非晶層極紫外線光刻坯料及用于制造該坯料的方法與光刻系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】非晶層極紫外線光刻坯料及用于制造該坯料的方法與光刻系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請案的交叉引用
[0002]本申請要求享有2013年3月12日的美國臨時專利申請第61/778，351號的權(quán)益，且該申請的主題以引用的方式并入本文。
[0003]本申請含有與2013年12月23日申請的同時申請的美國專利申請第14/139，307號相關(guān)的主題，且該申請的主題以引用的方式并入本文。
[0004]本申請含有與2013年12月23日申請的同時申請的美國專利申請第14/139，415號相關(guān)的主題，且該申請的主題以引用的方式并入本文。
[0005]本申請含有與2013年12月23日申請的同時申請的美國專利申請第14/139，457號相關(guān)的主題，且該申請的主題以引用的方式并入本文。
[0006]本申請含有與2013年12月23日申請的同時申請的美國專利申請第14/139，507號相關(guān)的主題，且該申請的主題以引用的方式并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0007]本發(fā)明大體而言是涉及極紫外線(extreme ultrav1let)光刻還料(blank)，及用于制造這些極紫外線光刻坯料的方法及光刻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0008]極紫外線光刻(EUV，亦稱為軟X射線投影光刻(soft x-ray project1nlithography))是用以替代用于制造0.13微米及更小的最小特征尺寸的半導(dǎo)體器件的深紫外線(deep ultrav1let)光刻的競爭者。
[0009]然而，通常在5納米至40納米波長范圍中的極紫外線光在實質(zhì)上所有材料中被強(qiáng)烈吸收。因此，極紫外線系統(tǒng)通過反射光而非通過透射光的透射來工作。通過使用涂布有非反射吸附劑掩模圖案的掩模坯料、或反射元件、及一系列鏡或透鏡元件，將圖案化的光化(act ini c)光反射到涂布抗蝕劑的半導(dǎo)體晶片上。
[0010]極紫外線光刻系統(tǒng)的透鏡元件及掩模坯料涂布有諸如鉬及硅之類的材料的反射性多層涂層。已通過使用涂布有多層涂層的基板獲取每一透鏡元件或掩模坯料接近65%的反射值，這些多層涂層強(qiáng)烈地反射實質(zhì)上在極窄紫外線帶通(bandpass)內(nèi)單個波長的光，該極窄紫外線帶通例如是對于13納米紫外線而言的12至14納米的帶通。
[0011]在半導(dǎo)體處理技術(shù)中有導(dǎo)致問題的多種類別的缺陷。不透明缺陷通常由多層涂層的頂端上的或掩模圖案上的顆粒引起，在光應(yīng)被反射時這些顆粒吸收了光。透明缺陷(clear defect)通常由多層涂層的頂端上的掩模圖案中的小孔引起，在光應(yīng)被吸收時，光被反射穿過這些小孔。而相位缺陷(phase defect)通常由多層涂層下方的刮痕及表面變化引起，這些刮痕及表面變化引起所反射的光的相變。這些相變導(dǎo)致光波干涉效應(yīng)，這些光波干涉效應(yīng)扭曲或改變半導(dǎo)體晶片表面上的抗蝕劑中待曝光圖案。因為必須用于小于0.13微米(sub-0.13)最小特征尺寸的輻射的較短波長，因此此前不顯著的刮痕及表面變化現(xiàn)變?yōu)闊o法忍受的。
[0012]盡管已在減少或除去顆粒缺陷中取得進(jìn)展，且已對掩模中的不透明及透明缺陷的修復(fù)做了工作，但至今還未解決相位缺陷的問題。對于深紫外線光刻，表面經(jīng)處理以維持低于60度的相變。仍有待開發(fā)用于極紫外線光刻的類似處理。
[0013]對于13納米的光化波長，對于位于下面的表面中深度如3納米這么小的刮痕而言，可發(fā)生從多層涂層反射的光中的180度相變。波長越短，此深度將更淺。類似地，在相同波長下，比一百(100)納米的距離高出一⑴納米更急劇的表面變化可導(dǎo)致類似的相變。這些相變可導(dǎo)致半導(dǎo)體晶片的表面處引起相位缺陷且不可恢復(fù)地?fù)p害這些半導(dǎo)體器件。
[0014]以往，用于深紫外線光刻的掩模坯料大體為玻璃，但是已提議將硅或超低熱膨脹材料作為用于極紫外線光刻的替代物。不論該坯料為玻璃、硅還是超低熱膨脹材料，都通過化學(xué)機(jī)械研磨、磁流變拋光或離子束研磨的這些工藝將該掩模坯料表面制造的盡可能光滑。有時將該工藝中留下的刮痕稱為“刮痕-擦傷(scratch-dig)”痕跡，且這些刮痕的深度及寬度取決于用于研磨該掩模坯料的研磨劑中的顆粒的尺寸。對于可見光及深紫外線光刻，這些刮痕太小而不至于導(dǎo)致半導(dǎo)體晶片上圖案中的相位缺陷。然而，對于極紫外線光亥IJ，由于刮痕-擦傷痕跡將表現(xiàn)為相位缺陷，因此刮痕-擦傷痕跡為嚴(yán)重的問題。
[0015]由于EUV光刻所需的短照射波長的緣故，因此所使用的圖案掩模必須為反射掩模，而不是當(dāng)前光刻中使用的透射掩模。反射掩模由鉬及硅的交替薄層的精確堆疊物組成，該堆疊物形成布拉格(Bragg)折射器或布拉格鏡。因為多層堆疊物及小特征尺寸的性質(zhì)，沉積多層堆疊物的基板表面中的任何缺陷將經(jīng)放大且將影響最終產(chǎn)物。幾納米的尺度的缺陷可作為可印刷的缺陷顯示在成品掩模上，且在沉積該多層堆疊物的前需要將這些缺陷從掩模坯料的表面除去。
[0016]掩模坯料為采用EUV光刻的關(guān)鍵問題。主要的障礙是關(guān)于掩模坯料的缺陷度及反射比。掩模上沉積有80層鉬(Mo)及硅(Si)交替層的布拉格反射器。此層堆疊物的粗糙度很重要，且該粗糙度與所印刷的晶片上的接線邊緣粗糙度有關(guān)。
[0017]對降低成本、改良效率及效能及滿足競爭壓力的需要為找尋解決這些問題的答案的迫切需要更增添急迫性。
[0018]盡管已長期搜尋這些問題的解決方案，但是先前發(fā)展尚未教導(dǎo)或建議任何解決方案，因此本領(lǐng)域的技術(shù)人員長期困惑于這些問題的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]本發(fā)明的實施方式提供集成極紫外線坯料生產(chǎn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:真空腔室，該真空腔室用于將基板置放于真空中；沉積系統(tǒng)，該沉積系統(tǒng)用于沉積多層堆疊物，而不將基板從該真空中移除；以及處理系統(tǒng)，該處理系統(tǒng)用于處理多層堆疊物上的層，該層待沉積作為非晶金屬層。
[0020]本發(fā)明的實施方式提供用于制造極紫外線掩模坯料的物理氣相沉積腔室，該腔室包括:靶材，該靶材包含與硼合金的鉬。
[0021]本發(fā)明的實施方式提供極紫外線光刻系統(tǒng)，該極紫外線光刻系統(tǒng)包括:極紫外線光源；鏡，該鏡用于導(dǎo)向來自該極紫外線光源的光；中間掩模(reticle)臺，該中間掩模臺用于置放具有多層堆疊物(該多層堆疊物具有非晶金屬層)的極紫外線掩模坯料；以及晶片臺，該晶片臺用于置放晶片。
[0022]本發(fā)明的實施方式提供極紫外線坯料，該極紫外線坯料包括:基板；多層堆疊物，該多層堆疊物具有非晶金屬層；以及覆蓋(capping)層，該覆蓋層位于該多層堆疊物之上。
[0023]除上述那些元件之外或代替上述這些元件，本發(fā)明的某些實施方式還具有其他元件。當(dāng)參看附圖閱讀以下詳細(xì)描述時，這些步驟或元件對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將變得很明顯。
【附圖說明】
[0024]圖1為集成極紫外線(EUV)掩模生產(chǎn)系統(tǒng)。
[0025]圖2為根據(jù)本發(fā)明的實施方式的EUV掩模坯料。
[0026]圖3為制造的中間階段中的EUV掩模坯料。
[0027]圖4為制造的中間階段中的EUV掩模坯料。
[0028]圖5為用于EUV光刻系統(tǒng)的光學(xué)元件組(optical train)。
[0029]圖6為EUV光刻系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0030]以下實施方式經(jīng)足夠詳細(xì)地描述，以使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制作且使用本發(fā)明。應(yīng)了解，其他實施方式將基于本揭示內(nèi)容為明顯的，且應(yīng)了解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可作出系統(tǒng)、工藝或機(jī)械改變。
[0031]在以下描述中，給定許多具體細(xì)節(jié)以提供對本發(fā)明的透徹理解。然而，顯而易見，可在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實施本發(fā)明。未詳細(xì)揭示一些眾所熟知的電路、系統(tǒng)設(shè)置及工藝步驟，以避免模糊本發(fā)明。
[0032]圖示該系統(tǒng)的實施方式的這些圖式為部分圖解且未按比例繪制，且具體而言，一些尺寸用于呈現(xiàn)的清晰性，且一些尺寸在諸圖中展示為夸大的。同樣，盡管為便于描述，這些圖式中的視圖大體顯示類似定向，但諸圖中此描繪大部分是任意的。大體上，在任何定向上均可操作本發(fā)明。
[0033]在揭示且描述具有一些共用