[發明專利]反射型光掩模坯料、反射型光掩模及使用它的半導體裝置的制造方法

有效

• 申請號: 200580042178.1
• 申請日: 2005-12-06
• 公開（公告）號: CN101073142A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發明（設計）人: 金山浩一郎;松尾正;西山泰史
• 申請（專利權）人: 凸版印刷株式會社
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027;G03F1/16
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 陳建全

技術領域

本發明涉及使用了基于極紫外光即EUV(Extreme?Ultra?Violet)光、尤其是具有軟X射線區域波長的光的光刻法的半導體裝置的制造方法，用于此的反射型光掩模和用于該反射型光掩模的反射型光掩模坯料。

背景技術

伴隨著近年來半導體元件中的高集成化，利用光刻法向Si基板上進行的必要的圖案轉印的微細化正加速發展。

使用了以往的燈光源(波長365nm)和準分子激光光源(波長248nm，193nm)的光刻法中的光源的短波長化越來越接近曝光極限。因此，可以進行尤其是100nm以下的微細加工的新型光刻法的確立成為當務之急。

因此，正在開發利用更短波長區域的準分子激光即F₂激光(波長157nm)的光刻法。然而，通常，由于曝光波長的半波長的尺寸是實質上的顯影極限，因此即使在該情況下，70nm左右也是極限。

因此，例如如特開2001-237174號公報中所述，近年來，開發了以比F2激光短一個數量級以上的具有10～15nm的波長的EUV光(波長13nm)為光源的EUV光刻法。

EUV光的波長區域中的物質的折射率為略小于1左右。在該EUV光刻法中，由于不能使用如以往的曝光源中使用的折射光學體系，因此使用基于反射光學體系的曝光。此外，在EUV光的波長區域中，幾乎所有的物質均具有高的光吸收性。因此，作為圖案轉印用光掩模，不使用已有的透射型光掩模，而使用反射型光掩模。這樣，在EUV光刻法中，在曝光中使用的光學體系和光掩模等與現有的曝光技術有顯著差異。

該EUV光刻法用的反射型光掩模是如下所述得到的物質：在平坦的Si基板或合成石英基板上設置在EUV波長區域中的反射率大的鏡(反射鏡)，再在其上根據期望的曝光圖案進行圖案加工以形成由對EUV光的吸收性特別高的重金屬構成的光吸收層。

針對EUV光的鏡(反射鏡)由通過組合折射率差異大的材料而形成的多層反射膜構成。在反射型光掩模中，通過多層反射膜表面被光吸收層圖案覆蓋而形成的吸收區域與沒有光吸收層而露出多層反射膜表面的反射區域之間的EUV曝光反射率的對比度，來進行曝光圖案的圖案轉印。

通常，光吸收層中形成的圖案的檢查是通過在掩模表面入射波長為190nm～260nm左右的DUV(遠紫外)光，檢測其反射光，并研究其反射率的對比度來進行的。具體地說，在光吸收層的圖案加工前，作為多層反射膜的保護層，在光吸收層正下方任意設置的緩沖層表面成為反射區域，利用與由圖案加工后的光吸收層表面構成的吸收區域的反射率的對比度，首先進行第1階段的檢查，以判斷光吸收層是否按照設計被進行了圖案成形加工。于是，檢測出本來應該蝕刻的光吸收層卻沒被蝕刻而殘留在緩沖層上的部位(黑缺陷)和本來應該不蝕刻而殘留在緩沖層上的光吸收層的一部分卻被蝕刻的部位(白缺陷)。

修正該第1階段的檢查中檢測出的缺陷后，再除去緩沖層，露出緩沖層正下方的多層反射膜表面，然后對在光吸收層上形成的圖案進行第2階段的最終檢查。該最終檢查是通過觀察由光吸收層表面構成的吸收區域與由多層反射膜表面構成的反射區域之間的反射率的對比度而進行的。另外，有時也可以不除去緩沖層，但如果在多層反射膜表面有緩沖層的涂膜，則存在多層反射膜的反射率降低的傾向，因此往往除去緩沖層。

在上述的第1階段和第2階段的利用DUV檢查光進行的光吸收層圖案的檢查中，通過分別觀察除去了光吸收層的緩沖層表面與未除去而殘留了光吸收層的光吸收層表面、以及除去了緩沖層的多層反射膜表面與光吸收層表面之間的DUV光反射率對比度而進行的。因此，為了進一步提高檢查精度，期望在第1階段的檢查中，對于緩沖層表面和光吸收層表面來說、在第2階段的檢查中，對于多層反射膜表面和光吸收層表面來說，各自的DUV檢查波長的反射率的差較大。

發明內容

本發明是為了改進上述的EUV光刻法而作出的，其目的是提供一種下述的反射型光掩模：具有不僅曝光圖案的轉印時的EUV光曝光反射率、而且光吸收性疊層的圖案檢查中的DUV光曝光反射率均足夠低、相對于反射區域能夠獲得足夠的反射率對比度的光吸收性疊層，并且可以進行高精度的檢查和高精度的掩模圖案轉印。

此外，本發明的目的是提供一種可以加工成下述的反射型光掩模的反射型光掩模坯料：具有不僅掩模圖案轉印時的EUV光曝光反射率、而且光吸收性疊層的圖案檢查中的DUV光曝光反射率均足夠低、相對于反射區域能夠獲得足夠的反射率對比度的光吸收性疊層，并且可以進行高精度的檢查和高精度的圖案轉印。