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TW202321815A - 附多層反射膜之基板、反射型遮罩基底、反射型遮罩、及半導體裝置之製造方法 - Google Patents

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TW202321815A
TW202321815A TW111133520A TW111133520A TW202321815A TW 202321815 A TW202321815 A TW 202321815A TW 111133520 A TW111133520 A TW 111133520A TW 111133520 A TW111133520 A TW 111133520A TW 202321815 A TW202321815 A TW 202321815A
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TW
Taiwan
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film
substrate
index layer
refractive index
reflective film
Prior art date
Application number
TW111133520A
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English (en)
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中川真德
梅澤禎一郎
池邊洋平
Original Assignee
日商Ｈｏｙａ股份有限公司
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Abstract

提供一種具有多層反射膜之附多層反射膜之基板，該多層反射膜係具有淺實效反射面，可抑制作為材料之原子在低折射率層與高折射率層間擴散的現象。 一種附多層反射膜之基板，係具有基板與設置於該基板上的多層反射膜，該多層反射膜係包含交互地層積有含有選自釕(Ru)及銠(Rh)之至少1種的低折射率層與含有矽(Si)的高折射率層之多層膜，該低折射率層係另含有功函數為大於3.7eV但小於4.7eV的範圍之添加元素。

Description

附多層反射膜之基板、反射型遮罩基底、反射型遮罩、及半導體裝置之製造方法
本發明係關於一種附多層反射膜之基板、反射型遮罩基底、反射型遮罩、及半導體裝置之製造方法。
伴隨著近年來對於超LSI元件要求更高的密度及精度，已提出有一種使用極紫外(Extreme Ultra Violet，以下稱作EUV。)光之曝光技術，即EUV微影。
反射型遮罩係具有形成於基板上來讓曝光光線反射的多層反射膜，與形成於多層反射膜上來吸收曝光光線之圖案狀的吸收體膜(即吸收體圖案)。藉由多層反射膜被反射的光像會通過反射光學系統而被轉印在矽晶圓等半導體基板(被轉印體)上。
作為用以製造反射型遮罩之反射型遮罩基底的範例，專利文獻1記載一種包含有基板、層積在該基板上的反射膜、以及層積在該反射膜上的吸收膜之EUV用空白遮罩。專利文獻1記載反射膜係具有複數次地層積有包含第1層與第2層的對之構造，該第1層係由Ru所構成，或由於Ru添加有Mo、Nb、Zr中一種以上的元素之Ru化合物所構成，該第2層係由Si所構成。
專利文獻2記載一種軟X射線/真空紫外線用多層反射鏡，其係具有由折射率彼此不同之A、B 2種主材料的交互層所構成之多層薄膜構造。專利文獻2記載在各A-B層間及/或B-A層間層積有至少1層以上具有能縮小層積界面的皺裂之作用的副材料薄膜來形成週期構造。專利文獻2記載低折射率層一般來說係由鎢、鉬等高熔點金屬材料或以該等作為主成分的化合物所形成，高折射率層一般來說係由碳、矽、硼、鈹等輕元素或以該等作為主成分的化合物所形成。進一步地，專利文獻2記載作為副材料的範例，舉例有碳C、硼B、鈹Be、碳化矽SiC、氮化矽Si 3N 4、氧化矽SiO 2、氮化硼BN、碳化硼B 4C、氮化鋁AlN等之原子編號13以下的輕元素的導體或該等的化合物。
專利文獻3記載一種將Si與C所構成的化合物中間層使用於具有布拉格繞射效果之多層膜分光元件的重元素層與輕元素層之間之多層膜分光反射鏡。又，專利文獻3記載有使用Mo、Ru、Rh、Re作為重元素層，使用Si作為輕元素層，且將Si 100-xC x使用於中間層來製作多層膜。
專利文獻4記載一種週期性地層積有複數物質層之多層膜X射線反射鏡。專利文獻4記載有於物質層的各層間形成中間層，且使用熔點較至少一上述物質層更高的物質來作為上述中間層。又，專利文獻4中記載有使用Mo作為重元素層且使用Si作為輕元素層來製作Mo/Si多層膜。
非專利文獻1記載有將B 4C中間膜(interlayers)使用於Mo/Si多層反射膜(Mo/Si multilayer reflector)。又，非專利文獻1記載有使用Ru/Si多層反射膜來作為多層反射膜。
[先前技術文獻] [專利文獻] 專利文獻1：日本特開2021-110953號公報 專利文獻2：日本特開平2-242201號公報 專利文獻3：日本特開平5-203798號公報 專利文獻4：日本特開平9-230098號公報
[非專利文獻] 非專利文獻1：Overt Wood et al. "Improved Ru/Si multilayer reflective coatings for advanced extreme-ultraviolet lithography photomasks". Proc. SPIE 9776, Extreme Ultraviolet (EUV) Lithography VII, 977619 (18 March 2016)
上述EUV微影為使用極紫外光(EUV光)之曝光技術。EUV光係指軟X射線區域或真空紫外線區域之波長帶域的光，具體而言為波長0.2~100nm左右的光。EUV微影的情況可使用波長13~14nm(例如波長13.5nm)的EUV光。
在EUV微影中會使用具有吸收體圖案的反射型遮罩。照射在反射型遮罩的EUV光會在存在有吸收體圖案的部分被吸收，而在未存在有吸收體圖案的部分則是會被反射。未存在有吸收體圖案的部分係露出有多層反射膜。所露出的多層反射膜會反射EUV光。EUV微影中，藉由多層反射膜(未存在有吸收體圖案的部分)被反射的光像會通過反射光學系統而被轉印在矽晶圓等半導體基板(被轉印體)上。
作為多層反射膜，一般來說係使用週期性地層積有折射率不同的元素之多層膜。例如，作為相對於波長13~14nm(例如波長13.5nm)的EUV光之多層反射膜，係使用交互地層積有40~60週期為低折射率的Mo膜與為高折射率的Si膜之Mo/Si週期層積膜。
為了使用反射型遮罩來達成半導體元件的高密度化及高精度化，必須使反射型遮罩中的反射區域(多層反射膜的表面)相對於為曝光光線之EUV光具有高反射率。
隨著被轉印在半導體基板等被轉印體的節點(最小線寬)變窄，3D效應對轉印特性造成的影響也隨之變大。為了抑制3D效應，減少吸收體圖案的膜厚為有效的。然而，在使用反射曝光之EUV微影中，僅讓用來形成吸收體圖案之吸收體膜的膜厚變薄是不夠的。因此，亦必須對反射EUV光的反射面進行控制。反射面的控制具體而言係依下述方式進行控制，必須使多層反射膜的實效反射面盡可能地接近表面，以讓從多層反射膜反射的EUV光不會擴散。本說明書中有將較接近多層反射膜表面的實效反射面稱作｢淺實效反射面｣之情況。多層反射膜藉由具有淺實效反射面，可抑制3D效應，且可減少多層反射膜的層積數。
為了使多層反射膜的實效反射面盡可能地接近表面，必須選擇多層反射膜的材料來讓EUV光的反射率變高。多層反射膜係藉由為低折射率層與高折射率層的積層構造來反射EUV光。在選擇多層反射膜的材料來讓EUV光的反射率變高之情況，會有因材料而發生作為材料的原子在低折射率層與高折射率層間擴散的現象之情況。若發生上述般的擴散現象，則多層反射膜的反射率便會降低。
因此，本發明之目的為提供一種具有多層反射膜之附多層反射膜之基板、反射型遮罩基底及反射型遮罩，該多層反射膜係具有淺實效反射面，能夠抑制作為材料之原子在低折射率層與高折射率層間擴散的現象。又，本發明之目的為提供一種使用上述反射型遮罩之半導體裝置之製造方法。
為解決上述課題，本發明係具有以下的構成。
(構成1) 本發明之構成1為一種附多層反射膜之基板，係具有基板與設置於該基板上的多層反射膜； 該多層反射膜係包含交互地層積有含有選自釕(Ru)及銠(Rh)之至少1種的低折射率層與含有矽(Si)的高折射率層之多層膜； 該低折射率層係另含有功函數為大於3.7eV但小於4.7eV的範圍之添加元素。
(構成2) 本發明之構成2係如構成1之附多層反射膜之基板，其中該低折射率層係含有選自鉈(Tl)、鉿(Hf)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、錳(Mn)、銦(In)、鎵(Ga)、鎘(Cd)、鉍(Bi)、鉭(Ta)、鉛(Pb)、銀(Ag)、鋁(Al)、釩(V)、鈮(Nb)、錫(Sn)、鋅(Zn)、汞(Hg)、鉻(Cr)、鐵(Fe)、銻(Sb)、鎢(W)、鉬(Mo)及銅(Cu)之至少1種添加元素。
(構成3) 本發明之構成3係如構成1或2之附多層反射膜之基板，其中以該低折射率層與該高折射率層的積層構造作為1週期時，積層構造係少於40週期。
(構成4) 本發明之構成4係如構成1至3中之任一附多層反射膜之基板，其係於該多層反射膜上具有保護膜。
(構成5) 本發明之構成5係如構成4之附多層反射膜之基板，其中該保護膜係含有和該低折射率層相同的材料。
(構成6) 本發明之構成6係如構成4或5之附多層反射膜之基板，其中該保護膜係含有選自釕(Ru)及銠(Rh)之至少1種與和該低折射率層相同的添加元素。
(構成7) 本發明之構成7為一種反射型遮罩基底，其係於如構成4至6中之任一附多層反射膜之基板的該保護膜上具有吸收體膜。
(構成8) 本發明之構成8為一種反射型遮罩基底，其係於如構成1至3中之任一附多層反射膜之基板的該多層反射膜上具有吸收體膜。
(構成9) 本發明之構成9為一種反射型遮罩，係具有會將如構成7或8之反射型遮罩基底的該吸收體膜加以圖案化之吸收體圖案。
(構成10) 本發明之構成10為一種半導體裝置之製造方法，係具有使用如構成9之反射型遮罩來進行會使用曝光裝置之微影製程，以於被轉印體形成轉印圖案之工序。
依據本發明，可提供一種具有多層反射膜之附多層反射膜之基板、反射型遮罩基底及反射型遮罩，該多層反射膜係具有淺實效反射面，能夠抑制作為材料之原子在低折射率層與高折射率層間擴散的現象。又，依據本發明，可提供一種使用上述反射型遮罩之半導體裝置之製造方法。
以下，針對本發明之實施型態，參照圖式來具體地說明。此外，以下的實施型態乃為用以具體地說明本發明之型態，並非將本發明限定在其範圍內。
圖1係顯示本實施型態之附多層反射膜之基板90的一範例之剖面示意圖。本實施型態之附多層反射膜之基板90係包含有基板1與設置於基板1上之多層反射膜2。多層反射膜2係包含有交互地層積有特定低折射率層與特定高折射率層之多層膜。基板1的內面(與形成有多層反射膜2一側為相反側的面)可形成有靜電夾具用的內面導電膜5。
圖2係顯示本實施型態之附多層反射膜之基板90的另一範例之剖面示意圖。圖2所示之附多層反射膜之基板90係包含有基板1、形成於基板1上之多層反射膜2、以及形成於多層反射膜2上之保護膜3。基板1的內面(與形成有多層反射膜2一側為相反側的面)可形成有靜電夾具用的內面導電膜5。
本說明書中，｢將薄膜B配置(形成)於薄膜A(或基板)上｣除了意指使薄膜B相接於薄膜A(或基板)的表面來加以配置(形成)以外，亦包含有意指於薄膜A(或基板)與薄膜B之間具有其他薄膜C。又，本說明書中，例如｢使薄膜B相接於薄膜A(或基板)的表面來加以配置｣係意指薄膜A(或基板)與薄膜B之間並未介設有其他薄膜，薄膜A(或基板)與薄膜B是直接相接地配置。又，本說明書中，｢上｣並非一定是指鉛直方向上的上側。｢上｣只不過是表示薄膜及基板等的相對位置關係。
針對本實施型態之附多層反射膜之基板90來具體地說明。
＜基板1＞ 為了防止基板1因EUV光所致之曝光時的熱而發生轉印圖案變形，較佳宜使用具有0±5ppb/℃範圍內的低熱膨脹係數者。作為具有此範圍的低熱膨脹係數之材料，可使用例如SiO 2-TiO 2系玻璃、多成分系玻璃陶瓷等。
基板1之形成有轉印圖案(後述吸收體圖案4a)一側的主表面(第1主表面)，為了提高平坦度較佳宜將其加工。藉由提高基板1之主表面的平坦度，可提高圖案的位置精度或轉印精度。例如EUV曝光的情況，在基板1之形成有轉印圖案一側的主表面之132mm×132mm的區域中，平坦度較佳為0.1μm以下，更佳為0.05μm以下，特佳為0.03μm以下。又，與形成有轉印圖案一側為相反側的第2主表面(內面)乃為藉由靜電夾具而被固定在曝光裝置之表面。在內面之142mm×142mm的區域中，平坦度為0.1μm以下，更佳為0.05μm以下，特佳為0.03μm以下。此外，本說明書中，平坦度為表示以TIR(Total Indicated Reading)所表示之表面的撓曲(變形量)之值。平坦度(TIR)乃為以基板1的表面作為基準且以最小平方法所訂定的平面作為焦平面，較該焦平面要位在上方之基板1表面的最高位置與較焦平面要位在下方之基板1表面的最低位置之高低差的絕對值。
EUV曝光的情況，基板1之形成有轉印圖案一側的主表面之表面粗糙度以均方根粗糙度(Rq)來說較佳為0.1nm以下。此外，表面粗糙度可藉由原子力顯微鏡來測定。
為了防止基板1因形成於其上之薄膜(多層反射膜2等)的膜應力而發生變形，較佳為具有高剛性者。特佳為具有65GPa以上的高楊氏係數者。
＜多層反射膜2＞ 多層反射膜2係具有週期性地層積有以折射率不同的元素來作為主成分的複數層之構成。一般來說，多層反射膜2係包含有交互地層積有為高折射率材料之輕元素或其化合物的薄膜(高折射率層)與為低折射率材料之重元素或其化合物的薄膜(低折射率層)之多層膜。
為了形成多層反射膜2，可從基板1側依序層積複數週期的高折射率層與低折射率層。此情況下，1個(高折射率層/低折射率層)的積層構造便會成為1週期。
本實施型態之多層反射膜2係包含有使含有選自釕(Ru)及銠(Rh)的至少1種之低折射率層與含有矽(Si)之高折射率層交互地層積之多層膜。
本實施型態中，高折射率層為含有矽(Si)之層。高折射率層可含有Si單體，也可含有Si化合物。Si化合物可含有Si與選自B、C、N、O及H所構成的群之至少1種元素。藉由使用含有Si之層來作為高折射率層，可獲得EUV光的反射率優異之多層反射膜2。為了獲得較高反射率，高折射率層較佳宜由矽(Si)所構成。此外，｢高折射率層係由矽(Si)所構成｣係指不會妨礙到無法避免地混入之Si以外的雜質存在於高折射率層中。關於其他薄膜及其他元素亦相同。
本實施型態中，低折射率層係含有選自釕(Ru)及銠(Rh)之至少1種。藉由使低折射率層含有釕(Ru)及/或銠(Rh)，則相較於傳統的Mo/Si多層反射膜，可獲得淺實效反射面。
隨著被轉印在半導體基板般的被轉印體之節點(最小線寬)變窄，3D效應對轉印特性造成的影響變大。3D效應係指反射型遮罩200之包含高度方向的構造之三維構造對轉印圖案相對於遮罩圖案的忠實度造成影響。EUV微影中，為了抑制3D效應，必須控制反射型遮罩200的反射面。作為反射面的控制，具體而言，必須使多層反射膜2的實效反射面盡可能地接近表面。藉由反射型遮罩200具有淺實效反射面，可將從多層反射膜2所反射的EUV光控制成不會擴散，故可抑制3D效應。藉由使多層反射膜2包含有交互地層積有含有選自釕(Ru)及銠(Rh)的至少1種之低折射率層與含有矽(Si)之高折射率層之多層膜，則相較於傳統的Mo/Si多層反射膜，可使多層反射膜2的實效反射面變淺。
另一方面，使用Ru及/或Rh來作為低折射率層的材料之情況，會有高折射率層的Si擴散而發生多層反射膜2相對於EUV光的反射率降低之問題的情況。本實施型態中，可藉由使低折射率層除了Ru及/或Rh以外另含有特定添加元素來抑制此問題的發生。
本實施型態之附多層反射膜之基板90的低折射率層係另含有功函數為大於3.7eV但小於4.7eV的範圍之添加元素來作為特定添加元素。此外，由於Ru的功函數為4.71eV，Rh的功函數為4.98eV，故添加元素的功函數係低於Ru的功函數。因此，藉由將添加元素添加在低折射率層，便可抑制高折射率層的材料(Si)朝低折射率層擴散。另一方面，當高折射率層包含有具有與Ru的功函數相同或較其更大的功函數之元素的情況，會發生高折射率層的Si擴散到低折射率層之問題。又，由於Mg的功函數為3.66eV，故添加元素的功函數係高於Mg的功函數。將具有與Mg的功函數相同較其更低的功函數之元素添加在低折射率層的情況，會難以製造藉由濺射來進行成膜用的純金屬靶材。是以，添加元素的功函數必須為上述範圍。添加元素的功函數係指並非合金而是由1種添加元素所構成之金屬的功函數。
此外，功函數被認為是真空能階與費米能階的差。因此，添加元素亦可依據金屬之費米能階的大小來做選擇。亦即，低折射率層所含的添加元素為具有高於Ru的費米能階且低於鎂(Mg)之費米能階的費米能階之金屬元素。
已知為高折射率層的材料之矽(Si)係具有容易擴散到金屬中的性質。Si朝金屬中的擴散容易度係取決於金屬的功函數。亦即，若低折射率層之金屬的功函數變大，則Si會變得容易擴散到金屬(低折射率層)中。其結果，多層反射膜2所致之EUV光的反射率便會降低。反射率的降低會有在多層反射膜2的退火後特別顯著地發生之情況。相反地，若金屬的功函數變小，則Si會變得不易擴散到金屬(低折射率層)中。是以，用來和含有Si之高折射率層組合來形成多層反射膜2之低折射率層所含的添加元素較佳為功函數小的金屬。
同樣地，當Si薄膜與金屬薄膜為相接的情況，若金屬的功函數變大，則Si薄膜與金屬薄膜的密著性會降低。相反地，若金屬的功函數變小，則Si薄膜與金屬薄膜的密著性會提高。是以，用來和含有Si之高折射率層組合來形成多層反射膜2之低折射率層所含的添加元素較佳為功函數小的金屬。
由上述可理解到相較於僅由Ru所構成的低折射率層、僅由Rh所構成的低折射率層、以及僅由Ru及Rh所構成的低折射率層之情況，當包含有具有小於Ru的功函數(4.71eV)之功函數的添加元素之低折射率層的情況，可減少Si朝低折射率層的擴散。又，可理解到能提高低折射率層與高折射率層的密著性。
又，無雜質摻雜之純半導體的Si之情況，則Si的功函數為4.61eV(真空能階與能帶間隙的正中間(費米能階)之差)。藉由使用具有較Si的功函數要低之功函數之金屬來作為添加元素，可更確實地抑制Si朝低折射率層的擴散。
如上所述，藉由使用於Ru及/或Rh添加有特定添加元素之材料的低折射率層，便會具有淺實效反射面，可抑制Si原子從含有Si的高折射率層朝低折射率層擴散之現象。其結果，可抑制附多層反射膜之基板90的多層反射膜2相對於EUV光的反射率降低。又，可提高多層反射膜2之低折射率層與高折射率層的密著性。
圖7係顯示金屬元素的原子編號與功函數之關係。圖7以虛線所示之四角形內側的元素為功函數大於3.7eV但小於4.7eV的範圍之金屬元素。藉由使低折射率層含有該等金屬元素來作為添加元素，可抑制Si原子從含有Si的高折射率層朝低折射率層擴散之現象，來提高低折射率層與高折射率層的密著性。
表2係顯示本實施型態之附多層反射膜之基板90的多層反射膜2的低折射率層所含的添加元素一覧表。表2係顯示各添加元素的功函數、折射率(n)及消光係數(k)。此外，本說明書中有將添加元素表示為｢X｣的情況。例如當低折射率層是以Ru及添加元素來作為材料的情況，會有將低折射率層的材料記載為RuX的情況。
本實施型態中，低折射率層係含有選自鉈(Tl)、鉿(Hf)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、錳(Mn)、銦(In)、鎵(Ga)、鎘(Cd)、鉍(Bi)、鉭(Ta)、鉛(Pb)、銀(Ag)、鋁(Al)、釩(V)、鈮(Nb)、錫(Sn)、鋅(Zn)、汞(Hg)、鉻(Cr)、鐵(Fe)、銻(Sb)、鎢(W)、鉬(Mo)及銅(Cu)之至少1種添加元素。該等添加元素的功函數為大於3.7eV但小於4.7eV之範圍。因此，便可抑制Si原子從含有Si的高折射率層朝低折射率層擴散之現象，來提高低折射率層與高折射率層的密著性。
功函數低的添加元素可使Si朝低折射率層的擴散較少。因此，可依功函數的大小來將添加元素分成3個擴散防止群。擴散防止群A所含的添加元素為功函數高於3.7eV但4.3eV以下之添加元素。擴散防止群B所含的添加元素為功函數高於4.3eV但4.5eV以下之添加元素。擴散防止群C所含的添加元素為功函數高於4.5eV但低於4.7eV之添加元素。將各添加元素的擴散防止群顯示在表2的｢擴散防止群｣欄。
此外，屬於擴散防止群A之添加元素為Tl、Hf、Ti、Zr、Mn、In、Ga、Cd、Bi、Ta、Pb、Ag、Al、V、Nb及Sn。屬於擴散防止群B之添加元素為Zn、Hg、Cr及Fe。屬於擴散防止群C之添加元素為Sb、W、Mo及Cu。
由於添加元素相對於低折射率層的添加量較少之情況會容易發生Si朝低折射率層擴散，故多層反射膜2的反射率有可能會降低。為了抑制Si朝低折射率層的擴散，屬於擴散防止群A、B及C之添加元素可具有低折射率層之添加量的下限。擴散防止群A之添加元素的添加量較佳為1原子%以上，更佳為3原子%以上。擴散防止群B之添加元素的添加量較佳為4原子%以上，更佳為7原子%以上。擴散防止群C之添加元素的添加量較佳為8原子%以上，更佳為12原子%以上。將各添加元素的擴散防止群顯示在表2的｢下限(原子%)｣欄。
又，擴散防止群A之添加元素的含量相對於低折射率層之主材料的含量(Ru含量、Rh含量或RuRh含量)之比率(添加元素的含量/主材料的含量)較佳為0.01以上，更佳為0.03以上。擴散防止群B之添加元素的含量相對於低折射率層之主材料的含量之比率較佳為0.04以上，更佳為0.08以上。擴散防止群C之添加元素的含量相對於低折射率層之主材料的含量之比率較佳為0.09以上，更佳為0.13以上。
為了抑制Si朝低折射率層的擴散，添加元素較佳為屬於擴散防止群A及B之添加元素，更佳為屬於擴散防止群A之添加元素。又，添加元素亦可從擴散防止群A、B及/或C來選擇複數個。
圖8係顯示添加元素的折射率(n)與消光係數(k)之關係。圖8中，實線所示之曲線為以下式(1)來表示折射率(n)與消光係數(k)的關係之曲線。 式(1)：k=(1.735/n-1.716) 2當低折射率層的材料為式(1)之實線上的折射率(n)及消光係數(k)之情況，在形成該低折射率層與Si的高折射率層之積層構造的多層反射膜2時，可藉由模擬來預測出多層反射膜2相對於波長13.5nm的EUV光之反射率為50%。此外，模擬中係以依序層積有1層高折射率層(Si)與1層折射率(n)為0.88以上0.96以下且消光係數(k)為0以上0.08以下的低折射率層之2層作為1週期，且使其層積40週期之多層膜來作為模型。又，｢相對於波長13.5nm的EUV光之反射率｣係指使用以下所述的反射率，在上述模擬中使高折射率層的膜厚可在0nm以上6nm以下，使低折射率層的膜厚可在0nm以上6nm以下的範圍內變化所計算出之最大反射率。
又，圖8中，虛線所示之曲線為以下式(2)來表示折射率(n)與消光係數(k)的關係之曲線。 式(2)：k=0.0021n -51.65當低折射率層的材料為式(2)之虛線上的折射率(n)及消光係數(k)之情況，在形成該低折射率層與Si的高折射率層之積層構造的多層反射膜2時，多層反射膜2相對於波長13.5nm的EUV光之反射率可藉由模擬來預測為35%。此外，模擬中，係以依序層積有1層高折射率層(Si)與1層折射率(n)為0.88以上0.96以下且消光係數(k)為0以上0.08以下的低折射率層之2層作為1週期，且使其層積40週期之多層膜來作為模型。又，｢相對於波長13.5nm的EUV光之反射率｣係指使用以下所述的反射率，在上述模擬中使高折射率層的膜厚可在0nm以上6nm以下，使低折射率層的膜厚可在0nm以上6nm以下的範圍內變化所計算出之最大反射率。
圖8係顯示各添加元素的折射率(n)與消光係數(k)之關係。相對於波長13.5nm的EUV光之反射率可藉由添加元素的折射率(n)及消光係數(k)的值來預測。例如，當具有Mo的低折射率層與Si的高折射率層之多層反射膜2的情況，可由圖8所示之Mo的折射率(n)及消光係數(k)的值來預測多層反射膜2相對於EUV光的反射率。此外，用來預測該反射率之模型為以依序層積有1層高折射率層(Si)與1層低折射率層之2層作為1週期且使其層積40週期之多層膜，反射率為使高折射率層的膜厚可在0nm以上6nm以下，使低折射率層的膜厚可在0nm以上6nm以下的範圍內變化所預測出之最大反射率。此外，圖8雖為當多層反射膜2的層積數為40週期時之情況的預測，但當層積數未達40週期，例如35週期左右的情況亦可說是相同的傾向。
由圖8所示之關係可依對添加元素的反射率之影響來將添加元素分成3個光學特性群。光學特性群a(圖8中表示為｢Group a｣。)所含的添加元素為反射率高於式(1)的實線(反射率50%)之添加元素。光學特性群b(圖8中表示為｢Group b｣。)所含的添加元素為反射率低於式(1)的實線(反射率50%)但高於式(2)的虛線(反射率35%)之添加元素。光學特性群c(圖8中表示為｢Group c｣。)所含的添加元素為反射率低於式(2)的虛線(反射率35%)之添加元素。將各添加元素的光學特性群顯示在表2的｢光學特性群｣欄。
為了提高並維持多層反射膜2相對於EUV光的反射率，可使添加在低折射率層之元素的添加量具有上限。這是因為若添加元素相對於低折射率層的添加量較多之情況，則多層反射膜2的反射率便會降低之緣故。光學特性群a之添加元素的添加量較佳為50原子%以下，更佳為40原子%以下。光學特性群b之添加元素的添加量較佳為30原子%以下，更佳為20原子%以下。光學特性群c之添加元素的添加量較佳為15原子%以下，更佳為10原子%以下。將各添加元素的光學特性群顯示在表2的｢上限(原子%)｣欄。
又，光學特性群a之添加元素的含量相對於低折射率層之主材料的含量(Ru含量、Rh含量或RuRh含量)之比率(添加元素的含量/主材料的含量)較佳為0.56以下，更佳為0.44以下。光學特性群b之添加元素的含量相對於低折射率層之主材料的含量之比率較佳為0.33以下，更佳為0.22以下。光學特性群c之添加元素的含量相對於低折射率層之主材料的含量之比率較佳為0.17以下，更佳為0.11以下。
此外，屬於光學特性群a之添加元素為鋯(Zr)、鈮(Nb)及鉬(Mo)。屬於光學特性群b之添加元素為鉈(Tl)、鈦(Ti)、錳(Mn)、銦(In)、鎘(Cd)、鉭(Ta)、鉛(Pb)、銀(Ag)、釩(V)、汞(Hg)、鉻(Cr)及鎢(W)。屬於光學特性群c之添加元素為鉿(Hf)、鎵(Ga)、鉍(Bi)、鋁(Al)、錫(Sn)、鋅(Zn)、鐵(Fe)、銻(Sb)及銅(Cu)。
為了獲得良好的光學特性，添加元素較佳為屬於光學特性群a及b之添加元素，更佳為屬於光學特性群a之添加元素。又，亦可從光學特性群a、b及/或c來選擇複數個添加元素。
由以上所述可得知低折射率層中之添加元素的較佳含量範圍乃如表2所示。又，當Tl為添加元素的情況，低折射率層之主材料的含量(Ru含量、Rh含量或RuRh含量)較佳為大於70原子%但小於99原子%。當Hf為添加元素的情況，主材料的含量較佳為大於85原子%但小於99原子%。當Ti為添加元素的情況，主材料的含量較佳為大於70原子%但小於99原子%。當Zr為添加元素的情況，主材料的含量較佳為大於50原子%但小於99原子%。當Mn為添加元素的情況，主材料的含量較佳為大於70原子%但小於99原子%。當In為添加元素的情況，主材料的含量較佳為大於70原子%但小於99原子%。當Ga為添加元素的情況，主材料的含量較佳為大於85原子%但小於99原子%。當Cd為添加元素的情況，主材料的含量較佳為大於70原子%但小於99原子%。當Bi為添加元素的情況，主材料的含量較佳為大於85原子%但小於99原子%。當Ta為添加元素的情況，主材料的含量較佳為大於70原子%但小於99原子%。當Pb為添加元素的情況，主材料的含量較佳為大於70原子%但小於99原子%。當Ag為添加元素的情況，主材料的含量較佳為大於70原子%但小於99原子%。當Al為添加元素的情況，主材料的含量較佳為大於85原子%但小於99原子%。當V為添加元素的情況，主材料的含量較佳為大於70原子%但小於99原子%。當Nb為添加元素的情況，主材料的含量較佳為大於50原子%但小於99原子%。當Sn為添加元素的情況，主材料的含量較佳為大於85原子%但小於99原子%。當Zn為添加元素的情況，主材料的含量較佳為大於85原子%但小於96原子%。當Hg為添加元素的情況，主材料的含量較佳為大於70原子%但小於96原子%。當Cr為添加元素的情況，主材料的含量較佳為大於70原子%但小於96原子%。當Fe為添加元素的情況，主材料的含量較佳為大於85原子%但小於96原子%。當Sb為添加元素的情況，主材料的含量較佳為大於85原子%但小於92原子%。當W為添加元素的情況，主材料的含量較佳為大於70原子%但小於92原子%。當Mo為添加元素的情況，主材料的含量較佳為大於50原子%但小於92原子%。當Cu為添加元素的情況，主材料的含量較佳為大於85原子%但小於92原子%。
當添加元素為複數元素的合金之情況，可依據上述各添加元素的適當含量以及合金中之各元素的混合量來推測低折射率層中之合金添加元素的適當混合量。此外，低折射率層較佳宜未含有為主材料之Ru及Rh，以及表2所記載之添加元素以外的元素。這是因為若含有主材料及添加元素以外的元素之情況，則高折射率層的Si擴散到低折射率層之可能性會變高的緣故。是以，低折射率層較佳宜僅由Ru及/或Rh，以及特定添加元素所構成。
本實施型態之附多層反射膜之基板90當以低折射率層與高折射率層的積層構造作為1週期時，積層構造較佳為少於40週期。多層反射膜2的積層構造較佳為35週期以下，更佳為30週期以下。由於本實施型態之多層反射膜2的實效反射面很淺，故相較於傳統的多層反射膜2能以較少週期數來獲得適當的反射率。是以，可藉由使用本實施型態之附多層反射膜之基板90來抑制3D效應。此外，為了使多層反射膜2具有適當的反射率，積層構造較佳為20週期以上，更佳為25週期以上。
在形成多層反射膜2時，可於基板1表面上先形成高折射率層再形成低折射率層。此情況下，多層反射膜2便為在基板1上以高折射率層及低折射率層作為1週期之特定週期數的層積構造。多層反射膜2的最上層為低折射率層。此構造之多層反射膜2的情況，若以低折射率層來構成多層反射膜2的最表面，會依構成低折射率層的材料而容易被氧化，而有反射型遮罩200的反射率減少之情況。於是，較佳宜在最上層的低折射率層上再進一步形成高折射率層來構成多層反射膜2。亦可於最上層的低折射率層上，取代高折射率層而形成以Si作為材料之Si層。
在形成多層反射膜2時，可於基板1表面上先形成低折射率層再形成高低折射率層。此情況下，多層反射膜2便為在基板1上以低折射率層及高折射率層作為1週期之特定週期數的積層構造。此構造的情況，由於最上層為高折射率層，故保持現狀即可。
此外，如上所述，當多層反射膜2的最上層為高折射率層之情況。較佳宜於多層反射膜2上形成後述保護膜3。
另一方面，當本實施型態之多層反射膜2的低折射率層含有釕(Ru)之情況，則可使多層反射膜2的最上層為低折射率層。這是因為Ru具有可從後述反射型遮罩200之製造工序中的乾蝕刻及洗淨來保護多層反射膜2之功能的緣故。此情況下，最上層的低折射率層可兼具作為保護膜3之功能。
由以上所述可得知多層反射膜2的構造較佳為以下構造，低折射率層較佳宜含有Ru，從基板1側依序層積有高折射率層與含有Ru的低折射率層且使最上層為低折射率層。此外，最上層之低折射率層的膜厚及組成可由乾蝕刻耐受性及洗淨耐受性的觀點來適當地調整。此外，為了獲得高反射率的多層反射膜2，最上層之低折射率層的膜厚及組成較佳宜與其他低折射率層的膜厚及組成相同。
本實施型態所使用之多層反射膜2單獨的反射率為例如65%以上。多層反射膜2之反射率的上限為例如73%。此外，可將多層反射膜2所包含之層的厚度及週期選擇為會滿足布拉格定律。用來反射波長13.5nm的EUV光之多層反射膜2的情況，1週期(1對高折射率層及低折射率層)的膜厚較佳為7nm左右。
多層反射膜2可藉由公知的方法形成。多層反射膜2可藉由例如離子束濺射法、磁控濺射法及反應性濺射等形成。
例如，當多層反射膜2是以Nb作為低折射率層的添加元素之RuNb/Si多層膜的情況，係藉由離子束濺射法且使用RuNb靶材來於基板1上形成厚度3nm左右的RuNb膜。接著，使用Si靶材來形成厚度4nm左右的Si膜。藉由反覆上述般之操作，可形成層積有20~39週期的RuNb/Si膜之多層反射膜2。此時，與多層反射膜2的基板1為相反側之表面層乃為含有Si之層(Si膜)。1週期之RuNb/Si膜的厚度較佳為7nm。
＜保護膜3＞ 如圖2所示，本實施型態之附多層反射膜之基板90較佳宜具有設置於多層反射膜2上的保護膜3。
為了自後述反射型遮罩200之製造工序中的乾蝕刻及洗淨來保護多層反射膜2，可於多層反射膜2上或相接於多層反射膜2的表面般地形成保護膜3。又，保護膜3亦具有會在使用電子線(EB)來修正轉印圖案(吸收體圖案4a)的黑缺陷之際保護多層反射膜2之功能。藉由於多層反射膜2上形成有保護膜3，可抑制在製造反射型遮罩200之際對多層反射膜2表面造成的損傷。其結果，多層反射膜2相對於EUV光的反射率特性會變得良好。
圖2中係顯示保護膜3為1層的情況。此外，可使保護膜3為2層的積層構造。又，可使保護膜3為3層以上的積層構造，使最下層及最上層為含有例如Ru之物質所構成的層，且使最下層與最上層之間介設有Ru以外的金屬或合金。保護膜3係由例如含有釕來作為主成分之材料所形成。含有釕來作為主成分之材料舉例有Ru金屬單體，Rh金屬單體，使Ru含有選自鈦(Ti)、鈮(Nb)、銠(Rh)、鉬(Mo)、鋯(Zr)、釔(Y)、硼(B)、鑭(La)、鈷(Co)及錸(Re)的至少1種金屬之Ru合金，以及使該等含有氮之材料。
使用於保護膜3之Ru合金的Ru含有率為50原子%以上但未達100原子%，較佳為80原子%以上但未達100原子%，更佳為95原子%以上但未達100原子%。此情況的保護膜3可充分確保EUV光的反射率，同時兼具遮罩洗淨耐受性、在蝕刻加工吸收體膜4時的蝕刻止擋功能、以及防止多層反射膜2隨時間變化的功能。
本實施型態之附多層反射膜之基板90較佳宜使保護膜3含有和低折射率層相同的材料。又，本實施型態之附多層反射膜之基板90更佳宜使保護膜3含有選自釕(Ru)及銠(Rh)的至少1種與和低折射率層相同的添加元素(X)。
如上所述，低折射率層係含有選自釕(Ru)及銠(Rh)之至少1種與上述特定添加元素X。因此，保護膜3亦是較佳宜含有和低折射率層相同的材料(RuX、RhX或RuRhX)。本實施型態之附多層反射膜之基板90藉由使保護膜3含有和低折射率層相同的材料，可期待能夠達成作為多層反射膜2的一部分之功能。是以，可期待多層反射膜2之反射率的提升。又，藉由使用和低折射率層相同的材料，可更容易地形成保護膜3。此外，保護膜3更佳宜由和低折射率層相同的元素且相同的組成比之材料所構成。
保護膜3的膜厚只要是能夠達成作為保護膜3之功能，則未特別限制。由EUV光的反射率之觀點來看，保護膜3的膜厚較佳為1.0nm至8.0nm，更佳為1.5nm至6.0nm。
當保護膜3為與低折射率層相同組成的材料之情況，保護膜3的膜厚較佳為與多層反射膜2之低折射率層的膜厚相同之膜厚。此情況下，保護膜3較佳宜相接於多層反射膜2之高折射率層的表面來加以形成。其結果，保護膜3便可具有作為多層反射膜2的一部分之功能。
當上述多層反射膜2的最上層為低折射率層之情況，該最上層的低折射率層可兼作保護膜3。由於本實施型態之低折射率層為以釕(Ru)及/或銠(Rh)及特定添加元素來作為材料之薄膜，故可具有作為保護膜3之功能。是以，在使用後述反射型遮罩基底100來製造反射型遮罩200(EUV遮罩)之際，可抑制對多層反射膜2的表面造成損傷，故相對於EUV光的反射率特性會變得良好。
保護膜3的形成方法並未特別限制，可採用公知的膜形成方法。具體例可舉出離子束濺射法、磁控濺射法、反應性濺射法、氣相成長法(CVD)及真空蒸鍍法來作為保護膜3的形成方法。
＜吸收體膜4＞ 本實施型態之反射型遮罩基底100係於上述附多層反射膜之基板90的多層反射膜2上或形成於多層反射膜2上的保護膜3上具備吸收體膜4。
圖3係顯示本實施型態之反射型遮罩基底100的一範例之剖面示意圖。圖3所示之反射型遮罩基底100係於圖1所示附多層反射膜之基板90的多層反射膜2上具有用來吸收EUV光的吸收體膜4。此外，反射型遮罩基底100可於吸收體膜4上另具有阻膜11等其他薄膜。圖3所示構造的情況，多層反射膜2的最上層較佳為含有RuX或RuRhX之低折射率層。
圖4係顯示本實施型態之反射型遮罩基底100的一範例之剖面示意圖。圖4所示之反射型遮罩基底100係於圖2所示附多層反射膜之基板90的保護膜3上具有用來吸收EUV光的吸收體膜4。此外，反射型遮罩基底100可於吸收體膜4上另具有阻膜11等其他薄膜。
圖5係顯示本實施型態之反射型遮罩基底100的其他範例之剖面示意圖。如圖5所示，反射型遮罩基底100可於吸收體膜4上具有蝕刻遮罩膜6。此外，反射型遮罩基底100可於蝕刻遮罩膜6上另具有阻膜11等其他薄膜。
本實施型態之反射型遮罩基底100由於吸收體膜4可吸收EUV光，故藉由將反射型遮罩基底100的吸收體膜4加以圖案化，可製造出本發明之反射型遮罩200(EUV遮罩)。藉由使用本實施型態之反射型遮罩基底100，可獲得具有多層反射膜2之反射型遮罩基底100，該多層反射膜2係具有淺實效反射面，能夠抑制作為材料之原子在低折射率層與高折射率層間擴散的現象。
吸收體膜4的基本功能為吸收EUV光。吸收體膜4可為目的在EUV光的吸收之吸收體膜4，亦可為也考慮了EUV光的相位差而具有相移功能之吸收體膜4。具有相移功能之吸收體膜4係指會吸收EUV光且會讓EUV光的一部分反射來使相位偏移之膜。亦即，將具有相移功能的吸收體膜4加以圖案化後之反射型遮罩200中，在形成有吸收體膜4的部分，係以會吸收EUV光來使其減弱且不會對圖案轉印造成不良影響的程度來讓部分光線反射。又，在未形成有吸收體膜4的區域(場部)，EUV光(具有保護膜3的情況，則是介隔著保護膜3)會在多層反射膜2被反射。於是，來自具有相移功能之吸收體膜4的反射光與來自場部的反射光之間便會產生所欲相位差。具有相移功能之吸收體膜4較佳宜形成為來自吸收體膜4的反射光與來自多層反射膜2的反射光之相位差會成為170度~260度。藉由相位差反轉後的光彼此會在圖案邊緣部互相干擾，來提高投影光學像的像對比。解析度會隨著該像對比的提升而增加，可提高曝光量裕度及焦點裕度等曝光相關的各種裕度。
吸收體膜4可為單層的膜，亦可為複數膜(例如下層吸收體膜及上層吸收體膜)所構成的多層膜。單層膜之情況，可減少遮罩基底製造時的工序數來提高生產效率。多層膜的情況，可適當地設定其光學常數與膜厚來使上層吸收體膜成為使用光來檢查遮罩圖案缺陷時的抗反射膜。藉此，使用光來檢查遮罩圖案缺陷時的檢查感度便會提高。又，若將添加有能夠讓氧化耐受性提高的氧(O)及氮(N)等之膜使用在上層吸收體膜，則與時穩定性便會提高。如此般地，藉由使吸收體膜4為多層膜，可對吸收體膜4附加各種功能。當吸收體膜4具有相移功能的情況，藉由使其為多層膜，可增加在光學面的調整範圍，故容易獲得所欲反射率。
作為吸收體膜4的材料，只要是具有會吸收EUV光之功能，可藉由蝕刻等來加工(較佳為能以氯(Cl)系氣體及/或氟(F)系氣體的乾蝕刻來進行蝕刻)，且相對於保護膜3的蝕刻選擇比較高之材料，則未特別限制。具有此般功能者，較佳可使用選自鈀(Pd)、銀(Ag)、鉑(Pt)、金(Au)、銥(Ir)、鎢(W)、鉻(Cr)、鈷(Co)、錳(Mn)、錫(Sn)、鉭(Ta)、釩(V)、鎳(Ni)、鉿(Hf)、鐵(Fe)、銅(Cu)、碲(Te)、鋅(Zn)、鎂(Mg)、鍺(Ge)、鋁(Al)、銠(Rh)、釕(Ru)、鉬(Mo)、鈮(Nb)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、釔(Y)及矽(Si)之至少1種金屬，含有2種以上的金屬之合金，或該等的化合物。化合物可於上述金屬或合金含有氧(O)、氮(N)、碳(C)及/或硼(B)。
吸收體膜4可藉由DC濺射法及RF濺射法等之磁控濺射法來形成。例如，鉭化合物等的吸收體膜4可使用含有鉭及硼之靶材，且藉由使用添加有氧或氮的氬氣之反應性濺射法來成膜。
又，由平滑性及平坦性的觀點，吸收體膜4的結晶狀態較佳為非晶質狀或微晶的構造。若吸收體膜4的表面並非平滑或平坦的情況，便會有吸收體圖案4a的邊緣粗糙度變大，導致圖案的尺寸精度惡化之情況。吸收體膜4的表面粗糙度以均方根粗糙度(Rms)來說較佳為0.5nm以下，更佳為0.4nm以下，再更佳為0.3nm以下。
＜蝕刻遮罩膜6＞ 如圖5所示，本實施型態之反射型遮罩基底100可於吸收體膜4上具有蝕刻遮罩膜6。作為蝕刻遮罩膜6的材料，較佳宜使用收體膜4相對於蝕刻遮罩膜6的蝕刻選擇比(吸收體膜4的蝕刻速度/蝕刻遮罩膜6的蝕刻速度)高之材料。收體膜4相對於蝕刻遮罩膜6的蝕刻選擇比較佳為1.5以上，更佳為3以上。
本實施型態之反射型遮罩基底100較佳為於吸收體膜4上具有蝕刻遮罩膜6。
作為蝕刻遮罩膜6的材料，較佳宜使用鉻或鉻化合物。鉻化合物的範例舉例有含有Cr與選自N、O、C及H的至少一種元素之材料。蝕刻遮罩膜6更佳宜含有CrN、CrO、CrC、CrON、CrOC、CrCN或CrOCN，更佳為含有鉻及氧之CrO系膜(CrO膜、CrON膜、CrOC膜或CrOCN膜)。
作為蝕刻遮罩膜6的材料，較佳宜使用鉭或鉭化合物。鉭化合物的範例舉例有含有Ta與選自N、O、B及H的至少一種元素之材料。蝕刻遮罩膜6更佳宜含有TaN、TaO、TaON、TaBN、TaBO或TaBON。
作為蝕刻遮罩膜6的材料，較佳宜使用矽或矽化合物。矽化合物的範例舉例有含有Si與選自N、O、C及H的至少一種元素之材料，以及於矽及矽化合物含有金屬之金屬矽(金屬矽化物)及金屬矽化合物(金屬矽化物化合物)等。金屬矽化合物的範例舉例有含有金屬與Si以及選自N、O、C及H的至少一種元素之材料。
為了精度佳地於吸收體膜4形成圖案，蝕刻遮罩膜6的膜厚較佳為3nm以上。又，為了使阻膜11的膜厚較薄，蝕刻遮罩膜6的膜厚較佳為15nm以下。
＜內面導電膜5＞ 可於基板10的內面(與形成有多層反射膜2一側為相反側的面)上形成靜電夾具用的內面導電膜5。作為靜電夾具用，通常要求內面導電膜5的片電阻需為100Ω/□(Ω/square)以下。內面導電膜5可藉由使用例如鉻或鉭等金屬或該等的合金之靶材之磁控濺射法或離子束濺射法來形成。內面導電膜5的材料較佳為含有鉻(Cr)或鉭(Ta)之材料。例如，內面導電膜5的材料較佳為於Cr含有選自硼、氮、氧及碳的至少一者之Cr化合物。作為Cr化合物，可舉出例如CrN、CrON、CrCN、CrCON、CrBN、CrBON、CrBCN及CrBOCN等。又，內面導電膜5的材料較佳為Ta(鉭)，含有Ta之合金，或於該等任一者含有硼、氮、氧及碳的至少一者之Ta化合物。作為Ta化合物，可舉出例如TaB、TaN、TaO、TaON、TaCON、TaBN、TaBO、TaBON、TaBCON、TaHf、TaHfO、TaHfN、TaHfON、TaHfCON、TaSi、TaSiO、TaSiN、TaSiON及TaSiCON等。
內面導電膜5的膜厚只要是具有作為靜電夾具用的膜之功能，則未特別限制。內面導電膜5的膜厚為例如10nm~200nm。
＜反射型遮罩200＞
如圖6D所示，本實施型態之反射型遮罩200係具備將上述反射型遮罩基底100的吸收體膜4加以圖案化後之吸收體圖案4a。
圖6A~圖6D係顯示反射型遮罩200之製造方法的一範例之示意圖。使用上述本實施型態之反射型遮罩基底100，可製造出本實施型態之反射型遮罩200。以下，針對反射型遮罩200之製造方法的範例加以說明。
首先，準備具有基板1、形成於基板1上的多層反射膜2、形成於多層反射膜2上的保護膜3、以及形成於保護膜3上的吸收體膜4之反射型遮罩基底100。接著，於吸收體膜4上形成阻膜1，以獲得附阻膜11的反射型遮罩基底100(圖6A)。藉由電子線描繪裝置來將圖案描繪在阻膜11，並進一步地經由顯影、沖洗工序來形成阻劑圖案11a(圖6B)。
以阻劑圖案11a作為遮罩來將吸收體膜4乾蝕刻。藉此，未被吸收體膜4的阻劑圖案11a披覆之部分便會被蝕刻而形成有吸收體圖案4a(圖6C)。
可使用例如氟系氣體及/或氯系氣體來作為吸收體膜4的蝕刻氣體。作為氟系氣體，可使用CF 4、CHF 3、C 2F 6、C 3F 6、C 4F 6、C 4F 8、CH 2F 2、CH 3F、C 3F 8、SF 6及F 2等。作為氯系氣體，可使用Cl 2、SiCl 4 、CHCl 3、CCl 4及BCl3等。又，可使用以特定比率包含有氟系氣體及/或氯系氣體與O 2的混合氣體。該等蝕刻氣體可依需要進一步地包含有He及/或Ar等非活性氣體。
在形成有吸收體圖案4a後，藉由阻劑剝離液來去除阻劑圖案11a。在去除阻劑圖案11a後，經由使用酸性或鹼性的水溶液之濕式洗淨工序，藉此便可獲得本實施型態之反射型遮罩200(圖6D)。
此外，當使用於吸收體膜4上形成有蝕刻遮罩膜6之反射型遮罩基底100的情況，係在使用阻劑圖案11a作為遮罩來於蝕刻遮罩膜6形成圖案(蝕刻遮罩圖案)後，增加了使用蝕刻遮罩圖案作為遮罩來於吸收體膜4形成圖案之工序。
如此般獲得的反射型遮罩200便會具有於基板1上層積有多層反射膜2、保護膜3及吸收體圖案4a之構造。
露出有多層反射膜2(包含保護膜3)之區域係具有會反射EUV光之功能。多層反射膜2(包含保護膜3)被吸收體圖案4a覆蓋的區域係具有會吸收EUV光之功能。本實施型態之反射型遮罩200係具有多層反射膜，其具有淺實效反射面，能夠抑制作為材料之原子在低折射率層與高折射率層間擴散的現象。是以，藉由使用本實施型態之反射型遮罩200，可將更微細的圖案轉印在被轉印體。
＜半導體裝置之製造方法＞ 本實施型態之半導體裝置之製造方法係具有使用上述反射型遮罩200來進行會使用曝光裝置之微影製程，以於被轉印體形成轉印圖案之工序。
藉由使用了本實施型態的反射型遮罩200之微影，可於半導體基板(被轉印體)上形成轉印圖案。該轉印圖案係具有被轉印有反射型遮罩200的圖案之形狀。藉由反射型遮罩200來於半導體基板上形成轉印圖案，藉此便可製造出半導體裝置。
依據本實施型態，可使用具有多層反射膜2之反射型遮罩200來製造出半導體裝置，該多層反射膜2係具有淺實效反射面，能夠抑制作為材料之原子在低折射率層與高折射率層間擴散的現象。是以，藉由使用本實施型態之反射型遮罩200，可使半導體裝置高密度化及高精度化。
使用圖9，針對藉由EUV光來將圖案轉印在附阻劑的半導體基板60之方法加以說明。
圖9係顯示用以將轉印圖案轉印在形成於半導體基板60上的阻膜之裝置(即EUV曝光裝置50)的概略構成。EUV曝光裝置50係沿著EUV光的光線路徑軸精密地配置有EUV光生成部51、照射光學系統56、光罩台58、投影光學系統57及晶圓台59。EUV曝光裝置50的容器內係充填有氫氣。
EUV光生成部51係具有雷射光源52、錫液滴生成部53、捕集部54及集光部55。將來自雷射光源52之高功率的碳酸氣體雷射照射在從錫液滴生成部53噴出的錫液滴後，液滴狀態的錫便會電漿化而生成EUV光。所生成之EUV光會在集光部55被聚光，再經由照射光學系統56被入射在光罩台58所設置的反射型遮罩200。EUV光生成部51會生成例如13.53nm波長的EUV光。
在反射型遮罩200被反射的EUV光會藉由投影光學系統57而被縮小成通常為1/4左右的圖案像光且被投影在半導體基板60(被轉印基板)上。藉此將所欲電路圖案轉印在半導體基板60上的阻膜。藉由將被曝光後的阻膜顯影，可於半導體基板60上形成阻劑圖案。以阻劑圖案作為遮罩來將半導體基板60蝕刻，藉此便可於半導體基板上形成積體電路圖案。經由上述般之工序及其他必要的工序來製造出半導體裝置。
[實施例] 以下，針對實施例及比較例，參照圖式來加以說明。
(實施例1~10之附多層反射膜之基板90的製作) 首先，準備第1主表面及第2主表面經研磨後之6025尺寸(約152mm×152mm×6.35mm)的基板1。該基板1為低熱膨脹玻璃(SiO 2-TiO 2系玻璃)所構成的基板1。基板1的主表面係藉由粗研磨加工工序、精密研磨加工工序、局部加工工序及接觸研磨加工工序來被加以研磨。
接著，於基板1的主表面(第1主表面)上形成Si的高折射率層及特定低折射率層所構成之多層反射膜2。表1係顯示實施例1~10之低折射率層(RuX或RuRhX，X為添加元素)的材料及組成。實施例1~10之高折射率層的材料為Si。表1中顯示有添加元素(X)的功函數及低折射率層中之添加元素(X)的含量(原子%)。
多層反射膜2係使用Si靶材，與RuX靶材或RuRhX靶材(X為添加元素)，且使用Kr氣體而藉由離子束濺射法來形成。首先，以相接於基板1的主表面之方式，使用Si靶材來成膜出膜厚4.2nm之Si的高折射率層，接著，使用RuX靶材或RuRhX靶材(X為添加元素)，來成膜出膜厚2.8nm之RuX或RuRhX的低折射率層。多層反射膜2係藉由以1個高折射率層及1個低折射率層的層積作為1週期來於基板1的主表面層積35週期(對)所形成。
接著，於實施例1~10之多層反射膜2上形成RuRhNb膜以作為保護膜3。保護膜3係使用RuRhNb靶材且在Ar氣體氛圍中藉由磁控濺射法來形成為厚度3.5nm。保護膜3的組成比(原子%)為Ru：Rh：Nb=64：16：20。
依上述方式製造出實施例1~10之附多層反射膜之基板90。
(比較例1及2之附多層反射膜之基板90的製作) 除了使低折射率層的材料為Ru(比較例1)或RuRh(比較例2)以外，與實施例1~10同樣地製造出附多層反射膜之基板90。是以，比較例1及2的低折射率層便會不含添加元素(X)。此外，在形成比較例1的低折射率層之際係使用Ru靶材，而在形成比較例2的低折射率層之際則是使用RuRh靶材。表1係顯示比較例1及2之低折射率層的組成比(原子%)。
(附多層反射膜之基板90之反射率的評估) 使用依上述方式所製作的實施例及比較例之附多層反射膜之基板90，來測量熱處理對附多層反射膜之基板90造成的反射率變化。
具體而言，首先，測量實施例及比較例之附多層反射膜之基板90相對於EUV光(波長13.5nm)的反射率(R1，單位%)。接著，在大氣氛圍中以200℃來將附多層反射膜之基板90加熱10分鐘，藉此進行熱處理。在對附多層反射膜之基板90進行熱處理後，測量附多層反射膜之基板90相對於EUV光的反射率(R2，單位%)。藉由從熱處理前之附多層反射膜之基板90的反射率(R1)值減去熱處理後之附多層反射膜之基板90的反射率(R2)值，來獲得附多層反射膜之基板90因熱處理而發生的EUV反射率變化。表1係顯示熱處理所致之EUV反射率的變化。
如表1所示，實施例1~10之附多層反射膜之基板90在200℃、10分鐘之熱處理的前後，相對於EUV光之反射率的變化為9.4%(實施例7)以下。由於實施例1~10之多層反射膜2之低折射率層的材料為含有特定添加元素(X)之RuX或RuRhX，故會抑制Si從高折射率層朝低折射率層的擴散。於是，便推測反射率的變化在熱處理的前後會較小。尤其是低折射率層的材料為RuNb之實施例1之反射率的變化為最小值(6.9%)。
另一方面，比較例1及2之附多層反射膜之基板90在200℃、10分鐘之熱處理的前後，附多層反射膜之基板90相對於EUV光的反射率發生大幅變化。推測比較例1及2中，Si從高折射率層朝低折射率層擴散而於高折射率層中形成金屬矽化物(RuSi或RuRhSi)，因而導致反射率大幅變化。
(反射型遮罩基底100) 接著，針對實施例1~10之反射型遮罩基底100加以說明。
於依上述方式所製造出之附多層反射膜之基板90的基板1內面形成內面導電膜5，並於保護膜3上形成吸收體膜4來製造出實施例1~10之反射型遮罩基底100。
首先，藉由磁控濺射(反應性濺射)法且以下述條件來於附多層反射膜之基板90之基板1的第2主表面(內面)形成CrN膜所構成的內面導電膜5。 內面導電膜5的形成條件：Cr靶材，Ar與N 2的混合氣體氛圍(Ar：90%，N：10%)，膜厚20nm。
接著，於附多層反射膜之基板90的保護膜3上形成膜厚55nm的TaBN膜來作為吸收體膜4。吸收體膜4的組成為Ta：B：N=75：12：13(原子比)，膜厚為55nm。
依上述方式製造出實施例1~10之反射型遮罩基底100。
(反射型遮罩200) 接著，使用實施例1~10之反射型遮罩基底100來製造出反射型遮罩200。參照圖6A~圖6D來說明反射型遮罩200之製造。
首先，如圖6A所示，於反射型遮罩基底100的吸收體膜4上形成阻膜11。然後，將電路圖案等所欲圖案描繪(曝光)在該阻膜11，並進一步地顯影、沖洗以形成特定的阻劑圖案11a(圖6B)。接著，以阻劑圖案11a作為遮罩且使用Cl 2氣體來將吸收體膜4(TaBN膜)乾蝕刻，以形成吸收體圖案4a(圖6C)。之後，去除阻劑圖案11a(圖6D)。
最後，使用純水(DIW)進行濕式洗淨，以製造出實施例1~10之反射型遮罩200。
(半導體裝置的製造) 將實施例1~10之反射型遮罩200安裝在EUV掃描器，來對於被轉印體(半導體基板60)上形成有被加工膜與阻膜之晶圓進行EUV曝光。然後，藉由將該曝光後的阻膜顯影，來於形成有被加工膜之半導體基板56上形成阻劑圖案。
由於實施例1~10之反射型遮罩200係具有多層反射膜2，其具有淺實效反射面，能夠抑制作為材料之原子在低折射率層與高折射率層間擴散的現象，故可在半導體基板60(被轉印基板)上形成微細且高精度的轉印圖案(阻劑圖案)。
藉由蝕刻來將該阻劑圖案轉印在被加工膜，且經由絕緣膜、導電膜的形成，摻雜物的導入，或退火等各種工序，藉此便能以高良率來製造出具有所欲特性的半導體裝置。
[表1]
Figure 02_image001
[表2]
Figure 02_image003
1:基板 2:多層反射膜 3:保護膜 4:吸收體膜 4a:吸收體圖案 5:內面導電膜 6:蝕刻遮罩膜 11:阻膜 11a:阻劑圖案 50:EUV曝光裝置 51:EUV光生成部 52:雷射光源 53:錫液滴生成部 54:捕集部 55:集光部 56:照射光學系統 57:投影光學系統 58:光罩台 59:晶圓台 60:半導體基板 90:附多層反射膜之基板 100:反射型遮罩基底 200:反射型遮罩
圖1係顯示本實施型態之附多層反射膜之基板的一範例之剖面示意圖。 圖2係顯示本實施型態之附多層反射膜之基板的其他範例之剖面示意圖。 圖3係顯示本實施型態之反射型遮罩基底的一範例之剖面示意圖。 圖4係顯示本實施型態之反射型遮罩基底的其他範例之剖面示意圖。 圖5係顯示本實施型態之反射型遮罩基底的另一其他範例之剖面示意圖。 圖6A-D係顯示本實施型態之反射型遮罩之製造方法的一範例之剖面示意圖。 圖7係顯示金屬元素的原子編號與功函數之關係之圖。 圖8係顯示添加元素的折射率(n)與消光係數(k)之關係之圖。 圖9係顯示EUV曝光裝置的一範例之示意圖。
1:基板
2:多層反射膜
5:內面導電膜
90:附多層反射膜之基板

Claims (10)

  1. 一種附多層反射膜之基板，係具有基板與設置於該基板上的多層反射膜； 該多層反射膜係包含交互地層積有含有選自釕(Ru)及銠(Rh)之至少1種的低折射率層與含有矽(Si)的高折射率層之多層膜； 該低折射率層係另含有功函數為大於3.7eV但小於4.7eV的範圍之添加元素。
  2. 如申請專利範圍第1項之附多層反射膜之基板，其中該低折射率層係含有選自鉈(Tl)、鉿(Hf)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、錳(Mn)、銦(In)、鎵(Ga)、鎘(Cd)、鉍(Bi)、鉭(Ta)、鉛(Pb)、銀(Ag)、鋁(Al)、釩(V)、鈮(Nb)、錫(Sn)、鋅(Zn)、汞(Hg)、鉻(Cr)、鐵(Fe)、銻(Sb)、鎢(W)、鉬(Mo)及銅(Cu)之至少1種添加元素。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之附多層反射膜之基板，其中以該低折射率層與該高折射率層的積層構造作為1週期時，積層構造係少於40週期。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之附多層反射膜之基板，其係於該多層反射膜上具有保護膜。
  5. 如申請專利範圍第4項之附多層反射膜之基板，其中該保護膜係含有和該低折射率層相同的材料。
  6. 如申請專利範圍第4項之附多層反射膜之基板，其中該保護膜係含有選自釕(Ru)及銠(Rh)之至少1種與和該低折射率層相同的添加元素。
  7. 一種反射型遮罩基底，其係於如申請專利範圍第4至6項中任一項之附多層反射膜之基板的該保護膜上具有吸收體膜。
  8. 一種反射型遮罩基底，其係於如申請專利範圍第1至3項中任一項之附多層反射膜之基板的該多層反射膜上具有吸收體膜。
  9. 一種反射型遮罩，係具有會將如申請專利範圍第7或8項之反射型遮罩基底的該吸收體膜加以圖案化之吸收體圖案。
  10. 一種半導體裝置之製造方法，係具有使用如申請專利範圍第9項之反射型遮罩來進行會使用曝光裝置之微影製程，以於被轉印體形成轉印圖案之工序。
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