用于极紫外光刻的相移掩模和用其制造半导体装置的方法与流程

用于极紫外光刻的相移掩模和用其制造半导体装置的方法
1.相关申请的交叉引用
2.本专利申请要求于2020年6月16日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10
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2020
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0073145的优先权，该申请的公开以引用方式全文并入本文中。
技术领域
3.本发明构思的实施例涉及一种用于极紫外光刻(euv)的相移掩模以及利用其制造半导体装置的方法。


背景技术：

4.随着半导体装置的尺寸变小和设计规则减少，越来越需要用于形成更小图案的技术。为了满足这些要求，光刻工艺中使用的光源的波长已经缩短。例如，已经按照g线(436nm)、i线(365nm)、krf激光(248nm)和arf激光(193nm)的顺序发展光刻工艺中使用的光源。近来，已经提出了利用具有13.5nm的半峰全宽(fwhm)波长的极紫外光作为光源的极紫外(euv)光刻工艺。
5.然而，其它光刻工艺中普遍使用的大多数折射光学材料可吸收极紫外光，因此，euv光刻工艺可以通常使用反射光学系统而不是折射光学系统。


技术实现要素：

6.本发明构思的一些示例实施例可以提供一种用于极紫外光刻的相移掩模，其能够实现高分辨率图像。
7.本发明构思的一些示例实施例还可以提供一种制造半导体装置的方法，其能够提高生产率。
8.在一方面，一种用于极紫外光刻的相移掩模可包括：衬底；衬底上的反射层；反射层上的封盖层；封盖层上的缓冲图案，缓冲图案包括暴露封盖层的表面的开口；以及缓冲图案上的吸收器图案，吸收器图案包括小于缓冲图案的折射率的折射率和大于缓冲图案的厚度的厚度。缓冲图案可包括相对于吸收器图案和封盖层具有蚀刻选择性的材料。
9.在一方面，一种用于极紫外光刻的相移掩模可包括：导电层上的衬底；衬底上的反射层；反射层上的封盖层；以及封盖层上的吸收器图案，吸收器图案包括暴露封盖层的表面的开口。吸收器图案可包括氮和铬。吸收器图案中的氮的含量可在从5at％至70at％的范围内。
10.在一方面，一种用于极紫外光刻的相移掩模可包括：衬底；衬底上的反射层；反射层上的封盖层；封盖层上的缓冲图案，缓冲图案包括暴露封盖层的表面的开口；以及缓冲图案上的吸收器图案，吸收器图案包括氮和铬。缓冲图案可包括相对于吸收器图案具有蚀刻选择性的材料。吸收器图案中的氮的含量可根据与缓冲图案的距离不连续地或逐渐地改变。
11.在一方面，一种制造半导体装置的方法可包括：在晶圆上顺序地堆叠蚀刻目标层
和光致抗蚀剂层；以及利用用于极紫外光刻的相移掩模对光致抗蚀剂层执行曝光处理。用于极紫外光刻的相移掩模可包括：衬底；衬底上的反射层；反射层上的封盖层；封盖层上的缓冲图案，缓冲图案包括暴露封盖层的表面的开口；以及缓冲图案上的吸收器图案，吸收器图案包括小于缓冲图案的折射率的折射率和大于缓冲图案的厚度的厚度。缓冲图案可包括相对于吸收器图案和封盖层具有蚀刻选择性的材料。
附图说明
12.鉴于附图和随附的详细描述，本发明构思将变得更加清楚。
13.图1是示出根据本发明构思的一些示例实施例的使用相移掩模的极紫外(euv)光刻设备的概念图。
14.图2是示意性地示出根据本发明构思的一些示例实施例的相移掩模的平面图。
15.图3是示意性地示出根据本发明构思的一些示例实施例的相移掩模的剖视图。
16.图4a至图4c示出了根据本发明构思的一些示例实施例的吸收器图案的详细结构。
17.图5是示出根据本发明构思的一些示例实施例的相移掩模的一部分的剖视图。
18.图6a是示出根据本发明构思的一些示例实施例的根据相移掩模的吸收器图案的厚度的归一化图像对数斜率(nils)值的曲线图。
19.图6b是示出根据本发明构思的一些示例实施例的根据相移掩模的吸收器图案的厚度的透射率和相位差的曲线图。
20.图6c是示出根据本发明构思的示例实施例和比较例的根据相移掩模的剂量的nils值的曲线图。
21.图7a至图7c是示出根据本发明构思的一些示例实施例的制造图3的相移掩模的工艺的剖视图。
22.图8是示出根据本发明构思的一些示例实施例的相移掩模的剖视图。
23.图9是示出制造图8的相移掩模的工艺的剖视图。
具体实施方式
24.下文中，将参照附图详细描述本发明构思的实施例。
25.当在本说明书中结合数值使用术语“约”或“基本”时，其意指相关的数值包括所列数值左右的制造公差(例如，
±
10％)。而且，当结合几何形状使用词语“一般”和“基本”时，其意指不要求该几何形状的精度，但是该形状的宽容度(latitude)在本公开的范围内。此外，无论数值或形状是否由“约”或“基本”修饰，应该理解，这些值和形状应该被理解为包括所列数值或形状左右的制造公差或操作公差(例如，
±
10％)。
26.虽然本文中可使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件、组件、区、层和/或区段，但是这些元件、组件、区、层和/或区段不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区、层或区段与另一元件、组件、区、层或区段区分开。因此，下面讨论的第一元件、组件、区、层或区段可被称作第二元件、组件、区、层或区段，而不脱离本公开的范围。
27.为了方便描述，本文中可使用诸如“上”、“下”、“顶部”、“底部”等的空间相对术语，以描述附图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。应该理解，空间相对术语
旨在涵盖使用或操作中的装置的除图中所示的取向之外的不同取向。装置可按照其它方式取向(旋转90度或位于其它取向)，并且相应地解释本文中所用的空间相对描述。另外，当一元件被称作在两个元件“之间”时，该元件可为该两个元件之间的唯一元件，或者可以存在一个或多个其它中间元件。
28.图1是示出根据本发明构思的一些示例实施例的使用相移掩模的极紫外(euv)光刻设备的概念图。
29.参照图1，euv光刻设备1000可包括光源单元10、聚光器单元20、投射单元40和控制器90。
30.光源单元10可以被配置为产生极紫外光11(euv光；例如，半峰全宽(fwhm)波长为约13.5nm的光)。聚光器单元20可以被配置为引导从光源单元10产生的euv光11，使得euv光11辐射至相移掩模500。聚光器单元20可包括聚光器光学器件22(例如，透镜和/或镜子)。聚光器光学器件22可以被配置为会聚和/或反射euv光11，以将euv光11引导至相移掩模500。euv光11可以通过聚光器单元20倾斜地入射至相移掩模500。
31.相移掩模500可以设置在掩模台32上，掩模台32可以被配置为使相移掩模500移动。例如，掩模台可以被配置为在平行于euv光11的入射表面的第一轴线和/或第二轴线上(例如，前后和/或左右)移动，在垂直于euv光11的入射表面的第三轴线上(例如，上下)移动，和/或使相移掩模500围绕第一轴线、第二轴线和/或第三轴线倾斜(例如，翻滚、俯仰和/或摇摆)。光源单元10和掩模台32可由控制器90控制。控制器90可为电子控制器，其被配置为控制euv光刻设备1000的操作，并且，例如，其可包括处理电路，所述处理电路是诸如硬件(包括逻辑电路)、硬件/软件组合(诸如执行软件的处理器)、或者它们的组合。例如，处理电路更具体地可包括(但不限于)中央处理单元(cpu)、算术逻辑单元(alu)、数字信号处理器、微计算机、现场可编程门阵列(fpga)和可编程逻辑单元、微处理器、专用集成电路(asic)等。
32.相移掩模500可以被配置为反射euv光11，并且将掩模图案图像包括在被反射的euv光中。相移掩模500可以入射至投射单元40。投射单元40可以被配置为将相移掩模500的掩模图案图像投射到晶圆50上。投射单元40可包括投射光学器件42(例如，透镜和/或镜子)。投射光学器件42可以被配置为通过使用从相移掩模500反射的euv光11以预定的(和/或，交替地，期望的)倍率(例如，1/4、1/6或1/8)来缩小相移掩模500的掩模图案图像，并且将被缩小的掩模图案图像投射到晶圆50上。蚀刻目标层1和光致抗蚀剂层2可以顺序地堆叠在晶圆50上。euv光11可以通过投射单元40，然后可以辐射至晶圆50上，因此，与相移掩模500的掩模图案图像相对应的图案可以转移至光致抗蚀剂层2。在该曝光处理后，可以执行显影处理，以形成光致抗蚀剂图案。可以利用光致抗蚀剂图案对蚀刻目标层1进行蚀刻。晶圆50可以装载在晶圆台52上，并且晶圆台52可以被配置为使晶圆50移动，以改变晶圆50中的曝光区。例如，晶圆台52可以被配置为在与投射到晶圆上的euv光11的入射表面平行的第一轴线和/或第二轴线上(例如，前后和/或左右)移动，在与投射到晶圆上的euv光11的入射表面垂直的第三轴线上(例如，上下)移动，和/或使晶圆台52围绕第一轴线、第二轴线和/或第三轴线倾斜(例如，翻滚、俯仰和/或摇摆)。可以控制(例如，独立地控制和/或通过控制器90控制)晶圆台52的装载、卸载和移动。可以在真空状态下执行利用相移掩模500的曝光处理。
33.图2是示意性地示出根据本发明构思的一些示例实施例的相移掩模的平面图。图3是示意性地示出根据本发明构思的一些示例实施例的相移掩模的剖视图。
34.参照图2和图3，相移掩模500可包括衬底100、反射层120、封盖层130、缓冲图案140、吸收器图案150和下导电层110。相移掩模500可为反射衰减相移掩模。
35.衬底100可包括热膨胀系数低的材料。例如，衬底100可包括玻璃和/或硅(si)。衬底100可包括图案区pa和图案区pa周围的边界区ba，待转移和/或投射至晶圆上的图案(例如，掩模图案图像)设置在图案区pa上。边界区ba可以被配置为防止和/或减少euv光从边界区ba的反射，并且例如，可以由于缺少反射光而被称作黑边界区。图案区pa可包括主图案区102和子图案区104。主图案区102可以是被配置为将用于形成集成电路的主图案转移和/或投射至晶圆50(见图1)的芯片区上的区，并且子图案区104可以是被配置为将辅助图案转移和/或投射至晶圆50(见图1)的划线区上的区。当在平面图中看时，边界区ba可以围绕图案区pa。即使附图中未示出，也可以在边界区ba上设置用于在图1的光刻设备1000中对准相移掩模500的对准标记和/或用于识别相移掩模500的识别标记。
36.反射层120可以位于衬底100的第一表面100a上。反射层120可以位于图案区pa上，并且可以延伸至边界区ba上。反射层120可以被配置为反射入射至反射层120的光(例如，图1的euv光11)。反射层120可包括布拉格反射器。例如，反射层120可包括其中低折射率层122和高折射率层124交替和重复地堆叠的多层结构。例如，低折射率层122和高折射率层124可以交替地堆叠约40次至约60次。低折射率层122可包括例如钼(mo)，并且高折射率层124可包括例如硅(si)。在一些实施例中，最下面的低折射率层122可以对应于反射层120的最下面一层，并且最上面的高折射率层124可以对应于反射层120的最上面一层。
37.根据一些实施例，反射层120可包括第一部分s1和第二部分s2。第一部分s1可包括其中低折射率层122和高折射率层124在图案区pa上交替地堆叠的多层结构，第二部分s2可包括其中低折射率层122和高折射率层124在边界区ba上彼此混杂的结构。例如，交替地堆叠的低折射率层122与高折射率层124之间的界限和/或界面可以在边界区ba上的反射层120的第二部分s2中不明确和/或不均匀；并且在界面处可以形成包括具有低折射率层122和高折射率层124的材料的梯度的复合物。例如，在其中低折射率层122和高折射率层124分别包括mo和si的示例实施例中，可以在层之间包括和/或混杂诸如mosi2的钼的硅化物。入射至反射层120的第二部分s2的光(例如，图1的euv光11)的反射可被混杂结构减少，因此第二部分s2可以用作黑边界区。
38.下导电层110可以位于衬底100的第二表面100b上，第二表面100b与衬底100的第一表面100a相对。下导电层110可以利用介于下导电层110与反射层120之间的衬底100而与反射层120间隔开。下导电层110可包括导电材料(例如，crn)。下导电层110可被配置为用于静电卡盘的操作中，并且可用于例如将用于euv光刻的相移掩模(例如，图1的相移掩模500)装载在掩模台(例如，图1的掩模台32)上。
39.封盖层130可以位于反射层120上。例如，反射层120可以介于封盖层130与衬底100之间。封盖层130可以位于图案区pa上，并且可以延伸至边界区ba上。封盖层130可以被配置为保护反射层120，并且防止反射层120的表面被氧化。封盖层130可包括金属(例如，钌(ru))。
40.吸收器图案150可以位于封盖层130上。例如，封盖层130可以介于反射层120与吸
收器图案150之间。吸收器图案150可以位于图案区pa和边界区ba上，并且位于吸收器图案150中包括的结构之间的开口150p可以暴露封盖层130的顶表面。
41.缓冲图案140可以介于封盖层130与吸收器图案150之间。缓冲图案140中的每一个可以介于封盖层130与吸收器图案150中的每一个之间。开口150p可以在缓冲图案140中包括的结构之间延伸，以暴露封盖层130的顶表面。
42.缓冲图案140可包括与封盖层130和/或吸收器图案150中包括的材料不同的材料。例如，缓冲图案140可包括相对于封盖层130和吸收器图案150具有蚀刻选择性的材料。缓冲图案140可被称作蚀刻停止图案。缓冲图案140可包括含硅的材料、含金属的材料、金属氮化物、和/或金属氧化物。例如，缓冲图案140可包括硅(si)、氮化硅(sin)、氧化硅(sio2)、氧氮化硅(sion)、硼酸钽(tabo)、氧化钽(tao)、氧氮化钽(taon)、氮化钽(tan)、氮化的硼化钽(tabn)、氮化钛(tin)、铌(nb)和钽(ta)中的至少一种。
43.吸收器图案150的顶表面可以被暴露。例如，吸收器图案150可为相移掩模500的上层，并且被暴露而不被任何东西覆盖。吸收器图案150可以被称作相移图案。吸收器图案150可包括氮(原子)和铬(原子)。吸收器图案150还可以包括氧(原子)。例如，吸收器图案150可包括氮化铬(crn)和氧氮化铬(cron)中的至少一种。吸收器图案150的折射率和消光系数可以根据吸收器图案150的氮含量、密度和/或沉积条件而改变。例如，吸收器图案150中的氮(原子)的含量可以在从5at％至70at％的范围内。吸收器图案150相对于euv光的折射率可以在例如从0.925至0.935的范围内，并且吸收器图案150相对于euv光的消光系数可以在从0.03至0.04的范围内。
44.根据相对于封盖层130的顶表面的距离，吸收器图案150中的氮含量可以逐步地、不连续地、逐渐地和/或连续地改变。例如，吸收器图案150可以具有其中氮和铬的组成成分整体均匀的单层结构，和/或吸收器图案150可以具有包括氮和铬的组成成分不同的两层或更多层的多层结构。下面将参照图4a和图4b描述多层结构。
45.图4a至图4c示出了根据本发明构思的一些示例实施例的吸收器图案的详细结构。
46.参照图4a，吸收器图案150可包括第一吸收器部分150a和第一吸收器部分150a上的第二吸收器部分150b。第一吸收器部分150a和第二吸收器部分150b均可以包括氮和铬。第一吸收器部分150a的氮含量可以与第二吸收器部分150b的氮含量不同。例如，第一吸收器部分150a的氮含量可以大于第二吸收器部分150b的氮含量。虽然示为清晰的部分，但是第一吸收器部分150a与第二吸收器部分150b之间的界面可例如由于氮和/或铬含量在界面处的一些迁移而为可见的、不可见的和/或模糊的。
47.参照图4b，吸收器图案150还可以包括第二吸收器部分150b上的第三吸收器部分150c。第一吸收器部分至第三吸收器部分150a、150b和150c可包括氮和铬。第一吸收器部分150a的氮含量可以大于第三吸收器部分150c的氮含量，并且可以小于第二吸收器部分150b的氮含量。第一吸收器部分至第三吸收器部分150a、150b和150c之间的边界部分可为可见的、不可见的和/或模糊的。在图4a和图4b中，第一吸收器部分至第三吸收器部分150a、150b和150c之一还可以包括氧。第一吸收器部分至第三吸收器部分150a、150b和150c可以分别被称作第一子吸收器层至第三子吸收器层。换句话说，吸收器图案150可包括顺序地堆叠的第一子吸收器层至第三子吸收器层150a、150b和150c，并且第一子吸收器层至第三子吸收器层150a、150b和150c中的氮含量可以彼此不同。
48.可替换地，例如图4c，吸收器图案150中的氮含量可以随着与封盖层130的顶表面的距离增大而逐渐地且连续地增加，和/或吸收器图案150中的氮含量可以随着与封盖层130的顶表面的距离增大而逐渐地且连续地减少。
49.图5是示出根据本发明构思的一些示例实施例的相移掩模的一部分的剖视图。
50.参照图5，封盖层130可以在垂直于衬底100的第一表面100a的方向上具有第一厚度t1。缓冲图案140可以在垂直于衬底100的第一表面100a的方向上具有第二厚度t2。吸收器图案150在垂直于衬底100的第一表面100a的方向上可以具有第三厚度t3。第三厚度t3可以大于第一厚度t1和第二厚度t2。吸收器图案150的折射率n2可以小于真空的折射率n1。例如，在真空的折射率n1归一化的折射率标度中，折射率n2可以小于1。吸收器图案150的折射率n2可以小于缓冲图案140的折射率。吸收器图案150的消光系数可以大于封盖层130和缓冲图案140的消光系数。
51.当吸收器图案150由氮化铬形成并且具有例如约10at％的氮含量时，通过菲涅耳方程计算的氮化铬的折射率的实验值(n)被确定为约0.927并且氮化铬的消光系数被确定为约0.039。当缓冲图案140由硅形成时，缓冲图案140的折射率可以为约1。当缓冲图案140由tabn形成时，缓冲图案140的折射率可以为约0.949。
52.参照图5，第一euv光il1和第二euv光il2可以入射至衬底100的第一表面100a。第一euv光il1和第二euv光il2可以具有例如第一波长λ1(例如，约13.5nm的第一fwhm波长)。第一euv光il1可以穿过开口150p然后可以从反射层120的表面反射，以形成为第一反射的euv光rl1。第二euv光il2可以穿过吸收器图案150然后可以从反射层120的表面反射，以形成为第二反射的euv光rl2。第二euv光il2的一部分可以在吸收器图案150中被吸收，因此，第二反射的euv光rl2的振幅可以小于第二euv光il2的振幅。
53.吸收器图案150可以被配置为吸收第二euv光il2的一部分。因此，入射至吸收器图案150的第二euv光il2的反射率可以小于入射至开口150p的第一euv光il1的反射率。入射至吸收器图案150的第二euv光il2的反射率可以基于吸收器图案150的材料的消光系数(k)和/或吸收器图案150的厚度而改变。例如，入射至吸收器图案150的第二euv光il2的反射率可以随着吸收器图案150的材料的消光系数(k)减小和/或随着吸收器图案150的厚度减小而增大。
54.吸收器图案150可以被配置为使第二反射的euv光rl2的相位移位。例如，穿过材料的光的波长可以随着材料的折射率减小而增大。由于吸收器图案150的折射率小于真空的折射率，第二euv光il2在真空中的第一波长λ1可以在吸收器图案150中增大至第二波长λ2。由于波长在吸收器图案150中的改变，通过吸收器图案150出射的第二反射的euv光rl2的相位可以与第一反射的euv光rl1的相位不同。该相位差可以随着吸收器图案150的材料的折射率减小和/或随着吸收器图案150的厚度增大而增大。
55.封盖层130的第一厚度t1和缓冲图案140的第二厚度t2可以小于第一波长λ1。因此，封盖层130和缓冲图案140对第二反射的euv光rl2的相移可以具有相对弱的影响。吸收器图案150的第三厚度t3可以大于第一波长λ1。因此，吸收器图案150可以主导性地影响第二反射的euv光rl2的相移。
56.在一些示例实施例中，第一厚度t1和第二厚度t2中的每一个可以在euv光il1或il2的第一波长λ1的约29％至约75％的范围内。第三厚度t3可以在euv光il1或il2的第一波
长λ1的约296％至约408％的范围内。当euv光il1或il2的第一波长λ1为约13.5nm时，例如，第一厚度t1和第二厚度t2可以各自独立地在从约4nm至约10nm的范围内，并且第三厚度t3可以在从约40nm至约55nm的范围内。由于吸收器图案150具有第三厚度t3，因此第二反射的euv光rl2可以相对于第一反射的euv光rl1具有约170度至约235度的相位差。
57.在第二反射的euv光rl2与第一反射的euv光rl1之间可以通过相位差发生相消干涉。当对图1的光致抗蚀剂层2执行利用相移掩模500的曝光处理时，辐射至光致抗蚀剂层的与吸收器图案150相对应的区的euv光的强度可以通过反射的euv光rl1与rl2之间的相消干涉而减小。例如，投射在光致抗蚀剂层上的图像可以具有高归一化图像对数斜率(nils)，因此可以容易地在光致抗蚀剂层上实现高分辨率图像。
58.图6a是示出根据本发明构思的一些实施例的根据相移掩模的吸收器图案的厚度的归一化图像对数斜率(nils)值的曲线图。
59.参照图6a，制备样本，其中将厚度为4nm的包括钌的一层用作封盖层130，将厚度为4nm的包括tabo的一层用作缓冲图案140，并且将包括氮化铬(crn)的一层用作吸收器图案150。这里，在整个吸收器图案150中，氮含量均匀地固定为约10at％。在一个样本中，吸收器图案150具有间距为36nm(1x)的线与空间(line
‑
and
‑
space，l/s)图案形状(例如，线图案的宽度为18nm，并且线图案之间的空间为18nm)。在另一样本中，吸收器图案150具有具备相同间距的接触孔结构图案形状。对根据样本中的吸收器图案150的厚度的nils值进行模拟，并且模拟结果示于图6a中。在图6a中，当由氮化铬(crn)形成的吸收器图案的厚度为约48.5nm时，l/s图案和孔结构图案二者示出了最大nils值(例如，l/s图案的nils值为约2.75)。另外，当吸收器图案的厚度为约42nm时，示出了非常高的nils值(例如，l/s图案的nils值为约2.70)。总体而言，当吸收器图案150的厚度在从约40nm至约55nm的范围内时，示出了优秀的nils值(例如，l/s图案的nils值在从约2.35至约2.75的范围内)。因此，根据图6a，厚度在约40nm至约55nm之间的由氮化铬(crn)形成的吸收器图案150可以表现出优秀的nils值。
60.图6b是示出根据本发明构思的一些示例实施例的根据相移掩模的吸收器图案的厚度的透射率和相位差的曲线图。
61.参照图6b，对根据具有l/s图案形状的吸收器图案的厚度的相移掩模的透射率和相位差在与图6a相同的条件下进行模拟，并且模拟结果示于图6b中。这里，透射率可为相对于反射层120的相对反射率(例如，透射率＝r
abs
/r
ml
，其中r
abs
指示吸收器图案150的反射率，并且r
ml
指示反射层120的反射率)。根据图6b，随着吸收器图案的厚度增大，透射率可以减小，但是相位差可以增大。当吸收器图案150的厚度在从约40nm至约55nm的范围内时，相位差可以在从约170度至约235度的范围内，并且透射率可以在从约0.8％至约7.5％的范围内。当由氮化铬(crn)形成的吸收器图案的厚度为约48.5nm时，相位差可以为约216度，并且透射率可以为约3.5％。具有厚度为约48.5nm的由氮化铬(crn)形成的吸收器图案的相移掩模500可以抑制当钌和/或钼应用于吸收器图案时发生的旁瓣缺陷。因此，相移掩模500可以应用于制造包括逻辑装置的所有半导体装置的工艺。
62.图6c是示出根据本发明构思的示例实施例和比较例的根据相移掩模中的剂量的nils值的曲线图。
63.参照图6c，类似于图6a的条件，根据本发明构思的示例实施例的相移掩模被设为包括作为封盖层130的厚度为4nm的钌层，作为缓冲图案140的厚度为4nm的一层tabo，以及
作为吸收器图案150的厚度为48.5nm的氮化铬(crn)层。这里，吸收器图案具有l/s图案形状。另外，根据比较例的相移掩模被设为包括作为吸收器图案的厚度为54.5nm的一层tabn，并且根据比较例的相移掩模的其它结构与根据上述包括crn的示例实施例的相移掩模的相应结构相同。对根据相移掩模中的光源的剂量的nils值进行模拟，并且模拟结果示于图6c中。如图6c所示，根据本发明构思的实施例的相移掩模的nils值总体高于根据比较例的相移掩模的nils值。例如，比较例的nils值在剂量为约67mj时为约2.5，而实施例的nils值在相同的剂量(67mj)时为约2.725。换句话说，与比较例相比，示例实施例的nils值可以增加约9％。另外，示例实施例可以需要约50mj的剂量，以具有与比较例相同的nils值(约2.5)，因此剂量可以减少约25％。结果，当使用根据示例实施例的相移掩模500时，可以通过提高吞吐量来提高生产率。另外，可以提高图案化质量。例如，可以降低线边缘粗糙度(ler)、局部临界尺寸均匀性(lcdu)、单线断开(single line open，slo)和/或未接触(missing contact)。因此，当通过利用相移掩模500对光致抗蚀剂层执行曝光处理时，可以形成具有精细间距和精确形状的光致抗蚀剂图案。可以利用光致抗蚀剂图案来蚀刻蚀刻目标层。由于利用光致抗蚀剂图案执行图案化处理，因此可以提供和/或实现能够减少工艺缺陷和提高生产率的制造半导体装置的方法。
64.图7a至图7c是示出根据本发明构思的一些示例实施例的制造图3的相移掩模的工艺的剖视图。
65.参照图7a，可以设置衬底100。衬底100可包括具有低热膨胀系数的材料。例如，衬底100可包括玻璃和/或硅(si)。衬底100可包括图案区pa和黑边界区ba，如参照图2所描述的。
66.下导电层110可形成在衬底100的第二表面100b上。下导电层110可包括例如crn，并且可以利用溅射沉积工艺形成下导电层110。
67.可在衬底100的第一表面100a上形成反射层120。反射层120的形成可包括：在衬底100的第一表面100a上交替地且重复地形成低折射率层122和高折射率层124。低折射率层122和高折射率层124可以例如交替地堆叠约40次至约60次，并且可以利用例如溅射沉积工艺形成低折射率层122和高折射率层124。在一些示例实施例中，反射层120的形成可包括：对边界区ba上的反射层120的第二部分s2执行激光退火工艺。因此，第二部分s2的低折射率层122和高折射率层124可以通过激光退火工艺彼此混杂。因此，反射层120可包括在图案区pa上低折射率层122和高折射率层124交替地堆叠的第一部分s1和在边界区ba上低折射率层122和高折射率层124彼此混杂的第二部分s2。
68.可在反射层120上形成封盖层130。封盖层130可包括例如钌，并且可以利用溅射沉积工艺形成封盖层130。封盖层130可以形成为具有第一厚度t1，如参照图5所描述的。
69.可在封盖层130上形成缓冲层140l。缓冲层140l可以形成为具有第二厚度t2，如参照图5所描述的。缓冲层140l可包括相对于封盖层130具有蚀刻选择性的材料。缓冲层140l可以被称作蚀刻停止层。另外，缓冲层140l可包括相对于后面将描述的吸收器层150l具有蚀刻选择性的材料。例如，缓冲层140l可包括si、sin、sio2、sion、tabo、tao、taon、tan、tabn、tin、nb和ta中的至少一种。例如，可以基于将在后续工艺中的形成吸收器图案150中使用的蚀刻气体的类型选择缓冲层140l的材料。例如，可以利用化学气相沉积(cvd)工艺和/或溅射沉积工艺形成缓冲层140l。
70.可在缓冲层140l上形成吸收器层150l。吸收器层150l可以形成为具有第三厚度t3，如参照图5所描述的。例如，可以利用化学气相沉积(cvd)工艺和/或溅射沉积工艺形成吸收器层150l。吸收器层150l可以形成为包括氮和铬。吸收器层150l还可以包括氧。吸收器层150l可以形成为其中氮和铬的组成成分均匀分布的单层，和/或吸收器层150l可以形成为其中氮和铬的组成成分根据高度而改变的多层。吸收器层150l可以形成为具有参照图4a、图4b和/或图4c描述的氮含量曲线。为了实现这一点，在沉积吸收器层150l时包括氮的气体的流率和/或溅射条件可以改变。吸收器层150l还可以包括氧。吸收器层150l可包括氮化铬(crn)和氧氮化铬(cron)中的至少一种。
71.参照图7b，可以将激光辐射至边界区ba上的反射层120的第二部分s2，因此第二部分s2可以被退火以形成混杂的结构。
72.参照图7b和图7c，可在吸收器层150l上形成掩模图案mk。掩模图案mk可以由与缓冲层140l的材料相同的材料形成或由与缓冲层140l的材料不同的材料形成。例如，掩模图案mk可为光致抗蚀剂图案。可替换地，掩模图案mk可为硬掩模图案，并且掩模图案mk可包括含硅材料、含金属材料、金属氮化物和/或金属氧化物。例如，掩模图案mk可包括sin、sio2、sion、tabo、tao、taon、tan、tabn、tin、nb和ta中的至少一种。例如，可以基于将在后续工艺中的形成吸收器图案150中使用的蚀刻气体的类型选择掩模图案mk的材料。
73.可以利用掩模图案mk作为蚀刻掩模来蚀刻吸收器层150l，以形成吸收器图案150和暴露吸收器图案150中包括的结构之间的缓冲层140l的顶表面的开口150p。蚀刻吸收器层150l可包括利用蚀刻气体，例如包括氟的基于氟的蚀刻气体和/或包括氯的基于氯的蚀刻气体。基于氟的蚀刻气体可为例如sf6、cf4和/或chf3。基于氯的蚀刻气体可为例如cl2。当吸收器层150l被基于氟的蚀刻气体蚀刻时，掩模图案mk和缓冲层140l可包括例如sin、sio2、sion、tabo、tao和/或taon。当吸收器层150l被基于氯的蚀刻气体蚀刻时，掩模图案mk和缓冲层140l可包括例如tan、tabn、tin、nb、和/或ta。
74.参照图7c和图3，可以执行各向异性蚀刻工艺以去除掩模图案mk。此时，也可以蚀刻缓冲层140l以形成缓冲图案140并且暴露封盖层130的顶表面。封盖层130可以相对于缓冲层140l具有优秀的蚀刻选择性，因此封盖层130在各向异性蚀刻工艺可以几乎不损坏。因此，可以制造图3的相移掩模500。
75.接着，可以清洁相移掩模500，并且可以执行检查工艺以检查在相移掩模500的表面是否存在被蚀刻损坏的部分。当存在被蚀刻损坏的部分时，可以执行修复工艺。可以利用包括氙(xe)气和/或氟(f)气的修复气体来执行修复工艺。
76.同时，如果不存在缓冲层140l，因为例如在吸收器层150l的氮化铬与封盖层130的钌之间几乎没有蚀刻选择性，因此形成吸收器图案150的蚀刻工艺可损坏封盖层130的顶表面。在这种情况下，封盖层130的钌可以不与修复工艺中使用的修复气体反应，因此，难以修复封盖层130的顶表面的被损坏的部分。然而，根据本发明构思的一些示例实施例，相对于封盖层130和吸收器层150l具有优秀的蚀刻选择性的缓冲层140l可以用于防止封盖层130的顶表面的蚀刻损坏，因此，可以制造能够减少工艺缺陷和提高生产率的高质量相移掩模。
77.如果吸收器图案150由不同材料(例如，钌、钼、钯、铑、铂和/或银)形成，而不是由氮化铬(crn)和/或氧氮化铬(cron)形成，则可能难以执行利用包括氟和/或氯的蚀刻气体的蚀刻工艺。因此，工艺缺陷可增加并且生产率可降低。因此，在本发明构思的一些示例实
施例中，可以使用具有高可行性的氮化铬来作为吸收器图案150，因此可以提高生产率。
78.图8是示出根据本发明构思的一些示例实施例的相移掩模的剖视图。
79.参照图8，在根据当前实施例的相移掩模501中，缓冲层140l可以直接位于反射层120上。例如，反射层120的整个顶表面可以直接接触缓冲层140l。这里，缓冲层140l可以由含硅层形成。例如，缓冲层140l可包括si、sin、sio2和sion中的至少一种。吸收器图案150可以与参照图3至图5描述的吸收器图案150具有相同的材料和结构。吸收器图案150可以位于缓冲层140l上。例如，吸收器图案150可以直接位于缓冲层140l上。当形成吸收器图案150时，缓冲层140l可以用作蚀刻停止层，并且还可用作防止反射层120的蚀刻损坏和/或保护反射层120的封盖层。例如，缓冲层140l可以防止反射层的氧化。在当前实施例中，缓冲层140l可被称作蚀刻停止层和/或封盖层。缓冲层140l可以具有参照图5所描述的第二厚度t2。吸收器图案150可以具有参照图5所描述的第三厚度t3。第二厚度t2和第三厚度t3可以与如上所述的相同。缓冲层140l的折射率可以大于吸收器图案150的折射率。可以通过吸收器图案150中包括的结构之间的开口150p暴露缓冲层140l的顶表面。其它结构可以与参照图3至图5描述的相同/相似。
80.图9是示出制造图8的相移掩模的工艺的剖视图。将省略与制造具有相同附图标记的组件的工艺相关的额外描述，以避免冗余，并且将主要描述工艺之间的差异。
81.参照图9，可在衬底100的第二表面100b上形成下导电层110。反射层120、缓冲层140l和吸收器层150l可以顺序地形成在衬底100的第一表面100a上。此时，可以省略封盖层130。可以例如利用激光来辐射反射层120，以在反射层120的第二部分s2中形成混杂的结构。可在吸收器层150l上形成掩模图案mk。掩模图案mk可以由相对于吸收器层150l和缓冲层140l二者具有蚀刻选择性的材料形成。例如，掩模图案mk可为光致抗蚀剂图案。可替换地，掩模图案mk可包括tabo、tao、taon、tan、tabn、tin、nb和ta中的至少一个。可以利用掩模图案mk作为蚀刻掩模来蚀刻吸收器层150l，以形成吸收器图案150和通过吸收器图案150中包括的结构之间的开口150p暴露缓冲层140l的顶表面。接着，参照图8，可以选择性地去除掩模图案mk以暴露吸收器图案150的顶表面。
82.在根据当前实施例的相移掩模501中可以省略由钌形成的封盖层130(见图3)，因此可以简化工艺和可以提高产率。
83.根据本发明构思的用于euv光刻的相移掩模可包括包含铬和氮的吸收器图案，因此，可以实现高分辨率图像。吸收器图案可以比缓冲图案具有更小的折射率和更大的厚度，因此，euv光的相移度可以增加。因此，可以利用相移掩模容易地实现高分辨率图像。另外，当将含硅层用作缓冲层时，可以省略由钌形成的封盖层。在这种情况下，可以简化结构和工艺。结果，可以提供能够实现高分辨率图像的用于euv光刻的相移掩模。
84.根据本发明构思的制造半导体装置的方法可以使用用于euv光刻的相移掩模，以减少工艺缺陷和提高生产率。
85.在制造用于euv光刻的相移掩模的方法中，根据本发明构思的一些示例实施例，缓冲层和掩模图案可以由相对于吸收器图案和封盖层具有优秀的蚀刻选择性的材料形成。因此，可以减少工艺缺陷并且可以提高生产率。
86.虽然已经参考一些示例实施例描述了本发明构思，但是对于本领域的技术人员来说，显而易见的是，可以在不脱离本发明构思的精神和范围的情况下进行各种改变和修改。
因此,应当理解，上述实施例不是限制性的，而是说明性的。因此，本发明构思的范围由所附权利要求及其等同物的最广泛的允许解释来确定，并且不应由前面的描述限制或限定。