TW202234142A

TW202234142A - 反射型空白光罩及反射型光罩

Info

Publication number: TW202234142A
Application number: TW111101069A
Authority: TW
Inventors: 中野秀亮; 合田步美; 市川顯二郎; 山形悠斗
Original assignee: 日商凸版印刷股份有限公司
Priority date: 2021-01-12
Filing date: 2022-01-11
Publication date: 2022-09-01
Also published as: KR20230128018A; JP2022108203A; CN116724141A; US20240077796A1; WO2022153657A1; EP4279990A1

Abstract

本發明提供一種反射型空白光罩，其能夠抑制或減輕以極紫外區域的波長之光為光源的圖案化轉印用的反射型光罩的陰影效應，且充分具有曝光時的耐熱性。作成具有基板1、形成在基板1上的包含多層膜的反射層2、和形成在反射層2上的吸收層4的構成。然後，使吸收層4含有合計50原子%以上的銦(In)和氮(N)。此外，使吸收層4中的氮(N)對銦(In)的原子數比(N/In)為0.5以上1.5以下。另外，使吸收層4的層厚為17nm以上45nm以下。

Description

反射型空白光罩及反射型光罩

本發明係關於在以紫外區域的光為光源的微影法中使用的反射型光罩、及用以製作其的反射型空白光罩。

於半導體裝置的製程中，隨著半導體裝置的微細化，對光微影技術的微細化的要求升高。光微影法中之轉印圖案的最小解像尺寸係大幅地取決於曝光光源的波長，波長越短越能縮小最小解像尺寸。因此，曝光光源正從以往的波長193nm的ArF準分子雷射光替換成波長13.5nm的EUV(Extreme Ultra Violet：極紫外線)區域的光。

EUV區域的光會被幾乎所有的物質高比率地吸收，因此就EUV曝光用的光罩(EUV遮罩)而言，係使用反射型的光罩(例如，參照專利文獻1)。專利文獻1中揭示藉由下述方式所得到的EUV光罩：在玻璃基板上形成包含交替積層鉬(Mo)層及矽(Si)層而成之多層反射膜的反射層，在其上形成以鉭(Ta)為主要成分之光吸收層，在此光吸收層形成遮罩圖案。

此外，EUV微影法係如前所述，由於不能使用利用光的透射的折射光學系統，因此曝光機的光學系統構件亦非透鏡，而是反射型(鏡子)。因此，有不能將朝向反射型光罩(EUV遮罩)的入射光和反射光設計為在同軸上的問題，通常在EUV微影法採用以下的手法：將光軸從EUV光罩的垂直方向傾斜6度而入射，且將以負6度的角度反射的反射光導向半導體基板。

如此地，在EUV微影法由於透過鏡子而將光軸傾斜，因此會有入射至EUV遮罩的EUV光造成EUV遮罩的遮罩圖案(經圖案化的吸收層)的陰影之所謂的「陰影效應」發生的可能性。

在現有的EUV空白遮罩，係使用層厚60nm～90nm之以鉭(Ta)為主要成分的膜作為光吸收層。在以使用此空白遮罩製作的EUV遮罩來進行圖案轉印的曝光之情形，會依據EUV光的入射方向與遮罩圖案的朝向的關係，而有在成為遮罩圖案的陰影的邊緣部分引起對比度降低的可能性。伴隨於此，而發生半導體基板上的轉印圖案之線緣粗度(line edge roughness)的增加、或線寬無法形成為目標尺寸等的問題，會發生轉印性能惡化。

於是，檢討了將光吸收層從鉭(Ta)變更為對EUV光的吸收性(消光係數)高的材料。然而，依據反射型空白遮罩的光吸收層所使用的材料，會有耐不住EUV曝光時的熱，而無法穩定地維持所形成的轉印圖案(遮罩圖案)，結果轉印性惡化的可能性。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2011-176162號公報

[發明欲解決之課題]

本發明之目的在於提供一種反射型空白光罩及反射型光罩，該反射型空白光罩可抑制或減輕以極紫外區域的波長的光為光源的圖案化轉印用的反射型光罩的陰影效應，且充分具有曝光時的耐熱性。 [用以解決課題之手段]

為了解決上述課題，而本發明之一態樣的反射型空白光罩係用以製作以極紫外線為光源的圖案轉印用的反射型光罩之反射型空白光罩，其特徵為具有基板、形成在基板上的包含多層膜的反射層、和形成在反射層上的吸收層，吸收層含有合計50原子%以上的銦(In)和氮(N)，吸收層中的氮(N)對銦(In)的原子數比(N/In)為0.5以上1.5以下，吸收層的層厚為17nm以上45nm以下。

此外，吸收層可以進一步含有從包含鉭(Ta)、鉑(Pt)、碲(Te)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鈦(Ti)、鎢(W)、矽(Si)、鉻(Cr)、鎵(Ga)、鉬(Mo)、錫(Sn)、鈀(Pd)、鎳(Ni)、硼(B)、氟(F)、氧(O)、碳(C)及氫(H)之群組所選出的一種以上的元素。

此外，其特徵為在反射層與吸收層之間包含覆蓋層。

此外，本發明之一態樣的反射型光罩係以極紫外線為光源的圖案轉印用的反射型光罩，其特徵為具有基板、形成在基板上的包含多層膜的反射層、和形成在反射層上的吸收圖案層，吸收圖案層含有合計50原子%以上的銦(In)和氮(N)，吸收圖案層中的氮(N)對銦(In)的原子數比(N/In)為0.5以上1.5以下，吸收圖案層的層厚為17nm以上45nm以下。

此外，吸收圖案層可以進一步含有從包含鉭(Ta)、鉑(Pt)、碲(Te)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鈦(Ti)、鎢(W)、矽(Si)、鉻(Cr)、鎵(Ga)、鉬(Mo)、錫(Sn)、鈀(Pd)、鎳(Ni)、硼(B)、氟(F)、氧(O)、碳(C)及氫(H)之群組所選出的一種以上的元素。 [發明之效果]

若根據本發明之一態樣，則能夠期待一種反射型光罩，其係於以極紫外區域的波長的光為光源的圖案化中對半導體基板的轉印性能提升，且具有曝光時的耐熱性。即，若為本發明之一態樣的反射型空白光罩及反射型光罩，則會抑制或減輕以極紫外區域的波長的光為光源的圖案化轉印用的反射型光罩之陰影效應，且對EUV光照射也充分具有耐性。

[用以實施發明的形態]

以下，針對本發明之實施形態，一邊參照圖式一邊進行說明，但本發明不限於以下所示的實施形態。在以下所示的實施形態，係為了實施本發明而在技術上作出較佳的限定，但此限定並非本發明之必要條件。

圖1係顯示本發明之實施形態的反射型空白光罩10之構造的概略剖面圖。此外，圖2係顯示本發明之實施形態的反射型光罩20之構造的概略剖面圖。此處，圖2所示的本發明之實施形態的反射型光罩20，係將圖1所示的本發明之實施形態的反射型空白光罩10的吸收層4進行圖案化而形成者。

(整體構造) 如圖1所示，本發明之實施形態的反射型空白光罩10具備基板1、形成在基板1上的反射層2、形成在反射層2上的覆蓋層(capping layer)3、和形成在覆蓋層3上的吸收層4。

(基板) 於本發明之實施形態的基板1，係例如能夠使用平坦的Si基板、合成石英基板等。此外，於基板1能夠使用添加了鈦的低熱膨脹玻璃，但若為熱膨脹率小的材料，則本發明不限於此等。

(反射層) 本發明之實施形態的反射層2，若為會反射為曝光光之EUV光(極紫外光)者即可，可以是由對EUV光的折射率差異甚大的材料之組合所形成的多層反射膜。包含多層反射膜的反射層2，係例如可以是將Mo(鉬)和Si(矽)、或Mo(鉬)和Be(鈹)等之組合的層藉由重複積層40周期左右而形成者。

(覆蓋層) 本發明之實施形態的覆蓋層3，係以對於在吸收層4形成轉印圖案(遮罩圖案)之際所進行的乾式蝕刻具有耐性的材質形成，在蝕刻吸收層4之際，會發揮作為防止對反射層2造成損傷的蝕刻阻擋物的功能。覆蓋層3係例如以Ru(釕)形成。此處，依據反射層2的材質或蝕刻條件，而覆蓋層3即使並未形成也無妨。此外，雖未圖示，但能夠在基板1之未形成反射層2的面形成背面導電膜。背面導電膜，係用以在將反射型光罩20設置於曝光機時利用靜電吸盤(chuck)的原理而進行固定的膜。

(吸收層) 如圖2所示，藉由將反射型空白光罩10的吸收層4的一部分除去，即藉由將吸收層4進行圖案化，而形成反射型光罩20的吸收圖案(吸收圖案層)41。在EUV微影法中，EUV光係傾斜地入射，在反射層2被反射，但因吸收圖案層41妨礙光路的陰影效應，而對晶圓(半導體基板)上的轉印性能可能會惡化。此轉印性能的惡化會因使吸收EUV光的吸收層4的厚度變薄而減少。為了使吸收層4的厚度變薄，而較佳為應用對EUV光的吸收性比以往的材料高的材料，即對波長13.5nm的消光係數k高的材料。

圖3係顯示各金屬材料對EUV光的波長13.5nm之光學常數的圖表。圖3的橫軸表示折射率n，縱軸表示消光係數k。為以往的吸收層4之主要材料的鉭(Ta)的消光係數k為0.041。若為具有比其大的消光係數k之化合物材料，則相較於以往而能夠使吸收層4的厚度變薄。若消光係數k為0.06以上，則能夠使吸收層4的厚度充分變薄，可減少陰影效應。

就滿足如上述之光學常數(nk值)的材料而言，如圖3所示，例如有銀(Ag)、鉑(Pt)、銦(In)、鈷(Co)、錫(Sn)、鎳(Ni)、碲(Te)。然而，這些金屬材料有所謂元素的鹵化物的揮發性低而乾式蝕刻性差的問題。因此，即使製作出具備以這些金屬材料所形成的吸收層之反射型空白光罩，也無法在此吸收層將吸收層圖案進行圖案化，其結果會發生所謂無法將此反射型空白光罩加工為反射型光罩的問題。或者是，由於這些金屬材料的熔點低，因此耐不住反射型光罩製作時或EUV曝光時的熱，而發生所謂成為缺乏實用性的反射型光罩的問題。

為了迴避上述的缺點，本發明之反射型空白光罩及反射型光罩的吸收層具有為銦的氮化物之InN。In單體係熔點為157℃附近，比反射型光罩製作時或EUV曝光時的熱的溫度還低，於熱穩定性上有問題。另一方面，氧化物InO膜的熔點雖在800℃以上而夠高，但藉由作成氮化物而能夠作成1100℃以上。因此，InN膜對於反射型光罩製作時或EUV曝光時的熱具有充分的耐性。

此外，InN膜雖化學性穩定，但可以進行使用氯系氣體的乾式蝕刻，因此能夠將反射型空白光罩加工為反射型光罩。這是因為為In和氯(Cl)的化合物之InCl ₃的揮發性比圖3所示的In以外的高吸收材料高。

用以形成吸收層4之包含銦(In)及氮(N)的材料，較佳為氮(N)對銦(In)的原子數比(N/In)為0.5以上1.5以下。藉由構成吸收層4的材料中的銦(In)和氮(N)的原子數比為0.5以上，而能夠賦予充分的耐熱性。又，因為氮(N)對銦(In)的原子數比超過1.5的膜能夠確認到無法成膜，因此將其設為上限。此外，原子數比(N/In)由於在1.0時在理想配比上為穩定，因此0.7以上1.2以下的範圍內為更佳，0.8以上1.0以下的範圍內為進一步較佳。

此外，構成吸收層4的材料較佳為含有合計50原子%以上的銦(In)及氮(N)。這是因為若吸收層4中包含銦(In)和氮(N)以外的成分，則會有EUV光吸收性和耐熱性一起降低的可能性，但若銦(In)和氮(N)以外的成分小於50原子%，則EUV光吸收性和耐熱性的降低極輕微，幾乎沒有作為EUV遮罩的吸收層4之性能的降低。

作為銦(In)和氮(N)以外的材料，例如可以是Ta、Pt、Te、Zr、Hf、Ti、W、Si、Cr、Ga、Mo、Sn、Pd、Ni、B、F、O、C、H混合。即，吸收層4除了銦(In)和氮(N)之外，還可以進一步含有從包含Ta、Pt、Te、Zr、Hf、Ti、W、Si、Cr、Ga、Mo、Sn、Pd、Ni、B、F、O、C、及H之群組所選出的一種以上的元素。

例如，能夠藉由將Ta、Pt、Te、Sn、Pd、Ni混合於吸收層4，而一邊確保對EUV光的高吸收性，一邊對膜(吸收層4)賦予導電性。因此，能夠在使用波長190～260nm的DUV(Deep Ultra Violet)光的遮罩圖案檢查中提高檢查性。或者是，將Ga、Hf、Zr、Mo、Cr、F混合於吸收層4之情形，可以使膜質更成為非晶質。因此，能夠使乾式蝕刻後的吸收層圖案(遮罩圖案)的粗度或面內尺寸均勻性、或者是轉印像的面內均勻性提高。此外，將Ti、W、Si混合於吸收層4之情形，能夠提高對清洗的耐性。

此外，吸收層4及吸收圖案層41中之從包含Ta、Pt、Te、Zr、Hf、Ti、W、Si、Cr、Ga、Mo、Sn、Pd、Ni、B、F、O、C及H之群組所選出的一種以上的元素的含量，係相對於構成吸收層4的合計原子數、或者是構成吸收圖案層41的合計原子數，而更佳為5原子%以上35原子%以下的範圍內，進一步較佳為10原子%以上30原子%以下的範圍內。

又，圖1及圖2中顯示單層的吸收層4，但本發明之實施形態的吸收層4不限於此。本發明之實施形態的吸收層4，係例如可為一層以上的吸收層，即複數層的吸收層。

以往的EUV反射型光罩的吸收層4中，係如上所述地應用以Ta為主要成分的化合物材料。此情形，要在為表示吸收層4和反射層2的光強度的對比度的指標之光學濃度OD(式1)得到1以上，則吸收層4的膜厚必須是40nm以上，要在OD得到2以上，則吸收層4的膜厚必須是70nm以上。Ta的消光係數k為0.041，但藉由將消光係數k為0.06以上之包含銦(In)和氮(N)的化合物材料應用於吸收層4，而若依比爾定律，OD至少為1以上，則能夠將吸收層4的膜厚薄膜化至17nm為止，若OD為2以上，則可以使吸收層4的膜厚成為45nm以下。但是，若吸收層4的膜厚超過45nm，則陰影效應就會與以往之由以Ta為主要成分的化合物材料所形成的膜厚60nm的吸收層4成為同等程度。 OD=-log(Ra/Rm)…(式1) 此處，Ra表示吸收圖案層(吸收層)的反射率(光強度)，Rm表示未形成吸收圖案層的反射部(反射層(覆蓋層存在之情形為反射層+覆蓋層))中之反射率。

因此，本發明之實施形態的吸收層4的膜厚較佳為17nm以上45nm以下。即，若吸收層4的膜厚為17nm以上45nm以下的範圍內，則相較於由以Ta為主要成分的化合物材料所形成之以往的吸收層4，可充分地減少陰影效應，轉印性能提高。又，光學濃度(OD：Optical Density)值為吸收層4和反射層2的對比度，在OD值小於1的情形，無法得到充分的對比度，有轉印性能降低的傾向。此外，上述的「主要成分」係指所包含之相對於吸收層整體的原子數而為50原子%以上的成分。

以下，針對本發明之反射型空白光罩及反射型光罩的實施例進行說明。

[實施例1] 首先，針對反射型空白光罩10的製作方法，使用圖4進行說明。在實施例1中，首先，如圖4所示，準備具有低熱膨脹特性的合成石英的基板11。然後，將積層40片以矽(Si)和鉬(Mo)為一對的積層膜而形成的反射層12成膜在所準備的基板11上。此外，反射層12的層厚設為280nm。然後，將覆蓋層13作為中間膜而成膜在所形成的反射層12上。採用釕(Ru)作為覆蓋層13的材料。此外，覆蓋層13的層厚設為3.5nm。

然後，將包含合計100原子%的銦(In)和氮(N)的吸收層14成膜在覆蓋層13上。此處，以XPS(X線光電子分光法)測定的結果，吸收層14的銦(In)和氮(N)的原子數比率(N/In)為1.0(=1:1)。此外，以XRD(X線繞射裝置)測定的結果，吸收層14的結晶性，雖可見些微結晶性，但仍為非晶質。此外，吸收層14的層厚設為33nm。然後，以氮化鉻(CrN)將背面導電膜15成膜在基板11之與形成有反射層12的面為相反側的面。背面導電膜15的層厚設為100nm。

依以上的操作順序，製作實施例1的反射型空白光罩100。又，各膜(反射層12、覆蓋層13、吸收層14)往基板11上的成膜(各層的形成)係使用多元濺鍍裝置來進行。各膜的膜厚係以濺鍍時間控制。吸收層14係利用反應性濺鍍法而控制在濺鍍中導入腔室的氧量，藉此以N/In比成為1.0的方式成膜。

接著，針對反射型光罩200的製作方法，使用圖5～圖8進行說明。如圖5所示，首先，在反射型空白光罩100的吸收層14上，以旋轉塗布機塗布正型化學增幅型阻劑(SEBP9012：信越化學公司製)。正型化學增幅型阻劑的層厚設為120nm。然後，將所塗布的正型化學增幅型阻劑在110℃下烘烤10分鐘，形成阻劑膜16。然後，使用電子線描繪機(JBX3030：日本電子公司製)來對阻劑膜16描繪既定的圖案。然後，在進行110℃、10分鐘的預烘烤處理後，使用噴灑顯影機(SFG3000：Sigmameltec公司製)進行顯影處理。藉此，如圖6所示，形成阻劑圖案16a。

然後，以阻劑圖案16a為蝕刻遮罩，藉由以氯系氣體為主體的乾式蝕刻，而對吸收層14進行遮罩圖案的圖案化。藉此，而如圖7所示，在吸收層14形成吸收圖案(吸收圖案層)141。然後，將阻劑圖案16a剝離，如圖8所示，製作實施例1的反射型光罩200。

在本實施例中，形成在吸收層14的吸收圖案層141，係在轉印評價用的反射型光罩200上，包含線寬64nmLS(線條和間隔(line-and-space))圖案、使用AFM的吸收層的膜厚測定用的線寬200nmLS圖案、EUV反射率測定用的4mm見方的吸收層除去部。在本實施例中，係將線寬64nmLS圖案，如圖9所示，在x方向和y方向上分別進行設計，使由EUV照射所產生的陰影效應的影響可容易看到。又，吸收層14的層厚係藉由透射電子顯微鏡進行測定。此外，在以下的實施例2～5及比較例1～7中也同樣地進行測定。

[實施例2] 在實施例2中，作為吸收層14而成膜如下的層：銦(In)和氮(N)的原子數比率(N/In)為1.0，銦(In)和氮(N)的合計含量為吸收層14整體的70原子%，剩下的30原子%為Ga。此外，使吸收層14的層厚為33nm。除此之外，係與實施例1同樣地製作實施例2的反射型空白光罩100及反射型光罩200。

[實施例3] 在實施例3中，作為吸收層14而成膜如下的層：銦(In)和氮(N)的原子數比率(N/In)為1.0，銦(In)和氮(N)的合計含量為吸收層14整體的70原子%，剩下的30原子%為Ta。此外，使吸收層14的層厚為33nm。除此之外，係與實施例1同樣地製作實施例3的反射型空白光罩100及反射型光罩200。

[實施例4] 在實施例4中，作為吸收層14而成膜如下的層：銦(In)和氮(N)的原子數比率(N/In)為0.5，銦(In)和氮(N)的合計含量為吸收層14整體的100原子%。此外，使吸收層14的層厚為33nm。除此之外，係與實施例1同樣地製作實施例4的反射型空白光罩100及反射型光罩200。

[實施例5] 在實施例5中，作為吸收層14而成膜如下的層：銦(In)和氮(N)的原子數比率(N/In)為1.5，銦(In)和氮(N)的合計含量為吸收層14整體的100原子%。此外，使吸收層14的層厚為33nm。除此之外，係與實施例1同樣地製作實施例5的反射型空白光罩100及反射型光罩200。

[比較例1] 在比較例1中，作為吸收層14而成膜如下的層：銦(In)和氮(N)的原子數比率(N/In)為0，銦(In)的含量為吸收層14整體的100原子%。此外，使吸收層14的層厚為33nm。除此之外，係與實施例1同樣地製作比較例1的反射型空白光罩100及反射型光罩200。

[比較例2] 在比較例2中，作為吸收層14而成膜如下的層：銦(In)和氮(N)的原子數比率(N/In)為1.0，銦(In)和氮(N)的合計含量為吸收層14整體的100原子%。此外，使吸收層14的層厚為50nm。除此之外，係與實施例1同樣地製作比較例2的反射型空白光罩100及反射型光罩200。

[比較例3] 在比較例3中，作為吸收層14而成膜如下的層：銦(In)和氮(N)的原子數比率(N/In)為1.0，銦(In)和氮(N)的合計含量為吸收層14整體的30原子%，剩下的70原子%為Te。此外，使吸收層14的層厚為26nm。除此之外，係與實施例1同樣地製作比較例3的反射型空白光罩100及反射型光罩200。

[比較例4] 在比較例4中，作為吸收層14而成膜如下的層：銦(In)和氮(N)的原子數比率(N/In)為1.0，銦(In)和氮(N)的合計含量為吸收層14整體的45原子%，剩下的55原子%為Te。此外，使吸收層14的層厚為26nm。除此之外，係與實施例1同樣地製作比較例4的反射型空白光罩100及反射型光罩200。

[比較例5] 在比較例4中，作為吸收層14而成膜如下的層：銦(In)和氮(N)的原子數比率(N/In)為0.4，銦(In)和氮(N)的合計含量為吸收層14整體的100原子%。此外，使吸收層14的層厚為33nm。除此之外，係與實施例1同樣地製作比較例5的反射型空白光罩100及反射型光罩200。

[比較例6] 在比較例6中，作為吸收層14而成膜如下的層：銦(In)和氮(N)的原子數比率(N/In)為1.0，銦(In)和氮(N)的合計含量為吸收層14整體的100原子%。此外，使吸收層14的層厚為15nm。除此之外，係與實施例1同樣地製作比較例6的反射型空白光罩100及反射型光罩200。

[比較例7] 在比較例7中，作為吸收層14而成膜如下的層：銦(In)和氮(N)的原子數比率(N/In)為1.0，銦(In)和氮(N)的合計含量為吸收層14整體的100原子%。此外，使吸收層14的層厚為47nm。除此之外，係與實施例1同樣地製作比較例7的反射型空白光罩100及反射型光罩200。

[既有品] 在上述的實施例1～5及比較例1～7之外，也製作了以往之具有鉭(Ta)系吸收層的反射型空白光罩、及反射型光罩(以下，也稱為「既有Ta系遮罩」)。反射型空白光罩係與實施例1～5及比較例1～7同樣地，在具有低熱膨脹特性的合成石英的基板上，具有鉬(Mo)層和矽(Si)層重複積層而成的反射層(重複次數40)、層厚3.5nm之包含釕(Ru)的覆蓋層13、和吸收層14。但是，吸收層14設為將層厚2nm的TaO成膜在層厚58nm的TaN上者。此外，反射型光罩(既有Ta系遮罩)與實施例1～5及比較例1～7同樣地，設為對此反射型光罩的吸收層14進行遮罩圖案的圖案化者。

以下，針對本實施例中所評價的評價項目進行說明。 (晶圓曝光評價) 使用EUV曝光裝置(NXE3300B：ASML公司製)，將實施例1～5及比較例1～7的反射型光罩200的遮罩圖案轉印曝光在塗布了EUV正型化學增幅型阻劑的半導體基板上。曝光量係以圖9所示的x方向的LS圖案會按設計地轉印的方式進行調節。然後，藉由電子線尺寸測定機，實施所轉印的阻劑圖案的觀察及線寬測定，藉由模擬來比較在實施例1～5及比較例1～7的反射型光罩200，HV偏差值如何地變化。

HV偏差值係依賴於遮罩圖案的走向之轉印圖案的線寬差，即水平(Horizontal：H)方向的線寬與垂直(Vertical：V)方向的線寬的差。H方向的線寬表示與入射光和反射光所構成的面(以下，有稱為「入射面」的情形)正交之線狀圖案的線寬，V方向的線寬表示與入射面平行之線狀圖案的線寬。即，H方向的線寬為與入射面平行之方向的長度，V方向的線寬係與入射面正交之方向的長度。

(耐熱性) 在使用EUV曝光裝置(NXE3300B：ASML公司製)之曝光前後，測定反射型光罩200的吸收圖案層141的層厚和反射率Ra，確認在EUV曝光前後，是否沒有吸收圖案層141的膜減少和反射率Ra的變化。在未確認到吸收圖案層141的膜減少和反射率Ra的變化之情形，在「耐熱性」的欄位記入「○」，在確認到膜減少和反射率Ra的變化之情形，由於難以長期使用，因此在「耐熱性」的欄位記入「×」。

表1係顯示實施例1～5、比較例1～7及既有Ta系遮罩的HV偏差及耐熱性之表。 [表1]

	材料	N/In	In+N at% (原子百分率)	層厚	HV 偏差	耐熱性	判定
實施例1	InN	1.0	100	33nm	5.13	○	○
實施例2	InGaN	1.0	70	33nm	4.17	○	○
實施例3	InTaN	1.0	70	33nm	4.61	○	○
實施例4	InN	0.5	100	33nm	5.13	○	○
實施例5	InN	1.5	100	33nm	5.13	◎	○
比較例1	In	-	-	33nm	-	×	×
比較例2	InN	1.0	100	50nm	-	○	×
比較例3	InTeN	1.0	30	26nm	5.01	×	×
比較例4	InTeN	1.0	45	26nm	5.25	×	×
比較例5	InN	0.4	100	33nm	5.13	×	×
比較例6	InN	1.0	100	15nm	-	○	×
比較例7	InN	1.0	100	47nm	-	○	×
既有品	既有Ta系遮罩	-	-	60nm	8.65	○	△

在表1中，顯示各實施例及各比較例的HV偏差的比較。若根據表1，則使用既有Ta系遮罩之利用EUV光的對半導體基板之轉印曝光的結果，y方向的圖案尺寸為20nm且HV偏差值8.65nm。相對於此，實施例1的反射型光罩200的HV偏差則為5.13nm，實施例2的反射型光罩200的HV偏差為4.17nm，實施例3的反射型光罩200的HV偏差為4.61nm，實施例4的反射型光罩200的HV偏差為5.13nm，實施例5的反射型光罩200的HV偏差為5.13nm。此外，比較例3的反射型光罩200的HV偏差為5.01nm，比較例4的反射型光罩200的HV偏差為5.25nm，比較例5的反射型光罩200的HV偏差為5.13nm。由此可確認：與既有Ta系遮罩相比，而可抑制或減輕陰影效應。又，比較例6的反射型光罩200的轉印圖案，因對比度不足而粗度變大，比較例1、比較例2及比較例7的反射型光罩200的轉印圖案由於未解像，因此無法進行HV偏差的評價。

在表1中，顯示各實施例及各比較例的耐熱性的比較。在表1中，在使用既有Ta系遮罩之情形，幾乎未確認到膜減少和反射率Ra的變化。同樣地，在使用實施例1～5、比較例2、比較例6及比較例7的反射型光罩200之情形，也幾乎未確認到膜減少和反射率Ra的變化。因此，在表1中，在「既有品」、「實施例1」、「實施例2」、「實施例3」、「實施例4」、「實施例5」、「比較例2」、「比較例6」、「比較例7」的「耐熱性」的欄位記入「○」、「◎」。由此，可確認具有既有Ta系遮罩以上的耐熱性。特別是，實施例5的反射型光罩200，由於無法確認到膜減少和反射率Ra的變化，因此為「◎」。相對於此，在使用比較例1及比較例3～5的反射型光罩200之情形，係確認到膜減少和反射率Ra的變化。因此，在「比較例1」、「比較例3」、「比較例4」、「比較例5」的「耐熱性」的欄位記入「×」。

在表1中，顯示HV偏差和耐熱性的綜合性評價。在表1中，在HV偏差值比既有Ta系遮罩的HV偏差值(8.65)還低，且耐熱性的欄位為「○」或「◎」之情形，在「判定」的欄位記入「○」。此外，在HV偏差值比既有遮罩的HV偏差值(8.65)還大的情形、或在耐熱性的欄位為「×」的情形，在「判定」的欄位記入「×」。因此，在表1中，在「實施例1」、「實施例2」、「實施例3」、「實施例4」、「實施例5」的「判定」的欄位記入「○」。相對於此，在「比較例1」、「比較例2」、「比較例3」、「比較例4」、「比較例5」、「比較例6」、「比較例7」的「判定」的欄位記入「×」。又，由於「既有品」係HV偏差值為8.65，因此在「判定」的欄位記入「△」。

依此，若為吸收圖案層141含有合計50原子%以上的銦(In)和氮(N)，吸收圖案層141中的氮(N)對銦(In)的原子數比(N/In)為0.5以上1.5以下，吸收圖案層141的層厚為17nm以上45nm以下的反射型光罩200，則會成為所謂耐熱性良好，能夠減少陰影效應，壽命長且轉印性能變高的結果。即，可確認到可得到轉印性能更優異的反射型光罩200。換句話說，可說是可確認到：藉由使用上述實施形態的反射型空白光罩100，而能夠製作可抑制或減輕以極紫外區域的波長的光為光源的圖案化轉印用的反射型光罩的陰影效應，且充分具有曝光時的耐熱性的反射型光罩200。 [產業上利用之可能性]

本發明之反射型空白光罩及反射型光罩，能夠適合地用於在半導體積體電路等的製造步驟中，藉由EUV曝光而形成微細的圖案。

1:基板 2:反射層 3:覆蓋層 4:吸收層 10:反射型空白光罩 11:基板 12:反射層 13:覆蓋層 14:吸收層 15:背面導電膜 16:阻劑膜 16a:阻劑圖案 20:反射型光罩 41:吸收圖案(吸收圖案層) 100:反射型空白光罩 141:吸收圖案(吸收圖案層) 200:反射型光罩

圖1係顯示實施形態的反射型空白光罩之構造的概略剖面圖。圖2係顯示實施形態的反射型光罩之構造的概略剖面圖。圖3係顯示在EUV光的波長下的各種元素之光學常數的圖表。圖4係顯示實施例的反射型空白光罩之構造的概略剖面圖。圖5係顯示實施例的反射型光罩的製造步驟的概略剖面圖。圖6係顯示實施例的反射型光罩之製造步驟的概略剖面圖。圖7係顯示實施例的反射型光罩之製造步驟的概略剖面圖。圖8係顯示實施例的反射型光罩之製造步驟的概略剖面圖。圖9係顯示吸收層的遮罩圖案之形狀的概略平面圖。

1:基板

2:反射層

3:覆蓋層

20:反射型光罩

41:吸收圖案(吸收圖案層)

Claims

一種反射型空白光罩，係用以製作以極紫外線為光源的圖案轉印用的反射型光罩之反射型空白光罩，其具有基板、形成在該基板上的包含多層膜的反射層、和形成在該反射層上的吸收層，該吸收層含有合計50原子%以上的銦(In)和氮(N)，該吸收層中的氮(N)對銦(In)的原子數比(N/In)為0.5以上1.5以下，該吸收層的層厚為17nm以上45nm以下。
如請求項1之反射型空白光罩，其中該吸收層進一步含有從包含鉭(Ta)、鉑(Pt)、碲(Te)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鈦(Ti)、鎢(W)、矽(Si)、鉻(Cr)、鎵(Ga)、鉬(Mo)、錫(Sn)、鈀(Pd)、鎳(Ni)、硼(B)、氟(F)、氧(O)、碳(C)及氫(H)之群組所選出的一種以上的元素。
如請求項1或2之反射型空白光罩，其中在該反射層與該吸收層之間包含覆蓋層。
一種反射型光罩，係以極紫外線為光源的圖案轉印用的反射型光罩，其具有基板、形成在該基板上的包含多層膜的反射層、和形成在該反射層上的吸收圖案層，該吸收圖案層含有合計50原子%以上的銦(In)和氮(N)，該吸收圖案層中的氮(N)對銦(In)的原子數比(N/In)為0.5以上1.5以下，該吸收圖案層的層厚為17nm以上45nm以下。
如請求項4之反射型光罩，其中該吸收圖案層進一步含有從包含鉭(Ta)、鉑(Pt)、碲(Te)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鈦(Ti)、鎢(W)、矽(Si)、鉻(Cr)、鎵(Ga)、鉬(Mo)、錫(Sn)、鈀(Pd)、鎳(Ni)、硼(B)、氟(F)、氧(O)、碳(C)及氫(H)之群組所選出的一種以上的元素。