專利名稱：超紫外線光刻的多層鏡射保護(hù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致有關(guān)半導(dǎo)體制造，且更特別有關(guān)超紫外線(EUV)光刻。
背景技術(shù)：
通常，被用于半導(dǎo)體裝置制造中之光刻技術(shù)系使用引導(dǎo)輻射于掩模上以形成圖案之影像系統(tǒng)。該圖案系被投射至被覆蓋光感光致抗蝕劑之半導(dǎo)體晶片上。一旦被曝光，光致抗蝕劑物質(zhì)系可被發(fā)展來移除超額光致抗蝕劑物質(zhì)。剩余光致抗蝕劑物質(zhì)系當(dāng)作被用來圖制基本半導(dǎo)體晶片之蝕刻處理之蝕刻掩模。
正進(jìn)行之光刻改良已降低半導(dǎo)體集成電路(ICs)尺寸，藉以促進(jìn)裝置具有更高密度及較佳效能。一高度未來希望光刻系統(tǒng)系使用超紫外線輻射波長范圍。通常，超紫外線光刻(EUVL)系使用具有介于軟x射線及真空紫外線(VUV)波長范圍之間約10至15公厘波長之輻射。
通常，超紫外線光刻影像系統(tǒng)系為反射系統(tǒng)?？杀划?dāng)作照明裝置，投射光學(xué)，反射光學(xué)，聚光器光學(xué)，反射光罩或類似者之超紫外線反射系統(tǒng)系使用已知為分配Bragg反射器之多層薄膜涂敷。多層涂敷通常包含40-70或更多具有約被使用個(gè)別超紫外線波長一半之雙層厚度之鉬/硅雙層。
然而使用期間，包含亦被視為光學(xué)組件的反射掩模之超紫外線反射光學(xué)表面時(shí)常被污染。表面氧化及碳沉積特別另人困擾且可縮短超紫外線反射光學(xué)之有用壽命，使超紫外線反射光學(xué)之使用不可商業(yè)實(shí)行。碳沉積系因吸收來自真空環(huán)境中之殘余氣體之光學(xué)表面上之含烴分子(碳?xì)浠衔?，或吸收含分子碳(CO，CO2)及接續(xù)光子或次級電子感應(yīng)分離及解吸反應(yīng)而產(chǎn)生?？刮g劑排氣亦可經(jīng)由光子分離或經(jīng)由碳?xì)浠衔镏庾赢a(chǎn)生次級電子之電子感應(yīng)分離而于鏡面上產(chǎn)生碳沉積。表面氧化可經(jīng)由吸水及氧停留于表面及氫解吸之H2O接續(xù)光子感應(yīng)或次級電子感應(yīng)分離。
碳污染物可藉由控制引進(jìn)如H2O的氧化氣體而被反向移除。然而，含烴氣體之部分壓力及水汽壓力必須被緊密控制于可避免氧化而不留下太多碳于表面上之非常小處理窗內(nèi)。該處理因超紫外線曝光工具中之超紫外線光學(xué)被暴露至不同超紫外線強(qiáng)度且該處理窗對各鏡可為不同而被進(jìn)一步復(fù)雜化。再者，超紫外線曝光期間，氧化系藉由經(jīng)鏡表面上之強(qiáng)烈超紫外線輻射分離汽相分子所產(chǎn)生之高度反應(yīng)根(如O，OH)來增強(qiáng)。根之產(chǎn)生對不同光強(qiáng)度有所不同，因此對不同鏡亦有所不同。
嘗試藉由添加硅，釕的封蓋層來解決此氧化問題，及藉由添加氧及/或氮于超紫外線光學(xué)表面上來修正硅及釕層。然而，發(fā)現(xiàn)這些封蓋層并不抗氧化且不提供阻擋氧，如O2，O，OH或類似者擴(kuò)散之有效屏蔽層，使該封蓋層被接著氧化封蓋層下之多層堆棧而改變各層之光學(xué)常數(shù)及厚度之這些分子及/或原子穿透。
因此，需要可抗碳及氧化污染之超紫外線光學(xué)結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
這些及其它問題大致可藉由提供可被用于如超紫外線光刻之超紫外線有效光學(xué)結(jié)構(gòu)之本發(fā)明較佳實(shí)施例來達(dá)成。
依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例，適用于超紫外線或軟x射線應(yīng)用的反射裝置系被提供。該反射裝置包含具有多層反射器的一基板。封蓋層系被形成于該多層反射器上來避免氧化。一實(shí)施例中，封蓋層包含一惰性氧化物，如Al2O3，HfO2，ZrO2，Ta2O5，Y2O3穩(wěn)定ZrO2或類似者。
依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，一種形成適用于超紫外線或軟x射線應(yīng)用的反射裝置的方法系被提供。該方法包含形成封蓋層于基板上之多層反射器上。該封蓋層可藉由氧環(huán)境中的反應(yīng)性濺射，其中物質(zhì)系從各氧化標(biāo)的被直接濺射的非反應(yīng)性濺射，之后全或部份氧化(如藉由自然氧化，含等離子體的氧的氧化，臭氧(O3)氧化或類似者)的金屬層非反應(yīng)性濺射，原子位準(zhǔn)沉積(如ALCVD)或類似者來形成。
依據(jù)本發(fā)明再另一實(shí)施例，一種制圖半導(dǎo)體裝置的方法系被提供。該方法系使用具有一個(gè)或更多反應(yīng)裝置之一超紫外線光刻系統(tǒng)，其中至少一該反應(yīng)裝置具有被形成于多層反射器上之一封蓋層。該封蓋層可于操作期間避免或降低多層反射器的氧化。
熟練技術(shù)人士應(yīng)了解，所揭示概念及特定實(shí)施例可立即被當(dāng)作執(zhí)行本發(fā)明相同目的之修正或設(shè)計(jì)其它結(jié)構(gòu)或處理之基礎(chǔ)。熟練技術(shù)人士亦應(yīng)了解，該同等建構(gòu)并不背離附帶權(quán)利要求中闡述之精神及范疇。


為了更完全了解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在參考以下

，其中圖1說明依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例之超紫外線光學(xué)結(jié)構(gòu)；及圖2說明依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例之超紫外線光刻系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
本較佳實(shí)施例之制作及使用系被詳細(xì)討論如下。然而，應(yīng)了解本發(fā)明系提供可以各種特定情況具體化之許多可應(yīng)用發(fā)明性概念。在此所討論之特定實(shí)施例僅為制作及使用本發(fā)明之特定方法例證，而不限制本發(fā)明范圍。
現(xiàn)在參考圖1，依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例之超紫外線多層反射器100橫斷面系被顯示。該超紫外線多層反射器100包含一基板110，一多層反射器112及一封蓋層114。較佳是，基板110系由例如來自Corning，Incorporated之超低膨脹(ULE)玻璃之低熱膨脹物質(zhì)(LTEM)形成?？商娲?，如Schott Glass Technologies所生產(chǎn)之Zerodur或類似者之其它物質(zhì)亦可被使用。
多層反射器112包含具有被選用于低吸收指數(shù)及較佳約40-70對交替層之物質(zhì)高原子序數(shù)Z物質(zhì)及低原子序數(shù)Z物質(zhì)。一實(shí)施例中，高原子序數(shù)Z物質(zhì)包含鉬，而低原子序數(shù)Z物質(zhì)包含硅。此實(shí)施例中，該鉬及硅層對厚度系較佳介于約5及約7.5納米之間(也就是約10-15納米之超紫外線波長約一半)。因此，多層反射器112之厚度約為200納米至約525納米。具有約13.5納米波長之等離子體源被使用之較佳實(shí)施例中，各對交替鉬及硅層系具有約6.8納米厚度。應(yīng)注意較佳厚度系視超紫外線輻射入射特定多層反射器之角度而定。層之其它厚度，物質(zhì)及數(shù)量亦可被使用。
封蓋層114系較佳由提供一個(gè)或更多抵抗標(biāo)的多層反射器氧化之良好擴(kuò)散屏蔽特性及有效移除碳污染之物質(zhì)薄層。較佳實(shí)施例中，該封蓋層包含由氧環(huán)境中的反應(yīng)性濺射所形成之約1至約5厚度鋁Al2O3。形成該封蓋層之適當(dāng)方法包含一直流或交流磁控管濺射或離子束沉積。前者系為標(biāo)的(陰極)處之磁場系產(chǎn)生強(qiáng)局部等離子體密度及高濺射率之二極管濺射方法。離子束濺射系統(tǒng)中，來自獨(dú)立離子源之離子束系被間接引導(dǎo)至遙遠(yuǎn)標(biāo)的。任一方法中的反應(yīng)性濺射包含金屬標(biāo)的濺射，Al2O3例中，此為鋁金屬?？杀皇褂弥幚須怏w包含具有添加約10％至20％與來自標(biāo)的表面之被射出鋁原子反應(yīng)的氧之氬。預(yù)期具有氧之精確部份壓力控制以避免使標(biāo)的中毒(氧化)而產(chǎn)生濺射率之大改變。兩類型濺射系統(tǒng)系較佳包含單或多標(biāo)的系統(tǒng)，UHV設(shè)計(jì)，單基板處理，及動(dòng)態(tài)或靜態(tài)沉積模式。動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中，基板系沿著直或彎曲路徑被旋轉(zhuǎn)及/或移動(dòng)(如使用行星系統(tǒng))來達(dá)成所需沉積速率均勻度(＜3％(3∑)。較尖銳平面可被用來最佳化均勻度。此方式中，Al2O3封蓋層被發(fā)現(xiàn)可使用相當(dāng)?shù)吞幚頊囟?小于約攝氏200度)來制造，且提供達(dá)到約攝氏700度之適當(dāng)擴(kuò)散屏蔽特性，高于最大多層反射器溫度之經(jīng)常被考慮溫度系發(fā)生于這些反射器制造期間或超紫外線曝光工具操作期間。
其它惰性氧化物，如Al2O3，HfO2，ZrO2，Ta2O5，Y2O3穩(wěn)定ZrO2或類似者亦可被使用。其它處理，如其中物質(zhì)系從各氧化標(biāo)的被直接濺射的非反應(yīng)性濺射，之后全或部份氧化(如藉由自然氧化，含等離子體的氧的氧化，臭氧(O3)氧化或類似者)的金屬層非反應(yīng)性濺射，原子位準(zhǔn)沉積(如ALCVD)或類似者亦可被使用。
已發(fā)現(xiàn)由這些物質(zhì)形成的封蓋層系提供小于0.2納米之低表面凹凸度及10-3至5×10-2納米階之高厚度均勻度。此創(chuàng)造具有適用于超紫外線光刻技術(shù)及50納米及以下設(shè)計(jì)之低變異之高反射表面。熟練一般技術(shù)者亦了解被用來形成封蓋層之低處理溫度系可避免或降低反射器層間之相互擴(kuò)散量。
已發(fā)現(xiàn)被以此方式形成之超紫外線反射器系使碳污染被移除而不會(huì)有氧化問題。例如，碳污染可藉由引進(jìn)如H2O的氧化玻璃來移除。先前技術(shù)中，引進(jìn)氧化氣體所產(chǎn)生的氧系停留于超紫外線反射器表面上(若可，穿透封蓋層)及氧化Bragg反射器，藉此降低效能特性。相對地，本發(fā)明實(shí)施例系可避免或降低氧原子及分子穿透，藉此保護(hù)Bragg反射器表面。封蓋層亦可避免或降低可能發(fā)生于封蓋層表面上的氧化量。
現(xiàn)在參考圖2，超紫外線光刻系統(tǒng)200系被顯示，其中光學(xué)組件系使用依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所形成之超紫外線光學(xué)組件。超紫外線光刻系統(tǒng)200包含一激光器(或其它輻射源)210，一聚光鏡212，一反射掩模214，降低鏡216及一半導(dǎo)體晶片218。各鏡可包含具有依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所制造的封蓋層之鏡。本發(fā)明實(shí)施例可與其它影像系統(tǒng)及配置一起被使用。操作時(shí)，聚光鏡212可收集及聚焦激光器210至反射掩模214所產(chǎn)生之輻射。通常被掃描的反射掩模214系反射預(yù)期圖案至降低鏡216上。降低鏡216系降低掩模尺寸并投射具有預(yù)期尺寸之掩模至半導(dǎo)體晶片218上。如上述，依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所使用之超紫外線光學(xué)組件系提供一封蓋層，其可提供避免標(biāo)的Bragg反射器氧化藉此提供較佳反射率及降長有用壽命的氧化屏蔽層。
雖然本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)已被詳細(xì)說明，但應(yīng)了解只要不背離附帶權(quán)利要求所界定之本發(fā)明精神及范疇，在此均可做各種改變，替代及變異。再者，本申請案范圍不被預(yù)期限制為申請案中所說明之處理，機(jī)器，制造，事務(wù)組成，裝置，方法及步驟特定實(shí)施例。一般技術(shù)者將可輕易明了既存或稍后被發(fā)展之本發(fā)明揭示，處理，機(jī)器，制造，事務(wù)組成，裝置，方法或步驟，當(dāng)在此所說明之對應(yīng)實(shí)施例可依據(jù)本發(fā)明被使用時(shí)，其可執(zhí)行實(shí)質(zhì)相同功能或達(dá)成實(shí)質(zhì)相同結(jié)果。于是，附帶權(quán)利要求系被預(yù)期包含于其處理，機(jī)器，制造，事務(wù)組成，裝置，方法或步驟范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種適用于超紫外線或軟x射線應(yīng)用的反射裝置，該反射裝置包含一基板；一多層反射器，形成于該基板上；及一封蓋層，形成于該多層反射器上，該封蓋層包含在氧化環(huán)境中為化學(xué)惰性的氧化物。
2.如權(quán)利要求1所述的反射裝置，其中該基板包含低熱膨脹物質(zhì)。
3.如權(quán)利要求2所述的反射裝置，其中該基板包含超低膨脹玻璃。
4.如權(quán)利要求2所述的反射裝置，其中該基板包含微晶玻璃(Zerodur)。
5.如權(quán)利要求1所述的反射裝置，其中該多層反射器包含高原子序數(shù)Z物質(zhì)及低原子序數(shù)Z物質(zhì)的交替層。
6.如權(quán)利要求5所述的反射裝置，其中該高原子序數(shù)Z物質(zhì)包含鉬。
7.如權(quán)利要求5所述的反射裝置，其中該低原子序數(shù)Z物質(zhì)包含硅。
8.如權(quán)利要求5所述的反射裝置，其中各對該高原子序數(shù)Z物質(zhì)及該低原子序數(shù)Z物質(zhì)厚度約為6.8納米。
9.如權(quán)利要求1所述的反射裝置，其中該封蓋層包含Al2O3，HfO2，ZrO2，Ta2O5，Y2O3穩(wěn)定ZrO2或其組合。
10.如權(quán)利要求1所述的反射裝置，其中該封蓋層包含多個(gè)層。
11.如權(quán)利要求1所述的反射裝置，其中該封蓋層厚度約1納米至約5納米。
12.一種形成適用于超紫外線或軟x射線應(yīng)用的反射裝置的方法，該方法包含提供在其上具有一多層反射器的一基板；及于該多層反射器上形成一封蓋層，該封蓋層包含在氧化環(huán)境中為化學(xué)惰性的氧化物。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中該基板包含低熱膨脹物質(zhì)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中該基板包含超低膨脹玻璃。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中該基板包含微晶玻璃(Zerodur)。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其中該多層反射器包含高原子序數(shù)Z物質(zhì)及低原子序數(shù)Z物質(zhì)的交替層。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中該高原子序數(shù)Z物質(zhì)包含鉬。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其中該低原子序數(shù)Z物質(zhì)包含硅。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其中各對該高原子序數(shù)Z物質(zhì)及該低原子序數(shù)Z物質(zhì)厚度約為6.8納米。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，其中該封蓋層包含Al2O3，HfO2，ZrO2，Ta2O5，Y2O3穩(wěn)定ZrO2或其組合。
21.如權(quán)利要求12所述的方法，其中該封蓋層包含多個(gè)層。
22.如權(quán)利要求12所述的方法，其中該封蓋層厚度約1納米至約5納米。
23.如權(quán)利要求12所述的方法，其中該形成包含使用金屬濺射標(biāo)的而于有氧環(huán)境中執(zhí)行反應(yīng)性濺射處理。
24.如權(quán)利要求12所述的方法，其中該形成包含執(zhí)行非反應(yīng)性濺射處理，其中該惰性氧化物直接從各氧化標(biāo)的濺射。
25.如權(quán)利要求12所述的方法，其中該形成包含執(zhí)行金屬層的非反應(yīng)性濺射處理并全部或部份氧化該金屬層。
26.如權(quán)利要求12所述的方法，其中該形成包含執(zhí)行原子層沉積處理。
27.一種圖案化半導(dǎo)體裝置的方法，該方法包含提供一半導(dǎo)體晶片；涂敷光抗蝕劑物質(zhì)；及曝光一部份該光抗蝕劑物質(zhì)，該曝光系使用適用于超紫外線或軟x射線應(yīng)用的反射裝置執(zhí)行曝光，該反射裝置具有多層反射器上的封蓋層，該封蓋層包含氧化環(huán)境中為化學(xué)惰性的氧化物。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中該反射裝置進(jìn)一步包含低熱膨脹物質(zhì)所形成的基板。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其中該基板包含超低膨脹玻璃。
30.如權(quán)利要求28所述的方法，其中該基板包含微晶玻璃(Zerodur)。
31.如權(quán)利要求27所述的方法，其中該多層反射器包含高原子序數(shù)Z物質(zhì)及低原子序數(shù)Z物質(zhì)的交替層。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其中該高原子序數(shù)Z物質(zhì)包含鉬。
33.如權(quán)利要求31所述的方法，其中該低原子序數(shù)Z物質(zhì)包含硅。
34.如權(quán)利要求31所述的方法，其中各對該高原子序數(shù)Z物質(zhì)及該低原子序數(shù)Z物質(zhì)厚度約為6.8納米。
35.如權(quán)利要求27所述的方法，其中該封蓋層包含Al2O3，HfO2，ZrO2，Ta2O5，Y2O3穩(wěn)定ZrO2或其組合。
36.如權(quán)利要求27所述的方法，其中該封蓋層包含多個(gè)層。
37.如權(quán)利要求27所述的方法，其中該封蓋層厚度約1納米至約5納米。
全文摘要
本案提供一種適用于超紫外線光刻的反射器結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)包含具有多層反射器的一基板。封蓋層形成于該多層反射器上來避免氧化。一實(shí)施例中，封蓋層乃由一惰性氧化物，如Al
文檔編號G03F7/00GK1737687SQ20051008795
公開日2006年2月22日 申請日期2005年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月28日
發(fā)明者S·施瓦爾茲, S·伍姆 申請人:因芬尼昂技術(shù)股份公司