反射型掩模胚料及反射型掩模的制造方法技术

本发明专利技术的反射型掩模胚料包括：基板10；设置在所述基板10上且用于反射曝光光线的多层反射膜20；设置在所述多层反射膜20上且包括金属氧化膜51的保护膜50；以及设置在所述保护膜50上且用于吸收曝光光线的吸收体膜70，其中，所述多层反射膜20中的Mo层22与Si层21交替层叠，距离所述基板10最远的一侧的层是Si层21，在所述金属氧化膜51中，与所述基板10侧相比，远离所述基板10一侧的层的氧含量变高。远离所述基板10一侧的层的氧含量变高。远离所述基板10一侧的层的氧含量变高。

【技术实现步骤摘要】
反射型掩模胚料及反射型掩模的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种用于制造在半导体器件制造等中使用的反射型掩模的反射型掩模坯料以及反射型掩模的制造方法。

技术介绍

[0002]以往，在半导体器件(半导体装置)的制造工序中，普遍采用对转印用掩模照射曝光光线，通过缩小投影光学系统将形成在掩模上的电路图案转印到半导体基板(半导体晶片)上的光刻技术。以往曝光光线的主流波长为使用氟化氩(ArF)准分子激光所采用的193nm波长激光，通过采用多次组合曝光工艺和加工工艺的多图案化的工艺，最终形成尺寸比曝光波长小的图案。
[0003]然而，随着器件图案的不断微细化，需要形成更微细的图案，因此作为曝光光线，行业开始使用波长比ArF准分子激光更短的极端紫外光(Extreme Ultraviolet：以下称为“EUV”光)的EUV光刻技术。EUV光是波长为0.2～100nm左右的光，更具体而言是波长为13.5nm附近的光。该EUV光对物质的透过性极低，不能使用以往的透过型投影光学系统和掩模，因此需要使用反射型光学元件。这样一来，图案转印用掩模也需要是反射型掩模。
[0004]反射型掩模是在基板上形成有反射EUV光的多层反射膜，并在多层反射膜上以图案状形成有用于吸收EUV光的吸收体膜的掩模。另一方面，在吸收体膜上形成图案之前的状态(包括形成有抗蚀剂膜的状态)称为反射型掩模坯料，将其用作反射型掩模的原材料(以下，也将反射EUV光的反射型掩模坯料称为EUV掩模坯料)。EUV掩模胚料具有以包括形成在玻璃制基板上的反射EUV光的多层反射膜、以及形成在其上的吸收EUV光的吸收体膜为基础的结构。作为多层反射层，通常使用通过交替层叠钼(Mo)层和硅(Si)层来确保EUV光的反射率的Mo/Si多层反射膜。作为吸收体膜，使用以消光系数的值相对于EUV光较大的钽(Ta)为主要成分的材料。
[0005]在多层反射膜与吸收体膜之间，形成用于保护多层反射膜的保护膜。该保护膜以保护多层反射膜为目的，保护反射膜避免因在吸收体膜上形成图案而实施的蚀刻、在图案形成后检测出缺陷时的图案修正加工、以及在掩模图案形成后掩模的清洗等过程中受到损伤。作为该保护膜，如日本特开2002
‑
122981号公报(专利文献1)所公开的那样，使用钌(Ru)元素为原料。
[0006]【先行技术文献】
[0007]【专利文献1】日本特开2002
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122981号公报
[0008]反射型掩模胚料在最表层为Si的Mo层和Si层交替层叠而成的多层反射膜(多层周期膜)上形成以Ru为主要成分的保护膜，为了使之后的工艺稳定，一般在120～200℃的温度带实施热处理。
[0009]但是，在含有Ru的保护膜与以Si为表层的多层反射膜的组合中，通过热处理形成RuSi扩散层会出现反射率大幅降低的倾向。为了防止Ru膜与Si膜的界面因热处理而形成扩散层，可以考虑在Ru膜与Si膜之间形成Mo膜等作为缓冲层的结构，但由于保护膜的膜厚薄，
所以容易透过氧导致缓冲层自身被氧化，因此有时反射率会大幅降低。如果预先使保护膜为含氧量高的金属氧化膜，则能够将热处理引起的反射率变动抑制得较低，但在层叠时有可能使多层反射膜的表层过于氧化，而导致反射率大幅下降。
[0010]本专利技术是鉴于上述课题，目的是提供一种即使实施热处理，也能够抑制反射率的降低、维持高反射率的反射型掩模坯料以及使用该反射型掩模坯料的反射型掩模的制造方法。

技术实现思路

[0011]【1】本专利技术的反射型掩模胚料，其特征在于，包括：
[0012]基板；
[0013]多层反射膜，设置在所述基板上，用于反射曝光光线；
[0014]保护膜，包含设置在所述多层反射膜上的金属氧化膜；以及
[0015]吸收体膜，设置在所述保护膜上，用于吸收曝光光线，
[0016]其中，所述多层反射膜的Mo层与Si层交替层叠，并且离所述基板最远一侧的层是Si层，
[0017]在所述金属氧化膜中，与所述基板侧相比，远离所述基板侧的层的含氧量变高。
[0018]【2】在本专利技术的反射型掩模胚料中，
[0019]所述金属氧化膜中含有的金属由波长为13.53nm的EUV光的消光系数k小于0.02的金属构成。
[0020]【3】在本专利技术的反射型掩模胚料中，
[0021]所述保护膜作为加工所述吸收体膜时的蚀刻阻挡层发挥功能。
[0022]【4】在本专利技术的反射型掩模胚料中，
[0023]所述金属氧化膜含有Zr、Nb、Ti以及Y中任意一种以上的元素。
[0024]【5】在本专利技术的反射型掩模胚料中，
[0025]所述金属氧化膜的远离基板一侧的层的含氧量不会在120℃～200℃的热处理中发生变化。
[0026]【6】在本专利技术的反射型掩模胚料中，
[0027]所述金属氧化膜的厚度为0.5nm以上且小于3.5nm。
[0028]【7】在本专利技术的反射型掩模胚料中，
[0029]所述金属氧化膜具有多层结构，
[0030]与位于所述基板侧的第一层相比，位于远离所述基板侧的第二层中的含氧量变高。
[0031]【8】在本专利技术的反射型掩模胚料中，
[0032]所述金属氧化膜的含氧量随着远离所述基板而连续增加。
[0033]【9】在本专利技术的反射型掩模胚料中，
[0034]所述多层反射膜中离基板最远一侧的Si层的位于所述金属氧化膜一侧含有氧以外的轻元素。
[0035]【10】在本专利技术的反射型掩模胚料中，
[0036]在所述多层反射膜中离基板最远一侧的Si层与所述金属氧化膜之间，具有在所述
金属氧化膜一侧含有氧以外的轻元素的氧化抑制层，
[0037]所述氧化抑制层的厚度为0.2nm以上3nm以下。
[0038]【11】在本专利技术的反射型掩模胚料中，
[0039]所述轻元素为氮、碳以及硼中的任意一种以上。
[0040]【12】在本专利技术的反射型掩模胚料中，
[0041]将120～200℃热处理前的相对于波长为13.53nm的EUV光的第一反射率、与120～200℃的热处理后的相对于波长为13.53nm的EUV光的第二反射率进行比较时，第二反射率相对于第一反射率的变化为0.5％。
[0042]【13】本专利技术反射型掩模的制造方法，其特征在于：
[0043]使用上述【1】至【12】中的任意一项所述的反射型掩模胚料来制造反射型掩模。
[0044]【专利技术效果】
[0045]根据本专利技术，就能够实现即使还在实施热处理的情况下，也能够抑制反射率的降低、维持高反射率的反射型掩模坯料以及使用该反射型掩模坯料的反射型掩模的制造方法。
附图说明
[0046]图1A是本专利技术实施例的反射型掩模坯料的一例截面图。
[0047]图1B是本专利技术实施例的反射型掩模坯料的另一例截面图。
[0048]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反射型掩模胚料，其特征在于，包括：基板；多层反射膜，设置在所述基板上，用于反射曝光光线；保护膜，包含设置在所述多层反射膜上的金属氧化膜；以及吸收体膜，设置在所述保护膜上，用于吸收曝光光线，其中，所述多层反射膜的Mo层与Si层交替层叠，并且离所述基板最远一侧的层是Si层，在所述金属氧化膜中，与所述基板侧相比，远离所述基板侧的层的含氧量变高。2.根据权利要求1所述的反射型掩模胚料，其特征在于：其中，所述金属氧化膜中含有的金属由波长为13.53nm的EUV光的消光系数k小于0.02的金属构成。3.根据权利要求1或2所述的反射型掩模胚料，其特征在于：其中，所述保护膜作为加工所述吸收体膜时的蚀刻阻挡层发挥功能。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的反射型掩模胚料，其特征在于：其中，所述金属氧化膜含有Zr、Nb、Ti以及Y中任意一种以上的元素。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的反射型掩模胚料，其特征在于：其中，所述金属氧化膜的远离基板一侧的层的含氧量不会在120℃～200℃的热处理中发生变化。6.根据权利要求1至5中任意一项所述的反射型掩模胚料，其特征在于：其中，所述金属氧化膜的厚度为0.5nm以上且小于3.5nm。7.根据权利要求1至6中任意一项所述的反射型掩模胚料，其特征在于：其中，所述金属氧化膜具...

【专利技术属性】
技术研发人员：高坂卓郎，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：