TWI582530B - Reflective mask base for EUV microfilm - Google Patents

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TWI582530B
TWI582530B TW101105999A TW101105999A TWI582530B TW I582530 B TWI582530 B TW I582530B TW 101105999 A TW101105999 A TW 101105999A TW 101105999 A TW101105999 A TW 101105999A TW I582530 B TWI582530 B TW I582530B
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Kazuyuki Hayashi
Kazunobu Maeshige
Toshiyuki Uno
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Asahi Glass Co Ltd
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures

Description

EUV微影術用反射型光罩基底 發明領域
本發明係有關於一種使用於半導體製造等之EUV(Extreme Ultra Violet：超紫外光)微影術用反射型光罩基底(以下，於本說明書中，亦稱之為「EUV光罩基底」)。
發明背景
以往，於半導體產業中，作為在Si基板等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，係一直採用使用可見光或紫外光之光學微影術。但是，隨著半導體裝置之微型化加速進行的另一方面，習知之光學微影術也接近到了極限。在使用光學微影術的情況下，圖案之解析限度係曝光波長的1/2左右，且即便使用液浸法據稱亦僅為曝光波長的1/4左右；故可預想的是，即便使用ArF雷射(波長：193nm)之液浸法，其波長在45nm左右便為極限。因而，作為使用波長較45nm短之下世代的曝光技術，使用了波長較ArF雷射更短的EUV光之曝光技術的EUV微影術係被視為有展望的。於本說明書中，所謂EUV光係指軟X射線區域或真空紫外線區域之波長的光線，具體而言係指波長10~20nm左右，特別係指13.5nm±0.3 nm左右的光線。
EUV光因對所有物質較易於被吸收，且在該波長下物質的折射率接近1之故，而無法使用如習知之使用了可見光 或紫外光之光學微影術的折射光學系統。因此，EUV光微影術係使用反射光學系統，即係使用反射型光罩與鏡子。
光罩基底係用於光罩製造用之圖案成形前的積層體。為EUV光罩基底時，係具有在玻璃製等之基板上依序形成有反射EUV光的反射層，與吸收EUV光的吸收層之構造。反射層因係交互積層高折射率層與低折射率層，故通常係使用於層表面照射EUV光之際時光線反射率已業經增高之多層反射膜。而吸收層則係使用對EUV光的吸收係數高的材料，具體而言係使用例如以Ta為主成分的材料。
又，在EUV光罩基底之吸收層上，亦有形成對圖案檢測波長(190~260nm)呈低反射之低反射層的情況。此時，低反射層係使用對圖案檢測波長具有低反射特性的材料，具體而言係使用以Ta及O為主成分的材料。
對EUV光罩基底之吸收層或低反射層所要求之基本特性係如何吸收EUV光。一般而言，已知對於特定之EUV波長(13.5nm)，若吸收層表面或低反射層表面之光線反射率為0.5%以下，則可獲得充分的圖案轉印特性。為了滿足前述之基本特性，吸收層的膜厚必需要比80nm更厚。於吸收層上形成有低反射層的情況時吸收層及低反射層的合計膜厚亦係需比80nm更厚。
另一方面，在EUV光罩中，為了減低以下所示之「斜影效果」，所希望的是使吸收層的膜厚(於吸收層上形成有低反射層的情況時則係吸收層及低反射層之合計膜厚)更薄。此處，所謂「斜影效果」係指在EUV曝光中，入射光 對光罩圖案因係以6°的角度入射，故圖案的影子會對反射強度分布給予影響而有轉印晶圓上之線幅精度惡化的問題。作為解決斜影效果所造成的問題之方法有：以使成為曝光光的低反射部之吸收膜的EUV反射率在極小值附近的方式來設定吸收膜的膜厚之方法(參照專利文獻1)。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2005-268255號公報
發明概要
在專利文獻1中，雖藉由將吸收膜的膜厚，特別是藉由將由2層以上的薄膜所構成之吸收膜最上層的膜厚予以最佳化，來獲得EUV反射率的極小值，但其係相對於膜厚變化之用以縮小EUV反射率的變化之技術，而並非實質地將吸收膜的膜厚、即EUV光罩基底之吸收層的膜厚(於吸收層上形成有低反射層的情況時係吸收層及低反射層之合計膜厚)製作得更薄。
另一方面，近年來，關於圖案轉印特性，則逐漸明白於特定範圍之波長域(13.3~13.7nm)中之平均光線反射率較會對圖案特性給予影響，而非於特定之波長(13.5nm)中之光線反射率。而可預測若於上述波長域中之平均光線反射率為4.0%以下，則對圖案特性不會產生問題。
本發明為了解決前述習知技術之問題點，係以提供一 種EUV光罩基底為目的，其藉由將吸收層的膜厚予以最佳化，使其與習知的膜厚相比可在不影響圖案特性之範圍內將吸收層的膜厚予以薄膜化。
又，本發明係以提供一種EUV光罩基底為目的，其藉由將吸收層及低反射層之合計膜厚予以最佳化，使其與習知的膜厚相比可在不影響圖案特性之範圍內，將吸收層及低反射層之合計膜厚予以薄膜化。
本案發明人等，為解決前述課題經致力研討後結果發現：藉由將EUV光罩基底之吸收層的膜厚，設定成相對於特定之EUV波長範圍中之平均光線反射率成為極小值之膜厚在±2.0%之範圍內，則可在不影響圖案特性之範圍，比習知之吸收層的膜厚更薄膜化。
又，發現藉由將EUV光罩基底之吸收層及低反射層之合計膜厚，設定成相對於特定之EUV波長範圍中之平均光線反射率成為極小值之合計膜厚在±2.0%之範圍內，則可在不影響圖案特性之範圍，比習知之吸收層及低反射層之合計膜厚更薄膜化。
本發明係根據前述見解而作成者，本發明提供一種EUV微影術用反射型光罩基底，其係依序形成有反射EUV光之反射層、吸收EUV光之吸收層者；該EUV微影術用反射型光罩基底(第1形態之EUV微影術用反射型光罩基底)之特徵在於：前述吸收層之膜厚係設定成在13.3~13.7nm之波長域 中之平均光線反射率為4.0%以下，且相對於成為極小值之膜厚在±2.0%之範圍內。
又，本發明提供一種EUV微影術用反射型光罩基底，其係依序形成有反射EUV光之反射層、吸收EUV光之吸收層，及對光罩圖案的檢測光(波長190~260nm)呈低反射之低反射層者；該EUV微影術用反射型光罩基底(第2形態之EUV微影術用反射型光罩基底)之特徵在於：前述吸收層及前述低反射層之合計膜厚係設定成在13.3~13.7nm之波長域中之平均光線反射率為4.0%以下，且相對於成為極小值之合計膜厚在±2.0%之範圍內。
表示前述數值範圍之「~」係將記載於其前後之數值以包含作為下限值及上限值的意思來使用，只要無特別的規定，於以下本說明書中「~」係以同樣的意思來使用。
以下於本說明書中，係將前述第1及第2形態之EUV微影術用反射型光罩基底，稱為「本發明之EUV光罩基底」。
於本發明之EUV光罩基底中，前述吸收層係以鉭(Ta)及氮(N)為主成分為佳。又，於本發明之EUV光罩基底中，係以令前述吸收層之膜厚為46nm以上且80nm以下為佳。
於形成有低反射層之本發明之EUV光罩基底中，前述吸收層係以鉭(Ta)及氧(O)為主成分為佳。又，於形成有低反射層之本發明之EUV光罩基底中，係以令前述吸收層及前述低反射層之合計膜厚為46nm以上且80nm以下為佳。
於本發明之EUV光罩基底中，前述反射層與前述吸收層之間，亦可形成有在對前述吸收層形成圖案時用以保護 前述反射層的保護層。此時，前述保護層係以由Ru、Ru化合物、SiO2及Cr化合物之任1種所形成為宜。
本發明之EUV光罩基底，係可在不影響圖案特性下，將吸收層及低反射層予以薄膜化。並且藉由吸收層及低反射層之薄膜化而可期待抑制斜影效果，以及，因其所致之圖案精度之提升。再者，藉由吸收層及低反射層之薄膜化，可使形成圖案時之光阻的厚度薄膜化，且可期待圖案解析度之提升。
圖式簡單說明
第1圖係顯示本發明之EUV光罩基底之1實施形態的概略截面圖。
第2圖係顯示第1圖所示之EUV光罩基底1之吸收層14(及低反射層15)上已形成圖案之狀態。
第3圖係圖表，其係顯示實施例之EUV光罩基底中之吸收層及低反射層之合計膜厚、與13.3~13.7nm之波長域中之平均光線反射率之間的關係。
第4圖係第3圖中，合計膜厚43~51nm之範圍之部份擴大圖。
第5圖係第3圖中，合計膜厚50~58nm之範圍之部份擴大圖。
第6圖係第3圖中，合計膜厚57~65nm之範圍之部份擴大圖。
第7圖係第3圖中，合計膜厚65~73nm之範圍之部份擴 大圖。
第8圖係第3圖中，合計膜厚72~80nm之範圍之部份擴大圖。
第9圖係第3圖中，合計膜厚80~88nm之範圍之部份擴大圖。
用以實施發明之形態
以下，將參照圖示來說明本發明。第1圖係顯示本發明之EUV光罩基底之1實施形態的概略截面圖。第1圖所示之EUV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、與吸收EUV光之吸收層14。且在反射層12與吸收層14之間形成有保護層13，該保護層13係在對吸收層14之形成圖案時用以保護反射層12者。而於吸收層14上則形成有對光罩圖案之檢測光呈低反射之低反射層15。但於本發明之EUV光罩基底1，在第1圖所示之構成中，僅基板11、反射層12及吸收層14為必要的，而保護層13及低反射層15則為任擇之構成要素。
以下，將就光罩基底1之各構成要素予以說明。
對基板11，係要求其要滿足作為EUV光罩基底用之基板的特性。
因此，係要求基板11的低熱膨脹係數，具體而言，其在20℃時之熱膨脹係數係以0±0.05×10-7/℃為宜，0±0.03×10-7/℃較佳。又，基板係以平滑性、平坦度，以及對用於清洗光罩基底或者是形成圖案後之光罩等之清洗 液之耐性優異者為佳。
作為基板11者，具體而言雖係使用具有低熱膨脹係數的玻璃，例如SiO2-TiO2系玻璃等，但並未受其所限定，而可使用諸如已析出β-石英固溶體之結晶化玻璃、石英玻璃或矽、或金屬等的基板。
基板11，其所具有表面粗糙度(rms)為0.15nm以下之平滑的表面、及具有100nm以下的平坦度可在圖案形成後之光罩上獲得高反射率及轉印精度故而理想。
基板11的大小或厚度等係藉由光罩之設計值等來適當地決定。在之後所示的實施例中則係使用了外形6英吋(152mm)，且厚度0.25英吋(6.3mm)的SiO2-TiO2系玻璃。
在基板11之形成有反射層12側的表面上以無缺點存在為宜。但是，即便是在有缺點存在的情況下，為使不因凹狀缺點及/或者是凸狀缺點造成相位缺點，凹狀缺點的深度及凸狀缺點的高度宜為2nm以下，且該等凹狀缺點及凸狀缺點之大小的半值寬度係以60nm以下為宜。
反射層12，只要係具有作為EUV光罩基底之反射層所需的特性者則不受特別限定。此處，對反射層12所要求之特性係高EUV光線反射率。具體而言，係在以入射角6度將EUV光之波長範圍的光線照射至反射層12表面上時，於13.3~13.7nm之波長域中之光線反射率的最大值係以60%以上為宜，65%以上較佳。又，即便是在已於反射層12上設置了保護層13的情況下，於13.3~13.7nm之波長域中之光線反射率之最大值仍係以60%以上為宜，65%以上較佳。
反射層12由其可達成高EUV光線反射率而言，通常係以使高折射率層與低折射率層經交互地積層數次的多層反射膜來作為反射層12使用。於構成反射層12之多層反射膜中，高折射率層係廣泛地使用Si，而低折射率層則係廣泛地使用Mo。即，Mo/Si多層反射膜為最普遍的。但是，多層反射膜並不以此為限，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、及Si/Ru/Mo/Ru多層反射膜等。
構成可形成反射層12的多層反射膜之各層的膜厚及層的重複單位數，係可按照對所使用之薄膜材料及反射層有所要求的EUV光線反射率來適當地選擇。以Mo/Si反射膜為例，欲使之為於13.3~13.7nm之波長域中之光線反射率之最大值為60%以上的反射層12，則多層反射膜係只要將膜厚2.3±0.1nm之Mo層、與膜厚4.5±0.1nm之Si層以重複單位數達30~60的積層即可。
另外，構成可形成反射層12的多層反射膜各層，係使用磁控濺鍍法、離子束濺鍍法等眾所周知之成膜方法來成膜至所需的厚度即可。例如，使用離子束濺鍍法來形成Mo/Si多層反射膜時，係以下述成膜方法為宜：使用Si靶材作為靶材，濺鍍氣體使用Ar氣體(氣壓1.3×10-2Pa~2.7×10-2Pa)，並於離子加速電壓300~1500V、成膜速度0.03~0.30nm/sec下，使Si膜成膜至厚度為4.5nm；接著，靶材使用Mo靶材，濺鍍氣體使用Ar氣體(氣壓1.3×10-2Pa~ 2.7×10-2Pa)，並於離子加速電壓300~1500V、成膜速度0.03~0.30nm/sec下，使Mo膜成膜至厚度為2.3nm。以此作為1周期，藉由使Si膜及Mo膜積層30~60周期即可成膜Mo/Si多層反射膜。
為防止反射層12表面遭受氧化，構成反射層12的多層反射膜之最上層係以不易受氧化的材料層為宜。不易受氧化的材料層係以作為反射層12之覆蓋層來發揮功用。而以作為覆蓋層來發揮功用之不易受氧化的材料層其具體例係可例示如Si層。當構成反射層12的多層反射膜為Mo/Si多層反射膜時，藉由令其最上層為Si層，則該最上層即以作為覆蓋層來發揮功用。此時覆蓋層的膜厚係以11±2nm為宜。
反射層12與吸收層14之間亦可形成保護層13。保護層13係以保護反射層12為目的而設置的，其可在利用蝕刻製程、通常係利用乾式蝕刻製程，於吸收層14形成圖案時，保護反射層12不致因蝕刻製程而遭受損傷。因此，保護層13的材質係選擇不易受到來自吸收層14之蝕刻製程的影響，即，係選擇該蝕刻速度較吸收層14慢，且不易因該蝕刻製程而受到損傷的物質。作為滿足該條件之物質，舉例而言可例示如Cr、Al、Ta及其等之氮化物，Ru及Ru化合物(RuB、RuSi等)，以及SiO2、Si3N4、Al2O3或其等的混合物。作為保護層13，理想的係可舉Ru、Ru化合物，及選自於SiO2與Cr化合物之組群中之至少1種為例。而於該等之中，又以Ru及Ru化合物(RuB、RuSi等)、CrN及SiO2為宜，而以Ru及Ru化合物(RuB、RuSi等)特別理想。
保護層13的厚度係以1~60nm為宜。
保護層13，係使用磁控濺鍍法、離子束濺鍍法等眾所周知之成膜方法來成膜。利用磁控濺鍍法來成膜Ru膜時，係以下述成膜方法為宜：靶材係使用Ru靶材，濺鍍氣體使用Ar氣體(氣壓1.0×10-2Pa~10×10-1Pa)，並在輸入電壓30~1500V、成膜速度0.02~1.0nm/sec下，成膜至厚度為2~5nm。
對吸收層14所特別要求的特性，係EUV光線反射率要極低。具體而言，將EUV光之波長範圍的光線照射至吸收層14表面上時，在13.3~13.7nm之波長域中之平均光線反射率為4.0%以下，且以3.8%以下為宜，3.5%以下較佳。
如本發明之EUV光罩基底1，在吸收層14上形成有對光罩圖案之檢測光呈低反射的低反射層15時，將EUV光之波長範圍的光線照射至低反射層15表面上時，在13.3~13.7nm之波長域中之平均光線反射率亦為4.0%以下，且亦以3.8%以下為宜，3.5%以下較佳。
為了達成前述之特性，吸收層14係以EUV光之吸收係數高的材料所構成。作為EUV光之吸收係數高的材料，因以鉭(Ta)及氮(N)為主成分的材料不僅易形成在13.3~13.7nm之波長域中之平均光線反射率為4.0%以下的吸收層，加上吸收層之結晶狀態易成為非晶形，並且為表面粗糙度小且平滑性優異的表面而理想。於本說明書中，如言及以Ta及N為主成分的材料時，即意味以合計含有率計該材料中含有40原子%(以下，將原子%以at%記之。)以上的Ta 及N，且宜含有50at%以上，較佳係含有55at%以上的材料，並以TaN為例來說明。
用於吸收層14之以Ta及N為主成分的材料，除了Ta及N以外，亦可含有選自於鉿(Hf)、矽(Si)、鋯(Zr)、鍺(Ge)、硼(B)及氫(H)之至少一種的元素。而作為含有除了Ta及N以外的前述元素之材料的具體例子，舉例而言，係可舉TaNH、TaHfN、TaBSiN、TaBSiNH、TaBN、TaBNH、TaSiN、TaGeN及TaZrN等為例。
前述構成之吸收層14，即，以Ta及N為主成分的材料所構成之吸收層，係可利用公知之成膜方法，例如磁控濺鍍法或者是離子束濺鍍法來形成。
舉例而言，使用磁控濺鍍法來形成TaNH膜作為吸收層14時，係以下述成膜方法為宜：靶材係使用Ta靶材，濺鍍氣體則使用Ar、N2與H2之混合氣體(H2氣體濃度1~50vol%，N2氣體濃度1~80vol%，Ar氣體濃度5~95vol%，氣壓1.0×10-1Pa~50×10-1Pa)，且在輸入電力30~3000W、成膜速度0.5~60nm/min下，以使成為後述膜厚的方式來成膜TaNH膜。
另外，使用Ar以外之惰性氣體時，其惰性氣體之濃度係以使與前述Ar氣體濃度為相同濃度範圍為宜。又，在使用數種種類的惰性氣體時，係以使惰性氣體之合計濃度與前述Ar氣體濃度為相同濃度範圍為宜。
低反射層15係以在使用於光罩圖案檢測的檢測光中，呈低反射的膜所構成。要製作EUV光罩之際，會在已於吸 收層上形成圖案後，檢測該圖案是否按照設計形成。於該光罩圖案的檢測中，係使用檢測光採用了通常為190~260nm左右的光的檢測機。即，該190~260nm左右的光的反射率的差，具體而言，係藉由吸收層14因圖案形成被除去而露出的面，與未因圖案形成被除去而仍殘留的吸收層14之表面之反射率的差來進行檢測。在此，前者係反射層12表面或者係保護層13表面，而通常係保護層13的表面。因此，若反射層12表面或者是保護層13表面、與吸收層14表面之該等對檢測光的波長之反射率的差小的話，則檢測時的對比度會變差，而無法正確地檢測。
前述構成之吸收層14，即，以Ta及N為主成分的材料所構成之吸收層，雖其EUV光線反射率極低，且具有作為EUV光罩基底1之吸收層的優異特性，但就檢測光之波長來看時，無法定言其光線反射率夠低。結果，於檢測光之波長中之吸收層14表面的反射率、與反射層12表面或者是保護層13表面的反射率之差會變小，而有檢測時之對比度無法充分獲得的可能性。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的缺陷，而使正確的缺陷檢測無法進行。
本發明之EUV光罩基底1，係藉由在吸收層14上形成對檢測光呈低反射的低反射層15，使檢測光波長中之光線反射率變得極低，而使檢測時的對比度良好。
本說明書中，檢測時之對比度係可使用下式來求得。
檢測時之對比度(%)=((R2-R1)/(R2+R1))×100
在此，檢測光之波長中的R2係反射層12表面或保護層13表面上的反射率，R1則係低反射層15表面上的反射率。另外，上述R1及R2，係如第1圖所示之EUV光罩基底1般，於吸收層14上形成有對圖案之檢測光呈低反射的低反射層15的情況時，即如第2圖所示，以已在EUV光罩基底1之吸收層14及低反射層15上形成圖案的狀態下進行測定。第2圖中，上述R2係在吸收層14與低反射層15因形成圖案被除去，而露出於外部的反射層12表面或保護層13表面上做測定的值；R1則係在未因形成圖案被除去而殘留下來的低反射層15表面上做測定的值。另外，於在吸收層上未形成有低反射層的情況時，則係以已在吸收層上形成圖案的狀態下做測定。
本發明之EUV光罩基底具有低反射層時，以前述式來表示之檢測時的對比度係以30%以上為宜，45%以上較佳，60%以上更佳，80%以上特別理想。
另外，為使檢測時之對比度滿足所述，將檢測光之波長的光線照射至低反射層15表面之際之該檢測光波長的最大光線反射率，係以15%以下為宜，10%以下較佳，5%以下更佳。
為達成前述之特性，低反射層15係由其檢測光之波長的折射率較吸收層14低的材料來構成。作為檢測光之波長的折射率較吸收層14低的材料者，因使用以鉭(Ta)及氧(O)為主成分的材料，不但易形成檢測光之波長的最大光線反射率為15%以下的低反射層，加上低反射層之結晶狀態易 成為非晶形，並為表面粗糙度小且平滑性優異的表面而理想。於本說明書中，當言及以Ta及O為主成分的材料時，即意味以合計含有率計該材料中含有40at%以上的Ta及O，且宜含有50at%以上，較佳係含有55at%以上的材料，並以TaO為例來說明。
用於低反射層15之以Ta及O為主成分的材料，除了Ta及O以外，亦可含有選自於Hf、Si、Zr、Ge、B、N及H之至少一種的元素。而作為含有除了Ta及N以外的前述元素之材料的具體例子，舉例而言，係可列舉TaON、TaONH、TaHfO、TaHfON、TaBSiO、TaBSiON等。
前述構成之低反射層15，即，由以Ta及O為主成分的材料所構成之低反射層，係可利用公知之成膜方法，例如磁控濺鍍法或者是離子束濺鍍法來形成。
舉例而言，使用磁控濺鍍法來形成TaONH膜作為低反射層15時，係以下述之成膜方法為宜：靶材係使用Ta靶材，濺鍍氣體則使用Ar、O2、N2、與H2之混合氣體(H2氣體濃度1~50vol%，O2氣體濃度1~80vol%，N2氣體濃度1~80vol%，Ar氣體濃度5~95vol%，氣壓1.0×10-1Pa~50×10-1Pa)，且在輸入電力30~3000W、成膜速度0.01~60nm/min下，以使能成為後述膜厚的方式來成膜TaONH膜。
另外，使用Ar以外之惰性氣體時，其惰性氣體之濃度係以使與前述Ar氣體濃度為相同濃度範圍為宜。
如前所述，本發明之EUV光罩基底，其在吸收層中之於13.3~13.7nm之波長域中的平均光線反射率為4.0%以 下。又，於吸收層上形成有低反射層時，在該低反射層中之於13.3~13.7nm之波長域中的平均光線反射率為4.0%以下。
如後述實施例之第3圖所示，於吸收層上形成有低反射層時，在低反射層中之於13.3~13.7nm之波長域中之平均光線反射率，係對吸收層及低反射層之合計膜厚有依存性，雖會周期性地反覆增減(即，在極大值與極小值之間反覆增減)，但隨著合計膜厚的增加會逐漸減少。
因此，於吸收層上已形成有低反射層之EUV光罩基底的情況時，則必須將吸收層及低反射層之合計膜厚設定成在低反射層中之於13.3~13.7nm之波長域中的平均光線反射率可為4.0%以下。
於吸收層上未形成低反射層之吸收層中之於13.3~13.7nm之波長域中的平均光線反射率亦相同，其對吸收層之膜厚有依存性，雖會周期性地反覆增減(即，在極大值與極小值之間反覆增減)，但隨著合計膜厚的增加會逐漸減少。
因此，於吸收層上未形成有低反射層之EUV光罩基底的情況時，則必須將吸收層之膜厚設定成在吸收層中之於13.3~13.7nm之波長域中的平均光線反射率可為4.0%以下。
於本發明之EUV光罩基底中，更進而相對於在13.3~13.7nm之波長域中之平均光線反射率成為極小值之膜厚，將吸收層的膜厚、或是吸收層及低反射層之合計膜厚設定 成在±2.0%之範圍內。
而於吸收層上未形成有低反射層之EUV光罩基底的情況時，則相對於在吸收層中之於13.3~13.7nm之波長域中之平均光線反射率成為極小值之膜厚，將吸收層的膜厚設定成在±2.0%之範圍內。
在此，所謂「相對於平均光線反射率成為極小值的膜厚，在±2.0%之範圍內」，若以別的說法言之，則令平均光線反射率成為極小值的膜厚為100.0%時，即相當於98.0%~102.0%之膜厚的範圍。
於吸收層上已形成有低反射層之EUV光罩基底的情況時，相對於在低反射層中之於13.3~13.7nm之波長域中之平均光線反射率成為極小值之合計膜厚，將吸收層及低反射層的合計膜厚設定成在±2.0%之範圍內。
如前所述，為了獲得充分的圖案轉印特性，以往係認為有必要令在吸收層表面(在吸收層上形成有低反射層時則為低反射層表面)上之特定的EUV波長之光線反射率，具體而言，係令波長13.5nm之光線反射率為0.5%以下。而為滿足該點，則必須使吸收層的膜厚(在吸收層上形成有低反射層時則為吸收層及低反射層之合計膜厚)比80nm厚，而產生了斜影效果的問題。
對此，專利文獻1中之想法為：若將吸收層的膜厚、或者吸收層及低反射層之合計膜厚設定成波長13.5nm之光線反射率在極小值附近，則可獲得充分的圖案轉印特性。
專利文獻1係基於該想法，而期望吸收層、或者吸收層 及低反射層的薄膜化者，就如專利文獻1之段落第[0022]中所記載的，OD(Optical density)值之極大值附近的範疇狹小，且因膜厚的變化則OD值會容易變化，故對膜厚的控制所尋求的是嚴格的精度。在此，OD值與光線反射率因係直接相關，且加上波長13.5nm之光線反射率的極小值附近的範疇狹小，則可說其顯示著因膜厚的變化而使該光線反射率產生變化。因此，在專利文獻1中，因對膜厚的控制所尋求的是嚴格的精度，故吸收層、或者吸收層及低反射層的薄膜化被認為是困難的。
相對於此，在本發明之EUV光罩基底中，相對於在13.3~13.7nm之波長域中之平均光線反射率成為極小值之膜厚，將吸收層的膜厚、或者吸收層及低反射層的合計膜厚設定成在±2.0%之範圍內。
如後述之實施例之第3圖~第9圖，特別是如第4圖~第9圖所示，為在13.3~13.7nm之波長域中之平均光線反射率的時候，該平均光線反射率的變化對吸收層及低反射層之合計膜厚之變化，特別是在極小值附近之平均反射率的變化是寬鬆的。關於這點，在後述實施例之第4圖~第9圖中，相對於平均光線反射率成為極小值之合計膜厚，係以灰色色調來顯示成為±2.0%之合計膜厚的範圍。如後述實施例的圖表所示，該範圍中之平均光線反射率之變化即便為最大亦係極為微小之0.3%。若為如所述之平均光線反射率之極小的變化的話，則可推測不會對圖案特性有所影響。
於吸收層上未形成有低反射層之EUV光罩基底的情況 亦相同，在13.3~13.7nm之波長域中之平均光線反射率對吸收層之膜厚，特別是在極小值附近之平均反射率的變化是寬鬆的，而推測相對於平均光線反射率成為小值之膜厚，若在成為±2.0%之吸收層之膜厚的範圍，則該範圍中之平均光線反射率的變化極小，而不會對圖案特性有所影響。
如後述之實施例之第3圖所示，在13.3~13.7nm之波長域中之平均光線反射率，雖係由吸收層及低反射層之合計膜厚而取出多數個不同的極小值，但只要該極小值中之平均光線反射率為4.0%以下，則不管相對於任一極小值來設定吸收層及低反射層之合計膜厚皆可。而關於此點，在吸收層上未形成有低反射層之EUV光罩基底的情況時亦相同。
但是，為了使吸收層及低反射層薄膜化，宜以使吸收層的膜厚、或是吸收層及低反射層之合計膜厚為80nm以下，較佳係75nm以下，更佳則係70nm以下的方式，來選擇在13.3~13.7nm之波長域中之平均光線反射率成為極小值之吸收層的膜厚、或者是吸收層及低反射層之合計膜厚。另外，吸收層之膜厚的下限，由作為吸收層之機能面及使可獲得4.0%以下之平均光線反射率的方面而言，係以46nm以上為宜；又吸收層及低反射層之合計膜厚的下限，由作為吸收層之機能面及使可獲得4.0%以下之平均光線反射率的方面而言，係以46nm以上為宜。
於吸收層上已形成有低反射層之EUV光罩基底的情況時，因若低反射層之膜厚比吸收層的膜厚厚的話，會有在 吸收層中之EUV光吸收特性降低之虞，故低反射層的膜厚宜比吸收層的膜厚薄。因此，低反射層的膜厚係以1~20nm為宜，1~15nm較佳，1~10nm更佳。
本發明之EUV光罩基底係除了反射層、吸收層，以及依所需而形成之保護層及低反射層以外，亦可具有在EUV光罩基底的領域中之公知的機能膜。作為所述機能膜的具體例者，舉例而言，可舉如記載於日本特表2003-501823號公報者，為了促進基板的靜電吸附，而施加在基板背面側之高介電性塗膜為例。此處，所謂基板背面，係指於第1圖之基板11中，與反射層12形成側為相反側的面。在上述目的下而施加在基板背面的高介電性塗膜，係以使薄片電阻為100 Ω/□以下來選擇構成材料的導電率與厚度。高介電性塗膜的構成材料可廣泛地從記載於眾所周知的文獻中者來選擇。例如，日本特表2003-501823號公報所記載的高介電率塗膜，具體來說，可適用由矽、TiN、鉬、鉻及TaSi所構成的塗膜。高介電性塗膜的厚度可設定為例如10~1000nm。
高介電性塗膜係可使用眾所周知之成膜方法，例如磁控濺鍍法、離子束濺鍍法等的濺鍍法，CVD法，真空蒸鍍法，電解電鍍法來形成。
實施例
以下，將透過實施例來詳細敍述本發明，但本發明非侷限於該等實施例者。
於本實施例中，係就示於第1圖之已形成有作為EUV光 罩基底1之吸收層14的TaNH膜、及作為低反射層15之TaONH膜的情況，藉由計算求出EUV光線反射率之膜厚依存性，更具體而言，係求出對在13.3~13.7nm之波長域中之平均光線反射率之吸收層14及低反射層15之合計膜厚的依存性。此處，低反射層15，係為了令圖案檢測光之波長(190~260nm)的最大光線反射率為10%以下，而將其膜厚固定為7nm，且僅使吸收層14的膜厚變化。另外，吸收層的組成比(原子比)係Ta：N：H=55：39：6，而低反射層之組成比(原子比)則係令為Ta：O：N：H=22：65：5：8。
在13.3~13.7nm之波長域中之平均光線反射率，係算出在13.3~13.7nm之波長域中之平均光線反射率的積分值，並將之除以用於算出積分值之際的資料數之值。
第3圖中，係顯示平均光線反射率的膜厚依存性，其係令橫軸為吸收層(TaNH膜)及低反射層(TaONH)之合計膜厚，且令縱橫為在13.3~13.7nm之波長域中之平均光線反射率(%)。如第3圖所示，在13.3~13.7nm之波長域中之平均光線反射率，對吸收層及低反射層之合計膜厚有依存性，雖會周期性地反覆增減(即，在極大值與極小值之間反覆增減)，但隨著合計膜厚的增加會逐漸減少。
第4圖~第9圖係顯示於第3圖中之平均光線反射率之極小值附近的部份擴大圖。第4圖~第9圖係各為：吸收層及低反射層之合計膜厚在43~51nm、50~58nm、57~65nm、65~73nm、72~80nm、80~88nm之範圍的部份擴大圖，而極小值係個別存在於47nm附近、54nm附近、62nm 附近、69nm附近、76nm附近及83nm附近。又，於個別之合計膜厚範圍中之極小值附近之平均光線反射率皆係4.0%以下，且滿足EUV光罩基底之所需特性。該等極小值之中，合計膜厚為83nm附近者，因係與習知之EUV光罩基底之吸收層及低反射層之合計膜厚為同等程度，故無法進行吸收層及低反射層的薄膜化。而實質上可薄膜化的膜厚，係以76nm附近、69nm附近、62nm附近、54nm附近及47nm附近為宜。
於第4圖~第9圖中，係相對於平均光線反射率成為極小值之合計膜厚，以灰色色調來顯示成為±2.0%之合計膜厚的範圍。於第4圖~第9圖中，估計了平均光線反射率成為極小值之膜厚；與相對於平均光線反射率成為極小值之膜厚，會成為±2.0%之膜厚；及於其等膜厚中之平均光線反射率。將其結果示於以下表中。
另外，表1係針對吸收層及低反射層之合計膜厚為43~51nm的情況，表2係針對同合計膜厚為50~58nm的情況，表3係針對同合計膜厚為57~65nm的情況，表4係針對同合計膜厚為65~73nm的情況，表5係針對同合計膜厚為72~80nm的情況，表6則係針對同合計膜厚為80~88nm的情況，顯示個別的值。
由上述表可清楚明白，於平均光線反射率成為極小值 之任一合計膜厚中，只要相對於該合計膜厚，係在±2.0%之膜厚範圍的話，則平均光線反射率為4.0%以下，且，因與成為極小值之平均光線反射率的差即便為最大亦係極為微小之0.3%，故圖案特性不會有惡化的情形。特別是，只要吸收層及低反射層之合計膜厚在80nm以下之範圍，且以使平均光線反射率成為極小值之方式來設定，則圖案特性不會有惡化的情形，且可對吸收層進行薄膜化。
產業上之可利用性
依據本發明，其藉由EUV光罩基底之吸收層及低反射層的薄膜化，可期望抑制斜影效果，以及，其所帶來之圖案精度的提高，因而作為EUV光微影術用之反射型光罩基底係有效用的。
另外，在此援引已於2011年2月24日提出申請之日本專利申請案第2011-038428號之說明書、申請專利範圍、圖式以及摘要之全部內容，將其納入用以作為本發明之揭示。
1‧‧‧EUV光罩基底
11‧‧‧基板
12‧‧‧反射層(多層反射膜)
13‧‧‧保護層
14‧‧‧吸收層
15‧‧‧低反射層
第1圖係顯示本發明之EUV光罩基底之1實施形態的概略截面圖。
第2圖係顯示第1圖所示之EUV光罩基底1之吸收層14(及低反射層15)上已形成圖案之狀態。
第3圖係圖表，其係顯示實施例之EUV光罩基底中之吸收層及低反射層之合計膜厚、與13.3~13.7nm之波長域中之平均光線反射率之間的關係。
第4圖係第3圖中，合計膜厚43~51nm之範圍之部份擴 大圖。
第5圖係第3圖中，合計膜厚50~58nm之範圍之部份擴大圖。
第6圖係第3圖中，合計膜厚57~65nm之範圍之部份擴大圖。
第7圖係第3圖中，合計膜厚65~73nm之範圍之部份擴大圖。
第8圖係第3圖中，合計膜厚72~80nm之範圍之部份擴大圖。
第9圖係第3圖中，合計膜厚80~88nm之範圍之部份擴大圖。

Claims (5)

  1. 一種EUV微影術用反射型光罩基底，係依序形成有反射EUV光之反射層與吸收EUV光之吸收層者；該EUV微影術用反射型光罩基底之特徵在於：前述吸收層係以鉭(Ta)及氮(N)作為主成分，且前述吸收層之膜厚係設定成在13.3~13.7nm之波長域中之平均光線反射率為4.0%以下，且相對於成為極小值之膜厚在±2.0%之範圍內。
  2. 一種EUV微影術用反射型光罩基底，係依序形成有反射EUV光之反射層、吸收EUV光之吸收層，及對光罩圖案的檢測光(波長190~260nm)呈低反射之低反射層者；該EUV微影術用反射型光罩基底之特徵在於：前述吸收層係以鉭(Ta)及氮(N)作為主成分，前述低反射層係以鉭(Ta)及氧(O)作為主成分，且前述吸收層及前述低反射層之合計膜厚係設定成在13.3~13.7nm之波長域中之平均光線反射率為4.0%以下，且相對於成為極小值之合計膜厚在±2.0%之範圍內。
  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，其中前述吸收層之膜厚為46nm以上且80nm以下。
  4. 如申請專利範圍第2項之EUV微影術用反射型光罩基底，其中前述吸收層及前述低反射層之合計膜厚為46nm以上且80nm以下。
  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，其中前述反射層與前述吸收層之間，形成有在對前述吸收層形成圖案時用以保護前述反射層的保護層；且前述保護層係以選自於Ru、Ru化合物、SiO2及Cr化合物之群組之至少一種所形成。
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