TW201830122A - 具有合金吸收劑的極紫外線遮罩坯料及製造方法 - Google Patents

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Abstract

揭露了極紫外（EUV）遮罩坯料及其製造方法及其生產系統。EUV遮罩坯料包含在覆蓋層上的吸收層，吸收層由至少兩種吸收材料的合金所製成。

Description

具有合金吸收劑的極紫外線遮罩坯料及製造方法
本揭露書關於極紫外線微影術，且更具體地關於具有合金吸收劑的極紫外遮罩坯料和製造方法。
極紫外（EUV）微影術（也稱為軟X射線投影微影術）可用於製造0.0135微米和更小的最小特徵尺寸的半導體裝置。然而，通常在5至100奈米波長範圍中的極紫外光在幾乎所有的材料中被強烈地吸收。因此，極紫外系統藉由反射而不是藉由光的透射而工作。透過使用塗佈有非反射吸收遮罩圖案的一系列鏡子或透鏡元件以及反射元件或遮罩坯料，圖案化的光化學光線反射到抗蝕劑塗佈的半導體基板上。
極紫外線微影術系統的透鏡元件和遮罩坯料塗佈有材料(諸如鉬和矽)的反射多層塗層。藉由使用塗佈有多層塗層的基板已獲得了每一透鏡元件或遮罩坯料約65％的反射值，多層塗層強烈地反射了極窄的紫外帶通內的光，例如對於13.5奈米的紫外光而言，12.5至14.5奈米的帶通。
第1圖顯示了由EUV遮罩坯料所形成的傳統EUV反射遮罩10，其包括在基板14上的反射多層堆疊12，其藉由布拉格干涉而反射未遮蔽部分的EUV輻射。 EUV反射遮罩10的遮罩（非反射）區域16藉由蝕刻緩衝層18和吸收層20而形成。吸收層通常具有51nm至77nm的範圍中的厚度。覆蓋層22形成在反射多層堆疊12之上，並在蝕刻製程期間保護多層堆疊12。如下面將進一步討論的，EUV遮罩坯料由塗佈有多層、覆蓋層和吸收層的低熱膨脹材料基板所製成，接著將其蝕刻以提供遮罩（非反射）區域16和反射區域24 。
國際半導體技術路線圖（ITRS）將節點的覆蓋要求指定為技術最小半間距特徵尺寸的一部分。由於對所有反射微影術系統中固有的圖像放置和覆蓋誤差的影響，EUV反射遮罩將需要遵守更精確的平面度規格以供未來的生產。另外，使用具有多層反射器和吸收層的EUV反射遮罩的EUV微影技術，減少三維（3D）遮罩效應是非常具有挑戰性的。存在有提供EUV遮罩坯料和用於製造EUV遮罩坯料的方法的需求，用以製造EUV反射遮罩和鏡子，其將能夠減少重疊誤差和3D遮罩效應。還需要提供EUV遮罩坯料，其中可以訂作吸收層的特性以實現不同的吸收層性質和蝕刻性質。
本揭露書的一或多個實施方案涉及一種製造極紫外（EUV）遮罩坯料的方法，包含以下步驟：提供基板；在基板上形成反射層的多層堆疊，多層堆疊包括複數個反射層對；在多層堆疊上形成覆蓋層；及在覆蓋層上形成吸收層，吸收層包含至少兩種不同的吸收材料的合金。
本揭露書的另外的實施例涉及一種極紫外（EUV）遮罩坯料，包含：基板；多層堆疊，在基板上，反射層的堆疊，在基板上，多層堆疊包括複數個反射層對；覆蓋層，在多層堆疊上；及吸收層，包含至少兩種不同吸收材料的合金。
本揭露書的其它實施例涉及一種極紫外（EUV）遮罩坯料生產系統，包含：基板處理真空腔室，用於產生真空；基板處理平台，在真空中，用於輸送負載在基板處理真空腔室中的超低膨脹基板；及多個子腔室，由基板處理平台進入，用於形成EUV遮罩坯料，EUV遮罩坯料包括：多層堆疊，在基板上，反射層的堆疊，在基板上，多層堆疊包括複數個反射層對；覆蓋層，在多層堆疊上；及吸收層，包含至少兩種不同吸收材料的合金。
在描述本揭露書的若干示例性實施例之前，應當理解本揭露書不限於以下的描述中所提出的構造或處理步驟的細節。本揭露書能夠具有其他實施例並能夠以各種方式而實施或執行。
於此所用的術語「水平」被定義為平行於遮罩坯料的平面或表面的平面，而不管其定向如何。術語「垂直」是指剛剛定義的垂直於水平的方向。術語，諸如「之上方(above)」、「之下方(below)」、「底部」、「頂部」、「側面」（如「側壁」）、「更高」、「更低」、「之上(over)」、「之下(under)」是相對於水平面而定義，如圖所示。
術語「上(on)」表示元件之間存在直接接觸。術語「直接上(directly on)」表示在沒有中間元件的元件之間存在直接接觸。
如在本說明書和附隨的申請專利範圍中所使用的，術語「前驅物」、「反應物」、「反應性氣體」及類似者可互換使用，以表示可與基板表面反應的任何氣體物種。
熟悉本領域者將理解使用諸如「第一」和「第二」的序數來描述處理區域並不意味著處理腔室內的特定位置，或處理腔室內的曝光次序。
現在參考第2圖，顯示了極紫外線微影術系統100的示例性實施例。極紫外線微影術系統100包括用於產生極紫外光112的極紫外光源102、一組反射元件和目標晶圓110。反射元件包括聚光器104，EUV反射遮罩106，光學減少組件108，遮罩坯料，鏡子或其組合。
極紫外光源102產生極紫外光112。極紫外光112是具有在5至50奈米（nm）的範圍中的波長的電磁輻射。例如，極紫外光源102包括雷射，產生雷射的電漿，放電產生的電漿，自由電子雷射，同步加速輻射或其組合。
極紫外光源102產生具有各種特性的極紫外光112。極紫外光源102在波長範圍上產生寬帶極紫外輻射。例如，極紫外光源102產生具有範圍從5至50nm的波長的極紫外光112。
在一或多個實施例中，極紫外光源102產生具有窄帶寬的極紫外光112。例如，極紫外光源102產生13.5nm的極紫外光112。波長峰的中心為13.5nm。
聚光器104是用於反射和聚焦極紫外光112的光學單元。聚光器104反射並集中來自極紫外光源102的極紫外光112，以照射EUV反射遮罩106。
儘管聚光器104被顯示為單個元件，但是應當理解聚光器104可包括一或多個反射元件，諸如凹面鏡，凸面鏡，平面鏡或其組合，用於反射和集中極紫外光112。例如，聚光器104可為單個凹面鏡或具有凸面，凹面和平面的光學元件的光學組件。
EUV反射遮罩106是具有遮罩圖案114的極紫外反射元件。EUV反射遮罩106產生微影術圖案，以形成待在目標晶圓110上形成的電路佈局。EUV反射遮罩106反射極紫外光112。遮罩圖案114界定電路佈局的一部分。
光學減少組件108是用於減小遮罩圖案114的圖像的光學單元。來自EUV反射遮罩106的極紫外光112的反射藉由光學減少組件108而減少並反射到目標晶圓110上。光學減少組件108可包括鏡子和其它光學元件，以減小遮罩圖案114的圖像的尺寸。例如，光學減少組件108可包括用於反射和聚焦極紫外光112的凹面鏡。
光學減少組件108減小目標晶圓110上的遮罩圖案114的圖像的尺寸。例如，遮罩圖案114可藉由光學減少組件108以4:1的比例而成像在目標晶圓110上，以形成藉由遮罩圖案114而呈現在目標晶圓110上的電路。極紫外光112可與目標晶圓110同步地掃描反射遮罩106，以在目標晶圓110上形成遮罩圖案114。
現在參考第3圖，顯示了極紫外反射元件生產系統200的實施例。極紫外反射元件包括EUV遮罩坯料204，極紫外（EUV）鏡205或其它反射元件，諸如EUV反射遮罩106。
極紫外反射元件生產系統200可產生遮罩坯料，鏡子或反射第2圖的極紫外光112的其它元件。極紫外反射元件生產系統200藉由將薄塗層施加到來源基板203而製造反射元件。
EUV遮罩坯料204是用於形成第2圖的EUV反射遮罩106的多層結構。可使用半導體製造技術形成EUV遮罩坯料204。EUV反射遮罩106可具有藉由蝕刻和其它製程而形成在遮罩坯料204上的第2圖的遮罩圖案114。
極紫外鏡205是在極紫外光的範圍中反射的多層結構。可使用半導體製造技術而形成極紫外鏡205。 EUV遮罩坯料204和極紫外鏡205可為相對於在每個元件上形成的層的相似結構，然而極紫外鏡205不具有遮罩圖案114。
反射元件是極紫外光112的有效反射器。在一實施例中，EUV遮罩坯料204和極紫外鏡205具有大於60％的極紫外反射率。若反射元件反射超過60％的極紫外光112，則反射元件是有效的。
極紫外反射元件生產系統200包括晶圓裝載和載體處理系統202，來源基板203被加載到晶圓裝載和載體處理系統202中，且反射元件從晶圓裝載和載體處理系統卸載。大氣處理系統206提供對晶圓處理真空腔室208的進入。晶圓裝載和載體處理系統202可包括基板輸送箱、裝載閘和其它部件，以將基板從大氣轉移到系統內側的真空。因為使用EUV遮罩坯料204以非常小的尺寸形成裝置，來源基板203和EUV遮罩坯料204在真空系統中處理，以防止污染和其它缺陷。
晶圓處理真空腔室208可含有兩個真空腔室，第一真空腔室210和第二真空腔室212。第一真空腔室210包括第一晶圓處理系統214，且第二真空腔室212包括第二晶圓處理系統216。雖然用兩個真空腔室描述了晶圓處理真空腔室208，但應理解的是系統可具有任何數量的真空腔室。
晶圓處理真空腔室208可具有圍繞其周邊的複數個埠，用於附接各種其它系統。第一真空腔室210具有脫氣系統218、第一物理氣相沉積系統220、第二物理氣相沉積系統222和預清潔系統224。脫氣系統218用於從基板熱解吸濕氣。預清潔系統224用於清潔晶圓，遮罩坯料，反射鏡或其它光學部件的表面。
可使用物理氣相沉積系統(諸如第一物理氣相沉積系統220和第二物理氣相沉積系統222)在來源基板203上形成導電材料的薄膜。例如，物理氣相沉積系統可包括真空沉積系統，諸如磁控濺射系統，離子濺射系統，脈衝雷射沉積，陰極電弧沉積，或其組合。物理氣相沉積系統(諸如磁控管濺射系統)在來源基板203上形成包括矽，金屬，合金，化合物，或其組合的層的薄層。
物理氣相沉積系統形成反射層、覆蓋層和吸收層。例如，物理氣相沉積系統可形成矽，鉬，氧化鈦，二氧化鈦，氧化釕，氧化鈮，釕鎢，釕鉬，釕鈮，鉻，鉭，氮化物，化合物，或其組合的層。雖然一些化合物被描述為氧化物，但是應當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，或其組合。
第二真空腔室212具有第一多陰極源226、化學氣相沉積系統228、固化腔室230和與其連接的超平滑沉積腔室232。例如，化學氣相沉積系統228可包括可流動的化學氣相沉積系統（FCVD），電漿輔助化學氣相沉積系統（CVD），氣溶膠輔助CVD，熱絲CVD系統或類似的系統。在另一個實例中，化學氣相沉積系統228、固化腔室230和超平滑沉積腔室232可在與極紫外反射元件生產系統200分離的系統中。
化學氣相沉積系統228可在來源基板203上形成材料的薄膜。例如，化學氣相沉積系統228可用以在來源基板203上形成包括單晶層，多晶層層，非晶層，磊晶層，或其組合的材料層。化學氣相沉積系統228可形成矽、氧化矽、碳氧化矽、碳、鎢、碳化矽、氮化矽、氮化鈦、金屬、合金及適於化學氣相沉積的其它材料的層。例如，化學氣相沉積系統可形成平坦化層。
第一晶圓處理系統214能夠在大氣處理系統206和圍繞第一真空腔室210的周邊的各種系統之間在連續真空中移動來源基板203。第二晶圓處理系統216能夠使來源基板203圍繞第二真空腔室212移動，同時將來源基板203維持在連續的真空中。極紫外反射元件生產系統200可在連續的真空中將來源基板203和EUV遮罩坯料204在第一晶圓處理系統214，第二晶圓處理系統216之間傳送。
現在參考第4圖，顯示了極紫外反射元件302的實施例。在一或多個實施例中，極紫外反射元件302是第3圖的EUV遮罩坯料204或第3圖的極紫外鏡205。 EUV遮罩坯料204和極紫外鏡205是用於反射第2圖的極紫外光112的結構。EUV遮罩坯料204可用以形成第2圖所示的EUV反射遮罩106。
極紫外反射元件302包括基板304、反射層的多層堆疊306和覆蓋層308。在一或多個實施例中，極紫外鏡205用以形成在第2圖的聚光器104，或第2圖的光學減少組件108中使用的反射結構。
可為EUV遮罩坯料204的極紫外反射元件302包括基板304、反射層的多層堆疊306、覆蓋層308和吸收層310。極紫外反射元件302可為EUV遮罩坯料204，其用以藉由將吸收層310圖案化成具有所需電路的佈局而形成第2圖的反射遮罩106。
在以下部分中，為了簡化，用於EUV遮罩坯料204的術語與用於極紫外鏡205的術語可互換使用。在一或多個實施例中，除了形成第2圖的遮罩圖案114之外，遮罩坯料204包括添加了吸收層310的極紫外鏡205的部件。
EUV遮罩坯料204是用於形成具有遮罩圖案114的反射遮罩106的光學平坦結構。在一或多個實施例中，EUV遮罩坯料204的反射表面形成用於反射入射光(諸如第2圖的極紫外光112)的平坦焦平面。
基板304是用於向極紫外反射元件302提供結構支撐的元件。在一或多個實施例中，基板304由具有低熱膨脹係數（CTE）的材料所製成，以在溫度改變期間提供穩定性。在一或多個實施例中，基板304具有諸如針對機械循環，熱循環，晶體形成，或其組合的穩定性的性質。根據一或多個實施例的基板304由諸如矽，玻璃，氧化物，陶瓷，玻璃陶瓷，或其組合的材料所形成。
多層堆疊306是對極紫外光112反射的結構。多層堆疊306包括第一反射層312和第二反射層314的交替反射層。
第一反射層312和第二反射層314形成第4圖的反射對316。在非限制性的實施例中，多層堆疊306包括總共多達120個反射層的20-60個反射對316的範圍。
第一反射層312和第二反射層314可由各種材料所形成。在一個實施例中，第一反射層312和第二反射層314分別由矽和鉬所形成。雖然這些層被顯示為矽和鉬，但是應當理解交替層可由其它材料所形成或具有其它內部結構。
第一反射層312和第二反射層314可具有各種結構。在一個實施例中，第一反射層312和第二反射層314均形成有單層，多層，分層結構，不均勻結構，或其組合。
因為大多數材料吸收極紫外波長的光，所用的光學元件是反射性的，而不是如在其它微影術系統中所使用的透射性的。多層堆疊306藉由具有不同光學性質的交替薄層材料而形成反射結構，以產生布拉格反射器或鏡。
在一實施例中，每個交替層對於極紫外光112具有不同的光學常數。當交替層的厚度的週期是極紫外光112的波長的一半時，交替層提供諧振反射率。在一實施例中，對於波長13nm的極紫外光112而言，交替層約為6.5nm厚。應當理解所提供的大小和尺寸在典型元件的正常工程公差內。
多層堆疊306可以各種方式形成。在一實施例中，第一反射層312和第二反射層314由磁控濺射，離子濺射系統，脈衝雷射沉積，陰極電弧沉積，或其組合而形成。
在說明性實施例中，使用諸如磁控濺射的物理氣相沉積技術而形成多層堆疊306。在一實施例中，多層堆疊306的第一反射層312和第二反射層314具有藉由磁控濺射技術所形成的特徵，包括精確的厚度、低粗糙度及在層之間的清潔界面。在一實施例中，多層堆疊306的第一反射層312和第二反射層314具有藉由物理氣相沉積所形成的特徵，包括精確的厚度、低粗糙度和在層之間的清潔界面。
可精確地控制使用物理氣相沉積技術而形成的多層堆疊306的層的物理尺寸以增加反射率。在一實施例中，第一反射層312（諸如矽層）具有4.1nm的厚度。第二反射層314(諸如鉬層)具有2.8nm的厚度。層的厚度指示極紫外反射元件的峰值反射率波長。若層的厚度不正確，則可能減少所需波長13.5nm處的反射率。
在一實施例中，多層堆疊306具有大於60％的反射率。在一實施例中，使用物理氣相沉積而形成的多層堆疊306具有在66％-67％的範圍中的反射率。在一或多個實施例中，在由較硬材料所形成的多層堆疊306之上形成覆蓋層308提高了反射率。在一些實施例中，使用低粗糙度層，在層之間的清潔界面，改進的層材料，或其組合來實現大於70％的反射率。
在一或多個實施例中，覆蓋層308是允許透射極紫外光112的保護層。在一實施例中，覆蓋層308直接形成在多層堆疊306上。在一或多個實施例中，覆蓋層308保護多層堆疊306免受污染物和機械損壞。在一個實施例中，多層堆疊306對於氧，碳，碳氫化合物或其組合的污染敏感。根據實施例的覆蓋層308與污染物相互作用以中和它們。
在一或多個實施例中，覆蓋層308是對極紫外光112透明的光學均勻結構。極紫外光112通過覆蓋層308以反射離開多層堆疊306。在一或多個實施例，覆蓋層308具有1％至2％的總反射率損失。在一或多個實施例中，每個不同的材料根據厚度具有不同的反射率損失，但是它們都將在1％至2％的範圍中。
在一或多個實施例中，覆蓋層308具有光滑表面。例如，覆蓋層308的表面可具有小於0.2nm RMS（均方根值）的粗糙度。在另一實例中，覆蓋層308的表面在1/100nm和1/1μm的範圍中的長度而言具有0.08nm RMS的粗糙度。 RMS粗糙度將根據其量測範圍而變化。對於100nm到1微米的特定範圍而言，粗糙度為0.08nm以下。在較大的範圍中，粗糙度會更高。
覆蓋層308可以各種方法而形成。在一實施例中，覆蓋層308藉由磁控濺射，離子濺射系統，離子束沉積，電子束蒸發，射頻（RF）濺射，原子層沉積（ALD），脈衝雷射沉積，陰極電弧沉積，或其組合而形成在或直接形成在多層堆疊306上。在一或多個實施例中，覆蓋層308具有藉由磁控濺射技術所形成的物理特徵，包括精確的厚度、低粗糙度和在層之間的清潔界面。在一實施例中，覆蓋層308具有藉由物理氣相沉積所形成的物理特性，包括精確的厚度、低的粗糙度和在層之間的清潔界面。
在一或多個實施例中，覆蓋層308由具有足以在清潔期間抵抗侵蝕的硬度的各種材料所形成。在一個實施例中，釕用作覆蓋層材料，因為它是良好的蝕刻停止且在操作條件下是相對惰性的。然而，應當理解可使用其它材料來形成覆蓋層308。在特定的實施例中，覆蓋層308具有在2.5和5.0nm範圍中的厚度。
在一或多個實施例中，吸收層310是吸收極紫外光112的層。在一實施例中，吸收層310用以藉由提供不反射極紫外光112的區域而在反射遮罩106上形成圖案。根據一或多個實施例的吸收層310包含對於極紫外光112的特定頻率（諸如約13.5nm）具有高吸收係數的材料。在一實施例中，吸收層310直接形成在覆蓋層308上，且使用微影術製程蝕刻吸收層310，以形成反射遮罩106的圖案。
根據一或多個實施例，極紫外反射元件302（諸如極紫外鏡205）與基板304、多層堆疊306和覆蓋層308一起形成。極紫外鏡205具有光學平坦的表面，且可有效地和均勻地反射極紫外光112。
根據一或多個實施例，極紫外反射元件302（諸如EUV遮罩坯料204）與基板304，多層堆疊306，覆蓋層308和吸收層310一起形成。遮罩坯料204具有光學平坦表面並且可有效地和均勻地反射極紫外光112。在一實施例中，遮罩圖案114由遮罩坯料204的吸收層310形成。
根據一或多個實施例，在覆蓋層308之上形成吸收層310增加了反射遮罩106的可靠性。覆蓋層308用作吸收層310的蝕刻停止層。當第2圖的遮罩圖案114被蝕刻到吸收層310中時，吸收層310下面的覆蓋層308停止蝕刻作用以保護多層堆疊306。
在一實施例中，吸收層310由至少兩個吸收材料的合金所製成。在一或多個實施例中，合金由具有彼此不同的消光係數（k）值和彼此不同的折射率值（n）的兩種不同的吸收材料組成。在一或多個實施例中，「吸收材料」是指單一元素(諸如Ta或Ni)。在其它實施例中，「吸收材料」是週期表的金屬元素和非金屬元素的化合物，例如TaN。在又其它的實施例中，「吸收材料」是兩種金屬的合金，且在這種實施例中，吸收層310可包含第一吸收材料的合金，第一吸收材料的合金是兩種金屬的合金，例如Ni8 Cr2 ，及第二吸收材料，例如Ta。在又其它的實施例中，吸收層可包括兩種金屬的第一合金和兩種金屬的第二合金。在一或多個實施例中，鉻不是於此所使用的「吸收材料」。在一或多個實施例中，用以形成吸收層的吸收材料包括選自由鉑（Pt）、鋅（Zn）、金（Au）、氧化鎳（NiO）、氧化銀（Ag2 O）、銥（Ir）、鐵（Fe）、二氧化錫（SnO2 ）、鈷（Co）、鎳鉻合金、Ni8 Cr2 、氧化錫（SnO）、銅（Cu）、銀（Ag）、錒（Ac）、碲（Te）、碘化銫（CsI）、錫（Sn）、碲化鋅（ZnTe）、銻（Sb）、鉭（Ta）、氮化鉭（TaN）、氮氧化鉭（TaNO）、鉻（Cr）、氮化鉻（CrN）和硼酸鉭（TaBO）所組成的群組的至少兩種吸收材料。儘管鎳鉻是於此所使用的「吸收材料」，但鉻不是於此所使用的「吸收材料」。在一或多個實施例中，「合金」不包括作為合金的一部分的包含鉻的金屬混合物。
在一或多個實施例中，吸收層具有在5nm和60nm的範圍中的厚度。在一或多個實施例中，吸收層具有在51nm和57nm的範圍中的厚度。在一或多個實施例中，選擇吸收層中的材料以實現吸收層的蝕刻性質。在一或多個實施例中，吸收層的合金是在物理沉積室中所形成的共濺射的合金吸收材料，其可提供更薄的吸收層厚度（小於30nm）並實現小於2％的反射率和所欲的蝕刻性質。在一實施例中，吸收層的蝕刻性質和其它所欲性質可藉由控制合金的百分比來訂製到規格。在一實施例中，可藉由操作諸如物理氣相沉積腔室的電壓，壓力，流量等的參數來精確地控制合金的百分比。在一實施例中，使用處理氣體來進一步改變材料性質，例如，使用N2 氣體來形成Ta、Ni、Sb等的氮化物。合金可包含以下重量百分比的第一吸收材料和第二吸收材料：95/5，90/10，85/15，80/20，75/25，70/30，65/35，60/40，55/45，50/50，45/55，40/60，35/65，30/70，25/75，20/80，15/85，10/90或5/95。第一和第二材料可為上述材料的任一種，例如，在一實施例中的第一材料是TaN，且第二材料是Ni。EUV遮罩坯料可在具有包含第一吸收材料的第一陰極、包含第二吸收材料的第二陰極、包含第三吸收材料的第三陰極、包含第四吸收材料的第四陰極及包括第五吸收材料的第五陰極的物理沉積腔室中製造，其中第一吸收材料、第二吸收材料、第三吸收材料、第四吸收材料及第五吸收材料彼此不同，且吸收材料的每一個的消光係數不同於其他材料，且吸收材料的每一個具有不同於其它吸收材料的折射率。
現在參考第5圖，極紫外（EUV）遮罩坯料400顯示為包含基板414、在基板414上的反射層412的多層堆疊、包括複數個反射層對的反射層412的多層堆疊。EUV遮罩坯料400進一步包括在反射層412的多層堆疊上的覆蓋層422，且在覆蓋層422上存在吸收層420的多層堆疊420。吸收層的多層堆疊420包括複數個吸收層對420a、420b、420c、420d、420e、420f、每對（420a/420b、420c/420d、420e/420f）包含具有不同的消光係數（k）值和不同的折射率值（n）的兩種不同的吸收材料。例如，吸收層420a由具有與形成吸收層420b的材料的消光係數值（k）不同的消光係數值（k）的材料所製成。類似地，吸收層420c由具有與形成吸收層420d的材料的消光係數值（k）不同的消光係數值（k）的材料所製成，且吸收層420e由具有與形成吸收層420f的材料的消光係數值（k）不同的消光係數值（k）的材料所製成。此外，吸收層420a由具有與形成吸收層420b的材料的折射率值（n）不同的折射率值（n）的材料所製成。類似地，吸收層420c由具有與形成吸收層420d的材料的折射率值（n）不同的折射率值（n）的材料所製成，且吸收層420e由具有與形成吸收層420f的材料的折射率值（n）不同的折射率值（n）的材料所製成。
在一個實施例中，極紫外遮罩坯料400包括複數個反射層412選自含鉬（Mo）材料和含矽（Si）材料，例如，鉬（Mo）和矽（Si）。用以形成吸收層420a、420b、420c、420d、420e和420f的吸收材料選自由鉑（Pt）、鋅（Zn）、金（Au）、氧化鎳（NiO）、氧化銀（Ag2 O）、銥（Ir）、鐵（Fe）、二氧化錫（SnO2 ）、鈷（Co）、鎳鉻合金、Ni8 Cr2 、氧化錫（SnO）、銅（Cu）、銀（Ag）、錒（Ac）、碲（Te）、碘化銫（CsI）、錫（Sn）、碲化鋅（ZnTe）、銻（Sb）、鉭（Ta）、氮化鉭（TaN）、氮氧化鉭（TaNO）、鉻（Cr）、氮化鉻（CrN）和硼酸鉭（TaBO）所組成的群組。
在一或多個實施例中，其中吸收層對420a/420b、420c/420d、420e/420f包含第一層（420a、420c、420e）及第二層（420b、420d、420f），第一層（420a、420c、420e）包括選自由鉭（Ta） 、氮化鉭（TaN）、氮氧化鉭（TaNO）、硼酸鉭（TaBO）所組成的群組的吸收材料，第二層（420b、420d、420f）包括選自由鉑（Pt）、鋅（Zn）、金（Au）、氧化鎳（NiO）、氧化銀（Ag2 O）、銥（Ir）、鐵（Fe）、二氧化錫（SnO2 ）、鈷（Co）、鎳鉻合金(特別是Ni8 Cr2 )、氧化錫(SnO）、銅（Cu）、銀（Ag）、錒（Ac）、碲（Te）、碘化銫（CsI）、錫（Sn）、碲化鋅（ZnTe）、鉻（Cr）、氮化鉻（CrN）及銻（Sb）所組成的群組的吸收材料。在特定的實施例中，吸收層對包含第一層（420a、420c、420e）及第二層（420b、420d、420f），第一層（420a、420c、420e）包括選自鎳（Ni）的吸收材料，第二層（420b、420d、420f）包括選自氮化鉭(TaN)的吸收材料。
根據一或多個實施例，吸收層對包含第一吸收層（420a、420c、420e）和第二吸收層（420b、420d、420f），第一吸收層（420a、420c、420e）和第二吸收層（420b、420d、420f）的每一者具有在0.1nm和10nm的範圍中的厚度，例如在1nm和5nm的範圍中，或在1nm和3nm的範圍中。在一或多個特定的實施例中，第一層420a的厚度為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、3.3 nm、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及5nm。在一或多個實施例中，每對的第一吸收層和第二吸收層的厚度是相同不同的。例如，第一吸收層和第二吸收層具有使得第一吸收層厚度與第二吸收層厚度的比率為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的厚度，這導致在每一對中的第一吸收層具有等於大於第二吸收層厚度的厚度。替代地，第一吸收層和第二吸收層具有使得第二吸收層厚度與第一吸收層厚度的比率為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的厚度，這導致在每一對中的第二吸收層具有等於大於第一吸收層厚度的厚度。
根據一或多個實施例，選擇不同的吸收材料和吸收層的厚度，使得由於吸光度及由於由來自反射層的多層堆疊的光的破壞性干擾所引起的相位變化而吸收極紫外光。儘管在圖中所示的實施例顯示了三個吸收層對420a/420b、420c/420d和420e/420f，申請專利範圍不應受限於特定數量的吸收層對。根據一或多個實施例，EUV遮罩坯料400可包括在5和60個吸收層對的範圍中，或在10和40個吸收層對的範圍中。
根據一或多個實施例，吸收層具有提供小於2％的反射率和其它蝕刻性質的厚度。可使用供應氣體來進一步改變吸收層的材料性質，例如，氮（N2 ）氣可用以形成以上所提供的材料的氮化物。根據一或多個實施例的吸收層的多層堆疊是不同材料的單獨厚度的重複圖案，使得EUV光不僅由於吸收率，且由於多層吸收劑堆疊所引起的相位變化將破壞性地干擾來自下面的反射材料的多層堆疊的光而被吸收，以提供更好的對比度。
例如，考慮第一種情況，在40ML的Mo和Si上具有15nm的TaN的10nm的Ni的吸收劑堆疊。基於Ni和TaN的n和k，吸收劑堆疊將吸收13.5nm的EUV。在根據一實施例的第二種情況中，可在40ML的Mo和Si的頂部上製造厚度2和3nm的Ni和TaN的5個雙層。在第二種情況中，光不僅被總厚度10nm的Ni和15nm的TaN吸收，而且額外地提供了破壞性地干擾從40ML的Mo和Si鏡所反射的光的相位變化，從而提供增強的對比度。因此，第二種情況的堆疊對於反射率損失將提供超過50％的改良。可進一步優化伽馬(為Ni與TaN的厚度的比率)、單層的厚度及多層的數目，以提供更大的對比度。第6圖是用於第一種情況的反射率曲線，而第7圖是用於第二種情況的反射率曲線。
本揭露書的另一態樣關於一種製造極紫外（EUV）遮罩坯料的方法，包含以下步驟：提供基板；在基板上形成反射層的多層堆疊，多層堆疊包括複數個反射層對；在反射層的多層堆疊上形成覆蓋層；及形成包含至少兩種不同吸收材料的合金的吸收層。在一或多個實施例中，合金由具有彼此不同的消光係數（k）值和彼此不同的折射率值（n）的兩種不同的吸收材料所組成。EUV遮罩坯料可具有上面關於第4圖和第5圖而描述的實施例的任何特徵，且該方法可在關於第3圖所描述的系統中執行。
因此，在一實施例中，複數個反射層選自含鉬（Mo）材料和含矽（Si）材料，且吸收層由選自由鉑（Pt）、鋅（Zn）、金（Au）、氧化鎳（NiO）、氧化銀（Ag2 O）、銥（Ir）、鐵（Fe）、二氧化錫（SnO2 ）、鈷（Co）、鎳鉻合金、Ni8 Cr2 、氧化錫（SnO）、銅（Cu）、銀（Ag）、錒（Ac）、碲（Te）、碘化銫（CsI）、錫（Sn）、碲化鋅（ZnTe）、銻（Sb）、鉭（Ta）、氮化鉭（TaN）、氮氧化鉭（TaNO）、鉻（Cr）、氮化鉻（CrN）、硼酸鉭（TaBO）所組成的群組的兩或更多個吸收材料的合金所製成。替代地，在一實施例中，吸收層是選自由鉭（Ta）、氮化鉭（TaN）、氮氧化鉭（TaNO）、硼酸鉭（TaBO）所組成的群組的兩或更多個吸收材料的合金，且第二層由選自由鉑（Pt）、鋅（Zn）、金（Au）、氧化鎳（NiO）、氧化銀（Ag2 O）、銥（Ir）、鐵（Fe）、二氧化錫（SnO2 ）、鈷（Co）、鎳鉻合金(特別是Ni8 Cr2 )、氧化錫(SnO）、銅（Cu）、銀（Ag）、錒（Ac）、碲（Te）、碘化銫（CsI）、錫（Sn）、碲化鋅（ZnTe）、鉻（Cr）、氮化鉻（CrN）及銻（Sb）所組成的群組的材料所製成。在特定的實施例中，吸收層包含選自鎳（Ni）和氮化鉭(TaN)的至少兩種吸收材料的合金。
在另一個特定的方法實施例中，不同的吸收層形成在具有包含第一吸收材料的第一陰極和包含第二吸收材料的第二陰極的物理沉積腔室中。現在參考第8圖，根據一實施例顯示了多陰極源腔室500的上部。第一多陰極腔室500包括具有藉由頂部配接器504所覆蓋的圓柱形主體部分502的底座結構501。頂部配接器504具有用於數個陰極源（諸如陰極源506、508、510、512及514）的設置，定位在頂部配接器204周圍。
在一或多個實施例中，該方法形成具有在5nm和60nm的範圍中的厚度的吸收層。在一或多個實施例中，吸收層具有在51nm和57nm的範圍中的厚度。在一或多個實施例中，選擇用以形成吸收層的材料以實現吸收層的蝕刻性質。在一或多個實施例中，吸收層的合金是藉由共濺射在物理沉積室中所形成的合金吸收材料而形成，其可提供更薄的吸收層厚度（小於30nm）並實現小於2％的反射率和所欲的蝕刻性質。在一實施例中，吸收層的蝕刻性質和其它所欲性質可藉由控制每個吸收材料的合金的百分比來訂製到規格。在一實施例中，可藉由操作諸如物理氣相沉積腔室的電壓，壓力，流量等的參數來精確地控制合金的百分比。在一實施例中，使用處理氣體來進一步改變材料性質，例如，使用N2 氣體來形成Ta、Ni、Sb等的氮化物。合金吸收材料可包含以下重量百分比的第一吸收材料和第二吸收材料：95/5，90/10，85/15，80/20，75/25，70/30，65/35，60/40，55/45，50/50，45/55，40/60，35/65，30/70，25/75，20/80，15/85，10/90或5/95。第一和第二材料可為上述材料的任一種，例如，在一實施例中的第一材料是TaN，且第二材料是Ni。用以形成EUV遮罩坯料的方法可在具有包含第一吸收材料的第一陰極、包含第二吸收材料的第二陰極、包含第三吸收材料的第三陰極、包含第四吸收材料的第四陰極及包括第五吸收材料的第五陰極的物理沉積腔室中製造，其中第一吸收材料、第二吸收材料、第三吸收材料、第四吸收材料及第五吸收材料彼此不同，且吸收材料的每一個的消光係數不同於其他材料，且吸收材料的每一個具有不同於其它吸收材料的折射率。
多陰極源腔室500可為第3圖所示的系統的一部分。在一實施例中，極紫外（EUV）遮罩坯料生產系統包含用於產生真空的基板處理真空腔室，在真空中的基板處理平台，用於輸送負載在基板處理真空腔室中的基板，及由基板處理平台進入的多個子腔室，用於形成EUV遮罩坯料，包括在基板上的反射層的多層堆疊，多層堆疊包括複數個反射層對，多層堆疊反射層上的覆蓋層，及覆蓋層上的吸收層，吸收層由至少兩種吸收材料的合金所製成。在一或多個實施例中，兩種不同的吸收材料具有彼此不同的消光係數（k）值和彼此不同的折射率值（n ）。該系統可用以製造相關於第4圖或第5圖所顯示的EUV遮罩坯料，並具有相關於第4圖或第5圖所描述於上的相關於EUV遮罩坯料所描述的任何特質。
貫穿這份說明書對「一個實施例」，「某些實施例」，「一或多個實施例」或「一實施例」的參照意味著結合實施例所描述的特定特徵，結構，材料或特性包括在本揭露書的至少一個實施例中。因此，在整個這份說明書中的各個地方中，諸如「在一或多個實施例中」，「在某些實施例中」，「在一個實施例中」或「在一實施例中」的短語的出現不一定指代本揭露書的相同實施例。此外，特定的特徵，結構，材料或特性可以任何合適的方式組合在一或多個實施例中。
儘管已經參考特定實施例而描述了於此的揭露書，但是應當理解這些實施例僅僅是本揭露書的原理和應用的說明。對於熟悉本領域者將顯而易見的是，可對本揭露書的方法和設備進行各種修改和變化而不背離本揭露書的精神和範圍。因此，本揭露書旨在包括在附隨的申請專利範圍及其等效元件的範圍內的修改和變化。
10‧‧‧反射遮罩
12‧‧‧多層堆疊
14‧‧‧基板
16‧‧‧遮罩（非反射）區域
18‧‧‧緩衝層
20‧‧‧吸收層
22‧‧‧覆蓋層
24‧‧‧反射區域
100‧‧‧極紫外線微影術系統
102‧‧‧極紫外光源
104‧‧‧聚光器
106‧‧‧反射遮罩
108‧‧‧光學減少組件
110‧‧‧目標晶圓
112‧‧‧極紫外光
114‧‧‧遮罩圖案
200‧‧‧極紫外反射元件生產系統
202‧‧‧晶圓裝載和載體處理系統
203‧‧‧來源基板
204‧‧‧遮罩坯料/頂部配接器
205‧‧‧極紫外（EUV）鏡
206‧‧‧大氣處理系統
208‧‧‧晶圓處理真空腔室
210‧‧‧第一真空腔室
212‧‧‧第二真空腔室
214‧‧‧第一晶圓處理系統
216‧‧‧第二晶圓處理系統
218‧‧‧脫氣系統
220‧‧‧第一物理氣相沉積系統
222‧‧‧第二物理氣相沉積系統
224‧‧‧預清潔系統
226‧‧‧第一多陰極源
228‧‧‧化學氣相沉積系統
230‧‧‧固化腔室
232‧‧‧超平滑沉積腔室
302‧‧‧極紫外反射元件
304‧‧‧基板
306‧‧‧多層堆疊
308‧‧‧覆蓋層
310‧‧‧吸收層
312‧‧‧第一反射層
314‧‧‧第二反射層
316‧‧‧反射對
400‧‧‧遮罩坯料
412‧‧‧反射層
414‧‧‧基板
418 420‧‧‧吸收層/多層堆疊
420a‧‧‧吸收層對/吸收層
420b‧‧‧吸收層對/吸收層
420c‧‧‧吸收層對/吸收層
420d‧‧‧吸收層對/吸收層
420e‧‧‧吸收層對/吸收層
420f‧‧‧吸收層對/吸收層
422‧‧‧覆蓋層
500‧‧‧多陰極源腔室/多陰極腔室
501‧‧‧底座結構
502‧‧‧圓柱形主體部分
504‧‧‧頂部配接器
506‧‧‧陰極源
508‧‧‧陰極源
510‧‧‧陰極源
512‧‧‧陰極源
514‧‧‧陰極源
因此，可詳細了解本揭露書的上述特徵的方式，簡要概述於上的本揭露書的更具體的描述可藉由參考實施例而獲得，其中一些實施例顯示在附隨的圖式。然而，應當注意附隨的圖式僅顯示了本揭露書的典型實施例，且因此不應將其視為限制其範圍，因為本揭露書可允許其他等效的實施例。
第1圖示意性地顯示了採用傳統吸收劑的背景技術的EUV反射遮罩；
第2圖示意性地顯示了極紫外線微影術系統的實施例；
第3圖顯示了極紫外反射元件生產系統的實施例；
第4圖顯示了諸如EUV遮罩坯料的極紫外反射元件的實施例；
第5圖顯示了諸如EUV遮罩坯料的極紫外反射元件的實施例；
第6圖是遮罩坯料的反射曲線；
第7圖是遮罩坯料的反射曲線；及
第8圖顯示了多陰極物理沉積腔室的實施例。
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Claims (20)

  1. 一種製造極紫外（EUV）遮罩坯料的方法，包含以下步驟： 提供一基板；在該基板上形成多個反射層的一多層堆疊，多個反射層的該多層堆疊包括複數個反射層對；在多個反射層的該多層堆疊上形成一覆蓋層；及在該覆蓋層上形成一吸收層，該吸收層包含至少兩種不同的吸收材料的一合金。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該複數個反射層對由選自含鉬（Mo）材料和含矽（Si））材料的一材料所製成，且該等吸收層由至少兩種吸收材料的一合金所製成，該至少兩種吸收材料選自由鉑（Pt）、鋅（Zn）、金（Au）、氧化鎳（NiO）、氧化銀（Ag2 O）、銥（Ir）、鐵（Fe）、二氧化錫（SnO2 ）、鈷（Co）、鎳鉻合金、Ni8 Cr2 、氧化錫（SnO）、銅（Cu）、銀（Ag）、錒（Ac）、碲（Te）、碘化銫（CsI）、錫（Sn）、碲化鋅（ZnTe）、銻（Sb）、鉭（Ta）、氮化鉭（TaN）、氮氧化鉭（TaNO）、鉻（Cr）、氮化鉻（CrN）和硼酸鉭（TaBO）所組成的群組。
  3. 如請求項1所述之方法，其中該吸收層包含選自至少兩種吸收材料的一合金的一吸收材料，該至少兩種吸收材料選自由鉭（Ta）、氮化鉭（TaN）、氮氧化鉭（TaNO）、硼酸鉭（TaBO）、鉑（Pt）、鋅（Zn）、金（Au）、氧化鎳（NiO）、氧化銀（Ag2 O）、銥（Ir）、鐵（Fe）、二氧化錫（SnO2 ）、鈷（Co）、鎳鉻合金，特別是Ni8 Cr2 、氧化錫(SnO）、銅（Cu）、銀（Ag）、錒（Ac）、碲（Te）、碘化銫（CsI）、錫（Sn）、碲化鋅（ZnTe）、鉻（Cr）、氮化鉻（CrN）及銻（Sb）所組成的群組。
  4. 如請求項1所述之方法，其中吸收層包含包括鎳(Ni)和氮化鉭（TaN）的一合金。
  5. 如請求項2所述之方法，其中該吸收層具有在5nm和60nm的一範圍中的一厚度。
  6. 如請求項2所述之方法，其中該吸收層具有在51nm和57nm的一範圍中的一厚度。
  7. 如請求項1所述之方法，其中在該吸收層中的該等吸收材料經選擇以實現該吸收層的多個蝕刻性質。
  8. 如請求項1所述之方法，其中該吸收層形成在一物理沉積腔室中，該物理沉積腔室具有包含一第一吸收材料的一第一陰極和包含一第二吸收材料的一第二陰極。
  9. 如請求項1所述之方法，其中該吸收層形成在一物理沉積腔室中，該物理沉積腔室具有包含一第一吸收材料的一第一陰極、包含一第二吸收材料的一第二陰極、包含一第三吸收材料的一第三陰極、包含一第四吸收材料的一第四陰極及包含一第五吸收材料的一第五陰極。
  10. 一種極紫外（EUV）遮罩坯料，包含： 一基板；多個反射層的一多層堆疊，在該基板上，多個反射層的該多層堆疊包括複數個反射層，該複數個反射層包括多個反射層對；一覆蓋層，在多個反射層的該多層堆疊上；及一吸收層，包含至少兩種不同吸收材料的一合金。
  11. 如請求項10所述之極紫外（EUV）遮罩坯料，其中該複數個反射層選自含鉬（Mo）材料和含矽（Si））材料，且該吸收層由選自由鉑（Pt）、鋅（Zn）、金（Au）、氧化鎳（NiO）、氧化銀（Ag2 O）、銥（Ir）、鐵（Fe）、二氧化錫（SnO2 ）、鈷（Co）、鎳鉻合金、Ni8 Cr2 、氧化錫（SnO）、銅（Cu）、銀（Ag）、錒（Ac）、碲（Te）、碘化銫（CsI）、錫（Sn）、碲化鋅（ZnTe）、銻（Sb）、鉭（Ta）、氮化鉭（TaN）、氮氧化鉭（TaNO）、鉻（Cr）、氮化鉻（CrN）和硼酸鉭（TaBO）所組成的群組的至少兩種吸收材料的一合金所製成。
  12. 如請求項10所述之極紫外（EUV）遮罩坯料，其中該吸收層由至少兩種吸收材料的一合金所製成，該至少兩種吸收材料選自由鉭（Ta）、氮化鉭（TaN）、氮氧化鉭（TaNO）、硼酸鉭（TaBO）、鉑（Pt）、鋅（Zn）、金（Au）、氧化鎳（NiO）、氧化銀（Ag2 O）、銥（Ir）、鐵（Fe）、二氧化錫（SnO2 ）、鈷（Co）、鎳鉻合金，特別是Ni8 Cr2 、氧化錫(SnO）、銅（Cu）、銀（Ag）、錒（Ac）、碲（Te）、碘化銫（CsI）、錫（Sn）、碲化鋅（ZnTe）、鉻（Cr）、氮化鉻（CrN）及銻（Sb）所組成的群組。
  13. 如請求項10所述之極紫外（EUV）遮罩坯料，其中吸收層包含包括鎳(Ni)和氮化鉭（TaN）的一合金。
  14. 如請求項10所述之極紫外（EUV）遮罩坯料，其中該吸收層具有在5nm和60nm的一範圍中的一厚度。
  15. 如請求項10所述之極紫外（EUV）遮罩坯料，其中該吸收層具有在51nm和57nm的一範圍中的一厚度。
  16. 如請求項10所述之極紫外（EUV）遮罩坯料，其中在該吸收層中的該等材料經選擇以實現該吸收層的多個蝕刻性質。
  17. 如請求項10所述之極紫外（EUV）遮罩坯料，其中該吸收層形成在一物理沉積腔室中，該物理沉積腔室具有包含一第一吸收材料的一第一陰極和包含一第二吸收材料的一第二陰極。
  18. 如請求項10所述之極紫外（EUV）遮罩坯料，其中該吸收層形成在一物理沉積腔室中，該物理沉積腔室具有包含一第一吸收材料的一第一陰極、包含一第二吸收材料的一第二陰極、包含一第三吸收材料的一第三陰極、包含一第四吸收材料的一第四陰極及包含一第五吸收材料的一第五陰極。
  19. 一種極紫外（EUV）遮罩坯料生產系統，包含： 一基板處理真空腔室，用於產生一真空；一基板處理平台，在該真空中，用於輸送負載在該基板處理真空腔室中的一基板；及多個子腔室，由該基板處理平台進入，用於形成一EUV遮罩坯料，該EUV遮罩坯料包括：多個反射層的一多層堆疊，在該基板上，該多層堆疊包括複數個反射層，該複數個反射層包括多個反射層對；一覆蓋層，在多個反射層的該多層堆疊上；及一吸收層，包含至少兩種不同吸收材料的一合金。
  20. 如請求項19所述之極紫外（EUV）遮罩坯料生產系統，其中該複數個反射層選自含鉬（Mo）材料和含矽（Si））材料，且該吸收層由至少兩種吸收材料的一合金所製成，該至少兩種吸收材料選自由鉑（Pt）、鋅（Zn）、金（Au）、氧化鎳（NiO）、氧化銀（Ag2 O）、銥（Ir）、鐵（Fe）、二氧化錫（SnO2 ）、鈷（Co）、鎳鉻合金、Ni8 Cr2 、氧化錫(SnO）、銅（Cu）、銀（Ag）、錒（Ac）、碲（Te）、碘化銫（CsI）、錫（Sn）、碲化鋅（ZnTe）、銻（Sb）、鉭（Ta）、氮化鉭（TaN）、氮氧化鉭（TaNO）、鉻（Cr）、氮化鉻（CrN）及硼酸鉭（TaBO）所組成的群組。
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