一種具有光譜純化功能的角寬帶極紫外多層膜的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及極紫外光刻技術領域，具體涉及一種具有光譜純化功能的角寬帶極紫外多層膜。
【背景技術】
[0002]極紫外光刻技術是指使用13.5nm波長光源實現光刻工藝的一種先進微納制造技術。極紫外光源的使用，使得光刻線寬大幅減小，能夠極大的提高芯片制造的集成度，進而縮小芯片尺寸，降低芯片能耗。目前，國際主流的光刻工藝是使用193nm的ArF激光光源再輔以多重曝光技術來完成的，能夠實現14nm線寬的光刻工藝。但復雜的工藝提高了芯片制造的成本，同時對進一步減小工藝線寬無能為力，人們希望使用13.5nm的極紫外光源來實現該尺度以及10nm以下尺度的光刻工藝。因此，人們對作為下一代光刻技術的極紫外光刻技術報以厚望。
[0003]極紫外多層膜技術是極紫外光刻技術領域中的一項關鍵技術。由于物質對極紫外波段的吸收作用，極紫外光刻系統采用全部反射式的設計。常見的使用周期性多層膜(由Mo和Si構成)的多次反射疊加實現功能，其對13.5nm波長的理論反射率可以達到74%，實驗室中也制備出了反射率69%的高反膜。此外，在光學設計中，為了實現光束的整形、匯聚等調制，還涉及到一些角寬帶極紫外多層膜。這類多層膜一般由非周期性的MoSi多層膜構成，對于較寬的入射角均有較高反射率，如對13.5nm波長在20°?24°范圍內具有50%的反射率的角寬帶極紫外多層膜。
[0004]在工程實際中，光刻膠在極紫外光照射下感光，但是由于材料特性，極紫外光刻膠一般也會對深紫外波段感光。而目前的極紫外光源中，深紫外波段也占有大部分能量，同時，由MoSi多層膜構成的反射鏡對深紫外波段也具有很大的反射率。這一實際問題提出了一項關于極紫外光源的光譜純化技術的研究。
[0005]現有光譜純化技術主要是利用Zr薄膜對13.5nm波長的透過與對深紫外波段的不透過的性質，由200nm厚的無支撐Zr薄膜實現對深紫外波段的抑制Jr膜對13.5nm波長的透過率與厚度直接相關，200nm厚的Zr膜對13.5nm波長的透射率僅有50%，而更薄的Zr膜，在制作與安裝的過程中更易損壞。其他光譜純化技術還包括微結構、光譜純化層等。其中微結構的光譜純化技術受限于加工方法，成本極高，且成功率較低，目前大多是理論的設計。而光譜純化層的設計與制作是一種比較簡單的方法，但主要針對周期性多層膜進行設計。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是在非周期的角寬帶極紫外多層膜上設計光譜純化層，進而提供一種具有光譜純化功能的角寬帶極紫外多層膜。
[0007]為了實現上述目的，本發明的技術方案具體如下:
[0008]—種具有光譜純化功能的角寬帶極紫外多層膜，該多層膜由下至上依次由基底、非周期的MoSi交替排列的多層膜、第一光譜吸收層、間隔層和第二光譜吸收層構成；
[0009]所述第一光譜吸收層、間隔層和第二光譜吸收層構成光譜純化結構層，使所述多層膜具有光譜純化功能。
[0010]在上述技術方案中，所述基底為表面經過超光滑工藝處理的、高頻粗糙度小于0.2nm的Si片、熔石英或ULE材料。
[0011]在上述技術方案中，所述第一光譜吸收層和第二光譜吸收層的材料為相同或不同的C、SiC和Si3N4材料中的一種或兩種。
[0012]在上述技術方案中，所述間隔層的材料與非周期的MoSi交替排列的多層膜的頂層材料一致。
[0013]在上述技術方案中，所述多層膜是由磁控濺射技術實現的。
[0014]本發明的有益效果是:
[0015]本發明提供的具有光譜純化功能的角寬帶極紫外多層膜是在非周期的角寬帶極紫外多層膜上設計光譜純化層，該多層膜實現了基本不影響極紫外波段反射率的條件下，抑制深紫外波段的光譜純化功能，降低了深紫外波段的反射率。且該多層膜結構簡單，制作方法簡單。
【附圖說明】
[0016]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明。
[0017]圖1為本發明提供的具有光譜純化功能的角寬帶極紫外多層膜結構示意圖。
[0018]圖2為角寬帶極紫外多層膜的反射率圖。
[0019]圖3為具有光譜純化功能的角寬帶極紫外多層膜的反射率圖。
[0020]圖4為角寬帶極紫外多層膜和具有光譜純化功能的角寬帶極紫外多層膜在160nm-240nm的深紫外波段的反射率圖。
[0021]圖中的附圖標記表示為:
[0022]1-基底、2-非周期的MoSi交替排列的多層膜、3-第一光譜吸收層、4-間隔層、5-第二光譜吸收層、6-角寬帶極紫外多層膜、7-具有光譜純化功能的角寬帶極紫外多層膜。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本發明做以詳細說明。
[0024]參見圖1:本發明提供的一種具有光譜純化功能的角寬帶極紫外多層膜，該多層膜由下至上依次由基底1、非周期的MoSi交替排列的多層膜2、第一光譜吸收層3、間隔層4和第二光譜吸收層5構成;所述第一光譜吸收層3、間隔層4和第二光譜吸收層5構成光譜純化結構層，使所述多層膜具有光譜純化功能。所述非周期的MoSi交替排列的多層膜2是實現角寬帶極紫外多層膜的部分結構。所述基底1為表面經過超光滑工藝處理的、高頻粗糙度小于0.2nm的Si片、熔石英或ULE材料。所述第一光譜吸收層3和第二光譜吸收層5的材料為相同或不同的C、SiC和Si3N4材料中的一種或兩種。所述間隔層4為Mo或Si材料，優選為與非周期的MoSi交替排列的多層膜2的頂層材料一致的材料，與兩者材料不一致相比，EUV反射率要高。所述多層膜是由磁控濺射技術實現的，并且對各層的厚度沒有特殊要求，本領域技術人員可以根據角度范圍進行調整得到，所述光譜純化結構層的厚度需要根據設計好的非周期的MoSi交替排列的多層膜2進行調整。
[0025]實施例
[0026]利用膜系設計軟件設計出一種非周期的角寬帶極紫外多層膜6，基底1選用Si，優化目標為對13.5nm波長在20°?24°范圍內具有盡量高的反射率。得到一組膜系結構，其反射率如圖2所示。
[0027]該膜系結構表面三層(從上至下)厚度分別為3.035nm Mo，4.438nm Si，3.156nmMo，再將其表面三層依次更換為C、S1、C三層結構，并對這三層結構的厚度進行優化得到第二光譜吸收層C 5的厚度為2.359nm，間隔層Si 4的厚度為4.751nm，光譜吸收層C 3的厚度為2.404nm的膜系結構，其反射率如圖3所示。
[0028]為具體說明該膜系結構具備光譜純化功能，以入射角為20°為例，角寬帶極紫外多層膜6以及具有光譜純化功能的角寬帶極紫外多層膜7在160nm?240nm的深紫外波段反射率如圖4所示。
[0029]由圖2、3、4可見，具有光譜純化功能的角寬帶極紫外多層膜7對深紫外波段的反射率由65%左右降低到52%左右，降低了 13%。角寬帶極紫外多層膜6的反射率為52%，具有光譜純化功能的角寬帶極紫外多層膜7的反射率為49.5%，由此可知具有光譜純化功能的角寬帶極紫外多層膜7對極紫外波段的反射率僅降低2.5%，實現了基本不影響極紫外波段反射率的條件下，抑制深紫外波段的光譜純化功能。
[0030]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明創造的保護范圍之中。
【主權項】
1.一種具有光譜純化功能的角寬帶極紫外多層膜，其特征在于，該多層膜由下至上依次由基底、非周期的MoSi交替排列的多層膜、第一光譜吸收層、間隔層和第二光譜吸收層構成； 所述第一光譜吸收層、間隔層和第二光譜吸收層構成光譜純化結構層，使所述多層膜具有光譜純化功能。2.根據權利要求1所述的具有光譜純化功能的角寬帶極紫外多層膜，其特征在于，所述基底為表面經過超光滑工藝處理的、高頻粗糙度小于0.2nm的Si片、熔石英或ULE材料。3.根據權利要求1所述的具有光譜純化功能的角寬帶極紫外多層膜，其特征在于，所述第一光譜吸收層和第二光譜吸收層的材料為相同或不同的C、SiC和Si3N4材料中的一種或兩種。4.根據權利要求1所述的具有光譜純化功能的角寬帶極紫外多層膜，其特征在于，所述間隔層的材料與非周期的MoSi交替排列的多層膜的頂層材料一致。5.根據權利要求1-4任意一項所述的具有光譜純化功能的角寬帶極紫外多層膜，其特征在于，所述多層膜是由磁控濺射技術實現的。
【專利摘要】本發明涉及一種具有光譜純化功能的角寬帶極紫外多層膜，屬于極紫外光刻技術領域。本發明提供的具有光譜純化功能的角寬帶極紫外多層膜，該多層膜由下至上依次由基底、非周期的MoSi交替排列的多層膜、第一光譜吸收層、間隔層和第二光譜吸收層構成；所述第一光譜吸收層、間隔層和第二光譜吸收層構成光譜純化結構層，使所述多層膜具有光譜純化功能。本發明提供的具有光譜純化功能的角寬帶極紫外多層膜是在非周期的角寬帶極紫外多層膜上設計光譜純化層，該多層膜實現了基本不影響極紫外波段反射率的條件下，抑制深紫外波段的光譜純化功能，降低了深紫外波段的反射率。且該多層膜結構簡單，制作方法簡單。
【IPC分類】G03F7/20, G02B1/115
【公開號】CN105445822
【申請號】CN201510962205
【發明人】姚舜, 喻波, 金春水
【申請人】中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月21日