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TWI845579B - 極紫外線遮罩吸收器及用於製造的方法 - Google Patents

極紫外線遮罩吸收器及用於製造的方法 Download PDF

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TWI845579B TW108146125A TW108146125A TWI845579B TW I845579 B TWI845579 B TW I845579B TW 108146125 A TW108146125 A TW 108146125A TW 108146125 A TW108146125 A TW 108146125A TW I845579 B TWI845579 B TW I845579B
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柯常
肖文
維胡 吉達
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美商應用材料股份有限公司
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Abstract

揭露了極紫外線(EUV)遮罩基底、其製造方法和生產系統。 EUV遮罩基底包括基板；基板上的多層堆疊的反射層；多層堆疊的反射層上的蓋層；及蓋層上的吸收器層，該吸收器層由藉由非反應性濺鍍形成的無定形氮化鉭製成。

Description

極紫外線遮罩吸收器及用於製造的方法
本揭示案一般相關於極紫外線光刻，且更特定地相關於具有吸收器的極紫外線遮罩基底及製造方法。
極紫外線(EUV)光刻，也稱為軟X射線投影光刻，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，幾乎所有材料都強烈吸收一般在5至100奈米波長範圍中的極紫外線光。因此，極紫外線系統藉由反射而非藉由光傳輸來運作。通過使用塗覆有非反射吸收器遮罩圖案的一系列鏡子或透鏡元件以及反射元件或遮罩基底，將圖案化的光化光反射至塗覆有抗蝕劑的半導體基板上。
極紫外線光刻系統的透鏡元件和遮罩基底塗覆有反射多層塗層的材料，例如鉬和矽。藉由使用塗覆有多層塗層的基板來獲得每個透鏡元件或遮罩基底的反射值約為65%，該等多層塗層在極窄的紫外線帶通內(例如針對13.5奈米紫外線光的12.5至14.5奈米帶通)強烈反射光。
圖1展示了由EUV遮罩基底形成的EUV反射遮罩10，包含基板14上的反射多層堆疊12，以藉由布拉格(Bragg)干涉在無遮罩部分處反射EUV輻射。藉由蝕刻緩衝層18和吸收層20來形成常規EUV反射遮罩10的遮罩(非反射)區域16。吸收層通常具有在51 nm至77 nm的範圍中的厚度。蓋層22在反射多層堆疊12上面形成，並在蝕刻處理期間保護反射多層堆疊12。如將在下文進一步論述的，EUV遮罩基底是在塗覆有多層、蓋層和吸收層的低熱膨脹材料基板上製成的，然後將其蝕刻以提供遮罩(非反射)區域16和反射區域24。
半導體國際技術路線圖(ITRS)將節點的覆蓋要求指定為技術的最小半間距特徵尺寸的一定百分比。由於受所有反射光刻系統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坦度規格，以供將來生產。另外，EUV基底對基底工作區域上的缺陷的容忍度非常低。使用於吸收器的一種材料是氮化鉭(TaN)。需要提供一種具有吸收器的EUV遮罩基底，以比現有的吸收器層更容易控制沉積期間的性質且具有較低的吸收率。
本揭示案的一或更多個實施例涉及一種製造極紫外線(EUV)遮罩基底的方法，包括以下步驟：在基板上形成該基板上的多層堆疊的反射層，該多層堆疊的反射層包含複數個反射層對；在該多層堆疊的反射層上形成蓋層；及在該蓋層上形成吸收器層，藉由先在沉積腔室中沉積薄膜鉭，接著在沉積該薄膜鉭之後流動氮進入該沉積腔室，以形成包括氮化鉭(TaN)的吸收器層。
本揭示案的額外實施例涉及一種極紫外線(EUV)遮罩基底，包括：基板；多層堆疊的反射層，該多層堆疊的反射層位於該基板上，該多層堆疊的反射層包含複數個反射層對；蓋層，該蓋層位於該多層堆疊的反射層上；及吸收器層，該吸收器層包括藉由非反應性濺鍍來形成的無定形的TaN。
本揭示案的進一步實施例涉及包括本文所述的遮罩基底的極紫外線光刻系統。
在描述本揭示案的幾個示例性實施例之前，應理解，本揭示案不限於以下描述中闡述的構造或處理步驟的細節。本揭示案能夠具有其他實施例且能夠以各種方式被實踐或實行。
本文所使用的術語「水平」被定義為與遮罩基底的平面或表面平行的平面，而無視於其定向。術語「垂直」是指與剛剛定義的水平垂直的方向。術語，例如「上方」、「下方」、「底部」、「頂部」、「側面」(如在「側壁」中)、「較高」、「較低」、「上」、「上面」和「下面」是相對於水平面定義的，如圖式中所展示。
術語「在...上」指示元件之間有直接接觸。術語「直接在...上」指示元件之間有直接接觸，而沒有中間元件。
如在本說明書和所附請求項中所使用的，術語「前驅物」、「反應物」、「反應性氣體」等可互換使用，以指可與基板表面反應的任何氣體物質。
發明所屬領域具有通常知識者將理解，使用例如「第一」和「第二」之類的序號來描述處理區域並不暗指處理腔室內的特定位置，或處理腔室內的曝露順序。
如在本說明書和所附請求項中所使用的，術語「基板」是指處理作用於其上的表面或表面的一部分。發明所屬領域具有通常知識者還將理解的是，除非上下文另外明確指出，否則提及基板僅指基板的一部分。另外，提及在基板上沉積是指裸基板和在其上沉積或形成有一或更多個膜或特徵的基板。
現在參考圖2，展示了極紫外線光刻系統100的示例性實施例。極紫外線光刻系統100包含用於產生極紫外線光112的極紫外線光源102、一組反射元件、和目標晶圓110。反射元件包含聚光器104、EUV反射遮罩106、光學減縮組件108、遮罩基底、鏡子、或其組合。
極紫外線光源102產生極紫外線光112。極紫外線光112是具有5至50奈米(nm)範圍中的波長的電磁輻射。例如，極紫外線光源102包含雷射、雷射產生的電漿、放電產生的電漿、自由電子雷射、同步加速器輻射、或其組合。
極紫外線光源102產生具有各種特性的極紫外線光112。極紫外線光源102在一定波長範圍上產生寬頻極紫外線輻射。例如，極紫外線光源102產生波長範圍從5至50 nm的極紫外線光112。
在一或更多個實施例中，極紫外線光源102產生具有窄頻寬的極紫外線光112。例如，極紫外線光源102產生13.5 nm的極紫外線光112。波長峰值的中心是13.5 nm。
聚光器104是用於反射和聚焦極紫外線光112的光學單元。聚光器104反射並匯聚來自極紫外線光源102的極紫外線光112，以照射EUV反射遮罩106。
儘管將聚光器104展示為單一元件，應理解聚光器104包含一或更多個反射元件，例如凹面鏡、凸面鏡、平面鏡、或其組合，以用於反射和匯聚極紫外線光112。例如，在一些實施例中，聚光器104是單一凹面鏡或具有凸、凹和平面光學元件的光學組件。
EUV反射遮罩106是具有遮罩圖案114的極紫外線反射元件。EUV反射遮罩106產生光刻圖案，以形成要在目標晶圓110上形成的電路佈局。EUV反射遮罩106反射極紫外線光112。遮罩圖案114限定電路佈局的一部分。
光學減縮組件108是用於減縮遮罩圖案114的圖像的光學單元。來自EUV反射遮罩106的極紫外線光112的反射由光學減縮組件108減縮，並反射到目標晶圓110上。光學減縮組件108包含鏡子和其他光學元件以減縮遮罩圖案114的圖像的尺寸。例如，在一些實施例中，光學減縮組件108包含用於反射和聚焦極紫外線光112的凹面鏡。
光學減縮組件108減縮目標晶圓110上的遮罩圖案114的圖像的尺寸。例如，遮罩圖案114由光學減縮組件108以4：1的比例成像在目標晶圓110上以在目標晶圓110上形成由遮罩圖案114表示的電路。極紫外線光112與目標晶圓110同步地掃描EUV反射遮罩106，以在目標晶圓110上形成遮罩圖案114。
現在參考圖3，展示了極紫外線反射元件生產系統200的實施例。極紫外線反射元件包含EUV遮罩基底204、極紫外線鏡205、或其他反射元件，例如EUV反射遮罩106。
極紫外線反射元件生產系統200經配置以產生反射圖2的極紫外線光112的遮罩基底、鏡子或其他元件。極紫外線反射元件生產系統200藉由向源基板203施加薄塗層來製造反射元件。
EUV遮罩基底204是用於形成圖2的EUV反射遮罩106的多層結構。使用半導體製造技術來形成EUV遮罩基底204。在一些實施例中，EUV反射遮罩106具有藉由蝕刻和其他處理在EUV遮罩基底204上形成的圖2的遮罩圖案114。
極紫外線鏡205是在一範圍的極紫外線光中呈反射性的多層結構。使用半導體製造技術來形成極紫外線鏡205。在一些實施例中，EUV遮罩基底204和極紫外線鏡205相對於在每一元件上形成的層具有相似的結構，然而，極紫外線鏡205不具有遮罩圖案114。
反射元件是極紫外線光112的有效反射器。在一實施例中，EUV遮罩基底204和極紫外線鏡205具有大於60%的極紫外線反射率。如果反射元件反射大於60%的極紫外線光112，則該等反射元件是有效的。
極紫外線反射元件生產系統200包含晶圓裝載和載具處理系統202，源基板203被裝載進入該系統且從該系統卸載反射元件。大氣處理系統206提供對晶圓處理真空腔室208的存取。在一些實施例中，晶圓裝載和載具處理系統202包含基板輸送箱、負載鎖和其他部件，以將基板從大氣傳送到系統內部的真空。因為EUV遮罩基底204用於以非常小的規模形成裝置，在真空系統中處理源基板203和EUV遮罩基底204以防止污染和其他缺陷。
在一些實施例中，晶圓處理真空腔室208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包含第一晶圓處理系統214，且第二真空腔室212包含第二晶圓處理系統216。儘管晶圓處理真空腔室208被描述為具有兩個真空腔室，應理解該系統可具有任何數量的真空腔室。
晶圓處理真空腔室208具有繞著其外圍的複數個端口以用於接合各種其他系統。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、和預清潔系統224。脫氣系統218用於從基板熱解吸水分。預清潔系統224用於清潔晶圓、遮罩基底、鏡子或其他光學部件的表面。
使用物理氣相沉積系統(例如，第一物理氣相沉積系統220和第二物理氣相沉積系統222)以在源基板203上形成導電材料的薄膜。例如，在一些實施例中，物理氣相沉積系統包含真空沉積系統，例如磁控管濺鍍系統、離子濺鍍系統、脈衝雷射沉積、陰極電弧沉積、或其組合。物理氣相沉積系統(例如，磁控管濺鍍系統)在包含矽、金屬、合金、化合物或其組合的層的源基板203上形成薄層。
物理氣相沉積系統形成反射層、蓋層和吸收器層。例如，物理氣相沉積系統形成矽、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。儘管一些化合物被描述為氧化物，應理解該等化合物包含氧化物、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、和超光滑沉積腔室232。例如，在一些實施例中，化學氣相沉積系統228包含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)、氣溶膠輔助CVD、熱絲CVD系統、或類似系統。在另一範例中，化學氣相沉積系統228、固化腔室230和超光滑沉積腔室232處於與極紫外線反射元件生產系統200分離的系統中。
化學氣相沉積系統228在源基板203上形成材料的薄膜。例如，使用化學氣相沉積系統228以在源基板203上形成材料層，包含單晶層、多晶層、無定形層、磊晶層、或其組合。化學氣相沉積系統228形成矽、氧化矽、碳氧化矽、碳、鎢、碳化矽、氮化矽、氮化鈦、金屬、合金和其他適合化學氣相沉積的材料的層。例如，化學氣相沉積系統形成平坦化層。
第一晶圓處理系統214能夠以連續真空在大氣處理系統206和繞著第一真空腔室210外圍的各種系統之間移動源基板203。第二晶圓處理系統216能夠使源基板203繞著第二真空腔室212移動，同時將源基板203維持於連續真空中。在一些實施例中，極紫外線反射元件生產系統200經配置以在連續真空中在第一晶圓處理系統214、第二晶圓處理系統216之間傳送源基板203和EUV遮罩基底204。
現在參考圖4，展示了極紫外線反射元件302的實施例。在一或更多個實施例中，極紫外線反射元件302是圖3的EUV遮罩基底204或圖3的極紫外線鏡205。EUV遮罩基底204和極紫外線鏡205是用於反射圖2的極紫外線光112的結構。使用一些實施例的EUV遮罩基底204以形成圖2中所展示的EUV反射遮罩106。
極紫外線反射元件302包含基板304、反射層的多層堆疊306和蓋層308。在一或更多個實施例中，使用極紫外線鏡205以形成用於圖2的聚光器104或圖2的光學減縮組件108的反射結構。
極紫外線反射元件302(在一些實施例中是EUV遮罩基底204)包含基板304、反射層的多層堆疊306、蓋層308和吸收器層310。使用極紫外線反射元件302(在一些實施例中是EUV遮罩基底204)以藉由使用需要的電路佈局圖案化吸收器層310來形成圖2的EUV反射遮罩106。
在以下各節中，為簡單起見，用於EUV遮罩基底204的術語與極紫外線鏡205的術語可互換使用。在一或更多個實施例中，EUV遮罩基底204包含除了形成圖2的遮罩圖案114之外還添加了吸收器層310的極紫外線鏡205的部件。
EUV遮罩基底204是用於形成具有遮罩圖案114的EUV反射遮罩106的光學平面結構。在一或更多個實施例中，EUV遮罩基底204的反射表面形成用於反射入射光的平坦的焦平面，例如圖2的極紫外線光112。
基板304是用於向極紫外線反射元件302提供結構支撐的元件。在一或更多個實施例中，基板304由具有低熱膨脹係數(CTE)的材料製成，以在溫度改變期間提供穩定性。在一或更多個實施例中，基板304具有例如對抗機械循環、熱循環、晶體生成或其組合的穩定性的性質。根據一或更多個實施例的基板304由例如矽、玻璃、氧化物、陶瓷、玻璃陶瓷或其組合的材料形成。
多層堆疊306是對極紫外線光112呈反射性的結構。多層堆疊306包含第一反射層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形成圖4的反射對316。在非限制性實施例中，多層堆疊306包含範圍20至60對的反射對316以用於總共多達120個反射層。
第一反射層312和第二反射層314可由多種材料形成。在一實施例中，第一反射層312和第二反射層314分別由矽和鉬形成。儘管將該等層展示為矽和鉬，應理解交替的層能夠由其他材料形成或具有其他內部結構。
根據一或更多個實施例，第一反射層312和第二反射層314具有多種結構。在一實施例中，第一反射層312和第二反射層314均形成單一層、多層、分隔層結構、非均勻結構、或其組合。
因為多數材料吸收極紫外線波長的光，使用的光學元件是反射性的，而非如在其他光刻系統中使用的透射性的。多層堆疊306藉由使具有不同光學性質的材料的交替薄層產生布拉格反射器或鏡子來形成反射結構。
在一實施例中，每一交替層對於極紫外線光112具有不相似的光學常數。當交替層的厚度的週期為極紫外線光112的波長的一半時，交替層提供共振反射率。在一實施例中，針對波長為13 nm的極紫外線光112，交替層為約6.5 nm厚。應理解所提供的尺寸和規格在典型元件的正常工程容忍度內。
以多種方式形成多層堆疊306。在一實施例中，使用磁控管濺鍍、離子濺鍍系統、脈衝雷射沉積、陰極電弧沉積或其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，使用物理氣相沉積技術(例如，磁控管濺鍍)來形成多層堆疊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具有藉由磁控管濺鍍技術形成的特性，包含精確的厚度、低的粗糙度、及層之間乾淨的界面。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形成的特性，包含精確的厚度、低的粗糙度、及層之間乾淨的界面。
精確地控制使用物理氣相沉積技術所形成的多層堆疊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(例如矽層)具有4.1 nm的厚度。第二反射層314(例如鉬層)具有2.8 nm的厚度。層的厚度決定了極紫外線反射元件的峰值反射率波長。如果層的厚度不正確，會減低所需波長13.5 nm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，使用物理氣相沉積所形成的多層堆疊306具有在66%-67%範圍中的反射率。在一或更多個實施例中，在由較硬材料形成的多層堆疊306上面形成蓋層308改善了反射率。在一些實施例中，使用低粗糙度層、層間乾淨的界面、改善的層材料或其組合以達成大於70%的反射率。
在一或更多個實施例中，蓋層308是允許極紫外線光112透射的保護層。在一實施例中，直接在多層堆疊306上形成蓋層308。在一或更多個實施例中，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對氧、碳、碳氫化合物或其組合的污染敏感。根據一實施例的蓋層308與污染物相互作用以中和該等污染物。
在一或更多個實施例中，蓋層308是對極紫外線光112透明的光學均勻結構。極紫外線光112穿過蓋層308以反射離開多層堆疊306。在一或更多個實施例中，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，取決於厚度，每一不同材料具有不同的反射率損失，但全部位於1%至2%的範圍中。
在一或更多個實施例中，蓋層308具有光滑的表面。例如，蓋層308的表面具有小於0.2 nm RMS(方均根量測)的粗糙度。在另一範例中，蓋層308的表面針對1/100 nm和1/1 μm範圍中的長度具有0.08 nm RMS的粗糙度。RMS粗糙度將根據其量測範圍而變化。針對100 nm至1微米的特定範圍，粗糙度為0.08 nm或更小。在較大範圍內粗糙度將更高。
使用多種方法之一者來形成蓋層308。在一實施例中，使用磁控管濺鍍、離子濺鍍系統、離子束沉積、電子束蒸發、射頻(RF)濺鍍、原子層沉積(ALD)、脈衝雷射沉積、陰極電弧沉積或其組合在多層堆疊306上或直接在多層堆疊306上形成蓋層308。在一或更多個實施例中，蓋層308具有藉由磁控管濺鍍技術形成的物理特性，包含精確的厚度、低的粗糙度、及層間乾淨的界面。在一實施例中，蓋層308具有藉由物理氣相沉積形成的物理特性，包含精確的厚度、低的粗糙度、及層間乾淨的界面。
在一或更多個實施例中，由具有足以抵抗清潔期間的腐蝕的硬度的多種材料來形成蓋層308。在一個實施例中，使用釕以作為蓋層材料，因為釕是良好的蝕刻停止層且在操作條件下相對惰性。然而，應理解可使用其他材料來形成蓋層308。在特定實施例中，蓋層308具有範圍在2.5及5.0 nm中的厚度。
在一或更多個實施例中，吸收器層310是吸收極紫外線光112的層。在一實施例中，藉由提供不會反射極紫外線光112的區域，使用吸收器層310以在EUV反射遮罩106上形成圖案。根據一或更多個實施例，吸收器層310包括針對極紫外線光112的特定頻率具有高吸收係數的材料，例如約13.5 nm。在一實施例中，直接在蓋層308上形成吸收器層310，且使用微影處理蝕刻吸收器層310以形成EUV反射遮罩106的圖案。
根據一或更多個實施例，極紫外線反射元件302(例如，極紫外線鏡205)與基板304、多層堆疊306和蓋層308一起形成。極紫外線鏡205具有光學平坦表面，且經配置以有效且均勻地反射極紫外線光112。
根據一或更多個實施例，極紫外線反射元件302 (例如EUV遮罩基底204)與基板304、多層堆疊306、蓋層308和吸收器層310一起形成。遮罩基底204具有光學平坦表面，且經配置以有效且均勻地反射極紫外線光112。在一實施例中，遮罩圖案114由EUV遮罩基底204的吸收器層310形成。
根據一或更多個實施例，在蓋層308上面形成吸收器層310增加了EUV反射遮罩106的可靠性。蓋層308用作針對吸收器層310的蝕刻停止層。當圖2的遮罩圖案114被蝕刻進入吸收器層310時，吸收器層310下方的蓋層308停止蝕刻作用以保護多層堆疊306。在一或更多個實施例中，吸收器層310對蓋層308具有選擇性蝕刻。在一些實施例中，蓋層308包括釕，且吸收器層310對釕具有蝕刻選擇性。
在一或更多個實施例中，吸收器材料包括氮化鉭(TaN)。用於形成TaN吸收器層的當前處理涉及在物理氣相沉積(PVD)腔室中的反應性濺鍍鉭目標。反應性濺鍍是一種允許藉由引導反應性氣體(通常為氧或氮)成為電漿來沉積化合物的處理，該電漿典型由惰性氣體形成，例如氬、氙、或氪。在此處理中，反應性氣體被電漿「激活」，並與隨後沉積在基板上的目標材料進行化學反應。藉由控制惰性和反應性氣體的相對量，可達成所得膜的成分控制。氮化鉭的反應性濺鍍涉及在濺鍍處理期間流動氬和氮氣以形成氮化鉭膜。確定必須小心控制濺鍍期間的氮氣流量和處理溫度以形成無定形TaN膜。
已確定，代替利用從目標濺鍍鉭金屬的同時使氮氣共流的反應性濺鍍處理，可利用Ta目標的非反應性濺鍍然後進行氣相氮化來達成無定形TaN。藉由氣相氮化形成氮化鉭膜使用的能量低於反應性濺鍍，因此，TaN膜為無定形的。本揭示案的實施例解決了由TaN反應性濺鍍處理形成的TaN的結晶度問題。另外，與反應性濺鍍處理相比，根據本揭示案的一或更多個實施例的處理易於控制，且根據一或更多個實施例的即時揭示的處理將使得能夠形成更多可重複且穩定的TaN吸收器。
因此，根據一或更多個實施例，將基板放置在物理氣相沉積腔室中，且該基板將塗覆有藉由非反應性濺鍍處理形成的鉭金屬薄膜。鉭金屬的濺鍍沉積使用氬電漿，因為稀有氣體氬不會與鉭目標材料反應。然後，在氮化處理中將鉭薄膜曝露於氮氣以形成氮化鉭。
在一或更多個實施例中，在具有第一陰極的物理沉積腔室中製造EUV遮罩基底，該第一陰極包括鉭吸收器材料。在一些實施例中，可存在包括第二吸收器材料的第二陰極、包括第三吸收器材料的第三陰極、包括第四吸收器材料的第四陰極、及包括第五吸收器材料的第五陰極，其中第一吸收器材料、第二吸收器材料、第三吸收器材料、第四吸收器材料和第五吸收器材料彼此不同，且每一吸收器材料具有與其他材料不同的消光係數，且每一吸收器材料具有與其他吸收器材料不同的折射率。
本揭示案的另一態樣屬於一種製造極紫外線(EUV)遮罩基底的方法，包括以下步驟：在基板上形成基板上的多層堆疊的反射層，該多層堆疊包含複數個反射層對，在多層堆疊的反射層上形成蓋層，並在蓋層上形成吸收器層，該吸收器層包括藉由非反應性濺鍍處理形成的無定形TaN。
在另一特定方法實施例中，在物理沉積腔室中形成不同的吸收器層，該物理沉積腔室具有包括第一吸收器材料的第一陰極和包括第二吸收器材料的第二陰極。現在參考圖5，根據一實施例展示了多陰極源腔室500的上部。多陰極源腔室500包含具有被頂部適配器504蓋住的圓柱主體部分502的基礎結構501。頂部適配器504具有針對許多陰極源的供配位於頂部適配器504周圍，例如陰極源506、508、510、512、及514。
在一或更多個實施例中，該方法形成吸收器層，該吸收器層的厚度在從5 nm至83 nm的範圍中、或在從10 nm至83 nm的範圍中、或在從30 nm到70 nm的範圍中。在一或更多個實施例中，吸收器層的厚度在51 nm及57 nm的範圍中，例如56 nm。
一些實施例的多陰極源腔室500是圖3中所展示的系統的一部分。在一實施例中，極紫外線(EUV)遮罩基底生產系統包括用於產生真空的基板處理真空腔室，在真空中用於運輸裝載在基板處理真空腔室中的基板的基板處理平台，及由基板處理平台存取的用於形成EUV遮罩基底的多個子腔室，該EUV遮罩基底包含基板上的多層堆疊的反射層，該多層堆疊包含複數個反射層對、在該多層堆疊的反射層上的蓋層、及蓋層上的吸收器層，吸收器層由氮化鉭製成，如本文所述。使用該系統以製造參照圖4所展示的EUV遮罩基底且具有相關於上述圖4描述的相關於EUV遮罩基底描述的任何性質。
在第一實施例中，一種製造極紫外線(EUV)遮罩基底的方法，包括以下步驟：在基板上形成該基板上的多層堆疊的反射層，該多層堆疊的反射層包含複數個反射層對；在該多層堆疊的反射層上形成蓋層；及在該蓋層上形成吸收器層，藉由先在沉積腔室中沉積薄膜鉭，接著在沉積該薄膜鉭之後流動氮進入該沉積腔室，以形成包括氮化鉭(TaN)的吸收器層。
在第二實施例中，該薄膜鉭具有在約1 nm至3 nm的範圍中的厚度。在第三實施例中，修改第一及第二實施例，使得以從攝氏20度至攝氏30度的範圍中的溫度（例如攝氏25度）來執行在該沉積腔室中流動氮之步驟。
在第四實施例中，第一至第三實施例的方法包括以下步驟：重複先在沉積腔室中沉積該薄膜鉭，接著在沉積該薄膜鉭之後流動氮進入該沉積腔室之處理，以形成具有從10 nm至83 nm的範圍中，或從30 nm至70 nm的範圍中，或從40 nm至60 nm的範圍中（例如，約56 nm）的厚度的該氮化鉭層。
在第五實施例中，重複第一至第四實施例先在沉積腔室中沉積該薄膜鉭，接著在沉積該薄膜鉭之後流動氮進入該沉積腔室，以形成該氮化鉭層之步驟20至30次，例如22至25次。
在第六實施例中，涉及沉積該薄膜鉭金屬的第一至第五實施例之任一者在進行時在該沉積腔室中沒有氮流動。
在第七實施例中，第一至第六實施例之任一者使得在物理氣相沉積腔室中沉積該吸收器層。在第八實施例中，第一至第七實施例之任一者使得使用具有惰性氣體的非反應性濺鍍處理來沉積鉭層。
在第九實施例中，第一至第八實施例之任一者包括以下步驟：依序藉由使用氬電漿濺鍍鉭目標來形成具有在1 nm至2 nm的範圍中的厚度的一層鉭，終止濺鍍該鉭標靶且在沒有電漿的情況下流動氮氣進入該物理氣相沉積腔室。處理序列的特定實施例涉及在濺鍍期間在氬中的PVD腔室中以2毫托的壓力和1 kW的功率濺鍍鉭目標，以形成1至2 nm的鉭層。然後，氮在2毫托至4毫托的範圍中流動5至10秒，以氮化鉭以形成TaN。該處理可重複任意次數，以形成具有所需厚度的層。鉭的氮化期間沒有形成電漿。
在第十實施例中，氮化鉭層針對具有56 nm的厚度的層在曝露於13.5 nm UV光時展現小於2%、小於1.9%、小於1.8%、小於1.7%、或小於1.6%的反射率。在第十一實施例中，該氮化鉭層為無定形的。與鉭目標濺鍍期間流動氮的藉由反應性濺鍍成膜的TaN相比，62 nm厚的目標在曝露於13.5 nm的UV光時具有2.7%的反射率。藉由本揭示案的處理形成的TaN的XRD證實TaN是無定形的而不是結晶的。XPS證實了均勻的TaN。
在第十二實施例中，一種極紫外線(EUV)遮罩基底包括：基板；多層堆疊的反射層，該多層堆疊的反射層位於該基板上，該多層堆疊的反射層包含複數個反射層，該複數個反射層包含反射層對；蓋層，該蓋層位於該多層堆疊的反射層上；及吸收器層，該吸收器層包括藉由非反應性濺鍍來形成的無定形的TaN。
在一些實施例中，吸收器層針對具有56 nm的厚度的吸收器層在曝露於13.5 nm UV光時展現小於2%、小於1.9%、小於1.8%、小於1.7%、或小於1.6%的反射率。
用於形成遮罩基底的處理通常可作為軟體常式而儲存在記憶體中，該軟體常式在由處理器執行時使處理腔室執行本揭示案的處理。該軟體常式也可由第二處理器(未展示)儲存及/或執行，該第二處理器位於該處理器控制的硬體的遠端。本揭示案的一些或全部方法也可在硬體中執行。這樣，可以軟體實施該處理且可使用電腦系統，以硬體(例如，特殊應用積體電路或其他類型的硬體實施方式)或以軟體和硬體的組合來執行該處理。當由處理器執行時，該軟體常式將一般用途電腦轉換成控制腔室操作以執行處理的特定用途電腦(控制器)。
在整個說明書中，對「一個實施例」、「某些實施例」、「一或更多個實施例」或「一實施例」的引用是意指結合該實施例所描述的特定特徵、結構、材料或特性被包含於本揭示案的至少一個實施例中。因此，在整個說明書中各個地方出現片語例如「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」不一定是指本揭示案的相同實施例。進一步地，在一或更多個實施例中，可以任何合適的方式來組合特定特徵、結構、材料或特性。
儘管已參考特定實施例描述了本揭示案，應理解，該等實施例僅是本揭示案的原理和應用的說明。對於發明所屬領域具有通常知識者而言將顯而易見的是，在不脫離本揭示案的精神和範圍的情況下，可對本揭示案的方法和設備進行各種修改和變化。因此，本揭示案意欲包含在所附請求項及其等同物的範圍內的修改和變化。
10:EUV反射遮罩 12:反射多層堆疊 14:基板 16:遮罩(非反射)區域 18:緩衝層 20:吸收層 22:蓋層 24:反射區域 100:極紫外線光刻系統 102:極紫外線光源 104:聚光器 106:EUV反射遮罩 108:光學減縮組件 110:目標晶圓 112:極紫外線光 114:遮罩圖案 200:極紫外線反射元件生產系統 202:晶圓裝載和載具處理系統 203:源基板 204:EUV遮罩基底 205:極紫外線鏡 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:超光滑沉積腔室 302:極紫外線反射元件 304:基板 306:多層堆疊 308:蓋層 310:吸收器層 312:第一反射層 314:第二反射層 316:反射對 500:多陰極源腔室 501:基礎結構 502:圓柱主體部分 504:頂部適配器 506:陰極源 508:陰極源 510:陰極源 512:陰極源 514:陰極源
因此，為了可詳細地理解本揭示案的上述特徵的方式，可藉由參考實施例來對本揭示案進行更詳細的描述，上文對本揭示案進行了簡要概述，其中一些圖示於附圖中。然而，應注意附圖僅圖示了本揭示案的典型實施例，因此不應被認為是對其範圍的限制，因為本揭示案可允許其他等效的實施例。
圖1示意性地圖示了採用吸收器的EUV反射遮罩背景技術；
圖2示意性地圖示了極紫外線光刻系統的實施例；
圖3圖示了極紫外線反射元件生產系統的實施例；
圖4圖示了極紫外線反射元件的實施例，例如EUV遮罩基底；及
圖5圖示了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:極紫外線反射元件
304:基板
306:多層堆疊
308:蓋層
310:吸收器層
312:第一反射層
314:第二反射層
316:反射對

Claims (20)

  1. 一種製造一極紫外線(EUV)遮罩基底的方法，包括以下步驟： 在一基板上形成該基板上的一多層堆疊的反射層，該多層堆疊的反射層包含複數個反射層對； 在該多層堆疊的反射層上形成一蓋層；及 在該蓋層上形成一吸收器層，藉由先在一沉積腔室中沉積一薄膜鉭，接著在沉積該薄膜鉭之後流動氮進入該沉積腔室，以形成包括氮化鉭(TaN)的一吸收器層。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該薄膜鉭具有在約1 nm至3 nm的一範圍中的一厚度。
  3. 如請求項2所述之方法，其中以從攝氏20度至攝氏30度的一範圍中的一溫度來執行在該沉積腔室中流動氮之步驟。
  4. 如請求項3所述之方法，進一步包括以下步驟：重複先在一沉積腔室中沉積該薄膜鉭，接著在沉積該薄膜鉭之後流動氮進入該沉積腔室之步驟，以形成具有在10 nm至83 nm的一範圍中的一厚度的該氮化鉭層。
  5. 如請求項3所述之方法，其中該氮化鉭層的該厚度在30 nm至70 nm的一範圍中。
  6. 如請求項3所述之方法，其中該氮化鉭層的該厚度在40 nm至60 nm的一範圍中。
  7. 如請求項3所述之方法，其中該氮化鉭層的該厚度為約56 nm。
  8. 如請求項5所述之方法，其中重複先在一沉積腔室中沉積該薄膜鉭，接著在沉積該薄膜鉭之後流動氮進入該沉積腔室，以形成該氮化鉭層之該處理係重複20至30次。
  9. 如請求項5所述之方法，其中重複先在一沉積腔室中沉積該薄膜鉭，接著在沉積該薄膜鉭之後流動氮進入該沉積腔室，以形成該氮化鉭層之該處理係重複22至25次。
  10. 如請求項1所述之方法，其中進行沉積該薄膜鉭之步驟而在該沉積腔室中沒有氮流動。
  11. 如請求項3所述之方法，其中在一物理氣相沉積腔室中沉積該薄膜鉭。
  12. 如請求項11所述之方法，其中使用具有一惰性氣體的一非反應性濺鍍處理來沉積該薄膜鉭。
  13. 如請求項11所述之方法，包括以下步驟：依序藉由使用氬電漿濺鍍一鉭目標來形成具有在1 nm至2 nm的一範圍中的一厚度的一層鉭，終止濺鍍該鉭目標且在沒有電漿的情況下流動氮氣進入該物理氣相沉積腔室。
  14. 如請求項11所述之方法，其中該氮化鉭層針對具有56 nm的一厚度的一層在曝露於13.5 nm UV光時展現小於2%的一反射率。
  15. 如請求項14所述之方法，其中該氮化鉭層為無定形的。
  16. 一種極紫外線(EUV)遮罩基底，包括： 一基板； 一多層堆疊的反射層，該多層堆疊的反射層位於該基板上，該多層堆疊的反射層包含複數個反射層，該複數個反射層包含反射層對； 一蓋層，該蓋層位於該多層堆疊的反射層上；及 一吸收器層，該吸收器層包括藉由非反應性濺鍍來形成的無定形的TaN。
  17. 如請求項16所述之極紫外線(EUV)遮罩基底，其中該吸收器層針對具有56 nm的一厚度的一吸收器層在曝露於13.5 nm UV光時展現小於2%的一反射率。
  18. 如請求項16所述之極紫外線(EUV)遮罩基底，其中吸收器層針對具有56 nm的一厚度的一吸收器層在曝露於13.5 nm UV光時展現小於1.9%的一反射率。
  19. 如請求項16所述之極紫外線(EUV)遮罩基底，其中吸收器層針對具有56 nm的一厚度的一吸收器層在曝露於13.5 nm UV光時展現小於1.8%的一反射率。
  20. 如請求項16所述之極紫外線(EUV)遮罩基底，其中吸收器層針對具有56 nm的一厚度的一吸收器層在曝露於13.5 nm UV光時展現小於1.6%的一反射率。
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