本發(fā)明一般涉及極紫外線光刻,具體而言,涉及用于極紫外線光刻的極紫外線反射構(gòu)件的覆蓋層、制造系統(tǒng)和光刻系統(tǒng)。
背景技術(shù):
現(xiàn)代消費(fèi)和工業(yè)電子系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜。電子器件需要在更小和更柔性的封裝中的更高密度的電子元件。隨著元件密度增加,需要技術(shù)進(jìn)步來滿足對(duì)具有更小特征結(jié)構(gòu)尺寸的更高密度器件的需求。極紫外線(extreme ultraviolet;EUV)光刻,也稱為軟X射線投射光刻(soft x‐ray projection lithography),是一種用于0.13微米和更小的、最小的特征結(jié)構(gòu)尺寸的半導(dǎo)體器件的制造的光刻工藝。
極紫外線光一般可在5至50納米的波長(zhǎng)范圍內(nèi),極紫外線光被大部分材料強(qiáng)烈地吸收。由于此原因,極紫外線系統(tǒng)通過光反射而非光透射來工作。極紫外線輻射可經(jīng)由一系列反射元件而被投射并且被引導(dǎo)至半導(dǎo)體晶片上以形成高密度、小型特征結(jié)構(gòu)尺寸的半導(dǎo)體器件,這些反射元件包括反射鏡組件和涂覆有非反射掩膜圖案的掩膜底版。
極紫外線光刻系統(tǒng)的反射元件可包括多層反射材料涂層。由于極紫外線光的高功率水平,剩余的未反射極紫外線光會(huì)引起可使反射元件的反射率隨著時(shí)間推移劣化并且可導(dǎo)致反射元件的有限壽命的熱加熱。
鑒于對(duì)電子元件的日益變小的特征結(jié)構(gòu)尺寸的需求,找到這些問題的答案愈加關(guān)鍵。鑒于隨著不斷增長(zhǎng)的消費(fèi)者期望而一直增加的商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)壓力,找到這些問題的答案是關(guān)鍵的。另外,對(duì)降低成本、提高效率和性能,以及應(yīng)對(duì)競(jìng)爭(zhēng)壓力的需要增加了找到這些問題的答案的關(guān)鍵必要性的更大的急迫性。
這些問題的解決方案已經(jīng)歷了長(zhǎng)期探索,但是先前發(fā)展并未指導(dǎo)或建議任何解決方案,因此,這些問題的解決方案長(zhǎng)期以來已成為熟悉本領(lǐng)域技術(shù)人員的難題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供一種制造極紫外線反射構(gòu)件的方法,所述方法包括:提供基板;在所述基板上形成多層堆疊,所述多層堆疊包括多個(gè)反射層對(duì),這些反射層對(duì)具有第一反射層和第二反射層以用于形成布拉格反射器(Bragg reflector);以及在所述多層堆疊上形成覆蓋所述多層堆疊的覆蓋層,所述覆蓋層由氧化鈦、氧化釕、氧化鈮、釕鎢、釕鉬或者釕鈮形成,并且所述覆蓋層用于通過減少氧化與機(jī)械侵蝕來保護(hù)所述多層堆疊。
本發(fā)明提供一種極紫外線反射構(gòu)件,所述極紫外線反射構(gòu)件包括:基板;多層堆疊,所述多層堆疊在所述基板上,包括多個(gè)反射層對(duì),這些反射層對(duì)具有第一反射層和第二反射層;以及覆蓋層,所述覆蓋層在所述多層堆疊上并覆蓋所述多層堆疊,所述覆蓋層由氧化鈦、氧化釕、氧化鈮、釕鎢、釕鉬或者釕鈮形成,并且所述覆蓋層用于通過減少氧化與機(jī)械侵蝕來保護(hù)多層堆疊。
本發(fā)明提供一種極紫外線反射構(gòu)件生產(chǎn)系統(tǒng),所述極紫外線反射構(gòu)件生產(chǎn)系統(tǒng)包括:第一沉積系統(tǒng),用于在基板上沉積多層堆疊,所述多層堆疊包括多個(gè)反射層對(duì),這些反射層對(duì)具有第一反射層和第二反射層;以及第二沉積系統(tǒng),用于在所述多層堆疊上形成覆蓋層,所述覆蓋層由氧化鈦、氧化釕、氧化鈮、釕鎢、釕鉬或者釕鈮形成。
本發(fā)明的某些實(shí)施方式具有上述內(nèi)容之外的,或代替上述內(nèi)容的其它步驟或構(gòu)件。當(dāng)參照附圖時(shí)閱讀以下詳細(xì)描述,這些步驟或者構(gòu)件對(duì)熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將變得顯而易見。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的極紫外線光刻系統(tǒng)的示意圖。
圖2是極紫外線反射構(gòu)件生產(chǎn)系統(tǒng)的示例。
圖3是極紫外線反射構(gòu)件的示例。
圖4是在制造的準(zhǔn)備步驟中的圖3的結(jié)構(gòu)。
圖5是在制造的分層步驟中的圖4的結(jié)構(gòu)。
圖6是在制造的保護(hù)步驟中的圖5的結(jié)構(gòu)。
圖7是在制造的預(yù)圖案化步驟中的圖6的結(jié)構(gòu)。
圖8是在制造的電鍍步驟中的圖5的結(jié)構(gòu)。
圖9是在制造的氧化步驟中的圖8的結(jié)構(gòu)。
圖10是在制造的預(yù)圖案化步驟中的圖9的結(jié)構(gòu)。
圖11是覆蓋層的侵蝕的示例。
圖12是在本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方式中的制造極紫外線反射構(gòu)件的方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施方式被足夠詳細(xì)地描述,以使得熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明。應(yīng)理解的是其他實(shí)施方式基于本公開將是明顯的,并且可在不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍的前提下對(duì)系統(tǒng)、工藝或者機(jī)械做出變化。
在以下描述中,將給出眾多特定細(xì)節(jié)來提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解。然而,顯而易見的是,可在沒有這些特定細(xì)節(jié)的情形下實(shí)踐本發(fā)明。為了避免模糊本發(fā)明,一些熟知的電路、系統(tǒng)配置和工藝步驟并未被詳細(xì)公開。
表示系統(tǒng)的實(shí)施方式的這些附圖是半圖解的,并且未按比例繪制,特別而言,這些尺寸中的一些出于清晰呈現(xiàn)的目的而在附圖中被夸張表示。類似地,盡管附圖中的視圖出于便于描述的目的而大體地表示為相似的方向,但是這些附圖中的此類描繪在很大程度上是任意的。一般地,本發(fā)明能以任何方向操作。
在公開和描述具有一些共有特征結(jié)構(gòu)的多個(gè)實(shí)施方式時(shí),為了清晰并易于說明、描述和理解這些實(shí)施方式,將以相似的元件符號(hào)來描述相似或相同的特征結(jié)構(gòu)。
出于解釋目的,如本文所使用的用詞“水平面”定義為平行于掩膜底版的平面或表面的平面,與所述平面的方向無關(guān)。用詞“垂直”是指與剛剛定義的水平面垂直的方向。用詞,如在附圖中所表示的那樣,諸如“上方”、“下方”、“底部”、“頂部”、“側(cè)面”(如在“側(cè)壁”中)、“更高”、“更低”、“上部”、“在……之上”和“在……之下”是相對(duì)于水平面定義的。
用詞“在……上”表明在構(gòu)件之間存在直接接觸。用詞“直接在……上”表明在構(gòu)件之間存在不具有介入構(gòu)件的直接接觸。
如本文所使用的用詞“工藝”包括在形成所描述的結(jié)構(gòu)的過程中按需要進(jìn)行材料或光刻膠的沉積、圖案化、曝光、顯影、蝕刻、濺射、清潔、注入及/或材料或光刻膠的移除。用詞“約”和“大致”表明構(gòu)件的尺寸可在工程公差內(nèi)測(cè)定。
現(xiàn)參閱圖1,其中表示了在本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的極紫外線光刻系統(tǒng)100的示意圖。所述極紫外線光刻系統(tǒng)100可包括用于產(chǎn)生極紫外線光112的極紫外線光源102,一組反射元件,以及目標(biāo)晶片110。這些反射元件可包括聚光器104、反射掩膜106、光學(xué)縮小組件108、掩膜底版、反射鏡,或其組合。
所述極紫外線光源102可生成極紫外線光112。所述極紫外線光112是具有在5至50納米(nm)范圍內(nèi)的波長(zhǎng)的電磁輻射。例如,所述極紫外線光源102可包括激光器、激光器產(chǎn)生的等離子體、放電產(chǎn)生的等離子體、自由電子激光器、同步輻射,或其組合。
所述極紫外線光源102可生成具有多種特性的極紫外線光112。所述極紫外線光源102可產(chǎn)生在一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的寬帶(broadband)極紫外線輻射。例如,所述極紫外線光源102可生成具有波長(zhǎng)在5至50nm范圍內(nèi)變化的極紫外線光112。
所述極紫外線光源102可產(chǎn)生具有窄帶寬的極紫外線光112。例如,所述極紫外線光源102可生成在13.5nm的極紫外線光112。即波長(zhǎng)峰值的中心是13.5n m。
聚光器104是用于反射和聚焦所述極紫外線光112的光學(xué)單元。所述聚光器104可反射并集中來自極紫外線光源102的極紫外線光112,以照射這些反射掩膜106。
雖然所述聚光器104被表示為單一構(gòu)件,但應(yīng)理解所述聚光器104可包括一個(gè)或多個(gè)反射構(gòu)件,諸如凹面鏡、凸面鏡、平面鏡,或其組合,以用于反射并集中所述極紫外線光112。例如,所述聚光器104可以是單一凹面鏡,或具有凸的、凹的和平的光學(xué)構(gòu)件的光學(xué)組件。
所述反射掩膜106是具有掩膜圖案114的反射構(gòu)件。所述反射掩膜106創(chuàng)建光刻圖案,以形成將形成在目標(biāo)晶片110上的電路布局。所述反射掩膜106可反射所述極紫外線光112。所述掩膜圖案114可界定電路布局的一部分。
所述光學(xué)縮小組件108是用于縮小所述掩膜圖案114的影像的光學(xué)單元。來自反射掩膜106的極紫外線光112的反射可以通過光學(xué)縮小組件108來減少并且被反射到目標(biāo)晶片110上。所述光學(xué)縮小組件108可包括用于縮小掩膜圖案114的圖像尺寸的反射鏡和其他光學(xué)元件。例如,所述光學(xué)縮小組件108可包括用于反射并聚焦極紫外線光112的凹面鏡。
所述光學(xué)縮小組件108可縮小掩膜圖案114在目標(biāo)晶片110上的圖像尺寸。例如,所述掩膜圖案114可以由光學(xué)縮小組件108以4:1的比例在目標(biāo)晶片110上成像,從而在目標(biāo)晶片110上形成由掩膜圖案114表示的電路。所述極紫外線光112可同步掃描所述反射掩膜106和所述目標(biāo)晶片110,從而在所述目標(biāo)晶片110上形成掩膜圖案114。
現(xiàn)參閱圖2,其中表示了極紫外線反射構(gòu)件生產(chǎn)系統(tǒng)200的示例。所述極紫外線反射構(gòu)件可包括掩膜底版204、極紫外線(extreme ultraviolet;EUV)反射鏡205,或者其他反射構(gòu)件。
所述極紫外線反射構(gòu)件生產(chǎn)系統(tǒng)200可生產(chǎn)掩膜底版、反射鏡、或反射圖1的極紫外線光112的其他構(gòu)件。所述極紫外線反射構(gòu)件生產(chǎn)系統(tǒng)200可制造將薄涂層施加到源基板203上的極紫外線反射構(gòu)件。
所述掩膜底版204是用于形成圖1的反射掩膜106的多層結(jié)構(gòu)。所述掩膜底版204可使用半導(dǎo)體制造技術(shù)來形成。所述反射掩膜106可具有圖1的掩膜圖案114,所述掩膜圖案114形成在所述掩膜底版204上以表示電子電路。
所述極紫外線反射鏡205是在極紫外線光范圍內(nèi)具有反射性的多層結(jié)構(gòu)。所述極紫外線反射鏡205可使用半導(dǎo)體制造技術(shù)來形成。所述掩膜底版204和所述極紫外線反射鏡205可以是相似的結(jié)構(gòu),但所述極紫外線反射鏡205不具有掩膜圖案114。
所述極紫外線反射構(gòu)件是所述極紫外線光112的高效反射器。所述掩膜底版204和所述極紫外線反射鏡205可具有大于60%的極紫外線反射率。若極紫外線反射構(gòu)件反射大于60%的極紫外線光112,則這些極紫外線反射構(gòu)件是高效的。
所述極紫外線反射構(gòu)件生產(chǎn)系統(tǒng)200包括晶片裝載及載具傳送系統(tǒng)202,源基板203被裝載到所述系統(tǒng)中并且從所述系統(tǒng)卸載極紫外線反射構(gòu)件。大氣傳送系統(tǒng)206提供對(duì)晶片傳送真空腔室208的接取。所述晶片裝載及載具傳送系統(tǒng)202可包括基板運(yùn)輸盒、負(fù)載鎖,以及用于從大氣移送基板至所述系統(tǒng)內(nèi)的真空的其他元件。因?yàn)樗鲅谀さ装?04是用于形成非常小尺度的器件,所以所述掩膜底版204必須在真空系統(tǒng)中處理以防止污染和其他缺陷。
所述晶片傳送真空腔室208可擁有兩個(gè)真空腔室,即第一真空腔室210和第二真空腔室212。所述第一真空腔室210可包括第一晶片傳送系統(tǒng)214,而所述第二真空腔室212可包括第二晶片傳送系統(tǒng)216。雖然所述晶片傳送真空腔室208被描述為具有兩個(gè)真空腔室,但應(yīng)理解所述系統(tǒng)可具有任何數(shù)目的真空腔室。
所述晶片傳送真空腔室208可具有圍繞其周圍的多個(gè)端口,以用于連接各種其他系統(tǒng)。所述第一真空腔室210可具有除氣系統(tǒng)218、第一物理氣相沉積系統(tǒng)220、第二物理氣相沉積系統(tǒng)222,以及預(yù)清潔系統(tǒng)224。所述除氣系統(tǒng)218是用于從這些基板熱解吸收濕氣。所述預(yù)清潔系統(tǒng)224是用于清潔晶片、掩膜底版、反射鏡或者其他光學(xué)元件的表面。
這些物理氣相沉積系統(tǒng),諸如第一物理氣相沉積系統(tǒng)220和第二物理氣相沉積系統(tǒng)222,可用于在源基板203上形成材料薄膜。例如,所述物理氣相沉積系統(tǒng)可包括真空沉積系統(tǒng),諸如磁控濺射(magnetron sputtering)系統(tǒng)、離子濺射(ion sputtering)系統(tǒng)、脈沖激光沉積、陰極電弧(cathode arc)沉積,或其組合。這些物理氣相沉積系統(tǒng),諸如磁控濺射系統(tǒng),可以在源基板203上形成薄層,這些薄層包括硅層、金屬層、合金層、氧化物層、化合物層,或其組合。
所述物理氣相沉積系統(tǒng)可形成反射層、覆蓋層和吸收層。例如,這些物理氣相沉積系統(tǒng)可形成硅層、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、鉭層、氮化物層、化合物層,或其組合。雖然一些化合物被描述為氧化物,但應(yīng)理解的是這些化合物可包括氧化物、二氧化物、具有氧原子的原子混合物,或其組合。
所述第二真空腔室212可具有與其連接的第一多陰極源226、化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)228、固化腔室230,以及超光滑沉積腔室232。例如,所述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)228可包括流體化學(xué)氣相沉積(flowable chemical vapor deposition;FCVD)系統(tǒng)、等離子體輔助的化學(xué)氣相沉積(chemical vapor deposition;CVD)系統(tǒng)、氣浮輔助的CVD、熱絲CVD系統(tǒng),或者相似的系統(tǒng)。在另一示例中,所述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)228、所述固化腔室230,以及所述超光滑沉積腔室232可在與所述極紫外線反射構(gòu)件生產(chǎn)系統(tǒng)200分離的系統(tǒng)中。
所述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)228可在所述源基板203上形成材料薄膜。例如,所述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)228可用于在所述源基板203上形成多個(gè)材料層,包括單晶層、多晶層、非晶層、外延(epitaxial)層,或其組合。所述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)228可形成硅層、氧化硅層、硅碳氧化物層、碳層、鎢層、碳化硅層、氮化硅層、氮化鈦層、金屬層、合金層,以及其他適用于化學(xué)氣相沉積的材料層。例如,所述化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)可形成平面化層。
所述第一晶片傳送系統(tǒng)214能夠在連續(xù)真空中在大氣傳送系統(tǒng)206與圍繞所述第一真空腔室210的周圍的各種系統(tǒng)之間移動(dòng)源基板203。所述第二晶片傳送系統(tǒng)216能夠使這些源基板203維持在連續(xù)真空中的同時(shí)圍繞所述第二真空腔室212移動(dòng)這些源基板203。所述極紫外線反射構(gòu)件生產(chǎn)系統(tǒng)200能以連續(xù)真空狀態(tài)在所述第一晶片傳送系統(tǒng)214與所述第二晶片傳送系統(tǒng)216之間傳送源基板203與掩膜底版204。
現(xiàn)參閱圖3,其中表示了極紫外線反射構(gòu)件302的示例。所述極紫外線反射構(gòu)件302可為圖2的掩膜底版204或極紫外線反射鏡205。所述掩膜底版204及所述極紫外線反射鏡205是用于反射圖1的極紫外線光112的結(jié)構(gòu)。
所述極紫外線反射構(gòu)件302,諸如極紫外線反射鏡205,可包括基板304、多層堆疊306,以及覆蓋層308。所述極紫外線反射鏡205可用于形成供圖1的聚光器104或者圖1的光學(xué)縮小組件108使用的反射結(jié)構(gòu)。
所述掩膜底版204可包括基板304、多層堆疊306、覆蓋層308,以及吸收層310。所述掩膜底版204可用于通過以所需的電路布局圖案化所述吸收層310來形成圖1的反射掩膜106。
在以下各個(gè)部分中,為簡(jiǎn)便起見,用于掩膜底版204的用詞可與用于極紫外線反射鏡205的用詞互換地使用。所述掩膜底版204可包括極紫外線反射鏡205的元件,并除了形成圖1的掩膜圖案114之外增加了吸收層310。
所述掩膜底版204是用于形成具有掩膜圖案114的反射掩膜106的光學(xué)上平坦的結(jié)構(gòu)。例如,所述掩膜底版204的反射面可形成用于反射入射光(諸如圖1的極紫外線光112)的平坦聚焦平面。
所述基板304是用于提供極紫外線反射構(gòu)件302的支撐結(jié)構(gòu)的構(gòu)件。所述基板304可由具有低熱膨脹系數(shù)(coefficient of thermal expansion;CTE)的材料制成,以在溫度變化期間提供穩(wěn)定性。所述基板304可具有以下性質(zhì):諸如抗機(jī)械循環(huán)穩(wěn)定性、抗熱循環(huán)穩(wěn)定性、抗晶體形成穩(wěn)定性或其組合的穩(wěn)定性。所述基板304可由以下材料形成:諸如硅、玻璃、氧化物、陶瓷、玻璃陶瓷,或其組合。
所述多層堆疊306是反射極紫外線光112的結(jié)構(gòu)。所述多層堆疊306包括交替的第一反射層312與第二反射層314的反射層。
所述第一反射層312及所述第二反射層314可形成反射層對(duì)316。例如,這些交替層可由鉬與硅形成。然而,應(yīng)理解的是這些交替層可由其他物質(zhì)形成。在另一示例中,所述第一反射層312可由硅形成,而所述第二反射層314可由鉬形成。
這些交替層的每個(gè)可具有對(duì)極紫外線光112的不同光學(xué)常數(shù)。當(dāng)這些交替層的層間厚度為所述極紫外線光的波長(zhǎng)的一半時(shí),這些交替層可提供共振反射。例如,對(duì)于波長(zhǎng)為13nm的極紫外線光112,這些交替層可為約6.5nm厚。應(yīng)理解的是,所提供的大小與尺寸在典型構(gòu)件的正常工程公差內(nèi)。
所述多層堆疊306可以使用物理氣相沉積技術(shù)來形成。所述多層堆疊306的第一反射層312與第二反射層314可具有由物理氣相沉積技術(shù)形成的特性,這些特性包括精確厚度、低粗糙度,以及這些層之間的清潔介面。
所述極紫外線反射構(gòu)件可包括所述多層堆疊306,所述多層堆疊306具有交替薄層,這些交替薄層的材料具有不同光學(xué)性質(zhì),從而建立布拉格反射器或反射鏡。這些交替層的每個(gè)可具有對(duì)極紫外線光112的不同光學(xué)常數(shù)。
使用物理氣相沉積技術(shù)形成的所述多層堆疊306的層的物理尺寸可被精確控制,以增大反射率。例如,所述第一反射層312,諸如硅層,可具有4.1nm的厚度。所述第二反射層314,諸如鉬層,可具有2.8nm的厚度。這些層厚度決定所述極紫外線反射構(gòu)件的峰值反射率波長(zhǎng)。若層厚度是不正確的,則會(huì)減少在期望的13.5nm波長(zhǎng)處的反射率。
所述覆蓋層308是保護(hù)層,允許極紫外線光112的透射。所述覆蓋層308可以直接形成在所述多層堆疊306上。所述覆蓋層308可保護(hù)所述多層堆疊306免受污染物及機(jī)械損傷。例如,所述多層堆疊306為對(duì)氧、碳、碳?xì)浠衔锘蚱浣M合的污染可以是敏感的。所述覆蓋層308可與污染物相互作用以中和這些污染物。
所述覆蓋層308是光學(xué)上均勻的結(jié)構(gòu),所述結(jié)構(gòu)對(duì)極紫外線光112是透明的。所述極紫外線光112可穿過所述覆蓋層308,從而在所述多層堆疊306上進(jìn)行反射。所述覆蓋層308可具有1%至2%的總反射率損失。這些不同材料中的每個(gè)可根據(jù)厚度而具有不同的反射率損失,但是反射率損失總量將在1%至2%的范圍內(nèi)。
所述覆蓋層308具有光滑表面。例如,所述覆蓋層308的表面可具有小于0.2nm均方根量度(root mean square measure,RMS)的粗糙度。在另一示例中,對(duì)于1/100nm與1/1μm之間的長(zhǎng)度,所述覆蓋層308的表面可具有0.08nm RMS的粗糙度。所述RMS粗糙度將根據(jù)其測(cè)量范圍而變化。對(duì)于100nm至1微米的特定范圍,其粗糙度必須為0.08nm或更小。在更大的范圍中,所述粗糙度將更高。
所述覆蓋層308可用多種方法形成。例如,所述覆蓋層308可以用磁控濺射、離子濺射系統(tǒng)、離子束(ion beam)沉積、電子束蒸發(fā)(electron beam evaporation)、射頻(radio frequency;RF)濺射、原子層沉積(atomic layer deposition;ALD)、脈沖激光沉積、物理氣相沉積,或其組合在所述多層堆疊306上或直接在所述多層堆疊306上形成。所述覆蓋層308可以具有由磁控濺射技術(shù)形成的物理特性,這些物理特性包括精確厚度、低粗糙度,以及這些層之間的清潔介面。所述覆蓋層308可以具有由物理氣相沉積形成的物理特性,這些物理特性包括精確厚度、低粗糙度,以及這些層的間的清潔介面。
應(yīng)理解的是,覆蓋層308可形成在位于多層堆疊306與覆蓋層308之間的中介層上。中介層可包括鈍化層、保護(hù)層、種晶層(seed layer),或其組合。
導(dǎo)致反射率損失的一個(gè)原因?yàn)槎ㄆ谇鍧嵐に囋斐傻亩鄬佣询B306的氧化。為了防止此種氧化,在形成吸收層310之前,所述覆蓋層308可以形成在或者直接形成在多層堆疊306的頂部上。
因?yàn)榇蟛糠植牧蠈?duì)所述極紫外線光112是不透明的,所以所述極紫外線系統(tǒng)中的一般污染級(jí)別必須被最小化。若不移除污染物,任何污染物可導(dǎo)致由暴露在所述極紫外線光112所產(chǎn)生的不需要的加熱與損傷。因此,在極紫外線系統(tǒng)中,所述反射掩膜106必須以比其他光刻系統(tǒng)更大的頻率來清潔。
為了移除使用期間在所述反射掩膜106上通常存在的小顆粒與其他污染物,清潔程序往往是侵蝕性的。然而,所述嚴(yán)苛的清潔程序,諸如兆頻超聲波工藝(Megasonic process),可導(dǎo)致覆蓋層308的點(diǎn)蝕與劣化,如此可引起所述多層堆疊306的反射率損失與氧化。增強(qiáng)覆蓋層308的堅(jiān)固性和耐用性可減少由于清潔程序造成的多層堆疊306的損傷量。
在說明性示例中,釕被用作為覆蓋層材料,因?yàn)獒憺榱己玫奈g刻終止物并且在操作條件下相對(duì)惰性。然而,釕的氧化水平以及釕與氧化釕的耐化學(xué)性與行為是非常不同的,這會(huì)引起在操作與清潔期間所述表面的不規(guī)則性與點(diǎn)蝕。
所述點(diǎn)蝕可以通過改變用于清潔的化學(xué)物質(zhì)和程序而減少到某一程度,但是往往存在清潔效率的附帶損失。使用更具化學(xué)惰性和機(jī)械硬度更高的材料作為覆蓋層308可使得所述反射掩膜106持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間。
在所述極紫外線系統(tǒng)中存在的大部分污染物是來自抗蝕劑除氣的碳和烴殘留物。減少污染物量提供可在清潔操作之間使用更長(zhǎng)時(shí)間的反射掩膜106。氧化鈦對(duì)大部分蝕刻和清潔化學(xué)物質(zhì)也是高度耐受的,并且達(dá)成可接受的蝕刻終止,并且氧化鈦將經(jīng)受住更嚴(yán)苛的清潔,具有比釕更少的表面損傷。
還可通過用釕合金(諸如,釕鎢、釕鉬,或者釕鈮)代替釕實(shí)現(xiàn)覆蓋層308的耐化學(xué)腐蝕性和硬度的增強(qiáng)。這些合金增強(qiáng)了膜的硬度并且減少了在清潔期間對(duì)所述表面的表面點(diǎn)蝕和機(jī)械損傷。這些合金的耐化學(xué)性足以允許這些層繼續(xù)充當(dāng)吸收蝕刻終止物,以及允許使用更嚴(yán)苛化學(xué)物質(zhì)的多種清潔。
所述覆蓋層308可以由硬質(zhì)材料形成,以提供在清潔工藝期間抗機(jī)械與化學(xué)侵蝕的恢復(fù)力,所述清潔工藝諸如聲學(xué)清潔工藝,如兆頻超聲波清潔。所述覆蓋層308可以對(duì)清潔溶劑(諸如氫氧化銨、過氧化氫、水,或其組合)具有耐化學(xué)性。
所述覆蓋層308可由具有足夠抵抗清潔期間腐蝕的硬度的多種材料形成。例如,所述覆蓋層308可由氧化鈦、氧化釕、氧化鈮、釕鎢、釕鉬或者釕鈮形成。所述覆蓋層308可具有在25與50埃(angstrom)之間的厚度。例如,氧化鈦(TiOx)一般被視為對(duì)在清潔中使用的大部分溶劑具有耐化學(xué)性。
在清潔之后,所述覆蓋層308可具有暴露在清潔工藝中的物理特性。所述覆蓋層308可具有以下物理特性:侵蝕痕、減少的厚度、不均勻磨損、溶劑殘留物、來自吸收層310的殘留物,或其組合。所述覆蓋層308可表現(xiàn)出額外的物理特性,包括由清潔溶劑與覆蓋層308的材料的相互作用所導(dǎo)致的化學(xué)殘留物。
所述覆蓋層308可具有最小硬度,所述硬度的數(shù)值與耐機(jī)械磨蝕性相關(guān)。所述覆蓋層308的硬度可基于所選擇的材料與結(jié)構(gòu)而變化。例如,釕可具有6.5的莫氏硬度與2.160吉帕斯卡(GPa)的布氏硬度。氧化鈦可具有5.5‐6.5的莫氏硬度。氧化釕(RuOx)可具有19‐20GPa之間的布氏硬度。氧化鈮(NbOx)可具有約2GPa的布氏硬度。
所述極紫外線反射構(gòu)件302,諸如極紫外線反射鏡205,可用基板304、多層堆疊306與覆蓋層308形成。所述極紫外線反射鏡205具有光學(xué)上平坦的表面并且可有效與均勻地反射所述極紫外線光112。
用由硬質(zhì)材料(諸如,氧化鈦、氧化釕、氧化鈮、釕鎢、釕鉬,或釕鈮)形成的覆蓋層308保護(hù)多層堆疊306改良了反射率。所述覆蓋層308可防止在制造與清潔操作期間對(duì)所述多層堆疊306的損傷。所述覆蓋層308可防止氧化,以維持反射率并且防止在使用與清潔期間所述多層堆疊306的反射率損失。
例如,所述多層堆疊306可具有在62‐70%之間的反射率。使用物理氣相沉積形成的所述多層堆疊306可以具有在66%‐67%之間的反射率。在用更硬的材料形成的多層堆疊306上形成覆蓋層308可幫助維持所述掩膜的在整個(gè)壽命期間的反射率程度。在一些情形中,高達(dá)72%的反射率可以通過使用低粗糙度層、在這些層之間的清潔介面、改良的層材料,或其組合來實(shí)現(xiàn)。使用更具彈性的更薄的覆蓋層減小了由所述覆蓋層308所引起的反射率損失。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn),使用堅(jiān)固的、化學(xué)惰性的、更硬的材料作為覆蓋層308增加了反射掩膜106的操作壽命,并且允許對(duì)所述反射掩膜的更高效清潔。用氧化鈦、氧化釕、氧化鈮、釕鎢、釕鉬或者釕鈮形成所述覆蓋層308提供了更有彈性的層,以幫助減小對(duì)所述反射掩膜106的損傷。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn),使用完全氧化材料(諸如氧化鈦、氧化釕或者氧化鈮)形成覆蓋層308改良了光學(xué)性能并且減少了點(diǎn)蝕。經(jīng)由因清潔工藝導(dǎo)致的氧化造成的額外的劣化水平通過使用已經(jīng)氧化的材料而降低。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn),使用氧化鈦形成覆蓋層308增加了反射率并且降低了劣化。在存在低水平氧氣或低水平水蒸汽的環(huán)境中,氧化鈦膜由于其自身的光催化性質(zhì),就碳與烴污染而言是自清潔的。所述光催化工藝涉及深紫外光至極紫外線光的吸收,從而提供降低帶外光的反射率的優(yōu)點(diǎn),有助于在曝光期間觀察到的黑色邊緣問題。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn),使用具有足以抗機(jī)械侵蝕和磨損的硬度的材料形成覆蓋層308增加了所述掩膜底版204的操作壽命。使用類似氧化鈦、氧化釕、氧化鈮、釕鎢、釕鉬或者釕鈮的材料減少了由于清潔工藝與其他操作工藝造成的磨損量。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn),形成所述覆蓋層308降低了所述系統(tǒng)中的污染物水平。使用類似氧化鈦、二氧化鈦、氧化釕、氧化鈮、釕鎢、釕鉬或者釕鈮的材料減少了污染物的量,這是因?yàn)檫@些材料可從環(huán)境中清除氧和碳并且防止對(duì)所述多層堆疊306的污染。
所述吸收層310是可吸收極紫外線光112的層。所述吸收層310可用于通過提供不反射極紫外線光112的區(qū)域來在所述反射掩膜106上形成圖案。所述吸收層310可為對(duì)特定頻率(諸如,約13.5nm)的極紫外線光112具有高吸光系數(shù)的材料。在說明性示例中,所述吸收層310可由鉻、鉭、氮化物、鎳、合金,或其組合形成。在另一示例中,所述吸收層可用鉭、硼與氮的合金形成。所述吸收層310的材料是耐熱的并且具有低熱膨脹系數(shù)。
所述吸收層310可形成在所述覆蓋層308上或者直接形成在所述覆蓋層308上。所述吸收層310可使用光光刻工藝來蝕刻,從而形成反射掩膜106的圖案。應(yīng)理解的是,可形成在中介層上的吸收層310可包括鈍化層、保護(hù)層、種晶層、平坦化層,或其組合。
所述極紫外線反射構(gòu)件,諸如掩膜底版204,可形成有基板304、多層堆疊306、覆蓋層308,以及吸收層310。所述掩膜底版204具有光學(xué)平坦的表面,并且可高效與均勻地反射所述極紫外線光112。所述掩膜圖案114可形成有所述掩膜底版204的吸收層310。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn),在所述覆蓋層308上形成吸收層310增加了所述反射掩膜106的可靠性。所述覆蓋層308充當(dāng)所述吸收層310的蝕刻終止層。當(dāng)圖1的掩膜圖案114被蝕刻入所述吸收層310中時(shí),所述吸收層310下方的覆蓋層308可終止所述蝕刻動(dòng)作來保護(hù)所述多層堆疊306。
所述第一反射層312、所述第二反射層314、所述覆蓋層308以及所述吸收層310可通過物理氣相沉積系統(tǒng)形成。所述物理氣相沉積系統(tǒng)可包括圖2的第一物理氣相沉積系統(tǒng)220、圖2的第二物理氣相沉積系統(tǒng)222,或其組合。
雖然所述極紫外線反射構(gòu)件表示為具有基板304、多層堆疊306、覆蓋層308,以及吸收層310,但是應(yīng)理解的是所述極紫外線反射構(gòu)件可包括其他層??砂~外的保護(hù)層、鈍化層或其他層。例如,所述極紫外線反射構(gòu)件可包括在所述多層堆疊306下方的平坦化層。
現(xiàn)參閱圖4,其中表示了在制造的準(zhǔn)備步驟中的圖3的結(jié)構(gòu)。所述準(zhǔn)備步驟可包括提供基板304的方法。例如,所述準(zhǔn)備步驟可提供用超低熱膨脹材料、硅、玻璃或其組合形成的基板304。
現(xiàn)參閱圖5,其中表示了在制造的分層步驟中的圖4的結(jié)構(gòu)。所述分層步驟可包括在所述基板304上形成或者直接在所述基板304上形成多層堆疊306的方法。所述多層堆疊306可在所述基板304上形成所述第一反射層312與所述第二反射層314的交替層。例如,所述多層堆疊306可具有10與50個(gè)之間的鉬與硅的交替層。
現(xiàn)參閱圖6,其中表示了在制造的保護(hù)步驟中的圖5的結(jié)構(gòu)。所述保護(hù)步驟可包括在所述多層堆疊306上形成覆蓋層308的方法。所述多層堆疊306可包括在所述基板304上的所述第一反射層312與所述第二反射層314的交替層。例如,所述保護(hù)步驟可使用磁控濺射來在所述多層堆疊306上沉積金屬材料。
現(xiàn)參閱圖7,其中表示了在制造的預(yù)圖案化步驟中的圖6的結(jié)構(gòu)。所述預(yù)圖案化步驟可包括在所述覆蓋層308上直接形成吸收層310的方法。例如,所述預(yù)圖案化步驟可在所述覆蓋層308上電鍍吸收層310。
所述覆蓋層308在所述多層堆疊306上。所述多層堆疊306可包括在所述基板304上的所述第一反射層312與所述第二反射層314的交替層。
現(xiàn)參閱圖8,其中表示了在制造的電鍍步驟中的圖5的結(jié)構(gòu)。所述金屬電鍍步驟可包括通過在所述多層堆疊306上首先形成或者直接形成金屬層802來在所述多層堆疊306上形成圖3的覆蓋層308的方法。所述多層堆疊306可包括在所述基板304上的所述第一反射層312與所述第二反射層314的交替層。
例如,所述電鍍步驟可在所述多層堆疊306上沉積金屬材料。所述金屬材料可以是鈦、釕或者鈮。
現(xiàn)參閱圖9,其中表示了在制造的氧化步驟中的圖8的結(jié)構(gòu)。所述氧化步驟可包括通過氧化金屬層802形成金屬氧化物層902從而形成覆蓋層308的方法。
所述金屬層802可直接在所述多層堆疊306上。所述多層堆疊306可包括在所述基板304上的所述第一反射層312與所述第二反射層314的交替層。
例如,所述氧化步驟可使金屬層802暴露在氧氣中,以將金屬層802(諸如,鈦、釕或者鈮)轉(zhuǎn)化成金屬氧化物層902,諸如分別由氧化鈦、氧化釕及氧化鈮形成的層。
在另一示例中,所述氧化步驟可氧化金屬層802的一部分,從而形成金屬氧化物層902。所述覆蓋層308可包括金屬層802與金屬氧化物層902兩者。雖然所述氧化步驟僅表示金屬層802與金屬氧化物層902兩者,但是應(yīng)理解的是所述金屬層802可被完全氧化以形成僅具有金屬氧化物層902的覆蓋層308。
所述覆蓋層308可以通過氧化所述金屬層802以形成金屬氧化物層902來形成。所述覆蓋層308可具有通過氧化金屬層802形成的物理特性,所述氧化包括金屬層802的部分轉(zhuǎn)化、金屬層802的完全轉(zhuǎn)化、金屬層802至金屬氧化物層902的均勻轉(zhuǎn)化,在從所述多層堆疊306暴露的金屬層802的一側(cè)上金屬氧化物層902的形成,或其組合。
現(xiàn)參閱圖10,其中表示了在制造的預(yù)圖案化步驟中的圖9的結(jié)構(gòu)。所述預(yù)圖案化步驟可包括在所述金屬氧化物層902上直接形成吸收層310的方法。具有金屬層802以及所述金屬氧化物層902的所述覆蓋層308在所述多層堆疊306上。
所述多層堆疊306可包括在所述基板304上的所述第一反射層312與所述第二反射層314的交替層。例如,所述預(yù)圖案化步驟可將所述吸收層310電鍍?cè)谒鼋饘傺趸飳?02上,諸如用氧化鈦、氧化釕或者氧化鈮形成的層。
現(xiàn)參閱圖11,其中表示了對(duì)覆蓋層308侵蝕的示例。所述覆蓋層308可在覆蓋層308與吸收層310之間的介面處形成侵蝕1102。所述侵蝕1102是其中材料已被移除的位置。所述吸收層310可被蝕刻以形成圖1的掩膜圖案114。在吸收層310的蝕刻期間,所述侵蝕1102可在吸收層310的材料的移除期間形成在所述覆蓋層308中。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn),由氧化鈦、二氧化鈦、氧化釕、氧化鈮、釕鎢、釕鉬或者釕鈮形成覆蓋層308通過提供足夠抵抗侵蝕與腐蝕的硬度與化學(xué)彈性來改善掩膜底版204的壽命。
現(xiàn)參閱圖12,其中表示了制造本發(fā)明的另一實(shí)施方式中的極紫外線反射構(gòu)件的方法1200的流程圖。所述方法1200包括:在框1202中提供基板;在框1204中,在所述基板上形成多層堆疊,所述多層堆疊包括多個(gè)反射層對(duì),這些反射層對(duì)具有第一反射層與第二反射層以形成布拉格反射器;以及在框1206中,在所述多層堆疊上形成覆蓋層并覆蓋所述多層堆疊,所述覆蓋層是由氧化鈦、氧化釕、氧化鈮、釕鎢、釕鉬或者釕鈮形成,并且所述覆蓋層用于通過減少氧化與機(jī)械侵蝕來保護(hù)所述多層堆疊。
因此,已經(jīng)發(fā)現(xiàn),本發(fā)明的所述極紫外線反射構(gòu)件生產(chǎn)系統(tǒng)為極紫外線反射構(gòu)件生產(chǎn)系統(tǒng)提供重要的以及迄今未知的且不能利用的解決方案、性能及功能形態(tài)。所得到的方法、工藝、設(shè)備、器件、產(chǎn)物及/或系統(tǒng)是簡(jiǎn)單的、性價(jià)比高的、不復(fù)雜的,高度通用的及有效的,可驚人地以及不明顯地通過適應(yīng)已知技術(shù)來實(shí)施,并且因此容易適合于高效及經(jīng)濟(jì)地制造與常規(guī)制造方法或者工藝及技術(shù)完全相容的極紫外線反射構(gòu)件生產(chǎn)系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一重要形態(tài)是本發(fā)明有益地支援及服務(wù)降低成本、簡(jiǎn)化制造以及增大性能的歷史趨勢(shì)。從而本發(fā)明的這些以及其他有價(jià)值的形態(tài)進(jìn)一步將該技術(shù)狀態(tài)至少提升到下一個(gè)水平。
雖然已經(jīng)結(jié)合特定最佳方式描述了本發(fā)明,但是應(yīng)理解的是根據(jù)上述描述,許多替代、修改與變化對(duì)于對(duì)應(yīng)本技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員而言將是顯而易見的。因此,本發(fā)明意欲涵蓋包含在權(quán)利要求范疇內(nèi)的所有此類替代、修改及變化。因此本文闡述或在附圖中表示的所有事物應(yīng)被解釋為說明性及非限制性含義。