具有多個(gè)屏蔽層的光掩模的制作方法

本發(fā)明實(shí)施例涉及具有多個(gè)屏蔽層的光掩模。

背景技術(shù)：

集成電路(ic)通過將幾何圖案從光掩模轉(zhuǎn)移至稱為“光刻膠”的光敏材料來制造。特別地，通過提供穿過光掩模的光在半導(dǎo)體襯底上的光刻膠層上形成幾何圖案。光掩模包括部分地覆蓋有不透明材料的透明層。透明層的覆蓋有不透明材料的部分阻擋光，而透明襯底的剩余的未覆蓋部分允許光從中通過，從而使得通過光掩模的光將圖案轉(zhuǎn)移至光刻膠。在以這種方式曝光光刻膠之后，根據(jù)光刻膠具有負(fù)色調(diào)或正色調(diào)，顯影光刻膠以選擇性地去除暴露于(或未暴露于)光的光刻膠的部分。在一些情況下，然后可以使用在合適的位置處的圖案化的光刻膠蝕刻下面的晶圓，并且后續(xù)可以去除光刻膠層?？梢砸赃@種方式在ic上構(gòu)建多個(gè)圖案化層以制造整個(gè)ic設(shè)計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，提供了一種用于掩模圖案化的光掩模，包括：相移層，位于透明層上方；第一屏蔽層，位于所述相移層上方，其中，所述第一屏蔽層具有第一厚度和第一光密度；以及第二屏蔽層，位于所述第一屏蔽層上方，其中，所述第二屏蔽層具有第二厚度和第二光密度，并且其中，所述第二厚度小于所述第一厚度，以及所述第二光密度小于所述第一光密度。

根據(jù)本發(fā)明的另一些實(shí)施例，還提供了一種用于掩模圖案化的光掩模，包括：相移層，包括硅化鉬(mosi)，位于包括石英的透明層上方；第一屏蔽層，位于所述相移層上方，其中，所述第一屏蔽層包括硼酸鉭(b5o15ta3)且具有20納米(nm)至28nm的第一厚度；以及第二屏蔽層，位于所述第一屏蔽層上方，其中，所述第二屏蔽層包括氮化鉻(crn)且具有3納米(nm)至7nm的第二厚度。

根據(jù)本發(fā)明的又一些實(shí)施例，還提供了一種用于掩模圖案化的方法，所述用于掩模圖案化的方法包括：在包括石英的透明層上方形成包括硅化鉬(mosi)的相移層；在所述相移層上方形成第一屏蔽層，其中，所述第一屏蔽層具有第一厚度和第一光密度；在所述第一屏蔽層上方形成第二屏蔽層，其中，所述第二屏蔽層具有第二厚度和第二光密度，并且其中，所述第二厚度小于所述第一厚度，并且所述第二光密度小于所述第一光密度；以及在所述第二屏蔽層上方形成光刻膠層。

附圖說明

圖1示出具有多個(gè)屏蔽層的光掩模的實(shí)施例。

圖2a示出對應(yīng)于圖1所示的光掩模的圖案化的晶圓的一個(gè)實(shí)施例。

圖2b示出對應(yīng)于圖1所示的光掩模的圖案化的晶圓的另一實(shí)施例。

圖3示出用于掩模圖案化的具有多個(gè)屏蔽層的光掩模堆疊件的實(shí)施例。

圖4a-圖4d示出被蝕刻以形成具有多個(gè)屏蔽層的圖案化光掩模的光掩模堆疊件的實(shí)施例。

圖5-圖15示出在各個(gè)形成階段處的光掩模的一些實(shí)施例的一系列截面圖，光掩模堆疊件和圖案化的光掩模具有多個(gè)屏蔽層。

圖16示出用于形成光掩模堆疊件和具有多個(gè)屏蔽層的后續(xù)光掩模的方法的一些實(shí)施例的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下公開內(nèi)容提供了許多用于實(shí)現(xiàn)所提供主題的不同特征的不同實(shí)施例或?qū)嵗?。下面描述了組件和布置的具體實(shí)例以簡化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅僅是實(shí)例，而不旨在限制本發(fā)明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件以直接接觸的方式形成的實(shí)施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之間可以形成額外的部件，從而使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實(shí)施例。此外，本發(fā)明可在各個(gè)實(shí)例中重復(fù)參考標(biāo)號和/或字符。該重復(fù)是為了簡單和清楚的目的，并且其本身不指示所討論的各個(gè)實(shí)施例和/或配置之間的關(guān)系。

而且，為了便于描述，在此可以使用諸如“在…下方”、“在…下面”、“下部”、“在…之上”、“上部”等空間相對術(shù)語以描述如圖所示的一個(gè)元件或部件與另一個(gè)(或另一些)元件或部件的關(guān)系。除了圖中所示的方位外，空間相對術(shù)語旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。裝置可以以其他方式定向(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位上)，并且在此使用的空間相對描述符可以同樣地作出相應(yīng)的解釋。

響應(yīng)于集成電路(ic)的日益小型化，器件結(jié)構(gòu)更致密地布置在襯底上。器件結(jié)構(gòu)的致密布置使得器件結(jié)構(gòu)在形成和布置中的精密度和準(zhǔn)確度變得越來越重要。通常，使用光刻在襯底上形成器件結(jié)構(gòu)。在光刻中，使用光將圖案從光掩模轉(zhuǎn)移至襯底上的光刻膠。用于轉(zhuǎn)移圖案的光是光密度的函數(shù)。

光密度是透射光強(qiáng)度與穿過物質(zhì)材料的入射光強(qiáng)度的比值的對數(shù)。特別地，材料的光密度涉及材料的原子的遲滯傾向以在將其作為新的電磁干擾再發(fā)射之前以振動(dòng)電子的形式保持電磁波的吸收能量。材料的光密度越高，穿過材料的波移動(dòng)得越慢。在一些實(shí)施例中，光密度測量為對應(yīng)于波長的吸收輻射。材料的光密度的一個(gè)指標(biāo)是材料的折射率值。因此，光密度可以指特定層、層的組合或結(jié)構(gòu)的吸光度。

為了實(shí)現(xiàn)小型化，使用更精細(xì)的光刻膠圖案來形成器件結(jié)構(gòu)。然而，光掩模和/或光刻膠的厚度可引起光散射，光散射導(dǎo)致不期望的圖案變化。因此，光掩模和/或光刻膠的厚度的減小可以改進(jìn)圖案保真度。此外，創(chuàng)建對應(yīng)于期望的圖案的光掩模包括分層和蝕刻的多個(gè)步驟。這個(gè)過程越復(fù)雜，復(fù)雜性越可能引起諸如圖案的模糊、變圓和縮短的負(fù)載效應(yīng)。因此，簡化創(chuàng)建圖案化的光掩模的工藝還將改進(jìn)圖案保真度。

這里，描述了具有多個(gè)屏蔽層的光掩模。在一些實(shí)施例中，光掩模包括位于透明層上方的相移層和位于相移層上方的至少兩個(gè)屏蔽層?？梢哉{(diào)節(jié)屏蔽層的厚度和組成以實(shí)現(xiàn)用于屏蔽層的特定光密度。因?yàn)槠帘螌有纬蔀樽钃豕獾耐干?，所以可能需要特定的光密度來?shí)現(xiàn)圖案。因?yàn)槭褂弥辽賰蓚€(gè)層，所以屏蔽層的厚度不僅僅基于單層的光密度，而是基于組合的屏蔽層的光密度。

例如，通常使用鉻作為屏蔽層。然而，為了實(shí)現(xiàn)期望的光密度1.8，鉻屏蔽層將必須是52納米(nm)厚，其相對較厚并且可能導(dǎo)致保真度問題。為了降低這些保真度問題，可以使用彼此具有不同厚度和不同光密度的至少兩個(gè)屏蔽層來實(shí)現(xiàn)多層屏蔽層，該多層屏蔽層具有與52nm鉻屏蔽層相同的光密度，但是具有比52nm更薄的整體輪廓。例如，第一屏蔽層可以是5nm厚，并且具有0.23的光密度，而第二屏蔽層可以是24nm厚并且具有1.6的光密度。因此，該對屏蔽層的組合光密度大于1.8，且具有29nm的組合厚度而不是該較大的52nm的鉻單一屏蔽層。這可以減小圖案化的光掩模的整體尺寸，同時(shí)增加整體光密度，諸如至3.0。因此，使圖案化光掩模更薄，且具有更高的光密度，并且因此改進(jìn)圖案保真度。

此外，可以選擇至少兩個(gè)屏蔽層的組分以簡化創(chuàng)建光掩模的工藝，從而減少負(fù)載效應(yīng)。假設(shè)第一屏蔽層位于相移層上方，并且第二屏蔽層位于第一屏蔽層上方?？梢赃x擇用于第一和第二屏蔽層的材料，從而使得可以通過一種蝕刻劑蝕刻第一和第二屏蔽層兩者。同樣，可以選擇第一屏蔽層的材料，從而使得單一的蝕刻劑可以蝕刻第一屏蔽層和相移層兩者。因此，第一屏蔽層不需要其自己的單獨(dú)的蝕刻步驟。以這種方式，可以簡化用于創(chuàng)建光掩模的工藝，因此進(jìn)一步改進(jìn)圖案保真度。

圖1示出具有掩模寫入工具102的掩模圖案化系統(tǒng)100的一些實(shí)施例，掩模圖案化系統(tǒng)100配置為對圖案化的光掩模堆疊件104進(jìn)行圖案化。圖案化的光掩模堆疊件104位于透明層106上方，因此產(chǎn)生光掩模。掩模寫入工具102配置為在光刻膠層(未示出)中產(chǎn)生圖案。圖案化的光掩模堆疊件104包括相移層108、第一屏蔽層110和第二屏蔽層112的區(qū)段。通過策略性地蝕刻相移層108、第一屏蔽層110和第二屏蔽層112來轉(zhuǎn)移光刻膠層中的圖案，以創(chuàng)建圖案化的光掩模堆疊件104。在各個(gè)實(shí)施例中，圖案化的光掩模堆疊件104可以是二元強(qiáng)度掩模(bim)或衰減相移掩模(apsm)。一旦蝕刻圖案化的光掩模堆疊件104，則可以去除光刻膠。

將圖案化的光掩模堆疊件104策略性蝕刻成分層的區(qū)段以允許光掩模顯影成期望的圖案。在一些區(qū)域中，通過第一屏蔽層110和第二屏蔽層112的區(qū)段阻擋諸如114a、114b和114c的入射輻射。第一屏蔽層110和第二屏蔽層112是阻擋電磁輻射傳輸穿過透明層106的不透明層。即使第一屏蔽層110和第二屏蔽層112具有的組合厚度小于典型屏蔽層的組合厚度，但是由于第一屏蔽層110和第二屏蔽層112的組合光密度，也可以實(shí)現(xiàn)第一屏蔽層110和第二屏蔽層112的阻光功能。

當(dāng)入射輻射能夠撞擊透明層106時(shí)，例如在區(qū)域116a、116b、116c和116d處，入射輻射導(dǎo)致圖案形成在晶圓上，如將相對于圖2a和圖2b所討論的。在諸如區(qū)域118a和118b的其他區(qū)域中，入射輻射傳輸穿過相移層108到達(dá)透明層106。相移層108配置為允許少量的輻射傳輸穿過(通常只有幾個(gè)百分比)。這種輻射的強(qiáng)度不足以在其中自行創(chuàng)建圖案。相反，傳輸穿過相移層108的輻射對穿過透明層106的周圍區(qū)域的輻射造成干擾，以改進(jìn)圖案保真度。

形成圖案化的光掩模堆疊件104的區(qū)域114a-c、116a-d和118a-b，從而使得當(dāng)輻射傳輸穿過圖案化的光掩模堆疊件104到達(dá)晶圓時(shí)，這些區(qū)域一起導(dǎo)致在晶圓上形成圖案。

圖2a示出晶圓200a的示例性實(shí)施例，其理論上從使用相對于圖1描述的光掩模得到。例如，晶圓200a的位于區(qū)域114a、114b和114c下面的部分不會(huì)導(dǎo)致晶圓被圖案化。然而，晶圓210a的位于區(qū)域116a、116b、116c和116d下面的部分被圖案化，如晶圓200a的圖案化部分210a、210b、210c和210d所示。如上所述，即使在區(qū)域118a和118b處的入射輻射不傳輸穿過第一屏蔽層110和第二屏蔽層112(圖1所示)，但是相移層108(圖1所示)僅允許小百分比的光穿過，其不導(dǎo)致圖案化。因此，晶圓200a的位于區(qū)域118a和118b下面的部分不被圖案化。

圖2b示出晶圓200b的可選實(shí)施例，其理論上從使用相對于圖1描述的光掩模得到，這取決于圖案化的光掩模堆疊件104的三維性質(zhì)。例如，三維晶圓200b的位于區(qū)域214a、214b、214c和214d下面的部分導(dǎo)致晶圓在這些區(qū)域下面以受限的方式被圖案化。在該實(shí)施例中，可以以比位于214a、214b、214c和214d的下面的區(qū)域較少受限的方式圖案化位于216a、216b、216c、216d和216e下面的晶圓200b區(qū)域，因?yàn)閳D案化的光掩模堆疊件104不位于區(qū)域216a、216b、216c、216d和216e上方。同樣，由于相移層108，比214a、214b、214c和214d下面的區(qū)域更多地圖案化且比216a、216b、216c、216d和216e下面的區(qū)域更少地圖案化218a和218b下面的區(qū)域。

使用圖案化的光掩模堆疊件104，可以改進(jìn)臨界尺寸(即，最小部件寸)。例如，通過使用圖案化的光掩模堆疊件104的相移層108、第一屏蔽層110和第二屏蔽層112，臨界尺寸均勻性通?？梢愿倪M(jìn)20％。然而，取決于特定應(yīng)用，可以進(jìn)一步改進(jìn)臨界尺寸。例如，在一個(gè)應(yīng)用中，圖案化的光掩模堆疊件104用于在晶圓(諸如晶圓200a或200b)上形成靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(sram)芯片。使用圖案化的光掩模堆疊件104進(jìn)行圖案化，用于sram的臨界尺寸均勻性可以改進(jìn)50％。

此外，還改進(jìn)了二維(2d)保真度。例如，可以通過確定部件的實(shí)際臨界尺寸和部件的目標(biāo)臨界尺寸之間的差來計(jì)算平均臨界尺寸。在sram的實(shí)施例中，如上所述，通過獲取實(shí)際sram臨界尺寸和目標(biāo)sram臨界尺寸的之間的差來計(jì)算sram平均值。這在2d中進(jìn)行，因?yàn)樵趯?yīng)于垂直/水平圖案的第一尺寸和對應(yīng)于面積臨界尺寸的第二尺寸來獲取該測量。這兩者都用于證明改進(jìn)的2d保真度。使用圖案化的光掩模堆疊件104，2d保真度可以改進(jìn)30％。

圖3示出用于掩模圖案化的具有多個(gè)屏蔽層的光掩模堆疊件300的實(shí)施例。光掩模堆疊件302位于透明層106上方。光刻膠304位于光掩模堆疊件302上方。蝕刻光刻膠304，從而使得后續(xù)可以將掩模堆疊件302蝕刻成如圖1的光掩模所示的區(qū)段。在光刻中可以使用所得到的光掩模以圖案化晶圓。

光掩模堆疊件302包括相移層108、第一屏蔽層110和第二屏蔽層112的連續(xù)層。相移層108位于透明層106上方。在一些實(shí)施例中，相移層108具有在約60nm至約80nm的范圍內(nèi)的厚度，并且包括相移材料。第一屏蔽層110和第二屏蔽層112配置為阻擋電磁輻射的傳輸。因此，第一屏蔽層110和第二屏蔽層112是不透明的。

第一屏蔽層110和第二屏蔽層112的參數(shù)(例如，厚度、材料等)是可調(diào)節(jié)的，從而使得可以選擇第一屏蔽層110和第二屏蔽層112的性質(zhì)(例如，對蝕刻劑的易感性，光學(xué)性質(zhì)等)。調(diào)節(jié)第一屏蔽層110和第二屏蔽層112的參數(shù)還可以簡化圖案化工藝。

假設(shè)，第一屏蔽層110由第一材料構(gòu)成，并且第二屏蔽層112由第二材料構(gòu)成。在一些實(shí)施例中，第一材料和第二材料具有不同的化學(xué)組分。例如，屏蔽層可以由不同的過渡金屬組成。在一個(gè)實(shí)施例中，第一材料可以包括諸如鉭的第五族過渡金屬，并且第二材料可以包括諸如鉻的第六族過渡金屬?？梢赃x擇第一材料和第二材料，從而使得可以通過相同的蝕刻劑第一蝕刻劑蝕刻第一屏蔽層110和第二屏蔽層112兩者。因此，可以在單一的步驟而不是每層單獨(dú)的蝕刻步驟中蝕刻第一屏蔽層110和第二屏蔽層112。為了進(jìn)一步簡化工藝，可以選擇第一材料，從而使得可以使用第二蝕刻劑一起蝕刻相移層108的相移材料和第一材料。

額外地或可選地，可以基于它們的蝕刻性質(zhì)選擇材料，可以基于它們的光學(xué)性質(zhì)來選擇材料。光學(xué)性能可以基于層的厚度。在一個(gè)實(shí)施例中，第一屏蔽層110具有在約20nm至約28nm的第一厚度。在另一實(shí)施例中，第二屏蔽層112具有約3nm至7nm的第二厚度。屏蔽層也可以選擇。

例如，可以基于5nm厚并且具有0.23的光密度的第二屏蔽層112來選擇第一屏蔽層110的第一材料。在一個(gè)實(shí)施例中，第一屏蔽層110可以選擇為當(dāng)24nm厚時(shí)具有1.6的光密度，當(dāng)組合第一屏蔽層110和第二屏蔽層110的光密度時(shí)，這將實(shí)現(xiàn)大于1.8的期望的光密度。

因此，第一屏蔽層110和第二屏蔽層112的組合光密度大于1.8，且具有29nm的組合厚度，而不是通常的較大的52nm的鉻的單一屏蔽層。

圖4a示出用于掩模圖案化的具有多個(gè)屏蔽層的光掩模堆疊件的實(shí)施例。光掩模堆疊件400包括以上相對于圖3所述的層和以相似的方式起作用的層。例如，光掩模堆疊件400包括透明層106、相移層108、第一屏蔽層110、第二屏蔽層112和光刻膠304的連續(xù)層。這里，層是連續(xù)的，因?yàn)樵谖g刻發(fā)生之前示出了光掩模堆疊件400。

圖4b示出光掩模堆疊件402的一個(gè)實(shí)施例，其中已經(jīng)蝕刻光刻膠304以暴露第二屏蔽層112的一部分。基于所得到的圖案化的光掩模的期望的圖案蝕刻光刻膠304，如圖1的光掩模所示。光刻膠304防止下面的第二屏蔽層112的區(qū)域被蝕刻。然而，第二屏蔽層112的暴露部分將能夠被蝕刻。

圖4c示出已經(jīng)蝕刻的第一屏蔽層110和第二屏蔽層112的一個(gè)實(shí)施例。如上面相對于圖2a和圖2b所討論的，可以在一個(gè)工藝步驟中通過單一的蝕刻劑來蝕刻第一屏蔽層110和第二屏蔽層112。因此，當(dāng)蝕刻第二屏蔽層112時(shí)，還蝕刻位于第二屏蔽層112下面的第一屏蔽層110的至少一部分。

假設(shè)第一屏蔽層110具有厚度t1，第二屏蔽層112具有厚度t2，并且用第一蝕刻劑蝕刻第一屏蔽層110和第二屏蔽層112。第一蝕刻劑可以包括氯和氧的化學(xué)組分。在一些實(shí)施例中，第一蝕刻劑在通過光刻膠304暴露的第二層的部分處蝕刻第二屏蔽層112的整個(gè)厚度t2，如上面的圖4b所示。因此，第一蝕刻劑將第二屏蔽層112蝕刻成區(qū)段。特別地，將第二屏蔽層112分離成通過間隙分離的多個(gè)第二層屏蔽區(qū)段。

此外，還蝕刻位于第二屏蔽層112中的間隙下方的第一屏蔽層110的部分以形成多個(gè)第一層屏蔽區(qū)段。例如，第二屏蔽層112的間隙具有第一側(cè)壁404和第二側(cè)壁406。因?yàn)榈谝晃g刻劑也部分地蝕刻第一屏蔽層110，所以存在被間隙分離的第一屏蔽層的區(qū)段。第一屏蔽層110中的間隙的側(cè)壁與第二屏蔽層112的第一側(cè)壁404和第二側(cè)壁406對準(zhǔn)。以這種方式，第一蝕刻步驟在屏蔽層中形成多個(gè)屏蔽區(qū)段。

第二屏蔽層112的第一側(cè)壁404與第一屏蔽層110的第一側(cè)壁408對齊。同樣，第一屏蔽層110的第二側(cè)壁406與第二屏蔽層112的第二側(cè)壁410對準(zhǔn)。在一些實(shí)施例中，第一屏蔽層110的第一側(cè)壁408和第二側(cè)壁410可以不延伸穿過厚度t1。相反，第一屏蔽層110的第一側(cè)壁408和第二側(cè)壁410可以延伸到小于第一屏蔽層110的厚度t1的第一深度d1。

圖4d示出具有蝕刻的相移層108、蝕刻的第一屏蔽層110和蝕刻的第二屏蔽層112的圖案化的光掩模412。例如，去除布置在第一側(cè)壁408和第二側(cè)壁410之間的第一屏蔽層110的剩余部分。如上所述，可以使用第二蝕刻劑蝕刻相移層108和第一屏蔽層110兩者。第二蝕刻劑可以具有包括氟和氧的化學(xué)組分。因此，蝕刻相移層108，從而使得去除相移層108的部分，同時(shí)保留位于第一屏蔽層110和第二屏蔽層112的區(qū)段下面的部分。以這種方式，第二蝕刻步驟通過蝕刻穿過第一屏蔽層在相移層中形成多個(gè)相移區(qū)段。

因此，在一個(gè)實(shí)施例中，將相移層108、第一屏蔽層110和第二屏蔽層112蝕刻成具有對準(zhǔn)的側(cè)壁的多個(gè)圖案化的光掩模區(qū)段。由于材料的選擇，可以使用兩個(gè)蝕刻步驟，來蝕刻三個(gè)層：相移層108、第一屏蔽層110和第二屏蔽層112而不是每層都需要單獨(dú)的蝕刻步驟。因此，可以簡化形成圖案化的光掩模104的工藝。

圖5-圖15提供了在圖案化的各個(gè)階段處的光掩模的一些實(shí)施例的截面圖。圖5-圖15所示的結(jié)構(gòu)不限于特定的方法，而是可以作為獨(dú)立于該方法的結(jié)構(gòu)而單獨(dú)存在。

在圖5處，接收透明層106。透明層106可以是例如石英、碳化物襯底或硅襯底。透明層106可以具有例如在約6-7毫米(mm)之間的厚度。在一些實(shí)施例中，透明層具有約6.35mm的厚度。透明層106用作用于形成光掩模堆疊件302的襯底。

如圖6所示，在透明層106上方形成相移層108。相移層108包括相移材料。例如，相移材料可以是硅化鉬(mosi)的不透明層。如上所述，相移層108配置為僅允許小百分比的光穿過。因此，在一些實(shí)施例中，相移層108不形成為鉬和硅化物的交替層，如布拉格反射器。相反，相移層108形成為mosi的不透明屏蔽層，其在光刻曝光期間使用以輔助深紫外輻射的圖案化。在其他實(shí)施例中，相移層108包括在光學(xué)光刻中用作半色調(diào)材料的氮氧化鉬硅(moxsiyonz)的不透明層。

如圖7所示，在相移層108上方形成第一屏蔽層110。第一屏蔽層110可以具有在約18nm至約30nm之間的范圍內(nèi)的厚度。在一些實(shí)施例中，第一屏蔽層110可以包括諸如鉭(ta)的第一材料，例如硼酸鉭(b5o15ta3)。第一材料可以選擇為具有盡管較薄的厚度但是具有高的光密度?？蛇x地或額外地，可基于其能力來選擇第一材料以通過特定的蝕刻劑來蝕刻。

如圖8所示，在第一屏蔽層110上方形成第二屏蔽層112。第二屏蔽層112可以具有在約1nm至約10nm之間的范圍內(nèi)的厚度。因此，第一屏蔽層110可以具有比第二屏蔽層112更大的厚度。在一些實(shí)施例中，第二屏蔽層112可以包括第二材料?？梢曰谔囟ê穸鹊牡诙牧系墓鈱W(xué)性質(zhì)來選擇第二材料。例如，可以基于第二材料的光密度或反射率來選擇第二材料。在一些實(shí)施例中，第二材料可以是鉻(cr)或cr基材料。在一些實(shí)施例中，第二材料是氧化鉻(crox)或氮化鉻(crnx)。

如圖9所示，在第二屏蔽層112上方形成光刻膠304。光刻膠304可以具有在約10nm和約100nm之間的范圍內(nèi)的厚度。在一些實(shí)施例中，光刻膠304可以包括化學(xué)增幅樹脂(car)。光刻膠304可以包括正色調(diào)光刻膠，當(dāng)光刻膠304暴露于輻射時(shí)其變得可溶。在其他實(shí)施例中，光刻膠304可包括負(fù)色調(diào)光刻膠，其在暴露于輻射時(shí)變得不溶。

如圖10所示，通過曝光將光刻膠304蝕刻成光刻膠區(qū)段1010。例如，可以使用電子束(e束)寫入器來曝光光刻膠304。后續(xù)顯影曝光的光刻膠材料以除去曝光的光刻膠材料的較弱部分。在一些實(shí)施例中，可以使用電子束(e束)寫入器來曝光光刻膠層。后續(xù)顯影曝光的光刻膠材料304以去除曝光的光刻膠材料的較弱部分。

如圖11所示，可以通過第一蝕刻劑蝕刻第一屏蔽層110和第二屏蔽層112。在各個(gè)實(shí)施例中，第一蝕刻劑可以包括干蝕刻劑或濕蝕刻劑，干蝕刻劑具有包括氯物質(zhì)(例如cl2o2等)和氧的蝕刻化學(xué)品?？梢赃x擇類似于第一材料和第二材料的第一蝕刻劑，從而使得其能夠蝕刻第一材料和第二材料的至少一部分兩者?？梢允┘映掷m(xù)第一預(yù)定時(shí)間的第一蝕刻劑以蝕刻第一屏蔽層和第二屏蔽層。

將第二屏蔽層112蝕刻成多個(gè)第二屏蔽區(qū)段1120，并且將第一屏蔽層110至少部分地蝕刻成位于光刻膠區(qū)段1010下面的多個(gè)第一屏蔽區(qū)段1130。例如，可以將第一屏蔽層110蝕刻成多個(gè)第一屏蔽區(qū)段1130，多個(gè)第一屏蔽區(qū)段1130具有延伸到第一屏蔽層110中的第一深度d1的側(cè)壁，該第一深度d1小于第一屏蔽層110的厚度t1。

如圖12所示，從光掩模堆疊件剝離光刻膠區(qū)段1010。

如圖13所示，可以通過第二蝕刻劑蝕刻第一屏蔽層110和相移層108。在各個(gè)實(shí)施例中，第二蝕刻劑可以包括具有包括氟物質(zhì)(例如，cf4、chf3、c4f8、sf6等)和氧的蝕刻化學(xué)品的干蝕刻劑，或濕蝕刻劑(例如，氣相氫氟酸(vhf)、氫氟酸(hf)、boe或四甲基氫氧化銨(tmah))?？梢赃x擇類似于第一材料和相移材料的第二蝕刻劑，從而使得其能夠在單一工藝步驟中蝕刻第一材料和相移材料兩者?？梢允┘映掷m(xù)第二預(yù)定時(shí)間的第二蝕刻劑以蝕刻第二屏蔽層，其中第二預(yù)定時(shí)間與第一預(yù)定時(shí)間相同或不同。

第二蝕刻劑蝕刻穿過第一屏蔽區(qū)段1130之間的第一屏蔽層110的剩余部分，從而使得通過間隙分離第一屏蔽區(qū)段1130。因此，去除位于第一屏蔽區(qū)段1130之間的第一屏蔽層110的等于第一屏蔽層110的厚度t1(圖12所示)減去第一深度d1(圖12所示)的部分。同樣，在該蝕刻步驟中，通過第二蝕刻劑蝕刻相移層108，從而使得相移區(qū)段1302位于第一屏蔽區(qū)段1130下方并與其對準(zhǔn)。第二蝕刻劑停止在透明層106處，從而使得透明層106的上表面保持大致平坦或大致在合適的位置處。

如圖14所示，在第二屏蔽區(qū)段1120的至少一個(gè)上方形成保護(hù)層1402。這里，保護(hù)的區(qū)段1404、1406和1408具有保護(hù)層1402。未保護(hù)的區(qū)段1410和1412不具有保護(hù)層1402。在一些實(shí)施例中，保護(hù)層1402可以沿著第二屏蔽區(qū)段1120、第一屏蔽區(qū)段1130和相移區(qū)段1302的側(cè)壁向下延伸。保護(hù)層1402可以是例如光刻膠，或者可以是已經(jīng)使用光掩模(未示出)圖案化和蝕刻的保護(hù)性氮化物、氧化物或其他材料。

如圖15所示，蝕刻未保護(hù)的區(qū)段1410和1412以去除第一屏蔽區(qū)段1130和第二屏蔽區(qū)段1120，從而在未保護(hù)的區(qū)段的相移區(qū)段1302上方不存層。然后，可以從保護(hù)的區(qū)段1404、1406和1408去除保護(hù)層1402。

參考圖16，提供了圖5-圖15的方法的一些實(shí)施例的流程圖1600。

在1602處，接收透明層作為襯底。見，例如，圖5。

在1604處，在透明層上方形成相移層。在一些實(shí)施例中，相移層包括硅化鉬(mosi)。見，例如，圖6。

在1606處，在相移層上方形成第一屏蔽層。第一屏蔽層包括第一材料?？梢葬槍μ囟ǖ墓鈱W(xué)性質(zhì)選擇第一材料。例如，處于特定厚度的特定光密度。見，例如，圖7。

在1608處，在第一屏蔽層上方形成第二屏蔽層。第二屏蔽層包括第二材料?？梢葬槍μ囟ǖ墓鈱W(xué)性質(zhì)選擇第二材料，從而使得第一屏蔽層和第二屏蔽層具有期望的光學(xué)性能和/或物理特性，諸如通過相同的蝕刻劑蝕刻的能力。相移層、第一屏蔽層和第二屏蔽層形成光掩模堆疊件。見，例如，圖8。

在1610處，在第二屏蔽層上方形成光刻膠。見，例如，圖9。

在1612處，處理光刻膠。在一些實(shí)施例中，在曝光后烘烤中烘烤透明層、光掩模堆疊件和光刻膠層?；谄谕膱D案蝕刻光刻膠以形成多個(gè)光刻膠區(qū)段。見，例如，圖10。

在1614處，用第一蝕刻劑蝕刻第一屏蔽層和第二屏蔽層以形成多個(gè)第一屏蔽區(qū)段。每個(gè)第一屏蔽區(qū)段具有第一屏蔽第一側(cè)壁和第一屏蔽第二側(cè)壁。第一光刻膠側(cè)壁與第一屏蔽第一側(cè)壁對準(zhǔn)，并且第二光刻膠側(cè)壁與第一屏蔽第二側(cè)壁對準(zhǔn)。見，例如，圖11。

在1616處，一旦蝕刻第一屏蔽層和第二屏蔽層，則剝離光刻膠。在一些實(shí)施例中，這涉及剝離光刻膠區(qū)段。見，例如，圖12。

在1618處，用第二蝕刻劑蝕刻第一屏蔽層和相移層，以形成與多個(gè)第一屏蔽區(qū)段對準(zhǔn)的多個(gè)第二屏蔽區(qū)段。見，例如，圖13。

在1620處，在第二屏蔽層的至少一些上方形成保護(hù)層。保護(hù)層可以沿著第二屏蔽區(qū)段、第一屏蔽區(qū)段和相移區(qū)段的側(cè)壁向下延伸。見，例如，圖14。

在1622處，蝕刻未被保護(hù)層覆蓋的區(qū)段以去除第一屏蔽區(qū)段和第二屏蔽區(qū)段，留下相移區(qū)段。見，例如，圖15。

因此，描述了具有多個(gè)屏蔽層的圖案化的光掩模。針對組合的第一和第二屏蔽層的期望的光學(xué)性能和物理特性選擇第一和第二屏蔽層的材料。例如，如果針對光學(xué)性能(諸如吸光度)選擇第一屏蔽層，則可以選擇第二屏蔽層以改進(jìn)組合的第一和第二屏蔽層的其他光學(xué)性能。在一個(gè)實(shí)施例中，可以選擇第二屏蔽層，從而使得組合的第一和第二屏蔽層具有期望的光密度或厚度。此外，可以選擇用于第一和第二屏蔽層的材料，從而使得可以通過第一蝕刻劑蝕刻第一和第二屏蔽層兩者。同樣，可以選擇第一屏蔽層的材料，從而使得第二蝕刻劑可以蝕刻第一屏蔽層和相移層兩者。因此，第一屏蔽層不需要單獨(dú)的蝕刻步驟。以這種方式，可以簡化用于創(chuàng)建光掩模的工藝。

在一些實(shí)施例中，描述了用于掩模圖案化的光掩模。光掩模包括位于透明層上方的相移層。光掩模還包括位于相移層上方的第一屏蔽層。第一屏蔽層具有第一厚度和第一光密度。光掩模還包括位于第一屏蔽層上方的第二屏蔽層。第二屏蔽層具有第二厚度和第二光密度。第二厚度小于第一薄度，并且第二光密度小于第一光密度。

在一些實(shí)施例中，用于掩模圖案化的光掩模包括含有硅化鉬(mosi)的相移層，相移層位于包括石英的透明層上方。光掩模還包括位于相移層上方的第一屏蔽層。第一屏蔽層包括硼酸鉭，并且具有約20nm至28nm的第一厚度。光掩模還包括位于第一屏蔽層上方的第二屏蔽層。第二屏蔽層包括氮化鉻，并且具有約3nm至7nm的第二厚度。

在一些實(shí)施例中，描述了一種形成光掩模的方法。該方法包括在包括石英的透明層上方形成包括硅化鉬(mosi)的相移層。該方法還包括在相移層上方形成第一屏蔽層。第一屏蔽層具有第一厚度和第一光密度。該方法還包括在第一屏蔽層上方形成第二屏蔽層。第二屏蔽層具有第二厚度和第二光密度。第二厚度小于第一厚度，并且第二光密度小于第一光密度。該方法還包括在第二屏蔽層上方形成光刻膠層。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，提供了一種用于掩模圖案化的光掩模，包括：相移層，位于透明層上方；第一屏蔽層，位于所述相移層上方，其中，所述第一屏蔽層具有第一厚度和第一光密度；以及第二屏蔽層，位于所述第一屏蔽層上方，其中，所述第二屏蔽層具有第二厚度和第二光密度，并且其中，所述第二厚度小于所述第一厚度，以及所述第二光密度小于所述第一光密度。

在上述用于掩模圖案化的光掩模中，所述第一屏蔽層和所述第二屏蔽層共同地具有大于期望的光密度的組合光密度。

在上述用于掩模圖案化的光掩模中，所述期望的光密度是至少1.8。

在上述用于掩模圖案化的光掩模中，所述第一屏蔽層包括硼酸鉭(b5o15ta3)。

在上述用于掩模圖案化的光掩模中，所述第二屏蔽層包括氮化鉻(crn)。

在上述用于掩模圖案化的光掩模中，可以通過第一蝕刻劑蝕刻所述第一屏蔽層和所述第二屏蔽層。

在上述用于掩模圖案化的光掩模中，可以通過第二蝕刻劑蝕刻所述相移層和所述第一屏蔽層兩者。

在上述用于掩模圖案化的光掩模中，所述光掩模具有大于3.0的光掩模光密度。

根據(jù)本發(fā)明的另一些實(shí)施例，還提供了一種用于掩模圖案化的光掩模，包括：相移層，包括硅化鉬(mosi)，位于包括石英的透明層上方；第一屏蔽層，位于所述相移層上方，其中，所述第一屏蔽層包括硼酸鉭(b5o15ta3)且具有20納米(nm)至28nm的第一厚度；以及第二屏蔽層，位于所述第一屏蔽層上方，其中，所述第二屏蔽層包括氮化鉻(crn)且具有3納米(nm)至7nm的第二厚度。

在上述用于掩模圖案化的光掩模中，所述第一屏蔽層具有第一光密度，并且所述第二屏蔽層具有第二光密度，并且其中，所述第二光密度小于所述第一光密度。

在上述用于掩模圖案化的光掩模中，所述第一光密度是1.6，所述第二光密度是0.23。

在上述用于掩模圖案化的光掩模中，所述第一屏蔽層和所述第二屏蔽層共同地具有大于期望的光密度的組合光密度。

在上述用于掩模圖案化的光掩模中，所述期望的光密度是1.8。

在上述用于掩模圖案化的光掩模中，所述光掩模具有大于3.0的光掩模光密度。

根據(jù)本發(fā)明的又一些實(shí)施例，還提供了一種用于掩模圖案化的方法，所述用于掩模圖案化的方法包括：在包括石英的透明層上方形成包括硅化鉬(mosi)的相移層；在所述相移層上方形成第一屏蔽層，其中，所述第一屏蔽層具有第一厚度和第一光密度；在所述第一屏蔽層上方形成第二屏蔽層，其中，所述第二屏蔽層具有第二厚度和第二光密度，并且其中，所述第二厚度小于所述第一厚度，并且所述第二光密度小于所述第一光密度；以及在所述第二屏蔽層上方形成光刻膠層。

在上述方法中，所述第一屏蔽層和所述第二屏蔽層共同地具有大于期望的光密度的組合光密度。

在上述方法中，所述第一光密度是1.6，所述第二光密度是0.23，所述期望的光密度是1.8。

在上述方法中，還包括：在曝光后烘烤中烘烤所述光掩模；以及顯影所述光刻膠層以形成多個(gè)光刻膠區(qū)段，每個(gè)光刻膠區(qū)段具有光刻膠側(cè)壁。

在上述方法中，還包括：利用第一蝕刻劑蝕刻所述第一屏蔽層和所述第二屏蔽層以形成多個(gè)第一屏蔽區(qū)段，其中，每個(gè)所述第一屏蔽區(qū)段具有第一屏蔽側(cè)壁，其中，所述光刻膠側(cè)壁與所述第一屏蔽側(cè)壁對準(zhǔn)；以及去除所述多個(gè)光刻膠區(qū)段。

在上述方法中，還包括：利用第二蝕刻劑蝕刻所述第一屏蔽層和所述相移層以形成多個(gè)第二屏蔽區(qū)段，其中，每個(gè)所述第二屏蔽區(qū)段具有與所述第一屏蔽側(cè)壁對準(zhǔn)的第二屏蔽側(cè)壁。

盡管已經(jīng)相對于特定方面或各個(gè)方面示出和描述了本發(fā)明，但是在閱讀和理解本說明書和附圖之后，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將想到等同的變化和修改。特別地，關(guān)于通過上述組件(裝配件、器件、電路等)實(shí)施的各種功能，除非另有聲明，否則即使在結(jié)構(gòu)上不等同于實(shí)施本發(fā)明在此示出的示例性實(shí)施例中的功能的所公開的結(jié)構(gòu)，用于描述這種組件的術(shù)語(包括提及的“方式”)也旨在對應(yīng)于實(shí)施所述組件的特定功能的任何組件(例如，功能等同)。另外，可以根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)方面中的僅一個(gè)方面描述本發(fā)明的特定部件，但是這種部件可根據(jù)用于任何給定或特定應(yīng)用的需要和優(yōu)勢與其他方面的一個(gè)或多個(gè)其他部件結(jié)合。此外，在一定程度上，在詳細(xì)的描述或權(quán)利要求書中使用術(shù)語“包括”、“包括”、“具有”、“具有”、“具有”或它們的變體，這種術(shù)語旨在包括在以類似于術(shù)語“包括”的方式中。