摘要

準(zhǔn)備好無(wú)缺陷掩模供應(yīng)是將極端紫外線光刻(EUVL)應(yīng)用于32納米半間距(HP)及更大的大批量半導(dǎo)體制造的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。根據(jù)ITRS在2008年更新的數(shù)據(jù)，對(duì)于32納米的惠普，需要去除的缺陷尺寸為25納米。另一方面，在2008年發(fā)表的報(bào)告中，對(duì)于32納米高壓線和空間圖案，EUV掩模上吸收體缺陷的臨界缺陷尺寸被描述為大約24納米，這意味著必須去除具有相同尺寸的顆粒。在如此嚴(yán)格的缺陷要求下，清潔工藝必須發(fā)揮關(guān)鍵作用，以去除這些微小的顆粒缺陷。然而，由于缺乏薄膜保護(hù)，EUV掩模清洗面臨著與反射掩模結(jié)構(gòu)、諸如釕(Ru)覆蓋層的新材料以及更頻繁的清洗相關(guān)的獨(dú)特挑戰(zhàn)。因此，它必須足夠溫和，不會(huì)損壞EUV掩模上的脆弱圖案和表面，特別是非常薄的釕覆蓋層。競(jìng)爭(zhēng)的需求使得EUV口罩清潔更具挑戰(zhàn)性。

本文報(bào)告了使用靈敏度為80納米的空白檢測(cè)工具M(jìn)1350對(duì)清潔相關(guān)問(wèn)題的綜合評(píng)估。在本文中，我們使用靈敏度為50納米的新型空白檢測(cè)工具M(jìn)7360，將我們的努力擴(kuò)展到更小的缺陷。

介紹

濕法清洗過(guò)程中殘留在表面的小顆粒(所謂的添加劑)是擴(kuò)展當(dāng)前基于SPM(硫酸和過(guò)氧化氫混合物)的清洗過(guò)程以滿足EUV要求的主要問(wèn)題。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，我們?cè)u(píng)估了各種清潔工藝和化學(xué)物質(zhì)的效果，并成功地在EUV掩模坯體上實(shí)現(xiàn)了零清潔添加和100%的顆粒去除效率。這些數(shù)據(jù)是使用80納米靈敏度的Lasertec M1350獲得的。今年，我們開始使用第二代檢測(cè)工具 M7360對(duì)清潔性能進(jìn)行評(píng)估，該工具在EUV掩模坯件上的檢測(cè)靈敏度為50納米二氧化硅等效粒徑缺陷。這種高靈敏度的檢測(cè)工具使我們能夠改進(jìn)清潔過(guò)程，并認(rèn)識(shí)到在清潔更小顆粒方面的進(jìn)一步挑戰(zhàn)，這些顆粒以前在M1350上是看不到的.在本文中，我們介紹了我們使用M7360和其他計(jì)量工具對(duì)較小顆粒的清潔性能和加法器分析的最新結(jié)果。

實(shí)驗(yàn)

本研究采用的清洗工藝基于標(biāo)準(zhǔn)的SPM和SC1化學(xué)。我們選擇了處理過(guò)程中帶有顆粒和污染物的測(cè)試樣品，以代表實(shí)際使用過(guò)程中更真實(shí)的口罩污染情況。為了量化清潔性能，使用清潔前后M1350和M7360的缺陷圖計(jì)算清潔過(guò)程中的顆粒去除效率(PRE)和加法器。在我們的指標(biāo)中，PRE定義為PRE= (n1 - n2) /n1×100.這里，n1是處理過(guò)程中添加的粒子數(shù)，n2是n1中未移動(dòng)的粒子數(shù).另一方面，通過(guò)比較清潔前后的缺陷位置來(lái)計(jì)算清潔加法器。

用M7360標(biāo)記一些缺陷，以表征缺陷尺寸和成分。用原子力顯微鏡(AFM)測(cè)量高度，用掃描電子顯微鏡(SEM)測(cè)量橫向尺寸，用俄歇電子能譜(AES)測(cè)量成分，對(duì)缺陷進(jìn)行表征。由于我們針對(duì)AES分析的缺陷尺寸非常小，因此我們通過(guò)仔細(xì)比較作為缺陷附近參考的光譜來(lái)確定缺陷成分。

結(jié)果和討論

本節(jié)使用M1350和M7360評(píng)估了處理顆粒和清潔加法器的性能，以量化整體清潔性能。圖1(a)中M1350測(cè)量的缺陷圖分別顯示了添加的處理顆粒和當(dāng)前記錄(POR)清洗過(guò)程后的剩余顆粒。從這些評(píng)估中，我們得出結(jié)論，我們目前的POR清潔工藝能夠清潔50納米的顆粒，并且沒有大于80納米的添加劑。然而，對(duì)于更小的缺陷，我們認(rèn)為工藝加法器是當(dāng)前POR清洗工藝中需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

本節(jié)研究描述的下一步是我們?cè)谇逑春蟀l(fā)現(xiàn)的添加物。表征的目的是確定加法器的來(lái)源，并開發(fā)減少它們的方法。圖3顯示了根據(jù)原子力顯微鏡圖像確定的加法器尺寸(面積和高度)的散點(diǎn)圖。

在分段測(cè)試中，整個(gè)清洗過(guò)程分為三個(gè)獨(dú)特的步驟，并針對(duì)該步驟中使用的相應(yīng)化學(xué)品對(duì)加法器進(jìn)行評(píng)估。這三個(gè)步驟是SPM化學(xué)，熱去離子水沖洗和SC1化學(xué)過(guò)程。M7360測(cè)量的加法器圖如圖6所示.觀察到最多的加法器是SPM化學(xué)過(guò)程，其次是熱水過(guò)程和SC1化學(xué)過(guò)程。這些結(jié)果表明，SPM化學(xué)導(dǎo)致大多數(shù)加法器。

如前所述，我們確定加法器為No。1。 EUV口罩清潔過(guò)程中的挑戰(zhàn)。如上所述，我們將加法器源隔離為SPM化學(xué)步驟。下一步是消除加法器。理想情況下，在運(yùn)送到使用地點(diǎn)之前，人們希望過(guò)濾掉化學(xué)物質(zhì)中的所有顆粒。我們解決加法器問(wèn)題的方法是雙重的；一種是通過(guò)過(guò)濾從SPM化學(xué)品中去除顆粒，另一種是防止顆粒粘附在表面。事實(shí)上，我們通過(guò)改進(jìn)過(guò)濾系統(tǒng)，在M1350檢測(cè)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了大于80 nm缺陷的零加法器最終清洗。然而，基于M7360檢查，相同的清洗過(guò)程產(chǎn)生了約60個(gè)尺寸小于80納米的加法器。對(duì)于液體化學(xué)過(guò)濾來(lái)說(shuō)，保持無(wú)顆粒是極其困難的，尤其是對(duì)于小顆粒。

結(jié)論

我們使用50納米靈敏度的Lasertec M7360檢測(cè)系統(tǒng)研究了基于SPM的清潔性能。發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的清潔工藝對(duì)于50納米處理顆粒具有足夠高的顆粒去除效率。然而，我們觀察到許多小于80納米的加法器。加法器的來(lái)源被確定為來(lái)自SPM化學(xué)品的顆粒。我們認(rèn)為過(guò)程加法器是第一個(gè)為EUV口罩清洗。

本文已經(jīng)采取了兩種并行的方法來(lái)消除加法器:液體粒子過(guò)濾和過(guò)程優(yōu)化來(lái)減輕加法器。我們已經(jīng)證明了基于M7360檢查可以實(shí)現(xiàn)一位數(shù)的加法器。

審核編輯：湯梓紅