TWI760057B

TWI760057B - 反射遮罩及其製造方法

Info

Publication number: TWI760057B
Application number: TW110100864A
Authority: TW
Inventors: 許倍誠; 連大成; 李信昌
Original assignee: 台灣積體電路製造股份有限公司
Priority date: 2020-05-22
Filing date: 2021-01-08
Publication date: 2022-04-01
Also published as: CN113238455A; US20230375910A1; TW202144899A

Abstract

在製造反射遮罩的方法中，光阻層在遮罩坯料上方形成。遮罩坯料包括基板、在基板上的反射多層、在反射多層上的覆蓋層、在覆蓋層上的吸收層及硬遮罩層，並且吸收層由Cr、CrO或CrON製成。光阻層經圖案化，硬遮罩層藉由使用圖案化的光阻層來圖案化，吸收層藉由使用圖案化的硬遮罩層來圖案化，並且將額外元件引入圖案化的吸收層中以形成轉化的吸收層。

Description

反射遮罩及其製造方法

本揭示是有關一種反射遮罩及一種製造反射遮罩的方法。

光微影操作係半導體製造製程中的關鍵操作之一。光微影技術包括紫外微影、深紫外微影、及極紫外微影(EUVL)。光罩係光微影操作中的重要部件。製造具有高對比度、高反射率部分及高吸收部分的EUV光罩係至關重要的。

在一些實施例中，一種反射遮罩包括基板、在基板上設置的反射多層、在反射多層上設置的覆蓋層、及在覆蓋層上設置的吸收層。吸收層包括具有不均勻氮濃度的CrN或CrON層。

在一些實施例中，一種反射遮罩包括基板、在基板上設置的反射多層、在反射多層上設置的覆蓋層、在覆蓋層上設置的中間層、及在中間層上設置的吸收層。吸收層包括在吸收層的表面區域中與在吸收層內部相比具有較高氮濃度的CrN、或CrON層。

在一些實施例中，一種製造反射遮罩的方法，包含在遮罩坯料上方形成光阻層，遮罩坯料包括基板、在基板上的反射多層、在反射多層上的覆蓋層、在覆蓋層上的吸收層及硬遮罩層，吸收層由Cr、CrO或CrON製成；圖案化光阻層；藉由使用圖案化的光阻層來圖案化硬遮罩層；藉由使用圖案化的硬遮罩層來圖案化吸收層；以及將額外元素引入圖案化的吸收層中以形成轉化的吸收層。

5:EUV光罩坯料

10:基板

12:基板保護層

15:多層Mo/Si堆疊

20:覆蓋層

22:額外層

25:吸收層

25R:吸收劑區域

30:硬遮罩層

35:第一光阻層

40:圖案

41:圖案

42:圖案

45:背側導電層

50:第二光阻層

55:圖案

57:圖案

60:吸收層

X:方向

Y:方向

當結合隨附圖式閱讀時，自以下詳細描述將最佳地理解本揭示。應注意，根據工業中的標準實務，各個特徵並非按比例繪製，並且僅出於說明目的而使用。事實上，出於論述清晰的目的，可任意增加或減小各個特徵的尺寸。

第1A圖、第1B圖、第1C圖、第1D圖及第1E圖根據本揭示的實施例圖示了EUV光罩坯料。

第2A圖、第2B圖、第2C圖、第2D圖、第2E圖及第2F圖根據本揭示的實施例示意性地示出了製造EUV光罩的方法。

第3A圖、第3B圖、第3C圖、第3D圖、第3E圖及第3F圖根據本揭示的實施例示意性地示出了製造EUV光罩的方法。

第4圖根據本揭示的實施例圖示了EUV光罩的橫截面圖。

第5A圖、第5B圖及第5C圖根據本揭示的另一實施例圖示了吸收層的多層結構的橫截面圖。

第6圖根據本揭示的實施例圖示了EUV光罩的橫截面圖。

第7圖根據本揭示的實施例圖示了EUV光罩的吸收層的氮濃度分佈。

第8A圖圖示了製造半導體元件的方法的流程圖，並且第8B圖、第8C圖、第8D圖及第8E圖根據本揭示的實施例圖示了製造半導體元件的方法的順序製造操作。

應理解，以下揭示提供了眾多不同的實施例或實例，以用於實現本發明的不同特徵。下文描述部件及佈置的特定實施例或實例以簡化本揭示。當然，此等僅為實例且並不意欲為限制性。例如，元件的尺寸不限於所揭示的範圍或值，但可取決於製程條件及/或元件的期望性質。此外，以下描述中在第二特徵上方或第二特徵上形成第一特徵可包括以直接接觸形成第一特徵及第二特徵的實施例，且亦可包括插入第一特徵及第二特徵而形成額外特徵以使得第一特徵及第二特徵可不處於直接接觸的實施例。各種特徵可出於簡便性及清晰目的而以不同比例任意繪製。

另外，為了便於描述，本文可使用空間相對性術語(諸如「下方」、「之下」、「下部」、「之上」、「上部」及類似者)來描述諸圖中所示出的一個元件或特徵與另一元件或特徵的關係。除了諸圖所描繪的定向外，空間相對性術語意欲涵蓋使用或操作中裝置的不同定向。裝置可經其他方式定向(旋轉90度或處於其他定向)且由此可類似解讀本文所使用的空間相對性描述詞。此外，術語「由…製成(made of)」可意謂「包含(comprising)」或「由…組成(consisting of)」。在本揭示中，除非另外描述，片語「A、B及C的一者」意謂「A、B及/或C」(A、B、C，A及B，A及C，B及C，或A、B及C)，並且不意謂來自A的一個元素、來自B的一個元素及來自C的一個元素。

本揭示的實施例提供了一種製造EUV光罩的方法。更具體而言，本揭示提供了防止或抑制對EUV光罩的背側導電層的破壞的技術。

EUV微影(EUVL)採用掃描器，此等掃描器使用在極紫外(EUV)區域中具有約1nm至約100nm(例如，13.5nm)的波長的光。遮罩係EUVL系統的關鍵部件。因為光學材料對EUV輻射不透明，EUV光罩係反射遮罩。電路圖案在反射結構上方設置的吸收層中形成。吸收劑具有低EUV反射率，例如，小於3-5%。

本揭示提供了具有低反射(高吸收)吸收結構的EUV反射光罩。

第1A圖及第1B圖根據本揭示的實施例圖示了EUV反射光罩坯料。第1A圖係平面圖(從頂部觀察)並且第1B圖係沿著X方向的橫截面圖。

在一些實施例中，具有電路圖案的EUV光罩由 EUV光罩坯料5形成。EUV光罩坯料5包括基板10、矽及鉬的多個交替層的多層Mo/Si堆疊15、覆蓋層20、吸收層25及硬遮罩層30。另外，如第1B圖所示，背側導電層45在基板10的背側上形成。

基板10在一些實施例中由低熱膨脹材料形成。在一些實施例中，基板係低熱膨脹玻璃或石英，諸如熔凝矽土或熔凝石英。在一些實施例中，低熱膨脹玻璃基板發射在可見波長、接近可見光譜的紅外波長(近紅外)的一部分、以及紫外波長的一部分下的光。在一些實施例中，低熱膨脹玻璃基板吸收極紫外波長及接近極紫外的深紫外波長。在一些實施例中，基板10的尺寸係厚度約20mm的152mm×152mm。在其他實施例中，基板10的尺寸小於152mm×152mm並且等於或大於148mm×148mm。基板10的形狀係方形或矩形。

在一些實施例中，在基板之上的功能層(多層Mo/Si堆疊15、覆蓋層20、吸收層25及硬遮罩層30)具有與基板10相比較小的寬度。在一些實施例中，功能層的尺寸在從約138mm×138mm至142mm×142mm的範圍中。功能層的形狀係方形或矩形。

在其他實施例中，如第1C圖所示，吸收層25及硬遮罩層30具有在從約138mm×138mm至142mm×142mm的範圍中與基板10、多層Mo/Si堆疊15及覆蓋層20相比較小的尺寸。一或多個功能層的較小尺寸可以藉由使用框形覆蓋件來形成，當藉由例如濺射形成相應層時此框形覆蓋件具有在從約138mm×138mm至142mm×142mm的範圍中的開口。在其他實施例中，在基板10之上的所有層具有與基板10相同的尺寸。

在一些實施例中，Mo/Si多層堆疊15包括從約30個交替層(各者具有矽及鉬)至約60個交替層(各者具有矽及鉬)。在某些實施例中，形成各者具有矽及鉬的從約40至約50個交替層。在一些實施例中，反射率高於所關注波長的約70%，例如，13.5nm。在一些實施例中，矽及鉬層藉由化學氣相沉積(CVD)、電漿增強CVD(PECVD)、原子層沉積(ALD)、物理氣相沉積(PVD)(濺射)、或任何其他適宜膜形成方法來形成。矽及鉬的各個層係約2nm至約10nm厚。在一些實施例中，矽及鉬的層係約相同厚度。在其他實施例中，矽及鉬的層係不同厚度。在一些實施例中，每個矽層的厚度係約4nm，並且每個鉬層的厚度係約3nm。

在其他實施例中，多層堆疊15包括交替的鉬層及鈹層。在一些實施例中，多層堆疊15中的層數量在從約20至約100的範圍中，但是只要保持足夠的反射率以使目標基板成像就可以允許任何數量的層。在一些實施例中，反射率高於所關注波長的約70%，例如，13.5nm。在一些實施例中，多層堆疊15包括Mo及Be的約30至約60個交替層。在本揭示的其他實施例中，多層堆疊15包括Mo及Be的每一者的約40至約50個交替層。

在一些實施例中，覆蓋層20在Mo/Si多層堆疊 15上方設置以防止多層堆疊15的氧化。在一些實施例中，覆蓋層20由釕、釕合金(例如，RuNb、RuZr、RuZrN、RuRh、RuNbN、RuRhN、RuV或RuVN)或釕基氧化物(例如，RuO₂、RuNbO、RiVO或RuON)製成，此覆蓋層具有從約2nm至約10nm的厚度。在某些實施例中，覆蓋層20的厚度係從約2nm至約5nm。在一些實施例中，覆蓋層20具有3.5nm±10%的厚度。在一些實施例中，覆蓋層20藉由化學氣相沉積、電漿增強化學氣相沉積、原子層沉積、物理氣相沉積(例如，濺射)、或任何其他適宜的膜形成方法來形成。在其他實施例中，Si層用作覆蓋層20。

吸收層25在覆蓋層20上方設置。在本揭示的實施例中，吸收層25包括Cr基的材料，諸如Cr、CrO及/或CrON，其中氮含量為約16原子%至約40原子%且氧含量為大於0原子至約30原子%。在一些實施例中，吸收層25具有Cr、CrO或CrON的多層結構。在一些實施例中，吸收層25的厚度在從約20nm至約50nm的範圍中，且在其他實施例中在從約35nm至約46nm的範圍中。在一些實施例中，當Cr基的材料包括氧時，氧的含量在從約5原子%至約30原子%的範圍中，並且在其他實施例中在從約10原子%至約25原子%的範圍中。在一些實施例中，吸收層25進一步包括Co、Te、Hf及/或Ni中的一或多個元素。

在一些實施例中，抗反射層(未圖示)可選地在吸收層25上方形成。在一些實施例中，抗反射層係由氧化矽製成，並且具有從約2nm至約10nm的厚度。在其他實施例中，具有在從約12nm至約18nm的範圍中的厚度的TaBO層用作抗反射層。在一些實施例中，抗反射層的厚度係從約3nm至約6nm。在一些實施例中，抗反射層藉由化學氣相沉積、電漿增強化學氣相沉積、原子層沉積、物理氣相沉積、或任何其他適宜的膜形成方法來形成。

在一些實施例中，硬遮罩層30在吸收層25上方設置。在一些實施例中，硬遮罩層30在抗反射層上方形成。在一些實施例中，硬遮罩層30由Ta基的材料製成，諸如TaB、TaO、TaBO或TaBN。在其他實施例中，硬遮罩層30由矽、矽基化合物(例如，SiN或SiON)、釕或釕基化合物(Ru或RuB)製成。在一些實施例中，硬遮罩層30具有約4nm至約20nm的厚度。在一些實施例中，硬遮罩層30藉由化學氣相沉積、電漿增強化學氣相沉積、原子層沉積、物理氣相沉積、或任何其他適宜的膜形成方法來形成。

在一些實施例中，背側導電層45在基板10的第二主表面上設置，此第二主表面與其上形成Mo/Si多層15的基板10的第一主表面相對。在一些實施例中，背側導電層45由TaB(硼化鉭)或其他Ta基的導電材料製成。在一些實施例中，硼化鉭係晶體。結晶硼化鉭包括TaB、Ta₅B₆、Ta₃B₄及TaB₂。在其他實施例中，硼化鉭係多晶或非晶的。在其他實施例中，背側導電層45由Cr基的導電材料(CrN或CrON)製成。在一些實施例中，背側導電層45的薄層電阻等於或小於20Ω/□。在某些實施例中，背側導電層45的薄層電阻等於或大於0.1Ω/□。在一些實施例中，背側導電層45的表面粗糙度Ra等於或小於0.25nm。在某些實施例中，背側導電層45的表面粗糙度Ra等於或大於0.05nm。另外，在一些實施例中，背側導電層45的平坦度等於或小於50nm(在EUV光罩內)。在一些實施例中，背側導電層45的平坦度大於1nm。在一些實施例中，背側導電層45的厚度在從約50nm至約400nm的範圍中。在其他實施例中，背側導電層45具有約50nm至約100nm的厚度。在某些實施例中，厚度在約65nm至約75nm的範圍中。在一些實施例中，背側導電層45藉由下列步驟形成：大氣化學氣相沉積(CVD)、低壓CVD、電漿增強CVD、雷射增強CVD、原子層沉積(ALD)、分子束磊晶(MBE)、包括熱沉積的物理氣相沉積、脈衝雷射沉積、電子束蒸發、離子束輔助蒸發及濺射、或任何其他適宜的膜形成方法。在CVD的情形中，在一些實施例中，源氣體包括TaCl₅及BCl₃。

在一些實施例中，如第1D圖所示，額外(中間)層22在覆蓋層20與吸收層25之間形成。在一些實施例中，額外層22用於保護覆蓋層。在一些實施例中，額外層22包括Ta基的材料(諸如TaB、TaO、TaBO後TaBN)、矽、矽基化合物(例如，氧化矽、SiN、SiON或MoSi)、釕、或釕基化合物(Ru或RuB)。在一些實施例中，額外層22具有約2nm至約20nm的厚度。在一些實施例中，導電層22藉由化學氣相沉積、電漿增強化學氣相沉積、原子層沉積、物理氣相沉積、或任何其他適宜的膜形成方法來形成。在一些實施例中，額外層22在吸收層的圖案化操作期間用作蝕刻終止層。

在其他實施例中，額外層22係光催化層，此光催化層可以利用EUV輻射將在光罩上形成的烴殘留物催化為CO₂及/或H₂O。因此，執行遮罩表面的原位自清潔。在一些實施例中，在EUV掃描器系統中，將氧氣及氫氣注入EUV腔室中以維持腔室壓力(例如，在約2Pa下)。腔室背景氣體可以係氧氣的來源。除了光催化功能之外，光催化層經設計為對各種材料及各種化學製程(諸如清潔及蝕刻)具有足夠耐久性及抗性。在一些實例中，在後續製程中用於製成EUV反射遮罩的臭氧水破壞由Ru製成的覆蓋層20並且導致顯著的EUV反射率下降。進一步觀察到，在Ru氧化之後，Ru氧化物藉由蝕刻劑(諸如Cl₂或CF₄氣體)輕易蝕刻掉。在一些實施例中，光催化層包括氧化鈦(TiO₂)、氧化錫(SnO)、氧化鋅(ZnO)、及硫化鎘(CdS)中的一或多者。光催化層22的厚度在一些實施例中在從約2nm至約10nm的範圍中，且在其他實施例中在從約3nm至約7nm的範圍中。當厚度過薄時，光催化層可能不足以用作蝕刻終止層。當厚度過大時，光催化層可吸收EUV輻射。

在一些實施例中，如第1E圖所示，基板保護層 12在基板10與多層堆疊15之間形成。在一些實施例中，基板保護層12由Ru或Ru化合物(諸如RuO、RuNb、RuNbO、RuZr及RuZrO)製成。在一些實施例中，基板保護層12由與覆蓋層20相同的材料或不同的材料製成。基板保護層12的厚度在一些實施例中在從約2nm至約10nm的範圍中。

第2A圖至第2F圖及第3A圖至第3F圖示意性地示出了製造在極紫外微影(EUVL)中使用的EUV光罩的方法。將理解，額外操作可以在由第2A圖至第3F圖所示的製程之前、期間、及之後提供，且可替代或消除下文所描述的一些操作以獲得本方法的額外實施例。操作/製程的順序係可互換的。

在製造EUV光罩時，如第2A圖所示，第一光阻層35在EUV光罩坯料的硬遮罩層30上方形成，並且如第2B圖所示，光阻層35選擇性暴露於光化輻射EB。在形成第一光阻層35之前，在一些實施例中，EUV光罩坯料經歷檢查。如第2C圖所示，選擇性暴露的第一光阻層35經顯影以在第一光阻層35中形成圖案40。在一些實施例中，光化輻射EB係電子束或離子束。在一些實施例中，圖案40對應於半導體元件特徵的圖案，EUV光罩將用於在後續操作中形成該圖案。

接下來，如第2D圖所示，在第一光阻層35中的圖案40延伸到硬遮罩層30中，從而在硬遮罩層30中形成圖案41，暴露吸收層25的部分。在一些實施例中，延伸到硬遮罩層30中的圖案41藉由蝕刻形成，此蝕刻使用對吸收層25具有選擇性的適宜濕式或乾式蝕刻劑。在形成硬遮罩層30中的圖案41之後，如第2E圖所示，第一光阻層35藉由光阻剝離劑移除以暴露出硬遮罩層30的上表面。

隨後，如第2F圖所示，在硬遮罩層30中的圖案41延伸到吸收層25中，從而在吸收層25中形成圖案42，暴露覆蓋層20的部分，並且隨後如第3A圖所示，移除硬遮罩層30。在一些實施例中，延伸到吸收層劑25中的圖案42藉由蝕刻形成，此蝕刻使用對吸收層25具有選擇性的適宜濕式或乾式蝕刻劑。在一些實施例中，使用電漿乾式蝕刻。

如第3B圖所示，第二光阻層50在吸收層25上方形成，從而填充吸收層25中的圖案42。將第二光阻層50選擇性暴露於光化輻射，諸如電子束、離子束或UV輻射。如第3B圖所示，選擇性暴露的第二光阻層50經顯影以在第二光阻層50中形成圖案55。圖案55對應於圍繞電路圖案的黑邊。黑邊係藉由移除在電路圖案區域周圍的區域中的EUV光罩上的所有多層產生的框形區域。產生黑邊以防止當在晶圓上印刷EUV光罩時暴露相鄰場。黑邊的寬度在一些實施例中在從約1mm至約5mm的範圍中。

接下來，如第3C圖所示，在第二光阻層50中的圖案55延伸到吸收層25、覆蓋層20、及Mo/Si多層15中，從而在吸收層25、覆蓋層20、及Mo/Si多層35中形成圖案57(參見第3D圖)，暴露基板30的部分。在一些實施例中，圖案57藉由蝕刻形成，此蝕刻使用對所蝕刻的每個層具有選擇性的一或多種適宜的濕式或乾式蝕刻劑。在一些實施例中，使用電漿乾式蝕刻。

隨後，如第3D圖所示，第二光阻層50藉由適宜的光阻剝離劑移除以暴露吸收層25的上表面。在本揭示的一些實施例中，在吸收層25、覆蓋層20、及Mo/Si多層15中的黑邊圖案57定義光罩的黑邊。

接下來，如第3E圖所示，執行一或多個離子佈植操作以將圖案化的吸收層25的組成物改變為轉化的吸收層60。在一些實施例中，將離子ION(諸如氮離子)佈植到圖案化的吸收層25中。在一些實施例中，氮離子佈植的加速電壓在從約0.1keV至約5keV的範圍中，且在其他實施例中在從約0.5keV至2keV的範圍中。當加速電壓過高時，離子可經過吸收層且主要佈植到覆蓋層或多層堆疊中，並且當加速電壓過低時，僅為吸收層的上部佈植離子。在一些實施例中，劑量在從約5×10¹⁵離子/cm²至1×10¹⁷離子/cm²的範圍中，並且在其他實施例中在從約1×10¹⁶離子/cm²至的4×10¹⁶離子/cm²範圍中。當劑量過低時，轉化的吸收層60中的氮濃度不足以獲得較高EUV吸收係數(參見下文)，並且若劑量過高，則轉化的吸收層的機械強度可能減小。在一些實施例中，於室溫(25℃)在從約1×10^-9Pa至6×10^-8Pa的範圍中的壓力下執行離子佈植。

當吸收層25由Cr製成(Cr含量大於90原子%)時，吸收層25轉化為CrN，其中在一些實施例中氮含量在從約5原子%至約16原子%的範圍中。當吸收層25由CrO製成時，吸收層25轉化為CrON，其中在一些實施例中氮含量在從約5原子%至約16原子%的範圍中且氧含量在大於0原子%至約5原子%的範圍中。在一些實施例中，CrON層係富含氮(多於氧)的CrON層。當吸收層25由CrON製成時，吸收層25轉化為富含氮的CrON(多於氧)，其中在一些實施例中氮含量在從約5原子%至約20原子%的範圍中且氧含量在從大於0原子%至約4原子%的範圍中。

在其他實施例中，如第3F圖所示，藉由使用電漿PL將氮引入圖案化的吸收層25中，以形成轉化的吸收層60。在一些實施例中，電漿PL係由N₂氣體及/或NH₃氣體產生的氮電漿。在一些實施例中，電漿係RF電漿、ICP(感應耦合電漿)、或微波產生電漿(例如，ECR電漿)。在一些實施例中，源功率在從約200W至約600W的範圍中，並且在其他實施例中在從約300W至約500W的範圍中。在一些實施例中，偏壓功率在從約1W至約50W的範圍中，並且在其他實施例中在從約5W至約10W的範圍中。在一些實施例中，N₂氣體的流動速率在從約100sccm至1000sccm的範圍中，並且在其他實施例中在從約200sccm至約500sccm的範圍中。N₂的分壓在一些實施例中在從約1mTorr至約50mTorr的範圍中，並且在其他實施例中在從約2mTorr至約10mTorr的範圍中。在一些實施例中，離子佈植及電漿處理均將圖案化的吸收層25轉化為轉化的吸收層60。

大體上，Cr基的材料(CrN、CrON或CrO)具有高EUV吸收(消光)係數k。例如，CrN具有0.0387的k值，此k值高於TaBN的k值(0.031)及TaBO的k值(0.027)。由此，可能減小吸收層的厚度(例如，從TaBN的70nm至CrN的46nm)，此舉可以抑制圖案化的吸收層的三維效應。然而，CrN層或富含氮的CrON層由於其低蝕刻速率而難以蝕刻。因此，直接圖案化CrN層可導致不良圖案分佈，此舉影響EUV微影的解析度。在本實施例中，Cr、CrO或CrON(低氮濃度)層經歷蝕刻操作(參見第2F圖)，並且隨後轉化為CrN或富含氮的CrON層。因此，可能獲得具有較高蝕刻速率及較高EUV吸收係數的良好圖案分佈。

在其他實施例中，替代或除了引入如上文闡述的氮之外，例如，藉由離子佈植製程或電漿製程將Li、Be、B、C或Si中的一或多種元素引入圖案化的吸收層25中。針對Li、Be、B、C及/或Si的離子佈植及/或電漿製程的條件與用於氮的彼等相同或類似。由此，轉化的吸收層60包括Cr、CrO、CrN或CrON層，此層含有Li、Be、B、C或Si中的一或多種。Li、Be、B、C及/或Si的含量在一些實施例中在從約5原子%至24原子%的範圍中。在一些實施例中，此等元素不包含在遮罩坯料5的吸收層25 中。在一些實施例中，吸收層60係k值大於0.03的CrLi、CrBe、CrB、CrC或CrSi中的一或多者。

在其他實施例中，轉化製程(如上文闡述的離子佈植及/或電漿處理)在圖案化吸收層及移除硬遮罩層之後並且在形成黑邊圖案57之前執行。

在圖案化吸收層的轉化製程之後，在一些實施例中執行退火操作。在一些實施例中，退火溫度在從約60℃至約120℃的範圍中。另外，光罩經歷清潔操作、檢查，並且光罩按需要修復以提供完成的光罩。

第4圖根據本揭示的實施例圖示了完成的EUV光罩的橫截面圖。在一些實施例中，具有如第4圖所示的電路圖案42的EUV光罩包括基板10、矽及鉬的多個交替層的多層Mo/Si堆疊15、覆蓋層20、及圖案化的吸收層60。另外，黑邊圖案57在吸收層60、覆蓋層20及多層堆疊15中形成，並且背側導電層45在基板10的背側上形成。在一些實施例中，圖案化的吸收層60包括CrN層、富含氮的CrON層、及/或摻雜有Li、Be、B、C或Si中的一或多種的Cr、CrN、CrO或CrON層。在一些實施例中，當包括Li、Be、B、C或Si中的一或多種時，吸收層實質上不具有氮及/或氧(小於約1原子%)。

在一些實施例中，吸收層係先前提及的Cr基的材料的單層，或包括多層，其中一或多層係先前提及的Cr基的材料。在一些實施例中，吸收層60的厚度在從約20nm至約50nm的範圍中，並且在其他實施例中在從約35 nm至約46nm的範圍中。在一些實施例中，在吸收層60的開口的底部處，覆蓋層20含有Li、Be、B、C或Si中的一或多者多於光罩的其他部分(例如，在吸收層60下方或在多層堆疊15附近的覆蓋層的底部)。

第5A圖、第5B圖及第5C圖根據本揭示的另一實施例圖示了吸收層的多層結構的橫截面圖。將理解，額外操作可以在由第2A至第3F圖所示的製程之前、期間、及之後提供，且可替換或消除下文所描述的一些操作以獲得本方法的額外實施例。操作/製程的順序係可互換的。如關於以上實施例解釋的材料、構造、製程及/或尺寸可在以下實施例中採用，並且可省略其詳細說明。第5A圖、第5B圖及第5C圖的實施例係用於如第1D圖所示的遮罩坯料。第5A圖圖示了在圖案化硬遮罩層30之後的與第2E圖類似的結構。隨後，藉由使用第5B圖所示的圖案化的硬遮罩層25來圖案化(蝕刻)吸收層。在一些實施例中，當額外層22由與硬遮罩層30相同的材料或類似的材料製成時，蝕刻實質上在額外層22處終止。隨後，如第5C圖所示，與額外層22在吸收層25的開口圖案的底部處的部分一起移除硬遮罩層30。在一些實施例中，蝕刻係濕式蝕刻及/或乾式蝕刻。

在其他實施例中，當額外層22由與硬遮罩層30不同的材料製成時，蝕刻實質上在額外層22處終止或亦蝕刻額外層22。在一些實施例中，當蝕刻實質上在額外層22處終止時，額外層22隨後經圖案化或保持未蝕刻。

第6圖根據本揭示的實施例圖示了完成的EUV光罩的橫截面圖。在一些實施例中，如第6圖所示的具有電路圖案42的EUV光罩包括基板10、矽及鉬的多個交替層的多層Mo/Si堆疊15、覆蓋層20、圖案化的額外層22、及圖案化的吸收層60。另外，黑邊圖案57在吸收層60、覆蓋層20及多層堆疊15中形成，並且背側導電層45在基板10的背側上形成。在一些實施例中，圖案化的吸收層60包括CrN層、富含氮的CrON層、及/或由Li、Be、B、C或Si中的一或多者摻雜的Cr、CrN、CrO或CrON層。在一些實施例中，當包括Li、Be、B、C或Si中的一或多者時，吸收層實質上不具有氮及/或氧(小於約1原子%)。在一些實施例中，吸收層係先前提及的Cr基的材料的單層，或包括多層，其中一或多個係先前提及的Cr基的材料。在一些實施例中，吸收層60的厚度在從約20nm至約50nm的範圍中，並且在其他實施例中在從約35nm至約46nm的範圍中。在一些實施例中，在吸收層60的開口底部處，覆蓋層20含有N、Li、Be、B、C或Si中的一或多個多於光罩的其他部分(例如，在吸收層60下方或在多層堆疊15附近的覆蓋層的底部)。若額外層22保留在吸收層60的開口底部處，則額外層22在開口底部處含有N、Li、Be、B、C或Si中的一或多者多於光罩的其他部分(例如，在吸收層60下方或在覆蓋層20附近的額外層22的底部)。

第7圖根據本揭示的實施例圖示了EUV光罩的吸收層的氮濃度分佈。如上文闡述，在從圖案外部圖案化吸收層25之後引入氮(或其他元素Li、Be、B、C及/或Si)。由此，在一些實施例中，在吸收劑圖案60內的氮(或Li、Be、B、C及/或Si)不具有均勻濃度分佈(分配)。

在一些實施例中，沿著水平方向(經過吸收劑圖案60的中心(重力中心))，氮(或Li、Be、B、C及/或Si)濃度從一個側表面降低，具有最小值並且隨後增加到相對的側表面。在一些實施例中，最高濃度與最小濃度的比率在從約1.1至約5.0的範圍中。

在一些實施例中，沿著垂直方向(經過吸收劑圖案60的中心)，氮(或Li、Be、B、C及/或Si)濃度從吸收劑圖案60的底部增加到吸收劑圖案60的頂部。最高濃度與最小濃度的比率在從約1.1至約10.0的範圍中。在一些實施例中，在整個吸收劑圖案60中的最高濃度與最小濃度的比率在從約1.1至約10.0的範圍中。

在一些實施例中，在吸收層60與覆蓋層20之間的介面附近，未轉化的吸收劑區域25R(例如，1nm³-100nm³)保留，此吸收劑區域實質上不具有稍後引入的元素。在一些實施例中，此區域具有至少1nm³、2nm³、5nm³、或10nm³的體積。

第8A圖圖示了製造半導體元件的方法的流程圖，並且第8B圖、第8C圖、第8D圖及第8E圖根據本揭示的實施例圖示了製造半導體元件的方法的順續製造操作。提供了半導體基板或待圖案化以在其上形成積體電路的其他適宜基板。在一些實施例中，半導體基板包括矽。替代地或額外地，半導體基板包括鍺、鍺矽或其他適宜半導體材料，諸如第III-V族半導體材料。在第8A圖的S101處，待圖案化的目標層在半導體基板上方形成。在某些實施例中，目標層係半導體基板。在一些實施例中，目標層包括：導電層，諸如金屬層或多晶矽層；介電層，諸如氧化矽、氮化矽、SiON、SiOC、SiOCN、SiCN、氧化鉿、或氧化鋁；或半導體層，諸如磊晶形成的半導體層。在一些實施例中，目標層在下層結構(諸如隔離結構、電晶體或接線)上方形成。在第8A圖的S102處，如第8B圖所示，光阻層在目標層上方形成。光阻層對來自在後續光微影暴露製程期間的暴露源的輻射敏感。在本實施例中，光阻層對在光微影暴露製程中使用的EUV光敏感。光阻層可藉由旋塗或其他適宜技術在目標層上方形成。所塗覆的光阻層可進一步經烘焙以驅除光阻層中的溶劑。在第8A圖的S103處，如第8B圖所示，光阻層使用如上文闡述的EUV反射遮罩來圖案化。圖案化光阻層包括藉由使用EUV遮罩的EUV曝光系統執行光微影曝光製程。在曝光製程期間，將在EUV遮罩上定義的積體電路(IC)設計圖案成像到光阻層以在其上形成潛在圖案。圖案化光阻層進一步包括顯影所暴露的光阻層以形成具有一或多個開口的圖案化的光阻層。在其中光阻層係正性光阻層的一個實施例中，在顯影製程期間移除光阻層的曝光部分。圖案化光阻層可進一步包括其他製程步驟，諸如在不同階段處的各種烘焙步驟。例如，可在光微影曝光製程之後並且在顯影製程之前實施曝光後烘焙(PEB)製程。

在第8A圖的S104處，如第8D圖所示，利用圖案化的光阻層作為蝕刻遮罩來圖案化目標層。在一些實施例中，圖案化目標層包括使用圖案化的光阻層作為蝕刻遮罩將蝕刻製程應用到目標層。蝕刻在圖案化的光阻層的開口內暴露的目標層的部分，同時保護剩餘部分不被蝕刻。另外，如第8E圖所示，圖案化的光阻層可藉由濕式剝離或電漿灰化來移除。

在本揭示中，Cr、CrO或CrON(低氮濃度)層經歷蝕刻操作並且隨後轉化為CrN或富含氮的CrON層，並且因此可能獲得具有較高蝕刻速率及較高EUV吸收係數的良好圖案分佈。另外，由於CrN或富含氮的CrON層具有較高的EUV吸收係數，可能減小吸收層的厚度，這繼而抑制EUV微影中的三維效應。

將理解，本文無需論述所有優點，無特定優點對於所有實施例或實例為必需，且其他實施例或實例可提供不同優點。

根據本申請案的一個態樣，一種反射遮罩包括基板、在基板上設置的反射多層、在反射多層上設置的覆蓋層、及在覆蓋層上設置的吸收層。吸收層包括具有不均勻氮濃度的CrN或CrON層。在以上及以下實施例的一或多者中，吸收層的厚度在從約20nm至50nm的範圍中。在以上及以下實施例的一或多者中，吸收層包括Li、Be、B、C或Si中的一或多個。在以上及以下實施例的一或多者中，吸收層包括Li、Be或C中的一或多個。在以上及以下實施例的一或多者中，吸收層包括CrON層，其內氮含量大於氧含量。在以上及以下實施例的一或多者中，在平面圖中吸收層的外周邊的大小小於基板的外周邊的大小。在以上及以下實施例的一或多者中，在平面圖中吸收層的外周邊的大小在從138mm×138mm至142mm×142mm的範圍中，並且在平面圖中基板的外周邊的大小在從148mm×148mm至152mm×152mm的範圍中。在以上及以下實施例的一或多者中，吸收層包括由CrO或Cr製成的區域。

根據本揭示的另一態樣，一種反射遮罩包括基板、在基板上設置的反射多層、在反射多層上設置的覆蓋層、在覆蓋層上設置的中間層、及在中間層上設置的吸收層。吸收層包括在吸收層的表面區域中與在吸收層內部相比具有較高氮濃度的CrN、或CrON層。在以上及以下實施例的一或多者中，吸收層的厚度等於或小於45nm。在以上及以下實施例的一或多者中，中間層包括TaB、TaO、TaBO或TaBN、矽、矽基化合物、釕、或釕基化合物中的至少一者。在以上及以下實施例的一或多者中，中間層包括氧化鈦(TiO₂)、氧化錫(SnO)、氧化鋅(ZnO)或硫化鎘(CdS)中的至少一者。在以上及以下實施例的一或多者中，吸收層包括CrON層，其內氮含量大於氧含量。在以上及以下實施例的一或多者中，在平面圖中吸收層的外周邊的大小在從138mm×138mm至142mm×142mm的範圍中，並且在平面圖中反射多層的外周邊的大小在從148mm×148mm至152mm×152mm的範圍中。在以上及以下實施例的一或多者中，吸收層包括由CrO或Cr製成的區域，此區域具有1nm³-10nm³的體積。在以上及以下實施例的一或多者中，區域具有至少1nm³的體積。

根據本揭示的另一態樣，一種EUV反射遮罩包括基板、在基板上設置的反射多層、在反射多層上設置的覆蓋層、及在覆蓋層上設置的吸收層。吸收層包括Cr及Li、Be、B、C或Si中的一或多個。在以上及以下實施例的一或多者中，Li、Be、B、C或Si中的一或多個在吸收層中具有不均勻分佈。在以上及以下實施例的一或多者中，吸收層進一步包括氮。在以上及以下實施例的一或多者中，氮在吸收層中具有不均勻分佈。

根據本揭示的另一態樣，在製造反射遮罩的方法中，光阻層在遮罩坯料上方形成。遮罩坯料包括基板、在基板上的反射多層、在反射多層上的覆蓋層、在覆蓋層上的吸收層及硬遮罩層，並且吸收層由Cr、CrO或CrON製成。光阻層經圖案化，藉由使用圖案化的光阻層來圖案化硬遮罩層，藉由使用圖案化的硬遮罩層來圖案化吸收層，並且藉由離子佈植操作將離子引入圖案化的吸收層中以形成轉化的吸收層。在以上及以下實施例的一或多者中，離子係氮離子。在以上及以下實施例的一或多者中，在圖案化吸收層之後移除硬遮罩層，並且在移除硬遮罩層之後引入離子。在以上及以下實施例的一或多者中，亦將離子引入覆蓋層的部分中。在以上及以下實施例的一或多者中，在引入離子之後執行退火操作。在以上及以下實施例的一或多者中，遮罩坯料的吸收層包括以95原子%或更多的含量的Cr。在以上及以下實施例的一或多者中，離子佈植操作的加速電壓在從0.1keV至5keV的範圍中。在以上及以下實施例的一或多者中，離子佈植操作的劑量在從5×10¹⁵離子/cm²至1×10¹⁷離子/cm²的範圍中。在以上及以下實施例的一或多者中，遮罩坯料進一步包括在覆蓋層與吸收層之間的中間層。在以上及以下實施例的一或多者中，中間層由與硬遮罩層相同的材料製成。在以上及以下實施例的一或多者中，在圖案化吸收層時，中間層用作蝕刻終止層。在以上及以下實施例的一或多者中，離子係選自由Li、Be、B、C及Si組成的群組的一或多種元素的離子。在以上及以下實施例的一或多者中，遮罩坯料的吸收層包括以95原子%或更多的含量的Cr。

根據本揭示的另一態樣，在製造反射遮罩的方法中，在遮罩坯料上方形成光阻層。遮罩坯料包括基板、在基板上的反射多層、在反射多層上的覆蓋層、在覆蓋層上的吸收層及硬遮罩層，並且吸收層包括Cr。圖案網光阻層，藉由使用圖案化的光阻層來圖案化硬遮罩層，藉由使用圖案化的硬遮罩層來圖案化吸收層，並且藉由電漿製程將氮引入圖案化的吸收層中以形成轉化的吸收層。在以上及以下實施例的一或多者中，遮罩坯料的吸收層包括以95原子%或更多的含量的Cr。在以上及以下實施例的一或多者中，遮罩坯料的吸收層由CrO或CrON製成。

根據本揭示的另一態樣，在製造反射遮罩的方法中，光阻層在遮罩坯料上方形成。遮罩坯料包括基板、在基板上的反射多層、在反射多層上的覆蓋層、在覆蓋層上的吸收層及硬遮罩層，並且吸收層由Cr、CrO或CrON製成。圖案化光阻層，藉由使用圖案化的光阻層來圖案化硬遮罩層，藉由使用圖案化的硬遮罩層來圖案化吸收層，並且將額外元素引入圖案化的吸收層中以形成轉化的吸收層。在以上及以下實施例的一或多者中，額外元素係氮。在以上及以下實施例的一或多者中，藉由離子佈植操作引入氮。在以上及以下實施例的一或多者中，藉由電漿製程引入氮。

上文概述了若干實施例或實例的特徵，使得熟習此項技術者可更好地理解本揭示的態樣。熟習此項技術者應瞭解，可輕易使用本揭示作為設計或修改其他製程及結構的基礎，以便實施本文所介紹的實施例或實例的相同目的及/或實現相同優點。熟習此項技術者亦應認識到，此類等效結構並未脫離本揭示的精神及範疇，且可在不脫離本揭示的精神及範疇的情況下產生本文的各種變化、替代及更改。