多层反射远紫外线光刻掩模坯件

摘要

远紫外线光刻掩模，由覆盖以衬垫层诸如硅或碳化硼，再覆盖以用于阻止内部扩散的薄层，以及最后覆盖以钌保护层而形成的多层叠层。通过根据保护层最佳化衬垫层的厚度，可以改进光的性质。

说明书

技术领域

本发明总的涉及远紫外线光刻掩模坯件。

背景技术

在远紫外线光刻中，掩模是由坯件形成的。坯件提供限定特征的反射面。远紫外线辐射照射在坯件上，并从该坯件反射，把来自坯件的特征以可重复的方式传送到半导体晶片。

通常，远紫外线光刻掩模是通过沉积干涉的多层，诸如在交替层中的钼和硅而制成的反射掩模。最顶部的末端层被称为保护层。典型地，硅层被用作为保护层。

因为掩模图案形成过程控制的要求，需要较厚的硅保护层。在掩模图案形成过程中，硅保护层用作为用于缓冲层蚀刻的蚀刻终止层。在缓冲层蚀刻期间，当多层保护层的蚀刻选择性很低时，保护层部分地和非均匀地被去除。例如，一种对于远紫外线光刻掩模的许可的缓冲层是二氧化硅。然而，在方形掩模蚀刻器中，硅保护层的蚀刻选择性相当低，例如约为3到1。

因此，需要有制作用于远紫外线光刻的坯件的更好的方法。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的局部放大截面图。

具体实施方式

上部掩模层18和下部掩模层16具有孔口22。辐射(用线L表示)从孔口22的底部反射。在本发明的一个实施例中，辐射可以是远紫外线辐射。大量孔口22的图案可以通过从这些孔口22反射的辐射被传送到半导体晶片(未示出)。

辐射实际上从保护层14被反射，在本发明的一个实施例中，保护层14可以由钌形成。在一个实施例中，层14可以具有从1到4.5纳米的厚度，特别是，大于2纳米。

钌保扩层14是抗氧化的。另外，缓冲二氧化硅层对于钌的蚀刻选择性比起硅保护层大得多。钌层比起硅保护层也具有更好的耐化学清洗性。

虽然钌比起硅具有较高的远紫外线吸收系数，但可以利用足够薄的钌保护层而不会很大地减小多层反射率。

2纳米厚的钌保护层14在掩模图案形成期间容易受到损害。然而，较厚的钌保护层会减小多层反射率以及可产生较大的多层反射率变化，如果钌保护层偶尔是非均匀的话。

钌保护层14被沉积在交界面层20上。作为提及的两个例子，交界面层20可以是钼或碳化硼。层20可以减小或阻止在层14与22之间的内部扩散。在一个实施例中，层20的厚度可以是5埃(Angstrom)。

在本发明的一个实施例中，层20下面的衬垫层22的厚度可以在约2.4与约3.8纳米之间。在这个范围内，由于任何的钌保护层14厚度变化引起的多层反射率变化可被控制。有利地，衬垫层22具有较低的远紫外线吸收。在一个实施例中，衬垫层22可以是硅。

在层22的下面是多层叠层12。在一个实施例中，多层叠层包括第一层约4.2纳米的硅，后面覆盖以2.8纳米的钼层。在本发明的一个实施例中，这后面跟随另一个硅层，此后是另一个钼层。

在某些实施例中，衬垫层22的最佳化可以允许使用较厚的保护层14，它被使用来保护多层的叠层免受图案形成步骤的损害。最佳化的衬垫层22不但可以使得峰值多层反射率最佳化，而且还可以在保护层14部分地和非均匀地去除时，对于给定的保护层的材料和厚度，减小多层的反射率变化或甚至使它最小化。这在某些实施例中可以导致更大的掩模图案形成过程余量。

例如，仿真表示，对于标准多层叠层(具有4.14纳米的标准硅层的衬垫层22被用作为Mo/Si多层叠层)和非常薄的交界面层20(＜5A)，最佳保护层14厚度约为2纳米。这个厚度提供约75％的最大多层坯件峰值反射率和0.5％的最小反射率变化。然而，这个相对较薄的保护层14厚度带来上述的保护层的问题。为了增加保护层14厚度超过2纳米而不用最佳化衬垫层22，随着层14厚度增加，坯件峰值反射率将大大地减小。对于2-4纳米范围的保护层的厚度，保护层14厚度的每纳米增加引起的平均反射率减小约为3.5％。结果，当存在保护层14厚度变化时，将导致较大的反射率变化。

然而，对于3.8纳米的硅衬垫层22，最佳化的保护层14厚度可升到2.3纳米，而多层坯件峰值反射率只有稍许的增加。当保护层14厚度变化处在2.3-0.7纳米之间时，多层反射率变化仍旧在0.5％内。同样地，对于2.9纳米的硅衬垫层22，最佳化的保护层14厚度可升到3.3纳米，而峰值反射率只有稍许的牺牲(约1.0％反射率损失)。为了保持多层反射率变化在0.5％内，保护层14厚度变化可以是在3.3-1.7纳米之间。最后，对于2.4纳米的硅衬垫层22，最佳化的保护层14厚度可升到3.8纳米，而对于峰值反射率再次只有小的牺牲(约2.5％反射率损失)。保护层14厚度在3.8-2.4纳米之间变化，而反射率变化小于0.5％。因此，可以看到，衬垫层22的最佳化使得能够使用厚得多的保护层14。

在实际的多层制作中，由于层间扩散效应，计算的最佳化的衬垫层厚度可能偏离实验得到的数值的厚度。然而，最佳化理论/原理仍旧保持相同的。

虽然本发明是相对于有限的数目的实施例描述的，但本领域技术人员将会看到由此作出的许多修正和变化。后附权利要求意在覆盖属于本发明的真实精神和范围内所有的这样的修正和变化。