EUV掩膜版清洗—Intel的解決之道

　　對(duì)于極紫外（EUV）光刻技術(shù)而言，掩膜版相關(guān)的一系列問(wèn)題是其發(fā)展道路上必須跨越的鴻溝，而在這些之中又以如何解決掩膜版表面多層抗反射膜的污染問(wèn)題最為關(guān)鍵。自然界中普遍存在的碳和氧元素對(duì)于EUV光線具有極強(qiáng)的吸收能力。在Texas州Austin召開的表面預(yù)處理和清洗會(huì)議上，針對(duì)EUV掩膜版清洗方面遇到的問(wèn)題和挑戰(zhàn)，Intel Corp. (Santa Clara, Calif.)的Ted Liang主持召開了一次內(nèi)部討論，并在會(huì)上向與會(huì)的同仁報(bào)告了在這一領(lǐng)域Intel和Dai Nippon Printing Co. Ltd. (DNP, Tokyo)合作研究的成果。

　　EUV光刻技術(shù)被普遍認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)32nm乃至更高技術(shù)節(jié)點(diǎn)CMOS關(guān)鍵工藝層的主要光刻技術(shù)方案。盡管對(duì)于分辨率而言EUV光刻技術(shù)使用的曝光波長(zhǎng)比目前使用的ARF光刻技術(shù)縮小了10倍多，但是由于EUV波段的光線極易被各種光學(xué)材料吸收，這也需要研發(fā)一套全新的掩膜版結(jié)構(gòu)以滿足使用需求。因此，相對(duì)于目前的投影式光學(xué)系統(tǒng)而言，EUV掩膜版將采用反射技術(shù)而非折射技術(shù)。

　　Liang的報(bào)告主要集中在如何在掩膜版清洗后實(shí)現(xiàn)零缺陷增長(zhǎng)，在掩膜版清洗技術(shù)各項(xiàng)指標(biāo)中這是非常困難的。通過(guò)對(duì)Intel的標(biāo)準(zhǔn)EUV掩膜版剖面結(jié)構(gòu)的分析，他指出，為了達(dá)到零印刷缺陷的完美標(biāo)準(zhǔn)，掩膜版清潔技術(shù)需要同時(shí)兼顧無(wú)法清洗去除的硬性缺陷和可清洗去除的軟性缺陷兩方面的需求。

　　盡管EUV掩膜版清洗步驟遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于硅片半導(dǎo)體的生產(chǎn)流程，但是這也絕非易事，它的挑戰(zhàn)包括：

　　■對(duì)于硅片清洗而言，其顆粒移除率（PRE）不需要達(dá)到100%，但對(duì)于掩膜版而言卻并非如此，其原因是對(duì)于產(chǎn)品良率而言，掩膜版表面顆粒的影響更大。

　　■如同硅片半導(dǎo)體制造工藝那樣，清洗過(guò)程中引起的EUV掩膜版表面損傷和薄膜損耗越來(lái)越關(guān)鍵。

　　■與193nm掩膜版相比，EUV掩膜版引入了包括中間層頂部覆蓋層釕和吸收層TaN在內(nèi)的多種新材料。

　　■EUV掩膜版對(duì)于氧化和污染非常敏感。

　　■由于零成像缺陷是可以實(shí)現(xiàn)的，在工廠內(nèi)用于生產(chǎn)的掩膜版需要經(jīng)常清洗。

　　■對(duì)于掩膜版清洗而言，關(guān)鍵是移除有機(jī)物而不能氧化中間層頂部覆蓋層釕材料表面。

　　Liang指出在6英寸釕/多層淀積材料(Ru/ML)的表面完全移除顆粒是確實(shí)可行的，但難度在于整個(gè)清洗工序需要確保無(wú)副產(chǎn)物殘留在掩膜版表面。和DNP的合作研究表明，副產(chǎn)物的數(shù)量與材料表面的性質(zhì)和粘附度相關(guān)。對(duì)于193nm光刻技術(shù)所使用的石英材料而言，由于其具備非常低的黏附力，故對(duì)于副產(chǎn)物是“免疫”的，而同樣用于193nm光刻技術(shù)的鉻材料其表面的黏附力也較低，所以清洗后表面黏附的副產(chǎn)物數(shù)量也較低，進(jìn)而不會(huì)影響成像質(zhì)量。但對(duì)于EUV的Ru/ML表面情況就截然不同了，它們不僅會(huì)黏附更多的副產(chǎn)物，而且由于副產(chǎn)物對(duì)EUV光線的吸收效應(yīng)，因此會(huì)對(duì)成像質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。

　　更糟糕的是，由于副產(chǎn)物為有機(jī)物，它們無(wú)法通過(guò)額外的掃描探針顯微（SPM）化學(xué)處理移除?？赡艿慕鉀Q方案是改變清洗材料，比如采用能夠有效移除有機(jī)物的臭氧水，或者進(jìn)一步增強(qiáng)過(guò)濾效率，從而能在源頭減少副產(chǎn)物的數(shù)量。

　　在Liang的報(bào)告中提到了Pall Corp. (East Hills, N.Y.)正致力于研發(fā)新一代的過(guò)濾裝置，Sematech Albany也在研發(fā)一些移除硬性顆粒的技術(shù)手段。對(duì)于使用臭氧去離子水（DIO3），Liang介紹其中主要存在的問(wèn)題是如何避免對(duì)掩膜版表面的腐蝕損傷。經(jīng)過(guò)20分鐘的清洗，表面被損傷了。盡管DIO3是非常具有吸引力，也非常易于操作，但對(duì)掩膜版表面的損傷卻是一個(gè)問(wèn)題。