TWI418926B - Reflective mask substrate for EUV photolithography - Google Patents
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Description
本發明,係有關於在半導體製造等中所被使用之EUV(Extreme Ultra Violet:超紫外線)光微影法用反射型光罩基板(以下,在本說明書中,係稱為「EUV光罩基板」)。
先前,在半導體產業中,作為在Si基板等之上形成由細微之圖案所成的積體電路所需要的細微圖案之轉印技術,係利用使用有可視光或紫外光之光微影法。但是,在半導體裝置之細微化係加速進行的狀況下,係已接近了習知之光微影法的極限。在光微影法中,圖案之解析極限係為曝光波長之1/2左右,就算是使用液浸法,亦僅為曝光波長之1/4左右,就算是使用ArF雷射(193nm)之液浸法,亦可預想到45nm左右係為其極限。於此,作為45nm以下之曝光技術,身為使用有較ArF雷射更短之波長的EUV光之曝光技術的EUV光微影法,係被視為有利。在本說明書中,所謂EUV光,係指在軟X線區域又或是真空紫外線區域之波長的光線,具體而言,係指波長10~20nm左右,特別是指13.5nm±0.3nm左右之光線。
EUV光,係由於對於各種之物質而易於被吸收,且在此波長下物質之折射率係接近1,因此,在習知之使用有可視光又或是紫外光之光微影法中一般的折射光學系,係
無法被使用。故而,在EUV光微影法中,係使用有反射光學系,亦即是反射型光罩與反射鏡。
光罩基板,係為被使用於光罩製造用中之圖案化前的層積體。在EUV光罩基板的情況,係具備有在玻璃等之基底上,依序被形成有反射EUV光之反射層、和吸收EUV光之吸收體層的構造。作為反射層,通常係使用有藉由將高折射層與低折射層交互層積,而提昇了當將EUV光照射於層表面時的光線反射率之多層反射膜。在吸收體層中,係使用有相對於EUV光而吸收係數為高的材料,具體而言,例如係使用有以Cr或Ta作為主成分之材料。
在專利文獻1中,係記載有:鉭硼合金之氮化物(TaBN)、鉭硼合金之氧化物(TaBO)以及鉭硼合金之氮氧化物(TaBNO),由於除了對EUV光之吸收係數為高之外,對圖案檢查光之波長域(190nm~260nm)的深紫外光之反射率亦為低,因此作為吸收體層之材料係為理想。
又,在專利文獻1、2中,係記載有:為了使吸收體層表面成為具優良平滑性之面,吸收體層之結晶狀態係以非結晶為理想,而為了使TaBN膜、TaBO膜以及TaBNO膜之結晶狀態成為非結晶,在此些之膜中的B之含有率係以5~25at%為理想。
[專利文獻1]日本特開2004-6798號公報
[專利文獻2]日本特開2004-6799號公報
然而,當將吸收體層設為TaBo膜又或是TaBNO膜時,若是膜中之O的含有率增加,則該吸收體層之絕緣性會增加,而當對該吸收體層進行電子線描繪時,會產生充電現象(charge up),故並不理想。
另一方面,當將吸收體層設為TaBN膜時,在進行電子線描繪時係幾乎不會有產生充電現象之虞。
當將吸收體層設為TaBN膜時,係多所使用有身為難以產生缺陷之方法的磁控管濺鍍法等。此時,例如,係可經由使用Ta標靶以及B標靶,並在氮氣體環境中使此些標靶同時放電,而形成TaBN膜。又,亦可經由使用TaB之化合物標靶,並使該化合物標靶在氮氣體環境中放電,而形成TaBN膜。
然而,例如,在使用有Ta標靶以及B標靶之手法的情況時,由於B標靶之電阻值為高且為輕元素,因此,相較於Ta標靶,成膜速度多有在其之1/10以下的情況。故而,在如同專利文獻1中所記載一般,而添加為了使膜之結晶狀態成為非結晶所必要之B的含有率(5at%以上)時,係有必要使Ta標靶之成膜速度降低,但是,由於此會使生產效率顯著的降低,故並不理想。
另一方面,在使用有TaB化合物標靶之手法中,例如在使用有包含B20at%、Ta80at%的化合物標靶的情況時,實際上被添加至膜中之B的最大含有率係為6at%左右,
而難以將膜之B含有率控制在5at%以上。進而,若是添加N,則膜之B的含有率係成為4at%以下,而無法使膜之結晶狀態成為非結晶。
為了解決此問題,雖係期待能經由使TaB化合物標靶中之B含有量更為增加(例如B50at%、Ta50at%),來增加膜之B的含有率,但是,隨著TaB標靶中之B的含有量之增加,標靶之密度會變低,因此,加工性會變差。進而,TaB標靶之電阻值會變大,而在使放電變得不安定的同時,亦使成膜速度變慢。由於放電成為不安定,在膜之組成或膜厚處會產生偏差,且依情況會有變為無法成膜之虞。
本發明,係為了解決上述之先前技術的問題點,而以提供一種:作為EUV光罩基板之特性係為優良,特別是具備有在EUV光以及圖案檢查光之波長域的反射率為低,且對該所期望之膜組成以及膜厚的控制係為容易的吸收體層之EUV光罩基板為目的。
本發明者們,在為了解決上述課題而努力檢討的結果,發現了:藉由將吸收體層設為包含有Ta以及Hf之膜(TaHf)膜,膜之結晶狀態係成為非結晶,且能夠得到蝕刻特性以及光學特性優良之吸收層。進而,亦發現了:當將此TaHf膜作為吸收體層時,不會導致成膜速度之降低,且能夠安定地製造。
本發明,係為根據上述之知識而進行者,而提供一種EUV光微影法用反射型光罩基板,係為在基底上,依序形成有反射EUV光之反射層、和吸收EUV光之吸收體層的EUV光微影法用反射型光罩基板,其特徵為:前述吸收體層,係包含有鉭(Ta)以及鉿(Hf),在前述吸收體層中,Hf之含有率係為20~60at%,Ta之含有率係為40~80at%。
又,本發明,係提供一種EUV光微影法用反射型光罩基板,係為在基底上,依序形成有反射EUV光之反射層、和吸收EUV光之吸收體層的EUV光微影法用反射型光罩基板,其特徵為:前述吸收體層,係包含有鉭(Ta)、鉿(Hf)、以及氮(N),在前述吸收體層中,Ta以及Hf之合計含有率係為40~70at%,Ta與Hf之組成比例係為Ta:Hf=8:2~4:6,N之含有率係為30~60at%。
在前述吸收體層中,Ta與Hf之組成比係以7:3~4:6為理想。
在本發明之EUV光罩基板中,在前述吸收體層中,B、Si以及Ge之合計含有率,係以5at%以下為理想。
在本發明之EUV光罩基板中,前述吸收體層,係亦可包含有0.1~1.0at%之Zr。
在本發明之EUV光罩基板中,前述吸收體層之結晶狀態,係以非結晶為理想。
又,在本發明之EUV光罩基板中,前述吸收體層表面之表面粗度(rms),係以0.5nm以下為理想。
又,在本發明之EUV光罩基板中,前述吸收體層之膜厚,係以50~200nm為理想。
本發明之EUV光罩基板,係以在前述吸收體層上,被形成有對於光罩圖案之檢查中所使用的檢查光的反射低之低反射層,前述低反射層,係包含有鉭(Ta)、鉿(Hf)、以及氧(O),在前述低反射層中,Ta以及Hf之合計含有率為30~80at%,Ta與Hf之組成比例為8:2~4:6,O之含有率為20~70at%為理想。
在前述低反射層中,Ta與Hf之組成比係以7:3~4:6為理想。
又,本發明之EUV光罩基板,係以在前述吸收體層上,被形成有對於光罩圖案之檢查中所使用的檢查光的反射低之低反射層,前述低反射層,係包含有鉭(Ta)、鉿(Hf)、氧(O)、以及氮(N),在前述低反射層中,Ta以及Hf之合計含有率係為30~80at%,Ta與Hf之組成比例係為Ta:Hf=8:2~4:6,N以及O之合計含有率係為20~70at%,N與O之組成比例係為N:O=9:1~1:9為理想。
在前述低反射層中,Ta與Hf之組成比係以7:3~4:6為理想。
又,本發明,係提供一種EUV光微影法用反射型光罩基板,係為在基底上,依序形成有反射EUV光之反射層、和吸收EUV光之吸收體層、以及對於光罩圖案之檢查中所使用的檢查光的反射低之低反射層的EUV光微影
法用反射型光罩基板,其特徵為:前述低反射層,係包含有鉭(Ta)、鉿(Hf)、以及氧(O),在前述低反射層中,Ta以及Hf之合計含有率係為30~80at%,Ta與Hf之組成比例係為Ta:Hf=8:2~4:6,O之含有率係為20~70at%。
在前述低反射層中,Ta與Hf之組成比係以7:3~4:6為理想。
又,本發明,係提供一種EUV光微影法用反射型光罩基板,係為在基底上,依序形成有反射EUV光之反射層、和吸收EUV光之吸收體層、以及對於光罩圖案之檢查中所使用的檢查光的反射低之低反射層的EUV光微影法用反射型光罩基板,其特徵為:前述低反射層,係包含有鉭(Ta)、鉿(Hf)、氧(O)、以及氮(N),在前述低反射層中,Ta以及Hf之合計含有率係為30~80at%,Ta與Hf之組成比例係為Ta:Hf=8:2~4:6,N以及O之合計含有率係為20~70at%,N與O之組成比例係為N:O=9:1~1:9。
在前述低反射層中,Ta與Hf之組成比係以7:3~4:6為理想。
當在吸收體層上被形成有低反射層的情況時,前述低反射層,係以包含有0.1~1.0at%之Zr為理想。
又,當在吸收體層上被形成有低反射層的情況時,前述低反射層表面之表面粗度(rms),係以0.5nm以下為理想。
又,當在吸收體層上被形成有低反射層的情況時,前述低反射層之膜厚,係以5~30nm為理想。
又,本發明之EUV光罩基板,係以在前述反射層與前述吸收體層之間,被形成有在對前述吸收體層形成圖案時,用以保護前述反射層之保護層,相對於在對被形成於吸收體層之圖案作檢查時所使用的光之波長,在前述保護層表面之反射光,和在前述低反射層表面之反射光,其對比度係為30%以上為理想。
當在反射層與吸收體層之間被形成有保護層的情況時,前述保護層,係以由Ru、Ru化合物、SiO2
、以及CrN所成之群中的任一者所形成為理想。
當在吸收體層上被形成有低反射層的情況時,相對於在對被形成於吸收體層之圖案作檢查時所使用的光之波長,前述低反射層表面之反射率,係以15%以下為理想。
本發明之EUV光罩基板,前述吸收體層,係以藉由進行使用了TaHf化合物標靶之濺鍍法而被形成為理想。
又,在吸收體層內包含有鉭(Ta)、鉿(Hf)、以及氮(N)之本發明的EUV光罩基板中,前述吸收體層,係以藉由在包含有氮之氣體環境中,進行使用了TaHf化合物標靶之濺鍍法而被形成為理想。
於此,前述TaHf化合物標靶之組成,係以Ta=30~70at%,Hf=70~30at%為理想。
又,前述TaHf化合物標靶,係亦可包含有0.1~5.0at%之Zr。
當在吸收體層上被形成有包含鉭(Ta)、鉿(Hf)、以及氧(O)之低反射層的情況時,前述低反射層,係以藉由在包含有氧之氣體環境中,進行使用了TaHf化合物標靶之濺鍍法而被形成為理想。
又,當在吸收體層上被形成有包含鉭(Ta)、鉿(Hf)、氧(O)、以及氮(N)之低反射層的情況時,前述低反射層,係以藉由在包含有氮以及氧之氣體環境中,進行使用了TaHf化合物標靶之濺鍍法而被形成為理想。
於此,前述TaHf化合物標靶之組成,係以Ta=30~70at%,Hf=70~30at%為理想。
又,前述TaHf化合物標靶,係亦可包含有0.1~5.0at%之Zr。
本發明之EUV光罩基板,由於係在吸收體層包含有電阻率低之Hf,因此不會有像是在吸收體層之電阻率高且包含有絕緣性之B的情況時一般,在成膜吸收體層時使成膜速度降低、或是在成膜時使放電成為不安定的事態。其結果,不會有發生在形成吸收體層時於膜組成或是膜厚處產生偏差,或更進而變為無法成膜之類的問題之虞。
本發明之EUV光罩基板,由於吸收體層之結晶狀態係為非晶質,因此吸收體表面之平滑性係為優良。其結果,被形成在吸收體層之圖案的邊緣粗度(edge roughness)係不會變大,而不會有使圖案之尺寸精確度惡化的情形
。
又,吸收體層,係具備有對於EUV光之光線反射率、以及對圖案檢查光之波長域的光線反射率為低等,作為EUV光罩基板而為優良之特性。
又,包含有Ta以及Hf之吸收體層,由於相較於TaBN膜其蝕刻速率為高,因此係能夠期待有減低在蝕刻時之對於光阻劑之損傷的效果。又,藉由減低對光阻劑之損傷,能夠期待光阻劑之薄膜化。
在本發明之EUV光罩基板中,藉由在吸收體層上形成低反射層,能夠將對於圖案檢查光之波長域的光線之反射率更為降低,在對該光罩基板形成了圖案之後所實施的圖案檢查時之對比度係為良好。進而,由於前述低反射層之結晶構造係為非結晶,因此吸收體表面之平滑性係為優良。其結果,被形成在吸收體層之圖案的邊緣粗度(edge roughness)係不會變大,而不會有使圖案之尺寸精確度惡化的情形。
在本發明之EUV光罩基板中,當經由濺鍍法而形成吸收體層以及低反射層時,藉由使用具備特定之組成的TaHf化合物標靶,能夠避免放電之不安定化、或是在膜之組成或膜厚處之偏差。
以下,參考圖面,對本發明之EUV光罩基板作說明。
圖1,係為展示本發明之EUV光罩基板的其中一種實施形態之概略剖面圖。於圖1中所示之光罩基板1,係在基底11上,依序被形成有反射EUV光之反射層12、和吸收EUV光之吸收體層14。在反射層12與吸收體層14之間,係被形成有用以在對吸收體層14而形成圖案時對反射層12作保護之保護層13。在吸收體層14上,係被形成有對被使用在光罩圖案之檢查中之檢查光而為低反射的低反射層15。但是,在本發明之EUV光罩基板1中,於圖1所示之構成中,僅有基底11、反射層12以及吸收體層14係為必須,保護層13以及低反射層15則係為任意之構成要素。
以下,針對光罩基板1之各個的構成要素作說明。
基底11,係被要求能夠滿足作為EUV光罩基板用之基底的特性。因此,基底11,係以具備有低熱膨脹係數(具體而言,在20℃下之熱膨脹係數係以0±0.05×10-7
/℃為理想,又以0±0.03×10-7
/℃為特別理想)、在平滑性、平坦度、以及對使用在光罩基板又或是圖案形成後之光罩的洗淨等中之洗淨液的耐性為優秀者為理想。作為基底11,具體而言,係使用有具備有低熱膨脹係數之玻璃,例如SiO2
-TiO2
系玻璃等,但是,並不限定於此,亦可使用β石英固溶體析出後之結晶化玻璃或石英玻璃或金屬等之基底。
基底11,為了在圖案形成後之光罩中得到高反射率以及高轉印精確度,係以具備有表面粗度(rms)為0.15nm
以下之平滑化之表面與100nm以下之平坦度為理想。
基底11之大小或厚度等,係為依照光罩之設計值等而適宜被決定者。在後述之實施例中,係使用外形6吋(152mm)平方,厚度0.25吋(6.3mm)之SiO2
-TiO2
系玻璃。
在基底11之被形成反射層12側的表面,係以不存在有缺陷為理想。但是,就算是存在有缺陷,在不會經由凹狀缺陷以及/又或是凸狀缺陷而產生相位缺陷的前提下,係以凹狀缺陷之深度以及凸狀缺陷之高度為2nm以下,且此些之凹狀缺陷以及凸狀缺陷之半寬度(half width)為60nm以下為理想。
反射層12,只要是作為EUV光罩基板之反射層而具備有所期望之特性者,則並不特別限定。於此,在反射層12中所特別被要求之特性,係為高EUV光線反射率。具體而言,當將EUV光之波長區域的光線以入射角6度而對反射層12之表面作照射時,在波長13.5nm附近之光線反射率的最大值,係以60%以上為理想,又以65%以上為更理想。又,就算是在反射層12之上設置有保護層13或低反射層15的情況時,在波長13.5nm附近之光線反射率的最大值,亦係以60%以上為理想,又以65%以上為更理想。
反射層12,為了可達成高EUV光線反射率,作為反射層12,通常係使用有將高折射層與低折射率層交互作複數次層積後之多層反射膜。在成為反射層12之多層反射
膜中,於高折射率層內,係廣泛使用有Mo,在低折射率層中,係廣泛使用有Si。亦即是,Mo/Si多層反射膜係為最為一般者。但是,多層反射膜係並不限定於此,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。
構成作為反射層12之多層反射膜的各層之膜厚以及層之反覆層積單位數,係可因應於所使用之膜材料以及對反射層所要求之EUV光線反射率,而適宜作選擇。若是以Mo/Si反射膜為例,則為了做出EUV光線反射率之最大值為60%以上的反射層12,多層反射膜,係只要將膜厚2.3±0.1nm之Mo層,和膜厚4.5±0.1nm之Si層,以反覆層積單位數成為30~60的方式來作層積即可。
另外,構成作為反射層12之多層反射膜的各層,係只要使用磁控管濺鍍法、離子束濺鍍法等週知的成膜方法,來以使其成為所期望之膜厚的方式而成膜即可。例如,當使用離子束濺鍍法來形成Si/Mo多層反射膜的情況時,係以:作為標靶,使用Si標靶,作為濺鍍氣體,使用Ar氣體(氣體壓1.3×10-2
Pa~2.7×10-2
Pa),並在離子加速電壓300~1500V、成膜速度0.03~0.30nm/sec下,以使厚度成為4.5nm的方式而成膜Si膜,接下來,作為標靶,使用Mo標靶,作為濺鍍氣體,使用Ar氣體(氣體壓1.3×10-2
Pa~2.7×10-2
Pa),並在離子加速電壓300~1500V、成膜速度0.03~0.30nm/sec下,以使厚度成為
2.3nm的方式而成膜Mo膜為理想。將此作為1週期,並藉由將Si膜以及Mo膜作40~50週期之層積,而成膜Si/Mo多層反射膜。
為了防止反射層12之表面被氧化,成為反射層12之多層反射膜的最上層,係以設為難以氧化之材料的層為理想。難以氧化之材料的層,係作為反射層12之蓋層而起作用。作為當成蓋層而起作用之難以氧化之材料的層,係可例示Si層。當成為反射層12之多層反射膜係為Si/Mo膜的情況時,經由將最上層設為Si層,能夠使該最上層作為蓋層而起作用。此時,蓋層之膜厚,係以11±2nm為理想。
保護層13,係在藉由蝕刻製程、通常係在藉由乾蝕刻製程而在吸收體層14上形成圖案時,以不會使反射層12受到蝕刻製程所致之損傷的方式,而保護反射層12一事作為目的而被設置。故而,作為保護層13之材質,係選擇難以受到對吸收體層14之蝕刻製程所致的影響,也就是其之蝕刻速度係較吸收體層14為更慢,且難以受到該蝕刻製程所致之損傷的物質。作為滿足此條件之物質,例如,係可例示Cr、Al、Ta又或是此些之氮化物、Ru又或是Ru化合物(RuB、RuSi等)、以及SiO2
、Si3
N4
、Al2
O3
或此些之混合物。在此些之中,以Ru又或是Ru化合物(RuB、RuSi等)、CrN又或是SiO2
為理想,而Ru又或是Ru化合物(RuB、RuSi等)在密著性或吸收性之點上,係為特別理想。
保護層13之厚度,係以1~60nm為理想。
保護層13,係使用磁控管濺鍍法、離子束濺鍍法等週知之成膜方法而成膜。當藉由磁控管濺鍍法來形成Ru膜的情況時,係以:作為標靶,使用Ru標靶,作為濺鍍氣體,使用Ar氣體(氣體壓1.0×10-1
Pa~10×10-1
Pa),並在投入電力30W~500W、成膜速度5~50nm/min下,以使厚度成為2~5nm的方式而成膜為理想。
在吸收體層14中所特別被要求之特性,係為EUV光線反射率為極低一點。具體而言,當將EUV光之波長區域的光線對吸收體層14之表面作照射時,在波長13.5nm附近之最大光線反射率,係以0.5%以下為理想,又以0.1%以下為更理想。
為了達成上述特性,係以藉由EUV光之吸收係數高的材料而構成為理想。
本發明之EUV光罩基板1的吸收體層14,係藉由將鉭(Ta)以及鉿(Hf)以以下所述之特定比例而含有一事,來達成上述之特性。
吸收體層14之Hf的含有率係為20~60at%。吸收體層14之Hf的含有率若是未滿20at%,則吸收體層14之結晶狀態係難以成為非結晶。吸收體層14之Hf的含有率若是超過60at%,則吸收體層之蝕刻特性會惡化,而變為難以滿足所要求之蝕刻選擇比。
本發明之EUV光罩基板,藉由使吸收體層14之Hf含有率成為上述之範圍,而使吸收體層之結晶狀態易於成
為非晶質,且吸收體表面之平滑性係為優良。又,吸收體層14,係具備有對於EUV光之光線反射率、以及對圖案檢查光之波長域的光線反射率為低等,作為EUV光罩基板而為優良之特性。
吸收體層14之Hf的含有率,係以30~50at%為更理想,而又以30~45at%為更理想。
另外,在專利文獻1中,於將藉由對於包含有極端紫外線區域之短波長域的曝光光之吸收體所構成的吸收體層作為下層,並將藉由對於在遮罩圖案之檢查中所使用之檢查光的吸收體所構成之低反射層作為上層的2層構造之吸收體中,作為被包含在上層以及下層之金屬元素的其中一例,雖係列舉有Hf,但是,係完全沒有記載關於包含有Ta以及Hf之構成。又,在專利文獻1中,雖係記載有當將吸收體層設為TaBN膜、TaBO膜以及TaBNO膜的情況時,結晶狀態係成為非結晶,但是,關於當設為包含有Hf之構成的情況時,結晶狀態成為非結晶一事,係完全沒有記載。
另外,藉由將B或Si等之元素混合,而能夠將金屬結晶非結晶化一事,係被廣泛所週知,在專利文獻1中,係藉由使用此來將吸收體層非結晶化,而將表面平滑化。但是,將同時包含有Ta與Hf之2個的金屬元素的膜非結晶化一事,係並未被週知,就算是在專利文獻1中,Ta以及Hf亦僅是被作為可包含於吸收體層中之多數的金屬元素中之其中一例而被列舉。
若藉由本發明,則不需使用像是B或Si等之於先前技術中有助於金屬結晶之非結晶化的週知元素,便可將吸收體層之結晶狀態非結晶化。另外,作為先前技術中之有助於金屬結晶的非結晶化之週知元素,除了B、Si之外,係被列舉有Ge。此些之元素,雖係為有助於金屬結晶之非結晶化者,但是,當將其包含於吸收體層中時,亦會產生不可避免之問題點。例如,當使其包含有B的情況時,由於在成膜中所使用之標靶之電阻值會變大,故而在使放電變得不安定的同時,亦使成膜速度變慢。由於放電成為不安定,在膜之組成或膜厚處會產生偏差,且依情況會有變為無法成膜等之問題。又,當使其包含有Si的情況時,由於Si之EUV吸收係數係為小,因此會產生使吸收體層之EUV光的吸收特性降低等的問題。
故而,吸收體層14,係以實質上不包含有此些之B、Si以及Ge等之元素為理想,而以B、Si以及Ge之元素的合計含有率為5at%以下為理想。此些之元素的合計含有率,係以4at%以下為更理想,而又以3at%為更理想。
在吸收體層14中,除去Hf之後的殘部,係以Ta為理想。故而,吸收體層14中之Ta的含有率,係以40~80at%為理想。在吸收體層14中之Ta的含有率,係以50~70at%為更理想,而又以55~70at%為更理想。
另外,吸收體層14,因應於需要,亦可包含有Ta以及Hf以外的元素。此時,被包含於吸收體層14中之元素,係有必要滿足EUV光線之吸收特性等的作為光罩基板
之適性。
作為能夠被包含在吸收體層14中之元素的其中一例,係可列舉有氮(N)。當吸收體層14為微結晶構造的情況時,藉由使其包含有N,能夠使結晶粒徑變得更小,而具有提昇吸收體層14表面之平滑性的效果。又,藉由在吸收體層14中包含有N,能夠期待有將在吸收體層14處所產生之應力減低的效果。
當吸收體層14包含有N的情況時,在吸收體層14中之Ta以及Hf的合計含有率,係為40~70at%,Ta與Hf之組成比,係以8:2~4:6為理想。另外,在本發明中,所謂Ta與Hf之組成比,係指Ta與Hf之原子比的組成比。若是Ta以及Hf之合計含有率為未滿40at%,則無法充分降低EUV光之光線反射率。若是Ta以及Hf之合計含有率超過70at%,則平滑性之提昇以及應力減低之效果係為小。又,當Hf為較上述組成比更低的情況時,吸收體層14之結晶狀態係難以成為非結晶。當吸收體層14之Hf較上述組成比為更高的情況時,吸收體層之蝕刻特性會惡化,而變為難以滿足所要求之蝕刻選擇比。
吸收體層14中之N的含有率,係以30~60at%為理想。當N之含有率為較上述更高的情況時,膜密度係下降,EUV光之吸收係數係降低,而有無法得到充分之EUV光線的吸收特性之可能性。又,會有吸收體層14之耐酸性降低的可能性。
Ta以及Hf的合計含有率,係以45~80at%為更理想
,而又以45~75at%為更理想。又,Ta與Hf之組成比,係以7:3~4:6為更理想,又以6.5:3.5~4.5:5.5為更理想,而又以6:4~5:5為特別理想。N的含有率,係以20~55at%為更理想,而又以25~55at%為更理想。
吸收體層14,係亦可包含有從在成膜時所使用之標靶而來的0.1~1.0at%之Zr。藉由將Zr的量抑制在較低,在提昇EUV之吸收性能之點上,係為理想。
又,吸收體層14,以包含20at%以下之氧(O),在使蝕刻速率成為良好之點上為理想。以10at%以下為更理想,而又以5at%為特別理想。又,吸收體層14,以包含10at%以下之碳(C)為理想。以5at%以下為更理想,而又以3at%為特別理想。
但是,若是考慮作為吸收層之理想的蝕刻速率或密著性,則在吸收體層14中,以包含有5at%以下之Cr為理想。
進而,從EUV光之吸收係數的觀點而言,從由Si、Mo、B、Y、Zr、Nb、La、Ti所成之群中所選擇的一種以上之元素的合計量,係以10at%以下為理想,又以5at%以下為更理想。
另外,上述添加金屬之添加量的限定,係亦適用於後述之低反射層中。
吸收體層14,藉由上述之構成,其結晶狀態係以非結晶為理想。在本說明書中,當論及「結晶狀態係為非結晶」的情況時,除了完全未持有結晶構造之非結晶構造之外
,亦包含有微結晶構造者。吸收體層14,若是為非結晶構造之膜又或是微結晶構造之膜,則吸收體層14之表面的平滑性係為優良。
在本發明之EUV光罩基板1中,藉由使吸收體層14為非結晶構造之膜又或是微結晶構造之膜,吸收體層14之表面的表面粗度(rms),係以0.5nm以下為理想。於此,吸收體層14表面之表面粗度,係可使用原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope)而測定之。吸收體層14表面之表面粗度若是大,而被形成在吸收體層14之圖案的邊緣粗度係變大,而圖案之尺寸精確度係惡化。隨著圖案之成為微細,邊緣粗度之影響係變為顯著,因此,吸收體層14之表面,係被要求為平滑。
若是吸收體層14表面之表面粗度(rms)為0.5nm以下,則吸收體層14之表面係為充分平滑,因此,不會有因邊緣粗度之影響而使圖案之尺寸精確度惡化之虞。吸收體層14表面之表面粗度(rms),係以0.4nm以下為更理想,而又以0.3nm以下為更理想。
另外,關於吸收體層14之結晶狀態為非結晶一事,亦即是,係為非結晶構造、又或是微結晶構造一事,係可藉由X線折射(XRD)法來作確認。若是吸收體層14之結晶狀態係為非結晶構造又或是微結晶構造,則在藉由XRD測定所得到之折射峰值中,並看不到尖銳之峰值。吸收體層14之厚度,係以50~200nm為理想,又以50~100nm為更理想。
上述構成之吸收體層14,係可藉由使用有TaHf化合物標靶之濺鍍法,例如,藉由實施磁控管濺鍍法又或是離子束濺鍍法而形成之。
另外,當在吸收體層14中不包含有N的情況時,亦即是,僅包含有Ta以及Hf的情況時,係在惰性氣體環境中,例如,在氬(Ar)氣體環境中藉由使TaHf化合物放電而形成吸收體層14。
另一方面,當在吸收體層14中包含有N的情況時,亦即是,包含有Ta、Hf以及N的情況時,係在以氬所稀釋之氮(N2
)氣體環境中藉由使TaHf化合物放電而形成吸收體層14。
TaHf化合物標靶,在能夠得到所期望之組成的吸收體層,並能夠避免膜之組成或膜厚的偏差等之點上,其組成係以Ta=30~70at%,Hf=70~30at%為理想。TaHf化合物標靶,係亦可包含有0.1~5.0at%之Zr。
另外,由於係使用包含有電阻率低之Hf的TaHf化合物標靶,因此,相異於使用有包含電阻率高之絕緣性的B之TaB化合物標靶的情形,成膜係非常的安定,而能夠容易地進行對於膜組成或膜厚之控制。
為了藉由上述之方法來形成吸收體層14,具體而言,係只要藉由以下之成膜條件來實施即可。
當形成吸收體層(不包含N)的情況時:濺鍍氣體:Ar氣體(氣體壓1.0×10-1
Pa~50×10-1
Pa、較理想係為1.0×10-1
Pa~40×10-1
Pa、更理想為1.0×10-1
Pa
~30×10-1
Pa)
投入電力:30~1000W、較理想為50~750W、更理想為80~500W
成膜速度:2.0~60nm/min、較理想為3.5~45nm/min、更理想為5~30nm/min
當形成吸收體層(包含N)的情況時:濺鍍氣體:Ar與N2
之混合氣體(N2
氣體濃度5~80vil%、較理想為10~75vol%、更理想為20~70vol%;氣體壓1.0×10-1
Pa~50×10-1
Pa、較理想係為1.0×10-1
Pa~40×10-1
Pa、更理想為1.0×10-1
Pa~30×10-1
Pa)
投入電力:30~1000W、較理想為50~750W、更理想為80~500W
成膜速度:2.0~60nm/min、較理想為3.5~45nm/min、更理想為5~30nm/min
當形成吸收體層(包含N)的情況時:濺鍍氣體:Ar與N2
之混合氣體(N2
氣體濃度5~80vol%、較理想為10~75vol%、更理想為20~70vol%;氣體壓1.0×10-1
Pa~50×10-1
Pa、較理想係為1.0×10-1
Pa~40×10-1
Pa、更理想為1.0×10-1
Pa~30×10-1
Pa)
投入電力:30~1000W、較理想為50~750W、更理想為80~500W
成膜速度:2.0~60nm/min、較理想為3.5~45nm/min、更理想為5~30nm/min
低反射層15,係以對被使用在光罩圖案之檢查中之檢查光而為低反射的膜所構成。在製作EUV光罩時,在於吸收體層而形成了圖案之後,對於此圖案是否為依照設計而被形成一事作檢查。在此光罩圖案之檢查中,作為檢查光,係使用利用有通常為257nm左右之光的檢查機。亦即是,藉由此257nm左右之光的反射率之差、具體而言,藉由吸收體層14之經由圖案形成而被除去並露出之面,和經由圖案之形成而並未被除去並殘留的吸收體層14之表
面,其兩者之反射率的差,而作檢查。於此,前者係為反射層12之表面又或是保護層13之表面,而通常係為保護層13之表面。故而,若是相對於檢查光之波長,保護層13之表面與吸收體層14之表面間的反射率之差為小,則檢查時之對比度係變差,而成為無法進行正確之檢查。
上述構成之吸收體層14,其EUV光線反射率係為極低,作為EUV光罩基板1之吸收層係具備有優良之特性,但是,當針對檢查光之波長的情況時,其光線反射率並無法說一定是充分的低。其結果,於檢查光之波長,吸收體層14之表面的反射率與保護層13之表面的反射率間之差變小,而有無法充分得到檢查時之對比度的可能性。若是無法充分的得到檢查時之對比度,則在光罩之檢查中的圖案之缺陷係無法充分的判定,而成為無法進行正確的缺陷檢查。
在本發明之EUV光罩基板1中,藉由在吸收體層14上形成對於檢查光之低反射層15,在檢查時之對比度係成為良好,換言之,在檢查光之波長處的光線反射率係成為極低。具體而言,當將檢查光之波長區域的光線對低反射層15之表面作照射時,在該檢查光之波長的最大光線反射率,係以15%以下為理想,又以10%以下為更理想,而又以5%以下為更理想。
在低反射層15處之檢查光的波長之光線反射率,若是為15%以下,則該檢查時之對比度係為良好。具體而言,在保護層13之表面的檢查光之波長的反射光,和在低
反射層15之表面的檢查光之波長的反射光,其兩者間之對比度,係成為30%以上。
在本說明書中,對比度係可使用下述式(1)而求取。對比度(%)=((R2
-R1
)/(R2
+R1
))×100 式(1)
於此,在檢查光之波長處的R2
,係為在保護層13表面之反射率,R1
係為在低反射層15表面之反射率。另外,上述R1
以及R2
,係如圖2所示一般,在圖1中所示之於EUV光罩基板1的吸收體層14(以及低反射層15)處形成了圖案後之狀態下而作測定。上述R2
,係為對於在圖2中,經由圖案形成而使吸收體層14以及低反射層15被除去並露出於外部之反射層12表面又或是保護層13表面作測定之值,R1
係為對於經由圖案形成而未被除去並殘留之低反射層15表面作測定之值。
在本發明中,以上述式(1)所表現之對比度,係以45%以上為理想,又以60%以上為更理想,而又以80%以上為特別理想。
低反射層15,係為了達成上述特性,而以藉由對檢查光之波長的折射率為較吸收體層14更低之材料所構成,且其結晶狀態為非結晶為理想。
本發明之EUV光罩基板1的低反射層15,係藉由將Ta、Hf以及氧(O)以以下所述之特定比例而含有一事,來達成上述之特性。
低反射層15,係以Ta以及Hf的合計含有率為30~
80at%,Ta與Hf之組成比為8:2~4:6為理想。若是Ta以及Hf之合計含有率未滿30at%,則低反射層15之導電性係降低,當對低反射層15進行電子線描繪時,會有產生充電現象之問題的可能性。若是Ta以及Hf之合計含有率超過80at%,則無法充分降低圖案檢查光之光線反射率。又,當Hf為較上述組成比更低的情況時,低反射層15之結晶狀態係難以成為非結晶。當低反射層15之Hf較上述組成比為更高的情況時,低反射層之蝕刻特性會惡化,而會有變為難以滿足所要求之蝕刻選擇比的可能性。
低反射層15中之O的含有率,係以20~70at%為理想。若是O之含有率較20at%更低,則會有無法充分降低圖案檢查光之波長域的光線反射率之可能性。若是O之含有率較70at%為更高,則低反射層15之耐酸性係降低,低反射層15之絕緣性係增加,當對低反射層15進行電子線描繪時,會有產生充電現象等之問題的可能性。
Ta以及Hf的合計含有率,係以35~80at%為更理想,而又以35~75at%為更理想。又,Ta與Hf之組成比,係以Ta:Hf=7:3~4:6為更理想,又以6.5:3.5~4.5:5.5為更理想,而又以6:4~5:5為特別理想。O的含有率,係以20~65at%為更理想,而又以25~65at%為更理想。
另外,低反射層15,因應於需要,亦可包含有Ta、Hf以及O以外的元素。此時,被包含於低反射層15中之元素,係有必要滿足EUV光線之吸收特性等的作為光罩
基板之適性。
作為能夠被包含在低反射層15中之元素的其中一例,係可列舉有氮(N)。可以想見,藉由使低反射層15包含有N,能夠提昇低反射層15表面之平滑性。
當低反射層15包含有N的情況時,係以以下構成為理想:在低反射層15中之Ta以及Hf的合計含有率,係為30~80at%,Ta與Hf之組成比,係為8:2~4:6,N以及O之合計含有率,係為20~70at%,N與O之組成比,係為9:1~1:9。另外,在本發明中,所謂N與O之組成比,係指N與O之原子比的組成比。
若是Ta以及Hf之合計含有率未滿30at%,則低反射層15之導電性係降低,當對低反射層15進行電子線描繪時,會有產生充電現象之問題的可能性。若是Ta以及Hf之合計含有率超過80at%,則無法充分降低圖案檢查光之光線反射率。又,當低反射層15之Hf為較上述組成比更低的情況時,低反射層15之結晶狀態係會有無法成為非結晶的可能性。當低反射層15之Hf較上述組成比為更高的情況時,低反射層之蝕刻特性會惡化,而會有變為難以滿足所要求之蝕刻選擇比的可能性。又,當N以及O之含有率為較20at%更低時,則會有無法充分降低圖案檢查光之波長域的光線反射率之可能性。若是N以及O之含有率較70at%為更高,則低反射層15之耐酸性係降低,低反射層15之絕緣性係增加,當對低反射層15進行電子線描繪時,會有產生充電現象等之問題的可能性。
Ta以及Hf的合計含有率,係以35~80at%為更理想,而又以35~75at%為更理想。又,Ta與Hf之組成比,係以Ta:Hf=7:3~4:6為更理想,又以6.5:3.5~4.5:5.5為更理想,而又以6:4~5:5為特別理想。N以及O的合計含有率,係以20~65at%為更理想,而又以25~65at%為更理想。
低反射層15,藉由上述之構成,其結晶狀態係為非結晶,且其表面之平滑性係為優良。具體而言,低反射層15表面之表面粗度(rms),係以0.5nm以下為理想。
如上述一般,為了防止因為邊緣粗度之影響而使圖案尺寸精確度惡化,吸收體層14之表面,係被要求為平滑。低反射層15,由於係被形成在吸收體層14之上,因此,由於相同之理由,其表面係被要求為平滑。若是低反射層15表面之表面粗度(rms)為0.5nm以下,則低反射層15之表面係為充分平滑,因此,不會有因邊緣粗度之影響而使圖案之尺寸精確度惡化之虞。低反射層15表面之表面粗度(rms),係以0.4nm以下為更理想,而又以0.3nm以下為更理想。
另外,在減低表面粗度之點而言,係以使低反射層15包含有N為理想。
另外,關於低反射層15之結晶狀態為非結晶一事,亦即是,係為非結晶構造、又或是微結晶構造一事,係可藉由X線折射(XRD)法來作確認。若是低反射層15之結晶狀態係為非結晶構造又或是微結晶構造,則在藉由
XRD測定所得到之折射峰值中,並看不到尖銳之峰值。
當在吸收體層14上被形成有低反射層15的情況時,吸收體層14與低反射層15之合計膜厚係以55~130nm為理想。又,若是低反射層15之膜厚係較吸收體層14之膜厚為更大,則會有在吸收體層14之EUV光的吸收特性降低之虞,因此,低反射層15之膜厚係以較吸收體層14之膜厚更小為理想因此,低反射層15之厚度,係以5~30nm為理想,又以10~20nm為更理想。
上述構成之低反射層15,係可藉由使用有TaHf化合物標靶之濺鍍法,例如,藉由實施磁控管濺鍍法又或是離子束濺鍍法而形成之。
另外,當在低反射層15中不包含有N的情況時,亦即是,僅包含有Ta、Hf以及O的情況時,係在惰性氣體環境中,例如,在以氬而稀釋之氧(O2
)氣體環境中,藉由使TaHf化合物放電而形成低反射層15。又或是,亦可在惰性氣體環境中,使TaHf化合物標靶放電,而形成包含有Ta以及Hf之膜,之後,例如經由將其暴露在氧電漿中,或是經由照射使用有氧之離子束,而將所形成之膜氧化,藉由此來形成包含有Ta、Hf以及O之低反射層15。
另一方面,當在低反射層15中包含有N的情況時,亦即是,包含有Ta、Hf、O以及N的情況時,係在以氬所稀釋之氧(O2
)‧氮(N2
)混合氣體環境中,藉由使TaHf化合物放電而形成低反射層15。又或是,亦可經由在以氬所稀釋之氮(N2
)氣體環境中,使TaHf化合物標
靶放電,而形成包含有Ta、Hf以及N之膜,之後,例如經由將其暴露在氧電漿中,或是經由照射使用有氧之離子束,而將所形成之膜氧化,藉由此來形成包含有Ta、Hf、O以及N之低反射層15。
TaHf化合物標靶,在能夠得到所期望之組成的低反射層,並能夠避免膜之組成或膜厚的偏差等之點上,其組成係以Ta=30~70at%,Hf=70~30at%為理想。TaHf化合物標靶,係亦可包含有0.1~5.0at%之Zr。
為了藉由上述之方法來形成吸收體層14,具體而言,係只要藉由以下之成膜條件來實施即可。
當形成吸收體層(不包含N)的情況時:濺鍍氣體:Ar氣體(氣體壓1.0×10-1
Pa~50×10-1
Pa、較理想係為1.0×10-1
Pa~40×10-1
Pa、更理想為1.0×10-1
Pa~30×10-1
Pa)
投入電力:30~1000W、較理想為50~750W、更理想為80~500W
成膜速度:2.0~60nm/min、較理想為3.5~45nm/min、更理想為5~30nm/min
當形成低反射層(不包含N)的情況時:濺鍍氣體:Ar與O2
之混合氣體(O2
氣體濃度3~80vol%、較理想為5~60vol%、更理想為10~40vol%;氣體壓1.0×10-1
Pa~50×10-1
Pa、較理想係為1.0×10-1
Pa~40×
10-1
Pa、更理想為1.0×10-1
Pa~30×10-1
Pa)
投入電力:30~1000W、較理想為50~750W、更理想為80~500W
成膜速度:2.0~60nm/min、較理想為3.5~45nm/min、更理想為5~30nm/min
當形成低反射層(包含N)的情況時:濺鍍氣體:Ar與O2
與N2
之混合氣體(O2
氣體濃度5~40vol%、N2
氣體濃度5~40vol%、較理想為O2
氣體濃度6~35vol%、N2
氣體濃度6~35vol%、更理想為O2
氣體濃度10~30vol%、N2
氣體濃度10~30vol%;氣體壓1.0×10-1
Pa~50×10-1
Pa、較理想係為1.0×10-1
Pa~40×10-1
Pa、更理想為1.0×10-1
Pa~30×10-1
Pa)
投入電力:30~1000W、較理想為50~750W、更理想為80~500W
成膜速度:2.0~60nm/min、較理想為3.5~45nm/min、更理想為5~30nm/min
另外,在本發明之EUV光罩基板1中,以在吸收體層14上形成低反射層15為理想之原因,係因為圖案之檢查光的波長與EUV光的波長為相異之故。故而,當作為圖案之檢查光而使用EUV光(13.5nm附近)的情況時,則可以想見,係不需要在吸收體層14上形成低反射層15。檢查光之波長,伴隨著圖案尺寸之縮小,係有偏移至短
波長側之傾向,於將來,可以想見到亦會有成為193nm、或進而偏移至13.5nm的情況。
本發明之EUV光罩基板1,除了反射層12、保護層13、吸收體層14以及低反射層15以外,係亦可具備有在EUV光罩基板之領域中所週知的功能膜。作為此種功能膜之具體例,例如,如同在日本特表2003-501823號公報中所記載一般,可以列舉出:為了促進基板之靜電夾取,而施加在基板之背面側的高介電性覆膜。於此,所謂基板之背面,在圖1之基底11中,係指與被形成有反射層12之側為相反側的面。為了此種目的而被施加在基板之背面的高介電性覆膜,係以使薄膜電阻成為100Ω/□以下的方式,來對構成材料之電性傳導率與厚度作選擇。作為高介電性覆膜之構成材料,係可從被記載於週知的文獻中者而廣泛的作選擇。例如,可以適用在日本特表2003-501823號公報中所記載者,具體而言,可以適用由矽、TiN、鉬、鉻、TaSi所成之覆膜。高介電性覆膜之厚度,例如係可為10~1000nm。
高介電性覆膜,係可藉由週知的成膜方法,例如,磁控管濺鍍法、離子束濺鍍法之類的濺鍍法;CVD法;真空蒸鍍法;電解電鍍法,而形成之。
以下,使用實施例以及比較例,對本發明更進一步作說明。
在本實施例中,係製作於圖1所示之EUV光罩基板1。但是,在實施例1之EUV光罩基板1中,於吸收體層14之上,係並未被形成有低反射層15。
作為成膜用之基底11,係使用SiO2
-TiO2
之玻璃基底(外形6吋(152mm)平方,厚度6.3mm)。此玻璃基底之熱膨脹率係為0.2×10-7
/℃,楊格率係為67GPa,帕松比(Poisson's Ratio)為0.17,剛性比為3.07×107
m2
/s2
。藉由對此玻璃基底進行研磨,而形成為表面粗度(rms)0.15nm以下之平滑的表面,與100nm以下之平坦度。
在基底11之背面側,係使用磁控管濺鍍法而成膜厚度為100nm之Cr膜,藉由此,而施加薄膜電阻100Ω/□之高介電性覆膜。
在設為平板形狀之通常的靜電夾具上,使用所形成之Cr膜,而將基底11(外形6吋(152mm)平方、厚度6.3mm)作固定,並在該基底11之表面上,使用離子束濺鍍法,而將Si膜以及Mo膜交互成膜並反覆進行40週期,藉由此,形成合計膜厚為272nm((4.5nm+2.3nm)×40)之Si/Mo多層反射膜(反射層12)。
進而,在Si/Mo多層反射膜(反射層12)上,使用離子束濺鍍法,而成膜Ru膜(膜厚2.5nm),藉由此,而形成保護層13。
Si膜、Mo膜以及Ru膜之成膜條件,係如下述所示一
般。
Si膜之成膜條件:標靶:Si標靶(摻雜有硼)
濺鍍氣體:Ar氣體(氣體壓0.02Pa)
電壓:700V
成膜速度:0.077nm/sec
膜厚:4.5nm
Mo膜之成膜條件:標靶:Mo標靶
濺鍍氣體:Ar氣體(氣體壓0.02Pa)
電壓:700V
成膜速度:0.064nm/sec
膜厚:2.3nm
Ru膜之成膜條件:標靶:Ru標靶
濺鍍氣體:Ar氣體(氣體壓0.02Pa)
電壓:500V
成膜速度:0.023nm/sec
膜厚:2.5nm
接下來,在保護層13上,使用磁控管濺鍍法,而形
成包含有Ta以及Hf之吸收體層14(TaHf膜),藉由此,得到了在基底11上,依序形成有反射層12、保護層13以及吸收體層14之EUV光罩基板1。
吸收體層14之成膜條件,係如下述所示一般。
吸收體層14(TaHf膜)之成膜條件:標靶:TaHf化合物標靶(組成比:Ta55at%、Hf45at%)
濺鍍氣體:Ar氣體(氣體壓0.3Pa)
投入電力:150W
成膜速度:0.29nm/sec
膜厚:60nm
對於以上述之程序所得到之EUV光罩基板的吸收體層,實施了下述之評價(1)~(4)。
(1)膜組成:
吸收體層14(TaHf膜)之組成,係使用X光電子分光裝置(X-ray Photoelectron Spectrometer)(PERKIN ELEMER-PHI公司製:編號5500)而作了測定。吸收體層14(TaHf膜)之組成比(at%),係為Ta:Hf=55:45(Ta之含有率為55at%、Hf之含有率為45at%)。Zr的含有率係為0.3~0.7at%。
(2)結晶狀態
吸收體層14(TaHf膜)之結晶狀態,係使用X線折
射裝置(X-ray Diffractmeter)(RIGAKU公司製)而作了確認。在所得到之折射峰值中,由於係並未發現有尖銳之峰值,因此,確認了吸收體層14(TaHf膜)之結晶狀態係為非結晶構造又或是微結晶構造。
(3)表面粗度
吸收體層14(TaHf膜)之表面粗度,係使用原子力顯微鏡(SII公司製,SPI-3800),而以dynamic force mode來作了測定。表面粗度之測定區域係為1μm×1μm,於懸臂樑(cantilever),係使用SI-DF40(SII公司製)。
吸收體層之表面粗度(rms),係為0.10nm。
(4)電阻值
對吸收體層14(TaHf膜)之電阻值,在使用四探針測定器(三菱油化公司製:LorestaAP MCP-T400)而作了測定後,係為1.8×10-4
Ω.cm。
實施例2
在本實施例中,係製作了在吸收體層14上,被形成有包含Ta、Hf、O以及N之低反射層15(TaHfON膜)的EUV光罩基板1。
在本實施例中,直到在保護層13上形成吸收體層14為止的程序,係和實施例1同樣的而實施。在吸收體層14上,作為對於波長257nm之檢查光而為低反射的低反射層15,係使用磁控管濺鍍法,而形成了包含Ta、Hf、O以及
N之低反射層(TaHfON膜)。低反射層之組成比(at%),在藉由與實施例1相同之方法而測定後,係為Ta:Hf:N:O=35:15:15:35。
低反射層15(TaHfON膜)之成膜條件,係如下述所示一般。
低反射層15(TaHfON膜)之成膜條件:標靶:TaHf化合物標靶(組成比:Ta55at%、Hf45at%)
濺鍍氣體:Ar與N2
與O2
之混合氣體(Ar:45體積%、N2
:23體積%、O2
:32體積%、氣體壓:0.3Pa)
投入電力:150W
成膜速度:0.13nm/sec
膜厚:10nm
對於以上述之程序所得到之EUV光罩基板的低反射層15(TaHfON膜),實施了下述之評價(5)。
(5)反射特性(對比度評價)
在實施例1中,在直到形成了保護層13(Ru膜)為止的階段中,使用分光光度計,對在該保護層13表面之圖案檢查光(波長257nm)的反射率作了測定。又,在實施例2中,在形成了低反射層15(TaHfON膜)後,對在該低反射層表面之圖案檢查光的反射率作了測定。其結果,在保護層13表面之反射率係為60.0%,在低反射層15
(TaHfON膜)表面之反射率係為1.8%。在使用此些之結果與上述之式而求取出對比度後,其係為94.1%。
對於所得到之EUV光罩基板1,對低反射層15(TaHfON膜)表面照射EUV光(波長13.5nm),而測定了EUV光的反射率。其結果,EUV光之反射率係為0.4%,而確認了EUV吸收特性係為優良。
又,對於藉由上述程序所得到之EUV光罩基板的吸收體層(TaHf膜)的蝕刻特性,藉由以下之程序而作了評價。
(6)蝕刻特性
針對蝕刻特性,代替使用以上述程序而製作之EUV光罩基板來作評價,係使用以下之方法來作評價。
在RF電漿蝕刻裝置之試料台(4吋石英基板)上,作為試料,設置了以下述所記載之方法而各別被成膜有Ru膜又或是TaHf膜的Si晶片(10mm×30mm)。對於以此狀態而被設置在試料台之Si晶片的Ru膜又或是TaHf膜,以下述之條件而進行了電漿RF蝕刻。
偏壓RF:50W
蝕刻時間:120sec
觸發(trigger)壓力:3Pa
蝕刻壓力:1Pa
蝕刻氣體:Cl2
/Ar
氣體流量(Cl2
/Ar):20/80sccm
電極基板間距離:55mm
Ru膜之成膜,係藉由磁控管濺鍍法,並以下述之成膜條件而實施。
Ru膜之成膜條件:標靶:Ru標靶
濺鍍氣體:Ar氣體(氣體壓0.3Pa)
輸出:150W
成膜速度:0.25nm/sec
膜厚:2.5nm
TaHf膜,係使用磁控管濺鍍法,並藉由使TaHf化合物標靶在Ar氣體環境下放電而成膜。另外,成膜係藉由以下之2種的條件而實施。
TaHf膜之成膜條件(1):標靶:TaHf化合物標靶(組成比:Ta55at%、Hf45at%)
濺鍍氣體:Ar氣體(氣體壓0.3Pa)
投入電力:150W
成膜速度:0.29nm/sec
膜厚:60nm
TaHf膜之成膜條件(2):標靶:TaHf化合物標靶(組成比:Ta45at%、
Hf55at%)
濺鍍氣體:Ar氣體(氣體壓0.3Pa)
投入電力:150W
成膜速度:0.35nm/sec
膜厚:60nm
針對以上述之條件所成膜之Ru膜、以及TaHf膜(1)、(2),求取蝕刻速度,並使用下述之式,而求取出蝕刻選擇比。
蝕刻選擇比=(TaHf膜之蝕刻速度)/(Ru膜之蝕刻速度)
TaHf膜(1)、(2)之蝕刻選擇比,係如下述所示一般。
TaHf膜(1): TaHf膜之蝕刻速度:19.8 (nm/min)
Ru膜之蝕刻速度:1.48 (nm/min)
蝕刻選擇比:13.3
TaHf膜(2): TaHf膜之蝕刻速度:19.0 (nm/min)
Ru膜之蝕刻速度:1.48 (nm/min)
蝕刻選擇比:12.8
與保護層13間之蝕刻選擇比,係以10以上為理想,而TaHf膜(1)、(2)之兩者,均具備有充分之蝕刻選擇比。又,TaHf膜(1)、(2),其蝕刻速率由於相較於後述之比較例1的TaBN膜而為高,因此係能夠期待有減低在蝕刻時之對於光阻劑之損傷的效果。又,藉由減低對光阻劑之損傷,能夠期待光阻劑之薄膜化。
在本實施例中,係製作了在吸收體層14上,被形成有包含Ta、Hf以及O之低反射層15(TaHfO膜)的EUV光罩基板1。
在本實施例中,直到在保護層13上形成吸收體層14為止的程序,係和實施例1同樣的而實施。在吸收體層14上,作為對於波長257nm之檢查光而為低反射的低反射層15,係使用磁控管濺鍍法,而形成了包含Ta、Hf以及O之低反射層(TaHfO膜)。低反射層之組成比(at%),在藉由與實施例1相同之方法而測定後,係為Ta:Hf:O=40:20:40。
低反射層15(TaHfO膜)之成膜條件,係如下述所示一般。
低反射層15(TaHfO膜)之成膜條件:標靶:TaHf化合物標靶(組成比:Ta55at%、Hf45at%)
濺鍍氣體:Ar與O2
之混合氣體(Ar:70vol%、O2
:30vol%、氣體壓:0.3Pa)
投入電力:150W
成膜速度:0.43nm/sec
膜厚:10nm
對於所得到之低反射層15(TaHfO膜)的對比度評價,實施了與實施例2相同之程序。其結果,在保護層13表面之反射率係為60.0%,在低反射層15(TaHfO膜)表面之反射率係為2.6%。在使用此些之結果與上述之式而求取出對比度後,其係為91.7%。
又,測定了低反射層15(TaHfO膜)表面之EUV光的反射率。其結果,EUV光之反射率係為0.4%,而確認了EUV吸收特性係為優良。
比較例1,除了吸收體層係為鉭硼合金之氮化物(TaBN)膜以外,係藉由與實施例1相同之程序而實施。TaBN膜,係使用TaB標靶(Ta:B=50at%:50at%),並以下述之條件而成膜。
TaBN層之成膜條件:標靶:TaB標靶(組成比:Ta50at%、B50at%)
濺鍍氣體:Ar氣體、N2
氣體(Ar:86體積%、N2
:
14體積%、氣體壓:0.3Pa)
投入電力:150W
成膜速度:0.05nm/sec
膜厚:60nm
對於所得到之TaBN膜的組成(at%),使用X光電子分光裝置而作了測定,其結果,B之含有率係為5at%以上。
在對於成膜後之TaBN膜的結晶狀態,使用X線折射裝置而作了確認之後,在所得到之折射峰值中,由於係並未發現有尖銳之峰值,因此,確認了吸收體層之結晶狀態係為非結晶構造又或是微結晶構造。
又,對於成膜後之TaBN膜的表面粗度(rms),在藉由與實施例1相同之方法而確認後,係為0.2nm。
又,在吸收體層14上,作為低反射層,形成鉭硼合金之氮氧化物(TaBON),並藉由與實施例2相同之程序,而測定了在保護層13(Ru膜)以及TaBON層表面處之圖案檢查光(波長257nm)的反射率。TaBON膜,係使用TaB標靶(Ta:B=50at%:50at%),並以下述之條件而成膜。
TaBON層之成膜條件:標靶:TaB標靶(組成比:Ta50at%、B50at%)
濺鍍氣體;Ar氣體、N2
氣體、O2
氣體(Ar:60體積
%、N2
:20體積%、O2
:20體積%、氣體壓:0.3Pa)
投入電力:150W
成膜速度:0.05nm/sec
膜厚:10nm
其結果,在吸收體層14表面之反射率係為60.0%,在TaBON層表面之反射率係為9.9%。在使用此些之結果與上述之式而求取出對比度後,其係為71.7%,而確認了:相較於實施例2,其對比度係為低。
針對TaBN膜,藉由與上述相同之程序,而對蝕刻特性作了評價。其結果,TaBN膜之蝕刻選擇比係為10.4(TaBN膜之蝕刻速度:15.4 (nm/min)、Ru膜之蝕刻速度:1.48 (nm/min))。
另外,比較例1之TaBN層的成膜速度,係為實施例1之成膜速度的1/6左右,而為相當慢。又,雖然為了對再現性作確認,而以比較例1之條件作了複數次之實施,但是,係確認了,會有放電成為不安定、而無法成膜之情況,或是對於膜之組成或膜厚之控制係為顯著的困難之事態。
比較例2,除了吸收體層(TaHf膜)中之Hf含有率為未滿20at%以外,係藉由與實施例1相同之程序而實施。另外,Hf含有率為未滿20at%之吸收體層(TaHf膜)
,係使用Hf含有率為未滿20at%之TaHf化合物標靶,並藉由實施磁控管濺鍍法而形成。
在對於所得到之吸收體層(TaHf膜)的結晶狀態,使用X線折射裝置而作了確認之後,在所得到之折射峰值中,由於係發現有尖銳之峰值,因此,確認了吸收體層(TaHf膜)係為結晶質。又,表面粗度(rms),係為0.6nm。
比較例3,除了吸收體層(TaHf膜)中之Hf含有率為超過60at%(例如70at%)以外,係藉由與實施例1相同之程序而實施。另外,Hf含有率為超過60at%之吸收體層(TaHf膜),係使用Hf含有率為超過60at%之TaHf化合物標靶,並藉由實施磁控管濺鍍法而形成。
在對於所得到之吸收體層(TaHf膜)的結晶狀態,使用X線折射裝置而作了確認之後,在所得到之折射峰值中,由於係並未發現有尖銳之峰值,因此,確認了吸收體層(TaHf膜)係為非結晶構造又或是微結晶構造。又,表面粗度(rms),係為0.1nm。
針對吸收體層(TaHf膜),藉由與實施例2相同之程序,而對蝕刻特性作了評價。其結果,TaBN膜之蝕刻選擇比係為5以下(TaHf膜之蝕刻速度:5.18(nm/min)、Ru膜之蝕刻速度:1.48 (nm/min)),相較於實施例2,能夠確認其蝕刻選擇比係為低。
本發明之EUV光罩基板,由於特別是具備有在EUV光以及圖案檢查光之波長域的反射率為低,且對該所期望之膜組成以及膜厚的控制係為容易的吸收體層,因此在半導體產業中,於光罩製造用係為有用。
另外,於此,係將在2006年12月27日所申請之日本特許出願2006-350932號之說明書、申請專利範圍、圖面以及摘要之全部內容作引用,並作為本發明之說明書的揭示而取入。
1‧‧‧EUV光罩基板
11‧‧‧基底
12‧‧‧反射層(多層反射膜)
13‧‧保護層
14‧‧‧吸收體層
15‧‧‧低反射層
[圖1]圖1,係為展示本發明之EUV光罩基板的其中一種實施形態之概略剖面圖。
[圖2]圖2,係為展示在圖1中所示之EUV光罩基板1的吸收體層14(以及低反射層15)處形成了圖案後之狀態。
1‧‧‧EUV光罩基板
11‧‧‧基底
12‧‧‧反射層(多層反射膜)
13‧‧‧保護層
14‧‧‧吸收體層
15‧‧‧低反射層
Claims (32)
- 一種EUV光微影法用反射型光罩基板,係為在基底上,依序形成有反射EUV光之反射層、和吸收EUV光之吸收體層的EUV光微影法用反射型光罩基板,其特徵為:前述吸收體層,係包含有鉭(Ta)以及鉿(Hf),在前述吸收體層中,Hf之含有率係為20~60at%,Ta之含有率係為40~80at%。
- 一種EUV光微影法用反射型光罩基板,係為在基底上,依序形成有反射EUV光之反射層、和吸收EUV光之吸收體層的EUV光微影法用反射型光罩基板,其特徵為:前述吸收體層,係包含有鉭(Ta)、鉿(Hf)、以及氮(N),在前述吸收體層中,Ta以及Hf之合計含有率係為40~70at%,Ta與Hf之組成比例係為Ta:Hf=8:2~4:6,N之含有率係為30~60at%。
- 如申請專利範圍第2項所記載之EUV光微影法用反射型光罩基板,其中,在前述吸收體層中,Ta與Hf之組成比例,係為Ta:Hf=7:3~4:6。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中之任一項所記載之EUV光微影法用反射型光罩基板,其中,在前述吸收體層中,B、Si以及Ge之合計含有率,係為5at%以下。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中之任一項所記載之EUV光微影法用反射型光罩基板,其中,前述吸收體層,係包含有0.1~1.0at%之Zr。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中之任一項所記載之EUV光微影法用反射型光罩基板,其中,前述吸收體層,係包含有5at%以下之Cr。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中之任一項所記載之EUV光微影法用反射型光罩基板,其中,前述吸收體層之結晶狀態,係為非結晶(amorphous)。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中之任一項所記載之EUV光微影法用反射型光罩基板,其中,前述吸收體層表面之表面粗度(rms),係為0.5nm以下。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中之任一項所記載之EUV光微影法用反射型光罩基板,其中,前述吸收體層之膜厚,係為50~200nm。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中之任一項所記載之EUV光微影法用反射型光罩基板,其中,在前述吸收體層上,係被形成有對於光罩圖案之檢查中所使用的檢查光的反射低之低反射層,前述低反射層,係包含有鉭(Ta)、鉿(Hf)、以及氧(O),在前述低反射層中,Ta以及Hf之合計含有率係為30~80at%,Ta與Hf之組成比例係為8:2~4:6,O之含有率係為20~70at%。
- 如申請專利範圍第1項所記載之EUV光微影法用反射型光罩基板,其中,前述吸收體層,係藉由進行使用了TaHf化合物標靶之濺鍍法而被形成。
- 如申請專利範圍第2項所記載之EUV光微影法用反射型光罩基板,其中,前述吸收體層,係藉由在包含 有氮之氣體環境中,進行使用了TaHf化合物標靶之濺鍍法而被形成。
- 如申請專利範圍第11項或第12項所記載之EUV光微影法用反射型光罩基板,其中,前述TaHf化合物標靶之組成,係為Ta=30~70at%,Hf=70~30at%。
- 如申請專利範圍第11項或第12項所記載之EUV光微影法用反射型光罩基板,其中,前述TaHf化合物標靶,係包含有0.1~5.0at%之Zr。
- 如申請專利範圍第10項所記載之EUV光微影法用反射型光罩基板,其中,在前述低反射層中,Ta與Hf之組成比例,係為Ta:Hf=7:3~4:6。
- 如申請專利範圍第1項至第3項中之任一項所記載之EUV光微影法用反射型光罩基板,其中,在前述吸收體層上,係被形成有對於光罩圖案之檢查中所使用的檢查光的反射低之低反射層,前述低反射層,係包含有鉭(Ta)、鉿(Hf)、氧(O)、以及氮(N),在前述低反射層中,Ta以及Hf之合計含有率係為30~80at%,Ta與Hf之組成比例係為Ta:Hf=8:2~4:6,N以及O之合計含有率係為20~70at%,N與O之組成比例係為N:O=9:1~1:9。
- 如申請專利範圍第16項所記載之EUV光微影法用反射型光罩基板,其中,在前述低反射層中,Ta與Hf之組成比例,係為Ta:Hf=7:3~4:6。
- 一種EUV光微影法用反射型光罩基板,係為在 基底上,依序形成有反射EUV光之反射層、和吸收EUV光之吸收體層、以及對於光罩圖案之檢查中所使用的檢查光的反射低之低反射層的EUV光微影法用反射型光罩基板,其特徵為:前述低反射層,係包含有鉭(Ta)、鉿(Hf)、以及氧(O),在前述低反射層中,Ta以及Hf之合計含有率係為Ta:Hf=30~80at%,Ta與Hf之組成比例係為8:2~4:6,O之含有率係為20~70at%。
- 如申請專利範圍第18項所記載之EUV光微影法用反射型光罩基板,其中,在前述低反射層中,Ta與Hf之組成比例,係為Ta:Hf=7:3~4:6。
- 一種EUV光微影法用反射型光罩基板,係為在基底上,依序形成有反射EUV光之反射層、和吸收EUV光之吸收體層、以及對於光罩圖案之檢查中所使用的檢查光的反射低之低反射層的EUV光微影法用反射型光罩基板,其特徵為:前述低反射層,係包含有鉭(Ta)、鉿(Hf)、氧(O)、以及氮(N),在前述低反射層中,Ta以及Hf之合計含有率係為30~80at%,Ta與Hf之組成比例係為Ta:Hf=8:2~4:6,N以及O之合計含有率係為20~70at%,N與O之組成比例係為N:O=9:1~1:9。
- 如申請專利範圍第20項所記載之EUV光微影法用反射型光罩基板,其中,在前述低反射層中,Ta與Hf之組成比例,係為Ta:Hf=7:3~4:6。
- 如申請專利範圍第18項或第20項所記載之EUV 光微影法用反射型光罩基板,其中,前述低反射層,係包含有0.1~1.0at%之Zr。
- 如申請專利範圍第18項或第20項所記載之EUV光微影法用反射型光罩基板,其中,前述低反射層表面之表面粗度(rms),係為0.5nm以下。
- 如申請專利範圍第18項或第20項所記載之EUV光微影法用反射型光罩基板,其中,前述低反射層之膜厚,係為5~30nm。
- 如申請專利範圍第18項或第20項所記載之EUV光微影法用反射型光罩基板,其中,在前述反射層與前述吸收體層之間,係被形成有在對前述吸收體層形成圖案時,用以保護前述反射層之保護層,相對於在對被形成於吸收體層之圖案作檢查時所使用的光之波長,在前述保護層表面之反射光,和在前述低反射層表面之反射光,其對比度係為30%以上。
- 如申請專利範圍第25項所記載之EUV光微影法用反射型光罩基板,其中,前述保護層,係由Ru、Ru化合物、SiO2 、以及CrN所成之群中的任一者所形成。
- 如申請專利範圍第18項或第20項所記載之EUV光微影法用反射型光罩基板,其中,相對於在對被形成於吸收體層之圖案作檢查時所使用的光之波長,前述低反射層表面之反射率,係為15%以下。
- 如申請專利範圍第18項所記載之EUV光微影法用反射型光罩基板,其中,前述低反射層,係藉由在包含 有氧之氣體環境中,進行使用了TaHf化合物標靶之濺鍍法而被形成。
- 如申請專利範圍第20項所記載之EUV光微影法用反射型光罩基板,其中,前述低反射層,係藉由在包含有氮以及氧之氣體環境中,進行使用了TaHf化合物標靶之濺鍍法而被形成。
- 如申請專利範圍第28項或第29項所記載之EUV光微影法用反射型光罩基板,其中,前述TaHf化合物標靶之組成,係為Ta=30~70at%,Hf=70~30at%。
- 如申請專利範圍第29項所記載之EUV光微影法用反射型光罩基板,其中,前述TaHf化合物標靶,係包含有0.1~5.0at%之Zr。
- 如申請專利範圍第30項所記載之EUV光微影法用反射型光罩基板,其中,前述TaHf化合物標靶,係包含有0.1~5.0at%之Zr。
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