JP2010212484A - Reflection type photomask blank and reflection type photomask - Google Patents

Reflection type photomask blank and reflection type photomask Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reflection type photomask blank and reflection type photomask, wherein a fine pattern can be formed without causing surface roughness of a capping film or change in film quality due to dry etching. <P>SOLUTION: The reflection type photomask blank includes a substrate, a multilayer reflective film formed on the substrate and reflecting exposure light, the capping film formed on the multilayer reflective film and protecting the multilayer reflective film, a dry etching stopper film formed on the capping film and having resistance to dry etching, an absorption film formed on the dry etching stopper film and absorbing the exposure light, and an antireflective film formed on the absorption film and preventing inspection light from being reflected. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクに関する。特に、半導体集積回路などの製造工程において、軟X線領域の極端紫外光すなわちEUV(Extreme Ultra Violet)光を用いて実施される超微細な回路パターン転写の際に用いられる反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクに関する。   The present invention relates to a reflective photomask blank and a reflective photomask. In particular, in a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit or the like, a reflective photomask blank used when transferring an ultrafine circuit pattern performed using extreme ultraviolet light in the soft X-ray region, that is, EUV (Extreme Ultra Violet) light, and The present invention relates to a reflective photomask.

LSIの回路パターン等ナノレベルの微細加工にはリソグラフィ技術が用いられている。近年高集積化に伴い、より微細なパターンを作製するための技術が要求されており、露光光源の短波長化が進められている。例えば、露光光源は、KrFエキシマレーザ(波長248nm)、ArFエキシマレーザ(波長193nm)へと移行されている。また、さらに短波長の軟X線(波長13.5nm)を露光光源とする開発も行われている。   Lithography technology is used for nano-level microfabrication such as LSI circuit patterns. In recent years, with higher integration, a technique for producing a finer pattern is required, and the wavelength of an exposure light source is being shortened. For example, the exposure light source has been shifted to a KrF excimer laser (wavelength 248 nm) and an ArF excimer laser (wavelength 193 nm). In addition, developments have been made in which soft X-rays having a shorter wavelength (wavelength: 13.5 nm) are used as an exposure light source.

軟X線を露光光源とするリソグラフィをEUV(Extreme Ultra Violet)リソグラフィと呼ぶ。EUVリソグラフィでは、その露光光源の波長領域における物質の屈折率が1よりわずかに小さい程度であることから従来用いられている屈折光学系が使用できず、反射光学系を使用することによりパターン転写を実施する。EUV光はほとんどの物質によって吸収されてしまうため、従来の透過型フォトマスクを使用することができず、反射型フォトマスクが用いられる。   Lithography using soft X-rays as an exposure light source is called EUV (Extreme Ultra Violet) lithography. In EUV lithography, since the refractive index of a substance in the wavelength region of the exposure light source is slightly smaller than 1, a conventionally used refractive optical system cannot be used, and pattern transfer can be performed by using a reflective optical system. carry out. Since EUV light is absorbed by most substances, a conventional transmissive photomask cannot be used, and a reflective photomask is used.

反射型フォトマスクは、熱膨張率の小さい基板上にEUV光を反射可能な多層反射膜を構成し、その上にEUV光に対する吸収率が高い材料で吸収膜を形成したブランクを用い、吸収膜を所望のパターンに加工することによって得られる。   The reflection type photomask uses a blank in which a multilayer reflection film capable of reflecting EUV light is formed on a substrate having a low coefficient of thermal expansion, and an absorption film is formed of a material having a high absorption rate for EUV light on the substrate. Can be obtained by processing into a desired pattern.

また、パターン欠陥修正や酸化による反射率の低下を防ぐために多層反射膜と吸収膜との間にキャッピング膜と呼ばれる膜を設ける場合も多い。キャッピング膜は、反射型フォトマスクに加工された際にEUV光の反射部の最表面となるため、EUV光に対する消衰係数が小さく、キャッピング膜の屈折率と真空の屈折率との差が大きく、酸化しにくい材料を用いる必要がある。   In many cases, a film called a capping film is provided between the multilayer reflective film and the absorbing film in order to prevent a reduction in reflectance due to pattern defect correction or oxidation. Since the capping film becomes the outermost surface of the EUV light reflecting portion when processed into a reflective photomask, the extinction coefficient for EUV light is small, and the difference between the refractive index of the capping film and the refractive index of the vacuum is large. It is necessary to use a material that is difficult to oxidize.

一方、特許文献1には、Ru(ルテニウム)を主成分としたキャッピング膜を持つ反射型フォトマスクブランクが開示されている。この反射型フォトマスクブランクを加工して反射型フォトマスクを作製する際、塩素ガス等を用いたドライエッチングによりキャッピング膜の上に形成されている吸収膜を処理する。   On the other hand, Patent Document 1 discloses a reflective photomask blank having a capping film containing Ru (ruthenium) as a main component. When a reflective photomask is manufactured by processing this reflective photomask blank, the absorption film formed on the capping film is processed by dry etching using chlorine gas or the like.

ルテニウムは、吸収膜のドライエッチングに対してエッチングストッパとなる材料であるが、ルテニウムの表面に全くダメージを及ぼさないわけではない。ドライエッチングの物理的な衝撃により、特許文献1に記載されているような膜厚の減少や、表面あれ、もしくは多層反射膜の最上層の材料であるSiとのミキシングによる膜質の変化等が生じる。膜厚の減少のみであれば、あらかじめ成膜時に減少分を追加して成膜を行うことなどで対処できると考えられる。しかし、反射型フォトマスクに表面あれや膜質の変化が起こるとEUV光の反射光にムラが生じ、転写パターンを正確に形成できなくなってしまう。   Ruthenium is a material that serves as an etching stopper for dry etching of the absorption film, but it does not mean that the surface of ruthenium is not damaged at all. Due to the physical impact of dry etching, a decrease in film thickness as described in Patent Document 1, a change in surface quality, or a change in film quality due to mixing with Si, which is the uppermost layer material of the multilayer reflective film, occurs. . If only the film thickness is reduced, it can be considered that the film thickness can be coped with by adding a decrease in advance during film formation. However, if the surface roughness or film quality change occurs in the reflective photomask, the reflected light of the EUV light becomes uneven, and the transfer pattern cannot be formed accurately.

特開2006−13280号公報JP 2006-13280 A

本発明は、ドライエッチングによるキャッピング膜の表面あれや膜質の変化を起こさず微細なパターン形成するために、薬品によるウェットエッチングができるドライエッチングストッパ膜を、吸収膜とキャッピング膜の間に備える反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクを提供することである。   The present invention is a reflective type in which a dry etching stopper film capable of wet etching with chemicals is provided between an absorption film and a capping film in order to form a fine pattern without causing surface roughness or film quality change by dry etching. It is to provide a photomask blank and a reflective photomask.

本発明の請求項1に係る発明は、基板と、基板上に形成され、露光光を反射する多層反射膜と、多層反射膜上に形成され、多層反射膜を保護するキャッピング膜と、キャッピング膜上に形成され、ドライエッチングに対して耐性を有するドライエッチングストッパ膜と、ドライエッチングストッパ膜上に形成され、露光光を吸収する吸収膜と、吸収膜上に形成され、検査光の反射を防止する反射防止膜と、を有し構成されることを特徴とする反射型フォトマスクブランクとしたものである。   The invention according to claim 1 of the present invention includes a substrate, a multilayer reflective film that is formed on the substrate and reflects exposure light, a capping film that is formed on the multilayer reflective film and protects the multilayer reflective film, and a capping film. A dry etching stopper film which is formed on the dry etching stopper film and is formed on the dry etching stopper film to absorb exposure light, and is formed on the absorption film to prevent reflection of inspection light. And a reflection type photomask blank characterized by comprising an antireflection film.

本発明の請求項2に係る発明は、反射防止膜は、Ta、Si、およびOにより構成され、且つ、含まれるTaの割合がドライエッチングストッパ膜よりも多いことを特徴とする請求項1に記載の反射型フォトマスクブランクとしたものである。   The invention according to claim 2 of the present invention is characterized in that the antireflection film is made of Ta, Si, and O, and the ratio of Ta contained is larger than that of the dry etching stopper film. This is a reflection type photomask blank described.

本発明の請求項3に係る発明は、ドライエッチングストッパ膜は、Ta、Si、およびO、もしくはSi、およびOにより構成され、含まれるTaの割合が反射防止膜よりも少ないことを特徴とする請求項1または2に記載の反射型フォトマスクブランクとしたものである。   The invention according to claim 3 of the present invention is characterized in that the dry etching stopper film is made of Ta, Si and O, or Si and O, and the ratio of Ta contained is smaller than that of the antireflection film. The reflective photomask blank according to claim 1 or 2 is used.

本発明の請求項4に係る発明は、キャッピング膜は、塩基性薬品に対する耐性のある材料により構成されることを特徴とする請求項1に記載の反射型フォトマスクブランクとしたものである。   The invention according to claim 4 of the present invention is the reflective photomask blank according to claim 1, wherein the capping film is made of a material resistant to basic chemicals.

本発明の請求項5に係る発明は、キャッピング膜は、Ruを主成分として構成されることを特徴とする請求項4に記載の反射型フォトマスクブランクとしたものである。   The invention according to claim 5 of the present invention is the reflective photomask blank according to claim 4, wherein the capping film is composed mainly of Ru.

本発明の請求項6に係る発明は、基板と、基板上に形成され、露光光を反射する多層反射膜と、多層反射膜上に形成され、多層反射膜を保護するキャッピング膜と、キャッピング膜上に形成され、パターニングされたドライエッチングに対して耐性を有するドライエッチングストッパ膜と、ドライエッチングストッパ膜上に形成され、パターニングされた露光光を吸収する吸収膜と、吸収膜上に形成され、パターニングされた検査光の反射を防止する反射防止膜と、を有し構成されることを特徴とする反射型フォトマスクとしたものである。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a substrate, a multilayer reflective film that is formed on the substrate and reflects exposure light, a capping film that is formed on the multilayer reflective film and protects the multilayer reflective film, and a capping film. Formed on the dry etching stopper film having resistance to the patterned dry etching, formed on the dry etching stopper film, absorbing the patterned exposure light, formed on the absorption film, A reflection type photomask comprising an antireflection film for preventing reflection of patterned inspection light.

本発明の請求項7に係る発明は、反射防止膜は、Ta、Si、およびOにより構成され、且つ、含まれるTaの割合がドライエッチングストッパ膜よりも多いことを特徴とする請求項6に記載の反射型フォトマスクとしたものである。   The invention according to claim 7 of the present invention is characterized in that the antireflection film is composed of Ta, Si, and O, and the ratio of Ta contained is larger than that of the dry etching stopper film. The reflection type photomask is described.

本発明の請求項8に係る発明は、ドライエッチングストッパ膜は、Ta、Si、およびO、もしくはSi、およびOにより構成され、含まれるTaの割合が反射防止膜よりも少ないことを特徴とする請求項6または7に記載の反射型フォトマスクとしたものである。   The invention according to claim 8 of the present invention is characterized in that the dry etching stopper film is made of Ta, Si and O, or Si and O, and the ratio of Ta contained is smaller than that of the antireflection film. The reflective photomask according to claim 6 or 7 is used.

本発明の請求項9に係る発明は、キャッピング膜は、塩基性薬品に対する耐性のある材料により構成されることを特徴とする請求項6に記載の反射型フォトマスクとしたものである。   The invention according to claim 9 of the present invention is the reflective photomask according to claim 6, wherein the capping film is made of a material resistant to basic chemicals.

本発明の請求項10に係る発明は、キャッピング膜は、Ruを主成分として構成されることを特徴とする請求項9に記載の反射型フォトマスクとしたものである。   The invention according to claim 10 of the present invention is the reflective photomask according to claim 9, wherein the capping film is composed mainly of Ru.

本発明の請求項11に係る発明は、請求項6乃至10のいずれかに記載の反射型フォトマスクに極端紫外光を照射し、反射型フォトマスクの多層反射膜に反射した反射光を半導体基板上に設けられた極端紫外光用レジスト層に露光し、極端紫外光用レジスト層に反射型フォトマスクの吸収膜のパターンを転写する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法としたものである。   According to an eleventh aspect of the present invention, the reflection photomask according to any one of the sixth to tenth aspects is irradiated with extreme ultraviolet light, and the reflected light reflected on the multilayer reflective film of the reflection type photomask is reflected on the semiconductor substrate. A method for manufacturing a semiconductor device comprising a step of exposing a resist layer for extreme ultraviolet light provided thereon and transferring a pattern of an absorption film of a reflective photomask to the resist layer for extreme ultraviolet light It is.

本発明によれば、ドライエッチングによるキャッピング膜の表面あれや膜質の変化を起こさず微細なパターン形成するために、薬品によるウェットエッチングができるドライエッチングストッパ膜を、吸収膜とキャッピング膜の間に備える反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクを提供することができる。   According to the present invention, a dry etching stopper film capable of wet etching with chemicals is provided between the absorption film and the capping film in order to form a fine pattern without causing surface roughness or film quality change due to dry etching. A reflective photomask blank and a reflective photomask can be provided.

本発明の実施の形態に係る反射型フォトマスクブランクを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the reflection type photomask blank which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る反射型フォトマスクを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the reflection type photomask which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ、説明する。実施の形態において、同一構成要素には同一符号を付け、実施の形態の間において重複する説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the embodiments, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description among the embodiments is omitted.

図1は、本発明の実施の形態に係る反射型フォトマスクブランク10を示す概略構成図である。図1に示すように、本発明の実施の形態に係る反射型フォトマスクブランク10は、基板1と、基板1上に形成された多層反射膜2と、多層反射膜2上に形成されたキャッピング膜3と、キャッピング膜3上に形成されたドライエッチングストッパ膜4と、ドライエッチングストッパ膜4上に形成された吸収膜5と、吸収膜5上に形成された反射防止膜6とから構成される。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a reflective photomask blank 10 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a reflective photomask blank 10 according to an embodiment of the present invention includes a substrate 1, a multilayer reflective film 2 formed on the substrate 1, and a capping formed on the multilayer reflective film 2. A film 3, a dry etching stopper film 4 formed on the capping film 3, an absorption film 5 formed on the dry etching stopper film 4, and an antireflection film 6 formed on the absorption film 5. The

本発明の実施の形態に係る反射型フォトマスクブランク10の基板1は、基板1上に多層反射膜2を密着性よく均一に成膜でき、熱膨張率の小さい材料であればいずれでも構わない。例としては、Tiを添加した低熱膨張ガラスが挙げられるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。   The substrate 1 of the reflective photomask blank 10 according to the embodiment of the present invention may be any material as long as the multilayer reflective film 2 can be uniformly formed on the substrate 1 with good adhesion and has a low coefficient of thermal expansion. . Examples include low thermal expansion glass to which Ti is added, but the present invention is not limited thereto.

本発明の実施の形態に係る反射型フォトマスクブランク10の多層反射膜2は、露光光であるEUV光(極端紫外光)を反射するもので、EUV光に対する屈折率の大きく異なる材料の組み合わせにより構成されている。例えば、多層反射膜2としては、Mo(モリブデン)とSi(シリコン)、またはMo(モリブデン)とBe(ベリリウム)といった組み合わせの層を繰り返し積層することにより形成することができる。例えば多層反射膜2は、膜厚2.8nmのMoと膜厚4.2nmのSiのとから構成され、30周期〜50周期で積層して波長13nm〜14nmのEUV光に対して最大の反射率となるように形成する。   The multilayer reflective film 2 of the reflective photomask blank 10 according to the embodiment of the present invention reflects EUV light (extreme ultraviolet light) that is exposure light, and is based on a combination of materials having significantly different refractive indexes with respect to EUV light. It is configured. For example, the multilayer reflective film 2 can be formed by repeatedly laminating a combination of Mo (molybdenum) and Si (silicon) or Mo (molybdenum) and Be (beryllium). For example, the multilayer reflective film 2 is made of Mo having a film thickness of 2.8 nm and Si having a film thickness of 4.2 nm. The multilayer reflective film 2 is laminated with 30 to 50 periods and has maximum reflection with respect to EUV light having a wavelength of 13 to 14 nm. It forms so that it may become a rate.

本発明の実施の形態に係る反射型フォトマスクブランク10のキャッピング膜3の主な役割は多層反射膜2の表面酸化による反射率低下を防止することである。また、キャッピング膜3は反射型フォトマスク20(図2)に加工された際にEUV光の反射部7の最表面となるため、EUV光に対する消衰係数が小さく、キャッピング膜3の屈折率と真空の屈折率との差が大きく、酸化しにくい材料を用いる必要がある。   The main role of the capping film 3 of the reflective photomask blank 10 according to the embodiment of the present invention is to prevent a decrease in reflectance due to surface oxidation of the multilayer reflective film 2. Further, since the capping film 3 becomes the outermost surface of the reflection part 7 of the EUV light when processed into the reflective photomask 20 (FIG. 2), the extinction coefficient with respect to the EUV light is small, and the refractive index of the capping film 3 It is necessary to use a material that has a large difference from the refractive index of vacuum and is difficult to oxidize.

また、キャッピング膜3は反射型フォトマスク20を加工する際に、ドライエッチングストッパ膜4を薬品でウェットエッチングするため、薬品に対する耐性を有していなくてはならない。ウェットエッチングに使用する薬液としては、一般的にフォトマスクの洗浄に用いられる塩基性薬品であるアンモニア過水が一例として挙げられる。   Further, since the dry etching stopper film 4 is wet-etched with a chemical when the reflective photomask 20 is processed, the capping film 3 must have resistance to the chemical. As an example of the chemical solution used for wet etching, ammonia overwater, which is a basic chemical used for cleaning a photomask, is given as an example.

Ruは光学ミラーの酸化抑制対策として知られた材料であり、アンモニア過水に対する耐性を有することから、キャッピング膜3の材料としてRuを選択することができる。キャッピング膜3の膜厚は、EUV光の反射率ができるだけ低下しないように設計する必要があり、通常は1nm〜2.5nm程度が好ましい。   Ru is a material known as a measure for suppressing oxidation of the optical mirror, and has resistance to ammonia overwater, so that Ru can be selected as the material of the capping film 3. The film thickness of the capping film 3 needs to be designed so that the reflectance of EUV light does not decrease as much as possible, and is usually preferably about 1 nm to 2.5 nm.

本発明の実施の形態に係る反射型フォトマスクブランク10のドライエッチングストッパ膜4は、吸収膜5をドライエッチングする際にエッチングストッパとして機能する程度のエッチング耐性を持ち、アンモニア過水等による塩基性薬品を用いたウェットエッチングで加工することができる材料で形成される。このような材料としては、Ta、Si、およびOで構成される材料が挙げられる。   The dry etching stopper film 4 of the reflective photomask blank 10 according to the embodiment of the present invention has etching resistance to the extent that it functions as an etching stopper when the absorption film 5 is dry-etched, and is basic due to ammonia overwater or the like. It is formed of a material that can be processed by wet etching using chemicals. Examples of such a material include a material composed of Ta, Si, and O.

このとき、ドライエッチングストッパ膜4のSiに対するTa含有率は、反射防止膜6のSiに対するTa含有率(Ta/(Ta+Si))よりも少なくする必要があり、0%〜40%程度とする。ドライエッチングストッパ膜4は、塩基性薬品によりウェットエッチングするが、Siに対するTaの含有率が低い方が、塩基性薬品であるアンモニア過水によりエッチングされやすいことが分かっているためである。膜厚については、吸収膜5のドライエッチングの際に選択比が十分にとれる膜厚あればよいが、好ましくは2nm〜10nm程度である。   At this time, the Ta content of Si in the dry etching stopper film 4 needs to be lower than the Ta content of Si in the antireflection film 6 (Ta / (Ta + Si)), and is about 0% to 40%. This is because the dry etching stopper film 4 is wet-etched with a basic chemical, but it is known that the lower the Ta content relative to Si, the easier it is to etch with ammonia overwater, which is a basic chemical. As for the film thickness, any film thickness may be used as long as the selective ratio can be sufficiently obtained during dry etching of the absorption film 5, but it is preferably about 2 nm to 10 nm.

本発明の実施の形態に係る反射型フォトマスクブランク10の吸収膜5はドライエッチングされて所定の露光転写パターンに形成された際に、照射されたEUV光を吸収するものであり、EUV光に対する高吸収性を有する重金属から選択される。このような重金属としては、Taを主成分とした合金を用いることが好ましい。吸収膜5の膜厚はEUV光や欠陥検査に用いるDUV(Deep Ultra Violet)光に対する光学特性を考慮するため、反射型フォトマスクブランク10を構成する膜全体で調整して決定されるが、30nm〜80nm程度である。   The absorption film 5 of the reflective photomask blank 10 according to the embodiment of the present invention absorbs the irradiated EUV light when it is dry-etched and formed into a predetermined exposure transfer pattern. It is selected from heavy metals having high absorbency. As such a heavy metal, an alloy containing Ta as a main component is preferably used. The film thickness of the absorption film 5 is determined by adjusting the entire film constituting the reflective photomask blank 10 in order to consider optical characteristics with respect to EUV light and DUV (Deep Ultra Violet) light used for defect inspection. About 80 nm.

本発明の実施の形態に係る反射型フォトマスクブランク10の反射防止膜6は、欠陥検査に用いるDUV光に対して、反射防止性のある材料であり、エッチングによる加工が可能な材料である。このような材料としては、Ta、Si、およびOで構成される材料が挙げられる。膜厚はEUV光や欠陥検査に用いるDUV光に対する光学特性を考慮するため、反射型フォトマスクブランク10を構成する膜全体で調整して決定されるが、5nm〜30nm程度であればよい。   The antireflection film 6 of the reflective photomask blank 10 according to the embodiment of the present invention is a material that is antireflective with respect to DUV light used for defect inspection, and is a material that can be processed by etching. Examples of such a material include a material composed of Ta, Si, and O. The film thickness is determined by adjusting the entire film constituting the reflective photomask blank 10 in order to consider optical characteristics with respect to EUV light and DUV light used for defect inspection, but may be about 5 nm to 30 nm.

反射防止膜6のSiに対するTa含有率は、ドライエッチングストッパ膜4のSiに対するTa含有率よりも多くする必要がある。さらに、膜厚が5nm〜30nm程度で、欠陥検査に用いるDUV光に対する反射率が10%以下となることを考慮すると、Siに対するTa含有率は60%〜80%程度が適当である。   The Ta content of Si in the antireflection film 6 needs to be higher than the Ta content of Si in the dry etching stopper film 4. Further, considering that the film thickness is about 5 nm to 30 nm and the reflectivity for DUV light used for defect inspection is 10% or less, the Ta content for Si is appropriately about 60% to 80%.

反射型フォトマスクブランク10を構成する基板1の上に形成された多層反射膜2、キャッピング膜3、ドライエッチングストッパ膜4、下層吸収膜5、上層吸収膜6は、スパッタリング法、化学蒸着法、真空蒸着法などを用いて作製することができる。その中でも特に、ターゲット原子の運動エネルギーが大きいため、強くて剥がれにくい膜を作製することができるスパッタリング法を用いることが好ましい。   The multilayer reflective film 2, the capping film 3, the dry etching stopper film 4, the lower layer absorbing film 5, and the upper layer absorbing film 6 formed on the substrate 1 constituting the reflective photomask blank 10 are formed by sputtering, chemical vapor deposition, It can be manufactured using a vacuum deposition method or the like. Among these, since the kinetic energy of the target atom is large, it is preferable to use a sputtering method that can form a strong and difficult-to-peel film.

次に、本発明の実施の形態に係る反射型フォトマスク20の作製方法について図2を参照して説明する。   Next, a manufacturing method of the reflective photomask 20 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

本発明の実施の形態に係る反射型フォトマスク20は、反射型フォトマスクブランク10を用いて、所望のパターンを形成することによって作製される。   The reflective photomask 20 according to the embodiment of the present invention is manufactured by forming a desired pattern using the reflective photomask blank 10.

まず、反射型フォトマスクブランク10のパターン形成面側にレジスト(図示せず)を塗布し、電子線描画装置による描画、現像処理を行い、所望のレジストパターンを形成する。   First, a resist (not shown) is applied to the pattern forming surface side of the reflective photomask blank 10, and a desired resist pattern is formed by drawing and developing with an electron beam drawing apparatus.

次にレジストパターンをマスクとして、反射防止膜6、吸収膜5をドライエッチングにより加工する。その後、レジスト剥離処理とパーティクル除去処理を行い、図2に示すような反射型フォトマスク20が完成する。   Next, using the resist pattern as a mask, the antireflection film 6 and the absorption film 5 are processed by dry etching. Thereafter, a resist stripping process and a particle removing process are performed to complete a reflective photomask 20 as shown in FIG.

本発明の実施の形態に係る反射型フォトマスクブランク10を用いれば、反射型フォトマスク20に加工の際にキャッピング膜3上のドライエッチングストッパ膜4をウェットエッチングにより処理することができるため、キャッピング膜3の表面あれや膜質の変化を起こさずに微細なパターン形成することができる。   When the reflective photomask blank 10 according to the embodiment of the present invention is used, the dry etching stopper film 4 on the capping film 3 can be processed by wet etching when the reflective photomask 20 is processed. A fine pattern can be formed without causing surface roughness or film quality change of the film 3.

次に、本発明の実施の形態に係る反射型フォトマスク20を用いた半導体装置の製造方法について説明する。本発明の実施の形態に係る反射型フォトマスク20を用いた半導体装置の製造方法は、反射型フォトマスク20を介して反射した極端紫外光を選択的に照射する。   Next, a method for manufacturing a semiconductor device using the reflective photomask 20 according to the embodiment of the present invention will be described. The method for manufacturing a semiconductor device using the reflective photomask 20 according to the embodiment of the present invention selectively irradiates the extreme ultraviolet light reflected through the reflective photomask 20.

次に、反射型フォトマスク20の多層反射膜2に反射した反射光を半導体基板上に設けられた極端紫外光用レジスト層(図示せず)に露光し、パターンを形成させたのち、極端紫外光用レジスト層に反射型フォトマスク20の吸収膜4のパターンを半導体基板に転写することで反射型フォトマスク20に忠実にパターニングできる。   Next, the reflected light reflected by the multilayer reflective film 2 of the reflective photomask 20 is exposed to an extreme ultraviolet light resist layer (not shown) provided on the semiconductor substrate to form a pattern, and then the extreme ultraviolet light is formed. The pattern of the absorption film 4 of the reflective photomask 20 is transferred to the semiconductor substrate onto the resist layer for light, so that the reflective photomask 20 can be faithfully patterned.

本発明の反射型フォトマスクブランク10及び反射型フォトマスク20の一実施例を以下に示す。しかし、本発明は実施例に何ら限定されるものではない。   An example of the reflective photomask blank 10 and the reflective photomask 20 of the present invention is shown below. However, the present invention is not limited to the examples.

下地とする基板1として6インチ角の低熱膨張ガラスを用意した。次に、基板1上に膜厚2.8nmのMoと膜厚4.2nmのSiとを40周期で積層させた多層反射膜2を形成した。   A 6-inch square low thermal expansion glass was prepared as the substrate 1 as a base. Next, the multilayer reflective film 2 was formed by laminating Mo with a thickness of 2.8 nm and Si with a thickness of 4.2 nm on the substrate 1 in 40 cycles.

次に、多層反射膜2上にRuからなるキャッピング膜3を膜厚2nmで形成し、続いてTa、Si、Oにより構成され、Ta含有率(Ta/(Ta+Si))が20%であるドライエッチングストッパ膜4を膜厚3nmで形成し、続いてTaとSiからなる吸収膜5を膜厚51.5nmで形成し、さらにTa、Si、Oにより構成され、Ta含有率(Ta/(Ta+Si))が80%である反射防止膜6を膜厚15nmで形成し、反射型フォトマスクブランク10を得た(図1参照)。各膜の形成にはスパッタリング法を用いた。   Next, a capping film 3 made of Ru is formed with a film thickness of 2 nm on the multilayer reflective film 2, and subsequently a dry film composed of Ta, Si, O and having a Ta content (Ta / (Ta + Si)) of 20%. The etching stopper film 4 is formed with a film thickness of 3 nm, and then the absorption film 5 made of Ta and Si is formed with a film thickness of 51.5 nm. Further, the film is composed of Ta, Si, and O, and the Ta content (Ta / (Ta + Si )) Is 80%, an antireflection film 6 having a film thickness of 15 nm is formed to obtain a reflective photomask blank 10 (see FIG. 1). A sputtering method was used to form each film.

次に、反射型フォトマスクブランク10上にレジスト(図示せず)を塗布し、電子線描画によりレジストパターンを形成した。得られたレジストパターンをマスクとして、塩素系ガス、もしくは、フッ素系ガスを用いて反射防止膜6、吸収膜5、ドライエッチングストッパ膜4のドライエッチングを行った。   Next, a resist (not shown) was applied on the reflective photomask blank 10, and a resist pattern was formed by electron beam drawing. Using the obtained resist pattern as a mask, dry etching of the antireflection film 6, the absorption film 5, and the dry etching stopper film 4 was performed using chlorine gas or fluorine gas.

その後、レジスト剥離処理、続いてアンモニア:過酸化水素水:超純水を1:2:20(体積比)で混合して作製したアンモニア過水を用いたパーティクル除去処理を行い、反射型フォトマスク20を得た(図2参照)。   Then, a resist stripping process is performed, followed by a particle removal process using ammonia overwater prepared by mixing ammonia: hydrogen peroxide water: ultra pure water at a volume ratio of 1: 2: 20, and a reflective photomask. 20 was obtained (see FIG. 2).

このとき、アンモニア過水を用いるため、ドライエッチングストッパ膜4がウェットエッチングされる。TEM観察により、10分程度の処理でエッチングストッパ膜4がエッチングされ、キャッピング膜3が表面にでていることを確認できた。また、表面あれや、キャッピング膜3のRuと多層反射膜2のSiとのミキシングもなく、良好な反射型フォトマスク10を作製することができた。   At this time, since ammonia overwater is used, the dry etching stopper film 4 is wet-etched. By TEM observation, it was confirmed that the etching stopper film 4 was etched in about 10 minutes and the capping film 3 was exposed on the surface. Further, there was no surface roughness or mixing of Ru of the capping film 3 and Si of the multilayer reflective film 2, so that a good reflective photomask 10 could be produced.

さらに、本実施例1に係る反射型フォトマスク20を用いた半導体装置の製造方法について説明する。本本実施例1に係る反射型フォトマスク20を用いた半導体装置の製造方法は、反射型フォトマスク20を介して反射した極端紫外光を選択的に照射する。   Further, a method for manufacturing a semiconductor device using the reflective photomask 20 according to the first embodiment will be described. The semiconductor device manufacturing method using the reflective photomask 20 according to the first embodiment selectively irradiates extreme ultraviolet light reflected through the reflective photomask 20.

次に、反射型フォトマスク20の多層反射膜2に反射した反射光を半導体基板上に設けられた極端紫外光用レジスト層(図示せず)に露光し、パターンを形成させたのち、極端紫外光用レジスト層に反射型フォトマスク20の吸収膜4のパターンを半導体基板に転写することで反射型フォトマスク20に忠実にパターニングできた。   Next, the reflected light reflected by the multilayer reflective film 2 of the reflective photomask 20 is exposed to an extreme ultraviolet light resist layer (not shown) provided on the semiconductor substrate to form a pattern, and then the extreme ultraviolet light is formed. The pattern of the absorption film 4 of the reflective photomask 20 was transferred onto the semiconductor substrate on the resist layer for light, and the patterning could be faithfully performed on the reflective photomask 20.

1…基板
2…多層反射膜
3…キャッピング膜
4…ドライエッチングストッパ膜
5…吸収膜
6…反射防止膜
7…反射部
8…吸収部
10…反射型フォトマスク用ブランク
20…反射型フォトマスク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate 2 ... Multilayer reflection film 3 ... Capping film 4 ... Dry etching stopper film 5 ... Absorption film 6 ... Antireflection film 7 ... Reflection part 8 ... Absorption part 10 ... Reflective photomask blank 20 ... Reflection type photomask

Claims (11)

基板と、
前記基板上に形成され、露光光を反射する多層反射膜と、
前記多層反射膜上に形成され、前記多層反射膜を保護するキャッピング膜と、
前記キャッピング膜上に形成され、ドライエッチングに対して耐性を有するドライエッチングストッパ膜と、
前記ドライエッチングストッパ膜上に形成され、露光光を吸収する吸収膜と、
前記吸収膜上に形成され、検査光の反射を防止する反射防止膜と、
を有し構成されることを特徴とする反射型フォトマスクブランク。
A substrate,
A multilayer reflective film formed on the substrate and reflecting exposure light;
A capping film formed on the multilayer reflective film and protecting the multilayer reflective film;
A dry etching stopper film formed on the capping film and having resistance to dry etching;
An absorption film that is formed on the dry etching stopper film and absorbs exposure light;
An antireflection film that is formed on the absorption film and prevents reflection of inspection light;
A reflective photomask blank characterized by comprising:
前記反射防止膜は、Ta、Si、およびOにより構成され、且つ、含まれるTaの割合が前記ドライエッチングストッパ膜よりも多いことを特徴とする請求項1に記載の反射型フォトマスクブランク。   2. The reflective photomask blank according to claim 1, wherein the antireflection film is made of Ta, Si, and O, and a ratio of Ta contained is larger than that of the dry etching stopper film. 前記ドライエッチングストッパ膜は、Ta、Si、およびO、もしくはSi、およびOにより構成され、含まれるTaの割合が前記反射防止膜よりも少ないことを特徴とする請求項1または2に記載の反射型フォトマスクブランク。   3. The reflection according to claim 1, wherein the dry etching stopper film is made of Ta, Si, and O, or Si and O, and a ratio of Ta contained is smaller than that of the antireflection film. Type photomask blank. 前記キャッピング膜は、塩基性薬品に対する耐性のある材料により構成されることを特徴とする請求項1に記載の反射型フォトマスクブランク。   The reflective photomask blank according to claim 1, wherein the capping film is made of a material resistant to basic chemicals. 前記キャッピング膜は、Ruを主成分として構成されることを特徴とする請求項4に記載の反射型フォトマスクブランク。   The reflective photomask blank according to claim 4, wherein the capping film is composed mainly of Ru. 基板と、
前記基板上に形成され、露光光を反射する多層反射膜と、
前記多層反射膜上に形成され、前記多層反射膜を保護するキャッピング膜と、
前記キャッピング膜上に形成され、パターニングされたドライエッチングに対して耐性を有するドライエッチングストッパ膜と、
前記ドライエッチングストッパ膜上に形成され、パターニングされた露光光を吸収する吸収膜と、
前記吸収膜上に形成され、パターニングされた検査光の反射を防止する反射防止膜と、
を有し構成されることを特徴とする反射型フォトマスク。
A substrate,
A multilayer reflective film formed on the substrate and reflecting exposure light;
A capping film formed on the multilayer reflective film and protecting the multilayer reflective film;
A dry etching stopper film formed on the capping film and having resistance to patterned dry etching;
An absorption film that is formed on the dry etching stopper film and absorbs patterned exposure light;
An antireflection film that is formed on the absorption film and prevents reflection of the patterned inspection light;
A reflective photomask characterized by comprising:
前記反射防止膜は、Ta、Si、およびOにより構成され、且つ、含まれるTaの割合が前記ドライエッチングストッパ膜よりも多いことを特徴とする請求項6に記載の反射型フォトマスク。   7. The reflective photomask according to claim 6, wherein the antireflection film is made of Ta, Si, and O, and the ratio of Ta contained is larger than that of the dry etching stopper film. 前記ドライエッチングストッパ膜は、Ta、Si、およびO、もしくはSi、およびOにより構成され、含まれるTaの割合が前記反射防止膜よりも少ないことを特徴とする請求項6または7に記載の反射型フォトマスク。   The reflection according to claim 6 or 7, wherein the dry etching stopper film is made of Ta, Si, and O, or Si, and O, and a ratio of Ta contained is smaller than that of the antireflection film. Type photomask. 前記キャッピング膜は、塩基性薬品に対する耐性のある材料により構成されることを特徴とする請求項6に記載の反射型フォトマスク。   The reflective photomask according to claim 6, wherein the capping film is made of a material resistant to basic chemicals. 前記キャッピング膜は、Ruを主成分として構成されることを特徴とする請求項9に記載の反射型フォトマスク。   The reflective photomask according to claim 9, wherein the capping film includes Ru as a main component. 請求項6乃至10のいずれかに記載の反射型フォトマスクに極端紫外光を照射し、
前記反射型フォトマスクの前記多層反射膜に反射した反射光を半導体基板上に設けられた極端紫外光用レジスト層に露光し、
前記極端紫外光用レジスト層に前記反射型フォトマスクの前記吸収膜のパターンを転写する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Irradiating the reflection type photomask according to any one of claims 6 to 10 with extreme ultraviolet light,
Exposing the reflected light reflected on the multilayer reflective film of the reflective photomask to a resist layer for extreme ultraviolet light provided on a semiconductor substrate,
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: transferring a pattern of the absorption film of the reflective photomask to the resist layer for extreme ultraviolet light.
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