JP2017016102A - 反射フォトマスクおよび反射型マスクブランク - Google Patents
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Abstract
【課題】約１３．５ｎｍの露光波長を用いる極端紫外光リソグラフィ（ＥＵＶＬ）用であって、１００ｎｍ〜３００ｎｍのアウト・オブ・バンド波長範囲の平均反射率が最大でも露光波長の平均反射率の５０％である反射フォトマスクを提供する。【解決手段】反射フォトマスク２００は、低熱膨張材料の基板層を有する基板１１０を含む。基板層は、低熱膨張材料の第１の構造形態の主要部分１１２と第２の構造形態の補助部分１１１とを含む。補助部分は、基板のパターン部を取り囲むフレーム部に形成されている。基板の第１の面に多層膜ミラー１２５が形成されている。多層膜ミラーを通って延びるフレームトレンチが、フレーム部における基板を露出させている。補助部分は、アウト・オブ・バンド放射に対する散乱中心を含み得る。【選択図】図１Ｂ
Description
極端紫外光リソグラフィ（Extreme Ultraviolet Lithography：ＥＵＶＬ）は、一般的に、約１３．５ｎｍの露光波長の光を用いるものであり、２０ｎｍ未満の解像度での半導体マイクロエレクトロニクスにおける大量生産のための最も有望な次世代のリソグラフィ技術である。ＥＵＶＬは、反射光学部品と、多層膜ミラーを含む反射フォトマスクとに基づいている。露光時、フォトマスクの画像パターン以外の部分から反射された光が、対象基板上の画像パターンの投影先である照明フィールドに隣接する領域であり、それ以降の露光工程のために設計された領域へ迷いこむことがある。一般的には、フォトマスクの画像パターン以外の部分で反射された露光光が、それ以降またはそれ以前の露光工程のために対象基板上に設計された照明フィールドまで漏れることを、ブラックボーダーもしくはシャドウフレームによって抑制している。
実施形態の目的は、反射フォトマスクについて露光特性をさらに改善することである。
前記目的は、独立請求項の内容によって達成される。従属請求項は、さらなる実施形態に関する。
一実施形態によると、反射フォトマスクは、低熱膨張材料の基板層を含む基板を含む。前記基板層は、前記低熱膨張材料の第１の構造形態の主要部分と第２の構造形態の補助部分とを含む。前記補助部分は、前記基板のパターン部を取り囲むフレーム部に形成されている。前記基板の第１の面に多層膜ミラーが形成されている。１５ｎｍ未満の露光波長において、前記多層膜ミラーの反射率は少なくとも５０％である。フレームトレンチが、前記多層膜ミラーを通って延び、前記フレーム部における基板を露出させている。
別の実施形態によると、反射型マスクブランクは、低熱膨張材料の基板層を含む基板を含む。前記基板層は、前記低熱膨張材料の第１の構造形態の主要部分と第２の構造形態の補助部分とを含む。前記補助部分は、前記基板のパターン部を取り囲むフレーム部に形成されている。前記基板の第１の面に多層膜ミラーが形成されている。１５ｎｍ未満の露光波長において、前記多層膜ミラーの反射率は少なくとも５０％である。
当業者であれば、下記の詳細な説明を読めば、また、添付の図面を見れば、追加の特徴および利点を認識するであろう。
添付の図面は、本発明のさらなる理解を提供するために含まれるものであり、本明細書に組み込まれてその一部を構成する。図面は、本発明の実施形態を示し、明細書本文の記載と共に、本発明の原理を説明する助けとなる。本発明の他の実施形態および所期の利点は、下記の詳細な説明を参照することでよりよく理解されるため、容易に認識されよう。
一実施形態に係る局所的に改変された低熱膨張材料の基板層を有する反射フォトマスクの概略平面図である。
図１Ａの反射フォトマスクの一部分の線Ｂ−Ｂに沿った概略縦断面図である。
実施形態の背景を説明するために、反射フォトリソグラフィを用いたフォトリソグラフィ装置における光路の一部分を示した概略図である。
実施形態の効果を理解するのに役立つ背景を説明するために、図２Ａのフォトリソグラフィ装置によって照明される対象基板上の４つの照明フィールドを示した概略平面図である。
実施形態の効果を理解するのに役立つ背景を説明するために、図２Ａのフォトリソグラフィ装置によって照明される照明フィールドにおける限界寸法（critical dimension）に迷光が与える影響を示した概略図である。
実施形態の効果を説明するために、均質な基板層をベースにしたフォトマスクにおけるフレームトレンチを示した概略断面図である。
一実施形態に係る散乱中心を含む基板層をベースにしたフォトマスクにおけるフレームトレンチを示した概略断面図である。
実施形態の効果を理解するのに役立つ背景を説明するために、低熱膨張材料のアウト・オブ・バンド反射率を示した概略図である。
別の実施形態に係る低熱膨張材料からなる局所的に改変された基板層と追加の補助層とを有する反射フォトマスクの概略平面図である。
図５Ｂは、図５Ａの反射フォトマスクの一部分の線Ｂ−Ｂに沿った概略縦断面図である。
吸収体層を有さない位相シフトマスクに関する一実施形態に係る反射フォトマスクの一部分の概略縦断面図である。
吸収体層を有する位相シフトマスクに関する一実施形態に係る反射フォトマスクの一部分の概略縦断面図である。
さらなる実施形態に係る反射型マスクブランクの概略平面図である。
図７Ａの反射型マスクブランクの一部分の線Ｂ−Ｂに沿った概略縦断面図である。
別の実施形態に係る反射型マスクブランクおよび追加の補助層の一部分の概略縦断面図である。
位相シフト反射フォトマスク用のマスクブランクに関する一実施形態に係る反射型マスクブランクおよび追加の補助層の一部分の概略縦断面図である。
下記の詳細な説明においては添付の図面を参照するが、添付の図面は、本明細書の一部をなし、本発明を実施し得る特定の実施形態を例示として示すものである。本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用し得、構造的または論理的変更を行い得ることが理解されるべきである。例えば、一実施形態について図示および説明された特徴を、他の実施形態において用いるかまたは他の実施形態と関連させて用いて、さらなる実施形態を創出することができる。本発明はこのような改良および変形も含むものとする。特定の文言を用いて例を説明するが、それらの文言は、添付の特許請求項の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。図面は、原寸と等しい比率で描かれたものではなく、単なる例示のためのものである。分かりやすくするために、別段の記載がある場合を除き、同じ要素を対応する参照符号で示した。
用語「有する（having）」、「含有する（containing）」、「含む（including）」、および「含む（comprising）」などは、非限定的なものである。これらの用語は、記載された構造、要素、または特徴の存在を示すが、追加の要素または特徴を排除しない。冠詞「a」、「an」、および「the」は、文脈上別段の明示がある場合を除き、単数形に加えて複数形も含むものとする。
図１Ａおよび図１Ｂは、１５ｎｍ未満、例えば１ｎｍ〜１５ｎｍの範囲の露光波長に用いられる反射フォトマスク２００を示す。一実施形態によれば、フォトマスクは、１０ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内、例えば約１３．５ｎｍの露光波長に用いられるＥＵＶＬ（極端紫外光リソグラフィ）マスクである。別の実施形態によれば、フォトマスクは、１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内、例えば約６．７ｎｍの露光波長に用いられるＢＥＵＶＬ（Ｂｅｙｏｎｄ極端紫外光リソグラフィ）マスクである。
フォトマスク２００の２つの平行な主面２０１、２０２は、露光放射が当たる表側の露光面２０１と、裏側の取付面２０２とを含む。一実施形態によれば、フォトマスク２００は、辺の長さが数センチメートルの矩形の形状を有し得る。主面２０１、２０２に直交する方向が垂直方向であり、主面２０１、２０２に平行な方向が水平方向である。側面２０３は、主面２０１、２０２を接続する。
露光面２０１を上から見ると、フレーム部２２０が、反射フォトマスク２００のパターン部２１１を取り囲んでおり、パターン部２１１は、１つのチップに割り当てられた像（イメージ）または複数のチップに割り当てられた像（イメージ）を含み得、エッジ部２１９が、フレーム部２２０をフォトマスク２００の外側面２０３から分離している。別の実施形態によると、フォトマスク２００は、複数のパターン部２１１を含み得、それらのパターン部２１１のそれぞれが１つのチップに割り当てられ、それらのパターン部２１１のそれぞれがフレーム部２２０によって取り囲まれる。
フォトマスク２００は、低熱膨張材料（ＬＴＥＭ）の基板層１１５を少なくとも含む基板１１０を含む。定義すれば、低熱膨張材料は、１ｐｐｍ／Ｋ未満の熱膨張係数を有し、選択されたガラス、セラミックス、またはガラスセラミックスで構成され得る。一実施形態によれば、ＬＴＥＭは、酸化シリコンと酸化チタンとからなるかまたはこれらを含有するチタニアシリケートガラスであり、熱膨張係数は、＋０／−１０ｐｐｂ／℃と定義される。チタニアシリケートガラスの内部構造形態（internal structural configuration）は、単一相の過冷却液体であり得る。基板１１０は、基板層１１５の一方側または両側にさらなる層を含んでいてもよい。
反射多層構造１２０は、基板１１０の第１の面を覆っており、基板１１０の第１の面と反対側の第２の面は反射フォトマスク２００の取付面２０２を形成している。反射多層構造１２０は、少なくとも多層膜ミラー１２５を含み得る。多層膜ミラー１２５は、少なくとも２０、例えば４０〜５０の二重層１２２を含み得、各二重層１２２は、露光波長に対する屈折率が異なる材料からなる２つの層１２２ａ、１２２ｂを含んでいる。一実施形態によれば、二重層１２２のうちの一方の層１２２ａはシリコン層であり、他方の層１２２ｂはモリブデン層である。シリコンとモリブデンの屈折率が異なることにより、多層膜ミラー１２５は、一般的には１３．５ｎｍまたは１３．５ｎｍ付近で反射が最大となるブラッグ反射器としての効果がある。１１ｎｍ〜１５ｎｍの露光波長範囲の露光波長における反射多層構造１２０の最小反射率は、少なくとも５０％であり、例えば６０％以上である。反射多層構造１２０は、多層膜ミラー１２５の両側にさらなる層を含んでいてもよい。
反射多層構造１２０の基板１１０と反対側の表面には、吸収体積層部（absorber stack）１３０が、基板１１０との間で反射多層構造１２０を挟むように配置される。吸収体積層部１３０は、露光波長に対する吸光度が少なくとも５０％である吸収体層１３５を少なくとも含む。吸収体層１３５は、例えば窒化タンタルや窒化チタンのような遷移金属窒化物といった金属窒化物をベースにしたものであり得、約１０ｎｍ〜約９０ｎｍの厚さを有し得る。吸収体層１３５は、例えば窒化タンタルボロン（ＴａＢＮ）を形成するボロン（Ｂ）といったさらなる主成分を含有し得る窒化タンタルや、窒化クロム（ＣｒＮ）などのクロム（Ｃｒ）含有材料をベースにしていてもよい。吸収体積層部１３０は、吸収体層１３５の一方側または両側にさらなる層を含んでいてもよい。
パターン部２１１内では、パターントレンチ３２０が、表側から吸収体積層部１３０を通って延び、反射多層構造１２０を部分的に露出させている。フレーム部２２０においては、フレームトレンチ３１０が、表側から吸収体積層部１３０と反射多層構造１２０とを通って基板１１０まで、または基板１１０内へ延び得る。フレームトレンチ３１０は、基板１１０内へ延びていても延びていなくてもよい。一実施形態によると、フレームトレンチ３１０は、基板層１１０内へ、少なくとも５０ｎｍ、例えば約７０ｎｍの深さｄｓまで延びている。フレーム部２２０において、基板層１１５は、補助部分１１１を含み、この補助部分１１１は、基板層１１５の補助部分１１１以外の残りの主要部分１１２と同じ成分を含有するが、異なる構造形態を有する。
補助部分１１１において、露光波長以外のアウト・オブ・バンド波長範囲に対する基板１１０の反射率は、同じ波長範囲に対する主要部分１１２の反射率に対して大幅に低下している。ここで、アウト・オブ・バンド波長範囲は、２０ｎｍ〜５００ｎｍ、例えば１００ｎｍ〜３００ｎｍであり得る。
補助部分１１１と主要部分１１２の構造形態が異なることにより、補助部分１１１は、アウト・オブ・バンド波長範囲の光を散乱させる散乱中心１１１ｚを含む。散乱中心１１１ｚは、フレームトレンチ３１０を通って基板１１０に当たる光を任意のあらゆる方向へ散乱させ、フォトマスク２００の表側に戻る向きに反射して対象基板に当たる光がより少なくなるようにしている。
補助部分１１１における散乱中心１１１ｚは、基板１１０の低熱膨張材料の構造形態が主要部分１１２における低熱膨張材料の構造形態と局所的に異なることにより生じる。一実施形態によると、補助部分１１１における低熱膨張材料の結晶相、結晶形態（crystal morphology）、および結晶方位のうちの少なくとも１つが、主要部分１１２の結晶相、結晶形態、または結晶方位と異なる。例えば、完全にアモルファスであり得るかまたは補助部分１１１もしくは散乱中心１１１ｚよりもアモルファスであり得る主要部分１１２と比べて、補助部分１１１は、より高度な結晶子または結晶粒を含んでいてもよい。
散乱中心１１１ｚは、酸化シリコン又は酸化チタンのナノスケールもしくはミクロスケールの結晶子、或いは、シリコン原子とチタン原子の両方を含む結晶子であり得る。他の実施形態によると、散乱中心１１１ｚは、主要部分１１２を形成するＬＴＥＭの構造の欠陥であり得る。
散乱中心１１１ｚを含む補助部分１１１は、フレームトレンチ３１０の垂直投影先に形成され得る。補助部分１１１内で、散乱中心１１１ｚは、１つの散乱面または垂直方向に離間された２つ以上の平行な散乱面に沿って配置され得、散乱面は、基板１１０の第１の面と平行な平面であってもよく、曲面であってもよい。散乱面を含む補助部分１１１は、垂直方向においては、一般的には１ｍｍ〜４ｍｍの範囲、例えば２．５ｍｍ〜３ｍｍの範囲に延在し得る。補助部分１１１は、横方向においては、フレームトレンチ３１０の幅から最大で５０％、例えば最大で１０％ずれて延在し得る。補助部分１１１は、連続構造を形成していてもよいし、フレームトレンチ３１０に沿って並んだいくつかの点（ドット）を含んでいてもよい。補助部分１１１は、散乱中心１１１ｚを含むいくつかのスポットを含んでいてもよく、隣り合うスポット間の水平方向および／または垂直方向の間隔は、一例として、少なくとも４０μｍであり得る。
補助部分１１１は、基板１１０もしくはＬＴＥＭ基板層１１５の第１の面に直接接して、またはその近くに形成され得、あるいは、基板１１０もしくは基板層１１５における反射多層構造１２０と反対側の第２の面に沿って形成され得る。別の実施形態によれば、散乱面は、第１の面および第２の面の両方から離間したＬＴＥＭ基板層１１５の中央部分に形成される。
散乱中心１１１ｚは、フレーム部２２０に密に配置され、パターン部２１１の周囲に不連続なフレームを形成し得る。主面２０１、２０２に平行な１つの散乱中心１１１ｚの水平方向寸法は、０．５μｍ〜２μｍの範囲内、例えば約１μｍであり得る。水平方向の形状は、円形、長円形、楕円形、または縁が面取りされているかまたは丸みをつけられた矩形であり得る。垂直方向においては、１μｍ〜１０μｍの範囲内、例えば約５μｍ延在し得る。同一の水平平面上において互いに隣り合う散乱中心１１１ｚ間の平均中心間隔は、対応する水平方向寸法の２倍〜２０倍、例えば２倍〜１０倍または２倍〜４倍の範囲内であり得る。
散乱中心１１１ｚは、同一平面上に形成されてもよく、互いに数ミクロン離間された２つ以上の平面上に形成されてもよい。例えば、互いに隣り合う散乱中心１１１ｚが異なる平面上に形成されていてもよいし、２つ以上の散乱中心１１１ｚからなる組が同一の垂直軸に沿って、すなわち、互いの垂直投影として配置されるように形成されてもよい。散乱中心１１１ｚを形成するために印加される全出力は最大２Ｗまでであり得、パルス当たりのエネルギーは２５μＪ〜１００μＪの範囲内、例えば約５０μＪであり得る。
補助部分１１１は、延在範囲が小さく、組成が同様であるため、ＬＴＥＭ基板層１１５の熱膨張特性に悪影響を与えにくい。
図２Ａ〜図２Ｃは、例えばＥＵＶＬ装置またはＢＥＵＶＬ装置などのフォトリソグラフィ装置４００において、半導体ウエハ６００を露光する際の迷光の発生源及び影響を示す。反射光学系４１０は、露光ビーム４０５を、パターン部２１１と当該パターン部２１１を取り囲むエッジ部２１２とを有する反射フォトマスク２００へと導く。露光ビーム４０５は、フォトマスク２００で反射され、半導体ウエハ６００に入射する。露光ビーム４０５は、パターン部２１１を走査し、パターン部２１１に描画されたパターンを半導体ウエハ６００上のフォトレジスト層６０１に転写し、完全なパターン部２１１が１つの照明フィールドＦ１に結像される。１つ目の照明フィールドＦ１の露光時、スキャナは、半導体ウエハ６００を、水平方向４０７に沿って、隣の照明フィールドＦ２が１つ目の照明フィールドＦ１と重複しない程度の十分に大きい走査距離だけ移動させ得る。
フォトリソグラフィ装置４００は、反射性のエッジ部２１２を露光ビーム４０５の不使用部分から遮蔽するアパーチャ４２０をさらに含み得る。アパーチャ４２０とパターン部２１１の縁との位置合わせの安全域や他の影響により、エッジ部２１２のうちのパターン部２１１に直接接する部分から反射された迷光が、隣り合う照明フィールドＦ２と重なり合う迷光フィールドｆ１において、半導体ウエハ６００に入射することになる。
図２Ｂは、１つ目の照明フィールドＦ１と、この照明フィールドＦ１と重なり合って隣り合う照明フィールドＦ２およびＦ３とに露光した結果として生じた迷光フィールドｆ１を示す。１つ目、２つ目、３つ目、および４つ目の照明フィールドＦ１、Ｆ２、Ｆ３、およびＦ４を露光した結果として生じる迷光フィールドｆ１、ｆ２、ｆ３、およびｆ４の幅は、２００μｍ〜８５０μｍの範囲内である。交差するポイントにおいて（along crossing nodes）、３つの隣り合う照明フィールドの迷光フィールドｆ２、ｆ３、およびｆ４が迷光フィールドｆ１と重さなり得、露光放射とアウト・オブ・バンド照明とからのさらなる迷光照明の影響が積み重なる。
平行線を含むストライプパターンでは、この積み重なった迷光照明により、パターンサイズ（features sizes）が変化してしまう。例えば、一般的なＥＵＶレジスト材料においては、重要な特徴として、露光放射とアウト・オブ・バンド照明とからの迷光にさらに露光されると、クリティカル・ディメンション（ＣＤ）が低下する。図２Ｃに示すように、２７ｎｍの密集した線で、Ｆ４が非結像フィールドの場合、結果として得られる照明フィールドＦ２においてＣＤ低下が５ｎｍ以上になり得る。
一般的に、パターン部２１１とエッジ部２１２との間の反射多層構造におけるフレームトレンチは、照明波長、すなわち、ＥＵＶＬ装置の結像特性が特定される対象波長範囲を特定する狭義の化学線放射（actinic radiation）に対する反射率を局所的に低減させ、フィールドの縁に沿って露光波長範囲における化学線迷光の影響を減衰させる。
図１Ａおよび図１Ｂに示すように、本実施形態は、１００ｎｍ〜３００ｎｍのアウト・オブ・バンド波長範囲に有効であり、露光波長以外のアウト・オブ・バンド波長範囲におけるＯＯＢ（アウト・オブ・バンド）放射についてもフレーム部２２０での反射率を大幅に低下させる散乱中心１１１ｚを導入する。ここでは、ＯＯＢ放射を、より広義に、フォトレジストにある程度影響を与える放射を含むが、ＥＵＶＬ装置の結像特性が特定される対象波長範囲は含まないものと定義する。パターン部２２０の周囲の主要領域における反射フォトマスク２００から反射されるＯＯＢ放射がより少なくなり、迷光ゾーンｆ１、ｆ２、ｆ３、およびｆ４における全放射量が大幅に低減する。ＯＯＢ放射源は、スキャナのプラズマ源によって副産物として生成された光であり得る。
図３Ａおよび図３Ｂは、フレーム部２２０におけるフレームトレンチ３１０の垂直投影先に散乱中心１１１ｚを有する反射フォトマスク２００と有さない反射フォトマスク２９９とを比較するものである。吸収体積層部１３０は、吸収体層１３５に加えて、後述のように反射防止層１３９とバッファ層１３１とを含み得る。
図３Ａにおいては、入射ＯＯＢ放射６１０が、基板層１１５に散乱中心１１１ｚを有さないフォトマスク２９９のフレームトレンチ３１０を通過する。フレームトレンチ３１０の底の空気／基板界面が入射ＯＯＢ放射６１０の第１の部分６２１を反射し、基板層１１５の裏側のさらなる界面が第２の部分６２２を反射する。第１の部分６２１および第２の部分６２２はどちらも、フレームトレンチ３１０を通って反射され、照明フィールド外で対象基板に入射し得る。
図３Ｂにおいては、フレームトレンチ３１０の垂直投影における基板層１１５の裏側の界面に到達するＯＯＢ放射６１０がより少なくなるように、実施形態に係る反射フォトマスク２００の補助部分１１１における散乱中心１１１ｚが、ＬＴＥＭ基板層１１５に入射したＯＯＢ放射６１０を吸収し、および／または、異なる方向にランダムに分散させる。基板層１１５の裏側の界面で反射されてフレームトレンチ３１０を通る反射ＯＯＢ放射の第２の部分６２１は、図３Ａと比較すると大幅に減少している。
散乱中心１１１ｚは、低熱膨張材料の実効屈折率を、熱膨張係数に悪影響を与えることなく、局所的に、例えば少なくとも１０％変更する。一実施形態によると、散乱中心１１１ｚは、例えば波長５３２ｎｍの短パルスレーザ放射によって生成される。このレーザ照射は表側から行われてもよく裏側から行われてもよい。
図４は、ＯＯＢ放射について入射光の波長に対する相対反射率をプロットしたグラフである。一般的には、ＬＴＥＭ材料の反射率は、約１２０ｎｍでピークを示し、さらに、１７０ｎｍ〜３００ｎｍの波長範囲において反射率の急激な上昇を示す。他方、半導体ウエハのフォトレジスト層用の一般的なフォトレジストは、露光波長の放射に対する感度が高いだけでなく、波長２００ｎｍまたは３００ｎｍまでの放射に対してもある程度感度が高い。したがって、アウト・オブ・バンド迷光を抑制することにより、フォトマスク２００の結像品質が向上する。
図５Ａおよび図５Ｂは、一実施形態に係る図１Ａおよび図１Ｂのフォトマスク２００の詳細に関する。
基板１１０は、ＬＴＥＭ基板層１１５に加えて、反射多層構造１２０と基板層１１５とに挟まれた導電性界面層１１９を含んでいてもよい。導電性界面層１１９は、一例として、タンタル（Ｔａ）もしくはクロム（Ｃｒ）を含有するかまたはタンタル（Ｔａ）もしくはクロム（Ｃｒ）からなる金属膜であり得る。導電性界面層１１９は、パターン部２１１における多層膜ミラー１２５の一部分を少なくとも局所的にエッジ部２１２に接続し得、露光時に画像パターンが静電荷によって歪まないようにパターン部２１１の帯電を防止し得る。フレームトレンチ３１０は、導電性界面層１１９の上縁まで延びていてもよく、導電性界面層１１９内へ延びていてもよく、および／または、導電性界面層１１９に部分的に穴をあけ、導電性界面層１１９の残存部分がパターン部２１１とエッジ部２１２との間にブリッジを形成しているのであってもよい。
基板１１０は、フォトマスク２００の裏側に導電性表面膜１１４をさらに含んでいてもよい。導電性表面膜１１４は、露光時にフォトマスク２００の静電チャックを可能にする導電材料の薄膜であり得る。例えば、導電性表面膜１１４は、窒化クロム（ＣｒＮ）の膜であり得る。他の実施形態によると、導電性表面膜１１４は、約５３２ｎｍの波長、または、１９０ｎｍ〜６４０ｎｍの範囲内の別の波長でのレーザ照射に対する透過性が高い透明導電材料であり得る。
反射多層構造１２０は、多層膜ミラー１２５に加えて、一連の二重層１２２における基板１１０とは反対側に設けられた、キャッピング層１２９を含んでいてもよい。キャッピング層１２９は、ルテニウム（Ｒｕ）からなるかまたはルテニウム（Ｒｕ）を含有する層であり得、約２ｎｍ〜４ｎｍの範囲の厚さを有する。キャッピング層１２９は、吸収体積層部１３０の製造時に多層積層部を保護し得る。別の実施形態によると、キャッピング層１２９は、酸化チタン（ＴｉＯ）層であり得る。
吸収体積層部１３０は、吸収体層１３５に加えて、吸収体層１３５と反射多層構造１２０との間に形成されたバッファ層１３１を含んでいてもよい。バッファ層１３１は、吸収体層１３５における吸収体パターンの形成時にエッチストップ層として有効であり得る。
吸収体積層部１３０は、吸収体積層部１３０におけるフォトマスク２００の表側を向いた表面に、反射防止層１３９を含んでいてもよい。一般的にＥＵＶ露光波長よりも長い検査波長において、反射防止層１３９は吸収体層１３５よりも低反射である。一般的に、反射率は、検査波長において１２％未満である。反射防止層１３９は、金属窒化物、例えば窒化チタンもしくは窒化タンタルなどの遷移金属窒化物を含有し得るかまたはこのような金属窒化物からなり得、塩素、フッ素、アルゴン、水素、または酸素を含む群から選択される１つまたは複数のさらなる構成成分をさらに含有し得る。反射防止層１３９は、吸収体層１３０の一部分を上記さらなる構成成分またはその前駆体を含有する雰囲気中で処理することによって形成され得る。別の実施形態によると、反射防止層１３９は、窒化シリコン層であってもよく、さらなる主成分を含有し得る酸化タンタル、例えばＴａＢＯからなるものであってもよく、クロムを含有する材料、例えば酸化クロム（ＣｒＯｘ）であってもよい。
図６Ａおよび図６Ｂは、反射多層構造１２０の多層膜ミラー１２５について説明したように、基板１１０が、二重層１２２を有するさらなる多層膜ミラー１１７を含む位相シフト型の反射フォトマスク２００に関する。反射多層構造１２０の多層膜ミラー１２５を通って延びるパターントレンチ３２０は、上記さらなる多層膜ミラー１１７内へは延びていない。基板１１０は、パターントレンチ３２０のエッチングの際に全てのパターントレンチ３２０が確実に同じ深さを有するようにするとともに上記さらなる多層膜ミラー１１７を保護するためのエッチストップ層１１８をさらに含み得る。
図６Ａのフォトマスク２００には吸収体層が全く無く、パターン情報は、露光放射の多層膜ミラー１２５内で反射された部分とさらなる多層膜ミラー１１７内で反射された部分との位相差のみによって転写されている。
図６Ｂにおいては、フォトマスク２００は、基板１１０内のさらなる多層膜ミラー１１７に加えて、少なくとも吸収体層１３５を含む吸収体積層部１３０を含んでいる。さらなる詳細については、前述の図５Ａおよび図５Ｂの説明を参照する。
補助部分１１１は、フレームトレンチ３１０の形成前または形成後および／またはパターントレンチ３２０を有する吸収体パターンの形成前または形成後に形成され得る。図７Ａおよび図７Ｂは、パターントレンチ３２０およびフレームトレンチ３１０の形成前に散乱中心１１１ｚが形成されたマスクブランク５００に関する。
マスクブランク５００の基板１１０は、少なくとも、低熱膨張材料の基板層１１５を含んでいる。反射多層構造１２０が、基板１１０の第１の面を覆っている。吸収体積層部１３０が、反射多層構造１２０における基板１１０とは反対側の表面に、反射多層構造１２０を基板１１０との間で挟むように配置されている。吸収体積層部１３０は、均一な厚さを有する連続した非パターン形成構造である。さらなる詳細については、図１Ａおよび図１Ｂのフォトマスク２００の説明を参照する。
図８は、図５Ａおよび図５Ｂのフォトマスク２００を製造するための反射型マスクブランク５００を示す。
図９の反射型マスクブランク５００において、基板１１０は、反射多層構造１２０の多層膜ミラー１２５と図６Ｂのフォトマスク２００の製造用の基板１１０のさらなる多層膜ミラー１１７との間に挟まれたエッチストップ層１１８をさらに含んでいる。さらなる実施形態によると、図９の反射型マスクブランク５００には、図６Ａに示したタイプのフォトマスク２００の製造用の吸収体積層部１３０を有していなくてもよい。
本明細書中において特定の実施形態を図示および説明したが、様々な代替および／または同等の実装形態をもって上記特定の実施形態に代え得ることが当業者には認識されよう。本出願は、本明細書中に記載の上記特定の実施形態のいかなる適応形態または変形形態も包含するものとする。したがって、本発明は、特許請求項とその均等物とによってのみ限定されるものとする。
１１０ 基板
１１１ 補助部分
１１１ｚ 散乱中心
１１２ 主要部分
１１４ 導電性表面膜
１１５ 基板層
１１７ 多層膜ミラー
１１８ エッチストップ層
１１９ 導電性界面層
１２０ 反射多層構造
１２２ 二重層
１２２ａ、１２２ｂ 層
１２５ 多層膜ミラー
１２９ キャッピング層
１３０ 吸収体積層部
１３１ バッファ層
１３５ 吸収体層
１３９ 反射防止層
２００、２９９ 反射フォトマスク
２０１ 主面（露光面）
２０２ 主面（取付面）
２０３ 側面
２１０ 画像部
２１１ パターン部
２１２ エッジ部
２１９ エッジ部
２２０ フレーム部
３１０ フレームトレンチ
３２０ パターントレンチ
４００ フォトリソグラフィ装置
４０５ 露光ビーム
４０７ 水平方向
４１０ 反射光学系
４２０ アパーチャ
５００ マスクブランク
６００ 半導体ウエハ
６０１ フォトレジスト層
６１０ ＯＯＢ（アウト・オブ・バンド）放射
６２１ 第１の部分
６２２ 第２の部分
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４ 照明フィールド
ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４ 迷光フィールド
１１１ 補助部分
１１１ｚ 散乱中心
１１２ 主要部分
１１４ 導電性表面膜
１１５ 基板層
１１７ 多層膜ミラー
１１８ エッチストップ層
１１９ 導電性界面層
１２０ 反射多層構造
１２２ 二重層
１２２ａ、１２２ｂ 層
１２５ 多層膜ミラー
１２９ キャッピング層
１３０ 吸収体積層部
１３１ バッファ層
１３５ 吸収体層
１３９ 反射防止層
２００、２９９ 反射フォトマスク
２０１ 主面（露光面）
２０２ 主面（取付面）
２０３ 側面
２１０ 画像部
２１１ パターン部
２１２ エッジ部
２１９ エッジ部
２２０ フレーム部
３１０ フレームトレンチ
３２０ パターントレンチ
４００ フォトリソグラフィ装置
４０５ 露光ビーム
４０７ 水平方向
４１０ 反射光学系
４２０ アパーチャ
５００ マスクブランク
６００ 半導体ウエハ
６０１ フォトレジスト層
６１０ ＯＯＢ（アウト・オブ・バンド）放射
６２１ 第１の部分
６２２ 第２の部分
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４ 照明フィールド
ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４ 迷光フィールド
Claims (22)
- 低熱膨張材料の基板層を含む基板と、
前記基板の第１の面に形成された多層膜ミラーとを備え、
前記基板層が、前記低熱膨張材料の第１の構造形態の主要部分と第２の構造形態の補助部分とを有し、
前記補助部分が、前記基板においてパターン部を取り囲むフレーム部に形成されており、
１５ｎｍ未満の露光波長に対する前記多層膜ミラーの反射率が少なくとも５０％であり、
前記多層膜ミラーを通って延びるフレームトレンチが、前記フレーム部において前記基板を露出させている反射フォトマスク。 - 前記低熱膨張材料の前記主要部分の熱膨張係数が１ｐｐｍ／Ｋ未満である、請求項１に記載の反射フォトマスク。
- 前記補助部分が、１００ｎｍ〜３００ｎｍのアウト・オブ・バンド波長範囲の放射に対する散乱中心を含む、請求項１または２に記載の反射フォトマスク。
- 前記アウト・オブ・バンド波長範囲に対して、前記補助部分の平均反射率が最大でも前記主要部分の平均反射率の５０％である、請求項３に記載の反射フォトマスク。
- 前記多層膜ミラーにおける前記基板とは反対側に形成された吸収体積層部をさらに備え、
前記吸収体積層部の主露光波長に対する吸光度が少なくとも５０％であり、
前記パターン部内においてパターントレンチが前記多層膜ミラーを部分的に露出させている、請求項１から４のうちのいずれかに記載の反射フォトマスク。 - 前記フレームトレンチが、前記パターン部を取り囲む連続したフレームを形成している、請求項１から５のうちのいずれかに記載の反射フォトマスク。
- 前記フレーム部における実効屈折率が、前記主要部分における実効屈折率と少なくとも１０％異なる、請求項１から６のうちのいずれかに記載の反射フォトマスク。
- 前記主要部分がアモルファスである、請求項１から７のうちのいずれかに記載の反射フォトマスク。
- 前記補助部分が、前記第１の面まで少なくとも５ｎｍの距離にある、請求項１から８のうちのいずれかに記載の反射フォトマスク。
- 前記補助部分が、波長５３２ｎｍのレーザパルスの照射によって形成される、請求項１から９のうちのいずれかに記載の反射フォトマスク。
- 前記露光波長が、６ｎｍ〜１４ｎｍの範囲内である、請求項１から１０のうちのいずれかに記載の反射フォトマスク。
- 前記補助部分が、前記フレーム部に沿って、連続した構造を形成している、請求項１から１１のうちのいずれかに記載の反射フォトマスク。
- 前記補助部分が、前記フレーム部に沿って並んだ互いに異なる部分を含む、請求項１から１１のうちのいずれかに記載の反射フォトマスク。
- 低熱膨張材料の基板層を含む基板と、
前記基板の第１の面に形成された多層膜ミラーとを備え、
前記基板層が、前記低熱膨張材料の第１の構造形態の主要部分と第２の構造形態の補助部分とを有し、
前記補助部分が、前記基板においてパターン部を取り囲むフレーム部に形成されており、
１５ｎｍ未満の露光波長に対する前記多層膜ミラーの反射率が少なくとも５０％である反射型マスクブランク。 - 前記低熱膨張材料の前記主要部分の熱膨張係数が１ｐｐｍ／Ｋ未満である、請求項１４に記載の反射型マスクブランク。
- 前記補助部分が、１００ｎｍ〜３００ｎｍのアウト・オブ・バンド波長範囲の放射に対する散乱中心を含む、請求項１４または１５に記載の反射型マスクブランク。
- 前記アウト・オブ・バンド波長範囲に対して、前記補助部分の平均反射率が最大でも前記主要部分の平均反射率の５０％である、請求項１６に記載の反射型マスクブランク。
- 前記多層膜ミラーにおける前記基板とは反対側の面に形成された吸収体積層部をさらに備え、
前記吸収体積層部の主露光波長に対する吸光度が少なくとも５０％である、請求項１４から１７のうちのいずれかに記載の反射型マスクブランク。 - 前記フレーム部が、連続したフレームを形成している、請求項１４から１８のうちのいずれかに記載の反射型マスクブランク。
- 前記フレーム部における実効屈折率が、前記主要部分における実効屈折率と少なくとも１０％異なる、請求項１４から１９のうちのいずれかに記載の反射型マスクブランク。
- 前記補助部分が、前記フレーム部に沿って、連続した構造を形成している、請求項１４から２０のうちのいずれかに記載の反射型マスクブランク。
- 前記補助部分が、前記フレーム部に沿って並んだ互いに異なる部分を含む、請求項１４から２０のうちのいずれかに反射型マスクブランク。
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