《炬丰科技-半导体工艺》EUV掩模的碳污染对光刻性能的影响

书籍：《炬丰科技-半导体工艺》

文章：EUV掩模的碳污染对光刻性能的影响

编号：JFKJ-21-789

作者：炬丰科技

关键词:EUV，口罩，污染，清洁

摘要

研究了EUV掩模表面碳膜的沉积特性、碳沉积对光刻性能的影响以及EUV掩模上沉积碳膜的清洗。通过x光反射率测量发现，碳膜的密度几乎是石墨的一半。用固体EUV模拟了碳沉积对光刻性能的影响。掩模上碳沉积引起的临界尺寸变化取决于吸收体图案上的沉积分布。故意制造的被污染的面罩通过使用原子氢的清洁过程进行处理。讨论了膜材料的清洗效率和耐久性。

介绍

EUV曝光工具中投影光学的污染是一个关键问题，必须在EUV光刻用于大批量制造的情况下加以解决。成像镜的反射率由于碳质膜的沉积和/或表面氧化而降低。EUV掩模也有同样的问题，但在这种情况下，它的寿命要求比投影光学系统要低。多层表面上的碳沉积的影响取决于膜的特性。在EUV波长下，光学性质强烈依赖于薄膜的密度，而不是化学键结构。尽管沉积机理已经被广泛研究，但是通过真空中的EUV曝光沉积的碳膜的密度及其对条件的依赖性还没有被很好地理解。本文研究了碳沉积特性对光刻性能的影响以及沉积碳膜的清洗。

碳膜的表征

   

图1 (a)示出了由于EUV掩模表面上的碳沉积导致的反射率的降低。反射率的变化取决于沉积碳膜的密度。它们是通过假设图1 (b)所示的多层结构来计算的。各层材料的光学常数1G iE可利用方程(1)得到，其中r0为经典电子半径，O为波长，nq为单位体积q型原子的数量，fq0为原子q的复原子散射因子。

 

 

结论

介绍了EUV掩模碳污染研究的三个部分:1)薄膜表征，2)模拟对光刻性能的影响，以及3)污染的清除。通过掠入射x光反射率测量，确定同步辐射沉积的碳膜的密度在0.8-1.2 g/cm3的范围内。明显低于石墨块体材料。掩模的碳污染对印刷性能的影响使用从测量的密度计算的光学常数来模拟。结果取决于掩模表面上的沉积轮廓。吸收体图案侧壁上碳膜的沉积导致偏置效应。这种偏置效应的影响是吸收体临界尺寸变化的25-40%。图案的横截面观察显示沉积轮廓几乎是共形的。为了去除沉积在掩模上的碳，应用了原子氢清洗工艺。沉积在吸收体图案上的碳膜被去除，而不会导致氧化钽的还原。