JP5544914B2 - 反射型マスクの製造方法 - Google Patents
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Description
ものである。
本発明の反射型マスクの製造方法に用いる基板11としては、パターン位置精度を高精度に保持するために低熱膨張係数を有し、高反射率および転写精度を得るために平滑性、平坦度が高く、マスク製造工程の洗浄などに用いる洗浄液への耐性に優れたものが好ましく、石英ガラス、SiO2−TiO2系の低熱膨張ガラス、β石英固溶体を析出した結晶化ガラスなどのガラス基板などを用いることができる。マスクブランクスの平坦度としては、例えば、パターン領域において50nm以下が求められている。
反射層12としては、EUV露光に用いられるEUV光を高い反射率で反射する材料が用いられ、MoとSiからなる多層膜が多用されており、例えば、2.74nm厚のMoと4.11nmのSiを各40層積層した多層膜よりなる反射層が挙げられる。MoとSiからなる多層膜の場合、DCマグネトロンスパッタ法により、まずSiターゲットを用いて、Arガス雰囲気下でSi膜を成膜し、その後、Moターゲットを用いて、Arガス雰囲気下でMo膜を成膜し、これを1周期として、30〜60周期、好ましくは40周期積層されて、多層反射層が得られる。上記のように、EUV光を高い反射率で反射させるために、13.4nmのEUV光を入射角6.0度で入射したときの多層の反射層12の反射率は、通常、60%以上を示すように設定されている。
反射層12の反射率を高めるには屈折率の大きいMoを最上層とするのが好ましいが、Moは大気で酸化され易くて反射率が低下するので、酸化防止やマスク洗浄時における保護のための保護膜として、スパッタリング法などによりSiやRuを成膜し、キャッピング層を設けることが好ましい。例えば、キャッピング層13としてSiは反射層12の最上層に11nmの厚さに設けられる。
マスクパターンを形成し、EUV光を吸収する吸収層14の材料としては、タンタル(Ta)を主成分とする材料で形成されているのが好ましく、例えば、Ta、TaB、TaBNなどが、膜厚30nm〜100nm程度の範囲、より好ましくは50nm〜85nmの範囲で用いられる。このようなタンタル系材料からなる吸収層は、マグネトロンスパッタリングなどのスパッタ法で形成するのが好ましい。上記のTa系材料はフッ素系ガスでエッチングすることができる。
ハードマスク層の材料としては、加工が容易であるとともに、Taを主成分とする吸収層とエッチングの選択比が十分に取れる必要がある。また必要に応じて、ハードマスクを除去する必要がある場合には、これを容易に取り除けることが望ましい。クロム(Cr)またはハフニウム(Hf)を主成分とする材料からなるハードマスク層は加工が容易であるとともに、Ta加工時のダメージが少なく好ましい。特にCr系の材料はフッ素系ガスのプラズマに対しては非常に強い耐性を持っており、例えば、膜厚50nm〜200nmの範囲で用いることができる。また、Cr系の材料からなるハードマスク層15のエッチングでは、Taを主成分とする吸収層との選択比を十分に取ることができることから、塩素と酸素の混合ガスによるドライエッチングが好ましく、これによってパターンにダメージを与えず容易に除去することができる。Hf系の材料からなるハードマスク層は、塩素でエッチングすることができる。上記の本発明におけるハードマスク層はスパッタ法で成膜して形成される。
光学研磨された大きさ6インチ角(厚さ0.25インチ)の合成石英基板の一方の主面上に、DCマグネトロンスパッタ法により、Arガス雰囲気下で、Siターゲットを用いてSi膜を4.2nm成膜し、続いてMoターゲットを用いてMo膜を2.8nm成膜し、これを1周期として40周期積層して反射層とした後、最後にSi膜を11nm成膜してキャッピング層とし、MoとSiの多層膜よりなるEUV光を反射する反射層を形成した。 続いて、上記の反射層上に、DCマグネトロンスパッタ法により、TaおよびBを含むターゲットを用いて、Arと窒素の混合ガス雰囲気下で、TaBN膜を50nmの厚さで成膜してEUV光を吸収する吸収層とし、反射型マスクブランクを作製した。
ソースパワー:400W
バイアスパワー:100W
エッチングガス:CF4
ガス圧力:5mTorr
実施例1と同じ工程で得られたCr膜よりなるハードマスクパターンを除去していない状態の反射型マスクを用い、CD−SEMでパターン寸法を測長したところ、TaBN膜の吸収層パターンの寸法がまだ所定の目標寸法より大きかった。
11、21 基板
12、22 反射層
13、23 キャッピング層
14 吸収層(パターニング前)
15 ハードマスク層
16 レジストパターン
17a ハードマスクパターン
17b 端部が後退したハードマスクパターン
17c 吸収層エッチング後のハードマスクパターン
18 吸収層エッチング中の吸収層パターン
19 所定のテーパー角度を持つ吸収層パターン
20、30、40 反射型マスク
27a ハードマスクパターン
27b 端部が後退したハードマスクパターン
29a 寸法大の吸収層パターン
29b 目標寸法で所定のテーパー角度を持つ吸収層パターン
CD1 計測した寸法値
CD2 目標の寸法値
70 従来の反射型マスク
71 基板
72 反射層
73 Siウェーハ
74 吸収層パターン
75、76 傾斜した側面
80 吸収層パターン間の距離
81 対応パターン間の距離
82 対応パターンの一つの長さ
83 吸収層パターンの一つの長さ
Claims (8)
- 基板と、前記基板上に形成されたEUV光を反射する反射層と、前記反射層上に形成されたEUV光を吸収する吸収層とを少なくとも有する反射型マスクブランクを準備し、前記吸収層上にハードマスク層を設け、前記ハードマスク層上にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンをマスクとして前記ハードマスク層をエッチングしてハードマスクパターンを形成し、前記レジストパターンを剥離した後、前記ハードマスクパターンをマスクとして前記吸収層をドライエッチングして吸収層パターンを形成する工程を含む反射型マスクの製造方法であって、
前記吸収層パターンを形成する工程においては、前記基板にバイアスパワーを印加し、前記ハードマスクパターンの端部をハードマスクパターンの面内方向に後退させながら前記吸収層をエッチングしていき、順テーパー形状に傾斜した側面を有する前記吸収層パターンを形成することを特徴とする反射型マスクの製造方法。 - 前記所定のテーパー角度が、前記EUV光が前記反射層に入射する角度と同じ角度で形成されていることを特徴とする請求項1に記載の反射型マスクの製造方法。
- 前記吸収層パターンの断面が、台形形状であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の反射型マスクの製造方法。
- 前記吸収層が、タンタル(Ta)を主成分とする材料で形成され、前記ハードマスク層が、クロム(Cr)またはハフニウム(Hf)を主成分とする材料で形成されていることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の反射型マスクの製造方法。
- 前記吸収層のドライエッチングに用いられる装置が、誘導結合プラズマ型ドライエッチング装置であることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の反射型マスクの製造方法。
- 前記所定のテーパー角度を持つ吸収層パターンを形成するときの前記バイアスパワーが、前記吸収層を垂直にエッチングするときのバイアスパワーに対して、2倍以上3倍以下の大きさの範囲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の製造方法。
- 前記吸収層のドライエッチングにCF系ガスを用い、前記ドライエッチングにおけるソースパワーが200W〜500W、バイアスパワーが50W〜100Wの範囲であることを特徴とする請求項5または請求項6に記載の反射型マスクの製造方法。
- 請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の反射型マスクの製造方法で作製された前記ハードマスクパターンを備えた前記吸収層パターンの微小寸法を計測し、前記微小寸法が目標寸法より大きい場合には、前記吸収層パターンのドライエッチングを追加することを特徴とする反射型マスクの製造方法。
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