JP2018045133A - Reflection type photomask and reflection type photomask blank - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、極端紫外線(EUV:Extreme Ultra Violet)を露光光とするリソグラフィで使用する反射型フォトマスク、及びそれを作製するための反射型フォトマスクブランクに関する。 The present invention relates to a reflective photomask used in lithography using extreme ultraviolet (EUV) as exposure light, and a reflective photomask blank for producing the same.
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体デバイスの微細化に伴い、フォトリソグラフィ技術の微細化に対する要求が高まっている。既に、リソグラフィも従来の波長が193nmのArFエキシマレーザ光を用いた露光から、波長が13.5nm付近のEUV領域の光を用いた露光に置き換わりつつある。 In the manufacturing process of semiconductor devices, with the miniaturization of semiconductor devices, there is an increasing demand for miniaturization of photolithography technology. Already, lithography is being replaced by conventional exposure using ArF excimer laser light having a wavelength of 193 nm to exposure using light in the EUV region having a wavelength of around 13.5 nm.
EUV領域の光に対してはほとんどの物質が高い光吸収性をもつため、EUV露光用のフォトマスク(EUVマスク)は、従来の透過型のフォトマスクとは異なり、反射型のフォトマスクとなる。例えば、特許文献1には、ガラス基板上にシリコン(Si)膜及びモリブデン(Mo)膜を交互に積層した多層膜からなる反射層を形成し、その上に反射層を保護するための保護膜(Capping膜)を介して、タンタル(Ta)を主成分とする吸収膜により回路パターン(吸収膜パターン)を形成する構造が開示されている。
Since most substances have high light absorptivity with respect to light in the EUV region, a photomask for EUV exposure (EUV mask) is a reflective photomask, unlike a conventional transmissive photomask. . For example, in
同様に、EUV光を用いる光学系では、屈折光学系が使用できず、透過型のビームスプリッタを利用した偏向が不可能であることから、露光機の光学系も反射型となる。従ってEUVマスクでは、マスクへの入射光と反射光が同軸上に設計できず、6度程度光軸を傾けてマスクへ入射した光の反射光を半導体基板(ウェハ)に導き、ウェハ上に塗布された感光性樹脂を感光させる手法が採用される。 Similarly, in an optical system using EUV light, a refractive optical system cannot be used, and deflection using a transmissive beam splitter is impossible. Therefore, the optical system of the exposure machine is also a reflection type. Therefore, in the EUV mask, the incident light and the reflected light on the mask cannot be designed on the same axis, and the reflected light of the light incident on the mask with the optical axis tilted about 6 degrees is guided to the semiconductor substrate (wafer) and applied onto the wafer. A method of exposing the photosensitive resin thus formed is employed.
前記のようにEUV露光では光軸を傾斜することから、マスクで反射する際に、マスクへの光の入射方向に依存して吸収膜パターンの一部が影となって、ウェハ上で本来の設計パターンとは異なる回路パターンが形成される現象(射影効果)が発生することが知られている。すなわち、射影効果により、吸収膜パターンの線幅、向き、ピッチ等に依存してウェハ上で線幅誤差やパターンの位置ずれが生じ、転写品質を悪化させる。射影効果による影響は、パターン線幅が微細になるほど顕著になる。 As described above, in the EUV exposure, the optical axis is inclined. Therefore, when the light is reflected by the mask, a part of the absorption film pattern becomes a shadow depending on the incident direction of the light to the mask, and the original on the wafer. It is known that a phenomenon (projection effect) in which a circuit pattern different from a design pattern is formed occurs. That is, the projection effect causes line width error and pattern position shift on the wafer depending on the line width, direction, pitch, etc. of the absorption film pattern, and deteriorates the transfer quality. The effect of the projection effect becomes more prominent as the pattern line width becomes finer.
そこで、射影効果を軽減するために、吸収膜の膜厚を薄膜化して吸収膜パターンの高さを低くすることとし、薄膜化できる材料として、EUV光の高吸収性材料を吸収膜とする提案がなされている(例えば特許文献2)。 Therefore, in order to reduce the projection effect, the thickness of the absorption film is reduced to reduce the height of the absorption film pattern, and as a material that can be thinned, a highly absorbing material for EUV light is used as the absorption film. (For example, Patent Document 2).
透過型フォトマスクにおける遮光膜のパターニングには、微細化の進展に伴い、ドライエッチングを用いることが一般化しており、EUVマスクにおける吸収膜のパターニングにもドライエッチングが適用される。しかしながら、一般に、EUVマスクの吸収膜の膜厚を薄膜化できる高吸収性材料は、ドライエッチングレートの低い材料であるため、エッチングマスクとなるレジストも厚くする必要があり、結果として高吸収性材料による微細
な吸収膜パターンを形成することが難しいという問題があった。
For the patterning of the light shielding film in the transmission type photomask, dry etching is generally used with the progress of miniaturization, and the dry etching is also applied to the patterning of the absorption film in the EUV mask. However, in general, a high-absorbency material that can reduce the thickness of the absorption film of the EUV mask is a material having a low dry etching rate, and therefore, it is necessary to increase the thickness of the resist serving as an etching mask. There is a problem that it is difficult to form a fine absorption film pattern due to the above.
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、EUVマスクの吸収膜として高吸収性材料を使用した場合であっても、微細な吸収膜パターンが形成されており、従って射影効果を軽減することができる反射型フォトマスク、及びそれを作製するための反射型フォトマスクブランクを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems. The object of the present invention is to provide a fine absorption film pattern even when a high-absorption material is used as an absorption film of an EUV mask. Therefore, it is an object of the present invention to provide a reflective photomask that can reduce the projection effect, and a reflective photomask blank for producing the same.
上述の問題を解決するために、請求項1に記載の発明は、基板、多層反射層、保護膜、吸収膜を備える反射型フォトマスクであって、
前記吸収膜は第1の吸収膜と第2の吸収膜の2層構造からなり、
前記第1の吸収膜と前記第2の吸収膜はいずれも、波長13.5nmの極端紫外線に対する消衰係数が0.05以上であり、
前記第1の吸収膜と前記第2の吸収膜は、一方が塩素系ガスに対してエッチングされやすくフッ素系ガスに対してエッチングされにくい材料であり、他方がフッ素系ガスに対してエッチングされやすく塩素系ガスに対してエッチングされにくい材料であることを特徴とする反射型フォトマスクとしたものである。
In order to solve the above problem, the invention described in
The absorption film has a two-layer structure of a first absorption film and a second absorption film,
Each of the first absorption film and the second absorption film has an extinction coefficient of 0.05 or more with respect to extreme ultraviolet light having a wavelength of 13.5 nm,
One of the first absorption film and the second absorption film is a material that is easily etched with respect to a chlorine-based gas and difficult to be etched with respect to a fluorine-based gas, and the other is easily etched with respect to a fluorine-based gas. This is a reflective photomask characterized in that it is a material that is difficult to be etched by a chlorine-based gas.
請求項2に記載の発明は、前記第1の吸収膜と前記第2の吸収膜は、一方がSn及びそれらの酸化物、窒化物、酸窒化物からなる群より選択される少なくとも一種の原子、及び分子を主たる構成要素とし、他方がTe及びそれらの酸化物、窒化物、酸窒化物からなる群より選択される少なくとも一種の原子、及び分子を主たる構成要素とすることを特徴とする請求項1に記載の反射型フォトマスクとしたものである。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、基板、多層反射層、保護膜、吸収膜を備える反射型フォトマスクブランクであって、
前記吸収膜は第1の吸収膜と第2の吸収膜の2層構造からなり、
前記第1の吸収膜と前記第2の吸収膜はいずれも、波長13.5nmの極端紫外線に対する消衰係数が0.05以上であり、
前記第1の吸収膜と前記第2の吸収膜は、一方が塩素系ガスに対してエッチングされやすくフッ素系ガスに対してエッチングされにくい材料であり、他方がフッ素系ガスに対してエッチングされやすく塩素系ガスに対してエッチングされにくい材料であることを特徴とする反射型フォトマスクブランクとしたものである。
The invention according to
The absorption film has a two-layer structure of a first absorption film and a second absorption film,
Each of the first absorption film and the second absorption film has an extinction coefficient of 0.05 or more with respect to extreme ultraviolet light having a wavelength of 13.5 nm,
One of the first absorption film and the second absorption film is a material that is easily etched with respect to a chlorine-based gas and difficult to be etched with respect to a fluorine-based gas, and the other is easily etched with respect to a fluorine-based gas. This is a reflective photomask blank characterized by being a material that is difficult to be etched with respect to a chlorine-based gas.
請求項4に記載の発明は、前記第1の吸収膜と前記第2の吸収膜は、一方がSn及びそれらの酸化物、窒化物、酸窒化物からなる群より選択される少なくとも一種の原子、及び分子を主たる構成要素とし、他方がTe及びそれらの酸化物、窒化物、酸窒化物からなる群より選択される少なくとも一種の原子、及び分子を主たる構成要素とすることを特徴とする請求項3に記載の反射型フォトマスクブランクとしたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, at least one of the first absorption film and the second absorption film is selected from the group consisting of Sn and oxides, nitrides, and oxynitrides thereof. And at least one atom selected from the group consisting of Te and their oxides, nitrides, and oxynitrides, and a molecule as a main component. The reflective photomask blank according to
本発明の反射型フォトマスク、及びそれを作製するための反射型フォトマスクブランクによれば、吸収膜をドライエッチング特性の異なる高吸収性材料による2層吸収膜とするので、従来よりも薄いレジスト膜厚が使えるようになり、微細な高吸収膜パターンを形成することが可能となる。その結果、射影効果を軽減することができ、ウェハ上で線幅誤差やパターンの位置ずれを低減することが可能となる。 According to the reflection type photomask of the present invention and the reflection type photomask blank for producing the same, the absorption film is a two-layer absorption film made of a high absorption material having different dry etching characteristics. The film thickness can be used, and a fine superabsorbent film pattern can be formed. As a result, it is possible to reduce the projection effect, and it is possible to reduce line width errors and pattern positional deviations on the wafer.
以下、本発明の実施形態に係る反射型フォトマスク、及びそれを作製するための反射型フォトマスクブランクについて詳細に説明する。尚、同一の構成要素については便宜上の理由がない限り同一の符号を付け、重複する説明は省略する。また、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際と同じではない。 Hereinafter, a reflective photomask according to an embodiment of the present invention and a reflective photomask blank for producing the same will be described in detail. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same component unless there is a reason for convenience, and the overlapping description is abbreviate | omitted. Also, in the drawings used in the following description, in order to make the features easy to understand, the portions that become the features may be shown in an enlarged manner, and the dimensional ratios of the respective constituent elements are not the same as the actual ones.
図1は、本発明の反射型フォトマスクを作製するための反射型フォトマスクブランク10の実施形態に係る構造を示す模式断面図である。本発明の反射型フォトマスクブランク10は、基板1、多層反射層2、保護膜3、第1の吸収膜4と第2の吸収膜5を備える反射型フォトマスクブランクである。別な形態としては、保護膜3と第1の吸収膜4の層間に、第1の吸収膜4のエッチング停止層となり、吸収膜パターン欠陥修正時のバッファとなる緩衝膜(図示せず)を備える形態がある。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a structure according to an embodiment of a reflective photomask blank 10 for producing a reflective photomask of the present invention. A reflective photomask blank 10 of the present invention is a reflective photomask blank including a
EUV露光に限らず、投影露光による転写を実現するうえで、フォトマスクに要求される光学特性は、第一にマスクコントラストである。通常透過型マスクにおいて、マスクコントラストは、透明基板部を透過した透過率をT0、遮光膜を含むパターン部を透過した透過率をTとするとき、下記(1)式で評価される。
OD=−log(T/T0) ・・・ (1)
ここで、ODは光学濃度(Optical density)と呼ばれ、遮光膜の遮光性の程度を表す。
Not only EUV exposure but also optical characteristics required for a photomask for realizing transfer by projection exposure are firstly mask contrast. In a normal transmission mask, the mask contrast is evaluated by the following equation (1), where T 0 is the transmittance through the transparent substrate portion and T is the transmittance through the pattern portion including the light shielding film.
OD = −log (T / T 0 ) (1)
Here, OD is called optical density and represents the degree of light shielding property of the light shielding film.
EUVマスクにおいても、マスクコントラストは同様に評価でき、多層反射層2と保護膜3からなる高反射部による反射率をR0、吸収膜を含む低反射部からの反射率をRとすると(図2参照)、透過型マスクと同様に、下記(2)式で評価される。
OD=−log(R/R0) ・・・ (2)
良好なEUV転写を行うためには、露光条件やパターンにも依存するが、通常ODは2.0〜3.0が好適である。式(2)から分るように、反射率Rが小さいほどODは大きくなる。反射率Rを小さくするためには、EUV光に対する吸収性の高い、すなわち消衰係数の大きい吸収膜を用いればよい。言い換えれば、同じOD値であれば、消衰係数の大きい高吸収膜を用いるほど吸収膜を薄膜化することができる。
Also in the EUV mask, the mask contrast can be evaluated in the same manner, where R 0 is the reflectance of the high reflection portion composed of the multilayer
OD = −log (R / R 0 ) (2)
In order to perform good EUV transfer, although depending on exposure conditions and patterns, the OD is usually preferably 2.0 to 3.0. As can be seen from Equation (2), the OD increases as the reflectance R decreases. In order to reduce the reflectance R, an absorption film having a high absorbability for EUV light, that is, a large extinction coefficient may be used. In other words, if the OD value is the same, the absorption film can be made thinner as the high absorption film having a larger extinction coefficient is used.
本発明の反射型フォトマスクブランク10は、第1の吸収膜4と第2の吸収膜5はいずれも、波長13.5nmのEUV光に対する消衰係数が0.05以上である。従来の吸収膜は、Taに代表されるように、波長13.5nmのEUV光に対する消衰係数が0.04以下である。本発明の反射型フォトマスクブランクの第1の吸収膜と第2の吸収膜はいずれも0.05以上であるので吸収性が高く、2層合計の膜厚であっても従来の吸収膜の膜厚よりも薄膜化することができる。従って反射型フォトマスク20(図2参照)としたときの吸収膜パターンによる射影効果を軽減することが可能となる。
In the reflective photomask blank 10 of the present invention, the
本発明の反射型フォトマスクブランク10はさらに、第1の吸収膜4と第2の吸収膜5の一方が塩素系ガスに対してエッチングされやすくフッ素系ガスに対してエッチングされにくく、他方がフッ素系ガスに対してエッチングされやすく塩素系ガスに対してエッチングされにくい特性を有している。これにより、第1の吸収膜4のエッチング時にその上層
の第2の吸収膜5のパターンをエッチングマスクとして機能させることができる。従って、第2の吸収膜5上のレジストパターンは主として第2の吸収膜5をエッチングする際のエッチングマスクとして機能すればよいので、従来の高吸収性材料を用いた反射型フォトマスクの製造工程よりもレジスト膜厚を薄くすることができる。結果として高吸収性材料による微細な吸収膜パターンを形成する難度を下げることができる。
The
一般に、ドライエッチングは、プラズマ中で導入ガスが電子と衝突し、活性ラジカルや種々の形に解離した反応性イオンが発生してエッチングを引き起こすが、エッチング表面に低沸点の揮発性生成物を形成するほどエッチングされやすく、その指標となるのは、被エッチング材料と導入ガスによる反応生成物の沸点や蒸気圧である。すなわち、沸点が低い反応生成物ほど気化して蒸気圧は高くなり排気されやすい。 Generally, in dry etching, the introduced gas collides with electrons in the plasma, and active radicals and reactive ions dissociated into various forms are generated to cause etching, but low-boiling volatile products are formed on the etching surface. The easier it is to etch, the index is the boiling point and vapor pressure of the reaction product due to the material to be etched and the introduced gas. That is, the lower the boiling point of the reaction product is, the more vaporized, the higher the vapor pressure, and the easier it is to exhaust.
反射型フォトマスクの吸収膜のエッチングにおいては、前記の「エッチングされやすい」、「エッチングされにくい」の目安としては、例えば塩素系ガスに対してエッチングされやすい場合、エッチングによって生成する少なくとも一種の塩化物の沸点が150℃以下であり、塩素系ガスに対してエッチングされにくい場合、エッチングによって生成する化学量論的にとり得る形態の塩化物の沸点が300℃以上であることを目安とすることができる。フッ素系ガスに対しても同様である。 In the etching of the absorption film of the reflection type photomask, as a measure of the above “easy to be etched” and “not easily etched”, for example, when etching is easily performed with a chlorine-based gas, at least one kind of chloride generated by etching is used. If the boiling point of the product is 150 ° C. or less and it is difficult to etch with respect to chlorine-based gas, the stoichiometric form of the chloride generated by etching may have a boiling point of 300 ° C. or more as a guide. it can. The same applies to the fluorine-based gas.
第1の吸収膜4と第2の吸収膜5のどちらを塩素系ガスに対してエッチングされやすい材料とし、他方をフッ素系ガスに対してエッチングされやすい材料とするかは、使用する保護膜3(緩衝膜を使用する場合は緩衝膜)がどちらのガスによりエッチングされやすいかによって決定すればよい。すなわち、保護膜3(または緩衝膜)がフッ素系ガスによりエッチングされやすい場合は、第1の吸収膜4を塩素系ガスに対してエッチングされやすい材料、第2の吸収膜5をフッ素系ガスに対してエッチングされやすい材料とし、保護膜3(または緩衝膜)が塩素系ガスによりエッチングされやすい場合は、その逆の2層吸収膜の構造とすればよい。
Which of the
図3に、本発明の反射型フォトマスクブランク10を用いた反射型フォトマスク20の製造工程を示す。図3(a)は、平坦な低熱膨張基板1上に多層反射層2が形成され、その上に多層反射層2を保護する保護膜3が成膜され、さらにその上に第1の吸収膜4と第2の吸収膜5が成膜された本発明の反射型フォトマスクブランク10上に、電子線描画またはレーザ描画用のレジスト6が形成された形態を示している。
FIG. 3 shows a manufacturing process of the
次に、電子線またはレーザによりパターン描画を行い、現像してレジストパターン6aを形成(図3(b))した後、レジストパターン6aをエッチングマスクとしてフッ素系ガス(または塩素系ガス)により第2の吸収膜5のエッチングを行い、第2の吸収膜パターン5aを形成する(図3(c))。このときレジストパターン6aは、第2の吸収膜5とのエッチング選択比に応じて膜減りし、レジストパターン6bとなる。
Next, pattern drawing is performed with an electron beam or a laser, and development is performed to form a resist
引き続き、膜減りしたレジストパターン6b及び第2の吸収膜パターン5aをエッチングマスクとして塩素系ガス(またはフッ素系ガス)により第1の吸収膜4のエッチングを行い、第1の吸収膜パターン4aを形成する。この過程中にレジストパターン6bは消失するが、レジストパターン6bの消失後は、第2の吸収膜パターン5aがエッチングマスクとして機能する。このとき、第2の吸収膜パターン5aは、第1の吸収膜4とのエッチング選択比に応じて膜減りするが、あらかじめ実験により膜減り量を測定しておき、膜減り量の分だけ第2の吸収膜5を厚く成膜しておけば、最終的に必要な第2の吸収膜パターン5aの厚さとなる。同様に、第1の吸収膜4のエッチング中に第2の吸収膜パターン5aの線幅が細り、第1の吸収膜パターン4aが予定の線幅よりも細くなる場合は、あらかじめ実験により細り量を測定しておき、その分だけ描画パターンの線幅を太くしておけば
よい。
Subsequently, the first absorbing
このようにして、本発明の反射型フォトマスク20を作製することができる(図3(d))。尚、従来の反射型フォトマスクの製造工程では、吸収膜のエッチング後にレジストパターンの剥離工程が必要であったが、本発明の反射型フォトマスク20の製造工程では、レジストパターンは工程中に消失するので剥離工程を必要としないこともひとつの特徴である。
In this way, the
本発明の反射型フォトマスク、及び反射型フォトマスクブランクで用いる第1の吸収膜と第2の吸収膜としては、EUV光の吸収性(消衰係数)、ドライエッチング特性、コスト等の総合的な観点から、一方がSn及びそれらの酸化物、窒化物、酸窒化物からなる群より選択される少なくとも一種の原子、及び分子を主たる構成要素とし、他方がTe及びそれらの酸化物、窒化物、酸窒化物からなる群より選択される少なくとも一種の原子、及び分子を主たる構成要素とすることが好ましい。ここで、「主たる構成要素」とは、これらの原子、及び分子を成す原子数の和が、全原子数の90%以上であることを意味する。 As the first absorption film and the second absorption film used in the reflection type photomask and the reflection type photomask blank of the present invention, the EUV light absorptivity (extinction coefficient), dry etching characteristics, cost, etc. are comprehensive. From one point of view, one of the main components is at least one atom and molecule selected from the group consisting of Sn and their oxides, nitrides, and oxynitrides, and the other is Te and their oxides and nitrides. It is preferable that at least one atom and molecule selected from the group consisting of oxynitrides are the main constituent elements. Here, the “main constituent element” means that the sum of the number of atoms constituting these atoms and molecules is 90% or more of the total number of atoms.
ここで、単体金属であるSn、Teの他にそれらの酸化物、窒化物、酸窒化物が候補となる理由は、通常単体金属よりも酸化物、窒化物、酸窒化物の方が、フォトマスクに必要な洗浄液耐性が向上するからである。反面ドライエッチングレートは低下するので、酸化物、窒化物、酸窒化物の場合は、化学量論比よりも金属を多めに含有した酸化物、窒化物、酸窒化物であることが好ましい。尚、後述の表1のEUV波長(13.5nm)におけるSnとSnOの光学定数の比較からも分るように、酸化物、窒化物、酸窒化物となることで、高吸収領域の消衰係数が単体の場合よりも大きく変化することはない。 Here, in addition to the simple metals Sn and Te, their oxides, nitrides, and oxynitrides are candidates. Usually, oxides, nitrides, and oxynitrides are more photoactive than single metals. This is because the resistance to the cleaning liquid necessary for the mask is improved. On the other hand, since the dry etching rate is lowered, in the case of oxides, nitrides, and oxynitrides, oxides, nitrides, and oxynitrides containing more metal than the stoichiometric ratio are preferable. As can be seen from the comparison of optical constants of Sn and SnO at the EUV wavelength (13.5 nm) in Table 1 described later, the extinction of the high absorption region is achieved by becoming an oxide, nitride, or oxynitride. The coefficient does not change much more than in the case of a single unit.
EUV波長(13.5nm)における各種材料の光学定数(屈折率:n、消衰係数:k)を表1に示す。表1の数値は、各種文献及びウェブサイトで見られる値をまとめたものである。表1の数値を基に、本発明の反射型フォトマスクの実施形態例として、第1の吸収膜、第2の吸収膜の一方をSn、他方をTeとしたときのOD値を計算した結果を図4、図5に示す。尚、これらの計算において、保護膜は厚さ2.5nmのRu膜、多層反射層はSiとMoによる40対の多層膜として計算している。
図4(a)は、第2の吸収膜をTe(膜厚10nm)とし、第1の吸収膜をSn(膜厚0〜50nm)として、第1、第2の吸収膜の合計膜厚を横軸としたときのOD値を光学薄膜理論により計算した結果である。また、図4(b)は、第2の吸収膜をTe(膜厚20nm)とし、第1の吸収膜をSn(膜厚0〜40nm)として、第1、第2の吸収膜の合計膜厚を横軸としたときのOD値を計算した結果である。
FIG. 4A shows the total thickness of the first and second absorption films, where the second absorption film is Te (
同様に、図5(a)は、第2の吸収膜をSn(膜厚10nm)とし、第1の吸収膜をTe(膜厚0〜50nm)として、第1、第2の吸収膜の合計膜厚を横軸としたときのOD値を計算した結果である。また、図5(b)は、第2の吸収膜をSn(膜厚20nm)とし、第1の吸収膜をTe(膜厚0〜40nm)として、第1、第2の吸収膜の合計膜厚を横軸としたときのOD値を計算した結果である。
Similarly, in FIG. 5A, the second absorption film is Sn (
図4、図5から分るように、OD=2.0〜3.0を得るためには、第1、第2の吸収膜の合計膜厚は25nm〜40nm程度であればよい。従来のTa膜を用いる場合は、OD=2.0を得るために少なくとも60nm厚程度必要であるので、本発明の2層吸収膜の構造は膜厚を低減できる高吸収膜として有効であることが分る。 As can be seen from FIGS. 4 and 5, in order to obtain OD = 2.0 to 3.0, the total film thickness of the first and second absorption films may be about 25 nm to 40 nm. When a conventional Ta film is used, at least about 60 nm thickness is required to obtain OD = 2.0. Therefore, the structure of the two-layer absorption film of the present invention is effective as a high absorption film capable of reducing the film thickness. I understand.
既述のように、一般にドライエッチングの容易性は、被エッチング材料と導入ガスによ
る反応生成物の沸点を比較することにより見積もることができる。表2に、本発明の反射型フォトマスクの吸収膜材料として好適なTe、Sn、及び従来からの保護膜候補であるRu、Si、Alの代表的なフッ化物、塩化物の沸点を示す。表2の数値は、各種文献(CRC Handbook of Chemistry and Physics, 78th. Editionなど)及びウェブサイトで見られる値をまとめたものである。
表2から分るように、Teはフッ素系ガス、Snは塩素系ガスによる化合物の方が沸点は低く、エッチングされやすい。保護膜はエッチングされにくいことが望ましく、Ruはフッ素系ガス、塩素系ガスいずれに対してもエッチングされにくいが、塩素系ガスによる方がよりエッチングされにくい。Siはフッ素系ガス、塩素系ガスいずれに対しても比較的エッチングされやすいが、塩素系ガスによる方がよりエッチングされにくい。また、Alは塩素系ガスよりもフッ素系ガスによる方がエッチングされにくい。 As can be seen from Table 2, Te is a fluorine-based gas and Sn is a chlorine-based gas. It is desirable that the protective film is difficult to be etched, and Ru is less likely to be etched with respect to both a fluorine-based gas and a chlorine-based gas, but is more difficult to be etched with a chlorine-based gas. Si is relatively easily etched with both fluorine-based gas and chlorine-based gas, but etching with chlorine-based gas is more difficult. Also, Al is less likely to be etched with a fluorine-based gas than with a chlorine-based gas.
前記の結果により、Ruを保護膜とする場合は、第1の吸収膜(下層)を塩素系ガスでエッチングされやすいSn、第2の吸収膜(上層)をTeとすることが好ましいが、第1の吸収膜をTe、第2の吸収膜をSnとすることもできる。Siを保護膜とする場合は、第1の吸収膜を塩素系ガスでエッチングされやすいSn、第2の吸収膜をTeとすることが好ましい。また、AlやAl2O3を保護膜とする場合は、第1の吸収膜をフッ素系ガスでエッチングされやすいTe、第2の吸収膜をSnとすることが好ましい。 From the above results, when Ru is used as a protective film, it is preferable that the first absorption film (lower layer) is Sn that is easily etched with a chlorine-based gas, and the second absorption film (upper layer) is Te. The first absorption film may be Te and the second absorption film may be Sn. When Si is used as the protective film, it is preferable that the first absorption film is Sn which is easily etched with a chlorine-based gas, and the second absorption film is Te. When Al or Al 2 O 3 is used as the protective film, it is preferable that the first absorption film is Te which is easily etched with a fluorine-based gas, and the second absorption film is Sn.
前記のような2層吸収膜の構造とすることにより、本発明の反射型フォトマスク及び反射型フォトマスクブランクにおいては、第2の吸収膜が第1の吸収膜のエッチング時にエッチングマスクとして機能するので、高吸収性材料であっても、従来よりも薄いレジスト膜厚が使えるようになり、微細な吸収膜パターンを形成しやすくなる。その結果、高吸収性膜パターンによる射影効果の軽減をより効果的に行うことができるようになる。 With the structure of the two-layer absorption film as described above, in the reflection type photomask and reflection type photomask blank of the present invention, the second absorption film functions as an etching mask when the first absorption film is etched. Therefore, even with a high absorption material, a thinner resist film thickness can be used than before, and a fine absorption film pattern can be easily formed. As a result, the projection effect due to the highly absorbent film pattern can be reduced more effectively.
本発明は上記の実施形態そのままに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り、変形して具体化できる。また、明細書に示される事項の適宜の応用によって種々の発明を想定できるものである。例えば、塩素系ガス、フッ素系ガスのいずれによってもエッチングされにくく、別のガス種によってエッチングされやすい第3の吸収膜を導入し、3層構造の高吸収膜とすることなどが相当する。 The present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be modified and embodied without departing from the gist of the present invention. Various inventions can be envisaged by appropriate application of the matters shown in the specification. For example, a third absorption film that is difficult to be etched by either chlorine-based gas or fluorine-based gas and is easily etched by another gas type is introduced to form a high-absorption film having a three-layer structure.
1・・・・基板
2・・・・多層反射層
3・・・・保護膜
4・・・・第1の吸収膜
4a・・・第1の吸収膜パターン
5・・・・第2の吸収膜
5a・・・第2の吸収膜パターン
6・・・・レジスト
6a・・・レジストパターン
6b・・・膜減りしたレジストパターン
10・・・反射型フォトマスクブランク
20・・・反射型フォトマスク
I・・・・入射光
R、R0・・・反射光
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記吸収膜は第1の吸収膜と第2の吸収膜の2層構造からなり、
前記第1の吸収膜と前記第2の吸収膜はいずれも、波長13.5nmの極端紫外線に対する消衰係数が0.05以上であり、
前記第1の吸収膜と前記第2の吸収膜は、一方が塩素系ガスに対してエッチングされやすくフッ素系ガスに対してエッチングされにくい材料であり、他方がフッ素系ガスに対してエッチングされやすく塩素系ガスに対してエッチングされにくい材料であることを特徴とする反射型フォトマスク。 A reflective photomask comprising a substrate, a multilayer reflective layer, a protective film, an absorption film,
The absorption film has a two-layer structure of a first absorption film and a second absorption film,
Each of the first absorption film and the second absorption film has an extinction coefficient of 0.05 or more with respect to extreme ultraviolet light having a wavelength of 13.5 nm,
One of the first absorption film and the second absorption film is a material that is easily etched with respect to a chlorine-based gas and difficult to be etched with respect to a fluorine-based gas, and the other is easily etched with respect to a fluorine-based gas. A reflective photomask characterized in that it is a material that is not easily etched by chlorine-based gas.
前記吸収膜は第1の吸収膜と第2の吸収膜の2層構造からなり、
前記第1の吸収膜と前記第2の吸収膜はいずれも、波長13.5nmの極端紫外線に対する消衰係数が0.05以上であり、
前記第1の吸収膜と前記第2の吸収膜は、一方が塩素系ガスに対してエッチングされやすくフッ素系ガスに対してエッチングされにくい材料であり、他方がフッ素系ガスに対してエッチングされやすく塩素系ガスに対してエッチングされにくい材料であることを特徴とする反射型フォトマスクブランク。 A reflective photomask blank comprising a substrate, a multilayer reflective layer, a protective film, an absorption film,
The absorption film has a two-layer structure of a first absorption film and a second absorption film,
Each of the first absorption film and the second absorption film has an extinction coefficient of 0.05 or more with respect to extreme ultraviolet light having a wavelength of 13.5 nm,
One of the first absorption film and the second absorption film is a material that is easily etched with respect to a chlorine-based gas and difficult to be etched with respect to a fluorine-based gas, and the other is easily etched with respect to a fluorine-based gas. A reflective photomask blank characterized in that it is a material that is difficult to be etched against a chlorine-based gas.
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