TWI436158B - Reflective mask base for EUV microfilm - Google Patents

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TWI436158B
TWI436158B TW098136653A TW98136653A TWI436158B TW I436158 B TWI436158 B TW I436158B TW 098136653 A TW098136653 A TW 098136653A TW 98136653 A TW98136653 A TW 98136653A TW I436158 B TWI436158 B TW I436158B
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Description

EUV微影術用反射型光罩基底 發明領域
本發明係關於半導體製造等所使用的EUV(Extreme Ultra Violet：超紫外光)微影術用反射型光罩基底(以下在本說明書中稱「EUV光罩基底」)。
 發明背景
迄今，於半導體產業中，在Si基板等之上形成由細微圖案所構成之積體電路上所必要的細微圖案轉印技術，係採取使用可見光或紫外光的光學微影術。但是，因半導體裝置的細微化不斷加速，而已接近習知光學微影術法的極限。就光學微影術法的情況，圖案的解像極限係曝光波長的1/2左右，據稱即便使用液浸法亦僅為曝光波長的1/4左右，可以想見的是，即便使用ArF雷射(193nm)的液浸法，45nm左右便屬極限。爰此，作為45nm以下的曝光技術，使用較ArF雷射更短波長之EUV光的曝光技術--EUV微影術被視為希望。本說明書中，所謂「EUV光」係指軟X射線區域或真空紫外線區域的波長光線，具體而言，係指波長10~20nm左右、特別是13.5nm±0.3nm左右的光線。
EUV光對各種物質均易被吸收，且在其波長下，物質的折射率接近1，因而並無法使用如習知使用可見光或紫外光的光學微影術之折射光學系統。因此，於EUV光微影術中，係使用反射光學系統(即反射型光罩)與反射鏡。
光罩基底係用於光罩製造用的圖案化前之積層體。就EUV光罩基底的情況而言，其具有在玻璃等基板上依序形成將EUV光反射的反射層與將EUV光吸收的吸收體層之構造。作為反射層，通常係使用多層反射膜，其藉由將高折射層與低折射層交錯積層以提高將EUV光照射於層表面時的光線反射率。吸收體層係使用對EUV光的吸收係數較高之材料，具體來說，係使用例如以Cr或Ta為主成分的材料。
於專利文獻1中，因鉭硼合金的氮化物(TaBN)、鉭硼合金的氧化物(TaBO)及鉭硼合金的氮氧化物(TaBNO)不但是對EUV光的吸收係數較高且對圖案檢測光波長域(190nm~260nm)的深紫外光之反射率較低，而認為其等適宜用為吸收體層的材料。
再者，於專利文獻1中，為了將吸收體層表面製成平滑性優異的面，而認為吸收體層的結晶構造宜為非晶形，且認為為了將TaBN膜、TaBO膜及TaBNO膜的結晶構造形成非晶形，該等膜中B之含有率宜為5~25at%(原子百分率，以下亦同)。在專利文獻2中則例示TaBSiN來作為其他吸收體層的材料。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2004-6799號公報(美國專利第7390596號公報)
專利文獻2：國際公開公報2007/123263號公報(美國公開公報第2009-11341號公報)
然而，當將吸收體層設為TaBO膜或TaBNO膜時，若膜的O含有率增加，該吸收體層的絕緣性便會增加，對該吸收體層施行電子束描繪時會引發電荷累積，因而最好避免。
另一方面，當吸收體層係設為TaBN膜時，於施行電子束描繪時並不會有發生電荷累積之虞。
將吸收體層設為TaBN膜時，便使用不易發生缺點之方法的磁控濺鍍法等進行成膜。此時，例如使用Ta標靶及B標靶，藉由在氮氣體環境中使該等標靶同時進行放電，便可形成TaBN膜。此外，即便使用TaB的化合物標靶，並使該標靶在氮氣體環境中放電，亦可形成TaBN膜。
然而，例如使用Ta標靶及B標靶的手法時，因為B標靶的電阻值較高且為輕元素，因而相較於Ta標靶，成膜速度多在1/10以下。因而，如專利文獻1所記載，為了添加能使膜的結晶構造呈非晶形所需的B含有率(5at%以上)，而必需降低Ta標靶的成膜速度，但生產效率會明顯降低而不理想。
另一方面，就使用TaB化合物標靶的手法，例如，使用B含20at%、Ta含80at%的化合物標靶時，實際添加在膜中的B最大含有率係6at%程度，難以將膜的B含有率控制在5at%以上。再者，若添加N，膜的B含有率便會在4at%以下，導致難以將膜的結晶構造形成非晶形。
為能解決此項問題，雖期待藉由更進一步增加TaB化合物標靶中的B含有量(例如將B設為50at%、將Ta設為50at%)來增加膜的B含有率，但隨TaB標靶中的B含有量增加，TaB標靶的電阻值便會變大，導致放電呈不穩定，且成膜速度會變慢。因放電呈不穩定，膜的組成與膜厚亦會出現不均，依情況亦會有無法成膜之虞。
本發明為能解決上述習知技術問題，目的在於提供一種具有吸收體層之EUV光罩基底，該吸收體層在用作EUV光罩基底上的特性優異，特別是EUV光及圖案檢測光波長域的反射率較低，且可輕易控制成該所需膜組成與膜厚。
本發明者等為解決上述課題經深入鑽研，結果發現：當膜組成並非設成TaBN膜，而是設為至少含有鉭(Ta)、硼(B)、氮(N)及氫(H)的TaBNH膜時，即使膜的B含有率小於5at%，膜的結晶構造仍將成為非晶形，而可製得蝕刻特性與光學特性均優異，且能安定地進行製造之吸收體層。
本發明係根據上述見解而完成，而提供一種EUV微影術用反射型光罩基底，係於基板上依序形成有反射EUV光之反射層及吸收EUV光之吸收體層的EUV微影術用反射型光罩基底，且其特徵在於：前述吸收體層至少含有鉭(Ta)、硼(B)、氮(N)及氫(H)；且，於前述吸收體層中，B之含有率為1at%以上、小於5at%，H之含有率為0.1~5at%，Ta及N之合計含有率為90~98.9at%，Ta與N之組成比(Ta：N)為8：1~1：1。
另外，本發明中，所謂「組成比」係指原子比。
再者，本發明提供一種EUV微影術用反射型光罩基底，係於基板上依序形成有反射EUV光之反射層及吸收EUV光之吸收體層的EUV微影術用反射型光罩基底，其特徵在於：前述吸收體層至少含有鉭(Ta)、硼(B)、氮(N)及氫(H)；且，前述吸收體層之結晶狀態為非晶形。
本發明的EUV光罩基底中，前述吸收體層表面之表面粗度較佳為0.5nm rms以下。
本發明的EUV光罩基底中，前述吸收體層之膜厚較佳為30~100nm。
本發明的EUV光罩基底較佳為：於前述吸收體層上形成有對用以檢測光罩圖案之檢測光呈低反射的低反射層；前述低反射層至少含有鉭(Ta)、硼(B)、氧(O)及氫(H)；且，前述低反射層中，B之含有率為1at%以上、小於5at%，H之含有率為0.1~15at%，Ta與O之合計含有率為80~98.9at%，Ta與O之組成比(Ta：O)為1：8~3：1。
再者，本發明的EUV光罩基底係於前述吸收體層上形成有對用以檢測光罩圖案之檢測光呈低反射的低反射層；前述低反射層至少含有鉭(Ta)、硼(B)、氧(O)、氮(N)及氫(H)；且，於前述低反射層中，B之含有率為1at%以上、小於5at%，H之含有率為0.1~15at%，Ta、O及N之合計含有率為80~98.9at%，Ta與O及N之組成比(Ta：(O+N))為1：8~3：1。
再者，本發明提供一種EUV微影術用反射型光罩基底，係於基板上依序形成有反射EUV光之反射層、吸收EUV光之吸收體層及檢測光罩圖案用的低反射層的EUV微影術用反射型光罩基底；其特徵在於：前述低反射層至少含有鉭(Ta)、硼(B)、氧(O)及氫(H)；且，前述低反射層(TaBOH)中，B之含有率為1at%以上、小於5at%，H之含有率為0.1~15at%，Ta及O之合計含有率為80~98.9at%，Ta與O之組成比(Ta：O)為1：8~3：1。
再者，本發明提供一種EUV微影術用反射型光罩基底，係於基板上依序形成有反射EUV光之反射層、吸收EUV光之吸收體層及對用以檢測光罩圖案之檢測光呈低反射之低反射層的EUV微影術用反射型光罩基底；其特徵在於：前述低反射層至少含有鉭(Ta)、硼(B)、氧(O)、氮(N)及氫(H)；且，於前述低反射層(TaBONH)中，B之含有率為1at%以上、小於5at%，H之含有率為0.1~15at%，Ta、O及N之合計含有率為80~98.9at%，Ta與O及N之組成比(Ta：(O+N))為1：8~3：1。
當在吸收層上形成低反射層時，前述低反射層表面之表面粗度較佳在0.5nm rms以下。
當在吸收層上形成低反射層時，前述低反射層之膜厚較佳為5~30nm。
再者，本發明的EUV光罩基底較佳為：於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，相對於檢查形成在吸收體層上之圖案所用的光之波長，前述保護層表面之反射光與前述低反射層表面之反射光的對比度宜為30%以上。
前述低反射層之H濃度較佳係較前述吸收體層之H濃度高1.5at%以上。
當在吸收層上形成低反射層時，較佳為：相對於檢查形成在前述吸收體層上之圖案所用的光之波長，前述低反射層表面之反射率為15%以下本發明的EUV光罩基底之前述吸收體層較佳為：於含有惰性氣體、氮(N)及氫(H)的氣體環境中，以進行使用TaB化合物標靶之濺鍍法而形成者，且該惰性氣體包含氦(He)、氬(Ar)、氖(Ne)、氪(Kr)及氙(Xe)中之至少一種。前述TaB化合物標靶之組成較佳為：Ta=80~99at%、B=1~20at%。
當在吸收層上形成低反射層(TaBOH)時，前述低反射層較佳為：於含有惰性氣體、氧(O)及氫(H)的氣體環境中，以進行使用TaB化合物標靶之濺鍍法而形成者，且該惰性氣體包含氦(He)、氬(Ar)、氖(Ne)、氪(Kr)及氙(Xe)中之至少一種。
前述TaB化合物標靶之組成較佳為：Ta=80~99at%、B=1~20at%。
再者，當在吸收層上形成低反射層(TaBONH)時，前述低反射層較佳為：於含有惰性氣體、氧(O)、氮(N)及氫(H)的氣體環境中，以進行使用TaB化合物標靶之濺鍍法而形成者，且該惰性氣體包含氦(He)、氬(Ar)、氖(Ne)、氪(Kr)及氙(Xe)中之至少一種。
前述TaB化合物標靶之組成較佳為：Ta=80~99at%、B=1~20at%。
再者，本發明提供一種EUV微影術用反射型光罩，其係對本發明之EUV微影術用反射型光罩基底的吸收體層及低反射層施予圖案化。
再者，本發明提供一種半導體積體電路之製造方法，係藉由使用本發明之EUV微影術用反射型光罩，對被曝光物進行曝光以製造半導體積體電路。
本發明的EUV光罩基底因為吸收體層的B含有率較低(小於5at%)，因而當進行吸收體層成膜時，便不會有成膜速度降低、成膜時的放電呈不穩定之問題發生，具體而言，不會有發生膜組成與膜厚出現變動、或者甚至無法成膜等問題之虞。
本發明的EUV光罩基底因為吸收體層的結晶構造呈非晶形，因而吸收體表面的平滑性優異。
再者，吸收體層具有EUV光的光線反射率、及圖案檢測光波長域中的光線反射率較低等之作為EUV光罩基底的優異特性。
於本發明的EUV光罩基底中，藉由在吸收體層上形成低反射層，便可更加抑低圖案檢測光波長域中的光線反射率，使該光罩基底上形成圖案後所實施之圖案檢測時的對比度呈良好。
本發明的EUV光罩基底中，當利用濺鍍法形成吸收體層與低反射層之際，藉由使用具有特定組成的TaB化合物標靶，可迴避放電不穩定化、以及膜的組成與膜厚不均的情況。
圖式簡單說明
第1圖係顯示本發明EUV光罩基底之一實施形態的概略剖視圖。
第2圖係顯示：在第1圖所示之EUV光罩基底1的吸收體層14(及低反射層15)上形成有圖案的狀態。
 用以實施發明之形態
以下，參照圖式，針對本發明的EUV光罩基底進行說明。
第1圖係顯示本發明EUV光罩基底之一實施形態的概略剖視圖。第1圖所示光罩基底1係在基板11上依序形成有反射EUV光之反射層12、及吸收EUV光之吸收體層14。在反射層12與吸收體層14之間，形成有對吸收體層14施行圖案形成時供保護反射層12用的保護層13。吸收體層14上形成有對用以檢測光罩圖案之檢測光呈低反射之低反射層15。但，本發明的EUV光罩基底1中，於第1圖所示構造中，僅基板11、反射層12及吸收體層14係屬必需，保護層13及低反射層15則為任擇的構成要件。
以下，針對光罩基底1的各個構成要件進行說明。
基板11係被要求需滿足作為EUV光罩基底用之基板的特性。因此，基板11宜具有低熱膨脹係數(宜為0±1.0×10-7 /℃，較宜為0±0.3×10-7 /℃，更宜為0±0.2×10-7 /℃，尤宜為0±0.1×10-7 /℃，而最宜為0±0.05×10-7 /℃)，且宜具有平滑性與平坦度，並對光罩基底或圖案形成後的光罩洗淨等所使用洗淨液具優異耐性。具體來說，基板11係使用具有低熱膨脹係數的玻璃，例如SiO2 -TiO2 系玻璃等，惟並不僅侷限於此，尚可使用已析出β石英固熔體的結晶化玻璃、或石英玻璃、矽、金屬等之基板。
從碳污染的清洗效果、經氧化過的膜之還原效果等觀點，前述玻璃中，氫分子濃度較佳為1×1016 分子/cm3 、5×1016 分子/cm3 、1×1017 分子/cm3 、5×1017 分子/cm3 以上。氫分子濃度達1×1018 分子/cm3 以上更佳，5×1018 分子/cm3 以上特佳，1×1019 分子/cm3 以上最佳。為能經更長期仍可持續上述效果，宜達5×1019 分子/cm3 以上。
氫分子濃度的測定宜根據日本專利第3298974號說明書，使用電子科學公司製熱脫附質譜裝置(Thermal Desorption Spectrometer；TDS)，如下述實施。
將已導入氫分子的玻璃試料裝入於熱脫附質譜裝置內，將其測定室內部抽真空至5×10-7 Pa以下之後，再對玻璃試料施行加熱，並利用在分析裝置內部所設置的質量分析計，測定所產生氣體的質量數。在氫分子的脫附分佈中，將420℃附近設為最大，且在200~800℃附近有觀察到尖峰。此外，在水分子的脫附分佈中，將150℃附近設為最大，且在100~200℃附近所觀察到的尖峰，被認為是因物理吸附在玻璃表面上的水脫附而造成的結果。
接著，將未導入氫分子的玻璃試料同樣地裝入熱脫附質譜裝置內，並將測定室內部抽真空至5×10-7 Pa以下之後施行加熱，測定所產生氣體的質量數。100~200℃附近可觀測到被認為是因物理吸附水的脫附所造成的尖峰。相對於此，並未觀測到將420℃附近設為最大的尖峰。
因此，將420℃附近設為最大且在200~800℃附近所觀測到的尖峰，可認為是因玻璃中所導入的氫分子發生脫附所造成。所以，可從受測樣品與已知氫濃度之標準樣品的上述氫分子脫附尖峰之積分強度比，計算出受測樣品所脫附的氫分子數。
例如，當標準樣品使用經植入氫離子的矽時，便為以下的測定方法。將經植入1×1016 個氫離子的矽(電子科學公司製)，同樣地裝入熱脫附質譜裝置內，經將測定室內部抽真空至5×10-7 Pa以下之後，施行加熱。將550℃附近設為最大，且在350~750℃附近觀測到脫附尖峰。該尖峰是在矽中有1×1016 個氫離子出現脫附時所造成的。
為使圖案形成後的光罩獲得高反射率與轉印精度，基板11較佳係具有0.15nm rms以下的平滑表面與100nm以下的平坦度。
基板11的大小與厚度等係依照光罩的設計值等而適當決定。在後示實施例中，採用外形為邊長6吋(152.4mm)之正方形且厚度為0.25吋(6.3mm)的SiO2 -TiO2 系玻璃。
在基板11之反射層12形成側的表面上，較佳係不存在缺點。但是，即便是存在缺點的情況下，為使不致因凹狀缺點及/或凸狀缺點而發生相位缺點，較佳係凹狀缺點的深度及凸狀缺點的高度在2nm以下，且該等凹狀缺點及凸狀缺點的半值寬在60nm以下。
反射層12只要具有作為EUV光罩基底的反射層所需之特性，並無特別的限定。在此，反射層12所特別要求的特性係高EUV光線反射率。具體而言，將EUV光波長區域的光線照射於反射層12表面時，波長13.5nm附近的光線反射率最大值宜達60%以上、更佳65%以上。此外，即便在反射層12上設有保護層13或低反射層15的情況下，波長13.5nm附近的光線反射率最大值亦宜達60%以上、更佳65%以上。
反射層12從可達成高EUV光線反射率的觀點來看，通常是將高折射層與低折射率層交錯積層多數次而成的多層反射膜用作反射層12。形成反射層12的多層反射膜中，高折射率層係廣泛使用Mo，而低折射率層則廣泛使用Si。即，Mo/Si多層反射膜係最屬一般。但，多層反射膜並不僅侷限於此，亦可使用如：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。
構成將形成反射層12的多層反射膜之各層膜厚及層的重複單位數，亦可配合所使用之膜材料及對反射層所要求的EUV光線反射率而適當選擇。若舉Mo/Si反射膜為例，為能製成EUV光線反射率最大值達60%以上的反射層12，多層反射膜僅需將膜厚2.3±0.1nm的Mo層與膜厚4.5±0.1nm的Si層積層至重複單位數達30~60便可。
另外，構成將形成反射層12之多層反射膜的各層僅需使用磁控濺鍍法及離子束濺鍍法等周知成膜方法來成膜至所需厚度便可。例如，使用離子束濺鍍法形成Si/Mo多層反射膜的情況下，標靶宜使用Si標靶，且濺鍍氣體宜使用Ar氣體(氣體壓力1.3×10-2 Pa~2.7×10-2 Pa)，並以離子加速電壓300~1500V、成膜速度0.03~0.30nm/sec，將Si膜成膜至厚度4.5nm，接著，標靶使用Mo標靶，且濺鍍氣體使用Ar氣體(氣體壓力1.3×10-2 Pa~2.7×10-2 Pa)，以離子加速電壓300~1500V、成膜速度0.03~0.30nm/sec，將Mo膜成膜至厚度2.3nm。以此為1週期，將Si膜與Mo膜進行40~50週期積層，便形成Si/Mo多層反射膜。
為防止反射層12表面遭受氧化，形成反射層12的多層反射膜的最上層宜設為不易氧化材料的層。不易氧化材料的層係作為反射層12之覆蓋層發揮機能。作為覆蓋層發揮機能之不易氧化材料的層，具體例係可例示Si層。在形成反射層12的多層反射膜係Si/Mo膜的情況下，藉由將最上層設為Si層，便可使該最上層具有覆蓋層的機能。此時，覆蓋層的膜厚較佳係11.0±1.0nm。
為能利用蝕刻製程(通常係乾式蝕刻製程)在吸收層14上形成圖案時，不致使反射層12因蝕刻製程而遭受損傷，而以保護反射層12為目的設置保護層13。所以，保護層13的材質便選擇不易受吸收體層14的蝕刻製程影響，即選擇其蝕刻速度慢於吸收體層14，且不易因該蝕刻製程而遭受損傷的物質。滿足此條件的物質可例示如：Cr、Al、Ta及該等的氮化物、Ru及Ru化合物(RuB、RuSi等)以及SiO2 、Si3 N4 、Al2 O3 或該等的混合物。該等之中，較佳為Ru及Ru化合物(RuB、RuSi等)、CrN及SiO2 中至少1者、更佳為Ru及Ru化合物(RuB、RuSi等)。
保護層13的厚度較佳為1~60nm。此外，保護層可為單層，亦可由複數層構成。
保護層13係使用磁控濺鍍法、離子束濺鍍法等周知成膜方法進行成膜。當利用磁控濺鍍法進行Ru膜的成膜時，標靶宜使用Ru標靶，濺鍍氣體宜使用Ar氣體(氣體壓力1.0×10-1 Pa~10×10-1 Pa)，以投入電力30W~500W、成膜速度5~50nm/min，成膜至厚度2~5nm。
吸收體層14所特別要求的特性為EUV光線反射率極低。具體而言，將EUV光波長區域的光線照射於吸收體層14表面時，波長13.5nm附近的最大光線反射率宜在0.5%以下，更佳為0.1%以下。
為能達成上述特性，宜由EUV光吸收係數較高的材料構成。
本發明EUV光罩基底1的吸收體層14係藉由含有下述特定比率之鉭(Ta)、硼(B)、氮(N)及氫(H)而達成上述特性。
吸收體層14的B含有率為1at%以上、且小於5at%。迄今，吸收體層使用含有Ta與B的膜(例如：TaB膜、TaBN膜、TaBO膜、TaBNO膜)時，為了將膜的結晶狀態形成非晶形，必需將膜的B含有率設在5at%以上。然而，如在先前技術處所敘述，當膜的B含有率設在5at%以上時，會有成膜速度變慢、膜的B含有率或膜厚控制困難等問題。
本發明的EUV光罩基底1中，藉由吸收體層14係以特定比率含有Ta、B、N及H，即便吸收體層14的B含有率小於5at%，吸收體層14的結晶狀態仍會成為非晶形，因而甚為理想。
若吸收體層14的B含有率小於1at%，則為能將吸收體層14的結晶狀態製成非晶形，便必需增加H添加量。具體來說，由於H含有率宜超過5at%，隨此，從EUV光線反射率需設為0.5%以下的需求來看，吸收層的必要膜厚會增厚，因而並不理想。若吸收體層14的B含有率達5at%以上，便容易發生成膜速度變慢等之上述問題。
吸收體層14的B含有率更宜為1~4.5at%，且尤宜為1.5~4at%。若為1.5~4at%，除可穩定地進行成膜之外，光罩所必須之特性(平滑性等)亦均優異，且該等呈良好均衡，因而非常理想。
吸收體層14的H含有率係0.1~5at%。若吸收體層14的H含有率小於0.1at%，則吸收體層14的結晶狀態不易變為非晶形。因為H為EUV光吸收係數較低的材料，因而若吸收體層14的H含有率超過5at%，令EUV光線反射率在0.5%以下所需之必要的吸收層膜厚將有增厚之可能性。
吸收體層14的H含有率為0.1~4.5at%更佳，且0.5~4.5at%、1~4at%尤佳。
吸收體層14中，除B與H之外的剩餘部分宜為Ta與N。具體而言，吸收體層14中的Ta與N合計含有率係90~98.9at%。吸收體層14中的Ta與N合計含有率較佳係91~98.9at%，91.5~98at%更佳。
吸收體層14中的Ta與N組成比(Ta：N)係8：1~1：1。若Ta之比例較上述組成比更高，便無法充分降低圖案檢測光波長域的光線反射率。另一方面，若N比例較上述組成比更高時，則膜密度會降低，EUV光吸收係數會降低，無法獲得充分的EUV光線吸收特性。此外，吸收體層14的耐酸性會降低。吸收體層14中的Ta與N組成比(Ta：N)為5：1~1：1，較佳為3：1~1：1。
再者，吸收體層14的Ta含有率更宜為50~90at%，且以55~80at%、60~80at%尤佳。吸收體層14的N含有率係5~30at%更佳，10~25at%尤佳。
另外，吸收體層14尚可含有除Ta、B、N、H以外的元素，但重要的是需滿足EUV光線吸收特性等之作為光罩基底的適性之事。
於吸收體層中，從低反射性能的觀點來看，Cr含有量宜在3at%以下(特別係1at%以下)，且以不含Cr為佳。此外，吸收體層中，從低反射性能的觀點來看，Ti含有量宜在3at%以下(特別係1at%以下)，且以不含Ti為佳。
吸收體層14較佳係利用上述構成，而使結晶狀態呈非晶形。本說明書中，稱「結晶狀態為非晶形」時，除完全不具有結晶構造的非晶形構造之外，尚涵蓋微晶構造。吸收體層14若是非晶形構造的膜或微晶構造的膜，則吸收體層14表面的平滑性優異。
於本發明的EUV光罩基底1中，藉由吸收體層14為非晶形構造的膜或微晶構造的膜，吸收體層14表面的表面粗度會在0.5nm rms以下。若吸收體層14表面的表面粗度大，則吸收體層14上所形成圖案的邊緣粗糙(edge roughness)便會變大，導致圖案的尺寸精度變差。隨圖案趨於細微，邊緣粗糙的影響亦將趨於明顯，因而吸收體層14表面最好呈平滑。
若吸收體層14表面的表面粗度在0.5nm rms以下，因為吸收體層14表面充分平滑，因而不會有因邊緣粗糙而導致圖案尺寸精度惡化之虞。吸收體層14表面的表面粗度更佳在0.4nm rms以下，0.3nm rms以下尤佳。
另外，可依X射線繞射(XRD)法來確認吸收體層14的結晶狀態呈非晶形(即，非晶形構造或微晶構造)。若吸收體層14的結晶狀態為非晶形構造或微晶構造，則由XRD測定所獲得繞射尖峰中，將不會見到尖銳尖峰。
吸收體層14的厚度較佳係30~100nm。可使用磁控濺鍍法、離子束濺鍍法之類的濺鍍法等之周知成膜方法形成上述構造的吸收層14。當使用磁控濺鍍法時，可以下述(1)或(2)方法形成吸收體層14。
(1)使用Ta標靶及B標靶，並在含有：含氦(He)、氬(Ar)、氖(Ne)、氪(Kr)、氙(Xe)中之至少一種的惰性氣體、與氮(N)及氫(H)的氣體環境中，使該等標靶同時進行放電，而形成吸收體層14。
(2)使用TaB化合物標靶，並在含有：含氦(He)、氬(Ar)、氖(Ne)、氪(Kr)、氙(Xe)中之至少一種的惰性氣體、與氮(N)及氫(H)的氣體環境中進行放電，而形成吸收體層14。
即使是在上述方法中，從能避免放電不穩定化、與膜的組成或膜厚不均之觀點來看，仍以(2)方法較佳。而從避免放電不穩定化、與膜的組成或膜厚變動之觀點，TaB化合物標靶的組成尤宜為Ta=80~99at%、B=1~20at%。
在以上述所例示方法形成吸收體層14時，具體來說，只要依照以下成膜條件實施便可。
使用TaB化合物標靶的方法(2)
濺鍍氣體：Ar、N2 及H2 的混合氣體(H2 氣體濃度1~50vol%、較佳1~30vol%，N2 氣體濃度1~80vol%、較佳5~75vol%，Ar氣體濃度5~95vol%、較佳10~94vol%，氣體壓力1.0×10-1 Pa~50×10-1 Pa、較佳1.0×10-1 Pa~40×10-1 Pa、更佳1.0×10-1 Pa~30×10-1 Pa。)
投入電力：30~1000W、較佳50~750W、更佳80~500W
成膜速度：0.5~60nm/min、較佳1.0~45nm/min、更佳1.5~30nm/min
另外，當使用除氬以外的惰性氣體時，該惰性氣體濃度係設為與上述Ar氣體濃度為相同的濃度範圍。此外，使用複數種惰性氣體時，便將惰性氣體的合計濃度設為與上述Ar氣體濃度為相同的濃度範圍。
低反射層15係由對光罩圖案檢查所使用的檢測光呈低反射的膜構成。在製作EUV光罩之際，於吸收體層上形成圖案之後，檢測該圖案是否有按照設計來形成。於該光罩圖案的檢查過程中，係採用通常使用257nm左右之光作為檢測光的檢測機。即，利用該257nm左右之光的反射率差(具體而言，即吸收體層14因圖案形成而被除去所露出的面、與未因圖案形成被除去而仍殘留的吸收體層14表面間之反射率差)進行檢測。其中，前者係指反射層12表面或保護層13表面，通常係保護層13表面。所以，相對於檢測光波長，若保護層13表面與吸收體層14表面間之反射率差較小，則檢測時的對比度便會變差，導致無法正確地檢測。
上述構成的吸收體層14係EUV光線反射率極低，且作為EUV光罩基底1的吸收層具有優異特性，但就檢測光之波長來看，無法定言光線反射率一定夠低。結果，檢測光波長下的吸收體層14表面反射率與保護層13表面反射率之間的差變小，而有檢測時無法充分獲得對比度的可能性。若檢測時無法充分獲得對比度，則在光罩檢測時便無法充分判斷圖案缺陷，導致無法施行正確的缺陷檢測。
本發明EUV光罩基底1係藉由在吸收體層14上形成對檢測光呈低反射的低反射層15，使檢測時的對比度變得良好，換言之，在檢測光波長下的光線反射率變得極低。具體而言，將檢測光波長區域的光線照射於低反射層15表面時，該檢測光波長的最大光線反射率較佳係15%以下，10%以下更佳，且5%以下尤佳。
若低反射層15於檢測光波長下的光線反射率在15%以下，則該檢測時的對比度良好。具體而言，保護層13表面的檢測光波長之反射光、與低反射層15表面的檢測光波長之反射光間之對比度達40%以上。
本說明書中，對比度係可使用下式進行求取：
對比度(%)=((R2 -R1 )/(R2 +R1 ))×100
其中，檢測光波長下的R2 係保護層13表面的反射率，R1 係低反射層15表面的反射率。另外，上述R1 與R2 係如第2圖所示，係以第1圖所示在EUV光罩基底1的吸收體層14(及低反射層15)上已形成圖案的狀態下進行測定。上述R2 為第2圖中吸收體層14與低反射層15已藉圖案形成來除去，在已露出於外部的反射層12表面或保護層13表面所測得的值；R1 為在未因圖案形成被除去而仍殘留的低反射層15表面所測得的值。
本發明中，上式所表示的對比度較佳為45%以上，60%以上更佳，80%以上尤佳。
為能達成上述特性，低反射層15較佳係由檢測光波長折射率較吸收體層14低的材料構成，且結晶狀態宜呈非晶形。
本發明EUV光罩基底1的低反射層15之第1實施形態中，係藉由以下述特定比率含有Ta、B、氧(O)及H而達成上述特性。
低反射層15的B含有率係1at%以上、且小於5at%。就吸收體層而言，係如上述，使用含有Ta與B的膜(TaB膜、TaBN膜、TaBO膜、TaBNO膜)時，為能將膜的結晶狀態製成非晶形，必需將膜的B含有率設為5at%以上。本發明的EUV光罩基底1中，藉由低反射層15係以特定比率含有Ta、B、O及H，即便低反射層15的B含有率小於5at%，仍可使該層的結晶狀態成為非晶形而較理想。此外，亦可將吸收體層利用氧電漿處理等來施行氧化，以形成低反射層。
若低反射層15的B含有率小於1at%，為使低反射層15的結晶狀態呈非晶形，必需增加H添加量。具體而言，必需將H的含有率設為超過15at%，雖亦依吸收體層14的H含有率與膜厚而有所差異，但會有將EUV光線反射率設為0.5%以下所需的吸收體層14與低反射層15之合計膜厚增大的可能性，因而並不理想。若低反射層15的B含有率在5at%以上，便容易發生成膜速度變慢等，針對吸收體層14記載的同樣問題。
低反射層15的B含有率更佳係1~4.5at%，1.5~4at%特佳。
低反射層15的H含有率係0.1~15at%。若低反射層15的H含有率小於0.1at%，則低反射層15的結晶狀態便不易成為非晶形。因為H為EUV光吸收係數較低的材料，若低反射層15的H含有率超過15at%，雖依吸收體層14的H含有率與膜厚而有所差異，但將EUV光線反射率設為0.5%以下所需的吸收體層14與低反射層15之合計膜厚會有變大的可能性，因而並不理想。
低反射層15的H濃度更佳係0.5~10at%，且1~10at%、3~10at%、5~9at%左右尤佳。
低反射層15的H濃度最好較吸收體層14的H濃度高出1.5at%以上，更宜2.5at%以上，且尤宜3.5~8at%左右。
於低反射層15中，除B及H之外之剩餘部分宜為Ta與O。具體而言，低反射層15中Ta與O之合計含有率係80~98.9at%。低反射層15中Ta與O之合計含有率較佳係85.5~98.5at%，且86~97.5at%更佳。
低反射層15中之Ta與O組成比(Ta：O)係1：8~3：1。若Ta之比例較上述組成比更高，便無法充分降低圖案檢測光波長域的光線反射率。另一方面，若O之比例較上述組成比更高時，則會有絕緣性提高、因電子束照射而產生電荷累積的可能性。且會發生膜密度降低、低反射層15的絕緣性增加、對低反射層15施行電子束描繪時容易發生電荷累積，並不理想。此外，若低反射層15之膜厚較吸收體層14薄，便不易引發電荷累積情形。所以，相較於吸收體層14，O含有率的上限較緩和。
低反射層15中的Ta與O含有比(Ta：O)較佳係1：7~2：1，1：5~1：1更佳。
本發明之EUV光罩基底1中，低反射層15除Ta、B、O及H之外，尚可含有N。
即，本發明EUV光罩基底1中，低反射層15的第2實施形態係藉由以下述特定比率含有Ta、B、O、H及N而達成上述特性。
另外，可想見的是，藉由使低反射層15含有N，低反射層15表面的平滑性將提升。
以下，於本說明書中，將低反射層的第1實施形態記為「低反射層(TaBOH)」，並將第2實施形態記為「低反射層(TaBONH)」，以示區分。另外，低反射層材料的TaOH雖呈絕緣性，但因為低反射層之一般膜厚較薄，因而在電子束描繪時幾乎不會出現電荷累積的問題。
當低反射層係TaBONH膜時，低反射層的B含有率較佳係1at%以上且小於5at%。若低反射層15的B含有率小於1at%，則為能將低反射層15的結晶狀態製成非晶形，便必需增加H添加量。具體而言，必需將H含有率設為超過15at%，雖依吸收體層14的H含有率與膜厚而有所差異，但將EUV光線反射率設為0.5%以下所需的吸收體層14與低反射層15之合計膜厚會有變大的可能性，因而並不理想。若低反射層15的B含有率在5at%以上，便容易發生成膜速度變慢等，針對吸收體層14所記載的同樣問題。低反射層(TaBONH)的B含有率更佳係1~4.5at%，且2~4.0at%尤佳。
低反射層(TaBONH)的H含有率係0.1~15at%。若低反射層(TaBONH)的H含有率小於0.1at%，則低反射層(TaBONH)的結晶狀態便不會成為非晶形。因為H為EUV光吸收係數偏低的材料，因而若低反射層15的H含有率超過15at%，雖依吸收體層14的H含有率與膜厚而有所差異，但會有將EUV光線反射率設為0.5%以下所需之吸收體層14與低反射層15之合計膜厚增加的可能性，因而並不理想。
低反射層(TaBONH)的H含有率更佳係0.5~10at%，1~10at%尤佳。
低反射層(TaBONH)中，除B與H之外的剩餘部分宜為Ta、O及N。具體而言，低反射層15中的Ta、O及N合計含有率係80~98.9at%。低反射層15中的Ta、O及N的合計含有率較佳係85.5~98.5at%，86~97.5at%更佳。
低反射層(TaBONH)中的Ta與O及N組成比(Ta：(O+N))係1：8~3：1。若上述組成比中的Ta比例偏高，則難以充分降低圖案檢測光波長域的光線反射率。另一方面，若O與N的比例較上述組成比更高時，便容易發生低反射層(TaBONH)的耐酸性降低、低反射層(TaBONH)的絕緣性增加而對低反射層(TaBONH)施行電子束描繪時出現電荷累積等問題。
低反射層(TaBONH)中的Ta與O及N組成比(Ta：(O+N))較佳係2：7~1：1，1：3~1：1更佳。
另外，就成膜性等觀點，低反射層(TaBONH)較佳係與吸收體層(TaBNH)相組合。
再者，因為低反射層(TaBOH)膜係至少含有Ta、B、O及H的膜，因而膜中尚可含有除該等元素以外的其他元素。此外，因為低反射層(TaBONH)係至少含有Ta、B、O、N及H的膜，因而膜中尚可含有除該等元素以外的其他元素。但，為達成對光罩圖案檢測光波長域呈刻意的低反射特性，其他元素的含有率較佳在2at%以下，1at%以下更佳。
從上述各點得知，本發明的低反射層較佳為：含有Ta、B、O及H作為必需成分，且含有N作為任擇成分，B含有率係1at%以上、小於5at%，H含有率係0.1~15at%，Ta、O(當含有N的情況便為O與N)的合計含有率係80~98.9at%，Ta與O(當含有N的情況便為O與N)的組成比(Ta：O)係1：8~3：1。
低反射層(TaBOH)、(TaBONH)係藉由上述構成使其結晶狀態呈非晶形，且表面平滑性優異。具體而言，低反射層(TaBOH)、(TaBONH)表面的表面粗度係在0.5nm rms以下。
如上述，為防止因邊緣粗糙的影響而造成圖案尺寸精度惡化，吸收體層表面宜呈平滑。因為低反射層(TaBOH)、(TaBONH)係形成於該吸收體層上，因同樣理由，其表面亦是呈平滑較佳。
若低反射層(TaBOH)、(TaBONH)表面的表面粗度在0.5nm rms以下，因為低反射層(TaBOH)、(TaBONH)表面足夠平滑，因而不會有因邊緣粗糙影響而造成圖案尺寸精度惡化之虞。低反射層15表面的表面粗度較佳係0.4nm rms以下，0.3nm rms以下更佳。
從平滑性的觀點，宜使低反射層含有N，即，低反射層(TaBONH)較低反射層(TaBOH)為佳。
另外，可利用X射線繞射(XRD)法確認低反射層(TaBOH)、(TaBONH)的結晶狀態呈非晶形(即呈非晶形構造或呈微晶構造)。若低反射層(TaBOH)、(TaBONH)的結晶狀態係非晶形構造或微晶構造，則由XRD測定所獲得繞射尖峰中將不會見到尖銳尖峰。
在吸收體層上形成低反射層(TaBOH)、(TaBONH)時，吸收體層與低反射層(TaBOH)、(TaBONH)的合計膜厚較佳係55~130nm。且，若低反射層(TaBOH)、(TaBONH)的膜厚大於吸收體層的膜厚，則吸收體層的EUV光吸收特性會有降低之虞，因而低反射層(TaBOH)、(TaBONH)的膜厚宜小於吸收體層的膜厚。所以，低反射層(TaBOH)、(TaBONH)的厚度較佳係5~30nm，且10~20nm更佳。
低反射層(TaBOH)、(TaBONH)係使用磁控濺鍍法、離子束濺鍍法之類的濺鍍法等周知成膜方法便可形成，當使用磁控濺鍍法時，可依下述(1)或(2)之方法形成低反射層(TaBOH)。
(1)使用Ta標靶及B標靶，並在含有：含氦(He)、氬(Ar)、氖(Ne)、氪(Kr)、氙(Xe)中之至少一種的惰性氣體、與氧(O)及氫(H)的氣體環境中，使該等標靶同時進行放電，而形成低反射層(TaBOH)。
(2)使用TaB化合物標靶，在含有：含氦(He)、氬(Ar)、氖(Ne)、氪(Kr)、氙(Xe)中之至少一種的惰性氣體、與氧(O)及氫(H)的氣體環境中進行放電，而形成低反射層(TaBOH)。
另外，上述方法中，使2以上標靶同時進行放電的方法(1)係藉由調節各標靶的投入電力，便可控制所形成低反射層(TaBOH)的組成。
上述方法中，從能避免放電不穩定化、與膜的組成或膜厚不均之觀點，(2)之方法較佳。從可避免放電不穩定化、與膜的組成或膜厚不均之觀點來看，TaB化合物標靶之組成更宜為Ta=80~99at%、B=1~20at%。
形成低反射層(TaBONH)時，只要在含有：含氦(He)、氬(Ar)、氖(Ne)、氪(Kr)、氙(Xe)中之至少一種惰性氣體、與氧(O)、氮(N)及氫(H)的氣體環境中，實施如同上述相同的順序便可。
以上述方法形成低反射層(TaBOH)時，具體來說只要依以下的成膜條件實施便可。
使用TaB化合物標靶的方法(2)
濺鍍氣體：Ar、O2 及H2 的混合氣體(H2 氣體濃度1~50vol%、較佳1~30vol%，O2 氣體濃度1~80vol%、較佳5~75vol%，Ar氣體濃度5~95vol%、較佳10~94vol%；氣體壓力1.0×10-1 Pa~50×10-1 Pa、較佳1.0×10-1 Pa~40×10-1 Pa、更佳1.0×10-1 Pa~30×10-1 Pa。)
投入電力：30~1000W、較佳50~750W、更佳80~500W
成膜速度：0.01~60nm/min、較佳0.05~45nm/min、更佳0.1~30nm/min
以上述方法形成低反射層(TaBONH)時，具體而言只要依以下的成膜條件實施便可。
使用TaB化合物標靶的方法(2)
濺鍍氣體：Ar、O2 、N2 及H2 的混合氣體(H2 氣體濃度1~50vol%、較佳1~30vol%，O2 氣體濃度1~80vol%、較佳5~75vol%，N2 氣體濃度1~80vol%、較佳5~75vol%，Ar氣體濃度5~95vol%、較佳10~89vol%；氣體壓力1.0×10-1 Pa~50×10-1 Pa、較佳1.0×10-1 Pa~40×10-1 Pa、更佳1.0×10-1 Pa~30×10-1 Pa。)
投入電力：30~1000W、較佳50~750W、更佳80~500W
成膜速度：0.5~60nm/min、較佳1.0~45nm/min、更佳1.5~30nm/min
另外，本發明之EUV光罩基底1中，最好在吸收體層14上形成低反射層15的理由在於，圖案的檢測光波長係與EUV光波長不同的緣故。所以，當圖案的檢測光使用EUV光(13.5nm附近)時，可以想見的是，在吸收體層14上並無必要形成低反射層15層。檢測光的波長有隨著圖案尺寸縮小而朝短波長側位移的傾向，亦可以想見未來將會朝193nm、甚至13.5nm位移。當檢測光的波長係13.5nm時，可以想見在吸收體層14上並無必要形成低反射層15。
本發明的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之外，尚可設有在EUV光罩基底的技術領域中屬公知的機能膜。此種機能膜的具體例可列舉：如日本專利特表2003-501823號公報所記載般，為促進基板的靜電吸附而施加在基板背面側的高介電性塗膜。此處所謂「基板背面」係指：於第1圖的基板11中，與反射層12形成側相反之側的面。在此種目的下，施加在基板背面之高介電性塗膜會選擇構成材料的導電率與厚度以使片電阻成為100Ω/□以下。高介電性塗膜的構成材料係可廣泛地從公知文獻所記載者中選出。例如，日本專利特表第2003-501823號公報所記載的高誘電率塗膜，具體來說可適用由矽、TiN、鉬、鉻或TaSi所構成的塗膜。高介電性塗膜的厚度可設定成例如10~1000nm。
高介電性塗膜可使用公知成膜方法來形成，例如：磁控濺鍍法、離子束濺鍍法之類的濺鍍法、CVD法、真空蒸鍍法或電解電鍍法。
藉由至少將本發明光罩基底的吸收層施行圖案化，便可製得EUV光罩。吸收體層的圖案化方法並無特別的限定，例如，可採用在吸收體層上施行光阻劑塗佈而形成光阻圖案，以其作為光罩並對吸收體層施行蝕刻的方法。光阻的材料及光阻圖案的描繪法僅需考慮吸收體層的材質等因素再適當選擇便可。吸收體層的蝕刻方法亦無特別的限定，可採用例如反應性離子蝕刻等乾式蝕刻或濕式蝕刻。將吸收體層施行圖案化之後，再利用剝離液將光阻剝離，便可獲得EUV光罩。
茲就使用本發明EUV光罩的半導體積體電路之製造方法進行說明。本發明可適用於將EUV光作為曝光用光源予以使用的光學微影術法所施行的半導體積體電路之製造方法。具體而言，將已塗佈光阻劑的矽晶圓等基板配置於平台上，將上述EUV光罩設在組合反射鏡而構成的反射型曝光裝置上。然後，使EUV光從光源經由反射鏡照射於EUV光罩，並使EUV光藉由EUV光罩進行反射，而照射於已塗佈光阻的基板上。藉由該圖案轉印步驟，電路圖案被轉印於基板上。已轉印有電路圖案的基板則藉由顯影而將感光部分或非感光部分蝕刻後，再剝離光阻。半導體積體電路係藉由重複施行上述步驟而進行製造。
實施例
以下，使用實施例針對本發明進行更進一步說明。本發明並不僅侷限於該等實施例。
實施例1
本實施例係製作第1圖所示之EUV光罩基底1。但，實施例1的EUV光罩基底1在吸收體層14上並未形成低反射層15。
成膜用基板11係使用SiO2 -TiO2 系玻璃基板(外形為邊長6吋(152.4mm)之正方形，厚度6.3mm)。該玻璃基板的熱膨脹率係0.2×10-7 /℃，楊氏係數為67GPa，波桑比(Poisson's ratio)係0.17，比剛性(specific rigidity)係3.07×107 m2 /s2 。將該玻璃基板施行研磨，藉此形成rms在0.15nm以下的平滑表面與100nm以下的平坦度。
在基板11的背面側使用磁控濺鍍法形成厚度100nm的Cr膜，藉此施加片電阻100Ω/□的高介電性塗膜。
在呈平板形狀的普通靜電吸盤上，使用所形成之Cr膜，將基板11(外形為邊長6吋(152.4mm)之正方形，厚度6.3mm)固定，並在該基板11的表面上使用離子束濺鍍法，交錯形成Si膜與Mo膜，並重複施行40週期，藉此形成合計膜厚為272nm((4.5nm+2.3nm)×40)的Si/Mo多層反射膜(反射層12)。
再者，在Si/Mo多層反射膜(反射層12)上，使用離子束濺鍍法形成Ru膜(膜厚2.5nm)，藉此形成保護層13。
Si膜、Mo膜及Ru膜的成膜條件如下：Si膜之成膜條件
標靶：Si標靶(硼摻雜)
濺鍍氣體：Ar氣體(氣體壓力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(氣體壓力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(氣體壓力0.02Pa)
電壓：500V
成膜速度：0.023nm/sec
膜厚：2.5nm
其次，在保護層13上，使用磁控濺鍍法形成TaBNH層以作為吸收體層14，而獲得在基板11上依序形成有反射層12、保護層13及吸收體層14的EUV光罩基底1。
TaBNH層的成膜條件如下：
TaBNH層的成膜條件
標靶：TaB化合物標靶(組成比：Ta80at%、B20at%)
濺鍍氣體：Ar、N2 及H2 的混合氣體(Ar：89vol%、N2 ：8.3vol%、H2 ：2.7vol%、氣體壓力：0.46Pa)
投入電力：300W
成膜速度：1.5nm/min
膜厚：60nm
對依上述順序所獲得EUV光罩基底的吸收體層，實施下述評估(1)~(5)。
(1)膜組成
吸收體層(TaBNH膜)的組成係使用X射線光電子能譜裝置(X-ray Photoelectron Spectrometer)(PERKIN ELEMER-PHI公司製：型號5500)進行測定。吸收體層的組成比(at%)係Ta：B：N：H=60：3：33：4(Ta含有率60at%、B含有率3at%、N含有率33at%、H含有率4at%)。
(2)結晶構造
吸收體層(TaBNH膜)的結晶構造係利用X射線繞射裝置(X-Ray Diffractmeter)(RIGAKU公司製)進行確認。因為所獲得繞射尖峰中並未見到尖銳的尖峰，因而確認吸收體層的結晶構造為非晶形構造或微晶構造。
(3)表面粗度
吸收體層(TaBNH膜)的表面粗度係根據JIS-B0601(1994年)，使用原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope)(精工儀器公司製：型號SPI3800)進行確認。吸收體層的表面粗度係0.15nm rms。
(4)電阻值
吸收體層(TaBNH膜)的電阻值經使用四點探針量測儀(三菱油化製：LorestaAP MCP-T400)進行測定，結果為2.0×10-4 Ω‧cm。
(5)蝕刻特性
就蝕刻特性而言，係以下述方法進行評估，來取代使用上述順序所製得EUV光罩基底所施行之評估。
在RF電漿蝕刻裝置的試料台(4吋石英基板)上，設置依下述所載方法分別形成有Ru膜或TaBNH膜的Si晶片(10mm×30mm)以作為試料。在此狀態下，依以下條件將試料台上所設置之Si晶片的Ru膜或TaBNH膜，施行電漿RF蝕刻。
偏壓RF：50W
蝕刻時間：120sec
啟動壓力：3Pa
蝕刻壓力：1Pa
蝕刻氣體：Cl2 /Ar
氣體流量(Cl2 /Ar)：20/80sccm
電極與基板間距離：55mm
Ru膜的成膜係利用離子束濺鍍法並依以下成膜條件實施。
Ru膜的成膜條件
標靶：Ru標靶
濺鍍氣體：Ar氣體(氣體壓力：2mTorr，流量：15sccm)
輸出：150W
成膜速度：0.023nm/sec
膜厚：2.5nm
除基板使用Si基板之外，其餘均以與實施例1相同之條件，將TaBNH膜進行成膜。
針對依上述條件成膜的Ru膜及TaBNH膜求取蝕刻速度，並使用下式求出蝕刻選擇比。
蝕刻選擇比=(TaBNH膜之蝕刻速度)/(Ru膜之蝕刻速度)
與保護層13間的蝕刻選擇比最好達10以上，但TaBNH膜的蝕刻選擇比則如下述，均具有足夠之選擇比。
TaBNH膜：13.9
實施例2
本實施例係製作在吸收體14上形成有低反射層15的EUV光罩基底1。
於本實施例中，截至在保護層13上形成吸收體層14之手續為止，均如同實施例1般的實施。在吸收體層14上，使用磁控濺鍍法形成TaBONH膜，其係對波長257nm檢測光呈低反射之低反射層15。低反射層的組成比(at%)係以如同實施例1的方法進行測定，結果為Ta：B：N：O：H=25：3：5：59：8。
TaBONH膜的成膜條件如下：
TaBONH層的成膜條件
標靶：TaB標靶(組成比：Ta80at%、B20at%)
濺鍍氣體：Ar、N2 、O2 及H2 的混合氣體(Ar：60vol%、N2 ：17.3vol%、O2 ：20vol%、N2 ：2.7vol%、氣體壓力：0.3Pa)
投入電力：450W
成膜速度：1.5nm/sec
膜厚：10nm
對依上述順序所獲得之EUV光罩基底的低反射層實施下述評估(6)。
(6)反射特性(對比度評估)
於實施例1中，在已形成至保護層(Ru層)13的階段中，使用分光光度計測定該保護層13表面的圖案檢測光(波長257nm)之反射率。此外，在實施例2中，於形成低反射層(TaBONH)15之後，測定該低反射層表面的圖案檢測光之反射率。結果，保護層13層表面的反射率係60.0%，低反射層15表面的反射率係6.9%。使用該等結果與上式求取對比度，結果為79.4%。
針對所獲得之EUV光罩基底1，對低反射層15表面照射EUV光(波長13.5nm)並測定EUV光反射率。結果，EUV光反射率係0.4%，已確認EUV吸收特性優異。
實施例3
本實施例中，除了將吸收體14上所形成的低反射層15設為TaBOH之外，其餘均以如同實施例2的順序實施。低反射層15(TaBOH)係使用磁控濺鍍法形成。低反射層15的組成比(at%)係以如同實施例1的方法來測定，結果為Ta：B：O：H=29：4：59：8。
TaBOH膜的成膜條件如下：
TaBOH層的成膜條件
標靶：TaB標靶(組成比：Ta80at%、B20at%)
濺鍍氣體：Ar、O2 及H2 的混合氣體(Ar：60vol%、O2 ：37.3vol%、H2 ：2.7vo1%、氣體壓力：0.3Pa)
投入電力：450W
成膜速度：2.0nm/sec
膜厚：10nm
對依上述順序所獲得之EUV光罩基底的低反射層，如同實施例2施行反射特性評估，結果，低反射層15表面對圖案檢測光(257nm)的反射率係6.0%。使用該等結果與上式進行對比度求取，結果為81.8%。
針對所獲得之EUV光罩基底1，對低反射層15表面照射EUV光(波長13.5nm)並測定EUV光反射率。結果，EUV光反射率係0.5%，已確認EUV吸收特性優異。
比較例1
比較例1除了吸收體層為不含氫(H)的鉭硼合金之氮化物(TaBN)膜之外，其餘均以如同實施例1的順序實施。TaBN膜係使用TaB標靶(Ta：B=80at%：20at%)，並依以下條件進行成膜。
TaBN層的成膜條件
標靶：TaB標靶(組成比：Ta80at%、B20at%)
濺鍍氣體：Ar氣體、N2 氣體(Ar：86體積%、N2 ：14體積%、氣體壓力：0.3Pa)
投入電力：150W
成膜速度：6.4nm/sec
膜厚：60nm
使用X射線光電子能譜裝置(X-ray Photoelectron Spectrometer)測定所獲得TaBN膜的組成(at%)，結果為Ta：B：N=50：4：46。
利用X射線繞射裝置(X-Ray Diffractmeter)確認所獲得之TaBN膜的結晶構造，結果由於所獲得繞射尖峰中可見尖銳的尖峰，而可確認TaBN層呈結晶質。
利用原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope)確認TaBN膜表面的表面粗度，結果為0.5nm rms，相較於實施例1的吸收體層(TaBNH層)，表面粗度較大。
另外，雖使用上述TaB標靶施行成膜條件的最佳化，但B含有率均小於5at%，無法獲得非晶形構造的TaBN膜。
比較例2
比較例2除吸收體層為不含氫(H)的鉭硼合金之氮化物(TaBN)膜之外，其餘均以如同實施例1的順序實施。TaBN膜係使用TaB標靶(Ta：B=50at%：50at%)並以下條件進行成膜。
TaBN層的成膜條件
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%、氣體壓力：0.3Pa)
投入電力：150W
成膜速度：4.0nm/sec
膜厚：60nm
使用X射線光電子能譜裝置(X-ray Photoelectron Spectrometer)測定所獲得TaBN膜的組成(at%)，結果B含有率達5at%以上。
利用X射線繞射裝置(X-Ray Diffractmeter)確認成膜後的TaBN膜結晶構造，結果由於所獲得繞射尖峰中未見尖銳的尖峰，因此已確認吸收體層的結晶構造為非晶形構造或微晶構造。
再者，利用原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope)確認成膜後的TaBN膜表面之表面粗度，結果為0.2nm rms。
再者，依照如同實施例1的順序，測定保護層(Ru層)13及TaBN層表面的圖案檢測光(波長257nm)之反射率。結果，保護層13層表面的反射率係60.0%，TaBN層表面的反射率係9.9%。經使用該等結果與上式進行對比度求取，結果為71.7%，已確認與實施例1相較之下對比度較低。
針對TaBN膜，依照如同上述的順序評估蝕刻特性。結果，TaBN膜的蝕刻選擇比係12.8。
另外，比較例2的TaBN層之成膜速度為實施例1之成膜速度的2/3程度，相當緩慢。此外，為確認重現性，而以比較例2的條件實施複數次，但已確認有放電呈不穩定而無法成膜的情況，或是膜組成與膜厚之控制明顯困難。
比較例3
比較例3除了TaBNH層的B濃度小於1at%之外，其餘均以如同實施例1的順序實施。
若使用X射線繞射裝置確認所獲得TaBNH層的結晶構造，則由於所獲得繞射尖峰中可見尖銳的尖峰，因而確認TaBNH層呈結晶質。
比較例4
比較例4除了TaBNH層的B含有率超過5at%之外，其餘均以如同實施例1之順序實施。
比較例4中，TaBNH層的成膜速度相較於實施例1之下明顯變慢。此外，為確認重現性，而依照比較例4的條件實施複數次，結果因為放電呈不穩定，可確認會有無法成膜的情況，或是膜組成與膜厚控制明顯困難。
比較例5
比較例5除了TaBNH層的H含有率小於0.1at%之外，其餘均以如同實施例1的順序實施。
若使用X射線繞射裝置確認所獲得TaBNH層的結晶構造，則由於所獲得繞射尖峰中可見尖銳的尖峰，因而確認到TaBNH層呈結晶質。
比較例6
比較例6除了TaBNH層的H含有率超過5at%之外，其餘均以如同實施例1的順序實施。
若測定所獲得TaBNH層表面的EUV光反射率，則為0.8%，與實施例1的吸收體層相較下，已確認EUV光吸收特性較差。
產業上之可利用性
本發明的光罩基底可利用在將EUV光使用為曝光用光源的光學微影術法所施行的半導體積體電路之製造。
另外，於此援引2008年10月30日提申的日本專利申請案第2008-279859號之說明書、申請專利範圍、圖式及摘要的全部內容，並納入作為本發明說明書之揭示內容。
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光罩基底之一實施形態的概略剖視圖。
第2圖係顯示：在第1圖所示之EUV光罩基底1的吸收體層14(及低反射層15)上形成有圖案的狀態。
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

Claims (39)

  1. 一種EUV微影術用反射型光罩基底，係於基板上依序形成有反射EUV光之反射層及吸收EUV光之吸收體層的EUV微影術用反射型光罩基底，其特徵在於：前述吸收體層至少含有鉭(Ta)、硼(B)、氮(N)及氫(H)；且，於前述吸收體層中，B之含有率為1at%以上、小於5at%，H之含有率為0.1~5at%，Ta及N之合計含有率為90~98.9at%，Ta與N之組成比(Ta：N)為8：1~1：1。
  2. 一種EUV微影術用反射型光罩基底，係於基板上依序形成有反射EUV光之反射層及吸收EUV光之吸收體層的EUV微影術用反射型光罩基底，其特徵在於：前述吸收體層至少含有鉭(Ta)、硼(B)、氮(N)及氫(H)；且，前述吸收體層之結晶狀態為非晶形。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之EUV微影術用反射型光罩基底，其中前述吸收體層表面之表面粗度為0.5nm rms以下。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之EUV微影術用反射型光罩基底，其中前述吸收體層之膜厚為30~100nm。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之EUV微影術用反射型光罩基底，其係於前述吸收體層上形成有對用以檢測光罩圖案之檢測光呈低反射的低反射層；前述低反射層至少含有鉭(Ta)、硼(B)、氧(O)及氫 (H)；且，前述低反射層中，B之含有率為1at%以上、小於5at%，H之含有率為0.1~15at%，Ta與O之合計含有率為80~98.9at%，Ta與O之組成比(Ta：O)為1：8~3：1。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之EUV微影術用反射型光罩基底，其係於前述吸收體層上形成有對用以檢測光罩圖案之檢測光呈低反射的低反射層；前述低反射層至少含有鉭(Ta)、硼(B)、氧(O)、氮(N)及氫(H)；且，於前述低反射層中，B之含有率為1at%以上、小於5at%，H之含有率為0.1~15at%，Ta、O及N之合計含有率為80~98.9at%，Ta與O及N之組成比(Ta：(O+N))為1：8~3：1。
  7. 一種EUV微影術用反射型光罩基底，係於基板上依序形成有反射EUV光之反射層、吸收EUV光之吸收體層及對用以檢測光罩圖案之檢測光呈低反射之低反射層的EUV微影術用反射型光罩基底；前述低反射層至少含有鉭(Ta)、硼(B)、氧(O)及氫(H)；且，前述低反射層中，B之含有率為1at%以上、小於5at%，H之含有率為0.1~15at%，Ta及O之合計含有率為80~98.9at%，Ta與O之組成比(Ta：O)為1：8~3：1。
  8. 一種EUV微影術用反射型光罩基底，係於基板上依序形成有反射EUV光之反射層、吸收EUV光之吸收體層及對 用以檢測光罩圖案之檢測光呈低反射之低反射層的EUV微影術用反射型光罩基底；前述低反射層至少含有鉭(Ta)、硼(B)、氧(O)、氮(N)及氫(H)；且，於前述低反射層中，B之含有率為1at%以上、小於5at%，H之含有率為0.1~15at%，Ta、O及N之合計含有率為80~98.9at%，Ta與O及N之組成比(Ta：(O+N))為1：8~3：1。
  9. 如申請專利範圍第5項之EUV微影術用反射型光罩基底，其中前述低反射層表面之表面粗度為0.5nm rms以下。
  10. 如申請專利範圍第6項之EUV微影術用反射型光罩基底，其中前述低反射層表面之表面粗度為0.5nm rms以下。
  11. 如申請專利範圍第7或8項之EUV微影術用反射型光罩基底，其中前述低反射層表面之表面粗度為0.5nm rms以下。
  12. 如申請專利範圍第5項之EUV微影術用反射型光罩基底，其中前述低反射層之膜厚為5~30nm。
  13. 如申請專利範圍第6項之EUV微影術用反射型光罩基底，其中前述低反射層之膜厚為5~30nm。
  14. 如申請專利範圍第7或8項之EUV微影術用反射型光罩基底，其中前述低反射層之膜厚為5~30nm。
  15. 如申請專利範圍第5項之EUV微影術用反射型光罩基 底，其於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，相對於檢查形成在吸收體層上之圖案所用的光之波長，前述保護層表面之反射光與前述低反射層表面之反射光的對比度為30%以上。
  16. 如申請專利範圍第6項之EUV微影術用反射型光罩基底，其於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，相對於檢查形成在吸收體層上之圖案所用的光之波長，前述保護層表面之反射光與前述低反射層表面之反射光的對比度為30%以上。
  17. 如申請專利範圍第7或8項之EUV微影術用反射型光罩基底，其於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，相對於檢查形成在吸收體層上之圖案所用的光之波長，前述保護層表面之反射光與前述低反射層表面之反射光的對比度為30%以上。
  18. 如申請專利範圍第5項之EUV微影術用反射型光罩基底，其中前述低反射層之H濃度較前述吸收體層之H濃度高1.5at%以上。
  19. 如申請專利範圍第6項之EUV微影術用反射型光罩基底，其中前述低反射層之H濃度較前述吸收體層之H濃度高1.5at%以上。
  20. 如申請專利範圍第7或8項之EUV微影術用反射型光罩基底，其中前述低反射層之H濃度較前述吸收體層之H濃度高1.5at%以上。
  21. 如申請專利範圍第5項之EUV微影術用反射型光罩基底，其中相對於檢查形成在吸收體層上之圖案所用的光之波長，前述低反射層表面之反射率為15%以下。
  22. 如申請專利範圍第6項之EUV微影術用反射型光罩基底，其中相對於檢查形成在吸收體層上之圖案所用的光之波長，前述低反射層表面之反射率為15%以下。
  23. 如申請專利範圍第7或8項之EUV微影術用反射型光罩基底，其中相對於檢查形成在吸收體層上之圖案所用的光之波長，前述低反射層表面之反射率為15%以下。
  24. 如申請專利範圍第1或2項之EUV微影術用反射型光罩基底，其中前述吸收體層係於含有惰性氣體、氮(N)及氫(H)的氣體環境中，以進行使用TaB化合物標靶之濺鍍法而形成者，且該惰性氣體包含氦(He)、氬(Ar)、氖(Ne)、氪(Kr)及氙(Xe)中之至少一種。
  25. 如申請專利範圍第5項之EUV微影術用反射型光罩基底，其中前述吸收體層係於含有惰性氣體、氮(N)及氫(H)的氣體環境中，以進行使用TaB化合物標靶之濺鍍法而形成者，且該惰性氣體包含氦(He)、氬(Ar)、氖(Ne)、氪(Kr)及氙(Xe)中之至少一種。
  26. 如申請專利範圍第6項之EUV微影術用反射型光罩基底，其中前述吸收體層係於含有惰性氣體、氮(N)及氫(H) 的氣體環境中，以進行使用TaB化合物標靶之濺鍍法而形成者，且該惰性氣體包含氦(He)、氬(Ar)、氖(Ne)、氪(Kr)及氙(Xe)中之至少一種。
  27. 如申請專利範圍第24項之EUV微影術用反射型光罩基底，其中前述TaB化合物標靶之組成為：Ta=80~99at%、B=1~20at%。
  28. 如申請專利範圍第25項之EUV微影術用反射型光罩基底，其中前述TaB化合物標靶之組成為：Ta=80~99at%、B=1~20at%。
  29. 如申請專利範圍第26項之EUV微影術用反射型光罩基底，其中前述TaB化合物標靶之組成為：Ta=80~99at%、B=1~20at%。
  30. 如申請專利範圍第5項之EUV微影術用反射型光罩基底，其中前述低反射層係於含有惰性氣體、氮(N)及氫(H)的氣體環境中，以進行使用TaB化合物標靶之濺鍍法而形成者，且該惰性氣體包含氦(He)、氬(Ar)、氖(Ne)、氪(Kr)及氙(Xe)中之至少一種。
  31. 如申請專利範圍第7項之EUV微影術用反射型光罩基底，其中前述低反射層係於含有惰性氣體、氮(N)及氫(H)的氣體環境中，以進行使用TaB化合物標靶之濺鍍法而形成者，且該惰性氣體包含氦(He)、氬(Ar)、氖(Ne)、氪(Kr)及氙(Xe)中之至少一種。
  32. 如申請專利範圍第6項之EUV微影術用反射型光罩基底，其中前述低反射層係於含有惰性氣體、氧(O)、氮(N) 及氫(H)的氣體環境中，以進行使用TaB化合物標靶之濺鍍法而形成者，且該惰性氣體包含氦(He)、氬(Ar)、氖(Ne)、氪(Kr)及氙(Xe)中之至少一種。
  33. .如申請專利範圍第8項之EUV微影術用反射型光罩基底，其中前述低反射層係於含有惰性氣體、氧(O)、氮(N)及氫(H)的氣體環境中，以進行使用TaB化合物標靶之濺鍍法而形成者，且該惰性氣體包含氦(He)、氬(Ar)、氖(Ne)、氪(Kr)及氙(Xe)中之至少一種。
  34. 如申請專利範圍第30項之EUV微影術用反射型光罩基底，其中前述TaB化合物標靶之組成為：Ta=80~99at%、B=1~20at%。
  35. 如申請專利範圍第31項之EUV微影術用反射型光罩基底，其中前述TaB化合物標靶之組成為：Ta=80~99at%、B=1~20at%。
  36. 如申請專利範圍第32項之EUV微影術用反射型光罩基底，其中前述TaB化合物標靶之組成為：Ta=80~99at%、B=1~20at%。
  37. 如申請專利範圍第33項之EUV微影術用反射型光罩基底，其中前述TaB化合物標靶之組成為：Ta=80~99at%、B=1~20at%。
  38. 一種EUV微影術用反射型光罩，其特徵在於：對如申請專利範圍第1至37項中任一項之EUV微影術用反射型光罩基底的吸收體層及低反射層施予圖案化。
  39. 一種半導體積體電路之製造方法，其特徵在於：藉由使 用如申請專利範圍第38項之EUV微影術用反射型光罩，對被曝光物進行曝光以製造半導體積體電路。
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