反射型光掩模坯以及反射型光掩模制造技术

本发明专利技术的目的在于提供对氢自由基的耐性高、且将投影效应抑制至最小限从而提高转印性能的反射型光掩模坯以及反射型光掩模。本实施方式涉及的反射型光掩模坯(10)具备基板(1)、反射部(7)以及低反射部(8)，低反射部(8)由吸收层(4)和最表层(5)构成，吸收层(4)包含合计为50原子％以上的选自第1材料群中的1种以上，最表层(5)包含合计为80原子％以上的选自第2材料群中的至少1种以上，第1材料群为铟、锡、碲、钴、镍、铂、银、铜、锌及铋、及它们的氧化物、氮化物以及氧氮化物，第2材料群为钽、铝、钌、钼、锆、钛、锌及钒、及它们的氧化物、氮化物、氧氮化物、以及铟氧化物。以及铟氧化物。以及铟氧化物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】反射型光掩模坯以及反射型光掩模


[0001]本专利技术涉及反射型光掩模以及用于制作该反射型光掩模的反射型光掩模坯。

技术介绍

[0002]在半导体器件的制造工艺中，随着半导体器件的微细化，对于光刻技术的微细化的要求也相应提高。在光刻中，转印图案的最小分辨率尺寸很大地依赖于曝光光源的波长，波长越短，最小分辨率尺寸就越小。因此，在半导体器件的制造工艺中，从传统的使用了波长为193nm的ArF准分子激光的曝光光源转换为使用了波长为13.5nm的EUV(Extreme Ultra Violet：极端紫外线)的曝光光源。
[0003]由于EUV光的波长短，因此几乎所有的物质都能够以高比例被吸收。因此，与传统的透射型掩模不同的是，EUV曝光用的光掩模(EUV掩模)是反射型掩模(例如，参照专利文献1、专利文献2、专利文献3)。在专利文献1中公开了：在EUV光刻所使用的反射型曝光掩模中，在基底基板上周期性地层叠2种以上的材料层而形成多层膜，在该多层膜上形成由含氮金属膜构成的图案、或者由氮化金属膜与金属膜的层叠结构构成的掩模图案。另外，在专利文献2中公开了一种反射型EUV掩模，具备：在多层反射膜上的作为吸收体膜的相位控制膜、和在该相位控制膜上形成的由高折射率材料层和低折射率材料层交替层叠而成的层叠结构体。另外，在专利文献3中公开了一种EUV光掩模，其是这样得到的：在玻璃基板上形成由钼(Mo)层和硅(Si)层交替层叠而成的多层膜构成的反射层，在其上形成以钽(Ta)为主要成分的光吸收层，并在该光吸收层上形成图案。
[0004]如上所述，EUV光刻不能使用利用了光的透射的折射光学系统，因此曝光仪的光学系统部件不使用透镜而使用反射镜。因此，存在不能将朝向EUV光掩模(反射型光掩模)的入射光和反射光设计在同轴上的问题，在EUV光刻中通常采用下述方法：使光轴相对于EUV掩模的垂直方向倾斜6度来入射EUV光，并将以负6度的角度反射的反射光照射到半导体基板上。
[0005]这样，在EUV光刻中，由于使光轴发生倾斜，因此入射至EUV光掩模的EUV光会形成EUV光掩模的掩模图案(吸收层图案)的影子，从而转印性能劣化，即产生所谓的“投影效应(阴影效应)”的问题。
[0006]针对该问题，在专利文献1中公开了这样的方法：通过采用对于EUV的消光系数k为0.03以上的材料作为构成相位控制膜和低折射率材料层的材料，可以形成比传统的膜厚薄的吸收体层(膜厚为60nm以下)，结果可以减少投影效应。另外，在专利文献2中公开了这样的方法：对于传统的以Ta为主要成分的吸收层或相移膜，通过采用对于EUV光的吸收性(消光系数k)高的化合物材料，可以使膜厚变薄，从而减少投影效应。
[0007]另外，在现有的EUV曝光装置中，为了防止因杂质的混入(所谓的污染物)而导致的腔室内的污染，大多利用氢自由基进行清洁。由于光掩模大多暴露在氢自由基环境下，因此对氢自由基的耐久性可能降低、光掩模的寿命可能缩短。因此，光掩模需要由氢自由基耐性高的化合物材料形成。
[0008]但是，在专利文献1和专利文献2的方法中，没有提及氢自由基耐性，也不清楚其是否是能够承受长时间使用的光掩模。另外，在专利文献2的方法中，记载了在吸收层上形成对EUV光的低反射膜(低反射部)的方法，但是完全没有提及由于形成低反射部使吸收体层和低反射膜的合计膜厚变厚从而投影效应增大，也不清楚其是否是具有高转印性的EUV光掩模。
[0009]另外，在现有的EUV掩模坯中，使用膜厚为60nm～90nm的以钽(Ta)为主要成分的膜作为光吸收层。在通过使用该掩模坯所制作的EUV掩模进行图案转印的曝光的情况下，根据EUV光的入射方向与掩模图案的朝向之间的关系，在成为掩模图案的影子的边缘部分处，可能导致对比度的降低。随之而来地，产生半导体基板上的转印图案的线边缘粗糙度增加、或线宽无法形成为目标尺寸等问题，从而转印性能可能劣化。
[0010]因此，研究了将光吸收层从钽(Ta)变为对EUV光的吸收性(消光系数)高的材料，或者在钽(Ta)中添加吸收性高的材料而成的反射型光掩模坯。例如，专利文献4中记载了一种反射型光掩模坯，其中光吸收层由含有50原子％(at％)以上的Ta作为主要成分、且进一步含有选自Te、Sb、Pt、I、Bi、Ir、Os、W、Re、Sn、In、Po、Fe、Au、Hg、Ga及Al中的至少一种元素的材料构成。
[0011]此外，已知反射镜被EUV产生的副产物(例如Sn)或碳等污染。由于污染物质在反射镜上累积，因此反射镜表面的反射率减少，使光刻装置的处理量(throughput)降低。针对该问题，专利文献5公开了通过在装置内生成氢自由基，使氢自由基与污染物质反应，以从反射镜上除去该污染物质的方法。
[0012]然而，在专利文献4所记载的反射型光掩模坯中，对于光吸收层具有对氢自由基的耐性(氢自由基耐性)没有进行研究。因此，通过导入至EUV曝光装置而形成在光吸收层上的转印图案(掩模图案)无法稳定地保持，结果，转印性可能劣化。
[0013]现有技术文献
[0014]专利文献
[0015]专利文献1：日本专利第6408790号公报
[0016]专利文献2：国际公开第2011/004850号
[0017]专利文献3：日本特开2011
‑
176162号公报
[0018]专利文献4：日本特开2007
‑
273678号公报
[0019]专利文献5：日本特开2011
‑
530823号公报

技术实现思路

[0020]本专利技术所要解决的课题
[0021]本专利技术的目的在于提供对氢自由基的耐性高、且将投影效应抑制至最小限从而提高转印性的EUV光掩模坯(反射型光掩模坯)以及EUV光掩模(反射型光掩模)。
[0022]用于解决课题的手段
[0023]为了实现上述目的，本专利技术的一个方式涉及的反射型光掩模坯是用于制作以极端紫外线作为光源的图案转印用的反射型光掩模的反射型光掩模坯，具备：基板、形成在所述基板上并反射入射光的反射部、以及形成在所述反射部上并吸收入射光的低反射部，特征在于，所述低反射部是由吸收层和最表层构成的至少2层以上的层叠结构体，所述吸收层的
至少1层包含合计为50原子％以上的选自第1材料群中的1种以上，所述最表层包含合计为80原子％以上的选自第2材料群中的至少1种以上，所述第1材料群为铟(In)、锡(Sn)、碲(Te)、钴(Co)、镍(Ni)、铂(Pt)、银(Ag)、铜(Cu)、锌(Zn)及铋(Bi)、以及它们的氧化物、氮化物及氧氮化物，所述第2材料群为钽(Ta)、铝(Al)、钌(Ru)、钼(Mo)、锆(Zr)、钛(Ti)、锌(Zn)及钒(V)、及它们的氧化物、氮化物、氧氮化物、以及铟氧化物(InxOy(y＞1.5x))。
[0024]另外，本专利技术的其他方式涉及的反射型光掩模坯是用于制作以极端紫外线作为光源的图案转印用的反射型光掩模的反射型光掩模坯，具备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种反射型光掩模坯，其是用于制作以极端紫外线作为光源的图案转印用的反射型光掩模的反射型光掩模坯，特征在于，具备：基板、形成在所述基板上并反射入射光的反射部、以及形成在所述反射部上并吸收入射光的低反射部，所述低反射部是由吸收层和最表层构成的至少2层以上的层叠结构体，所述吸收层的至少1层包含合计为50原子％以上的选自第1材料群中的1种以上，所述最表层包含合计为80原子％以上的选自第2材料群中的至少1种以上，所述第1材料群为铟(In)、锡(Sn)、碲(Te)、钴(Co)、镍(Ni)、铂(Pt)、银(Ag)、铜(Cu)、锌(Zn)及铋(Bi)、及它们的氧化物、氮化物以及氧氮化物，所述第2材料群为钽(Ta)、铝(Al)、钌(Ru)、钼(Mo)、锆(Zr)、钛(Ti)、锌(Zn)及钒(V)、及它们的氧化物、氮化物、氧氮化物、以及铟氧化物(InxOy(y＞1.5x))。2.一种反射型光掩模坯，其是用于制作以极端紫外线作为光源的图案转印用的反射型光掩模的反射型光掩模坯，特征在于，具备：基板、形成在所述基板上并反射入射光的反射部、以及形成在所述反射部上并吸收入射光的低反射部，所述低反射部是由吸收层和最表层构成的至少2层以上的层叠结构体，所述吸收层的至少1层包含氧化铟，所述最表层包含钽(Ta)、铝(Al)、硅(Si)、钯(Pd)、锆(Zr)、铪(Hf)、铌(Nb)、铬(Cr)、铂(Pt)、钇(Y)、镍(Ni)、铅(Pb)、钛(Ti)、镓(Ga)及铋(Bi)、及它们的氧化物、氮化物、氟化物、硼化物、氧氮化物、氧硼化物以及氧氮化硼化物中的任意1者以上。3.根据权利要求2所述的反射型光掩模坯，其特征在于，所述吸收层由含有合计为50原子％以上的铟(In)和氧(O)的材料形成，氧(O)相对于铟(In)的原子数比(O/In)为1以上1.5以下。4.根据权利要求2或权利要求3所述的反射型光掩模坯，其特征在于，所述吸收层进一步包含铍(Be)、钙(Ca)、钪(Sc)、钒(V)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钌(Ru)、银(Ag)、钡(Ba)、铱(Ir)、金(Au)、硅(Si)、锗(Ge)、铪(Hf)、钽(Ta)、铝(Al)、钯(Pd)、锆(Zr)、铌(Nb)、铬(Cr)、铂(Pt)、钇(Y)、镍(Ni)、铅(Pb)、钛(Ti)、镓(Ga)、碲(Te)、钨(W)、钼(Mo)及锡(Sn)、及它们的氧化物、氮化物、氟化物、硼化物、氧氮化物、氧硼化物以及氧氮化硼化物中的任意1者以上。5.根据权利要求2至权利要求4中任1项所述的反射型光掩模坯，其特征在于，所述最表层包含过渡元素及铋(Bi)、及它们的氧化物、氮化物、氟化物、硼化物、氧氮化物、氧硼化物以及氧氮化硼化物中的任意1者以上。6.根据权利要求1至权利要求5中任1项所述的反射型光掩模坯，其特征在于，所述低反射部的膜厚为60nm以下，即使在所述吸收层被分割为多层的情况下，各层的合计膜厚也为17nm以上47nm以下，所述最表层的膜厚为1nm以上。7.根据权利要求6所述的反射型光掩模坯，其特征在于，
即使在所述吸收层被分割为多层的情况下，各层的合计膜厚也为17nm以上45nm以下。8.根据权利要求1至权利要求6中任1项所述的反射型光掩模坯，其特征在于，所述吸收层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：合田步美，山形悠斗，中野秀亮，市川显二郎，
申请(专利权)人：凸版光掩模有限公司，
类型：发明
国别省市：