[发明专利]一种极紫外波段宽带Mo/Si多层膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及极紫外光刻领域，特别提供了一种极紫外波段宽带Mo/Si多层膜的制备方法。

背景技术

极紫外光刻(Extreme Ultraviolet Lithography，EUV光刻)技术是使用EUV波段，主要是13.5nm波段，进行光刻的微纳加工技术。目前，EUV光刻技术已经能够实现7nm线宽的刻蚀工艺，并具备进一步缩小刻蚀线宽的可能性。这在大规模集成电路制造领域具有重要意义，能够实现更大密度的元件集成，以及更低的能耗。

极紫外光刻使用波长为10～14nm光源照明,由于几乎所有已知光学材料在这一波段都具有强吸收，无法采用传统的折射式光学系统，所以极紫外光刻系统的照明系统、掩模和投影物镜均采用反射式设计，其反射光学元件需镀有周期性多层膜以提高反射率。但是周期性多层膜的干涉特性导致其反射光谱带宽和入射角带宽很窄，这样就限制了多层膜在某些场合的应用，因此需要采用非周期性多层膜来增大多层膜反射带宽。

与可见光波段多层膜相比，极紫外波段多层膜各膜层厚度均在几个纳米的级别，如此薄的膜层厚度使得膜层间的扩散必须在极紫外波段宽带多层膜的设计和制备过程中予以考虑。目前，扩散的处理主要是在Mo层和Si层间加入扩散层Mo_xSi_y，从而构成Mo/Mo_xSi_y/Si/Mo_xSi_y四层模型。四层模型的难点在于如何准确的确定扩散层的组分和厚度，并且当多层膜周期厚度和Г值变化较大使扩散层组分和厚度也会发生变化，这使得宽带Mo/Si多层膜的设计和制备成为一个非常复杂的问题。

因此，研发一种简单，易行的Mo/Si多层膜制备方法，成为人们亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种极紫外波段宽带Mo/Si多层膜的制备方法，以至少解决以往Mo/Si多层膜制备过程复杂等问题。

本发明提供的技术方案，具体为，一种极紫外波段宽带Mo/Si多层膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

依据目标宽带Mo/Si多层膜的指标，采用两层模型进行膜系设计，获得Mo/Si膜系厚度序列；

依据所述Mo/Si膜系厚度序列，采用有效厚度法标定各周期Mo膜层和Si膜层分别对应的公转速度；

依据各周期Mo膜层和Si膜层分别对应的公转速度，控制磁控溅射镀膜机进行宽带Mo/Si多层膜的制备。

优选，所述两层模型具体为：在Mo/Si多层膜的一个周期内膜层结构为Mo层/Si层，且Mo层为吸收层，Si膜层为空间层。

进一步优选，依据目标宽带Mo/Si多层膜的指标，采用两层模型进行膜系设计，获得Mo/Si膜系厚度序列步骤包括：

计算已知不同宽带Mo/Si膜系厚度序列在固定波长、不同正入射角下的反射率，通过递归算法获得不同宽带Mo/Si膜系厚度序列对应的反射谱

利用不同宽带Mo/Si膜系厚度序列对应的反射谱寻找使得评价函数MF值最小的反射谱以及该反射谱对应的宽带Mo/Si膜系厚度序列；

所述评价函数MF具体为，

其中，和分别为目标宽带Mo/Si多层膜指标中对应的最大入射角和最小入射角，为目标宽带Mo/Si多层膜指标中对应的反射谱，为入射角。

进一步优选，寻找使得评价函数MF值最小采用的方法为Levenberg-Marquardt算法。

进一步优选，采用有效厚度法标定各周期Mo膜层和Si膜层分别对应的公转速度公式为：

ν_Si＝5.916/(dSi_eff+0.868)

其中，ν_Si为各周期内Si膜层对应的公转速度，dSi_eff为各周期内Si膜层对应的厚度；

ν_Mo＝2.819/(dMo_eff+0.281/ν_Si-0.385)

其中，ν_Mo为各周期内Mo膜层对应的公转速度，dMo_eff为各周期内Mo膜层对应的厚度。

本发明提供的极紫外波段宽带Mo/Si多层膜的制备方法，采用两层模型进行膜系的设计，简化了设计过程，同时将设计后的膜系厚度序列采用公转速度进行标定，将膜层厚度与公转速度之间建立联系，使得制备的多层膜与设计结果吻合度高。