反射掩模坯料的制作方法

本发明涉及反射掩模坯料，其是在制造诸如lsi的半导体器件中使用的反射掩模的材料。

背景技术：

1、在半导体器件的制造工艺中，反复使用光刻技术，其中通过缩小投影光学系统用曝光用光照射转印掩模，将形成在转印掩模上的电路图案转印到半导体基板(半导体晶片)上。通常，曝光用光的主流波长为使用氟化氩(arf)准分子激光的193nm。通过采用其中将曝光工艺和处理工艺多次组合的被称为多重图案化的工艺，最终形成了尺寸小于曝光波长的图案。

2、然而，在器件图案不断小型化的情况下，需要形成进一步精细的图案，因此使用了极紫外光刻技术，其中使用波长比arf准分子激光的波长更短的极紫外(下文中称为“euv”)光作为曝光用光。euv光是波长约为0.2至100nm的光，具体是波长约13.5nm的光。euv光对物质具有非常低的透明性，并且不能用于传统的透射投影光学系统或掩模，因此采用了反射型光学元件器件。因此，还提出了反射掩模作为用于图案转印的掩模。

3、在反射掩模中，通常，在由玻璃制成的低热膨胀基板的一个主表面上形成反射euv光的反射多层膜，并且进一步在反射多层膜上形成吸收euv光的以图案形式形成的吸收膜。另一方面，在使吸收膜图案化之前的材料(还包括其中形成有抗蚀剂层的材料)被称为反射掩模坯料，其用作用于反射掩模的材料。在反射掩模坯料中，在由玻璃制成的低热膨胀基板的一个主表面上形成反射euv光的反射多层膜，并且进一步在反射多层膜上形成吸收euv光的吸收膜。反射掩模坯料具有包括反射多层膜和吸收膜的基本结构。

4、作为反射多层膜，通常使用mo/si反射多层膜，其中将钼(mo)层和硅(si)层交替层压以确保对euv光的反射率。作为吸收膜，使用含有钽(ta)作为主要成分的材料，其对euv光具有相对大的消光系数(专利文献1：jp-a 2002-246299)。另一方面，在基板的另一主表面上形成背表面导电膜如金属膜，用于将反射掩模保持在曝光设备中的静电夹持。作为背表面导电膜，使用主要含铬(cr)或钽(ta)的膜。

5、此外，通常在反射多层膜和吸收膜之间形成用于保护反射多层膜的保护膜。形成该保护膜以在蚀刻期间将反射掩模坯料暴露于蚀刻气体以在吸收膜中形成掩模图案时或在形成掩模图案之后在清洗期间暴露于清洗液体时保护反射多层膜。此外，形成保护膜，使得当在形成掩模图案之后检测到缺陷时，反射多层膜在图案校正处理中不被损坏。作为用于保护膜的材料，例如使用钌(ru)(专利文献2：jp-a 2002-122981)。当需要保护膜具有抑制在euv光曝光中反射多层膜的反射率降低的功能时，提出了使用包括钌(ru)且添加有铌(nb)、铑(rh)、锆(zr)或其它元素的材料。

6、引文列表

7、专利文献1：jp-a 2002-246299

8、专利文献2：jp-a 2002-122981

技术实现思路

1、在反射掩模坯料的制造步骤中，在形成反射多层膜且接着形成缺陷坐标位置的参考标记之后，实施使用euv光进行的abi(光化辐射检查actinic blank inspection)以检测称为相位缺陷的缺陷。当加工反射掩模时，基于abi检查中缺陷坐标位置的信息，实施所谓的缓解(缺陷缓解)以便在反射掩模的图案绘制工艺中不发生缺陷转印，并最终在吸收膜中形成规定图案。从防止所述缓解时的未对准和在图案化之后的基板形状改变的观点出发，必须将吸收膜的膜应力控制为尽可能低。

2、由于将反射掩模坯料的吸收膜的一部分去除以形成图案，如果膜应力较大，则由于图案形成，基板翘曲的量发生改变。因此，为了维持图案的位置精度，优选膜应力较小。然而，除了膜应力之外，还对吸收膜有以下要求：吸收膜必须在规定厚度下具有足够低的反射率；吸收膜具有微晶结构和低表面粗糙度的膜品质，以控制低的图案ler(线边缘粗糙度)；吸收膜具有高蚀刻速率以确保可加工性；以及抑制薄层电阻不大于107ω/平方，以便在eb(电子束)绘制中不引起基板带电。可以通过改变成膜条件在一定程度上调节吸收膜的膜应力，然而，如果改变成膜条件，不仅膜应力显著改变，除了膜应力之外的性质如膜品质也会显著改变。特别地，在具有高氮化程度的膜的情况下难以降低膜应力，因为不能简单地通过改变成膜条件来调节膜应力。

3、本发明意在解决上述问题。本发明的目的在于提供一种反射掩模坯料，其包括具有低膜应力的吸收膜，特别是在确保吸收膜的必要性质的情况下还具有低膜应力的吸收膜。

4、为解决上述问题，发明人进行了认真研究。作为结果，发明人发现，在与吸收膜接触并且从由钌(ru)、铌(nb)和氧(o)组成的材料形成的保护膜中，所述保护膜在靠近反射多层膜的一侧具有含钌(ru)且不含氧(o)的组成，且在与吸收膜接触的一侧具有由钌(ru)、铌(nb)和氧(o)组成或由铌(nb)和氧(o)组成的组成。此外，发明人发现，通过形成与保护膜接触的吸收膜，可以提供反射掩模坯料，所述反射掩模坯料包括在确保吸收膜的必要性质的情况下具有低膜应力的吸收膜，特别是，膜应力不大于在将吸收膜直接形成在基板上的情况下的膜应力的与保护膜接触形成的吸收膜。

5、在一个方面，本发明提供了一种反射掩模坯料，其是euv光作为曝光用光的euv光刻中使用的反射掩模的材料，所述反射掩模坯料包括：

6、基板，

7、形成在所述基板的一个主表面上、具有周期性层压结构、并且反射曝光用光的反射多层膜，在所述周期性层压结构中，对于曝光用光具有相对低折射率的层和对于曝光用光具有相对高折射率的层被交替层压，

8、形成为与所述反射多层膜接触的保护膜，以及

9、形成为与所述保护膜接触并吸收所述曝光用光的吸收膜；其中，

10、所述吸收膜的膜应力不大于在将所述吸收膜直接形成在所述基板上的情况下的膜应力。

11、优选地，所述保护膜由钌(ru)、铌(nb)和氧(o)组成，在靠近所述反射多层膜的一侧具有含钌(ru)且不含氧(o)的组成，并且在与所述吸收膜接触的一侧具有由钌(ru)、铌(nb)和氧(o)组成或由铌(nb)和氧(o)组成的组成。

12、优选地，所述保护膜在靠近所述反射多层膜的一侧具有由钌(ru)组成或由钌(ru)和铌(nb)组成的组成。

13、优选地，在所述保护膜中，靠近所述反射多层膜一侧的组成具有不大于60at％的铌(nb)含量。

14、优选地，所述保护膜具有沿着厚度方向从靠近所述反射多层膜的一侧向与所述吸收膜接触的一侧阶梯式和/或连续增加的铌(nb)含量。

15、优选地，在所述保护膜中，靠近所述吸收膜一侧的组成具有不小于60at％的铌(nb)和氧(o)的总含量。

16、优选地，所述保护膜具有沿着厚度方向从靠近所述反射多层膜的一侧向与所述吸收膜接触的一侧阶梯式和/或连续增加的氧(o)含量。

17、优选地，所述保护膜包括与所述吸收膜接触形成的应力松弛层。

18、优选地，所述保护膜由下述两层构成：

19、(a)具有含钌(ru)且不含氧(o)的组成并且靠近所述反射多层膜的层，以及

20、(b)具有由钌(ru)、铌(nb)和氧(o)组成或由铌(nb)和氧(o)组成的组成并且与所述吸收膜接触的层。

21、优选地，所述层(a)由钌(ru)组成或由钌(ru)和铌(nb)组成。

22、优选地，所述层(a)在靠近所述反射多层膜的一侧具有铌(nb)含量不大于60at％的组成。

23、优选地，所述层(a)具有彼此组成不同的两个或更多个子层，或者是组成渐变层，且

24、所述层(a)具有沿着厚度方向从靠近所述反射多层膜的一侧向与所述层(b)接触的一侧阶梯式和/或连续增加的铌(nb)含量。

25、优选地，所述层(b)在靠近所述吸收膜的一侧具有铌(nb)和氧(o)的总含量不小于60at％的组成。

26、优选地，所述层(b)具有彼此组成不同的两个或更多个子层，或者是组成渐变层，且

27、所述层(b)具有沿着厚度方向从与所述层(a)接触的一侧向与所述吸收膜接触的一侧阶梯式和/或连续增加的氧(o)含量。

28、优选地，所述保护膜的厚度不小于2nm且不大于5nm；且

29、所述层(b)的厚度不小于所述保护膜的厚度的10％且不大于50％。

30、优选地，所述吸收膜包含钽(ta)和氮(n)。

31、优选地，所述吸收膜还包含选自氢(h)、硼(b)、碳(c)、硅(si)、钼(mo)、锆(zr)、铬(cr)、锗(ge)和铝(al)中的一种或多种添加元素，并且所述添加元素的总含量不大于20at％。

32、优选地，所述吸收膜的厚度不小于50nm且不大于80nm，

33、所述吸收膜由以钽(ta)和氮(n)组成的单层构成，或由以钽(ta)和氮(n)组成的基板侧层和以钽(ta)、氮(n)和氧(o)组成的表面侧层构成。

34、所述单层、所述基板侧层和所述表面侧层中的每一层具有55/45至65/35的钽(ta)与氮(n)的比率ta/n，

35、所述表面侧层在最远离所述基板的一侧具有不小于20at％且不大于40at％的氧(o)含量，且

36、所述表面侧层的厚度不大于2nm。

37、本发明的有利效果

38、根据本发明，可以提供一种反射掩模坯料，其包括在确保吸收膜的必要性质的情况下具有低膜应力的吸收膜。