TW202144901A - 反射型遮罩基底、反射型遮罩、及半導體裝置之製造方法 - Google Patents

反射型遮罩基底、反射型遮罩、及半導體裝置之製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明目的在於提供一種不僅用以製造陰影干擾效果會進一步降低之反射型遮罩的反射型遮罩基底，還是具備抗藥性會進一步提昇之吸收體膜的反射型遮罩基底。
此反射型遮罩基底，係在基板的主表面上依序具備多層反射膜及圖案形成用的薄膜；薄膜係含有錫、鉭、鈮及氧；薄膜的缺氧率係0.15以上，0.28以下。

Description

反射型遮罩基底、反射型遮罩、及半導體裝置之製造方法
本發明係關於一種用以製造半導體裝置製造等所使用之轉印用遮罩而作為原版的反射型遮罩基底、反射型遮罩及其製造方法、以及半導體裝置之製造方法。
半導體裝置製造中的曝光裝置光源之波長乃一邊逐漸變短一邊不斷進化，目前已開發出一種使用波長13.5nm左右之極紫外線(EUV：Extreme Ultra Violet。以下，將此極紫外線稱為EUV光)的EUV微影，以實現更細微的圖案轉印。EUV微影中，由於相對於EUV光為透明的材料較少，因此係使用反射型遮罩。
專利文獻1及2係記載有此般EUV微影用反射型遮罩及用以製作其之遮罩基底相關連的技術。
專利文獻1：日本特開2004-039884號公報
專利文獻2：國際公開第2019/009211號公報
在EUV微影中會使用多片反射鏡所構成的投影光學系統。此外，會使EUV光從斜向射入至反射型遮罩，並使此等多片反射鏡不會遮蔽投影光(曝光用光)。入射角度目前係以使反射遮罩的基板表面相對於垂直面呈6°為主流。目前也正在以使投影光學系統的數值孔徑(NA)提昇且成為8°左右的更為斜向射入之角度的方向來進行探討。
在EUV微影中曝光用光會從斜向射入，因此會有被稱為陰影干擾效果的固有問題。陰影干擾效果係因為曝光用光會從斜向往具有立體構造之吸收體圖案射入而產生陰影，使被轉印形成圖案的尺寸及/或位置因而改變的現象。吸收體圖案之立體構造會成為壁面而在背光側產生陰影，使被轉印形成圖案的尺寸及/或位置因而改變。例如，所配置之吸收體圖案的方向在與斜入射光的方向平行的情形和垂直的情形，兩者之轉印圖案的尺寸與位置會產生差異而使轉印精度降低。
越是使圖案變細微及越是使圖案尺寸及/或圖案位置的精度提昇，則半導體裝置之電性特性及性能越是會提昇，且能提昇集成度或縮小晶片尺寸。EUV微影正在追求較以往更高精度的細微尺寸圖案轉印性能。目前正有hp16nm(half pitch 16nm)世代所對應之超細微且高精度之圖案形成的需求。對於此般需求，便追求吸收體膜的進一步薄膜化，以減少陰影干擾效果。特別是在EUV曝光時，會要求使吸收體膜的膜厚成為50nm以下，較佳地係40nm以下。
另一方面，在EUV光被照射至反射型遮罩時，係要求在來自吸收體圖案的反射光與來自多層反射膜的反射光之間能夠獲得足夠高的對比。為了滿足此要求，會希望使吸收體膜相對於EUV光之反射率為1%以下。
如專利文獻1所揭露，以往，反射型遮罩基底的吸收體膜係適用以鉭為主成分的材料(鉭系材料)。然而，鉭系材料在EUV光中的消光係數k並沒有很大。因此，並不容易滿足吸收體膜所要求的反射率並同時使鉭系材料之吸收體膜的膜厚成為50nm以下。另一方面，專利文獻2所揭露的氧化錫(SnO)所形成之光吸收層(吸收體膜)在EUV光中的消光係數較高，能夠滿足吸收體膜所要求的反射率並同時使膜厚成為50nm以下。然而，SnO吸收體膜會有抗藥性較低的問題。特別是對於從反射型遮罩基底製造反射型遮罩之程序所使用的SPM洗淨(使用硫酸、過氧化氫及水的混合液之洗淨)的耐受性會較低而成為問題。
有鑒於上述方面，本發明目的在於提供一種不僅用以製造陰影干擾效果會進一步降低之反射型遮罩的反射型遮罩基底，還是具備抗藥性會進一步提昇之吸收體膜的反射型遮罩基底。本發明目的在於提供一種不僅陰影干擾效果會進一步降低之反射型遮罩，還是具備抗藥性會進一步提昇之吸收體膜的反射型遮罩。本發明目的在於提供一種藉由使用上述反射型遮罩而具有細微且高精度轉印圖案的半導體裝置之製造方法。
為了解決上述課題，本發明係具有以下構成。
(構成1)
一種反射型遮罩基底，係在基板的主表面上依序具備多層反射膜及圖案形成用的薄膜；
該薄膜係含有錫、鉭、鈮及氧；
該薄膜的缺氧率係0.15以上，0.28以下。
(構成2)
如構成1記載之反射型遮罩基底，其中該薄膜中含量最多的金屬元素係錫。
(構成3)
如構成1或2記載之反射型遮罩基底，其中該薄膜中含量最多的元素係氧。
(構成4)
如構成1至3中任一者記載之反射型遮罩基底，其中該薄膜中錫、鉭、鈮及氧的總計含量係95原子%以上。
(構成5)
如構成1至4中任一者記載之反射型遮罩基底，其中該薄膜中氧的總計含量係50原子%以上。
(構成6)
如構成1至5中任一者記載之反射型遮罩基底，其中該薄膜相對於波長13.5nm之光的消光係數k係0.05以上。
(構成7)
如構成1至6中任一者記載之反射型遮罩基底，其中該薄膜的厚度係50nm以下。
(構成8)
如構成1至7中任一者記載之反射型遮罩基底，其中在該多層反射膜與該薄膜之間係具備保護膜。
(構成9)
一種反射型遮罩，係在基板的主表面上依序具備多層反射膜及形成有轉印圖案的薄膜；
該薄膜係含有錫、鉭、鈮及氧；
該薄膜的缺氧率係0.15以上，0.28以下。
(構成10)
如構成9記載之反射型遮罩，其中該薄膜中含量最多的金屬元素係錫。
(構成11)
如構成9或10記載之反射型遮罩，其中該薄膜中含量最多的元素係氧。
(構成12)
如構成9至11中任一者記載之反射型遮罩，其中該薄膜中錫、鉭、鈮及氧的總計含量係95原子%以上。
(構成13)
如構成9至12中任一者記載之反射型遮罩，其中該薄膜中氧的總計含量係50原子%以上。
(構成14)
如構成9至13中任一者記載之反射型遮罩，其中該薄膜相對於波長13.5nm之光的消光係數k係0.05以上。
(構成15)
如構成9至14中任一者記載之反射型遮罩，其中該薄膜的厚度係50nm以下。
(構成16)
如構成9至15中任一者記載之反射型遮罩，其中在該多層反射膜與該薄膜之間係具備保護膜。
(構成17)
一種半導體裝置之製造方法，係具備使用如構成9至16中任一者記載之反射型遮罩來將轉印圖案曝光轉印至半導體基板上之阻劑膜的工序。
根據本發明，便能提供一種不僅用以製造陰影干擾效果會進一步降低之反射型遮罩的反射型遮罩基底，還是具備抗藥性會進一步提昇之吸收體膜的反射型遮罩基底。根據本發明，便能提供一種不僅陰影干擾效果會進一步降低之反射型遮罩，還是具備抗藥性會進一步提昇之吸收體膜的反射型遮罩。根據本發明，便能提供一種藉由使用上述反射型遮罩而具有細微且高精度轉印圖案的半導體裝置之製造方法。
1:基板
2:多層反射膜
3:保護膜
4:吸收體膜(薄膜)
4a:吸收體圖案(轉印圖案)
5:導電膜
11:阻劑膜
11a:阻劑圖案
100:反射型遮罩基底
200:反射型遮罩
圖1係用以說明本發明相關之反射型遮罩基底的概略構成之剖面示意圖。
圖2係顯示由反射型遮罩基底來製作反射型遮罩之工序的剖面示意圖。
以下，針對本發明實施形態進行說明，首先針對創作出本發明的過程進行說明。關於含有錫(Sn)與氧(O)的材料，亦即SnO系材料的吸收體膜(圖案形成用的薄膜)，本案發明人是針對抑制消光係數k相對於EUV光的降低且同時提高相對於SPM洗淨等的耐受性(抗藥性)之方法進行積極探討。其結果，明白了藉由以在SnO中含有鈦(Ta)與鈮(Nb)的材料(亦即，含有錫、鈦、鈮及氧的材料。以下，會有稱為SnTaNbO系材料的情形)來形成吸收體膜，則抗藥性相較於SnO系材料的吸收體膜便可提升。與此同時，也明白了抗藥性係依據吸收體膜所使用之SnTaNbO系材料的構成而幾乎不會有提昇的情形。
另一方面，在SnO系材料或SnTaNbO系材料所形成之吸收體膜上形成圖案時所進行的乾式蝕刻的蝕刻氣體大多係使用氯系氣體。然而，已明白 進行此氯系氣體所致之乾式蝕刻時的蝕刻率係依據吸收體膜所使用之SnTaNbO系材料的構成而會有大幅降低的情形。
因此，為了解決此等問題而進行進一步的研究。其結果，發現了是因為形成吸收體膜之SnTaNbO系材料的缺氧率不同而導致產生此等問題。此外，此處所謂的缺氧率係指其SnTaNbO系材料的實測含氧量[原子%]除以假設其SnTaNbO系材料在化學計量上成為穩定氧化狀態(亦即，材料中的Sn、Nb及Ta係全部以SnO2、Nb2O5及Ta2O5來存在的狀態。也稱為完全氧化狀態)時之理論上含氧量[原子%]的比率。此外，此缺氧率，係在SnTaNbO系材料之吸收體膜(圖案形成用的薄膜)中的含氧量為OR、其吸收體膜中所存在之所有Sn、Ta及Nb在化學計量上處於穩定氧化物狀態之理想狀態含氧量為OI時，以[OI-OR]/OI來算出。
相較於SnO系材料之吸收體膜，SnTaNbO系材料之吸收體膜會有使氯系氣體所致之乾式蝕刻的蝕刻率變慢的傾向。另外，相較於SnO系材料之吸收體膜，SnTaNbO系材料之吸收體膜也會有相對於EUV光之消光係數k變小的傾向。伴隨著SnTaNbO系材料之吸收體膜的缺氧比率變小，其蝕刻率會接近SnO系材料之吸收體膜的蝕刻率。另外，伴隨著SnTaNbO系材料之吸收體膜的缺氧比率變小，相對於EUV光之消光係數k會接近SnO系材料中相對於EUV光之消光係數k的數值。然而，SnTaNbO系材料之吸收體膜的缺氧比率小於0.15時，抗藥性會大幅降低而失去了含有Ta與Nb的意義，此為新發現的事情。
另一方面，SnTaNbO系材料之吸收體膜的缺氧比率大於0.28時，抗藥性也會大幅降低，此亦為新發現的事情。另外，也發現了吸收體膜在氯系氣體所致之乾式蝕刻的蝕刻率會變得過慢而難以在吸收體膜形成細微圖案。再 者，也發現了吸收體膜之相對於EUV光之消光係數k會變得過小，且用以滿足既定反射率之膜厚會變得過大。
會產生上述現象的原因推測是以下機制所造成的。此外，以下考察係以本案發明人在申請時點的推測為依據，本發明的範圍並未受其任何限制。
以往，吸收體膜般圖案形成用的薄膜，一般係藉由濺射法來形成。從靶材飛出的Sn粒子、Ta粒子及Nb粒子分別會在途中獲得成膜室內中的氧，並同時逐漸沉積在基板的多層反射膜上(或者保護膜上)而逐漸形成薄膜。相較於Sn粒子，Ta粒子與Nb粒子會有較容易氧化的傾向，Ta粒子與Nb粒子相較於Sn粒子會先被高度氧化而形成Ta2O5粒子與Nb2O5粒子。此意味著Sn粒子容易喪失氧化機會，而不易形成高氧化狀態的SnO2粒子。由於此等事情，可認為形成吸收體膜之SnTaNbO系材料中，Sn係氧化度較低的狀態但存在比率會較SnO系材料要高。
SnO系材料係有伴隨著氧化度變低(伴隨著缺氧比率變高)而使氯系氣體所致之乾式蝕刻的蝕刻率會變慢的傾向。另外，TaO系材料或NbO系材料係有氯系氣體所致之乾式蝕刻的蝕刻率會變慢的傾向。另一方面，SnO系材料係有伴隨著氧化度變低而抗藥性會降低的傾向。由於此等事情，可推測缺氧率較高的SnTaNbO系材料之吸收體膜中，氯系氣體所致之乾式蝕刻的蝕刻率會變慢且抗藥性會降低。
以上積極研究的結果，為了解決上述技術課題，本發明之遮罩基底，係在基板的主表面上依序具備多層反射膜及圖案形成用的薄膜之反射型遮罩基底，薄膜係含有錫、鉭、鈮及氧，薄膜的缺氧率係0.15以上，0.28以下。接著，以下一邊參照圖式一邊具體說明本發明實施形態。此外，以下實施形態係 將本發明加以具體化時的一形態，而並非將本發明限定在其範圍內。此外，圖中會有對相同或相當之部分賦予相同符號而簡化或省略其說明的情形。
<反射型遮罩基底的構成及其製造方法>
圖1係用以說明本發明實施形態相關之反射型遮罩基底100的構成之主要部分剖面示意圖。如圖1所示，反射型遮罩基底100係具有基板1、形成於第1主表面(表面)側且會反射曝光用光(即EUV光)之多層反射膜2、設置來保護該多層反射膜2且由相對於後述吸收體膜4圖案化時所使用的蝕刻劑或洗淨液具有耐受性的材料所形成之保護膜3、及會吸收EUV光之吸收體膜4，並且將該等依序地層積。另外，在基板1的第2主表面(內面)側係形成有靜電吸盤用的導電膜5。
本說明書中，例如，「形成於基板1之主表面上的多層反射膜2」之記載除了意指多層反射膜2係相接地配置在基板1的表面之情況以外，亦包含有意指基板1與多層反射膜2之間係具有其他膜之情況。關於其他膜亦是相同。另外，本說明書中，例如「膜A係相接地配置在膜B上」係意指膜A與膜B之間並未介設有其他膜，而是膜A與膜B係配置為會直接地相接之情況。
以下，針對反射型遮罩基底100的各構成來具體地說明。
<<基板>>
為了防止EUV光之曝光時的熱所致之吸收體圖案的變形，基板1較佳地係使用具有0±5ppb/℃之範圍內的低熱膨脹係數者。可使用例如SiO2-TiO2系玻璃、多成分系玻璃陶瓷等來作為具有此範圍的低熱膨脹係數之材料。
基板1之形成有轉印圖案(後述吸收體圖案4a會構成此)之側的第1主表面由至少會獲得圖案轉印精度、位置精度之觀點來看，係被表面加工成高平坦度。基板1形成有轉印圖案之側的第1主表面之132mm×132mm或者 142mm×142mm區域中，平坦度較佳地係0.1μm以下，更佳地係0.05μm以下，特佳地係0.03μm以下。另外，與形成有吸收體膜4之側為相反側的第2主表面為安裝於曝光裝置時被靜電吸附之面。第2主表面之132mm×132mm或者142mm×142mm區域中，平坦度較佳地係0.1μm以下，更佳地係0.05μm以下，特佳地係0.03μm以下。
另外，基板1的表面平滑度之高低亦為極重要之項目。形成有吸收體圖案4a的基板1之第1主表面的表面粗糙度以均方根粗糙度(RMS)來說，較佳地係0.1nm以下。此外，表面平滑度可藉由原子力顯微鏡來測定。
再者，為了防止基板1因其上所形成之膜(多層反射膜2等)的膜應力所致之變形，較佳地係具有高剛性者。特別是，基板1較佳地係具有65GPa以上的高楊氏係數者。
<<多層反射膜>>
多層反射膜2係在圖2(d)的反射型遮罩200中賦予會反射EUV光之功能者，且為週期性地層積有以折射率不同之元素來作為主成分的各層之多層膜的構成。
一般來說，係使用多層膜來作為多層反射膜2，該多層膜係交互地層積有40~60週期左右的為高折射率材料的輕元素或其化合物的薄膜(高折射率層)與為低折射率材料的重元素或其化合物的薄膜(低折射率層)。多層膜能以從基板1側依序層積有高折射率層與低折射率層的高折射率層/低折射率層之層積構造作為1週期而層積複數週期，亦能以從基板1側依序層積有低折射率層與高折射率層的低折射率層/高折射率層之層積構造作為1週期而層積複數週期。此外，多層反射膜2之最表面的層，亦即多層反射膜2之與基板1為相反側的表面層 較佳地係高折射率層。上述多層膜中，以從基板1依序層積有高折射率層與低折射率層的高折射率層/低折射率層之層積構造作為1週期而層積複數週期的情況，則最上層會成為低折射率層，但此情況下，若是低折射率層構成多層反射膜2的最表面，則會容易被氧化而導致反射型遮罩200的反射率會減少。因此，較佳地係在最上層的低折射率層上進一步形成高折射率層來作為多層反射膜2。另一方面，上述多層膜中，以從基板1側依序層積有低折射率層與高折射率層的低折射率層/高折射率層之層積構造作為1週期而層積複數週期的情況，由於最上層會成為高折射率層，故保持現狀即可。
本實施形態中，係採用含有矽(Si)之層來作為高折射率層。作為含有Si之材料，除了Si單體以外，亦可為於Si含有硼(B)、碳(C)、氮(N)及氧(O)之Si化合物。藉由使用含有Si之層來作為高折射率層，便可獲得EUV光的反射率優異之反射型遮罩200。另外，本實施形態中，較佳地係使用玻璃基板來作為基板1。Si在與玻璃基板之密著性這點上亦非常優異。又，使用選自鉬(Mo)、釕(Ru)、銠(Rh)及鉑(Pt)之金屬單體或此等的合金來作為低折射率層。作為相對於例如波長13nm~14nm的EUV光之多層反射膜2，較佳地係使用交互地層積有40~60週期左右的Mo膜與Si膜之Mo/Si週期層積膜。此外，亦可以矽(Si)來形成為多層反射膜2的最上層之高折射率層，並於該最上層(Si)與Ru系保護膜3之間形成含有矽與氧的矽氧化物層。藉此，便可提高遮罩洗淨耐受性。
單獨的上述般多層反射膜2之反射率通常為65%以上，上限通常為73%。此外，多層反射膜2之各構成層的厚度、週期只要是依曝光波長來適當地選擇即可，係以會滿足布拉格反射的定律之方式來選擇。多層反射膜2中雖分別存在有多個高折射率層及低折射率層，但高折射率層彼此及低折射率層彼此的 厚度亦可不同。又，多層反射膜2之最表面的Si層之膜厚可在不會讓反射率降低之範圍內來進行調整。最表面之Si(高折射率層)的膜厚可為3nm至10nm。
多層反射膜2的形成方法在該技術領域中為公知，例如可藉由離子束濺射法來成膜出多層反射膜2的各層而形成。上述Mo/Si週期多層膜的情況，例如係藉由離子束濺射法，首先使用Si靶材來於基板1上成膜出厚度4nm左右的Si膜，之後使用Mo靶材來成膜出厚度3nm左右的Mo膜，並以此作為1週期來層積40至60週期以形成多層反射膜2(最表面的層為Si層)。另外，在多層反射膜2成膜之際，較佳地係從離子源供給氪(Kr)離子粒子，並進行離子束濺射來形成多層反射膜2。
<<保護膜>>
本發明實施形態之反射型遮罩基底100較佳地係於多層反射膜2與吸收體膜4之間具有保護膜3。
保護膜3係形成於多層反射膜2上以在後述反射型遮罩200的製程中之乾式蝕刻及洗淨來保護多層反射膜2。另外，保護膜3在使用電子線(EB)之吸收體圖案4a的黑色缺陷修正之際也會保護多層反射膜2。保護膜3可由含有釕作為主成分之材料來形成。亦即，保護膜3的材料可為Ru金屬單體，也可以為於Ru含有選自鈦(Ti)、鈮(Nb)、鉬(Mo)、鋯(Zr)、釔(Y)、硼(B)、鑭(La)、鈷(Co)及錸(Re)等至少1種金屬之Ru合金，且含有氮亦無妨。此處，圖1中雖係顯示保護膜3為1層的情況，但亦可為2層以上的層積構造。例如，保護膜3為3層的層積構造之情形，成為下述構造亦無妨：保護膜3的最下層與最上層是含有上述Ru之物質所構成的層，且於最下層與最上層之間介設有Ru以外的金屬或合金之中間層。此般保護膜3對於以氯系氣體的乾式蝕刻來使吸收體膜4圖案化之情況來說 特別有效。保護膜3較佳地係由在使用氯系氣體之乾式蝕刻中，吸收體膜4會相對於保護膜3的蝕刻選擇比(吸收體膜4的蝕刻率/保護膜3的蝕刻率)為1.5以上，較佳地係3以上之材料所形成。
此Ru合金的Ru含量為50原子%以上，未達100原子%，較佳地係80原子%以上，未達100原子%，更佳地係95原子%以上，未達100原子%。特別是Ru合金的Ru含量為95原子%以上，未達100原子%之情況，便可抑制構成多層反射膜2之元素(矽)朝保護膜3擴散，並同時一邊充分確保EUV光的反射率，一邊兼具遮罩洗淨耐受性、蝕刻加工吸收體膜4時之蝕刻停止功能、及防止多層反射膜2經時變化而作為保護膜3之功能。
EUV微影中，由於相對於EUV光為透明的物質較少，故防止異物附著在遮罩圖案面之EUV護膜在技術上來說並不容易。因此，未使用護膜之無護膜運用便成為主流。另外，EUV微影中，會因EUV光而產生碳膜沉積在遮罩或氧化膜成長之曝光污染。因此，將反射型遮罩200使用於半導體裝置的製造之階段中，便必須每次皆進行洗淨來去除遮罩上的異物或污染。因此，反射型遮罩200中，已被要求要相較於光微影用穿透型遮罩而需具有等級不同的遮罩洗淨耐受性。若使用含有Ti之Ru系保護膜3，則相對於硫酸、硫酸+過氧化氫+去離子水混合物(SPM)、氨水、氫氧化氨+過氧化氫+去離子水混合物(APM)、OH自由基洗淨水、或濃度為10ppm以下的臭氧水等洗淨液之洗淨耐受性便會特別地高，可滿足遮罩洗淨耐受性之要求。
由此般Ru或其合金等所構成之保護膜3的厚度只要是可達成作為保護膜3之功能，則未特別限制。由EUV光的反射率之觀點來看，保護膜3的厚度較佳地係1.0nm至8.0nm，更佳地係1.5nm至6.0nm。
作為保護膜3的形成方法，並未特別限制而可採用與公知的膜形成方法相同者。作為具體例，可舉出DC濺射法、RF濺射法及離子束濺射法。
<<吸收體膜(圖案形成用的薄膜)>>
本實施形態之吸收體膜(圖案形成用的薄膜)4係含有錫、鉭、鈮及氧，且由缺氧率為0.15以上，0.28以下的材料所形成。藉由使吸收體膜4為此般構成，相較於SnO系材料的吸收體膜，則特別是能提昇相對於SPM洗淨的抗藥性，且同時抑制SnO系材料之吸收體膜在氯系氣體所致之乾式蝕刻的蝕刻率降低。若吸收體膜4不含有鉭與鈮，則即使缺氧率為上述範圍仍無法提昇相對於洗淨液的抗藥性。
吸收體膜4的缺氧率被要求為0.15以上，較佳地係0.152以上，更佳地係0.154以上。這是因為會增加吸收體膜4的消光係數k並同時提昇相對於洗淨液的抗藥性。另一方面，吸收體膜4的缺氧率被要求為0.28以下，較佳地係0.25以下，更佳地係0.22以下。這是因為會抑制吸收體膜4在氯系氣體所致之乾式蝕刻的蝕刻率降低並同時提昇相對於洗淨液的抗藥性。
吸收體膜4中含量最多的金屬元素較佳地係錫。藉由成為以錫為主要金屬元素的吸收體膜4，則相較於以鉭為主要金屬元素的吸收體膜4，便可增加消光係數k。吸收體膜4中的錫含量，較佳地係30原子%以上，更佳地係33原子%以上，進一步更佳地係35原子%以下。這是因為會增加吸收體膜4的消光係數k。另一方面，吸收體膜4中的錫含量，較佳地係39原子%以上，更佳地係38原子%以上，進一步更佳地係37原子%以下。這是因為吸收體膜4必需含有鉭與錫，進而必需含有較多氧以使缺氧率不會變得過大。
為了具有上述各效果，吸收體膜4係希望以錫、鉭、鈮及氧為主要構成元素。吸收體膜4中錫、鉭、鈮及氧的總計含量較佳地係95原子%以上，更佳地係97原子%以上，進一步更佳地係98原子%以上。此外，吸收體膜4只要總計含量在未達5原子%的範圍內，則也可以含有錫、鉭、鈮及氧以外的元素。
吸收體膜4中鉭與鈮的總計含量較佳地係3原子%以上，更佳地係5原子%以上，進一步更佳地係6原子%以上。這是因為會提昇吸收體膜4相對於洗淨液的抗藥性。另一方面，吸收體膜4中鉭與鈮的總計含量較佳地係20原子%以下，更佳地係15原子%以下，進一步更佳地係12原子%以下。這是因為會抑制吸收體膜4在氯系氣體所致之乾式蝕刻的蝕刻率降低。
吸收體膜4中鉭的含量較佳地係3原子%以上，更佳地係4原子%以上，進一步更佳地係5原子%以上。這是因為會提昇吸收體膜4相對於洗淨液的抗藥性。另一方面，吸收體膜4中鉭的含量較佳地係14原子%以下，更佳地係12原子%以下，進一步更佳地係10原子%以下。這是因為會抑制吸收體膜4在氯系氣體所致之乾式蝕刻的蝕刻率降低。
吸收體膜4中鈮的含量較佳地係大於0.1原子%，更佳地係0.2原子%以上。這是因為會提昇吸收體膜4相對於洗淨液的抗藥性。另一方面，吸收體膜4中鈮的含量較佳地係5原子%以下，更佳地係4原子%以下，進一步更佳地係3原子%以下。這是因為會抑制吸收體膜4在氯系氣體所致之乾式蝕刻的蝕刻率降低。
吸收體膜4中氧的含量較佳地係50原子%以上，更佳地係51原子%以上，進一步更佳地係52原子%以上。這是因為會增加吸收體膜4的消光係數k並同時提昇相對於洗淨液的抗藥性。另一方面，吸收體膜4中氧的含量較佳地 係小於57.2原子%，更佳地係57.1原子%以下。這是因為會抑制吸收體膜4在氯系氣體所致之乾式蝕刻的蝕刻率降低並同時提昇相對於洗淨液的抗藥性。
吸收體膜4相對於波長13.5nm之光的消光係數k較佳地係0.05以上，更佳地係0.051以上。藉此，便能夠使吸收體膜4的厚度變薄並同時使相對於EUV光的反射率成為既定值以下。吸收體膜4相對於波長13.5nm之光的折射率n較佳地係0.95以下。另外，吸收體膜4相對於波長13.5nm之光的折射率n更佳地係0.93以下。此外，此處的折射率n與消光係數k係吸收體膜4整體的平均值。
吸收體膜4的厚度較佳地係50nm以下，更佳地係45nm以下，進一步更佳地係40nm以下。這是因為會使吸收體膜4相對於EUV光的反射率成為1%以下並同時抑制陰影干擾效果。
吸收體膜4可為單層膜，也可為2層以上之多個膜所構成的多層膜。然而，即使是多層膜之吸收體膜4的情形，所有層也必需滿足含有錫、鉭、鈮及氧且缺氧率係0.15以上，0.28以下的條件。吸收體膜4也可以為組成會在膜厚方向上傾斜的構造。即使是此組成傾斜之吸收體膜4的情形，吸收體膜4的所有區域也必需滿足含有錫、鉭、鈮及氧且缺氧率係0.15以上，0.28以下的條件。
吸收體膜4能以DC濺射法、RF濺射法、離子束濺射法等公知方法來形成。例如，也可以使用混合有SnO2、Ta2O5及Nb2O5之靶材而以濺射法來形成吸收體膜4。或者，也可以使SnO2靶材、Ta2O5靶材及Nb2O5靶材同時放電而以濺射法來形成吸收體膜4。或者，也可以使用混合有Sn、Ta及Nb之靶材，而以在含有含氧氣體之濺射氣體中之反應性濺射來形成吸收體膜4。或者，也可以使混合有Sn靶材、Ta靶材及Nb靶材之靶材同時放電，而以在含有含氧氣體之濺射氣體中之反應性濺射來形成吸收體膜4。
另一方面，本實施形態之反射型遮罩基底100，也可以為在吸收體膜4上具備反射防止膜的構成。此反射防止膜較佳地係具備可在照射DUV光(特別是波長193nm的光)時之反射防止膜的反射率、與在多層反射膜2露出之狀態下之多層反射膜2的反射率(在多層反射膜2上係設有保護膜3時係在保護膜3露出之狀態下之保護膜3的反射率)之間獲得充分對比的功能。具備此般反射防止膜之反射型遮罩基底100所製造出之反射型遮罩200，能在使用DUV光為檢查光而進行遮罩缺陷檢查時以高精度來檢測缺陷。
對吸收體膜4進行乾式蝕刻時所使用的蝕刻氣體較佳地係氯系氣體。作為此氯系氣體，可使用Cl2、SiCl4、CHCl3、CCl4、及BCl3等氣體、或者選自此等氣體之2種以上的混合氣體、以既定比例含有1種以上的上述氣體與He的混合氣體、以既定比例含有1種以上的上述氣體與Ar的混合氣體。
另一方面，本實施形態之反射型遮罩基底100，也可以為在吸收體膜4上(具備上述反射防止膜的情形係該反射防止膜上)具備蝕刻遮罩膜的構成。另外，此情形，蝕刻遮罩膜較佳地係由含鉻(Cr)的材料或含矽(Si)的材料所構成。
藉由具有蝕刻遮罩膜，在形成吸收體圖案4a時便能使阻劑膜11的膜厚變薄，而能將轉印圖案高精度地形成在吸收體膜4。作為蝕刻遮罩膜的材料，係使用吸收體膜4相對於蝕刻遮罩膜的蝕刻選擇比會較高的材料。
作為蝕刻選擇比在與吸收體膜4之間會較高的蝕刻遮罩膜之材料，可舉出鉻或鉻化合物的材料。作為鉻化合物，可舉出含有鉻(Cr)與選自氮(N)、氧(O)、碳(C)、硼(B)及氫(H)之至少一種元素的材料。較佳地係以實質上不含氧的材料來形成蝕刻遮罩膜，以提昇在氯系氣體中的蝕刻選擇比。蝕刻遮罩 膜之鉻化合物的Cr含量較佳地係50原子%以上，未達100原子%，更佳地係80原子%以上，未達100原子%。另外，「實質上不含氧」係相當於鉻化合物中的氧含量為10原子%以下，較佳地係5原子%以下者。此外，上述材料在能獲得本發明實施形態之效果的範圍內，可含有鉻以外的金屬。
另外，作為蝕刻遮罩膜，可使用矽或矽化合物的材料。作為矽化合物，可舉出含有矽(Si)與選自氮(N)、氧(O)、碳(C)及氫(H)之至少一種元素的材料、以及在矽或矽化合物含有金屬之金屬矽(金屬矽化物)及金屬矽化合物(金屬矽化物化合物)等的材料。
從獲得將轉印圖案高精度地形成在吸收體膜4而作為蝕刻遮罩的功能之觀點來看，蝕刻遮罩膜的厚度係希望在2nm以上。另外，從使阻劑膜11的厚度變薄之觀點來看，係希望在15nm以下，較佳地係10nm以下。
<<導電膜>>
基板1的第2主表面(內面)側(多層反射膜2形成面的相反側)一般來說係形成有靜電吸盤用的導電膜5。導電膜5所要求之電性特性(片電阻)通常為100Ω/□(Ω/Square)以下。導電膜5的形成方法可藉由例如濺射法，並使用鉻、及鉭等金屬或合金的靶材來形成。
導電膜5之含鉻(Cr)材料較佳地係於Cr含有選自硼、氮、氧及碳之至少一者的Cr化合物。作為Cr化合物可舉出例如CrN、CrON、CrCN、CrCON、CrBN、CrBON、CrBCN及CrBOCN等。
作為導電膜5之含鉭(Ta)材料，較佳地係使用Ta(鉭)、含Ta合金、或於該等任一者含有硼、氮、氧及碳之至少一者的Ta化合物。作為Ta化合物，可舉出例如TaB、TaN、TaO、TaON、TaCON、TaBN、TaBO、TaBON、TaBCON、 TaHf、TaHfO、TaHfN、TaHfON、TaHfCON、TaSi、TaSiO、TaSiN、TaSiON及TaSiCON等。
作為含鉭(Ta)或鉻(Cr)材料，較佳地係使其表層所存在的氮(N)較少。具體而言，含鉭(Ta)或鉻(Cr)材料的導電膜5之表層的氮含量較佳地係未達5原子%，更佳地係表層實質上不含氮。這是因為在含鉭(Ta)或鉻(Cr)材料的導電膜5中，表層的氮含量較少者則耐磨耗性會變高。
導電膜5較佳地係由含鉭及硼之材料所構成。藉由導電膜5係由含鉭及硼之材料所構成，便可獲得具有耐磨耗性及藥液耐受性的導電膜23。當導電膜5係含有鉭(Ta)及硼(B)之情況，則硼含量較佳地係5~30原子%。導電膜5的成膜所使用之濺射靶材中之Ta及B的比率(Ta：B)較佳地係95：5~70：30。
導電膜5的厚度只要能夠滿足作為靜電吸盤用之功能則未特別限定，通常為10nm~200nm。另外，此導電膜5亦兼具遮罩基底100之第2主表面側的應力調整之功能。因此，導電膜5的膜厚係被調整為可與來自第1主表面側上所形成的各種膜之應力取得平衡，來獲得平坦的反射型遮罩基底100。
根據本實施形態之反射型遮罩基底100(由此製作之反射型遮罩200)，藉由使吸收體膜4的膜厚變薄，便能夠抑制陰影干擾效果且會以側壁粗糙度較少的穩定剖面形狀來形成細微且高精度的吸收體圖案4a。可改善吸收體膜4(吸收體圖案4a)的洗淨耐受性。因此，使用此構造之反射型遮罩基底100所製造出的反射型遮罩200，便能夠將形成在遮罩上之吸收體圖案4a本身細微且高精度地加以形成，且防止陰影干擾所致之轉印時的精度降低。另外，藉由使用此反射型遮罩200來進行EUV微影，便可提供細微且高精度的半導體裝置之製造方法。
<反射型遮罩及其製造方法>
圖2(d)所示的本實施形態之反射型遮罩200，係在基板1的主表面上依序具備多層反射膜2及形成有轉印圖案的薄膜(吸收體圖案)4a，此薄膜4a係含有錫、鉭、鈮及氧，此薄膜4a的缺氧率係0.15以上，0.28以下。關於反射型遮罩200之各構成係與反射型遮罩基底100的情形相同。以下，使用圖2說明使用圖1所示之反射型遮罩基底100來製造反射型遮罩200時的製造方法。
本實施形態之反射型遮罩200的製造方法中，會準備反射型遮罩基底100，並在其第1主表面之吸收體膜4上形成阻劑膜11(圖2(a))。然而，作為反射型遮罩基底100係具備阻劑膜11的情形，就不需要此工序。在此阻劑膜11上描繪(曝光)所希望的圖案，接著再進行顯影、清洗以形成既定阻劑圖案11a(圖2(b))。
本實施形態之製造方法中，係將此阻劑圖案11a作為遮罩來蝕刻吸收體膜4以形成吸收體圖案4a(圖2(c))。藉由以灰化或熱硫酸等之濕式處理等來將阻劑圖案11a加以去除，便可形成吸收體圖案4a(圖2(d))。最後，使用酸性或鹼性水溶液來進行濕式洗淨。
此處，吸收體膜4的蝕刻氣體係依據吸收體膜4的材料而使用上述氯系氣體。吸收體膜4的蝕刻中，較佳地係使蝕刻氣體實質上不含氧。這是因為蝕刻氣體實質上不含氧時，Ru系保護膜3就不會產生表面粗糙化。此實質上不含氧的氣體係相當於氣體中的氧含量為5原子%以下者。
藉由以上工序，便可獲得陰影干擾效果較少且藥液(特別是SPM洗淨)所致之洗淨耐受性較高的反射型遮罩200。
<半導體裝置之製造方法>
本發明實施形態的半導體裝置之製造方法係具有將上述反射型遮罩200安 裝在以EUV光為曝光光源之曝光裝置，來將轉印圖案轉印在被轉印基板上所形成的阻劑膜之工序。
藉由使用上述本實施形態之反射型遮罩200來進行EUV曝光，便可在抑制陰影干擾效果所致之轉印尺寸精度降低的情況下，於半導體基板上形成基於反射型遮罩200上的吸收體圖案4a之所希望的轉印圖案。另外，由於吸收體圖案4a係側壁粗糙度較少而細微且高精度的圖案，因此便能以高尺寸精度來將所希望的圖案形成在半導體基板上。除了此微影工序以外，藉由經過被加工膜的蝕刻、絕緣膜及導電膜的形成、摻雜物的導入以及退火等各種工序，便可製造出形成有所希望的電子電路之半導體裝置。
更詳細地說明，EUV曝光裝置係由會產生EUV光之雷射電漿光源、照明光學系統、遮罩台座系統、縮小投影光學系統、晶圓台座系統及真空設備等所構成。光源係具備碎光捕集(debris trap)功能與會濾除曝光用光以外的長波長光線之濾光片及真空差動排氣用的設備等。照明光學系統與縮小投影光學系統係由反射鏡所構成。反射型遮罩200係藉由其第2主面上所形成之導電膜而被靜電吸附且被載置於遮罩台座。
EUV光係透過照明光學系統而相對於反射型遮罩200的垂直面以6°至8°的傾斜角度被照射在反射型遮罩200。相對於該入射光之來自反射型遮罩200的反射光會朝向和入射相反的方向且以和入射角度相同的角度反射(正反射)，並被引導至通常具有1/4的縮小比例之反射型投影光學系統，來對晶圓台座上所載置之晶圓(半導體基板)上的阻劑進行曝光。在此期間，至少EUV光通過的地點會被真空排氣。另外，在此曝光時，會以對應於縮小投影光學系統的縮小比例之速度來讓遮罩台座與晶圓台座同步而進行掃描，且透過狹縫來進行曝光 之掃描曝光則係成為主流。然後，藉由使該已曝光阻劑膜顯影，便可於半導體基板上形成阻劑圖案。本發明實施形態中，係使用具有陰影干擾效果較小的薄膜且是側壁粗糙度較少而高精度之吸收體圖案的遮罩。因此，半導體基板上所形成之阻劑圖案會成為具有高尺寸精度之所希望的圖案。然後，藉由使用此阻劑圖案來作為遮罩並實施蝕刻等，便可於例如半導體基板上形成既定配線圖案。藉由經過此般曝光工序或被加工膜加工工序、絕緣膜或導電膜的形成工序、摻雜物導入工序或退火工序等其他必要的工序，來製造半導體裝置。
(實施例)
以下，參照圖式來說明實施例。本實施形態並不受限於此等實施例。此外，針對各實施例中相同的構成要素係使用相同的符號來簡化或省略說明。
[實施例1]
作為實施例1係製造圖1所示構造之反射型遮罩基底100。反射型遮罩基底100係具有導電膜5、基板1、多層反射膜2、保護膜3、及吸收體膜4。準備第1主表面及第2主表面的兩主表面經研磨後之6025尺寸(約152mm×152mm×6.35mm)的低熱膨脹玻璃基板(即SiO2-TiO2系玻璃基板)來作為基板1。進行由粗研磨加工工序、精密研磨加工工序、局部加工工序及接觸研磨加工工序所構成的研磨，而成為平坦且平滑的主表面。
於SiO2-TiO2系玻璃基板1的第2主表面(內面)係以20nm的厚度來形成CrN膜所構成的導電膜5。具體而言，係使用Cr靶材，藉由在Ar與N2的混合氣體(Ar：90%，N：10%)中進行DC磁控濺射(反應性濺射)來形成導電膜5。
接著，於形成有導電膜5一側的相反側之基板1的主表面(第1主表面)上形成多層反射膜2。為了使基板1上所形成之多層反射膜2成為適合波長 13.5nm的EUV光之多層反射膜2，而使其為Mo與Si所構成的週期多層反射膜。多層反射膜2係使用Mo靶材與Si靶材，並在Ar氣體環境氣氛中藉由離子束濺射法來於基板1上交互地層積形成Mo層及Si層。首先，以4.2nm的厚度來成膜出Si膜，接著，以2.8nm的厚度來成膜出Mo膜。以此為1週期而同樣地層積40週期，最後，以4.0nm的厚度來成膜出Si膜而形成多層反射膜2。此處雖為40週期，但並不限於此，亦可為例如60週期。為60週期的情況，工序數雖會較40週期增加，但可提高相對於EUV光之反射率。
接著，在Ar氣體環境氣氛中，藉由使用Ru靶材之離子束濺射法並以2.5nm的厚度來成膜出Ru膜所構成的保護膜3。
接著，在保護膜3上係以36.2nm的厚度來形成錫、鉭、鈮及氧所構成的吸收體膜(SnTaNbO膜)4。具體而言，係使用SnO2與Ta2O5與Nb2O5的混合靶材，藉由在氙(Xe)氣中進行DC磁控濺射來形成吸收體膜4。
接著，在其他基板上以相同順序來形成實施例1的SnTaNbO膜。對於此實施例1的SnTaNbO膜進行各測定及計算。以下係表示此等的結果。
(1)波長13.5nm之折射率n與消光係數k
折射率n=0.9325，消光係數k=0.0589
(2)波長13.5nm之反射率
=1%以下
(3)X射線光電子能譜法所致之分析所測定出的組成(原子%)
Sn：Ta：Nb：O=36.1：6.6：0.2：57.1
(4)X射線光電子能譜法所致之分析所測定出的含氧量OR
=57.1[原子%]
(5)在化學計量上處於穩定氧化物狀態之理想狀態的含氧量OI
=67.5[原子%]
(6)缺氧率[OI-OR]/OI
=0.154
(7)使用氯氣為蝕刻氣體之乾式蝕刻的蝕刻率
=0.330[nm/sec]
(8)進行SPM洗淨時的減膜速度
=0.007[nm/min]
SPM洗淨的條件係洗淨液的混合比為硫酸：過氧化氫水=2：1(體積比)，溫度80~100℃，浸漬時間30分鐘。
根據上述結果，可知實施例1的吸收體膜4相對於氯氣之蝕刻氣體的蝕刻率係非常地快速，且相對於SPM洗淨的洗淨耐受性也足夠高。
接著，使用上述實施例1的反射型遮罩基底100來製造出實施例1的反射型遮罩200。
如前述，在反射型遮罩基底100之吸收體膜4上係以100nm的厚度來形成阻劑膜11(圖2(a))。接著，在此阻劑膜11上描繪(曝光)所希望的圖案，接著再進行顯影、清洗以形成既定阻劑圖案11a(圖2(b))。接著，將此阻劑圖案11a作為遮罩並使用Cl2氣體來進行吸收體膜4的蝕刻以形成吸收體圖案4a(圖2(c))。之後，以灰化或蝕刻剝離液等來將阻劑圖案11a加以去除。最後使用純水(DIW)來進行濕式洗淨而製造出反射型遮罩200(圖2(d))。
對於所製造出的反射型遮罩200係以測距SEM(CD-SEM：Critical Dimension Scanning Electron Microscope)來進行圖案形狀觀察的結果，可確認到 吸收體圖案4a的剖面形狀係非常地良好。另外，對於實施例1的反射型遮罩200進行SPM洗淨的結果，可確認到吸收體圖案4a的減膜程度係非常地微小，具有充分的洗淨耐受性。
接著，將SPM洗淨後之實施例1的反射型遮罩200安裝在以EUV光為曝光用光的曝光裝置，對於在半導體基板上形成有被加工膜與阻劑膜的晶圓來進行曝光轉印。藉由使此曝光後的阻劑膜顯影以在形成有被加工膜之半導體基板上形成阻劑圖案的結果，可確認到細微圖案被高精度地轉印。實施例1的反射型遮罩200之吸收體圖案4a的膜厚較習知Ta材料所形成的吸收體膜4要大幅地薄，可降低陰影干擾效果。
藉由蝕刻來將此阻劑圖案轉印至被加工膜，且藉由經過絕緣膜及導電膜形成、摻雜物導入、以及退火等各種工序，便可製造具有所希望特性的半導體裝置。
[實施例2]
實施例2之反射型遮罩基底100，除了改變吸收體膜4的構成以外，係以與實施例1相同的構造與方法來製造。
在保護膜3上係以43.3nm的厚度來形成此實施例2的吸收體膜4(SnTaNbO膜)。另外，係使用SnO2與Ta2O5與Nb2O5的混合比率與實施例1不同的靶材，藉由在氙(Xe)氣中進行DC磁控濺射來形成吸收體膜4。
與實施例1相同，在其他基板上以相同順序來形成實施例2的SnTaNbO膜。對於此實施例2的SnTaNbO膜進行各測定及計算。以下係表示此等的結果。
(1)波長13.5nm之折射率n與消光係數k
折射率n=0.9333，消光係數k=0.0576
(2)波長13.5nm之反射率
=1%以下
(3)X射線光電子能譜法所致之分析所測定出的組成(原子%)
Sn：Ta：Nb：O=35.5：7.3：0.6：56.6
(4)X射線光電子能譜法所致之分析所測定出的含氧量OR
=56.6[原子%]
(5)在化學計量上處於穩定氧化物狀態之理想狀態的含氧量OI
=67.6[原子%]
(6)缺氧率[OI-OR]/OI
=0.163
(7)使用氯氣為蝕刻氣體之乾式蝕刻的蝕刻率
=0.280[nm/sec]
(8)進行SPM洗淨時的減膜速度(洗淨條件係與實施例1相同)
=0.008[nm/min]
根據上述結果，可知實施例2的吸收體膜4相對於氯氣之蝕刻氣體的蝕刻率係非常地快速，且相對於SPM洗淨的洗淨耐受性也足夠高。
與實施例1相同，製造實施例2的反射型遮罩200，並以測距SEM來進行圖案形狀觀察的結果，可確認到吸收體圖案4a的剖面形狀係非常地良好。另外，對於實施例2的反射型遮罩200進行SPM洗淨的結果，可確認到吸收體圖案4a的減膜程度係非常地微小，具有充分的洗淨耐受性。
與實施例1相同，將SPM洗淨後之實施例2的反射型遮罩200安裝在以EUV光為曝光用光的曝光裝置，對於在半導體基板上形成有被加工膜與阻劑膜的晶圓來進行曝光轉印。形成阻劑圖案的結果，可確認到細微圖案被高精度地轉印。實施例2的反射型遮罩200之吸收體圖案4a的膜厚較習知Ta材料所形成的吸收體膜4要大幅地薄，可降低陰影干擾效果。
藉由蝕刻來將此阻劑圖案轉印至被加工膜，且藉由經過絕緣膜及導電膜形成、摻雜物導入、以及退火等各種工序，便可製造具有所希望特性的半導體裝置。
[實施例3]
實施例3之反射型遮罩基底100，除了改變吸收體膜4的構成以外，係以與實施例1相同的構造與方法來製造。
在保護膜3上係以44.3nm的厚度來形成此實施例3的吸收體膜(SnTaNbO膜)4。另外，係使用SnO2與Ta2O5與Nb2O5的混合比率與實施例1不同的靶材，藉由在氙(Xe)氣中進行DC磁控濺射來形成吸收體膜4。
與實施例1相同，在其他基板上以相同順序來形成實施例3的SnTaNbO膜。對於此實施例3的SnTaNbO膜進行各測定及計算。以下係表示此等的結果。
(1)波長13.5nm之折射率n與消光係數k
折射率n=0.9454，消光係數k=0.0515
(2)波長13.5nm之反射率
=1%以下
(3)X射線光電子能譜法所致之分析所測定出的組成(原子%)
Sn：Ta：Nb：O=35.2：8.6：2.5：53.7
(4)X射線光電子能譜法所致之分析所測定出的含氧量OR
=53.7[原子%]
(5)在化學計量上處於穩定氧化物狀態之理想狀態的含氧量OI
=67.9[原子%]
(6)缺氧率[OI-OR]/OI
=0.210
(7)使用氯氣為蝕刻氣體之乾式蝕刻的蝕刻率
=0.200[nm/sec]
(8)進行SPM洗淨時的減膜速度(洗淨條件係與實施例1相同)
=0.015[nm/min]
根據上述結果，可知實施例3的吸收體膜4相對於氯氣之蝕刻氣體的蝕刻率係非常地快速，且相對於SPM洗淨的洗淨耐受性也足夠高。
與實施例1相同，製造實施例3的反射型遮罩200，並以測距SEM來進行圖案形狀觀察的結果，可確認到吸收體圖案4a的剖面形狀係非常地良好。另外，對於實施例3的反射型遮罩200進行SPM洗淨的結果，可確認到吸收體圖案4a的減膜程度係非常地微小，具有充分的洗淨耐受性。
與實施例1相同，將SPM洗淨後之實施例3的反射型遮罩200安裝在以EUV光為曝光用光的曝光裝置，對於在半導體基板上形成有被加工膜與阻劑膜的晶圓來進行曝光轉印。形成阻劑圖案的結果，可確認到細微圖案被高精度地轉印。實施例3的反射型遮罩200之吸收體圖案4a的膜厚較習知Ta材料所形成的吸收體膜4要大幅地薄，可降低陰影干擾效果。
藉由蝕刻來將此阻劑圖案轉印至被加工膜，且藉由經過絕緣膜及導電膜形成、摻雜物導入、以及退火等各種工序，便可製造具有所希望特性的半導體裝置。
[比較例1]
比較例1之反射型遮罩基底，除了改變吸收體膜的構成以外，係以與實施例1相同的構造與方法來製造。
在保護膜上係以39.6nm的厚度來形成此比較例1的吸收體膜(SnTaNbO膜)。另外，係使用SnO2與Ta2O5與Nb2O5的混合比率與實施例1不同的靶材，藉由在氙(Xe)氣中進行DC磁控濺射來形成吸收體膜。
與實施例1相同，在其他基板上以相同順序來形成比較例1的SnTaNbO膜。對於此比較例1的SnTaNbO膜進行各測定及計算。以下係表示此等的結果。
(1)波長13.5nm之折射率n與消光係數k
折射率n=0.9394，消光係數k=0.0606
(2)波長13.5nm之反射率
=1%以下
(3)X射線光電子能譜法所致之分析所測定出的組成(原子%)
Sn：Ta：Nb：O=39.9：2.8：0.1：57.2
(4)X射線光電子能譜法所致之分析所測定出的含氧量OR
=57.2[原子%]
(5)在化學計量上處於穩定氧化物狀態之理想狀態的含氧量OI
=67.0[原子%]
(6)缺氧率[OI-OR]/OI
=0.146
(7)使用氯氣為蝕刻氣體之乾式蝕刻的蝕刻率
=0.360[nm/sec]
(8)進行SPM洗淨時的減膜速度(洗淨條件係與實施例1相同)
=0.045[nm/min]
根據上述結果，可知比較例1的吸收體膜相對於氯氣之蝕刻氣體的蝕刻率係非常地快速，但相對於SPM洗淨的洗淨耐受性卻非常地低。
與實施例1相同，製造比較例1的反射型遮罩，並以測距SEM來進行圖案形狀觀察的結果，可確認到吸收體圖案的剖面形狀係非常地良好。然而，對於比較例1的反射型遮罩進行SPM洗淨的結果，會起因於洗淨耐受性不夠充分而產生吸收體圖案的細化，導致細微圖案局部地消失。此般比較例1的反射型遮罩中，即使使用以EUV光為曝光用光的曝光裝置來進行曝光轉印，也無法高精度地轉印至半導體基板上的阻劑膜。
[比較例2]
比較例2之反射型遮罩基底，除了改變吸收體膜的構成以外，係以與實施例1相同的構造與方法來製造。
在保護膜上係以44.4nm的厚度來形成此比較例2的吸收體膜(SnTaNbO膜)。另外，係使用SnO2與Ta2O5與Nb2O5的混合比率與實施例1不同的靶材，藉由在氙(Xe)氣中進行DC磁控濺射來形成吸收體膜。
與實施例1相同，在其他基板上以相同順序來形成比較例2的SnTaNbO膜。對於此比較例2的SnTaNbO膜進行各測定及計算。以下係表示此等 的結果。
(1)波長13.5nm之折射率n與消光係數k
折射率n=0.9402，消光係數k=0.0500
(2)波長13.5nm之反射率
=1%以下
(3)X射線光電子能譜法所致之分析所測定出的組成(原子%)
Sn：Ta：Nb：O=29.9：14.9：5.9：49.3
(4)X射線光電子能譜法所致之分析所測定出的含氧量OR
=49.3[原子%]
(5)在化學計量上處於穩定氧化物狀態之理想狀態的含氧量OI
=68.8[原子%]
(6)缺氧率[OI-OR]/OI
=0.283
(7)使用氯氣為蝕刻氣體之乾式蝕刻的蝕刻率
=0.120[nm/sec]
(8)進行SPM洗淨時的減膜速度(洗淨條件係與實施例1相同)
=0.038[nm/min]
根據上述結果，可知比較例2的吸收體膜相對於氯氣之蝕刻氣體的蝕刻率係較慢，且相對於SPM洗淨的洗淨耐受性係較低。
與實施例1相同，製造比較例2的反射型遮罩，並以測距SEM來進行圖案形狀觀察的結果，可確認到會有無法形成吸收體圖案(應被蝕刻去除的吸收體膜未被完全去除)的部位。然而，對於比較例2的反射型遮罩進行SPM洗淨的 結果，會起因於洗淨耐受性不夠充分而產生吸收體圖案的細化，導致細微圖案局部地消失。此般比較例2的反射型遮罩中，即使使用以EUV光為曝光用光的曝光裝置來進行曝光轉印，也無法高精度地轉印至半導體基板上的阻劑膜。
[比較例3]
比較例3之反射型遮罩基底，除了改變吸收體膜的構成以外，係以與實施例1相同的構造與方法來製造。
此比較例3的吸收體膜係由錫與氧所構成的材料來形成，不含鉭與鈮。亦即，在保護膜上係以36.4nm的厚度來形成錫與氧所構成的吸收體膜(SnO膜)。具體而言，係使用Sn靶材，藉由在氙(Xe)與氧(O2)之混合氣體中進行DC磁控濺射來形成吸收體膜。
與實施例1相同，在其他基板上以相同順序來形成比較例3的SnO膜。對於此比較例3的SnO膜進行各測定及計算。以下係表示此等的結果。
(1)波長13.5nm之折射率n與消光係數k
折射率n=0.9263，消光係數k=0.0689
(2)波長13.5nm之反射率
=1%以下
(3)X射線光電子能譜法所致之分析所測定出的組成(原子%)
Sn：O=42.7：57.3
(4)X射線光電子能譜法所致之分析所測定出的含氧量OR
=57.3[原子%]
(5)在化學計量上處於穩定氧化物狀態之理想狀態的含氧量OI
=66.7[原子%]
(6)缺氧率[OI-OR]/OI
=0.141
(7)使用氯氣為蝕刻氣體之乾式蝕刻的蝕刻率
=0.410[nm/sec]
(8)進行SPM洗淨時的減膜速度(洗淨條件係與實施例1相同)
=0.052[nm/min]
根據上述結果，可知比較例3的吸收體膜相對於氯氣之蝕刻氣體的蝕刻率係非常地快速，但相對於SPM洗淨的洗淨耐受性係較低。
與實施例1相同，製造比較例3的反射型遮罩，並以測距SEM來進行圖案形狀觀察的結果，可確認到吸收體圖案的剖面形狀係非常地良好。然而，對於比較例3的反射型遮罩進行SPM洗淨的結果，會起因於洗淨耐受性不夠充分而產生吸收體圖案的細化，導致細微圖案局部地消失。此般比較例3的反射型遮罩中，即使使用以EUV光為曝光用光的曝光裝置來進行曝光轉印，也無法高精度地轉印至半導體基板上的阻劑膜。
[比較例4]
比較例4之反射型遮罩基底，除了改變吸收體膜的構成以外，係以與實施例1相同的構造與方法來製造。
此比較例4的吸收體膜係由錫與氧所構成的材料來形成，不含鉭與鈮。亦即，在保護膜上係以36.0nm的厚度來形成錫與氧所構成的吸收體膜(SnO膜)。具體而言，係使用Sn靶材，藉由在氙(Xe)與氧(O2)之混合氣體中進行DC磁控濺射來形成吸收體膜。
與實施例1相同，在其他基板上以相同順序來形成比較例4的SnO膜。對於此比較例4的SnO膜進行各測定及計算。以下係表示此等的結果。
(1)波長13.5nm之折射率n與消光係數k
折射率n=0.9268，消光係數k=0.0690
(2)波長13.5nm之反射率
=1%以下
(3)X射線光電子能譜法所致之分析所測定出的組成(原子%)
Sn：O=44.1：55.9
(4)X射線光電子能譜法所致之分析所測定出的含氧量OR
=55.9[原子%]
(5)在化學計量上處於穩定氧化物狀態之理想狀態的含氧量OI
=66.7[原子%]
(6)缺氧率[OI-OR]/OI
=0.162
(7)使用氯氣為蝕刻氣體之乾式蝕刻的蝕刻率
=0.240[nm/sec]
(8)進行SPM洗淨時的減膜速度(洗淨條件係與實施例1相同)
=0.055[nm/min]
根據上述結果，可知比較例4的吸收體膜相對於氯氣之蝕刻氣體的蝕刻率係非常地快速，但相對於SPM洗淨的洗淨耐受性卻較低。
與實施例1相同，製造比較例4的反射型遮罩，並以測距SEM來進行圖案形狀觀察的結果，可確認到吸收體圖案的剖面形狀係非常地良好。然而， 對於比較例4的反射型遮罩進行SPM洗淨的結果，會起因於洗淨耐受性不夠充分而產生吸收體圖案的細化，導致細微圖案局部地消失。此般比較例4的反射型遮罩中，即使使用以EUV光為曝光用光的曝光裝置來進行曝光轉印，也無法高精度地轉印至半導體基板上的阻劑膜。
1:基板
2:多層反射膜
3:保護膜
4:吸收體膜(薄膜)
5:導電膜
100:反射型遮罩基底

Claims (17)

  1. 一種反射型遮罩基底，係在基板的主表面上依序具備多層反射膜及圖案形成用的薄膜；
    該薄膜係含有錫、鉭、鈮及氧；
    該薄膜的缺氧率係0.15以上，0.28以下。
  2. 如申請專利範圍第1項之反射型遮罩基底，其中該薄膜中含量最多的金屬元素係錫。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之反射型遮罩基底，其中該薄膜中含量最多的元素係氧。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之反射型遮罩基底，其中該薄膜中錫、鉭、鈮及氧的總計含量係95原子%以上。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之反射型遮罩基底，其中該薄膜中氧的總計含量係50原子%以上。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之反射型遮罩基底，其中該薄膜相對於波長13.5nm之光的消光係數k係0.05以上。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之反射型遮罩基底，其中該薄膜的厚度係50nm以下。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之反射型遮罩基底，其中在該多層反射膜與該薄膜之間係具備保護膜。
  9. 一種反射型遮罩，係在基板的主表面上依序具備多層反射膜及形成有轉印圖案的薄膜；
    該薄膜係含有錫、鉭、鈮及氧；
    該薄膜的缺氧率係0.15以上，0.28以下。
  10. 如申請專利範圍第9項之反射型遮罩，其中該薄膜中含量最多的金屬元素係錫。
  11. 如申請專利範圍第9或10項之反射型遮罩，其中該薄膜中含量最多的元素係氧。
  12. 如申請專利範圍第9或10項之反射型遮罩，其中該薄膜中錫、鉭、鈮及氧的總計含量係95原子%以上。
  13. 如申請專利範圍第9或10項之反射型遮罩，其中該薄膜中氧的總計含量係50原子%以上。
  14. 如申請專利範圍第9或10項之反射型遮罩，其中該薄膜相對於波長13.5nm之光的消光係數k係0.05以上。
  15. 如申請專利範圍第9或10項之反射型遮罩，其中該薄膜的厚度係50nm以下。
  16. 如申請專利範圍第9或10項之反射型遮罩，其中在該多層反射膜與該薄膜之間係具備保護膜。
  17. 一種半導體裝置之製造方法，係具備使用如申請專利範圍第9至16項中任一項之反射型遮罩來將轉印圖案曝光轉印至半導體基板上之阻劑膜的工序。
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