[發明專利]用于紫外線光刻的玻璃陶瓷及其制造方法

在審

• 申請號: 202011604055.5
• 申請日: 2014-12-19
• 公開（公告）號: CN112759278A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 拉爾夫·霍夫曼;馬耶德·A·福阿德;卡拉·比斯利
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: C03C17/30
• 分類號: C03C17/30;C03C10/00;C03C17/22;C03C17/245;C23C16/34;C23C16/40;G03F1/22;G03F7/20;H01L21/033
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

一種極紫外線掩模及制造該極紫外線掩模的方法，包括：提供玻璃陶瓷塊體；從該玻璃陶瓷塊體形成玻璃陶瓷基板；及沉積平坦層于該玻璃陶瓷基板上。

本申請是申請日為2014年12月19日、申請號為201480070431.3、名稱為“用于紫外線光刻的玻璃陶瓷及其制造方法”的發明專利申請的分案申請。

相關申請的交叉引用

本發明請求于2013年12月22日申請的美國臨時專利申請案號61/919,780的優先權，并且該美國臨時專利申請案的主題在此被并入到本文以作為參考。

技術領域

本發明一般涉及用于極紫外線光刻系統的玻璃陶瓷。

背景

極紫外線光刻(EUVL，亦稱為軟x射線投射光刻)是用來取代用以制造0.13微米與更小的最小特征結構尺寸半導體組件的深紫外線光刻的替代物。

然而，一般位在5至40納米波長范圍中的極紫外光在實際上所有的材料中會強烈地被吸收。基于此理由，極紫外線(EUV)系統是由反射光而不是由透射光來作用。通過被涂覆有非反射吸收掩模圖案的一序列的鏡子或透鏡構件以及反射構件或掩模坯料(blank)的使用，經圖案化的光化的光被反射到涂覆光刻膠的半導體晶片上。

極紫外線光刻系統的透鏡構件與掩模坯料被涂覆有反射的多層材料涂層(諸如鉬與硅)。已經通過使用具有會強烈地反射EUV光的涂層的基板來獲得每個透鏡構件或掩模坯料的約65％的反射值。

半導體處理技術中存在有會在掩模中造成問題的各種類型的缺陷。不透明缺陷通常是通過在多層涂層或掩模圖案的頂部上而會吸收光但應該要反射光的顆粒所造成。清晰缺陷通常是由掩模圖案中多層涂層的頂部上而會反射光但應該要吸收光的針孔所造成。相位缺陷通常是由多層涂層下方而會造成經反射的光的相位的轉變的刮傷與表面變化所造成。

這些相位轉變造成光波干擾效應，光波干擾效應會扭曲或改變在半導體晶片的表面上的光刻膠中待被暴露的圖案。盡管已經著手進行減少或去除顆粒缺陷以及已經修復掩模中的不透明與清晰缺陷，至今仍沒有解決相位缺陷的問題。

在過去，用于深紫外線光刻的掩模坯料一般是玻璃，但已經提出硅或超低熱膨脹系數材料作為極紫外線光刻的取代物。無論掩模坯料是玻璃、超低熱膨脹系數材料、或硅，都會通過以磨蝕粒進行機械研磨來使得掩模坯料的表面盡可能平滑。這樣的工藝留下的刮傷有時候稱為“刮傷-挖掘”標記，并且它們的深度與寬度取決于用以研磨掩模坯料的磨蝕粒中的顆粒的尺寸。對于可見光與深紫外線光刻，這些刮傷小到不會在半導體晶片上的圖案中造成相位缺陷。然而，對于極紫外線光刻，刮傷-挖掘標記是嚴重的問題，這是因為它們以相位缺陷的形式出現。

由于EUV光刻所需的短照射波長，所使用的圖案掩模必須是反射掩模，而不是現今光刻中使用的透射掩模。反射掩模由交替的薄鉬與硅層的精確疊層制成，該疊層產生布拉格(Bragg)折射件或鏡子。由于多層疊層與小特征結構尺寸的本質，基板的表面中的任何瑕疵將會被放大且影響最終產品，其中該多層疊層被沉積在該基板上。數納米尺度的瑕疵會在完成的掩模上顯露成可印刷的缺陷且必須在多層疊層的沉積之前從掩模坯料的表面被去除。

一般的瑕疵包括凹洞、刮傷與顆粒。一般的清潔技術會移除許多顆粒，但會產生新凹洞或放大現存的凹洞。凹洞可來自研磨或清潔工藝，或可來自在切割與研磨工藝期間暴露出的基板材料本身中的內含物或裂隙。進一步研磨可用以移除表面處的凹洞，但具有在工藝中會暴露出或造成新凹洞的風險，這限制了單獨使用研磨來將基板表面予以平滑化與平坦化的有用性。用于基板平滑化的另一種方法是激光或等離子體退火。這些技術會熔融或重流玻璃基板的一薄表面層，而移除局部缺陷。問題是它們在基板表面中產生更長范圍的粗糙度或波紋，并且因此無法提供EUV掩模所需的基板平坦度。