JP2016072438A - Reflective mask blank, reflective mask and method of manufacturing the same, and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

Reflective mask blank, reflective mask and method of manufacturing the same, and method of manufacturing semiconductor device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reflective mask blank having a phase shift film of thin film, excellent in wash-resistance as a whole film, and shifting the phase of EUV light.SOLUTION: A phase shift film 15 of a reflective mask blank consists of a multilayer film including one or a plurality of first layers 15a and one or a plurality of second layers 15b. The first layer 15a contains a metal material (Ta, Cr, or the like) selected from metal materials having a refractive index n of 0.95 or less at a wavelength of 13.5 nm. The second layer 15b contains a metal material (Mo, Ru, Pt, Pd, Ag, Au, or the like) selected from metal materials having a refractive index n of 0.95 or less at a wavelength of 13.5 nm, different from those of the first layer 15a. On the interface of the first layer 15a and second layer 15b and in the vicinity thereof, a metal diffusion region R1 is formed at a ratio of 25% or more for the total thickness of one first layer 15a and one second layer 15b.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、半導体装置の製造などに使用される露光用マスクを製造するための原版である反射型マスクブランク、反射型マスク及びその製造方法、並びに半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a reflective mask blank, a reflective mask, a manufacturing method thereof, and a manufacturing method of a semiconductor device, which are original plates for manufacturing an exposure mask used for manufacturing a semiconductor device.

半導体製造における露光装置の光源の種類は、波長436nmのg線、同365nmのi線、同248nmのKrFレーザ、同193nmのArFレーザと、波長を徐々に短くしながら進化してきており、より微細なパターン転写を実現するため、波長が13.5nm近傍の極端紫外線 (EUV:Extreme Ultra Violet)を用いたEUVリソグラフィが提案されている。EUVリソグラフィでは、EUV光に対する材料間の吸収率の差が小さいことなどから、反射型のマスクが用いられる。反射型マスクとしては、例えば、基板上に露光光を反射する多層反射膜が形成され、当該多層反射膜を保護するための保護膜の上に、露光光を吸収する位相シフト膜がパターン状に形成されたものが提案されている。露光機(パターン転写装置)に搭載された反射型マスクに入射した光は、位相シフト膜パターンのある部分では吸収され、位相シフト膜パターンのない部分では多層反射膜により反射されることにより、光像が反射光学系を通して半導体基板上に転写されるものである。位相シフト膜パターンにおいて入射する露光光の一部が、多層反射膜により反射される光と約180度の位相差をもって反射され(位相シフト)、これによりコントラスト(解像度)を得ている。   The types of light sources used in exposure apparatus in semiconductor manufacturing have evolved while gradually shortening the wavelength, such as g-line with a wavelength of 436 nm, i-line with 365 nm, KrF laser with 248 nm, and ArF laser with 193 nm. In order to realize a simple pattern transfer, EUV lithography using extreme ultraviolet (EUV) having a wavelength of around 13.5 nm has been proposed. In EUV lithography, a reflective mask is used because the difference in absorption rate between materials for EUV light is small. As the reflective mask, for example, a multilayer reflective film that reflects exposure light is formed on a substrate, and a phase shift film that absorbs exposure light is formed in a pattern on a protective film for protecting the multilayer reflective film. What has been formed is proposed. The light incident on the reflective mask mounted on the exposure machine (pattern transfer device) is absorbed by the part with the phase shift film pattern and reflected by the multilayer reflective film at the part without the phase shift film pattern. An image is transferred onto a semiconductor substrate through a reflective optical system. Part of the exposure light incident on the phase shift film pattern is reflected with a phase difference of about 180 degrees from the light reflected by the multilayer reflective film (phase shift), thereby obtaining contrast (resolution).

このようなEUVリソグラフィ用の反射型マスク及びこれを作製するためのマスクブランクに関連する技術が特許文献1〜3などによって開示されている。   Techniques relating to such a reflective mask for EUV lithography and a mask blank for producing the same are disclosed in Patent Documents 1 to 3 and the like.

特許文献1には、ハーフトーンマスクの原理をEUV露光に適用して転写解像性を向上させるために、薄膜(位相シフト膜)を2層膜とすることが記載されている。具体的な2層膜の材料としては、Mo層とTa層の組み合わせが記載されている(同文献の段落0007、0008及び0010参照)。   Patent Document 1 describes that a thin film (phase shift film) is a two-layer film in order to improve the transfer resolution by applying the principle of a halftone mask to EUV exposure. As a specific material for the two-layer film, a combination of a Mo layer and a Ta layer is described (see paragraphs 0007, 0008, and 0010 of the same document).

特許文献2には、ハーフトーンマスクの原理をEUV露光に適用して転写解像性を向上させるために、単層膜からなるハーフトーン膜(位相シフト膜)の材料を、屈折率及び消衰係数を座標軸とする平面座標で示す図2において、四角枠(□)で囲む領域から選択することが記載されている。具体的な単層膜の材料としては、TaMo(組成比1:1)が記載されている(同文献の段落0008、0022及び図2参照)。   In Patent Document 2, in order to improve the transfer resolution by applying the principle of a halftone mask to EUV exposure, a material of a halftone film (phase shift film) made of a single layer film, a refractive index and an extinction In FIG. 2, which is represented by plane coordinates having a coefficient as a coordinate axis, it is described that selection is made from an area surrounded by a square frame (□). As a specific material for the single layer film, TaMo (composition ratio 1: 1) is described (see paragraphs 0008 and 0022 of FIG. 2 and FIG. 2).

特許文献3には、ハーフトーン型EUVマスクにおいて、反射率の選択性の自由度及び洗浄耐性の高さを持ち、射影効果(シャドーイング効果)を低減させるために、ハーフトーン膜の材料をTaとRuとの化合物とし、その組成範囲を規定することが記載されている(同文献の特許請求の範囲、段落0013、0015及び0019参照)。
ここで、シャドーイング効果とは、例えば、反射型マスクを使用する露光装置において、入射光と反射光の光軸が重ならないように、光をマスクに対して垂直方向から少し傾けて入射させており、このような光の傾斜に起因して、マスクの位相シフト膜パターンに厚みがあると、これに基づく影が生じる。この影の分だけ転写パターンの寸法が変化してしまうことをいう。
In Patent Document 3, in a halftone EUV mask, in order to reduce the projection effect (shadowing effect) and to have a high degree of freedom in reflectivity selectivity and a high cleaning resistance, the material of the halftone film is Ta. It is described that the composition range is defined as a compound of Ru and Ru (see claims of the same document, paragraphs 0013, 0015, and 0019).
Here, the shadowing effect means that, for example, in an exposure apparatus using a reflective mask, light is incident on the mask with a slight inclination from the vertical direction so that the optical axes of incident light and reflected light do not overlap. If the phase shift film pattern of the mask has a thickness due to such light inclination, a shadow based on the thickness is generated. This means that the size of the transfer pattern changes by the amount of the shadow.

特開2004-207593号公報JP 2004-207593 A 特開2006-228766号公報JP 2006-228766 JP 特許第5233321号Patent No. 5332321

上述したように、露光光の短波長化に伴い、半導体上で回路を形成するパターンの線幅及びパターン間隔は、その集積度を上げるために微細化の一途をたどっており、従って、半導体基板上にパターンを転写するために使用される反射型マスクに対しても位相シフト膜パターンの微細化が求められている。また、パターンの微細化と同時に、位相シフト膜パターンの薄膜化も求められている。このような要求に対し、シャドーイング効果を小さくするために、更なる薄膜化が求められているものである。   As described above, along with the shortening of the wavelength of exposure light, the line width and pattern interval of a pattern forming a circuit on a semiconductor are continually miniaturized in order to increase the degree of integration. There is also a demand for miniaturization of the phase shift film pattern for a reflective mask used for transferring a pattern thereon. Further, simultaneously with the miniaturization of the pattern, it is required to reduce the thickness of the phase shift film pattern. In order to reduce the shadowing effect in response to such demands, further thinning is required.

パターンの微細化に伴うアスペクト比(パターンの線幅に対するパターン膜厚の比)の増大によって、シャドーイング効果の問題が深刻化しており、特に、EUV露光の場合において、吸収体膜(位相シフト膜)の膜厚を60nm以下とすることが要求されている。   The problem of the shadowing effect has become serious due to an increase in aspect ratio (ratio of pattern film thickness to pattern line width) accompanying pattern miniaturization. In particular, in the case of EUV exposure, an absorber film (phase shift film) ) Is required to be 60 nm or less.

特許文献1乃至3に開示されているように、従来から反射型マスクブランクの吸収体膜(位相シフト膜)を形成する材料としてTaが用いられてきたが、EUV光(例えば、波長13.5nm)におけるTaの屈折率nが約0.943あり、その位相シフト効果を利用しても、Taのみで形成される吸収体膜(位相シフト膜)の薄膜化は60nmが限界である。より薄膜化を行うためには、屈折率nの小さい(位相シフト効果の大きい)金属材料を用いる必要がある。例えば、波長13.5nmにおける屈折率nが小さい金属材料としては、特許文献3の、例えば図5にも記載されているように、Mo(n=0.921)やRu(n=0.888)があるが、Moは非常に酸化されやすく洗浄耐性が懸念され、Ruはエッチングレートが低く、加工や修正が困難である。   As disclosed in Patent Documents 1 to 3, Ta has been conventionally used as a material for forming an absorber film (phase shift film) of a reflective mask blank, but EUV light (for example, wavelength 13.5 nm) is used. ) Has a refractive index n of about 0.943, and even if the phase shift effect is used, the limit of thinning the absorber film (phase shift film) formed only of Ta is 60 nm. In order to reduce the film thickness, it is necessary to use a metal material having a small refractive index n (having a large phase shift effect). For example, as a metal material having a small refractive index n at a wavelength of 13.5 nm, as described in, for example, FIG. 5 of Patent Document 3, Mo (n = 0.922) or Ru (n = 0.888). However, Mo is very easy to oxidize and there is a concern about cleaning resistance, and Ru has a low etching rate and is difficult to process and modify.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、膜全体として洗浄耐性や加工性に優れ、且つ、EUV光の位相をシフトさせる薄膜の位相シフト膜を有する反射型マスクブランク、その位相シフト膜をパターニングした反射型マスク及びその製造方法、並びに、その反射型マスクを用いた半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and is a reflective mask blank having a thin film phase shift film that is excellent in cleaning resistance and workability as a whole film and that shifts the phase of EUV light. Another object of the present invention is to provide a reflective mask patterned with the phase shift film, a method for manufacturing the same, and a method for manufacturing a semiconductor device using the reflective mask.

上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。   In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.

(構成1)
基板上に多層反射膜と、EUV光の位相をシフトさせる位相シフト膜とがこの順に形成された反射型マスクブランクであって、
前記位相シフト膜は、一つ又は複数の第1の層と一つ又は複数の第2の層を含む多層膜からなり、
前記第1の層は、波長13.5nmにおける屈折率nが0.95以下の金属材料から選択された金属材料を含み、
前記第2の層は、波長13.5nmにおける屈折率nが0.95以下の金属材料のうち、前記第1の層とは異なる金属材料から選択された金属材料を含み、
前記第1の層と前記第2の層との界面及びその近傍には、前記第1の層と前記第2の層の合計膜厚に対して25%以上の割合で、金属拡散領域が形成されていることを特徴とする反射型マスクブランク。
(Configuration 1)
A reflective mask blank in which a multilayer reflective film and a phase shift film for shifting the phase of EUV light are formed in this order on a substrate,
The phase shift film is a multilayer film including one or more first layers and one or more second layers,
The first layer includes a metal material selected from metal materials having a refractive index n of 0.95 or less at a wavelength of 13.5 nm,
The second layer includes a metal material selected from a metal material different from the first layer among metal materials having a refractive index n of 0.95 or less at a wavelength of 13.5 nm,
A metal diffusion region is formed at a ratio of 25% or more with respect to the total film thickness of the first layer and the second layer at and near the interface between the first layer and the second layer. Reflective mask blank characterized by being made.

(構成2)
前記第1の層は、Ta及びCrの何れか一種の金属材料を含み、
前記第2の層は、Ta及びCrの何れかよりも、波長13.5nmにおける屈折率nが小さい一種の金属材料を含むことを特徴とする構成1に記載の反射型マスクブランク。
(Configuration 2)
The first layer includes a metal material of any one of Ta and Cr,
The reflective mask blank according to Configuration 1, wherein the second layer includes a kind of metal material having a refractive index n at a wavelength of 13.5 nm smaller than any of Ta and Cr.

(構成3)
前記第2の層は、Moを含むことを特徴とする構成2に記載の反射型マスクブランク。
(Configuration 3)
The reflective mask blank according to Configuration 2, wherein the second layer contains Mo.

(構成4)
前記多層反射膜と前記位相シフト膜との間に保護膜を有し、該保護膜がRuを主成分として含む材料で形成された場合には、前記位相シフト膜の最下層は前記第2の層であることを特徴とする構成3に記載の反射型マスクブランク。
(Configuration 4)
When the protective film is provided between the multilayer reflective film and the phase shift film, and the protective film is formed of a material containing Ru as a main component, the lowermost layer of the phase shift film is the second layer. The reflective mask blank according to Configuration 3, wherein the reflective mask blank is a layer.

(構成5)
前記第2の層は、Ru、Pt、Pd、Ag及びAuのうちの何れか一種の金属材料を含むことを特徴とする構成2に記載の反射型マスクブランク。
(Configuration 5)
The reflective mask blank according to Configuration 2, wherein the second layer includes any one of Ru, Pt, Pd, Ag, and Au.

(構成6)
前記多層反射膜と前記位相シフト膜との間に保護膜を有し、該保護膜がRuを主成分として含む材料で形成された場合には、前記位相シフト膜の最下層は前記第1の層であることを特徴とする構成5に記載の反射型マスクブランク。
(Configuration 6)
When a protective film is provided between the multilayer reflective film and the phase shift film, and the protective film is formed of a material containing Ru as a main component, the lowermost layer of the phase shift film is the first layer 6. The reflective mask blank according to Configuration 5, wherein the reflective mask blank is a layer.

(構成7)
前記第1の層は、前記位相シフト膜の最上層であることを特徴とする構成1乃至6の何れか一に記載の反射型マスクブランク。
(Configuration 7)
The reflective mask blank according to any one of Structures 1 to 6, wherein the first layer is an uppermost layer of the phase shift film.

(構成8)
前記位相シフト膜の膜厚は、50nm以下であることを特徴とする構成1乃至7の何れか一に記載の反射型マスクブランク。
(Configuration 8)
8. The reflective mask blank according to any one of configurations 1 to 7, wherein the thickness of the phase shift film is 50 nm or less.

(構成9)
構成1乃至8の何れか一に記載の反射型マスクブランクにおける多層膜からなる前記位相シフト膜をパターニングして位相シフト膜パターンを形成する位相シフト膜パターン形成工程を含むことを特徴とする反射型マスクの製造方法。
(Configuration 9)
A reflection type comprising a phase shift film pattern forming step of forming a phase shift film pattern by patterning the phase shift film formed of a multilayer film in the reflection type mask blank according to any one of configurations 1 to 8 Mask manufacturing method.

(構成10)
構成1乃至8の何れか一に記載の反射型マスクブランクにおける多層膜からなる前記位相シフト膜がパターニングされた位相シフト膜パターンを有することを特徴とする反射型マスク。
(Configuration 10)
A reflection type mask having a phase shift film pattern in which the phase shift film formed of a multilayer film in the reflection type mask blank according to any one of configurations 1 to 8 is patterned.

(構成11)
構成10に記載の反射型マスクを用いて半導体基板上にパターンを形成するパターン形成工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(Configuration 11)
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a pattern forming step of forming a pattern on a semiconductor substrate using the reflective mask according to Configuration 10.

本発明に係る反射型マスクブランクによれば、上述のように、位相シフト膜を、波長13.5nmにおける屈折率nが0.95以下の金属材料を用いて多層膜としたので、各層の膜厚を薄くして位相シフト膜を形成することが可能となる。このため、位相シフト膜の積層数を変更することにより、広い膜厚の範囲で、位相差等の光学特性を調整できるので、その範囲で、EUV露光時の位相シフト効果を得ることができる。これにより、この位相シフト膜を有する反射型マスクブランクを、シャドーイング効果が小さく、解像度を向上させた位相シフト膜パターンを有する反射型マスクの製造用原版とすることができる。
また、位相シフト膜を、一つ又は複数の第1の層と一つ又は複数の第2の層を含む多層膜としたので、各層の膜厚を薄くすることができる。この各層の薄膜化により、エッチングレートが低く、加工や修正が困難な金属材料で形成した層であっても、その膜厚が小さいことから、加工や修正を容易に行うことができ、位相シフト膜全体において、当該金属材料の加工困難性の影響を低減することができ、位相シフト膜を全体として、加工性に優れたものとすることができる。
また、位相シフト膜を、一つ又は複数の第1の層と一つ又は複数の第2の層を含む多層膜とし、各層の界面及びその近傍に、一層の第1の層と一層の第2の層の合計膜厚に対して25%以上の割合で、金属拡散領域を形成したので、異なる金属材料を含む薄膜の層を、金属拡散領域を介して隣接させて配置することができる。この構成により、酸化され易く、洗浄耐性が懸念される金属材料で形成した層であっても、この層に、酸化されにくく、洗浄耐性に優れた金属材料で形成した層を隣接させ、両者の間で金属拡散領域を形成し、当該部分において洗浄耐性を向上させることができるので、位相シフト膜全体において、当該金属材料の懸念される洗浄耐性の影響を低減することができ、位相シフト膜全体を洗浄耐性に優れたものとすることができる。
According to the reflective mask blank of the present invention, as described above, the phase shift film is a multilayer film using a metal material having a refractive index n of 0.95 or less at a wavelength of 13.5 nm. It becomes possible to form a phase shift film by reducing the thickness. For this reason, by changing the number of laminated phase shift films, optical characteristics such as phase difference can be adjusted in a wide film thickness range, so that the phase shift effect during EUV exposure can be obtained within that range. As a result, the reflective mask blank having the phase shift film can be used as a master for manufacturing a reflective mask having a phase shift film pattern with a small shadowing effect and improved resolution.
Further, since the phase shift film is a multilayer film including one or a plurality of first layers and one or a plurality of second layers, the thickness of each layer can be reduced. By reducing the thickness of each layer, even if the layer is made of a metal material that has a low etching rate and is difficult to process or modify, the thickness and thickness of the layer can be reduced and processing and modification can be performed easily. In the whole film, the influence of the processing difficulty of the metal material can be reduced, and the phase shift film as a whole can be made excellent in workability.
Further, the phase shift film is a multilayer film including one or more first layers and one or more second layers, and one layer of the first layer and one layer of the first layer are formed at and near the interface of each layer. Since the metal diffusion region is formed at a ratio of 25% or more with respect to the total film thickness of the two layers, the thin film layers containing different metal materials can be arranged adjacent to each other through the metal diffusion region. With this configuration, even a layer formed of a metal material that is easily oxidized and is feared for cleaning resistance, this layer is adjacent to a layer formed of a metal material that is not easily oxidized and has excellent cleaning resistance. Since the metal diffusion region can be formed between them and the cleaning resistance can be improved in the part, the influence of the cleaning resistance of the metal material concerned can be reduced in the entire phase shift film, and the entire phase shift film can be reduced. Can be made excellent in washing resistance.

本発明に係る反射型マスクの製造方法によれば、上述した反射型マスクブランクにおける多層膜からなる位相シフト膜をパターニングして位相シフト膜パターンを形成する位相シフト膜パターン形成工程を含む構成としたので、シャドーイング効果が小さく、解像度を向上させた薄膜の位相シフト膜パターンを有する反射型マスクを製造することができる。
反射型マスクブランクにおける位相シフト膜は、異なる金属材料で形成した薄膜の層を隣接配置した多層膜からなるものであるので、位相シフト膜パターン形成工程では、上述した加工困難性の金属材料で形成した層であっても、その膜厚が小さいことから、その加工困難性の影響を低減でき、位相シフト膜を容易に加工でき、位相シフト膜パターンを形成することができる。
位相シフト膜パターンの端面が洗浄液に曝される洗浄工程では、多層膜の一部に、洗浄耐性が懸念される金属材料で形成した薄膜の層があっても、この層に、洗浄耐性に優れた金属材料で形成した薄膜の層が隣接配置され、且つ、両層の界面及びその近傍に上述の金属拡散領域が形成されているので、多層膜の一部で懸念される洗浄耐性の影響を位相シフト膜パターンの端面に及ぼすことを抑制でき、位相シフト膜パターン全体の洗浄耐性を向上させることができる。
According to the reflective mask manufacturing method of the present invention, the phase shift film pattern forming step of forming the phase shift film pattern by patterning the phase shift film formed of the multilayer film in the reflective mask blank described above is provided. Therefore, it is possible to manufacture a reflective mask having a thin phase shift film pattern with a small shadowing effect and improved resolution.
The phase shift film in the reflective mask blank is composed of a multilayer film in which thin film layers formed of different metal materials are arranged adjacent to each other. Therefore, in the phase shift film pattern forming process, the phase shift film is formed of the above-described difficult metal material. Even if the layer is a thin layer, since the film thickness is small, the influence of the processing difficulty can be reduced, the phase shift film can be easily processed, and the phase shift film pattern can be formed.
In the cleaning process in which the end face of the phase shift film pattern is exposed to the cleaning liquid, even if there is a thin film layer made of a metal material that is feared for cleaning resistance, this layer has excellent cleaning resistance. The thin film layer made of a metallic material is placed adjacent to each other, and the above-mentioned metal diffusion region is formed at and near the interface between the two layers. The effect on the end face of the phase shift film pattern can be suppressed, and the cleaning resistance of the entire phase shift film pattern can be improved.

本発明に係る反射型マスクによれば、上述した反射型マスクブランクにおける多層膜からなる前記位相シフト膜がパターニングされた位相シフト膜パターンを有する構成としたので、この反射型マスクを、シャドーイング効果が小さく、解像度を向上させた薄膜の位相シフト膜パターンを有する反射型マスクとすることができる。
また、位相シフト膜パターンが上述の多層膜からなるものであるので、この反射型マスクを、位相シフト膜パターン全体が洗浄耐性に優れた反射型マスクとすることができる。
According to the reflective mask according to the present invention, since the phase shift film formed of the multilayer film in the reflective mask blank described above has a patterned phase shift film pattern, the reflective mask has a shadowing effect. And a reflective mask having a thin phase shift film pattern with improved resolution.
In addition, since the phase shift film pattern is made of the above-described multilayer film, this reflective mask can be a reflective mask in which the entire phase shift film pattern is excellent in cleaning resistance.

本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、上述した反射型マスクを用いて半導体基板上にパターンを形成するパターン形成工程を含む構成としたので、上述した反射型マスクの多層膜からなる薄膜の位相シフト膜パターンにより、シャドーイング効果が小さく、高解像度で、パターンの線幅や間隔を微細化した集積度の高い半導体装置を製造することができる。   According to the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, since it includes a pattern forming step of forming a pattern on a semiconductor substrate using the above-described reflective mask, a thin film comprising a multilayer film of the above-described reflective mask. With this phase shift film pattern, it is possible to manufacture a highly integrated semiconductor device with a small shadowing effect, high resolution, and fine pattern line width and spacing.

本発明の実施の形態1によるEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクの概略構成を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating schematic structure of the reflective mask blank for EUV lithography by Embodiment 1 of this invention. 図1に示した反射型マスクブランクの要部(多層膜からなる位相シフト膜及び保護膜)を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the principal part (The phase shift film and protective film which consist of multilayer films) of the reflective mask blank shown in FIG. EUV光(波長13.5nm)における、金属材料の消衰係数kと屈折率nの特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of the extinction coefficient k and refractive index n of a metal material in EUV light (wavelength 13.5nm). EUV光(波長13.5nm)における、位相シフト膜(Mo\Ta)の位相差の膜厚依存性を示すグラフである。It is a graph which shows the film thickness dependence of the phase difference of a phase shift film (Mo \ Ta) in EUV light (wavelength 13.5nm). EUV光(波長13.5nm)における、位相シフト膜(Mo\Ta)の反射率の膜厚依存性を示すグラフである。It is a graph which shows the film thickness dependence of the reflectance of a phase shift film (Mo \ Ta) in EUV light (wavelength 13.5nm).

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。尚、以下の実施の形態は、本発明を具体化する際の一形態であって、本発明をその範囲内に限定するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. In addition, the following embodiment is one form at the time of actualizing this invention, Comprising: This invention is not limited to the range.

<反射型マスクブランクの構成及びその製造方法>
図1は、本発明の実施の形態によるEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクの構成を説明するための概略図であり、図2は、図1に示した反射型マスクブランクの要部(多層膜からなる位相シフト膜及び保護膜)を拡大して示す断面図である。
図1に示すように、反射型マスクブランク10は、裏面側の主表面上に形成された静電チャック用の裏面導電膜11を有する基板12と、この基板12の主表面(裏面導電膜11が形成された側とは反対側の主表面)上に形成され、且つ、露光光であるEUV光を反射する多層反射膜13と、この多層反射膜13上に、多層反射膜13を保護するためのルテニウム(Ru)を主成分とした材料で形成された保護膜14と、この保護膜14上に形成され、且つ、EUV光を吸収するとともに一部のEUV光を反射し、その位相をシフトさせるための位相シフト膜15と、を備えている。
<Structure of reflective mask blank and manufacturing method thereof>
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a configuration of a reflective mask blank for EUV lithography according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic view of a main part (from a multilayer film) of the reflective mask blank shown in FIG. It is sectional drawing which expands and shows the phase shift film | membrane and protective film which become.
As shown in FIG. 1, the reflective mask blank 10 includes a substrate 12 having a back surface conductive film 11 for electrostatic chuck formed on a main surface on the back surface side, and a main surface (back surface conductive film 11) of the substrate 12. A multilayer reflection film 13 that reflects EUV light as exposure light, and protects the multilayer reflection film 13 on the multilayer reflection film 13. And a protective film 14 made of a material mainly composed of ruthenium (Ru), and formed on the protective film 14, absorbs EUV light, reflects a part of EUV light, and changes its phase. And a phase shift film 15 for shifting.

以下、基板及び各層の構成を説明する。   Hereinafter, the structure of a board | substrate and each layer is demonstrated.

基板12は、EUV光による露光時の熱による吸収体膜パターンの歪みを防止するため、0±5ppb/℃の範囲内の低熱膨張係数を有するものが好ましく用いられる。この範囲の低熱膨張係数を有する素材としては、例えば、SiO−TiO系ガラス、多成分系ガラスセラミックス等を用いることができる。 A substrate having a low thermal expansion coefficient within a range of 0 ± 5 ppb / ° C. is preferably used for the substrate 12 to prevent distortion of the absorber film pattern due to heat during exposure with EUV light. As a material having a low thermal expansion coefficient in this range, for example, SiO 2 —TiO 2 glass, multicomponent glass ceramics, or the like can be used.

基板12の両主表面のうち、位相シフト膜15が形成される側の主表面は、その位相シフト膜15が後述の反射型マスクの転写パターンとなるため、少なくともパターン転写精度、位置精度を得る観点から高平坦度となるように表面加工されている。EUV露光の場合、基板12の転写パターンが形成される側の主表面の132mm×132mmの領域において、平坦度が0.1μm以下であることが好ましく、更に好ましくは0.05μm以下、特に好ましくは0.03μm以下である。また、基板12の両主表面のうち、位相シフト膜15が形成される側と反対側の主表面は、露光装置にセットするときに静電チャックされるための裏面導電膜11が形成される面であって、その142mm×142mmの領域において、平坦度が1μm以下であることが好ましく、更に好ましくは0.5μm以下、特に好ましくは0.3μm以下である。
尚、本明細書において平坦度は、TIR(Total Indecated Reading)で示される表面の反り(変形量)を表す値で、基板表面を基準として最小二乗法で定められる平面を焦平面とし、この焦平面より上にある基板表面の最も高い位置と、焦平面より下にある基板表面の最も低い位置との高低差の絶対値である。
Of the two main surfaces of the substrate 12, the main surface on the side where the phase shift film 15 is formed has at least pattern transfer accuracy and position accuracy because the phase shift film 15 becomes a transfer pattern of a reflective mask described later. Surface processing is performed so as to achieve high flatness from the viewpoint. In the case of EUV exposure, the flatness is preferably 0.1 μm or less, more preferably 0.05 μm or less, particularly preferably in a 132 mm × 132 mm region of the main surface on the side where the transfer pattern of the substrate 12 is formed. 0.03 μm or less. Of the main surfaces of the substrate 12, the main surface opposite to the side on which the phase shift film 15 is formed is formed with a back surface conductive film 11 for electrostatic chucking when set in the exposure apparatus. In the area of 142 mm × 142 mm, the flatness is preferably 1 μm or less, more preferably 0.5 μm or less, and particularly preferably 0.3 μm or less.
In this specification, the flatness is a value representing the warpage (deformation amount) of the surface indicated by TIR (Total Indicated Reading). A plane defined by the least square method with respect to the substrate surface is defined as a focal plane. It is the absolute value of the height difference between the highest position on the substrate surface above the plane and the lowest position on the substrate surface below the focal plane.

また、EUV露光の場合、基板12として要求される表面平滑度は、基板12の、転写パターンとなる位相シフト膜15が形成される側の主表面の表面粗さが、二乗平均平方根粗さ(RMS)で0.1nm以下であることが好ましい。尚、表面平滑度は、原子間力顕微鏡(AFM)で測定することができる。   In the case of EUV exposure, the surface smoothness required for the substrate 12 is that the surface roughness of the main surface of the substrate 12 on the side where the phase shift film 15 serving as a transfer pattern is formed is the root mean square roughness ( RMS) is preferably 0.1 nm or less. The surface smoothness can be measured with an atomic force microscope (AFM).

さらに、基板12は、その上に形成される膜(多層反射膜13など)の膜応力による変形を防止するために、高い剛性を有しているものが好ましい。特に、65GPa以上の高いヤング率を有しているものが好ましい。   Furthermore, the substrate 12 preferably has high rigidity in order to prevent deformation due to film stress of a film (such as the multilayer reflective film 13) formed thereon. In particular, those having a high Young's modulus of 65 GPa or more are preferable.

多層反射膜13は、EUVリソグラフィ用反射型マスクにおいて、EUV光を反射する機能を付与するものであり、屈折率の異なる元素が周期的に積層された多層膜の構成となっている。   The multilayer reflective film 13 provides a function of reflecting EUV light in a reflective mask for EUV lithography, and has a multilayer film structure in which elements having different refractive indexes are periodically stacked.

一般的には、高屈折率材料である軽元素又はその化合物の薄膜(高屈折率層)と、低屈折率材料である重元素又はその化合物の薄膜(低屈折率層)とが交互に40〜60周期程度積層された多層膜が、多層反射膜13として用いられる。多層膜は、基板12側から高屈折率層と低屈折率層をこの順に積層した高屈折率層/低屈折率層の積層構造を1周期として複数周期積層してもよいし、基板12側から低屈折率層と高屈折率層をこの順に積層した低屈折率層/高屈折率層の積層構造を1周期として複数周期積層してもよい。尚、多層反射膜13の最表面の層、すなわち多層反射膜13の基板12と反対側の表面層は、高屈折率層とすることが好ましい。上述の多層膜において、基板12から高屈折率層と低屈折率層をこの順に積層した高屈折率層/低屈折率層の積層構造を1周期として複数周期積層する場合は最上層が低屈折率層となるが、この場合、低屈折率層が多層反射膜13の最表面を構成すると容易に酸化されてしまい反射型マスクの反射率が減少するので、最上層の低屈折率層上にさらに高屈折率層を形成して多層反射膜13とすることが好ましい。一方、上述の多層膜において、基板12側から低屈折率層と高屈折率層をこの順に積層した低屈折率層/高屈折率層の積層構造を1周期として複数周期積層する場合は、最上層が高屈折率層となるので、そのままでよい。   In general, a thin film (high refractive index layer) of a light element or a compound thereof, which is a high refractive index material, and a thin film (low refractive index layer) of a heavy element or a compound thereof, which is a low refractive index material, are alternately 40 A multilayer film laminated for about ˜60 periods is used as the multilayer reflective film 13. The multilayer film may be laminated in a plurality of periods, with a laminated structure of a high refractive index layer / low refractive index layer in which a high refractive index layer and a low refractive index layer are laminated in this order from the substrate 12 side. Alternatively, a low-refractive index layer and a high-refractive index layer in which the low-refractive index layer and the high-refractive index layer are stacked in this order may be stacked in a plurality of periods. The outermost layer of the multilayer reflective film 13, that is, the surface layer opposite to the substrate 12 of the multilayer reflective film 13, is preferably a high refractive index layer. In the multilayer film described above, when the high refractive index layer / low refractive index layer stacking structure in which the high refractive index layer and the low refractive index layer are stacked in this order from the substrate 12 is stacked for a plurality of periods, the uppermost layer has a low refractive index. In this case, if the low refractive index layer constitutes the outermost surface of the multilayer reflective film 13, it is easily oxidized and the reflectance of the reflective mask is reduced. Further, it is preferable to form a multilayer reflective film 13 by forming a high refractive index layer. On the other hand, in the multilayer film described above, when the low-refractive index layer and the high-refractive index layer stacked in this order from the substrate 12 side are stacked in a plurality of periods, the stack structure is one cycle. Since the upper layer is a high refractive index layer, it can be left as it is.

実施の形態において、高屈折率層としては、Siを含む層を採用することができる。Siを含む材料としては、Si単体の他に、Siに、B、C、N、Oを含むSi化合物でもよい。Siを含む層を高屈折率層として使用することによって、EUV光の反射率に優れたEUVリソグラフィ用反射型マスクが得られる。また、実施の形態において基板12としてはガラス基板が好ましく用いられるので、Siはそれとの密着性においても優れている。また、低屈折率層としては、Mo、Ru、Rh、及びPtから選ばれる金属単体や、これらの合金が用いられる。例えば波長13〜14nmのEUV光に対する多層反射膜13としては、好ましくはMo膜とSi膜を交互に例えば40〜60周期程度積層したMo/Si周期積層膜が用いられる。尚、多層反射膜13の最上層である高屈折率層をケイ素(Si)で形成し、当該最上層(Si)と保護膜14との間に、ケイ素と酸素とを含むケイ素酸化物層を形成するようにしてもよい。これにより、マスク洗浄耐性(位相シフト膜パターンの膜剥がれ耐性)を向上させることができる。   In the embodiment, a layer containing Si can be adopted as the high refractive index layer. The material containing Si may be Si compound containing B, C, N, and O in addition to Si alone. By using a layer containing Si as the high refractive index layer, a reflective mask for EUV lithography having excellent EUV light reflectivity can be obtained. Further, since a glass substrate is preferably used as the substrate 12 in the embodiment, Si is excellent in adhesion to it. For the low refractive index layer, a single metal selected from Mo, Ru, Rh, and Pt, or an alloy thereof is used. For example, as the multilayer reflective film 13 for EUV light having a wavelength of 13 to 14 nm, a Mo / Si periodic laminated film in which Mo films and Si films are alternately laminated, for example, about 40 to 60 periods is preferably used. A high refractive index layer that is the uppermost layer of the multilayer reflective film 13 is formed of silicon (Si), and a silicon oxide layer containing silicon and oxygen is formed between the uppermost layer (Si) and the protective film 14. You may make it form. Thereby, the mask cleaning resistance (resistance to peeling of the phase shift film pattern) can be improved.

このような多層反射膜13の単独での反射率は、例えば、65%以上であり、上限は通常73%であることが好ましい。尚、多層反射膜13の各構成層の膜厚や周期の数は、露光波長により適宜選択すればよく、そしてブラッグの法則を満たすように選択される。多層反射膜13において高屈折率層及び低屈折率層はそれぞれ複数存在するが、高屈折率層どうし、そして低屈折率層どうしの膜厚は、同じでなくてもよい。また、多層反射膜13の最表面のSi層の膜厚は、反射率を低下させない範囲で調整することができる。最表面のSi(高屈折率層)の膜厚は、例えば、3〜10nmとすることができる。   The reflectance of the multilayer reflective film 13 alone is, for example, 65% or more, and the upper limit is preferably 73%. The film thickness and the number of periods of each constituent layer of the multilayer reflective film 13 may be appropriately selected according to the exposure wavelength, and are selected so as to satisfy Bragg's law. The multilayer reflective film 13 includes a plurality of high refractive index layers and low refractive index layers, but the film thicknesses of the high refractive index layers and the low refractive index layers may not be the same. The film thickness of the outermost Si layer of the multilayer reflective film 13 can be adjusted within a range in which the reflectance is not lowered. The film thickness of the outermost surface Si (high refractive index layer) can be, for example, 3 to 10 nm.

多層反射膜13の形成方法は当該技術分野において公知であるが、例えばイオンビームスパッタリング法により、各層を成膜することで形成できる。上述したMo/Si周期多層膜の場合、例えばイオンビームスパッタリング法により、先ずSiターゲットを用いて膜厚4nm程度のSi膜を基板12上に成膜し、その後Moターゲットを用いて膜厚3nm程度のMo膜を成膜し、これを1周期として、全体で、40〜60周期積層して、多層反射膜13を形成する(最上層はSi層とする)。   A method of forming the multilayer reflective film 13 is known in the art, but can be formed by depositing each layer by, for example, ion beam sputtering. In the case of the Mo / Si periodic multilayer film described above, an Si film having a film thickness of about 4 nm is first formed on the substrate 12 using an Si target, for example, by ion beam sputtering, and then a film thickness of about 3 nm is formed using the Mo target. A multilayer reflection film 13 is formed by laminating a total of 40 to 60 periods with this period as one period (the uppermost layer is a Si layer).

図1及び図2に示すように、保護膜14は、後述するEUVリソグラフィ用反射型マスクの製造工程におけるドライエッチングや洗浄液から多層反射膜13を保護するために、多層反射膜13の上に形成される。保護膜14は、例えば、Ru(ルテニウム)を主成分として含む材料(主成分:50原子%以上)により構成され、Ru金属単体でもよいし、RuにNb、Zr、Y、B、Ti、La、Mo、Co、Reなどの金属を含有したRu合金であってよく、N(窒素)を含んでいても構わない。また、保護膜14を3層以上の積層構造とし、最下層と最上層を、上記Ruを含有する物質からなる層とし、最下層と最上層との間に、Ru以外の金属、若しくは合金を介在させたものとしても構わない。   As shown in FIGS. 1 and 2, the protective film 14 is formed on the multilayer reflective film 13 in order to protect the multilayer reflective film 13 from dry etching and cleaning liquid in the manufacturing process of the reflective mask for EUV lithography described later. Is done. The protective film 14 is made of, for example, a material containing Ru (ruthenium) as a main component (main component: 50 atomic% or more), and may be a Ru metal alone, or Ru may include Nb, Zr, Y, B, Ti, La Ru alloy containing a metal such as Mo, Co, Re, etc., and may contain N (nitrogen). Further, the protective film 14 has a laminated structure of three or more layers, the lowermost layer and the uppermost layer are made of a material containing the above Ru, and a metal or alloy other than Ru is placed between the lowermost layer and the uppermost layer. It does not matter if they are interposed.

このようなRu又はその合金などにより構成される保護膜14の膜厚は、その保護膜としての機能を果たすことができる限り特に制限されないが、EUV光の反射率の観点から、好ましくは、1.5〜8.0nm、より好ましくは、1.8〜6.0nmである。   The film thickness of the protective film 14 composed of such Ru or an alloy thereof is not particularly limited as long as it can function as the protective film, but is preferably 1 from the viewpoint of the reflectance of EUV light. .5 to 8.0 nm, more preferably 1.8 to 6.0 nm.

保護膜14の形成方法としては、公知の膜形成方法と同様のものを特に制限なく採用することができる。具体例としては、スパッタリング法及びイオンビームスパッタリング法が挙げられる。   As a method for forming the protective film 14, a method similar to a known film forming method can be employed without any particular limitation. Specific examples include a sputtering method and an ion beam sputtering method.

図2に示すように、保護膜14上に形成された位相シフト膜15は、第1の層15aと、第2の層15bを含む多層膜である。この多層膜からなる位相シフト膜15は、一つの第1の層15aと、一つの第2の層15bを交互に複数の積層数で、積層した構造を有する。図2に示した位相シフト膜15では、その最下層が第2の層15bであり、最上層が第1の層15aである。尚、以下において、一つの第1の層15aと一つの第2の層15bを1周期(P)として示す場合がある。このような積層構造における積層数としては、2層以上であれば、特に制限されることなく、偶数層であってもよく、奇数層であってもよい。偶数層の例としては、後述する図4及び図5において、10周期で示した20層を挙げることができるが、これに限定されるものではない。   As shown in FIG. 2, the phase shift film 15 formed on the protective film 14 is a multilayer film including a first layer 15a and a second layer 15b. The multi-layered phase shift film 15 has a structure in which one first layer 15a and one second layer 15b are alternately stacked in a plurality of numbers. In the phase shift film 15 shown in FIG. 2, the lowermost layer is the second layer 15b, and the uppermost layer is the first layer 15a. In the following description, one first layer 15a and one second layer 15b may be indicated as one period (P). The number of stacked layers in such a stacked structure is not particularly limited as long as it is two or more, and may be an even layer or an odd layer. Examples of even layers include 20 layers shown in 10 cycles in FIGS. 4 and 5 to be described later, but are not limited thereto.

第1の層15aを形成する金属材料としては、図3に示す、波長13.5nmにおける屈折率nが0.95以下の金属材料から選択され、例えば、Ta(波長13.5nmにおける屈折率n=約0.943、消衰係数k=約0.041)、又は、Cr(当該屈折率n=約0.932、消衰係数k=約0.039)が挙げられる。
例えば、TaはEUV光の消衰係数が小さく、またフッ素系ガスや塩素系ガスで容易にドライエッチングすることが可能であるため、加工性に優れた位相シフト膜材料である。さらにTaにBやSi、Ge等を加えることにより、アモルファス状の材料が容易に得られ、位相シフト膜15の平滑性を向上させることができる。また、TaにNやOを加えれば、位相シフト膜15の酸化に対する耐性が向上するため、洗浄耐性に優れ、経時的な安定性を向上させることができるという効果が得られる。
尚、第1の層15aの形成材料としては、一種の金属材料が選択されることが好ましいが、これに限定されるものではなく、二種以上の金属材料が選択されてもよい。
The metal material for forming the first layer 15a is selected from metal materials having a refractive index n at a wavelength of 13.5 nm of 0.95 or less as shown in FIG. 3, for example, Ta (refractive index n at a wavelength of 13.5 nm). = About 0.943, extinction coefficient k = about 0.041), or Cr (refractive index n = about 0.932, extinction coefficient k = about 0.039).
For example, Ta is a phase shift film material that has a low extinction coefficient of EUV light and can be easily dry-etched with a fluorine-based gas or a chlorine-based gas, and thus has excellent workability. Further, by adding B, Si, Ge or the like to Ta, an amorphous material can be easily obtained, and the smoothness of the phase shift film 15 can be improved. Further, if N or O is added to Ta, the resistance of the phase shift film 15 to oxidation is improved, so that the effect of being excellent in cleaning resistance and improving stability over time can be obtained.
In addition, as a forming material of the 1st layer 15a, it is preferable that a kind of metal material is selected, However, It is not limited to this, A 2 or more types of metal material may be selected.

第2の層15bを形成する金属材料としては、図3に示す、波長13.5nmにおける屈折率nが0.95以下の金属材料のうち、第1の層15aとは異なる金属材料から選択され、例えば、Mo(当該屈折率n=約0.921、消衰係数k=約0.006)、Ru(当該屈折率n=約0.888、消衰係数k=約0.017)、Pt(当該屈折率n=約0.891、消衰係数k=約0.060)、Pd(当該屈折率n=約0.876、消衰係数k=約0.046)、Ag(当該屈折率n=約0.890、消衰係数k=約0.079)、又は、Au(当該屈折率n=約0.899、消衰係数k=約0.052)が挙げられる。
例えば、Moは、単体では洗浄耐性が懸念されるが、上述のTa又はCrを含む層と組み合わせて多層膜を構成し、金属拡散領域を形成することで、その洗浄耐性を向上させることができる。また、EUV光における屈折率nが0.95より小さいため、薄い膜厚で位相シフト効果を得ることが可能である。さらに、消衰係数kが小さいため、EUV光の反射率が高く、位相シフト効果によるコントラスト(解像度)を得やすい膜材料である。
また、Ruは、単体では各種のエッチングガスに対してエッチングレートが低く、加工困難性が高いが、上述のTa又はCrを含む層と組み合わせて多層膜を構成し、金属拡散領域を形成することで、位相シフト膜15全体の加工性を向上させることができる。また、EUV光における屈折率nが0.95より小さいため、薄い膜厚で位相シフト効果を得ることが可能であり、消衰係数kが小さいため、EUV光の反射率が高く、位相シフト効果によるコントラスト(解像度)を得やすい膜材料である。
PtやPdは、エッチングレートが低く、加工困難性を有する膜材料であるが、EUV光における屈折率nが0.95より小さいため、薄い膜厚で位相シフト効果を得ることが可能である。
尚、第2の層15bの形成材料としては、一種の金属材料が選択されることが好ましいが、これに限定されるものではなく、二種以上の金属材料が選択されてもよい。
The metal material forming the second layer 15b is selected from metal materials different from the first layer 15a among metal materials having a refractive index n of 0.95 or less at a wavelength of 13.5 nm shown in FIG. For example, Mo (the refractive index n = about 0.921, extinction coefficient k = about 0.006), Ru (the refractive index n = about 0.888, extinction coefficient k = about 0.017), Pt (The refractive index n = about 0.891, extinction coefficient k = about 0.060), Pd (the refractive index n = about 0.876, extinction coefficient k = about 0.046), Ag (the refractive index) n = about 0.890, extinction coefficient k = about 0.079) or Au (the refractive index n = about 0.899, extinction coefficient k = about 0.052).
For example, Mo has a concern about washing resistance by itself, but the washing resistance can be improved by forming a metal diffusion region by forming a multilayer film in combination with the layer containing Ta or Cr described above. . Moreover, since the refractive index n in EUV light is smaller than 0.95, it is possible to obtain a phase shift effect with a thin film thickness. Furthermore, since the extinction coefficient k is small, it is a film material that has a high EUV light reflectivity and can easily obtain contrast (resolution) due to the phase shift effect.
In addition, Ru alone has a low etching rate with respect to various etching gases and has a high processing difficulty, but it forms a multilayer film in combination with the layer containing Ta or Cr described above to form a metal diffusion region. Thus, the workability of the entire phase shift film 15 can be improved. Further, since the refractive index n in EUV light is smaller than 0.95, it is possible to obtain a phase shift effect with a thin film thickness, and since the extinction coefficient k is small, the reflectivity of EUV light is high and the phase shift effect is obtained. It is a film material that easily obtains contrast (resolution).
Pt and Pd are film materials having a low etching rate and difficulty in processing. However, since the refractive index n in EUV light is smaller than 0.95, a phase shift effect can be obtained with a thin film thickness.
As a material for forming the second layer 15b, a kind of metal material is preferably selected, but the material is not limited to this, and two or more kinds of metal materials may be selected.

第1の層15aや第2の層15bの形成材料として使用可能な金属材料は、その金属単体であることが好ましいが、位相シフト膜15の位相シフト効果等の特性に影響を与えないことを条件として、当該金属を含む材料を用いることができる。
第1の層15aの形成材料に使用されるTaを含む材料としては、例えば、Taを主成分としてBを含有するTaB合金、Taを主成分としてSiを含有するTaSi合金、Taを主成分としてその他遷移金属(例えば、Pt、Pd、Ag)を含有するTa合金や、Ta金属やそれらの合金にN、O、H、Cなどを添加したTa系化合物などであってよい。Crを含む材料としては、Crを主成分としてSiを含有するCrSi合金、Crを主成分としてその他遷移金属(例えば、Pt、Pd、Ag)を含有するCr合金や、Cr金属やそれらの合金にN、O、H、Cなどを添加したCr系化合物などであってもよい。
また、第2の層15bの形成材料に使用されるMoを含む材料としては、Moを主成分としてNb、Zr、Y、B、Ti、La、Ru、Co、Reなどの金属を含有したMo合金などであってもよい。Ruを含む材料としては、Ruを主成分としてNb、Zr、Y、B、Ti、La、Mo、Co、Reなどの金属を含有したRu合金であってもよい。また、Ru金属やそれらの合金にN、H、Cなどを添加したRu系化合物であってもよい。Ptを含む材料としては、Ptを主成分としてNb、Zr、Y、B、Ti、La、Mo、Co、Reなどの金属を含有したPt合金などであってもよい。Pdを含む材料としては、Pdを主成分としてNb、Zr、Y、B、Ti、La、Mo、Co、Reなどの金属を含有したPd合金などであってもよい。Agを含む材料としては、Agを主成分としてNb、Zr、Y、B、Ti、La、Mo、Co、Reなどの金属を含有したAg合金などであってもよい。Auを含む材料としては、Auを主成分としてNb、Zr、Y、B、Ti、La、Mo、Co、Reなどの金属を含有したAu合金などであってもよい。
The metal material that can be used as the material for forming the first layer 15a and the second layer 15b is preferably a single metal, but does not affect the characteristics of the phase shift film 15 such as the phase shift effect. As a condition, a material containing the metal can be used.
Examples of a material containing Ta used as a material for forming the first layer 15a include a TaB alloy containing Ta as a main component and containing B, a TaSi alloy containing Ta as a main component, and Si as a main component, and Ta as a main component. In addition, it may be a Ta alloy containing a transition metal (for example, Pt, Pd, Ag), or a Ta compound in which N, O, H, C, or the like is added to Ta metal or an alloy thereof. Examples of the material containing Cr include a CrSi alloy containing Cr as a main component and containing Si, a Cr alloy containing Cr as a main component and other transition metals (for example, Pt, Pd, Ag), a Cr metal and an alloy thereof. It may be a Cr-based compound to which N, O, H, C or the like is added.
In addition, as a material containing Mo used as a material for forming the second layer 15b, Mo containing Mo as a main component and containing a metal such as Nb, Zr, Y, B, Ti, La, Ru, Co, and Re. An alloy or the like may be used. The Ru-containing material may be a Ru alloy containing Ru as a main component and a metal such as Nb, Zr, Y, B, Ti, La, Mo, Co, or Re. Further, a Ru compound obtained by adding N, H, C, or the like to a Ru metal or an alloy thereof may be used. The material containing Pt may be a Pt alloy containing a metal such as Nb, Zr, Y, B, Ti, La, Mo, Co, Re, etc. containing Pt as a main component. The material containing Pd may be a Pd alloy containing a metal such as Nb, Zr, Y, B, Ti, La, Mo, Co, Re, etc. containing Pd as a main component. The material containing Ag may be an Ag alloy containing a metal such as Nb, Zr, Y, B, Ti, La, Mo, Co, Re, etc. containing Ag as a main component. The material containing Au may be an Au alloy containing a metal such as Nb, Zr, Y, B, Ti, La, Mo, Co, Re, etc. with Au as a main component.

位相シフト膜15の最下層及びその上の層は、その下に形成された保護膜14の形成材料と重複しない他の金属材料を含む第1の層15a又は第2の層15bとされる(Ru保護膜\Ru以外\・・・)。例えば、位相シフト膜15の最下層を、Ruを含む第2の層15bとし、保護膜14を、Ruを主成分として材料で形成した場合(Ru保護膜\Ru・・・)、両者は共通したRuで形成し重複するため、この組み合わせは回避されるべきである。この場合、位相シフト膜15の最下層を、例えば、保護膜14のRuに対してエッチング選択性の高いTaを含む第1の層15a又はMoを含む第2の層15bとすることにより(Ru保護膜\Ta又はMo\Mo又はTa・・・)、高精細なパターニングが可能となり、且つ、保護膜14にダメージを与えることを抑制できる。
位相シフト膜15の最上層は、その洗浄耐性やエッチングマスク膜が形成される場合にはその形成材料との関係で決まるエッチング選択性に応じて決められる金属材料を含む第1の層15a又は第2の層15bとされる。例えば、Ta又はCrを含む第1の層15aとMoを含む第2の層15bを含む位相シフト膜15の最上層を、Ta又はCrを含む第1の層15aとすることにより(Ru保護膜\Ta\Mo\Ta\Mo・・・\Ta、又は、Ru保護膜\Cr\Mo\Cr\Mo・・・\Cr)、位相シフト膜15全体の、パターン形成前の洗浄耐性を向上させることができる。
このように、Ruを主成分とした保護膜14上に、Taを含む第1の層15aとMoを含む第2の層15bを含む位相シフト膜15を形成する場合、位相シフト膜15の最下層を、例えば、保護膜14のRuに対してエッチング選択性の高いTaを含む第1の層15a又はMoを含む第2の層15bとし、位相シフト膜15の最上層を、Taを含む第1の層15aとすることにより(Ru保護膜\Ta又はMo\Mo又はTa・・・\Ta)、上述のように、高精細なパターニングが可能となり、且つ、保護膜14にダメージを与えることを抑制でき、且つ、パターン形成の前後の洗浄耐性を向上させることができる。
尚、位相シフト膜15の最下層を、Taを含む第1の層15aとした場合(Ru保護膜\Ta\Mo\Ta\Mo・・・\Ta)、位相シフト膜15の積層数が奇数となり、位相シフト膜15の最下層を、Moを含む第2の層15bとした場合(Ru保護膜\Mo\Ta\Mo\Ta・・・\Ta)、位相シフト膜15の積層数が偶数となる。
The lowermost layer of the phase shift film 15 and the layer thereon are the first layer 15a or the second layer 15b containing another metal material that does not overlap with the material for forming the protective film 14 formed thereunder ( Ru protective film \ Other than Ru \ ...). For example, when the lowermost layer of the phase shift film 15 is the second layer 15b containing Ru and the protective film 14 is formed of a material mainly containing Ru (Ru protective film \ Ru ...), both are common. This combination should be avoided because it forms and overlaps with Ru. In this case, the lowermost layer of the phase shift film 15 is, for example, a first layer 15a containing Ta having high etching selectivity with respect to Ru of the protective film 14 or a second layer 15b containing Mo (Ru). Protective film \ Ta or Mo \ Mo or Ta ...), high-definition patterning is possible, and damage to the protective film 14 can be suppressed.
The uppermost layer of the phase shift film 15 is the first layer 15a or the first layer 15a containing a metal material determined according to the etching resistance determined by the relationship between the cleaning resistance and the formation material when the etching mask film is formed. 2 layers 15b. For example, the uppermost layer of the phase shift film 15 including the first layer 15a containing Ta or Cr and the second layer 15b containing Mo is the first layer 15a containing Ta or Cr (Ru protective film). \ Ta \ Mo \ Ta \ Mo ... \ Ta or Ru protective film \ Cr \ Mo \ Cr \ Mo ... \ Cr), improving the cleaning resistance before pattern formation of the entire phase shift film 15 be able to.
Thus, when the phase shift film 15 including the first layer 15a containing Ta and the second layer 15b containing Mo is formed on the protective film 14 containing Ru as a main component, the outermost layer of the phase shift film 15 is formed. For example, the lower layer is a first layer 15a containing Ta having high etching selectivity with respect to Ru of the protective film 14 or a second layer 15b containing Mo, and the uppermost layer of the phase shift film 15 is a first layer containing Ta. 1 layer 15a (Ru protective film \ Ta or Mo \ Mo or Ta ... \ Ta) enables high-definition patterning and damages the protective film 14 as described above. And the resistance to cleaning before and after pattern formation can be improved.
When the lowermost layer of the phase shift film 15 is the first layer 15a containing Ta (Ru protective film \ Ta \ Mo \ Ta \ Mo ... \ Ta), the number of stacked phase shift films 15 is an odd number. When the lowermost layer of the phase shift film 15 is the second layer 15b containing Mo (Ru protective film \ Mo \ Ta \ Mo \ Ta ... \ Ta), the number of stacked phase shift films 15 is an even number. It becomes.

位相シフト膜15を構成する第1の層15aは、複数層で形成されてもよい。位相シフト膜15中の各第1の層15aは、同一の金属材料で形成されることが望ましいが、異なる金属材料で形成されてもよい。また、位相シフト膜15を構成する第2の層15bも、第1の層15aと同様に、複数層で形成されてもよい。各第2の層15bは、同一の金属材料で形成されることが望ましいが、異なる金属材料で形成されてもよい。後者の場合、位相シフト膜15を、例えば、Taを含む第1の層15aと、Moを含む第2の層15bと、Ruを含む第2の層15bで構成することができる(Ru保護膜\Ta\Mo\Ru\Ta\Mo\Ru\・・・\Ta、又は、Ru保護膜\Ta\Mo\Ta\Ru\・・・\Ta)。この場合、前者では位相シフト膜15中の、Ta層の含有比率を少なくできるので、位相シフト効果を得やすくなり、後者ではRu層の含有比率を少なくできるので、加工性を向上させることができる。   The first layer 15a constituting the phase shift film 15 may be formed of a plurality of layers. Each first layer 15a in the phase shift film 15 is preferably formed of the same metal material, but may be formed of different metal materials. Also, the second layer 15b constituting the phase shift film 15 may be formed of a plurality of layers, like the first layer 15a. Each second layer 15b is desirably formed of the same metal material, but may be formed of different metal materials. In the latter case, the phase shift film 15 can be composed of, for example, a first layer 15a containing Ta, a second layer 15b containing Mo, and a second layer 15b containing Ru (Ru protective film). \ Ta \ Mo \ Ru \ Ta \ Mo \ Ru \ ... \ Ta or Ru protective film \ Ta \ Mo \ Ta \ Ru \ ... \ Ta). In this case, since the former can reduce the content ratio of the Ta layer in the phase shift film 15, the phase shift effect can be easily obtained, and the latter can reduce the content ratio of the Ru layer, so that the workability can be improved. .

また、位相シフト膜15における、第1の層15aと、これに接する第2の層15bとの界面及びその近傍には、第1の層15a中に含まれる金属成分及び第2の層15b中に含まれる別の金属成分が拡散する金属拡散領域R1が形成されている。金属拡散領域R1のうち、第1の層15a側では、第1の層15aの一部に第2の層15bの金属成分が拡散し、第2の層15b側では、第2の層15bの一部に第1の層15aの金属成分が拡散している。このため、金属拡散領域R1は、その第1の層15a側及び第2の層15b側において金属成分の濃度勾配があるものの、第1の層15aの金属成分と第2の層15bの金属成分の双方を含むことから、双方の金属成分の特性を示す領域である。第1の層15aと第2の層15bとの間で、急激な特性変化を軽減することができるので、位相シフト膜15全体が、その急激な特性変化の影響を受けることがなく、位相シフト膜15全体の特性を一定にすることができる。
このような金属拡散領域R1の、一層の第1の層15aと一層の第2の層15bの合計膜厚に対する形成割合は、25%以上であり、その上限は100%未満であり、好ましくは80%以下である。金属拡散領域R1の形成割合が100%であれば、その金属拡散領域R1が第1の層15a及び第2の層15b全体を占めることになる。この場合、第1の層15a及び第2の層15bが一つの層となるため、第1の層15aの光学特性と第2の層15bの光学特性が均等又は近似し、第1の層15aと第2の層15bに分ける意義を失うことになる。例えば、第1の層15aをTaとし、第2の層15bをMoとし、最上層を第1の層15aとした位相シフト膜15の場合、その最上層の最表面に、洗浄耐性に優れたTaの他に、洗浄耐性が懸念されるMoが混ざることになるので、位相シフト膜15の洗浄耐性が悪化する。この点を考慮すると、最表面にTaが残り、その優れた洗浄耐性が位相シフト膜15の洗浄耐性に寄与するようにするためには、上記形成割合の上限は、上述のように、80%以下であることが好ましい。
Further, in the phase shift film 15, there are metal components contained in the first layer 15 a and the second layer 15 b in the vicinity of the interface between the first layer 15 a and the second layer 15 b in contact with the first layer 15 a. A metal diffusion region R1 in which another metal component contained in the metal diffuses is formed. In the metal diffusion region R1, the metal component of the second layer 15b diffuses into a part of the first layer 15a on the first layer 15a side, and the second layer 15b side of the second layer 15b side. The metal component of the first layer 15a is diffused in part. Therefore, the metal diffusion region R1 has a metal component concentration gradient on the first layer 15a side and the second layer 15b side, but the metal component of the first layer 15a and the metal component of the second layer 15b. Since both are included, it is an area | region which shows the characteristic of both metal components. Since the sudden characteristic change can be reduced between the first layer 15a and the second layer 15b, the entire phase shift film 15 is not affected by the sudden characteristic change, and the phase shift is performed. The characteristics of the entire film 15 can be made constant.
The formation ratio of the metal diffusion region R1 with respect to the total film thickness of the first layer 15a and the second layer 15b is 25% or more, and the upper limit is less than 100%, preferably 80% or less. When the formation ratio of the metal diffusion region R1 is 100%, the metal diffusion region R1 occupies the first layer 15a and the second layer 15b. In this case, since the first layer 15a and the second layer 15b become one layer, the optical characteristics of the first layer 15a and the optical characteristics of the second layer 15b are equal or approximate, and the first layer 15a And the significance of dividing into the second layer 15b is lost. For example, in the case of the phase shift film 15 in which the first layer 15a is Ta, the second layer 15b is Mo, and the uppermost layer is the first layer 15a, the outermost surface of the uppermost layer has excellent cleaning resistance. In addition to Ta, Mo, whose cleaning resistance is a concern, is mixed, so that the cleaning resistance of the phase shift film 15 is deteriorated. In consideration of this point, in order for Ta to remain on the outermost surface and its excellent cleaning resistance contribute to the cleaning resistance of the phase shift film 15, the upper limit of the formation ratio is 80% as described above. The following is preferable.

また、保護膜14と位相シフト膜15の最下層との界面及びその近傍には、保護膜14中に含まれる金属成分と位相シフト膜15の最下層中に含まれる金属成分が拡散する金属拡散領域R2が形成されている。この金属拡散領域R2は、保護膜14と位相シフト膜15の最下層との密着性を向上させる機能を有している。   Further, metal diffusion in which the metal component contained in the protective film 14 and the metal component contained in the lowermost layer of the phase shift film 15 are diffused at and near the interface between the protective film 14 and the lowermost layer of the phase shift film 15. Region R2 is formed. This metal diffusion region R <b> 2 has a function of improving the adhesion between the protective film 14 and the lowermost layer of the phase shift film 15.

位相シフト膜15は、イオンビームスパッタリング法などの公知の成膜方法で形成することができる。例えば、イオンビームスパッタリング法による場合、第1の層15a及び第2の層15bの各金属材料で形成された二つのターゲットを準備し、Arガス等の不活性ガスの雰囲気で、二つのターゲットのうち、片方ずつ交互にビームを照射することによって第1の層15a及び第2の層15bを形成することができる。このとき、イオンビーム発生装置から発せられるイオンビームのパワーを制御することによって金属拡散領域R1を形成することができる。イオンビームのパワーを上げると、金属拡散領域R1の割合を大きくすることが可能である。
また、イオンビーム発生装置から発せられるイオンビームがターゲットに入射することにより発生するスパッタ粒子の入射角度(基板の法線に対する入射角度)を調整することにより、金属拡散領域R1形成してもよい。入射角度が0°に近づくほど金属拡散領域R1の割合を大きくすることができる。
また、金属拡散領域R2も、イオンビームスパッタリング法などの公知の成膜方法によって形成することができる。後述するように、イオンビームスパッタリング法を用いて位相シフト膜15を成膜するに際し、保護膜14及び第2の層15bを同一の金属材料(例えば、Ru)で形成する場合、例えば、RuターゲットとTaターゲットを準備し、保護膜14及び位相シフト膜15を連続して成膜し、イオンビーム発生装置から発せられるイオンビームのパワーを制御することによって金属拡散領域R2を形成することができる。
The phase shift film 15 can be formed by a known film formation method such as an ion beam sputtering method. For example, in the case of the ion beam sputtering method, two targets formed of the metal materials of the first layer 15a and the second layer 15b are prepared, and the two targets are formed in an atmosphere of an inert gas such as Ar gas. Of these, the first layer 15a and the second layer 15b can be formed by alternately irradiating one beam at a time. At this time, the metal diffusion region R1 can be formed by controlling the power of the ion beam emitted from the ion beam generator. When the power of the ion beam is increased, the ratio of the metal diffusion region R1 can be increased.
Further, the metal diffusion region R1 may be formed by adjusting the incident angle (incident angle with respect to the normal line of the substrate) of sputtered particles generated when the ion beam emitted from the ion beam generator enters the target. As the incident angle approaches 0 °, the ratio of the metal diffusion region R1 can be increased.
The metal diffusion region R2 can also be formed by a known film formation method such as an ion beam sputtering method. As will be described later, when forming the phase shift film 15 using the ion beam sputtering method, when the protective film 14 and the second layer 15b are formed of the same metal material (for example, Ru), for example, a Ru target And the Ta target, the protective film 14 and the phase shift film 15 are continuously formed, and the metal diffusion region R2 can be formed by controlling the power of the ion beam emitted from the ion beam generator.

このような多層膜からなる位相シフト膜15は、EUV光に対する反射率が1〜30%、位相シフト膜15からの反射光と多層反射膜13からの反射光との位相差が170〜190度となるように形成される。
位相シフト膜15の膜厚は、各層に用いる金属材料の種類と、EUV光の反射率の設計値に応じて、且つ、位相差が上記範囲内に入るように設定され、例えば、60nm以下であり、好ましくは、50nm以下である。このような薄い膜厚で形成される位相シフト膜15であれば、例えば、EUV露光の場合、シャドーイング効果を小さくすることが可能となる。また、多層膜からなる位相シフト膜15における第1の層15aと第2の層15bのそれぞれの膜厚は、EUV光の波長、多層膜の層数、各層の材料の種類、その洗浄耐性や加工性等の特性を勘案し、適切な膜厚の組み合わせにて定められる。
第1の層15aと第2の層15bの膜厚比は、各層の材料の種類の洗浄耐性や加工性等の特性を勘案して定められる。第1の層15aと第2の層15bの膜厚比は、使用される金属材料に応じて適宜決めることができ、特に限定されないが、例えば、Ta:Moの場合、20:1〜1:5であることが好ましい。Ta層が厚く、Mo層が薄過ぎる場合、位相シフト効果を得るための位相シフト膜15全体の膜厚が厚くなるという不都合がある。また、Ta層が薄くMo層が厚過ぎる場合、Moが酸化され易いため、位相シフト膜15全体の洗浄耐性が低くなるという不都合がある。
The phase shift film 15 made of such a multilayer film has a reflectance of 1 to 30% with respect to EUV light, and a phase difference between the reflected light from the phase shift film 15 and the reflected light from the multilayer reflective film 13 is 170 to 190 degrees. It is formed to become.
The film thickness of the phase shift film 15 is set in accordance with the type of metal material used for each layer and the design value of the reflectance of EUV light, and so that the phase difference falls within the above range. Yes, preferably 50 nm or less. With the phase shift film 15 formed with such a thin film thickness, for example, in the case of EUV exposure, the shadowing effect can be reduced. In addition, the thickness of each of the first layer 15a and the second layer 15b in the phase shift film 15 made of a multilayer film is the wavelength of EUV light, the number of layers of the multilayer film, the type of material of each layer, the cleaning resistance, It is determined by an appropriate combination of film thickness in consideration of characteristics such as workability.
The film thickness ratio between the first layer 15a and the second layer 15b is determined in consideration of characteristics such as cleaning resistance and workability of the material type of each layer. The film thickness ratio between the first layer 15a and the second layer 15b can be appropriately determined according to the metal material used, and is not particularly limited. For example, in the case of Ta: Mo, 20: 1 to 1: 5 is preferable. When the Ta layer is thick and the Mo layer is too thin, there is an inconvenience that the entire thickness of the phase shift film 15 for obtaining the phase shift effect is increased. Further, when the Ta layer is thin and the Mo layer is too thick, Mo is easily oxidized, so that there is a disadvantage that the cleaning resistance of the entire phase shift film 15 is lowered.

多層膜からなる位相シフト膜15の形成は、成膜開始から成膜終了まで大気に曝さず連続して成膜することが好ましい。例えば、位相シフト膜15は、その各層(第1の層15a、第2の層15b)を非常に薄い膜厚で連続して成膜し、且つ、その各層の界面及びその近傍に金属拡散領域R1を形成するのに有用なイオンビームスパッタリング法で形成することが好ましいが、当該方法以外にも、DCスパッタリング法やRFスパッタリング法などのスパッタリング法といった公知の方法で形成することもできる。
スパッタリング法で用いられるターゲットの少なくともその表面は、位相シフト膜15の第1の層15a及び第2の層15bを形成する金属単体又はその金属酸化物で形成されることが好ましい。
尚、例えば、イオンビームスパッタリング法を用いると、MoSiの多層反射膜13の成膜から、Ruの保護膜14の成膜を経て、Ta\Mo等の位相シフト膜15の各層(第1の層15a、第2の層15b)の成膜までスパッタ装置から出さずに成膜でき、大気に触れることがないため、各膜の欠陥個数を抑制できる点で有利である。
The phase shift film 15 made of a multilayer film is preferably formed continuously from the start of film formation to the end of film formation without being exposed to the atmosphere. For example, each phase (first layer 15a, second layer 15b) of the phase shift film 15 is continuously formed with a very thin film thickness, and the metal diffusion region is formed at the interface between the layers and the vicinity thereof. Although it is preferable to form by an ion beam sputtering method useful for forming R1, other than the said method, it can also form by well-known methods, such as sputtering methods, such as DC sputtering method and RF sputtering method.
At least the surface of the target used in the sputtering method is preferably formed of a single metal or a metal oxide thereof that forms the first layer 15 a and the second layer 15 b of the phase shift film 15.
For example, when an ion beam sputtering method is used, each layer of the phase shift film 15 such as Ta \ Mo (first layer) is formed after the formation of the MoSi multilayer reflective film 13, the protective film 14 of Ru. 15a and the second layer 15b) can be formed without coming out of the sputtering apparatus and are not exposed to the air, which is advantageous in that the number of defects in each film can be suppressed.

このように成膜された位相シフト膜15の表面等が平滑でないと、位相シフト膜パターンのエッジラフネスが大きくなり、パターンの寸法精度が悪くなることがある。このため、位相シフト膜15の表面粗さは、二乗平均平方根粗さ(RMS)で、0.5nm以下であり、更に好ましくは0.4nm以下、0.3nm以下であれば更に好ましい。   If the surface or the like of the phase shift film 15 thus formed is not smooth, the edge roughness of the phase shift film pattern increases, and the dimensional accuracy of the pattern may deteriorate. For this reason, the surface roughness of the phase shift film 15 is a root mean square roughness (RMS), which is 0.5 nm or less, more preferably 0.4 nm or less and 0.3 nm or less.

位相シフト膜15上に、さらにエッチングマスク膜(図示せず)が形成されてもよい。エッチングマスク膜は、多層反射膜13の最上層に対してエッチング選択性を有し、且つ、位相シフト膜15の最上層が第1の層15a又は第2の層15bに対するエッチングガスにてエッチング可能な(エッチング選択性がない)材料で形成される。具体的には、例えば、Cr又はTaを含む材料によって形成される。Crを含む材料としては、Cr金属単体や、CrにO、N、C、H、およびBなどの元素から選ばれる1種以上の元素を添加したCr系化合物などが挙げられる。Taを含む材料としては、Ta金属単体や、TaとBを含有するTaB合金、Taとその他遷移金属(例えば、Hf、Zr、Pt、W)を含有するTa合金や、Ta金属やそれらの合金にN、O、H、Cなどを添加したTa系化合物などが挙げられる。ここで、位相シフト膜15の最上層が第1の層15aであり、その第1の層15aがTaを含む場合、エッチングマスク膜の形成材料としては、Crを含む材料が選択され、また、位相シフト膜15の最上層が第2の層15bであり、その第2の層15bがMo、Ru、Pt、Pd、Ag及びAuのうちの何れか一種の金属材料を含む場合、エッチングマスク膜の形成材料としては、Ta又はCrを含む材料のいずれの金属材料が選択される。
また、Crを含む材料で形成されたエッチングマスク膜に適用可能なエッチングガスとしては、Cl等の塩素系ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いることができる。Taを含む材料で形成されたエッチングマスク膜に適用可能なエッチングガスとしては、Cl等の塩素系ガスを用いることができる。特に、エッチングマスク膜として使用されるTaを含む材料は、反射型マスクブランク10の最表面に存在するため、自然酸化や洗浄により表面酸化されやすい。Taを含む材料が酸化されると、位相シフト膜15を構成する金属材料を、例えば、Cl等の塩素系ガスにてエッチングする際に、エッチングマスク膜が同時に除去されなくなる。このため、エッチングマスク膜として使用されるTaを含む材料は、表面酸化がされ難い酸化耐性が高い材料、組成とすることが好ましい。さらに、反射型マスクの工程簡略化を考慮すると、Cl等の塩素系ガスにおける、位相シフト膜15を構成する金属材料と比べてエッチングレートが高い材料、組成とすることが好ましい。好ましい材料としては、TaとNを含む材料とすることが好ましく、Nの含有量は10原子%以上が望ましい。反射型マスクブランク10の欠陥検査における疑似欠陥抑制の観点からは、エッチングマスク膜の膜表面は平滑であることが好ましく、この場合、Nの含有量は75原子%以下が望ましい。エッチングマスク膜における好ましいNの含有量は、10原子%以上75原子%以下、さらに好ましくは、10原子%以上60原子%以下、15原子%以上50原子%以下とすることが望ましい。
また、エッチングマスク膜のエッチングレートを考慮すると、非晶質(アモルファス)であることが好ましい。
An etching mask film (not shown) may be further formed on the phase shift film 15. The etching mask film has etching selectivity with respect to the uppermost layer of the multilayer reflective film 13, and the uppermost layer of the phase shift film 15 can be etched with an etching gas for the first layer 15a or the second layer 15b. It is made of a material (having no etching selectivity). Specifically, for example, it is formed of a material containing Cr or Ta. Examples of the material containing Cr include a Cr metal simple substance, and a Cr compound in which one or more elements selected from elements such as O, N, C, H, and B are added to Cr. Materials containing Ta include Ta metal alone, TaB alloy containing Ta and B, Ta alloy containing Ta and other transition metals (for example, Hf, Zr, Pt, W), Ta metal and their alloys And Ta compounds obtained by adding N, O, H, C, etc. to Here, when the uppermost layer of the phase shift film 15 is the first layer 15a and the first layer 15a contains Ta, a material containing Cr is selected as a material for forming the etching mask film, and When the uppermost layer of the phase shift film 15 is the second layer 15b, and the second layer 15b includes any one metal material of Mo, Ru, Pt, Pd, Ag, and Au, the etching mask film As the forming material, any metal material including Ta or Cr is selected.
As an etching gas applicable to an etching mask film formed of a material containing Cr, a mixed gas of a chlorine-based gas such as Cl 2 and an oxygen gas can be used. As an etching gas applicable to an etching mask film formed of a material containing Ta, a chlorine-based gas such as Cl 2 can be used. In particular, since a material containing Ta used as an etching mask film exists on the outermost surface of the reflective mask blank 10, the surface is easily oxidized by natural oxidation or cleaning. When the material containing Ta is oxidized, the etching mask film is not removed at the same time when the metal material constituting the phase shift film 15 is etched with a chlorine-based gas such as Cl 2 . For this reason, it is preferable that the material containing Ta used as the etching mask film has a material and composition with high oxidation resistance that are not easily oxidized. Furthermore, considering simplification of the process of the reflective mask, it is preferable to use a material and composition having a higher etching rate than a metal material constituting the phase shift film 15 in a chlorine-based gas such as Cl 2 . A preferable material is preferably a material containing Ta and N, and the content of N is desirably 10 atomic% or more. From the viewpoint of suppressing pseudo defects in defect inspection of the reflective mask blank 10, the etching mask film surface is preferably smooth, and in this case, the N content is desirably 75 atomic% or less. The preferable N content in the etching mask film is 10 to 75 atomic%, more preferably 10 to 60 atomic%, and 15 to 50 atomic%.
In consideration of the etching rate of the etching mask film, it is preferably amorphous.

エッチングマスク膜は、DCスパッタリング法やRFスパッタリング法などのスパッタリング法といった公知の方法で形成することができる。   The etching mask film can be formed by a known method such as a sputtering method such as a DC sputtering method or an RF sputtering method.

エッチングマスク膜の膜厚は、ハードマスクとしての機能確保という観点から5nm以上であることが好ましい。反射型マスクの作製工程において、エッチングマスク膜は、位相シフト膜15のエッチング工程時におけるフッ素系ガスによって、位相シフト膜15と同時に除去されるものであるので、位相シフト膜15と概ね同等の膜厚で形成するものであってもよい。位相シフト膜15の膜厚を考慮すると、エッチングマスク膜の膜厚は、5nm以上20nm以下、好ましくは、5nm以上15nm以下が望ましい。   The thickness of the etching mask film is preferably 5 nm or more from the viewpoint of ensuring the function as a hard mask. In the reflective mask manufacturing process, the etching mask film is removed at the same time as the phase shift film 15 by the fluorine-based gas during the etching process of the phase shift film 15, so that the film is almost the same as the phase shift film 15. It may be formed with a thickness. Considering the film thickness of the phase shift film 15, the film thickness of the etching mask film is 5 nm to 20 nm, preferably 5 nm to 15 nm.

基板12の裏面側(多層反射膜13の形成面の反対側)には、図1に示すように、静電チャック用の裏面導電膜11が形成される。静電チャック用の裏面導電膜11に求められる電気的特性は通常100Ω/sq以下である。裏面導電膜11の形成方法は、例えばマグネトロンスパッタリング法やイオンビームスパッタリング法により、クロム、タンタル等の金属や合金のターゲットを使用して形成することができる。裏面導電膜11を、例えば、CrNで形成する場合には、Crターゲットを用い、窒素ガス等のNを含むガス雰囲気で、上述のスパッタリング法により、成膜することができる。裏面導電膜11の膜厚は、静電チャック用としての機能を満足する限り特に限定されないが、通常10〜200nmである。   As shown in FIG. 1, a back surface conductive film 11 for an electrostatic chuck is formed on the back surface side of the substrate 12 (opposite the surface on which the multilayer reflective film 13 is formed). The electrical characteristics required for the back surface conductive film 11 for the electrostatic chuck are usually 100Ω / sq or less. The back surface conductive film 11 can be formed, for example, by a magnetron sputtering method or an ion beam sputtering method, using a target of a metal or alloy such as chromium or tantalum. When the back surface conductive film 11 is formed of, for example, CrN, it can be formed by the above sputtering method in a gas atmosphere containing N such as nitrogen gas using a Cr target. Although the film thickness of the back surface conductive film 11 is not specifically limited as long as the function for an electrostatic chuck is satisfied, it is usually 10 to 200 nm.

以上、実施の形態による反射型マスクブランク10の構成について各層ごとに説明をした。
尚、上記反射型マスクブランクとして、位相シフト膜15上に、上述したエッチングマスク膜を備えたものを本発明に適用したが、反射型マスクブランクとして、位相シフト膜15上に、エッチングマスクとして用いられるレジスト膜を備えたものを本発明に適用してもよい。また、上記反射型マスクブランクとして、多層反射膜13上に保護膜14を備え、この保護膜14上に位相シフト膜15を備えたものを本発明に適用したが、保護膜14を備えずに、多層反射膜13上に位相シフト膜15を備えたものを本発明に適用してもよい。
The configuration of the reflective mask blank 10 according to the embodiment has been described above for each layer.
In addition, although the thing provided with the etching mask film | membrane mentioned above on the phase shift film 15 as the said reflection type mask blank was applied to this invention, it used as an etching mask on the phase shift film 15 as a reflection type mask blank. A film provided with a resist film that can be applied may be applied to the present invention. In addition, as the reflective mask blank, a protective film 14 provided on the multilayer reflective film 13 and a phase shift film 15 provided on the protective film 14 was applied to the present invention, but the protective film 14 was not provided. A film provided with the phase shift film 15 on the multilayer reflective film 13 may be applied to the present invention.

実施の形態による反射型マスクブランクによれば、上述のように、位相シフト膜15を、波長13.5nmにおける屈折率nが0.95以下の金属材料を用いて多層膜としたので、各層の膜厚を薄くして位相シフト膜15を形成することが可能となる。このため、位相シフト膜15の積層数を変更することにより、広い膜厚の範囲で、位相差等の光学特性を調整できるので、その範囲で、EUV露光時の位相シフト効果を得ることができる。これにより、この位相シフト膜15を有する反射型マスクブランク10を、シャドーイング効果が小さく、解像度を向上させた位相シフト膜パターンを有する反射型マスクの製造用原版とすることができる。
また、位相シフト膜15を、第1の層15aと第2の層15bを含む多層膜としたので、各層の膜厚を薄くすることができる。この各層の薄膜化により、エッチングレートが低く、加工や修正が困難な金属材料で形成した層であっても、その膜厚が小さいことから、加工や修正を容易に行うことができ、位相シフト膜15全体において、当該金属材料の加工困難性の影響を低減することができ、位相シフト膜15を全体として、加工性に優れたものとすることができる。
また、位相シフト膜15を、第1の層15aと第2の層15bを含む多層膜とし、各層の界面及びその近傍に、一層の第1の層と一層の第2の層の合計膜厚に対して25%以上の割合で、金属拡散領域R1を形成したので、異なる金属材料を含む薄膜の層を、金属拡散領域R1を介して隣接させて配置することができる。この構成により、酸化され易く、洗浄耐性が懸念される金属材料(Mo等)で形成した層であっても、この層に、酸化されにくく、洗浄耐性に優れた金属材料(Ta等)で形成した層を隣接させ、両者の間で金属拡散領域R1を形成し、当該部分において洗浄耐性を向上させることができるので、位相シフト膜15全体において、当該金属材料の懸念される洗浄耐性の影響を低減することができ、位相シフト膜15全体を洗浄耐性に優れたものとすることができる。
According to the reflective mask blank according to the embodiment, as described above, the phase shift film 15 is a multilayer film using a metal material having a refractive index n of 0.95 or less at a wavelength of 13.5 nm. The phase shift film 15 can be formed by reducing the film thickness. For this reason, since the optical characteristics such as phase difference can be adjusted in a wide film thickness range by changing the number of laminated phase shift films 15, the phase shift effect at the time of EUV exposure can be obtained in that range. . As a result, the reflective mask blank 10 having the phase shift film 15 can be used as a master for manufacturing a reflective mask having a phase shift film pattern with a small shadowing effect and improved resolution.
Further, since the phase shift film 15 is a multilayer film including the first layer 15a and the second layer 15b, the thickness of each layer can be reduced. By reducing the thickness of each layer, even if the layer is made of a metal material that has a low etching rate and is difficult to process or modify, the thickness and thickness of the layer can be reduced and processing and modification can be performed easily. In the entire film 15, the influence of the processing difficulty of the metal material can be reduced, and the phase shift film 15 as a whole can be made excellent in workability.
In addition, the phase shift film 15 is a multilayer film including the first layer 15a and the second layer 15b, and the total film thickness of one layer of the first layer and one layer of the second layer at and near the interface between the layers. Since the metal diffusion region R1 is formed at a ratio of 25% or more, the thin film layers containing different metal materials can be arranged adjacent to each other via the metal diffusion region R1. With this configuration, even a layer formed of a metal material (Mo or the like) that is easily oxidized and is feared for cleaning resistance is formed of a metal material (Ta or the like) that is not easily oxidized and has excellent cleaning resistance. Since the metal diffusion region R1 is formed between the adjacent layers and the cleaning resistance can be improved in the portion, the influence of the cleaning resistance which is a concern of the metal material is exerted on the entire phase shift film 15. Therefore, the entire phase shift film 15 can be made excellent in cleaning resistance.

<反射型マスク及びその製造方法>
実施の形態による反射型マスクブランク10を使用して、反射型マスクを作製することができる。EUVリソグラフィ用反射型マスクの製造には、高精細のパターニングを行うことができるフォトリソグラフィー法が最も好適である。
<Reflective mask and manufacturing method thereof>
A reflective mask can be manufactured using the reflective mask blank 10 according to the embodiment. For the production of a reflective mask for EUV lithography, a photolithography method that can perform high-definition patterning is most suitable.

実施の形態では、フォトリソグラフィー法を利用した反射型マスクの作製について説明する。   In this embodiment mode, manufacturing of a reflective mask using a photolithography method is described.

先ず、図1に示した反射型マスクブランク10の最表面(位相シフト膜15の最上層)上に、レジスト膜(図示せず)を形成する。レジスト膜の膜厚は、例えば、100nmとすることができる。次に、このレジスト膜に所望のパターンを描画(露光)し、さらに現像・リンスすることによって所定のレジスト膜パターン(図示せず)を形成する。
次に、多層膜からなる位相シフト膜15に対し、レジスト膜パターン(図示せず)をマスクとして、SF等のフッ素系ガスを含むエッチングガスによるドライエッチングを実施することにより、位相シフト膜パターン(図示せず)を形成する。この工程において、レジスト膜パターン(図示せず)が除去される。
ここで、エッチングレートは、対象の位相シフト膜15の形成材料やエッチングガス等の条件で変わる。異なる金属材料の多層膜からなる位相シフト膜15では、異なる各金属材料の層ごとにエッチングレートが多少変化するものの、各層の膜厚が小さいため、位相シフト膜15全体におけるエッチングレートは、略一定となると考えられる。
First, a resist film (not shown) is formed on the outermost surface (uppermost layer of the phase shift film 15) of the reflective mask blank 10 shown in FIG. The film thickness of the resist film can be set to 100 nm, for example. Next, a desired pattern is drawn (exposed) on the resist film, and further developed and rinsed to form a predetermined resist film pattern (not shown).
Next, the phase shift film 15 made of a multilayer film is subjected to dry etching using an etching gas containing a fluorine-based gas such as SF 6 by using a resist film pattern (not shown) as a mask, thereby obtaining a phase shift film pattern. (Not shown). In this step, the resist film pattern (not shown) is removed.
Here, the etching rate varies depending on conditions such as a material for forming the target phase shift film 15 and an etching gas. In the phase shift film 15 made of a multilayer film of different metal materials, the etching rate varies slightly for each layer of different metal materials, but the etching rate in the entire phase shift film 15 is substantially constant because the thickness of each layer is small. It is thought that it becomes.

上記工程によって、位相シフト膜パターン形成工程が構成されるものであり、多層膜からなる位相シフト膜15の各層(15a、15b)を一種のエッチングガスによるドライエッチングにより、連続的に位相シフト膜パターン(図示せず)が形成されるものであるので、工程簡略化の効果を得られる。そして、酸性やアルカリ性の水溶液を用いたウェット洗浄を行い、高い反射率を達成したEUVリソグラフィ用反射型マスクが得られる。
尚、エッチングガスとしては、SFの他、CHF、CF、C、C、C、C、CH、CHF、C、F等のフッ素系ガス、これらのフッ素ガス及びOを所定の割合で含む混合ガスを用いることができるが、多層膜からなる位相シフト膜15の各層(15a、15b)を加工に有用なガスであれば、他のガスを用いてもよい。例えば、Cl、SiCl、CHCl、CCl、BCl等の塩素系のガス及びこれらの混合ガス、塩素系ガス及びHeを所定の割合で含む混合ガス、塩素系ガス及びArを所定の割合で含む混合ガス、酸素ガス、フッ素ガス、塩素ガス、臭素ガス、沃素ガス、そしてこれらのうち少なくとも一つを含むハロゲンガス、並びにハロゲン化水素ガスからなる群から選択される少なくとも一種類またはそれ以上と、酸素ガスとを含む混合ガス等が挙げられる。
The above process constitutes the phase shift film pattern forming process, and the layers (15a, 15b) of the multilayered phase shift film 15 are continuously etched by dry etching with a kind of etching gas. (Not shown) is formed, so that the effect of simplifying the process can be obtained. Then, wet cleaning using an acidic or alkaline aqueous solution is performed to obtain a reflective mask for EUV lithography that achieves high reflectivity.
Etching gases include SF 6 , CHF 3 , CF 4 , C 2 F 6 , C 3 F 6 , C 4 F 6 , C 4 F 8 , CH 2 F 2 , CH 3 F, and C 3 F. 8. A fluorine-based gas such as F or a mixed gas containing these fluorine gas and O 2 at a predetermined ratio can be used, but each layer (15a, 15b) of the phase shift film 15 formed of a multilayer film is useful for processing. Other gases may be used as long as they are correct gases. For example, a chlorine-based gas such as Cl 2 , SiCl 4 , CHCl 3 , CCl 4 , BCl 3 and the like, a mixed gas thereof, a mixed gas containing a chlorine-based gas and He at a predetermined ratio, a chlorine-based gas, and Ar are predetermined. At least one selected from the group consisting of mixed gas, oxygen gas, fluorine gas, chlorine gas, bromine gas, iodine gas, halogen gas containing at least one of them, and hydrogen halide gas The mixed gas containing the above and oxygen gas etc. are mentioned.

実施の形態による反射型マスクの製造方法によれば、上述した反射型マスクブランク10における多層膜からなる位相シフト膜15をパターニングして位相シフト膜パターンを形成する位相シフト膜パターン形成工程を含む構成としたので、シャドーイング効果が小さく、解像度を向上させた薄膜の位相シフト膜パターンを有する反射型マスクを製造することができる。
反射型マスクブランク10における位相シフト膜15は、異なる金属材料で形成した薄膜の層を隣接配置した多層膜からなるものであるので、位相シフト膜パターン形成工程では、上述した加工困難性の金属材料で形成した層であっても、その膜厚が小さいことから、その加工困難性の影響を低減でき、位相シフト膜15を容易に加工でき、位相シフト膜パターンを形成することができる。
位相シフト膜パターンの端面が洗浄液に曝される洗浄工程では、多層膜からなる位相シフト膜15の一部に、洗浄耐性が懸念される金属材料で形成した薄膜の層があっても、この層に、洗浄耐性に優れた金属材料で形成した薄膜の層が隣接配置され、且つ、両層の界面及びその近傍に上述の金属拡散領域R1が形成されているので、多層膜からなる位相シフト膜15の一部で懸念される洗浄耐性の影響を位相シフト膜パターンの端面に及ぼすことを抑制でき、位相シフト膜パターン全体の洗浄耐性を向上させることができる。
The reflective mask manufacturing method according to the embodiment includes a phase shift film pattern forming step of forming a phase shift film pattern by patterning the phase shift film 15 formed of the multilayer film in the reflective mask blank 10 described above. Therefore, a reflective mask having a thin phase shift film pattern with a small shadowing effect and improved resolution can be manufactured.
Since the phase shift film 15 in the reflective mask blank 10 is composed of a multilayer film in which thin film layers formed of different metal materials are arranged adjacent to each other, in the phase shift film pattern forming step, the above-described difficult metal material is processed. Even if the layer is formed by the above method, since the film thickness is small, the influence of the processing difficulty can be reduced, the phase shift film 15 can be easily processed, and the phase shift film pattern can be formed.
In the cleaning process in which the end face of the phase shift film pattern is exposed to the cleaning liquid, even if there is a thin film layer formed of a metal material that is feared for cleaning resistance in a part of the phase shift film 15 made of a multilayer film, this layer In addition, a thin film layer formed of a metal material having excellent cleaning resistance is disposed adjacent to each other, and the above-described metal diffusion region R1 is formed at and near the interface between the two layers. It is possible to suppress the influence of the cleaning resistance, which is a concern for a part of 15, on the end face of the phase shift film pattern, and to improve the cleaning resistance of the entire phase shift film pattern.

実施の形態による反射型マスクによれば、上述した反射型マスクブランク10における多層膜からなる位相シフト膜15がパターニングされた位相シフト膜パターン(図示せず)を有する構成としたので、この反射型マスク(図示せず)を、シャドーイング効果が小さく、解像度を向上させた薄膜の位相シフト膜パターン(図示せず)を有する反射型マスク(図示せず)とすることができる。
また、位相シフト膜パターン(図示せず)が上述の多層膜からなるものであるので、この反射型マスク(図示せず)を、位相シフト膜パターン(図示せず)全体が洗浄耐性に優れた反射型マスク(図示せず)とすることができる。
According to the reflection type mask according to the embodiment, the reflection type mask blank 10 has the phase shift film pattern (not shown) in which the phase shift film 15 made of the multilayer film is patterned. The mask (not shown) can be a reflective mask (not shown) having a thin phase shift film pattern (not shown) with a small shadowing effect and improved resolution.
Further, since the phase shift film pattern (not shown) is composed of the above-mentioned multilayer film, the entire phase shift film pattern (not shown) is excellent in cleaning resistance. A reflective mask (not shown) can be used.

<半導体装置の製造>
実施の形態による反射型マスクを使用して、リソグラフィ技術により半導体基板上に反射型マスクの位相シフト膜パターンに基づく転写パターンを形成し、その他種々の工程を経ることで、半導体基板上に種々のパターン等が形成された半導体装置を製造することができる。
<Manufacture of semiconductor devices>
By using the reflective mask according to the embodiment, a transfer pattern based on the phase shift film pattern of the reflective mask is formed on the semiconductor substrate by lithography, and various other processes are performed. A semiconductor device in which a pattern or the like is formed can be manufactured.

実施の形態による反射型マスクを用いて、パターン転写装置(図示せず)により、レジスト膜付き半導体基板(図示せず)にEUV光によってパターンを転写して半導体装置を製造する製造方法について説明する。   A manufacturing method for manufacturing a semiconductor device by transferring a pattern to a semiconductor substrate with a resist film (not shown) by EUV light using a reflective mask according to the embodiment by a pattern transfer device (not shown) will be described. .

実施の形態による反射型マスク(図示せず)を搭載したパターン転写装置(図示せず)は、レーザープラズマX線源等の露光光源、反射型マスク、縮小光学系等から構成される。縮小光学系としては、X線反射ミラーを用いる。尚、露光光源は、スループットの適正化の観点等に基づき、パワーが例えば、80Wのものが使用される。   A pattern transfer apparatus (not shown) on which a reflective mask (not shown) according to the embodiment is mounted includes an exposure light source such as a laser plasma X-ray source, a reflective mask, a reduction optical system, and the like. An X-ray reflecting mirror is used as the reduction optical system. An exposure light source with a power of, for example, 80 W is used based on the viewpoint of optimization of throughput.

縮小光学系により、反射型マスクで反射されたパターンは、通常1/4程度に縮小される。例えば、露光波長として13〜14nmの波長帯を使用し、光路が真空中になるように予め設定する。このような状態で、露光光源から得られたEUV光を反射型マスクに入射させ、ここで反射された光を、縮小光学系を通してレジスト膜付き半導体基板上のレジスト膜に転写する。   The pattern reflected by the reflective mask is usually reduced to about ¼ by the reduction optical system. For example, a wavelength band of 13 to 14 nm is used as the exposure wavelength, and the optical path is preset in vacuum. In such a state, EUV light obtained from an exposure light source is incident on a reflective mask, and the light reflected here is transferred to a resist film on a semiconductor substrate with a resist film through a reduction optical system.

反射型マスクに入射したEUV光は、位相シフト膜15が残っている部分では、位相シフト膜15に吸収されて反射せず、一方、位相シフト膜15が残っていない部分では、多層反射膜13にEUV光が入射して反射される。このようにして、反射型マスクから反射される光によって形成される像が、縮小光学系に入射し、縮小光学系を経由した露光光は、レジスト膜付き半導体基板上のレジスト層に転写パターンを形成する。尚、位相シフト膜15ではEUV光の一部が反射され、この光が、多層反射膜13から反射される光に対して位相が180度シフトされていることで、像のコントラストを高める。そして、この露光済レジスト層を現像することによって、レジスト膜付き半導体基板上にレジストパターンを形成することができる。そして、このレジストパターンをマスクとして使用してエッチング等を実施することにより、例えば半導体基板上に所定の配線パターンを形成することができる。このようなパターン形成工程、その他の必要な工程を経ることで、半導体装置が製造される。   The EUV light incident on the reflective mask is absorbed and not reflected by the phase shift film 15 in the portion where the phase shift film 15 remains, while the multilayer reflective film 13 is present in the portion where the phase shift film 15 does not remain. EUV light is incident on and reflected from the light. In this way, the image formed by the light reflected from the reflective mask enters the reduction optical system, and the exposure light passing through the reduction optical system forms a transfer pattern on the resist layer on the semiconductor substrate with the resist film. Form. Note that a part of the EUV light is reflected by the phase shift film 15, and the phase of the light is shifted by 180 degrees with respect to the light reflected from the multilayer reflective film 13, thereby increasing the contrast of the image. Then, by developing this exposed resist layer, a resist pattern can be formed on the semiconductor substrate with a resist film. Then, by performing etching or the like using this resist pattern as a mask, for example, a predetermined wiring pattern can be formed on the semiconductor substrate. A semiconductor device is manufactured through such a pattern formation process and other necessary processes.

実施の形態による半導体装置の製造方法によれば、上述した反射型マスクを用いて半導体基板上にパターンを形成するパターン形成工程を含む構成としたので、上述した反射型マスクの多層膜からなる薄膜の位相シフト膜パターンにより、シャドーイング効果が小さく、高解像度で、パターンの線幅や間隔を微細化した集積度の高い半導体装置を製造することができる。   According to the method of manufacturing a semiconductor device according to the embodiment, since the structure includes the pattern forming step of forming a pattern on the semiconductor substrate using the above-described reflective mask, a thin film made of a multilayer film of the above-described reflective mask. With this phase shift film pattern, it is possible to manufacture a highly integrated semiconductor device with a small shadowing effect, high resolution, and fine pattern line width and spacing.

以下、本発明を、各実施例に基づいて説明する。   Hereinafter, the present invention will be described based on each example.

実施例1.
<反射型マスクブランク(CrN裏面導電膜\基板\MoSi多層反射膜\Ru保護膜\位相シフト膜)の作製>
先ず、SiO−TiO系ガラス基板12を準備した。
この基板12の裏面にCrNからなる裏面導電膜11をマグネトロンスパッタリング法により下記の条件にて形成した。
裏面導電膜形成条件:Crターゲット、Ar+Nガス雰囲気(Ar:N=90%:N:10%)、膜厚20nm。
Example 1.
<Production of reflective mask blank (CrN back surface conductive film \ substrate \ MoSi multilayer reflective film \ Ru protective film \ phase shift film)>
First, a SiO 2 —TiO 2 glass substrate 12 was prepared.
A back conductive film 11 made of CrN was formed on the back surface of the substrate 12 by the magnetron sputtering method under the following conditions.
Back surface conductive film formation conditions: Cr target, Ar + N 2 gas atmosphere (Ar: N 2 = 90%: N: 10%), film thickness 20 nm.

次に、裏面導電膜11を形成した側と反対側の基板12の主表面上に、多層反射膜13を形成した。基板12上に形成される多層反射膜13として、13.5nmのEUV光に適した、Mo/Si周期多層反射膜を採用した。多層反射膜13は、MoターゲットとSiターゲットを使用し、イオンビームスパッタリング(Arガス雰囲気)により、基板12上にMo層およびSi層を交互に積層して形成した。まず、Si膜を膜厚4.2nmで成膜し、続いて、Mo膜を膜厚2.8nmで成膜した。これを一周期とし、同様にして40周期積層し、最後にSi膜を膜厚4.0nmで成膜し、多層反射膜13を形成した(合計膜厚:284nm)。   Next, the multilayer reflective film 13 was formed on the main surface of the substrate 12 opposite to the side on which the back conductive film 11 was formed. As the multilayer reflective film 13 formed on the substrate 12, a Mo / Si periodic multilayer reflective film suitable for 13.5 nm EUV light was employed. The multilayer reflective film 13 was formed by alternately stacking Mo layers and Si layers on the substrate 12 by ion beam sputtering (Ar gas atmosphere) using a Mo target and a Si target. First, a Si film was formed with a film thickness of 4.2 nm, and then a Mo film was formed with a film thickness of 2.8 nm. This was set as one period, and 40 periods were laminated in the same manner. Finally, a Si film was formed with a film thickness of 4.0 nm to form a multilayer reflective film 13 (total film thickness: 284 nm).

引き続き、Ruターゲットを使用したイオンビームスパッタリング(Arガス雰囲気)により、多層反射膜13の最上層のSi膜上に、Ruを含む保護膜14を膜厚2.5nmで成膜した。   Subsequently, a protective film 14 containing Ru was formed to a thickness of 2.5 nm on the uppermost Si film of the multilayer reflective film 13 by ion beam sputtering (Ar gas atmosphere) using a Ru target.

次に、保護膜14上に、以下の方法で多層膜からなる位相シフト膜15を形成した。
MoターゲットとTaターゲットを用い、イオンビームスパッタリング(Arガス雰囲気)により、最初に、Mo層(第2の層15b)を膜厚2.4nmで成膜し、次に、Ta層(第1の層15a)を膜厚2.4nmで成膜した(膜厚比1:1)。これを1周期とし、10周期を連続して成膜して、最上層をTa層(第1の層15a)とした、合計膜厚48nmの位相シフト膜15(膜構成:Mo\Ta\Mo\Ta\・・・\Ta)を形成した。イオンビーム発生装置から発せられるイオンビームのパワーを制御することによって金属拡散領域R1を形成した。
Next, a phase shift film 15 made of a multilayer film was formed on the protective film 14 by the following method.
First, a Mo layer (second layer 15b) is formed to a thickness of 2.4 nm by ion beam sputtering (Ar gas atmosphere) using a Mo target and a Ta target, and then a Ta layer (first layer) Layer 15a) was deposited to a thickness of 2.4 nm (thickness ratio 1: 1). The phase shift film 15 having a total film thickness of 48 nm (film configuration: Mo \ Ta \ Mo) is formed with this period as one period, 10 periods being continuously formed, and the uppermost layer being a Ta layer (first layer 15a). \ Ta \ ... \ Ta). The metal diffusion region R1 was formed by controlling the power of the ion beam emitted from the ion beam generator.

このようにして得られた位相シフト膜15中に形成された金属拡散領域R1を、一層のMo層(第2の層15b)と一層のTa層(第1の層15a)の合計膜厚に対して約40%の割合で形成した。
この多層膜からなる位相シフト膜15の、波長13.5nmにおける反射率は、7.5%であった。この反射率の測定値は、位相シフト膜15における10周期の、Ta層(第1の層15a)とMo層(第2の層15b)の各層の反射率が重なり、位相を変えながら作用するため、位相シフト膜15の最上層での反射率を小さくした結果であると考えられる。
また、波長13.5nmにおける位相シフト膜15の位相差は180度であった。
The metal diffusion region R1 formed in the phase shift film 15 thus obtained has a total film thickness of one Mo layer (second layer 15b) and one Ta layer (first layer 15a). It was formed at a ratio of about 40%.
The reflectance of the multilayered phase shift film 15 at a wavelength of 13.5 nm was 7.5%. The measured value of the reflectivity acts while changing the phase because the reflectivity of each layer of the Ta layer (first layer 15a) and the Mo layer (second layer 15b) of 10 periods in the phase shift film 15 overlaps. Therefore, it is considered that this is a result of reducing the reflectance at the uppermost layer of the phase shift film 15.
The phase difference of the phase shift film 15 at a wavelength of 13.5 nm was 180 degrees.

作製された反射型マスクブランク10を、UVを照射しながらオゾン水を供給して洗浄を行った後に、上記反射率及び位相差に変化がないことを確認した。   After the prepared reflective mask blank 10 was cleaned by supplying ozone water while irradiating UV, it was confirmed that the reflectance and the phase difference did not change.

<反射型マスクの作製>
次に、反射型マスクブランク10の位相シフト膜15上に、レジスト膜を膜厚100nmで形成し、描画・現像によりレジストパターンを形成した後、このレジストパターンをマスクとし、フッ素系のSFガスを用いて、位相シフト膜15をドライエッチングし、位相シフト膜パターンを形成した。その後、レジストパターンを除去して、反射型マスクを作製した。
作製された反射型マスクを、UVを照射しながらオゾン水を供給して洗浄を行った後に、上記反射率及び位相差に変化がないこと、及び、洗浄の前後において、位相シフト膜パターンの側壁に変化がないことを確認した。
また、反射型マスクの表面の欠陥検査を、そのマスクの周辺領域を除外した132nm×132nmの領域に対して、マスク欠陥検査装置(Teron610:KLA−Tencor社製)を用いて行ったところ、欠陥個数は3個であった。欠陥検査は、SEVD(Sphere Equivalent Volume Diameter)換算で70nmサイズの欠陥が検出可能な検査感度条件で行った。SEVDは、欠陥を半球状のものと仮定したときの直径の長さである。
<Production of reflective mask>
Next, after forming a resist film with a film thickness of 100 nm on the phase shift film 15 of the reflective mask blank 10 and forming a resist pattern by drawing / development, this resist pattern is used as a mask, and a fluorine-based SF 6 gas is used. Was used to dry-etch the phase shift film 15 to form a phase shift film pattern. Thereafter, the resist pattern was removed to produce a reflective mask.
After the prepared reflective mask is cleaned by supplying ozone water while irradiating UV, the reflectance and the phase difference are not changed, and the side wall of the phase shift film pattern before and after the cleaning. It was confirmed that there was no change.
Further, when a defect inspection on the surface of the reflective mask was performed on a 132 nm × 132 nm region excluding the peripheral region of the mask using a mask defect inspection apparatus (Teron610: manufactured by KLA-Tencor), a defect was found. The number was three. The defect inspection was carried out under inspection sensitivity conditions capable of detecting a defect of 70 nm size in terms of SEVD (Sphere Equivalent Volume Diameter). SEVD is the length of the diameter when the defect is assumed to be hemispherical.

参考例1.
位相シフト膜中に金属拡散領域を形成しない以外は、実施例1と同様の方法によって、反射型マスクブランクを作製した。
Mo層(第2の層15b)の成膜時に、ビームをMoターゲットのみに照射し、Ta層(第1の層15a)の成膜時に、ビームをTaターゲットのみに照射し、合計膜厚48nmで位相シフト膜を形成した。また、位相シフト膜の、波長13.5nmにおける反射率は、7.5%であり、その波長13.5nmにおける位相シフト膜15の位相差は180度であった。
Reference Example 1
A reflective mask blank was produced in the same manner as in Example 1 except that the metal diffusion region was not formed in the phase shift film.
When forming the Mo layer (second layer 15b), the beam is irradiated only to the Mo target, and when forming the Ta layer (first layer 15a), the beam is irradiated only to the Ta target, and the total film thickness is 48 nm. Then, a phase shift film was formed. The reflectance of the phase shift film at a wavelength of 13.5 nm was 7.5%, and the phase difference of the phase shift film 15 at the wavelength of 13.5 nm was 180 degrees.

次に、得られた反射型マスクブランクを用いて、実施例1と同様の方法によって、反射型マスクを作製した。
作製された反射型マスクを、UVを照射しながらオゾン水を供給して洗浄を行った後に、実施例1と同様のマスク欠陥検査装置を用い、同様の検査条件で、欠陥検査を行ったところ、欠陥個数は8個であった。この参考例1において、実施例1と比べて、欠陥個数が増えた理由は、位相シフト膜中のMo層とTa層との界面付近にほとんど金属拡散領域が形成されていないため、金属拡散領域を介して、酸化され易いMoの懸念される洗浄耐性が洗浄耐性に優れたTaによって改善される効果が得られないことから、Moが洗浄液によって溶解し、その溶解物が位相シフト膜上で微小異物となったと考えられる。
Next, a reflective mask was produced by the same method as in Example 1 using the obtained reflective mask blank.
The manufactured reflective mask was cleaned by supplying ozone water while irradiating UV, and then subjected to defect inspection under the same inspection conditions using the same mask defect inspection apparatus as in Example 1. The number of defects was 8. In Reference Example 1, the number of defects increased compared to Example 1 because the metal diffusion region was hardly formed near the interface between the Mo layer and the Ta layer in the phase shift film. In this case, the cleaning resistance of Mo which is easily oxidized cannot be improved by Ta having excellent cleaning resistance. Therefore, Mo is dissolved by the cleaning liquid, and the dissolved matter is minutely formed on the phase shift film. It is thought that it became a foreign body.

実施例2.
位相シフト膜中に形成される金属拡散領域の形成割合を25%とした以外は、実施例1と同様の方法によって、反射型マスクブランクを作製し、この反射型マスクブランクを用いて反射型マスクを作製した。
反射型マスクの作製時の加工性は良好であった。
また、反射型マスクの表面の欠陥検査を、実施例1と同様の方法で行ったところ、欠陥個数は5個であった。
Example 2
A reflective mask blank is produced by the same method as in Example 1 except that the formation ratio of the metal diffusion region formed in the phase shift film is 25%, and the reflective mask is used by using this reflective mask blank. Was made.
The processability during the production of the reflective mask was good.
Further, when the defect inspection of the surface of the reflective mask was performed by the same method as in Example 1, the number of defects was 5.

実施例3.
位相シフト膜中に形成される金属拡散領域の形成割合を80%とした以外は、実施例1と同様の方法によって、反射型マスクブランクを作製し、この反射型マスクブランクを用いて反射型マスクを作製した。
反射型マスクの作製時の加工性は良好であった。
また、反射型マスクの表面の欠陥検査を、実施例1と同様の方法で行ったところ、欠陥個数は1個であった。
Example 3
A reflective mask blank is produced by the same method as in Example 1 except that the formation ratio of the metal diffusion region formed in the phase shift film is 80%, and the reflective mask is used by using this reflective mask blank. Was made.
The processability during the production of the reflective mask was good.
Further, when the defect inspection of the surface of the reflective mask was performed by the same method as in Example 1, the number of defects was one.

実施例4.
位相シフト膜を構成するMo層をRu層に代え、最初に、Ta層(第1の層15a)を膜厚1.9nmで成膜し、次に、Mo層(第2の層15b)を膜厚1.9nmで成膜した(膜厚比1:1)。これを1周期とし、10周期連続して成膜後、最上層にTa層(第1の層15a)を形成した、合計膜厚39.9nmの位相シフト膜15の膜構成を、Ta\Ru\Ta\Ru\・・・\Taとした以外は、実施例1と同様の方法によって、反射型マスクブランクを作製した。
Example 4
The Mo layer constituting the phase shift film is replaced with a Ru layer. First, a Ta layer (first layer 15a) is formed to a thickness of 1.9 nm, and then a Mo layer (second layer 15b) is formed. The film was formed with a film thickness of 1.9 nm (film thickness ratio 1: 1). With this as one cycle, the film structure of the phase shift film 15 having a total film thickness of 39.9 nm, in which a Ta layer (first layer 15a) is formed as the uppermost layer after film formation for 10 cycles, is Ta \ Ru. A reflective mask blank was produced in the same manner as in Example 1 except that \ Ta \ Ru \ ... \ Ta.

このようにして得られた位相シフト膜15中に形成された金属拡散領域R1を、一層のTa層(第1の層15a)と一層のRu層(第2の層15b)との合計膜厚に対して約40%の割合で形成した。
この多層膜からなる位相シフト膜15の、波長13.5nmにおける反射率は、7.5%であった。
また、波長13.5nmにおける位相シフト膜15の位相差は180度であった。
The total film thickness of one Ta layer (first layer 15a) and one Ru layer (second layer 15b) in the metal diffusion region R1 formed in the phase shift film 15 thus obtained. Formed at a ratio of about 40%.
The reflectance of the multilayered phase shift film 15 at a wavelength of 13.5 nm was 7.5%.
The phase difference of the phase shift film 15 at a wavelength of 13.5 nm was 180 degrees.

次に、得られた反射型マスクブランクを用いて、実施例1と同様の方法によって、反射型マスクを作製した。
反射型マスクの作製時のドライエッチングによるエッチングレートは、10nm/分で、加工性が良好であった。
Next, a reflective mask was produced by the same method as in Example 1 using the obtained reflective mask blank.
The etching rate by dry etching during the production of the reflective mask was 10 nm / min, and the workability was good.

参考例2.
位相シフト膜中に金属拡散領域を形成しない以外は、実施例2と同様の方法によって、反射型マスクブランクを作製した。
Ru層(第2の層15b)の成膜時に、ビームをRuターゲットのみに照射し、Ta層(第1の層15a)の成膜時に、ビームをTaターゲットのみに照射し、合計膜厚39.9nmで位相シフト膜を形成した。また、位相シフト膜の、波長13.5nmにおける反射率は、7.5%であり、その波長13.5nmにおける位相シフト膜15の位相差は180度であった。
Reference Example 2
A reflective mask blank was produced in the same manner as in Example 2 except that the metal diffusion region was not formed in the phase shift film.
When the Ru layer (second layer 15b) is formed, the beam is irradiated only to the Ru target, and when the Ta layer (first layer 15a) is formed, the beam is irradiated only to the Ta target. A phase shift film was formed at .9 nm. The reflectance of the phase shift film at a wavelength of 13.5 nm was 7.5%, and the phase difference of the phase shift film 15 at the wavelength of 13.5 nm was 180 degrees.

次に、得られた反射型マスクブランクを用いて、実施例1と同様の方法によって、反射型マスクを作製した。
反射型マスクの作製時のドライエッチングによるエッチングレートは、0.5nm/分で、加工性が悪かった。
Next, a reflective mask was produced by the same method as in Example 1 using the obtained reflective mask blank.
The etching rate by dry etching during the production of the reflective mask was 0.5 nm / min, and the workability was poor.

実施例5.
位相シフト膜中に形成される金属拡散領域の形成割合を25%とした以外は、実施例4と同様の方法によって、反射型マスクブランクを作製し、この反射型マスクブランクを用いて反射型マスクを作製した。
反射型マスクの作製時のドライエッチングによるエッチングレートは、5nm/分で、加工性は良好であった。
Example 5 FIG.
A reflective mask blank is produced by the same method as in Example 4 except that the formation ratio of the metal diffusion region formed in the phase shift film is 25%, and the reflective mask is used by using this reflective mask blank. Was made.
The etching rate by dry etching during the production of the reflective mask was 5 nm / min, and the workability was good.

<位相シフト膜(Mo\Ta)の位相差及び反射率の膜厚依存性>
上記実施例1と同様の位相シフト膜(Mo\Ta\Mo\Ta・・・\Ta:10周期)を有する反射型マスクブランクについて、EUV光(波長13.5nm)における、位相シフト膜(膜厚:40nm〜60nm)の位相差及び反射率の膜厚依存性を調べた。その結果を図4及び図5中の「10P」で示す。
これに対し、位相シフト膜の膜構成を1周期(Mo\Ta、膜厚比1:1)とした以外は、上記参考例1と同様の方法による反射型マスクブランクについても、EUV光(波長13.5nm)における、位相シフト膜(膜厚:40nm〜60nm)の位相差及び反射率の膜厚依存性を調べた。その結果を図4及び図5中の「1P」で示す。尚、「1P」は、特許文献1(特開2004-207593号公報)に開示された「Mo層とTa層からなる2層膜」を想定したものである。
<Thickness dependence of retardation and reflectivity of phase shift film (Mo \ Ta)>
For a reflective mask blank having the same phase shift film (Mo \ Ta \ Mo \ Ta ... \ Ta: 10 cycles) as in Example 1 above, the phase shift film (film) in EUV light (wavelength 13.5 nm) (Thickness: 40 nm to 60 nm) and the film thickness dependence of the reflectivity was examined. The result is indicated by “10P” in FIGS. 4 and 5.
On the other hand, EUV light (wavelength) is also applied to the reflective mask blank by the same method as in Reference Example 1 except that the phase shift film has a single cycle (Mo \ Ta, film thickness ratio of 1: 1). 13.5 nm), the phase difference of the phase shift film (film thickness: 40 nm to 60 nm) and the film thickness dependence of the reflectance were examined. The result is indicated by “1P” in FIGS. 4 and 5. “1P” is assumed to be “a two-layer film composed of a Mo layer and a Ta layer” disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-207593).

先ず、図4を参照して、「10P」及び「1P」について、位相差の膜依存性の有無を確認する。
「10P」の位相差のグラフは、膜厚40nm〜60nmの範囲で、うねりが少なく、緩やかな波形を示し、特に、位相差180度では、膜厚約47nmと膜厚約50nmとの間の約3nmの範囲に直線形状のフラット領域Aを確認した。このフラット領域Aは、位相差が膜厚に依存していないことを示しており、特に、フラット領域Aの膜厚範囲に設定した位相シフト膜は、位相差180の優れた位相シフト効果を得ることができることも示している。
これに対し、「1P」の位相差のグラフは、膜厚40nm〜60nmの範囲で、「10P」の位相差のグラフよりもうねりが大きな波形を示しており、上記フラット領域Aのような直線形状の変化領域を確認することができなかった。
このような両者の効果上の差は、両者の構成上の相異に基づくものであると考えられる。
First, referring to FIG. 4, whether “10P” and “1P” have the film dependency of the phase difference is confirmed.
The phase difference graph of “10P” shows a gentle waveform with little undulation in the film thickness range of 40 nm to 60 nm. In particular, at a phase difference of 180 degrees, the film thickness is between about 47 nm and about 50 nm. A linear flat region A was confirmed in a range of about 3 nm. The flat region A indicates that the phase difference does not depend on the film thickness. In particular, the phase shift film set in the film thickness range of the flat region A obtains an excellent phase shift effect with the phase difference 180. It also shows that you can.
On the other hand, the phase difference graph of “1P” shows a waveform with a larger waviness than the graph of phase difference of “10P” in the film thickness range of 40 nm to 60 nm. The change area of the shape could not be confirmed.
Such a difference in effect between the two is considered to be based on a difference in configuration between the two.

次に、図5を参照して、「10P」及び「1P」について、反射率の膜依存性の有無を確認する。
「10P」の反射率のグラフは、膜厚40nm〜60nmの範囲で、うねりが少なく、緩やかな波形を示し、特に、反射率8%以下の狭い範囲では、上記フラット領域Aに関わる膜厚約47nmと膜厚約50nmとの約3nmの範囲に、直線形状ではないが、直線形状に近い緩やかな曲線形状の略フラット領域Bを確認した。この略フラット領域Bは、反射率が膜厚に依存していないことを示しており、特に、略フラット領域Bの膜厚範囲に設定した位相シフト膜は、反射率8%以下の極めて狭い範囲で微小変化するものの、略一定の反射率を示している。
これに対し、「1P」の位相差のグラフは、膜厚40nm〜60nmの範囲で、「10P」の位相差のグラフよりもうねりが大きな波形を示しており、上記略フラット領域Bのような直線的な変化領域を確認することができなかった。また、略フラット領域Bの膜厚範囲では、7%〜10%の間で大きく変化する反射率を示している。
このような両者の効果上の差は、両者の構成上の相異に基づくものであると考えられる。
Next, referring to FIG. 5, the presence / absence of the dependency of reflectance on the film is confirmed for “10P” and “1P”.
The reflectance graph of “10P” shows a gentle waveform with little undulation in the film thickness range of 40 nm to 60 nm. In particular, in the narrow range of the reflectance of 8% or less, the film thickness about the flat region A is about. In the range of about 3 nm, 47 nm and film thickness of about 50 nm, a substantially flat region B having a gentle curved shape close to the linear shape was confirmed although it was not a linear shape. This substantially flat region B indicates that the reflectance does not depend on the film thickness. In particular, the phase shift film set in the film thickness range of the substantially flat region B has a very narrow range with a reflectance of 8% or less. However, the reflectivity is almost constant.
On the other hand, the phase difference graph of “1P” shows a waveform with a larger waviness than the graph of phase difference of “10P” in the film thickness range of 40 nm to 60 nm. A linear change region could not be confirmed. Further, in the film thickness range of the substantially flat region B, the reflectance that varies greatly between 7% and 10% is shown.
Such a difference in effect between the two is considered to be based on a difference in configuration between the two.

以上のように、上記「10P」は、位相差180度に膜厚に依存しないフラット領域Aを有し、且つ、反射率8%以下の極めて狭い範囲に膜厚に依存しない略フラット領域Bを有している。この結果から、上記実施例1と同様の膜構成を有する「10P」は、本発明に係る反射型マスクブランクが、EUV光(波長13.5nm)における優れた光学特性を具備することを示している。   As described above, “10P” has a flat region A that does not depend on the film thickness at a phase difference of 180 degrees, and a substantially flat region B that does not depend on the film thickness in a very narrow range with a reflectance of 8% or less. Have. From this result, “10P” having the same film configuration as in Example 1 indicates that the reflective mask blank according to the present invention has excellent optical characteristics in EUV light (wavelength 13.5 nm). Yes.

10…反射型マスクブランク、12…基板、13…多層反射膜、14…保護膜、15…位相シフト膜、15a…第1の層、15b…第2の層、R1、R2…金属拡散領域、A…フラット領域、B…略フラット領域。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Reflective type mask blank, 12 ... Substrate, 13 ... Multi-layer reflective film, 14 ... Protective film, 15 ... Phase shift film, 15a ... First layer, 15b ... Second layer, R1, R2 ... Metal diffusion region, A: flat region, B: substantially flat region.

Claims (11)

基板上に多層反射膜と、EUV光の位相をシフトさせる位相シフト膜とがこの順に形成された反射型マスクブランクであって、
前記位相シフト膜は、一つ又は複数の第1の層と一つ又は複数の第2の層を含む多層膜からなり、
前記第1の層は、波長13.5nmにおける屈折率nが0.95以下の金属材料から選択された金属材料を含み、
前記第2の層は、波長13.5nmにおける屈折率nが0.95以下の金属材料のうち、前記第1の層とは異なる金属材料から選択された金属材料を含み、
前記第1の層と前記第2の層との界面及びその近傍には、前記第1の層と前記第2の層の合計膜厚に対して25%以上の割合で、金属拡散領域が形成されていることを特徴とする反射型マスクブランク。
A reflective mask blank in which a multilayer reflective film and a phase shift film for shifting the phase of EUV light are formed in this order on a substrate,
The phase shift film is a multilayer film including one or more first layers and one or more second layers,
The first layer includes a metal material selected from metal materials having a refractive index n of 0.95 or less at a wavelength of 13.5 nm,
The second layer includes a metal material selected from a metal material different from the first layer among metal materials having a refractive index n of 0.95 or less at a wavelength of 13.5 nm,
A metal diffusion region is formed at a ratio of 25% or more with respect to the total film thickness of the first layer and the second layer at and near the interface between the first layer and the second layer. Reflective mask blank characterized by being made.
前記第1の層は、Ta及びCrの何れか一種の金属材料を含み、
前記第2の層は、Ta及びCrの何れかよりも、波長13.5nmにおける屈折率nが小さい一種の金属材料を含むことを特徴とする請求項1に記載の反射型マスクブランク。
The first layer includes a metal material of any one of Ta and Cr,
2. The reflective mask blank according to claim 1, wherein the second layer includes a kind of metal material having a refractive index n at a wavelength of 13.5 nm smaller than any of Ta and Cr.
前記第2の層は、Moを含むことを特徴とする請求項2に記載の反射型マスクブランク。   The reflective mask blank according to claim 2, wherein the second layer contains Mo. 前記多層反射膜と前記位相シフト膜との間に保護膜を有し、該保護膜がRuを主成分として含む材料で形成された場合には、前記位相シフト膜の最下層は前記第2の層であることを特徴とする請求項3に記載の反射型マスクブランク。   When the protective film is provided between the multilayer reflective film and the phase shift film, and the protective film is formed of a material containing Ru as a main component, the lowermost layer of the phase shift film is the second layer. The reflective mask blank according to claim 3, wherein the reflective mask blank is a layer. 前記第2の層は、Ru、Pt、Pd、Ag及びAuのうちの何れか一種の金属材料を含むことを特徴とする請求項2に記載の反射型マスクブランク。   3. The reflective mask blank according to claim 2, wherein the second layer includes any one metal material of Ru, Pt, Pd, Ag, and Au. 前記多層反射膜と前記位相シフト膜との間に保護膜を有し、該保護膜がRuを主成分として含む材料で形成された場合には、前記位相シフト膜の最下層は前記第1の層であることを特徴とする請求項5に記載の反射型マスクブランク。   When a protective film is provided between the multilayer reflective film and the phase shift film, and the protective film is formed of a material containing Ru as a main component, the lowermost layer of the phase shift film is the first layer The reflective mask blank according to claim 5, wherein the reflective mask blank is a layer. 前記第1の層は、前記位相シフト膜の最上層であることを特徴とする請求項1乃至6の何れか一に記載の反射型マスクブランク。   The reflective mask blank according to claim 1, wherein the first layer is an uppermost layer of the phase shift film. 前記位相シフト膜の膜厚は、50nm以下であることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一に記載の反射型マスクブランク。   The reflective mask blank according to any one of claims 1 to 7, wherein the thickness of the phase shift film is 50 nm or less. 請求項1乃至8の何れか一に記載の反射型マスクブランクにおける多層膜からなる前記位相シフト膜をパターニングして位相シフト膜パターンを形成する位相シフト膜パターン形成工程を含むことを特徴とする反射型マスクの製造方法。   A reflection comprising a phase shift film pattern forming step of forming a phase shift film pattern by patterning the phase shift film formed of the multilayer film in the reflective mask blank according to claim 1. Mold mask manufacturing method. 請求項1乃至8の何れか一に記載の反射型マスクブランクにおける多層膜からなる前記位相シフト膜がパターニングされた位相シフト膜パターンを有することを特徴とする反射型マスク。   A reflective mask having a phase shift film pattern in which the phase shift film formed of a multilayer film in the reflective mask blank according to claim 1 is patterned. 請求項10に記載の反射型マスクを用いて半導体基板上にパターンを形成するパターン形成工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。   A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a pattern forming step of forming a pattern on a semiconductor substrate using the reflective mask according to claim 10.
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