WO2013082800A1 - 一种制作用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型移相掩模的方法 - Google Patents

一种制作用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型移相掩模的方法 Download PDF

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谢常青
刘明
史丽娜
朱效立
李冬梅
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Definitions

  • the present invention relates to the field of nano-microfabrication technology in microelectronics, and more particularly to a method of fabricating a chrome sidewall attenuating phase shift mask for extreme ultraviolet lithography.
  • phase shifting mask was proposed by Levenson et al. in 1982 and is the largest innovation in optical exposure technology in the past decade.
  • the basic principle is to improve the imaging contrast and depth of focus by modulating the phase of the incident light wave.
  • the phase shift mask is divided into a reflective phase shift mask and a transmissive phase shift mask according to the working principle thereof, and the two types of masks, the reflective phase shift mask and the transmissive phase shift mask, are modulated according to the phase of the incident light wave.
  • each mask can be divided into an alternating phase shift mask, an attenuated phase shift mask, and the like.
  • EUV extreme ultraviolet lithography
  • the basic principle of the reflective phase shifting mask is to increase or reduce the thickness of the reflective film in the reflective layer region of the highly integrated mask.
  • the reflective film is also called a phase shifting layer, and the phase shifting layer is transmitted through these phases.
  • the phase of the layer of light is 180° out of phase with the adjacent light that does not pass through the phase-shifting layer.
  • the reflective alternating phase shifting mask in the reflective phase shifting mask was first proposed, and the improvement of optical exposure is also the most significant, but the reflective alternating phase shifting mask has three main disadvantages: This form of mask is only suitable for graphics with a high degree of periodic repetition. For graphics with arbitrary or arbitrary shapes, how to arrange the phase shifting area becomes the biggest problem; Second, the phase conflict problem. Any phase where the 180° phase shift zone meets the 0° phase shift zone will produce phase cancellation and shape Exposure to dark areas. Third, the manufacturing is complicated. A transition phase pattern is required, requiring two exposures to eliminate the effects of the phase transition zone. Data processing is complex and automatic design is very difficult.
  • the reflective attenuating phase shift mask in the reflective phase shift mask is the same as the conventional mask, and does not require any additional phase shifting region design.
  • the incident attenuation wave is incident obliquely when the reflective attenuating phase shift mask is operated, an exposure shadow region and a diffraction effect are formed in the phase shift region, resulting in a decrease in contrast of the exposure result and a decrease in resolution.
  • the main object of the present invention is to provide a method for fabricating a chromium sidewall spacer type phase shift mask for extreme ultraviolet lithography to eliminate the mask structure in EUV lithography.
  • the problem of contrast reduction caused by the exposure of the shadow area and the diffraction effect improves the resolution of the EUV lithographic attenuation type phase shift mask.
  • the present invention provides a method for fabricating a chromium sidewall spacer type phase shift mask for extreme ultraviolet lithography, comprising: sequentially depositing a multilayer film reflective layer and a protective layer on a surface of a substrate; Electron beam resist spin-coated on the surface of the protective layer, and pre-baked, developed and fixed to obtain an electron beam resist pattern; deposited on the surface of the protective layer having an electron beam resist pattern to form a Mo/Si multilayer film shift Phase layer; removing the electron beam resist and the Mo/Si multilayer film phase-shifting layer deposited on the upper surface and the side surface, and retaining the Mo/Si multilayer film phase-shifting layer between the electron beam resist patterns, in the protective layer a Mo/Si multilayer film phase-shifting layer is obtained on the surface; a chromium material is deposited on the surface of the protective layer having the Mo/Si multilayer film phase-shifting layer to form a chromium layer; and the Mo/Si
  • the present invention adds a chromium sidewall to both sides of the phase shifting region of the conventional attenuating mask structure. Because in extreme ultraviolet lithography, due to incident light waves Inclined incidence will form an exposure shadow zone and diffraction effect in the phase shifting zone. Therefore, a chrome sidewall is added on both sides of the phase shifting zone. Because chromium has a strong absorption of extreme ultraviolet waves, the extreme ultraviolet wave incident on the shadow zone can be applied. Absorb all, eliminate the shadow area of the exposure and reduce the diffraction effect, to improve the contrast and enhance the exposure resolution.
  • FIG. 1 is a schematic view showing the structure of a conventional EUV lithography reflective alternating phase shift mask.
  • Fig. 2 is a schematic view showing the structure of another conventional EUV lithography reflective alternating phase shift mask.
  • FIG 3 is a schematic structural view of a conventional EUV lithography attenuating phase shift mask.
  • FIG. 4 is a schematic view showing the structure of an extreme ultraviolet lithography chrome side wall attenuation type phase shift mask according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 5 is a comparison of the simulation results of the far field intensity distribution of the conventional alternating phase shift mask shown in Fig. 1 and the attenuation type phase shift mask shown in Fig. 3.
  • FIG. 6 is a flow chart of a method of fabricating a chromium sidewall spacer phase shifting mask for extreme ultraviolet lithography in accordance with an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a process flow diagram of fabricating a chromium sidewall spacer phase shifting mask for extreme ultraviolet lithography in accordance with an embodiment of the present invention.
  • the structural design for the extreme ultraviolet lithography mask is mainly a reflective alternating phase shifting mask as shown in FIG. 1 or FIG. 2, and a conventional reflective attenuating phase shifting mask as shown in FIG. kind of structure.
  • the EUV lithography side wall attenuation type phase shift mask provided by the present invention is as shown in FIG. 4, and the conventional alternating phase shift mask shown in FIG. 1 and the attenuation type phase shift mask shown in FIG.
  • the chrome sidewall is added on both sides of the phase shifting region of the conventional attenuating mask structure, and the simulation results of the far-field light intensity distribution of the reflected wave are shown in Fig. 5.
  • the extreme ultraviolet lithography due to the oblique incidence of the incident light wave, the exposure shadow region and the diffraction effect will be formed in the phase shift region, so the chromium sidewall spacer is added on both sides of the phase shift region because the chromium has strong absorption to the extreme ultraviolet wave. Therefore, the extreme ultraviolet waves incident on the shadow region can be completely absorbed, the exposure shadow region is eliminated, and the diffraction effect is reduced, thereby improving the contrast and enhancing the exposure resolution.
  • the invention provides a method for fabricating a chromium sidewall attenuating phase shifting mask for extreme ultraviolet lithography, firstly fabricating a multilayer film mirror according to a conventional method of manufacturing an extreme ultraviolet lithography mask, and then using a micro-nano processing process
  • the technology produces a phase-shifting layer structure on the electron beam resist, and deposits the absorber material chromium in a large area, and finally anisotropically etches the absorber material chromium, leaving only the attenuating phase-shifting layer material chromium sidewall wall, thereby obtaining A chrome sidewall attenuating phase shift mask for extreme ultraviolet lithography.
  • the chrome sidewall attenuating phase shifting mask described above deposits a multilayer film reflective layer and a phase shifting layer by one electron beam exposure, two magnetron sputtering, a large area atomic layer deposition material chromium, and an anisotropic engraving. Corroded material obtained from chromium.
  • FIG. 6 is a flow chart of a method for fabricating a chromium sidewall attenuating phase shift mask for EUV lithography according to an embodiment of the present invention, the method comprising the following steps:
  • Step S102 sequentially depositing a multilayer film reflective layer and a protective layer on the surface of the fused silica substrate, wherein the multilayer film reflective layer is a Mo/Si multilayer film, the protective layer is germanium, and the multilayer film reflective layer deposition method is magnetic control Sputtering, protective layer deposition method is magnetron sputtering;
  • Step S104 spin-coating an electron beam resist on the surface of the protective layer, performing pre-baking treatment, developing and fixing under room temperature ambient conditions after electron beam direct writing, to obtain an electron beam resist pattern;
  • Step S106 using magnetic control Sputtering a Mo/Si multilayer film phase-shifting layer on the surface of the protective layer having an electron beam resist pattern to form Mo/Si between the upper surface of the electron beam resist, the side surface, and the electron beam resist pattern Layer film phase shifting layer;
  • Step S108 removing the electron beam resist and the Mo/Si multilayer film phase-shifting layer deposited on the upper surface and the side surface thereof, and retaining the Mo/Si multilayer film phase-shifting layer between the electron beam resist patterns, in the protective layer a Mo/Si multilayer film phase shifting layer is obtained on the surface;
  • Step S110 using an atomic layer deposition (ALD) method, depositing an absorber material chromium on the surface of the protective layer having the Mo/Si multilayer film phase-shifting layer, on the upper surface of the Mo/Si multilayer film phase-shifting layer, Forming a chrome layer between the side and phase shift layer patterns;
  • ALD atomic layer deposition
  • Step S112 using an anisotropic reaction of oxygen and chlorine ions to etch the chromium layer between the upper surface of the Mo/Si multilayer film phase-shifting layer and the phase-shift layer pattern, and retain the chromium on the side of the Mo/Si multilayer film phase-shifting layer. a layer until the Mo/Si multilayer film phase-shifting layer and the protective layer are completely exposed;
  • Step S114 after cleaning in a specific cleaning liquid, the mask is detected by an electron beam or a focused ion beam, and repaired to complete the fabrication of the chromium sidewall spacer type phase shift mask for extreme ultraviolet lithography.
  • FIG. 6 A flow chart of a method for fabricating a chromium sidewall attenuating phase shift mask for EUV lithography according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. 6, and FIG. 7 illustrates an EUV lithography process in accordance with an embodiment of the present invention.
  • Process flow diagram of a chrome sidewall attenuating phase shift mask, the method comprising:
  • a multilayer film reflective layer and a protective layer are deposited on the surface of the fused silica substrate 1, wherein the multilayer film reflective layer is composed of 40 layers of Mo (2.7 nm)/Si (4.2 nm) having a total thickness of 276 nm.
  • the multilayer film is composed of a protective layer of 2 nm thick material ⁇ Ru, a multilayer film reflective layer is deposited by magnetron sputtering, and a protective layer deposition method is magnetron sputtering.
  • an electron beam resist ZEP520A was spin-coated on the surface of the protective layer film to a thickness of 300 to 400 m, and baked in an oven at 120 ° C to 180 ° C for 30 minutes. After electron beam direct writing, it was developed by using p-xylene at room temperature for 40 seconds and in isopropanol for 30 seconds to obtain an electron beam resist pattern.
  • a 69 nm Mo/Si multilayer film phase-shifting layer were deposited on the surface of the protective layer having an electron beam resist pattern by magnetron sputtering, on the upper surface and side of the electron beam resist.
  • a Mo/Si multilayer film phase shifting layer is formed between the electron beam resist patterns.
  • the electron beam resist ZEP520A and its Mo/Si multilayer film phase-preserving layer deposited on the upper surface and the side surface were removed by a method of wet stripping with methyl methacrylate (MMA) to retain electron beam resist.
  • MMA methyl methacrylate
  • a Mo/Si multilayer film phase-shifting layer between the agent patterns, and a Mo/Si multilayer film phase-shifting layer is obtained on the surface of the protective layer.
  • an atomic layer deposition (ALD) method is used to deposit an absorber material chromium on the surface of a protective layer having a Mo/Si multilayer film phase-shifting layer, on the upper surface of the Mo/Si multilayer film phase-shifting layer.
  • a chrome layer having a thickness of 7 to 15 nm is formed between the side surface and the phase shift layer pattern.
  • Etching speed therefore, when etching to completely expose the Mo/ ⁇ multilayer film phase-shifting layer and the protective layer, the surface chromium is etched away during the same etching time, but the chromium on the side of the phase-shifting layer Without being removed by etching, the chrome layer on the side of the phase shifting layer of the Mo/Si multilayer film can be retained to obtain a chrome sidewall attenuating phase shifting mask for extreme ultraviolet lithography.
  • the obtained chromium side wall attenuation type phase shifting mask for extreme ultraviolet lithography is immersed in ozone deionized water for 10 to 15 minutes, and washed in circulating deionized water for 5 to 10 times to realize the chrome side wall attenuation type.
  • Cleaning of the phase shift mask Use the electron beam or focused ion beam to detect the mask, randomly measure 9 points or measure 21 points to achieve feature size and relative positioning measurement.
  • defect detection and repair is performed.
  • the defect detection and repair requires that the minimum defect size of the critical dimension is less than 50 nm, the defect number should be less than 0.003/cm 2 , and the coordinate position of the output defect, according to which the electron beam or the focused ion beam is used. Heating the gasification in the local area corrects the excess pattern.
  • the invention provides a method for fabricating a chromium sidewall attenuating phase shifting mask for extreme ultraviolet lithography, which is characterized by being opposite to a conventional attenuating phase shifting mask (as shown in FIG. 3) on both sides of the phase shifting layer.
  • a chrome sidewall wall has been added to suppress the exposure shadow and diffraction effects in EUV lithography through the chrome sidewall wall, which is a more effective resolution enhancement than the conventional attenuated phase shift mask.

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Abstract

一种制作用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型移相掩模的方法，包括以下步骤：首先按照常规极紫外光刻掩模的制作方法制作出多层膜反射镜；再利用微纳米加工工艺技术在电子束抗蚀剂上制作出移相层结构，并大面积沉积吸收体材料铬；最后各向异性刻蚀吸收体材料铬，仅留下衰减型移相层材料的铬侧墙，从而得到用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型移相掩模。其中铬侧墙衰减型移相掩模通过一次电子束曝光、两次磁控溅射沉积多层反射层和移相层、一次大面积原子层沉积材料铬、一次各向异性刻蚀材料铬获得。由于在移相层两侧添加了铬侧墙，抑制了极紫外光刻中的曝光阴影和衍射效应，起到比传统的衰减型移相掩模更有效的分辨率增强功能。

Description

一种制作用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型移相掩模的方法
技术领域 本发明涉及微电子技术中的纳米微加工技术领域， 特别涉及一种制 作用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型移相掩模的方法。
背景技术 移相掩模的概念是 1982年由 Levenson等人提出的， 是近十几年来 光学曝光技术中最大的革新， 其基本原理是通过对入射光波相位的调制 来改善成像对比度和焦深。 移相掩模根据其工作原理分为反射式移相掩 模和透射式移相掩模， 反射式移相掩模和透射式移相掩模这两种掩模根 据对入射光波的相位调制的原理不同， 每一种掩模又可被分为交替型移 相掩模、 衰减型移相掩模等。 远紫外光刻技术 （EUV) 最明显的特点是 曝光波长一下子降到 13.5nm， 在如此短波长的光源下， 几乎所有物质都 有很强的吸收性， 所以不能使用传统的穿透式光学掩模， 而要改用反射 式的光学掩模。
反射式移相掩模的基本原理是在高度集成的掩模的反射层区， 相间 地增加或减薄一定厚度的反射薄膜， 该反射薄膜又被称为移相层， 使透 过这些移相层的光的位相与相邻的没有透过移相层的光的位相相差 180°， 通过控制光学曝光过程中的光位相参数， 产生光的干涉效应， 部 分抵消了限制光学系统分辨率的衍射扩展效应， 从而改变了空间光强分 布，在像的边缘部分产生抵消作用， 以提高光学曝光系统的实用分辨率。
反射式移相掩模中的反射式交替型移相掩模是最早提出来的， 其对 光学曝光的改进也是最显著的， 但反射式交替型移相掩模有三个主要的 缺点： 一、 这种掩模形式只适用于高度周期重复的图形。 对于任意分布 或任意形状的图形， 如何安排移相区成为最大的问题； 二、 相位冲突问 题。任何一个 180°相移区与 0°相移区交界的地方都会产生相位抵消并形 成曝光暗区。 三、 制造复杂。 需要过渡相位图形， 需要两次曝光以消除 相位过渡区的影响。 数据处理复杂， 自动设计非常困难。
而反射式移相掩模中的反射式衰减型移相掩模与传统的掩模的形 式是一样的， 不需要任何额外的移相区设计。 对于衰减型移相掩模， 只 要把掩模的反射材料或透光材料做到部分透光并有 180°相位移就可以 了。 因此， 制造工艺相对简单， 不需要额外处理数据。
但因为反射式衰减型移相掩模工作时， 入射波为斜入射， 会在移相 区形成曝光阴影区和衍射效应， 导致曝光结果对比度降低， 分辨率也随 之降低。
发明内容 有鉴于此， 本发明的主要目的在于提供一种制作用于极紫外光刻的 铬侧墙衰减型移相掩模的方法， 以消除极紫外光刻中的由于掩模结构弓 I 起的曝光阴影区和衍射效应引起的对比度降低问题， 提高极紫外光刻衰 减型移相掩模的分辨率。
为达到上述目的， 本发明提供了一种制作用于极紫外光刻的铬侧墙 衰减型移相掩模的方法， 包括： 在衬底表面上依次沉积多层膜反射层和 保护层； 在保护层表面旋涂的电子束抗蚀剂， 并进行前烘、显影和定影， 得到电子束抗蚀剂图形； 在具有电子束抗蚀剂图形的保护层表面沉积形 成 Mo/Si 多层膜移相层； 去除电子束抗蚀剂及其上表面和侧面沉积的 Mo/Si多层膜移相层， 保留电子束抗蚀剂图形之间的 Mo/Si多层膜移相 层， 在保护层表面得到 Mo/Si多层膜移相层； 在具有 Mo/Si多层膜移相 层的保护层表面沉积吸收体材料铬， 形成铬层； 刻蚀 Mo/Si多层膜移相 层的上表面及移相层图形之间的铬层， 保留 Mo/Si多层膜移相层侧面的 铬层， 直至完全露出 Mo/Si多层膜移相层和保护层； 以及清洗并检测掩 模板， 完成用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型移相掩模的制作。
本发明与传统反射式衰减型移相掩模结构相比， 在传统衰减型掩模 结构的移相区两侧加入铬侧墙。 因为在极紫外光刻时， 由于入射光波的 斜入射， 会在移相区形成曝光阴影区和衍射效应， 所以在移相区两侧加 入铬侧墙， 因为铬对极紫外波有强烈的吸收， 所以可以将入射到阴影区 的极紫外波全部吸收， 消除曝光阴影区和降低衍射效应， 达到提高对比 度， 增强曝光分辨率的目的。
附图说明 图 1 为传统的一种极紫外光刻反射式交替型移相掩模的结构示意 图。
图 2为传统的另一种极紫外光刻反射式交替型移相掩模的结构示意 图。
图 3为传统的极紫外光刻衰减型移相掩模的结构示意图。
图 4为依照本发明实施例极紫外光刻铬侧墙衰减型移相掩模的结构 示意图。
图 5为本发明与图 1所示传统的交替式移相掩模及图 3所示衰减型 移相掩模反射波远场光强分布的模拟结果对比。
图 6为依照本发明实施例制作用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型移相 掩模的方法流程图。
图 7为依照本发明实施例制作用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型移相 掩模的工艺流程图。
具体实施方式 为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚明白， 以下结合具体 实施例， 并参照附图， 对本发明进一步详细说明。
目前， 针对极紫外光刻掩模的结构设计主要是如图 1或图 2所示的 反射式交替型移相掩模， 以及如图 3所示的传统反射式衰减型移相掩模 这两种结构。 本发明提供的极紫外光刻铬侧墙衰减型移相掩模， 如图 4 所示， 与图 1所示传统的交替式移相掩模及图 3所示衰减型移相掩模结 构相比， 在传统衰减型掩模结构的移相区两侧加入铬侧墙， 其反射波远 场光强分布的模拟结果对比如图 5所示。 因为在极紫外光刻时， 由于入 射光波的斜入射， 会在移相区形成曝光阴影区和衍射效应， 所以在移相 区两侧加入铬侧墙， 因为铬对极紫外波有强烈的吸收， 所以可以将入射 到阴影区的极紫外波全部吸收， 消除曝光阴影区和降低衍射效应， 达到 提高对比度， 增强曝光分辨率的目的。
本发明提供的制作用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型移相掩模的方 法， 首先按照常规极紫外光刻掩模的制作方法制作出多层膜反射镜， 再 利用微纳米加工工艺技术在电子束抗蚀剂上制作出移相层结构， 并大面 积沉积吸收体材料铬， 最后各向异性刻蚀吸收体材料铬， 仅留下衰减型 移相层材料铬侧墙， 从而得到用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型移相掩 模。 其中所述的铬侧墙衰减型移相掩模通过一次电子束曝光、 两次磁控 溅射沉积多层膜反射层和移相层、 一次大面积原子层沉积材料铬、 一次 各向异性刻蚀材料铬获得的。
如图 6所示， 图 6为依照本发明实施例制作用于极紫外光刻的铬侧 墙衰减型移相掩模的方法流程图， 该方法包括以下步骤：
步骤 S102, 在熔石英衬底表面上依次沉积多层膜反射层和保护层， 其中多层膜反射层是 Mo/Si多层膜， 保护层为钌， 多层膜反射层沉积方 法为磁控溅射， 保护层沉积方法为磁控溅射；
步骤 S104, 在保护层表面旋涂电子束抗蚀剂， 进行前烘处理， 在电 子束直写后， 在室温环境条件下显影和定影， 得到电子束抗蚀剂图形； 步骤 S106,利用磁控溅射在具有电子束抗蚀剂图形的保护层表面沉 积 Mo/Si多层膜移相层， 在电子束抗蚀剂的上表面、 侧面及电子束抗蚀 剂图形之间形成 Mo/Si多层膜移相层；
步骤 S108,去除电子束抗蚀剂及其上表面和侧面沉积的 Mo/Si多层 膜移相层， 保留电子束抗蚀剂图形之间的 Mo/Si多层膜移相层， 在保护 层表面得到 Mo/Si多层膜移相层；
步骤 S110, 采用原子层沉积 (ALD)的方法， 在具有 Mo/Si多层膜移 相层的保护层表面沉积吸收体材料铬，在 Mo/Si多层膜移相层的上表面、 侧面及移相层图形之间形成铬层；
步骤 S112,采用氧气和氯气各向异性反应离子刻蚀 Mo/Si多层膜移 相层的上表面及移相层图形之间的铬层， 保留 Mo/Si多层膜移相层侧面 的铬层， 直至完全露出 Mo/Si多层膜移相层和保护层；
步骤 S114, 在特定的清洗液中清洗后， 利用电子束或聚焦离子束检 测掩模板， 并修补， 完成用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型移相掩模的制 作。
基于图 6所示的依照本发明实施例制作用于极紫外光刻的铬侧墙衰 减型移相掩模的方法流程图， 图 7示出了依照本发明实施例制作用于极 紫外光刻的铬侧墙衰减型移相掩模的工艺流程图， 该方法包括：
如图 7a所示， 在熔石英衬底 1表面上沉积多层膜反射层和保护层， 其中多层膜反射层是由 40层厚度共为 276nm的 Mo(2.7nm)/Si(4.2nm)多 层膜构成， 保护层为 2nm厚的材料钌 Ru， 多层膜反射层的沉积方法为 磁控溅射， 保护层沉积方法为磁控溅射。
如图 7b所示， 在保护层薄膜表面旋涂电子束抗蚀剂 ZEP520A, 厚 度为 300〜400 m， 在 120°C〜180°C的烘箱中前烘 30分钟。在电子束直写 后， 利用对二甲苯在室温环境下显影 40秒， 在异丙醇中定影 30秒， 得 到电子束抗蚀剂图形。
如图 7c所示，利用磁控溅射在具有电子束抗蚀剂图形的保护层表面 沉积 10层共 69nm的 Mo/Si多层膜移相层， 在电子束抗蚀剂的上表面、 侧面及电子束抗蚀剂图形之间形成 Mo/Si多层膜移相层。
如图 7d所示， 采用甲基丙烯酸甲酯 （MMA) 湿法剥离的方法去除 电子束抗蚀剂 ZEP520A及其上表面和侧面沉积的 Mo/Si多层膜移相层， 保留电子束抗蚀剂图形之间的 Mo/Si多层膜移相层， 在保护层表面得到 Mo/Si多层膜移相层。
如图 7e所示， 采用原子层沉积 (ALD)的方法， 在具有 Mo/Si多层膜 移相层的保护层表面沉积吸收体材料铬， 在 Mo/Si多层膜移相层的上表 面、 侧面及移相层图形之间形成厚度为 7~15nm的铬层。
如图 7 万示， 无须任何掩蔽， 采用氧气和氯气各向异性反应离子刻 蚀 Mo/Si多层膜移相层的上表面及移相层图形之间的铬层， 其中， 所使 用氯气和氧气的流量分别为： Cl2： 62sccm, 02： 4sccm, 刻蚀腔内压强 Pressure： 200mtorr,射频功率 RF： 75 Watts,因为采用的是各向异性刻蚀， 所以垂直掩模表面的上下方向铬的刻蚀速度要远远大于平行于掩模表 面的水平方向铬的刻蚀速度， 因此， 当刻蚀到完全露出 Mo/^多层膜移 相层和保护层时， 在此相同的刻蚀时间内， 表面的铬被刻蚀去除， 但在 移相层侧面的铬没有被刻蚀去除， 所以可以保留 Mo/Si多层膜移相层侧 面的铬层， 得到用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型移相掩模。
然后， 将得到的用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型移相掩模在臭氧去 离子水中浸泡 10〜15分钟， 在循环去离子水中清洗 5~10次， 实现对铬 侧墙衰减型移相掩模的清洗。 利用电子束或聚焦离子束检测掩模板， 随 机测量 9点或者测量 21 点， 实现特征尺寸及相对定位测量。 接着， 进 行缺陷检测与修补， 该缺陷检测与修补要求关键尺寸的最小缺陷尺寸小 于 50nm， 缺陷数应小于 0.003个 /cm2， 输出缺陷的坐标位置， 根据该坐 标位置采用电子束或者聚焦离子束在局部区域加热气化修正多余的图 形。
本发明提供的制作用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型移相掩模的方 法， 其特点是相对于传统的衰减型移相掩模 （如图 3所示） 在移相层两 侧添加了铬侧壁墙， 目的是通过铬侧壁墙抑制极紫外光刻中的曝光阴影 和衍射效应， 起到比传统的衰减型移相掩模更为有效的分辨率增强功 能。
以上所述的具体实施例， 对本发明的目的、 技术方案和有益效果进 行了进一步详细说明， 所应理解的是， 以上所述仅为本发明的具体实施 例而已， 并不用于限制本发明， 凡在本发明的精神和原则之内， 所做的 任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权利要求
1、 一种制作用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型移相掩模的方法， 其 特征在于， 包括：
在衬底表面上依次沉积多层膜反射层和保护层；
在保护层表面旋涂的电子束抗蚀剂， 并进行前烘、 显影和定影， 得 到电子束抗蚀剂图形；
在具有电子束抗蚀剂图形的保护层表面沉积形成 Mo/Si多层膜移相 层；
去除电子束抗蚀剂及其上表面和侧面沉积的 Mo/Si多层膜移相层， 保留电子束抗蚀剂图形之间的 Mo/Si多层膜移相层， 在保护层表面得到 Mo/Si多层膜移相层；
在具有 Mo/Si多层膜移相层的保护层表面沉积吸收体材料铬， 形成 铬层；
刻蚀 Mo/Si多层膜移相层的上表面及移相层图形之间的铬层， 保留 Mo/Si多层膜移相层侧面的辂层， 直至完全露出 Mo/Si多层膜移相层和 保护层； 以及
清洗并检测掩模板， 完成用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型移相掩模 的制作。
2、 根据权利要求 1 所述的制作用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型移 相掩模的方法， 其特征在于， 所述在衬底表面上依次沉积多层膜反射层 和保护层的步骤中， 是在熔石英衬底表面上依次沉积多层膜反射层和保 护层， 其中多层膜反射层是 ^！^ 多层膜， 保护层为钌。
3、 根据权利要求 2 所述的制作用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型移 相掩模的方法， 其特征在于， 所述多层膜反射层是由 40 层厚度共为 27611111的 Mo(2.7nm)/Si(4.2nm)多层膜构成， 保护层为 2nm厚的材料钌 Ru; 多层膜反射层沉积方法为磁控溅射， 保护层沉积方法为磁控溅射。
4、 根据权利要求 1 所述的制作用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型移 相掩模的方法， 其特征在于， 所述在保护层表面旋涂的电子束抗蚀剂， 并进行前烘、 显影和定影， 得到电子束抗蚀剂图形， 包括：
在保护层表面旋涂电子束抗蚀剂，进行前烘处理，在电子束直写后， 在室温环境条件下显影和定影， 得到电子束抗蚀剂图形。
5、 根据权利要求 4 所述的制作用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型移 相掩模的方法， 其特征在于， 所述在保护层表面旋涂的电子束抗蚀剂为 ZEP520A, 厚度为 300~400nm; 所述前烘处理是在 120°C〜18(TC的烘箱 中前烘 30 分钟； 所述在室温环境条件下显影和定影， 是利用对二甲苯 在室温环境下显影 40秒， 在异丙醇中定影 30秒。
6、 根据权利要求 1 所述的制作用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型移 相掩模的方法， 其特征在于， 所述在具有电子束抗蚀剂图形的保护层表 面沉积形成 Mo/Si多层膜移相层， 包括- 利用磁控溅射在具有电子束抗蚀剂图形的保护层表面沉积 Mo/Si多 层膜移相层， 在电子束抗蚀剂的上表面、 侧面及电子束抗蚀剂图形之间 形成 Mo/Si多层膜移相层。
7、 根据权利要求 6 所述的制作用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型移 相掩模的方法， 其特征在于， 所述利用磁控溅射在具有电子束抗蚀剂图 形的保护层表面沉积 Mo/Si多层膜移相层， 是利用磁控溅射在具有电子 束抗蚀剂图形的保护层表面沉积 10层共 69nm的 Mo/Si多层膜移相层。
8、 根据权利要求 1 所述的制作用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型移 相掩模的方法， 其特征在于， 所述去除电子束抗蚀剂采用甲基丙烯酸甲 酯 （MMA) 湿法剥离的方法实现。
9、 根据权利要求 1 所述的制作用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型移 相掩模的方法， 其特征在于， 所述在具有 Mo/Si多层膜移相层的保护层 表面沉积吸收体材料铬， 形成铬层， 包括：
采用原子层沉积的方法， 在具有 Mo/Si多层膜移相层的保护层表面 沉积厚度为 7~15nm的吸收体材料铬，在 Mo/Si多层膜移相层的上表面、 侧面及移相层图形之间形成络层。
10、 根据权利要求 1所述的制作用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型移 相掩模的方法， 其特征在于， 所述刻蚀 Mo/Si多层膜移相层的上表面及 移相层图形之间的铬层的步骤中， 无须任何掩蔽， 采用氧气和氯气各向 异性反应离子刻蚀 Mo/Si多层膜移相层的上表面及移相层图形之间的铬 层， 直到完全露出移相层和保护层。
11、 根据权利要求 1所述的制作用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型移 相掩模的方法， 其特征在于， 所述清洗并检测掩模板的步骤中， 是在清 洗液中清洗后， 利用电子束或聚焦离子束检测掩模板， 并修补， 完成用 于极紫外光刻的铬侧墙衰减型移相掩模的制作。
12、 根据权利要求 11 所述的制作用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型 移相掩模的方法， 其特征在于， 所述清洗液为臭氧去离子水， 将极紫外 光刻的铬侧墙衰减型移相掩模在臭氧去离子水中浸泡 10〜15分钟， 并在 循环去离子水中清洗 5〜10次。
13、 根据权利要求 11 所述的制作用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型 移相掩模的方法， 其特征在于， 所述利用电子束或聚焦离子束检测掩模 板， 并修补， 是利用电子束或聚焦离子束检测掩模板， 随机测量 9点或 者测量 21 点， 实现特征尺寸及相对定位测量， 然后进行缺陷检测与修 补。
14、 根据权利要求 13 所述的制作用于极紫外光刻的铬侧墙衰减型 移相掩模的方法， 其特征在于， 所述缺陷检测与修补， 要求关键尺寸的 最小缺陷尺寸小于 50nm， 缺陷数小于 0.003个 /cm2， 输出缺陷的坐标位 置， 根据该坐标位置采用电子束或聚焦离子束在局部区域加热气化修正 多余的图形。
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