阅读说明：本技术 极紫外光光罩及其制造方法 (Extreme ultraviolet light mask and manufacturing method thereof ) 是由 陈铭锋 周硕彦 于 2019-07-31 设计创作，主要内容包括：一种极紫外光光罩包括吸收层,具有折射率范围为0.87至1.02、消光系数范围为0.065至0.085、以及厚度范围为33.5nm至43.5nm。另一种极紫外光光罩包括吸收层,具有折射率范围为0.87至1.02、消光系数范围为0.085至0.105、以及厚度范围为25.5nm至35.5nm。另一个极紫外光光罩包括吸收层,具有折射率范围0.895至0.950、消光系数范围为0.0600至0.0610、以及厚度范围从30nm至39nm或者50nm至55nm。(An extreme ultraviolet photomask includes an absorption layer having a refractive index in the range of 0.87 to 1.02, an extinction coefficient in the range of 0.065 to 0.085, and a thickness in the range of 33.5nm to 43.5 nm. Another euv photomask includes an absorber layer having a refractive index in the range of 0.87 to 1.02, an extinction coefficient in the range of 0.085 to 0.105, and a thickness in the range of 25.5nm to 35.5 nm. Another euv light shield includes an absorber layer having a refractive index in the range of 0.895 to 0.950, an extinction coefficient in the range of 0.0600 to 0.0610, and a thickness in the range of 30nm to 39nm or 50nm to 55 nm.)

极紫外光光罩及其制造方法

技术领域

本揭露是关于一种极紫外光光罩及其制造方法。

背景技术

随着消费者的需求，消费性电子元件变得愈来愈轻薄小，而这些元件的各组件的尺寸也必然随之减小。半导体装置为手机、计算机平板等设备的主要元件，位于其中的各组件也伴随着需要减小尺寸的压力。随着半导体制造技术的进步，例如微影技术，元件尺寸的减小得以实现。

举例来说，用于微影的辐射波长已经变小，从紫外光到深紫外光(Deepultraviolet，DUV)，以及最近的极紫外光(EUV)。元件尺寸的进一步减小需要进一步提高微影的解析度，这可以由极紫外光微影(EUVL)实现。EUVL采用波长约1-100nm的辐射。

随着半导体工业发展到奈米技术制程节点，以追求更高的元件密度、更高的性能以及更低的成本，这在减小半导体特征尺寸方面存在挑战。

发明内容

一种极紫外光光罩，包含吸收层，具有折射率介于0.87至1.02的范围内、消光系数介于0.065至0.085的范围内、以及厚度介于33.5nm至43.5nm的范围内。

一种极紫外光光罩，包含吸收层，具有折射率介于0.87至1.02的范围内、消光系数介于0.085至0.105的范围内、以及厚度介于25.5nm至35.5nm的范围内。

一种制造极紫外光光罩的方法，包含形成多个交替堆叠的第一反射层和第二反射层于基板上方；形成吸收膜于多个交替堆叠的第一和第二反射层上方，其中吸收膜，具有折射率介于0.87至1.02范围内、消光系数介于0.065至0.085范围内、以及厚度介于33.5nm至43.5nm的范围内。

附图说明

本揭露内容从后续实施例以及附图可以更佳理解。应注意的是，根据本产业的标准作业，许多构件未按照比例绘制。事实上，许多构件的尺寸可以任意地放大或缩小以清楚论述。

图1是绘示根据本揭露的一个实施例的极紫外光微影工具；

图2是根据本揭露的一个实施例的极紫外光微影工具的细节的简化示意图；

图3是根据本揭露的实施例的反射光罩的剖视图；

图4绘示根据本揭露的实施例的反射率与正规化水平图案最佳焦点偏移；

图5绘示根据本揭露的实施例的反射率与正规化水平图案最佳焦点偏移；

图6绘示根据本揭露的实施例在不同消光系数下的吸收层厚度与吸收层反射率的模拟；

图7绘示根据本揭露的各种示例的图案间距与最佳焦点的模拟；

图8绘示根据本揭露的各种示例的图案间距与单独焦深的模拟；

图9绘示根据本揭露的各种示例的图案间距与图像对数斜率的模拟；

图10绘示根据本揭露的各种示例的图案间距与水平-垂直偏差的模拟；

图11绘示根据本揭露的一个实施例的极紫外光光罩的制造方法的流程图；

图12绘示根据本揭露的一个实施例的用于优化极紫外光光罩的吸收层的一种方法的流程图；

图13绘示根据本揭露的一个实施例的制造半导体元件的方法的流程图；

图14A、14B和14C绘示根据本揭露的一个实施例的优化极紫外光光罩的反射率的模拟结果；

图15A和15B绘示根据本揭露的一个实施例优化极紫外光光罩的反射率的模拟；

图16A、16B、16C、16D、16E、16F、16G和16H绘示根据本揭露的一个实施例的用于垂直方向的图案的极紫外光光罩的模拟优化结果；

图17A、17B、17C、17D、17E、17F、17G和17H绘示根据本揭露的一个实施例的用于垂直方向图案的极紫外光光罩的模拟优化结果。

【符号说明】

10 基板

30 基板

35 多对反射层

37 第一反射层

39 第二反射层

40 盖层

45 吸收层(膜)

55 图案

60 传导层

65 黑色边界

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

125 液滴捕捉器

130 气体供应器

140 出口

200 曝光装置

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

205a、205b、205c、205d、205e 光学元件

500 600 方法

BF 底层

DP 目标液滴

DP1 DP2 阻尼器

LPP 激光产生电浆

LR1 激光

LR2 激发激光

MF 主楼层

ML 多层反射层

PP1 PP2 基座板

S410 S420 S430 S440 S450 S510 S520 S530 S540 S550 S610 S620 操作

ZE 辐射器

具体实施方式

应理解，以下公开许多不同的实施方法或是示例来实行所提供的标的的不同特征，以下描述具体的元件及其排列的实施例以阐述本揭露。当然这些实施例仅用以例示，且不该以此限定本揭露的范围。例如，元件的尺寸不限于所公开的范围或值，而是可取决于元件的操作条件及/或所需特性。此外，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”。

本揭露是有关于极紫外光(EUV)微影光罩及其方法。在极紫外光微影工具中，激光产生电浆(LPP)产生极紫外光辐射，用以在曝光涂布着光阻的基板210上成像。在极紫外光微影(EUVL)工具中，激光产生电浆LPP加热位于激光激发电浆腔室中的金属(例如，锡，锂等)目标液滴，以将液滴离子化成电浆，且电浆放射出极紫外光辐射。为了可再现地产生极紫外光，目标液滴必须与来自激发激光的激发脉冲同时到达激发激光的焦点(在此也称为“激发区”)。因此，稳定地产生目标液滴以及在一致(或可预测)的速度下抵达激发区有助于激光激发电浆的极紫外光辐射源的效率及稳定性。

图1是根据本揭露的一些实施例的极紫外光微影工具的示意图，上述极紫外光微影工具具有基于激光产生电浆的极紫外光辐射源。极紫外光微影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，例如扫描器，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中的每一者是分别通过阻尼器DP1和DP2放置在基座板(pedestal plate)PP1和PP2上。极紫外光辐射源100和曝光装置200通过耦接机构彼此耦接，上述耦接机构可包括聚焦单元。

极紫外光微影工具被设计成将阻抗层曝光在极紫外光(EUV light，在本文中也可互换地称为极紫外光辐射(EUV radiation))下。上述阻抗层是对极紫外光敏感的材料。极紫外光微影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。在一个特定示例中，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利用激光产生电浆(LPP)机制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)、包括罩幕载台的罩幕固持机构、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是由反射光学元件引导到固定在罩幕载台上的罩幕上。在一些实施例中，罩幕载台包括静电吸座(electrostatic chuck，e-chuck)以固定罩幕。

图2是根据本揭露的一些实施例的极紫外光微影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阻的基板210。曝光装置200是集成电路微影工具，例如步进器(stepper)、扫描器(scanner)、步进和扫描系统(step and scansystem)、直接写入系统(direct write system)、使用接触及/或接近罩幕(contact and/or proximity mask)的装置等，并设置有一或多个光学元件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(例如倍缩光罩，reticle)、以及一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，上述极紫外光是由收集器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/或操作入射光的一或多个元件，并且包括但是不限于一或多个透镜(lenses)、窗口(windows)、滤光片(filters)、光楔(wedges)、棱镜(prisms)、棱栅(grisms)、光栅(gratings)、传输光纤(transmission fibers)、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-normal incidence mirrors)、掠入射镜(grazingincidence mirrors)、镜面反射器(specular reflectors)、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，因此极紫外光微影图案的微影系统是保持在真空或低压环境中，以避免极紫外光的强度损失。

在本揭露中，罩幕(mask)、光罩(photomask)和倍缩光罩(reticle)等术语可互换使用。在本实施例中，图案化光学元件205c为反射式光罩。在一些实施例中，反射式光罩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。如图3所示，在各种示例中，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。反射式光罩205c包括沉积在基板上的多对反射层(multiple reflective layers，ML)。上述多对反射层包括多对膜对(film pair)，例如钼-硅(Mo/Si)膜对(举例来说，在每对膜对中，一钼层39是位在一硅层37之上或之下)。或者，上述多对反射层35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。光罩205C还可以包括盖层40，例如由钌(Ru)构成，设置在多对反射层上方以进行保护。所述光罩进一步包括在多对反射层35上方沉积吸收膜(或吸收层)45。吸收膜45被图案化以定义集成电路(IC)的一个层。由于吸收层45具有有限的反射率，即使该吸收层的反射率比多对反射层35的反射率要少得多，但吸收层45的反射率与多对反射层35上方的吸收层45的高度相耦合可能产生不良的EUV辐射相移，其由光罩205c反射而来。这种不理想的EUV辐射相移也称为光罩3D效应(mask 3D effect)。

在一些实施例中，反射式光罩205c包括导电背面涂层60。在一些实施例中，反射式光罩205c包括边界65，其被往下蚀刻至基板30而围绕图案55，也称为黑色边界65，用以定义欲成像的电路区域和不成像的***区域。在一些实施例中，黑色边界减少光的泄漏。

在本揭露的各种实施例中，涂布着光阻的基板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，极紫外光微影工具更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和激光产生电浆收集器110。在一些实施例中，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是通过喷嘴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是通过喷嘴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。在一些实施例中，目标液滴DP以约100Hz至约25kHz的喷射频率供应。在其他的实施例中，目标液滴DP以约500Hz至约10kHz的喷射频率供应。目标液滴DP通过喷嘴120喷射到激发区ZE中，在一些实施例中，其速度范围为约10米/秒(m/s)至约100m/s。在一些实施例中，目标液滴DP具有约10m/s至约75m/s的速度。在其他的实施例中，目标液滴的速度为约25m/s至约50m/s。

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-doped yttrium aluminum garnet，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LR1由激光导引光学元件320引导并通过聚焦设备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)，其随后通过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。脉冲激光的产生是与目标液滴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，便产生高温电浆。上述电浆发射极紫外光辐射，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，并提供给通过曝光装置200进行的微影曝光制程。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的涂层材料是类似于极紫外光罩幕的反射多层。在一些示例中，收集器110的涂层材料包括多对反射层(例如多个钼/硅膜对)并且可更包括涂布在ML上的盖层(例如Ru)以实质上反射极紫外光。在一些实施例中，收集器110可更包括光栅结构，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电浆会产生物理性碎片，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，缓冲气体是从第一缓冲气体供应器130供应并通过收集器110中的孔洞，且脉冲激光是通过上述孔洞传送到锡液滴。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用作通过缓冲气体的解离所产生的H自由基，并可用于清洁的目的。也可通过一或多个第二缓冲气体供应器130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制程的气态副产物，然后可通过出口140泵出气态SnH₄。

图4绘示根据本揭露的实施例的吸收层反射率与正规化水平最佳焦点偏移的模拟。图5是绘示根据本揭露的实施例的吸收层反射率与正规化垂直最佳焦点偏移的模拟。图4和图5中的R2是确定系数，用于度量因变量的变异中可由自变量解释部分所占的比例，以此来判断模型的解释力。图4中的R2是0.80±0.05以及图5中的R2是0.95±0.05。正规化最佳焦点偏移定义为最佳焦点偏移除以吸收层厚度。全间隙(through-pitch)正规化最佳焦点偏移与吸收层反射率强烈相关，即，较小的反射率导致较小的正规化最佳焦点偏移。希望吸收层厚度尽可能小，同时保持尽可能低的反射率以减小光罩3D效应。然而，如果吸收层太薄，入射的辐射将无法充分被吸收层吸收。水平和垂直方向上的反射率的差异来自于EUV微影系统是反射式(reflective)而非远心式(non-telecentric)系统。EUV曝光辐射来自6度的入射角，而不是正常入射角。EUV辐射的倾斜入射角破坏了水平和垂直方向图案之间的对称性，从而导致水平和垂直方向图案的曝光参数的差异。

吸收层的最低反射率发生在吸收层中的法比-培罗特(Fabry-Perot)干涉的局部最小值。图6是根据本揭露的实施例，在不同的消光系数(k)下模拟吸收层厚度与吸收层反射率的图表。如图6所示，已发现反射率最小值处于吸收层厚度为约27nm、约30.5nm、约38.5nm、约48nm、约56nm、以及约63nm。然而，图6所示的模拟是在没有盖层的情况下进行。将3.5nm的钌盖层考虑进去，所述吸收层的反射率最小值处于吸收层厚度分别为约23.5nm、约30.5nm、约38.5nm、约52.5nm、以及约59.5nm。消光系数是表征一材料在一定体积下有多容易被光束穿透。如图6所示，消光系数越高，反射率越低。因此，是希望使用具有高消光系数的吸收层材料。

厚度为约30.5nm至约38.5nm的吸收层的反射率低于厚度为约23.5nm的吸收层的反射率。例如，在23.5nm的反射率约为0.06，而在30.5nm的反射率约为0.04，以及在38.5nm的反射率约为0.02。在更大的厚度下，吸收层可能有罩幕3D效应的问题。在一些实施例中，较薄的吸收层为较佳以减少罩幕3D效应的问题。在一些实施例中，吸收层45的厚度范围为约19.5nm至约43.5nm。在一些实施例中，吸收层45的厚度范围为约21.5至约25.5nm，约28.5nm至约32.5nm，或约36.5nm至约40.5nm。在一些实施例中，在这些范围之外的吸收层厚度降低了光阻图案解析度。

据本揭露的实施例，优化折射率(index of refraction)、消光系数(extinctioncoefficient)以及吸收层45的厚度以提供黄光微影效能的改进。在一些实施例中，吸收层45具有的折射率范围为约0.87至约1.02。在一些实施例中，吸收层45具有的折射率范围为约0.90至约1.00。在一些实施例中，吸收层45具有折射率范围为约0.95。在一些实施例中，吸收层45具有消光系数范围为约0.065至约0.085。在一些实施例中，吸收层45的消光系数范围为约0.070至约0.080。在一些实施例中，在上述范围以外的消光系数和折射率降低了光阻图案的解析度。在一些实施例中，吸收层45的消光系数范围为约0.075。在一些实施例中，吸收层45的厚度范围为约33.5nm至约43.5nm。在一些实施例中，吸收层45的厚度范围为约35.5nm至约39.5nm。在一些实施例中，吸收层45的厚度为约38.5nm。

在其他的实施例中，吸收层45的厚度范围为约25.5nm至约35.5nm。在一些实施例中，吸收层45的厚度范围为约27.5nm至约31.5nm。在一些实施例中，吸收层45具有厚度为约30.5nm。在其他的实施例中，吸收层45具有折射率范围为约0.87至约1.02。在一些实施例中，吸收层45具有的折射率范围为约0.90至约1.00。在一些实施例中，吸收层45具有折射率为约0.95。在一些实施例中，吸收层45具有消光系数范围约0.085至约0.105。在一些实施例中，吸收层45具有消光系数为约0.090至约0.100。在一些实施例中，吸收层45的消光系数为约0.095。在一些实施例中，在上述范围以外的消光系数和折射率低了光阻图案的解析度。

在一些实施例中，吸收层45由选自Sn、Ni、Te、Co、In、Sb以及Sn、Ni、Te、Co、In和Sb的合金材料制成。在一些实施例中，吸收层由选自Sn、Ni、Te及其合金的材料制成。

在本揭露的一个实施例中，厚度为38.5nm的吸收层在水平方向上改善了51.8％的最佳焦点偏移以及在垂直方向改善了39.8％的最佳焦点偏移；在水平方向上改善了11.2％的关键景深(critical depth of focus，cDOF)和在垂直方向上36.2％的关键景深；水平方向上改善了1.2％图像对数斜率；以及由模拟而确定了具有TaBN/TaBO吸收层的一个示例，改善了65.5％水平-垂直偏差(H-V偏差)。

在本揭露的一个实施例中，由模拟而确定了厚度为30.5nm的吸收层在水平方向改善了64.1％的最佳焦点偏移以及在垂直方向改善了52.9％的；在水平方向改善了13.1％的关键景深(cDOF)和在垂直方向改善了24.9％的关键景深；水平方向改善了图像对数斜率3.5％以及在垂直方向上改善了1.1％；以及一个TaBN/TaBO吸收层改善了77.9％水平-垂直偏差(H-V偏差)。

图7至图10是绘示在一系列图案间距上模拟各种曝光参数的图表。不同的曲线是代表根据本揭露的不同厚度的吸收层。在模拟时，数值孔径(NA)为0.33并且使用偶极辐射源。在图7至图10中，BSL-H是水平方向图案，BSL-V是垂直方向图案。BSL-H图案和BSL-V图案是为初始参考图案。图案A和图案C分别为水平方向和垂直方向图案，分别具有吸收层的厚度范围为约36.5nm至约40.5nm。图案B和图案D分别为水平方向和垂直方向图案，分别具有吸收层的厚度范围为28.5nm至约32.5nm。

图7是绘示根据本揭露的图案间距与最佳焦点的模拟，所述模拟是针对水平和垂直TaBN/TaBO吸收层的初始参考示例(BSL)以及示例A、B、C和D。如图7所示，相较于示例BSL，示例A、B、C和D绘示出明显改进。与示例BSL相比，在图案间距范围内，示例A、B、C和D的最佳焦点的变化较小。示例A、B、C和D在整个间距范围内具有较平坦的最佳焦点曲线。

图8绘示根据本揭露的图案间距与单独聚焦深度(iDOF)的模拟，所述模拟是针对水平和垂直TaBN/TaBO吸收层的初始参考示例(BSL)以及示例A、B、C和D。如图8所示，示例A、B、C和D各具有与示例BSL相当的焦深。

图9绘示根据本揭露的图案间距与图像对数斜率(image log-slope，ILS)的模拟，所述模拟是针对水平和垂直TaBN/TaBO吸收层的初始参考示例(BSL)以及示例A、B、C和D。如图9所示，相较于示例BSL，示例A、B、C和D在较高的间距密度(较低的间距值)下得到改善。ILS是测量边缘图案的陡度。作为位置函数的图像强度(image intensity)的斜率(dI/dx)是测量图像从亮到暗的过渡阶段的陡度。图像对数斜率是图像强度的斜率除以强度：图像对数斜率＝(1/I)(dI/dx)＝dln(I)/dx。

图10绘示根据本揭露的图案间距与水平-垂直偏差(H-V偏差)的模拟，所述模拟是针对水平和垂直TaBN/TaBO吸收层的初始参考示例(BSL)以及示例E和F。图案E具有吸收层厚度范围为约36.5nm至约40.5nm。图案F具有吸收层厚度范围为约28.5nm至约32.5nm的范围内。如图10所示，与示例BSL相比，示例E和示例F的H-V偏差明显得到改善。

图11是绘示根据本揭露的一个实施例的极紫外光光罩的制造方法400的流程图。在一些实施例中，光罩是一种反射式光罩，用于选择性地将被光阻涂布的基板暴露于极紫外光中。在操作S410中，在基板30(参见图3)上形成多个交替堆叠的第一反射层37和第二反射层39。基板30由低热膨胀材料构成，在一些实施例中，例如二氧化钛掺杂的氧化硅。在一些实施例中，第一反射层37是硅以及第二反射层39是钼。

在一些实施例中，形成约30个至约60个交替的硅层和钼层。在特定的实施例中，形成约40个至约50个交替的硅层和钼层。在一些实施例中，硅层和钼层通过化学气相沉积(CVD)、电浆增强CVD(PECVD)、原子层沉积(ALD)、物理气相沉积(PVD)(溅射)或任何其它合适的成膜方法形成。每个硅层和每个钼层的厚度范围约为2nm至10nm。在一些实施例中，硅层和钼层的厚度大致相同。在其他的实施例中，硅层和钼层为不同的厚度。在一个实施例中，每个硅层和每个钼层的厚度围为约3nm至约4nm。

在操作S420中，在一些实施例中，随后在钼/硅(Mo/Si)多层35上形成盖层40。在一些实施例中，盖层40是由具有厚度范围为约2nm至约10nm的钌构成。在特定的实施例中，盖层40的厚度范围为约2nm至约4nm。在特定的实施例中，盖层40的厚度为约3.5nm。在一些实施例中，盖层40通过化学气相沉积、电浆增强化学气相沉积、原子层沉积、物理气相沉积或任何其它合适的成膜方法形成。

接着，在一些实施例中，在操作S430中形成吸收层在盖层40上。在一些实施例中，吸收层由选自Sn、Ni、Te、Co、In、Sb以及Sn、Ni、Te、Co、In和Sb的合金材料制成。在一些实施例中，吸收层由选自Sn、Ni、Te及其合金材料制成。在一些实施例中，吸收层的厚度范围为约19.5nm至约43.5nm。在一些实施例中，吸收层的厚度范围为约25.5nm至约35.5nm。在其他的实施例中，吸收层的厚度范围为约33.5nm至约43.5nm。

在一些实施例中，吸收层通过化学气相沉积，电浆增强化学气相沉积，原子层沉积，物理气相沉积或任何其它合适的成膜方法形成。

在一些实施例中，在操作S440中，随后对吸收层进行图案化以形成吸收层45。在一些实施例中，在吸收层45中形成的图案，其为对应于要在半导体基板上形成的集成电路图案。在一些实施例中，通过合适的微影和蚀刻操作形成所述的图案。例如，在吸收层上形成光阻层，并且用光化辐射选择性地曝光光阻层。光化辐射包括紫外光和深紫外光，电子束和离子束。光阻为正型或负型光阻。随后使用合适的显影液选择性地显影被曝光的光阻层，以在光阻中形成图案。在一些实施例中，使用合适的蚀刻操作将光阻中的图案延伸至吸收层中。蚀刻操作可以是湿式蚀刻操作或干式蚀刻操作。在一些实施例中，吸收层中的图案暴露出盖层40。在一些实施例中，图案延伸至盖层40中。在吸收层中形成图案之后，通过合适的光阻剥除液或电浆灰化操作除去剩余的光阻，从而形成图案化的吸收层45。

在一些实施例中，在操作S450中形成黑色边界65以定义要成像的电路区域和不成像的***区域。通过合适的微影和蚀刻操作形成黑色边界65。在一些实施例中，黑色边界的图案从吸收层45的表面延伸至基板10中。

在一些实施例中，在基板10的第二主表面上形成传导层60，在相对于第二主表面的基板10的第一主表面上方，形成多对的Mo/Si 35。在一些实施例中，传导层60由厚度为约25nm至约150nm的铬，氮化铬或TaB制成。在一些实施例中，传导层60具有约70nm至约100nm的厚度。在一些实施例中，传导层60通过化学气相沉积、电浆增强化学气相沉积、原子层沉积、物理气相沉积或任何其它合适的成膜方法形成。

在本揭露的其他实施例中，如图12的流程图所示，提供了一种方法500用于优化极紫外光光罩的吸收层。在基板30上形成多个交替的第一反射层37和第二反射层39(参见图3)。在一些实施例中，基板30由低热膨胀材料制成，例如掺杂二氧化钛的氧化硅。在一些实施例中，第一反射层37为硅以及第二反射层39为钼。

形成约30个至约60个交替的硅层和钼层。在特定的实施例中，形成约40个至约50个交替的硅层和钼层。在一些实施例中，硅层和钼层通过化学气相沉积(CVD)、电浆增强CVD(PECVD)、原子层沉积(ALD)、物理气相沉积(PVD)(溅射)或任何其它合适的成膜方法形成。每个硅层和每个钼层的厚度范围约为2nm至10nm。在一些实施例中，硅层和钼层的厚度大致相同。在其他的实施例中，硅层和钼层为不同的厚度。在一个实施例中，每个硅层和每个钼层的厚度围为约3nm至约4nm。

在操作S520中，在一些实施例中，随后在钼/硅(Mo/Si)多层35上形成盖层40。在一些实施例中，盖层40是由具有厚度范围为约2nm至约10nm的钌构成。在特定的实施例中，盖层40的厚度范围为约2nm至约4nm。在特定的实施例中，盖层40的厚度为约3.5nm。在一些实施例中，盖层40通过化学气相沉积、电浆增强化学气相沉积、原子层沉积、物理气相沉积或任何其它合适的成膜方法形成。

接着，在操作S530中选择吸收层材料。在一些实施例中，吸收层材料具有折射率范围为约0.87至约1.02、消光系数范围为约0.065至约0.085、以及厚度范围从约33.5nm至约35.5nm。在其他的实施例中，吸收层材料的折射率范围为约0.87至约1.02、消光系数范围为约0.085至约0.105、以及厚度范围为约25.5nm至约35.5nm。

在操作S540中，随后在盖层40及/或多个交替堆叠的第一反射层和第二反射层35上形成吸收材料层。在一些实施例中，所述吸收材料层由选自Sn、Ni、Te、Co、In、Sb以及Sn、Ni、Te、Co、In和Sb的合金材料制成。在一些实施例中，吸收层由选自Sn、Ni、Te及其合金的材料制成。在一些实施例中，吸收材料层通过化学气相沉积、电浆增强化学气相沉积、原子层沉积、物理气相沉积或任何其它合适的成膜方法形成。

在一些实施例中，在操作S550，随后对吸收材料层进行图案化。在吸收材料层中形成的图案，其为对应于要在半导体基板上形成的集成电路图案。在一些实施例中，通过合适的微影和蚀刻操作形成所述的图案。

在一些实施例中，在极紫外光光罩上进行附加操作，包括形成背面传导层和黑色边界其围绕光罩的图像成像区域。

图13绘示根据本揭露的实施例的制造半导体元件的方法600的流程图。在操作S610中，在半导体基板上方形成光阻层。在一些实施例中，半导体基板包括至少位于其表面部分上方的单晶半导体层。基板可以包括单晶半导体材料，例如但不限于Si、Ge、SiGe、GaAs、InSb、GaP、GaSb、InAlAs、InGaAs、GaSbP、GaAsSb以及InP。在特定的实施例中，基板由结晶硅制成。

在一些实施例中，所述光阻层包括正型或负型光阻。在一些实施例中，光阻包括光活性化合物、聚合物和溶剂。在一些实施例中，光活性化合物为光酸产生剂和所述聚合物包括酸性不稳定的基团。

在操作S620中，通过反射式光罩让光化辐射选择性地曝光光阻层。在一些实施例中，光化辐射是极紫外光。在一些实施例中，反射光罩包括吸收层，具有折射率范围为约0.87至约1.02、消光系数范围为约0.065至约0.085、以及厚度范围为约33.5nm至约35.5nm。在其它的实施例中，吸收层具有折射率范围为约0.87至约1.02、消光系数范围为约0.085至约0.105、以及厚度范围为约25.5nm至约35.5nm。在一些实施例中，在吸收层形成图案，将用于在光阻涂布上的基板形成集成电路的图案。在一些实施例中，在覆盖于基板上的多个交替堆叠的第一和第二反射层的上方设置吸收层。

在一些实施例中，如本文所解释的，在一个模拟中设定折射率N为0.95，并且优化消光系数K和吸收层厚度T。在本揭露的其它实施例中，在模拟中同时优化N、K和T。图14A、图14B和图14C绘示根据一个实施例优化EUV光罩的反射率的模拟结果，所述EUV光罩包括设置在3.5nm厚的钌盖层上方的吸收层，所述钌盖层设置在超过40对的3.0nm厚的Mo层和4.0nm厚的Si层上方。所述吸收层的厚度在20nm到70nm之间变化、折射率在0.85至1.0之间变化、以及消光系数在0.03至0.08之间变化。图14A绘示当折射率与消光系数变化时，厚度为53nm的吸收层的相对应的反射率。图14B绘示在消光系数K＝0.605处各种折射率下吸收层厚度T相对于反射率的变化。图14C绘示在折射率N＝0.9445的各种消光系数下吸收层层厚度T与反射率的变化。当吸收层的厚度T为约53nm，折射率N的范围为约0.944至约0.945，以及消光系数K的范围为约0.060至约0.061，模拟显示一最小反射率为2.00×10^-5。

参考图14A和图14B所讨论的EUV光罩的模拟如图15A所示，在NK的范围中决定每个吸收层厚度所对应的最小反射率。如图15A的插图绘示对应于最小反射率的NK值，以及虚线绘示吸收层厚度T在约53nm处的总体最小反射率。图15B的表格绘示，与总体反射率最小范围NKT1＝(0.944至0.945、0.060至0.061、51至55)相比，NKT2＝(0.944至0.945、0.060至0.061、34.5至38.5)和NKT3＝(0.900至0.902、0.060至0.061、30至34)的模拟结果。L/S-V是指垂直的线和间隙(Line/Space)；L/S-H是指水平的线和间隙；以及C/H是指接触孔。L/S、P26、13k13：是指具有间距26nm的垂直的线和间隙，第一个13(nm)为光罩处的宽度。第二个13(nm)为晶片处的宽度。C/H、P32、17k16：是指具有间距32(nm)的接触孔，光罩处的宽度为17nm和晶片处的宽度为16nm。总体反射率最小值是为整个曲线的最小值，其中有许多局部最小值。

图16A至16H以及图17A至17H分别绘示针对EUV光罩的模拟优化结果，L/S-V为用于所述EUV光罩垂直方向的图案以及L/S-H为用于水平方向图案。图16A和图17A绘示图像对数斜率。图16B和图17B绘示最佳焦点偏移。图16C和图17C绘示景深。图16D和图17D绘示光罩误差放大因子。图16E、图16F、图16G和图16H绘示EUV光罩初始参考示例BSL以及示例NKT1、NKT2和NKT3的曝光失焦(exposure defocus)与粗修影像临界强度(bulk image thresholdintensity)，其中对于垂直方向的图案L/S-V分别为NKT1＝(0.944至0.945、0.060至0.061、51至55)。NKT2＝(0.944至0.945、0.060至0.061、34.5至38.5)以及NKT3＝(0.900至0.902、0.060至0.061、30至34)。图17E、图17F、图17G和图17H绘示EUV光罩初始参考示例的曝光失焦与粗修影像临界强度，其中对于水平方向的图案L/S-H分别为NKT1＝(0.944至0.945、0.060至0.061、53)，NKT2＝(0.944至0.945、0.060至0.061、34.5至38.5)和NKT3＝(0.900至0.902、0.060至0.061、30至34)。

在一些实施例中，极紫外光光罩包括设置在多对反射层上方的盖层，以及设置在盖层上方的图案化吸收层。在一些实施例中，吸收层具有折射率范围为约0.895至约0.950。在其他的实施例中，约0.90至约0.945。在一些实施例中，折射率为约0.901。在一些实施例中，折射率为约0.9445。在一些实施例中，吸收层具有消光系数范围为约0.0600至约0.0610，以及消光系数范围为约0.0603至约0.0607在其他的实施例中。在一些实施例中，吸收层的消光系数为约0.0605。在一些实施例中，吸收层的厚度范围为约30nm至约39nm。在其他的实施例中，吸收层的厚度范围为约50nm至约55nm。在一个实施例中，吸收层的厚度为约31nm至约37nm。在一些实施例中，吸收层的厚度为约32nm。在一些实施例中，吸收层的厚度为约36.5nm。在一些实施例中，吸收层的厚度为约53nm。

本揭露的EUV光罩和其制造方式，通过降低吸收层的厚度和减少吸收层的反射率提供了减少光罩3D效应的方法。本揭露的EUV光罩和其制造方式改进了EUV微影性能，包括改善了水平垂直偏差、改善了最佳聚焦、以及改善了景深。

本揭露的一个实施例是一种极紫外光光罩，包括一吸收层具有折射率范围为0.87至1.02、消光系数范围为0.065至0.085、以及厚度范围为33.5nm至43.5nm。在一个实施例中，吸收层具有折射率范围为0.90至1.00。在一个实施例中，吸收层具有0.95的折射率。在一个实施例中，吸收层具有消光系数范围为0.070至0.080。在一个实施例中，吸收层的消光系数为0.075。在一个实施例中，吸收层具有厚度范围为39nm至43nm。在一个实施例中，吸收层的厚度为38.5nm。在一个实施例中，吸收层由选自Sn、Ni、Te以及Sn、Ni和Te的合金材料制成。

本揭露的另一个实施例是一种极紫外光光罩，包括吸收层具有折射率范围为0.87至1.02、消光系数范围为0.085至0.105、以及厚度范围为25.5nm至35.5nm。在一个实施例中，吸收层具有折射率范围0.90至1.00。在一个实施例中，吸收层具有0.95的折射率。在一个实施例中，吸收层具有消光系数范围为0.090至0.100。在一个实施例中，吸收层的消光系数为0.095。在一个实施例中，吸收层具有厚度范围为27.5nm至31.5nm。在一个实施例中，吸收层的厚度为30.5nm。

本揭露的另一个实施例是一种极紫外光光罩，包括吸收层具有折射率范围为0.895至0.950、消光系数范围为0.0600至0.0610、以及厚度范围为30nm至39nm或者50nm到55nm。在一个实施例中，厚度范围为30至34nm。在一个实施例中，厚度范围为34.5nm至38.5nm。在一个实施例中，厚度范围为51至55nm。在一个实施例中，吸收层具有折射率范围为0.944至0.945。在一个实施例中，吸收层具有折射率范围为0.900至0.902。在一个实施例中，吸收层具有折射率范围为0.90至0.945的指数，以及具有消光系数为0.0605。在一个实施例中，吸收层具有的0.9445的折射率，且厚度为36.5nm。在一个实施例中，吸收层具有0.901的折射率，且厚度为32nm。在一个实施例中，吸收层的折射率为0.9445，厚度为53nm。

本揭露的另一个实施例是一种制造极紫外光光罩的方法，包括在基板上方形成多个交替堆叠的第一反射层和第二反射层。在所述多个交替堆叠的第一和第二反射层上方形成吸收层。吸收层具有折射率范围为0.87至1.02、消光系数范围为0.065至0.085、以及厚度范围为33.5nm至43.5nm。在一个实施例中，所述方法包括在多个交替堆叠的第一和第二的反射层与吸收层之间形成盖层。在一个实施例中，盖层由钌构成。在一个实施例中，多个交替堆叠的第一和第二反射层包括多对钼层和硅层。在一个实施例中，吸收层具有折射率范围为0.90至1.00。在一个实施例中，吸收层具有0.95的折射率。在一个实施例中，吸收层具有消光系数范围为0.070至0.080。在一个实施例中，吸收层具有0.075的消光系数。在一个实施例中，吸收层的厚度为35.5nm至39.5nm。在一个实施例中，吸收层的厚度为38.5nm。在一个实施例中，吸收层由选自Sn、Ni、Te以及Sn、Ni和Te的合金材料制成。

本揭露的另一个实施例是一种制造极紫外光光罩的方法，包括在基板上方形成多个交替堆叠的第一反射层和第二反射层。在所述多个交替堆叠的第一和第二反射的上方形成吸收层。吸收层具有折射率范围为0.87至1.02、消光系数范围为0.085至0.105、以及厚度范围为25.5nm至35.5nm。在一个实施例中，该方法包括在多个交替堆叠的第一和第二反射层和吸收层之间形成盖层。在一个实施例中，盖层由钌制成。在一个实施例中，多个交替堆叠的第一和第二反射层包括多对钼层和硅层。在一个实施例中，吸收层具有折射率范围为0.90至1.0。在一个实施例中，吸收层具有0.95的折射率。在一个实施例中，吸收层具有消光系数范围为0.090至0.100。在一个实施例中，吸收层的消光系数为0.095。在一个实施例中，吸收层具有厚度范围为27.5nm至31.5nm。在一个实施例中，吸收层的厚度为30.5nm。

本揭露的另一个实施例是一种优化极紫外光光罩的吸收层的方法，包括在基板上方形成多个交替堆叠的第一反射层和第二反射层。吸收材料层具有折射率范围为0.87至1.02、消光系数范围为0.065至0.085、以及厚度范围为33.5nm至43.5nm。该吸收材料层在所述多个交替堆叠的第一和第二反射层堆叠上方形成。

本揭露的另一个实施例是一种优化极紫外光光罩的吸收层的方法，包括在基板上方形成多个交替堆叠的第一反射层和第二反射层。选择一吸收材料层，具有折射率范围为0.87至1.02，消光系数范围为0.085至0.105、以及厚度范围为25.5nm至35.5nm，并且在多个交替堆叠的第一和第二反射层堆叠上方形成吸收材料层。

本揭露的另一实施例是一种制造半导体元件的方法，包括在半导体基板上形成光阻层，以及选择性地将光阻层暴露于从反射式光罩反射的光化辐射。反射式光罩包括：一吸收层具有折射率范围为0.87至1.02、消光系数范围为0.065至0.085、以及厚度范围为33.5nm至43.5nm。

本揭露的另一实施例是一种制造半导体元件的方法，包括在半导体基板上形成光阻层，以及选择性地将光阻层暴露于从反射式光罩反射的光化辐射。反射式光罩包括：一吸收层具有折射率范围为0.87至1.02，消光系数范围为0.085至0.105、以及厚度范围为25.5nm至35.5nm。

本揭露的另一实施例是一种制造半导体元件的方法，包括在半导体基板上形成光阻层，以及选择性地将光阻层暴露于从反射式光罩反射的光化辐射。反射光罩包括：一吸收层具有折射率范围为0.895至0.950、消光系数范围为0.0600至0.0610、以及厚度范围为30nm至39nm或50nm至55nm。

前述内容概述了许多实施例或示例的特征，使本技术领域中具有通常知识者可以从各方面更佳了解本揭露。本技术领域中具有通常知识者应可理解，且轻易地以本揭露为基础来设计或修饰其他制程及结构，并以此达到相同的目的及/或达到与在此介绍的实施例等相同的优点。本技术领域中具有通常知识者也应理解这些相等的结构并未背离本揭露的发明精神与范围。在不背离本揭露的发明精神及范围的情况下，可对本揭露进行各种改变，替换及变更。