JP6401341B2 - Euvリソグラフィー用多層反射膜付き基板及びeuvリソグラフィー用反射型マスクブランク、並びにeuvリソグラフィー用反射型マスク及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
そこで、導電膜の材料として、耐薬性、耐摩耗性が高いタンタル(Ta)を含有する材料が注目されてきている。
本発明の構成1は、ガラス基板上に、EUV光を反射する多層反射膜が形成され、さらに前記多層反射膜が設けられた面に対して、反対側の面に導電膜が形成されたEUVリソグラフィー用多層反射膜付き基板であって、前記導電膜が、タンタルを含有し、かつ水素を実質的に含有しない材料からなり、前記ガラス基板と前記導電膜との間に前記ガラス基板から前記導電膜へ水素が侵入することを抑制する水素侵入抑制膜を備えることを特徴とするEUVリソグラフィー用多層反射膜付き基板である。
本発明の構成2は、前記水素侵入抑制膜が、珪素、クロム及びモリブデンから選択される少なくとも一つを含む材料、又はこれらの元素にさらに酸素、窒素及び炭素から選択される少なくとも一つを含む材料であって、かつ水素を実質的に含有しない材料からなることを特徴とする構成1記載のEUVリソグラフィー用多層反射膜付き基板である。
本発明の構成3は、前記水素侵入抑制膜が、タンタル及び酸素を含有する材料からなることを特徴とする構成1記載のEUVリソグラフィー用多層反射膜付き基板である。
本発明の構成4は、前記導電膜が前記ガラス基板に接触しないように、前記ガラス基板の主表面における前記導電膜の形成領域と同じか、又は前記導電膜の形成領域よりも広い領域に前記水素侵入抑制膜が形成されていることを特徴とする構成1乃至3の何れか一に記載のEUVリソグラフィー用多層反射膜付き基板である。
本発明の構成5は、前記導電膜が形成される側の少なくとも前記ガラス基板の主表面が、鏡面研磨されてなることを特徴とする、構成1乃至4の何れか一に記載のEUVリソグラフィー用多層反射膜付き基板である。
前記ガラス基板中の水素を該ガラス基板外に排出するように、鏡面研磨された前記ガラス基板に対して150℃以上の加熱温度で加熱処理がされていることを特徴とする構成5記載のEUVリソグラフィー用多層反射膜付き基板である。
本発明の構成7は、前記多層反射膜が形成される側に、前記EUVリソグラフィー用多層反射膜付き基板の欠陥の位置情報の基準となるマークが設けられていることを特徴とする構成1乃至6の何れか一に記載のEUVリソグラフィー用多層反射膜付き基板である。本発明の多層反射膜付き基板は、平坦度が経時的に変化することを抑制することができるので、欠陥の位置情報の基準となるマークを有する場合、欠陥の位置情報の精度を高めることができる。
本発明の構成8は、構成1乃至7の何れか一に記載のEUVリソグラフィー用多層反射膜付き基板の前記多層反射膜上に、吸収体膜を備え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である。吸収体膜を備えるEUVリソグラフィー用反射型マスクブランクを用いることにより、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を得ることができる。なお、本発明のEUVリソグラフィー用反射型マスクブランクは、吸収体膜の上に、吸収体膜をパターニングするためのレジスト膜等の薄膜を、さらに有することができる。
本発明の構成9は、構成8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前記吸収体膜をパターニングして、前記多層反射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である。本発明の反射型マスクブランクの吸収体膜をパターニングすることにより、欠陥の発生の少ない半導体デバイスを製造するためのEUVリソグラフィー用反射型マスクを得ることができる。
本発明の構成10は、構成9記載の反射型マスクの製造方法によって得られた反射型マスクを用い、半導体基板上のレジスト膜に転写パターンを露光転写することを特徴とする半導体装置の製造方法である。本発明の反射型マスクを用いることにより、欠陥の発生の少ない半導体デバイスを得ることができる。
まず初めに、導電膜18の膜応力についての知見を得るために、試料1〜6並びに比較試料1及び2として、導電膜付きガラス基板による応力経時変化(平坦度変化)、耐薬性、及び耐摩耗性評価を行った。
試料1として、TaBN導電膜/CrN水素侵入抑制膜/ガラス基板の膜構成を有する導電膜付きガラス基板を作製した。
試料2として、TaBN導電膜/SiON水素侵入抑制膜/ガラス基板の膜構成を有する導電膜付きガラス基板を作製した。試料2に使用した基板11は、試料1に使用したものと同様のガラス基板11を使用した。
試料3として、TaBN導電膜/TaO水素侵入抑制膜/基板の膜構成を有する導電膜付きガラス基板を作製した。試料3に使用した基板11は、試料1に使用したものと同様のガラス基板11を使用した。
試料4として、TaN導電膜/CrN水素侵入抑制膜/基板の膜構成を有する導電膜付きガラス基板を作製した。試料4に使用した基板11は、試料1に使用したものと同様のガラス基板11を使用した。
試料5に使用した基板11として、ガラス基板11中に含まれている水素を脱離させるために、加熱処理を行った基板を使用した。詳しくは、試料1の機械研磨することにより、鏡面研磨されたガラス基板11を加熱炉に設置し、炉内の気体を炉外と同じ気体(クリーンルーム内の空気)とし、加熱温度550℃で45分間の加熱処理を行った。さらに加熱処理後のガラス基板11に対し、洗剤による洗浄と純水とによるリンス洗浄を行い、さらに、大気中でXeエキシマランプを照射し、紫外線と、その紫外線により発生するO3とによって主表面71の洗浄を行った。
試料6として、TaBN導電膜/CrN水素侵入抑制膜/ガラス基板の膜構成を有する導電膜付きガラス基板を作製した。なお、CrN水素侵入抑制膜、TaBN導電膜は、DCマグネトロンスパッタリング法により成膜する際に、ガラス基板11の主表面(裏面)に離間して遮蔽部材を設けて、CrN水素侵入抑制膜、TaBN導電膜の形成領域を調整した。CrN水素侵入抑制膜の形成領域は、ガラス基板11の側面から1mm幅の領域を除いた150mm×150mm、TaBN導電膜の形成領域は、ガラス基板11の側面から2mm幅を除いた148mm×148mmとした。
比較試料1として、TaBN導電膜/基板の膜構成を有する導電膜付きガラス基板を作製した。比較試料1に使用した基板11は、試料1に使用したものと同様のガラス基板11を使用した。比較試料1では、水素侵入抑制膜17の成膜は行わなかった。
比較試料2として、CrON導電膜/基板の膜構成を有する導電膜付きガラス基板を作製した。比較試料2に使用した基板11は、試料1に使用したものと同様のガラス基板11を使用した。比較試料2では、水素侵入抑制膜17の成膜は行わなかった。
次に、上述の試料1、試料2、試料3〜6及び比較試料1の導電膜付きガラス基板の導電膜18が形成された面とは反対側の面に、少なくともMo膜/Si膜周期多層反射膜12を成膜することにより、実施例1、参考例2、実施例3〜6及び比較例1の多層反射膜12付きガラス基板11を作製した。
上述のようにして製造した実施例1、参考例2、実施例3〜6の多層反射膜12付きガラス基板11のRuからなる保護膜13上に、さらに吸収体膜16を形成することにより、実施例1、参考例2、実施例3〜6のEUVリソグラフィー用反射型マスクブランク1を作製した。
次に、上述のようにして製造した実施例1、参考例2、実施例3〜6のEUVリソグラフィー用反射型マスクブランク1を用いて、デザインルールが22nmハーフピッチのDRAM用のパターンを有する実施例1、参考例2、実施例3〜6のEUV露光用反射型マスク2を以下のように作製した。
次に、得られた実施例1、参考例2、実施例3〜6の反射型マスク2を用いて、図4に示すような、半導体基板34上へのEUV光によるパターン転写装置50による露光転写を行った。
2 反射型マスク
11 基板(ガラス基板)
12 多層反射膜
13 保護膜
14 露光光吸収体層
15 低反射層
16 吸収体膜
17 水素侵入抑制膜
18 導電膜
19 電子線描画用レジスト膜
21 レジストパターン
22 吸収体膜パターン
31 EUV光
32 レーザープラズマX線源
33 縮小光学系
34 シリコンウエハ(レジスト膜付き半導体基板)
50 パターン転写装置
71 主表面
72 側面
73 面取面
Claims (12)
- ガラス基板上に、EUV光を反射する多層反射膜が形成され、さらに前記多層反射膜が設けられた面に対して、反対側の面に導電膜が形成されたEUVリソグラフィー用多層反射膜付き基板であって、
前記導電膜は、タンタル、ニオブ、バナジウム、チタン、マグネシウム、ランタン、ジルコニウム、スカンジウム、イットリウム、リチウム及びプラセオジムの群から選択される1又は2以上の金属を含有し、かつ水素を実質的に含有しない材料からなり、
前記ガラス基板と前記導電膜との間に、タンタル及び酸素を含有する材料からなる膜、又は、珪素、クロム及びモリブデンから選択される少なくとも一つを含む材料、又はこれらの元素にさらに酸素、窒素及び炭素から選択される少なくとも一つを含む材料であって、かつ水素を実質的に含有しない材料からなる膜を備え、
前記導電膜と、前記タンタル及び酸素を含有する材料からなる膜、又は、珪素、クロム及びモリブデンから選択される少なくとも一つを含む材料、又はこれらの元素にさらに酸素、窒素及び炭素から選択される少なくとも一つを含む材料であって、かつ水素を実質的に含有しない材料からなる膜との合計膜厚が45nm以下であることを特徴とする、EUVリソグラフィー用多層反射膜付き基板。 - 前記タンタル及び酸素を含有する材料は、TaO及びTaONから選択される少なくとも一つを含む材料であることを特徴とする、請求項1に記載のEUVリソグラフィー用多層反射膜付き基板。
- 前記タンタル及び酸素を含有する材料における酸素含有量は、50原子%以上であることを特徴とする、請求項1又は2に記載のEUVリソグラフィー用多層反射膜付き基板。
- ガラス基板上に、EUV光を反射する多層反射膜が形成され、さらに前記多層反射膜が設けられた面に対して、反対側の面に導電膜が形成されたEUVリソグラフィー用多層反射膜付き基板であって、
前記導電膜は、タンタル、ニオブ、バナジウム、チタン、マグネシウム、ランタン、ジルコニウム、スカンジウム、イットリウム、リチウム及びプラセオジムの群から選択される1又は2以上の金属を含有し、かつ水素を実質的に含有しない材料からなり、
前記ガラス基板と前記導電膜との間に、珪素を含む材料、又は珪素にさらに酸素、窒素及び炭素から選択される少なくとも一つを含む材料であって、かつ水素を実質的に含有しない材料を備え、
前記珪素を含む材料、又は珪素にさらに酸素、窒素及び炭素から選択される少なくとも一つを含む材料であって、かつ水素を実質的に含有しない材料は、Si、SiO2、SiON、SiCO、SiCON、SiBO及びSiBONから選択される少なくとも一つを含む材料であることを特徴とするEUVリソグラフィー用多層反射膜付き基板。 - 前記クロムを含む材料、又はクロムにさらに酸素、窒素及び炭素から選択される少なくとも一つを含む材料であって、かつ水素を実質的に含有しない材料は、Cr、CrN、CrON、CrC、CrCN、CrCO及びCrCONから選択される少なくとも一つを含む材料であることを特徴とする請求項1に記載のEUVリソグラフィー用多層反射膜付き基板。
- ガラス基板上に、EUV光を反射する多層反射膜が形成され、さらに前記多層反射膜が設けられた面に対して、反対側の面に導電膜が形成されたEUVリソグラフィー用多層反射膜付き基板であって、
前記導電膜は、タンタル、ニオブ、バナジウム、チタン、マグネシウム、ランタン、ジルコニウム、スカンジウム、イットリウム、リチウム及びプラセオジムの群から選択される1又は2以上の金属を含有し、かつ水素を実質的に含有しない材料からなり、
前記ガラス基板と前記導電膜との間に、モリブデンを含む材料、又はモリブデンにさらに酸素、窒素及び炭素から選択される少なくとも一つを含む材料であって、かつ水素を実質的に含有しない材料を備え、
前記モリブデンを含む材料、又はモリブデンにさらに酸素、窒素及び炭素から選択される少なくとも一つを含む材料であって、かつ水素を実質的に含有しない材料は、Mo、MoSi、MoSiN、MoSiO、MoSiCO、MoSiON及びMoSiCONから選択される少なくとも一つを含む材料であることを特徴とするEUVリソグラフィー用多層反射膜付き基板。 - 前記ガラス基板は、合成石英ガラス、SiO2−TiO2系ガラス及び結晶化ガラスから選択される少なくとも一つの材料からなることを特徴とする請求項1乃至6の何れか一に記載のEUVリソグラフィー用多層反射膜付き基板。
- 前記導電膜が前記ガラス基板に接触しないように、前記ガラス基板の主表面における前記導電膜の形成領域と同じか、又は前記導電膜の形成領域よりも広い領域に前記タンタル及び酸素を含有する材料からなる膜、又は、珪素、クロム及びモリブデンから選択される少なくとも一つを含む材料、又はこれらの元素にさらに酸素、窒素及び炭素から選択される少なくとも一つを含む材料であって、かつ水素を実質的に含有しない材料からなる膜が形成されていることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一に記載のEUVリソグラフィー用多層反射膜付き基板。
- 前記多層反射膜が形成される側に、前記EUVリソグラフィー用多層反射膜付き基板の欠陥の位置情報の基準となるマークが設けられていることを特徴とする、請求項1乃至8の何れか一に記載のEUVリソグラフィー用多層反射膜付き基板。
- 請求項1乃至9の何れか一に記載のEUVリソグラフィー用多層反射膜付き基板の前記多層反射膜上に、吸収体膜を備え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。
- 請求項10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前記吸収体膜をパターニングして、前記多層反射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11に記載の反射型マスクの製造方法によって得られた反射型マスクを用い、半導体基板上のレジスト膜に転写パターンを露光転写することを特徴とする、半導体装置の製造方法。
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