CN115427888A

CN115427888A - 极紫外掩模吸收体材料

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Publication number: CN115427888A
Application number: CN202180025009.6A
Authority: CN
Inventors: 刘树围; 刘世玉; 阿泽丁·泽拉德; 维布什·金达尔
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 2020-03-27
Filing date: 2021-03-24
Publication date: 2022-12-02
Also published as: JP7454699B2; US11860533B2; TW202141165A; US20210302826A1; KR20220158067A; WO2021195194A1; JP2023518843A

Abstract

公开了极紫外(EUV)掩模坯料、其制造方法和用于其的生产系统。EUV掩模坯料包含：基板；反射层的多层堆叠，在基板上；覆盖层，在反射层的多层堆叠上；及吸收体，在覆盖层上。吸收体包含第一层及第二层，第一层选自由以下所组成的群组：Mo、Nb、V、Mo、Nb和V的合金、Mo的氧化物、Nb的氧化物、V的氧化物、Mo的氮化物、Nb的氮化物和V的氮化物，第二层选自由以下所组成的群组：TaSb、CSb、SbN、TaNi、TaCu和TaRu。

Description

极紫外掩模吸收体材料

技术领域

本公开内容大体上涉及极紫外光刻，并且更特定地涉及具有包含第一层和第二层的吸收体的极紫外掩模坯料及制造方法。

背景技术

极紫外(EUV)光刻(也称为软X射线投影光刻)可用于制造0.0135微米和更小最小特征尺寸的半导体装置。然而，实际上在所有材料中都强烈吸收通常在5到100纳米波长范围中的极紫外光。因此，极紫外系统是通过反射而不是通过光的透射来工作的。通过使用涂布有非反射吸收体掩模图案的一系列镜(或透镜元件)以及反射元件(或掩模坯料)，将图案化的光化光反射到涂布有光刻胶的半导体基板上。

极紫外光刻系统的透镜元件和掩模坯料涂布有材料(诸如钼和硅)的反射性多层涂层。通过使用涂布有多层涂层的基板获得了每个透镜元件或掩模坯料的大约为65％的反射值，所述多层涂层强烈反射在极窄的紫外带通中(例如，对于13.5纳米紫外光为12.5至14.5纳米带通)的光。

图1显示了常规的EUV反射掩模10，EUV反射掩模10由EUV掩模坯料形成，EUV掩模坯料包括在基板14上的反射多层堆叠12，反射多层堆叠12通过布拉格干涉在未遮蔽部分处反射EUV辐射。通过蚀刻缓冲层18和吸收体层20来形成常规EUV反射掩模10的遮蔽(非反射)区域16。吸收体层通常具有在51nm至77nm的范围中的厚度。覆盖层22形成在反射多层堆叠12上方，并在蚀刻处理期间保护反射多层堆叠12。如将在下面进一步讨论的，EUV掩模坯料是在涂布有多层物、覆盖层和吸收体层的低热膨胀材料基板上制成的，接着吸收体层被蚀刻以提供遮蔽(非反射)区域16和反射区域24。

国际半导体技术路线图(ITRS)将节点的套刻(overlay)要求指定为技术的最小半间距特征尺寸的一定百分比。由于对所有反射光刻系统中固有的图像放置和套刻误差有影响，因此，EUV反射掩模将需要遵循更精确的平坦度规格，以便将来生产。此外，EUV坯料对坯料的工作区域上的缺陷的容忍度非常低。此外，虽然吸收体层的作用是吸收光，但是由于在吸收体层的折射率与真空的折射率(n＝1)之间存在有差异，因此也存在相移效应，而这种相移造成了3D掩模效应。对提供具有减轻3D掩模效应的吸收体的EUV掩模坯料存在需求。

发明内容

本公开内容的一个或多个实施方式涉及一种EUV掩模坯料，包含：基板；多层堆叠，反射EUV辐射，多层堆叠包含多个反射层对；覆盖层，在反射UV辐射的多层堆叠上；和吸收体，在覆盖层上，吸收体包含第一层及第二层，第一层选自由以下所组成的群组：Mo、Nb、V、Mo、Nb和V的合金、Mo的氧化物、Nb的氧化物、V的氧化物、Mo的氮化物、Nb的氮化物和V的氮化物，第二层选自由以下所组成的群组：TaSb、CSb、SbN、TaNi、TaCu和TaRu。

本公开内容的另外的实施方式涉及一种制造极紫外(EUV)掩模坯料的方法，包含：在基板上形成反射EUV辐射的多层堆叠，多层堆叠包含多个反射层对；在多层堆叠上形成覆盖层；和在覆盖层上形成吸收体，吸收体包含第一层及第二层，第一层选自由以下所组成的群组：Mo、Nb、V、Mo、Nb和V的合金、Mo的氧化物、Nb的氧化物、V的氧化物、Mo的氮化物、Nb的氮化物和V的氮化物，第二层选自由以下所组成的群组：TaSb、CSb、SbN、TaNi、TaCu和TaRu。

附图说明

为了可详细地理解本公开内容的上述特征的方式，可通过参考实施方式来获得以上简要概述的本公开内容的更详细的描述，其中一些实施方式显示在附图中。然而，应当注意，附图仅显示了本公开内容的典型实施方式，并且因此不应被认为是对其范围的限制，因为本公开内容可允许其他等效的实施方式。

图1示意性地显示了采用常规吸收体的背景技术EUV反射掩模；

图2示意性地显示了极紫外光刻系统的实施方式；

图3显示了极紫外反射元件生产系统的实施方式；

图4显示了极紫外反射元件(诸如EUV掩模坯料)的实施方式；

图5显示了极紫外反射元件(诸如EUV掩模坯料)的实施方式；及

图6显示了多阴极物理沉积腔室的实施方式。

具体实施方式

在描述本公开内容的若干示例性实施方式之前，应理解本公开内容不限于在以下描述中阐述的构造或处理步骤的细节。本公开内容能够具有其他实施方式并且能够以各种方式实践或执行。

于此所使用的术语“水平”定义为与掩模坯料的平面或表面平行的平面，而不管其取向如何。术语“垂直”是指垂直于刚刚定义的水平的方向。诸如“上方(above)”、“下方(below)”、“底部”、“顶部”、“侧面”(如在“侧壁”中)、“较高”、“较低”、“较上”、“之上(over)”和“之下(under)”之类的术语是相对于如图中所示的水平平面而定义的。

术语“在……上”表示在元件之间存在直接接触。术语“直接在……上”表示在元件之间存在直接接触，而没有中间元件。

本领域技术人员将理解，使用诸如“第一”和“第二”之类的序号来描述处理区域并不暗示在处理腔室内的特定位置或处理腔室内的曝露顺序。

如在本说明书和附随的权利要求书中所使用的，术语“基板”是指处理作用于其上的表面或表面的一部分。本领域技术人员还将理解的是，除非上下文另外明确指出，否则对基板的引用可仅指基板的一部分。另外，提及在基板上沉积可表示裸露的基板和在其上沉积或形成有一个或多个膜或特征的基板。

现在参考图2，显示了极紫外光刻系统100的示例性实施方式。极紫外光刻系统100包括用于产生极紫外光112的极紫外光源102、一组反射元件和目标晶片110。反射元件包括聚光器104、EUV反射掩模106、光学缩小组件108、掩模坯料、镜或它们的组合。

极紫外光源102产生极紫外光112。极紫外光112是具有在5至50纳米(nm)的范围中的波长的电磁辐射。例如，极紫外光源102包括激光、激光产生的等离子体、放电产生的等离子体、自由电子激光、同步加速器辐射或它们的组合。

极紫外光源102产生具有多种特性的极紫外光112。极紫外光源102产生在一波长范围内的宽带极紫外辐射。例如，极紫外光源102产生具有范围从5至50nm的波长的极紫外光112。

在一个或多个实施方式中，极紫外光源102产生具有窄带宽的极紫外光112。例如，极紫外光源102产生13.5nm的极紫外光112。波长峰的中心是13.5nm。

聚光器104是用于反射和聚焦极紫外光112的光学单元。聚光器104反射并聚集来自极紫外光源102的极紫外光112，以照射EUV反射掩模106。

尽管聚光器104显示为单个元件，然而应当理解，聚光器104可包括一个或多个反射元件(诸如凹面镜、凸面镜、平面镜或它们的组合)，以反射和聚集极紫外光112。例如，聚光器104可为单个凹面镜或具有凸形、凹形和平面形光学元件的光学组件。

EUV反射掩模106是具有掩模图案114的极紫外反射元件。EUV反射掩模106产生光刻图案，以形成要在目标晶片110上形成的电路布局。EUV反射掩模106反射极紫外光112。掩模图案114界定电路布局的一部分。

光学缩小组件108是用于缩小掩模图案114的图像的光学单元。来自EUV反射掩模106的极紫外光112的反射被光学缩小组件108缩小并反射到目标晶片110上。光学缩小组件108可包括镜和其他光学元件，以缩小掩模图案114的图像的尺寸。例如，光学缩小组件108可包括用于反射和聚焦极紫外光112的凹面镜。

光学缩小组件108缩小目标晶片110上的掩模图案114的图像的尺寸。例如，掩模图案114可由光学缩小组件108以4：1的比例成像在目标晶片110上，以在目标晶片110上形成掩模图案114所表示的电路。极紫外光112可扫描EUV反射掩模106并同步地扫描目标晶片110，以在目标晶片110上形成掩模图案114。

现在参照图3，显示了极紫外反射元件生产系统200的实施方式。极紫外反射元件包括EUV掩模坯料204、极紫外镜205或其他反射元件(诸如EUV反射掩模106)。

极紫外反射元件生产系统200可生产掩模坯料、镜或反射图2的极紫外光112的其他元件。极紫外反射元件生产系统200通过将薄涂层施加到源基板203上来制造反射元件。

EUV掩模坯料204是用于形成图2的EUV反射掩模106的多层结构。可使用半导体制造技术来形成EUV掩模坯料204。EUV反射掩模106可具有图2的掩模图案114，图2的掩模图案114通过蚀刻和其他处理在EUV掩模坯料204上形成。

极紫外镜205是在一范围的极紫外光中反射的多层结构。可使用半导体制造技术来形成极紫外镜205。EUV掩模坯料204和极紫外镜205可关于形成在每个元件上的层为相似结构，然而，极紫外镜205不具有掩模图案114。

反射元件是极紫外光112的有效反射器。在一实施方式中，EUV掩模坯料204和极紫外镜205具有大于60％的极紫外反射率。若反射元件反射超过60％的极紫外光112，则它们是有效的。

极紫外反射元件生产系统200包括晶片装载和载体搬运系统202，源基板203装载到晶片装载和载体搬运系统中，并且反射元件从晶片装载和载体搬运系统卸载。大气搬运系统206提供通向晶片搬运真空腔室208的通道。晶片装载和载体搬运系统202可包括基板运输箱、装载锁定室和其他部件，以将基板从大气传送到系统内侧的真空。因为EUV掩模坯料204用于以非常小的尺度形成装置，所以在真空系统中对源基板203和EUV掩模坯料204进行处理，以防止污染和其他缺陷。

晶片搬运真空腔室208可含有两个真空腔室，第一真空腔室210和第二真空腔室212。第一真空腔室210包括第一晶片搬运系统214，第二真空腔室212包括第二晶片搬运系统216。虽然晶片搬运真空腔室208被描述为具有两个真空腔室，然而应当理解，系统可具有任何数量的真空腔室。

晶片搬运真空腔室208可具有围绕其周边的多个端口，用于附接各种其他系统。第一真空腔室210具有脱气系统218、第一物理气相沉积系统220、第二物理气相沉积系统222和预清洁系统224。脱气系统218用于从基板热解吸水分。预清洁系统224用于清洁晶片、掩模坯料、镜或其他光学部件的表面。

物理气相沉积系统(诸如第一物理气相沉积系统220和第二物理气相沉积系统222)可用于在源基板203上形成导电材料的薄膜。例如，物理气相沉积系统可包括真空沉积系统(诸如磁控溅射系统、离子溅射系统、脉冲激光沉积、阴极电弧沉积或其组合)。物理气相沉积系统(诸如磁控溅射系统)在源基板203上形成薄层，包括硅、金属、合金、化合物或其组合的层。

物理气相沉积系统形成反射层、覆盖层和吸收体层。例如，物理气相沉积系统可形成硅、钼、氧化钛、二氧化钛、氧化钌、氧化铌、钌钨、钌钼、钌铌、铬、锑、氮化物、化合物或其组合的层。尽管一些化合物描述为氧化物，但应理解，化合物可包括氧化物、二氧化物、具有氧原子的原子混合物或它们的组合。

第二真空腔室212具有与其连接的第一多阴极源226、化学气相沉积系统228、固化腔室230和超光滑沉积腔室232。例如，化学气相沉积系统228可包括可流动化学气相沉积系统(FCVD)、等离子体辅助化学气相沉积系统(CVD)、气溶胶辅助CVD、热丝CVD系统或类似系统。在另一个示例中，化学气相沉积系统228、固化腔室230和超光滑沉积腔室232可处于与极紫外反射元件生产系统200分离的系统中。

化学气相沉积系统228可在源基板203上形成材料的薄膜。例如，化学气相沉积系统228可用以在源基板203上形成材料的层，包括单晶层、多晶层、非晶层、外延层或其组合。化学气相沉积系统228可形成硅、氧化硅、碳氧化硅、钽、钨、碳化硅、氮化硅、氮化钛、金属、合金和其他适合化学气相沉积的材料的层。例如，化学气相沉积系统可形成平坦化层。

第一晶片搬运系统214能够在连续的真空中在大气搬运系统206和在第一真空腔室210的周边周围的各种系统之间移动源基板203。第二晶片搬运系统216能够使源基板203在第二真空腔室212周围移动，同时将源基板203维持在连续的真空中。极紫外反射元件生产系统200可在连续的真空中在第一晶片搬运系统214、第二晶片搬运系统216之间传送源基板203和EUV掩模坯料204。

现在参照图4，显示了极紫外反射元件302的实施方式。在一个或多个实施方式中，极紫外反射元件302是图3的EUV掩模坯料204或图3的极紫外镜205。EUV掩模坯料204和极紫外镜205是用于反射图2的极紫外光112的结构。EUV掩模坯料204可用以形成图2所示的EUV反射掩模106。

极紫外反射元件302包括基板304、反射层的多层堆叠306和覆盖层308。在一个或多个实施方式中，极紫外镜205用以形成用于在图2的聚光器104或图2的光学缩小组件108中使用的反射结构。

可为EUV掩模坯料204的极紫外反射元件302包括基板304、反射层的多层堆叠306、覆盖层308和吸收体310。极紫外反射元件302可为EUV掩模坯料204，其通过以所需电路的布局图案化吸收体310而用于形成图2的EUV反射掩模106。

在以下部分中，为简单起见，用于EUV掩模坯料204的术语与极紫外镜205的术语可互换使用。在一个或多个实施方式中，EUV掩模坯料204包括极紫外镜205的部件，还额外添加吸收体310，以形成图2的掩模图案114。

EUV掩模坯料204是用于形成具有掩模图案114的EUV反射掩模106的光学平坦结构。在一个或多个实施方式中，EUV掩模坯料204的反射表面形成平坦的焦平面，以用于反射入射光(诸如图2的极紫外光112)。

基板304是用于向极紫外反射元件302提供结构支撑的元件。在一个或多个实施方式中，基板304由具有低热膨胀系数(CTE)的材料制成，以在温度变化期间提供稳定性。在一个或多个实施方式中，基板304具有诸如对机械循环、热循环、晶体形成或其组合具稳定性的性质。根据一个或多个实施方式的基板304由诸如硅、玻璃、氧化物、陶瓷、玻璃陶瓷或其组合的材料形成。

多层堆叠306是对极紫外光112有反射性的结构。多层堆叠306包括第一反射层312和第二反射层314的交替反射层。

第一反射层312和第二反射层314形成图4的反射对316。在非限制性实施方式中，对于总共多达120个反射层，多层堆叠306包括20-60对的范围的反射对316。

第一反射层312和第二反射层314可由多种材料形成。在一实施方式中，第一反射层312和第二反射层314分别由硅和钼形成。尽管这些层显示为硅和钼，然而应当理解，交替层可由其他材料形成或具有其他内部结构。

第一反射层312和第二反射层314可具有多种结构。在一实施方式中，第一反射层312和第二反射层314均形成为单层、多层、分隔层结构、非均匀结构或其组合。

因为大多数材料吸收极紫外波长的光，所以所使用的光学元件是反射性的，而不是其他光刻系统中所使用的透射性的。多层堆叠306通过使具有不同光学性质的材料的交替薄层形成布拉格反射器或镜而形成反射结构。

在一实施方式中，每个交替层对于极紫外光112具有不同的光学常数。当交替层的厚度的周期为极紫外光112的波长的一半时，交替层提供共振反射率。在一实施方式中，对于波长为13nm的极紫外光112而言，交替层为约6.5nm厚。应当理解，所提供的尺寸和大小在典型元件的常态工程公差内。

多层堆叠306可以各种方式形成。在一实施方式中，第一反射层312和第二反射层314由磁控溅射、离子溅射系统、脉冲激光沉积、阴极电弧沉积或其组合而形成。

在一说明性实施方式中，使用物理气相沉积技术(诸如磁控溅射)来形成多层堆叠306。在一实施方式中，多层堆叠306的第一反射层312和第二反射层314具有由磁控溅射技术而形成的特性，包括精确的厚度、低的粗糙度以及在层之间的干净界面。在一实施方式中，多层堆叠306的第一反射层312和第二反射层314具有由物理气相沉积形成的特性，包括精确的厚度、低的粗糙度以及在层之间的干净界面。

可精确地控制使用物理气相沉积技术形成的多层堆叠306的层的物理尺寸，以增加反射率。在一实施方式中，第一反射层312(诸如硅层)具有4.1nm的厚度。第二反射层314(诸如钼层)具有2.8nm的厚度。层的厚度决定了极紫外反射元件的峰值反射率波长。若层的厚度不正确，则可降低所期望的波长13.5nm处的反射率。

在一实施方式中，多层堆叠306具有大于60％的反射率。在一实施方式中，使用物理气相沉积形成的多层堆叠306具有在66％-67％的范围中的反射率。在一个或多个实施方式中，在多层堆叠306之上形成由较硬材料形成的覆盖层308改善了反射率。在一些实施方式中，使用低粗糙度层、在层之间的清洁界面、改进的层材料或其组合而实现了大于70％的反射率。

在一个或多个实施方式中，覆盖层308是允许极紫外光112透射的保护层。在一实施方式中，覆盖层308直接形成在多层堆叠306上。在一个或多个实施方式中，覆盖层308保护多层堆叠306免受污染和机械损坏。在一个实施方式中，多层堆叠306对氧、钽、氢钽(hydrotantalums)或其组合的污染敏感。根据一实施方式的覆盖层308与污染物相互作用以中和它们。

在一个或多个实施方式中，覆盖层308是对极紫外光112透明的光学均匀结构。极紫外光112穿过覆盖层308反射离开多层堆叠306。在一个或多个实施方式中，覆盖层308的总反射率损失为1％至2％。在一个或多个实施方式中，每种不同的材料具有取决于厚度的不同的反射率损耗，然而它们全部将在1％至2％的范围中。

在一个或多个实施方式中，覆盖层308具有光滑的表面。例如，覆盖层308的表面可具有小于0.2nm RMS(均方根度量)的粗糙度。在另一个示例中，覆盖层308的表面在1/100nm和1/1μm的范围中的长度上具有0.08nm RMS的粗糙度。RMS粗糙度将根据其测量范围而变化。对于100nm至1微米的特定范围而言，所述粗糙度为0.08nm或更小。在较大范围内，粗糙度将更高。

可以多种方法形成覆盖层308。在一实施方式中，利用磁控溅射、离子溅射系统、离子束沉积、电子束蒸发、射频(RF)溅射、原子层沉积(ALD)、脉冲激光沉积、阴极电弧沉积或其组合在多层堆叠306上或直接在多层堆叠306上形成覆盖层308。在一个或多个实施方式中，覆盖层308具有由磁控溅射技术形成的物理特性，包括精确的厚度、低的粗糙度以及在层之间的干净的界面。在一实施方式中，覆盖层308具有由物理气相沉积形成的物理特性，包括精确的厚度、低的粗糙度以及在层之间的干净的界面。

在一个或多个实施方式中，覆盖层308由具有足以抵抗清洁期间的侵蚀的硬度的多种材料形成。在一个实施方式中，钌用作覆盖层材料，因为钌是良好的蚀刻停止物并且在操作条件下相对惰性。然而，应理解，可使用其他材料来形成覆盖层308。在特定实施方式中，覆盖层308的厚度在2.5nm和5.0nm的范围中。

在一个或多个实施方式中，吸收体310是吸收极紫外光112的层。在一实施方式中，吸收体310用于通过提供不反射极紫外光112的区域来在EUV反射掩模106上形成图案。根据一个或多个实施方式，吸收体310包含对于极紫外光112的特定频率(诸如约13.5nm)具有高吸收系数的材料。在一实施方式中，吸收体310直接形成在覆盖层308上，并且利用光刻处理来蚀刻吸收体310，以形成EUV反射掩模106的图案。

根据一个或多个实施方式，极紫外反射元件302(诸如极紫外镜205)由基板304、多层堆叠306和覆盖层308形成。极紫外镜205具有光学平坦的表面，并且可有效且均匀地反射极紫外光112。

根据一个或多个实施方式，极紫外反射元件302(诸如EUV掩模坯料204)由基板304、多层堆叠306、覆盖层308和吸收体310形成。掩模坯料204具有光学平坦的表面，并且可有效且均匀地反射极紫外光112。在一实施方式中，掩模图案114由EUV掩模坯料204的吸收体310形成。

根据一个或多个实施方式，在覆盖层308之上形成吸收体310增加了EUV反射掩模106的可靠性。覆盖层308用作吸收体310的蚀刻停止层。当将图2的掩模图案114蚀刻到吸收体310中时，吸收体310下方的覆盖层308停止蚀刻动作以保护多层堆叠306。在一个或多个实施方式中，吸收体310对覆盖层308具有蚀刻选择性。在一些实施方式中，覆盖层308包含钌，并且吸收体310对钌具有蚀刻选择性。

现在参照图5，极紫外掩模坯料400显示为包含基板414、在基板414上的反射层412的多层堆叠、反射层412的多层堆叠包括多个反射层对。在一个或多个实施方式中，多个反射层对由选自含钼(Mo)材料和含硅(Si)材料的材料制成。在一些实施方式中，多个反射层对包含钼和硅的交替层。极紫外掩模坯料400进一步包括在反射层412的多层堆叠上的覆盖层422，并且在覆盖层422上存在有吸收体420。在一个实施方式中，吸收体420包含第一层420和第二层420b，这提供吸收体层对。在一个或多个实施方式中，多个反射层412选自含钼(Mo)材料和含硅(Si)材料，并且覆盖层422包含钌。

在特定实施方式中，存在多个吸收体层对，其提供了吸收体层的多层堆叠420，其包括多个吸收体层对420a、420b、420c、420d、420e、420f，各对包含(第一层420a/第二层420b、第一层420c/第二层420d、第一层420e/第二层420f)。在一个或多个实施方式中，第一层和第二层的厚度针对不同的材料和应用进行了优化，且通常在10-100nm的范围中。

在一个或多个实施方式中，在覆盖层上存在有吸收体420，该吸收体包含第一层(如，420a)和第二层(如，420b)，第一层(如，420a)选自由以下所组成的群组：Mo、Nb、V、Mo、Nb和V的合金、Mo的氧化物、Nb的氧化物、V的氧化物、Mo的氮化物、Nb的氮化物和V的氮化物，第二层(如，420b)选自由以下所组成的群组：TaSb、CSb、SbN、TaNi、TaCu和TaRu。在特定实施方式中，每个第二层材料TaSb、CSb、SbN、TaNi、TaCu和TaRu是合金，并且在更特定实施方式中，每个所述材料是非晶合金。

在一个或多个实施方式中，包含第一层420a和第二层420b的吸收体420形成双层结构，其中第一层是移相器，且第二层是附加的吸收体。这可实现具有“可调”相移和反射率值的可蚀刻相移掩模堆叠，以针对不同类型的应用优化吸收体的性能。在一个或多个实施方式中，当与第二层吸收体(诸如，TaSb、CSb、SbN、TaNi、TaCu或TaRu)一起使用时，于此所述的第一层可实现接近215度的相移，且反射率在6％和15％之间。与最先进的基于Ta的吸收体相比，这可导致大大提高掩模的在聚焦深度(DOF)、归一化图像对数斜率(NILS)和远心误差(TCE)方面的性能。

DOF与用于光刻处理的处理窗口尺寸相关联。NILS是光刻处理中的鸟瞰影像的质量的一种度量。TCE是光刻处理中具有散焦的图像偏移的度量。在一个或多个实施方式中，于此描述的掩模坯料提供可能的最高DOF和NILS以及可能的最低TCE。

在实施方式中，双层的第一层是选自Mo、Nb、V及其合金以及其氧化物和氮化物的金属。当与双层的吸收体一起使用时，多种材料(诸如TaSb)可实现接近215度的相移，且反射率在6％和15％之间。与最先进的基于Ta的吸收体相比，这可导致大大提高掩模的在聚焦深度(DOF)、归一化图像对数斜率(NILS)和远心误差(TCE)方面的性能。可用来代替TaSb的其他材料包括任何可蚀刻的具有高k值的材料，诸如CSb、SbN、TaNi、TaCu和TaRu。

在特定实施方式中，第一层420a包含钼(Mo)或Mo的氧化物及/或氮化物。

在特定实施方式中，第一层420a包含铌(Nb)或Nb的氧化物及/或氮化物。

在特定实施方式中，第一层420a包含钒(V)或V的氧化物及/或氮化物。

在特定实施方式中，第二层包含TaSb。在更特定的实施方式中，TaSb包含从约21.9重量％至约78.2重量％的范围的钽和从约21.8重量％至约78.1重量％的范围的锑。

在特定实施方式中，第二层包含CSb。在更特定的实施方式中，CSb包含从约0.3重量％至约3.6重量％的范围的碳和从约96.4重量％至约99.7重量％的范围的锑，或从约5.0重量％至约10.8重量％的范围的碳及从约89.2重量％至约95.0重量％的范围的锑。

在特定实施方式中，第二层包含SbN。在更特定的实施方式中，SbN包含从约78.8重量％至约99.8重量％的范围的锑和从约0.2重量％至约21.2重量％的范围的氮。

在特定实施方式中，第二层包含TaNi。在更特定的实施方式中，TaNi包含从约56.9重量％至约94.6重量％的范围的钽和从约5.4重量％至约43.1重量％的范围的镍。

在特定实施方式中，第二层包含TaCu。在更特定的实施方式中，TaCu包含从约74.0重量％至约94.2重量％的范围的钽和从约5.8重量％至约26.0重量％的范围的铜，或从约13.0重量％至约65.0重量％的范围的钽和从约35.0重量％至87.0重量％的范围的铜。

在特定实施方式中，第二层包含TaRu。在更特定的实施方式中，TaRu包含从约30.9重量％至约80.7重量％的范围的钽和从约19.3重量％至约69.1重量％的范围的钌。

根据一个或多个实施方式，吸收体层对包含第一层(420a、420c、420e)和第二吸收体层(420b、420d、420f)，每个第一吸收体层(420a、420c、420e)和第二吸收体层(420b、420d、420f)的厚度在0.1nm和10nm的范围中，例如在1nm和5nm的范围中，或在1nm和3nm的范围中。在一个或多个特定实施方式中，第一层420a的厚度是0.5nm、0.6nm、0.7nm、0.8nm、0.9nm、1nm、1.1nm、1.2nm、1.3nm、1.4nm、1.5nm、1.6nm、1.7nm、1.8nm、1.9nm、2nm、2.1nm、2.2nm、2.3nm、2.4nm、2.5nm、2.6nm、2.7nm、2.8nm、2.9nm、3nm、3.1nm、3.2nm、3.3nm、3.4nm、3.5nm、3.6nm、3.7nm、3.8nm、3.9nm、4nm、4.1nm、4.2nm、4.3nm、4.4nm、4.5nm、4.6nm、4.7nm、4.8nm、4.9nm和5nm。在一个或多个实施方式中，每对的第一吸收体层和第二吸收体层的厚度相同或不同。例如，第一吸收体层和第二吸收体层的厚度使得第一吸收体层厚度与第二吸收体层厚度的比例为1：1、1.5：1、2：1、2.5：1、3：1、3.5：1、4：1、4.5：1、5：1、6：1、7：1、8：1、9：1、10：1、11：1、12：1、13：1、14：1、15：1、16：1、17：1、18：1、19：1或20：1，这会导致每对中的第一吸收体层的厚度等于或大于第二吸收体层的厚度。替代地，第一吸收体层和第二吸收体层的厚度使得第二吸收体层厚度与第一吸收体层厚度的比例为1.5：1、2：1、2.5：1、3：1、3.5：1、4：1、4.5：1、5：1、6：1、7：1、8：1、9：1、10：1、11：1、12：1、13：1、14：1、15：1、16：1、17：1、18：1、19：1或20：1，这会导致每对中的第二吸收体层的厚度等于或大于第一吸收体层的厚度。

根据一个或多个实施方式，选择不同的吸收体材料和吸收体层的厚度，使得由于吸收率和由于相位变化而引起极紫外光被吸收，所述相位变化由相消地干扰来自反射层的多层堆叠的光而引起。虽然图5中所示的实施方式显示了三个吸收体层对420a/420b、420c/420d和420e/420f，然而权利要求不应限于特定数量的吸收体层对。根据一个或多个实施方式，EUV掩模坯料400可包括在1和60个的范围中的吸收体层对或在10和40个的范围中的吸收体层对。

根据一个或多个实施方式，吸收体层具有提供小于2％的反射率和其他蚀刻性质的厚度。可使用供应气体来进一步改变吸收体层的材料性质，例如，可使用氮气(N₂)以形成上面提供的材料的氮化物。根据一个或多个实施方式的吸收体层的多层堆叠是不同材料的单独厚度的重复图案，使得EUV光不仅由于吸收率而被吸收，而且由于多层吸收体堆叠引起的相位变化而被吸收，这将相消地干扰来自下方的反射材料的多层堆叠的光，以提供更好的对比度。

本公开内容的另一方面关于制造极紫外(EUV)掩模坯料的方法，包含：在基板上形成反射层的多层堆叠，多层堆叠包括多个反射层对；在反射层的多层堆叠上形成覆盖层；及在覆盖层上形成吸收体，吸收体包含第一层和第二层，第一层选自由以下所组成的群组：Mo、Nb、V、Mo、Nb和V的合金、Mo的氧化物、Nb的氧化物、V的氧化物、Mo的氮化物、Nb的氮化物和V的氮化物，第二层选自由以下所组成的群组：TaSb、CSb、SbN、TaNi、TaCu和TaRu。

在一些实施方式中，第一层通过利用Ar或Kr的磁控溅射来沉积金属Mo、Nb、V及其合金而形成。Mo、Nb、V的氮化物或氧化物可通过使用Mo、Nb和V的金属靶材进行反应溅射而形成，所述金属靶材可通过Ar+N₂或Ar+O₂+N₂的气体进行溅射，以用于有氧掺杂或无氧掺杂的氮化物沉积。替代地，可利用气相氮化或氧化。可通过沉积金属Mo、Nb或V的薄层(如，1nm～2nm)、停止功率及在PVD腔室中流动约2mT的N₂气体或N₂+O₂气体达5s来进行这种氮化或氧化，并且这形成1个循环。氮化条件可能包含不给PVD腔室供电且使用2mT的N₂压力。可重复循环，直到达到预期的金属氮化物厚度。

EUV掩模坯料可具有以上关于图4和图5描述的实施方式的任何特征，且方法可在关于图3描述的系统中执行。

在另一个特定的方法实施方式中，在物理沉积腔室中形成不同的吸收体层，所述物理沉积腔室具有包含第一吸收体材料的第一阴极和包含第二吸收体材料的第二阴极。现在参照图6，显示了根据一实施方式的多阴极腔室500的上部。多阴极腔室500包括基底结构501，基底结构501具有由顶部配接器504覆盖的圆柱形主体部分502。顶部配接器504提供位于顶部配接器504周围的用于多个阴极源(诸如阴极源506、508、510、512和514)的结构。

在一个或多个实施方式中，方法形成厚度在5nm和60nm的范围中的吸收体层。在一个或多个实施方式中，吸收体层的厚度在51nm和57nm的范围中。在一个或多个实施方式中，选择用以形成吸收体层的材料，以影响吸收体层的蚀刻性质。在一个或多个实施方式中，吸收体层的合金是通过共同溅射形成在物理沉积腔室中的合金吸收体材料而形成的，其可提供薄得多的吸收体层厚度(小于30nm)并实现小于2％的反射率及所期望的蚀刻性质。在一实施方式中，可通过控制每种吸收体材料的合金百分比来将吸收体层的蚀刻性质和其他期望的性质调整为符合规格。在一实施方式中，合金百分比可通过物理气相沉积腔室的操作参数(诸如电压、压力、流量等)来精确地控制。在一实施方式中，使用处理气体来进一步改变材料性质，例如，使用N₂及/或O₂气体形成Mo、Nb或V的氮化物及/或氧化物或TaSb、CSb、SbN、TaNi、TaCu或TaRu的氮化物或氧化物。

在一个或多个实施方式中，于此所述的合金包含掺杂剂。掺杂剂可选自氮或氧的一种或多种。在一实施方式中，掺杂剂包含氧。在替代实施方式中，掺杂剂包含氮。在一实施方式中，基于合金的重量，掺杂剂以约0.1重量％至约5重量％的范围中的量存在。在其他实施方式中，掺杂剂以约0.1重量％、0.2重量％、0.3重量％、0.4重量％、0.5重量％、0.6重量％、0.7重量％。0.8重量％、0.9重量％、1.0重量％、1.1重量％、1.2重量％、1.3重量％、1.4重量％、1.5重量％、1.6重量％、1.7重量％。1.8重量％、1.9重量％％、2.0重量％2.1重量％、2.2重量％、2.3重量％、2.4重量％、2.5重量％、2.6重量％、2.7重量％。2.8重量％、2.9重量％、3.0重量％、3.1重量％、3.2重量％、3.3重量％、3.4重量％、3.5重量％、3.6重量％、3.7重量％。3.8重量％、3.9重量％、4.0重量％、4.1重量％、4.2重量％、4.3重量％、4.4重量％、4.5重量％、4.6重量％、4.7重量％。4.8重量％、4.9重量％或5.0重量％的量存在于合金中。

在一个或多个实施方式中，吸收体层的合金是在物理沉积腔室中形成的共溅射合金吸收体材料，其可提供薄得多的吸收体层厚度(小于30nm)，同时实现小于2％的反射率以及合适的蚀刻性质。在一个或多个实施方式中，吸收体层的合金可由选自氩(Ar)、氧(O₂)或氮(N₂)的一种或多种的气体共同溅射。在一实施方式中，吸收体层的合金可由氩气和氧气(Ar+O₂)的混合物共同溅射。在一些实施方式中，由氩气和氧气的混合物进行的共同溅射形成合金的每种金属的氧化物。在其他实施方式中，由氩气和氧气的混合物进行的共同溅射不会形成合金的每种金属的氧化物。在一实施方式中，吸收体层的合金可由氩气和氮气(Ar+N₂)的混合物共同溅射。在一些实施方式中，由氩和氮的混合物进行的共同溅射形成合金的每种金属的氮化物。在其他实施方式中，由氩和氮的混合物进行的共同溅射不会形成金属合金的氮化物。在一实施方式中，吸收体层的合金可由氩气和氧气以及氮气(Ar+O₂+N₂)的混合物共同溅射。在一些实施方式中，由氩与氧和氮的混合物进行的共同溅射形成每种金属的氧化物及/或氮化物。在其他实施方式中，由氩与氧和氮的混合物进行的共同溅射不会形成金属的氧化物或氮化物。在一实施方式中，如上所述，可通过控制(多个)合金百分比来将吸收体层的蚀刻性质及/或其他性质调整为符合规格。在一实施方式中，(多个)合金百分比可通过物理气相沉积腔室的操作参数(诸如电压、压力、流量等)来精确地控制。在一实施方式中，使用处理气体来进一步改变材料性质，例如，使用N₂气体来形成于此描述的材料的氮化物。

在一个或多个实施方式中，如于此所用，“共同溅射”是指使用选自氩气(Ar)、氧气(O₂)或氮气(N₂)的一种或多种气体同时溅射两个靶材，一个靶材包含第一金属，且第二靶材包含第二金属，以沉积/形成包含于此所述的材料的合金的吸收体层。

多阴极源腔室500可为图3所示的系统的一部分。在一实施方式中，极紫外(EUV)掩模坯料生产系统包含用于产生真空的基板搬运真空腔室、在真空中用于运输装载在基板搬运真空腔室中的基板的基板搬运平台、及基板搬运平台可进入的多个子腔室，用于形成EUV掩模坯料，EUV掩模坯料包括：在基板上的反射层的多层堆叠，多层堆叠包括多个反射层对；在反射层的多层堆叠上的覆盖层；及在覆盖层上的吸收体，吸收体层由于此所述的材料制成。所述系统可用于制造关于图4或图5所示的EUV掩模坯料，并且所述EUV掩模坯料具有针对以上关于图4或图5描述的EUV掩模坯料描述的任何性质。

处理通常可作为软件程序储存在存储器中，该软件程序当由处理器执行时，使处理腔室执行本公开内容的处理。软件程序还可由第二处理器(未显示)储存及/或执行，第二处理器远离由处理器控制的硬件而定位。本公开内容的一些或全部方法也可在硬件中执行。这样，处理可以软件实现并且可使用计算机系统执行，作为例如专用集成电路或其他类型的硬件实现方式而以硬件实现或者实现为软件和硬件的组合。软件程序当由处理器执行时，将通用计算机转换为控制腔室操作的专用计算机(控制器)，使得处理被执行。

在整个说明书中，对“一个实施方式”、“某些实施方式”、“一个或多个实施方式”或“一实施方式”的引用是指结合实施方式描述的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开内容的至少一个实施方式中。因此，在整个说明书中各处出现的诸如“在一个或多个实施方式中”、“在某些实施方式中”、“在一个实施方式中”或“在一实施方式中”的短语不一定指代本公开内容的相同实施方式。此外，在一个或多个实施方式中，可以任何合适的方式组合特定的特征、结构、材料或特性。

尽管已经参考特定实施方式描述了本公开内容，然而应当理解，这些实施方式仅是本公开内容的原理和应用的说明。对于本领域技术人员将显而易见的是，在不背离本公开内容的精神和范围的情况下，可对本公开内容的方法和设备作出各种修改和变化。因此，本公开内容意在包括在附随的权利要求书及其等同物的范围内的修改和变化。

Claims

1.一种极紫外(EUV)掩模坯料，包含：

基板；

多层堆叠，所述多层堆叠反射EUV辐射，所述多层堆叠包含多个反射层对；

覆盖层，所述覆盖层在反射UV辐射的所述多层堆叠上；及

吸收体，所述吸收体在所述覆盖层上，所述吸收体包含第一层及第二层，所述第一层选自由以下所组成的群组：Mo、Nb、V、Mo、Nb和V的合金、Mo的氧化物、Nb的氧化物、V的氧化物、Mo的氮化物、Nb的氮化物和V的氮化物，所述第二层选自由以下所组成的群组：TaSb、CSb、SbN、TaNi、TaCu和TaRu。

2.如权利要求1所述的EUV掩模坯料，其中所述第二层包含TaSb。

3.如权利要求2所述的EUV掩模坯料，其中所述TaSb包含从约21.9重量％至约78.2重量％的范围的钽和从约21.8重量％至约78.1重量％的范围的锑。

4.如权利要求1所述的EUV掩模坯料，其中所述第二层包含CSb。

5.如权利要求4所述的EUV掩模坯料，其中所述CSb包含从约0.3重量％至约3.6重量％的范围的碳和从约96.4重量％至约99.7重量％的范围的锑，或从约5.0重量％至约10.8重量％的范围的碳和从约89.2重量％至约95.0重量％的范围的锑。

6.如权利要求1所述的EUV掩模坯料，其中所述第二层包含SbN。

7.如权利要求6所述的EUV掩模坯料，其中所述SbN包含从约78.8重量％至约99.8重量％的范围的锑和从约0.2重量％至约21.2重量％的范围的氮。

8.如权利要求1所述的EUV掩模坯料，其中所述第二层包含TaNi。

9.如权利要求8所述的EUV掩模坯料，其中所述TaNi包含从约56.9重量％至约94.6重量％的范围的钽和从约5.4重量％至约43.1重量％的范围的镍。

10.如权利要求1所述的EUV掩模坯料，其中所述第二层包含TaCu。

11.如权利要求10所述的EUV掩模坯料，其中所述TaCu包含从约74.0重量％至约94.2重量％的范围的钽和从约5.8重量％至约26.0重量％的范围的铜，或从约13.0重量％至约65.0重量％的范围的钽和从约35.0重量％至87.0重量％的范围的铜。

12.如权利要求1所述的EUV掩模坯料，其中所述第二层包含TaRu。

13.如权利要求12所述的EUV掩模坯料，其中所述TaRu包含从约30.9重量％至约80.7重量％的范围的钽和从约19.3重量％至约69.1重量％的范围的钌。

14.一种制造极紫外(EUV)掩模坯料的方法，包含：

在基板上形成反射EUV辐射的多层堆叠，所述多层堆叠包含多个反射层对；

在所述多层堆叠上形成覆盖层；和

在所述覆盖层上形成吸收体，所述吸收体包含第一层及第二层，所述第一层选自由以下所组成的群组：Mo、Nb、V、Mo、Nb和V的合金、Mo的氧化物、Nb的氧化物、V的氧化物、Mo的氮化物、Nb的氮化物和V的氮化物，所述第二层选自由以下所组成的群组：TaSb、CSb、SbN、TaNi、TaCu和TaRu。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述第二层包含TaSb，所述TaSb包含从约21.9重量％至约78.2重量％的范围的钽和从约21.8重量％至约78.1重量％的范围的锑。

16.如权利要求14所述的方法，其中所述第二层包含CSb，所述CSb包含从约0.3重量％至约3.5重量％的范围的碳和从约96.5重量％至约99.7重量％的范围的锑，或从约5重量％至约10.8重量％的范围的碳和从约89.2重量％至约95重量％的范围的锑。

17.如权利要求14所述的方法，其中所述第二层包含SbN，所述SbN包含从约78.8重量％至约99.8重量％的范围的锑和从约0.2重量％至约21.2重量％的范围的氮。

18.如权利要求14所述的方法，其中所述第二层包含TaNi，所述TaNi包含从约56.9重量％至约94.6重量％的范围的钽和从约5.4重量％至约43.1重量％的范围的镍。

19.如权利要求14所述的方法，其中所述第二层包含TaCu，所述TaCu包含从约74.0重量％至约94.2重量％的范围的钽和从约5.8重量％至约26.0重量％的范围的铜，或从约13.0重量％至约65.0重量％的范围的钽和从约35.0重量％至87.0重量％的范围的铜。

20.如权利要求14所述的方法，其中所述第二层包含TaRu，所述TaRu包含从约30.9重量％至约80.7重量％的范围的钽和从约19.3重量％至约69.1重量％的范围的钌。