Euv光刻用反射型掩模基板的製作方法

2023-10-25 23:47:32

專利名稱：Euv光刻用反射型掩模基板的製作方法
技術領域：
本發明涉及半導體製造等中使用的EUV(Extreme Ultra Violet 極端紫外)光刻 用反射型掩模基板(下面，在本說明書中稱作「EUV掩模基板」)。
背景技術：
以往，在半導體產業中，作為在Si襯底等上形成由微細圖案構成的集成電路方面 必不可少的微細圖案的轉印技術，使用的是採用可見光或紫外光的光刻法。但是，半導體器 件的微細化正不斷加快，正逐漸接近現有的光刻法的極限。已知對於光刻法，圖案的解析度 極限是曝光波長的1/2左右，即使使用浸沒法，圖案的解析度極限也只是曝光波長的1/4左 右，可以預見即使使用ArF雷射(193歷)的浸沒法，極限也在45nm左右。於是，作為45nm 以下的曝光技術，採用波長比ArF雷射更短的EUV光的曝光技術、即EUV光刻(EUVL)被寄 予厚望。本說明書中，EUV光是指軟X射線區域或真空紫外線區域的波長的光線，具體是指 波長10 20nm左右、特別是13. 5nm士0. 3nm左右的光線。EUV光容易被各種物質吸收，且該波長下物質的折射率趨近於1，因此無法使用現 有的採用可見光或紫外光的光刻這樣的折射光學系統。因此，EUV光刻中使用反射光學系 統、即反射型光掩模和反射鏡。掩模基板是光掩模製造中使用的圖案形成前的層疊體。EUV掩模基板具有在玻璃 等襯底上依次形成有反射EUV光的反射層和吸收EUV光的吸收體層的結構。作為反射層， 通常使用通過交替層疊高折射率層和低折射率層而提高了對層表面照射EUV光時的光線 反射率的多層反射膜。吸收體層使用的是對EUV光的吸收係數高的材料，具體使用例如以 Ta或Cr為主要成分的材料。EUV掩模基板的吸收體層上通常設有對掩模圖案檢查光為低反射的低反射層。掩 模圖案形成後的圖案缺陷的有無用深紫外光的波長區域(190 ^Onm)的光線檢查。使用 上述的波長區域的光線的圖案檢查中，根據通過圖案形成工序而除去了低反射層和吸收體 層的區域與殘留有低反射層和吸收體層的區域的反射率差、即這些區域表面的反射光的對 比度來檢查圖案缺陷的有無。為了提高掩模圖案的檢查靈敏度，需要增大對比度，因此要求 低反射層對於上述波長區域具有低反射特性、即對於上述波長區域的反射率在15%以下。專利文獻1中認為在由鉭硼合金的氮化物(TaBN)形成的吸收體層上形成由鉭硼 合金的氧化物(TaBO)或鉭硼合金的氧氮化物(TaBNO)形成的低反射層時，對於掩模圖案的 檢查光的波長區域(190 ^Onm)的反射率低，所以優選。此外，專利文獻2、3中認為為了調整對於掩模圖案的檢查光的波長區域(190 260nm)的反射率，較好是在吸收體層上設置由金屬、矽(Si)、氧(0)和氮(N)形成的低反射層。專利文獻1 日本專利特開2004-6798號公報專利文獻2 日本專利特開2006-2^767號公報專利文獻3 日本專利特開2007-335908號公報
發明的概要專利文獻1 3中，作為低反射層，都採用氧化物或氧氮化物。這是為了通過在低 反射層中加入氧而使對於190nm ^Onm附近的波長的低反射性能提高，但另一方面，如果 在低反射層中加入氧，則存在如下所示的蝕刻速度下降的問題。製造EUVL用掩模時、在吸收體層和低反射層進行圖案形成時，通常採用幹法蝕刻 工藝，作為蝕刻氣體，通常採用氯系氣體(或含氯系氣體的混合氣體)(以下將它們統稱為 氯系氣體)或者氟系氣體(或含氟系氣體的混合氣體)(以下將它們統稱為氟系氣體)。為 了防止反射層因蝕刻工藝造成損傷而在反射層上形成作為保護層的含Ru或Ru化合物的膜 的情況下，保護層的損傷少，所以對於吸收體層主要使用氯系氣體作為蝕刻氣體。另一方 面，低反射層由於含氧，因此氯系氣體與氟系氣體相比，蝕刻速率較慢。因此，低反射層的蝕 刻工藝一般採用氟系氣體。在吸收體層和低反射層進行圖案形成時，通常需要實施如上所述的2階段的蝕刻 工藝，即對於低反射層實施採用氟系氣體的蝕刻工藝，對於吸收體層實施採用氯系氣體的 蝕刻工藝。然而，實施這樣的2階段的蝕刻工藝的情況下，需要2個蝕刻處理室，因此工藝 變得複雜，且還可能會在處理室間移動時造成汙染。此外，在1個處理室中實施2種蝕刻工 藝的情況下，氟系氣體和氯系氣體這樣的不同種類的氣體混雜，產生汙染處理室或工藝變 得不穩定的問題。本發明的目的在於為了解決上述的現有技術的問題，提供具備作為EUV掩模基板 的特性良好、特別是圖案檢查光的波長區域的反射率低且採用氯系氣體的蝕刻工藝中具有 足夠快的蝕刻速度的低反射層的EUV掩模基板。本發明人為了解決上述課題而認真研究後發現，通過採用含Si和N的膜(SiN膜) 作為低反射層，對於掩模圖案的檢查光的整個波長區域190 ^Onm具有低反射層特性，且 對於採用氯系氣體的蝕刻工藝，可提高蝕刻速度。此外，本發明人還發現，通過採用在SiN膜中添加Ge或B而得的膜(SiGeN膜、SiBN 膜、SiGeBN膜等)作為低反射層，具有更好的低反射層特性，且對於採用氯系氣體的蝕刻工 藝，可提高蝕刻速度。本發明是基於上述發現而完成的發明，包括以下的技術內容。(1) 一種EUV光刻用反射型掩模基板，它是在襯底上依次形成有反射EUV光的反射 層、吸收EUV光的吸收體層、對掩模圖案的檢查光的波長190nm ^Onm為低反射的低反射 層的EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在於，所述低反射層以總含有率計含有95原子％ 以上的矽(Si)和氮(N)，Si的含有率為5 80原子％，N的含有率為15 90原子％。(2) 一種EUV光刻用反射型掩模基板，它是在襯底上依次形成有反射EUV光的反 射層、吸收EUV光的吸收體層、對掩模圖案的檢查光的波長190nm ^Onm為低反射的低反 射層的EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在於，所述低反射層含有矽(Si)和氮(N)，還含 有選自鍺(Ge)和硼⑶的1種以上的元素，Si、N、Ge和B的總含有率在95原子％以上， Si、Ge和B的總含有率為5 80原子％，Si、Ge和B的組成比為Si (Ge+B) = 4 1 9 1，N的含有率為15 90原子％。(3)如上述⑴或⑵所述的EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在於，所述低反 射層的氧(0)的含有率低於5原子％。
(4)如上述(1) (3)中的任一項所述的EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在 於，所述低反射層表面的表面粗糙度(rms)在0. 5nm以下。(5)如上述(1) (4)中的任一項所述的EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在 於，所述低反射層表面的結晶結構為非晶體結構。(6)如上述(1) (5)中的任一項所述的EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在 於，所述低反射層的膜厚為3 30nm。(7)如上述(1) (6)中的任一項所述的EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在 於，所述吸收體層以鉭(Ta)為主要成分。(8)如上述(1) (7)中的任一項所述的EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在 於，所述吸收體層以鉭(Ta)為主要成分，並且含有選自鉿(Hf)、矽(S i)、鋯(&)、鍺(Ge)、 硼(B)、氮(N)和氫(H)的至少1種元素。(9)如上述(1) (8)中的任一項所述的EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在 於，所述吸收體層的氧(0)的含有率低於25原子％。(10)如上述⑴ (9)中的任一項所述的EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在 於，所述吸收體層和所述低反射層的總膜厚為40 200nm。(11)如上述⑴ (10)中的任一項所述的EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在 於，在所述低反射層與所述吸收體層之間形成有用於在對所述吸收體層進行圖案形成時保 護所述反射層的保護層，以下式表示的對比度在60%以上。對比度(％) = ((R2-R1) / (RJR1)) XlOO式中，&為保護層表面對掩模圖案的波長為190nm ^Onm的檢查光的反射率，R1 為低反射層表面對掩模圖案的波長為190nm ^Onm的檢查光的反射率。(12)如上述(11)所述的EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在於，所述保護層由 Ru、Ru化合物、SiO2和CrN中的任1種形成。(13)如上述⑴ (12)中的任一項所述的EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在 於，所述低反射層表面對所述掩模圖案的波長為190nm ^Onm的檢查光的反射率在15% 以下。(14)如上述⑴ (13)中的任一項所述的EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在 於，所述低反射層通過在含氮(N)的惰性氣體氣氛中實施採用Si靶材的濺射法而形成。(15)如上述⑵ (13)中的任一項所述的EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在 於，所述低反射層通過在含氮(N)的惰性氣體氣氛中實施濺射法而形成，所述濺射法採用 含有矽(Si)和氮(N)且含有選自鍺(Ge)和硼⑶的1種以上的元素的靶材。(16) 一種EUV光刻用反射型掩模基板的製造方法，它是通過在襯底上依次形成反 射EUV光的反射層、吸收EUV光的吸收體層和對掩模圖案的檢查光的波長190nm ^Onm 為低反射的低反射層來製造EUV光刻用反射型掩模基板的方法，其特徵在於，所述低反射 層通過在含氮(N)的惰性氣體氣氛中實施採用Si靶材的濺射法而形成。(17) 一種EUV光刻用反射型掩模基板的製造方法，它是通過在襯底上依次形成反 射EUV光的反射層、吸收EUV光的吸收體層和對掩模圖案的檢查光的波長190nm ^Onm 為低反射的低反射層來製造EUV光刻用反射型掩模基板的方法，其特徵在於，所述低反射 層通過在含氮(N)的惰性氣體氣氛中實施濺射法而形成，所述濺射法採用含有矽(Si)和氮(N)且含有選自鍺(Ge)和硼⑶的1種以上的元素的靶材。(18) 一種EUV光刻用反射型掩模，其特徵在於，對上述(1) (15)中的任一項所 述的EUV光刻用反射型掩模基板的吸收體層和低反射層實施圖案形成而得。(19) 一種半導體集成電路的製造方法，其特徵在於，通過使用上述(18)所述的 EUV光刻用反射型掩模對被曝光體進行曝光來製造半導體集成電路。還有，本說明書中，也將EUV光刻用反射型掩模基板稱為EUV掩模基板，將EUV光 刻用反射型掩模稱為EUV掩模。本發明的EUV掩模基板由於在低反射層中不含氧，因此與以往的低反射層，在採 用氯系氣體的蝕刻工藝中也可獲得足夠快的蝕刻速度。因此，可以僅採用氯系氣體來進行 低反射層和吸收體層的蝕刻，可期待蝕刻工藝和蝕刻裝置的簡化，且也可期待蝕刻工藝中 的汙染的減少。另外，本發明中，低反射層的蝕刻速度比以往的低反射層快，因此可使抗蝕 膜比目前更薄，因而還可期待實現更精細的圖案形成加工。附圖的簡單說明

圖1是表示本發明的EUV掩模基板的一種實施方式的簡要剖視圖。圖2表示對圖1所示的EUV掩模基板1的吸收體層14和低反射層15進行了圖案 形成的狀態。實施發明的方式以下，參照附圖對本發明的EUV掩模基板進行說明。圖1是表示本發明的EUV掩模基板的一種實施方式的簡要剖視圖。圖1所示的 掩模基板1在襯底11上依次形成有反射EUV光的反射層12和吸收EUV光的吸收體層14。 反射層12和吸收體層14之間形成有保護層13，該保護層13用於在對吸收體層14實施圖 案形成時保護反射層12。吸收體層14上形成有對掩模圖案的檢查光為低反射的低反射層 15。但是，對於本發明的EUV掩模基板1，圖1所示的結構中，只有襯底11、反射層12、吸收 體層14和低反射層15是必需的，保護層13是任意的構成要素。以下，對掩模基板1的各個構成要素進行說明。襯底11被要求滿足作為EUV掩模基板用的襯底的特性。因此，襯底11優選具 有低熱膨脹係數(具體來說，20°c下的熱膨脹係數較好為0士0. 05X10_7°C，特別好為 0士0. 03XIO-V0C )且平滑性、平坦度、對掩模基板或圖案形成後的光掩模的洗滌等中所用 的洗滌液的耐受性良好的襯底。作為襯底11，具體可使用例如SiO2-TiO2類玻璃等具有低熱 膨脹係數的玻璃，但不限定於此，也可使用使β石英固溶體析出的結晶化玻璃、石英玻璃、 矽、金屬等的襯底。襯底11具有表面粗糙度(rms)為0. 15nm以下的平滑的表面和IOOnm以下的平 坦度時，圖案形成後的光掩模可獲得高反射率和轉印精度，所以優選。在這裡，表面粗糙度 (rms)基於 JIS-B0601。襯底11的尺寸和厚度等可根據掩模的設計值等適當決定。後文中所示的實施例 中，使用外形為約6英寸(152mm)見方、厚度為約0. 25英寸(6. 3mm)的SiO2-TW2類玻璃。較好是襯底11的形成有反射層12的一側的表面不存在缺陷。但是，即使是存在 缺陷的情況下，為了不會因凹狀缺陷和/或凸狀缺陷而產生相位缺陷，凹狀缺陷的深度和 凸狀缺陷的高度較好是在2nm以下，且這些凹狀缺陷和凸狀缺陷的半值寬度在60nm以下。
反射層12隻要具有作為EUV掩模基板的反射層所需要的特性即可，無特別限定。 在這裡，反射層12所特別要求的特性是高EUV光線反射率。具體來說，以入射角6度對反 射層12表面照射EUV光的波長區域的光線時，波長13. 5nm附近的光線反射率的最大值較 好是在60%以上，更好是在65%以上。此外，即使是在反射層12上設置有保護層13或低 反射層15的情況下，波長13. 5nm附近的光線反射率的最大值也較好是在60%以上，更好是 在65%以上。因為反射層12可實現高EUV光線反射率，所以通常使用使高折射率層和低折射率 層交替層疊多次而得的多層反射膜作為反射層12。形成反射層12的多層反射膜中，高折射 率層廣泛使用Mo，低折射率層廣泛使用Si。即，Mo/Si多層反射膜是最常規的。但是，多層 反射膜不限定於此，也可使用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、Si/Ru/Mo/Ru多層反射膜。構成形成反射層12的多層反射膜的各層的膜厚和層的重複單元的數量可根據所 用的膜材料和反射層所要求的EUV光線反射率來適當選擇。以Mo/Si反射膜為例，要製成 EUV光線反射率的最大值在60%以上的反射層12時，只要將膜厚2.3 士0. Inm的Mo層和膜 厚4. 5士0. Inm的Si層以30 60的重複單元數層疊而製成多層反射膜即可。還有，構成形成反射層12的多層反射膜的各層可採用磁控濺射法、離子束濺射法 等周知的成膜方法形成為所要的厚度。例如，採用離子束濺射法形成Si/Mo多層反射膜的 情況下，較好是使用Si靶材作為靶材，使用Ar氣體(氣壓1. 3 X Io^2Pa 2. 7 X I(T2Pa)作為 濺射氣體，在離子加速電壓300 1500V、成膜速度0. 03 0. 3nm/秒的條件下，按照厚度達 到4. 5nm的條件形成Si膜，接著使用Mo靶材作為靶材，使用Ar氣體(氣壓1. 3 X IO^Pa 2. 7 X I(T2Pa)作為濺射氣體，在離子加速電壓300 1500V、成膜速度0. 03 0. 3nm/秒的條 件下，按照厚度達到2. 3nm的條件形成Mo膜。將上述步驟作為1個周期，進行較好是40 50個周期的Si膜和Mo膜的層疊，藉此形成Si/Mo多層反射膜。為防止反射層12表面被氧化，較好是形成反射層12的多層反射膜的最上層是不 易被氧化的材料的層。不易被氧化的材料的層起到反射層12的蓋層(cap layer)的作用。 作為起到蓋層的作用的不易被氧化的材料的層的具體例子，可例示Si層。形成反射層12 的多層反射膜是Si/Mo膜的情況下，通過以Si層作為最上層，可使該最上層起到蓋層的作 用。此時，蓋層的膜厚較好是9 13nm。保護層13為了下述目的而設置在通過蝕刻工藝、通常為幹法蝕刻工藝對吸收體 層14實施圖案形成時，保護反射層12而使其不因蝕刻工藝而受到損傷。因此，作為保護 層13的材質，選擇滿足下述條件的物質不易受到吸收體層14的蝕刻工藝的影響，即保護 層13的蝕刻速度比吸收體層14慢，且不易因該蝕刻工藝而受到損傷。作為滿足該條件的 物質，可例舉例如Cr、Al、Ta及它們的氮化物，Ru及Ru化合物(RuB、RuSi等)，以及Si02、 Si3N4, Al2O3和它們的混合物。其中，較好是Ru及Ru化合物(RuB、RuSi等)、CrN及SiO2, 特別好是Ru及Ru化合物(RuB、RuSi等)。保護層13的厚度較好是1 60nm，更好是1 20nm。保護層13可採用磁控濺射法、離子束濺射法等周知的成膜方法形成。通過磁控濺 射法形成Ru膜的情況下，較好是使用Ru靶材作為靶材，使用Ar氣體(氣壓1. 0 X lO^Pa IOXlO-1Pa)作為濺射氣體，在投入電力30 1500V、成膜速度0. 02 Inm/秒的條件下，按照厚度達到2 5nm的條件進行成膜。吸收體層14所特別要求的特性是EUV光線反射率極低。具體來說，對吸收體層14 表面照射EUV光的波長區域的光線時，波長13. 5nm附近的最大光線反射率較好是在5%以 下，特別好是在3%以下，更好是在1 %以下。本發明的EUV掩模基板1中，對低反射層15表面照射EUV光的波長區域的光線 時，波長13. 5nm附近的最大光線反射率也較好是在5%以下，特別好是在3 %以下，更好是 在以下。為實現上述特性，吸收體層14較好是由EUV光的吸收係數高的材料構成。作為EUV 光的吸收係數高的材料，優選使用以鉭(Ta)為主要成分的材料。本說明書中，提及「以鉭 (Ta)為主要成分的材料」時，是指該材料中的Ta含量為40原子％以上、較好為50原子％ 以上、更好為55原子％以上的材料。除Ta以外，吸收體層14中所用的以Ta為主要成分的材料還可以包含選自鉿 (Hf)、矽(Si)、鋯(&)、鍺(Ge)、硼⑶和氮(N)的至少一種元素。作為包含Ta以外的上 述元素的材料的具體例子，可例舉例如TaN、TaHf、TaHfN, TaBSi, TaBSiN, TaB, TaBN, TaSi, TaSiN, TaGe, TaGeN, TaZr, TaZrN 等。但是，較好是吸收體層14的氧(0)含有率低。具體來說，較好是吸收體層14中的 0含有率低於25原子％。對吸收體層14實施圖案形成時，通常採用幹法蝕刻工藝，作為蝕 刻氣體，通常採用氯系氣體或氟系氣體。為了防止反射層因蝕刻工藝受到損傷而在反射層 上形成有作為保護層的含Ru或Ru化合物的膜的情況下，保護層的損傷少，所以主要採用氯 系氣體作為蝕刻氣體。然而，用氯系氣體來實施幹法蝕刻工藝的情況下，如果吸收體層14 包含氧，則蝕刻速度減慢，抗蝕層損傷增大，不理想。吸收體層14中的氧的含有率較好是在 15原子％以下，更好是在10原子％以下，進一步更好是在5原子％以下。另外，後述的低反 射層和吸收體層的氧含量較好是都在10原子％以下，特別好是都在5原子％以下。吸收體層14較好是以吸收體層14和低反射層15的總膜厚為40 200nm的條件 設定膜厚，更好是以兩者的總膜厚為50 200nm的條件設定膜厚。進一步更好是以兩者的 總膜厚為50 150nm的條件設定膜厚，特別好是以兩者的總膜厚為50 IOOnm的條件設 定膜厚。上述構成的吸收體層14可通過實施例如磁控濺射法或離子束濺射法等公知的成 膜方法來形成。例如，作為吸收體層14，用磁控濺射法形成TaHf膜時，在下述條件下實施即可。濺射靶材=TaHf化合物靶材(Ta = 30 70原子％，Hf = 70 30原子％ )濺射氣體Ar氣體等惰性氣體(氣壓1. 0 X 10 50 X KT1Pa,較好是 1 X KT1Pa 40 X KT1Pa,更好是 1 X KT1Pa 30 X I(T1Pa)成膜前真空度lX10_4Pa以下，較好是IXlO-5Pa以下，更好是KT6Pa以下投入功率30 1000W，較好是50 750W，更好是80 500W成膜速度2 60nm/分鐘，較好是3. 5 45nm/分鐘，更好是5 30nm/分鐘此外，作為吸收體層14，用磁控濺射法形成TaN膜時，在下述條件下實施即可。濺射靶材Ta靶材濺射氣體以Ar氣體等惰性氣體稀釋的N2氣體(氣壓1.0X IO^1Pa 50 X 10 ,較好是 1 X KT1Pa 40 X KT1Pa,更好是 1 X KT1Pa 30 X I(T1Pa)成膜前真空度1 X KT4Pa以下，較好是1 X KT5Pa以下，更好是KT6Pa以下投入功率30 1000W，較好是50 750W，更好是80 500W成膜速度2 60nm/分鐘，較好是3. 5 45nm/分鐘，更好是5 30nm/分鐘低反射層15由對掩模圖案的檢查中所用的檢查光的波長呈現低反射特性的膜構 成。製作EUV掩模時，在吸收體層上形成圖案後，檢查該圖案是否形成為與設計一致。該掩 模圖案的檢查中，使用目前採用257nm左右的光作為檢查光的檢查機。然而，隨著圖案寬度 變小，檢查光所用的波長也變短，預計今後會採用190 199nm的波長。即，根據對於這樣 的波長的檢查光的反射率的差、即這些面的反射光的對比度進行檢查，所述反射率的差具 體為通過圖案形成除去了吸收體層14而露出的面和通過圖案形成未被除去而殘留的吸收 體層14表面之間的反射率的差。在這裡，前者為反射層12表面。但是，在反射層12上形 成有保護層的情況下為保護層13表面。因此，如果反射層12表面或保護層13表面對檢查 光的波長的反射率與吸收體層14表面對檢查光的波長的反射率的差小，則檢查時的對比 度變差，無法進行準確的檢查。上述構成的吸收體層14的EUV光線反射率極低，作為EUV掩模基板1的吸收體層 具有良好的特性，但從檢查光的波長的角度來看，光線反射率未必足夠低。其結果是，吸收 體層14表面對檢查光的波長的反射率和保護層13表面或反射層12表面對檢查光的波長 的反射率的差減小，可能無法獲得足夠的檢查時的對比度。如果無法獲得足夠的檢查時的 對比度，則在掩模圖案的檢查中無法充分判別圖案的缺陷，無法進行準確的缺陷檢查。本發明的EUV掩模基板1中，在吸收體層14上形成對掩模圖案的檢查光為低反射 的低反射層15，因而檢查時的對比度良好。還有，本發明的EUV掩模基板1的情況下，反射 光的對比度為反射層12表面對檢查光的波長的反射率與低反射層15表面對檢查光的波長 的反射率的差。但是，在反射層12上形成有保護層13的情況下為保護層13表面與低反射 層15表面的反射率的差。本發明的EUV掩模基板1中，在吸收體層14上形成低反射層15，因而對於掩模圖 案的檢查光的整個波長區域(190 ^Onm)的光線反射率極低。具體來說，對低反射層15 表面照射掩模圖案的檢查光的波長區域(190 ^Onm)的光線時，對於該檢查光的整個波 長區域(190 ^Onm)，低反射層15表面的光線反射率較好是在15%以下，更好是在10% 以下，進一步更好是在8%以下。如果對於掩模圖案的檢查光的整個波長區域(190 ^Onm)的低反射層15表面 的最大光線反射率在15%以下，則不論是何種掩模圖案檢查光的波長，檢查時的對比度都 良好。具體來說，對於掩模圖案的檢查光的整個波長區域(190 ^Onm)，反射層12表面的 反射光(在反射層12上形成有保護層13的情況下為保護層13表面的反射光)與低反射 層15表面的反射光的對比度在60%以上。本說明書中，對比度可用下式求出。對比度(％) = ((R2-R1) / (RJR1)) X 100在這裡，&為對於檢查光的波長的反射層12表面的反射率。但是，在反射層12上 形成有保護層的情況下為保護層13表面的反射率。R1為對於檢查光的波長的低反射層15 表面的反射率。還有，如圖2所示，上述禮和&在圖1所示的EUV掩模基板1的吸收體層14和低反射層15上形成有圖案的狀態下測定。上述&是在圖2中通過圖案形成除去了吸 收體層14和低反射層15而露出至外部的反射層12表面或保護層13表面測得的值，R1是 在通過圖案形成未被除去而殘留的低反射層15表面測得的值。本發明中，以上式表示的對比度較好是在65%以上，更好是在70%以上。為實現上述特性，較好是低反射層15由對於掩模圖案檢查光的波長區域的折射 率高於吸收體層14的材料構成且其結晶狀態為非晶體。除此之外，較好是低反射層15在 採用氯系氣體的蝕刻工藝中具有足夠快的蝕刻速度。本發明的EUV掩模基板1的低反射層15通過以總含有率計含有95原子％以上的 矽(Si)和氮(N)來實現上述特性。較好是低反射層15以下述的特定比例含有這些元素。低反射層15中，Si的含有率優選5 80原子％，N的含有率優選15 90原子％ (以下也將具有所述組成的低反射層15稱為「SiN膜」)。如果Si的含有率低於5原子％， 則低反射層15的導電性下降，對低反射層15進行電子束曝光時可能會產生帶電的問題。如 果Si的含有率高於80原子％，則可能會無法使對於掩模圖案檢查光的波長區域的光線反 射率足夠低。此外，N的含有率低於15原子％時，可能會無法使對於掩模圖案檢查光的波 長區域的光線反射率足夠低。N的含有率高於90原子％時，低反射層15的耐酸性下降，低 反射層15的絕緣性增加，對低反射層15進行電子束曝光時可能會發生帶電等問題。Si的含有率較好是10 80原子％，更好是20 80原子％，特別好是30 70原 子％。此外，N的含有率較好是15 85原子％，更好是15 75原子％，特別好是25 65 原子％。還有，低反射層15還可根據需要含有除Si和N以外的元素。該情況下，低反射層 15所含的元素需滿足對於掩模圖案檢查光的波長區域的低反射特性等作為掩模基板的適 應性。作為低反射層15中可含的元素的一例，可例舉選自鍺(Ge)和硼⑶的1種以上 的元素。通過包含Ge或B，可以使結晶粒徑進一步減小，具有使低反射層15表面的平滑性 提高的效果。Ge和B的總添加量較好是0. 5 16原子％，特別好是1 14原子％。低反射層15包含Ge或B的情況下，較好是Si、N、Ge和B的總含有率在95原子％ 以上，Si、Ge和B的總含有率為5 80原子％，Si、Ge和B的組成比為Si (Ge+B)= 4 1 9 1。如果Si、N、Ge和B的總含有率低於95原子％，則低反射層15的導電性下 降，對低反射層15進行電子束曝光時可能會產生帶電的問題。如果Si、Ge和B的總含有率 高於80原子％，則可能會無法使對於掩模圖案檢查光的波長區域的光線反射率足夠低。還 有，(Ge+B)不是指同時包含Ge和B這兩者，也包括包含其中任一方的情況。低反射層15包含Ge和/或B的情況下，較好是低反射層15中的N的含有率為 15 90原子％。N的含有率低於15原子％時，可能會無法使對於掩模圖案檢查光的波長 區域的光線反射率足夠低。N的含有率高於90原子％時，低反射層15的耐酸性下降，低反 射層15的絕緣性增加，對低反射層15進行電子束曝光時可能會發生帶電等問題。根據上述理由，Si、Ge和B的總含有率更好是7 80原子％，進一步更好是10 80原子％。此外，Si、Ge和B的組成比更好是4 1 8 1，進一步更好是4 1 7 1。 此外，N的含有率更好是15 88原子％，進一步更好是15 85原子％。
本發明的EUV掩模基板中，低反射層並不是像現有的掩模基板那樣的氧化物、氧 氮化物等含氧的組成，而是採用以95原子％以上、更好是98原子％以上的總含有率包含Si 和N的組成，從而可以使對於掩模圖案檢查光的波長區域的光線反射率足夠低，檢查時可 獲得良好的對比度。另外，通過包含Ge或B，可進一步使對於掩模圖案檢查光的波長區域的 光線反射率足夠低，檢查時可獲得良好的對比度。並且，通過以不含氧的組成實現低反射層所要求的特性，對於採用氯系氣體的蝕 刻工藝具有足夠快的蝕刻速度。還有，作為表示低反射層對於採用氯系氣體的蝕刻工藝具有足夠快的蝕刻速度的 指標，可以使用與反射層(但是通常因反射層上形成有保護層而為保護層)的蝕刻選擇比。 與反射層或保護層的蝕刻選擇比被用作吸收體層在與反射層或保護層的關係中顯示足夠 快的蝕刻速度的指標。通過將其用於低反射層，可判斷低反射層具有足夠快的蝕刻速度。本說明書中，蝕刻選擇比可用下式計算。蝕刻選擇比=(低反射層或吸收體層的蝕刻速度)/(反射層或保護層的蝕刻速度)吸收體層的情況下，由上式得到的蝕刻選擇比被認為較好是在10以上，更好是在 11以上，進一步更好是在12以上。因此，如果低反射層的情況下由上式得到的蝕刻選擇比 在上述範圍內，則低反射層對於採用氯系氣體的蝕刻工藝具有足夠快的蝕刻速度。由上述可知，低反射層15中較好是不含氧(0)。具體來說，較好是吸收體層15中 的0含有率低於5原子％。對於吸收體層14，如上所述，為了對吸收體層14及位於其上方 的低反射層15實施圖案形成而用氯系氣體實施幹法蝕刻工藝的情況下，如果低反射層15 含氧，則蝕刻速度下降，抗蝕層損傷增大，不理想。吸收體層15中的氧的含有率更好是在4原子％以下，進一步更好是在3原子％以 下，特別好是除不可避免的雜質以外實質上不含氧。低反射層15為SiN膜的情況下，可包含0. 1 5原子％的來源於成膜時使用的靶 材的B。吸收體層15為上述的構成，因而較好是其結晶狀態為非晶體。還有，本說明書中， 提及「結晶狀態為非晶體」時，除了完全不具備晶體結構的非晶體結構的物質以外，還包括 微晶結構的物質。低反射層15是非晶體結構的膜或微晶結構的膜，因而較好是低反射層15表面的 表面粗糙度(rms)在0. 5nm以下。在這裡，吸收體層15表面的表面粗糙度可用原子力顯微 鏡(Atomic Force Microscope)測定。如果吸收體層15表面的表面粗糙度大，則形成於低 反射層15的圖案的邊緣粗糙度增大，圖案的尺寸精度變差。隨著圖案變得微細，邊緣粗糙 度的影響變得顯著，因此要求低反射層15表面平滑。如果低反射層15表面的表面粗糙度(rms)在0. 5nm以下，則低反射層15表面足 夠平滑，因此不會因邊緣粗糙度的影響而導致圖案的尺寸精度變差。低反射層15表面的表 面粗糙度(rms)更好是在0. 4nm以下，進一步更好是在0. 3nm以下。還有，可通過X射線衍射(XRD)法確認低反射層15的結晶狀態為非晶體、即為非 晶體結構或微晶結構。如果低反射層15的結晶狀態為非晶體結構或微晶結構，則通過XRD 測定而得的衍射峰中無法觀察到尖銳的峰。
如上所述，吸收體層14和低反射層15的總膜厚較好是40 200nm，更好是50 200nm，進一步更好是50 150nm，特別好是50 100匪。但是，如果低反射層15的膜厚大 於吸收體層14的膜厚，則吸收體層14的EUV光吸收特性可能會下降，因此較好是低反射層 15的膜厚小於吸收體層的膜厚。因此，低反射層15的厚度較好是3 30nm，更好是5 20nmo上述構成的低反射層15為SiN膜的情況下，可通過實施採用Si靶材的濺射法、例 如磁控濺射法或離子束濺射法來形成。Si靶材可包含0. 1 10原子％的B。此外，通過使用使Si靶材中包含Ge或B而得的靶材實施例如磁控濺射法或離子 束濺射法等濺射法，可以形成含有矽(Si)和氮(N)以及選自鍺(Ge)和硼⑶的1種以上 的元素的低反射膜。上述構成的低反射層15通過使Si靶材或者使Si靶材中包含Ge或B而得的靶材 在以氬(Ar)等惰性氣體稀釋的氮(N2)氣體氣氛中放電而形成。從蝕刻速度的角度來看， 為了使所形成的低反射層15中不含氧原子，較好是在濺射氣體中的氧化性氣體(例如02、 CO、CO2, H2O, NO等)的總分壓在1 X KT4Pa以下的環境中實施。要通過上述方法在吸收體層14上形成低反射層15時，具體來說，在以下的成膜條 件下實施即可。低反射層15(SiN膜)的成膜條件靶材Si靶材濺射氣體Ar和隊的混合氣體(Ar氣體濃度3 80體積％、較好為5 70體 積％、更好為10 60體積％，N2氣體濃度3 80體積％、較好為5 70體積％、更好為 10 60體積％，氣壓較好為IXKT2Pa 40X10^^、更好為1 X KT1Pa 30 X I(T1I^a)投入功率30 1000W，較好是50 750W，更好是80 500W成膜速度0. 1 60nm/分鐘，較好是0. 5 45nm/分鐘，更好是1 30nm/分鐘還有，使用Ar以外的惰性氣體的情況下，使該惰性氣體的濃度在與上述Ar氣體濃 度相同的濃度範圍內。低反射層15 (SiGeN膜)的成膜條件靶材SiGe合金靶材濺射氣體Ar和隊的混合氣體(Ar氣體濃度3 80體積％、較好為5 70體 積％、更好為10 60體積％，N2氣體濃度3 80體積％、較好為5 70體積％、更好為 10 60體積％，氣壓較好為IXKT2Pa 40X10^^、更好為1 X KT1Pa 30 X I(T1I^a)投入功率30 1000W，較好是50 750W，更好是80 500W成膜速度0. 1 60nm/分鐘，較好是0. 5 45nm/分鐘，更好是1 30nm/分鐘低反射層15(SiBN膜)的成膜條件靶材SiB合金靶材濺射氣體Ar和隊的混合氣體(Ar氣體濃度3 80體積％、較好為5 70體 積％、更好為10 60體積％，N2氣體濃度3 80體積％、較好為5 70體積％、更好為 10 60體積％，氣壓較好為IXKT2Pa 40X10^^、更好為1 X KT1Pa 30 X I(T1I^a)投入功率30 1000W，較好是50 750W，更好是80 500W成膜速度0. 1 60nm/分鐘，較好是0. 5 45nm/分鐘，更好是1 30nm/分鐘
低反射層15 (SiGeBN膜)的成膜條件靶材SiGeB合金靶材濺射氣體Ar和隊的混合氣體(Ar氣體濃度3 80體積％、較好為5 70體 積％、更好為10 60體積％，N2氣體濃度3 80體積％、較好為5 70體積％、更好為 10 60體積％，氣壓較好為IXKT2Pa 40X10^^、更好為1 X KT1Pa 30 X I(T1I^a)投入功率30 1000W，較好是50 750W，更好是80 500W成膜速度0. 1 60nm/分鐘，較好是0. 5 45nm/分鐘，更好是1 30nm/分鐘還有，使用Ar以外的惰性氣體的情況下，使該惰性氣體的濃度在與上述Ar氣體濃 度相同的濃度範圍內。除了反射層12、保護層13、吸收體層14和低反射層15以外，本發明的EUV掩模基 板1還可以具有在EUV掩模基板領域內公知的功能膜。作為這樣的功能膜的具體例子，可 例舉例如像日本專利特表2003-501823號公報中記載的功能膜那樣為了促進襯底的靜電 吸附(electrostatic chucking)而施於襯底的背面側的高介電性塗層。在這裡，圖1的襯 底11中，襯底的背面是指形成有反射層12的一側的相反側的面。為了這樣的目的而施於 襯底背面的高介電性塗層以薄層電阻達到100Ω/ □以下的條件選擇構成材料的電導率和 厚度。作為高介電性塗層的構成材料，可從公知的文獻中記載的材料中廣泛地選擇。例如， 可採用日本專利特表2003-501823號公報中記載的高介電常數塗層，具體為由矽、TiN、鉬、 鉻或TaSi形成的塗層。高介電性塗層的厚度例如可以是10 lOOOnm。高介電性塗層可採用例如磁控濺射法、離子束濺射法之類的濺射法或CVD法、真 空蒸鍍法、電鍍法等公知的成膜方法來形成。通過對本發明的掩模基板的吸收體層至少實施圖案形成，可製成EUV掩模。吸收 體層的圖案形成方法無特別限定，例如可採用如下的方法在吸收體層上塗布抗蝕劑而形 成抗蝕圖案，將其作為掩模對吸收體層進行蝕刻。抗蝕劑的材料和抗蝕圖案的繪製方法考 慮吸收體層的材質等來適當選擇即可。吸收體層的蝕刻方法也無特別限定，可採用反應性 離子蝕刻等幹法蝕刻或溼法蝕刻。對吸收體層實施圖案形成後，用剝離液將抗蝕層剝離，藉 此得到EUV掩模。對使用本發明的EUV掩模的半導體集成電路的製造方法進行說明。本發明可用於 基於使用EUV光作為曝光用光源的光刻法的半導體集成電路的製造方法。具體來說，將塗 布有抗蝕劑的矽晶片等襯底配置在平臺上，將上述EUV掩模設置於與反射鏡組合而構成的 反射型曝光裝置。然後，使EUV光從光源通過反射鏡照射至EUV掩模，利用EUV掩模使EUV 光反射，從而照射至塗布有抗蝕劑的襯底。通過該圖案轉印工序，電路圖案被轉印至襯底 上。對於轉印有電路圖案的襯底，通過顯影對感光部分或非感光部分進行蝕刻後剝離抗蝕 層。半導體集成電路通過反覆實施這樣的工序而製成。
實施例以下，利用實施例對本發明進行進一步的說明。實施例1本實施例中，製作圖1所示的EUV掩模基板1。作為成膜用的襯底11，使用SiO2-TiO2類玻璃襯底(外形為約6英寸(約152mm)見方，厚度為約6. 3mm)。該玻璃襯底的熱膨脹率為0. 02X 10_7°C，楊氏模量為67GPa，泊 松比為0. 17，比剛度為3. 07X 107m2/s2o通過研磨使該玻璃襯底形成表面粗糙度(rms)在 0. 15nm以下的平滑表面並具有IOOnm以下的平坦度。在襯底11的背面側用磁控濺射法形成厚IOOnm的Cr膜，藉此施以薄層電阻 100 Ω / □的高介電性塗層。用所形成的Cr膜將襯底11(外形6英寸(152mm)見方，厚度為6.3mm)固定於呈平 板形狀的普通的靜電吸盤，用離子束濺射法在該襯底11的表面上交替形成Si膜和Mo膜， 重複該操作40個周期，藉此形成總膜厚272nm((4. 5nm+2. 3nm) X40)的Si/Mo多層反射膜 (反射層12)。然後，用離子束濺射法在Si/Mo多層反射膜(反射層12)上形成Ru膜(膜厚 2. 5nm)，藉此形成保護層13。Si膜、Mo膜和Ru膜的成膜條件如下。Si膜的成膜條件靶材Si靶材(摻雜有硼)濺射氣體Ar氣(氣壓0. 02Pa)電壓700V成膜速度0. 077nm/秒膜厚4.5nmMo膜的成膜條件靶材Mo靶材濺射氣體Ar氣(氣壓0. 02Pa)電壓700V成膜速度0. 064nm/秒膜厚2.3nmRu膜的成膜條件靶材Ru靶材濺射氣體Ar氣(氣壓0. 02Pa)電壓500V成膜速度0. 023nm/秒膜厚2.5nm接著，用磁控濺射法在保護層13上形成作為吸收體層14的含Ta和Hf的TaHf膜。吸收體層14 (TaHf膜)通過以下的方法形成。膜組成使用X射線光電子能譜裝置 (X-ray Photoelectron Spectrometer)(珀金埃爾默公司(PERKINELEMER-PHI 社)制編 號5500)測定。吸收體層的組成為Ta Hf = 55 45。吸收體層中的0含有率在0. 05原 子％以下。吸收體層14 (TaHf膜)的成膜條件靶材TaHf化合物靶材(組成比Ta55原子％，Hf45原子％ )濺射氣體=Ar氣(氣壓0. 3Pa)投入功率150W
成膜速度9. 7nm/分鐘膜厚70nm成膜前真空度4X KT6Pa接著，用磁控濺射法在吸收體層14上形成含Si和N的低反射層15 (SiN膜)，藉此 得到在襯底11上依次形成有反射層12、保護層13、吸收體層14、低反射層15的EUV掩模基 板1。低反射層15 (SiN膜)的成膜條件如下。低反射層15(SiN膜)的成膜條件靶材Si靶材濺射氣體Ar和N2的混合氣體(Ar 20體積％，N2 80體積％，氣壓0. 3Pa)投入 功率:150ff成膜速度2nm/分鐘膜厚IOnm對於通過上述步驟得到的EUV掩模基板的低反射層15(SiN膜)實施下述評價 (1) ⑶。(1)膜組成使用X射線光電子能譜裝置(X-ray Photoelectron Spectrometer)(珀金埃爾默 公司制編號5500)測定低反射層15 (SiN膜)的組成。低反射層的組成比(原子％)為 Si N= 34 66。低反射層中的O含有率在5原子％以下。(2)結晶狀態用X射線衍射裝置(X-Ray Diffractmeter)(理學株式會社(RIGAKU社)制)確 認了吸收體層15(SiN膜)的結晶狀態。在所得的衍射峰中未觀察到尖銳的峰，因此可確認 低反射層15(SiN膜)的結晶狀態為非晶體結構或微晶結構。(3)表面粗糙度低反射層15(SiN膜)的表面粗糙度使用原子力顯微鏡(SII公司(SII)制， SPI-3800)以動力學模式(dynamic force mode)測定。表面粗糙度的測定區域為 IymXlym,懸臂使用SI-DF40 (SII公司制)。低反射層的表面粗糙度(rms)為0. 45nm。(4)對於圖案檢查波長的反射特性的評價(對比度評價)本實施例中，在形成至保護層13(Ru膜)為止的階段，用分光光度計(日立株式 會社(HITACH) ,UV-4100)測定了該保護層13表面對掩模圖案檢查光(波長257nm、199nm、 193nm)的反射率。此外，在形成了低反射層15 (SiN膜)後，測定了該低反射層表面對掩模 圖案檢查光的反射率。其結果是，保護層13表面對于波長257nm、199nm、193nm的反射率依 次分別為56^^53.6^^55 ^另一方面，低反射層15 (SiN膜)表面對於各波長的反射率依 次分別為12.4^^2.4^^2.7 ^用這些結果和上述公式求出對比度，各波長下的對比度如 下。波長257nm下的對比度63. 7%波長199nm下的對比度91. 3%波長193nm下的對比度90. 4%
對於掩模圖案檢查光的整個波長區域，保護層13表面與低反射層15表面的對比 度在60%以上，可獲得足夠的對比度。對於所得的EUV掩模基板1，對低反射層15(SiN膜) 表面照射EUV光(波長13. 5nm)，測定EUV光的反射率。其結果是，EUV光的反射率為0. 8%。(5)蝕刻特性 對於蝕刻特性，通過以下的方法進行了評價。在RF等離子體蝕刻裝置的試樣臺G英寸石英襯底)上通過前文中記載的方法設 置分別形成有SiN膜或Ru膜的Si晶片(10mmX30mm)作為試樣。在以下的條件下對以該 狀態設置於試樣臺的Si晶片的SiN膜或Ru膜進行等離子體RF蝕刻。偏置RF:50W蝕刻時間120秒觸發壓力3 蝕刻壓力11 蝕刻氣體C12/Ar氣體流量(Cl2/Ar):20/80sccm電極襯底間距離55mm對於在上述條件下形成的Ru膜和SiN膜，求出蝕刻速度，用下式求出蝕刻選擇比， 評價低反射層的蝕刻特性。蝕刻選擇比= (SiN膜的蝕刻速度)/(Ru膜的蝕刻速度)SiN膜的蝕刻選擇比如下。SiN膜的蝕刻速度15. 3 (nm/分鐘)Ru膜的蝕刻速度1. 48 (nm/分鐘)與Ru膜的蝕刻選擇比10. 3可確認SiN膜與Ru膜的蝕刻選擇比滿足吸收體層所要求的蝕刻選擇比(10以 上)，對於採用氯系氣體的蝕刻工藝具有足夠快的蝕刻速度。實施例2本實施例中，除了使用磁控濺射法形成含鉭(Ta)和氮(N)的TaN膜作為吸收體層 14以外，通過與實施例1同樣的步驟實施。吸收體層14(TaN膜)通過以下的方法形成。膜組成與實施例1同樣地考察。吸 收體層14的組成為Ta N = 57 43。吸收體層中的0含有率在0. 05原子％以下。吸收體層14 (TaN膜)的成膜條件靶材Ta靶材濺射氣體=Ar和N2 (Ar 86體積％，N2 14體積%，氣壓0. 3Pa)投入功率150W成膜速度7. 5nm/分鐘膜厚70nm成膜前真空度4X KT6Pa接著，在上述吸收體層14 (TaN膜)上通過與實施例1同樣的步驟形成低反射層 15(SiN膜)，從而獲得EUV掩模基板1。對於所得的EUV掩模基板1，通過與實施例1同樣的步驟實施了反射特性的評價(對比度評價)。低反射層15(SiN膜)表面對于波長257nm、199nm、193nm的反射率依次分別為 12. 9^^3.5%和6.3%，都在15%以下。根據這些結果和保護層13表面的反射率，使用上 述公式求出對比度，各波長下的對比度如下。波長257nm下的對比度62. 3%波長199nm下的對比度87. 6%波長193nm下的對比度79. 4%對於掩模圖案檢查光的整個波長區域，保護層13表面與低反射層15表面的對比 度在60%以上，可獲得足夠的對比度。對於所得的EUV掩模基板1，對低反射層15(SiN膜) 表面照射EUV光(波長13. 5nm)，測定EUV光的反射率。其結果是，EUV光的反射率為0. 9%。實施例3本實施例中，除了使用磁控濺射法形成含矽(Si)、鍺(Ge)和氮(N)的SiGeN膜作 為防反射層15以外，通過與實施例2同樣的步驟實施，從而獲得EUV掩模基板1。低反射層 15 (SiGeN膜)通過以下的方法形成。低反射層15 (SiGeN膜)的成膜條件靶材SiGe靶材濺射氣體=Ar和N2的混合氣體(Ar 20體積%，N2 80體積%，氣壓0. 3Pa)投入功率150W成膜速度2nm/分鐘膜厚IOnm與實施例1同樣地考察低反射層15(SiGeN)的膜組成。低反射層15的組成比為 Si Ge N= 29 5 66。低反射層中的0含有率在5原子％以下。與實施例1同樣地考察了低反射層15 (SiGeN)的結晶狀態。確認低反射層15的 結晶狀態為非晶體結構或微晶結構。與實施例1同樣地考察了低反射層15 (SiGeN)的表面粗糙度。低反射層15的表 面粗糙度(rms)為0.2nm。確認與實施例1的低反射層15 (SiN)相比，通過添加Ge，低反射 層15(SiGeN)的表面粗糙度進一步改善。對於所得的EUV掩模基板1，通過與實施例1同樣的步驟實施了反射特性的評價 (對比度評價)。具體來說，低反射層15 (SiGeN膜)表面對于波長257nm、199nm、193nm的 反射率依次分別為10. 9%、10. 0%和11. 0%，都在15%以下。根據這些結果和保護層13表 面的反射率，使用上述公式求出對比度，各波長下的對比度如下。波長257nm下的對比度70. 8%波長199nm下的對比度80. 3%波長193nm下的對比度78. 3%對於掩模圖案檢查光的整個波長區域，保護層13表面與低反射層15表面的對比 度在60%以上，可獲得足夠的對比度。對於所得的EUV掩模基板1，對低反射層15(SiGeN 膜)表面照射EUV光(波長13. 5nm)，測定EUV光的反射率。其結果是，EUV光的反射率為 0. 9%。與實施例1同樣地考察低反射層15 (SiGeN)的蝕刻特性。SiGeN膜的蝕刻選擇比如下。 SiGeN膜的蝕刻速度I5· 0 (nm/分鐘)Ru膜的蝕刻速度1. 48 (nm/分鐘)與Ru膜的蝕刻選擇比10. 1可確認SiGeN膜與Ru膜的蝕刻選擇比滿足吸收體層所要求的蝕刻選擇比(10以 上)，對於採用氯系氣體的蝕刻工藝具有足夠快的蝕刻速度。比較例1比較例1中，除了低反射層為鉭鉿合金的氧氮化物(TaHfON膜)以外，通過與實 施例1相同的步驟實施。即，採用吸收體層14為TaHf膜、低反射層15為TaHfON的結構。 TaHfON膜使用TaHf靶材(Ta Hf = 55原子％ 45原子％ )在以下的條件下製成。低反 射層15的組成比(原子％ )通過與實施例1同樣的方法測定。低反射層15的組成比(原 子％ )為 Ta Hf N 0 = 35 15 15 35。低反射層15 (TaHfON膜)的成膜條件如下。低反射層15 (TaHfON膜)的成膜條件靶材TaHf化合物靶材(組成比Ta55原子％，Hf45原子％ )濺射氣體:Ar、N2和仏的混合氣體(Ar 45體積％，N2 :23體積％，O2 :32體積％， 氣壓0. 3Pa)投入功率150W成膜速度6. 8nm/分鐘膜厚IOnm對於通過上述步驟得到的EUV掩模基板的低反射層15 (TaHfON膜)與實施例1同 樣地實施反射特性的評價。低反射層15 (TaHfON膜)表面對于波長257nm、199nm、193nm的 反射率依次分別為0· 61%、16. 8%和15.9%，波長199nm和193nm的反射率超過了 15%。 用這些結果和上述公式求出對比度，各波長下的對比度如下。波長257nm下的對比度97. 8%波長199nm下的對比度52.波長193nm下的對比度55.對于波長257nm，保護層13表面與低反射層15表面的對比度在90%以上，具有良 好的對比度，但對于波長199nm和193nm，對比度在60%以下，未能獲得足夠的對比度。此外，與實施例1同樣地實施了低反射層15 (TaHfON)的蝕刻特性的評價。TaHfON 的蝕刻選擇比如下。TaHfON膜的蝕刻速度2.5 (nm/分鐘)
Ru膜的蝕刻速度1. 48 (nm/分鐘)與Ru膜的蝕刻選擇比1. 6可確認TaHfON膜與Ru膜的蝕刻選擇比不滿足吸收體層所要求的蝕刻選擇比(10 以上)，對於採用氯系氣體的蝕刻工藝不具有足夠快的蝕刻速度。比較例2比較例2中，除了低反射層為鉭(Ta)的氧氮化物(TaON膜)以外，通過與實施例 2相同的步驟實施。即，採用吸收體層14為TaN膜、低反射層15為TaON的結構。TaON膜使用Ta靶材在以下的條件下製成。低反射層的組成通過與實施例1同樣的方法測定。低反射層的組成比(原子％ ) 為 Ta N 0 = 50 15 35。低反射層15 (TaON膜)的成膜條件如下。低反射層15 (TaON膜)的成膜條件靶材Ta靶材濺射氣體Ar、N2和 O2 (Ar 50 體積%, N2 13 體積%, O2 37 體積%，氣壓0. 3Pa)投入功率150W成膜速度5. Inm/分鐘膜厚IOnm對於通過上述步驟得到的EUV掩模基板的低反射層15 (TaON膜)與實施例1同樣 地實施反射特性的評價。低反射層15 (TaON膜)表面對于波長257nm、199nm、193nm的反射 率依次分別為9%、22%和23%，波長199nm和193nm的反射率超過了 15%。用這些結果和 上述公式求出對比度，各波長下的對比度如下。波長257nm下的對比度72. 3%波長199nm下的對比度41. 8%波長193nm下的對比度41%對于波長257nm，保護層13表面與低反射層15表面的對比度在70%以上，具有足 夠的反射對比度，但對于波長199nm和193nm，反射對比度在50%以下，未能獲得足夠的對 ^匕貞。此外，與實施例1同樣地實施了低反射層15 (TaON)的蝕刻特性的評價。TaON的蝕 刻選擇比如下。TaON膜的蝕刻速度3 (nm/分鐘)
Ru膜的蝕刻速度1. 48 (nm/分鐘)與Ru膜的蝕刻選擇比2可確認TaON膜與Ru膜的蝕刻選擇比不滿足吸收體層所要求的蝕刻選擇比(10以 上)，對於採用氯系氣體的蝕刻工藝不具有足夠快的蝕刻速度。比較例3比較例3中，除了低反射層為矽(Si)的氧氮化物(SiON膜)以外，通過與實施例 2相同的步驟實施。即，採用吸收體層14為TaN膜、低反射層15為SiON的結構。SiON膜 使用Si靶材在以下的條件下製成。低反射層的組成通過與實施例1同樣的方法測定。低反射層的組成比(原子％ ) 為 Si N 0 = 45 15 40。低反射層15 (SiON膜)的成膜條件如下。低反射層15(Si0N膜)的成膜條件靶材Si靶材濺射氣體Ar、N2和 O2 (Ar 50 體積%, N2 13 體積%, O2 37 體積%，氣壓0. 3Pa)投入功率150W成膜速度3nm/分鐘
膜厚IOnm對於通過上述步驟得到的EUV掩模基板的低反射層15 (SiON膜)與實施例2同樣 地實施反射特性的評價。低反射層15 (SiON膜)表面對于波長257nm、199nm、193nm的反射 率依次分別為23.7%、19.8%和15. 1 %，對於所有的波長的反射率都超過了 15%。用這些結果和上述公式求出對比度，各波長下的對比度如下。波長257nm下的對比度40. 5%波長199nm下的對比度46%波長193nm下的對比度58. 3%對於所有的波長，反射對比度都在60%以下，未能獲得足夠的對比度。此外，與實施例1同樣地實施了低反射層15 (SiON)的蝕刻特性的評價。SiON的蝕 刻選擇比如下。 SiON膜的蝕刻速度3. 2 (nm/分鐘)Ru膜的蝕刻速度1. 48 (nm/分鐘)與Ru膜的蝕刻選擇比2. 2可確認SiON膜與Ru膜的蝕刻選擇比不滿足吸收體層所要求的蝕刻選擇比(10以 上)，對於採用氯系氣體的蝕刻工藝不具有足夠快的蝕刻速度。產業上利用的可能性本發明的EUV掩模基板可僅用氯系氣體實現低反射層和吸收體層的蝕刻，因此作 為能夠實現蝕刻速度的高速化以及蝕刻工藝和蝕刻裝置的簡化的非常便利的掩模基板，可 廣泛地應用於要求微細圖案的EUV光刻。這裡引用2008年6月19日提出申請的日本專利申請2008-160344號的說明書、 權利要求書、附圖以及摘要的全部內容作為本發明的說明書的揭示。符號的說明
1 =EUV掩模基板
11 襯底
12:反射層(多層反射膜)
13 保護層
14 吸收體層
15 低反射層
權利要求
1.一種EUV光刻用反射型掩模基板，它是在襯底上依次形成有反射EUV光的反射層、吸 收EUV光的吸收體層、對掩模圖案的波長190nm ^Onm的檢查光為低反射的低反射層的 EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在於，所述低反射層以總含有率計含有95原子％以上的矽(Si)和氮(N)， Si的含有率為5 80原子％， N的含有率為15 90原子％。
2.—種EUV光刻用反射型掩模基板，它是在襯底上依次形成有反射EUV光的反射層、吸 收EUV光的吸收體層、對掩模圖案的波長190nm ^Onm的檢查光為低反射的低反射層的 EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在於，所述低反射層含有矽(Si)和氮(N)，還含有選自鍺(Ge)和硼⑶的1種以上的元素，Si、N、Ge和B的總含有率在95原子％以上，Si、Ge和B的總含有率為5 80原子％，Si、Ge 和 B 的組成比為 Si (Ge+B) = 4 1 9 1，N的含有率為15 90原子％。
3.如權利要求1或2所述的EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在於，所述低反射層的 氧(0)的含有率低於5原子％。
4.如權利要求1 3中的任一項所述的EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在於，所述 低反射層表面的表面粗糙度(rms)在0. 5nm以下。
5.如權利要求1 4中的任一項所述的EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在於，所述 低反射層表面的結晶結構為非晶體結構。
6.如權利要求1 5中的任一項所述的EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在於，所述 低反射層的膜厚為3 30nm。
7.如權利要求1 6中的任一項所述的EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在於，所述 吸收體層以鉭(Ta)為主要成分。
8.如權利要求1 7中的任一項所述的EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在於，所述 吸收體層以鉭(Ta)為主要成分，並且含有選自鉿(Hf)、矽(Si)、鋯(&)、鍺(Ge)、硼(B)、氮 (N)和氫(H)的至少1種元素。
9.如權利要求1 8中的任一項所述的EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在於，所述 吸收體層的氧(0)的含有率低於25原子％。
10.如權利要求1 9中的任一項所述的EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在於，所 述吸收體層和所述低反射層的總膜厚為40 200nm。
11.如權利要求1 10中的任一項所述的EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在於，在 所述低反射層與所述吸收體層之間形成有用於在對所述吸收體層進行圖案形成時保護所 述反射層的保護層，以下式表示的對比度在60%以上； 對比度(% ) = ((R2-R1V(RJR1))XlOO,式中，&為保護層表面對掩模圖案的波長為190nm ^Onm的檢查光的反射率，R1為 低反射層表面對掩模圖案的波長為190nm ^Onm的檢查光的反射率。
12.如權利要求11所述的EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在於，所述保護層由Ru、Ru化合物、SW2和CrN中的任1種形成。
13.如權利要求1 12中的任一項所述的EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在於，所 述低反射層表面對所述掩模圖案的波長為190nm ^Onm的檢查光的反射率在15%以下。
14.如權利要求1 13中的任一項所述的EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在於，所 述低反射層通過在含氮(N)的惰性氣體氣氛中實施採用Si靶材的濺射法而形成。
15.如權利要求2 13中的任一項所述的EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在於，所 述低反射層通過在含氮(N)的惰性氣體氣氛中實施濺射法而形成，所述濺射法採用含有矽 (Si)和氮(N)且含有選自鍺(Ge)和硼⑶的1種以上的元素的靶材。
16.一種EUV光刻用反射型掩模基板的製造方法，它是通過在襯底上依次形成反射EUV 光的反射層、吸收EUV光的吸收體層和對掩模圖案的波長190nm ^Onm的檢查光為低反 射的低反射層來製造EUV光刻用反射型掩模基板的方法，其特徵在於，所述低反射層通過在含氮(N)的惰性氣體氣氛中實施採用Si靶材的濺射法而形成。
17.—種EUV光刻用反射型掩模基板的製造方法，它是通過在襯底上依次形成反射EUV 光的反射層、吸收EUV光的吸收體層和對掩模圖案的波長190nm ^Onm的檢查光為低反 射的低反射層來製造EUV光刻用反射型掩模基板的方法，其特徵在於，所述低反射層通過在含氮(N)的惰性氣體氣氛中實施濺射法而形成，所述濺射法採用 含有矽(Si)和氮(N)且含有選自鍺(Ge)和硼⑶的1種以上的元素的靶材。
18.—種EUV光刻用反射型掩模，其特徵在於，對權利要求1 15中的任一項所述的 EUV光刻用反射型掩模基板的吸收體層和低反射層實施圖案形成而得。
19.一種半導體集成電路的製造方法，其特徵在於，通過使用權利要求18所述的EUV光 刻用反射型掩模對被曝光體進行曝光來製造半導體集成電路。
全文摘要
本發明提供具有對於EUV光和掩模圖案檢查光的波長區域的反射率低、特別是對於掩模圖案檢查光的整個波長區域(190～260nm)呈現低反射特性且對於氯系氣體蝕刻的蝕刻速度快的低反射層的EUV光刻用反射型掩模基板。一種EUV光刻用反射型掩模基板，它是在襯底上依次形成有反射EUV光的反射層、吸收EUV光的吸收體層、對掩模圖案的檢查光(波長190nm～260nm)為低反射的低反射層的EUV光刻用反射型掩模基板，其特徵在於，所述低反射層以總含有率計含有95原子％以上的矽(Si)和氮(N)，Si的含有率為5～80原子％，N的含有率為15～90原子％。
文檔編號H01L21/027GK102067283SQ200980123428
公開日2011年5月18日 申請日期2009年6月17日 優先權日2008年6月19日
發明者林和幸 申請人:旭硝子株式會社