TW202101108A - 具有嵌入吸收層之極紫外光遮罩 - Google Patents
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Abstract
本案揭示極紫外光(EUV)遮罩坯體、其製造方法及生產系統。EUV遮罩坯體包含基板；在基板上的反射層之多層堆疊；在反射層之多層堆疊上的覆蓋層；以及嵌入反射層之多層堆疊中之吸收層。
Description
本揭示內容大體關於極紫外光微影術，且更具體而言，關於具有嵌入反射性多層堆疊中之吸收層的極紫外光遮罩坯體(mask blank)及其製造方法。
極紫外光(EUV)微影術（亦稱為軟性X射線投射微影術）係用於製造0.0135微米及更小的最小特徵尺寸(minimum feature size)的半導體元件。然而，通常在5至100奈米波長範圍內的極紫外光幾乎會被所有的材料強烈地吸收。正因如此，極紫外光系統是藉由反射光而非透射光運作。透過使用一系列鏡或鏡片元件(lens element)，以及反射元件或塗覆有非反射性吸收體遮罩圖案的遮罩坯體，將圖案化的光化光反射到塗覆有光阻劑的半導體基板上。
極紫外光微影系統的鏡片元件及遮罩坯體塗覆有諸如鉬和矽之材料的反射性多層塗層。已藉由使用塗覆有多層塗層的基板獲得每鏡片元件或遮罩坯體有約65%的反射值，多層塗層會強烈地反射極窄的紫外光帶通（例如，對於13.5奈米紫外光而言，12.5至14.5奈米的帶通）內的光。
第1圖圖示由EUV遮罩坯體所形成的習用EUV反射遮罩10，其包括在基板14上的反射性多層堆疊12，EUV反射遮罩10的未遮蔽部分藉由布拉格干涉反射EUV輻射。習用EUV反射遮罩10的遮蔽（非反射）區域16藉由蝕刻緩衝層18和吸收層20而形成，以提供經圖案化之吸收層20。覆蓋層22形成在反射性多層堆疊12之上，並且在蝕刻製程期間保護反射性多層堆疊12。下面將進一步論述，EUV遮罩坯體是由低熱膨脹材料基板上塗覆有多層、覆蓋層和吸收層所製成，接著藉由蝕刻而圖案化吸收層以提供反射區域24及包含經圖案化吸收層20之遮蔽（非反射）區域16。
國際半導體技術藍圖(ITRS)將節點的覆蓋要求指定為技術最小半節距特徵尺寸(technology's minimum half-pitch feature size)的某個百分比。由於對所有反射微影系統中固有的影像配置和重疊誤差的影響，EUV反射遮罩將需要遵守更精確的平坦度規格以供未來的生產。再者，EUV遮罩坯體對坯體工作區域上的缺陷容忍度非常低。另外，經圖案化之吸收體的厚度或高度導致所謂遮罩三維(3D)效應，從而降低EUV微影術之解析度。例如，多層堆疊12頂上之TaN基層或其他吸收層需要至少40 nm的厚度，通常在51 nm至77 nm的範圍內，這非常的厚。在多層堆疊頂部有當前厚吸收體的EUV遮罩坯體不能用於節點5 nm積體電路製造及下一代高數值孔徑（「高NA」）EUV掃描器。本揭示內容的實施例提供改進的EUV遮罩坯體的結構設計及其方法以最小化遮罩3D效應。
本揭示內容的一或更多個實施例涉及一種製造極紫外光(EUV)遮罩坯體之方法，方法包含以下步驟：在基板上形成多層堆疊，多層堆疊反射EUV輻射，多層堆疊包含複數個反射層對；在多層堆疊上形成覆蓋層，覆蓋層具有覆蓋層頂表面；以及形成嵌入覆蓋層及多層堆疊中的吸收層。
本揭示內容的另外的實施例涉及一種EUV遮罩坯體，EUV遮罩坯體包含：基板；反射EUV輻射的多層堆疊，多層堆疊包含複數個反射層對；在反射層的多層堆疊上的覆蓋層，覆蓋層具有覆蓋層頂表面；以及嵌入覆蓋層及多層堆疊中之吸收層。在一些實施例中，EUV遮罩坯體包含：基板；反射EUV輻射的多層堆疊，多層堆疊包括含鉬(Mo)及矽(Si)的複數個反射層對；在反射層之多層堆疊上具有覆蓋層頂表面的覆蓋層；及嵌入覆蓋層及多層堆疊中之吸收層，吸收層具有與覆蓋層頂表面齊平的吸收層頂表面。
在描述本揭示內容的若干示例性實施例之前，應理解，本揭示內容不受限於以下描述中所提出的構造或處理步驟的細節。本揭示內容能夠具有其它實施例並能夠以各種方式實施或執行。
於本文所使用的術語「水平」被定義為與遮罩坯體的平面或表面平行（與遮罩坯體的定向(orientation)無關）的平面。術語「垂直」是指垂直於如剛所定義的水平的方向。如此等圖中所示，諸如「在……上方(above)」、「在……下方(below)」、「底部」、「頂部」、「側面」（如在「側壁」中）、「更高」、「更低」、「上部(upper)」、「在……之上(over)」、及「在……之下(under)」等的術語是相對於水平平面來定義的。
術語「在……上(on)」表示元件之間直接接觸。術語「直接在……上(directly on)」表示元件之間直接接觸而沒有介於中間的元件。
所屬技術領域中具有通常知識者將理解到，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順序。
如在本說明書和隨附申請專利範圍內所用，術語「基板」是指製程作用於其上的表面或一部分的表面。所屬技術領域中具有通常知識者亦將理解到，除非上下文另外明確指出，否則論及基板係僅指一部分的基板。另外，論及在基板上的沉積意指，裸露基板和其上沉積或形成有一或更多個膜或特徵之基板二者。
現在參閱第2圖，其圖示極紫外光微影系統100的示例性實施例。極紫外光微影系統100包括用於產生極紫外光112的極紫外光光源102、一組反射元件、及目標基板110。反射元件包括聚光器104、EUV反射遮罩106、光學縮小組件(optical reduction assembly)108、遮罩坯體、鏡、或上述之組合。
極紫外光光源102產生極紫外光112。極紫外光112是具有在5至50奈米(nm)範圍內的波長的電磁輻射。例如，極紫外光光源102包括雷射、雷射產生電漿、放電產生電漿、自由電子雷射、同步輻射、或上述之組合。
極紫外光光源102產生具有各種特性的極紫外光112。極紫外光光源102產生涵蓋一波長範圍的寬頻極紫外光輻射。例如，極紫外光光源102產生具有範圍從5至50 nm的波長的極紫外光112。
在一或更多個實施例中，極紫外光光源102產生具有窄頻的極紫外光112。例如，極紫外光光源102產生13.5 nm的極紫外光112。波長峰值中心為13.5 nm。
聚光器104是用於反射及聚焦極紫外光112的光學單元。聚光器104反射及聚集來自極紫外光光源102的極紫外光112，以照射EUV反射遮罩106。
儘管聚光器104圖示為單一元件，但應理解，在一些實施例中，聚光器104包括一或更多個反射元件，諸如凹面鏡、凸面鏡、平面鏡或上述之組合，用於反射及聚集極紫外光112。例如，根據一些實施例，聚光器104為單一凹面鏡或具有凸面、凹面及平面的光學元件之光學組件。
EUV反射遮罩106是具有遮罩圖案114的極紫外光反射元件。EUV反射遮罩106產生微影圖案，以形成待形成於目標基板110上的電路系統佈局。EUV反射遮罩106反射極紫外光112。遮罩圖案114定義一部分的電路系統佈局。
光學縮小組件108是用於縮小遮罩圖案114影像的光學單元。來自EUV反射遮罩106所反射的極紫外光112被光學縮小組件108縮小，並反射到目標基板110上。在一些實施例中，光學縮小組件108包括鏡及其它光學元件以縮小遮罩圖案114影像的尺寸(size)。例如，在一些實施例中，光學縮小組件108包括用於反射和聚焦極紫外光112的凹面鏡。
光學縮小組件108縮小在目標基板110上的遮罩圖案114影像的尺寸(size)。例如，遮罩圖案114係由光學縮小組件108以4：1的比率成像在目標基板110上，以在目標基板110上形成由遮罩圖案114所描繪的電路系統。一些實施例的極紫外光112同步掃描EUV反射遮罩106與目標基板110以在目標基板110上形成遮罩圖案114。
現在參閱第3圖，其圖示極紫外光反射元件生產系統200的實施例。極紫外光反射元件包括EUV遮罩坯體204、極紫外光鏡205或其它反射元件（諸如EUV反射遮罩106）。
在一些實施例中，極紫外光反射元件生產系統200生產遮罩坯體、鏡或反射第2圖的極紫外光112的其它元件。極紫外光反射元件生產系統200藉由施加薄塗層至源基板(source substrate)203來製造反射元件。
EUV遮罩坯體204是用於形成第2圖的EUV反射遮罩106的多層結構。在一些實施例中，使用半導體製造技術形成EUV遮罩坯體204。在一些實施例中，EUV反射遮罩106具有藉由蝕刻及其它製程在EUV遮罩坯體204上所形成的第2圖之遮罩圖案114。
極紫外光鏡205是在極紫外光範圍內反射的多層結構。在一些實施例中，使用半導體製造技術形成極紫外光鏡205。相對於在每個元件上所形成的層，EUV遮罩坯體204及極紫外光鏡205在一些實施例中為類似的結構，但是極紫外光鏡205不具有遮罩圖案114。
此些反射元件是有效的極紫外光112反射體。在一實施例中，EUV遮罩坯體204及極紫外光鏡205具有大於60%的極紫外光反射率。若此些反射元件反射超過60%的極紫外光112，則此些反射元件是有效的。
極紫外光反射元件生產系統200包括基板裝載及載具傳送系統202，將源基板203裝載至基板裝載及載具傳送系統202中，並且從基板裝載及載具傳送系統202卸載反射元件。大氣中的傳送系統(atmospheric handling system)206提供到基板傳送真空腔室208的通道。在一些實施例中，基板裝載及載具傳送系統202包括基板運送箱、裝載閘及其它部件以將基板從大氣轉移到系統內部的真空。因為EUV遮罩坯體204用以形成極小尺寸的元件，所以在真空系統中處理源基板203及EUV遮罩坯體204以防止汙染及其它缺陷。
在一些實施例中，基板傳送真空腔室208包含兩個真空腔室，第一真空腔室210及第二真空腔室212。第一真空腔室210包括第一基板傳送系統214，以及第二真空腔室212包括第二基板傳送系統216。儘管將基板傳送真空腔室208描述為具有兩個真空腔室，但應理解，一或更多個實施例的系統具有任意數目的真空腔室。
所示基板傳送真空腔室208具有圍繞其周邊的用於連接各種其它系統的複數個埠。第一真空腔室210具有除氣系統(degas system)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。除氣系統218用於從基板熱脫附濕氣。預清潔系統224用於清潔基板、遮罩坯體、鏡及其它光學部件的表面。
使用物理氣相沉積系統（諸如第一物理氣相沉積系統220及第二物理氣相沉積系統222）在源基板203上形成導電材料薄膜。例如，一或更多個實施例的物理氣相沉積系統包括真空沉積系統，諸如磁控濺射系統、離子濺射系統、脈衝雷射沉積、陰極電弧沉積或上述之組合。物理氣相沉積系統（諸如磁控濺射系統）在源基板203上形成薄層，薄層包括矽層、金屬層、合金層、化合物層或上述之組合。
物理氣相沉積系統形成反射層、覆蓋層及吸收層。例如，在一些實施例中，物理氣相沉積系統形成矽層、鉬層、氧化鈦層、二氧化鈦層、氧化釕層、氧化鈮層、釕鎢層、釕鉬層、釕鈮層、鉻層、銻層、氮化物層、化合物層或上述之組合。儘管將一些化合物描述為氧化物，但應理解，在一些實施例中，此些化合物包括氧化物、二氧化物、具有氧原子的原子混合物或上述之組合。
第二真空腔室212具有與其連接的第一多陰極源226、化學氣相沉積系統228、固化腔室230及超平滑沉積腔室232。例如，一些實施例的化學氣相沉積系統228包括流動式化學氣相沉積系統(FCVD)、電漿輔助化學氣相沉積系統(CVD)、氣溶膠輔助CVD、熱燈絲CVD系統或類似的系統。在另一實例中，化學氣相沉積系統228、固化腔室230以及超平滑沉積腔室232處於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在源基板203上形成材料薄膜。例如，使用化學氣相沉積系統228在源基板203上形成材料層，材料層包括單晶層、多晶層、非晶層、磊晶層或上述之組合。在一些實施例中，化學氣相沉積系統228經配置以形成矽層、氧化矽層、碳氧化矽層、碳層、鎢層、碳化矽層、氮化矽層、氮化鈦層、金屬層、合金層以及適合用於化學氣相沉積的其它材料層。例如，化學氣相沉積系統經配置以形成平坦化層。
第一基板傳送系統214能夠於連續真空中在大氣中的傳送系統206與圍繞第一真空腔室210周邊的各種系統之間移動源基板203。第二基板傳送系統216能夠圍繞第二真空腔室212移動源基板203，同時維持源基板203處於連續真空中。極紫外光反射元件生產系統200經配置以於連續真空中在第一基板傳送系統214、第二基板傳送系統216之間轉移源基板203及EUV遮罩坯體204。
現在參閱第4A圖至第4C圖，圖示極紫外光反射元件302的各種實施例。在一或更多個實施例中，第4A圖至第4C圖中圖示的示例性極紫外光反射元件302是用作第3圖中圖示的EUV遮罩坯體204或第3圖中圖示的極紫外光鏡205。EUV遮罩坯體204及極紫外光鏡205是用於反射第2圖中繪示的極紫外光112的結構。使用EUV遮罩坯體204形成第2圖中圖示的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。在一或更多個實施例中，可使用極紫外光鏡205形成在第2圖的聚光器104或第2圖的光學縮小組件108中所使用的反射結構。
在一些實施例中，第4A圖至第4C圖中圖示的極紫外光反射元件302是EUV遮罩坯體204，極紫外光反射元件302包括基板304、反射層之多層堆疊306、覆蓋層308及吸收層310a、310b、或310c。在一些實施例中，極紫外光反射元件302是EUV遮罩坯體204，可用以藉由以所需的電路系統佈局圖案化吸收層310來形成第2圖的EUV反射遮罩106。
在以下段落中，為了簡單起見，EUV遮罩坯體204之術語與極紫外光鏡205之術語可互換使用。在一或更多個實施例中，EUV遮罩坯體204包括極紫外光鏡205的部件，另外增加吸收層310以形成第2圖的遮罩圖案114。
EUV遮罩坯體204是光學上平坦的結構，用於形成具有遮罩圖案114的EUV反射遮罩106。在一或更多個實施例中，EUV遮罩坯體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是用於向極紫外光反射元件302提供結構支撐的元件。在一或更多個實施例中，基板304是由具有低熱膨脹係數(CTE)的材料製成，以提供溫度變化期間的穩定性。在一或更多個實施例中，基板304具有諸多性質，諸如抵抗機械循環、熱循環、晶體形成或上述之組合的穩定性。根據一或更多個實施例的基板304是由諸如矽、玻璃、氧化物、陶瓷、玻璃陶瓷或上述之組合的材料所形成。
多層堆疊306是對極紫外光112具有反射性的結構。多層堆疊306包括第一反射層312與第二反射層314的交替反射層。第一反射層312及第二反射層314形成第4A圖至第4C圖的反射層對316。在非限制性的實施例中，多層堆疊306包括範圍在20對至60對的反射層對316，總計多達120層的反射層。
第一反射層312及第二反射層314係由各種材料所形成。在一實施例中，第一反射層312及第二反射層314分別由矽及鉬所形成。儘管將此些層示出為矽及鉬，但應理解，交替層係由其它材料所形成或者具有其它內部結構。
在一些實施例中，第一反射層312及第二反射層314具有各種結構。在一實施例中，第一反射層312及第二反射層314兩者由單層、多層、分層(divided layer)結構、非均勻結構或上述之組合所形成。
因為大多數的材料吸收極紫外光波長的光，所以所使用的光學元件是反射元件，而不是如其它微影系統中所使用的透射元件。多層堆疊306藉由具有交替的不同光學性質之材料薄層來形成反射結構，以產生布拉格反射體或鏡。
在一實施例中，交替層的每一層對於極紫外光112具有不同的光學常數。當交替層厚度的週期是極紫外光112波長的一半時，交替層提供共振反射率。在一實施例中，對於波長為13 nm的極紫外光112，交替層為約6.5 nm厚。應理解，所提供的尺寸(size)及維度(dimension)在典型元件的常規工程容許偏差內。
在一些實施例中，多層堆疊306以各種方式形成。在一實施例中，第一反射層312及第二反射層314用磁控濺射、離子濺射系統、脈衝雷射沉積、陰極電弧沉積或上述之組合形成。
在說明性實施例中，使用物理氣相沉積技術（諸如磁控濺射）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及第二反射層314具有藉由磁控濺射技術形成的特性，包括精確厚度、低粗糙度以及層之間的清潔介面。在一實施例中，多層堆疊306的第一反射層312及第二反射層314具有藉由物理氣相沉積形成的特性，包括精確厚度、低粗糙度以及層之間的清潔介面。
在一些實施例中，精確地控制使用物理氣相沉積技術形成的多層堆疊306的層的實際尺寸(physical dimension)以增加反射率。在一實施例中，第一反射層312（諸如矽層）的厚度為4.1 nm。第二反射層314（諸如鉬層）的厚度為2.8 nm。此些層的厚度決定極紫外光反射元件的峰值反射率波長。若此些層的厚度不正確，則在一些實施例中預期波長為13.5 nm的反射率會降低。
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，使用物理氣相沉積所形成的多層堆疊306具有在66%～67%範圍內的反射率。在一或更多個實施例中，在由較硬材料所形成的多層堆疊306之上形成覆蓋層308可改善反射率。在一些實施例中，使用低粗糙度層、層之間的清潔介面、改良的層材料或上述之組合可達到大於70%的反射率。
在一或更多個實施例中，覆蓋層308是允許極紫外光112透射的保護層。在一實施例中，覆蓋層308直接在多層堆疊306上形成。在一或更多個實施例中，覆蓋層308保護多層堆疊306免受污染及機械損傷。在一個實施例中，多層堆疊306易受氧、碳、碳氫化合物或上述組合的污染。根據一實施例的覆蓋層308與污染物相互作用以中和此些污染物。
在一或更多個實施例中，覆蓋層308是可讓極紫外光112穿透的光學均勻結構。極紫外光112通過覆蓋層308而在多層堆疊306上產生反射。在一或更多個實施例中，覆蓋層308具有1%至2%的總反射率損失。在一或更多個實施例中，不同的材料中的每一者可依據厚度而具有不同的反射率損失，但是所有的反射率損失都將在1%至2%範圍內。
在一或更多個實施例中，覆蓋層308具有平滑的表面。例如，在一些實施例中，覆蓋層308的表面具有小於0.2 nm的RMS（均方根量測值）粗糙度。在另一實例中，對於在1/100 nm與1/1 μm範圍內的長度，覆蓋層308的表面具有0.08 nm的RMS粗糙度。RMS粗糙度將依據粗糙度量測所涵蓋的範圍而變化。對於100 nm至1微米的特定範圍，粗糙度為0.08 nm或更小。所涵蓋的範圍越大，粗糙度將會越大。
在一些實施例中，覆蓋層308以各種方法形成。在一實施例中，覆蓋層308用磁控濺射、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)、脈衝雷射沉積、陰極電弧沉積或上述之組合而在多層堆疊306上或直接在多層堆疊306上形成。在一或更多個實施例中，覆蓋層308具有藉由磁控濺射技術形成的物理特性，包括精確厚度、低粗糙度以及層之間的清潔介面。在一實施例中，覆蓋層308具有藉由物理氣相沉積形成的物理特性，包括精確厚度、低粗糙度以及層之間的清潔介面。
在一或更多個實施例中，覆蓋層308由各種材料形成，材料具有足以抵抗清潔期間腐蝕的硬度。在一個實施例中，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，所以使用釕作為覆蓋層材料。然而，應理解，在一些實施例中，使用其它材料形成覆蓋層308。在特定的實施例中，覆蓋層308的厚度在2.5 nm至5.0 nm範圍內。
在一或更多個實施例中，吸收層310a、310b或310c是吸收極紫外光112的層。在一實施例中，吸收層310a、310b或310c用以藉由提供不反射極紫外光112的區域而在EUV反射遮罩106上形成圖案。根據一或更多個實施例，吸收層310包含對於特定頻率的極紫外光112（諸如約13.5 nm）具有高吸收係數的材料。在一實施例中，吸收層310a、310b或310c直接在覆蓋層308上形成，並且使用光微影製程蝕刻吸收層310a、310b或310c以形成EUV反射遮罩106的圖案。
根據一或更多個實施例，極紫外光反射元件302（諸如極紫外光鏡205）由基板304、多層堆疊306及覆蓋層308形成。極紫外光鏡205具有光學上平坦的表面，並且在一些實施例中有效且均勻地反射極紫外光112。
根據一或更多個實施例，極紫外光反射元件302（諸如EUV遮罩坯體204）由基板304、多層堆疊306、覆蓋層308及吸收層310a、310b或310c形成。遮罩坯體204具有光學上平坦的表面，並且在一些實施例中有效且均勻地反射極紫外光112。在一實施例中，遮罩圖案114由EUV遮罩坯體204的吸收層310形成。
現在參閱第4A圖，根據一或更多個實施例，EUV遮罩坯體包含基板304、反射EUV輻射的多層堆疊306、包含複數個反射層對316的多層堆疊306。覆蓋層308在反射層的多層堆疊306上，覆蓋層308包含覆蓋層頂表面309。吸收層310a嵌入覆蓋層308及多層堆疊306中。根據一或更多個實施例，論及「嵌入」覆蓋層308及多層堆疊306中之吸收層意指部分吸收層310a在覆蓋層頂表面309之下。在圖示的實施例中，吸收層310a的厚度使得部分吸收層在多層堆疊306的反射層對316之下。
在圖示的實施例中，吸收層310a包含吸收層頂表面311，並且吸收層頂表面311與覆蓋層頂表面309齊平。換言之，吸收層頂表面311及覆蓋層頂表面309形成連續的平面或未破壞的表面。換言之，吸收層310a在覆蓋層308及多層堆疊306中的溝槽315（第5E圖中示出）中形成。在一些實施例中，覆蓋層308及多層堆疊306中的溝槽315包含垂直側壁317。在諸如第4A圖中圖示之示例性實施例的一些實施例中，吸收層310a包含垂直側壁319a。
在諸如第4B圖圖示之示例性實施例的一些實施例中，覆蓋層308及多層堆疊306中的溝槽包含與覆蓋層頂表面309形成角度β的傾斜側壁，角度β小於九十度。應理解，溝槽由吸收層310b填充，並且因此溝槽的傾斜側壁與吸收層310b的傾斜側壁直接接觸。因而，在一些實施例中，吸收層310b包含與覆蓋層頂表面309形成角度β的傾斜側壁319b，角度β小於九十度。在特定的實施例中，角度β在80度至90度的範圍內。
在諸如第4C圖圖示之示例性實施例的一或更多個實施例中，覆蓋層308及多層堆疊306中的溝槽包含與覆蓋層頂表面309形成角度α的傾斜側壁，角度α大於九十度。應理解，溝槽由吸收層310c填充，並且因此溝槽的傾斜側壁與吸收層310c的傾斜側壁直接接觸。因而，在第4C圖圖示的實施例中，吸收層傾斜側壁319c與覆蓋層頂表面309形成角度α，角度α大於九十度。在特定的實施例中，角度α在90度至100度的範圍內。
在特定的實施例中，極紫外光(EUV)遮罩坯體302包含：基板304；反射EUV輻射的多層堆疊306；包含複數個反射層對316的多層堆疊306，複數個反射層對316包括鉬(Mo)及矽(Si)；在反射層的多層堆疊306上的具有覆蓋層頂表面309的覆蓋層308；及嵌入覆蓋層308及多層堆疊306中的吸收層310a、310b或310c，具有吸收層頂表面311的吸收層與覆蓋層頂表面309齊平。
一或更多個實施例提供一種用以減輕遮罩3D效應的解決方法，此方法藉由將吸收層嵌入覆蓋層之下及多層內而使得經圖案化之遮罩的表面平滑，因為吸收層的頂表面與覆蓋層頂表面齊平或共平面。在一些實施例中，入射EUV光以一角度（例如，6°）到達多層並在無吸收層阻擋的情況下被反射，當吸收層設置在覆蓋層頂上時這可能發生。在一些實施例中，嵌入吸收層為藉由衰減或堆疊多層吸收體而吸收EUV光的單一材料，此多層吸收體藉由衰減和相移機制吸收EUV光。在一些實施例中，嵌入吸收層是多層吸收體的形式，與底層多層相比，此產生EUV光的180°相移，達成基於材料（n及k）及厚度的破壞性干擾。
在一或更多個實施例中，吸收層310對覆蓋層308具有蝕刻選擇性。在一些實施例中，覆蓋層308包含釕，並且吸收層310a、310b或310c對釕具有蝕刻選擇性。
在一實施例中，吸收層310a、310b或310c包括含鉭材料，例如，氮化鉭。在一些實施例中，吸收層310a、310b或310c為碳及銻的合金、鉍及鐵的合金、銅及碲的合金、硼及鎳的合金、銅及鉿的合金、鐵及碲的合金、銻及碲的合金、或碲及鍺的合金。在一些實施例中，吸收層包含SiOC、Al、Ge、Z、Te、Mg、Ni、Sn、Ag、Fe、Ta、W、C、B、或上述各者合金、碳化物、硼化物、氮化物、矽化物及氧化物。
在一些實施例中，吸收體的厚度低於約45 nm。在一些實施例中，吸收層的厚度低於約45 nm，包括低於約40 nm、低於約35 nm、低於約30 nm、低於約25 nm、低於約20 nm、低於約15 nm、低於約10 nm、低於約5 nm、低於約1 nm、或低於約0.5 nm。在其它實施例中，吸收層310的厚度在約0.5 nm至約45 nm範圍內，包括約1 nm至約44 nm的範圍、1 nm至約40 nm的範圍、及15 nm至約40 nm的範圍。應理解，在吸收層嵌入覆蓋層及多層堆疊中的實施例中，吸收層的厚度大於覆蓋層。
不欲受理論的束縛，認為吸收層310的厚度低於約45 nm，這有利地導致吸收層的反射率小於約2%，降低且減少極紫外光(EUV)遮罩坯體中的3D遮蔽效應。
在另一個特定的方法實施例中，在物理沉積腔室中形成不同的吸收層，物理沉積腔室具有包含第一吸收材料的第一陰極以及包含第二吸收材料的第二陰極。現在參閱第6圖，根據一實施例圖示多陰極源腔室500的上部分。多陰極源腔室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(base structure)501。頂部配接器504具有圍繞頂部配接器504放置的若干陰極源（諸如陰極源506、508、510、512、及514）之配置。
在一或更多個實施例中，方法形成厚度在5 nm與60 nm範圍內的吸收層。在一或更多個實施例中，吸收層的厚度在51 nm與57 nm範圍內。在一或更多個實施例中，選擇用以形成吸收層的材料以實現吸收層的蝕刻特性。在一或更多個實施例中，吸收層的合金藉由共濺射在物理沉積腔室中所形成的合金吸收材料而形成，這可提供更薄的吸收層厚度（低於30 nm）且實現小於2%的反射率及預期的蝕刻性質。在一實施例中，藉由控制每種吸收材料的合金百分比來定製一些實施例的吸收層的蝕刻性質及其它預期的性質以達規格。在一實施例中，藉由操作物理氣相沉積腔室的參數（如電壓、壓力、流量等）來精確地控制一些實施例的合金的百分比。
在一些實施例中，多陰極源腔室500是第3圖中所圖示的系統的一部分。在一實施例中，極紫外光(EUV)遮罩坯體生產系統包含基板傳送真空腔室、基板傳送平臺、及多個子腔室，基板傳送真空腔室用於產生真空，基板傳送平臺在真空中用於運送裝載於基板傳送真空腔室中的基板，多個子腔室由基板傳送平臺進出用於形成EUV遮罩坯體，EUV遮罩坯體包括反射層的多層堆疊、覆蓋層、及吸收層，反射層的多層堆疊在基板上，多層堆疊包括複數個反射層對，覆蓋層在反射層的多層堆疊上，吸收層在覆蓋層上。在一些實施例中，系統用以製造關於第4A圖至第4C圖所圖示的EUV遮罩坯體，且具有關於上面關於第4A圖至第4C圖所描述的EUV遮罩坯體所描述的任何性質。
現在參閱第5A圖至第5H圖，其圖示製造EUV遮罩坯體的方法的實施例。在一或更多個實施例中，方法包含在基板304上形成多層堆疊306的步驟，多層堆疊306反射EUV輻射，多層堆疊306包含複數個反射層對316。方法進一步包括在多層堆疊306上形成覆蓋層308的步驟，覆蓋層具有覆蓋層頂表面309。方法進一步包含形成嵌入覆蓋層308及多層堆疊306中之吸收層的步驟，吸收層諸如吸收層310a、310b或310c。如第4A圖至第4C圖及第5A圖至第5H圖中圖示，吸收層僅嵌入部分多層堆疊306中，例如，第一反射層對316或第一及第二反射層對316中。在一些實施例中，吸收層嵌入三個、四個、五個、六個、七個、八個、九個、十個、十一個、十二個、十三個、十四個、十五個、十六個、十七個、十八個、十九個、或二十個或更多個反射層對316中。
在方法的一些實施例中，吸收層310a在覆蓋層308及多層堆疊306中的溝槽315中形成。在一些實施例中，溝槽315藉由遮蔽並蝕刻部分覆蓋層及多層堆疊而形成。在特定的實施例中，遮蔽步驟包括以下步驟：在覆蓋層上形成硬遮罩322；在硬遮罩322上形成抗反射塗層324；及在第5B圖中圖示之抗反射塗層324上形成光阻劑326。
在一些實施例中，硬遮罩及光阻劑為任意適合的材料。在一個實施例中，硬遮罩包含碳硬遮罩、金屬氧化物硬遮罩層、金屬氮化物硬遮罩層、氮化矽硬遮罩層、氧化矽硬遮罩層、碳化物硬遮罩層、或微電子元件製造領域中具有通常知識者所熟知的其他硬遮罩層。在一個實施例中，使用微電子元件製造領域中具有通常知識者所熟知的一或更多個遮罩層沉積技術來沉積光阻劑。在一個實施例中，光阻劑使用以下沉積技術中之一者來沉積，諸如但不限於：CVD、PVD、MBE、NOCVD、旋塗、或微電子元件製造領域中具有通常知識者所熟知的其他絕緣層沉積技術。在一個實施例中，開口使用微電子元件製造領域中具有通常知識者所熟知的一或更多個圖案化及蝕刻技術而形成。
現在參閱第5C圖，方法進一步包括以下步驟：經由遮罩圖案將光阻劑326暴露於輻射，並固化光阻劑的部分以在光阻劑326中形成溝槽327，以提供暴露的抗反射塗層部分329。現在參閱第5D圖，一些實施例的方法進一步包括以下步驟：蝕刻所暴露的抗反射塗層部分329，及蝕刻硬遮罩322、覆蓋層308及多層堆疊306在所暴露的抗反射塗層部分329下面的部分，以在覆蓋層308及多層堆疊306中形成溝槽315。
現在參閱第5E圖及第5F圖，一些實施例進一步包括以下步驟：去除剩餘光阻劑326及抗反射塗層324，及在覆蓋層308及至少部分多層堆疊306中的溝槽315中沉積吸收層310。在圖示的實施例中，覆蓋層及多層堆疊中的溝槽315包括垂直側壁317。在一些實施例中，覆蓋層及多層堆疊中的溝槽包含與覆蓋層頂表面形成大於九十度的角度的傾斜側壁。在一些實施例中，覆蓋層及多層堆疊中的溝槽包含與覆蓋層頂表面形成小於九十度的角度的傾斜側壁。
現在參閱第5F圖及第5G圖，在一些實施例中，使用流動式CVD(FCVD)或旋塗基製程形成一些實施例的吸收層或多層堆疊吸收層的沉積。在一些實施例中，吸收層包含SiOC、Al、Ge、Z、Te、Mg、Ni、Sn、Ag、Fe、Ta、W、C、B、或上述合金、碳化物、硼化物、氮化物、矽化物及氧化物。在包含SiOC的實施例中，使用諸如八甲基環四矽氧烷(OMCTS)、正矽酸乙酯(TEOS)的示例性前驅物及其他適合前驅物以形成SiOC。
在一些實施例中，藉由反應性離子蝕刻或藉由化學機械研磨及清潔來執行蝕刻及用以去除所沉積FCVD層的可選清潔製程。參閱第5H圖，使用微電子製造技術藉由蝕刻及清潔來實現硬遮罩的去除。根據一些實施例的製程不需要蝕刻吸收材料，從而去除用於選擇吸收材料的蝕刻性約束。
製程通常可以以軟體常式(software routine)儲存在記憶體中，當處理器執行軟體常式時，軟體常式使處理腔室執行本揭示內容的製程。軟體常式也可以藉由第二處理器（未圖示）儲存及/或執行，第二處理器位於遠離由處理器所控制的硬體處。本揭示內容的方法之部分或全部也可在硬體中執行。就此而言，製程可施行於軟體中且使用電腦系統執行於硬體中，如特定應用積體電路或其它類型硬體的實施，或軟體及硬體之組合。當處理器執行軟體常式時，軟體常式將通用電腦轉換為控制腔室操作的特定用途電腦（控制器），因而可執行製程。
貫穿此說明書論及「一個實施例」、「某些實施例」、「一或更多個實施例」或「一實施例」意指在本揭示內容的至少一個實施例中包括結合實施例所描述的特定的特徵、結構、材料、或特性。因此，貫穿此說明書的不同地方中，諸如「在一或更多個實施例中」、「在某些實施例中」、「在一個實施例中」、或「在一實施例中」的片語的出現不一定是指本揭示內容的相同實施例。另外，在一或更多個實施例中可以以任何合適的方式結合特定的特徵、結構、材料、或特性。
儘管已參考特定實施例描述了本文揭示內容，但應理解，這些實施例僅是本揭示內容的原理及應用的說明。對於所屬技術領域中具有通常知識者將顯而易見的是，在不脫離本揭示內容的精神及範圍下，可對本揭示內容的方法及裝置做出各種改變及變化。因此，本揭示內容意欲包括在隨附的申請專利範圍及其等效物的範圍內的改變及變化。
10:EUV反射遮罩
12:反射性多層堆疊
14:基板
16:遮蔽(非反射)區域
18:緩衝層
20:吸收層
22:覆蓋層
24:反射區域
100:極紫外光微影系統
102:極紫外光光源
104:聚光器
106:EUV反射遮罩
108:光學縮小組件
110:目標基板
112:極紫外光
114:遮罩圖案
200:極紫外光反射元件生產系統
202:基板裝載及載具傳送系統
203:源基板
204:EUV遮罩坯體
205:極紫外光鏡
206:大氣中的傳送系統
208:基板傳送真空腔室
210:第一真空腔室
212:第二真空腔室
214:第一基板傳送系統
216:第二基板傳送系統
218:除氣系統
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:極紫外光反射元件
304:基板
306:反射層之多層堆疊/多層堆疊
308:覆蓋層
309:覆蓋層頂表面
310:吸收層
310a,310b,310c:吸收層
311:吸收層頂表面
312:第一反射層
314:第二反射層
315:溝槽
316:反射層對
319a:垂直側壁
319b:傾斜側壁
319c:吸收層傾斜側壁
322:硬遮罩
324:抗反射塗層
326:光阻劑
327:溝槽
329:暴露的抗反射塗層部分
500:多陰極源腔室
501:底座結構
502:圓柱形主體部分
504:頂部配接器
506,508,510,512,514:陰極源
藉由參考實施例（一些實施例說明於隨附圖式中），可獲得於上文中簡要概述的本揭示內容的更具體描述，而能夠詳細理解本揭示內容的上述特徵。然而，應注意，隨附圖式僅圖示出本揭示內容的典型實施例，且因此此等圖式不欲視為本揭示內容範圍的限制，因為本揭示內容可允許其它同等有效的實施例。
第1圖示意性地圖示採用習用吸收體的先前技術EUV反射遮罩；
第2圖示意性地圖示極紫外光微影系統的實施例；
第3圖圖示極紫外光反射元件生產系統的實施例；
第4A圖至第4C圖圖示極紫外光反射元件諸如EUV遮罩坯體的實施例；
第5A圖至第5H圖圖示形成極紫外光反射元件諸如EUV遮罩坯體的實施例；以及
第6圖圖示多陰極物理沉積腔室的實施例。
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
302:極紫外光反射元件
304:基板
306:反射層之多層堆疊/多層堆疊
308:覆蓋層
309:覆蓋層頂表面
310a:吸收層
311:吸收層頂表面
312:第一反射層
314:第二反射層
316:反射層對
319a:垂直側壁
Claims (20)
- 一種製造一極紫外光(EUV)遮罩坯體之方法，包含以下步驟： 在一基板上形成一多層堆疊，該多層堆疊反射EUV輻射，該多層堆疊包含複數個反射層對； 在該多層堆疊上形成一覆蓋層，該覆蓋層具有一覆蓋層頂表面；以及 形成一嵌入該覆蓋層及該多層堆疊中的吸收層。
- 如請求項1所述之方法，其中在該覆蓋層及該多層堆疊中的一溝槽中形成該吸收層。
- 如請求項2所述之方法，其中該溝槽藉由遮蔽並蝕刻該覆蓋層及多層堆疊中之一部分而形成。
- 如請求項3所述之方法，其中該遮蔽步驟包含以下步驟：在該覆蓋層上形成一硬遮罩，在該硬遮罩上形成一抗反射塗層，及在該抗反射塗層上形成一光阻劑。
- 如請求項4所述之方法，進一步包含以下步驟：經由一遮罩圖案將該光阻劑暴露於輻射並固化該光阻劑的一部分以在該光阻劑中形成一溝槽，以提供一暴露的抗反射塗層部分。
- 如請求項5所述之方法，進一步包含以下步驟：蝕刻該暴露的抗反射塗層部分及蝕刻該硬遮罩、該覆蓋層及該多層在該暴露的抗反射塗層部分下面的一部分，以在該覆蓋層及該多層堆疊中形成一溝槽。
- 如請求項6所述之方法，進一步包含以下步驟：去除剩餘光阻劑及抗反射塗層，及在該覆蓋層及該多層堆疊中的該溝槽中沉積一吸收層。
- 如請求項2所述之方法，其中該覆蓋層及該多層堆疊中的該溝槽包含垂直側壁。
- 如請求項2所述之方法，其中該覆蓋層及該多層堆疊中的該溝槽包含與該覆蓋層頂表面形成大於九十度的一角度的傾斜側壁。
- 如請求項3所述之方法，其中該覆蓋層及該多層堆疊中的該溝槽包含與該覆蓋層頂表面形成小於九十度的一角度的傾斜側壁。
- 一種極紫外光(EUV)遮罩坯體，包含： 一基板； 一多層堆疊，反射EUV輻射，該多層堆疊包含複數個反射層對； 一覆蓋層，在反射層之該多層堆疊上，該覆蓋層具有一覆蓋層頂表面；以及 一吸收層，嵌入該覆蓋層及該多層堆疊中。
- 如請求項11所述之極紫外光(EUV)遮罩坯體，其中該吸收層包含一吸收層頂表面，並且該吸收層頂表面與該覆蓋層頂表面齊平。
- 如請求項11所述之極紫外光(EUV)遮罩坯體，其中該吸收層在該覆蓋層及該多層堆疊中的一溝槽中形成。
- 如請求項13所述之極紫外光(EUV)遮罩坯體，其中該覆蓋層及該多層堆疊中的該溝槽包含垂直側壁。
- 如請求項14所述之極紫外光(EUV)遮罩坯體，其中該吸收層包含垂直側壁。
- 如請求項13所述之極紫外光(EUV)遮罩坯體，其中該覆蓋層及該多層堆疊中的該溝槽包含與該覆蓋層頂表面形成大於九十度的一角度的傾斜側壁。
- 如請求項16所述之極紫外光(EUV)遮罩坯體，其中該吸收層傾斜側壁與該覆蓋層頂表面形成大於九十度的一角度。
- 如請求項11所述之極紫外光(EUV)遮罩坯體，其中該覆蓋層及該多層堆疊中的該溝槽包含與該覆蓋層頂表面形成小於九十度的一角度的傾斜側壁。
- 如請求項18所述之極紫外光(EUV)遮罩坯體，其中該吸收層包含與該覆蓋層頂表面形成小於九十度的一角度的傾斜側壁。
- 一種極紫外光(EUV)遮罩坯體，包含： 一基板； 一多層堆疊，反射EUV輻射，該多層堆疊包含複數個反射層對，該些反射層對包括鉬(Mo)及矽(Si)； 一覆蓋層，在反射層之該多層堆疊上，該覆蓋層具有一覆蓋層頂表面；以及 一吸收層，嵌入該覆蓋層及該多層堆疊中，該吸收層具有與該覆蓋層頂表面齊平的一吸收層頂表面。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201962851404P | 2019-05-22 | 2019-05-22 | |
| US62/851,404 | 2019-05-22 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202101108A true TW202101108A (zh) | 2021-01-01 |
| TWI836072B TWI836072B (zh) | 2024-03-21 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI790020B (zh) * | 2021-07-30 | 2023-01-11 | 台灣積體電路製造股份有限公司 | 反射型罩幕及其製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI790020B (zh) * | 2021-07-30 | 2023-01-11 | 台灣積體電路製造股份有限公司 | 反射型罩幕及其製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US11366379B2 (en) | 2022-06-21 |
| US20200371431A1 (en) | 2020-11-26 |
| WO2020236893A1 (en) | 2020-11-26 |
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