EUV光刻用防护膜及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种极紫外(EUV)光刻用防护膜。该防护膜可以包括：支撑层图案，其通过蚀刻支撑层而形成；防护膜层，其形成在所述支撑层图案上；和蚀刻停止层图案，其形成在所述支撑层图案与所述防护膜层之间，并且在蚀刻所述支撑层时通过对停止蚀刻的蚀刻停止层进行蚀刻而形成。因此，本发明专利技术提供了一种EUV光掩模用防护膜，其在具有最小厚度的同时保持了高的EUV曝光光线透过率，并且机械强度和热特性优异。

Protective film for EUV lithography and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
EUV光刻用防护膜及其制造方法相关申请的交叉引用本申请要求于2017年11月10日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0149847的优先权，其内容通过引用并入本文。
本公开涉及一种极紫外(EUV)光刻用防护膜及其制造方法，尤其涉及一种对EUV曝光光线具有高透过率且机械强度更高的EUV光刻用防护膜，以及该防护膜的制造方法。
技术介绍
曝光技术(称为光刻)的发展使得半导体集成电路(IC)具有高集成度成为可能。为了在晶圆上形成更精细的电路图案，曝光设备中的分辨率(也称为分辨率极限)必须变得更高。当转印超过分辨率极限的精细图案时，存在这样的问题：由于衍射和散射引起的光干涉，导致会转印与原始掩模图案不同的失真图像。目前商业化的曝光工艺采用使用193nm的ArF波长范围的曝光设备来进行转印工艺，并在晶圆上形成精细图案，但是在形成32nm或更小的精细图案方面存在一些限制。因此，已经开发了各种方法，例如使用折射率高于空气(例如1.44)的液体介质的浸没式光刻；进行两次曝光的双重光刻；将光的相位偏移180度并对相邻的透射光造成相消干涉的相移技术；对由光的干涉和衍射引起的设计图案的小尺寸或圆角端进行校正的光学相位校正；等等。然而，使用ArF波长的曝光技术不仅难以获得窄于或等于32nm的更精细的电路线宽度，而且还增加了生产成本和工艺复杂度。因此，极紫外(EUV)光刻技术作为下一代工艺而受到关注，在该技术中，使用了比193nm的波长短很多的13.5nm的波长作为主曝光波长。顺便提及，光刻工艺采用光掩模作为用于图案化的原始板，并且将光掩模上的图案转移到晶圆上。在这种情况下，如果光掩模附着有诸如颗粒、异物之类的杂质，则杂质可能会在吸收或反射曝光光线之后损害转印的图案，从而导致半导体器件的性能或产量降低。为了防止光掩模的表面附着杂质，使用了将防护膜附着到光掩模的方法。由于防护膜附着在光掩模的上表面上，所以即使杂质附着到防护膜上，光掩模的图案也能够在光刻工艺中聚焦，因此防护膜上的灰尘或异物不会聚焦、也不会转印到图案上。随着近年来电路线宽变细，可能对图案的损坏构成影响的杂质尺寸减小，从而使用于保护光掩模的防护膜的重要性增加。当使用对于13.5nm的EUV光具有低消光系数的材料，从而提供作为单层膜的防护膜时，容易保证透过率，但很难确保良好的机械特性和热特性。因此，已经研究了多层防护膜以补充防护膜的性能。防护膜被构造为包括厚度基本上为100nm以下的呈极薄的膜形式的防护膜层，以便具有平稳且优异的EUV曝光光线的透过率。防护膜层必须满足机械可靠性(针对真空环境和移动台的加速)以及热可靠性(针对长期曝光工艺)。考虑到这些条件，确定防护膜层的材料和结构。
技术实现思路
因此，一个或多个示例性实施方案的一个方面可以提供一种EUV光掩模用防护膜，其对于EUV曝光光线具有优异的透过率并具有优异的机械强度。根据本公开的一个实施方案，极紫外(EUV)光刻用防护膜包括：支撑层图案，其通过蚀刻支撑层而形成；防护膜层，其形成在所述支撑层图案上；和蚀刻停止层图案，其形成在所述支撑层图案与所述防护膜层之间，并且在蚀刻所述支撑层时通过对停止蚀刻的蚀刻停止层进行蚀刻而形成。该防护膜层包括芯层和一个或多个增强层，该增强层形成在芯层的两个表面中的至少一个表面上且与芯层的材料不同。该芯层可以包含：除了单晶硅层、非晶硅层或多晶硅层之外，还包含硼(B)、磷(P)、砷(As)、钇(Y)、锆(Zr)、铌(Nb)和钼(Mo)中的一种或多种材料；或硅化钼(MoSi)、硅化钨(WSi)、硅化锆(ZrSi)和硅化钽(TaSi)中的一种或多种金属硅化物材料。芯层的厚度可以为100nm以下。增强层可以包含：除了硅(Si)之外还包含碳(C)、氮(N)、氧(O)中的一种或多种的硅化合物；或者碳化硅(SiC)、碳化硼(B4C)、钌(Ru)、钼(Mo)、石墨烯和碳纳米管(CNT)中的一种或多种材料。增强层的材料可以与芯层和蚀刻停止层图案的材料不同，并且增强层的厚度可以为2nm至10nm且拉伸应力可以为50MPa至150MPa。。蚀刻停止层图案可以包含：除了硅(Si)之外还包含碳(C)、氮(N)、氧(O)中的一种或多种的硅化合物。蚀刻停止层图案的厚度可以为10nm至500nm。蚀刻停止层图案可以包含压缩应力为300Mpa以下的氧化硅。防护膜还可以包括额外地形成在至少一个增强层的外表面上的辅助增强层。辅助增强层可以包含：除硅(Si)之外还包含碳(C)、氮(N)、氧(O)中的一种或多种的硅化合物；或碳化硅(SiC)、碳化硼(B4C)、钌(Ru)、钼(Mo)、石墨烯和碳纳米管(CNT)中的一种或多种材料。辅助增强层的材料可以与芯层和增强层的材料不同，并且所述辅助增强层的厚度可以为2nm至10nm。当蚀刻停止层包含氧(O)时，可以使用四甲基氢氧化铵(TMAH)来蚀刻支撑层以形成支撑层图案。防护膜可以还包括形成在增强层的外表面上的蚀刻掩模层，并且该蚀刻掩模层包含：除了硅(Si)之外还包含氧(O)的硅化合物。蚀刻掩模的硅化合物可以包含碳(c)和氮(N)中的至少一者，或铬、金和铝中的一种或多种金属材料。增强层可以包括具有纳米尺寸孔的外部多孔表面。增强层的多孔表面可以通过使芯层具有多孔表面而形成。芯层的多孔表面可以通过干法蚀刻而形成，并且可以使用XeF2和N2气体进行干法蚀刻。多孔表面的粗糙度可以为1nm至10nm。附图说明结合附图并通过以下对示例性实施方案的描述，上述方面和/或其他方面将变得显而易见且更易于理解，在附图中：图1是根据本公开第一实施方案的极紫外光刻用防护膜的截面图；图2是根据本公开第二实施方案的极紫外光刻用防护膜的截面图；图3A至3I为依次示出了制造图1所示的第一实施方案的极紫外光刻用防护膜的方法的视图；图4是示出在根据图1所示的第一实施方案的芯层中形成纳米芯的示意图；和图5是示出在图4中的芯层的一部分中表示的纳米芯的视图。具体实施方式图1是根据本公开第一实施方案的极紫外(EUV)光掩模用防护膜的截面图。参考图1，EUV光掩模用防护膜100包括框架层110和形成在框架层110之上的防护膜层120。框架层110包括上部支撑层图案102a和上部蚀刻停止层图案103a。防护膜层120包括下部增强层104、芯层105和上部增强层106。支撑层图案102a支撑防护膜层120，并且在防护膜制造完成时便于处理和转印。支撑层图案102a由待通过干/湿式蚀刻法蚀刻的材料制成。例如，可以通过对石英、绝缘体上硅(SOI)或硅(Si)晶圆应用微加工技术来形成支撑层图案102a。当通过湿式蚀刻法对图3的支撑层102进行图案化时，支撑层图案102a可以由这样的硅(Si)晶圆制成，从而容易地形成为具有期望的形状，该硅(Si)晶圆的结晶取向为[100]；掺杂密度为1020离子/cm2；具有6英寸、8英寸等各种尺寸；并且厚度为400μm至800μm。当对图3的蚀刻停止层103进行干/湿式蚀刻法时，蚀刻停止层图案103a埋入在支撑层图案102a和防护膜层120之间，并且包含除了硅(Si)之外还含有碳(C)、氮(N)和氧(O)中的一种或多种的硅(Si)化合物，该化合物对于支撑层102具有优异的蚀刻选择性。蚀刻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种极紫外(EUV)光刻用防护膜，该防护膜包括：支撑层图案，其通过蚀刻支撑层而形成；防护膜层，其形成在所述支撑层图案上；和蚀刻停止层图案，其形成在所述支撑层图案与所述防护膜层之间，并且在蚀刻所述支撑层时通过对停止蚀刻的蚀刻停止层进行蚀刻而形成。

【技术特征摘要】
2017.11.10 KR 10-2017-01498471.一种极紫外(EUV)光刻用防护膜，该防护膜包括：支撑层图案，其通过蚀刻支撑层而形成；防护膜层，其形成在所述支撑层图案上；和蚀刻停止层图案，其形成在所述支撑层图案与所述防护膜层之间，并且在蚀刻所述支撑层时通过对停止蚀刻的蚀刻停止层进行蚀刻而形成。2.根据权利要求1所述的防护膜，其中所述防护膜层包括芯层和一个或多个增强层，所述增强层形成在所述芯层的两个表面中的至少一个表面上，并且所述增强层的材料与所述芯层的材料不同。3.根据权利要求2所述的防护膜，其中所述芯层包含：除了单晶硅层、非晶硅层或多晶硅层之外，还包含硼(B)、磷(P)、砷(As)、钇(Y)、锆(Zr)、铌(Nb)和钼(Mo)中的一种或多种材料；或硅化钼(MoSi)、硅化钨(WSi)、硅化锆(ZrSi)和硅化钽(TaSi)中的一种或多种金属硅化物材料。4.根据权利要求2所述的防护膜，其中所述芯层的厚度为100nm以下。5.根据权利要求2所述的防护膜，其中所述增强层包含：除了硅(Si)之外还含有碳(C)、氮(N)、氧(O)中的一种或多种的硅化合物；或者碳化硅(SiC)、碳化硼(B4C)、钌(Ru)、钼(Mo)、石墨烯和碳纳米管(CNT)中的一种或多种材料。6.根据权利要求2所述的防护膜，其中所述增强层的材料与所述芯层和所述蚀刻停止层图案的材料不同，并且所述增强层的厚度为2nm至10nm。7.根据权利要求2所述的防护膜，其中所述增强层的拉伸应力为50MPa至150MPa。8.根据权利要求2所述的防护膜，其中所述蚀刻停止层图案包含硅化合物，该硅化合物除了包含硅(Si)之外，还包含碳(C)、氮(N)、氧(O)中的一种或多种。9.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：南基守，李昌焄，洪朱憙，朴铁均，
申请(专利权)人：思而施技术株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR