CN117348330A - 制造光掩模的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了制造光掩模的方法。在一种制造衰减相移掩模的方法中，在掩模基板之上形成光致抗蚀剂图案。该掩模基板包括透明衬底、透明衬底上的蚀刻停止层、蚀刻停止层上的相移材料层、相移材料层上的硬掩模层、以及硬掩模层上的中间层。通过使用光致抗蚀剂图案作为蚀刻掩模来图案化中间层，通过使用经图案化的中间层作为蚀刻掩模来图案化硬掩模层，以及通过使用经图案化的硬掩模层作为蚀刻掩模来图案化相移材料层。中间层包括过渡金属、过渡金属合金或含硅材料中的至少一种，并且硬掩模层由与中间层不同的材料制成。
Description
技术领域
本公开涉及半导体制造领域，更具体地涉及制造光掩模的方法。
背景技术
半导体行业经历了指数增长。材料和设计的技术进步产生了一代又一代集成电路(IC)，其中每一代都具有比前一代更小且更复杂的电路。在IC演进的过程中，功能密度(即，单位芯片面积的互连器件的数量)通常增加，而几何尺寸(即，使用制造工艺可以创建的最小组件或线)减小。这种缩小过程通常通过提高生产效率和降低相关成本带来益处。
发明内容
根据本公开的第一方面，提供了一种制造衰减相移掩模的方法，包括：在掩模基板之上形成光致抗蚀剂图案，所述掩模基板包括透明衬底、所述透明衬底上的蚀刻停止层、所述蚀刻停止层上的相移材料层、所述相移材料层上的硬掩模层、以及所述硬掩模层上的中间层；通过使用所述光致抗蚀剂图案作为蚀刻掩模来图案化所述中间层；通过使用经图案化的中间层作为蚀刻掩模来图案化所述硬掩模层；以及通过使用经图案化的硬掩模层作为蚀刻掩模来图案化所述相移材料层，其中：所述中间层包括从由下列项组成的组选择的至少一种：过渡金属、过渡金属合金、以及含硅材料，并且所述硬掩模层由与所述中间层不同的材料制成。
根据本公开的第二方面，提供了一种制造衰减相移掩模的方法，包括：在掩模基板之上形成光致抗蚀剂图案，所述掩模基板包括透明衬底、所述透明衬底上的蚀刻停止层、所述蚀刻停止层上的相移材料层、所述相移材料层上的第一硬掩模层、所述第一硬掩模层上的第一中间层、所述第一中间层上的第二硬掩模层、以及所述第二硬掩模层上的第二中间层；通过使用所述光致抗蚀剂图案作为蚀刻掩模来图案化所述第二中间层；通过使用经图案化的第二中间层作为蚀刻掩模来图案化所述第二硬掩模层；通过使用经图案化的第二硬掩模层作为蚀刻掩模来图案化所述第一中间层；通过使用经图案化的第一中间层作为蚀刻掩模来图案化所述第一硬掩模层；以及通过使用经图案化的第一硬掩模层作为蚀刻掩模来图案化所述相移材料层，其中：所述第一中间层和所述第二中间层分别包括从下列项组成的组选择的至少一种：过渡金属、过渡金属合金、以及含硅材料，并且所述第一硬掩模层和所述第二硬掩模层由与所述第一中间层和所述第二中间层不同的材料制成。
根据本公开的第三方面，提供了一种制造衰减相移掩模的方法，包括：在掩模基板之上形成光致抗蚀剂图案，所述掩模基板包括透明衬底、所述透明衬底上的蚀刻停止层、所述蚀刻停止层上的相移材料层、以及包括N对硬掩模层和所述硬掩模层上的中间层的多层结构；通过逐步图案化所述多层结构的N对中的每一对，从所述多层结构中的最底层的硬掩模层形成经图案化的硬掩模层；以及通过使用所述经图案化的硬掩模层作为蚀刻掩模来图案化所述相移材料层，其中：N是至多为5的自然数，所述中间层包括从由下列项组成的组选择的至少一种：过渡金属、过渡金属合金、以及含硅材料，并且所述硬掩模层由与所述中间层不同的材料制成。
附图说明
在结合附图阅读时，可以通过下面的具体实施方式最佳地理解本公开的各方面。应注意，根据行业的标准惯例，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增大或减小。
图1A、图1B、图1C和图1D示出了根据本公开的实施例的光掩模的截面图。
图2A、图2B、图2C、图2D、图2E、图2F、图2G、图2H和图2I示出了根据本公开的实施例的光掩模的顺序制造操作的各个阶段的截面图。
图3A、图3B、图3C、图3D、图3E和图3F示出了根据本公开的实施例的光掩模的顺序制造操作的各个阶段的截面图。
图4A、图4B、图4C、图4D和图4E示出根据本公开的实施例的光掩模的顺序制造操作的各个阶段的截面图。
图5A、图5B、图5C、图5D、图5E和图5F示出了根据本公开的实施例的光掩模的顺序制造操作的各个阶段的截面图。
图6A、图6B、图6C和图6D示出了根据本公开的实施例的光掩模基板的截面图。
图7A示出了制作半导体器件的方法的流程图，并且图7B、图7C、图7D和图7E示出了根据本公开的实施例的制作半导体器件的方法的顺序制造操作。
具体实施方式
以下公开内容提供了用于实现所提供主题的不同特征的许多不同的实施例或示例。下面描述了组件和布置的具体示例以简化本公开。当然，这些仅是示例并且不旨在进行限制。例如，在下面的描述中，在第二特征上或之上形成第一特征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以不直接接触的实施例。此外，本公开可以在各种示例中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身并不指示所讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。
此外，为了便于描述，本文可以使用诸如“之下”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等之类空间相关术语来描述如图所示的一个元素或特征与另外(一个或多个)元素或(一个或多个)特征的关系。这些空间相对术语旨在涵盖器件在使用或操作中除了图中描绘的方向之外的不同方向。装置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对描述符同样可以相应地解释。
在集成电路(IC)的制造中，使用一系列可重复使用的光掩模(本文也被称为光刻掩模或掩模)来制造代表IC的不同层的图案。光掩模在半导体器件制造工艺期间被用于将IC的每一层的设计转移到半导体衬底上。
随着IC尺寸的缩小，各种类型的这种光刻技术(例如，利用来自ArF激光器的193nm级波长、或波长为13.5nm的极紫外(EUV)光的浸入式光刻技术)被用于例如光刻工艺，以使非常小的图案(例如，纳米级图案)能够从掩模转移到半导体晶圆。
对更密集封装的集成器件的持续渴望产生了对光刻工艺的改变，以便形成更小的各个特征尺寸。可以通过工艺获得的最小特征尺寸或“临界尺寸”(CD)大致由公式CD＝k1*λ/NA确定，其中k1是特定工艺的系数，λ是所施加的光/能量的波长，以及NA是从衬底或晶圆看到的光学透镜的数值孔径。
对于制造具有给定的k1值的密集特征，将小特征的可用图像投射到晶圆上的能力受限于波长λ、以及投射光学器件从被照射掩模捕获足够的衍射级的能力。当从一定大小和/或形状的光掩模或掩模版制作密集特征或隔离特征时，投射图像的边缘处的明亮和黑暗之间的过渡可能未被足够清晰地限定而不能正确地形成目标光致抗蚀剂图案。这还可能导致空间图像(aerial image)的对比度降低，以及所产生的光致抗蚀剂轮廓的质量降低等等。因此，尺寸为150nm或以下的特征可能需要利用相移掩模(PSM)或技术来提高晶圆处的图像质量，例如，锐化特征的边缘以改善抗蚀剂轮廓。
相移通常涉及选择性地改变通过光掩模/掩模版的部分能量的相位，以便在将被曝光和图案化的晶圆上的材料的表面处，经相移的能量与未经相移的能量相加或相减。通过仔细控制掩模特征的形状、位置和相移角度，所产生的光致抗蚀剂图案可以有更精确限定的边缘。随着特征尺寸减小，0°和180°相位部分之间的传输强度的不平衡以及与180°不同的相移会导致光致抗蚀剂图案的显著临界尺寸(CD)变化和布置误差。
相移可以以多种方式获得。例如，一种称为衰减相移掩模(APSM)的工艺包括非不透明材料层，使得与穿过掩模的透明部分的光相比，穿过非不透明材料的光发生相位变化。此外，与透过掩模的透明部分的光的量相比，非不透明材料可以调整透过该非不透明材料的光的量(强度/大小)。
相移材料是影响穿过相移材料的光的相位的材料，使得相对于未穿过相移材料(例如，仅穿过透明掩模衬底材料而不穿过相移材料)的光的相位，穿过相移材料的光的相位发生偏移。相对于穿过掩模未被相移材料覆盖的部分的入射光的量，相移材料还可以减少穿过相移材料的光的量。
在形成图案化相移材料期间，在硬掩模层之上形成光致抗蚀剂图案，该硬掩模层形成在相移材料层之上。随着图案尺寸减小，抑制抗蚀剂图案塌陷和硬掩模图案的圆角以及获得APSM以产生期望相移已经变得更加重要。
在本公开的实施例中，公开了在图案化操作中具有或不具有多个硬掩模层的组合的多层抗蚀剂系统。
图1A是根据本公开的实施例的光掩模100(例如，APSM)的截面图。参考图1A，APSM100包括衬底10、和位于衬底10的前表面之上的相移材料层15。在相移材料层15和衬底10之间是蚀刻停止层12。在图1A所示的实施例中，相移材料层15和蚀刻停止层12的部分被去除以提供开口，通过这些开口，衬底10的上表面被暴露。在图1A的实施例中，对光(例如，ArF激光或KrF激光光)的透明度小于100％，并且在约95％至99.5％的范围内。ASPM 100包括围绕ASPM 100的图像区域(电路图案区域)20C的外围的图像边界特征20B。在一些实施例中，相移材料层15和蚀刻停止层12被蚀刻为使得相移材料层15和蚀刻停止层12在图像边界特征20B下方的部分与相移材料层15和蚀刻停止层12的其余部分分开。在这样的实施例中，相移材料层15和蚀刻停止层12在图像边界特征20B下方的部分通过沟槽(未示出)与相移材料层15和蚀刻停止层12的其余部分分开。
图1B是根据本公开的另一实施例的APSM 100A的截面图。参考图1B，在APSM 100A中，衬底10的暴露在开口中的部分被蚀刻或凹陷。凹陷量被调整为使穿过相移材料层15和蚀刻停止层12的光与未穿过相移材料层15和蚀刻停止层12的光之间的相位差具有期望的相移量。
图1C是根据本公开的另一实施例的APSM 100B的截面图。在图1C的APSM 100B中，蚀刻停止层12在开口的底部处未被去除。
图1D是根据本公开的另一实施例的APSM 100C的截面图。在图1D的APSM 100C中，蚀刻停止层12在开口的底部处被部分去除。
图2A至图2I是根据一些实施例的APSM的顺序制造工艺的各个阶段的截面图。在一些实施例中，在图2A-图2I的工艺之前、期间和/或之后执行附加操作，或者所述的一些操作被替换和/或取消。在一些实施例中，下面描述的一些特征被替换或取消。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讨论了一些实施例，但这些操作可以以另一种逻辑顺序来执行。
参考图2A，根据一些实施例，在衬底10之上设置蚀刻停止层12、相移材料层15和硬掩模层20，作为掩模基板(未形成电路图案)。在一些实施例中，如图2A所示，在硬掩模层20之上形成包括中间层30和光致抗蚀剂层40的多层抗蚀剂系统。
在一些实施例中，衬底10由玻璃、硅、石英或其他低热膨胀材料制成。低热膨胀材料有助于最小化在使用光掩模期间由于掩模加热而造成的图像失真。在一些实施例中，衬底10包括石英玻璃、熔融石英、氟化钙、碳化硅、黑金刚石或掺杂氧化钛的氧化硅(SiO2/TiO2)。在一些实施例中，衬底10的厚度在约1mm至约7mm的范围内。如果衬底10的厚度过小，则在一些实例中，光掩模破损或翘曲的风险增加。另一方面，如果衬底10的厚度过大，则在一些实例中，光掩模的重量和成本不必要地增加。
在一些实施例中，蚀刻停止层12与衬底10的前表面直接接触。在一些实施例中，蚀刻停止层12对光刻工艺中使用的光能具有透射性或半透射性。例如，在一些实施例中，蚀刻停止层对浸入式光刻中使用的深UV或近UV光能具有透射性或半透射性。在一些实施例中，曝光辐射是来自波长为约193nm的ArF准分子激光器、或波长为约254nm的KrF准分子激光器的光。对光或辐射的半透射性是指材料对入射到材料表面的光透射少于70％，而透射性是指光透射率为95％或以上(例如，Al或Ru或其化合物)。
可用作蚀刻停止层12的材料的示例包括对下面描述的用于蚀刻相移材料层15的材料的材料的蚀刻具有抗性的材料。在其中相移材料层15由MoSi化合物形成的实施例中，使用含氟蚀刻剂来蚀刻相移材料层15。根据本公开的实施例，蚀刻停止层12的材料对含氟蚀刻剂的蚀刻具有抗性。可用于去除相移材料层15的部分的含氟蚀刻剂的示例包括含氟气体，例如，CF4、CHF3、C2F6、CH2F2、SF6或其组合。对含氟蚀刻剂的蚀刻具有抗性并且可用作蚀刻停止层12的材料包括CrON、Al和Al合金、Ru和Ru的复合材料(例如，Ru-Nb、Ru-Zr、Ru-Ti、Ru-Y、Ru-B、Ru-P)等。在其他实施例中，蚀刻停止层12是透光的(例如，超过约95％)，并且选自具有化学式AlxSiyOz的材料，其中x+y+z＝1。根据本公开的实施例不限于这些特定材料的蚀刻停止层。根据本文所述的实施例，其他对入射光有半透射性并且对上述含氟蚀刻剂的蚀刻具有抗性的材料也可用作蚀刻停止层。在其他实施例中，可以利用对入射光具有半透射性、并且对可用于蚀刻相移材料层15的除了含氟蚀刻剂之外的蚀刻剂的蚀刻具有抗性的材料。
在一些实施例中，蚀刻停止层12可以用含氯蚀刻剂进行蚀刻。利用可以用含氯蚀刻剂进行蚀刻的蚀刻停止层12的优势是用作衬底10的材料(例如，石英)不被含氯蚀刻剂蚀刻。含氯蚀刻剂的示例包括含氯气体(例如，Cl2、SiCl4、HCl、CCl4、CHCl3、其他含氯气体、或其组合)和含氧气体(例如，O2、其他含氧气体、或其组合)。
在一些实施例中，蚀刻停止层12具有约1nm至约20nm之间的厚度。在其他实施例中，蚀刻停止层12具有约1nm至约10nm之间的厚度。根据本公开的实施例不限于厚度在1nm至20nm之间、或1nm至10nm之间的蚀刻停止层。例如，在一些实施例中，蚀刻停止层12可以比1nm更薄或可以比20nm更厚。
蚀刻停止层12可以通过各种方法形成，包括物理气相沉积(PVD)工艺(例如，蒸镀和DC磁控溅射)、镀覆工艺(例如，化学镀或电镀)、化学气相沉积(CVD)工艺(例如，大气压CVD、低压CVD、等离子体增强CVD或高密度等离子体CVD)、离子束沉积、旋涂、金属有机物分解(MOD)、其他合适的方法、或其组合。
在一些实施例中，相移材料层15与衬底10上的蚀刻停止层12的前表面直接接触。相移材料层15在入射到相移材料层15上并透过相移材料层15的光中产生相移。根据本公开的实施例，与未穿过相移材料层15或蚀刻停止层12的入射光的相位相比，在进入相移材料层15并穿过相移材料层15和图案化蚀刻停止层12的光中产生的相移的程度可以通过改变相移材料层15的折射率和厚度和/或蚀刻停止层12的折射率和厚度来调整。在一些实施例中，选择相移材料层15和蚀刻停止层12的折射率和厚度以使得在进入相移材料层15并穿过相移材料层15和图案化蚀刻停止层12的光中产生的相移为约180度。根据本公开的实施例不限于产生180°相移。例如，在其他实施例中，期望的相移可以大于或小于180°。
在一些实施例中，与未穿过相移材料层15或蚀刻停止层12的入射光的透射性相比，进入相移材料层15并穿过相移材料层15和图案化蚀刻停止层12的入射光的透射性可以通过改变相移材料层15和/或蚀刻停止层12的吸收系数来调整。
相移材料层15的折射率和厚度可以被单独调整或者与蚀刻停止层12的折射率和厚度相结合来调整，以提供期望的相移。相移材料层15的折射率可以通过改变相移材料层15的材料的成分来调整。例如，可以改变MoSi化合物中的Mo与Si之比来调整相移材料层15的折射率。用诸如B、C、O、N、Al等之类的元素掺杂相移材料层15将调整相移材料层15的折射率。
根据本公开的实施例，可以通过调整相移材料层15的入射光吸收系数来调整相移材料层15对入射光的透射性。例如，增加相移材料层15的UV或DUV吸收系数将减少入射光通过相移材料层15的透射性。减小相移材料层15的吸收系数将增加入射光通过相移材料层15的透射性。相移材料层15的吸收系数可以通过改变相移材料层15的材料的成分来调整。例如，可以改变MoSi化合物中的Mo与Si之比来调整相移材料层15的吸收系数。用诸如B、C、O、N、Al、Ge、Sn、Ta等之类的元素掺杂相移材料层15将调整相移材料层15的吸收系数。
根据一些实施例，相移材料层15的厚度可以基于期望的相移的程度而改变。例如，使相移材料层更厚可以增加或减少相移。在其他示例中，使相移材料层更薄可以增加或减少相移。在一些实施例中，相移材料层15的厚度在约30纳米和100纳米之间。可以理解，根据本公开的实施例不限于具有约30nm和100nm之间的厚度的相移材料层15。在其他实施例中，相移材料层15具有小于30nm或大于100nm的厚度。
可用作相移材料层15的材料包括MoSi化合物等。例如，相移材料层15包括MoSi化合物，例如，MoSi、MoSiCON、MoSiON、MoSiCN、MoSiCO、MoSiO、MoSiC和MoSiN。根据本公开的实施例不限于利用前述MoSi化合物的相移材料层。在其他实施例中，相移材料层15包括除MoSi化合物以外的能够使入射到相移材料层上的光的相位偏移(例如，180度)的化合物。
相移材料层15可以通过各种方法形成，包括物理气相沉积(PVD)工艺(例如，蒸镀和DC磁控溅射)、镀覆工艺(例如，化学镀或电镀)、化学气相沉积(CVD)工艺(例如，大气压CVD、低压CVD、等离子体增强CVD或高密度等离子体CVD)、离子束沉积、旋涂、金属有机物分解(MOD)、其他合适的方法、或其组合。
硬掩模层20将被图案化，并且硬掩模层20的图案将被转移到相移材料层15。在一些实施例中，硬掩模层20包括保护相移材料层15的材料。在一些实施例中，硬掩模层20包括含铬材料，例如，Cr、CrN、CrO、CrC、CrON、CrCN、CrOC、CrOCN、其他含铬材料、或其组合。在一些替代实施例中，硬掩模层20包括可以用含氟蚀刻剂进行蚀刻的含钽材料，例如，Ta、TaN、TaNH、TaHF、TaHfN、TaBSi、TaB SiN、TaB、TaBN、TaSi、TaSiN、TaGe、TaGeN、TaZr、TaZrN、其他含钽材料、或其组合。
在一些实施例中，硬掩模层20的厚度为约3nm至约400nm。在其他实施例中，硬掩模层20的厚度在约5nm至约100nm的范围内。硬掩模层20可以通过各种方法形成，包括物理气相沉积(PVD)工艺(例如，蒸镀和DC磁控溅射)、镀覆工艺(例如，化学镀或电镀)、化学气相沉积(CVD)工艺(例如，大气压CVD、低压CVD、等离子体增强CVD或高密度等离子体CVD)、离子束沉积、旋涂、金属有机物分解(MOD)、其他合适的方法、或其组合。
多层抗蚀剂系统的中间层30包括能够吸收UV光并且对硬掩模层20和相移材料层15(由不同材料制成)具有足够的蚀刻选择性的材料。在一些实施例中，中间层30包括过渡金属、或过渡金属的合金或化合物。过渡金属的示例包括Mo、Ta、Pd、Ir、Ni、Sn、Ru或Au。上面关于蚀刻停止层12、相移材料层15和硬掩模层20所解释的Mo化合物、Ta化合物或Ru化合物可以用作中间层30。在一些实施例中，中间层30包括基于有机物/聚合物的含Si材料或基于无机Si的材料。基于无机Si的材料包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、SiOC、SiOCN、SiCN、SiC、SiBN、SiBC或SiBCN。在一些实施例中，中间层30包括非晶或多晶硅、SiGe或SiC。在一些实施例中，中间层30包括含硅聚合物，例如，聚硅氧烷。在一些实施例中，聚硅氧烷的硅含量约为40wt％至约70wt％。在一些实施例中，基于聚合物的中间层30还包括Si颗粒或Mo、Ta、Pd、Ir、Ni、Sn、Ru或Au的金属颗粒。在一些实施例中，颗粒的直径在1nm到20nm的范围内，或约2nm至约10nm。在一些实施例中，中间层30是含有上述硅颗粒和/或金属颗粒的有机聚合物。
在一些实施例中，中间层30的最小厚度为约2nm、约5nm或约10nm，并且中间层30的最大厚度为约30nm、约50nm、约100nm、约150nm或约200nm，或其间的任何范围。中间层30通过CVD、PVD、ALD或任何其他合适的膜形成工艺形成。
光致抗蚀剂层40如下面更详细描述地被图案化，并且图案化光致抗蚀剂被用作掩模以图案化下面的中间层30。在一些实施例中，光致抗蚀剂层40的图案将在后续工艺中转移到相移材料层15上。在一些实施例中，光致抗蚀剂层40可以是采用酸催化的化学放大抗蚀剂。例如，光致抗蚀剂层40的光致抗蚀剂可以通过将酸敏聚合物溶解在浇注溶液中来配制。在一些实施例中，光致抗蚀剂层40的光致抗蚀剂可以是正性(positive tone)光致抗蚀剂，其将使随后形成的图案具有与掩模上的图案相同的轮廓(未示出)。在一些替代实施例中，光致抗蚀剂层40的光致抗蚀剂可以是负性光致抗蚀剂，其将使随后形成的图案具有与掩模上的图案相对应的开口(未示出)。光致抗蚀剂层40可以通过旋涂或其他类似技术形成。
参考图2B，图示了对光致抗蚀剂层40的图案化之后的中间结构。光致抗蚀剂层40通过对光致抗蚀剂层40执行曝光工艺而被图案化。曝光工艺可以包括有掩模的光刻技术(例如，光刻工艺)或无掩模的光刻技术(例如，电子束(e-beam)曝光工艺或离子束曝光工艺)。在曝光工艺之后，可以执行曝光后烘烤工艺，以使光致抗蚀剂层40的至少一部分硬化。根据光致抗蚀剂层40的(一种或多种)材料或(一种或多种)类型，光致抗蚀剂层的聚合物在光束照射和烘烤时可以经历不同的反应(聚合物的断链或交联)。此后，执行显影工艺，以去除光致抗蚀剂层40的至少一部分。在一些实施例中，正性抗蚀剂材料的暴露于光束的部分可以经历断链反应，使得与未暴露于光束的其他部分相比，暴露的部分容易被显影剂去除。另一方面，负性抗蚀剂材料的暴露于光束的部分可以经历交联反应，使得与未暴露于光束的其他部分相比，暴露的部分更难被显影剂去除。在一些实施例中，在对光致抗蚀剂层40的显影之后，下面的中间层30的部分被暴露。
然后，如图2C所示，在对光致抗蚀剂层40的显影完成之后，通过经显影的光致抗蚀剂层40中的开口来蚀刻中间层30。通过经由经显影的光致抗蚀剂层40中的开口来蚀刻中间层30的暴露部分，对中间层30进行图案化。蚀刻工艺可以包括干法蚀刻工艺、湿法蚀刻工艺或其组合。干法和湿法蚀刻工艺具有可以调整的蚀刻参数，例如，所使用的蚀刻剂、蚀刻温度、蚀刻溶液浓度、蚀刻压力、源功率、RF偏置电压、RF偏置功率、蚀刻剂流速和其他合适的参数，以便相对于将在对中间层30的蚀刻期间暴露于蚀刻剂的其他材料，对中间层30的材料具有选择性。在一些实施例中，含氟蚀刻剂被用于去除由例如氧化物或Si基材料制成的中间层30的部分。含氟蚀刻剂的示例包括含氟气体，例如，CF4、CHF3、C2F6、CH2F2、CH3F、或其组合。在一些实施例中，含氯蚀刻剂被用于去除由例如基于氮化物的材料制成的中间层30的部分。含氯蚀刻剂的示例包括含氯气体，例如，Cl2、BCl3、或其组合。在一些实施例中，一种或多种附加的气体被添加到蚀刻剂气体，例如，O2、Ar、N2或H2。在中间层30的蚀刻之后，光致抗蚀剂层40被去除，如图2C所示。
接下来，如图2D所示，通过经图案化的中间层30中的开口来蚀刻硬掩模层20。通过经由经图案化的中间层30中的开口来蚀刻硬掩模层20的暴露部分，对硬掩模层20进行图案化。蚀刻工艺可以包括干法蚀刻工艺、湿法蚀刻工艺、或其组合。干法和湿法蚀刻工艺具有可以调整的蚀刻参数，例如，所使用的蚀刻剂、蚀刻温度、蚀刻溶液浓度、蚀刻压力、源功率、RF偏置电压、RF偏置功率、蚀刻剂流速和其他合适的参数，以便相对于将在硬掩模层20的蚀刻期间暴露于蚀刻剂的其他材料，对硬掩模层20的材料具有选择性。在一些实施例中，含氟蚀刻剂被用于去除硬掩模层20的部分。含氟蚀刻剂的示例包括含氟气体，例如，CF4、CHF3、C2F6、CH2F2、CH3F、或其组合。在一些实施例中，含氯蚀刻剂被用于去除由例如Cr基材料制成的硬掩模层20的部分。含氯蚀刻剂的示例包括含氯气体，例如，Cl2、CCl4、BCl3、或其组合。在一些实施例中，一种或多种附加的气体被添加到蚀刻剂气体，例如，O2、Ar、N2或H2。在对硬掩模层20的蚀刻之后，通过一个或多个干法和/或湿法蚀刻操作和/或化学机械抛光(CMP)操作来去除中间层30，如图2D所示。
然后，如图2E所示，通过经由经图案化的硬掩模层20中的开口来蚀刻相移材料层15，将硬掩模层20的图案转移到相移材料层15。相移材料层15的图案化通过相移材料层15中的开口暴露蚀刻停止层12的部分。相移材料层15的蚀刻是通过将经由经图案化的硬掩模层20中的开口所暴露的相移材料层15的部分暴露于蚀刻剂来完成，相对于硬掩模层20的材料和蚀刻停止层12的材料，该蚀刻剂对相移材料层15的材料具有选择性。蚀刻工艺可以包括干法蚀刻工艺、湿法蚀刻工艺、或其组合。干法和湿法蚀刻工艺具有可以调整的蚀刻参数，例如，所使用的蚀刻剂、蚀刻温度、蚀刻溶液浓度、蚀刻压力、源功率、RF偏置电压、RF偏置功率、蚀刻剂流速和其他合适的参数，以便相对于将在对相移材料层15的蚀刻期间暴露于蚀刻剂的其他材料(例如，经图案化的硬掩模层20和蚀刻停止层12)，对相移材料层15的材料具有选择性。在一些实施例中，含氟蚀刻剂被用于去除相移材料层15的部分。含氟蚀刻剂的示例包括含氟气体，例如，CF4、CHF3、C2F6、CH2F2、SF6、或其组合。在一些实施例中，含氯蚀刻剂被用于去除相移材料层15的部分。含氯蚀刻剂的示例包括含氯气体，例如，Cl2、CCl4、BCl3、或其组合。在一些实施例中，一种或多种附加的气体被添加到蚀刻剂气体，例如，O2、Ar、N2或H2。在硬掩模层20的图案转移到相移材料层15完成之后，去除经图案化的硬掩模层20以获得与图1C一致的掩模结构。
在一些实施例中，未去除硬掩模层20，硬掩模层20和相移材料层15的图案被转移到蚀刻停止层12，如图2F所示。在一些实施例中，当蚀刻停止层12具有小于约95％的较低透光率时，执行对蚀刻停止层的蚀刻。
硬掩模层20和相移材料层15的图案的转移是通过经由硬掩模层20和相移材料层15中的开口蚀刻蚀刻停止层12来实现的。在一些实施例中，蚀刻停止层12的蚀刻使用含氯气体(例如，Cl2、SiCl4、HCl、CCl4、CHCl3、其他含氯气体、或其组合)和含氧气体(例如，O2、其他含氧气体、或其组合)。在其他实施例中，可以使用除含氯气体和含氧气体之外的蚀刻剂来蚀刻蚀刻停止层12。例如，可以使用以下蚀刻剂来蚀刻蚀刻停止层12，该蚀刻剂相对于硬掩模层20和相移材料层15的材料对蚀刻停止层12的材料具有选择性，并且相对于衬底10的材料而对蚀刻停止层12的材料具有选择性。根据一些实施例，当硬掩模层20和蚀刻停止层12相对于蚀刻剂具有相似的选择性时，可以在蚀刻停止层12被图案化的同一步骤中去除经图案化的硬掩模层20。例如，当利用含氯蚀刻剂对蚀刻停止层12进行图案化时，经图案化的硬掩模层20可以通过暴露于含氯蚀刻剂而被去除。
如图2F所示，在蚀刻停止层12中形成开口，通过这些开口暴露衬底10的部分。根据本公开的实施例，在对蚀刻停止层12的蚀刻期间不发生衬底10的蚀刻。在蚀刻停止层12的蚀刻之后，硬掩模层20被去除，如图2G所示。如上所述，硬掩模层20在对蚀刻停止层进行图案化时被完全去除，或者与蚀刻停止层12的蚀刻分开地被去除。
在一些实施例中，如图2H所示，在蚀刻停止层被蚀刻之后，对衬底10进行蚀刻，而不蚀刻或去除经图案化的蚀刻停止层12或经图案化的相移材料层15的部分。根据这样的实施例，对衬底10的蚀刻去除衬底10的部分，形成沟槽或凹部，如图2H所示。衬底10利用不去除蚀刻停止层12或相移材料层15的蚀刻剂进行蚀刻。
在一些实施例中，如图2I所示，蚀刻停止层12仅被部分去除。在一些实施例中，被部分蚀刻的蚀刻停止层12的剩余厚度为蚀刻停止层的未蚀刻部分的约30％至约80％。
在根据一些实施例对蚀刻停止层12的蚀刻完成之后，或者在衬底10被蚀刻之后，光掩模被清洗以去除其中的任何污染物。在一些实施例中，通过将掩模浸入氢氧化铵(NH4OH)溶液来清洗掩模。
在一些实施例中，硬掩模层20被从电路区域去除，而不从边界区域去除，从而将其保留为图像边界特征20B(参见图1A-图1D)。
图3A-图3F示意性地示出了根据本公开的实施例的制造APSM的顺序方法。可以理解，可以在图3A-图3F所示的工艺之前、期间和之后提供附加的操作，并且对于该方法的附加实施例，可以替换或消除下面描述的一些操作。操作/工艺的顺序可以互换。上面解释的材料、工艺、配置和/或尺寸可以应用于以下实施例，并且可以省略详细解释。
在一些实施例中，如图3A所示，掩模基板不包括衬底10和相移材料层15之间的蚀刻停止层。如图3A所示，在硬掩模层20之上形成包括中间层30和光致抗蚀剂层40的多层抗蚀剂系统。如图3B所示，光致抗蚀剂层40使用例如电子束光刻进行图案化。然后，如图3C所示，使用光致抗蚀剂图案作为蚀刻掩模对中间层30进行图案化，并去除光致抗蚀剂层40。此外，通过使用经图案化的中间层30作为蚀刻掩模来图案化硬掩模层20，并去除中间层30。接下来，如图3E所示，使用经图案化的硬掩模层20作为蚀刻掩模对相移材料层15进行图案化。在一些实施例中，蚀刻基本上在衬底10的表面停止。然后，如图3F所示，去除硬掩模层20的一部分或全部。
图4A-图4E示意性地示出了根据本公开的实施例的制造APSM的顺序方法。可以理解，可以在图4A-图4E所示的工艺之前、期间和之后提供附加的操作，并且对于该方法的附加实施例，可以替换或消除下面描述的一些操作。操作/工艺的顺序可以互换。上面解释的材料、工艺、配置和/或尺寸可以应用于以下实施例，并且可以省略详细解释。
在一些实施例中，如图4A所示，多层抗蚀剂系统包括设置在第一硬掩模层20之上的中间层30、第二硬掩模层22和光致抗蚀剂层40。图4A的第一硬掩模层和第二硬掩模层的材料和配置与关于图1A-图1D、图2A-图2H和图3A-图3F解释的硬掩模层20相同。在一些实施例中，第二硬掩模层22的材料或配置(例如，厚度)中的至少一个与第一硬掩模层20不同。在一些实施例中，第一硬掩模层和第二硬掩模层的材料和配置是相同的。
如图4B所示，使用例如电子束光刻对光致抗蚀剂层40进行图案化，并且对第二硬掩模层22进行图案化。然后，使用经图案化的第二硬掩模层22作为蚀刻掩模对中间层30进行图案化，如图4C所示。在第二硬掩模层22被去除之后，通过使用经图案化的中间层30作为蚀刻掩模对第一硬掩模层20进行图案化，如图4D所示。在中间层30被去除之后，使用经图案化的硬掩模层20作为蚀刻掩模对相移材料层15进行图案化，如图4E所示。然后，执行关于图2E-图2I解释的操作。在一些实施例中，不包括类似于图3A-图3F的实施例的蚀刻停止层12，并且在相移材料层15被图案化之后，获得与图3E一致的结构。
图5A-图5F示意性地示出了根据本公开的实施例的制造APSM的顺序方法。可以理解，可以在图5A-图5F所示的工艺之前、期间和之后提供附加的操作，并且对于该方法的附加实施例，可以替换或消除下面描述的一些操作。操作/工艺的顺序可以互换。上面解释的材料、工艺、配置和/或尺寸可以应用于以下实施例，并且可以省略详细解释。
在一些实施例中，如图5A所示，多层抗蚀剂系统包括四层，即设置在第一硬掩模层20之上的第一中间层30、第二硬掩模层22、第二中间层32和光致抗蚀剂层40。图5A的第一硬掩模层和第二硬掩模层的材料和配置与关于图1A-图1D、图2A-图2H和图3A-图3F解释的硬掩模层20相同，并且图5A的第一中间层和第二中间层的材料和配置与关于图1A-图1D、图2A-图2H和图3A-图3F解释的中间层30相同。在一些实施例中，第二硬掩模层22的材料或配置(例如，厚度)中的至少一个与第一硬掩模层20不同。在一些实施例中，第一硬掩模层和第二硬掩模层的材料和配置是相同的。在一些实施例中，第二中间层32的材料或配置(例如，厚度)中的至少一个与第一中间层30不同。在一些实施例中，第一中间层和第二中间层的材料和配置是相同的。
如图5B所示，使用例如电子束光刻对光致抗蚀剂层40进行图案化，并且对第二中间层32进行图案化。在光致抗蚀剂层40被去除之后，使用经图案化的第二中间层32作为蚀刻掩模对第二硬掩模层22进行图案化，如图5C所示。在第二中间层32被去除之后，使用经图案化的第二硬掩模层22作为蚀刻掩模对第一中间层30进行图案化，如图5D所示。在第二硬掩模层22被去除之后，使用经图案化的第一中间层30作为蚀刻掩模对第一硬掩模层20进行图案化，如图5E所示。在第一中间层30被去除之后，使用经图案化的硬掩模层20作为蚀刻掩模对相移材料层15进行图案化，如图5F所示。然后，执行关于图2E-图2I解释的操作。在一些实施例中，不包括类似于图3A-图3F的实施例的蚀刻停止层12，并且在相移材料层15被图案化之后，获得与图3E一致的结构。
在一些实施例中，多层抗蚀剂系统包括在光致抗蚀剂层下方的三个或更多个中间层以及两个或更多个硬掩模层。在一些实施例中，与相移材料层15接触的底部硬掩模层被认为是多层抗蚀剂系统的一部分。
在一些实施例中，如图6A和图6B所示，多层抗蚀剂系统包括交替堆叠在相移材料层15之上的N对硬掩模层和硬掩模层上的中间层，其包括第一中间层30-1至第N中间层30-N以及第一硬掩模层20-1至第N硬掩模层20-N。在一些实施例中，N为2、3、4或5。在一些实施例中，未使用最上面的中间层30-N，并且光致抗蚀剂层40设置在第N硬掩模层20-N之上。在图6A中，使用蚀刻停止层12，而在图6B中，未使用蚀刻停止层。
在一些实施例中，第一至第N硬掩模层22中的至少一个的材料或配置(例如，厚度)中的至少一个与其余的硬掩模层中的至少一个不同。在一些实施例中，第一至第N硬掩模层的材料和配置是相同的。在一些实施例中，第一至第N中间层中的至少一个的材料或配置(例如，厚度)中的至少一个与其余的中间层中的至少一个不同。在一些实施例中，第一至第N中间层的材料和配置是相同的。
类似于前述实施例，中间层和硬掩模层中的每一个都是被逐步图案化的。
在一些实施例中，如图6C所示，中间层中的一个或多个包括由彼此不同的材料制成的两个或多个子层。在一些实施例中，底部的中间层包括下层30A以及由与下层30A不同的材料制成的上层30B，并且上部的中间层包括下层32A以及由与下层32A不同的材料制成的上层32B。在一些实施例中，下层30A由与下层32A相同的材料制成，而在其他实施例中，下层30A由与下层32A不同的材料制成。类似地，在一些实施例中，上层30A由与上层32A相同的材料制成，而在其他实施例中，上层30A由与上层32A不同的材料制成。类似于前述实施例，中间层和硬掩模层中的每一个都是被逐步图案化的。在其他实施例中，多层中间层是使用经图案化的硬掩模层或光致抗蚀剂图案作为蚀刻掩模被同时蚀刻或图案化的。
在一些实施例中，如图6D所示，蚀刻支撑层18被设置在相移材料层15和硬掩模层20之间。在一些实施例中，蚀刻支撑层18被图案化并用作蚀刻掩模以图案化相移材料层15。在一些实施例中，蚀刻支撑层18由与硬掩模层20和相移材料层15不同的材料制成，并且包括金属、金属氧化物、或其他合适的材料。在一些实施例中，蚀刻支撑层18包括含钽材料(例如，Ta、Ta、TaN、TaNH、TaHF、TaHfN、TaBSi、TaB SiN、TaB、TaBN、TaSi、TaSiN、TaGe、TaGeN、TaZr、TaZrN、其他含钽材料、或其组合)、含铬材料(例如，Cr、CrN、CrO、CrC、CrON、CrCN、CrOC、CrOCN、其他含铬材料、或其组合)、含钛材料(例如，Ti、TiN、其他含钛材料、或其组合)、其他合适的材料、或其组合。在一些实施例中，蚀刻支撑层18是由不透明材料制成。类似于上述实施例，蚀刻支撑层18使用硬掩模层20作为蚀刻掩模被图案化，并且(在硬掩模层20被去除之后)相移材料层15使用经图案化的蚀刻支撑层18被图案化。在一些实施例中，电路区域之上的蚀刻支撑层18被去除，而蚀刻支撑层的一部分保留为边界特征20B。
图7A示出了制造半导体器件的方法的流程图，并且图7B、图7C、图7D和图7E示出了根据本公开实施例的制造半导体器件的方法的顺序制造操作。
提供半导体衬底或其他合适的衬底，其将被图案化以在其上形成集成电路。在一些实施例中，半导体衬底包括硅。替代地或另外地，半导体衬底包括锗、硅锗或其他合适的半导体材料，例如，III-V族半导体材料。在图7A的S101，在半导体衬底之上形成将图案化的靶层。在某些实施例中，靶层是半导体衬底。在一些实施例中，靶层包括：导电层，例如，金属层或多晶硅层；电介质层，例如，氧化硅、氮化硅、SiON、SiOC、SiOCN、SiCN、铪氧化物或铝氧化物；或半导体层，例如，外延形成的半导体层。在一些实施例中，靶层形成在下面的结构之上，例如，隔离结构、晶体管或导线。在图7A的S102，在靶层之上形成光致抗蚀剂层，如图7B所示。在随后的光刻曝光工艺期间，光致抗蚀剂层对来自曝光源的辐射敏感。在本实施例中，光致抗蚀剂层对光刻曝光工艺中使用的UV或DUV光敏感。光致抗蚀剂层可以通过旋涂或其他合适的技术而形成在靶层之上。所涂覆的光致抗蚀剂层可以进一步被烘烤以驱除光致抗蚀剂层中的溶剂。在图7A的S103，使用如上所述的光掩模之一对光致抗蚀剂层进行图案化，如图7C所示。对光致抗蚀剂层的图案化包括由DUV或UV曝光系统(扫描仪或步进器)执行光刻曝光工艺。在曝光工艺期间，在光掩模上限定的集成电路(IC)设计图案被成像到光致抗蚀剂层以在其上形成潜在图案。对光致抗蚀剂层的图案化还包括对经曝光的光致抗蚀剂层进行显影，以形成具有一个或多个开口的图案化光致抗蚀剂层。在其中光致抗蚀剂层是正性光致抗蚀剂层的一个实施例中，光致抗蚀剂层的曝光部分在显影工艺期间被去除。对光致抗蚀剂层的图案化可以进一步包括其他工艺步骤，例如，在不同阶段的各种烘烤步骤。例如，可以在光刻曝光工艺之后并且显影工艺之前实施曝光后烘烤(PEB)工艺。
在图7A的S104，利用经图案化的光致抗蚀剂层作为蚀刻掩模对靶层进行图案化，如图7D所示。在一些实施例中，图案化靶层包括利用经图案化的光致抗蚀剂层作为蚀刻掩模来对靶层施加蚀刻工艺。在经图案化的光致抗蚀剂层的开口内暴露的靶层的部分被蚀刻，而其他部分被保护不被蚀刻。此外，如图7E所示，可以通过湿法剥离或等离子体灰化去除经图案化的光致抗蚀剂层。
在本公开的实施例中，在相移材料层上的硬掩模层之上形成多层抗蚀剂系统，因此可以改善经图案化的相移材料层的图案保真度。具体地，相移材料层图案的圆角可以被抑制。
将理解，本文不一定讨论了所有的优点，没有特定优点对于所有的实施例或示例是必需的，并且其他实施例或示例可以提供不同的优点。
根据本公开的一个方面，在一种制造衰减相移掩模的方法中，在掩模基板之上形成光致抗蚀剂图案。该掩模基板包括透明衬底、透明衬底上的蚀刻停止层、蚀刻停止层上的相移材料层、相移材料层上的硬掩模层、以及硬掩模层上的中间层。通过使用光致抗蚀剂图案作为蚀刻掩模来图案化中间层，通过使用经图案化的中间层作为蚀刻掩模来图案化硬掩模层，以及通过使用经图案化的硬掩模层作为蚀刻掩模来图案化相移材料层。中间层包括从下列项组成的组选择的至少一种：过渡金属、过渡金属合金或含硅材料，并且硬掩模层由与中间层不同的材料制成。在上述和以下一个或多个实施例中，中间层包括从下列项组成的组选择的至少一种：Mo、Ta、Pd、Ir、Ni、Sn、Ru和Au。在上述和以下一个或多个实施例中，中间层包括从下列项组成的组选择的至少一种的合金：Mo、Ta、Pd、Ir、Ni、Sn、Ru和Au。在上述和以下一个或多个实施例中，中间层包括从下列项组成的组选择的至少一种：氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、SiOC、SiOCN、SiCN、SiC、SiBN、SiBC和SiBCN。在上述和以下一个或多个实施例中，中间层包括聚硅氧烷或含有Si颗粒或金属颗粒的有机聚合物。在上述和以下一个或多个实施例中，硬掩模层包括从下列项组成的组选择的至少一种：Cr、CrN、CrO、CrC、CrON、CrCN、CrOC和CrOCN。在上述和以下一个或多个实施例中，蚀刻停止层包括从下列项组成的组选择的至少一种：Al、Ru、Ru-Nb、Ru-Zr、Ru-Ti、Ru-Y、Ru-B和Ru-P。在上述和以下一个或多个实施例中，蚀刻停止层的深紫外透射率为95％或更高。在上述和以下一个或多个实施例中，中间层的厚度在2nm至200nm的范围内。在上述和以下一个或多个实施例中，相移材料层是从下列项组成的组选择的至少一种：MoSi、MoSiCON、MoSiON、MoSiCN、MoSiCO、MoSiO、MoSiC和MoSiN。
根据本公开的另一方面，在一种制造衰减相移掩模的方法中，在掩模基板之上形成光致抗蚀剂图案。该掩模基板包括透明衬底、透明衬底上的蚀刻停止层、蚀刻停止层上的相移材料层、相移材料层上的第一硬掩模层、第一硬掩模层上的第一中间层、第一中间层上的第二硬掩模层、以及第二硬掩模层上的第二中间层。通过使用光致抗蚀剂图案作为蚀刻掩模来图案化第二中间层，通过使用经图案化的第二中间层作为蚀刻掩模来图案化第二硬掩模层，通过使用经图案化的第二硬掩模层作为蚀刻掩模来图案化第一中间层进行，通过使用经图案化的第一中间层作为蚀刻掩模来图案化第一硬掩模层，以及通过使用经图案化的第一硬掩模层作为蚀刻掩模来图案化相移材料层。第一中间层和第二中间层分别包括从下列项组成的组选择的至少一种：过渡金属、过渡金属合金、或含硅材料，并且第一硬掩模层和第二硬掩模层由与第一中间层和第二中间层不同的材料制成。在上述和以下一个或多个实施例中，第一硬掩模层和第二硬掩模层分别包括从下列项组成的组选择的至少一种：Cr、CrN、CrO、CrC、CrON、CrCN、CrOC和CrOCN。在上述和以下一个或多个实施例中，第一中间层和第二中间层分别包括从下列项组成的组选择的至少一种：Mo、Ta、Pd、Ir、Ni、Sn、Ru和Au、及其合金。在上述和以下一个或多个实施例中，第一中间层和第二中间层分别包括从下列项组成的组选择的至少一种：氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、SiOC、SiOCN、SiCN、SiC、SiBN、SiBC和SiBCN。在上述和以下一个或多个实施例中，第一中间层和第二中间层分别包括聚硅氧烷或含有Si颗粒或金属颗粒的有机聚合物。在上述和以下一个或多个实施例中，蚀刻停止层包括从下列项组成的组选择的至少一种：Al、Ru、及其合金。在上述和以下一个或多个实施例中，相移材料层是从下列项组成的组选择的至少一种：MoSi、MoSiCON、MoSiON、MoSiCN、MoSiCO、MoSiO、MoSiC和MoSiN。
根据本公开的另一方面，在一种制造衰减相移掩模的方法中，在掩模基板之上形成光致抗蚀剂图案。该掩模基板包括透明衬底、透明衬底上的蚀刻停止层、蚀刻停止层上的相移材料层、以及包括N对硬掩模层和硬掩模层上的中间层的多层结构。通过逐步图案化多层结构的N对中的每一对，从多层结构中的最底层的硬掩模层形成经图案化的硬掩模层，并通过使用经图案化的硬掩模层作为蚀刻掩模来图案化相移材料层。N是至多为5的自然数，中间层包括从下列项组成的组选择的至少一种：过渡金属、过渡金属合金、或含硅材料，并且硬掩模层由与中间层不同的材料制成。在上述和以下一个或多个实施例中，N为3、4或5。在上述和以下一个或多个实施例中，蚀刻停止层进一步被图案化。
以上公开内容概述了若干实施例或示例的特征，使得本领域技术人员可以更好地理解本公开的各方面。本领域技术人员应当理解，他们可以容易地使用本公开作为设计或修改其他工艺和结构以实施本文介绍的实施例或示例的相同目的和/或实现本文介绍的实施例或示例的相同优点的基础。本领域技术人员还应该认识到，这样的等同构造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在本文中进行各种改变、替换和变更。
示例
示例1.一种制造衰减相移掩模的方法，包括：在掩模基板之上形成光致抗蚀剂图案，所述掩模基板包括透明衬底、所述透明衬底上的蚀刻停止层、所述蚀刻停止层上的相移材料层、所述相移材料层上的硬掩模层、以及所述硬掩模层上的中间层；通过使用所述光致抗蚀剂图案作为蚀刻掩模来图案化所述中间层；通过使用经图案化的中间层作为蚀刻掩模来图案化所述硬掩模层；以及通过使用经图案化的硬掩模层作为蚀刻掩模来图案化所述相移材料层，其中：所述中间层包括从由下列项组成的组选择的至少一种：过渡金属、过渡金属合金、以及含硅材料，并且所述硬掩模层由与所述中间层不同的材料制成。
示例2.根据示例1所述的方法，其中，所述中间层包括从由下列项组成的组选择的至少一种：Mo、Ta、Pd、Ir、Ni、Sn、Ru和Au。
示例3.根据示例1所述的方法，其中，所述中间层包括从由下列项组成的组选择的至少一种的合金：Mo、Ta、Pd、Ir、Ni、Sn、Ru和Au。
示例4.根据示例1所述的方法，其中，所述中间层包括从由下列项组成的组选择的至少一种：氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、SiOC、SiOCN、SiCN、SiC、SiBN、SiBC和SiBCN。
示例5.根据示例1所述的方法，其中，所述中间层包括聚硅氧烷、或含有Si颗粒或金属颗粒的有机聚合物。
示例6.根据示例1所述的方法，其中，所述硬掩模层包括从由下列项组成的组选择的至少一种：Cr、CrN、CrO、CrC、CrON、CrCN、CrOC和CrOCN。
示例7.根据示例1所述的方法，其中，所述蚀刻停止层包括从由下列项组成的组选择的至少一种：Al、Ru、Ru-Nb、Ru-Zr、Ru-Ti、Ru-Y、Ru-B和Ru-P。
示例8.根据示例1所述的方法，其中，所述蚀刻停止层的深紫外透射率为95％或更高。
示例9.根据示例1所述的方法，其中，所述中间层的厚度在2nm至200nm的范围内。
示例10.根据示例1所述的方法，其中，所述相移材料层是从由下列项组成的组选择的至少一种：MoSi、MoSiCON、MoSiON、MoSiCN、MoSiCO、MoSiO、MoSiC和MoSiN。
示例11.一种制造衰减相移掩模的方法，包括：在掩模基板之上形成光致抗蚀剂图案，所述掩模基板包括透明衬底、所述透明衬底上的蚀刻停止层、所述蚀刻停止层上的相移材料层、所述相移材料层上的第一硬掩模层、所述第一硬掩模层上的第一中间层、所述第一中间层上的第二硬掩模层、以及所述第二硬掩模层上的第二中间层；通过使用所述光致抗蚀剂图案作为蚀刻掩模来图案化所述第二中间层；通过使用经图案化的第二中间层作为蚀刻掩模来图案化所述第二硬掩模层；通过使用经图案化的第二硬掩模层作为蚀刻掩模来图案化所述第一中间层；通过使用经图案化的第一中间层作为蚀刻掩模来图案化所述第一硬掩模层；以及通过使用经图案化的第一硬掩模层作为蚀刻掩模来图案化所述相移材料层，其中：所述第一中间层和所述第二中间层分别包括从下列项组成的组选择的至少一种：过渡金属、过渡金属合金、以及含硅材料，并且所述第一硬掩模层和所述第二硬掩模层由与所述第一中间层和所述第二中间层不同的材料制成。
示例12.根据示例11所述的方法，其中，所述第一硬掩模层和所述第二硬掩模层分别包括从由下列项组成的组选择的至少一种：Cr、CrN、CrO、CrC、CrON、CrCN、CrOC和CrOCN。
示例13.根据示例12所述的方法，其中，所述第一中间层和所述第二中间层分别包括从由下列项组成的组选择的至少一种：Mo、Ta、Pd、Ir、Ni、Sn、Ru和Au、以及其合金。
示例14.根据示例12所述的方法，其中，所述第一中间层和所述第二中间层分别包括从由下列项组成的组选择的至少一种：氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、SiOC、SiOCN、SiCN、SiC、SiBN、SiBC和SiBCN。
示例15.根据示例12所述的方法，其中，所述第一中间层和所述第二中间层分别包括聚硅氧烷、或含有Si颗粒或金属颗粒的有机聚合物。
示例16.根据示例12所述的方法，其中，所述蚀刻停止层包括从由下列项组成的组选择的至少一种：Al、Ru、以及其合金。
示例17.根据示例12所述的方法，其中，所述相移材料层是从由下列项组成的组选择的至少一种：MoSi、MoSiCON、MoSiON、MoSiCN、MoSiCO、MoSiO、MoSiC和MoSiN。
示例18.一种制造衰减相移掩模的方法，包括：在掩模基板之上形成光致抗蚀剂图案，所述掩模基板包括透明衬底、所述透明衬底上的蚀刻停止层、所述蚀刻停止层上的相移材料层、以及包括N对硬掩模层和所述硬掩模层上的中间层的多层结构；通过逐步图案化所述多层结构的N对中的每一对，从所述多层结构中的最底层的硬掩模层形成经图案化的硬掩模层；以及通过使用所述经图案化的硬掩模层作为蚀刻掩模来图案化所述相移材料层，其中：N是至多为5的自然数，所述中间层包括从由下列项组成的组选择的至少一种：过渡金属、过渡金属合金、以及含硅材料，并且所述硬掩模层由与所述中间层不同的材料制成。
示例19.根据示例18所述的方法，其中，N为3、4或5。
示例20.根据示例18所述的方法，还包括图案化所述蚀刻停止层。
Claims (10)
1.一种制造衰减相移掩模的方法，包括：
在掩模基板之上形成光致抗蚀剂图案，所述掩模基板包括透明衬底、所述透明衬底上的蚀刻停止层、所述蚀刻停止层上的相移材料层、所述相移材料层上的硬掩模层、以及所述硬掩模层上的中间层；
通过使用所述光致抗蚀剂图案作为蚀刻掩模来图案化所述中间层；
通过使用经图案化的中间层作为蚀刻掩模来图案化所述硬掩模层；以及
通过使用经图案化的硬掩模层作为蚀刻掩模来图案化所述相移材料层，其中：
所述中间层包括从由下列项组成的组选择的至少一种：过渡金属、过渡金属合金、以及含硅材料，并且
所述硬掩模层由与所述中间层不同的材料制成。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述中间层包括从由下列项组成的组选择的至少一种：Mo、Ta、Pd、Ir、Ni、Sn、Ru和Au。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述中间层包括从由下列项组成的组选择的至少一种的合金：Mo、Ta、Pd、Ir、Ni、Sn、Ru和Au。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述中间层包括从由下列项组成的组选择的至少一种：氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、SiOC、SiOCN、SiCN、SiC、SiBN、SiBC和SiBCN。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述中间层包括聚硅氧烷、或含有Si颗粒或金属颗粒的有机聚合物。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述硬掩模层包括从由下列项组成的组选择的至少一种：Cr、CrN、CrO、CrC、CrON、CrCN、CrOC和CrOCN。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述蚀刻停止层包括从由下列项组成的组选择的至少一种：Al、Ru、Ru-Nb、Ru-Zr、Ru-Ti、Ru-Y、Ru-B和Ru-P。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述蚀刻停止层的深紫外透射率为95％或更高。
9.一种制造衰减相移掩模的方法，包括：
在掩模基板之上形成光致抗蚀剂图案，所述掩模基板包括透明衬底、所述透明衬底上的蚀刻停止层、所述蚀刻停止层上的相移材料层、所述相移材料层上的第一硬掩模层、所述第一硬掩模层上的第一中间层、所述第一中间层上的第二硬掩模层、以及所述第二硬掩模层上的第二中间层；
通过使用所述光致抗蚀剂图案作为蚀刻掩模来图案化所述第二中间层；
通过使用经图案化的第二中间层作为蚀刻掩模来图案化所述第二硬掩模层；
通过使用经图案化的第二硬掩模层作为蚀刻掩模来图案化所述第一中间层；
通过使用经图案化的第一中间层作为蚀刻掩模来图案化所述第一硬掩模层；以及
通过使用经图案化的第一硬掩模层作为蚀刻掩模来图案化所述相移材料层，其中：
所述第一中间层和所述第二中间层分别包括从下列项组成的组选择的至少一种：过渡金属、过渡金属合金、以及含硅材料，并且
所述第一硬掩模层和所述第二硬掩模层由与所述第一中间层和所述第二中间层不同的材料制成。
10.一种制造衰减相移掩模的方法，包括：
在掩模基板之上形成光致抗蚀剂图案，所述掩模基板包括透明衬底、所述透明衬底上的蚀刻停止层、所述蚀刻停止层上的相移材料层、以及包括N对硬掩模层和所述硬掩模层上的中间层的多层结构；
通过逐步图案化所述多层结构的N对中的每一对，从所述多层结构中的最底层的硬掩模层形成经图案化的硬掩模层；以及
通过使用所述经图案化的硬掩模层作为蚀刻掩模来图案化所述相移材料层，其中：
N是至多为5的自然数，
所述中间层包括从由下列项组成的组选择的至少一种：过渡金属、过渡金属合金、以及含硅材料，并且
所述硬掩模层由与所述中间层不同的材料制成。
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