JP6082385B2 - 多層反射膜付き基板、euvリソグラフィー用反射型マスクブランク、euvリソグラフィー用反射型マスクの製造方法、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
該多層反射膜付き基板は、基板と、該基板上に形成された、EUV光を反射する多層反射膜と、該多層反射膜上に形成された、該多層反射膜を保護する保護膜とを有し、
該保護膜は、少なくとも2種の金属を含む合金からなり、該合金は全率固溶体であることを特徴とする多層反射膜付き基板を提供する。
<基板>
図1は、本発明の多層反射膜付き基板を示す模式図である。本発明の多層反射膜付き基板10に使用される基板1としては、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、低熱膨張係数(0±1.0×10-7/℃の範囲内、より好ましくは0±0.3×10-7/℃の範囲内)を有し、平滑性及び平坦性並びに酸性やアルカリ性の水溶液に対する耐性に優れたものが好ましい。そのような基板1として、低熱膨張性のガラス、例えばTiO2−SiO2系ガラス等が用いられる。その他には、β石英固溶体を析出した結晶化ガラスや、石英ガラス、シリコンや金属基板を用いることもできる。前記金属基板の例としては、インバー合金(Fe−Ni系合金)などが挙げられる。
本発明の多層反射膜付き基板10においては、以上説明した基板1の上に多層反射膜2が形成されている。この膜2は、EUVリソグラフィー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を取っている。
上記で形成された多層反射膜2の上に、EUVリソグラフィー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ウェット洗浄からの多層反射膜2の保護のため、保護膜3を形成することで、多層反射膜付き基板10として完成する。
図2は、本発明のEUVリソグラフィー用反射型マスクブランク12の模式図である。上述の本発明の多層反射膜付き基板10の保護膜3上にEUV光を吸収する吸収体膜4を形成することによって、本発明のマスクブランク12が得られる。
以上説明した本発明のEUVリソグラフィー用反射型マスクブランクを使用して、EUVリソグラフィー用反射型マスクを製造することができる。その製造方法の模式図を図3に示す。
以上説明した反射型マスクを使用したリソグラフィー技術により、半導体基板等の被転写体に前記マスクの吸収体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。
このような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。
(比較例試料1)
大きさが152mm×152mmのTiO2−SiO2ガラス(低熱膨張ガラス)基板の両主表面を、コロイダルシリカの研磨砥粒を含む研磨液を使用して精密研磨・洗浄し、平坦度0.05μm、表面粗さRms(二乗平均平方根粗さ)0.12nmの基板を得た。この基板の主表面上に、マグネトロンスパッタリング法によりRu保護膜を形成した。
比較例試料1と同様にしてRuCo(Ru:97原子%、Co:3原子%)保護膜を基板の主表面上に形成した。Ru97Co3ターゲット(数値は原子%割合)を使用した以外は、保護膜形成条件は比較例試料1と同じである。なお、保護膜を構成する各元素の組成は、オージェ電子分光分析法により測定された値である。以下、実施例試料2〜5、比較例試料2も同様である。
比較例試料1と同様にしてRuCo(Ru:90原子%、Co:10原子%)保護膜を基板の主表面上に形成した。Ru90Co10ターゲット(数値は原子%割合)を使用した以外は、保護膜形成条件は比較例試料1と同じである。
比較例試料1と同様にしてRuCo(Ru:75原子%、Co:25原子%)保護膜を基板の主表面上に形成した。Ru75Co25ターゲット(数値は原子%割合)を使用した以外は、保護膜形成条件は比較例試料1と同じである。
比較例試料1と同様にしてRuCo(Ru:50原子%、Co:50原子%)保護膜を基板の主表面上に形成した。Ru50Co50ターゲット(数値は原子%割合)を使用した以外は、保護膜形成条件は比較例試料1と同じである。
比較例試料1と同様にしてRuRe(Ru:97原子%、Re:3原子%)保護膜を基板の主表面上に形成した。Ru97Re3ターゲット(数値は原子%割合)を使用した以外は、保護膜形成条件は比較例試料1と同じである。
比較例試料1と同様にしてRuZr(Ru:80原子%、Zr:20原子%)保護膜(RuZrは全率固溶体でない)を基板の主表面上に形成した。Ru80Zr20ターゲット(数値は原子%割合)を使用した以外は、保護膜形成条件は比較例試料1と同じである。
上記比較例試料1〜2、実施例試料1〜5の保護膜表面に対して、Cl2ガスによる全面スパッタエッチングを行った。全面スパッタエッチング条件は、ガス圧力:4mTorr、処理時間15秒とした。
尚、硫酸過水の洗浄条件は、硫酸(98質量%)と過酸化水素(30質量%)を混合比率4:1とした硫酸過水を使用し、温度90℃、時間20分とした。また、アンモニア過水の洗浄条件は、アンモニア(29質量%)と過酸化水素(30質量%)と水を混合比率1:1:5としたアンモニア過水を使用し、温度70℃、時間20分とした。
比較例試料1及び2について、塩素ガスで全面スパッタエッチングした保護膜表面に塩化物生成層による膜厚増加を確認し、ウェット洗浄により、比較例試料1についてはRu保護膜が全部消失し(膜厚変化−14nm)、比較例試料2については膜厚変化は−6.0nmであった。
大きさが152mm×152mmのTiO2−SiO2ガラス(低熱膨張ガラス)基板の両主表面を、コロイダルシリカの研磨砥粒を含む研磨液を使用して精密研磨・洗浄し、平坦度0.05μm、表面粗さRms(二乗平均平方根粗さ)0.12nmの基板を得た。この基板の主表面上に、イオンビームスパッタリング法(Moターゲット、Siターゲット)により多層反射膜を形成した。
保護膜をRuCo(Ru:90原子%、Co:10原子%)、膜厚2.5nmとした以外は、実施例1と同様にして多層反射膜付き基板を形成した。そのEUV光の反射率は65%であった。
保護膜をRuCo(Ru:75原子%、Co:25原子%)、膜厚2.5nmとした以外は、実施例1と同様にして多層反射膜付き基板を形成した。そのEUV光の反射率は64%であった。
保護膜をRuRe(Ru:97原子%、Re:3原子%)、膜厚2.5nmとした以外は、実施例1と同様にして多層反射膜付き基板を形成した。そのEUV光の反射率は65%であった。
実施例1〜4で作製された多層反射膜付き基板の、多層反射膜が形成された側と反対側の基板主表面上に、裏面導電膜をマグネトロンスパッタリング法により形成した。
裏面導電膜形成条件:Crターゲット、Ar+N2ガス雰囲気(Ar:N2=90%:10%)、膜組成(Cr:90原子%、N:10原子%)、膜厚20nm。
TaBN膜形成条件:TaBターゲット(Ta:B=80:20)、Xe+N2雰囲気(Xe:N2=90%:10%)、膜組成(Ta:80原子%、B:10原子%、N:10原子%)、膜厚65nm
実施例5で得られた反射型マスクブランクの吸収体膜上に、スピンコート法によりレジストを塗布、加熱・冷却してレジスト膜(膜厚120nm)を形成した。
従って、この実施例1〜4の反射型マスクを使用して、パターン転写装置を使用したリソグラフィープロセスを行った場合、多層反射膜を構成する各膜表面および保護膜表面におけるEUV光の反射と、吸収体膜パターンにおけるEUV光の吸収との間で高いコントラストを維持できるので、例えば所望の回路パターンを有する半導体装置を作製することができる。
実施例6において、保護膜として比較例試料1及び2を用いてそれぞれ反射型マスクを作製したところ、マスクにおいて保護膜はすべて消失しており、マスクのEUV光の反射率も、多層反射膜へのダメージにより、60%に低下していた。
2 多層反射膜
3 保護膜
4 吸収体膜
4a 吸収体膜パターン
5a レジストパターン
10 多層反射膜付き基板
12 EUVリソグラフィー用反射型マスクブランク
20 反射型マスク
31 レーザープラズマX線源
32 縮小光学系
33 レジスト付き半導体基板
50 パターン転写装置
Claims (12)
- EUVリソグラフィー用反射型マスクブランクの製造に使用される多層反射膜付き基板であって、
該多層反射膜付き基板は、基板と、該基板上に形成された、EUV光を反射する多層反射膜と、該多層反射膜上に形成された、該多層反射膜を保護する保護膜とを有し、
該保護膜は、少なくとも2種の金属を含む合金からなり、該合金は全率固溶体であり、
前記合金は、ルテニウム(Ru)とコバルト(Co)とからなる合金、ルテニウム(Ru)とレニウム(Re)とからなる合金、金(Au)と銀(Ag)とからなる合金、銀(Ag)と銅(Cu)とからなる合金又はゲルマニウム(Ge)とシリコン(Si)とからなる合金であることを特徴とする多層反射膜付き基板。 - 前記合金は、
ルテニウム(Ru)とコバルト(Co)とからなる合金、ルテニウム(Ru)とレニウム(Re)とからなる合金又はゲルマニウム(Ge)とシリコン(Si)とからなる合金であることを特徴とする請求項1に記載の多層反射膜付き基板。 - 前記ルテニウム(Ru)とコバルト(Co)とからなる合金及びルテニウム(Ru)とレニウム(Re)とからなる合金において、ルテニウム(Ru)の前記合金中の含有量が、75原子%以上99.5原子%以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の多層反射膜付き基板。
- 前記合金は、
ルテニウム(Ru)とコバルト(Co)とからなる合金又はルテニウム(Ru)とレニウム(Re)とからなる合金であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の多層反射膜付き基板。 - 請求項1乃至4の何れか一項に記載の多層反射膜付き基板と、当該基板における保護膜上に形成された、EUV光を吸収する吸収体膜とを有することを特徴とするEUVリソグラフィー用反射型マスクブランク。
- 前記吸収体膜は、塩素(Cl)系ガスのドライエッチングでエッチング可能な材料からなることを特徴とする請求項5に記載のEUVリソグラフィー用反射型マスクブランク。
- 前記吸収体膜は、タンタル(Ta)を含むタンタル化合物からなることを特徴とする請求項5又は6に記載のEUVリソグラフィー用反射型マスクブランク。
- 請求項5乃至7の何れか一項に記載のEUVリソグラフィー用反射型マスクブランクの前記吸収体膜を、塩素(Cl)系ガスによるドライエッチングでエッチングして、前記保護膜上に吸収体膜パターンを形成することを特徴とするEUVリソグラフィー用反射型マスクの製造方法。
- 請求項8に記載のEUVリソグラフィー用反射型マスクの製造方法により得られたEUVリソグラフィー用反射型マスクを使用して、被転写体に転写パターンを形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 請求項1乃至4の何れか一項に記載の多層反射膜付き基板と、当該基板における保護膜上に形成された吸収体膜パターンと、を有することを特徴とするEUVリソグラフィー用反射型マスク。
- 前記吸収体膜パターンは、塩素(Cl)系ガスのドライエッチングでエッチング可能な材料からなることを特徴とする請求項10に記載のEUVリソグラフィー用反射型マスク。
- 前記吸収体膜パターンは、タンタル(Ta)を含むタンタル化合物からなることを特徴とする請求項10又は11に記載のEUVリソグラフィー用反射型マスク。
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