KR20150058254A - Euv 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크 및 그 제조 방법, 그리고 euv 리소그래피용 반사형 마스크 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20150058254A
KR20150058254A KR1020157007532A KR20157007532A KR20150058254A KR 20150058254 A KR20150058254 A KR 20150058254A KR 1020157007532 A KR1020157007532 A KR 1020157007532A KR 20157007532 A KR20157007532 A KR 20157007532A KR 20150058254 A KR20150058254 A KR 20150058254A
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Abstract

오목상 또는 볼록상의 기준 마크를 3 개소 이상 형성하여 이루어지고, 상기 기준 마크를 형성하는 각 선은 1 개의 교점에 있어서 교차하는 복수개의 가상선의 어느 것을 따라 배치되고, 각 가상선을 따라 적어도 1 개의 선이 배치된 EUV 마스크 블랭크를 준비하는, 기준 마크가 형성된 EUV 마스크 블랭크 준비 공정과, 레지스트막 형성 공정과, 레지스트막 상으로부터 전자선 또는 자외선을 주사해 상기 교점에 상당하는 기준 위치를 검출하는, 기준 위치 검출 공정과, 기준 마크의 선의 폭의 최대값을 W 로 하면, 레지스트막 중 평면에서 볼 때 기준 위치를 중심점으로 한 반경 1.5 W 의 원 영역을 포함하는 영역을 전자선 또는 자외선으로 노광하는, 기준 마크 중심 영역 노광 공정을 갖는, 레지스트막이 형성된 EUV 마스크 블랭크의 제조 방법.

Description

EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크 및 그 제조 방법, 그리고 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 및 그 제조 방법{REFLECTIVE MASK BLANK FOR EUV-LITHOGRAPHY AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR, AND REFLECTIVE MASK FOR EUV-LITHOGRAPHY AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR}
본 발명은, 주로 EUV (Extreme Ultra-Violet : 극단자외) 노광 기술을 이용한 반도체 디바이스의 제조에 있어서 사용되는 EUV 리소그래피용 반사형 마스크, 및 EUV 리소그래피용 반사형 마스크의 전구체인 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크에 관한 것이다. 또한, EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크는, 본 명세서에 있어서 「EUV 마스크 블랭크」라고도 한다.
노광 시스템은, Si 기판을 비롯한 반도체 기판 등에 조사하는 광의 파장에 따라 그 해상도의 한계가 결정되어 있다. 그리고, 그 노광 시스템에 있어서, 파장 248 ㎚ 의 KrF 엑시머 레이저나, 파장 193 ㎚ 의 ArF 엑시머 레이저 등을 사용한 투과 광학계의 노광 기술이 실용화되어 있다. 이 노광 시스템에서는, 조사되는 광을 투과하는 부분과 조사되는 광을 흡수하는 부분에 의해 소정의 패터닝이 된 투과형 마스크가 이용되고, 그 투과형 마스크에 의해 반도체 기판 등에 소정 패턴의 전사가 실시된다.
한편, 반도체 기판 등에 전사하는 패턴의 추가적인 고해상도를 실현하기 위해, ArF 엑시머 레이저보다 더 단파장의 광을 사용한 노광 기술로서 EUV 광을 사용한 노광 기술이 주목받고 있다. EUV 광은, 연(軟) X 선이나 진공 자외선의 파장 영역의 광이고, 구체적으로는 10 ㎚ ∼ 20 ㎚ 정도의 파장의 광, 특히 13.5 ㎚ 를 중심으로 한 13.2 ㎚ ∼ 13.8 ㎚ (13.5 ㎚ ± 0.3 ㎚) 정도의 파장의 광을 말한다.
EUV 광을 사용한 노광 기술은, EUV 광의 성질상 KrF 엑시머 레이저 광원이나 ArF 엑시머 레이저 광원 등을 사용한 투과 광학계의 노광 시스템을 적용할 수 없기 때문에, 반사 광학계의 노광 시스템을 적용한다. 그리고, 그 반사 광학계의 노광 시스템에 있어서, EUV 리소그래피용 반사형 마스크나, EUV 용 반사형 미러가 사용된다. 또한, EUV 리소그래피용 반사형 마스크는, 본 명세서에 있어서 「EUV 마스크」라고도 한다.
EUV 마스크 블랭크는, 전술한 바와 같이 패터닝된 EUV 마스크의 전구체이고, EUV 광을 반사하는 층을 포함하는 구성이다. 구체적으로, EUV 마스크 블랭크는 적어도 유리 등의 평탄한 기판 상에 EUV 광을 반사하는 반사층을 갖고, 그 반사층 상에는 EUV 광을 흡수하는 흡수층을 갖는다. 또, EUV 마스크는, EUV 마스크 블랭크의 흡수층에 소정 패턴이 형성된 것이고, 흡수층이 있는 부분에서는 조사되는 EUV 광을 흡수하고, 흡수층이 없는 부분에서는 조사되는 EUV 광을 반사함으로써, 소정 패턴을 반도체 기판 등에 전사할 수 있다.
반사층은, 통상 EUV 광에 대해 높은 굴절률을 나타내는 고굴절률층과, EUV 광에 대해 낮은 굴절률을 나타내는 저굴절률층이 교대로 적층된 구조를 이루는 다층 반사막이 사용된다. 다층 반사막으로서, 예를 들어 고굴절률층으로서 실리콘 (Si) 층, 저굴절률층으로서 몰리브덴 (Mo) 층으로 이루어지는 Mo/Si 다층 반사막을 들 수 있고, EUV 광에 대해 60 ％ 이상의 반사율을 실현할 수 있다. 또, 흡수층은, EUV 광에 대해 낮은 반사율이 되는 재료, 요컨대 EUV 광에 대한 흡수 계수가 높은 재료가 사용되고, 예를 들어 Ta 나 Cr 을 주성분으로 한 재료를 들 수 있다.
여기서, 유리 등의 기판 표면에 결함 (예를 들어, 이물질, 흠집이나 피트) 이 존재하거나, 다층 반사막을 형성하는 도중에 이물질이 혼입되거나 하면, 다층 반사막의 주기 구조가 흐트러져, 다층 반사막에 결함 (소위, 위상 결함) 이 생긴다. 이와 같은 결함이 생기면, EUV 마스크 상의 패턴이 반도체 웨이퍼 상에 충실히 전사되지 않는다는 문제가 생긴다. 그런데, 다층 반사막의 결함을 전무로 하는 것은, 실제상 기술적으로 매우 어렵다 (예를 들어, 비특허문헌 1 참조).
그래서, EUV 마스크 블랭크에 있어서 이들 결함의 위치를 파악하고, 그 결함을 피하도록 해, EUV 마스크를 제작할 때 흡수층의 패턴 위치나 방향을 조정하는 기술이 검토되고 있다. 구체적으로는, EUV 마스크 블랭크의 반사층에 기준 마크 (「Fiducial Mark」라고도 한다) 를 형성하는 것이 기재되어 있다 (예를 들어, 비특허문헌 2 참조).
또, 기준 마크는, 실제 마스크 패턴 영역 (예를 들어, 132 ㎜ × 132 ㎜ 의 영역) 보다 외측의 영역에 있어서, 다층 반사막 상, 기판 상 혹은 흡수층 상에 오목상 또는 볼록상으로 형성된다. 또한, 기준 마크는, 평면에서 볼 때 십자 형상의 마크가 전형적으로 이용되고, 그 기준 마크의 십자 교점의 위치를 기준 위치로 하는 경우가 많다. 그리고, 기준 위치에 기초하여, 실제 마스크 패턴 영역 내에 존재하는 결함의 위치 (좌표) 를 특정하기 위한 정보가 얻어진다. 또한, 기준 마크의 수는, 마스크 패턴 영역보다 외측의 영역에 있어서 적어도 3 점 갖고, 이들 기준 마크의 십자 교점이 동일한 가상 직선에 놓이지 않는 위치이면, 평면의 좌표를 특정할 수 있다. 전형적으로는, 마스크 패턴 영역 밖이 되는 3 모퉁이 내지 4 개 모퉁이에, 십자의 기준 마크를 형성하는 경우가 많다.
도 16 은, 기준 마크가 형성된 EUV 마스크 블랭크 (100) 를 나타내는 평면 모식도이고, 마스크 패턴 영역 (105) 의 외측의 영역이 되는 4 개 모퉁이에 기준 마크 (101, 102, 103 및 104) 를 갖는 예이다. 그리고, 이들 기준 마크의 위치는, 전자선 또는 자외선에 의해 기준 마크 위치 부근을 일정한 간격으로 주사해, 기준 마크의 요철에 의해 생기는 반사 강도의 차분 혹은 산란 광 강도를 검출함으로써, 기준 위치인 십자의 교점을 정확하게 특정할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 말하는 자외선은, 170 ㎚ ∼ 400 ㎚ 파장 범위에 포함되는 광을 가리킨다.
이와 같이, 기준 마크는 EUV 마스크 블랭크에 있어서의 결함 위치의 좌표를 정확하게 파악하기 위한 기준 위치이므로, EUV 마스크 블랭크, EUV 마스크를 제작하는 공정 (예를 들어, 검사 공정) 에 있어서 사용하는 장치로, 그 기준 위치를 고정밀도로 특정할 수 있는 것이 중요하다. 또, 기준 마크의 검출 방법으로서, EUV 마스크를 제작하는 공정에 있어서 EUV 마스크 블랭크에 레지스트막을 형성한 후라도, 그 레지스트막 상으로부터 전자선으로 기준 마크 부근을 주사해 검출하는 방법 등이 보고되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).
국제 공개 제2010/110237호 팜플렛
2010 International Symposium on Extreme Ultraviolet Lithography, S. Huh 외. "Printability and Inspectability of Programmed and Real Defects on the Reticle in EUV Lithography" EUVL mask fiducial SEMI Standard Discussion Jan. 2006, P. Seidel and P. Y. Yan
이와 같이, 기준 마크는, 특히 마스크 패턴 영역 내에 있는 결함 (결점) 위치를 정확하게 특정할 목적으로 형성되기 때문에, 높은 검출 정밀도가 요구된다. 도 17(a) 는, 오목상 기준 마크 (101) 의 위치 및 십자의 교점을 검출하기 위해서, 전자선 또는 자외선 (110) 을 주사하는 형상을 예시한 모식도이다. 십자의 기준 마크 (101) 는, 전자선 또는 자외선 (110) 을, 십자를 형성하는 2 개의 축과 대략 평행한 방향으로 주사함으로써 그 위치가 검출되는 경우가 많고, 주사에 의해 생긴 흔적 (이하, 「스캔 흔적」이라고 한다) 이 이산적으로 되도록 일정한 간격으로 주사되는 경우가 많다. 도 17(b) 는, 기준 마크 (101) 와, 전자선 또는 자외선 (110) 에 의한 스캔 흔적 (111, 112, 113 및 114) 을 예시한 평면 모식도이다. 또한, 기준 마크를 검출하는 공정으로서, 애초의 기준 마크의 존재를 검출하기 위한 조(粗)검출 (조(粗)스캔) 과, 조검출 후에 기준 마크의 기준점을 검출하기 위한 정밀 검출 (정밀 스캔) 이 있다. 여기서 말하는 「스캔 흔적」이란, 조스캔에 의해 생긴 흔적 및 정밀 스캔에 의해 생긴 흔적의 어느 것이라도 되고 양방이라도 된다.
스캔 흔적 (112, 113) 은, X 축 방향에 평행한 직선이고, 기준 마크 (101) 의 Y 축에 평행한 직선과 교차한다. 기준 마크 (101) 의 Y 축에 평행한 직선의 폭 방향 양단은, 각각 스캔 흔적 (112) 과 교점 (X1a, X1b) 에서 교차하고, 다른 스캔 흔적 (113) 과 교점 (X2a, X2b) 에서 교차한다.
또, 스캔 흔적 (111, 114) 은 Y 축 방향에 평행한 직선이고, 기준 마크 (101) 의 X 축에 평행한 직선과 교차한다. 기준 마크 (101) 의 X 축에 평행한 직선의 폭 방향 양단은, 각각 스캔 흔적 (111) 과 교점 (Y1a, Y1b) 에서 교차하고, 다른 스캔 흔적 (114) 과 교점 (Y2a, Y2b) 에서 교차한다.
이와 같이, 전자선 또는 자외선 (110) 을 이용하여, Y 방향의 위치를 바꿔 X 축 방향을 따른 주사를 N 회 (N 은 2 이상의 정수) 실시함과 함께, X 축 방향의 위치를 바꿔 Y 축 방향을 따른 주사를 M 회 (M 은 2 이상의 정수) 실시한다. 각 주사에 의해, 기준 마크 (101) 의 직선의 폭 방향 양단의 위치를 검출한다. 여기서, X 축 방향을 따라 i 회째의 주사 (1 ≤ i ≤ N) 를 실시했을 때의, 기준 마크 (101) 의 Y 축 방향에 평행한 직선의 폭 방향 양단의 위치를 각각 Xia, Xib 로 하면, i 회째의 주사에 있어서의 기준 마크 (101) 의 Y 축 방향에 평행한 직선의 중심 위치 Xic 는,
Xic = (Xia ＋ Xib)/2 ··· (1)
로 나타낸다.
또, Y 축 방향을 따라 j 회째의 주사 (1 ≤ j ≤ M) 를 실시했을 때의, 기준 마크 (101) 의 X 축 방향에 평행한 직선의 폭 방향 양단의 위치를 각각 Yja, Yjb 로 하면, j 회째의 주사에 있어서의 기준 마크 (101) 의 X 축 방향에 평행한 직선의 중심 위치 Yjc 는,
Yjc = (Yja ＋ Yjb)/2 ··· (2)
로 나타낸다.
여기서, X 축 방향을 따라 N 회 주사를 했을 때의, Y 축 방향에 평행한 직선의 평균 중심 위치 Xc 와, Y 축 방향을 따라 M 회 주사를 했을 때의, X 축 방향에 평행한 직선의 평균 중심 위치 Yc 는, 각각 하기 식 (3a), 식 (3b) 로 계산할 수 있다. 그리고, 여기서 구해지는 좌표 (Xc, Yc) 가 기준 마크의 기준점 (기준 위치) 이 된다.
Figure pct00001
이와 같이, 전자선 또는 자외선 (110) 에 의한 기준 마크 (101) 및 십자의 교점 검출은, 표면이 화학 증폭형 레지스트 등으로 피복되는 레지스트막이 형성된 EUV 마스크 블랭크에 있어서도 실시된다. 그런데, 전자선 또는 자외선 (110) 이 레지스트의 표면을 주사하면, 조사 부분, 요컨대 도 17(b) 에 있어서의 스캔 흔적 (111, 112, 113 및 114) 부분의 (화학 증폭형) 레지스트가 감광될 우려가 있다.
이 경우, 레지스트막이 형성된 EUV 마스크 블랭크의 마스크 패턴 영역 내에 있어서 소정 마스크 패턴을 전자선 등으로 묘화해 (화학 증폭형) 레지스트를 현상하고, 흡수층을 에칭하고, 잔류 레지스트를 박리해 EUV 마스크를 제작하면, 기준 마크 (101) 부근이 복잡한 구조가 된다. 예를 들어, 기준 마크 (101) 중, 기준 마크 (101) 와 스캔 흔적 (111, 112, 113 및 114) 이 겹치는 부분과, 겹치지 않는 부분 사이에서 단차가 생긴다. 그러면, 제작한 EUV 마스크의 마스크 패턴 검사 (조합) 를 하는 검사기로, EUV 마스크 상에 형성된 기준 마크의 위치 및 십자의 교점을 EUV 광, 자외광, 전자선 등의 주사 또는, 화상 인식에 의해 검출할 때에, 스캔 흔적에 근거하는 단차의 영향에 의해 기준 마크의 검출 감도가 저하되어, 마스크 패턴 검사의 정밀도가 저하될 우려가 있다.
본 발명은, 특히 EUV 마스크의 마스크 패턴 검사에 있어서, 마스크 패턴 영역 내에 존재하는 결점의 위치를 특정하기 위한 기준 위치를 나타내는 기준 마크의 검출 감도를 높일 수 있는, 레지스트막이 형성된 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크 및 그 제조 방법, 그리고 EUVL 용 반사형 마스크 및 그 제조 방법의 제공을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제 1 양태에 의하면,
기판 상에, EUV 광을 반사하는 반사층과, 상기 반사층 상에 EUV 광을 흡수하는 흡수층을 갖고, 마스크 패턴 영역보다 외측의 영역에, 평면에서 볼 때 적어도 2 개의 선에 의해 형성되는 오목상 또는 볼록상의 기준 마크를 3 개소 이상 형성하여 이루어지고, 상기 기준 마크를 형성하는 각 선은 1 개의 교점에 있어서 교차하는 복수개의 가상선의 어느 것을 따라 배치되고, 각 가상선을 따라 적어도 1 개의 선이 배치된 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크를 준비하는, 기준 마크가 형성된 EUV 마스크 블랭크 준비 공정과,
상기 기준 마크를 갖는 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크 상에 레지스트막을 형성하는, 레지스트막 형성 공정과,
상기 레지스트막 상으로부터, 전자선 또는 자외선을 주사해 상기 교점에 상당하는 기준 위치를 검출하는, 기준 위치 검출 공정과,
상기 기준 마크의 선의 폭의 최대값을 W 로 하면, 상기 레지스트막 중 평면에서 볼 때 상기 기준 위치를 중심점으로 한 반경 1.5 W 의 원 영역을 포함하는 영역을 전자선 또는 자외선으로 노광하는, 기준 마크 중심 영역 노광 공정을 갖는, 레지스트막이 형성된 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법이 제공된다.
또, 본 발명의 제 2 양태에 의하면,
기판 상에, EUV 광을 반사하는 반사층과, 상기 반사층 상에 EUV 광을 흡수하는 흡수층을 갖고, 마스크 패턴 영역보다 외측의 영역에, 평면에서 볼 때 적어도 2 개의 선에 의해 형성되는 오목상 또는 볼록상의 기준 마크를 3 개소 이상 형성하여 이루어지고, 상기 기준 마크를 형성하는 각 선은 1 개의 교점에 있어서 교차하는 복수개의 가상선의 어느 것을 따라 배치되고, 각 가상선을 따라 적어도 1 개의 선이 배치된 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크를 준비하는, 기준 마크가 형성된 EUV 마스크 블랭크 준비 공정과,
상기 기준 마크를 갖는 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크 상에 레지스트막을 형성하는, 레지스트막 형성 공정과,
상기 레지스트막 상으로부터, 전자선 또는 자외선을 주사해 상기 교점에 상당하는 기준 위치를 검출하는, 기준 위치 검출 공정과,
상기 기준 마크의 선의 폭의 최대값을 W 로 하면, 상기 레지스트막 중, 평면에서 볼 때 상기 기준 위치를 중심점으로 한 반경 1.5 W 의 원 영역을 포함하는 영역을 전자선 또는 자외선으로 노광하는, 기준 마크 중심 영역 노광 공정과,
상기 레지스트막을 현상하고, 상기 흡수층을 에칭하고, 상기 레지스트막 중 잔류한 레지스트를 박리하는 공정을 포함하는, EUV 리소그래피용 반사형 마스크의 제조 방법이 제공된다.
또, 본 발명의 제 3 양태에 의하면,
기판 상에, EUV 광을 반사하는 반사층과, 상기 반사층 상에 EUV 광을 흡수하는 흡수층과, 마스크 패턴 영역의 결점 위치를 특정하는, 오목상 또는 볼록상의 기준 마크를 갖는 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크 상에 레지스트막을 갖는, 레지스트막이 형성된 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크로서,
상기 기준 마크는, 상기 마스크 패턴 영역보다 외측 영역의 3 개소 이상에 위치하고, 평면에서 볼 때 적어도 2 개의 선에 의해 형성되고, 상기 기준 마크를 형성하는 각 선은 1 개의 교점에 있어서 교차하는 복수개의 가상선의 어느 것을 따라 배치되고, 각 가상선을 따라 적어도 1 개의 선이 배치되고,
상기 기준 마크의 선의 폭의 최대값을 W 로 하면, 상기 레지스트막 중, 평면에서 볼 때 상기 교점에 상당하는 기준 위치를 중심점으로 한 반경 1.5 W 의 원 영역을 포함하는 영역이 노광되어 이루어지는 감광부인, 레지스트막이 형성된 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크가 제공된다.
또, 본 발명의 제 4 양태에 의하면,
기판 상에, EUV 광을 반사하는 반사층과, 상기 반사층 상에 EUV 광을 흡수하는 흡수층과, 상기 반사층과 상기 흡수층 사이에 상기 흡수층에 대한 패턴 형성시에 상기 반사층을 보호하는 보호층과, 마스크 패턴 영역의 결점 위치를 특정하기 위한 오목상의 기준 마크를 갖는, EUV 리소그래피용 반사형 마스크로서,
상기 기준 마크는, 상기 마스크 패턴 영역보다 외측 영역의 3 개소 이상에 위치하고, 평면에서 볼 때 적어도 2 개의 선에 의해 형성되고, 상기 기준 마크를 형성하는 각 선은 1 개의 교점에 있어서 교차하는 복수개의 가상선의 어느 것을 따라 배치되고, 각 가상선을 따라 적어도 1 개의 선이 배치되고,
상기 기준 마크의 선의 폭의 최대값을 W 로 하면, 평면에서 볼 때 상기 교점에 상당하는 기준 위치를 중심점으로 한 반경 1.5 W 의 원 영역 중, 오목상이 되는 상기 기준 마크의 표면이 상기 반사층이고, 상기 기준 마크 이외의 표면이 상기 보호층인, EUV 리소그래피용 반사형 마스크가 제공된다.
본 발명에 관련된 레지스트막이 형성된 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크 및 그 제조 방법, 그리고 EUVL 용 반사형 마스크 및 그 제조 방법은, 특히 EUV 마스크를 제작 후의 EUV 마스크 검사 공정에 있어서, 높은 정밀도로 기준 마크의 위치를 검출할 수 있어, 높은 정밀도로 제작한 EUV 마스크의 검사를 실현할 수 있는 효과를 발휘한다.
도 1 은 EUV 마스크 블랭크의 일실시예의 단면 모식도이다.
도 2 는 EUV 마스크 블랭크의 일실시예의 평면 모식도이다.
도 3 은 Mo/Si 다층 반사막에 있어서의 EUV 광 반사율과 Mo/Si 페어수의 관계의 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 4 는 레지스트막이 형성된 EUV 마스크 블랭크 및 EUV 마스크의 제조 방법의 일실시예를 나타내는 플로우 차트이다.
도 5 의 (a) 는 기준 마크의 일실시예의 평면 모식도이고, (b) 는 기준 마크의 일실시예의 단면 모식도이다.
도 6 은 레지스트막이 형성된 EUV 마스크 블랭크에 있어서의 기준 마크 부분의 일실시예의 단면 모식도이다.
도 7 은 레지스트막이 형성된 EUV 마스크 블랭크에 있어서의 기준 마크 부분의 일실시예의 평면 모식도이다.
도 8 의 (a) 는 노광 후의 기준 마크 부분의 일실시예의 단면 모식도이고, (b) 는 현상 후의 기준 마크 부분의 일실시예의 단면 모식도이고, (c) 는 에칭 후의 기준 마크 부분의 일실시예의 단면 모식도이고, (d) 는 박리 후의 기준 마크 부분의 일실시예의 단면 모식도이다.
도 9 의 (a) 는 노광 후의 기준 마크 부분의 일실시예의 단면 모식도이고, (b) 는 현상 후의 기준 마크 부분의 일실시예의 단면 모식도이고, (c) 는 에칭 후의 기준 마크 부분의 일실시예의 단면 모식도이고, (d) 는 박리 후의 기준 마크 부분의 일실시예의 단면 모식도이다.
도 10 은 EUV 마스크에 있어서의 기준 마크 부분의 일실시예의 사시 모식도이다.
도 11 은 레지스트막이 형성된 EUV 마스크 블랭크에 있어서의 기준 마크 부분의 일실시예의 평면 모식도 (비교예) 이다.
도 12 의 (a) 는 노광 후의 기준 마크 부분의 단면 모식도 (비교예) 이고, (b) 는 현상 후의 기준 마크 부분의 단면 모식도 (비교예) 이고, (c) 는 에칭 후의 기준 마크 부분의 단면 모식도 (비교예) 이고, (d) 는 박리 후의 기준 마크 부분의 단면 모식도 (비교예) 이다.
도 13 의 (a) 는 노광 후의 기준 마크 부분의 단면 모식도 (비교예) 이고, (b) 는 현상 후의 기준 마크 부분의 단면 모식도 (비교예) 이고, (c) 는 에칭 후의 기준 마크 부분의 단면 모식도 (비교예) 이고, (d) 는 박리 후의 기준 마크 부분의 단면 모식도 (비교예) 이다.
도 14 의 (a) 는 노광 후의 기준 마크 부분의 단면 모식도 (비교예) 이고, (b) 는 현상 후의 기준 마크 부분의 단면 모식도 (비교예) 이고, (c) 는 에칭 후의 기준 마크 부분의 단면 모식도 (비교예) 이고, (d) 는 박리 후의 기준 마크 부분의 단면 모식도 (비교예) 이다.
도 15 는 EUV 마스크에 있어서의 기준 마크 부분의 사시 모식도 (비교예) 이다.
도 16 은 EUV 마스크 블랭크와 기준 마크의 위치 관계를 나타내는 평면 모식도이다.
도 17 의 (a) 는 기준 마크 상을 주사하는 전자선 또는 자외선을 나타내는 모식도이고, (b) 는 기준 마크 상의 스캔 흔적을 나타내는 평면 모식도이다.
도 18 의 (a) 는 다른 양태의 기준 마크를 나타내는 사시 모식도 (1) 이고, (b) 는 다른 양태의 기준 마크를 나타내는 단면 모식도 (1) 이다.
도 19 의 (a) 는 다른 양태의 기준 마크를 나타내는 사시 모식도 (2) 이고, (b) 는 다른 양태의 기준 마크를 나타내는 단면 모식도 (2) 이다.
도 20 의 (a) 는 다른 양태의 기준 마크를 나타내는 사시 모식도 (3) 이고, (b) 는 다른 양태의 기준 마크를 나타내는 단면 모식도 (3) 이다.
(EUV 마스크 블랭크의 구조)
도 1 은, EUV 마스크 블랭크 (10) 의 구조를 나타내는 단면 모식도이다. EUV 마스크 블랭크 (10) 는, 기판 (11) 상에 EUV 광을 반사하는 반사층 (12), 반사층 (12) 상에 EUV 광을 흡수하는 흡수층 (14) 이 이 순서로 적층된 구성을 이룬다. 또, 반사층 (12) 과 흡수층 (14) 사이에, 흡수층 (14) 의 에칭에 대해 반사층 (12) 을 보호하기 위한 보호층 (13) 이 형성되어도 된다. 또한, 흡수층 (14) 상에 마스크 패턴의 검사에 사용하는 검사광 (예를 들어, 257 ㎚ 의 광) 에 대해 저반사 특성을 나타내는 저반사층 (15) 이 형성되어도 된다.
또한, 본 명세서에 있어서, 예를 들어 「반사층 상의 흡수층」과 같이 「A 상의 B」라는 표현을 하는 경우, A 와 B 가 인접하여 이루어지는 구성에 한정하지 않고, A 와 B 사이에 다른 기능층을 갖는 구성도 포함된다. 요컨대, 「반사층 상의 흡수층」을 예로 드는 경우, 반사층 상에 흡수층이 인접하여 적층된 구성뿐만 아니라, 반사층과 흡수층 사이에 다른 기능층을 갖는 구성도 포함되는 것을 의미한다. 또, EUV 마스크 블랭크 (10) 는, EUV 마스크 블랭크의 분야에 있어서 공지된 기능층을 가져도 된다. 예를 들어, 기판 (11) 의 이면측에 EUV 마스크 블랭크의 정전 척킹을 촉진하기 위해서, 시트 저항이 100 Ω／□ 이하가 되는 도전성 코팅층을 형성해도 된다. 이 경우, 도전성 코팅층은 마그네트론 스퍼터링법, 이온 빔 스퍼터링법 등의 공지된 방법으로 형성하면 된다. 이하, EUV 마스크 블랭크 (10) 를 구성하는 각 요소에 대해 설명한다.
(기판)
기판 (11) 은, EUV 마스크 블랭크에 사용되는 기판으로서, 열팽창 계수가 낮고, 평활성, 평탄성이 우수하며, 또한 표면의 결점이 가능한 한 존재하지 않을 것이 요구된다. 구체적으로, 상온 부근 (23 ℃ ∼ 25 ℃) 에 있어서의 열팽창 계수는 -0.05 × 10-7/℃ ∼ ＋0.05 × 10-7/℃ 의 범위이면 바람직하고, -0.03 × 10-7/℃ ∼ ＋0.03 × 10-7/℃ 의 범위이면 보다 바람직하다. 상기 열팽창 계수를 갖는 재료로는, 예를 들어 SiO2-TiO2 계 유리 등을 바람직하게 사용할 수 있지만, 이것에 한정되지 않고, β 석영 고용체를 석출한 결정화 유리나 석영 유리나 실리콘이나 금속 등도 사용할 수 있다.
또, 기판 (11) 에 요구되는 평활성 및 평탄성은, 구체적으로 표면 조도가 JIS-B0601 의 일본 공업 규격에 있어서 0.15 ㎚ rms 이하이고, 평탄도가 100 ㎚ 이하이다. 이들 범위를 만족함으로써, EUV 마스크를 제작했을 때의 EUV 광에 의한 패턴의 전사 정밀도가 높아지므로 바람직하다. 또, 기판 (11) 의 크기나 두께 등은 EUV 마스크 블랭크의 설계값 등에 따라 적절히 결정되지만, 일례를 들면 외형 가로세로 약 6 인치 (152 ㎜) 이고, 두께 약 0.25 인치 (6.35 ㎜) 이다.
특히, 기판 (11) 중, 반사층 (12) 이 형성되는 측의 면 (「주표면」이라고 하는 경우도 있다) 에는 결점이 존재하지 않는 것이 바람직하지만, 존재하고 있는 경우라도 위상 결점이 생기지 않는 정도의 크기이면 된다. 구체적으로는, 주표면에 있어서의 오목상 결점의 깊이 및 볼록상 결점의 높이가 2 ㎚ 이하이고, 또한 그 오목상 결점 및 그 볼록상 결점의 반치폭이 60 ㎚ 이하인 표면 상태가 바람직하다. 또, 기판 (11) 은, 주표면에 한정하지 않고, 주표면과는 반대측의 면 (「이면」이라고 하는 경우도 있다) 이나 측면 등의 표면에도, 반사층 등의 형성시에 파티클 등의 원인에 의한 결점을 발생시키지 않도록 가능한 한 평탄성, 평활성의 확보가 요구된다.
(반사층)
반사층 (12) 은, EUV 광이 조사되었을 때에 높은 반사율을 나타내는 특성이 요구된다. 구체적인 특성으로서 파장이 13.5 ㎚ 정도인 EUV 광을 조사했을 때에 얻어지는 반사율의 최대값은 60 ％ 이상이 바람직하고, 63 ％ 이상이 보다 바람직하며, 65 ％ 이상이 더욱 바람직하다. 또한, 여기서 말하는 반사율이란, EUV 광을 반사층 (12) 의 표면에 대해 법선 방향으로부터 6 도 경사시킨 방향으로부터 입사시켰을 때의 반사율 강도로서 구해진다. 이 각도의 조건은, EUV 광을 사용하는 반사 광학계의 노광 시스템에 있어서, EUV 광이 EUV 마스크 표면의 법선 방향으로부터 6 도 경사시킨 방향으로부터 주로 입사되는 것에 기인한다.
이와 같이, EUV 광에 대해 높은 반사율을 얻기 위해서, 반사층 (12) 은 EUV 광에 대해 높은 굴절률을 나타내는 고굴절률층과, EUV 광에 대해 낮은 굴절률을 나타내는 저굴절률층을 교대로 복수회 적층시킨 다층 반사막이 바람직하게 사용된다. 특히, 고굴절률층으로서 Si 층, 저굴절률층으로서 Mo 층으로 이루어지는 Mo/Si 다층 반사막이 바람직하게 사용된다. 또, 반사층 (12) 은 이 Mo/Si 다층 반사막에 한정하지 않고, Ru/Si 다층 반사막, Mo/Be 다층 반사막, Mo 화합물/Si 화합물 다층 반사막, Si/Mo/Ru 다층 반사막, Si/Mo/Ru/Mo 다층 반사막, Si/Ru/Mo/Ru 다층 반사막도 사용할 수 있다.
또, 반사층 (12) 을 구성하는 다층 반사막의 최상층은, 반사막이 산화되지 않는 재료를 선택하면 되고, 이 기능을 갖는 캡층으로는 구체적으로 Si 층을 들 수 있다. 그리고, 반사층 (12) 이 Mo/Si 다층 반사막인 경우, 최상층을 Si 층으로 하는 것이 바람직하다. 또한, Mo/Si 다층 반사막은, 주지의 성막 방법으로서 예를 들어 이온 빔 스퍼터링법이나 마그네트론 스퍼터링법 등의 성막 방법을 이용할 수 있다. 각 성막 방법에 있어서는, 스퍼터링 가스, 가스압, 성막 속도나 스퍼터링 타깃 등을 적절히 선택해, Mo 층 및 Si 층의 각 층을 교대로, 소정의 반복수만큼 성막하면 된다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「반사층 (12)」은 「다층 반사막 (12)」이라고 표현하는 경우도 있다.
(보호층)
보호층 (13) 은, 흡수층 (14), 또는 흡수층 (14) 및 저반사층 (15) 에 대해 패턴을 형성할 때의 에칭 프로세스에 있어서, 반사층 (12) 의 손상을 방지하기 위해 형성된다. 그 때문에, 보호층 (13) 은, 흡수층 (14) 을 에칭할 때에 흡수층 (14) 에 대한 에칭 속도보다 느리고, 또한 에칭 프로세스에 있어서 손상되기 어려운 재료가 바람직하게 사용된다. 보호층 (13) 으로는, Si, Cr, Al, Ta 및 이들의 질화물, Ru 및 Ru 화합물, 그리고 SiO2, Al2O3 이나 이들의 혼합물 및 이들 각 화합물을 적층한 것을 예시할 수 있다. 이들 중에서도, Ru 및 Ru 화합물, CrN 및 SiO2 가 바람직하고, Ru 및 Ru 화합물이 보다 바람직하다. 또한, Ru 화합물로는 RuB, RuSi 등을 예시할 수 있다.
또, 보호층 (13) 을 갖는 EUV 마스크 블랭크의 경우, 보호층 (13) 표면에서의 EUV 광의 반사율이 높은 것이 요구된다. 구체적인 특성으로서, 파장이 13.5 ㎚ 정도의 EUV 광을 조사했을 때에 얻어지는 반사율의 최대값은 60 ％ 이상이 바람직하고, 63 ％ 이상이 보다 바람직하며, 65 ％ 이상이 더욱 바람직하다. 이와 같은 EUV 광에 대한 반사율을 실현하는 데에 있어서, 보호층 (13) 은 Ru 또는 Ru 화합물이 바람직하고, 그때의 두께가 1 ㎚ ∼ 10 ㎚ 의 범위이면 되고, 1 ㎚ ∼ 5 ㎚ 의 범위이면 바람직하고, 1.5 ㎚ ∼ 4 ㎚ 의 범위이면 보다 바람직하다. 또한, 보호층 (13) 은, 주지의 성막 방법으로서 예를 들어 이온 빔 스퍼터링법이나 마그네트론 스퍼터링법 등의 성막 방법을 이용할 수 있다. 각 성막 방법에 있어서는, 스퍼터링 가스, 가스압, 성막 속도나 스퍼터링 타깃 등을 적절히 선택하여, 소정 두께가 되도록 성막하면 된다.
(흡수층)
흡수층 (14) 은, EUV 광이 조사되었을 때에, 높은 광 흡수 특성 (낮은 반사율) 을 나타내는 것이 요구된다. 요컨대, EUV 마스크로 했을 때, EUV 광을 조사해 반사층 (12) 에서 높은 반사율 (60 ％ 이상) 이 얻어지는 것에 대해, 흡수층 (14) 에서 낮은 반사율이 얻어짐으로써, 높은 콘트라스트를 실현할 수 있다. 구체적으로, EUV 광을 조사했을 때의 흡수층 (14) 표면에서의 반사율은 0.1 ％ ∼ 15 ％ 정도이지만, 예를 들어 흡수층 (14) 표면에서의 반사율이 15 ％ 정도로 비교적 높아도, EUV 광에 대한, 반사층 (12) 표면에서의 반사광과 흡수층 (14) 표면에서의 반사광의 위상차를 175 도 ∼ 185 도 정도로 설계하면, 위상 효과를 이용하여 높은 콘트라스트를 실현할 수 있다.
흡수층 (14) 은, EUV 광에 대해 높은 흡수 계수를 나타내는 재료로 구성하면 되고, 예를 들어 탄탈 (Ta) 을 주성분으로 하는 재료, 크롬 (Cr) 을 주성분으로 하는 재료, 팔라듐 (Pd) 을 주성분으로 하는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 여기서, 탄탈 (Ta) 을 주성분으로 하는 재료란, 흡수층 (14) 에 있어서의 Ta 의 함유율이 40 at％ 이상이 되는 재료를 가리킨다. 또, 흡수층 (14) 이 Ta 를 주성분으로 하는 재료로 구성되는 경우, Ta 의 함유율은 50 at％ 이상이 바람직하고, 55 at％ 이상이 보다 바람직하다.
또, 크롬 (Cr) 을 주성분으로 하는 재료란, 흡수층 (14) 에 있어서의 Cr 의 함유율이 40 at％ 이상이 되는 재료를 가리키고, 이 경우 흡수층 (14) 의 Cr 의 함유율은 50 at％ 이상이 바람직하고, 55 at％ 이상이 보다 바람직하다. 또한, 팔라듐 (Pd) 을 주성분으로 하는 재료란, 흡수층 (14) 에 있어서의 Pd 의 함유율이 40 at％ 이상이 되는 재료를 가리키고, 이 경우 흡수층 (14) 의 Pd 의 함유율은 50 at％ 이상이 바람직하고, 55 at％ 이상이 보다 바람직하다.
흡수층 (14) 을 구성하는, Ta 를 주성분으로 하는 재료는, Ta 이외에 하프늄 (Hf), 규소 (Si), 지르코늄 (Zr), 게르마늄 (Ge), 붕소 (B), 팔라듐 (Pd), 크롬 (Cr), 수소 (H) 및 질소 (N) 중 적어도 1 성분을 함유하는 것이 바람직하다. Ta 이외의 상기 원소를 함유하는 재료의 구체예로는, TaN, TaNH, TaHf, TaHfN, TaBSi, TaBSiN, TaB, TaBN, TaSi, TaSiN, TaGe, TaGeN, TaZr, TaZrN, TaPd, TaPdN, TaCr, TaCrN 등을 들 수 있다.
또, 흡수층 (14) 을 구성하는, Cr 을 주성분으로 하는 재료는, Cr 이외에 하프늄 (Hf), 규소 (Si), 지르코늄 (Zr), 게르마늄 (Ge), 붕소 (B), 팔라듐 (Pd), 탄 탈 (Ta), 수소 (H) 및 질소 (N) 중 적어도 1 성분을 함유하는 것이 바람직하다. Cr 이외의 상기 원소를 함유하는 재료의 구체예로는, CrN, CrNH, CrHf, CrHfN, CrBSi, CrBSiN, CrB, CrBN, CrSi, CrSiN, CrGe, CrGeN, CrZr, CrZrN, CrPd, CrPdN, CrTa, CrTaN 등을 들 수 있다.
또한, 흡수층 (14) 을 구성하는, Pd 를 주성분으로 하는 재료에는, Pd 이외에 하프늄 (Hf), 규소 (Si), 지르코늄 (Zr), 게르마늄 (Ge), 붕소 (B), 크롬 (Cr), 탄탈 (Ta), 수소 (H) 및 질소 (N) 중 적어도 1 성분을 함유하는 것이 바람직하다. Pd 이외의 상기 원소를 함유하는 재료의 구체예로는, PdN, PdNH, PdHf, PdHfN, PdBSi, PdBSiN, PdB, PdBN, PdSi, PdSiN, PdGe, PdGeN, PdZr, PdZrN, PdCr, PdCrN, PdTa, PdTaN 등을 들 수 있다.
또, 흡수층 (14) 의 두께는 20 ㎚ ∼ 100 ㎚ 의 범위이면 된다. 흡수층 (14) 의 두께가 20 ㎚ 미만이면, EUV 광에 대해 충분한 흡수 특성이 얻어지지 않아, 위상 효과를 이용한 경우라도 충분한 콘트라스트가 얻어지지 않는다. 또, 흡수층 (14) 의 두께가 100 ㎚ 초과이면, EUV 마스크 제작시의 패턴 정밀도가 악화됨과 함께, 반사계의 노광 시스템에 있어서 EUV 마스크에 경사 입사 (6 도) 의 EUV 광을 조사하기 때문에 패턴의 전사 정밀도가 악화될 우려가 있다. 또, 흡수층 (14) 의 두께는 20 ㎚ ∼ 95 ㎚ 의 범위가 바람직하고, 20 ㎚ ∼ 90 ㎚ 의 범위가 보다 바람직하다. 또한, 흡수층 (14) 은 주지의 성막 방법으로서, 예를 들어 이온 빔 스퍼터링법이나 마그네트론 스퍼터링법 등의 성막 방법을 이용할 수 있다. 각 성막 방법에 있어서는, 스퍼터링 가스, 가스압, 성막 속도나 스퍼터링 타깃 등을 적절히 선택해, 소정 두께가 되도록 성막하면 된다.
흡수층 (14) 의 표면은, 그 표면 조도가 크면 흡수층 (14) 에 형성하는 패턴의 에지 러프니스가 커져, 패턴의 치수 정밀도가 열화되기 때문에, 평활성이 요구된다. 구체적으로는, 표면 조도가 0.5 ㎚ rms 이하이면 되고, 0.4 ㎚ rms 이하가 바람직하고, 0.3 ㎚ rms 가 보다 바람직하다. 이와 같은 평활한 표면을 얻기 위해, 흡수층 (14) 의 결정 구조는 아모르퍼스인 것이 바람직하다.
(저반사층)
저반사층 (15) 은, 흡수층 (14) 의 패턴을 검사하는 검사광에 대해, 흡수층 (14) 보다 낮은 반사율 특성을 나타내는 층이다. 검사광으로는, 예를 들어 257 ㎚ 파장의 광이 사용되는 경우가 많다. 흡수층 (14) 의 마스크 패턴 형상 등의 검사는, 흡수층 (14) 이 있는 부분과, 흡수층 (14) 이 없는 부분에서 검사광의 반사율이 상이한 것을 이용하여 실시되고, 흡수층 (14) 이 없는 부분에는 보호층 (13) 이 노출되어 있는 경우가 많다. 또, 흡수층 (14) 이 있는 부분에 저반사층 (15) 이 적층되어 있으면, 흡수층 (14) 이 있는 부분과, 흡수층 (14) 이 없는 부분에서 검사광에 대한 반사율의 차가 커지므로, 콘트라스트가 향상되기 때문에 높은 검사 정밀도가 얻어진다. 또한, 검사광의 파장은, 패턴 치수가 작아지는 데에 따라 단파장측으로 시프트하는 경향이 있어, 장래적으로는 193 ㎚, 나아가서는 13.5 ㎚ 로 시프트하는 것도 생각된다. 검사광의 파장이 13.5 ㎚ 인 경우, 흡수층 (14) 상에 저반사층 (15) 을 형성할 필요는 없다고 생각된다.
저반사층 (15) 은, 검사광의 파장에 대한 굴절률이 흡수층 (14) 보다 낮은 재료로 구성된다. 구체적으로는, Ta 를 주성분으로 하는 재료를 들 수 있다. 또, Ta 이외에 Hf, Ge, Si, B, N, H, 및 O 중 적어도 1 종 이상의 원소를 함유한다. 구체예로는, TaO, TaON, TaONH, TaBO, TaHfO, TaHfON, TaBSiO, TaBSiON, SiN, SiON 등을 들 수 있다.
또, 흡수층 (14) 상에 저반사층 (15) 을 성막하는 경우, 흡수층 (14) 및 저반사층 (15) 의 두께의 합계는 20 ㎚ ∼ 100 ㎚ 가 바람직하고, 20 ㎚ ∼ 95 ㎚ 가 보다 바람직하며, 20 ㎚ ∼ 90 ㎚ 가 더욱 바람직하다. 또, 저반사층 (15) 의 두께가 흡수층 (14) 의 두께보다 두꺼우면, 흡수층 (14) 에서의 EUV 광 흡수 특성이 저하될 우려가 있으므로, 저반사층 (15) 의 두께는 흡수층 (14) 의 두께보다 얇은 것이 바람직하다. 이 때문에, 저반사층 (15) 의 두께는 1 ㎚ ∼ 20 ㎚ 가 바람직하고, 2 ㎚ ∼ 15 ㎚ 가 보다 바람직하며, 2 ㎚ ∼ 10 ㎚ 가 더욱 바람직하다. 또한, 저반사층 (15) 은 주지의 성막 방법으로서, 예를 들어 이온 빔 스퍼터링법이나 마그네트론 스퍼터링법 등의 성막 방법을 이용할 수 있다. 각 성막 방법에 있어서는, 스퍼터링 가스, 가스압, 성막 속도나 스퍼터링 타깃 등을 적절히 선택해, 소정 두께가 되도록 성막하면 된다. 또, 흡수층 (14) 의 표면에 자연스럽게 생기는 자연 산화막을 이용해도 된다.
(기준 마크)
다음으로, EUV 마스크 블랭크 (10) 에 형성하는 기준 마크에 대해 설명한다. 전술한 바와 같이, 주로 반사층 (다층 반사막) (12) 을 형성하는 도중에 이물질이 혼입하거나, 기판 (11) 표면에 결점이 존재하거나 하면, 반사층 (12) 에도 결점이 생기지만, 기준 마크는 이들 결점의 위치를 특정하기 위한 기준 위치를 결정할 목적으로 사용된다. 기준 마크는, 기판 (11) 표면에 오목상 또는 볼록상으로 형성해도 되고, 반사층 (12) 과 흡수층 (14) 사이에 형성되는 하나의 층, 또는 저반사층 (15) 을 갖는 경우, 반사층 (12) 과 저반사층 (15) 사이에 형성되는 하나의 층의 표면에 단면 형상이 오목상 또는 볼록상으로 형성해도 된다. 또한, 본 실시형태에서는, 주로 반사층 (12) 에 단면 형상이 오목상인 기준 마크를 형성하는 경우에 대해 설명한다.
도 2 는, 다층 반사막으로 이루어지는 반사층 (12) 상에 형성된 기준 마크 (16) 의 위치 및 평면에서 볼 때의 형상을 예시한 EUV 마스크 블랭크 (10) 의 평면 모식도이고, 기준 마크 (16) 는, 실제의 마스크 패턴 영역 (18) (예를 들어, 132 ㎜ × 132 ㎜ 의 영역) 보다 외측의 영역에 위치한다. 또, 반사층 (12) 에 오목상의 기준 마크를 형성할 때는, 반사층 (12) 의 최표면에 반사층 (12) 의 일부를 삭제해 오목상의 기준 마크 (16) 를 형성해도 되고, 반사층 (12) 상에 보호층 (13) 을 갖는 경우, 보호층 (13) 표면으로부터 (보호층 (13) 을 관통해) 반사층 (12) 의 일부를 삭제해 기준 마크 (16) 를 형성해도 된다. 또한, 도 2 에 있어서, 4 점의 기준 마크 (16) 는 각각의 위치 관계를 구체적으로 나타내는 경우, 기준 마크 (16a, 16b, 16c 및 16d) 라고 표현해 설명한다.
또, 도 2 에서는, 4 점의 기준 마크 (16) 는 동일한 십자 형상을 나타내고 있지만, EUV 마스크 블랭크 (10) 의 4 개 모퉁이에 위치하는 기준 마크 (16a, 16b, 16c 및 16d) 중, 적어도 1 개소의 기준 마크를 다른 기준 마크의 형상과 상이한 형상으로 해도 된다. 또, 도 2 에서는, 4 점의 기준 마크 (16) 는 기판의 중앙에 대해 회전 대칭인 위치로 하고 있지만, 4 점의 기준 마크 (16) 가 모두 동일 형상이고, 적어도 1 개소의 기준 마크를 다른 기준 마크와 대칭인 위치로부터 어긋나게 한 위치에 형성시켜도 된다. 이 경우, 기준 마크는, EUV 마스크 블랭크의 결점 위치를 특정하기 위해서 활용할 수 있을 뿐만 아니라, EUV 마스크 블랭크, EUV 마스크 그 자체의 회전 위치의 확인으로서도 아울러 활용할 수 있다. 도 2 에 나타내는 기준 마크 (16a, 16b, 16c 및 16d) 는 모두 동일한 십자 형상으로 나타냈지만, 예를 들어 기준 마크 (16d) 의 형상을 다른 것과 상이한 형상으로 하고, EUV 마스크 블랭크 (10) 의 회전 위치로서 기준 마크 (16d) 가 우측 상방에 위치하는 상태가 정상적인 상태로 해서 확인해도 된다. 이 경우도, 기준 마크 (16d) 는 교점을 갖는 형상이 바람직하고, 예를 들어 2 개의 직선의 길이가 상이하게 교차하는 형상 등을 들 수 있다.
또한, 본 실시형태의 기준 마크는 십자 형상이지만, 기준 마크의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 기준 마크는 평면에서 볼 때 적어도 2 개의 선에 의해 형성되고, 기준 마크를 형성하는 각 선은 1 개의 교점에 있어서 교차하는 복수개의 가상선의 어느 것을 따라 배치되고, 각 가상선을 따라 적어도 1 개의 선이 배치되면 된다. 기준 마크는, 도 2 에 나타내는 기준 마크 (16) 나 도 17 에 나타내는 기준 마크 (101) 와 같이, 평면에서 볼 때 명시적인 교점을 갖는 것에 한정되지 않는다.
예를 들어 도 18(a) 및 도 18(b) 에 나타내는 변형예의 기준 마크 (201) 는, 각각 독립적인, 선상의 보조 마크 (201a, 201b, 201c 및 201d) 를 포함한다. 평면에서 볼 때 있어서, 서로 교차하는 2 개의 가상선으로서 「가상선 A」와「가상선 B」를 부여했을 때, 보조 마크 (201a) 및 보조 마크 (201c) 가 가상선 A 를 따라 배치되고, 보조 마크 (201b) 및 보조 마크 (201d) 가 가상선 B 를 따라 배치된다. 또, 가상선은 보조 마크를 따라 연장된 선이라고도 말할 수 있다. 또한, 가상선은 평면에서 볼 때에 있어서 직선이 바람직하다.
도 18(a) 및 도 18(b) 중의 파선은, 이들 보조 마크를 따른, 2 개의 가상선을 나타낸 것이다. 기준 마크 (201) 는, 평면에서 볼 때 서로 교차하지 않는 보조 마크의 군으로 형성된다. 이들 보조 마크의 군을 따른 복수의 가상선은, 1 개의 교점에 있어서 교차한다. 이 경우, 1 개의 가상선 상을 따라 배치되는 복수의 보조 마크의 폭은 서로 동일한 것이 바람직하다.
또, 도 19(a) 및 도 19(b) 에 나타내는 변형예의 기준 마크 (301) 는, 선상의 보조 마크 (301a, 301b 및 301c) 를 포함한다. 평면에서 볼 때에 있어서, 1 개의 가상선을 따라 배치되는 보조 마크 (301a) 와 교차하는 다른 1 개의 가상선으로서 「가상선 A」를 부여했을 때, 보조 마크 (301b) 및 보조 마크 (301c) 가 가상선 A 를 따라 배치된다.
도 19(a) 및 도 19(b) 중의 파선은, 보조 마크 (301b) 와 보조 마크 (301c) 를 따른 가상선인 가상선 A 를 나타낸 것이다. 기준 마크 (301) 는, 평면에서 볼 때 서로 교차하지 않는 보조 마크의 군으로 형성된다. 이들 보조 마크의 군을 따른 가상선과, 1 개의 선 (보조 마크 (301a)) 은, 1 개의 교점에 있어서 교차한다. 이 경우, 1 개의 가상선 상을 따라 배치되는 복수의 보조 마크의 폭은 서로 동일한 것이 바람직하다.
또한, 도 20(a) 및 도 20(b) 에 나타내는 변형예의 기준 마크 (401) 는, 선상의 보조 마크 (401a, 401b, 401c 및 401d) 와, 평면에서 볼 때에 이들 보조 마크와 접속하도록 구비된 광역 마크 (402) 를 포함한다. 광역 마크 (402) 의 폭은 이들 보조 마크의 폭보다 넓다. 그리고, 평면에서 볼 때에 있어서, 서로 교차하는 2 개의 가상선으로서 「가상선 A」와「가상선 B」를 부여했을 때, 보조 마크 (401a) 및 보조 마크 (401c) 가 가상선 A 를 따라 배치되고, 보조 마크 (401b) 및 보조 마크 (401d) 가 가상선 B 를 따라 배치된다. 기준 마크 (401) 에 있어서의 가상선은 보조 마크를 따라 연장된 선이기도 하고, 가상선은 평면에서 볼 때에 있어서 직선이 바람직하다.
도 20(a) 및 도 20(b) 중의 파선은, 이들 보조 마크를 따른, 2 개의 가상선을 나타낸 것이다. 기준 마크 (401) 는 평면에서 볼 때 명시적인 교점을 갖지 않는다. 이들 보조 마크의 군을 따른 복수의 가상선은 1 개의 교점에 있어서 교차하고, 그 교점은 광역 마크 (402) 중에 위치한다. 이 경우, 1 개의 선 상을 따라 배치되는 복수의 보조 마크의 폭은, 서로 동일한 것이 바람직하다.
도 18 ∼ 도 20 에 나타내는 변형예의 기준 마크는, 평면에서 볼 때 명시적인 교점을 갖지 않지만, 평면에서 볼 때 명시적인 교점을 갖는 기준 마크 (예를 들어 십자 형상의 기준 마크) 와 마찬가지로, EUV 마스크 제작 후의 EUV 마스크 검사공정에 있어서 높은 정밀도로 기준 위치를 검출할 수 있다. 이후, 대표적으로 십자 형상의 기준 마크에 의거하여 설명한다.
또한, 본 명세서에서는, 기준 마크에 대해 EUV 마스크 블랭크 (10) 를 제작하는 과정에서 형성되는 마크, EUV 마스크 블랭크 (10) 에 있어서의 마크, 그리고 후술하는 EUV 마스크 (30) 에 있어서의 마크의 어느 경우에 대해서도 「기준 마크」로서 설명한다. 그리고, EUV 마스크 블랭크 (10) 의 제작 과정에서, 예를 들어 반사층 (12) 에 형성되는 기준 마크는, 그 기준 마크 상에 성막되는 층 (예를 들어, 흡수층 (14), 저반사층 (15)) 에 전사되어, 반사형 마스크 블랭크 (10) 의 기준 위치를 특정하는 기준 마크가 된다. 또한, 전사된 기준 마크는, 최초에 형성되는 기준 마크와 대략 동일한 치수 형상을 갖는다. 그리고, 기준 마크로부터 기준 위치를 검출하고, 기록 매체에 미리 기록된 정보를 참조함으로써, 반사층 (다층 반사막) (12) 의 결점 위치를 특정할 수 있다.
기준 마크는, 용도에 따른 형상으로 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 기준 마크 (16a, 16b, 16c 및 16d) 는 평면에서 볼 때 (기준 마크 (16a, 16b, 16c 및 16d) 의 형성면과 직교하는 방향으로부터 볼 때) 십자 형상으로 형성되어 있다. 이 경우, 1 개의 직선상 부분의 중심선과, 나머지의 직선상 부분의 중심선의 교점이 실제 기준점 (기준 위치) 이 된다. 또한, 십자 형상은, 전형적으로 교차하는 2 개의 선의 각도가 대략 직교하고 길이가 대략 동일한 형상을 들 수 있지만, 이것에 한정되지 않고, 2 개의 선의 길이가 상이하게 생긴 형상도 포함한다. 또, 기준 마크는 특히, 그 형상으로부터 기준 위치를 특정할 수 있는 것이 중요하고, 십자 형상과 같이 2 개 이상의 선의 교점을 기준 위치로 하여 특정할 수 있는 형상이 바람직하다. 또, L 자상이어도 된다. 이와 같이, 선의 교점을 기준 위치로 하여 특정하는 기준 마크의 형상으로는, 이 외에 2 개의 선의 교차 각도가 직교가 아닌 각도로 교차하는 형상이나, 3 개 이상의 선이 교차해 1 개의 교점을 만드는 형상 (「아스테리스크」와 같은 형상을 포함한다), 교차하는 선 중 직선 이외의 선 (곡선이나 파선 등) 이 포함되는 형상이어도 된다.
기준 마크는, 저배율의 관찰에 있어서 검출 가능한 사이즈가 바람직하고, 그 사이즈는 EUV 마스크 블랭크 (10) 의 치수 공차 등에 따라 설정된다. 표준적인 정방형상 EUV 마스크 블랭크의 1 변 (152.0 ㎜) 의 치수 공차는 ±0.1 ㎜ 이다. 이 EUV 마스크 블랭크를 소정 장치 (예를 들어 전자선 묘화 장치) 에 세팅할 때, 예를 들어 EUV 마스크 블랭크의 2 변을 핀으로 꽉 눌러 위치 결정을 실시한다. 이때, EUV 마스크 블랭크마다 기준 마크의 위치가 ±0.1 ㎜ 어긋날 수 있다. 그 때문에, 위치를 단시간에 검출할 수 있도록, 기준 마크는 저배율의 관찰에 있어서 검출 가능한 사이즈가 바람직하다. 치수 공차가 ±0.1 ㎜ 인 경우, 기준 마크의 평면에서 볼 때의 면적은 1 ㎛2 ∼ 1.5 ㎟ 인 것이 바람직하다. 십자상 기준 마크의 각 직선상 부분은, 예를 들어 0.2 ㎛ ∼ 10 ㎛ 의 폭 W, 및 10 ㎛ ∼ 550 ㎛ 의 길이 L 을 갖고, 이 경우 기준 마크의 평면에서 볼 때의 면적은 3.96 ㎛2 ∼ 10900 ㎛2 이다.
또한, 본 실시형태의 기준 마크를 형성하는 복수의 선은 동일한 폭을 갖지만, 상이한 폭을 가져도 된다. 또, 본 실시형태의 기준 마크를 형성하는 각 선은 일정한 선폭을 갖지만, 도중에 선폭을 변경해도 된다. 본 명세서에 있어서, 폭 W 는 기준 마크를 형성하는 선의 폭의 최대값을 나타낸다.
또, 기준 마크 (16) 는, 도 2 에 나타내는 실제 마스크 패턴 영역 (18) (예를 들어, 132 ㎜ × 132 ㎜ 의 영역) 보다 외측의 영역에 있어서, 기준 마크의 형성면 상에, 동일 직선 상에 배치되지 않게 3 개 이상 형성된다. 그리고, 3 개 이상의 기준점 중, 1 개의 기준점이 원점이 되고, 원점과 다른 1 개의 기준점을 잇는 직선이 X 축이 되고, 원점과 남은 하나의 기준점을 잇는 직선이 Y 축이 된다. X 축 및 Y 축은 서로 직교하고 있으면 된다. 이와 같이 하여, XY 좌표계를 이용하여 결점의 위치가 특정된다.
또, 기준 마크를, 층의 일부를 삭제해 오목상의 형상으로 하는 경우, 그 삭제 방법으로는 레이저 어블레이션법, FIB (Focused Ion Beam) 법, 레지스트의 패터닝과 에칭을 사용한 리소그래피법, 나노인덴테이션법, 마이크로머시닝법 (예를 들어, Rave 사 제조 nm450 을 사용한 기계적 미세 가공법) 등이 사용된다. 특히, FIB 법이나 리소그래피법이 바람직하게 사용된다. 이 중에서도 FIB 법으로 가공을 실시한 경우, 가공에 사용하는 금속 이온에 의해 반사층 (다층 반사막) (12) 의 저부의 재질이 변질되어, 재질에 의한 콘트라스트가 향상되기 때문에 바람직하다.
또한, 기준 마크 (16) 는, 그 단면 형상을 오목상으로 할 때, 기준 마크의 형성면에 대해 소정 각도 (50°∼ 90°) 의 단차면과, 기준 마크의 형성면과 대략 평행한 오프셋면 (내저면) 을 갖는 것이 바람직하다. 또, 이때 (오목상의) 기준 마크가 반사층 (다층 반사막) (12) 의 성막 후에 형성되는 경우, 에지를 예리하게 할 수 있다. 이것에 추가로, 오목상의 기준 마크는, 기준 마크의 주변과는 소정 파장의 광 (반사층 (12) 의 검사광) 에 대한 반사율이 상이하다. 또한, 검사광으로는 EUV 광, 자외선광, 가시광 등을 사용할 수 있고, 이들 중에서도 EUV 광은, 다층 반사막으로 이루어지는 반사층 (12) 의 내부까지 도달할 수 있어, 내부까지 검사할 수 있으므로 바람직하다.
본 실시형태의 기준 마크 (16) 는, 그 단면 형상을 오목상으로 할 때, 다층 반사막으로 이루어지는 반사층 (12) 의 일부를 삭제해 형성되므로, 검사광으로서 EUV 광을 이용하는 경우, 기준 마크 주변의 다층 반사막 (12) 에 비해 EUV 광에 대한 반사율이 낮아진다. 그 결과, 기준 마크와 그 주변의 콘트라스트가 높아진다. 또한, 기준 마크의 검사광에 대한 반사율과, 기준 마크 주변의 검사광에 대한 반사율의 차 (절대값) 는 0.2 ％ 이상이 바람직하고, 0.5 ％ 이상이 보다 바람직하며, 1.0 ％ 이상이 더욱 바람직하다.
도 3 은, Mo/Si 다층 반사막에 있어서의 EUV 광 반사율과 Mo/Si 페어수의 관계를 나타내는 특성도이다. 도 3 에 있어서, Mo 층의 두께는 2.3 ㎚ ± 0.1 ㎚, Si 층의 두께는 4.5 ㎚ ± 0.1 ㎚, EUV 광의 파장은 13.5 ㎚ 이다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, Mo 층 및 Si 층의 페어수가 적어질수록 EUV 광의 반사율이 낮아진다. 여기서, 기준 마크가 Mo/Si 다층 반사막의 일부를 삭제해 형성하는 경우, 주변과의 콘트라스트를 높이기 위해, 기준 마크는 Mo 층/Si 층을 1 페어로 해서 2 페어 이상 삭제해 형성하는 것이 바람직하고, 5 페어 이상 삭제해 형성하는 것이 보다 바람직하다. Mo 층/Si 층의 페어는 약 7 ㎚ 이기 때문에, 이때 형성되는 기준 마크의 깊이는, 전자의 경우 약 14 ㎚ 이상, 후자의 경우 약 35 ㎚ 이상이 된다. 이 경우, 기준 마크는 그 주변에 비해 EUV 광 반사율이 낮아진다. 또한, 최종적으로 삭제하는 페어수는, 후술하는 흡수층 에칭 (S6) 공정에 있어서 흡수층 (14) 과 함께 반사층 (12) 도 에칭하는 경우, 그때에 삭제되는 (Mo/Si) 다층 반사막의 페어수도 아울러 제어해도 된다.
또, 기준 마크의 형성면의 종류에 관계없이, 기준 마크의 저부의 재료는 기준 마크를 가공할 때에 Mo 층과 Si 층의 양자가 반응해 형성되는 MoSi 화합물이어도 된다. EUV 광의 반사는 Mo 층과 Si 층간의 굴절률의 차에 의해 생기지만, Mo 층과 Si 층의 양자를 반응시켜 MoSi 화합물을 형성하면, 굴절률의 차가 없어지므로, 기준 마크의 EUV 광 반사율을 더욱 낮게 할 수 있다.
또, Mo/Si 다층 반사막에 있어서, 페어수가 10 이상인 경우, 자외선광이나 가시광의 반사율은 주로 Mo/Si 다층 반사막의 광 입사측의 표면 재료에 따라 변경된다. 그 때문에, 기준 마크의 형성면이 Mo/Si 다층 반사막의 표면인 경우, 주변과의 콘트라스트를 높이기 위해, 기준 마크의 저부의 재료는 Mo/Si 다층 반사막의 최상층 (기판측과는 반대측의 층) 의 재료와 상이한 것이 바람직하다. 예를 들어, 다층 반사막의 최상층이 Si 인 경우, 기준 마크의 저부의 재료는 기준 마크를 가공할 때에 Mo 층과 Si 층의 양자가 반응해 형성되는 MoSi 화합물이어도 된다. 이 경우, 기준 마크는 그 주변에 비해 자외선광 반사율이나 가시광 반사율이 낮아진다. 또 기준 마크의 저부의 재료는, 기준 마크를 가공할 때에 Mo 층 혹은 Si 층이 산화, 질화, 산질화되어 형성되는, Mo, Si 혹은 MoSi 화합물의 산화물, 질화물, 산질화물이어도 된다. 이 경우, 기준 마크는 그 주변에 비해 자외선광 반사율이나 가시광 반사율이 낮아진다.
또, Mo/Si 다층 반사막에 있어서, 페어수가 5 이하인 경우 가시광에 대한 반사율이 높아지므로, 페어수가 5 이하인 기준 마크를 형성해도 된다. 이 경우, 기준 마크는 그 주변에 비해 가시광 반사율이 높아진다. 또, 자외선광이나 가시광의 반사율은 보호층 (13) (예를 들어 Ru) 의 유무에 따라서도 변경된다. 그 때문에, 보호층 (13) 의 표면에 기준 마크를 형성하는 경우, 기준 마크와 그 주변과의 콘트라스트를 높이기 위해, 보호층 (13) 을 관통하는 오목상의 기준 마크를 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 기준 마크의 저부의 재료는 보호층 (13) 의 재료와 상이하기 때문에, 기준 마크는 그 주변에 비해 광 반사율이 높아지거나, 낮아지거나 한다.
그런데, 기준 마크는, 반사층 (12) 의 성막 후에 형성되는 경우, 반사층 (12) 보다 얇은 (약 1/4 정도) 흡수층 (14) 등에 전사된다. 그렇게 되면, 전사된 기준 마크는 최초에 형성한 기준 마크와 대략 동일한 형상이 되므로, 검사광 (전자선이나 자외선광, 가시광, EUV 광) 에 의한 검출 위치의 재현성이 양호하여, 하기 (1) ∼ (2) 의 효과가 얻어진다. (1) EUV 마스크 (30) 의 제조 공정에 있어서, 전자선 묘화 장치 (예를 들어 Nuflare 사 EBM8000 등) 나 레이저 묘화 장치, 마스크 패턴 좌표 측정 장치 (예를 들어 KLA 텐코사 IPRO5 등), 마스크 패턴 검사 장치 (예를 들어 KLA 텐코사 Teron610 등) 는, 전자선이나 자외선광에 의해 기준 마크의 위치를 재현성 양호하게 검출할 수 있다. 따라서, 이들 장치는 반사형 마스크 블랭크 (10) 의 공급원으로부터 제공되는 정보에 기초하여 반사층 (12) 등의 결점 위치를 정밀하게 검지할 수 있다. (2) 흡수층 (14) 및 저반사층 (15) 의 검사시에, 자외선광이나 가시광에 의해 기준 마크의 위치를 재현성 양호하게 검출할 수 있다.
또한, 지금까지, 기준 마크 (16) 는 반사층 (12) 상에 오목상으로 형성되어 전사되는 형태에 대해 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 흡수층 (14) 상, 기판 (11) 상에 형성되어 전사되거나, 나아가서는 저반사층 (15) 상에서 오목상으로 형성되거나 해도 된다. 나아가서는, 기판 (11) 의 표면, 반사층 (12) 과 저반사층 (15) 사이에 형성되는 하나의 층의 표면에 소정 재료를 적층해 볼록상으로 형성해도 된다.
그리고, 기준 마크의 단면 형상을 볼록상으로 형성하는 경우, 기준 마크의 기초가 되는 재료는, 기준 마크와 그 주변이 상이한 광 반사율을 나타내도록 선정된다. 기준 마크의 기초가 되는 재료로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 기존 장치를 유용해 성막 가능한 재료로서, 반사층 (다층 반사막) (12) 에 사용되는 Si, Mo, 흡수층 (14) 에 사용되는 Ta, Cr, Pt, W, C, 또는 이들의 산화물, 질화물 등이 사용된다. 이들 중에서 선택되는 재료를 적층하여 볼록상으로 형성한 기준 마크는, 그 주변에 비해 낮은 EUV 광 반사율을 나타낸다. 여기서, 기준 마크의 검사광에 대한 반사율과, 기준 마크 주변의 검사광에 대한 반사율의 차 (절대값) 는 0.2 ％ 이상이 바람직하고, 0.5 ％ 이상이 보다 바람직하며, 1.0 ％ 이상이 더욱 바람직하다.
기준 마크의 단면 형상을 볼록상으로 형성하는 경우, 그 형성면 상에 기준 마크의 기초가 되는 재료를 성막한 후, 불요부의 재료를 리소그래피법으로 제거해도 되고, 또 기준 마크의 형성면 상에 국소적으로 기준 마크의 기초가 되는 재료를 퇴적시켜도 된다. 후자의 경우, 퇴적시키고 싶은 재료에 따라 적당한 가스를 선택해, 백금이나 텅스텐 등의 금속 화합물 (예를 들어 헥사카르보닐텅스텐) 이나 탄화수소 화합물 (나프탈렌이나 페난트렌 등) 을 함유하는 분위기에서 이온 빔이나 전자선을 조사함으로써, 금속 화합물의 분해 반응을 촉진해, 국소적으로 백금이나 텅스텐 등의 금속막을 퇴적시키는 방법이 있다.
기준 마크 (16) 의 단면 형상이 볼록상인 경우, 용도에 따른 형상을 채용할 수 있고, 예를 들어 평면에서 볼 때에서 십자상으로 형성되면, 그 교점을 기준 위치로서 특정할 수 있다. 또, 볼록상인 경우도, 기준 마크의 형상이나 수, 치수, 면적, 그리고 EUV 마스크 블랭크 (10) 에 있어서의 각 기준 마크의 위치는, 전술한 오목상의 기준 마크의 경우와 동일하게 생각할 수 있다. 또한, 기준 마크 (16) 의 단면 형상이 볼록상인 경우, 그 높이는 기준 마크 상에 성막되는 층의 종류나 두께에 따라 적절히 설정된다. 이때, 볼록상의 기준 마크의 높이는, 예를 들어 2 ㎚ ∼ 300 ㎚, 바람직하게는 7 ㎚ ∼ 150 ㎚, 보다 바람직하게는 15 ㎚ ∼ 120 ㎚ 이다.
또, 기준 마크 (16) 의 단면 형상이 볼록상으로 기준 마크의 기초가 되는 재료가 다층 반사막으로 이루어지는 반사층 (12) 의 성막 후에 형성되는 경우, 볼록상의 기준 마크는, 기준 마크 주변의 반사층 (12) 에 비하면 EUV 광을 검사광으로 할 때 EUV 광에 대한 반사율이 낮다. 이 때문에, EUV 광을 이용하여 반사층 (12) 의 결점을 검사할 때, 기준 마크와 그 주변의 콘트라스트가 높아져, 기준 마크의 검출 위치의 재현성이 양호해진다. 따라서, 기준 마크의 기준 위치에 근거해, 반사층 (12) 의 결점 위치를 정밀하게 특정할 수 있다. 또, 자외선광 ∼ 가시광에 대한 반사율이 상이한 재료를 선택함으로써, 자외선광 ∼ 가시광의 검사에 대해서도 검출 위치의 재현성이 양호한 기준 마크를 제작해도 된다.
또한, 기준 마크 (16) 의 단면 형상이 볼록상으로 다층 반사막으로 이루어지는 반사층 (12) 의 성막 후에, 기준 마크의 기초가 되는 재료가 형성되는 경우, 반사층 (12) 보다 얇은 (약 1/4 정도) 흡수층 (14) 등에 전사된다. 그 때문에, 전사된 기준 마크는, 최초에 형성한 기준 마크와 대략 동일한 형상이고, 검사광 (예를 들어 전자선, EUV 광, 자외선광 또는 가시광) 에 의한 검출 위치의 재현성이 양호하여, 하기 (1) ∼ (2) 의 효과가 얻어진다. (1) EUV 마스크 (30) 의 제조 공정에 있어서, 전자선 묘화 장치, 좌표 측정 장치, 마스크 외관 검사 장치는, 전자선이나 자외선광에 의해 기준 마크의 위치를 재현성 양호하게 검출할 수 있다. 따라서, 이들 장치는, EUV 마스크 블랭크 (10) 의 공급원으로부터 제공되는 정보에 기초하여 반사층 (12) 등의 결점 위치를 정밀하게 검지할 수 있다. (2) 흡수층 (14) 및 저반사층 (15) 의 검사시에, 자외선광이나 가시광에 의해 기준 마크의 위치를 재현성 양호하게 검출할 수 있다.
(레지스트막이 형성된 EUV 마스크 블랭크 및 EUV 마스크의 제작)
다음으로, 도 4 의 플로우 차트에 근거해, 레지스트막이 형성된 EUV 마스크 블랭크 제작 공정, EUV 마스크 제작 공정에 대해 설명한다. 먼저, 레지스트막이 형성된 EUV 마스크 블랭크 제작 공정은, 기준 마크가 형성된 EUV 마스크 블랭크 준비 공정 (S1), 레지스트막 형성 공정 (S2), 기준 위치 검출 공정 (S3) 그리고, 기준 마크 중심 영역 노광 공정 (S4) 의 흐름에 근거한다. 또한, 기준 마크 중심 영역 노광 공정 (S4) 을 거친 성과물이, 본 실시형태에 관련된 레지스트막이 형성된 EUV 마스크 블랭크이다. 또한, 후술하지만, 본 실시형태에 관련된 레지스트막이 형성된 EUV 마스크 블랭크는, 마스크 패턴 영역에 대한 전자선 묘화의 전후 관계에 대해서는 불문이고, 양방의 상태를 포함하는 것으로서 해석한다.
그리고, EUV 마스크 제작 공정은, 마스크 패턴 영역에 전자선 (패턴) 묘화가 된 레지스트막이 형성된 EUV 마스크 블랭크에 대해, 레지스트막 현상 (S5), 흡수층 에칭 (S6) 그리고 레지스트막 박리 (S7) 를 실시하는 흐름에 근거한다. 또한, 레지스트막 박리 (S7) 를 거친 성과물이 EUV 마스크이다. 다음으로, 도 4 의 플로우 차트에 근거해, 본 실시형태에 관련된 레지스트막이 형성된 EUV 마스크 블랭크의 제조 방법, EUV 마스크의 제조 방법에 대해 상세하게 설명한다.
(S1 : 기준 마크가 형성된 EUV 마스크 블랭크 준비 공정)
먼저, 레지스트막이 형성된 EUV 마스크 블랭크 제작 공정 전의, (레지스트막이 없는) EUV 마스크 블랭크 (10) 에 대해 설명한다. 도 5(a) 는, EUV 마스크 블랭크 (10) 에 있어서, 길이가 L 이고 폭이 W 가 되는 십자의 기준 마크 (16) 의 부분을 확대해 나타낸 평면 모식도이다. 또한, 기준 위치는, 엄밀하게 일방의 직선 부분의 중심선 (W/2 의 위치를 지나는 선) 과 타방의 직선 부분의 중심선이 교차하는 점에 상당하지만, 본 명세서에서는 간략적으로 「2 개의 선의 교점」이라고 표현한다. 도 5(b) 는, 도 5(a) 의 평면 모식도에 있어서, A-A' 의 직선을 따라 전개한, 기준 마크 (16) 를 포함하는 EUV 마스크 블랭크 (10) 의 단면 모식도이다. 또한, 도 5(b) 및 도 6 에서는, 반사층 (12) 에 오목상으로 형성한 기준 마크의 폭을 W 로서 표시하고, 반사층 (12) 상에 대략 동일 형상으로 전사되는 흡수층 (14), 저반사층 (15) 에 있어서의 기준 마크의 폭도 동일하게 W 로서 표시하고 있다. 또한, 홈의 벽면에 퇴적되는 재료에 의해 기준 마크의 폭이 좁아지거나 해, 대략 동일한 형상으로부터 일탈할 때 W 의 값은, 각 층에 형성된 기준 마크 중에서 가장 넓은 폭을 나타내는 것으로 한다. 이하, 도 5(b) 의 EUV 마스크 블랭크 (10) 의 단면 모식도에 근거해, 도 4 의 플로우 차트를 설명한다.
먼저, 기판 (11) 상에, 예를 들어 Mo 층과 Si 층을 교대로 적층한 다층 반사막 (Mo/Si 다층 반사막) 으로 이루어지는 반사층 (12) 을 성막하고, 반사층 (12) 상에 Ru 등으로 이루어지는 보호층 (13) 을 성막한다. 그 후, 보호층 (13) 의 표면으로부터 반사층 (12) 의 일부를 삭제하는 깊이까지, FIB 법 등을 이용하여 오목상의 십자 마크를 에칭 가공한다. 또한, 다층 반사막으로 이루어지는 반사층 (12) 의 일부란, 전술한 바와 같이 Mo/Si 다층 반사막인 경우, 그것의 최표면으로부터 Mo 층/Si 층을 2 페어 이상의 깊이까지의 부분을 가리킨다. 여기서, FIB 법 등을 사용하는 가공에 의해, 보호층 (13) 이 노출되어 있는 부분과, 반사층 (12) 을 구성하는 다층 반사막의 일부가 삭제된 부분에 의해, 단면 형상이 오목상이 되는 십자의 마크가 그려진 폭 W 의 기준 마크가 얻어진다. 다음으로, TaN 등의 흡수층 (14) 을 성막하고, 또한 흡수층 (14) 상에 TaON 등의 저반사층 (15) 을 성막함으로써, 저반사층 (15) 상에 십자이고 단면 형상이 오목상인 기준 마크 (16) 가 전사된다.
(S2 : 레지스트막 형성 공정)
기준 마크 (16) 를 갖는 EUV 마스크 블랭크 (10) 에 대해, EUV 마스크용 패턴을 전자선 묘화하는 전단계로서, 레지스트를 도포한다. 도 6 은, EUV 마스크 블랭크 (10) 에 대해 레지스트막 (21) 을 갖는, 레지스트막이 형성된 EUV 마스크 블랭크 (20) 를 나타낸 단면 모식도이다. 레지스트는, 특히 소량의 광으로도 높은 감도를 갖는 화학 증폭형 레지스트가 바람직하게 이용되고, (화학 증폭형) 레지스트를 적하하고, 스핀 코트 등으로 균일 두께의 레지스트막 (21) 을 형성한 후, 일정 시간 소성함으로써, 레지스트막이 형성된 EUV 마스크 블랭크 (20) 를 얻는다. 또한, 저반사층 (15) 에 전사된 (오목상의) 기준 마크 (16) 는, 레지스트막 형성 공정을 거치면, 그 홈 부분이 레지스트막 (21) 으로 덮여, 표면이 어느 정도 평탄화된다.
또한, EUV 마스크 블랭크 (10) 와 같은 반사층 (12) 과는 상이한 장소, 예를 들어 기판 (11) 상이나 흡수층 (14) 상에 오목상의 기준 마크가 형성된 경우라도, EUV 마스크 블랭크 (10) 표면에 나타난 오목상의 기준 마크 (16) 는, 그 홈 부분이 레지스트막으로 덮여, 레지스트막의 표면은 어느 정도 평탄화된다. 또한, 볼록상의 기준 마크를 형성한 경우라도, 그 볼록상의 부분이 레지스트막으로 덮여, 레지스트막의 표면은 어느 정도 평탄화된다.
(S3 : 기준 위치 검출 공정)
다음으로, 레지스트막 (21) 으로 덮인, 레지스트막이 형성된 EUV 마스크 블랭크 (20) 의 레지스트막 (21) 표면에, 집속된 전자선 또는 자외선을 주사하면서 조사해, 레지스트막 (21) 아래에 있는 (오목상의) 기준 마크 (16) 를 검출한다. 예를 들어, 도 7 에 나타내는 X 방향, Y 방향에 근거해, Y 방향으로 주사한 전자선을 X 방향으로 일정한 간격으로 어긋나게 해, 기준 마크 (16) 의 홈에서 변화하는 반사율의 변화를 검출함으로써, 그것을 확인할 수 있다. 또, (Y 방향의) 주사에 의해, 기준 마크 (16) 를 최초로 검출 (조검출) 한 후에는, (X 방향으로) 어긋나는 간격을 좁게 해 검출 (정밀 검출) 해도 된다. 그 후, X 방향으로 주사한 전자선 또는 자외선을, Y 방향으로 일정한 간격으로 어긋나게 함으로써, 십자의 교점 위치를 검출할 수 있다. 또한, 주사 방향은 이들에 한정하지 않고, 도 7 에 있어서 X 방향, Y 방향 이외의 임의 방향으로 주사시켜, 임의 방향으로 일정한 간격으로 어긋나게 해 검출해도 된다. 예를 들어, 주사의 간격 (X 방향 주사의 경우 Y 방향에 상당) 은 0.1 ㎛ ∼ 100 ㎛ 의 범위에서 적절히 조정하면 된다.
도 7 은, 이 기준 마크 (16) 의 검출에 의해 기준 위치를 특정하는 기준 위치 검출 공정에 의해, 전자선 또는 자외선을 주사했을 때에 레지스트막 (21) 상에 생긴 일부의 스캔 흔적 (23a, 23b, 23c 및 23d) 을 포함하는 형상을 나타낸 평면 모식도이기도 하다. 도 7 에 있어서, 굵은 파선 D 는, 기준 마크로 설정되는 복수의 가상선의 교점 (도 7 에 있어서는 십자 형상의 기준 마크를 형성하는 2 개의 직선의 교점) 을 중심으로 하는 원 영역이고, 기준 마크의 선의 폭의 최대값 W 의 1.5 배의 반경을 갖는 원 영역을 나타낸다.
기준 마크 (16) 를 검출할 목적으로 주사되는 전자선 또는 자외선은, 표면의 레지스트막 (21) 을 많이 감광해 버린다. 그렇게 되면, 이대로 레지스트막 (21) 을 현상하는 공정을 거쳐 EUV 마스크를 얻으면, 기준 마크 (16) 부근의 구조가 복잡해져, 기준 마크 (16) 의 검출 정밀도가 저하될 우려가 있다. 여기서, 검출 정밀도의 저하를 억제하기 위해서, 본 실시형태에서는 다음의 기준 마크 중심 영역 노광 공정을 실시한다.
(S4 : 기준 마크 중심 영역 노광 공정)
기준 위치 검출 공정에 의해, 십자의 기준 마크 (16) 를 형성하는 2 개의 직선의 교점에 상당하는 기준 위치를 검출한 후, 기준 마크 중심 영역 노광 공정에 있어서, 교점을 포함하는 특정 영역의 레지스트막 (21) 을 노광한다. 레지스트막 (21) 은, 기준 위치 검출 공정에 있어서 전자선 또는 자외선의 노광량에 따라 감광하지만, 이 노광량이 일정량 이상이 되면, 포지티브 레지스트의 경우, 현상액으로 완전히 용해된다. 기준 마크 중심 영역 노광 공정에서는, 포지티브 레지스트를 사용했을 때, 노광한 영역에 대해 적어도 현상액으로 완전히 용해되는 정도로 노광하면 (일정한 노광량을 부여하면) 된다. 이때, 노광 목적은 아니지만, 스캔 흔적 (23a, 23b, 23c 및 23d) 에 상당하는 부분의 레지스트막 (21) 이 일부 감광되었다고 해도, 이 기준 마크 중심 영역 노광 공정에 있어서 스캔 흔적 (23a, 23b, 23c 및 23d) 을 포함해, 그들 부분과 구별이 되지 않는 정도의 노광 영역 (24) 에 일정량 이상 노광하면 된다.
노광 영역 (24) 에 전자선을 조사하는 경우, 레지스트의 종류나 현상 조건 등에 따라 최적 노광량은 상이하지만, 예를 들어 노광 영역 (24) 의 단위 면적당 노광량은 3 μC/㎠ 이상이면 되고, 5 μC/㎠ 이상이면 바람직하고, 10 μC/㎠ 이상이면 보다 바람직하고, 20 μC/㎠ 이상이면 더욱 바람직하다. 또, 자외선을 조사하는 경우도, 레지스트의 종류나 현상 조건 등에 따라 최적 노광량은 상이하지만, 예를 들어 노광 영역 (24) 의 단위 면적당 노광량은 5 mJ/㎠ 이상이면 되고, 10 mJ/㎠ 이상이면 바람직하고, 20 mJ/㎠ 이상이면 보다 바람직하다. 또, 노광 영역 (24) 에 대한 전자선 또는 자외선의 조사 방법은, 전자선 또는 자외선을 2 차원적으로 주사하는 방법으로 실현해도 되고, 노광 영역 (24) 에 상당하는 영역에 전자선 또는 자외선을 조사하는 블록 노광 (부분 일괄 노광) 방법에 의해 실현해도 된다. 또한, 노광 영역 (24) 을, 전자선을 2 차원적으로 주사하는 방법을 이용하여 실현하는 경우, EUV 마스크용 패턴 묘화를 실시하는 전자선 묘화 장치를 그대로 이용할 수 있는 경우가 많기 때문에, 제조 공정이 단축되는 등 효율적이다.
노광 영역 (24) 은, 전술한 바와 같이 적어도 기준 마크 (16) 에 설정되는 복수의 가상선의 교점 (도 7 에 있어서는 십자 형상의 기준 마크를 형성하는 2 개의 직선의 교점) 을 포함하는 영역으로 하고, 도 7 에 굵은 파선 D 로 나타내는 원 영역을 포함하는 영역이면 된다. 만일 노광 영역 (24) 이 상기 원 영역과 일치하는 경우, 기준 마크 (16) 의 선을 사이에 둔 좌우 양측에, 그 선의 폭과 동일한 정도의 폭의 노광 부분이 생긴다. 따라서, 전자선 등을 이용하여 기준 마크 (16) 의 선과 직교하는 방향으로 주사를 실시할 때, 기준 마크 (16) 의 선과 그 주변과의 콘트라스트 (반사율의 차) 가 두드러져, 기준 마크 (16) 의 선 및 기준 마크 (16) 의 기준 위치의 검출이 용이해진다. 노광 영역 (24) 은, 상기 원 영역을 포함하면 되고, 상기 원 영역과 일치하지 않아도 된다. 예를 들어 도 7 에 나타내는 바와 같이, 노광 영역 (24) 은 상기 교점을 중심으로 하는, 1 변이 폭 W 의 3 배 길이의 정방형 영역을 포함하는 영역이어도 된다.
또, 노광 영역 (24) 은, 상기 교점을 중심으로 하는, 반경이 기준 마크 (16) 의 선의 폭 W 의 2 배의 원 영역을 포함하는 영역이면 바람직하고, 반경이 기준 마크 (16) 의 선의 폭 W 의 3 배의 원 영역을 포함하는 영역이면 보다 바람직하다. 또, 노광 영역 (24) 은, 상기 교점을 중심으로 하는, 1 변이 폭 W 의 4 배 길이의 정방형 영역을 포함하는 영역이어도 되고, 1 변이 폭 W 의 6 배 길이의 정방형 영역을 포함하는 영역이면 보다 바람직하다. 또한, 이 경우, 평면에서 볼 때에 있어서의 노광 영역 (24) 의 외연의 형상은, 원이나 사각형에 한정되지 않고 임의의 형상이어도 된다. 노광 영역 (24) 이, 상기 교점을 중심으로 하는 반경이 기준 마크 (16) 의 선의 폭 W 의 1.5 배의 원 영역보다 좁은 경우, 본 공정 (S4) 에 있어서 기준 위치를 충분히 검출할 수 없을 우려가 있다. 또, 노광 영역 (24) 은, 기준 마크 (16) 를 모두 덮는 원 영역, 정방형 영역을 포함해도 된다. 한편, 노광 영역 (24) 은, 패턴 영역에 대해 외측의 영역이고, 패턴 영역과 겹치지 않는 영역이면, 특별히 영역 넓이의 제한은 없다.
또, EUV 마스크를 제작할 때에, 전자선 묘화 장치 등으로 레지스트막이 형성된 EUV 마스크 블랭크 (20) 의 마스크 패턴 영역에 실제 패턴을 묘화 (노광) 하는 마스크 패턴 묘화 공정을 실시하지만, 그 마스크 패턴 묘화 공정은, 이 기준 마크 중심 영역 노광 공정보다 전이어도 되고 후여도 된다. 요컨대, 마스크 패턴 묘화 공정은, 기준 위치 검출 공정 (S3) 후이고, 도포한 레지스트막을 현상하는 공정 (S5) 전이면, 이들 공정의 차례는 불문이다. 그 때문에, 본 실시형태에 관련된 레지스트막이 형성된 EUV 마스크 블랭크 (20) 는, 노광 영역 (24) 에 노광이 된 상태이면, 실제 마스크 패턴 영역에 대한 패턴의 묘화 (노광) 가 된 상태, 되어 있지 않은 상태의 양방을 포함하는 것이라고 해석한다.
도 8 및 도 9 는, 각각 도 7 의 평면에 있어서, B-B' 직선을 전개한 단면 모식도, C-C' 직선을 전개한 단면 모식도이다. 여기서, 기준 마크 중심 영역 노광 공정을 거친 레지스트막이 형성된 EUV 마스크 블랭크 (20) 는, 도 8(a) 및 도 9(a) 의 단면 모식도에 나타내는 구조가 된다. 요컨대, 도 8(a) 및 도 9(a) 에 있어서, 기준 마크 중심 영역 노광 공정에 의해 전자선 또는 자외선이 조사된 부분은 감광부 (24a) 가 되고, 한편 전자선 또는 자외선이 조사되지 않은 부분은 비감광부 (25) 가 된다. 또한, 감광부 (24a) 는, 레지스트막 (21) 이 포지티브 레지스트인 경우, 현상 공정으로 완전하게 용해되는 정도까지 노광된 상태이다. 한편, 레지스트막 (21) 이 네거티브 레지스트인 경우, 감광부 (24a) 는 현상 공정으로 용해되지 않는 정도까지 노광된 상태이다.
(S5 ∼ S7 : EUV 마스크 제작 공정)
도 8 및 도 9 는, 레지스트막이 형성된 EUV 마스크 블랭크로부터 EUV 마스크의 제작 공정을 나타내는 모식도이기도 하다. 전술한 바와 같이, 도 8(a) 및 도 9(a) 는, 기준 마크 중심 영역 노광 공정을 거친, 레지스트막이 형성된 EUV 마스크 블랭크 (20) 이고, 도 8(b) 및 도 9(b) 는 현상액에 의해 감광부 (24a) 를 용해하는 레지스트막 현상 (S5) 을 거친 후의 상태를 나타내는 단면 모식도이다. 그리고, 도 8(c) 및 도 9(c) 는, 레지스트막 현상 후, 표면에 노출된 저반사층 (15) 및 저반사층 (15) 의 하층에 있는 흡수층 (14) 을 제거하는 흡수층 에칭 (S6) 을 거친 후의 상태를 나타내는 단면 모식도이다. 또한, 도 8(d) 및 도 9(d) 는, 흡수층 에칭 후, 남은 레지스트막 (21) (비감광부 (25)) 을 제거하는 레지스트막 박리 (S7) 후의 상태를 나타내는 단면 모식도이고, 이것이 EUV 마스크 (30) 에 상당한다.
도 8(d) 및 도 9(d) 는, EUV 마스크 (30) 중, 특징적인 2 개의 단면 모식도이다. 특히, 기준 마크 (16) 에 상당하는 평면에서 볼 때에 있어서 십자의 부분은, 그 주변에 대해 단면 형상이 오목상이 되어 있고, 구체적으로 반사층 (12) 의 일부가 깎인 부분이 표면에 노출된 상태가 된다. 또, 노광 영역 (24) 중 십자 부분을 제외한 영역은, 보호층 (13) 의 표면이 노출된 상태가 된다. 또, 도 10 은, EUV 마스크 (30) 의 기준 마크 부근을 나타낸 사시 모식도이다. 이와 같이, 기준 마크에 상당하는 십자의 교점을 중심으로 했을 때, 그 기준 마크를 인식할 수 있는 정도의 특정 영역에 있어서, 표면에 노출되어 있는 재료가, 이 경우 반사층 (12) 과 보호층 (13) 의 2 종이다. 이 때문에, EUV 마스크 (30) 로 했을 때, 예를 들어 EUV 광, 자외광, 전자선 등의 주사에 의해 기준 마크를 주사해 검출하는 방법, 화상 인식에 의해 기준 마크를 검출하는 방법에 의해서도, 기준 위치 주변의 검출 노이즈를 저감할 수 있으므로, 기준 위치를 특정하기 쉬워진다.
지금까지, EUV 마스크 블랭크 (10) 에 있어서, 보호층 (13) 표면으로부터 보호층 (13) 을 관통해 반사층 (12) 의 일부를 삭제하여 이루어지는 오목상의 기준 마크 (16) 를 형성하고, 포지티브 레지스트에 의해 노광 영역 (24) 을 설정해 기준 마크를 갖는 EUV 마스크 (30) 를 얻은 예를 나타냈지만, 이 형태에만 한정되지 않는다. 보호층 (13) 표면 이외에 오목상의 기준 마크를 형성하는 경우나, 볼록상의 기준 마크를 형성하는 경우, 그리고 각각의 기준 마크의 형성면이나 기준 마크의 형상에 대해 사용하는 레지스트의 종류, 요컨대 포지티브 레지스트 또는 네거티브 레지스트의 선택에 의해, EUV 마스크를 제작했을 때에 생기는 기준 마크의 요철면이 각각 상이하다.
표 1 은, 기준 마크의 형상 (오목상 또는 볼록상), 레지스트의 종류 (포지티브 레지스트 또는 네거티브 레지스트) 각각의 조합에 근거해 크게 4 개의 조건으로 나누었을 때, 기준 마크와 노광 영역이 겹치는 부분 (십자) 의 면의 위치와, 노광 영역 중 기준 마크와 겹치지 않는 부분 (십자 이외) 의 면의 위치를 나타내는 리스트의 예이다. 또한, 「십자」의 표면, 「십자 이외」의 표면이 동일한 재료인 경우, EUV 마스크에 있어서 각각의 높이가 상이해, 이들의 경계에서 단차가 생김으로써, 기준 마크로서 인식할 수 있다.
Figure pct00002
표 1 에 있어서, 「A 층」은 볼록상의 기준 마크의 층을 의미한다.
실시예
(실시예 1)
실시예 1 에서는, 도 5(b) 에 나타내는 EUV 마스크 블랭크 (10) 를 제작했다. 기판 (11) 으로는, 외형 가로세로 6 인치 (152 ㎜) 이고, 두께 0.25 인치 (6.35 ㎜) 인 SiO2-TiO2 계의 유리 기판을 사용했다. 이 유리 기판은, 20 ℃ 에 있어서의 열팽창률이 0.05 × 10-7/℃ 이고, 영률이 67 ㎬, 푸아송비가 0.17, 비강성이 3.07 × 107 m2/s2 였다. 그리고, 이 유리 기판은 연마된 것이고, 주표면의 표면 조도가 0.15 ㎚ rms 이하임과 함께, 평탄도가 100 ㎚ 이하인 것을 확인했다.
다음으로, 유리 기판 (기판 (11)) 의 이면에, 마그네트론 스퍼터링법에 의해 약 200 ㎚ 두께의 CrN 막을 형성하여, 시트 저항이 100 Ω／□ 이하가 되는 (도 5(b) 에 도시하지 않은) 도전성 코팅층을 얻었다. 그 후, 도전성 코팅층측을 정전 척에 고정한 상태에서, 기판 (11) 의 주표면에 이온 빔 스퍼터링법을 이용하여 Mo/Si 다층 반사막으로 이루어지는 반사층 (12) 을 형성하였다. 구체적으로는, 이온 빔 스퍼터링법에 의해 두께 4.5 ㎚ 의 Si 층과 두께 2.3 ㎚ 의 Mo 층을 교대로, 반복수가 40 (40 주기) 이 되도록 형성하였다. 이때의, 반사층 (Mo/Si 다층 반사막) 의 두께는 272 ㎚ ((4.5 ㎚ ＋ 2.3 ㎚) × 40) 이었다. 또한, 반사층 (12) 상에 이온 빔 스퍼터링법을 이용하여, Ru 층으로 이루어지는 보호층 (13) 을 2.5 ㎚ 의 두께로 형성하였다. 또한, 반사층 (12) 및 보호층 (13) 의 구체적인 성막 조건은 표 2 에 나타내는 바와 같다.
Figure pct00003
다음으로, 표면이 Ru 층인 반사층이 형성된 기판의 평면에 있어서, 마스크 패턴 영역에 상당하는 가로세로 132 ㎜ 의 영역보다 외측의 영역이고, 그 반사층이 형성된 기판의 4 개 모퉁이의 위치에, 십자의 기준 마크를 FIB 가공해 형성한다. 이때, 기준 마크가 되는 십자의 교점을 연결하면, 그 외연 (外緣) 의 1 변이 기판의 단면 (端面) 과 평행한 정방형이 되는 위치로 한다. 이때, 평면에서 볼 때에 있어서 십자 형상을 형성하는 2 개의 선은 모두 길이 L 이 500 ㎛, 폭 W 가 1 ㎛ 가 되도록, FIB 장치에 의해 수속 (收束) 시킨 Ga＋ 이온 빔을 Ru 층 표면에 조사해, 깊이가 약 100 ㎚ 가 될 때까지 가공해, 오목상의 홈을 형성한다. 그러면, 이온 빔이 조사된 부분의 Ru 층이 완전히 삭제됨과 함께, 그 부분의 Mo/Si 다층 반사막 중, 최표면으로부터 약 14 페어의 Mo 층/Si 층이 삭제된다.
다음으로, Ru 층으로 이루어지는 보호층 (13) 상에, 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여, 흡수층 (14) 으로서 Ta, N 을 포함하는 TaN 막을 60 ㎚ 의 두께로 형성한다. 또한, TaN 으로 이루어지는 흡수층 (14) 상에, 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여, 저반사층 (15) 으로서 Ta, O 및 N 을 포함하는 TaON 막을 8 ㎚ 의 두께로 형성한다. 또한, 흡수층 (14) 및 저반사층 (15) 의 구체적인 성막 조건은, 표 3 에 나타내는 바와 같다. 이와 같이 하여 EUV 마스크 블랭크를 얻는다.
Figure pct00004
다음으로, 표면이 TaON 으로 덮인 EUV 마스크 블랭크에, 포지티브형 화학 증폭형 레지스트 (후지 필름 일렉트로닉스 머티리얼즈사 제조, 품번 : PRL009) 를 적하해, 스핀 코트법에 의해 약 150 ㎚ 의 균일한 두께로 해 소성하여, 레지스트막을 형성한다. 그 후, 이 레지스트막이 형성된 EUV 마스크 블랭크를 전자선 묘화 장치 (뉴플레어 테크놀로지사 제조, 품번 : EBM8000) 에 투입해, 전자선에 의해 기준 마크 부근을, 기판의 단면에 평행한 방향 (X 방향, Y 방향) 을 따라, 반사율의 변화를 검출한다. 이 반사율의 변화에 의해, 4 개 모퉁이의 기준 마크의 교점에 상당하는 각각의 기준 위치를 특정한다. 이때, 전자선의 폭은 약 300 ㎚ 이고, 약 5 ㎛ 의 길이로, 약 2 ㎛ 의 간격으로 주사 방향과 직교하는 방향으로 어긋나게 하면서 주사한다. 이때, 주사시에 레지스트막에 조사되는 전자선 양 (노광 밀도) 은 30 μC/㎠ 이상이다. 다음으로, 특정한 각 기준 마크의 교점을 중심으로 하여 가로세로 약 10 ㎛ 의 정방형의 노광 영역을 형성하도록 전자선을 주사한다. 이때, 조사하는 전자선 양 (노광 밀도) 은 30 μC/㎠ 이상이다.
다음으로, 현상액을 침지해, 레지스트막 중 전자선을 조사한 감광부를 용해시켜 제거하고, 세정한다. 이때, 레지스트막이 제거된 부분에는 TaON 이 노출된다. 다음으로, RF 플라즈마 에칭 장치에 의한 불소계 가스 프로세스로, 저반사층 (TaON) 및 흡수층 (TaN) 을 에칭한다. 에칭 조건은, 바이어스 RF : 50 W, 에칭 시간 : 120 초, 트리거 압력 : 3 Pa, 에칭 압력 : 0.3 Pa, 에칭 가스 : CF4/He, 가스 유량 (CF4/He) : 4/16 sccm, 전극 기판간 거리 : 55 ㎜ 이다. 이때, 저반사층 및 흡수층이 에칭된 부분 중, 기준 마크의 부분 이외의 부분에는 Ru 가 노출된다.
그 후, 박리액을 침지해, 잔류 레지스트를 박리한다. 이와 같이 하여, EUV 마스크를 형성한다. 이때, 기준 마크 부근에는 가로세로 약 10 ㎛ 의 정방형의 오목상 영역이 생기고, 이 정방형의 영역 안에 더욱 오목상의 십자 영역이 노출된다. 그리고, 이 정방형 영역 안의 십자 부분은, Mo/Si 다층 반사막 중 약 14 페어분 삭제된 면이 노출되고, 그 이외의 영역은 Ru 가 노출된다.
다음으로, 제작한 EUV 마스크 중, 이 기준 마크 부근을 EUV 광으로 약 10 ㎛ 의 길이로 주사하면, Ru 표면에서 약 62 ％ 의 반사율이고, 일부 삭제된 Mo/Si 다층 반사막 표면에서 약 50 ％ 의 반사율이며, 이들 반사율의 차에 의해 기준 마크를 검출할 수 있다. 또, 가로세로 약 10 ㎛ 의 정방형 영역에 있어서, Ru 와 다층 반사막의 2 종의 표면만 노출되어 있으므로, 높은 검출 정밀도로 기준 마크의 교점을 특정할 수 있다.
(비교예)
본 예에서는, 도 6 에 나타내는 바와 같은, 레지스트막이 형성된 마스크 블랭크 (10) 를 제작할 때까지, 실시예 1 과 동일한 조건으로 실시한다. 다음으로, 기준 위치 검출 공정, 레지스트막 현상, 흡수층 에칭, 그리고 레지스트막 박리에 이르기까지의 프로세스에 대해 도 11 ∼ 도 15 와 관련지어 설명한다. 특히, 본 예에서는 실시예 1 에서 실시한, 기준 마크 중심 영역 노광 공정은 실시하지 않는다.
도 11 은, 실시예 1 과 동일한 제법으로 제작한, 레지스트막이 형성된 EUV 마스크 블랭크 (50) 에 있어서, 기준 마크 (16) 부분을 나타낸 평면 모식도이다. 도 11 은 또, 레지스트막이 형성된 EUV 마스크 블랭크 (50) 를 전자선 묘화 장치 (뉴플레어 테크놀로지사 제조, 품번 : EBM8000) 에 투입해, 전자선에 의해 기준 마크 부근을, 기판의 단면에 평행한 방향 (X 방향, Y 방향) 을 따라, 반사율의 변화를 검출했을 때의 레지스트막 상의 일부의 스캔 흔적 (53a, 53b, 53c 및 53d) 도 아울러 나타냈다. 이때, 길이 약 2 ㎛, 폭 약 300 ㎚ 의 전자선을, X 방향 및 Y 방향에 대해 약 2 ㎛ 의 간격으로 어긋나게 하면서 주사한다. 그 결과, 스캔 흔적 (53a, 53b, 53c 및 53d) 은, 각각 기준 마크의 교점 (중심) 으로부터 약 1 ㎛ 떨어진 위치에 형성되어 있다. 또, 도 11 은 교점에 가장 가까운 스캔 흔적만을 대표적으로 나타내고 있다. 또한, 이때 조사하는 전자량 (노광 밀도) 은 30 μC/㎠ 이상이다.
또, 도 11 에 있어서, D-D' 의 직선을 따라 전개한 단면 모식도를 도 12 에, E-E' 의 직선을 따라 전개한 단면 모식도를 도 13 에, 또한 F-F' 의 직선을 따라 전개한 단면 모식도를 도 14 에 각각 나타낸다. 도 12(a), 도 13(a) 및 도 14(a) 는, 본 예의 기준 위치 검출 공정 후의 단면 모식도이고, 전자선에 의해 생긴 스캔 흔적에 상당하는 부분은, 화학 증폭형 레지스트막을 노광한 감광부 (54) 가 된다. 한편, 전자선으로 조사되지 않은 부분은 비감광부 (55) 이다.
다음으로, 실시예 1 과 동일하게, 현상액으로 감광부 (54) 에 상당하는 부분의 레지스트막을 용해, 제거한다. 도 12(b), 도 13(b) 및 도 14(b) 는, 이 현상 공정을 거친 상태를 나타내는 단면 모식도이고, 감광부 (54) 가 제거된 부분은 TaON (저반사층) 의 표면이 노출된다. 다음으로, 실시예 1 과 동일한 조건으로 TaON (저반사층), TaN (흡수층) 을 에칭한다. 도 12(c), 도 13(c) 및 도 14(c) 는, 이 에칭 공정을 거친 상태를 나타내는 단면 모식도이고, TaON 및 TaN 이 제거된 부분은 Mo/Si 다층 반사막이 노출된다.
다음으로, 실시예 1 과 동일하게, 박리액으로 남은 레지스트막 (비감광부 (55)) 을 박리한다. 도 12(d), 도 13(d) 및 도 14(d) 는, 이 박리 공정 후의 상태를 나타내는 단면 모식도이고, 이것이 본 예의 EUV 마스크 (60) 에 상당한다. 또, 도 15 는, 본 예에 있어서의 EUV 마스크 (60) 의 기준 마크 부근을 나타낸 사시 모식도이다. 이와 같이, 기준 마크에 상당하는 십자의 교점을 중심으로 해, 가로세로 약 10 ㎛ 의 정방형의 평면 영역에는, 스캔 흔적 (53a, 53b, 53c 및 53d) 에 상당하는 위치에 홈이 형성되고, 또한 스캔 흔적과 기준 마크가 겹치는 부분에는 더 깊은 홈이 형성된다. 여기서, 전자의 홈의 저면은 Mo/Si 다층 반사막이고, 후자의 홈은 Ru 층 표면이다. 또한, 스캔 흔적 (53a, 53b, 53c 및 53d) 이외의 부분은 TaON 으로 기준 마크가 형성된다.
여기서, 그 기준 마크를 인식할 수 있는 정도의 특정 영역에 있어서, 표면에 노출되어 있는 재료가, 이 경우 Mo/Si 다층 반사막과 Ru 막에 추가로, 단차를 갖는 TaON 이 있다. 그 때문에, EUV 광에 대해 상이한 반사율이 되는 영역이 많아지거나, 전자선이나 화상 인식에서도 복잡한 구조에 의해 기준 마크 검출의 노이즈가 증가하거나 하기 때문에, EUV 마스크 (60) 로 했을 때, 기준 위치를 높은 정밀도로 검출할 수 없을 우려가 있다.
이상, EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크 및 그 제조 방법, 그리고 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 및 그 제조 방법의 실시형태 등을 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태 등에 한정되지 않고, 특허 청구의 범위에 기재된 취지의 범위내에서 여러 가지 변형, 및 개량이 가능하다.
본 출원은, 2012년 9월 28일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허출원 2012-218129호 및 2013년 7월 5일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허출원 2013-141375호에 근거하는 우선권을 주장하는 것이고, 일본 특허출원 2012-218129호 및 일본 특허출원 2013-141375호의 모든 내용을 본 출원에 원용한다.
10, 100 : EUV 마스크 블랭크
11 : 기판
12 : 반사층 (다층 반사막)
13 : 보호층
14 : 흡수층
15 : 저반사층
16, 22, 101, 102, 103, 104, 201, 301, 401 : 기준 마크
18, 105 : 마스크 패턴 영역
20, 50 : 레지스트막이 형성된 EUV 마스크 블랭크
21 : 레지스트막
23a, 23b, 23c, 23d, 53a, 53b, 53c, 53d, 111, 112, 113, 114 : 스캔 흔적
24 : 노광 영역
24a, 54 : 감광부
25, 55 : 비감광부
30, 60 : EUV 마스크
110 : 전자선 또는 자외선
201a, 201b, 201c, 201d, 301a, 301b, 301c, 401a, 401b, 401c, 401d : 보조 마크
402 : 광역 마크

Claims (28)

  1. 기판 상에, EUV 광을 반사하는 반사층과, 상기 반사층 상에 EUV 광을 흡수하는 흡수층을 갖고, 마스크 패턴 영역보다 외측의 영역에, 평면에서 볼 때 적어도 2 개의 선에 의해 형성되는 오목상 또는 볼록상의 기준 마크를 3 개소 이상 형성하여 이루어지고, 상기 기준 마크를 형성하는 각 선은 1 개의 교점에 있어서 교차하는 복수개의 가상선의 어느 것을 따라 배치되고, 각 가상선을 따라 적어도 1 개의 선이 배치된 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크를 준비하는, 기준 마크가 형성된 EUV 마스크 블랭크 준비 공정과,
    상기 기준 마크를 갖는 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크 상에 레지스트막을 형성하는, 레지스트막 형성 공정과,
    상기 레지스트막 상으로부터, 전자선 또는 자외선을 주사해 상기 교점에 상당하는 기준 위치를 검출하는, 기준 위치 검출 공정과,
    상기 기준 마크의 선의 폭의 최대값을 W 로 하면, 상기 레지스트막 중, 평면에서 볼 때 상기 기준 위치를 중심점으로 한 반경 1.5 W 의 원 영역을 포함하는 영역을 전자선 또는 자외선으로 노광하는, 기준 마크 중심 영역 노광 공정을 갖는, 레지스트막이 형성된 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 마크를 형성하는 각 선은 서로 직교하는 2 개의 직선상의 가상선의 어느 것을 따라 배치되고, 각 가상선을 따라 적어도 1 개의 선이 배치되는, 레지스트막이 형성된 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전자선으로 노광하는 영역의 단위 면적당 노광량이 3 μC/㎠ 이상인, 레지스트막이 형성된 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 자외선으로 노광하는 영역의 단위 면적당 노광량이 5 mJ/㎠ 이상인, 레지스트막이 형성된 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자선 또는 자외선으로 노광하는 영역에, 집속된 전자선 또는 자외선을 주사해 노광하는, 레지스트막이 형성된 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자선 또는 자외선으로 노광하는 영역에, 전자선 또는 자외선을 일괄 노광하는, 레지스트막이 형성된 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준 마크는, 상기 반사층의 일부를 삭제함으로써 오목상으로 형성되는, 레지스트막이 형성된 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준 마크는, 상기 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크의 평면에서 볼 때 4 개 모퉁이에 위치하고, 4 개의 기준 마크 중 적어도 1 개의 기준 마크가 나머지의 기준 마크와 상이한 형상으로 형성되는, 레지스트막이 형성된 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레지스트막은 포지티브 레지스트인, 레지스트막이 형성된 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법.
  10. 기판 상에, EUV 광을 반사하는 반사층과, 상기 반사층 상에 EUV 광을 흡수하는 흡수층을 갖고, 마스크 패턴 영역보다 외측의 영역에, 평면에서 볼 때 적어도 2 개의 선에 의해 형성되는 오목상 또는 볼록상의 기준 마크를 3 개소 이상 형성하여 이루어지고, 상기 기준 마크를 형성하는 각 선은 1 개의 교점에 있어서 교차하는 복수개의 가상선의 어느 것을 따라 배치되고, 각 가상선을 따라 적어도 1 개의 선이 배치된 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크를 준비하는, 기준 마크가 형성된 EUV 마스크 블랭크 준비 공정과,
    상기 기준 마크를 갖는 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크 상에 레지스트막을 형성하는, 레지스트막 형성 공정과,
    상기 레지스트막 상으로부터 전자선 또는 자외선을 주사해 상기 교점에 상당하는 기준 위치를 검출하는, 기준 위치 검출 공정과,
    상기 기준 마크의 선의 폭의 최대값을 W 로 하면, 상기 레지스트막 중, 평면에서 볼 때 상기 기준 위치를 중심점으로 한 반경 1.5 W 의 원 영역을 포함하는 영역을 전자선 또는 자외선으로 노광하는, 기준 마크 중심 영역 노광 공정과,
    상기 레지스트막을 현상하고, 상기 흡수층을 에칭하고, 상기 레지스트막 중 잔류한 레지스트를 박리하는 공정을 포함하는, EUV 리소그래피용 반사형 마스크의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 기준 마크를 형성하는 각 선은 서로 직교하는 2 개의 직선상의 가상선의 어느 것을 따라 배치되고, 각 가상선을 따라 적어도 1 개의 선이 배치되는, EUV 리소그래피용 반사형 마스크의 제조 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 전자선으로 노광하는 영역의 단위 면적당 노광량이 3 μC/㎠ 이상인, EUV 리소그래피용 반사형 마스크의 제조 방법.
  13. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 자외선으로 노광하는 영역의 단위 면적당 노광량이 5 mJ/㎠ 이상인, EUV 리소그래피용 반사형 마스크의 제조 방법.
  14. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자선 또는 자외선으로 노광하는 영역에, 집속된 전자선 또는 자외선을 주사해 노광하는, EUV 리소그래피용 반사형 마스크의 제조 방법.
  15. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자선 또는 자외선으로 노광하는 영역에, 전자선 또는 자외선을 일괄 노광하는, EUV 리소그래피용 반사형 마스크의 제조 방법.
  16. 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준 마크는, 상기 반사층의 일부를 삭제함으로써 오목상으로 형성되는, EUV 리소그래피용 반사형 마스크의 제조 방법.
  17. 제 10 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준 마크는, 상기 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크의 평면에서 볼 때 4 개 모퉁이에 위치하고, 4 개의 기준 마크 중 적어도 1 개의 기준 마크가 나머지의 기준 마크와 상이한 형상으로 형성되는, EUV 리소그래피용 반사형 마스크의 제조 방법.
  18. 제 10 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레지스트는 포지티브 레지스트인, EUV 리소그래피용 반사형 마스크의 제조 방법.
  19. 기판 상에, EUV 광을 반사하는 반사층과, 상기 반사층 상에 EUV 광을 흡수하는 흡수층과, 마스크 패턴 영역의 결점 위치를 특정하는, 오목상 또는 볼록상의 기준 마크를 갖는 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크 상에 레지스트막을 갖는, 레지스트막이 형성된 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크로서,
    상기 기준 마크는, 상기 마스크 패턴 영역보다 외측 영역의 3 개소 이상에 위치하고, 평면에서 볼 때 적어도 2 개의 선에 의해 형성되고, 상기 기준 마크를 형성하는 각 선은 1 개의 교점에 있어서 교차하는 복수개의 가상선의 어느 것을 따라 배치되고, 각 가상선을 따라 적어도 1 개의 선이 배치되고,
    상기 기준 마크의 선의 폭의 최대값을 W 로 하면, 상기 레지스트막 중 평면에서 볼 때 상기 교점에 상당하는 기준 위치를 중심점으로 한 반경 1.5 W 의 원 영역을 포함하는 영역이, 노광되어 이루어지는 감광부인, 레지스트막이 형성된 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 기준 마크를 형성하는 각 선은 서로 직교하는 2 개의 직선상의 가상선의 어느 것을 따라 배치되고, 각 가상선을 따라 적어도 1 개의 선이 배치되는, 레지스트막이 형성된 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 반사층과 상기 흡수층 사이에, 상기 흡수층에 대한 패턴 형성시에 상기 반사층을 보호하기 위한 보호층을 갖는, 레지스트막이 형성된 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크.
  22. 제 19 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준 마크는 오목상이고, 상기 반사층에 형성된 홈이 전사되어 이루어지는, 레지스트막이 형성된 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크.
  23. 제 19 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준 마크는, 상기 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크의 평면에서 볼 때 4 개 모퉁이에 위치하고, 4 개의 기준 마크 중 적어도 1 개의 기준 마크가 나머지의 기준 마크와 상이한 형상인, 레지스트막이 형성된 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크.
  24. 제 19 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레지스트막은 포지티브 레지스트인, 레지스트막이 형성된 EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크.
  25. 기판 상에, EUV 광을 반사하는 반사층과, 상기 반사층 상에 EUV 광을 흡수하는 흡수층과, 상기 반사층과 상기 흡수층 사이에 상기 흡수층에 대한 패턴 형성시에 상기 반사층을 보호하는 보호층과, 마스크 패턴 영역의 결점 위치를 특정하기 위한 오목상의 기준 마크를 갖는, EUV 리소그래피용 반사형 마스크로서,
    상기 기준 마크는, 상기 마스크 패턴 영역보다 외측 영역의 3 개소 이상에 위치하고, 평면에서 볼 때 적어도 2 개의 선에 의해 형성되고, 상기 기준 마크를 형성하는 각 선은 1 개의 교점에 있어서 교차하는 복수개의 가상선의 어느 것을 따라 배치되고, 각 가상선을 따라 적어도 1 개의 선이 배치되고,
    상기 기준 마크의 선의 폭의 최대값을 W 로 하면, 평면에서 볼 때 상기 교점에 상당하는 기준 위치를 중심점으로 한 반경 1.5 W 의 원 영역 중, 오목상이 되는 상기 기준 마크의 표면이 상기 반사층이고, 상기 기준 마크 이외의 표면이 상기 보호층인, EUV 리소그래피용 반사형 마스크.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 기준 마크를 형성하는 각 선은 서로 직교하는 2 개의 직선상의 가상선의 어느 것을 따라 배치되고, 각 가상선을 따라 적어도 1 개의 선이 배치되는, EUV 리소그래피용 반사형 마스크.
  27. 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서,
    상기 기준 마크는, 평면에서 볼 때 4 개 모퉁이에 위치하고, 4 개의 기준 마크 중 적어도 1 개의 기준 마크가 나머지의 기준 마크와 상이한 형상인, EUV 리소그래피용 반사형 마스크.
  28. 제 25 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호층은 Ru 또는 Ru 화합물인, EUV 리소그래피용 반사형 마스크.
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