本发明实施例是涉及一种光掩模及其制作方法。
背景技术：
光刻(Photolithography)用于在半导体组件的制作过程中将图案转移至晶片上。基于各种集成电路(integrated circuit，IC)布局，将光掩模的图案减小为2:1或4:1的因数以将所述图案转移至晶片的表面。光掩模(mask or reticle)是由一侧上沉积有一种或多种不可透光材料以阻挡光渗透的透光性衬底制成。随着尺寸的减小及IC晶片中的密度的增加，已开发出例如相移掩模(phase-shift mask，PSM)、光学邻近修正(optical proximity correction，OPC)、离轴照明(off-axis illumination，OAI)及双偶极光刻(double dipole lithography，DDL)等分辨率增强技术来提高焦点深度(depth of focus，DOF)及使得能够更精确地将图案转移至晶片上。
技术实现要素：
本发明的实施例的一个方面涉及一种制造光掩模的方法。所述方法包括在透光性衬底之上沉积终点层。所述终点层及所述透光性衬底对于预定波长是可透光的；在所述终点层之上沉积移相器；在所述移相器之上沉积硬掩模层；以及移除所述硬掩模层的一部分及所述移相器的第一部分，以暴露出所述终点层的一部分。
附图说明
结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本发明的各个方面。应注意，根据本行业中的标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。
图1是根据一个或多个实施例的光掩模的剖视图。
图2是根据一个或多个实施例的制造光掩模的方法的流程图。
图3A至图3F是根据一个或多个实施例的光掩模在各种制造阶段处的剖视图。
图4A至图4B是根据一个或多个实施例的光掩模在各种制造阶段处的剖视图。
[符号的说明]
100、300、400：光掩模
110、310、410：衬底
120、320、320’、420：终点层
130’、330、330’：移相器
140”、340、340’、340”、440、440’：不透明层
162、360、362：开口
200：方法
210、232、234、236、242、244、246：操作
220、250：可选操作
230、240：过程
325：植入工艺
332：缺陷
350、350’、350”、450：硬掩模层
具体实施方式
以下公开内容提供用于实作所提供主题的不同特征的许多不同的实施例或例子。以下阐述组件、参数、操作、材料、排列等的具体例子以简化本公开内容。当然，这些仅为例子且不旨在进行限制。预期存在其他组件、参数、操作、材料、排列等。例如，以下说明中将第一特征形成在第二特征“之上”或第二特征“上”可包括其中第一特征及第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中第一特征与第二特征之间可形成有附加特征、进而使得所述第一特征与所述第二特征可能不直接接触的实施例。另外，本公开内容可能在各种例子中重复使用参考编号及/或字母。这种重复使用是出于简洁及清晰的目的，而不是自身表示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。
此外，为易于说明，本文中可能使用例如“之下(beneath)”、“下面(below)”、“下部的(lower)”、“上方(above)”、“上部的(upper)”等空间相对性用语来阐述图中所示的一个部件或特征与另一(其他)部件或特征的关系。所述空间相对性用语旨在除图中所绘示的取向外还囊括组件在使用或操作中的不同取向。
由于半导体组件特征大小已减小至小于在光刻工艺中使用的光的波长，因此制造最小特征大小(minimum feature size)(也被称作临界尺寸(critical dimension，CD))的能力变得对穿过光掩模或光掩模版的光的光学边缘现象(optical fringing)更加敏感。二元光掩模(binary mask，BIM)包括透光性衬底及不透明层。在光刻工艺期间，通过以下方式将图案转移至所述晶片的表面：在所述方式中，使光透射过透光性衬底并以不透明层阻挡光来选择性地暴露出晶片上的光掩模层。然而，图案边缘处的光刻胶被暴露于由相长干涉(constructive interference)/相消干涉(destructive interference)所造成的非所期望光条件下，所述相长/相消干涉会影响入射于图案边缘处的光刻胶上的光量。因此，被转移至晶片的图案会在边缘处失真，从而使所转移图案的分辨率降级。为了在转移图案时增强分辨率，会使用相移掩模(PSM)对穿过光掩模或光掩模版的所选择光的相位进行π(180度)的相移，由此通过相消干涉抵消非期望光。移除非期望光有益于提高图像转移的精度。通常，PSM被分类成交替式PSM(alternating PSM)或衰减式PSM(attenuated PSM)。交替式PSM通过调整光掩模的衬底的厚度来引发对光的相移。在衰减式PSM中，衬底的某些部分被移相器(phase shifter)覆盖。入射于移相器上的少部分的光(例如，约6％至约9％)穿过所述移相器进行传播。在一些实施例中，约12％的入射光穿过移相器进行传播。衰减式PSM的衬底的被移相器暴露出的区允许约99％的入射光穿过所述衬底进行传播。
在光掩模制作工艺期间，应用电子束(e-beam)蚀刻技术将光掩模上的缺陷(Defect)移除并使用背向散射电子(backscattered electron，BSE)检测器来监测光掩模的表面在刻蚀工艺期间的变化。举例来说，对于光掩模的包括移相器的区，BSE将监测所述移相器中的变化；并且对于光掩模的其中暴露出衬底的区，BSE将监测所述衬底上的变化。在移相器或不透明层的平均原子序数(Z)与衬底的平均原子序数相似的某些情形中，衬底会因移相器或不透明层与所述衬底之间的信号对比度(signal contrast)难以彼此区分而发生过刻蚀(over-etching)。也因此，光散射效应(light-scattering effect)增强造成光掩模品质降低。在一些实施例中，为了减轻衬底的过刻蚀，会在衬底之上形成终点层(end-point layer)。在某些方式中，终点层的平均原子序数与移相器或不透明层的平均原子序数的不同足以使图像对比度增强。在某些方式中，终点层对于与衬底相似的波长是可透光的。在某些方式中，终点层包含用于在电子束蚀刻/写入期间将电荷累积效应(charging effect)最小化的微量金属的掺杂。
图1是根据一个或多个实施例的光掩模100的剖视图。光掩模100包括衬底110、终点层120、移相器130’、及不透明层140”。在移相器130’中界定有用于暴露出终点层120的一部分的开口162。衬底110对于具有预定波长范围的入射光(即，电磁辐射)是可透光的。举例来说，在一些实施例中，衬底110对于近紫外光(near ultra violet，NUV)波长(例如，约365纳米(nm))是可透光的。在一些实施例中，衬底110对于深紫外光(deep ultra violet，DUV)波长(例如，约248nm)是可透光的。在一些实施例中，衬底110对于氟化氩(ArF)激光(例如，约193nm)是可透光的。在一些实施例中，衬底110对于极紫外光(extreme ultraviolet，EUV)波长(例如，约13.5nm)是可透光的。衬底110包含玻璃、石英、熔融硅石(fused silica)、氟化钙、氧化硅-氧化钛合金(silicon oxide-titanium oxide alloy)、蓝宝石、或其他适合的材料。在一些实施例中，衬底110的厚度的范围介于约0.25厘米(cm)至约0.75cm。在某些情形中，较大的厚度会增加制造成本且不能显著提高功能性。在某些情形中，较小的厚度会增大光掩模100在光刻工艺期间开裂/断裂的风险。
终点层120位于衬底110之上且在终点模式刻蚀工艺(end-point mode etch process)期间充当停止层(stop layer)。在一些实施例中，终点层120对于与衬底110相似的波长是可透光的。为了帮助防止入射光被终点层120吸收，在光源为ArF激光的一些实施例中，终点层120的带隙能量(band gap energy)等于或大于6电子伏特(eV)。在某些情形中，较小的带隙能量会使光吸收增多且会使图像传递品质变差。
在终点模式刻蚀工艺期间，在辐射扫描(radiation scan)期间通过弹性交互作用(elastic interaction)产生BSE。BSE检测器基于与辐射扫描相关的散射几何条件(scattering geometry)而放置于目标对象上方。在位于终点层120之上的层包含硅基材料的一些实施例中，终点层120的平均原子序数大于14。在某些情形中，较小的平均原子序数会使得与硅系材料无法充分区别。在一些实施例中，为了产生BSE信号的足够对比度(Z对比度)以确定刻蚀工艺的终止点(终点)及暴露出终点层120，终点层120的平均原子序数与移相器130’的平均原子序数之间的差异大于移相器130’的平均原子序数的50％。在某些情形中，终点层120的平均原子序数与移相器130’的平均原子序数之间的较小差异会增大出现假终点检测(false end-point detection)的风险。在一些实施例中，终点层120的平均原子序数比位于上方的层的平均原子序数大至少两倍。在一些实施例中，终点层120包含氧化铪、硅酸铪、氧化铪铝、氧化锶铪、氧化锆、氧化锆铝、氮化硅、或其他适合的材料。在终点层120包含氮化硅且衬底110包含氧化硅的一些实施例中，终点层120中的硅原子的浓度比衬底110中的硅原子的浓度大至少15％或小至少15％。在一些实施例中，终点层120包含微量金属的掺杂以帮助减轻电荷累积效应。电子束写入会被由电子积聚所造成的电荷累积效应损坏，电子积聚会影响入射的电子束，且会使性能降级并造成CD误差。
移相器130’位于终点层120之上且具有与终点层120不同的平均原子序数(即，移相器130’的平均原子序数大于或小于终点层120)。移相器130’被配置成对穿过光掩模100的所选择光进行π的相移，从而对光的电场造成相消干涉。来自相邻开口162的各光波之间的电场的相消干涉会减轻或完全消除某些衍射效应(diffraction effect)，从而得到为零的光强度(电场的平方)并防止非期望光到达晶片。移除非期望光有助于提高图像转移的精度及使晶片与光掩模100之间的距离最小化。在光掩模100为衰减式相移掩模的一些实施例中，移相器130’的总入射光透射率(total transmission rate incident light)的范围介于约6％至约9％。在光掩模100为高透射相移掩模(high-transmission phase-shift mask)的一些实施例中，移相器130’的总入射光透射率的范围介于约18％至约20％。在一些实施例中，移相器包含旋涂玻璃(spin-on-glass，SPG)介电材料。在一些实施例中，移相器130’包含氮化硅、硅化钽、硅化钼、氮氧化钼硅、氮化钽、或其他适合的材料。在一些实施例中，移相器130’包括位于衬底110之上的单一层。在一些实施例中，移相器130’包括多个层，例如硅化钼与氧化硅的组合。在移相器130’与终点层120二者均包含氮化硅的一些实施例中，移相器130’中的硅原子的浓度与终点层120中的硅原子的浓度不同，以产生足够的Z对比度。
在一些实施例中，移相器130’具有与终点层120不同的刻蚀选择性(etch selectivity)。在一些实施例中，移相器130’具有与终点层120相同的刻蚀选择性，原因是在终点模式刻蚀工艺下，终点不是由刻蚀选择性所决定。
不透明层140”位于移相器130’之上且用于减少非期望漏光(light leakage)。在一些实施例中，不透明层140”沿光掩模100的周边延伸。在光掩模100包括重复性图案阵列的一些实施例(其中每一图案阵列含有集成电路或管芯(die)的图像)中，不透明层140”沿每一图案的周边延伸以使由来自相邻图案的漏光造成的负面效应最小化。不透明层140”对于透射过衬底110、终点层120、及移相器130’的光的波长是不可透光的。在光掩模100为三阶(tritone mask)光掩模的至少一个实施例中，不透明层140”为光掩模100的中心区且具有小于0.1％的透射率。当透射率小于0.1％时，入射光被实质上吸收且不透明层140”对应于光掩模100中的负性光刻胶光掩模(dark tone)。在三阶光掩模中，终点层120及开口162(即，终点层120的被暴露的部分)被称作正性光刻胶光掩模(clear tone)且对应于欲被转移的图案，且不透明层140”被称作负性光刻胶光掩模。在光掩模100为衰减式相移掩模的一些实施例中，不透明层140”的反射率(reflectivity)大于50％。在光掩模100为交替式相移掩模的一些实施例中，不透明层140”的反射率大于约50％。在一些实施例中，不透明层140”进一步充当保护层以在后续清洗工艺(cleaning process)中保护移相器130’。在一些实施例中，不透明层140”包含铬、镍、铝、钌、氧化铁、氮化钽硼、或其他适合的材料。
图2是根据一个或多个实施例的制造光掩模的方法200的流程图。所属领域中的普通技术人员应理解，在某些情形中，可在图2中所绘示的方法200之前、期间、及/或之后执行附加操作。方法200包括操作210，在操作210中，在透光性衬底(例如，图1中的衬底110)之上沉积终点层(例如，图1中的终点层120)。所述沉积所述终点层包括原子层沉积(atomic layer deposition，ALD)、化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)、物理气相沉积(physical vapor deposition，PVD)、脉冲激光沉积(pulsed laser deposition，PLD)、溅镀(sputtering)、旋涂介电质(spin-on-dielectric，SOD)、类似工艺、或其组合。CVD工艺包括大气压化学气相沉积(atmospheric pressure CVD，APCVD)、低压化学气相沉积(low pressure CVD，LPCVD)、等离子体增强型化学气相沉积(plasma-enhanced CVD，PECVD)、或高密度等离子体化学气相沉积(high-density plasma CVD，HDPCVD)。在一些实施例中，基于各种类型的光掩模，终点层的厚度的范围介于约至约在某些情形中，厚度变大会增加制造成本且不能显着提高功能性。在某些情形中，厚度变小会增大出现过刻蚀、从而损坏衬底的风险。
在终点层120包含氮化硅且透光性衬底包含氧化硅的一些实施例中，终点层120中的硅原子的浓度比透光性衬底中的硅原子的浓度大15％或小15％。举例来说，对于硅原子浓度的范围介于约20％至约40％的透光性衬底，终点层中的硅原子的浓度的范围介于约35％至约55％或介于约5％至25％。在至少一个情形中，当对硅靶(silicon target)进行溅镀时，会通过调整氮/氩比(nitrogen/argon ratio)来控制氮化硅中的硅原子的浓度。氮/氩比变小会使得硅原子的浓度变大。举例来说，当氮/氩比小于30％时，确定终点层与衬底之间的差异的能力减弱。
在可选操作220中，以含金属的掺杂对终点层120进行植入。含金属的掺杂的原子百分比的范围介于约20％至约40％。在某些情形中，含金属的掺杂的原子百分比变小(例如，小于20％)会使导电性不足以移除电子积聚，此会负面地影响电子束写入工艺。在某些情形中，含金属的掺杂的原子百分比变大(例如，大于40％)会增加制造成本且不能显著提高功能性。在一些实施例中，在所述形成终点层期间，所述植入为原位工艺(in-situ process)。在某些情形中，通过添加含金属的掺杂，终点层的导电性提高，由此会降低在后续刻蚀工艺期间的电荷积聚。在至少一个实施例中，含金属的掺杂包含铝、镓、铟、氧化物、或其他适合的材料。所述离子植入包含单一含金属的掺杂物质或多种含金属的掺杂物质。在至少一个实施例中，终点层包含二氧化铪-氧化铝合金(hafnium dioxide-alumina alloy)。
在光掩模为相移掩模的一些实施例中，方法200继续至过程230。沿过程230进行至操作232，在操作232中，在终点层之上沉积移相器(例如，图1中的移相器130’)。所述沉积移相器包括ALD、CVD、PVD、PLD、溅镀、SOD、类似工艺、或其组合。在一些实施例中，通过与终点层相同的工艺来沉积移相器。在一些实施例中，通过与终点层不同的工艺来沉积移相器。在一些实施例中，基于光源的波长，移相器的厚度的范围介于约40nm至约100nm。在某些情形中，厚度变大或变小都使与相相移差π的偏差增大，从而降低图案分辨率。然而，所属领域中的普通技术人员应理解，在所述工艺期间，移相器的厚度是通过所选择材料的透射率、光源的波长、及焦点深度(DOF)来确定。举例来说，在移相器包含钼及氮氧化硅的情形中，移相器的厚度的范围介于约60nm至约70nm。
过程230继续至操作234。在操作234中，在移相器之上沉积硬掩模层(hard mask layer)。在一些实施例中，硬掩模层包含氮化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氧化硅、或其他适合的材料。所述沉积硬掩模层包括ALD、CVD、PVD、PLD、溅镀、SOD、类似工艺、或其组合。在一些实施例中，通过与终点层或移相器相同的工艺来沉积硬掩模层。在一些实施例中，通过与终点层或移相器中的至少一者不同的工艺来沉积硬掩模层。在一些实施例中，为了帮助改善光刻工艺，硬掩模层具有抗反射性质(anti-reflective property)。在一些实施例中，硬掩模层包含氮氧化硅、碳氧化硅、铬、氧化铬、氮化铬、氮氧化铬、氮化钛、氮化钛硅、钼硅、或其他适合的材料。在一些实施例中，硬掩模层包含单一材料，例如氮氧化硅。在一些实施例中，硬掩模层包含多个层，例如氮化硅与氮氧化硅的组合。在一些实施例中，硬掩模层的厚度的范围介于约5nm至约25nm。在某些情形中，厚度变大会增加制造成本且不能显着提高功能性。在某些情形中，厚度变小会增大出现过刻蚀、从而损坏移相器的风险。
在一些实施例中，为了帮助防止非期望漏光或者在光掩模为三阶光掩模的情形中，在终点层与硬掩模层之间存在不透明层(例如，图1中的不透明层140”)。在至少一个实施例中，不透明层为铬。在所述铬与硬掩模层之间存在充当抗反射层的可选氧化铬且由此有助于防止光刻胶的双重曝光(double exposure)。所述形成不透明层包括例如ALD、CVD、PVD、PLD、溅镀、SOD、类似工艺、或其组合等沉积工艺。在光掩模为相移掩模的一些实施例中，不透明层的厚度的范围介于约30nm至约60nm。在某些情形中，厚度变大会增加对入射光的吸收，由此提供不充分光强度。在某些情形中，厚度变小会在刻蚀工艺期间造成漏光或差的Z对比度。在光掩模为二元光掩模的一些实施例中，不透明层的厚度大于60nm。然而，所属领域中的普通技术人员应理解，在所述工艺期间，不透明层的厚度是通过所选择材料的透射率及DOF来确定。
在操作236中，使用第一刻蚀工艺将移相器图案化。在硬掩模层之上沉积光刻胶并执行例如电子束写入、激光写入(laser writing)、紫外光(UV)、EUV、或其他适合的工艺等光刻工艺，以在所述硬掩模层上界定图案。随后，执行包括干刻蚀(dry etching)、湿刻蚀(wet etching)、或其组合的第一刻蚀工艺以移除硬掩模层的一部分。在光掩模具有不透明层的一些实施例中，移除不透明层的被硬掩模层的剩余部分暴露出的一部分。所述移除工艺包括干刻蚀、湿刻蚀、或其组合。在一些实施例中，所述移除硬掩模层的所述一部分及不透明层的所述一部分是依序执行的，即一层接一层地进行移除。在一些实施例中，所述移除硬掩模层的所述一部分及不透明层的所述一部分是在单一步骤中执行的。所属领域中的普通技术人员应理解，在刻蚀工艺之后会执行清洗工艺，以移除残留物及副产品材料。
随后通过包括干刻蚀、湿刻蚀、或其组合的刻蚀工艺将移相器图案化。在一些实施例中，使用硬掩模层的剩余部分将移相器图案化。在光掩模包括不透明层的一些实施例中，使用硬掩模层的剩余部分及位于其下方的不透明层的剩余部分将移相器图案化。在一些实施例中，移除光掩模层的剩余部分并接着使用位于其下方的不透明层的剩余部分将移相器图案化。在一些实施例中，所述移除移相器的一部分及不透明层的所述一部分是依序执行的。在一些实施例中，所述移除移相器的所述一部分及不透明层的所述一部分是在单一步骤中执行的。
在所述移除移相器期间，产生电子束以扫描光掩模的表面的组成性质(compositional property)及/或形貌性质(topographical property)。在一些实施例中，电子束的能量的范围介于约0.75千电子伏特(keV)至约30keV。在某些情形中，能量变大会增加制造成本。在某些情形中，能量变小会不足以提供高分辨率。电子束发射会得到初级电子(primary electron)及次级电子(secondary electron)。同时对由入射电子与目标对象之间的弹性交互作用造成的BSE、及/或次级电子(SE)发射进行监测。在一些实施例中，通过例如能量及角度选择性背向散射电子(Energy and angle Selective BSE，ESB)检测器等BSE信号检测器对BSE信号进行检测。在一些实施例中，过滤SE信号并从BSE信号检测器将其排除以增强Z对比度。在至少一个实施例中，动态地收集BSE信号以产生灰度图像以呈现光掩模的表面的组成性质及/或形貌性质，所述灰度图像对应于所扫描区的平均原子序数。在被扫描的材料的原子序数范围内确定灰度图像的灰度水平，且通过所确定灰度水平对所述灰度图像进行分析。在一些实施例中，通过被扫描的材料来确定灰度水平的一个或多个参考点。在一些实施例中，灰度图像为其中每一像素的值的范围介于0至255的位图图像(bitmap image)。在一些实施例中，灰度图像为其中每一像素的值的范围介于-255至255的位图图像。平均原子序数较大的材料会使得在BSE与材料的表面之间积聚的电子的交互作用增强，由此在BSE检测器下形成与平均原子序数较小相比相对更明亮的图像。在终点层的平均原子序数大于移相器的平均原子序数的一些实施例中，当BSE检测器接收到为预定值的增大的BSE信号时，所述刻蚀工艺停止。举例来说，当终点层包含氧化铪且移相器包含氮化物时，预定值被设定为140左右。
作为另外一种选择，在光掩模为二元光掩模的一些实施例中，在操作210或可选操作220之后，方法200继续至过程240。沿过程240进行至操作242，在操作242中，在终点层之上沉积不透明层。所述沉积不透明层包括ALD、CVD、PVD、PLD、溅镀、SOD、类似工艺、或其组合。在一些实施例中，通过与终点层相同的工艺来沉积不透明层。在一些实施例中，通过与终点层不同的工艺来沉积不透明层。在一些实施例中，不透明层的厚度的范围介于约3nm至约80nm。在某些情形中，厚度变大会增加制造成本且不能显着提高功能性。在某些情形中，厚度变小会不足以阻挡非期望入射光。在一些实施例中，不透明层的厚度大于60nm。所属领域中的普通技术人员应理解，在所述工艺期间，不透明层的厚度是通过所选择材料的透射率及DOF来确定。举例来说，在光掩模为不透明玻璃上钼硅(opaque molybdenum silicon on glass，OMOG)光掩模的情形中，不透明层的厚度的范围介于约3nm至约60nm。
过程240继续至操作244。在操作244中，在不透明层之上沉积硬掩模层。在一些实施例中，硬掩模层包含氮化硅、碳化硅、氮氧化硅、碳氧化硅、或其他适合的材料。所述沉积硬掩模层包括ALD、CVD、PVD、PLD、溅镀、SOD、类似工艺、或其组合。在一些实施例中，通过与终点层或不透明层相同的工艺来沉积硬掩模层。在一些实施例中，通过与终点层或不透明层中的至少一者不同的工艺来沉积硬掩模层。在一些实施例中，为了帮助改善光刻工艺，硬掩模层具有抗反射性质。在一些实施例中，硬掩模包含氮氧化硅、碳氧化硅、铬、氧化铬、氮化铬、氮氧化铬、氮化钛、氮化钛硅、钼硅、或其他适合的材料。在一些实施例中，硬掩模层包含单一材料，例如氮氧化硅。在一些实施例中，硬掩模层包含多个层，例如氮化硅与氮氧化硅的组合。在一些实施例中，硬掩模层的厚度的范围介于约5nm至约25nm。在某些情形中，厚度变大会增加制造成本且不能显著提高功能性。在某些情形中，厚度变小会增大出现过刻蚀、从而损坏不透明层的风险。
在操作246中，使用第二刻蚀工艺将不透明层图案化。在硬掩模层之上沉积光刻胶并执行例如电子束写入、激光写入、UV、EUV、或其他适合的工艺等光刻工艺以在所述硬掩模层上界定图案。随后，执行包括干刻蚀、湿刻蚀、或其组合的第二刻蚀工艺以移除硬掩模层的一部分。所属领域中的普通技术人员应理解，在第二刻蚀工艺之后会执行清洗工艺，以移除残留物及副产品材料。
在操作236或操作246之后，所述方法继续至可选操作250，在可选操作250中，使用第三刻蚀工艺将终点层图案化。在终点层比衬底吸收更多入射光或所述终点层不透明因而无法传递足够入射光的一些实施例中，当所述光掩模为相移掩模时移除移相器之后或当所述光掩模为二元光掩模时移除不透明层之后，移除所述终点层。第三刻蚀工艺与第一刻蚀工艺及第二刻蚀工艺不同。举例来说，在移相器包含氮化硅且终点层包含氧化铪的一些实施例中，使用含氟的刻蚀气体移除所述移相器并使用含氯的刻蚀气体移除所述终点层。在至少一个实施例中，终点层具有与衬底不同的刻蚀选择性。
在一些实施例中，方法200中包含附加操作，例如在所述对终点层进行离子植入之后执行退火工艺。通过这种方式，掺杂离子会从终点层的顶表面朝所述终点层的底部部分扩散以形成更均匀的导电性。在一些实施例中，在范围介于约500摄氏度至约900摄氏度的温度下执行退火。在某些情形中，温度变高会损坏衬底。在某些实施中，温度变低会不足以引起扩散。在退火工艺之后，由于终点层具有更好的导电性，因此BSE信号改善。作为另一例子，在光掩模为交替式相移掩模或无铬光掩模(chromeless mask)的一些实施例中，移除衬底的一部分以造成为π的相移。在一些实施例中，所述移除终点层及衬底是依序执行的。在一些实施例中，所述移除终点层及衬底是在单一步骤中执行的。此外，执行用于移除缺陷(residue defect)的可选修复工艺且以下将结合与流程图的各操作对应的剖视图对其予以更详细论述。
图3A至图3F是根据一个或多个实施例的制造光掩模300的各种阶段处的剖视图。光掩模300包括与光掩模100相似的部件且类似部件的后两位数字(last two digits)是相同的。图3A是光掩模300在可选操作220之后的剖视图。光掩模300包括衬底310及终点层320。在至少一个实施例中，使用例如氧化铝等含金属的掺杂对终点层320执行植入工艺325。
图3B是光掩模300在操作234之后的剖视图。光掩模300进一步包括移相器330、不透明层340、及硬掩模层350。在一些实施例中，在不透明层340与硬掩模层350之间可选地形成抗反射层。在一些实施例中，在硬掩模层350之上进一步形成抗反射层。
图3C是光掩模300在操作234之后的剖视图。通过一个或多个刻蚀工艺移除硬掩模层350的一部分及不透明层340的一部分。通过开口360来分隔不透明层340’与硬掩模层350’以暴露出移相器330的一部分。
图3D是光掩模300在操作236之后的剖视图。通过开口360来界定移相器330的一部分并移除所述一部分以暴露出终点层320的一部分。通过开口362将剩余移相器330’中的每一者分隔开。接下来，移除不透明层340’的一部分及硬掩模层350’的一部分以沿光掩模300的周边延伸。在一些实施例中，形成不透明层340”及硬掩模层350”包括光刻工艺及刻蚀工艺。
图3E是光掩模300在可选修复移相器330’之后的剖视图。通过刻蚀工艺移除硬掩模层350”(最好参见图3D)。举例来说，在硬掩模层350”包含氮氧化硅的情形中，执行使用磷酸的化学刻蚀。在所述移除硬光掩模350”之后，在一些实施例中，在检测工艺(inspection process)下识别由颗粒掉落(particle dropping)造成且沿移相器330’的侧壁形成的缺陷332。在一些实施例中，缺陷332从移相器330’延伸。在一些实施例中，缺陷332的高度等于或低于移相器330’。在检验工艺指示缺陷332的存在及定位之后，施加使用含卤素的刻蚀气体的刻蚀工艺以移除缺陷332。缺陷332的刻蚀选择性与终点层320的刻蚀选择性不同。举例来说，在缺陷332包含氮化硅且终点层320包含氧化铪的情形中，施加氟系刻蚀气体。
图3F是光掩模300在可选操作250之后的剖视图。通过开口362(最好参见图3E)来界定终点层320的一部分且移除所述一部分以暴露出衬底310的一部分。
图4A至图4B是根据一个或多个实施例的制造光掩模400的各种阶段处的剖视图。光掩模400包括与光掩模100相似的部件且类似部件的后两位数字相同。图4A是光掩模400在操作244之后的剖视图。光掩模400包括衬底410、终点层420、不透明层440及硬光掩模450。在光掩模400为OMOG光掩模的一些实施例中，在终点层420与硬光掩模450之间存在钼硅层。在光掩模400为OMOG光掩模的一些实施例中，光掩模400进一步包含位于衬底410之上的氮氧化钼硅及位于氮氧化钼硅之上的氧化铬层。
图4B是光掩模400在操作246之后的剖视图。移除不透明层440的一部分以暴露出终点层420的一部分。所属领域中的普通技术人员应理解，还会移除终点层420的一部分，以暴露出衬底410的一部分。
本发明的实施例一个方面涉及一种制造光掩模的方法。所述方法包括在透光性衬底之上沉积终点层。所述终点层及所述透光性衬底对于预定波长是可透光的。所述方法进一步包括：在所述终点层之上沉积移相器；在所述移相器之上沉积硬掩模层；以及移除所述硬掩模层的一部分及所述移相器的第一部分，以暴露出所述终点层的一部分。
本发明实施例所述的方法，其中所述沉积所述终点层包括：沉积带隙能量等于或大于6电子伏特的材料。
本发明实施例所述的方法，其中所述沉积所述终点层包括：沉积平均原子序数大于所述透光性衬底的平均原子序数的材料。
本发明实施例所述的方法，其中所述沉积所述终点层包括：沉积平均原子序数小于所述透光性衬底的平均原子序数的材料。
本发明实施例所述的方法，其中所述沉积所述终点层包括：将所述终点层沉积至具有等于或小于的厚度。
本发明实施例所述的方法，其特征在于，所述移除所述硬掩模层的所述一部分及所述移相器的所述第一部分包括：监测所述光掩模的背向散射电子(BSE)信号；以及当有预定背向散射电子信号产生时，传送停止信号。
本发明实施例所述的方法进一步包括：以含微量金属的掺杂对所述终点层进行植入。
本发明实施例所述的方法进一步包括：在所述对所述终点层进行植入后，在范围介于约500摄氏度至约900摄氏度的温度下对所述终点层进行退火。
本发明实施例所述的方法进一步包括：在所述移相器之上沉积不透明层；以及移除所述不透明层的一部分，以暴露出所述移相器的第二部分。
本发明实施例所述的方法进一步包括：使用含卤素的刻蚀剂来修复所述移相器的第三部分。
本发明实施例的另一方面涉及一种制造光掩模版的方法。所述方法包括：在透光性衬底之上沉积终点层；在所述终点层之上沉积移相器，其中所述移相器的灰度图像与所述透光性衬底的差异小于所述终点层的灰度图像与所述透光性衬底的差异；在所述移相器之上沉积不透明层；以及将所述不透明层及所述移相器图案化，以暴露出所述终点层的一部分。
本发明实施例所述的方法，其中所述沉积所述终点层包括：沉积平均原子序数大于14的材料。
本发明实施例所述的方法，其中所述沉积所述终点层包括：沉积氧化铪层。
本发明实施例所述的方法进一步包括：检测所述光掩模版的复合背向散射电子(BSE)信号，以产生灰度图像。
本发明实施例所述的方法进一步包括：以氧化铝对所述终点层进行植入。
本发明实施例所述的方法进一步包括：移除所述终点层的所述一部分。
本发明的一个方面涉及一种光掩模。所述光掩模包括：衬底、终点层以及移相器。终点层位于所述衬底之上，其中所述终点层的带隙能量等于或大于6电子伏特。移相器位于所述终点层之上，其中所述移相器被配置成对入射光的相位进行相移。
本发明实施例所述的光掩模，其特征在于，所述终点层的平均原子序数大于所述衬底的平均原子序数。
本发明实施例所述的光掩模进一步包括：位于所述移相器之上的不透明层，其中所述不透明层被配置成吸收所述入射光，且所述不透明层沿所述光掩模的周边延伸。
本发明实施例所述的光掩模，其特征在于，所述终点层具有至少一种含金属的掺杂物质。
以上概述了若干实施例的特征，以使所属领域中的技术人员可更好地理解本发明的各个方面。所属领域中的技术人员应知，其可容易地使用本发明作为设计或修改其他工艺及结构的基础来施行与本文中所介绍的实施例相同的目的及/或实现与本文中所介绍的实施例相同的优点。所属领域中的技术人员还应认识到，这些等效构造并不背离本发明的精神及范围，而且他们可在不背离本发明的精神及范围的条件下对其作出各种改变、代替、及变更。