TW202125090A - 反射型光罩基底及反射型光罩、以及半導體裝置之製造方法 - Google Patents

反射型光罩基底及反射型光罩、以及半導體裝置之製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202125090A
TW202125090A TW109140277A TW109140277A TW202125090A TW 202125090 A TW202125090 A TW 202125090A TW 109140277 A TW109140277 A TW 109140277A TW 109140277 A TW109140277 A TW 109140277A TW 202125090 A TW202125090 A TW 202125090A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
film
phase shift
layer
reflective
light
Prior art date
Application number
TW109140277A
Other languages
English (en)
Inventor
池邊洋平
野澤順
Original Assignee
日商Ｈｏｙａ股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商Ｈｏｙａ股份有限公司 filed Critical 日商Ｈｏｙａ股份有限公司
Publication of TW202125090A publication Critical patent/TW202125090A/zh

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/22—Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
    • G03F1/24—Reflection masks; Preparation thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/0641—Nitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08—Oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • G03F1/32—Attenuating PSM [att-PSM], e.g. halftone PSM or PSM having semi-transparent phase shift portion; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • G03F1/48—Protective coatings
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/54—Absorbers, e.g. of opaque materials
    • G03F1/58—Absorbers, e.g. of opaque materials having two or more different absorber layers, e.g. stacked multilayer absorbers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

本發明提供一種具有相位偏移膜之反射型光罩基底，其即便於相位偏移膜之膜厚發生變化之情形時，相位偏移膜之相位差及/或反射率之變化亦較小。 本發明係一種反射型光罩基底，其特徵在於：其係於基板之主表面上依序具備多層反射膜及相位偏移膜者，且上述相位偏移膜包含下層及最上層，上述下層位於上述最上層與上述多層反射膜之間，上述下層由釕及鉻之合計含量為90原子%以上之材料、或者釕、鉻及氮之合計含量為90原子%以上之材料形成，上述最上層由釕、鉻及氧之合計含量為90原子%以上之材料形成。

Description

反射型光罩基底及反射型光罩、以及半導體裝置之製造方法
本發明係關於一種用以製造在半導體裝置之製造等中所使用之曝光用光罩的原版即反射型光罩基底及反射型光罩、以及半導體裝置之製造方法。
半導體裝置製造中之曝光裝置之光源正逐步向短波長化發展。為了實現更微細之圖案轉印，開發出使用波長為13.5 nm左右之極紫外線(EUV：Extreme Ultra Violet；以下有時稱為EUV光)之EUV微影術。在EUV微影術中，由於對EUV光透明之材料較少，故而使用反射型光罩。作為代表性反射型光罩，有二元式反射型光罩及相位偏移型之反射型光罩(半色調式相位偏移型之反射型光罩)。二元式反射型光罩具有充分吸收EUV光之相對較厚之吸收體圖案。相位偏移型之反射型光罩具有相對較薄之吸收體圖案(相位偏移圖案)，該吸收體圖案(相位偏移圖案)係藉由光吸收來減弱EUV光，且產生相位相對於來自多層反射膜之反射光大致反轉(約180度之相位反轉)之反射光。相位偏移型之反射型光罩藉由相位偏移效應而獲得較高之轉印光學影像對比度，故而能進一步提高解像度。又，由於相位偏移型之反射型光罩之吸收體圖案(相位偏移圖案)之膜厚較薄，故而能精度良好地形成微細之相位偏移圖案。
專利文獻1及2中記載有與此種EUV微影術用反射型光罩及用於製作其之光罩基底相關之技術。
於專利文獻1中，記載一種反射型曝光用光罩，其具備對曝光之光而言為高反射區域之多層反射膜、及吸收上述曝光之光並且對上述曝光之光而言為低反射區域之吸收體圖案。又，於專利文獻1中，記載有來自上述多層反射膜之上述曝光之光的反射光與來自上述吸收體圖案之上述曝光之光的反射光之相位差為180度±10度以內。進而，於專利文獻1中，記載有作為吸收體圖案，使用包含以Ru為主成分之Ru膜之單層構造之吸收體圖案、或者包含Ru膜與較該Ru膜薄且以Cr為主成分之Cr膜的積層膜之多層構造之吸收體圖案。又，記載有作為以Ru為主成分之Ru膜之材料，例如使用CrRu合金及CrRuN合金。
於專利文獻2中，記載有一種半色調式EUV光罩，其具備基板、形成於上述基板上之高反射部、及形成於上述高反射部上且經圖案化之低反射部。又，於專利文獻2中，記載有低反射部係具有Ta(鉭)之第1層與具有Ru(釕)之第2層積層而成之構造。
[專利文獻1]日本專利特開2011-29334號公報 [專利文獻2]日本專利第5282507號公報
圖案越微細，圖案尺寸或圖案位置之精度越高，則半導體裝置之電特性及性能越高，又，積體度越高且晶片尺寸越小。因此，與以往相比要求EUV微影術具有精度更高且尺寸更微細之圖案轉印性能。目前，要求形成與hp16 nm(half pitch 16 nm，半節距16 nm)對應之超微細且高精度之圖案。針對此種要求，需要使用EUV光作為曝光之光進而利用相位偏移效應之反射型相位偏移光罩。
於EUV微影術中，考慮到透光率，使用包含複數個反射鏡之投影光學系統。而且，使EUV光對反射型光罩傾斜入射，使得該等複數個反射鏡不會遮擋投影光(曝光之光)。目前，入射角度相對於反射型光罩之基板垂直面設為6度係主流。
於EUV微影術中，由於使曝光之光傾斜入射，故而存在被稱為遮蔽效應之固有問題。遮蔽效應係如下現象，即，因曝光之光傾斜入射至具有立體構造之吸收體圖案而出現影子，導致轉印形成之圖案之尺寸或位置發生改變。吸收體圖案之立體構造成為壁，於背陰側出現影子，導致轉印形成之圖案之尺寸或位置發生改變。例如，於所配置之吸收體圖案之方向與斜入射光之方向平行之情形時或者垂直之情形時，兩者之轉印圖案之尺寸與位置產生差異，導致轉印精度下降。
於使用EUV光作為曝光之光的反射型相位偏移光罩中，因曝光之光的波長較短，而存在與相位偏移膜之膜厚變動相應之相位差及反射率變動較大之問題。例如，於相位偏移膜為單層構造之反射型光罩基底之情形時，在將該光罩基底之相位偏移膜圖案化來製造反射型相位偏移光罩之過程中，相位偏移膜之表層可能發生氧化。有可能因相位偏移膜之表層被氧化，而產生光學特性發生變化及/或膜厚減小之現象。即便此種相位偏移膜上產生之現象較小，亦存在相位偏移膜之相位差及/或反射率發生變化之情況。
於反射型相位偏移光罩中，由於需要形成超微細且高精度之圖案，故而需要減弱上述遮蔽效應。因此，於反射型相位偏移光罩中，進而需要使吸收體膜(相位偏移膜)之膜厚變薄。但是，相位偏移膜除了要具備對曝光之光產生特定相位差之功能以外，亦必須兼備使曝光之光以特定反射率反射之功能。因此，在由單層構造形成相位偏移膜之情形時，使膜之厚度變薄存在極限。藉由將相位偏移膜製成多層構造，使各層之設計最佳化並利用干涉效果，能夠以更薄之厚度形成特定相位差及特定反射率之相位偏移膜。但是，於相位偏移膜為多層構造之情形時，尤其是相位偏移膜之最上層之厚度及/或光學特性易發生變化。於多層構造之相位偏移膜中，利用了更強之干涉效果。因此，於多層構造之相位偏移膜中，因最上層之膜厚(即，包含最上層之相位偏移膜之膜厚)及/或光學特性發生變化，而出現相位差及/或反射率易發生變化之問題。
另一方面，於將反射型光罩基底之相位偏移膜圖案化來製造反射型光罩之情形時，為了確認針對形成有圖案之相位偏移膜精度良好地形成經設計之圖案，一般會使用光罩檢查裝置進行光罩檢查。於光罩檢查裝置中，大多使用波長為193 nm等之DUV光(深紫外光，Deep Ultraviolet光)作為檢查光。
藉由使用DUV光作為檢查光之光罩檢查裝置對形成有圖案之相位偏移膜進行檢查時，存在難以進行高精度檢查之情況。認為其原因如下。即，相位偏移膜被去除而露出多層反射膜之部分對DUV光之反射率較高。為了高精度檢查圖案，需要使殘留相位偏移膜之相位偏移圖案之部分對DUV光之反射率足夠低。但是，尤其是於多層構造之相位偏移膜中，有時不僅對EUV光具有較強之干涉效果，而且對DUV光之干涉效果亦發揮較強之作用。於此種相位偏移膜中，出現於使用DUV光之光罩檢查中難以進行高精度檢查之問題。
因此，本發明之目的在於提供一種具有相位偏移膜之反射型光罩基底，其係具有多層構造之相位偏移膜者，且即便於相位偏移膜之膜厚發生變化之情形時，相位偏移膜之相位差及/或反射率之變化亦較小。又，本發明之目的在於提供一種具有能於使用DUV光之光罩檢查中進行高精度檢查之相位偏移膜之反射型光罩基底。
又，本發明之目的在於提供一種使用上述反射型光罩基底製造之反射型光罩、及使用該反射型光罩之半導體裝置之製造方法。
為了解決上述課題，本發明具有以下構成。
(構成1) 本發明之構成1係一種反射型光罩基底，其特徵在於： 其係於基板之主表面上依序具備多層反射膜及相位偏移膜者，且 上述相位偏移膜包含下層及最上層，上述下層位於上述最上層與上述多層反射膜之間， 上述下層由釕及鉻之合計含量為90原子%以上之材料、或者釕、鉻及氮之合計含量為90原子%以上之材料形成， 上述最上層由釕、鉻及氧之合計含量為90原子%以上之材料形成。
(構成2) 本發明之構成2係如構成1之反射型光罩基底，其特徵在於：上述最上層中含量最多之元素為氧。
(構成3) 本發明之構成3係如構成1或2之反射型光罩基底，其特徵在於：上述下層中含量最多之元素為釕。
(構成4) 本發明之構成4係如構成1至3中任一構成之反射型光罩基底，其特徵在於：上述最上層中鉻含量(原子%)除以釕及鉻之合計含量(原子%)之比率大於上述下層中鉻含量(原子%)除以釕及鉻之合計含量(原子%)之比率。
(構成5) 本發明之構成5係如構成1至4中任一構成之反射型光罩基底，其特徵在於：上述最上層對波長13.5 nm之光之折射率n大於上述下層對波長13.5 nm之光之折射率n。
(構成6) 本發明之構成6係如構成5之反射型光罩基底，其特徵在於：上述最上層對波長13.5 nm之光之折射率n為0.94以下。
(構成7) 本發明之構成7係如構成1至6中任一構成之反射型光罩基底，其特徵在於：上述最上層對波長193 nm之光之折射率n大於上述下層對波長193 nm之光之折射率n。
(構成8) 本發明之構成8係如構成7之反射型光罩基底，其特徵在於：上述最上層對波長193 nm之光之折射率n為5.0以下。
(構成9) 本發明之構成9係如構成7或8之反射型光罩基底，其特徵在於：上述最上層對波長193 nm之光之消光係數k為3.2以下。
(構成10) 本發明之構成10係如構成1至9中任一構成之反射型光罩基底，其特徵在於：於上述多層反射膜與相位偏移膜之間具備保護膜。
(構成11) 本發明之構成11係一種反射型光罩，其特徵在於： 其係於基板之主表面上依序具備多層反射膜及形成有轉印圖案之相位偏移膜者，且 上述相位偏移膜包含下層及最上層，上述下層位於上述最上層與上述多層反射膜之間， 上述下層由釕及鉻之合計含量為90原子%以上之材料、或者釕、鉻及氮之合計含量為90原子%以上之材料形成， 上述最上層由釕、鉻及氧之合計含量為90原子%以上之材料形成。
(構成12) 本發明之構成12係如構成11之反射型光罩，其特徵在於：上述最上層中含量最多之元素為氧。
(構成13) 本發明之構成13係如構成11或12之反射型光罩，其特徵在於：上述下層中含量最多之元素為釕。
(構成14) 本發明之構成14係如構成11至13中任一構成之反射型光罩，其特徵在於：上述最上層中鉻含量(原子%)除以釕及鉻之合計含量(原子%)之比率大於上述下層中鉻含量(原子%)除以釕及鉻之合計含量(原子%)之比率。
(構成15) 本發明之構成15係如構成11至14中任一構成之反射型光罩，其特徵在於：上述最上層對波長13.5 nm之光之折射率n大於上述下層對波長13.5 nm之光之折射率n。
(構成16) 本發明之構成16係如構成15之反射型光罩，其特徵在於：上述最上層對波長13.5 nm之光之折射率n為0.94以下。
(構成17) 本發明之構成17係如構成11至16中任一構成之反射型光罩，其特徵在於：上述最上層對波長193 nm之光之折射率n大於上述下層對波長193 nm之光之折射率n。
(構成18) 本發明之構成18係如構成17之反射型光罩，其特徵在於：上述最上層對波長193 nm之光之折射率n為5.0以下。
(構成19) 本發明之構成19係如構成17或18之反射型光罩，其特徵在於：上述最上層對波長193 nm之光之消光係數k為3.2以下。
(構成20) 本發明之構成20係如構成11至19中任一構成之反射型光罩，其特徵在於：於上述多層反射膜與相位偏移膜之間具備保護膜。
(構成21) 本發明之構成21係一種半導體裝置之製造方法，其特徵在於包括如下步驟：使用如構成11至20中任一構成之反射型光罩，將轉印圖案曝光轉印至半導體基板上之抗蝕膜。
根據本發明，可提供一種具有相位偏移膜之反射型光罩基底，其係具有多層構造之相位偏移膜者，且即便於相位偏移膜之膜厚發生變化之情形時，相位偏移膜對波長13.5 nm之EUV光之相位差及/或反射率之變化亦較小。又，根據本發明，可提供一種具有能於使用DUV光之光罩檢查中進行高精度檢查之相位偏移膜之反射型光罩基底。
又，根據本發明，可提供一種使用上述反射型光罩基底製造之反射型光罩、及使用該反射型光罩之半導體裝置之製造方法。
以下，參照圖式對本發明之實施方式具體進行說明。再者，以下之實施方式係將本發明具體化時之一形態，並非將本發明限定於其範圍內。再者，圖中對相同或相當之部分標註相同符號，有時簡化或省略其說明。
＜反射型光罩基底100之構成及其製造方法＞ 圖1係用於對本實施方式之反射型光罩基底100之構成進行說明之主要部分剖面模式圖。如圖1所示，反射型光罩基底100具有光罩基底用基板1(亦簡稱為「基板1」)、多層反射膜2、保護膜3及相位偏移膜4，且具有其等依序積層而成之構造。多層反射膜2形成於第1主面(正面側表面)側，以較高之反射率將作為曝光之光的EUV光反射。保護膜3係為了保護多層反射膜2而設置，由對蝕刻劑及洗淨液具有耐性之材料形成，該蝕刻劑及洗淨液係在將下述相位偏移膜4圖案化時使用。相位偏移膜4吸收EUV光。又，於基板1之第2主面(背面側表面)側形成靜電吸盤用之導電膜5。
圖2係用於對本實施方式之反射型光罩基底100之另一構成進行說明之主要部分剖面模式圖。圖2所示之反射型光罩基底100與圖1之情形相同，具有基板1、多層反射膜2、保護膜3、相位偏移膜4及導電膜5，進而具有蝕刻遮罩膜6。
於本說明書中，所謂「於光罩基底用基板1之主表面之上具有多層反射膜2」，包括意指多層反射膜2與光罩基底用基板1之表面相接而配置之情況，除此以外亦包括意指於光罩基底用基板1與多層反射膜2之間具有其他膜之情況。其他膜亦同樣如此。例如所謂「膜A之上具有膜B」，意指膜A與膜B以直接相接之方式配置，除此以外亦包括於膜A與膜B之間具有其他膜之情況。又，於本說明書中，例如所謂「膜A與膜B之表面相接而配置」，意指於膜A與膜B之間不介隔其他膜，以直接相接之方式配置膜A與膜B。
於本說明書中，所謂特定膜(或層)例如為「包含含有釕及鉻之材料之膜(或層)」，意指特定膜(或層)至少實質上是包含含有釕及鉻之材料之膜(或層)。另一方面，所謂特定膜(或層)為「包含釕及鉻之膜(或層)」，有時意指特定膜(或層)僅由釕及鉻構成。又，於任一情形時，均包括特定膜(或層)中包含不可避免地混入之雜質之情況。
本實施方式係一種於基板1之主表面上依序具備多層反射膜2及相位偏移膜4之反射型光罩基底100。本實施方式之相位偏移膜4包含下層41及最上層42。下層41位於最上層42與多層反射膜2之間。以下，針對每一層來描述本實施方式。
《基板1》 為了防止利用EUV光進行曝光時因熱導致相位偏移圖案4a發生應變，基板1使用具有0±5 ppb/℃之範圍內之低熱膨脹係數者較佳。作為具有該範圍之低熱膨脹係數之素材，例如可使用SiO2 -TiO2 系玻璃、多成分系玻璃陶瓷等。
要想至少獲得圖案轉印精度、位置精度，則基板1之形成轉印圖案(下述相位偏移圖案4a與其對應)一側之第1主面以成為高平坦度之方式進行表面加工。於EUV曝光之情形時，在基板1之形成轉印圖案一側之主表面(第1主面)中132 mm×132 mm之區域內，平坦度較佳為0.1 μm以下，更佳為0.05 μm以下，尤佳為0.03 μm以下。又，與形成轉印圖案一側為相反側之第2主面係放置於曝光裝置時被靜電吸盤吸住之面，於132 mm×132 mm之區域內，平坦度較佳為0.1 μm以下，進而較佳為0.05 μm以下，尤佳為0.03 μm以下。再者，關於反射型光罩基底100中第2主面側之平坦度，於142 mm×142 mm之區域內，平坦度較佳為1 μm以下，進而較佳為0.5 μm以下，尤佳為0.3 μm以下。
又，基板1之表面平滑度之高低亦是極其重要之項目。形成轉印用相位偏移圖案4a之基板1之第1主面之表面粗糙度以均方根粗糙度(RMS)計較佳為0.1 nm以下。再者，表面平滑度可利用原子力顯微鏡來測定。
進而，為了抑制於基板1之上形成之膜(多層反射膜2等)因膜應力所導致之變形，基板1較佳為具有較高之剛性。尤其是基板1具有65 GPa以上之高楊氏模數較佳。
《多層反射膜2》 多層反射膜2係於反射型光罩200中賦予將EUV光反射之功能者，係以折射率不同之元素為主成分之各層週期性積層而成之多層膜。
一般而言，作為高折射率材料之輕元素或其化合物之薄膜(高折射率層)與作為低折射率材料之重元素或其化合物之薄膜(低折射率層)交替積層40～60週期左右而成之多層膜被用作多層反射膜2。多層膜可以是將自基板1側起依序積層有高折射率層與低折射率層之高折射率層/低折射率層之積層構造作為1週期而積層複數週期。又，多層膜亦可以是將自基板1側起依序積層有低折射率層與高折射率層之低折射率層/高折射率層之積層構造作為1週期而積層複數週期。再者，多層反射膜2之最表面之層，即多層反射膜2與基板1為相反側之表面層設為高折射率層較佳。於上述多層膜中，在將自基板1起依序積層有高折射率層與低折射率層之高折射率層/低折射率層之積層構造作為1週期而積層複數週期之情形時，最上層成為低折射率層。於此情形時，若低折射率層構成多層反射膜2之最表面，則易被氧化，導致反射型光罩200之反射率下降。因此，較佳為於最上層之低折射率層上進一步形成高折射率層而製成多層反射膜2。另一方面，於上述多層膜中，在將自基板1側起依序積層有低折射率層與高折射率層之低折射率層/高折射率層之積層構造作為1週期而積層複數週期之情形時，最上層成為高折射率層，故而保持原樣即可。
於本實施方式中，採用含矽(Si)層作為高折射率層。作為含Si材料，除了可使用Si單質以外，還可使用於Si中含有硼(B)、碳(C)、氮(N)及氧(O)之Si化合物。藉由使用含Si層作為高折射率層，可獲得EUV光之反射率優異之EUV微影術用反射型光罩200。又，於本實施方式中，使用玻璃基板作為基板1較佳。Si於與玻璃基板之密接性上亦較為優異。又，作為低折射率層，使用選自鉬(Mo)、釕(Ru)、銠(Rh)及鉑(Pt)中之金屬單質、或者其等之合金。例如，作為對波長13 nm～14 nm之EUV光之多層反射膜2，使用將Mo膜與Si膜交替積層40～60週期左右而成之Mo/Si週期積層膜較佳。再者，亦可由矽(Si)形成多層反射膜2之最上層即高折射率層。
多層反射膜2單獨之反射率為通常65%以上，上限通常為73%。再者，多層反射膜2之各構成層之膜厚及週期只要根據曝光波長適當選擇即可，以滿足布勒格反射法則之方式進行選擇。於多層反射膜2中，高折射率層及低折射率層分別存在複數層，但高折射率層彼此以及低折射率層彼此之膜厚亦可不同。又，多層反射膜2之最表面之Si層之膜厚可於不降低反射率之範圍內進行調整。最表面之Si層(高折射率層)之膜厚可設為3 nm～10 nm之範圍。
多層反射膜2之形成方法於該技術領域中眾所周知。例如可藉由利用離子束濺鍍法成膜多層反射膜2之各層而形成。於上述Mo/Si週期多層膜之情形時，例如利用離子束濺鍍法，首先使用Si靶使厚度4 nm左右之Si膜成膜於基板1上。其後使用Mo靶使厚度3 nm左右之Mo膜成膜。以該Si膜/Mo膜為1週期而積層40～60週期，從而形成多層反射膜2(最表面之層設為Si層)。再者，例如於將多層反射膜2設為60週期之情形時，與40週期相比步驟數增多，但能提高對EUV光之反射率。又，多層反射膜2成膜時，較佳為藉由自離子源供給氪(Kr)離子粒子進行離子束濺鍍來形成多層反射膜2。
《保護膜3》 本實施方式之反射型光罩基底100較佳為於多層反射膜2與相位偏移膜4之間具備保護膜3。
為了保護多層反射膜2免受下述反射型光罩200之製造步驟中乾式蝕刻及洗淨之影響，可於多層反射膜2之上或與多層反射膜2之表面相接形成保護膜3。又，保護膜3亦兼備使用電子束(EB)修正相位偏移圖案4a之黑點缺陷時保護多層反射膜2之作用。此處，於圖1及圖2中示出保護膜3為1層之情形，但亦可將保護膜3製成3層以上之積層構造。保護膜3由對蝕刻劑及洗淨液具有耐性之材料形成，該蝕刻劑及洗淨液係在將相位偏移膜4圖案化時使用。藉由在多層反射膜2之上形成保護膜3，能夠抑制使用具有多層反射膜2及保護膜3之基板1製造反射型光罩200(EUV光罩)時對多層反射膜2之表面造成損害。因此，多層反射膜2對EUV光之反射率特性變得良好。
以下，以保護膜3為1層之情形為例來進行說明。再者，於包含複數層保護膜3之情形時，於與相位偏移膜4之關係上，保護膜3之最上層(與相位偏移膜4相接之層)之材料性質較為重要。又，於本實施方式中，由於相位偏移膜4包含複數層，故而於與保護膜3(之最上層)之關係上，相位偏移膜4之最下層(與保護膜3相接之層，例如於包含2層相位偏移膜4之情形時為下層41)之材料性質較為重要。
於本實施方式之反射型光罩基底100中，作為保護膜3之材料，可選擇對用於乾式蝕刻之蝕刻氣體具有耐性之材料，該乾式蝕刻用來對形成於保護膜3之上的相位偏移膜4進行圖案化。
於與保護膜3之表面相接之相位偏移膜4之層例如為如本實施方式之下層41般包含含有釕(Ru)及鉻(Cr)之材料(特定之RuCr系材料)之薄膜的情形時，作為保護膜3之材料，可使用自以下材料中選擇之材料：矽(Si)、含有矽(Si)及氧(O)之材料、含有矽(Si)及氮(N)之材料、含有矽(Si)、氧(O)及氮(N)之材料等矽系材料；以及鉻(Cr)、或者含有鉻(Cr)與氧(O)、氮(N)及碳(C)中之至少1種以上元素之鉻系材料。
如本實施方式，於與保護膜3之表面相接之相位偏移膜4之層係包含含有釕(Ru)及鉻(Cr)之材料(特定之RuCr系材料)之薄膜的情形時，可使用含氧之氯系氣體作為將相位偏移膜4圖案化時之乾式蝕刻氣體。於此情形時，較佳為選擇矽(Si)、含有矽(Si)及氧(O)之材料或者含有矽(Si)及氮(N)之材料等矽系材料作為保護膜3之材料。
該等矽系材料對該等乾式蝕刻氣體具有耐性，氧含量越多，則耐性越大。因此，保護膜3之材料更佳為氧化矽(SiOx ，1≦x≦2)，x更大者更佳，尤佳為SiO2 。再者，於相位偏移膜4包含特定之RuCr系材料以外之薄膜之層，且與保護膜3之表面相接之相位偏移膜4之層為特定之RuCr系材料以外之薄膜之層的情形時，可根據該材料之蝕刻特性選擇保護膜3之材料。
於EUV微影術中，對曝光之光透明之物質較少，因此，防止異物附著於光罩圖案面之EUV護膜技術上並不簡單。因此，不使用護膜之無護膜運用成為主流。又，於EUV微影術中，EUV曝光會引起光罩上堆積碳膜或者氧化膜生長之類的曝光污染。因此，於將EUV曝光用之反射型光罩200用於製造半導體裝置的階段中，必須反覆進行洗淨將光罩上之異物及污染去除。因此，於EUV曝光用之反射型光罩200中，與光微影術用之穿透式光罩相比，要求超高之光罩耐洗淨性。藉由反射型光罩200具有保護膜3，能夠提高對洗淨液之耐洗淨性。
保護膜3之膜厚無特別限制，只要能發揮保護多層反射膜2之功能即可。就EUV光之反射率之觀點而言，保護膜3之膜厚較佳為1.0 nm以上8.0 nm以下，更佳為1.5 nm以上6.0 nm以下。
作為保護膜3之形成方法，無特別限制，可採用與公知之膜形成方法相同之方法。作為具體例，可列舉濺鍍法及離子束濺鍍法。
《相位偏移膜4》 於本實施方式之反射型光罩基底100中，於多層反射膜2之上或形成於多層反射膜2之上的保護膜3之上形成使EUV光之相位偏移之相位偏移膜4。如圖1及圖2所示，本實施方式之反射型光罩基底100之相位偏移膜4包含下層41及最上層42。
本實施方式之反射型光罩基底100藉由包含特定之下層41及特定之最上層42，即便於多層構造之相位偏移膜4之最上層42之膜厚發生變化的情形時，亦能減小相位偏移膜4之相位差及/或反射率之變化。又，本實施方式之反射型光罩基底100之相位偏移膜4可於使用DUV光之光罩檢查中進行高精度檢查。
於本實施方式之反射型光罩基底100中，在形成有相位偏移膜4(相位偏移圖案4a)之部分，一面吸收EUV光來減光，一面以不對圖案轉印造成不良影響之水準使一部分光反射。另一方面，於開口部(無相位偏移膜4之部分)，EUV光自多層反射膜2(於有保護膜3之情形時，經由保護膜3自多層反射膜2)反射。來自形成有相位偏移膜4這部分之反射光與來自開口部之反射光形成所期望之相位差。相位偏移膜4以來自相位偏移膜4之反射光與來自多層反射膜2之反射光的相位差成為130度～230度之方式形成。藉由180度左右之反轉的相位差之光彼此於圖案邊緣部相互干涉，可提高投影光學影像之影像對比度。伴隨其影像對比度之提高，解像度會提高，曝光量裕度及焦點裕度等與曝光相關之各種裕度會擴大。
雖然亦取決於圖案或曝光條件，但為了獲得相位偏移效應，相位偏移圖案4a對EUV光之相對反射率較佳為2%～40%，更佳為6～35%，進而較佳為15%～35%，尤佳為15%～25%。此處，所謂相位偏移膜4(相位偏移圖案4a)之相對反射率，係將自不存在相位偏移圖案4a這部分之多層反射膜2(包含附保護膜3之多層反射膜2)反射之EUV光設為反射率100%時自相位偏移圖案4a反射之EUV光的反射率。再者，於本說明書中，有時將相對反射率簡稱為「反射率」。
雖然亦取決於圖案或曝光條件，但為了獲得相位偏移效應，相位偏移膜4(或相位偏移圖案4a)對EUV光之絕對反射率較佳為4%～27%，更佳為10%～17%。
本實施方式之相位偏移膜4包含下層41及最上層42。最上層42係相位偏移膜4中位於與多層反射膜2為相反側之最表面之層。下層41係相位偏移膜4中位於最上層42與多層反射膜2之間任意位置之層。要想簡化成膜步驟，相位偏移膜4較佳為由下層41與最上層42這兩層構成。
本實施方式之反射型光罩基底100之相位偏移膜4包含下層41。下層41由釕(Ru)及鉻(Cr)之合計含量為90原子%以上，較佳為95原子%以上，進而較佳為98原子%以上之材料形成。或者，下層41由釕(Ru)、鉻(Cr)及氮(N)之合計含量為90原子%以上，較佳為95原子%以上，進而較佳為98原子%以上之材料形成。於本說明書中，有時將含有釕(Ru)及鉻(Cr)之下層41之材料稱為RuCr系材料。又，於本說明書中，有時將含有釕(Ru)、鉻(Cr)及氮(N)之下層41之材料稱為RuCrN系材料。再者，下述最上層42之材料亦含有釕(Ru)及鉻(Cr)，因此，有時將本實施方式之下層41及最上層42之材料統稱為RuCr系材料。
藉由使用特定材料作為本實施方式之反射型光罩基底100之相位偏移膜4之下層41，能夠獲得相對反射率為特定範圍之相位偏移圖案4a。藉由使用特定材料作為本實施方式之反射型光罩基底100之相位偏移膜4之下層41的材料，能夠使相位偏移膜4對EUV光之絕對反射率處於特定範圍。又，本實施方式之反射型光罩基底100之相位偏移膜4可使用以獲得特定相位差(來自開口部之多層反射膜2(包含附保護膜3之多層反射膜2)之反射光與來自相位偏移圖案4a之反射光的相位差)之膜厚變薄。因此，於反射型光罩200中，能夠進一步減弱因相位偏移圖案4a而產生之遮蔽效應。又，藉由使用由本實施方式之反射型光罩基底100製造之反射型光罩200，能夠提高製造半導體裝置時之產能。
於本實施方式之反射型光罩基底100之相位偏移膜4中，較佳為下層41中含量最多之元素為釕(Ru)。
Ru對EUV光之折射率n為n＝0.886(消光係數k＝0.017)，作為高反射率之相位偏移膜4之材料較佳。因此，藉由相位偏移膜4之下層41中含量最多之元素為Ru，能夠獲得對EUV光具有高反射率之相位偏移膜4。
本實施方式之反射型光罩基底100之相位偏移膜4之下層41的晶體結構較佳為非晶形。再者，藉由下層41之材料除了含有釕(Ru)及鉻(Cr)以外還含有氮(N)，能夠使晶體結構非晶化。再者，最上層42亦相同，晶體結構較佳為非晶形。
Ru系化合物易成為結晶化之結構，又，加工特性亦較差。即，結晶化之金屬之晶粒於形成相位偏移圖案4a時側壁粗糙度易變大。因此，有可能於形成特定之相位偏移圖案4a時造成不良影響。另一方面，於相位偏移膜4之晶體結構為非晶形之情形時，能夠減少形成相位偏移圖案4a時之不良影響。藉由在Ru中添加Cr，能使相位偏移膜4之晶體結構非晶化，並且加快蝕刻速度，使圖案形狀變得良好，或者提高加工特性。又，藉由除了含有釕及鉻以外還含有氮，能夠使晶體結構進一步非晶化。
於Ru中添加Cr之二元系材料(RuCr系材料)與先前材料即RuTa相比，加工特性優異。Ta若被氧化，則難以利用氯系氣體及氧氣進行蝕刻。
本實施方式之反射型光罩基底100之相位偏移膜4之下層41之釕(Ru)含量較佳為46原子%以上94原子%以下，更佳為50原子%以上90原子%以下。又，下層41之鉻(Cr)含量較佳為4原子%以上48原子%以下，更佳為6原子%以上40原子%以下。
又，於下層41含氮(N)之情形時，N含量較佳為2原子%以上30原子%以下，更佳為4原子%以上20原子%以下。藉由釕(Ru)及鉻(Cr)為上述組成範圍，能夠獲得具有特定反射率及相位差之相位偏移膜4之下層41。又，藉由氮為上述組成範圍，能確實地使下層41之晶體結構非晶化。
接下來，關於本實施方式之相位偏移膜4之下層41之材料中所含之釕(Ru)及鉻(Cr)，對Ru與Cr之調配比率進行說明。
Ru含量越多，則RuCr系材料之相對反射率及絕對反射率越高。又，相位偏移膜4之反射光成為來自相位偏移膜4(最上層42)表面之反射光、來自最上層42與下層41之界面之反射光、及來自相位偏移膜4(下層41)與保護膜3或多層反射膜2之界面之反射光的重疊光。因此，相位偏移膜4之反射光強度具有依存於相位偏移膜4之膜厚的週期構造。結果，如圖4中示出一例般，相位偏移膜4之反射率及相位差亦展現出依存於膜厚之週期構造。圖4中示出於對應實施例1之相位偏移膜4中，因改變下層41之膜厚而使相位偏移膜4之膜厚發生變化之情形時相位偏移膜4之膜厚與EUV光之相對反射率及相位差的關係。相位偏移膜4之材料之折射率n及消光係數k會對該週期構造帶來影響。另一方面，來自相位偏移圖案4a之反射光必須相對於來自開口部之反射光具有特定相位差。綜合考慮以上所述，藉由研究相位偏移膜4之相對反射率、特定之RuCr系材料之組成及膜厚之關係，特定之RuCr系材料之組成及膜厚可與相位偏移膜4之相對反射率對應地展現較佳之範圍。
相位偏移膜4之下層41之材料(特定之RuCr系材料)可於不對折射率及消光係數帶來較大影響之範圍內含有除釕(Ru)及鉻(Cr)(及氮(N))以外之元素。下層41之材料例如除了含有Ru及Cr(及N)以外，還可含有氧(O)、碳(C)或硼(B)等元素。為了使下層41穩定等，氧(O)、碳(C)及硼(B)等可於不對折射率n及消光係數k帶來較大影響之範圍內添加至下層41之材料中。於相位偏移膜4之下層41之材料含有Ru及Cr(及N)、以及除此以外之元素之情形時，上述除此以外之元素之含量較佳為10原子%以下，更佳為5原子%以下。
本實施方式之反射型光罩基底100之相位偏移膜4包含最上層42。最上層42由釕(Ru)、鉻(Cr)及氧(O)之合計含量為90原子%以上，較佳為95原子%以上，進而較佳為98原子%以上之材料形成。有時將含有釕(Ru)、鉻(Cr)及氧(O)之最上層42之材料稱為RuCrO系材料。
進而對本實施方式之反射型光罩基底100之相位偏移膜4之最上層42的材料進行說明。
於本實施方式之反射型光罩基底100之相位偏移膜4中，較佳為最上層42中含量最多之元素為氧(O)。
相位偏移膜4之最上層42由於成為反射型光罩200之最表層，故而會接觸大氣。藉由反射型光罩200之相位偏移膜4之最上層42中含量最多之元素為氧(O)，能夠抑制因最表層被氧化而導致之光學特性發生變化。因此，能夠抑制反射型光罩200之相位偏移膜4之相位差及反射率之經時變化。
本實施方式之反射型光罩基底100之相位偏移膜4之最表層的釕(Ru)含量較佳為2原子%以上48原子%以下，更佳為4原子%以上46原子%以下。又，最表層之鉻(Cr)含量較佳為2原子%以上48原子%以下，更佳為4原子%以上46原子%以下。又，最表層之氧(O)含量較佳為40原子%以上75原子%以下，更佳為45原子%以上70原子%以下。藉由Ru、Cr及O為上述組成範圍，可針對EUV光(例如波長13.5 nm之EUV光)及DUV光(例如波長193 nm之DUV光)兩者具有作為抗反射膜之功能。
於本實施方式之反射型光罩基底100中，較佳為最上層42中鉻(Cr)含量(原子%)除以釕(Ru)及鉻(Cr)之合計含量(原子%)之比率(以下，稱為Cr/[Ru＋Cr]比率)大於下層41中鉻(Cr)含量(原子%)除以釕(Ru)及鉻(Cr)之合計含量(原子%)之比率。最上層42之Cr/[Ru＋Cr]比率較佳為0.40以上，更佳為0.42以上。又，最上層42之Cr/[Ru＋Cr]比率較佳為0.9以下，更佳為0.8以下。另一方面，下層41之Cr/[Ru＋Cr]比率較佳為0.05以上，更佳為0.1。又，下層41之Cr/[Ru＋Cr]比率較佳為0.49以下，更佳為0.48以下。
與下層41相比，最上層42中鉻(Cr)含量(原子%)相對較多，藉此可使最上層42之結晶性進一步微晶化，對去除蝕刻遮罩膜6時之乾式蝕刻等處理之耐性亦增強。
於本實施方式之反射型光罩基底100中，較佳為最上層42對波長13.5 nm之光之折射率n大於下層41對波長13.5 nm之光之折射率n。
於本實施方式之反射型光罩基底100中，藉由最上層42對波長13.5 nm之光之折射率n大於下層41對波長13.5 nm之光之折射率n，能夠使最上層42具有作為針對波長13.5 nm之EUV光的抗反射膜之功能。
於本實施方式之反射型光罩基底100中，最上層42對波長13.5 nm之光之折射率n較佳為0.94以下。
於本實施方式之反射型光罩基底100中，藉由最上層42對波長13.5 nm之光之折射率n為特定範圍，可具有作為針對波長13.5 nm之EUV光之抗反射膜更適宜之功能。
於本實施方式之反射型光罩基底100中，較佳為最上層42對波長193 nm之光之折射率n大於下層41對波長193 nm之光之折射率n。
於本實施方式之反射型光罩基底100中，藉由最上層42對波長193 nm之光之折射率n大於下層41對波長193 nm之光之折射率n，能夠使最上層42具有作為針對波長193 nm之DUV光的抗反射膜之功能。結果，相位偏移膜4對DUV光之反射率變得足夠低，因此，可使用DUV光高精度地檢查相位偏移圖案4a。
於本實施方式之反射型光罩基底100中，最上層42對波長193 nm之光之折射率n較佳為5.0以下。又，最上層42對波長193 nm之光之折射率n較佳為1.7以上，更佳為1.9以上。
於本實施方式之反射型光罩基底100中，藉由最上層42對波長193 nm之光之折射率n為特定範圍，最上層42可具有作為針對波長193 nm之DUV光之抗反射膜更適宜之功能。結果，相位偏移膜4對DUV光之反射率變得足夠低，因此，可使用DUV光高精度地檢查相位偏移圖案4a。
於本實施方式之反射型光罩基底100中，最上層42對波長193 nm之光之消光係數k較佳為3.2以下。另一方面，最上層42對波長193 nm之光之消光係數k較佳為0.3以上，更佳為0.5以上。
另一方面，於本實施方式之反射型光罩基底100中，下層41對波長193 nm之光之折射率n較佳為2.5以下，更佳為未達1.9。另一方面，下層41對波長193 nm之光之消光係數k較佳為3.5以下。又，下層41對波長193 nm之光之消光係數k較佳為大於0.5，更佳為1.0以上。
於本實施方式之反射型光罩基底100中，藉由最上層42對波長193 nm之光之消光係數k為特定值以下，能於使用DUV光之光罩檢查中進行高精度檢查。
本實施方式之反射型光罩基底100藉由具有包含特定之下層41及最上層42之相位偏移膜4，即便於多層構造之相位偏移膜4之膜厚發生變化之情形時，亦能減小相位偏移膜4對曝光之光(波長13.5 nm之EUV光)之相位差及/或反射率之變化。又，本實施方式之反射型光罩基底100由於最上層42亦作為針對DUV光之抗反射膜而發揮功能，故而能於使用DUV光之光罩檢查中進行高精度檢查。
於本實施方式之反射型光罩基底100中，如以下所說明，製造反射型光罩200期間，當藉由乾式蝕刻將相位偏移膜4圖案化時，能提高圖案側壁形狀之垂直性。
RuCr系材料之相位偏移膜4藉由使用氯系氣體與氧氣之混合氣體(含氧之氯系氣體)作為蝕刻氣體，能夠利用乾式蝕刻進行圖案化。在本實施方式中最上層42中使用之RuCrO系材料與RuCr金屬材料及RuCrN系材料相比，使用含氧之氯系氣體之乾式蝕刻之蝕刻速率較慢。一般而言，於使用含氧之氯系氣體之乾式蝕刻之情形時，與利用氟系氣體進行之乾式蝕刻相比，蝕刻為各向同性之傾向較強。因此，於使用含氧之氯系氣體之乾式蝕刻中，為了提高相位偏移膜4之圖案垂直性，必須長時間進行過蝕刻。若相位偏移膜4之最上層42之含氧之氯系氣體的乾式蝕刻之蝕刻速率較快，則相位偏移膜4之表面與側壁面之間的稜線部(邊緣)會被蝕刻，導致圖案邊緣變圓。若圖案邊緣變圓，則容易導致相位偏移圖案4a之線邊緣粗糙度(LER)下降及/或CD面內均勻性下降。
如本實施方式，藉由用RuCrO系材料形成相位偏移膜4之最上層42，能使使用含氧之氯系氣體之乾式蝕刻中最上層42之蝕刻速率變慢。因此，即便在相較於RuCrO系材料之最上層42，對多層反射膜側2之層(例如下層41)進行過蝕刻之情形時，亦能抑制最上層42之邊緣變圓。
另一方面，為了快速進行過蝕刻，較佳為相位偏移膜4之下層41中，使用含氧之氯系氣體之乾式蝕刻之蝕刻速率較快。因此，下層41之氧含量較佳為未達10原子%，更佳為5原子%以下，進而較佳為藉由組成分析(例如X射線光光譜分析、拉塞福逆散射譜法等)所得之氧含量之分析結果為檢測下限值以下。
再者，已知於利用含氧之氯系氣體對包含含鉻材料之薄膜進行乾式蝕刻之情形時，薄膜之氧含量越多，則蝕刻速率越快。如上所述，就RuCr系材料之薄膜而言，存在與其相反之傾向。本發明者經過專心研究，發現RuCr系材料之薄膜之此種蝕刻特性，其為新的見解。
另一方面，藉由用含氮之RuCrN系材料形成相位偏移膜4之下層41，能夠使下層41之結晶性下降(使其進一步微晶化或非晶化)。藉由使下層41微晶化或非晶化，能夠降低利用乾式蝕刻形成圖案時側壁之線邊緣粗糙度。又，若下層41之結晶性變高，則下層41之表面粗糙度變大。下層41之表面粗糙度由最表層來反映，因此，若下層41之表面粗糙度變大，則相位偏移膜4之表面粗糙度變大。若相位偏移膜4之表面粗糙度大，利用光罩基底之缺陷檢查裝置進行缺陷檢查時，會增加所謂之疑似缺陷。疑似缺陷係指無缺陷之部分被誤檢成缺陷。藉由使相位偏移膜4之下層41含氮，能夠抑制該疑似缺陷之產生。
相位偏移膜4之相位差及反射率可藉由改變折射率n、消光係數k及膜厚來調整。相位偏移膜4之膜厚較佳為60 nm以下，更佳為50 nm以下，進而較佳為45 nm以下。相位偏移膜4之膜厚較佳為25 nm以上。再者，於具有保護膜3之情形時，相位偏移膜4之相位差及反射率亦可考慮保護膜3之折射率n、消光係數k及膜厚來進行調整。
相位偏移膜4之最上層42之材料(特定之RuCrO系材料)可於不對折射率及消光係數帶來較大影響之範圍內，含有除釕(Ru)、鉻(Cr)及氧(O)以外之元素。最上層42之材料例如除了含有Ru及Cr以外，還可含有氮(N)、碳(C)或硼(B)等元素。於相位偏移膜4之最上層42之材料含有Ru、Cr及O、以及除此以外之元素之情形時，上述除此以外之元素之含量較佳為10原子%以下，更佳為5原子%以下。
構成上述特定材料之相位偏移膜4之薄膜(例如下層41及最上層42)可藉由DC(direct current，直流)濺鍍法及RF(radio frequency，射頻)濺鍍法等磁控濺鍍法、以及使用氧氣等之反應性濺鍍法之類的公知方法來形成。又，靶可使用Ru與Cr之合金靶。
又，藉由使用Ru靶與Cr靶作為靶，能以共濺鍍(co-sputtering)之形式成膜。共濺鍍有易於調整金屬元素之組成比之優點。但是，共濺鍍與使用合金靶之情形相比，存在薄膜之結晶狀態易成為柱狀結構之情況。濺鍍時，藉由以膜中含氮(N)之方式進行成膜，能使薄膜之結晶狀態非晶化。
相位偏移膜4可為進而包含除了下層41及最上層42以外之層的多層膜。例如，相位偏移膜4可於下層41與保護膜3之間進而包含用以提高與保護膜3之蝕刻選擇性之層。又，相位偏移膜4可於最上層42與下層41之間進而包含用以提高光學特性之層。再者，就生產性方面而言，較佳為相位偏移膜4之層數並不多。因此，本實施方式之相位偏移膜4較佳為由下層41及最上層42這兩層構成。
即便於相位偏移膜4之膜厚相對於設計值略有變動(例如，相對於設計膜厚為±0.5%之範圍)之情形時，關於對波長13.5 nm之EUV光之相位差，亦期望面間之相位差偏差為特定相位差±2度之範圍(例如當相位差為180度時，為180度±2度之範圍)，關於反射率，亦期望面間之反射率偏差為特定反射率±0.2%之範圍(例如當相對反射率為6%時，為6%±0.2%之範圍)。將相位偏移膜4製成多層膜之情形時，容易將面間之相位差偏差及反射率偏差控制在特定範圍內。如此，藉由將相位偏移膜4製成多層膜，能夠對各層附加各種功能。
《蝕刻遮罩膜6》 可於相位偏移膜4之上或與相位偏移膜4之表面相接形成蝕刻遮罩膜6。作為蝕刻遮罩膜6之材料，使用如相位偏移膜4相對於蝕刻遮罩膜6之蝕刻選擇比較高之材料。此處，「B相對於A之蝕刻選擇比」係指不欲進行蝕刻之層(成為遮罩之層)即A與欲進行蝕刻之層即B之蝕刻速率比。具體由「B相對於A之蝕刻選擇比＝B之蝕刻速度/A之蝕刻速度」之公式來特定。又，「選擇比較高」係指相對於比較對象，上述定義之選擇比之值較大。相位偏移膜4相對於蝕刻遮罩膜6之蝕刻選擇比較佳為1.5以上，更佳為3以上。
由包含Ru及Cr之材料(RuCr系材料)形成之相位偏移膜4可藉由利用含氧之氯系氣體或氧氣之乾式蝕刻來進行蝕刻。作為特定之RuCr系材料之相位偏移膜4相對於蝕刻遮罩膜6之蝕刻選擇比較高之材料，可使用矽(Si)或矽化合物之材料。
作為可用於蝕刻遮罩膜6之矽化合物，可列舉：含有矽(Si)與選自氮(N)、氧(O)、碳(C)及氫(H)中之至少一種元素之材料；以及於矽或矽化合物中含有金屬之金屬矽(金屬矽化物)或金屬矽化合物(金屬矽化物化合物)等材料。作為金屬矽化合物，可列舉含有金屬及Si、以及選自N、O、C及H中之至少一種元素之材料。
要想獲得作為使轉印圖案精度良好地形成於相位偏移膜4之蝕刻遮罩之功能，蝕刻遮罩膜6之膜厚理想的是2 nm以上。又，要想使抗蝕膜8之膜厚變薄，蝕刻遮罩膜6之膜厚理想的是15 nm以下。
《導電膜5》 一般於基板1之第2主面(背面側表面)側(多層反射膜2形成面之相反側)上形成靜電吸盤用之導電膜5。對靜電吸盤用之導電膜5要求之電特性(薄片電阻)通常為100 Ω/□(Ω/Square)以下。關於導電膜5之形成方法，例如可藉由磁控濺鍍法或離子束濺鍍法使用鉻(Cr)及鉭(Ta)等金屬及合金之靶來形成。
導電膜5之含鉻(Cr)材料較佳為含有Cr，且進而含有選自硼(B)、氮(N)、氧(O)及碳(C)中之至少一種之Cr化合物。
作為導電膜5之含鉭(Ta)材料，使用Ta(鉭)、含Ta之合金、或者其中任一者中含有硼、氮、氧及碳之至少一種之Ta化合物較佳。
導電膜5之厚度並無特別限定，只要能滿足作為靜電吸盤用之功能即可。導電膜5之厚度通常為10 nm～200 nm。又，該導電膜5亦兼備光罩基底100之第2主面側之應力調整功能。即，導電膜5以平衡來自第1主面側形成之各種膜之應力而獲得平坦之反射型光罩基底100之方式進行調整。
＜反射型光罩200及其製造方法＞ 本實施方式係一種於基板1之主表面上依序具備多層反射膜2及形成有轉印圖案之相位偏移膜4之反射型光罩200。形成有轉印圖案之相位偏移膜4(相位偏移圖案4a)係與上述本實施方式之反射型光罩基底100之相位偏移膜4相同之相位偏移膜4。藉由將上述本實施方式之反射型光罩基底100之相位偏移膜4圖案化，能夠形成相位偏移圖案4a(轉印圖案)。相位偏移膜4之圖案化可藉由特定之乾式蝕刻氣體來進行。反射型光罩200之相位偏移圖案4a可吸收EUV光，並且使一部分EUV光以特定之相位差自開口部(不形成相位偏移圖案4a之部分)反射。上述特定之乾式蝕刻氣體可使用氯系氣體與氧氣之混合氣體、及氧氣等。為了將相位偏移膜4圖案化，可視需要於相位偏移膜4之上設置蝕刻遮罩膜6。於此情形時，可將蝕刻遮罩圖案6a作為遮罩，對相位偏移膜4進行乾式蝕刻而形成相位偏移圖案4a。
對使用本實施方式之反射型光罩基底100製造反射型光罩200之方法進行說明。此處，僅進行概要說明，之後於實施例中參照圖式詳細進行說明。又，對如圖2所示之使用具有蝕刻遮罩膜6之反射型光罩基底100之例進行說明。
準備反射型光罩基底100，於其第1主面之蝕刻遮罩膜6之上形成抗蝕膜8(於反射型光罩基底100具備抗蝕膜8之情形時無需此步驟)。於該抗蝕膜8上描繪(曝光)所期望之圖案，進而進行顯影、沖洗，藉此形成特定之抗蝕圖案8a。
接下來，將該抗蝕圖案8a作為遮罩對蝕刻遮罩膜6進行蝕刻，形成蝕刻遮罩圖案6a。接著，藉由灰化或抗蝕劑剝離液等將抗蝕圖案8a去除。將該蝕刻遮罩圖案6a作為遮罩對相位偏移膜4進行蝕刻，從而形成相位偏移圖案4a。接著，將蝕刻遮罩圖案6a去除以形成相位偏移圖案4a。最後，使用酸性或鹼性水溶液進行濕式洗淨。
由於相位偏移膜4之材料係含有釕(Ru)及鉻(Cr)之材料，故而使用含氧之氯系氣體或氧氣作為相位偏移膜4之蝕刻氣體。於使用該蝕刻氣體之情形時，藉由保護膜3包含含有矽(Si)或者含有矽(Si)及氧(O)之材料，對相位偏移膜4進行蝕刻時，可防止保護膜3之表面變得粗糙。
藉由以上步驟，可獲得遮蔽效應較少，且具有側壁粗糙度較小之高精度、微細之相位偏移圖案4a之反射型光罩200。
＜半導體裝置之製造方法＞ 本實施方式係一種包括使用上述反射型光罩200之半導體裝置之製造方法。將本實施方式之反射型光罩200放置於具有EUV光之曝光光源之曝光裝置，將轉印圖案轉印至被轉印基板上形成之抗蝕膜，藉此可製造半導體裝置。
具體而言，藉由使用上述本實施方式之反射型光罩200進行EUV曝光，能於半導體基板1上形成反射型光罩200之基於相位偏移圖案4a之所期望的轉印圖案。又，由於反射型光罩200係即便在相位偏移膜之膜厚發生變化之情形時，相位偏移膜對曝光之光(波長13.5 nm之EUV光)之相位差及/或反射率之變化亦較小之具有相位偏移膜的反射型光罩200，故而能以較高之尺寸精度於半導體基板1上形成所期望之圖案。又，相位偏移圖案4a為側壁粗糙度較小之微細且高精度之圖案，如此亦有利於以較高之尺寸精度於半導體基板1上形成所期望之圖案。除了該微影術步驟以外，還經過被加工膜之蝕刻、絕緣膜及導電膜之形成、摻雜劑之導入、以及退火等各種步驟，藉此可製造形成有所期望之電子電路之半導體裝置。
藉由本實施方式之反射型光罩基底100之相位偏移膜4為特定之下層41及最上層42這兩層，即便於反射型光罩基底100之相位偏移膜之膜厚發生變化之情形時，相位偏移膜對曝光之光的相位差及/或反射率之變化亦較小。又，於本實施方式之反射型光罩基底100中，形成相位偏移圖案4a時之最上層42之蝕刻速度較下層41之蝕刻速度慢。結果，本實施方式之反射型光罩200中，相位偏移圖案4a之側壁粗糙度較小，截面形狀穩定。因此，藉由使用本實施方式之反射型光罩基底100，能夠獲得具有微細且高精度之轉印圖案之半導體裝置。 [實施例]
以下，參照圖式對實施例進行說明。本實施方式不限定於該等實施例。再者，於實施例中，對相同之構成要素使用相同符號，簡化或省略說明。
表1中，示出實施例及比較例之蝕刻遮罩膜6、相位偏移膜4之最上層42及下層41、以及保護膜3之材料及膜厚。
[實施例1] 關於實施例1，製造出構造如圖2所示之反射型光罩基底100。反射型光罩基底100具有導電膜5、基板1、多層反射膜2、保護膜3、相位偏移膜4及蝕刻遮罩膜6。實施例1之相位偏移膜4具有最上層42及下層41。表1中示出實施例1之最上層42及下層41之材料及膜厚。
首先，對實施例1之反射型光罩基底100之製造方法進行說明。
準備SiO2 -TiO2 系玻璃基板作為基板1，該SiO2 -TiO2 系玻璃基板係第1主面及第2主面這兩主表面經研磨後之6025尺寸(約152 mm×152 mm×6.35 mm)之低熱膨脹玻璃基板。以主表面變得平坦且平滑之方式進行研磨，該研磨包括粗研磨加工步驟、精密研磨加工步驟、局部加工步驟、及接觸研磨加工步驟。
接下來，利用磁控濺鍍(反應性濺鍍)法於下述條件下在SiO2 -TiO2 系玻璃基板1之第2主面(背面側表面)形成由CrN膜構成之導電膜5。 導電膜5之形成條件：Cr靶、氬(Ar)氣與氮(N2 )氣之混合氣體氛圍、膜厚20 nm。
接下來，於與形成導電膜5一側為相反側之基板1之主表面(第1主面)上形成多層反射膜2。為了製成適於波長13.5 nm之EUV光之多層反射膜2，形成於基板1上之多層反射膜2設為含有鉬(Mo)與矽(Si)之週期多層反射膜。多層反射膜2係使用Mo靶與Si靶，於氪(Kr)氣氛圍中利用離子束濺鍍法於基板1上將Mo層與Si層交替積層而形成。首先，以4.2 nm之膜厚成膜Si膜，繼而以2.8 nm之膜厚成膜Mo膜。以此為1週期，以相同方式積層40週期，最後，以4.0 nm之膜厚成膜Si膜，從而形成多層反射膜2。
緊接著，於氬氣氛圍中，藉由使用SiO2 靶之RF濺鍍法，於多層反射膜2之表面以膜厚成為2.6 nm之方式成膜由SiO2 膜構成之保護膜3。
接下來，利用DC磁控濺鍍法形成含有釕(Ru)、鉻(Cr)及氮(N)之薄膜(RuCrN膜)作為相位偏移膜4之下層41。表1中示出實施例1之下層41之組成及膜厚。下層41係使用Ru靶及Cr靶於氪(Kr)氣與氮(N2 )氣之混合氣體氛圍中以膜厚成為26.5 nm之方式成膜。利用X射線光電子光譜法對在另一基板上以相同順序形成之RuCrN膜進行分析，結果，RuCrN膜之組成(原子比)為Ru：Cr：N＝79.4：13.6：7.0。RuCrN膜之Cr/[Ru＋Cr]比率為0.146。進而，利用X射線繞射裝置(XRD)測定RuCrN膜之晶體結構，結果RuCrN膜為非晶結構。
以上述方式形成之實施例1之下層41(RuCrN膜)於波長13.5 nm下的折射率n、消光係數(折射率虛部)k分別如下。 RuCrN膜：n＝0.900、k＝0.023
又，該實施例1之下層41(RuCrN膜)於波長193 nm下的折射率n、消光係數(折射率虛部)k分別如下。 RuCrN膜：n＝1.71、k＝2.35
接下來，利用DC磁控濺鍍法(反應性濺鍍法)形成含有釕(Ru)、鉻(Cr)及氧(O)之薄膜(RuCrO膜)作為相位偏移膜4之最上層42。表1中示出實施例1之最上層42之組成及膜厚。最上層42係使用Ru靶及Cr靶於氪(Kr)氣與氧(O2 )氣之混合氣體氛圍中藉由反應性濺鍍以膜厚成為8.5 nm之方式成膜。利用X射線光電子光譜法對在另一基板上以相同順序形成之RuCrO膜進行分析，結果，RuCrO膜之組成(原子比)為Ru：Cr：O＝18.1：29.5：52.4。RuCrO膜之Cr/[Ru＋Cr]比率為0.619。進而，利用X射線繞射裝置(XRD)測定RuCrO膜之晶體結構，結果RuCrO膜為非晶結構。
以上述方式形成之實施例1之最上層42(RuCrO膜)於波長13.5 nm下的折射率n、消光係數(折射率虛部)k分別如下。 RuCrO膜：n＝0.931、k＝0.027
又，該實施例1之最上層42(RuCrO膜)於波長193 nm下的折射率n、消光係數(折射率虛部)k分別如下。 RuCrO膜：n＝1.97、k＝1.39
接下來，於相位偏移膜4之上形成由Si3 N4 膜構成之蝕刻遮罩膜6。Si3 N4 膜係使用Si靶於氮氣氛圍中利用反應性濺鍍法以膜厚成為20 nm之方式成膜。
接下來，使用上述反射型光罩基底100製造出實施例1之反射型光罩200。
圖3A至圖3F係表示由反射型光罩基底100製作反射型光罩200之步驟的主要部分剖面模式圖。首先，準備上述實施例1之反射型光罩基底100(圖3A)。
接下來，於反射型光罩基底100之蝕刻遮罩膜6之上以100 nm之厚度形成抗蝕膜8(圖3B)。然後，於該抗蝕膜8上描繪(曝光)所期望之圖案，進而進行顯影、沖洗，藉此形成特定之抗蝕圖案8a(圖3C)。接著，藉由將抗蝕圖案8a作為遮罩，使用CF4 氣體進行蝕刻遮罩膜6(Si3 N4 膜)之乾式蝕刻，而形成蝕刻遮罩圖案6a(圖3D)。其後，藉由氧灰化將抗蝕圖案8a剝離。接著，將蝕刻遮罩圖案6a作為遮罩，使用氯氣與氧氣之混合氣體對相位偏移膜4之RuCrO膜(最上層42)進行乾式蝕刻，緊接著，使用相同之氯氣與氧氣之混合氣體對RuCrN膜(下層41)進行乾式蝕刻，藉此形成相位偏移圖案4a(下層圖案41a及最上層圖案42a)(圖3E)。
其後，將蝕刻遮罩圖案6a去除。最後使用去離子水(DIW)進行濕式洗淨，從而製造出實施例1之反射型光罩200(圖3F)。再者，可視需要於濕式洗淨後進行遮罩缺陷檢查，並適當進行遮罩缺陷修正。
具有上述最上層42及下層41之實施例1之相位偏移膜4(相位偏移圖案4a)於波長13.5 nm下的相對反射率為17.6%(絕對反射率為11.6%)。又，相位偏移膜4之膜厚為35.0 nm。該膜厚係將相位偏移膜4圖案化時之相位差相當於約180度之膜厚。
測定具有上述最上層42及下層41之實施例1之相位偏移膜4(相位偏移圖案4a)於DUV光(波長193 nm)下的反射率(%)(絕對反射率)。實施例1之相位偏移膜4於DUV光(波長193 nm)下的絕對反射率(%)為31.3%。與下述比較例相比，該絕對反射率(%)較低。又，該實施例1之反射型光罩200中露出保護膜3之區域(無相位偏移圖案4a之區域)於DUV光(波長193 nm)下的絕對反射率(%)為57.3%。該實施例1之反射型光罩200中，可以說能充分確保在有相位偏移圖案4a之區域與無相位偏移圖案4a之區域之間對DUV光之絕對反射率的差，能於對檢查光使用波長193 nm之DUV光之光罩檢查中進行高精度檢查。
於實施例1之反射型光罩200中，由於相位偏移膜4為特定之下層41與最上層42這兩層，故而即便於相位偏移膜4之膜厚發生變化之情形時，相位偏移膜4之相位差及/或反射率之變化亦較小。即，圖4中示出對應實施例1之相位偏移膜4之膜厚與對波長13.5 nm之EUV光之相對反射率及相位差的關係。由於實施例1之相位偏移膜4之膜厚為35 nm，故而如圖4所示可知，假設即便於實施例1之相位偏移膜4之膜厚略有變化之情形時，相位偏移膜4之相位差及/或反射率之變化亦較小。再者，於下述比較例2(單層RuCr膜之相位偏移膜4)之情形時，當膜厚發生變化時，相位偏移膜4之相位差及/或反射率之變化相對較大。此點可藉由與圖4所示之關係進行比較而得知，該圖4所示之關係係對應比較例2之單層RuCr膜之相位偏移膜4之膜厚與對波長13.5 nm之EUV光之相對反射率及相位差的關係。
又，實施例1之相位偏移圖案4a之膜厚為35 nm，較由先前之Ta系材料形成之吸收體膜薄。
又，用於製造實施例1之反射型光罩200之反射型光罩基底100中，相位偏移膜4為特定之下層41及最上層42這兩層。因此，形成相位偏移圖案4a時最上層42之蝕刻速度較下層41之蝕刻速度慢。因此，相位偏移圖案4a之側壁粗糙度較小，截面形狀亦穩定。因此，於使用具有該相位偏移圖案4a之反射型光罩200轉印形成之抗蝕圖案8a中，LER及尺寸之面內偏差較小，且轉印精度較高。此外，相位偏移面之相對反射率(相對於附保護膜3之多層反射膜2之表面反射率之反射率)為17.6%(絕對反射率為11.6%)，因此，可獲得充分之相位偏移效應，可進行曝光裕度或焦點裕度較高之EUV曝光。
將實施例1中製作之反射型光罩200放置於EUV掃描儀，對半導體基板上形成有被加工膜與抗蝕膜之晶圓進行EUV曝光。然後，藉由使該曝光過之抗蝕膜顯影，而於形成有被加工膜之半導體基板上形成抗蝕圖案。藉由蝕刻將該抗蝕圖案轉印至被加工膜，又，經過絕緣膜及導電膜之形成、摻雜劑之導入、以及退火等各種步驟，藉此能製造具有所期望之特性之半導體裝置。
[比較例1] 於比較例1中，除了使用SiO2 膜作為相位偏移膜4之最上層42以外，以與實施例1相同之構造且利用與實施例1相同之方法製造出反射型光罩基底100、反射型光罩200，又，利用與實施例1相同之方法製造半導體裝置。表1中示出比較例1之蝕刻遮罩膜6、相位偏移膜4之最上層42及下層41、以及保護膜3之材料及膜厚。
比較例1之下層41之RuCrN膜係於與實施例1相同之成膜條件下以膜厚成為33 nm之方式成膜。
又，比較例1之最上層42之SiO2 膜係於氬氣氛圍中藉由使用SiO2 靶之RF濺鍍法以膜厚成為3.0 nm之方式成膜於下層41之表面。
該比較例1之最上層42(SiO2 膜)於波長13.5 nm下的折射率n、消光係數(折射率虛部)k分別如下。 SiO2 膜：n＝0.974、k＝0.012
又，該比較例1之最上層42(SiO2 膜)於波長193 nm下的折射率n、消光係數(折射率虛部)k分別如下。 SiO2 膜：n＝1.56、k＝0.00
又，製造比較例1之反射型光罩200時，藉由使用CHF3 ＋He氣體之乾式蝕刻形成SiO2 膜之最上層圖案42a。
具有上述最上層42及下層41之比較例1之相位偏移膜4(相位偏移圖案4a)於波長13.5 nm下的相對反射率為16.8%(絕對反射率為11.1%)。又，相位偏移膜4之膜厚為36 nm。該膜厚係將相位偏移膜4圖案化時之相位差相當於約180度之膜厚。
測定具有上述最上層42及下層41之比較例1之相位偏移膜4(相位偏移圖案4a)於DUV光(波長193 nm)下的反射率(%)(絕對反射率)。比較例1之相位偏移膜4(相位偏移圖案4a)於DUV光(波長193 nm)下的絕對反射率(%)為44.4%。該比較例1之相位偏移膜4對DUV光之絕對反射率非常高。又，該比較例1之反射型光罩200中露出保護膜3之區域(無相位偏移圖案4a之區域)於DUV光(波長193 nm)下的絕對反射率(%)為57.3%。該比較例1之反射型光罩200中，在有相位偏移圖案4a之區域與無相位偏移圖案4a之區域之間對DUV光之絕對反射率之差較小，於利用對檢查光使用波長193 nm之DUV光之光罩檢查裝置進行光罩檢查之情形時，難以進行高精度檢查。
於比較例1之反射型光罩200中，由於相位偏移膜4之最上層42為SiO2 膜，故而與實施例1相比，於相位偏移膜4之膜厚發生變化之情形時，相位偏移膜4之相位差及/或反射率之變化較大。
又，在用於製造比較例1之反射型光罩200之反射型光罩基底100中，相位偏移膜4之最上層42為SiO2 膜。因此，與實施例1相比，於比較例1中，在製造而得之反射型光罩200之相位偏移圖案4a之側壁於最上層42與下層41之間產生了階差。因此，於使用具有該相位偏移圖案4a之反射型光罩200轉印形成之抗蝕圖案8a中，LER及尺寸之面內偏差較大，且轉印精度並不高。
與實施例1之情形相比，於使用比較例1中製作之反射型光罩200之情形時，無法製造具有所期望之特性之半導體裝置。
[比較例2] 於比較例2中，除了使用單層RuCrN膜作為相位偏移膜4以外，以與實施例1相同之構造且利用與實施例1相同之方法製造出反射型光罩基底100、反射型光罩200，又，利用與實施例1相同之方法製造出半導體裝置。表1中示出比較例2之蝕刻遮罩膜6、相位偏移膜4、以及保護膜3之材料及膜厚。
比較例2之相位偏移膜4之RuCrN膜係於與實施例1之RuCrN膜相同之成膜條件下以膜厚成為31.5 nm之方式成膜。
具有上述單層相位偏移膜4之比較例2之相位偏移膜4(相位偏移圖案4a)於波長13.5 nm下的相對反射率為30.5%(絕對反射率為20.1%)。又，相位偏移膜4之膜厚為31.5 nm。該膜厚係將相位偏移膜4圖案化時之相位差相當於約180度之膜厚。
測定具有上述單層相位偏移膜4之比較例2之相位偏移膜4(相位偏移圖案4a)於DUV光(波長193 nm)下的絕對反射率(%)。比較例2之相位偏移膜4(相位偏移圖案4a)於DUV光(波長193 nm)下的絕對反射率(%)為47.6%。該比較例2之相位偏移膜4對DUV光之絕對反射率非常高。又，該比較例2之反射型光罩200中露出保護膜3之區域(無相位偏移圖案4a之區域)於DUV光(波長193 nm)下的絕對反射率(%)為57.3%。該比較例2之反射型光罩200中，在有相位偏移圖案4a之區域與無相位偏移圖案4a之區域之間對DUV光之絕對反射率之差較小，於利用對檢查光使用波長193 nm之DUV光之光罩檢查裝置進行光罩檢查之情形時，難以進行高精度檢查。
於比較例2之反射型光罩200中，由於相位偏移膜4為單層，故而與實施例1相比，於相位偏移膜4之膜厚發生變化之情形時，相位偏移膜4之相位差及/或反射率之變化較大。即，圖4中示出對應比較例2之相位偏移膜4之膜厚與對波長13.5 nm之EUV光之相對反射率及相位差的關係。由於比較例2之相位偏移膜4之膜厚為31.5 nm，故而如圖4所示可知，假設於比較例2之相位偏移膜4之膜厚略有變化之情形時，與對應實施例1之相位偏移膜4相比，相位偏移膜4之相位差及/或反射率之變化較大。
又，在用於製造比較例2之反射型光罩200之反射型光罩基底100中，相位偏移膜4為單層。因此，與實施例1相比，於比較例2中，製造而得之反射型光罩200之相位偏移圖案4a之側壁粗糙度較大，截面形狀亦不穩定。因此，於使用具有該相位偏移圖案4a之反射型光罩200轉印形成之抗蝕圖案8a中，LER及尺寸之面內偏差較大，且轉印精度並不高。又，該比較例2之相位偏移膜4由於相應於膜厚變化之反射率之變化量較大，故而即便於對反射型光罩200進行加工之中途相位偏移膜4之膜厚稍微變化，反射率亦容易發生變化。因此，製成之反射型光罩200之相位偏移圖案4a對EUV光之反射率之面內分佈的均勻性較低。因此，可以說亦難以提高利用該比較例2之反射型光罩200進行曝光轉印時轉印圖像之面內均勻性。
另一方面，由於比較例2之反射型光罩基底100之相位偏移膜4為單層，故而在由反射型光罩基底100製造反射型光罩200之中途，相位偏移膜4之表層易氧化。於相位偏移膜4為單層之情形時，因表層發生氧化而導致之整個相位偏移膜4之光學特性變化相對較大。因此，利用該比較例2之反射型光罩200進行曝光轉印時轉印圖像之穩定性亦變低。
因此，與實施例1之情形不同，於使用比較例2中製作之反射型光罩200之情形時，無法製造具有所期望之特性之半導體裝置。
[表1]
      實施例1 比較例1 比較例2
蝕刻遮罩膜 材料 Si3 N4 Si3 N4 Si3 N4
膜厚(nm) 20 nm 20 nm 20 nm
最上層 材料 RuCrO SiO2 -
膜厚(nm) 8.5 3.0 -
下層 材料 RuCrN RuCrN RuCrN
膜厚(nm) 26.5 33 31.5
保護膜 材料 SiO2 SiO2 SiO2
膜厚(nm) 2.6 2.6 2.6
EUV光(波長13.5 nm)之相位偏移膜之相對反射率(%) 17.6 16.8 30.5
DUV光(波長193 nm)之相位偏移膜之絕對反射率(%) 31.3 44.4 47.6
1:基板 2:多層反射膜 3:保護膜 4:相位偏移膜 4a:相位偏移圖案 5:導電膜 6:蝕刻遮罩膜 6a:蝕刻遮罩圖案 8:抗蝕膜 8a:抗蝕圖案 41:下層 41a:下層圖案 42:最上層 42a:最上層圖案 100:反射型光罩基底 200:反射型光罩
圖1係用於對本發明之實施方式之反射型光罩基底之概略構成之一例進行說明的主要部分剖面模式圖。 圖2係用於對本發明之實施方式之反射型光罩基底之概略構成之另一例進行說明的主要部分剖面模式圖。 圖3A～圖3F係以主要部分剖面模式圖之形式表示由反射型光罩基底製作反射型光罩之步驟的步驟圖。 圖4係表示使用對應實施例1及比較例2之材料之相位偏移膜的膜厚與對波長13.5 nm之EUV光之相對反射率及相位差之關係的圖。

Claims (21)

  1. 一種反射型光罩基底，其特徵在於： 其係於基板之主表面上依序具備多層反射膜及相位偏移膜者，且 上述相位偏移膜包含下層及最上層，上述下層位於上述最上層與上述多層反射膜之間， 上述下層由釕及鉻之合計含量為90原子%以上之材料、或者釕、鉻及氮之合計含量為90原子%以上之材料形成， 上述最上層由釕、鉻及氧之合計含量為90原子%以上之材料形成。
  2. 如請求項1之反射型光罩基底，其中上述最上層中含量最多之元素為氧。
  3. 如請求項1或2之反射型光罩基底，其中上述下層中含量最多之元素為釕。
  4. 如請求項1至3中任一項之反射型光罩基底，其中上述最上層中鉻含量(原子%)除以釕及鉻之合計含量(原子%)之比率大於上述下層中鉻含量(原子%)除以釕及鉻之合計含量(原子%)之比率。
  5. 如請求項1至4中任一項之反射型光罩基底，其中上述最上層對波長13.5 nm之光之折射率n大於上述下層對波長13.5 nm之光之折射率n。
  6. 如請求項5之反射型光罩基底，其中上述最上層對波長13.5 nm之光之折射率n為0.94以下。
  7. 如請求項1至6中任一項之反射型光罩基底，其中上述最上層對波長193 nm之光之折射率n大於上述下層對波長193 nm之光之折射率n。
  8. 如請求項7之反射型光罩基底，其中上述最上層對波長193 nm之光之折射率n為5.0以下。
  9. 如請求項7或8之反射型光罩基底，其中上述最上層對波長193 nm之光之消光係數k為3.2以下。
  10. 如請求項1至9中任一項之反射型光罩基底，其中於上述多層反射膜與相位偏移膜之間具備保護膜。
  11. 一種反射型光罩，其特徵在於： 其係於基板之主表面上依序具備多層反射膜及形成有轉印圖案之相位偏移膜者，且 上述相位偏移膜包含下層及最上層，上述下層位於上述最上層與上述多層反射膜之間， 上述下層由釕及鉻之合計含量為90原子%以上之材料、或者釕、鉻及氮之合計含量為90原子%以上之材料形成， 上述最上層由釕、鉻及氧之合計含量為90原子%以上之材料形成。
  12. 如請求項11之反射型光罩，其中上述最上層中含量最多之元素為氧。
  13. 如請求項11或12之反射型光罩，其中上述下層中含量最多之元素為釕。
  14. 如請求項11至13中任一項之反射型光罩，其中上述最上層中鉻含量(原子%)除以釕及鉻之合計含量(原子%)之比率大於上述下層中鉻含量(原子%)除以釕及鉻之合計含量(原子%)之比率。
  15. 如請求項11至14中任一項之反射型光罩，其中上述最上層對波長13.5 nm之光之折射率n大於上述下層對波長13.5 nm之光之折射率n。
  16. 如請求項15之反射型光罩，其中上述最上層對波長13.5 nm之光之折射率n為0.94以下。
  17. 如請求項11至16中任一項之反射型光罩，其中上述最上層對波長193 nm之光之折射率n大於上述下層對波長193 nm之光之折射率n。
  18. 如請求項17之反射型光罩，其中上述最上層對波長193 nm之光之折射率n為5.0以下。
  19. 如請求項17或18之反射型光罩，其中上述最上層對波長193 nm之光之消光係數k為3.2以下。
  20. 如請求項11至19中任一項之反射型光罩，其中於上述多層反射膜與相位偏移膜之間具備保護膜。
  21. 一種半導體裝置之製造方法，其特徵在於包括如下步驟：使用如請求項11至20中任一項之反射型光罩，將轉印圖案曝光轉印至半導體基板上之抗蝕膜。
TW109140277A 2019-11-21 2020-11-18 反射型光罩基底及反射型光罩、以及半導體裝置之製造方法 TW202125090A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-210488 2019-11-21
JP2019210488A JP6929340B2 (ja) 2019-11-21 2019-11-21 反射型マスクブランクおよび反射型マスク、並びに半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202125090A true TW202125090A (zh) 2021-07-01

Family

ID=75965070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109140277A TW202125090A (zh) 2019-11-21 2020-11-18 反射型光罩基底及反射型光罩、以及半導體裝置之製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220390826A1 (zh)
JP (1) JP6929340B2 (zh)
KR (1) KR20220103924A (zh)
TW (1) TW202125090A (zh)
WO (1) WO2021100383A1 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7318607B2 (ja) * 2020-07-28 2023-08-01 Ａｇｃ株式会社 Ｅｕｖリソグラフィ用反射型マスクブランク、ｅｕｖリソグラフィ用反射型マスク、およびそれらの製造方法
KR20220058424A (ko) * 2020-10-30 2022-05-09 에이지씨 가부시키가이샤 Euvl용 유리 기판, 및 euvl용 마스크 블랭크
US20220137500A1 (en) * 2020-10-30 2022-05-05 AGC Inc. Glass substrate for euvl, and mask blank for euvl
KR102649175B1 (ko) 2021-08-27 2024-03-20 에이지씨 가부시키가이샤 반사형 마스크 블랭크, 반사형 마스크, 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법 및 반사형 마스크의 제조 방법
JP7272519B1 (ja) * 2021-12-13 2023-05-12 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
WO2023112767A1 (ja) * 2021-12-13 2023-06-22 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
DE102022210492A1 (de) 2022-10-04 2024-04-04 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Maskenreparatur
DE102022202803A1 (de) 2022-03-22 2023-09-28 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Maskenreparatur
WO2023210667A1 (ja) * 2022-04-28 2023-11-02 Ａｇｃ株式会社 反射型マスクブランク、反射型マスクブランクの製造方法、反射型マスク、反射型マスクの製造方法
JP7367901B1 (ja) * 2022-04-28 2023-10-24 Ａｇｃ株式会社 反射型マスクブランク、反射型マスクブランクの製造方法、反射型マスク、反射型マスクの製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004096063A (ja) * 2002-07-02 2004-03-25 Sony Corp 極短紫外光の位相シフトマスクおよびその製造方法並びに半導体装置の製造方法
JP5282507B2 (ja) * 2008-09-25 2013-09-04 凸版印刷株式会社 ハーフトーン型ｅｕｖマスク、ハーフトーン型ｅｕｖマスクの製造方法、ハーフトーン型ｅｕｖマスクブランク及びパターン転写方法
JP5766393B2 (ja) * 2009-07-23 2015-08-19 株式会社東芝 反射型露光用マスクおよび半導体装置の製造方法
JP6499440B2 (ja) * 2014-12-24 2019-04-10 Hoya株式会社 反射型マスクブランク及び反射型マスク
JP6739960B2 (ja) * 2016-03-28 2020-08-12 Hoya株式会社 反射型マスクブランク、反射型マスク及び半導体装置の製造方法
JP6556885B2 (ja) * 2018-02-22 2019-08-07 Hoya株式会社 反射型マスクブランク及び反射型マスク、並びに半導体装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021081644A (ja) 2021-05-27
US20220390826A1 (en) 2022-12-08
JP6929340B2 (ja) 2021-09-01
KR20220103924A (ko) 2022-07-25
WO2021100383A1 (ja) 2021-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI810176B (zh) 反射型光罩基底、反射型光罩及其製造方法、與半導體裝置之製造方法
US11815806B2 (en) Reflective mask blank, reflective mask and manufacturing method thereof, and semiconductor device manufacturing method
TW202125090A (zh) 反射型光罩基底及反射型光罩、以及半導體裝置之製造方法
US11550215B2 (en) Reflective mask blank, reflective mask, method of manufacturing reflective mask, and method of manufacturing semiconductor device
KR102631779B1 (ko) 반사형 마스크 블랭크, 반사형 마스크의 제조 방법, 및 반도체 장치의 제조 방법
TW201842395A (zh) 附導電膜之基板、附多層反射膜之基板、反射型光罩基底、反射型光罩及半導體裝置之製造方法
US20230076438A1 (en) Reflective mask blank, reflective mask, and method of manufacturing semiconductor device
JP7401356B2 (ja) 多層反射膜付き基板、反射型マスクブランク及び反射型マスク、並びに半導体装置の製造方法
US20220342293A1 (en) Substrate with multilayer reflective film, reflective mask blank, reflective mask, and method for manufacturing semiconductor device
WO2020184473A1 (ja) 反射型マスクブランク、反射型マスク及びその製造方法、並びに半導体装置の製造方法
JP2019070854A (ja) 反射型マスクブランク、反射型マスク及びその製造方法、並びに半導体装置の製造方法
US11892768B2 (en) Reflective mask blank, reflective mask and method of manufacturing the same, and method of manufacturing semiconductor device
JP2020034666A5 (zh)
JP2020160354A (ja) 多層反射膜付き基板、反射型マスクブランク及び反射型マスク、並びに半導体装置の製造方法