TWI830198B - 用於反射光罩的薄膜及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種用於反射光罩的薄膜，包括框架、具有前表面及後表面且設置在框架上方的芯層、設置在芯層的前表面上的第一覆蓋層、設置在第一覆蓋層上的抗反射層、設置在抗反射層上的阻障層及設置在阻障層上的熱發射層。

Description

用於反射光罩的薄膜及其製造方法
本揭露關於一種用於反射光罩的薄膜及其製造方法。
薄膜為在框架結構上拉伸的透明薄膜，該框架結構膠合在光罩的一側上以保護光罩免受損壞、粉塵及/或濕氣。在極紫外線(extreme ultra violet，EUV)微影術中，通常需要在EUV波長區域內具有高透明度、高機械強度及低熱膨脹的薄膜。
根據本揭露的一些實施例中，一種用於反射遮罩的薄膜包含一框架；一芯層，具有一前表面及一後表面且設置在該框架上方；一第一覆蓋層，設置在該芯層的該前表面上；一抗反射層，設置在該第一覆蓋層上；一阻障層，設置在該抗反射層上；及一熱發射層，設置在該阻障層上。
根據本揭露的一些實施例中，一種用於反射遮罩的薄膜，包含一芯層，具有一前表面及一後表面；一第一覆蓋層，設置在該芯層的該前表面上；一第二覆蓋層，設置 在該芯層的該後表面上；一抗反射層，設置在該第一覆蓋層上；及一熱發射層，直接設置在該抗反射層上，其中：該抗反射層由一鉬合金製成，且該熱發射層由一釕合金製成。
根據本揭露的一些實施例中，一種製造用於反射光罩的薄膜的方法，包含以下步驟：在一基板的一前表面上方形成一第一覆蓋層；在該第一覆蓋層上形成一芯層；在該芯層上形成一第二覆蓋層；在該覆蓋層上形成一保護層；在該基板的一後表面形成一硬遮罩層；藉由圖案化該硬遮罩在該硬遮罩中形成一第一開口；藉由蝕刻該基板穿過該第一開口在該基板中形成一第二開口，從而曝露該第二開口中的該第一覆蓋層；移除該保護層；在移除該保護層後，在該第二開口內的該第一覆蓋層上形成一抗反射層；在該第二開口內的該抗反射層上形成一阻障層；及在該第二開口內的該阻障層上形成一熱發射層。
10:框架結構
10S:基板
20:第一覆蓋層
30:芯層
40:第二覆蓋層
50:保護層
70:硬遮罩層
80:光阻劑層
90:第一開口
95:第二開口/空腔
101、200:峰
110:抗反射層
120:阻障層
130:熱發射層
結合附圖，根據以下詳細描述可以最好地理解本揭示內容的各態樣。注意，根據行業中的標準實務，各種特徵未按比例繪製。實際上，為了討論清楚起見，各種特徵的尺寸可任意增加或減小。
第1A圖及第1B圖示出根據本揭示內容的實施例的用於EUV光罩的薄膜的剖面圖。
第2A圖及第2B圖示出根據本揭示內容的實施例的用於EUV光罩的薄膜的剖面圖。
第3圖示出根據本揭示內容的實施例的各種薄膜的壽命。
第4圖示出根據本揭示內容的實施例的用於製造用於EUV光罩的薄膜的各個階段之一的剖面圖。
第5圖示出根據本揭示內容的實施例的用於製造用於EUV光罩的薄膜的各個階段之一的剖面圖。
第6圖示出根據本揭示內容的實施例的用於製造用於EUV光罩的薄膜的各個階段之一的剖面圖。
第7圖示出根據本揭示內容的實施例的用於製造用於EUV光罩的薄膜的各個階段之一的剖面圖。
第8圖示出根據本揭示內容的實施例的用於製造用於EUV光罩的薄膜的各個階段之一的剖面圖。
第9圖示出根據本揭示內容的實施例的用於製造用於EUV光罩的薄膜的各個階段之一的剖面圖。
第10圖示出根據本揭示內容的實施例的用於製造用於EUV光罩的薄膜的各個階段之一的剖面圖。
第11圖示出根據本揭示內容的實施例的用於製造用於EUV光罩的薄膜的各個階段之一的剖面圖。
第12圖示出根據本揭示內容的實施例的用於製造用於EUV光罩的薄膜的各個階段之一的剖面圖。
第13圖示出根據本揭示內容的實施例的用於製造用於EUV光罩的薄膜的各個階段之一的剖面圖。
第14圖示出根據本揭示內容的實施例的用於製造用於EUV光罩的薄膜的各個階段之一的剖面圖。
第15圖示出根據本揭示內容的實施例的用於製造用於 EUV光罩的薄膜的各個階段之一的剖面圖。
第16圖示出根據本揭示內容的另一實施例的用於EUV光罩的薄膜的剖面圖。
第17圖示出根據本揭示內容的實施例的薄膜的熱發射層的各種材料的X射線繞射圖。
第18圖示出根據本揭示內容的實施例的附接至EUV光罩的薄膜的剖面圖。
第19A圖示出製造半導體裝置的方法的流程圖，且第19B圖、第19C圖、第19D圖及第19E圖示出根據本揭示內容的實施例的製造半導體裝置的方法的順序製造操作。
應理解，以下揭示內容提供了用於實現本揭露的不同特徵的若干不同的實施例或實例。以下描述元件及佈置的特定實施例或實例用以簡化本揭示內容。當然，該些僅為實例，並不旨在進行限制。例如，元件的尺寸不限於揭示之範圍或值，而可視製程條件及/或裝置的期望特性而定。此外，在下面的描述中在第二特徵上方或之上形成第一特徵可包括其中第一及第二特徵直接接觸形成的實施例，並且亦可包括其中在第一特徵與第二特徵之間形成附加特徵的實施例，以使得第一特徵及第二特徵可以不直接接觸。為了簡單及清楚起見，可以不同比例任意繪製各種特徵。在隨附圖式中，為簡潔起見，可省略一些層/特徵。
此外，為了便於描述，本文中可以使用諸如「在......下方」、「在......下」、「下方」、「在......上方」、「上 方」之類的空間相對術語，來描述如圖式中所示的一個元件或特徵與另一元件或特徵的關係。除了在附圖中示出的定向之外，空間相對術語意在涵蓋裝置在使用或操作中的不同定向。裝置可以其他方式定向(旋轉90度或以其他定向)，並且本文使用的空間相對描述語亦可被相應地解釋。此外，術語「由......構成」可能意味著「包含」或「由......組成」。此外，在以下製造製程中，在所描述的操作之間可存在一或多個附加操作，且操作的順序可改變。在本揭示內容中，片語「A、B及C中的至少一者」係指A、B、C、A+B、A+C、B+C或A+B+C中的任意一者，並不意味著一個來自A，一個來自B，一個來自C，除非另有說明。在本揭示內容中，除非另有說明，由元素X製成的層或包括元素X的層係指該層中元素X的純度大於99原子%。
薄膜為在框架結構上拉伸的透明薄膜，該框架結構膠合在光罩的一側上，且保護光罩免受顆粒、粉塵、損壞及/或污染。薄膜通常需要高透明度及低反射率。在UV或DUV微影術中，薄膜由透明樹脂膜製成。然而，在EUV微影術中，樹脂基膜係不合適的，且使用非有機材料，諸如多晶矽、矽化物或石墨。
在本揭示內容中，用於EUV光罩的薄膜具有各種介電質、半導體及/或金屬材料的堆疊結構，以提高EUV透射率、降低EUV反射率、提高機械強度及/或提高熱特性。特別地，根據本揭示內容的薄膜在一些實施例中具有 高於約85%的EUV透射率，而在其他實施例中高於約87%，且在一些實施例中具有低於約0.25%的EUV反射率，而在其他實施例中低於約0.10%。
第1A圖及第1B圖示出根據本揭示內容的實施例的用於EUV光罩的薄膜的剖面圖。
在一些實施例中，如第1A圖所示，薄膜包括框架結構10、具有前表面及後表面且設置在框架結構10上方的芯層30、設置在芯層30的後表面上的第一覆蓋層20、設置在芯層30的前表面上的第二覆蓋層40、設置在第二覆蓋層40上的抗反射層110、設置在抗反射層110上的阻障層120，及設置在阻障層120上的熱發射層130。此外，在一些實施例中，硬遮罩層70保留在框架結構10的底部。在一些實施例中，抗反射層110、阻障層120及熱發射層130統稱為功能層。
在其他實施例中，如第1B圖所示，在有框架結構10形成的空腔95內，抗反射層110設置在第一覆蓋層20上，阻障層120設置在抗反射層110上，且熱發射層130設置在阻障層120上。
在一些實施例中，芯層30包括一或多層半導體材料，諸如Si、SiC及SiGe；金屬合金，諸如矽化物(WSi、ZrSi、NiSi、TiSi、CoSi、MoSi等)；或介電材料，諸如氮化矽。在一些實施例中，矽化物層經受氮化操作或氧化操作以形成例如MoSiN、ZrSiN、MoSiO或ZrSiO。半導體材料可為單晶、多晶或非晶。在一些實施例中，多 晶矽或非晶矽用作芯層30。在一些實施例中，芯層30的厚度在約10nm至約50nm的範圍內，而在其他實施例中，在約20nm至約40nm的範圍內。
在一些實施例中，第一覆蓋層20及第二覆蓋層40各自包括一或多層介電材料或金屬材料。在一些實施例中，氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、SiC、Ni、Al、Cu、Ta、Ti、TaN或TiN中的一或多者用作覆蓋層。在一些實施例中，覆蓋層的厚度在約0.5nm至約10nm的範圍內且在其他實施例中在約2nm至約5nm的範圍內。在一些實施例中，第一覆蓋層20的材料與第二覆蓋層40的材料相同，而在其他實施例中，第一覆蓋層20及第二覆蓋層40由彼此不同的材料製成。
在一些實施例中，抗反射層110包括Mo(純度大於99原子%)或Mo合金。在一些實施例中，Mo合金為Mo氮化物、Mo氧化物或Mo氧氮化物。Mo合金包括Mo及C、B、Si或P中的一或多者。在一些實施例中，Mo合金中Mo量在約50原子%至約99原子%的範圍內。當Mo量小於該範圍時，抗反射性能將不足。在一些實施例中，Mo氮化物、Mo氧化物或Mo氧氮化物進一步包括1原子%至約20原子%的量的C、B、Si或P中的一或多者。在一些實施例中，抗反射層110的厚度在約0.5nm至約10nm的範圍內，而在其他實施例中，在約1nm至約5nm的範圍內。
熱發射層130為薄膜的最上層且具有比抗反射層 110更高的熱發射率(散熱)以保護薄膜免於破裂，否則會因曝露於EUV光而引起。在一些實施例中，熱發射層130包括Ru(釕，純度大於99原子%)或Ru合金。在一些實施例中，Ru合金包括Ru及選自由Ir、Nb、Ti、V、Mo、Zr、B、P及Si組成的群組中的至少一種元素，其中合金的大部分(超過50原子%)為Ru。在一些實施例中，Ru合金由Ru1-xMx表示，其中M為選自由Ir、Nb、Ti、V、Mo及Zr組成的群組中的至少一者。在一些實施例中，x大於零且等於或小於0.4。在其他實施例中，x在約0.1至約0.2的範圍內。當M的量小於揭示範圍時，如下所述，Mo擴散抑制將不充分，而當M的量大於該範圍時，散熱性將降低。
在一些實施例中，由Ru1-xMx表示的Ru合金進一步包括選自由B、P及Si組成的群組中的至少一種摻雜劑。在一些實施例中，摻雜劑的量在約0.1原子%至約10原子%的範圍內，而在其他實施例中在約1原子%至約5原子%的範圍內。
在某些實施例中，熱發射層130由一或多層RuNb、RuMo、RuV、RuTi或RuZr製成，其中Ru量在約60原子%以上且約99%以下的範圍內。
當抗反射層110由Mo或具有高Mo濃度的Mo合金製成時，Mo可能擴散至熱發射層130中且可能降低由Ru或具有高Ru濃度的Ru合金製成的熱發射層130的性能(例如，破裂強度)。在本揭示內容的一些實施例中， 阻障層120設置在抗反射層110與熱發射層130之間以防止或抑制Mo擴散至熱發射層130中。
在一些實施例中，阻障層120由與熱發射層不同的材料(不同成分)製成。在一些實施例中，阻障層120包括Ru合金。在一些實施例中，Ru合金包括Ru及選自由Ir、Nb、Ti、V、Mo及Zr組成的群組中的至少一種元素，其中合金的大部分(大於50原子%)為Ru。在一些實施例中，Ru合金由Ru1-yMy表示，其中M為選自由Ir、Nb、Ti、V、Mo及Zr組成的群組中的至少一者，且y>x。在一些實施例中，y大於零且等於或小於0.5。在一些實施例中，阻障層120的厚度在約0.5nm至約5nm的範圍內，而在其他實施例中，在約1nm至約2nm的範圍內。
在一些實施例中，熱發射層130及阻障層120中的至少一者為非晶及多晶的混合物。
在一些實施例中，薄膜的功能層包括由Mo製成的抗反射層110、由上述Ru合金製成的阻障層120及由Ru製成的熱發射層130。在一些實施例中，薄膜的功能層包括由Mo製成的抗反射層110、由上述Ru合金製成的阻障層120及由上述Ru合金製成的熱發射層130。在一些實施例中，薄膜的功能層包括由上述Mo合金製成的抗反射層110、由上述Ru合金製成的阻障層120及由上述Ru合金製成的熱發射層130。
第2A圖及第2B圖示出根據本揭示內容的實施例 的用於EUV光罩的薄膜的剖面圖。
在一些實施例中，不使用阻障層，且熱發射層130直接設置在抗反射層110上，如第2A圖及第2B圖所示。然而，在此情況下，為防止Mo擴散至熱發射層130中，抗反射層或熱發射層中的至少一者由Mo合金或Ru合金製成。
在一些實施例中，薄膜的功能層包括由Mo製成的抗反射層110及由上述Ru合金製成的熱發射層130。在一些實施例中，薄膜的功能層包括由上述Mo合金製成的抗反射層110及由Ru製成的熱發射層130。在一些實施例中，薄膜的功能層包括由上述Mo合金製成的抗反射層110及由上述Ru合金製成的熱發射層130。
第3圖示出根據本揭示內容的實施例的各種薄膜的壽命。第3圖示出在更換薄膜之前由EUV微影設備處理的晶圓數量以避免薄膜的破壞性破裂。在EUV微影設備中使用帶有薄膜的EUV反射遮罩時，EUV光照射薄膜會導致發熱，從而降低薄膜強度且可能導致薄膜破裂。因此，必須在一定次數的EUV曝露後用新薄膜定期更換薄膜。在一些實施例中，薄膜的壽命界定為藉由使用帶有薄膜的EUV遮罩處理的晶圓數量。由於晶圓包括複數個曝光區域，故薄膜的曝光次數大於處理的晶圓數量。
當薄膜不包括由Mo製成的阻障層及抗反射層以及由Ru製成的熱發射層時，薄膜的壽命為約20,000個晶圓。當薄膜不包括阻障層、由Mo製成的抗反射層及由 上述Ru合金製成的熱發射層時，薄膜的壽命增加至約50,000個晶圓。當薄膜包括由上述Ru合金製成的阻障層、由上述Mo合金製成的抗反射層及由上述Ru合金製成的熱發射層時，薄膜的壽命增加至約80,000個晶圓。如第3圖所示，使用合金層作為熱發射層及/或使用阻障層可以藉由防止Mo擴散至熱發射層中而顯著增加薄膜的壽命。
第4圖至第15圖示出根據本揭示內容的實施例的用於EUV光罩的薄膜的順序製造操作。應理解，可以在第4圖至第15圖所示的製程之前、期間及之後提供附加操作，且對於該方法的附加實施例，可以替換或消除以下描述的一些操作。操作/製程的順序可以互換。關於第1A圖、第1B圖、第2A圖及第2B圖描述的材料、組態、尺寸及/或操作應用於以下實施例，且可以省略其詳細描述。
如第4圖所示，製備基板10S，例如Si晶圓。在一些實施例中，基板10S的厚度在約500μm至約1000μm的範圍內。
在基板10S上，形成第一覆蓋層20，如第5圖所示。在一些實施例中，第一覆蓋層20在隨後的基板蝕刻操作中用作蝕刻終止層。第一覆蓋層20包括一或多層半導體材料，諸如SiC、SiGe、SiCN、Ge，或介電材料，諸如氧化矽、氮化矽及氮氧化矽，或任何其他合適的材料。在其他實施例中，第一覆蓋層20可為非晶或多晶SiC、SiGe或Ge層。在某些實施例中，第一覆蓋層20為氮化矽。在一些實施例中，第一覆蓋層的厚度在約0.5nm至約20nm 的範圍內，而在其他實施例中，在約2nm至約5nm的範圍內。第一覆蓋層20可以藉由化學氣相沈積(chemical vapor deposition，CVD)、物理氣相沈積(physical vapor deposition，PVD)、原子層沈積(atomic layer deposition，ALD)、分子束磊晶(molecular beam epitaxy，MBE)及任何其他合適的成膜方法形成。
在形成第一覆蓋層20之後，在第一覆蓋層20上方形成芯層30，如第6圖所示。芯層30包括一或多層半導體材料，諸如Si、SiC、SiGe；金屬合金，諸如矽化物(WSi、NiSi、TiSi、CoSi、MoSi等)；或介電材料，諸如氮化矽。半導體材料可為單晶、多晶或非晶。在其他實施例中，多晶矽或非晶矽用作芯層30。芯層30可以藉由CVD、PVD、ALD、MBE及任何其他合適的成膜方法形成。
然後，在芯層30上形成作為覆蓋層的第二覆蓋層40，如第7圖所示。在一些實施例中，第二覆蓋層40包括一或多層氮化矽、SiC或SiCN。在其他實施例中，藉由在Si芯層中植入雜質以形成第二覆蓋層40。雜質可為硼、磷及/或砷。在一些實施例中，雜質的劑量在約1017個離子/cm-2至1020個離子/cm-2的範圍內。在一些實施例中，第二覆蓋層40的厚度在約0.5nm至約10nm的範圍內，而在其他實施例中，在約2nm至約5nm的範圍內。第二覆蓋層40可以藉由CVD、PVD、ALD、MBE及任何其他合適的成膜方法形成。
接著，如第8圖所示，在第二覆蓋層40上方形成保護層50。保護層50包括一或多層介電材料，諸如氧化矽、氮化矽及氮氧化矽。在某些實施例中，使用氧化矽。在一些實施例中，保護層50的厚度在約100nm至約10μm的範圍內。保護層50可以藉由CVD、PVD、ALD、MBE及任何其他合適的成膜方法形成。在一些實施例中，保護層50包括一或多層金屬基材料，例如Al、Cu、Ta、Ti、Co、Fe、Ni、TaN或TiN及其合金。在一些實施例中，保護層50亦可為金屬氧化物、金屬氮化物，例如SiN、SiO或SiON。在一些實施例中，具有不同材料的多個層用作保護層50。
接著，如第9圖所示，在基板10S的背側上方形成硬遮罩層70。硬遮罩層70包括一或多層介電材料，諸如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或SiCN。在某些實施例中，使用氮化矽。在一些實施例中，硬遮罩層70的厚度在約100nm至約1000nm的範圍內，而在其他實施例中，在約200nm至約500nm的範圍內。硬遮罩層70可以藉由CVD、PVD、ALD、MBE及任何其他合適的成膜方法形成。
然後，在硬遮罩層70上形成光阻劑層80，如第10圖所示。在一些實施例中，光阻劑層80的厚度在約1μm至約3μm的範圍內。進行一或多次微影操作以圖案化光阻劑層80，隨後，藉由一或多個蝕刻操作圖案化硬遮罩層70，以形成如第11圖所示的第一開口90。藉由合適的光 阻劑移除操作來移除光阻劑層80。
然後，蝕刻基板10S以形成由框架結構10圍繞的第二開口(空腔)95，如第12圖所示。在一些實施例中，執行使用KOH、TMAH(四甲基氫氧化銨)或EDP(乙二胺鄰苯二酚)的濕蝕刻以蝕刻Si基板10S。亦可藉由乾蝕刻製程使用SF6、CF4及Cl2氣體中的一或多者與N2及/或O2氣體混合來蝕刻基板10S。在一些實施例中，蝕刻第一開口90下方的基板以曝露用作蝕刻終止層的第一覆蓋層20。藉由該刻蝕操作，部分基板10S及部分硬遮罩層70形成薄膜的框架結構。在一些實施例中，不使用硬遮罩層，光阻劑層80形成在基板10S的背側，且蝕刻基板10S的背側以形成第二開口95。
然後，藉由一或多個蝕刻操作移除保護層50，如第13圖所示。在一些實施例中，使用濕蝕刻操作。
接著，如第14圖所示，包括抗反射層110、阻障層120及熱發射層130的功能層順序地形成在第二覆蓋層40上方。在一些實施例中，不形成阻障層，而熱發射層130直接形成在抗反射層110上。功能層110、120及130可以分別藉由CVD、PVD、ALD、電鍍以及任何其他合適的成膜方法形成。在一些實施例中，當藉由濺射形成功能層時，在不破壞真空的情況下藉由在同一處理室(或設備)中改變濺射靶來順序形成功能層。在一些實施例中，移除硬遮罩層70。在一些實施例中，在約500℃至約700℃的基板溫度下藉由濺射方法形成功能層。
在第1B圖及第2B圖的結構的其他實施例中，在移除保護層50之後，翻轉第13圖所示的結構，且功能層形成在由框架結構10圍繞的第二開口95內的第一覆蓋層20上。在一些實施例中，移除其上沈積有功能層的硬遮罩層70。
第16圖示出根據本揭示內容的實施例的用於EUV光罩的薄膜的剖面圖。在該實施例中，框架結構10具有錐形形狀，在硬遮罩層70側具有比在第一覆蓋層20側更大的開口。錐角小於90度且等於或大於70度。
第17圖示出根據本揭示內容的實施例的薄膜的熱發射層的各種材料的X射線繞射圖。當熱發射層130由Ru製成時，Ru層通常具有如第17圖的X射線繞射(X-ray diffraction，XRD)圖所示的晶體結構(多晶結構)。相反，當熱發射層130由Ru合金製成時，Ru合金包括約15原子%的Ru及Mo、Zr、Ti或Nb之一，Ru合金層為非晶及結晶的混合物(多晶)，如第17圖的XRD圖所示((101)峰小於(110)及(200)峰))。在一些實施例中，Ru合金層在約600℃的溫度下形成。藉由調整沈積條件，可以控制Ru合金層中非晶相的量。在本揭示內容中，藉由使用包括非晶及結晶(多晶)結構的Ru合金層，可以抑制Mo擴散且提高破壞強度及散熱性能。
可以藉由選擇薄膜的堆疊結構的材料及/或厚度來調節薄膜在13.5nm波長處的EUV透射率值及反射率值。藉由選擇EUV薄膜的堆疊層的材料及/或厚度，可以獲得 在一些實施例中高於約85%的EUV透射率，而在其他實施例中高於約87%(且高達約90%)，且在一些實施例中EUV反射率低於0.25%，而在其他實施例中低於0.10%(或甚至小於0.05%且小至0.01%)。
第18圖示出根據本揭示內容的實施例的附接至EUV光罩的薄膜的剖面圖。薄膜的框架結構使用適當的黏接材料附接至EUV光罩的表面。黏接材料為黏著劑，諸如丙烯酸或矽基膠或A-B交聯型膠。框架結構的尺寸大於EUV光罩的黑界面積，使薄膜不僅覆蓋光罩的電路圖案區域，而且覆蓋黑界。
第19A圖示出製造半導體裝置的方法的流程圖，且第19B圖、第19C圖、第19D圖及第19E圖示出根據本揭示內容的實施例的製造半導體裝置的方法的順序製造操作。提供待圖案化以在其上形成積體電路的半導體基板或其他合適的基板。在一些實施例中，半導體基板包括矽。替代地或附加地，半導體基板包括鍺、矽鍺或其他合適的半導體材料，諸如III-V族半導體材料。在第19A圖的S101處，在半導體基板上方形成待圖案化的靶層。在某些實施例中，靶層為半導體基板。在一些實施例中，靶層包括：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，靶層形成在下伏結構上，諸如隔離結構、電晶體或佈線。在第19A圖的S102處，在靶層上形成光 阻劑層，如第19B圖所示。在隨後的微影術曝光製程中，光阻劑層對來自曝光源的輻射敏感。在本實施例中，光阻劑層對微影術曝光製程中使用的EUV光敏感。光阻劑層可藉由旋塗或其他合適的技術形成在靶層上。可進一步烘烤經塗佈的光阻劑層以驅除光阻劑層中的溶劑。在第19A圖的S103處，使用EUV反射遮罩圖案化光阻劑層，如第19B圖所示。對光阻劑層進行圖案化之步驟包括以下步驟：藉由EUV曝光系統使用EUV遮罩執行微影術曝光製程。在曝光製程中，EUV遮罩上界定的積體電路(integrated circuit，IC)設計圖案經成像至光阻劑層上以在其上形成潛在圖案。對光阻劑層進行圖案化之步驟進一步包括以下步驟：對曝光的光阻劑層進行顯影以形成具有一或多個開口的圖案化光阻劑層。在光阻劑層為正性光阻劑層的一個實施例中，在顯影製程中移除光阻劑層的曝光部分。對光阻劑層進行圖案化之步驟可進一步包括其他製程步驟，諸如不同階段的各種烘烤步驟。例如，可在微影術曝光製程之後及顯影製程之前實施曝光後烘烤(post-exposure-baking，PEB)製程。
在第19A圖的S104處，使用圖案化的光阻劑層作為蝕刻遮罩對靶層進行圖案化，如第19D圖所示。在一些實施例中，圖案化靶層之步驟包括以下步驟：使用圖案化的光阻劑層作為蝕刻遮罩對靶層應用蝕刻製程。蝕刻在圖案化光阻劑層的開口內曝露的靶層的部分，而其餘部分則免於蝕刻。進一步地，可藉由濕剝離或電漿灰化移除圖 案化光阻劑層，如第19E圖所示。
在本揭示內容中，用於EUV反射遮罩的薄膜的功能層包括位於抗反射層與熱發射層之間的阻障層，以防止Mo自抗反射層擴散至熱發射層。因此，可以在不降低薄膜的EUV透射率的情況下延長薄膜的壽命。在其他實施例中，即使沒有阻障層，薄膜的功能層包括由Mo合金製成的抗反射層及/或由Ru合金製成的熱發射層，可以防止Mo自抗反射層擴散至熱發射層。因此，可以在不降低薄膜的EUV透射率的情況下延長薄膜的壽命。根據本揭示內容實施例的薄膜可以提供更高的強度及導熱性(散熱)以及更高的EUV透射率及更低的EUV反射率。
應理解，在本文中並非必須討論所有優點，對於所有實施例或實例不需要特定的優點，並且其他實施例或實例可以提供不同的優點。
根據本揭示內容的另一態樣，用於反射遮罩的薄膜包括框架、具有前表面及後表面且設置在框架上方的芯層、設置在芯層的前表面上的第一覆蓋層、設置在第一覆蓋層上的抗反射層、設置在抗反射層上的阻障層及設置在阻障層上的熱發射層。在前述及以下實施例中的一或多者中，熱發射層包括釕(Ru)及選自由銥(Ir)、鈮(Nb)、鈦(Ti)、釩(V)、鉬(Mo)、鋯(Zr)、硼(B)、P及矽(Si)組成的群組中的至少一者。在前述及以下實施例中的一或多者中，熱發射層包括Ru1-xMx，其中M為選自由銥(Ir)、鈮(Nb)、鈦(Ti)、釩(V)、鉬(Mo)及鋯(Zr)組成的群組中的至少一 者。在前述及以下實施例中的一或多者中，x大於零且等於或小於0.4。在前述及以下實施例中的一或多者中，熱發射層進一步包括選自由硼(B)、磷(P)及矽(Si)組成的群組中的至少一者。在前述及以下實施例中的一或多者中，阻障層由與熱發射層不同的材料製成且包括釕(Ru)合金。在前述及以下實施例中的一或多者中，釕(Ru)合金為選自由銥化釕(RuIr)、鈮化銖(BuNb)、鈦化釕(RuTi)、鋯化釕(RuZr)及釩化釕(RuV)組成的群組中的至少一者。在前述及以下實施例中的一或多者中，阻障層包括Ru1-yMy，其中M為選自由銥(Ir)、鈮(Nb)、鈦(Ti)、釩(V)、鉬(Mo)及鋯(Zr)組成的群組中的至少一者，且y>x。在前述及以下實施例中的一或多者中，抗反射層包括鉬(Mo)及選自由碳(C)、硼(B)、矽(Si)及磷(P)組成的群組中的至少一者。在前述及以下實施例中的一或多者中，薄膜進一步包括設置在芯層的後表面上的第二覆蓋層。在前述及以下實施例中的一或多者中，第一覆蓋層及第二覆蓋層各自包括氮化矽或碳化矽中的至少一者。在前述及以下實施例中的一或多者中，熱發射層為多晶及非晶的混合物。
根據本揭示內容的另一態樣，用於反射遮罩的薄膜包括具有前表面及後表面的芯層、設置在芯層的前表面上的第一覆蓋層、設置在芯層的後表面中的第二覆蓋層、設置在第一覆蓋層上的抗反射層及直接設置在抗反射層上的熱發射層。抗反射層由鉬(Mo)合金製成，且熱發射層由釕(Ru)合金製成。在前述及以下實施例中的一或多者中，熱 發射層包括Ru1-xMx，其中M為選自由銥(Ir)、鈮(Nb)、鈦(Ti)、釩(V)、鉬(Mo)及鋯(Zr)組成的群組中的至少一者。在前述及以下實施例中的一或多者中，x大於零且等於或小於0.4。在前述及以下實施例中的一或多者中，抗反射層包括鉬(Mo)及選自由碳(C)、硼(B)、矽(Si)及磷(P)組成的群組中的至少一者。在前述及以下實施例中的一或多者中，熱發射層的厚度在0.2nm至5nm的範圍內。在前述及以下實施例中的一或多者中，抗反射層的厚度在0.2nm至5nm的範圍內。
根據本揭示內容的另一態樣，用於反射遮罩的薄膜包括具有空腔的框架結構、設置在框架上的第一覆蓋層、設置在第一覆蓋層上的芯層、設置在芯層上的第二覆蓋層、設置在空腔內的第一覆蓋層上的抗反射層、設置在空腔內的抗反射層上的阻障層，及設置在空腔內的阻障層上的熱發射層。在前述及以下實施例中的一或多者中，抗反射層由鉬(Mo)或鉬(Mo)合金製成，熱發射層由釕(Ru)或第一釕(Ru)合金製成，且阻障層由第二釕(Ru)合金製成且具有比熱發射層低的釕(Ru)濃度。
根據本揭示內容的一個態樣，在製造用於反射光罩的薄膜的方法中，在基板的前表面上方形成第一覆蓋層，在第一覆蓋層上方形成芯層，在芯層上方形成第二覆蓋層，在第二覆蓋層上方形成保護層，在基板的後表面形成硬遮罩層，藉由圖案化硬遮罩在硬遮罩中形成第一開口，藉由蝕刻基板穿過第一開口以在基板中形成第二開口，移除保 護層，在移除保護層之後，在第二覆蓋層上形成抗反射層，在抗反射層上形成阻障層，且在阻障層上形成熱發射層。在前述及以下實施例中的一或多者中，熱發射層包括釕(Ru)及選自由銥(Ir)、鈮(Nb)、鈦(Ti)、釩(V)、鉬(Mo)、鋯(Zr)、硼(B)、磷(P)及矽(Si)組成的群組中的至少一者。在前述及以下實施例中的一或多者中，熱發射層包括Ru1-xMx，其中M為選自由銥(Ir)、鈮(Nb)、鈦(Ti)、釩(V)、鉬(Mo)及鋯(Zr)組成的群組中的至少一者。在前述及以下實施例中的一或多者中，x大於零且等於或小於0.4。在前述及以下實施例中的一或多者中，熱發射層進一步包括選自由硼(B)、磷(P)及矽(Si)組成的群組中的至少一者。在前述及以下實施例中的一或多者中，阻障層由與熱發射層不同的材料製成且包括釕(Ru)合金。在前述及以下實施例中的一或多者中，釕(Ru)合金為選自由銥化釕(RuIr)、鈮化銖(BuNb)、鈦化釕(RuTi)、鋯化釕(RuZr)及釩化釕(RuV)組成的群組中的至少一者。在前述及以下實施例中的一或多者中，阻障層包括Ru1-yMy，其中M為選自由銥(Ir)、鈮(Nb)、鈦(Ti)、釩(V)、鉬(Mo)及鋯(Zr)組成的群組中的至少一者，且y>x。在前述及以下實施例中的一或多者中，抗反射層包括鉬(Mo)及選自由碳(C)、硼(B)、矽(Si)及磷(P)組成的群組中的至少一者。在前述及以下實施例中的一或多者中，第一覆蓋層及第二覆蓋層各自包括氮化矽或碳化矽中的至少一者。在前述及以下實施例中的一或多者中，熱發射層為多晶及非晶的混 合物。
根據本揭示內容的另一態樣，在製造用於反射光罩的薄膜的方法中，在基板的前表面上方形成第一覆蓋層，在第一覆蓋層上方形成芯層，在芯層上方形成第二覆蓋層，在第二覆蓋層上方形成保護層，在基板的後表面形成硬遮罩層，藉由圖案化硬遮罩在硬遮罩中形成第一開口，藉由蝕刻基板穿過第一開口以在基板中形成第二開口，移除保護層，在移除保護層之後，在第二覆蓋層上形成抗反射層，且熱發射層直接形成在抗反射層上。抗反射層由鉬(Mo)合金製成，且熱發射層由釕(Ru)合金製成。在前述及以下實施例中的一或多者中，熱發射層包括Ru1-xMx，其中M為選自由銥(Ir)、鈮(Nb)、鈦(Ti)、釩(V)、鉬(Mo)及鋯(Zr)組成的群組中的至少一者。在前述及以下實施例中的一或多者中，x大於零且等於或小於0.4。在前述及以下實施例中的一或多者中，抗反射層包括鉬(Mo)及選自由碳(C)、硼(B)、矽(Si)及磷(P)組成的群組中的至少一者。在前述及以下實施例中的一或多者中，熱發射層的厚度在0.2nm至5nm的範圍內。在前述及以下實施例中的一者或多者中，抗反射層的厚度在0.2nm至5nm的範圍內。
根據本揭示內容的另一態樣，在製造用於反射光罩的薄膜的方法中，在基板的前表面上方形成第一覆蓋層，在第一覆蓋層上方形成芯層，在芯層上方形成第二覆蓋層，在第二覆蓋層上方形成保護層，在基板的後表面形成硬遮罩層，藉由圖案化硬遮罩在硬遮罩中形成第一開口，藉由 蝕刻基板穿過第一開口以在基板中形成第二開口，從而曝露第二開口中的第一覆蓋層，移除保護層，在移除保護層之後，在第二開口內的第一覆蓋層上形成抗反射層，在第二開口內的抗反射層上形成阻障層，且在第二開口內的阻障層上形成熱發射層。在前述及以下實施例中的一或多者中，抗反射層由鉬(Mo)或鉬(Mo)合金製成，熱發射層由釕(Ru)或第一釕(Ru)合金製成，且阻障層由具有比熱發射層低的一釕(Ru)濃度的一第二釕(Ru)合金製成。在前述及以下實施例中的一或多者中，抗反射層由鉬(Mo)合金製成，熱發射層由第一釕(Ru)合金製成，且阻障層由第二釕(Ru)合金製成，該第二釕(Ru)合金的釕(Ru)濃度低於第一釕(Ru)合金。
上文概述了數個實施例或實例的特徵，使得熟習此項技術者可以更好地理解本揭示內容的各態樣。熟習此項技術者應理解，熟習此項技術者可以容易地將本揭示內容用作設計或修改其他製程及結構的基礎，以實現與本文介紹的實施例或實例相同的目的及/或實現相同的優點。熟習此項技術者亦應認識到，該些等效構造不脫離本揭示內容的精神及範疇，並且在不脫離本揭示內容的精神及範疇的情況下，該些等效構造可以進行各種改變、替代及變更。
10:框架結構
20:第一覆蓋層
30:芯層
40:第二覆蓋層
70:硬遮罩層
95:空腔
110:抗反射層
120:阻障層
130:熱發射層

Claims (10)

  1. 一種用於反射遮罩的薄膜，包含：一框架；一芯層，具有一前表面及一後表面且設置在該框架上方；一第一覆蓋層，設置在該芯層的該前表面上；一抗反射層，設置在該第一覆蓋層上；一阻障層，設置在該抗反射層上；及一熱發射層，設置在該阻障層上，其中該熱發射層包括Ru1-xMx，其中M為選自由銥、鈮、鈦、釩、鉬及鋯組成的群組中的至少一者。
  2. 如請求項1所述的薄膜，其中該抗反射層包括鉬及選自由碳、硼、矽及磷組成的群組中的至少一者。
  3. 如請求項1所述的薄膜，其中該熱發射層為多晶及非晶材料的混合物。
  4. 如請求項1所述的薄膜，其中x大於零且等於或小於0.4。
  5. 如請求項1所述的薄膜，其中該熱發射層進一步包括選自由硼、磷及矽組成的群組中的至少一者。
  6. 如請求項1所述的薄膜，其中該阻障層由與該熱發射層不同的材料製成且包括一釕合金。
  7. 如請求項6所述的薄膜，其中該釕合金為選自由銥化釕、鈮化銖、鈦化釕、鋯化釕及釩化釕組成的群組中的至少一者。
  8. 如請求項1所述的薄膜，其中該阻障層包括Ru1-yMy，其中M為選自由銥、鈮、鈦、釩、鉬及鋯組成的群組中的至少一者，且y>x。
  9. 一種用於反射遮罩的薄膜，包含：一芯層，具有一前表面及一後表面；一第一覆蓋層，設置在該芯層的該前表面上；一第二覆蓋層，設置在該芯層的該後表面上；一抗反射層，設置在該第一覆蓋層上；及一熱發射層，直接設置在該抗反射層上，其中：該抗反射層由一鉬合金製成，且該熱發射層包括Ru1-xMx，其中M為選自由銥、鈮、鈦、釩、鉬及鋯組成的群組中的至少一者。
  10. 一種製造用於反射光罩的薄膜的方法，包含以下步驟：在一基板的一前表面上方形成一第一覆蓋層； 在該第一覆蓋層上形成一芯層；在該芯層上形成一第二覆蓋層；在該第二覆蓋層上形成一保護層；在該基板的一後表面形成一硬遮罩層；藉由圖案化該硬遮罩在該硬遮罩中形成一第一開口；藉由蝕刻該基板穿過該第一開口在該基板中形成一第二開口，從而曝露該第二開口中的該第一覆蓋層；移除該保護層；在移除該保護層後，在該第二開口內的該第一覆蓋層上形成一抗反射層；在該第二開口內的該抗反射層上形成一阻障層；及在該第二開口內的該阻障層上形成一熱發射層，其中該熱發射層包括Ru1-xMx，其中M為選自由銥、鈮、鈦、釩、鉬及鋯組成的群組中的至少一者。
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