CN114556209A - 反射型掩模以及反射型掩模的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供反射型掩模及其制造方法，该反射型掩模具有沿着转印图案的最表面和侧面均匀地形成、且EUV透射率高、耐清洗性高的被覆膜。因此，例如，反射型掩模(10)具备：基板(1)、形成在基板(1)上并反射入射的EUV光的多层反射膜(2)、形成在多层反射膜(2)上的至少一部分并吸收入射的EUV光的吸收层(4)、以及形成在多层反射膜(2)上和吸收层(4)上并透射入射的EUV光的被覆膜(5)，被覆膜(5)对于EUV光的消光系数k为0.04以下、具有对利用清洗液进行清洗的耐性、并且以均匀的膜厚形成在吸收层(4)的表面和侧面。

Description

反射型掩模以及反射型掩模的制造方法
技术领域
本发明涉及反射型掩模以及反射型掩模的制造方法。
背景技术
在半导体器件的制造工艺中，随着半导体器件的微细化，对于光刻技术的微细化要求也相应提高。在光刻中，转印图案的最小分辨率尺寸很大地依赖于曝光光源的波长，波长越短，最小分辨率尺寸就越小。因此，在半导体器件的制造工艺中，所使用的曝光光源从传统的波长为193nm的ArF准分子激光的曝光光源转换为波长为13.5nm的EUV(ExtremeUltraViolet：极端紫外线)的曝光光源。
由于EUV光的波长短，因此几乎所有的物质对其都具有高的光吸收性。因此，与传统的透射型光掩模不同，EUV用的光掩模(EUV掩模)是反射型掩模。作为反射型掩模的基础的反射型掩模坯在低热膨胀基板上依次形成对于曝光光源波长显示出高反射率的多层反射层、和曝光光源波长的吸收层，进一步在基板的背面形成用于在曝光机内静电吸盘的背面导电膜。另外，也有在多层反射层与吸收层之间具备缓冲层这样结构的EUV掩模。
在从反射型掩模坯加工成反射型掩模时，利用EB(Electron Beam：电子束)平版印刷和蚀刻技术部分地除去吸收层，在具有缓冲层的结构的情况下也同样部分地除去缓冲层，形成由吸收部和反射部构成的电路图案。由通过上述方式制作的反射型掩模所反射的光图像经由反射光学系统而转印到半导体基板上。
另外，如上所述，EUV平版印刷不能使用利用了光的透射的折射光学系统，因此曝光仪的光学系统部件不使用透镜而使用反射镜。因此，存在不能将射向EUV掩模的入射光和EUV掩模处的反射光设计在同轴上的问题，在EUV平版印刷中通常采用下述方法：在相对于EUV掩模的垂直方向上，使光轴倾斜6度来入射EUV光，并将以负6度的角度反射的反射光照射到半导体基板上。
这样，在EUV平版印刷中，由于使光轴发生倾斜，因此入射至EUV掩模的EUV光会形成EUV掩模的电路图案的影子，从而转印性能劣化，即产生所谓的“投影效应”的问题。需要说明的是，形成在上述EUV掩模上的电路图案是也被称为转印图案或吸收层图案的图案。
对于这个问题，专利文献1中公开了：对于传统的以Ta为主要成分的吸收层、或位相移膜，通过采用相对于EUV光的吸收性(消光系数)高的化合物材料，可以使膜厚变薄，从而降低投影效应。
另外，当光掩模对于酸性或碱性的清洗液的反应性高时，无法承受反复清洗，光掩模的寿命缩短。因此，光掩模需要由耐酸/碱清洗性(以下，也简称为“耐清洗性”)高的化合物材料形成。
但是，在专利文献1的方法中，使用以Ta为主要成分且具有2种以上不同组成的吸收层，但是没有记载耐清洗性。
另外，在专利文献2的方法中，公开了通过在以Ta、Cr、Pd为主要成分的吸收层上形成由含有Ta和O的成分构成的最表面保护层，以提高吸收层的耐清洗性的方法。但是，在专利文献2中，没有记载在形成转印图案时对吸收层侧壁的保护，包括侧壁的耐洗性不清楚。此外，在吸收层以除上述以外的物质为主要成分的情况下，吸收层与最表面部的耐清洗性明显不同。因此，当反复清洗光掩模时，无法保护吸收层侧壁从而产生损伤，这可能存在对图案转印性产生不利影响的问题。
需要说明的是，在不是EUV掩模的光掩模的技术领域中，在专利文献3的方法中，当利用步进机对光掩模进行密接曝光时，出于物理保护的目的，在转印图案上形成保护膜。与此同样地，据认为通过在转印图案上形成保护膜也可以提高耐清洗性，但是在EUV掩模领域中，在多层膜上形成保护膜时，可能存在因保护膜对EUV光的吸收而导致图案转印性降低的问题。因此，需要选择对于EUV光具有高透射率的材料作为保护膜。此外，据认为当保护膜的膜厚根据每个图案而不同时，可能对转印性产生不利影响，因此需要沿着转印图案的表面和侧面均匀地形成保护膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-273678号公报
专利文献2：日本特开2014-45075号公报
专利文献3：日本特开昭60-87327号公报
发明内容
本发明所要解决的课题
如上所述，为了反复使用EUV掩模，需要EUV掩模的最表层具有耐清洗性。与此相对，在形成于EUV掩模上的转印图案的最表层和侧面形成保护膜的方法是有效的，但是在由EUV光透射率低的保护膜材料形成保护膜的情况下，有时因投影效应而对图案转印性产生不利影响。此外，据认为，当保护膜在转印图案的最表层和侧面不均匀时，图案转印性可能劣化。即，传统的EUV掩模的保护膜很少能同时具备高的EUV透射率和高的耐清洗性。
因此，本发明的目的在于提供反射型掩模及其制造方法，该反射型掩模具有沿着转印图案的最表面和侧面均匀地形成、且EUV透射率高、耐清洗性高的被覆膜。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的，本发明的一个方式涉及的反射型掩模具备：基板、形成在上述基板上并反射入射光的反射部、形成在上述反射部上的至少一部分并吸收上述入射光的吸收部、以及形成在上述反射部上和上述吸收部上并透射上述入射光的被覆膜，上述被覆膜对于EUV(Extreme UltraViolet：波长13.5nm)光的消光系数k为0.04以下、具有对利用清洗液进行清洗的耐性、并且以均匀的膜厚形成在上述吸收部的最表面和侧面。
本发明的效果
根据本发明，通过使用EUV透射率高且耐清洗性高的材料均匀地被覆吸收部的最表层和侧面，从而能够保持转印到晶圆上的图案的尺寸精度和形状精度，并且可以长时间使用掩模。
附图说明
[图1]是表示本发明的一个实施方式涉及的反射型掩模的结构的示意性剖面图。
[图2]是表示本发明的实施例涉及的反射型掩模坯的结构的示意性剖面图。
[图3]是表示本发明的实施例涉及的反射型掩模的制造工序的示意性剖面图。
[图4]是表示本发明的实施例涉及的反射型掩模的制造工序的示意性剖面图。
[图5]是表示本发明的实施例涉及的反射型掩模的设计图案的形状的示意性平面图。
[图6]是表示本发明的实施例涉及的反射型掩模的结构的示意性剖面图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一个实施方式涉及的反射型掩模的结构进行说明。
(整体结构)
图1是表示带有被覆膜的反射型光掩模(以下，也简称为“反射型掩模”)10的构成的示意性剖面图。
反射型掩模10具备：基板1、多层反射膜(反射部)2、封盖层3、吸收层(吸收部)4、以及被覆膜5。反射型掩模10具备由吸收层4形成的微细图案即吸收层图案(转印图案)。
本实施方式涉及的基板1例如为热膨胀性低的基板。具体而言，作为基板1，可以使用平坦的Si基板或合成石英基板等。另外，作为基板1，可以使用添加有钛的低热膨胀玻璃。如上所述，基板1只要是热膨胀率小的材料即可，不限于这些材料。
(多层反射膜)
本实施方式涉及的多层反射膜2是形成在基板1上的膜(层)。该多层反射膜2是用于反射作为曝光光的EUV光(极端紫外光)的膜，例如是通过组合对于EUV光的折射率彼此大不相同的材料而构成的多层反射膜。作为多层反射膜2，例如优选的是，通过将层叠含Mo(钼)的层和含Si(硅)的层而成的层叠膜、或者层叠含Mo(钼)的层和含Be(铍)的层而成的层叠膜进行40个周期左右的反复层叠而形成的膜。
(封盖层)
本实施方式涉及的封盖层3是形成在多层反射膜2上的层。封盖层3由对形成吸收层4时进行的干式蚀刻具有耐性的材料形成。即，在对吸收层4进行蚀刻以形成转印图案(低反射部图案)时，封盖层3可发挥作为防止对多层反射膜2的损坏的蚀刻阻挡层的功能。这里，根据多层反射膜2的材质和蚀刻条件，也可以不设置封盖层3。
(吸收层)
本实施方式涉及的吸收层4例如优选由钽、锡、铟、镍、锇、铪、钨、铂、碲、钴、或钯等单体材料；或者含有上述元素中的至少1种的氧化物、氮化物等化合物材料形成。另外，构成吸收层4的材料本身优选包含以原子数比计为50％以上的上述元素。
另外，优选的是，相对于吸收层4整体的质量，吸收层4包含50质量％以上的含有上述元素的化合物材料。
如果是由上述材料形成的吸收层4，则由该吸收层4所形成的转印图案可以降低(抑制)投影效应。
需要说明的是，吸收层4的层厚可以在10nm以上50nm以下的范围内、更优选在20nm以上40nm以下的范围内、进一步优选在25nm以上35nm以下的范围内。如果吸收层4的层厚在上述数值范围内，则可以有效地吸收EUV光，并且可以实现吸收层4的薄膜化。
(被覆膜)
吸收层4作为反射型掩模需要具有耐清洗性，材料种类受到限制。但是，通过使用耐清洗性高的被覆膜5来覆盖吸收层4，耐清洗性不足的材料也可以用作吸收层4的构成材料。另外，即使吸收层4的构成材料是具有耐清洗性的材料，通过采用被覆膜5进行保护，吸收层4也不会与药液直接接触，因此能够经受更反复的清洗。
作为反射型掩模所需要的耐清洗性，是指：将反射型掩模10在80℃的硫酸中浸渍10分钟后，在装满将氨、过氧化氢、水以1:1:20的比例(质量比)混合而得的清洗液的清洗槽中，使用500W的超声波浸渍10分钟，利用电子天平测定此时的转印图案(低反射部图案)的膜减少量，将质量不变的化合物材料设为本实施方式中耐清洗性高的材料。这里，“质量不变”是指膜减少量(质量)相对于转印图案(低反射部图案)的总质量为10％以下。
在本实施方式涉及的反射型掩模10的情况下，由于被覆膜5是反射型掩模10中的最表层，因此优选不妨碍入射光和反射光的各光路。为了将由投影效应所引起的分辨率的劣化控制在25％以内，期望的是，作为最表层的被覆膜5的消光系数k为0.04以下、被覆膜5的膜厚为10nm以内。被覆膜5的膜厚的更优选的范围在1nm以上8nm以下的范围内、进一步优选在2nm以上6nm以下的范围内。如果在上述数值范围内，可以进一步减少对入射光和反射光的各光路的妨碍。
作为用于降低上述投影效应的被覆膜5的主要材料，优选的是对于EUV光的消光系数k小的化合物材料，以免妨碍光路。例如，硅(Si)的消光系数k为0.0018，满足上述条件。另外，已知二氧化硅具有高的耐酸/碱性，通过将二氧化硅应用于最表层，可以使反射型掩模10具备所需的耐清洗性。另外，硅(Si)与氧(O)的原子数比为1:1.5～1:2的比例、并且硅和氧的合计含量为化合物材料整体的50％原子以上，如果是满足上述光学条件的化合物材料，则具备充分的耐清洗性，优选作为被覆膜5的主要材料。
如上所述，被覆膜5优选为具有耐清洗性、消光系数k为0.04以下的化合物材料。因此，被覆膜5例如由二氧化硅、氮化硅、氧化铝、钌、锆、铬、铪、铌、铑、钨、钒、或钛等单体材料；或者包含上述元素中的至少1种的氧化物、氮化物等化合物材料形成。另外，构成被覆膜5的材料本身优选包含以原子数比计为50％以上的上述元素。
另外，优选的是，相对于被覆膜5整体的质量，被覆膜5优选包含50质量％以上的含有上述元素的化合物材料。
如果是由上述材料形成的被覆膜5，则由该被覆膜5所形成的转印图案可以提高EUV光的吸收效率。
需要说明的是，尽管在图1中未图示，但是在本实施方式涉及的反射型掩模10中，可以在基板1的与形成有多层反射膜2的表面相反一侧的表面上形成背面导电膜。背面导电膜是用于在将反射型掩模10设置在曝光仪中时利用静电吸盘原理固定的膜。
(被覆膜的形成方法)
在制造本实施方式涉及的反射型掩模10时，被覆膜5可以利用原子层沉积法来形成，其中交替供给含有硅、铝、锆、钌、铬、铪、铌、铑、钨、钒、以及钛中的至少1种的气体，和含有氧、氮、或氟中的至少1种的气体。
原子层沉积法可以以原子层单位来形成薄膜。因此，通过该方法形成的被覆膜5具有高的膜厚均匀性和高的形状追随性。
为了防止因清洗而导致转印性能的劣化，关于被覆膜5，需要沿着吸收层4的表面和侧面、进一步沿着形成在封盖层3上或多层反射膜2上的转印图案，即，需要在表面露出的封盖层3上或多层反射膜2上形成被覆膜5。此外，如上所述，为了防止转印性因被覆膜5而劣化，对容许的膜厚进行限制，要求所形成的被覆膜5具有均匀的膜厚。因此，通过利用膜厚均匀性和形状追随性优异的原子层沉积法来形成被覆膜5，能够在图案转印性不劣化的情况下制造耐清洗性高的反射型掩模10。这里，“均匀的膜厚”是指，相对于分别形成在吸收层4的表面和侧面的被覆膜5的平均厚度，最薄部分的厚度在-2nm以内的范围内、最厚部分的厚度在+2nm以内的范围内。即，在本实施方式中，形成在吸收层4的表面的被覆膜5的层厚相对于其平均厚度控制在±2nm的范围内。另外，形成在吸收层4的侧面的被覆膜5的层厚相对于其平均厚度控制在±2nm的范围内。
如上所述，在本实施方式涉及的反射型掩模10中，利用原子层沉积法在吸收层4的表面和侧面形成耐清洗性高的被覆膜5。因此，由反射型掩模10所使用的清洗液导致的吸收层4的侵蚀等减少，从而能够抑制图案转印性的劣化。
另外，由于被覆膜5由EUV透射率高的材料均匀地形成，因此可以抑制因被覆膜5的形成而引起的转印性的劣化。由此，即使在使用耐清洗性低的吸收层材料的情况下，也能够实现高的图案转印精度。
实施例
[实施例1]
以下，使用附图和表格对本发明的实施例涉及的反射型掩模进行说明。
如图2所示，在具有低热膨胀性的合成石英基板11上形成了多层反射膜12，该多层反射膜12是通过层叠40片以硅(Si)和钼(Mo)为一对的层叠膜而形成的。将多层反射膜12的膜厚设为280nm。在图2中，为了方便起见，多层反射膜12由多对层叠膜来进行图示。
接着，在多层反射膜12上将作为中间膜的由钌(Ru)形成的封盖层13以膜厚成为2.5nm的方式进行成膜。由此，在基板11上形成了具有多层反射膜12和封盖层13的反射层(反射部)16。
在封盖层13上将由氧化锡形成的吸收层14以膜厚成为26nm的方式进行成膜。
接着，在基板11的未形成多层反射膜12的一侧将由氮化铬(CrN)形成的背面导电膜15以100nm的厚度进行成膜。
基板11上的各个膜的成膜使用了多元溅射装置。通过溅射时间来控制各个膜的膜厚。
接着，在吸收层14上通过旋涂正性化学放大型抗蚀剂(SEBP9012：信越化学社制)以120nm的膜厚成膜，在110度下烘烤10分钟，从而形成了抗蚀剂膜17。
接着，使用电子束绘图机(JBX3030：日本电子社制)在正性化学放大型抗蚀剂上绘制预定的图案。
然后，在110度进行10分钟的烘烤处理，接着进行喷涂显影(SFG3000：シグマメルテック社制)。由此，如图3所示，形成了抗蚀剂图案17a。
接着，将抗蚀剂图案作为蚀刻掩模，并通过以氯系气体为主体的干式蚀刻来进行吸收层14的图案化，从而形成了吸收层图案14a。
接着，剥离残留的抗蚀剂图案17a。由此，如图4所示，吸收层14的表面和侧面形成了露出的吸收层图案14a。
在本实施例中，在具有低反射层功能的吸收层14上所形成的吸收层图案14a是线宽64nm LS(线宽及间距)图案。如图5所示，分别在x方向和y方向设计该线宽64nm LS图案，以便可以容易地观察因EUV照射而产生的投影效应的影响。
接着，利用使用了有机硅气体和氧气的原子层沉积法，在吸收层14的露出的表面和侧面、以及反射层16上将由二氧化硅形成的被覆膜18以膜厚分别为2nm、5nm、10nm的方式进行成膜。利用XPS(X射线光电子能谱法)进行测定时，硅与氧的原子数比为1:1.9。由此，制作了如图6所示的反射型光掩模(以下，也简称为“反射型掩模”)100。
[实施例2]
通过与实施例1相同的方法形成了图4所示的吸收层图案14a。
接着，利用使用了有机铝气体和氧气的原子层沉积法，在吸收层14的表面和侧面、以及反射层16上将由氧化铝形成的被覆膜18以膜厚分别为2nm、5nm、10nm的方式进行成膜。利用XPS(X射线光电子能谱法)测定时，铝与氧的原子数比为1:1.6。由此，制作了如图6所示的反射型掩模100。
[实施例3]
通过与实施例1相同的方法形成了图4所示的吸收层图案14a。
接着，利用使用了有机钛系气体和氧气的原子层沉积法，在吸收层14的表面和侧面、以及反射层16上将由氧化钛形成的被覆膜18以膜厚分别为2nm、5nm、10nm的方式进行成膜。由此，制作了如图6所示的反射型掩模100。
[比较例1]
通过与实施例1相同的方法形成了图4所示的吸收层图案14a。
接着，利用使用了有机钼系气体的原子层沉积法，在吸收层14的表面和侧面、以及反射层16上将由钼形成的被覆膜18以膜厚分别为2nm、5nm、10nm的方式进行成膜。由此，制作了如图6所示的反射型掩模100。
[比较例2]
通过与实施例1相同的方法形成了图4所示的吸收层图案14a。
接着，利用使用了有机铂系气体的原子层沉积法，在吸收层14的表面和侧面、以及反射层16上将由铂形成的被覆膜18以膜厚分别为2nm、5nm、10nm的方式进行成膜。由此，制作了如图6所示的反射型掩模100。
在上述实施例和比较例中，被覆膜18的膜厚通过透射电子显微镜进行测定。
(耐清洗性)
使用利用了重量浓度为90％、液温为80度的温硫酸和过氧化氢的SPM清洗，以及利用了氨水和过氧化氢的SC1清洗，对反射型掩模100进行清洗。膜减少的确认是通过利用电子天平的质量变化来判断的。在本实施例中，如果膜减少量为被覆膜18的质量的10％以下，则在使用上没有问题，将其评价为“有耐清洗性”。另一方面，如果膜减少量超过被覆膜18的质量的10％，则在使用上存在问题，将其评价为“无耐清洗性”。
(晶圆曝光评价)
使用EUV曝光装置(NXE3300B：ASML公司制造)，将实施例和比较例中所制作的反射型掩模100的吸收层图案14a转印曝光到涂布有EUV正性化学放大型抗蚀剂的半导体晶圆上。此时，调节曝光量，以使图5所示的x方向的LS图案按照设计进行转印。利用电子束尺寸测定仪来观察所转印的抗蚀剂图案并且测定线宽，以确认分辨率。更详细而言，在本实施例中，分辨率的确认是通过y方向的LS图案是否被适当地转印来评价的。即，在调节曝光条件以使图5所示的x方向的LS图案按照设计进行转印的状态下，将y方向的LS图案相对于没有被覆膜的分辨率的分辨率劣化控制在25％以内的情况设为“合格”；将分辨率劣化超过25％的情况(y方向的LS图案不能分辨的情况)设为“不合格”。需要说明的是，在表1～表5中，将y方向的LS图案不能分辨的情况表示为“-”。
这些评价结果如表1至表5所示。
在表1中，示出了实施例1的反射型掩模100的耐清洗性和晶圆上的抗蚀剂图案尺寸，其中该反射型掩模100中，吸收层14由氧化锡形成、其膜厚为26nm，被覆膜18由二氧化硅形成、其膜厚分别为2nm、5nm、10nm。
在实施例1的反射型掩模100中，没有确认到因清洗而导致的膜减少。即，实施例1的反射型掩模100具备耐清洗性。在被覆膜18的膜厚为2nm、5nm、10nm时，y方向的LS图案尺寸相对于16.0nm的设计值为12.4nm、11.9nm、11.7nm。因此，随着被覆膜18的膜厚增大，观察到因投影效应而引起的尺寸精度的劣化，但是分辨率的劣化控制在大约25％以内。即，实施例1的反射型掩模100具备在使用上没有问题的图案转印性。
[表1]
Figure BDA0003600993560000111
在表2中，示出了实施例2的反射型掩模100的耐清洗性和晶圆上的抗蚀剂图案尺寸，其中该反射型掩模100中，吸收层14由氧化锡形成、其膜厚为26nm，被覆膜18由氧化铝形成、其膜厚分别为2nm、5nm、10nm。
在实施例2的反射型掩模100中，没有确认到因清洗而导致的膜减少。即，实施例2的反射型掩模100具备耐清洗性。在被覆膜18的膜厚为2nm、5nm、10nm时，y方向的LS图案尺寸相对于16.0nm的设计值为12.3nm、11.5nm、10.4nm，得到了与实施例1相同的结果。因此，与实施例1同样地，随着被覆膜18的膜厚增大，观察到因投影效应而引起的尺寸精度的劣化，但是分辨率的劣化控制在大约25％以内。即，实施例2的反射型掩模100具备在使用上没有问题的图案转印性。
[表2]
Figure BDA0003600993560000121
在表3中，示出了实施例3的反射型掩模100的耐清洗性和晶圆上的抗蚀剂图案尺寸，其中该反射型掩模100中，吸收层14由氧化锡形成、其膜厚为26nm，被覆膜18由氧化钛形成、其膜厚为2nm、5nm、10nm。
在实施例3的反射型掩模100中，没有确认到因清洗而导致的膜减少。即，实施例3的反射型掩模100具备耐清洗性。在被覆膜18的膜厚为2nm、5nm、10nm时，y方向的LS图案尺寸相对于16.0nm的设计值为12.5nm、11.2nm、10.5nm，得到了与实施例1相同的结果。因此，与实施例1同样地，随着被覆膜18的膜厚增大，观察到因投影效应而引起的尺寸精度的劣化，但是分辨率的劣化控制在大约25％以内。即，实施例3的反射型掩模100具备在使用上没有问题的图案转印性。
[表3]
Figure BDA0003600993560000122
在表4中，示出了比较例1的反射型掩模100的耐清洗性和晶圆上的抗蚀剂图案尺寸，其中该反射型掩模100中，吸收层14由氧化锡形成、其膜厚为26nm，被覆膜18由钼形成、其膜厚为2nm、5nm、10nm。
在比较例1的反射型掩模100中，确认到因清洗液而导致的膜减少，可知耐清洗性低。在被覆膜18的膜厚为2nm、5nm、10nm时，y方向的LS图案尺寸相对于16.0nm的设计值为12.7nm、11.1nm、10.5nm，得到了与实施例1～3相同的结果。因此，与实施例1～3同样地，随着被覆膜18的膜厚增大，观察到因投影效应而引起的尺寸精度的劣化。另一方面，与实施例1～3不同的是，由钼形成的被覆膜18是耐清洗性低的材料，因此不适合用作反射型掩模。
[表4]
Figure BDA0003600993560000131
在表5中，示出了比较例2的反射型掩模100的耐清洗性和晶圆上的抗蚀剂图案尺寸，其中该反射型掩模100中，吸收层14由氧化锡形成、其膜厚为26nm，被覆膜18由铂形成、其膜厚为2nm、5nm、10nm。
在比较例2的反射型掩模100中，没有确认到因清洗而导致的膜减少。在被覆膜18的膜厚为2nm时，y方向的LS图案尺寸相对于16.0nm的设计值为12.4nm，在5nm、10nm时图案不能分辨。即，比较例2的反射型掩模100不具备充分的图案转印性。
因此，与实施例1～3不同的是，当由消光系数k大的材料形成被覆膜18时，随着被覆膜18的膜厚增大，投影效应增强，在5nm以上的膜厚时y方向图案不能分辨。
[表5]
Figure BDA0003600993560000141
如上所述，可知：即使吸收层14是耐清洗性不足的材料，如果是由二氧化硅、氧化铝、氧化钛形成被覆膜18的反射型掩模100，则投影效应也不会劣化，并且耐清洗性良好，从而成为寿命长且转印性能高的反射型掩模。
本发明涉及的反射型掩模可以适合用于在半导体集成电路等的制造工序中通过EUV曝光形成微细图案。
符号的说明
1···基板
2···多层反射膜
3···封盖层
4···吸收层
5···被覆膜
10···反射型光掩模
11···基板
12···多层反射膜
13···封盖层
14···吸收层
14a···吸收层图案
15···背面导电膜
16···反射部分(反射层)
17···抗蚀剂膜
17a···抗蚀剂图案
18···被覆膜
100···反射型光掩模

Claims (5)

1.一种反射型掩模，其特征在于，具备：
基板、
形成在所述基板上并反射入射光的反射部、
形成在所述反射部上的至少一部分并吸收所述入射光的吸收部、以及
形成在所述反射部上和所述吸收部上并透射所述入射光的被覆膜，
所述被覆膜相对于EUV(极端紫外线，Extreme UltraViolet：波长13.5nm)光的消光系数k为0.04以下、具有对利用清洗液进行清洗的耐性、并且以均匀的膜厚形成在所述吸收部的最表面和侧面。
2.根据权利要求1所述的反射型掩模，其特征在于，
所述被覆膜由含有二氧化硅、氮化硅、氧化铝、钌、锆、铬、铪、铌、铑、钨、钒、以及钛中的至少1种的化合物形成。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的反射型掩模，其特征在于，
所述吸收部由含有钽、锡、铟、镍、锇、铪、钨、铂、碲、钴、以及钯中的至少1种的化合物形成。
4.一种反射型掩模的制造方法，其是权利要求1至权利要求3中任意1项所述的反射型掩模的制造方法，特征在于，
包括利用原子层沉积法形成所述被覆膜的工序。
5.根据权利要求4所述的反射型掩模的制造方法，其特征在于，
在形成所述被覆膜的工序中，使用金属氢化物、金属卤化物、或有机金属化合物作为材料气体，以利用原子层沉积法形成所述被覆膜。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240011685A (ko) * 2021-05-27 2024-01-26 호야 가부시키가이샤 마스크 블랭크, 반사형 마스크 및 반도체 디바이스의 제조 방법
WO2024053634A1 (ja) * 2022-09-09 2024-03-14 Ａｇｃ株式会社 反射型マスクブランク、反射型マスク、反射型マスクブランクの製造方法、及び反射型マスクの製造方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6087327A (ja) 1983-10-19 1985-05-17 Akai Electric Co Ltd クロムマスクの製造方法
JP2003133205A (ja) * 2001-10-24 2003-05-09 Oki Electric Ind Co Ltd 反射型マスク、反射型マスク製造方法及び反射型マスク洗浄方法
JP2003243292A (ja) * 2002-02-18 2003-08-29 Nikon Corp 反射マスク、露光装置及びその清掃方法
KR100455383B1 (ko) * 2002-04-18 2004-11-06 삼성전자주식회사 반사 포토마스크, 반사 포토마스크의 제조방법 및 이를이용한 집적회로 제조방법
WO2006033442A1 (ja) * 2004-09-22 2006-03-30 Nikon Corporation 反射型マスク、反射型マスクの製造方法及び露光装置
JP4926523B2 (ja) 2006-03-31 2012-05-09 Ｈｏｙａ株式会社 反射型マスクブランクス及び反射型マスク並びに半導体装置の製造方法
JP2010192503A (ja) * 2009-02-16 2010-09-02 Seiko Epson Corp フォトマスクおよびフォトマスクの製造方法
JP2011065113A (ja) * 2009-09-21 2011-03-31 Toshiba Corp 位相シフトマスク、その製造方法及び半導体装置の製造方法
US8475977B2 (en) * 2010-12-02 2013-07-02 Intermolecular, Inc Protective cap for extreme ultraviolet lithography masks
US8901016B2 (en) * 2010-12-28 2014-12-02 Asm Japan K.K. Method of forming metal oxide hardmask
JP2014045075A (ja) 2012-08-27 2014-03-13 Asahi Glass Co Ltd Ｅｕｖリソグラフィ用反射型マスクブランクおよびｅｕｖリソグラフィ用反射型マスク
US9341941B2 (en) * 2013-08-01 2016-05-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Reflective photomask blank, reflective photomask, and integrated circuit device manufactured by using reflective photomask
US11366296B2 (en) * 2015-11-24 2022-06-21 President And Fellows Of Harvard College Atomic layer deposition process for fabricating dielectric metasurfaces for wavelengths in the visible spectrum
JP6965833B2 (ja) * 2017-09-21 2021-11-10 Ａｇｃ株式会社 反射型マスクブランク、反射型マスク及び反射型マスクブランクの製造方法
US11086215B2 (en) * 2017-11-15 2021-08-10 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Extreme ultraviolet mask with reduced mask shadowing effect and method of manufacturing the same
EP3486721A1 (en) * 2017-11-17 2019-05-22 IMEC vzw Mask for extreme-uv lithography and method for manufacturing the same
US11955331B2 (en) * 2018-02-20 2024-04-09 Applied Materials, Inc. Method of forming silicon nitride films using microwave plasma

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