TWI827823B - 附多層反射膜之基板、反射型光罩基底及反射型光罩、與半導體裝置之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種具有對曝光之光之反射率較高、且缺陷檢查時之背景水準較低之多層反射膜之、用於製造反射型光罩基底及反射型光罩之附多層反射膜之基板。
本發明之附多層反射膜之基板，其特徵在於，其係於基板上具備包含交替積層低折射率層與高折射率層而得之多層膜之、用於反射曝光之光之多層反射膜者，上述多層反射膜包含鉬(Mo)、及選自氮(N)、硼(B)、碳(C)、鋯(Zr)、氧(O)、氫(H)及氘(D)中之至少1種添加元素，由利用X射線繞射而得之Mo(110)之繞射峰算出之上述多層反射膜之微晶尺寸為2.5 nm以下。
Description
本發明係關於一種用於半導體裝置之製造等之反射型光罩、與用於製造反射型光罩之附多層反射膜之基板及反射型光罩基底。又，本發明係關於一種使用上述反射型光罩之半導體裝置之製造方法。
近年，於半導體產業中，隨著半導體裝置之高積體化，需要超過先前之使用紫外光之光微影法之轉印極限之微細圖案。為了能夠形成此種微細圖案，期望使用極紫外(Extreme Ultra Violet，以下稱為「EUV」)光之曝光技術即EUV微影。其中，EUV光係指軟X射線區域或真空紫外線區域之波段之光，具體而言，係指波長為0.2～100 nm左右之光。作為該EUV微影中所用之轉印用光罩，提出一種反射型光罩。此種反射型光罩係於基板上形成有反射曝光之光之多層反射膜、於該多層反射膜上以圖案狀形成有吸收曝光之光之吸收體膜者。
入射至設置於曝光裝置之反射型光罩之光於存在吸收體膜之部分被吸收，於不存在吸收體膜之部分被多層反射膜反射。反射之影像藉由反射光學系統轉印於半導體基板上，藉此，形成光罩圖案。作為上述多層反射膜，例如可知作為反射具有13～14 nm之波長之EUV光者之、厚度數奈米之交替積層Mo與Si而得者等。
作為製造具有此種多層反射膜之附多層反射膜之基板之技術，於專利文獻1中，記載有一種統合化極紫外線基底生產系統，其包含用於將基板配置於真空中之真空腔室、不自真空去除基板而用於使多層堆疊沈積之沈積系統、及用於在沈積作為非晶質金屬層之多層堆疊上處理層之處理系統。作為非晶質金屬層，記載有非晶質鉬，其進而與硼、氮、或碳合金化。
於專利文獻2中，記載一種軟X射線、真空紫外線用多層膜反射鏡，其係具有包含軟X射線、真空紫外線之高吸收層與低吸收層之交替層之多層薄膜結構者，其特徵在於，該高吸收層係具有過渡金屬之硼化物、碳化物、矽化物、氮化物或氧化物中之一種以上作為主成分而成，該低吸收層係具有碳、矽、硼或者鈹之單一成分或該等各自之化合物中之一種以上作為主成分而成。
又，於專利文獻3中，記載有以下技術，即，使多層反射膜之各層之界面氫化而防止層間擴散，並形成光滑之界面，藉此，使多層反射膜之界面及表面平滑化。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特表2016-519329號公報
[專利文獻2]日本專利特公平7-97159號
[專利文獻3]日本專利特開平5-297194號
[發明所欲解決之問題]
附多層反射膜之基板就隨著近年之圖案之微細化之缺陷品質之提高、或反射型光罩所要求之光學特性(多層反射膜之表面反射率等)之觀點而言，要求附多層反射膜之基板、即多層反射膜之各層之界面及/或多層反射膜表面具有更高之平滑性。再者，對於附多層反射膜之基板之缺陷品質之提高，藉由使作為缺陷檢查之對象之附多層反射膜之基板表面、即多層反射膜之各層之界面及/或多層反射膜表面平滑化，減少由多層反射膜之各層之界面之粗糙度及/或多層反射膜表面之表面粗糙度所導致之雜訊(背景雜訊)，從而可實現存在於附多層反射膜之基板之微小缺陷(缺陷訊號)之檢測。
又，於使用反射型光罩進行曝光時，曝光之光藉由以圖案狀形成之吸收體膜所吸收，於多層反射膜露出之部分，曝光之光被多層反射膜反射。曝光時為了獲得較高之對比度，較理想為多層反射膜對曝光之光之反射率較高。
為了提高多層反射膜對曝光之光之反射率，考慮提高構成多層反射膜之各層之結晶性(增大晶粒尺寸)。然而，若增大晶粒尺寸，則缺陷檢查時之雜訊(背景水準：BGL)變高、缺陷檢查所需之時間增加之問題產生。其原因在於，於缺陷檢查時之背景水準變得過高之情形時，雜訊作為缺陷被檢測，有助於轉印之真實缺陷及無助於轉印之虛假缺陷之判定需要較長時間。又，藉由缺陷檢查時之背景水準變高，有助於轉印之真實缺陷被誤判定為雜訊而未檢測之問題亦產生。作為背景水準變高之問題產生之理由，認為在於晶粒粗大化，多層反射膜之各層之界面及/或多層反射膜之表面之平滑性惡化。藉由多層反射膜之各層之界面及/或多層反射膜表面之平滑性之惡化，缺陷檢查中照射之檢查光之散射增加，其被認為導致缺陷檢查時之背景水準之增加。
對此，本發明之一目的在於，提供一種具有對曝光之光之反射率較高、且缺陷檢查時之背景水準較低之多層反射膜之反射型光罩基底及反射型光罩。又，本發明之一目的在於，提供一種具有對曝光之光之反射率較高、且缺陷檢查時之背景水準較低之多層反射膜之、用於製造反射型光罩基底及反射型光罩之附多層反射膜之基板。進而，本發明之一目的在於，提供一種使用上述反射型光罩之半導體裝置之製造方法。
又，本發明之一目的在於，獲得一種可確實地檢測有助於轉印之真實缺陷之附多層反射膜之基板、反射型光罩基底及反射型光罩。
[解決問題之技術手段]
本發明之一為了解決上述問題，具有以下之構成。
(構成1)
本發明之一個構成1係一種附多層反射膜之基板，其係於基板上具備包含交替積層低折射率層與高折射率層而得之多層膜之、用於反射曝光之光之多層反射膜者，上述多層反射膜包含鉬(Mo)、及選自氮(N)、硼(B)、碳(C)、鋯(Zr)、氧(O)、氫(H)及氘(D)中之至少1種添加元素，由利用X射線繞射而得之Mo(110)之繞射峰算出之上述多層反射膜之微晶尺寸為2.5 nm以下。
(構成2)
本發明之一個構成2係一種反射型光罩基底，其係於基板上具備包含交替積層低折射率層與高折射率層而得之多層膜之、用於反射曝光之光之多層反射膜、及形成於該多層反射膜上或該多層反射膜上之保護膜上之吸收體膜者，上述多層反射膜包含鉬(Mo)、及選自氮(N)、硼(B)、碳(C)、鋯(Zr)、氧(O)、氫(H)及氘(D)中之至少1種添加元素，由利用X射線繞射而得之Mo(110)之繞射峰算出之上述多層反射膜之微晶尺寸為2.5 nm以下。
(構成3)
本發明之一個構成3係一種反射型光罩，其係於基板上具備包含交替積層低折射率層與高折射率層而得之多層膜之、用於反射曝光之光之多層反射膜、及形成於該多層反射膜上或該多層反射膜上之保護膜上之吸收體圖案者，上述多層反射膜包含鉬(Mo)、及選自氮(N)、硼(B)、碳(C)、鋯(Zr)、氧(O)、氫(H)及氘(D)中之至少1種添加元素，由利用X射線繞射而得之Mo(110)之繞射峰算出之上述多層反射膜之微晶尺寸為2.5 nm以下。
[發明之效果]
根據本發明之一，可提供一種具有對曝光之光之反射率較高、且缺陷檢查時之背景水準較低之多層反射膜之反射型光罩基底及反射型光罩。又，根據本發明之一，可提供一種具有對曝光之光之反射率較高、且缺陷檢查時之背景水準較低之多層反射膜之、用於製造反射型光罩基底及反射型光罩之附多層反射膜之基板。進而，根據本發明之一，可提供一種使用上述反射型光罩之半導體裝置之製造方法。
又，根據本發明之一，可提供一種可確實地檢測有助於轉印之真實缺陷之附多層反射膜之基板、反射型光罩基底及反射型光罩。
以下，對於本發明之一實施形態，一面參照圖式一面具體進行說明。再者，以下之實施形態係用於具體說明本發明之一之形態，並非將本發明之一限定於其範圍內。
圖1表示本實施形態之附多層反射膜之基板110之一例之剖面模式圖。如圖1所示，本實施形態之附多層反射膜之基板110係於基板1上具備多層反射膜5者。多層反射膜5係用於反射曝光之光之膜，包含交替積層低折射率層與高折射率層而得之多層膜。本實施形態之附多層反射膜之基板110之多層反射膜5之特徵在於，包含鉬(Mo)、及選自氮(N)、硼(B)、碳(C)、鋯(Zr)、氧(O)、氫(H)及氘(D)中之至少1種添加元素。關於多層反射膜5之低折射率層及高折射率層之詳細內容，之後敍述。再者，本實施形態之附多層反射膜之基板110可於基板1之背面(形成有多層反射膜5之主表面之相反側之主表面)包含背面導電膜2。
圖2表示本實施形態之附多層反射膜之基板110之另一例之剖面模式圖。於圖2所示之例中，附多層反射膜之基板110包含保護膜6。
使用本實施形態之附多層反射膜之基板110，可製造反射型光罩基底100。圖3表示反射型光罩基底100之一例之剖面模式圖。反射型光罩基底100進而包含吸收體膜7。
具體而言，本實施形態之反射型光罩基底100於附多層反射膜之基板110之最表面(例如，多層反射膜5或保護膜6之表面)上具有吸收體膜7。藉由使用本實施形態之反射型光罩基底100，可獲得具有對EUV光之反射率較高之多層反射膜5之反射型光罩200。
於本說明書中，「附多層反射膜之基板110」係指於特定之基板1上形成有多層反射膜5者。圖1及圖2表示附多層反射膜之基板110之剖面模式圖之一例。再者，「附多層反射膜之基板110」包含形成有除多層反射膜5以外之薄膜、例如保護膜6及/或背面導電膜2者。於本說明書中，「反射型光罩基底100」係指於附多層反射膜之基板110上形成有吸收體膜7者。再者，「反射型光罩基底100」包含進而形成有除吸收體膜7以外之薄膜(例如，蝕刻光罩膜及抗蝕膜8等)者。
於本說明書中，「於多層反射膜5上(多層反射膜5上)配置(形成)吸收體膜7」除包含意指吸收體膜7與多層反射膜5之表面相接地配置(形成)之情形以外，亦包含意指於多層反射膜5與吸收體膜7之間具有其他膜之情形。其他膜亦相同。又，於本說明書中，例如「膜A與膜B之表面相接地配置」意指，於膜A與膜B之間不經由其他膜、而膜A與膜B直接以相接之方式而配置。
＜附多層反射膜之基板110＞
以下，對構成本實施形態之附多層反射膜之基板110之基板1及各薄膜進行說明。
＜＜基板1＞＞
本實施形態之附多層反射膜之基板110之基板1需要防止EUV曝光時由熱所導致之吸收體圖案變形之產生。由此，作為基板1，具有0±5 ppb/℃之範圍內之低熱膨脹係數者可較佳地使用。作為具有該範圍之低熱膨脹係數之素材，例如，可使用SiO2
-TiO2
系玻璃、多成分系玻璃陶瓷等。
基板1之形成有轉印圖案(後述之吸收體膜7構成其)之側之第1主表面就至少獲得圖案轉印精度、位置精度之觀點而言，以成為特定之平坦度之方式進行表面加工。於EUV曝光之情形時，於基板1之形成有轉印圖案之側之第1主表面之132 mm×132 mm之區域中，平坦度較佳為0.1 μm以下，更佳為0.05 μm以下，進而較佳為0.03 μm以下。又，形成有吸收體膜7之側之相反側之第2主表面(背面)係設置於曝光裝置時所靜電吸附之表面。第2主表面於142 mm×142 mm之區域中，平坦度較佳為0.1 μm以下，更佳為0.05 μm以下、進而較佳為0.03 μm以下。
又，基板1之較高之表面平滑性亦是極其重要之項。形成有轉印用吸收體圖案7a之第1主表面之表面粗糙度較佳為以均方根粗糙度(Rms)計為0.15 nm以下，更佳為以Rms計為0.10 nm以下。再者，表面平滑性可使用原子力顯微鏡測定。
進而，為了防止由形成於基板1上之膜(多層反射膜5等)之膜應力所導致之變形，基板1較佳為具有較高之剛性。基板1特佳為具有65 GPa以上之較高之楊氏模數。
＜＜基底膜3＞＞
本實施形態之附多層反射膜之基板110可與基板1之表面相接地具有基底膜3。基底膜3係形成於基板1與多層反射膜5之間之薄膜。基底膜3可設為具有與目的相符之功能之功能膜。例如，可形成防止使用電子束進行光罩圖案缺陷檢查時之充電之導電性層、或改善基板1之表面之平坦性之平坦化層、改善基板1之表面之平滑性之平滑化層。
作為上述具有導電性之功能之基底膜3之材料，包含釕或鉭作為主成分之材料可較佳地使用。例如，可為Ru金屬單一成分、Ta金屬單一成分，亦可為於Ru或Ta中含有選自鈦(Ti)、鈮(Nb)、鉬(Mo)、鋯(Zr)、釔(Y)、硼(B)、鑭(La)、鈷(Co)及錸(Re)中之至少1種金屬而得之Ru合金或Ta合金。基底膜3之膜厚較佳為於例如1 nm～10 nm之範圍內。
又，作為上述改善平坦性或改善平滑性之基底膜3之材料，包含矽之材料或包含矽作為主成分之材料可較佳地使用。基底膜3之材料例如可為矽(Si)單一成分，亦可為於Si中含有氧(O)、氮(N)而得之SiO2
、SiOx
(x＜2)、SiON、Si3
N4
、Six
Ny
(x：3、y：除4以外之自然數)之矽化合物。與上述相同，基底膜3之膜厚較佳為於例如1 nm～10 nm之範圍內。
＜＜多層反射膜5＞＞
多層反射膜5係於反射型光罩200中賦予反射EUV光之功能者。多層反射膜5係以折射率不同之元素為主成分之各層週期性積層而得之多層膜。
一般而言，作為多層反射膜5，可使用高折射率材料即輕元素或其化合物之薄膜(高折射率層)與、低折射率材料即重元素或其化合物之薄膜(低折射率層)交替以40至60個週期(對)左右積層而得之多層膜。
用作多層反射膜5之多層膜可自基板1側以依序積層高折射率層與低折射率層而得之高折射率層/低折射率層之積層結構為1個週期而積層複數個週期，亦可自基板1側以依序積層低折射率層與高折射率層而得之低折射率層/高折射率層之積層結構為1個週期而積層複數個週期。再者，多層反射膜5之最表面之層、即基板1側之相反側之多層反射膜5之表面層較佳為設為高折射率層。上述多層膜中，於自基板1側以依序積層高折射率層與低折射率層而得之高折射率層/低折射率層之積層結構為1個週期(對)而積層複數個週期之情形時，最上層為低折射率層，於該情形時，低折射率層若構成多層反射膜5之最表面則容易被氧化，反射型光罩200之反射率降低。由此，較佳為於最上層之低折射率層上進而形成高折射率層而製成多層反射膜5。另一方面，於上述多層膜中，於自基板1側以依序積層低折射率層與高折射率層而得之低折射率層/高折射率層之積層結構為1個週期(對)而積層複數個週期之情形時，最上層為高折射率層。因此，於該情形時，不需要進而形成高折射率層。
本實施形態之多層反射膜5包含鉬(Mo)、及選自氮(N)、硼(B)、碳(C)、鋯(Zr)、氧(O)、氫(H)及氘(D)中之至少1種添加元素。又，於多層反射膜5中，由利用X射線繞射法而得之Mo(110)之繞射峰算出之微晶尺寸為2.5 nm以下。上述添加元素之存在可藉由XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy，X射線光電子光譜法)、RBS(Rutherford back scattering spectroscopy，拉塞福逆散射譜法)、TEM-EDX(能量分散型X射線光譜法)、動態SIMS(Secondary Ion Mass Spectroscopy，二次離子質譜分析法)、ERDA(Elastic Recoil Detection Analysis，彈性反沖檢測分析法)等而確認。根據該構成，可獲得一種具有對曝光之光之反射率較高、且缺陷檢查時之背景水準較低之多層反射膜之、用於製造反射型光罩基底及反射型光罩之附多層反射膜之基板。
本實施形態之多層反射膜5之低折射率層包含鉬(Mo)、及選自氮(N)、硼(B)、碳(C)、鋯(Zr)、氧(O)及氫(H)中之至少1種添加元素。又，於低折射率層中，由利用X射線繞射法而得之Mo(110)之繞射峰算出之微晶尺寸為2.5 nm以下。上述添加元素之存在可藉由XPS(X射線光電子光譜法)、RBS(拉塞福逆散射譜法)、TEM-EDX(能量分散型X射線光譜法)等而確認。根據該構成，可獲得一種具有對曝光之光之反射率較高、且缺陷檢查時之背景水準較低之多層反射膜之、用於製造反射型光罩基底及反射型光罩之附多層反射膜之基板。
藉由低折射率層包含特定之添加元素，微晶尺寸為2.5 nm以下，可降低多層反射膜5之各層之界面之粗糙度及/或多層反射膜5表面之粗糙度，提高平滑性。藉由將低折射率層之微晶尺寸設於特定之範圍內，可獲得對曝光之光之反射率較高、且缺陷檢查時之背景水準較低之多層反射膜5。其結果，可更加高度地檢測存在於附多層反射膜之基板110之微小缺陷(缺陷訊號)。
低折射率層亦可設為非晶質結構，然而，較佳為微晶結構。由此，低折射率層之上述微晶尺寸較佳為超過1.1 nm。根據該構成，藉由低折射率層之微晶之尺寸超過1.1 nm，可將低折射率層製成微晶結構，因此，可提高多層反射膜之反射率。若增加低折射率層之添加元素之含量，則微晶尺寸變小，低折射率層自微晶結構變為非晶質結構，多層反射膜5之各層之界面及/或多層反射膜5表面之平滑性進而提高。然而，若低折射率層之添加元素之含量過多，則低折射率層之波長13.5 nm之EUV光時之折射率變大，低折射率層與高折射率層之折射率之差變小，並且，低折射率層之EUV光時之消光係數亦變大，因此，多層反射膜5之反射率有降低至無法容許之程度之虞。
於本實施形態之附多層反射膜之基板110中，藉由將多層反射膜5之低折射率層之微晶尺寸設於特定之範圍內，可將多層反射膜5對波長13.5 nm之EUV光之反射率設為67%以上。作為用於半導體裝置之製造之反射型光罩200，多層反射膜5對波長13.5 nm之EUV光之反射率需要為67%以上。
於本實施形態之附多層反射膜之基板110中，多層反射膜5之低折射率層之添加元素之含有率較佳為0.5原子%以上20原子%以下，更佳為0.5原子%以上10原子%以下。若低折射率層之添加元素之含量過低，則不易使低折射率層之晶粒微細化。又，若低折射率層之添加元素之含量過高，則多層反射膜5對波長13.5 nm之EUV光之反射率有降低至無法容許之程度之虞。由此，低折射率層之添加元素之含有率較佳為於上述特定之範圍內。藉由將低折射率層之添加元素之含有率設於特定之範圍內，可更確實地獲得對曝光之光之反射率較高、且缺陷檢查時之背景水準較低之多層反射膜5。
添加元素較佳為氮(N)。於使用氮(N)作為添加元素之情形時，可使形成於高折射率層與低折射率層之間之後述擴散層之厚度變薄，可抑制多層反射膜5之反射率之降低。又，由於可藉由處理氣體(例如，氮氣)向膜中添加氮，故而可抑制由靶所導致之發塵，可抑制缺陷之產生。進而，於使用氮(N)作為添加元素之情形時，存在以下優點，即為了形成遮光帶等而對多層反射膜5進行蝕刻時，不易產生由蝕刻所導致之殘渣。
於本實施形態之附多層反射膜之基板110中，多層反射膜5之低折射率層中之氮之含量[原子%]除以氮及鉬之合計含量[原子%]而得之比率(即，藉由[%]表示將低折射率層中之氮及鉬之合計含量[原子%]設為100原子%時之氮之含量[原子%]之比率者。以下稱為N/[N+Mo]比率)較佳為0.1%以上7.5%以下，更佳為1.0%以上7.5%以下。若低折射率層之N/[N+Mo]比率過低，則不易使低折射率層之晶粒微細化。又，若低折射率層之N/[N+Mo]比率過高，則多層反射膜5對波長13.5 nm之EUV光之反射率有降低至無法容許之程度之虞。由此，低折射率層之N/[N+Mo]比率較佳為於上述特定之範圍內。藉由將低折射率層之N/[N+Mo]比率設於特定之範圍內，可更確實地獲得對曝光之光之反射率較高、且缺陷檢查時之背景水準較低之多層反射膜5。
低折射率層除鉬(Mo)以外，包含選自釕(Ru)、鈮(Nb)、銠(Rh)及白金(Pt)中之至少1個。由於該等材料之波長13.5 nm之EUV光時之折射率為0.94以下，故而低折射率層之折射率不變高，故而不降低多層反射膜5之反射率。
於本實施形態之附多層反射膜之基板110中，多層反射膜5之高折射率層較佳為包含矽(Si)。作為包含Si之材料，除Si單一成分以外，可使用於Si中包含選自硼(B)、碳(C)、鋯(Zr)、氮(N)、氧(O)、氫(H)及氘(D)中之至少1種元素之Si化合物。藉由多層反射膜5之高折射率層之主材料為矽(Si)，可獲得EUV光之反射率優異之反射型光罩200。
作為用於反射例如波長13 nm至14 nm之EUV光之多層反射膜5，可較佳地使用以40至60個週期左右交替積層包含Mo之層與包含Si之層而得之Mo/Si週期積層膜。再者，可藉由包含矽(Si)之層(例如矽(Si)層)形成作為多層反射膜5之最上層之高折射率層，於最上層(包含Si之層)與保護膜6之間形成包含矽及氧之矽氧化物層。於該結構之情形時，可提高光罩洗淨耐性。
於本實施形態之附多層反射膜之基板110中，多層反射膜5之低折射率層之添加元素之含有率較佳為高於高折射率層之添加元素之含有率。又，多層反射膜5之高折射率層較佳為實質上不包含添加元素。於矽(Si)為高折射率層之主材料之情形時，若將添加元素添加於高折射率層，則波長13.5 nm之EUV光時之折射率降低，因此，多層反射膜5之反射率有降低之虞。由此，於高折射率層實質上不包含添加元素之情形時，可抑制多層反射膜5之反射率之降低，因此，可獲得反射率更高之多層反射膜5。
於添加元素為氫(H)或氘(D)之情形時，即便於添加物包含於高折射率層之情形時，亦可獲得良好之多層反射膜。若於低折射率層之成膜時及高折射率層之成膜時均添加氫或氘，則氫或氘可包含於低折射率層及/或高折射率層，氫或氘亦可僅包含於高折射率層。將低折射率層設為至少包含Mo之膜，向多層反射膜添加氫或氘，將微晶尺寸至少設為2.5 nm以下，藉此，可獲得反射率較高、缺陷檢查時之背景水準十分低之多層反射膜5。
藉由使用本實施形態之附多層反射膜之基板110，可製造具有對曝光之光之反射率較高、且缺陷檢查時之背景水準較低之多層反射膜5之反射型光罩基底100及反射型光罩200。藉由缺陷檢查時之背景水準較低，可於較短時間內進行缺陷檢查，又，可確實地檢測有助於轉印之真實缺陷。
本實施形態之附多層反射膜之基板110之藉由缺陷檢查裝置進行多層反射膜5表面之缺陷檢查時之背景水準(BGL)較佳為未達400。進行缺陷檢查時之背景水準(BGL)意指，例如於藉由使用EUV光作為檢查光之基底缺陷檢查裝置(Actinic Blank Inspection)進行多層反射膜5之表面之缺陷檢查之情形時、作為信號之雜訊觀測之背景之值。於使用EUV光之基底缺陷檢查裝置之情形時，背景水準(BGL)基於測定信號自動算出。
單獨之本實施形態之多層反射膜5對EUV光之反射率通常較佳為67%以上。藉由反射率為67%以上，多層反射膜5可較佳地用作用於半導體裝置之製造之反射型光罩200。反射率之上限通常較佳為73%。再者，構成多層反射膜5之低折射率層及高折射率層之膜厚及週期數(對數)可根據曝光波長而適當選擇。具體而言，構成多層反射膜5之低折射率層及高折射率層之膜厚及週期數(對數)可以滿足布勒格反射之定律之方式而選擇。於多層反射膜5中，高折射率層及低折射率層分別存在複數個，高折射率層彼此之膜厚、或低折射率層彼此之膜厚可未必相同。又，多層反射膜5之最表面(例如，Si層)之膜厚可於不降低反射率之範圍內調整。最表面之高折射率層(例如Si層)之膜厚可設為3 nm至10 nm。
於本實施形態之附多層反射膜之基板110中，以1對低折射率層及高折射率層作為1個週期(對)，多層反射膜5較佳為具備30～60個週期(對)，更佳為具備35～55個週期(對)，進而較佳為具備35～45個週期(對)。週期數(對數)越多，則可獲得越高之反射率，然而，多層反射膜5之形成時間變長。藉由將多層反射膜5之週期設於適當之範圍內，可於較短時間內獲得反射率較高之多層反射膜5。
本實施形態之多層反射膜5可藉由離子束濺鍍法、或DC(direct current，直流)濺鍍法及RF(radio frequency，射頻)濺鍍法等磁控濺鍍法而成膜。就多層反射膜5中不易混入雜質之點、或離子源獨立、條件設定比較容易等點而言，較佳為藉由離子束濺鍍法而使多層反射膜5成膜。若藉由使用稀有氣體(Ar氣體、Kr氣體、Xe氣體等)、及含有添加元素之氣體(N2
氣體、CH4
氣體等)作為處理氣體之離子束濺鍍而使多層反射膜5成膜，則可獲得含有添加元素之多層反射膜5之低折射率層。
含有添加元素之氣體較佳為僅於低折射率層之成膜時導入。然而，於添加元素之導入對高折射率層之不良影響較小之情形時，於高折射率層之成膜時亦可導入含有添加元素之氣體。
又，本實施形態之多層反射膜5之低折射率層可藉由使用稀有氣體作為處理氣體並使用包含添加元素之靶進行成膜而獲得。例如，低折射率層之成膜可使用MoN靶、MoB靶、MoC靶、MoZr靶、或MoO靶。藉由變更靶之元素比率，可容易地調整微晶尺寸及膜中之添加元素之含量。
於本實施形態之附多層反射膜之基板110中，存在於多層反射膜5之低折射率層及高折射率層之間形成有擴散層之情形。擴散層之厚度較佳為1.7 nm以下，更佳為不形成擴散層。根據該構成，藉由低折射率層及高折射率層之間之擴散層之厚度為1.7 nm以下，可抑制由擴散層之形成所導致之多層反射膜之反射率之降低。於進行離子束濺鍍之情形時，高折射率層之材料(例如Si)向低折射率層之材料(例如Mo)擴散而形成擴散層(例如MoSi擴散層)。然而，藉由使低折射率層包含添加元素，可抑制擴散層形成，可抑制由擴散層之形成所導致之多層反射膜5之反射率之降低。
＜＜保護膜6＞＞
於本實施形態之附多層反射膜之基板110中，如圖2所示，較佳為於多層反射膜5上形成保護膜6。藉由於多層反射膜5上形成有保護膜6，可抑制使用附多層反射膜之基板110製造反射型光罩200時對多層反射膜5表面之損壞。由此，所得之反射型光罩200對EUV光之反射率特性良好。
保護膜6係為了保護多層反射膜5免受後述之反射型光罩200之製造步驟中之乾式蝕刻及洗淨，而形成於多層反射膜5上。又，保護膜6亦兼具保護使用電子束(EB)進行光罩圖案之黑缺陷修正時之多層反射膜5之功能。其中，圖2表示保護膜6為1層之情形。然而，亦可將保護膜6設為2層之積層結構，或可將保護膜6設為3層以上之積層結構，即將最下層及最上層設為由例如含有Ru之物質所構成之層，於最下層與最上層之間介置除Ru以外之金屬、或者合金。保護膜6例如由包含釕作為主成分之材料所形成。作為包含釕作為主成分之材料，可列舉Ru金屬單一成分、於Ru中含有選自鈦(Ti)、鈮(Nb)、鉬(Mo)、鋯(Zr)、釔(Y)、硼(B)、鑭(La)、鈷(Co)及錸(Re)中之至少1種金屬而得之Ru合金、及於該等中包含氮之材料。其中，特佳為使用由含有Ti之Ru系材料所構成之保護膜6。於多層反射膜5之構成元素為矽之情形時，藉由使用由含有Ti之Ru系材料所構成之保護膜6，可抑制矽自多層反射膜5之表面向保護膜6擴散之現象。由此，光罩洗淨時之表面粗糙變少，又，亦不易引起膜剝離。表面粗糙之減少直接關係到多層反射膜5對EUV曝光之光之反射率之降低之防止，因此，對EUV曝光之曝光效率改善、產出量提高較重要。
保護膜6所用之Ru合金之Ru含有比率為50原子%以上且未達100原子%，較佳為80原子%以上且未達100原子%，更佳為95原子%以上且未達100原子%。特別是於Ru合金之Ru含有比率為95原子%以上且未達100原子%之情形時，可抑制多層反射膜5之構成元素(例如，矽)對保護膜6之擴散。又，該情形時之保護膜6可一面充分確保EUV光之反射率，一面兼具光罩洗淨耐性、對吸收體膜7進行蝕刻加工時之蝕刻終止層功能、及多層反射膜5之經時變化防止之功能。
於EUV微影中，由於對曝光之光透明之物質較少，故而防止異物附著於光罩圖案面之EUV光罩護膜技術上不簡單。由此，不使用光罩護膜之無光罩護膜運用成為主流。又，於EUV微影中，發生藉由EUV曝光而碳膜沈積於反射型光罩200、或氧化膜生長等曝光污染。由此，於將反射型光罩200用於半導體裝置之製造之階段中，需要進行數次洗淨而去除反射型光罩200上之異物或污染。由此，作為EUV反射型光罩200，要求與光微影用之透過型光罩相差懸殊之光罩洗淨耐性。若使用由含有Ti之Ru系材料所構成之保護膜6，則對硫酸、硫酸過氧化氫混合物(SPM)、氨水、氨水過氧化氫混合物(APM)、OH自由基洗淨水、及濃度為10 ppm以下之臭氧水等洗淨液之洗淨耐性變得特別高，可滿足光罩洗淨耐性之要求。
保護膜6之膜厚只要可發揮作為保護膜6之功能，則並未特別限制。就EUV光之反射率之觀點而言，保護膜6之膜厚較佳為1.0 nm至8.0 nm，更佳為1.5 nm至6.0 nm。
作為保護膜6之形成方法，可並無特別限制地採用公知之膜形成方法。作為保護膜6之形成方法之具體例，可列舉濺鍍法及離子束濺鍍法。
＜加熱處理(退火)＞
一般而言，多層反射膜5為了於短波長之光時獲得高反射率，需要提高低折射率層及高折射率層之膜密度。由此，多層反射膜5必然具有較高之壓縮應力。因此，通常形成多層反射膜5(或保護膜6)後，進行加熱處理而減少膜應力。然而，雖越提高多層反射膜5之加熱處理溫度，則多層反射膜5之膜應力越可減少，但產生多層反射膜5於EUV光時之反射率降低之問題。
本實施形態之多層反射膜5藉由使多層反射膜5之低折射率層含有上述添加元素，可減小膜應力。由此，可不進行加熱處理而獲得具有較高之反射率之附多層反射膜之基板110。又，於對多層反射膜5進行加熱處理之情形時，亦可降低加熱處理溫度，可維持較高之反射率。
對將添加元素設為氮之情形時之多層反射膜5之膜應力進行評價。於利用離子束濺鍍進行多層反射膜5之成膜時，變更氮氣之流量及加熱處理(退火)溫度，進行基板1之變形量(例如，CTIR)之測定，藉此，對可減少多層反射膜5之膜應力至何種程度進行評價。
對作為表示由多層反射膜5之膜應力所導致之附多層反射膜之基板110之變形量之參數之CTIR(Coordinate Total Indicated Reading)，進行說明。首先，對形成多層反射膜5前之基板1之主表面進行測定，獲得多層反射膜5之成膜前之基板1之表面形狀。其次，對於基板1之主表面成膜有多層反射膜5之附多層反射膜之基板110之表面進行測定，獲得多層反射膜5之成膜後之表面形狀。CTIR係於基板1之表面形狀與附多層反射膜之基板110之表面形狀之間算出差分形狀、該差分形狀中最高值與最低值之差之絕對值。
對後述之試樣1～8之不進行加熱處理之附多層反射膜之基板110之CTIR進行測定。又，對於與試樣1～8相同之條件下製作之附多層反射膜之基板110，測定將熱處理(退火)溫度設為50℃、100℃、150℃及200℃之情形時之CTIR。再者，熱處理(退火)時間設為10分鐘。附多層反射膜之基板110之CTIR之測定使用平坦度測定裝置(TOROPEL公司製造之UltraFlat200)，藉由多層反射膜5之成膜區域內之132 mm見方中之CTIR進行評價。將該等結果表示於表1及圖9。於表1及圖9中，「+」表示具有壓縮應力，「-」表示具有拉伸應力。
CTIR若考慮存在與大多具有壓縮應力之背面導電膜2相抵之情形，則較佳為-100 nm～350 nm。於本實施形態之附多層反射膜之基板110中，藉由調整熱處理(退火)溫度，可選擇與背面導電膜2之膜應力相抵之CTIR。例如，由表1及圖9可知，於微晶尺寸為1.3～1.6 nm之情形時，可不進行加熱處理而將CTIR設於0～350 nm之範圍內。又，於微晶尺寸為1.4～2.0 nm之情形時，可於熱處理(退火)溫度50℃下將CTIR設於-100～350 nm之範圍內。於微晶尺寸為1.6～2.3 nm之情形時，可於熱處理(退火)溫度100℃下將CTIR設於-100～350 nm之範圍內。於微晶尺寸為2.0～2.5 nm之情形時，可於熱處理(退火)溫度150℃下將CTIR設於0～350 nm之範圍內。於微晶尺寸為2.3～2.5 nm之情形時，可於熱處理(退火)溫度200℃下將CTIR設於0～350 nm之範圍內。
本實施形態之多層反射膜5不需要進行加熱處理，又，於進行加熱處理之情形時，亦可於100℃以下之低溫下進行加熱處理。藉此，可獲得維持較高之反射率、並且膜應力較低之附多層反射膜之基板110。又，亦可維持較高之反射率，並且使膜應力為零。本實施形態之附多層反射膜之基板110由於可減小附多層反射膜之基板110之變形量(CTIR)，故而可提高光罩圖案之形狀精度及位置精度。
＜反射型光罩基底100＞
對本實施形態之反射型光罩基底100之實施形態進行說明。藉由使用本實施形態之反射型光罩基底100，可製造具有對曝光之光之反射率較高、且缺陷檢查時之背景水準較低之多層反射膜5之反射型光罩200。
＜＜吸收體膜7＞＞
反射型光罩基底100於上述附多層反射膜之基板110上具有吸收體膜7。即，吸收體膜7形成於多層反射膜5上(於形成有保護膜6之情形時，為於保護膜6上)。吸收體膜7之基本功能係吸收EUV光。吸收體膜7可為以吸收EUV光為目的之吸收體膜7，亦可為亦考慮EUV光之相位差之具有相位偏移功能之吸收體膜7。具有相位偏移功能之吸收體膜7係吸收EUV光、並且將其一部分反射而使相位偏移。即，於具有相位偏移功能之吸收體膜7經圖案化之反射型光罩200中，於形成有吸收體膜7之部分，吸收EUV光並對其進行減光，並且以對圖案轉印無不良影響之水準反射一部分之光。又，於未形成吸收體膜7之區域(場部)，EUV光經由保護膜6自多層反射膜5反射。由此，於來自具有相位偏移功能之吸收體膜7之反射光與、來自場部之反射光之間具有所需之相位差。具有相位偏移功能之吸收體膜7以來自吸收體膜7之反射光與、來自多層反射膜5之反射光之相位差成為170度至190度之方式而形成。藉由180度附近之反轉之相位差之光彼此於圖案邊緣部互相干涉，投影光學影像之影像對比度提高。隨著該影像對比度之提高，解像度提高，可增大曝光量裕度、焦點裕度等與曝光有關之各種裕度。
吸收體膜7可為單層之膜，亦可為包含複數個膜之多層膜。於單層膜之情形時，具有可減少光罩基底製造時之步驟數、生產效率提高之特徵。於多層膜之情形時，可以上層吸收體膜成為利用光之光罩圖案檢查時之反射防止膜之方式，適當設定其光學常數及膜厚。藉此，利用光之光罩圖案檢查時之檢查感度提高。又，上層吸收體膜若使用添加有氧化耐性提高之氧(O)及氮(N)等之膜，則經時穩定性提高。如此，藉由將吸收體膜7設為多層膜，可附加各種功能。於吸收體膜7為具有相位偏移功能之吸收體膜7之情形時，藉由設為多層膜，可增大光學面之調整之範圍，因此，易於獲得所需之反射率。
作為吸收體膜7之材料，只要具有吸收EUV光之功能、可藉由蝕刻等進行加工(較佳為可藉由氯(Cl)或氟(F)系氣體之乾式蝕刻進行蝕刻)，則並未特別限定。作為具有此種功能者，可較佳地使用鉭(Ta)單一成分或包含Ta作為主成分之鉭化合物。
上述之鉭及鉭化合物等之吸收體膜7可藉由DC濺鍍法及RF濺鍍法等磁控濺鍍法而形成。例如，可使用包含鉭及硼之靶，藉由使用添加氧或氮之氬氣之反應性濺鍍法，而使吸收體膜7成膜。
用於形成吸收體膜7之鉭化合物包含Ta之合金。於吸收體膜7為Ta之合金之情形時，就平滑性及平坦性之點而言，吸收體膜7之結晶狀態較佳為非晶質或微晶之結構。若吸收體膜7之表面不平滑、平坦，則存在吸收體圖案7a之邊緣粗糙度變大、圖案之尺寸精度變得不佳之情形。吸收體膜7之較佳之表面粗糙度以均方根粗糙度(Rms)計為0.5 nm以下，更佳為0.4 nm以下，進而較佳為0.3 nm以下。
作為用於形成吸收體膜7之鉭化合物，可使用：包含Ta及B之化合物；包含Ta及N之化合物；包含Ta、O及N之化合物；包含Ta及B、進而包含O及N之至少任一之化合物；包含Ta及Si之化合物；包含Ta、Si及N之化合物；包含Ta及Ge之化合物；及，包含Ta、Ge及N之化合物等。
Ta係EUV光之吸收係數較大、又、可藉由氯系氣體或氟系氣體容易地進行乾式蝕刻之材料。由此，Ta可謂是加工性優異之吸收體膜7之材料。藉由於Ta中進而添加B、Si及/或Ge等，可容易地獲得非晶質狀之材料。其結果，可提高吸收體膜7之平滑性。又，若於Ta中添加N及/或O，則吸收體膜7對氧化之耐性提高，因此，可獲得可提高經時穩定性之效果。
又，作為構成吸收體膜7之材料，除鉭或鉭化合物以外，可列舉Cr、CrN、CrCON、CrCO、CrCOH、及CrCONH等鉻及鉻化合物與、WN、TiN及Ti等材料。
＜＜背面導電膜2＞＞
於基板1之第2主表面(背面)上(為多層反射膜5之形成面之相反側，於基板1上形成有氫侵入抑制膜等中間層4之情形時為於中間層上)，如圖4A-E所示，形成有靜電吸附用之背面導電膜2。作為靜電吸附用，背面導電膜2所要求之薄片電阻通常為100 Ω/□以下。背面導電膜2之形成方法例如為使用鉻或鉭等金屬、或該等合金之靶之磁控濺鍍法或離子束濺鍍法。背面導電膜2之包含鉻(Cr)之材料較佳為於Cr中含有選自硼、氮、氧、及碳中之至少1個而得之Cr化合物。作為Cr化合物，例如，可列舉CrN、CrON、CrCN、CrCON、CrBN、CrBON、CrBCN及CrBOCN等。作為背面導電膜2之包含鉭(Ta)之材料，較佳為使用Ta(鉭)、含有Ta之合金、或於該等之任一中含有硼、氮、氧、碳之至少1個而得之Ta化合物。作為Ta化合物，例如，可列舉TaB、TaN、TaO、TaON、TaCON、TaBN、TaBO、TaBON、TaBCON、TaHf、TaHfO、TaHfN、TaHfON、TaHfCON、TaSi、TaSiO、TaSiN、TaSiON、及TaSiCON等。背面導電膜2之膜厚只要可滿足作為靜電吸附用之功能，則並未特別限定，通常為10 nm至200 nm。又，該背面導電膜2亦兼具光罩基底100之第2主表面側之應力調整之功能。即，背面導電膜2以與來自形成於第1主表面側之各種膜之應力相平衡、獲得平坦之反射型光罩基底100之方式調整。
再者，於形成上述吸收體膜7之前，可對附多層反射膜之基板110形成背面導電膜2。於該情形時，可獲得如圖2所示之具備背面導電膜2之附多層反射膜之基板110。
＜其他薄膜＞
藉由本實施形態之製造方法所製造之附多層反射膜之基板110及反射型光罩基底100可於吸收體膜7上具備蝕刻用硬質光罩膜(亦稱為「蝕刻光罩膜」)及/或抗蝕膜8。作為蝕刻用硬質光罩膜之代表性材料，有矽(Si)與於矽中添加選自氧(O)、氮(N)、碳(C)及氫(H)中之至少1種元素而得之材料、或鉻(Cr)與於鉻中添加選自氧(O)、氮(N)、碳(C)及氫(H)中之至少1種元素而得之材料等。具體而言，可列舉SiO2
、SiON、SiN、SiO、Si、SiC、SiCO、SiCN、SiCON、Cr、CrN、CrO、CrON、CrC、CrCO、CrCN、及CrOCN等。然而，於吸收體膜7為包含氧之化合物之情形時，就蝕刻耐性之觀點而言，作為蝕刻用硬質光罩膜，避開包含氧之材料(例如SiO2
)較佳。於形成蝕刻用硬質光罩膜之情形時，可使抗蝕膜8之膜厚變薄，對圖案之微細化有利。
本實施形態之附多層反射膜之基板110及反射型光罩基底100較佳為於該等之基板1即玻璃基板與含有鉭或鉻之背面導電膜2之間，具備抑制氫自基板1向背面導電膜2侵入之氫侵入抑制膜。藉由氫侵入抑制膜之存在，可抑制氫引入背面導電膜2中，可抑制背面導電膜2之壓縮應力之增大。
氫侵入抑制膜之材料若為氫不易透過、可抑制氫自基板1向背面導電膜2侵入之材料，則任何種類均可。作為氫侵入抑制膜之材料，具體而言，例如，可列舉Si、SiO2
、SiON、SiCO、SiCON、SiBO、SiBON、Cr、CrN、CrON、CrC、CrCN、CrCO、CrCON、Mo、MoSi、MoSiN、MoSiO、MoSiCO、MoSiON、MoSiCON、TaO及TaON等。氫侵入抑制膜可為該等材料之單層，又，亦可為複數層及組成傾斜膜。
＜反射型光罩200＞
本實施形態係對上述反射型光罩基底100之吸收體膜7進行圖案化、於多層反射膜5上具有吸收體圖案7a之反射型光罩200。藉由使用本實施形態之反射型光罩基底100，可獲得具有對曝光之光之反射率較高、且缺陷檢查時之背景水準較低之多層反射膜5之反射型光罩200。
使用本實施形態之反射型光罩基底100，製造反射型光罩200。此處，僅進行概要說明，之後於實施例中一面參照圖式一面詳細進行說明。
準備反射型光罩基底100，於其第1主表面之最表面(如以下之實施例所說明，於吸收體膜7上)形成抗蝕膜8(於具備抗蝕膜8作為反射型光罩基底100之情形時不需要)，於該抗蝕膜8上繪製(曝光)電路圖案等所需之圖案，進而進行顯影、沖洗，藉此，形成特定之抗蝕圖案8a。
使用該抗蝕圖案8a作為光罩，對吸收體膜7進行乾式蝕刻，藉此，形成吸收體圖案7a。再者，作為蝕刻氣體，可使用選自以下者，即：Cl2
、SiCl4
、及CHCl3
等氯系氣體；以特定之比率包含氯系氣體及O2
之混合氣體；以特定之比率包含氯系氣體及He之混合氣體；以特定之比率包含氯系氣體及Ar之混合氣體；CF4
、CHF3
、C2
F6
、C3
F6
、C4
F6
、C4
F8
、CH2
F2
、CH3
F、C3
F8
、SF6
、F2
等氟系氣體；與，以特定之比率包含氟系氣體及O2
之混合氣體等。其中，若於蝕刻之最終階段蝕刻氣體包含氧，則Ru系保護膜6產生表面粗糙。由此，於Ru系保護膜6暴露於蝕刻之過蝕刻階段中，較佳為使用不包含氧之蝕刻氣體。
其後，藉由灰化或抗蝕剝離液去除抗蝕圖案8a，而製作形成有所需之電路圖案之吸收體圖案7a。
藉由以上之步驟，可獲得本實施形態之反射型光罩200。
＜半導體裝置之製造方法＞
本實施形態之半導體裝置之製造方法具有以下步驟，即利用上述反射型光罩200，進行使用曝光裝置之微影製程，於被轉印體上形成轉印圖案。
於本實施形態中，可將具有對曝光之光之反射率較高、且缺陷檢查時之背景水準較低之多層反射膜5之反射型光罩200用於半導體裝置之製造。其結果，可提高半導體裝置之製造時之產出量。進而，因於多層反射膜5上使用不存在有助於轉印之真實缺陷之反射型光罩200製造半導體裝置，故而可抑制由多層反射膜5之缺陷所導致之半導體裝置之良率降低。
具體而言，藉由使用上述本實施形態之反射型光罩200進行EUV曝光，可於半導體基板上形成所需之轉印圖案。除該微影步驟以外，進行被加工膜之蝕刻或絕緣膜、導電膜之形成、摻雜劑之導入、或者退火等各種步驟，藉此，可以較高之良率製造形成有所需之電子電路之半導體裝置。
[實施例]
以下，對實施例及比較例參照圖式進行說明。再者，於實施例中，相同之構成要素使用同一符號，其說明簡化或者省略。
實施例之附多層反射膜之基板110如圖1所示，具有基板1及多層反射膜5。
準備第1主表面及第2主表面之兩個表面經研磨之6025尺寸(約152 mm×152 mm×6.35 mm)之低熱膨脹玻璃基板即SiO2
-TiO2
系玻璃基板，作為基板1。以成為平坦且平滑之主表面之方式，進行包含粗研磨加工步驟、精密研磨加工步驟、局部加工步驟、及接觸研磨加工步驟之研磨。
其次，於基板1之主表面(第1主面)上形成多層反射膜5。形成於基板1上之多層反射膜5為了設為適合波長13.5 nm之EUV光之多層反射膜5，設為包含Mo及Si之週期多層反射膜5。多層反射膜5係使用Mo靶及Si靶，藉由利用特定之處理氣體及特定之靶之離子束濺鍍法，於基板1上交替積層Mo膜及Si膜而形成。首先，以4.2 nm之厚度使Si膜成膜，繼而以2.8 nm之厚度使Mo膜成膜。將其作為1個週期，相同地積層40個週期，最後以4.0 nm之厚度使Si膜成膜，而形成多層反射膜5。
表1表示使實施例及比較例之試樣1～8之多層反射膜5成膜時所用之氣體及流量。試樣2～7為本發明之實施例，試樣1及8為比較例。於試樣2～8中，於多層反射膜5之成膜時，除Kr氣體以外，使用N2
氣體，藉此，向多層反射膜5之低折射率層導入氮(N2
)。再者，於高折射率層之成膜時，亦與低折射率層相同，使用Kr氣體及N2
氣體。於試樣8之情形時，多層反射膜5之低折射率層之成膜時之氮(N2
)之流量較多，因此，微晶尺寸為1.1 nm。
表2表示使實施例之試樣9～11之多層反射膜5成膜時所用之處理氣體、流量及靶。於試樣9及10中，藉由使用MoZr靶，而向多層反射膜5之低折射率層導入鋯(Zr)。於試樣11中，藉由使用MoB靶，而向多層反射膜5之低折射率層導入硼(B)。
表3表示使實施例之試樣12～14之多層反射膜5成膜時之處理氣體體積比等。於試樣12及13中，於使用Mo靶及Si靶使多層反射膜5成膜時，除作為稀有氣體之Kr氣體以外，使用H2
氣體(氫氣)，藉此，向多層反射膜5導入氫(H)。於本例中，於低折射率層及高折射率層之成膜時，分別相同地使用Kr氣體及H2
氣體，並且，該等處理氣體之體積比亦設為相同。於試樣14中，於使用Mo靶及Si靶使多層反射膜5成膜時，除作為稀有氣體之Kr氣體以外，使用D2
氣體(氘氣)，藉此，向多層反射膜5導入氘(D)。再者，於本例中，於低折射率層及高折射率層之成膜時，分別均相同地使用Kr氣體及D2
氣體，並且，該等處理氣體之體積比亦設為相同。再者，於該等例中，選擇Kr氣體作為稀有氣體，然而稀有氣體並未限定於此，亦可使用Ar氣體或Xe氣體。又，於使低折射率層成膜時及使高折射率層成膜時，亦可使處理氣體之體積比不同。
如以上操作，而製造試樣1～14之附多層反射膜之基板110。
＜附多層反射膜之基板110之評價＞
試樣1～14之附多層反射膜之基板110之評價藉由下述評價方法進行。
＜＜微晶尺寸＞＞
對如上述所製造之各試樣之附多層反射膜之基板110之多層反射膜5，藉由X射線繞射法測定結晶性。其結果，作為來自多層反射膜5之X射線繞射，確認Mo(110)之繞射峰。表1至表3表示由Mo(110)之繞射峰算出之微晶尺寸。再者，微晶尺寸使用以下所示之謝樂公式而算出。
微晶尺寸(nm)＝0.9λ/βcosθ
β＝(βe 2
－β0 2
)1/2
其中，如下設定，λ：0.15418 nm
β：繞射峰之半高寬之修正值(rad)
βe
：繞射峰之半高寬之測定值
β0
：半高寬之裝置常數(0)
θ：布勒格角(繞射角2θ之1/2)。
圖5表示對試樣1～8之多層反射膜5之成膜時之氮(N2
)之流量(sccm)與、由Mo(110)之繞射峰算出之微晶尺寸之關係進行繪製而得之圖表。
＜＜TEM-EDX分析＞＞
藉由TEM-EDX分析確認低折射率層中之添加元素之有無。其結果，確認試樣2～8包含氮(N)，試樣9及10包含鋯(Zr)，試樣11包含硼(B)，試樣1不包含添加元素。又，對於試樣2～8，將N/[N+Mo]比率表示於表1。
＜＜動態SIMS＞＞
藉由動態SIMS(四極型二次離子質譜分析裝置：PHI ADEPT-1010™、ULVAC-PHI股份有限公司製造)確認多層反射膜5所含之添加元素(H或D)之有無。測定條件如下設定：一次離子種：Cs+
；一次加速電壓：1.0 kV；一次離子照射區域：90 μm見方；二次離子極性：正；檢測二次離子種：[Cs-H]+
、或[Cs-D]+
。又，標準試樣設為Si。其結果，確認試樣12及13包含氫(H)，試樣14包含氘(D)。
＜＜擴散層之厚度＞＞
對於試樣1～8之附多層反射膜之基板110之多層反射膜5，算出每Mo層與Si層之1個週期之擴散層之厚度。首先，使用X射線反射率法(XRR)，分別導出Si層上於使Mo粒子入射時所形成之各MoSi擴散層之厚度之平均值(Si層上之MoSi擴散層之厚度：D1)、及Mo層上於使Si粒子入射時所形成之各MoSi擴散層之厚度之平均值(Mo層上之MoSi擴散層之厚度：D2)。繼而，將D1及D2合計，藉此，作為每Mo層與Si層之1個週期之擴散層之厚度。表1表示D1、D2及擴散層之厚度。又，相同地算出試樣9～14之擴散層之厚度，其結果，均為1.7 nm以下。
＜＜反射率＞＞
測定試樣1～14之附多層反射膜之基板110之多層反射膜5對波長13.5 nm之EUV光之反射率。將反射率之測定結果表示於表1至表3。又，圖8表示對表1所示之試樣1～8之多層反射膜5之成膜時之氮(N2
)之流量(sccm)與、反射率之關係進行繪製而得之圖表。
＜＜背景水準(BGL)＞＞
對各試樣之附多層反射膜之基板110進行缺陷檢查，測定多層反射膜5之背景水準(BGL)。背景水準(BGL)係於藉由特定之缺陷檢查裝置測定多層反射膜5之缺陷檢查時自動測定。將背景水準(BGL)之測定結果表示於表1至表3之「BGL」欄。再者，用於附多層反射膜之基板110之缺陷檢查之缺陷檢查裝置利用使用EUV光作為檢查光之基底缺陷檢查裝置(Actinic Blank Inspection)。
圖6表示對試樣1～8之多層反射膜5之成膜時之氮(N2
)之流量(sccm)與、缺陷檢查時之背景水準(BGL)之關係進行繪製而得之圖表。又，圖7表示對試樣1～8之微晶尺寸與、缺陷檢查時之背景水準(BGL)之關係進行繪製而得之圖表。又，圖10表示對試樣12～14之微晶尺寸與、缺陷檢查時之背景水準(BGL)之關係進行繪製而得之圖表。
＜＜變形量(CTIR)＞＞
測定試樣1～8之、基板1之表面形狀、及附多層反射膜之基板110之表面形狀，由其測定結果算出表示由多層反射膜5之膜應力所導致之附多層反射膜之基板110之變形量之CTIR(Coordinate Total Indicated Reading)。CTIR係於基板1之表面形狀與附多層反射膜之基板110之表面形狀之間算出差分形狀、該差分形狀中最高值與最低值之差之絕對值。CTIR之測定係使用平坦度測定裝置(TOROPEL公司製造之UltraFlat200)，測定基板1之表面形狀、及使多層反射膜5成膜後之附多層反射膜之基板110之表面形狀，算出成膜區域內之132 mm見方之差分形狀，藉此，獲得CTIR之值。
表1之「不進行加熱處理」欄表示不進行試樣1～8之加熱處理之附多層反射膜之基板110之CTIR之值。又，對於與試樣1～8相同之條件下製作之附多層反射膜之基板110，由將加熱處理溫度設為50℃、100℃、150℃及200℃之情形時之表面形狀之測定結果，測定CTIR。再者，加熱處理時間設為10分鐘。表1表示進行加熱處理所得之試樣1～8之CTIR之值。又，圖9表示對表1所示之多層反射膜5之成膜時之氮(N2
)之流量(sccm)與、CTIR之關係進行繪製而得之圖表。於表1及圖9中，CTIR之值之「+」表示具有壓縮應力，「-」表示具有拉伸應力。
＜附多層反射膜之基板110之評價結果＞
於試樣1中，低折射率層不包含氮，由Mo(110)之繞射峰算出之微晶尺寸較大，為2.6 nm，背景水準(BGL)為408，為較高之值。與此相對，於作為本發明之實施例之試樣2～7及9～11中，低折射率層包含添加元素(氮、鋯或硼)，微晶尺寸為2.5 nm以下，背景水準(BGL)未達400，為較低之值。又，於試樣2～7及9～11中，反射率較高，為67%以上。因此，可以說，藉由將低折射率層設為包含Mo及特定之添加元素之膜，將微晶尺寸設為2.5 nm以下，可獲得反射率較高、缺陷檢查時之背景水準較低之多層反射膜5。
又，於作為本發明之實施例之試樣12～14中，多層反射膜5包含添加元素(氫或氘)，多層反射膜5之微晶尺寸為2.54 nm以下。試樣12～14之微晶尺寸為2.54 nm、2.51 nm及2.50 nm，均為2.5 nm左右。該等微晶尺寸係與包含其他添加元素之試樣之一部分為相同程度，或者稍微超過2.50 nm，背景水準(BGL)為303以下，即便與該等其他實施例相比，亦可獲得十分低之值。於該等實施例中，因於低折射率層之成膜時及高折射率層之成膜時均添加氫或氘，故而氫或氘可包含於低折射率層及/或高折射率層，氫或氘亦可僅包含於高折射率層。於添加物為氫或氘之情形時，即便於添加物包含於高折射率層之情形時，亦可獲得良好之多層反射膜。可以說，藉由將低折射率層設為至少包含Mo之膜，向多層反射膜添加氫或氘，將微晶尺寸至少設為2.5 nm以下、或者2.54 nm以下，可獲得反射率較高、缺陷檢查時之背景水準十分低之多層反射膜5。再者，於該等例中，選擇Kr氣體作為稀有氣體，然而稀有氣體並未限定於此，亦可使用Ar氣體或Xe氣體。又，於使低折射率層成膜時及使高折射率層成膜時，亦可使處理氣體之體積比不同。
又，於試樣8中，微晶尺寸為1.1 nm，反射率較低，為66.9%。因此，可以說，藉由將微晶尺寸設為超過1.1 nm，可獲得滿足反射率之要求值之多層反射膜5。
＜反射型光罩基底100＞
上述試樣1～7及9～14之附多層反射膜之基板110對作為曝光之光之波長13.5 nm之EUV光之反射率為67%以上，具有反射率較高之多層反射膜5。然而，由於上述試樣1之附多層反射膜之基板110之缺陷檢查時之背景水準較高，為400以上，故而缺陷檢查所需之時間較長。又，由於缺陷檢查時之背景水準較高，為400以上，故而判定為不包含有助於轉印之真實缺陷之附多層反射膜之基板110有包含真實缺陷之風險。對此，可使用反射率較高(67%以上)、背景水準較低(未達400)之試樣2～7及9～14之附多層反射膜之基板110，製造反射型光罩基底100。以下，對使用試樣2～7及9～14之附多層反射膜之基板110之反射型光罩基底100之製造方法進行說明。
於上述附多層反射膜之基板110之表面形成保護膜6。於Ar氣體氛圍中，藉由使用Ru靶之DC濺鍍法，以2.5 nm之膜厚使包含Ru之保護膜6成膜。
其次，藉由DC濺鍍法，形成膜厚62 nm之TaBN膜作為吸收體膜7。TaBN膜係將TaB混合燒結用於靶，於Ar氣體與N2
氣體之混合氣體氛圍下藉由反應性濺鍍法而形成。
TaBN膜之元素比率係Ta為75原子%，B為12原子%，N為13原子%。TaBN膜之波長13.5 nm時之折射率n約為0.949，消光係數k約為0.030。
其次，於基板1之第2主表面(背面)藉由磁控濺鍍(反應性濺鍍)法於下述條件下形成包含CrN之背面導電膜2。背面導電膜2之形成條件如下：Cr靶；Ar與N2
之混合氣體氛圍(Ar：90原子%、N：10原子%)；膜厚20 nm。
如以上操作，使用反射率較高、背景水準較低之試樣2～7及9～14之附多層反射膜之基板110，製造反射型光罩基底100。
＜反射型光罩200＞
其次，使用上述試樣2～7及9～14之反射型光罩基底100，製造反射型光罩200。參照圖4對反射型光罩200之製造方法進行說明。
首先，如圖4(b)所示，於反射型光罩基底100之吸收體膜7上形成抗蝕膜8。繼而，於該抗蝕膜8上繪製(曝光)電路圖案等所需之圖案，進而進行顯影、沖洗，藉此，形成特定之抗蝕圖案8a(圖4(c))。其次，將抗蝕圖案8a作為光罩，使用Cl2
氣體對吸收體膜7(TaBN膜)進行乾式蝕刻，藉此，形成吸收體圖案7a(圖4(d))。包含Ru之保護膜6對Cl2
氣體之乾式蝕刻耐性極高，成為充分之蝕刻終止層。其後，藉由灰化或抗蝕剝離液等去除抗蝕圖案8a(圖4(e))。
如以上操作，製造試樣2～7及9～14之反射型光罩200。
＜半導體裝置之製造＞
將使用上述之、反射率較高、背景水準較低之附多層反射膜之基板110所製造之反射型光罩200設置於EUV掃描儀，對半導體基板上形成有被加工膜及抗蝕膜之晶圓進行EUV曝光。繼而，對該曝光過之抗蝕膜進行顯影，藉此，於形成有被加工膜之半導體基板上形成抗蝕圖案。
藉由蝕刻將該抗蝕圖案轉印於被加工膜上，又，藉由進行絕緣膜、導電膜之形成、摻雜劑之導入、或者退火等各種步驟，可以較高之良率製造具有所需之特性之半導體裝置。
[表1]
| 低折射成膜時之氣體流量 | 微晶尺寸(nm) | N/(N+Mo)[%] | D1(nm) | D2(nm) | 擴散層之厚度(nm) | 反射率(%) | 背景水準(BGL) | 基板之變形量：CTIR(nm) | 備註 | ||||||
| Kr流量(sccm) | N2 流量(sccm) | 不進行加熱處理 | 於50℃下加熱處理10分鐘 | 於100℃下加熱處理10分鐘 | 於150℃下加熱處理10分鐘 | 於200℃下加熱處理10分鐘 | |||||||||
| 試樣1 | 7.40 | 0 | 2.6 | 0 | 1.21 | 0.52 | 1.73 | 68.98 | 408 | 950 | 800 | 650 | 500 | 350 | 比較例 |
| 試樣2 | 7.40 | 0.045 | 2.5 | 1.1 | 1.15 | 0.51 | 1.66 | 68.70 | 393 | 808 | 656 | 504 | 352 | 200 | 實施例 |
| 試樣3 | 7.40 | 0.090 | 2.3 | 2.1 | 1.07 | 0.51 | 1.58 | 68.41 | 379 | 664 | 510 | 356 | 202 | 49 | 實施例 |
| 試樣4 | 7.40 | 0.139 | 2.0 | 3.3 | 1.01 | 0.50 | 1.51 | 68.11 | 360 | 506 | 350 | 195 | 39 | -117 | 實施例 |
| 試樣5 | 7.40 | 0.20 | 1.6 | 4.8 | 0.97 | 0.50 | 1.47 | 67.72 | 347 | 316 | 157 | -1 | -159 | -318 | 實施例 |
| 試樣6 | 7.40 | 0.27 | 1.4 | 6.4 | 0.93 | 0.49 | 1.42 | 67.28 | 323 | 92 | -69 | -230 | -392 | -553 | 實施例 |
| 試樣7 | 7.40 | 0.30 | 1.3 | 7.1 | 0.92 | 0.49 | 1.41 | 67.09 | 313 | -3 | -166 | -328 | -491 | -653 | 實施例 |
| 試樣8 | 7.40 | 0.33 | 1.1 | 7.8 | 0.91 | 0.48 | 1.39 | 66.90 | 304 | -98 | -262 | -426 | -590 | -753 | 比較例 |
[表2]
| 添加元素 | 處理氣體 | 濺鍍靶(原子比) | 微晶尺寸(nm) | 反射率(%) | 背景水準(BGL) | 備註 | |
| 試樣9 | Zr | Ar氣體(30 sccm) | MoZr(97：3) | 2.5 | 67.63 | 395 | 實施例 |
| 試樣10 | Zr | Ar氣體(30 sccm) | MoZr(95：5) | 2.4 | 67.02 | 388 | 實施例 |
| 試樣11 | B | Ar氣體(30 sccm) | MoB(93：7) | 1.7 | 67.01 | 392 | 實施例 |
[表3]
| 添加元素 | 處理氣體體積比 | 微晶尺寸(nm) | 反射率(%) | 背景水準(BGL) | 備註 | ||
| 試樣12 | H | Kr：98 vol% | H2 ：2 vol% | 2.54 | 68.97 | 285 | 實施例 |
| 試樣13 | H | Kr：87 vol% | H2 ：13 vol% | 2.51 | 68.45 | 302 | 實施例 |
| 試樣14 | D | Kr：87 vol% | D2 ：13 vol% | 2.50 | 68.42 | 303 | 實施例 |
1:基板
2:背面導電膜
3:基底膜
4:中間層
5:多層反射膜
6:保護膜
7:吸收體膜
7a:吸收體圖案
8:抗蝕膜
8a:抗蝕圖案
100:反射型光罩基底
110:附多層反射膜之基板
200:反射型光罩
圖1係本發明之一之附多層反射膜之基板之一例之剖面模式圖。
圖2係本發明之一之附多層反射膜之基板之另一例之剖面模式圖。
圖3係本發明之一之反射型光罩基底之一例之剖面模式圖。
圖4(a)～(e)係藉由剖面模式圖表示本發明之一之反射型光罩之製造方法之步驟圖。
圖5係表示試樣1～8之多層反射膜之成膜時之氮(N2
)之流量(標準毫升/分鐘(Standard Cubic Centimeter per Minute)：sccm)與、由Mo(110)之繞射峰算出之微晶尺寸之關係之圖。
圖6係表示試樣1～8之多層反射膜之成膜時之氮(N2
)之流量(sccm)與、缺陷檢查時之背景水準(BGL)之關係之圖。
圖7係表示試樣1～8之、由Mo(110)之繞射峰算出之微晶尺寸與、缺陷檢查時之背景水準(BGL)之關係之圖。
圖8係表示試樣1～8之多層反射膜之成膜時之氮(N2
)之流量(sccm)與、對波長13.5 nm之EUV光之反射率之關係之圖。
圖9係表示試樣1～8之多層反射膜之成膜時之氮(N2
)之流量(sccm)與、進行不同之加熱處理之情形時之、由多層反射膜之膜應力所導致之附多層反射膜之基板之變形量即CTIR(Coordinate Total Indicated Reading，座標總指示讀數)之關係之圖。
圖10係表示試樣12～14之、由Mo(110)之繞射峰算出之微晶尺寸與、缺陷檢查時之背景水準(BGL)之關係之圖。
1:基板
5:多層反射膜
110:附多層反射膜之基板
Claims (17)
- 一種附多層反射膜之基板，其係於基板上具備包含交替積層低折射率層與高折射率層而得之多層膜之、用於反射曝光之光之多層反射膜者， 上述多層反射膜包含鉬(Mo)、及選自氮(N)、硼(B)、碳(C)、鋯(Zr)、氧(O)、氫(H)及氘(D)中之至少1種添加元素， 由利用X射線繞射而得之Mo(110)之繞射峰算出之上述多層反射膜之微晶尺寸為2.5 nm以下。
- 如請求項1之附多層反射膜之基板，其中上述多層反射膜包含鉬(Mo)、及選自氮(N)、硼(B)、碳(C)、鋯(Zr)、氧(O)及氫(H)中之至少1種添加元素， 由利用X射線繞射而得之Mo(110)之繞射峰算出之上述多層反射膜之微晶尺寸為2.5 nm以下。
- 如請求項1之附多層反射膜之基板，其中上述微晶之尺寸超過1.1 nm。
- 如請求項1之附多層反射膜之基板，其中上述高折射率層包含矽(Si)。
- 如請求項1之附多層反射膜之基板，其中於上述低折射率層及高折射率層之間形成有擴散層，上述擴散層之厚度為1.7 nm以下。
- 如請求項1至5中任一項之附多層反射膜之基板，其於上述多層反射膜之上具有保護膜。
- 一種反射型光罩基底，其係於基板上具備包含交替積層低折射率層與高折射率層而得之多層膜之、用於反射曝光之光之多層反射膜、及形成於該多層反射膜上或該多層反射膜上之保護膜上之吸收體膜者， 上述多層反射膜包含鉬(Mo)、及選自氮(N)、硼(B)、碳(C)、鋯(Zr)、氧(O)、氫(H)及氘(D)中之至少1種添加元素， 由利用X射線繞射而得之Mo(110)之繞射峰算出之上述多層反射膜之微晶尺寸為2.5 nm以下。
- 如請求項7之反射型光罩基底，其中上述多層反射膜包含鉬(Mo)、及選自氮(N)、硼(B)、碳(C)、鋯(Zr)、氧(O)及氫(H)中之至少1種添加元素， 由利用X射線繞射而得之Mo(110)之繞射峰算出之上述多層反射膜之微晶尺寸為2.5 nm以下。
- 如請求項7之反射型光罩基底，其中上述微晶之尺寸超過1.1 nm。
- 如請求項7之反射型光罩基底，其中上述高折射率層包含矽(Si)。
- 如請求項7之反射型光罩基底，其中於上述低折射率層及高折射率層之間形成有擴散層，上述擴散層之厚度為1.7 nm以下。
- 一種反射型光罩，其係於基板上具備包含交替積層低折射率層與高折射率層而得之多層膜之、用於反射曝光之光之多層反射膜、及形成於該多層反射膜上或該多層反射膜上之保護膜上之吸收體圖案者， 上述多層反射膜包含鉬(Mo)、及選自氮(N)、硼(B)、碳(C)、鋯(Zr)、氧(O)、氫(H)及氘(D)中之至少1種添加元素， 由利用X射線繞射而得之Mo(110)之繞射峰算出之上述多層反射膜之微晶尺寸為2.5 nm以下。
- 如請求項12之反射型光罩，其中上述多層反射膜包含鉬(Mo)、及選自氮(N)、硼(B)、碳(C)、鋯(Zr)、氧(O)及氫(H)中之至少1種添加元素， 由利用X射線繞射而得之Mo(110)之繞射峰算出之上述多層反射膜之微晶尺寸為2.5 nm以下。
- 如請求項12之反射型光罩，其中上述微晶之尺寸超過1.1 nm。
- 如請求項12之反射型光罩，其中上述高折射率層包含矽(Si)。
- 如請求項12之反射型光罩，其中於上述低折射率層及高折射率層之間形成有擴散層，上述擴散層之厚度為1.7 nm以下。
- 一種半導體裝置之製造方法，其特徵在於具有以下步驟，即，利用如請求項12至16中任一項之反射型光罩，進行使用曝光裝置之微影製程，於被轉印體上形成轉印圖案。
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