蚀粘合层32又刻蚀硬掩模层30。
在一些实施方案中，刻蚀工艺是等离子体干法刻蚀操作，使用含氯气体(例如，Cl2、HCl、BCl和CCl4)和含氧气体(例如，O2)图案化硬掩模层30。在一些实施方案中，等离子体干法刻蚀操作使用含氟气体(例如碳氟化合物(CF4、CHF3等)和SF6)图案化硬掩模层30。
在一些实施方案中，在硬掩模层30的刻蚀过程中，光致抗蚀剂层35的刻蚀速率Rl等于或小于粘合层32的刻蚀速率R2，使得粘合层32起到作为牺牲层的作用。在一些实施方案中，满足约1≤R2/R1≤约10。在其他实施方案中，满足约2≤R2/R1≤约8。在其他实施方案中，R1小于R2以提高图案转移保真度，并且满足约1＜R1/R2≤约10。在其他实施方案中，满足约2≤R1/R2≤约8。刻蚀选择性可以通过调整刻蚀的一种或多种条件/参数来控制，例如刻蚀气体化学、输入功率或衬底温度。
在硬掩模层30中的图案41形成之后，去除第一光致抗蚀剂层35和粘合层32。在一些实施方案中，粘合层32与光致抗蚀剂层35通过使用如下光致抗蚀剂剥离剂一起去除：例如，去离子水、氨水和过氧化氢的混合物；去离子水、盐酸和过氧化氢的混合物；去离子水、过氧化硫和过氧化氢的混合物；有机溶剂(例如PGEE或PGMEA)。在一些实施方案中，使用等离子体灰化操作，所述等离子体灰化操作使用含氧气体(O2、O3、CO、CO2和/或H2O)或含有N2、H2、NH3和/或N2H4的气体(还原性等离子体化学物质)进行。在一些实施方案中，当粘合层32是硬掩模30的表面富碳部分时，在该阶段不去除粘合层32。
然后，硬掩模层30中的图案41延伸到吸收剂层25(和抗反射层27)中，在吸收剂层25(和抗反射层27)中形成图案42，暴露部分覆盖层25的结构，如图3A所示。抗反射层27和吸收剂层25通过使用对硬掩模层30具有选择性的合适的湿法或干法刻蚀剂进行刻蚀。在一些实施方案中，使用含氯气体(例如，Cl2、HCl、BCl和CCl4)和含氧气体(例如O2)的等离子体干法刻蚀操作用于图案化吸收剂层25。
然后，通过使用湿法刻蚀和/或干法刻蚀去除硬掩模层30，如图3B所示。在一些实施方案中，使用含氟气体(例如碳氟化合物(CF4、CHF3等)和SF6)的等离子体干法刻蚀操作用于去除硬掩模层30。
此外，如图3C所示，在吸收剂层25上方形成第二光致抗蚀剂层50，填充吸收剂层25中的图案42。在一些实施方案中，在形成第二光致抗蚀剂层50之前不施加粘合层。第二光致抗蚀剂层50选择性地暴露于光化辐射，例如电子束、离子束或紫外线辐射。将选择性暴露的第二光致抗蚀剂层50显影以在第二光致抗蚀剂层50中形成图案55，如图3C所示。图案55对应于围绕电路图案的黑色边框。黑色边框是通过去除电路图案区域周围区域中的EUV光掩模上方的所有多层而创建的框架形状区域。创建它是为了在晶圆上方打印EUV光掩模时防止相邻区域的暴露。在一些实施方案中，黑色边框的宽度在从大约1mm到大约5mm的范围内。
接下来，将第二光致抗蚀剂层50中的图案55延伸到抗反射层27(如果使用的话)、吸收剂层25、覆盖层20和Mo/Si多层15中，从而在抗反射层27、吸收剂层25、覆盖层20和Mo/Si多层15中形成图案，暴露部分衬底10，如图3D所示。在一些实施方案中，通过刻蚀形成图案57，所述刻蚀使用一种或多种合适的湿法或干法刻蚀剂，所述刻蚀剂对每一待刻蚀的层具有选择性。在一些实施方案中，使用等离子体干法刻蚀。
然后，通过合适的光致抗蚀剂剥离剂去除第二光致抗蚀剂层50，以暴露氧化层27的上表面，如图3E所示。在本公开的一些实施方案中，抗反射层27、吸收剂层25、覆盖层20和Mo/Si多层15中的黑色边界图案57限定了光掩模的黑色边界。此外，光掩模经过清洁操作、检查，并且光掩模根据需要进行修复，以提供完成的光掩模。
图4A-4F示意性地示出制造用于极紫外光刻(EUVL)的EUV光掩模的顺序方法，并且图4G为根据本发明实施方案提供的其流程图。可以理解，可以在图4A-图4G所示的过程之前、期间和之后提供额外的操作，并且额外的操作可以替换或省去下文描述的一些操作。操作/过程的顺序可以互换。上文说明的材料、工艺、构造和/或尺寸可以应用于下文的实施方案，并且可以省略详细说明。
在一些实施方案中，中间层34在粘合层32和硬掩模层30之间形成，如图4A所示。在一些实施方案中，中间层34是含硅层。在一些实施方案中，中间层34是一层或多层硅氧化物、氮化硅、SiON、SiBN、SiBC、SiBCN、SiC、SiOC、SiOCN或任何合适的无机硅化合物。在一些实施方案中，中间层是非晶或多晶Si、SiGe或SiC。在一些实施方案中，粘合层32包括富碳层，所述富碳层具有比中间层34更高的碳浓度。
在一些实施方案中，中间层34包括含硅聚合物，例如聚硅氧烷。在一些实施方案中，聚硅氧烷的硅量为约40重量％至约70重量％。相比之下，本公开的中间层包括50wt％或更多量的硅。
因此，在中间层34和底层30之间获得了更高的刻蚀选择性和更低的CD变化。在一些实施方案中，中间层34不含硅聚合物，例如聚硅氧烷。在其他实施方案中，中间层34包含：硅聚合物，例如聚硅氧烷；以及硅颗粒或簇，使得中间层34中的硅量为约40wt％至约70wt％。在一些实施方案中，硅颗粒的直径在从1纳米到20纳米的范围内，在其他实施方案中，在从约2纳米到约10纳米的范围内。在一些实施方案中，中间层34包括可以吸收EUV光的金属或金属合金。在一些实施方案中，中间层包括过渡金属，例如Ta、Pd、Ir、Ni、Ti、Sn、Au或其合金。在一些实施方案中，中间层包括一种或多种用于上述吸收剂层25的材料。在其他实施方案中，中间层34包括与吸收剂层25不同的材料。在一些实施方案中，金属或金属合金作为直径在1纳米至20纳米范围内或在约2纳米至约10纳米范围内的颗粒包含在中间层中。在一些实施方案中，中间层34是上述含有硅颗粒和/或金属颗粒的有机聚合物。
在一些实施方案中，中间层的最小厚度为约2纳米、约5纳米或约10纳米，中间层的最大厚度为约30纳米、约50纳米、约100纳米、约150纳米或约200纳米。中间层34通过CVD、PVD、ALD或任何其他合适的成膜工艺形成。在一些实施方案中，粘合层的最小厚度为约2纳米、约5纳米或约10纳米，并且粘合层的最大厚度为约15纳米、约25纳米或约50纳米。
在光致抗蚀剂层35形成之后，类似于图2B和图2C，形成抗蚀剂图案40，如图4B所示。
然后，以光致抗蚀剂层35为刻蚀掩模，对粘合层32和中间层34进行刻蚀，如图4C所示。中间层34对光致抗蚀剂层35和硬掩模层30具有高刻蚀选择性。在一些实施方案中，可以通过混合气体等离子体CF4和O2以高达约50纳米/秒至约70纳米/秒的刻蚀速率刻蚀含硅中间层34，而(由例如CrON制成的)硬掩模层30可以以高达约3纳米/s秒至约5纳米/秒的刻蚀速率进行刻蚀，并且光致抗蚀剂层的刻蚀速率为约22纳米/秒至约24纳米/秒。在一些实施方案中，中间层34对硬掩模层30的刻蚀选择性在从大约60到大约100的范围内，这可以帮助促进中间层的减薄。
在一些实施方案中，如图4C所示，通过使用光致抗蚀剂层35、粘合层32和中间层34作为刻蚀掩模来顺序地和/或连续地刻蚀硬掩模层30，以在硬掩模层中形成图案41。如图4C所示，在形成图案41之后，去除针对图2E所解释的光致抗蚀剂层35和粘合层32，如图4D所示。在一些实施方案中，使用等离子干法刻蚀或湿法刻蚀去除中间层34。在一些实施方案中，当中间层34由基于硅氧化物的材料制成时，可以使用基于HF的溶液去除中间层34。在一些实施方案中，当中间层34由基于氮化硅的材料制成时，可以使用基于H3PO4的溶液去除中间层。在一些实施方案中，使用混合气体等离子体碳氟化合物(例如CF4)和O2去除含硅中间层。在一些实施方案中，当中间层34是有机聚合物基材料时，中间层34可以与光致抗蚀剂层35和粘合层32一起去除。
在一些实施方案中，在硬掩模层30上停止刻蚀，然后去除光致抗蚀剂层35和粘合层32。然后，以图案化的中间层34作为刻蚀掩模，对硬掩模层30进行图案化，如图4E所示。然后，去除中间层34。
随后，如图4F所示，使用图案化硬掩模层30作为刻蚀掩模来刻蚀吸收剂层25(和抗反射层27)。然后，实施针对图3B至图3E所解释的操作。
图5A-5F示意性地示出制造用于极紫外光刻(EUVL)的EUV光掩模的顺序方法，且图5G为本发明实施方案提供的其流程图。可以理解，可以在图5A-5G所示的过程之前、期间和之后提供额外的操作，且该方法的额外实施可以替换或省去下文描述的一些操作。操作/过程的顺序可以互换。上文说明的材料、工艺、构造和/或尺寸可以应用于下文实施方案，并且可以省略详细说明。
在一些实施方案中，中间层34形成在形成于硬掩模层30上方的粘合层32和光致抗蚀剂层35之间，如图5A所示。粘合层32提高了中间层34和硬掩模层30之间的粘附性，并提高了图案化地硬掩模层30的线宽/边缘粗糙度。在一些实施方案中，在将光致抗蚀剂涂覆在中间层34上方之前，进行不同于中间层的六甲基二硅氮烷(HMDS)处理。
在一些实施方案中，中间层34的最小厚度为约2纳米、约5纳米或约10纳米，中间层的最大厚度为约30纳米、约50纳米、约100纳米、约150纳米或约200纳米。在一些实施方案中，粘合层的最小厚度为约2纳米、约5纳米或约10纳米，并且粘合层的最大厚度为约50纳米、约100纳米、约200纳米、约400纳米或约800纳米。
在形成光致抗蚀剂层35之后，类似于图2B、图2C和图4B，形成抗蚀剂图案40，如图5B所示。然后，在一些实施方案中，利用光致抗蚀剂层35作为刻蚀掩模，对中间层34、粘合层32和硬掩模层30进行刻蚀(图案化)，如图5C所示。然后，去除光致抗蚀剂层35、中间层34和粘合层32，并以图案化的硬掩模层30作为刻蚀掩模，对吸收剂层25进行图案化，如图5F所示。
在其他实施方案中，在中间层34图案化后，去除光致抗蚀剂层35，然后以中间层34为刻蚀掩模来图案化粘合层32和硬掩模层30，如图5D所示。然后，去除中间层34和粘合层32，利用图案化的硬掩模层30作为刻蚀掩模对吸收剂层25进行图案化，如图5F所示。
在其他实施方案中，在图案化中间层34和粘合层32之后，去除光致抗蚀剂层35，如图5E所示，并且接着，以中间层34为刻蚀掩膜，对硬掩膜层30进行图案化，如图5D所示。然后，去除中间层34和粘合层32，利用图案化的硬掩模层30作为刻蚀掩模对吸收剂层25进行图案化，如图5F所示。
图6A-6F示意性地示出制造用于极紫外光刻(EUVL)的EUV光掩模的顺序方法。可以理解，可以在图6A-6F所示的过程之前、期间和之后提供额外的操作，并且该方法的额外实施方案可以替换或省去下面描述的一些操作。操作/过程的顺序可以互换。上文说明的材料、工艺、构造和/或尺寸可以应用于下文的实施方案，并且可以省略详细说明。
在一些实施方案中，提供两层粘合层32。一层粘合层位于中间层34下方(类似于图5A)，而另一层位于中间层34上方(类似于图4A)，如图6A所示。在一些实施方案中，中间层34下方的粘合层32的厚度小于中间层34上方的粘合层32的厚度。在一些实施方案中，中间层34下方的粘合层32的材料与中间层34上方的粘合层32的材料相同。在其他实施方案中，中间层34下方的粘合层32的材料与中间层34上方的粘合层32的材料不同。
在形成光致抗蚀剂层35之后，形成抗蚀剂图案40，如图6B所示。然后，在一些实施方案中，利用光致抗蚀剂层35作为刻蚀掩模，对上方粘合层32、中间层34、下粘合层32和硬掩模层30进行刻蚀(图案化)，如图6C所示。然后，去除光致抗蚀剂层35、上方粘合层32、中间层34和下粘合层32，利用图案化的硬掩模层30作为刻蚀掩模图案化吸收剂层25，如图6F所示。
在其他实施方案中，上粘合层32和中间层34通过使用光致抗蚀剂层35作为刻蚀掩模图案化，如图6D所示，去除光致抗蚀剂层35和上粘合层32。然后，以中间层34为刻蚀掩模，对下粘合层32和硬掩模层30进行图案化，如图6E所示。然后，去除中间层34和下粘合层32，利用图案化的硬掩模层30作为刻蚀掩模，对吸收剂层25进行图案化，如图6F所示。
在本实施方案中，在光致抗蚀剂层下方使用粘合层以提高硬掩模层和光致抗蚀剂图案之间的粘合性，从而抑制精细光致抗蚀剂图案的塌陷和/或剥离。
应当理解，并非所有有益效果都必须在本文中讨论，并非所有实施方案或示例均需要特定的有益效果，其他实施方案或示例可以提供不同的有益效果。
根据本申请的一个方面，在一种制造反射型掩模的方法中，在掩模坯上方形成粘合层。掩模坯包括衬底、布置在衬底上方的反射多层、布置在反射多层上方的覆盖层、布置在覆盖层上方的吸收剂层和布置在吸收剂层上方的硬掩模层。在粘合层上方形成光致抗蚀剂图案，图案化粘合层，图案化硬掩模层，并且使用图案化的硬掩模层作为刻蚀掩模来图案化吸收剂层。光致抗蚀剂层对粘合层的粘附性高于对硬掩模层的粘附性。在一个或多个上述实施方案和以下实施方案中，粘合层包括富碳层，所述富碳层具有比光致抗蚀剂层或硬掩模层中的至少一个更高的碳浓度。在一个或多个上述和实施方案以下实施方案中，粘合层的厚度在2纳米至50纳米的范围内。在一个或多个上述实施方案和以下实施方案中，粘合层包括有机聚合物。在一个或多个上述实施方案和以下实施方案中，粘合层包括超过90原子％的碳。在一个或多个上述实施方案和以下实施方案中，粘合层包括一层或多层石墨烯。在一个或多个上述实施方案和以下实施方案中，粘合层包括无定形碳。
根据本公开的另一方面，在一种制造反射型掩模的方法中，在掩模坯上方具有粘合层。掩模坯包括衬底、布置在衬底上方的反射多层、布置在反射多层上方的覆盖层、布置在覆盖层上方的吸收剂层和布置在吸收剂层上方的硬掩模层。在粘合层上方形成光致抗蚀剂图案，图案化粘合层，图案化硬掩模层，并且使用图案化的硬掩模层作为刻蚀掩模来图案化吸收剂层。粘合层通过在硬掩模层上方涂覆粘合层混合物并对涂覆的粘合层混合物加热而形成。在一个或多个上述实施方案和以下实施方案中，粘合层混合物包括聚合物材料、交联剂、交联引发剂和溶剂。在一个或多个上述实施方案和以下实施方案中，聚合物材料包括具有至少一种交联单体的烃链骨架。在一个或多个上述实施方案和以下实施方案中，烃链骨架包括聚丙烯酸酯、聚酰亚胺或聚氨酯中的一种或多种。在一个或多个上述实施方案和以下实施方案中，交联单体包括选自以下的烃链的组的至少一种，所述烃链含有选自如下的至少一种：羟基、碳数小于6的烷氧基、胺基、硫醇基、酯基、烯基、炔基、环氧基、氧杂环丙烷基、氧杂环丁烷基、醛基、酮基和羧酸基。在一个或多个上述实施方案和以下实施方案中，交联单体包括至少一种以如下方式制备的均聚物或共聚物中的：聚合选自苯乙烯、羟基苯乙烯、羟基乙基(甲基)丙烯酸酯、乙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸的至少一种单体；包括聚(羟基苯乙烯-苯乙烯-甲基丙烯酸酯)、聚(4-羟基苯乙烯)和聚(均苯四酸二酐-乙二醇-环氧丙烷)。在一个或多个前述实施方案和以下实施方案中，聚合物材料的分子量范围为100道尔顿至20,000道尔顿。在一个或多个上述实施方案和以下实施方案中，交联剂包括选自聚醚多元醇、聚缩水甘油醚、乙烯基醚、甘脲和三氮烯。在一个或多个上述实施方案和以下实施方案中，被涂覆的粘合层混合物通过施加热或紫外(UV)光进行聚合。
根据本公开的另一方面，在一种制造反射型掩模的方法中，在掩模坯上方形成中间层。掩模坯包括衬底、布置在衬底上方的反射多层、布置在反射多层上方的覆盖层、布置在覆盖层上方的吸收剂层和布置在吸收剂层上方的硬掩模层。在一个或多个上述实施方案和以下实施方案中，在粘合层上方形成光致抗蚀剂图案，图案化粘合层，图案化硬掩模层，并且使用图案化的硬掩模层作为刻蚀掩模来图案化吸收剂层。在一个或多个上述实施方案和以下实施方案中，第一粘合层包括具有富碳层，所示富碳层具有比光致抗蚀剂层、中间层或硬掩模层中的至少一层更高的碳浓度。在一个或多个上述实施方案和以下实施方案中，中间层包括选自硅氧化物、氮氧化硅、氮化硅、硼氮化硅、硼碳化硅和硼碳氮化硅中的至少一种。在一个或多个上述实施方案和以下实施方案中，中间层包括含有至少一种构成吸收剂层的金属元素的聚硅氧烷。
下面描述一些示例性实施方式：
实施方式1.一种制造反射型掩模的方法，所述方法包括：
在掩模坯上方形成粘合层，所述掩模坯包括衬底、布置在所述衬底上方的反射多层、布置在所述反射多层上方的覆盖层、布置在所述覆盖层上方的吸收剂层以及布置在所述吸收剂层上方的硬掩模层；
在所述粘合层上方形成光致抗蚀剂图案；
图案化所述粘合层，所述粘合层含碳；
图案化所述硬掩模层；和
使用图案化的硬掩模层作为刻蚀掩模来图案化所述吸收剂层，
其中，光致抗蚀剂层对所述粘合层的粘附性高于对所述硬掩模层的粘附性。
2.根据实施方式1所述的方法，其中，所述粘合层包括富碳层，所述富碳层具有比所述光致抗蚀剂层或所述硬掩模层中的至少一层更高的碳浓度。
实施方式3.根据实施方式1所述的方法，其中，所述粘合层的厚度在从2纳米到50纳米的范围内。
实施方式4.根据实施方式1所述的方法，其中，所述粘合层包括有机聚合物。
实施方式5.根据实施方式1所述的方法，其中，所述粘合层包括超过90原子％的碳。
实施方式6.根据实施方式5所述的方法，其中，所述粘合层包括一层或多层石墨烯。
实施方式7.根据实施方式5所述的方法，其中，所述粘合层包括无定形碳。
实施方式8.一种制造反射型掩模的方法，所述方法包括：
在掩模坯上方形成粘合层，所述掩模坯包括衬底、布置在所述衬底上方的反射多层、布置在所述反射多层上方的覆盖层、布置在所述覆盖层上方的吸收剂层以及布置在所述吸收剂层上方的硬掩模层；
在粘合层上方形成光致抗蚀剂图案；
图案化所述粘合层；
图案化所述硬掩模层；和
使用图案化的硬掩模层作为刻蚀掩模来图案化所述吸收剂层，
其中，所述粘合层通过在所述硬掩模层上方涂覆粘合层混合物并对涂覆的粘合层混合物施加热量而形成。
实施方式9.根据实施方式8所述的方法，其中，所述粘合层混合物包括聚合物材料、交联剂、交联引发剂和溶剂。
实施方式10.根据实施方式9所述的方法，其中，所述聚合物材料包括具有至少一种交联单体的烃链骨架。
实施方式11.根据实施方式10所述的方法，其中，所述烃链骨架包括聚丙烯酸酯、聚酰亚胺或聚氨酯中的一种或多种。
实施方式12.根据实施方式10所述的方法，其中，所述交联单体包括至少一种选自以下的烃链，所述烃链包含羟基、碳数小于6的烷氧基、胺基、硫醇基、酯基、烯基、炔基、环氧基、氧杂环丙烷基、氧杂环丁烷基、醛基、酮基和羧酸基。
实施方式13.根据实施方式11所述的方法，其中，所述烃链骨架包括至少一种通过如下方式获得的均聚物或共聚物：聚合至少一种选自如下的单体：苯乙烯、羟基苯乙烯、(甲基)丙烯酸羟乙基酯、(甲基)丙烯酸乙酯和(甲基)丙烯酸；或包括聚(羟基苯乙烯-苯乙烯-甲基丙烯酸酯)、聚(4-羟基苯乙烯)和聚(均苯四酸二酐-乙二醇-环氧丙烷)。
实施方式14.根据实施方式10所述的方法，其中，所述聚合物材料的重均分子量在100道尔顿至20,000道尔顿的范围内。
实施方式15.根据实施方式10所述的方法，其中，所述交联单体包括选自聚醚多元醇、聚缩水甘油醚、乙烯基醚、甘脲和三氮烯的至少一种。
实施方式16.根据实施方式10所述的方法，其中，通过施加热量或紫外(UV)光使所述涂覆的粘合层混合物聚合。
实施方式17.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：
通过以下方式制造反射型掩模：
在掩模坯上方形成中间层，所述掩模坯包括衬底、布置在所述衬底上方的反射多层、布置在所述反射多层上方的覆盖层、布置在所述覆盖层上方的吸收剂层和布置在所述吸收剂层上方的硬掩模层；
在所述中间层上方形成第一粘合层；
在所述粘合层上方形成光致抗蚀剂图案；
图案化所述粘合层；
图案化所述硬掩模层；和
使用图案化的硬掩模层作为刻蚀掩模来图案化所述吸收剂层；
获得上方形成有光致抗蚀剂层的半导体晶片；和
通过使用所述反射型掩模来图案化光致抗蚀剂层。
实施方式18.根据实施方式17所述的方法，其中，所述第一粘合层包括富碳层，所述富碳层的碳浓度高于所述光致抗蚀剂层、所述中间层或所述硬掩模层中的至少一层的碳浓度。
实施方式19.根据实施方式18所述的方法，其中，所述中间层包括选自硅氧化物、氮氧化硅、氮化硅、硼氮化硅、硼碳化硅和硼碳氮化硅中的至少一种。
实施方式20.根据实施方式18所述的方法，其中，所述中间层包括聚硅氧烷，所述聚硅氧烷包含构成所述吸收剂层的至少一种金属元素。
上文概述了若干实施方案或示例的特征，以便本领域技术人员可以更好地理解本公开的各个方面。本领域技术人员应理解，可以容易地使用本公开作为设计或修改作为基础，用于执行相同目的和/或实现本文介绍的实施方案或示例的相同有益效果更的其他过程和结构。本领域技术人员也应意识到，这样的等价结构并不脱离本发明的精神和范围，并且可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本文进行各种改动、替换和变更。

Claims (10)

1.一种制造反射型掩模的方法，所述方法包括：
在掩模坯上方形成粘合层，所述掩模坯包括衬底、布置在所述衬底上方的反射多层、布置在所述反射多层上方的覆盖层、布置在所述覆盖层上方的吸收剂层以及布置在所述吸收剂层上方的硬掩模层；
在所述粘合层上方形成光致抗蚀剂图案；
图案化所述粘合层，所述粘合层含碳；
图案化所述硬掩模层；和
使用图案化的硬掩模层作为刻蚀掩模来图案化所述吸收剂层，
其中，光致抗蚀剂层对所述粘合层的粘附性高于对所述硬掩模层的粘附性。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述粘合层包括富碳层，所述富碳层具有比所述光致抗蚀剂层或所述硬掩模层中的至少一层更高的碳浓度。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述粘合层的厚度在从2纳米到50纳米的范围内。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述粘合层包括有机聚合物。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述粘合层包括超过90原子％的碳。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述粘合层包括一层或多层石墨烯。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述粘合层包括无定形碳。
8.一种制造反射型掩模的方法，所述方法包括：
在掩模坯上方形成粘合层，所述掩模坯包括衬底、布置在所述衬底上方的反射多层、布置在所述反射多层上方的覆盖层、布置在所述覆盖层上方的吸收剂层以及布置在所述吸收剂层上方的硬掩模层；
在粘合层上方形成光致抗蚀剂图案；
图案化所述粘合层；
图案化所述硬掩模层；和
使用图案化的硬掩模层作为刻蚀掩模来图案化所述吸收剂层，
其中，所述粘合层通过在所述硬掩模层上方涂覆粘合层混合物并对涂覆的粘合层混合物施加热量而形成。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述粘合层混合物包括聚合物材料、交联剂、交联引发剂和溶剂。
10.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：
通过以下方式制造反射型掩模：
在掩模坯上方形成中间层，所述掩模坯包括衬底、布置
在所述衬底上方的反射多层、布置在所述反射多层上方的覆盖层、布置在所述覆盖层上方的吸收剂层和布置在所述吸收剂层上方的硬掩模层；
在所述中间层上方形成第一粘合层；
在所述粘合层上方形成光致抗蚀剂图案；
图案化所述粘合层；
图案化所述硬掩模层；和
使用图案化的硬掩模层作为刻蚀掩模来图案化所述吸收剂层；获得上方形成有光致抗蚀剂层的半导体晶片；和
通过使用所述反射型掩模来图案化光致抗蚀剂层。
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