平坦化的极紫外光刻坯料及其制造与光刻系统的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求享有于2013年3月12日提交的美国临时专利申请第61/778, 335号 的权益，通过引用将该申请的主题并入本文中。
[0003] 本申请包括与同时于2013年12月23日提交的美国专利申请第14/139,371号相 关的主题，通过引用将该申请的主题并入本文中。
[0004] 本申请包括与同时于2013年12月23日提交的美国专利申请第14/139, 415号相 关的主题，通过引用将该申请的主题并入本文中。
[0005] 本申请包括与同时于2013年12月23日提交的美国专利申请第14/139, 457号相 关的主题，通过引用将该申请的主题并入本文中。
[0006] 本申请包括与同时于2013年12月23日提交的美国专利申请第14/139, 507号相 关的主题，通过引用将该申请的主题并入本文中。
技术领域
[0007] 本发明大体关于极紫外光刻坯料及用于该极紫外光刻坯料的制造与光刻系统。
【背景技术】
[0008] 极紫外光刻（EUV，也被称为软X-射线投影光刻（softx-rayprojection lithography))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（deepultraviolet)光刻的竞争者。
[0009] 然而，通常在5纳米至40纳米波长范围内的极紫外光在实质上所有材料中被强烈 吸收。由于这个原因，极紫外系统借助反射而非光的透射来工作。通过使用涂有非反射吸 收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，图案化的光化（actinic) 光被反射到抗蚀剂涂布的（resist-coated)半导体晶片上。
[0010] 极紫外光刻系统的透镜元件和掩模坯料涂布有诸如钼及硅之类的材料的反射型 多层涂层。已通过使用涂布有多层涂层的基板获得每一透镜元件或掩模坯料约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)内的单一波长下的光； 该极窄紫外线带通例如是对于13纳米紫外光而言的12纳米至14纳米的带通。
[0011] 在半导体处理技术中存在引起问题的各种类别的缺陷。不透明缺陷（Opaque defect)通常是由多层涂层的顶部上的或掩模图案上的颗粒所引起的，在光应该被反射时， 这些颗粒吸收了光。透明缺陷（Cleardefect)通常是由多层涂层顶部上的掩模图案中的 小孔（pinhole)所引起的，当光应该被吸收时，光被反射穿过这些小孔。而相位缺陷（phase defect)通常是由多层涂层下方的刮痕和表面变化所引起的，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在半导体晶 片表面上的抗蚀剂中将被曝光的图案。由于必须用于小于0. 13 (次0. 13)微米最小特征尺 寸的辐射的较短波长，所以之前并不显著的刮痕和表面变化现在变得无法容忍。
[0012] 虽然在减少或消除颗粒缺陷方面已经取得了进展，而且对于掩模中的不透明和透 明缺陷的修复已经做了工作，但迄今仍尚未对解决相位缺陷的问题做任何工作。对于深紫 外光刻而言，可对表面进行处理以将相变保持在60度以下。用于极紫外光刻的类似处理则 尚待开发。
[0013] 对于13纳米的光化波长来说，对于在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度的相变。波长越短，此深度越浅。类似地，在相 同波长下，比一百（100)纳米的距离高出一（1)纳米更急剧的表面变化可引起类似的相变。 这些相变可引起在半导体晶片表面处的相位缺陷，并且不可恢复地损坏半导体器件。
[0014] 在过去，用于深紫外光刻的掩模坯料通常由玻璃制成，但已建议将硅或超低热膨 胀材料作为用于极紫外光刻的替代品。无论该坯料是否由玻璃制成、硅制成或超低热膨胀 材料制成，都借助化学机械抛光、磁流变抛光（magneto-rheologicalfinishing)或离子束 抛光这些工艺来使得掩模坯料的表面尽可能光滑。在这样的工艺中所留下的刮痕有时被称 为"刮痕-擦伤（scratch-dig) "痕迹，而且这些痕迹的深度和宽度取决于用以抛光掩模坯 料的研磨剂中颗粒的大小。对于可见和深紫外光刻来说，这些刮痕太小而不会引起在半导 体晶片上的图案中的相位缺陷。然而，对于极紫外光刻而言，刮痕-擦伤痕迹是显著问题， 因为这些刮痕-擦伤痕迹将显现为相位缺陷。
[0015] 由于EUV光刻所需的短照射波长的缘故，因此使用的图案掩模必须是反射型掩 模，而不是在目前的光刻中所使用的透射型掩模。反射型掩模是由钼和硅的交替薄层的精 确堆叠物所组成的，该精确堆叠物形成布拉格折射器（Braggrefractor)或镜。由于多层 堆叠物的性质和小的特征尺寸，上面沉积有多层堆叠物的基板的表面中的任何瑕疵都将被 放大并影响最终产品。几纳米级的瑕疵可在成品掩模上显现为印得出的缺陷，而且需要在 沉积多层堆叠物之前将这些瑕疵从掩模坯料的表面消除。
[0016] 常见的瑕疵包括凹坑、刮痕及颗粒。常见的清洁技术去除许多颗粒，但要么产生新 的凹坑要么扩大现有的凹坑。这些凹坑可从抛光或清洁工艺产生，或可来自基板材料本身 中的杂质或伤痕，这些杂质或伤痕在切割及抛光工艺期间被暴露出来。可使用进一步的抛 光来去除表面处的凹坑，但存在将在该工艺中引起或暴露出新凹坑的风险，这限制了单独 使用抛光来使基板表面光滑和平坦的有用性。另一种用于基板光滑化的方法是激光或等离 子体退火。这些技术熔融（melt)且软熔（reflow)玻璃基板的薄表面层，从而去除局部缺 陷。问题是，这些技术导致基板表面中的较长范围的粗糙部分或波纹，因此不能提供EUV掩 模坯料所需的基板平坦度。
[0017] 鉴于对电子部件的越来越小的特征尺寸的需要，日益关键的是找到这些问题的答 案。鉴于不断增大的商业竞争压力以及增长的消费者期望，关键的是找到这些问题的答案。 此外，对降低成本、提高效率和性能及满足竞争压力的需要为找到这些问题的答案的关键 必要性更加增添紧迫性。
[0018] 尽管已长期寻找这些问题的解决方案，但先前的发展尚未教导或建议任何解决方 案，因此，本领域技术人员长期困惑于这些问题的解决方案。
【发明内容】
[0019] 本发明的实施方式为一种整合的极紫外（EUV)坯料生产系统，该坯料生产系统包 括：用于将基板放置在真空中的真空腔室；用于沉积平坦化层于基板上的第一沉积系统， 该平坦化层具有平坦化的顶表面；以及用于沉积多层堆叠物于该平坦化层上而不需将该基 板从该真空移出的第二沉积系统。
[0020] 本发明的实施方式为EUV光刻系统，该光刻系统包括：极紫外光源；用于引导来自 该EUV源的光的镜；用于放置具有平坦化层的EUV掩模坯料的中间掩模（reticle)台；以及 用于放置晶片的晶片台。
[0021] 本发明的实施方式为EUV坯料，该坯料包括：基板；平坦化层，该平坦化层用以弥 补与该基板的表面相关的瑕疵，该平坦化层具有平的顶表面；以及在该平坦化层上的多层 堆叠物。
[0022] 本发明的某些实施方式具有其他的步骤或元件来外加于或取代上述的那些步骤 或元件