[发明专利]一种极紫外多层膜及其制备方法

说明书

本申请提供的极紫外多层膜，包括：依次层叠设置的基底、阻挡层及表面保护层，所述阻挡层由多个周期设置的阻挡单元构成，任意一个阻挡单元包括依次设置的Si层、第一扩散阻挡层、Mo层及第二扩散阻挡层，本发明提供的极紫外多层膜，采用表面保护层，该保护层既具备良好的防氢泡产生能力；同时，采用扩散阻挡层以阻止氢离子穿透表面保护层，破坏Mo/Si多层膜界面。另外，本申请提供的极紫外多层膜的制备方法，制备工艺简单，易于工业化生产。

技术领域

本发明属于极紫外光刻技术领域，具体涉及一种极紫外多层膜及其制备方法。

背景技术

极紫外光刻(Extreme Ultraviolet Lithography，EUVL)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，EUVL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。

极紫外光刻系统一般采用激光等离子体光源，激光等离子体光源的原理是采用高强度的激光轰击靶材产生等离子，从而辐射出极紫外光。激光等离子体光源的工作原理是，10.6μm的红外驱动激光，轰击液体Sn靶，使Sn原子中的电子激发然后退激发，辐射出13.5nm的极紫外光，经过极紫外光刻收集镜的反射，聚焦到光源中IF(Intermediate Focus)点。

在红外驱动激光轰击Sn靶之后，部分的Sn被蒸发，并沉积凝固到极紫外光刻收集镜上，形成Sn污染，破坏收集镜对极紫外光的反射率，并降低了极紫外光刻机的使用寿命。因此，去除极紫外光源收集镜上沉积的Sn污染，对延长极紫外光刻机的使用寿命具有重要意义。

通常人们使用射频氢，通过H+等离子体与收集镜上的Sn进行反应形成SnH₄，来去除Sn污染。材料表面氢脆是材料在H2曝光环境下发生的一种独特的现象，是H离子和/或H原子在材料表面产生扩散和渗透所导致的材料表面出现大量细微泡状的现象。这种现象最初是在半导体和金属等体材料的表面发生。在EUV多层膜中，由于膜层厚度十分薄膜，且包含大量的膜层界面，因此，EUV多层膜表面更加容易产生氢泡。一定的情况下，EUV多层膜表面的细微气泡会发生破裂，出现塌陷。

因此，需要研发多层膜表面保护层，防止氢泡的产生，延长多层膜的使用寿命。

发明内容

鉴于此，有必要针对现有技术存在的缺陷提供一种防止氢泡的产生，延长多层膜的使用寿命的极紫外多层膜。

为解决上述问题，本发明采用下述技术方案：

一种极紫外多层膜，包括：依次层叠设置的基底、阻挡层及表面保护层，所述阻挡层由多个周期设置的阻挡单元构成，任意一个阻挡单元包括依次设置的Si层、第一扩散阻挡层、Mo层及第二扩散阻挡层。

在其中一些实施例中，所述基底为Si片、熔石英、微晶玻璃或ULE材料。

在其中一些实施例中，所述第一扩散阻挡层及所述第二扩散阻挡层为B-C-N三元化合物。

在其中一些实施例中，所述Mo层在所述Si层上界面的扩散阻挡层厚度为0.8nm，所述Si层在Mo层上的界面的扩散阻挡层厚度为0.4nm。

在其中一些实施例中，所述扩散阻挡层材料为B-C-N三元化合物材料。

在其中一些实施例中，所述表面保护层材料为Ti-Al-N三元化合物材料。

在其中一些实施例中，所述表面保护层的厚度为2～4nm。