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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Maskenstrukturen für die Lithografie und insbesondere extrem-ultraviolett Lithografie-Maskenstrukturen, die z.B. bei der Strukturierung von Schaltungsmerkmalen verwendet werden.
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Hintergrund
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Die extrem-ultraviolett Lithografie (EUVL) entwickelt sich in der Herstellung von Halbleitervorrichtungen bei beispielsweise einem halben Pitch von 16 nm und weniger zu einer Technologie der „nächsten Generation“, da die Dimensionen von Merkmalen von Halbleitervorrichtungen weiterhin abnehmen. Die Entwicklung der EUV-Lithografie bringt eine Vielzahl technologischer Herausforderungen mit sich, da die Wellenlängen von extrem-ultraviolett (EUV) -Licht mit Materie gegenüber ultraviolettem und tief-ultraviolettem Licht (wie in einigen Lithografiewerkzeugen eingesetzt werden kann) unterschiedlich wechselwirken, wobei die Herausforderungen die Entwicklung zur Verbesserung von Verfahren, Vorrichtungen und Strukturen antreiben, die in der EUVL eingesetzt werden.
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Aus der Schrift
US 2003 / 0 091 910 A1 ist eine Reflexionsmaske bekannt, die eine mehrlagige Reflexionsschicht zur Reflexion von eingestrahlter Strahlung durch konstruktive Interferenz der reflektierten Teilstrahlen und eine Mehrlagenschicht aufweist, deren Periodizität eine destruktive Interferenz der reflektierten Teilstrahlen bewirkt und die die Funktion eines Absorbers übernimmt. Eine der beiden Mehrlagenschichten wird gemäß einer abzubildenden Struktur strukturiert.
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In der Schrift
EP 0 279 670 A2 ist eine Maske vom Reflexionstyp beschrieben. Eine reflektierende Oberfläche wird durch einen mehrlagigen Film gebildet, der auf einem Substrat durch Schichten von unterschiedlichen Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes unter Berücksichtigung der Bragg-Beugung und der Fresnel-Reflexion gebildet wird. Auf der reflektierenden Oberfläche ist ein nichtreflektierender Abschnitt ausgebildet, um ein gewünschtes Muster zu schaffen. Alternativ kann ein Muster mit einer mehrlagigen Struktur auf einem nichtreflektierenden Substrat gebildet werden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es werden die Nachteile des Stands der Technik ausgeräumt und in einem Aspekt zusätzliche Vorteile durch die eine Struktur mit einer Lithografiemaske bereitgestellt, wobei die Maske umfasst: ein Substrat; wenigstens eine reflektierende Schicht über dem Substrat; und einen Absorptionsfilmstapel über der wenigstens einen reflektierenden Schicht, wobei der Absorptionsfilmstapel eine Vielzahl von ersten Filmschichten eines ersten Materials und wenigstens eine zweite Filmschicht aus einem zweiten Material aufweist, das sich von dem ersten Material unterscheidet, und wobei die wenigstens eine zweite Filmschicht zwischen die ersten Filmschichten der Vielzahl von Filmschichten dazwischen gelegt ist. Hierbei umfasst das erste Material Nickel und/oder Kobalt und/oder Platin und/oder Palladium und das zweite Material umfasst ein Metallnitrid, Metalloxid oder eine Kombination davon.
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In einem anderen Aspekt wird hierbei auch ein Verfahren zum Bilden einer Lithografiemaskenstruktur bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines Substrats; Bilden von wenigstens einer reflektierenden Schicht über dem Substrat; Bereitstellen eines Absorptionsfilmstapels über der wenigstens einen reflektierenden Schicht, wobei das Bereitstellen ein Bilden einer Mehrzahl von ersten Filmschichten und wenigstens einer zweiten Filmschicht umfasst, die in den Absorptionsfilmstapel zwischengelegt ist, wobei die Mehrzahl von ersten Filmschichten aus einem ersten Material und die wenigstens eine zweite Filmschicht aus einem zweiten Material gebildet ist, wobei sich das zweite Material von dem ersten Material unterscheidet; und ein selektives Entfernen von wenigstens einem Bereich des Absorptionsfilmstapels über der wenigstens einen reflektierenden Schicht zum Bilden einer Lithografiestruktur für die Lithografiemaskenstruktur. Hierbei umfasst das erste Material Nickel und/oder Kobalt und/oder Platin und/oder Palladium und das zweite Material umfasst ein Metallnitrid, Metalloxid oder eine Kombination davon.
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Zusätzliche Merkmale und Vorteile werden durch die Techniken der vorliegenden Erfindung realisiert. Andere Ausführungsformen und Aspekte der Erfindung werden hierin im Detail beschrieben und als Teil der beanspruchten Erfindung betrachtet.
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Figurenliste
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Die vorangehenden und weiteren Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit den beiliegenden Figuren ersichtlich, in welchen:
- 1A ein Beispiel einer Lithografiemaske darstellt, die in einem EUVL-Prozess verwendet werden kann, und in der bestimmte Probleme und Beschränkungen der Verwendung eines dicken Absorptionsfilms zur Bildung der Maskenstruktur darstellen;
- 1B die Lithografiemaske aus 1A mit einem Absorptionsfilm mit verringerter Dicke darstellt, wobei eine Lösung des Problems und der Beschränkungen gemäß einem oder mehrere Aspekte der Erfindung dargestellt ist;
- 1C bis 1D Graphen des Reflexionsvermögens bei EUV-Wellenlängen von Tantal basierenden dicken Absorptionsfilmen als eine Funktion der Absorptionsfilmdicke darstellen;
- 2A eine Ausführungsform einer Lithografiemaskenstruktur darstellt, die einen geschichteten Absorptionsfilmstapel mit einer Mehrzahl von ersten Filmschichten und wenigstens einer zweiten Filmschicht darstellt, die gemäß wenigstens einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zwischen den ersten Filmschichten der Mehrzahl von ersten Filmschichten angeordnet ist;
- 2B die Lithografiemaskenstruktur aus 2A mit zusätzlichen miteinander verflochtenen ersten und zweiten Filmschichten gemäß einem oder mehrerer Aspekte der Erfindung darstellt;
- 2C die Lithografiemaskenstruktur aus 2B nach einem Ätzprozess zum Bilden einer Lithografiestruktur für die Lithografiemaskenstruktur gemäß einem oder mehreren Aspekten der Erfindung darstellt;
- 2D eine alternative Ausführungsform der Lithografiemaskenstruktur aus 2C darstellt, in der der Absorptionsfilmstapel ferner eine tief-ultraviolett (DUV) -antireflektive Abdeckschicht gemäß einer oder mehrerer Aspekte der vorliegenden Erfindung aufweist;
- 3 einen grafischen Vergleich des Reflexionsvermögens eines auf Tantal basierenden dicken Absorptionsfilms als eine Funktion der Filmstapeldicke zu dem Reflexionsvermögen eines Absorptionsfilms gebildet aus alternativen Materialien mit gegenüber Tantal höheren Absorptionskoeffizienten gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung darstellt; und
- 4 einen grafischen Vergleich des Reflexionsvermögens eines auf Tantal basierenden dicken Absorptionsfilms als eine Funktion der Filmstapeldicke zu dem Reflexionsvermögen von einem Absorptionsfilm aus reinem Nickel und einem geschichteten Filmstapel darstellt, der erste Filmschichten aus einem ersten Material und zweite Filmschichten aus einem zweiten Material gemäß einem oder mehreren Aspekten der Erfindung darstellt.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Aspekte der vorliegenden Erfindung und bestimmte Merkmale, Vorteile und Details davon, werden nachstehend mit Bezug auf die in den beiliegenden Figuren dargestellten nicht beschränkenden Beispiele erläutert. Auf Erläuterungen zu bekannten Materialien, Herstellungswerkzeugen, Verarbeitungstechniken usw. wird um einer klaren Darstellung willen verzichtet. Es wird jedoch angemerkt, dass die detaillierte Beschreibung und die bestimmten Beispiele, während sie bestimmte Aspekte der Erfindung bezeichnen, lediglich zur Veranschaulichung angegeben und nicht beschränkend sind. Verschiedene Substitutionen, Modifizierungen, Zusätze und/oder Anordnungen, die innerhalb des Bereichs und/oder Rahmens des unterliegenden Erfindungskonzepts fallen, sind für den Fachmann ersichtlich.
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Allgemein gesagt wird hierbei in einem Aspekt eine Struktur mit einer Lithografiemaske bereitgestellt, wobei die Maske umfasst: ein Substrat; wenigstens eine reflektierende Schicht über dem Substrat; und einen Absorptionsfilmstapel über der wenigstens einen reflektierend Schicht, wobei der Absorptionsfilmstapel wenigstens eine erste Filmschicht aus einem ersten Material und wenigstens eine zweite Filmschicht aus einem zweiten Material aufweist, wobei die wenigstens zweite Filmschicht bei der wenigstens einen ersten Filmschicht angeordnet ist. In einer Ausführungsform kann die Lithografiemaske eine extrem-ultraviolett Lithografie (EUVL) - Maskenstruktur sein.
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In einem weiteren Aspekt wird hierin auch ein Verfahren zum Bilden einer Lithografiemaskenstruktur bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines Substrats; Bilden von wenigstens einer reflektierenden Schicht über dem Substrat; Bereitstellen eines Absorptionsfilmstapels über der wenigstens einen reflektierend Schicht, wobei das Bereitstellen ein Bilden einer Mehrzahl von ersten Filmschichten und wenigstens einer zweiten Filmschicht umfasst, die in den Absorptionsfilmstapel zwischengelegt ist, wobei die Mehrzahl von ersten Filmschichten aus einem ersten Material und die wenigstens eine zweite Filmschicht aus einem zweiten Material gebildet wird, wobei sich das zweite Material von dem ersten Material unterscheidet; und ein selektives Entfernen von wenigstens einem Bereich des Absorptionsfilmstapels über der wenigstens einen reflektierend Schicht zum Bilden einer Lithografiestruktur für die Lithografiemaskenstruktur.
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Es wird auf die folgenden Figuren Bezug genommen, die zu einem leichteren Verständnis nicht maßstabsgetreu sind, wobei gleiche Bezugszeichen über unterschiedliche Figuren hinweg gleiche oder ähnliche Komponenten bezeichnen.
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1A stellt einen Bereich einer Ausführungsform einer Lithografiemaskenstruktur 100 dar, wie sie in gegenwärtigen extrem-ultraviolett Lithografie (EUVL) -Maschinen verwendet werden kann, wie z.B. in einem 13,5 nm NXE:3300B Scanner von ASML-Corporation. Die Lithografiemaskenstruktur 100 umfasst darstellungsgemäß ein Substrat 105, wie z.B. ein Quarzsubstrat oder ein Substrat aus einem Material mit geringer thermischer Ausdehnung (LTEM-Substrat) mit wenigstens einer reflektierenden Schicht 110 über dem Substrat, wie z.B. mehrfach verflochtene Molybdän- und Silizium-Schichtpaare. Häufig kann eine Abdeckschicht 115, wie z.B. eine Rutheniumfilmschicht, vorgesehen werden, um die wenigstens eine reflektierende Schicht 110 vor einer Beschädigung durch Ätz- oder Maskenreinigungsprozessen zu schützen. Über der Abdeckschicht 115 ist ein dicker Absorptionsfilm 120 angeordnet, wobei Bereiche des dicken Absorptionsfilms 120 geätzt oder anderweitig entfernt wurden, um die Maskenstruktur zu bilden, wobei ein oder mehrere reflektierende Oberflächen 130 der Maskenstruktur freigelegt bleiben. Wie in EUVL-Prozessen verwendet stellen Bereiche 120 des dicken Absorptionsfilms auf einem zu schützenden Wafer Linien oder Leitungen oder andere gewünschte Bereiche oder Strukturen einer Schaltstruktur bereit, während Räume zwischen den Bereichen 120 des dicken Absorptionsfilms die Räume zwischen Schaltungsstrukturmerkmalen darstellen und folglich die Räume auf einem Wafer oder einer Schicht über dem Wafer zu ätzen sind. Der dicke Absorptionsfilm 120 umfasst auch eine tief-ultraviolett (DUV) antireflektierende Beschichtung (ARC) 125, die eine Inspektion der EUVL-Maskenstruktur mittels eines tief-ultraviolett Strukturinspektionswerkzeugs vereinfacht.
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Der dicke Absorptionsfilm 120 kann darstellungsgemäß aus einem auf Tantal basierenden Bestandteil gebildet werden, wie z.B. TaN oder TaBN, und kann zwischen 50 nm und 60 nm dick sein oder möglicherweise dicker. In einem EUVL-Prozess mit einer Maskenstruktur, wie z.B. der in 1A dargestellten Maskenstruktur, kann ein EUV-Licht 140, wie z.B. ein Licht mit ca. 13,5 nm, als auf die Lithografiemaske 100 unter einem Winkel 150 zur Normalen 155 einfallend bereitgestellt werden. Ein zu verwendender Einfallswinkel kann ca. 6° betragen, obwohl angemerkt wird, dass etwas größere oder kleinere Einfallswinkel möglich sind. Einfallendes EUV-Licht kann an einer Oberfläche 130 reflektiert werden, kann jedoch alternativ durch die Oberfläche 130 hindurchtreten und stattdessen an einer tieferen Schicht innerhalb der wenigstens einen reflektierenden Schicht 110 reflektiert werden. Eine konstruktive Interferenz zwischen einzelnen Lichtwellen, die an mehreren unterschiedlichen Schichten reflektiert werden, ruft unterhalb der Oberfläche 130 eine „effektive Reflexionsebene“ 135 hervor. Reflektiertes EUV-Licht 145 wird dann auf einen Wafer übertragen, was durch eine Reihe von Spiegeln (nicht dargestellt) erreicht werden kann. Es kann jedoch etwas EUV-Licht, das auf eine reflektierende Oberfläche 130 einfällt, stattdessen durch einen Bereich des dicken Absorptionsfilms 120 blockiert werden, wie durch die blockierte EUV-Lichtwelle 160 dargestellt wird, das sich ansonsten entlang des Pfades 165 zur Reflexion fortsetzt. Es kann auch etwas EUV-Licht reflektiert werden, das jedoch im Wesentlichen durch einen Bereich des dicken Absorptionsfilms 120 blockiert wird, wie durch den Lichtstrahl 170 dargestellt wird, dessen reflektierter Strahl 175 blockiert wird, so dass er nicht auf einen zu verarbeitenden Wafer übertragen wird. Diese unerwünschte Blockierung von EUV-Licht kann in der Strukturierung von Wafern einige Arten von Defekten hervorrufen, einschließlich einer Abschattung von Linien auf einem Wafer (was dazu führt, dass einige Linien mit größerer Breite gebildet werden, als auf dem endgültigen Wafer entworfen wurde), Bereiche von gedruckten Strukturen von ihrer Zielposition versetzt sind und ein Kontrastverlust zwischen geätzten Räumen und strukturierten Linien auftritt (was zu Linien führt, die keine wohldefinierten Kanten aufweisen).
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Es wird angemerkt, dass in dieser Figur und in nachfolgenden Figuren Ausführungsformen für Lithografiemasken mit dem Substrat am Boden der Figur dargestellt sind und in denen reflektierende Oberflächen und Absorptionsfilmstapel oben auf der Figur vorgesehen sind, wobei allgemeine Darstellungskonventionen entsprechender Strukturen eingehalten werden. In einer eigentlichen Verwendung kann die EUV-Lithografiemaschine die nach unten weisende EUVL-Maske verwenden, wobei reflektierende Oberflächen und Absorptionsstapel nach unten weisen und nicht nach oben, wenn das EUV-Licht von der Maske mit einer Reihe von Spiegeln unterhalb der Maske reflektiert wird, wobei die das EUV-Licht auf einen Wafer reflektierenden Spiegel unterhalb der Maske angeordnet sein können.
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1B stellt die Lithografiemaske 100 aus 1A mit einer verringerten Dicke des Absorptionsfilm 120a dar, um allgemein darzustellen, wie den oben genannten Problemen, die in 1A dargestellt sind, Rechnung getragen werden kann und verringert oder gelöst werden können. Ein Absorptionsfilm 120a mit verringerter Dicke macht mehr einfallendes EUV-Licht 140, 160 und 170 möglich, so dass die reflektierend Schichten 110 genügend erreicht werden, was zu einer geringeren Abschattung, einem geringeren Strukturversatz und schärferen Bildkontrast ergeben kann. Bei der Verringerung dieser negativen Effekte ist es auch möglich, dass Strukturen auf einer EUVL-Maskenstruktur mit sogar kleineren Merkmalen und engeren Räumen zwischen den Merkmalen erzeugt werden können, wie gemäß einiger Waferentwürfe erwünscht sein kann. Der Absorptionsfilm 120a mit verringerter Dicke kann dünner sein als 50 nm und kann weiter ca. 30 nm, oder weniger, dick sein. Wie weiterhin im Detail nachstehend beschrieben ist, kann ein Erreichen von entsprechend verringerten Dicken ein Bilden von Absorptionsfilmstapeln aus einem Material, das von auf Tantal basierenden Komponenten verschieden ist, gebildet werden, so dass Tantal basierende Absorptionsfilme nicht bei entsprechend verringerten Dicken hergestellt werden, während auch das notwendige Absorptionsvermögen und Reflexionsvermögen, das für EUV-Lithografieprozesse erforderlich ist, erhalten bleibt.
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Die 1C und 1D stellen Graphen dar, die das Reflexionsvermögen (bei EUV-Wellenlängen) von Tantal basierten Absorptionsfilmen als eine Funktion ihrer Dicken darstellen. 1C stellt das Reflexionsvermögen von einem TaBN-Absorptionsfilm dar, wobei beide eine DUVantireflektierende Beschichtung von TaBO über dem Film (dargestellt durch die gestrichelte Kurve) und ohne eine antireflektierende Beschichtung (dargestellt durch die gestricheltgepunktete Linie) aufweisen. 1D stellt das Reflexionsvermögen eines TaN-Absorbierfilms dar, sowohl mit einer DUV-antireflektierend Beschichtung aus TaON über dem Film (dargestellt durch die gestrichelte Kurve) und ohne eine antireflektierende Beschichtung (dargestellt durch die strichpunktierte Kurve). Im Allgemeinen sollte das Reflexionsvermögen R eines Absorptionsfilms oder eines Filmstapels für EUV-Lithografiemaskenstrukturen idealerweise ca. 2% oder weniger betragen. Wenn das Reflexionsvermögen eines Absorptionsfilms oder -filmstapels dieses Reflexionsniveau übersteigt, kann das durch den Absorptionsfilm reflektierte EUV-Licht intensiv genug sein, um Bereiche einer Waferschicht teilweise zu ätzen, die nicht geätzt bleiben sollen, wobei solche Bereiche der Waferschicht Schaltungsstrukturmerkmale darstellen sollen. Wie in 1C und 1D dargestellt, kann ein Reflexionsvermögen R im Bereich von 2% oder weniger für Tantal basierte Absorptionsfilme erreicht werden, wenn die Filme dicker sind als ca. 50 nm. Das Reflexionsvermögen von Tantal basierten Filmen kann nur weniger als 2% betragen, wenn die Filme sehr viel dicker sind als 60 nm. Wie in 1A dargestellt ist, kann jedoch diese Dicke zu unerwünschten Problemen bezüglich Abschattung, Strukturversatz und Bildkontrastverlust führen. Folglich kann die Bereitstellung eines Absorptionsfilms oder -filmstapels, der sowohl dünner ist als 50 nm, als auch ein Reflexionsvermögen R von weniger als 2% bei EUV-Wellenlängen aufweist, die Verwendung von alternativen Materialien und neuen Anordnungen von Filmschichten erfordern, wie nachstehend beschrieben ist.
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2A stellt einen Bereich einer Ausführungsform einer Lithografiemaskenstruktur 200 mit einem geschichteten Absorptionsfilmstapel 220 gemäß einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung dar. Die Lithografiemaskenstruktur 200 umfasst z.B. ein Substrat 205, welches ein Quarz-oder LTEM-Substrat sein kann, ein oder mehrere reflektierende Schichten 210, die gepaarte Molybdän-Silizium-Schichten sein können, über dem Substrat 205 und eine Deckschicht 215, die eine Ruthenium-Deckschicht sein kann. Es wird angemerkt, dass andere Arten von reflektierenden Schichten oder Strukturen bereitgestellt werden können und mit dem geschichteten Absorptionsfilmstapel dieser Erfindung verwendet werden können. Der über reflektierenden Schichten 210 bereitgestellte geschichtete Absorptionsfilmstapel 220 umfasst eine Mehrzahl von ersten Filmschichten 230 gebildet aus einem ersten Material und wenigstens eine zweite Filmschicht 240 gebildet aus einem zweiten Material, das von dem ersten Material verschieden ist, wobei die zweite Filmschicht 240 zwischen die ersten Filmschichten 230 dazwischen gelegt ist. Durch eine oder mehrere unterschiedliche Techniken, wie z.B. Gasphasenabscheidung, Sputtern und andere Techniken, können erste Filmschichten 230 und wenigstens eine zweite Filmschicht 240 bereitgestellt werden. Die Gesamtdicke TS des Absorptionsfilmstapels 220 kann kleiner sein als 50 nm. Das Reflexionsvermögen R des Absorbierstapels 220 kann bei einer vorbestimmten extrem-ultravioletten Wellenlänge von Licht, das auf die Lithografiemaske 220 einfällt, geringer sein als 2%. Dies kann z.B. EUV-Licht bei ca. 13,5 nm sein, welches in einem EUV-Lithografietool eingesetzt werden kann.
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In einer beispielhaften Ausführungsform kann die kombinierte Dicke aus einer ersten Filmschicht der Mehrzahl von ersten Filmschichten 230 mit einer zweiten Filmschicht der wenigstens einen zweiten Filmschicht 240 ca. die Hälfte der Wellenlänge einer vorbestimmten Wellenlänge von EUV-Licht sein, das in einem EUVL-Prozess auf die Lithografiemaske 200 einfällt. Für EUV-Licht bei ca. 13,5 nm kann die kombinierte Dicke TC in diesem Beispiel ca. 6,6 bis 6,7 nm betragen. Es wird angemerkt, dass nicht das gesamte auf einen Absorptionsfilm oder Absorptionsfilmstapel einfallende EUV-Licht perfekt absorbiert wird; stattdessen kann ein Anteil des Lichts reflektiert werden. Für ein optimales Bedrucken oder Ätzen von Wafern kann es erwünscht sein, das Reflexionsvermögen eines Absorptionsfilmstapels zu minimieren. Ein Anordnen einer ersten Filmschicht und einer zweiten Filmschicht derart, dass sie eine kombinierte Dicke von ca. der Hälfte der Wellenlänge von einfallenden Lichtwellen aufweisen, kann die destruktive Interferenz zwischen Lichtwellen vergrößern, die an unterschiedlichen Schichten des Absorptionsfilmstapels 220 reflektiert werden. Beispielsweise können einige einfallende EUV-Lichtwellen an der äußeren Fläche einer ersten Filmschicht an der Oberseite des Absorptionsfilmstapels 220 reflektiert werden, während andere einfallende EUV-Lichtwellen an einer Schicht innerhalb des Absorptionsfilmstapels 220 reflektiert werden können, wie z.B. an der Grenzfläche zwischen der wenigstens einen zweiten Filmschicht 240 und der einen ersten Filmschicht 230 direkt darunter. Da der Absorptionsfilmstapel ca. die Hälfte der Wellenlänge der einfallenden Lichtwellen aufweist, kann die Phasendifferenz zwischen Lichtwellen, die von diesen zwei unterschiedlichen Oberflächen reflektiert werden können, ca. 180° betragen, was zu einer destruktiven Interferenz zwischen den Lichtwellen führt, die die Intensität und Energie des entsprechenden reflektierten Lichts verringert oder auslöscht. Dies kann weiter zu einer Verringerung des gesamten Reflexionsvermögens des Absorptionsfilmstapels 220 führen. Es wird angemerkt, dass das zusätzliche Vorsehen von zusätzlichen ersten Filmschichten und zusätzlichen zweiten Filmschichten, wie weiter unten anhand einer oder mehreren Ausführungsformen beschrieben wird, weiterhin diesen destruktiven Interferenzeffekt zwischen Lichtwellen vergrößert, die reflektiert und nicht durch den Absorptionsfilmstapel 220 absorbiert werden.
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In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann das erste Material der ersten Filmschichten 230 einen Absorptionskoeffizienten k größer als ca. 0,04 aufweisen, was dem ungefähren Absorptionskoeffizienten von Tantal für EUV-Wellenlängen bei ca. 13,5 nm entspricht. Unter Verwendung eines Materials oder von Materialien mit einem gegenüber Tantal größeren Absorptionskoeffizienten, kann die Bildung von höchst absorbierenden Absorptionsfilmstapeln unterstützt werden, die dünner sind als Filme, die auf Tantal basieren. Obwohl viele Elemente bekannt sind, die bei EUV-Wellenlängen gegenüber Tantal größere Absorptionskoeffizienten k aufweisen, können viele dieser Elemente als Absorptionsfilmmaterialien aus wenigstens einem Grund suboptimal sein. Diese Elemente können zu weich (bspw. Gold oder Silber), radioaktiv (z.B. Aktinium), giftig (z.B. Antimon oder Cadmium) und/oder schnell verfallend sein, wenn sie einer Atmosphäre ausgesetzt sind (beispielsweise Eisen oder Kupfer). Zur Bildung einer gewünschten Struktur auf der Lithografiemaske 200 kann es notwendig sein, dass das erste Material ein Material ist, das selektiv geätzt werden kann. Einige optimale Möglichkeiten für das erste Material können demzufolge Nickel, Palladium, Platin und Kobalt sein, da jedes dieser Elemente bei EUV-Wellenlängen einen Absorptionskoeffizienten k aufweist, der größer ist als der Absorptionskoeffizient von Tantal, während wenigstens eine negative Eigenschaft der anderen Elemente, die oben beschrieben sind, fehlt. Die entsprechenden Oxide oder Nitride von Nickel, Kobalt, Palladium und Kobalt können auch eine optimale Wahl für das erste Material bereitstellen. Das erste Material kann demzufolge gemäß einem Beispiel ein einziges Metall sein. Das erste Material kann alternativ ein einziges Metalloxid oder ein einziges Metallnitrid sein. In einem anderen Beispiel kann das erste Material eine Zwei-Metallverbindung, wie z.B. Nickel-Platin (NiPt) oder alternativ ein Zwei-Metalloxid oder ein Zwei-Metallnitrid sein. In wieder einem anderen Beispiel kann das erste Material eine Drei-Metallverbindung oder alternativ ein Drei-Metallnitrid oder ein Drei-Metalloxid sein. Entsprechende Zwei- oder Drei-Metallverbindungen oder deren entsprechende Nitride oder Oxide können für den Absorptionsfilmstapel 220 zusätzliche Vorteile bereitstellen; z.B. kann ein NiPt-Film gegenüber einem Lithografiemaskenreinigungsprozess beständiger sein, als ein Film aus reinem Nickel. In einer oder mehreren beispielhaften Ausführungsformen kann die Dicke Tf von einer beliebigen ersten Filmschicht der Mehrzahl von Filmschichten zwischen ca. 3,0 nm und 7,0 nm betragen, während es schwierig sein kann, eine beliebige erste Filmschicht mit einer bestimmten Dicke zu bilden. Das Bilden von einer oder mehreren der Mehrzahl von ersten Filmschichten mit einer Dicke Tf aus diesem Bereich kann z.B. leichter zu einer kombinierten Dicke Tc für eine erste Filmschicht und eine zweite Filmschicht zu der Hälfte der Wellenlänge des einfallenden Lichts auf die Lithografiemaske 200 führen, insbesondere EV-Licht, wie in EUVL-Prozessen verwendet wird. Es können auch andere Vorteile, wie z.B. ein Erhalten einer Absorptionsfilmverspannung unter einem vorbestimmten Maximalwert, z.B. unter ca. 200 MPa, zum Erhalten der Genauigkeit der Strukturgestalt realisiert werden.
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In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann eine erste Filmschicht der Mehrzahl von ersten Filmschichten 230 eine Durchschnittskristallgröße Cf und eine Dicke Tf aufweisen und die wenigstens eine zweite Filmschicht 240, die zwischen den ersten Filmschichten 230 angeordnet ist, kann ausgewählt und derart angeordnet sein, um die Durchschnittskristallgröße Cf davon abzuhalten, Tf zu überschreiten. Materialien, die zur Bildung der ersten Filmschichten 230 verwendet werden können einschließlich Nickel, Kobalt, Platin, Palladium und Legierungen dieser Metalle dazu tendieren, natürlich interne Kristallstrukturen zu bilden und nehmen folglich eine Durchschnittskristallgröße Cf an oder weisen diese auf. Wenn solche Materialien zur Bildung eines Films angeordnet oder aufgeschichtet werden, tendiert die durchschnittliche Kristallgröße zur Vergrößerung mit zunehmender Dicke Tf des Materials und die Durchschnittskristallgröße kann jenseits einer bestimmten Dicke die Dicke der Filmschicht überschreiten. Ein Film aus reinem Nickel, der z.B. bei einer Dicke von ca. 25 nm gebildet wird, kann z.B. eine Durchschnittskristallgröße von ca. 29 bis 30 nm aufweisen. Dies kann dazu führen, dass sich eine übermäßige Oberflächenrauhheit oder Textur ergibt und kann die Absorptions- oder Reflexionseigenschaften des Films in unerwünschtem Maße beeinflussen. Durch ein Zwischenlegen von wenigstens der zweiten Filmschicht 240 zwischen die ersten Filmschichten 230, wo die zweite Filmschicht aus einem zweiten Material gebildet ist, das sich von dem ersten Material unterscheidet, wird ein Kontakt zwischen den ersten Filmschichten 230 verhindert. Folglich wird verhindert, dass das erste Material der ersten Filmschichten größere Kristalle mit einer Größe bildet, die die Dicke der ersten Filmschichten übersteigt. Während viele verschiedene Materialien als zweites Material verwendet werden können, kann das zweite Material gemäß einer oder mehrerer beispielhafter Ausführungsformen der wenigstens zweiten Filmschicht ein Metalloxid oder ein Metallnitrid oder eine Kombination davon sein. Metallnitride oder Metalloxide, alleine oder in Kombination, können insbesondere effektive zweite Filmschichten bilden, wo die Mehrzahl der ersten Filmschichten aus einem Metall oder einer Metallverbindung gebildet wird, wie oben beschrieben ist. Falls das erste Metall für die ersten Filmschichten als NiPt ausgewählt wird, kann das zweite Material für die wenigstens eine zweite Filmschicht als TiN (Titannitrid) ausgewählt werden. Während es schwierig ist, eine beliebige der zweiten Filmschichten aus der wenigstens einen zweiten Filmschicht mit einer bestimmten Dicke zu bilden, kann die Dicke TS gemäß einer oder mehrerer beispielhafter Ausführungsformen von einer der zweiten Filmschicht aus der wenigstens einen zweiten Filmschicht zwischen ca. 2,0 nm und 6,0 nm betragen. Das Bilden von wenigstens einer zweiten Filmschicht mit einer Dicke TS aus diesem Bereich kann z.B. vereinfachen, dass eine kombinierte Dicke TC für eine erste Filmschicht und eine zweite Filmschicht ungefähr die Hälfte der Wellenlänge des auf die Lithografiemaske 200 einfallenden Lichts beträgt, insbesondere EUV-Licht, das in EUVL-Prozessen verwendet wird. Andere Vorteile wie z.B. das Erhalten der Absorptionsfilmverspannung unter einem vorbestimmten Maximalwert, z.B. unter 200 MPa, können z.B. auch realisiert werden, um die Genauigkeit der Strukturgestaltung zu erhalten.
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2B stellt die Lithografiemaske 200 aus 2A mit zusätzlichen ersten Filmschichten 230 und zweiten Filmschichten 240 dar, wobei die zweiten Filmschichten 240 zwischen die ersten Filmschichten 230 dazwischen gelegt sind. Eine Mehrzahl von ersten Filmschichten und eine Mehrzahl von zweiten Filmschichten kann einen optimaleren Absorptionsfilmstapel bilden, da mehrere erste Filmschichten und mehrere zweite Filmschichten die Absorptionseigenschaften verbessern und das Reflexionsvermögen R des Absorptionsfilmstapels 220 verringern können, wie vorangehend beschrieben ist. Im Allgemeinen ist es wünschenswert, dass genug erste Filmschichten und zweite Filmschichten gebildet werden, um für den Absorptionsfilmstapel 220 ein gewünschtes Reflexionsvermögen R zu erreichen, ohne so viele Schichten zu bilden, dass die totale Dicke TS des Absorptionsfilmstapels 220 eine vorbestimmte Schwelle überschreitet.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann das Material der ersten Filmschichten 230 NiPt sein und das zweite Material der zweiten Filmschichten kann TiN sein. Die kombinierte Dicke TC von einer beliebigen der ersten Filmschichten 230 aus NiPt und einer benachbarten zweiten Filmschicht 240 aus TiN kann gemäß der vorangehenden Beschreibung ca. die Hälfte der Wellenlänge von EUV-Licht betragen, das auf eine EUVL-Maskenstruktur 200 in einem EUVL-Prozess einfällt; für EUV-Licht bei ca. 13,5 nm kann die kombinierte Dicke TC von einer benachbarten NiPt und TiN-Schicht ca. 6,6 nm bis 6,7 nm betragen. Dies kann z.B. idealerweise durch Bilden von jeder NiPt-Schicht mit einer Dicke von ca. 4,7 nm und durch Bilden von jeder TiN-Schicht mit einer Dicke von ca. 2,0 nm erreicht werden. Während eine Anzahl an NiPt-Schichten und TiN-Schichten gebildet und verflochten werden kann, um den Absorptionsfilmstapel 220 zu bilden, umfasst der Absorptionsfilmstapel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform vier NiPt-Schichten und drei TiN-Schichten. Ein solcher Absorptionsfilmstapel kann für EUV-Licht bei 13,5 nm ein Reflexionsvermögen von ca. 2% oder weniger und eine Gesamtdicke TS von ca. 25 nm oder weniger aufweisen. Es wird angemerkt, dass dies lediglich eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt und dass für ein erstes Material und/oder ein zweites Material viele andere Möglichkeiten vorhanden sind, um ähnliche Absorptionsfilmstapel mit einem niedrigen Reflexionsvermögen R und einer Gesamtdicke TS von weniger als 50 nm zu erhalten.
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2C stellt die Lithografiemaske 200 aus 2B dar, wobei ein Bereich der ersten Filmschichten 230 und zweiten Filmschichten 240 entfernt wurde, um wenigstens einen Bereich der reflektierenden Oberfläche 250 der darunter liegenden reflektierenden Schichten 210, 215 der Lithografiemaske freizulegen. Diese Entfernung kann mittels eines Prozesses erreicht werden, der selektiv einen Bereich oder Bereiche des Absorptionsfilmstapels entfernt und ferner ein Ätzprozess sein kann, der die reflektierenden Schichten 210, 215 oder die reflektierende Oberfläche 250 nicht beschädigt. Beispielsweise kann ein Elektronenstrahlschreibprozess verwendet werden, um eine gewünschte Struktur zu bilden, gefolgt von einem Ätzen mit einem induktiv gekoppelten Plasmaätzsystem. Es wird angemerkt, dass dies lediglich ein mögliches Verfahren zum Bilden einer gewünschten Lithografiemaskenstruktur darstellt, die ein oder mehrere reflektierende Oberflächen 250 und geschichtete Absorptionsfilmstapel 220 kombiniert. Es sind auch andere Verfahren zum selektiven Entfernen von wenigstens einem Bereich des Absorptionsfilmstapels oder zum Bilden einer Lithografiemaskenstruktur möglich.
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2D stellt eine alternative Ausführungsform der Lithografiemaske 200 dar, die in 2C dargestellt ist, in welcher ebenfalls eine tief-ultraviolett (DUV) antireflektierende Beschichtungs (ARC) -Schicht 260 als Teil der Absorptionsfilmstapel 220 über den ersten Filmschichten 230 und zweiten Filmschichten 240 bereitgestellt wurde. Entsprechende antireflektierende Beschichtungsschichten können in Lithografiemaskenstrukturen bereitgestellt werden, insbesondere in EUVL-Maskenstrukturen, um die Verwendung von tief-ultraviolett Inspektionswerkzeugen zu unterstützen, so dass fertige EUVL-Maskenstrukturen und -muster auf ihre Genauigkeit oder Defekte vor der eigentlichen Verwendung hin überprüft werden können. Die DUV-ARC-Schicht 260 kann ebenfalls andere Vorteile bereitstellen, wie z.B. eine Verbesserung des Phasenversatzunterschieds zwischen dem von wenigstens einer reflektierenden Schicht 210 reflektierten Licht und der geringen Lichtmenge, die von dem Absorptionsfilmstapel 220 reflektiert wird; dies kann z.B. den Effekt der Kontrastverschärfung aufweisen, was weiterhin zu genauer geätzten Strukturen und Räumen zwischen den Strukturen auf einem strukturierten Wafer führen kann.
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3 stellt einen graphischen Vergleich zwischen einem auf Tantal basierenden Absorptionsfilm (TaBN) und beispielhaften Absorptionsfilmen gebildet aus Nickel, Kobalt, Palladium oder Platin dar, wie vorangehend gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen beschrieben wurde. 3 stellt das Reflexionsvermögen bei EUV-Wellenlängen für jede Art von Absorptionsfilm als eine Funktion der Filmdicke dar. Im Allgemeinen nimmt das Reflexionsvermögen mit zunehmender Dicke tendenziell ab; die sinusförmige Variation über kleine Bereiche der Dicken resultiert aus unterschiedlichen Graden destruktiver Interferenz oder konstruktiver Interferenz von EUV-Lichtwellen, die an unterschiedlichen Tiefen innerhalb jedes Typs von Absorptionsfilm reflektiert werden, wie vorangehend beschrieben ist. Gemäß der gezeigten Darstellung kann ein TaBN-Absorptionsfilm das gewünschte Reflexionsvermögen von 2% oder weniger aufweisen, wenn nur der Absorptionsfilm mit einer Dicke gebildet wird, die größer ist als 50 nm. Es können nur dann für das Reflexionsvermögen geringe Werte erreicht werden, wenn die Dicke größer ist als ca. 60 nm. Demgegenüber erreichen Absorptionsfilme gebildet aus Nickel, Kobalt, Palladium und/oder Platin das gewünschte Reflexionsvermögen R von 2% bei Dicken von weniger als ca. 40 nm. Mit Ausnahme von Palladium erreicht jedes dieser Metalle ein Reflexionsvermögen R von weniger als 2% bei Dicken von weniger als 30 nm. Folglich kann jedes dieser Metalle von sich aus einen Absorptionsfilm mit optimal geringem Reflexionsvermögen bei sehr viel geringeren Dicken bereitstellen als auf Tantal basierende Komponenten. Ein entsprechender Absorptionsfilmstapel aus reinem Metall kann jedoch gemäß der vorangehenden Erläuterung auch unerwünschte Nachteile haben, beispielsweise kann er eine durchschnittliche Kristallgröße aufweisen, die größer ist als die Filmdicke, wodurch entsprechende Filme aus reinem Metall weniger optimale Optionen für Absorptionsfilme darstellen.
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4 stellt auch einen graphischen Vergleich zwischen unterschiedlichen Absorptionsfilmen oder -filmstapeln dar, der das Reflexionsvermögen bei EUV-Wellenlängen als eine Funktion der Filmstapeldicke mit einem beispielhaften Absorptionsfilmstapel zeigt, der mehrere verflochtene Schichten aus NiPt und TiN im Vergleich zu einem Filmstapel aus reinem Nickel und einem herkömmlichen Filmstapel aus TaBN darstellt. Hier weist der Absorptionsfilmstapel aus NiPt/TiN-Schichten 3,5 geschichtete Paare auf - mit anderen Worten drei Paare aus NiPt und TiN-Schichten mit einer zusätzlichen vierten Schicht aus NiPt. Wie der Graph zeigt, ist das Reflexionsvermögen des Absorptionsfilmstapels aus NiPt/TiN-Schichten vergleichbar mit einem Film aus reinem Nickel bei einer Dicke von ca. 25 nm. Vier Schichten aus NiPt/TiN mit drei zwischengelegten Schichten aus TiN weisen ein Reflexionsvermögen von ca. 0,82% bei einer Gesamtdicke TS von ca. 24,8 nm auf, wohingegen ein ähnlicher Stapel aus reinem Nickel mit ca. 25,4 nm Dicke ein leicht größeres Reflexionsvermögen von ca. 0,94% aufweist. Darüberhinaus kann die Kristallgröße der NiPt-Schichten im NiPt/TiN-Absorptionsfilmstapel ca. 3,5 nm bis 4 nm betragen und geringer sein als die ca. 4,7 nm Dicke dieser Schichten, wohingegen ein Film aus reinem Nickel mit einer Dicke von ca. 25 nm eine Durchschnittskristallgröße von 29 nm bis 30 nm aufweist, wie vorangehend beschrieben ist.
