反射型光掩模坯和反射型光掩模的制作方法

本发明涉及以紫外区域的光为光源的光刻中所使用的反射型光掩模和用于制作该反射型光掩模的反射型光掩模坯。

背景技术：

1、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，曝光光源从传统的波长为193nm的arf准分子激光转换为波长为13.5nm的euv(extreme ultra violet：极端紫外线)区域的光。

2、由于euv区域的光能够被几乎所有的物质以高比例吸收，因此使用反射型的光掩模作为euv曝光用的光掩模(euv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反射膜构成的反射层，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掩模图案。

3、另外，如上所述，euv光刻不能使用利用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手法：使光轴从euv光掩模的垂直方向倾斜6度以入射euv光，并将以负6度的角度反射的反射光引导到半导体基板上。

4、这样，在euv光刻中，由于光轴经由反射镜而发生倾斜，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，即可能产生所谓的“投影效应”的问题。

5、在现有的euv掩模坯中，使用层厚为60～90nm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。

6、因此，研究了将光吸收层从钽(ta)变更为对于euv光的吸收性(消光系数)高的材料。然而，根据用于反射型掩模坯的光吸收层的材料，存在以下可能性：不能耐受euv曝光时的热量，无法稳定地保持所形成的转印图案(掩模图案)，结果转印性劣化。

7、现有技术文献

8、专利文献

9、专利文献1：日本特开2011-176162号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、本发明的目的在于提供能够抑制或减轻以极端紫外区域的波长的光为光源的图案化转印用的反射型光掩模的投影效应、充分具有曝光时的耐热性的反射型光掩模坯和反射型光掩模。

3、用于解决课题的手段

4、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，具有：基板、形成在基板上的包含多层膜的反射层、以及形成在反射层上的吸收层，吸收层含有合计为50原子％以上的铟(in)和氮(n)，吸收层中的氮(n)相对于铟(in)的原子数比(n/in)为0.5以上1.5以下，吸收层的层厚为17nm以上45nm以下。

5、另外，吸收层可以进一步含有选自由钽(ta)、铂(pt)、碲(te)、锆(zr)、铪(hf)、钛(ti)、钨(w)、硅(si)、铬(cr)、镓(ga)、钼(mo)、锡(sn)、钯(pd)、镍(ni)、硼(b)、氟(f)、氧(o)、碳(c)以及氢(h)组成的组中的1种以上的元素。

6、另外，其特征在于，在反射层与吸收层之间包含封盖层。

7、另外，本发明的一个方式涉及的反射型光掩模是以极端紫外线为光源的图案转印用的反射型光掩模，特征在于，具有：基板、形成在基板上的包含多层膜的反射层、以及形成在反射层上的吸收图案层，吸收图案层含有合计为50原子％以上的铟(in)和氮(n)，吸收图案层中的氮(n)相对于铟(in)的原子数比(n/in)为0.5以上1.5以下，吸收图案层的层厚为17nm以上45nm以下。

8、另外，吸收图案层可以进一步含有选自由钽(ta)、铂(pt)、碲(te)、锆(zr)、铪(hf)、钛(ti)、钨(w)、硅(si)、铬(cr)、镓(ga)、钼(mo)、锡(sn)、钯(pd)、镍(ni)、硼(b)、氟(f)、氧(o)、碳(c)以及氢(h)组成的组中的1种以上的元素。

9、发明的效果

10、根据本发明的一个方式，可以期待一种在以极端紫外区域的波长的光为光源的图案化中向半导体基板的转印性能得以提高、且具有曝光时的耐热性的反射型光掩模。即，根据本发明的一个方式涉及的反射型光掩模坯和反射型光掩模，能够抑制或减轻以极端紫外区域的波长的光为光源的图案化转印用的反射型光掩模的投影效应、且对euv光照射也充分具有耐性。

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，具有：

2.根据权利要求1所述的反射型光掩模坯，其中，

3.根据权利要求1或2所述的反射型光掩模坯，其中，

4.一种反射型光掩模，其是以极端紫外线为光源的图案转印用的反射型光掩模，具有：

5.根据权利要求4所述的反射型光掩模，其中，

技术总结
本发明提供了一种反射型光掩模坯，其能够抑制或减轻以极端紫外区域的波长的光作为光源的图案化转印用的反射型光掩模的投影效应，并且充分具有曝光时的耐热性。该反射型光掩模坯构成如下：具有基板(1)、形成在基板(1)上的包含多层膜的反射层(2)、以及形成在反射层(2)上的吸收层(4)。而且，吸收层(4)含有合计为50原子％以上的铟(In)和氮(N)。另外，吸收层(4)中的氮(N)相对于铟(In)的原子数比(N/In)为0.5以上1.5以下。此外，吸收层(4)的层厚设为17nm以上45nm以下。

技术研发人员：中野秀亮,合田步美,市川显二郎,山形悠斗
受保护的技术使用者：凸版光掩模有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15