制造极紫外光掩模的方法与流程

本公开的实施例是关于一种极紫外光掩模和制造此掩模的方法。具体来说，本公开的实施例是关于保护极紫外光掩模的黑色边界，以免于其在制造极紫外光掩模的期间损坏。

背景技术：

在极紫外光(远紫外线)光刻工艺中，从等离子体发射的极紫外光射线(lightray)从收集镜反射，引导向图案化的极紫外光掩模，并从上述掩模反射到目标基板上。极紫外光反射掩模包括基板、极紫外光反射多层结构和极紫外光吸收层(吸收体)。借助蚀刻和光刻技术对极紫外光吸收层进行图案化，以暴露出在下方的用于在目标基板上对所需图案进行极紫外光刻图案化的极紫外光反射层，同时极紫外光吸收层会吸收极紫外光射线，以避免在非期望的区域中图案化目标基板。因此，极紫外光吸收层的厚度、极紫外光反射多层结构中各层的厚度、上述层的表面粗糙度、以及所有层的材料性质的均匀性对于照射目标基板的极紫外光的品质来说相当重要。在业界实践中，离轴(off-axis)照明或其他因素会对目标基板产生阴影效应(shadoweffect)，而极紫外光吸收层厚度的变化会影响极紫外光吸收层以及紫外光反射多层结构组合的正常功能。

“黑色边界(blackborder)”在极紫外光反射掩模的期望图案的边界处形成，以避免图案的边界的过度曝光。“黑色边界”是具有足够深度的非反射性沟槽，可借助破坏性干涉以使边界不发生反射(在光学上是“黑色”的)，进而解决阴影效应的问题。在极紫外光掩模的工艺期间，黑色边界可能会损坏。由于钼和硅的蚀刻选择性的差异，在黑色边界中的钼/硅多层中的硅层可能会发生底切(undercut)蚀刻。与硅相比，钼具有更高的蚀刻选择性。氢气可以优先地蚀刻硅，而底切钼层。此外，可能会发生钼的纳米晶体聚集(nanocrystalaggregation)，从而形成会污染掩模的球形颗粒。因此需要改进极紫外光掩模和制造极紫外光掩模的方法。

技术实现要素：

根据本公开的一些实施例，提供了一种制造极紫外光掩模的方法，包括在掩模基板的第一主表面上方形成钼/硅多层堆叠，钼/硅多层堆叠包括交替的钼层及硅层。在钼/硅多层堆叠上方形成覆盖层。在覆盖层上形成吸收层。在吸收层上方形成硬掩模层。图案化硬掩模层，以形成硬掩模层图案。将硬掩模层图案延伸到吸收层中，以露出覆盖层以及形成掩模图案。在掩模图案周围形成边界图案。将边界图案延伸通过钼/硅多层堆叠以露出掩模基板以及形成围绕掩模图案的沟槽。沿着沟槽的侧壁形成钝化层。

根据本公开的另一些实施例，提供了一种制造极紫外光掩模的方法，包括图案化设置在钼/硅多层堆叠上方的吸收层以形成掩模图案，钼/硅多层堆叠被设置在掩模基板的第一主表面上方并包括交替的钼层及硅层。在掩模图案周围形成边界图案。将边界图案延伸通过钼/硅多层堆叠以露出掩模基板以及形成围绕掩模图案的沟槽。在掩模图案上方及沿着沟槽的侧壁形成钝化层。

根据本公开的另一些实施例，提供了一种极紫外光掩模，包括钼/硅多层堆叠，钼/硅多层堆叠包括设置在掩模基板的第一主表面上方的交替的钼层及硅层。覆盖层设置在钼/硅多层堆叠上方。吸收层设置在覆盖层上。掩模图案形成在上述吸收层中。沟槽形成在钼/硅多层堆叠中并围绕掩模图案。钝化层沿着沟槽的侧壁设置。

附图说明

以下将配合附图详述本公开的实施例。应注意的是，依据在业界的标准做法，多种特征并未按照比例绘示且仅用以说明例示。事实上，可能任意地放大或缩小元件的尺寸，以清楚地表现出本公开的特征。

图1示出根据本公开一些实施例的极紫外光刻工具。

图2示出根据本公开一些实施例的极紫外光刻工具的细节的示意图。

图3示出根据本公开一些实施例的制造极紫外光掩模方法的一工艺阶段。

图4示出根据本公开一些实施例的制造极紫外光掩模方法的一工艺阶段。

图5示出根据本公开一些实施例的制造极紫外光掩模方法的一工艺阶段。

图6示出根据本公开一些实施例的制造极紫外光掩模方法的一工艺阶段。

图7示出根据本公开一些实施例的制造极紫外光掩模方法的一工艺阶段。

图8示出根据本公开一些实施例的制造极紫外光掩模方法的一工艺阶段。

图9示出根据本公开一些实施例的制造极紫外光掩模方法的一工艺阶段。

图10示出根据本公开一些实施例的制造极紫外光掩模方法的一工艺阶段。

图11示出根据本公开一些实施例的制造极紫外光掩模方法的一工艺阶段。

图12示出根据本公开一些实施例的制造极紫外光掩模方法的一工艺阶段。

图13示出根据本公开一些实施例的制造极紫外光掩模方法的一工艺阶段。

图14示出根据本公开一些实施例的制造极紫外光掩模方法的一工艺阶段。

图15示出根据本公开一些实施例的制造极紫外光掩模方法的一工艺阶段。

图16示出根据本公开一些实施例的制造极紫外光掩模方法的一工艺阶段。

图17示出根据本公开一些实施例的制造极紫外光掩模方法的一工艺阶段。

图18示出根据本公开一些实施例的制造极紫外光掩模方法的一工艺阶段。

图19示出根据本公开一些实施例的制造极紫外光掩模方法的一工艺阶段。

图20示出根据本公开一些实施例的制造极紫外光掩模方法的一工艺阶段。

图21示出根据本公开一些实施例的制造极紫外光掩模方法的一工艺阶段。

图22示出根据本公开一些实施例的制造极紫外光掩模方法的一工艺阶段。

图23示出根据本公开一些实施例的制造极紫外光掩模方法的一工艺阶段。

图24示出根据本公开一些实施例的制造极紫外光掩模方法的一工艺阶段。

图25示出根据本公开一些实施例的制造极紫外光掩模方法的流程图。

附图标记列表

10掩模基板

15导电背侧涂层

17钼层

19硅层(铍层)

20多层堆叠(钼/硅多层堆叠)

25覆盖层

30吸收层

35抗反射层

40硬掩模层

45第一光刻胶层

50光刻胶图案

50’硬掩模层图案

50”掩模图案

55第二光刻胶层

60潜像图案

70边界图案

70’沟槽

75钝化层

100极紫外光辐射源

105腔室

110收集器

115目标液滴产生器

120喷嘴

130第一缓冲气体供应器

135第二缓冲气体供应器

140气体出口

200曝光装置

205a、205b光学元件

205c图案化光学元件(反射掩模)

205d、205e缩小投影光学元件

210基板

300激发激光源

310激光产生器

320激光导引光学元件

330聚焦设备

bf底层

dp目标液滴

dp1、dp2阻尼器

euv极紫外光

lr1激光光

lr2激发激光

mf主楼层

pp1、pp2基座板

ze极紫外光辐射器

具体实施方式

应理解的是，以下公开许多不同的实施方法或是范例来实行所提供的标的之不同特征，以下描述具体的元件及其排列的实施例以阐述本发明。当然这些实施例仅用以例示，且不该以此限定本发明的范围。举例来说，在说明书中提到第一特征元件形成于第二特征元件之上，其包括第一特征元件与第二特征元件是直接接触的实施例，另外也包括于第一特征元件与第二特征元件之间另外有其他特征的实施例，亦即，第一特征元件与第二特征元件并非直接接触。为了简单和清楚起见，可以不同比例任意绘制各种特征元件。

此外，其中可能用到与空间相关用词，例如“在…下方”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较高的”及类似的用词，这些空间相关用词是为了便于描述图示中一个(些)元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系，这些空间相关用词包括使用中或操作中的装置的不同方位，以及附图中所描述的方位。当装置被转向不同方位时(旋转90度或其他方位)，则其中所使用的空间相关形容词也将依转向后的方位来解释。此外，术语“由…构成”可以表示“包含”或“由…组成”。在本公开中，术语“a、b和c的一者”是表示“a、b及/或c”(a、b、c、a及b、a及c、b及c、或a、b及c)，并不代表来自a的一个元件、来自b的一个元件和来自c的一个元件，除非另有说明。

为了解决摩尔定律(moore’slaw)对于降低芯片元件的尺寸以及具有更高计算能力的芯片的需求(上述芯片是用在移动式电子装置，例如具有计算功能、多任务功能、甚至是工作站电源的智能型手机)，需要较小波长的光刻曝光系统。极紫外光(extremeultraviolet，euv)光刻技术使用极紫外光辐射源以发射波长为13.5nm的极紫外光射线。因为此波长也在x光辐射波长区域，所以极紫外光辐射源也称为软性x光辐射源(softx-rayradiationsource)。由激光产生等离子体(laser-producedplasma，lpp)发射的极紫外光射线被收集镜收集并朝向图案化掩模反射。

图1是根据本公开的一些实施例的极紫外光刻工具的示意图，上述极紫外光刻工具具有基于激光产生等离子体的极紫外光辐射源。极紫外光刻系统包括用于产生极紫外光辐射的极紫外光辐射源100、曝光装置200(如扫描器)和激发激光源300。如图1所示，在一些实施例中，极紫外光辐射源100和曝光装置200安装在无尘室的主楼层mf上，而激发激光源300安装在位于主楼层mf下方的底层bf中。极紫外光辐射源100和曝光装置200中的每一者分别借助阻尼器dp1和dp2放置在基座板(pedestalplate)pp1和pp2上。极紫外光辐射源100和曝光装置200借助耦接机构彼此耦接，上述耦接机构可包括聚焦单元。

极紫外光刻工具被设计成将阻抗层曝光在极紫外光(euvlight，在本文中也可互换地称为极紫外光辐射(euvradiation))下。上述阻抗层是对极紫外光敏感的材料。极紫外光刻系统采用极紫外光辐射源100来产生极紫外光，例如波长范围在约1nm和约100nm之间的极紫外光。在一个特定范例中，极紫外光辐射源100产生具有中心波长为约13.5nm的极紫外光。在本实施例中，极紫外光辐射源100利用激光产生等离子体(lpp)机制(原理)来产生极紫外光辐射。

曝光装置200包括各种反射光学元件(例如凸面镜/凹面镜/平面镜)、包括掩模载台的掩模固持机构、以及晶圆固持机构。由极紫外光辐射源100产生的极紫外光辐射由反射光学元件引导到固定在掩模载台上的掩模上。在一些实施例中，掩模载台包括静电吸座(electrostaticchuck，e-chuck)以固定掩模。

图2是根据本公开的一些实施例的极紫外光刻工具的细节的简化示意图，上述示意图示出以极紫外光的图案化光束来曝光涂布着光刻胶的基板210。曝光装置200是集成电路光刻工具，例如步进器(stepper)、扫描器(scanner)、步进和扫描系统(stepandscansystem)、直接写入系统(directwritesystem)、使用接触及/或接近掩模(contactand/orproximitymask)的装置等，并设置有一个或多个光学元件205a、205b，例如用于以极紫外光的光束来照射并可产生图案化光束的图案化光学元件205c(例如倍缩掩模，reticle)、以及一个或多个用于将上述图案化光束投射到基板210上的缩小投影光学元件205d、205e。可以设置机械组件(未示出)，以在基板210和图案化光学元件205c之间产生受控制的相对运动。如图2中进一步所示，极紫外光工具包括极紫外光辐射源100，极紫外光辐射源100包括在腔室105中发射极紫外光的极紫外光辐射器ze，上述极紫外光由收集器110沿着进入曝光装置200中的路径反射，以照射基板210。

如本文所使用的术语“光学元件(optic)”旨在广义地解释为包括但不限于用来反射及/或透射及/或操作入射光的一个或多个元件，并且包括但是不限于一个或多个透镜(lenses)、窗口(windows)、滤光片(filters)、光楔(wedges)、棱镜(prisms)、棱栅(grisms)、光栅(gratings)、传输光纤(transmissionfibers)、光干涉仪(etalons)、匀化片(diffusers)、均化器(homogenizers)、探测器(detectors)和其他仪器组件、光圈(aperture)、旋转三棱镜(axicons)和镜子(mirrors)(包括多层镜(multi-layermirrors)、近正向入射镜(near-normalincidencemirrors)、掠入射镜(grazingincidencemirrors)、镜面反射器(specularreflectors)、漫反射器(diffusereflectors)及其组合)。此外，除非另有说明，否则本文所用的术语“光学元件”均不限于在一个或多个特定波长范围内(例如在极紫外光的输出光波长、照射激光波长、适合于计量的波长、或任何其他特定波长)单独或有利地工作的元件。

由于气体分子会吸收极紫外光，因此极紫外光刻图案的光刻系统保持在真空或低压环境中，以避免极紫外光的强度损失。

在本公开中，掩模(mask)、掩模(phoromask，光罩)和倍缩掩模(reticle)等术语可互换使用。在本实施例中，图案化光学元件205c是反射掩模。在一些实施例中，反射掩模205c包括具有合适材料的基板，例如低热膨胀材料或熔融石英。在各种范例中，上述材料包括掺杂tio2的sio2、或具有低热膨胀的其他合适材料。反射掩模205c包括沉积在基板上的多层反射层(multiplereflectivelayers，ml)。上述多层反射层包括多对膜对(filmpair)，例如钼-硅(mo/si)膜对(举例来说，在每对膜对中，一钼层位于一硅层之上或之下)。或者，上述多层反射层可包括钼-铍(mo/be)膜对，或配置成高度反射极紫外光的其他合适材料。掩模205c还可包括设置在上述多层反射层上用于保护的覆盖层，例如钌(ru)。上述掩模205c还包括沉积在上述多层反射层上方的吸收层，例如氮化钽硼(tabn)层。将吸收层图案化，以定义一层集成电路(ic)。或者，可以在上述多层反射层上沉积另一反射层，并将另一反射层图案化以定义一层集成电路，从而形成极紫外光相移掩模(euvphaseshiftmask)。

在本公开的各种实施例中，涂布着光刻胶的基板210是半导体晶圆，例如硅晶圆或待图案化的其他类型的晶圆。

在一些实施例中，极紫外光刻工具还包括其他模组或与其他模组整合(或耦接)。

如图1所示，极紫外光辐射源100包括由腔室105包围的目标液滴产生器115和激光产生等离子体收集器110。在各种实施例中，目标液滴产生器115包括用于固持来源材料的储存器和喷嘴120，来源材料的目标液滴dp通过喷嘴120供应到腔室105中。

在一些实施例中，目标液滴dp是锡(sn)、锂(li)或锡锂合金的液滴。在一些实施例中，每个目标液滴dp都具有约10微米(μm)至约100μm的直径。举例来说，在一些实施例中，目标液滴dp是锡液滴，并具有约10μm至约100μm的直径。在其他实施例中，目标液滴dp是直径为约25μm至约50μm的锡液滴。在一些实施例中，目标液滴dp通过喷嘴120以每秒约50滴(即约50hz的喷出频率)至每秒约50000滴(即约50khz的喷出频率)的速率供应。

再次参考图1，由激发激光源300产生的激发激光lr2是脉冲激光。激发激光源300产生激发激光lr2。激发激光源300可包括激光产生器310、激光导引光学元件320和聚焦设备330。在一些实施例中，激光源300包括二氧化碳(co2)或掺杂钕的钇铝石榴石(neodymium-dopedyttriumaluminumgarnet，nd:yag)激光源，并具有在电磁光谱中的红外线区域的波长。举例来说，在一些实施例中，激光源300具有9.4μm或10.6μm的波长。由激光产生器310产生的激光光lr1由激光导引光学元件320引导并借助聚焦设备330聚焦到激发激光lr2中，然后被引入到极紫外光辐射源100中。

在一些实施例中，激发激光lr2包括预热激光和主激光。在这种实施例中，预热激光脉冲(在本文中可互换地称为“预脉冲”)用于加热(或预热)给定的目标液滴以产生具有多个较小液滴的低密度目标羽流(plume)，其随后借助来自主激光的脉冲加热(或再加热)，使极紫外光的发射量增加。

在各种实施例中，预热激光脉冲具有约100μm或更小的光点尺寸，并且主激光脉冲具有在约150μm至约300μm范围内的光点尺寸。在一些实施例中，预热激光和主激光脉冲具有在约10ns至约50ns的范围内的脉冲持续时间、以及在约1khz至约100khz的范围内的脉冲频率。在各种实施例中，预热激光和主激光的平均功率在约1千瓦(kw)至约50kw的范围内。在一些实施例中，激发激光lr2的脉冲频率与目标液滴dp的喷出频率相匹配。

激发激光lr2被引导通过窗口(或透镜)进入激发区ze。上述窗口采用对激光光束来说为实质上透明的合适材料。脉冲激光的产生与目标液滴dp通过喷嘴120的喷出同步。当目标液滴移动通过激发区时，预脉冲加热目标液滴，并将目标液滴转换成低密度的目标羽流。对预脉冲和主脉冲之间的延迟进行控制，以允许目标羽流形成，并扩展到最佳尺寸和几何形状。在各种实施例中，预脉冲和主脉冲具有相同的脉冲持续时间和峰值功率。当主脉冲加热目标羽流时，便产生高温等离子体。上述等离子体发射极紫外光辐射，并由收集器110收集。收集器110进一步反射且聚焦极紫外光辐射，并提供给借助曝光装置200进行的光刻曝光工艺。液滴捕捉器125用于捕获过量的目标液滴。举例来说，激光脉冲可能会故意错过一些目标液滴。

再次参考图1，收集器110设计成具有适当的涂层材料和形状，以作为用于收集、反射和聚焦极紫外光的镜子。在一些实施例中，收集器110设计成具有椭圆形的几何形状。在一些实施例中，收集器100的涂层材料类似于极紫外光掩模的反射多层。在一些范例中，收集器110的涂层材料包括多层反射层(例如多个钼/硅膜对)并且还可包括涂布在多层反射层上的覆盖层(例如ru)以实质上反射极紫外光。在一些实施例中，收集器110还可包括光栅结构，设计成可有效地散射被引导到收集器110上的激光光束。举例来说，在收集器110上涂布氮化硅层，并将上述氮化硅层图案化以得到光栅图案。

在这种极紫外光辐射源中，由施加激光所造成的等离子体会产生物理性碎片，例如液滴的离子、气体和原子、以及所需的极紫外光辐射。有必要防止材料累积在收集器110上，以及防止物理性碎屑离开腔室105并进入曝光装置200。

如图1所示，在本实施例中，缓冲气体从第一缓冲气体供应器130被供应并通过收集器110中的孔洞，且脉冲激光通过上述孔洞被传送到锡液滴。在一些实施例中，缓冲气体是h2、he、ar、n2或其他惰性气体。在某些实施例中，h2用作借助缓冲气体的解离所产生的h自由基，并可用于清洁的目的。也可借助一个或多个第二缓冲气体供应器135朝向收集器110及/或收集器110的边界周围提供缓冲气体。此外，腔室105包括一个或多个气体出口140，使得缓冲气体可向腔室105外排出。

氢气对极紫外光辐射具有低吸收度。到达收集器110的涂层表面的氢气与液滴的金属发生化学反应以形成氢化物，例如金属氢化物。当使用锡(sn)作为液滴时，形成锡烷(snh4)，锡烷是极紫外光产生工艺的气态副产物，然后可通过出口140泵出气态snh4。

图3-图13绘示出根据本公开的一些实施例的制造极紫外光掩模的工艺。图3示出根据本公开的一些实施例的极紫外光(euv)基底片(maskblank)。极紫外光基底片包括钼层17和硅层19的多层堆叠20(钼/硅多层堆叠20)。钼/硅多层堆叠20包括设置在掩模基板10的第一主表面上方的交替的钼层17和硅层19。覆盖层25设置在钼/硅多层堆叠20上方，并且极紫外光吸收层或吸收体30设置在覆盖层25上方。抗反射层35设置在极紫外光吸收层30上方。硬掩模层40形成在极紫外光吸收层30上方。第一光刻胶层45形成在硬掩模层40上方。

在图3所示的实施例中，导电背侧涂层15可选地沉积在掩模基板10的第二主表面上，上述第二主表面与第一主表面位于相对的两侧。在一些实施例中，导电背侧涂层15用于借助静电夹持来固定用于光刻操作的掩模。在一些实施例中，导电背侧涂层15由陶瓷化合物形成，上述陶瓷化合物包括氮化铬或任何合适于静电夹持掩模的材料。

掩模基板10由低热膨胀玻璃材料制成，包括掺杂氧化钛的二氧化硅、或任何其它合适的低热膨胀材料，例如石英、硅、碳化硅、黑钻石及/或其他已知的低热膨胀物质，在本公开的一些实施例中，上述物质可最小化由极紫外光刻环境中的掩模加热引起的图像失真。当使用原子力显微镜(atomicforcemicroscope)测量，掩模基板10具有低缺陷(例如为高纯度单晶基板)、以及低表面粗糙度。

在本公开的一些实施例中，在掩模基板10上方交替沉积的钼层17和硅层19的多层堆叠20借助上述多层中每层使用适合的厚度，可在不同折射率的钼层和硅层之间的界面上提供菲涅耳共振反射(fresnelresonantreflections)。高品质的反射依赖于相位匹配的建设性干涉和从不同层反射的光线的强度累加。上述各层的厚度取决于入射光的波长和到极紫外光掩模的入射角。对于特定的入射角来说，对多层堆叠20每层的厚度进行选择，以使在多层堆叠20的不同界面处反射的光实现最大的建设性干涉。因此，高品质的菲涅耳共振反射需要多层堆叠20中的每层有均匀的厚度和低的表面粗糙度。在本公开的一些实施例中，多层堆叠20中每层的厚度为5-7nm。

在本公开的一些实施例中，多层堆叠20包括交替的钼层17和铍层19。在本公开的一些实施例中，多层堆叠20中的层数在20到100的范围内，尽管只要保持足够的反射率以对目标基板成像，便可允许任何数量的层。在一些实施例中，上述反射率高于约70％。在本公开的一些实施例中，钼/硅多层堆叠20包括约30至约60层的钼和硅的交替层。在本公开的其他实施例中，钼/硅多层堆叠20包括约40至约50层的钼和硅的交替层。

形成多层堆叠20的层的方法包括物理气相沉积(physicalvapordeposition，pvd)工艺，例如蒸发、rf或dc溅镀；化学气相沉积(chemicalvapordeposition，cvd)工艺，如常压、低压、等离子体增强和高密度等离子体化学气相沉积；原子层沉积(atomiclayerdeposition，ald)；离子束沉积(ionbeamdeposition)；和液相非真空方法(liquid-phasenon-vacuummethods)，如溶胶-凝胶法(sol-gelmethod)和金属-有机物分解法(metal-organicdecomposition)；及/或本领域已知的任何其他合适的方法。

在一些实施例中，在多层堆叠20上方形成的覆盖层25防止了多层堆叠20的氧化。在本公开的一些实施例中，覆盖层25由包括硅和钌的材料所形成。在本公开的一些实施例中，覆盖层25具有约7nm的厚度。形成覆盖层25的方法包括物理气相沉积(pvd)工艺，例如蒸发、rf或dc溅镀；化学气相沉积(cvd)工艺，如常压、低压、等离子体增强和高密度等离子体化学气相沉积；原子层沉积(ald)；离子束沉积；和液相非真空方法，如溶胶-凝胶法和金属-有机物分解法；及/或本领域已知的任何其他合适的方法。

在覆盖层25上方形成的极紫外光吸收层或吸收体30吸收了波长在极紫外光波长范围内的辐射。在本公开的一些实施例中，极紫外光吸收层30由单层或多层形成。在本公开的一些实施例中，极紫外光吸收层30由包括钽化合物的材料形成。在本公开的一些实施例中，极紫外光吸收层30由tan或tabn制成。在本公开的一些实施例中，用于制造极紫外光吸收层30的材料还包括钼、钯、锆、硅化镍、钛、氮化钛、铬、氧化铬、氧化铝、铝铜合金、或其他合适的材料。极紫外光吸收层30的厚度并不受限制，只要极紫外光掩模的总反射率大于70％即可。

形成极紫外光吸收层或吸收体30的方法包括物理气相沉积(pvd)工艺，例如蒸发、rf或dc溅镀；化学气相沉积(cvd)工艺，如常压、低压、等离子体增强和高密度等离子体化学气相沉积；原子层沉积(ald)；离子束沉积；和液相非真空方法，如溶胶-凝胶法和金属-有机物分解法；及/或本领域已知的任何其他合适的方法。

在本公开一些实施例中，设置在极紫外光吸收层30上方的抗反射层35由包括sio2、sin、tabo、tao5、cr2o3、ito(氧化铟锡，indiumtinoxide)或任何合适材料的材料形成。抗反射层35减少了光刻辐射的反射。形成抗反射层35的方法包括物理气相沉积(pvd)工艺，例如蒸发、rf或dc溅镀；化学气相沉积(cvd)工艺，如常压、低压、等离子体增强和高密度等离子体化学气相沉积；原子层沉积(ald)；离子束沉积；和液相非真空方法，如溶胶-凝胶法和金属-有机物分解法；及/或本领域已知的任何其他合适的方法。

在本公开的一些实施例中，在抗反射层35上方形成的硬掩模层40由包括氮化硅的材料形成。形成硬掩模层40的方法包括物理气相沉积(pvd)工艺，例如蒸发、rf或dc溅镀；化学气相沉积(cvd)工艺，如常压、低压、等离子体增强和高密度等离子体化学气相沉积；原子层沉积(ald)；离子束沉积；和液相非真空方法，如溶胶-凝胶法和金属-有机物分解法；及/或本领域已知的任何其他合适的方法。

形成在硬掩模层40上方的第一光刻胶层45由包括光敏感阻抗涂层材料的材料形成。在一些实施例中，借助旋转涂布技术，将第一光刻胶层45涂布到硬掩模层40上，然后进行烘烤。

图4示出在第一光刻胶层45中的图案的形成。在图3中的实施例的形成之后，使用光刻技术将第一光刻胶层45图案化以形成光刻胶图案50，如图4所示。使用合适的蚀刻技术(例如干蚀刻、湿蚀刻、或干蚀刻与湿蚀刻的组合)将光刻胶图案50延伸到硬掩模层40中，以形成硬掩模层图案50'，如图5所示。接下来，如图6所示，使用合适的蚀刻技术(例如干蚀刻、湿蚀刻、或干蚀刻与湿蚀刻的组合)，将硬掩模层图案50'延伸通过抗反射层35和极紫外光吸收层30，以露出覆盖层25和形成掩模图案50”，并且光刻胶图案50被去除，如图6所示。

如图7所示，在一些实施例中，随后使用合适的蚀刻技术(例如干蚀刻、湿蚀刻、或干蚀刻与湿蚀刻的组合)去除硬掩模层40。

随后在掩模图案50”和抗反射层35上形成第二光刻胶层55，如图8所示。选择性地将第二光刻胶层55曝光于光化辐射(actinicradiation)，以在第二光刻胶层中形成围绕掩模图案的潜像图案60，如图9所示。在一些实施例中，第二光刻胶层55是正光刻胶。

在图10中，第二光刻胶层被显影以形成在第二光刻胶层55中的边界图案70。随后使用合适的蚀刻技术(例如干蚀刻、湿蚀刻、或干蚀刻与湿蚀刻的组合)将边界图案70延伸通过抗反射层35、吸收层30、覆盖层25、钼/硅多层堆叠20以露出部分掩模基板10，从而形成围绕掩模图案的沟槽70'(称为“黑色边界”或“黑色边界沟槽”)，如图11所示。

接下来如图12所示，使用合适的光刻胶剥离技术以去除第二光刻胶层55。使用合适的蚀刻技术在围绕掩模图案50”的多层钼/硅多层堆叠20中形成沟槽70'(黑色边界)，随后沿着沟槽70'的侧壁设置钝化层75，如图13所示。沿着沟槽70'的侧壁和掩模图案50”上形成的钝化层75可保护掩模图案50”和钼/硅多层堆叠20的侧壁，以防止在形成钝化层75之后进行的工艺中产生缺陷和损坏。

在本公开的一些实施例中，借助将沟槽的侧壁露出于氮基气体以形成钝化层75。在一些实施例中，上述氮基气体选自包括n2、nh3、n2h2及no2的组群中。在一些实施例中，使用基于氮的等离子体来形成钝化层。在一些实施例中，钝化层的形成包括溶胶-凝胶工艺或光化学反应。

在本公开的一些实施例中，钝化层75包括高介电常数(high-k)材料。在本公开的其他实施例中，钝化层75包括具有高紫外线吸收度的材料，包括镍和钴。在本公开的一些实施例中，钝化层75由氮化硅、氮氧化硅、掺杂金属的氮化硅、或包括金属硅化物(如moxsiy)、金属氮化物及/或金属氧化物的复合物所形成。在本公开的一些实施例中，钝化层的厚度小于约10nm。

图14-图24绘示出根据本公开另一些实施例的制造极紫外光掩模的工艺。图14示出根据本公开的一些实施例的极紫外光(euv)基底片。上述极紫外光基底片包括钼层17和硅层19的多层堆叠20(钼/硅多层堆叠20)。钼/硅多层堆叠20包括设置在掩模基板10的第一主表面上方的交替设置的钼层17和硅层19。覆盖层25设置在钼/硅多层堆叠20上方，并且极紫外光吸收层或吸收体30设置在覆盖层25上方。抗反射层35设置在极紫外光吸收层30上方。硬掩模层40形成在抗反射层35上方[林台聖1]。第一光刻胶层45形成在硬掩模层40上方。

在图14所示的实施例中，导电背侧涂层15可选地沉积在掩模基板10的第二主表面上，上述第二主表面与第一主表面位于相对的两侧。在一些实施例中，导电背侧涂层15用于借助静电夹持来固定用于光刻操作的掩模。在一些实施例中，导电背侧涂层15由陶瓷化合物形成，上述陶瓷化合物包括氮化铬或任何合适于静电夹持掩模的材料。

掩模基板10由低热膨胀玻璃材料制成，包括掺杂氧化钛的二氧化硅、或任何其它合适的低热膨胀材料，例如石英、硅、碳化硅、黑钻石及/或其他已知的低热膨胀物质，在本公开的一些实施例中，上述物质可最小化由极紫外光刻环境中的掩模加热引起的图像失真。当使用原子力显微镜测量，掩模基板10具有低缺陷(例如为高纯度单晶基板)、以及低表面粗糙度。

在本公开的一些实施例中，在掩模基板10上方交替沉积的钼层17和硅层19的多层堆叠20借助上述多层中每层使用适合的厚度，在不同折射率的钼层和硅层之间的界面上提供菲涅耳共振反射(fresnelresonantreflections)。高品质的反射依赖于相位匹配的建设性干涉和从不同层反射的光线的强度累加。上述各层的厚度取决于入射光的波长和到极紫外光掩模的入射角。对于特定的入射角来说，对多层堆叠20每层的厚度进行选择，以使在多层堆叠20的不同界面处反射的光达到最大的建设性干涉。因此，高品质的菲涅耳共振反射需要多层堆叠20中的每层有均匀的厚度和低的表面粗糙度。在本公开的一些实施例中，多层堆叠20中每层的厚度为5-7nm。

在本公开的一些实施例中，多层堆叠20包括交替的钼层17和铍层19。在本公开的一些实施例中，多层堆叠20中的层数在20到100的范围内，尽管只要保持足够的反射率以对目标基板成像，便可允许任何数量的层。在一些实施例中，上述反射率高于约70％。在本公开的一些实施例中，钼/硅多层堆叠20包括约30至约60层的钼和硅的交替层。在本公开的其他实施例中，钼/硅多层堆叠20包括约40至约50层的钼和硅的交替层。形成多层堆叠20的层的方法包括物理气相沉积(pvd)工艺，例如蒸发、rf或dc溅镀；化学气相沉积(cvd)工艺，如常压、低压、等离子体增强和高密度等离子体化学气相沉积；原子层沉积(ald)；离子束沉积；和液相非真空方法，如溶胶-凝胶法和金属-有机物分解法；及/或本领域已知的任何其他合适的方法。

在一些实施例中，在多层堆叠20上方形成的覆盖层25防止了多层堆叠20的氧化。在本公开的一些实施例中，覆盖层25由包括硅和钌的材料所形成。在本公开的一些实施例中，覆盖层25具有约7nm的厚度。形成覆盖层25的方法包括物理气相沉积(pvd)工艺，例如蒸发、rf或dc溅镀；化学气相沉积(cvd)工艺，如常压、低压、等离子体增强和高密度等离子体化学气相沉积；原子层沉积(ald)；离子束沉积；和液相非真空方法，如溶胶-凝胶法和金属-有机物分解法；及/或本领域已知的任何其他合适的方法。

在覆盖层25上方形成的极紫外光吸收层或吸收体30吸收了波长在极紫外光波长范围内的辐射。在本公开的一些实施例中，极紫外光吸收层30由单层或多层形成。在本公开的一些实施例中，极紫外光吸收层30由包括钽化合物的材料形成。在本公开的一些实施例中，极紫外光吸收层30由tan或tabn制成。在本公开的一些实施例中，用于制造极紫外光吸收层30的材料还包括钼、钯、锆、硅化镍、钛、氮化钛、铬、氧化铬、氧化铝、铝铜合金、或其他合适的材料。极紫外光吸收层30的厚度并不受限制，只要极紫外光掩模的总反射率大于70％即可。

形成极紫外光吸收层或吸收体30的方法包括物理气相沉积(pvd)工艺，例如蒸发、rf或dc溅镀；化学气相沉积(cvd)工艺，如常压、低压、等离子体增强和高密度等离子体化学气相沉积；原子层沉积(ald)；离子束沉积；和液相非真空方法，如溶胶-凝胶法和金属-有机物分解法；及/或本领域已知的任何其他合适的方法。

在本公开一些实施例中，设置在极紫外光吸收层30上方的抗反射层35由包括sio2、sin、tabo、tao5、cr2o3、ito或任何合适材料的材料形成。抗反射层35减少了光刻辐射的反射。形成抗反射层35的方法包括物理气相沉积(pvd)工艺，例如蒸发、rf或dc溅镀；化学气相沉积(cvd)工艺，如常压、低压、等离子体增强和高密度等离子体化学气相沉积；原子层沉积(ald)；离子束沉积；和液相非真空方法，如溶胶-凝胶法和金属-有机物分解法；及/或本领域已知的任何其他合适的方法。

在本公开的一些实施例中，在抗反射层35上方形成的硬掩模层40由包括氮化硅的材料形成。形成硬掩模层40的方法包括物理气相沉积(pvd)工艺，例如蒸发、rf或dc溅镀；化学气相沉积(cvd)工艺，如常压、低压、等离子体增强和高密度等离子体化学气相沉积；原子层沉积(ald)；离子束沉积；和液相非真空方法，如溶胶-凝胶法和金属-有机物分解法；及/或本领域已知的任何其他合适的方法。

形成在硬掩模层40上方的第一光刻胶层45由包括光敏感阻抗涂层材料的材料形成。在一些实施例中，借助旋转涂布技术，将第一光刻胶层45涂布到硬掩模层40上，然后进行烘烤。

图15示出在第一光刻胶层45中的图案的形成。在图14中的实施例的形成之后，使用光刻技术将第一光刻胶层45图案化以形成光刻胶图案50，如图15所示。使用合适的蚀刻技术(例如干蚀刻、湿蚀刻、或干蚀刻与湿蚀刻的组合)将光刻胶图案50延伸到硬掩模层40中，以形成硬掩模层图案50'，如图16所示。

接下来，如图17所示，使用合适的蚀刻技术(例如干蚀刻、湿蚀刻、或干蚀刻与湿蚀刻的组合)，将硬掩模层图案50'延伸通过抗反射层35和极紫外光吸收层30，以露出覆盖层25和形成掩模图案50”，并且光刻胶图案50被去除，如图17所示。如图18所示，在一些实施例中，随后使用合适的蚀刻技术去除硬掩模层40，例如干蚀刻、湿蚀刻、或干蚀刻和湿蚀刻的组合。

随后在掩模图案50”和抗反射层35上形成第二光刻胶层55，如图19所示。第二光刻胶层55选择性地曝光于光化辐射，以在第二光刻胶层中形成围绕掩模图案的潜像图案60，如图20所示。在一些实施例中，第二光刻胶层55是正光刻胶。

在图21中，第二光刻胶层被显影以形成在第二光刻胶层55中的边界图案70。随后使用合适的蚀刻技术(例如干蚀刻、湿蚀刻、或干蚀刻与湿蚀刻的组合)将边界图案70延伸通过抗反射层35、吸收层30、覆盖层25、钼/硅多层堆叠20以露出部分掩模基板10，从而形成围绕掩模图案的沟槽70'(称为“黑色边界”或“黑色边界沟槽”)，如图22所示。

接下来如图23所示，随后沿着沟槽70'的侧壁设置钝化层75。使用适当的蚀刻技术沿着沟槽70'的侧壁和在掩模图案50”上方形成的钝化层75可以保护钼/硅多层堆叠20的侧壁和掩模图案50”，以防止在随后工艺中发生缺陷和损坏。

随后，使用合适的光刻胶剥离技术去除第二光刻胶层55(图24)。在去除第二光刻胶之后，至少一部分的钝化层75沿着沟槽70'的侧壁被保留下来(图24)。

在本公开的一些实施例中，借助将沟槽的侧壁露出于氮基气体以形成钝化层75。在一些实施例中，上述氮基气体选自包括n2、nh3、n2h2及no2的组群中。在一些实施例中，使用基于氮的等离子体来形成钝化层。在一些实施例中，钝化层的形成包括溶胶-凝胶工艺或光化学反应。

在本公开的一些实施例中，钝化层75包括高介电常数(high-k)材料。在本公开的其他实施例中，钝化层75包括具有高紫外线吸收度的材料，包括镍和钴。在本公开的一些实施例中，钝化层75由氮化硅、氮氧化硅、或金属掺杂的氮化硅所形成。在本公开的一些实施例中，钝化层的厚度小于约10nm。

图25示出根据图3-图13和图14-图24所示的实施例的制造极紫外光掩模的方法的流程图。在图25中，操作s2501包括形成钼层和硅层的多层堆叠(也称为“钼/硅堆叠”)的工艺。钼/硅堆叠包括设置在掩模基板的第一主表面上方的交替的钼层和硅层。覆盖层设置在钼/硅堆叠上方，并且极紫外光吸收层或吸收体设置在覆盖层上方。抗反射层设置在极紫外光吸收层上方。硬掩模层在极紫外光吸收层上方形成。第一光刻胶层在硬掩模层上形成。钼层和硅层的多层堆叠为使用物理气相沉积(pvd)工艺，例如蒸发、rf或dc溅镀；化学气相沉积(cvd)工艺，如常压、低压、等离子体增强和高密度等离子体化学气相沉积；原子层沉积(ald)；离子束沉积；和液相非真空方法，如溶胶-凝胶法和金属-有机物分解法；及/或本领域已知的任何其他合适的方法所形成。

在操作s2501之后，进行操作2502以使用光刻技术对第一光刻胶层进行图案化以形成光刻胶图案。

在操作s2502之后，进行操作s2503以使用合适的蚀刻技术(例如干蚀刻、湿蚀刻、或干蚀刻和湿蚀刻的组合)将光刻胶图案延伸到硬掩模层中以形成硬掩模层图案。

在操作s2503之后，进行操作s2504以使用合适的蚀刻技术(例如干蚀刻、湿蚀刻、或干蚀刻和湿蚀刻的组合)将硬掩模层图案延伸穿过抗反射层和极紫外光吸收层，从而露出覆盖层并形成掩模图案，并去除光刻胶图案。

在操作s2504之后，进行操作2505以使用合适的蚀刻技术(例如干蚀刻、湿蚀刻、或干蚀刻和湿蚀刻的组合)去除硬掩模层。

在操作s2505之后，进行操作s2506以在掩模图案和抗反射层上方形成第二光刻胶层。

在操作s2506之后，进行操作s2507以选择性地将第二光刻胶层曝光于光化辐射，以形成围绕第二光刻胶层中的掩模图案的潜像图案。在一些实施例中，第二光刻胶层是正光刻胶。

在操作s2507之后，进行操作s2508以显影第二光刻胶层，以在第二光刻胶层中形成边界图案。

在操作s2508之后，进行操作s2509以使用合适的蚀刻技术(例如干蚀刻、湿蚀刻、或干蚀刻和湿蚀刻的组合)将边界图案延伸通过抗反射层、吸收层、覆盖层、钼/硅多层堆叠。以露出部分掩模基板，从而形成围绕掩模图案的沟槽(“黑色边界”或“黑色边界沟槽”)。

在一些实施例中，在操作s2509之后，进行操作s2510(a)以使用合适的光刻胶剥离技术去除第二光刻胶层。

在操作s2510(a)之后，进行操作s2511(a)以在钼/硅多层堆叠中形成围绕掩模图案的沟槽(黑色边界)，并且随后沿着沟槽的侧壁设置钝化层。沿着沟槽的侧壁并且在掩模图案上方形成的钝化层可保护钼/硅多层堆叠的掩模图案和侧壁，以免于在形成钝化层之后进行的工艺期间发生缺陷和损坏。

可选地，在另一些实施例中，在操作s2509之后，进行操作s2510(b)以在钼/硅多层堆叠中形成围绕掩模图案的沟槽(黑色边界)，并且随后沿着沟槽的侧壁设置钝化层。随后沿着沟槽的侧壁并且在掩模图案上方形成的钝化层保护钼/硅多层堆叠的掩模图案和侧壁，以免于在形成钝化层之后进行的工艺期间发生缺陷和损坏。

在操作s2510(b)之后，进行操作2511(b)以使用合适的光刻胶剥离技术去除第二光刻胶层。在去除第二光刻胶层之后，保留沿着沟槽侧壁的至少一部分的钝化层。

本公开的实施例防止了黑色边界的缺陷问题，例如由硅层的底切蚀刻引起的问题。此外，本公开的实施例可防止形成球形钼颗粒。钝化层75沿着黑色边界侧壁形成，以保护钼层和硅层的露出边缘。举例来说，在一些实施例中，在形成钝化层期间形成si-n键。si-n键可以防止硅的氢自由基蚀刻。

应理解的是，并非所有优点都必须在本文中讨论，所有实施例或范例都不需要特定的优点，并且其他实施例或范例可以提供不同的优点。

根据本公开的一些实施例，提供了一种制造极紫外光掩模的方法，包括在掩模基板的第一主表面上方形成钼/硅多层堆叠，钼/硅多层堆叠包括交替的钼层及硅层。在钼/硅多层堆叠上方形成覆盖层。在覆盖层上形成吸收层。在吸收层上方形成硬掩模层。图案化硬掩模层，以形成硬掩模层图案。将硬掩模层图案延伸到吸收层中，以露出覆盖层以及形成掩模图案。在掩模图案周围形成边界图案。将边界图案延伸通过钼/硅多层堆叠以露出掩模基板以及形成围绕掩模图案的沟槽。沿着沟槽的侧壁形成钝化层。在本公开的一些实施例中，制造极紫外光掩模的方法包括在掩模基板的第二主表面上形成导电背侧涂布层，其中第二主表面与第一主表面位于相反的两侧。在本公开的一些实施例中，制造极紫外光掩模的方法包括在吸收层上形成抗反射层。在本公开的一些实施例中，制造极紫外光掩模的方法包括在形成掩模图案后去除上述硬掩模层。在本公开的一些实施例中，制造极紫外光掩模的方法包括在硬掩模层上形成第一光刻胶层。在本公开的一些实施例中，制造极紫外光掩模的方法包括在吸收层及掩模图案上形成第二光刻胶层。在本公开的一些实施例中，形成钝化层包括将沟槽的侧壁暴露于氮基气体，氮基气体选自包括n2、nh3、n2h2及no2的组群内。

根据本公开的另一些实施例，提供了一种制造极紫外光掩模的方法，包括图案化设置在钼/硅多层堆叠上方的吸收层以形成掩模图案，钼/硅多层堆叠被设置在掩模基板的第一主表面上方并包括交替的钼层及硅层。在掩模图案周围形成边界图案。将边界图案延伸通过钼/硅多层堆叠以露出掩模基板以及形成围绕上述掩模图案的沟槽。在掩模图案上方及沿着沟槽的侧壁形成钝化层。在本公开的一些实施例中，制造极紫外光掩模的方法包括在钼/硅多层堆叠上方形成覆盖层。在本公开的一些实施例中，制造极紫外光掩模的方法包括在吸收层上方形成硬掩模层、图案化硬掩模层以形成硬掩模层图案、以及将硬掩模层图案延伸到吸收层中以形成掩模图案。在本公开的一些实施例中，制造极紫外光掩模的方法包括在吸收层及上述掩模图案上方形成光刻胶层。在本公开的一些实施例中，制造极紫外光掩模的方法包括在形成钝化层之前去除上述光刻胶层。在本公开的一些实施例中，钝化层形成在上述光刻胶层上方。在本公开的一些实施例中，形成钝化层的步骤包括将沟槽的侧壁暴露于氮基气体，氮基气体选自包括n2、nh3、n2h2及no2的组群内。

根据本公开的另一些实施例，提供了一种极紫外光掩模，包括钼/硅多层堆叠，钼/硅多层堆叠包括设置在掩模基板的第一主表面上方的交替的钼层及硅层。覆盖层设置在钼/硅多层堆叠上方。吸收层设置在覆盖层上。掩模图案形成在吸收层中。沟槽形成在钼/硅多层堆叠中并围绕掩模图案。钝化层沿着沟槽的侧壁设置。在本公开的一些实施例中，极紫外光掩模还包括抗反射层，设置在吸收层上方。在本公开的一些实施例中，钝化层由氮化硅、氮氧化硅、或掺杂金属的氮化硅所形成。在本公开一些实施例中，钝化层具有小于约10nm的厚度。在本公开的一些实施例中，钝化层包括高介电常数材料。在本公开的一些实施例中，钝化层包括镍或钴。

上述内容概述许多实施例的特征，因此任何所属技术领域中的普通技术人员，可更加理解本公开的各方面。任何所属技术领域中的普通技术人员，可能无困难地以本公开为基础，设计或修改其他工艺及结构，以达到与本公开实施例相同的目的及/或得到相同的优点。任何所属技术领域中的普通技术人员也应了解，在不脱离本公开的精神和范围内做不同改变、代替及修改，如此等效的创造并没有超出本公开的精神及范围。