用于紫外線光刻的玻璃陶瓷及其制造方法
【專利摘要】一種極紫外線掩模及制造該極紫外線掩模的方法，包括：提供玻璃陶瓷塊體；從該玻璃陶瓷塊體形成玻璃陶瓷基板；及沉積平坦層于該玻璃陶瓷基板上。
【專利說明】
用于紫外線光刻的玻璃陶瓷及其制造方法
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本發(fā)明請求于2013年12月22日申請的美國臨時(shí)專利申請案號61 /919，780的優(yōu)先 權(quán)，并且該美國臨時(shí)專利申請案的主題在此被并入到本文以作為參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明一般涉及用于極紫外線光刻系統(tǒng)的玻璃陶瓷。
[0004] 背景
[0005] 極紫外線光刻(EUVL，亦稱為軟x射線投射光刻)是用來取代用以制造0.13微米與 更小的最小特征結(jié)構(gòu)尺寸半導(dǎo)體組件的深紫外線光刻的替代物。
[0006] 然而，一般位在5至40納米波長范圍中的極紫外光在實(shí)際上所有的材料中會強(qiáng)烈 地被吸收。基于此理由，極紫外線(EUV)系統(tǒng)是由反射光而不是由透射光來作用。通過被涂 覆有非反射吸收掩模圖案的一序列的鏡子或透鏡構(gòu)件以及反射構(gòu)件或掩模還料(blank)的 使用，經(jīng)圖案化的光化的光被反射到涂覆光刻膠的半導(dǎo)體晶片上。
[0007] 極紫外線光刻系統(tǒng)的透鏡構(gòu)件與掩模坯料被涂覆有反射的多層材料涂層(諸如鉬 與硅）。已經(jīng)通過使用具有會強(qiáng)烈地反射EUV光的涂層的基板來獲得每個(gè)透鏡構(gòu)件或掩模坯 料的約65%的反射值。
[0008] 半導(dǎo)體處理技術(shù)中存在有會在掩模中造成問題的各種類型的缺陷。不透明缺陷通 常是通過在多層涂層或掩模圖案的頂部上而會吸收光但應(yīng)該要反射光的顆粒所造成。清晰 缺陷通常是由掩模圖案中多層涂層的頂部上而會反射光但應(yīng)該要吸收光的針孔所造成。相 位缺陷通常是由多層涂層下方而會造成經(jīng)反射的光的相位的轉(zhuǎn)變的刮傷與表面變化所造 成。
[0009] 這些相位轉(zhuǎn)變造成光波干擾效應(yīng)，光波干擾效應(yīng)會扭曲或改變在半導(dǎo)體晶片的表 面上的光刻膠中待被暴露的圖案。盡管已經(jīng)著手進(jìn)行減少或去除顆粒缺陷以及已經(jīng)修復(fù)掩 模中的不透明與清晰缺陷，至今仍沒有解決相位缺陷的問題。
[0010]在過去，用于深紫外線光刻的掩模坯料一般是玻璃，但已經(jīng)提出硅或超低熱膨脹 系數(shù)材料作為極紫外線光刻的取代物。無論掩模坯料是玻璃、超低熱膨脹系數(shù)材料、或硅， 都會通過以磨蝕粒進(jìn)行機(jī)械研磨來使得掩模坯料的表面盡可能平滑。這樣的工藝留下的刮 傷有時(shí)候稱為"刮傷_挖掘"標(biāo)記，并且它們的深度與寬度取決于用以研磨掩模坯料的磨蝕 粒中的顆粒的尺寸。對于可見光與深紫外線光刻，這些刮傷小到不會在半導(dǎo)體晶片上的圖 案中造成相位缺陷。然而，對于極紫外線光刻，刮傷-挖掘標(biāo)記是嚴(yán)重的問題，這是因?yàn)樗鼈?以相位缺陷的形式出現(xiàn)。
[0011]由于EUV光刻所需的短照射波長，所使用的圖案掩模必須是反射掩模，而不是現(xiàn)今 光刻中使用的透射掩模。反射掩模由交替的薄鉬與硅層的精確疊層制成，該疊層產(chǎn)生布拉 格(Bragg)折射件或鏡子。由于多層疊層與小特征結(jié)構(gòu)尺寸的本質(zhì)，基板的表面中的任何瑕 疵將會被放大且影響最終產(chǎn)品，其中該多層疊層被沉積在該基板上。數(shù)納米尺度的瑕疵會 在完成的掩模上顯露成可印刷的缺陷且必須在多層疊層的沉積之前從掩模坯料的表面被 去除。
[0012] -般的瑕疵包括凹洞、刮傷與顆粒。一般的清潔技術(shù)會移除許多顆粒，但會產(chǎn)生新 凹洞或放大現(xiàn)存的凹洞。凹洞可來自研磨或清潔工藝，或可來自在切割與研磨工藝期間暴 露出的基板材料本身中的內(nèi)含物或裂隙。進(jìn)一步研磨可用以移除表面處的凹洞，但具有在 工藝中會暴露出或造成新凹洞的風(fēng)險(xiǎn)，這限制了單獨(dú)使用研磨來將基板表面予以平滑化與 平坦化的有用性。用于基板平滑化的另一種方法是激光或等離子體退火。這些技術(shù)會熔融 或重流玻璃基板的一薄表面層，而移除局部缺陷。問題是它們在基板表面中產(chǎn)生更長范圍 的粗糙度或波紋，并且因此無法提供EUV掩模所需的基板平坦度。
[0013] 鑒于電子部件的逐漸更小的特征結(jié)構(gòu)尺寸的需求，找到這些問題的解決方式是逐 漸重要的。由于持續(xù)增長的商業(yè)競爭壓力，以及增加的消費(fèi)者期待，找到這些問題的解決方 式是重要的。此外，降低成本、改善效率與效能、及滿足競爭壓力的需求更加迫使要找到這 些問題的解決方式的緊急必要性。
[0014] 長時(shí)間以來已經(jīng)尋找這些問題的解決方式，但之前的發(fā)展沒有教示或建議任何解 決方式，并且因此這些問題的解決方式已經(jīng)長時(shí)間以來難倒本領(lǐng)域技術(shù)人員。
[0015] 概述
[0016] 本發(fā)明提供一種制造極紫外線基板的方法，包括以下步驟:提供玻璃陶瓷塊體;從 該玻璃陶瓷塊體形成玻璃陶瓷基板;及沉積平坦層于該玻璃陶瓷基板上。
[0017] 本發(fā)明提供一種集成式極紫外線坯料制造系統(tǒng)，包括:真空腔室，該真空腔室用以 放置玻璃陶瓷基板于真空中；第一沉積系統(tǒng)，該第一沉積系統(tǒng)用以沉積平坦層于該玻璃陶 瓷基板上方;及第二沉積系統(tǒng)，該第二沉積系統(tǒng)用以沉積多層疊層于該平坦層上，而無需將 該玻璃陶瓷基板從該真空移除。
[0018]除了或取代上述者，本發(fā)明的特定實(shí)施方式具有其他步驟或構(gòu)件。這些步驟或構(gòu) 件對于本領(lǐng)域技術(shù)人員在通過閱讀以下詳細(xì)說明并參照附圖是顯而易知的。
[0019] 附圖簡要說明
[0020] 圖1是一集成式極紫外線掩模制造系統(tǒng)。
[0021] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的EUV掩模的基部的截面圖。
[0022]圖3A是處于制造的起初EUV掩模制作階段的玻璃陶瓷塊體。
[0023]圖3B是處于制造的硬化階段的圖2的基部。
[0024]圖3C是處于制造的疊層形成階段的圖3B的結(jié)構(gòu)。
[0025]圖4是一種用以制造圖2的基部的方法，其中該基部用于圖3B的EUV掩模。
[0026]圖5是圖2的基部200的示意俯視圖。
[0027]圖6是一種用以制造具有超低缺陷的圖3C的EUV掩模的方法。
[0028]圖7是一種用以制造圖3C的EUV掩模的替代方法。
[0029]圖8是一用于EUV光刻系統(tǒng)的光學(xué)列。
[0030]圖9是一EUV光刻系統(tǒng)。
[0031] 具體描述
[0032]以足夠詳細(xì)的方式來描述以下的實(shí)施方式，而使本領(lǐng)域技術(shù)人員能利用與使用本 發(fā)明。應(yīng)了解的是基于本文可設(shè)想出其他實(shí)施方式，并且可進(jìn)行系統(tǒng)、工藝或機(jī)械變化而不 背離本發(fā)明的范圍。
[0033]在以下的說明中，提供許多特定細(xì)節(jié)以能全盤了解本發(fā)明。然而，清楚的是可在不 具有這些特定細(xì)節(jié)下實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。為了避免使本發(fā)明模糊，沒有詳細(xì)地揭示一些已知的部 件與電路、系統(tǒng)配置、與工藝步驟。
[0034]顯示系統(tǒng)的實(shí)施方式的附圖是概略的且沒有依比例繪制，并且尤其一些尺寸是為 了清楚呈現(xiàn)而在附圖中夸張地示出。同樣地，盡管附圖中的視圖為了敘述方便起見而顯示 類似的方位，附圖中對于最主要部分的顯示是武斷的。大致上，本發(fā)明能以任何方位來運(yùn) 作。
[0035] 盡管揭示與描述了多個(gè)具有一些共同特征結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式，為了說明、描述、與了 解的清楚與方便起見，將以類似的附圖標(biāo)記來描述類似與相似的特征結(jié)構(gòu)。
[0036] 為了說明，在此使用的詞語"水平"是被定義成平行于掩模坯料的平面或表面的一 平面，而無論該平面的方位為何。詞語"垂直"是指垂直于如剛剛所定義的水平的方向。諸如 "上方"、"下方"、"底部"、"頂部"、"側(cè)"（例如"側(cè)壁""更高"、"更低"、"以上"、"之上"、與 "之下"的詞語是相對于水平平面被定義，如圖式中所示。詞語"上"表示構(gòu)件之間具有直接 接觸。
[0037] 在此所使用的詞語"處理"包括材料或光刻膠的沉積、所需要形成被描述的結(jié)構(gòu)的 材料或光刻膠的圖案化、曝光、顯影、蝕刻、清潔、與/或移除。
[0038]本發(fā)明是用于用在極紫外線光刻(EUV/EUVL)(也稱為軟x射線投射光刻）的基板 (諸如的玻璃陶瓷基板）的平坦化的系統(tǒng)與方法。EUV可用以產(chǎn)生更小的最小特征結(jié)構(gòu)尺寸 的半導(dǎo)體裝置。
[0039] 盡管玻璃陶瓷包括許多高度適合用于EUVL應(yīng)用的性質(zhì)，玻璃陶瓷中具有使它們不 是完全非晶體的晶體相位。玻璃陶瓷的表面可能會太粗糙，尤其是在研磨以滿足EUVL系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)與尺寸規(guī)格之后。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)到一平坦層(諸如來自CVD工藝的一層)可用以克服玻璃 陶瓷的研磨與粗糙限制。
[0040] 現(xiàn)在參照圖1，圖1示出集成式極紫外線掩模制造系統(tǒng)100。集成式EUV掩模制造系 統(tǒng)100包括基板裝載與載具操縱系統(tǒng)102,基板104被裝載到基板裝載與載具操縱系統(tǒng)102 內(nèi)。前端接口或氣鎖室106提供晶片操縱真空腔室108的進(jìn)出。
[0041] 前端接口的功能是在裝載端口之間移動(dòng)基板104到主框架或晶片操縱真空腔室 108。集成式EUV掩模制造系統(tǒng)100的腔室可包括真空或大氣壓力。
[0042] 在如圖所示的實(shí)施方式中，晶片操縱真空腔室108含有兩個(gè)真空腔室，即第一真空 腔室110與第二真空腔室112。在第一真空腔室110內(nèi)具有第一晶片操縱系統(tǒng)114,并且在第 二真空腔室112內(nèi)具有第二晶片操縱系統(tǒng)116。
[0043] 晶片操縱真空腔室108或主框架在其周邊具有多個(gè)端口與沉積腔室以為了附接各 種其他系統(tǒng)。第一真空腔室110具有除氣系統(tǒng)118、第一物理氣相沉積系統(tǒng)120、第二物理氣 相沉積系統(tǒng)122、與預(yù)清潔系統(tǒng)124。
[0044] 第二真空腔室112具有和其連接的第一多陰極源126、可流動(dòng)式化學(xué)氣相沉積系統(tǒng) (FCVD) 128、硬化系統(tǒng)130、與第二多陰極源132。
[0045] 第一晶片操縱系統(tǒng)114能在氣鎖室106與位在第一真空腔室110的周邊的各種系統(tǒng) 之間移動(dòng)晶片(諸如晶片134)且在連續(xù)真空中通過狹縫閥。第二晶片操縱系統(tǒng)116能繞著第 二真空腔室112移動(dòng)晶片(諸如第二晶片136)，同時(shí)將晶片維持在連續(xù)真空中。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)到 集成式EUV掩模制造系統(tǒng)100提供理想的用以制造EUV掩模的環(huán)境。
[0046]現(xiàn)在參照圖2,圖上顯示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的EUV掩模的基部200的截面圖。 基部200可包括玻璃陶瓷基板202與平坦層204。
[0047]玻璃陶瓷基板202可包括多晶材料。例如，玻璃陶瓷基板202可包括日羅杜爾 (Zerodur)或其他具有超低熱膨脹系數(shù)的玻璃陶瓷材料。玻璃陶瓷基板202可包括鋰鋁硅酸 鹽且可包括±0.007 X 10-7/K的熱膨脹系數(shù)(CTE)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)到±0.007 X 10-7/K的CTE需要 被用在用于EUVL系統(tǒng)中的基板，這是因?yàn)槌蜔崤蛎浵禂?shù)可避免在EUV投射光刻工藝期間 對于印刷圖像的扭曲到最小半導(dǎo)體裝置上。
[0048]玻璃陶瓷基板202可包括幾乎不含有內(nèi)含物、氣泡、與內(nèi)部條痕的高三維同質(zhì)性。 玻璃陶瓷基板202可以是非多孔的，并且對于涂層具有高親和性。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)到玻璃陶 瓷基板202可包括能高度抗酸和堿的材料。由于能抗酸和堿，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)到玻璃陶瓷基板202 (諸如日羅杜爾(Zerodur))提供對于經(jīng)歷重復(fù)涂覆、沉積步驟、處理、蝕刻、或它們的組合的 基板具有強(qiáng)健與抵抗的表面。
[0049]用在EUVL的基板需要非常低的高空間頻率粗糙度（high spacial frequency roughness，HSFR)，以避免在光刻印刷工藝中的缺陷。玻璃陶瓷結(jié)構(gòu)對于研磨以達(dá)到低HSFR 是困難的，這是因?yàn)椴Ａ沾山Y(jié)構(gòu)的研磨會在玻璃表面中造成凹洞與缺陷的產(chǎn)生，凹洞與 缺陷也會負(fù)面地影響光刻印刷工藝。
[0050]玻璃陶瓷基板202的基板頂表面201可包括瑕疵203(諸如凹洞、刮傷、與顆粒），所 述瑕疵203是由研磨方法(諸如以磨蝕粒來進(jìn)行的化學(xué)機(jī)械研磨(CMP))造成。這樣的工藝所 留下來的刮傷有時(shí)候稱為"凹洞"與/或"刮傷-挖掘"標(biāo)記，并且它們的深度與寬度取決于用 以研磨玻璃陶瓷基板202的磨蝕粒中的顆粒的尺寸。
[0051 ] 平坦層204可被形成在基板頂表面201上以為了達(dá)到EUVL系統(tǒng)中所需的低HSFR以 及全面整體平坦度。平坦層204可包括可流動(dòng)式化學(xué)氣相沉積(CVD)膜，所述可流動(dòng)式化學(xué) 氣相沉積(CVD)膜包括低k電介質(zhì)。平坦層204可包括100埃(人)至10微米(M)范圍中的層厚 度207或?qū)訉挾取?br>[0052]平坦層204可包括硅碳氧膜、硅氮膜、或它們的組合。此外，平坦層204可包括具有 深寬比為30:1的非碳液體可流動(dòng)式CVD(FCVD)。平坦層204可在后續(xù)的制造步驟中被硬化。 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)到使用硅碳氧膜于平坦層204容許UV硬化，這可降低會對EUVL掩模造成缺陷的顆 粒的風(fēng)險(xiǎn)。
[0053] CVD膜的平坦層204是局部可流動(dòng)的，以填充或埋沒在研磨之后玻璃陶瓷基板202 上的所述瑕疵203的任何缺陷。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)到具有平坦層204的玻璃陶瓷基板202造成平坦與 平滑的最終表面。例如，平坦層204的層頂表面205會產(chǎn)生小于0.6納米(nm)均方根(rms)的 表面粗糙度。該表面粗糙度(諸如，尤其是HSFR)低于玻璃陶瓷基板202的起初粗糙度。
[0054]用于平坦層204的前驅(qū)物可包括四乙氧基硅烷(TE0S)、四甲氧基硅烷(TM0S)、八甲 基環(huán)四硅氧烷(0MCTS)、三硅烷基胺(TSA)、類似的CVD/FCVD化合物、或它們的組合，以產(chǎn)生 可流動(dòng)的沉積層，該可流動(dòng)的沉積層能平坦化基板頂表面201的表面，而不會改變玻璃陶瓷 基板202的性質(zhì)。
[0055]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)到，無論玻璃陶瓷基板202的起初粗糙度為何，平坦層204可達(dá)到小于0.6 納米均方根的表面粗糙度。平坦層204的可流動(dòng)性質(zhì)會填充且埋沒存在于基板頂表面201上 的所述瑕疵203的任何瑕疵。平坦層204也可均等化基板頂表面201的整體平坦度。因此，平 坦層204可克服玻璃陶瓷材料(諸如日羅杜爾(Zerodur))的抗研磨問題。
[0056]此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)到平坦層204的可流動(dòng)式CVD膜可被沉積在諸如日羅杜爾 (Zerodur)的玻璃陶瓷上，以為了平滑化或平坦化諸如凹洞、顆粒、與刮傷的表面缺陷。可在 真空腔室中利用低k(SiCO)或類似的化學(xué)作用來沉積可流動(dòng)式CVD膜。低k是指低k電介質(zhì)， 低k電介質(zhì)相對于二氧化硅是一種具有小介電常數(shù)的材料。
[0057]例如，CVD膜可包括具有硅、氧、碳、氮、或它們的組合的化合物，而可流動(dòng)以提供一 具有局部粗糙度小于0.6納米均方根的層。CVD膜是局部可流動(dòng)的，并且因此填充或埋沒基 板缺陷，同時(shí)產(chǎn)生平坦且平滑的最終表面。
[0058]表面粗糙度，或尤其是HSFR，低于起初的玻璃陶瓷基板。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)到此種平坦化玻 璃陶瓷基板202的方法容許基板用在需要比單獨(dú)研磨可能者更低的HSFR的應(yīng)用。使用以 丁￡03、了1103、0110^、了34、或它們的組合所產(chǎn)生的在玻璃陶瓷基板202上的平坦層204的另一 個(gè)發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是平坦層204不會和玻璃陶瓷基板202直接反應(yīng)，并且因此提供平坦化優(yōu)點(diǎn)而不 會改變玻璃陶瓷基板202的期望性質(zhì)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)到平坦層204可提供低HSFR、增加的對基板 的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、與增加的對玻璃陶瓷基板202的應(yīng)力保護(hù)。
[0059] 可在任何研磨步驟之后而使表面準(zhǔn)備進(jìn)行進(jìn)一步沉積或使用來使用可流動(dòng)式CVD 平坦化?？闪鲃?dòng)式CVD平坦化之前所使用的研磨或平坦層204的施加不會影響可流動(dòng)式CVD 膜，并且因此玻璃陶瓷基板202可被研磨以達(dá)到最佳的可能的整體平坦度而無需關(guān)注這些 研磨技術(shù)造成的HSFR。
[0060] 被沉積的可流動(dòng)式CVD膜可立即地被沉積或可進(jìn)一步地使用任何研磨工藝（包括 CMP、離子束研磨、與磁流變研磨)被平滑化。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)到針對平坦層204使用具有低k(諸如 SiCO)的CVD膜提供用在玻璃陶瓷基板上的耐久與低成本材料。
[0061] 也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)到通過從可流動(dòng)式CVD膜的平坦層204的小凹洞、顆粒、與刮傷的平坦 化提供由EUV工藝建立的裝置中更大的可靠度。此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)到具有100埃至10微米的層 厚度207或?qū)訉挾鹊钠教箤?04可平滑化或平坦化基板頂表面201，而不會對玻璃陶瓷基板 202造成過度負(fù)載和增加的塊團(tuán)。
[0062]本發(fā)明可包括各種技術(shù)，所述技術(shù)用以通過CVD、物理氣相沉積(PVD)、原子層沉積 (ALD)、與可流動(dòng)式CVD (FCVD)沉積硅、氧化硅、與具有兼容熱膨脹系數(shù)的相關(guān)膜，以填充凹 洞且埋沒缺陷。一旦被沉積，膜的表面是平滑且平坦到足以進(jìn)行進(jìn)一步的多層疊層沉積。可 使用各種已建立的平滑化或研磨技術(shù)(包括CMP、退火、或離子束研磨)來進(jìn)一步平滑化平坦 層 204。
[0063]現(xiàn)在參照圖3A，圖上顯示處于制造的起初EUV掩模制作階段的玻璃陶瓷塊體301。 玻璃陶瓷塊體301是一件可提供的玻璃陶瓷源材料或大玻璃陶瓷坯料。
[0064]玻璃陶瓷塊體301可以是一塊體或料件，而需要進(jìn)一步處理以形成用于EUV掩模制 作的基板。玻璃陶瓷塊體301可被切割、被成形、且被研磨成滿足EUVL系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制造要 求的基板。例如，玻璃陶瓷塊體301可被切割以形成圖2的玻璃陶瓷基板202。
[0065]玻璃陶瓷材料相對于其他超低膨脹系數(shù)玻璃(ultra-low expansion，ULE)的使用 提供溫度與CTE性質(zhì)優(yōu)點(diǎn)。例如，玻璃陶瓷(諸如日羅杜爾(Zerodur))可被調(diào)整到更大得多 的工作溫度范圍，而其他ULE玻璃具有更小的工作溫度范圍。玻璃陶瓷（諸如日羅杜爾 (Zerodur))中橫跨塊團(tuán)的CTE均勻性比ULE玻璃更高。此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)到玻璃陶瓷(諸如日羅 杜爾(Zerodur))的更大的工作溫度范圍提供更多控制冷卻速率的選擇。
[0066] 現(xiàn)在參照圖3B，圖上顯示處于制造的硬化階段的圖2的基部200?；?00可包括玻 璃陶瓷基板202?？蓪D2的平坦層204直接地形成或沉積在玻璃陶瓷基板202上。
[0067]玻璃陶瓷基板202可包括從圖3A的玻璃陶瓷塊體301成形造成的崎嶇的整體平坦 度與瑕疵203。平坦層204可用以平滑化或平坦化圖2的基板頂表面201，這產(chǎn)生了對于整個(gè) 頂表面的平坦的整體平坦度且提供了一具有局部粗糙度小于0.5納米均方根的層。
[0068] 平坦層204被硬化，以形成硬化層304。硬化工藝可包括UV硬化工藝或流工藝。硬化 層304包括和平坦層204相同的整體平坦度與相同的局部粗糙度。可選地，可通過CMP工藝將 硬化層304進(jìn)一步研磨與平坦化。
[0069] 平坦層204可包括SiN膜或SiOC膜。SiN膜，一旦經(jīng)由硬化被轉(zhuǎn)變成Si0/Si02,可更 抗氧化且產(chǎn)生比替代的平坦層更硬的膜。SiOC膜需要較少的處理步驟來達(dá)到可使用的膜。 SiOC膜在直到硬化之前是柔軟的，但經(jīng)硬化或未經(jīng)硬化都可被使用。SiN膜在使用之前通常 必須被硬化，但可造成比SiOC更平滑的膜表面。用在各類型的平坦層204上的研磨方法是不 同的。例如，SiOC膜包括較少的處理步驟，這可避免顆粒污染。
[0070]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)到對于平坦層204在SiOC膜上的UV硬化工藝的使用降低了產(chǎn)生會造成在 沉積工藝期間發(fā)生缺陷的顆粒的風(fēng)險(xiǎn)。蒸汽或臭氧硬化必須被用在SiN基底膜上，但會引進(jìn) 增加的會污染腔室和基板的顆粒。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)到SiN基底膜，在硬化之后，被轉(zhuǎn)變成Si0/Si0 2， 以對于直接位在玻璃陶瓷基板202上的層產(chǎn)生更抗氧化與更硬的膜。用于硬化層304的最終 的被硬化的SiN膜可產(chǎn)生更平滑的頂表面，這是因?yàn)楸挥不腟iN膜的硬度可促進(jìn)硬化層 304的進(jìn)一步平坦化。
[0071]此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)到SiOC的使用需要較少的工藝步驟來達(dá)到在玻璃陶瓷基板202上 可使用的膜。用于平坦層204的SiOC膜是柔軟的，這可包括硬化或未硬化的選擇。使用SiN膜 的膜，在進(jìn)行玻璃陶瓷基板202上的后續(xù)沉積之前，需要硬化。
[0072] 現(xiàn)在參照圖3C，圖上顯示處于制造的疊層形成階段的圖3B的結(jié)構(gòu)。圖3C中所顯示 的結(jié)構(gòu)可包括圖2的基部200的部分視圖，其中各種層被形成在基部200上以形成EUV掩模 350。例如，EUV掩模350可包括多層疊層306、帽蓋層308、吸收層310、與抗反射涂層312。 [0073]多層疊層306可被形成在硬化層304上方。多層疊層306可直接地被形成在硬化層 304上，以形成布拉格(Bragg)反射件。由于光學(xué)的反射本質(zhì)以及用在EUV的照射波長，反射 光學(xué)被使用，并且多層疊層306可由形成反射件的交替的高z與低z材料(諸如鉬與硅)制成。 [0074]帽蓋層308被形成在多層疊層306上方。帽蓋層可以是諸如釕(Ru)或其非氧化的化 合物的材料，以有助于保護(hù)多層疊層306免于氧化與免于化學(xué)蝕刻劑，其中EUV掩模350在掩 模處理期間被暴露于該化學(xué)蝕刻劑。其他材料(諸如氮化鈦、碳化硼、氮化硅、氧化釕、與碳 化硅)也可被使用在帽蓋層308中。
[0075]吸收層310被設(shè)置在帽蓋層308上方。吸收層310是對于EUV光的特定頻率（約13.5 納米)具有高吸收系數(shù)的材料，并且可以是諸如鉻、鉭、或它們的氮化物的材料。
[0076]抗反射涂層(ARC)312被沉積在吸收層310上。ARC 312可以是諸如氮氧化鉭或氮氧 化硼鉭的材料。背側(cè)夾持層314可被形成在玻璃陶瓷基板202的背表面，以將基板夾持在靜 電夾盤(未示出)或由靜電夾盤(未示出）來夾持基板。
[0077]本發(fā)明的此實(shí)施方式可包括各種用以在玻璃陶瓷基板202上沉積不同層的技術(shù)。 例如，可使用CVD、PVD、ALD、與可流動(dòng)式CVD來沉積硅、氧化硅、釕、與層。
[0078] 現(xiàn)在參照圖4,圖上顯示一種用以制造圖2的基部200的方法400,其中該基部200用 于圖3B的EUV掩模350。方法400包括在方塊402中提供圖3A的玻璃陶瓷塊體301。玻璃陶瓷塊 體301可包括大片的具有低CTE的玻璃陶瓷材料(諸如日羅杜爾(Zerodur))或其他超低膨脹 系數(shù)玻璃材料。
[0079]在方塊404中，玻璃陶瓷塊體301可被成形，以形成圖2的玻璃陶瓷基板202。成形工 藝可包括切割、切鋸、鉆鑿、噴水切割、或它們的組合。玻璃陶瓷塊體301可被成形且被切割 成一設(shè)計(jì)特定形狀，諸如將符合至EUVL系統(tǒng)的夾盤的基板。例如，玻璃陶瓷塊體301可被切 割成六英寸長的基板。
[0080]在方塊406中，玻璃陶瓷基板202可被研磨。根據(jù)低HSFR要求以及基板頂表面201的 整體平坦度，方塊406或第一研磨步驟是可選的。玻璃陶瓷基板202也可被研磨以減少圖2的 層厚度207,而滿足EUVL系統(tǒng)的腔室與夾盤尺寸要求。
[0081 ]在方塊408中，平坦層204可被形成或被施加在玻璃陶瓷基板202上方。圖2的平坦 層204的施加步驟可包括用以在基板頂表面201上填充任何凹洞且埋沒任何缺陷的CVD、 PLD、ALD、與可流動(dòng)式CVD方法。
[0082] 在方塊410中，平坦層204可被硬化，以形成圖3B的硬化層304。硬化工藝可將平坦 層204轉(zhuǎn)變成更堅(jiān)硬的膜或?qū)?。硬化工藝可包括用于硅氧碳或硅氮的平坦?04的UV硬化工 藝或熱處理。硬化工藝也可包括蒸汽或臭氧處理，以通過來自蒸汽的氧取代沉積層中的氮， 而產(chǎn)生具有氧化硅的硬化層304。
[0083]在方塊412中，硬化層304可被研磨。根據(jù)基板頂表面201的HSFR與整體平坦度，方 塊412或第二研磨步驟是可選的。玻璃陶瓷基板202亦可被研磨，以減少圖2的層厚度207。
[0084]硬化層304的硬度決定研磨期間層的行為。例如，較硬的膜(諸如使用SiN的膜)會 更易脆，并且因此更傾向于在一些研磨條件下會發(fā)生表面破裂。此外，取決于所使用的材 料，較硬的膜可能是無法抗化學(xué)的。較硬的膜硬會影響平坦層204到基板的黏附性。此外，后 續(xù)的被沉積在非常硬的平坦層204的膜變形上的層可能無法有效率地黏附。此外，用于平坦 層204的SiN膜需要更多處理步驟來達(dá)成，這會增加被顆粒污染的風(fēng)險(xiǎn)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)到用于平 坦層204的SiOC膜可將上述從SiN形成的非常硬的膜造成的缺失最小化。
[0085]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)到硬化層304提供一更能經(jīng)受研磨的表面，而不會造成于研磨圖2的基板 頂表面201時(shí)所造成的瑕疵與缺陷。此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)到硬化層304使得額外的研磨成為可選 的，這是因?yàn)橛靡孕纬捎不瘜?04的沉積與硬化工藝提供一具有局部粗糙度小于0.6納米均 方根的平坦化表面。
[0086] 現(xiàn)在參照圖5，圖上顯示圖2的基部200的示意俯視圖。此示意俯視圖包括使用原子 力顯微鏡(AFM)方法的平坦層204的頂表面的視圖，如圖所示。
[0087]在沉積或施加平坦層204之前，圖2的玻璃陶瓷基板202可具有超過1納米均方根的 表面粗糙度502。表面粗糙度502是表面的表面紋理或表面形態(tài)的構(gòu)成。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)到未 經(jīng)處理或未經(jīng)修改(off the shelf)的玻璃陶瓷基板(諸如日羅杜爾(Zerodur)玻璃陶瓷塊 體504)具有1.36納米均方根的表面粗糙度?？衫肁FM高度傳感器在4微米乘4微米部分上 決定玻璃陶瓷基板202的表面粗糙度502。
[0088] 在施加平坦層204之后，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)到相同的4微米乘4微米日羅杜爾（Zerodur)樣品 具有0.626納米均方根的表面粗糙度。此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)到具有100埃至10微米的厚度的平坦 層204可被形成在被研磨或未被研磨的基板上而具有可改變程度的表面粗糙度502,并且對 于圖2的層頂表面205仍可產(chǎn)生低于0.6納米均方根的表面粗糙度502。平坦層204的此優(yōu)點(diǎn) 可包括通過移除一些研磨步驟來放棄與減少制造步驟。
[0089]現(xiàn)在參照圖6，圖上顯示一種用以制造具有超低缺陷的圖3C的EUV掩模350的方法 600。超低缺陷是實(shí)質(zhì)上零缺陷。方法600包括在方塊602中供應(yīng)玻璃坯料。玻璃坯料可被放 置在真空工具(諸如圖1的第一真空腔室110)中。玻璃坯料的背側(cè)在方塊604中被清潔，并且 玻璃還料在方塊606中被除氣與被預(yù)清潔。
[0090]在方塊608中可施加一背側(cè)夾持層，并且在方塊610中可執(zhí)行前側(cè)清潔。一些方法 步驟是較佳地被執(zhí)行在圖1的集成式EUV掩模制造系統(tǒng)100中，同時(shí)處于連續(xù)真空下，以避免 來自外界條件的污染。
[0091 ]在方塊614中執(zhí)行除氣與預(yù)清潔，并且在方塊616中執(zhí)行平坦化。例如，在方塊616 中，圖2的平坦層204可被施加到玻璃陶瓷基板202。施加步驟可在沉積腔室(諸如圖1的可流 動(dòng)式化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)128)中發(fā)生。
[0092]平坦層可在平坦層硬化方塊618中被硬化，并且多層沉積可在方塊620中被執(zhí)行。 例如，可在圖1的硬化系統(tǒng)130中形成圖3的硬化層304以硬化圖2的平坦層204。圖3C的帽蓋 層308在帽蓋層方塊622中被沉積。
[0093]之后，離開集成式EUV掩模制造系統(tǒng)100,深紫外線(DUV)/光化的檢視在方塊624中 被執(zhí)行，掩模坯料可選地在方塊626中被清潔，并且吸收層和抗反射涂層在方塊628中被沉 積。
[0094]現(xiàn)在參照圖7,圖上顯示一種用以制造圖3C的EUV掩模350的替代方法700。超低缺 陷是實(shí)質(zhì)上零缺陷。替代方法700開始于在方塊702中供應(yīng)玻璃坯料。玻璃坯料的背側(cè)在方 塊704中被清潔，并且玻璃坯料的前側(cè)在方塊706中被清潔。
[0095]方塊708中的一些方法或工藝步驟是較佳地被執(zhí)行在圖1的集成式EUV掩模制造系 統(tǒng)100中，同時(shí)處于連續(xù)真空下，以避免來自外界條件的污染。
[0096]掩模坯料在方塊710中被除氣與被預(yù)清潔。背側(cè)夾持層214在方塊712中被沉積，并 且平坦化發(fā)生在方塊714中。平坦層在方塊716中被硬化。多層沉積在方塊718中被執(zhí)行，并 且帽蓋層在方塊720中被施加。
[0097]盡管在方塊722中，可在集成式EUV掩模制造系統(tǒng)100內(nèi)執(zhí)行DUV/光化的檢視，DUV/ 光化的檢視亦可發(fā)生在外面。掩模坯料可選地在方塊724中被清潔，并且吸收層和抗反射涂 層可在方塊726中被沉積。
[0098] 現(xiàn)在參照圖8,圖上顯示用于EUV光刻系統(tǒng)的光學(xué)列800。光學(xué)列800具有極紫外線 源(諸如等離子體源802)，用以產(chǎn)生EUV光且將EUV光收集在收集器804中。收集器804將光提 供到場小面鏡子808,場小面鏡子808是照射系統(tǒng)806的一部分，照射系統(tǒng)806更包括瞳孔小 面鏡子810。照射系統(tǒng)806將EUV光提供到標(biāo)線片812(標(biāo)線片812是圖3C的EUV掩模350的完全 處理版本），標(biāo)線片812將EUV光反射通過投射光學(xué)814且到晶片816上。
[0099] 現(xiàn)在參照圖9,圖上顯示EUV光刻系統(tǒng)900 JUV光刻系統(tǒng)900包括EUV光源區(qū)域902、 標(biāo)線片平臺904、與作為光學(xué)列800的附屬物的晶片平臺906AUV光刻系統(tǒng)900可包括如圖8 所示的光學(xué)列800。
[0100] 本發(fā)明的實(shí)施方式平坦化且平滑物EUV坯料，由此移除基板表面上所有的凹洞、缺 陷、與顆粒，因此表面是極微地平坦的且平滑的。此想法是沉積不含缺陷的材料在EUV坯料 基板的表面上，EUV還料基板接著被處理而不會引進(jìn)任何缺陷，以達(dá)到極微地平坦的且平滑 的表面。圖3C的EUV掩模350是EUV光刻系統(tǒng)900的重要部件，并且EUV光刻系統(tǒng)900不能在沒 有位于適當(dāng)平坦化的平坦與平滑EUV坯料上的EUV掩模的情況下執(zhí)行EUV光刻系統(tǒng)900的功 能。因此，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)到圖2的平坦層204適當(dāng)?shù)仄交蚱教够瘓D2的層頂表面205,而具有小 于0.6納米均方根的表面粗糙度502。
[0101] 第一步驟是填充任何存在的凹洞，這可通過沉積平坦層204來完成，其中該平坦層 204是可流動(dòng)式CVD膜。此外，平坦層204也可包括經(jīng)由00)、？￥0^1^、或類似的工藝來沉積 硅、氧化硅、或相關(guān)的膜的方法。此平坦化步驟也埋沒位在EUV坯料基板表面之上或之中的 顆粒、凸塊、凹洞、與其他缺陷。在可流動(dòng)式CVD膜的情況中，不需要進(jìn)一步的處理以在EUV還 料基板上達(dá)到可接受的平滑的平坦表面。
[0102] 平坦層204的一優(yōu)點(diǎn)是此方法是基板獨(dú)立的且此方法可被用在各種基板與基板品 質(zhì)上。使用具有EUV坯料所需性質(zhì)但在研磨之后不具有極微地平坦的平滑表面的玻璃基板 是潛在可行的。此獨(dú)立性使得使用不同基板供應(yīng)者且將供應(yīng)者所造成的非期望改變對基板 制備和研磨的影響最小化成為可能。
[0103] 本發(fā)明的實(shí)施方式主要在于提供一極微地平坦且平滑的基板表面以用于EUV掩模 的制造，但其可用于任何需要極微地平坦的平滑表面的應(yīng)用(諸如EUV掩模350和其他者）。
[0104] 另一個(gè)方式是使用平坦的高熱傳導(dǎo)表面來生長多層疊層在上面。按歷史觀點(diǎn)，由 于光學(xué)的透射本質(zhì)以及所使用的照射波長，玻璃是用作為用于掩模的基板。EUV被所有材料 吸收，因此使用了反射光學(xué)。然而，反射率不是100% (對于目前Mo/Si疊層是<70%)，并且 輻射的被吸收的部分將會加熱基板。目前的掩模玻璃基板組成被優(yōu)化以提供在操作溫度下 的零熱膨脹系數(shù)，以避免光刻膠曝光期間的圖案扭曲。
[0105] 最終的方法、工藝、設(shè)備、裝置、產(chǎn)品、與/或系統(tǒng)是直接的、符合成本效益的、不復(fù) 雜的、高多樣性的、精確的、敏感的、與有效的，并且可通過適應(yīng)于已知部件以為了準(zhǔn)備的、 有效率的、與符合經(jīng)濟(jì)的制造的、應(yīng)用、與利用被實(shí)現(xiàn)。
[0106] 本發(fā)明的另一個(gè)重要態(tài)樣是本發(fā)明有價(jià)值地支持與服務(wù)降低成本、簡化系統(tǒng)、與 增加效能的歷史趨勢。因此，本發(fā)明的這些和其他有價(jià)值的態(tài)樣將現(xiàn)有技術(shù)推進(jìn)到至少下 一個(gè)層次。
[0107] 盡管已經(jīng)以涉及特定最佳模式來描述本發(fā)明，應(yīng)了解的是許多替代物、變更、與變 化對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說在參照前述說明是顯而易知的。因此，意圖包括所有這樣的落 在隨附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的替代物、變更、與變化。在此所公開或附圖中所顯示的全部物 是以示例與非限制理解的方式來解讀。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種制造極紫外線基板的方法，包含以下步驟： 提供玻璃陶瓷塊體； 從所述玻璃陶瓷塊體形成玻璃陶瓷基板;及 沉積平坦層于所述玻璃陶瓷基板上。2. 如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包含以下步驟:通過硬化所述平坦層與所述玻璃陶 瓷基板，以形成硬化層。3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中沉積所述平坦層的步驟包括以下步驟:沉積硅、氧、與 碳的所述平坦層。4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中沉積所述平坦層的步驟包括以下步驟:形成具有表面 粗糙度小于〇. 6納米均方根的所述平坦層。5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述玻璃陶瓷基板的步驟包括以下步驟:形成具 有熱膨脹系數(shù)為±0.007 Χ10-7/Κ的所述玻璃陶瓷基板。6. -種集成式極紫外線掩模制造系統(tǒng)，包含： 真空腔室，所述真空腔室用以放置玻璃陶瓷基板于真空中； 第一沉積系統(tǒng)，所述第一沉積系統(tǒng)用以沉積平坦層于所述玻璃陶瓷基板上方;及 第二沉積系統(tǒng)，所述第二沉積系統(tǒng)用以沉積多層疊層于所述平坦層上，而無需將所述 玻璃陶瓷基板從所述真空移除。7. 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包含:載具操縱系統(tǒng)，所述載具操縱系統(tǒng)用以將所 述玻璃陶瓷基板定位在所述真空腔室內(nèi)。8. 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述第一沉積系統(tǒng)用以沉積所述平坦層，所述平坦層 包括硅、氧、與碳。9. 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包含硬化系統(tǒng)，所述硬化系統(tǒng)用以從所述平坦層形 成所述硬化層。10. 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述第一沉積系統(tǒng)用以沉積具有表面粗糙度小于 〇. 6納米均方根的所述平坦層。11. 一種極紫外線光刻掩模系統(tǒng)，包含： 玻璃陶瓷基板;及 硬化層，所述硬化層具有100埃至10微米的層厚度207。12. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述硬化層包括娃、氧、與碳。13. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述硬化層包括小于0.6納米均方根的表面粗糙 度。14. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述玻璃陶瓷基板包括±0.007 X 10_7/Κ的熱膨脹 系數(shù)。15. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述硬化層包括氧化硅。
【文檔編號】C03C17/00GK105829259SQ201480070431
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年12月19日
【發(fā)明人】拉爾夫·霍夫曼, 馬耶德·A·福阿德, 卡拉·比斯利
【申請人】應(yīng)用材料公司