高熱穩(wěn)定性極紫外多層膜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于極紫外光刻技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高熱穩(wěn)定性極紫外多層膜。
【背景技術(shù)】
[0002]極紫外光刻(ExtremeUltrav1let Lithography，EUVL)技術(shù)是使用EUV波段，主要是13.5nm波段，進(jìn)行光刻的微納加工技術(shù)。目前，EUVL技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)7nm線寬的刻蝕工藝，并具備進(jìn)一步縮小刻蝕線寬的可能性。這在大規(guī)模集成電路制造領(lǐng)域具有重要意義，能夠?qū)崿F(xiàn)更大密度的元件集成，以及更低的能耗。
[0003]極紫外光刻使用的波長(zhǎng)為1-Hnm光源照明，由于幾乎所有已知的光學(xué)材料在這一波段都具有強(qiáng)吸收，無(wú)法采用傳統(tǒng)的折射式光學(xué)系統(tǒng)，所以極紫外光刻系統(tǒng)的照明系統(tǒng)、掩模和投影物鏡均采用反射式設(shè)計(jì)，其反射光學(xué)元件需鍍有周期性多層膜以提高反射率。極紫外光刻系統(tǒng)一般采用激光等離子體光源，激光等離子體光源的原理是采用高強(qiáng)度的激光轟擊靶材產(chǎn)生等離子，從而輻射出極紫外光。為降低轟擊靶材產(chǎn)生的碎肩在最靠近激光等離子體的極紫外光收集鏡上的沉積速率，一般要對(duì)收集鏡進(jìn)行加熱，這要求收集鏡上的多層膜必須承受高于400°C的溫度，而普通極紫外多層膜如Mo/Si多層膜最高只能承受不到200°C的溫度。過(guò)高的溫度會(huì)加快Mo/Si多層膜的Mo層和Si層間的相互擴(kuò)散，降低Mo層和Si層的折射率對(duì)比度，改變多層膜的周期厚度，最終引起波長(zhǎng)漂移并顯著降低多層膜在13.5nm處的反射率。
[0004]為此，需在Mo/Si多層膜膜層間加入防擴(kuò)散的阻擋層，為達(dá)到阻止在高溫下Mo-Si間相互擴(kuò)散的效果，阻擋層材料一般選擇熔點(diǎn)高的化學(xué)惰性材料，現(xiàn)有技術(shù)中的阻擋層材料有C、S i C、B4C、BN、Mo2C、S i O2、S i 3N4等，但這些阻擋層材料所構(gòu)成的多層膜，要么熱穩(wěn)定性達(dá)不到要求，要么因阻擋層本身吸收過(guò)大而使多層膜初始反射率相對(duì)于Mo/Si多層膜降低太大。如BN材料B-N的化學(xué)鍵非常強(qiáng)，具有很高的化學(xué)惰性，因此采用BN作為阻擋層材料的多層膜的熱穩(wěn)定性非常高，但由于BN的吸收比較大，因此其反射率比較低。B4C吸收比較小，常用來(lái)加入Mo/Si多層膜的膜層間以阻擋多層膜在沉積過(guò)程中的本征擴(kuò)散，以提高多層膜的反射率，但B4C化學(xué)惰性不是很高，因此多層膜的熱穩(wěn)定性不是很高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)有阻擋層的Mo/Si多層膜無(wú)法兼顧高熱穩(wěn)定性和較好的反射率的技術(shù)問(wèn)題，提供一種高熱穩(wěn)定性極紫外多層膜。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題采取的技術(shù)方案如下。
[0007]高熱穩(wěn)定性極紫外多層膜，主要包括設(shè)置在基底上的周期層；
[0008]所述周期層由從下至上依次設(shè)置的第一Si層、第一阻擋層、Mo層和第二阻擋層組成；
[0009]所述第一阻擋層和第二阻擋層的材料均為B、C、N三種元素按摩爾比2.5:0.5:(0.25-1)組成的化合物。
[0010]進(jìn)一步的，所述第一阻擋層和第二阻擋層通過(guò)反應(yīng)磁控濺射沉積法制備，濺射靶為B4C靶，反應(yīng)氣體為N2氣。
[0011]進(jìn)一步的，所述第一阻擋層的厚度為0.7-0.9nm。
[0012]進(jìn)一步的，所述第二阻擋層的厚度為0.3-0.5nm。
[0013]進(jìn)一步的，所述周期層的周期數(shù)為40-60。
[0014]進(jìn)一步的，所述周期層的厚度為7nm。
[0015]進(jìn)一步的，所述周期層的上界面還設(shè)有第二Si層。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0017]本發(fā)明的極紫外多層膜采用B-C-N三元化合物為阻擋層材料，在Mo/Si多層膜膜層間加入防擴(kuò)散的B-C-N阻擋層，通過(guò)調(diào)節(jié)B-C-N三種元素的比例，使多層膜的熱穩(wěn)定性滿足要求，同時(shí)初始反射率相對(duì)于Mo/Si多層膜降低程度在合理范圍之內(nèi)，既滿足了激光等離子體光源收集鏡多層膜耐400°C高溫的需求，又使收集鏡的收集效率也在合理范圍之內(nèi)。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明的高熱穩(wěn)定性極紫外多層膜的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為不同類型的極紫外多層膜的反射率的理論計(jì)算值；
[0020]圖3為對(duì)比例I的Mo/Si多層膜和實(shí)施例2的Mo/BCN/Si/BCN多層膜在高溫下的周期厚度漂移；
[0021]圖4中，a為加熱后對(duì)比例I的Mo/Si多層膜的高分辨透射電鏡圖像，b為加熱后實(shí)施例2的Mo/BCN/Si/BCN多層膜的高分辨透射電鏡圖像；
[0022]圖5為加熱前后對(duì)比例I中的Mo/Si多層膜和加熱前后實(shí)施例2的Mo/BCN/Si/BCN多層膜的反射率變化；
[0023]圖中，1、基底，2、周期層，21、第一Si層，22、第一阻擋層，23、Mo層，24、第二阻擋層，
3、第二 Si層。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合圖1-5進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0025]如圖1所示，本發(fā)明的高熱穩(wěn)定性極紫外多層膜，主要包括設(shè)置在基底I上的周期層2，也可以根據(jù)使用需要，依據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)設(shè)置其他膜結(jié)構(gòu)，如可以在周期層2的上界面設(shè)置第二 Si層3，第二 Si層3的材料為Si，厚度一般為3.8nm。周期層2的周期數(shù)依據(jù)實(shí)際需要選擇確定，一般為40-60個(gè)周期，周期厚度一般為7nm。每個(gè)周期由從下至上依次排列的第一 Si層21、第一阻擋層22、Mo層23和第二阻擋層24組成，與基底I緊密接觸的為最下層的第一 Si層21。第一 Si層21的材料為Si，厚度一般為3.Snmt3Mo層23的材料為Mo，厚度一般為2.0nm。第一阻擋層22的厚度為0.7-0.9nm，第二阻擋層24的厚度為0.3-0.5nm，第一阻擋層22和第二阻擋層24的材料可以相同也可以不同，分別為B、C、N三種元素按2.5:0.5:(0.25-1)組成的化合物。
[0026]實(shí)施例1
[0027]高熱穩(wěn)定性極紫外多層膜，由從下至上依次設(shè)置在基底I上的周期層2和第二Si層3組成。其中，周期層2由從下至上依次排列的3.Snm厚的第一Si層21、0.Snm厚的第一阻擋層22.2.0nm厚的Mo層23、0.4nm厚的第二阻擋層24組成，第一阻擋層22和第二阻擋層24的材料均為B2.5CQ.5NQ.5。第二 Si層3的厚度為3.8nm。該極紫外多層膜記作Mo/B2.5C0.5N().5/Si/B2.5C0.5Nt).5多層膜。
[0028]實(shí)施例2
[0029]高熱穩(wěn)定性極紫外多層膜，由