KR20210043563A - 반사형 마스크 블랭크, 반사형 마스크 및 그 제조 방법, 그리고 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
반사형 마스크의 섀도잉 효과를 저감시킴과 함께, 미세하고 고정밀도의 흡수체 패턴을 형성할 수 있는 반사형 마스크 블랭크를 제공한다. 기판과, 해당 기판 상에 마련된 다층 반사막과, 해당 다층 반사막 상에 마련된 흡수체막을 갖는 반사형 마스크 블랭크이며, 상기 흡수체막은, 코발트(Co) 및 니켈(Ni)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 고흡수 계수 원소와, 건식 에칭 속도를 빠르게 하는 원소를, 상기 흡수체막의 적어도 일부에 포함하고, 상기 흡수체막이, 기판측의 표면을 포함하는 하면 영역과, 기판과는 반대측의 표면을 포함하는 상면 영역을 포함하고, 상기 상면 영역의 상기 고흡수 계수 원소의 농도(원자%)가, 상기 하면 영역의 상기 고흡수 계수 원소의 농도(원자%)보다 높은 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크이다.
Description
본 발명은, 반도체 장치의 제조 등에 사용되는 반사형 마스크, 및 반사형 마스크를 제조하기 위하여 이용되는 반사형 마스크 블랭크에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 상기 반사형 마스크를 이용한 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 장치 제조에 있어서의 노광 장치의 광원의 파장은 점차 짧아지고 있다. 구체적으로는, 광원의 파장은 436㎚(g선), 365㎚(i선), 248㎚(KrF 레이저), 193㎚(ArF 레이저)와 같이 점차 짧아져 왔다. 보다 미세한 패턴 전사를 실현하기 위하여, 파장 약 13.5㎚의 극단 자외선(EUV: Extreme Ultra Violet)을 이용한 EUV 리소그래피가 개발되어 있다. EUV 광에 대하여 투명한 재료가 적은 점에서, EUV 리소그래피에서는 반사형 마스크가 이용된다. 반사형 마스크는, 저열팽창 기판 상에 형성된, 노광 광을 반사하기 위한 다층 반사막, 당해 다층 반사막 상에 형성된 당해 다층 반사막을 보호하기 위한 보호막, 및 보호막 상에 형성된, 원하는 전사용 패턴을 갖는 마스크 구조를 기본 구조로 하고 있다. 또한 대표적인 반사형 마스크로서 바이너리형 반사형 마스크와 위상 시프트형 반사형 마스크(하프톤 위상 시프트형 반사형 마스크)가 있다. 바이너리형 반사형 마스크는, EUV 광을 충분히 흡수하는, 비교적 두꺼운 흡수체 패턴(전사용 패턴)을 갖는다. 위상 시프트형 반사형 마스크는, EUV 광을 광 흡수에 의하여 감광시키고, 또한 다층 반사막으로부터의 반사 광에 대하여 거의 위상이 반전(약 180도의 위상 반전)된 반사 광을 발생시키기 위한 비교적 얇은 흡수체 패턴을 갖는다. 이 위상 시프트형 반사형 마스크는, 투과형 광 위상 시프트 마스크와 마찬가지로 위상 시프트 효과에 의하여 높은 전사 광학 상 콘트라스트가 얻어진다. 그 때문에 위상 시프트형 반사형 마스크는 해상도 향상 효과가 있다. 또한 위상 시프트형 반사형 마스크의 흡수체 패턴(위상 시프트 패턴)의 막 두께가 얇은 점에서, 높은 정밀도로 미세한 위상 시프트 패턴을 형성할 수 있다.
EUV 리소그래피에서는, 광 투과율의 관계로부터 다수의 반사경으로 이루어지는 투영 광학계가 이용되고 있다. 투영 광학계에서는, 반사형 마스크에 대하여 EUV 광을 비스듬히 입사시켜 이들 복수의 반사경이 투영 광(노광 광)을 차단하지 않도록 하고 있다. 반사형 마스크에 대한 노광 광의 입사 각도는 현재, 반사형 마스크 기판 수직면에 대하여 6도로 하는 것이 주류이다. 투영 광학계의 개구 수(NA)의 향상과 함께, 보다 경사입사로 되는 각도(구체적으로는 8도 정도)로 하는 방향에서 검토가 진행되고 있다.
EUV 리소그래피에서는, 반사형 마스크에 대하여 노광 광이 비스듬히 입사되기 때문에 섀도잉 효과라 칭해지는 고유의 문제가 있다. 섀도잉 효과란, 입체 구조를 갖는 흡수체 패턴에 노광 광이 비스듬히 입사됨으로써 그림자가 생겨, 전사 형성되는 패턴의 치수 및/또는 위치가 변하는 현상이다. 흡수체 패턴의 입체 구조가 벽으로 되어 그늘측에 그림자가 생겨, 전사 형성되는 패턴의 치수 및/또는 위치가 변한다. 예를 들어 배치되는 흡수체 패턴의 방향이, 경사입사 광의 방향에 대하여 평행으로 되는 경우와, 경사입사 광의 방향에 대하여 수직으로 되는 경우에, 양자의 전사 패턴의 치수와 위치에 차가 생기기 때문에 전사 정밀도가 저하된다.
이와 같은 EUV 리소그래피용의 반사형 마스크, 및 이를 제작하기 위한 마스크 블랭크에 관련되는 기술이 특허문헌 1 내지 특허문헌 3에 개시되어 있다. 또한 특허문헌 1에는 섀도잉 효과에 대해서도 개시되어 있다. 종래, EUV 리소그래피용의 반사형 마스크로서 위상 시프트형 반사형 마스크를 이용함으로써 바이너리형 반사형 마스크의 경우보다도 위상 시프트 패턴의 막 두께를 비교적 얇게 함으로써, 섀도잉 효과에 의한 전사 정밀도의 저하의 억제를 도모하고 있다.
패턴을 미세하게 할수록, 또한 패턴 치수 및 패턴 위치의 정밀도를 높일수록 반도체 장치의 전기 특성 성능이 높아지고, 또한 집적도를 향상시켜 칩 사이즈를 저감시킬 수 있다. 그 때문에 EUV 리소그래피에는 종래보다도 한층 높은 고정밀도 미세 치수 패턴 전사 성능이 요구되고 있다. 현재는 hp16㎚(half pitch 16㎚) 세대 대응의 초미세 고정밀도 패턴 형성이 요구되고 있다. 이와 같은 요구에 대하여, 섀도잉 효과를 작게 하기 위하여 흡수체막(위상 시프트막)의 추가적인 박막화가 요구되고 있다. 특히 EUV 노광의 경우, 흡수체막(위상 시프트막)의 막 두께를 60㎚ 미만, 바람직하게는 50㎚ 이하로 할 것이 요구되고 있다.
특허문헌 1 내지 3에 개시되어 있는 바와 같이, 종래부터 반사형 마스크 블랭크의 흡수체막(위상 시프트막)을 형성하는 재료로서 Ta가 이용되어 왔다. EUV 광(예를 들어 파장 13.5㎚)에 있어서의 Ta의 굴절률 n은 약 0.943이다. 그 때문에, Ta의 위상 시프트 효과를 이용하더라도, Ta만으로 형성되는 흡수체막(위상 시프트막)의 박막화는 60㎚가 한계이다. 바이너리형 반사형 마스크 블랭크의 흡수체막으로서, 소쇠 계수 k가 높은(흡수 계수가 높은) 금속 재료를 이용함으로써, 흡수체막을 보다 박막화할 수 있다. 파장 13.5㎚에 있어서의 소쇠 계수 k가 큰 금속 재료로서는 코발트(Co) 및 니켈(Ni)을 들 수 있다.
미세 패턴을 전사 형성하기 위하여, 반사형 마스크의 흡수체 패턴을 수직에 가까운 단면 형상으로 할 것이 요구된다. 그러나 소쇠 계수 k가 큰 Co 및 Ni는, 에칭을 행하기 어려운 재료여서 긴 에칭 시간이 필요해진다. 그 때문에, Co 및 Ni를 포함하는 흡수체 패턴의 단면 형상을 수직으로 하는 것이 어렵다. 즉, 건식 에칭에 의하여 흡수체막을 패터닝하는 경우, 에칭 가스가 흡수체막 하면까지 도달한 단계에서는 흡수체 패턴의 하부의 측벽의 에칭이 충분히 진행되지 않는다. 그 때문에, 흡수체 패턴의 단면 형상이 경사져서 밑으로 갈수록 퍼지는 테이퍼(taper) 형상으로 된다. 흡수체 패턴의 하부의 측벽이 확실히 에칭되기 위해서는 추가 에칭(오버 에칭)을 행할 필요가 있다.
그러나 흡수체 패턴의 단면의 테이퍼 형상의 부분을 제거하기 위하여 오버 에칭의 시간이 길어지면, 흡수체 패턴의 상부의 측벽도 에칭된다. 그 때문에, 흡수체 패턴의 단면 형상을 수직으로 하는 것이 곤란하다. 흡수체 패턴의 단면 형상이 테이퍼 형상인 반사형 마스크를 이용한 경우, 피전사 기판 상에 형성되는 전사 패턴의 정밀도가 저하된다는 문제가 생긴다. 또한 오버 에칭을 지나치게 오래 하면, 흡수체막보다 기판측에 배치되는 보호막 및/또는 다층 반사막에 대하여 대미지가 생길 가능성이 있다.
본 발명은, 상기 관점을 감안하여 반사형 마스크의 섀도잉 효과를 저감시킴과 함께, 미세하고 고정밀도의 흡수체 패턴을 형성할 수 있는 반사형 마스크 블랭크를 제공하는 것을 목적으로 한다. 구체적으로는 본 발명은, 반사형 마스크의 흡수체 패턴을 형성할 때, 흡수체 패턴의 단면 형상이 테이퍼 형상으로 되는 것을 억제할 수 있는 반사형 마스크 블랭크를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명은, 섀도잉 효과를 저감시킬 수 있고, 흡수체 패턴의 단면 형상이 테이퍼 형상으로 되는 것을 억제할 수 있는 반사형 마스크 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명은, 그 반사형 마스크를 이용한 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 이하의 구성을 갖는다.
(구성 1)
본 발명의 구성 1은, 기판과, 해당 기판 상에 마련된 다층 반사막과, 해당 다층 반사막 상에 마련된 흡수체막을 갖는 반사형 마스크 블랭크이며,
상기 흡수체막은, 코발트(Co) 및 니켈(Ni)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 고흡수 계수 원소와, 건식 에칭 속도를 빠르게 하는 원소를, 상기 흡수체막의 적어도 일부에 포함하고,
상기 흡수체막이, 기판측의 표면을 포함하는 하면 영역과, 기판과는 반대측의 표면을 포함하는 상면 영역을 포함하고,
상기 상면 영역의 상기 고흡수 계수 원소의 농도(원자%)가, 상기 하면 영역의 상기 고흡수 계수 원소의 농도(원자%)보다 높은 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크이다.
(구성 2)
본 발명의 구성 2는, 상기 하면 영역의 상기 건식 에칭 속도를 빠르게 하는 원소의 농도(원자%)가, 상기 상면 영역의 상기 건식 에칭 속도를 빠르게 하는 원소의 농도(원자%)보다 높은 것을 특징으로 하는, 구성 1의 반사형 마스크 블랭크이다.
(구성 3)
본 발명의 구성 3은, 상기 건식 에칭 속도를 빠르게 하는 원소가, 탄탈(Ta), 텅스텐(W) 및 주석(Sn)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소인 것을 특징으로 하는, 구성 1 또는 2의 반사형 마스크 블랭크이다.
(구성 4)
본 발명의 구성 4는, 상기 흡수체막이, 상기 하면 영역을 포함하는 하층과, 상기 상면 영역을 포함하는 상층을 포함하는 적층막이고,
상기 하층의 재료에 포함되는 상기 고흡수 계수 원소의 농도(원자%)를 C1lower라 하고, 상기 상층의 재료에 포함되는 상기 고흡수 계수 원소의 농도(원자%)를 C1upper라 하였을 때,
C1upper>C1lower≥0 … (식 1)
인 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 3 중 어느 것의 반사형 마스크 블랭크이다.
(구성 5)
본 발명의 구성 5는, 상기 하층의 재료에 포함되는, 상기 건식 에칭 속도를 빠르게 하는 원소의 농도(원자%)를 C2lower라 하고, 상기 상층의 재료에 포함되는, 상기 건식 에칭 속도를 빠르게 하는 원소의 농도(원자%)를 C2upper라 하였을 때,
C2lower>C2upper≥0 … (식 2)
인 것을 특징으로 하는, 구성 4의 반사형 마스크 블랭크이다.
(구성 6)
본 발명의 구성 6은, 상기 상층의 재료가 코발트(Co) 및 탄탈(Ta)을 포함하고, 상기 하층의 재료가 탄탈(Ta)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 구성 4 또는 5의 반사형 마스크 블랭크이다.
(구성 7)
본 발명의 구성 7은, 상기 상층의 재료가 니켈(Ni) 및 탄탈(Ta)을 포함하고, 상기 하층의 재료가 탄탈(Ta)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 구성 4 또는 5의 반사형 마스크 블랭크이다.
(구성 8)
본 발명의 구성 8은, 상기 상층은, 제1 염소계 가스를 포함하는 건식 에칭 가스에 의하여 에칭 가능한 재료로 이루어지고, 상기 하층은, 제1 염소계 가스와는 다른 제2 염소계 가스를 포함하는 건식 에칭 가스에 의하여 에칭 가능한 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 구성 4 내지 7 중 어느 것의 반사형 마스크 블랭크이다.
(구성 9)
본 발명의 구성 9는, 상기 다층 반사막과 상기 흡수체막 사이에 보호막을 갖는 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 8 중 어느 것의 반사형 마스크 블랭크이다.
(구성 10)
본 발명의 구성 10은, 상기 보호막과 상기 흡수체막 사이에 에칭 스토퍼막을 갖고, 상기 에칭 스토퍼막은, 크롬(Cr)을 포함하는 재료 또는 규소(Si)를 포함하는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 구성 9의 반사형 마스크 블랭크이다.
(구성 11)
본 발명의 구성 11은, 상기 흡수체막 상에 에칭 마스크막을 갖고, 상기 에칭 마스크막은, 크롬(Cr)을 포함하는 재료 또는 규소(Si)를 포함하는 재료를 포함하는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 구성 1 내지 10 중 어느 것의 반사형 마스크 블랭크이다.
(구성 12)
본 발명의 구성 12는, 구성 1 내지 11 중 어느 것의 반사형 마스크 블랭크에 있어서의 상기 흡수체막이 패터닝된 흡수체 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크이다.
(구성 13)
본 발명의 구성 13은, 구성 1 내지 11 중 어느 것의 반사형 마스크 블랭크의 상기 흡수체막을, 염소계 가스를 이용한 건식 에칭으로 패터닝하여 흡수체 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크의 제조 방법이다.
(구성 14)
본 발명의 구성 14는, 구성 1 내지 11 중 어느 것의 반사형 마스크 블랭크의 상기 흡수체막을, 제1 염소계 가스와, 해당 제1 염소계 가스와는 다른 제2 염소계 가스를 이용한 건식 에칭으로 패터닝하여 흡수체 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크의 제조 방법이다.
(구성 15)
본 발명의 구성 15는, EUV 광을 발하는 노광 광원을 갖는 노광 장치에, 구성 12의 반사형 마스크를 세트하고, 피전사 기판 상에 형성되어 있는 레지스트막에 전사 패턴을 전사하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법이다.
본 발명에 따르면, 반사형 마스크의 섀도잉 효과를 저감시킴과 함께, 미세하고 고정밀도의 흡수체 패턴을 형성할 수 있는 반사형 마스크 블랭크를 제공할 수 있다. 구체적으로는 본 발명에 따르면, 반사형 마스크의 흡수체 패턴을 형성할 때, 흡수체 패턴의 단면 형상이 테이퍼 형상으로 되는 것을 억제할 수 있는 반사형 마스크 블랭크를 제공할 수 있다. 또한 본 발명에 따르면, 섀도잉 효과를 저감시킬 수 있고, 흡수체 패턴의 단면 형상이 테이퍼 형상으로 되는 것을 억제할 수 있는 반사형 마스크 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다. 또한 그 반사형 마스크를 이용한 반도체 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 반사형 마스크 블랭크의 일 실시 형태의 구성을 설명하기 위한 모식도이며, 흡수체막의 구조에 대하여 설명하기 위한 요부 단면 모식도이다.
도 2는 본 발명의 반사형 마스크 블랭크의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 요부 단면 모식도이다.
도 3은 반사형 마스크 블랭크로부터 반사형 마스크를 제작하는 공정을 요부 단면 모식도로 도시한 공정도이다.
도 4는 본 발명의 반사형 마스크 블랭크의 다른 실시 형태의 일례를 도시하는 요부 단면 모식도이다.
도 5는 본 발명의 반사형 마스크 블랭크의 또 다른 실시 형태의 일례를 도시하는 요부 단면 모식도이다.
도 6은 흡수체 패턴의 테이퍼 각도 θ를 설명하기 위한 단면 모식도이다.
도 2는 본 발명의 반사형 마스크 블랭크의 다른 실시 형태를 설명하기 위한 요부 단면 모식도이다.
도 3은 반사형 마스크 블랭크로부터 반사형 마스크를 제작하는 공정을 요부 단면 모식도로 도시한 공정도이다.
도 4는 본 발명의 반사형 마스크 블랭크의 다른 실시 형태의 일례를 도시하는 요부 단면 모식도이다.
도 5는 본 발명의 반사형 마스크 블랭크의 또 다른 실시 형태의 일례를 도시하는 요부 단면 모식도이다.
도 6은 흡수체 패턴의 테이퍼 각도 θ를 설명하기 위한 단면 모식도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다. 또한 이하의 실시 형태는, 본 발명을 구체화할 때의 일 형태이지 본 발명을 그 범위 내에 한정하는 것은 아니다. 또한 도면 중, 동일 또는 상당하는 부분에는 동일한 부호를 붙여서 그 설명을 간략화 내지 생략하는 일이 있다.
<반사형 마스크 블랭크(100)의 구성 및 그 제조 방법>
도 1은, 본 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크(100)의 실시 형태를 설명하기 위한 요부 단면 모식도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 실시 형태에서는, 반사형 마스크 블랭크(100)는 기판(1) 상에 다층 반사막(2)과 흡수체막(4)을 이러한 기재 순으로 갖는다. 다층 반사막(2)은 기판(1)의 제1 주면(표면)측에 형성되어, 노광 광인 EUV 광을 반사한다. 흡수체막(4)은 EUV 광을 흡수한다. 본 명세서에서는, 흡수체막(4)의, 기판(1)측의 표면을 포함하는 영역을 하면 영역(46)이라 한다. 또한 본 명세서에서는, 흡수체막(4)의, 기판(1)과는 반대측의 표면을 포함하는 영역을 상면 영역(48)이라 한다. 또한 본 명세서에서는, 소정의 EUV 노광 광(예를 들어 파장 13.5㎚의 EUV 광)에 대한 흡수 계수(소쇠 계수)가 높은 원소를 고흡수 계수 원소라 한다. 본 실시 형태는, 상면 영역(48)의 고흡수 계수 원소의 농도(원자%)가, 하면 영역(46)의 고흡수 계수 원소의 농도(원자%)보다 높은 것에 특징이 있다.
도 1에 도시하는 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크(100)는 다층 반사막(2)과 흡수체막(4) 사이에, 또한 보호막(3)을 갖는다. 보호막(3)은, 흡수체막(4)의 패터닝 시의 에천트 및 세정액에 대하여 내성을 갖는 재료로 형성된다. 도 1에 도시하는 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크(100)는, 기판(1)의 제2 주면(이면)측에 정전 척용의 이면 도전막(5)을 갖는다.
도 4는, 본 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크(100)의 다른 실시 형태를 도시하는 요부 단면 모식도이다. 반사형 마스크 블랭크(100)는, 도 1에 도시하는 반사형 마스크 블랭크(100)와 마찬가지로 기판(1)과 다층 반사막(2)과 보호막(3)과 흡수체막(4)과 이면 도전막(5)을 구비한다. 도 4에 도시하는 반사형 마스크 블랭크(100)는 흡수체막(4) 상에, 흡수체막(4)을 에칭할 때 흡수체막(4)의 에칭 마스크로 되는 에칭 마스크막(6)을 더 갖고 있다. 또한 에칭 마스크막(6)을 갖는 반사형 마스크 블랭크(100)를 이용하는 경우, 후술하는 바와 같이 흡수체막(4)에 전사 패턴을 형성한 후, 에칭 마스크막(6)을 박리해도 된다.
도 5는, 본 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크(100)의 또 다른 실시 형태를 도시하는 요부 단면 모식도이다. 반사형 마스크 블랭크(100)는, 도 4에 도시하는 반사형 마스크 블랭크(100)와 마찬가지로 기판(1)과 다층 반사막(2)과 보호막(3)과 흡수체막(4)과 에칭 마스크막(6)과 이면 도전막(5)을 구비한다. 도 5에 도시하는 반사형 마스크 블랭크(100)는 보호막(3)과 흡수체막(4) 사이에, 흡수체막(4)을 에칭할 때 에칭 스토퍼로 되는 에칭 스토퍼막(7)을 더 갖고 있다. 또한 에칭 마스크막(6) 및 에칭 스토퍼막(7)을 갖는 반사형 마스크 블랭크(100)를 이용하는 경우, 후술하는 바와 같이 흡수체막(4)에 전사 패턴을 형성한 후, 에칭 마스크막(6) 및 에칭 스토퍼막(7)을 박리해도 된다.
또한 반사형 마스크 블랭크(100)는, 이면 도전막(5)이 형성되어 있지 않은 구성을 포함한다. 또한 반사형 마스크 블랭크(100)는, 흡수체막(4) 또는 에칭 마스크막(6) 상에 레지스트막(11)을 형성한, 레지스트막을 갖는 마스크 블랭크의 구성을 포함한다.
본 명세서에 있어서, 예를 들어 「기판(1)의 주 표면 상에 형성된 다층 반사막(2)」이라는 기재는, 다층 반사막(2)이 기판(1)의 표면에 접하여 배치되는 것을 의미하는 경우 외에, 기판(1)과 다층 반사막(2) 사이에 다른 막을 갖는 것을 의미하는 경우도 포함한다. 다른 막에 대해서도 마찬가지이다. 또한 본 명세서에 있어서, 예를 들어 「막 A가 막 B 상에 접하여 배치된다」는 것은, 막 A와 막 B 사이에 다른 막을 개재하지 않고 막 A와 막 B가 직접 접하도록 배치되어 있는 것을 의미한다.
이하, 반사형 마스크 블랭크(100)의 각 구성에 대하여 구체적으로 설명한다.
≪기판(1)≫
기판(1)은, EUV 광에 의한 노광 시의 열에 의한 흡수체 패턴(4a)의 변형을 방지하기 위하여 0±5ppb/℃의 범위 내의 저열팽창 계수를 갖는 것이 바람직하게 이용된다. 이 범위의 저열팽창 계수를 갖는 소재로서는, 예를 들어 SiO2-TiO2계 유리, 또는 다성분계 유리 세라믹스 등을 이용할 수 있다.
기판(1)의 전사 패턴(후술하는 흡수체막(4)이 이를 구성함)이 형성되는 측의 제1 주면은, 적어도 패턴 전사 정밀도, 위치 정밀도를 얻는 관점에서 고평탄도로 되도록 표면 가공되어 있다. EUV 노광의 경우, 기판(1)의 전사 패턴이 형성되는 측의 주 표면의 132㎜×132㎜의 영역에 있어서, 평탄도가 0.1㎛ 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.05㎛ 이하, 특히 바람직하게는 0.03㎛ 이하이다. 흡수체막(4)이 형성되는 측과 반대측의 제2 주면은, 노광 장치에 세트할 때 정전 척되는 면(이면)이다. 이면의 132㎜×132㎜의 영역에 있어서, 평탄도가 0.1㎛ 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.05㎛ 이하, 특히 바람직하게는 0.03㎛ 이하이다. 또한 반사형 마스크 블랭크(100)의 142㎜×142㎜의 영역에 있어서의 제2 주면측(이면)의 평탄도는 1㎛ 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.5㎛ 이하, 특히 바람직하게는 0.3㎛ 이하이다.
또한 기판(1)의 표면 평활도가 높은 것도 극히 중요한 항목이다. 흡수체 패턴(4a)이 형성되는 기판(1)의 제1 주면의 표면 조도는, 제곱 평균 평방근 조도(RMS)로 0.1㎚ 이하인 것이 바람직하다. 또한 표면 평활도는 원자간력 현미경으로 측정할 수 있다.
또한 기판(1)은, 그 위에 형성되는 막(다층 반사막(2) 등)의 막 응력에 의한 변형을 방지하기 위하여 높은 강성을 갖고 있는 것이 바람직하다. 특히 65㎬ 이상의 높은 영률을 갖고 있는 것이 바람직하다.
≪다층 반사막(2)≫
반사형 마스크(200)의 다층 반사막(2)은, EUV 광을 반사하는 기능을 부여하는 것이다. 반사형 마스크(200)는, 굴절률이 다른 원소를 주성분으로 하는 각 층이 주기적으로 적층된 다층막의 구성으로 되어 있다.
일반적으로는, 고굴절률 재료인 경원소 또는 그의 화합물의 박막(고굴절률층)과, 저굴절률 재료인 중원소 또는 그의 화합물의 박막(저굴절률층)이 교대로 40 내지 60주기 정도 적층된 다층막이 다층 반사막(2)으로서 이용된다. 다층막은, 기판(1)측으로부터 고굴절률층과 저굴절률층을 이 순으로 적층한 고굴절률층/저굴절률층의 적층 구조를 1주기로 하여 복수 주기 적층해도 된다. 또한 다층막은, 기판(1)측으로부터 저굴절률층과 고굴절률층을 이 순으로 적층한 저굴절률층/고굴절률층의 적층 구조를 1주기로 하여 복수 주기 적층해도 된다. 또한 다층 반사막(2)의 최표면의 층, 즉, 다층 반사막(2)의 기판(1)과 반대측의 표면층은 고굴절률층으로 하는 것이 바람직하다. 상술한 다층막에 있어서, 기판(1)으로부터 고굴절률층과 저굴절률층을 이 순으로 적층한 고굴절률층/저굴절률층의 적층 구조를 1주기로 하여 복수 주기 적층하는 경우에는 최상층이 저굴절률층으로 된다. 최상층이 저굴절률층인 경우, 저굴절률층이 다층 반사막(2)의 최표면을 구성하면 용이하게 산화되어 버려 반사형 마스크(200)의 반사율이 감소한다. 그 때문에, 최상층의 저굴절률층 상에 고굴절률층을 더 형성하여 다층 반사막(2)으로 하는 것이 바람직하다. 한편, 상술한 다층막에 있어서, 기판(1)측으로부터 저굴절률층과 고굴절률층을 이러한 순으로 적층한 저굴절률층/고굴절률층의 적층 구조를 1주기로 하여 복수 주기 적층하는 경우에는 최상층이 고굴절률층으로 되므로, 그대로여도 된다.
본 실시 형태에 있어서, 고굴절률층으로서는, 규소(Si)를 포함하는 층이 채용된다. Si를 포함하는 재료로서는 Si 단체 외에, Si에 보론(B), 탄소(C), 질소(N) 및 산소(O)를 포함하는 Si 화합물이어도 된다. Si를 포함하는 층을 고굴절률층으로서 사용함으로써, EUV 광의 반사율이 높은 다층 반사막(2)이 얻어진다. 본 실시 형태에서는, 기판(1)으로서는 유리 기판이 바람직하게 이용된다. Si는, 유리 기판과의 밀착성이 우수하다. 저굴절률층으로서는, 몰리브덴(Mo), 루테늄(Ru), 로듐(Rh) 및 백금(Pt)으로부터 선택되는 금속 단체, 또는 이들의 합금이 이용된다. 예를 들어 파장 13㎚ 내지 14㎚의 EUV 광에 대한 다층 반사막(2)으로서는, Mo막과 Si막을 교대로 40 내지 60주기 정도 적층한 Mo/Si 주기 적층막을 이용하는 것이 바람직하다. 또한 다층 반사막(2)의 최상층인 고굴절률층을 규소(Si)로 형성하고, 이 최상층(Si층)과 Ru계 보호막(3) 사이에, 규소와 산소를 포함하는 규소 산화물층을 형성하도록 해도 된다. 최상층 상에 규소 산화물층을 포함함으로써 마스크 세정 내성을 향상시킬 수 있다.
이와 같은 다층 반사막(2) 단독으로의 반사율은 통상 65% 이상이며, 상한은 통상 73%이다. 또한 다층 반사막(2)의 각 구성층의 두께, 주기는 노광 파장에 따라 적절히 선택하면 되며, 브래그 반사의 법칙을 만족시키도록 선택된다. 다층 반사막(2)에 있어서 고굴절률층 및 저굴절률층은 각각 복수 존재하는데, 고굴절률층끼리, 그리고 저굴절률층끼리의 두께가 동일하지 않아도 된다. 또한 다층 반사막(2)의 최표면의 Si층의 막 두께는, 반사율을 저하시키지 않는 범위에서 조정할 수 있다. 최표면의 Si(고굴절률층)의 막 두께는 3㎚ 내지 10㎚로 할 수 있다.
다층 반사막(2)의 형성 방법은 당해 기술 분야에 있어서 공지이다. 예를 들어 이온 빔 스퍼터링법에 의하여 다층 반사막(2)의 각 층을 성막함으로써 형성할 수 있다. 상술한 Mo/Si 주기 다층막의 경우, 예를 들어 이온 빔 스퍼터링법에 의하여, 먼저 Si 타깃을 이용하여 두께 4㎚ 정도의 Si막을 기판(1) 상에 성막하고, 그 후 Mo 타깃을 이용하여 두께 3㎚ 정도의 Mo막을 성막하여 이를 1주기로 하고, 40 내지 60주기 적층하여 다층 반사막(2)을 형성한다(최표면의 층은 Si층으로 함). 다층 반사막(2)의 주기를 60주기로 한 경우, 40주기보다도 공정 수는 증가하지만 EUV 광에 대한 반사율을 높일 수 있다. 또한 다층 반사막(2)의 성막 시에 이온원으로부터 크립톤(Kr) 이온 입자를 공급하여 이온 빔 스퍼터링을 행함으로써 다층 반사막(2)을 형성하는 것이 바람직하다.
≪보호막(3)≫
본 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크(100)는, 다층 반사막(2)과 흡수체막(4) 사이에 보호막(3)을 갖는 것이 바람직하다. 다층 반사막(2)과 흡수체막(4) 사이에 보호막(3)을 가짐으로써, 반사형 마스크 블랭크(100)를 이용하여 반사형 마스크(200)를 제조할 때의 다층 반사막(2)의 표면에 대한 대미지를 억제할 수 있다. 따라서 반사형 마스크(200)의 EUV 광에 대한 반사 특성이 양호해진다.
보호막(3)은, 후술하는 반사형 마스크(200)의 제조 공정에 있어서의 건식 에칭 및 세정으로부터 다층 반사막(2)을 보호하기 위하여 다층 반사막(2) 상에 형성된다. 또한 전자선(EB)을 이용한 흡수체 패턴(4a)의 흑색 결함 수정 시의 다층 반사막(2)의 보호도 겸비한다. 여기서, 도 1에서는 보호막(3)이 1층인 경우를 도시하고 있지만, 3층 이상의 적층 구조로 할 수도 있다. 예를 들어 최하층과 최상층을, 상기 Ru를 함유하는 물질로 이루어지는 층으로 하고, 최하층과 최상층 사이에, Ru 이외의 금속 혹은 합금을 개재시킨 보호막(3)으로 하더라도 상관없다. 예를 들어 보호막(3)은, 루테늄을 주성분으로서 포함하는 재료에 의하여 구성될 수도 있다. 즉, 보호막(3)의 재료는 Ru 금속 단체여도 되고, Ru에 티타늄(Ti), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 지르코늄(Zr), 이트륨(Y), 붕소(B), 란탄(La), 코발트(Co) 및 레늄(Re) 등으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속을 함유한 Ru 합금일 수 있다. 또한 보호막(3)의 재료는, Ru 또는 Ru 합금에 질소를 더 포함하는 재료일 수 있다. 이와 같은 재료의 보호막(3)은, 특히 염소계 가스(Cl계 가스)의 건식 에칭으로 흡수체막(4)을 패터닝하는 경우에 유효하다. 보호막(3)은, 염소계 가스를 이용한 건식 에칭에 있어서의, 보호막(3)에 대한 흡수체막(4)의 에칭 선택비(흡수체막(4)의 에칭 속도/보호막(3)의 에칭 속도)가 1.5 이상, 바람직하게는 3 이상으로 되는 재료로 형성되는 것이 바람직하다.
보호막(3)이 Ru 합금인 경우, Ru 합금의 Ru 함유량은 50원자% 이상 100원자% 미만, 바람직하게는 80원자% 이상 100원자% 미만, 더욱 바람직하게는 95원자% 이상 100원자% 미만이다. 특히 Ru 합금의 Ru 함유량이 95원자% 이상 100원자% 미만인 경우에는, 보호막(3)에 대한 다층 반사막(2)을 구성하는 원소(예를 들어 규소)의 확산을 억제하면서, EUV 광의 반사율을 충분히 확보하면서 마스크 세정 내성, 흡수체막(4)을 에칭 가공하였을 때의 에칭 스토퍼 기능, 및 다층 반사막(2)의 경시 변화 방지라는, 보호막(3)으로서의 기능을 겸비하는 것이 가능해진다.
EUV 리소그래피에서는, 노광 광에 대하여 투명한 물질이 적으므로, 마스크 패턴면에 대한 이물 부착을 방지하는 EUV 펠리클이 기술적으로 간단하지는 않다. 이 점에서, 펠리클을 이용하지 않는 펠리클리스 운용이 주류로 되어 있다. 또한 EUV 리소그래피에서는, EUV 노광에 의하여 마스크에 카본막이 퇴적되거나 산화막이 성장하거나 하는 등의 노광 콘타미네이션이 일어난다. 그 때문에, EUV 리소그래피용의 반사형 마스크(200)를 반도체 장치의 제조에 사용하고 있는 단계에서 자주 세정을 행하여 마스크 상의 이물 및 콘타미네이션을 제거할 필요가 있다. 이 때문에 반사형 마스크(200)에서는, 광 리소그래피용의 투과형 마스크에 비해 월등히 높은 마스크 세정 내성이 요구되고 있다. Ti를 함유한 Ru계의 보호막(3)을 이용함으로써, 황산, 황산과수(SPM), 암모니아, 암모니아 과수(APM), OH 라디칼 세정수, 또는 농도가 10ppm 이하인 오존수 등의, 세정액에 대한 세정 내성이 특히 높아진다. 그 때문에 마스크 세정 내성의 요구를 만족시키는 것이 가능해진다.
보호막(3)의 두께는, 그 보호막(3)으로서의 기능을 행하는 것이 가능한 한 특별히 제한되지 않는다. EUV 광의 반사율의 관점에서 보호막(3)의 두께는, 바람직하게는 1.0㎚ 내지 8.0㎚, 보다 바람직하게는 1.5㎚ 내지 6.0㎚이다.
보호막(3)의 형성 방법으로서는, 공지된 막 형성 방법과 마찬가지의 것을 특별히 제한 없이 채용할 수 있다. 구체예로서는 스퍼터링법 및 이온 빔 스퍼터링법을 들 수 있다.
≪흡수체막(4)≫
보호막(3) 상에, EUV 광을 흡수하는 흡수체막(4)이 형성된다. 흡수체막(4)은, EUV 광을 흡수하는 기능을 갖는다. 흡수체막(4)을 건식 에칭에 의하여 소정의 패턴으로 가공함으로써 흡수체 패턴(4a)을 얻을 수 있다.
본 실시 형태의 흡수체막(4)은, EUV 광(예를 들어 파장 13.5㎚)에 대한 소쇠 계수 k가 높은(흡수 계수가 높은) 금속 재료를 이용함으로써 박막화할 수 있다. 본 명세서에서는, 소쇠 계수 k가 높은(흡수 계수가 높은) 금속 원소를 「고흡수 계수 원소」라 한다. 구체적으로는 고흡수 계수 원소란, 종래, 반사형 마스크의 흡수체막(4)의 재료로서 이용되고 있는 Ta의, 파장 13.5㎚의 EUV 광에 대한 소쇠 계수보다도 큰 소쇠 계수를 갖는 원소를 의미한다. 본 실시 형태의 흡수체막(4)으로서 이용할 수 있는 고흡수 계수 원소로서, 코발트(Co) 및 니켈(Ni)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나를 이용할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 소정의 재료의 굴절률 n 및 소쇠 계수 k의 값은, EUV 광(파장 13.5㎚)에 대한 굴절률 n 및 소쇠 계수 k를 의미한다.
종래, 반사형 마스크 블랭크(100)의 흡수체막(4)으로서, 가공성이 좋은 점에서 탄탈(Ta)이 많이 이용되고 있다. 탄탈(Ta)의 굴절률 n 및 소쇠 계수 k는 n=0.943 및 k=0.041이다. 이에 대하여, 코발트(Co)의 굴절률 n 및 소쇠 계수 k는 n=0.933 및 k=0.066이다. 또한 니켈(Ni)의 굴절률 n 및 소쇠 계수 k는 n=0.948 및 k=0.073이다. 따라서 탄탈에 비해 코발트 및 니켈의 소쇠 계수 k는 크다. 그 때문에 흡수체막(4)으로서, 코발트(Co) 및 니켈(Ni)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 고흡수 계수 원소를 재료로서 이용함으로써 흡수체막(4)을 박막화할 수 있다. 그 결과, 반사형 마스크(200)의 섀도잉 효과를 저감시킬 수 있다.
한편, 코발트(Co) 및 니켈(Ni)은, 에칭을 행하기 어려운 재료이다. 에칭이 장시간으로 되면, 흡수체막(4) 패턴(4a)의 상부의 측벽이 에칭됨으로써 흡수체막(4) 패턴(4a)의 단면 형상이 테이퍼(taper) 형상으로 되어 버릴 우려가 있다. 흡수체막(4) 패턴의 단면 형상이 테이퍼 형상인 반사형 마스크(200)를 이용한 경우, 피전사 기판(1) 상에 형성되는 전사 패턴의 정밀도가 저하된다는 문제가 생긴다.
그래서 본 발명자들은 흡수체막(4)의 에칭 시에, 에칭의 초기에 비해 에칭의 종기의 에칭 속도를 빠르게 함으로써 흡수체막(4) 패턴의 단면 형상이 테이퍼 형상으로 되는 것을 저감시킬 수 있는 것을 알아내었다. 또한 본 발명자들은, 에칭의 종기의 에칭 속도를 빠르게 하기 위하여, 흡수체막(4)의 기판(1)과는 반대측의 표면을 포함하는 영역(상면 영역(48))의 고흡수 계수 원소의 농도(원자%)가, 흡수체막(4)의 기판(1)측의 영역(하면 영역(46))의 고흡수 계수 원소의 농도(원자%)보다 높게 하는 것을 알아내어 본 실시 형태에 이르렀다. 또한 하면 영역(46)은 고흡수 계수 원소를 포함하지 않아도 된다. 즉, 하면 영역(46)의 고흡수 계수 원소의 농도(원자%)는 0일 수 있다.
또한 하면 영역(46)은 고흡수 계수 원소 이외의 원소를 포함하게 된다. 에칭의 종기의 에칭 속도를 빠르게 하기 위하여 하면 영역(46)은, 건식 에칭 속도를 빠르게 하는 원소를 포함하는 것이 바람직하다. 건식 에칭 속도를 빠르게 하는 원소란, 고흡수 계수 원소를 에칭하기 위하여 소정의 에칭 가스를 이용하는 경우, 그 소정의 에칭 가스에 의한 에칭 속도가, 고흡수 계수 원소를 에칭하는 경우보다도 빠른 원소를 의미한다.
흡수체막(4)의 하면 영역(46) 및 상면 영역(48)에 대하여 더 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이 흡수체막(4)은 하면 영역(46) 및 상면 영역(48)을 포함한다. 하면 영역(46)은, 흡수체막(4)의 2개의 표면(계면) 중, 기판(1)측의 표면을 포함하는 영역이다. 도 1에 도시하는 예에서는, 하면 영역(46)은 흡수체막(4)의 표면(계면) 중, 보호막(3)과 접하는 표면(본 명세서에서는 「하면」이라 함)을 포함하며, 그 표면 근방의 영역이다. 또한 상면 영역(48)은 흡수체막(4)의 2개의 표면(계면) 중, 기판(1)과는 반대측의 표면(본 명세서에서는 「상면」이라 함)을 포함하는 영역이다. 도 1에 도시하는 예에서는, 상면 영역(48)은, 반사형 마스크 블랭크(100)의 최표면으로 되는 흡수체막(4)의 표면을 포함하며, 그 표면 근방의 영역이다. 하면 영역(46) 및 상면 영역(48) 모두 하면 및 상면의 근방의 영역이며, 하면 또는 상면으로부터 흡수체막(4)의 막 두께의 10%, 바람직하게는 5%의 깊이를 갖는 영역일 수 있다. 하면 영역(46) 및 상면 영역(48)은, 흡수체막(4) 중의 고흡수 계수 원소의 농도(원자%), 및 건식 에칭 속도를 빠르게 하는 원소의 농도(원자%)의 분포를 나타내기 위한 가상적인 영역이다. 하면 영역(46) 및 상면 영역(48) 중의 소정의 원소의 농도 분포는 균일할 필요는 없다. 하면 영역(46) 및 상면 영역(48) 중의 소정의 원소의 농도는, 각 영역 내에서의 소정의 원소의 농도의 평균값일 수 있다.
하면 영역(46)과 상면 영역(48) 사이의 영역(본 명세서에서는 「중간 영역(47)」이라 함)의 소정의 원소의 농도 분포는 임의이다. 중간 영역(47)의 소정의 원소의 농도 분포는, 깊이 방향으로 단조 감소 또는 단조 증가하는 분포인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 중간 영역(47)에 있어서의 고흡수 계수 원소의 농도는, 흡수체막(4)의 깊이 방향으로 상면 영역(48)으로부터 하면 영역(46)을 향하여 단조 감소하는 것이 바람직하다. 또한 중간 영역(47)에 있어서의 건식 에칭 속도를 빠르게 하는 원소의 농도는, 흡수체막(4)의 깊이 방향으로 상면 영역(48)으로부터 하면 영역(46)을 향하여 단조 증가하는 것이 바람직하다. 소정의 원소의 농도의 깊이 방향의 농도 변화는 경사적일 수 있으며, 또한 스텝형으로 변화(증가 또는 감소)될 수도 있다. 본 명세서에 있어서 원소의 농도의 단조 감소란, 원소의 농도가 스텝형으로 감소하는 것을 포함한다. 본 명세서에 있어서 원소의 농도의 단조 증가란, 원소의 농도가 스텝형으로 증가하는 것을 포함한다.
본 실시 형태의 흡수체막(4)은, 하면 영역(46)의 고흡수 계수 원소의 농도(원자%)가, 상면 영역(48)의 고흡수 계수 원소의 농도(원자%)와 비교하여 낮다. 그 때문에, 흡수체막(4)을 에칭할 때, 에칭의 종기인, 하면 영역(46)의 에칭 속도를 빠르게 할 수 있다. 구체적으로는, 하면 영역(46)의 에칭 속도는 상면 영역(48)의 에칭 속도의 1.5배 이상인 것이 바람직하고, 3배 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한 하면 영역(46)의 에칭 속도는 상면 영역(48)의 에칭 속도의 10배 이하인 것이 바람직하고, 8배 이하인 것이 보다 바람직하다. 하면 영역(46) 및 상면 영역(48)의 재료가 이와 같은 에칭 속도로 되도록 하면, 영역(46)의 고흡수 계수 원소의 농도를 조절함으로써 흡수체 패턴(4a)의 단면 형상이 테이퍼 형상으로 되는 것을 억제할 수 있다. 본 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크를 이용하면, 단면 형상의 테이퍼 형상을 억제할 수 있으므로, 미세하고 고정밀도의 흡수체 패턴(4a)을 갖는 반사형 마스크(200)를 제조할 수 있다.
본 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크(100)는, 하면 영역(46)의 건식 에칭 속도를 빠르게 하는 원소의 농도(원자%)가, 상면 영역(48)의 건식 에칭 속도를 빠르게 하는 원소의 농도(원자%)보다 높은 것이 바람직하다. 건식 에칭 속도를 빠르게 하는 원소는, 탄탈(Ta), 텅스텐(W) 및 주석(Sn)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소인 것이 바람직하다. 또한 건식 에칭 속도를 빠르게 하는 원소로서 소정의 금속 원소 이외에 질소를 포함할 수 있다. 하면 영역(46)은, 건식 에칭 속도를 빠르게 하는 원소를 보다 많이 포함함으로써 흡수체막(4)의 에칭의 종기의 에칭 속도를 빠르게 할 수 있다. 그 결과, 흡수체 패턴(4a)의 단면 형상이 테이퍼 형상으로 되는 것을 억제하는 것을 보다 확실하게 할 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이 다른 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크(100)의 흡수체막(4)은, 하면 영역(46)을 포함하는 하층(42)과, 상면 영역(48)을 포함하는 상층(44)을 포함하는 적층막일 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이 흡수체막(4)은, 하면 영역(46)을 포함하는 하층(42)과, 상면 영역(48)을 포함하는 상층(44)을 포함할 수 있다. 도 2에 도시하는 예에서는, 흡수체막(4)은, 하층(42) 및 상층(44)으로 이루어지는 적층막이다. 하층(42) 및 상층(44)의 각각의 소정의 원소의 농도 분포는 대략 균일한 것이 바람직하다. 또한 흡수체막(4)이, 하층(42) 및 상층(44)으로 이루어지는 적층막인 경우에는, 하면 영역(46) 및 하층(42)의 소정의 원소의 농도는 동일하고, 상면 영역(48) 및 상층(44)의 소정의 원소의 농도는 동일하다.
도 2에 도시하는 예에서는, 흡수체막(4)의 적층막이 하층(42) 및 상층(44)의 2층이다. 본 실시 형태에서는, 흡수체막(4)은 3층 이상의 적층막일 수 있다. 흡수체막(4)의 성막 공정을 간이하게 할 수 있고, 또한 제조 비용을 저하시킬 수 있는 점에서, 본 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크(100)의 흡수체막(4)은, 하층(42) 및 상층(44)의 2층의 적층막인 것이 바람직하다.
도 2에 도시하는 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크(100)의 흡수체막(4)에서는, 하층(42)의 재료에 포함되는 고흡수 계수 원소의 농도(원자%)를 C1lower라 하고, 상층(44)의 재료에 포함되는 고흡수 계수 원소의 농도(원자%)를 C1upper라 하였을 때, 하기 (식 1)의 관계를 만족시킨다.
C1upper>C1lower≥0 … (식 1)
도 2에 도시하는 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크(100)에 따르면, 흡수체막(4)이, 소정의 고흡수 계수 원소의 농도를 갖는 하층(42) 및 상층(44)을 포함하는 적층막임으로써, 상층(44)의 에칭 속도에 비해 흡수체막(4)의 하층(42)의 에칭 속도를 빠르게 할 수 있다. 그 때문에, 반사형 마스크(200)의 흡수체 패턴(4a)을 형성할 때, 패턴의 단면 형상이 테이퍼 형상으로 되는 것을 억제할 수 있다.
도 2에 도시하는 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크(100)는, 하층(42)의 재료에 포함되는 건식 에칭 속도를 빠르게 하는 원소의 농도(원자%)를 C2lower라 하고, 상층(44)의 재료에 포함되는 건식 에칭 속도를 빠르게 하는 원소의 농도(원자%)를 C2upper라 하였을 때, 하기 (식 2)의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.
C2lower>C2upper≥0 … (식 2)
흡수체막(4)의 하층(42) 및 상층(44) 중의, 건식 에칭 속도를 빠르게 하는 원소의 농도(원자%)가 소정의 관계임으로써, 상층(44)의 에칭 속도에 비해 흡수체막(4)의 하층(42)의 에칭 속도를 빠르게 하는 것을 확실하게 할 수 있다. 그 결과, 반사형 마스크(200)의 흡수체 패턴(4a)을 형성할 때, 흡수체 패턴(4a)의 단면 형상이 테이퍼 형상으로 되는 것을 억제하는 것을 보다 확실하게 할 수 있다.
상층(44)의 재료로서는, 코발트(Co) 및 니켈(Ni) 중 적어도 하나 이상의 원소에, 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈(Ta), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 이트륨(Y), 인(P) 및 주석(Sn) 중 적어도 하나 이상의 첨가 원소(X)를 첨가한 Co-X 합금, Ni-X 합금, CoNi-X 합금을 이용할 수 있다. 첨가 원소(X)로서는 텅스텐(W), 탄탈(Ta) 및/또는 주석(Sn)을 포함하는 것이 바람직하고, 탄탈(Ta)을 포함하는 것이 보다 바람직하다. 상층(44)의 재료가 적절한 첨가 원소(X)를 포함함으로써, 상층(44)을 높은 소쇠 계수(흡수 계수)로 유지하면서 적절한 에칭 속도로 제어할 수 있다.
상층(44)의 재료로서는, 구체적으로는 Co 단체, Ni 단체, CoTa3, CoTa, Co3Ta, NiTa3, NiTa, 또는 NiTa3을 바람직하게 이용할 수 있다.
상층(44)의 재료는, 코발트(Co) 및 니켈(Ni)의 농도의 합계가 10원자% 이상인 것이 바람직하고, 20원자% 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한 코발트(Co) 및 니켈(Ni)의 농도의 합계가 90원자% 이하인 것이 바람직하고, 85원자% 이하인 것이 보다 바람직하다.
상층(44)의 재료가 코발트(Co)를 포함하는 경우, 코발트(Co)의 농도는 10원자% 이상인 것이 바람직하고, 20원자% 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한 코발트(Co)의 농도가 90원자% 이하인 것이 바람직하고, 85원자% 이하인 것이 보다 바람직하다.
상층(44)의 재료가 니켈(Ni)을 포함하는 경우, 니켈(Ni)의 농도는 10원자% 이상인 것이 바람직하고, 20원자% 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한 니켈(Ni)의 농도가 90원자% 이하인 것이 바람직하고, 85원자% 이하인 것이 보다 바람직하다.
첨가 원소(X)가 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 또는 주석(Sn)인 경우, 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 또는 주석(Sn)의 농도는 10원자% 이상인 것이 바람직하고, 15원자% 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한 탄탈(Ta), 텅스텐(W), 또는 주석(Sn)의 농도가 90원자% 이하인 것이 바람직하고, 80원자% 이하인 것이 보다 바람직하다.
Co-X 합금의 첨가 원소(X)가 Ta인 경우에는, Co와 Ta의 조성비(Co:Ta)는 9:1 내지 1:9가 바람직하고, 4:1 내지 1:4가 보다 바람직하다. Co와 Ta의 조성비를 3:1, 1:1 및 1:3으로 하였을 때의 각 시료에 대하여 X선 회절 장치(XRD)에 의한 분석 및 단면 TEM 관찰을 행한 바, 모든 시료에 있어서 Co 및 Ta 유래의 피크가 브로드하게 변화되어 아몰퍼스 구조로 되어 있었다.
또한 Ni-X 합금의 첨가 원소(X)가 Ta인 경우에는, Ni와 Ta의 조성비(Ni:Ta)는 9:1 내지 1:9가 바람직하고, 4:1 내지 1:4가 보다 바람직하다. Ni와 Ta의 조성비를 3:1, 1:1 및 1:3으로 하였을 때의 각 시료에 대하여 X선 회절 장치(XRD)에 의한 분석 및 단면 TEM 관찰을 행한 바, 모든 시료에 있어서 Ni 및 Ta 유래의 피크가 브로드하게 변화되어 아몰퍼스 구조로 되어 있었다.
또한 CoNi-X 합금의 첨가 원소(X)가 Ta인 경우에는, CoNi와 Ta의 조성비(CoNi:Ta)는 9:1 내지 1:9가 바람직하고, 4:1 내지 1:4가 보다 바람직하다.
또한 Co-X 합금, Ni-X 합금, 또는 CoNi-X 합금은, 상기 첨가 원소(X) 외에, 굴절률 및 소쇠 계수에 크게 영향을 주지 않는 범위에서 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 및/또는 붕소(B) 등의 다른 원소를 포함해도 된다.
상층(44)의 재료의 소쇠 계수 k는, 바람직하게는 0.035 이상, 보다 바람직하게는 0.040 이상, 더욱 바람직하게는 0.045 이상이다.
하층(42)의 재료로서는, 탄탈(Ta), 텅스텐(W) 및/또는 주석(Sn)을 포함하는 재료가 바람직하다. 하층(42)의 재료로서는, 탄탈(Ta), 텅스텐(W) 및 주석(Sn) 중 적어도 하나 이상의 원소에 상층(44)의 재료를 첨가한 재료를 이용할 수 있다. 또한 하층(42)의 재료로서, 에칭 속도를 더 빠르게 하기 위하여 탄탈(Ta), 텅스텐(W) 및 주석(Sn) 중 적어도 하나 이상의 원소에 질소(N)를 첨가한 재료를 이용할 수 있다.
하층(42)의 재료가 Ta, W 및 Sn 중 어느 하나를 포함하는 경우, Ta, W, 또는 Sn의 농도는 50원자% 이상인 것이 바람직하고, 70원자% 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한 하층(42)의 재료가, Ta, W 및 Sn으로부터 선택되는 복수의 재료를 포함하는 경우, Ta, W 및 Sn의 합계 농도는 50원자% 이상인 것이 바람직하고, 70원자% 이상인 것이 보다 바람직하다.
하층(42)의 재료가 Ta, W, 또는 Sn과 N을 포함하는 경우, Ta, W, 또는 Sn과 N의 농도의 합계는 60원자% 이상인 것이 바람직하고, 80원자% 이상인 것이 보다 바람직하다.
하층(42)의 재료가 Co를 포함하는 경우, Co의 함유량은 50원자% 이하인 것이 바람직하고, 35원자% 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한 하층(42)의 재료가 Ni를 포함하는 경우, Ni의 함유량은 50원자% 이하인 것이 바람직하고, 35원자% 이하인 것이 보다 바람직하다.
또한 하층(42)의 재료는, 에칭 속도, 굴절률 및 소쇠 계수에 크게 영향을 주지 않는 범위에서 산소(O), 탄소(C) 또는 붕소(B) 등의 다른 원소를 포함해도 된다.
도 2에 도시하는 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크(100)는, 상층(44)의 재료가 코발트(Co) 및 탄탈(Ta)을 포함하고 하층(42)의 재료가 탄탈(Ta)을 포함하는 것이 바람직하다. 또한 상층(44)의 재료가 니켈(Ni) 및 탄탈(Ta)을 포함하고 하층(42)의 재료가 탄탈(Ta)을 포함하는 것이 바람직하다. 코발트(Co) 및 니켈(Ni)은 고흡수 계수 원소이고, 탄탈(Ta)은 건식 에칭 속도를 빠르게 하는 원소이다.
상층(44)의 재료가 탄탈(Ta) 외에 코발트(Co) 또는 니켈(Ni)을 포함함으로써 소쇠 계수 k를 높일 수 있으므로, 흡수체막(4)의 박막화가 가능해진다.
코발트(Co) 및 탄탈(Ta)을 포함하는 상층(44)의 재료로서는, 구체적으로는 CoTa3, CoTa, 또는 Co3Ta를 바람직하게 이용할 수 있다. 니켈(Ni) 및 탄탈(Ta)을 포함하는 상층(44)의 재료로서는, 구체적으로는 NiTa3, NiTa, 또는 Ni3Ta를 바람직하게 이용할 수 있다.
하층(42)의 재료가 탄탈(Ta)을 포함함으로써 상층(44)에 비해 하층(42)의 에칭 속도를 빠르게 할 수 있다. 흡수체막(4)의 에칭의 종기의 에칭 속도를 빠르게 할 수 있다. 그 결과, 흡수체 패턴(4a)의 단면 형상이 테이퍼 형상으로 되는 것을 억제하는 것을 보다 확실하게 할 수 있다.
탄탈(Ta)을 포함하는 하층(42)의 재료로서는, 구체적으로는 Ta 단체 외에 TaN, TaBN, CoTa3, 또는 NiTa3을 바람직하게 이용할 수 있다.
도 2에 도시하는 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크(100)의 상층(44)은, 제1 염소계 가스를 포함하는 건식 에칭 가스에 의하여 에칭 가능한 재료로 이루어지고, 하층(42)은, 제1 염소계 가스와는 다른 제2 염소계 가스를 포함하는 건식 에칭 가스에 의하여 에칭 가능한 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
상층(44)을 에칭하기 위한 제1 염소계 가스로서, Cl2, SiCl4, CHCl3, CCl4 및 BCl3 등의 염소계 가스, 이들 염소계 가스로부터 선택된 2종류 이상의 혼합 가스, 염소계 가스와 He를 소정의 비율로 포함하는 혼합 가스, 염소계 가스와 Ar을 소정의 비율로 포함하는 혼합 가스로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종류, 또는 그 이상으로부터 선택한 것을 이용할 수 있다. 제1 염소계 가스로서 Cl2 또는 BCl3을 이용하는 것이 바람직하다. 특히 상층(44)의 재료가 Co 단체, Ni 단체, CoTa3, CoTa, Co3Ta, NiTa3, NiTa, 또는 NiTa3인 경우에는 제1 염소계 가스로서 BCl3을 이용하는 것이 바람직하다.
하층(42)을 에칭하기 위한 에칭으로서, Cl2, SiCl4, CHCl3, CCl4 및 BCl3 등의 염소계 가스, 이들 염소계 가스로부터 선택된 2종류 이상의 혼합 가스, 염소계 가스와 He를 소정의 비율로 포함하는 혼합 가스, 염소계 가스와 Ar을 소정의 비율로 포함하는 혼합 가스, 불소 가스, 염소 가스, 브롬 가스, 및 요오드 가스로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 할로겐 가스, 그리고 할로겐화수소 가스로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종류, 또는 그 이상으로부터 선택한 것을 이용할 수 있다. 다른 에칭 가스로서는, CF4, CHF3, C2F6, C3F6, C4F6, C4F8, CH2F2, CH3F, C3F8, SF6 및 F2 등의 불소계의 가스, 및 불소계 가스와 O2를 소정의 비율로 포함하는 혼합 가스 등으로부터 선택한 것을 이용할 수 있다. 하층(42)을 에칭하기 위한 제2 염소계 가스로서는, Cl2, SiCl4, CHCl3, CCl4 및 BCl3 등의 염소계 가스, 이들 염소계 가스로부터 선택된 2종류 이상의 혼합 가스, 염소계 가스와 He를 소정의 비율로 포함하는 혼합 가스, 염소계 가스와 Ar을 소정의 비율로 포함하는 혼합 가스로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종류, 또는 그 이상으로부터 선택한 것을 이용할 수 있다. 제2 염소계 가스로서 Cl2 또는 BCl3을 이용하는 것이 바람직하다. 특히 하층(42)의 재료가 TaN 또는 TaBN인 경우에는 제2 염소계 가스로서 Cl2를 이용하는 것이 바람직하다. 또한 하층(42)의 재료가 CoTa3 또는 NiTa3인 경우에는 제2 염소계 가스로서 BCl3을 이용하는 것이 바람직하다.
하층(42)의 에칭 속도는 상층(44)의 에칭 속도의 1.5배 이상인 것이 바람직하고, 3배 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한 하층(42)의 에칭 속도는 상층(44)의 에칭 속도의 10배 이하인 것이 바람직하고, 8배 이하인 것이 보다 바람직하다. 예를 들어 후술하는 표 2에 기재된 에칭 속도의 비에 기초하여 상층(44) 및 하층(42)의 재료 및 에칭 가스를 선택할 수 있다. 상층(44) 및 하층(42)은 동일한 에칭 가스로 에칭할 수도 있다.
본 실시 형태에 따르면, 상층(44) 및 하층(42)이, 소정의 건식 에칭 가스에 의하여 에칭 가능한 재료로 이루어짐으로써, 에칭 속도를 적절히 조절할 수 있다. 그 때문에, 반사형 마스크(200)에 형성되는 패턴의 단면 형상이 테이퍼 형상으로 되는 것을 억제하는 것을 더 확실하게 할 수 있다.
본 실시 형태의 흡수체막(4)은 공지된 방법, 예를 들어 DC 스퍼터링법 및 RF 스퍼터링법 등의 마그네트론 스퍼터링법으로 형성할 수 있다. 또한 타깃은, 소정의 흡수체막(4)에 대응하는 합금의 타깃을 이용할 수 있다. 또한 소정의 흡수체막(4)을 구성하는 복수 종류의 금속에 대응하는, 복수 종류의 단체 금속 또는 합금 타깃을 이용한 코스퍼터링으로 할 수도 있다.
흡수체막(4)은, 바이너리형의 반사형 마스크 블랭크(100)로서 EUV 광의 흡수를 목적으로 한 흡수체막(4)일 수 있다. 또한 흡수체막(4)은, 위상 시프트형의 반사형 마스크 블랭크(100)로서 EUV 광의 위상차도 고려한 위상 시프트 기능을 갖는 흡수체막(4)일 수 있다.
EUV 광의 흡수를 목적으로 한 흡수체막(4)의 경우, 흡수체막(4)에 대한 EUV 광의 반사율이 2% 이하, 바람직하게는 1% 이하로 되도록 막 두께가 설정된다. 또한 섀도잉 효과를 억제하기 위하여 흡수체막(4)의 막 두께(합계 막 두께)는 60㎚ 미만, 바람직하게는 50㎚ 이하로 할 것이 요구된다.
상층(44)의 막 두께는, 흡수체막(4)의 막 두께에 대하여 25% 이상이 바람직하고, 50% 이상이 보다 바람직하다. 또한 상층(44)의 막 두께는, 흡수체막(4)의 막 두께에 대하여 98% 이하가 바람직하고, 90% 이하가 보다 바람직하다.
위상 시프트 기능을 갖는 흡수체막(4)의 경우, 흡수체막(4)이 형성되어 있는 부분에서는 EUV 광을 흡수하여 감광하면서 패턴 전사에 악영향이 없는 레벨에서 일부의 광을 반사시켜, 보호막(3)을 통하여 다층 반사막(2)으로부터 반사되어 오는 필드부로부터의 반사 광과 원하는 위상차를 형성하는 것이다. 흡수체막(4)은, 흡수체막(4)으로부터의 반사 광과 다층 반사막(2)으로부터의 반사 광의 위상차가 160도 내지 200도로 되도록 형성된다. 180도 근방의 반전된 위상차의 광끼리가 패턴 에지부에서 서로 간섭함으로써 투영 광학 상의 상 콘트라스트가 향상된다. 그 상 콘트라스트의 향상에 수반하여 해상도가 높아지고, 노광량 여유도, 초점 여유도 등의 노광에 관한 각종 여유도가 확대된다. 패턴의 형상 및 노광 조건에 따라 다르지만, 일반적으로는 이 위상 시프트 효과를 충분히 얻기 위한 반사율의 기준은 절대 반사율로 1% 이상, 다층 반사막(2)(보호막(3)을 가짐)에 대한 반사비로 2% 이상이다.
흡수체막(4)이 다층막인 경우, 상층(44) 상에 반사 방지막을 형성할 수 있다. 반사 방지막에 의하여 표면 반사를 억제하는 것은, 예를 들어 DUV 광을 이용한 마스크 패턴 검사 시에 유용하다. 그 때문에 반사 방지막은, DUV 광에 대한 반사 방지 기능을 갖도록 그 광학 상수와 막 두께를 적당히 설정하는 것이 바람직하다. 또한 상층(44)이 반사 방지 기능을 갖는 구성으로 해도 된다. 본 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크(100)가 반사 방지막을 가짐으로써, DUV 광 등의 광을 이용한 마스크 패턴 검사 시의 검사 감도가 향상된다.
또한 흡수체막(4)을 다층막으로 함으로써 다양한 기능을 부가시키는 것이 가능해진다. 흡수체막(4)이 위상 시프트 기능을 갖는 흡수체막(4)인 경우에는, 다층막으로 함으로써 광학면에서의 조정의 범위가 넓어져, 원하는 반사율을 얻기 쉬워진다.
또한 흡수체막(4)의 표면에는 산화층을 형성해도 된다. 흡수체막(4)의 표면에 산화층을 형성함으로써, 얻어지는 반사형 마스크(200)의 흡수체 패턴(4a)의 세정 내성을 향상시킬 수 있다. 산화층의 두께는 1.0㎚ 이상이 바람직하고, 1.5㎚ 이상이 보다 바람직하다. 또한 산화층의 두께는 5㎚ 이하가 바람직하고, 3㎚ 이하가 보다 바람직하다. 산화층의 두께가 1.0㎚ 미만인 경우에는 지나치게 얇아서 효과를 기대할 수 없다. 또한 산화층의 두께가 5㎚를 초과하면 마스크 검사 광에 대한 표면 반사율에 주는 영향이 커져서, 소정의 표면 반사율을 얻기 위한 제어가 어려워진다.
산화층의 형성 방법은, 흡수체막(4)이 성막된 후의 마스크 블랭크에 대하여, 온수 처리, 오존수 처리, 산소를 함유하는 기체 중에서의 가열 처리, 산소를 함유하는 기체 중에서의 자외선 조사 처리 및 O2플라스마 처리 등을 행하는 것 등을 들 수 있다. 또한 흡수체막(4)을 성막 후에 흡수체막(4)의 표면이 대기에 노출되는 경우, 표층에 자연 산화에 의한 산화층이 형성되는 일이 있다. 특히 산화되기 쉬운 Ta를 포함하는 CoTa 합금, NiTa 합금, 또는 CoNiTa 합금의 경우, 막 두께가 1 내지 2㎚인 산화층이 형성된다.
또한 상술한 설명과 같이 2층 구조의 흡수체막(4)의 경우, 상층(44) 및 하층(42)을, Cl2, SiCl4, CHCl3, CCl4 및 BCl3 등의 염소계의 가스, 이들 염소계 가스로부터 선택된 2종류 이상의 혼합 가스, 염소계 가스와 He를 소정의 비율로 포함하는 혼합 가스, 및 염소계 가스와 Ar을 소정의 비율로 포함하는 혼합 가스로부터 선택한 것을 이용할 수 있다. 또한 상층(44) 및 하층(42)을, 염소계의 다른 에칭 가스를 이용하여 에칭할 수 있다. 제1 에칭 가스는, BCl3 가스를 포함하는 염소계 가스로 하고, 제2 에칭 가스는, 제1 에칭 가스와는 다른 Cl2 가스 등을 포함하는 염소계 가스 또는 불소계 가스로 할 수 있다. 이것에 의하여 산화층을 용이하게 제거할 수 있어서 흡수체막(4)의 에칭 시간을 짧게 하는 것이 가능해진다.
또한 흡수체막(4)의 에칭의 최종 단계에서 에칭 가스에 산소가 포함되어 있으면 Ru계 보호막(3)에 표면 러프니스가 생긴다. 이 때문에, Ru계 보호막(3)이 에칭에 노출되는 오버 에칭 단계에서는, 산소가 포함되어 있지 않은 에칭 가스를 이용하는 것이 바람직하다.
≪에칭 마스크막(6)≫
도 4에 도시한 바와 같이 본 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크(100)는, 흡수체막(4) 상(흡수체막(4)이 상층(44)을 갖는 경우에는 상층(44) 상)에 에칭 마스크막(6)을 갖는 것이 바람직하다. 또한 에칭 마스크막(6)은, 크롬(Cr)을 포함하는 재료 또는 규소(Si)를 포함하는 재료를 포함하는 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 본 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크(100)가 소정의 에칭 마스크막(6)을 가짐으로써, 전사 패턴을 높은 정밀도로 흡수체막(4)에 형성할 수 있다.
에칭 마스크막(6)의 재료로서는, 에칭 마스크막(6)에 대한 흡수체막(4)(흡수체막(4)이 상층(44)을 갖는 경우에는 상층(44))의 에칭 선택비가 높은 재료를 이용한다. 여기서 「A에 대한 B의 에칭 선택비」란, 에칭을 행하고자 하지 않는 층(마스크로 되는 층)인 A와 에칭을 행하고자 하는 층인 B의 에칭 레이트의 비를 말한다. 구체적으로는 「A에 대한 B의 에칭 선택비=B의 에칭 속도/A의 에칭 속도」의 식에 의하여 특정된다. 또한 「선택비가 높다」는 것은, 비교 대상에 대하여 상기 정의의 선택비의 값이 큰 것을 말한다. 에칭 마스크막(6)에 대한 흡수체막(4(상층(44)))의 에칭 선택비는 1.5 이상이 바람직하고, 3 이상이 더 바람직하다.
에칭 마스크막(6)에 대한 흡수체막(4(상층(44)))의 에칭 선택비가 높은 재료로서는 크롬 및 크롬 화합물의 재료를 들 수 있다. 이 경우, 흡수체막(4)은 염소계 가스로 에칭할 수 있다. 크롬 화합물로서는, Cr과, N, O, C, H로부터 선택되는 적어도 하나의 원소를 포함하는 재료를 들 수 있다. 크롬 화합물로서는, 예를 들어 CrN, CrON, CrCN, CrCO, CrCON, CrBN, CrBON, CrBCN 및 CrBOCN 등을 들 수 있다. 염소계 가스에서의 에칭 선택비를 높이기 위해서는, 실질적으로 산소를 포함하지 않는 재료로 하는 것이 바람직하다. 실질적으로 산소를 포함하지 않는 크롬 화합물로서, 예를 들어 CrN, CrCN, CrBN 및 CrBCN 등을 들 수 있다. 크롬 화합물의 Cr 함유량은 50원자% 이상 100원자% 미만인 것이 바람직하고, 80원자% 이상 100원자% 미만인 것이 보다 바람직하다. 또한 「실질적으로 산소를 포함하지 않는다」는 것은, 크롬 화합물에 있어서의 산소의 함유량이 10원자% 이하, 바람직하게는 5원자% 이하인 것이 해당한다. 또한 상기 재료는, 본 실시 형태의 효과가 얻어지는 범위에서 크롬 이외의 금속을 함유할 수 있다.
또한 흡수체막(4(상층(44)))을, 실질적으로 산소를 포함하지 않는 염소계 가스로 에칭하는 경우에는 규소 또는 규소 화합물의 재료를 사용할 수 있다. 규소 화합물로서는, Si와, N, O, C 및 H로부터 선택되는 적어도 하나의 원소를 포함하는 재료, 규소 또는 규소 화합물에 금속을 포함하는 금속 규소(금속 실리사이드), 및 금속 규소 화합물(금속 실리사이드 화합물) 등의 재료를 들 수 있다. 규소를 포함하는 재료로서 구체적으로는 SiO, SiN, SiON, SiC, SiCO, SiCN, SiCON, MoSi, MoSiO, MoSiN 및 MoSiON 등을 들 수 있다. 또한 상기 재료는, 본 실시 형태의 효과가 얻어지는 범위에서 규소 이외의 반금속 또는 금속을 함유할 수 있다.
에칭 마스크막(6)의 막 두께는, 전사 패턴을 높은 정밀도로 흡수체막(4(상층(44)))에 형성하는 에칭 마스크로서의 기능을 얻는 관점에서 3㎚ 이상인 것이 바람직하다. 또한 에칭 마스크막(6)의 막 두께는, 레지스트막의 막 두께를 얇게 하는 관점에서 15㎚ 이하인 것이 바람직하고, 10㎚ 이하가 보다 바람직하다.
≪에칭 스토퍼막(7)≫
도 5에 도시한 바와 같이 본 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크(100)는, 보호막(3)과 흡수체막(4)(흡수체막(4)이 하층(42)을 갖는 경우에는 하층(42)) 사이에 에칭 스토퍼막(7)을 갖는 것이 바람직하다. 또한 에칭 스토퍼막(7)은, 크롬(Cr)을 포함하는 재료 또는 규소(Si)를 포함하는 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 본 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크(100)가 소정의 에칭 스토퍼막(7)을 가짐으로써, 흡수체막(4)의 에칭 시의 보호막(3) 및 다층 반사막(2)에 대한 대미지를 억제할 수 있다.
에칭 스토퍼막(7)의 재료로서, 염소계 가스를 이용한 건식 에칭에 있어서의 에칭 스토퍼막(7)에 대한 흡수체막(4)의 에칭 선택비(흡수체막(4(하층(42)))의 에칭 속도/에칭 스토퍼막(7)의 에칭 속도)가 높은 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 재료로서는 크롬 및 크롬 화합물의 재료를 들 수 있다. 크롬 화합물로서는, Cr과, N, O, C 및 H로부터 선택되는 적어도 하나의 원소를 포함하는 재료를 들 수 있다. 크롬 화합물로서는, 예를 들어 CrN, CrON, CrCN, CrCO, CrCON, CrBN, CrBON, CrBCN 및 CrBOCN 등을 들 수 있다. 염소계 가스에서의 에칭 선택비를 높이기 위해서는, 실질적으로 산소를 포함하지 않는 재료로 하는 것이 바람직하다. 실질적으로 산소를 포함하지 않는 크롬 화합물로서, 예를 들어 CrN, CrCN, CrBN 및 CrBCN 등을 들 수 있다. 크롬 화합물의 Cr 함유량은 50원자% 이상 100원자% 미만인 것이 바람직하고, 80원자% 이상 100원자% 미만인 것이 보다 바람직하다. 또한 에칭 스토퍼막(7)의 재료는, 본 실시 형태의 효과가 얻어지는 범위에서 크롬 이외의 금속을 함유할 수 있다.
또한 흡수체막(4(하층(42)))을 염소계 가스로 에칭하는 경우에는, 에칭 스토퍼막(7)은 규소 또는 규소 화합물의 재료를 사용할 수 있다. 규소 화합물로서는, Si와, N, O, C 및 H로부터 선택되는 적어도 하나의 원소를 포함하는 재료, 그리고 규소 또는 규소 화합물에 금속을 포함하는 금속 규소(금속 실리사이드), 또는 금속 규소 화합물(금속 실리사이드 화합물) 등의 재료를 들 수 있다. 규소를 포함하는 재료로서 구체적으로는 SiO, SiN, SiON, SiC, SiCO, SiCN, SiCON, MoSi, MoSiO, MoSiN 및 MoSiON 등을 들 수 있다. 또한 상기 재료는, 본 실시 형태의 효과가 얻어지는 범위에서 규소 이외의 반금속 또는 금속을 함유할 수 있다.
또한 에칭 스토퍼막(7)은 상기 에칭 마스크막(6)과 동일한 재료로 형성하는 것이 바람직하다. 그 결과, 에칭 스토퍼막(7)을 패터닝하였을 때 상기 에칭 마스크막(6)을 동시에 제거할 수 있다. 또한 에칭 스토퍼막(7)과 에칭 마스크막(6)을 크롬 화합물 또는 규소 화합물로 형성하고, 에칭 스토퍼막(7)과 에칭 마스크막(6)의 조성비를 서로 다르게 해도 된다.
에칭 스토퍼막(7)의 막 두께는, 흡수체막(4(하층(42)))의 에칭 시에 보호막(3)에 대미지를 주어 광학 특성이 변하는 것을 억제하는 관점에서 2㎚ 이상인 것이 바람직하다. 또한 에칭 스토퍼막(7)의 막 두께는, 흡수체막(4)과 에칭 스토퍼막(7)의 합계 막 두께를 얇게 하는, 즉, 흡수체 패턴(4a) 및 에칭 스토퍼 패턴으로 이루어지는 패턴의 높이를 낮게 하는 관점에서 7㎚ 이하인 것이 바람직하고, 5㎚ 이하가 보다 바람직하다.
또한 에칭 스토퍼막(7) 및 에칭 마스크막(6)을 동시에 에칭하는 경우에는, 에칭 스토퍼막(7)의 막 두께는 에칭 마스크막(6)의 막 두께와 동일하거나 얇은 편이 바람직하다. 또한 (에칭 스토퍼막(7)의 막 두께)≤(에칭 마스크막(6)의 막 두께)인 경우에는, (에칭 스토퍼막(7)의 에칭 속도)≤(에칭 마스크막(6)의 에칭 속도)의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.
≪이면 도전막(5)≫
기판(1)의 제2 주면(이면)측(다층 반사막(2) 형성면의 반대측)에는 일반적으로 정전 척용의 이면 도전막(5)이 형성된다. 정전 척용의 이면 도전막(5)에 요구되는 전기적 특성(시트 저항)은 통상 100Ω/□(Ω/Square) 이하이다. 이면 도전막(5)의 형성 방법은, 예를 들어 마그네트론 스퍼터링법 또는 이온 빔 스퍼터링법에 의하여 크롬, 탄탈 등의 금속, 또는 합금의 타깃을 사용하여 형성할 수 있다.
이면 도전막(5)의 크롬(Cr)을 포함하는 재료는, Cr에, 붕소, 질소, 산소 및 탄소로부터 선택한 적어도 하나를 함유한 Cr 화합물인 것이 바람직하다. Cr 화합물로서는, 예를 들어 CrN, CrON, CrCN, CrCO, CrCON, CrBN, CrBON, CrBCN 및 CrBOCN 등을 들 수 있다.
이면 도전막(5)의 탄탈(Ta)을 포함하는 재료로서는, Ta(탄탈), Ta를 함유하는 합금, 또는 이들 중 어느 것에 붕소, 질소, 산소 및 탄소 중 적어도 하나를 함유한 Ta 화합물을 이용하는 것이 바람직하다. Ta 화합물로서는, 예를 들어 TaB, TaN, TaO, TaON, TaCON, TaBN, TaBO, TaBON, TaBCON, TaHf, TaHfO, TaHfN, TaHfON, TaHfCON, TaSi, TaSiO, TaSiN, TaSiON 및 TaSiCON 등을 들 수 있다.
탄탈(Ta) 또는 크롬(Cr)을 포함하는 재료로서는, 그 표층에 존재하는 질소(N)가 적은 것이 바람직하다. 구체적으로는, 탄탈(Ta) 또는 크롬(Cr)을 포함하는 재료의 이면 도전막(5)의 표층의 질소의 함유량은 5원자% 미만인 것이 바람직하고, 실질적으로 표층에 질소를 함유하지 않는 것이 보다 바람직하다. 탄탈(Ta) 또는 크롬(Cr)을 포함하는 재료의 이면 도전막(5)에 있어서, 표층의 질소의 함유량이 적은 편이 내마모성이 높아지기 때문이다.
이면 도전막(5)은, 탄탈 및 붕소를 포함하는 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 이면 도전막(5)이 탄탈 및 붕소를 포함하는 재료로 이루어짐으로써, 내마모성 및 약액 내성을 갖는 도전막(23)을 얻을 수 있다. 이면 도전막(5)이 탄탈(Ta) 및 붕소(B)를 포함하는 경우, B 함유량은 5 내지 30원자%인 것이 바람직하다. 이면 도전막(5)의 성막에 이용하는 스퍼터링 타깃 중의 Ta 및 B의 비율(Ta:B)은 95:5 내지 70:30인 것이 바람직하다.
이면 도전막(5)의 두께는, 정전 척용으로서의 기능을 만족시키는 한 특별히 한정되지 않지만, 통상 10㎚ 내지 200㎚이다. 또한 이 이면 도전막(5)은, 마스크 블랭크(100)의 제2 주면측의 응력 조정도 겸비하고 있으며, 제1 주면측에 형성된 각종 막으로부터의 응력과 균형을 이루어 평탄한 반사형 마스크 블랭크(100)가 얻어지도록 조정되어 있다.
<반사형 마스크(200) 및 그 제조 방법>
본 실시 형태는, 상술한 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크(100)의 흡수체막(4)이 패터닝된 흡수체 패턴(4a)을 갖는 반사형 마스크(200)이다.
본 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크(100)를 사용하여 반사형 마스크(200)를 제조한다. 여기서는 개요 설명만을 행하며, 나중에 실시예에 있어서 도면(도 3)을 참조하면서 상세히 설명한다.
반사형 마스크 블랭크(100)를 준비하여 그 제1 주면측의 흡수체막(4) 상에 레지스트막(11)을 형성하고(반사형 마스크 블랭크(100)로서 레지스트막(11)을 구비하고 있는 경우에는 불요), 이 레지스트막(11)에 원하는 패턴을 묘화(노광)하고 또한 현상, 린스함으로써 소정의 레지스트 패턴(11a)을 형성한다.
반사형 마스크 블랭크(100)의 경우에는 이 레지스트 패턴(11a)을 마스크로 하여 흡수체막(4)을 에칭하여 흡수체 패턴(4a)을 형성하고, 레지스트 패턴(11a)을 애싱 또는 레지스트 박리액 등으로 제거함으로써 흡수체 패턴(4a)이 형성된다. 끝으로, 산성 또는 알칼리성의 수용액을 이용한 습식 세정을 행한다.
본 실시 형태의 반사형 마스크(200)의 제조 방법에서는, 반사형 마스크 블랭크(100)의 흡수체막(4)을, 염소계 가스를 이용한 건식 에칭으로 패터닝하여 흡수체 패턴(4a)을 형성하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 흡수체막(4)의 에칭 가스로서는, Cl2, SiCl4, CHCl3, CCl4 및 BCl3 등의 염소계의 가스, 염소계 가스 및 He를 소정의 비율로 포함하는 혼합 가스, 염소계 가스 및 Ar을 소정의 비율로 포함하는 혼합 가스 등이 이용된다. 흡수체막(4)의 에칭에 있어서, 에칭 가스에 실질적으로 산소가 포함되어 있지 않으므로 Ru계 보호막(3)에 표면 러프니스가 생기는 일이 없다. 이 산소가 실질적으로 포함되어 있지 않은 가스로서는, 가스 중의 산소의 함유량이 5원자% 이하인 것이 해당한다.
본 실시 형태의 반사형 마스크(200)의 제조 방법에서는, 상술한 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크(100)의 흡수체막(4)을, 제1 염소계 가스와, 제1 염소계 가스와는 다른 제2 염소계 가스를 이용한 건식 에칭으로 패터닝하여 흡수체 패턴(4a)을 형성하는 것이 바람직하다. 제1 염소계 가스 및 제2 염소계 가스는 상술한 설명과 같다.
본 실시 형태의 반사형 마스크(200)의 제조 방법에서는, 반사형 마스크(200)의 흡수체 패턴(4a)을 형성할 때, 패턴의 단면 형상이 테이퍼 형상으로 되는 것을 억제하는 것을 확실하게 할 수 있다. 또한 이 반사형 마스크(200)는 흡수체막(4)으로서 소쇠 계수 k가 높은 금속 재료를 이용할 수 있으므로, 흡수체막(4)의 막 두께를 얇게 할 수 있다. 그 결과, 반사형 마스크(200)의 섀도잉 효과를 저감시킴과 함께, 미세하고 고정밀도의 흡수체 패턴(4a)을 갖는 반사형 마스크(200)를 얻는 것을 확실하게 할 수 있다.
<반도체 장치의 제조 방법>
본 실시 형태의 반사형 마스크(200)를 사용하여 EUV 노광을 행하는 것(리소그래피 공정)에 의하여, 반도체 기판(피전사 기판) 상에 형성되어 있는 레지스트막(11)에, 반사형 마스크(200)의 흡수체 패턴(4a)에 기초하는 원하는 전사 패턴을 전사할 수 있다. 리소그래피 공정에는, EUV 광을 발하는 노광 광원을 갖는 EUV 노광 장치를 사용한다. 이 리소그래피 공정에 더해, 피가공막의 에칭, 절연막 및 도전막의 형성, 도펀트의 도입, 그리고 어닐 등 다양한 공정을 거침으로써, 원하는 전자 회로가 형성된 반도체 장치를 제조할 수 있다.
본 실시 형태의 반사형 마스크(200)는, 흡수체 패턴(4a)의 단면 형상이 테이퍼 형상으로 되는 것을 억제할 수 있다. 또한 흡수체막(4)으로서 소쇠 계수 k가 높은 금속 재료를 이용할 수 있으므로, 흡수체막(4)의 막 두께를 얇게 할 수 있다. 그 결과, 반도체 장치의 제조 시에 반사형 마스크(200)에 의한 섀도잉 효과를 저감시킬 수 있으므로, 미세하고 또한 고정밀도의 전사 패턴을 갖는 반도체 장치를 제조할 수 있다.
보다 자세하게 설명하면 EUV 노광 장치는, EUV 광을 발생시키는 레이저 플라스마 광원, 조명 광학계, 마스크 스테이지계, 축소 투영 광학계, 웨이퍼 스테이지계 및 진공 설비 등으로 구성된다. 광원에는, 데브리 트랩 기능과 노광 광 이외의 장파장의 광을 커트하는 커트 필터, 및 진공 차동 배기용의 설비 등이 구비되어 있다. 조명 광학계와 축소 투영 광학계는 반사형 미러로 구성된다. EUV 노광용의 반사형 마스크(200)는, 그 제2 주면에 형성된 도전막에 의하여 정전 흡착되어 마스크 스테이지에 적재된다.
EUV 광원의 광은 조명 광학계를 통하여, 반사형 마스크(200) 수직면에 대하여 6도 내지 8도 경사진 각도로 반사형 마스크(200)에 조사된다. 이 입사광에 대한 반사형 마스크(200)로부터의 반사 광은, 입사와는 역방향으로, 또한 입사 각도와 동일한 각도로 반사(정반사)되어 통상 1/4의 축소비를 갖는 반사형 투영 광학계로 유도되어, 웨이퍼 스테이지 상에 적재된 웨이퍼(반도체 기판) 상의 레지스트에 대한 노광이 행해진다. 이 동안, 적어도 EUV 광이 통과하는 장소는 진공 배기된다. 또한 이 노광에 있어서는, 마스크 스테이지와 웨이퍼 스테이지를 축소 투영 광학계의 축소비에 따른 속도로 동기시켜 스캔하고, 슬릿을 통하여 노광을 행하는 스캔 노광이 주류로 되어 있다. 이 노광된 레지스트막을 현상함으로써 반도체 기판 상에 레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 섀도잉 효과가 작은, 얇은 막 두께의 흡수체 패턴(4a)을 갖는 반사형 마스크(200)가 이용되고 있다. 이 때문에, 반도체 기판 상에 형성된 레지스트 패턴은, 높은 치수 정밀도를 갖는, 원하는 것으로 된다. 그리고 이 레지스트 패턴을 마스크로서 사용하여 에칭 등을 실시함으로써, 예를 들어 반도체 기판 상에 소정의 배선 패턴을 형성할 수 있다. 이와 같은 노광 공정, 피가공막 가공 공정, 절연막 및/또는 도전막의 형성 공정, 도펀트 도입 공정 및 어닐 공정 등 그 외의 필요한 공정을 거침으로써 반도체 장치가 제조된다.
실시예
이하, 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1에, 실시예 1 내지 15의 반사형 마스크 블랭크(100)의 구조를 도시한다. 실시예의 반사형 마스크 블랭크(100)는 이면 도전막(5)과 기판(1)과 다층 반사막(2)과 보호막(3)과 흡수체막(4)을 갖는다. 표 1에, 실시예의 반사형 마스크 블랭크(100)의 흡수체막(4)의 재료 및 막 두께를 나타낸다. 표 1에 나타낸 바와 같이 실시예 1 내지 15의 흡수체막(4)은 하층(42) 및 상층(44)의 2층으로 이루어진다. 또한 실시예의 비교 대상으로서 참고예 1 및 2의 반사형 마스크 블랭크(100)를 제조하였다. 표 1에 나타낸 바와 같이 참고예 1 및 2의 흡수체막(4)은 단일의 층(상층(44))만으로 이루어진다.
실시예 및 참고예의 반사형 마스크 블랭크(100)에 대하여 구체적으로 설명한다.
먼저, 실시예 및 참고예의 반사형 마스크 블랭크(100)를 제조하기 위하여 기판(1)을 다음과 같이 준비하였다. 즉, 제1 주면 및 제2 주면의 양 주 표면이 연마된 6025사이즈(약 152㎜×152㎜×6.35㎜)의 저열팽창 유리 기판인 SiO2-TiO2계 유리 기판을 준비하였다. SiO2-TiO2계 유리 기판의 표면이 평탄하고 평활한 주 표면으로 되도록, 조연마 가공 공정, 정밀 연마 가공 공정, 국소 가공 공정 및 터치 연마 가공 공정으로 이루어지는 연마를 행하였다. 이와 같이 하여 SiO2-TiO2계 유리 기판으로 이루어지는 기판(1)을 준비하였다.
다음으로, 기판(1)의 제2 주면(이면)에, CrN막으로 이루어지는 이면 도전막(5)을 마그네트론 스퍼터링(반응성 스퍼터링)법에 의하여 하기 조건에서 형성하였다.
이면 도전막 형성 조건: Cr 타깃, Ar과 N2의 혼합 가스 분위기(Ar: 90%, N: 10%), 막 두께 20㎚.
다음으로, 이면 도전막(5)이 형성된 측과 반대측의 기판(1)의 주 표면(제1 주면) 상에 다층 반사막(2)을 형성하였다. 기판(1) 상에 형성되는 다층 반사막(2)은, 파장 13.5㎚의 EUV 광에 적합한 다층 반사막(2)으로 하기 위하여 Mo와 Si로 이루어지는 주기 다층 반사막으로 하였다. 다층 반사막(2)은, Mo 타깃과 Si 타깃을 사용하여, Ar 가스 분위기 중에서 이온 빔 스퍼터링법에 의하여 기판(1) 상에 Mo층 및 Si층을 교대로 적층하여 형성하였다. 먼저 Si막을 4.2㎚의 두께로 성막하고, 계속해서 Mo막을 2.8㎚의 두께로 성막하였다. 이를 1주기로 하고, 마찬가지로 하여 40주기 적층하고, 끝으로, Si막을 4.0㎚의 두께로 성막하여 다층 반사막(2)을 형성하였다.
계속해서, Ar 가스 분위기 중에서, Ru 타깃을 사용한 이온 빔 스퍼터링법에 의하여, Ru막으로 이루어지는 보호막(3)을 2.5㎚의 두께로 성막하였다.
다음으로, 표 1에 나타내는 재료의 하층(42) 및 상층(44)으로 이루어지는 흡수체막(4), 또는 상층(44)만으로 이루어지는 흡수체막(4)을, 표 1에 나타내는 막 두께로 되도록 DC 마그네트론 스퍼터링법에 의하여 보호막(3) 상에 접하여 형성하였다. 형성된 흡수체막(4)의, EUV 광에 대한 반사율은 2%였다.
표 1에 나타내는 하층(42) 및 상층(44)의 재료 중, CoTa3층, CoTa층, Co3Ta층, NiTa3층, NiTa층 및 Ni3Ta층은, Co, Ni 및 Ta의 원자비가 화학양론비(원자비)로 되도록 DC 마그네트론 스퍼터링법에 의하여 형성하였다. 구체적으로는, 얻어지는 층(막)의 조성이 화학양론비(원자비)로 되도록 소정의 타깃(예를 들어 CoTa3층을 형성하는 경우에는 CoTa3 합금의 타깃)을 이용하여, Ar 가스 분위기에서 DC 마그네트론 스퍼터링법에 의하여 성막하였다.
CoTa3층의 조성(원자비)은 Co:Ta=25:75이고, CoTa층의 조성(원자비)은 Co:Ta=50:50이고, Co3Ta층의 조성(원자비)은 Co:Ta=75:25였다. 또한 NiTa3층의 조성(원자비)은 Ni:Ta=25:75이고, NiTa층의 조성(원자비)은 Ni:Ta=50:50이고, Ni3Ta층의 조성(원자비)은 Ni:Ta=75:25였다.
표 1에 나타내는 하층(42)의 재료 중, TaBN막(막)은, TaB 혼합 소결 타깃(Ta:B=80:20, 원자비)을 이용하여, Ar 가스 및 N2 가스의 혼합 가스 분위기 중에서 반응성 스퍼터링에 의하여 형성하였다. TaBN막의 조성(원자비)은 Ta:B:N=75:12:13이었다. 또한 Ta 및 N은, 건식 에칭 속도를 빠르게 하는 원소이다.
표 2에, 얻어진 층(막)의 굴절률 n 및 흡수 계수 k의 측정 결과를 나타낸다. 동일한 재료의 층(막)은 동일한 조건에서 성막하였다. 따라서 동일한 재료의 층(막)의 함유 비율(원자비), 굴절률 n 및 흡수 계수 k는, 다른 시료이더라도 동일하다.
또한 상술한 바와 같이 하여 형성한 층(막)의 결정 구조를 X선 회절 장치(XRD)에 의하여 측정한 바, 형성한 층(막)은 모두 아몰퍼스 구조인 것을 확인하였다.
이상과 같이 하여 실시예 및 참고예의 반사형 마스크 블랭크(100)를 제조하였다.
다음으로, 도 3에 도시한 바와 같이 상기 실시예 및 참고예의 반사형 마스크 블랭크(100)를 이용하여 반사형 마스크(200)를 제조하였다. 또한 도 3의 흡수체막(4)에서는, 하층(42) 및 상층(44)의 기재를 생략하고 간단히 흡수체막(4)으로서 기재하고 있다.
먼저, 반사형 마스크 블랭크(100)의 흡수체막(4) 상에 레지스트막(11)을 150㎚의 두께로 형성하였다(도 3의 (a)). 그리고 이 레지스트막(11)에, 원하는 패턴을 묘화(노광)하고 또한 현상, 린스함으로써 소정의 레지스트 패턴(11a)을 형성하였다(도 3의 (b)). 다음으로, 레지스트 패턴(11a)을 마스크로 하여 흡수체막(4)의 상층(44) 및 하층(42)의 건식 에칭을, 표 1에 나타내는 에칭 가스(BCl3 또는 Cl2)를 이용하여 행함으로써 흡수체 패턴(4a)을 형성하였다(도 3의 (c)).
실시예 중, 실시예 5, 6, 8, 12, 13 및 15의 흡수체막(4)의 에칭 시에는, 상층(44) 및 하층(42)의 양쪽의 층에 대하여 동일한 에칭 가스를 이용하여 건식 에칭을 하였다. 그 이외의 실시예에 대해서는, 상층(44) 및 하층(42)의 각각에 다른 에칭 가스를 이용하여 건식 에칭을 하였다. 상층(44) 및 하층(42)을 다른 에칭 가스로 에칭하는 경우에는, 상층(44)의 에칭 종료 후 에칭 가스를 바꾸는 것 이외에는 동일한 에칭 조건에서 상층(44) 및 하층(42)을 연속적으로 에칭하였다. 참고예 1 및 2의 흡수체막(4)은 단층의 흡수체막(4)이므로, 표 1에 나타내는 1종류의 에칭 가스를 이용하여 건식 에칭을 하였다.
표 2에, 흡수체막(4)으로서 이용한 재료를 BCl3 또는 Cl2의 에칭 가스로 건식 에칭하였을 때의 상대적 에칭 속도를 나타낸다. 또한 상대적 에칭 속도란, CoTa3층을 BCl3으로 건식 에칭할 때의 에칭 속도(㎚/분)를 1로 하였을 때의 에칭 속도의 비이다. 표 1 및 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 15의 흡수체막(4)의 흡수체막(4)의 건식 에칭에서는, 하면 영역(46)을 포함하는 하층(42)의 에칭 속도 쪽이, 상면 영역(48)을 포함하는 상층(44)의 에칭 속도보다 빠르다.
그 후, 레지스트 패턴(11a)을 애싱 또는 레지스트 박리액 등으로 제거하였다. 끝으로, 순수(DIW)를 이용한 습식 세정을 행하여 반사형 마스크(200)를 제조하였다(도 3의 (d)). 또한 필요에 따라 습식 세정 후 마스크 결함 검사를 행하여 마스크 결함 수정을 적절히 행할 수 있다. 이와 같이 하여 흡수체 패턴(4a)을 갖는 실시예 및 참고예의 반사형 마스크(200)를 제조하였다.
다음으로, 실시예 및 참고예의 반사형 마스크(200)의 단면을 SEM 관찰함으로써 흡수체 패턴(4a)의 형상을 평가하였다. 구체적으로는, 도 6에 도시한 바와 같이, 흡수체 패턴(4a)의 에지 부분의 테이퍼 형상의 각도(테이퍼 각도 θ)를 측정하였다. 테이퍼 각도 θ는, 기판(1)과 평행인 면과, 흡수체 패턴(4a)의 측면과의 각도이다. 테이퍼 각도 θ가 90도인 경우에는 흡수체 패턴(4a)의 측면이, 기판(1)과 평행인 면에 대하여 수직(도 6의 1점 쇄선을 참조)으로 된다. 표 2에 테이퍼 각도 θ의 측정 결과를 나타낸다. 일반적으로 테이퍼 각도 θ는 90도 이하의 각도이다. 테이퍼 각도 θ가 작을수록 흡수체 패턴(4a)의 에지 부분이 테이퍼 형상으로 되어 버리므로, 미세한 패턴을 전사할 때 문제가 생기게 된다.
표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 단층의 흡수체막(4)을 갖는 참고예 1 및 2의 테이퍼 각도는 70도이었던 것에 대하여, 실시예 1 내지 15의 테이퍼 각도 θ는 75도 이상이었다. 따라서 실시예 1 내지 15의 반사형 마스크(200)에 형성되는 흡수체 패턴(4a)의 단면 형상에서는, 테이퍼 형상으로 되는 것이 억제되었다고 할 수 있다.
실시예 1 내지 15에서 제작한 반사형 마스크(200)를 EUV 스캐너에 세트하고, 반도체 기판 상에 피가공막과 레지스트막이 형성된 웨이퍼에 대하여 EUV 노광을 행하였다. 그리고 이 노광된 레지스트막을 현상함으로써, 피가공막이 형성된 반도체 기판 상에 레지스트 패턴을 형성하였다.
이 레지스트 패턴을 에칭에 의하여 피가공막에 전사하고, 또한 절연막 및 도전막의 형성, 도펀트의 도입, 그리고 어닐 등 다양한 공정을 거침으로써, 원하는 특성을 갖는 반도체 장치를 제조할 수 있었다.
1: 기판
2: 다층 반사막
3: 보호막
4: 흡수체막
4a: 흡수체 패턴
5: 이면 도전막
6: 에칭 마스크막
7: 에칭 스토퍼막
11: 레지스트막
11a: 레지스트 패턴
42: 하층
44: 상층
46: 하면 영역
47: 중간 영역
48: 상면 영역
100: 반사형 마스크 블랭크
200: 반사형 마스크
2: 다층 반사막
3: 보호막
4: 흡수체막
4a: 흡수체 패턴
5: 이면 도전막
6: 에칭 마스크막
7: 에칭 스토퍼막
11: 레지스트막
11a: 레지스트 패턴
42: 하층
44: 상층
46: 하면 영역
47: 중간 영역
48: 상면 영역
100: 반사형 마스크 블랭크
200: 반사형 마스크
Claims (15)
- 기판과, 해당 기판 상에 마련된 다층 반사막과, 해당 다층 반사막 상에 마련된 흡수체막을 갖는 반사형 마스크 블랭크이며,
상기 흡수체막은, 코발트(Co) 및 니켈(Ni)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 고흡수 계수 원소와, 건식 에칭 속도를 빠르게 하는 원소를, 상기 흡수체막의 적어도 일부에 포함하고,
상기 흡수체막이, 기판측의 표면을 포함하는 하면 영역과, 기판과는 반대측의 표면을 포함하는 상면 영역을 포함하고,
상기 상면 영역의 상기 고흡수 계수 원소의 농도(원자%)가, 상기 하면 영역의 상기 고흡수 계수 원소의 농도(원자%)보다 높은 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크. - 제1항에 있어서,
상기 하면 영역의 상기 건식 에칭 속도를 빠르게 하는 원소의 농도(원자%)가, 상기 상면 영역의 상기 건식 에칭 속도를 빠르게 하는 원소의 농도(원자%)보다 높은 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 건식 에칭 속도를 빠르게 하는 원소가, 탄탈(Ta), 텅스텐(W) 및 주석(Sn)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소인 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 흡수체막이, 상기 하면 영역을 포함하는 하층과, 상기 상면 영역을 포함하는 상층을 포함하는 적층막이고,
상기 하층의 재료에 포함되는 상기 고흡수 계수 원소의 농도(원자%)를 C1lower라 하고, 상기 상층의 재료에 포함되는 상기 고흡수 계수 원소의 농도(원자%)를 C1upper라 하였을 때,
C1upper>C1lower≥0 … (식 1)
인 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크. - 제4항에 있어서,
상기 하층의 재료에 포함되는, 상기 건식 에칭 속도를 빠르게 하는 원소의 농도(원자%)를 C2lower라 하고, 상기 상층의 재료에 포함되는, 상기 건식 에칭 속도를 빠르게 하는 원소의 농도(원자%)를 C2upper라 하였을 때,
C2lower>C2upper≥0 … (식 2)
인 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크. - 제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 상층의 재료가 코발트(Co) 및 탄탈(Ta)을 포함하고, 상기 하층의 재료가 탄탈(Ta)을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크. - 제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 상층의 재료가 니켈(Ni) 및 탄탈(Ta)을 포함하고, 상기 하층의 재료가 탄탈(Ta)을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크. - 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상층은, 제1 염소계 가스를 포함하는 건식 에칭 가스에 의하여 에칭 가능한 재료로 이루어지고, 상기 하층은, 상기 제1 염소계 가스와는 다른 제2 염소계 가스를 포함하는 건식 에칭 가스에 의하여 에칭 가능한 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다층 반사막과 상기 흡수체막 사이에 보호막을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크. - 제9항에 있어서,
상기 보호막과 상기 흡수체막 사이에 에칭 스토퍼막을 갖고,
상기 에칭 스토퍼막은, 크롬(Cr)을 포함하는 재료 또는 규소(Si)를 포함하는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 흡수체막 상에 에칭 마스크막을 갖고,
상기 에칭 마스크막은, 크롬(Cr)을 포함하는 재료 또는 규소(Si)를 포함하는 재료를 포함하는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 반사형 마스크 블랭크에 있어서의 상기 흡수체막이 패터닝된 흡수체 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 반사형 마스크 블랭크의 상기 흡수체막을, 염소계 가스를 이용한 건식 에칭으로 패터닝하여 흡수체 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크의 제조 방법.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 반사형 마스크 블랭크의 상기 흡수체막을, 제1 염소계 가스와, 상기 제1 염소계 가스와는 다른 제2 염소계 가스를 이용한 건식 에칭으로 패터닝하여 흡수체 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크의 제조 방법.
- EUV 광을 발하는 노광 광원을 갖는 노광 장치에, 제12항에 기재된 반사형 마스크를 세트하고, 피전사 기판 상에 형성되어 있는 레지스트막에 전사 패턴을 전사하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
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| JP2023000073A (ja) * | 2021-06-17 | 2023-01-04 | 株式会社トッパンフォトマスク | 反射型フォトマスク及び反射型フォトマスクの製造方法 |
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| JP7346527B2 (ja) * | 2021-11-25 | 2023-09-19 | Hoya株式会社 | マスクブランク、転写用マスク、マスクブランクの製造方法、転写用マスクの製造方法、及び表示装置の製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004039884A (ja) | 2002-07-04 | 2004-02-05 | Hoya Corp | 反射型マスクブランクス及び反射型マスク並びに反射型マスクの製造方法 |
| JP2004207593A (ja) | 2002-12-26 | 2004-07-22 | Toppan Printing Co Ltd | 極限紫外線露光用マスク及びブランク並びにパターン転写方法 |
| JP2010080659A (ja) | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Toppan Printing Co Ltd | ハーフトーン型ｅｕｖマスク、ハーフトーン型ｅｕｖマスクの製造方法、ハーフトーン型ｅｕｖマスクブランク及びパターン転写方法 |
Family Cites Families (15)
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|---|---|---|---|---|
| JP2909317B2 (ja) * | 1992-08-20 | 1999-06-23 | 三菱電機株式会社 | フォトマスク |
| US6656643B2 (en) | 2001-02-20 | 2003-12-02 | Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. | Method of extreme ultraviolet mask engineering |
| JP2002299227A (ja) * | 2001-04-03 | 2002-10-11 | Nikon Corp | 反射マスクとその製造方法及び露光装置 |
| KR20070086692A (ko) * | 2002-04-11 | 2007-08-27 | 호야 가부시키가이샤 | 반사형 마스크 블랭크, 반사형 마스크 및 이들의 제조방법 |
| US7049035B2 (en) * | 2003-11-17 | 2006-05-23 | International Business Machines Corporation | Method for controlling linewidth in advanced lithography masks using electrochemistry |
| US20060222961A1 (en) | 2005-03-31 | 2006-10-05 | Pei-Yang Yan | Leaky absorber for extreme ultraviolet mask |
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| US9436078B2 (en) * | 2015-01-30 | 2016-09-06 | Globalfoundries Inc. | Method for a low profile etchable EUV absorber layer with embedded particles in a photolithography mask |
| TWI623805B (zh) * | 2015-08-17 | 2018-05-11 | Ｓ＆Ｓ技術股份有限公司 | 用於極紫外線微影之空白遮罩及使用其之光罩 |
| TWI821984B (zh) * | 2016-07-27 | 2023-11-11 | 美商應用材料股份有限公司 | 具有合金吸收劑的極紫外線遮罩坯料及製造極紫外線遮罩坯料的方法 |
| SG11201903409SA (en) | 2016-10-21 | 2019-05-30 | Hoya Corp | Reflective mask blank, method of manufacturing reflective mask and method of manufacturing semiconductor device |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004039884A (ja) | 2002-07-04 | 2004-02-05 | Hoya Corp | 反射型マスクブランクス及び反射型マスク並びに反射型マスクの製造方法 |
| JP2004207593A (ja) | 2002-12-26 | 2004-07-22 | Toppan Printing Co Ltd | 極限紫外線露光用マスク及びブランク並びにパターン転写方法 |
| JP2010080659A (ja) | 2008-09-25 | 2010-04-08 | Toppan Printing Co Ltd | ハーフトーン型ｅｕｖマスク、ハーフトーン型ｅｕｖマスクの製造方法、ハーフトーン型ｅｕｖマスクブランク及びパターン転写方法 |
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