TW202208975A - Euv微影用反射型光罩基底、euv微影用反射型光罩、及該等之製造方法 - Google Patents
Euv微影用反射型光罩基底、euv微影用反射型光罩、及該等之製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202208975A TW202208975A TW110127383A TW110127383A TW202208975A TW 202208975 A TW202208975 A TW 202208975A TW 110127383 A TW110127383 A TW 110127383A TW 110127383 A TW110127383 A TW 110127383A TW 202208975 A TW202208975 A TW 202208975A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- film
- phase shift
- layer
- shift film
- euv
- Prior art date
Links
- 238000001900 extreme ultraviolet lithography Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 13
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims abstract description 314
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 114
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 82
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 62
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 60
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 59
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 100
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 51
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 41
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 39
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 28
- 238000001579 optical reflectometry Methods 0.000 claims description 21
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 claims description 18
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 17
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 17
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 14
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 11
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 10
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 5
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 4
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052789 astatine Inorganic materials 0.000 claims description 3
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 3
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 225
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 193
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 82
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 68
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 51
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 42
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 32
- 238000005546 reactive sputtering Methods 0.000 description 22
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 21
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 20
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 17
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 15
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 15
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 14
- 239000002585 base Substances 0.000 description 13
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 13
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 13
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 12
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 12
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 238000001659 ion-beam spectroscopy Methods 0.000 description 7
- 229910003071 TaON Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- 229910019897 RuOx Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 5
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 4
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 4
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- MKTJTLRLXTUJCM-UHFFFAOYSA-N azanium;hydrogen peroxide;hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-].OO MKTJTLRLXTUJCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000007687 exposure technique Methods 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N molybdenum trioxide Chemical compound O=[Mo](=O)=O JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910015659 MoON Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020055 NbON Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- -1 halide halides Chemical class 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- XEMZLVDIUVCKGL-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide;sulfuric acid Chemical compound OO.OS(O)(=O)=O XEMZLVDIUVCKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000500 β-quartz Inorganic materials 0.000 description 1
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
-
- 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
- G03F1/52—Reflectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
- H01L21/033—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers
- H01L21/0332—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their composition, e.g. multilayer masks, materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
- H01L21/033—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers
- H01L21/0334—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane
- H01L21/0337—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane characterised by the process involved to create the mask, e.g. lift-off masks, sidewalls, or to modify the mask, e.g. pre-treatment, post-treatment
Landscapes
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本發明提供一種EUV微影用反射型光罩基底,其特徵在於:其係於基板上依序形成有將EUV光反射之多層反射膜、及使EUV光之相位偏移之相位偏移膜者,且上述相位偏移膜具有層1,該層1包含釕(Ru)、以及選自由氧(O)及氮(N)所組成之群中之至少一者;利用面外XRD法,於2θ:20°~50°觀測到之源自相位偏移膜之繞射峰中,強度最高之峰之半高寬FWHM為1.0°以上。
Description
本發明係關於一種用於半導體製造等之EUV(Extreme Ultra Violet:極紫外線)微影用反射型光罩基底(以下,於本說明書中稱為「EUV光罩基底」)、EUV微影用反射型光罩(以下,於本說明書中稱為「EUV光罩」)、及該等之製造方法。
先前,於半導體產業中,作為於Si基板等上形成包含微細圖案之積體電路時所需之微細圖案之轉印技術,一直使用利用可見光或紫外光之光微影法。然而,半導體元件之微細化不斷加速,已逐漸逼近先前之光微影法之極限。於光微影法之情形時,圖案之解析極限為曝光波長之1/2左右。據稱,即便使用浸液法,亦僅為曝光波長之1/4左右,且預測即便使用ArF雷射(193 nm)之浸液法,極限亦僅為20 nm~30 nm左右。因此,認為利用波長相較於ArF雷射更短之EUV光之曝光技術即EUV微影有望成為20 nm~30 nm以後之曝光技術。於本說明書中,EUV光係指軟X射線區域或真空紫外線區域之波長之光線。具體而言指波長10 nm~20 nm左右、尤其是13.5 nm±0.3 nm左右之光線。
EUV光容易被各種物質吸收,且於該波長下,物質之折射率接近1。因此,無法使用如先前之利用可見光或紫外光之光微影般之折射光學系統。故而,於EUV微影中,使用反射光學系統、即反射型光罩及鏡。
另一方面,有別於光之短波長化,亦提出有利用相位偏移光罩來提昇解析度之技術。相位偏移光罩藉由使光罩圖案之透過部之物質或形狀不同於相鄰之透過部,而對透過其等之光賦予180度之相位差。因此,於兩透過部間之區域中,相位相差180度之透過繞射光彼此相互抵消,光強度變得極小,光罩對比度提昇,結果轉印時之焦點深度擴大,並且轉印精度提昇。再者,相位差在原理上最佳為180度,但實質上只要為175度~185度左右,便可充分獲得解析度提昇效果。
作為相位偏移光罩之一種之半色調式光罩係如下之相位偏移光罩:作為構成光罩圖案之材料,使用對曝光之光為半透過性之薄膜作為吸收層,使透過率衰減至數%程度(通常相對於基板透過光為2.5%~15.0%左右),並且賦予和通常之基板透過光相差175度~185度左右之相位差,藉此提昇圖案邊緣部之解析度,提昇轉印精度。
由於EUV曝光使用反射光學系統,不僅NA(Numerical Aperture,開口數)較小,而且波長亦較短,故而存在如下特有之問題:容易受到鏡或光罩之表面凹凸之影響,難以精度良好地對目標之微細線寬進行解析。因此,提出有一種半色調式EUV光罩,其亦可將先前之準分子雷射曝光等中使用之半色調式光罩之原理應用於使用反射光學系統之EUV曝光(例如參照專利文獻1、2)。
於專利文獻1、2中,藉由使用折射率n較小之包含Ru之層作為相位偏移膜,而降低用以獲得規定相位差之膜厚,能夠形成更微細且高精度之相位偏移圖案。
然而,由於專利文獻1中記載之RuO或專利文獻2中記載之Ru為容易結晶之材料,故而於形成相位偏移膜圖案時,擔憂晶粒會對圖案形狀產生不良影響。若構成相位偏移膜之材料之結晶性較高,則存在相位偏移膜之表面粗糙度較大,圖案化後之線邊緣粗糙度(LER)較大等問題,因此相位偏移膜之結晶結構較佳為非晶質。
因此,於專利文獻3中,藉由對相位偏移膜使用包含Ru及規定元素之材料,可使相位偏移膜之結晶結構成為非晶質,從而降低金屬等之晶粒於形成相位偏移圖案時產生之不良影響。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第5282507號
[專利文獻2]日本專利第6381921號
[專利文獻3]國際公開WO2019/225736號
[發明所欲解決之問題]
然而,發現即便依照專利文獻3中記載之發明,對相位偏移膜使用包含Ru及規定元素之材料,亦存在相位偏移膜之結晶結構並未成為非晶質之情形。
本發明之課題在於提供一種具備結晶結構為非晶質之相位偏移膜之EUV光罩基底,以解決上述先前技術之問題。
[解決問題之技術手段]
本發明為以下[1]至[18]。
[1]一種EUV微影用反射型光罩基底,其特徵在於:其係於基板上依序形成有將EUV光反射之多層反射膜、及使EUV光之相位偏移之相位偏移膜者,且
上述相位偏移膜具有層1,該層1包含釕(Ru)、以及選自由氧(O)及氮(N)所組成之群中之至少一者;
利用面外XRD(out of plane X-ray diffraction,面外X射線繞射)法時,於2θ:20°~50°觀測到之源自上述相位偏移膜之繞射峰中,強度最高之峰之半高寬FWHM為1.0°以上。
[2]如[1]記載之EUV微影用反射型光罩基底,其中上述層1以40~99 at%之範圍包含Ru,以1~60 at%之範圍包含O,或者,以30~98 at%之範圍包含Ru,以1~69 at%之範圍包含O,以1~69 at%之範圍包含N。
[3]如[1]記載之EUV微影用反射型光罩基底,其中上述層1以30~98 at%之範圍包含Ru,以2~70 at%之範圍包含N。
[4]如[2]記載之EUV微影用反射型光罩基底,其中上述層1進而以上述相位偏移膜中之Ru與X之組成比(at%)(Ru:X)為20:1~1:5之範圍包含選自由鉻(Cr)、鉭(Ta)、鈦(Ti)、錸(Re)、鎢(W)、鉍(Bi)、錳(Mn)、鉑(Pt)、銅(Cu)、銥(Ir)及釩(V)所組成之群中之至少一種元素(X),且以40~99 at%之範圍包含Ru及X之合計(Ru+X),以1~60 at%之範圍包含O,或者,以30~98 at%之範圍包含Ru及X之合計(Ru+X),以1~69 at%之範圍包含O,以1~69 at%之範圍包含N。
[5]如[3]記載之EUV微影用反射型光罩基底,其中上述層1進而以Ru與X之組成比(at%)(Ru:X)為20:1~1:5之範圍包含選自由Cr、Ta、Ti、Re、W、Bi、Mn、Pt、Cu、Ir及V所組成之群中之至少一種元素(X),且以30~90 at%之範圍包含Ru及X之合計(Ru+X),以10~70 at%之範圍包含N。
[6]如[1]至[5]記載之EUV微影用反射型光罩基底,其中上述相位偏移膜進而具有層2,該層2包含選自由Cr、Ta、Ti、Re、W、Bi、Mn、Pt、Cu、Ir及V所組成之群中之至少一種元素(X)。
[7]如[6]記載之EUV微影用反射型光罩基底,其中上述層2進而包含選自由O、N、硼(B)及碳(C)所組成之群中之至少一種元素。
[8]如[1]至[7]記載之EUV微影用反射型光罩基底,其中上述相位偏移膜之膜厚為20 nm~60 nm。
[9]如[1]至[8]記載之EUV微影用反射型光罩基底,其中上述層1之厚度為10 nm以上。
[10]如[1]至[9]記載之EUV微影用反射型光罩基底,其中來自上述多層反射膜之EUV光之反射光與來自上述相位偏移膜之EUV光之反射光的相位差為150度~250度,且上述相位偏移膜表面之EUV光線反射率與上述多層反射膜表面之EUV光線反射率的相對反射率((相位偏移膜表面之EUV光線反射率/多層反射膜表面之EUV光線反射率)×100)為2%~37%。
[11]如[1]至[10]記載之EUV微影用反射型光罩基底,其中於上述多層反射膜與上述相位偏移膜之間形成有上述多層反射膜之保護膜。
[12]如[11]記載之EUV微影用反射型光罩基底,其中上述保護膜包含選自由Ru、鈀(Pd)、Ir、銠(Rh)、Pt、鋯(Zr)、鈮(Nb)、Ta、Ti及矽(Si)所組成之群中之至少一種元素。
[13]如[12]記載之EUV微影用反射型光罩基底,其中上述保護膜進一步進而包含選自由O、N、及B所組成之群中之至少一種元素。
[14]如[1]至[13]記載之EUV微影用反射型光罩基底,其中於上述相位偏移膜上具有蝕刻遮罩膜,上述蝕刻遮罩膜包含選自由Nb、Ti、鉬(Mo)、Ta及Si所組成之群中之至少一種元素。
[15]如[14]記載之EUV微影用反射型光罩基底,其中上述蝕刻遮罩膜進一步進而包含選自由O、N、及B所組成之群中之至少一種元素。
[16]一種EUV微影用反射型光罩,其係於如[1]至[15]記載之EUV微影用反射型光罩基底之上述相位偏移膜上形成有圖案。
[17]一種EUV微影用反射型光罩基底之製造方法,其特徵在於包括以下步驟:
於基板上形成將EUV光反射之多層反射膜;
於上述多層反射膜上形成使EUV光之相位偏移之相位偏移膜;及
於上述相位偏移膜上形成蝕刻遮罩膜;且
上述相位偏移膜具有層1,該層1包含釕(Ru)、以及選自由氧(O)及氮(N)所組成之群中之至少一者;
利用面外XRD法,於2θ:20°~50°觀測到之源自相位偏移膜之繞射峰中,強度最高之峰之半高寬FWHM為1.0°以上,
上述蝕刻遮罩膜可藉由使用酸或鹼之洗淨而去除。
[18]一種EUV微影用反射型光罩之製造方法,其特徵在於:對藉由如[17]記載之EUV微影用反射型光罩基底之製造方法所製造之EUV微影用反射型光罩基底中之相位偏移膜進行圖案化而形成圖案。
[發明之效果]
本發明之EUV光罩基底具備結晶結構為非晶質之相位偏移膜。
以下,參照圖式對本發明之EUV光罩基底、及本發明之EUV光罩進行說明。
圖1係表示本發明之EUV光罩基底之一實施方式的概略剖視圖。圖1所示之EUV光罩基底1a中,於基板11上自基板側依序形成有將EUV光反射之多層反射膜12、多層反射膜12之保護膜13、及使EUV光之相位偏移之相位偏移膜14。但是,於本發明之EUV光罩基底中,圖1所示之構成中僅基板11、多層反射膜12、及相位偏移膜14為必需之構成要素,保護膜13為任意之構成要素。
再者,多層反射膜12之保護膜13係為了於形成相位偏移膜14之圖案時保護多層反射膜12而設置之層。
以下,對EUV光罩基底1a之各個構成要素進行說明。
基板11滿足作為EUV光罩基底用基板之特性。因此,基板11具有低熱膨脹係數(具體而言,20℃下之熱膨脹係數較佳為0±0.05×10-7
/℃,更佳為0±0.03×10-7
/℃),且平滑性、平坦度、及對光罩基底或形成圖案後之光罩之洗淨等時所使用之清潔液的耐受性優異。具體而言,使用具有低熱膨脹係數之玻璃、例如SiO2
-TiO2
系玻璃等作為基板11,但不限於此,亦可使用使β石英固溶體析出而得之結晶化玻璃、石英玻璃、矽或金屬等基板。
若基板11具有表面粗糙度(RMS)為0.15 nm以下之平滑表面及100 nm以下之平坦度,則於形成圖案後之光罩中可獲得高反射率及轉印精度,故而較佳。
基板11之大小或厚度等可根據光罩之設計值等適當決定。於下文所示之實施例中,使用外形為6英吋(152 mm)見方且厚度為0.25英吋(6.3 mm)之SiO2
-TiO2
系玻璃。
較佳為基板11之供多層反射膜12形成之側之表面不存在缺陷。然而,即便存在缺陷,只要不因凹狀缺陷及/或凸狀缺陷產生相位缺陷便無妨。具體而言,較佳為凹狀缺陷之深度及凸狀缺陷之高度為2 nm以下,且該等凹狀缺陷及凸狀缺陷之半高寬為60 nm以下。所謂凹狀缺陷之半高寬係指凹狀缺陷之深度之1/2深度位置之寬度。所謂凸狀缺陷之半高寬係指凸狀缺陷之高度之1/2高度位置之寬度。
多層反射膜12藉由使高折射率層與低折射率層交替積層複數次而達成高EUV光線反射率。於多層反射膜12中,對於高折射率層廣泛使用Mo,對於低折射率層廣泛使用Si。即,Mo/Si多層反射膜最為常見。但是,多層反射膜不限於此,亦可使用Ru/Si多層反射膜、Mo/Be多層反射膜、Mo化合物/Si化合物多層反射膜、Si/Mo/Ru多層反射膜、Si/Mo/Ru/Mo多層反射膜、Si/Ru/Mo/Ru多層反射膜。
多層反射膜12只要具有作為EUV光罩基底之反射層所需之特性即可,並無特別限定。此處,對多層反射膜12特別要求之特性為高EUV光線反射率。具體而言,於以6度之入射角度對多層反射膜12之表面照射EUV光之波長區域之光線時,波長13.5 nm附近之光線反射率之最大值較佳為60%以上,更佳為65%以上。又,即便於多層反射膜12上設置有保護膜13之情形時,波長13.5 nm附近之光線反射率之最大值亦較佳為60%以上,更佳為65%以上。
構成多層反射膜12之各層之膜厚及層之重複單元數可根據所使用之膜材料及對反射層所要求之EUV光線反射率而適當選擇。若以Mo/Si多層反射膜為例,則為了製成EUV光線反射率之最大值為60%以上之多層反射膜12,多層反射膜只要使膜厚為2.3±0.1 nm之Mo層與膜厚為4.5±0.1 nm之Si層以重複單元數成為30~60之方式積層即可。
再者,構成多層反射膜12之各層只要使用磁控濺鍍法、離子束濺鍍法等周知之成膜方法成膜為所需之厚度即可。例如,於使用離子束濺鍍法形成Si/Mo多層反射膜之情形時,較佳為使用Si靶作為靶,使用氬氣(氣壓為1.3×10-2
Pa~2.7×10-2
Pa)作為濺鍍氣體,於離子加速電壓為300 V~1500 V,成膜速度為0.030 nm/sec~0.300 nm/sec之條件下,以厚度成為4.5 nm之方式使Si膜成膜,繼而,使用Mo靶作為靶,使用氬氣(氣壓為1.3×10-2
Pa~2.7×10-2
Pa)作為濺鍍氣體,於離子加速電壓為300 V~1500 V,成膜速度為0.030 nm/sec~0.300 nm/sec之條件下,以厚度成為2.3 nm之方式使Mo膜成膜。將此作為1週期而使Si膜及Mo膜積層40週期~50週期,藉此使Si/Mo多層反射膜成膜。
為了防止多層反射膜12表面之氧化,多層反射膜12之最上層較佳為設為不易氧化之材料之層。不易氧化之材料之層作為多層反射膜12之上覆層發揮功能。作為上覆層發揮功能之不易氧化之材料之層的具體例有Si層。於多層反射膜12為Si/Mo多層反射膜之情形時,藉由將最上層設為Si層,而該最上層作為上覆層發揮功能。於該情形時,上覆層之膜厚較佳為11±2 nm。
保護膜13係出於如下目的而設置:於藉由蝕刻製程、通常為乾式蝕刻製程在相位偏移膜14上形成圖案時,對多層反射膜12進行保護,以避免多層反射膜12因蝕刻製程而受損。因此,作為保護膜之材質,選擇具有如下特性之物質:不易受到相位偏移膜14之蝕刻製程之影響,即其蝕刻速度慢於相位偏移膜14,並且不易因該蝕刻製程而受損。為了滿足上述特性,保護膜13包含選自由Ru、Pt、Pd、Ir、Rh、Zr、Nb、Ta、Ti及Si所組成之群中之至少一種元素。但是,由於Ru亦為相位偏移膜14之構成材料,故而於使用Ru作為保護膜13之材料之情形時,使用Ru與其他元素之合金。作為具體例,可例舉RuZr。
保護膜13進一步進而亦可包含選自由O、N、及B所組成之群中之至少一種元素。即,亦可為上述元素之氧化物、氮化物、氮氧化物、硼化物。作為具體例,可例舉ZrO2
、SiO2
。
保護膜13之厚度並無特別限定,於RuZr膜之情形時,較佳為2 nm~3 nm。
保護膜13係使用磁控濺鍍法、離子束濺鍍法等周知之成膜方法進行成膜。例如,於使用DC(Direct Current,直流)濺鍍法形成RuZr膜之情形時,較佳為使用Ru靶及Zr靶作為靶,使用氬氣(氣壓為1.0×10-2
Pa以上1.0×100
Pa以下)作為濺鍍氣體,於對Ru靶及Zr靶之輸入功率分別為100 W以上600 W以下,成膜速度為0.020 nm/sec~1.000 nm/sec之條件下,以厚度成為2 nm~3 nm之方式進行成膜。
如上所述,要求半色調式EUV光罩中之相位偏移膜之結晶結構為非晶質。
於本發明之EUV光罩基底1a中,相位偏移膜14具有層1,該層1包含Ru、以及選自由O及N所組成之群中之至少一者。
本發明之EUV光罩基底1a藉由使相位偏移膜14具有層1,而利用面外XRD法,於2θ:20°~50°觀測到之源自相位偏移膜14之繞射峰中,強度最高之峰之半高寬FWHM(以下,於本說明書中稱為半高寬FWHM)為1.0°以上。若半高寬FWHM為1.0°以上,則觀測不到源自結晶相之陡峭峰,相位偏移膜14之結晶結構為非晶質。
於相位偏移膜14僅由層1構成之情形時,構成層1之相位偏移膜14之結晶結構為非晶質。於相位偏移膜14具有下述層2之情形時,包含層1及層2在內之相位偏移膜14整體之結晶結構為非晶質。
再者,利用面外XRD法時未於2θ:20°~50°觀測到源自相位偏移膜之繞射峰之情形時,視為半高寬FWHM為180°。
若相位偏移膜14之結晶結構為非晶質,則相位偏移膜14表面之平滑性變高。
於本說明書中,使用利用原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope)所測得之相位偏移膜14表面之表面粗糙度(RMS)作為相位偏移膜14表面之平滑性之指標。
本發明之EUV光罩基底1a之相位偏移膜14表面之表面粗糙度(RMS)較佳為0.3 nm以下,更佳為0.25 nm以下。
本發明中之相位偏移膜14之半高寬FWHM較佳為2.0°以上,更佳為3.0°以上。又,本發明中之相位偏移膜14較佳為看不到峰之狀態,進而,半高寬FWHM較佳為5.0°以下,更佳為3.5°以下。
於本發明之EUV光罩基底1a中,若相位偏移膜14為以下所示之第1形態至第3形態,則半高寬FWHM為1.0°以上。
<第1形態>
相位偏移膜14之第1形態具有以40~99 at%之範圍包含Ru,以1~60 at%之範圍包含O之層1。
若層1之O含量未達1 at%,則當藉由面外XRD法進行測定時,於2θ:20°~50°觀測到之源自相位偏移膜14之繞射峰中觀測到源自Ru之結晶相之陡峭峰,半高寬FWHM未達1.0°。
若層1之O含量超過60 at%,則於2θ:20°~50°觀測到之源自相位偏移膜14之繞射峰中觀測到源自RuO2
之結晶相之陡峭峰,半高寬FWHM未達1.0°。
若層1之O含量為1~60 at%之範圍,則當藉由面外XRD法進行測定時,於2θ:20°~50°觀測到之源自相位偏移膜14之繞射峰中觀測不到源自Ru之結晶相或RuO2
之結晶相之陡峭峰,半高寬FWHM成為1.0°以上。
於本說明書中,相位偏移膜之層1中、及下述層2中之各元素之含量係利用X射線光電子光譜裝置所測得之值。
於依照下述步驟使用濺鍍法形成相位偏移膜時,存在混入O之情形,但此種混入之O含量未達1.0 at%,故半高寬FWHM不會成為1.0°以上。
於相位偏移膜14之第1形態中,由於O之導入會使層1之光學常數產生變化,故而可藉由控制層1之O含量來調整相位偏移膜表面之EUV光線反射率。
相位偏移膜14之第1形態較佳為具有以40~90 at%之範圍包含Ru,以10~60 at%之範圍包含O之層1,更佳為具有以40~75 at%之範圍包含Ru,以25~60 at%之範圍包含O之層1。
<第2形態>
相位偏移膜14之第2形態具有以30~98 at%之範圍包含Ru,以1~69 at%之範圍包含O,以1~69 at%之範圍包含N之層1。
若層1之O含量未達1 at%,則當藉由面外XRD法進行測定時,於2θ:20°~50°觀測到之源自相位偏移膜14之繞射峰中觀測到源自Ru之結晶相之陡峭峰,半高寬FWHM未達1.0°。
若層1之O含量超過69 at%,則難以形成層1。
若層1之N含量未達1 at%,則當藉由面外XRD法進行測定時,於2θ:20°~50°觀測到之源自相位偏移膜14之繞射峰中觀測到源自Ru之結晶相之陡峭峰,半高寬FWHM未達1.0°。
若層1之N含量超過69 at%,則難以形成層1。
若層1之O含量為1~69 at%之範圍,且N含量為1~69 at%之範圍,則當藉由面外XRD法進行測定時,於2θ:20°~50°觀測到之源自相位偏移膜14之繞射峰中觀測不到源自Ru之結晶相之陡峭峰,半高寬FWHM成為1.0°以上。
於相位偏移膜14之第2形態中,由於O之導入會使層1之光學常數產生變化,故而可藉由控制層1之O含量來調整相位偏移膜表面之EUV光線反射率。
相位偏移膜14之第2形態較佳為具有以30~75 at%之範圍包含Ru,以24~69 at%之範圍包含O,以1~20 at%之範圍包含N之層1,更佳為具有以30~65 at%之範圍包含Ru,以34~69 at%之範圍包含O,以1~10 at%之範圍包含N之層1。
<第3形態>
相位偏移膜14之第3形態具有以30~98 at%之範圍包含Ru,以2~70 at%之範圍包含N之層1。
若層1之N含量未達2 at%,則當藉由面外XRD法進行測定時,於2θ:20°~50°觀測到之源自相位偏移膜14之繞射峰中觀測到源自Ru之結晶相之陡峭峰,半高寬FWHM未達1.0°。
若層1之N含量超過70 at%,則難以形成層1。
若層1之N含量為2~70 at%之範圍,則當藉由面外XRD法進行測定時,於2θ:20°~50°觀測到之源自相位偏移膜14之繞射峰中觀測不到源自Ru之結晶相之陡峭峰,半高寬FWHM成為1.0°以上。
於相位偏移膜14之第3形態中,由於N之導入所引起之層1之光學常數之變化較小,故而相位偏移膜表面之EUV光線反射率不易受到N含量之影響。因此,可使相位偏移膜14之結晶結構成為非晶質,而不會使相位偏移膜表面之EUV光線反射率因N之導入而產生較大變化。
相位偏移膜14之第3形態較佳為具有以80~98 at%之範圍包含Ru,以2~20 at%之範圍包含N之層1。
相位偏移膜14之第1形態、第2形態及第3形態中,層1進而亦可含有選自由鉻(Cr)、鉭(Ta)、鈦(Ti)、錸(Re)、鎢(W)、鉍(Bi)、錳(Mn)、鉑(Pt)、銅(Cu)、銥(Ir)及釩(V)所組成之群中之至少一種元素(X),以調整相位偏移膜14表面之EUV光線反射率。作為X,較佳為Cr、Re、Mn及V,更佳為Cr及Re。
相位偏移膜14之第1形態、第2形態及第3形態中,當層1包含元素(X)時,以層1中之Ru與X之組成比(at%)(Ru:X)為20:1~1:5之範圍包含元素(X)。若層1中之元素(X)之含有比率以組成比(Ru:X)計多於20:1,則可藉由含有元素(X)而發揮出調整相位偏移膜14表面之EUV光線反射率之效果。另一方面,若層1中之元素(X)之含有比率以組成比(Ru:X)計少於1:5,則可降低為了獲得規定相位差所需之膜厚。
層1中之元素(X)之含有比率以組成比(Ru:X)計較佳為4:1~1:4之範圍,更佳為2:1~1:2之範圍。
於相位偏移膜14之第1形態中,當層1包含元素(X)時,以40~99 at%之範圍包含Ru及X之合計(Ru+X),以1~60 at%之範圍包含O,較佳為以50~99 at%之範圍包含Ru+X,以1~50 at%之範圍包含O,更佳為以80~99 at%之範圍包含Ru+X,以1~20 at%之範圍包含O。
於相位偏移膜14之第2形態中,當層1包含元素(X)時,以30~98 at%之範圍包含Ru及X之合計(Ru+X),以1~69 at%之範圍包含O,以1~69 at%之範圍包含N,較佳為以50~98 at%之範圍包含Ru+X,以1~30 at%之範圍包含O,以1~20 at%之範圍包含N,更佳為以70~98 at%之範圍包含Ru+X,以1~20 at%之範圍包含O,以1~10 at%之範圍包含N。
於相位偏移膜14之第3形態中,當層1包含元素(X)時,以30~90 at%之範圍包含Ru及X之合計(Ru+X),以10~70 at%之範圍包含N,較佳為以60~90 at%之範圍包含Ru+X,以10~40 at%之範圍包含N。
再者,於相位偏移膜14中層1包含2種以上元素作為元素(X)之情形時,組成比(Ru:X)、以及Ru及X之合計(Ru+X)中之X表示2種以上元素之合計。
亦可積層第1、2、3形態之層1中之2種以上而構成相位偏移膜14。再者,於積層第1、2、3形態之層1中之2種以上而構成相位偏移膜14之情形時,可使一部分層包含元素(X),亦可使全部層包含元素(X)。於2層以上包含元素(X)之情形時,各層中所含之元素(X)可相同,亦可不同。
相位偏移膜14進而亦可具有層2,該層2包含選自由Cr、Ta、Ti、Re、W、Bi、Mn、Pt、Cu、Ir及V所組成之群中之至少一種元素(X)。作為元素(X),較佳為Cr、Ta、Pt、Ir,更佳為Cr或Ta。
層2進而亦可包含選自由O、N、B及C所組成之群中之至少一種元素。
再者,層2不含Ru。
相位偏移膜14亦可具有2種以上包含不同含有元素之層2。
藉由使相位偏移膜14具有層2,可調整EUV光線反射率。但是,若層2之厚度過厚,則反射率會變得過小。因此,層1與層2之厚度之相對比((層1之厚度):(層2之厚度))較佳為1:1~30:1之範圍內,更佳為5:1~20:1之範圍內。
再者,於相位偏移膜14包含2層以上層1之情形時,上述層1之厚度係2層以上層1之合計膜厚。於相位偏移膜14包含2層以上層2之情形時,上述層2之厚度係2層以上層2之合計膜厚。
於相位偏移膜14具有層2之情形時,相位偏移膜14中之層1與層2之配置並無特別限定。可於層1上形成層2,亦可於層2上形成層1。
相位偏移膜14之第1形態、第2形態及第3形態之層1可使用磁控濺鍍法、離子束濺鍍法等周知之成膜方法形成。
例如,於使用反應性濺鍍法形成相位偏移膜14之第1形態之層1之情形時,只要使用Ru靶作為靶,使用包含惰性氣體及O2
之混合氣體作為濺鍍氣體,於以下之成膜條件下實施即可。
濺鍍氣體:氬氣與O2
之混合氣體(混合氣體中之氧氣之體積比(O2
/(Ar+O2
))=0.010~0.50,較佳為0.010~0.30,更佳為0.010~0.200;氣壓為5×10-2
Pa~1.0 Pa,較佳為1×10-1
Pa~8×10-1
Pa,更佳為2×10-1
Pa~4×10-1
Pa)。
每單位靶面積之投入功率密度:為1.0 W/cm2
~15.0 W/cm2
,較佳為3.0 W/cm2
~12.0 W/cm2
,更佳為4.0 W/cm2
~10.0 W/cm2
。
成膜速度:為0.010 nm/sec~1.00 nm/sec,較佳為0.015 nm/sec~0.500 nm/sec,更佳為0.020 nm/sec~0.300 nm/sec。
例如,於使用反應性濺鍍法形成相位偏移膜14之第2形態之層1之情形時,只要使用Ru靶作為靶,使用O2
與N2
之混合氣體或包含惰性氣體、O2
及N2
之混合氣體作為濺鍍氣體,於以下之成膜條件下實施即可。
濺鍍氣體:氬氣、O2
及N2
之混合氣體(混合氣體中之氧氣之體積比(O2
/(Ar+O2
+N2
))=0.010~0.75,較佳為0.010~0.500,更佳為0.010~0.200;混合氣體中之氮氣之體積比(N2
/(Ar+O2
+N2
))=0.010~0.75,較佳為0.010~0.500,更佳為0.010~0.200;氣壓為5×10-2
Pa~1.0 Pa,較佳為1×10-1
Pa~8×10-1
Pa,更佳為2×10-1
Pa~4×10-1
Pa)。
每單位靶面積之投入功率密度:為1.0 W/cm2
~15.0 W/cm2
,較佳為3.0 W/cm2
~12.0 W/cm2
,更佳為4.0 W/cm2
~10.0 W/cm2
。
成膜速度:為0.010 nm/sec~1.000 nm/sec,較佳為0.015 nm/sec~0.500 nm/sec,更佳為0.020 nm/sec~0.300 nm/sec。
例如,於使用反應性濺鍍法形成相位偏移膜14之第3形態之層1之情形時,只要使用Ru靶作為靶,使用氮氣或包含惰性氣體及N2
之混合氣體作為濺鍍氣體,於以下之成膜條件下實施即可。
濺鍍氣體:氮氣或氬氣與N2
之混合氣體(濺鍍氣體中之氮氣之體積比(N2
/(Ar+N2
))=0.100~1.000,較佳為0.200~0.750,更佳為0.250~0.500;氣壓為5×10-2
Pa~1.0 Pa,較佳為1×10-1
Pa~8×10-1
Pa,更佳為2×10-1
Pa~4×101
Pa)
每單位靶面積之投入功率密度:為1.0 W/cm2
~15.0 W/cm2
,較佳為3.0 W/cm2
~12.0 W/cm2
,更佳為4.0 W/cm2
~10.0 W/cm2
。
成膜速度:為0.010 nm/sec~1.000 nm/sec,較佳為0.015 nm/sec~0.500 nm/sec,更佳為0.020 nm/sec~0.300 nm/sec。
於相位偏移膜14包含層2之情形時,層2可使用磁控濺鍍法、離子束濺鍍法等周知之成膜方法形成。
例如,於使用反應性濺鍍法形成包含Ta作為元素X且包含O及N之層2之情形時,只要使用Ta靶作為靶,使用O2
與N2
之混合氣體或包含惰性氣體、O2
及N2
之混合氣體作為濺鍍氣體,於以下之成膜條件下實施即可。
濺鍍氣體:氧氣與N2
之混合氣體或氬氣、O2
及N2
之混合氣體(混合氣體中之氧氣之體積比(O2
/(O2
+N2
)或O2
/(Ar+O2
+N2
))=0.010~0.750,較佳為0.100~0.500,更佳為0.200~0.500;混合氣體中之氮氣之體積比(N2
/(O2
+N2
)或N2
/(Ar+O2
+N2
))=0.010~0.750,較佳為0.010~0.500,更佳為0.010~0.200;氣壓為5×10-2
Pa~1.0 Pa,較佳為1×10-1
Pa~8×10-1
Pa,更佳為2×10-1
Pa~4×10-1
Pa)。
每單位靶面積之投入功率密度:為1.0 W/cm2
~15.0 W/cm2
,較佳為3.0 W/cm2
~12.0 W/cm2
,更佳為4.0 W/cm2
~10.0 W/cm2
。
成膜速度:為0.010 nm/sec~1.000 nm/sec,較佳為0.015 nm/sec~0.500 nm/sec,更佳為0.020 nm/sec~0.300 nm/sec。
例如,於使用反應性濺鍍法形成包含Cr作為元素X且包含N之層2之情形時,只要使用Cr靶作為靶,使用氮氣或包含惰性氣體及N2
之混合氣體作為濺鍍氣體,於以下之成膜條件下實施即可。
濺鍍氣體:氮氣或氬氣與N2
之混合氣體(濺鍍氣體中之氮氣之體積比(N2
/(Ar+N2
))=0.100~1.000,較佳為0.200~0.750,更佳為0.250~0.500;氣壓為5×10-2
Pa~1.0 Pa,較佳為1×10-1
Pa~8×10-1
Pa,更佳為2×10-1
Pa~4×10-1
Pa)
每單位靶面積之投入功率密度:為1.0 W/cm2
~15.0 W/cm2
,較佳為3.0 W/cm2
~12.0 W/cm2
,更佳為4.0 W/cm2
~10.0 W/cm2
。
成膜速度:為0.010 nm/sec~1.000 nm/sec,較佳為0.015 nm/sec~0.500 nm/sec,更佳為0.020 nm/sec~0.300 nm/sec。
再者,於使用除Ar以外之惰性氣體之情形時,將該惰性氣體之濃度設為與上述氬氣濃度相同之濃度範圍。又,於使用複數種惰性氣體之情形時,將惰性氣體之合計濃度設為與上述氬氣濃度相同之濃度範圍。
EUV光罩基底1a中之相位偏移膜14之膜厚為20 nm以上時,可達成以下所示之作為半色調式EUV光罩之相位偏移膜所需之光學特性,故而較佳。
又,相位偏移膜14中之層1之厚度為10 nm以上時,可達成以下所示之作為半色調式EUV光罩之相位偏移膜所需之光學特性,故而較佳。
於將以6度之入射角度對相位偏移膜14表面照射EUV光之波長區域之光線時之波長13.5 nm附近之光線反射率作為相位偏移膜表面之EUV光線反射率,且將以6度之入射角度對多層反射膜12表面照射EUV光之波長區域之光線時之波長13.5 nm附近之光線反射率作為多層反射膜表面之EUV光線反射率時,相位偏移膜表面之EUV光線反射率與多層反射膜表面之EUV光線反射率的相對反射率((相位偏移膜表面之EUV光線反射率/多層反射膜表面之EUV光線反射率)×100)較佳為2%~37%,更佳為4%~20%,進而較佳為6%~15%。
又,來自多層反射膜12之EUV光之反射光與來自相位偏移膜14之EUV光之反射光的相位差較佳為150度~250度,更佳為180度~230度。
EUV光罩基底1a中之相位偏移膜14之膜厚更佳為30 nm以上,進而較佳為35 nm以上。
相位偏移膜14中之層1之厚度更佳為20 nm以上,進而較佳為30 nm以上。又,相位偏移膜14中之層1之厚度更佳為60 nm以下,進而較佳為55 nm以下。
EUV光罩基底1a中之相位偏移膜14之膜厚為60 nm以下時,可降低陰影效應,故而較佳。
半色調式EUV光罩之使用在原理上為EUV微影中提昇解像性之有效方法。然而,於半色調式EUV光罩中,最佳之反射率亦取決於曝光條件或待轉印之圖案,難以一概而論。
進而,由於EUV曝光為反射曝光,故而入射光係自略微傾斜(通常為6°左右)之方向入射而非自垂直方向入射,於EUV光罩上成為反射光。於EUV光罩中,進行圖案加工的是相位偏移膜,但由於EUV光係自斜方向入射,故而會產生圖案之陰影。因此,根據入射方向與圖案之配置方向不同,由反射光所形成之晶圓上之轉印抗蝕圖案有時會偏離原本之圖案位置。將其稱為陰影效應(Shadowing Effect),其成為EUV曝光存在之問題。為了降低陰影效應,需要使陰影之長度變短,為此,只需儘可能地降低圖案之高度即可,為了降低圖案之高度,需要儘可能地使相位偏移膜變薄。
EUV光罩基底1a中之相位偏移膜14之膜厚更佳為55 nm以下,進而較佳為50 nm以下。
於相位偏移膜14之第1形態、第2形態及第3形態之層1上形成圖案時,利用以O2
或O2
與鹵素系氣體(氯系氣體、氟系氣體)之混合氣體作為蝕刻氣體之乾式蝕刻。
相位偏移膜14之層1較佳為於將O2
或O2
與鹵素系氣體(氯系氣體、氟系氣體)之混合氣體作為蝕刻氣體來實施乾式蝕刻時,能夠以10 nm/min以上之蝕刻速度進行蝕刻。
作為O2
與鹵素系氣體之混合氣體,使用包含40 vol%以上且未達100 vol%、較佳為75 vol%~90 vol%之O2
,且包含超過0 vol%且為60 vol%以下、較佳為10 vol%~25 vol%之氯系氣體或氟系氣體的混合氣體。作為氯系氣體,使用Cl2
、SiCl4
、CHCl3
、CCl4
、BCl3
等氯系氣體及其等之混合氣體。作為氟系氣體,使用CF4
、CHF3
、SF6
、BF3
、XeF2
等氟系氣體及其等之混合氣體。
相位偏移膜14之第1形態、第2形態之層1中,藉由O之導入,不僅有抑制結晶化之效果,而且有使以O2
或O2
與鹵素系氣體(氯系氣體、氟系氣體)之混合氣體作為蝕刻氣體之乾式蝕刻時之蝕刻速度增大的效果。若使層1中之O含量增加,則相較於僅包含Ru之膜,最大能夠以2倍以上之速度進行蝕刻,可期待產能之提昇。
又,於相位偏移膜14之第1形態、第2形態及第3形態之層1包含元素(X)之情形時,為了形成相位偏移膜之圖案,亦利用以O2
或O2
與鹵素系氣體(氯系氣體、氟系氣體)之混合氣體作為蝕刻氣體之乾式蝕刻。
此時,藉由選擇Cr、V、Mn、Re等會形成具有揮發性之氧化物或醯鹵化物之元素(X),可期待對圖案側壁之附著物較少之圖案形成。
於相位偏移膜14僅由層1構成之情形時,由於能夠僅藉由以O2
或O2
與鹵素系氣體(氯系氣體、氟系氣體)之混合氣體作為蝕刻氣體之乾式蝕刻而形成相位偏移膜之圖案,故而圖案形成製程簡便。
於相位偏移膜14具有層1及層2之情形時,可藉由視需要使用2種以上蝕刻氣體分階段進行乾式蝕刻,而形成相位偏移膜之圖案。
例如,於相位偏移膜14具有層1、及包含Ta作為元素(X)之層2之情形時,可藉由對層1進行以O2
或O2
與鹵素系氣體(氯系氣體、氟系氣體)之混合氣體作為蝕刻氣體之乾式蝕刻,對層2進行以鹵素系氣體(氯系氣體、氟系氣體)作為蝕刻氣體之乾式蝕刻,而形成相位偏移膜之圖案。
又,於層2包含Cr、V、Mn、Re等會形成具有揮發性之氧化物或醯鹵化物之元素之情形時,可僅藉由對層1及層2進行以O2
或O2
與鹵素系氣體(氯系氣體、氟系氣體)之混合氣體作為蝕刻氣體之乾式蝕刻,而形成相位偏移膜之圖案。因此,即便相位偏移膜14具有層1及層2,圖案形成製程亦不會變得繁雜,能夠簡便地形成相位偏移膜之圖案。
圖2係表示本發明之EUV光罩基底之另一實施方式的概略剖視圖。圖2所示之EUV光罩基底1b中,於基板11上自基板側依序形成有將EUV光反射之多層反射膜12、多層反射膜12之保護膜13、使EUV光之相位偏移之相位偏移膜14、及蝕刻遮罩膜15。
由於EUV光罩基底1b之構成要素中之基板11、多層反射膜12、保護膜13、及相位偏移膜14與上述EUV光罩基底1a相同,故而省略說明。
通常,已知可藉由在相位偏移膜上設置對於相位偏移膜之蝕刻條件具有耐受性之材料之層(蝕刻遮罩膜)來使抗蝕劑薄膜化。即,可藉由形成蝕刻遮罩膜而使將相位偏移膜之蝕刻條件中之相位偏移膜之蝕刻速度設為1之情形時之蝕刻遮罩膜之蝕刻速度的相對速度(蝕刻選擇比)降低,來使抗蝕劑薄膜化。
要求蝕刻遮罩膜15於相位偏移膜14之蝕刻條件下之蝕刻選擇比充分較高。
因此,要求蝕刻遮罩膜15對於以O2
或O2
與鹵素系氣體(氯系氣體、氟系氣體)之混合氣體作為蝕刻氣體之乾式蝕刻具有較高之蝕刻耐受性。
另一方面,蝕刻遮罩膜15較佳為能夠利用EUV微影中用作抗蝕劑之清潔液之使用有酸或鹼之清潔液去除。
作為出於上述目的而使用之清潔液之具體例,可例舉:硫酸過氧化氫混合物(SPM)、氨水過氧化氫混合物、氫氟酸。SPM係將硫酸與過氧化氫加以混合而得之溶液,能夠將硫酸與過氧化氫以體積比為4:1~1:3、較佳為3:1之比率加以混合。此時,就提昇蝕刻速度之方面而言,較佳為將SPM之溫度控制為100℃以上。氨水過氧化氫混合物係將氨與過氧化氫加以混合而得之溶液,能夠將NH4
OH、過氧化氫及水以體積比為1:1:5~3:1:5之比率加以混合。此時,較佳為將氨水過氧化氫混合物之溫度控制為70℃~80℃。
為了滿足上述要求,本發明之EUV光罩基底1b之蝕刻遮罩膜15較佳為包含選自由Nb、Ti、Mo、Ta及Si所組成之群中之至少一種元素。蝕刻遮罩膜15進一步進而亦可包含選自由O、N、及B所組成之群中之至少一種元素。即,亦可為上述元素之氧化物、氮氧化物、氮化物、硼化物。作為蝕刻遮罩膜15之構成材料之具體例,例如可例舉Nb、Nb2
O5
、NbON等Nb系材料。包含該等Nb系材料之蝕刻遮罩膜15能夠藉由以氯系氣體作為蝕刻氣體之乾式蝕刻進行蝕刻。又,可例舉Mo、MoO3
、MoON等Mo系材料。包含該等Mo系材料之蝕刻遮罩膜15例如能夠藉由以氯系氣體作為蝕刻氣體之乾式蝕刻進行蝕刻。進而,可例舉Si、SiO2
、Si3
N4
等Si系材料。包含該等Si系材料之蝕刻遮罩膜15例如能夠藉由以氟系氣體作為蝕刻氣體之乾式蝕刻進行蝕刻。再者,於使用Si系材料作為蝕刻遮罩膜15之情形時,較佳為使用氫氟酸作為清潔液將其去除。
就利用清潔液之去除性之方面而言,蝕刻遮罩膜15之膜厚較佳為20 nm以下。包含Nb系材料之蝕刻遮罩膜15之膜厚更佳為5 nm~15 nm。
蝕刻遮罩膜15可藉由公知之成膜方法、例如磁控濺鍍法、離子束濺鍍法形成。
於藉由濺鍍法形成NbN膜之情形時,只要於將包含He、Ar、Ne、Kr、Xe中之至少一種之惰性氣體(以下,僅記載為惰性氣體)與氮氣加以混合而得之氣體氛圍中,實施使用Nb靶之反應性濺鍍法即可。於使用磁控濺鍍法之情形時,具體而言,只要於以下之成膜條件下實施即可。
濺鍍氣體:氬氣與N2
之混合氣體(混合氣體中之N2
之體積比(N2
/(Ar+N2
))=15 vol%以上)
氣壓:為5.0×10-2
~1.0 Pa,較佳為1.0×10-1
~8.0×10-1
Pa,更佳為2.0×10-1
~4.0×10-1
Pa
每單位靶面積之投入功率密度:為1.0 W/cm2
~15.0 W/cm2
,較佳為3.0 W/cm2
~12.0 W/cm2
,更佳為4.0 W/cm2
~10.0 W/cm2
成膜速度:為0.010 nm/sec~1.0 nm/sec,較佳為0.015 nm/sec~0.50 nm/sec,更佳為0.020 nm/sec~0.30 nm/sec
靶與基板間之距離:為50 mm~500 mm,較佳為100 mm~400 mm,更佳為150 mm~300 mm
再者,於使用除Ar以外之惰性氣體之情形時,將該惰性氣體之濃度設為與上述氬氣濃度相同之濃度範圍。又,於使用複數種惰性氣體之情形時,將惰性氣體之合計濃度設為與上述氬氣濃度相同之濃度範圍。
本發明之EUV光罩基底1a、1b除多層反射膜12、保護膜13、相位偏移膜14、蝕刻遮罩膜15以外,亦可具有EUV光罩基底之領域中公知之功能膜。作為此種功能膜之具體例,例如可例舉:如日本專利特表2003-501823號公報所記載之為了促進基板之靜電吸固而對基板之背面側增加之高介電性塗層。此處,所謂基板之背面,於圖1之基板11中係指與形成有多層反射膜12之側為相反側之面。出於此種目的對基板之背面增加之高介電性塗層係以薄片電阻成為100 Ω/□以下之方式選擇構成材料之導電率及厚度。作為高介電性塗層之構成材料,可自公知之文獻所記載之材料中廣泛選擇。例如,可應用日本專利特表2003-501823號公報中記載之高介電常數之塗層,具體而言為包含Si、TiN、Mo、Cr、或TaSi之塗層。高介電性塗層之厚度例如可設為10~1000 nm。
高介電性塗層可使用公知之成膜方法、例如磁控濺鍍法、離子束濺鍍法等濺鍍法、CVD(Chemical Vapor Deposition,化學氣相沈積)法、真空蒸鍍法、電鍍法形成。
本發明之EUV光罩基底之製造方法包括下述步驟a)~步驟c)。
a)於基板上形成將EUV光反射之多層反射膜之步驟
b)於藉由步驟a)所形成之多層反射膜上形成相位偏移膜之步驟
c)於藉由步驟c)所形成之相位偏移膜上形成蝕刻遮罩膜之步驟
根據本發明之EUV光罩基底之製造方法,可獲得圖2所示之EUV光罩基底1b。
圖3係表示本發明之EUV光罩之一實施方式的概略剖視圖。
圖3所示之EUV光罩2中,於圖1所示之EUV光罩基底1a之相位偏移膜14上形成有圖案(相位偏移膜圖案)140。即,於基板11上自基板側依序形成有:將EUV光反射之多層反射膜12、多層反射膜12之保護膜13、及使EUV光之相位偏移之相位偏移膜14,且於相位偏移膜14上形成有圖案(相位偏移膜圖案)140。
EUV光罩2之構成要素中,基板11、多層反射膜12、保護膜13、及相位偏移膜14與上述EUV光罩基底1a相同。
於本發明之EUV光罩之製造方法中,對藉由本發明之EUV光罩基底之製造方法所製造之EUV光罩基底1b之相位偏移膜14進行圖案化而形成圖案(相位偏移膜圖案)140。
參照圖式,對於EUV光罩基底1b之相位偏移膜14上形成圖案之步驟進行說明。
如圖4所示,於EUV光罩基底1b之蝕刻遮罩膜15上形成抗蝕膜30。繼而,使用電子束繪圖機,如圖5所示於抗蝕膜30上形成抗蝕圖案300。繼而,將形成有抗蝕圖案300之抗蝕膜30作為遮罩,如圖6所示於蝕刻遮罩膜15上形成蝕刻遮罩膜圖案150。於形成包含Nb系材料之蝕刻遮罩膜15之圖案時,只要實施使用氯系氣體作為蝕刻氣體之乾式蝕刻即可。繼而,將形成有蝕刻遮罩膜圖案150之蝕刻遮罩膜15作為遮罩,如圖7所示於相位偏移膜14上形成相位偏移膜圖案140。於形成包含Ru之相位偏移膜14之圖案時,只要實施以O2
或O2
與鹵素系氣體(氯系氣體、氟系氣體)之混合氣體作為蝕刻氣體之乾式蝕刻即可。繼而,利用使用有酸或鹼之清潔液將抗蝕膜30及蝕刻遮罩膜15去除,藉此獲得露出了相位偏移膜圖案140之EUV光罩2。再者,大部分抗蝕圖案300、及抗蝕膜30於形成相位偏移膜圖案140之過程中被去除,但為了去除殘留之抗蝕圖案300、抗蝕膜30及蝕刻遮罩膜15,利用使用有酸或鹼之清潔液實施洗淨。
[實施例]
以下,利用實施例進一步詳細地對本發明進行說明,但本發明並不限定於該等實施例。例1~例24中,例1~例17為實施例,例18~例24為比較例。
(例1)
例1中,製作圖1所示之EUV光罩基底1a。
使用SiO2
-TiO2
系玻璃基板(外形為6英吋(152 mm)見方,厚度為6.3 mm)作為成膜用之基板11。該玻璃基板於20℃下之熱膨脹係數為0.02×10-7
/℃,楊氏模數為67 GPa,帕松比為0.17,比剛性為3.07×107
m2
/s2
。藉由研磨,使該玻璃基板形成表面粗糙度(RMS)為0.15 nm以下之平滑表面及100 nm以下之平坦度。
於基板11之背面側,使用磁控濺鍍法使厚度100 nm之Cr膜成膜,藉此增加薄片電阻為100 Ω/□之高介電性塗層。
介隔所形成之Cr膜,將基板11(外形為6英吋(152 mm)見方,厚度為6.3 mm)固定於呈平板形狀之通常之靜電吸盤上,於該基板11之表面上,使用離子束濺鍍法使Si膜及Mo膜交替成膜,重複進行40週期該交替成膜,藉此形成合計膜厚為272 nm((4.5 nm+2.3 nm)×40)之Si/Mo多層反射膜12。
進而,於Si/Mo多層反射膜12上,使用DC濺鍍法使RuZr膜(膜厚2.5 nm)成膜,藉此形成保護膜13。
Si膜、Mo膜及Ru膜之成膜條件如下所述。
(Si膜之成膜條件)
靶:Si靶(摻硼)
濺鍍氣體:氬氣(氣壓2.0×10-2
Pa)
電壓:700 V
成膜速度:0.077 nm/sec
膜厚:4.5 nm
(Mo膜之成膜條件)
靶:Mo靶
濺鍍氣體:氬氣(氣壓2.0×10-2
Pa)
電壓:700 V
成膜速度:0.064 nm/sec
膜厚:2.3 nm
(RuZr膜之成膜條件)
靶:Ru靶
Zr靶
濺鍍氣體:氬氣(氣壓2.0×10-2
Pa)
Ru輸入功率:500 W
Zr輸入功率:150 W
成膜速度:0.073 nm/sec
膜厚:2.5 nm
繼而,於保護膜上,使用反應性濺鍍法形成包含Ru及O之相位偏移膜14之層1(RuOx
膜)。本實施例之相位偏移膜14僅由層1構成。相位偏移膜14之層1之成膜條件如下所述。
(RuOx
膜之成膜條件)
靶:Ru靶
濺鍍氣體:氬氣與O2
之混合氣體(混合氣體中之氧氣之體積比(O2
/(Ar+O2
))=0.030,氣壓:2.0×10-1
Pa)
每單位靶面積之投入功率密度:7.4 W/cm2
成膜速度:0.170 nm/sec
膜厚:39 nm
對藉由上述步驟所獲得之EUV光罩基底1a實施下述評價(1)~(7)。關於下述評價(1)~(7),於矽晶圓上使RuOx
膜成膜而得者亦獲得同樣之評價結果。
(1)膜組成
使用X射線光電子光譜分析裝置(X-ray Photoelectron Spectroscopy)(ULVAC-PHI公司製造)測定RuOx
膜之組成。RuOx
膜之組成比(at%)為Ru:O=91:9。
(2)EUV波長區域之相位差及相對反射率之計算
藉由光學模擬求出來自多層反射膜12之EUV光之反射光與來自相位偏移膜14之EUV光之反射光的相位差、及相位偏移膜14表面之EUV光線反射率與多層反射膜12表面之EUV光線反射率的相對反射率。模擬所需之多層反射膜12之光學常數係使用勞倫斯伯克利國家實驗室之X射線光學中心之資料庫之值。相位偏移膜14之光學常數係使用勞倫斯伯克利國家實驗室之X射線光學中心之資料庫之值或藉由對13.5 nm區域之光線之反射率之「角相依性」進行測定而得到評價之值。
具體而言,EUV反射率與EUV光之入射角度、及光學常數由下式表示。
R=|(sinθ-((n+ik)2
-cos2
θ)1/2
)/(sinθ+((n+ik)2
-cos2
θ)1/2
)|
此處,θ係EUV光之入射角度,R係入射角度θ下之EUV反射率,n係相位偏移膜14之折射率,k係相位偏移膜14之消光係數。藉由使用上式對各EUV入射角度下之反射率測定值進行擬合,可估算出EUV光學常數(折射率(n)、消光係數(k))。
相位偏移膜14之折射率(n)為0.900,消光係數(k)為0.017。
EUV波長區域之相位差為216度,相對反射率為31.9%。
(3)來自相位偏移膜之結晶峰
藉由面外XRD法對相位偏移膜(RuOx
膜)實施測定。針對在2θ:20°~50°觀測到之源自相位偏移膜之繞射峰中,強度最高之峰求出半高寬FWHM。
半高寬FWHM為1.0°,相位偏移膜(RuOx
膜)之結晶結構為非晶質。
(4)蝕刻速率
將形成有相位偏移膜(RuOx
膜)之試樣設置於ICP(感應耦合方式)電漿蝕刻裝置之試樣台上,於以下所示之條件下進行ICP電漿蝕刻,求出蝕刻速率。
ICP天線偏壓:200 W
基板偏壓:40 W
蝕刻時間:30 sec
觸發壓力:3.0×100
Pa
蝕刻壓力:3.0×10-1
Pa
蝕刻氣體:O2
與Cl2
之混合氣體
氣體流量(Cl2
/O2
):10/10 sccm
蝕刻速率為25 nm/min。
(例2)
例2中,將相位偏移膜14之層1(RuOx
膜)之成膜條件設為下述條件,除此以外,以與例1相同之步驟實施。
(RuOx
膜之成膜條件)
靶:Ru靶
濺鍍氣體:氬氣與O2
之混合氣體(混合氣體中之氧氣之體積比(O2
/(Ar+O2
))=0.04,氣壓:2.0×10-1
Pa)
每單位靶面積之投入功率密度:7.4 W/cm2
成膜速度:0.22 nm/sec
膜厚:45 nm
RuOx
膜之組成比(at%)為Ru:O=76:24。
RuOx
膜之折射率(n)為0.912,消光係數(k)為0.019。
EUV波長區域之相位差為216度,相對反射率為23.5%。
源自相位偏移膜(RuOx
膜)之結晶峰之半高寬FWHM為2.6°,相位偏移膜(RuOx
膜)之結晶結構為非晶質。
相位偏移膜(RuOx
膜)之蝕刻速率為36 nm/min。
(例3)
例3中,將相位偏移膜14之層1(RuOx
膜)之成膜條件設為下述條件,除此以外,以與例1相同之步驟實施。
(RuOx
膜之成膜條件)
靶:Ru靶
濺鍍氣體:氬氣與O2
之混合氣體(混合氣體中之氧氣之體積比(O2
/(Ar+O2
))=0.05,氣壓:2.0×10-1
Pa)
每單位靶面積之投入功率密度:7.4 W/cm2
成膜速度:0.22 nm/sec
膜厚:45 nm
RuOx
膜之組成比(at%)為Ru:O=67:33。
RuOx
膜之折射率(n)為0.919,消光係數(k)為0.020。
EUV波長區域之相位差為216度,相對反射率為15.2%。
源自相位偏移膜(RuOx
膜)之結晶峰之半高寬FWHM為3.2°,相位偏移膜(RuOx
膜)之結晶結構為非晶質。
相位偏移膜(RuOx
膜)之蝕刻速率為41 nm/min。
(例4)
例4中,使用反應性濺鍍法於保護膜上形成包含Ru及N之相位偏移膜14之層1(RuN膜),除此以外,以與例1相同之步驟實施。相位偏移膜14之層1之成膜條件如下所述。
(RuN膜之成膜條件)
靶:Ru靶
濺鍍氣體:氬氣與N2
之混合氣體(混合氣體中之氮氣之體積比(N2
/(Ar+N2
))=0.5,氣壓:2.0×10-1
Pa)
每單位靶面積之投入功率密度:1.7 W/cm2
成膜速度:0.017 nm/sec
膜厚:39 nm
RuN膜之組成比(at%)為Ru:N=98:2。
RuN膜之折射率(n)為0.890,消光係數(k)為0.016。
EUV波長區域之相位差為216度,相對反射率為35.4%。
源自相位偏移膜(RuN膜)之結晶峰之半高寬FWHM為1.2°,相位偏移膜(RuN膜)之結晶結構為非晶質。
相位偏移膜(RuN膜)之蝕刻速率為23 nm/min。
(例5)
例5中,使用反應性濺鍍法於保護膜上形成包含Ru、O及N之相位偏移膜14之層1(RuON膜),除此以外,以與例1相同之步驟實施。相位偏移膜14之層1之成膜條件如下所述。
(RuON膜之成膜條件)
靶:Ru靶
濺鍍氣體:氬氣、O2
及N2
之混合氣體(混合氣體中之氧氣之體積比(O2
/(Ar+O2
+N2
))=0.013,混合氣體中之氮氣之體積比(N2
/(Ar+O2
+N2
))=0.2,氣壓:2.0×10-1
Pa)
每單位靶面積之投入功率密度:7.4 W/cm2
成膜速度:0.13 nm/sec
膜厚:39 nm
RuON膜之組成比(at%)為Ru:O:N=93:2:5
(Ru:O+N=93:7)。
RuON膜之折射率(n)為0.901,消光係數(k)為0.017。
EUV波長區域之相位差為216度,相對反射率為31.8%。
源自相位偏移膜(RuON膜)之結晶峰之半高寬FWHM為1.9°,相位偏移膜(RuON膜)之結晶結構為非晶質。
相位偏移膜(RuON膜)之蝕刻速率為26 nm/min。
(例6)
例6中,將相位偏移膜14之層1(RuON膜)之成膜條件設為下述條件,除此以外,以與例5相同之步驟實施。
(RuON膜之成膜條件)
靶:Ru靶
濺鍍氣體:氬氣、O2
及N2
之混合氣體(混合氣體中之氧氣之體積比(O2
/(Ar+O2
+N2
))=0.026,混合氣體中之氮氣之體積比(N2
/(Ar+O2
+N2
))=0.2,氣壓:2.0×10-1
Pa)
每單位靶面積之投入功率密度:7.4 W/cm2
成膜速度:0.17 nm/sec
膜厚:39 nm
RuON膜之組成比(at%)為Ru:O:N=76:14:10
(Ru:O+N=76:24)。
RuON膜之折射率(n)為0.912,消光係數(k)為0.019。
EUV波長區域之相位差為216度,相對反射率為23.5%。
由於未觀測到源自相位偏移膜(RuON膜)之結晶峰,故而半高寬FWHM為180°,相位偏移膜(RuON膜)之結晶結構為非晶質。
相位偏移膜(RuON膜)之蝕刻速率為32 nm/min。
(例7)
例7中,將相位偏移膜14之層1(RuON膜)之成膜條件設為下述條件,除此以外,以與例5相同之步驟實施。
(RuON膜之成膜條件)
靶:Ru靶
濺鍍氣體:氬氣、O2
及N2
之混合氣體(混合氣體中之氧氣之體積比(O2
/(Ar+O2
+N2
))=0.051,混合氣體中之氮氣之體積比(N2
/(Ar+O2
+N2
))=0.19,氣壓:2.0×10-1
Pa)
每單位靶面積之投入功率密度:7.4 W/cm2
成膜速度:0.21 nm/sec
膜厚:46 nm
RuON膜之組成比(at%)為Ru:O:N=62:29:9
(Ru:O+N=62:38)。
RuON膜之折射率(n)為0.919,消光係數(k)為0.020。
EUV波長區域之相位差為1.2度,相對反射率為11.8%。
由於未觀測到源自相位偏移膜(RuON膜)之結晶峰,故而半高寬FWHM為180°,相位偏移膜(RuON膜)之結晶結構為非晶質。
相位偏移膜(RuON膜)之蝕刻速率為35 nm/min。
(例8)
例8中,將相位偏移膜14之層1(RuON膜)之成膜條件設為下述條件,除此以外,以與例5相同之步驟實施。
(RuON膜之成膜條件)
靶:Ru靶
濺鍍氣體:氬氣、O2
及N2
之混合氣體(混合氣體中之氧氣之體積比(O2
/(Ar+O2
+N2
))=0.17,混合氣體中之氮氣之體積比(N2
/(Ar+O2
+N2
))=0.17,氣壓:2.0×10-1
Pa)
每單位靶面積之投入功率密度:7.4 W/cm2
成膜速度:0.20 nm/sec
膜厚:52 nm
RuON膜之組成比(at%)為Ru:O:N=38:51:11
(Ru:O+N=38:62)。
RuON膜之折射率(n)為0.922,消光係數(k)為0.021。
EUV波長區域之相位差為216度,相對反射率為15.7%。
由於未觀測到源自相位偏移膜(RuON膜)之結晶峰,故而半高寬FWHM為180°,相位偏移膜(RuON膜)之結晶結構為非晶質。
相位偏移膜(RuON膜)之蝕刻速率為37 nm/min。
(例9)
例9中,使用反應性濺鍍法於保護膜上形成包含Ru、Cr及N之相位偏移膜14之層1(RuCrN膜),除此以外,以與例1相同之步驟實施。相位偏移膜14之層1之成膜條件如下所述。
(RuCrN膜之成膜條件)
靶:Ru靶
Cr靶
濺鍍氣體:氬氣與N2
之混合氣體(混合氣體中之氮氣之體積比(N2
/(Ar+N2
))=1,氣壓:2.5×10-1
Pa)
每單位靶面積之投入功率密度:Ru靶 4.9 W/cm2
Cr靶 9.9 W/cm2
成膜速度:0.10 nm/sec
膜厚:52 nm
RuCrN膜之組成比(at%)為Ru:Cr:N=37:33:30
(Ru+Cr:N=70:30,Cr/Ru=0.9)。
RuCrN膜之折射率(n)為0.921,消光係數(k)為0.023。
EUV波長區域之相位差為216度,相對反射率為8.7%。
源自相位偏移膜(RuCrN膜)之結晶峰之半高寬FWHM為2.3°,相位偏移膜(RuCrN膜)之結晶結構為非晶質。
相位偏移膜(RuCrN膜)之蝕刻速率未經測定。
(例10)
例10中,使用反應性濺鍍法於保護膜上形成包含Ru、Cr、O及N之相位偏移膜14之層1(RuCrON膜),除此以外,以與例1相同之步驟實施。相位偏移膜14之層1之成膜條件如下所述。
(RuCrON膜之成膜條件)
靶:Ru靶
Cr靶
濺鍍氣體:氬氣、N2
及O2
之混合氣體(混合氣體中之氮氣之體積比(N2
/(Ar+O2
+N2
))=0.2,混合氣體中之氧氣之體積比(O2
/(Ar+O2
+N2
))=0.033,氣壓:2.0×10-1
Pa)
每單位靶面積之投入功率密度:Ru靶 4.9 W/cm2
Cr靶 9.9 W/cm2
成膜速度:0.31 nm/sec
膜厚:52 nm
RuCrON膜之組成比(at%)為Ru:Cr:O:N=14:35:41:10
(Ru+Cr:O+N=49:51,Cr/Ru=2.5)。
RuCrON膜之折射率(n)為0.923,消光係數(k)為0.031。
EUV波長區域之相位差為216度,相對反射率為12.6%。
由於未觀測到源自相位偏移膜(RuCrON膜)之結晶峰,故而半高寬FWHM為180°,相位偏移膜(RuCrON膜)之結晶結構為非晶質。
相位偏移膜(RuCrON膜)之蝕刻速率未經測定。
(例11)
例11中,使用反應性濺鍍法於保護膜上形成包含Ru、Re、O及N之相位偏移膜14之層1(RuReON膜),除此以外,以與例1相同之步驟實施。相位偏移膜14之層1之成膜條件如下所述。
(RuReON膜之成膜條件)
靶:Ru靶
Re靶
濺鍍氣體:氬氣、N2
及O2
之混合氣體(混合氣體中之氮氣之體積比(N2
/(Ar+O2
+N2
))=0.2,混合氣體中之氧氣之體積比(O2
/(Ar+O2
+N2
))=0.1,氣壓:3.0×10-1
Pa)
每單位靶面積之投入功率密度:Ru靶 2.5 W/cm2
Re靶 7.4 W/cm2
成膜速度:0.16 nm/sec
膜厚:52 nm
RuReON膜之組成比(at%)為Ru:Re:O:N=16:71:2:11
(Ru+Re:O+N=87:13,Re/Ru=4.4)。
RuReON膜之折射率(n)為0.928,消光係數(k)為0.029。
EUV波長區域之相位差為216度,相對反射率為6.1%。
源自相位偏移膜(RuReON膜)之結晶峰之半高寬FWHM為4°,相位偏移膜(RuReON膜)之結晶結構為非晶質。
相位偏移膜(RuReON膜)之蝕刻速率未經測定。
(例12)
例12中,將相位偏移膜14之層1(RuReON膜)之成膜條件設為下述條件,除此以外,以與例11相同之步驟實施。
(RuReON膜之成膜條件)
靶:Ru靶
Re靶
濺鍍氣體:氬氣、N2
及O2
之混合氣體(混合氣體中之氮氣之體積比(N2
/(Ar+O2
+N2
))=0.2,混合氣體中之氧氣之體積比(O2
/(Ar+O2
+N2
))=0.016,氣壓:3.0×10-1
Pa)
每單位靶面積之投入功率密度:Ru靶 7.4 W/cm2
Re靶 7.4 W/cm2
成膜速度:0.30 nm/sec
膜厚:52 nm
RuReON膜之組成比(at%)為Ru:Re:O:N=41:48:2:9
(Ru+Re:O+N=89:11,Re/Ru=1.2)。
RuReON膜之折射率(n)為0.914,消光係數(k)為0.026。
EUV波長區域之相位差為216度,相對反射率為14.2%。
源自相位偏移膜(RuReON膜)之結晶峰之半高寬FWHM為1.3°,相位偏移膜(RuReON膜)之結晶結構為非晶質。
相位偏移膜(RuReON膜)之蝕刻速率未經測定。
(例13)
例13中,將相位偏移膜14之層1(RuReON膜)之成膜條件設為下述條件,除此以外,以與例11相同之步驟實施。
(RuReON膜之成膜條件)
靶:Ru靶
Re靶
氬氣、N2
及O2
之混合氣體(混合氣體中之氮氣之體積比(N2
/(Ar+O2
+N2
))=0.2,混合氣體中之氧氣之體積比(O2
/(Ar+O2
+N2
))=0.016,氣壓:3.0×10-1
Pa)
每單位靶面積之投入功率密度:Ru靶 7.4 W/cm2
Re靶 2.5 W/cm2
成膜速度:0.19 nm/sec
膜厚:44 nm
RuReON膜之組成比(at%)為Ru:Re:O:N=71:18:3:8
(Ru+Re:O+N=89:11、Re/Ru=0.3)。
RuReON膜之折射率(n)為0.904,消光係數(k)為0.020。
EUV波長區域之相位差為216度,相對反射率為21.0%。
源自相位偏移膜(RuReON膜)之結晶峰之半高寬FWHM為3°,相位偏移膜(RuReON膜)之結晶結構為非晶質。
相位偏移膜(RuReON膜)之蝕刻速率未經測定。
(例14)
例14中,將相位偏移膜14之層1(RuCrN膜)之成膜條件設為下述條件,除此以外,以與例9相同之步驟實施。
(RuCrN膜之成膜條件)
靶:Ru靶
Cr靶
濺鍍氣體:氬氣與N2
之混合氣體(混合氣體中之氮氣之體積比(N2
/(Ar+N2
))=0.17,氣壓:2.0×10-1
Pa)
每單位靶面積之投入功率密度:Ru靶 3.7 W/cm2
Cr靶 4.9 W/cm2
成膜速度:0.07 nm/sec
膜厚:40 nm
RuCrN膜之組成比(at%)為Ru:Cr:N=42:44:14
(Ru+Cr:N=86:14,Cr/Ru=1)。
RuCrN膜之折射率(n)為0.920,消光係數(k)為0.024。
EUV波長區域之相位差為216度,相對反射率為10.2%。
源自相位偏移膜(RuCrN膜)之結晶峰之半高寬FWHM為2.8°,相位偏移膜(RuCrN膜)之結晶結構為非晶質。
相位偏移膜(RuCrN膜)之蝕刻速率未經測定。
(例15)
例15中,使用反應性濺鍍法於保護膜上形成包含Ru、Cr、及O之相位偏移膜14之層1(RuCrO膜),除此以外,以與例1相同之步驟實施。相位偏移膜14之層1之成膜條件如下所述。
(RuCrO膜之成膜條件)
靶:Ru靶
Cr靶
濺鍍氣體:氬氣與O2
之混合氣體(混合氣體中之氧氣之體積比(O2
/(Ar+O2
))=0.2,氣壓:2.0×10-1
Pa)
每單位靶面積之投入功率密度:Ru靶 7.4 W/cm2
Cr靶 5.9 W/cm2
成膜速度:0.49 nm/sec
膜厚:40 nm
RuCrO膜之組成比(at%)為Ru:Cr:O=20:30:50
(Ru+Cr:O=50:50,Cr/Ru=0.6)。
RuCrO膜之折射率(n)為0.929,消光係數(k)為0.027。
EUV波長區域之相位差為216度,相對反射率為7.3%。
由於未觀測到源自相位偏移膜(RuCrO膜)之結晶峰,故而半高寬FWHM為180°,相位偏移膜(RuCrO膜)之結晶結構為非晶質。
相位偏移膜(RuCrO膜)之蝕刻速率未經測定。
(例16)
例16中,於保護膜上,使用反應性濺鍍法形成包含Ru、O及N之相位偏移膜14之層1(RuON膜),並使用反應性濺鍍法形成包含Ta、O及N之相位偏移膜14之層2(TaON膜),除此以外,以與例1相同之步驟實施。
相位偏移膜14之層1、層2之成膜條件如下所述。
(RuON膜之成膜條件)
靶:Ru靶
濺鍍氣體:氬氣、O2
及N2
之混合氣體(混合氣體中之氧氣之體積比(O2
/(Ar+O2
+N2
))=0.17,混合氣體中之氮氣之體積比(N2
/(Ar+O2
+N2
))=0.17,氣壓:2.0×10-1
Pa)
每單位靶面積之投入功率密度:7.4 W/cm2
成膜速度:0.20 nm/sec
膜厚:48 nm
(TaON膜之成膜條件)
靶:Ta靶
濺鍍氣體:氬氣、O2
及N2
之混合氣體(混合氣體中之氧氣之體積比(O2
/(Ar+O2
+N2
))=0.4,混合氣體中之氮氣之體積比(N2
/(Ar+O2
+N2
))=0.1,氣壓:2.0×10-1
Pa)
每單位靶面積之投入功率密度:7.4 W/cm2
成膜速度:0.10 nm/sec
膜厚:4 nm
RuON膜之組成比(at%)為Ru:O:N=38:51:11
(Ru:O+N=38:62)。
RuON膜之折射率(n)為0.922,消光係數(k)為0.021。
TaON膜之折射率(n)為0.955,消光係數(k)為0.025。
EUV波長區域之相位差為216度,相對反射率為12.9%。
由於未觀測到源自相位偏移膜(層1(RuON膜)、層2(TaON膜)之結晶峰,故而半高寬FWHM為180°,包含層1(RuON膜)及層2(TaON膜)之相位偏移膜14之結晶結構為非晶質。
相位偏移膜14之層1(RuON膜)及層2(TaON膜)之蝕刻速率未經測定。
(例17)
例17中,於保護膜上,使用反應性濺鍍法形成包含Cr及N之相位偏移膜14之層2(CrN膜),並使用反應性濺鍍法形成包含Ru、O及N之相位偏移膜14之層1(RuON膜),除此以外,以與例1相同之步驟實施。
相位偏移膜14之層2、層1之成膜條件如下所述。
(CrN膜之成膜條件)
靶:Cr靶
濺鍍氣體:氬氣與N2
之混合氣體(混合氣體中之氮氣之體積比(N2
/(Ar+N2
))=0.2,氣壓:2.0×10-1
Pa)
每單位靶面積之投入功率密度:9.9 W/cm2
成膜速度:0.09 nm/sec
膜厚:4 nm
(RuON膜之成膜條件)
靶:Ru靶
濺鍍氣體:氬氣、O2
及N2
之混合氣體(混合氣體中之氧氣之體積比(O2
/(Ar+O2
+N2
))=0.17,混合氣體中之氮氣之體積比(N2
/(Ar+O2
+N2
))=0.17,氣壓:2.0×10-1
Pa)
每單位靶面積之投入功率密度:7.4 W/cm2
成膜速度:0.20 nm/sec
膜厚:48 nm
RuON膜之組成比(at%)為Ru:O:N=38:51:11
(Ru:O+N=38:62)。
RuON膜之折射率(n)為0.922,消光係數(k)為0.021。
CrN膜之折射率(n)為0.928,消光係數(k)為0.039。
EUV波長區域之相位差為216度,相對反射率為13.6%。
源自相位偏移膜(層2(CrN膜)、層1(RuON膜)之結晶峰之半高寬FWHM為3.6°,包含層2(CrN膜)及層1(RuON膜)之相位偏移膜14之結晶結構為非晶質。
相位偏移膜14之層2(CrN膜)及層1(RuON膜)之蝕刻速率未經測定。
(例18)
例18中,於保護膜上使用DC濺鍍法形成包含Ru之相位偏移膜14(Ru膜),除此以外,以與例1相同之步驟實施。相位偏移膜14之成膜條件如下所述。
(Ru膜之成膜條件)
靶:Ru靶
濺鍍氣體:氬氣(氣壓:2.0×10-1
Pa)
每單位靶面積之投入功率密度:7.4 W/cm2
成膜速度:0.14 nm/sec
膜厚:40 nm
源自相位偏移膜(Ru膜)之結晶峰之半高寬FWHM為0.42°,相位偏移膜(Ru膜)之結晶結構為晶質。
EUV波長區域之相位差、及相對反射率未經測定。
相位偏移膜(Ru膜)之蝕刻速率未經測定。
(例19)
例19中,於保護膜上使用反應性濺鍍法形成包含Ru及O之相位偏移膜14(RuO2
膜),除此以外,以與例1相同之步驟實施。相位偏移膜14之成膜條件如下所述。
(RuO2
膜之成膜條件)
靶:Ru靶
氬氣與O2
之混合氣體(混合氣體中之氧氣之體積比(O2
/(Ar+O2
))=0.13,氣壓:2.0×10-1
Pa)
每單位靶面積之投入功率密度:7.4 W/cm2
成膜速度:0.26 nm/sec
膜厚:40 nm
RuO2
膜之組成比(at%)為Ru:O=38:62。
源自相位偏移膜(RuO2
膜)之結晶峰之半高寬FWHM為0.82°,相位偏移膜(RuO2
膜)之結晶結構為晶質。
EUV波長區域之相位差、及相對反射率未經測定。
相位偏移膜(RuO2
膜)之蝕刻速率未經測定。
(例20)
例20中,於保護膜上使用二元濺鍍法形成包含Ru及Cr之相位偏移膜14(RuCr膜),除此以外,以與例1相同之步驟實施。相位偏移膜14之成膜條件如下所述。
(RuCr膜之成膜條件)
靶:Ru靶
Cr靶
濺鍍氣體:氬氣(氣壓:2.0×10-1
Pa)
每單位靶面積之投入功率密度:Ru靶 7.4 W/cm2
Cr靶 4.9 W/cm2
成膜速度:0.21 nm/sec
膜厚:40 nm
RuCr膜之組成比(at%)為Ru:Cr=65:35。
源自相位偏移膜(RuCr膜)之結晶峰之半高寬FWHM為0.34°,相位偏移膜(RuCr膜)之結晶結構為晶質。
EUV波長區域之相位差、及相對反射率未經測定。
相位偏移膜(RuCr膜)之蝕刻速率未經測定。
(例21)
例21中,於保護膜上使用二元濺鍍法形成包含Ru及Re之相位偏移膜14(RuRe膜),除此以外,以與例1相同之步驟實施。相位偏移膜14之成膜條件如下所述。
(RuRe膜之成膜條件)
靶:Ru靶
Re靶
濺鍍氣體:氬氣(氣壓:2.0×10-1
Pa)
每單位靶面積之投入功率密度:Ru靶 7.4 W/cm2
Re靶 7.4 W/cm2
成膜速度:0.25 nm/sec
膜厚:40 nm
RuRe膜之組成比(at%)為Ru:Re=50:50。
源自相位偏移膜(RuRe膜)之結晶峰之半高寬FWHM為0.40°,相位偏移膜(RuRe膜)之結晶結構為晶質。
EUV波長區域之相位差、及相對反射率未經測定。
相位偏移膜(RuRe膜)之蝕刻速率未經測定。
(例22)
例22中,於保護膜上使用反應性濺鍍法形成包含Ru及N之相位偏移膜14(RuN膜),除此以外,以與例1相同之步驟實施。相位偏移膜14之成膜條件如下所述。
(RuN膜之成膜條件)
靶:Ru靶
濺鍍氣體:氬氣與N2
之混合氣體(混合氣體中之氮氣之體積比(N2
/(Ar+N2
))=0.2,氣壓:2.0×10-1
Pa)
每單位靶面積之投入功率密度:7.4 W/cm2
成膜速度:0.07 nm/sec
膜厚:40 nm
RuN膜之組成比(at%)為Ru:N=99:1。
源自相位偏移膜(RuN膜)之結晶峰之半高寬FWHM為0.72°,相位偏移膜(RuN膜)之結晶結構為晶質。
EUV波長區域之相位差、及相對反射率未經測定。
相位偏移膜(RuN膜)之蝕刻速率未經測定。
(例23)
例23中,於保護膜上使用反應性濺鍍法形成包含Ru、Re及N之相位偏移膜14(RuReN膜),除此以外,以與例1相同之步驟實施。相位偏移膜14之成膜條件如下所述。
(RuReN膜之成膜條件)
靶:Ru靶
Re靶
濺鍍氣體:氬氣與N2
之混合氣體(混合氣體中之氮氣之體積比(N2
/(Ar+N2
))=0.04,氣壓:3.0×10-1
Pa)
每單位靶面積之投入功率密度:Ru靶 7.4 W/cm2
Re靶 7.4 W/cm2
成膜速度:0.32 nm/sec
膜厚:40 nm
RuReN膜之組成比(at%)為Ru:Re:N=41:58:1
(Ru+Re:N=99:1,Re/Ru=0.7)。
源自相位偏移膜(RuReN膜)之結晶峰之半高寬FWHM為0.4°,相位偏移膜(RuReN膜)之結晶結構為晶質。
EUV波長區域之相位差、及相對反射率未經測定。
相位偏移膜(RuReN膜)之蝕刻速率未經測定。
(例24)
例24中,於保護膜上使用反應性濺鍍法形成包含Ru、Cr及N之相位偏移膜14(RuCrN膜),除此以外,以與例1相同之步驟實施。相位偏移膜14之成膜條件如下所述。
(RuCrN膜之成膜條件)
靶:Ru靶
Cr靶
濺鍍氣體:氬氣與N2
之混合氣體(混合氣體中之氮氣之體積比(N2
/(Ar+N2
))=0.09,氣壓:2.0×10-1
Pa)
每單位靶面積之投入功率密度:Ru靶 7.4 W/cm2
Cr靶 7.4 W/cm2
成膜速度:0.24 nm/sec
膜厚:40 nm
RuCrN膜之組成比(at%)為Ru:Cr:N=61:31:8。
源自相位偏移膜(RuCrN膜)之結晶峰之半高寬FWHM為0.52°,相位偏移膜(RuCrN膜)之結晶結構為晶質。
EUV波長區域之相位差、及相對反射率未經測定。
相位偏移膜(RuCrN膜)之蝕刻速率未經測定。
(參考例)
參考例中,於Si晶圓上,使用反應性濺鍍法形成包含Ru及O、或Ru、O及N之相位偏移膜14之層1(RuOx
膜或RuOx
N膜)。相位偏移膜14之層1之成膜條件如下所述。再者,以範圍表示混合氣體中之氧氣之體積比之目的在於:在混合氣體中之氧氣之體積比不同之條件下製作複數個樣品。
(RuOx
膜之成膜條件)
靶:Ru靶
氬氣與O2
之混合氣體(混合氣體中之氧氣之體積比(O2
/(Ar+O2
))=0.03~0.17,氣壓:2.0×10-1
Pa)
每單位靶面積之投入功率密度:7.4 W/cm2
成膜速度:0.13~0.30 nm/sec
膜厚:40 nm
(RuOx
N膜之成膜條件)
靶:Ru靶
氬氣、N2
及O2
之混合氣體(混合氣體中之氮氣之體積比(N2
/(Ar+O2
+N2
))=0.2,混合氣體中之氧氣之體積比(O2
/(Ar+O2
+N2
))=0.026~0.17,氣壓:2.0×10-1
Pa)
輸入功率:150 W
成膜速度:0.13~0.30 nm/sec
膜厚:40 nm
使用原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope)測定相位偏移膜14(RuOx
膜、RuOx
N膜)表面之表面粗糙度(RMS)。又,亦可根據JIS-B0601-2001測定表面粗糙度(RMS)。
圖8係表示參考例中之半高寬FWHM(°)與相位偏移膜之表面粗糙度RMS(nm)之關係的圖。
由圖8可知,無論是RuOx
膜還是RuOx
N膜,當相位偏移膜14之半高寬FWHM為1.0°以上時,相位偏移膜14表面之表面粗糙度(RMS)成為0.3 nm以下。
詳細且參照特定之實施方式對本發明進行了說明,但業者知悉可於不脫離本發明之精神與範圍之範圍內加以各種變更或修正。
本申請案係基於2020年7月28日提出申請之日本專利申請案2020-127311,並將其內容以參照之方式併入本文中。
1a:EUV光罩基底
1b:EUV光罩基底
2:EUV光罩
11:基板
12:多層反射膜
13:保護膜
14:相位偏移膜
15:蝕刻遮罩膜
30:抗蝕膜
140:相位偏移膜圖案
150:蝕刻遮罩膜圖案
300:抗蝕圖案
圖1係表示本發明之EUV光罩基底之一實施方式的概略剖視圖。
圖2係表示本發明之EUV光罩基底之另一實施方式的概略剖視圖。
圖3係表示本發明之EUV光罩之一實施方式的概略剖視圖。
圖4係表示於圖2所示之EUV光罩基底1b上形成圖案之步驟之圖,於EUV光罩基底1b之蝕刻遮罩膜15上形成有抗蝕膜30。
圖5係表示圖4後之步驟之圖,於抗蝕膜30上形成有抗蝕圖案300。
圖6係表示圖5後之步驟之圖,於蝕刻遮罩膜15上形成有蝕刻遮罩膜圖案150。
圖7係表示圖6後之步驟之圖,於相位偏移膜14上形成有相位偏移膜圖案140。
圖8係表示參考例中之相位偏移膜之半高寬FWHM與表面粗糙度RMS之關係的圖。
1a:EUV光罩基底
11:基板
12:多層反射膜
13:保護膜
14:相位偏移膜
Claims (18)
- 一種EUV微影用反射型光罩基底,其特徵在於:其係於基板上依序形成有將EUV光反射之多層反射膜、及使EUV光之相位偏移之相位偏移膜者,且 上述相位偏移膜具有層1,該層1包含釕(Ru)、以及選自由氧(O)及氮(N)所組成之群中之至少一者; 利用面外XRD法,於2θ:20°~50°觀測到之源自上述相位偏移膜之繞射峰中,強度最高之峰之半高寬FWHM為1.0°以上。
- 如請求項1之EUV微影用反射型光罩基底,其中上述層1以40~99 at%之範圍包含Ru,以1~60 at%之範圍包含O,或者,以30~98 at%之範圍包含Ru,以1~69 at%之範圍包含O,以1~69 at%之範圍包含N。
- 如請求項1之EUV微影用反射型光罩基底,其中上述層1以30~98 at%之範圍包含Ru,以2~70 at%之範圍包含N。
- 如請求項2之EUV微影用反射型光罩基底,其中上述層1進而以Ru與X之組成比(at%)(Ru:X)為20:1~1:5之範圍包含選自由鉻(Cr)、鉭(Ta)、鈦(Ti)、錸(Re)、鎢(W)、鉍(Bi)、錳(Mn)、鉑(Pt)、銅(Cu)、銥(Ir)及釩(V)所組成之群中之至少一種元素(X),且以40~99 at%之範圍包含Ru及X之合計(Ru+X),以1~60 at%之範圍包含O,或者,以30~98 at%之範圍包含Ru及X之合計(Ru+X),以1~69 at%之範圍包含O,以1~69 at%之範圍包含N。
- 如請求項3之EUV微影用反射型光罩基底,其中上述層1進而以Ru與X之組成比(at%)(Ru:X)為20:1~1:5之範圍包含選自由Cr、Ta、Ti、Re、W、Bi、Mn、Pt、Cu、Ir及V所組成之群中之至少一種元素(X),且以30~90 at%之範圍包含Ru及X之合計(Ru+X),以10~70 at%之範圍包含N。
- 如請求項1至5中任一項之EUV微影用反射型光罩基底,其中上述相位偏移膜進而具有層2,該層2包含選自由Cr、Ta、Ti、Re、W、Bi、Mn、Pt、Cu、Ir及V所組成之群中之至少一種元素(X)。
- 如請求項6之EUV微影用反射型光罩基底,其中上述層2進而包含選自由O、N、硼(B)及碳(C)所組成之群中之至少一種元素。
- 如請求項1至7中任一項之EUV微影用反射型光罩基底,其中上述相位偏移膜之膜厚為20 nm~60 nm。
- 如請求項1至8中任一項之EUV微影用反射型光罩基底,其中上述層1之厚度為10 nm以上。
- 如請求項1至9中任一項之EUV微影用反射型光罩基底,其中來自上述多層反射膜之EUV光之反射光與來自上述相位偏移膜之EUV光之反射光的相位差為150度~250度,且上述相位偏移膜表面之EUV光線反射率與上述多層反射膜表面之EUV光線反射率的相對反射率((相位偏移膜表面之EUV光線反射率/多層反射膜表面之EUV光線反射率)×100)為2%~37%。
- 如請求項1至10中任一項之EUV微影用反射型光罩基底,其中於上述多層反射膜與上述相位偏移膜之間形成有上述多層反射膜之保護膜。
- 如請求項11之EUV微影用反射型光罩基底,其中上述保護膜包含選自由Ru、鈀(Pd)、Ir、銠(Rh)、Pt、鋯(Zr)、鈮(Nb)、Ta、Ti及矽(Si)所組成之群中之至少一種元素。
- 如請求項12之EUV微影用反射型光罩基底,其中上述保護膜進一步進而包含選自由O、N、及B所組成之群中之至少一種元素。
- 如請求項1至13中任一項之EUV微影用反射型光罩基底,其中於上述相位偏移膜上具有蝕刻遮罩膜,上述蝕刻遮罩膜包含選自由Nb、Ti、鉬(Mo)、Ta及Si所組成之群中之至少一種元素。
- 如請求項14之EUV微影用反射型光罩基底,其中上述蝕刻遮罩膜進一步進而包含選自由O、N、及B所組成之群中之至少一種元素。
- 一種EUV微影用反射型光罩,其係於如請求項1至15中任一項之EUV微影用反射型光罩基底之上述相位偏移膜上形成有圖案。
- 一種EUV微影用反射型光罩基底之製造方法,其特徵在於包括以下步驟: 於基板上形成將EUV光反射之多層反射膜; 於上述多層反射膜上形成使EUV光之相位偏移之相位偏移膜;及 於上述相位偏移膜上形成蝕刻遮罩膜;且 上述相位偏移膜具有層1,該層1包含釕(Ru)、以及選自由氧(O)及氮(N)所組成之群中之至少一者; 利用面外XRD法,於2θ:20°~50°觀測到之源自相位偏移膜之繞射峰中,強度最高之峰之半高寬FWHM為1.0°以上, 上述蝕刻遮罩膜可藉由使用酸或鹼之洗淨而去除。
- 一種EUV微影用反射型光罩之製造方法,其特徵在於:對藉由如請求項17之EUV微影用反射型光罩基底之製造方法所製造之EUV微影用反射型光罩基底中之相位偏移膜進行圖案化而形成圖案。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020127311A JP7318607B2 (ja) | 2020-07-28 | 2020-07-28 | 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 |
JP2020-127311 | 2020-07-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202208975A true TW202208975A (zh) | 2022-03-01 |
Family
ID=80003077
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW110127383A TW202208975A (zh) | 2020-07-28 | 2021-07-26 | Euv微影用反射型光罩基底、euv微影用反射型光罩、及該等之製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US11822229B2 (zh) |
JP (2) | JP7318607B2 (zh) |
KR (1) | KR20220014300A (zh) |
TW (1) | TW202208975A (zh) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102645567B1 (ko) * | 2021-02-16 | 2024-03-11 | 에이지씨 가부시키가이샤 | Euv 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크, euv 리소그래피용 반사형 마스크 및 그것들의 제조 방법 |
KR20240008979A (ko) * | 2021-12-13 | 2024-01-19 | 에이지씨 가부시키가이샤 | 반사형 마스크 블랭크, 반사형 마스크, 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법 및 반사형 마스크의 제조 방법 |
WO2023199888A1 (ja) * | 2022-04-15 | 2023-10-19 | 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 |
WO2024009809A1 (ja) * | 2022-07-05 | 2024-01-11 | 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、および反射型マスクの製造方法 |
JP7392236B1 (ja) | 2022-07-05 | 2023-12-06 | 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、および反射型マスクの製造方法 |
WO2024029410A1 (ja) * | 2022-08-03 | 2024-02-08 | Agc株式会社 | 反射型マスクブランク及び反射型マスク |
WO2024034439A1 (ja) * | 2022-08-09 | 2024-02-15 | Agc株式会社 | Euvリソグラフィ用反射型マスクブランク及びその製造方法、並びに、euvリソグラフィ用反射型マスク及びその製造方法 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000075727A2 (en) | 1999-06-07 | 2000-12-14 | The Regents Of The University Of California | Coatings on reflective mask substrates |
WO2008093534A1 (ja) * | 2007-01-31 | 2008-08-07 | Asahi Glass Company, Limited | Euvリソグラフィ用反射型マスクブランク |
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 |
JP5590113B2 (ja) * | 2010-03-02 | 2014-09-17 | 旭硝子株式会社 | Euvリソグラフィ用反射型マスクブランクおよびその製造方法 |
JP6381921B2 (ja) | 2014-01-30 | 2018-08-29 | Hoya株式会社 | 反射型マスクブランク、反射型マスクの製造方法、及び半導体装置の製造方法 |
US9551924B2 (en) * | 2015-02-12 | 2017-01-24 | International Business Machines Corporation | Structure and method for fixing phase effects on EUV mask |
SG11201906154PA (en) * | 2017-01-17 | 2019-08-27 | Hoya Corp | Substrate with conductive film, substrate with multilayer reflective film, reflective mask blank, reflective mask and method for manufacturing semiconductor device |
US11150550B2 (en) * | 2017-08-10 | 2021-10-19 | AGC Inc. | Reflective mask blank and reflective mask |
SG11202002853TA (en) * | 2017-10-17 | 2020-05-28 | Hoya Corp | Substrate with a multilayer reflective film, reflective mask blank, reflective mask and method of manufacturing semiconductor device |
TWI811369B (zh) | 2018-05-25 | 2023-08-11 | 日商Hoya股份有限公司 | 反射型光罩基底、反射型光罩、以及反射型光罩及半導體裝置之製造方法 |
KR20210014619A (ko) * | 2018-05-25 | 2021-02-09 | 호야 가부시키가이샤 | 반사형 마스크 블랭크, 반사형 마스크 및 그 제조 방법, 그리고 반도체 장치의 제조 방법 |
JP7250511B2 (ja) * | 2018-12-27 | 2023-04-03 | 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 |
US20210096456A1 (en) * | 2019-09-30 | 2021-04-01 | Hoya Corporation | Multilayered-reflective-film-provided substrate, reflective mask blank, reflective mask, method of manufacturing reflective mask, and method of manufacturing semiconductor device |
JP6929340B2 (ja) * | 2019-11-21 | 2021-09-01 | Hoya株式会社 | 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 |
JP6929983B1 (ja) * | 2020-03-10 | 2021-09-01 | Hoya株式会社 | 反射型マスクブランクおよび反射型マスク、並びに半導体デバイスの製造方法 |
-
2020
- 2020-07-28 JP JP2020127311A patent/JP7318607B2/ja active Active
-
2021
- 2021-07-22 KR KR1020210096363A patent/KR20220014300A/ko unknown
- 2021-07-22 US US17/382,755 patent/US11822229B2/en active Active
- 2021-07-26 TW TW110127383A patent/TW202208975A/zh unknown
-
2023
- 2023-07-18 JP JP2023116608A patent/JP2023134697A/ja active Pending
- 2023-10-17 US US18/380,956 patent/US20240045319A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7318607B2 (ja) | 2023-08-01 |
KR20220014300A (ko) | 2022-02-04 |
US20220035234A1 (en) | 2022-02-03 |
US11822229B2 (en) | 2023-11-21 |
US20240045319A1 (en) | 2024-02-08 |
JP2022024617A (ja) | 2022-02-09 |
JP2023134697A (ja) | 2023-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11815807B2 (en) | Reflective mask blank, reflective mask, method of manufacturing reflective mask, and method of manufacturing semiconductor device | |
US11815806B2 (en) | Reflective mask blank, reflective mask and manufacturing method thereof, and semiconductor device manufacturing method | |
TW202208975A (zh) | Euv微影用反射型光罩基底、euv微影用反射型光罩、及該等之製造方法 | |
JP5971122B2 (ja) | Euvリソグラフィ用反射型マスクブランク | |
US20220299862A1 (en) | Reflective mask blank for euv lithography, reflective mask for euv lithography, and method for manufacturing mask blank and mask | |
JP7204496B2 (ja) | 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスクの製造方法、及び表示装置の製造方法 | |
TWI830018B (zh) | Euv微影用反射型光罩基底 | |
US20220091498A1 (en) | Reflection-type mask blank, reflection-type mask and method for manufacturing same, and method for manufacturing semiconductor device | |
KR20190103001A (ko) | 위상 시프트 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크의 제조 방법, 및 표시 장치의 제조 방법 | |
WO2022118762A1 (ja) | 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 | |
KR20210062012A (ko) | 마스크 블랭크, 전사용 마스크 및 반도체 디바이스의 제조 방법 | |
JP7258717B2 (ja) | フォトマスクブランク、フォトマスクブランクの製造方法、フォトマスクの製造方法及び表示装置の製造方法 | |
JP7260078B2 (ja) | 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 | |
JP7254470B2 (ja) | 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスクの製造方法、及び表示装置の製造方法 | |
TWI835798B (zh) | 反射型光罩基底、反射型光罩及其製造方法、以及半導體裝置之製造方法 | |
JP2023070977A (ja) | マスクブランク、転写用マスク及び半導体デバイスの製造方法 |