TW202045350A - 具有多層吸收體之極紫外光遮罩坯體及製造方法 - Google Patents

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Abstract

茲揭示極紫外光(EUV)遮罩坯體、其製造方法及EUV微影系統。EUV遮罩坯體包含吸收體，吸收體包括調控層和第一材料A及第二材料B之吸收體層的堆疊。

Description

具有多層吸收體之極紫外光遮罩坯體及製造方法
一般而言，本揭示內容涉及極紫外光微影術，且更具體而言，涉及具多層吸收體之極紫外光遮罩坯體及其製造方法。
極紫外光(EUV)微影術，也稱為軟性x射線投射微影術，可用於製造0.0135微米及更小的最小特徵尺寸半導體裝置。然而，極紫外光線，其通常在5至100奈米波長範圍內，幾乎在所有材料中會被強烈吸收。出於這個原因，極紫外光系統藉由反射而非藉由光的傳輸來運作。藉由使用一系列的鏡，或透鏡元件，及反射元件，或塗佈有非反射性吸收體遮罩圖案之遮罩坯體，將圖案化的光化光(actinic light)反射到塗有光阻的半導體基板上。
極紫外光微影系統的透鏡元件和遮罩坯體塗佈有諸如鉬及矽等材料之多層反射塗層。藉由使用塗佈有多層塗層的基板可獲得每個透鏡元件或遮罩坯體約略65%的反射值，所述多層塗層強烈反射極窄的紫外光帶通（如，就13.5奈米紫外光而言12.5至14.5奈米的帶通）內之光。
第1圖繪示習用的EUV反射遮罩10，其由EUV遮罩坯體形成，EUV反射遮罩10包括基板14上之反射性多層堆疊12，其藉由布拉格干涉而於未被遮蔽部分反射EUV輻射。EUV反射遮罩10的被遮蔽（非反射性）區域16由蝕刻緩衝層18和吸收層20形成。吸收層通常具有在51 nm至77 nm的範圍內之厚度。覆蓋層22形成在反射性多層堆疊12上方並在蝕刻製程期間保護多層堆疊12。如將於下文進一步論述的，EUV遮罩坯體由塗佈有多層、覆蓋層和吸收層之低熱膨脹材料基板製成，接著經蝕刻以提供被遮蔽（非反射性）區域16及反射性區域24。
國際半導體技術研發藍圖(International Technology Roadmap for Semiconductors；ITRS)將節點的覆蓋要求指定為技術最小半間距(half-pitch)特徵尺寸的一定百分比。由於所有反射性微影系統中固有的影像設置和重疊誤差之影響，EUV反射遮罩將需要遵守更精確的平坦度規範以用於將來的生產。此外，使用EUV反射遮罩（其具有多層反射器及吸收體層）進行EUV微影術時，降低三維(3D)遮蔽效應(mask effect)極具挑戰性。需要提供EUV遮罩坯體及製造EUV遮罩坯體之方法，所述EUV遮罩坯體用於製造EUV反射遮罩和鏡，其將可降低覆蓋誤差(overlay error)及3D遮蔽效應。
本揭示內容之一或多個實施例涉及一種製造一極紫外光(EUV)遮罩坯體(blank)之方法，包含以下步驟：將反射層的多層堆疊形成於基板上，反射層的多層堆疊包括複數個反射層對(reflective layer pair)；將覆蓋層形成於反射層的多層堆疊上；形成吸收體，吸收體包含調控層和吸收體層的堆疊，包含以下步驟：將調控層形成於覆蓋層上，調控層具有調控層厚度tTL ；以及將吸收體層的堆疊形成於覆蓋層上，吸收體層的堆疊包括第一材料A及第二材料B之週期性雙層，第一材料A具有厚度tA 及折射率nA ，且第二材料B具有厚度tB 及折射率nB ，其中各雙層界定一週期，該週期具有厚度tP = tA + tB ，材料A和B為不同材料，其中nA 與nB 之大小差異大於0.01，且吸收體層的該疊包含N個週期，且吸收體之厚度tabs = N*tP + tTL 。
本揭示內容之額外實施例涉及極紫外光(EUV)遮罩坯體，包含：基板；反射層的多層堆疊，位於基板上，反射層的多層堆疊包括複數個反射層對(reflective layer pair)；覆蓋層，位於反射層的多層堆疊上；吸收體，包含調控層和吸收體層的堆疊，包含：在覆蓋層上形成之調控層，調控層具有調控層厚度tTL ；以及吸收體層的堆疊包括第一材料A及第二材料B之週期性雙層，第一材料A具有厚度tA 及折射率nA ，且第二材料B具有厚度tB 及折射率nB ，其中各雙層界定一週期，該週期具有厚度tP = tA + tB ，材料A和B為不同材料，其中nA 與nB 之大小差異大於0.01，且吸收體層的堆疊包含N個週期，其中N在從1至10之範圍內，且吸收體之厚度tabs = N*tP + tTL 。
本揭示內容之進一步實施例涉及一種極紫外光(EUV)微影系統，包含：極紫外光源，其產生極紫外光；倍縮光罩(reticle)，包含基板；反射層的多層堆疊，位於基板上，反射層的多層堆疊包括複數個反射層對(reflective layer pair)；覆蓋層，位於反射層的多層堆疊上；吸收體，包含調控層和吸收體層的堆疊，包含：在覆蓋層上形成之調控層，調控層具有調控層厚度tTL ；以及吸收體層的堆疊包括第一材料A及第二材料B之週期性雙層，第一材料A具有厚度tA 及折射率nA ，且第二材料B具有厚度tB 及折射率nB ，其中各雙層界定一週期，該週期具有厚度tP = tA + tB ，材料A和B為不同材料，其中nA 與nB 之大小差異大於0.01，且吸收體層的堆疊包含N個週期，其中N在從1至10之範圍內，且吸收體之厚度tabs = N*tP + tTL 。
在描述本揭示內容的若干示例性實施例之前，應理解到，本揭示內容不限於以下描述中闡述之構造或處理步驟的細節。本揭示內容能夠有其他實施例並且能夠以各種方式實踐或實施。
本文所用之術語「水平」被界定為平行於遮罩坯體的平面或表面之平面，無論其取向如何。術語「垂直」指的是與剛剛界定之水平正交之方向。如圖所示，諸如「上方」、「下方」、「底部」、「頂部」、「側面」（如在「側壁」中）、「較高」、「較低」、「上部」、「之上」及「之下」等術語是參考水平面來界定。
術語「在…上」表示元件之間有直接接觸。術語「直接在…上」表示元件之間有直接接觸而沒有中間元件。
如本說明書及隨附申請專利範圍中所用，術語「前驅物」、「反應物」、「反應性氣體」等可互換使用，以指稱可與基板表面反應之任何氣態物種。
本案所屬技術領域中具通常知識者將理解到，使用如「第一」及「第二」等序數來描述製程區域並不意味著製程腔室內的特定位置或製程腔室內之暴露的順序。
現請參見第2圖，其示出極紫外光微影系統100的示範實施例。極紫外光微影系統100包括：極紫外光源102，其產生極紫外光線112；一組反射元件；及目標晶圓110。反射元件包括聚光器(condenser) 104、EUV反射遮罩106、光學縮減組件108、遮罩坯體、鏡或前述者之組合。
極紫外光源102產生極紫外光線112。極紫外光線112為波長在5至50奈米(nm)之範圍內的電磁輻射。舉例而言，極紫外光源102包括雷射、雷射產生之電漿、放電產生之電漿、自由電子雷射、同步輻射或前述者之組合。
極紫外光源102可產生具有各種特徵之極紫外光線112。極紫外光源102可產生在某波長範圍內之寬帶極紫外光輻射。舉例而言，極紫外光源102產生波長範圍從5至50 nm之極紫外光線112。
在一或多個實施例中，極紫外光源102可產生具有窄帶寬之極紫外光線112。舉例而言，極紫外光源102可產生13.5 nm之極紫外光線112。波長峰值的中心為13.5 nm。
聚光器104為光學單元，用於反射和聚焦極紫外光線112。聚光器104反射並聚集來自極紫外光源102之極紫外光線112，以照射EUV反射遮罩106。
儘管聚光器104被示出為單一元件，但應理解，聚光器104可包括諸如凹面鏡、凸面鏡、平面鏡或前述者之組合等一或多種反射元件，用於反射和聚集極紫外光線112。舉例而言，聚光器104可為單一凹面鏡或具有凸面、凹面和平面光學元件的光學組件。
EUV反射遮罩106為具有遮罩圖案114之極紫外光反射元件。EUV反射遮罩106產生微影圖案，以形成待形成於目標晶圓110上之電路佈局。EUV反射遮罩106反射極紫外光線112。遮罩圖案114界定電路佈局的一部分。
光學縮減組件108為光學單元，用於縮減遮罩圖案114的影像。來自EUV反射遮罩106之極紫外光線112的反射被光學縮減組件108縮減並反射至目標晶圓110上。光學縮減組件108可包括鏡和其他光學元件，以縮減遮罩圖案114之影像的尺寸。舉例而言，光學縮減組件108可包括用於反射和聚焦極紫外光線112之凹面鏡。
光學縮減組件108可縮減目標晶圓110上之遮罩圖案114的影像之尺寸。舉例而言，遮罩圖案114可由光學縮減組件108以4:1之比例成像至目標晶圓110上，以於目標晶圓110上形成由遮罩圖案114所表示之電路系統。極紫外光線112與目標晶圓110可同步掃描反射遮罩106，以於目標晶圓110上形成遮罩圖案114。
現請參見第3圖，其圖示極紫外光反射元件生產系統200之實施例。極紫外光反射元件包括EUV遮罩坯體204、極紫外光(EUV)鏡205，或如EUV反射遮罩106等其他反射裝置。
極紫外光反射元件生產系統200可產生遮罩坯體、鏡或能反射第2圖的極紫外光線112之其他元件。極紫外光反射元件生產系統200藉由將薄塗層施加至源基板203來製造反射元件。
EUV遮罩坯體204是多層結構，用於形成第2圖的EUV反射遮罩106。可使用半導體製造技術來形成EUV遮罩坯體204。藉由蝕刻及其他製程，EUV反射遮罩106可具有形成於遮罩坯體204上之第2圖的遮罩圖案114。
極紫外光鏡205為多層結構，其能反射一範圍內的極紫外光線。可使用半導體製造技術來形成極紫外光鏡205。從形成在各元件上之層來看，EUV遮罩坯體204和極紫外光鏡205可為類似結構，但極紫外光鏡205不具有遮罩圖案114。
反射元件是極紫外光線112之高效反射器。在實施例中，EUV遮罩坯體204和極紫外光鏡205具有大於60%之極紫外光反射率。若反射元件能反射超過60%的極紫外光線112則為高效的。
極紫外光反射元件生產系統200包括晶圓裝載和載體搬運系統202，源基板203裝載至晶圓裝載和載體搬運系統202內，且反射元件從晶圓裝載和載體搬運系統202卸載。大氣之搬運系統206提供對晶圓傳送真空腔室208之接取。晶圓裝載和載體搬運系統202可包括基板傳送盒、裝載閘(loadlock)及其他部件，以將基板從大氣轉移至系統內之真空。因為EUV遮罩坯體204用於形成非常小型的裝置，所以在真空系統中處理源基板203和EUV遮罩坯體204以避免污染及其他瑕疵。
晶圓傳送真空腔室208可含有第一真空腔室210和第二真空腔室212等兩個真空腔室。第一真空腔室210包括第一晶圓傳送系統214，且第二真空腔室212包括第二晶圓傳送系統216。儘管以兩個真空腔室來描述晶圓傳送真空腔室208，但應理解此系統可具有任何數量的真空腔室。
晶圓傳送真空腔室208可具有圍繞其周邊之複數個埠，用以附接各種其他系統。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及預清潔系統224。脫氣系統218用於從基板熱脫附(thermally desorbing)水分。預清潔系統224用於清潔晶圓、遮罩坯體、鏡或其他光學部件的表面。
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，可用於在源基板203上形成導電材料的薄膜。舉例而言，物理氣相沉積系統可包括真空沉積系統，如磁控濺射系統、離子濺射系統、脈衝式雷射沉積、陰極電弧沉積或前述者之組合。物理氣相沉積系統，如磁控濺射系統，在源基板203上形成薄層，包括矽、金屬、合金、化合物或前述者之組合的層。
物理氣相沉積系統可形成反射層、覆蓋層和吸收體層。舉例而言，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、化合物或前述者之組合的層。儘管一些化合物被描述為氧化物，但應理解，化合物可包括氧化物、二氧化物、具有氧原子之原子混合物或前述者之組合。
第二真空腔室212具有與其連接之第一多陰極源226、化學氣相沉積系統228、硬化腔室230及超平滑沉積腔室(ultra-smooth deposition chamber) 232。舉例而言，化學氣相沉積系統228可包括可流動化學氣相沉積系統(FCVD)、電漿輔助化學氣相沉積系統(CVD)、氣溶膠(aerosol)輔助CVD、熱絲CVD系統或類似系統。在另一個實例中，化學氣相沉積系統228、硬化腔室230及超平滑沉積腔室232可位在與極紫外光反射元件生產系統200分開的系統中。
化學氣相沉積系統228可於源基板203上形成材料的薄膜。舉例而言，化學氣相沉積系統228可用於在源基板203上形成材料層，包括單晶層、多晶層、非晶層、磊晶層或前述者之組合。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、合金及適用於化學氣相沉積之其他材料的層。舉例而言，化學氣相沉積系統可形成平坦化層。
第一晶圓傳送系統214能在連續真空中於大氣之搬運系統206與圍繞第一真空腔室210周邊的多個系統之間移動源基板203。第二晶圓傳送系統216能繞著第二真空腔室212移動源基板203，同時將源基板203維持於連續真空中。極紫外光反射元件生產系統200可在連續真空中於第一晶圓傳送系統214與第二晶圓傳送系統216之間轉移源基板203及EUV遮罩坯體204。
現請參見第4圖，其示出極紫外光反射元件302的實施例。在一或多個實施例中，極紫外光反射元件302為第3圖的EUV遮罩坯體204或第3圖的極紫外光鏡205。EUV遮罩坯體204和極紫外光鏡205為用於反射第2圖的極紫外光線112之結構。EUV遮罩坯體204可用於形成第2圖所示之EUV反射遮罩106。
極紫外光反射元件302包括基板304、反射層之多層堆疊306及覆蓋層308。在一或多個實施例中，極紫外光鏡205用於形成反射結構，所述反射結構可用於第2圖的聚光器104中或用於第2圖的光學縮減組件108中。
可為EUV遮罩坯體204之極紫外光反射元件302包括基板304、反射層的多層堆疊306、覆蓋層308及吸收體層310。極紫外光反射元件302可為EUV遮罩坯體204，其用於藉由以所需電路之佈局圖案化吸收體層310來形成第2圖的反射遮罩106。
在以下段落中，為簡化起見，EUV遮罩坯體204之術語可與極紫外光鏡205之術語互換使用。在一或多個實施例中，遮罩坯體204包括極紫外光鏡205的部件，還加入吸收體層310以額外形成第2圖的遮罩圖案114。
EUV遮罩坯體204為光學上平坦的結構，用於形成具有遮罩圖案114之反射遮罩106。在一或多個實施例中，EUV遮罩坯體204的反射表面形成平坦的焦平面，用於反射入射光，如第2圖的極紫外光線112。
基板304為用於對極紫外光反射元件302提供結構性支撐的元件。在一或多個實施例中，由具有低熱膨脹係數(CTE)的材料製成基板304，以在溫度變化期間提供穩定性。在一或多個實施例中，基板304具有諸如對機械循環、熱循環、結晶形成或前述者之組合具穩定性之特性。根據一或多個實施例之基板304可由諸如矽、玻璃、氧化物、陶瓷、玻璃陶瓷或前述者之組合等材料形成。
多層堆疊306為對極紫外光線112有反射性之結構。多層堆疊306包括第一反射層312和第二反射層314之交替反射層。
第一反射層312及第二反射層314形成第4圖之反射對316。在不受限之實施例中，就總共達120個之反射層而言，多層堆疊306包括20至60個反射對316之範圍。
第一反射層312和第二反射層314可由各種材料形成。在實施例中，第一反射層312和第二反射層314分別由矽和鉬形成。儘管所述層表示為矽和鉬，應理解的是，交替層可由其他材料形成或具有其他內部結構。
第一反射層312和第二反射層314可具有各種結構。在實施例中，第一反射層312和第二反射層314二者被形成為單一層、多層、分層結構、非均勻結構或前述者之組合。
因為大多數材料吸收極紫外光波長的光，所以使用的光學元件具反射性，而不是如使用於其他微影系統中那樣具透射性。多層堆疊306藉由具有交替的不同光學特性之材料薄層來形成反射結構，以產生布拉格反射器或鏡。
在實施例中，就極紫外光線112而言，各交替層具有不同光學常數。當交替層之厚度的週期是極紫外光線112之波長的一半時，交替層可提供共振反射率(resonant reflectivity)。在實施例中，就波長為13 nm之極紫外光線112而言，交替層為約6.5 nm厚。應理解到，所提供之尺寸和維度在典型元件的常態工程公差內。
可以各種方式形成多層堆疊306。在實施例中，可以磁控濺射、離子濺射系統、脈衝式雷射沉積、陰極電弧沉積或前述者之組合來形成第一反射層312和第二反射層314。
在說明性實施例中，使用諸如磁控濺射等物理氣相沉積技術來形成多層堆疊306。在實施例中，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形成之特性，包括精確的厚度、低粗糙度和介於層之間的乾淨介面。在實施例中，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形成之特性，包括精確的厚度、低粗糙度和介於層之間的乾淨介面。
使用物理氣相沉積技術形成之多層堆疊306的層之物理性維度可被精確控制，以提升反射率。在實施例中，第一反射層312，如矽層，具有4.1 nm之厚度。第二反射層314，如鉬層，具有2.8 nm之厚度。層的厚度決定了極紫外光反射元件的峰值反射率波長。若層的厚度不正確，可能降低在期望波長13.5 nm處的反射率。
在實施例中，多層堆疊306具有大於60%之反射率。在實施例中，使用物理氣相沉積形成之多層堆疊306具有在66%至67%之範圍內的反射率。在一或多個實施例中，在以較硬的材料形成之多層堆疊306上方形成覆蓋層308可增進反射率。在一些實施例中，使用低粗糙度層、層間的乾淨介面、改良的層材料或前述者之組合來實現大於70%之反射率。
在一或多個實施例中，覆蓋層308為容許極紫外光線112透射之保護層。在實施例中，覆蓋層308直接形成於多層堆疊306上。在一或多個實施例中，覆蓋層308保護多層堆疊306不受汙染和機械損壞。在一個實施例中，多層堆疊306對氧、碳、碳氫化合物或前述者之組合的污染物敏感。根據實施例之覆蓋層308與污染物交互作用以中和汙染物。
在一或多個實施例中，覆蓋層308為對極紫外光線112呈透明的光學性一致結構。極紫外光線112穿過覆蓋層308以從多層堆疊306反射。在一或多個實施例中，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，取決於厚度，各不同材料具有不同的反射率損失，但它們全部將在1%至2%的範圍內。
在一或多個實施例中，覆蓋層308具有平滑表面。舉例而言，覆蓋層308的表面可具有小於0.2 nm RMS （均方根量測值）之粗糙度。在另一個實例中，就1/100 nm與1/1 µm的範圍中之長度而言，覆蓋層308的表面具有0.08 nm RMS之粗糙度。RMS粗糙度將根據量測其之範圍而改變。就100 nm至1微米的特定範圍而言，粗糙度為0.08 nm或更小。在更大的範圍內，粗糙度將更高。
可由多種方法形成覆蓋層308。在實施例中，以磁控濺射、離子濺射系統、離子束沉積、電子束蒸鍍、射頻(RF)濺射、原子層沉積(ALD)、脈衝式雷射沉積、陰極電弧沉積或前述者之組合，將覆蓋層308形成在多層堆疊306上或直接在多層堆疊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形成之物理特性，包括精確的厚度、低粗糙度和介於層之間的乾淨介面。在實施例中，覆蓋層308具有藉由物理氣相沉積形成之物理特性，包括精確的厚度、低粗糙度和介於層之間的乾淨介面。
在一或多個實施例中，覆蓋層308由多種材料形成，所述材料具有足以在清潔期間抵抗侵蝕之硬度。在一個實施例中，釕用作覆蓋層材料，因為釕是良好的蝕刻終止物，且在操作條件下是相對惰性的。然而，應理解到，可使用其他材料來形成覆蓋層308。在具體實施例中，覆蓋層308的厚度在2.5與5.0 nm之範圍內。
在一或多個實施例中，吸收體層310為吸收極紫外光線112之層。在實施例中，吸收體層310用於藉由提供不反射極紫外光線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，吸收體層310包含對極紫外光線112的特定頻率（如約13.5 nm）具有高吸收係數的材料。在實施例中，將吸收體層310直接形成在覆蓋層308上，並使用光微影製程蝕刻吸收體層310，以形成反射遮罩106的圖案。
根據一或多個實施例，諸如極紫外光鏡205之極紫外光反射元件302經形成而具有基板304、多層堆疊306及覆蓋層308。極紫外光鏡205具有光學上平坦的表面並可高效且均勻地反射極紫外光線112。
根據一或多個實施例，諸如EUV遮罩坯體204之極紫外光反射元件302經形成而具有基板304、多層堆疊306、覆蓋層308及吸收體層310。遮罩坯體204具有光學上平坦的表面並可高效且均勻地反射極紫外光線112。在實施例中，以遮罩坯體204的吸收體層310形成遮罩圖案114。
根據一或多個實施例，在覆蓋層308上方形成吸收體層310增加了EUV反射遮罩106的可靠度。覆蓋層308用作吸收體層310之蝕刻終止層。當將第2圖的遮罩圖案114蝕刻進入吸收體層310時，吸收體層310下方的覆蓋層308阻擋蝕刻作用，以保護多層堆疊306。
現請參見第5圖，圖中所示之極紫外光(EUV)遮罩坯體400包含基板414、基板414上之反射層412的多層堆疊，反射層412的多層堆疊包括複數個反射層對。EUV遮罩坯體400進一步包括覆蓋層422，覆蓋層422位於反射層412的多層堆疊上，且存在吸收體420，吸收體420包含位於覆蓋層422上之調控層420a，以及位於調控層420a上之吸收體層420a、420b、420c及420d的堆疊。吸收體層的堆疊包含第一材料A及第二材料B之週期性雙層，第一材料A具有厚度tA 及折射率nA ，且第二材料B具有厚度tB 及折射率nB 。各個雙層包含兩層（如，420b及420c或420d及420e）。因此，層420b及420d包含第一材料A，且各個層420b及420d具有厚度tA 。層420c及420e包含第二材料B，且各個層420c及420e具有厚度tB 。各個雙層界定一週期，此週期具有厚度tP = tA + tB 。因此，一週期包含層420b及420c，且另一週期包含層420d及420e。在一或多個實施例中，材料A和B為不同材料，且nA 與nB 之大小差異大於0.01。吸收體層的堆疊包含N個週期。在一些實施例中，N在從1至20、2至15、2至10、2至9、2至6或2至5之範圍內。吸收體的厚度tabs = N*tP + tTL 。根據一或多個實施例，「週期性」指的是週期一致性地重複至少一次，意味著層420b的厚度及成分與層420d一致，且420c的厚度與層420e一致。
在一個實施例中，複數個反射層對由選自含鉬(Mo)材料及含矽(Si)材料中之材料製成，且材料A及材料B由選自鉑(Pt)、鋅(Zn)、金(Au)、鎳(Ni)、銀(Ag)、銥(Ir)、鐵(Fe)、錫(Sn)、鈷(Co)、銅(Cu)、銀(Ag)、錒(Ac)、碲(Te)、銻(Sb)、鉭(Ta)、、鉻(Cr)、鋁(Al)、鍺(Ge)、鎂(Mg)、鎢(W)、碳(C)、鎵(Ga)及硼(B)，及前述者之合金、碳化物、硼化物、氮化物、矽化物及氧化物所組成之群組中之材料製成。
根據一或多個實施例，調控層420a包含材料A或材料B，並具有不同於tA 之厚度，且其中調整所述厚度為吸收體提供了可調控的吸收性。在一些實施例中，吸收體的厚度tabs 大於5 nm且小於30 nm、小於25 nm、小於24 nm、小於23 nm、小於22 nm、小於21 nm或小於20 nm。在一或多個實施例中，其中材料A包含Ag或Sb，且材料B包含Te、Ta或Ge。在一或多個實施例中，材料A包含Ag或GaSb，且材料B包含ZnTe。
在一或多個實施例中，tA 在從1 nm至5 nm之範圍內，且tB 在從1 nm至5 nm之範圍內。在一或多個實施例中，各個吸收體層420b、420c、420d及420e具有之厚度在從0.1 nm至10 nm之範圍內，例如，在從1 nm至5 nm之範圍內，或在從1 nm至3 nm之範圍內。在一或多個具體實施例中，調控層420a的厚度在從1 nm至7 nm、1 nm至6 nm、1 nm至5 nm、1 nm至4 nm、1 nm至3 nm或1 nm至2 nm之範圍內。
根據一或多個實施例，吸收體層之不同吸收體材料和厚度經選擇，使得極紫外光線由於吸收性和由於與來自反射層的多層堆疊之光線相消干涉所致之相變等原因而被吸收。儘管第5圖所示之實施例顯示兩個吸收體層對或兩個週期，420b/420c及420d/420e，本揭示內容不限於特定數目的吸收體層對或週期。根據一或多個實施例，EUV遮罩坯體400可包括從1至10、1至9或5至60之範圍內的吸收體層對。
根據一或多個實施例，吸收體層的厚度可提供小於2%的反射率和其他蝕刻特性。供應氣體可用於進一步修飾吸收體層之材料特性，例如，氮(N2 )氣可用來形成上文提供之材料的氮化物。根據一或多個實施例之吸收體層的多層堆疊為不同材料的單獨厚度之重複性圖案，使得EUV光不僅因吸收性還因多層吸收體堆疊引起之相變而被吸收，其中多層吸收體堆疊將破壞性干涉來自下方之多層堆疊反射材料之光，以提供更好的對比度。
本揭示內容之另一態樣涉及製造極紫外光(EUV)遮罩坯體之方法，包含以下步驟：將反射層的多層堆疊形成於基板上，反射層的多層堆疊包括複數個反射層對(reflective layer pair)；將覆蓋層形成於反射層的多層堆疊上；形成吸收體，吸收體包含調控層和吸收體層的堆疊，包含以下步驟：將調控層形成於覆蓋層上，調控層具有調控層厚度tTL ；以及將吸收體層的堆疊形成於覆蓋層上，吸收體層的堆疊包括第一材料A及第二材料B之週期性雙層，第一材料A具有厚度tA 及折射率nA ，且第二材料B具有厚度tB 及折射率nB ，其中各雙層界定一週期，該週期具有厚度tP = tA + tB ，材料A和B為不同材料，其中nA 與nB 之大小差異大於0.01，且吸收體層的堆疊包含N個週期，且吸收體之厚度tabs = N*tP + tTL 。
在所述方法的一些實施例中，複數個反射層對由選自含鉬(Mo)材料及含矽(Si)材料中之一材料製成，且材料A和材料B由選自鉑(Pt)、鋅(Zn)、金(Au)、鎳(Ni)、銀(Ag)、銥(Ir)、鐵(Fe)、錫(Sn)、鈷(Co)、銅(Cu)、銀(Ag)、錒(Ac)、碲(Te)、銻(Sb)、鉭(Ta)、、鉻(Cr)、鋁(Al)、鍺(Ge)、鎂(Mg)、鎢(W)、碳(C)、鎵(Ga)及硼(B)及前述者之合金、碳化物、硼化物、氮化物、矽化物及氧化物所組成之群組中之材料製成。在所述方法的一些實施例中，調控層包含材料A或材料B，且具有相異於tA 之厚度，且其中調整厚度為吸收體提供可調控的吸收性。
在所述方法的一些實施例中，tabs 小於30 nm。在具體的方法實施例中，材料A包含Ag或Sb，且材料B包含Te、Ta或Ge。在其他具體方法實施例中，材料A包含Ag或GaSb，且材料B包含ZnTe。在一些方法實施例中，tA 在從1 nm至5 nm之範圍內，且tB 在從1 nm至5 nm之範圍內。在一些方法實施例中，N在從1至10之範圍內。
在另一個具體方法實施例中，在物理氣相沉積腔室中形成不同的吸收體層，所述物理氣相沉積腔室具有第一陰極和第二陰極，第一陰極包含第一吸收體材料且第二陰極包含第二吸收體材料。現請參見第6圖，其示出根據實施例之多陰極源腔室500的上方部分。第一多陰極腔室500包括基底結構501，其具有由頂部連接器504覆蓋之圓柱狀主體部分502。頂部連接器504具有供數個陰極源所用之配置，所述陰極源如圍繞頂部連接器204安置之陰極源506、508、510、512及514。
多陰極源腔室500可為第3圖所示之系統的部分。在實施例中，極紫外光(EUV)遮罩坯體生產系統包含：用於產生真空之基板搬運真空腔室；基板搬運平台，處於真空中，用於輸送裝載於基板搬運真空腔室中之基板；以及由基板搬運平台接取之多個子腔室，用以形成EUV遮罩坯體，如本文所述。所述系統可用於製造參照第4圖或第5圖所示之EUV遮罩坯體，並具有與參照第4圖或第5圖而於上文描述之EUV遮罩坯體有關的任何特性。
現在將描述吸收體之具體的非限制性配置。在第一配置中，週期性雙層包含位在厚度為2.8 nm之Te的調控層上之材料A及材料B的3個週期，材料A包含Ag且具有3 nm的厚度，且材料B包含Te且具有4 nm的厚度。包含調控層和3個週期的材料層A及材料層B之吸收體具有23.8 nm的總厚度。在13.40至13.67 nm的波長範圍中測定之最大反射率為0.9%。
在第二配置中，週期性雙層包含位在厚度為4.4 nm之Sb的調控層上之材料A及材料B的3個週期，材料A包含Sb且具有3 nm的厚度，且材料B包含Ta且具有4 nm的厚度。包含調控層和3個週期的材料層A及材料層B之吸收體具有25.4 nm的總厚度。在13.40至13.67 nm的波長範圍中測定之最大反射率為1.8%。
在第三配置中，週期性雙層包含位在厚度為1.5 nm之Sb的調控層上之材料A及材料B的4個週期，材料A包含Sb且具有3 nm的厚度，且材料B包含Ge且具有4 nm的厚度。包含調控層和4個週期的材料層A及材料層B之吸收體具有29.5 nm的總厚度。在13.40至13.67 nm的波長範圍中測定之最大反射率為1.9%。
在第四配置中，週期性雙層包含位在厚度為2.4 nm之ZnTe的調控層上之材料A及材料B的3個週期，材料A包含Ag且具有3 nm的厚度，且材料B包含ZnTe且具有4 nm的厚度。包含調控層和3個週期的材料層A及材料層B之吸收體具有23.4 nm的總厚度。在13.40至13.67 nm的波長範圍中測定之最大反射率為1.6%。
在第五配置中，週期性雙層包含位在厚度為2.6 nm之ZnTe的調控層上之材料A及材料B的3個週期，材料A包含GaSb且具有3 nm的厚度，且材料B包含ZnTe且具有4 nm的厚度。包含調控層和3個週期的材料層A及材料層B之吸收體具有23.6 nm的總厚度。在13.40至13.67 nm的波長範圍中測定之最大反射率為1.5%。
上文描述之五種配置中，每種配置與厚度為30 nm的單層TaN吸收體（其在13.40至13.67 nm的波長範圍中測定之最大反射率為7.5%）相比都是有利的。使TaN單層增厚至47 nm導致在13.40至13.67 nm的波長範圍中之最大反射率為2.2%。為了獲得小於2%的反射率，將TaN單層製造成48 nm的厚度，其在13.40至13.67 nm的波長範圍中呈現1.6%的最大反射率。
因此，本揭示內容之實施例提供了具有可調控的吸收性之堆疊式吸收體，可藉由控制位在交替的吸收體材料A及B之週期性堆疊下方之調控層的厚度來調控所述吸收性。舉例而言，Sb調控層可從3.7 nm改變成5.7 nm。藉由改變調控層的厚度，可線性調控最大吸收性之波長。本文所述之吸收體結構包含調控層和第一材料層A及第二材料層B的週期性雙層，使得可進行廣泛的材料選擇，以符合EUV遮罩坯體之嚴苛規格。具體而言，根據一或多個實施例提供具有小於30 nm,或小於25 nm的總厚度（調控層厚度加上多重雙層厚度）之高吸收效率吸收體。
在整個說明書中對「一個實施例」、「某個實施例」、「一或多個實施例」或「一實施例」意味著結合所述實施例描述之具體特徵、結構、材料或特徵包括在本揭示內容的至少一個實施例中。因此在整個說明書多處出現之諸如「在一或多個實施例中」、「在某個實施例中」、「在一個實施例中」或「在實施例中」等短語不必然指稱本揭示內容的相同實施例。進一步，在一或多個實施例中，可以任何合適的方式組合具體特徵、結構、材料或特徵。
儘管已經參照具體實施例描述了本文的揭示內容，但應理解，這些實施例僅僅是對本揭示內容的原理和應用的說明。對於本案所屬技術領域中具通常知識者顯而易見的是，在不脫離本揭示內容的精神和範圍的情況下，可以對本揭示內容之方法和裝置進行各種修飾和變化。因此，本揭示內容欲包括在隨附申請專利範圍及其等效範圍內的修飾和變化。
10:EUV反射遮罩 12:反射性多層堆疊 14:基板 16:被遮蔽(非反射性)區域 18:蝕刻緩衝層 20:吸收層 22:覆蓋層 24:反射性區域 100:極紫外光微影系統 102:極紫外光源 104:聚光器 106:EUV反射遮罩 108:光學縮減組件 110:目標晶圓 112:極紫外光線 114:遮罩圖案 200:極紫外光反射元件生產系統 202:晶圓裝載和載體搬運系統 203:源基板 204:EUV遮罩坯體 205:極紫外光鏡 206:於大氣之搬運系統 208:晶圓傳送真空腔室 210:第一真空腔室 212:第二真空腔室 214:第一晶圓傳送系統 216:第二晶圓傳送系統 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:硬化腔室 232:超平滑沉積腔室 302:極紫外光反射元件 304:基板 306:反射層之多層堆疊 308:覆蓋層 310:吸收劑層 312:第一反射層 314:第二反射層 316:反射對 400:極紫外光遮罩坯體 412:反射層 414:基板 420:吸收劑層的多層堆疊 420a~420f:吸收劑層對 422:覆蓋層 500:多陰極腔室 501:基底結構 502:主體部分 504:頂部連接器 506,508,510,512,514:陰極源
因此，可以詳細地理解本揭示內容的上述特徵的方式，可以透過參考實施例獲得上面簡要概述的本揭示內容的更具體的描述，其中一些實施例在附圖中示出。然而，應注意，附圖僅示出了本揭示內容之典型實施例，因此不應認為是對其範圍的限制，因為本揭示內容可允許其他同等有效的實施例。
第1圖概要地繪示利用傳統吸收體之先前技術EUV反射遮罩；
第2圖概要地繪示極紫外光微影系統之實施例；
第3圖繪示極紫外光反射元件生產系統之實施例；
第4圖繪示極紫外光反射元件（如EUV遮罩坯體）之實施例；
第5圖繪示極紫外光反射元件（如EUV遮罩坯體）之實施例；以及
第6圖為遮罩坯體之反射率曲線。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
400:極紫外光遮罩坯體
412:反射層
414:基板
420:吸收劑層的多層堆疊
420a~420f:吸收劑層對
422:覆蓋層

Claims (20)

  1. 一種製造一極紫外光(EUV)遮罩坯體(blank)之方法，包含以下步驟： 將反射層的一多層堆疊形成於一基板上，反射層的該多層堆疊包括複數個反射層對(reflective layer pair)； 將一覆蓋層形成於反射層的該多層堆疊上； 形成一吸收體，該吸收體包含調控層和吸收體層的一堆疊，包含以下步驟：將該調控層形成於該覆蓋層上，該調控層具有一調控層厚度tTL ；以及 將吸收體層的該堆疊形成於該覆蓋層上，吸收體層的該堆疊包括第一材料A及第二材料B之週期性雙層，該第一材料A具有厚度tA 及折射率nA ，且該第二材料B具有厚度tB 及折射率nB ，其中各雙層界定一週期，該週期具有厚度tP = tA + tB ，材料A和B為不同材料，其中nA 與nB 之大小差異大於0.01，且吸收體層的該堆疊包含N個週期，且該吸收體之厚度tabs = N*tP + tTL 。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該複數個反射層對係由選自含鉬(Mo)材料及含矽(Si)材料中之一材料製成，且材料A及材料B是由選自鉑(Pt)、鋅(Zn)、金(Au)、鎳(Ni)、銀(Ag)、銥(Ir)、鐵(Fe)、錫(Sn)、鈷(Co)、銅(Cu)、銀(Ag)、錒(Ac)、碲(Te)、銻(Sb)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鋁(Al)、鍺(Ge)、鎂(Mg)、鎢(W)、碳(C)、鎵(Ga)及硼(B)，及前述者之合金、碳化物、硼化物、氮化物、矽化物及氧化物所組成之群組中之一材料製成。
  3. 如請求項1所述之方法，其中該調控層包含材料A或材料B並具有相異於tA 之一厚度，且其中調整該厚度為該吸收體提供一可調控的吸收性。
  4. 如請求項3所述之方法，其中tabs 小於30 nm。
  5. 如請求項1所述之方法，其中材料A包含Ag或Sb，且材料B包含Te、Ta或Ge。
  6. 如請求項1所述之方法，其中材料A包含Ag或GaSb，且材料B包含ZnTe。
  7. 如請求項1所述之方法，其中tA 在從1 nm至5 nm之範圍內，且tB 在從1 nm至5 nm之範圍內。
  8. 如請求項1所述之方法，其中N在從1至10之範圍內。
  9. 一種極紫外光(EUV)遮罩坯體，包含： 一基板； 反射層的一多層堆疊，位於該基板上，反射層的該多層堆疊包括複數個反射層對(reflective layer pair)； 一覆蓋層，位於反射層的該多層堆疊上； 一吸收體，包含調控層和吸收體層的一堆疊，包含：在該覆蓋層上形成之該調控層，該調控層具有一調控層厚度tTL ；以及 吸收體層的該堆疊包括一第一材料A及一第二材料B之週期性雙層，該第一材料A具有厚度tA 及折射率nA ，且該第二材料B具有厚度tB 及折射率nB ，其中各雙層界定一週期，該週期具有厚度tP = tA + tB ，材料A和B為不同材料，其中nA 與nB 之大小差異大於0.01，且吸收體層的該堆疊包含N個週期，其中N在從1至10之範圍內，且該吸收體之厚度tabs = N*tP + tTL 。
  10. 如請求項9所述之極紫外光(EUV)遮罩坯體，其中該複數個反射層對係由選自含鉬(Mo)材料及含矽(Si)材料中之一材料製成，且材料A及材料B是由選自鉑(Pt)、鋅(Zn)、金(Au)、鎳(Ni)、銀(Ag)、銥(Ir)、鐵(Fe)、錫(Sn)、鈷(Co)、銅(Cu)、銀(Ag)、錒(Ac)、碲(Te)、銻(Sb)、鉭(Ta)、鉻(Cr)、鋁(Al)、鍺(Ge)、鎂(Mg)、鎢(W)、碳(C)、鎵(Ga)及硼(B)，及前述者之合金、碳化物、硼化物、氮化物、矽化物及氧化物所組成之群組中之一材料製成。
  11. 如請求項9所述之極紫外光(EUV)遮罩坯體，其中該調控層包含材料A或材料B並具有相異於tA 之一厚度，且其中調整該厚度為該吸收體提供一可調控的吸收性。
  12. 如請求項9所述之極紫外光(EUV)遮罩坯體，其中tabs 小於30 nm。
  13. 如請求項9所述之極紫外光(EUV)遮罩坯體，其中材料A包含Ag或Sb，且材料B包含Te、Ta或Ge。
  14. 如請求項9所述之極紫外光(EUV)遮罩坯體，其中材料A包含Ag或GaSb，且材料B包含ZnTe。
  15. 如請求項9所述之極紫外光(EUV)遮罩坯體，其中tA 在從1 nm至5 nm之範圍內，且tB 在從1 nm至5 nm之範圍內。
  16. 如請求項9所述之極紫外光(EUV)遮罩坯體，其中N在從1至10之範圍內。
  17. 一種極紫外光(EUV)微影系統，包含： 一極紫外光源，其產生極紫外光； 一倍縮光罩(reticle)，包含一基板； 反射層的一多層堆疊，位於該基板上，反射層的該多層堆疊包括複數個反射層對(reflective layer pair)； 一覆蓋層，位於反射層的該多層堆疊上； 一吸收體，包含調控層和吸收體層的一堆疊，包含：在該覆蓋層上形成之該調控層，該調控層具有一調控層厚度tTL ；以及 吸收體層的該堆疊包括一第一材料A及一第二材料B之週期性雙層，該第一材料A具有厚度tA 及折射率nA ，且該第二材料B具有厚度tB 及折射率nB ，其中各雙層界定一週期，該週期具有厚度tP = tA + tB ，材料A和B為不同材料，其中nA 與nB 之大小差異大於0.01，且吸收體層的該堆疊包含N個週期，其中N在從1至10之範圍內，且該吸收體之厚度tabs = N*tP + tTL 。
  18. 如請求項17所述之EUV微影系統，其中該複數個反射層對係由選自含鉬(Mo)材料及含矽(Si)材料中之一材料製成，且材料A及材料B是由選自鉑(Pt)、鋅(Zn)、金(Au)、鎳(Ni)、銀(Ag)、銥(Ir)、鐵(Fe)、錫(Sn)、鈷(Co)、銅(Cu)、銀(Ag)、錒(Ac)、碲(Te)、銻(Sb)、鉭(Ta)、、鉻(Cr)、鋁(Al)、鍺(Ge)、鎂(Mg)、鎢(W)、碳(C)、鎵(Ga)及硼(B)，及前述者之合金、碳化物、硼化物、氮化物、矽化物及氧化物所組成之群組中之一材料製成。
  19. 如請求項17所述之EUV微影系統，其中該調控層包含材料A或材料B並具有相異於tA 之厚度，且其中調整該厚度為該吸收體提供一可調控的吸收性，且其中tabs 小於30 nm。
  20. 如請求項17所述之EUV微影系統，其中tA 在從1 nm至5 nm之範圍內，且tB 在從1 nm至5 nm之範圍內，且其中N在從1至10之範圍內。
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