JP7272519B1 - 反射型マスクブランク、反射型マスク、反射型マスクブランクの製造方法、及び反射型マスクの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
<Si層の成膜条件>
ターゲット:Siターゲット、
スパッタガス:Arガス、
ガス圧:1.3×10-2Pa~2.7×10-2Pa、
イオン加速電圧:300V~1500V、
成膜速度:0.030nm/sec~0.300nm/sec、
Si層の膜厚:4.5±0.1nm、
<Mo層の成膜条件>
ターゲット:Moターゲット、
スパッタガス:Arガス、
ガス圧:1.3×10-2Pa~2.7×10-2Pa、
イオン加速電圧:300V~1500V、
成膜速度:0.030nm/sec~0.300nm/sec、
Mo層の膜厚:2.3±0.1nm、
<Si層とMo層の繰り返し単位>
繰り返し単位数:30~60(好ましくは40~50)。
<Rh膜の成膜条件>
ターゲット:Rhターゲット、
スパッタガス:Arガス、
ガス圧:1.0×10-2Pa~1.0×100Pa、
ターゲットの出力密度:1.0W/cm2~8.5W/cm2、
成膜速度:0.020nm/sec~1.000nm/sec、
Rh膜の膜厚:1nm~10nm。
<RhO膜の成膜条件>
ターゲット:Rhターゲット、
スパッタガス:O2ガス、又はArガスとO2の混合ガス、
スパッタガス中のO2ガスの体積比(O2/(Ar+O2)):0.05~1.0、
ガス圧:1.0×10-2Pa~1.0×100Pa、
ターゲットの出力密度:1.0W/cm2~8.5W/cm2、
成膜速度:0.020nm/sec~1.000nm/sec、
RhO膜の膜厚:1nm~10nm。
<RhRu膜の成膜条件>
ターゲット:Rhターゲット及びRuターゲット(又はRhRuターゲット)、
スパッタガス:Arガス、
ガス圧:1.0×10-2Pa~1.0×100Pa、
ターゲットの出力密度:1.0W/cm2~8.5W/cm2、
成膜速度:0.020nm/sec~1.000nm/sec、
RhRu膜の膜厚:1nm~10nm。
M. Riggs, L. E. Davis, J. F. Maulder, G. E. Muilenberg)等に記載の文献値を用いる。
まず、反射型マスクブランクから約1cm角の測定用サンプルを切り出して得る。得られた測定用サンプルは、位相シフト膜が測定面となるように測定用ホルダにセットする。
測定用ホルダを上記装置に搬入後、アルゴンイオンビームで位相シフト膜の一部を最表面から観測されるピークが一定になるまで除去する。
位相シフト膜の表面を除去した後、除去した部分にX線(単色化AlKα線)を照射し、光電子取り出し角(測定用サンプルの表面と検出器の方向とのなす角)を45°として分析を行う。また、分析中は中和銃を用いて、チャージアップの抑制を行う。
分析は、結合エネルギーが0ev~1000eVの範囲でワイドスキャンを行って存在する元素を確認したあと、存在する元素に応じてナロースキャンを行う。ナロースキャンは、例えばパスエネルギー58.7eV、エネルギーステップ0.1eV、タイム/ステップ50ms、積算回数5回で行う。ワイドスキャンは、パスエネルギー58.7eV、エネルギーステップ1eV、タイム/ステップ50ms、積算回数2回で行う。
ここで、結合エネルギーの校正は、測定サンプル上に存在する炭素に由来するC1s軌道のピークを用いる。具体的には、まず、測定サンプルにおけるC1s軌道のピークを示す結合エネルギー値をナロースキャンの分析結果から得て、284.8eVからその結合エネルギー値を減算した値をシフト値とする。ナロースキャンの分析結果から得られる各軌道のピークを示す結合エネルギー値に対して上記シフト値を加算し、上記に定義した各軌道に対応するピークの結合エネルギー値を算出する。なお、超高真空中で表面を清浄化したAuを用いて結合エネルギーの校正を行ってもよい。この際、シフト値は、Au4f7/2軌道の結合エネルギー値をナロースキャンの分析結果から得て、83.96eVからその結合エネルギー値を減算した値とする。
上記ナロースキャンの分析結果から各軌道のピークを示す結合エネルギー値を読み取る際には、ピークトップを示す値を結合エネルギー値として読み取る。
R=|(sinθ-((n+ik)2-cos2θ)1/2)/(sinθ+((n+ik)2-cos2θ)1/2)|・・・(1)
入射角θと反射率Rの組み合わせを複数測定し、複数の測定データと式(1)との誤差が最小になるように、最小二乗法で屈折率nと消衰係数kを算出する。
例1では、基板と多層反射膜と保護膜と位相シフト膜を含むEUVマスクブランクを作製した。基板としては、SiO2-TiO2系のガラス基板(外形6インチ(152mm)角、厚さが6.3mm)を準備した。このガラス基板は、20℃における熱膨張係数が0.02×10-7/℃であり、ヤング率が67GPaであり、ポアソン比が0.17であり、比剛性は3.07×107m2/s2であった。基板の第1主面の品質保証領域は、研磨によって0.15nm以下の二乗平均平方根粗さ(Rq)と、100nm以下の平坦度と、を有していた。基板の第2主面には、マグネトロンスパッタリング法を用いて厚さ100nmのCr膜を成膜した。Cr膜のシート抵抗は100Ω/□であった。
ターゲット:RuターゲットとTaターゲット、
Ruターゲットの出力密度:8.8W/cm2、
Raターゲットの出力密度:0.41W/cm2、
スパッタガス:ArガスとO2ガスとN2ガスの混合ガス、
スパッタガス中のO2ガスの体積比(O2/(Ar+O2+N2)):0.06、
スパッタガス中のN2ガスの体積比(N2/(Ar+O2+N2)):0.21。
例2~例39では、位相シフト膜の成膜条件以外、例1と同じ条件でEUVマスクブランクを作製した。位相シフト膜の成膜条件を表1~表2に、位相シフト膜の特性の測定結果を表3~表4に示す。
位相シフト膜の組成は、アルバック・ファイ社製X線光電子分光装置(PHI 5000 VersaProbe)を用いて測定した。位相シフト膜の組成は、位相シフト膜を水素ガスに曝露する前と後の各々で測定した。水素曝露前の各元素の濃度と、水素曝露後のO濃度と、水素曝露によるO濃度の変化量とを表3~表4に示す。水素曝露は、試験試料を2.5cm角に切断した試験片をSiダミー基板に貼付けEUV露光装置を模擬した水素照射試験装置内にセットし、水素(水素イオンを含む)を照射することで行った。
2 反射型マスク
10 基板
11 多層反射膜
12 保護膜
13 位相シフト膜
Claims (16)
- 基板と、EUV光を反射する多層反射膜と、前記多層反射膜を保護する保護膜と、前記EUV光の位相をシフトさせる位相シフト膜と、をこの順で有する、反射型マスクブランクであって、
前記位相シフト膜は、Ru、Ir、Pt、Pd及びAuからなる第1群から選択される少なくとも1つの第1元素X1と、O、B及びCからなる第2群から選択される少なくとも1つの第2元素X2と、を含み、
前記位相シフト膜は、X線電子分光法で観測される前記第1元素X1の3d5/2又は4f7/2のピークのケミカルシフトが0.3eV未満であり、
前記位相シフト膜は、Oを1at%以上、55at%未満含み、反射型マスクブランク。 - 前記位相シフト膜は、酸化物、ホウ化物、炭化物および窒化物の少なくともいずれか1つの標準生成ギブスエネルギーが-130kJ/mol以下である第3元素X3を含み、X線電子分光法で観測される前記第3元素X3のピークのケミカルシフトが、前記第1元素X1のピークのケミカルシフトよりも大きいことを特徴とする、請求項1に記載の反射型マスクブランク。
- 基板と、EUV光を反射する多層反射膜と、前記多層反射膜を保護する保護膜と、前記EUV光の位相をシフトさせる位相シフト膜と、をこの順で有する、反射型マスクブランクであって、
前記位相シフト膜は、Ru、Ir、Pt、Pd及びAuからなる第1群から選択される少なくとも1つの第1元素X1と、O、B、C及びNからなる第2群から選択される少なくとも1つの第2元素X2と、を含み、
前記位相シフト膜は、X線電子分光法で観測される前記第1元素X1の3d5/2又は4f7/2のピークのケミカルシフトが0.3eV未満であり、
前記位相シフト膜は、酸化物、ホウ化物、炭化物および窒化物の少なくともいずれか1つの標準生成ギブスエネルギーが-500kJ/mol以下である第3元素X3を含み、
前記位相シフト膜は、X線電子分光法で観測される前記第3元素X3のピークのケミカルシフトが1.0eV以上である、反射型マスクブランク。 - 前記位相シフト膜は、O、B及びCからなる第2群から選択される少なくとも1つの第2元素X2を含む、請求項3に記載の反射型マスクブランク。
- 前記位相シフト膜は、Oを1at%以上、55at%未満含む、請求項4に記載の反射型マスクブランク。
- 前記位相シフト膜は、前記第1元素X1を合計で40at%~98at%、前記第2元素X2を合計で1at%~59at%、前記第3元素X3を合計で1at%~30at%含む、請求項2~5のいずれか1項に記載の反射型マスクブランク。
- 前記第3元素X3は、Ta、Nb、Mo、Cr、Si、Hf、W及びReからなる第3群から選択される少なくとも1つである、請求項2~5のいずれか1項に記載の反射型マスクブランク。
- 前記位相シフト膜は、CuKα線を用いたXRD法で、2θが20°~50°の範囲において最も強度の高いピークの半値全幅が1.0°以上である、請求項1~5のいずれか1項に記載の反射型マスクブランク。
- 前記位相シフト膜の膜厚が20nm~60nmである、請求項1~5のいずれか1項に記載の反射型マスクブランク。
- 前記保護膜は、Ru、Rh及びSiから選択される少なくとも1つの元素を含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の反射型マスクブランク。
- 前記位相シフト膜の上に、エッチングマスク膜を有し、
前記エッチングマスク膜は、Al、Hf、Y、Cr、Nb、Ti、Mo、Ta及びSiからなる第4群から選択される少なくとも1つの元素を含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の反射型マスクブランク。 - 前記エッチングマスク膜は、O、N及びBからなる第5群から選択される少なくとも1つの元素をさらに含む、請求項11に記載の反射型マスクブランク。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載の反射型マスクブランクを備え、
前記位相シフト膜に開口パターンを含む、反射型マスク。 - 基板の上に、EUV光を反射する多層反射膜を形成することと、
前記多層反射膜の上に、前記多層反射膜を保護する保護膜を形成することと、
前記保護膜の上に、前記EUV光の位相をシフトさせる位相シフト膜を形成することと、を有し、
前記位相シフト膜は、Ru、Ir、Pt、Pd及びAuからなる第1群から選択される少なくとも1つの第1元素X1と、O、B及びCからなる第2群から選択される少なくとも1つの第2元素X2と、を含み、
前記位相シフト膜は、X線電子分光法で観測される前記第1元素X1の3d5/2又は4f7/2のピークのケミカルシフトが0.3eV未満であり、
前記位相シフト膜は、Oを1at%以上、55at%未満含む、反射型マスクブランクの製造方法。 - 基板の上に、EUV光を反射する多層反射膜を形成することと、
前記多層反射膜の上に、前記多層反射膜を保護する保護膜を形成することと、
前記保護膜の上に、前記EUV光の位相をシフトさせる位相シフト膜を形成することと、を有し、
前記位相シフト膜は、Ru、Ir、Pt、Pd及びAuからなる第1群から選択される少なくとも1つの第1元素X1と、O、B、C及びNからなる第2群から選択される少なくとも1つの第2元素X2と、を含み、
前記位相シフト膜は、X線電子分光法で観測される前記第1元素X1の3d5/2又は4f7/2のピークのケミカルシフトが0.3eV未満であり、
前記位相シフト膜は、酸化物、ホウ化物、炭化物および窒化物の少なくともいずれか1つの標準生成ギブスエネルギーが-500kJ/mol以下である第3元素X3を含み、
前記位相シフト膜は、X線電子分光法で観測される前記第3元素X3のピークのケミカルシフトが1.0eV以上である、反射型マスクブランクの製造方法。 - 請求項1~5のいずれか1項に記載の反射型マスクブランクを準備することと、
前記位相シフト膜に開口パターンを形成することと、
を有する、反射型マスクの製造方法。
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