TWI430017B - Reflective mask base for EUV microfilm - Google Patents

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Description

EUV微影用反射型光罩基底 技術領域
本發明係有關於一種於製造半導體等時所使用之EUV(Extreme Ultra Violet：極紫外線)微影用反射型光罩基底(以下，本說明書中稱作「EUV光罩基底」。)。
 背景技術
以往，於半導體產業中，使用有利用可見光或紫外光之光蝕刻法作為於Si基板等上形成由細微圖案所構成之積體電路時所需之細微圖案的轉印技術。然而，於半導體裝置之細微化加速下，以往之光蝕刻法亦趨近於極限。於光蝕刻法時，圖案之解析極限係曝光波長之1/2左右，即使使用浸漬法仍為曝光波長之1/4左右，即便使用ArF雷射(193nm)之浸漬法，仍可預料極限為45nm左右。於是，以使用波長較ArF雷射短之EUV光的曝光技術的EUV微影(EUVL)被視為可作為45nm以下之曝光技術。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光因對任何物質皆容易被吸收，且於該波長下物質之折射率趨近於1，故無法使用如習知的利用可見光或紫外光之光蝕刻的折射光學系統。因此，EUV光微影中係使用反射光學系統、即反射型光罩與鏡子。
光罩基底係製造光罩時所使用之圖案化前的積層體。當為EUV光罩基底時，具有於玻璃等之基板上形成有反射EUV光的反射層、吸收EUV光的吸收體層且以前述順序所形成的構造。反射層係通常使用藉由交互積層高折射率層與低折射率層以提高對層表面照射EUV光時之光線反射率的多層反射膜。吸收體層係使用對EUV光之吸收係數高的材料，具體地舉例而言，可使用以Ta或Cr為主成分之材料。
於EUV光罩基底之吸收體層上通常設有對光罩圖案檢查光低反射的低反射層。使用深紫外光之波長區域(190nm~260nm)的光線可知形成光罩圖案後有無圖案缺陷。於使用前述波長區域之光線的圖案檢查中，藉由經圖案化步驟去除低反射層及吸收體層之領域與殘留有低反射層及吸收體層之領域的反射率差，即該等領域表面之反射光的對比，來檢查圖案缺陷之有無。為提升光罩圖案之檢查敏銳度，需提升對比，為此，要求低反射層對前述波長區域之低反射特性，即對前述波長區域之反射率為15%以下。
專利文獻1中指出，於由鉭硼合金之氮化物(TaBN)所構成之吸收體層上，形成由鉭硼合金之氧化物(TaBO)或鉭硼合金之氮氧化物(TaBNO)所構成的低反射層，因對光罩圖案之檢查光之波長區域(190nm~260nm)的反射率低而為佳。
又，專利文獻2、3中指出，為調整對光罩圖案之檢查光之波長區域(190nm~260nm)的反射率，而於吸收體層上設置由金屬、矽(Si)、氧(O)及氮(N)所構成的低反射層為佳。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2004-6798號公報
專利文獻2：日本專利特開2006-228767號公報
專利文獻3：日本專利特開2007-335908號公報
發明概要
於專利文獻1至3之任一情況中，均使用氧化物或氮氧化物作為低反射層。這是因為，藉於低反射層加入氧，可提升對190nm~260nm附近之波長的低反射機能，但另一方面，於低反射層加入氧時，會有如以下敘述之蝕刻速度下降的問題。
製造EUVL用光罩時，於吸收體層及低反射層形成圖案時，通常係使用乾式蝕刻製程，而蝕刻氣體通常係使用氯系氣體(或包含氯系氣體之混合氣體)(以下，將其等總稱作氯系氣體。)、或氟氣體(或包含氟氣體之混合氣體)(以下，將其等總稱作氟系氣體。)。以防止反射層因蝕刻製程而受到損害為目的下，於反射層上形成包含Ru或Ru化合物之膜作為保護層時，因對保護層之損害少，故對吸收體層主要係使用氯系氣體作為蝕刻氣體。另一方面，低反射層因含有氧，相較於氟系氣體，氯系氣體下之蝕刻速率變慢。因此，於低反射層之蝕刻製程中，一般係使用氟系氣體。
於吸收體層及低反射層形成圖案時，通常實施如上述之2階段的蝕刻製程，即需實施對低反射層使用氟系氣體之蝕刻製程、及實施對吸收體層使用氯系氣體之蝕刻製程。然而，於實施此種2階段之蝕刻製程時，需要2個蝕刻腔室，故製程變得複雜，且腔室移動間之污染亦令人擔憂。又，於1個腔室中實施2種蝕刻製程時，因混合有氟系氣體及氯系氣體之相異氣體種類，故會產生腔室之污染、或產生製程之不穩定化的問題。
本發明為解決上述習知技術之問題點，目的在於提供一種EUV光罩基底，該EUV光罩基底係作為EUV光罩基底之特性優異，特別是圖案檢查光之波長區域的反射率低，且具有於使用氯系氣體之蝕刻製程中，具充分蝕刻速度的低反射層者。
本發明人等為解決上述課題專心致力檢討之結果，發現藉使低反射層為含有Si及N之膜(SiN膜)，則對光罩圖案之檢查光之全波長區域(190~260nm)具有低反射層特性，並且對使用氯系氣體之蝕刻製程可提升蝕刻速度。
又，本發明人等發現，藉使低反射層為於SiN膜添加有Ge或B之膜(SiGeN膜、SiBN膜、SiGeBN膜等)，可更具有低反射層特性，並且對使用氯系氣體之蝕刻製程可提升蝕刻速度。
本發明係依據前述觀察所得知識所作成者，具有以下要旨。
(1)一種EUV微影用反射型光罩基底，係在基板上，形成有反射EUV光的反射層、吸收EUV光的吸收體層、對光罩圖案之檢查光(波長190nm~260nm)低反射的低反射層且以前述順序形成有該等層之EUV微影用反射型光罩基底，其特徵在於：
前述低反射層，以合計含有率計，含有矽(Si)及氮(N)95at%以上；Si之含有率為5~80at%；N之含有率為15~90at%。
(2)一種EUV微影用反射型光罩基底，係在基板上，形成有反射EUV光的反射層、吸收EUV光的吸收體層、對光罩圖案之檢查光(波長190nm~260nm)低反射的低反射層且以前述順序形成有該等層之EUV微影用反射型光罩基底，其特徵在於：
前述低反射層，含有矽(Si)及氮(N)，且更含有1種以上選自於由鍺(Ge)及硼(B)所構成之群者；Si、N、Ge及B之合計含有率在95at%以上；Si、Ge及B之合計含有率為5~80at%；Si、Ge及B之組成比為Si：(Ge+B)=4：1~9：1；N之含有率為15~90at%。
(3)如上述(1)或(2)之EUV微影用反射型光罩基底，其中前述低反射層的氧(O)之含有率小於5at%
(4)如上述(1)至(3)中任一者之EUV微影用反射型光罩基底，其中前述低反射層表面之表面粗糙度(rms)在0.5nm以下。
(5)如上述(1)至(4)中任一者之EUV微影用反射型光罩基底，其中前述低反射層表面之結晶構造係非晶質。
(6)如上述(1)至(5)中任一者之EUV微影用反射型光罩基底，其中前述低反射層之膜厚為3~30nm。
(7)如上述(1)至(6)中任一者之EUV微影用反射型光罩基底，其中前述吸收體層係以鉭(Ta)作為主成分。
(8)如上述(1)至(7)中任一者之EUV微影用反射型光罩基底，其中前述吸收體層係以鉭(Ta)作為主成分，且包含選自於鉿(Hf)、矽(Si)、鋯(Zr)、鍺(Ge)、硼(B)、氮(N)及氫(H)之至少一種元素。
(9)如上述(1)至(8)中任一者之EUV微影用反射型光罩基底，其中前述吸收體層的氧(O)之含有率小於25at%。
(10)如上述(1)至(9)中任一者之EUV微影用反射型光罩基底，其中前述吸收體層及前述低反射層之合計膜厚為40~200nm。
(11)如上述(1)至(10)中任一者之EUV微影用反射型光罩基底，其中在前述反射層與前述吸收體層之間，形成有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，且以下述式所表示的對比在60%以上：
對比(%)=((R2 -R1 )/(R2 +R1 ))×100
(式中，R2 係於保護層表面對光罩圖案之檢查光之波長(190nm~260nm)的反射率，R1 係於低反射層表面對光罩圖案之檢查光之波長(190nm~260nm)的反射率)。
(12)如上述(11)之EUV微影用反射型光罩基底，其中前述保護層係以Ru、Ru化合物、SiO2 及CrN中之任一者所形成。
(13)如上述(1)至(12)中任一者之EUV微影用反射型光罩基底，其中對前述光罩圖案之檢查光之波長(190nm~260nm)低反射的前述低反射層表面之反射率在15%以下。
(14)如上述(1)至(13)中任一者之EUV微影用反射型光罩基底，其中前述低反射層係藉由在包含氮(N)的惰性氣體環境氣體中，進行使用Si標靶的濺鍍法而形成。
(15)如上述(2)至(13)中任一者之EUV微影用反射型光罩基底，其中前述低反射層係藉由在包含氮(N)的惰性氣體環境氣體中，進行使用含有矽(Si)及氮(N)且更含有1種以上選自於由鍺(Ge)及硼(B)所構成之群者的標靶的濺鍍法而形成。
(16)一種EUV微影用反射型光罩基底之製造方法，係藉由在基板上，形成有反射EUV光的反射層、吸收EUV光的吸收體層及對光罩圖案之檢查光(波長190nm~260nm)低反射的低反射層且以前述順序形成該等層，以製造EUV微影用反射型光罩基底之方法，其特徵在於：
前述低反射層係藉由在包含氮(N)的惰性氣體環境氣體中，進行使用Si標靶的濺鍍法而形成。
(17)一種EUV微影用反射型光罩基底之製造方法，係藉由在基板上，形成有反射EUV光的反射層、吸收EUV光的吸收體層及對光罩圖案之檢查光(波長190nm~260nm)低反射的低反射層且以前述順序形成該等層，以製造EUV微影用反射型光罩基底之方法，其特徵在於：
前述低反射層係藉由在包含氮(N)的惰性氣體環境氣體中，進行使用含有矽(Si)及氮(N)且更含有1種以上選自於由鍺(Ge)及硼(B)所構成之群者的標靶的濺鍍法而形成。
(18)一種EUV微影用反射型光罩，係已對如上述(1)至(15)中任一者之EUV微影用反射型光罩基底之吸收體層及低反射層施行圖案化者。
(19)一種半導體積體電路之製造方法，係藉由使用如上述(18)之EUV微影用反射型光罩來對被曝光體進行曝光而製造半導體積體電路者。
另外，本說明書中，亦將EUV微影用反射型光罩基底稱作EUV光罩基底，或，亦將EUV微影用反射型光罩稱作EUV光罩。
本發明之EUV光罩基底因於低反射層不包含氧，故即使於使用氯系氣體之蝕刻製程中，相較於習知的低反射層仍可得相當快之蝕刻速度。因此，僅使用氯系氣體，即可進行低反射層及吸收體層之蝕刻，並可期待蝕刻製程及蝕刻裝置之簡易化，且亦可期待蝕刻製程之污染的減少。此外，本發明中，因低反射層之蝕刻速度較習知的低反射層快，故可將光阻做成較現今更薄，結果，亦可期待更細微之圖案化加工。
圖式簡單說明
第1圖係顯示本發明EUV光罩基底之1實施形態的概略截面圖。
第2圖係顯示於第1圖顯示之EUV光罩基底1之吸收體層14及低反射層15形成有圖案的狀態。
 用以實施發明之形態
以下，參照圖式說明本發明之EUV光罩基底。
第1圖係顯示本發明EUV光罩基底之1實施形態的概略截面圖。第1圖顯示之光罩基底1係於基板11上形成有反射EUV光的反射層12、及吸收EUV之吸收體層14且以前述順序形成有該等層。於反射層12與吸收體層14之間，形成有對吸收體層14形成圖案時用以保護反射層12之保護層13。於吸收體層14上形成有對光罩圖案之檢查光低反射的低反射層15。但是，於本發明之EUV光罩基底1中，第1圖顯示之構造中，僅基板11、反射層12、吸收體層14及低反射層15為必須，保護層13係任意之構成要素。
以下，說明光罩基底1之各個構成要素。
基板11係被要求滿足作為EUV光罩基底用之基板的特性。因此，基板11宜為具有低熱膨脹係數(具體而言，以20℃中之熱膨脹係數為0±0.05×10-7 /℃為佳，特佳者係0±0.03×10-7 /℃)，且平滑性、平坦度、及對用於光罩基底或形成圖案後之光罩之洗淨等之洗淨液的耐性優異者。基板11具體而言係使用具有低熱膨脹係數之玻璃，例如，SiO2 -TiO2 系玻璃等，但並未限定於此，亦可使用析出β石英固溶體後之結晶化玻璃、石英玻璃、矽或金屬等基板。
基板11具有表面粗糙度(rms)在0.15nm以下之平滑表面與100nm以下之平坦度，因在形成圖案後之光罩中可得高反射率及轉印精準度，故為佳。另外，此處之表面粗糙度(rms)係依據JIS-B0601。
基板11之大小或厚度等係光罩之設計值等適當決定者。於之後顯示之實施例中，係使用外形約6吋(152mm)平方，厚度約0.25吋(6.3mm)之SiO2 -TiO2 系玻璃。
以於基板11之形成反射層12之側的表面不存在缺陷為佳。然而，即使存在，宜為凹狀缺陷之深度及凸狀缺陷之高度為2nm以下，且該等凹狀缺陷及凸狀缺陷之半值寬為60nm以下，以不因凹狀缺陷及/或凸狀缺陷而產生相位缺陷。
反射層12只要為具有作為EUV光罩基底之反射層所期待之特性者，並未特別限定。於此，對反射層12特別要求之特性為高EUV光線反射率。具體而言，於以6度之入射角將EUV光之波長區域的光線照射至反射層12表面時，波長13.5nm附近之光線反射率的最大值以60%以上為佳，以65%以上較佳。又，即使於反射層12上設有保護層13或低反射層15時，波長13.5nm附近之光線反射率的最大值以60%以上為佳，以65%以上較佳。
因反射層12可達到高EUV光線反射率，故通常係以使高折射率層與低折射率層交互積層複數次之多層反射膜作為反射層12使用。於成為反射層12之多層反射膜中，於高折射率層係廣泛使用Mo，於低折射率層則廣泛使用Si。換言之，Mo/Si多層反射膜係最為常見。但，多層反射膜並未限定於此，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。
構成成為反射層12之多層反射膜的各層之膜厚及層之重複單元的數，可隨使用之膜材料及反射層所要求之EUV光線反射率適當地選擇。以Mo/Si反射膜為例，為成為使EUV光線反射率之最大值為60%以上的反射層12，多層反射膜只要使膜厚2.3±0.1nm之Mo層與膜厚4.5±0.1nm之Si層積層成重複單元數為30~60即可。
另外，構成成為反射層12之多層反射膜的各層只要可使用磁控濺鍍法、離子束濺鍍法等眾所周知的成膜方法成膜成期待之厚度即可。例如，於使用離子束濺鍍法形成Si/Mo多層反射膜時，宜使用Si標靶作為標靶，並使用Ar氣體(氣體壓1.3×10-2 Pa~2.7×10-2 Pa)作為濺鍍氣體，以離子加速電壓300~1500V、成膜速度0.03~0.3nm/sec，將Si膜成膜為厚度4.5nm，接著，使用Mo標靶作為標靶，並使用Ar氣體(氣體壓1.3×10-2 Pa~2.7×10-2 Pa)作為濺鍍氣體，以離子加速電壓300~1500V、成膜速度0.03~0.3nm/sec，將Mo膜成膜為厚度2.3nm。以此為1週期，宜藉使Si膜及Mo膜積層40~50週期以將Si/Mo多層反射膜成膜。
為防止反射層12表面氧化，宜使成為反射層12之多層反射膜的最上層構成為不易氧化之材料層。不易氧化之材料層具有作為反射層12之覆蓋層的功能。具有作為覆蓋層之功能之不易氧化的材料層之具體例，可例示如Si層。成為反射層12之多層反射膜為Si/Mo膜時，藉使最上層為Si層，可使該最上層具有作為覆蓋層之功能。此時，覆蓋層之膜厚以9~13nm為佳。
保護層13係於藉蝕刻製程，通常係乾式蝕刻製程於吸收體層14形成圖案時，為不使反射層12因蝕刻製程而受到損害，以保護反射層12為目的所設置。因此，保護層13之材質係選擇不易受吸收體層14之蝕刻製程影響，即其蝕刻速度較吸收體層14慢，且不易因該蝕刻製程受到損害的物質。滿足該條件之物質，可舉例如：Cr、Al、Ta及其等之氮化物、Ru及Ru化合物(RuB、RuSi等)、及SiO2 、Si3 N4 、Al2 O3 或其等之混合物。其等中，亦以Ru及Ru化合物(RuB、RuSi等)、CrN及SiO2 為佳，以Ru及Ru化合物(RuB、RuSi等)特佳。
保護層13之厚度以1~60nm為佳，以1~20nm較佳。
保護層13係使用磁控濺鍍法、離子束濺鍍法等眾所周知的成膜方法成膜。於藉磁控濺鍍法將Ru膜成膜時，宜使用Ru標靶作為標靶，使用Ar氣體(氣體壓1×10-2 Pa~10×10-1 Pa)作為濺鍍氣體，以投入電力30~1500V、成膜速度0.02~1nm/sec，成膜為厚度2~5nm。
對吸收體層14特別要求之特性係EUV光線反射率要極低。具體而言，於將EUV光波長區域之光線照射至吸收體層14表面時，以波長13.5nm附近之最大光線反射率為5%以下，特別是3%以下，更以1%以下為佳。
本發明之EUV光罩基底1中，於將EUV光波長區域之光線照射至低反射層15表面時，亦以波長13.5nm附近之最大光線反射率為5%以下，特別是3%以下，更以1%以下為佳。
為達到上述特性，吸收體層14係以EUV光之吸收係數高的材料所構成。EUV光之吸收係數高的材料以使用以鉭(Ta)作為主成分之材料為佳。本說明書中，於提到「以鉭(Ta)作為主成分之材料」時，係指該材料中含有Ta 40at%(原子%，以下相同。)以上，以50at%以上為佳，較佳者是55at%以上之材料的意思。
於吸收體層14中使用以Ta作為主成分之材料，除了Ta以外，亦可含有選自於鉿(Hf)、矽(Si)、鋯(Zr)、鍺(Ge)、硼(B)及氮(N)之至少一種元素。含有Ta以外之上述元素之材料的具體例，可舉例如：TaN、TaHf、TaHfN、TaBSi、TaBSiN、TaB、TaBN、TaSi、TaSiN、TaGe、TaGeN、TaZr、TaZrN等。
但是，以吸收體層14中之氧(O)含有率低為佳。具體而言，以吸收體層14中之O的含有率小於25at%為佳。於吸收體層14形成圖案時，通常係使用乾式蝕刻製程，蝕刻氣體通常係使用氯系氣體或氟系氣體。以防止反射層因蝕刻製程而受到損害為目的，於反射層上形成包含Ru或Ru化合物之膜來做為保護層時，因對保護層之損害少，故主要係使用氯系氣體作為蝕刻氣體。然而，於使用氯系氣體實施乾式蝕刻製程時，當吸收體層14含有氧時，蝕刻速度下降，且光阻損害變大而不佳。吸收體層14中之氧含有率，以15at%以下為佳，以10at%以下較佳，以5at%以下更佳。此外，後述之低反射層及吸收體層之氧含有量，以兩者均為10at%以下較佳，特別以5at%以下為佳。
吸收體層14以將膜厚設定成使吸收體層14與低反射層15的合計膜厚為40~200nm為佳，以將膜厚設定成使兩者之合計膜厚為50~200nm較佳。以將膜厚設定成使兩者之合計膜厚為50~150nm更佳，特別是以將膜厚設定成為50~100nm為佳。
上述構造之吸收體層14可藉實施眾所周知的成膜方法，例如：磁控濺鍍法或離子束濺鍍法來形成。
例如，於使用磁控濺鍍法形成TaHf膜來作為吸收體層14時，可以以下條件實施。
濺鍍標靶：TaHf化合物標靶(Ta=30~70at%，Hf=70~30at%)
濺鍍氣體：Ar氣體等惰性氣體(氣體壓1×10-1 Pa~50×10-1 Pa，以1×10-1 Pa~40×10-1 Pa為佳，較佳者是1×10-1 Pa~30×10-1 Pa)
成膜前真空度：1×10-4 Pa以下，以1×10-5 Pa以下為佳，較佳者是10-6 Pa以下
投入電力：30~1000W，以50~750W為佳，較佳者是80~500W
成膜速度：2~60nm/min，以3.5~45nm/min為佳，較佳者是5~30nm/min
又，於使用磁控濺鍍法形成TaN層來作為吸收體層14時，可以以下條件實施。
濺鍍標靶：Ta標靶
濺鍍氣體：經Ar氣體等惰性氣體稀釋之N2 氣體(氣體壓1×10-1 Pa~50×10-1 Pa，以1×10-1 Pa~40×10-1 Pa為佳，較佳者是1×10-1 Pa~30×10-1 Pa)
成膜前真空度：1×10-4 Pa以下，以1×10-5 Pa以下為佳，較佳者是10-6 Pa以下
投入電力：30~1000W，以50~750W為佳，較佳者是80~500W
成膜速度：2~60nm/min，以3.5~45nm/min為佳，較佳者是5~30nm/min
低反射層15係以對光罩圖案之檢查時使用之檢查光的波長顯示低反射特性之膜所構成。於製作EUV光罩時，在吸收體層形成圖案後，會檢查該圖案是否如設計般地形成。該光罩圖案之檢查中，現在係使用以257nm左右之光作為檢查光的檢查機。然而，隨著圖案寬度變小，檢查光所使用之波長亦變短，預測今後將使用190~199nm之波長。即，對此種波長之檢查光的反射率之差(具體而言，係吸收體層14因形成圖案被去除而露出之面與因形成圖案而未被去除並殘留之吸收體層14表面的反射率之差)，換言之，係藉由於該等面之反射光的對比來檢查。此處，前者係反射層12表面。但，於反射層12上形成保護層13時，則為保護層13表面。因此，當對檢查光之波長的反射層12表面或保護層13表面與吸收體層14表面的反射率之差小時，檢查時之對比變差，而無法正確地檢查。
上述構造之吸收體層14雖EUV光線反射率極低，且具有作為EUV光罩基底1之吸收體層之優異特性，但於見到檢查光之波長時，光線反射率未必充分地低。結果，對檢查光之波長的吸收體層14表面之反射率與保護層13(或反射層12)表面之反射率的差變小，而有無法得到充分之檢查時之對比的可能性。當無法得到充分之檢查時之對比時，於光罩圖案之檢查中則無法充分地判別圖案之缺陷，而無法進行正確之缺陷檢查。
本發明之EUV光罩基底1中，藉於吸收體層14上形成對光罩圖案之檢查光低反射的低反射層15，使檢查時之對比良好。另外，於本發明之EUV光罩基底1時，反射光之對比係對檢查光之波長之反射層12表面與低反射層15表面的反射率之差。但，於反射層12上形成保護層13時，係保護層13表面與低反射層15表面的反射率之差。
本發明之EUV光罩基底1中，藉於吸收體層14上形成低反射層15，使光線反射率相對於光罩圖案之檢查光的全波長區域(190~260nm)極低。具體而言，於將光罩圖案之檢查光的波長區域(190~260nm)之光線照射至低反射層15表面時，相對於該檢查光之全波長區域(190~260nm)，低反射層15表面之光線反射率以15%以下為佳，以10%以下較佳，以8%以下更佳。
只要相對於光罩圖案之檢查光的全波長區域(190~260nm)低反射層15表面之最大光線反射率為15%以下，則不論光罩圖案之檢查光的波長，檢查時之對比係為良好。具體而言，相對於光罩圖案之檢查光的全波長區域(190~260nm)，反射層12表面之反射光(當於反射層12上形成保護層13時係保護層13表面之反射光)與低反射層15表面之反射光的對比為60%以上。
本說明書中，對比可使用下述式求得。
對比(%)=((R2 -R1 )/(R2 +R1 ))×100
此處，R2 係於反射層12表面對檢查光之波長的之反射率。但，當於反射層12上形成保護層13時係於保護層13表面之反射率。R1 係於低反射層15表面對檢查光之波長的反射率。另外，如第2圖所示，上述R1 及R2 係於第1圖所示之EUV光罩基底1的吸收體層14及低反射層15形成有圖案之狀態下測定。上述R2 係第2圖中藉由形成圖案去除吸收體層14及低反射層15，並於露出至外部的反射層12表面或保護層13表面測定的值，R1 係於未藉由形成圖案去除，而殘留之低反射層15表面測定的值。
本發明中，以上述式所表示之對比為65%以上較佳，以70%以上更佳。
低反射層15為達到上述特性，宜以對光罩圖案之檢查光之波長區域的折射率較吸收體層14高之材料所構成，且其結晶狀態為非晶質。除此之外，低反射層15宜於使用氯系氣體之蝕刻製程中，具有充分之蝕刻速度。
本發明之EUV光罩基底1的低反射層15中，藉含有以合計含有率計為95at%以上之矽(Si)及氮(N)，而達到上述特性。
低反射層15以以下所述之特定比率含有該等元素為佳。
低反射層15以Si之含有率為5~80at%為佳，以N之含有率為15~90at%為佳(以下亦將具有此種組成之低反射層15稱作「SiN膜」)。當Si之含有率小於5at%時，低反射層15之導電性下降，且有於低反射層15進行電子束蝕刻(electron-beam lithography)時產生帶電(charge up)之問題的可能性。當Si之含有率大於80at%時，有無法使對光罩圖案之檢查光之波長區域的光線反射率充分降低的可能性。又，於N之含有率低於15at%時，則有無法使對光罩圖案之檢查光之波長區域的光線反射率充分降低的可能性。當N之含有率高於90at%時，低反射層15之耐酸性下降，且低反射層15之絕緣性增加，有於低反射層15進行電子束蝕刻時產生帶電之問題的可能性。
Si之含有率，以10~80at%較佳，以20~80at%更佳，以30~70at%特佳。又，N之含有率以15~85at%較佳，以15~75at%更佳，以25~65at%特佳。
另外，低反射層15亦可視需要包含Si及N以外之元素。此時，低反射層15中含有之元素需滿足對光罩圖案之檢查光的波長區域具低反射特性等作為光罩基底之合適性。
可含於低反射層15之元素的一例，可舉1種以上選自於由鍺(Ge)及硼(B)所構成之群者為例。藉使含有Ge或B，可使結晶粒徑更小，並具有使低反射層15表面之平滑性提升的效果。Ge及B之合計添加量以0.5~16at%為佳，特別是以1~14at%為佳。
於低反射層15含有Ge或B時，宜使Si、N、Ge及B之合計含有率為95at%以上，Si、Ge及B之合計含有率為5~80at%，Si、Ge及B之組成比Si：(Ge+B)=4：1~9：1。當Si、N、Ge及B之合計含有率小於95at%時，低反射層15之導電性下降，並有於低反射層15進行電子束蝕刻時產生帶電之問題的可能性。當Si、Ge及B之合計含有率大於80at%時，有對光罩圖案之檢查光的波長區域之光線反射率無法充分地降低的可能性。另外，(Ge+B)不為均包含Ge與B兩者之意，亦包含含有任一方之情形。
當低反射層15含有Ge且/或B時，低反射層15之N的含有率以15~90at%為佳。當N之含有率低於15at%時，有無法充分降低對光罩圖案之檢查光的波長區域之光線反射率的可能性。當N之含有率高於90at%時，低反射層15之耐酸性下降，且低反射層15之絕緣性増加，有於低反射層15進行電子束蝕刻時產生帶電之問題的可能性。
因上述理由，Si、Ge及B之合計含有率以7~80at%較佳，以10~80at%更佳。又，Si、Ge及B之組成比以4：1~8：1較佳，以4：1~7：1更佳。又，N之含有率以15~88at%較佳，以15~85at%更佳。
本發明之EUV光罩基底基藉不使低反射層為如習知光罩基底的氧化物、氮氧化物之包含氧之組成，而為以合計含有率計含有Si及N 95at%以上，更含有98at%以上的組成，可充分降低對光罩圖案之檢查光的波長區域之光線反射率，可於檢查時得到良好之對比。此外，藉含有Ge或B，可更充分地降低對光罩圖案之檢查光的波長區域之光線反射率，可於檢查時得到良好之對比。
並且，藉以不包含氧之組成達到對低反射層所要求之特性，而對使用氯系氣體之蝕刻製程具有充分之蝕刻速度。
另外，顯示對低反射層使用氯系氣體之蝕刻製程具有充分之蝕刻速度的指標，可使用與反射層(但，通常係於反射層上形成保護層故為保護層)之蝕刻選擇比。與反射層(或保護層)之蝕刻選擇比係於吸收體層與反射層(或保護層)之關係中，使用作為顯示具有充分之蝕刻速度的指標者。藉將其使用於低反射層，可判斷低反射層具有充分之蝕刻速度。
本說明書中，蝕刻選擇比可使用下述式來計算。
蝕刻選擇比
=(低反射層(或吸收體層)之蝕刻速度)/(反射層(或保護層)之蝕刻速度)
於吸收體層時，由上述式所得之蝕刻選擇比以10以上為佳，以11以上較佳，以12以上更佳。因此，於低反射層時若由上述式所得之蝕刻選擇比在上述範圍時，則會對低反射層使用氯系氣體之蝕刻製程具有充分之蝕刻速度。
由上述點可知，以低反射層15中不含有氧(O)為佳。具體而言，以吸收體層15中之O含有率小於5at%為佳。吸收體層14係如上述，以在吸收體層14及其上之低反射層15形成圖案為目的下，使用氯系氣體實施乾式蝕刻製程時，當低反射層15含有氧，蝕刻速度會下降，且光阻損害變大而不佳。
以吸收體層15中之氧含有率為4at%以下較佳，以3at%以下更佳，以除了不可避免之不純物以外而實質上不含有氧特佳。
當低反射層15為SiN膜時，亦可含有來自成膜時使用之標靶的B 0.1~5at%。
藉使低反射層15為上述構造，以其結晶狀態為非晶質者為佳。另外，本說明書中，於提到「結晶狀態係非晶質」時，除了成為完全不具有結晶構造之非晶質構造者以外，仍包含微結晶構造者。
藉使低反射層15為非晶質構造之膜或微結晶構造之膜，以低反射層15表面之表面粗糙度(rms)為0.5nm以下為佳。此處，可使用原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope)測定吸收體層15表面之表面粗糙度。當低反射層15表面之表面粗糙度大時，於低反射層15所形成之圖案的邊緣粗糙度(edge roughness)變大，且圖案尺寸之精準度變差。因隨著圖案之微細化對邊緣粗糙度之影響會變得顯著，故要求低反射層15表面為平滑。
只要低反射層15表面之表面粗糙度(rms)為0.5nm以下，因低反射層15表面非常地平滑，故無因邊緣粗糙度之影響造成圖案尺寸之精準度惡化的疑慮。反射層15表面之表面粗糙度(rms)以0.4nm以下較佳，以0.3nm以下更佳。
另外，可藉由X射線繞射(XRD)法確認低反射層15之結晶狀態為非晶質，即為非晶質構造或微結晶構造。只要低反射層15之結晶狀態為非晶質構造或微結晶構造，於藉XRD測定所得之繞射峰值不會見到尖銳之峰值。
如上述，吸收體層14與低反射層15之合計膜厚以40~200nm為佳，以50~200nm較佳，以50~150nm更佳，以50~100nm特佳。但，當低反射層15之膜厚較吸收體層14之膜厚大時，因有於吸收體層14之EUV光吸收特性下降的疑慮，故低反射層15之膜厚以較吸收體層之膜厚小為佳。因此，低反射層15之厚度以3~30nm為佳，以5~20nm較佳。
當低反射層15為SiN膜時，藉實施使用Si標靶之濺鍍法，例如，磁控濺鍍法或離子束濺鍍法，可形成上述構造之低反射層15。Si標靶亦可含有0.1~10at%之B。
又，藉由實施使用在Si標靶含有Ge或B之標靶的濺鍍法，例如，磁控濺鍍法或離子束濺鍍法，可形成含有矽(Si)及氮(N)，且含有1種以上選自於由鍺(Ge)及硼(B)所構成之群者的低反射膜。
上述構造之低反射層15係藉於經氬(Ar)等惰性氣體稀釋之氮(N2 )氣體環境氣體中，使Si標靶(或使Si標靶含有Ge或B之標靶)放電而形成。由蝕刻速度之點來看，以不使所形成之低反射層15含有氧原子地於濺鍍氣體中之氧化性氣體(例如，O2 、CO、CO2 、H2 O、NO等)的合計分壓為1×10-4 Pa以下之環境下實施為佳。
以上述方法於吸收體層14上形成低反射層15，具體而言可以以下之成膜條件實施。
低反射層15(SiN膜)之成膜條件
標靶：Si標靶
濺鍍氣體：Ar與N2 之混合氣體(Ar氣體濃度3~80vol%，以5~70vol%為佳，較佳者是10~60vol%，N2 氣體濃度3~80vol%，以5~70vol%為佳，較佳者是10~60vol%；氣體壓以1×10-2 Pa~40×10-1 Pa為佳，較佳者是1×10-1 Pa~30×10-1 Pa)
投入電力：30~1000W，以50~750W為佳，較佳者是80~500W
成膜速度：0.1~60nm/min，以0.5~45nm/min為佳，較佳者是1~30nm/min
另外，於使用Ar以外之惰性氣體時，係使其惰性氣體之濃度設於與上述Ar氣體濃度相同的濃度範圍。
低反射層15(SiGeN膜)之成膜條件
標靶：SiGe合金標靶
濺鍍氣體：Ar與N2 之混合氣體(Ar氣體濃度3~80vol%，以5~70vol%為佳，較佳者是10~60vol%，N2 氣體濃度3~80vol%，以5~70vol%為佳，較佳者是10~60vol%；氣體壓以1×10-2 Pa~40×10-1 Pa為佳，較佳者是1×10-1 Pa~30×10-1 Pa)
投入電力：30~1000W，以50~750W為佳，較佳者是80~500W
成膜速度：0.1~60nm/min，以0.5~45nm/min為佳，較佳者是1~30nm/min
低反射層15(SiBN膜)之成膜條件
標靶：SiB合金標靶
濺鍍氣體：Ar與N2 之混合氣體(Ar氣體濃度3~80vol%，以5~70vol%為佳，較佳者是10~60vol%，N2 氣體濃度3~80vol%，以5~70vol%為佳，較佳者是10~60vol%；氣體壓以1×10-2 Pa~40×10-1 Pa為佳，較佳者是1×10-1 Pa~30×10-1 Pa)
投入電力：30~1000W，以50~750W為佳，較佳者是80~500W
成膜速度：0.1~60nm/min，以0.5~45nm/min為佳，較佳者是1~30nm/min
低反射層15(SiGeBN膜)之成膜條件
標靶：SiGeB合金標靶
濺鍍氣體：Ar與N2 之混合氣體(Ar氣體濃度3~80vol%，以5~70vol%為佳，較佳者是10~60vol%，N2 氣體濃度3~80vol%，以5~70vol%為佳，較佳者是10~60vol%；氣體壓以1×10-2 Pa~40×10-1 Pa為佳，較佳者是1×10-1 Pa~30×10-1 Pa)
投入電力：30~1000W，以50~750W為佳，較佳者是80~500W
成膜速度：0.1~60nm/min，以0.5~45nm/min為佳，較佳者是1~30nm/min
另外，於使用Ar以外之惰性氣體時，係使其惰性氣體之濃度設於與上述Ar氣體濃度相同的濃度範圍。
本發明之EUV光罩基底1除了反射層12、保護層13、吸收體層14及低反射層15以外，亦可具有於EUV光罩基底之領域中眾所周知的機能膜。此種機能膜之具體例，可舉例如，日本專利特表2003-501823號公報所記載者，為促使基板之靜電吸附(Electrostatic chucking)，而於基板之裡面側施加高介電性塗層。此處，基板之裡面係指於第1圖之基板11中，與形成反射層12之側相反側的面。於此種目的下，於基板之裡面施加之高介電性塗層之構成材料的導電率與厚度係選擇使薄膜電阻為100Ω/□以下者。高介電性塗層之構成材料，可廣泛地由眾所周知的文獻中所記載者選擇。例如，日本專利特表2003-501823號公報記載之高介電率的塗層、具體而言，可使用由矽、TiN、鉬、鉻、或Tasi所構成之塗層。高介電性塗層之厚度，可舉10~1000nm為例。
高介電性塗層可使用眾所周知的成膜方法，例如：磁控濺鍍法、離子束濺鍍法等濺鍍法、CVD法、真空蒸鍍法、電鍍法形成。
藉至少將本發明之光罩基底的吸收體層圖案化，可製造EUV光罩。將吸收體層圖案化之方法並未特別限定，可採用例如，於吸收體層上塗布光阻後形成光阻圖案，而將該光阻圖案作為光罩而蝕刻吸收體層的方法。光阻之材料或光阻圖案之寫入法，於考慮吸收體層之材質等而適當地選擇即可。吸收體層之蝕刻方法亦並未特別限定，可使用反應性離子蝕刻等乾式蝕刻或濕式蝕刻。將吸收體層圖案化後，藉以剝離液剝離光阻，可得EUV光罩。
說明使用本發明之EUV光罩之半導體積體電路的製造方法。本發明可用於藉使用EUV光作為曝光用光源之光微影術的半導體積體電路之製造方法。具體而言，將塗布有光阻之矽晶圓等基板配置於台上，再於組合反射鏡子後構成之反射型曝光裝置設置上述EUV光罩。之後，透過反射鏡子將EUV光由光源照射至EUV光罩，再藉由EUV光罩使EUV光反射，而照射至塗布有光阻之基板。藉由該圖案轉印製程，可將電路圖案轉印至基板上。轉印有電路圖案之基板於藉由顯影來蝕刻感光部分或非感光部分後，將光阻剝離。半導體積體電路係藉由重複此種製程所製造。
實施例
以下，使用實施例更加說明本發明。
實施例1
本實施例中，係製作於第1圖顯示之EUV光罩基底1。
成膜用之基板11係使用SiO2 -TiO2 系之玻璃基板(外形約6吋(約152mm)平方、厚度約6.3mm)。該玻璃基板之熱膨脹率係0.02×10-7 /℃，楊氏係數係67Gpa，柏松比(Poisson ratio)係0.17，比剛性(specific rigidity)係3.07×107 m2 /s2 。藉由研磨該玻璃基板，形成表面粗糙度(rms)為0.15nm以下之平滑表面與100nm以下之平坦度。
於基板11之裡面側藉由使用磁控濺鍍法將厚度100nm之Cr膜成膜，施行薄膜電阻100Ω/□之高介電性塗層。
使用形成之Cr膜將基板11(外形6吋(152mm)平方，厚度6.3mm)固定於呈平板形狀之通常靜電吸盤(electrostatic chuck)上，並於該基板11之表面上使用離子束濺鍍法重複交互成膜Si膜及Mo膜40週期，藉此形成合計膜厚為272nm((4.5nm+2.3nm)×40)之Si/Mo多層反射膜(反射層12)。
此外，藉由使用離子束濺鍍法於Si/Mo多層反射膜(反射層12)上成膜Ru膜(膜厚2.5nm)，形成保護層13。
Si膜、Mo膜及Ru膜之成膜條件係如以下所述。
Si膜之成膜條件
標靶：Si標靶(摻雜硼)
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
接著，使用磁控濺鍍法於保護層13上形成包含Ta與Hf之TaHf膜作為吸收體層14。
吸收體層14(TaHf膜)係以以下方法成膜。膜組成係使用X射線光電子分光裝置(X-ray Photoelectron Spectrometer)(PERKIN ELEMER-PHI社製：編號5500)測定。吸收體層之組成係Ta：Hf=55：45。吸收體層中之O含有率係0.05at%以下。
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：9.7nm/min
膜厚：70nm
成膜前真空度：4×10-6 Pa
接著，使用磁控濺鍍法於吸收體層14上形成含有Si及N之低反射層15(SiN膜)，藉此得到於基板11上形成有反射層12、保護層13、吸收體層14、低反射層15且以前述順序形成有該等層之EUV光罩基底1。
低反射層15(SiN膜)之成膜條件係如以下所述。
低反射層15(SiN膜)之成膜條件
標靶：Si標靶
濺鍍氣體：Ar與N2 之混合氣體(Ar：20vol%、N2 ：80vol%、氣體壓：0.3Pa)
投入電力：150W
成膜速度：2nm/min
膜厚：10nm
對以上述程序所得之EUV光罩基底的低反射層15(SiN膜)實施下述評價(1)~(5)。
(1)膜組成
使用X射線光電子分光裝置(X-ray Photoelectron Spectrometer)(PERKIN ELEMER-PHI社製：編號5500)測定低反射層15(SiN膜)之組成。低反射層之組成比(at%)係Si：N=34：66。低反射層之O含有率係5at%以下。
(2)結晶狀態
以X射線繞射裝置(X-Ray Diffractmeter)(RIGAKU社製)確認吸收體層15(SiN膜)之結晶狀態。由所得之繞射峰值未見到尖銳之峰值，確認低反射層15(SiN膜)之結晶狀態為非晶質構造或微結晶構造。
(3)表面粗糙度
低反射層15(SiN膜)之表面粗糙度係使用原子力顯微鏡(SII製，SPI-3800)以動力模式(dynamic force mode)測定。表面粗糙度之測定領域係1μm×1μm，懸臂係使用SI-DF40(SII製)。
低反射層之表面粗糙度(rms)係0.45nm。
(4)對圖案檢查波長之反射特性評價(對比評價)
本實施例中，至形成保護層13(Ru膜)之階段，係使用分光光度計(HITACH UV-4100)測定該保護層13表面之光罩圖案之檢查光(波長257nm，199nm，193nm)的反射率。又，於形成低反射層15(SiN膜)後，測定該低反射層表面之光罩圖案之檢查光的反射率。結果，保護層13層表面之對波長257nm、199nm、193nm的反射率分別係56%、53.6%、55%。另一方面，對低反射層15(SiN膜)表面之各波長的反射率係12.4%、2.4%及2.7%，均為15%以下。使用該等結果與上述式求得對比時，各波長中之對比係如下述。
波長257nm中之對比：63.7%
波長199nm中之對比：91.3%
波長193nm中之對比：90.4%
對光罩圖案之檢查光的所有波長區域，保護層13表面與低反射層15表面之對比係60%以上，可得充分之對比。所得之EUV光罩基底1係於低反射層15(SiN膜)表面照射EUV光(波長13.5nm)後測定EUV光之反射率。結果，EUV光之反射率為0.8%。
(5)蝕刻特性
蝕刻特性係以以下方法評價。
於RF電漿蝕刻裝置之樣品台(4吋石英基板)上，設置作為樣品之以上述記載之方法將SiN膜或Ru膜分別成膜的Si晶片(10mm×30mm)。以以下之條件電漿RF蝕刻該狀態下設置於樣品台之Si晶片的SiN膜或Ru膜。
偏壓RF：50W
蝕刻時間：120sec
觸發壓力：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
求出以上述條件成膜之Ru膜、及SiN膜的蝕刻速度，並使用下述式求出蝕刻選擇比，評價低反射層之蝕刻特性。
蝕刻選擇比
=(SiN膜之蝕刻速度)/(Ru膜之蝕刻速度)
SiN膜之蝕刻選擇比係如以下所述。
SiN之蝕刻速度：15.3(nm/min)
Ru膜之蝕刻速度：1.48(nm/min)
與Ru膜之蝕刻選擇比：10.3
確認SiN膜之與Ru膜之蝕刻選擇比滿足吸收體層所要求的蝕刻選擇比(10以上)，且對使用氯系氣體之蝕刻製程具有充分之蝕刻速度。
實施例2
本實施例中，除了使用磁控濺鍍法將吸收體層14形成為包含鉭(Ta)與氮(N)之TaN膜以外，以與實施例1相同之程序實施。
吸收體層14(TaN膜)係以以下之方法成膜。膜組成係與實施例1同樣地測量。吸收體層14之組成係Ta：N=57：43。吸收體層中之O含有率係0.05at%以下。
吸收體層14(TaN膜)之成膜條件
標靶：Ta標靶
濺鍍氣體：Ar與N2 (Ar：86vol%，N2 ：14vol%，氣體壓：0.3Pa)
投入電力：150W
成膜速度：7.5nm/min
膜厚：70nm
成膜前真空度：4×10-6 Pa
接著，以與實施例1相同之程序於上述吸收體層14(TaN)膜上形成低反射層15(SiN膜)，得到EUV光罩基底1。對所得之EUV光罩基底1以與實施例1相同之程序進行反射特性評價(對比評價)。
低反射層15(SiN膜)表面之對波長257nm、199nm、193nm的反射率係12.9%、3.5%及6.3%，均為15%以下。由該等結果及保護層13表面之反射率，並使用上述式求得對比時，各波長中之對比係如下述。
波長257nm中之對比：62.3%
波長199nm中之對比：87.6%
波長193nm中之對比：79.4%
對光罩圖案之檢查光的所有波長區域，保護層13表面與低反射層15表面之對比係60%以上，可得充分之對比。所得之EUV光罩基底1係於低反射層15(SiN膜)表面照射EUV光(波長13.5nm)後測定EUV光之反射率。結果，EUV光之反射率係0.9%。
實施例3
本實施例中，除了使用磁控濺鍍法將低反射層15形成為包含矽(Si)、鍺(Ge)及氮(N)之SiGeN膜以外，以與實施例2相同之程序實施，得到EUV光罩基底1。低反射層15(SiGeN膜)係以以下之方法成膜。
低反射層15(SiGeN膜)之成膜條件
標靶：SiGe標靶
濺鍍氣體：Ar與N2 之混合氣體(Ar：20vol%，N2：80vol%，氣體壓：0.3Pa)
投入電力：150W
成膜速度：2nm/min
膜厚：10nm
與實施例1同樣地測量低反射層15(SiGeN)之膜組成。低反射層15之組成係Si：Ge：N=29：5：66。低反射層中之O含有率係5at%以下。
與實施例1同樣地測量低反射層15(SiGeN)之結晶狀態。確認低反射層15之結晶狀態為非晶質構造或微結晶構造。
與實施例1同樣地測量低反射層15(SiGeN)之表面粗糙度。低反射層15之表面粗糙度(rms)係0.2nm。與實施例1之低反射層15(SiN)比較，確認藉由添加Ge，而更加改善低反射層15(SiGeN)之表面粗糙度。
對所得之EUV光罩基底1，以與實施例1相同之程序實施反射特性評價(對比評價)。具體而言，低反射層15(SiGeN膜)表面之對波長257nm、199nm、193nm的反射率係10.9%、10.0%及11.0%，均為15%以下。由該等結果及保護層13表面之反射率，並使用上述式求得對比時，各波長中之對比係如下述。
波長257nm中之對比：70.8%
波長199nm中之對比：80.3%
波長193nm中之對比：78.3%
對光罩圖案之檢查光的所有波長區域，保護層13表面與低反射層15表面之對比係60%以上，可得充分之對比。所得之EUV光罩基底1係於低反射層15(SiGeN膜)表面照射EUV光(波長13.5nm)後測定EUV光之反射率。結果，EUV光之反射率係0.9%。
與實施例1同樣地測量低反射層15(SiGeN)之蝕刻特性。SiGeN膜之蝕刻選擇比係如下述。
SiGeN之蝕刻速度：15.0(nm/min)
Ru膜之蝕刻速度：1.48(nm/min)
與Ru膜之蝕刻選擇比：10.1
確認SiGeN膜之與Ru膜之蝕刻選擇比滿足吸收體層所要求的蝕刻選擇比(10以上)，且對使用氯系氣體之蝕刻製程具有充分之蝕刻速度。
比較例1
比較例1除了低反射層為鉭鉿合金之氮氧化物(TaHfON膜)以外，以與實施例1相同之程序實施。換言之，係吸收體層14為TaHf膜，低反射層15為TaHfON的構造。TaHfON膜係使用TaHf標靶(Ta：Hf=55at%：45at%)以以下之條件製作。低反射層15之組成比(at%)係以與實施例1相同的方法測定。低反射層15之組成比(at%)係Ta：Hf：N：O=35：15：15：35。
低反射層15(TaHfON膜)之成膜條件係如下述。
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、N2 及O2 之混合氣體(Ar：45vol%、N2 ：23vol%、O2 ：32vol%、氣體壓：0.3Pa)
投入電力：150W
成膜速度：6.8nm/min
膜厚：10nm
對以上述程序所得之EUV光罩基底的低反射層15(TaHfON膜)與實施例1同樣地實施反射特性之評價。低反射層15(TaHfON膜)表面之對波長257nm、199nm、193nm的反射率係0.61%、16.8%及15.9%，於波長199nm及193nm中反射率大於15%。使用該等結果與上述式求得對比時，各波長中之對比係如下述。
波長257nm中之對比：97.8%
波長199nm中之對比：52.1%
波長193nm中之對比：55.1%
雖具有相對於波長257nm，保護層13表面與低反射層15表面之對比為90%以上的優異對比，但相對於波長193及199nm，對比係60%以下，未能得到充分之對比。
又，與實施例1同樣地實施低反射層15(TaHfON)之蝕刻特性的評價。TaHfON之蝕刻選擇比係如下述。
TaHfON之蝕刻速度：2.5(nm/min)
Ru膜之蝕刻速度：1.48(nm/min)
與Ru膜之蝕刻選擇比：1.6
確認TaHfON膜之與Ru膜之蝕刻選擇比未滿足吸收體層所要求的蝕刻選擇比(10以上)，且對使用氯系氣體之蝕刻製程不具有充分之蝕刻速度。
比較例2
比較例2除了低反射層為鉭(Ta)之氮氧化物(TaON膜)以外，以與實施例2相同之程序實施。換言之，係吸收體層14為TaN膜，低反射層15為TaON的構造。TaON膜係使用Ta標靶以以下之條件製作。
低反射層之組成係以與實施例1相同的方法測定。低反射層之組成比(at%)係Ta：N：O=50：15：35。
低反射層15(TaON膜)之成膜條件係如下述。
低反射層15(TaON膜)之成膜條件
標靶：Ta標靶
濺鍍氣體：Ar、N2 及O2 (Ar：50vol%、N2 ：13vol%、O2 ：37vol%、氣體壓：0.3Pa)
投入電力：150W
成膜速度：5.1nm/min
膜厚：10nm
對以上述程序所得之EUV光罩基底的低反射層15(TaON膜)與實施例1同樣地實施反射特性之評價。低反射層15(TaON膜)表面之對波長257nm、199nm、193nm的反射率係9%、22%及23%，於波長199nm及193nm中反射率大於15%。使用該等結果與上述式求得對比時，各波長中之對比係如下述。
波長257nm中之對比：72.3%
波長199nm中之對比：41.8%
波長193nm中之對比：41%
雖具有相對於波長257nm，保護層13表面與低反射層15表面之對比為70%以上的充分反射對比，但相對於波長193及199nm，反射對比係50%以下，未能得到充分之對比。
又，與實施例1同樣地實施低反射層15(TaON)之蝕刻特性的評價。TaON之蝕刻選擇比係如下述。
TaON之蝕刻速度：3(nm/min)
Ru膜之蝕刻速度：1.48(nm/min)
與Ru膜之蝕刻選擇比：2
確認TaON膜之與Ru膜之蝕刻選擇比未滿足吸收體層所要求的蝕刻選擇比(10以上)，且對使用氯系氣體之蝕刻製程不具有充分之蝕刻速度。
比較例3
比較例3除了低反射層為矽(Si)之氮氧化物(SiON膜)以外，以與實施例2相同之程序實施。換言之，係吸收體層14為TaN膜，低反射層15為SiON的構造。SiON膜係使用Si標靶以以下之條件製作。
低反射層之組成係以與實施例1相同的方法測定。低反射層之組成比(at%)係Si：N：O=45：15：40。
低反射層15(SiON膜)之成膜條件係如下述。
低反射層15(SiON膜)之成膜條件
標靶：Si標靶
濺鍍氣體：Ar、N2 及O2 (Ar：50vol%、N2 ：13vol%、O2 ：37vol%、氣體壓：0.3Pa)
投入電力：150W
成膜速度：3nm/min
膜厚：10nm
對以上述程序所得之EUV光罩基底的低反射層15(SiON膜)與實施例2同樣地實施反射特性之評價。低反射層15(SiON膜)表面之對波長257nm、199nm、193nm的反射率係23.7%、19.8%及15.1%，即使對任一波長，反射率均大於15%。
使用該等結果與上述式求得對比時，各波長中之對比係如下述。
波長257nm中之對比：40.5%
波長199nm中之對比：46%
波長193nm中之對比：58.3%
即使對任一波長，反射對比均為60%以下，未能得到充分之對比。
又，與實施例1同樣地實施低反射層15(SiON)之蝕刻特性的評價。SiON之蝕刻選擇比係如下述。
SiON之蝕刻速度：3.2(nm/min)
Ru膜之蝕刻速度：1.48(nm/min)
與Ru膜之蝕刻選擇比：2.2
確認SiON膜之與Ru膜之蝕刻選擇比未滿足吸收體層所要求的蝕刻選擇比(10以上)，且對使用氯系氣體之蝕刻製程不具有充分之蝕刻速度。
產業上之可利用性
本發明之EUV光罩基底僅使用氯系氣體即可進行低反射層及吸收體層之蝕刻，故可於要求細微圖案之EUV微影範疇中，作為可實現蝕刻速度之高速化、蝕刻製程及蝕刻裝置簡易化的高便利性之光罩基底廣泛地使用。
另外，在此引用2008年6月19日申請之日本專利申請案2008-160344號之說明書、申請專利範圍、圖式及摘要之所有內容，併入作為本發明說明書之揭示。
1‧‧‧EUV光罩基底
11‧‧‧基板
12‧‧‧反射層(多層反射膜)
13‧‧‧保護層
14‧‧‧吸收體層
15‧‧‧低反射層
第1圖係顯示本發明EUV光罩基底之1實施形態的概略截面圖。
第2圖係顯示於第1圖顯示之EUV光罩基底1之吸收體層14及低反射層15形成有圖案的狀態。
11．．．基板
12．．．反射層(多層反射膜)
13．．．保護層
14．．．吸收體層
15．．．低反射層

Claims (19)

  1. 一種EUV微影用反射型光罩基底，係在基板上，形成有反射EUV光的反射層、吸收EUV光的吸收體層、對光罩圖案之檢查光(波長190nm~260nm)低反射的低反射層且以前述順序形成有該等層之EUV微影用反射型光罩基底，其特徵在於：前述低反射層，以合計含有率計，含有矽(Si)及氮(N)95at%以上；Si之含有率為5~80at%；N之含有率為15~90at%。
  2. 一種EUV微影用反射型光罩基底，係在基板上，形成有反射EUV光的反射層、吸收EUV光的吸收體層、對光罩圖案之檢查光(波長190nm~260nm)低反射的低反射層且以前述順序形成有該等層之EUV微影用反射型光罩基底，其特徵在於：前述低反射層，含有矽(Si)及氮(N)，且更含有1種以上選自於由鍺(Ge)及硼(B)所構成之群者；Si、N、Ge及B之合計含有率在95at%以上；Si、Ge及B之合計含有率為5~80at%；Si、Ge及B之組成比為Si：(Ge+B)=4：1~9：1；N之含有率為15~90at%。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之EUV微影用反射型光罩基底，其中前述低反射層的氧(O)之含有率小於5at%。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之EUV微影用反射型光罩基 底，其中前述低反射層表面之表面粗糙度(rms)在0.5nm以下。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之EUV微影用反射型光罩基底，其中前述低反射層表面之結晶構造係非晶質。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之EUV微影用反射型光罩基底，其中前述低反射層之膜厚為3~30nm。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之EUV微影用反射型光罩基底，其中前述吸收體層係以鉭(Ta)作為主成分。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之EUV微影用反射型光罩基底，其中前述吸收體層係以鉭(Ta)作為主成分，且包含選自於鉿(Hf)、矽(Si)、鋯(Zr)、鍺(Ge)、硼(B)、氮(N)及氫(H)之至少一種元素。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之EUV微影用反射型光罩基底，其中前述吸收體層的氧(O)之含有率小於25at%。
  10. 如申請專利範圍第1或2項之EUV微影用反射型光罩基底，其中前述吸收體層及前述低反射層之合計膜厚為40~200nm。
  11. 如申請專利範圍第1或2項之EUV微影用反射型光罩基底，其中在前述反射層與前述吸收體層之間，形成有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，且以下述式所表示的對比在60%以上：對比(%)=((R2 -R1 )/(R2 +R1 ))×100(式中，R2 係於保護層表面對光罩圖案之檢查光之波長(190nm~260nm)的反射率，R1 係於低反射層表面對光罩 圖案之檢查光之波長(190nm~260nm)的反射率)。
  12. 如申請專利範圍第11項之EUV微影用反射型光罩基底，其中前述保護層係以Ru、Ru化合物、SiO2 及CrN中之任一者所形成。
  13. 如申請專利範圍第1或2項之EUV微影用反射型光罩基底，其中對前述光罩圖案之檢查光之波長(190nm~260nm)低反射的前述低反射層表面之反射率在15%以下。
  14. 如申請專利範圍第1或2項之EUV微影用反射型光罩基底，其中前述低反射層係藉由在包含氮(N)的惰性氣體環境氣體中，進行使用Si標靶的濺鍍法而形成。
  15. 如申請專利範圍第2項之EUV微影用反射型光罩基底，其中前述低反射層係藉由在包含氮(N)的惰性氣體環境氣體中，進行使用含有矽(Si)及氮(N)且更含有1種以上選自於由鍺(Ge)及硼(B)所構成之群者的標靶的濺鍍法而形成。
  16. 一種EUV微影用反射型光罩基底之製造方法，係藉由在基板上，形成有反射EUV光的反射層、吸收EUV光的吸收體層及對光罩圖案之檢查光(波長190nm~260nm)低反射的低反射層且以前述順序形成該等層，以製EUV微影用反射型光罩基底之方法，其特徵在於：前述低反射層係藉由在包含氮(N)的惰性氣體環境氣體中，進行使用Si標靶的濺鍍法而形成。
  17. 一種EUV微影用反射型光罩基底之製造方法，係藉由在 基板上，形成有反射EUV光的反射層、吸收EUV光的吸收體層及對光罩圖案之檢查光(波長190nm~260nm)低反射的低反射層且以前述順序形成該等層，以製造EUV微影用反射型光罩基底之方法，其特徵在於：前述低反射層係藉由在包含氮(N)的惰性氣體環境氣體中，進行使用含有矽(Si)及氮(N)且更含有1種以上選自於由鍺(Ge)及硼(B)所構成之群者的標靶的濺鍍法而形成。
  18. 一種EUV微影用反射型光罩，係已對如申請專利範圍第1至15項中任一項之EUV微影用反射型光罩基底之吸收體層及低反射層施行圖案化者。
  19. 一種半導體積體電路之製造方法，係藉由使用如申請專利範圍第18項之EUV微影用反射型光罩來對被曝光體進行曝光而製造半導體積體電路者。
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