KR102499220B1 - 반사형 마스크 블랭크 및 그 제조 방법, 반사형 마스크 및 그 제조 방법, 및 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
전자선에 의한 마스크 결함 검사 시의 차지업을 방지함과 함께, 평활성이 높은 다층 반사막을 갖는 저결함의 반사형 마스크 블랭크, 및 반사형 마스크와 그 제조 방법을 제공한다. 기판(1) 상에 도전성 하지막(4)과, 노광광을 반사하는 다층 반사막(5)과, 노광광을 흡수하는 흡수체막(7)이 적층된 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크(100)이며, 상기 도전성 하지막은, 상기 다층 반사막과 인접하여 형성된 막 두께가 1㎚ 이상 10㎚ 이하인 탄탈륨계 재료 또는 루테늄계 재료의 단층막, 또는 상기 다층 반사막과 인접하여 형성된 막 두께가 1㎚ 이상 10㎚ 이하인 탄탈륨계 재료층과 당해 탄탈륨계 재료층과 상기 기판의 사이에 형성된 도전성 재료층을 포함하는 적층막을 포함하는 반사형 마스크 블랭크, 및 그 마스크 블랭크를 사용하여 제조된 반사형 마스크로 한다. 또한, 그 반사형 마스크를 사용하여 반도체 장치를 제조한다.
Description
본 발명은 반도체 장치의 제조 등에 사용되는 노광용 마스크를 제조하기 위한 원판인 반사형 마스크 블랭크 및 그 제조 방법, 이 반사형 마스크 블랭크를 사용하여 제조되는 반사형 마스크 및 그 제조 방법, 및 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 제조에 있어서의 노광 장치의 광원의 종류는, 파장 436㎚의 g선, 동 365㎚의 i선, 동 248㎚의 KrF 레이저, 동 193㎚의 ArF 레이저와, 파장을 서서히 짧게 하면서 진화해 가고 있으며, 보다 미세한 패턴 전사를 실현하기 위해, 파장이 13.5㎚ 근방의 극단 자외선(EUV: Extreme Ultra Violet)을 사용한 EUV 리소그래피가 개발되어 있다. EUV 리소그래피에서는, EUV 광에 대하여 투명한 재료가 적은 점에서, 투과형 마스크가 아닌, 반사형 마스크가 사용된다. 이 반사형 마스크에서는, 저열팽창 기판 상에 노광광을 반사하는 다층 반사막이 형성되고, 당해 다층 반사막을 보호하기 위한 보호막 위에 원하는 전사용 패턴이 형성된 마스크 구조를 기본 구조로 하고 있다.
전사용 패턴에는, EUV 광을 일정량 반사시키는 위상 시프트막형(하프톤 위상 시프트형)과 EUV 광을 비교적 강하게 흡수하는 흡수체막형(바이너리형)이 있지만, EUV 광의 흡수량이 크고, 상대적으로 반사광이 작은 흡수체막형이어도 0.5％ 정도의 EUV 광을 반사한다. 이로 인해, EUV용 반사형 마스크에서는, 위상 시프트막형은 물론 흡수체막형이어도, 인접하여 행해지는 노광으로부터의 노광광의 반사 영향을 충분히 저감하기 위한 전용 차광대(帶)를 설치할 필요가 있다. 여기서, 차광대란, 마스크의 회로 패턴 영역을 둘러싸도록 설치된 차광 프레임(영역)이며, 노광광이, 웨이퍼 상의 패턴 전사되는 블록에 인접하는 영역, 예를 들어 이웃에 전사 형성되는 회로 패턴 영역으로 누설되지 않도록 하기 위한 것이다. 이 차광대부에서 충분히 반사광을 저감할 수 없는 경우에는, 인접 영역에 노광광이 쐬어, 그 인접 영역 내에 있는 패턴의 해상도 저하나, 전사 치수 정밀도의 저하와 같은 문제를 야기하여, 수율 저하의 원인이 된다. EUV용 반사형 마스크에서는, 단순하게 위상 시프트막이나 흡수체막 그 자체만으로 차광대를 형성하면 반사광이 크고, 이러한 문제들을 야기하므로, 충분한 차광성(충분한 반사 저감 기능)을 가진 차광대가 사용된다.
EUV 리소그래피용 반사형 마스크의 대표적인 차광대는, 차광대 부분의 다층 반사막을 에칭하는 새김형의 차광대(이하, 적절히 「다층 반사막 새김 차광대」라고 함)이다. 이 방법은, 전사 패턴용 흡수체막 위에 추가로 차광대용 흡수막을 적층시킨 흡수체 적층형 차광대보다도, 고정밀도 전사용 패턴의 형성, 결함 발생의 저감, 및 적층 차광대막에 의한 쉐도잉 효과의 방지라는 관점에서 유리하다.
이러한 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 및 이것을 제작하기 위한 마스크 블랭크스에 관련된 기술은, 특허문헌 1부터 특허문헌 4에 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 1에는 차광대 및 쉐도잉 효과에 대해서도 개시되어 있다.
파장 13.5㎚의 EUV 리소그래피는 ArF 리소그래피보다도, 사용하는 광의 파장이 약 1/15로 현격한 차이로 짧으므로, 그 해상도는 매우 높다. 그만큼, EUV 리소그래피용 반사형 마스크의 치명 결함의 사이즈는 매우 작다.
EUV 리소그래피용 반사형 마스크의 결함은, 흡수체 패턴이나 위상 시프트 패턴의 패턴 결함(이하, 적절히 「마스크 패턴 결함」이라고 함)과, 다층 반사막의 결함으로 크게 구별된다.
매우 작은 사이즈의 마스크 패턴 결함을 저감하기 위해서는, 초미세 패턴에 대하여 매우 높은 검사 감도를 가지는 전자선(EB)에 의한 패턴 결함 검사(이하, 적절히 「마스크 패턴 EB 결함 검사」라고 함)가 필요하게 되어 가고 있다. 마스크 패턴 EB 결함 검사에서는, 차지업을 일으키면 검사 감도의 저하나 오검출을 일으킬 우려가 있으므로, 차지업을 방지하는 것이 중요해진다. 그러나, 다층 반사막 새김 차광대형 EUV 리소그래피용 반사형 마스크에서는, 도전체인 흡수체막이나 다층 반사막이 차광대에 의해 분단되어, 회로 패턴 형성부가 전기적으로 고립되어 버려 접지를 확보할 수 없게 되기 때문에, 마스크 패턴 EB 결함 검사 시의 전자선 조사에 의해 차지업을 일으킬 우려가 있다.
한편, 다층 반사막의 결함을 저감하기 위해서는, 다층 반사막 바로 아래의 하지 표면의 평활성을 매우 높게 할 필요가 있다. 그 이유는, EUV 리소그래피용 반사형 마스크에는 위상 결함이라는 투과형 마스크에는 없었던 문제가 있기 때문이다. 다층 반사막 바로 아래의 하지 표면에 미소한 요철이 있으면, 그것이 원인이 되어서 그 위에 형성되는 다층 반사막층에 흐트러짐(파형)이 발생하고, 부분적으로 위상차가 발생한다. 그것에 수반하여 EUV 광의 반사율이 부분적으로 변하여 치명 결함원이 될 우려가 있기 때문이다. 또한, 다층 반사막의 결함 저감을 위해서는, 다층 반사막의 결함을 매우 높은 감도로 검사할 필요가 있다. 이것을 위해서는, 검사 시의 노이즈나 의사 결함을 저감할 필요가 있고, 다층 반사막 표면의 평활성도 높을 것이 요구된다.
또한, 노광원으로서 EUV 광을 사용한 경우, 아웃 오브 밴드(OoB: Out Of Band) 광이라 불리는 진공 자외광 및 자외광(파장: 130 내지 400㎚)이 발생하는 것이 알려져 있다. 상술한 다층 반사막 새김 차광대형 EUV 리소그래피용 반사형 마스크에서는, 차광대 영역에서는 기판이 노출되어 있기 때문에, 아웃 오브 밴드 광은, 기판면에서의 반사나, 기판을 투과하고, 기판의 이면에 형성된 도전막에 의한 반사가 발생해 버린다. 인접한 회로 패턴 영역은 복수회 노광되기 때문에, 반사된 아웃 오브 밴드 광의 광량 적산값은 무시할 수 없는 크기가 되어, 배선 패턴의 치수에 영향을 끼쳐 버린다는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기의 점을 감안하여, 전자선(EB)에 의한 마스크 패턴 결함 검사 시의 차지업을 방지함과 함께, 위상 결함이 적고, 높은 표면 평활성을 가지는 다층 반사막을 갖고, 또한, 다층 반사막 새김부로부터 반사되어 오는 아웃 오브 밴드 광이 적고, 그 결과, 마스크 패턴의 전사 정밀도가 높아지는 반사형 마스크를 제조하기에 적합한 반사형 마스크 블랭크와 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 이 마스크 블랭크를 사용한 반사형 마스크 및 그 제조 방법, 및 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 이하의 구성을 가진다.
(구성 1)
기판 상에 도전성 하지막과, 노광광을 반사하는 다층 반사막과, 노광광을 흡수하는 흡수체막이 적층된 반사형 마스크 블랭크이며,
상기 도전성 하지막은, 상기 다층 반사막과 인접하여 형성되고, 막 두께가 1㎚ 이상 10㎚ 이하인 탄탈륨계 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크.
(구성 2)
기판 상에 도전성 하지막과, 노광광을 반사하는 다층 반사막과, 노광광을 흡수하는 흡수체막이 적층된 반사형 마스크 블랭크이며,
상기 도전성 하지막은, 상기 다층 반사막과 인접하여 형성된 막 두께가 1㎚ 이상 10㎚ 이하인 탄탈륨계 재료층과, 당해 탄탈륨계 재료층과 상기 기판의 사이에 형성된 도전성 재료층을 포함하는 적층막을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크.
(구성 3)
상기 탄탈륨계 재료는, 질소 및 산소 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 구성 1 또는 2에 기재된 반사형 마스크 블랭크.
(구성 4)
상기 다층 반사막 위에 보호막이 형성되어 있고, 당해 보호막이 루테늄계 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 반사형 마스크 블랭크.
(구성 5)
상기 다층 반사막은, 규소를 함유하는 제1층과 몰리브덴을 함유하는 제2층이 교대로 적층되어 이루어지고, 상기 도전성 하지막과 접하는 다층 반사막의 최하층은 상기 제1층인 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 반사형 마스크 블랭크.
(구성 6)
상기 다층 반사막은, 규소를 함유하는 제1층과 몰리브덴을 함유하는 제2층이 교대로 적층되어 이루어지고, 상기 도전성 하지막과 접하는 다층 반사막의 최하층은 상기 제2층인 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 반사형 마스크 블랭크.
(구성 7)
구성 1 내지 6 중 어느 하나에 기재된 반사형 마스크 블랭크에 의해 제작되는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크.
(구성 8)
구성 1 내지 6 중 어느 하나에 기재된 반사형 마스크 블랭크를 준비하는 공정과,
상기 흡수체막 위에 레지스트 패턴을 형성하고, 당해 레지스트 패턴을 마스크로 하여 에칭에 의해 흡수체 패턴을 형성하는 공정, 또는 상기 흡수체막 위에 에칭용 하드 마스크막을 형성한 후에 레지스트 패턴을 형성하고, 당해 하드 마스크를 통하여 당해 레지스트 패턴을 에칭에 의해 흡수체막에 전사하여 흡수체 패턴을 형성하는 공정과,
상기 다층 반사막의 일부를 산소 가스를 포함하는 염소계 가스에 의해 건식 에칭하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크의 제조 방법.
(구성 9)
상기 다층 반사막의 일부를 에칭하는 장소는, 회로 패턴 영역을 둘러싸도록 형성된 차광대 영역인 것을 특징으로 하는 구성 8에 기재된 반사형 마스크의 제조 방법.
(구성 10)
상기 다층 반사막 위에 루테늄계 재료를 포함하는 보호막이 형성되어 있고, 당해 보호막 및 다층 반사막을 연속하여 건식 에칭하는 것을 특징으로 하는 구성 8 또는 9에 기재된 반사형 마스크의 제조 방법.
(구성 11)
구성 7에 기재된 반사형 마스크, 또는 구성 8 내지 10 중 어느 하나에 기재된 반사형 마스크의 제조 방법에 의해 제조된 반사형 마스크를 사용하여, 당해 반사형 마스크 상에 형성되어 있는 패턴을, 반도체 기판 상에 형성된 레지스트막에 노광 전사하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
(구성 12)
기판 상에 도전성 하지막과, 노광광을 반사하는 다층 반사막과, 노광광을 흡수하는 흡수체막이 적층된 반사형 마스크 블랭크이며,
상기 도전성 하지막은, 상기 다층 반사막과 인접하여 형성되고, 막 두께가 1㎚ 이상 10㎚ 이하인 루테늄계 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크.
(구성 13)
상기 도전성 하지막과 상기 기판의 사이에, 상기 기판 표면의 결함 또는 조도로부터 발생하는 상기 다층 반사막 표면에 대한 악영향을 완화하는 완충막을 구비하는 것을 특징으로 하는 구성 12에 기재된 반사형 마스크 블랭크.
(구성 14)
상기 다층 반사막 위에 보호막이 형성되어 있고, 당해 보호막이 루테늄계 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 구성 12 또는 13에 기재된 반사형 마스크 블랭크.
(구성 15)
상기 루테늄계 재료는, 티타늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 구성 14에 기재된 반사형 마스크 블랭크.
(구성 16)
기판 상에 스퍼터링법에 의해 도전성 하지막을 형성하는 도전성 하지막 형성 공정과,
상기 도전성 하지막과 인접하고, 노광광을 반사하는 다층 반사막을 형성하는 다층 반사막 형성 공정과,
노광광을 흡수하는 흡수체막을 형성하는 흡수체막 형성 공정을 차례로 행하여 제조하는 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법이며,
상기 도전성 하지막은 막 두께가 1㎚ 이상 10㎚ 이하인 루테늄계 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
(구성 17)
상기 도전성 하지막은, 이온빔 스퍼터링법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 구성 16에 기재된 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
(구성 18)
상기 도전성 하지막은, 당해 도전성 하지막을 구성하는 재료의 스퍼터 입자를 기판 주표면의 법선에 대하여 45도 이하의 각도로 입사시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 구성 16 또는 17에 기재된 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
(구성 19)
상기 도전성 하지막 형성 공정과 상기 다층 반사막 형성 공정은, 감압 진공 하에 있어서 연속하여 실시되는 것을 특징으로 하는 구성 16 내지 구성 18 중 어느 하나에 기재된 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
(구성 20)
상기 다층 반사막 형성 공정 후에, 당해 다층 반사막 위에 보호막을 형성하는 공정을 가지고, 당해 보호막이 루테늄계 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 구성 16 내지 구성 19 중 어느 하나에 기재된 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
(구성 21)
상기 루테늄계 재료는, 티타늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 구성 20에 기재된 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
(구성 22)
상기 다층 반사막 위에 보호막이 형성된 상태에서, 100℃ 이상 300℃ 이하에서 어닐 처리하는 것을 특징으로 하는 구성 20 또는 21에 기재된 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
(구성 23)
구성 12 내지 구성 15 중 어느 하나에 기재된 반사형 마스크 블랭크를 준비하는 공정과,
상기 흡수체막 위에 레지스트 패턴을 형성하고, 당해 레지스트 패턴을 마스크로 해서 에칭에 의해 흡수체 패턴을 형성하는 공정, 또는 상기 흡수체막 위에 에칭용 하드 마스크막을 형성한 후에 레지스트 패턴을 형성하고, 당해 하드 마스크를 통하여 당해 레지스트 패턴을 에칭에 의해 흡수체막에 전사하여 흡수체 패턴을 형성하는 공정과,
상기 다층 반사막의 일부를 에칭하는 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크의 제조 방법.
(구성 24)
상기 다층 반사막의 일부를 에칭하는 장소는, 회로 패턴 영역을 둘러싸도록 형성된 차광대 영역인 것을 특징으로 하는 구성 23에 기재된 반사형 마스크의 제조 방법.
(구성 25)
구성 23 또는 24에 기재된 반사형 마스크의 제조 방법에 의해 제조된 반사형 마스크를 사용하여, 당해 반사형 마스크 상에 형성되어 있는 패턴을, 반도체 기판 상에 형성된 레지스트막에 노광 전사하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
본 발명의 반사형 마스크 블랭크에 의하면, 다층 반사막에 인접하여 기판 상에 막 두께가 1㎚ 이상인 탄탈륨계 재료 또는 루테늄계 재료를 포함하는 도전성 하지막, 또는 다층 반사막에 인접하여 형성된 탄탈륨계 재료를 포함하는 탄탈륨계 재료막(층)과 당해 탄탈륨계 재료막과 기판의 사이에 형성된 도전막(층)을 포함하는 도전성 적층 하지막을 구비함으로써, 회로 패턴 형성 영역은 전기적으로 고립되는 일 없이 접지를 확보할 수 있으며, 전자선(EB)에 의한 마스크 패턴 결함 검사 시의 차지업을 방지할 수 있다. 이로 인해, 고감도로 안정적인 마스크 패턴 EB 결함 검사를 행하는 것이 가능하게 된다.
여기서, 탄탈륨계 재료는, 다층 반사막의 에칭에 사용되는 산소 가스를 포함하는 염소계 가스에 의한 건식 에칭에 대하여 높은 건식 에칭 내성을 가진다. 다층 반사막의 일부를, 산소 가스를 포함하는 염소계 가스에 의해 에칭하여 차광대부를 형성할 때, 탄탈륨계 재료는 거의 에칭되지 않으므로, 막 두께가 1㎚ 이상인 탄탈륨계 재료로 마스크 패턴 EB 결함 검사에 필요한 도전율을 확보할 수 있다.
또한, 상기 도전성 하지막 또는 도전성 적층 하지막에 있어서의 탄탈륨계 재료막 또는 루테늄계 재료의 막 두께를 10㎚ 이하로 구성했으므로, 그레인을 작게 할 수 있고, 높은 평활성을 갖게 할 수 있기 때문에, 그 위에 형성되는 다층 반사막은 위상 결함이 적은 것이 된다. 게다가, 다층 반사막 표면의 평활성도 높은 것이 되기 때문에, 다층 반사막의 결함을 검사할 때에도 의사 결함이 적고, 높은 감도로 다층 반사막의 결함 검사를 행할 수 있다.
게다가, 탄탈륨계 재료막의 경우에는, 그 막 두께를 10㎚ 이하로 함으로써, 차광대부 등의 다층 반사막이 에칭 제거되어서 당해 탄탈륨계 재료막이 노출된 영역에 있어서의 아웃 오브 밴드 광에 대한 반사율이, 노광 전사에 악영향을 주지 않는 충분히 작은 것이 된다.
본 발명의 반사형 마스크의 제조 방법에 의하면, 마스크 패턴도 다층 반사막도 높은 감도로 결함 검사를 행할 수 있고, 또한 다층 반사막의 위상 결함이 적기 때문에, 결함이 적은 마스크를 제조할 수 있다. 또한, 이 반사형 마스크를 사용하여 EUV 리소그래피를 행하면, 전사 결함이 적은 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명에 따른 제1 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크의 개략 구성을 설명하기 위한 주요부 단면 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 제2 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크의 개략 구성을 설명하기 위한 주요부 단면 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 제4 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크의 개략 구성을 설명하기 위한 주요부 단면 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 제1 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크로부터, EUV 리소그래피용 반사형 마스크를 제작하는 공정을 주요부 단면도로 도시한 공정도이다.
도 5는 본 발명에 따른 EUV 리소그래피용 반사형 마스크의 개요 구조를 설명하기 위한 주요부 평면도이다.
도 6은 Ru 도전막의 전기적 특성을 막 두께와 시트 저항의 관계로부터 도시하는 특성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 제2 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크의 개략 구성을 설명하기 위한 주요부 단면 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 제4 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크의 개략 구성을 설명하기 위한 주요부 단면 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 제1 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크로부터, EUV 리소그래피용 반사형 마스크를 제작하는 공정을 주요부 단면도로 도시한 공정도이다.
도 5는 본 발명에 따른 EUV 리소그래피용 반사형 마스크의 개요 구조를 설명하기 위한 주요부 평면도이다.
도 6은 Ru 도전막의 전기적 특성을 막 두께와 시트 저항의 관계로부터 도시하는 특성도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태는, 본 발명을 구체화할 때의 일 형태이며, 본 발명을 그 범위 내에 한정하는 것은 아니다. 또한, 도면 중, 동일하거나 또는 상당하는 부분에는 동일한 부호를 부여하여 그 설명을 간략화 내지 생략하는 경우가 있다.
<반사형 마스크 블랭크의 구성 및 그 제조 방법>
도 1은 본 발명에 따른 제1 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크의 구성을 설명하기 위한 주요부 단면도이다. 동 도면에 도시되는 바와 같이, 반사형 마스크 블랭크(100)는 기판(1)과, 제1 주면(표면)측에 형성된 막 두께가 1㎚ 이상 10㎚ 이하인 탄탈륨계 재료를 포함하는 도전성 하지막(4)과, 노광광인 EUV 광을 반사하는 다층 반사막(5)과, 당해 다층 반사막(5)을 보호하기 위한 루테늄(Ru)을 주성분으로 한 재료로 형성되는 보호막(6)과, EUV 광을 흡수하는 흡수체막(7)을 가지고, 이것들이 이 순서대로 적층되는 것이다. 또한, 기판(1)의 제2 주면(이면)측에는, 정전 척용의 이면 도전막(2)이 형성된다.
도 2는 본 발명에 따른 제2 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크의 구성을 설명하기 위한 주요부 단면도이다. 제1 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크의 구성과의 차이는, 제2 구성에서는, 제1 구성의 막 두께가 1㎚ 이상 10㎚ 이하인 탄탈륨계 재료를 포함하는 단층의 도전성 하지막(4) 대신 복수층(도 2 중에서는 대표해서 2층인 경우를 도시)을 포함하는 적층형 도전성 하지막(3)이 형성되어 있는 점이며, 그 밖에는 제1 반사형 마스크 블랭크의 구성과 같다. 여기서, 적층형 도전성 하지막(3)의 최상층(32), 즉 다층 반사막(5)에 접하는 층은 막 두께가 1㎚ 이상 10㎚ 이하인 탄탈륨계 재료를 포함하고, 최상층(32)과 기판(1)의 사이에 형성되는 막은 도전성 재료층[도전막(31)]이다. 최상층(32)은 다층 반사막(5)의 에칭에 대하여 내성을 갖고 있으면 되지만, 도전성을 갖고 있어도 된다. 도전막(31)은 단층의 도전막이어도 되고, 복수 층을 포함하는 도전막이어도 된다.
제2 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크(101)에서는, 다층 반사막(5)을 가공할 때의 에칭 스토퍼 기능을 최상층(32)에 갖게 함으로써, 도전막(31)을 도전 기능으로 특화시킨 적층형 도전성 하지막(3)으로 할 수 있다. 이것에 의해, 제1 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크보다 도전율의 조정 범위가 넓어져, 높은 도전율을 얻는 것이 가능해지므로, 전류값이 높은 전자선(EB)에 의한 마스크 패턴 결함 검사에 있어서도 여유를 갖고서 차지업을 방지할 수 있다. 이로 인해, 검사 감도의 추가적인 향상이나 마스크 패턴 결함 검사의 스루풋의 향상에 적합하다. 한편, 제1 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크(100)에서는, 도전성 하지막(4)이 단층막이기 때문에, 제조 프로세스가 간략화되어, 생산성이 높다는 특징이 있다.
본 발명에 따른 제3 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크는, 제1 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크(도 1)에 대하여, 도전성 하지막(4)이, 막 두께가 1㎚ 이상 10㎚ 이하인 루테늄계 재료를 포함하고 있는 점에서 상이하고, 그 밖에는 제1 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크와 마찬가지의 구성이다.
도 3은 본 발명에 따른 제4 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크의 구성을 설명하기 위한 주요부 단면도이다. 제3 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크의 구성과의 차이는, 제4 구성에서는 기판(1)과 도전성 하지막(4)의 사이에 표면 평활성을 높이기 위한 완충막(10)이 형성되어 있는 점이며, 그 밖에는 제3 반사형 마스크 블랭크의 구성과 같다. 제4 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크(102)에서는, 완충막(10)에 의해, 높은 평활성의 면 위에서 다층 반사막(5)의 형성을 행할 수 있으므로, 위상 결함이 적은 다층 반사막(5)을 형성하는 것이 가능하게 된다.
이하, 각 층별로 설명을 한다.
<<기판>>
기판(1)은 EUV 노광 시의 열에 의한 흡수체 패턴 변형의 발생을 방지하기 위해서, 0±5ppb/℃의 범위 내의 저열팽창 계수를 가지는 것이 바람직하게 사용된다. 이 범위의 저열팽창 계수를 가지는 소재로서는, 예를 들어 SiO2-TiO2계 유리, 다성분계 유리 세라믹스 등을 사용할 수 있다.
기판(1)의 전사 패턴(후술하는 흡수체막(7)이 이것을 구성함)이 형성되는 측의 제1 주면은, 적어도 패턴 전사 정밀도, 위치 정밀도를 얻는 관점에서 고평탄도가 되도록 표면 가공되어 있다. EUV 노광의 경우, 기판(1)의 전사 패턴이 형성되는 측의 주표면의 132㎜×132㎜의 영역에서, 평탄도가 0.1㎛ 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.05㎛ 이하, 특히 바람직하게는 0.03㎛ 이하이다. 또한, 흡수체막(7)이 형성되는 측과 반대측의 제2 주면은, 노광 장치에 세트할 때 정전 척되는 면이며, 132㎜×132㎜의 영역에서, 평탄도가 0.1㎛ 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.05㎛ 이하, 특히 바람직하게는 0.03㎛ 이하이다. 또한, 반사형 마스크 블랭크에 있어서의 제2 주면의 평탄도는, 142㎜×142㎜의 영역에서, 평탄도가 1㎛ 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.5㎛ 이하, 특히 바람직하게는 0.3㎛ 이하이다.
또한, 기판(1)의 표면 평활성의 높이도 매우 중요한 항목이며, 전사용 흡수체 패턴이 형성되는 제1 주면의 표면 조도는, 제곱 평균 평방근 조도(Rms)로 0.15㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 Rms로 0.10㎚ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 표면 평활성은, 원자간력 현미경으로 측정할 수 있다.
또한, 기판(1)은 그 위에 형성되는 막(다층 반사막(5) 등)의 막응력에 의한 변형을 방지하기 위해, 높은 강성을 갖고 있는 것이 바람직하다. 특히, 65㎬ 이상의 높은 영률을 갖고 있는 것이 바람직하다.
<<도전성 하지막>>
도전성 하지막은, 기판(1)과 다층 반사막(5)의 사이에, 다층 반사막(5)과 접촉되도록 형성된 막이다.
<<<도전성 하지막이 탄탈륨계 재료로 이루어지는 경우>>>
도 1의 반사형 마스크 블랭크(100)에 도시하는 바와 같이, 단층의 도전성 하지막(4)인 경우와, 도 2의 반사형 마스크 블랭크(101)에 도시하는 바와 같이, 복수 층을 포함하는 적층형 도전성 하지막(3)인 경우가 있다. 여기서, 단층의 도전성 하지막(4)인 경우에도, 복수 층을 포함하는 적층형 도전성 하지막(3)인 경우에도, 다층 반사막(5)에 접하는 막(층)은 막 두께가 1㎚ 이상 10㎚ 이하인 탄탈륨계 재료를 포함한다. 막 두께가 1㎚ 이상 10㎚ 이하인 탄탈륨계 재료는, 필요한 도전성을 가지는 것 외에, 응력도 충분히 작다.
반복되지만, 도전성 하지막(4) 및 적층형 도전성 하지막(3)의 최상층(32)은 다층 반사막(5)과 인접하여 형성되고, 탄탈륨(Ta)계 재료를 포함하고 있으며, 그 막 두께는 1㎚ 이상 10㎚ 이하이다.
Ta는, 산소 가스를 포함하는 염소계 가스에 의한 건식 에칭에 대하여 매우 높은 건식 에칭 내성을 나타낸다. 이로 인해, 다층 반사막(5)의 일부를, 산소 가스를 포함하는 염소계 가스에 의해 에칭하여 차광대부(11)를 형성할 때, Ta계 재료를 포함하는 도전성 하지막(4) 및 적층형 도전성 하지막(3)의 최상층(32)은 거의 에칭되지 않고, 그 막 두께의 감소는 무시할 수 있는 레벨이다. 이 도전성 하지막(4) 및 적층형 도전성 하지막(3)의 최상층(32)의 높은 에칭 내성과, Ta의 도전성으로부터, Ta계 재료의 막 두께가 1㎚ 이상에서, 차지업 방지에 필요한 도전성이 얻어진다. 도전성 하지막(4)의 경우, 단층막으로 충분한 도전성을 얻기 위해서는, 바람직하게는 3㎚ 이상, 보다 바람직하게는 4㎚ 이상이다.
또한, Ta계 재료를 포함하는 도전성 하지막(4) 및 적층형 도전성 하지막(3)의 최상층(32)의 막 두께가 10㎚ 이하이면 그레인이 작기 때문에, Ta계 재료 표면의 평활성은 충분히 높고, 그 위에 형성되는 다층 반사막(5)의 평활성도 향상되어 위상 결함 발생을 억제할 수 있다. 이 다층 반사막(5)의 평활성은, 다층 반사막(5)의 결함 검사에 있어서의 의사 결함의 억제에도 효과가 있다. 게다가, 아웃 오브 밴드 광에 대한 반사율은, 탄탈륨계 재료막의 막 두께를 10㎚ 이하로 함으로써, 노광 전사에 악영향을 주지 않는 충분히 작은 것이 된다. 아웃 오브 밴드 광을 가능한 한 억제하기 위해서는, 5㎚ 이하가 바람직하고, 3㎚ 이하가 보다 바람직하다. 예를 들어, 탄탈막의 막 두께가 3㎚인 경우, 파장 130㎚에서 400㎚의 광에 대한 반사율은 17％가 된다.
도전성 하지막(4) 및 적층형 도전성 하지막(3)의 최상층(32)의 형성 방법으로서는, 스퍼터링법이 사용된다. 특히, 이온빔 스퍼터법을 사용하면, 도전성 하지막(4)의 표면 평활성을 향상시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 도전성 하지막(4) 및 적층형 도전성 하지막(3)의 최상층(32)을 구성하는 재료(이 경우에는 Ta)의 스퍼터 입자를, 기판(1)의 주표면의 법선에 대하여 45도 이하의 각도로 입사시키면, 표면 평활성을 한층 더 향상시킬 수 있기 때문에 보다 바람직하다.
도전성 하지막(4) 및 적층형 도전성 하지막(3)의 최상층(32)은 탄탈륨을 주성분으로서 포함하는 재료를 포함하고, Ta 금속 단체여도 되고, Ta에 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 지르코늄(Zr), 이트륨(Y), 붕소(B), 란탄(La), 코발트(Co), 레늄(Re) 등의 금속을 함유한 Ta 합금이어도 된다.
이 Ta 합금의 Ta 함유 비율은 50원자％ 이상 100원자％ 미만, 바람직하게는 80원자％ 이상 100원자％ 미만, 더욱 바람직하게는 95원자％ 이상 100원자％ 미만이다. 특히, 95원자％ 이상 100원자％ 미만에서는, 마스크 세정 내성이나 다층 반사막(5)을 에칭 가공했을 때의 에칭 스토퍼 기능이 우수하다.
도전성 하지막(4) 및 적층형 도전성 하지막(3)의 최상층(32)은, 질소(N)를 포함하는 탄탈륨 화합물이 바람직하다. 탄탈륨 화합물로서는, Ta 금속 단체 또는 상기 Ta 합금과 N의 이외에, O, B를 첨가해도 된다. 질소의 함유량은 10원자％ 이상 30원자％ 이하가 바람직하다. 질소를 함유시키면 미결정막이 되기 때문에, 도전성 하지막(4) 및 적층형 도전성 하지막(3)의 최상층(32)의 표면 조도를 작게 할 수 있고, 표면 평활성을 향상시킬 수 있다. 한편, 질소의 함유 비율이 너무 높으면, 표면 조도가 큰 다결정막이 된다. 또한, Ta는 산화되기 쉬운 원소이기 때문에, 질소를 함유시킴으로써, Ta 단체와 비교하여, 마스크 세정 내성이 향상된다. 또한, Ta 단체에 비해, 아웃 오브 밴드 광의 반사율을 저감시키는 것이 가능하게 된다.
아웃 오브 밴드 광을 더욱 저감시키기 위해서는, 적층형 도전성 하지막(3)의 최상층(32)은 산소(O)를 포함하는 탄탈륨 화합물(TaO, TaON 등)로 하는 것이 바람직하다. 산소의 함유량은 50원자％ 이상이 바람직하다. 또한, 기판(1)을 투과하지 않는 280㎚ 이하의 파장의 아웃 오브 밴드 광은, 적층형 도전성 하지막(3)의 막 두께가 얇을수록 반사율을 작게 할 수 있으므로, 막 두께는 1 내지 6㎚가 보다 바람직하다. 한편, 기판(1)을 투과하여 이면 도전막(2)에 의해 반사되는 280㎚ 초과의 파장의 아웃 오브 밴드 광은, 예를 들어 TaO의 경우에는, 적층형 도전성 하지막(3)의 막 두께가 두꺼울수록 반사율을 작게 할 수 있는 경향이 있으므로, 막 두께는 4㎚ 내지 10㎚가 보다 바람직하다.
적층형 도전성 하지막(3)의 최상층(32)은 에칭 스토퍼 기능을 갖게 하는 것으로 특화시킬 경우에는, 도전성 하지막(4)의 재료나 후술하는 적층형 도전성 하지막(3)의 도전막(31)의 재료와 비교하여, 도전성이 낮은 산소(O), 질소(N)를 포함하는 탄탈륨 화합물을 포함하는 재료를 사용할 수 있다.
적층형 도전성 하지막(3)을 구성하는 도전막(31)(도전성 재료층)은, 그 막의 표면이 평활하고 도전성이 높은 막이라면 특별히 제한은 없다. 예를 들어, 탄탈륨(Ta), 루테늄(Ru), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 로듐(Rh), 백금(Pt), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 이트륨(Y), 붕소(B), 란탄(La), 코발트(Co), 레늄(Re) 등의 금속 단체여도 되고, Ta에 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 지르코늄(Zr), 이트륨(Y), 붕소(B), 란탄(La), 코발트(Co), 레늄(Re) 등의 금속을 함유한 Ta 합금이어도 되며, Ru에 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 지르코늄(Zr), 이트륨(Y), 붕소(B), 란탄(La), 코발트(Co), 레늄(Re) 등을 함유한 Ru 합금 등의 합금이어도 된다. 또한, 이들 금속 또는 합금에 질소를 첨가하는 것도 도전막(31)의 표면 조도를 저감하고, 평활성을 높이는 데 있어서 바람직하다. 또한, 도전막(31)의 위에 형성되어 있는 최상층(32)이 다층 반사막(5)을 에칭할 때의 에칭 스토퍼가 되므로, 도전막(31)은 에칭 특성에 유의할 필요는 특별히 없다.
적층형 도전성 하지막(3)을 구성하는 도전막(31)의 막 두께는, 최상층(32)과 합한 도전율이 요구값을 만족하고, 또한 표면 평활성의 허용값을 만족하도록 설정한다. 이온빔 스퍼터법 등의 입경이 미세한 성막법에 의해 도전막(31)이 형성되는 경우에는, 일반적으로, 막 두께의 하한은 도전율의 요구값에 따라 정해지고, 막 두께의 상한값은 표면 평활성에 따라 정해진다. 예를 들어, 도전막(31)을 이온빔 스퍼터법으로 형성한 Ru로 한 경우에는, 도전막(31)의 막 두께는 1㎚에서 5㎚가 바람직하다.
적층형 도전성 하지막(3)을 구성하는 도전막(31)의 형성 방법은 당해 기술 분야에 있어서 공지인데, 예를 들어 이온빔 스퍼터법에 의해 성막함으로써 형성할 수 있다. 또한, 도전막(31)의 평활성 향상을 위해 정밀 연마를 행하거나 하는 것도 유효하다. 또한, 도전막(31)의 막응력이 큰 경우에는, 마스크 블랭크의 평탄화 효과를 목적으로, 도전막(31)에 대하여 어닐 처리를 행하여 막응력 조정하는 것도 효과적이다.
<<<도전성 하지막이 루테늄계 재료로 이루어지는 경우>>>
도 1의 반사형 마스크 블랭크(100)에 도시하는 바와 같이, 기판(1) 상에 바로 형성되는 경우와, 도 3의 반사형 마스크 블랭크(102)에 도시하는 바와 같이, 기판(1) 상의 완충막(10)의 바로 위에 형성되는 경우가 있다. 완충막(10)이 도전성을 갖는 경우, 완충막(10)과 도전성 하지막(4)을 합하여 다층 반사막(5)에 있어서의 도전성을 가지는 하지막이 되지만, 여기에서의 도전성 하지막(4)은 다층 반사막(5)에 접하도록 성막된 완충막(10) 상의 막으로 하여 설명한다.
도전성 하지막(4)은 다층 반사막(5)과 인접하여 형성되고, 루테늄(Ru)계 재료를 포함하고 있으며, 그 막 두께는 1㎚ 이상 10㎚ 이하이다.
Ru는 염소계 가스에 의한 건식 에칭에 대하여 매우 높은 건식 에칭 내성을 나타낸다. 이로 인해, 다층 반사막(5)의 일부를 염소계 가스에 의해 에칭하여 차광대부(11)를 형성할 때, Ru계 재료를 포함하는 도전성 하지막(4)은 거의 에칭되지 않고, 그 막 두께의 감소는 무시할 수 있는 레벨이다. 이 도전성 하지막(4)의 높은 에칭 내성과, Ru의 도전성으로부터, Ru계 재료를 포함하는 도전성 하지막(4)의 막 두께가 1㎚ 이상에서, 차지업 방지에 필요한 도전성이 얻어진다. 참고로, Ru의 시트 저항의 막 두께 의존성을 도 6에 나타낸다. 막 두께가 1㎚ 미만이 되면 급격하게 저항이 증가한다.
또한, Ru계 재료를 포함하는 도전성 하지막(4)의 막 두께가 10㎚ 이하이면 그레인이 작기 때문에, Ru계 재료 표면의 평활성은 충분히 높고, 그 위에 형성되는 다층 반사막(5)의 위상 결함 발생을 억제할 수 있다.
도전성 하지막(4)의 형성 방법으로서는, 스퍼터링법이 사용된다. 특히, 이온빔 스퍼터법을 사용하면, 도전성 하지막(4)의 표면 평활성을 향상시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 도전성 하지막(4)을 구성하는 재료(이 경우에는 Ru)의 스퍼터 입자를, 기판(1)의 주표면의 법선에 대하여 45도 이하의 각도로 입사시키면, 표면 평활성을 한층 더 향상시킬 수 있기 때문에 보다 바람직하다. 예를 들어, Ru 스퍼터 입자를 기판(1)의 주표면의 법선에 대하여 50도의 각도로 입사시켰을 경우에는, Ru막(2.5㎚)의 표면 평활성은 0.15㎚(Rms)가 되지만, 25도의 각도로 입사시켰을 경우에는 0.12㎚로 개선된다.
도전성 하지막(4)은, 루테늄을 주성분으로서 포함하는 재료를 포함하며, Ru 금속 단체여도 되고, Ru에 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 지르코늄(Zr), 이트륨(Y), 붕소(B), 란탄(La), 코발트(Co), 레늄(Re) 등의 금속을 함유한 Ru 합금이어도 되고, 질소를 포함하고 있어도 상관없다.
이 Ru 합금의 Ru 함유 비율은 50원자％ 이상 100원자％ 미만, 바람직하게는 80원자％ 이상 100원자％ 미만, 더욱 바람직하게는 95원자％ 이상 100원자％ 미만이다. 특히, 95원자％ 이상 100원자％ 미만에서는, 마스크 세정 내성이나 다층 반사막(5)을 에칭 가공했을 때의 에칭 스토퍼 기능이 우수하다.
<<완충막>>
완충막(10)은 그 표면 평활성이 매우 높은 막이며, 그 대표적인 재료로서는, 규소(Si), 다층막, TaBN 등이 있다. 다층막으로서는, 다층 반사막(5)으로서 사용되고 있는 Mo와 Si의 적층막이 설비 이용 효율이나 그 품질 관리의 면에서 바람직하게 사용된다. 즉, 완충막(10)으로서 다층 반사막(5)과 공용의 재료를 사용하면, 도중에서의 대기 개방 공정을 거치지 않고 감압 진공 하에서, 완충막(10), 도전성 하지막(4), 다층 반사막(5) 및 보호막(6)을 계속하여 성막할 수 있는 점에서, 진공 처리의 시간 단축 효과와 함께, 이물 부착 방지 및 각 막 표면의 산화 방지와 같은 품질면에서도 효과가 있다. 산화막이 형성되면, 염소계 가스로 에칭할 때 에칭 저해(에칭레이트의 저하)가 일어난다.
Si와 Mo를 포함하는 다층막의 완충막(10)에 있어서, 다층막의 완충막(10)으로부터 도전성 하지막(4)을 계속해서 감압 진공 하에서 성막한 경우에는, 기판(1)측으로부터 Si와 Mo를 이 순서대로 적층한 Si/Mo의 적층 구조를 1주기로 하여 복수 주기 적층하면, 도전성 하지막(4)과 접하는 최상층이 전기 저항이 낮은 Mo가 되기 때문에, 도전성 하지막(4)과 더불어 차지업 방지 효과가 높아져서 바람직하다. 반대로, 기판(1)측으로부터 Mo와 Si를 이 순서대로 적층한 Mo/Si의 적층 구조를 1주기로 하여 복수 주기 적층하는 경우에는, 도전성 하지막(4)과 접하는 최상층이 전기 저항이 비교적 높은 Si가 되기 때문에, 최상층의 Si 위에 Mo를 추가로 형성한 완충막(10)으로 하는 것이 바람직하다.
한편, 다층막의 완충막(10)을 성막 후, 일단 대기 개방하여 그 후에 도전성 하지막(4)을 성막한 경우에는, 다층막의 완충막(10)의 최표면에 산화막이 형성되므로, 비교적 산화막이 얇은 Si를 최상면으로 하는 것이 바람직하다. 따라서, 이 경우, 기판(1)측으로부터 Si와 Mo를 이 순서대로 적층한 Si/Mo의 적층 구조에서는 최상층이 Mo가 되지만, 최상층의 Mo 위에 Si를 추가로 형성한 다층막의 완충막(10)으로 하는 것이 바람직하다.
상기 다층막으로서, Mo와 Si의 적층막에 대하여 설명했지만, Mo 대신에 루테늄(Ru), 로듐(Rh) 및 백금(Pt)으로부터 선택되는 금속 단체나, 이들의 합금을 사용할 수도 있다. 또한, Si 단체 이외에, Si에 붕소(B), 탄소(C), 질소(N), 산소(O)를 포함하는 Si 화합물이어도 된다.
완충막(10)의 형성 방법은 당해 기술 분야에 있어서 공지인데, 예를 들어 이온빔 스퍼터법에 의해 성막함으로써 형성할 수 있다. 또한, 완충막 표면의 평활성 향상을 위해 어닐을 행하거나, 정밀 연마를 행하거나 하는 것도 유효하다. 또한, 어닐 처리는, 막응력 조정에 의한 마스크 블랭크의 평탄화 효과도 있다.
또한, 완충막(10)은 상술한 도전성 하지막이 탄탈륨계 재료로 이루어지는 경우에 대해서도 적용하는 것이 가능하다.
<<다층 반사막>>
다층 반사막(5)은 EUV 리소그래피용 반사형 마스크에 있어서, EUV 광을 반사하는 기능을 부여하는 것이며, 굴절률이 상이한 원소를 주성분으로 하는 각 층이 주기적으로 적층된 다층막의 구성으로 되어 있다.
일반적으로는, 고굴절률 재료인 경원소 또는 그 화합물의 박막(고굴절률층)과, 저굴절률 재료인 중원소 또는 그 화합물의 박막(저굴절률층)이 교대로 40에서 60주기 정도 적층된 다층막이, 다층 반사막(5)으로서 사용된다.
다층막은, 도전성 하지막(4) 또는 적층형 도전성 하지막(3)의 최상층(32)측으로부터 고굴절률층과 저굴절률층을 이 순서대로 적층한 고굴절률층/저굴절률층의 적층 구조를 1주기로 하여 복수 주기 적층해도 되고, 도전성 하지막(4)측 또는 적층형 도전성 하지막(3)의 최상층(32)측으로부터 저굴절률층과 고굴절률층을 이 순서대로 적층한 저굴절률층/고굴절률층의 적층 구조를 1주기로 하여 복수 주기 적층해도 된다. 또한, 다층 반사막(5)의 최표면의 층, 즉, 도전성 하지막(4)측 또는 적층형 도전성 하지막(3)의 최상층(32)측과 반대측의 다층 반사막(5)의 표면층은, 고굴절률층으로 하는 것이 바람직하다. 상술한 다층막에 있어서, 도전성 하지막(4)측 또는 적층형 도전성 하지막(3)의 최상층(32)측으로부터 고굴절률층과 저굴절률층을 이 순서대로 적층한 고굴절률층/저굴절률층의 적층 구조를 1주기로 하여 복수 주기 적층하는 경우에는 최상층이 저굴절률층이 되지만, 이 경우, 저굴절률층이 다층 반사막(5)의 최표면을 구성하면 용이하게 산화되어 버려 반사형 마스크의 반사율이 감소되므로, 최상층의 저굴절률층 위에 고굴절률층을 더 형성하여 다층 반사막(5)으로 하는 것이 바람직하다. 한편, 상술한 다층막에 있어서, 도전성 하지막(4)측 또는 적층형 도전성 하지막(3)의 최상층(32)측으로부터 저굴절률층과 고굴절률층을 이 순서대로 적층한 저굴절률층/고굴절률층의 적층 구조를 1주기로 하여 복수 주기 적층하는 경우에는, 최상층이 고굴절률층이 되므로, 그대로도 좋다.
본 실시 형태에 있어서, 고굴절률층으로서는, 규소(Si)를 포함하는 층이 채용된다. Si를 포함하는 재료로서는, Si 단체 이외에, Si에 붕소(B), 탄소(C), 질소(N), 산소(O)를 포함하는 Si 화합물이어도 된다. Si를 포함하는 층을 고굴절률층으로서 사용함으로써, EUV 광의 반사율이 우수한 EUV 리소그래피용 반사형 마스크가 얻어진다. 또한, 저굴절률층으로서는, 몰리브덴(Mo), 루테늄(Ru), 로듐(Rh) 및 백금(Pt)으로부터 선택되는 금속 단체나, 이들의 합금이 사용된다. 예를 들어 파장 13㎚에서 14㎚의 EUV 광에 대한 다층 반사막(5)으로서는, 바람직하게는 Mo막과 Si막을 교대로 40에서 60주기 정도 적층한 Mo/Si 주기 적층막이 사용된다. 또한, 다층 반사막(5)의 최상층인 고굴절률층을 규소(Si)로 형성하고, 당해 최상층(Si)과 보호막(6)의 사이에, 규소와 산소를 포함하는 규소 산화물층을 형성하도록 해도 된다. 이에 의해, 마스크 세정 내성을 향상시킬 수 있다.
이러한 다층 반사막(5)의 단독으로의 반사율은 통상 65％ 이상이며, 상한은 통상 73％이다. 또한, 다층 반사막(5)의 각 구성층의 두께, 주기는, 노광 파장에 따라 적절히 선택하면 되고, 브래그 반사의 법칙을 만족하도록 선택된다. 다층 반사막(5)에 있어서 고굴절률층 및 저굴절률층은 각각 복수 존재하는데, 고굴절률층끼리, 그리고 저굴절률층끼리의 두께가 같지 않아도 된다. 또한, 다층 반사막(5)의 최표면의 Si층의 막 두께는, 반사율을 저하시키지 않는 범위에서 조정할 수 있다. 최표면의 Si(고굴절률층)의 막 두께는, 3㎚에서 10㎚로 할 수 있다.
도전성 하지막(4) 또는 적층형 도전성 하지막(3)의 최상층(32)의 위에 형성하는 다층 반사막(5)의 최초의 층이 Mo이면, 도전성 하지막(4)의 사이에 확산층이 형성되기 어렵기 때문에, 전기 저항은 변화하기 어렵다. 한편, 도전성 하지막(4) 또는 적층형 도전성 하지막(3)의 최상층(32)의 위에 형성하는 다층 반사막(5)의 최초의 층이 Si이면, 도전성 하지막(4)의 사이에 TaSi(도전성 하지막이 탄탈륨계 재료로 이루어지는 경우) 또는 RuSi(도전성 하지막이 루테늄계 재료로 이루어지는 경우)의 확산층이 형성되기 쉽다. 도전성 하지막이 탄탈륨계 재료로 이루어지는 경우, 차광대부(11) 형성 시에 도전성 하지막(4)이나 최상층(32)의 표면이 노출되는데, TaSi의 확산층이 형성되어 있으면 도전성 하지막(4)이나 최상층(32)의 표면 산화를 방지할 수 있기 때문에 바람직하다. 도전성 하지막이 루테늄계 재료로 이루어지는 경우, 차광대부(11) 형성 시에 RuSi의 확산층이 에칭 시에 완전히 제거될 수 없고, 전기 저항을 악화시키므로 도전성 하지막(4)의 막 두께를 고려할 필요가 있다. 도전성 하지막(4)이나 적층형 도전성 하지막(3)의 최상층(32)의 위에 형성하는 다층 반사막(5)의 최하층이 Si인 경우, Mo를 최초의 층으로 하는 경우보다, 0.5㎚ 정도 두껍게 할 필요가 있다. 확산층의 두께는 0.5㎚에서 1㎚가 바람직하다.
도전성 하지막(4) 또는 적층형 도전성 하지막(3)의 최상층(32)을 형성할 때의 이온빔 발생 장치로부터 발해지는 이온빔의 파워를 제어함으로써, 확산층의 막 두께를 제어할 수 있다. 이온빔의 파워를 높이면, 확산층의 막 두께를 크게 하는 것이 가능하다. 또한, 이온빔 발생 장치로부터 발해지는 이온빔이 타깃에 입사됨으로써 발생하는 스퍼터 입자의 입사 각도(기판(1)의 주표면의 법선에 대한 입사 각도)를 조정함으로써, 확산층의 막 두께를 제어해도 된다. 입사 각도가 0°에 근접할수록 확산층의 막 두께를 크게 할 수 있다.
다층 반사막(5)의 형성 방법은 당해 기술 분야에 있어서 공지인데, 예를 들어 이온빔 스퍼터법에 의해 각 층을 성막함으로써 형성할 수 있다. 상술한 Mo/Si 주기 다층막의 경우, 예를 들어 이온빔 스퍼터법에 의해, 우선 Si 타깃을 사용하여 두께 4㎚ 정도의 Si막을 도전성 하지막(4) 또는 적층형 도전성 하지막(3) 위에 성막하고, 그 후 Mo 타깃을 사용하여 두께 3㎚ 정도의 Mo막을 성막하고, 이것을 1주기로 하여, 40에서 60주기 적층하고, 다층 반사막(5)을 형성한다(최표면의 층은 Si층으로 함).
도전성 하지막(4) 또는 적층형 도전성 하지막(3)과 다층 반사막(5)의 성막 시에는, 감압 진공 하에 있어서 연속해서 행해지는 것이 바람직하다. 도중에 대기나 산소에 노출되면, 도전성 하지막(4)을 구성하는 탄탈륨계 재료 또는 루테늄계 재료나 적층형 도전성 하지막(3)의 최상층(32)을 구성하는 탄탈륨계 재료의 표면에 산화층이 형성되어서 도전율이 떨어짐과 함께, 그 표면 평활성도 저하된다. 또한, 도전성 하지막이 루테늄계 재료로 이루어지는 경우, 염소계 가스를 사용하여 다층 반사막(5)에 차광대부(11)를 형성할 때의 에칭 스토퍼로서의 기능(에칭 내성)이 산화에 의해 떨어진다. 진공화, 대기 개방, 진공화 공정을 행하면, 이물 결함율이 높아지지만, 감압 진공 하에 있어서 연속해서 성막함으로써, 이물 결함을 저감할 수 있다. 한편, 설비의 효율 운용을 감안하여, 도전성 하지막(4) 또는 적층형 도전성 하지막(3)과, 다층 반사막(5)의 성막 시에, 일단 대기 개방하여 별도 장치로 성막하는 것도 가능하다.
<<보호막>>
예를 들어, 루테늄(Ru)을 포함하는 재료를 포함하는 보호막(6)은, 후술하는 EUV 리소그래피용 반사형 마스크의 제조 공정에 있어서의 건식 에칭이나 세정으로부터 다층 반사막(5)을 보호하기 위해서, 다층 반사막(5)의 위에 형성된다. 또한, 전자선(EB)을 사용한 마스크 패턴의 흑색 결함 수정 시의 다층 반사막(5)의 보호도 겸비한다. 여기서, 도 1 내지 도 3에서는 보호막(6)이 1층인 경우를 나타내고 있지만, 3층 이상의 적층 구조로, 예를 들어 최하층과 최상층을, 상기 Ru를 함유하는 물질을 포함하는 층으로 하고, 최하층과 최상층의 사이에, Ru 이외의 금속, 또는 합금을 개재시킨 것으로 해도 상관없다. 보호막(6)은, 예를 들어 루테늄을 주성분으로서 포함하는 재료를 포함하며, Ru 금속 단체여도 되고, Ru에 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 지르코늄(Zr), 이트륨(Y), 붕소(B), 란탄(La), 코발트(Co), 레늄(Re) 등의 금속을 함유한 Ru 합금이어도 되고, 질소를 포함하고 있어도 상관없다. 이 중에서도 특히 Ti를 함유한 Ru계 재료를 포함하는 보호막(6)을 사용하면, 다층 반사막 구성 원소인 규소의 다층 반사막 표면으로부터 보호막(6)으로의 확산이 작아진다. 이로 인해, 마스크 세정 시의 표면의 거칠함이 적어지고, 또한, 막 박리도 일으키기 어려워진다. 표면의 거칠함의 저감은, EUV 노광광에 대한 반사율 저하 방지로 직결되므로, EUV 노광의 노광 효율 개선, 스루풋 향상을 위해 중요하다.
이 Ru 합금의 Ru 함유 비율은 50원자％ 이상 100원자％ 미만, 바람직하게는 80원자％ 이상 100원자％ 미만, 더욱 바람직하게는 95원자％ 이상 100원자％ 미만이다. 특히, 95원자％ 이상 100원자％ 미만에서는, 보호막(6)으로의 다층 반사막 구성 원소(규소)의 확산을 억제하면서, EUV 광의 반사율을 충분히 확보하면서, 마스크 세정 내성, 흡수체막(7)을 에칭 가공했을 때의 에칭 스토퍼 기능, 및 다층 반사막 경시 변화 방지의 보호막 기능을 겸비하는 것이 가능하게 된다.
EUV 리소그래피에서는, 노광광에 대하여 투명한 물질이 적으므로, 마스크 패턴면에 대한 이물 부착을 방지하는 EUV 펠리클이 기술적으로 간단하지는 않다. 이 점으로부터, 펠리클을 사용하지 않는 펠리클레스 운용이 주류가 되어 있다. 또한, EUV 리소그래피에서는, EUV 노광에 의해 마스크에 카본 막이 퇴적되거나 산화막이 성장하는 등의 노광 오염이 일어난다. 이로 인해, 마스크를 반도체 장치의 제조에 사용하고 있는 단계에서, 자주 세정을 행하여 마스크 상의 이물이나 오염을 제거할 필요가 있다. 이로부터, EUV 반사형 마스크에서는, 광 리소그래피용 투과형 마스크에 비하여 현격히 차이가 나는 마스크 세정 내성이 요구되고 있다. Ti를 함유한 Ru계 재료를 포함하는 보호막(6)을 사용하면, 황산, 황산과수(SPM), 암모니아, 암모니아 과수(APM), OH라디칼 세정수, 또는 농도가 10ppm 이하인 오존수 등의 세정액에 대한 세정 내성이 특히 높고, 마스크 세정 내성의 요구를 충족시키는 것이 가능하게 된다.
이러한 보호막(6)의 두께는, 그 보호막(6)으로서의 기능을 수행하는 것이 가능한 한 특별히 제한되지 않지만, EUV 광의 반사율의 관점에서, 바람직하게는 1.0㎚에서 8.0㎚, 보다 바람직하게는 1.5㎚에서 6.0㎚이다.
보호막(6)의 형성 방법으로서는, 공지된 막 형성 방법과 마찬가지의 것을 특별히 제한없이 채용할 수 있다. 구체예로서는, 스퍼터링법 및 이온빔 스퍼터법을 들 수 있다.
다층 반사막(5) 위에 보호막(6)이 형성된 상태에서, 100℃ 이상 300℃ 이하, 바람직하게는 120℃ 이상 250℃ 이하, 한층 더 바람직하게는 150℃ 이상 200℃ 이하에서 열처리(어닐)하는 것이 바람직하다. 이 어닐에 의해, 응력이 완화되고, 마스크 블랭크 응력 변형에 의한 평탄도의 저하를 방지할 수 있음과 함께, 다층 반사막(5)의 EUV 광 반사율 경시 변화를 방지할 수 있다. 특히, 보호막(6)이 Ti를 포함하는 RuTi 합금인 경우에는, 이 어닐에 의한 다층 반사막(5)으로부터의 Si의 확산이 강하게 억제되어, EUV 광에 대한 반사율 저하를 방지할 수 있다.
<<흡수체막>>
보호막(6)의 위에 EUV 광을 흡수하는 흡수체막(7)이 형성된다. 흡수체막(7)은 EUV 광의 흡수를 목적으로 한 흡수체막(7)이어도 되고, EUV 광의 위상차도 고려한 위상 시프트 기능을 가지는 흡수체막(7)이어도 된다. 위상 시프트 기능을 가지는 흡수체막(7)이란, EUV 광을 흡수함과 함께 일부를 반사시켜서 위상을 시프트시키는 것이다. 즉, 위상 시프트 기능을 가지는 흡수체막(7)이 패터닝된 반사형 마스크에 있어서, 흡수체막(7)이 형성되어 있는 부분에서는, EUV 광을 흡수하여 감광하면서 패턴 전사에 악영향이 없는 레벨로 일부의 광을 반사시키고, 보호막(6)을 통하여 다층 반사막(5)으로부터 반사되어 오는 필드부로부터의 반사광과 원하는 위상차를 형성하는 것이다. 위상 시프트 기능을 가지는 흡수체막(7)은 흡수체막(7)으로부터의 반사광과 다층 반사막(5)으로부터의 반사광의 위상차가 170도에서 190도가 되도록 형성된다. 180도 근방의 반전된 위상차의 광끼리가 패턴 에지부에서 서로 간섭함으로써, 투영 광학상의 상 콘트라스트가 향상된다. 그 상 콘트라스트의 향상에 수반하여 해상도가 오르고, 노광량 여유도, 초점 여유도 등의 노광에 관한 각종 여유도가 넓어진다.
흡수체막(7)은 단층의 막이어도 되고, 복수의 막을 포함하는 다층막이어도 된다. 단층막의 경우에는, 마스크 블랭크 제조 시의 공정수를 삭감할 수 있어서 생산 효율이 오른다는 특징이 있다. 다층막의 경우에는, 상층 막이, 광을 사용한 마스크 패턴 검사 시의 반사 방지막이 되도록, 그 광학 상수와 막 두께를 적당히 설정한다. 이것에 의해, 광을 사용한 마스크 패턴 검사 시의 검사 감도가 향상된다. 또한, 상층에 산화 내성이 향상되는 산소(O)나 질소(N) 등이 첨가된 막을 사용하면, 경시 안정성이 향상된다. 이와 같이, 다층막으로 함으로써 다양한 기능을 부가시키는 것이 가능하게 된다. 흡수체막(7)이 위상 시프트 기능을 가지는 흡수체막(7)인 경우에는, 다층막으로 함으로써 광학면에서의 조정의 범위가 넓어지고, 원하는 반사율을 얻기 쉬워진다.
흡수체막(7)으로서는, EUV 광을 흡수하는 기능을 가지고, 에칭 등에 의해 가공이 가능(바람직하게는 염소(Cl)나 불소(F)계 가스의 건식 에칭으로 에칭 가능)한 한, 흡수체막(7)의 재료는 특별히 한정되지 않는다. 그러한 기능을 가지는 것으로서, 탄탈륨(Ta) 단체 또는 Ta를 주성분으로서 포함하는 탄탈륨 화합물을 바람직하게 사용할 수 있다.
이러한 탄탈륨이나 탄탈륨 화합물을 포함하는 흡수체막(7)은 DC 스퍼터링법이나 RF 스퍼터링법 등의 마그네트론 스퍼터링법 등의 공지된 방법으로 형성할 수 있다. 예를 들어, 탄탈륨과 붕소를 포함하는 타깃을 사용하여, 산소 또는 질소를 첨가한 아르곤 가스를 사용한 반응성 스퍼터링법으로 흡수체막(7)을 보호막(6) 위에 성막할 수 있다.
상기 탄탈륨 화합물은 Ta의 합금을 포함한다. 이러한 흡수체막(7)의 결정 상태는, 평활성 및 평탄성의 관점에서, 아몰퍼스 형상 또는 미결정의 구조인 것이 바람직하다. 흡수체막(7) 표면이 평활·평탄하지 않으면, 흡수체 패턴의 에지 러프니스가 커지고, 패턴의 치수 정밀도가 나빠지는 경우가 있다. 흡수체막(7)의 바람직한 표면 조도는, 제곱 평균 평방근 조도(Rms)로, 0.5㎚ 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.4㎚ 이하, 0.3㎚ 이하이면 더욱 바람직하다.
상기 탄탈륨 화합물로서는, Ta와 B를 포함하는 화합물, Ta와 N을 포함하는 화합물, Ta와 O와 N을 포함하는 화합물, Ta와 B를 포함하고, 또한 O와 N 중 적어도 어느 하나를 포함하는 화합물, Ta와 Si를 포함하는 화합물, Ta와 Si와 N을 포함하는 화합물, Ta와 Ge를 포함하는 화합물, Ta와 Ge와 N을 포함하는 화합물 등을 사용할 수 있다.
Ta는 EUV 광의 흡수 계수가 크고, 또한, 염소계 가스나 불소계 가스로 용이하게 건식 에칭하는 것이 가능한 재료이기 때문에, 가공성이 우수한 흡수체막 재료이다. 또한 Ta에 B나 Si, Ge 등을 첨가함으로써, 아몰퍼스 형상의 재료가 용이하게 얻어지고, 흡수체막(7)의 평활성을 향상시킬 수 있다. 또한, Ta에 N이나 O를 첨가하면, 흡수체막(7)의 산화에 대한 내성이 향상되기 때문에, 경시적인 안정성을 향상시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.
흡수체막(7)을, TaBN을 하층막, TaBO를 상층막으로 하고, 상층의 TaBO의 막 두께를 약 14㎚로 하면, 광을 사용한 마스크 패턴 결함 검사 시, 이 상층막이 반사 방지막이 되어서 검사 감도가 높아진다.
또한, 흡수체막(7)을 구성하는 재료로서는, 탄탈륨 또는 탄탈륨 화합물 이외에 Cr, CrN, CrCON, CrCO, CrCOH, CrCONH 등의 크롬 또는 크롬 화합물이나, WN, TiN, Ti 등의 재료를 들 수 있다.
<<이면 도전막>>
기판(1)의 제2 주면(이면)측(다층 반사막(5) 형성면의 반대측)에는, 정전 척용의 이면 도전막(2)이 형성된다. 정전 척용의 이면 도전막(2)에 요구되는 전기적 특성은 시트 저항으로 말하여 통상 100Ω/□ 이하이다. 이면 도전막(2)의 형성 방법은, 예를 들어 마그네트론 스퍼터링법이나 이온빔 스퍼터법에 의해, 크롬, 탄탈륨 등의 금속이나 합금의 타깃을 사용하여 형성할 수 있다. 대표적인 재료는, 투과형 마스크 블랭크 등의 마스크 블랭크 제조에서 자주 사용되는 CrN이나 Cr이다. 이면 도전막(2)의 두께는, 정전 척용으로서의 기능을 충족하는 한 특별히 한정되지 않지만, 통상 10㎚에서 200㎚이다. 또한, 이 이면 도전막(2)은 반사형 마스크 블랭크(100)의 제2 주면측의 응력 조정도 겸비하고 있어서, 제1 주면측에 형성된 각종 막으로부터의 응력과 균형을 잡아, 평탄한 반사형 마스크 블랭크가 얻어지도록 조정된다.
<<에칭 마스크>>
반사형 마스크 블랭크로서는 흡수체막(7) 상에 에칭용 하드 마스크막이나 레지스트막을 구비하고 있는 것이어도 된다. 에칭용 하드 마스크막의 대표적인 재료로서는, 규소(Si)나 규소에 산소(O), 질소(N), 탄소(C), 수소(H)를 첨가한 재료 등이 있다. 구체적으로는, SiO2, SiON, SiN, SiO, Si, SiC, SiCO, SiCN, SiCON 등을 들 수 있다. 단, 흡수체막(7)이 산소를 포함하는 화합물인 경우, 에칭용 하드 마스크막으로서 산소를 포함하는 재료, 예를 들어 SiO2는 에칭 내성의 관점에서 피하는 편이 좋다. 에칭용 하드 마스크막을 형성한 경우에는, 레지스트막의 두께를 얇게 하는 것이 가능하게 되고, 패턴의 미세화에 대하여 유리하다.
<반사형 마스크 및 그 제조 방법>
본 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크(100 또는 101, 102)를 사용하여, 반사형 마스크를 제조한다. 여기에서는 개요 설명만을 행하고, 이후에 실시예에 있어서 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
반사형 마스크 블랭크(100 또는 101, 102)를 준비하고, 그 제1 주면의 최표면(이하의 실시예에서 설명한 바와 같이, 흡수체막(7) 위)에, 레지스트막을 형성하여(반사형 마스크 블랭크(100 또는 101, 102)로서 레지스트막을 구비하고 있는 경우에는 불필요), 이 레지스트막에 회로 패턴 등의 원하는 패턴을 묘화(노광)하고, 또한 현상, 린스함으로써 소정의 레지스트 패턴을 형성한다.
이 레지스트 패턴을 마스크로서 사용하고, 흡수체막(7)을 드라이 에칭함으로써, 흡수체 패턴을 형성한다. 또한, 에칭 가스로서는, Cl2, SiCl4, CHCl3 등의 염소계의 가스, 이들 염소계 가스 및 O2를 소정의 비율로 포함하는 혼합 가스, 염소계 가스 및 He를 소정의 비율로 포함하는 혼합 가스, 염소계 가스 및 Ar을 소정의 비율로 포함하는 혼합 가스, CF4, CHF3, C2F6, C3F6, C4F6, C4F8, CH2F2, CH3F, C3F8, SF6, F2 등의 불소계의 가스, 이들 불소계 가스 및 O2를 소정의 비율로 포함하는 혼합 가스 등을 사용할 수 있다. 여기서, 에칭의 최종 단계에서 에칭 가스에 산소가 포함되어 있으면, Ru계 보호막(6)에 표면의 거칠함이 발생한다. 이로 인해, Ru계 보호막(6)이 에칭에 노출되는 오버 에칭 단계에서는, 산소가 포함되어 있지 않은 에칭 가스를 사용하는 것이 바람직하다.
그 후, 애싱이나 레지스트 박리액에 의해 레지스트 패턴을 제거하고, 원하는 회로 패턴이 형성된 흡수체 패턴을 제작한다.
또한, 여기에서는 레지스트를 에칭마스크로 했을 때의 경우를 나타냈지만, 에칭용 하드 마스크를 사용하여 원하는 회로 패턴이 형성된 흡수체 패턴을 제작할 수도 있다. 이 경우에는, 흡수체막(7) 위에 에칭용 하드 마스크를 형성하고, 또한 그 위에 레지스트막을 형성한다. 에칭용 하드 마스크로서는, 흡수체막(7)과 에칭선택성을 취할 수 있는 막이 선택된다. 이 레지스트막에 회로 패턴 등의 원하는 패턴을 묘화(노광)하고, 또한 현상, 린스함으로써 소정의 레지스트 패턴을 형성한다. 이 레지스트 패턴을 마스크로 해서 에칭용 하드 마스크막을 건식 에칭하여 하드 마스크 패턴을 형성하고, 레지스트 패턴을 애싱이나 레지스트 박리액 등으로 제거한다. 그 후, 이 하드 마스크 패턴을 마스크로 하여 흡수체막(7)을 드라이 에칭함으로써, 원하는 회로 패턴이 형성된 흡수체 패턴을 제작한다. 그 후, 하드 마스크 패턴을 습식 에칭 또는 건식 에칭에 의해 제거한다.
또한, 하드 마스크 패턴 형성 직후에는 레지스트 패턴을 제거하지 않고, 레지스트 패턴이 구비된 하드 마스크 패턴으로 흡수체막(7)을 에칭하는 방법도 있다. 이 경우에는, 흡수체막(7)을 에칭할 때, 레지스트 패턴이 자동으로 제거되어, 공정이 간략화된다는 특징이 있다. 한편, 레지스트 패턴이 제거된 하드 마스크 패턴을 마스크로 하여 흡수체막(7)을 에칭하는 방법에서는, 에칭 도중에 소실되는 레지스트로부터의 유기 생성물(아웃 가스)의 변화라는 일이 없어, 안정된 에칭을 할 수 있다는 특징이 있다.
이어서, 레지스트막을 형성하고, 이 레지스트막에 차광대 패턴을 묘화(노광)하고, 또한 현상, 린스함으로써 차광대 형성용 레지스트 패턴을 형성한다. 이 차광대 형성용 레지스트 패턴을 마스크로서 사용하고, 흡수체막(7)을 상기 방법으로 건식 에칭한 후, 보호막(6) 및 다층 반사막(5)도 건식 에칭한다. 여기서, 도전성 하지막이 탄탈륨계 재료로 이루어지는 경우에는, 보호막(6) 및 다층 반사막(5)의 에칭 가스로서는, Cl2, SiCl4, CHCl3 등의 염소계의 가스에 O2를 포함하는 혼합 가스를 사용한다. 피가공막의 에칭레이트와, 에칭 스토퍼가 되는 도전성 하지막(4)이나 적층형 도전성 하지막(3)의 최상층(32)을 구성하는 탄탈륨계 재료에 대한 에칭레이트비의 관계로부터, 염소계 가스와 O2 가스의 혼합 비율을 적절히 설정할 수 있다. 보호막(6)이 Ru계 재료인 경우, 염소계의 가스에 O2를 포함하는 혼합 가스에 의한 건식 에칭으로, 보호막(6) 및 다층 반사막(5)을 일괄로 에칭하는 것이 가능해지므로 제조 효율이 높다는 특징이 있다.
또한, 보호막 및 다층 반사막은 일괄로 건식 에칭하지 않고, 각각의 에칭 가스를 사용하여 건식 에칭하는 것도 가능하다. 또한, 다층 반사막의 건식 에칭 도중에 에칭 가스를 바꾸는 것도 가능하고, 예를 들어 다층 반사막의 상부는 염소계 가스로 에칭하고, 도중부터 O2 가스를 도입하여 다층 반사막의 하부는 염소계 가스와 O2 가스의 혼합 가스로 건식 에칭해도 된다.
도전성 하지막(4)이 루테늄계 재료를 포함하는 경우에는, 에칭 가스로서 염소계의 가스나 불소계의 가스 등을 적절히 사용할 수 있지만, 에칭의 최종 단계에서 에칭 가스에 산소가 포함되어 있으면, 도전성 하지막(4)에 표면의 거칠함이 발생한다. 도전성 하지막(4)은 박막이므로, 이 표면의 거칠함과 표면 산화가 진행되면 시트 저항이 증대되고, 마스크 패턴 EB 결함 검사의 시의 차지업 방지 효과가 약해진다. 이로 인해, 도전성 하지막(4)이 에칭에 노출되는 오버 에칭 단계에서는, 산소가 포함되어 있지 않은 에칭 가스를 사용하는 것이 바람직하다.
그 후, 애싱이나 레지스트 박리액에 의해 레지스트 패턴을 제거하고, 원하는 차광대 패턴을 제작한다. 그 후, 산성이나 알칼리성의 수용액을 사용한 웨트 세정과 마스크 패턴 EB 결함 검사를 행하고, 마스크 결함 수정을 적절히 행한다.
이상의 공정에 의해, 회로 패턴 형성 영역은 도전성 하지막(4) 또는 적층형 도전성 하지막(3)을 통하여 차광대부(11)의 외측에 설치된 접지부와 낮은 시트 저항으로 전기적으로 연결된다. 이로 인해, 마스크 패턴 EB 결함 검사 시의 차지업을 방지할 수 있고, 높은 감도로 패턴 결함 검사를 행할 수 있다. 또한, 매우 평활한 표면을 갖는 도전성 하지막(4) 또는 적층형 도전성 하지막(3) 위에 다층 반사막(5)이 형성되기 때문에, 또는 표면이 매우 평활한 완충막(10)의 개재에 의해 매우 평활한 막 위에 다층 반사막(5)이 형성되기 때문에, 다층 반사막(5)의 위상 결함도 적다. 또한, 다층 반사막(5) 표면의 평활성도 높아지기 때문에, 예를 들어 193㎚의 광을 사용한 다층막 결함 검사 시의 백그라운드 노이즈가 줄어들어 의사 결함이 줄어들고, 다층 반사막(5)의 결함 검사 감도도 향상된다. 이 높은 감도로의 마스크 패턴 및 다층 반사막(5)의 결함 검사와 위상 결함이 적은 다층 반사막(5)에 의해, 결함이 적은 다층 반사막 새김 차광대형 반사 마스크(EUV 리소그래피용 반사형 마스크)가 얻어진다.
또한, 여기에서는 다층 반사막 새김 차광대 구조의 경우를 설명했지만, 본 발명의 구조와 제법에 의해, 마스크 블랭크의 도전성이 높아지고, 또한, 결함이 적은 다층 반사막(5)이 되는 점에서, 다층 반사막 새김부가 없을 경우에도 위와 같은 효과가 있다.
<반도체 장치의 제조 방법>
상기 본 실시 형태의 반사형 마스크를 사용하여 EUV 노광을 행함으로써, 반도체 기판 상에 원하는 전사 패턴을 형성할 수 있다. 다층 반사막(5)의 결함이나 마스크 패턴 결함이 적기 때문에, 전사 결함도 적다. 이 리소그래피 공정에 더하여, 피가공막의 에칭이나 절연막, 도전막의 형성, 도펀트의 도입, 또는 어닐 등 다양한 공정을 거침으로써, 원하는 전자 회로가 형성된 반도체 장치를 높은 수율로 제조할 수 있다.
[실시예]
이하, 각 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 각 실시예에 있어서 마찬가지의 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하고, 설명을 간략화 또는 생략한다.
실시예 1
도 4는 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크(100)로부터, EUV 리소그래피용 반사형 마스크(200)를 제작하는 공정을 도시하는 주요부 단면 모식도이다.
실시예 1의 반사형 마스크 블랭크(100)는, 도 4의 (a)에 도시하는 바와 같이, 이면 도전막(2)과, 기판(1)과, 단층의 도전성 하지막(4)과, 다층 반사막(5)과, 보호막(6)과, 흡수체막(7)을 가진다. 흡수체막(7)은 TaBN을 포함하는 하층 흡수체막(71)과 TaBO를 포함하는 상층 흡수체막(72)의 2층 막을 포함한다. 가장 먼저, 이 반사형 마스크 블랭크에 대하여 설명한다.
((반사형 마스크 블랭크))
(((기판)))
제1 주면 및 제2 주면의 양쪽 표면이 연마된 6025사이즈(약 152㎜×152㎜×6.35㎜)의 저열팽창 유리 기판인 SiO2-TiO2계 유리 기판을 준비해 기판(1)으로 하였다. 평탄하고 평활한 주표면이 되도록, 초벌 연마 가공 공정, 정밀 연마 가공 공정, 국소 가공 공정, 및 터치 연마 가공 공정을 포함하는 연마를 행하였다.
(((이면 도전막)))
SiO2-TiO2계 유리 기판(1)의 제2 주면(이면)에 CrN을 포함하는 이면 도전막(2)을 마그네트론 스퍼터링(반응성 스퍼터링)법에 의해 하기 조건에서 형성하였다.
이면 도전막 형성 조건: Cr 타깃, Ar과 N2의 혼합 가스 분위기(Ar: 90원자％, N: 10원자％), 막 두께 20㎚.
(((도전성 하지막)))
이어서, Ar 가스 분위기 중에서 Ta 타깃을 사용한 이온빔 스퍼터링을 행하여, 이면 도전막(2)이 형성된 측과 반대측의 기판(1)의 주표면(제1 주면) 상에 막 두께 4㎚의 Ta 막을 포함하는 도전성 하지막(4)을 형성하였다. 여기서, Ta의 스퍼터 입자는, 기판(1)의 주표면의 법선에 대하여 30도의 각도로 입사시켰다. 마찬가지의 방법으로 도전성 하지막(4)까지 제작한 시료를 사용하여 시트 저항을 측정한 결과, 도전성 하지막(4)의 시트 저항은 600Ω/□이며, 마스크 패턴 EB 결함 검사의 차지업 방지에 대하여 충분히 낮은 시트 저항이었다. 표면 조도는 0.13㎚(Rms)였다. 여기서, 표면 조도는, 기판 중심의 1㎛×1㎛ 영역에 대하여 원자간력 현미경(AFM)을 사용하여 측정하였다.
(((다층 반사막)))
이어서, 산화를 방지하기 위해 도중에 대기 개방을 행하지 않도록 하여, 도전성 하지막(4) 상에 다층 반사막(5)을 형성하였다. 즉, 다층 반사막(5)을 도전성 하지막(4) 공정으로부터 감압 진공 하에서 연속적으로 형성하였다. 이 다층 반사막(5)은 파장 13.5㎚의 EUV 광에 적합한 다층 반사막으로 하기 위해, Si와 Mo를 포함하는 주기 다층 반사막으로 하였다. 다층 반사막(5)은 Si 타깃과 Mo 타깃을 사용하여, Ar 가스 분위기 중에서 이온빔 스퍼터링에 의해 도전성 하지막(4) 위에 Si층 및 Mo층을 교대로 적층하여 형성하였다. 여기서, Si 및 Mo의 스퍼터 입자는, 기판(1)의 주표면의 법선에 대하여 30도의 각도로 입사시켰다. 먼저, Si막을 4.2㎚의 두께로 성막하고, 계속해서, Mo막을 2.8㎚의 두께로 성막하였다. 이것을 1주기로 해서, 마찬가지로 하여 40주기 적층하고, 마지막으로 Si막을 4.0㎚의 두께로 성막해서, 다층 반사막(5)을 형성하였다. 따라서, 다층 반사막(5)의 최하층, 즉 도전성 하지막(4)과 접하는 다층 반사막(5)의 재료는 Si이며, 또한 다층 반사막(5)의 최상층, 즉 보호막(6)과 접하는 다층 반사막의 재료도 Si이다. 다층 반사막(5)의 최하층 Si와 도전성 하지막(4)의 사이에는 0.5㎚의 TaSi의 확산층이 형성되었다. 또한, 여기에서는 40주기로 했지만, 거기에 한정하는 것은 아니고, 예를 들어 60주기여도 된다. 60주기로 했을 경우, 40주기보다 공정수는 증가하지만, EUV 광에 대한 반사율을 높일 수 있다.
(((보호막)))
계속해서, Ar 가스 분위기 중에서, Ru 타깃을 사용한 이온빔 스퍼터링에 의해 Ru를 포함하는 보호막(6)을 2.5㎚의 두께로 성막하였다. 여기서, Ru의 스퍼터 입자는, 기판(1)의 주표면의 법선에 대하여 30도의 각도로 입사시켰다. 그 후, 대기 중에서 130℃의 어닐을 행하였다.
이 단계의 보호막(6)이 형성된 다층 반사막이 구비된 기판에 대하여, EUV 광에 대한 반사율, 다층 반사막(5) 및 보호막(6)이 형성된 측의 기판 평탄도 및 결함수를 조사하였다. 또한, 이 단계까지 동일한 공정에서 제작한 시료에 대해서, 표면 조도(표면 평활성)를 측정하였다. 그 결과, 반사율은 64％, 기판 평탄도는 500㎚, 그리고 결함수는 5개이며, 표면 조도는 0.14㎚(Rms)였다. 여기서, 결함수는, 기판(1)의 주변 영역을 제외한 132㎜×132㎜의 영역에 대하여 결함 검사 장치(레이저텍사 제조 마스크·서브스트레이트/블랭크스 결함 검사 장치 M1350)를 사용하여 측정하였다. 또한, 표면 조도는, 기판 중심의 1㎛×1㎛ 영역에 대하여, 원자간력 현미경(AFM)을 사용하여 측정하였다. 또한, 다층 반사막이 구비된 기판에 대해서, SEVD(Spherical Equivalent Volume Diameter)로 20㎚ 사이즈의 결함 검사가 가능한 고감도 결함 검사 장치(KLA-Tencor사 제조 Teron6xx)를 사용한 결함 검사에 있어서는, 의사 결함의 검출이 억제되어, 결함 검사가 가능한 레벨의 표면 상태였다.
(((흡수체막)))
이어서, DC스퍼터링법에 의해, 하층 흡수체막(71)으로서 막 두께 56㎚의 TaBN막을, 상층 흡수체막(72)으로서 막 두께 14㎚의 TaBO막을 적층하고, 이 2층 막을 포함하는 흡수체막(7)을 형성하였다. TaBN막은, TaB를 타깃에 사용하여, Ar 가스와 N2 가스의 혼합 가스 분위기에서 반응성 스퍼터링법으로 형성하였다. TaBO막은, TaB를 타깃에 사용하여, Ar 가스와 O2 가스의 혼합 가스 분위기에서 반응성 스퍼터링법에 의해 형성하였다. TaBO막은 경시 변화가 적은 막임과 함께, 이 막 두께의 TaBO막은 광을 사용한 마스크 패턴 검사 시에 반사 방지층으로서 작용하여, 검사 감도를 향상시킨다. EB로 마스크 패턴 검사를 행하는 경우에도, 스루풋의 관계에서, 광에 의한 마스크 패턴 검사를 병용하는 방법이 다용되고 있다. 즉, 메모리 셀부와 같은 미세 패턴이 사용되고 있는 영역에 대해서는 검사 감도가 높은 EB로 마스크 패턴 검사를 행하고, 간접 주변 회로부와 같은 비교적 큰 패턴을 포함하고 있는 영역에 대해서는 스루풋이 높은 광으로 마스크 패턴 검사를 행한다.
((반사형 마스크))
이어서, 상기 반사형 마스크 블랭크(100)를 사용하여, 반사형 마스크(200)를 제조하였다.
먼저, 도 4의 (b)에 도시되는 바와 같이, 반사형 마스크 블랭크(100)의 상층 흡수체막(72)의 위에 레지스트막(8)을 형성하였다. 그리고, 이 레지스트막(8)에 회로 패턴 등의 원하는 패턴을 묘화(노광)하고, 또한 현상, 린스함으로써 소정의 레지스트 패턴(8a)을 형성했다(도 4의 (c)). 이어서, 레지스트 패턴(8a)을 마스크로 하여 TaBO막(상층 흡수체막(72))을 CF4 가스를 사용하여 건식 에칭하고, 계속해서, TaBN막(하층 흡수체막(71))을 Cl2 가스를 사용하여 건식 에칭함으로써, 제1 흡수체 패턴(7a)을 형성했다(도 4의 (d)). Ru를 포함하는 보호막(6)은 Cl2 가스에 대한 건식 에칭 내성이 매우 높아, 충분한 에칭 스토퍼가 된다. 그 후, 레지스트 패턴(8a)을 애싱이나 레지스트 박리액 등으로 제거했다(도 4의 (e)).
그 후, 제1 흡수체 패턴(7a)이 형성된 반사형 마스크 블랭크의 위에 레지스트막(9)을 형성했다(도 4의 (f)). 그리고, 이 레지스트막(9)에 차광대 패턴을 묘화(노광)하고, 또한 현상, 린스함으로써 소정의 차광대 레지스트 패턴(9a)을 형성했다(도 4의 (g)). 이어서, 차광대 레지스트 패턴(9a)을 마스크로 하고, CF4 가스를 사용하여 TaBO막을, Cl2 가스를 사용하여 TaBN막을, Cl2와 O2의 혼합 가스를 사용하여 보호막(6)과 다층 반사막(5)을 건식 에칭함으로써, 차광대부(11)가 형성된 제2 패턴을 형성했다(도 4의 (h)). 이 제2 패턴은, 도 4의 (h)에 도시되어 있는 바와 같이, 상층 흡수체 패턴(72b)과 하층 흡수체 패턴(71b)의 2층 패턴을 포함하는 제2 흡수체 패턴(7b), 보호막 패턴(6b) 및 다층 반사막 패턴(5b)을 포함한다. 도전성 하지막(4)은 상술한 바와 같이 막 두께 4㎚의 Ta 박막인데, 이 재료는 Cl2와 O2의 혼합 가스에 대하여 매우 높은 에칭 스토퍼 기능을 갖고 있으며, 막 두께의 감소도 매우 적어서 충분한 도전성이 확보된다. 그 후, 차광대 레지스트 패턴(9a)을 애싱이나 레지스트 박리액 등으로 제거하고, 황산과수(SPM) 세정과 알칼리성의 수용액을 사용한 웨트 세정을 행하여, 반사형 마스크(200)를 제조했다(도 4의 (i)). 그 후 마스크 패턴 EB 결함 검사를 행하여, 적절히 필요에 따라 마스크 결함 수정을 행하였다.
상기 방법에 의해 제조된 반사형 마스크(200)의 상면도를 도 5에 도시한다. 도 5의 (a)에 도시되는 바와 같이, 회로 등이 형성된 디바이스 영역(회로 패턴 영역)(12)은, 차광대부(11)에 의해 외주부 영역(주변 영역)(13)으로부터 패턴적으로는 고립된 격리 상태에 있지만, 막 두께 4㎚의 Ta 박막을 포함하는 도전성 하지막(4)에 의해, 전기적으로는 디바이스 영역(12)과 외주부 영역(13)은 연결되어 있다. 마스크 상의 디바이스 영역으로의 이물 부착을 방지하기 위해서, 접지는 외주부 영역(13)에서 취하지만, 도전성 하지막(4)의 개재에 의해 디바이스 영역의 접지가 취해져서, 마스크 패턴 EB 결함 검사했을 때의 차지업을 방지할 수 있다. 이 결과, 마스크 상에서 20㎚의 패턴 결함의 검출이 가능하게 되었다.
여기에서는, 다층 반사막(5)까지 새기는 장소가 차광대부(11)인 경우를 나타냈지만, 그 경우에만 한정되지는 않는다. 반사형 마스크(200)의 상면도인 도 5의 (b)에 도시하는 바와 같이, 디바이스 영역(12) 내에 다층 반사막(5)까지 새겨진 홈부(14)에 의해 패턴적으로 격리된 영역(고립된 회로 패턴 영역)(12b)이 있는 경우에도, 전기적으로는 영역(12b)은 외주부 영역(13)과 연결되어서 접지를 취할 수 있다.
본 실시예의 반사형 마스크(200)에서는, 다층 반사막 새김형의 차광대부(11)가 형성되어 있으나, 회로 패턴 형성 영역은 막 두께 4㎚의 Ta 박막을 포함하는 도전성 하지막(4)을 통하여 차광대부(11)의 외측에 설치된 접지부와 낮은 시트 저항으로 전기적으로 연결되어 있고, 차지업에 수반되는 패턴 묘화 결함, 마스크 패턴 EB 결함 검사 감도의 저하, 및 의사 결함의 발생과 같은 문제는 발생하지 않았다. 그 결과, 마스크 상에서 20㎚의 패턴 결함을 검출할 수 있었다. 또한, 평활한 표면을 갖는 도전성 하지막(4)에 의해, 매우 평활한 막 위에 다층 반사막(5)이 형성되기 때문에, 보호막이 구비된 다층 반사막(5)의 결함도 5개로 적어, 결함의 관점에서 높은 품질을 갖는 반사형 마스크를 제조할 수 있었다.
((반도체 장치의 제조))
실시예 1에서 제작한 반사형 마스크를 EUV 스캐너에 세트하고, 반도체 기판 상에 피가공막과 레지스트막이 형성된 웨이퍼에 대하여 EUV 노광을 행하였다. 그리고, 이 노광 완료 레지스트막을 현상함으로써, 피가공막이 형성된 반도체 기판 상에 레지스트 패턴을 형성하였다.
실시예 1에서 제작한 반사형 마스크는, 다층 반사막(5)의 위상 결함도 적고, 고감도의 마스크 패턴 EB 결함 검사도 행해진 결함에 대한 품질이 높은 마스크이기 때문에, 전사 형성된 웨이퍼 상의 레지스트 패턴의 결함도 적었다. 또한, 차광대부(11)에 있어서의 파장 130㎚에서 400㎚의 광에 대한 반사율은 19％이며, 차광대부(11)로부터의 아웃 오브 밴드 반사광도 충분히 적고, 전사 정밀도도 높았다.
이 레지스트 패턴을 에칭에 의해 피가공막에 전사하고, 또한, 절연막, 도전막의 형성, 도펀트의 도입, 또는 어닐 등 다양한 공정을 거침으로써, 원하는 특성을 가지는 반도체 장치를 높은 수율로 제조할 수 있었다.
실시예 2
실시예 2는 단층의 도전성 하지막(4)의 재료를 실시예 1의 Ta로부터 TaN로 대체하고, 또한, 보호막(6)의 재료를 실시예 1의 Ru로부터 RuTi로 대체하고, 또한, 보호막(6)을 형성한 후의 어닐 온도를 실시예 1의 130℃로부터 150℃로 대체한 반사형 마스크 블랭크로 한 예이며, 그 이외에는, 반사형 마스크의 제조 방법 및 반도체 장치의 제조 방법을 포함하여, 모두 실시예 1과 같다.
실시예 2에서는, 도전성 하지막(4)으로서 막 두께 5㎚의 TaN(Ta: 90원자％, N: 10원자％)을 사용하였다. 이 막은, Ta 타깃을 사용하여, Ar 가스와 N2 가스의 혼합 가스 분위기에서 DC스퍼터링에 의해 형성하였다. 도전성 하지막(4)까지 제작한 시료를 사용하여 시트 저항을 측정한 결과, 도전성 하지막(4)의 시트 저항은 550Ω/□이며, 마스크 패턴 EB 결함 검사의 차지업 방지에 대하여 필요한 시트 저항을 확보하였다. 표면 조도는 0.13㎚(Rms)였다. 여기서, 표면 조도는, 기판 중심의 1㎛×1㎛ 영역에 대하여 원자간력 현미경(AFM)을 사용하여 측정하였다.
실시예 2에 있어서의 보호막(6)은 막 두께 2.5㎚의 RuTi이다. 이 막은, 산화를 방지하기 위해 도중에 대기 개방하는 일 없이, Si막과 Mo막을 교대로 40층 적층한 다층 반사막(5)에 이어서 모두 감압 진공 하에서 연속하여 성막하였다. 여기서, 실시예 1과 마찬가지로, 다층 반사막(5)의 최하층, 즉 도전성 하지막(4)과 접하는 다층 반사막(5)의 재료는 Si이며, 또한 다층 반사막(5)의 최상층, 즉 보호막(6)과 접하는 다층 반사막의 재료도 Si로 하였다. 다층 반사막(5)의 최하층의 Si와 도전성 하지막(4)의 사이에는 0.5㎚의 TaN과 Si의 확산층이 형성되었다. 보호막(6)의 성막 방법은, Ar 가스 분위기 중에서 RuTi(Ru: 95원자％, Ti: 5원자％) 타깃을 사용한 이온빔 스퍼터법이다. 여기서, Ru와 Ti를 포함하는 스퍼터 입자는, 기판(1)의 주표면의 법선에 대하여 30도의 각도로 입사시켰다. 그 후, 보호막(6)이 다층 반사막(5) 상에 형성된 상태에서 150℃의 어닐을 행하였다.
이 단계의 보호막(6)이 형성된 다층 반사막 기판에 대하여, EUV 광에 대한 반사율, 기판 평탄도 및, 레이저텍사 제조 마스크·서브스트레이트/블랭크스 결함 검사 장치(M1350)에 의한 결함수를 조사하였다. 또한, 이 단계까지 동일한 공정에서 제작한 시료에 대해서, 표면 조도를 측정하였다. 그 결과, 반사율은 65％, 기판 평탄도는 350㎚, 그리고 결함수는 5개이며, 표면 조도는 0.13㎚(Rms)였다. 여기서, 결함수나 표면 조도의 계측 방법은 실시예 1과 같다. 보호막(6)으로서 RuTi(Ru: 95원자％, Ti: 5원자％)를 사용함으로써, 150℃로 높은 편의 온도에서의 어닐임에도 불구하고 다층 반사막(5)으로부터 보호막으로의 Si의 확산을 억제할 수 있었다. 이로 인해, EUV 광에 대한 반사율 65％가 얻어짐과 함께, 150℃의 어닐에 의해 응력 조정이 도모되고, 기판 평탄도는 350㎚로 양호한 값이 되었다. 또한, 다층 반사막이 구비된 기판에 대해서, SEVD로 20㎚ 사이즈의 결함 검사가 가능한 고감도 결함 검사 장치(KLA-Tencor사 제조 Teron6xx)를 사용한 결함 검사에 있어서는, 의사 결함의 검출이 억제되어, 결함 검사가 가능한 레벨의 표면 상태였다.
실시예 2의 방법에서 제조된 반사형 마스크는, 실시예 1과 마찬가지로, 차지업에 수반되는 패턴 묘화 결함, 마스크 패턴 EB 결함 검사 감도의 저하, 및 의사 결함의 발생과 같은 문제는 발생하지 않았다. 그 결과, 마스크 상에서 20㎚의 패턴 결함을 검출할 수 있었다. 또한, 평활한 표면을 갖는 도전성 하지막(4)에 의해, 매우 평활한 막 위에 다층 반사막(5)이 형성되기 때문에, 보호막이 구비된 다층 반사막의 결함도 5개로 적고, 결함의 관점에서 높은 품질을 갖는 반사형 마스크를 제조할 수 있었다.
또한, 실시예 2에서 제작한 반사형 마스크는, 다층 반사막(5)의 위상 결함도 적고, 고감도의 마스크 패턴 EB 결함 검사도 행해진 저결함의 마스크이기 때문에, 전사 형성된 웨이퍼 상의 레지스트 패턴의 결함도 적었다. 또한, 차광대부(11)에 있어서의 파장 130㎚에서 400㎚의 광에 대한 반사율은 25％이며, 차광대부(11)로부터의 아웃 오브 밴드 반사광도 충분히 적고, 전사 정밀도도 높았다. 이로 인해, 원하는 특성을 가지는 반도체 장치를 높은 수율로 제조할 수 있었다.
실시예 3
실시예 3은 다층 반사막(5)의 Si와 Mo의 성막의 순서를 바꾸어서 Mo부터 성막하도록 변경한 것 이외에는 실시예 2와 모두 동일한 구조와 방법으로, 반사형 마스크 블랭크, 반사형 마스크, 및 반도체 장치를 제조하였다.
따라서 실시예 3에서는, 실시예 2와 마찬가지로, 도전성 하지막(4) 상에 다층 반사막(5)을 형성하였다. 이때, 다층 반사막(5)은 Mo와 Si를 포함하는 주기 다층 반사막으로 하였다. 다층 반사막(5)은 Mo 타깃과 Si 타깃을 사용하고, Ar 가스 분위기 중에서 이온빔 스퍼터링에 의해 도전성 하지막(4) 위에 Mo층 및 Si층을 교대로 적층하여 형성하였다. 여기서, Mo 및 Si의 스퍼터 입자는, 기판(1)의 주표면의 법선에 대하여 30도의 각도로 입사시켰다. 먼저, Mo막을 2.8㎚의 두께로 성막하고, 계속해서, Si막을 4.2㎚의 두께로 성막하였다. 이것을 1주기로 하고, 마찬가지로 해서 40주기 적층하여, 다층 반사막(5)을 형성하였다. 따라서, 다층 반사막(5)의 최하층, 즉 도전성 하지막(4)과 접하는 다층 반사막(5)의 재료는 Mo이며, 또한 다층 반사막(5)의 최상층, 즉 보호막(6)과 접하는 다층 반사막(5)의 재료는 Si이다. 도전성 하지막(4)과 접하는 다층 반사막(5)의 재료가 Mo인 점에서, 도전성 하지막(4)과 다층 반사막(5)의 계면에 확산층이 형성되기 어렵기 때문에 도전율의 변화는 작고, 안정된 것이었다.
그 후, 보호막(6)을 실시예 2와 동일한 재료와 방법으로 형성하고, 이 단계의 보호막(6)이 형성된 다층 반사막 기판에 대하여, EUV 광에 대한 반사율, 기판 평탄도, 및 레이저텍사 제조 마스크·서브스트레이트/블랭크스 결함 검사 장치(M1350)에 의한 결함수를 조사하였다. 또한, 이 단계까지 동일한 공정으로 제작한 시료에 대해서, 표면 조도를 측정하였다. 보호막(6)이 형성된 후의 어닐 온도는 실시예 2와 동일하게 150℃이다. 그 결과, 반사율은 65％, 기판 평탄도는 350㎚, 그리고 결함수는 5개이며, 표면 조도는 0.13㎚(Rms)이고, 실시예 2와 거의 동일한 결과가 얻어졌다. 여기서, 결함수나 표면 조도의 계측 방법은 실시예 1이나 2와 같다. 또한, 다층 반사막이 구비된 기판에 대해서, SEVD로 20㎚ 사이즈의 결함 검사가 가능한 고감도 결함 검사 장치(KLA-Tencor사 제조 Teron6xx)를 사용한 결함 검사에 있어서는, 의사 결함의 검출이 억제되어, 결함 검사가 가능한 레벨의 표면 상태였다.
실시예 3의 방법으로 제조된 반사형 마스크는, 실시예 2와 마찬가지로, 차지업에 수반되는 패턴 묘화 결함, 마스크 패턴 EB 결함 검사 감도의 저하, 및 의사 결함의 발생과 같은 문제는 발생하지 않았다. 그 결과, 마스크 상에서 20㎚의 패턴 결함을 검출할 수 있었다. 또한, 평활한 표면을 갖는 도전성 하지막(4)에 의해, 매우 평활한 막 위에 다층 반사막(5)이 형성되기 때문에, 보호막이 구비된 다층 반사막의 결함도 5개로 적고, 결함의 관점에서 높은 품질을 갖는 반사형 마스크를 제조할 수 있었다.
또한, 실시예 3에서 제작한 반사형 마스크는, 다층 반사막(5)의 위상 결함도 적고, 고감도의 마스크 패턴 EB 결함 검사도 행해진 저결함의 마스크이기 때문에, 전사 형성된 웨이퍼 상의 레지스트 패턴의 결함도 적었다. 또한, 차광대부(11)에 있어서의 파장 130㎚에서 400㎚의 광에 대한 반사율은 26％이며, 차광대부(11)로부터의 아웃 오브 밴드 반사광도 충분히 적어, 전사 정밀도도 높았다. 이로 인해, 원하는 특성을 가지는 반도체 장치를 높은 수율로 제조할 수 있었다.
실시예 4
실시예 4는 단층의 도전성 하지막(4)을 대신하여, 적층형 도전성 하지막(3)을 사용한 경우이며, 그 이외에는 실시예 2와 모두 동일한 구조와 방법으로, 반사형 마스크 블랭크, 반사형 마스크, 및 반도체 장치를 제조하였다. 여기서, 실시예 4의 적층형 도전성 하지막(3)은 2층 막을 포함하고, 최상층(32)을 막 두께 2㎚의 TaN, 하층의 도전막(31)을 막 두께 2㎚의 Ru로 하였다.
적층형 도전성 하지막(3)의 형성 방법은 하기와 같다. 가장 먼저, 도전막(31)으로서, 기판(1)의 주표면(제1 주면) 상에 Ar 가스 분위기 중에서 Ru 타깃을 사용한 이온빔 스퍼터법으로 막 두께 2㎚의 Ru막을 형성하였다. 여기서, Ru 스퍼터 입자는, 기판(1)의 주표면의 법선에 대하여 30도의 각도로 입사시켰다. 그 후, 최상층(32)으로서, 도전막(31) 위에 Ta 타깃을 사용하여, Ar 가스와 O2 가스의 혼합 가스 분위기에서 DC스퍼터링에 의해 막 두께 2㎚의 TaN막(Ta: 90원자％, N: 10원자％)을 형성하였다.
마찬가지의 공정에서, 하층의 도전막(31)과 최상층(32)을 포함하는 적층형 도전성 하지막(3)까지 제작한 시료를 사용하여 시트 저항을 측정한 결과, 적층형 도전성 하지막(3)의 시트 저항은 850Ω/□이며, 마스크 패턴 EB 결함 검사의 차지업 방지에 대하여 충분 작은 시트 저항이었다. 또한, 표면 조도는 0.13㎚(Rms)이었다. 여기서, 표면 조도는, 기판 중심의 1㎛×1㎛ 영역에 대하여 원자간력 현미경(AFM)을 사용하여 측정하였다.
그 후, 다층 반사막(5) 및 보호막(6)을 실시예 2와 동일한 재료와 방법으로 형성하고, 이 단계의 보호막(6)이 형성된 다층 반사막 기판에 대하여, EUV 광에 대한 반사율, 기판 평탄도, 및 레이저텍사 제조 마스크·서브스트레이트/블랭크스 결함 검사 장치(M1350)에 의한 결함수를 조사하였다. 또한, 이 단계까지 동일한 공정에서 제작한 시료에 대해서, 표면 조도를 측정하였다. 보호막(6)이 형성된 후의 어닐 온도는, 실시예 2와 동일하게 150℃이다. 그 결과, 반사율은 65％, 기판 평탄도는 350㎚, 그리고 결함수는 5개였다. 표면 조도는 0.14㎚(Rms)이며, 실시예 2와 거의 동일한 결과가 얻어졌다. 여기서, 결함수나 표면 조도의 계측 방법은 실시예 1과 같다. 또한, 다층 반사막이 구비된 기판에 대해서, SEVD로 20㎚ 사이즈의 결함 검사가 가능한 고감도 결함 검사 장치(KLA-Tencor사 제조 Teron6xx)를 사용한 결함 검사에 있어서는, 의사 결함의 검출이 억제되어, 결함 검사가 가능한 레벨의 표면 상태였다.
실시예 4의 방법으로 제조된 반사형 마스크는, 실시예 1과 마찬가지로, 차지업에 수반되는 패턴 묘화 결함, 마스크 패턴 EB 결함 검사 감도의 저하, 및 의사 결함의 발생과 같은 문제는 발생하지 않았다. 그 결과, 마스크 상에서 20㎚의 패턴 결함을 검출할 수 있었다. 또한, 평활한 표면을 갖는 적층형 도전성 하지막(3)에 의해, 매우 평활한 막 위에 다층 반사막(5)이 형성되기 때문에, 보호막이 구비된 다층 반사막의 결함도 5개로 적고, 결함의 관점에서 높은 품질을 갖는 반사형 마스크를 제조할 수 있었다.
또한, 실시예 4에서 제작한 반사형 마스크는, 다층 반사막(5)의 위상 결함도 적고, 고감도의 마스크 패턴 EB 결함 검사도 행해진 저결함의 마스크이기 때문에, 전사 형성된 웨이퍼 상의 레지스트 패턴의 결함도 적었다. 또한, 차광대부(11)에 있어서의 파장 130㎚에서 400㎚의 광에 대한 반사율은 22％이며, 차광대부(11)로부터의 아웃 오브 밴드 반사광도 충분히 적고, 전사 정밀도도 높았다. 이로 인해, 원하는 특성을 가지는 반도체 장치를 높은 수율로 제조할 수 있었다.
실시예 5
실시예 5는 단층의 도전성 하지막(4)의 막 두께를 실시예 2의 5㎚로부터 10㎚로 바꾼 것 이외에는 실시예 2와 모두 동일한 구조와 방법으로, 반사형 마스크 블랭크, 반사형 마스크, 및 반도체 장치를 제조하였다.
실시예 5에서는, 도전성 하지막(4)으로서 막 두께 10㎚의 TaN(Ta: 90원자％, N: 10원자％)을 사용하였다. 실시예 2와 마찬가지로, 시트 저항을 측정한 결과, 도전성 하지막(4)의 시트 저항은 240Ω/□이며, 마스크 패턴 EB 결함 검사의 차지업 방지에 대하여 필요한 시트 저항을 확보하였다. 실시예 2와 마찬가지로 측정한 표면 조도는 0.14㎚(Rms)였다.
보호막(6)이 형성된 다층 반사막 기판에 대하여, 실시예 1과 마찬가지의 계측 방법으로, EUV 광에 대한 반사율, 결함수 및 표면 조도를 측정하였다. 그 결과, 반사율은 65％, 결함수는 6개이며, 표면 조도는 0.15㎚(Rms)였다. 또한, 다층 반사막이 구비된 기판에 대해서, SEVD로 20㎚ 사이즈의 결함 검사가 가능한 고감도 결함 검사 장치(KLA-Tencor사 제조 Teron6xx)를 사용한 결함 검사에 있어서는, 의사 결함의 검출이 억제되어, 결함 검사가 가능한 레벨의 표면 상태였다.
실시예 5의 방법으로 제조된 반사형 마스크는, 실시예 1과 마찬가지로, 차지업에 수반되는 패턴 묘화 결함, 마스크 패턴 EB 결함 검사 감도의 저하, 및 의사 결함의 발생과 같은 문제는 발생하지 않았다. 그 결과, 마스크 상에서 20㎚의 패턴 결함을 검출할 수 있었다. 또한, 평활한 표면을 갖는 도전성 하지막(4)에 의해, 매우 평활한 막 위에 다층 반사막(5)이 형성되기 때문에, 보호막이 구비된 다층 반사막의 결함도 6개로 적고, 결함의 관점에서 높은 품질을 갖는 반사형 마스크를 제조할 수 있었다.
또한, 실시예 5에서 제작한 반사형 마스크는, 다층 반사막(5)의 위상 결함도 적고, 고감도의 마스크 패턴 EB 결함 검사도 행해진 저결함의 마스크이기 때문에, 전사 형성된 웨이퍼 상의 레지스트 패턴의 결함도 적었다. 또한, 차광대부(11)에 있어서의 파장 130㎚에서 400㎚의 광에 대한 반사율은 39％이며, 차광대부(11)로부터의 아웃 오브 밴드 반사광을 약간 억제할 수 있었다.
실시예 6
실시예 6은 적층형 도전성 하지막(3)의 최상층(32)의 재료를 실시예 4의 TaN으로부터 TaO로 바꾼 점 및 그 막 두께를 바꾼 것 이외에는, 실시예 4와 모두 동일한 구조와 방법으로, 반사형 마스크 블랭크, 반사형 마스크, 및 반도체 장치를 제조하였다.
실시예 6에서는, 최상층(32)으로서 TaO(Ta: 42원자％, O: 58원자％)를 사용하여, 막 두께를 1㎚, 4㎚, 6㎚, 8㎚ 및 10㎚로 바꾸어서 제작하였다. 이들 막은, Ta 타깃을 사용하여, Ar 가스와 O2 가스의 혼합 가스 분위기에서 DC스퍼터링에 의해 형성하였다. 실시예 2와 마찬가지로, 시트 저항을 측정한 결과, 적층형 도전성 하지막(3)의 시트 저항은 모두 2000Ω/□ 이하이고, 마스크 패턴 EB 결함 검사의 차지업 방지에 대하여 필요한 시트 저항을 확보하였다. 실시예 2와 마찬가지로 측정한 표면 조도는 0.15㎚(Rms) 이하였다.
보호막(6)이 형성된 각 다층 반사막 기판에 대하여, 실시예 1과 마찬가지의 계측 방법으로, EUV 광에 대한 반사율, 결함수 및 표면 조도를 측정하였다. 그 결과, 반사율은 65％ 이상, 결함수는 6개 이하이고, 표면 조도는 0.16㎚(Rms) 이하였다. 또한, 다층 반사막이 구비된 기판에 대해서, SEVD로 20㎚ 사이즈의 결함 검사가 가능한 고감도 결함 검사 장치(KLA-Tencor사 제조 Teron6xx)를 사용한 결함 검사에 있어서는, 의사 결함의 검출이 억제되어, 결함 검사가 가능한 레벨의 표면 상태였다.
실시예 6의 방법으로 제조된 반사형 마스크는, 실시예 1과 마찬가지로, 차지업에 수반되는 패턴 묘화 결함, 마스크 패턴 EB 결함 검사 감도의 저하, 및 의사 결함의 발생과 같은 문제는 발생하지 않았다. 그 결과, 마스크 상에서 20㎚의 패턴 결함을 검출할 수 있었다. 또한, 평활한 표면을 갖는 도전성 하지막(4)에 의해, 매우 평활한 막 위에 다층 반사막(5)이 형성되기 때문에, 보호막이 구비된 다층 반사막의 결함도 6개 이하로 적고, 결함의 관점에서 높은 품질을 갖는 반사형 마스크를 제조할 수 있었다.
또한, 실시예 6에서 제작한 반사형 마스크는, 다층 반사막(5)의 위상 결함도 적고, 고감도의 마스크 패턴 EB 결함 검사도 행해진 저결함의 마스크이기 때문에, 전사 형성된 웨이퍼 상의 레지스트 패턴의 결함도 적었다.
또한, 아웃 오브 밴드 반사광은, 기판(1)을 투과하지 않는 190㎚에서 280㎚의 파장 범위에 있어서의 반사율의 최댓값과, 기판(1)을 투과하는 281㎚에서 320㎚의 파장 범위에 있어서의 반사율의 최댓값으로 평가를 행하였다. 최상층(32)의 막 두께가 1㎚, 4㎚, 6㎚, 8㎚ 및 10㎚인 경우의 차광대부(11)에 있어서의 파장 190㎚에서 280㎚의 광에 대한 반사율은 각각 13％, 19％, 22％, 25％ 및 28％이며, 파장 281㎚에서 320㎚의 광에 대한 반사율은 각각 26％, 24％, 23％, 23％ 및 22％이며, 차광대부(11)로부터의 아웃 오브 밴드 반사광도 충분히 적고, 전사 정밀도도 높았다. 이로 인해, 원하는 특성을 가지는 반도체 장치를 높은 수율로 제조할 수 있었다.
실시예 7
실시예 7은 적층형 도전성 하지막(3)의 최상층(32)의 재료를 실시예 4의 TaN으로부터 TaON으로 바꾼 점 및 그 막 두께를 바꾼 것 이외에는, 실시예 4와 모두 동일한 구조와 방법으로, 반사형 마스크 블랭크, 반사형 마스크, 및 반도체 장치를 제조하였다.
실시예 7에서는, 최상층(32)으로서 TaON(Ta: 38원자％, O: 52원자％, N: 10원자％)을 사용하고, 막 두께를 1㎚, 4㎚, 6㎚, 8㎚, 10㎚로 바꾸어서 제작하였다. 이 막은, Ta 타깃을 사용하여, Ar 가스와 O2 가스와 N2 가스의 혼합 가스 분위기에서 DC스퍼터링에 의해 형성하였다. 실시예 2와 마찬가지로, 시트 저항을 측정한 결과, 적층형 도전성 하지막(3)의 시트 저항은 모두 2000Ω/□ 이하이고, 마스크 패턴 EB 결함 검사의 차지업 방지에 대하여 필요한 시트 저항을 확보하였다. 실시예 2와 마찬가지로 측정한 표면 조도는 0.15㎚(Rms) 이하였다.
보호막(6)이 형성된 각 다층 반사막 기판에 대하여, 실시예 1과 마찬가지의 계측 방법으로, EUV 광에 대한 반사율, 결함수 및 표면 조도를 측정하였다. 그 결과, 반사율은 65％ 이상, 결함수는 6개 이하이고, 표면 조도는 0.16㎚(Rms) 이하였다. 또한, 다층 반사막이 구비된 기판에 대해서, SEVD로 20㎚ 사이즈의 결함 검사가 가능한 고감도 결함 검사 장치(KLA-Tencor사 제조 Teron6xx)를 사용한 결함 검사에 있어서는, 의사 결함의 검출이 억제되어, 결함 검사가 가능한 레벨의 표면 상태였다.
실시예 7의 방법으로 제조된 반사형 마스크는, 실시예 1과 마찬가지로, 차지업에 수반되는 패턴 묘화 결함, 마스크 패턴 EB 결함 검사 감도의 저하, 및 의사 결함의 발생과 같은 문제는 발생하지 않았다. 그 결과, 마스크 상에서 20㎚의 패턴 결함을 검출할 수 있었다. 또한, 평활한 표면을 갖는 도전성 하지막(4)에 의해, 매우 평활한 막 위에 다층 반사막(5)이 형성되기 때문에, 보호막이 구비된 다층 반사막의 결함도 6개 이하로 적고, 결함의 관점에서 높은 품질을 갖는 반사형 마스크를 제조할 수 있었다.
또한, 실시예 7에서 제작한 반사형 마스크는, 다층 반사막(5)의 위상 결함도 적고, 고감도의 마스크 패턴 EB 결함 검사도 행해진 저결함의 마스크이기 때문에, 전사 형성된 웨이퍼 상의 레지스트 패턴의 결함도 적었다.
또한, 실시예 6과 마찬가지로 하여 아웃 오브 밴드 반사광의 평가를 행한 결과, 최상층(32)의 막 두께가 1㎚, 4㎚, 6㎚, 8㎚ 및 10㎚인 경우의 차광대부(11)에 있어서의 파장 190㎚에서 280㎚의 광에 대한 반사율은 각각 14％, 19％, 23％, 26％ 및 28％이고, 파장 281㎚에서 320㎚의 광에 대한 반사율은 각각 26％, 24％, 25％, 26％ 및 27％이며, 차광대부(11)로부터의 아웃 오브 밴드 반사광도 충분히 적고, 전사 정밀도도 높았다. 이로 인해, 원하는 특성을 가지는 반도체 장치를 높은 수율로 제조할 수 있었다.
실시예 8
실시예 8은 단층의 도전성 하지막(4)을 막 두께 3㎚의 Ru막에 의해 구성한 반사형 마스크 블랭크이다. 도전성 하지막(4) 이외에는, 실시예 1과 동일한 구성이다.
실시예 8에 있어서의 도전성 하지막(4)의 형성은, Ar 가스 분위기 중에서 Ru 타깃을 사용한 이온빔 스퍼터링을 행하고, 이면 도전막(2)이 형성된 측과 반대측의 기판(1)의 주표면(제1 주면) 상에, 막 두께 3㎚의 Ru막을 형성함으로써 행하였다. 여기서, Ru의 스퍼터 입자는, 기판(1)의 주표면의 법선에 대하여 30도의 각도로 입사시켰다. 마찬가지의 방법으로 도전성 하지막(4)까지 제작한 시료를 사용하여 시트 저항을 측정한 결과, 도전성 하지막(4)의 시트 저항은 500Ω/□이며, 마스크 패턴 EB 결함 검사의 차지업 방지에 대하여 충분히 낮은 시트 저항이었다.
보호막(6)(2.5㎚의 Ru막)이 형성된 다층 반사막 기판에 대하여, EUV 광에 대한 반사율, 다층 반사막(5) 및 보호막(6)이 형성된 측의 기판 평탄도, 및 결함수를 조사하였다. 또한, 이 단계까지 동일한 공정에서 제작한 시료에 대해서, 표면 조도(표면 평활성)를 측정하였다. 그 결과, 반사율은 64％, 기판 평탄도는 500㎚, 그리고 결함수는 5개이며, 표면 조도는 0.14㎚(Rms)였다. 여기서, 결함수는, 기판(1)의 주변 영역을 제외한 132㎜×132㎜의 영역에 대하여, 결함 검사 장치(레이저텍사 제조 마스크·서브스트레이트/블랭크스 결함 검사 장치 M1350)를 사용하여 측정하였다. 또한, 표면 조도는, 기판 중심의 1㎛×1㎛ 영역에 대하여, 원자간력 현미경(AFM)을 사용하여 측정하였다. 또한, 다층 반사막이 구비된 기판에 대해서, SEVD(Spherical Equivalent Volume Diameter)로 20㎚ 사이즈의 결함 검사가 가능한 고감도 결함 검사 장치(KLA-Tencor사 제조 Teron6xx)를 사용한 결함 검사에 있어서는, 의사 결함의 검출이 억제되어, 결함 검사가 가능한 레벨의 표면 상태였다.
실시예 8의 반사형 마스크 블랭크를 사용한 반사형 마스크의 제조는, 실시예 1의 제조 방법과 마찬가지인데, 차광대 레지스트 패턴(9a)을 마스크로 한 차광대부(11)의 형성(도 4의 (g) 내지 (f))에 대해서는 다음과 같다.
CF4 가스를 사용하여 TaBO막을, Cl2 가스를 사용하여 TaBN막을, O2와 Cl2의 혼합 가스, 또는 O2와 Br계의 혼합 가스를 사용하여 보호막(6)을, 및 Cl2 가스를 사용하여 다층 반사막(5)을 건식 에칭함으로써, 차광대부(11)가 형성된 제2 패턴을 형성했다(도 4의 (h)). 이 제2 패턴은, 도 4의 (h)에 도시되어 있는 바와 같이, 상층 흡수체 패턴(72b)과 하층 흡수체 패턴(71b)의 2층 패턴을 포함하는 제2 흡수체 패턴(7b), 보호막 패턴(6b), 및 다층 반사막 패턴(5b)을 포함한다. 도전성 하지막(4)은 상술한 바와 같이 막 두께 3㎚의 Ru 박막인데, 이 재료는 Cl2 가스에 대하여 매우 높은 에칭 스토퍼 기능을 갖고 있으며, 막 두께의 감소도 매우 적어서 충분한 도전성이 확보된다.
그 후, 차광대 레지스트 패턴(9a)을 애싱이나 레지스트 박리액 등으로 제거하고, 황산과수(SPM) 세정과 알칼리성의 수용액을 사용한 웨트 세정을 행하여, 반사형 마스크를 제조하는 점이나, 반도체 장치의 제조 방법 등은 실시예 1과 마찬가지이다.
실시예 8의 방법으로 제조된 반사형 마스크는, 실시예 1과 마찬가지로, 차지업에 수반되는 패턴 묘화 결함, 마스크 패턴 EB 결함 검사 감도의 저하, 및 의사 결함의 발생과 같은 문제는 발생하지 않았다. 그 결과, 마스크 상에서 20㎚의 패턴 결함을 검출할 수 있었다. 또한, 평활한 표면을 갖는 도전성 하지막(4)에 의해, 매우 평활한 막 위에 다층 반사막(5)이 형성되기 때문에, 보호막이 구비된 다층 반사막의 결함도 5개로 적고, 결함의 관점에서 높은 품질을 갖는 반사형 마스크를 제조할 수 있었다.
실시예 9
실시예 9는 도전성 하지막(4)과 보호막(6)의 재료를 실시예 8의 Ru로부터 RuTi로 대체하고, 또한 보호막(6)을 형성한 후의 어닐 온도를 실시예 1의 130℃로부터 150℃로 대체한 반사형 마스크 블랭크로 한 예이며, 그 이외에는, 반사형 마스크의 제조 방법 및 반도체 장치의 제조 방법을 포함하여, 모두 실시예 8과 같다.
실시예 9에서는, 도전성 하지막(4)으로서 막 두께 2㎚의 RuTi를 사용하였다. 이 막은, Ar 가스 분위기 중에서 RuTi(Ru: 95원자％, Ti: 5원자％) 타깃을 사용한 이온빔 스퍼터링법으로 성막하였다. 여기서, Ru와 Ti를 포함하는 스퍼터 입자는, 기판(1)의 주표면의 법선에 대하여 30도의 각도로 입사시켰다. 마찬가지의 공정에서 도전성 하지막(4)까지 제작한 시료를 사용하여 시트 저항을 측정한 결과, 도전성 하지막(4)의 시트 저항은 1200Ω/□이며, 마스크 패턴 EB 결함 검사의 차지업 방지에 대하여 필요한 시트 저항을 확보하였다.
실시예 9에 있어서의 보호막(6)은 막 두께 2.5㎚의 RuTi이다. 이 막은, 산화를 방지하기 위해 도중에 대기 개방하는 일 없이, RuTi를 포함하는 도전성 하지막(4)과, Mo막과 Si막을 교대로 40층 적층한 다층 반사막(5)에 이어서 모두 감압 진공 하에서 연속하여 성막하였다. 성막의 방법은, Ar 가스 분위기 중에서RuTi(Ru: 95원자％, Ti: 5원자％) 타깃을 사용한 이온빔 스퍼터링법이다. 여기서, Ru와 Ti를 포함하는 스퍼터 입자는, 기판(1)의 주표면의 법선에 대하여 30도의 각도로 입사시켰다. 그 후, 보호막(6)이 다층 반사막(5) 상에 형성된 상태에서 150℃의 어닐을 행하였다.
이 단계의 보호막(6)이 형성된 다층 반사막 기판에 대하여, EUV 광에 대한 반사율, 기판 평탄도, 및 레이저텍사 제조 마스크·서브스트레이트/블랭크스 결함 검사 장치(M1350)에 의한 결함수를 조사하였다. 또한, 이 단계까지 동일한 공정으로 제작한 시료에 대해서, 표면 조도를 측정하였다. 그 결과, 반사율은 65％, 기판 평탄도는 350㎚, 그리고 결함수는 4개이며, 표면 조도는 0.14㎚(Rms)였다. 여기서, 결함수나 표면 조도의 계측 방법은 실시예 1과 같다. 보호막(6)으로서 RuTi(Ru: 95원자％, Ti: 5원자％)를 사용한 것에 의해, 150℃로 높은 편의 온도에서의 어닐임에도 불구하고 다층 반사막(5)으로부터 보호막으로의 Si의 확산을 억제할 수 있었다. 이로 인해, EUV 광에 대한 반사율 65％가 얻어짐과 함께, 150℃의 어닐에 의해 응력 조정이 도모되고, 기판 평탄도는 350㎚로 양호한 값이 되었다. 또한, 다층 반사막이 구비된 기판에 대해서, SEVD로 20㎚ 사이즈의 결함 검사가 가능한 고감도 결함 검사 장치(KLA-Tencor사 제조 Teron6xx)를 사용한 결함 검사에 있어서는, 의사 결함의 검출이 억제되어, 결함 검사가 가능한 레벨의 표면 상태였다.
실시예 9의 방법으로 제조된 반사형 마스크는, 실시예 1과 마찬가지로, 차지업에 수반되는 패턴 묘화 결함, 마스크 패턴 EB 결함 검사 감도의 저하, 및 의사 결함의 발생과 같은 문제는 발생하지 않았다. 그 결과, 마스크 상에서 20㎚의 패턴 결함을 검출할 수 있었다. 또한, 평활한 표면을 갖는 도전성 하지막(4)에 의해, 매우 평활한 막 위에 다층 반사막(5)이 형성되기 때문에, 보호막이 구비된 다층 반사막의 결함도 4개로 적고, 결함의 관점에서 높은 품질을 갖는 반사형 마스크를 제조할 수 있었다.
또한, 실시예 9에서 제작한 반사형 마스크는, 다층 반사막(5)의 위상 결함도 적고, 고감도의 마스크 패턴 EB 결함 검사도 행해진 저결함의 마스크이기 때문에, 전사 형성된 웨이퍼 상의 레지스트 패턴의 결함도 적었다. 이로 인해, 원하는 특성을 가지는 반도체 장치를 높은 수율로 제조할 수 있었다.
실시예 10
실시예 10은, Si를 포함하는 완충막(10)을 기판(1)과 도전성 하지막(4)의 사이에 형성한 것과, Ru를 포함하는 도전성 하지막(4)의 막 두께를 2㎚로 변경한 것 이외에는 실시예 8과 모두 동일한 구조와 방법으로, 반사형 마스크 블랭크, 반사형 마스크, 및 반도체 장치를 제조하였다.
실시예 10은, 기판(1)의 제1 주면 상에 완충막(10)이 형성된 마스크 블랭크이다. 이 완충막(10)의 막 두께는 30㎚이며, Ar 가스 중에서 Si 타깃을 사용한 이온빔 스퍼터링 법으로 성막하였다. 여기서, Si스퍼터 입자는, 기판(1)의 주표면의 법선에 대하여 30도의 각도로 입사시켰다.
이 완충막(10) 위에 Ru를 포함하는 도전성 하지막(4)을 실시예 8과 같은 방법으로 형성하였다. 실시예 8과의 차이는 막 두께뿐이며, 실시예 8에서는 도전성 하지막(4)의 막 두께를 3㎚로 했지만, 실시예 10에서는 2㎚로 하였다. 따라서, 이 도전성 하지막(4)은 Ar 가스 분위기 중에서 Ru 타깃을 사용한 이온빔 스퍼터링 법으로 성막하고, Ru를 포함하는 스퍼터 입자는, 기판(1)의 주표면의 법선에 대하여 30도의 각도로 입사시켰다. 마찬가지의 공정에서 도전성 하지막(4)까지 제작한 시료를 사용하여 시트 저항을 측정한 결과, 완충막(10)과 도전성 하지막(4)을 포함하는 적층막의 시트 저항은 800Ω/□이며, 마스크 패턴 EB 결함 검사의 차지업 방지에 대하여 필요한 시트 저항을 확보하였다.
그 후, 다층 반사막(5) 및 보호막(6)을 실시예 1과 동일한 재료와 방법으로 형성하고, 이 단계의 보호막(6)이 형성된 다층 반사막 기판에 대하여, EUV 광에 대한 반사율, 기판 평탄도, 및 레이저텍사 제조 마스크·서브스트레이트/블랭크스 결함 검사 장치(M1350)에 의한 결함수를 조사하였다. 또한, 이 단계까지 동일한 공정에서 제작한 시료에 대해서, 표면 조도를 측정하였다. 보호막(6)이 형성된 후의 어닐 온도는, 실시예 1과 동일하게 130℃이다. 그 결과, 반사율은 64％, 기판 평탄도는 500㎚, 그리고 결함수는 6개이고, 표면 조도는 0.14㎚(Rms)이며, 실시예 8과 거의 동일한 결과가 얻어졌다. 여기서, 결함수나 표면 조도의 계측 방법은 실시예 1과 같다. 또한, 다층 반사막이 구비된 기판에 대해서, SEVD로 20㎚ 사이즈의 결함 검사가 가능한 고감도 결함 검사 장치(KLA-Tencor사 제조 Teron6xx)를 사용한 결함 검사에 있어서는, 의사 결함의 검출이 억제되어, 결함 검사가 가능한 레벨의 표면 상태였다.
실시예 10의 방법으로 제조된 반사형 마스크는, 실시예 1과 마찬가지로, 차지업에 수반되는 패턴 묘화 결함, 마스크 패턴 EB 결함 검사 감도의 저하, 및 의사 결함의 발생과 같은 문제는 발생하지 않았다. 그 결과, 마스크 상에서 20㎚의 패턴 결함을 검출할 수 있었다. 또한, 평활한 표면을 갖는 도전성 하지막(4)에 의해, 매우 평활한 막 위에 다층 반사막(5)이 형성되기 때문에, 보호막이 구비된 다층 반사막의 결함도 6개로 적고, 결함의 관점에서 높은 품질을 갖는 반사형 마스크를 제조할 수 있었다.
또한, 실시예 10에서 제작한 반사형 마스크는, 다층 반사막(5)의 위상 결함도 적고, 고감도의 마스크 패턴 EB 결함 검사도 행해진 저결함의 마스크이기 때문에, 전사 형성된 웨이퍼 상의 레지스트 패턴의 결함도 적었다. 이로 인해, 원하는 특성을 가지는 반도체 장치를 높은 수율로 제조할 수 있었다.
실시예 11
실시예 11은, Si와 Mo를 포함하는 다층막을 포함하는 완충막(10)을 기판(1)과 도전성 하지막(4)의 사이에 형성한 것과, Ru를 포함하는 도전성 하지막(4)의 막 두께를 2㎚로 변경한 것 이외에는 실시예 8과 모두 동일한 구조와 방법으로, 반사형 마스크 블랭크, 반사형 마스크, 및 반도체 장치를 제조하였다.
실시예 11은, 기판(1)의 제1 주면 상에 Si와 Mo를 포함하는 다층막을 포함하는 완충막(10)이 형성된 마스크 블랭크이다. 이 완충막(10)은 Si 타깃과 Mo 타깃을 사용하고, Ar 가스 분위기 중에서 이온빔 스퍼터링에 의해 기판(1) 위에 Si층 및 Mo층을 교대로 적층하여 형성하였다. 여기서, Si 및 Mo의 스퍼터 입자는, 기판(1)의 주표면의 법선에 대하여 30도의 각도로 입사시켰다. 먼저, Si막을 4㎚의 두께로 성막하고, 계속해서, Mo막을 3㎚의 두께로 성막하였다. 이것을 1주기로 하고, 마찬가지로 하여 10주기 적층하였다.
이 다층막을 포함하는 완충막(10) 위에 Ru를 포함하는 도전성 하지막(4)을 실시예 8과 같은 방법으로 형성하였다. 실시예 8과의 차이는 막 두께뿐이며, 실시예 8에서는 도전성 하지막(4)의 막 두께를 3㎚로 했지만, 실시예 11에서는 2㎚로 하였다. 따라서, 이 도전성 하지막(4)은 Ar 가스 분위기 중에서 Ru 타깃을 사용한 이온빔 스퍼터링법으로 성막하고, Ru를 포함하는 스퍼터 입자는, 기판(1)의 주표면의 법선에 대하여 30도의 각도로 입사시켰다. 마찬가지의 공정으로 도전성 하지막(4)까지 제작한 시료를 사용하여 시트 저항을 측정한 결과, 다층막을 포함하는 완충막(10)과 도전성 하지막(4)을 포함하는 적층막의 시트 저항은 100Ω/□이며, 마스크 패턴 EB 결함 검사의 차지업 방지에 대하여 충분히 작은 시트 저항이 되었다.
그 후, 다층 반사막(5) 및 보호막(6)을 실시예 1과 동일한 재료와 방법으로 형성하고, 이 단계의 보호막(6)이 형성된 다층 반사막 기판에 대하여, EUV 광에 대한 반사율, 기판 평탄도, 및 레이저텍사 제조 마스크·서브스트레이트/블랭크스 결함 검사 장치(M1350)에 의한 결함수를 조사하였다. 또한, 이 단계까지 동일한 공정으로 제작한 시료에 대해서, 표면 조도를 측정하였다. 보호막(6)이 형성된 후의 어닐 온도는, 실시예 1과 동일하게 130℃이다. 그 결과, 반사율은 64％, 기판 평탄도는 550㎚, 그리고 결함수는 7개이고, 표면 조도는 0.14㎚(Rms)이며, 실시예 8과 거의 동일한 결과가 얻어졌다. 여기서, 결함수나 표면 조도의 계측 방법은 실시예 1과 같다. 또한, 다층 반사막이 구비된 기판에 대해서, SEVD로 20㎚ 사이즈의 결함 검사가 가능한 고감도 결함 검사 장치(KLA-Tencor사 제조 Teron6xx)를 사용한 결함 검사에 있어서는, 의사 결함의 검출이 억제되어, 결함 검사가 가능한 레벨의 표면 상태였다.
실시예 11의 방법으로 제조된 반사형 마스크는, 실시예 1과 마찬가지로, 차지업에 수반되는 패턴 묘화 결함, 마스크 패턴 EB 결함 검사 감도의 저하, 및 의사 결함의 발생과 같은 문제는 발생하지 않았다. 그 결과, 마스크 상에서 20㎚의 패턴 결함을 검출할 수 있었다. 또한, 평활한 표면을 갖는 도전성 하지막(4)에 의해, 매우 평활한 막 위에 다층 반사막(5)이 형성되기 때문에, 보호막이 구비된 다층 반사막의 결함도 7개로 적고, 결함의 관점에서 높은 품질을 갖는 반사형 마스크를 제조할 수 있었다.
또한, 실시예 11에서 제작한 반사형 마스크는, 다층 반사막(5)의 위상 결함도 적고, 고감도의 마스크 패턴 EB 결함 검사도 행해진 저결함의 마스크이기 때문에, 전사 형성된 웨이퍼 상의 레지스트 패턴의 결함도 적었다. 이로 인해, 원하는 특성을 가지는 반도체 장치를 높은 수율로 제조할 수 있었다.
(비교예)
비교예에서는, 도전성 하지막(4)으로서 막 두께가 30㎚인 Ta막을 사용한 것 이외에, 실시예 1과 마찬가지의 구조와 방법으로, 반사형 마스크 블랭크, 반사형 마스크를 제조하고, 또한, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 반도체 장치를 제조하였다.
비교예에서는, 도전성 하지막(4)으로서 막 두께 30㎚의 Ta막을 사용하였다. 이 막은, Ar 가스 분위기 중에서 Ta 타깃을 사용한 스퍼터링법으로 성막하였다. 마찬가지의 공정으로 도전성 하지막(4)까지 제작한 시료를 사용하여 시트 저항을 측정한 결과, 도전성 하지막(4)의 시트 저항은 70Ω/□이며, EB 마스크 검사의 차지업 방지에 대하여 필요한 시트 저항을 확보하였다.
그 후, 다층 반사막(5) 및 보호막(6)을 실시예 1과 동일한 재료와 방법으로 형성하고, 이 단계의 보호막(6)이 형성된 다층 반사막 기판에 대하여, EUV 광에 대한 반사율, 기판 평탄도, 및 레이저텍사 제조 마스크·서브스트레이트/블랭크스 결함 검사 장치(M1350)에 의한 결함수를 조사하였다. 또한, 이 단계까지 동일한 공정으로 제작한 시료에 대해서, 표면 조도를 측정하였다. 보호막(6)이 형성된 후의 어닐 온도는, 실시예 1과 동일하게 130℃이다. 그 결과, 반사율은 60%, 기판 평탄도는 800㎚였다. 결함수는 10개였다. 그러나, SEVD로 20㎚ 사이즈의 결함 검사가 가능한 고감도 결함 검사 장치(KLA-Tencor사 제조 Teron6xx)를 사용한 결함 검사에 있어서는, 의사 결함이 다발했기 때문에, 100000개를 초과하여 측정 불가능하게 되었다. 표면 조도는 0.60㎚(Rms)이며, 실시예 1의 4.6배 이상의 조도이었다. 여기서, 결함수나 표면 조도의 계측 방법은 실시예 1과 같다.
비교예의 방법으로 제조된 반사형 마스크는, 실시예 1과 마찬가지로, EB 차지업에 수반되는 패턴 묘화 결함이나 흡수체 패턴 검사의 감도 저하와 같은 문제는 발생하지 않았다. 그 반면, 보호막이 구비된 다층 반사막의 표면은 거칠어져 있어서, 다층 반사막(5)의 결함 검사 결과는 의사 결함으로 포화되어, 위상 결함이나 진폭 결함의 유무조차 판별할 수 없는 상태였다. 또한, 이 반사형 마스크를 사용하여 전사 평가를 한 결과, 다수의 전사 결함이 관측되었다. 따라서, 비교예의 방법으로 제조된 반사형 마스크는 결함 품질을 보증할 수 없는 마스크였다. 또한, 차광대부(11)에 있어서의 파장 130㎚에서 400㎚의 광에 대한 반사율은 40%이며, 차광대부(11)로부터의 아웃 오브 밴드 반사광이 확인되고, 그 영향으로 패턴 전사 정밀도는 낮았다. 그로 인해, 비교예에서 제작한 반사형 마스크를 사용하여 제조된 반도체 장치의 수율은 낮았다.
또한, 상술한 실시예 2에 있어서, 보호막(6)을 형성한 후의 어닐 온도를 더욱 고온(180℃, 200℃, 250℃, 300℃(어닐 처리 시간은 적절히 조정))으로 설정하여 반사형 마스크 블랭크를 제작한 결과, 실시예 2에 비하여 기판 평탄도는 더욱 개선되어 고평탄도의 반사형 마스크 블랭크가 얻어졌다.
1: 기판
2: 도전막
3: 적층형 도전성 하지막
4: 도전성 하지막
5: 다층 반사막
5b: 다층 반사막 패턴
6: 보호막
6b: 보호막 패턴
7: 흡수체막
7a: 제1 흡수체 패턴
7b: 제2 흡수체 패턴
8: 레지스트막
8a: 레지스트 패턴
9: 레지스트막
9a: 차광대 레지스트 패턴
11: 차광대부
12: 회로 패턴 영역
12b: 고립된 회로 패턴 영역
13: 주변 영역
14: 홈부
31: 도전막
32: 최상층
71: TaBN 흡수체막(하층 흡수체막)
71a: TaBN막 패턴(하층 흡수체 패턴)
71b: TaBN막 패턴(하층 흡수체 패턴)
72: TaBO막(상층 흡수체막)
72a: TaBO막 패턴(상층 흡수체 패턴)
72b: TaBO막 패턴(상층 흡수체 패턴)
100: 반사형 마스크 블랭크(제1 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크)
101: 반사형 마스크 블랭크(제2 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크)
102: 반사형 마스크 블랭크(제4 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크)
200: 반사형 마스크
2: 도전막
3: 적층형 도전성 하지막
4: 도전성 하지막
5: 다층 반사막
5b: 다층 반사막 패턴
6: 보호막
6b: 보호막 패턴
7: 흡수체막
7a: 제1 흡수체 패턴
7b: 제2 흡수체 패턴
8: 레지스트막
8a: 레지스트 패턴
9: 레지스트막
9a: 차광대 레지스트 패턴
11: 차광대부
12: 회로 패턴 영역
12b: 고립된 회로 패턴 영역
13: 주변 영역
14: 홈부
31: 도전막
32: 최상층
71: TaBN 흡수체막(하층 흡수체막)
71a: TaBN막 패턴(하층 흡수체 패턴)
71b: TaBN막 패턴(하층 흡수체 패턴)
72: TaBO막(상층 흡수체막)
72a: TaBO막 패턴(상층 흡수체 패턴)
72b: TaBO막 패턴(상층 흡수체 패턴)
100: 반사형 마스크 블랭크(제1 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크)
101: 반사형 마스크 블랭크(제2 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크)
102: 반사형 마스크 블랭크(제4 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크)
200: 반사형 마스크
Claims (27)
- 기판 상에 도전성 하지막과, 노광광을 반사하는 다층 반사막과, 노광광을 흡수하는 흡수체막이 적층된 반사형 마스크 블랭크이며,
상기 반사형 마스크 블랭크는 상기 흡수체막이 패터닝된 전사 패턴으로서의 흡수체 패턴을 가지는 반사형 마스크를 제작하기 위한 것이며,
상기 도전성 하지막은, 상기 다층 반사막과 인접하여 형성되고, 막 두께가 1㎚ 이상 4㎚ 이하인 탄탈륨계 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크. - 기판 상에 도전성 하지막과, 노광광을 반사하는 다층 반사막과, 노광광을 흡수하는 흡수체막이 적층된 반사형 마스크 블랭크이며,
상기 도전성 하지막은, 상기 다층 반사막과 인접하여 형성된 막 두께가 1㎚ 이상 4㎚ 이하인 탄탈륨계 재료층과, 당해 탄탈륨계 재료층과 상기 기판의 사이에 형성된 도전성 재료층을 포함하는 적층막을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크. - 기판 상에 도전성 하지막과, 노광광을 반사하는 다층 반사막과, 노광광을 흡수하는 흡수체막이 적층된 반사형 마스크 블랭크이며,
상기 도전성 하지막은, 상기 다층 반사막과 인접하여 형성된 막 두께가 1㎚ 이상 10㎚ 이하인 산소를 포함하는 탄탈륨계 재료층과, 당해 탄탈륨계 재료층과 상기 기판의 사이에 형성된 도전성 재료층을 포함하는 적층막을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크. - 기판 상에 도전성 하지막과, 노광광을 반사하는 다층 반사막과, 노광광을 흡수하는 흡수체막이 적층된 반사형 마스크 블랭크이며,
상기 도전성 하지막은, 상기 다층 반사막과 인접하여 형성된 막 두께가 1㎚ 이상 10㎚ 이하인 탄탈륨계 재료층을 포함하고, 상기 도전성 하지막은 파장 130㎚에서 400㎚의 광에 대한 반사율이 39％ 이하인 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크. - 기판 상에 도전성 하지막과, 노광광을 반사하는 다층 반사막과, 노광광을 흡수하는 흡수체막이 적층된 반사형 마스크 블랭크이며,
상기 도전성 하지막은, 상기 다층 반사막과 인접하여 형성된 막 두께가 1㎚ 이상 10㎚ 이하인 탄탈륨계 재료층과, 당해 탄탈륨계 재료층과 상기 기판의 사이에 형성된 도전성 재료층을 포함하는 적층막을 포함하며, 상기 도전성 하지막은 파장 130㎚에서 400㎚의 광에 대한 반사율이 39％ 이하인 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다층 반사막 위에 보호막이 형성되어 있고, 당해 보호막이 루테늄계 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다층 반사막은, 규소를 함유하는 제1층과 몰리브덴을 함유하는 제2층이 교대로 적층되어 이루어지고, 상기 도전성 하지막과 접하는 다층 반사막의 최하층은 상기 제1층인 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다층 반사막은, 규소를 함유하는 제1층과 몰리브덴을 함유하는 제2층이 교대로 적층되어 이루어지고, 상기 도전성 하지막과 접하는 다층 반사막의 최하층은 상기 제2층인 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크. - 반사형 마스크이며, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 반사형 마스크 블랭크에 의해 제작되는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크.
- 반사형 마스크의 제조 방법이며, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 반사형 마스크 블랭크를 준비하는 공정과,
상기 흡수체막 위에 레지스트 패턴을 형성하고, 당해 레지스트 패턴을 마스크로 하여 에칭에 의해 흡수체 패턴을 형성하는 공정, 또는 상기 흡수체막 위에 에칭용 하드 마스크막을 형성한 후에 레지스트 패턴을 형성하고, 당해 하드 마스크를 통하여 당해 레지스트 패턴을 에칭에 의해 흡수체막에 전사하여 흡수체 패턴을 형성하는 공정과,
상기 다층 반사막의 일부를 산소 가스를 포함하는 염소계 가스에 의해 건식 에칭하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크의 제조 방법. - 제10항에 있어서,
상기 다층 반사막의 일부를 에칭하는 장소는, 회로 패턴 영역을 둘러싸도록 형성된 차광대 영역인 것을 특징으로 하는 반사형 마스크의 제조 방법. - 제10항에 있어서,
상기 다층 반사막 위에 루테늄계 재료를 포함하는 보호막이 형성되어 있고, 당해 보호막 및 다층 반사막을 연속하여 건식 에칭하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크의 제조 방법. - 반도체 장치의 제조 방법이며, 제9항에 기재된 반사형 마스크를 사용하여, 당해 반사형 마스크 상에 형성되어 있는 패턴을, 반도체 기판 상에 형성된 레지스트막에 노광 전사하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
- 기판 상에 도전성 하지막과, 노광광을 반사하는 다층 반사막과, 노광광을 흡수하는 흡수체막이 적층된 반사형 마스크 블랭크이며,
상기 도전성 하지막은, 상기 다층 반사막과 인접하여 형성되고, 막 두께가 1㎚ 이상 3㎚ 이하인 루테늄계 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크. - 제14항에 있어서,
상기 도전성 하지막과 상기 기판의 사이에, 상기 기판 표면의 결함 또는 조도로부터 발생하는 상기 다층 반사막 표면에 대한 악영향을 완화하는 완충막을 구비하고, 상기 완충막은 TaBN을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크. - 제14항에 있어서,
상기 도전성 하지막과 상기 기판의 사이에, 상기 기판 표면의 결함 또는 조도로부터 발생하는 상기 다층 반사막 표면에 대한 악영향을 완화하는 완충막을 구비하고, 상기 완충막은 규소(Si)를 포함하고, 막 두께가 70nm 이하인 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크. - 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다층 반사막 위에 보호막이 형성되어 있고, 당해 보호막이 루테늄계 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크. - 제17항에 있어서,
상기 루테늄계 재료는, 티타늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크. - 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법이며, 기판 상에 이온 빔 스퍼터링법에 의해 도전성 하지막을 형성하는 도전성 하지막 형성 공정과,
상기 도전성 하지막과 인접하고, 노광광을 반사하는 다층 반사막을 형성하는 다층 반사막 형성 공정과,
노광광을 흡수하는 흡수체막을 형성하는 흡수체막 형성 공정을 차례로 행하여 제조하는 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법이며,
상기 도전성 하지막은 막 두께가 1㎚ 이상 10㎚ 이하인 루테늄계 재료를 포함하고, 상기 도전성 하지막은 상기 도전성 하지막을 구성하는 재료의 스퍼터 입자를 기판 주표면의 법선에 대하여 30도 이하의 각도로 입사시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법. - 제19항에 있어서,
상기 도전성 하지막은, 막 두께가 1㎚ 이상 3㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법. - 제19항 또는 제20항에 있어서,
상기 도전성 하지막 형성 공정과 상기 다층 반사막 형성 공정은, 감압 진공 하에 있어서 연속하여 실시되는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법. - 제19항 또는 제20항에 있어서,
상기 다층 반사막 형성 공정 후에, 당해 다층 반사막 위에 보호막을 형성하는 공정을 갖고, 당해 보호막이 루테늄계 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법. - 제22항에 있어서,
상기 루테늄계 재료는, 티타늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법. - 제22항에 있어서,
상기 다층 반사막 위에 보호막이 형성된 상태에서, 100℃ 이상 300℃ 이하에서 어닐 처리하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법. - 반사형 마스크의 제조 방법이며, 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 기재된 반사형 마스크 블랭크를 준비하는 공정과,
상기 흡수체막 위에 레지스트 패턴을 형성하고, 당해 레지스트 패턴을 마스크로 해서 에칭에 의해 흡수체 패턴을 형성하는 공정, 또는 상기 흡수체막 위에 에칭용 하드 마스크막을 형성한 후에 레지스트 패턴을 형성하고, 당해 하드 마스크막에 상기 레지스트 패턴을 마스크로 해서 하드 마스크 패턴을 형성하고, 상기 하드 마스크 패턴을 마스크로 해서 에칭에 의해 흡수체막에 흡수체 패턴을 형성하는 공정과,
상기 다층 반사막의 일부를 에칭하는 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크의 제조 방법. - 제25항에 있어서,
상기 다층 반사막의 일부를 에칭하는 장소는, 회로 패턴 영역을 둘러싸도록 형성된 차광대 영역인 것을 특징으로 하는 반사형 마스크의 제조 방법. - 제25항에 기재된 반사형 마스크의 제조 방법에 의해 제조된 반사형 마스크를 사용하여, 당해 반사형 마스크 상에 형성되어 있는 패턴을, 반도체 기판 상에 형성된 레지스트막에 노광 전사하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
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