JP6223756B2 - Multilayer reflective film-coated substrate, reflective mask blank for EUV lithography, reflective mask for EUV lithography, method for manufacturing the same, and method for manufacturing a semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置の製造等に使用される露光用マスクを製造するための原版である多層反射膜付き基板、当該基板から得られる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及びその製造方法、並びに半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a substrate with a multilayer reflective film, which is an original plate for manufacturing an exposure mask used for manufacturing a semiconductor device, a reflective mask blank for EUV lithography obtained from the substrate, a reflective mask for EUV lithography, and The present invention relates to a manufacturing method thereof and a manufacturing method of a semiconductor device.
近年における超LSIデバイスの高密度化、高精度化の更なる要求に伴い、極紫外(Extreme Ultra Violet、以下、EUVと称す)光を用いた露光技術であるEUVリソグラフィーが有望視されている。なお、ここで、EUV光とは軟X線領域又は真空紫外線領域の波長帯の光を指し、具体的には波長が0.2〜100nm程度の光のことである。 With the further demand for higher density and higher precision of VLSI devices in recent years, EUV lithography, which is an exposure technique using extreme ultra violet (hereinafter referred to as EUV) light, is promising. Here, EUV light refers to light in the wavelength band of the soft X-ray region or the vacuum ultraviolet region, and specifically, light having a wavelength of about 0.2 to 100 nm.
このような反射型マスクは、ガラスやシリコンなどの基板上に、露光光を反射する多層反射膜が形成され、その多層反射膜上に露光光を吸収する吸収体膜がパターン状に形成されたものである。パターン転写を行う露光機において、それに搭載された反射型マスクに入射した光は、吸収体膜パターンのある部分では吸収され、吸収体膜パターンのない部分では多層反射膜により反射される。そして反射された光像が反射光学系を通してシリコンウエハ等の半導体基板上に転写される。 In such a reflective mask, a multilayer reflective film that reflects exposure light is formed on a substrate such as glass or silicon, and an absorber film that absorbs exposure light is formed in a pattern on the multilayer reflective film. Is. In an exposure machine that performs pattern transfer, light incident on a reflective mask mounted thereon is absorbed at a portion where the absorber film pattern is present and is reflected by a multilayer reflective film at a portion where the absorber film pattern is not present. The reflected light image is transferred onto a semiconductor substrate such as a silicon wafer through a reflection optical system.
このような反射型マスクを用いて半導体デバイスの高密度化、高精度化を達成するためには、反射型マスクにおける反射領域(多層反射膜の表面)が露光光であるEUV光に対して高反射率を備えることが必要とされる。 In order to achieve higher density and higher accuracy of semiconductor devices using such a reflective mask, the reflective region (surface of the multilayer reflective film) in the reflective mask is higher than the EUV light that is the exposure light. It is necessary to provide reflectivity.
上記多層反射膜は前記の高反射率を達成すべく、屈折率の異なる元素が周期的に積層された多層膜であり、一般的には、重元素又はその化合物の薄膜と、軽元素又はその化合物の薄膜とが交互に40〜60周期程度積層された多層膜が用いられる。例えば、波長13〜14nmのEUV光に対する多層反射膜としては、Mo膜とSi膜を交互に40周期程度積層したMo/Si周期積層膜が好ましく用いられる。なおMoは大気により容易に酸化して多層反射膜の反射率が低下するので、多層反射膜の最上層をSi膜とすることが行われている。 The multilayer reflective film is a multilayer film in which elements having different refractive indexes are periodically laminated in order to achieve the high reflectivity. Generally, a thin film of a heavy element or a compound thereof, a light element or a compound thereof A multilayer film in which about 40 to 60 cycles of compound thin films are alternately stacked is used. For example, as a multilayer reflective film for EUV light having a wavelength of 13 to 14 nm, a Mo / Si periodic laminated film in which Mo films and Si films are alternately laminated for about 40 cycles is preferably used. Since Mo is easily oxidized by the atmosphere and the reflectance of the multilayer reflective film is lowered, the uppermost layer of the multilayer reflective film is made Si film.
このEUVリソグラフィーにおいて用いられる反射型マスクとしては、例えば下記特許文献1に記載された露光用反射型マスクがある。すなわち特許文献1には、基板と、前記基板上に形成され、2種の異なる膜が交互に積層された多層膜からなる反射層と、前記反射層上に形成されたルテニウム膜からなるバッファ層と、所定のパターン形状をもって前記バッファ層上に形成された軟X線を吸収し得る材料からなる吸収体パターンとを有することを特徴とする反射型フォトマスクが提案されている。 As a reflective mask used in this EUV lithography, for example, there is a reflective mask for exposure described in Patent Document 1 below. That is, Patent Document 1 discloses a substrate, a reflective layer formed on the substrate and formed of a multilayer film in which two different films are alternately stacked, and a buffer layer formed of a ruthenium film formed on the reflective layer. And a reflection photomask having a predetermined pattern shape and an absorber pattern made of a material capable of absorbing soft X-rays formed on the buffer layer.
前記バッファ層は保護膜とも呼ばれる。前記吸収体パターンを形成する際にレジストを介して吸収体膜の一部をエッチング加工するが、吸収体パターンの形成の完全を期すため、若干のオーバーエッチングを行うため、吸収体膜の下の膜もエッチングを受けることになる。その際に吸収体膜の下の多層反射膜がダメージを受けることを防止するために、保護膜が設けられる。なお、前記エッチングとしては通常ドライエッチングが採用され、たとえば吸収体膜がTa系材料の場合、Cl系ガスのドライエッチングで吸収体パターンを形成するのが一般的である。 The buffer layer is also called a protective film. When forming the absorber pattern, a part of the absorber film is etched through a resist. However, in order to complete the formation of the absorber pattern, a slight over-etching is performed. The film will also be etched. In this case, a protective film is provided to prevent damage to the multilayer reflective film under the absorber film. As the etching, dry etching is usually employed. For example, when the absorber film is a Ta-based material, the absorber pattern is generally formed by dry etching with a Cl-based gas.
前記保護膜について、さらに、多層反射膜表層のSi層と保護膜との間での拡散層形成(多層反射膜の反射率減少につながる)を抑制する観点から、RuにZrやBを添加したRu合金からなる保護膜が提案されている(特許文献2)。 For the protective film, Zr or B was added to Ru from the viewpoint of suppressing the formation of a diffusion layer between the Si layer on the surface of the multilayer reflective film and the protective film (leading to a decrease in the reflectance of the multilayer reflective film). A protective film made of a Ru alloy has been proposed (Patent Document 2).
また、特許文献3には、マスクブランクやミラー製造時に実施される工程や該マスクブランクからフォトマスクを製造する際に実施される工程(例えば、洗浄、欠陥検査、加熱工程、ドライエッチング、欠陥修正の各工程)において、あるいは該EUV露光時において、Ru保護層、さらには多層反射膜の最上層(Mo/Si多層反射膜の場合、Si層)が酸化されることによって、保護層表面にEUV光を照射した際のEUV光線反射率が低下するという問題を解決するために、保護層としてRu層またはRu化合物層を採用し、さらに反射層と前記保護層との間に、酸素を0.5〜20at%含有し、Siを80〜99.5at%含有する中間層を形成することが提案されている。さらに特許文献3には、前記Ru化合物として、RuB、RuZr、RuSi及びRuNbが挙げられている。 Patent Document 3 discloses a process performed when manufacturing a mask blank and a mirror and a process performed when manufacturing a photomask from the mask blank (for example, cleaning, defect inspection, heating process, dry etching, defect correction). In each step), or during the EUV exposure, the Ru protective layer and further the uppermost layer of the multilayer reflective film (in the case of Mo / Si multilayer reflective film, the Si layer) is oxidized, so that the EUV is formed on the surface of the protective layer. In order to solve the problem that the EUV light reflectance is lowered when irradiated with light, a Ru layer or a Ru compound layer is adopted as a protective layer, and oxygen is further reduced to 0.1% between the reflective layer and the protective layer. It has been proposed to form an intermediate layer containing 5 to 20 at% and containing 80 to 99.5 at% of Si. Furthermore, Patent Document 3 includes RuB, RuZr, RuSi, and RuNb as the Ru compound.
ところで、EUVリソグラフィーを利用した半導体装置製造においては、当該リソグラフィーは高真空下で行われ、EUV光照射時またはEUV光照射後に、カーボン等の不純物が上記反射型マスク上に析出することがある。このため、リソグラフィー終了後には反射型マスクを洗浄することが必要である。そして通常、反射型マスクは繰り返し使用されるので、マスク洗浄も繰り返し行われることになる。 By the way, in manufacturing a semiconductor device using EUV lithography, the lithography is performed under high vacuum, and impurities such as carbon may be deposited on the reflective mask during or after EUV light irradiation. For this reason, it is necessary to clean the reflective mask after lithography. Usually, since the reflective mask is repeatedly used, the mask cleaning is also repeatedly performed.
それゆえ、反射型マスクには十分な洗浄耐性を備えていることが要求される。反射型マスクにおいて吸収体パターンが形成されていない部分においては保護膜が形成されているので、吸収体パターン及び保護膜の双方が洗浄耐性を備えていることが求められる。 Therefore, the reflective mask is required to have sufficient cleaning resistance. Since a protective film is formed in a portion of the reflective mask where the absorber pattern is not formed, both the absorber pattern and the protective film are required to have cleaning resistance.
しかしながら、本発明者の検討によると、上記特許文献1〜3に開示されているような従来構成の反射型マスクにおいては、通常のRCA洗浄によるマスク洗浄を複数回行うと、露出している反射領域の多層反射膜上のRu系保護膜の膜剥れが生じることが判明した。これは、特許文献1や2のような構成であると、多層反射膜のSi層からSiが時間の経過とともにRu系保護膜の方へ、Ru系保護膜の粒界の間を移動して拡散し(そしてRuシリサイド(RuSi)を形成し)、Ru系保護膜の表層にまで到達して洗浄液やガスにより酸化反応を受けてSiO2が生成したり、保護膜が緻密でない場合には、洗浄液やガスが保護膜内に浸透し、保護膜内でSiO2が生成して、RuとSiO2との密着性が低くこれらが剥離するためである。 However, according to the study of the present inventor, in the reflection type mask of the conventional configuration as disclosed in Patent Documents 1 to 3, when the mask cleaning by the normal RCA cleaning is performed a plurality of times, the exposed reflection It was found that the Ru-based protective film peeled off on the multilayer reflective film in the region. This is because, in the configuration as in Patent Documents 1 and 2, Si moves from the Si layer of the multilayer reflective film to the Ru-based protective film over time and between the grain boundaries of the Ru-based protective film. When it diffuses (and forms Ru silicide (RuSi)), reaches the surface layer of the Ru-based protective film and undergoes an oxidation reaction with a cleaning liquid or gas to generate SiO 2 , or when the protective film is not dense, This is because the cleaning liquid or gas penetrates into the protective film, and SiO 2 is generated in the protective film, and the adhesion between Ru and SiO 2 is low, and these peel off.
このような膜剥れが生じると、新たな発塵の原因となったり、反射率の不均一性を招くことになるので、半導体基板上へのパターン転写時に、パターンが正確に転写できない恐れがあり、重大な問題である。 If such film peeling occurs, it may cause new dust generation or non-uniformity of reflectance, so there is a risk that the pattern cannot be accurately transferred when transferring the pattern onto the semiconductor substrate. Yes, it is a serious problem.
また、特許文献3の構成であると、本発明者の検討の結果、酸素を0.5〜20at%含有し、Siを80〜99.5at%含有する中間層が、多層反射膜からのSiの移動のブロック層となることがわかった。しかしながら、その中間層と保護層との密着性が不十分であるため、膜剥れを十分に抑制することはできない。 In addition, as a result of investigation by the present inventors, the intermediate layer containing 0.5 to 20 at% oxygen and containing 80 to 99.5 at% Si is Si from the multilayer reflective film as a result of the study by the present inventor. It turned out to be a block layer of movement. However, since the adhesion between the intermediate layer and the protective layer is insufficient, film peeling cannot be sufficiently suppressed.
そこで本発明の目的は、第1に、高反射率が得られ、且つ洗浄耐性に優れたEUVリソグラフィー用反射型マスクを与える多層反射膜付き基板を提供することであり、第2に、当該多層反射膜付き基板を使用して製造されるEUVリソグラフィー用反射型マスクブランク、例えば当該反射型マスクブランクから得られるEUVリソグラフィー用反射型マスク及びその製造方法、並びにその反射型マスクを利用した半導体装置の製造方法を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a substrate with a multilayer reflective film that firstly provides a reflective mask for EUV lithography that has a high reflectivity and is excellent in cleaning resistance. A reflective mask blank for EUV lithography manufactured using a substrate with a reflective film, for example, a reflective mask for EUV lithography obtained from the reflective mask blank, a manufacturing method thereof, and a semiconductor device using the reflective mask It is to provide a manufacturing method.
本発明者は上記課題を解決するために検討を行った結果、Siがガスや洗浄液と接触して酸化されSiO2を形成することは抑制が困難であるので、Siの保護膜への拡散を抑制することが最も重要であると考えた。 As a result of studies conducted by the present inventor to solve the above-described problems, it is difficult to suppress the formation of SiO 2 by oxidation of Si in contact with a gas or a cleaning solution. We thought that suppression was the most important.
しかしながら、特許文献3に開示された構成から明らかなように、多層反射膜と保護層との間に、Siの移動のブロック層となる中間層を設けたとしても、その中間層と保護層との密着性が不十分であるため、結局膜剥れを十分に抑制することはできない。 However, as is clear from the configuration disclosed in Patent Document 3, even if an intermediate layer serving as a blocking layer of Si movement is provided between the multilayer reflective film and the protective layer, the intermediate layer and the protective layer As a result, the film peeling cannot be sufficiently suppressed.
本発明者はさらに保護層についても検討を進めた結果、前記中間層を採用した構成で、全率固溶体である合金を保護膜材料として使用すると、得られる保護膜は中間層との密着性に優れ、また中間層は多層反射膜との密着性に優れることを見出し、さらに特定のRu化合物も前記中間層として使用可能であることを見出し、本発明を完成するにいたった。 As a result of further investigations on the protective layer, the present inventor has adopted the intermediate layer, and when an alloy that is a solid solution is used as a protective film material, the resulting protective film has improved adhesion to the intermediate layer. It was found that the intermediate layer was excellent and the adhesiveness with the multilayer reflective film was excellent, and further, a specific Ru compound could be used as the intermediate layer, and the present invention was completed.
すなわち上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
(構成1)
基板と、該基板上に形成された、高屈折率材料としてのSiを含む層と低屈折率材料を含む層とが周期的に複数積層されてなる多層反射膜と、該多層反射膜上に形成された、酸化ケイ素及び/又は化学量論的組成のRuSiを含むブロック層と、該ブロック層上に形成された、前記多層反射膜を保護する保護膜とを有し、前記多層反射膜の基板と反対側の表面層は前記Siを含む層であり、前記保護膜は、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、多層反射膜付き基板。
That is, in order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
(Configuration 1)
A multilayer reflection film formed by periodically laminating a substrate, a layer containing Si as a high refractive index material, and a layer containing a low refractive index material formed on the substrate; and on the multilayer reflection film A block layer formed of silicon oxide and / or RuSi having a stoichiometric composition, and a protective film formed on the block layer for protecting the multilayer reflective film. The substrate with a multilayer reflective film, wherein the surface layer opposite to the substrate is a layer containing Si, and the protective film is made of an alloy containing at least two kinds of metals, and the alloy is a solid solution.
上記構成1にあるように、高屈折率材料としてSiを使用した多層反射膜を有する多層反射膜付き基板において、多層反射膜の最表面をSiを含む層とし、その上に特定のブロック層を設けるとともに、保護膜として全率固溶体からなる合金を採用することによって、Siが保護膜まで拡散することが防止され、酸化ケイ素(SiO2等)の形成が抑制されると同時に、保護膜、ブロック層及び多層反射膜の密着性も担保されて、洗浄耐性に優れたEUVリソグラフィー用反射型マスクを製造するための原版である多層反射膜付き基板が得られる。 As in the configuration 1, in the substrate with the multilayer reflective film having the multilayer reflective film using Si as the high refractive index material, the outermost surface of the multilayer reflective film is a layer containing Si, and a specific block layer is formed thereon. In addition to the provision of an alloy made of a solid solution as a protective film, Si is prevented from diffusing up to the protective film, and the formation of silicon oxide (SiO 2 etc.) is suppressed, and at the same time, the protective film and block A substrate with a multilayer reflective film, which is an original plate for producing a reflective mask for EUV lithography, which ensures the adhesion between the layers and the multilayer reflective film and is excellent in cleaning resistance, is obtained.
(構成2)
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、ニッケル(Ni)と銅(Cu)とからなる合金、金(Au)と銀(Ag)とからなる合金、銀(Ag)とスズ(Sn)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、構成1に記載の多層反射膜付き基板。
(Configuration 2)
The alloy includes an alloy composed of ruthenium (Ru) and cobalt (Co), an alloy composed of ruthenium (Ru) and rhenium (Re), an alloy composed of nickel (Ni) and copper (Cu), and gold (Au). An alloy composed of silver and silver (Ag), an alloy composed of silver (Ag) and tin (Sn), an alloy composed of silver (Ag) and copper (Cu), or composed of germanium (Ge) and silicon (Si). The board | substrate with a multilayer reflective film of the structure 1 which is an alloy.
上記構成2にあるように、全率固溶体である合金の例としては、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、ニッケル(Ni)と銅(Cu)とからなる合金、金(Au)と銀(Ag)とからなる合金、銀(Ag)とスズ(Sn)とからなる合金、銀(Ag)と銅(Cu)とからなる合金及びゲルマニウム(Ge)とシリコン(Si)とからなる合金が挙げられる。 Examples of the alloy that is a solid solution in the above-described configuration 2 include alloys composed of ruthenium (Ru) and cobalt (Co), alloys composed of ruthenium (Ru) and rhenium (Re), nickel (Ni ) And copper (Cu) alloy, gold (Au) and silver (Ag) alloy, silver (Ag) and tin (Sn) alloy, silver (Ag) and copper (Cu) And alloys made of germanium (Ge) and silicon (Si).
(構成3)
前記低屈折率材料がMoである、構成1又は2に記載の多層反射膜付き基板。
(Configuration 3)
The board | substrate with a multilayer reflective film of the structure 1 or 2 whose said low refractive index material is Mo.
上記構成3にあるように、EUV光に対する良好な反射率を達成するためには、多層反射膜を構成する低屈折率材料を含む層における当該材料としてMoが好ましい。 In order to achieve good reflectivity with respect to EUV light as in the configuration 3, Mo is preferable as the material in the layer including the low refractive index material constituting the multilayer reflective film.
(構成4)
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、ニッケル(Ni)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、構成1〜3のいずれかに記載の多層反射膜付き基板。
(Configuration 4)
The alloy includes an alloy composed of ruthenium (Ru) and cobalt (Co), an alloy composed of ruthenium (Ru) and rhenium (Re), an alloy composed of nickel (Ni) and copper (Cu), or germanium (Ge). The board | substrate with a multilayer reflective film in any one of the structures 1-3 which is an alloy consisting of and silicon (Si).
上記構成4にあるように、全率固溶体である合金としては、洗浄耐性の観点から、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、ニッケル(Ni)と銅(Cu)とからなる合金及びゲルマニウム(Ge)とシリコン(Si)とからなる合金が好ましい。 As in the constitution 4, the alloy which is a solid solution is a ruthenium (Ru) and cobalt (Co) alloy, a ruthenium (Ru) and rhenium (Re) alloy from the viewpoint of washing resistance. An alloy made of nickel (Ni) and copper (Cu) and an alloy made of germanium (Ge) and silicon (Si) are preferable.
(構成5)
前記ブロック層の厚みが0.2〜3nmである、構成1〜4のいずれかに記載の多層反射膜付き基板。
(Configuration 5)
The board | substrate with a multilayer reflective film in any one of the structures 1-4 whose thickness of the said block layer is 0.2-3 nm.
上記構成5にあるように、Siの保護膜への移行を妨げる役割を果たすブロック層の厚みは、通常0.2nm以上である必要があり、EUV光の反射率を考慮すると3nm以下が好ましい。 As in the above configuration 5, the thickness of the block layer that plays a role in hindering the transition of Si to the protective film usually needs to be 0.2 nm or more, and is preferably 3 nm or less in consideration of the reflectance of EUV light.
(構成6)
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、構成2〜5のいずれかに記載の多層反射膜付き基板。
(Configuration 6)
In the alloy composed of ruthenium (Ru) and cobalt (Co) and the alloy composed of ruthenium (Ru) and rhenium (Re), the content of ruthenium (Ru) in the alloy is 75 atomic% or more and 99.5. The board | substrate with a multilayer reflective film in any one of the structures 2-5 which is atomic% or less.
上記構成6にあるように、保護膜を構成する全率固溶体であるルテニウム(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は、洗浄耐性及びEUV光に対する反射率特性の観点から、75原子%以上99.5原子%以下であることが好ましい。 As in the above configuration 6, in the alloy composed of ruthenium (Ru) and cobalt (Co) and the alloy composed of ruthenium (Ru) and rhenium (Re), which are all solid solutions constituting the protective film, ruthenium (Ru) ) In the alloy is preferably 75 atomic% or more and 99.5 atomic% or less from the viewpoint of washing resistance and reflectance characteristics with respect to EUV light.
(構成7)
構成1〜6のいずれかに記載の多層反射膜付き基板と、当該多層反射膜付き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EUVリソグラフィー用反射型マスクブランク。
(Configuration 7)
A reflective mask blank for EUV lithography, comprising: the substrate with a multilayer reflective film according to any one of configurations 1 to 6; and an absorber film that absorbs EUV light and is formed on the protective film of the substrate with the multilayer reflective film. .
上記構成7にあるように、本発明のEUVリソグラフィー用反射型マスクブランクは、本発明の多層反射膜付き基板の保護膜上に、EUV光を吸収する吸収体膜を有する構成である。 As in the configuration 7, the reflective mask blank for EUV lithography of the present invention has a configuration having an absorber film that absorbs EUV light on the protective film of the multilayer reflective film-coated substrate of the present invention.
(構成8)
前記吸収体膜上にさらにレジスト膜を有する、構成7に記載のEUVリソグラフィー用反射型マスクブランク。
(Configuration 8)
The reflective mask blank for EUV lithography according to Configuration 7, further comprising a resist film on the absorber film.
上記構成8にあるように、本発明のEUVリソグラフィー用反射型マスクブランクには、前記吸収体膜上にさらにレジスト膜を有する態様も含まれる。 As in the configuration 8, the reflective mask blank for EUV lithography of the present invention includes an aspect in which a resist film is further provided on the absorber film.
(構成9)
構成8に記載のEUVリソグラフィー用反射型マスクブランクにおける吸収体膜を、前記レジスト膜を介してパターニングして、前記保護膜上に吸収体膜パターンを形成する工程を有する、EUVリソグラフィー用反射型マスクの製造方法。
(Configuration 9)
The reflective mask for EUV lithography, comprising the step of patterning the absorber film in the reflective mask blank for EUV lithography according to Configuration 8 through the resist film to form an absorber film pattern on the protective film. Manufacturing method.
上記構成9にあるように、本発明のEUVリソグラフィー用反射型マスクブランクにおける吸収体膜を、前記レジスト膜を介してパターニングすることで、前記保護膜上に吸収体膜パターンが形成され、このような工程を実施することで、洗浄耐性に優れた、本発明のEUVリソグラフィー用反射型マスクが得られる。 As in the above configuration 9, the absorber film pattern in the reflective mask blank for EUV lithography of the present invention is patterned through the resist film, thereby forming an absorber film pattern on the protective film. By performing this process, the reflective mask for EUV lithography of the present invention having excellent cleaning resistance can be obtained.
(構成10)
構成1〜6のいずれかに記載の多層反射膜付き基板と、当該多層反射膜付き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パターンとを有するEUVリソグラフィー用反射型マスク。
(Configuration 10)
A reflective mask for EUV lithography, comprising: the substrate with a multilayer reflective film according to any one of configurations 1 to 6; and an absorber film pattern that absorbs EUV light and is formed on the protective film of the substrate with the multilayer reflective film. .
上記構成10にあるように、本発明のEUVリソグラフィー用反射型マスクの構成は、本発明の多層反射膜付き基板と、当該多層反射膜付き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パターンとを有する、というものである。
As described in the
(構成11)
構成9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又は構成10に記載のEUVリソグラフィー用反射型マスクを使用して、半導体基板上に転写パターンを形成する工程を有する、半導体装置の製造方法。
(Configuration 11)
A transfer pattern is formed on a semiconductor substrate using the reflective mask for EUV lithography obtained by the manufacturing method of the reflective mask for EUV lithography described in Structure 9 or the reflective mask for EUV lithography described in
上記構成11にあるように、本発明の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又は本発明のEUVリソグラフィー用反射型マスクを使用して、半導体基板上に転写パターンを形成し、その他種々の工程を経ることで、各種の半導体装置を製造することができる。 Using the reflective mask for EUV lithography obtained by the manufacturing method of the reflective mask for EUV lithography of the present invention or the reflective mask for EUV lithography of the present invention as described in the above-mentioned constitution 11, transfer onto a semiconductor substrate Various semiconductor devices can be manufactured by forming a pattern and performing other various processes.
本発明によれば、高反射率が得られ、且つ洗浄耐性に優れたEUVリソグラフィー用反射型マスクを与える多層反射膜付き基板が提供され、さらに、当該多層反射膜付き基板を使用して製造されるEUVリソグラフィー用反射型マスクブランク、例えば当該マスクブランクから得られるEUVリソグラフィー用反射型マスク及びその製造方法、並びにその反射型マスクを利用した半導体装置の製造方法が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the board | substrate with a multilayer reflective film which provides the reflective mask for EUV lithography which was able to obtain a high reflectance and was excellent in washing | cleaning tolerance is provided, Furthermore, it manufactured using the said board | substrate with a multilayer reflective film. A reflective mask blank for EUV lithography, for example, a reflective mask for EUV lithography obtained from the mask blank, a method for manufacturing the same, and a method for manufacturing a semiconductor device using the reflective mask are provided.
以下、本発明について詳細に説明する。なお、本明細書において、層上などでいう「上」とは、必ずしもその層などの上面に接触して形成される場合に限られず、離間して上方に形成される場合も含んでおり、層と層の間に介在層が存在する場合も包含する意味で使用する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail. In the present specification, the term “upper” as used on a layer or the like is not necessarily limited to the case of being formed in contact with the upper surface of the layer or the like, but includes the case of being formed on the upper side in a separated manner. It is used to include the case where an intervening layer exists between the layers.
[多層反射膜付き基板]
図1は、本発明の多層反射膜付き基板の断面を示す模式図である。当該多層反射膜付き基板10は、基板12の上に、露光光であるEUV光を反射する多層反射膜14と、該多層反射膜14上に設けられた、Siの保護膜18への移行を妨げるブロック層16と、該ブロック層16上に設けられた、前記多層反射膜14を保護するための保護膜18とを備えている。
[Substrate with multilayer reflective film]
FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of the multilayer reflective film-coated substrate of the present invention. The
<基板12>
本発明の多層反射膜付き基板10に使用される基板12としては、EUV露光の場合、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、0±5ppb/℃の範囲内の低熱膨張係数を有するものが好ましく用いられる。この範囲の低熱膨張係数を有する素材としては、例えば、SiO2−TiO2系ガラス、多成分系ガラスセラミックス等を用いることができる。
<
In the case of EUV exposure, the
基板12の転写パターン(後述の吸収体膜がこれを構成する)が形成される側の主表面は、少なくともパターン転写精度、位置精度を得る観点から高平坦度となるように表面加工されている。例えば、EUV露光の場合、基板12の転写パターンが形成される側の主表面の132mm×132mmの領域において、平坦度が0.1μm以下であることが好ましく、更に好ましくは0.05μm以下、特に好ましくは0.03μm以下である。また、転写パターンが形成される側と反対側の主表面は、露光装置にセットするときに静電チャックされる面であって、その142mm×142mmの領域において、平坦度が1μm以下、更に好ましくは0.5μm以下、特に好ましくは0.03μm以下である。なお、本明細書において平坦度は、TIR(Total Indicated Reading)で示される表面の反り(変形量)を表す値で、基板表面を基準として最小二乗法で定められる平面を焦平面とし、この焦平面より上にある基板表面の最も高い位置と、焦平面より下にある基板表面の最も低い位置との高低差の絶対値である。
The main surface of the
また、EUV露光の場合、基板12として要求される表面平滑度は、基板12の転写パターンが形成される側の主表面の表面粗さが、二乗平均平方根粗さ(RMS)で0.1nm以下であることが好ましい。なお表面平滑度は、原子間力顕微鏡で測定することができる。
In the case of EUV exposure, the surface smoothness required for the
さらに、基板12は、その上に形成される膜(多層反射膜14など)の膜応力による変形を防止するために、高い剛性を有しているものが好ましい。特に、65GPa以上の高いヤング率を有しているものが好ましい。
Furthermore, the
<多層反射膜14>
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12の上に多層反射膜14が形成されている。この多層反射膜14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。
<Multilayer
In the
一般的には高屈折率材料である軽元素又はその化合物の薄膜(高屈折率層)と、低屈折率材料である重元素又はその化合物の薄膜(低屈折率層)とが交互に40〜60周期程度積層された多層膜が、前記多層反射膜14として用いられる。前記多層膜は、基板12側から高屈折率層と低屈折率層をこの順に積層した高屈折率層/低屈折率層の積層構造を1周期として複数周期積層してもよいし、基板12側から低屈折率層と高屈折率層をこの順に積層した低屈折率層/高屈折率層の積層構造を1周期として複数周期積層してもよい。
Generally, a light element or a compound thin film (high refractive index layer) which is a high refractive index material and a heavy element or a compound thin film (low refractive index layer) which is a low refractive index material alternately 40 to 40 A multilayer film laminated for about 60 cycles is used as the multilayer
なお、多層反射膜14の最表面の層、すなわち多層反射膜14の基板12と反対側の表面層は、高屈折率層である。上述の多層膜において、基板12側から高屈折率層と低屈折率層をこの順に積層した高屈折率層/低屈折率層の積層構造を1周期として複数周期積層する場合は最上層が低屈折率層となる。低屈折率層が多層反射膜14の最表面を構成すると、これは容易に酸化されてしまい反射型マスクの反射率が減少するので、最上層の低屈折率層上に高屈折率層を形成して多層反射膜14とする。また、上述の多層膜において、基板12側から低屈折率層と高屈折率層をこの順に積層した低屈折率層/高屈折率層の積層構造を1周期として複数周期積層する場合は最上層が高屈折率層となるので、その場合は、最上層の高屈折率層が多層反射膜14の最表面となる。
The outermost layer of the multilayer
本発明において、前記高屈折率層としては、Siを含む層が採用される。Siを含む材料としては、Si単体の他に、Siに、B、C、N、Oを含むSi化合物でもよい。Siを含む層を高屈折率層として使用することによって、EUV光の反射率に優れたEUVリソグラフィー用反射型マスクが得られる。また本発明において基板12としてはガラス基板が好ましく用いられるので、Siはそれとの密着性にも優れている。
In the present invention, a layer containing Si is adopted as the high refractive index layer. The material containing Si may be Si compound containing B, C, N, and O in addition to Si alone. By using a layer containing Si as the high refractive index layer, a reflective mask for EUV lithography having excellent EUV light reflectivity can be obtained. Moreover, since a glass substrate is preferably used as the
また前記低屈折率材料としては、Mo、Ru、Rh、及びPtから選ばれる元素やこれらの合金が用いられる。例えば波長13〜14nmのEUV光に対する多層反射膜14としては、好ましくはMo膜とSi膜を交互に40〜60周期程度積層したMo/Si周期積層膜が用いられる。
In addition, as the low refractive index material, an element selected from Mo, Ru, Rh, and Pt or an alloy thereof is used. For example, as the multilayer
このような多層反射膜14の単独での反射率は通常65%以上であり、上限は通常73%である。なお、多層反射膜14の各構成層の厚み、周期は、露光波長により適宜選択すればよく、そしてブラッグの法則を満たすように選択される。
The reflectance of the multilayer
また、多層反射膜14において高屈折率層及び低屈折率層はそれぞれ複数存在するが、高屈折率層どうし、そして低屈折率層どうしの厚みが同じでなくともよい。また、多層反射膜14の最表面のSi層の膜厚は、反射率を低下させない範囲で調整することができる。最表面のSi層の膜厚は、3〜10nmとすることができる。
In the multilayer
多層反射膜14の形成方法は当該技術分野において公知であるが、例えばイオンビームスパッタ法により、各層を成膜することにより形成できる。上述したMo/Si周期多層膜の場合、例えばイオンビームスパッタ法により、まずSiターゲットを用いて厚さ4nm程度のSi膜を基板12上に成膜し、その後Moターゲットを用いて厚さ3nm程度のMo膜を成膜し、これを一周期として、40〜60周期積層して、多層反射膜14を形成する(最表面の層はSi膜とする)。
A method of forming the multilayer
<ブロック層16>
従来のEUVリソグラフィー用反射型マスクでは多層反射膜上に保護膜が設けられ、Si層と保護膜との間での拡散層形成を抑制する観点から、RuにZrやBを添加したRu合金からなる保護膜が提案された。しかしこれでもSiの拡散抑制は不十分であり、Siが保護膜に拡散し、酸化を受けて酸化ケイ素(SiO2等)を形成し、反射型マスクの製造工程や製品として完成した後の使用における繰り返しの洗浄を受けることで膜剥れが生じてしまう。あるいはMo/Si多層反射膜とRu系保護膜との間にSiおよびOを所定量含有する中間層を形成することが提案されたが(そして当該中間層はSiの移行を妨げることが本発明者の検討により明らかとなったが)、このような中間層はRu系保護膜との密着性が不十分であるため、これらの接合部で膜剥れが発生する。
<
In the conventional reflective mask for EUV lithography, a protective film is provided on the multilayer reflective film, and from the viewpoint of suppressing the formation of a diffusion layer between the Si layer and the protective film, a Ru alloy in which Zr or B is added to Ru is used. A protective film has been proposed. However, the diffusion of Si is still insufficient, and Si diffuses into the protective film, undergoes oxidation to form silicon oxide (SiO 2 etc.), and is used after it is completed as a reflective mask manufacturing process or product The film is peeled off by repeated cleaning in step (1). Alternatively, it has been proposed to form an intermediate layer containing a predetermined amount of Si and O between the Mo / Si multilayer reflective film and the Ru-based protective film (and that the intermediate layer prevents Si migration). However, since such an intermediate layer has insufficient adhesion to the Ru-based protective film, film peeling occurs at these joints.
このようにSiが酸化を受けることや酸化ケイ素(SiO2等)と従来構成のRu系保護膜の密着性が不十分であるということについては回避が非常に困難である。本発明者はSiの移行抑制や保護膜と酸化ケイ素その他の物質からなる層との密着性についてさらに検討を進めた結果、Siが保護膜に移行するのを妨げるブロック層を採用しつつ、保護膜として少なくとも2種の金属を含む、全率固溶体である合金を保護膜材料として採用することによって、保護膜へSiが拡散してガスや洗浄液と接触して酸化ケイ素(SiO2等)が生成し、膜剥れを生じるのを防ぐことができ、かつ保護膜及びブロック層、さらにその下の多層反射膜の密着性が担保でき、これにより高反射率及び優れた洗浄耐性を有するEUVリソグラフィー用反射型マスクが得られることを見出した。 As described above, it is very difficult to avoid the fact that Si is oxidized and that the adhesion between the silicon oxide (SiO 2 and the like) and the Ru-based protective film having the conventional structure is insufficient. As a result of further investigation on the suppression of Si migration and the adhesion between the protective film and the layer made of silicon oxide or the like, the present inventor has adopted a block layer that prevents Si from migrating to the protective film while protecting it. By adopting an alloy that is a solid solution containing at least two kinds of metals as a protective film material, Si diffuses into the protective film and comes into contact with a gas or a cleaning solution to generate silicon oxide (SiO 2 or the like). In addition, it is possible to prevent the film from peeling off, and to ensure the adhesion of the protective film and the block layer, and the multilayer reflective film below the protective film, and for EUV lithography having high reflectivity and excellent cleaning resistance. It has been found that a reflective mask can be obtained.
ブロック層16は多層反射膜14上に設けられる。ブロック層16は酸化ケイ素(SiOx)及び/又は化学量論的組成のRuSiを含む。前記酸化ケイ素は多層反射膜14の表面を構成するSiを含む層からSiが保護膜の方へ移行するのを有効に防止し、RuSiも同様にSiの移行を防止することができる。ブロック層16は酸化ケイ素及び化学量論的組成のRuSiの両方を含むことができ、その場合これら二つの成分はブロック層16中において略均一に分散していてもよいし、ブロック層16は酸化ケイ素からなる層とRuSiからなる層の積層体であってもよい。
The
前記酸化ケイ素は式SiOxで表すことができ、xは通常0.25〜2(O:20〜67原子%、Si:33〜80原子%)、Si移行抑制効果の点から好ましくは、xは0.5〜2(O:33〜67原子%、Si:33〜67原子%)、更に好ましくは、xは1〜1.8(O:50〜64原子%、Si:36〜50原子%)である。 The silicon oxide can be represented by the formula SiO x , where x is usually 0.25 to 2 (O: 20 to 67 atom%, Si: 33 to 80 atom%), preferably x from the viewpoint of the effect of suppressing Si migration. Is 0.5 to 2 (O: 33 to 67 atom%, Si: 33 to 67 atom%), more preferably x is 1 to 1.8 (O: 50 to 64 atom%, Si: 36 to 50 atom) %).
また、前記化学量論的組成のRuSiにおいては、SiがRuSiのうち33原子%以上67原子%以下の割合を占める。このような化学量論的組成のRuSiとしては、RuSi2、Ru2Si3、RuSi、Ru4Si3、Ru2Si及びRu5Si3が挙げられる。上述の材料の中でも、EUV光に対する反射率特性の観点から、RuSi(Ru:50原子%、Si:50原子%)に対してRuの含有量が多いRu4Si3、Ru2Si及びRu5Si3が好ましい。 In RuSi having the stoichiometric composition, Si accounts for 33 atomic% or more and 67 atomic% or less of RuSi. Examples of RuSi having such a stoichiometric composition include RuSi 2 , Ru 2 Si 3 , RuSi, Ru 4 Si 3 , Ru 2 Si, and Ru 5 Si 3 . Among the above-mentioned materials, Ru 4 Si 3 , Ru 2 Si and Ru 5 having a large Ru content with respect to RuSi (Ru: 50 atomic%, Si: 50 atomic%) from the viewpoint of reflectance characteristics with respect to EUV light. Si 3 is preferred.
またブロック層16の厚みは、多層反射膜14から移行してくるSiをブロックすることができ、かつ保護膜18及び多層反射膜14との密着性を確保することができる限り特に限定されない。このような観点から、ブロック層16の厚みは0.2nm以上とすることが好ましい。また、ブロック層16はあまり厚みが大きいと反射型マスクの反射率を低下させてしまう可能性がある。そこで、EUV光の反射率低下抑制の観点から、ブロック層16の厚みは、3nm以下が好ましい。Siの保護膜への移行抑制と、EUV光の反射率を考慮すると、ブロック層16の厚みは好ましくは0.2〜3nm、より好ましくは0.5〜2nmとされる。
The thickness of the
このようなブロック層16は、それを構成する物質の薄膜を形成することが可能な公知の各種方法により形成可能であり、その方法として例えば、イオンビームスパッタリング法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、気相成長法(CVD)、真空蒸着法が挙げられる。
Such a
また、例えばブロック層16が酸化ケイ素を含む場合には、ブロック層16は、多層反射膜付き基板10の製造のいずれかの段階で多層反射膜14を加熱(アニール)することによって、多層反射膜14の表面のSiを含む層におけるSiを酸化させて形成することができる。なお、多層反射膜14の表面層全体が酸化ケイ素を含むブロック層16になるのではなく、その一部が酸化を受けてブロック層16となるのであり、多層反射膜14の表面には依然としてSiを含む層が存在すると考えられる。
Further, for example, when the
さらに、ブロック層16が化学量論的組成のRuSiを含む場合には、ブロック層16は、多層反射膜14上にRuからなる膜を成膜し、その上に保護膜18を形成し、そして加熱(アニール)することで形成することができる。加熱によって多層反射膜14から保護膜18の方へSiが移行するが(酸化ケイ素の形成も起こる)、RuはSiと強固なシリサイドを形成して、その部分でSiの移動を止めるからである。これにより化学量論的組成のRuSiを含むブロック層16が形成され、同時にSiの保護膜18への移動も抑制される。そしてこのようにして形成されたRuSiと保護膜18との密着性は良好であるため、密着性不足による膜剥れが抑制される。
Further, when the
また、ブロック層16が化学量論的組成のRuSiを含む場合には、ブロック層16は、多層反射膜14上に、Ruを含む、全率固溶体の合金からなる保護膜18を形成し、そして加熱(アニール)することによっても形成することができる。この場合も前記と同様に、加熱によって多層反射膜14から保護膜18の方へSiが移行するが、これが保護膜18中のRuと強固なシリサイドを形成して、その部分でSiの移動が止まり、結果として化学量論的組成のRuSiを含むブロック層16が形成される。
When the
以上より、特にブロック層16を加熱(アニール)処理により形成する場合には、ブロック層16と多層反射膜14との境界及び/又はブロック層16と保護膜18との境界は明りょうではないものと考えられる。また、イオンビームスパッタリング法などによって化学量論的組成のRuSiを含むブロック層16を形成した場合には、製造直後は本発明の多層反射膜付き基板10においてブロック層16と多層反射膜14との境界及びブロック層16と保護膜18との境界は明りょうであると考えられるが、その後のEUVリソグラフィー用反射型マスクブランクへの製造工程を経たり、あるいはEUVリソグラフィー用反射型マスクとして使用されているうちに、上記のSiの移行が起きて、ブロック層16と多層反射膜14との境界は明りょうではなくなるものと考えられる。
From the above, especially when the
なお、以上説明したブロック層16を形成するための加熱(アニール)処理の条件は、所望のブロック層16を形成することができる限り特に制限されるものではないが、通常150〜300℃で5〜20分である。
The heating (annealing) conditions for forming the
<保護膜18>
上記で形成されたブロック層16の上に、後述する、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洗浄からの多層反射膜14の保護のため、保護膜18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。
<
A
保護膜18は少なくとも2種の金属を含む、全率固溶体である合金により構成される。前記全率固溶体とは、液相状態でも固相状態でも各構成金属があらゆる濃度で溶け合う合金のことである。本発明者は、このような材料で形成される保護膜18が、上記で説明したブロック層16との密着性に優れ、洗浄耐性に優れたEUVリソグラフィー用反射型マスクを与える多層反射膜付き基板10を与えることを見出した。
The
さらに前記全率固溶体である合金は非常に安定である。従来のRuやRu−(Zr,B)合金を保護膜として採用した構成では、これらはドライエッチングにおいてCl系ガスを使用した場合に、当該ガスにより前記保護膜から塩化物が生成し、それに引き続く薬液洗浄により、前記塩化物と共に前記保護膜が減膜ないし消失してしまう。しかしながら前記全率固溶体である合金は非常に安定であることから、Cl系ガスを使用したドライエッチングによる塩素化を受けにくく、ドライエッチング耐性にも非常に優れている。 Furthermore, the alloy which is the said solid solution is very stable. In the configuration in which conventional Ru or Ru- (Zr, B) alloy is used as a protective film, when a Cl-based gas is used in dry etching, chloride is generated from the protective film by the gas, followed by the gas. The protective film is reduced or disappears together with the chloride by chemical cleaning. However, since the alloy that is a solid solution of the above-mentioned ratio is very stable, it is hardly subject to chlorination by dry etching using a Cl-based gas, and is excellent in dry etching resistance.
全率固溶体である合金としては、例えばルテニウム(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、ニッケル(Ni)と銅(Cu)とからなる合金、金(Au)と銀(Ag)とからなる合金、銀(Ag)とスズ(Sn)とからなる合金、銀(Ag)と銅(Cu)とからなる合金及びゲルマニウム(Ge)とシリコン(Si)とからなる合金が挙げられる。 Examples of the alloy that is a solid solution of all percentages include an alloy composed of ruthenium (Ru) and cobalt (Co), an alloy composed of ruthenium (Ru) and rhenium (Re), and composed of nickel (Ni) and copper (Cu). Alloys, alloys composed of gold (Au) and silver (Ag), alloys composed of silver (Ag) and tin (Sn), alloys composed of silver (Ag) and copper (Cu), and germanium (Ge) and silicon An alloy composed of (Si) is mentioned.
これらの合金が単独で保護膜18を形成していても、2種以上の合金が併用されて保護膜18を形成していてもよい。
These alloys may form the
また、保護膜18においては、本発明の効果を損なわない範囲で、保護膜18を構成する全率固溶体である合金に、酸素、窒素、水素、炭素等の元素が含まれていても構わない。
In the
また、本発明の効果を損なわない範囲で、保護膜18の極最表面に、全率固溶体である合金の酸化物、窒化物、水素化物、炭化物、酸化窒化物、酸化炭化物、酸化窒化炭化物等が形成されていても構わない。
Further, the oxide, nitride, hydride, carbide, oxynitride, oxycarbide, oxynitride carbide, etc. of the alloy which is a complete solid solution is formed on the outermost surface of the
保護膜18はEUVリソグラフィー用反射型マスクにおいてその構成層として残存するため、EUV光の吸収が低い(保護膜18が形成された状態において多層反射膜14の反射率が通常63%以上(通常73%未満)である)ことが好ましい。そのような観点からは、保護膜18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、ニッケル(Ni)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がより好ましく、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が特に好ましい。
Since the
本発明の多層反射膜付き基板から得られるEUVリソグラフィー用反射型マスクにおけるEUV光に対する高反射率の観点(反射率63%以上)から、前記ルテニウム(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)とからなる合金においては、Ruの前記合金中の含有量は、75原子%以上99.5原子%以下であることが好ましく、90原子%以上99.5%以下であることがより好ましく、95原子%以上99.5原子%以下であることが特に好ましい。この原子組成は、オージェ電子分光法により測定することができる。 From the viewpoint of high reflectivity with respect to EUV light (reflectance of 63% or more) in the reflective mask for EUV lithography obtained from the substrate with a multilayer reflective film of the present invention, an alloy comprising ruthenium (Ru) and cobalt (Co) or In an alloy composed of ruthenium (Ru) and rhenium (Re), the content of Ru in the alloy is preferably 75 atomic% or more and 99.5 atomic% or less, and 90 atomic% or more and 99.5% or less. More preferably, it is 95 atomic% or more and 99.5 atomic% or less. This atomic composition can be measured by Auger electron spectroscopy.
本発明は、保護膜18として少なくとも2種の金属を含む合金であって、全率固溶体であるものを使用するものであるが、当該合金からなる保護膜18の形成方法としては、従来公知の保護膜の形成方法と同様のものを特に制限なく採用することができる。そのような形成方法の例としては、マグネトロンスパッタリング法及びイオンビームスパッタ法が挙げられる。
The present invention uses an alloy containing at least two kinds of metals as the
そして、例えばこれらのスパッタリング法に用いられるスパッタリングターゲットの種類、組成を変更することによって、前記合金中の各構成金属の含有量を所望の値に調整することができる。 For example, by changing the type and composition of the sputtering target used in these sputtering methods, the content of each constituent metal in the alloy can be adjusted to a desired value.
このような保護膜18の厚みは、その保護膜としての機能を果たすことができる限り特に制限されないが、EUV光の透過率(入射したEUV光は保護膜18を透過して多層反射膜14で反射され、そして反射光は保護膜18を透過して出射される)の観点から、前記厚みは好ましくは1〜8nm、より好ましくは1.5〜5nmである。
The thickness of the
以上説明した通り、本発明の多層反射膜付き基板10は、基板12と多層反射膜14とブロック層16と保護膜18とを有する。当該多層反射膜付き基板10においてはブロック層16によって保護膜18の各種洗浄による膜剥れが抑制されており、さらに多層反射膜14・ブロック層16・保護膜18の間の密着性に優れていることから密着性不足による膜剥れも抑制されている。これにより本発明の多層反射膜付き基板10は、高反射率、具体的には波長13.5nmのEUV光に対して63%以上の反射率を達成しつつ、優れた洗浄耐性も有している。
As described above, the multilayer reflective film-coated
さらに前記多層反射膜付き基板10は、基板12の多層反射膜14が形成されている側とは反対側の主表面上に、裏面導電膜を有していてもよい。裏面導電膜は、マスクブランク製造の際に多層反射膜付き基板10の支持手段として使用される静電チャックや、後述する本発明のEUVリソグラフィー用反射型マスクブランクのパターンプロセス時や露光時のマスクハンドリングの支持手段として使用される静電チャックに、多層反射膜付き基板10又はマスクブランクを吸着させる目的や、多層反射膜14の応力補正の目的で形成される。
Furthermore, the
また、本発明の多層反射膜付き基板10においては、基板12と多層反射膜14との間に下地膜を形成してもよい。下地膜は、基板12の表面の平滑性向上の目的、欠陥低減の目的、多層反射膜14の反射増強効果の目的、並びに多層反射膜14の応力補正の目的で形成される。
In the
また、本発明の多層反射膜付き基板10としては、多層反射膜14や保護膜18上に、基板12や多層反射膜付き基板10の欠陥存在位置の基準となる基準マークを、フォトリソグラフィーで形成する場合において、多層反射膜14や保護膜18上にレジスト膜を形成した態様も含まれる。
In addition, as the
[EUVリソグラフィー用反射型マスクブランク]
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30の断面を示す模式図である。上述の本発明の多層反射膜付き基板10の保護膜18上にEUV光を吸収する吸収体膜20を形成することによって、本発明のマスクブランク30が得られる。
[Reflective mask blank for EUV lithography]
FIG. 2 is a schematic view showing a cross section of the reflective mask blank 30 for EUV lithography of the present invention. The
吸収体膜20にレジストを介してドライエッチングを施すことにより所定の吸収体膜パターンを得て、光(本発明においてはEUV光)を反射する部分(保護膜18並びにその下のブロック層16及び多層反射膜14が露出している部分)及び光を吸収する部分(吸収体膜パターン)を有するEUVリソグラフィー用反射型マスクが得られる。
The
EUV光を吸収する機能を有し、エッチング等により除去が可能(好ましくは塩素(Cl)やフッ素(F)系ガスのドライエッチングでエッチング可能)である限り、吸収体膜20の材料は特に限定されない。そのような機能を有するものとして、タンタル(Ta)単体又はTaを主成分として含むタンタル化合物を好ましく用いることができる。
The material of the
このようなタンタルやタンタル化合物により構成される吸収体膜20は、DCスパッタリング法やRFスパッタリング法などのマグネトロンスパッタリング法といった公知の方法で形成することが出来る。例えば、タンタルとホウ素を含むターゲットを用い、酸素或いは窒素を添加したアルゴンガスを用いたスパッタリング法で吸収体膜20を保護膜18上に成膜することができる。
The
前記タンタル化合物は、通常Taの合金である。このような吸収体膜20の結晶状態は、平滑性及び平坦性の点から、アモルファス状又は微結晶の構造であることが好ましい。吸収体膜20表面が平滑・平坦でないと、吸収体膜パターンのエッジラフネスが大きくなり、パターンの寸法精度が悪くなることがある。吸収体膜20の好ましい表面粗さは0.5nmRms以下であり、更に好ましくは0.4nmRms以下、0.3nmRms以下であれば更に好ましい。
The tantalum compound is usually an alloy of Ta. The crystalline state of the
前記タンタル化合物としては、TaとBとを含む化合物、TaとNとを含む化合物、TaとOとNとを含む化合物、TaとBとを含み、更にOとNの少なくとも何れかを含む化合物、TaとSiとを含む化合物、TaとSiとNとを含む化合物、TaとGeとを含む化合物、TaとGeとNとを含む化合物、等を用いることが出来る。 As the tantalum compound, a compound containing Ta and B, a compound containing Ta and N, a compound containing Ta, O and N, a compound containing Ta and B, and further containing at least one of O and N A compound containing Ta and Si, a compound containing Ta, Si and N, a compound containing Ta and Ge, a compound containing Ta, Ge and N, and the like can be used.
TaはEUV光の吸収係数が大きく、また塩素系ガスやフッ素系ガスで容易にドライエッチングすることが可能な材料であるため、加工性に優れた吸収体膜材料である。さらにTaにBやSi、Ge等を加えることにより、アモルファス状の材料が容易に得られ、吸収体膜20の平滑性を向上させることができる。また、TaにNやOを加えれば、吸収体膜20の酸化に対する耐性が向上するため、経時的な安定性を向上させることが出来るという効果が得られる。
Ta is a material having a large EUV light absorption coefficient and can be easily dry-etched with a chlorine-based gas or a fluorine-based gas. Therefore, Ta is an excellent absorber film material. Further, by adding B, Si, Ge or the like to Ta, an amorphous material can be easily obtained, and the smoothness of the
一方吸収体膜20の成膜時の基板加熱温度や、成膜時のスパッタリングガス圧力を調整することにより吸収体膜材料を微結晶化することができる。
On the other hand, the absorber film material can be microcrystallized by adjusting the substrate heating temperature during the formation of the
また、吸収体膜20を構成する材料としては、タンタル又はタンタル化合物以外に、WN、TiN、Ti等の材料が挙げられる。
Moreover, as a material which comprises the absorber film |
以上説明した吸収体膜20は、露光光の波長に対し、吸収係数が0.025以上、更には0.030以上であると、吸収体膜20の膜厚を小さくできる点で好ましい。
The
なお、吸収体膜20の膜厚は、露光光であるEUV光が十分に吸収できる厚みであればよいが、通常30〜100nm程度である。
The thickness of the
また、本発明のEUVリソグラフィー用反射型マスクブランク30には、前記吸収体膜20上に、ドライエッチングによるパターン形成のためのレジスト膜22を形成した態様も含まれる。図2にはこちらの態様が示されている。
The reflective mask blank 30 for EUV lithography of the present invention includes an embodiment in which a resist
また、本発明のEUVリソグラフィー用反射型マスクブランク30には、前記吸収体膜20とレジスト膜22との間に、ハードマスク膜を形成した態様も含まれる。ハードマスク膜は、吸収体膜20をパターニングする際にマスク機能を有するものであり、吸収体膜20とエッチング選択性が異なる材料により構成する。吸収体膜20がタンタルやタンタル化合物により構成される場合、ハードマスク膜の形成材料として、クロムやクロム化合物などの材料が選択される。クロム化合物としては、CrとN、O、C、Hから選ばれる少なくとも一つの元素とを含む材料が挙げられる。
Further, the reflective mask blank 30 for EUV lithography of the present invention includes an embodiment in which a hard mask film is formed between the
なお、EUVリソグラフィー用反射型マスクブランク30において、基板12の多層反射膜14と対向する面と反対側の面には、前述の通り静電チャックの目的のために裏面導電膜を形成してもよい。裏面導電膜に求められる電気的特性は通常100Ω/□以下である。裏面導電膜の形成方法は公知であり、例えばマグネトロンスパッタリング法やイオンビームスパッタ法により、クロム(Cr)、タンタル(Ta)等の金属や合金のターゲットを使用して形成することができる。裏面導電膜の厚みは前記目的を達成する限り特に限定されないが、通常10〜200nmである。
In the reflective mask blank 30 for EUV lithography, a back surface conductive film may be formed on the surface opposite to the surface facing the multilayer
次に説明する通り本発明のEUVリソグラフィー用反射型マスクブランク30をさらに加工してEUVリソグラフィー用反射型マスクが得られるが、この反射型マスクについては、通常、パターンの検査、修正が行われる。EUV光を露光光に適用する反射型マスクの場合においても、パターン検査を行うときの検査光としては、波長193nm、257nm等のEUV光に比べて長波長の光が用いられる場合が多い。長波長の検査光に対応するためには、吸収体膜20の表面反射を低減させる必要がある。この場合、吸収体膜20を、基板12側から、主としてEUV光を吸収する機能を有する吸収体層と、主として検査光に対する表面反射を低減する機能を有する低反射層とを積層した構成にするとよい。前記低反射層の形成材料としては、吸収体層がTaを主成分とする材料の場合、TaやTaBにOを添加した材料が好適である。
As will be described below, the reflective mask blank 30 for EUV lithography of the present invention is further processed to obtain a reflective mask for EUV lithography, and this reflective mask is usually subjected to pattern inspection and correction. Even in the case of a reflective mask that applies EUV light to exposure light, light having a longer wavelength is often used as inspection light when performing pattern inspection as compared to EUV light having a wavelength of 193 nm, 257 nm, or the like. In order to cope with inspection light having a long wavelength, it is necessary to reduce the surface reflection of the
[EUVリソグラフィー用反射型マスク]
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30を使用して、本発明の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。本発明のEUVリソグラフィー用反射型マスクの製造には、高精細のパターニングを行うことができるフォトリソグラフィー法が最も好適である。
[Reflective mask for EUV lithography]
By using the reflective mask blank 30 for EUV lithography of the present invention described above, the reflective mask for EUV lithography of the present invention can be manufactured. For the production of the reflective mask for EUV lithography of the present invention, a photolithography method capable of performing high-definition patterning is most suitable.
以下ではフォトリソグラフィー法を利用した、レジスト膜を介してEUVリソグラフィー用反射型マスクブランク30における吸収体膜20をパターニングして本発明のEUVリソグラフィー用反射型マスクを製造する方法を説明する。また、当該方法の模式図を図3に示す。図3において同一の構成に関しては、一つについて符号を示し、その他の同一の構成については符号をつけるのを省略している。
Hereinafter, a method of manufacturing the reflective mask for EUV lithography of the present invention by patterning the
まず、基板12、多層反射膜14、ブロック層16、保護膜18及び吸収体膜20がこの順に形成されたマスクブランク30(図3(a))の吸収体膜20上にレジスト膜22を形成する(図3(b))。レジスト膜22が形成されたものも本発明のEUVリソグラフィー用反射型マスクブランク30であるので、ここからスタートしてもよい。このレジスト膜22に所望のパターンを描画(露光)し、さらに現像・リンスすることによって、所定のレジストパターン22aを形成する(図3(c))。
First, a resist
このレジストパターン22aをマスクとして使用して、エッチングガスによるドライエッチングを実施することにより、吸収体膜20のレジストパターン22aで被覆されていない部分がエッチングされ、吸収体膜パターン20aが保護膜18上に形成される(図3(d))。
By performing dry etching with an etching gas using the resist
なお、前記エッチングガスとしては、Cl2,SiCl4,CHCl3,CCl4等の塩素系のガス、これら塩素系ガス及びO2を所定の割合で含む混合ガス、塩素系ガス及びHeを所定の割合で含む混合ガス、塩素系ガス及びArを所定の割合で含む混合ガス、CF4,CHF3,C2F6,C3F6,C4F6,C4F8,CH2F2,CH3F,C3F8,SF6,F等のフッ素系ガス、これらフッ素系ガス及びO2を所定の割合で含む混合ガス、フッ素系ガス及びHeを所定の割合で含む混合ガス、フッ素系ガス及びArを所定の割合で含む混合ガスが挙げられる。 As the etching gas, a chlorine-based gas such as Cl 2 , SiCl 4 , CHCl 3 , CCl 4 , a mixed gas containing these chlorine-based gas and O 2 at a predetermined ratio, a chlorine-based gas, and He are predetermined. Mixed gas containing a ratio, chlorine-based gas, and mixed gas containing Ar in a predetermined ratio, CF 4 , CHF 3 , C 2 F 6 , C 3 F 6 , C 4 F 6 , C 4 F 8 , CH 2 F 2 , CH 3 F, C 3 F 8 , SF 6 , F and other fluorine-based gases, mixed gases containing these fluorine-based gases and O 2 at a predetermined ratio, mixed gases including fluorine-based gas and He at a predetermined ratio, A mixed gas containing a fluorine-based gas and Ar in a predetermined ratio is exemplified.
そして、例えば、レジスト剥離液によりレジストパターン22aを除去した後、酸性やアルカリ性の水溶液を用いたウェット洗浄を行い、高い反射率を達成したEUVリソグラフィー用反射型マスク40が得られる。
Then, for example, after removing the resist
[半導体装置の製造方法]
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40を使用したリソグラフィー技術により、半導体基板上に前記マスクの吸収体膜パターン20a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。
[Method for Manufacturing Semiconductor Device]
A transfer pattern based on the
より具体的な例として、図4に示すパターン転写装置50により、EUVリソグラフィー用反射型マスク40を用いてレジスト付き半導体基板56にEUV光によってパターンを転写する方法を説明する。
As a more specific example, a method of transferring a pattern by EUV light to a semiconductor substrate 56 with a resist using a
EUVリソグラフィー用反射型マスク40を搭載したパターン転写装置50は、レーザープラズマX線源52、反射型マスク40、縮小光学系54等から概略構成される。縮小光学系54としては、X線反射ミラーを用いている。
The
縮小光学系54により、反射型マスク40で反射されたパターンは通常1/4程度に縮小される。例えば、露光波長として13〜14nmの波長帯を使用し、光路が真空中になるように予め設定する。このような状態で、レーザープラズマX線源52から得られたEUV光を反射型マスク40に入射させ、ここで反射された光を縮小光学系54を通してレジスト付き半導体基板56上に転写する。
By the reduction
反射型マスク40に入射した光は、吸収体膜パターン20aのある部分では、吸収体膜に吸収されて反射されず、一方、吸収体膜パターン20aのない部分に入射した光は多層反射膜14により反射される。このようにして、反射型マスク40から反射される光により形成される像が縮小光学系54に入射する。縮小光学系54を経由した露光光は、レジスト付き半導体基板56上のレジスト層に転写パターンを形成する。そして、この露光済レジスト層を現像することによってレジスト付き半導体基板56上にレジストパターンを形成することができる。
The light incident on the
そして前記レジストパターンをマスクとして使用してエッチング等を実施することにより、例えば半導体基板上に所定の配線パターンを形成することができる。
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。
Then, by performing etching or the like using the resist pattern as a mask, for example, a predetermined wiring pattern can be formed on the semiconductor substrate.
A semiconductor device is manufactured through such a process and other necessary processes.
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、これらの実施例は何ら本発明を限定するものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, these Examples do not limit this invention at all.
(実施例1)
<多層反射膜付き基板の製造>
使用する基板はSiO2−TiO2系のガラス基板(6インチ角、厚さが6.35mm)である。このガラス基板の端面を面取り加工、及び研削加工し、更に酸化セリウム砥粒を含む研磨液で粗研磨処理した。これらの処理を終えたガラス基板を両面研磨装置のキャリアにセットし、研磨液にコロイダルシリカ砥粒を含むアルカリ水溶液を用い、所定の研磨条件で精密研磨をおこなった。精密研磨終了後、ガラス基板に対し洗浄処理を行った。
Example 1
<Manufacture of substrate with multilayer reflective film>
The substrate to be used is a SiO 2 —TiO 2 glass substrate (6 inch square, thickness 6.35 mm). The end surface of the glass substrate was chamfered and ground, and further subjected to rough polishing with a polishing liquid containing cerium oxide abrasive grains. The glass substrate after these treatments was set on a carrier of a double-side polishing apparatus, and precision polishing was performed under predetermined polishing conditions using an alkaline aqueous solution containing colloidal silica abrasive grains as a polishing liquid. After precision polishing, the glass substrate was washed.
以上のようにして、EUVリソグラフィー用反射型マスクブランク用ガラス基板を作製した。この得られたガラス基板の主表面の表面粗さは、二乗平均平方根粗さ(RMS)で、0.10nm以下と良好であった。また、平坦度は、測定領域132mm×132mmで30nm以下と良好であった。 A glass substrate for a reflective mask blank for EUV lithography was produced as described above. The surface roughness of the main surface of the obtained glass substrate was as good as 0.10 nm or less in terms of root mean square roughness (RMS). Further, the flatness was as good as 30 nm or less in a measurement region of 132 mm × 132 mm.
次に、上記EUVリソグラフィー用反射型マスクブランク用ガラス基板の裏面に、以下の条件でCrNからなる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
Next, a back conductive film made of CrN was formed on the back surface of the reflective mask blank glass substrate for EUV lithography under the following conditions by magnetron sputtering.
Back surface conductive film formation conditions: Cr target, Ar + N 2 gas atmosphere (Ar: N 2 = 90%: 10%), film composition (Cr: 90 atomic%, N: 10 atomic%),
次に、上記EUVリソグラフィー用反射型マスクブランク用ガラス基板の裏面導電膜が形成された側と反対側の主表面上に、以下のようにして多層反射膜を形成した。ガラス基板上に形成される多層反射膜としては、13〜14nmの露光光波長帯域に適した多層反射膜とするために、Mo膜/Si膜周期多層反射膜を採用した。 Next, a multilayer reflective film was formed as follows on the main surface opposite to the side on which the back conductive film was formed of the reflective mask blank glass substrate for EUV lithography. As the multilayer reflective film formed on the glass substrate, a Mo film / Si film periodic multilayer reflective film was employed in order to obtain a multilayer reflective film suitable for an exposure light wavelength band of 13 to 14 nm.
すなわち、多層反射膜は、MoターゲットとSiターゲットを使用し、イオンビームスパッタリング(Arを使用)により基板上にMo層及びSi層を交互に積層して形成した。 That is, the multilayer reflective film was formed by alternately stacking Mo layers and Si layers on a substrate by ion beam sputtering (using Ar) using a Mo target and a Si target.
まず、Si膜を4.2nmの厚みで成膜し、続いて、Mo膜を2.8nmの厚みで成膜した。これを一周期とし、同様にして40周期積層し、最後にSi膜を4.0nmの厚みで成膜し、多層反射膜を形成した。 First, a Si film was formed with a thickness of 4.2 nm, and then a Mo film was formed with a thickness of 2.8 nm. This was taken as one cycle, and 40 cycles were laminated in the same manner. Finally, a Si film was formed with a thickness of 4.0 nm to form a multilayer reflective film.
このようにして多層反射膜が形成されたサンプルを大気中でアニール(200℃で10分間)処理することにより、多層反射膜の表面にSiO2膜を形成した(厚み1nm)。 The sample on which the multilayer reflective film was formed in this way was annealed in the atmosphere (at 200 ° C. for 10 minutes) to form a SiO 2 film on the surface of the multilayer reflective film (thickness 1 nm).
続いて、RuCoターゲット(Ru:97原子%、Co:3原子%)を使用し、Arガス雰囲気にてDCマグネトロンスパッタリングにより多層反射膜のSiO2膜上に、RuCo(Ru:97原子%、Co:3原子%)からなるRu系保護膜を形成した(厚み2.5nm)。 Subsequently, a RuCo target (Ru: 97 atomic%, Co: 3 atomic%) is used, and RuCo (Ru: 97 atomic%, Co is formed on the SiO 2 film of the multilayer reflective film by DC magnetron sputtering in an Ar gas atmosphere. : 3 atomic%), a Ru-based protective film was formed (thickness 2.5 nm).
このようにして得られた多層反射膜付き基板における、Ru系保護膜表面の波長13.5nmのEUV光に対する反射率は63.7%と高反射率であった。 The thus obtained substrate with a multilayer reflective film had a high reflectance of 63.7% with respect to EUV light having a wavelength of 13.5 nm on the surface of the Ru-based protective film.
<EUVリソグラフィー用反射型マスクブランクの製造>
以上のようにして得られた多層反射膜付き基板のRu系保護膜上に、TaBN(厚み56nm)とTaBO(厚み14nm)の積層膜からなる吸収体膜をDCマグネトロンスパッタリングにより形成し、EUVリソグラフィー用反射型マスクブランクを製造した。TaBN膜は、TaBターゲットを使用し、ArガスとN2ガスの混合ガス雰囲気による反応性スパッタリングにより、TaBO膜はTaBターゲットを使用し、ArガスとO2ガスの混合ガス雰囲気による反応性スパッタリングにより形成した。
<Manufacture of reflective mask blank for EUV lithography>
An absorber film made of a laminated film of TaBN (thickness 56 nm) and TaBO (
(実施例2)
<多層反射膜付き基板の製造>
大気中アニールにより多層反射膜の表面にSiO2膜を形成する代わりに、Siターゲットを使用し、ArガスとO2ガスとの混合ガス雰囲気にてRFスパッタリングにより多層反射膜上にSiO2膜(厚み1.0nm)を形成した以外は実施例1と同様にして多層反射膜付き基板を製造した。
(Example 2)
<Manufacture of substrate with multilayer reflective film>
Instead of forming an SiO 2 film on the surface of the multilayer reflective film by annealing in the air, a Si target is used, and an SiO 2 film (on the multilayer reflective film is formed on the multilayer reflective film by RF sputtering in a mixed gas atmosphere of Ar gas and O 2 gas. A substrate with a multilayer reflective film was produced in the same manner as in Example 1 except that the thickness was 1.0 nm.
得られた多層反射膜付き基板における、Ru系保護膜表面の波長13.5nmのEUV光に対する反射率は63.5%と高反射率であった。 In the obtained substrate with a multilayer reflective film, the reflectance with respect to EUV light with a wavelength of 13.5 nm on the surface of the Ru-based protective film was as high as 63.5%.
<EUVリソグラフィー用反射型マスクブランクの製造>
以上のようにして得られた多層反射膜付き基板を使用して、実施例1と同様にして、Ru系保護膜上に、TaBN(厚み56nm)とTaBO(厚み14nm)の積層膜からなる吸収体膜をDCマグネトロンスパッタリングにより形成し、EUVリソグラフィー用反射型マスクブランクを製造した。なお、TaBN膜とTaBO膜の成膜は、実施例1と同様に反応性スパッタリングにより行った。
<Manufacture of reflective mask blank for EUV lithography>
Using the substrate with a multilayer reflective film obtained as described above, in the same manner as in Example 1, an absorption comprising a laminated film of TaBN (thickness 56 nm) and TaBO (
(実施例3)
<多層反射膜付き基板の製造>
大気中アニールにより多層反射膜の表面にSiO2膜を形成した後、Ru系保護膜を形成する前に、化学量論的組成のRu2Siターゲットを使用し、Arガス雰囲気にてDCマグネトロンスパッタリングにより前記SiO2膜上にRu2Si膜(厚み1.0nm)を形成した以外は実施例1と同様にして多層反射膜付き基板を製造した。
(Example 3)
<Manufacture of substrate with multilayer reflective film>
After forming the SiO 2 film on the surface of the multilayer reflective film by annealing in the air, and before forming the Ru-based protective film, using a stoichiometric Ru 2 Si target, DC magnetron sputtering in an Ar gas atmosphere A substrate with a multilayer reflective film was produced in the same manner as in Example 1 except that a Ru 2 Si film (thickness: 1.0 nm) was formed on the SiO 2 film.
得られた多層反射膜付き基板における、Ru系保護膜表面の波長13.5nmのEUV光に対する反射率は63.1%と高反射率であった。 In the obtained substrate with a multilayer reflective film, the reflectance with respect to EUV light having a wavelength of 13.5 nm on the surface of the Ru-based protective film was as high as 63.1%.
<EUVリソグラフィー用反射型マスクブランクの製造>
以上のようにして得られた多層反射膜付き基板を使用して、実施例1と同様にして、Ru系保護膜上に、TaBN(厚み56nm)とTaBO(厚み14nm)の積層膜からなる吸収体膜をDCマグネトロンスパッタリングにより形成し、EUVリソグラフィー用反射型マスクブランクを製造した。なお、TaBN膜とTaBO膜の成膜は、実施例1と同様に反応性スパッタリングにより行った。
<Manufacture of reflective mask blank for EUV lithography>
Using the substrate with a multilayer reflective film obtained as described above, in the same manner as in Example 1, an absorption comprising a laminated film of TaBN (thickness 56 nm) and TaBO (
(実施例4)
実施例1と同様にしてガラス基板上に多層反射膜を形成した後、化学量論的組成のRu2Siターゲットを使用し、イオンビームスパッタリング(Arを使用)によりRu2Si膜を多層反射膜上に形成した(厚み1.0nm)。さらに、RuCoターゲット(Ru:97原子%、Co:3原子%)を使用し、イオンビームスパッタリング(Arを使用)により前記Ru2Si膜上にRuCo(Ru:97原子%、Co:3原子%)からなるRu系保護膜を形成し(厚み2.5nm)、多層反射膜付き基板を製造した。
Example 4
After forming the multilayer reflective film on a glass substrate in the same manner as in Example 1, using Ru 2 Si target stoichiometry (using Ar) ion beam sputtering by Ru 2 Si film multilayer reflective film Formed above (thickness 1.0 nm). Further, a RuCo target (Ru: 97 atomic%, Co: 3 atomic%) was used, and RuCo (Ru: 97 atomic%, Co: 3 atomic%) was formed on the Ru 2 Si film by ion beam sputtering (using Ar). (Ru-based protective film) was formed (thickness 2.5 nm) to produce a substrate with a multilayer reflective film.
このようにして得られた多層反射膜付き基板における、Ru系保護膜表面の波長13.5nmのEUV光に対する反射率は64.1%と高反射率であった。 The thus obtained substrate with a multilayer reflective film had a high reflectance of 64.1% with respect to EUV light having a wavelength of 13.5 nm on the surface of the Ru-based protective film.
<EUVリソグラフィー用反射型マスクブランクの製造>
以上のようにして得られた多層反射膜付き基板を使用して、実施例1と同様にして、Ru系保護膜上に、TaBN(厚み56nm)とTaBO(厚み14nm)の積層膜からなる吸収体膜をDCマグネトロンスパッタリングにより形成し、EUVリソグラフィー用反射型マスクブランクを製造した。なお、TaBN膜とTaBO膜の成膜は、実施例1と同様に反応性スパッタリングにより行った。
<Manufacture of reflective mask blank for EUV lithography>
Using the substrate with a multilayer reflective film obtained as described above, in the same manner as in Example 1, an absorption comprising a laminated film of TaBN (thickness 56 nm) and TaBO (
(比較例1)
<多層反射膜付基板の製造>
多層反射膜形成後、大気中のアニール処理を行わなかったこと、また、Ru系保護膜として、Ruターゲットを使用し、イオンビームスパッタリング(Arを使用)により多層反射膜上にRu膜からなるRu系保護膜を形成した(厚み2.5nm)以外は実施例1と同様にして、多層反射膜付基板を製造した。
(Comparative Example 1)
<Manufacture of substrate with multilayer reflective film>
After the multilayer reflective film was formed, no annealing treatment was performed in the atmosphere, and a Ru target was used as a Ru-based protective film, and a Ru film composed of a Ru film was formed on the multilayer reflective film by ion beam sputtering (using Ar). A substrate with a multilayer reflective film was produced in the same manner as in Example 1 except that a system protective film was formed (thickness 2.5 nm).
このようにして得られた多層反射膜付基板における、Ru系保護膜表面の波長13.5nmのEUV光に対する反射率は64.5%と高反射率であった。 The thus obtained substrate with a multilayer reflective film had a high reflectance of 64.5% with respect to EUV light having a wavelength of 13.5 nm on the surface of the Ru-based protective film.
<EUVリソグラフィー用反射型マスクブランクの製造>
以上のようにして得られた多層反射膜付き基板を使用して、実施例1と同様にして、Ru系保護膜上に、TaBN(厚み56nm)とTaBO(厚み14nm)の積層膜からなる吸収体膜をDCマグネトロンスパッタリングにより形成し、EUVリソグラフィー用反射型マスクブランクを製造した。なお、TaBN膜とTaBO膜の成膜は、実施例1と同様に反応性スパッタリングにより行った。
<Manufacture of reflective mask blank for EUV lithography>
Using the substrate with a multilayer reflective film obtained as described above, in the same manner as in Example 1, an absorption comprising a laminated film of TaBN (thickness 56 nm) and TaBO (
[マスク洗浄耐性試験]
上記実施例1〜4、並びに比較例1で得られた各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した。具体的には以下の通りである。
[Mask cleaning resistance test]
A reflective mask for EUV lithography was manufactured using each of the reflective mask blanks for EUV lithography obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1. Specifically, it is as follows.
まず、前記反射型マスクブランクの吸収体膜上に電子線描画用のレジスト膜を形成し、電子線描画気を使用して所定のパターン描画を行った。描画後、所定の現像処理を行い、前記吸収体膜上にレジストパターンを形成した。 First, a resist film for electron beam drawing was formed on the absorber film of the reflective mask blank, and a predetermined pattern was drawn using an electron beam drawing gas. After drawing, a predetermined development process was performed to form a resist pattern on the absorber film.
次に、このレジストパターンをマスクとして、フッ素系ガス(CF4ガス)により上層のTaBO膜を、塩素系ガス(Cl2ガス)により下層のTaBN膜をドライエッチングし、吸収体膜に転写パターンを形成し、吸収体膜パターンを形成した。 Next, using this resist pattern as a mask, the upper TaBO film is dry-etched with a fluorine-based gas (CF 4 gas) and the lower TaBN film is dry-etched with a chlorine-based gas (Cl 2 gas) to form a transfer pattern on the absorber film. The absorber film pattern was formed.
さらに、吸収体膜パターン上に残ったレジストパターンを熱硫酸で除去し、反射型マスクを得た。このようにして各実施例1〜4、並びに比較例1から反射型マスクを20枚ずつ作製した。 Further, the resist pattern remaining on the absorber film pattern was removed with hot sulfuric acid to obtain a reflective mask. In this way, 20 reflective masks were produced from each of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1.
この、得られた反射型マスクについて一般的なRCA洗浄を繰り返し行い、反射型マスクの洗浄耐性を評価した。なお、保護膜の膜剥離状況はSEM(走査型電子顕微鏡)にて観察を行った。結果を下記表1に示す。 The obtained reflective mask was repeatedly subjected to general RCA cleaning, and the cleaning resistance of the reflective mask was evaluated. The film peeling state of the protective film was observed with an SEM (scanning electron microscope). The results are shown in Table 1 below.
10 多層反射膜付き基板
12 基板
14 多層反射膜
16 ブロック層
18 保護膜
20 吸収体膜
20a 吸収体膜パターン
22 レジスト膜
22a レジストパターン
30 EUVリソグラフィー用反射型マスクブランク
40 EUVリソグラフィー用反射型マスク
50 パターン転写装置
52 レーザープラズマX線源
54 縮小光学系
56 レジスト付き半導体基板
DESCRIPTION OF
Claims (9)
該基板上に形成された、高屈折率材料としてのSiを含む層と低屈折率材料を含む層とが周期的に複数積層されてなる多層反射膜と、
該多層反射膜上に形成された、酸化ケイ素及び/又は化学量論的組成のRuSiを含むブロック層と、
該ブロック層上に形成された、前記多層反射膜を保護する保護膜とを有し、
前記多層反射膜の基板と反対側の表面層は前記Siを含む層であり、
前記保護膜は、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、多層反射膜付き基板。 A substrate,
A multilayer reflective film in which a plurality of layers containing Si as a high refractive index material and a layer containing a low refractive index material are periodically laminated;
A blocking layer comprising silicon oxide and / or stoichiometric RuSi formed on the multilayer reflective film;
A protective film that is formed on the block layer and protects the multilayer reflective film;
The surface layer opposite to the substrate of the multilayer reflective film is a layer containing Si,
The protective layer is made of an alloy containing at least two metals, the alloy Ri complete solid solution der,
The alloy includes an alloy composed of ruthenium (Ru) and cobalt (Co), an alloy composed of ruthenium (Ru) and rhenium (Re), an alloy composed of gold (Au) and silver (Ag), or germanium (Ge). A substrate with a multilayer reflective film , which is an alloy of silicon and silicon (Si) .
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