KR20110065439A - Ｅｕｖ 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크 및 그 제조 방법 - Google Patents

Ｅｕｖ 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

EUV 리소그래피를 실시할 때에, 마스크 패턴 영역의 외주부의 흡수막 표면으로부터의 EUV 반사광에 의한 영향이 억제된 EUV 마스크, 및 그 EUV 마스크의 제조에 사용하는 EUV 마스크 블랭크, 그리고 그 EUV 마스크 블랭크의 제조 방법의 제공. 기판 상에, 적어도 고굴절률막과 저굴절률막을 교대로 적층시켜 EUV 광을 반사하는 다층 반사막을 성막하고, 그 다층 반사막 상에 EUV 광을 흡수하는 흡수막을 성막하는 EUV 리소그래피 (EUVL) 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법으로서, 상기 다층 반사막을 성막 후, 상기 다층 반사막 표면 중, EUVL 용 반사형 마스크 블랭크를 사용하여 제작되는 EUV 리소그래피용 반사형 마스크에 있어서 마스크 패턴 영역이 되는 부위보다 외측 부위를 가열함으로써, 상기 다층 반사막 표면 중 가열된 부위에 있어서의 EUV 광의 반사율을 저하시키는 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.

Description

ＥＵＶ 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크 및 그 제조 방법{REFLECTIVE MASK BLANK FOR EUV LITHOGRAPHY AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}
본 발명은 반도체 제조 등에 사용되는 EUV (Extreme Ultra Violet : 극단자외) 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크 (이하, 본 명세서에 있어서 「EUV 마스크 블랭크」라고 한다) 및 그 제조 방법, 그 EUV 마스크 블랭크의 흡수막에 마스크 패턴을 형성하여 이루어지는 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 (이하, 본 명세서에 있어서 「EUV 마스크」라고 한다) 에 관한 것이다.
종래 반도체 산업에 있어서, Si 기판 등에 미세한 패턴으로 이루어지는 집적 회로를 형성하는 데에 있어서 필요한 미세 패턴의 전사 기술로서, 가시광이나 자외광을 사용한 포토리소그래피법이 이용되어 왔다. 그러나, 반도체 디바이스의 미세화가 가속되고 있는 한편, 종래의 포토리소그래피법의 한계에 가까워져 왔다. 포토리소그래피법의 경우, 패턴의 해상 한계는 노광 파장의 1/2 정도이고, 액침법을 이용해도 노광 파장의 1/4 정도로 알려져 있어, ArF 레이저 (193 ㎚) 의 액침법을 이용해도 45 ㎚ 정도가 한계로 예상된다. 그래서 45 ㎚ 이후의 노광 기술로서 ArF 레이저보다 더욱 단파장인 EUV 광을 사용한 노광 기술인 EUV 리소그래피가 유망시되고 있다. 본 명세서에 있어서 EUV 광이란, 연 X 선 영역 또는 진공 자외선 영역의 파장의 광선을 가리키며, 구체적으로는 파장 10 ∼ 20 ㎚ 정도, 특히 13.5 ㎚ ± 0.3 ㎚ 정도의 광선을 가리킨다.
EUV 광은 모든 물질에 대하여 흡수되기 쉽고, 또한 이 파장에서 물질의 굴절률이 1 에 가깝기 때문에, 종래의 가시광 또는 자외광을 사용한 포토리소그래피와 같은 굴절 광학계를 사용할 수 없다. 이 때문에, EUV 광 리소그래피에서는, 반사 광학계, 즉 반사형 포토마스크 (이하, 「EUV 마스크」라고 한다) 와 미러가 사용된다.
마스크 블랭크는 포토마스크에 마스크 패턴을 형성하기 전의 적층체이다. EUV 마스크 블랭크의 경우, 유리 등의 기판 상에 EUV 광을 반사하는 반사막과 EUV 광을 흡수하는 흡수막이 이 순서로 형성된 구조를 갖고 있다 (특허문헌 1 참조). 이 밖에, EUV 마스크 블랭크에는, 반사막과 흡수막 사이에는 흡수막에 마스크 패턴을 형성할 때에 반사막을 보호하기 위한 보호막이 통상 형성되어 있다. 또한, 흡수막 상에는 마스크 패턴의 검사시에 있어서의 광학 콘트라스트를 양호하게 하기 위한 반사 방지막이 통상 형성되어 있다.
EUV 마스크 블랭크에서는, 흡수막의 막두께를 얇게 하는 것이 바람직하다. EUV 리소그래피에서는, 노광 광은 EUV 마스크에 대하여 수직 방향에서 조사되는 것이 아니라, 수직 방향으로부터 몇 도, 통상은 6 도 경사진 방향에서 조사된다. 흡수막의 막두께가 두꺼우면, EUV 리소그래피시에 그 흡수막의 일부를 에칭에 의해 제거하여 형성한 마스크 패턴에 노광 광에 의한 그림자가 생겨, 그 EUV 마스크를 사용하여 Si 웨이퍼 등의 기판 상 레지스트에 전사되는 마스크 패턴 (이하, 「전사 패턴」이라고 한다) 의 형상 정밀도나 치수 정밀도가 악화되기 쉬워진다. 이 문제는, EUV 마스크 상에 형성되는 마스크 패턴의 선폭이 작아질수록 현저해지기 때문에, EUV 마스크 블랭크의 흡수막의 막두께를 보다 얇게 할 것이 요구된다. 단, EUV 광의 흡수성을 유지하기 위해서, 흡수막은 어느 정도의 막두께를 갖고 있을 필요가 있다.
EUV 마스크 블랭크의 흡수막에는, EUV 광에 대한 흡수 계수가 높은 재료가 사용되고, 그 막두께도 그 흡수막 표면에 EUV 광을 조사하였을 때에 조사한 EUV 광이 흡수막에서 모두 흡수되는 막두께로 하는 것이 이상적이다. 그러나, 상기한 바와 같이 흡수막의 막두께를 얇게 할 것이 요구되고 있기 때문에, 조사된 EUV 광을 흡수막에서 모두 흡수할 수는 없어, 그 일부는 반사광이 된다.
EUV 리소그래피에 의해 기판 상 레지스트 상에 전사 패턴을 형성할 때에 요구되는 것은, EUV 마스크에서의 반사광의 광학 콘트라스트, 즉 마스크 패턴 형성시에 흡수막이 제거되어 반사막이 노출된 부위로부터의 반사광과, 마스크 패턴 형성시에 흡수막이 제거되지 않은 부위로부터의 반사광의 광학 콘트라스트이다. 따라서, 반사광의 광학 콘트라스트를 충분히 확보할 수 있는 한, 조사된 EUV 광이 흡수막에서 모두 흡수되지 않아도 문제 없는 것으로 생각되었다.
상기 생각에 기초하여, 흡수막의 막두께를 보다 얇게 하기 위해서 위상 시프트의 원리를 이용한 EUV 마스크가 제안되어 있다 (특허문헌 2 참조). 이것은, 마스크 패턴 형성시에 흡수막이 제거되지 않은 부위에 있어서의 EUV 광 (반사광) 이 5 ∼ 15 ％ 의 반사율을 가지며, 또한 마스크 패턴 형성시에 흡수막이 제거되어 반사막이 노출된 부위로부터의 EUV 반사광에 대하여 175 ∼ 185 도의 위상차를 갖는 것을 특징으로 한다. 이 EUV 마스크는, 흡수막으로부터의 반사광에 대하여 위상 시프트의 원리를 이용함으로써 반사막과의 광학 콘트라스트를 충분히 유지할 수 있기 때문에, 흡수막의 막두께를 얇게 할 수 있다고 기재되어 있다.
미국 공개 2007-0087578호 일본 공개특허공보 2006-228766호
그러나, 상기 원리 및 막 구성은, 실제의 마스크 패턴 영역 (마스크 패턴이 형성되고, EUV 리소그래피시에 패턴의 전사에 사용되는 영역) 에 관해서는 문제 없지만, 마스크 패턴 영역의 외주부에 관해서는 상기 구조에 과제가 있는 것을 본 발명자들은 알아내었다. 이러한 점에 대하여 이하 도 5 를 사용하여 설명한다.
도 5 는 마스크 패턴 형성 후의 EUV 마스크의 일례를 나타낸 개략 단면도로서, 기판 (120) 상에 반사막 (130) 및 흡수막 (140) 이 이 순서로 형성되어 있고, 마스크 패턴 영역 (210) 에는 흡수막 (140) 을 일부 제거함으로써 마스크 패턴이 형성되어 있다. 도 5 에 나타내는 EUV 마스크 (100) 의 마스크 패턴 영역 (210) 에 관해서는, 상기 위상 시프트의 원리에 의해 반사막 (130) 의 표면과 흡수막 (140) 의 표면의 반사광의 광학 콘트라스트를 충분히 유지할 수 있다. 그러나, 실제의 노광 영역, 즉 EUV 광이 조사되는 영역은 200 이다. 따라서, 220 으로 나타내는 마스크 패턴 영역 (210) 의 외측 영역 (마스크 패턴 영역의 외주부) 에도 EUV 광이 조사되는데, 이 때 반사막 (130) 으로부터의 반사광과의 위상 시프트에 의한 효과가 충분히 얻어지지 않고, 흡수막 (140) 의 표면으로부터 5 ∼ 15 ％ 정도의 반사가 발생한다. 결과적으로, 이 5 ∼ 15 ％ 정도의 EUV 반사광이 Si 기판 상의 레지스트에 조사되어, 불필요한 레지스트가 감광되어 버린다는 문제가 발생할 우려가 있다. 특히 중첩 노광을 실시할 때에는 이 문제가 현저하다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서, EUV 리소그래피를 실시할 때에, 마스크 패턴 영역의 외주부의 흡수막 표면으로부터의 EUV 반사광에 의한 영향이 억제된 EUV 마스크, 및 그 EUV 마스크의 제조에 사용하는 EUV 마스크 블랭크, 그리고 그 EUV 마스크 블랭크의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 기판 상에, 적어도 고굴절률막과 저굴절률막을 교대로 적층시켜 EUV 광을 반사하는 다층 반사막을 성막하는 공정, 및 그 다층 반사막 상에 EUV 광을 흡수하는 흡수막을 성막하는 공정을 갖는 EUV 리소그래피 (EUVL) 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법으로서,
상기 다층 반사막을 성막하는 공정을 실시한 후, 상기 다층 반사막 표면 중, EUVL 용 반사형 마스크 블랭크를 사용하여 제작되는 EUV 리소그래피용 반사형 마스크에 있어서 마스크 패턴 영역이 되는 부위보다 외측 부위를 가열함으로써, 상기 다층 반사막 표면 중 가열된 부위에 있어서의 EUV 광의 반사율을 저하시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법 (본 발명의 EUV 마스크의 제조 방법 (1)) 을 제공한다.
본 발명의 EUV 마스크의 제조 방법 (1) 에 있어서, 상기 다층 반사막 표면 중 가열된 부위에 있어서의, 가열 전후에서의 EUV 광의 반사율의 차가 10 ∼ 60 ％ 인 것이 바람직하다.
본 발명의 EUV 마스크의 제조 방법 (1) 에 있어서, 가열 전의 EUV 광의 반사율이 60 ％ 이상인 것이 바람직하다.
또한 본 발명은, 기판 상에, 적어도 고굴절률막과 저굴절률막을 교대로 적층시켜 EUV 광을 반사하는 다층 반사막을 성막하는 공정, 그 다층 반사막 상에 보호막을 성막하는 공정, 및 그 보호막 상에 EUV 광을 흡수하는 흡수막을 성막하는 공정을 갖는 EUV 리소그래피 (EUVL) 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법으로서,
상기 보호막을 성막하는 공정을 실시한 후, 상기 보호막 표면 중, EUVL 용 반사형 마스크 블랭크를 사용하여 제작되는 EUV 리소그래피용 반사형 마스크에 있어서 마스크 패턴 영역이 되는 부위보다 외측 부위를 가열함으로써, 상기 보호막 표면 중 가열된 부위에 있어서의 EUV 광의 반사율을 저하시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법 (본 발명의 EUV 마스크의 제조 방법 (2)) 을 제공한다.
본 발명의 EUV 마스크의 제조 방법 (2) 에 있어서, 상기 보호막 표면 중 가열된 부위에 있어서의, 가열 전후에서의 EUV 광의 반사율의 차가 10 ∼ 60 ％ 인 것이 바람직하다.
본 발명의 EUV 마스크의 제조 방법 (2) 에 있어서, 가열 전의 EUV 광의 반사율이 60 ％ 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 EUV 마스크의 제조 방법 (1) 및 (2) 에 있어서, 하기 식을 만족하는 조건에서 상기 가열을 실시하는 것이 바람직하다.
가열 전의 EUV 광의 반사율 (％) - 9370 × 가열 시간 (min) × exp (-4370/가열 온도 (K))
Figure pct00001
1 ％
본 발명의 EUV 마스크의 제조 방법 (1) 및 (2) 에 있어서, 상기 가열에, 광선 또는 전자선의 조사를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 EUV 마스크의 제조 방법 (1) 및 (2) 에 있어서, 상기 가열에 발열 부재를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 EUV 마스크의 제조 방법 (1) 및 (2) 에 있어서, 상기 가열에, 미리 가열된 기체를 분사하는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 EUV 마스크의 제조 방법 (1) 및 (2) 에 있어서, 상기 흡수막 상에, 마스크 패턴의 검사시에 있어서의 광학 콘트라스트를 양호하게 하기 위한 반사 방지막을 성막하는 공정을 추가로 가져도 된다.
또한 본 발명은, 본 발명의 EUV 마스크의 제조 방법 (1) 및 (2) 에 의해 제조된 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크 (본 발명의 EUV 마스크 블랭크) 를 제공한다.
본 발명의 EUV 마스크의 제조 방법 (1) 에 의해 제조된 EUV 마스크 블랭크에 있어서, 흡수막 표면으로부터의 EUV 반사광의 위상과, 다층 반사막 표면으로부터의 EUV 반사광의 위상이 175 ∼ 185 도 상이한 것이 바람직하다.
본 발명의 EUV 마스크의 제조 방법 (2) 에 의해 제조된 EUV 마스크 블랭크에 있어서, 흡수막 표면으로부터의 EUV 반사광의 위상과, 보호막 표면으로부터의 EUV 반사광의 위상이 175 ∼ 185 도 상이한 것이 바람직하다.
본 발명의 EUV 마스크 블랭크는, 흡수막 표면 중, EUVL 용 반사형 마스크 블랭크를 사용하여 제작되는 EUV 리소그래피용 반사형 마스크에 있어서 마스크 패턴 영역이 되는 부위보다 외측 부위에 있어서의 EUV 광의 반사율이 1 ％ 이하, 또한 마스크 패턴 영역이 되는 부위에 있어서의 EUV 광의 반사율이 1 ％ 초과 15 ％ 이하인 것이 바람직하다.
또한 본 발명은, 본 발명의 EUV 마스크 블랭크의 흡수막에 마스크 패턴을 형성하여 이루어지는 EUV 리소그래피 (EUVL) 용 반사형 마스크 (본 발명의 EUV 마스크) 를 제공한다.
또한 본 발명은, 본 발명의 EUV 마스크를 사용하여 피노광체에 노광을 실시함으로써 반도체 집적 회로를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 EUV 마스크를 사용하여 EUV 리소그래피를 실시한 경우, 흡수막 표면 (흡수막 상에 저반사막이 형성되어 있는 경우는 그 저반사막 표면) 중, 마스크 패턴 영역의 외측 영역 (마스크 패턴 영역의 외주부) 에 있어서의 EUV 광의 반사율이 저하되어 있다.
이로써, 마스크 패턴 영역의 외측 영역 (마스크 패턴 영역의 외주부) 의 흡수막 표면으로부터의 EUV 반사광에 의한 영향, 즉 마스크 패턴 영역의 외측 영역 (마스크 패턴 영역의 외주부) 의 흡수막 표면으로부터의 EUV 반사광에 의한 기판 상 레지스트의 불필요한 감광을 억제할 수 있다.
마스크 패턴 영역에 대해서는, 위상 시프트의 원리를 이용함으로써 흡수막의 막두께를 얇게 할 수 있고, 패턴의 미세화가 가능하여, 그 EUV 마스크를 사용하여 기판 상 레지스트에 형성되는 전사 패턴이 형상 정밀도나 치수 정밀도가 우수하다.
본 발명의 EUV 마스크 블랭크는, 흡수막 표면 (흡수막 상에 저반사막이 형성되어 있는 경우는 그 저반사막 표면) 중, EUV 마스크 블랭크를 사용하여 제작되는 EUV 마스크에 있어서 마스크 패턴 영역이 되는 부위보다 외측 부위에 있어서의 EUV 광의 반사율이 저하되어 있기 때문에, 본 발명의 EUV 마스크를 얻기에 바람직하다.
본 발명의 EUV 마스크 블랭크는, 본 발명의 EUV 마스크 블랭크의 제조 방법에 의해 얻을 수 있고, EUV 리소그래피법에 적용할 수 있다.
도 1 은, 다층 반사막 (Mo/Si 다층 반사막) 및 보호막 (Si 막, Ru 막) 이 부착된 기판을 대기 분위기하에서 핫 플레이트를 사용하여 10 분간 가열한 경우의, EUV 광의 반사율 저하량의 가열 온도 의존성을 나타낸 그래프이다.
도 2 는, 기판 상에 다층 반사막이 형성된 다층 반사막 부착 기판의 일례를 나타낸 도면이다.
도 3 은, 도 2 에 나타내는 다층 반사막 부착 기판의 다층 반사막 상에 흡수막을 형성함으로써 얻어지는 EUV 마스크 블랭크를 나타낸 도면이다.
도 4 는, 도 3 에 나타내는 EUV 마스크 블랭크를 사용하여 제작한 EUV 마스크의 일례를 나타낸 도면이다.
도 5 는, 마스크 패턴 형성 후의 EUV 마스크의 일례를 나타낸 개략 단면도이다.
도 6 은, 마스크 패턴 형성 후의 EUV 마스크의 일례를 나타낸 평면도이다.
도 7 은, 실시예 1 및 비교예 1 에서 형성하는 레이저 조사 전의 EUV 마스크 블랭크의 반사율을 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명의 EUV 마스크 블랭크의 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 EUV 마스크 블랭크의 제조 방법을 이하에 순서대로 나타낸다.
(1) 기판을 준비한다.
(2) 기판 상에 EUV 광을 반사하는 다층 반사막을 성막한다.
(3) 다층 반사막 표면 중, EUV 마스크 블랭크를 사용하여 제작되는 EUV 마스크에 있어서 마스크 패턴 영역이 되는 부위보다 외측 부위를 가열한다.
(4) 다층 반사막 상에 흡수막을 성막한다.
여기서, 다층 반사막으로서 요구되는 특성을 장기간에 걸쳐 안정적으로 유지하기 위해서, 다층 반사막 상에 보호막을 성막하는 공정 (5) 를 상기 공정 (2) 와 상기 공정 (3) 사이에 추가해도 된다. 이 경우, 상기 공정 (3) 에서는, 다층 반사막 표면이 아니라 보호막 표면 중, EUV 마스크 블랭크를 사용하여 제작되는 EUV 마스크에 있어서 마스크 패턴 영역이 되는 부위보다 외측 부위를 가열한다.
또한, 에칭 프로세스에 의해 흡수막에 마스크 패턴을 형성할 때에, 에칭 스토퍼로서의 역할을 수행하는 버퍼막을, 다층 반사막 상 혹은 보호막 상에 성막하는 공정 (6) 을, 상기 공정 (3) 과 상기 공정 (4) 사이에 추가해도 된다.
또한, 마스크 패턴의 검사를 가능하게 하기 위해서, 흡수막 상에 마스크 패턴의 검사시에 있어서의 광학 콘트라스트를 양호하게 하기 위한 반사 방지막을 성막하는 공정 (7) 을 상기 공정 (4) 후에 추가해도 된다.
또한 상세하게는 후술하겠지만, 가열 수단에 따라서는 상기 공정 (4) 나 공정 (7) 을 실시한 후에 상기 공정 (3) 을 실시할 수도 있다.
또한 각 공정 사이에, 각 공정에서 막 표면에 부착된 파티클이나 막 표면에 흡착된 오염 물질을 제거하기 위해서 세정 공정을 추가해도 된다.
이하에 각 공정에 대하여 순서대로 그 상세를 설명한다.
[기판]
기판은, EUV 마스크 블랭크의 기판으로서의 특성을 만족할 것이 요구된다. 그 때문에, 기판은 노광시의 온도에 있어서, 저열팽창 계수 (0 ± 1.0 × 10-7/℃ 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0 ± 0.3 × 10-7/℃, 더욱 바람직하게는 0 ± 0.2 × 10-7/℃, 더욱 바람직하게는 0 ± 0.1 × 10-7/℃, 특히 바람직하게는 0 ± 0.05 × 10-7/℃) 를 갖고, 평활성, 평탄성, 및 마스크 블랭크 또는 마스크 패턴 형성 후의 EUV 마스크의 세정 등에 사용하는 세정액에 대한 내성이 우수한 것이 바람직하다. 기판으로는, 구체적으로는 저열팽창 계수를 갖는 유리, 예를 들어 SiO2-TiO2 계 유리 등을 사용하는데, 이것에 한정되지 않고, β 석영 고용체를 석출한 결정화 유리, 석영 유리, 실리콘, 금속 등의 기판을 사용할 수도 있다. 또한 기판 상에 응력 보정막과 같은 막을 성막해도 된다.
기판은, 0.15 ㎚ rms 이하, 바람직하게는 0.1 ㎚ rms 이하의 평활한 표면과, 100 ㎚ 이하, 바람직하게는 70 ㎚ 이하의 평탄도를 갖고 있는 것이, 제조 후의 EUV 마스크에 있어서 고반사율 및 높은 전사 정밀도가 얻어지기 때문에 바람직하다.
기판의 크기나 두께 등은, 제조되는 EUV 마스크의 설계치 등에 의해 적절히 결정되는 것이다. 예를 들어 일례를 들면, 외형 가로세로 6 인치 (152.4 ㎜) 이고, 두께 0.25 인치 (6.35 ㎜) 기판이다.
기판의 다층 반사막이 성막되는 측의 표면 (성막면) 에는 결점이 존재하지 않는 것이 바람직하다. 그러나, 존재하고 있는 경우라도, 오목 형상 결점 및/또는 볼록 형상 결점에 의해 위상 결점이 발생하지 않도록, 오목 형상 결점의 깊이 및 볼록 형상 결점의 높이가 2 ㎚ 이하, 바람직하게는 1.5 ㎚ 이하이며, 또한 이들 오목 형상 결점 및 볼록 형상 결점의 반치폭 (FWHM (full width of half maximum)) 이 60 ㎚ 이하, 바람직하게는 40 ㎚ 이하이다.
[다층 반사막]
EUVL 용 마스크 블랭크의 반사막으로는, EUV 광의 반사율을 높게 할 수 있다는 점에서, 적어도 고굴절률막과 저굴절률막을 교대로 복수 회 적층시킨 다층 반사막이 사용된다. 여기서, EUV 광의 반사율은, EUV 광의 파장역의 광선을 입사각 6 ∼ 10 도로 조사하였을 때의 12 ∼ 15 ㎚ 의 파장 범위 내에 있어서의 EUV 광의 반사율을 의도하고 있다.
다층 반사막 표면에 있어서의 EUV 광의 반사율은, 최대치가 60 ％ 이상인 것이 바람직하고, 65 ％ 이상인 것이 보다 바람직하다.
다층 반사막에 있어서, 고굴절률막에는 Si (파장 13.5 ㎚ 에 있어서의 굴절률 = 0.999) 가 널리 사용되고, 저굴절률막에는 Mo (동(同) 굴절률 = 0.924) 가 널리 사용된다. 즉, Mo/Si 다층 반사막이 가장 일반적이다. 단, 다층 반사막은 이것에 한정되지 않고, Ru/Si 다층 반사막, Mo/Be 다층 반사막, Rh/Si 다층 반사막, Pt/Si 다층 반사막, Mo 화합물/Si 화합물 다층 반사막, Si/Mo/Ru 다층 반사막, Si/Mo/Ru/Mo 다층 반사막, Si/Ru/Mo/Ru 다층 반사막 등도 사용할 수 있다. 다층 반사막은, 안정성이나 제조 용이성 등의 면에서, Mo/Si 다층 반사막인 것이 바람직하다. 또한, 후술하는 국소적인 가열에도 적합하다.
다층 반사막을 구성하는 각 층의 막두께 및 층의 반복 단위의 수는, 사용하는 막 재료 및 다층 반사막에 요구되는 EUV 반사광의 반사율에 따라 적절히 선택할 수 있다. Mo/Si 다층 반사막을 예로 들면, EUV 광의 반사율의 최대치를 60 ％ 이상으로 하기 위해서는, 막두께 4.5 ± 0.1 ㎚ 의 Si 층과 막두께 2.3 ± 0.1 ㎚ 의 Mo 층을 반복 단위수가 30 ∼ 60 이 되도록 이 순서로 적층시키면 된다.
또한, 다층 반사막을 구성하는 각 층은, 마그네트론 스퍼터링법, 이온 빔 스퍼터링법 등, 주지된 성막 방법을 이용하여 원하는 막두께가 되도록 성막하면 된다.
예를 들어 이온 빔 스퍼터링법을 이용하여 Mo/Si 다층 반사막을 성막하는 경우, 타깃으로서 Si 타깃을 사용하고, 스퍼터 가스로서 Ar 가스 (가스압 1.3 × 10-2 ∼ 2.7 × 10-2 ㎩, 바람직하게는 1.5 × 10-2 ∼ 2 × 10-2 ㎩) 를 사용하여, 이온 가속 전압 300 ∼ 1500 V, 바람직하게는 500 ∼ 1200 V, 성막 속도 0.03 ∼ 0.30 ㎚/sec, 바람직하게는 0.05 ∼ 0.2 ㎚/sec 로 막두께 4.5 ㎚ 가 되도록 Si 막을 성막하고, 다음으로, 타깃으로서 Mo 타깃을 사용하고, 스퍼터 가스로서 Ar 가스 (가스압 1.3 × 10-2 ∼ 2.7 × 10-2 ㎩, 바람직하게는 1.5 × 10-2 ∼ 2.5 × 10-2 ㎩) 를 사용하여, 이온 가속 전압 300 ∼ 1500 V, 바람직하게는 500 ∼ 1200 V, 성막 속도 0.03 ∼ 0.30 ㎚/sec, 바람직하게는 0.05 ∼ 0.2 ㎚/sec 로 막두께 2.3 ㎚ 가 되도록 Mo 막을 성막하는 것이 바람직하다. 이것을 1 주기로 하여 Si 막 및 Mo 막을 40 ∼ 50 주기 적층시킴으로써 Mo/Si 다층 반사막이 성막된다.
[보호막]
다층 반사막 표면 및 그 근방이, 보관시에 자연 산화되거나 세정시에 산화되거나 하는 것을 방지하기 위해서, 다층 반사막 상에 보호막을 형성할 수 있다. 보호막으로는, Si, Ru, Rh, C, SiC, 혹은 이들 원소의 혼합물, 혹은 이들 원소에 질소나 붕소 등을 첨가한 것 등을 사용할 수 있다. 보호막으로서 Ru 를 사용한 경우, 후술하는 버퍼막의 기능을 겸할 수 있기 때문에 특히 바람직하다. 또한 보호막으로서 Si 를 사용한 경우에는, 다층 반사막이 Mo/Si 로 이루어지는 경우, 최상층을 Si 막으로 함으로써 그 최상층을 보호막으로서 기능시킬 수 있다. 그 경우, 보호막으로서의 역할도 수행하는 최상층의 Si 막의 막두께는, 통상적인 4.5 ㎚ 보다 두꺼운 5 ∼ 15 ㎚ 인 것이 바람직하다. 또한, 보호막으로서 Si 막을 성막한 후, 그 Si 막 상에 보호막과 버퍼막을 겸하는 Ru 막을 성막해도 된다.
또한, 다층 반사막이나 보호막 등의 막은 반드시 1 층일 필요는 없고, 2 층 이상이어도 된다.
다층 반사막 상에 보호막을 형성한 경우, 보호막 표면에 있어서의 EUV 광의 반사율의 최대치가 상기 범위를 만족할 필요가 있다. 즉, 보호막 표면에 있어서의 EUV 광의 반사율의 최대치가 60 ％ 이상인 것이 바람직하고, 65 ％ 이상인 것이 보다 바람직하다.
[다층 반사막 (보호막) 의 가열]
본 발명자들은, 다층 반사막 또는 보호막을 가열한 경우에, 이들 막 표면에 있어서의 EUV 광의 반사율이 저하된다는 지견을 얻었다.
구체적으로는, 다층 반사막을 가열한 경우, 다층 반사막을 형성하는 고굴절 재료와 저굴절 재료가 서로 확산되어 반응함으로써 확산층이 형성되어, EUV 광의 반사율이 저하되는 것으로 생각된다.
보호막을 가열한 경우, 다층 반사막의 표층을 형성하는 재료와 보호막을 형성하는 재료가 서로 확산되어 반응함으로써 확산층이 형성되어, 및/또는 보호막 아래에 있는 다층 반사막을 형성하는 고굴절 재료와 저굴절 재료가 서로 확산되어 반응함으로써 확산층이 형성되어, EUV 광의 반사율이 저하되는 것으로 생각된다. 확산층 형성을 위해서, 보호막의 막두께는 1 ∼ 15 ㎚, 특히 5 ∼ 15 ㎚ 인 것이 바람직하다.
도 1 에, 기판 (SiO2-TiO2 계 유리제) 상에 Si 막 (막두께 4.5 ㎚) 과 Mo 막 (막두께 2.3 ㎚) 을 이 순서로 교대로 합계 40 층 적층하여 다층 반사막을 성막한 후, 그 다층 반사막 상에 보호막으로서 Si 막 (막두께 4.5 ㎚) 을 성막하고, 그 Si 막 상에 보호막과 버퍼막을 겸하는 Ru 막 (막두께 2.5 ㎚) 을 성막한 다층 반사막 및 보호막 부착 기판을 대기 분위기하에서 핫 플레이트를 사용하여 10 분간 가열한 경우의, EUV 광의 반사율 저하량의 가열 온도 의존성을 나타낸다. 또한, 핫 플레이트를 사용하면 막 부착 기판 전체를 가열하게 되기 때문에 전체 반사율이 저하되게 되지만, 후술하는 광선이나 국부적인 가열에서는 국소적인 가열이 되기 때문에 국소적으로 반사율이 저하되게 된다. 단, 그 반사율의 저하량은 핫 플레이트여도 광선이어도 동일하게 생각할 수 있다.
도 1 에 있어서, 세로축은 EUV 광의 반사율 저하량 (ΔR (가열에 의한 반사율 저하량 (％))/R (가열 전의 반사율 (％)) × 100)) (％) 이고, 가로축은 1000/T (가열 온도) (1/K) 이다. 또한, 여기서 말하는 EUV 광의 반사율이란, 12 ∼ 15 ㎚ 의 파장 범위 내에 있어서의 EUV 광의 반사율의 최대치이다. EUV 광의 반사율의 최대치란, 측정 대상이 되는 막 표면의 각 측정점에 있어서의 반사율 중 가장 큰 반사율의 값을 말한다.
다층 반사막은 일종의 브래그 반사 미러이기 때문에, EUV 광의 반사율 저하량은, 생성되는 확산층의 두께에 의존하는 것으로 생각된다. 도 1 의 결과는, EUV 광의 반사율 저하량은, 생성되는 확산층의 두께에 거의 일차적으로 의존하고, 그 가열 온도 의존성은 일반적인 반응 속도의 온도 의존성인 아레니우스식에 따르는 것을 나타내고 있다. 또한 확산층의 두께는 반응 시간 (= 가열 시간) 에 비례하여 증가하기 때문에, EUV 광의 반사율 저하량의 가열 온도, 가열 시간 의존성은 다음 식 (1) 에 따른다. 또한, 도 1 에 나타낸 예의 경우, 식 (1) 은 식 (2) 로 나타내어진다.
반사율 저하량 ∝ 확산층의 두께
∝ 가열 시간 × exp (a + b/가열 온도 (K)) 식 (1)
(여기서 a, b 는 상수)
반사율 저하량 (％) = 9130 × 가열 시간 (min)
× exp (-4370/가열 온도 (K)) 식 (2)
표 1 에, 도 1 에서 얻어진 가열에 의한 EUV 광의 반사율 저하량의 온도 의존성을 정리하여 나타낸다.
온도 반사율 저하량
(℃) (％)
110 1.01
130 1.77
150 2.96
170 4.72
190 7.23
도 1 및 표 1 로부터 명확한 바와 같이, 다층 반사막 또는 보호막을 가열함으로써 이들 막 표면에 있어서의 EUV 광의 반사율을 저하시킬 수 있다. 본 발명의 EUV 마스크 블랭크의 제조 방법에서는, 이 지견에 기초하여, 다층 반사막 표면 (다층 반사막 상에 보호막이 형성되어 있는 경우에는 보호막 표면) 중, EUV 마스크 블랭크를 사용하여 제작되는 EUV 마스크에 있어서 마스크 패턴 영역이 되는 부위보다 외측 부위 (마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위) 를 가열한다. 이 순서에 대하여 도면을 사용하여 설명한다. 이하에서는 다층 반사막 표면을 가열하는 경우에 대하여 설명하는데, 다층 반사막 상에 보호막이 형성되어 있는 경우에 대해서는, 이하의 설명에 있어서 다층 반사막이라고 기재되어 있는 곳을 보호막이라고 바꿔 읽기로 한다.
또한, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 통상은 가로세로 152 ㎜ × 152 ㎜ 크기의 EUV 마스크 (100) 에 있어서, 마스크 패턴을 형성하는 영역 (210) 은, EUV 노광기의 화각과 동일하여 통상은 104 × 132 ㎜ 의 영역이다. 이 영역 내에 디바이스 1 ∼ 9 개 정도의 마스크 패턴 (300) 을 형성하여, 노광기의 1 화각 내에 1 ∼ 9 개의 디바이스를 제작하는 경우가 있다. 이와 같은 경우, 서로 이웃하는 디바이스 (마스크 패턴) (300) 의 경계역 및 외주부가 되는 부위 (도면 중 그레이톤으로 나타낸 부위) 를 마스크 패턴 영역이 되는 부위보다 외측 부위와 동일하게 취급하기로 한다. 또한, 도면 중 그레이톤으로 나타낸 부위의 폭은, 그 레이아웃이나 디바이스의 종류에 의존한다.
도 2 는 기판 (2) 상에 다층 반사막 (3) 이 형성된 다층 반사막 부착 기판의 일례를 나타낸 도면이다. 도 2 에 있어서, 21 은 EUV 마스크 블랭크를 사용하여 제작되는 EUV 마스크에 있어서 마스크 패턴 영역이 되는 부위를 나타내고, 22 는 마스크 패턴 영역이 되는 부위보다 외측 부위 (마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위) 를 나타내고 있다.
본 발명의 EUV 마스크 블랭크의 제조 방법에서는, 도 2 에 나타내는 다층 반사막 부착 기판의 다층 반사막 (3) 표면 중, 마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위 (22) 를 가열한다. 상기 서술한 바와 같이, 다층 반사막의 표면을 가열하면, 그 표면에 있어서의 EUV 광의 반사율이 저하되므로, 가열 후의 다층 반사막 부착 기판은, 다층 반사막 (3) 표면 중 가열된 부위, 즉 마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위 (22) 에 있어서의 EUV 광의 반사율이, 가열되지 않은 부위, 즉 마스크 패턴 영역이 되는 부위 (21) 에 있어서의 EUV 광의 반사율에 비해 저하되어 있다.
도 3 은, 도 2 에 나타내는 다층 반사막 부착 기판의 다층 반사막 상에 흡수막을 형성함으로써 얻어지는 EUV 마스크 블랭크를 나타낸 도면이다. 상기 서술한 바와 같이, 도 2 에 나타내는 다층 반사막 부착 기판에서는, 다층 반사막 (3) 표면 중 마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위 (22) 에 있어서의 EUV 광의 반사율이, 마스크 패턴 영역이 되는 부위 (21) 에 있어서의 EUV 광의 반사율에 비해 저하되어 있기 때문에, 도 3 에 나타내는 EUV 마스크 블랭크에 있어서도, 흡수막 (4) 표면 중 마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위 (22) 에 있어서의 EUV 광의 반사율이 저하되어 있다. 즉, 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어지는 EUV 마스크 블랭크에서는, 흡수막 (4) 표면 중 마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위 (22) 에 있어서의 EUV 광의 반사율이, 마스크 패턴 영역이 되는 부위 (21) 에 있어서의 EUV 광의 반사율에 비해 저하되어 있다.
도 4 는, 도 3 에 나타내는 EUV 마스크 블랭크를 사용하여 제작한 EUV 마스크의 일례를 나타낸 도면이다. 도 4 에 나타낸 EUV 마스크에서는, 마스크 패턴 영역 (21′) 에 속하는 흡수막 (4) 의 일부가 제거되어 마스크 패턴이 형성되어 있다. 도 4 에 나타내는 EUV 마스크를 사용하여 EUV 리소그래피를 실시한 경우, 흡수막 (4) 표면 중 마스크 패턴 영역의 외주부 (22′) 에 있어서의 EUV 광의 반사율이, 마스크 패턴 영역 (21′) 에 있어서의 EUV 광의 반사율에 비해 저하되어 있기 때문에, 마스크 패턴 영역의 외주부 (22′) 로부터의 EUV 반사광에 의한 기판 상 레지스트의 불필요한 감광을 억제할 수 있다.
상기 효과를 달성하기 위해서는, 도 3 에 나타내는 EUV 마스크 블랭크에 있어서, 흡수막 (4) 표면 중 마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위 (22) 에 있어서의 EUV 광의 반사율의 최대치가 1 ％ 이하인 것이 바람직하고, 0.8 ％ 이하인 것이 보다 바람직하며, 0.6 ％ 이하인 것이 특히 바람직하다. 한편, 흡수막 (4) 표면 중 마스크 패턴 영역이 되는 부위 (21) 에 대해서는, 다층 반사막 (3) 과의 관계에서 EUV 반사광의 광학 콘트라스트가 충분히 높아지도록, 그 표면으로부터 EUV 반사광의 반사율을 낮게 할 것이 요구된다. 단, 상기 서술한 바와 같이, 흡수막 (4) 의 막두께를 보다 얇게 하기 위해서, 위상 시프트의 원리를 이용하면서, 다층 반사막 (3) 과의 관계에서 EUV 반사광의 광학 콘트라스트가 충분히 높아지도록 그 표면에 있어서의 EUV 광의 반사율을 선택하면 된다. 위상 시프트의 원리를 이용하기 위해서는, 그 표면에 있어서의 EUV 광의 반사율의 최대치가 1 ％ 초과 15 ％ 이하인 것이 바람직하고, 5 ％ 이상 15 ％ 이하 (5 ∼ 15 ％) 인 것이 보다 바람직하며, 7 ％ 이상 15 ％ 이하 (7 ∼ 15 ％) 인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 위상 시프트의 원리를 이용하지 않는 경우에도, 그 표면에 있어서의 EUV 광의 반사율의 최대치가 상기 범위를 만족하는 것이 바람직하다.
도 3 에 나타내는 EUV 마스크 블랭크의 흡수막 (4) 표면 중 마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위 (22) 에 있어서의 EUV 광의 반사율의 최대치, 및 마스크 패턴 영역이 되는 부위 (21) 에 있어서의 EUV 광의 반사율의 최대치가 상기 범위를 만족하는 위해서는, 도 2 에 나타내는 다층 반사막 부착 기판의 다층 반사막 (3) 표면 중 가열된 부위, 즉 마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위 (22) 에 있어서의, 가열 전후에서의 EUV 광의 반사율의 차가 10 ∼ 60 ％, 바람직하게는 15 ∼ 50 ％, 특히 바람직하게는 20 ∼ 50 ％ 이다.
상기 서술한 바와 같이, 가열하지 않은 상태에서 다층 반사막 표면에 있어서의 EUV 광의 반사율의 최대치는 60 ％ 이상인 것이 바람직하고, 65 ％ 이상인 것이 보다 바람직하다. 도 2 에 나타내는 다층 반사막 부착 기판의 다층 반사막 (3) 표면 중 마스크 패턴 영역이 되는 부위 (21) 는 가열되지 않기 때문에, EUV 광의 반사율의 최대치가 상기 범위가 된다. EUV 광의 반사율의 최대치가 상기 범위인 다층 반사막 (3) 표면 상에 형성된 흡수막 (4) 표면 (마스크 패턴 영역이 되는 부위 (21)) 에 있어서의 EUV 광의 반사율의 최대치를 1 ％ 초과 15 ％ 이하로 하면서, 흡수막 (4) 표면 중 마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위 (22) 에 있어서의 EUV 광의 반사율의 최대치를 1 ％ 이하로 하려면, 다층 반사막 (3) 표면 중 마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위 (22) 에 있어서의, 가열 전후에서의 EUV 광의 반사율의 차를 10 ∼ 60 ％ 로 하는 것이 바람직하다.
다층 반사막 (3) 표면 중 마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위 (22) 에 있어서의, 가열 전후에서의 EUV 광의 반사율의 차가 10 ∼ 60 ％ 인 것이 바람직하고, 15 ∼ 50 ％ 가 보다 바람직하며, 20 ∼ 50 ％ 인 것이 특히 바람직하다.
다층 반사막 (3) 표면 중 마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위 (22) 에 있어서의, 가열 전후에서의 EUV 광의 반사율의 차를 10 ∼ 60 ％ 로 하기 위해서는, 가열 온도 및 가열 시간이 하기 식 (Ⅰ) 의 조건을 만족하도록 가열을 실시하는 것이 바람직하다.
가열 전의 EUV 광의 반사율 (％) - 9370 × 가열 시간 (min) × exp (-4370/가열 온도 (K))
Figure pct00002
1 ％ … (Ⅰ)
상기 식 (Ⅰ) 을 만족하는 가열 조건으로는, 예를 들어 가열 온도 350 ℃, 가열 시간 10 분으로 가열을 실시하고, 가열 온도 400 ℃, 가열 시간 5 분으로 가열을 실시하는 것 등을 들 수 있다.
가열 시간 및 가열 온도가 하기 식 (Ⅱ) 의 조건을 만족하도록 가열을 실시하는 것이 보다 바람직하고, 하기 식 (Ⅲ) 의 조건을 만족하도록 가열을 실시하는 것이 더욱 바람직하다.
가열 전의 EUV 광의 반사율 (％) - 9370 × 가열 시간 (min) × exp (-4370/가열 온도 (K))
Figure pct00003
0.8 ％ … (Ⅱ)
가열 전의 EUV 광의 반사율 (％) - 9370 × 가열 시간 (min) × exp (-4370/가열 온도 (K))
Figure pct00004
0.6 ％ … (Ⅲ)
또한, 가열을 실시하는 환경은 특별히 한정되지 않고, 대기중에서 실시해도 되고, 희가스나 질소 가스와 같은 불활성 가스 중에서 실시해도 된다. 단, 표면 산화에 의한 표면 거칠기의 증가를 방지하기 위해서 희가스나 질소 가스와 같은 불활성 가스 중에서 실시하는 것이 바람직하다.
마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위 (22) 의 가열에 이용하는 방법은, 다층 반사막 (3) 표면 중 마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위 (22) 만을 선택적으로 가열할 수 있는 방법인 한 특별히 한정되지 않는다.
바람직한 가열 방법의 일례로는, 다층 반사막 (3) 표면 중 마스크 패턴의 위에서, 아래에서, 또는 옆에서 마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위 (22) 에 레이저나 램프를 광원으로 하는 고에너지의 광선을 조사하거나, 전자선을 조사함으로써 가열을 실시하는 직접적인 가열 방법, 혹은 다층 반사막 (3) 표면 중 마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위 (22) 에 미리 가열한 기체를 분사하여, 기체로부터 다층 반사막에 대한 열전도를 이용하여 가열을 실시하는 간접적인 가열 방법 등을 들 수 있다.
레이저나 램프를 광원으로 하는 광선을 조사하는 경우, 다층 반사막을 구성하는 재료에 흡수를 갖는 파장역의 광선을 선택할 필요가 있다. 예를 들어 F2 레이저 (파장 약 157 ㎚), ArF 엑시머 레이저 (파장 약 193 ㎚), KrF 엑시머 레이저 (파장 약 248 ㎚), YAG 레이저 4 배 고조파 (파장 약 266 ㎚), XeCl 엑시머 레이저 (파장 약 308 ㎚), Ar 레이저 (파장 약 488 ㎚), YAG 레이저 (파장 1064 ㎚), CO2 레이저 (파장 10.6 um) 등의 레이저 광원, 크세논 아크 램프 (파장 약 300 ∼ 약 1000 ㎚), 할로겐 램프 (파장 약 600 ∼ 약 6000 ㎚) 등의 램프 광원을 들 수 있다. 또한, 미리 가열한 기체를 분사하는 방법의 경우, 기체로는 헬륨 가스, 아르곤 가스, 질소 가스 등의 불활성 가스, 혹은 공기나 수소 가스 혹은 이들의 혼합 가스를 사용할 수 있는데, 특히 열용량, 취급성 면에서 헬륨 가스가 바람직하다.
바람직한 가열 방법의 다른 일례로는, 저항 가열이나 유도 가열 등에 의한 발열 부재를, 다층 반사막 (3) 표면 중 마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위 (22) 에 근접시켜, 복사 또는 기체를 통한 열전도에 의해 가열하는 방법을 들 수 있다. 구체적으로는, 텅스텐이나 카본 등의 필라멘트를 사용한 저항 가열에 의한 발열 부재나, 카본, 철, 스테인레스 등의 자성체를 사용한 유도 가열에 의한 발열 부재 등을 들 수 있다. 또한, 상기 이외의 가열 부재로는, 가열 가능한 탐침을 갖는 원자간력 현미경 (AFM), 주사형 터널 현미경 (STM) 또는 촉침식 단차계를 들 수 있고, 시판품으로는 미국 Anasys Instruments 사의 nano-TA 의 국소 열 해석 시스템 등이 있다.
마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위 (22) 를 가열할 때에는, 마스크 패턴 영역이 가열되어, 마스크 패턴 영역에 있어서의 EUV 광의 반사율이 가능한 한 저하되는 경우가 없도록 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위 (22) 를 가열하는 것에 의한 마스크 패턴 영역에 있어서의 EUV 광의 반사율 저하를 0.1 ％ 이하, 파장 시프트량을 0.01 ㎚ 이하로 하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위 (22) 를 가열할 때에는, 마스크 패턴 영역이 가열되어 승온되는 것을 최대한 피하는 것이 바람직하다.
이 때문에, 마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위 (22) 를 가열할 때에는, 마스크 패턴 영역의 승온을 방지하기 위해서, 실온 이하 (예를 들어 10 ℃ 이하) 로 냉각, 혹은 온도 조정한 Al 이나 Cu 등의 금속이나 SiC, AlN 등의 고(高)열전도물, 혹은 열전 변환 소자를 마스크 패턴 영역의 상방, 구체적으로는, 마스크 패턴 영역의 상방 1 ∼ 10 ㎜ 정도 떨어진 곳에 설치하는 방법이나, 실온 이하 (예를 들어 10 ℃ 이하) 로 냉각, 혹은 온도 조정한 기체 (헬륨이나 수소 등) 를 마스크 패턴 영역에 분사하는 방법을 채용할 수 있다.
또한 가열 방법으로는, 상기 서술한 것 중에서도 고에너지의 광선이나 전자선을 조사함으로써 가열을 실시하는 방법이, 의도한 부위만을 단시간에 가열할 수 있다는 점에서 바람직하다. 또한 상기 광선이나 전자선을 조사하는 경우, 기판 위에서, 아래에서, 혹은 경사진 방향에서 등, 어느 방향에서라도 조사할 수 있지만, 위로부터의 조사가, 간편하고 또한 기판의 흡수를 고려할 필요가 없기 때문에 바람직하다.
가열 후, 다층 반사막 (3) 표면 중 마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위 (22) 에 있어서의 EUV 광의 반사율을 측정하여, 부위 (22) 에 있어서의 EUV 광의 반사율의 최대치가 원하는 범위까지 저하된 것을 확인한 후에, 그 다층 반사막 (3) 상에 흡수막을 성막하는 것이 바람직하다. 부위 (22) 에 있어서의 EUV 광의 반사율이 원하는 범위까지 저하되지 않은 경우, 부위 (22) 를 더욱 가열함으로써, 부위 (22) 로부터의 EUV 광의 반사율을 원하는 범위까지 저하시켜도 된다.
또한, 고에너지의 광선이나 전자선을 조사함으로써 가열을 실시하는 방법에 의하면, 흡수막을 형성한 후나 반사 방지막을 형성한 후에, 마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위 (22) 를 가열할 수도 있다는 점에서 유효하다. 이 경우, 고에너지의 광선으로는, 흡수막 표면이나 반사 방지막 표면에서의 반사율이 낮은 파장역의 광선을 사용하면 되고, 구체적으로는, 예를 들어 마스크 패턴의 검사광으로서 사용되는 파장 257 ㎚ 에 가까운 파장의 광선, 248 ㎚ 의 KrF 엑시머 레이저광이나 YAG 레이저 4 배 고조파 (파장 약 266 ㎚) 를 사용할 수 있다. 또한 마스크 패턴의 미세화에 수반하여, 마스크 패턴의 검사광에 사용되는 광의 단파장화가 검토되고 있어, 장래적으로 파장 199 ㎚ 나 파장 193 ㎚ 의 광이 검사에 사용될 가능성이 있다. 이 경우에는, 파장 193 ㎚ 의 ArF 엑시머 레이저광을 사용할 수 있다.
또한 본 발명 방법과는 상이하지만, 마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위 (22) 의 다층 반사막의 반복 수를 줄이는 것에 의해서도, 마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위 (22) 에 있어서의 EUV 광의 반사율을 낮출 수 있다. 구체적으로는, 마스크 패턴 영역이 되는 부위 (21) 의 다층 반사막 (3) 에 있어서의 반복 단위수를 30 ∼ 60 으로 하는 한편, 마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위 (22) 의 다층 반사막에 있어서의 반복 단위수를 10 층 이하로 함으로써, 마스크 패턴 영역이 되는 부위보다 외측 부위에 있어서의 EUV 광의 반사율이 1 ％ 이하, 또한 마스크 패턴 영역이 되는 부위에 있어서의 EUV 광의 반사율이 1 ％ 초과 15 ％ 이하인 EUV 마스크로 할 수도 있다.
[흡수막]
흡수막 (4) 에 특히 요구되는 특성은, 다층 반사막 (3) 과의 관계에서 (그 다층 반사막 (3) 상에 보호막이 형성되어 있는 경우에는 그 보호막과의 관계에서), EUV 반사광의 광학 콘트라스트가 충분히 높아지는 것이다. 상기 특성을 달성하려면, 흡수막 (4) 표면에 있어서의 EUV 광의 반사율을 극히 낮게 하는 것이 바람직한데, 흡수막 (4) 의 막두께를 얇게 할 것이 요구되고 있기 때문에, 흡수막 (4) 표면에 있어서의 EUV 광의 반사율을 낮게 하는 것만으로 EUV 반사광의 광학 콘트라스트를 충분히 높게 하는 것은 현실적이지 않고, 다층 반사막 (3) 으로부터의 반사광과의 관계에서 위상 시프트의 원리를 이용하여 EUV 반사광의 광학 콘트라스트를 충분히 높게 하는 것이 바람직하다.
다층 반사막 (3) 으로부터의 반사광과의 관계에서 위상 시프트의 원리를 이용하기 위해서는, 흡수막 (4) 으로부터의 EUV 반사광의 위상이 다층 반사막 (3) 으로부터의 EUV 반사광의 위상과 175 ∼ 185 도 상이한 것이 바람직하다.
또한, EUV 반사광의 광학 콘트라스트를 충분히 높이기 위해서는, 흡수막 (4) 으로부터의 EUV 반사광과 다층 반사막 (3) 으로부터의 EUV 반사광의 위상차가 175 ∼ 185 도인 것이 바람직하고, 177 ∼ 183 도인 것이 더욱 바람직하다.
상기 서술한 바와 같이, 위상 시프트의 원리를 이용하기 위해서는, 흡수막 (4) 표면 중 마스크 패턴 영역이 되는 부위 (21) 에 있어서의 EUV 광의 반사율의 최대치가 5 ∼ 15 ％ 인 것이 바람직하고, 6 ∼ 15 ％ 인 것이 보다 바람직하며, 7 ∼ 15 ％ 인 것이 더욱 바람직하다.
한편, 흡수막 (4) 표면 중 마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위 (22) 에 대해서는, 그 아래에 있는 다층 반사막 (3) 에 있어서의 EUV 광의 반사율이 가열에 의해 저하되어 있기 때문에, 부위 (22) 에 있어서의 EUV 광의 반사율의 최대치가 1 ％ 이하인 것이 바람직하고, 0.8 ％ 이하인 것이 보다 바람직하며, 0.6 ％ 이하인 것이 특히 바람직하다.
상기 특성을 달성하기 위해서, 흡수막 (4) 은 EUV 광의 흡수 계수가 높은 재료로 구성된다. EUV 광의 흡수 계수가 높은 재료로는, 탄탈 (Ta) 을 주성분으로 하는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 본 명세서에 있어서 탄탈 (Ta) 을 주성분으로 하는 재료란, 당해 재료 중 Ta 를 40 at％ (원자 조성비 ％) 이상 함유하는 재료를 의미한다. 흡수막 (4) 은, 바람직하게는 50 at％ 이상, 보다 바람직하게는 55 at％ 이상의 탄탈 (Ta) 을 함유하는 것이 바람직하다.
흡수막 (4) 에 사용하는 Ta 를 주성분으로 하는 재료는, Ta 이외에 하프늄 (Hf), 규소 (Si), 지르코늄 (Zr), 게르마늄 (Ge), 붕소 (B), 수소 (H) 및 질소 (N) 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분을 함유한다. Ta 이외의 상기 원소를 함유하는 재료의 구체예로는, 예를 들어 TaN, TaNH, TaHf, TaHfN, TaBSi, TaBSiN, TaB, TaBN, TaSi, TaSiN, TaGe, TaGeN, TaZr, TaZrN 등을 들 수 있다.
단, 흡수막 (4) 중에는 산소 (O) 를 함유하지 않는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 흡수막 (4) 중의 O 의 함유율이 25 at％ 미만인 것이 바람직하다. EUV 마스크 블랭크의 흡수막에 마스크 패턴을 형성하여 EUV 마스크를 제작할 때에는, 통상은 드라이 에칭 프로세스가 사용되고, 에칭 가스로는 염소계 가스 (혹은 염소계 가스를 함유하는 혼합 가스) 혹은 불소 가스 (혹은 불소계 가스를 함유하는 혼합 가스) 가 통상적으로 사용된다. 에칭 프로세스에 의해 다층 반사막이 데미지를 받는 것을 방지할 목적으로, 다층 반사막 상에 보호막으로서 Ru 또는 Ru 화합물을 함유하는 막이 형성되어 있는 경우, 보호막의 데미지가 적다는 점에서 에칭 가스로서 주로 염소계 가스가 사용된다. 그러나, 염소계 가스를 사용하여 드라이 에칭 프로세스를 실시하는 경우에, 흡수막 (4) 이 산소를 함유하고 있으면 에칭 속도가 저하되고, 레지스트 데미지가 커져 바람직하지 않다. 흡수막 (4) 중의 산소의 함유율은 15 at％ 이하인 것이 바람직하고, 10 at％ 이하인 것이 보다 바람직하며, 5 at％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
흡수막 (4) 의 두께는, 흡수막 (4) 으로부터의 EUV 반사광과 다층 반사막 (3) 으로부터의 EUV 반사광의 위상차가 175 ∼ 185 도가 되도록 선택되며, 또한 10 ∼ 60 ㎚ 인 것이 바람직하다. 흡수막 (4) 의 두께는, 보다 바람직하게 15 ∼ 40 ㎚ 이다.
상기한 구성의 흡수막 (4) 은, 공지된 성막 방법, 예를 들어 마그네트론 스퍼터링법 또는 이온 빔 스퍼터링법을 실시함으로써 형성할 수 있다.
예를 들어 흡수막 (4) 으로서 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 TaHf 막을 형성하는 경우, 이하의 조건에서 실시하면 된다.
스퍼터링 타깃 : TaHf 화합물 타깃 (Ta = 30 ∼ 70 at％, Hf = 70 ∼ 30 at％)
스퍼터 가스 : Ar 가스 등의 불활성 가스 (가스압 1.0 × 10-1 ∼ 50 × 10-1 ㎩, 바람직하게는 1.0 × 10-1 ∼ 40 × 10-1 ㎩, 보다 바람직하게는 1.0 × 10-1 ∼ 30 × 10-1 ㎩)
성막 전 진공도 : 1 × 10-4 ㎩ 이하, 바람직하게는 1 × 10-5 ㎩ 이하, 보다 바람직하게는 10-6 ㎩ 이하
투입 전력 : 30 ∼ 1000 W, 바람직하게는 50 ∼ 750 W, 보다 바람직하게는 80 ∼ 500 W
성막 속도 : 2.0 ∼ 60 ㎚/min, 바람직하게는 3.5 ∼ 45 ㎚/min, 보다 바람직하게는 5 ∼ 30 ㎚/min
[버퍼막]
EUV 마스크 블랭크의 흡수막 (4) 에 마스크 패턴을 형성하여 EUV 마스크를 제작할 때에 실시되는 에칭 프로세스, 통상은 드라이 에칭 프로세스에 의해 다층 반사막 (3) 이 데미지를 받는 것을 방지하기 위해서, 에칭 스토퍼로서의 역할을 수행하는 버퍼막을 다층 반사막 (3) (다층 반사막 상에 보호막이 형성되어 있는 경우에는 보호막) 과 흡수막 (4) 사이에 형성해도 된다.
버퍼막의 재질로는, 흡수막 (4) 의 에칭 프로세스에 의한 영향을 잘 받지 않는, 요컨대 이 에칭 속도가 흡수막 (4) 보다 느리고, 게다가 이 에칭 프로세스에 의한 데미지를 잘 받지 않는 물질이 선택된다. 이 조건을 만족하는 물질로는, 예를 들어 Cr, Al, Ru, Ta 및 이들의 질화물, 그리고 SiO2, Si3N4, Al2O3 나 이들의 혼합물이 예시된다. 이들 중에서도 Ru, CrN 및 SiO2 가 바람직하고, CrN 및 Ru 가 보다 바람직하며, 보호막과 버퍼막의 기능을 겸비하기 때문에 특히 Ru 가 바람직하다.
버퍼막의 막두께는 1 ∼ 60 ㎚, 특히 1 ∼ 10 ㎚ 가 바람직하고, 나아가서는 1 ∼ 5 ㎚ 인 것이 바람직하다.
버퍼막은 마그네트론 스퍼터링법, 이온 빔 스퍼터링법 등 주지된 성막 방법을 이용하여 성막한다. 마그네트론 스퍼터링법에 의해 Ru 막을 성막하는 경우, 타깃으로서 Ru 타깃을 사용하고, 스퍼터 가스로서 Ar 가스 (가스압 1.0 × 10-1 ∼ 10 × 10-1 ㎩, 바람직하게는 2 × 10-1 ∼ 7 × 10-1 ㎩) 를 사용하여 투입 전력 30 ∼ 500 W, 바람직하게는 50 ∼ 400 W, 성막 속도 5 ∼ 50 ㎚/min, 바람직하게는 10 ∼ 35 ㎚/min 으로, 막두께 2 ∼ 5 ㎚, 바람직하게는 2.5 ∼ 4.5 ㎚ 가 되도록 성막하는 것이 바람직하다.
[반사 방지막]
본 발명의 마스크 블랭크의 제조 방법에 있어서, 흡수막 (4) 상에는, 마스크 패턴의 검사시에 있어서의 광학 콘트라스트를 양호하게 하기 위한 반사 방지막을 형성해도 된다.
EUV 마스크 블랭크의 흡수막에 마스크 패턴을 형성하여 EUV 마스크를 제작할 때, 마스크 패턴이 설계대로 형성되어 있는지의 여부를 검사한다. 이 마스크 패턴의 검사에서는, 검사광으로서 통상 파장 257 ㎚ 정도의 광 (파장 248 ㎚ 의 KrF 엑시머 레이저광이나 YAG 레이저 4 배 고조파 (파장 약 266 ㎚)) 을 사용한 검사기가 사용된다. 즉, 257 ㎚ 정도의 파장역에 있어서의 반사광의 광학 콘트라스트에 의해 검사된다.
본 발명의 EUV 마스크 블랭크의 흡수막은, EUV 광의 반사율이 매우 낮아 EUV 마스크 블랭크의 흡수막으로서 우수한 특성을 갖고 있지만, 검사광의 파장역에 있어서는 반사율이 반드시 충분히 낮다고는 할 수 없어, 마스크 패턴의 검사시에는 광학 콘트라스트가 충분히 얻어지지 않을 가능성이 있다. 광학 콘트라스트가 충분히 얻어지지 않으면 마스크 패턴의 검사시에 결함을 충분히 판별할 수 없어 정확한 결함 검사를 실시할 수 없게 된다.
흡수막 상에 반사 방지막을 형성하면, 마스크 패턴의 검사광을 반사 방지막 표면에 조사하였을 때의 반사율이 매우 낮아지므로, 마스크 패턴의 검사시의 광학 콘트라스트가 양호해진다. 구체적으로는, 마스크 패턴의 검사광을 반사 방지막 표면에 조사하였을 때의 반사율이 15 ％ 이하인 것이 바람직하고, 10 ％ 이하인 것이 보다 바람직하며, 5 ％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
반사 방지막은, 상기 특성을 달성하기 위해서, 검사광의 파장의 굴절률이 흡수막보다 낮은 재료로 구성되는 것이 바람직하다.
반사 방지막에는 탄탈 (Ta) 을 주성분으로 하는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 반사 방지막에 사용하는 Ta 를 주성분으로 하는 재료는, Ta 이외에 하프늄 (Hf), 게르마늄 (Ge), 규소 (Si), 붕소 (B), 질소 (N), 수소 (H) 및 산소 (O) 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 성분을 함유한다.
Ta 이외의 상기 원소를 함유하는 재료의 구체예로는, 예를 들어 TaO, TaON, TaONH, TaHfO, TaHfON, TaBSiO, TaBSiON 등을 들 수 있다.
흡수막 상에 반사 방지막을 형성하는 경우, 흡수막 및 반사 방지막의 두께의 합계가 10 ∼ 65 ㎚ 인 것이 바람직하고, 30 ∼ 65 ㎚ 인 것이 보다 바람직하며, 35 ∼ 60 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 반사 방지막의 막두께가 흡수막의 막두께보다 두꺼우면 흡수막에서의 EUV 광 흡수 특성이 저하될 우려가 있으므로, 반사 방지막의 막두께는 흡수막의 막두께보다 얇은 것이 바람직하다. 이 때문에, 반사 방지막의 두께는 1 ∼ 20 ㎚ 인 것이 바람직하고, 3 ∼ 15 ㎚ 인 것이 보다 바람직하며, 5 ∼ 10 ㎚ 인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 EUV 마스크 블랭크의 제조 방법에서는, 다층 반사막, 보호막, 버퍼막, 흡수막 및 반사 방지막 이외에, EUV 마스크 블랭크의 분야에 있어서 공지된 기능막을 EUV 마스크 블랭크에 형성해도 된다. 이와 같은 기능막의 구체예로는, 예를 들어 일본 공표특허공보 2003-501823호에 기재되어 있는 바와 같이, 기판의 정전 척킹 (chucking) 을 촉진하기 위해서, 기판의 이면측 (성막면에 대하여) 에 실시되는 고(高)유전성 코팅을 들 수 있다. 이와 같은 목적으로 기판의 이면에 실시하는 고유전성 코팅은, 시트 저항이 100 Ω/□ 이하가 되도록 구성 재료의 전기 전도율과 두께를 선택한다.
고유전성 코팅의 구성 재료로는, 공지된 문헌에 기재되어 있는 것으로부터 널리 선택할 수 있다. 예를 들어 일본 공표특허공보 2003-501823호에 기재된 고유전율의 코팅, 구체적으로는 실리콘, 질화티탄, 몰리브덴, 크롬 및 탄탈실리사이드로 이루어지는 코팅을 적용할 수 있다. 고유전성 코팅의 두께는, 예를 들어 10 ∼ 1000 ㎚ 로 할 수 있다.
고유전성 코팅은, 공지된 성막 방법, 예를 들어 마그네트론 스퍼터링법, 이온 빔 스퍼터링법과 같은 스퍼터링법, 혹은 CVD 법, 진공 증착법, 전해 도금법 등을 이용하여 성막할 수 있다.
상기 순서로 얻어진 EUV 마스크 블랭크의 흡수막에 포토리소그래피 프로세스를 사용하여 원하는 마스크 패턴을 형성함으로써 EUV 마스크를 얻을 수 있다.
상기 순서로 얻어진 EUV 마스크는, EUV 광을 노광용 광원으로서 사용하는 포토리소그래피법에 의한 반도체 집적 회로의 제조 방법에 적용할 수 있다. 구체적으로는, 레지스트를 도포한 실리콘 웨이퍼 등의 기판을 스테이지 상에 배치하고, 반사경을 조합하여 구성한 반사형 노광 장치에 본 발명의 EUV 마스크를 설치한다. 그리고, EUV 광을 광원으로부터 반사경을 통해 EUV 마스크에 조사하고, EUV 광을 EUV 마스크에 의해 반사시켜 레지스트가 도포된 기판에 조사한다. 이 패턴 전사 공정에 의해 회로 패턴이 기판 상에 전사된다. 회로 패턴이 전사된 기판은, 현상에 의해 감광 부분 또는 비감광 부분을 에칭한 후, 레지스트를 박리한다. 반도체 집적 회로는 이와 같은 공정을 반복함으로써 제조된다.
실시예
이하에 실시예를 게재하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 이것에 의해 본 발명이 한정되어 해석되는 것은 아니다.
〔실시예 1〕
성막용 기판으로서 SiO2-TiO2 계 유리 기판 (외형 가로세로 6 인치 (152 ㎜), 두께가 6.35 ㎜) 을 사용한다. 이 유리 기판의 열팽창률은 0.2 × 10-7/℃, 영률은 67 ㎬, 푸아송비는 0.17, 비강성은 3.07 × 107 ㎡/s2 이다. 이 유리 기판을 연마에 의해 표면 거칠기 (rms) 가 0.15 ㎚ 이하인 평활한 표면과 100 ㎚ 이하인 평탄도로 형성한다.
기판의 이면측에는 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 두께 100 ㎚ 의 CrN 막을 성막함으로써, 시트 저항 70 Ω/□ 의 도전막을 형성한다.
평판 형상을 한 통상적인 정전 척 (Electrostatic Chuck) 에, 형성한 CrN 막을 개재하여 기판을 고정시키고, 그 기판의 표면 상에 이온 빔 스퍼터링법을 이용하여 Si 막 및 Mo 막을 교대로 성막하는 것을 50 주기 반복함으로써, Si/Mo 다층 반사막 (이하, 반사층이라고 하는 경우도 있다) 을 형성한다.
또한 Si/Mo 다층 반사막 (반사층) 상에, 이온 빔 스퍼터링법을 이용하여 Ru 막 (막두께 2.5 ㎚) 을 성막함으로써 버퍼막을 형성한다.
CrN 막, Si 막, Mo 막 및 Ru 막의 성막 조건은 이하와 같다.
CrN 막의 성막 조건
타깃 : Cr 타깃
스퍼터 가스 : Ar 과 N2 의 혼합 가스 (Ar : 70 vol％, N2 : 30 vol％, 가스압 : 0.3 ㎩)
투입 전력 : 150 W
성막 속도 : 0.11 ㎚/sec
막두께 : 100 ㎚
Si 막의 성막 조건
타깃 : Si 타깃 (붕소 도프)
스퍼터 가스 : Ar 가스 (가스압 0.02 ㎩)
전압 : 700 V
성막 속도 : 0.077 ㎚/sec
막두께 : 4.5 ㎚
Mo 막의 성막 조건
타깃 : Mo 타깃
스퍼터 가스 : Ar 가스 (가스압 0.02 ㎩)
전압 : 700 V
성막 속도 : 0.064 ㎚/sec
막두께 : 2.3 ㎚
버퍼막 (Ru 막) 의 성막 조건
타깃 : Ru 타깃
스퍼터 가스 : Ar 가스 (가스압 0.02 ㎩)
전압 : 500 V
성막 속도 : 0.023 ㎚/sec
막두께 : 2.5 ㎚
이어서, 버퍼막 상에, Ta, N 및 H 를 함유하는 흡수막 (이하, 흡수체층이라고 하는 경우도 있다) (TaNH 막) 을 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 형성한다.
흡수체층의 조성비 (at％) 는, Ta : N : H = 58 : 39 : 3 이다.
흡수막 (흡수체층) 의 성막 조건은 이하와 같다.
흡수막 (흡수체층 (TaNH 막)) 의 성막 조건
타깃 : Ta 타깃
스퍼터 가스 : Ar 과 N2 와 H2 의 혼합 가스 (Ar : 89 vol％, N2 : 8.3 vol％, H2 : 2.7 vol％, 가스압 : 0.46 ㎩)
투입 전력 : 300 W
성막 속도 : 1.5 ㎚/min
막두께 : 51 ㎚
흡수체층 상에, 파장 257 ㎚ 의 검사광에 대한 반사 방지막 (이하, 저반사층이라고 하는 경우도 있다) 으로서 Ta, N 및 O 를 함유하는 반사 방지막을, 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 형성하여, EUV 마스크 블랭크를 얻는다. 저반사층의 조성비 (at％) 는 Ta : N : O = 22.1 : 4.4 : 73.5 이다.
반사 방지막 (저반사층 (TaON 막)) 의 성막 조건은 이하와 같다.
반사 방지막 (저반사층 (TaON 막)) 의 성막 조건
타깃 : Ta 타깃
스퍼터 가스 : Ar 과 N2 와 O2 의 혼합 가스 (Ar : 36 vol％, N2 : 14 vol％, O2 : 50 vol％, 가스압 : 0.3 ㎩)
투입 전력 : 450 W
성막 속도 : 0.28 ㎚/min
막두께 : 10 ㎚
제작한 EUV 마스크 블랭크의 파장 200 ∼ 500 ㎚ 에 있어서의 반사율 스펙트럼을 도 7 에 나타낸다. EUV 마스크 블랭크는, 파장 260 ㎚ 부근의 반사율이 낮아, 파장 257 ㎚ 의 광을 사용한 마스크 패턴 검사에 바람직하다. 또한, 파장 248 ㎚ 의 KrF 엑시머 레이저광 (에너지 밀도 10 mJ/㎠/pulse, 주파수 100 ㎐) 을, 다층 반사막 (3) 의 상부로부터 EUV 마스크 블랭크의 외주부 (도 2 혹은 도 3 에 있어서의 22 에 상당하는 부위) 에 10 분간 조사한다. 요컨대, 외주부가 되는 부위 (22) 만 국소적으로 가열한다. 상기 부위 (22) 에 있어서의 입사 각도 6 도 (블랭크 법선으로부터의 각도) 에 있어서의 파장 13 ∼ 14 ㎚ 에 있어서의 피크 반사율 (EUV 광의 반사율) 을 측정한다. 피크 반사율은 0.8 ％ 이다.
〔비교예 1〕
실시예 1 과 동일하게 하여 EUV 마스크 블랭크를 형성한다. 실시예 1 에 있어서의 레이저의 조사를 실시하지 않고, 실시예 1 과 동일한 방법에 의해 피크 반사율 (EUV 광의 반사율) 을 측정한다. 부위 (22) 의 피크 반사율은 2.2 ％ 이다.
산업상 이용가능성
본 발명의 EUV (Extreme Ultra Violet : 극단자외) 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크를 사용하여 제작되는 EUV 리소그래피용 반사형 마스크는, 그 EUV 마스크를 사용하여 기판 상 레지스트에 형성되는 전사 패턴의 형상 정밀도나 치수 정밀도가 우수하여, EUV 광을 노광용 광원으로서 사용하는 포토리소그래피법에 의한 미세 패턴의 반도체 집적 회로의 제조 방법에 적용할 수 있다.
또한, 2008년 9월 5일에 출원된 일본 특허 출원 2008-227909호의 명세서, 특허 청구의 범위, 도면 및 요약서의 전체 내용을 여기에 인용하여 본 발명의 명세서의 개시로서 도입한다.
2 : 기판
3 : 다층 반사막
4 : 흡수막
21 : EUV 마스크에 있어서 마스크 패턴 영역이 되는 부위
22 : EUV 마스크에 있어서 마스크 패턴 영역이 되는 부위보다 외측 부위 (EUV 마스크에 있어서 마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위)
100 : EUV 마스크
120 : 기판
130 : 다층 반사막
140 : 흡수막
200 : 실제의 노광 영역
210 : 마스크 패턴 영역
220 : 마스크 패턴 영역의 외주부
300 : 마스크 패턴 (디바이스)

Claims (26)

  1. 기판 상에, 적어도 고굴절률막과 저굴절률막을 교대로 적층시켜 EUV 광을 반사하는 다층 반사막을 성막하고, 그 다층 반사막 상에 EUV 광을 흡수하는 흡수막을 성막하는 EUV 리소그래피 (EUVL) 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법으로서,
    상기 다층 반사막을 성막 후, 상기 다층 반사막 표면 중, EUVL 용 반사형 마스크 블랭크를 사용하여 제작되는 EUV 리소그래피용 반사형 마스크에 있어서 마스크 패턴 영역이 되는 부위보다 외측 부위를 가열함으로써, 상기 다층 반사막 표면 중 가열된 부위에 있어서의 EUV 광의 반사율을 저하시키는 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다층 반사막 표면 중 가열된 부위에 있어서의, 가열 전후에서의 EUV 광의 반사율의 차가 10 ∼ 60 ％ 인 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    가열 전의 EUV 광의 반사율이 60 ％ 이상인 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    하기 식을 만족하는 조건에서 상기 가열을 실시하는 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
    가열 전의 EUV 광의 반사율 (％) - 9370 × 가열 시간 (min) × exp (-4370/가열 온도 (K))
    Figure pct00005
    1 ％
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열에, 광선 또는 전자선의 조사를 사용하는 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열에 발열 부재를 사용하는 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열에, 미리 가열된 기체를 분사하는 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡수막 상에, 마스크 패턴의 검사시에 있어서의 광학 콘트라스트를 양호하게 하기 위한 반사 방지막을 성막하는 공정을 추가로 갖는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위에 있어서의 EUV 광의 반사율을 측정하여, 상기 부위에 있어서의 EUV 광의 반사율의 최대치가 원하는 범위까지 저하된 것을 확인한 후에, 상기 흡수막을 형성하는 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
  10. 기판 상에, 적어도 고굴절률막과 저굴절률막을 교대로 적층시켜 EUV 광을 반사하는 다층 반사막을 성막하고, 그 다층 반사막 상에 보호막을 성막하고, 그 보호막 상에 EUV 광을 흡수하는 흡수막을 성막하는 EUV 리소그래피 (EUVL) 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법으로서,
    상기 보호막을 성막 후, 상기 보호막 표면 중, EUVL 용 반사형 마스크 블랭크를 사용하여 제작되는 EUV 리소그래피용 반사형 마스크에 있어서 마스크 패턴 영역이 되는 부위보다 외측 부위를 가열함으로써, 상기 보호막 표면 중 가열된 부위에 있어서의 EUV 광의 반사율을 저하시키는 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 보호막 표면 중 가열된 부위에 있어서의, 가열 전후에서의 EUV 광의 반사율의 차가 10 ∼ 60 ％ 인 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    가열 전의 EUV 광의 반사율이 60 ％ 이상인 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    하기 식을 만족하는 조건에서 상기 가열을 실시하는 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
    가열 전의 EUV 광의 반사율 (％) - 9370 × 가열 시간 (min) × exp (-4370/가열 온도 (K))
    Figure pct00006
    1 ％
  14. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열에, 광선 또는 전자선의 조사를 사용하는 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
  15. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열에 발열 부재를 사용하는 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
  16. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열에, 미리 가열된 기체를 분사하는 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
  17. 제 10 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡수막 상에, 마스크 패턴의 검사시에 있어서의 광학 콘트라스트를 양호하게 하기 위한 반사 방지막을 성막하는 공정을 추가로 갖는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
  18. 제 10 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    마스크 패턴 영역의 외주부가 되는 부위에 있어서의 EUV 광의 반사율을 측정하여, 상기 부위에 있어서의 EUV 광의 반사율의 최대치가 원하는 범위까지 저하된 것을 확인한 후에, 상기 흡수막을 형성하는 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
  19. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크.
  20. 제 19 항에 있어서,
    흡수막 표면으로부터의 EUV 반사광의 위상과, 다층 반사막 표면으로부터의 EUV 반사광의 위상이 175 ∼ 185 도 상이한 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    흡수막 표면 중, EUVL 용 반사형 마스크 블랭크를 사용하여 제작되는 EUV 리소그래피용 반사형 마스크에 있어서 마스크 패턴 영역이 되는 부위보다 외측 부위에 있어서의 EUV 광의 반사율이 1 ％ 이하, 또한 마스크 패턴 영역이 되는 부위에 있어서의 EUV 광의 반사율이 1 ％ 초과 15 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크.
  22. 제 10 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 기재된 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크.
  23. 제 22 항에 있어서,
    흡수막 표면으로부터의 EUV 반사광의 위상과, 보호막 표면으로부터의 EUV 반사광의 위상이 175 ∼ 185 도 상이한 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크.
  24. 제 22 항 또는 제 23 항에 있어서,
    흡수막 표면 중, EUVL 용 반사형 마스크 블랭크를 사용하여 제작되는 EUV 리소그래피용 반사형 마스크에 있어서 마스크 패턴 영역이 되는 부위보다 외측 부위에 있어서의 EUV 광의 반사율이 1 ％ 이하, 또한 마스크 패턴 영역이 되는 부위에 있어서의 EUV 광의 반사율이 1 ％ 초과 15 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크.
  25. 제 19 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 기재된 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 흡수막에 마스크 패턴을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 EUV 리소그래피 (EUVL) 용 반사형 마스크.
  26. 제 25 항에 기재된 EUVL 용 반사형 마스크를 사용하여 피노광체에 노광을 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로의 제조 방법.
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