具有钽基合金吸收体的极紫外掩模的制作方法

1.本公开涉及半导体器件，尤其涉及具有钽基合金吸收体的极紫外掩模。


背景技术：

2.半导体工业经历了指数级增长。材料和设计方面的技术进步产生了几代集成电路(integrated circuit，ic)，其中每一代都具有比上一代更小和更复杂的电路。在ic演进过程中，功能密度(即，每个芯片面积的互连器件的数量)普遍增加，而几何尺寸(即，使用制造工艺能够创建的最小组件或线路)减少。这种按比例缩小的工艺通常通过提高生产效率和降低相关成本来提供益处。


技术实现要素：

3.根据本公开的一方面，提供了一种极紫外(euv)掩模，包括：衬底；反射多层堆叠，在所述衬底上；以及经图案化的吸收体层，在所述反射多层堆叠上，其中，所述经图案化的吸收体层包括合金，所述合金包括钽(ta)和至少一种合金元素，所述至少一种合金元素包括至少一种过渡金属元素或至少一种第14族元素。
4.根据本公开的一方面，提供了一种形成极紫外(euv)掩模的方法，包括：在衬底上形成反射多层堆叠；在所述反射多层堆叠上沉积帽盖层；在所述帽盖层上沉积吸收体层，其中，所述吸收体层包括合金，所述合金包括钽(ta)和至少一种合金元素，所述至少一种合金元素包括至少一种过渡金属元素或至少一种第14族元素；在所述吸收体层上形成经图案化的硬掩模层；以及使用所述经图案化的硬掩模层作为蚀刻掩模，来蚀刻所述吸收体层以在其中形成多个开口，所述多个开口暴露出所述帽盖层的表面。
5.根据本公开的一方面，提供了一种形成极紫外(euv)掩模的方法，包括：在衬底上形成反射多层堆叠；在所述反射多层堆叠上沉积帽盖层；在所述帽盖层上形成缓冲层；在所述缓冲层上沉积吸收体层，其中，所述吸收体层包括合金，所述合金包括钽(ta)和至少一种过渡金属元素，所述至少一种过渡金属元素选自由下列项组成的组：钛(ti)、锆(zr)、铪(hf)、钒(v)、铌(nb)、铬(cr)、钼(mo)、钨(w)、铁(fe)、钌(ru)、钴(co)、铑(rh)、铱(ir)、镍(ni)、钯(pd)、铂(pt)、和金(au)；在所述吸收体层上形成硬掩模层；蚀刻所述硬掩膜层以形成经图案化的硬掩膜层；以及使用所述经图案化的硬掩模层作为蚀刻掩模，来蚀刻所述吸收体层以在其中形成多个开口，所述多个开口暴露出所述帽盖层的表面。
附图说明
6.在结合附图阅读时，可以从下面的具体实施方式中最佳地理解本公开的各方面。应当注意，根据行业的标准做法，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。
7.图1是根据第一实施例的极紫外(extreme ultraviolet，euv)掩模的截面图。
8.图2是根据一些实施例的制造图1的euv掩模的方法的流程图。
9.图3a-图3l是根据一些实施例的处于图2的制造工艺的各个阶段的euv掩模的截面图。
10.图4是根据第二实施例的极紫外(euv)掩模的截面图。
11.图5是根据一些实施例的制造图4的euv掩模的方法的流程图。
12.图6a-图6j是根据一些实施例的处于图5的制造工艺的各个阶段的euv掩模的截面图。
具体实施方式
13.下面的公开内容提供了用于实现本发明的不同特征的许多不同的实施例或示例。下文描述了组件和布置的具体示例以简化本公开。当然，这些仅是示例而不意图是限制性的。例如，在下面的说明中，在第二特征上方或之上形成第一特征可以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，本公开在各个示例中可重复参考标号和/或字母。这种重复是为了简单性和清楚性的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。
14.此外，本文中可能使用了空间相关术语(例如，“下方”、“之下”、“低于”、“以上”、“上部”等)，以易于描述图中所示的一个要素或特征相对于另外(一个或多个)要素或(一个或多个)特征的关系。这些空间相关术语意在涵盖器件在使用或工作中除了图中所示朝向之外的不同朝向。装置可能以其他方式定向(旋转90度或处于其他朝向)，并且本文中所用的空间相关描述符同样可被相应地解释。
15.在集成电路(ic)的制造中，表示ic的不同层的图案是使用一系列可重复使用的光掩模(在本文中也称为光刻掩模或掩模)制造的，以便在半导体器件制造过程中将ic的每个层的设计转移到半导体衬底上。
16.随着ic尺寸的缩小，波长为13.5nm的极紫外(euv)光被用于例如光刻工艺，以使得能够将非常小的图案(例如，纳米级图案)从掩模转移到半导体晶圆。因为大多数材料在13.5nm波长处具有高吸收性，所以euv光刻利用具有反射多层的反射型euv掩模来反射入射的euv光，并利用在反射多层的顶部上的吸收体层来吸收在其中光不应该被掩模反射的区域中的辐射。掩模图案由吸收体层限定，并通过将euv光反射离开euv掩模的反射表面的部分而被转移到半导体晶圆。
17.在euv光刻中，为了将反射光与入射光分离，用与法线成6度角倾斜的斜入射光来照射euv掩模。斜入射的euv光被反射多层反射，或被吸收体层吸收。在这种情况下，如果吸收体层很厚，则在euv光刻时，可能会形成阴影。掩模阴影效应(也称为掩模3d效应)可能产生不需要的特征尺寸依赖焦点和图案放置偏移。随着技术节点的进步，掩模3d效应变得更糟。
18.在本公开的实施例中，开发了在euv波长范围内具有高消光系数κ的钽(ta)基合金。在一些实施例中，ta基合金由ta和合金元素(例如，过渡金属元素或第14族元素)组成。通过将这些钽(ta)基合金用作euv掩模或掩模坯中的吸收体材料，可以使用更薄的吸收体来减少掩模3d效应和曝光能量。作为结果，改进了扫描仪吞吐量。在一些实施例中，钽(ta)基合金可以掺杂有间隙元素(例如，氮(n)、氧(o)、碳(c)或硼(b))以增加吸收体材料的密
度。
19.图1是根据本公开的第一实施例的euv掩模100的截面图。参考图1，euv掩模100包括衬底102、在衬底102的正表面之上的反射多层堆叠110、在反射多层堆叠110之上的帽盖层120、在帽盖层120之上的经图案化的缓冲层130p、和在经图案化的缓冲层130p之上的经图案化的吸收体层140p。euv掩模100还包括在衬底102的与正表面相反的背表面之上的导电层104。
20.经图案化的吸收体层140p和经图案化的缓冲层130p包括与要形成在半导体晶圆上的电路图案相对应的开口152的图案。开口152的图案位于euv掩模100的图案区域100a中，暴露出帽盖层120的表面。图案区域100a被euv掩模100的外围区域100b围绕。外围区域100b对应于在ic制造期间的曝光工艺中不使用的euv掩模100的非图案化区域。在一些实施例中，euv掩模100的图案区域100a位于衬底102的中央区域，并且外围区域100b位于衬底102的边缘部分。图案区域100a通过沟槽154与外围区域100b分离。沟槽154延伸穿过经图案化的吸收体层140p、经图案化的缓冲层130p、帽盖层120和反射多层堆叠110，暴露出衬底102的正表面。
21.图2是根据一些实施例的用于制造euv掩模(例如，euv掩模100)的方法200的流程图。图3a至图3l是根据一些实施例的处于制造工艺的各个阶段的euv掩模100的截面图。下面参考euv掩模100详细讨论方法200。在一些实施例中，在方法200之前、期间和/或之后执行额外的操作，或者所描述的一些操作被替换和/或被消除。在一些实施例中，下面描述的一些特征被替换或被消除。本领域的普通技术人员将理解，虽然一些实施例是利用以特定顺序执行的操作来讨论的，但是这些操作可以以另一逻辑顺序来执行。
22.参考图2和图3a，根据一些实施例，方法200包括操作202，其中在衬底102之上形成反射多层堆叠110。图3a是根据一些实施例的euv掩模100的初始结构在衬底102之上形成反射多层堆叠110之后的截面图。
23.参考图3a，euv掩模100的初始结构包括由玻璃、硅、或其他低热膨胀材料制成的衬底102。低热膨胀材料有助于最小化在使用euv掩模100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102包括熔融玻璃、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102具有范围从约1mm至约7mm的厚度。在一些情况下，如果衬底102的厚度太小，则euv掩模100的破损或翘曲的风险增加。另一方面，在某些情况下，如果衬底的厚度太大，则euv掩模100的重量会不必要地增加。
24.在一些实施例中，导电层104设置在衬底102的背表面上。在一些实施例中，导电层104与衬底102的背表面直接接触。导电层104适于在制造和使用euv掩模100期间，提供euv掩模100与静电掩模卡盘(未示出)的静电耦合。在一些实施例中，导电层104包括氮化铬(crn)或硼化钽(tab)。在一些实施例中，导电层104通过沉积工艺(例如，化学气相沉积(cvd)、等离子体增强化学气相沉积(pecvd)、或物理气相沉积(pvd))来形成。控制导电层104的厚度，使得导电层104是光学透明的。
25.反射多层堆叠110设置在衬底102的与背表面相反的正表面之上。在一些实施例中，反射多层堆叠110与衬底102的正表面直接接触。反射多层堆叠110提供对euv光的高反射率。在一些实施例中，反射多层堆叠110被配置为在峰值euv照射波长(例如，13.5nm的euv照射)下实现约60％至约75％的反射率。具体地，当euv光以6
°
的入射角施加到反射多层堆
叠110的表面时，波长为13.5nm附近的光的最大反射率为约60％、约62％、约65％、约68％、约70％、约72％或约75％。
26.在一些实施例中，反射多层堆叠110包括高折射率材料和低折射率材料的交替堆叠层。一方面具有高折射率的材料倾向于散射euv光，另一方面具有低折射率的材料倾向于透射euv光。将这两种类型的材料配对在一起提供了共振反射率。在一些实施例中，反射多层堆叠110包括钼(mo)和硅(si)的交替堆叠层。在一些实施例中，反射多层堆叠110包括交替堆叠的mo层和si层，其中si位于最顶层。在一些实施例中，钼层与衬底102的正表面直接接触。在其他一些实施例中，硅层与衬底102的正表面直接接触。替代地，反射多层堆叠110包括mo和铍(be)的交替堆叠层。
27.反射多层堆叠110中每个层的厚度取决于euv波长和euv光的入射角。反射多层堆叠110中交替层的厚度被调整为最大化在每个界面处反射的euv光的相长干涉并最小化euv光的整体吸收。在一些实施例中，反射多层堆叠110包括30至60对的mo和si的交替层。每个mo/si对的厚度范围为约2nm至约7nm，其中总厚度范围为约100nm至约300nm。
28.在一些实施例中，反射多层堆叠110中每个层使用离子束沉积(ibd)或dc磁控溅射来沉积在衬底102和下方层之上。所使用的沉积方法有助于确保反射多层堆叠110的厚度均匀性优于跨衬底102的约0.85。例如，为了形成mo/si反射多层堆叠110，使用mo靶(target)作为溅射靶并使用氩气(ar)气体(气压为1.3
×
10-2
pa至2.7
×
10-2
pa)作为溅射气体，利用300v至1500v的离子加速电压以0.03至0.30nm/sec的沉积速率，来沉积mo层；并且然后使用si靶作为溅射靶并使用ar气体(气压为1.3
×
10-2
pa～2.7
×
10-2
pa)作为溅射气体，利用300v至1500v的离子加速电压以0.03至0.30nm/sec的沉积速率，来沉积si层。通过在40至50个循环中堆叠si层和mo层(每个循环包括上述步骤)，mo/si反射多层堆叠被沉积。
29.参考图2和图3b，根据一些实施例，方法200进行到操作204，其中在反射多层堆叠110之上沉积帽盖层120。图3b是根据一些实施例的图3a的结构在反射多层堆叠110之上沉积帽盖层120之后的截面图。
30.参考图3b，帽盖层120设置在反射多层堆叠110的最上表面之上。帽盖层120有助于保护反射多层堆叠110免受氧化以及任何化学蚀刻剂(反射多层堆叠110在后续掩模制造工艺期间可能暴露于这些化学蚀刻剂)。
31.在一些实施例中，帽盖层120包括抗氧化和抗腐蚀的材料，并且与常见大气气体种类(例如，氧气、氮气和水蒸气)具有低化学反应性。在一些实施例中，帽盖层120包括过渡金属，例如钌(ru)、铱(ir)、铑(rh)、铂(pt)、钯(pd)、锇(os)、铼(re)、钒(v)、钽(ta)、铪(hf)、钨(w)、钼(mo)、锆(zr)、锰(mn)、锝(tc)、或其合金。
32.在一些实施例中，使用沉积工艺(例如，ibd、化学气相沉积(cvd)、物理气相沉积(pvd)或原子层沉积(ald))来形成帽盖层120。在使用ibd来形成ru层作为帽盖层120的情况下，可以通过使用ru靶作为溅射靶在ar气氛中进行沉积。
33.参考图2和图3c，根据一些实施例，方法200进行到操作206，其中在帽盖层120之上沉积缓冲层130。图3c是根据一些实施例的图3b的结构在帽盖层120之上沉积缓冲层130之后的截面图。
34.参考图3c，缓冲层130设置在帽盖层120上。缓冲层130具有与后续在其上形成的吸收体层不同的蚀刻特性，并且由此用作蚀刻停止层以防止在对后续在其上形成的吸收体层
进行图案化期间对帽盖层120的损坏。此外，缓冲层130稍后还可以用作牺牲层，用于对吸收体层中的缺陷的聚焦离子束修复。在一些实施例中，缓冲层130包括硼化钌(rub)、硅化钌(rusi)、氧化铬(cro)或氮化铬(crn)。在一些其他实施例中，缓冲层130包括电介质材料，例如，氧化硅或氮氧化硅。在一些实施例中，缓冲层130是通过cvd、pecvd或pvd来沉积的。
35.参考图2和图3d，根据各种实施例，方法200进行到操作208，其中在缓冲层130之上沉积吸收体层140。图3d是根据一些实施例的图3c的结构在缓冲层130之上沉积吸收体层140之后的截面图。
36.参考图3d，吸收体层140设置为与缓冲层130直接接触。吸收体层140可用于吸收投射到euv掩模100上的在euv波长中的辐射。
37.吸收体层140包括在euv波长中具有高消光系数κ和低折射率n的吸收体材料。在一些实施例中，吸收体层140包括在13.5nm波长处具有高消光系数和低折射率的吸收体材料。在一些实施例中，吸收体层140的吸收体材料的消光系数κ在约0.01至0.08的范围内。在一些实施例中，吸收体层140的吸收体材料的折射率n在0.87至1的范围内。
38.在一些实施例中，吸收体层140包括ta基合金或由ta基合金制成，该ta基合金由ta和至少一种合金元素组成。在一些实施例中，ta基合金是ta浓度在大于50原子％至高达90原子％范围内的富ta合金。在其他实施例中，ta基合金是合金元素浓度在大于50原子％至高达90原子％范围内的富合金元素合金。
39.在一些实施例中，ta基合金由ta和至少一种过渡金属元素组成。过渡金属元素的示例包括但不限于钛(ti)、锆(zr)、铪(hf)、钒(v)、铌(nb)、铬(cr)、钼(mo)、钨(w)、铁(fe)、钌(ru)、钴(co)、铑(rh)、铱(ir)、镍(ni)、钯(pd)、铂(pt)、和金(au)。在一些实施例中，ta基合金包括钽铬(tacr)、钽铪(tahf)、钽铱(tair)、钽镍(tani)、钽钌(taru)、钽钴(taco)、钽金(taau)、钽钼(tamo)、钽钨(taw)、钽铁(tafe)、钽铑(tarh)、钽钒(tav)、钽铌(tanb)、钽钯(tapd)、钽锆(tazr)、钽钛(tati)、或钽铂(tapt)。在一些实施例中，ta基合金由ta和第14族元素(例如，硅或锗)组成。例如，在一些实施例中，ta基合金是钽硅(tasi)或钽锗(tage)。
40.在一些实施例中，ta基合金还掺杂有一种或多种间隙元素，例如，硼(b)、碳(c)、氮(n)和氧(o)。间隙元素掺杂剂增加了材料密度，这使得增加了所得合金的强度。在一些实施例中，吸收体层140由ta、合金元素和氮组成。例如，在一些实施例中，吸收体层140包括tacrn、tahfn、tairn、tanin、tarun、tacon、taaun、tamon、tawn、tafen、tarhn、tavn、tanbn、tapdn、tazrn、tatin、taptn或tasin。在一些实施例中，吸收体层140由ta、合金元素、氮和氧组成。例如，在一些实施例中，吸收体层140包括tacron、tahfon、tairon、tanion、taruon、tacoon、taauon、tamoon、tawon、tafeon、tarhon、tavon、tanbon、tapdon、tazron、tation、tapton或tasion。
41.在一些实施例中，吸收体层140具有单层结构。在一些其他实施例中，吸收体层140具有多层结构。在一些实施例中，吸收体层140是通过沉积工艺(例如，pvd、cvd、ald、rf磁控溅射、dc磁控溅射、或ibd)来形成的。在吸收体层140包括tacr的情况下，tacr层可以利用氩气(ar)作为惰性溅射气体从tacr靶形成。在吸收体层140包括tacrn的情况下，tacrn层可以利用氮气(n2)作为反应气体并利用ar作为惰性溅射气体从tacr靶形成。在吸收体层140包括tacron的情况下，tacron层可以利用n2作为反应气体并利用ar作为惰性溅射气体从tacro靶形成。在一些实施例中，n2气体浓度可以为3体积％至80体积％、5体积％至30体
积％、或8体积％至15体积％。气压可以为0.5
×
10-1
pa至10
×
10-1
pa、0.5
×
10-1
pa至5
×
10-1
pa、或0.5
×
10-1
pa至3
×
10-1
pa.
42.吸收体层140沉积为非晶层。通过保持非晶相，改进了吸收体层140的整体粗糙度。控制吸收体层140的厚度以提供13.5nm处的euv光的95％和99.5％之间的吸收。在一些实施例中，吸收体层140的厚度可以在约5nm至约50nm的范围内。如果吸收体层140的厚度太小，则吸收体层140不能吸收足够量的euv光以在反射区域和非反射区域之间生成对比度。另一方面，如果吸收体层140的厚度太大，则在吸收体层140中形成的图案的精度往往较低。
43.在本公开的实施例中，通过使用具有高消光系数κ的ta基合金作为吸收体材料，可以减少由euv相位失真引起的掩模3d效应。作为结果，可以减少最佳焦点偏移和图案放置误差，同时可以增加归一化图像对数斜率(normalized image log-slope，nils)。
44.参考图2和图3e，根据一些实施例，方法200进行到操作210，其中在吸收体层140之上沉积包括硬掩模层160和光致抗蚀剂层170的抗蚀剂堆叠。图3e是根据一些实施例的图3d的结构在吸收体层140之上按顺序沉积硬掩模层160和光致抗蚀剂层170之后的截面图。
45.参考图3e，硬掩模层160设置在吸收体层140之上。在一些实施例中，硬掩模层160与吸收体层140直接接触。在一些实施例中，硬掩模层160包括电介质氧化物(例如，二氧化硅)或电介质氮化物(例如，氮化硅)。在一些实施例中，硬掩模层160是使用诸如cvd、pecvd或pvd之类的沉积工艺来形成的。
46.光致抗蚀剂层170设置在硬掩模层160之上。光致抗蚀剂层170包括可操作为通过辐射进行图案化的光敏材料。在一些实施例中，光致抗蚀剂层170包括正性光致抗蚀剂材料、和负性光致抗蚀剂材料、或混合性光致抗蚀剂材料。在一些实施例中，例如通过旋涂将光致抗蚀剂层170施加到硬掩模层160的表面。
47.参考图2和图3f，根据一些实施例，方法200进行到操作212，其中光致抗蚀剂层170被光刻图案化以形成经图案化的光致抗蚀剂层170p。图3f是根据一些实施例的图3e的结构在对光致抗蚀剂层170进行光刻图案化以形成经图案化的光致抗蚀剂层170p之后的截面图。
48.参考图3f，通过首先使光致抗蚀剂层170经受照射图案来对光致抗蚀剂层170进行图案化。接着，利用抗蚀剂显影剂来去除光致抗蚀剂层170的曝光或未曝光部分(取决于在光致抗蚀剂层170中使用正性或负性抗蚀剂)，从而形成经图案化的光致抗蚀剂层170p(在其中形成有开口172的图案)。开口172暴露出硬掩模层160的部分。开口172位于图案区域100a中，并且对应于开口152的图案存在于euv掩模100(图1)中的位置。
49.参考图2和图3g，根据一些实施例，方法200进行到操作214，其中使用经图案化的光致抗蚀剂层170p作为蚀刻掩模来蚀刻硬掩模层160以形成经图案化的硬掩模层160p。图3g是根据一些实施例的图3f的结构在蚀刻硬掩模层160以形成经图案化的硬掩模层160p之后的截面图。
50.参考图3g，硬掩模层160的由开口172暴露的部分被蚀刻以形成延伸穿过硬掩模层160的开口162。开口162暴露出下面的吸收体层140的部分。在一些实施例中，硬掩模层160是使用各向异性蚀刻来蚀刻的。在一些实施例中，各向异性蚀刻是干法蚀刻(例如，反应离子蚀刻(rie))、湿法蚀刻、或它们的组合。相对于提供吸收体层140的材料，蚀刻选择性地去除提供硬掩模层160的材料。硬掩模层160的剩余部分构成经图案化的硬掩模层160p。如果
在蚀刻硬掩膜层160期间没有被完全消耗掉，则在蚀刻硬掩膜层160之后，例如使用湿法剥离或等离子灰化来从经图案化的硬掩膜层160p的表面去除经图案化的光致抗蚀剂层170p。
51.参考图2和图3h，根据一些实施例，方法200进行到操作216，其中使用经图案化的硬掩模层160p作为蚀刻掩模来蚀刻吸收体层140以形成经图案化的吸收体层140p。图3h是根据一些实施例的图3g的结构在蚀刻吸收体层140以形成经图案化的吸收体层140p之后的截面图。
52.参考图3h，吸收体层140的由开口162暴露的部分被蚀刻以形成延伸穿过吸收体层140的开口142。开口142暴露出下面的缓冲层130的部分。在一些实施例中，吸收体层140是使用各向异性蚀刻工艺来蚀刻的。在一些实施例中，各向异性蚀刻是干法蚀刻(例如，rie)、湿法蚀刻、或它们的组合，相对于提供下面的缓冲层130的材料，其选择性地去除提供吸收体层140的材料。例如，在一些实施例中，利用包含氯的气体(例如，cl2或bcl3)或包含氟的气体(例如，nf3)来对吸收体层140进行干法蚀刻。ar可以用作载气。在一些实施例中，还可以包括氧气(o2)作为载气。蚀刻速率和蚀刻选择性取决于蚀刻剂气体、蚀刻剂流速、功率、压力、和衬底温度。在蚀刻之后，吸收体层140的剩余部分构成经图案化的吸收体层140p。
53.参考图2和图3i，根据一些实施例，方法200进行到操作218，其中使用经图案化的硬掩模层160p作为蚀刻掩模来蚀刻缓冲层130以形成经图案化的缓冲层130p。图3i是根据一些实施例的图3h的结构在蚀刻缓冲层130以形成经图案化的缓冲层130p之后的截面图。
54.参考图3i，缓冲层130的由开口162和142暴露的部分被蚀刻以形成延伸穿过缓冲层130的开口132。开口132暴露出下面的帽盖层120的部分。在一些实施例中，缓冲层130是使用各向异性蚀刻工艺来蚀刻的。在一些实施例中，各向异性蚀刻是干法蚀刻(例如，rie)、湿法蚀刻、或它们的组合，相对于提供帽盖层120的材料，其选择性地去除提供缓冲层130的材料。缓冲层130的剩余部分构成经图案化的缓冲层130p。在蚀刻缓冲层130之后，例如使用氧等离子体或湿法蚀刻来从经图案化的吸收体层140p的表面去除经图案化的硬掩模层160p。
55.经图案化的吸收体层140p中的开口142和相应下面的经图案化的缓冲层130p中的开口132一起限定euv掩模100中的开口152的图案。
56.参考图2和图3j，根据一些实施例，方法200进行到操作220，其中在经图案化的吸收体层140p和经图案化的缓冲层130p之上形成包括开口182的图案的经图案化的光致抗蚀剂层180p。图3j是根据一些实施例的图3i的结构在经图案化的吸收体层140p和经图案化的缓冲层130p之上形成包括开口182的经图案化的光致抗蚀剂层180p之后的截面图。
57.参考图3j，开口182暴露出在经图案化的吸收体层140p的外围处的经图案化的吸收体层140p的部分。将在euv掩模100的外围区域100b中形成对应于沟槽154的开口182。为了形成经图案化的光致抗蚀剂层180p，在经图案化的缓冲层130p和经图案化的吸收体层140p之上施加光致抗蚀剂层(未示出)。光致抗蚀剂层分别填充经图案化的缓冲层130p和经图案化的吸收体层140p中的开口132与142。在一些实施例中，光致抗蚀剂层包括正性光致抗蚀剂材料、负性光致抗蚀剂材料、或混合性光致抗蚀剂材料。在一些实施例中，光致抗蚀剂层包括与上面在图3e中描述的光致抗蚀剂层170相同的材料。在一些实施例中，光致抗蚀剂层包括与光致抗蚀剂层170不同的材料。在一些实施例中，光致抗蚀剂层是例如通过旋涂来形成的。随后通过下列方式来对光致抗蚀剂层进行图案化：将光致抗蚀剂层暴露于辐射
图案，并且使用抗蚀剂显影剂来去除光致抗蚀剂层的曝光或未曝光部分(取决于使用正性或负性抗蚀剂)。光致抗蚀剂层的剩余部分构成经图案化的光致抗蚀剂层180p。
58.参考图2和图3k，根据一些实施例，方法200进行到操作222，其中使用经图案化的光致抗蚀剂层180p作为蚀刻掩模来蚀刻经图案化的吸收体层140p、经图案化的缓冲层130p(如果存在的话)、帽盖层120和反射多层堆叠110以在衬底102的外围区域100b中形成沟槽154。图3k是根据一些实施例的图3j的结构在蚀刻经图案化的吸收体层140p、经图案化的缓冲层130p(如果存在的话)、帽盖层120和反射多层堆叠110以在衬底102的外围区域100b中形成沟槽154之后的截面图。
59.参考图3j，沟槽154延伸穿过经图案化的吸收体层140p、经图案化的缓冲层130p(如果存在的话)、帽盖层120和反射多层堆叠110以暴露出衬底102的表面。沟槽154围绕euv掩模100的图案区域100a，将图案区域100a与外围区域100b分离。
60.在一些实施例中，使用单个各向异性蚀刻工艺来蚀刻经图案化的吸收体层140p、经图案化的缓冲层130p、帽盖层120和反射多层堆叠110。各向异性蚀刻可以是干法蚀刻(例如，rie)、湿法蚀刻、或其组合，相对于提供衬底102的材料，其选择性地去除相应经图案化的吸收体层140p、经图案化的缓冲层130p、帽盖层120和反射多层堆叠110的材料。在一些实施例中，经图案化的吸收体层140p、经图案化的缓冲层130p、帽盖层120和反射多层堆叠110是使用多种不同的各向异性蚀刻工艺来蚀刻的。每个各向异性蚀刻可以是干法蚀刻(例如，rie)、湿法蚀刻、或其组合。
61.参考图2和图3l，根据一些实施例，方法200进行到操作224，其中去除经图案化的光致抗蚀剂层180p。图3l是根据一些实施例的图3k的结构在去除经图案化的光致抗蚀剂层180p之后的截面图。
62.参考图3l，例如通过湿法剥离或等离子灰化来从衬底102的图案区域100a和外围区域100b中去除经图案化的光致抗蚀剂层180p。从经图案化的吸收体层140p中的开口142和经图案化的缓冲层130p中的开口132中去除经图案化的光致抗蚀剂层180p重新暴露出图案区域100a中的帽盖层120的表面。
63.因此形成euv掩模100。euv掩模100包括衬底102、在衬底102的正表面之上的反射多层堆叠110、在反射多层堆叠110之上的帽盖层120、在帽盖层120之上的经图案化的缓冲层130p、和在经图案化的缓冲层130p之上的经图案化的吸收体层140p。euv掩模100还包括在衬底102的与正表面相反的背表面之上的导电层104。经图案化的吸收体层140p包括具有高消光系数的ta基合金，这允许形成较薄的层。因此，可以减少由较厚的吸收体层引起的掩模3d效应，并且可以消除不必要的euv光。作为结果，euv掩模100上的图案可以精确地投影到硅晶圆上。
64.在去除经图案化的光致抗蚀剂层180p之后，清洁euv掩模100以从其中去除任何污染物。在一些实施例中，通过将euv掩模100浸入氢氧化铵(nh4oh)溶液中来清洁euv掩模100。在一些实施例中，通过将euv掩模100浸入稀释的氢氟酸(hf)溶液中来清洁euv掩模100。
65.随后用例如波长为193nm的uv光来照射euv掩模100，以检查图案化区域100a中的任何缺陷。可以根据漫反射光来检测异物。如果检测到缺陷，则使用合适的清洁工艺进一步清洁euv掩模100。
66.图4是根据本公开的第二实施例的euv掩模400的截面图。参考图4，euv掩模400包括衬底102、在衬底102的正表面之上的反射多层堆叠110、在反射多层堆叠110之上的帽盖层120、和在帽盖层120之上的经图案化的吸收体层140p。euv掩模400还包括在衬底102的与正表面相反的背表面之上的导电层104。与图1的euv掩模100相比，在euv掩模400中省略了经图案化的缓冲层130p。因此，在euv掩模100中，经图案化的吸收体层140p与帽盖层120直接接触。
67.图5是根据一些实施例的用于制造euv掩模(例如，euv掩模400)的方法500的流程图。图6a至图6j是根据一些实施例的处于制造工艺的各个阶段的euv掩模400的截面图。下面参考euv掩模400详细讨论方法500。在一些实施例中，在方法500之前、期间和/或之后执行额外的操作，或者所描述的一些操作被替换和/或被消除。在一些实施例中，下面描述的一些特征被替换或被消除。本领域的普通技术人员将理解，虽然一些实施例是利用以特定顺序执行的操作来讨论的，但是这些操作可以以另一逻辑顺序来执行。
68.参考图5和图6a，根据一些实施例，方法500包括操作502，其中在衬底102之上形成反射多层堆叠110。图6a是根据一些实施例的euv掩模400的初始结构在衬底102之上形成反射多层堆叠110之后的截面图。反射多层堆叠110的材料和形成工艺与上面在图3a中描述的那些相似，并且因此在这里不再详细描述。
69.参考图5和图6b，根据一些实施例，方法500进行到操作504，其中在反射多层堆叠110之上沉积帽盖层120。图6b是根据一些实施例的图6a的结构在反射多层堆叠110之上沉积帽盖层120之后的截面图。帽盖层120的材料和形成工艺与上面在图3b中描述的那些相似，并且因此在这里不再详细描述。
70.参考图5和图6c，根据各种实施例，方法500进行到操作506，其中在帽盖层120之上沉积吸收体层140。图6c是根据一些实施例的图6b的结构在帽盖层120之上沉积吸收体层140之后的截面图。吸收体层140的材料和形成工艺与上面在图3d中描述的那些类似，并且因此在这里不再详细描述。
71.参考图5和图6d，根据一些实施例，方法500进行到操作508，其中在吸收体层140之上沉积包括硬掩模层160和光致抗蚀剂层170的抗蚀剂堆叠。图6d是根据一些实施例的图6c的结构在吸收体层140之上按顺序沉积硬掩模层160和光致抗蚀剂层170之后的截面图。相应硬掩模层160和光致抗蚀剂层170的材料和形成工艺与上面在图3e中描述的那些类似，并且因此在这里不再详细描述。
72.参考图5和图6e，根据一些实施例，方法500进行到操作510，其中光致抗蚀剂层170被光刻图案化以形成经图案化的光致抗蚀剂层170p。图6e是根据一些实施例的图6d的结构在对光致抗蚀剂层170进行光刻图案化以形成经图案化的光致抗蚀剂层170p之后的截面图。光致抗蚀剂层170的蚀刻工艺与上面在图3f中描述的那些类似，并且因此在这里不再详细描述。
73.参考图5和图6f，根据一些实施例，方法500进行到操作512，其中使用经图案化的光致抗蚀剂层170p作为蚀刻掩模来蚀刻硬掩模层160以形成经图案化的硬掩模层160p。图6f是根据一些实施例的图6e的结构在蚀刻硬掩模层160以形成经图案化的硬掩模层160p之后的截面图。硬掩模层160的蚀刻工艺与上面在图3g中描述的那些类似，并且因此在这里不再详细描述。
74.参考图5和图6g，根据一些实施例，方法500进行到操作514，其中使用经图案化的硬掩模层160p作为蚀刻掩模来蚀刻吸收体层140以形成经图案化的吸收体层140p。图6g是根据一些实施例的图6f的结构在蚀刻吸收体层140以形成经图案化的吸收体层140p之后的截面图。吸收体层140的蚀刻工艺与上面在图3h中描述的那些类似，并且因此在这里不再详细描述。经图案化的吸收体层140p包括多个开口142，该多个开口142暴露出下面的帽盖层120。
75.在蚀刻吸收体层140之后，例如使用氧等离子体或湿法蚀刻来从经图案化的吸收体层140p的表面去除经图案化的硬掩模层160p。
76.参考图5和图6h，根据一些实施例，方法500进行到操作516，其中在经图案化的吸收体层140p之上形成包括开口182的图案的经图案化的光致抗蚀剂层180p。图6h是根据一些实施例的图6g的结构在经图案化的吸收体层140p之上形成包括开口182的经图案化的光致抗蚀剂层180p之后的截面图。经图案化的光致抗蚀剂层180p的材料和制造工艺与上面在图3j中描述的那些类似，并且因此在这里不再详细描述。
77.参考图5和图6i，根据一些实施例，方法500进行到操作518，其中使用经图案化的光致抗蚀剂层180p作为蚀刻掩模来蚀刻经图案化的吸收体层140p、帽盖层120和反射多层堆叠110以在衬底102的外围区域100b中形成沟槽154。图6i是根据一些实施例的图6h的结构在蚀刻经图案化的吸收体层140p、帽盖层120和反射多层堆叠110以在衬底102的外围区域100b中形成沟槽154之后的截面图。
78.参考图6i，沟槽154延伸穿过经图案化的吸收体层140p、帽盖层120和反射多层堆叠110以暴露出衬底102的表面。沟槽154围绕euv掩模400的图案区域100a，将图案区域100a与外围区域100b分离。
79.在一些实施例中，使用单个各向异性蚀刻工艺来蚀刻经图案化的吸收体层140p、帽盖层120和反射多层堆叠110。各向异性蚀刻可以是干法蚀刻(例如，rie)、湿法蚀刻、或其组合，相对于提供衬底102的材料，其选择性地去除相应经图案化的吸收体层140p、帽盖层120和反射多层堆叠110的材料。在一些实施例中，经图案化的吸收体层140p、帽盖层120和反射多层堆叠110是使用多种不同的各向异性蚀刻工艺来蚀刻的。每个各向异性蚀刻可以是干法蚀刻(例如，rie)、湿法蚀刻、或其组合。
80.参考图5和图6j，根据一些实施例，方法500进行到操作520，其中去除经图案化的光致抗蚀剂层180p。图6j是根据一些实施例的图6i的结构在去除经图案化的光致抗蚀剂层180p之后的截面图。
81.参考图6j，例如通过湿法剥离或等离子灰化来从衬底102的图案区域100a和外围区域100b中去除经图案化的光致抗蚀剂层180p。从经图案化的吸收体层140p中的开口142中去除经图案化的光致抗蚀剂层180p重新暴露出图案区域100a中的帽盖层120的表面。经图案化的吸收体层140p中的开口142限定了euv掩模400中的开口152的图案。
82.因此形成euv掩模400。euv掩模400包括衬底102、在衬底102的正表面之上的反射多层堆叠110、在反射多层堆叠110之上的帽盖层120、和在帽盖层120之上的经图案化的吸收体层140p。euv掩模400还包括在衬底102的与正表面相反的背表面之上的导电层104。经图案化的吸收体层140p包括具有高消光系数的ta基合金，这允许形成较薄的层。因此，可以减少由较厚的吸收体层引起的掩模3d效应，并且可以消除不必要的euv光。作为结果，euv掩
模400上的图案可以精确地投影到硅晶圆上。
83.在去除经图案化的光致抗蚀剂层180p之后，清洁euv掩模400以从其中去除任何污染物。在一些实施例中，通过将euv掩模400浸入氢氧化铵(nh4oh)溶液中来清洁euv掩模400。在一些实施例中，通过将euv掩模400浸入稀释的氢氟酸(hf)溶液中来清洁euv掩模400。
84.随后用例如波长为193nm的uv光来照射euv掩模400，以检查图案化区域100a中的任何缺陷。可以根据漫反射光来检测异物。如果检测到缺陷，则使用合适的清洁工艺进一步清洁euv掩模400。
85.本说明书的一个方面涉及一种euv掩模。该euv掩模包括衬底、在衬底上的反射多层堆叠、和在反射多层堆叠上的经图案化的吸收体层。经图案化的吸收体层包括合金，该合金包括钽(ta)和至少一种合金元素。该至少一种合金元素包括至少一种过渡金属元素或至少一种第14族元素。
86.本说明书的另一方面涉及一种形成euv掩模的方法。该方法包括：在衬底上形成反射多层堆叠；在反射多层堆叠上沉积帽盖层；在帽盖层上沉积吸收体层；在吸收体层上形成经图案化的硬掩模层；以及使用经图案化的硬掩模作为蚀刻掩模，来蚀刻吸收体层以形成暴露出帽盖层的表面的多个开口。吸收体层包括由钽(ta)和至少一种合金元素组成的合金。该至少一种合金元素包括至少一种过渡金属元素或至少一种第14族元素。
87.本说明书的另一方面涉及一种形成极端euv掩模的方法。该方法包括在衬底上形成反射多层堆叠。然后在反射多层堆叠上沉积帽盖层。接着，在帽盖层上形成缓冲层。在缓冲层上沉积吸收体层。吸收体层包括合金，该合金包括钽(ta)和至少一种过渡金属元素，该至少一种过渡金属元素选自由下列项组成的组：钛(ti)、锆(zr)、铪(hf)、钒(v)、铌(nb)、铬(cr)、钼(mo)、钨(w)、铁(fe)、钌(ru)、钴(co)、铑(rh)、铱(ir)、镍(ni)、钯(pd)、铂(pt)、和金(au)。接着，在吸收体层上形成硬掩模层。然后蚀刻硬掩模层以形成经图案化的硬掩模层。接着，使用经图案化的硬掩模层作为蚀刻掩模，来蚀刻吸收体层以在其中形成多个开口，该多个开口暴露出帽盖层的表面。
88.以上概述了若干实施例的特征，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现本文介绍的实施例的相同目的和/或实现本文介绍的实施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。
89.示例1.一种极紫外(euv)掩模，包括：
90.衬底；
91.反射多层堆叠，在所述衬底上；以及
92.经图案化的吸收体层，在所述反射多层堆叠上，其中，所述经图案化的吸收体层包括合金，所述合金包括钽(ta)和至少一种合金元素，所述至少一种合金元素包括至少一种过渡金属元素或至少一种第14族元素。
93.示例2.根据示例1所述的euv掩模，其中，所述合金是具有高达90原子％的ta浓度的富ta合金。
94.示例3.根据示例1所述的euv掩模，其中，所述至少一种过渡金属元素选自由下列
项组成的组：钛(ti)、锆(zr)、铪(hf)、钒(v)、铌(nb)、铬(cr)、钼(mo)、钨(w)、铁(fe)、钌(ru)、钴(co)、铑(rh)、铱(ir)、镍(ni)、钯(pd)、铂(pt)、金(au)、及其合金。
95.示例4.根据示例1所述的euv掩模，其中，所述经图案化的吸收体层包括tacr、tahf、tair、tani、taru、taco、taau、tamo、taw、tafe、tarh、tav、tanb、tapd、tazr、tati、或tapt。
96.示例5.根据示例1所述的euv掩模，其中，所述至少一种第14族元素是硅或锗。
97.示例6.根据示例1所述的euv掩模，其中，所述经图案化的吸收体层包括tasi或tage。
98.示例7.根据示例1所述的euv掩模，其中，所述合金还包括至少一种间隙元素。
99.示例8.根据示例7所述的euv掩模，其中，所述至少一种间隙元素包括氮(n)、氧(o)、硼(b)、碳(c)、或其组合。
100.示例9.根据示例7所述的euv掩模，其中，所述经图案化的吸收体层包括tacrn、tahfn、tairn、tanin、tarun、tacon、taaun、tamon、tawn、tafen、tarhn、tasin、tavn、tanbn、tapdn、tazrn、tatin、或taptn。
101.示例10.根据示例7所述的euv掩模，其中，所述经图案化的吸收体层包括tacron、tahfon、tairon、tanion、tani2on、taruon、tacoon、taauon、tamoon、tawon、tafeon、tarhon、tasion、tavon、tanbon、tapdon、tazron、tation、或tapton。
102.示例11.根据示例1所述的euv掩模，还包括：
103.帽盖层，在所述反射多层堆叠上，其中，所述经图案化的吸收体层与所述帽盖层接触。
104.示例12.根据示例1所述的euv掩模，还包括：
105.帽盖层，在所述反射多层堆叠上；以及
106.经图案化的缓冲层，在所述帽盖层上，其中，所述经图案化的吸收体层与所述经图案化的缓冲层接触。
107.示例13.一种形成极紫外(euv)掩模的方法，包括：
108.在衬底上形成反射多层堆叠；
109.在所述反射多层堆叠上沉积帽盖层；
110.在所述帽盖层上沉积吸收体层，其中，所述吸收体层包括合金，所述合金包括钽(ta)和至少一种合金元素，所述至少一种合金元素包括至少一种过渡金属元素或至少一种第14族元素；
111.在所述吸收体层上形成经图案化的硬掩模层；以及
112.使用所述经图案化的硬掩模层作为蚀刻掩模，来蚀刻所述吸收体层以在其中形成多个开口，所述多个开口暴露出所述帽盖层的表面。
113.示例14.根据示例13所述的方法，还包括：蚀刻所述吸收体层、所述帽盖层和所述反射多层堆叠，以在所述衬底的围绕所述多个开口的外围区域中形成多个沟槽。
114.示例15.根据示例13所述的方法，其中，沉积所述吸收体层包括：在氩气气氛中溅射包括所述合金的靶。
115.示例16.根据示例13所述的方法，其中，所述吸收体层包括tacr、tahf、tair、tani、taru、taco、taau、tamo、taw、tafe、tarh、tav、tanb、tapd、tazr、tati、tapt、其氮化物、或其
氮氧化物。
116.示例17.一种形成极紫外(euv)掩模的方法，包括：
117.在衬底上形成反射多层堆叠；
118.在所述反射多层堆叠上沉积帽盖层；
119.在所述帽盖层上形成缓冲层；
120.在所述缓冲层上沉积吸收体层，其中，所述吸收体层包括合金，所述合金包括钽(ta)和至少一种过渡金属元素，所述至少一种过渡金属元素选自由下列项组成的组：钛(ti)、锆(zr)、铪(hf)、钒(v)、铌(nb)、铬(cr)、钼(mo)、钨(w)、铁(fe)、钌(ru)、钴(co)、铑(rh)、铱(ir)、镍(ni)、钯(pd)、铂(pt)、和金(au)；
121.在所述吸收体层上形成硬掩模层；
122.蚀刻所述硬掩膜层以形成经图案化的硬掩膜层；以及
123.使用所述经图案化的硬掩模层作为蚀刻掩模，来蚀刻所述吸收体层以在其中形成多个开口，所述多个开口暴露出所述帽盖层的表面。
124.示例18.根据示例17所述的方法，其中，所述缓冲层包括硼化钌、硅化钌、氧化铬、氮化铬、氧化硅、或氮氧化硅。
125.示例19.根据示例17所述的方法，其中，所述帽盖层包括钌(ru)、铱(ir)、铑(rh)、铂(pt)、钯(pd)、锇(os)、铼(re)、钒(v)、钽(ta)、铪(hf)、钨(w)、钼(mo)、锆(zr)、锰(mn)、锝(tc)、或其合金。
126.示例20.根据示例17所述的方法，其中，沉积所述缓冲层形成非晶层。