JP2021110952A - 極紫外線用反射型ブランクマスク及びフォトマスク - Google Patents
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Abstract
【課題】吸収膜パターンのＣＤ偏差が最小化できるＥＵＶ用ブランクマスクを提供する。【解決手段】ＥＵＶ用ブランクマスクは、基板上に積層された反射膜２０４、及び反射膜上に積層された吸収膜２０６を含み、吸収膜は、最上部層を構成する第３層２０６ｃ及びその下部の複数の層である第１層２０６ａ、第２層２０６ｂで構成され、最上部層は、ＴａとＯを含み、複数の層は、Ｔａを含み、且つ上方に行くほどＮの含有量が増加するように構成される。【選択図】図４
Description
本発明は、半導体製造に用いられる極紫外線（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ；以下、ＥＵＶ）光を露光光として使用するＥＵＶ用ブランクマスクに関する。
半導体回路パターンの微細化のために、露光光として１３．５ｎｍの極紫外線（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ−Ｖｉｏｌｅｔ）の使用が求められている。ＥＵＶを用いて基板に回路パターンを形成するためのフォトマスクは、露光光を反射させてウエハーに照射する反射型フォトマスクが主に用いられる。図１は、反射型フォトマスクの作製のための反射型ブランクマスクの一例を示す図である。
図１に示すように、ＥＵＶ用反射型ブランクマスクは、基板１０２、基板１０２上に形成された反射膜１０４、反射膜１０４上に形成された吸収膜１０６、及び吸収膜１０６上に形成されたレジスト膜１０８を含んで構成される。反射膜１０４は、例えば、モリブデン（Ｍｏ）材質から形成されたＭｏ層とシリコン材質から形成されたＳｉ層とが交互に数十回積層された構造で形成され、入射する露光光を反射させる機能を果たす。吸収膜１０６は、通常、ＴａＢＮ材質から構成された下部層１０６ａとＴａＢＯＮ材質から構成された上部層１０６ｂとの２層の構造を有し、入射した露光光を吸収する役割を担う。レジスト膜１０８は、吸収膜１０６をパターニングするために用いられる。吸収膜１０６が所定の形状にパターニングされることによって、ブランクマスクがフォトマスクとして作製され、フォトマスクに入射するＥＵＶ露光光は、吸収膜１０６のパターンにしたがって吸収又は反射された後、半導体ウエハー上に照射される。
図２及び図３は、図１のブランクマスクを用いて作製されたフォトマスクにおいて吸収膜１０６をパターニングして得られた一つの吸収膜パターンを示す図である。（図２及び図３において、図１における吸収膜１０６の各層１０６ａ，１０６ｂのパターンに、同様に各層１０６ａ，１０６ｂの図面符号を付した。）
図２に示すように、レジスト膜１０８のパターンを用いて吸収膜１０６をエッチングすることによって作製された吸収膜パターン１０６ａ，１０６ｂは、その側面が傾斜して形成される。これは、吸収膜１０６がエッチングガスに露出される時間が、吸収膜１０６の上部に行くほど大きいためである。傾斜が大きいほど、吸収膜パターン１０６ａ，１０６ｂの下部層１０６ａにおいて下部の厚さｔ１が上部の厚さｔ２よりも大きくなる。また、下部層１０６ａの下部にはフーティング（ｆｏｏｔｉｎｇ）が形成される。このような現象によって、設計（ｄｅｓｉｇｎ）されたＣＤ（ｃｒｉｔｉｃａｌ ｄｅｍｅｎｓｉｏｎ）との差が生じ、フォトマスクによって作製される回路パターンの精度が低下する。
図２に示すように、レジスト膜１０８のパターンを用いて吸収膜１０６をエッチングすることによって作製された吸収膜パターン１０６ａ，１０６ｂは、その側面が傾斜して形成される。これは、吸収膜１０６がエッチングガスに露出される時間が、吸収膜１０６の上部に行くほど大きいためである。傾斜が大きいほど、吸収膜パターン１０６ａ，１０６ｂの下部層１０６ａにおいて下部の厚さｔ１が上部の厚さｔ２よりも大きくなる。また、下部層１０６ａの下部にはフーティング（ｆｏｏｔｉｎｇ）が形成される。このような現象によって、設計（ｄｅｓｉｇｎ）されたＣＤ（ｃｒｉｔｉｃａｌ ｄｅｍｅｎｓｉｏｎ）との差が生じ、フォトマスクによって作製される回路パターンの精度が低下する。
前記のフーティング問題を解決するために、図１のブランクマスクにおいて吸収膜１０６の下部層１０６ａのエッチング速度を速くする方法が提案されている。しかし、図３に示すように、下部層１０６ａのエッチング速度が速いと、下部層１０６ａの上部、すなわち、下部層１０６ａにおいて上部層１０６ｂに接する部分でスキュー（Ｓｋｅｗ）が発生する。このような現象によって、マスクパターンのイメージ感度（Ｉｍａｇｅ Ｃｏｎｔｒａｓｔ）が減少し、フォトマスクによって作製される回路パターン精度が低下する。このため、吸収膜パターンのプロファイルを垂直化する方案が必要である。
本発明は、上記の問題点を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、吸収膜パターンのＣＤ偏差が最小化できるＥＵＶ用ブランクマスクを提供することである。
上記の目的を達成するための本発明に係るＥＵＶ用ブランクマスクは、基板、前記基板上に形成された反射膜、及び前記反射膜上に形成された吸収膜を含み、前記吸収膜は、最上部層及び該最上部層下の複数の層で構成され、前記複数の層は、Ｔａを含み、且つ上方に行くほどＮの含有量が増加するように構成される。
前記複数の層は、前記反射膜上に形成された第１層、及び前記第１層上に形成された第２層を含んで構成されてよい。
前記第１層及び前記第２層はそれぞれ、１〜５０ｎｍの厚さを有する。
前記吸収膜は、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｃｏ、Ａｇ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｔｅ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｐｄ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃｄ、Ｓｅ、Ｃｕ、Ｈｆ、Ｗのうち一つ以上の物質をさらに含むことができる。
前記吸収膜は、Ｃ、Ｂ、Ｈのうち一つ以上の物質をさらに含むことができる。
前記第１層は、前記第２層よりも厚い厚さを有するように構成されてよい。このとき、前記第２層は、１〜５ｎｍの厚さを有し、前記第１層と前記第２層は、厚さの和が４０ｎｍ以上となるように構成される。前記第１層は、Ｔａ：Ｎ＝６０ａｔ％：４０ａｔ％〜１００ａｔ％：０ａｔ％の比率を有し、前記第２層は、Ｔａ：Ｎ＝５９ａｔ％：４１ａｔ％〜９０ａｔ％：１０ａｔ％の比率を有する。前記第２層は、前記第１層に比べてＮの含有量が１〜２０ａｔ％高くなるように構成される。
前記第２層は、前記第１層よりも厚い厚さを有するように構成されてよい。このとき、前記第１層は、５ｎｍ以上の厚さを有し、前記第１層と前記第２層は、厚さの和が４０ｎｍ以上となるように構成される。前記第１層は、Ｔａ：Ｎ＝６１ａｔ％：３９ａｔ％〜１００ａｔ％：０ａｔ％の比率を有し、前記第２層は、Ｔａ：Ｎ＝６０ａｔ％：４０ａｔ％〜９９ａｔ％：１ａｔ％の比率を有する。前記第２層は、前記第１層に比べてＮの含有量が１〜２０ａｔ％高くなるように構成される。
好ましくは、前記最上部層は、酸素（Ｏ）を含み、前記複数の層は酸素（Ｏ）を含まないように構成される。このとき、前記最上部層は、２〜５ｎｍの厚さを有する。前記最上部層は、前記複数の層に対して５以上のエッチング選択比を有する。
前記反射膜は、Ｍｏ層とＳｉ層とが交互に配置された構造を有する。
前記基板の背面には導電膜が形成される。
本発明によれば、前記のような構成を有するブランクマスクを用いて作製されたフォトマスクが提供される。
本発明によれば、吸収膜パターンのＣＤ偏差が最小化できるＥＵＶ用ブランクマスクが提供される。
以下では、図面を参照して、本発明の実施例を用いて本発明を具体的に説明するが、実施例は単に本発明の例示及び説明をするための目的で用いられるもので、意味限定、又は特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために用いられるものではない。したがって、本発明の技術分野における通常の知識を有する者であれば、実施例から様々な変形及び均等な他の実施例が可能であるという点が理解されよう。したがって、本発明の真の技術力保護範囲は、特許請求の範囲の技術的事項によって定められるべきである。
図４は、本発明に係るＥＵＶ用反射型ブランクマスクの構造を示す図である。
本発明に係るＥＵＶ用反射型ブランクマスクは、基板２０２、基板２０２上に形成された反射膜２０４、反射膜２０４上に形成された吸収膜２０６、及び吸収膜２０６上に形成されたレジスト膜２０８を備える。また、本発明のブランクマスクは、基板２０２の背面に形成された導電膜２０１、及び反射膜２０４と吸収膜２０６との間に形成されたキャッピング膜２０５をさらに備える。
基板２０２は、ＥＵＶ露光光を用いる反射型ブランクマスク用ガラス基板として適合するように、露光時の熱によるパターンの変形及びストレスを防止するために、０±１．０×１０−７／℃の範囲内における低熱膨張係数を有し、好ましくは、０±０．３×１０−７／℃の範囲内における低熱膨張係数を有するＬＴＥＭ（Ｌｏｗ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ Ｍａｔｅｒｉａｌ）基板で構成される。基板２０２の素材としては、ＳｉＯ２−ＴｉＯ２系ガラス、多成分系ガラスセラミックなどを用いることができる。
基板２０２は、露光時に反射光の精度を高めるために、高い平坦度（Ｆｌａｔｎｅｓｓ）が要求される。平坦度は、ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ Ｉｎｄｉｃａｔｅｄ Ｒｅａｄｉｎｇ）値で表現され、基板２０２は、低いＴＩＲ値を有することが好ましい。基板２０２の平坦度は、１３２ｍｍ２領域又は１４２ｍｍ２領域において、１００ｎｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以下である。
反射膜２０４は、ＥＵＶ露光光を反射する機能を有し、各層の屈折率が異なる多層膜構造を有する。具体的には、反射膜２０４は、Ｍｏ材質から形成されたＭｏ層２０４ａとＳｉ材質から形成されたＳｉ層２０４ｂとを交互に４０〜６０回積層して形成する。反射膜２０４はイメージ感度（Ｉｍａｇｅ Ｃｏｎｔｒａｓｔ）を良くするために、１３．５ｎｍ波長に対する高い反射率が要求されるが、このような反射膜の反射強度（Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）は、露光光の入射角度及び各層の厚さによって変わる。例えば、露光光の入射角度が５〜６゜の場合、Ｍｏ層及びＳｉ層がそれぞれ２．８ｎｍ、４．２ｎｍの厚さに形成されることが好ましいが、高ＮＡ（Ｈｉｇｈ ＮＡ）（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ）工法の適用のためのレンズの拡大によって入射角度が８〜１４゜に広くなる場合には、入射角度に最適化された反射強度を有するために、Ｍｏ層２０４ａは２〜４ｎｍ、Ｓｉ層２０４ｂは３〜５ｎｍの厚さに形成されてよい。
反射膜２０４は、１３．５ｎｍのＥＵＶ露光光に対して６５％以上の反射率を有することが好ましい。
反射膜２０４は、表面ＴＩＲが１，０００ｎｍ以下の値を有し、好ましくは５００ｎｍ以下、より好ましくは３００ｎｍ以下の値を有する。反射膜２０４の表面平坦度が悪い場合、ＥＵＶ露光光が反射される位置のエラーを誘発し、位置エラーが高いほど、ＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）位置エラー（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｅｒｒｏｒ）を誘発する。
反射膜２０４は、ＥＵＶ露光光に対する乱反射を抑制するために、表面粗さ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）が０．５ｎｍＲａ以下、好ましくは０．３ｎｍＲａ以下、より好ましくは０．１ｎｍＲａ以下の値を有する。
キャッピング膜２０５は反射膜２０４上に形成され、吸収膜２０６のパターニングのためのドライエッチング（Ｄｒｙ Ｅｔｃｈｉｎｇ）工程又は洗浄（Ｃｌｅａｎｉｎｇ）工程の時に下部の反射膜２０４を保護する役割を担う。キャッピング膜１０４は、Ｒｕを含む材質から形成される。
吸収膜２０６はキャッピング膜２０５上に形成され、露光光を吸収する役割を担う。具体的には、吸収膜２０６は、１３．５ｎｍ波長のＥＵＶ露光光に対して１０％以下の反射率、好ましくは１〜８％の反射率を有し、よって、露光光の大部分を吸収する。吸収膜２０６は、１３．５ｎｍ波長のＥＵＶ露光光に対して０．０３以上の消滅係数（ｋ）を有することが好ましい。吸収膜２０６は、５５ｎｍ以下の厚さを有する。
吸収膜２０６は、複数の層で構成される。図４の実施例において、吸収膜２０６は、最上部層を構成する第３層２０６ｃ及びその下部の複数の層で構成されている。第３層２０６ｃの下部の複数の層は、第１層２０６ａ及び第２層２０６ｂで構成される。第１層２０６ａは反射膜２０４上に形成されており、第２層２０６ｂは第１層２０６ａ上に形成されている。図４の実施例では、吸収膜２０６が３個の層で構成されているが、４個以上で構成されてもよい。また、各層は、その組成が異なるか、或いは組成比の異なる複数のサブ層（ｓｕｂ−ｌａｙｅｒｓ）で構成されてよい。また、本実施例及び以下の実施例において、第１層、第２層、第３層などの層は、各層が単一の層で構成されているものに限定されず、各層が複数のサブ層で構成されているか、或いは、各層が、組成比が連続して変わる連続膜形態の層で構成されている例も含む。また、以下の説明において、例えば、窒素の含有量が複数の層に対して上方に行くほど増加するという記載は、一つの層において、各サブ層の窒素の含有量が上方に行くほど増加又は減少する場合も、同一である場合も含む。これは、本願発明の請求項にも同一に適用して解釈されるべきである。
吸収膜２０６は、Ｔａを含む材質から構成される。また、吸収膜２０６は、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｃｏ、Ａｇ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｔｅ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｐｄ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃｄ、Ｓｅ、Ｃｕ、Ｈｆ、Ｗのいずれか一つ以上の物質をさらに含む材質から構成されてよい。
吸収膜２０６は、窒素（Ｎ）を含む材質から構成される。このとき、吸収膜２０６を構成する複数の層２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｃ、特に、第１層２０６ａ及び第２層２０６ｂは、窒素（Ｎ）の含有量が上方に行くほど増加するように構成される。したがって、第２層２０６ｂのＮの含有量が、第１層２０６ａのＮの含有量よりも大きい。ＴａにＮが含まれる場合、Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４、ＣＨＣｌ３などの塩素系ガスによるエッチング時に、エッチング速度は、Ｎの含有量が少ないほど大きくなる。これによって、第１層２０６ａは第２層２０６ｂに比べてエッチング速度が大きい。したがって、吸収膜２０６をパターニングする時、パターンの傾斜がほぼ垂直になり、第１層２０６ａのパターンの幅が第２層２０６ｂのパターンの幅よりも大きくなる現象が防止される。これによって、ＣＤ偏差が減る。一方、吸収膜２０６の各層２０６ａ〜２０６ｃは、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）、水素（Ｈ）のうち一つ以上の物質をさらに含んで構成されてよい。
一方、吸収膜２０６の最上部層である第３層２０６ｃは、酸素（Ｏ）を含み、第３層２０６ｃ以外の層は、Ｏを含まないように構成される。第３層２０６ｃは、Ｎを含まなくてもよい。Ｔａ材質にＯが含まれる場合、第３層２０６ｃは、Ｆ２、ＳＦ６、ＣＦ４などのフッ素系ガスによってエッチングされ、したがって、第３層２０６ｃは、その下部の層２０６ｂ，２０６ａに対してエッチング選択比（Ｅｔｃｈｉｎｇ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ）を有する。好ましくは、第３層２０６ｃは、その下部の層２０６ｂ，２０６ａに比べて５以上のエッチング選択比を、より好ましくは１０以上のエッチング選択比を有する。
第３層２０６ｃのエッチング物質がその下部の層２０６ｂ，２０６ａのエッチング物質と異なるため、吸収膜２０６は、第３層２０６ｃに対する１次エッチング工程と、第２層２０６ｂ及び第１層２０６ａに対する２次エッチング工程の、２段階エッチング工程によってエッチングされる。レジスト膜２０８のパターンを用いて吸収膜２０６をエッチングする間にレジスト膜２０８が次第に損傷し、レジスト膜２０８が吸収膜２０６のエッチングのためのエッチングマスクとして正常に機能しなくなることがある。これを防止するためにレジスト膜２０８を厚く形成すると、レジスト膜２０８のパターンの精度が低下し、これは吸収膜２０６のパターンの精度の低下につながる。このため、本発明では、吸収膜２０６の第３層２０６ｃを、レジスト膜２０８パターンを用いてまずエッチングして、吸収膜２０６の第３層２０６ｃのパターンを形成し、この吸収膜２０６の第３層２０６ｃのパターンをレジスト膜２０８のパターンと共にエッチングマスクとして用いて、吸収膜２０６の第２層２０６ｂ及び第１層２０６ａをエッチングする。このように、第３層２０６ｃがエッチングマスクの役割を担うことによって、レジスト膜２０８を薄く形成することが可能になり、吸収膜２０６のパターン精度が増加する。第３層２０６ｃは、その上部をＨＭＤＳ処理のような表面処理をすることによって、レジスト膜２０８との接着力を向上させることができる。
第１層２０６ａと第２層２０６ｂはそれぞれ、１〜５０ｎｍの厚さに形成されてよい。そして、第３層２０６ｃは、上記のようにエッチングマスクの機能を果たすので、第１層２０６ａ及び第２層２０６ｂよりは薄い厚さである２〜５ｎｍの厚さを有するように形成される。第３層２０６ｃの厚さが２ｎｍ以下である場合は、エッチングマスクとしての機能を果たし難く、５ｎｍ以上である場合は、所望の光学特性確保のために吸収膜２０６の全厚を厚くしなければならないという不都合がある。
吸収膜２０６の第３層２０６ｃは、酸素（Ｏ）の含有量が５０〜９０ａｔ％であるＴａ化合物で構成されることが好ましい。Ｏの含有量が５０ａｔ％以下である場合、その下部のＴａＮ材質に対して高いエッチング選択比を確保し難く、フッ素系エッチング時に、エッチング速度が減少して残膜が形成されることがあり、その後、下部層２０６ｂ，２０６ａを塩素系ガスでエッチング時に、エッチング速度が著しく減少する問題が発生する。
レジスト膜２０８は、化学増幅型レジスト（ＣＡＲ：Ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｒｅｓｉｓｔ）で構成される。レジスト膜２０８は、１５０ｎｍ以下の厚さを有し、好ましくは１００ｎｍ以下の厚さを有する。
導電膜２０１は、基板２０２の背面に形成される。導電膜２０１は、低い面抵抗値を有するため、静電チャック（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ−Ｃｈｕｃｋ）とＥＵＶ用ブランクマスクとの密着性を向上させ、静電チャックとの摩擦によってパーティクルが発生することを防止する機能を果たす。導電膜２０１は、１００Ω／□以下の面抵抗を有し、好ましくは５０Ω／□以下、より好ましくは２０Ω／□以下の面抵抗を有する。導電膜２０１は、単一膜、連続膜、又は多層膜の形態で構成されてよい。導電膜２０１は、例えば、Ｃｒを主成分として形成されてよく、２層の多層膜で構成される場合、下部層はＣｒ及びＮを含み、上部層はＣｒ、Ｎ、及びＯを含んで形成されてよい。
上記のような構成によれば、吸収膜２０６の第１層２０６ａと第２層２０６ｂの窒素含有量が上方に行くほど増加するので、エッチング速度が下方に行くほど増加する。これによって、吸収膜２０６の傾斜が急になってＣＤ偏差が減る。
また、吸収膜２０６の第３層２０６ｃがその下部の層２０６ａ，２０６ｂに比べてエッチング選択比を有するので、第３層２０６ｃがその下部の層２０６ａ，２０６ｂに対するエッチングマスクの機能を担う。これによって、より精密なパターンの形成が可能となる。
図５は、図４の第１変形例によるＥＵＶ用反射型ブランクマスクの構造を示す図であり、吸収膜の第１層３０６ａ及び第２層３０６ｂだけを示す図である。図５において、吸収膜の第１層３０６ａと第２層３０６ｂ以外の構成は、図示を省略し、省略した部分は、図４に示す実施例と同じ構成を有する。
本変形例において、第１層３０６ａは第２層３０６ｂに比べて厚い厚さを有する。第１層３０６ａと第２層３０６ｂは、その厚さの和が４０ｎｍ以上となるように構成される。厚さの和が４０ｎｍ以下である場合、所望の反射率が確保し難い。
第１層３０６ａは、Ｔａ：Ｎ＝６０ａｔ％：４０ａｔ％〜１００ａｔ％：０ａｔ％の比率を有する。第１層３０６ａのＴａの含有量が６０ａｔ％以下の場合、ＥＵＶ露光光に対して低い反射率の確保が難しい。
第２層３０６ｂは、Ｔａ：Ｎ＝５９ａｔ％：４１ａｔ％〜９０ａｔ％：１０ａｔ％の比率を有する。第２層３０６ｂは、第１層３０６ａに比べてＮの含有量が１〜２０ａｔ％高くなるように構成されることが好ましい。第２層３０６ｂは、１〜５ｎｍの厚さを有する。第２層３０６ｂは、厚さが１ｎｍ以下であるか、第１層３０６ａに比べてＮの含有量増加が１ａｔ％以下であるか、又はＴａが９０％以上である場合、吸収膜の側面エッチングに対するＣＤ補正が難しい。また、第２層２０６ｂは、第１層３０６ａに比べてＮの増加が２０ａｔ％以上であるか、又はＮの組成が４１ａｔ％以上である場合、低いエッチング速度によって吸収膜エッチング時にパターンプロファイル（Ｐａｔｔｅｒｎ Ｐｒｏｆｉｌｅ）が悪くなる。
このような構成によれば、前述したように、吸収膜のパターンの傾斜度特性を改善すると同時に、さらに吸収膜の側面におけるスキューが改善できる。
図６は、図４の第２変形例によるＥＵＶ用反射型ブランクマスクの構造を示す図であり、吸収膜の第１層３０６ａ及び第２層３０６ｂだけを示す図である。図５において、吸収膜の第１層４０６ａと第２層４０６ｂ以外の構成は図示を省略しており、省略した部分は、図４に示した実施例と同じ構成を有する。
本変形例において、第２層４０６ｂは、第１層４０６ａよりも厚い厚さを有する。このとき、第１層４０６ａと第２層４０６ｂは、その厚さの和が４０ｎｍ以上であることが好ましい。厚さの和が４０ｎｍ以下である場合、所望の反射率が確保し難い。また、第１層４０６ａは５ｎｍ以上の厚さを有する。第１層４０６ａの厚さが５ｎｍ以下である場合、フーティングの改善が難しい。
第１層３０６ａは、Ｔａ：Ｎ＝６１ａｔ％：３９ａｔ％〜１００ａｔ％：０ａｔ％の比率を有する。第１層４０６ａのＴａの含有量が６０ａｔ％以下の場合、ＥＵＶ露光光に対して低い反射率を確保し難く、Ｎの含有量が４０ａｔ％以上になるため、低いエッチング速度によってフーティングの改善が難しい。
第２層４０６ｂは、Ｔａ：Ｎ＝６０ａｔ％：４０ａｔ％〜９９ａｔ％：１ａｔ％の比率を有する。第２層４０６ｂは、第１層４０６ａに比べてＮの含有量が１〜２０ａｔ％高くなるように構成されることが好ましい。第１層４０５ａと第２層４０６ｂにおけるＮの含有量差が１ａｔ％以下である場合、フーティングの改善が難しい。第２層４０６ｂは、Ｔａ含有量が６０ａｔ％以下である場合、所望の反射率を確保し難い。
このような構成によれば、前述したように吸収膜のパターンの傾斜度特性を改善すると同時に、特に、第１層４０６ａにおけるフーティング発生を防止することができる。
以下では、本発明の具体的な具現例を述べる。
以下では、本発明の具体的な具現例を述べる。
ＥＵＶ用ブランクマスクは、ＳｉＯ２−ＴｉＯ２系透明基板２０２の背面に、ＤＣマグネトロン反応性スパッタリング装備を用いて、Ｃｒを主成分とする下部層と上部層の２層の構造を有する導電膜２０１を形成した。上・下部層の導電膜はいずれもＣｒターゲットを用いて形成し、下部層の導電膜は、工程ガスとしてＡｒ：Ｎ２＝５ｓｃｃｍ：５ｓｃｃｍを注入し、工程パワーは１．４Ｋｗを用いてＣｒＮ膜として形成した。下部層の導電膜に対してＸＲＲ装備を用いて厚さを測定した結果、５１．０ｎｍ厚と測定された。上部層の導電膜は、工程ガスとしてＡｒ：Ｎ２：ＮＯ＝７ｓｃｃｍ：７ｓｃｃｍ：７ｓｃｃｍを注入し、工程パワーは１．４Ｋｗを用いてＣｒＯＮ膜として形成した。上部層の導電膜に対してＸＲＲ装備を用いて厚さを測定した結果、１５．０ｎｍ厚と測定された。導電膜２０１の面抵抗を４点プローブ（４−Ｐｏｉｎｔ Ｐｒｏｂｅ）を用いて測定した結果、２２．６Ω／□の面抵抗値を示し、静電チャックとの結合に不都合がなく、導電膜として使用するのに問題がないことを確認した。
導電膜２０１が形成された基板２０２の前面にＭｏとＳｉ層を交互に積層して４０層の反射膜２０４を形成した。蒸着装備にＭｏターゲット、Ｓｉターゲット、Ｂ４Ｃターゲット、そしてＣターゲットを装着した後、Ａｒガス雰囲気でＭｏ層、Ｂ４Ｃ層、Ｓｉ層、Ｃ層の順に成膜して形成した。具体的には、反射膜２０４は、Ｍｏ層を２．８ｎｍ、Ｂ４Ｃ層を０．５ｎｍ、Ｓｉ層を４．２ｎｍ、Ｃ層を０．５ｎｍに成膜し、これら４層を１周期として４０周期を繰り返し成膜して形成し、反射膜２０４の最終表面は、表面酸化を抑制するために、Ｃ層を省いてＳｉ層となるように形成した。
反射膜２０４に対する反射率を、ＥＵＶリフレクトメーター（ＥＵＶ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）装備を用いて１３．５ｎｍで測定した結果、６６．２％を示し、その後、ＡＦＭ装備を用いて表面粗さを測定した結果、０．１２５ｎｍＲａを示した。
反射膜２０４上に、蒸着装備を用いて、Ｒｕターゲットを用いて窒素雰囲気で２．５ｎｍ厚のＲｕからなるキャッピング膜２０５を形成した。キャッピング膜２０５の形成後、反射膜２０４と同じ方法で反射率を測定した結果、１３．５ｎｍの波長において６５．８％の反射率を示した。
キャッピング膜２０５上に、蒸着装備を用いて、第１層２０６ａ、第２層２０６ｂ、そして第３層２０６ｃからなる３層構造の吸収膜２０６を形成した。具体的には、キャッピング膜２０５上に、Ｔａターゲットを用い、工程ガスとしてＡｒ：Ｎ２＝９ｓｃｃｍ：１ｓｃｃｍを注入し、工程パワーは０．６２Ｋｗを用いて、吸収膜２０６の第１層２０６ａを形成した。第１層２０６ａは、ＸＲＲ装備を用いた厚さ測定の結果、４７．１ｎｍ厚と測定された。第１層２０６ａ上に、同一ターゲットを用い、工程ガスとしてＡｒ：Ｎ２＝９ｓｃｃｍ：５ｓｃｃｍを注入し、工程パワーは０．６２ｋＷを用いて第２層２０６ｂを形成した。第２層２０６ｂは、厚さ測定の結果、５．０ｎｍ厚と測定された。その後、第２層２０６ｂ上に、同一ターゲットを用い、工程ガスとしてＡｒ：Ｎ２：Ｏ２＝３ｓｃｃｍ：２０ｓｃｃｍ：４．５ｓｃｃｍを注入し、工程パワーは０．６２ｋＷを用いてＴａＯＮ膜からなる第３層２０６ｃを形成した。第３層２０６ｃは、厚さ測定の結果、２．５ｎｍ厚と測定された。
その後、吸収膜２０６に対してＡＥＳ（Ａｕｇｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）装備を用いて組成比を確認した結果、第１層２０６ａでは、Ｔａ含有量８５．９％、Ｎ含有量１４．１％を示し、、第２層２０６ｂでは、Ｔａ含有量６２．０％、Ｎ含有量３８．２％を示した。第３層２０６ｃでは、Ｔａ含有量９．２％、Ｎ含有量１３．８％、そしてＯ含有量７７．０％を示した。
上記の工程で形成された吸収膜２０６の全厚は５４．６ｎｍであり、１３．５ｎｍ波長に対して３．０％の反射率を示し、１７９゜の位相変位を示した。この結果は、吸収膜２０６の成膜条件を調節して、反射率１〜１０％の範囲、位相差１７０〜１９０゜の範囲に制御できるレベルと判断される。
その後、吸収膜２０６上に、レジスト膜２０８を８０ｎｍ厚にスピンコーティングして形成し、これで極紫外線用ブランクマスクの製造を完了した。
Claims (19)
- 基板、前記基板上に形成された反射膜、及び前記反射膜上に形成された吸収膜を含み、
前記吸収膜は、最上部層及び該最上部層下の複数の層で構成され、
前記複数の層は、Ｔａを含み、且つ上方に行くほどＮの含有量が増加するように構成されることを特徴とする、ＥＵＶ用ブランクマスク。 - 前記複数の層は、前記反射膜上に形成された第１層、及び前記第１層上に形成された第２層を含むことを特徴とする、請求項１に記載のＥＵＶ用ブランクマスク。
- 前記第１層及び前記第２層はそれぞれ、１〜５０ｎｍの厚さを有することを特徴とする、請求項２に記載のＥＵＶ用ブランクマスク。
- 前記吸収膜は、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｃｏ、Ａｇ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｔｅ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｐｄ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｃｄ、Ｓｅ、Ｃｕ、Ｈｆ、Ｗのうち一つ以上の物質をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のＥＵＶ用ブランクマスク。
- 前記吸収膜は、Ｃ、Ｂ、Ｈのうち一つ以上の物質をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のＥＵＶ用ブランクマスク。
- 前記第１層は、前記第２層よりも厚いことを特徴とする、請求項２に記載のＥＵＶ用ブランクマスク。
- 前記第２層は１〜５ｎｍの厚さを有し、前記第１層と前記第２層は、厚さの和が４０ｎｍ以上であることを特徴とする、請求項６に記載のＥＵＶ用ブランクマスク。
- 前記第１層は、Ｔａ：Ｎ＝６０ａｔ％：４０ａｔ％〜１００ａｔ％：０ａｔ％の比率を有し、前記第２層は、Ｔａ：Ｎ＝５９ａｔ％：４１ａｔ％〜９０ａｔ％：１０ａｔ％の比率を有することを特徴とする、請求項６に記載のＥＵＶ用ブランクマスク。
- 前記第２層は、前記第１層に比べてＮの含有量が１〜２０ａｔ％高くなるように構成されることを特徴とする、請求項８に記載のＥＵＶ用ブランクマスク。
- 前記第２層は、前記第１層よりも厚いことを特徴とする、請求項２に記載のＥＵＶ用ブランクマスク。
- 前記第１層は５ｎｍ以上の厚さを有し、前記第１層と前記第２層は、厚さの和が４０ｎｍ以上であることを特徴とする、請求項１０に記載のＥＵＶ用ブランクマスク。
- 前記第１層は、Ｔａ：Ｎ＝６１ａｔ％：３９ａｔ％〜１００ａｔ％：０ａｔ％の比率を有し、前記第２層は、Ｔａ：Ｎ＝６０ａｔ％：４０ａｔ％〜９９ａｔ％：１ａｔ％の比率を有することを特徴とする、請求項１０に記載のＥＵＶ用ブランクマスク。
- 前記第２層は、前記第１層に比べてＮの含有量が１〜２０ａｔ％高くなるように構成されることを特徴とする、請求項１２に記載のＥＵＶ用ブランクマスク。
- 前記最上部層は酸素（Ｏ）を含み、前記複数の層は酸素（Ｏ）を含まないことを特徴とする、請求項１に記載のＥＵＶ用ブランクマスク。
- 前記最上部層は、２〜５ｎｍの厚さを有することを特徴とする、請求項１４に記載のＥＵＶ用ブランクマスク。
- 前記最上部層は、前記複数の層に対して５以上のエッチング選択比を有することを特徴とする、請求項１５に記載のＥＵＶ用ブランクマスク。
- 前記反射膜は、Ｍｏ層とＳｉ層とが交互に配置された構造を有することを特徴とする、請求項１に記載のＥＵＶ用ブランクマスク。
- 前記基板の背面に形成された導電膜をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のＥＵＶ用ブランクマスク。
- 請求項１のブランクマスクを用いて作製されたフォトマスク。
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