TWI767412B - 針對極紫外線的空白遮罩以及使用其製造之光罩 - Google Patents
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Abstract
一種針對極紫外線的空白遮罩及光罩。空白遮罩包含基
板、堆疊於基板上的反射膜以及堆疊於反射膜上的吸收膜。反射膜包含至少一個Mo/Si層和至少一個Ru/Si層,至少一個Mo/Si層包含Mo層和Si層,至少一個Ru/Si層包含Ru層和Si層。形成反射膜的相應層之間的相互擴散在具有反射膜的針對極紫外線的空白遮罩中受到抑制。因此,改良空白遮罩的反射率,且防止反射率由於製造之後的使用而減小,由此延長光罩的壽命。
Description
本發明有關一種在半導體製造中使用極紫外光作為曝光光的針對極紫外線(下文中,EUV)的空白遮罩。
為了細化半導體電路圖案,追求使用13.5奈米的極紫外線(extreme ultraviolet;EUV)作為曝光光。在用於使用EUV在基板上形成電路圖案的光罩的情況下,主要使用反射曝光光且將反射的曝光光照射到晶圓的反射性光罩。圖1是示出用於製造反射性光罩的反射性空白遮罩的實例的圖式,且圖2是示出使用圖1的空白遮罩製造光罩的圖式。
如圖1中所示出,用於EUV的反射性空白遮罩包含基板102、堆疊於基板102上的反射膜104、形成於反射膜104上的吸收膜106以及形成於吸收膜106上的抗蝕劑膜108。反射膜104形成於結構中,且用以反射入射曝光光,在所述結構中,例如,由Mo製成的層和由Si製成的層交替地堆疊。吸收膜106典型地由TaBN
材料或TaBON材料形成,且用以吸收入射曝光光。抗蝕劑膜108用於圖案化吸收膜106。當吸收膜106圖案化為如圖2中所示出的預定形狀時,將空白遮罩製造為光罩,且入射於光罩上的EUV曝光光根據吸收膜106的圖案而吸收或反射,且隨後照射到半導體晶圓上。
在現有反射性EUV空白遮罩中,通過將一對Mo層和Si層堆疊為40到60個層來構造反射膜104,且因此,存在相互擴散在Mo層與Si層之間發生的問題。具體地說,相互擴散在Mo層與Si層之間發生,且因此,由MoSi製成的擴散層存在。
作為相互擴散的主要原因,存在在反射膜104的每一層的形成期間施加的熱量、在薄膜的應力釋放的熱處理期間施加的熱量、在抗蝕劑膜108的塗布期間施加到反射膜106的熱量、當長時間使用空白遮罩時由EUV曝光光施加到反射膜106的熱能以及類似物。圖3是示出其中反射率由於曝光光而減小的現象的曲線圖。在使用具有13.5奈米的波長的EUV執行曝光之前,也就是說,在使用空白遮罩之前,反射率是約67%,且在空白遮罩暴露於一定程度下的曝光光之後,也就是說,在某一時間週期內使用空白遮罩之後,反射率是約59%,如此可看出,約8%的反射率減小發生。
隨著相互擴散進行,反射膜106的反射率減小,且因此,空白遮罩的壽命縮短。因此,需要一種盡可能地防止相互擴散的方法以改良在製造完成時的反射率且防止反射率由於製造之後的使
用而急劇減小。
本發明提供一種用於在具有反射膜的針對EUV的空白遮罩中抑制形成反射膜的相應層之間的相互擴散的方法以盡可能地改良空白遮罩在製造完成時的反射率且防止反射率由於製造之後的使用而減小。
根據本發明的一方面,針對EUV的空白遮罩包含:基板;反射膜,堆疊於基板上;以及吸收膜,堆疊於反射膜上。此處,反射膜可包含:至少一個Mo/Si層,包含由含有Mo的材料製成的Mo層和由含有Si的材料製成的Si層;以及至少一個Ru/Si層,包含由含有Ru的材料製成的Ru層和由含有Si的材料製成的Si層。
反射膜可具有形成於Ru/Si層中的下部區或上部區。
Mo/Si層和Ru/Si層可交替地安置。
Ru/Si層可具有6.8奈米到7.1奈米的厚度,且Ru/Si層中的Ru層和Si層可具有0.22:0.78到0.44:0.56的比率的厚度。
Ru層可優選地由Ru化合物製成,所述Ru化合物更含有Mo、Nb、Zr、B以及C中的至少一個。
Mo/Si層可具有6.8奈米到7.1奈米的厚度,且Mo/Si層中的Mo層和Si層可具有0.3:0.7到0.5:0.5的比率的厚度。
本發明的EUV空白遮罩可更包含中間層,所述中間層形
成於Mo/Si層中的Mo層與Si層之間和Ru/Si層中的Ru層與Si層之間中的至少一或多種情況,以防止Mo層與Si層之間或Ru層與Si層之間的相互擴散。
中間層可由B、B4C以及C中的任一個製成。
中間層可具有1奈米或小於1奈米的厚度。
反射膜可具有200奈米或大於200奈米的厚度。
反射膜可相對於EUV曝光光具有60%或大於60%的反射率。
反射膜可在熱處理之後具有2%或小於2%的反射率變化。
反射膜可在熱處理之後具有600奈米或小於600奈米的表面總指示讀數(total indicated reading;TIR)值。
反射膜可具有0.5奈米或小於0.5奈米的算術平均表面粗糙度(Ra)。
本發明的針對EUV的空白遮罩可更包含形成於反射膜上的覆蓋膜。
本發明的針對EUV的空白遮罩可更包含形成於基板的背側上的導電層。
根據本發明的另一方面,提供一種使用如上文所描述配置的空白遮罩製造的光罩。
根據本發明,形成反射膜的相應層之間的相互擴散在具有反射膜的針對EUV的空白遮罩中受到抑制。因此,改良空白遮罩的反射率,且防止反射率由於製造之後的使用而減小,由此延長
光罩的壽命。
102、202:基板
104、300:反射膜
106、206:吸收膜
108、208:抗蝕劑膜
201:導電層
205:覆蓋膜
310:Mo/Si層
311:Mo層
312、322:Si層
313、323:中間層
320:Ru/Si層
321:Ru層
通過以下結合附圖進行的描述,本發明的某些實施例的上述和其它方面、特徵以及優點將更加顯而易見。
圖1是示意性地示出針對EUV的常規一般反射性空白遮罩的結構的圖式。
圖2是示出使用圖1的空白遮罩製造的光罩的圖式。
圖3是示出其中反射率由於曝光光而減小的現象的曲線圖。
圖4是示出根據本發明的針對EUV的反射性空白遮罩的結構的圖式。
圖5是示出圖4的Mo/Si層的圖式。
圖6是示出圖4的Ru/Si層的圖式。
圖7是示出圖4的另一實例的圖式。
圖8是示出其中中間膜形成於Mo/Si層上的圖5的修改後實例的圖式。
圖9是示出其中中間膜形成於Mo/Si層上的圖6的修改後實例的圖式。
下文中,將參考圖式更詳細地描述本發明的優選實施例。
圖4是示出根據本發明的針對EUV的反射性空白遮罩的結構的圖式,且圖5和圖6各自是示出圖4的Mo/Si層和Ru/Si層的圖式。
根據本發明的針對EUV的反射性空白遮罩包含基板202、堆疊於基板202上的反射膜300、形成於反射膜300上的吸收膜206以及形成於吸收膜206上的抗蝕劑膜208。另外,本發明的空白遮罩更包含形成於基板202的背側上的導電層201和形成於反射膜300與吸收膜206之間的覆蓋膜205。除了所示出的組件之外,空白遮罩可更包含形成於基板202的上部表面上的相移膜、蝕刻終止膜、硬遮罩膜以及類似物,且可更包含設置在基板202下的缺陷控制膜、導電層以及類似物。
基板202是使用EUV曝光光的反射性空白遮罩的玻璃基板,且配置為具有在0±1.0×10-7/℃且優選地0±0.3×10-7/℃的範圍內的低熱膨脹係數以便防止圖案在曝光期間因熱量和應力而變形的低熱膨脹材料(low thermal expansion material;LTEM)基板。可使用SiO2-TiO2類玻璃、多組分玻璃陶瓷或類似物作為基板202的材料。
基板202需要具有高平坦度以便增大反射光在曝光期間的準確度。平坦度由總指示讀數(total indicated reading;TIR)值表示,且優選地,基板202具有低TIR值。在132平方毫米的區域或142平方毫米的區域中,基板202的平坦度是100奈米或小於100奈米,且優選地50奈米或小於50奈米。
反射膜300具有反射EUV曝光光的功能,且配置成包含一或多個Mo/Si層310和一或多個Ru/Si層320。反射膜300形成於數對30或大於30個層中以確保60%或大於60%的曝光光的反射率,且在這種情況下,具有200奈米或大於200奈米的厚度。
在圖4的實施例中,反射膜300具有形成於Mo/Si層310中的下部區和形成於Ru/Si層320中的上部區。作為實例,反射膜300通過在其下部部分上形成30層MoSi層310且在其上部部分上形成10層Ru/Si層320而形成。由於反射膜300的上部區形成於Ru/Si層320中,作為最上部層的Ru/Si層320(確切地說,Si層322)與反射膜300上的覆蓋膜205接觸。
如圖5中所示出,Mo/Si層310配置成包含由含有Mo的材料製成的Mo層311和由含有Si的材料製成的Si層312。
一個Mo/Si層310具有6.8奈米到7.1奈米的厚度,且優選地具有6.9奈米到7.0奈米的厚度。當厚度超出這個範圍時,反射膜300並不充當介電鏡,且由此反射率急劇地減小。
一個Mo/Si層310中的Mo層311和Si層312具有0.3:0.7到0.5:0.5的厚度比且優選地0.35:0.65到0.45:0.55的厚度比。Mo/Si層中的Mo和Si的厚度比影響示出最大反射率的中心波長,且為了具有13.4奈米到13.6奈米的中心波長,Mo/Si層需要在對應厚度範圍內形成。另外,當厚度超出所述範圍時,13.4奈米到13.6奈米的中心波長下的反射率急劇地減小,且Mo/Si層並不充當反射膜。
如圖6中所示出,Ru/Si層320配置成包含由含有Ru的材料製成的Ru層321和由含有Si的材料製成的Si層322。
一個Ru/Si層320具有6.8奈米到7.1奈米的厚度,且優選地具有6.9奈米到7.0奈米的厚度。當厚度超出這個範圍時,反射膜300並不充當介電鏡,且由此反射率急劇地減小。
一個Ru/Si層321中的Ru層321和Si層312具有0.22:0.78到0.44:0.56的厚度比,且優選地0.3:0.7到0.4:0.6的厚度比。Ru/Si層中的Ru和Si的厚度比影響示出最大反射率的中心波長,且為了具有13.4奈米到13.6奈米的中心波長,Ru/Si層需要在對應厚度範圍內形成。另外,當厚度超出所述範圍時,13.4奈米到13.6奈米的中心波長下的反射率急劇地減小,且Mo/Si層並不充當反射膜。
Ru層321可由Ru化合物連同Ru製成,所述Ru化合物更包含Mo、Nb、Zr、B以及C中的至少一個。由於單一Ru材料具有高結晶性,EUV曝光光的散射現象可出現在Ru層321內,且因此,反射率減小現象可出現,如此控制結晶性是重要的。通過使用Ru化合物,有可能通過減小薄膜的結晶性來改良最大反射率。具體地說,為了減小Ru靶材的結晶性,可使用RuB靶材,B或C可在Ru濺鍍之後形成為阻擋層,且B或C的沉積厚度是2奈米或小於2奈米且優選地1奈米或小於1奈米。
Ru材料的膜在暴露于曝光光時通過在膜形成期間的熱量、通過在抗蝕劑膜208的塗布期間的熱量和通過曝光光的能量比Mo
材料的膜擴散更少。在擴散層的情況下,擴散的程度通過每一材料的薄膜內部的空缺程度確定。在Ru的情況下,元素半徑是178皮米(pm),其低於190皮米的Mo的元素半徑。此外,由於Ru單側具有密排六方晶格(hexagonal close packed lattice;HCP)結構,Ru具有比Mo的體心立方晶格(body centered cubic lattice;BCC)結構更緊湊的結構。由此,擴散層由於以上處理而在Ru材料的膜中顯得低於Mo材料的膜的擴散層。
同時,反射膜300可在膜形成之後使用快速升溫製程處理(Rapid Thermal Processing;RTP)、鍋爐、熱板或類似物進行熱處理。當執行熱處理時,反射膜300的應力增大,由此改良平坦度。優選地,反射膜300進行配置以使得表面TIR在熱處理之後是600奈米或小於600奈米,且更優選地300奈米或小於300奈米。當反射膜300的表面平坦度是600奈米或大於600奈米時,圖案位置誤差出現。
反射膜300相對於13.5奈米的EUV曝光光具有60%或大於60%的反射率且優選地65%或大於65%的反射率。
反射膜300具有0.5奈米或小於0.5奈米、優選地0.3奈米或小於0.3奈米且更優選地0.1奈米或小於0.1奈米的算術平均表面粗糙度,以便抑制EUV曝光光的漫反射。
圖7是示出圖4的另一實例的圖式。
在圖7的實施例中,反射膜300具有形成於Ru/Si層320中的下部區和形成於Mo/Si層310中的上部區。作為實例,反射
膜300通過在其下部部分上形成10層RuSi層320且在其上部部分上形成30層Mo/Si層310而形成。由於反射膜300的下部區形成於Ru/Si層320中,作為最下部層的Ru/Si層320(確切地說,Ru層321)與反射膜300下的基板202接觸。
圖8是示出圖5的修改後實例的圖式,其中中間膜形成於Mo/Si層上,且圖9是示出圖6的修改後實例的圖式,其中中間膜形成於Ru/Si層上。在這一修改後實例中,中間層313和中間層323分別額外形成於Mo層311與Si層312之間,或Ru層321與Si層322之間。
中間層313和中間層323由B、B4C以及C中的任何一或多個製成。中間層313和中間層323用於通過阻擋Mo層311與Si層312或Ru層321與Si層322之間的直接接觸來防止相互擴散。
中間層313和中間層323可由用於每一層的不同材料製成。舉例來說,使用B形成Mo/Si層310的中間層313,使用C形成Ru/Si層320的中間層323,或每一Mo/Si層310的中間層313可由用於每一Mo/Si層310的不同材料形成。
由於中間層313和中間層323可引起反射膜300的反射率減小,中間層313和中間層323可僅形成於層中的一些中以便防止反射率減小。
為了防止反射膜300的反射率減小,中間層313和中間層323優選地盡可能薄,且優選地具有1奈米或小於1奈米的厚
度。當中間層313和中間層323的厚度是1奈米或大於1奈米時,反射膜300的反射率可相對於EUV曝光光減小。
覆蓋膜205形成於反射膜300上,且在用於圖案化所述吸收膜206的乾式蝕刻製程或清潔製程期間用以保護其下的反射膜300。為這個目的,覆蓋膜104由Ru和Nb中的至少任一個製成,或其中C、N和O中的任何一或多個含於Ru或Nb中的Ru化合物和Nb化合物中的至少任一個。此時,優選的是主元素Ru或Nb具有60at%或大於60at%的含量。另外,覆蓋膜205相對於與其上的吸收膜206中的覆蓋膜205接觸的層(也就是說,吸收膜206中的最下部層)優選地具有10或大於10的蝕刻選擇性,且更優選地具有20或大於20的蝕刻選擇性。當蝕刻選擇性大時,在其上的吸收膜206的圖案化製程期間防止蝕刻覆蓋膜205,如此可適當地保護其下的反射膜300。
覆蓋膜205具有2奈米到5奈米的厚度,且優選地2奈米到3奈米的厚度。當覆蓋膜205的厚度是2奈米或小於2奈米時,在上部吸收膜206的圖案化製程期間考慮到蝕刻條件(例如,過蝕刻以及類似物)時難以保護其下形成的反射膜300,且當覆蓋膜205的厚度是5奈米或大於5奈米時,13.5奈米的曝光光的反射率減小,從而引起圖像對比度減小的問題。
吸收膜206形成於覆蓋膜205上且用以吸收曝光光。具體地說,吸收膜206相對於具有13.5奈米的波長的EUV曝光光具有10%或小於10%的反射率且優選地1%到8%的反射率,且由
此吸收大多數曝光光。吸收膜206具有70奈米或小於70奈米的厚度,且優選地具有60奈米或小於60奈米的厚度。吸收膜206可由如TaN、TaBN、TaON以及TaBON的材料製成。
抗蝕劑膜208由化學增幅型抗蝕劑(chemically amplified resist;CAR)製成。抗蝕劑膜208具有150奈米或小於150奈米且優選地100奈米或小於100奈米的厚度。
導電層201形成於基板201的背側上。導電層201具有下部薄片電阻值,所述下部薄片電阻值用於改良電子卡盤與針對EUV的空白遮罩之間的粘附性,且防止由於與電子卡盤的摩擦而產生粒子。導電層201具有100Ω/□或小於100Ω/□、優選地50Ω/□或小於50Ω/□且更優選地20Ω/□或小於20Ω/□的薄片電阻。導電層201可以單層膜、連續膜或多層膜的形式配置。導電層201可由例如作為主要組分的Cr製成,且當由兩層多層膜製成時,下部層可含有Cr和N,且上部層可含有Cr、N以及O。
下文中,將描述本發明的具體實施實例和比較例。
實施實例1
具有主要由Cr製成的下部層和上部層的三層結構的導電層使用直流電(Direct Current;DC)磁控反應濺鍍設備形成於SiO2-TiO2類透明基板202的背側上。使用Cr靶材形成上部層和下部層的所有導電層。作為下部層的導電層通過注入Ar:N2=5sccm:5sccm作為處理氣體和使用1.4千瓦的處理功率由具有51奈米的厚度的CrN膜形成。作為上部層的導電層通過注入Ar:N2:NO=7
sccm:7sccm:7sccm作為處理氣體和使用1.4千瓦的處理功率由具有15奈米的厚度的CrN膜形成。由於使用4點探針測量導電層201的薄片電阻,通過示出22.6Ω/□的薄片電阻值確認在與靜電卡盤接合時不存在問題且在用作導電層時不存在問題。
Ru層和Si層交替地堆疊於導電層101形成於其上的基板202的前側上以形成反射膜300的形成於10層Ru/Si層320中的下部部分。隨後,Mo層和Si層交替地堆疊在其上以形成反射膜300的形成於40層Mo/Si層310中的上部部分。
在將Mo和Si靶材安放在離子束沉積低缺陷密度(ion beam deposition-low defect density;IBD-LDD)設備上之後,通過分別在Ar氣體氛圍中形成Ru層、Mo層以及Si層來形成反射膜300。具體地說,反射膜300的下部區通過形成2.4奈米的厚度的Ru層和形成4.5奈米的厚度的Si層而形成於10層Ru/Si層320中,且反射膜300的上部區通過形成2.8奈米的厚度的Mo層和形成4.2奈米的厚度的Si層來形成於30層Mo/Si層310中。
作為使用EUV反射計設備在13.5奈米下測量反射膜300的反射率的結果,反射率是66.8%,且作為使用超平坦設備測量薄膜的應力的結果,TIR是615奈米。其後,作為使用原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope;AFM)設備測量表面粗糙度的結果,算術平均表面粗糙度是0.127奈米。
使用RTP在350℃下對反射膜300進行熱處理10分鐘,在熱處理之後測量的TIR是276奈米,且在13.5奈米下的反射率
是65.1%。
通過使用IBD-LDD設備和使用Ru靶材在氮氣氣氛中在反射膜300上形成具有2.5奈米的厚度且由RuN製成的覆蓋膜205。
使用DC磁控濺鍍設備在覆蓋膜205上形成兩層吸收膜206。具體地說,通過在覆蓋膜205上使用Ta靶材、注入Ar:N2=9sccm:1sccm作為處理氣體和0.62千瓦的處理功率來形成由具有50奈米的厚度的TaN膜形成的吸收膜206的下部層。其後,通過使用相同靶材、注入Ar:N2:NO=3sccm:20sccm:4.5sccm作為處理氣體和使用0.62千瓦的處理功率來形成由具有2奈米的厚度的TaON膜製成的吸收膜206的上部層。
在兩層堆疊結構中製造的吸收膜206示出相對於13.5奈米的波長的2.6%的反射率。因此,確定的是可通過調整吸收膜206的兩層結構的厚度將反射率控制在1%到10%的範圍內。
抗蝕劑膜208以100奈米的厚度旋塗在吸收膜206上以完成針對EUV的空白遮罩的製造。
實施實例2
實施實例2與實施實例1的不同之處僅在於反射膜300的結構。
具體地說,反射膜300的下部區通過形成2.8奈米的厚度的Mo層和形成4.2奈米的厚度的Si層而形成於30層Mo/Si層310中,且反射膜300的上部區通過形成2.4奈米的厚度的Ru層
和形成4.5奈米的厚度的Si層來形成於10層Ru/Si層320中。
作為使用EUV反射計設備在13.5奈米下測量反射膜300的反射率的結果,反射率是64.8%,且作為使用超平坦設備測量薄膜的應力的結果,TIR是593奈米。其後,作為使用AFM設備測量表面粗糙度的結果,算術平均表面粗糙度是0.135奈米。
使用RTP在350℃下對反射膜300進行熱處理10分鐘,在熱處理之後測量的TIR是290奈米,且在13.5奈米下的反射率是64.3%。
其後,形成覆蓋膜104、吸收膜105以及抗蝕劑膜106以完成針對EUV的空白遮罩的製造。
比較例
除了反射膜300配置於40個Mo/Si迴圈的堆疊結構中之外,比較例與上文所描述的實施實例1相同。
在將Mo靶材和Si靶材安放在IBD-LDD設備中之後,反射膜通過在Ar氣體氛圍中交替地形成Mo層和Si層而形成於40層Mo/Si層中。此時,首先形成2.8奈米的厚度的Mo層,且形成4.2奈米的厚度的Si層。
作為使用EUV反射計設備在13.5奈米下測量反射膜的反射率的結果,反射率是67.0%,且作為使用超平坦設備測量薄膜的應力的結果,TIR是625奈米。其後,作為使用AFM設備測量表面粗糙度的結果,算術平均表面粗糙度是0.125奈米。
其後,通過使用IBD-LDD設備和使用Ru靶材在氮氣氛
圍中在反射膜上形成具有2.5奈米的厚度且由RuN製成的覆蓋膜205。
使用RTP在350℃下對反射膜進行熱處理10分鐘,在熱處理之後測量的TIR是260奈米,且在13.5奈米下的反射率是58.2%,這示出大的降低率。
上文,本發明已通過本發明的結構參考隨附圖式特別加以描述,但這一結構僅用於說明和解釋本發明的目的,且並不用於限制在申請專利範圍中描述的本發明的含義或範圍。因此,本發明的技術領域中的普通技術人員可理解各種修改且等效的其它結構根據實施例是可能的。因此,本發明的實際技術範圍將由申請專利範圍的精神定義。
201:導電層
202:基板
205:覆蓋膜
206:吸收膜
208:抗蝕劑膜
300:反射膜
310:Mo/Si層
320:Ru/Si層
Claims (18)
- 一種針對極紫外線的空白遮罩,包括:基板;反射膜,堆疊於所述基板上;以及吸收膜,堆疊於所述反射膜上,其中所述反射膜包含:至少一個Mo/Si層,包含由含有Mo的材料製成的Mo層和由含有Si的材料製成的Si層;以及至少一個Ru/Si層,包含由含有Ru的材料製成的Ru層和由含有Si的材料製成的Si層,其中所述反射膜具有形成於所述Ru/Si層中的下部區。
- 一種針對極紫外線的空白遮罩,包括:基板;反射膜,堆疊於所述基板上;以及吸收膜,堆疊於所述反射膜上,其中所述反射膜包含:至少一個Mo/Si層,包含由含有Mo的材料製成的Mo層和由含有Si的材料製成的Si層;以及至少一個Ru/Si層,包含由含有Ru的材料製成的Ru層和由含有Si的材料製成的Si層,其中所述反射膜具有形成於所述Ru/Si層中的上部區。
- 一種針對極紫外線的空白遮罩,包括: 基板;反射膜,堆疊於所述基板上;以及吸收膜,堆疊於所述反射膜上,其中所述反射膜包含:至少一個Mo/Si層,包含由含有Mo的材料製成的Mo層和由含有Si的材料製成的Si層;以及至少一個Ru/Si層,包含由含有Ru的材料製成的Ru層和由含有Si的材料製成的Si層,其中所述Ru/Si層具有6.8奈米到7.1奈米的厚度。
- 一種針對極紫外線的空白遮罩,包括:基板;反射膜,堆疊於所述基板上;以及吸收膜,堆疊於所述反射膜上,其中所述反射膜包含:至少一個Mo/Si層,包含由含有Mo的材料製成的Mo層和由含有Si的材料製成的Si層;以及至少一個Ru/Si層,包含由含有Ru的材料製成的Ru層和由含有Si的材料製成的Si層,其中所述Ru/Si層中的所述Ru層和所述Si層具有0.22:0.78到0.44:0.56的厚度比。
- 如請求項1至請求項4中任一項所述的針對極紫外線的空白遮罩,其中所述Ru層由Ru化合物製成,所述Ru化合物更含有Mo、Nb、Zr、B以及C中的至少一個。
- 如請求項1至請求項4中任一項所述的針對極紫外線的空白遮罩,其中所述Mo/Si層具有6.8奈米到7.1奈米的厚度。
- 如請求項1至請求項4中任一項所述的針對極紫外線的空白遮罩,其中所述Mo/Si層中的所述Mo層和所述Si層具有0.3:0.7到0.5:0.5的厚度比。
- 如請求項1至請求項4中任一項所述的針對極紫外線的空白遮罩,更包括:中間層,形成於所述Mo/Si層中的所述Mo層與所述Si層之間和所述Ru/Si層中的所述Ru層與所述Si層之間中的至少一或多種情況,以防止所述Mo層與所述Si層之間或所述Ru層與所述Si層之間的相互擴散。
- 如請求項8所述的針對極紫外線的空白遮罩,其中所述中間層由B、B4C以及C中的任一個製成。
- 如請求項8所述的針對極紫外線的空白遮罩,其中所述中間層具有1奈米或小於1奈米的厚度。
- 如請求項1至請求項4中任一項所述的針對極紫外線的空白遮罩,其中所述反射膜具有200奈米或大於200奈米的厚度。
- 如請求項1至請求項4中任一項所述的針對極紫外線的空白遮罩,其中所述反射膜相對於極紫外線曝光光具有60%或大於60%的反射率。
- 如請求項12所述的針對極紫外線的空白遮罩,其中所述反射膜在熱處理之後具有2%或小於2%的反射率變化。
- 如請求項1至請求項4中任一項所述的針對極紫外線的空白遮罩,其中所述反射膜在熱處理之後具有600奈米或小於600奈米的表面總指示讀數值。
- 如請求項1至請求項4中任一項所述的針對極紫外線的空白遮罩,其中所述反射膜具有0.5奈米或小於0.5奈米的算術平均表面粗糙度。
- 如請求項1至請求項4中任一項所述的針對極紫外線的空白遮罩,更包括:覆蓋膜,形成於所述反射膜上。
- 如請求項1至請求項4中任一項所述的針對極紫外線的空白遮罩,更包括:導電層,形成於所述基板的背側上。
- 一種光罩,使用如請求項1至請求項17中任一項所述的針對極紫外線的空白遮罩製造。
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201333625A (zh) * | 2012-01-30 | 2013-08-16 | Asahi Glass Co Ltd | Euv微影術用反射型光罩基底及euv微影術用反射型光罩 |
TW201910905A (zh) * | 2017-08-10 | 2019-03-16 | 日商Agc股份有限公司 | 反射型遮罩基底及反射型遮罩 |
JP2020106639A (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-09 | Hoya株式会社 | 反射型マスクブランク、反射型マスク、及び半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ATE538491T1 (de) * | 2003-10-15 | 2012-01-15 | Nikon Corp | Mehrschichtiger filmreflexionsspiegel, herstellungsverfahren für einen mehrschichtigen filmreflexionsspiegel und belichtungssystem |
KR100570062B1 (ko) * | 2004-09-30 | 2006-04-10 | 주식회사 하이닉스반도체 | 극자외선리소그래피용 마스크 및 그 제조 방법 |
KR100640655B1 (ko) * | 2004-11-16 | 2006-11-01 | 삼성전자주식회사 | Euvl용 마스크 및 그 제조 방법 |
JP2014127630A (ja) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Asahi Glass Co Ltd | Euvリソグラフィ用反射型マスクブランクおよびその製造方法 |
US9046776B2 (en) * | 2013-02-04 | 2015-06-02 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | System, method and reticle for improved pattern quality in extreme ultraviolet (EUV) lithography and method for forming the reticle |
WO2015037564A1 (ja) * | 2013-09-11 | 2015-03-19 | Hoya株式会社 | 多層反射膜付き基板、euvリソグラフィー用反射型マスクブランク、euvリソグラフィー用反射型マスク及びその製造方法、並びに半導体装置の製造方法 |
KR101567057B1 (ko) * | 2013-11-15 | 2015-11-09 | 주식회사 에스앤에스텍 | 극자외선용 블랭크 마스크 및 이를 이용한 포토마스크 |
-
2020
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201333625A (zh) * | 2012-01-30 | 2013-08-16 | Asahi Glass Co Ltd | Euv微影術用反射型光罩基底及euv微影術用反射型光罩 |
TW201910905A (zh) * | 2017-08-10 | 2019-03-16 | 日商Agc股份有限公司 | 反射型遮罩基底及反射型遮罩 |
JP2020106639A (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-09 | Hoya株式会社 | 反射型マスクブランク、反射型マスク、及び半導体装置の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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