反射型光掩模坯以及反射型光掩模的制作方法

1.本发明涉及在以紫外区域的光作为光源的光刻中使用的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。


背景技术：

2.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，就越能使最小分辨率尺寸缩小。因此，曝光光源从传统的波长为193nm的arf准分子激光转换为波长13.5nm的euv(extreme ultra violet：极端紫外线)区域的光。
3.由于euv区域的光在几乎所有的物质中都以高比例被吸收，因此作为euv曝光用的光掩模(euv掩模)，使用反射型的光掩模(例如，参照专利文献1)。在专利文献1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)为主要成分的吸收层，并在该吸收层上形成图案。
4.另外，如前所述，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是透镜而是反射型(反射镜)。因此，存在不能将朝向反射型光掩模(euv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导到半导体基板上。
5.这样，在euv光刻中，由于使光轴经由反射镜发生倾斜，因此入射至euv掩模的euv光会形成euv掩模的掩模图案(图案化了的吸收层)的影子，即产生所谓的“投影效应”的问题。
6.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。
7.因此，研究了将吸收层从钽(ta)变为对于euv光的吸收性(消光系数)高的材料而成的反射型光掩模坯，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2中记载了一种反射型光掩模坯，其中吸收层由含有50原子％(at％)以上的钽(ta)作为主要成分、且还含有选自碲(te)、锑(sb)、铂(pt)、碘(i)、铋(bi)、铱(ir)、锇(os)、钨(w)、铼(re)、锡(sn)、铟(in)、钋(po)、铁(fe)、金(au)、汞(hg)、镓(ga)及铝(al)中的至少一种元素的材料构成。
8.此外，已知反射镜被euv产生的副产物(例如锡(sn))或碳(c)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3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。
9.在专利文献3的方法中，在装置内除了氢自由基以外还生成氢离子等，这些原子态氢也可以侵入光掩模中的封盖层与低反射部之间。侵入的原子态氢在层间形成高浓度氢区域，在该区域中原子态氢可以相互键合而成为氢分子。这样产生的氢分子成为气泡而使层间的空孔密度增加，从而产生层间剥离。
10.针对该问题，正在研究通过在能够产生层间剥离的层间设置氢吸收层来预防层间剥离的反射型光掩模坯。例如，在专利文献4所记载的光掩模坯中，公开了通过在多层反射膜与封盖层之间设置氢吸收层，将可能导致层间剥离的原子态氢摄入氢吸收层的方法。
11.然而，在专利文献4所记载的反射型光掩模坯中，没有记载封盖层与低反射部的层间剥离。因此，由于导入至euv曝光装置从而无法稳定地保持形成在吸收层上的转印图案(掩模图案)，结果，转印性可能劣化。
12.现有技术文献
13.专利文献
14.专利文献1：日本特开2011-176162号公报
15.专利文献2：日本特开2007-273678号公报
16.专利文献3：日本特开2011-530823号公报
17.专利文献4：日本特开2019-113825号公报


技术实现要素：

18.本发明所要解决的课题
19.因此，本发明的目的在于提供抑制或减轻以极端紫外区域的波长的光作为光源的图案转印用的反射型光掩模的投影效应，并且封盖层与低反射部的层间密合性高的反射型光掩模坯以及反射型光掩模。
20.用于解决课题的手段
21.为了解决上述课题，本发明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，所述反射部具备多层反射膜和封盖层，所述封盖层至少含有钌(ru)，所述低反射部含有40at％以上的选自银(ag)、钴(co)、铟(in)、铂(pt)、锡(sn)、镍(ni)、碲(te)、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至少1种以上的材料，在所述低反射部的从所述封盖层侧起至少厚度2nm的区域中，含有25at％以上的选自由钌(ru)、钛(ti)、钒(v)、铬(cr)、锰(mn)、铁(fe)、铌(nb)、钼(mo)、锝(tc)、铑(rh)、钽(ta)、钨(w)、铼(re)、锇(os)、铱(ir)、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组成的第1材料组中的至少1种以上的材料，或者含有30at％以上的选自由钪(sc)、铜(cu)、钇(y)、锆(zr)、钯(pd)、镧(la)、铪(hf)、金(au)、铍(be)、镁(mg)、钙(ca)、锌(zn)、镉(cd)、铝(al)、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组成的第2材料组中的至少1种以上的材料，所述低反射部的合计膜厚为45nm以下。
22.为了解决上述课题，本发明的一个方式涉及的光掩模具备：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，所述反射部具备多层反射膜和封盖层，所述封盖层至少含有钌(ru)，所述低反射部含有40at％以上的选自银(ag)、钴(co)、铟(in)、铂(pt)、锡(sn)、镍(ni)、碲(te)、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至少1种以上的材料，在所述低反射部的从所述封盖层侧起至少厚度2nm的区域中，含有25at％以上的选自由钌(ru)、钛(ti)、钒(v)、铬(cr)、锰(mn)、铁(fe)、铌(nb)、钼(mo)、锝(tc)、铑(rh)、钽(ta)、钨(w)、铼(re)、锇(os)、铱(ir)、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组成的第1材料组中的至少1种以上的材料，或者含有30at％以上的选自由钪(sc)、铜(cu)、钇(y)、锆(zr)、钯(pd)、镧(la)、铪(hf)、金(au)、铍(be)、镁(mg)、钙(ca)、锌(zn)、镉(cd)、铝(al)、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组成的第2材料组中的至少1种以上的材料，所述低反射部的合计膜厚为45nm以下。
23.本发明的效果
24.根据本发明的一个方式，在以极端紫外区域的波长的光作为光源的图案化中，向半导体基板的转印性能提高，在制造和使用光掩模时可以期待对于外部环境的耐性。即，根据本发明的一个方式涉及的反射型光掩模坯以及反射型光掩模，抑制或减轻以极端紫外区域的波长的光作为光源的图案转印用的反射型光掩模的投影效应，并且封盖层与低反射部的层间具有高的密合性。
附图说明
25.[图1]是示出本发明的实施方式涉及的反射型光掩模坯的结构的示意性剖面图。
[0026]
[图2]是示出本发明的实施方式涉及的反射型光掩模的结构的示意性剖面图。
[0027]
[图3]是示出euv光的波长下的折射率n和消光系数k的图。
[0028]
[图4]是示出本发明的实施方式的变形例涉及的反射型光掩模的结构的示意性剖面图。
[0029]
[图5]是示出本发明的实施方式涉及的反射型光掩模坯以及反射型光掩模所具备的吸收层(低反射部)中属于第1材料组的材料的含量(浓度)分布和高消光系数材料的含量(浓度)分布的例子的示意图。
[0030]
[图6]是示出本发明的实施方式涉及的反射型光掩模坯以及反射型光掩模所具备的吸收层(低反射部)中属于第1材料组的材料的含量(浓度)分布和高消光系数材料的含量(浓度)分布的例子的示意图。
[0031]
[图7]是示出本发明的实施方式涉及的反射型光掩模坯以及反射型光掩模所具备的吸收层(低反射部)中属于第1材料组的材料的含量(浓度)分布和高消光系数材料的含量(浓度)分布的例子的示意图。
[0032]
[图8]是示出本发明的实施方式涉及的反射型光掩模坯以及反射型光掩模所具备的吸收层(低反射部)中属于第1材料组的材料的含量(浓度)分布和高消光系数材料的含量(浓度)分布的例子的示意图。
[0033]
[图9]是示出本发明的实施方式涉及的反射型光掩模的结构的示意性剖面图。
[0034]
[图10]是示出本发明的实施例涉及的反射型光掩模坯的结构的示意性剖面图。
[0035]
[图11]是示出本发明的实施例涉及的反射型光掩模的制造工序的示意性剖面图。
[0036]
[图12]是示出本发明的实施例涉及的反射型光掩模的制造工序的示意性剖面图。
[0037]
[图13]是示出本发明的实施例涉及的反射型光掩模的制造工序的示意性剖面图。
[0038]
[图14]是示出本发明的实施例涉及的反射型光掩模的结构的示意性剖面图。
[0039]
[图15]是示出本发明的实施例涉及的转印评价用的线宽64nm ls图案的示意性平面图。
[0040]
[图16]是示出本发明的实施例涉及的反射型光掩模坯的结构的示意性剖面图。
[0041]
[图17]是示出本发明的实施例涉及的反射型光掩模的结构的示意性剖面图。
[0042]
[图18]是示出本发明的实施例涉及的反射型光掩模坯的结构的示意性剖面图。
[0043]
[图19]是示出本发明的实施例涉及的反射型光掩模的结构的示意性剖面图。
[0044]
[图20]是示出本发明的比较例涉及的反射型光掩模坯的结构的示意性剖面图。
[0045]
[图21]是示出本发明的比较例涉及的反射型光掩模的结构的示意性剖面图。
[0046]
[图22]是示出本发明的实施例涉及的反射型光掩模坯以及反射型光掩模所具备的吸收层(低反射部)中属于第1材料组的材料的含量(浓度)分布和高消光系数材料的含量(浓度)分布的例子的示意图。
[0047]
[图23]是示出本发明的比较例涉及的反射型光掩模坯以及反射型光掩模所具备的吸收层(低反射部)中属于第1材料组的材料的含量(浓度)分布和高消光系数材料的含量(浓度)分布的例子的示意图。
具体实施方式
[0048]
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明，但是本发明不限于以下所示的实施方式。在以下所示的实施方式中，为了实施本发明，进行了技术上优选的限定，但是该限定不是本发明的必要条件。
[0049]
图1是示出本发明的实施方式涉及的反射型光掩模坯10的结构的示意性剖面图。另外，图2是示出本发明的实施方式涉及的反射型光掩模20的结构的示意性剖面图。这里，图2所示的本发明的实施方式涉及的反射型光掩模20是通过使图1所示的本发明的实施方式涉及的反射型光掩模坯10的低反射部4图案化而形成的。
[0050]
(整体结构)
[0051]
如图1所示，本发明的实施方式涉及的反射型光掩模坯10具备：基板1、形成在基板1上的多层反射膜2、以及形成在多层反射膜2上的封盖层3。由此，在基板1上形成了具有多层反射膜2和封盖层3的反射部5，反射部5上具备低反射部4。低反射部4可以由吸收层构成，另外也可以如图4所示由密合层和吸收层构成。
[0052]
(基板)
[0053]
本发明的实施方式涉及的基板1例如可以使用平坦的硅(si)基板或合成石英基板等。另外，基板1可以使用添加有钛(ti)的低热膨胀玻璃，但是只要是热膨胀率小的材料即可，本发明不限于这些。
[0054]
(多层反射膜)
[0055]
本发明的实施方式涉及的多层反射膜2只要反射作为曝光光的euv光(极端紫外光)即可，可以是通过组合对于euv光的折射率大不相同的材料而成的多层反射膜。多层反
射膜2例如可以是通过将诸如mo(钼)与si(硅)、或者mo(钼)与be(铍)的组合层进行40个周期左右的反复层叠而形成的。
[0056]
(封盖层)
[0057]
本发明的实施方式涉及的封盖层3由对在低反射部4上形成转印图案(掩模图案)时所进行的干式蚀刻具有耐性的材质形成，并且在对低反射部4进行蚀刻时，发挥作为防止对多层反射膜2造成损坏的蚀刻阻挡层的功能。封盖层3由至少含有钌(ru)的材料形成。相对于封盖层3整体的质量，封盖层3中的钌(ru)的含量优选在30质量％以上100质量％以下的范围内、更优选在50质量％以上100质量％以下的范围内、进一步优选在80质量％以上100质量％以下的范围内。如果钌(ru)的含量相对于封盖层3整体的质量为30质量％以上，则上述作为蚀刻阻挡层的功能进一步提高。
[0058]
另外，虽然未图示，但是也可以在基板1的未形成多层反射膜2的面上形成背面导电膜。背面导电膜是在将反射型光掩模20设置在曝光机上时利用静电吸盘的原理用来固定的膜。
[0059]
(低反射部)
[0060]
如图2所示，通过除去反射型光掩模坯10的低反射部4的一部分、即通过将低反射部4图案化，从而形成了反射型光掩模20的低反射部图案4a。在euv光刻中，euv光倾斜地入射并被反射部5反射，但是由于低反射部图案4a妨碍光路而产生的投影效应，转印至晶圆(半导体基板)上的转印性能可能会劣化。通过减小吸收euv光的低反射部4的厚度来减少该转印性能的劣化。为了减小低反射部4的厚度，优选使用相较于传统材料对于euv光的吸收性高的材料、即对于13.5nm的波长的消光系数k高的材料。
[0061]
图3是示出一部分金属材料对于波长为13.5nm的euv光的光学常数的图。图3的横轴表示折射率n，纵轴表示消光系数k。作为传统的低反射部4的主要材料的钽(ta)的消光系数k为0.041。只要是具有比ta大的消光系数k的材料，则与传统的相比可以减小低反射部4的厚度。
[0062]
作为满足如上所述的消光系数k的材料，如图3所示，例如为银(ag)、铂(pt)、铟(in)、钴(co)、锡(sn)、镍(ni)、碲(te)。
[0063]
将来自反射部5的反射光的强度设为rm、将来自低反射部4的反射光的强度设为ra，表示反射部5与低反射部4的光强度的对比度的指标即光学浓度(od：optical density)值由下式(1)规定。
[0064]
od ＝
ꢀ‑
log(ra/rm)
··· (式1)
[0065]
od值越大，对比度越好，得到越高的转印性。图案转印需要od＞1，但是与上述传统的相比，od值更优选为1.5以上。
[0066]
如上所述，传统的euv反射型光掩模的低反射部4中已经应用了以ta为主要成分的化合物材料。在这种情况下，为了获得od值为1以上，需要使低反射部4的膜厚为40nm以上，为了获得od值为2以上，需要使低反射部4的膜厚为70nm以上。钽(ta)的消光系数k为0.041，但是在图3所示的材料当中，银(ag)、铂(pt)、铟(in)、钴(co)、锡(sn)、镍(ni)、碲(te)的消光系数都为0.041以上，因此与使用钽(ta)的情况相比，可以实现薄膜化，特别是锡(sn)和铟(in)的氧化物可以利用氯系气体进行蚀刻加工，因此优选作为候补材料。
[0067]
例如，通过将含有消光系数k为0.06以上的锡(sn)和氧(o)的材料、或者含有铟
(in)和氧(o)的材料应用于低反射部4，如果od值至少为1以上，则可以使低反射部4的膜厚减少至17nm，如果od值为2以上，则可以使低反射部4的膜厚为45nm以下。但是，当低反射部4的膜厚超过45nm时，与传统的以ta为主要成分的化合物材料形成的膜厚60nm的低反射部4具有相同程度的投影效应。
[0068]
因此，本发明的实施方式的低反射部4的特征在于：含有40at％以上的选自银(ag)、钴(co)、铟(in)、铂(pt)、锡(sn)、镍(ni)、碲(te)、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至少1种以上的材料(以下，也称为高消光系数材料)，其膜厚为45nm以下。即，当低反射部4的膜厚在45nm以下的范围内时，与由以钽(ta)为主要成分的化合物材料形成的传统的低反射部4相比，能够充分地降低投影效应，从而转印性能提高。这里，如果上述的高消光系数材料的含量相对于低反射部4整体的原子数为40at％以上，则容易使低反射部4的膜厚为45nm以下。另外，如果上述的高消光系数材料的含量相对于低反射部4整体的原子数为75at％以下，则与封盖层3的密合性提高。需要说明的是，上述的高消光系数材料的含量相对于低反射部4整体的原子数优选在45at％以上65at％以下的范围内、更优选在50at％以上60at％以下的范围内。
[0069]
进一步，为了转印微细的图案，优选的是，从反射部5和低反射部4反射的光的强度的对比度高。因此，低反射部4的od值更优选为1.5以上。
[0070]
属于后述的第1材料组的材料和属于第2材料组的材料满足作为提高封盖层3与低反射部4的密合性的材料的条件。这是因为，属于第1材料组的材料和属于第2材料组的材料均具有与封盖层3中所含的钌(ru)的表面自由能的值接近的值。特别是，与属于第2材料组的材料相比，属于第1材料组的材料具有与钌(ru)的表面自由能更接近的值，因此使封盖层3与低反射部4的密合性更牢固。
[0071]
属于第1材料组的材料是以钌(ru)的表面自由能为基准具有小于
±
0.5[j/m2]的表面自由能的材料，属于第2材料组的材料是以钌(ru)的表面自由能为基准具有
±
0.5[j/m2]以上且小于
±
2[j/m2]的表面自由能的材料。
[0072]
由此，对于低反射部4的从封盖层3侧起至少厚度2nm以上的区域所含有的材料，除了属于第1材料组的材料或属于第2材料组的材料以外，还可以使用混合了其他材料的材料，但是为了不降低与封盖层3的密合性，优选各自至少含有25at％以上、30at％以上的选自第1材料组中的至少1种以上的材料、或选自第2材料组中的至少1种以上的材料的材料。即，在本实施方式中，优选的是，在低反射部4的从封盖层3侧的面(背面)起至少厚度2nm的厚度区域中，添加25at％以上的选自第1材料组中的至少1种以上的材料、或者添加30at％以上的选自第2材料组中的至少1种以上的材料，并且低反射部4的合计膜厚为45nm以下。
[0073]
这里，上述第1材料组是指由钌(ru)、钛(ti)、钒(v)、铬(cr)、锰(mn)、铁(fe)、铌(nb)、钼(mo)、锝(tc)、铑(rh)、钽(ta)、钨(w)、铼(re)、锇(os)、铱(ir)、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组成的材料组。
[0074]
另外，上述第2材料组是指由钪(sc)、铜(cu)、钇(y)、锆(zr)、钯(pd)、镧(la)、铪(hf)、金(au)、铍(be)、镁(mg)、钙(ca)、锌(zn)、镉(cd)、铝(al)、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组成的材料组。
[0075]
如果选自第1材料组中的至少1种以上的材料的含量相对于构成低反射部4的从封盖层3侧起至少厚度2nm以上的区域的材料整体的原子数为25at％以上，则封盖层3与低反
射部4的密合性变得更牢固。需要说明的是，选自第1材料组中的至少1种以上的材料的含量相对于构成低反射部4的从封盖层3侧起至少厚度2nm以上的区域的材料整体的原子数更优选为40at％以上、进一步优选为50at％以上。
[0076]
如果选自第2材料组中的至少1种以上的材料的含量相对于构成低反射部4的从封盖层3侧起至少厚度2nm以上的区域的材料整体的原子数为30at％以上，则封盖层3与低反射部4的密合性变得更牢固。需要说明的是，选自第2材料组中的至少1种以上的材料的含量相对于构成低反射部4的从封盖层3侧起至少厚度2nm以上的区域的材料整体的原子数更优选为45at％以上、进一步优选为55at％以上。
[0077]
在上述的实施方式中，对选自第1材料组中的至少1种以上的材料的含量相对于构成低反射部4的从封盖层3侧起至少厚度2nm以上的区域的材料整体的原子数为25at％以上的情况；选自第2材料组中的至少1种以上的材料的含量相对于构成低反射部4的从封盖层3侧起至少厚度2nm以上的区域的材料整体的原子数为30at％以上的情况进行了说明，但是本发明不限于此。
[0078]
例如，也可以是选自第1材料组中的至少1种以上的材料的含量相对于构成仅由吸收层构成的低反射部4整体的材料的原子数为25at％以上；也可以是选自第2材料组中的至少1种以上的材料的含量相对于构成仅由吸收层构成的低反射部4整体的材料的原子数为30at％以上。
[0079]
即，如果选自第1材料组中的至少1种以上的材料的含量相对于低反射部4整体的原子数为25at％以上，则封盖层3与低反射部4的密合性变得更牢固。另外，如果选自第1材料组中的至少1种以上的材料的含量相对于低反射部4整体的原子数为60at％以上，则对投影效应产生不良影响的可能性小。需要说明的是，选自第1材料组中的至少1种以上的材料的含量相对于低反射部4整体的原子数优选在30at％以上55at％以下的范围内、更优选在35at％以上50at％以下的范围内。
[0080]
此外，低反射部4整体中的第2材料组的组成优选为30at％以上60at％以下、更优选在35at％以上55at％以下的范围内、最优选在40at％以上50at％以下的范围内。
[0081]
另外，也可以是选自第1材料组中的至少1种以上的材料的含量相对于构成由后述的密合层和吸收层构成的低反射部4整体的材料的原子数为25at％以上；也可以是选自第2材料组中的至少1种以上的材料的含量相对于构成由后述的密合层和吸收层构成的低反射部4整体的材料的原子数为30at％以上。
[0082]
(第1方式)
[0083]
参照图2对本实施方式的第1方式进行说明。
[0084]
为了使蚀刻加工性变得容易，将构成低反射部4的吸收层制成均匀组成的膜是有效的。
[0085]
因此，为了使蚀刻加工性变得容易，吸收层优选为具有以下均匀组成的结构体：相对于吸收层整体的原子数，含有至少40at％以上的选自银(ag)、钴(co)、铟(in)、铂(pt)、锡(sn)、镍(ni)、碲(te)、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1种以上的材料(高消光系数材料)，并且含有至少25at％以上的选自第1材料组的1种以上的材料、或者含有至少30at％以上的选自第2材料组的1种以上的材料。
[0086]
另外，本实施方式涉及的吸收层可以由多层构成，也可以在吸收层上设置作为蚀
刻掩模的hm(硬掩模)层、用于提高检查光对比度的ar(防反射)膜等。即使在这种情况下，构成吸收层的各层的膜厚合计的总膜厚优选为45nm以下。即，即使在低反射部4由单一层构成的情况下，其膜厚也优选为45nm以下，另外，即使在分成多层的情况下，其合计膜厚也优选为45nm以下。
[0087]
(第2方式)
[0088]
参照图4对本实施方式的第2方式进行说明。
[0089]
为了降低投影效应，并且防止原子态氢侵入封盖层与吸收层的层间，如图4所示，在吸收层542中添加消光系数k高的材料，并且设置用于使封盖层3与吸收层542更牢固地密合的密合层541是有效的。优选的是，形成密合层541的材料与形成图1所示的吸收层(低反射部4)的材料相同，是具有与形成封盖层3的钌(ru)的表面自由能接近的值的材料。
[0090]
因此，优选的是，密合层541的膜厚为2nm以上20nm以下，含有25at％以上的选自上述第1材料组的1种以上的材料、或者含有30at％以上的选自上述第2材料组的1种以上的材料。
[0091]
如果密合层541的膜厚为2nm以上，则可以使用市售的xps装置进行构成元素的分析(构成元素的含量测定)。另外，如果密合层541的膜厚为20nm以下，则作为低反射部54整体的厚度变得充分薄，转印性能劣化的可能性(对投影效应产生不良影响的可能性)降低。
[0092]
(第3方式)
[0093]
参照图2对本实施方式的第3方式进行说明。
[0094]
对吸收层(低反射部4)进行图案化处理后的吸收层(低反射部4)的剖面侧壁角度优选成为与封盖层3的表面近似垂直的矩形形状，在吸收层(低反射部4)的剖面侧壁成为台阶形状或锥形形状的情况下，曝光光的不希望的衰减增幅或图案端部的反射光强度的变化有可能使转印性能劣化。因此，优选在吸收层(低反射部4)图案化后的吸收层(低反射部4)的剖面中没有台阶。
[0095]
因此，通过在低反射部4当中的封盖层3侧的区域中含有大量具有与形成封盖层3的钌(ru)的表面自由能接近的值的材料，并且使该材料的组成比以朝向低反射部4当中的与封盖层3相反一侧的区域(最表面侧)变少的方式连续地变化，从而有望在不形成层的边界的情况下使组成变化。
[0096]
因此，优选为这样的结构体：在低反射部4当中的封盖层3侧至少2nm以上的膜厚(区域)中，含有25at％以上的选自第1材料组的1种以上的材料、或者含有30at％以上的选自第2材料组的1种以上的材料，低反射部4当中的与封盖层3相反一侧的区域(最表面侧)以使第1材料组或第2材料组的组成比比封盖层3侧少的方式连续地变化。
[0097]
以下，对低反射部4中上述“连续地变化”的属于第1材料组的材料的含量(浓度)和高消光系数材料的含量(浓度)的各分布进行说明。需要说明的是，在本实施方式中，属于第1材料组的材料的含量(浓度)的分布与属于第2材料组的材料的含量(浓度)的分布在定性上是相同的。因此，这里省略对属于第2材料组的材料的含量(浓度)的分布的说明。
[0098]
在本实施方式中，优选的是，属于第1材料组的材料的含量从封盖层3侧朝向低反射部4的最表面侧以直线(线性)、曲线(例如s字曲线)、或指数函数的形式减少。
[0099]
另外，在本实施方式中，优选的是，高消光系数材料的含量从封盖层3侧朝向低反射部4的最表面侧以直线(线性)、曲线(例如s字曲线)、或指数函数的形式增加。
[0100]
另外，优选的是，属于第1材料组的材料和高消光系数材料中的至少一者在封盖层3侧和低反射部4的最表面侧中的至少一个区域中组成是均匀的。需要说明的是，在本实施方式中，“封盖层3侧的区域”是指封盖层3整体中的下层10％的区域，“最表面侧的区域”是指低反射部4整体中的上层10％的区域。
[0101]
另外，在将低反射部4沿厚度方向2等分的情况下，属于第1材料组的材料的含量(浓度)与高消光系数材料的含量(浓度)相同的点(部位)可以位于封盖层3侧，也可以位于低反射部4的最表面侧。
[0102]
另外，封盖层3侧的区域(低反射部4整体中的下层10％的区域)可以不是仅由属于第1材料组的材料构成，最表面侧的区域(低反射部4整体中的上层10％的区域)可以不是仅由高消光系数材料构成。即，封盖层3侧的区域可以含有高消光系数材料，最表面侧的区域可以含有属于第1材料组的材料。
[0103]
以下，参照图5至图8对低反射部4中的属于第1材料组的材料的含量(浓度)和高消光系数材料的含量(浓度)的各分布进行说明。
[0104]
图5至图8是示出属于第1材料组的材料的含量分布(浓度分布)和高消光系数材料的含量分布(浓度分布)的示意图。在图5至图8的各图中，纵轴均表示低反射部4整体中的属于第1材料组的材料和高消光系数材料的各含量(％)，横轴均表示低反射部4整体的深度方向。
[0105]
图5示出了这样的方式：属于第1材料组的材料的含量(实线)从封盖层3侧朝向低反射部4的最表面侧以直线(线性)的形式减少，并且高消光系数材料的含量(虚线)从封盖层3侧朝向低反射部4的最表面侧以直线(线性)的形式增加。
[0106]
图6示出了这样的方式：属于第1材料组的材料的含量(实线)从封盖层3侧朝向低反射部4的最表面侧以直线(线性)的形式减少，并且高消光系数材料的含量(虚线)从封盖层3侧朝向低反射部4的最表面侧以直线(线性)的形式增加，在将低反射部4沿厚度方向2等分的情况下，属于第1材料组的材料的含量(浓度)与高消光系数材料的含量(浓度)相同的点(部位)位于封盖层3侧。
[0107]
图7示出了这样的方式：属于第1材料组的材料的含量(实线)从封盖层3侧朝向低反射部4的最表面侧以指数函数的形式减少，并且高消光系数材料的含量(虚线)从封盖层3侧朝向低反射部4的最表面侧以指数函数的形式增加，封盖层3侧的区域和最表面侧的区域各自组成是均匀的，并且在将低反射部4沿厚度方向2等分的情况下，属于第1材料组的材料的含量(浓度)与高消光系数材料的含量(浓度)相同的点(部位)位于最表面侧。
[0108]
图8示出了这样的方式：属于第1材料组的材料的含量(实线)从封盖层3侧朝向低反射部4的最表面侧以曲线的形式(以描画反s字曲线的方式)减少，并且高消光系数材料的含量(虚线)从封盖层3侧朝向低反射部4的最表面侧以曲线的形式(以描画s字曲线的方式)增加，封盖层3侧的区域和最表面侧的区域各自组成是均匀的。
[0109]
如果是上述方式，则具备对于euv光具有高吸收性的化合物材料(高消光系数材料)的含量从封盖层3侧朝向低反射部4的最表面侧增加、并且与封盖层3所含的钌(ru)的表面自由能接近的值的化合物材料(属于第1材料组的材料或属于第2材料组的材料)的含量)从封盖层3侧朝向低反射部4的最表面侧减少的低反射部4，因此减少了阴影且使封盖层3与低反射部4的密合性变得更牢固。结果，向晶圆上转印的图案的尺寸精度和形状精度提高且
能够制作可长时间使用的光掩模。
[0110]
需要说明的是，本实施方式中的属于第1材料组的材料和高消光系数材料的各含量的分布不限于上述的分布，也可以是各自组合而成的分布。
[0111]
通过使构成低反射部4的材料例如含有铍(be)、钙(ca)、钪(sc)、钒(v)、锰(mn)、铁(fe)、铜(cu)、锗(ge)、砷(as)、锶(sr)、锝(tc)、铑(rh)、钡(ba)、钨(w)、铼(re)、锇(os)、金(au)等，可以提高粗糙度、面内尺寸均匀性、转印图像的面内均匀性，从而可以得到充分地呈现无定形的材料。
[0112]
另外，通过使构成低反射部4的材料例如含有银(ag)、钴(co)、铟(in)、铂(pt)、锡(sn)、镍(ni)、碲(te)等，可以得到消光系数k比作为传统的主材料的钽(ta)大的材料。
[0113]
另外，通过使构成低反射部4的材料例如含有钽(ta)、铬(cr)、钛(ti)、铝(al)、硅(si)、锆(zr)、钒(v)、铪(hf)、铌(nb)、钇(y)、铅(pb)、镓(ga)等，从而难以与氢自由基发生反应，可以得到进一步具有氢自由基耐性的材料。
[0114]
另外，通过使构成低反射部4的材料例如含有钽(ta)、铬(cr)、钛(ti)、铝(al)、钒(v)、铪(hf)等，如图9所示，可以以覆盖低反射部4的露出表面的方式形成具有氢自由基耐性的氧化膜6。
[0115]
另外，通过使构成低反射部4的材料例如含有铝(al)、铬(cr)、锆(zr)等，可以得到对于掩模清洗中通常使用的spm或apm之类的药液的反应性低的、具有更耐清洗性的材料。
[0116]
另外，通过使构成低反射部4的材料例如含有氮化硅(sin)、氧化钽(tao)等，可以得到波长190nm～260nm的光吸收高的、具有检查光对比度提高性的材料。
[0117]
另外，通过使构成低反射部4的材料例如含有钴(co)、钌(ru)、铱(ir)、金(au)、钯(pd)、铂(pt)、钼(mo)等，可以得到对于13.5nm波长的折射率n小于0.95的、相移性提高了的材料。
[0118]
以上，描述了低反射部4中可能含有的材料的效果的一个例子，但是各材料的效果不限于上述的例子，也可以对应于多个。
[0119]
另外，由于反射型光掩模20暴露于存在氢自由基或氢离子等原子态氢的环境下，因此如果不是对于原子态氢的层间密合性高的材料，则无法耐受长时间的使用。在本实施方式中，在0.36毫巴(mbar)以下的真空中，在使用功率为1kw的微波等离子体而产生氢自由基、在富氢自由基的环境下暴露一定时间之后，切断反射型光掩模20，通过tem(透射电子显微镜)观察封盖层3与低反射部4的剖面，将通过目视未观测到空孔的材料作为对于原子态氢的层间密合性高的材料。
[0120]
需要说明的是，后述的表1中所示的空孔的tem观察结果是以600,000倍的倍率多次观测200nm区域而得的结果，将通过目视未观测到空孔的情况评价为
“○”
，将通过目视观测到了空孔的情况评价为
“×”
。
[0121]
以下，对本发明涉及的反射型光掩模坯以及反射型光掩模的实施例进行说明。
[0122]
[实施例1]
[0123]
如图10所示，在具有低热膨胀特性的合成石英的基板11上形成以硅(si)与钼(mo)为一对的层叠膜层叠40层而成的多层反射膜12。多层反射膜12的膜厚为280nm。
[0124]
接着，在多层反射膜12上将作为中间膜的由钌(ru)形成的封盖层13以使其膜厚成为2.5nm的方式进行成膜。由此，在基板11上形成了具有多层反射膜12和封盖层13的反射部
16。
[0125]
接着，在封盖层13上通过由氧化锡(高消光系数材料)和氧化钽(属于第1材料组的材料)以75:25的比率均质构成的材料以使吸收层14的膜厚成为40nm的方式进行成膜。锡(sn)与氧(o)的原子数比率通过edx(能量分散型x射线分析)进行测定，结果为1:2.5。另外，通过xrd(x射线衍射装置)测定了吸收层14的结晶性，结果发现为无定形的。由此，在反射部16上形成了吸收层14。
[0126]
接着，在基板11的未形成有多层反射膜12的一侧将由氮化铬形成的背面导电膜15以100nm的厚度进行成膜，从而制作了实施例1的反射型光掩模坯100。
[0127]
在基板11上的各个膜的成膜使用了多元溅射装置。各个膜的膜厚通过溅射时间来控制。
[0128]
接着，使用图11至图14对反射型光掩模200的制作方法进行说明。
[0129]
如图11所示，利用旋涂机在反射型光掩模坯100所具备的吸收层14上将正性化学放大型抗蚀剂(sebp9012：信越化学社制)以120nm的膜厚进行成膜，在110℃烘烤10分钟，从而形成了抗蚀剂膜17。
[0130]
接着，使用电子束绘图机(jbx3030：日本电子社制)在由正性化学放大型抗蚀剂形成的抗蚀剂膜17上绘制预定的图案。然后，在110℃实施10分钟的烘烤处理，接着进行淋喷显影(sfg3000：sigmameltec ltd.制)。由此，如图12所示，形成了抗蚀剂图案17a。
[0131]
接着，通过以氯系气体为主体的干式蚀刻来进行吸收层14的图案化，从而形成了低反射部图案。由此，如图13所示，形成了低反射部图案14a。
[0132]
接着，进行残留的抗蚀剂图案17a的剥离，从而如图14所示，制作了本实施例涉及的反射型光掩模200。
[0133]
接着，将本实施例涉及的反射型光掩模200在80℃的硫酸中浸渍10分钟，然后在装满氨、30质量％过氧化氢水、水以1:1:20的比例混合而成的洗涤液的洗涤槽中，使用500w的超声波，浸渍10分钟，流水10分钟，从而进行清洗。然后，通过afm(原子力显微镜)测定膜厚，并与成膜时的膜厚相比较，没有观察到膜厚变化。
[0134]
在本实施例中，在吸收层14上所形成的低反射部图案14a包括：在转印评价用的反射型光掩模200上的线宽64nm ls(线宽及间距)图案、利用了afm的吸收层14的膜厚测定用的线宽200nm ls图案、以及euv反射率测定用的4mm见方的低反射部除去部。如图15所示，将线宽64nm ls图案分别设计在x方向和y方向，以便可以容易地观察因euv的倾斜照射而产生的投影效应的影响。
[0135]
[实施例2]
[0136]
如图16所示，在封盖层13上将由氧化钽(属于第1材料组的材料)形成的密合层241以使其膜厚成为2nm的方式进行成膜。通过edx(能量分散型x射线分析)测定此时的钽(ta)与氧(o)的原子数比率，结果为1:1.9。另外，通过xrd(x射线衍射装置)进行测定，结果发现为无定形的。
[0137]
接着，在封盖层13上成膜的层上将由氧化锡(高消光系数材料)形成的吸收层242以使其膜厚成为38nm的方式进行成膜。结果，低反射部24的膜厚合计为40nm。
[0138]
但是，关于低反射部24，氧化钽与氧化锡分开为上层下层，不是组成连续变化的膜。
[0139]
通过edx(能量分散型x射线分析)测定锡(sn)与氧(o)的原子数比率，结果为1:2.5。另外，通过xrd(x射线衍射装置)进行测定，结果发现为无定形的。
[0140]
需要说明的是，除了密合层241、吸收层242的成膜以外，通过与实施例1同样的方法制作了图16和图17所示的实施例2的反射型光掩模坯101以及具备低反射部图案24a的反射型光掩模201。
[0141]
[实施例3]
[0142]
如图18所示，在封盖层13上将含有钽(ta)和氧(o)的材料以使膜厚成为2nm的方式进行成膜。通过edx(能量分散型x射线分析)测定钽(ta)与氧(o)的原子数比率，结果发现为1:1.9。另外，通过xrd(x射线衍射装置)进行测定，结果发现为无定形的。
[0143]
接着，在封盖层13上成膜的层上将含有钽(ta)、锡(sn)、氧(o)的材料以使膜厚成为38nm的方式进行成膜。
[0144]
由此，在封盖层13上形成了吸收层34。
[0145]
为了在成膜时不产生层的边界，吸收层34是通过使溅射的靶电压连续变化而成膜的。
[0146]
另外，通过xps(x射线光电子能谱)进行组成分析，结果发现如图22所示的组成变化。即，属于第1材料组的钽(ta)和氧(o)的含量(实线)相对于吸收层34整体的原子数为25at％以上，从封盖层13侧朝向吸收层34的最表面侧以曲线的形式(描画反s字曲线的方式)减少；并且属于高消光系数材料的锡(sn)和氧(o)的含量(虚线)相对于吸收层34整体的原子数为40at％以上，从封盖层13侧朝向吸收层34的最表面侧以曲线的形式(描画s字曲线的方式)增加。此外，在吸收层34的封盖层13侧的区域和最表面侧的区域中各自组成是均匀的。
[0147]
但是，由于本次实验中使用的xps的深度分辨率为2nm，因此无法测定吸收层34的封盖层13侧的膜厚2nm范围内的深度方向的组成变化。
[0148]
在吸收层34的与封盖层13侧相反一侧(最表面侧)，通过edx(能量分散型x射线分析)测定钽(ta)、锡(sn)、氧(o)的原子数比率，结果发现为0:1:1.25。另外，通过xrd(x射线衍射装置)进行测定，结果发现是无定形的。
[0149]
需要说明的是，除了吸收层34的成膜以外，通过与实施例1同样的方法制作了图18和图19所示的实施例3的反射型光掩模坯102以及具备低反射部图案34a的反射型光掩模202。
[0150]
[实施例4]
[0151]
除了将氧化钽(属于第1材料组的材料)变更为氧化锆(属于第2材料组的材料)以外，通过与实施例1同样的方法制作了图10和图14所示的实施例4的反射型光掩模坯100以及具备低反射部图案14a的反射型光掩模200。
[0152]
需要说明的是，形成在封盖层13上的吸收层14中的氧化锡(高消光系数材料)与氧化锆(属于第2材料组的材料)的比率为75:25。另外，通过edx(能量分散型x射线分析)测定锡(sn)与氧(o)的原子数比率，结果为1:2.5。另外，通过xrd(x射线衍射装置)测定吸收层14的结晶性，结果发现是无定形的。
[0153]
[实施例5]
[0154]
除了将氧化钽(属于第1材料组的材料)变更为氧化锆(属于第2材料组的材料)以
外，通过与实施例2同样的方法制作了图16和图17所示的实施例5的反射型光掩模坯101以及具备低反射部图案24a的反射型光掩模201。
[0155]
需要说明的是，通过edx(能量分散型x射线分析)测定形成在封盖层13上的层中的锆(zr)与氧(o)的原子数比率，结果为1:1.9。另外，通过xrd(x射线衍射装置)进行测定，结果发现是无定形的。
[0156]
接着，在封盖层13上成膜的层上将由氧化锡(高消光系数材料)形成的吸收层242以使其膜厚成为38nm的方式进行成膜。结果，低反射部24的膜厚合计为40nm。
[0157]
但是，关于低反射部24，氧化锆与氧化锡分开为上层下层，不是组成连续变化的膜。
[0158]
需要说明的是，通过edx(能量分散型x射线分析)测定锡(sn)与氧(o)的原子数比率，结果为1:2.5。另外，通过xrd(x射线衍射装置)进行测定，结果发现为无定形的。
[0159]
[实施例6]
[0160]
除了将氧化钽(属于第1材料组的材料)变更为氧化锆(属于第2材料组的材料)以外，通过与实施例3同样的方法制作了图18和图19所示的实施例6的反射型光掩模坯102以及具备低反射部图案34a的反射型光掩模202。
[0161]
需要说明的是，通过edx(能量分散型x射线分析)测定形成在封盖层13上的层中的锆(zr)与氧(o)的原子数比率，结果为1:1.9。另外，通过xrd(x射线衍射装置)进行测定，结果发现为无定形的。
[0162]
另外，在吸收层34的与封盖层13侧相反一侧(最表面侧)，通过edx(能量分散型x射线分析)测定锆(zr)、锡(sn)、氧(o)的原子数比率，结果为0:1:1.25。另外，通过xrd(x射线衍射装置)进行测定，结果发现为无定形的。
[0163]
[实施例7]
[0164]
除了将由氧化钽(属于第1材料组的材料)形成的且膜厚为2nm的密合层241变更为由氧化锆(属于第2材料组的材料)形成的且膜厚为20nm的密合层241以外，通过与实施例2同样的方法制作了图16和图17所示的实施例2的反射型光掩模坯101以及具备低反射部图案24a的反射型光掩模201。
[0165]
[比较例1]
[0166]
在封盖层13上通过由氧化锡(高消光系数材料)和氧化钽(属于第1材料组的材料)以90:10的比率均质构成的材料以使吸收层14的膜厚成为40nm的方式进行成膜。通过edx(能量分散型x射线分析)测定锡(sn)与氧(o)的原子数比率，结果为1:2.5。另外，通过xrd(x射线衍射装置)测定吸收层14的结晶性，结果发现为无定形的。
[0167]
需要说明的是，除了吸收层14的成膜以外，通过与实施例1同样的方法制作了图10和图14所示的比较例1的反射型光掩模坯100以及反射型光掩模200。
[0168]
[比较例2]
[0169]
在封盖层13上将由氧化钽形成的密合层241以使其膜厚成为16nm的方式进行成膜。通过edx(能量分散型x射线分析)测定此时的钽(ta)与氧(o)的原子数比率，结果为1:1.9。另外，通过xrd(x射线衍射装置)进行测定，结果发现为无定形的。
[0170]
接着，在封盖层13上成膜的层上将由氧化锡形成的吸收层242以使其膜厚成为36nm的方式进行成膜。结果，低反射部24的合计膜厚合计为52nm。
[0171]
但是，关于低反射部24，氧化钽与氧化锡分开为上层下层，不是组成连续变化的膜。
[0172]
通过edx(能量分散型x射线分析)测定锡(sn)与氧(o)的原子数比率，结果为1:2.5。另外，通过xrd(x射线衍射装置)进行测定，结果发现为无定形的。
[0173]
需要说明的是，除了密合层241、吸收层242的成膜以外，通过与实施例1同样的方法制作了图16和图17所示的比较例2的反射型光掩模坯101以及反射型光掩模201。
[0174]
[比较例3]
[0175]
在封盖层13上将含有钽(ta)、锡(sn)、氧(o)的材料以使得膜厚成为2nm的方式进行成膜。通过edx(能量分散型x射线分析)测定钽(ta)、锡(sn)、氧(o)的原子数比率，结果发现为3.5:25.7:70.8。另外，通过xrd(x射线衍射装置)进行测定，结果发现为无定形的。
[0176]
接着，在封盖层13上成膜的层上将钽(ta)、锡(sn)、氧(o)以使得膜厚成为38nm的方式进行成膜。
[0177]
由此，在封盖层13上形成了吸收层34。
[0178]
为了在成膜时不产生层的边界，吸收层34是通过使溅射的靶电压连续变化而成膜的。
[0179]
另外，通过xps(x射线光电子能谱)进行组成分析，结果发现如图23所示的组成变化。即，属于第1材料组的钽(ta)和氧(o)的含量(实线)相对于吸收层34整体的原子数为25at％以下。需要说明的是，在吸收层34的基板11侧的区域和最表面侧的区域中各自的组成是均匀的。
[0180]
但是，由于本次实验中使用的xps的深度分辨率为2nm，因此无法测定吸收层34的封盖层13侧的膜厚2nm范围内的深度方向的组成变化。
[0181]
在吸收层34的与封盖层13侧相反一侧(最表面侧)，通过edx(能量分散型x射线分析)测定钽(ta)、锡(sn)、氧(o)的原子数比率，结果发现为0:1:1.25。另外，通过xrd(x射线衍射装置)进行测定，结果发现是无定形的。
[0182]
需要说明的是，除了吸收层34的成膜以外，通过与实施例1同样的方法制作了图18和图19所示的比较例3的反射型光掩模坯102以及反射型光掩模202。
[0183]
[比较例4]
[0184]
如图20所示，由氮化钽形成吸收层441，以使其膜厚成为58nm的方式进行成膜。另外，最表层442由氧化钽形成，以使其膜厚成为2nm的方式进行成膜。本比较例中，假定为传统的以钽为主要成分的现有膜的反射型光掩模。
[0185]
但是，氮化钽与氧化钽分开为上层下层，不是组成连续变化的膜。
[0186]
需要说明的是，除了吸收层441、最表层442的成膜以外，通过与实施例1同样的方法制作了图20和图21所示的比较例4的反射型光掩模坯103以及具备低反射部图案44a的反射型光掩模203。
[0187]
通过利用euv光的反射率测定装置测定了上述的实施例和比较例中所制作的反射型光掩模的反射部区域中的反射率rm和低反射部区域中的反射率ra。反射率rm的测定是在4mm见方的低反射部除去部中进行的。根据该测定结果，使用上述式(1)算出od值。
[0188]
(晶圆曝光评价)
[0189]
使用euv曝光装置(nxe3300b：asml公司制造)，将实施例和比较例中所制作的反射
型光掩模的低反射部图案14a、24a、34a、44a转印曝光到涂布有euv正性化学放大型抗蚀剂的半导体晶圆上。此时，调节曝光量，以使图15中的x方向的ls图案按照设计进行转印。然后，利用电子束尺寸测定仪观察转印后的抗蚀剂图案和测定线宽，从而确认分辨率。
[0190]
此时，对于hv-偏差，将现有膜的6.1nm设为
“△”
，将小于6.1nm设为
“○”
，将4.9nm以下设为
“◎”
；对于od值，将1.5以上设为
“○”
，将2以上设为
“◎”
。需要说明的是，对于hv-偏差，如果是
“△”
以上的评价，则在使用上没有任何问题，因此设为合格。另外，对于od值，如果是
“○”
以上的评价，则在使用上没有任何问题，因此设为合格。
[0191]
这些评价结果如表1所示。
[0192][0193]
表1中，在比较例4中，示出了吸收层441为氮化钽且膜厚为58nm、最表层442为氧化钽且膜厚为2nm的ta系现有膜的光掩模在晶圆上的抗蚀剂图案尺寸和掩模特性。在比较例4
的反射型光掩模203时，根据掩模剖面的tem观察结果，不存在目视观测到的空孔，层间密合性成为良好的结果。od值为1.5、得到了可以图案转印的对比度。利用euv光的图案化的结果是h-v偏差(水平-垂直尺寸差)为6.1nm，虽然显影但是阴影效应的影响大，成为转印性低的结果。
[0194]
表1中，在实施例1中，示出了吸收层14为由氧化锡和氧化钽构成的材料(混合比75:25)且膜厚为40nm的光掩模在晶圆上的抗蚀剂图案尺寸和掩模特性。在实施例1的反射型光掩模200时，根据掩模剖面的tem观察结果，不存在目视观测到的空孔，层间密合性成为良好的结果。od值为2.4，得到了可以图案转印的对比度。利用euv光的图案化的结果是h-v偏差为5.3nm，得到了比比较例4优异的图案转印性。
[0195]
表1中，在实施例2中，示出了吸收层242为氧化锡且膜厚为38nm、密合层241为氧化钽且膜厚为2nm的光掩模在晶圆上的抗蚀剂图案尺寸和掩模特性。在实施例2的反射型光掩模201时，根据掩模剖面的tem观察结果，不存在目视观测到的空孔，层间密合性成为良好的结果。od值为2.7，得到了可以图案转印的对比度。利用euv光的图案化的结果是h-v偏差为5.4nm，得到了比比较例4优异的图案转印性。
[0196]
表1中，在实施例3中，示出了通过在封盖层13上由氧化钽形成膜厚2nm的层，并且使溅射的靶电压连续变化而在封盖层13上成膜的层上由含有钽(ta)、锡(sn)、氧(o)的材料形成膜厚38nm的层，从而在封盖层13上形成了合计膜厚40nm的吸收层34的光掩模在晶圆上的抗蚀剂图案尺寸和掩模特性。在实施例3的反射型光掩模202时，根据掩模剖面的tem观察结果，不存在目视观测到的空孔，层间密合性成为良好的结果。od值为2.1，得到了可以图案转印的对比度。利用euv光的图案化的结果是h-v偏差为4.9nm，得到了比比较例4优异的图案转印性。
[0197]
表1中，在实施例4中，示出了吸收层14为由氧化锡和氧化锆构成的材料(混合比75:25)且膜厚为40nm的光掩模在晶圆上的抗蚀剂图案尺寸和掩模特性。在实施例4的反射型光掩模200时，根据掩模剖面的tem观察结果，不存在目视观测到的空孔，层间密合性成为良好的结果。od值为1.7，得到了可以图案转印的对比度。利用euv光的图案化的结果是h-v偏差为4.5nm，得到了比比较例4优异的图案转印性。
[0198]
表1中，在实施例5中，示出了吸收层242为氧化锡且膜厚为38nm、密合层241为氧化锆且膜厚为2nm的光掩模在晶圆上的抗蚀剂图案尺寸和掩模特性。在实施例5的反射型光掩模201时，根据掩模剖面的tem观察结果，不存在目视观测到的空孔，层间密合性成为良好的结果。od值为2.6，得到了可以进行图案转印的对比度。利用euv光的图案化的结果是h-v偏差为5.5nm，得到了比比较例4优异的图案转印性。
[0199]
表1中，在实施例6中，示出了通过在封盖层13上由氧化锆形成膜厚2nm的层，并且使溅射的靶电压连续变化而在封盖层13上成膜的层上由含有锆(zr)、锡(sn)、氧(o)的材料形成膜厚38nm的层，从而在封盖层13上形成了合计膜厚40nm的吸收层34的光掩模在晶圆上的抗蚀剂图案尺寸和掩模特性。在实施例6的反射型光掩模202时，根据掩模剖面的tem观察结果，不存在目视观测到的空孔，层间密合性成为良好的结果。od值为1.6，得到了可以图案转印的对比度。利用euv光的图案化的结果是h-v偏差为4.5nm，得到了比比较例4优异的图案转印性。
[0200]
表1中，在实施例7中，示出了吸收层242为氧化锡且膜厚为20nm、密合层241为氧化
锆且膜厚为20nm的光掩模在晶圆上的抗蚀剂图案尺寸和掩模特性。在实施例7的反射型光掩模201时，根据掩模剖面的tem观察结果，不存在目视观测到的空孔，层间密合性成为良好的结果。od值为1.7，得到了可以图案转印的对比度。利用euv光的图案化的结果是h-v偏差为4.6nm，得到了比比较例4优异的图案转印性。
[0201]
表1中，在比较例1中，示出了吸收层14为由氧化锡和氧化钽构成的材料(混合比90:10)且膜厚为40nm的光掩模在晶圆上的抗蚀剂图案尺寸和掩模特性。在比较例1的反射型光掩模200时，根据掩模剖面的tem观察结果，存在目视观测到的空孔，层间密合性为不优选的结果。od值为2.4，得到了可以图案转印的对比度。利用euv光的图案化的结果是h-v偏差为5.4nm，得到了比比较例4优异的图案转印性。
[0202]
表1中，在比较例2中，示出了吸收层242为氧化锡且膜厚为36nm、密合层241为氧化钽且膜厚为16nm的光掩模在晶圆上的抗蚀剂图案尺寸和掩模特性。在比较例2的反射型光掩模201时，根据掩模剖面的tem观察结果，不存在目视观测到的空孔，层间密合性成为良好的结果。od值为2.0，得到了可以图案转印的对比度。利用euv光的图案化的结果是h-v偏差为7.6nm，得到了比比较例4差的图案转印性。
[0203]
表1中，在比较例3中，示出了通过在封盖层13上由含有钽(ta)、锡(sn)、氧(o)的材料(3.5:25.7:70.8)形成膜厚2nm的层，并且使溅射的靶电压连续变化而在封盖层13上形成的层上由含有钽(ta)、锡(sn)、氧(o)的材料形成膜厚38nm的层，从而在封盖层13上形成了合计膜厚40nm的吸收层34的光掩模在晶圆上的抗蚀剂图案尺寸和掩模特性。在比较例3的反射型光掩模202时，根据掩模剖面的tem观察结果，存在目视观测到的空孔，层间密合性为不优选的结果。od值为2.5，得到了可以图案转印的对比度。利用euv光的图案化的结果是h-v偏差为5.4nm，得到了比比较例4优异的图案转印性。
[0204]
当对实施例1～7与现有膜(比较例4)进行对比时，实施例1～7的各反射型光掩模的密合性与使用了现有膜的反射型光掩模相同，能够提高图案转印性。需要说明的是，实施例1～7的各反射型光掩模的密合性和图案转印性这二者均优于现有膜(比较例4)，因此将判定结果标记为“〇”、
“◎”
，处理为“合格”。另外，比较例1～3的各反射型光掩模的密合性和图案转印性中的任意一者比现有膜(比较例4)差，因此将判定结果标记为
“×”
，处理为“不合格”。
[0205]
由此，在至少含有钌(ru)的封盖层上存在包含由具有高k值的材料等构成的吸收层而构成的低反射部，并且从低反射部的封盖层侧起至少厚度2nm的区域中具有与钌(ru)接近的表面自由能值的材料的反射型光掩模获得了转印性、耐照射性优异、降低了投影效应、且寿命长、转印性能高的光掩模的结果。即，如果是在至少含有钌(ru)的封盖层上存在包含由具有高k值的材料等构成的吸收层的低反射部、并且从低反射部的封盖层侧起至少厚度2nm的区域中具有与钌(ru)接近的表面自由能值的材料的反射型光掩模，则具有抑制或减轻投影效应、并且使封盖层与低反射部的层间密合性变得牢固的性质。
[0206]
工业实用性
[0207]
本发明涉及的反射型光掩模坯以及反射型光掩模可适用于在半导体集成电路等的制造工序中通过euv曝光形成微细图案。
[0208]
符号的说明
[0209]1···
基板
[0210]2···
多层反射膜
[0211]3···
封盖层
[0212]4···
低反射部
[0213]
4a
···
低反射部图案(吸收图案)
[0214]5···
反射部
[0215]6···
氧化覆膜
[0216]
10
···
反射型光掩模坯
[0217]
20
···
反射型光掩模
[0218]
11
···
基板
[0219]
12
···
多层反射膜
[0220]
13
···
封盖层
[0221]
14
···
吸收层(低反射部)
[0222]
14a
···
低反射部图案(吸收图案)
[0223]
24
···
低反射部
[0224]
241
···
密合层
[0225]
242
···
吸收层
[0226]
24a
···
低反射部图案
[0227]
34
···
吸收层(低反射部)
[0228]
34a
···
低反射部图案(吸收图案)
[0229]
44
···
低反射部
[0230]
441
···
吸收层
[0231]
442
···
最表层
[0232]
44a
···
低反射部图案
[0233]
54
···
低反射部
[0234]
541
···
密合层
[0235]
542
···
吸收层
[0236]
54a
···
低反射部图案
[0237]
15
···
背面导电膜
[0238]
16
···
反射部
[0239]
17
···
抗蚀剂膜
[0240]
17a
···
抗蚀剂图案
[0241]
100
···
反射型光掩模坯
[0242]
200
···
反射型光掩模
[0243]
101
···
反射型光掩模坯
[0244]
201
···
反射型光掩模
[0245]
102
···
反射型光掩模坯
[0246]
202
···
反射型光掩模
[0247]
103
···
反射型光掩模坯
[0248]
203
···
反射型光掩模

技术特征：
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，所述反射部具备多层反射膜和封盖层，所述封盖层至少含有钌(ru)，所述低反射部含有40at％以上的选自银(ag)、钴(co)、铟(in)、铂(pt)、锡(sn)、镍(ni)、碲(te)、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至少1种以上的材料，在所述低反射部的从所述封盖层侧起至少厚度2nm的区域中含有25at％以上的选自由钌(ru)、钛(ti)、钒(v)、铬(cr)、锰(mn)、铁(fe)、铌(nb)、钼(mo)、锝(tc)、铑(rh)、钽(ta)、钨(w)、铼(re)、锇(os)、铱(ir)、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组成的第1材料组中的至少1种以上的材料，或者含有30at％以上的选自由钪(sc)、铜(cu)、钇(y)、锆(zr)、钯(pd)、镧(la)、铪(hf)、金(au)、铍(be)、镁(mg)、钙(ca)、锌(zn)、镉(cd)、铝(al)、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组成的第2材料组中的至少1种以上的材料，所述低反射部的合计膜厚为45nm以下。2.根据权利要求1所述的反射型光掩模坯，其特征在于，所述低反射部具备形成在所述封盖层上的吸收层，或者具备形成在所述封盖层上的密合层和形成在该密合层上的吸收层，所述吸收层含有40at％以上的选自银(ag)、钴(co)、铟(in)、铂(pt)、锡(sn)、镍(ni)、碲(te)、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至少1种以上的材料，所述吸收层和密合层含有25at％以上的选自所述第1材料组中的至少1种以上的材料，或者含有30at％以上的选自所述第2材料组中的至少1种以上的材料。3.根据权利要求1或权利要求2所述的反射型光掩模坯，其特征在于，即使在所述低反射部由单一层构成的情况下，其膜厚也为45nm以下，所述低反射部含有25at％以上的选自所述第1材料组中的至少1种以上的材料，或者含有30at％以上的选自所述第2材料组中的至少1种以上的材料。4.根据权利要求1或权利要求2所述的反射型光掩模坯，其特征在于，即使在所述低反射部分成多层的情况下，其合计膜厚也为45nm以下，所述低反射部当中设置在所述封盖层侧的密合层的膜厚在2nm以上20nm以下的范围内，所述密合层含有25at％以上的选自所述第1材料组中的至少1种以上的材料，或者含有30at％以上的选自所述第2材料组中的至少1种以上的材料。5.根据权利要求1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，
所述低反射部是以使所述第1材料组或所述第2材料组的组成比从所述封盖层侧朝向与所述封盖层侧相反一侧减少的方式连续地变化的结构体。6.一种反射型光掩模，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，所述反射部具备多层反射膜和封盖层，所述封盖层至少含有钌(ru)，所述低反射部含有40at％以上的选自银(ag)、钴(co)、铟(in)、铂(pt)、锡(sn)、镍(ni)、碲(te)、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至少1种以上的材料，在所述低反射部的从所述封盖层侧起至少厚度2nm的区域中含有25at％以上的选自由钌(ru)、钛(ti)、钒(v)、铬(cr)、锰(mn)、铁(fe)、铌(nb)、钼(mo)、锝(tc)、铑(rh)、钽(ta)、钨(w)、铼(re)、锇(os)、铱(ir)、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组成的第1材料组中的至少1种以上的材料，或者含有30at％以上的选自由钪(sc)、铜(cu)、钇(y)、锆(zr)、钯(pd)、镧(la)、铪(hf)、金(au)、铍(be)、镁(mg)、钙(ca)、锌(zn)、镉(cd)、铝(al)、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组成的第2材料组中的至少1种以上的材料，所述低反射部的合计膜厚为45nm以下。7.根据权利要求6所述的反射型光掩模，其特征在于，所述低反射部具备形成在所述封盖层上的吸收层，或者具备形成在所述封盖层上的密合层和形成在该密合层上的吸收层，所述吸收层含有40at％以上的选自银(ag)、钴(co)、铟(in)、铂(pt)、锡(sn)、镍(ni)、碲(te)、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至少1种以上的材料，所述吸收层和密合层含有25at％以上的选自所述第1材料组中的至少1种以上的材料，或者含有30at％以上的选自所述第2材料组中的至少1种以上的材料。8.根据权利要求6或权利要求7所述的反射型光掩模，其特征在于，即使在所述低反射部由单一层构成的情况下，其膜厚也为45nm以下，所述低反射部含有25at％以上的选自所述第1材料组中的至少1种以上的材料，或者含有30at％以上的选自所述第2材料组中的至少1种以上的材料。9.根据权利要求6或权利要求7所述的反射型光掩模，其特征在于，即使在所述低反射部分成多层的情况下，其合计膜厚也为45nm以下，所述低反射部当中设置在所述封盖层侧的密合层的膜厚在2nm以上20nm以下的范围内，所述密合层含有25at％以上的选自所述第1材料组中的至少1种以上的材料，或者含有30at％以上的选自所述第2材料组中的至少1种以上的材料。10.根据权利要求6至权利要求9中任1项所述的反射型光掩模，其特征在于，
所述低反射部是以使所述第1材料组或所述第2材料组的组成比从所述封盖层侧朝向与所述封盖层侧相反一侧减少的方式连续地变化的结构体。

技术总结
本发明提供抑制或减轻以极端紫外区域的波长的光作为光源的图案转印用的反射型光掩模的投影效应、并且封盖层与低反射部的层间密合性高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(5)以及低反射部(4)，反射部(5)具备多层反射膜(2)和封盖层(3)，封盖层(3)含有Ru，低反射部(4)含有40at％以上的选自Ag、Co、In、Pt、Sn、Ni、Te、及它们的化合物中的材料，低反射部(4)的从封盖层(3)侧起厚度2nm的区域中含有25at％以上的属于第1材料组的材料，或者含有30at％以上的属于第2材料组的材料，低反射部(4)的合计膜厚为45nm以下。射部(4)的合计膜厚为45nm以下。射部(4)的合计膜厚为45nm以下。


技术研发人员：山形悠斗 合田步美 中野秀亮 市川显二郎
受保护的技术使用者：凸版光掩模有限公司
技术研发日：2021.12.27
技术公布日：2023/8/24