JP7475154B2 - Reflective mask blank, reflective mask, substrate with conductive film, and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Landscapes
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Description
本発明は、反射型マスクブランク、反射型マスク及び導電膜付き基板に関する。また、本発明は、反射型マスクを用いた半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a reflective mask blank, a reflective mask, and a substrate with a conductive film. The present invention also relates to a method for manufacturing a semiconductor device using a reflective mask.
半導体装置製造における露光装置の光源の種類は、波長436nmのg線、同365nmのi線、同248nmのKrFレーザ、同193nmのArFレーザと、波長を徐々に短くしながら進化してきており、より微細なパターン転写を実現するため、波長が13.5nm近傍の極端紫外線(EUV:Extreme Ultra Violet)を用いたEUVリソグラフィが開発されている。EUVリソグラフィでは、EUV光に対して透明な材料が少ないことから、反射型のマスクが用いられる。この反射型マスクでは、低熱膨張基板上に露光光を反射する多層反射膜が形成され、当該多層反射膜を保護するための保護膜の上に、所望の転写用パターンが形成されたマスク構造を基本構造としている。また、転写用パターンの構成から、代表的なものとして、EUV光を十分吸収する比較的厚い吸収体パターンからなるバイナリー型反射マスクと、EUV光を光吸収により減光させ、且つ多層反射膜からの反射光に対してほぼ位相が反転(約180°の位相反転)した反射光を発生させる比較的薄い吸収体パターンからなる位相シフト型反射マスク(ハーフトーン位相シフト型反射マスク)がある。この位相シフト型反射マスクは、透過型光位相シフトマスクと同様に、位相シフト効果によって高い転写光学像コントラストが得られるので解像度向上効果がある。また、位相シフト型反射マスクの吸収体パターン(位相シフトパターン)の膜厚が薄いことから、精度良く微細な位相シフトパターンを形成できる。 The types of light sources used in exposure equipment for semiconductor device manufacturing have evolved with gradually shorter wavelengths, from g-line with a wavelength of 436 nm, i-line with a wavelength of 365 nm, KrF laser with a wavelength of 248 nm, and ArF laser with a wavelength of 193 nm. In order to achieve finer pattern transfer, extreme ultraviolet (EUV) lithography with a wavelength of around 13.5 nm has been developed. In EUV lithography, a reflective mask is used because there are few materials transparent to EUV light. In this reflective mask, a multilayer reflective film that reflects exposure light is formed on a low-thermal expansion substrate, and the mask structure has a desired transfer pattern formed on a protective film to protect the multilayer reflective film. In addition, in terms of the configuration of the transfer pattern, representative examples include a binary type reflective mask made of a relatively thick absorber pattern that sufficiently absorbs EUV light, and a phase shift type reflective mask (halftone phase shift type reflective mask) made of a relatively thin absorber pattern that attenuates EUV light by optical absorption and generates reflected light that is almost inverted in phase (about 180° phase inversion) with respect to the reflected light from the multilayer reflective film. This phase shift type reflective mask, like the transmission type optical phase shift mask, has the effect of improving resolution because a high transfer optical image contrast can be obtained by the phase shift effect. In addition, since the film thickness of the absorber pattern (phase shift pattern) of the phase shift type reflective mask is thin, a fine phase shift pattern can be formed with high precision.
このようなEUVリソグラフィ用の反射型マスク及びこれを作製するためのマスクブランクに関連する技術が特許文献1~3に開示されている。 Technologies relating to such reflective masks for EUV lithography and mask blanks for producing them are disclosed in Patent Documents 1 to 3.
特許文献1には、基板上に、EUV光を反射する反射層と、EUV光を吸収する吸収体層と、がこの順に少なくとも形成されたEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクが記載されている。具体的には、特許文献1の反射型マスクブランクは、前記吸収体層が、タンタル(Ta)、窒素(N)及び水素(H)を含有し、前記吸収体層における、Ta及びNの合計含有率が50~99.9at%であり、Hの含有率が0.1~50at%であることが記載されている。特許文献1には、特許文献1の反射型マスクブランクは、吸収体層の膜の結晶状態がアモルファスになり、かつ応力及び表面粗さも低減されることが記載されている。 Patent Document 1 describes a reflective mask blank for EUV lithography in which at least a reflective layer that reflects EUV light and an absorber layer that absorbs EUV light are formed in this order on a substrate. Specifically, Patent Document 1 describes that the reflective mask blank in Patent Document 1 has an absorber layer that contains tantalum (Ta), nitrogen (N) and hydrogen (H), and that the total content of Ta and N in the absorber layer is 50 to 99.9 at %, and the content of H is 0.1 to 50 at %. Patent Document 1 describes that the reflective mask blank in Patent Document 1 has an amorphous crystalline state in the film of the absorber layer, and that stress and surface roughness are also reduced.
特許文献2には、基板上に、EUV光を反射する反射層と、EUV光を吸収する吸収体層と、がこの順に形成されたEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクが記載されている。具体的には、特許文献2の反射型マスクブランクは、前記吸収体層が、タンタル(Ta)、ホウ素(B)、窒素(N)及び水素(H)を少なくとも含有し、前記吸収体層において、Bの含有率が1at%以上5at%未満であり、Hの含有率が0.1~5at%であり、Ta及びNの合計含有率が90~98.9at%であり、TaとNとの組成比(Ta:N)が8:1~1:1であることが記載されている。その結果、特許文献2の反射型マスクブランクでは、吸収体層の膜の結晶状態がアモルファスになり、かつ応力及び表面粗さも低減されることが記載されている。 Patent Document 2 describes a reflective mask blank for EUV lithography in which a reflective layer that reflects EUV light and an absorber layer that absorbs EUV light are formed in this order on a substrate. Specifically, the reflective mask blank of Patent Document 2 describes that the absorber layer contains at least tantalum (Ta), boron (B), nitrogen (N) and hydrogen (H), and that in the absorber layer, the content of B is 1 at% or more and less than 5 at%, the content of H is 0.1 to 5 at%, the total content of Ta and N is 90 to 98.9 at%, and the composition ratio of Ta to N (Ta:N) is 8:1 to 1:1. As a result, the reflective mask blank of Patent Document 2 describes that the crystalline state of the film of the absorber layer becomes amorphous, and stress and surface roughness are also reduced.
特許文献3には、基板上に、EUV光を反射する多層反射膜と、マスク加工時に部分的にエッチングされるパターン膜と、がこの順に形成されたEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクが記載されている。具体的には、特許文献3には、前記パターン膜が、EUV光を吸収する吸収体膜と、前記吸収体膜上に形成される表面反射増強膜とで構成されており、波長13.53nmにおける、前記吸収体膜の屈折率をnABS、吸収係数をkABSとし、前記表面反射増強膜の屈折率をn、吸収係数をkとしたとき、((n-1)2+k2)1/2 > ((nABS-1)2+kABS 2)1/2 +0.03で示される条件を満たすことを特徴とする反射型マスクブランクが記載されている。特許文献3の反射型マスクブランクによれば、吸収体膜上に形成される表面反射増強膜により、パターン膜表面で反射されるEUV光の振幅が大きくなり、多層反射膜で反射されるEUV光との干渉効果が大きくなる。この干渉効果を利用することにより、反射率が2%以下になるようなパターン膜厚を従来よりも薄くできることが記載されている。 Patent Document 3 describes a reflective mask blank for EUV lithography in which a multilayer reflective film that reflects EUV light and a pattern film that is partially etched during mask processing are formed in this order on a substrate. Specifically, Patent Document 3 describes a reflective mask blank in which the pattern film is composed of an absorber film that absorbs EUV light and a surface-reinforced reflective film formed on the absorber film, and the reflective mask blank satisfies the condition ((n-1) 2 +k 2 ) 1/2 > ((n ABS -1) 2 +k ABS 2 ) 1/2 +0.03) when the refractive index of the absorber film is n ABS and the absorption coefficient is k ABS , and the refractive index of the surface-reinforced reflective film is n and the absorption coefficient is k, at a wavelength of 13.53 nm. According to the reflective mask blank of Patent Document 3, the amplitude of the EUV light reflected on the surface of the pattern film is increased by the surface-reinforced reflective film formed on the absorber film, and the interference effect with the EUV light reflected on the multilayer reflective film is increased. It is described that by utilizing this interference effect, it is possible to make the pattern film thickness thinner than before so that the reflectance becomes 2% or less.
特許文献3の反射型マスクブランクは、吸収体膜(パターン膜)の最上層に表面反射増強膜を備えている。表面反射増強膜の構成材料としては、Ag、Pt、Pd、Au、Ru、Niを用いることが記載されている。このように、吸収体膜の最上層が薄い金属膜の場合、成膜条件によっては、金属膜の膜質が経時的に変化しやすいことがわかった。特に、酸化還元電位の観点からは比較的安定であると思われていた金属の膜であっても、膜厚が薄い場合には、金属膜の膜質が経時的に変化しやすいことがわかった。金属膜の膜質が経時的に変化すると、特に膜厚が薄い場合には、反射率等の光学特性の設計値からのずれが大きくなるという問題を生じる。 The reflective mask blank of Patent Document 3 has a surface reflection enhancing film on the top layer of the absorber film (pattern film). It is described that Ag, Pt, Pd, Au, Ru, and Ni are used as the constituent materials of the surface reflection enhancing film. Thus, when the top layer of the absorber film is a thin metal film, it was found that the film quality of the metal film is likely to change over time depending on the film formation conditions. In particular, it was found that even for metal films that are thought to be relatively stable from the viewpoint of redox potential, the film quality of the metal film is likely to change over time when the film thickness is thin. When the film quality of the metal film changes over time, a problem occurs in that the deviation from the design value of optical properties such as reflectance becomes large, especially when the film thickness is thin.
また、吸収体膜の最上層の上にエッチングマスク膜を積層した場合に、最上層とエッチングマスク膜との材料の組み合わせによっては、その界面に拡散層が形成されることがあり、上記同様に光学特性の設計値からのずれが大きくなるという問題を生じる。 In addition, when an etching mask film is laminated on the top layer of the absorber film, depending on the combination of materials between the top layer and the etching mask film, a diffusion layer may be formed at the interface, causing the same problem as above of a large deviation from the design values of the optical properties.
そこで、本発明は、薄い金属膜の膜質が経時的に変化することを抑制することのできる反射型マスクブランク、反射型マスク、導電膜付き基板、及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a reflective mask blank, a reflective mask, a substrate with a conductive film, and a method for manufacturing a semiconductor device that can suppress changes in the quality of a thin metal film over time.
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、該基板上の多層反射膜と、該多層反射膜上の積層膜とを備える反射型マスクブランクであって、
前記積層膜は、最上層と、それ以外の下層とを含み、
前記最上層の膜厚は、0.5nm以上5nm未満であり、
前記最上層は、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、白金(Pt)、ルテニウム(Ru)、金(Au)、イリジウム(Ir)、コバルト(Co)、錫(Sn)、ニッケル(Ni)、レニウム(Re)、モリブデン(Mo)及びニオブ(Nb)から選ばれる少なくとも1つの金属元素と、水素(H)及び重水素(D)から選ばれる少なくとも1つの添加元素とを含み、
前記最上層の金属元素の合計含有量は、95原子%以上であることを特徴とする反射型マスクブランク。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
(Configuration 1)
A reflective mask blank comprising a substrate, a multilayer reflective film on the substrate, and a laminated film on the multilayer reflective film,
The laminated film includes a top layer and other underlying layers,
The thickness of the uppermost layer is 0.5 nm or more and less than 5 nm,
The uppermost layer contains at least one metal element selected from rhodium (Rh), palladium (Pd), silver (Ag), platinum (Pt), ruthenium (Ru), gold (Au), iridium (Ir), cobalt (Co), tin (Sn), nickel (Ni), rhenium (Re), molybdenum (Mo), and niobium (Nb), and at least one additive element selected from hydrogen (H) and deuterium (D);
A reflective mask blank, characterized in that the total content of metal elements in the uppermost layer is 95 atomic % or more.
(構成2)
前記最上層に含まれる金属元素は、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、白金(Pt)、ルテニウム(Ru)及び金(Au)から選ばれる少なくとも1つであることを特徴とする構成1に記載の反射型マスクブランク。
(Configuration 2)
The reflective mask blank according to structure 1, wherein the metal element contained in the uppermost layer is at least one selected from rhodium (Rh), palladium (Pd), silver (Ag), platinum (Pt), ruthenium (Ru), and gold (Au).
(構成3)
前記最上層は、アモルファス構造及び微結晶構造の少なくともいずれかの構造を有することを特徴とする構成1又は2に記載の反射型マスクブランク。
(Configuration 3)
3. The reflective mask blank according to claim 1, wherein the uppermost layer has at least one of an amorphous structure and a microcrystalline structure.
(構成4)
前記積層膜は、前記基板側から第1の層と第2の層とを含む吸収体膜からなり、
前記第2の層は、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、白金(Pt)、ルテニウム(Ru)、金(Au)、イリジウム(Ir)、コバルト(Co)、錫(Sn)、ニッケル(Ni)、レニウム(Re)、モリブデン(Mo)及びニオブ(Nb)から選ばれる少なくとも1つの金属元素を含み、
前記最上層は、前記第2の層の表層を形成する層であることを特徴とする構成1乃至3の何れかに記載の反射型マスクブランク。
(Configuration 4)
the laminated film is composed of an absorber film including a first layer and a second layer from the substrate side,
the second layer contains at least one metal element selected from rhodium (Rh), palladium (Pd), silver (Ag), platinum (Pt), ruthenium (Ru), gold (Au), iridium (Ir), cobalt (Co), tin (Sn), nickel (Ni), rhenium (Re), molybdenum (Mo), and niobium (Nb);
4. The reflective mask blank according to any one of structures 1 to 3, wherein the uppermost layer is a layer forming a surface layer of the second layer.
(構成5)
前記最上層に接して設けられたエッチングマスク膜を備え、
前記エッチングマスク膜は、ケイ素(Si)を含む材料からなり、
前記最上層の金属元素は、ルテニウム(Ru)であることを特徴とする構成1乃至4の何れかに記載の反射型マスクブランク。
(Configuration 5)
an etching mask film provided in contact with the uppermost layer;
the etching mask film is made of a material containing silicon (Si);
5. The reflective mask blank according to any one of structures 1 to 4, wherein the metal element of the uppermost layer is ruthenium (Ru).
(構成6)
前記最上層に接して設けられたエッチングマスク膜を備え、
前記エッチングマスク膜は、クロム(Cr)を含む材料からなり、
前記最上層の金属元素は、白金(Pt)、ルテニウム(Ru)及びパラジウム(Pd)から選ばれる少なくとも1つであることを特徴とする構成1乃至4の何れかに記載の反射型マスクブランク。
(Configuration 6)
an etching mask film provided in contact with the uppermost layer;
The etching mask film is made of a material containing chromium (Cr),
5. The reflective mask blank according to any one of structures 1 to 4, wherein the metal element of the uppermost layer is at least one selected from platinum (Pt), ruthenium (Ru), and palladium (Pd).
(構成7)
前記第1の層は、タンタル(Ta)及びクロム(Cr)から選ばれる少なくとも1つを含む材料からなることを特徴とする構成4乃至6の何れかに記載の反射型マスクブランク。
(Configuration 7)
7. The reflective mask blank according to any one of structures 4 to 6, wherein the first layer is made of a material containing at least one selected from the group consisting of tantalum (Ta) and chromium (Cr).
(構成8)
構成4乃至7の何れかに記載の反射型マスクブランクにおける前記吸収体膜がパターニングされた吸収体パターンを有することを特徴とする反射型マスク。
(Configuration 8)
8. A reflective mask having an absorber pattern formed by patterning the absorber film in the reflective mask blank according to any one of configurations 4 to 7.
(構成9)
EUV光を発する露光光源を有する露光装置に、構成8に記載の反射型マスクをセットし、被転写基板上に形成されているレジスト膜に転写パターンを転写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。
(Configuration 9)
9. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: setting the reflective mask according to configuration 8 in an exposure apparatus having an exposure light source that emits EUV light; and transferring a transfer pattern to a resist film formed on a transfer substrate.
(構成10)
基板と、該基板上の裏面導電膜とを備える導電膜付き基板であって、
前記裏面導電膜は、最上層と、それ以外の下層とを含み、
前記最上層の膜厚は、0.5nm以上5nm未満であり、
前記最上層は、白金(Pt)、金(Au)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、銀(Ag)、チタン(Ti)、タングステン(W)、インジウム(In)、モリブデン(Mo)、ロジウム(Rh)及び亜鉛(Zn)から選ばれる少なくとも1つの金属元素と、水素(H)及び重水素(D)から選ばれる少なくとも1つの添加元素とを含み、
前記最上層の金属元素の合計含有量は、95原子%以上であることを特徴とする導電膜付き基板。
(Configuration 10)
A substrate with a conductive film comprising a substrate and a back surface conductive film on the substrate,
The back surface conductive film includes a top layer and other underlying layers,
The thickness of the uppermost layer is 0.5 nm or more and less than 5 nm,
The uppermost layer contains at least one metal element selected from platinum (Pt), gold (Au), aluminum (Al), copper (Cu), nickel (Ni), chromium (Cr), silver (Ag), titanium (Ti), tungsten (W), indium (In), molybdenum (Mo), rhodium (Rh) and zinc (Zn), and at least one additive element selected from hydrogen (H) and deuterium (D);
A substrate with a conductive film, wherein the total content of metal elements in the uppermost layer is 95 atomic % or more.
(構成11)
前記最上層に含まれる金属元素は、白金(Pt)、金(Au)、銅(Cu)、銀(Ag)及びロジウム(Rh)から選ばれる少なくとも1つであることを特徴とする構成10に記載の導電膜付き基板。
(Configuration 11)
The conductive film-attached substrate according to structure 10, wherein the metal element contained in the uppermost layer is at least one selected from platinum (Pt), gold (Au), copper (Cu), silver (Ag) and rhodium (Rh).
(構成12)
構成10又は11に記載の導電膜付き基板における前記裏面導電膜が形成された主表面に対向する主表面上に多層反射膜及び吸収体膜を有することを特徴とする反射型マスクブランク。
(Configuration 12)
12. A reflective mask blank comprising a multilayer reflective film and an absorber film on a main surface opposite to the main surface on which the back conductive film is formed in the substrate with a conductive film according to Structure 10 or 11.
(構成13)
構成12に記載の反射型マスクブランクにおける前記吸収体膜がパターニングされた吸収体パターンを有することを特徴とする反射型マスク。
(Configuration 13)
13. A reflective mask having an absorber pattern formed by patterning the absorber film in the reflective mask blank according to configuration 12.
(構成14)
EUV光を発する露光光源を有する露光装置に、構成13に記載の反射型マスクをセットし、被転写基板上に形成されているレジスト膜に転写パターンを転写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。
(Configuration 14)
14. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: setting the reflective mask according to Structure 13 in an exposure apparatus having an exposure light source that emits EUV light; and transferring a transfer pattern to a resist film formed on a transfer substrate.
本発明によれば、薄い金属膜の膜質が経時的に変化することを抑制することのできる反射型マスクブランク、反射型マスク、導電膜付き基板、及び半導体装置の製造方法を提供することができる。 The present invention provides a reflective mask blank, a reflective mask, a substrate with a conductive film, and a method for manufacturing a semiconductor device that can suppress changes in the quality of a thin metal film over time.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の範囲を何ら制限するものではない。 The following describes in detail the embodiments of the present invention with reference to the drawings. Note that the following embodiments do not limit the scope of the present invention in any way.
図1は、本実施形態の反射型マスクブランク100の要部の断面模式図である。図1に示すように、反射型マスクブランク100は、基板10と、基板10の上に形成された多層反射膜12と、多層反射膜12の上に形成された積層膜16とを含む。積層膜16は、下層18と、下層18の上に接するように形成された最上層20とを含む。多層反射膜12と積層膜16との間には、保護膜14を含んでもよい。 Figure 1 is a schematic cross-sectional view of a main part of a reflective mask blank 100 of this embodiment. As shown in Figure 1, the reflective mask blank 100 includes a substrate 10, a multilayer reflective film 12 formed on the substrate 10, and a laminate film 16 formed on the multilayer reflective film 12. The laminate film 16 includes a lower layer 18 and a top layer 20 formed on and in contact with the lower layer 18. A protective film 14 may be included between the multilayer reflective film 12 and the laminate film 16.
なお、本明細書において、基板や膜の「上に」とは、その基板や膜の上面に接触する場合だけでなく、その基板や膜の上面に接触しない場合も含む。すなわち、基板や膜の「上に」とは、その基板や膜の上方に新たな膜が形成される場合や、その基板や膜との間に他の膜が介在している場合等を含む。また、「上に」とは、必ずしも鉛直方向における上側を意味するものではない。「上に」とは、基板や膜などの相対的な位置関係を示しているに過ぎない。また、本明細書において、例えば「膜Aが膜Bの上に接して配置される」とは、膜Aと膜Bとの間に他の膜を介さずに、膜Aと膜Bとが直接、接するように配置されていることを意味する。 In this specification, "on" a substrate or film includes not only the case of contacting the top surface of the substrate or film, but also the case of not contacting the top surface of the substrate or film. In other words, "on" a substrate or film includes the case of a new film being formed above the substrate or film, or the case of another film being interposed between the substrate or film. Also, "on" does not necessarily mean the upper side in the vertical direction. "On" merely indicates the relative positional relationship of the substrate, film, etc. Also, in this specification, for example, "film A is disposed in contact with film B" means that film A and film B are disposed so as to be in direct contact with each other, without another film being interposed between film A and film B.
<基板>
基板10は、EUV光による露光時の熱による転写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。
<Substrate>
To prevent distortion of the transferred pattern due to heat during exposure to EUV light, the substrate 10 is preferably one having a low thermal expansion coefficient within the range of 0±5 ppb/° C. Examples of materials having a low thermal expansion coefficient within this range include SiO 2 —TiO 2 glass and multi-component glass ceramics.
基板10の転写パターン(後述の吸収体膜パターン)が形成される側の主表面は、平坦度を高めるために加工されることが好ましい。基板10の主表面の平坦度を高めることによって、パターンの位置精度や転写精度を高めることができる。例えば、EUV露光の場合、基板10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(裏面)は、露光装置に静電チャックによって固定される面であって、その142mm×142mmの領域において、平坦度が0.1μm以下、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。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 substrate 10 on which the transfer pattern (the absorber film pattern described later) is formed is preferably processed to increase its flatness. By increasing the flatness of the main surface of the substrate 10, the positional accuracy and transfer accuracy of the pattern can be increased. For example, in the case of EUV exposure, in a 132 mm x 132 mm area of the main surface of the substrate 10 on which the transfer pattern is formed, the flatness is preferably 0.1 μm or less, more preferably 0.05 μm or less, and particularly preferably 0.03 μm or less. In addition, the main surface (back surface) on the opposite side to the side on which the transfer pattern is formed is a surface fixed by an electrostatic chuck to the exposure device, and in the 142 mm x 142 mm area, the flatness is 0.1 μm or less, more preferably 0.05 μm or less, and particularly preferably 0.03 μm or less. In this specification, flatness is a value that represents the surface warpage (amount of deformation) indicated by TIR (Total Indicated Reading), and is the absolute value of the difference in height between the highest point on the substrate surface above the focal plane and the lowest point on the substrate surface below the focal plane, where the focal plane is a plane determined by the least squares method with the substrate surface as the reference.
EUV露光の場合、基板10の転写パターンが形成される側の主表面の表面粗さは、二乗平均平方根粗さ(Rq)で0.1nm以下であることが好ましい。なお表面粗さは、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 roughness of the main surface of the substrate 10 on which the transfer pattern is formed is preferably 0.1 nm or less in terms of root-mean-square roughness (Rq). The surface roughness can be measured with an atomic force microscope.
基板10は、その上に形成される膜(多層反射膜12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。 It is preferable that the substrate 10 has high rigidity to prevent deformation due to film stress of the film (such as the multilayer reflective film 12) formed thereon. In particular, it is preferable that the substrate 10 has a high Young's modulus of 65 GPa or more.
<多層反射膜>
多層反射膜12は、屈折率の異なる元素を主成分とする複数の層が周期的に積層された構成を有している。一般的に、多層反射膜12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からなる。
多層反射膜12を形成するために、基板10側から高屈折率層と低屈折率層をこの順に複数周期積層してもよい。この場合、1つの(高屈折率層/低屈折率層)の積層構造が、1周期となる。
<Multilayer reflective film>
The multilayer reflective film 12 has a structure in which a plurality of layers each mainly composed of elements having different refractive indices are laminated periodically. In general, the multilayer reflective film 12 is made of a multilayer film in which thin films (high refractive index layers) of a light element or its compound, which is a high refractive index material, and thin films (low refractive index layers) of a heavy element or its compound, which is a low refractive index material, are alternately laminated for about 40 to 60 periods.
To form the multilayer reflective film 12, a high refractive index layer and a low refractive index layer may be laminated in this order multiple times from the substrate 10 side. In this case, one laminate structure (high refractive index layer/low refractive index layer) corresponds to one period.
なお、多層反射膜12の最上層、すなわち多層反射膜12の基板10と反対側の表面層は、高屈折率層であることが好ましい。基板10側から高屈折率層と低屈折率層をこの順に積層する場合は、最上層が低屈折率層となる。しかし、低屈折率層が多層反射膜12の表面である場合、低屈折率層が容易に酸化されることで多層反射膜の表面の反射率が減少してしまうので、その低屈折率層の上に高屈折率層を形成することが好ましい。一方、基板10側から低屈折率層と高屈折率層をこの順に積層する場合は、最上層が高屈折率層となる。その場合は、最上層の高屈折率層が、多層反射膜12の表面となる。 The top layer of the multilayer reflective film 12, i.e., the surface layer of the multilayer reflective film 12 on the side opposite the substrate 10, is preferably a high refractive index layer. When a high refractive index layer and a low refractive index layer are stacked in this order from the substrate 10 side, the top layer is a low refractive index layer. However, when the low refractive index layer is the surface of the multilayer reflective film 12, the reflectance of the surface of the multilayer reflective film is reduced by the low refractive index layer being easily oxidized, so it is preferable to form a high refractive index layer on the low refractive index layer. On the other hand, when a low refractive index layer and a high refractive index layer are stacked in this order from the substrate 10 side, the top layer is a high refractive index layer. In that case, the topmost high refractive index layer is the surface of the multilayer reflective film 12.
本実施形態において、高屈折率層は、Siを含む層であってもよい。高屈折率層は、Si単体を含んでもよく、Si化合物を含んでもよい。Si化合物は、Siと、B、C、N、O及びHからなる群から選択される少なくとも1つの元素を含んでもよい。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多層反射膜が得られる。 In this embodiment, the high refractive index layer may be a layer containing Si. The high refractive index layer may contain simple Si or may contain a Si compound. The Si compound may contain Si and at least one element selected from the group consisting of B, C, N, O, and H. By using a layer containing Si as the high refractive index layer, a multilayer reflective film with excellent reflectance for EUV light can be obtained.
本実施形態において、低屈折率層は、Mo、Ru、Rh、及びPtからなる群から選択される少なくとも1つの元素を含む層、あるいは、Mo、Ru、Rh、及びPtからなる群から選択される少なくとも1つの元素を含む合金を含む層であってもよい。 In this embodiment, the low refractive index layer may be a layer containing at least one element selected from the group consisting of Mo, Ru, Rh, and Pt, or a layer containing an alloy containing at least one element selected from the group consisting of Mo, Ru, Rh, and Pt.
例えば、波長13~14nmのEUV光のための多層反射膜12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多層膜を用いることができる。その他に、EUV光の領域で使用される多層反射膜として、例えば、Ru/Si周期多層膜、Mo/Be周期多層膜、Mo化合物/Si化合物周期多層膜、Si/Nb周期多層膜、Si/Mo/Ru周期多層膜、Si/Mo/Ru/Mo周期多層膜、Si/Ru/Mo/Ru周期多層膜などを用いることができる。露光波長を考慮して、多層反射膜の材料を選択することができる。 For example, as the multilayer reflective film 12 for EUV light with a wavelength of 13 to 14 nm, a Mo/Si multilayer film in which Mo films and Si films are alternately stacked for about 40 to 60 periods can be preferably used. Other multilayer reflective films that can be used in the EUV light region include, for example, Ru/Si periodic multilayer films, Mo/Be periodic multilayer films, Mo compound/Si compound periodic multilayer films, Si/Nb periodic multilayer films, Si/Mo/Ru periodic multilayer films, Si/Mo/Ru/Mo periodic multilayer films, and Si/Ru/Mo/Ru periodic multilayer films. The material of the multilayer reflective film can be selected taking into consideration the exposure wavelength.
このような多層反射膜12の単独での反射率は、例えば65%以上である。多層反射膜12の反射率の上限は、例えば73%である。なお、多層反射膜12に含まれる層の厚み及び周期は、ブラッグの法則を満たすように選択することができる。 The reflectance of such a multilayer reflective film 12 alone is, for example, 65% or more. The upper limit of the reflectance of the multilayer reflective film 12 is, for example, 73%. The thickness and period of the layers contained in the multilayer reflective film 12 can be selected so as to satisfy Bragg's law.
多層反射膜12は、公知の方法によって形成できる。多層反射膜12は、例えば、イオンビームスパッタ法により形成できる。 The multilayer reflective film 12 can be formed by a known method. For example, the multilayer reflective film 12 can be formed by an ion beam sputtering method.
例えば、多層反射膜12がMo/Si多層膜である場合、イオンビームスパッタ法により、Moターゲットを用いて、厚さ3nm程度のMo膜を基板10の上に形成する。次に、Siターゲットを用いて、厚さ4nm程度のSi膜を形成する。このような操作を繰り返すことによって、Mo/Si膜が40~60周期積層した多層反射膜12を形成することができる。このとき、多層反射膜12の基板10と反対側の表面層は、Siを含む層(Si膜)である。1周期のMo/Si膜の厚みは、7nmとなる。 For example, if the multilayer reflective film 12 is a Mo/Si multilayer film, a Mo film with a thickness of about 3 nm is formed on the substrate 10 using a Mo target by ion beam sputtering. Next, a Si film with a thickness of about 4 nm is formed using a Si target. By repeating such operations, a multilayer reflective film 12 can be formed in which 40 to 60 periods of Mo/Si films are stacked. At this time, the surface layer of the multilayer reflective film 12 on the side opposite the substrate 10 is a layer containing Si (Si film). The thickness of one period of Mo/Si film is 7 nm.
<保護膜>
後述する反射型マスク200の製造工程におけるドライエッチング及び洗浄から多層反射膜12を保護するために、多層反射膜12の上に、又は多層反射膜12の表面に接するように保護膜14を形成することができる。また、保護膜14は、電子線(EB)を用いた転写パターンの黒欠陥修正の際に、多層反射膜12を保護する機能も有している。ここで、図1では、保護膜14が1層の場合を示しているが、保護膜14が2層以上の積層構造を有してもよい。保護膜14は、下層18をパターニングする際に使用するエッチャントや洗浄液に対して耐性を有する材料で形成されることが好ましい。多層反射膜12の上に保護膜14が形成されることにより、反射型マスク200を製造する際の多層反射膜12の表面へのダメージを抑制することができる。その結果、多層反射膜12のEUV光に対する反射率特性が良好となる。
<Protective film>
In order to protect the multilayer reflective film 12 from dry etching and cleaning in the manufacturing process of the reflective mask 200 described later, a protective film 14 can be formed on the multilayer reflective film 12 or in contact with the surface of the multilayer reflective film 12. The protective film 14 also has a function of protecting the multilayer reflective film 12 when correcting black defects in a transfer pattern using an electron beam (EB). Here, FIG. 1 shows a case where the protective film 14 is a single layer, but the protective film 14 may have a laminated structure of two or more layers. The protective film 14 is preferably formed of a material that is resistant to an etchant or cleaning solution used when patterning the lower layer 18. By forming the protective film 14 on the multilayer reflective film 12, damage to the surface of the multilayer reflective film 12 during the manufacturing of the reflective mask 200 can be suppressed. As a result, the reflectance characteristic of the multilayer reflective film 12 for EUV light is improved.
本実施形態の反射型マスクブランク100では、保護膜14の材料として、保護膜14の上に形成される下層18をパターニングするためのドライエッチングに用いられるエッチングガスに対して、耐性のある材料を使用することができる。下層18が複数の層で形成される場合には、下層18に接する保護膜14(保護膜14が複数層含む場合には、保護膜14の最上層)の材料として、下層18を形成する層のうち、下層18の最下層(保護膜14に接する層)をパターニングするためのドライエッチングに用いられるエッチングガスに対して、耐性のある材料を使用することができる。保護膜14の材料は、保護膜14に対する下層18の最下層のエッチング選択比(下層18の最下層のエッチング速度/保護膜14のエッチング速度)が1.5以上、好ましくは3以上となる材料であることが好ましい。 In the reflective mask blank 100 of this embodiment, a material that is resistant to the etching gas used in the dry etching for patterning the lower layer 18 formed on the protective film 14 can be used as the material of the protective film 14. When the lower layer 18 is formed of multiple layers, a material that is resistant to the etching gas used in the dry etching for patterning the bottom layer (the layer in contact with the protective film 14) of the lower layer 18 can be used as the material of the protective film 14 that contacts the lower layer 18 (when the protective film 14 includes multiple layers, the top layer of the protective film 14). It is preferable that the material of the protective film 14 is a material that has an etching selectivity ratio of the bottom layer of the lower layer 18 to the protective film 14 (etching rate of the bottom layer of the lower layer 18/etching rate of the protective film 14) of 1.5 or more, preferably 3 or more.
例えば、保護膜14の表面に接する下層18の最下層が、タンタル(Ta)を含む材料からなる薄膜である場合には、酸素ガスを含まないハロゲン系ガスを用いたドライエッチングにより、下層18の最下層をエッチングすることができる。このエッチングガスに対して耐性を有する保護膜14の材料として、ルテニウム(Ru)を主成分として含む材料を使用することができる。 For example, if the bottom layer of the underlayer 18 in contact with the surface of the protective film 14 is a thin film made of a material containing tantalum (Ta), the bottom layer of the underlayer 18 can be etched by dry etching using a halogen-based gas that does not contain oxygen gas. A material containing ruthenium (Ru) as a main component can be used as a material for the protective film 14 that is resistant to this etching gas.
また、保護膜14の表面に接する下層18の最下層が、クロム(Cr)を含む材料からなる薄膜である場合には、酸素ガスと塩素系ガスとの混合ガスを用いたドライエッチングにより、下層18の最下層をエッチングすることができる。このエッチングガスに対して耐性を有する保護膜14の材料として、ルテニウム(Ru)を主成分とし、酸素ガスに対するエッチング耐性を有する元素(Zr、Y、Rh等)を添加した材料を使用することができる。 In addition, if the bottom layer of the lower layer 18 in contact with the surface of the protective film 14 is a thin film made of a material containing chromium (Cr), the bottom layer of the lower layer 18 can be etched by dry etching using a mixed gas of oxygen gas and a chlorine-based gas. As a material for the protective film 14 that is resistant to this etching gas, a material containing ruthenium (Ru) as a main component and containing an element (Zr, Y, Rh, etc.) that is resistant to etching by oxygen gas can be used.
下層18の最下層が、タンタル(Ta)及びクロム(Cr)から選ばれる少なくとも1つを含む材料の場合に用いることのできる保護膜14の材料は、上述のように、ルテニウムを主成分として含む材料である。ルテニウムを主成分として含む材料の例として、具体的には、Ru金属単体、Ruにチタン(Ti)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、ジルコニウム(Zr)、イットリウム(Y)、ホウ素(B)、ランタン(La)、コバルト(Co)、レニウム(Re)、及びロジウム(Rh)から選択される少なくとも1種の金属を含有するRu合金、及び、これらの金属または合金に窒素を含有する材料を挙げることができる。 When the bottom layer of the lower layer 18 is a material containing at least one selected from tantalum (Ta) and chromium (Cr), the material of the protective film 14 that can be used is a material containing ruthenium as a main component, as described above. Specific examples of materials containing ruthenium as a main component include Ru metal alone, Ru alloys containing at least one metal selected from titanium (Ti), niobium (Nb), molybdenum (Mo), zirconium (Zr), yttrium (Y), boron (B), lanthanum (La), cobalt (Co), rhenium (Re), and rhodium (Rh), and materials containing nitrogen in these metals or alloys.
また、下層18の最下層が、タンタル(Ta)及びクロム(Cr)から選ばれる少なくとも1つを含む材料で形成される場合、保護膜14の最下層と最上層は、上記のルテニウムを主成分として含む材料で形成することができる。最下層と最上層との間の層は、Ru以外の金属若しくはそれを含む合金で形成することができる。 In addition, when the bottom layer of the lower layer 18 is formed of a material containing at least one selected from tantalum (Ta) and chromium (Cr), the bottom layer and the top layer of the protective film 14 can be formed of a material containing ruthenium as a main component. The layer between the bottom layer and the top layer can be formed of a metal other than Ru or an alloy containing it.
Ru合金のRu含有比率は、50原子%以上100原子%未満、好ましくは80原子%以上100原子%未満、更に好ましくは95原子%以上100原子%未満である。特に、Ru合金のRu含有比率が95原子%以上100原子%未満の場合は、多層反射膜12を構成する元素(ケイ素)の、保護膜14への拡散を抑制することができる。また、EUV光の反射率を十分確保しつつ、マスクの洗浄耐性を向上させることができる。さらに、保護膜14は、下層18をエッチング加工する時に、エッチングストッパとして機能することができる。また、保護膜14は、多層反射膜12の経時変化を防止することができる。 The Ru content of the Ru alloy is 50 atomic % or more and less than 100 atomic %, preferably 80 atomic % or more and less than 100 atomic %, and more preferably 95 atomic % or more and less than 100 atomic %. In particular, when the Ru content of the Ru alloy is 95 atomic % or more and less than 100 atomic %, the element (silicon) constituting the multilayer reflective film 12 can be suppressed from diffusing into the protective film 14. In addition, the cleaning resistance of the mask can be improved while ensuring sufficient reflectance of EUV light. Furthermore, the protective film 14 can function as an etching stopper when etching the lower layer 18. In addition, the protective film 14 can prevent the multilayer reflective film 12 from changing over time.
保護膜14の厚みは、保護膜14が多層反射膜12を保護する機能を果たすことができる限り、特に制限されない。EUV光の反射率の観点から、保護膜14の厚みは、好ましくは、1.0nm~8.0nm、より好ましくは、1.5nm~6.0nmである。 The thickness of the protective film 14 is not particularly limited as long as the protective film 14 can function to protect the multilayer reflective film 12. From the viewpoint of the reflectance of EUV light, the thickness of the protective film 14 is preferably 1.0 nm to 8.0 nm, and more preferably 1.5 nm to 6.0 nm.
保護膜14の形成方法としては、公知の方法を用いることができる。保護膜14の形成方法の例として、スパッタリング法及びイオンビームスパッタリング法が挙げられる。 A known method can be used to form the protective film 14. Examples of methods for forming the protective film 14 include sputtering and ion beam sputtering.
反射型マスクブランク100は、さらに、基板10の多層反射膜12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22を有してもよい。裏面導電膜22は、静電チャックによって反射型マスクブランク100を吸着する際に使用される。 The reflective mask blank 100 may further have a back surface conductive film 22 on the main surface opposite to the side of the substrate 10 on which the multilayer reflective film 12 is formed. The back surface conductive film 22 is used when the reflective mask blank 100 is attracted by an electrostatic chuck.
反射型マスクブランク100は、基板10と多層反射膜12との間に形成された下地膜を備えてもよい。下地膜は、例えば、基板10の表面の平滑性向上の目的で形成される。下地膜は、例えば、欠陥低減、多層反射膜の反射率向上、多層反射膜の応力補正等の目的で形成される。 The reflective mask blank 100 may include an undercoat film formed between the substrate 10 and the multilayer reflective film 12. The undercoat film is formed, for example, for the purpose of improving the smoothness of the surface of the substrate 10. The undercoat film is formed, for example, for the purpose of reducing defects, improving the reflectance of the multilayer reflective film, correcting stress in the multilayer reflective film, etc.
<積層膜>
本実施形態の反射型マスクブランク100は、多層反射膜12(あるいは保護膜14付きの多層反射膜12)の上に形成された積層膜16を有している。積層膜16は、最上層20と、それ以外の層である下層18とを備えている。下層18は、多層反射膜12(あるいは保護膜14付きの多層反射膜12)の上に接するように形成されている。最上層20は、下層18の上に接するように形成されている。
<Laminated Film>
The reflective mask blank 100 of this embodiment has a laminated film 16 formed on a multilayer reflective film 12 (or a multilayer reflective film 12 with a protective film 14). The laminated film 16 includes a top layer 20 and a lower layer 18, which is the other layer. The lower layer 18 is formed on and in contact with the multilayer reflective film 12 (or the multilayer reflective film 12 with a protective film 14). The top layer 20 is formed on and in contact with the lower layer 18.
本実施形態の反射型マスクブランク100において、積層膜16は、EUV光を吸収するための吸収体膜17からなる。この場合、吸収体膜17は、下層18としての吸収層と、最上層20とを含む。吸収層(下層18)は、EUV光を吸収するための層である。最上層20は、吸収体膜17の表面で反射されるEUV光の振幅を大きくするための層である。吸収体膜17の表面で反射されるEUV光の振幅を大きくすることによって、多層反射膜12で反射されるEUV光との干渉効果が大きくなる。この干渉効果を利用することにより、反射率が所定値以下(例えば2.5%以下)になるような吸収体膜17の膜厚を、従来よりも薄くすることができる。 In the reflective mask blank 100 of this embodiment, the laminated film 16 is made of an absorber film 17 for absorbing EUV light. In this case, the absorber film 17 includes an absorber layer as a lower layer 18 and a top layer 20. The absorber layer (lower layer 18) is a layer for absorbing EUV light. The top layer 20 is a layer for increasing the amplitude of the EUV light reflected on the surface of the absorber film 17. By increasing the amplitude of the EUV light reflected on the surface of the absorber film 17, the interference effect with the EUV light reflected by the multilayer reflective film 12 is increased. By utilizing this interference effect, the thickness of the absorber film 17 at which the reflectance is a predetermined value or less (e.g., 2.5% or less) can be made thinner than before.
下層18が吸収層である場合、下層18の材料としては、例えば、タンタル(Ta)及びクロム(Cr)から選択される少なくとも1つを含む材料を用いることができる。 When the lower layer 18 is an absorbing layer, the material of the lower layer 18 may be, for example, a material containing at least one selected from tantalum (Ta) and chromium (Cr).
タンタル(Ta)を含む材料の例として、タンタル(Ta)に、酸素(O)、窒素(N)、炭素(C)、ホウ素(B)及び水素(H)から選ばれる少なくとも1種の元素を含有する材料が挙げられる。これらの中でも、タンタル(Ta)に、窒素(N)を含有する材料が好ましい。このような材料の具体例としては、窒化タンタル(TaN)、酸化窒化タンタル(TaON)、ホウ化窒化タンタル(TaBN)、及びホウ化酸化窒化タンタル(TaBON)等が挙げられる。 Examples of materials containing tantalum (Ta) include materials containing tantalum (Ta) and at least one element selected from oxygen (O), nitrogen (N), carbon (C), boron (B) and hydrogen (H). Among these, materials containing tantalum (Ta) and nitrogen (N) are preferred. Specific examples of such materials include tantalum nitride (TaN), tantalum oxynitride (TaON), tantalum boride nitride (TaBN), and tantalum boride oxynitride (TaBON).
クロム(Cr)を含む材料の例として、クロム(Cr)に、酸素(O)、窒素(N)、炭素(C)、ホウ素(B)及び水素(H)から選ばれる少なくとも1種の元素を含有する材料が挙げられる。これらの中でも、クロム(Cr)に、窒素(N)及び/又は炭素(C)を含有する材料が好ましい。このような材料の具体例としては、窒化クロム(CrN)、酸化窒化クロム(CrON)、炭化クロム(CrC)、酸化炭化クロム(CrOC)、炭化窒化クロム(CrCN)、及び酸化炭化窒化クロム(CrOCN)等が挙げられる。 Examples of materials containing chromium (Cr) include materials containing chromium (Cr) and at least one element selected from oxygen (O), nitrogen (N), carbon (C), boron (B) and hydrogen (H). Among these, materials containing chromium (Cr) and nitrogen (N) and/or carbon (C) are preferred. Specific examples of such materials include chromium nitride (CrN), chromium oxide nitride (CrON), chromium carbide (CrC), chromium oxide carbide (CrOC), chromium carbonitride (CrCN), and chromium oxide carbonitride (CrOCN).
上述の材料からなる下層18(吸収層)は、DCスパッタリング法及び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で形成することができる。例えば、下層18(吸収層)は、タンタル及びホウ素を含むターゲットを用い、窒素ガスを添加したアルゴン(Ar)ガス、クリプトン(Kr)ガス及び/又はキセノン(Xe)ガス等の希ガスを用いた反応性スパッタリング法により、成膜することができる。 The lower layer 18 (absorption layer) made of the above-mentioned materials can be formed by magnetron sputtering methods such as DC sputtering and RF sputtering. For example, the lower layer 18 (absorption layer) can be formed by a reactive sputtering method using a target containing tantalum and boron and a rare gas such as argon (Ar) gas, krypton (Kr) gas, and/or xenon (Xe) gas to which nitrogen gas has been added.
また、下層18の材料としては、EUV光を吸収する機能を有し、最上層20に対してエッチング選択性を有し、かつ保護膜14に対してエッチング選択性を有する材料である限り、特に限定されない。そのような材料として、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、白金(Pt)、金(Au)、イリジウム(Ir)、タングステン(W)、クロム(Cr)、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、スズ(Sn)、タンタル(Ta)、バナジウム(V)、ニッケル(Ni)、ハフニウム(Hf)、鉄(Fe)、銅(Cu)、テルル(Te)、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ゲルマニウム(Ge)、アルミニウム(Al)及びロジウム(Rh)から選ばれる少なくとも1つの金属、又はこれらの化合物を好ましく用いることができる。 The material of the lower layer 18 is not particularly limited as long as it has the function of absorbing EUV light, has etching selectivity with respect to the top layer 20, and has etching selectivity with respect to the protective film 14. As such a material, at least one metal selected from palladium (Pd), silver (Ag), platinum (Pt), gold (Au), iridium (Ir), tungsten (W), chromium (Cr), cobalt (Co), manganese (Mn), tin (Sn), tantalum (Ta), vanadium (V), nickel (Ni), hafnium (Hf), iron (Fe), copper (Cu), tellurium (Te), zinc (Zn), magnesium (Mg), germanium (Ge), aluminum (Al), and rhodium (Rh), or a compound thereof, can be preferably used.
本実施形態の反射型マスクブランク100において、最上層20の膜厚は、0.5nm以上5nm未満であり、好ましくは0.5nm以上4nm以下である。 In the reflective mask blank 100 of this embodiment, the film thickness of the top layer 20 is 0.5 nm or more and less than 5 nm, and preferably 0.5 nm or more and 4 nm or less.
本実施形態の反射型マスクブランク100において、最上層20は、金属元素と、水素(H)及び重水素(D)から選ばれる少なくとも1つの添加元素とを含む。 In the reflective mask blank 100 of this embodiment, the top layer 20 contains a metal element and at least one additive element selected from hydrogen (H) and deuterium (D).
最上層20に含まれる金属元素は、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、白金(Pt)、ルテニウム(Ru)、金(Au)、イリジウム(Ir)、コバルト(Co)、錫(Sn)、ニッケル(Ni)、レニウム(Re)、モリブデン(Mo)及びニオブ(Nb)から選ばれる少なくとも1つである。 The metal element contained in the top layer 20 is at least one selected from rhodium (Rh), palladium (Pd), silver (Ag), platinum (Pt), ruthenium (Ru), gold (Au), iridium (Ir), cobalt (Co), tin (Sn), nickel (Ni), rhenium (Re), molybdenum (Mo), and niobium (Nb).
最上層20の金属元素の合計含有量は、95原子%以上であり、97原子%以上が好ましく、100原子%未満である。なお、最上層20に含まれる金属元素が1つの場合には、上記合計含有量は金属単体の含有量である。また、最上層20に含まれる金属元素が複数の場合には、上記合計含有量は、複数の金属元素の合計含有量である。 The total content of the metal elements in the top layer 20 is 95 atomic % or more, preferably 97 atomic % or more, and less than 100 atomic %. When the top layer 20 contains one metal element, the total content is the content of the metal alone. When the top layer 20 contains multiple metal elements, the total content is the total content of the multiple metal elements.
最上層20の上記添加元素の合計含有量は、0.1原子%以上であり、0.3原子%以上が好ましい。添加元素の合計含有量は、5原子%以下であり、3原子%以下がより好ましい。 The total content of the above-mentioned additive elements in the top layer 20 is 0.1 atomic % or more, and preferably 0.3 atomic % or more. The total content of the additive elements is 5 atomic % or less, and more preferably 3 atomic % or less.
下層18(吸収層)の屈折率をn1、最上層20の屈折率をn2としたとき、下層18(吸収層)及び最上層20は、n1>n2の関係を満たす材料からなることが好ましい。n1>n2の関係を満たすことによって、吸収体膜17の表面で反射されるEUV光の振幅を大きくすることができる。その結果、反射率が例えば2.5%以下になるような吸収体膜17の膜厚を、従来よりも薄くすることができる。吸収体膜17の膜厚は、55nm以下が好ましく、45nm以下がより好ましい。 When the refractive index of the lower layer 18 (absorption layer) is n 1 and the refractive index of the top layer 20 is n 2 , the lower layer 18 (absorption layer) and the top layer 20 are preferably made of materials that satisfy the relationship n 1 > n 2. By satisfying the relationship n 1 > n 2 , the amplitude of the EUV light reflected on the surface of the absorber film 17 can be increased. As a result, the thickness of the absorber film 17 that provides a reflectance of, for example, 2.5% or less can be made thinner than in the past. The thickness of the absorber film 17 is preferably 55 nm or less, and more preferably 45 nm or less.
下層18及び最上層20を、各々TaBN膜及びRu膜、TaBN膜及びPt膜、CrN膜及びPt膜とし、最上層20の膜厚を3nmに固定した場合の、吸収体膜17の膜厚に対するEUV光反射率のシミュレーション結果を図7に示す。また、参考として、吸収体膜17をTaBN膜単層とした場合のシミュレーション結果も示す。図7からわかるように、下層18の上に最上層20を設けた場合には、最上層20を設けない場合と比較して、吸収体膜17の膜厚を薄くすることが可能である。 Figure 7 shows the simulation results of the EUV light reflectance versus the thickness of the absorber film 17 when the lower layer 18 and the top layer 20 are respectively a TaBN film and a Ru film, a TaBN film and a Pt film, and a CrN film and a Pt film, and the thickness of the top layer 20 is fixed at 3 nm. For reference, the simulation results are also shown when the absorber film 17 is a single layer of TaBN film. As can be seen from Figure 7, when the top layer 20 is provided on the lower layer 18, it is possible to make the thickness of the absorber film 17 thinner than when the top layer 20 is not provided.
下層18(吸収層)の屈折率n1は、0.92以上1.0以下であることが好ましい。最上層20の屈折率n2は、0.87以上0.95以下であることが好ましい。 The refractive index n1 of the lower layer 18 (the absorbing layer) is preferably 0.92 to 1.0 inclusive. The refractive index n2 of the uppermost layer 20 is preferably 0.87 to 0.95 inclusive.
上述したように、最上層20は、膜厚が0.5nm以上5nm未満であり、薄い金属膜となっている。このように、吸収体膜17の最上層20が薄い金属膜の場合、成膜条件によっては、金属膜の膜質が経時的に変化しやすいことがわかった。金属膜の膜質が経時的に変化すると、特に膜厚が薄い場合には、反射率等の光学特性の設計値からのずれが大きくなるという問題を生じる。 As described above, the top layer 20 is a thin metal film with a thickness of 0.5 nm or more and less than 5 nm. Thus, it was found that when the top layer 20 of the absorber film 17 is a thin metal film, the film quality of the metal film is likely to change over time depending on the film formation conditions. When the film quality of the metal film changes over time, a problem occurs in that the optical properties such as reflectance deviate significantly from the design values, particularly when the film thickness is thin.
このような問題を解決するため、本実施形態の反射型マスクブランク100では、最上層20が、水素(H)及び重水素(D)から選ばれる少なくとも1つの添加元素を含んでいる。最上層20が上記添加元素を含むことによって、最上層20の膜質が経時的に変化することを抑制することが可能となる。このような効果が得られる理由は明確ではないが、最上層20を構成する薄い金属膜が上記添加元素によって微結晶構造又はアモルファス構造を有し、結晶粒界への酸素等の侵入が抑制されるからではないかと考えられる。水素(H)と同じ添加量で結晶性を低減することが可能なため、最上層20に含まれる上記添加元素は、重水素(D)であることがより好ましい。 In order to solve such problems, in the reflective mask blank 100 of this embodiment, the top layer 20 contains at least one additive element selected from hydrogen (H) and deuterium (D). By containing the above additive element in the top layer 20, it is possible to suppress the film quality of the top layer 20 from changing over time. The reason why such an effect is obtained is not clear, but it is thought that this is because the thin metal film constituting the top layer 20 has a microcrystalline structure or an amorphous structure due to the above additive element, and the intrusion of oxygen and the like into the crystal grain boundaries is suppressed. Since it is possible to reduce the crystallinity with the same amount of addition as hydrogen (H), it is more preferable that the above additive element contained in the top layer 20 is deuterium (D).
また、最上層20に含まれる上記添加元素の含有量(原子%)は、下層18(吸収層)に含まれる上記添加元素の含有量(原子%)よりも高いことが好ましい。最上層20に含まれる上記添加元素の含有量が下層18よりも高いことによって、最上層20の膜質が経時的に変化することをより効果的に抑制することが可能となる。 The content (atomic %) of the additive element contained in the top layer 20 is preferably higher than the content (atomic %) of the additive element contained in the lower layer 18 (absorption layer). By having the content of the additive element contained in the top layer 20 higher than that of the lower layer 18, it becomes possible to more effectively suppress changes in the film quality of the top layer 20 over time.
最上層20に含まれる金属元素は、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、白金(Pt)、ルテニウム(Ru)及び金(Au)から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。これらの金属元素は、酸化還元電位(標準電極電位)が+0.4V以上であり、比較的安定であると考えられていた。また、最上層20に含まれる金属元素は、パラジウム(Pd)、白金(Pt)及び金(Au)から選ばれる少なくとも1つであることがより好ましい。これらの金属元素は、酸化還元電位(標準電極電位)が+0.9V以上であり、より安定であると考えられていた。しかし、これらの金属元素を含む金属膜であっても、金属膜の膜厚が薄い(膜厚が0.5nm以上5nm)場合には、金属膜の膜質が経時的に変化しやすいことが明らかとなった。つまり、比較的安定であると考えられてきたこれらの金属からなる膜であっても、金属膜の膜厚が薄い場合には、金属膜の膜質が経時的に変化することを抑制する必要性が高いことが明らかとなった。このような理由から、最上層20にこれらの金属元素が含まれる場合、上記添加元素によって膜質が変化することを抑制する効果がより顕著に発揮される。 The metal element contained in the top layer 20 is preferably at least one selected from rhodium (Rh), palladium (Pd), silver (Ag), platinum (Pt), ruthenium (Ru) and gold (Au). These metal elements have an oxidation-reduction potential (standard electrode potential) of +0.4 V or more and have been considered to be relatively stable. In addition, the metal element contained in the top layer 20 is more preferably at least one selected from palladium (Pd), platinum (Pt) and gold (Au). These metal elements have an oxidation-reduction potential (standard electrode potential) of +0.9 V or more and have been considered to be more stable. However, it has become clear that even in metal films containing these metal elements, when the film thickness of the metal film is thin (film thickness is 0.5 nm or more and 5 nm), the film quality of the metal film is likely to change over time. In other words, it has become clear that even in films made of these metals that have been considered to be relatively stable, when the film thickness of the metal film is thin, there is a high need to suppress the film quality of the metal film from changing over time. For this reason, when these metal elements are included in the top layer 20, the effect of suppressing changes in film quality due to the above-mentioned added elements is more pronounced.
最上層20は、DCスパッタリング法及び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で形成することができる。最上層20に含まれる金属元素を材料とする金属ターゲットを用い、希ガス(Arガス、Krガス及び/又はXeガス)と、水素ガス及び/又は重水素ガスとを用いた反応性スパッタリング法により、最上層20に上記添加元素を添加することができる。 The top layer 20 can be formed by magnetron sputtering methods such as DC sputtering and RF sputtering. The above-mentioned additive elements can be added to the top layer 20 by reactive sputtering using a metal target made of the metal elements contained in the top layer 20 and a rare gas (Ar gas, Kr gas, and/or Xe gas) and hydrogen gas and/or deuterium gas.
本実施形態の反射型マスクブランク100において、積層膜16(吸収体膜17)の上に、レジスト膜26が形成されてもよい。図1にはこの態様が示されている。レジスト膜26に電子線描画装置によってパターンを描画及び露光した後、現像工程を経ることによって、レジストパターンを形成することができる。このレジストパターンをマスクとして積層膜16(吸収体膜17)にドライエッチングを行うことによって、積層膜16にパターン(吸収体パターン)を形成することができる。レジスト膜26の材料としては、例えば、化学増幅型レジスト(CAR:chemically-amplified resist)を用いることができる。 In the reflective mask blank 100 of this embodiment, a resist film 26 may be formed on the laminate film 16 (absorber film 17). This aspect is shown in FIG. 1. A pattern is drawn and exposed on the resist film 26 by an electron beam lithography device, and then a development process is performed to form a resist pattern. A pattern (absorber pattern) can be formed in the laminate film 16 by dry etching the laminate film 16 (absorber film 17) using this resist pattern as a mask. As a material for the resist film 26, for example, a chemically amplified resist (CAR) can be used.
別の実施形態の反射型マスクブランク100として、積層膜16は、EUV光を吸収するための吸収体膜17からなる。この場合、図2に示すように、吸収体膜17は、基板10側から第1の層62と第2の層64とを含む。最上層20は、第1の層62とは反対側の第2の層64の表層を形成する層であり、膜厚は0.5nm以上5nm未満である。第1の層62は、EUV光を吸収するための層である。最上層20を含む第2の層64は、EUV光を吸収すると共に、吸収体膜17の表面で反射されるEUV光の振幅を大きくするための層である。吸収体膜17の表面で反射されるEUV光の振幅を大きくすることによって、多層反射膜12で反射されるEUV光との干渉効果が大きくなる。この干渉効果を利用することにより、反射率が所定値以下(例えば2.5%以下)になるような吸収体膜17の膜厚を、上述の実施形態と同様に薄くすることができる。 In another embodiment of the reflective mask blank 100, the laminated film 16 is made of an absorber film 17 for absorbing EUV light. In this case, as shown in FIG. 2, the absorber film 17 includes a first layer 62 and a second layer 64 from the substrate 10 side. The top layer 20 is a layer that forms the surface layer of the second layer 64 on the opposite side to the first layer 62, and has a film thickness of 0.5 nm or more and less than 5 nm. The first layer 62 is a layer for absorbing EUV light. The second layer 64 including the top layer 20 is a layer for absorbing EUV light and increasing the amplitude of the EUV light reflected on the surface of the absorber film 17. By increasing the amplitude of the EUV light reflected on the surface of the absorber film 17, the interference effect with the EUV light reflected by the multilayer reflective film 12 is increased. By utilizing this interference effect, the film thickness of the absorber film 17 at which the reflectance is a predetermined value or less (for example, 2.5% or less) can be made thin, as in the above embodiment.
第1の層62の材料としては、上述した吸収層(下層18)の材料と同じ材料を用いることができる。 The material for the first layer 62 can be the same as the material for the absorbent layer (lower layer 18) described above.
第2の層64及び最上層20の材料としては、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、白金(Pt)、ルテニウム(Ru)、金(Au)、イリジウム(Ir)、コバルト(Co)、錫(Sn)、ニッケル(Ni)、レニウム(Re)、モリブデン(Mo)及びニオブ(Nb)から選ばれる少なくとも1つの金属、又はこれら金属に窒素(N)、酸素(O)、炭素(C)及びホウ素(B)から選ばれる少なくとも1つを含む化合物を用いることができる。 The second layer 64 and the top layer 20 may be made of at least one metal selected from rhodium (Rh), palladium (Pd), silver (Ag), platinum (Pt), ruthenium (Ru), gold (Au), iridium (Ir), cobalt (Co), tin (Sn), nickel (Ni), rhenium (Re), molybdenum (Mo) and niobium (Nb), or a compound of these metals containing at least one selected from nitrogen (N), oxygen (O), carbon (C) and boron (B).
第2の層64及び最上層20に含まれる金属元素の合計含有量は、95原子%以上であり、97原子%以上が好ましく、100原子%未満である。なお、第2の層64及び最上層20に含まれる金属元素が1つの場合には、上記合計含有量は金属単体の含有量である。また、第2の層64に含まれる金属元素が複数の場合には、上記合計含有量は、複数の金属元素の合計含有量である。 The total content of the metal elements contained in the second layer 64 and the top layer 20 is 95 atomic % or more, preferably 97 atomic % or more, and less than 100 atomic %. When the second layer 64 and the top layer 20 contain one metal element, the total content is the content of the metal alone. When the second layer 64 contains multiple metal elements, the total content is the total content of the multiple metal elements.
最上層20の添加元素及び膜厚は、上述の実施形態と同様である。第2の層64の膜厚方向全体に水素(H)及び重水素(D)から選ばれる少なくとも1つの添加元素を含んでもよい。また、第2の層64の添加元素の含有量は、最上層20から第1の層62の方向に向かって少なくなってもよい。 The additive element and film thickness of the top layer 20 are the same as those of the above-described embodiment. The second layer 64 may contain at least one additive element selected from hydrogen (H) and deuterium (D) throughout the entire thickness direction. The content of the additive element in the second layer 64 may decrease from the top layer 20 toward the first layer 62.
第1の層62の膜厚は、20nm以上が好ましく、25nm以上がより好ましく、また、60nm以下が好ましく、55nm以下がより好ましい。第2の層64の膜厚は、1nm以上が好ましく、また、1.5nm以上がより好ましく、25nm以下が好ましく、20nm以下がより好ましい。 The thickness of the first layer 62 is preferably 20 nm or more, more preferably 25 nm or more, and preferably 60 nm or less, more preferably 55 nm or less. The thickness of the second layer 64 is preferably 1 nm or more, more preferably 1.5 nm or more, and preferably 25 nm or less, more preferably 20 nm or less.
第1の層62の屈折率をn1、第2の層64の屈折率をn2としたとき、第1の層62及び第2の層64は、n1>n2の関係を満たす材料からなることが好ましい。n1>n2の関係を満たすことによって、吸収体膜17の表面で反射されるEUV光の振幅を大きくすることができる。その結果、反射率が例えば2.5%以下になるような吸収体膜17の膜厚を、上述の実施形態と同様に薄くすることができる。 When the refractive index of the first layer 62 is n1 and the refractive index of the second layer 64 is n2 , the first layer 62 and the second layer 64 are preferably made of a material that satisfies the relationship n1 > n2 . By satisfying the relationship n1 > n2 , it is possible to increase the amplitude of the EUV light reflected on the surface of the absorber film 17. As a result, the thickness of the absorber film 17 that provides a reflectance of, for example, 2.5% or less can be made thin, as in the above-described embodiment.
第1の層62の屈折率n1は、0.92以上1.0以下であることが好ましい。第2の層64の屈折率n2は、0.87以上0.95以下であることが好ましい。 The refractive index n1 of the first layer 62 is preferably 0.92 or more and 1.0 or less, and the refractive index n2 of the second layer 64 is preferably 0.87 or more and 0.95 or less.
さらに別の実施形態の反射型マスクブランク100として、吸収体膜に位相シフト機能を持たせた位相シフト膜としてもよい。
位相シフト膜(位相シフトパターン)が形成されている部分では、EUV光を吸収して減光しつつパターン転写に悪影響がないレベルで一部の光を反射させる。一方、開口部(位相シフト膜がない部分)では、EUV光が、保護膜14を介して多層反射膜12から反射する。位相シフト膜が形成されている部分からの反射光は、開口部からの反射光と所望の位相差を形成する。位相シフト膜は、位相シフト膜からの反射光と、多層反射膜12からの反射光との位相差が、160°から200°となるように形成される。180°近傍の反転した位相差の光同士がパターンエッジ部で干渉し合うことにより、投影光学像の像コントラストが向上する。その像コントラストの向上にともなって解像度が上がり、露光量裕度、及び焦点裕度等の露光に関する各種裕度が拡がる。パターンや露光条件にもよるが、一般的には、この位相シフト効果を得るための位相シフト膜の反射率の目安は、相対反射率で2%以上である。十分な位相シフト効果を得るためには、位相シフト膜の反射率は、相対反射率で6%以上が好ましい。ここで、位相シフト膜(位相シフトパターン)の相対反射率とは、位相シフトパターンのない部分での多層反射膜12(保護膜14付きの多層反射膜12を含む)から反射されるEUV光を反射率100%としたときの、位相シフトパターンから反射されるEUV光の反射率である。なお、本明細書では、相対反射率のことを、単に「反射率」という場合がある。
In yet another embodiment of the reflective mask blank 100, a phase shift film having a phase shift function provided in an absorber film may be used.
In the portion where the phase shift film (phase shift pattern) is formed, the EUV light is absorbed and reduced while a part of the light is reflected at a level that does not adversely affect the pattern transfer. On the other hand, in the opening (the portion where the phase shift film is not formed), the EUV light is reflected from the multilayer reflective film 12 through the protective film 14. The reflected light from the portion where the phase shift film is formed forms a desired phase difference with the reflected light from the opening. The phase shift film is formed so that the phase difference between the reflected light from the phase shift film and the reflected light from the multilayer reflective film 12 is 160° to 200°. The light with the inverted phase difference of about 180° interferes with each other at the pattern edge portion, thereby improving the image contrast of the projected optical image. With the improvement in the image contrast, the resolution increases, and various tolerances related to exposure such as the exposure dose tolerance and the focus tolerance are expanded. Although it depends on the pattern and the exposure conditions, the target reflectance of the phase shift film to obtain this phase shift effect is generally 2% or more in terms of relative reflectance. In order to obtain a sufficient phase shift effect, the reflectance of the phase shift film is preferably 6% or more in terms of relative reflectance. Here, the relative reflectance of the phase shift film (phase shift pattern) is the reflectance of the EUV light reflected from the phase shift pattern when the reflectance of the EUV light reflected from the multilayer reflective film 12 (including the multilayer reflective film 12 with the protective film 14) in a portion without the phase shift pattern is taken as 100%. In this specification, the relative reflectance may be simply referred to as "reflectance".
解像性の更なる向上及び半導体装置を製造する際のスループットを向上させるために、位相シフトパターンの相対反射率は、6%~35%、より好ましくは15%~35%であることが求められている。 To further improve resolution and throughput when manufacturing semiconductor devices, the relative reflectance of the phase shift pattern is required to be 6% to 35%, and more preferably 15% to 35%.
第1の層62の材料としては、上述した吸収層(下層18)の材料と同じ材料を用いることができる。 The material for the first layer 62 can be the same as the material for the absorbent layer (lower layer 18) described above.
第2の層64及び最上層20の材料としては、ルテニウム(Ru)と、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)及びレニウム(Re)から選ばれる少なくとも1つの金属、又はこれら金属に窒素(N)、酸素(O)及び炭素(C)から選ばれる少なくとも1つと、を含むRu系化合物を用いることができる。 The material for the second layer 64 and the top layer 20 can be ruthenium (Ru) and at least one metal selected from chromium (Cr), nickel (Ni), cobalt (Co), vanadium (V), niobium (Nb), molybdenum (Mo), tungsten (W) and rhenium (Re), or a Ru-based compound containing these metals and at least one selected from nitrogen (N), oxygen (O) and carbon (C).
また、第2の層64及び最上層20の材料としては、ルテニウム(Ru)と、窒素(N)、酸素(O)及び炭素(C)から選ばれる少なくとも1つとを含むRu系化合物を用いることができる。 The material for the second layer 64 and the top layer 20 can be a Ru-based compound containing ruthenium (Ru) and at least one selected from nitrogen (N), oxygen (O) and carbon (C).
第2の層64及び最上層20に含まれる金属元素の合計含有量は、上記と同様である。また、最上層20の添加元素及び膜厚は、上記と同様である。 The total content of metal elements contained in the second layer 64 and the top layer 20 is the same as above. The added elements and film thickness of the top layer 20 are also the same as above.
第1の層62の屈折率をn3、第2の層64の屈折率をn4としたとき、第1の層62及び第2の層64は、n3>n4の関係を満たす材料からなることが好ましい。また、第1の層62の消衰係数をk3、第2の層64の消衰係数をk4としたとき、第1の層62及び第2の層64は、k3>k4の関係を満たす材料からなることが好ましい。
第1の層62の屈折率n3は、0.93~0.96であり、消衰係数k3は、0.02~0.04であることが好ましい。第2の層64の屈折率n4は、0.86~0.95であり、消衰係数k4は、0.008~0.035であることが好ましい。
When the refractive index of the first layer 62 is n3 and the refractive index of the second layer 64 is n4 , the first layer 62 and the second layer 64 are preferably made of a material that satisfies the relationship n3 > n4 . Furthermore, when the extinction coefficient of the first layer 62 is k3 and the extinction coefficient of the second layer 64 is k4 , the first layer 62 and the second layer 64 are preferably made of a material that satisfies the relationship k3 > k4 .
The first layer 62 preferably has a refractive index n3 of 0.93 to 0.96 and an extinction coefficient k3 of 0.02 to 0.04. The second layer 64 preferably has a refractive index n4 of 0.86 to 0.95 and an extinction coefficient k4 of 0.008 to 0.035.
第2の層64における最上層20が上記添加元素を含むことによって、最上層20の膜質が経時的に変化することを抑制することが可能となる。これにより、吸収体膜又は位相シフト膜の反射率及び位相差等の光学特性の設計値からのずれを抑制することができる。 By including the above-mentioned additive element in the top layer 20 of the second layer 64, it is possible to suppress the film quality of the top layer 20 from changing over time. This makes it possible to suppress deviations from the design values of the optical properties such as the reflectance and phase difference of the absorber film or phase shift film.
<エッチングマスク膜>
積層膜16は、吸収体膜17(位相シフト膜)の上に形成されたエッチングマスク膜を更に含むことができる。エッチングマスク膜の上には、更に、レジスト膜が形成されてもよい。この場合、最上層20は、エッチングマスク膜であるか、又はエッチングマスク膜の表層を形成する層である。積層膜16にエッチングマスク膜が含まれる場合、その最上層20は、例えば欠陥検査装置を用いた検査においてコントラストが向上するように、0.5~5nm未満の膜厚の金属膜とすることができる。この場合、積層膜16の最上層20は、上述した吸収体膜17の最上層20と同様に、上述の金属元素と、水素(H)及び重水素(D)から選ばれる少なくとも1つの添加元素とを含むことができる。積層膜16の最上層20が上記添加元素を含む薄い金属膜で形成されることによって、最上層20が微結晶構造又はアモルファス構造を有することとなる。これにより、欠陥検査装置によってエッチングマスク膜の表面を検査した際に、エッチングマスク膜の表面の欠陥をより高い精度で検出することが可能となる。
<Etching mask film>
The laminated film 16 may further include an etching mask film formed on the absorber film 17 (phase shift film). A resist film may further be formed on the etching mask film. In this case, the top layer 20 is an etching mask film or a layer forming a surface layer of the etching mask film. When the laminated film 16 includes an etching mask film, the top layer 20 may be a metal film having a thickness of less than 0.5 to 5 nm so that the contrast is improved in an inspection using a defect inspection device. In this case, the top layer 20 of the laminated film 16 may contain the above-mentioned metal element and at least one additive element selected from hydrogen (H) and deuterium (D), similar to the top layer 20 of the absorber film 17 described above. The top layer 20 of the laminated film 16 is formed of a thin metal film containing the above-mentioned additive element, so that the top layer 20 has a microcrystalline structure or an amorphous structure. This makes it possible to detect defects on the surface of the etching mask film with higher accuracy when the surface of the etching mask film is inspected by a defect inspection device.
図3に、別の実施形態の反射型マスクブランク100を示す。図3に示すように、積層膜16(吸収体膜17)の最上層20に接してエッチングマスク膜24を形成してもよい。エッチングマスク膜24の上には、更に、レジスト膜26が形成されてもよい。 Figure 3 shows a reflective mask blank 100 according to another embodiment. As shown in Figure 3, an etching mask film 24 may be formed in contact with the top layer 20 of the laminated film 16 (absorber film 17). A resist film 26 may further be formed on the etching mask film 24.
吸収体膜17(特に最上層20)をフッ素系ガスでエッチングする場合には、エッチングマスク膜24の材料として、クロム(Cr)を含む材料を使用することができる。エッチングマスク膜24がクロム(Cr)を含む材料で形成されることによって、エッチングマスク膜24に対する最上層20のエッチング選択比を高くすることができる。クロムを含む材料の例として、クロム(Cr)と、窒素(N)、酸素(O)、炭素(C)及びホウ素(B)から選ばれる少なくとも一つを含む材料が挙げられる。このような材料の例として、CrN、CrC、CrO、CrON、CrOC、CrCN、CrCON、CrBN、CrBC、CrBO、CrBC、CrBON、CrBCN及びCrBOCNが挙げられる。エッチングマスク膜24がクロムを含む材料で形成される場合、クロム(Cr)の含有量は、50原子%以上100原子%未満であることが好ましく、80原子%以上100原子%未満であることがより好ましい。 When the absorber film 17 (particularly the top layer 20) is etched with a fluorine-based gas, a material containing chromium (Cr) can be used as the material of the etching mask film 24. By forming the etching mask film 24 from a material containing chromium (Cr), the etching selectivity of the top layer 20 relative to the etching mask film 24 can be increased. Examples of materials containing chromium include materials containing chromium (Cr) and at least one selected from nitrogen (N), oxygen (O), carbon (C) and boron (B). Examples of such materials include CrN, CrC, CrO, CrON, CrOC, CrCN, CrCON, CrBN, CrBC, CrBO, CrBC, CrBON, CrBCN and CrBOCN. When the etching mask film 24 is made of a material containing chromium, the chromium (Cr) content is preferably 50 atomic % or more and less than 100 atomic %, and more preferably 80 atomic % or more and less than 100 atomic %.
吸収体膜17(特に最上層20)を酸素を含む塩素系ガスでエッチングする場合には、エッチングマスク膜24の材料として、ケイ素(Si)を含む材料を使用することができる。エッチングマスク膜24がケイ素(Si)を含む材料で形成されることによって、エッチングマスク膜24に対する最上層20のエッチング選択比を高くすることができる。ケイ素(Si)を含む材料の例として、ケイ素(Si)と、窒素(N)、酸素(O)、炭素(C)及び水素(H)から選ばれる少なくとも一つを含む材料が挙げられる。また、ケイ素(Si)を含む材料の例として、ケイ素(Si)と金属を含む金属ケイ素(金属シリサイド)、又は、金属ケイ素化合物(金属シリサイド化合物)などが挙げられる。金属ケイ素化合物の例としては、金属及びSiと、N、O、C及びHから選ばれる少なくとも一つを含む材料が挙げられる。 When the absorber film 17 (particularly the top layer 20) is etched with a chlorine-based gas containing oxygen, a material containing silicon (Si) can be used as the material of the etching mask film 24. By forming the etching mask film 24 from a material containing silicon (Si), the etching selectivity of the top layer 20 relative to the etching mask film 24 can be increased. Examples of materials containing silicon (Si) include materials containing silicon (Si) and at least one selected from nitrogen (N), oxygen (O), carbon (C) and hydrogen (H). Examples of materials containing silicon (Si) include metal silicon (metal silicide) containing silicon (Si) and a metal, or metal silicon compounds (metal silicide compounds). Examples of metal silicon compounds include materials containing metal and Si and at least one selected from N, O, C and H.
エッチングマスク膜24を形成した場合には、レジスト膜26の膜厚を薄くすることが可能となるため、吸収体膜17(特に最上層20)により微細なパターンを形成することが可能となる。エッチングマスク膜24の膜厚は、3nm以上であることが好ましい。エッチングマスク膜24の膜厚が3nm以上であることにより、微細なパターンを精度よく最上層20に形成することが可能となる。また、エッチングマスク膜24の膜厚は、レジスト膜26の膜厚を薄くする観点から、15nm以下であることが好ましく、10nm以下であることがより好ましい。 When the etching mask film 24 is formed, it is possible to reduce the thickness of the resist film 26, making it possible to form a finer pattern on the absorber film 17 (particularly the top layer 20). The thickness of the etching mask film 24 is preferably 3 nm or more. By making the thickness of the etching mask film 24 3 nm or more, it is possible to form a finer pattern on the top layer 20 with high precision. In addition, from the viewpoint of reducing the thickness of the resist film 26, the thickness of the etching mask film 24 is preferably 15 nm or less, and more preferably 10 nm or less.
エッチングマスク膜24を形成した場合には、エッチングマスク膜24と最上層20の界面に拡散層が形成されることがある。この拡散層は、一方の層に含まれる元素が、他方の層に拡散することで形成される層である。このような拡散層が形成された場合、エッチングマスク膜24を除去して吸収体パターンを形成したときに、吸収体パターンの光学特性(反射率等)の設計値からのずれが大きくなるという問題を生ずる。そのため、拡散層の形成はできるだけ抑制することが好ましい。 When the etching mask film 24 is formed, a diffusion layer may be formed at the interface between the etching mask film 24 and the top layer 20. This diffusion layer is formed when elements contained in one layer diffuse into the other layer. If such a diffusion layer is formed, a problem occurs in that when the etching mask film 24 is removed to form an absorber pattern, the optical properties (reflectance, etc.) of the absorber pattern deviate significantly from the design values. For this reason, it is preferable to suppress the formation of the diffusion layer as much as possible.
本実施形態の反射型マスクブランク100によれば、最上層20には、金属元素と、水素(H)及び重水素(D)から選ばれる少なくとも1つの添加元素が含まれる。これにより、最上層20を構成する薄い金属膜が上記添加元素によって微結晶構造又はアモルファス構造を有し、最上層20に含まれる元素が、エッチングマスク膜24に拡散することを防止することが可能となる。あるいは、エッチングマスク膜24に含まれる元素が、最上層20に拡散することを防止することが可能となる。その結果、エッチングマスク膜24と最上層20の界面に拡散層が形成されることを防止することが可能となる。 According to the reflective mask blank 100 of this embodiment, the top layer 20 contains a metal element and at least one additive element selected from hydrogen (H) and deuterium (D). This allows the thin metal film constituting the top layer 20 to have a microcrystalline structure or an amorphous structure due to the additive element, making it possible to prevent the elements contained in the top layer 20 from diffusing into the etching mask film 24. Alternatively, it becomes possible to prevent the elements contained in the etching mask film 24 from diffusing into the top layer 20. As a result, it becomes possible to prevent the formation of a diffusion layer at the interface between the etching mask film 24 and the top layer 20.
最上層20に含まれる金属元素がルテニウム(Ru)である場合には、最上層20を酸素を含む塩素系ガスでエッチングすることが可能である。したがって、この場合には、エッチングマスク膜24の材料として、上述したケイ素(Si)を含む材料を使用することができる。この場合、RuSiを含む拡散層が形成されるのを防止することができる。 When the metal element contained in the top layer 20 is ruthenium (Ru), the top layer 20 can be etched with a chlorine-based gas containing oxygen. In this case, therefore, the material containing silicon (Si) described above can be used as the material for the etching mask film 24. In this case, it is possible to prevent the formation of a diffusion layer containing RuSi.
最上層20に含まれる金属元素が白金(Pt)、ルテニウム(Ru)及びパラジウム(Pd)から選ばれる少なくとも1つである場合には、最上層20をフッ素系ガスでエッチングすることが可能である。したがって、この場合には、エッチングマスク膜24の材料として、上述したクロム(Cr)を含む材料を使用することができる。この場合、PtCr、RuCr又はPdCrを含む拡散層が形成されるのを防止することができる。 When the metal element contained in the top layer 20 is at least one selected from platinum (Pt), ruthenium (Ru), and palladium (Pd), the top layer 20 can be etched with a fluorine-based gas. Therefore, in this case, the material containing chromium (Cr) described above can be used as the material for the etching mask film 24. In this case, it is possible to prevent the formation of a diffusion layer containing PtCr, RuCr, or PdCr.
フッ素系ガスとしては、CF4、CHF3、C2F6、C3F6、C4F6、C4F8、CH2F2、CH3F、C3F8、SF6、及びF2等を用いることができる。塩素系ガスとしては、Cl2、SiCl4、CHCl3、CCl4、及びBCl3等を用いることができる。また、フッ素系ガス及び/又は塩素系ガスと、O2とを所定の割合で含む混合ガスを用いることができる。また、これらのエッチングガスは、必要に応じて、更に、He及び/又はArなどの不活性ガスを含むことができる。 Examples of the fluorine-based gas include CF4, CHF3, C2F6, C3F6, C4F6, C4F8, CH2F2 , CH3F , C3F8 , SF6 , and F2 . Examples of the chlorine-based gas include Cl2 , SiCl4 , CHCl3 , CCl4 , and BCl3 . Also, a mixed gas containing a fluorine-based gas and/or a chlorine-based gas and O2 at a predetermined ratio can be used. Also, these etching gases can further contain an inert gas such as He and/or Ar, as necessary.
<裏面導電膜>
上述したように、基板10の多層反射膜12が形成されている側とは反対側の主表面上には、裏面導電膜22が形成されている。裏面導電膜22は、静電チャックによって反射型マスクブランク100を吸着する際に使用される。
<Backside conductive film>
As described above, the back surface conductive film 22 is formed on the main surface of the substrate 10 opposite to the side on which the multilayer reflective film 12 is formed. The back surface conductive film 22 is used when the reflective mask blank 100 is attracted by an electrostatic chuck.
静電チャック用の裏面導電膜22に求められる電気的特性(シート抵抗)は、通常100Ω/□(Ω/Square)以下である。裏面導電膜22は、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リング法により形成することができる。 The electrical characteristics (sheet resistance) required for the back surface conductive film 22 for an electrostatic chuck are typically 100 Ω/□ (Ω/Square) or less. The back surface conductive film 22 can be formed, for example, by magnetron sputtering or ion beam sputtering.
裏面導電膜22は、例えば、532nm又は470nmの波長の光に対する透過率が20%以上である材料を用いて形成することができる。これにより、反射型マスクの位置ずれを、レーザビーム等により裏面から補正することが可能となる。 The back surface conductive film 22 can be formed using a material that has a transmittance of 20% or more for light with a wavelength of 532 nm or 470 nm, for example. This makes it possible to correct the positional deviation of the reflective mask from the back surface using a laser beam or the like.
透過率の高い裏面導電膜22(透明導電膜)の材料は、白金(Pt)、金(Au)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、銀(Ag)、チタン(Ti)、タングステン(W)、インジウム(In)、モリブデン(Mo)、ロジウム(Rh)及び亜鉛(Zn)から選ばれる1つ以上の金属元素を含むことが好ましい。また、所望の透過率及び電気的特性を満たす範囲内で、該金属元素にホウ素、窒素、酸素及び炭素から選ばれる少なくとも一つを含有した金属化合物を用いることができる。これらの金属元素を含む金属膜は、電気伝導率が高いため、裏面導電膜22としてこれらの金属膜を用いた場合、裏面導電膜22の薄膜化が可能となる。金属膜の膜厚は、透過率の観点からは50nm以下が好ましく、20nm以下がより好ましい。また、膜厚が薄すぎるとシート抵抗が急激に増加する傾向にあること、及び成膜の際の安定性の観点から、金属膜の膜厚は2nm以上が好ましい。 The material of the back conductive film 22 (transparent conductive film) having high transmittance preferably contains one or more metal elements selected from platinum (Pt), gold (Au), aluminum (Al), copper (Cu), nickel (Ni), chromium (Cr), silver (Ag), titanium (Ti), tungsten (W), indium (In), molybdenum (Mo), rhodium (Rh) and zinc (Zn). In addition, a metal compound containing at least one selected from boron, nitrogen, oxygen and carbon in the metal element can be used within a range that satisfies the desired transmittance and electrical characteristics. Since metal films containing these metal elements have high electrical conductivity, when these metal films are used as the back conductive film 22, the back conductive film 22 can be made thin. From the viewpoint of transmittance, the thickness of the metal film is preferably 50 nm or less, and more preferably 20 nm or less. In addition, the thickness of the metal film is preferably 2 nm or more because the sheet resistance tends to increase rapidly if the film thickness is too thin, and from the viewpoint of stability during film formation.
裏面導電膜22の表面から0.5nm以上5nm未満の表層(最上層)は、上記金属元素と、水素(H)及び重水素(D)から選ばれる少なくとも1つの添加元素とを含むことができる。
裏面導電膜22は、複数の層からなる積層膜であってもよい。図1~図3には、裏面導電膜22が積層膜である場合を例示している。
A surface layer (uppermost layer) of the back surface conductive film 22 having a thickness of 0.5 nm or more and less than 5 nm from the surface thereof may contain the above metal element and at least one additive element selected from hydrogen (H) and deuterium (D).
The back surface conductive film 22 may be a laminated film made up of a plurality of layers. 1 to 3 show an example in which the back surface conductive film 22 is a laminated film.
裏面導電膜22が積層膜である場合、裏面導電膜22は、最上層30と、それ以外の下層28を含むことができる。下層28は、基板10の主表面(裏面)上に接して形成される層である。最上層30は、下層28の上に接して形成される層である。なお、図1~図3では、最上層30は、最も下側に位置している。 When the back surface conductive film 22 is a laminated film, the back surface conductive film 22 may include a top layer 30 and a lower layer 28. The lower layer 28 is a layer formed in contact with the main surface (back surface) of the substrate 10. The top layer 30 is a layer formed in contact with the lower layer 28. In Figs. 1 to 3, the top layer 30 is located at the bottom.
裏面導電膜22の最上層30は、上記添加元素を含む薄い金属膜で形成されてもよい。すなわち、裏面導電膜22(積層膜)の最上層30は、白金(Pt)、金(Au)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、銀(Ag)、チタン(Ti)、タングステン(W)、インジウム(In)、モリブデン(Mo)、ロジウム(Rh)及び亜鉛(Zn)から選ばれる1つ以上の金属元素と、水素(H)及び重水素(D)から選ばれる少なくとも1つの添加元素とを含むことができる。
裏面導電膜22の最上層30(又は表層としての最上層)が上記添加元素を含む薄い金属膜で形成されることによって、裏面導電膜22の最上層30が微結晶構造又はアモルファス構造を有することとなる。これにより、裏面導電膜22の膜質が変化してその導電率等が変化することを抑制することができる。その結果、反射型マスクブランク100をより安定的に静電チャックによって保持することが可能となる。
The top layer 30 of the back surface conductive film 22 may be formed of a thin metal film containing the above-mentioned additive element. That is, the top layer 30 of the back surface conductive film 22 (stacked film) may contain one or more metal elements selected from platinum (Pt), gold (Au), aluminum (Al), copper (Cu), nickel (Ni), chromium (Cr), silver (Ag), titanium (Ti), tungsten (W), indium (In), molybdenum (Mo), rhodium (Rh), and zinc (Zn), and at least one additive element selected from hydrogen (H) and deuterium (D).
By forming the top layer 30 (or the top layer as the surface layer) of the back surface conductive film 22 from a thin metal film containing the above-mentioned additive element, the top layer 30 of the back surface conductive film 22 has a microcrystalline structure or an amorphous structure. This makes it possible to suppress changes in the film quality of the back surface conductive film 22 and thus changes in its conductivity, etc. As a result, it becomes possible to hold the reflective mask blank 100 more stably by the electrostatic chuck.
最上層30(又は表層としての最上層)に含まれる金属元素は、白金(Pt)、金(Au)、銅(Cu)、銀(Ag)、ロジウム(Rh)から選ばれる少なくとも1つであることがより好ましい。これらの金属元素は、酸化還元電位(標準電極電位)が+0.5V以上であり、より安定であると考えられていた。また、最上層30に含まれる金属元素は、白金(Pt)及び金(Au)から選ばれる少なくとも1つであることがより好ましい。これらの金属元素は、酸化還元電位(標準電極電位)が+1.0V以上であり、より安定であると考えられていた。上述の最上層20の場合と同様に、最上層30にこれらの金属元素が含まれる場合、上記添加元素によって膜質が変化することを抑制する効果がより顕著に発揮される。 It is more preferable that the metal element contained in the top layer 30 (or the top layer as a surface layer) is at least one selected from platinum (Pt), gold (Au), copper (Cu), silver (Ag), and rhodium (Rh). These metal elements have an oxidation-reduction potential (standard electrode potential) of +0.5 V or more and are considered to be more stable. It is also more preferable that the metal element contained in the top layer 30 is at least one selected from platinum (Pt) and gold (Au). These metal elements have an oxidation-reduction potential (standard electrode potential) of +1.0 V or more and are considered to be more stable. As in the case of the top layer 20 described above, when the top layer 30 contains these metal elements, the effect of suppressing changes in film quality due to the above-mentioned added elements is more pronounced.
また、裏面導電膜22の下層28は、多層反射膜12が形成される基板10の第1主面側と、裏面導電膜22が形成される基板10の第2主表面側との応力を調整するための応力調整機能を有する膜とすることができる。この場合の下層28の材料の例として、Si3N4及びSiO2を挙げることができる。Si3N4は、波長532nm又は470nmに対する透過率が高いため、他の材料と比べて膜厚の制限が少ない。例えば、Si3N4の下層28の場合には、膜厚1~100nmの範囲で応力調整を行うことが可能である。下層28の材料をSi3N4及びSiO2とした場合には、導電性の確保及び透過率の観点から、金属膜からなる最上層30の膜厚は2nm以上5nm未満とすることが好ましい。また、下層28と最上層30との積層膜の膜厚は、6nm以上110nm以下が好ましく、15nm以上70nm以下がより好ましい。 The lower layer 28 of the back conductive film 22 can be a film having a stress adjustment function for adjusting the stress between the first main surface side of the substrate 10 on which the multilayer reflective film 12 is formed and the second main surface side of the substrate 10 on which the back conductive film 22 is formed. In this case, examples of the material of the lower layer 28 include Si 3 N 4 and SiO 2. Since Si 3 N 4 has a high transmittance for wavelengths of 532 nm or 470 nm, there are fewer limitations on the film thickness compared to other materials. For example, in the case of the lower layer 28 of Si 3 N 4 , it is possible to adjust the stress in the film thickness range of 1 to 100 nm. When the material of the lower layer 28 is Si 3 N 4 and SiO 2 , the film thickness of the top layer 30 made of a metal film is preferably 2 nm or more and less than 5 nm from the viewpoint of ensuring conductivity and transmittance. In addition, the film thickness of the laminated film of the lower layer 28 and the top layer 30 is preferably 6 nm or more and 110 nm or less, more preferably 15 nm or more and 70 nm or less.
また、裏面導電膜22の下層28の材料として、消衰係数の小さいTa系酸化膜やCr系酸化膜を用いることができる。下層28の材料は、波長532nm又は470nmにおける消衰係数が1.3以下であることが好ましい。Ta系酸化膜の例として、TaO、TaON、TaCON、TaBO、TaBON及びTaBCON等を挙げることができる。下層28がTa系酸化膜の場合、酸素(O)含有量は、20~70原子%であることが好ましい。Cr系酸化膜の例として、CrO、CrON、CrCON、CrBO、CrBON及びCrBOCN等を挙げることができる。下層28がCr系酸化膜の場合、酸素(O)含有量は、25~75原子%であることが好ましい。さらに、下層28の材料は、最上層30の金属膜の酸化膜、すなわち、PtO、AuO、AlO、CuO、NiO、CrO、AgO、TiO、WO、InO、MoO、RhO又はZnOとしてもよい。 In addition, a Ta-based oxide film or a Cr-based oxide film with a small extinction coefficient can be used as the material of the lower layer 28 of the back conductive film 22. The material of the lower layer 28 preferably has an extinction coefficient of 1.3 or less at a wavelength of 532 nm or 470 nm. Examples of Ta-based oxide films include TaO, TaON, TaCON, TaBO, TaBON, and TaBCON. When the lower layer 28 is a Ta-based oxide film, the oxygen (O) content is preferably 20 to 70 atomic %. Examples of Cr-based oxide films include CrO, CrON, CrCON, CrBO, CrBON, and CrBOCN. When the lower layer 28 is a Cr-based oxide film, the oxygen (O) content is preferably 25 to 75 atomic %. Furthermore, the material of the lower layer 28 may be an oxide film of the metal film of the uppermost layer 30, i.e., PtO, AuO, AlO, CuO, NiO, CrO, AgO, TiO, WO, InO, MoO, RhO, or ZnO.
下層28の材料をTa系酸化膜やCr系酸化膜等の金属酸化膜とした場合には、導電性の確保及び透過率の観点から、金属膜からなる最上層30の膜厚は2nm以上5nm未満とすることが好ましい。また、Ta系酸化膜を含む下層28と最上層30との積層膜の膜厚は、3nm以上200nm以下が好ましく、10nm以上60nm以下がより好ましい。Cr系酸化膜を含む下層28と最上層30との積層膜の膜厚は、3nm以上250nm以下が好ましく、10nm以上100nm以下が好ましい。 When the material of the lower layer 28 is a metal oxide film such as a Ta-based oxide film or a Cr-based oxide film, the thickness of the top layer 30 made of a metal film is preferably 2 nm or more and less than 5 nm from the viewpoint of ensuring conductivity and transmittance. In addition, the thickness of the laminated film of the lower layer 28 containing a Ta-based oxide film and the top layer 30 is preferably 3 nm or more and 200 nm or less, more preferably 10 nm or more and 60 nm or less. The thickness of the laminated film of the lower layer 28 containing a Cr-based oxide film and the top layer 30 is preferably 3 nm or more and 250 nm or less, more preferably 10 nm or more and 100 nm or less.
また、下層28は、基板10と裏面導電膜22との密着性を向上させたり、基板10からの裏面導電膜22への水素の侵入を抑制したりする機能を持たせることができる。また、下層28は、露光源としてEUV光を用いた場合のアウトオブバンド光と呼ばれる真空紫外光及び紫外光(波長:130~400nm)が基板10を透過して裏面導電膜22によって反射されるのを抑制する機能を持たせることができる。下層28の材料としては、例えば、Si、SiO2、SiON、SiCO、SiCON、SiBO、SiBON、Cr、CrN、CrON、CrC、CrCN、CrCO、CrCON、Mo、MoSi、MoSiN、MoSiO、MoSiCO、MoSiON、MoSiCON、TaO及びTaON等を挙げることができる。下層28の膜厚は、1nm以上であることが好ましく、5nm以上、更には10nm以上であるとより好ましい。なお、下層28の材料及び膜厚は、下層28と最上層30とを積層した積層膜の透過率が20%以上を満たすように選択する。 The lower layer 28 can also have a function of improving the adhesion between the substrate 10 and the back conductive film 22 and suppressing the intrusion of hydrogen from the substrate 10 into the back conductive film 22. The lower layer 28 can also have a function of suppressing the transmission of vacuum ultraviolet light and ultraviolet light (wavelength: 130 to 400 nm), which are called out-of-band light when EUV light is used as an exposure source, through the substrate 10 and being reflected by the back conductive film 22. Examples of materials for the lower layer 28 include Si, SiO 2 , SiON, SiCO, SiCON, SiBO, SiBON, Cr, CrN, CrON, CrC, CrCN, CrCO, CrCON, Mo, MoSi, MoSiN, MoSiO, MoSiCO, MoSiON, MoSiCON, TaO, and TaON. The thickness of the lower layer 28 is preferably 1 nm or more, more preferably 5 nm or more, and even more preferably 10 nm or more. The material and thickness of the lower layer 28 are selected so that the laminated film formed by laminating the lower layer 28 and the top layer 30 has a transmittance of 20% or more.
<導電膜付き基板>
図4は、本実施形態に係る導電膜付き基板110の断面模式図である。図4に示すように、導電膜付き基板110は、基板10と、基板10の上に形成された裏面導電膜22を備えている。裏面導電膜22は、最上層30と、それ以外の下層28とを含む。導電膜付き基板110の基板10、裏面導電膜22、最上層30及び下層28は、上述した反射型マスクブランク100の基板10、裏面導電膜22、最上層30及び下層28と同様である。
<Substrate with conductive film>
Fig. 4 is a schematic cross-sectional view of a conductive film-attached substrate 110 according to this embodiment. As shown in Fig. 4, the conductive film-attached substrate 110 includes a substrate 10 and a back surface conductive film 22 formed on the substrate 10. The back surface conductive film 22 includes a top layer 30 and a lower layer 28 other than the top layer 30. The substrate 10, the back surface conductive film 22, the top layer 30 and the lower layer 28 of the conductive film-attached substrate 110 are similar to the substrate 10, the back surface conductive film 22, the top layer 30 and the lower layer 28 of the reflective mask blank 100 described above.
<反射型マスク及びその製造方法>
本実施形態の反射型マスクブランク100を使用して、本実施形態の反射型マスクを製造することができる。以下、反射型マスクの製造方法の例について説明する。
<Reflection mask and its manufacturing method>
The reflective mask of this embodiment can be manufactured by using the reflective mask blank 100 of this embodiment. An example of a method for manufacturing a reflective mask will be described below.
図5は、反射型マスク200の製造方法を示す模式図である。
図5に示すように、まず、基板10と、基板10の上に形成された多層反射膜12と、多層反射膜12の上に形成された保護膜14と、保護膜14の上に形成された積層膜16(下層18及び最上層20)とを有する反射型マスクブランク100を準備する(図5(a))。つぎに、積層膜16の上に、レジスト膜26を形成する(図5(b))。レジスト膜26に、電子線描画装置によってパターンを描画し、さらに現像・リンス工程を経ることによって、レジストパターン26aを形成する(図5(c))。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a method for manufacturing the reflective mask 200. As shown in FIG.
As shown in Fig. 5, first, a reflective mask blank 100 is prepared, which includes a substrate 10, a multilayer reflective film 12 formed on the substrate 10, a protective film 14 formed on the multilayer reflective film 12, and a laminated film 16 (lower layer 18 and uppermost layer 20) formed on the protective film 14 (Fig. 5(a)). Next, a resist film 26 is formed on the laminated film 16 (Fig. 5(b)). A pattern is written on the resist film 26 by an electron beam lithography device, and a developing and rinsing process is performed to form a resist pattern 26a (Fig. 5(c)).
レジストパターン26aをマスクとして、積層膜16(下層18及び最上層20)をドライエッチングする。下層18と最上層20とは、互いの間でエッチング選択性を有するエッチングガスを用いて2段階のエッチングを行う。これにより、積層膜16のレジストパターン26aによって被覆されていない部分がエッチングされ、積層膜パターン40(吸収体パターン)が形成される(図5(d))。 The laminated film 16 (lower layer 18 and uppermost layer 20) is dry-etched using the resist pattern 26a as a mask. The lower layer 18 and the uppermost layer 20 are etched in two stages using etching gases that have etching selectivity between them. As a result, the parts of the laminated film 16 that are not covered by the resist pattern 26a are etched, and a laminated film pattern 40 (absorber pattern) is formed (Figure 5(d)).
下層18及び最上層20のエッチングガスは、下層18及び最上層20の材料に応じて、フッ素系ガス及び/又は塩素系ガスを用いることができる。フッ素系ガスとしては、CF4、CHF3、C2F6、C3F6、C4F6、C4F8、CH2F2、CH3F、C3F8、SF6、及びF2等を用いることができる。塩素系ガスとしては、Cl2、SiCl4、CHCl3、CCl4、及びBCl3等を用いることができる。また、フッ素系ガス及び/又は塩素系ガスと、O2とを所定の割合で含む混合ガスを用いることができる。これらのエッチングガスは、必要に応じて、更に、He及び/又はArなどの不活性ガスを含むことができる。
なお、下層18をドライエッチングするためのエッチングガスとしては、保護膜14との間でエッチング選択性のあるエッチングガスを用いればよい。
The etching gas for the lower layer 18 and the uppermost layer 20 may be a fluorine-based gas and/or a chlorine-based gas depending on the material of the lower layer 18 and the uppermost layer 20. The fluorine-based gas may be CF4 , CHF3 , C2F6 , C3F6 , C4F6 , C4F8 , CH2F2 , CH3F , C3F8 , SF6 , or F2 . The chlorine-based gas may be Cl2 , SiCl4 , CHCl3 , CCl4 , or BCl3 . A mixed gas containing a fluorine-based gas and/or a chlorine-based gas and O2 at a predetermined ratio may be used. These etching gases may further contain an inert gas such as He and/or Ar as necessary.
As an etching gas for dry etching the lower layer 18, an etching gas having etching selectivity with respect to the protective film 14 may be used.
積層膜パターン40が形成された後、レジスト剥離液によりレジストパターン26aを除去する。レジストパターン26a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工程を経ることによって、本実施形態の反射型マスク200が得られる(図5(e))。 After the laminated film pattern 40 is formed, the resist pattern 26a is removed with a resist remover. After removing the resist pattern 26a, a wet cleaning process is performed using an acidic or alkaline aqueous solution to obtain the reflective mask 200 of this embodiment (FIG. 5(e)).
なお、最上層20の上にエッチングマスク膜24が形成された反射型マスクブランク100を用いた場合には、レジストパターン26aをマスクとして用いてエッチングマスク膜24にパターン(エッチングマスクパターン)を形成した後、エッチングマスクパターンをマスクとして用いて積層膜16にパターンを形成する工程が追加される。 When using a reflective mask blank 100 in which an etching mask film 24 is formed on the top layer 20, an additional process is performed in which a pattern (etching mask pattern) is formed in the etching mask film 24 using the resist pattern 26a as a mask, and then a pattern is formed in the laminate film 16 using the etching mask pattern as a mask.
このようにして得られた反射型マスク200は、基板10の上に、多層反射膜12、保護膜14、及び積層膜パターン40(吸収体パターン)が積層された構成を有している。 The reflective mask 200 obtained in this manner has a structure in which a multilayer reflective film 12, a protective film 14, and a laminated film pattern 40 (absorber pattern) are layered on a substrate 10.
多層反射膜12(保護膜14を含む)が露出している領域44は、EUV光を反射する機能を有している。多層反射膜12(保護膜14を含む)が積層膜パターン40(吸収体パターン)によって覆われている領域46は、EUV光を吸収する機能を有している。本実施形態の反射型マスク200によれば、反射率が例えば2.5%以下になるような吸収体パターンの厚みを従来よりも薄くすることができるため、より微細なパターンを被転写体に転写することができる。 The region 44 where the multilayer reflective film 12 (including the protective film 14) is exposed has the function of reflecting EUV light. The region 46 where the multilayer reflective film 12 (including the protective film 14) is covered by the laminated film pattern 40 (absorber pattern) has the function of absorbing EUV light. According to the reflective mask 200 of this embodiment, the thickness of the absorber pattern that has a reflectance of, for example, 2.5% or less can be made thinner than in the past, so that a finer pattern can be transferred to the transfer target.
<半導体装置の製造方法>
本実施形態の反射型マスク200を使用したリソグラフィにより、半導体基板上に転写パターンを形成することができる。この転写パターンは、反射型マスク200のパターンが転写された形状を有している。半導体基板上に反射型マスク200によって転写パターンを形成することによって、半導体装置を製造することができる。
<Method of Manufacturing Semiconductor Device>
A transfer pattern can be formed on a semiconductor substrate by lithography using the reflective mask 200 of this embodiment. This transfer pattern has a shape that is a result of transferring the pattern of the reflective mask 200. By forming a transfer pattern on a semiconductor substrate using the reflective mask 200, a semiconductor device can be manufactured.
図6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について説明する。 Using Figure 6, we will explain the method of transferring a pattern to a semiconductor substrate 56 with a resist using EUV light.
図6は、パターン転写装置50を示している。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200、及び、縮小光学系54等を備えている。縮小光学系54としては、X線反射ミラーが用いられている。 Figure 6 shows a pattern transfer device 50. The pattern transfer device 50 includes a laser plasma X-ray source 52, a reflective mask 200, and a reduction optical system 54. An X-ray reflection mirror is used as the reduction optical system 54.
反射型マスク200で反射されたパターンは、縮小光学系54により、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。このような条件で、レーザープラズマX線源52で発生したEUV光を、反射型マスク200に入射させる。反射型マスク200によって反射された光を、縮小光学系54を介して、レジスト付き半導体基板56上に転写する。 The pattern reflected by the reflective mask 200 is reduced, usually to about 1/4, by the reduction optical system 54. For example, a wavelength band of 13 to 14 nm is used as the exposure wavelength, and the optical path is preset to be in a vacuum. Under these conditions, the EUV light generated by the laser plasma X-ray source 52 is made to enter the reflective mask 200. The light reflected by the reflective mask 200 is transferred onto the semiconductor substrate 56 with resist via the reduction optical system 54.
反射型マスク200によって反射された光は、縮小光学系54に入射する。縮小光学系54に入射した光は、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。露光された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。レジストパターンをマスクとして半導体基板56をエッチングすることにより、半導体基板上に例えば所定の配線パターンを形成することができる。このような工程及び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。 The light reflected by the reflective mask 200 enters the reduction optical system 54. The light that enters the reduction optical system 54 forms a transfer pattern in the resist layer on the resist-coated semiconductor substrate 56. By developing the exposed resist layer, a resist pattern can be formed on the resist-coated semiconductor substrate 56. By etching the semiconductor substrate 56 using the resist pattern as a mask, for example, a predetermined wiring pattern can be formed on the semiconductor substrate. Through these steps and other necessary steps, a semiconductor device is manufactured.
吸収体膜の最上層20に、水素(H)又は重水素(D)を添加しない場合の反射率の経時的な変化を確認するために、以下の実験を行った。
実験のための試料1~6の反射型マスクブランクは、以下の通りに作製した。
第1主表面及び第2主表面の両表面が研磨された6025サイズ(約152mm×152mm×6.35mm)の低熱膨張ガラス基板であるSiO2-TiO2系ガラス基板を準備した。平坦で平滑な主表面となるように、粗研磨加工工程、精密研磨加工工程、局所加工工程、及びタッチ研磨加工工程よりなる研磨を行った。
In order to confirm the change in reflectance over time when hydrogen (H) or deuterium (D) is not added to the top layer 20 of the absorber film, the following experiment was carried out.
The reflective mask blanks of samples 1 to 6 for the experiment were prepared as follows.
A SiO2 - TiO2- based glass substrate was prepared, which was a low-thermal expansion glass substrate having a size of 6025 (approximately 152 mm x 152 mm x 6.35 mm) with both the first and second main surfaces polished. To obtain a flat and smooth main surface, the substrate was polished through a rough polishing process, a precision polishing process, a localized polishing process, and a touch polishing process.
ガラス基板の主表面上に、Mo膜/Si膜を周期的に積層することで多層反射膜を形成した。 A multilayer reflective film was formed by periodically stacking Mo films/Si films on the main surface of a glass substrate.
具体的には、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(Krを使用)により、基板上に、Mo膜及びSi膜を交互に積層した。Mo膜の厚みは、2.8nmである。Si膜の厚みは、4.2nmである。1周期のMo/Si膜の厚みは、7.0nmである。このようなMo/Si膜を、40周期積層し、最後にSi膜を4.0nmの膜厚で成膜し、多層反射膜を形成した。 Specifically, using a Mo target and a Si target, Mo films and Si films were alternately laminated on a substrate by ion beam sputtering (using Kr). The thickness of the Mo film was 2.8 nm. The thickness of the Si film was 4.2 nm. The thickness of one period of the Mo/Si film was 7.0 nm. 40 periods of such Mo/Si films were laminated, and finally a Si film was deposited to a thickness of 4.0 nm to form a multilayer reflective film.
多層反射膜の上に、Ru化合物を含む保護膜を形成した。具体的には、RuNbターゲット(Ru:80原子%、Nb:20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、多層反射膜の上に、RuNb膜からなる保護膜を形成した。保護膜の厚みは、3.5nmであった。 A protective film containing a Ru compound was formed on the multilayer reflective film. Specifically, a RuNb target (Ru: 80 atomic %, Nb: 20 atomic %) was used to form a protective film made of a RuNb film on the multilayer reflective film by DC magnetron sputtering in an Ar gas atmosphere. The thickness of the protective film was 3.5 nm.
次に、保護膜の上に、DCマグネトロンスパッタリング法により、TaBN膜からなる吸収層(下層)又は第1の層を形成した。TaBN膜は、TaB混合焼結ターゲットを用いて、Xeガス及びN2ガスの混合ガス雰囲気にて反応性スパッタリングで成膜した。TaBN膜の組成比(Ta:B:N)は、X線光電子分光法(XPS)により測定したところ、75:12:13であった。また、TaBN膜の波長13.5nmにおける屈折率は0.949であった。試料1~6における吸収層(下層)又は第1の層の膜厚は、以下の表1に示す通りである。 Next, an absorption layer (lower layer) or a first layer made of a TaBN film was formed on the protective film by DC magnetron sputtering. The TaBN film was formed by reactive sputtering in a mixed gas atmosphere of Xe gas and N2 gas using a TaB mixed sintered target. The composition ratio (Ta:B:N) of the TaBN film was measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) to be 75:12:13. The refractive index of the TaBN film at a wavelength of 13.5 nm was 0.949. The film thicknesses of the absorption layer (lower layer) or the first layer in samples 1 to 6 are as shown in Table 1 below.
次に、吸収層(下層)又は第1の層の上に、DCマグネトロンスパッタリング法により、金属膜からなる最上層又は最上層を含む第2の層を形成した。最上層に含まれるPt、Ru又はNiを材料とする金属ターゲットを用い、Krガス雰囲気にて、DCマグネトロンスパッタリングにより、最上層又は最上層を含む第2の層を成膜した。例えば、試料1は、PtターゲットとKrガスとを用いたスパッタリングにより、Pt膜を成膜した。最上層の膜厚は、図7に示すように、吸収体膜の表面で反射されるEUV光の振幅が大きくなる膜厚とした。 Next, a top layer or a second layer including the top layer, made of a metal film, was formed on the absorber layer (lower layer) or the first layer by DC magnetron sputtering. The top layer or the second layer including the top layer was formed by DC magnetron sputtering in a Kr gas atmosphere using a metal target made of Pt, Ru, or Ni, which is contained in the top layer. For example, for sample 1, a Pt film was formed by sputtering using a Pt target and Kr gas. The thickness of the top layer was set to a thickness that increases the amplitude of the EUV light reflected on the surface of the absorber film, as shown in Figure 7.
最上層に含まれる金属元素、及び、最上層又は第2の層の膜厚は、以下の表1に示す通りである。成膜した膜中の金属元素の含有量は、X線光電子分光法(XPS)及び二次イオン質量分析法(SIMS)により何れも95原子%以上であることを確認した。なお、第2の層に形成された最上層の金属元素の含有量は、表面から2nmの深さを測定した。 The metal elements contained in the top layer and the film thickness of the top layer or the second layer are as shown in Table 1 below. The content of the metal elements in the formed film was confirmed to be 95 atomic % or more by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and secondary ion mass spectrometry (SIMS). The content of the metal elements in the top layer formed on the second layer was measured at a depth of 2 nm from the surface.
以上より、基板の上に、多層反射膜、保護膜、吸収層(下層)又は第1の層、及び最上層又は最上層を含む第2の層が積層された試料1~6の反射型マスクブランクが得られた。得られた試料1~6の波長13.5nmにおける反射率(1回目)を測定した。 As a result, reflective mask blanks of samples 1 to 6 were obtained, in which a multilayer reflective film, a protective film, an absorbing layer (lower layer) or a first layer, and a top layer or a second layer including the top layer were laminated on a substrate. The reflectance (first time) of the obtained samples 1 to 6 at a wavelength of 13.5 nm was measured.
次に、試料1~6を温度22℃、相対湿度50%の雰囲気中に4日間放置した後、試料1~6の波長13.5nmにおける反射率(2回目)を測定した。 Next, samples 1 to 6 were left in an atmosphere with a temperature of 22°C and a relative humidity of 50% for 4 days, after which the reflectance of samples 1 to 6 at a wavelength of 13.5 nm was measured (for the second time).
以下の式により、試料1~6の反射型マスクブランクの1回目と2回目の反射率の変動量を算出した。結果を表1に示す。
変動量=2回目の反射率-1回目の反射率[%]
The amount of change in reflectance between the first and second passes was calculated using the following formula for the reflective mask blanks of Samples 1 to 6. The results are shown in Table 1.
Fluctuation amount = 2nd reflectance - 1st reflectance [%]
表1に示す結果から分かる通り、試料1~6の反射型マスクブランクは、反射率の変動量が0.2%を超えていた。これは、金属膜からなる最上層全体の膜質が経時的に変化して、反射率の変動量が大きくなったと考えられる。
また、試料1~6をX線回折装置(XRD)及び電子回折法(ED)によって結晶構造を測定したところ、結晶性を有していた。
As can be seen from the results shown in Table 1, the reflectance fluctuation amount exceeded 0.2% for the reflective mask blanks of samples 1 to 6. This is considered to be because the film quality of the entire uppermost layer made of a metal film changed over time, resulting in a large fluctuation amount of the reflectance.
Furthermore, when the crystal structures of Samples 1 to 6 were measured by an X-ray diffractometer (XRD) and an electron diffraction method (ED), they were found to have crystallinity.
次に、最上層20に水素(H)又は重水素(D)を添加した場合の反射率の経時的な変化を確認するために、試料7~13の反射型マスクブランクを作製して、以下の実験を行った。 Next, to confirm the change in reflectance over time when hydrogen (H) or deuterium (D) is added to the top layer 20, reflective mask blanks of samples 7 to 13 were fabricated and the following experiment was carried out.
試料1と同様の基板を準備し、試料1と同様に、基板の上に、多層反射膜、保護膜、吸収層(下層)又は第1の層を形成した。試料7~13における吸収層(下層)又は第1の層の膜厚は、以下の表2に示す通りである。 A substrate similar to that of sample 1 was prepared, and a multilayer reflective film, a protective film, and an absorbing layer (lower layer) or a first layer were formed on the substrate in the same manner as in sample 1. The film thicknesses of the absorbing layer (lower layer) or the first layer in samples 7 to 13 are as shown in Table 2 below.
次に、吸収層(下層)又は第1の層の上に、DCマグネトロンスパッタリング法により、金属膜からなる最上層又は最上層を含む第2の層を形成した。最上層に含まれるPt、Ru又はNiを材料とする金属ターゲットを用い、Krガスと水素ガス又は重水素ガスとを用いた反応性スパッタリング法により、最上層を成膜した。例えば、試料7の作製では、PtターゲットとKrガス及び水素ガスとを用いた反応性スパッタリングにより、Hを添加したPt膜を成膜した。 Next, a top layer or a second layer including a top layer made of a metal film was formed on the absorbing layer (lower layer) or the first layer by DC magnetron sputtering. The top layer was formed by reactive sputtering using Kr gas and hydrogen gas or deuterium gas, using a metal target made of Pt, Ru, or Ni contained in the top layer. For example, in the preparation of sample 7, a Pt film doped with H was formed by reactive sputtering using a Pt target, Kr gas, and hydrogen gas.
最上層に含まれる金属元素とその含有量、成膜ガス流量比、及び、最上層又は最上層を含む第2の層の膜厚は、以下の表2に示す通りである。成膜した膜中の金属元素の含有量は、X線光電子分光法(XPS)及び二次イオン質量分析装置(SIMS)により測定した。また、最上層又は第2の層の表面から2nmの深さにおいて、ダイナミック二次イオン質量分析(SIMS)によってH又はDが含まれていることを確認した。 The metal elements contained in the top layer, their contents, deposition gas flow rate ratio, and film thickness of the top layer or the second layer including the top layer are as shown in Table 2 below. The metal element contents in the deposited film were measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and secondary ion mass spectrometry (SIMS). Dynamic secondary ion mass spectrometry (SIMS) also confirmed that H or D was present at a depth of 2 nm from the surface of the top layer or the second layer.
以上より、基板の上に、多層反射膜、保護膜、吸収層(下層)又は第1の層、及び、最上層又は最上層を含む第2の層が積層された試料7~13の反射型マスクブランクが得られた。得られた試料7~13を、試料1と同様にして反射率を測定し、反射率の変動量を算出した。 As a result, reflective mask blanks samples 7 to 13 were obtained, in which a multilayer reflective film, a protective film, an absorbing layer (lower layer) or a first layer, and a top layer or a second layer including the top layer were laminated on a substrate. The reflectance of the obtained samples 7 to 13 was measured in the same manner as sample 1, and the amount of change in reflectance was calculated.
表2に示す結果から分かる通り、試料7~13の反射型マスクブランクは、金属膜からなる最上層の膜質の変化が抑制されており、反射率の変動量が0.2%以内であった。
また、試料7~13をX線回折装置(XRD)及び電子回折法(ED)によって結晶構造を測定したところ、微結晶構造又はアモルファス構造を有していた。
As can be seen from the results shown in Table 2, in the reflective mask blanks of samples 7 to 13, changes in the film quality of the uppermost layer made of a metal film were suppressed, and the fluctuation in reflectance was within 0.2%.
Furthermore, when the crystal structures of Samples 7 to 13 were measured by an X-ray diffractometer (XRD) and an electron diffraction method (ED), they were found to have a microcrystalline structure or an amorphous structure.
(実施例1)
実施例1の反射型マスクブランク及び反射型マスクについて説明する。
実施例1の反射型マスクブランクは、上記試料8の作製条件と同様にして作製した。作製された反射型マスクブランクの最上層の上にCrN膜からなるエッチングマスク膜を形成して、エッチングマスク膜を有する反射型マスクブランクを作製した。
Example 1
A reflective mask blank and a reflective mask according to a first embodiment will be described.
The reflective mask blank of Example 1 was produced under the same production conditions as those for the above-mentioned Sample 8. An etching mask film made of a CrN film was formed on the uppermost layer of the produced reflective mask blank to produce a reflective mask blank having an etching mask film.
エッチングマスク膜は、ArとN2の混合ガス雰囲気(Ar:90%、N:10%)中で、Crターゲットを使用したマグネトロンスパッタリング(反応性スパッタリング)法により、表3に示す膜厚で成膜した。 The etching mask film was formed to the thickness shown in Table 3 by magnetron sputtering (reactive sputtering) using a Cr target in a mixed gas atmosphere of Ar and N2 (Ar: 90%, N: 10%).
上記のガラス基板の裏面に、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。裏面導電膜は、Crターゲットを用いて、ArとN2の混合ガス雰囲気(Ar:90%、N:10%)で、マグネトロンスパッタリング(反応性スパッタリング)法により、膜厚20nmで形成した。 A back conductive film made of CrN was formed on the back surface of the above glass substrate by magnetron sputtering. The back conductive film was formed to a thickness of 20 nm by magnetron sputtering (reactive sputtering) using a Cr target in a mixed gas atmosphere of Ar and N2 (Ar: 90%, N: 10%).
以上のようにして、実施例1の反射型マスクブランクを製造した。 In this manner, the reflective mask blank of Example 1 was manufactured.
次に、上記実施例1の反射型マスクブランクを用いて、実施例1の反射型マスクを製造した。エッチングマスク膜と最上層との間に拡散層は形成されていなかった。 Next, the reflective mask of Example 1 was manufactured using the reflective mask blank of Example 1. No diffusion layer was formed between the etching mask film and the top layer.
反射型マスクは、上述の反射型マスクの製造方法により、表3のエッチングガスを用いて、エッチングマスクパターン及び積層膜パターン(第2の層パターン及び第1の層パターン)を形成し、エッチングマスクパターンをCl2ガス及O2ガスの混合ガスにより除去することによって、製造した。 The reflective mask was manufactured by forming an etching mask pattern and a laminated film pattern (a second layer pattern and a first layer pattern) using the etching gas in Table 3 according to the manufacturing method of the reflective mask described above, and removing the etching mask pattern with a mixed gas of Cl2 gas and O2 gas.
実施例1の反射型マスクについて、試料8と同様にして波長13.5nmにおける反射率を測定し、反射率の変動量を算出したところ、0.1%以内であり、設計値からのずれが少ないことを確認できた。 The reflectance of the reflective mask of Example 1 at a wavelength of 13.5 nm was measured in the same manner as for Sample 8, and the amount of variation in reflectance was calculated. It was found to be within 0.1%, confirming that there was little deviation from the design value.
(実施例2)
実施例2の反射型マスクブランク及び反射型マスクについて説明する。
実施例2の反射型マスクブランクは、上記試料10の作製条件と同様にして作製した。作製された反射型マスクブランクの最上層の上にSiO2膜からなるエッチングマスク膜を形成して、エッチングマスク膜を有する反射型マスクブランクを作製した。
Example 2
A reflective mask blank and a reflective mask according to a second embodiment will be described.
The reflective mask blank of Example 2 was prepared under the same preparation conditions as those of Sample 10. An etching mask film made of a SiO2 film was formed on the uppermost layer of the prepared reflective mask blank to prepare a reflective mask blank having an etching mask film.
エッチングマスク膜は、Arガス雰囲気中で、SiO2ターゲットを使用したRFスパッタリング法により、表4に示す膜厚で成膜した。 The etching mask film was formed to a thickness shown in Table 4 by RF sputtering using a SiO 2 target in an Ar gas atmosphere.
実施例1と同様に裏面導電膜を形成し、実施例2の反射型マスクブランクを製造した。エッチングマスク膜と最上層との間に拡散層は形成されていなかった。 A back conductive film was formed in the same manner as in Example 1, and a reflective mask blank of Example 2 was produced. No diffusion layer was formed between the etching mask film and the top layer.
次に、上記実施例2の反射型マスクブランクを用いて、実施例2の反射型マスクを製造した。 Next, the reflective mask of Example 2 was manufactured using the reflective mask blank of Example 2 above.
反射型マスクは、上述の反射型マスクの製造方法により、表4のエッチングガスを用いて、エッチングマスクパターン及び積層膜パターン(最上層パターン及び下層パターン)を形成し、エッチングマスクパターンをCF4ガスにより除去することによって、製造した。 The reflective mask was manufactured by forming an etching mask pattern and a laminated film pattern (upper layer pattern and lower layer pattern) using the etching gas in Table 4 according to the manufacturing method of the reflective mask described above, and removing the etching mask pattern with CF4 gas.
実施例2の反射型マスクについて、試料10と同様にして波長13.5nmにおける反射率を測定し、反射率の変動量を算出したところ、0.2%以内であり、設計値からのずれが少ないことを確認できた。 The reflectance of the reflective mask of Example 2 at a wavelength of 13.5 nm was measured in the same manner as for Sample 10, and the amount of variation in reflectance was calculated. It was found to be within 0.2%, confirming that there was little deviation from the design value.
(実施例3)
実施例3の導電膜付き基板について説明する。
実施例3の導電膜付き基板は、試料1と同様のガラス基板を準備し、ガラス基板の多層反射膜が形成される主表面とは反対側の主表面上に、裏面導電膜を形成することにより得た。
Example 3
A substrate with a conductive film according to a third embodiment will be described.
The substrate with a conductive film of Example 3 was obtained by preparing a glass substrate similar to that of Sample 1 and forming a back conductive film on the main surface of the glass substrate opposite to the main surface on which the multilayer reflective film was formed.
具体的には、表5に示す成膜ガス雰囲気中でPtターゲットを使用したDCマグネトロンスパッタリング法によりHを含むPt膜からなる裏面導電膜(最上層を含む)を成膜した。裏面導電膜に含まれる金属元素とその含有量、成膜ガス流量比、及び、裏面導電膜の膜厚は、以下の表5に示す通りである。成膜した膜中の金属元素の含有量は、X線光電子分光法(XPS)及び二次イオン質量分析法(SIMS)により測定した。 Specifically, a back conductive film (including the top layer) consisting of a Pt film containing H was formed by DC magnetron sputtering using a Pt target in the deposition gas atmosphere shown in Table 5. The metal elements contained in the back conductive film and their contents, deposition gas flow rate ratio, and film thickness of the back conductive film are as shown in Table 5 below. The contents of metal elements in the deposited film were measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and secondary ion mass spectrometry (SIMS).
以上より、基板の上に、最上層を含む裏面導電膜が積層された導電膜付き基板が得られた。得られた導電膜付き基板を温度22℃、相対湿度50%の雰囲気中に4日間放置した後、シート抵抗及び透過率を測定したところ、表5に示す通りであり、設計値からのずれはほとんどなかった。透過率は、導電膜付き基板の裏面から波長470nmの光を照射して測定した。また、シート抵抗は、4端子測定法により測定した。 As a result, a substrate with a conductive film was obtained in which a back conductive film including a top layer was laminated on the substrate. The obtained substrate with a conductive film was left for 4 days in an atmosphere at a temperature of 22°C and a relative humidity of 50%, and then the sheet resistance and transmittance were measured. The results are shown in Table 5, with almost no deviation from the design values. The transmittance was measured by irradiating the back surface of the substrate with a conductive film with light having a wavelength of 470 nm. The sheet resistance was measured using a four-terminal measurement method.
10 基板
12 多層反射膜
14 保護膜
16 積層膜
17 吸収体膜
18、28 下層
20、30 最上層
22 裏面導電膜
24 エッチングマスク膜
26 レジスト膜
40 積層膜パターン
62 第1の層
64 第2の層
100 反射型マスクブランク
110 導電膜付き基板
200 反射型マスク
REFERENCE SIGNS LIST 10 Substrate 12 Multilayer reflective film 14 Protective film 16 Laminated film 17 Absorber film 18, 28 Lower layer 20, 30 Top layer 22 Back conductive film 24 Etching mask film 26 Resist film 40 Laminated film pattern 62 First layer 64 Second layer 100 Reflective mask blank 110 Substrate with conductive film 200 Reflective mask
Claims (9)
前記積層膜は、最上層と、それ以外の下層とを含み、
前記最上層は、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、白金(Pt)、ルテニウム(Ru)、金(Au)、イリジウム(Ir)、コバルト(Co)、錫(Sn)、ニッケル(Ni)、レニウム(Re)、モリブデン(Mo)及びニオブ(Nb)から選ばれる少なくとも1つの金属元素と、水素(H)及び重水素(D)から選ばれる少なくとも1つの添加元素とを含み、
前記最上層の金属元素の合計含有量は、95原子%以上であり、
前記最上層の膜厚は、0.5nm以上5nm未満であることを特徴とする反射型マスクブランク。 A reflective mask blank comprising a substrate, a multilayer reflective film on the substrate, and a laminated film on the multilayer reflective film,
The laminated film includes a top layer and other underlying layers,
The uppermost layer contains at least one metal element selected from rhodium (Rh), palladium (Pd), silver (Ag), platinum (Pt), ruthenium (Ru), gold (Au), iridium (Ir), cobalt (Co), tin (Sn), nickel (Ni), rhenium (Re), molybdenum (Mo), and niobium (Nb), and at least one additive element selected from hydrogen (H) and deuterium (D);
The total content of metal elements in the uppermost layer is 95 atomic % or more ,
A reflective mask blank, characterized in that the film thickness of the uppermost layer is 0.5 nm or more and less than 5 nm .
前記積層膜は、最上層と、それ以外の下層とを含み、
前記最上層は、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、白金(Pt)、ルテニウム(Ru)、金(Au)、イリジウム(Ir)、コバルト(Co)、錫(Sn)、ニッケル(Ni)、レニウム(Re)、モリブデン(Mo)及びニオブ(Nb)から選ばれる少なくとも1つの金属元素と、水素(H)及び重水素(D)から選ばれる少なくとも1つの添加元素とを含み、
前記最上層の金属元素の合計含有量は、95原子%以上であり、
前記積層膜は、前記基板側から第1の層と第2の層とを含む吸収体膜からなり、
前記第2の層は、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、白金(Pt)、ルテニウム(Ru)、金(Au)、イリジウム(Ir)、コバルト(Co)、錫(Sn)、ニッケル(Ni)、レニウム(Re)、モリブデン(Mo)及びニオブ(Nb)から選ばれる少なくとも1つの金属元素を含み、
前記最上層は、前記第2の層の表層を形成する層であることを特徴とする反射型マスクブランク。 A reflective mask blank comprising a substrate, a multilayer reflective film on the substrate, and a laminated film on the multilayer reflective film,
The laminated film includes a top layer and other underlying layers,
The uppermost layer contains at least one metal element selected from rhodium (Rh), palladium (Pd), silver (Ag), platinum (Pt), ruthenium (Ru), gold (Au), iridium (Ir), cobalt (Co), tin (Sn), nickel (Ni), rhenium (Re), molybdenum (Mo), and niobium (Nb), and at least one additive element selected from hydrogen (H) and deuterium (D);
The total content of metal elements in the uppermost layer is 95 atomic % or more,
the laminated film is composed of an absorber film including a first layer and a second layer from the substrate side,
the second layer contains at least one metal element selected from rhodium (Rh), palladium (Pd), silver (Ag), platinum (Pt), ruthenium (Ru), gold (Au), iridium (Ir), cobalt (Co), tin (Sn), nickel (Ni), rhenium (Re), molybdenum (Mo), and niobium (Nb);
A reflective mask blank, wherein the uppermost layer is a layer that forms a surface layer of the second layer.
前記エッチングマスク膜は、ケイ素(Si)を含む材料からなり、
前記最上層の金属元素は、ルテニウム(Ru)であることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の反射型マスクブランク。 an etching mask film provided in contact with the uppermost layer;
the etching mask film is made of a material containing silicon (Si);
6. The reflective mask blank according to claim 1, wherein the metal element of the uppermost layer is ruthenium (Ru).
前記エッチングマスク膜は、クロム(Cr)を含む材料からなり、
前記最上層の金属元素は、白金(Pt)、ルテニウム(Ru)及びパラジウム(Pd)から選ばれる少なくとも1つであることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の反射型マスクブランク。 an etching mask film provided in contact with the uppermost layer;
The etching mask film is made of a material containing chromium (Cr),
6. The reflective mask blank according to claim 1, wherein the metal element of the uppermost layer is at least one selected from platinum (Pt), ruthenium (Ru), and palladium (Pd).
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