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

本发明专利技术公开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，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。本发明专利技术在移相层两侧添加了铬侧壁墙，通过该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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微电子技术中的纳米微加工
，特别涉及。
技术介绍
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。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供，以消除极紫外光刻中的由于掩模结构引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，本专利技术提供了，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。本专利技术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不意图。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为依照本专利技术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为本专利技术与图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为依照本专利技术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为依照本专利技术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。具体实施例方式为使本专利技术的目的、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，对本专利技术进一步详细说明。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。本专利技术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。本专利技术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为依照本专利技术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所示的依照本专利技术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示出了依照本专利技术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I表面上沉积多层膜反射层和保护层，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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。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Mo/Si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 180°C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...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海亮，谢常青，刘明，史丽娜，朱效立，李冬梅，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：