CN116724141A

CN116724141A - 反射型光掩模坯和反射型光掩模

Info

Publication number: CN116724141A
Application number: CN202180089908.2A
Authority: CN
Inventors: 中野秀亮; 合田步美; 市川显二郎; 山形悠斗
Original assignee: Toppan Photomasks Inc
Current assignee: Toppan Photomasks Inc
Priority date: 2021-01-12
Filing date: 2021-11-12
Publication date: 2023-09-08
Also published as: EP4279990A1; US20240077796A1; KR20230128018A; JP2022108203A; WO2022153657A1; TW202234142A

Abstract

本发明提供了一种反射型光掩模坯，其能够抑制或减轻以极端紫外区域的波长的光作为光源的图案化转印用的反射型光掩模的投影效应，并且充分具有曝光时的耐热性。该反射型光掩模坯构成如下：具有基板(1)、形成在基板(1)上的包含多层膜的反射层(2)、以及形成在反射层(2)上的吸收层(4)。而且，吸收层(4)含有合计为50原子％以上的铟(In)和氮(N)。另外，吸收层(4)中的氮(N)相对于铟(In)的原子数比(N/In)为0.5以上1.5以下。此外，吸收层(4)的层厚设为17nm以上45nm以下。

Description

反射型光掩模坯和反射型光掩模

技术领域

本发明涉及以紫外区域的光为光源的光刻中所使用的反射型光掩模和用于制作该反射型光掩模的反射型光掩模坯。

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的要求也相应提高。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，曝光光源从传统的波长为193nm的ArF准分子激光转换为波长为13.5nm的EUV(Extreme Ultra Violet：极端紫外线)区域的光。

由于EUV区域的光能够被几乎所有的物质以高比例吸收，因此使用反射型的光掩模作为EUV曝光用的光掩模(EUV掩模)(例如，参照专利文献1)。在专利文献1中公开了一种EUV光掩模，其是这样得到的：在玻璃基板上形成由钼(Mo)层和硅(Si)层交替层叠而成的多层反射膜构成的反射层，在其上形成以钽(Ta)为主要成分的光吸收层，并在该光吸收层上形成掩模图案。

另外，如上所述，EUV光刻不能使用利用光的透射的折射光学系统，因此曝光仪的光学系统部件不是透镜而是反射型(反射镜)。因此，存在不能将朝向反射型光掩模(EUV掩模)的入射光和反射光设计在同轴上的问题，在EUV光刻中通常采用下述手法：使光轴从EUV光掩模的垂直方向倾斜6度以入射EUV光，并将以负6度的角度反射的反射光引导到半导体基板上。

这样，在EUV光刻中，由于光轴经由反射镜而发生倾斜，因此入射至EUV掩模的EUV光会形成EUV掩模的掩模图案(图案化了的吸收层)的影子，即可能产生所谓的“投影效应”的问题。

在现有的EUV掩模坯中，使用层厚为60～90nm的以钽(Ta)为主要成分的膜作为光吸收层。在通过使用该掩模坯所制作的EUV掩模进行图案转印的曝光的情况下，根据EUV光的入射方向与掩模图案的朝向之间的关系，在成为掩模图案的影子的边缘部分处可能导致对比度的降低。随之而来地，产生半导体基板上的转印图案的线边缘粗糙度增加、或线宽无法形成为目标尺寸等问题，从而转印性能可能劣化。

因此，研究了将光吸收层从钽(Ta)变更为对于EUV光的吸收性(消光系数)高的材料。然而，根据用于反射型掩模坯的光吸收层的材料，存在以下可能性：不能耐受EUV曝光时的热量，无法稳定地保持所形成的转印图案(掩模图案)，结果转印性劣化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-176162号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的目的在于提供能够抑制或减轻以极端紫外区域的波长的光为光源的图案化转印用的反射型光掩模的投影效应、充分具有曝光时的耐热性的反射型光掩模坯和反射型光掩模。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的一个方式涉及的反射型光掩模坯是用于制作以极端紫外线为光源的图案转印用的反射型光掩模的反射型光掩模坯，特征在于，具有：基板、形成在基板上的包含多层膜的反射层、以及形成在反射层上的吸收层，吸收层含有合计为50原子％以上的铟(In)和氮(N)，吸收层中的氮(N)相对于铟(In)的原子数比(N/In)为0.5以上1.5以下，吸收层的层厚为17nm以上45nm以下。

另外，吸收层可以进一步含有选自由钽(Ta)、铂(Pt)、碲(Te)、锆(Zr)、铪(Hf)、钛(Ti)、钨(W)、硅(Si)、铬(Cr)、镓(Ga)、钼(Mo)、锡(Sn)、钯(Pd)、镍(Ni)、硼(B)、氟(F)、氧(O)、碳(C)以及氢(H)组成的组中的1种以上的元素。

另外，其特征在于，在反射层与吸收层之间包含封盖层。

另外，本发明的一个方式涉及的反射型光掩模是以极端紫外线为光源的图案转印用的反射型光掩模，特征在于，具有：基板、形成在基板上的包含多层膜的反射层、以及形成在反射层上的吸收图案层，吸收图案层含有合计为50原子％以上的铟(In)和氮(N)，吸收图案层中的氮(N)相对于铟(In)的原子数比(N/In)为0.5以上1.5以下，吸收图案层的层厚为17nm以上45nm以下。

另外，吸收图案层可以进一步含有选自由钽(Ta)、铂(Pt)、碲(Te)、锆(Zr)、铪(Hf)、钛(Ti)、钨(W)、硅(Si)、铬(Cr)、镓(Ga)、钼(Mo)、锡(Sn)、钯(Pd)、镍(Ni)、硼(B)、氟(F)、氧(O)、碳(C)以及氢(H)组成的组中的1种以上的元素。

发明的效果

根据本发明的一个方式，可以期待一种在以极端紫外区域的波长的光为光源的图案化中向半导体基板的转印性能得以提高、且具有曝光时的耐热性的反射型光掩模。即，根据本发明的一个方式涉及的反射型光掩模坯和反射型光掩模，能够抑制或减轻以极端紫外区域的波长的光为光源的图案化转印用的反射型光掩模的投影效应、且对EUV光照射也充分具有耐性。

附图说明

[图1]是表示实施方式涉及的反射型光掩模坯的结构的示意性剖面图。

[图2]是表示实施方式涉及的反射型光掩模的结构的示意性剖面图。

[图3]是表示EUV光的波长下的各种元素的光学常数的图。

[图4]是表示实施例涉及的反射型光掩模坯的结构的示意性剖面图。

[图5]是表示实施例涉及的反射型光掩模的制造工序的示意性剖面图。

[图6]是表示实施例涉及的反射型光掩模的制造工序的示意性剖面图。

[图7]是表示实施例涉及的反射型光掩模的制造工序的示意性剖面图。

[图8]是表示实施例涉及的反射型光掩模的制造工序的示意性剖面图。

[图9]是表示吸收层的掩模图案的形状的示意性平面图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明，但是本发明不限于以下所示的实施方式。在以下所示的实施方式中，为了实施本发明，进行了技术上优选的限定，但是该限定不是本发明的必要条件。

图1是表示本发明的实施方式涉及的反射型光掩模坯10的结构的示意性剖面图。另外，图2是表示本发明的实施方式涉及的反射型光掩模20的结构的示意性剖面图。这里，图2所示的本发明的实施方式涉及的反射型光掩模20是通过使图1所示的本发明的实施方式涉及的反射型光掩模坯10的吸收层4图案化而形成的。

(整体结构)

如图1所示，本发明的实施方式涉及的反射型光掩模坯10具备：基板1、形成在基板1上的反射层2、形成在反射层2上的封盖层3、以及形成在封盖层3上的吸收层4。

(基板)

本发明的实施方式涉及的基板1例如可以使用平坦的Si基板或合成石英基板等。另外，基板1可以使用添加有钛的低热膨胀玻璃，但是只要是热膨胀率小的材料即可，本发明不限于这些。

(反射层)

本发明的实施方式涉及的反射层2只要是反射作为曝光光的EUV光(极端紫外光)的层即可，可以是通过组合对于EUV光的折射率大不相同的材料而成的多层反射膜。包含多层反射膜的反射层2例如可以是通过将诸如Mo(钼)与Si(硅)、或者Mo(钼)与Be(铍)的组合层进行40个周期左右的反复层叠而形成的层。

(封盖层)

本发明的实施方式涉及的封盖层3由对于在吸收层4上形成转印图案(掩模图案)时所进行的干式蚀刻具有耐性的材质形成，并且在对吸收层4进行蚀刻时，发挥作为防止对反射层2造成损坏的蚀刻阻挡层的功能。封盖层3例如由Ru(钌)形成。这里，根据反射层2的材质和蚀刻条件，也可以不形成封盖层3。另外，虽然未图示，但是也可以在基板1的未形成反射层2的面上形成背面导电膜。背面导电膜是在将反射型光掩模20设置在曝光机上时利用静电吸盘的原理用来固定的膜。

(吸收层)

如图2所示，通过除去反射型光掩模坯10的吸收层4的一部分，即通过使吸收层4图案化，形成反射型光掩模20的吸收图案(吸收图案层)41。在EUV光刻中，EUV光倾斜地入射并被反射层2反射，但是由于吸收图案层41妨碍光路而产生投影效应，转印至晶圆(半导体基板)上的转印性能可能会劣化。通过减小吸收EUV光的吸收层4的厚度来降低该转印性能的劣化。为了减小吸收层4的厚度，优选的是，应用相较于传统材料对于EUV光的吸收性更高的材料，即相对于13.5nm的波长的消光系数k高的材料。

图3是表示各金属材料相对于波长为13.5nm的EUV光的光学常数的图。图3的横轴表示折射率n，纵轴表示消光系数k。作为传统的吸收层4的主要材料的钽(Ta)的消光系数k为0.041。如果是具有比Ta大的消光系数k的化合物材料，则与传统相比可以减小吸收层4的厚度。如果消光系数k为0.06以上，则可以充分地减小吸收层4的厚度，并且可以降低投影效应。

作为满足如上所述的光学常数(nk值)的材料，如图3所示，例如有：银(Ag)、铂(Pt)、铟(In)、钴(Co)、锡(Sn)、镍(Ni)、碲(Te)。然而，这些金属材料具有元素的卤化物的挥发性低、干式蚀刻性差的问题。因此，即使制作了具备由这些金属材料形成的吸收层的反射型光掩模坯，也无法在该吸收层上使吸收层图案图案化，结果，产生了无法将该反射型光掩模坯加工成反射型光掩模的问题。或者，由于这些金属材料的熔点较低，无法承受制作反射型光掩模时或EUV曝光时的热量，从而产生诸如成为缺乏实用性的反射型光掩模的问题。

为了避免上述缺点，本发明的反射型光掩模坯和反射型光掩模的吸收层具有作为铟的氮化物的InN。In单质的熔点在157℃附近，比制作反射型光掩模时或EUV曝光时的热量的温度低，热稳定性存在问题。另一方面，虽然氧化物InO膜的熔点为800℃以上且足够高，但是通过成为氮化物可以为1100℃以上。由此，InN膜对于制作反射型光掩模时或EUV曝光时的热量具有充分的耐性。

另外，InN膜在化学上稳定，另一方面，可以使用氯系气体进行干式蚀刻，因此可以将反射型光掩模坯加工成反射型光掩模。这是因为，作为In和氯(Cl)的化合物的InCl₃的挥发性比图3所示的除In以外的高吸收材料高。

在含有用于形成吸收层4的铟(In)和氮(N)的材料中，氮(N)相对于铟(In)的原子数比(N/In)优选为0.5以上1.5以下。通过使构成吸收层4的材料中的铟(In)与氮(N)的原子数比为0.5以上，可以赋予充分的耐热性。

需要说明的是，由于可以确认氮(N)相对于铟(In)的原子数比超过1.5的膜不能成膜，因此将其作为上限。另外，原子数比(N/In)为1.0时化学计量稳定，因此更优选在0.7以上1.2以下的范围内、进一步优选在0.8以上1.0以下的范围内。

另外，构成吸收层4的材料优选含有合计为50原子％以上的铟(In)和氮(N)。这是因为，当吸收层4中含有除了铟(In)和氮(N)以外的成分时，EUV光吸收性和耐热性可能都会降低，但是如果除了铟(In)和氮(N)以外的成分小于50原子％，则EUV光吸收性和耐热性的降低极轻微，几乎没有作为EUV掩模的吸收层4的性能的降低。

作为除了铟(In)和氮(N)以外的材料，例如可以混合Ta、Pt、Te、Zr、Hf、Ti、W、Si、Cr、Ga、Mo、Sn、Pd、Ni、B、F、O、C以及H。即，除了铟(In)和氮(N)以外，吸收层4可以进一步含有选自由Ta、Pt、Te、Zr、Hf、Ti、W、Si、Cr、Ga、Mo、Sn、Pd、Ni、B、F、O、C以及H组成的组中的1种以上的元素。

例如，通过在吸收层4中混合Ta、Pt、Te、Sn、Pd、Ni，能够在确保对EUV光的高吸收性的同时赋予膜(吸收层4)导电性。因此，能够在使用了波长为190～260nm的DUV(Deep UltraViolet：深紫外)光的掩模图案检查中提高检查性。或者，在吸收层4中混合了Ga、Hf、Zr、Mo、Cr、F的情况下，能够使膜质变得更加无定形。因此，能够提高干式蚀刻后的吸收层图案(掩模图案)的粗糙度和面内尺寸均匀性、或转印图像的面内均匀性。另外，在吸收层4中混合了Ti、W、Si的情况下，可以提高对清洗的耐性。

另外，吸收层4和吸收图案层41中的选自由Ta、Pt、Te、Zr、Hf、Ti、W、Si、Cr、Ga、Mo、Sn、Pd、Ni、B、F、O、C以及H组成的组中的1种以上的元素的含量相对于构成吸收层4的总原子数或构成吸收图案层41的总原子数，更优选在5原子％以上35原子％以下的范围内、进一步优选在10原子％以上30原子％以下的范围内。

需要说明的是，图1和图2中示出了单层的吸收层4，但是本发明的实施方式涉及的吸收层4不限于此。本发明的实施方式涉及的吸收层4例如可以为1层以上的吸收层，即多层的吸收层。

如上所述，在传统的EUV反射型光掩模的吸收层4中已经应用了以Ta为主要成分的化合物材料。在这种情况下，为了在表示吸收层4与反射层2的光强度的对比度的指标即光学浓度OD(式1)中获得1以上，吸收层4的膜厚需要为40nm以上，为了在OD中获得2以上，吸收层4的膜厚需要为70nm以上。Ta的消光系数k为0.041，但是通过将含有消光系数k为0.06以上的铟(In)和氮(N)的化合物材料应用于吸收层4，根据比尔定律，如果OD至少为1以上，则可以使吸收层4的膜厚薄化至17nm，如果OD为2以上，则可以使吸收层4的膜厚成为45nm以下。但是，当吸收层4的膜厚超过45nm时，投影效应变得与传统的由以Ta为主要成分的化合物材料形成的膜厚为60nm的吸收层4同等程度。

OD ＝ -log(Ra/Rm)··· (式1)

因此，本发明的实施方式涉及的吸收层4的膜厚优选为17nm以上45nm以下。即，当吸收层4的膜厚在17nm以上45nm以下的范围内时，与由以Ta为主要成分的化合物材料形成的传统的吸收层4相比，可以充分地降低投射效应，从而提高转印性能。需要说明的是，光学浓度(OD：Optical Density)值是吸收层4与反射层2的对比度，在OD值小于1的情况下，无法得到充分的对比度，转印性能倾向于降低。

另外，上述“主要成分”是指相对于整个吸收层的原子数含有50原子％以上的成分。

以下，对本发明涉及的反射型光掩模坯和反射型光掩模的实施例进行说明。

[实施例1]

首先，使用图4对反射型光掩模坯10的制作方法进行说明。

在实施例1中，首先，如图4所示，准备具有低热膨胀特性的合成石英基板11。接着，在准备的基板11上使以硅(Si)和钼(Mo)为一对的层叠膜层叠40层而成的反射层12成膜。另外，将反射层12的层厚设为280nm。接着，将作为中间膜的封盖层13成膜在所形成的反射层12上。采用钌(Ru)作为封盖层13的材料。另外，将封盖层13的层厚设为3.5nm。

接着，将包含合计为100原子％的铟(In)和氮(N)的吸收层14在封盖层13上成膜。这里，利用XPS(X射线光电子能谱)测定吸收层14的铟(In)与氮(N)的原子数比率(N/In)，结果为1.0(＝1:1)。另外，利用XRD(X射线衍射装置)测定吸收层14的结晶性，结果可观察到轻微结晶性，但是为无定形的。另外，吸收层14的层厚设为33nm。接着，以氮化铬(CrN)在基板11的与形成有反射层12的面相反一侧的面上使背面导电膜15成膜。背面导电膜15的层厚设为100nm。

按照以上步骤，制作了实施例1的反射型光掩模坯100。

需要说明的是，向基板11上的各膜(反射层12、封盖层13、吸收层14)的成膜(各层的形成)使用多元溅射装置进行。通过溅射时间控制各膜的层厚。对于吸收层14，通过反应性溅射法来控制在溅射中导入腔室中的氧量，由此以N/In比成为1.0的方式成膜。

接下来，使用图5～图8对反射型光掩模200的制作方法进行说明。

如图5所示，首先，通过旋涂机在反射型光掩模坯100的吸收层14上涂布正性化学放大型抗蚀剂(SEBP9012：信越化学公司制造)。正性化学放大型抗蚀剂的层厚设为120nm。接着，将涂布的正性化学放大型抗蚀剂在110℃烘烤10分钟，从而形成了抗蚀剂膜16。接着，使用电子束描绘机(JBX3030：日本电子公司制造)在抗蚀剂膜16上绘制预定的图案。接着，在110℃进行10分钟的预烘烤处理后，使用喷淋显影机(SFG3000：Sigma Mertec公司制造)进行显影处理。由此，如图6所示，形成了抗蚀剂图案16a。

接着，将抗蚀剂图案16a作为蚀刻掩模，通过以氯系气体为主体的干式蚀刻在吸收层14上进行掩模图案的图案化。由此，如图7所示，在吸收层14上形成了吸收图案(吸收图案层)141。接着，将抗蚀剂图案16a剥离，如图8所示，制作了实施例1的反射型光掩模200。

在本实施例中，在吸收层14上所形成的吸收图案层141包括：在转印评价用的反射型光掩模200上的线宽64nm LS(线宽及间距)图案、利用了AFM的吸收层的膜厚测定用的线宽200nm LS图案、EUV反射率测定用的4mm见方的吸收层除去部。在本实施例中，如图9所示，将线宽64nm LS图案分别设计在x方向和y方向，以便可以容易地观察因EUV照射而产生的投影效应的影响。

需要说明的是，通过透射电子显微镜测定了吸收层14的层厚。另外，在以下的实施例2～5以及比较例1～7中也同样地进行了测定。

[实施例2]

在实施例2中，作为吸收层14使以下的层成膜：铟(In)与氮(N)的原子数比率(N/In)为1.0、铟(In)和氮(N)的合计含量为整个吸收层14的70原子％、剩余的30原子％为Ga。另外，将吸收层14的层厚设为33nm。除此以外，与实施例1同样地制作了实施例2的反射型光掩模坯100和反射型光掩模200。

[实施例3]

在实施例3中，作为吸收层14使以下的层成膜：铟(In)与氮(N)的原子数比率(N/In)为1.0、铟(In)和氮(N)的合计含量为整个吸收层14的70原子％、剩余的30原子％为Ta。另外，将吸收层14的层厚设为33nm。除此以外，与实施例1同样地制作了实施例3的反射型光掩模坯100和反射型光掩模200。

[实施例4]

在实施例4中，作为吸收层14使以下的层成膜：铟(In)与氮(N)的原子数比率(N/In)为0.5、铟(In)和氮(N)的合计含量为整个吸收层14的100原子％。另外，将吸收层14的层厚设为33nm。除此以外，与实施例1同样地制作了实施例4的反射型光掩模坯100和反射型光掩模200。

[实施例5]

在实施例5中，作为吸收层14使以下的层成膜：铟(In)与氮(N)的原子数比率(N/In)为1.5、铟(In)和氮(N)的合计含量为整个吸收层14的100原子％。另外，将吸收层14的层厚设为33nm。除此以外，与实施例1同样地制作了实施例5的反射型光掩模坯100和反射型光掩模200。

[比较例1]

在比较例1中，作为吸收层14使以下的层成膜：铟(In)与氮(N)的原子数比率(N/In)为0、铟(In)的含量为整个吸收层14的100原子％。另外，将吸收层14的层厚设为33nm。除此以外，与实施例1同样地制作了比较例1的反射型光掩模坯100和反射型光掩模200。

[比较例2]

在比较例2中，作为吸收层14使以下的层成膜：铟(In)与氮(N)的原子数比率(N/In)为1.0、铟(In)和氮(N)的合计含量为整个吸收层14的100原子％。另外，将吸收层14的层厚设为50nm。除此以外，与实施例1同样地制作了比较例2的反射型光掩模坯100和反射型光掩模200。

[比较例3]

在比较例3中，作为吸收层14使以下的层成膜：铟(In)与氮(N)的原子数比率(N/In)为1.0、铟(In)和氮(N)的合计含量为整个吸收层14的30原子％、剩余的70原子％为Te。另外，将吸收层14的层厚设为26nm。除此以外，与实施例1同样地制作了比较例3的反射型光掩模坯100和反射型光掩模200。

[比较例4]

在比较例4中，作为吸收层14使以下的层成膜：铟(In)与氮(N)的原子数比率(N/In)为1.0、铟(In)和氮(N)的合计含量为整个吸收层14的45原子％、剩余的55原子％为Te。另外，将吸收层14的层厚设为26nm。除此以外，与实施例1同样地制作了比较例4的反射型光掩模坯100和反射型光掩模200。

[比较例5]

在比较例4中，作为吸收层14使以下的层成膜：铟(In)与氮(N)的原子数比率(N/In)为0.4、铟(In)和氮(N)的合计含量为整个吸收层14的100原子％。另外，将吸收层14的层厚设为33nm。除此以外，与实施例1同样地制作了比较例5的反射型光掩模坯100和反射型光掩模200。

[比较例6]

在比较例6中，作为吸收层14使以下的层成膜：铟(In)与氮(N)的原子数比率(N/In)为1.0、铟(In)和氮(N)的合计含量为整个吸收层14的100原子％。另外，将吸收层14的层厚设为15nm。除此以外，与实施例1同样地制作了比较例6的反射型光掩模坯100和反射型光掩模200。

[比较例7]

在比较例7中，作为吸收层14使以下的层成膜：铟(In)与氮(N)的原子数比率(N/In)为1.0、铟(In)和氮(N)的合计含量为整个吸收层14的100原子％。另外，将吸收层14的层厚设为47nm。除此以外，与实施例1同样地制作了比较例7的反射型光掩模坯100和反射型光掩模200。

[现有]

除了上述实施例1～5和比较例1～7以外，还制作了传统的具有钽(Ta)系吸收层的反射型光掩模坯和反射型光掩模(以下也称为“现有Ta系掩模”)。与实施例1～5和比较例1～7同样地，反射型光掩模坯在具有低热膨胀特性的合成石英基板上具有：重复层叠钼(Mo)层和硅(Si)层而成的反射层(重复次数40)、层厚3.5nm的由钌(Ru)构成的封盖层13、以及吸收层14。然而，吸收层14是通过将层厚2nm的TaO在层厚58nm的TaN上成膜而形成的。另外，与实施例1～5和比较例1～7同样地，反射型光掩模(现有Ta系掩模)是通过使该反射型光掩模的吸收层14的掩模图案图案化而形成的。

以下，对在本实施例中评价的评价项目进行说明。

(晶圆曝光评价)

使用EUV曝光装置(NXE3300B：ASML公司制造)，将实施例1～5和比较例1～7的反射型光掩模200的掩模图案转印曝光到涂布有EUV正性化学放大型抗蚀剂的半导体基板上。调节曝光量，以使图9所示的x方向LS图案按照设计进行转印。然后，利用电子束尺寸测定仪观察转印后的抗蚀剂图案并测定线宽，通过模拟比较了实施例1～5和比较例1～7中的反射型光掩模200的HV偏差值如何变化。

HV偏差值是依赖于掩模图案的方向的转印图案的线宽差，即水平(Horizontal：H)方向的线宽与垂直(Vertical：V)方向的线宽的差。H方向的线宽表示与入射光和反射光所构成的面(以下，有时称为“入射面”)正交的线状图案的线宽，V方向的线宽表示与入射面平行的线状图案的线宽。即，H方向的线宽是与入射面平行的方向上的长度，V方向的线宽是与入射面正交的方向上的长度。

(耐热性)

在使用EUV曝光装置(NXE3300B：ASML公司制造)曝光前后，测定反射型光掩模200的吸收图案层141的层厚和反射率Ra，确认在EUV曝光前后是否没有吸收图案层141的膜减少和反射率Ra的变化。在未确认到吸收图案层141的膜减少和反射率Ra的变化的情况下，在“耐热性”一栏中标记“〇”，在确认到膜减少和反射率Ra的变化的情况下，由于难以长期使用，因此在“耐热性”一栏中标记“×”。

表1是示出实施例1～5、比较例1～7以及现有Ta系掩模的HV偏差和耐热性的表。

[表1]

在表1中示出了各实施例和各比较例的HV偏差的比较。根据表1，关于使用现有Ta系掩模的利用EUV光向半导体基板转印曝光的结果，y方向的图案尺寸为20nm，HV偏差值为8.65nm。与此相对，实施例1的反射型光掩模200的HV偏差为5.13nm，实施例2的反射型光掩模200的HV偏差为4.17nm，实施例3的反射型光掩模200的HV偏差为4.61nm，实施例4的反射型光掩模200的HV偏差为5.13nm，实施例5的反射型光掩模200的HV偏差为5.13nm。另外，比较例3的反射型光掩模200的HV偏差为5.01nm，比较例4的反射型光掩模200的HV偏差为5.25nm，比较例5的反射型光掩模200的HV偏差为5.13nm。因此可以确认，与现有Ta系掩模相比，能够抑制或减轻投影效应。需要说明的是，由于比较例6的反射型光掩模200的转印图案因对比度不足而粗糙度变大，比较例1、比较例2以及比较例7的反射型光掩模200的转印图案未析像，因此无法进行HV偏差的评价。

在表1中示出了各实施例和各比较例的耐热性的比较。在表1中，在使用了现有Ta系掩模的情况下，几乎没有确认到膜减少和反射率Ra的变化。同样地，在使用了实施例1～5、比较例2、比较例6以及比较例7的反射型光掩模200的情况下，也几乎没有确认到膜减少和反射率Ra的变化。因此，在表1中，在“现有”、“实施例1”、“实施例2”、“实施例3”、“实施例4”、“实施例5”、“比较例2”、“比较例6”、“比较例7”的“耐热性”一栏中标记“○”、“◎”。由此，可以确认具有现有Ta系掩模以上的耐热性。特别是，实施例5的反射型光掩模200由于没有确认到膜减少和反射率Ra的变化，因此为“◎”。与此相对，在使用了比较例1和比较例3～5的反射型光掩模200的情况下，确认到了膜减少和反射率Ra的变化。因此，在“比较例1”、“比较例3”、“比较例4”、“比较例5”的“耐热性”一栏中标记“×”。

在表1中示出了HV偏差和耐热性的综合评价。在表1中，在HV偏差值比现有Ta系掩模的HV偏差值(8.65)低、且耐热性一栏为“○”或“◎”的情况下，在“判定”一栏中标记“○”。另外，在HV偏差值大于现有掩模的HV偏差值(8.65)的情况下、或者耐热性栏一为“×”的情况下，在“判定”一栏中标记“×”。因此，在表1中，在“实施例1”、“实施例2”、“实施例3”、“实施例4”、“实施例5”的“判定”一栏中标记“○”。与此相对，在“比较例1”、“比较例2”、“比较例3”、“比较例4”、“比较例5”、“比较例6”、“比较例7”的“判定”一栏中标记“×”。需要说明的是，“现有”的HV偏差值为8.65，因此在“判定”一栏中标记“△”。

由此，若为吸收图案层141含有合计为50原子％以上的铟(In)和氮(N)、吸收图案层141中的氮(N)相对于铟(In)的原子数比(N/In)为0.5以上1.5以下、吸收图案层141的层厚为17nm以上45nm以下的反射型光掩模200，则会成为光学浓度OD值和耐热性均良好、能够降低投影效应、寿命长且转印性能高的结果。即，可以确认获得了转印性能更优异的反射型光掩模200。换言之，可以认为能够确认：通过使用上述实施方式涉及的反射型光掩模坯100，可以制作出能够抑制或减轻以极端紫外区域的波长的光为光源的图案化转印用的反射型光掩模的投影效应、充分具有曝光时的耐热性的反射型光掩模200。

工业实用性

本发明涉及的反射型光掩模坯和反射型光掩模可适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···反射层、3···封盖层、4···吸收层、41···吸收图案(吸收图案层)、10···反射型光掩模坯、20···反射型光掩模、11···基板、12···反射层、13···封盖层、14···吸收层、141···吸收图案(吸收图案层)、15···背面导电膜、16···抗蚀剂膜、16a···抗蚀剂图案、100···反射型光掩模坯、200···反射型光掩模

Claims

1.一种反射型光掩模坯，其是用于制作以极端紫外线为光源的图案转印用的反射型光掩模的反射型光掩模坯，具有：

基板、

形成在所述基板上的包含多层膜的反射层、以及

形成在所述反射层上的吸收层，

所述吸收层含有合计为50原子％以上的铟(In)和氮(N)，

所述吸收层中的氮(N)相对于铟(In)的原子数比(N/In)为0.5以上1.5以下，

所述吸收层的层厚为17nm以上45nm以下。

2.根据权利要求1所述的反射型光掩模坯，其中，

所述吸收层进一步含有选自由钽(Ta)、铂(Pt)、碲(Te)、锆(Zr)、铪(Hf)、钛(Ti)、钨(W)、硅(Si)、铬(Cr)、镓(Ga)、钼(Mo)、锡(Sn)、钯(Pd)、镍(Ni)、硼(B)、氟(F)、氧(O)、碳(C)以及氢(H)组成的组中的1种以上的元素。

3.根据权利要求1或2所述的反射型光掩模坯，其中，

在所述反射层与所述吸收层之间包含封盖层。

4.一种反射型光掩模，其是以极端紫外线为光源的图案转印用的反射型光掩模，具有：

基板、

形成在所述基板上的包含多层膜的反射层、以及

形成在所述反射层上的吸收图案层，

所述吸收图案层含有合计为50原子％以上的铟(In)和氮(N)，

所述吸收图案层中的氮(N)相对于铟(In)的原子数比(N/In)为0.5以上1.5以下，

所述吸收图案层的层厚为17nm以上45nm以下。

5.根据权利要求4所述的反射型光掩模，其中，

所述吸收图案层进一步含有选自由钽(Ta)、铂(Pt)、碲(Te)、锆(Zr)、铪(Hf)、钛(Ti)、钨(W)、硅(Si)、铬(Cr)、镓(Ga)、钼(Mo)、锡(Sn)、钯(Pd)、镍(Ni)、硼(B)、氟(F)、氧(O)、碳(C)以及氢(H)组成的组中的1种以上的元素。