KR20210088582A - 반사형 포토마스크 블랭크 및 반사형 포토마스크 - Google Patents
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Abstract
양호한 조사 내성을 갖고, 또한 양호한 전사 성능을 얻을 수 있는 반사형 포토마스크 블랭크 및 반사형 포토마스크를 제공한다. 반사형 포토마스크 블랭크(10)는, 기판(1)의 한쪽의 면측에, 입사된 광을 반사하는 반사층(2)과, 입사된 광을 흡수하는 흡수층(4)이 이 순으로 형성된다. 흡수층(4)은, 적어도 최표층에, 주석, 인듐 및 텔루륨의 군으로부터 선택한 제1 재료와, 전이 금속, 비스무트, 및 규소의 군으로부터 선택한 1종 또는 2종 이상의 재료를 포함하는 제2 재료를 포함한다. 제2 재료의 함유량은, 동일층 내에서, 20원자％보다 많고, 50원자％ 미만이다.
Description
본 발명은, 반사형 포토마스크 블랭크 및 반사형 포토마스크에 관한 것이다. 본 발명은, 특히 EUV 포토마스크에 적합한 기술이다.
반도체 디바이스의 제조 프로세스에 있어서는, 반도체 디바이스의 미세화에 수반하여, 포토리소그래피 기술의 미세화에 대한 요구가 높아지고 있다. 포토리소그래피에 있어서는, 전사 패턴의 최소 해상 치수는, 노광 광원의 파장에 크게 의존하여, 파장이 짧을수록 최소 해상 치수를 작게 할 수 있다. 이 때문에, 반도체 디바이스의 제조 프로세스에 있어서, 종래의 파장 193㎚의 ArF 엑시머 레이저광을 사용한 노광 광원으로부터, 파장 13.5㎚의 극단 자외선(Extreme Ultra Violet: EUV) 영역의 노광 광원으로 치환되어 가고 있다.
그러나 EUV 영역의 광에 대하여, 대부분의 물질이 높은 광 흡수성을 갖는다. 이 때문에, EUV 노광용의 포토마스크(EUV 포토마스크)는, 종래의 투과형 포토마스크와는 달리, 반사형 포토마스크이다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에는, EUV 리소그래피에 사용되는 반사형 노광 마스크에 있어서, 하지 기판 상에, 2종류 이상의 재료층을 주기적으로 적층시킨 다층막을 형성하고, 그 다층막 상에, 질화를 포함하는 금속막을 포함하는 마스크 패턴, 또는 질화 금속막과 금속막의 적층 구조를 포함하는 마스크 패턴을 형성하는 것이 개시되어 있다.
또한, EUV 리소그래피는, 상술한 바와 같이, 광의 투과를 이용하는 굴절 광학계를 사용할 수 없기 때문에, 노광기의 광학계 부재는 렌즈가 아니라, 미러가 사용된다. 이 때문에, EUV 포토마스크에 대한 입사광과 반사광을 동축 상에 설계할 수 없는 문제가 있어, EUV 리소그래피에서는, 예를 들어 광축을 EUV 포토마스크의 면에 대한 수직 방향으로부터 6도 기울여 EUV 광을 입사하고, 마이너스 6도의 각도로 반사하는 반사광을 반도체 기판으로 유도하는 방법이 채용되고 있다.
이와 같이, EUV 리소그래피에서는 광축을 경사지게 한다. 이 때문에, EUV 포토마스크에 입사되는 EUV 광이, EUV 포토마스크의 마스크 패턴(흡수층 패턴)의 그림자를 만들어, 전사 성능이 악화되는 사영 효과라 불리는 문제가 발생하는 경우가 있다.
또한, 현재의 EUV 노광 장치는, EUV 노광 시에 웨이퍼 상에 도포된 레지스트로부터의 아웃 가스 성분에 의해 장치 내가 오염되는 것을 방지하기 위해, 장치 내를 수소 라디칼 분위기로 한다. 이 때문에, EUV 포토마스크는, 이 수소 라디칼과의 반응에 의해 흡수층에 대미지가 없도록, 수소 라디칼 분위기 하의 EUV 조사에 대한 내구성(조사 내성)을 가질 필요가 있다.
본 발명은, 상기와 같은 점에 주목한 것이며, 양호한 조사 내성을 갖고, 또한 양호한 전사 성능을 얻을 수 있는 반사형 포토마스크 블랭크 및 반사형 포토마스크를 제공하는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 양태인 반사형 포토마스크 블랭크는, 기판의 한쪽 면측에, 입사된 광을 반사하는 반사층과, 입사된 광을 흡수하는 흡수층이 이 순으로 형성되고, 상기 흡수층은, 적어도 최표층에, 주석, 인듐 및 텔루륨의 군으로부터 선택한 제1 재료와, 전이 금속, 비스무트(Bi), 및 규소(Si)의 군으로부터 선택한 1종 또는 2종 이상의 재료를 포함하는 제2 재료를 포함하고, 상기 제2 재료의 함유량은, 동일층 내에서, 20원자％보다 많고, 50원자％ 미만인 것을 요지로 한다.
또한, 본 발명의 일 양태인 반사형 포토마스크는, 기판의 한쪽 면측에 형성되어 입사된 광을 반사하는 반사층과, 상기 반사층 상에 입사된 광을 흡수하는 소정 패턴으로 형성된 흡수층을 구비하고, 상기 흡수층의 적어도 최표층은, 주석, 인듐 및 텔루륨의 군으로부터 선택한 제1 재료와, 전이 금속, 비스무트(Bi), 및 규소(Si)의 군으로부터 선택한 1종 또는 2종 이상의 재료를 포함하는 제2 재료를 포함하고, 상기 제2 재료의 함유량은, 동일층 내에서, 20원자％보다 많고, 50원자％ 미만인 것을 요지로 한다.
본 발명의 양태에 의하면, EUV 노광 시의 조사 내성을 향상시킬 수 있기 때문에, 반사형 포토마스크의 수명을 연명할 수 있다. 또한, 본 발명의 양태에 의하면, 흡수막을 얇게 해도, EUV 광 흡수성의 우수함을 가질 수 있기 때문에, 사영 효과의 영향이 완화되어, 웨이퍼 상에 전사한 패턴의 해상성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 기초하는 실시 형태에 관한 반사형 포토마스크 블랭크의 구조를 도시하는 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명에 기초하는 실시 형태에 관한 반사형 포토마스크의 구조를 도시하는 개략 단면도이다.
도 3은 EUV 광의 파장에 있어서의 각 금속 재료의 광학 상수를 나타내는 그래프이다.
도 4는 흡수층에 주석을 함유하는 반사형 포토마스크 블랭크의 EUV 광에 있어서의 반사율의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 흡수층에 주석을 함유하는 반사형 포토마스크 블랭크의 EUV 광의 파장에 있어서의 OD값의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은 흡수층에 인듐을 함유하는 반사형 포토마스크 블랭크의 EUV 광에 있어서의 반사율의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7은 흡수층에 인듐을 함유하는 반사형 포토마스크 블랭크의 EUV 광의 파장에 있어서의 OD값의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은 흡수층에 텔루륨을 함유하는 반사형 포토마스크 블랭크의 EUV 광에 있어서의 반사율의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는 흡수층에 텔루륨을 함유하는 반사형 포토마스크 블랭크의 EUV 광의 파장에 있어서의 OD값의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 10은 실시예에서의 반사형 포토마스크 블랭크의 구조를 도시하는 개략 단면도이다.
도 11은 실시예에서의 반사형 포토마스크의 제조 공정을 도시하는 개략 단면도이다.
도 12는 실시예에서의 반사형 포토마스크의 제조 공정을 도시하는 개략 단면도이다.
도 13은 실시예에서의 반사형 포토마스크의 구조를 도시하는 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명에 기초하는 실시 형태에 관한 반사형 포토마스크의 구조를 도시하는 개략 단면도이다.
도 3은 EUV 광의 파장에 있어서의 각 금속 재료의 광학 상수를 나타내는 그래프이다.
도 4는 흡수층에 주석을 함유하는 반사형 포토마스크 블랭크의 EUV 광에 있어서의 반사율의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 흡수층에 주석을 함유하는 반사형 포토마스크 블랭크의 EUV 광의 파장에 있어서의 OD값의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은 흡수층에 인듐을 함유하는 반사형 포토마스크 블랭크의 EUV 광에 있어서의 반사율의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7은 흡수층에 인듐을 함유하는 반사형 포토마스크 블랭크의 EUV 광의 파장에 있어서의 OD값의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은 흡수층에 텔루륨을 함유하는 반사형 포토마스크 블랭크의 EUV 광에 있어서의 반사율의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는 흡수층에 텔루륨을 함유하는 반사형 포토마스크 블랭크의 EUV 광의 파장에 있어서의 OD값의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 10은 실시예에서의 반사형 포토마스크 블랭크의 구조를 도시하는 개략 단면도이다.
도 11은 실시예에서의 반사형 포토마스크의 제조 공정을 도시하는 개략 단면도이다.
도 12는 실시예에서의 반사형 포토마스크의 제조 공정을 도시하는 개략 단면도이다.
도 13은 실시예에서의 반사형 포토마스크의 구조를 도시하는 개략 단면도이다.
이하, 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
또한, 각 도면은 모식적으로 도시한 도면이며, 각 부의 크기나 형상 등은 이해를 용이하게 하기 위해 적절히 과장하여 나타내고 있다. 또한, 설명을 간단하게 하기 위해, 각 도면의 대응하는 부위에는 동일한 부호를 부여하고 있다.
(반사형 포토마스크 블랭크)
본 실시 형태에 관한 반사형 포토마스크 블랭크는, EUV 광을 반사하고, 반사광을 전사용 시료에 조사하는 반사형 포토마스크를 형성하기 위한 포토마스크 블랭크이다.
본 실시 형태의 반사형 포토마스크 블랭크(10)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 기판(1)과, 기판(1) 상에 적층한 반사층(2)과, 반사층(2) 상에 적층한 흡수층(4)을 구비하고 있다.
반사층(2)은, 입사된 광을 반사하는 층이다. 도 1에 도시한 반사층(2)은, 다층 구조를 포함하는 다층 반사층(2a)과 중간층(2b)을 구비한다.
흡수층(4)은, 입사된 광을 흡수하는 층이다. 흡수층(4)은, 단층 구조, 또는 복수의 층이 적층된 적층 구조를 포함한다.
(반사형 포토마스크)
도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 반사형 포토마스크(20)는, 반사형 포토마스크 블랭크(10)의 흡수층(4)이, 소정의 흡수층 패턴(4a)으로 형성됨으로써 얻어진다.
반사형 포토마스크(20)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 기판(1)과, 기판(1) 상에 적층된 반사층(2)과, 반사층(2) 상에 형성된 흡수층(4)을 구비하고 있다.
반사층(2)은, 상술한 바와 같이, 입사된 광을 반사하는 층이다. 도 2에 도시한 반사층(2)은, 다층 구조를 포함하는 다층 반사층(2a)과 중간층(2b)을 구비한다.
흡수층(4)은, 미리 설정한 흡수층 패턴(4a)이 형성된, 입사된 광을 흡수하는 층이다. 흡수층(4)은, 단층 구조 또는 복수의 층이 적층된 적층 구조를 포함한다.
(흡수층)
흡수층(4)은, 적어도 최표층에, 주석, 인듐 및 텔루륨의 군으로부터 선택한 제1 재료와, 전이 금속, 비스무트(Bi), 및 규소(Si)의 군으로부터 선택한 1종 또는 2종 이상의 재료를 포함하는 제2 재료를 포함한다.
제1 재료는, 상기 주석, 인듐 및 텔루륨 중 어느 1종류를 포함한다. 제1 재료의 함유량은, 흡수층(4)에 요구되는 소쇠 계수 k의 값에 따라서 결정하면 된다. 예를 들어, 리소그래피 특성을 양호하게 유지 가능한 소쇠 계수 k로서 0.052 이상을 요구값으로 한 경우에는, 동일층 내(단위 체적당)에서, 제1 재료가 주석(Sn)인 경우에는 17원자％ 이상, 제1 재료가 인듐(In)인 경우에는 21원자％ 이상, 제1 재료가 텔루륨(Te)인 경우에는 17원자％ 이상, 포함되어 있을 필요가 있다.
제2 재료의 함유량은, 동일층 내(단위 체적당)에서, 20원자％보다 많고, 50원자％ 미만으로 되어 있다.
또한 반사형 포토마스크 블랭크(10)의 가공성이나 내열성을 고려하면, 흡수층(4)은, 적어도 최표층에 산소를 포함하고 있는 것이 바람직하다.
이때, 제1 재료의 원자수와 흡수층(4)에 포함되는 산소의 원자수의 합계값인 합계 원자수(A)에 대한, 제2 재료의 원자수(B)의 비율(B/A)이, 1/4보다 크고, 1 미만의 범위인 것이 바람직하다. 여기에서 「포함되는 산소」는, 제1 재료나 제2 재료의 산화물로서 포함된다. 「포함되는 산소」는, 제1 재료의 산화물로서만 포함되어 있어도 된다.
흡수층(4)의 막 두께는, 박막화에 의한 전사 성능의 향상을 고려하면, 18㎚ 이상 45㎚ 미만인 것이 바람직하고, 18㎚ 이상 35㎚ 미만이면 보다 바람직하다.
여기서, 반사형 포토마스크 블랭크(10)의 흡수층(4)의 일부를 제거함으로써, 반사형 포토마스크(20)로서의 흡수층 패턴(4a)이 형성된다. 이때, EUV 리소그래피에 있어서, 반사형 포토마스크에 비스듬히 입사되는 입사광은 흡수층 패턴의 그림자를 반사층 상에 만들어, 웨이퍼에 대한 전사 성능을 악화시킨다. 이 전사 성능의 악화는 흡수층(4)의 두께를 얇게 함으로써 경감할 수 있다.
또한, 반사층(2)으로부터의 반사광의 강도를 Rm이라 하고, 흡수층(4)으로부터의 반사광의 강도를 Ra라 하고(도 2 참조), 반사층(2) 및 흡수층(4)에 기초하는 광학 농도 OD를 하기 식 (1)로 규정하였을 때, 광학 농도 OD의 값이 1 이상인 것이 바람직하다. 광학 농도 OD의 값은, 1 이상이면 특별히 한정은 없지만, 흡수층(4)의 박막화를 고려하면, 광학 농도 OD의 값은 예를 들어 2 이하가 된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 흡수층(4)에 대해, 종래의 흡수층 소쇠 계수보다도 큰 소쇠 계수 k를 갖는 상술한 바와 같은 제1 재료를 함유시켰다. 이에 의해, 본 실시 형태에서는, 흡수 성능을 유지하면서 박막화가 가능해진다.
<제1 재료에 대하여>
도 3은 각 금속 재료의 EUV 광의 파장에 있어서의 광학 상수를 나타내는 그래프이다. 도 3의 횡축은 굴절률 n을 나타내고, 종축은 소쇠 계수 k를 나타내고 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 소쇠 계수 k가 높은 재료로는, 은(Ag), 니켈(Ni), 주석(Sn), 텔루륨(Te), 인듐(In) 등이 존재한다. 이들 금속 재료의 소쇠 계수는, 0.07 내지 0.08의 범위에 있어, 종래의 흡수층의 재료인 탄탈(Ta)의 소쇠 계수 0.041에 비하여 크다.
이와 같이, 본 실시 형태에서는, 큰 소쇠 계수를 갖는 제1 재료(주석(Sn), 텔루륨(Te), 인듐(In))를 흡수층(4)에 함유시킴으로써, 흡수 성능을 유지하면서 흡수층(4)의 박막화가 가능하다. 그리고, 본 실시 형태에서는, 박막화에 의해, 전사 성능의 악화를 억제할 수 있다.
제1 재료는, 통상 주석과 산소를 포함하는 산화주석 등, 제1 재료의 산화물의 상태로 흡수층(4)에 함유되어 있지만, 이 산화물의 상태에서도, 흡수 성능의 유지와 박막화가 가능함을 확인하였다(실시예 참조).
여기서, 흡수층(4)에 포함되는 산소는, 제1 재료의 산화에 의한 형태뿐만 아니라, 제2 재료의 산화 등의 형태로도 흡수층(4)에 함유된다.
<광학 농도 OD에 대하여>
또한, 반사형 포토마스크의 기본 성능을 나타내는 지표의 하나로서, 상술한 광학 농도(Optical Density: OD)가 있다.
도 4는 주석을 함유하는 흡수층 영역에 있어서의 EUV 광 반사율을 시뮬레이션한 결과이다. 도 5는 도 4에 있어서의 OD값을 시뮬레이션한 결과이다.
시뮬레이션 조건으로서, 포토마스크 구조는, 흡수층(4) 아래에 두께 2.5㎚의 루테늄(Ru)을 포함하는 캐핑층(중간층(2b)), 또한 그 아래에는 실리콘과 몰리브덴을 한 쌍으로 하는 적층막을 40쌍 적층시킨 다층 반사층(2a), 그 아래에 평탄한 합성 석영을 포함하는 기판(1), 또한 기판(1)의 이면에는 질화크롬(CrN)을 포함하는 이면 도전층이라는 층 구성이 되도록 설정하였다. 흡수층(4)으로서, 탄탈막과, 탄탈 함유율이 30원자％인 산화주석막의 2종류를 사용하였다. 탄탈막의 굴절률은 0.94, 소쇠 계수는 0.041이다. 탄탈 함유율이 30원자％인 산화주석막의 굴절률은 0.93, 소쇠 계수는 0.062이다.
도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 탄탈막을 흡수층(4)으로 한 경우에 비해, 탄탈을 포함하는 산화주석막을 흡수층(4)으로 한 경우에는, 예를 들어 흡수층(4)이 동일한 막 두께인 경우, EUV 광 반사율을 대폭 낮게 할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 동일한 반사율인 경우에 막 두께를 대폭 저감할 수 있음을 알 수 있다. 이와 같이, 탄탈을 포함하는 산화주석막은, EUV 광의 파장에 있어서의 고흡수층을 구성하는 구성 요소로서 유효하다.
또한 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 1 이상의 OD값을 얻기 위해서는, 탄탈막은 적어도 40㎚ 이상의 막 두께가 필요한 것에 비해, 탄탈을 포함하는 산화주석막의 경우에는, 절반 이하의 막 두께인 약 18㎚의 막 두께이면 된다. 이와 같이, 탄탈을 포함하는 산화주석막은, OD값이라는 관점에서도, 탄탈막과 비교하여, 흡수층의 전체의 두께를 저감할 수 있는 구성 요소로서 유효함을 알 수 있다.
또한, 2 이상의 OD값을 얻기 위해서는, 탄탈막의 경우에는 적어도 70㎚ 이상의 막 두께가 필요한 것에 비해, 탄탈을 포함하는 산화주석막의 경우에는 33㎚의 막 두께여도 된다. 이와 같이, 탄탈을 포함하는 산화주석막은, 2 이상의 OD값에 있어서도, 탄탈막과 비교하여, 흡수층(4)의 전체의 두께를 저감할 수 있는 구성 요소로서 유효함을 알 수 있다. 또한, 종래의 흡수층에서는, 70㎚(OD값이 2) 정도의 막 두께의 탄탈막이 표준적으로 사용되고 있다.
이와 같이, 탄탈을 포함하는 산화주석막을 흡수층(4)에 사용함으로써, 반사형 포토마스크 블랭크 및 반사형 포토마스크의 기본 성능을 나타내는 OD값을 유지한 채로, 흡수층(4)을 얇게 하는 것이 가능해진다.
또한 도 6은 인듐을 함유하는 흡수층 영역에 있어서의 EUV 광 반사율을 시뮬레이션한 결과이다. 도 7은 도 6에 있어서의 OD값을 시뮬레이션한 결과이다.
시뮬레이션 조건으로서, 포토마스크 구조는, 흡수층 아래에 두께 2.5㎚의 루테늄(Ru)을 포함하는 캐핑층(중간층(2b)), 또한 그 아래에는 실리콘과 몰리브덴을 한 쌍으로 하는 적층막을 40쌍 적층시킨 다층 반사층(2a), 그 아래에 평탄한 합성 석영을 포함하는 기판(1), 또한 기판(1)의 이면에는 질화크롬(CrN)을 포함하는 이면 도전층을 포함하는 층 구성으로 설정하였다. 흡수층(4)으로서는, 탄탈막과, 탄탈 함유율이 30원자％인 산화인듐막의 2종류를 사용하였다. 탄탈막의 굴절률은 0.94, 소쇠 계수는 0.041이다. 탄탈 함유율이 30원자％인 산화인듐막의 굴절률은 0.93, 소쇠 계수는 0.059이다.
도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 탄탈막을 흡수층으로 한 경우에 비해, 탄탈을 포함하는 산화인듐막을 흡수층으로 한 경우에는, 예를 들어 흡수층이 동일한 막 두께인 경우, EUV 광 반사율을 대폭 낮게 할 수 있다. 또한, 동일한 반사율인 경우에 막 두께를 대폭 저감할 수 있다. 이와 같이 탄탈을 포함하는 산화인듐막은, EUV 광의 파장에 있어서의 고흡수층을 구성하는 구성 요소로서 유효하다.
도 7로부터 알 수 있는 바와 같이, 1 이상의 OD값을 얻기 위해서는, 탄탈막은 적어도 40㎚ 이상의 막 두께가 필요한 것에 비해, 탄탈을 포함하는 산화인듐막은, 절반 이하의 막 두께인 약 18㎚의 막 두께여도 된다. 이와 같이, 탄탈을 포함하는 산화인듐막은, OD값이라는 관점에서도, 탄탈막과 비교하여, 흡수층 전체의 두께를 저감할 수 있는 구성 요소로서 유효함을 알 수 있다.
또한, 2 이상의 OD값을 얻기 위해서는, 탄탈막은 적어도 70㎚ 이상의 막 두께가 필요한 것에 비해, 탄탈을 포함하는 산화인듐막은 33㎚의 막 두께여도 된다. 이와 같이, 탄탈을 포함하는 산화인듐막은, 2 이상의 OD값에 있어서도, 탄탈막과 비교하여, 흡수층의 전체의 두께를 저감할 수 있는 구성 요소로서 유효함을 알 수 있다.
이와 같이, 탄탈을 포함하는 산화인듐막을 흡수층에 사용함으로써, 반사형 포토마스크 블랭크 및 반사형 포토마스크의 기본 성능을 나타내는 OD값을 유지한 채로, 흡수층을 얇게 하는 것이 가능해진다.
도 8은 텔루륨을 함유하는 흡수층 영역에 있어서의 EUV 광 반사율을 시뮬레이션한 결과이다. 도 9는 도 8에 있어서의 OD값을 시뮬레이션한 결과이다.
시뮬레이션 조건으로서, 포토마스크 구조는, 흡수층 아래에 두께 2.5㎚의 루테늄(Ru)을 포함하는 캐핑층(중간층(2b)), 또한 그 아래에는 실리콘과 몰리브덴을 한 쌍으로 하는 적층막을 40쌍 적층시킨 다층 반사층(2a), 그 아래에 평탄한 합성 석영을 포함하는 기판(1), 또한 기판(1)의 이면에는 질화크롬(CrN)을 포함하는 이면 도전층을 마련하는 층 구성으로 설치하였다. 흡수층(4)에는 탄탈막과, 탄탈 함유율이 30원자％인 산화텔루륨막의 2종류를 사용하였다. 탄탈막의 굴절률은 0.94, 소쇠 계수는 0.041이다. 탄탈 함유율이 30원자％인 산화텔루륨막의 굴절률은 0.95, 소쇠 계수는 0.062이다.
도 8로부터 알 수 있는 바와 같이, 탄탈막을 흡수층(4)으로 한 경우에 비해, 탄탈을 포함하는 산화텔루륨막을 흡수층으로 한 경우에는, 예를 들어 흡수층이 동일한 막 두께인 경우, EUV 광 반사율을 대폭 낮게 할 수 있다. 또한, 동일한 반사율인 경우에 막 두께를 대폭 저감할 수 있다. 이와 같이 탄탈을 포함하는 산화텔루륨막은, EUV 광의 파장에 있어서의 고흡수층을 구성하는 구성 요소로서 유효하다.
도 9로부터 알 수 있는 바와 같이, 1 이상의 OD값을 얻기 위해서는, 탄탈막은 적어도 40㎚ 이상의 막 두께가 필요한 것에 비해, 탄탈을 포함하는 산화텔루륨막은, 절반 이하의 막 두께인 약 18㎚의 막 두께여도 된다. 이와 같이, 탄탈을 포함하는 산화텔루륨막은, OD값이라는 관점에서도, 탄탈막과 비교하여, 흡수층의 전체의 두께를 저감할 수 있는 구성 요소로서 유효함을 알 수 있다.
또한, 2 이상의 OD값을 얻기 위해서는, 탄탈막은 적어도 70㎚ 이상의 막 두께가 필요한 것에 비해, 탄탈을 포함하는 산화텔루륨막은 33㎚의 막 두께여도 된다. 이와 같이, 탄탈을 포함하는 산화텔루륨막은, 2 이상의 OD값에 있어서도, 탄탈막과 비교하여, 흡수층의 전체의 두께를 저감할 수 있는 구성 요소로서 유효함을 알 수 있다.
이와 같이, 탄탈을 포함하는 산화텔루륨막을 흡수층(4)에 사용함으로써, 반사형 포토마스크 블랭크 및 반사형 포토마스크의 기본 성능을 나타내는 OD값을 유지한 채로, 흡수층(4)을 얇게 하는 것이 가능해진다.
<내구성(조사 내성)>
현재의 EUV 노광 장치에서는, 포토마스크는 수소 라디칼 분위기 하에 놓여 있다. 그 때문에, 포토마스크는, 수소 라디칼 분위기 하의 EUV 조사에 대한 내구성(조사 내성)을 가질 필요가 있다.
본 실시 형태의 흡수층(4)은, 다른 금속 재료에 비해 수소에 대하여 반응성이 적고 또한 휘발성이 적은 제2 재료(전이 금속, 비스무트, 및 규소 중 적어도 1종)를 포함한다. 이 결과, 본 실시 형태에 따르면, EUV 광에 의한 흡수층(4)에 대한 노광 대미지를 억제할 수 있어, 충분한 조사 내성을 얻는 것이 가능해진다.
흡수층(4)이 적층 구조를 이루는 경우에는, 적어도 그 최표층이, 제2 재료를 포함함으로써, 수소 라디칼 분위기 하의 EUV 조사에 대한 내구성(조사 내성)이 얻어진다.
여기서, 제2 재료인, 전이 금속, 비스무트, 및 규소는, 불소에 대한 반응성이 높기 때문에, 에칭에 의해 가공도 가능하다.
흡수층(4)에 포함하는 전이 금속은, 수소와의 반응성이 낮은, 탄탈, 금, 오스뮴, 하프늄, 텅스텐, 백금, 이리듐, 레늄, 및 지르코늄으로부터 선택하면 된다. 또한, 흡수층(4)에 포함하는 전이 금속은, 상기 금속을 1종류 또는 2종류 이상 포함해도 된다.
흡수층(4)이 단층 구조인 경우, 흡수층(4)에 포함되는 전이 금속, 비스무트, 및 규소의 합계의 비율은 20원자％보다 많고, 50원자％ 미만인 것이 바람직하다.
흡수층(4)이 적층 구조인 경우, 흡수층(4)의 적어도 최표층에 포함되는 전이 금속, 비스무트, 및 규소의 합계 비율이, 20원자％보다 많고, 50원자％ 미만인 것이 바람직하다.
흡수층(4)이 산화주석막인 경우, 함유하는 전이 금속, 비스무트, 및 규소의 합계 비율이 20원자％보다 많고, 50원자％ 미만이면, EUV 광에 대한 광학 상수인 굴절률은 거의 변화되지 않는다. 또한, 소쇠 계수는 0.050 이상을 유지할 수 있다. 또한, 이 범위의 함유율로 함으로써, EUV 광에 대한 충분한 조사 내성도 얻어진다. 이에 의해, 전이 금속 또는 비스무트, 규소를 포함하는 산화주석막은, 기존의 흡수막의 형성 재료인 Ta보다 좋은 광 흡수성이 얻어지고, 또한 EUV 노광에 대한 충분한 조사 내성이 얻어진다.
마찬가지로, 흡수층(4)이 산화인듐막인 경우, 함유하는 전이 금속, 비스무트, 및 규소의 합계의 비율이 20원자％보다 많고, 50원자％ 미만이면, EUV 광에 대한 광학 상수인 굴절률은 거의 변화되지 않는다. 또한, 소쇠 계수는 0.05 이상을 유지할 수 있다. 또한, 이 범위의 함유율로 함으로써, EUV 광에 대한 충분한 조사 내성도 얻어진다. 이에 의해, 전이 금속 또는 비스무트, 규소를 포함하는 산화인듐막은, 기존의 흡수막의 형성 재료인 Ta보다 좋은 광 흡수성이 얻어지고, 또한 EUV 노광에 대한 충분한 조사 내성이 얻어진다.
또한, 흡수층(4)이 산화텔루륨막인 경우, 함유하는 전이 금속, 비스무트, 및 규소의 합계 비율이 20원자％보다 많고, 50원자％ 미만이면, EUV 광에 대한 광학 상수인 굴절률은 거의 변화되지 않는다. 또한, 소쇠 계수는 0.05 이상을 유지할 수 있다. 또한, 이 범위의 함유율로 함으로써, EUV 광에 대한 충분한 조사 내성도 얻어진다. 이에 의해, 전이 금속 또는 비스무트, 규소를 포함하는 산화텔루륨막은, 기존의 흡수막의 형성 재료인 Ta보다 좋은 광 흡수성이 얻어지고, 또한 EUV 노광에 대한 충분한 조사 내성이 얻어진다.
(반사층)
도 1 및 도 2에 도시한 반사층(2)은, 다층 반사층(2a)과, 다층 반사층(2a) 상에 형성된 중간층(2b)을 구비한다.
다층 반사층(2a)은, 예를 들어 실리콘(Si)막과 몰리브덴(Mo)막을 적층한 적층막이 복수 쌍 적층되어 구성된다.
중간층(2b)에는, 예를 들어 캐핑층, 버퍼층(완충층), 에칭 스토퍼층 등을 들 수 있다. 캐핑층은, 다층 반사층(2a)을 보호하기 위한 보호층으로서의 기능을 발휘한다. 캐핑층은, 예를 들어 루테늄(Ru)으로 형성되어 있다.
(작용 기타)
이상과 같이, 본 실시 형태의 반사형 포토마스크 블랭크(10)나 반사형 포토마스크(20)에 의하면, EUV 노광 시의 조사 내성을 향상시킬 수 있기 때문에, 반사형 포토마스크의 수명을 연명할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따르면, 더욱 얇은 흡수막 두께로, EUV 광 흡수성의 우수함을 가질 수 있기 때문에, 사영 효과의 영향이 완화되어, 웨이퍼 상에 전사한 패턴의 해상성을 향상시킬 수 있다.
실시예
이하에, 본 발명에 관한 반사형 포토마스크 블랭크 및 반사형 포토마스크의 실시예에 대하여 설명한다.
(제1 실시예)
먼저, 흡수층에 주석을 함유시킨 경우(산화주석막)의 실시예에 대하여 설명한다.
〔실시예 1-1〕
도 10에 도시한 바와 같이, 저열팽창 특성을 갖는 합성 석영의 기판(11) 상에, 실리콘(Si)과 몰리브덴(Mo)을 한 쌍으로 하는 적층막이 40쌍 적층되어 형성된 다층의 반사층(다층 반사층)(12)을 형성하였다. 다층 반사층(12)의 막 두께는 280㎚였다.
다음에, 다층 반사층(12) 상에, 중간층으로서, 루테늄(Ru)으로 형성된 캐핑층(13)을 막 두께가 2.5㎚가 되도록 성막하였다. 이에 의해, 기판(11) 상에는, 다층 반사층(12) 및 캐핑층(13)을 갖는 반사층(2)이 형성된다. 캐핑층(13) 상에 탄탈과 산화주석을 혼합 성막하여 탄탈을 포함하는 산화주석막을 갖는 흡수층(14)을 형성하여, 반사형 포토마스크 블랭크(100)를 제작하였다. 또한, 도 10에 도시한 바와 같이, 기판(11)의 이면에는 질화크롬(CrN)으로 형성된 이면 도전층(15)을 100㎚의 막 두께로 성막하였다.
여기서, 기판(11) 상에 대한 각각의 막의 성막은, 다원 스퍼터링 장치를 사용하였다. 또한, 흡수층(14)은 탄탈을 포함한 산화주석막으로 하였다. 탄탈의 함유율은, 반응성 스퍼터링법에 있어서, 탄탈과 주석의 각각의 타깃에 인가하는 전력의 조정에 의해 실시하였다. 또한, 각각의 막의 막 두께는, 스퍼터링 시간으로 제어하였다.
다음에, 반사형 포토마스크(200)의 제작 방법에 대하여 도 11 내지 도 13을 참조하여 설명한다.
도 11에 도시한 바와 같이, 반사형 포토마스크 블랭크(100)에 구비된 흡수층(14) 상에, 포지티브형 화학 증폭 레지스트(SEBP9012: 신에쓰 가가쿠사제)를 120㎚의 막 두께로 도포하여 레지스트막(16)을 형성하였다.
다음에, 전자선 묘화기(JBX3030: 니혼덴시사제)에 의해 포지티브형 화학 증폭 레지스트에 소정의 패턴을 묘화한다. 그 후, 포지티브형 화학 증폭 레지스트에 110℃, 10분의 PEB 처리를 실시하고, 다음에 스프레이 현상(SFG3000: 시그마멜텍사제)한다. 이에 의해, 도 11에 도시한 바와 같이, 레지스트 패턴(16a)을 형성하였다.
다음에, 레지스트 패턴(16a)을 에칭 마스크로 하여, 염소계 가스를 주체로 한 드라이 에칭에 의해, 흡수층(14)의 패터닝을 행하여, 도 12에 도시한 바와 같이, 흡수층(14)에 흡수층 패턴을 형성하였다. 다음에, 남은 레지스트 패턴(16a)의 박리를 행하여, 본 실시예에 의한 반사형 포토마스크(200)를 제작하였다.
본 실시예에 있어서, 흡수층(14)에 형성한 흡수층 패턴(14a)은, 전사 평가용의 반사형 포토마스크(200) 상에서 선폭 64㎚LS(라인 앤드 스페이스) 패턴, AFM을 사용한 흡수층의 막 두께 측정용의 선폭 200㎚LS 패턴, EUV 반사율 측정용의 한 변이 4㎜인 정사각형의 흡수층 제거부를 포함하고 있다.
실시예 1-1에서는, 탄탈을 포함하는 산화주석을 포함하는 흡수층(14)의 탄탈의 원자수비를, 21원자％, 30원자％, 49원자％의 3종류로 하였다. 흡수층(14)의 막 두께를, 33㎚와 18㎚의 2종류로 하였다. 또한, 탄탈 21원자％에 대해서는, 흡수층(14)의 막 두께를 16㎚ 내지 45㎚의 범위에서 변화시킨 복수의 샘플을 제작하였다(표 1, 표 3 참조).
〔실시예 1-2〕
흡수층(14)에 대하여 비스무트를 포함한 산화주석막으로 하고, 타깃을 주석과 비스무트의 조합으로 변경하여, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 반사형 포토마스크 블랭크(100) 및 반사형 포토마스크(200)를 제작하였다.
실시예 1-2에서는, 비스무트를 포함하는 산화주석을 포함하는 흡수층(14)의 비스무트의 원자수비를, 21원자％와 40원자％의 2종류로 하였다. 흡수층(14)의 막 두께를, 33㎚와 18㎚의 2종류로 하였다(표 2 참조).
〔비교예 1-1〕
비교예 1-1은, 흡수층을 탄탈막으로 하고, 타깃을 탄탈만으로 변경하여, 실시예 1-1과 마찬가지의 방법(단, 타깃이 탄탈뿐이기 때문에, 인가 전력의 조정에 의한 함유율의 조정은 행하고 있지 않음)으로, 반사형 포토마스크 블랭크 및 반사형 포토마스크를 제작하였다. 흡수층의 막 두께를, 70㎚와 40㎚의 2종류로 하였다.
〔비교예 1-2〕
비교예 1-2는, 흡수층을 산화주석막으로 하고, 타깃을 주석만으로 변경하여, 실시예 1-1과 마찬가지의 방법(단, 타깃이 주석뿐이기 때문에, 인가 전력의 조정에 의한 함유율의 조정은 행하고 있지 않음)으로, 반사형 포토마스크 블랭크 및 반사형 포토마스크를 제작하였다. 흡수층의 막 두께를, 26㎚와 17㎚의 2종류로 하였다.
〔비교예 1-3〕
비교예 1-3은, 실시예 1-1과 마찬가지로, 흡수층은 탄탈을 포함한 산화주석막으로 하고, 실시예 1-1과 마찬가지의 방법으로, 반사형 포토마스크 블랭크 및 반사형 포토마스크를 제작하였다. 탄탈을 포함하는 산화주석을 포함하는 흡수층의 탄탈의 원자수비는, 70원자％로 하였다. 흡수층의 막 두께를 40㎚와 24㎚의 2종류로 하였다.
전술한 실시예 및 비교예에 있어서, 막 두께는 투과 전자 현미경에 의해 측정하고, 흡수층에 있어서의 원자수비는 XPS(X선 광전자 분광 측정법)에 의해 측정하여, 각각 확인하였다.
전술한 각 실시예 및 각 비교예에서 제작한 반사형 포토마스크의 반사층 영역의 반사율 Rm과 흡수층 영역의 반사율 Ra를 EUV 광에 의한 반사율 측정 장치로 측정하였다. 반사율 Rm의 측정은 한 변이 4㎜인 정사각형의 흡수층 제거부에서 행하였다. 그 측정 결과로부터, 식 (1)을 사용하여 OD값을 계산하였다.
(웨이퍼 노광 평가)
EUV 노광 장치(NXE3300B: ASML사제)를 사용하여, EUV용 포지티브형 화학 증폭 레지스트를 도포한 반도체 웨이퍼(도시하지 않음) 상에, 실시예 및 비교예에서 제작한 반사형 포토마스크의 흡수층 패턴을 전사 노광하였다. 전자선 치수 측정기에 의해 전사된 레지스트 패턴의 관찰, 선폭 측정을 실시하여, 해상성의 확인을 행하였다.
(조사 내성)
반사형 포토마스크의 EUV 노광 시의 조사 내성 평가를 EUV 노광 장치 NXE3300B(ASML제)로 행하였다. 이때, 실시예 및 비교예에서 제작한 반사형 포토마스크에 대하여, 30kJ/㎠의 EUV 광을 조사하였다. 노광 시의 분위기는 진공도 3Pa의 조건 하에서 수소를 도입하였다. EUV 광 조사 전후에서의 흡수층의 막 두께 변화를, 원자간력 현미경(AFM)을 사용하여 확인하였다. 측정은 선폭 200㎚LS 패턴으로 행하였다.
또한, 흡수층의 막 두께 변화가 1.0㎚ 이하인 경우 대미지가 없다고 판단하였다.
평가 결과를, 표 1 내지 3에 나타낸다.
표 1에서는, 흡수층에 탄탈막, 산화주석막 및 탄탈을 함유한 산화주석막을 사용한 것으로부터 OD값이 1.0 및 2.0에 가까운 것을 나타냈다. 흡수층의 수소 분위기 하에서의 EUV 조사 내성에 대해서는 산화주석막(비교예 1-2)을 제외하고 양호한 결과가 되었다. 해상성에 대해서는, 흡수층이 탄탈막인 경우(비교예 1-1)를 제외하고 20㎚ 이하로서, 양호하였다. 흡수층을 탄탈 함유 산화주석막으로 함으로써 양호한 조사 내성과 양호한 해상성을 모두 구비하였다(실시예 1-1, 비교예 1-3).
또한, 탄탈 함유 산화주석막의 탄탈 함유량을 20원자％보다 많고, 50원자％보다 낮게 함으로써, 실시예 1-1과 같이, 해상성이 15㎚ 이하가 되어, 더욱 양호함을 알 수 있었다.
표 2에서는, 흡수층에 비스무트를 함유한 산화주석막을 사용한 것을 나타냈다(실시예 1-2). 실시예 1-2에서는, 흡수층의 수소 분위기 하에서의 EUV 조사 내성이 1.0㎚ 이하, 해상성은 15㎚ 이하였다. 이와 같이, 본 실시예에 기초함으로써, 조사 내성, 해상성 모두 양호한 결과였다.
표 3에서는, 흡수층에 탄탈의 함유량이 21원자％인 탄탈을 함유한 산화주석막을 사용한 것을 나타냈다. 그리고, 흡수층의 막 두께를 16㎚ 내지 45㎚로 변화시켜 평가하였다. 흡수층의 수소 분위기 하에서의 EUV 조사 내성에 대해서는 1.0㎚ 이하, 해상성은 20㎚ 이하로서, 모두 양호하였다. 또한, 표 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 흡수층의 막 두께를 18㎚ 이상 45㎚ 이하로 함으로써, 해상성은 17㎚ 이하가 되어, 보다 좋은 결과가 되었다. 또한, 흡수층의 막 두께를 18㎚ 이상 35㎚ 이하로 함으로써, 해상성은 15㎚ 이하가 되어, 더욱 좋은 결과가 되었다.
(제2 실시예)
다음에, 흡수층에 인듐을 함유시킨 경우(산화인듐막)의 실시예에 대하여 설명한다.
〔실시예 2-1〕
도 10에 도시한 바와 같이, 저열팽창 특성을 갖는 합성 석영의 기판(11) 상에, 실리콘(Si)과 몰리브덴(Mo)을 한 쌍으로 하는 적층막이 40쌍 적층되어 형성된 다층 반사층(12)을 형성한다. 다층 반사층(12)의 막 두께는 280㎚였다.
다음에, 다층 반사층(12) 상에, 중간층으로서, 루테늄(Ru)으로 형성된 캐핑층(13)을 막 두께가 2.5㎚가 되도록 성막하였다. 이에 의해, 기판(11) 상에는, 다층 반사층(12) 및 캐핑층(13)을 갖는 반사층(2)이 형성된다. 캐핑층(13) 상에 탄탈과 산화인듐을 혼합 성막하여 탄탈을 포함하는 산화인듐막을 갖는 흡수층(14)을 형성하여, 반사형 포토마스크 블랭크(100)를 제작하였다. 또한, 도 10에 도시한 바와 같이, 기판(11)의 이면에는 질화크롬(CrN)으로 형성된 이면 도전층(15)을 100㎚의 막 두께로 성막하였다.
기판(11) 상에 대한 각각의 막의 성막은, 다원 스퍼터링 장치를 사용하였다. 흡수층(14)은 탄탈을 포함한 산화인듐막으로 하였다. 탄탈의 함유율은, 반응성 스퍼터링법에 있어서, 탄탈과 인듐의 각각의 타깃에 인가하는 전력의 조정에 의해 실시하였다. 또한, 각각의 막의 막 두께는, 스퍼터링 시간으로 제어하였다.
반사형 포토마스크(200)에 대해서는, 제1 실시예와 마찬가지의 방법으로 제작하였다.
실시예 2-1에서는, 탄탈을 포함하는 산화인듐을 포함하는 흡수층(14)의 탄탈의 원자수비를, 21원자％, 30원자％, 49원자％의 3종류로 하였다. 흡수층(14)의 막 두께를, 33㎚와 18㎚의 2종류로 하였다. 또한, 탄탈 21원자％에 대해서는, 흡수층(14)의 막 두께를 16㎚ 내지 45㎚의 범위에서 변화시켰다.
〔실시예 2-2〕
흡수층(14)은 텅스텐을 포함한 산화인듐막으로 하고, 타깃을 인듐과 텅스텐의 조합으로 변경하여, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 반사형 포토마스크 블랭크(100) 및 반사형 포토마스크(200)를 제작하였다.
실시예 2-2에서는, 텅스텐을 포함하는 산화인듐을 포함하는 흡수층(14)의 텅스텐의 원자수비를, 21원자％와 40원자％의 2종류로 하였다. 흡수층(14)의 막 두께를, 34㎚와 18㎚의 2종류로 하였다.
〔비교예 2-1〕
흡수층을 탄탈막으로 하고, 타깃을 탄탈만으로 변경하여, 실시예 2-1과 마찬가지의 방법(단, 타깃이 탄탈뿐이기 때문에, 인가 전력의 조정에 의한 함유율의 조정은 행하고 있지 않음)으로, 반사형 포토마스크 블랭크 및 반사형 포토마스크를 제작하였다. 흡수층의 막 두께를, 70㎚와 40㎚의 2종류로 하였다.
〔비교예 2-2〕
흡수층을 산화인듐막으로 하고, 타깃을 인듐만으로 변경하여, 실시예 2-1과 마찬가지의 방법(단, 타깃이 인듐뿐이기 때문에, 인가 전력의 조정에 의한 함유율의 조정은 행하고 있지 않음)으로, 반사형 포토마스크 블랭크 및 반사형 포토마스크를 제작하였다. 흡수층의 막 두께를, 27㎚와 18㎚의 2종류로 하였다.
〔비교예 2-3〕
실시예 2-1과 마찬가지로, 흡수층은 탄탈을 포함한 산화인듐막으로 하고, 실시예 2-1과 마찬가지의 방법으로 반사형 포토마스크 블랭크 및 반사형 포토마스크를 제작하였다. 탄탈을 포함하는 산화인듐을 포함하는 흡수층의 탄탈의 원자수비는, 70원자％였다. 흡수층의 막 두께를, 40㎚와 24㎚의 2종류로 하였다.
평가는, 제1 실시예와 동일한 평가 방법으로 실시하였다.
이들 평가 결과를 표 4 내지 표 6에 나타낸다.
표 4에서는 흡수층에 탄탈막, 산화인듐막 및 탄탈을 함유한 산화인듐막을 사용한 것으로부터 OD값이 1.0 및 2.0에 가까운 것을 나타냈다. 흡수층의 수소 분위기 하에서의 EUV 조사 내성에 대해서는, 산화인듐막(비교예 2-2)을 제외하고 양호한 결과가 되었다. 해상성에 대해서는, 흡수층이 탄탈막(비교예 2-1)인 경우를 제외하고 20㎚ 이하로서, 양호하였다. 또한 흡수층을 탄탈 함유 산화인듐막으로 함으로써 양호한 조사 내성과 양호한 해상성을 모두 구비함을 알 수 있었다(실시예 2-1, 비교예 2-3). 그리고, 실시예 2-1과 같이, 탄탈 함유 산화인듐막의 탄탈 함유량을 20원자％보다 많고, 50원자％보다 낮게 함으로써, 해상성이 15㎚ 이하가 되어, 더욱 좋아짐을 알 수 있었다.
표 5에서는, 흡수층에 텅스텐을 함유한 산화인듐막을 사용한 것을 나타냈다(실시예 2-2). 실시예 2-2에서는, 흡수층의 수소 분위기 하에서의 EUV 조사 내성에 대해서는 1.0㎚ 이하, 해상성은 15㎚ 이하였다. 조사 내성, 해상성 모두 양호한 결과였다.
표 6에서는, 흡수층에 탄탈의 함유량이 21원자％인 탄탈을 함유한 산화인듐막을 사용한 것을 나타냈다. 흡수층의 막 두께는 16㎚ 내지 45㎚ 사이에서 변화시켜 평가하였다. 실시예 2-1에 의하면, 흡수층의 수소 분위기 하에서의 EUV 조사 내성에 대해서는 1.0㎚ 이하, 해상성은 20㎚ 이하로서, 모두 양호하였다. 흡수층의 막 두께를 18㎚ 이상 45㎚ 이하로 함으로써, 해상성은 17㎚ 이하가 되어, 보다 좋은 결과가 되었다. 또한, 흡수층의 막 두께를 18㎚ 이상 35㎚ 이하로 함으로써, 해상성은 15㎚ 이하가 되어, 더욱 좋은 결과가 되었다.
(제3 실시예)
다음에, 흡수층에 텔루륨을 함유시킨 경우(산화텔루륨막)의 실시예에 대하여 설명한다.
〔실시예 3-1〕
도 10에 도시한 바와 같이, 저열팽창 특성을 갖는 합성 석영의 기판(11) 상에, 실리콘(Si)과 몰리브덴(Mo)을 한 쌍으로 하는 적층막이 40쌍 적층되어 형성된 다층 반사층(12)을 형성한다. 다층 반사층(12)의 막 두께는 280㎚였다
다음에, 다층 반사층(12) 상에, 중간층으로서, 루테늄(Ru)으로 형성된 캐핑층(13)을 막 두께가 2.5㎚가 되도록 성막하였다. 이에 의해, 기판(11) 상에는, 다층 반사층(12) 및 캐핑층(13)을 갖는 반사층(2)이 형성된다. 캐핑층(13) 상에 탄탈과 산화테루륨을 혼합 성막하여 탄탈을 포함하는 산화텔루륨막을 갖는 흡수층(14)을 형성하여, 반사형 포토마스크 블랭크(100)를 제작하였다. 또한, 도 10에 도시한 바와 같이, 기판(11)의 이면에는 질화크롬(CrN)으로 형성된 이면 도전층(15)을 100㎚의 막 두께로 성막하였다.
기판(11) 상에 대한 각각의 막의 성막은, 다원 스퍼터링 장치를 사용하였다. 흡수층(14)은 탄탈을 포함한 산화텔루륨막으로 하였다. 탄탈의 함유율은, 반응성 스퍼터링법에 있어서, 탄탈과 텔루륨의 각각의 타깃에 인가하는 전력의 조정에 의해 실시하였다. 또한, 각각의 막의 막 두께는, 스퍼터링 시간으로 제어하였다.
반사형 포토마스크(200)의 제작은, 제1 실시예와 마찬가지의 방법으로 행하였다.
실시예 3-1에서는, 탄탈을 포함하는 산화텔루륨을 포함하는 흡수층(14)의 탄탈의 원자수비를, 21원자％, 30원자％, 49원자％의 3종류로 하였다. 흡수층(14)의 막 두께를 33㎚와 18㎚의 2종류로 하였다. 또한, 탄탈 21원자％에 대해서는, 흡수층(14)의 막 두께를 16㎚ 내지 45㎚의 범위에서 변화시켰다.
〔실시예 3-2〕
흡수층(14)은 하프늄을 포함한 산화텔루륨막으로 하고, 타깃을 텔루륨과 하프늄의 조합으로 변경하여, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 반사형 포토마스크 블랭크(100) 및 반사형 포토마스크(200)를 제작하였다.
실시예 3-2에서는, 하프늄을 포함하는 산화텔루륨을 포함하는 흡수층(14)의 하프늄의 원자수비를, 21원자％와 40원자％의 2종류로 하였다. 흡수층(14)의 막 두께를 33㎚와 18㎚의 2종류로 하였다.
〔비교예 3-1〕
비교예 3-1에서는, 흡수층을 탄탈막으로 하고, 타깃을 탄탈만으로 변경하여, 실시예 3-1과 마찬가지의 방법(단, 타깃이 탄탈뿐이기 때문에, 인가 전력의 조정에 의한 함유율의 조정은 행하고 있지 않음)으로, 반사형 포토마스크 블랭크 및 반사형 포토마스크를 제작하였다. 흡수층의 막 두께를, 70㎚와 40㎚의 2종류로 하였다.
〔비교예 3-2〕
비교예 3-2에서는, 흡수층을 산화텔루륨막으로 하고, 타깃을 텔루륨만으로 변경하여, 실시예 3-1과 마찬가지의 방법(단, 타깃이 텔루륨뿐이기 때문에, 인가 전력의 조정에 의한 함유율의 조정은 행하고 있지 않음)으로, 반사형 포토마스크 블랭크 및 반사형 포토마스크를 제작하였다. 흡수층의 막 두께를, 31㎚와 17㎚의 2종류로 하였다.
〔비교예 3-3〕
비교예 3-3에서는, 실시예 3-1과 마찬가지로, 흡수층은 탄탈을 포함한 산화텔루륨막으로 하고, 실시예 3-1과 마찬가지의 방법으로, 반사형 포토마스크 블랭크 및 반사형 포토마스크를 제작하였다. 탄탈을 포함하는 산화텔루륨을 포함하는 흡수층의 탄탈의 원자수비는, 70원자％였다. 흡수층의 막 두께를 40㎚와 24㎚의 2종류로 하였다.
평가는, 제1 실시예와 동일한 방법으로 평가하였다.
이들 평가 결과를 표 7 내지 표 9에 나타낸다.
표 7에서는 흡수층에 탄탈막, 산화텔루륨막 및 탄탈을 함유한 산화텔루륨막을 사용한 것으로부터 OD값이 1.0 및 2.0에 가까운 것을 나타냈다. 흡수층의 수소 분위기 하에서의 EUV 조사 내성에 대해서는 산화텔루륨막(비교예 3-2)을 제외하고 양호한 결과가 되었다. 해상성에 대해서는, 흡수층이 탄탈막(비교예 3-1)인 경우를 제외하고 20㎚ 이하로서, 양호하다. 흡수층을 탄탈 함유 산화텔루륨막으로 함으로써 양호한 조사 내성과 양호한 해상성을 모두 구비함을 알 수 있다. 실시예 3-1과 같이, 탄탈 함유 산화텔루륨막의 탄탈 함유량을 20원자％보다 많고, 50원자％보다 낮게 함으로써, 해상성이 15㎚ 이하가 되어, 더욱 좋음을 알 수 있었다.
표 8에서는, 흡수층에 하프늄을 함유한 산화텔루륨막을 사용한 것을 나타냈다(실시예 3-2). 흡수층의 수소 분위기 하에서의 EUV 조사 내성에 대해서는 1.0㎚ 이하, 해상성은 15㎚ 이하였다. 실시예 3-2는, 조사 내성, 해상성 모두 양호한 결과였다.
표 9에서는, 흡수층에 탄탈의 함유량이 21원자％인 탄탈을 함유한 산화텔루륨막을 사용한 것을 나타냈다. 흡수층의 막 두께는 16㎚ 내지 45㎚에서 평가하였다. 흡수층의 수소 분위기 하에서의 EUV 조사 내성에 대해서는 1.0㎚ 이하, 해상성은 20㎚ 이하로서, 모두 양호하였다. 흡수층의 막 두께를 18㎚ 이상 45㎚ 이하로 함으로써, 해상성은 17㎚ 이하가 되어, 보다 좋은 결과가 되었다. 또한, 흡수층의 막 두께를 18㎚ 이상 35㎚ 이하로 함으로써, 해상성은 15㎚ 이하가 되어, 더욱 좋은 결과가 되었다.
10, 100: 반사형 포토마스크 블랭크
20, 200: 반사형 포토마스크
1: 기판
2: 반사층
2a: 다층 반사층
2b: 중간층
4: 흡수층
4a: 흡수층 패턴
11: 기판
12: 다층 반사층
13: 캐핑층
14: 흡수층
14a: 흡수층 패턴
15: 이면 도전층
16: 레지스트막
16a: 레지스트 패턴
20, 200: 반사형 포토마스크
1: 기판
2: 반사층
2a: 다층 반사층
2b: 중간층
4: 흡수층
4a: 흡수층 패턴
11: 기판
12: 다층 반사층
13: 캐핑층
14: 흡수층
14a: 흡수층 패턴
15: 이면 도전층
16: 레지스트막
16a: 레지스트 패턴
Claims (7)
- 기판의 한쪽 면측에, 입사된 광을 반사하는 반사층과, 입사된 광을 흡수하는 흡수층이 이 순으로 형성되고,
상기 흡수층은, 적어도 최표층에, 주석, 인듐 및 텔루륨의 군으로부터 선택한 제1 재료와, 전이 금속, 비스무트(Bi), 및 규소(Si)의 군으로부터 선택한 1종 또는 2종 이상의 재료를 포함하는 제2 재료를 포함하고,
상기 제2 재료의 함유량은, 동일층 내에서, 20원자％보다 많고, 50원자％ 미만인 것을 특징으로 하는, 반사형 포토마스크 블랭크. - 제1항에 있어서,
상기 흡수층은, 적어도 최표층에 산소를 더 포함하고,
상기 제1 재료와 상기 산소의 합계 원자수(A)에 대한 상기 제2 재료의 원자수(B)의 비율(B/A)이, 1/4보다 크고, 1 미만의 범위인 것을 특징으로 하는, 반사형 포토마스크 블랭크. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 전이 금속은, 탄탈, 금, 오스뮴, 하프늄, 텅스텐, 백금, 이리듐, 레늄, 및 지르코늄의 군으로부터 선택한 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는, 반사형 포토마스크 블랭크. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반사층으로부터의 반사광의 강도를 Rm이라 하고, 상기 흡수층으로부터의 반사광의 강도를 Ra라 하고, 상기 반사층 및 상기 흡수층에 기초하는 광학 농도 OD를 하기 식 (1)로 규정하였을 때,
광학 농도 OD의 값이 1 이상인 것을 특징으로 하는, 반사형 포토마스크 블랭크.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 흡수층의 막 두께가, 18㎚ 이상 45㎚ 미만인 것을 특징으로 하는, 반사형 포토마스크 블랭크. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반사층은, 다층 구조를 포함하는 다층 반사층과, 상기 다층 반사층 상에 형성된 중간층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 반사형 포토마스크 블랭크. - 기판의 한쪽 면측에 형성되어 입사된 광을 반사하는 반사층과, 상기 반사층 상에 입사된 광을 흡수하는 소정 패턴으로 형성된 흡수층을 구비하고,
상기 흡수층의 적어도 최표층은, 주석, 인듐 및 텔루륨의 군으로부터 선택한 제1 재료와, 전이 금속, 비스무트(Bi), 및 규소(Si)의 군으로부터 선택한 1종 또는 2종 이상의 재료를 포함하는 제2 재료를 포함하고,
상기 제2 재료의 함유량은, 동일층 내에서, 20원자％보다 많고, 50원자％ 미만인 것을 특징으로 하는, 반사형 포토마스크.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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