JPWO2011071123A1 - Euvリソグラフィ用反射層付基板、euvリソグラフィ用反射型マスクブランク、euvリソグラフィ用反射型マスク、および該反射層付基板の製造方法 - Google Patents
Euvリソグラフィ用反射層付基板、euvリソグラフィ用反射型マスクブランク、euvリソグラフィ用反射型マスク、および該反射層付基板の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
吸収体層には、EUV光に対する吸収係数の高い材料、具体的にはたとえば、クロム(Cr)やタンタル(Ta)を主成分とする材料が用いられる。
特に、EUV露光時のEUV光線反射率の低下は、経時的に進行するので、露光条件を途中で変更する必要が生じたり、フォトマスクの寿命の短縮につながるので問題である。
以下、本明細書において、マスクブランク製造時に実施される工程や該マスクブランクからフォトマスクを製造する際に実施される工程(例えば、洗浄、欠陥検査、加熱工程、ドライエッチング、欠陥修正の各工程)において、あるいは該EUV露光時において、Ru保護層、さらには多層反射膜の最上層が酸化されることによって、保護層表面にEUV光を照射した際のEUV光線反射率が低下することを、単に「Ru保護層からの酸化によるEUV光線反射率の低下」と言う場合がある。
前記反射層が、Mo/Si多層反射膜であり、
前記保護層が、Ru層、または、Ru化合物層であり、
前記反射層と、前記保護層と、の間に、窒素を0.5〜25at%含有し、Siを75〜99.5at%含有する中間層が形成されていることを特徴とするEUVリソグラフィ用反射層付基板(以下、本明細書において、「本発明の反射層付基板」ともいう。)を提供する。
本発明の反射層付基板において、Mo/Si多層反射膜からなる反射層の最上層がSi膜であり、当該Si膜面に前記中間層を有することが好ましい。
前記多層反射膜が、Mo/Si多層反射膜であり、
前記保護層が、Ru層、または、Ru化合物層であり、
前記Mo/Si多層反射膜の形成後、該Mo/Si多層反射膜の最上層であるSi層表面を、大気中へ暴露することなく、窒素含有雰囲気に暴露してSi層表面に窒素を含有させた後に前記保護層を形成することを特徴するEUVL用反射層付基板の製造方法を提供する。
本発明のEUVL用反射層付基板の製造方法において、前記窒素含有雰囲気の温度が0〜160℃であることが好ましい。
本発明のEUVL用反射層付基板の製造方法において、前記窒素含有雰囲気の温度が0〜150℃であることが好ましい。
本発明のEUVL用反射層付基板の製造方法において、前記Si層表面を窒素含有雰囲気に暴露する際、前記窒素含有雰囲気をプラズマ状態に保持したり、Si層表面を熱処理したり、Si層表面を紫外線照射することがSi層表面への窒素含有を促進する上で好ましい。
また、本発明のEUVマスクブランクを用いて作成されるEUVマスクは、EUV露光時において、EUV光線反射率の経時的な変化が小さい、信頼性の高いEUVマスクである。
図1は、本発明のEUVマスクブランクの1実施形態を示す概略断面図である。図1に示すマスクブランク1は、基板11上にEUV光を反射する反射層12と、該反射層12を保護するための保護層14が、この順に形成されている。但し、本発明のEUVマスクブランクでは、反射層12と、保護層14と、の間に、窒素およびSiを後述する所定の量含有する中間層13が形成されている。保護層14には、吸収体層15が形成されている。
以下、マスクブランク1の個々の構成要素について説明する。
そのため、基板11は、低熱膨張係数を有することが重要である。具体的には、基板11の熱膨張係数は、0±1.0×10−7/℃であることが好ましく、より好ましくは0±0.3×10−7/℃、さらに好ましくは0±0.2×10−7/℃、さらに好ましくは0±0.1×10−7/℃、特に好ましくは0±0.05×10−7/℃)である。また、基板は、平滑性、平坦度、およびマスクブランクまたはパターン形成後のフォトマスクの洗浄等に用いる洗浄液への耐性に優れたものが好ましい。基板11としては、具体的には低熱膨張係数を有するガラス、例えばSiO2−TiO2系ガラス等を用いるが、これに限定されず、β石英固溶体を析出した結晶化ガラスや石英ガラスやシリコンや金属などの基板を用いることもできる。また、基板11上に応力補正膜のような膜を形成してもよい。
基板11は、表面粗さrmsが0.15nm以下の平滑な表面と、100nm以下の平坦度を有していることがパターン形成後のフォトマスクにおいて高反射率および転写精度が得られるために好ましい。
基板11の大きさや厚みなどはマスクの設計値等により適宜決定されるものである。後で示す実施例では外形6インチ(152.4mm)角で、厚さ0.25インチ(6.3mm)のSiO2−TiO2系ガラスを用いた。
基板11の多層反射膜12が形成される側の表面には欠点が存在しないことが好ましい。しかし、存在している場合であっても、凹状欠点および/または凸状欠点によって位相欠点が生じないように、凹状欠点の深さおよび凸状欠点の高さが2nm以下であり、かつこれら凹状欠点および凸状欠点の半値幅が60nm以下であることが好ましい。
Mo/Si多層反射膜の場合に、EUV光線反射率の最大値が60%以上の反射層12とするには、膜厚2.3±0.1nmのMo層と、膜厚4.5±0.1nmのSi層とを繰り返し単位数が30〜60になるように積層させればよい。
上記組成の中間層13は、反射層12の最上層のSi層中にRu保護層の酸化によって窒素が多量に含まれることによる反射率の低下が生じないように、中間層13に予め窒素を含有させることによって、成膜後の反射率が高く、かつ酸化を抑制する効果を有すると考えられる。これにより、マスクブランク製造時に実施される工程や該マスクブランクからフォトマスクを製造する際に実施される工程(例えば、洗浄、欠陥検査、加熱工程、ドライエッチング、欠陥修正の各工程)において、あるいは該EUV露光時において、Ru保護層が酸化されるような状況が生じた場合でも、酸化を抑制する効果を有する中間層13が存在することによって、該中間層13の下にあるMo/Si多層反射膜が酸化されること、より具体的には、Mo/Si多層反射膜の最上層のSi層が酸化されることが抑制されると考えられ、その結果、Ru保護層からの酸化によるEUV光線反射率の低下が抑制されると考えられる。
なお、反射層12(Mo/Si多層反射膜)と、保護層14(Ru保護層)と、の間に中間層13を形成することによって、保護層14の形成時にMo/Si多層反射膜の最上層であるSi層中のSiがRu保護層中に拡散することも抑制することができる。
詳しくは後述するが、本発明において、上記組成の中間層13は、Mo/Si多層反射膜を形成した後、Mo/Si多層反射膜の最上層であるSi層表面を窒素含有雰囲気に暴露することによって形成することができる。中間層13への窒素の含有は、Mo/Si多層反射膜の最上層であるSi層の成膜時、または、中間層13上に形成される保護層14の成膜時のいずれか、あるいはそれらの両方の成膜時に窒素が添加されていたものと考えられるが、中間層13における窒素の含有率が25at%超となるような条件で中間層を形成した場合には、窒素を添加した成膜は成膜中の欠点が増加し問題が生じる。
中間層13は窒素を0.5〜15at%含有し、Siを85〜99.5at%含有することが好ましく、窒素を0.5〜10at%含有し、Siを80〜99.5at%含有することがより好ましく、窒素を1〜9at%含有し、Siを91〜99at%含有することがさらに好ましく、窒素を3〜9at%含有し、Siを91〜97at%含有することがさらに好ましく、窒素を5〜8at%含有し、Siを92〜95at%含有することが特に好ましい。
また、中間層13における酸素の含有率も、3at%以下であることが好ましく、1at%以下であることがより好ましい。
ここで、Mo/Si多層反射膜の形成後、該Mo/Si多層反射膜の最上層であるSi層表面を、大気中へ暴露することなく、窒素含有雰囲気に暴露するのは、窒素雰囲気に暴露する前に、該Si層表面を大気中に暴露すると、該Si層表面が酸化されてしまい、その後、窒素雰囲気に暴露しても該Si層表面の窒化により、該Si層表面に窒素を含有させることができず、所定量の窒素およびSiを含有する中間層13が形成することができない可能性があるためである。
窒素分圧と暴露時間の積は、窒素含有雰囲気中の窒素がSi層表面に衝突する頻度を示す指標であり、以下、本明細書において、「窒素の暴露量」と言う場合もある。この値が1×10−6Torr・s以上(1.33×10−4Pa・s以上)であることが、Si層表面の窒化により上記組成の中間層13を形成するうえで好ましく、1×10−3Torr・s以上(1.33×10−1Pa・s以上)であることがより好ましく、1×10−2Torr・s以上(1.33Pa・s以上)であることがさらに好ましく、1×10−1Torr・s以上(13.3Pa・s以上)であることがさらに好ましい。
なお、Si層表面を暴露する窒素含有雰囲気における窒素分圧は、1×10−4Torr〜820Torr(1.33×10−2Pa〜109.32kPa)であることが好ましい。
ここで、窒素含有雰囲気が窒素ガス雰囲気の場合、上記の窒素分圧は該窒素ガス雰囲気の雰囲気圧力を指す。
また、Si層表面の酸化を防止するためには、Si層表面を暴露する窒素含有雰囲気におけるO3、H2OおよびOH基を含む化合物からなる気体成分の濃度もきわめて低いことが好ましい。具体的には、窒素含有雰囲気における窒素分圧が上記範囲の場合、すなわち、窒素含有雰囲気における窒素分圧が1×10−4Torr〜820Torr(1.33×10−2Pa〜109.32kPa)の場合、雰囲気中のO3、H2OおよびOH基を含む化合物からなる気体成分の分圧が、それぞれ1×10−6Torr(1.33×10−4Pa)以下であることが好ましい。
また、Si層を侵食するおそれがあるので、窒素含有雰囲気におけるF2の濃度もきわめて低いことが好ましい。具体的には、窒素含有雰囲気における窒素分圧が上記範囲の場合、すなわち、窒素含有雰囲気における窒素分圧が1×10−4Torr〜820Torr(1.33×10−2Pa〜109.32kPa)の場合、雰囲気中のF2の分圧が1×10−6Torr以下であることが好ましい。
窒素含有雰囲気の温度は10〜160℃であることがより好ましく、20〜150℃、20〜140℃、20〜120℃、であることがさらに好ましい。
なお、後述するように、Si層表面を窒素含有雰囲気に暴露する際に、該Si層表面を上記の温度範囲で熱処理してもよい。
本発明においては、Mo/Si多層反射膜の最上層であるSi層表面を窒素含有雰囲気に暴露して該Si層表面を軽微に窒化させることにより、すなわち、Si層表面に窒素を含有させることによって、中間膜13を形成することで保護層14(Ru保護層)の成膜後のEUV光線反射率の低下がなく、酸化耐久性を向上することができるので好ましい。
なお、Mo/Si多層反射膜を形成した後、該Mo/Si多層反射膜の最上層であるSi層表面を、大気中へ暴露することなく、窒素含有雰囲気で熱処理するには、Si層の形成後、Mo/Si多層反射膜が形成された基板を、Si層を形成した成膜チャンバ内、または、該成膜チャンバに隣接するチャンバ内に保持した状態で、チャンバ中のガスを窒素ガス(または窒素ガスとアルゴン等の不活性ガスとの混合ガス)に置換し、その置換したガス中でSi層を熱処理すればよい。
Si層表面を窒素含有雰囲気中で熱処理する際の熱処理温度は、120〜160℃、特に130〜150℃であることが好ましい。
但し、この場合でも、プラズマ状態でイオン化した窒素ガス(または窒素ガスとアルゴン等の不活性ガスとの混合ガス)に電圧を印加してSi層表面にイオン照射すると、イオン化した窒素が加速された状態でSi層表面に衝突するため、Si層の窒化が過度に進行してMo/Si多層反射膜のEUV光線反射率の低下が生じるおそれがあるため、プラズマ状態でイオン化した窒素ガス(または窒素ガスとアルゴン等の不活性ガスとの混合ガス)に電圧を印加しないこと、つまり、イオン照射をしないことが中間層13の窒素量を適量に制御できる点で特に好ましい。
また、減圧雰囲気下でSi層表面を窒素ガス、または、窒素ガスとアルゴン等の不活性ガスとの混合ガスに暴露する場合、該減圧雰囲気中でSi層表面に紫外線を照射することもSi層表面の窒化、すなわち、Si層表面の窒素含有、を促進するうえで好ましい。
また、保護層14は、保護層14を形成した後であっても反射層12でのEUV光線反射率を損なうことがないように、保護層14自体もEUV光線反射率が高いことが好ましい。
本発明では、上記の条件を満足するため、保護層14として、Ru層、またはRu化合物層が形成される。前記Ru化合物層のRu化合物として、RuB、RuNb、およびRuZrからなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。保護層14がRu化合物層である場合、Ruの含有率は50at%以上、80at%以上、特に90at%以上であることが好ましい。但し、保護層14がRuNb層の場合、保護層14中のNbの含有率が5〜40at%、特に5〜30at%であることが好ましい。
中間層13から拡散したSiを保護層14が含有する場合、中間層13からの距離が増加するにつれて保護層14中のSi含有率が減少していく組成、つまり、中間層13との界面付近のSi含有率が高く、吸収体層15との界面付近のSi含有率が低くなるように、保護層14中のSi含有率が傾斜する組成であってもよい。このような傾斜組成の場合、吸収体層15との界面付近のSi含有率は低いほうが好ましく、具体的には、4at%以下であることが好ましく、吸収体層15との界面付近はSiを含有しないことがより好ましい。
中間層13から拡散した窒素を保護層14が含有する場合、中間層13からの距離が増加するにつれて保護層14中の窒素含有率が減少していく組成、つまり、中間層13との界面付近の窒素含有率が高く、吸収体層15との界面付近の窒素含有率が低くなるように、保護層14中の窒素含有率が傾斜する組成であってもよい。
保護層14表面の表面粗さrmsが0.5nm以下であれば、該保護層14上に形成される吸収体層15表面が十分平滑であるため、エッジラフネスの影響によってパターンの寸法精度が悪化するおそれがない。保護層14表面の表面粗さrmsは、0.4nm以下であることがより好ましく、0.3nm以下であることがさらに好ましい。
イオンビームスパッタリング法を用いて、保護層14としてRu層を形成する場合、ターゲットとしてRuターゲットを用い、アルゴン(Ar)雰囲気中で放電させればよい。
具体的には、以下の条件でイオンビームスパッタリングを実施すればよい。
・スパッタガス:Ar(ガス圧1.3×10−2Pa〜2.7×10−2Pa)。
・イオン加速電圧300〜1500V。
・成膜速度:0.03〜0.30nm/sec。
本発明の反射層付基板は、後述する実施例に記載する手順にしたがって、保護層14表面をオゾン水洗浄した場合に、洗浄前後でのEUV光線反射率の低下が0.9%以下であることが好ましく、0.5%以下であることがより好ましい。
本発明の反射層付基板は、後述する実施例に記載する手順にしたがって加熱処理をした場合に、加熱処理の前後でのEUV光線反射率の低下が7%以下であることが好ましく、6%以下であることがより好ましい。
なお、オゾン水洗浄の前後でのEUV光線反射率の低下に比べて、加熱処理の前後でのEUV光線反射率の低下の値が大きいのは、本発明による効果を確認するために、後述する実施例では、マスクブランク製造時に実施される加熱工程やマスクブランクからフォトマスクを製造時に実施される加熱工程よりも、過酷な条件で加熱処理を実施したためである。
上記の特性を達成するため、EUV光の吸収係数が高い材料で構成されることが好ましく、タンタル(Ta)を主成分とする材料で形成されていることが好ましい。
このような吸収体層15としては、Taを主成分とする膜であることが好ましく、特に、TaNやTaBNを主成分とする膜が例示される。他の例としては、Ta、B、Siおよび窒素(N)を以下に述べる比率で含有するもの(TaBSiN膜)が挙げられる。
・Bの含有率:1at%以上5at%未満、好ましくは1〜4.5at%、より好ましくは1.5〜4at%。
・Siの含有率:1〜25at%、好ましくは1〜20at%、より好ましくは2〜12at%。
・TaとNとの組成比(原子比)(Ta:N):8:1〜1:1。
・Taの含有率:好ましくは50〜90at%、より好ましくは60〜80at%。
・Nの含有率:好ましくは5〜30at%、より好ましくは10〜25at%。
上記組成の吸収体層15は、表面粗さrmsが0.5nm以下であるのが好ましい。吸収体層15表面の表面粗さが大きいと、吸収体層15に形成されるパターンのエッジラフネスが大きくなり、パターンの寸法精度が悪くなる。パターンが微細になるに従いエッジラフネスの影響が顕著になるため、吸収体層15表面は平滑であることが要求される。
吸収体層15表面の表面粗さrmsが0.5nm以下であれば、吸収体層15表面が十分平滑であるため、エッジラフネスの影響によってパターンの寸法精度が悪化するおそれがない。吸収体層15表面の表面粗さrmsは、0.4nm以下であることがより好ましく、0.3nm以下であることがさらに好ましい。
・エッチング選択比
=(吸収体層15のエッチング速度)/(保護層14のエッチング速度)…(1)
エッチング選択比は、10以上が好ましく、11以上であることがさらに好ましく、12以上であることがさらに好ましい。
EUVマスクを作製する際、吸収体層にパターンを形成した後、このパターンが設計通りに形成されているかどうか検査する。このマスクパターンの検査では、検査光として通常257nm程度の光を使用した検査機が使用される。つまり、この257nm程度の光の反射率の差、具体的には、吸収体層15がパターン形成により除去されて露出した面と、パターン形成により除去されずに残った吸収体層15表面と、の反射率の差によって検査される。ここで、前者は保護層14表面である。したがって、検査光の波長に対する保護層14表面と吸収体層15表面との反射率の差が小さいと検査時のコントラストが悪くなり、正確な検査が出来ないことになる。
図2に示すEUVマスクブランク1´のように、吸収体層15上に低反射層16を形成することにより、検査時のコントラストが良好となる、別の言い方をすると、検査光の波長での光線反射率が極めて低くなる。このような目的で形成する低反射層16は、検査光の波長領域の光線を照射した際に、該検査光の波長の最大光線反射率が15%以下であることが好ましく、10%以下であることがより好ましく、5%以下であることがさらに好ましい。
低反射層16における検査光の波長の光線反射率が15%以下であれば、該検査時のコントラストが良好である。具体的には、保護層14表面における検査光の波長の反射光と、低反射層16表面における検査光の波長の反射光と、のコントラストが、30%以上、好ましくは40%以上となる。
・コントラスト(%)=((R2−R1)/(R2+R1))×100…(2)
ここで、検査光の波長におけるR2は保護層14表面での反射率であり、R1は低反射層16表面での反射率である。なお、上記R1およびR2は、図2に示すEUVマスクブランク1´の吸収体層15および低反射層16にパターンを形成した状態(つまり、図3に示す状態)で測定する。上記R2は、図3中、パターン形成によって吸収体層15および低反射層16が除去され、外部に露出した保護層14表面で測定した値であり、R1はパターン形成によって除去されずに残った低反射層16表面で測定した値である。
本発明において、上記式で表されるコントラストが45%以上であることがより好ましく、60%以上であることがさらに好ましく、80%以上であることが特に好ましい。
このような低反射層16の具体例としては、Taおよび酸素を主成分とする膜であることが好ましく、特に、TaNOやTaBNOを主成分とする膜が例示される。他の例としては、Ta、B、Siおよび酸素(O)を以下に述べる比率で含有するもの(低反射層(TaBSiO))が挙げられる。
・Bの含有率:1at%以上5at%未満、好ましくは1〜4.5at%、より好ましくは1.5〜4at%。
・Siの含有率:1〜25at%、好ましくは1〜20at%、より好ましくは2〜10at%。
・TaとOとの組成比(原子比)(Ta:O): 7:2〜1:2、好ましくは7:2〜1:1、より好ましくは2:1〜1:1。
・Bの含有率:1at%以上5at%未満、好ましくは1〜4.5at%、より好ましくは2〜4.0at%。
・Siの含有率:1〜25at%、好ましくは1〜20at%、より好ましくは2〜10at%。
・TaとO及びNの組成比(原子比)(Ta:(O+N)): 7:2〜1:2、好ましくは7:2〜1:1、より好ましくは2:1〜1:1。
上記したように、エッジラフネスの影響によってパターンの寸法精度の悪化が防止するため、吸収体層15表面は平滑であることが要求される。低反射層16は、吸収体層15上に形成されるため、同様の理由から、その表面は平滑であることが要求される。
低反射層16表面の表面粗さrmsが0.5nm以下であれば、低反射層16表面が十分平滑であるため、エッジラフネスの影響によってパターンの寸法精度が悪化するおそれがない。低反射層16表面の表面粗さrmsは、0.4nm以下であることがより好ましく、0.3nm以下であることがさらに好ましい。
高誘電性コーティングは、公知の成膜方法、例えば、マグネトロンスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法といったスパッタリング法、CVD法、真空蒸着法、電解メッキ法を用いて形成することができる。
本発明のEUVマスクは、本発明のEUVマスクブランクの吸収体層(吸収体層上に低反射層が形成されている場合は、吸収体層および低反射層)を少なくともパターニングすることで製造することができる。吸収体層(吸収体層上に低反射層が形成されている場合は、吸収体層および低反射層)のパターニング方法は特に限定されず、例えば、吸収体層(吸収体層上に低反射層が形成されている場合は、吸収体層および低反射層)上にレジストを塗布してレジストパターンを形成し、これをマスクとして吸収体層(吸収体層上に低反射層が形成されている場合は、吸収体層および低反射層)をエッチングする方法を採用できる。レジストの材料やレジストパターンの描画法は、吸収体層(吸収体層上に低反射層が形成されている場合は、吸収体層および低反射層)の材質等を考慮して適宜選択すればよい。吸収体層(吸収体層上に低反射層が形成されている場合は、吸収体層および低反射層)のエッチング方法も特に限定されず、反応性イオンエッチング等のドライエッチングまたはウエットエッチングが採用できる。吸収体層(吸収体層上に低反射層が形成されている場合は、吸収体層および低反射層)をパターニングした後、レジストを剥離液で剥離することにより、本発明のEUVマスクが得られる。
(実施例1)
本実施例では、図2に示すマスクブランク1´を作製する。
成膜用の基板11として、SiO2−TiO2系のガラス基板(外形6インチ(152.4mm)角、厚さが6.3mm)を使用した。このガラス基板の熱膨張率は0.2×10−7/℃、ヤング率は67GPa、ポアソン比は0.17、比剛性は3.07×107m2/s2である。このガラス基板を研磨により、表面粗さrmsが0.15nm以下の平滑な表面と、100nm以下の平坦度に形成した。
平板形状をした通常の静電チャックに、形成したCr膜を用いて基板11(外形6インチ(152.4mm)角、厚さ6.3mm)を固定して、該基板11の表面上にイオンビームスパッタ法を用いてMo層を、次いでSi層を交互に成膜することを50周期繰り返すことにより、合計膜厚340nm((2.3nm+4.5nm)×50)のMo/Si多層反射膜(反射層12)を形成した。なお、多層反射膜12の最上層はSi層である。
(Mo層の成膜条件)
・ターゲット:Moターゲット。
・スパッタガス:Arガス(ガス圧:0.02Pa)。
・電圧:700V。
・成膜速度:0.064nm/sec。
・膜厚:2.3nm。
(Si層の成膜条件)
・ターゲット:Siターゲット(ホウ素ドープ)。
・スパッタガス:Arガス(ガス圧:0.02Pa)。
・電圧:700V。
・成膜速度:0.077nm/sec。
・膜厚:4.5nm。
(暴露条件)
・キャリアガス:Arガス、流量17sccm。
・暴露ガス:窒素ガス、流量50sccm。
(RF放電中に窒素ガスおよびキャリアガスを供給)
・窒素ガス分圧: 0.2mTorr(2.6×10−2Pa)。
・雰囲気圧力:0.3mTorr(3.5×10−2Pa)。
・雰囲気温度:20℃。
・暴露時間:600sec。
・暴露量:1.2×105L(1L(Langmuir)=1×10−6 Torr・s=1.33×10−4Pa・s)。
・RF放電の周波数:1.8MHz。
・RFパワー:500W。
次に、保護層14であるRu層を、イオンビームスパッタ法を用いて形成した。
保護層14の形成条件は以下の通りである。
・ターゲット:Ruターゲット。
・スパッタガス:Arガス(ガス:圧0.02Pa)。
・電圧:700V。
・成膜速度:0.052nm/sec。
・膜厚:2.5nm。
TaBSiN層を成膜条件は以下の通りである。
(TaBSiN層の成膜条件)
・ターゲット:TaBSi化合物ターゲット(組成比:Ta80at%、B10at%、Si10at%)。
・スパッタガス:ArとN2の混合ガス(Ar:86体積%、N2:14体積%、ガス圧:0.3Pa)。
・投入電力:150W。
・成膜速度:0.12nm/sec。
・膜厚:60nm。
TaBSiON膜の成膜条件は以下の通りである。
(TaBSiON層の成膜条件)
・ターゲット:TaBSiターゲット(組成比:Ta80at%、B10at%、Si10at%)。
・スパッタガス:ArとN2とO2の混合ガス(Ar:60体積%、N2:20体積%、O2:20体積%、ガス圧:0.3Pa)
・投入電力:150W。
・成膜速度:0.18nm/sec。
・膜厚:10nm。
(1)膜組成
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14の表面から反射層(Mo/Si多層反射膜)12までの深さ方向組成を、X線光電子分光装置(X−ray Photoelectron Spectrometer)(アルバック・ファイ社製:Quantera SXM)を用いて測定することによって、Mo/Si多層反射膜の最上層であるSi層と保護層14との間に中間層13が形成されていることを確認した。
中間層13の組成は、窒素 6at%、Si 94at%であった。また、中間層13の膜厚は1nmであった。
(2)表面粗さ
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14の表面粗さを、JIS−B0601(1994年)にしたがって、原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope)(セイコーインスツルメンツ社製:番号SPI3800)を用いて確認した。保護層14の表面粗さrmsは、0.15nmであった。
(3)洗浄耐性
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14表面をオゾン水によるスピン洗浄で計600秒処理した。この処理の前後に保護層14表面にEUV光(波長13.5nm)を照射し、EUV反射率をEUV反射率計(AIXUV社製MBR(製品名))を用いて測定した。この処理の前後でのEUV反射率の低下は0.5%であった。
(4)加熱処理耐性
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルに対して、210℃で10分間の加熱処理(大気中)をした。この処理前後での、EUV反射率の低下は4.1%であった。
(5)反射特性(コントラスト評価)
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14表面におけるパターン検査光(波長257nm)の反射率を分光光度計を用いて測定する。また、低反射層16まで形成したサンプルについて、低反射層16表面におけるパターン検査光の反射率を測定する。その結果、保護層14層表面での反射率は60.0%であり、低反射層16表面の反射率は6.9%である。これらの結果と上述した(2)式を用いてコントラストを求めると79.4%となる。
得られるEUVマスクブランク1´について、低反射層16表面にEUV光(波長13.5nm)を照射してEUV光の反射率を測定する。その結果、EUV光の反射率は0.4%であり、EUV吸収特性に優れていることが確認される。
(6)エッチング特性
エッチング特性については、上記手順で作製されるEUVマスクブランクを用いて評価する代わりに以下の方法で評価する。
RFプラズマエッチング装置の試料台(4インチ石英基板)上に、試料として下記に記載の方法でRu膜またはTaBSiN膜が各々成膜されたSiチップ(10mm×30mm)を設置する。この状態で試料台に設置されたSiチップのRu膜またはTaNBSiN膜を以下の条件でプラズマRFエッチングする。
・バイアスRF:50W。
・エッチング時間:120sec。
・トリガー圧力:3Pa。
・エッチング圧力:1Pa。
・エッチングガス:Cl2/Ar。
・ガス流量(Cl2/Ar):20/80sccm。
・電極基板間距離:55mm。
Ru膜の成膜は、イオンビームスパッタリング法により、以下の成膜条件で実施する。
(Ru膜の成膜条件)
・ターゲット:Ruターゲット。
・スパッタガス:Arガス(ガス圧:2mTorr、流量:15sccm)。
・出力:150W。
・成膜速度:0.023nm/sec。
・膜厚:2.5nm
TaBSiN膜は、マグネトロンスパッタリング法を用いて、TaBターゲットおよびSiターゲットを窒素雰囲気下で同時放電させることにより成膜する。なお、成膜は以下の3通りの条件で実施する。
(TaBSiN膜の成膜条件(1))
・ターゲット:TaBターゲット(組成比:Ta80at%、B20at%)、Siターゲット。
・スパッタガス:ArとN2の混合ガス(Ar:86体積%、N2:14体積%、ガス圧:2mTorr(0.3Pa))。
・出力:150W(TaBターゲット)、30W(Siターゲット)。
・成膜速度:0.13nm/sec。
・膜厚:60nm。
(TaBSiN膜の成膜条件(2))
・ターゲット:TaBターゲット(組成比:Ta80at%、B20at%)、Siターゲット。
・スパッタガス:Arガス、N2ガス(Ar:86体積%、N2:14体積%、ガス圧:2mTorr(0.3Pa))。
・出力:150W(TaBターゲット)、50W(Siターゲット)。
・成膜速度:0.12nm/sec。
・膜厚:60nm。
(TaBSiN膜の成膜条件(3))
・ターゲット:TaBターゲット(組成比:Ta80at%、B20at%)、Siターゲット。
・スパッタガス:Arガス、N2ガス(Ar:86体積%、N2:14体積%、ガス圧:2mTorr(0.3Pa)、流量:13sccm(Ar)、2sccm(N2))。
・出力:150W(TaBターゲット)、100W(Siターゲット)。
・成膜速度:0.11nm/sec。
・膜厚:60nm。
上記条件で成膜したRu膜、およびTaBSiN膜(1)〜(3)についてエッチング速度を求め、下記(3)式を用いてエッチング選択比を求める。
・エッチング選択比
=(TaBSiN膜のエッチング速度)/(Ru膜のエッチング速度)…(3) 保護層13とのエッチング選択比は、10以上が望ましいが、TaBSiN膜(1)〜(3)のエッチング選択比は以下の通りであり、いずれも十分な選択比を有している。
・TaBSiN膜(1):10.0。
・TaBSiN膜(2):12.3。
・TaBSiN膜(3):13.9。
実施例2は、窒素含有雰囲気への暴露条件を以下の条件とした以外は、実施例1と同様の手順で実施した。
(暴露条件)
・キャリアガス:Arガス、流量17sccm。
・暴露ガス:窒素ガス、流量50sccm。(RF放電中に窒素ガスおよびキャリアガスを供給)。
・窒素ガス分圧:0.2mTorr(2.6×10−2Pa)。
・雰囲気圧力:0.3mTorr(3.5×10−2Pa)。
・雰囲気温度:20℃。
・暴露時間:6000sec。
・暴露量:1.2×106L(1L(Langmuir)=1×10−6 Torr・s=1.33×10-4Pa・s)。
・RF放電の周波数:1.8MHz。
・RFパワー:500W。
(1)膜組成
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14の表面から反射層(Mo/Si多層反射膜)12までの深さ方向組成を、X線光電子分光装置(X−ray Photoelectron Spectrometer)(アルバック・ファイ社製:Quantera SXM)を用いて測定することによって、Mo/Si多層反射膜の最上層であるSi層と保護層14との間に中間層13が形成されていることを確認した。中間層13の組成は、窒素 8at%、Si 92at%であった。また、中間層13の膜厚は1nmであった。
(2)表面粗さ
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14の表面粗さを、JIS−B0601(1994年)にしたがって、原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope)(セイコーインスツルメンツ社製:番号SPI3800)を用いて確認した。保護層14の表面粗さrmsは0.15nmであった。
(3)洗浄耐性
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14表面をオゾン水によるスピン洗浄で計600秒処理した。この処理の前後に保護層14表面にEUV光(波長13.5nm)を照射し、EUV反射率をEUV反射率計(AIXUV社製MBR(製品名))を用いて測定した。この処理の前後でのEUV反射率の低下は0.3%であった。
(4)加熱処理耐性
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルに対して、210℃で10分間の加熱処理(大気中)をする。この処理前後での、EUV反射率の低下は3.7%である。
実施例3は、RF放電を実施するSi層表面の窒素含有雰囲気(窒素とアルゴンの混合ガス雰囲気)への暴露の代わりに、下記のRF放電を実施しない暴露条件で熱処理を実施した以外は、実施例1と同様の手順を実施した。
Mo/Si多層反射膜の形成後、大気中へ暴露することなしに、Mo/Si多層反射膜の最上層のSi層表面を、下記条件にしたがって窒素含有雰囲気中(窒素とアルゴンの混合ガス雰囲気中)で熱処理する。
(暴露条件)
・雰囲気ガス:Arガス(キャリアガス)、流量17sccm。窒素ガス、流量50sccm。
・窒素ガス分圧:0.2mTorr(2.6×10−2Pa)。
・雰囲気圧力:0.3mTorr(3.5×10−2Pa)。
・熱処理温度:140℃。
・熱処理時間:600sec。
・窒素分圧×熱処理時間(窒素含有雰囲気への暴露時間):1.2×105L(1L(Langmuir)=1×10−6 Torr・s=1.33×10−4Pa・s)
(1)膜組成
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14の表面から反射層(Mo/Si多層反射膜)12までの深さ方向組成を、X線光電子分光装置(X−ray Photoelectron Spectrometer)(アルバック・ファイ社製:Quantera SXM)を用いて測定することによって、Mo/Si多層反射膜の最上層であるSi層と保護層14との間に中間層13が形成されていることを確認する。中間層13の組成は、窒素 6at%、Si 94at%である。また、中間層13の膜厚は1nmである。
(2)表面粗さ
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14の表面粗さを、JIS−B0601(1994年)にしたがって、原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope)(セイコーインスツルメンツ社製:番号SPI3800)を用いて確認する。保護層14の表面粗さrmsは0.15nmである。
(3)洗浄耐性
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14表面をオゾン水によるスピン洗浄で計600秒処理する。この処理の前後に保護層14表面にEUV光(波長13.5nm)を照射し、EUV反射率をEUV反射率計(AIXUV社製MBR(製品名))を用いて測定する。この処理の前後でのEUV反射率の低下は0.5%である。
(4)加熱処理耐性
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルに対して、210℃で10分間の加熱処理(大気中)をする。この処理前後での、EUV反射率の低下は4.3%である。
実施例4は、窒素含有雰囲気中(窒素とアルゴンの混合ガス雰囲気中)での暴露条件を以下の条件とする以外は、実施例3と同様の手順を実施する。
(暴露条件)
・雰囲気ガス:Arガス(キャリアガス)、流量17sccm。窒素ガス、流量50sccm。
・窒素ガス分圧: 0.2mTorr(2.6×10−2Pa)。
・雰囲気圧力:0.3mTorr(3.5×10−2Pa)。
・熱処理温度:140℃。
・熱処理時間:6000sec。
・窒素分圧×熱処理時間(窒素含有雰囲気への暴露時間):1.2×106L(1L(Langmuir)=1×10−6 Torr・s=1.33×10−4Pa・s)。
(1)膜組成
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14の表面から反射層(Mo/Si多層反射膜)12までの深さ方向組成を、X線光電子分光装置(X−ray Photoelectron Spectrometer)(アルバック・ファイ社製:Quantera SXM)を用いて測定することによって、Mo/Si多層反射膜の最上層であるSi層と保護層14との間に中間層13が形成されていることを確認する。中間層13の組成は、窒素 8at%、Si 92at%である。また、中間層13の膜厚は1nmである。
(2)表面粗さ
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14の表面粗さを、JIS−B0601(1994年)にしたがって、原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope)(セイコーインスツルメンツ社製:番号SPI3800)を用いて確認する。保護層14の表面粗さrmsは0.15nmである。
(3)洗浄耐性
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14表面をオゾン水によるスピン洗浄で計600秒処理する。この処理の前後に保護層14表面にEUV光(波長13.5nm)を照射し、EUV反射率をEUV反射率計(AIXUV社製MBR(製品名))を用いて測定する。この処理の前後でのEUV反射率の低下は0.3%である。
(4)加熱処理耐性
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルに対して、210℃で10分間の加熱処理(大気中)をする。この処理前後での、EUV反射率の低下は3.7%である。
比較例1は、反射層(Mo/Si多層反射膜)12の形成後、Mo/Si多層反射膜の最上層であるSi層を窒素含有雰囲気に暴露することなしに保護層14を形成した以外は実施例1と同様の手順で実施した。
(1)膜組成
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14の表面から反射層(Mo/Si多層反射膜)12までの深さ方向組成を、X線光電子分光装置(X−ray Photoelectron Spectrometer)(アルバック・ファイ社製:Quantera SXM)を用いて測定することによって、Mo/Si多層反射膜の最上層であるSi層と保護層14との間に中間層13の形成は確認されず、Si層と保護層14との積層体における窒素含有率は0%であった。
(2)表面粗さ
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14の表面粗さを、JIS−B0601(1994年)にしたがって、原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope)(セイコーインスツルメンツ社製:番号SPI3800)を用いて確認した。保護層14の表面粗さrmsは0.15nmであった。
(3)洗浄耐性
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14表面をオゾン水によるスピン洗浄で計600秒処理した。この処理の前後に保護層14表面にEUV光(波長13.5nm)を照射し、EUV反射率をEUV反射率計(AIXUV社製MBR(製品名))を用いて測定した。この処理の前後でのEUV反射率の低下は2.1%であった。
この結果から、比較例1のマスクブランクは、実施例1〜4のマスクブランクに比べて洗浄耐性に劣ることが確認された。
(4)加熱処理耐性
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルに対して、210℃で10分間の加熱処理(大気中)をした。この処理前後での、EUV反射率の低下は7.8%であった。
この結果から、比較例1のマスクブランクは、実施例1〜4のマスクブランクに比べて加熱処理耐性に劣ることが確認された。
比較例2は、Si層表面を窒素含有雰囲気の代わりに下記暴露条件でArガス雰囲気に暴露した以外は、実施例1と同様の手順で実施した。
(暴露条件)
・暴露ガス:Arガス、流量17sccm(RF放電中にArガスを供給)。
・雰囲気圧力:0.1mTorr(1.3×10−2Pa)。
・雰囲気温度:20℃。
・暴露時間:600sec。
・RF放電の周波数:1.8MHz。
・RFパワー:500W。
(1)膜組成
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14の表面から反射層(Mo/Si多層反射膜)12までの深さ方向組成を、X線光電子分光装置(X−ray Photoelectron Spectrometer)(アルバック・ファイ社製:Quantera SXM)を用いて測定することによって、Mo/Si多層反射膜の最上層であるSi層と保護層14との間に中間層13の形成は確認されず、Si層と保護層14との積層体における窒素含有率は0%であった。
(2)表面粗さ
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14の表面粗さを、JIS−B0601(1994年)にしたがって、原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope)(セイコーインスツルメンツ社製:番号SPI3800)を用いて確認した。保護層14の表面粗さrmsは0.15nmであった。
(3)洗浄耐性
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14表面をオゾン水によるスピン洗浄で計600秒処理した。この処理の前後に保護層14表面にEUV光(波長13.5nm)を照射し、EUV反射率をEUV反射率計(AIXUV社製MBR(製品名))を用いて測定した。この処理の前後でのEUV反射率の低下は2.9%であった。
この結果から、比較例2のマスクブランクは、実施例1〜4のマスクブランクに比べて洗浄耐性に劣ることが確認された。
(4)加熱処理耐性
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルに対して、210℃で10分間の加熱処理(大気中)をする。この処理前後での、EUV反射率の低下は7.8%である。
この結果から、比較例2のマスクブランクは、実施例1〜4のマスクブランクに比べて加熱処理耐性に劣ることが確認される。
比較例3は、Si層表面を熱処理もRF放電もせずに、下記の暴露条件で暴露を実施した以外は、実施例1と同様の手順を実施する。
Mo/Si多層反射膜の形成後、大気中へ暴露することなしに、Mo/Si多層反射膜の最上層のSi層表面を、下記条件にしたがって窒素含有雰囲気中(窒素とアルゴンの混合ガス雰囲気中)で暴露する。
(暴露条件)
・雰囲気ガス:Arガス(キャリアガス)、流量17sccm。窒素ガス、流量50sccm。
・窒素ガス分圧:0.2mTorr(2.6×10-2Pa)。
・雰囲気圧力:0.3mTorr(3.5×10-2Pa)。
・雰囲気温度:20℃。
・暴露時間:600sec
(1)膜組成
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14の表面から反射層(Mo/Si多層反射膜)12までの深さ方向組成を、X線光電子分光装置(X−ray Photoelectron Spectrometer)(アルバック・ファイ社製:Quantera SXM)を用いて測定することによって、Mo/Si多層反射膜の最上層であるSi層と保護層14との間に中間層13の形成は確認されず、Si層と保護層14との積層体における窒素含有率は0.2%である。
(2)表面粗さ
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14の表面粗さを、JIS−B0601(1994年)にしたがって、原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope)(セイコーインスツルメンツ社製:番号SPI3800)を用いて確認する。保護層14の表面粗さrmsは0.15nmである。
(3)洗浄耐性
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14表面をオゾン水によるスピン洗浄で計600秒処理する。この処理の前後に保護層14表面にEUV光(波長13.5nm)を照射し、EUV反射率をEUV反射率計(AIXUV社製MBR(製品名))を用いて測定する。この処理の前後でのEUV反射率の低下は1.9%である。この結果から、比較例3のマスクブランクは、実施例1〜4のマスクブランクに比べて洗浄耐性に劣ることが確認される。
(4)加熱処理耐性
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルに対して、210℃で10分間の加熱処理(大気中)を行う。この処理前後での、EUV反射率の低下は7.4%である。
この結果から、比較例3のマスクブランクは、実施例1〜4のマスクブランクに比べて加熱処理耐性に劣ることが確認される。
比較例4は、窒素含有雰囲気中でのSi層表面の熱処理の代わりに、下記条件にしたがってArガス雰囲気中で熱処理する以外は、実施例3と同様の手順で実施した。
(熱処理条件)
・雰囲気ガス:Arガス、流量17sccm。
・雰囲気圧力:0.1mTorr(1.3×10−2Pa)。
・熱処理温度:140℃。
・熱処理時間:600sec。
(1)膜組成
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14の表面から反射層(Mo/Si多層反射膜)12までの深さ方向組成を、X線光電子分光装置(X−ray Photoelectron Spectrometer)(アルバック・ファイ社製:Quantera SXM)を用いて測定することによって、Mo/Si多層反射膜の最上層であるSi層と保護層14との間に中間層13の形成は確認されず、Si層と保護層14との積層体における窒素含有率は0%である。
(2)表面粗さ
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14の表面粗さを、JIS−B0601(1994年)にしたがって、原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope)(セイコーインスツルメンツ社製:番号SPI3800)を用いて確認する。保護層14の表面粗さrmsは0.15nmである。
(3)洗浄耐性
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14表面をオゾン水によるスピン洗浄で計600秒処理する。この処理の前後に保護層14表面にEUV光(波長13.5nm)を照射し、EUV反射率をEUV反射率計(AIXUV社製MBR(製品名))を用いて測定する。この処理の前後でのEUV反射率の低下は2.9%である。この結果から、比較例4のマスクブランクは、実施例1,〜4のマスクブランクに比べて洗浄耐性に劣ることが確認される。
(4)加熱処理耐性
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルに対して、210℃で10分間の加熱処理(大気中)をする。この処理前後での、EUV反射率の低下は7.8%である。
この結果から、比較例4のマスクブランクは、実施例1〜4のマスクブランクに比べて加熱処理耐性に劣ることが確認される。
比較例5は、Si層表面を窒素含有雰囲気中(窒素とアルゴンの混合ガス雰囲気中)で熱処理する前に、大気中に暴露する以外は、実施例3と同様の手順を実施する。
(大気暴露条件)
・暴露ガス:大気(N2:約78体積%、O2:約21体積%)。
・雰囲気圧力:760Torr(1.0×105Pa)。
・雰囲気温度:20℃。
・暴露時間:600sec。
(窒素暴露条件)
・雰囲気ガス:Arガス(キャリアガス)、流量17sccm。窒素ガス、流量50sccm。
・窒素ガス分圧: 0.2mTorr(2.6×10−2Pa)。
・雰囲気圧力:0.3mTorr(3.5×10−2Pa)。
・熱処理温度:140℃。
・熱処理時間:600sec。
・窒素分圧×熱処理時間(窒素含有雰囲気への暴露時間):1.2×106L(1L(Langmuir)=1×10−6 Torr・s=1.33×10−4Pa・s)
(1)膜組成
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14の表面から反射層(Mo/Si多層反射膜)12までの深さ方向組成を、X線光電子分光装置(X−ray Photoelectron Spectrometer)(アルバック・ファイ社製:Quantera SXM)を用いて測定することによって、Mo/Si多層反射膜の最上層であるSi層と保護層14との間に中間層13が形成されていることを確認する。中間層13の組成は、酸素 4at%、窒素 1at%、Si 95at%である。また、中間層13の膜厚は1nmである。
(2)表面粗さ
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14の表面粗さを、JIS−B0601(1994年)にしたがって、原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope)(セイコーインスツルメンツ社製:番号SPI3800)を用いて確認する。保護層14の表面粗さrmsは0.15nmである。
(3)洗浄耐性
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14表面をオゾン水によるスピン洗浄で計600秒処理する。この処理の前後に保護層14表面にEUV光(波長13.5nm)を照射し、EUV反射率をEUV反射率計(AIXUV社製MBR(製品名))を用いて測定する。この処理の前後でのEUV反射率の低下は0.8%である。この結果から、比較例5のマスクブランクは、比較例1に比べれば洗浄耐性が改善しているが、実施例1〜4のマスクブランクに比べて洗浄耐性に劣ることが確認される。
(4)加熱処理耐性
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルに対して、210℃で10分間の加熱処理(大気中)をする。この処理前後での、EUV反射率の低下は8.1%である。
この結果から、比較例5のマスクブランクは、実施例1〜4のマスクブランクに比べて加熱処理耐性に劣ることが確認される。
実施例5は、Mo/Si多層反射膜の最上層であるSi層を窒素含有雰囲気(窒素とアルゴンの混合ガス雰囲気)に暴露する際に、以下の条件にしたがって、RF放電を実施せず、Si層表面に紫外線を照射する以外は、実施例1と同様の手順で実施した。
(暴露条件)
・キャリアガス:Arガス、流量17sccm。
・暴露ガス:窒素ガス、流量50sccm。
・窒素ガス分圧:0.2mTorr(2.6×10−2Pa)。
・雰囲気圧力:0.3mTorr(3.5×10−2Pa)。
・雰囲気温度:20℃。
・暴露時間:600sec。
・暴露量:1.2×106L(1L(Langmuir)=1×10−6 Torr・s=1.33×10−4Pa・s)。
・紫外線照射光源:アルゴンエキシマランプ。
・紫外線波長:126nm。
・ランプ窓(フッ化マグネシウム)〜基板間距離:5cm。
(1)膜組成
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14の表面から反射層(Mo/Si多層反射膜)12までの深さ方向組成を、X線光電子分光装置(X−ray Photoelectron Spectrometer)(アルバック・ファイ社製:Quantera SXM)を用いて測定することによって、Mo/Si多層反射膜の最上層であるSi層と保護層14との間に中間層13が形成されていることを確認した。中間層13の組成は、窒素 8at%、Si 92at%であった。また、中間層13の膜厚は1nmであった。
(2)表面粗さ
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14の表面粗さを、JIS−B0601(1994年)にしたがって、原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope)(セイコーインスツルメンツ社製:番号SPI3800)を用いて確認した。保護層14の表面粗さrmsは0.15nmであった。
(3)洗浄耐性
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルについて、保護層14表面をオゾン水によるスピン洗浄で計600秒処理した。この処理の前後に保護層14表面にEUV光(波長13.5nm)を照射し、EUV反射率をEUV反射率計(AIXUV社製MBR(製品名))を用いて測定した。この処理の前後でのEUV反射率の低下は0.3%であった。
(4)加熱処理耐性
上記の手順で保護層14まで形成したサンプルに対して、210℃で10分間の加熱処理(大気中)をする。この処理前後での、EUV反射率の低下は3.7%である。
また、本発明のEUVマスクブランクを用いて作成されるEUVマスクは、EUV露光時において、EUV光線反射率の経時的な変化が小さい、信頼性の高いEUVマスクであり、より微細化された半導体集積回路の製造において有用である。
なお、2009年12月9日に出願された日本特許出願2009−279371号、2009年12月25日に出願された日本特許出願2009−294310号、2010年2月3日に出願された日本特許出願2010−021944号、2010年3月24日に出願された日本特許出願2010−067421号および2010年6月14日に出願された日本特許出願2010−134822号のそれぞれの明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。
11:基板
12:反射層
13:中間層
14:保護層
15:吸収体層
16:低反射層
Claims (17)
- 基板上に、EUV光を反射する反射層と、該反射層を保護する保護層とがこの順に形成されたEUVリソグラフィ用反射層付基板であって、
前記反射層が、Mo/Si多層反射膜であり、
前記保護層が、Ru層、または、Ru化合物層であり、
前記反射層と、前記保護層と、の間に、窒素を0.5〜25at%含有し、Siを75〜99.5at%含有する中間層が形成されていることを特徴とするEUVリソグラフィ用反射層付基板。 - 前記Mo/Si多層反射膜からなる反射層の最上層がSi膜であり、前記中間層が当該Si膜面に接して形成されている、請求項1に記載のEUVリソグラフィ用反射層付基板。
- 前記中間層の膜厚が0.2〜2.5nmである、請求項1または2に記載のEUVリソグラフィ用反射層付基板。
- 前記保護層表面の表面粗さrmsが0.5nm以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のEUVリソグラフィ用反射層付基板。
- 前記保護層の膜厚が1〜10nmである、請求項1〜4のいずれか1項に記載のEUVリソグラフィ用反射層付基板。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の反射層付基板の保護層上に吸収体層を形成してなるEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。
- 前記吸収体層がタンタル(Ta)を主成分とする材料で形成される、請求項6に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。
- エッチングガスとして塩素系ガスを用いてドライエッチングを実施した際の前記保護層と前記吸収体層とのエッチング選択比が10以上である、請求項6または7に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。
- 前記吸収体層上に、タンタル(Ta)を主成分とする材料で形成された、マスクパターンの検査に使用する検査光における低反射層が設けられている、請求項6〜8のいずれか1項に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。
- 吸収体層に形成されるパターンの検査に用いられる光の波長に対する前記保護層表面での反射光と、前記低反射層表面での反射光と、のコントラストが、30%以上である、請求項9に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。
- 請求項6〜10のいずれか1項に記載のEUVマスクブランクをパターニングしたEUVリソグラフィ用反射型マスク。
- 基板の成膜面上に、EUV光を反射する多層反射膜を形成した後、前記多層反射膜上に該多層反射膜の保護層を形成することにより、EUVリソグラフィ(EUVL)用反射層付基板を製造する、EUVL用反射層付基板の製造方法であって、
前記多層反射膜が、Mo/Si多層反射膜であり、
前記保護層が、Ru層、または、Ru化合物層であり、
前記Mo/Si多層反射膜の形成後、該Mo/Si多層反射膜の最上層であるSi層表面を、大気中へ暴露することなく、窒素含有雰囲気に暴露した後に前記保護層を形成することを特徴するEUVL用反射層付基板の製造方法。 - 前記窒素含有雰囲気の窒素分圧(Torr)と暴露時間(s)の積が1×10−6Torr・s以上であり、該窒素含有雰囲気の温度が0〜170℃である、請求項12に記載のEUVL用反射層付基板の製造方法。
- 前記窒素含有雰囲気の窒素分圧(Torr)と暴露時間(s)の積が1×10−6Torr・s以上であり、該窒素含有雰囲気の温度が0〜160℃である、請求項12に記載のEUVL用反射層付基板の製造方法。
- 前記窒素含有雰囲気の窒素分圧(Torr)と暴露時間(s)の積が1×10−6Torr・s以上であり、該窒素含有雰囲気の温度が0〜150℃である、請求項12に記載のEUVL用反射層付基板の製造方法。
- 前記Si層表面を窒素含有雰囲気に暴露する際、前記窒素含有雰囲気をプラズマ状態に保持するか、または、該Si層表面を熱処理するか、または該Si層表面に紫外線を照射する、請求項12〜15のいずれか1項に記載のEUVL用反射層付基板の製造方法。
- 請求項11に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクを用いて、被露光体に露光を行うことにより半導体集積回路を製造することを特徴とする半導体集積回路の製造方法。
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