[发明专利]反射型光掩模坯料、反射型光掩模及使用它的半导体装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用了基于极紫外光即EUV(Extreme Ultra Violet)光、尤其是具有软X射线区域波长的光的光刻法的半导体装置的制造方法，用于此的反射型光掩模和用于该反射型光掩模的反射型光掩模坯料。

背景技术

伴随着近年来半导体元件中的高集成化，利用光刻法向Si基板上进行的必要的图案转印的微细化正加速发展。

使用了以往的灯光源(波长365nm)和准分子激光光源(波长248nm，193nm)的光刻法中的光源的短波长化越来越接近曝光极限。因此，可以进行尤其是100nm以下的微细加工的新型光刻法的确立成为当务之急。

因此，正在开发利用更短波长区域的准分子激光即F₂激光(波长157nm)的光刻法。然而，通常，由于曝光波长的半波长的尺寸是实质上的显影极限，因此即使在该情况下，70nm左右也是极限。

因此，例如如特开2001-237174号公报中所述，近年来，开发了以比F2激光短一个数量级以上的具有10～15nm的波长的EUV光(波长13nm)为光源的EUV光刻法。

EUV光的波长区域中的物质的折射率为略小于1左右。在该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学体系，因此使用基于反射光学体系的曝光。此外，在EUV光的波长区域中，几乎所有的物质均具有高的光吸收性。因此，作为图案转印用光掩模，不使用已有的透射型光掩模，而使用反射型光掩模。这样，在EUV光刻法中，在曝光中使用的光学体系和光掩模等与现有的曝光技术有显著差异。

该EUV光刻法用的反射型光掩模是如下所述得到的物质：在平坦的Si基板或合成石英基板上设置在EUV波长区域中的反射率大的镜(反射镜)，再在其上根据期望的曝光图案进行图案加工以形成由对EUV光的吸收性特别高的重金属构成的光吸收层。

针对EUV光的镜(反射镜)由通过组合折射率差异大的材料而形成的多层反射膜构成。在反射型光掩模中，通过多层反射膜表面被光吸收层图案覆盖而形成的吸收区域与没有光吸收层而露出多层反射膜表面的反射区域之间的EUV曝光反射率的对比度，来进行曝光图案的图案转印。

通常，光吸收层中形成的图案的检查是通过在掩模表面入射波长为190nm～260nm左右的DUV(远紫外)光，检测其反射光，并研究其反射率的对比度来进行的。具体地说，在光吸收层的图案加工前，作为多层反射膜的保护层，在光吸收层正下方任意设置的缓冲层表面成为反射区域，利用与由图案加工后的光吸收层表面构成的吸收区域的反射率的对比度，首先进行第1阶段的检查，以判断光吸收层是否按照设计被进行了图案成形加工。于是，检测出本来应该蚀刻的光吸收层却没被蚀刻而残留在缓冲层上的部位(黑缺陷)和本来应该不蚀刻而残留在缓冲层上的光吸收层的一部分却被蚀刻的部位(白缺陷)。

修正该第1阶段的检查中检测出的缺陷后，再除去缓冲层，露出缓冲层正下方的多层反射膜表面，然后对在光吸收层上形成的图案进行第2阶段的最终检查。该最终检查是通过观察由光吸收层表面构成的吸收区域与由多层反射膜表面构成的反射区域之间的反射率的对比度而进行的。另外，有时也可以不除去缓冲层，但如果在多层反射膜表面有缓冲层的涂膜，则存在多层反射膜的反射率降低的倾向，因此往往除去缓冲层。

在上述的第1阶段和第2阶段的利用DUV检查光进行的光吸收层图案的检查中，通过分别观察除去了光吸收层的缓冲层表面与未除去而残留了光吸收层的光吸收层表面、以及除去了缓冲层的多层反射膜表面与光吸收层表面之间的DUV光反射率对比度而进行的。因此，为了进一步提高检查精度，期望在第1阶段的检查中，对于缓冲层表面和光吸收层表面来说、在第2阶段的检查中，对于多层反射膜表面和光吸收层表面来说，各自的DUV检查波长的反射率的差较大。

发明内容

本发明是为了改进上述的EUV光刻法而作出的，其目的是提供一种下述的反射型光掩模：具有不仅曝光图案的转印时的EUV光曝光反射率、而且光吸收性叠层的图案检查中的DUV光曝光反射率均足够低、相对于反射区域能够获得足够的反射率对比度的光吸收性叠层，并且可以进行高精度的检查和高精度的掩模图案转印。

此外，本发明的目的是提供一种可以加工成下述的反射型光掩模的反射型光掩模坯料：具有不仅掩模图案转印时的EUV光曝光反射率、而且光吸收性叠层的图案检查中的DUV光曝光反射率均足够低、相对于反射区域能够获得足够的反射率对比度的光吸收性叠层，并且可以进行高精度的检查和高精度的图案转印。