非晶层极紫外线光刻坯料及用于制造该坯料的方法与光刻系统的制作方法
【专利说明】非晶层极紫外线光刻坯料及用于制造该坯料的方法与光刻系统
[0001]相关申请案的交叉引用
[0002]本申请要求享有2013年3月12日的美国临时专利申请第61/778，351号的权益，且该申请的主题以引用的方式并入本文。
[0003]本申请含有与2013年12月23日申请的同时申请的美国专利申请第14/139，307号相关的主题，且该申请的主题以引用的方式并入本文。
[0004]本申请含有与2013年12月23日申请的同时申请的美国专利申请第14/139，415号相关的主题，且该申请的主题以引用的方式并入本文。
[0005]本申请含有与2013年12月23日申请的同时申请的美国专利申请第14/139，457号相关的主题，且该申请的主题以引用的方式并入本文。
[0006]本申请含有与2013年12月23日申请的同时申请的美国专利申请第14/139，507号相关的主题，且该申请的主题以引用的方式并入本文。
技术领域
[0007]本发明大体而言是涉及极紫外线(extreme ultrav1let)光刻还料(blank)，及用于制造这些极紫外线光刻坯料的方法及光刻系统。
【背景技术】
[0008]极紫外线光刻(EUV，亦称为软X射线投影光刻(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导体器件的深紫外线(deep ultrav1let)光刻的竞争者。
[0009]然而，通常在5纳米至40纳米波长范围中的极紫外线光在实质上所有材料中被强烈吸收。因此，极紫外线系统通过反射光而非通过透射光的透射来工作。通过使用涂布有非反射吸附剂掩模图案的掩模坯料、或反射元件、及一系列镜或透镜元件，将图案化的光化(act ini c)光反射到涂布抗蚀剂的半导体晶片上。
[0010]极紫外线光刻系统的透镜元件及掩模坯料涂布有诸如钼及硅之类的材料的反射性多层涂层。已通过使用涂布有多层涂层的基板获取每一透镜元件或掩模坯料接近65%的反射值，这些多层涂层强烈地反射实质上在极窄紫外线带通(bandpass)内单个波长的光，该极窄紫外线带通例如是对于13纳米紫外线而言的12至14纳米的带通。
[0011]在半导体处理技术中有导致问题的多种类别的缺陷。不透明缺陷通常由多层涂层的顶端上的或掩模图案上的颗粒引起，在光应被反射时这些颗粒吸收了光。透明缺陷(clear defect)通常由多层涂层的顶端上的掩模图案中的小孔引起，在光应被吸收时，光被反射穿过这些小孔。而相位缺陷(phase defect)通常由多层涂层下方的刮痕及表面变化引起，这些刮痕及表面变化引起所反射的光的相变。这些相变导致光波干涉效应，这些光波干涉效应扭曲或改变半导体晶片表面上的抗蚀剂中待曝光图案。因为必须用于小于0.13微米(sub-0.13)最小特征尺寸的辐射的较短波长，因此此前不显著的刮痕及表面变化现变为无法忍受的。
[0012]尽管已在减少或除去颗粒缺陷中取得进展，且已对掩模中的不透明及透明缺陷的修复做了工作，但至今还未解决相位缺陷的问题。对于深紫外线光刻，表面经处理以维持低于60度的相变。仍有待开发用于极紫外线光刻的类似处理。
[0013]对于13纳米的光化波长，对于位于下面的表面中深度如3纳米这么小的刮痕而言，可发生从多层涂层反射的光中的180度相变。波长越短，此深度将更浅。类似地，在相同波长下，比一百(100)纳米的距离高出一⑴纳米更急剧的表面变化可导致类似的相变。这些相变可导致半导体晶片的表面处引起相位缺陷且不可恢复地损害这些半导体器件。
[0014]以往，用于深紫外线光刻的掩模坯料大体为玻璃，但是已提议将硅或超低热膨胀材料作为用于极紫外线光刻的替代物。不论该坯料为玻璃、硅还是超低热膨胀材料，都通过化学机械研磨、磁流变抛光或离子束研磨的这些工艺将该掩模坯料表面制造的尽可能光滑。有时将该工艺中留下的刮痕称为“刮痕-擦伤(scratch-dig)”痕迹，且这些刮痕的深度及宽度取决于用于研磨该掩模坯料的研磨剂中的颗粒的尺寸。对于可见光及深紫外线光刻，这些刮痕太小而不至于导致半导体晶片上图案中的相位缺陷。然而，对于极紫外线光亥IJ，由于刮痕-擦伤痕迹将表现为相位缺陷，因此刮痕-擦伤痕迹为严重的问题。
[0015]由于EUV光刻所需的短照射波长的缘故，因此所使用的图案掩模必须为反射掩模，而不是当前光刻中使用的透射掩模。反射掩模由钼及硅的交替薄层的精确堆叠物组成，该堆叠物形成布拉格(Bragg)折射器或布拉格镜。因为多层堆叠物及小特征尺寸的性质，沉积多层堆叠物的基板表面中的任何缺陷将经放大且将影响最终产物。几纳米的尺度的缺陷可作为可印刷的缺陷显示在成品掩模上，且在沉积该多层堆叠物的前需要将这些缺陷从掩模坯料的表面除去。
[0016]掩模坯料为采用EUV光刻的关键问题。主要的障碍是关于掩模坯料的缺陷度及反射比。掩模上沉积有80层钼(Mo)及硅(Si)交替层的布拉格反射器。此层堆叠物的粗糙度很重要，且该粗糙度与所印刷的晶片上的接线边缘粗糙度有关。
[0017]对降低成本、改良效率及效能及满足竞争压力的需要为找寻解决这些问题的答案的迫切需要更增添急迫性。
[0018]尽管已长期搜寻这些问题的解决方案，但是先前发展尚未教导或建议任何解决方案，因此本领域的技术人员长期困惑于这些问题的解决方案。
【发明内容】
[0019]本发明的实施方式提供集成极紫外线坯料生产系统，该系统包括:真空腔室，该真空腔室用于将基板置放于真空中；沉积系统，该沉积系统用于沉积多层堆叠物，而不将基板从该真空中移除；以及处理系统，该处理系统用于处理多层堆叠物上的层，该层待沉积作为非晶金属层。
[0020]本发明的实施方式提供用于制造极紫外线掩模坯料的物理气相沉积腔室，该腔室包括:靶材，该靶材包含与硼合金的钼。
[0021]本发明的实施方式提供极紫外线光刻系统，该极紫外线光刻系统包括:极紫外线光源；镜，该镜用于导向来自该极紫外线光源的光；中间掩模(reticle)台，该中间掩模台用于置放具有多层堆叠物(该多层堆叠物具有非晶金属层)的极紫外线掩模坯料；以及晶片台，该晶片台用于置放晶片。
[0022]本发明的实施方式提供极紫外线坯料，该极紫外线坯料包括:基板；多层堆叠物，该多层堆叠物具有非晶金属层；以及覆盖(capping)层，该覆盖层位于该多层堆叠物之上。
[0023]除上述那些元件之外或代替上述这些元件，本发明的某些实施方式还具有其他元件。当参看附图阅读以下详细描述时，这些步骤或元件对于本领域的技术人员将变得很明显。
【附图说明】
[0024]图1为集成极紫外线(EUV)掩模生产系统。
[0025]图2为根据本发明的实施方式的EUV掩模坯料。
[0026]图3为制造的中间阶段中的EUV掩模坯料。
[0027]图4为制造的中间阶段中的EUV掩模坯料。
[0028]图5为用于EUV光刻系统的光学元件组(optical train)。
[0029]图6为EUV光刻系统。
【具体实施方式】
[0030]以下实施方式经足够详细地描述，以使得本领域的技术人员能够制作且使用本发明。应了解，其他实施方式将基于本揭示内容为明显的，且应了解，在不脱离本发明的范围的情况下可作出系统、工艺或机械改变。
[0031]在以下描述中，给定许多具体细节以提供对本发明的透彻理解。然而，显而易见，可在没有这些具体细节的情况下实施本发明。未详细揭示一些众所熟知的电路、系统设置及工艺步骤，以避免模糊本发明。
[0032]图示该系统的实施方式的这些图式为部分图解且未按比例绘制，且具体而言，一些尺寸用于呈现的清晰性，且一些尺寸在诸图中展示为夸大的。同样，尽管为便于描述，这些图式中的视图大体显示类似定向，但诸图中此描绘大部分是任意的。大体上，在任何定向上均可操作本发明。
[0033]在揭示且描述具有一些共用