[发明专利]一种适用于EUV光刻的Mo/Si多层膜反射镜制备方法

说明书

一种适用于EUV光刻的Mo/Si多层膜反射镜制备方法，采取直流磁控溅射方法在凸面镜上生长Mo/Si周期性多层膜，凸面镜在直流磁控溅射生长腔中做溅射处理以清洁表面吸附气体和使得样品表面平整，从而得到高质量的样品，溅射清洗功率为5‑10W，溅射清洗时间为5‑10分钟；Mo，Si均由高能Ar⁺轰击进行溅射，通过分别控制直流溅射功率来控制两种元素的沉积速率；通过磁控溅射腔体中，Mo和Si源顶端的挡板连续切换控制实现Mo/Si周期性交替生长，最后一层生长1.5nm的Si层进行覆盖防止氧化。磁控溅射腔体中需要有石英晶体振荡器作为原位的沉积速率定标手段。该方法膜厚控制精确、简单易行、可重复性高。

技术领域

本发明属于极深紫外(EUV)光刻领域，特别提供了一种适用于EUV光刻的Mo/Si多层膜反射镜的制备技术。具体来说，即是以直流磁控溅射技术制备Mo/Si多层膜，利用直流磁控溅射技术对溅射功率的精确控制实现单层薄膜厚度的调制，并通过磁控溅射腔体中Mo和Si源顶端的挡板连续切换控制来实现Mo、Si周期性交替生长。生长过程中通过时间来精确调控Mo和Si层的生长厚度，从而得到厚度精确、平均粗糙度低、高反射率、界面清晰的Mo/Si多层膜反射镜。

背景技术

光刻是集成电路制造工艺中最关键的技术之一，决定了电子设备向小型化、微型化、高集成度方向发展的上限。目前，集成电路工艺中应用最广泛的193nm波长的光刻系统已经接近光刻设计的极限，进一步提升该系统的光刻工艺将会大大地增加光刻系统设计的复杂程度，从而使得光刻的成本急剧上升。而工作波长为13.5nm的极深紫外光刻系统可以极大地减小工艺因子以及物镜数值孔径的要求，因此极紫外光刻有望成为最优的解决方案，大力推动极紫外光刻技术的发展有助于我们进一步地提高光刻工艺的分辨率，实现更大密度的元件集成。

因此具有更高分辨率、有利于极大提高元器件集成密度的EUV光刻系统吸引了一众研究者的目光。由于几乎所有的材料对极紫外光都有极强的吸收特性，因此只有反射式光刻系统可以实现建立EUV光刻系统，而在反射式光刻系统中，如何降低材料对极紫外光的损耗，仍然是一个亟待解决的问题。极紫外光几乎能够被所有已知光学材料强吸收的特性决定了EUV光刻系统无法直接采用传统的折射式光学系统，所以EUV光刻系统的照明系统、掩模以及投影物镜均采用反射式设计。而传统的光学材料制作的反光镜会对极紫外光有极大的损耗，通过选择两种对极紫外光具有高低折射率的材料(通常为Mo、Si)，建立多层膜结构，在满足布拉格衍射的条件下可以实现极紫外光强的相干叠加，从而实现多层膜对极紫外光高反射的功能。然而，这种解决方案仍存在以下缺点：制备出来的多层膜的膜层之间很容易发生扩散现象﹐使多层膜结构丧失。在多层膜内部存在与入射波传播方向相同和相反的两种电磁波﹐并且这两种波具有很强的相干性，并且能够形成驻波从而产生对极紫外光的损耗。传统镀膜手段难以实现周期性交替镀膜时对膜厚的精确控制。目前最常用的蒸发镀膜手段在沉积过程中会形成岛状结构，不断阻碍沉积原子沉积到周围的空位中，从而使得薄膜内部孔隙结构增多，导致薄膜对极紫外光的反射率降低。

因此,设计一种具有高反射率的Mo/Si极紫外多层膜的结构并研发一种简单易行、可重复性高且能够实现周期性交替镀膜时对膜厚精确控制的Mo/Si多层膜制备方法,是科研工作者们的当务之急。

发明内容

本发明目的是，提出一种使用直流磁控溅射在高真空，最优的溅射参数组合下周期性交替生长Mo/Si多层膜样品的方法，从而使其能更好地满足EUV光刻反射镜多层膜的要求。