專利名稱：用于euv光刻的掩模版及其制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用在EUV光刻(極紫外光刻)中的掩模版(maskblank)及用于其制作的方法。
背景技術：
在微電子學中為了不斷獲取更高的集成密度，必需使用越來越短的波長用于曝光?？梢灶A見未來將使用僅僅13納米或更短的波長來制作小于35納米的結構。由于這個原因，用于光刻曝光的掩模的制造是非常重要。掩模必須實質(zhì)上無缺陷，因為否則掩模中最輕微的誤差將被復制在每一塊芯片上。盡可能最大程度地排除可能導致掩模的污染的所有來源。
這需要非常精確的技術用于掩模版的制作以及非常仔細地夾持和操作掩模版，以便盡最大程度地避免磨損和顆粒形成?？紤]到污染掩模版的風險，即使對這種方法最輕微的改進也會顯著提高半導體制作中的質(zhì)量。因此，為掩模版的制造和處理所考慮的方法相對復雜并昂貴并不意外，因為半導體制作的目標總是以盡可能最低的廢品率獲取盡可能最高的集成密度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種用在EUV光刻中的掩模版，以便進一步減少污染的風險和掩模誤差。本發(fā)明的又一個目的是提供一種用于制作這種掩模版的方法。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種用在EUV光刻中的掩模版，由此掩模版包括具有正面和背面的基板，并且涂層施加到正面用作EUV光刻中的掩模。根據(jù)本發(fā)明，基板的背面包括導電涂層。這樣可以驚人簡單的設計提供掩模版，對于污染的風險和顆粒形成顯示出優(yōu)勢。根據(jù)本發(fā)明，基板優(yōu)選包括具有極低的熱膨脹系數(shù)的材料。
根據(jù)本發(fā)明的掩模版可以借助于靜電夾持裝置(靜電吸盤)在背面夾持住并覆蓋大的面積。因為靜電夾持裝置接觸基板背面的大的面積，所以僅僅需要低的夾持力。這些進而產(chǎn)生較少的磨損并因此產(chǎn)生低的污染風險。此外，根據(jù)本發(fā)明的掩模版可以非常平穩(wěn)地被夾持和操作?？梢苑奖愕乜刂撇⑵椒€(wěn)地接通和切斷施加到靜電夾持裝置和/或到掩模版背面的電勢。這樣使得可以很大程度上避免突然施加到掩模版的力，結果產(chǎn)生甚至更小的磨損及甚至更低的顆粒形成。在掩模版和靜電夾持裝置之間的大面積接觸還可以用來拉直掩模版，例如，如果掩模版被彎曲或處在張力下，由此可以減少應力。
優(yōu)選地，按照DIN 58196-5(德國工業(yè)標準)，導電涂層對布織物的耐磨損性至少落入類別2。在半導體制作期間，例如，在更換或維護工作期間，即使用手或借助于操作工具夾持掩模版或由其制備的掩模，或如果版或掩模用于進一步的處理階段，由于在背面的涂層非常耐磨損，所以實際上不存在磨損。
優(yōu)選地，按照DIN 58196-4(德國工業(yè)標準)，導電涂層對擦除器的耐磨損性至少落入類別2。在半導體制作期間，例如，用手或使用工具擦或夾持掩模版或由其制備的掩模，或如果版或掩模用于進一步的處理階段，由于在背面的涂層非常耐磨損，所以根據(jù)本發(fā)明實際上不存在磨損。
優(yōu)選地，按照DIN 58196-6(德國工業(yè)標準)，在粘結帶測試中導電涂層的粘結強度對應于基本上0％的分離或分層。例如在更換或維護工作期間，如果粘結目標體始終接觸掩模版或由其制備的掩模，實際上在背面上的導電涂層部分沒有被分離或分層；否則，這將產(chǎn)生污染或麻煩的磨損。因此，總的來說有利的是，建立了根據(jù)本發(fā)明的掩模版或由其制備出的掩模可以可靠地處理而沒有維護問題。
優(yōu)選地，基板包括極低的熱膨脹系數(shù)的材料，例如，可以為改性的石英玻璃或改性的陶瓷玻璃。為了本專利申請目的，術語“具有極低的熱膨脹系數(shù)”應解釋為意味著在特定的溫度范圍內(nèi)，不經(jīng)受任何顯著膨脹或至少不經(jīng)受大面積熱膨脹的材料。優(yōu)選地，在從大約0至50攝氏度的溫度范圍內(nèi)，具有極低的熱膨脹系數(shù)的材料具有小于大約±100ppb/K的熱膨脹，更優(yōu)選小于大約±30ppb/K以及甚至更優(yōu)選小于±5ppb/K，因為在所述范圍內(nèi)，尤其針對用在光刻曝光方法中和各層的耐磨損性，可以制作具有特定有利特性的掩模版。
根據(jù)本發(fā)明考慮優(yōu)選使用零膨脹材料的特性，以下面的申請為例作出參考，在本申請中明確地參考并引入DE-OS-19 02432、US4,851,372、US5,591,682和DE 101 63 597.4。
包括硅酸鈦玻璃(92.5％的SiO2和7.5％的TiO2)的ULE(超低膨脹)材料的Corning7971還能用作具有極低的熱膨脹系數(shù)的材料。它是通過將純液態(tài)四氯化硅和四氯化鈦混合在一起并將蒸汽傳送到反應爐，在其中它們進行化學反應來制造的。玻璃液滴沉積在旋轉轉盤上。需要一周的時間來制作直徑大約170cm和厚度15cm的版。以這種方式獲得的玻璃合成物特征為具有超低的熱膨脹系數(shù)。
為了取得適當?shù)墓鈱W特性，涂層至少施加到掩模版的正面，所述涂層包括雙介電層系統(tǒng)、尤其是鉬硅雙層和一鉻層或吸收EUV光的一其它層。以這種方式，可以制作具有驚人的高耐磨損性的掩模版，其適合于用在EUV光刻中，尤其具有降低到大約13納米的波長。
優(yōu)選地，通過離子束輔助淀積，尤其是通過離子束輔助濺射施加雙介電層，其結果產(chǎn)生極其均勻并無缺陷的層，并因此確保涂層具有高程度的反射率?？偟膩碚f，這樣能夠提供極其精確的成像光學裝置和掩模。對于涂覆方法，參考申請人的共同待審US專利申請序列號no.10/367,539，其申請日為2003年2月13日，標題為“光掩模版、光掩模、用于掩模版和光掩模的方法和裝置、光掩模版的制造方法和裝置”，作為參考將其內(nèi)容引人本申請。
能以驚人的簡單方式制作掩模版，其中在正面和背面上的涂層基本上相同或部分相同。這意味著對于掩模版的正面和背面都可以使用相同的涂覆技術和工藝階段。因為在工藝室或涂覆掩模版的類似室不必開啟并且掩模版不必傳送到另一間工藝室，因此節(jié)省了其制作時間并降低了污染的風險。相反，掩模版可以在相同的涂覆工藝中在正面或背面涂覆或在一部分上涂覆。
為了用靜電夾持裝置使掩模版能被更可靠地夾緊和夾持，具有大約100nm層厚度的導電涂層的電阻率至少是大約10-3Ωcm，更優(yōu)選至少大約10-4Ωcm、因為這樣能更好地夾持和夾緊掩模版，甚至更優(yōu)選10-5Ωcm、因為這樣能更好地夾持和夾緊掩模版，甚至更優(yōu)選10-6Ωcm、因為這樣能更好地夾持和夾緊掩模版，甚至更優(yōu)選10-7Ωcm、因為這樣能更好地夾持和夾緊掩模版，甚至更優(yōu)選10-8Ωcm、因為這樣能更好地夾持和夾緊掩模版。用大約100nm厚的層，發(fā)現(xiàn)至少大約10-5Ωcm的電阻率是相當特別優(yōu)選的。
本發(fā)明還提供一種用在EUV光刻中的掩模版的制作方法，其中掩模版包括由極其低的熱膨脹系數(shù)的材料構成并具有正面和背面的基板，其中涂層施加到正面用作在EUV光刻中的掩模，并且導電涂層施加到背面。
優(yōu)選實施例的詳細說明下面將借助于示例介紹根據(jù)本發(fā)明的實施例的優(yōu)選示例。當研究實施例的下述示例時，根據(jù)本發(fā)明的其他特征、優(yōu)勢和變型對于本領域的技術人員來說是顯而易見的。
根據(jù)本發(fā)明的掩模版包括基板，基板包括高度均質(zhì)的光學玻璃、石英玻璃、陶瓷玻璃或類似材料。考慮到熱膨脹，基板優(yōu)選實質(zhì)上為零膨脹材料。掩模版優(yōu)選具有矩形形狀，例如具有大約15cm的邊長。顯然，掩模版還可以具有其它的幾何形狀，例如圓形。以僅僅十分之幾納米的精度拋光基板。如現(xiàn)有技術所公知，在正面形成雙介電層系統(tǒng)，該系統(tǒng)滿足用相長干涉放大反射輻射的布拉格反射條件。根據(jù)本發(fā)明的13.4納米的曝光波長的一個示例包括大約50鉬硅雙層，該鉬硅雙層具有大約2.8納米厚的鉬層和大約4納米厚的硅層。匹配用于曝光波長的適合的多介電層系統(tǒng)對于本領域的技術人員是公知的。
金屬掩模、尤其是鉻掩模或其它EUV吸收體被施加在多介電層系統(tǒng)的表面來吸收曝光輻射。優(yōu)選構造或構圖金屬層，特別是鉻層?；宓恼鎯?yōu)選全部導電。
根據(jù)本發(fā)明，對基板的背面施加導電涂層。這優(yōu)選施加于整個背面的表面，然而，但還能以合適的方式施加于部分背面，例如以環(huán)形形狀，或例如為與靜電夾持裝置(靜電吸盤)的外部輪廓匹配的方形。
優(yōu)選地，借助于工藝階段將導電涂層施加到基板的背面，該工藝階段與制造基板正面上對應的導電涂層使用的工藝階段相同。這樣，在單個操作步驟中可以至少在部分區(qū)域中制造了掩模版。這能意味著不需要破壞在淀積反應室內(nèi)的保護氣氛或真空。顯然，多層介電涂層還可以施加到基板的背面——優(yōu)選地，這將與施加到基板的正面的多層涂層相同。
將該基板和涂層設計得用于在EUV光刻(極紫外光刻)中，對光譜的紫外部分中的波長進行曝光。對于EUV光刻的未來的一種可能性是使用小到大約13納米的波長。
在掩模版正面上的涂層最初是無結構的或未構圖的。在隨后的工藝階段中，其可以在制造者現(xiàn)場或在掩模版的接受方現(xiàn)場進行，適當?shù)貥嬙旎驑媹D涂層，以便可以提供用于EUV光刻的掩模。可以用例如光致抗蝕劑或保護漆的抗蝕劑膜覆蓋掩模版或掩模。
因為基板的背面具有導電涂層，因此可以使用靜電夾持裝置來夾持和操作掩模版。例如在運輸或處理期間，在掩模版背面的導電涂層能夠以更有效的方式來避免來自掩模版的靜電電荷。
原則上，提供適合于基板背面的涂層的適當金屬化質(zhì)量的所有金屬化技術都是可能的?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)離子束輔助淀積、特別是離子束輔助濺射是特別適合的。采用這種涂覆技術，離子束指向靶，靶上的材料剝離到真空中。將靶設置在要涂覆的基板的附近，并用濺射通過分離的靶物質(zhì)涂覆基板。雖然這種涂覆方法相對復雜并昂貴，但現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)其尤其適合涂覆掩?；蜓谀０?，因為施加的層特別均勻并無缺陷。離子束輔助淀積可以用來施加金屬或兩種或多種金屬或介電材料的混合物。關于金屬和介電材料的離子束輔助淀積的詳細內(nèi)容，參考申請人的共同待審US專利申請序列號no.10/367,539，其申請日為2003年2月13日，標題為“光掩模版、光掩模、用于掩模版和光掩模的方法和裝置、光掩模版的制造方法和裝置”，作為參考專門將其內(nèi)容引入本申請。
以此方式施加到基板背面的導電涂層特征在于幾個有利性質(zhì)，特別是關于磨損和電阻，下面參考以較復雜的實驗順序制備和表征的優(yōu)選實施例介紹這些性質(zhì)。
第一示例實施例借助于離子束輔助濺射將大約50納米至大約100納米厚的鉻層施加到掩模版的背面。按照DIN 58196-5(德國工業(yè)標準)評估由布織物引起的背面上涂層的耐磨損性。按照DIN 58196-5(德國工業(yè)標準)，相對于特定的剛度(degree of severity)(H25∶25周，H50 50周)測試樣品。用4.5N的力在樣品的表面上往復拉伸至少20mm(一周)具有10mm直徑的平坦接觸表面的印戳，印戳上展開有按照DIN61631-MB-12 CV/CO的包括4層紗布繃帶的布織物。
施加負載之后，按照DIN 58752(德國工業(yè)標準)用棉花和溶劑清洗樣品。通過在100W白熾燈的光下以不同的角度旋轉和傾斜樣品，來對表面進行反射和透射的視覺評估，而不用在相對于matt-black背景的盒中放大。燈-樣品距離應大約在30至40cm；樣品-眼睛距離應大約在25cm。
按照DIN 58196-6的(德國工業(yè)標準)的評估采取視覺上可辨認的層破損的評估形式。結果指定為標準中限定的五個耐磨損性級別其中之一?？鼓p性級別可以用于評估層粘結。按照DIN 58196-5(德國工業(yè)標準)，類別1相當于沒有可見的層損壞，類別2相當于由磨損痕跡產(chǎn)生的少量散射光，類別3相當于具有輕微指示初始局部損壞的可辨認的更多散射光，類別4相當于對層的清楚可辨認的局部損壞以及類別5相當于涂層磨損至基板。
按照DIN 58196-5(德國工業(yè)標準)評估上述基板。行程的數(shù)目是25(剛度H25)。評估二十個樣品。按照DIN 58196-5，被評估的所有樣品屬于類別2或更好。
第二示例實施例參考DIN 58196-4(德國工業(yè)標準)測試諸如結合第一示例實施例介紹的掩模版，來確定由擦除器引起的背面上的涂層的耐磨損性。DIN 58196-4詳細介紹了所使用的擦除器的表面的制備(使磨光的玻璃盤粗糙化，用異丙醇清洗)以及測試的實施(磨損表面的直徑6.5-7mm、磨損力4.5N、磨損長度20mm)。擦除器在背面上的涂層上摩擦。評估采取明顯可辨認層破損的主觀評估的形式。結果指定為在DIN 58196-5中所限定的五個耐磨損性級別其中之一。抗磨損性級別可以用于評估層粘結。
類別1相當于沒有可辨認層損壞，類別2相當于少量的散射光可辨認，以便由此磨損痕跡可辨認，類別3相當于更多散射光可辨認并具有輕微表示的初始局部損壞，類別4相當于清楚可辨認的對層的局部損壞以及類別5相當于涂層磨損至基板。
評估二十個基板從而使擦除器在背部涂層上摩擦20次。被評估所有樣品屬于類別2或更好。
第三示例實施例使用按照DIN 58196-6(使用粘結帶測試粘附強度)的測試方法測試諸如結合第一示例實施例詳細介紹的掩模版，來確定在背面上的涂層的粘結強度。按照DIN 58196-6(德國工業(yè)標準)，樣品平坦放置在固定基座(桌臺)上。然后，用一卷粘結帶的至少25mm長的長的未用條粘貼到待測表面上，通過用手指按壓來確保沒有氣泡并使得伸出邊緣外。粘結帶由聚酯制成并且是至少12mm寬。對25mm的帶寬度而言，它的粘結度應為(9.8±0.5)N。在1分鐘以后，將帶的伸出邊緣拿在一只手中并垂直于測試表面剝離，而另一只手牢固地將樣品固定在基座上。取決于剛度的程度，在2至3秒內(nèi)(剛度K1)緩慢地或在小于1秒內(nèi)(剛度K2)突然地剝離粘結帶。評估采取明顯可辨認層破損的主觀評估的形式，用由帶的粘結引起的與表面的脫離的百分比表示。
評估了二十塊基板。在小于一秒內(nèi)突然剝離粘結帶(剛度K2)。所有樣品表現(xiàn)出了大約0％的分離。
第四示例實施例使用用于測量表面電阻的兩種方法測量了諸如結合第一示例實施例詳細介紹的掩模版。下面的表面電阻值出現(xiàn)在圓盤的中心。在每種情況下，對每個電流進行兩次測量。


用0.5mA的甚至更小的電流，起始于中心點，離中心點1cm測量出用于表面電阻歐姆的下列值26.2866 26.270326.272826.3068 26.2520為了計算層的電阻率，應當用層厚度乘以表面電阻，由此例如40nm的層厚得到26.27280hm×40nm＝105μOhmcm。
以類似的方式計算背面上的涂層的電導率。
在實施例的上述示例中，濺射形成的鉻層或EUV吸收層顯然可以具有不同的厚度，例如在從大約30nm至大約100nm的范圍內(nèi)、更優(yōu)選從大約40nm至大約90nm的范圍內(nèi)，并甚至更優(yōu)選在大約50nm至大約70nm的范圍內(nèi)。
作為參考在本專利申請中專門引入了DIN 58196(德國工業(yè)標準)中的技術規(guī)格，尤其對這里介紹的測試程序和評估。
權利要求
1.一種用在EUV光刻中的掩模版，包括具有正面和背面的基板，從而在EUV光刻中用作掩模的涂層被施加到正面，其中背面包括導電涂層。
2.根據(jù)權利要求1的掩模版，其中基板包括具有極低的熱膨脹系數(shù)的材料。
3.根據(jù)權利要求1的掩模版，其中，層厚度大約100nm，導電涂層的電阻率至少是大約10-7Ωcm，更優(yōu)選至少大約10-6Ωcm，并甚至更優(yōu)選至少大約10-5Ωcm。
4.根據(jù)權利要求1的掩模版，其中按照DIN 58196-5(德國工業(yè)標準)，導電涂層對布織物的耐磨損性至少落入類別二。
5.根據(jù)權利要求1的掩模版，其中按照DIN 58196-4(德國工業(yè)標準)，導電涂層對摩擦器的耐磨損性至少落入類別二。
6.根據(jù)權利要求1的掩模版，其中按照DIN 58196-6(德國工業(yè)標準)，在粘結帶測試中確定的導電涂層的粘結強度對應于基本上0％的分離。
7.根據(jù)權利要求1的掩模版，其中基板包括石英玻璃或陶瓷玻璃。
8.根據(jù)權利要求1的掩模版，其中至少在正面施加涂層，其包括雙介電層的系統(tǒng)，尤其是Mo/Si雙層，以及一鉻層或一EUV吸收層。
9.根據(jù)權利要求8的掩模版，其中用離子束輔助淀積，尤其是離子束輔助濺射施加雙介電層。
10.根據(jù)權利要求1的掩模版，其中正面和背面具有基本相同的涂層。
11.一種用于涂覆用在EUV光刻中的掩模版的方法，掩模版包括具有正面和背面的基板，其中在該方法中在EUV光刻中用作掩模的涂層施加到正面，并且導電涂層施加到背面。
12.根據(jù)權利要求11的方法，其中提供基板作為包括具有極低的熱膨脹系數(shù)的材料的基板。
13.根據(jù)權利要求11的方法，其中施加導電涂層，使得具有層厚度大約100nm，導電涂層的電阻率至少是大約10-7Ωcm，更優(yōu)選至少大約10-6Ωcm并甚至更優(yōu)選至少大約10-5Ωcm。
14.根據(jù)權利要求11的方法，由此施加傳導涂層，使得按照DIN58196-5(德國工業(yè)標準)，導電涂層對布織物的耐磨損性至少落入類別二。
15.根據(jù)權利要求11的方法，由此施加傳導涂層，使得按照DIN58196-4(德國工業(yè)標準)，導電涂層對摩擦器的耐磨損性至少落入類別二。
16.根據(jù)權利要求11的方法，由此施加傳導涂層，使得按照DIN58196-6(德國工業(yè)標準)，在粘結帶測試中確定的導電涂層的粘結強度對應于基本上0％的分離。
17.根據(jù)權利要求11的方法，其中至少在正面施加涂層，其包括雙介電層系統(tǒng)，尤其是Mo/Si雙層，以及一鉻層或一EUV吸收層。
18.根據(jù)權利要求17的方法，由此用離子束輔助淀積，尤其是離子束輔助濺射施加雙介電層。
19.根據(jù)權利要求11的方法，其中正面和背面具有基本相同的涂層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用在EUV光刻中的掩模版及其制作方法。掩模版包括具有正面和背面的基板，由此將涂層施加到正面用于在EUV光刻中用作掩模，并且基板的背面包括導電涂層。按照DIN58196－5(德國工業(yè)標準)、DIN 58196－4和DIN 58196－6，導電涂層是特別耐磨損和牢固粘結的，并且其特征在于具有最小的電導率。借助于離子束輔助濺射施加導電涂層。由于在背面上的導電涂層非常耐磨損且牢固地粘結，所以可以借助于靜電夾持設備(吸盤)來夾緊、夾持和操作掩模版而沒有任何麻煩的磨損產(chǎn)生。
文檔編號G03F1/00GK1538238SQ20041003687
公開日2004年10月20日 申請日期2004年4月16日 優(yōu)先權日2003年4月16日
發(fā)明者L·阿施克, L 阿施克, M·倫諾, 蚶斬, M·施夫勒爾, 炊, F·索貝爾, 碩, H·貝克爾 申請人:肖特玻璃制造廠