KR20230119111A - 다층 반사막 구비 기판, 반사형 마스크 블랭크, 반사형 마스크 및 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
다층 반사막의 반사율을 저하시키지 않고, 흡수체 패턴의 리페어 공정에 있어서 사용되는 불소계 에칭 가스에 대하여 높은 내성을 갖는 보호막을 구비한 다층 반사막 구비 기판, 반사형 마스크 블랭크 및 반사형 마스크를 제공한다. 다층 반사막 구비 기판(100)은, 기판(10)과, 기판(10) 상에 마련된 다층 반사막(12)과, 다층 반사막(12) 상에 마련된 보호막(14)을 갖는다. 보호막(14)은, 제1 금속과 제2 금속을 포함한다. 제1 금속의 불화물의 표준 생성 자유 에너지는, RuF5의 표준 생성 자유 에너지보다도 높다. 제2 금속은, 파장 13.5㎚에 있어서의 소쇠 계수가 0.03 이하이다.
Description
본 발명은, 다층 반사막 구비 기판, 반사형 마스크 블랭크, 반사형 마스크 및 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
근년에 있어서의 초LSI 디바이스의 고밀도화, 고정밀도화의 한층 더한 요구에 수반하여, 극자외(Extreme Ultra Violet, 이하, EUV라 칭함)광을 사용한 노광 기술인 EUV 리소그래피가 유망시되고 있다. EUV광이란, 연X선 영역 또는 진공 자외선 영역의 파장대의 광을 가리키고, 구체적으로는 파장이 0.2 내지 100㎚ 정도인 광이다.
반사형 마스크는, 기판 상에 형성된 노광광을 반사하기 위한 다층 반사막과, 다층 반사막 상에 형성되며, 노광광을 흡수하기 위한 패턴상의 흡수체막인 흡수체 패턴을 갖는다. 반도체 기판 상에 패턴 전사를 행하기 위한 노광기에 탑재된 반사형 마스크에 입사한 광은, 흡수체 패턴이 있는 부분에서는 흡수되고, 흡수체 패턴이 없는 부분에서는 다층 반사막에 의해 반사된다. 다층 반사막에 의해 반사된 광상이, 반사 광학계를 통해 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 기판 상에 전사된다.
반사형 마스크를 사용하여 반도체 디바이스의 고밀도화, 고정밀도화를 달성하기 위해서는, 반사형 마스크에 있어서의 반사 영역(다층 반사막의 표면)이 노광광인 EUV광에 대하여 높은 반사율을 갖는 것이 필요하다.
다층 반사막으로서는, 일반적으로, 굴절률이 다른 원소가 주기적으로 적층된 다층막이 사용된다. 예를 들어, 파장 13 내지 14㎚의 EUV광에 대한 다층 반사막으로서는, Mo막과 Si막을 교대로 40주기 정도 적층한 Mo/Si 주기 적층막이 바람직하게 사용된다.
EUV 리소그래피에 사용되는 반사형 마스크로서는, 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 반사형 마스크가 있다. 특허문헌 1에는, 기판과, 상기 기판 상에 형성되며, 2종의 다른 막이 교대로 적층된 다층막으로 이루어지는 반사층과, 상기 반사층 상에 형성된 루테늄막으로 이루어지는 버퍼층과, 소정의 패턴 형상을 갖고 상기 버퍼층 상에 형성된 연X선을 흡수할 수 있는 재료로 이루어지는 흡수체 패턴을 갖는 반사형 포토마스크가 기재되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 버퍼층은, 일반적으로 보호막이라고도 불린다.
특허문헌 2에는, 기판 상에 노광광을 반사하는 다층 반사막을 구비하는 다층 반사막 구비 기판이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는, 다층 반사막을 보호하기 위한 보호막이 다층 반사막 상에 형성되는 것, 및, 보호막이, 반사율 저감 억제층과, 블로킹층과, 에칭 스토퍼층을 이 순으로 적층하여 이루어지는 보호막인 것이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는, 에칭 스토퍼층은, 루테늄(Ru) 또는 그 합금으로 이루어지는 것, 및, 루테늄의 합금으로서는, 구체적으로는, 루테늄니오븀(RuNb) 합금, 루테늄지르코늄(RuZr) 합금, 루테늄로듐(RuRh) 합금, 루테늄코발트(RuCo) 합금, 루테늄레늄(RuRe) 합금을 들 수 있는 것이 기재되어 있다.
특허문헌 3 및 4에는, 기판과, 다층 반사막과, 다층 반사막 상에 형성된, 다층 반사막을 보호하기 위한 Ru계 보호막을 갖는 다층 반사막 구비 기판이 기재되어 있다. 특허문헌 3 및 4에는, 다층 반사막의 기판과 반대측의 표면층은 Si를 포함하는 층인 것이 기재되어 있다.
특허문헌 3에는, 다층 반사막과 Ru계 보호막 사이에, Si의 Ru계 보호막으로의 이행을 방해하는 블록층을 갖는 것이 기재되어 있다. 특허문헌 3에는, Ru계 보호막의 구성 재료로서 Ru 및 그 합금 재료를 들 수 있는 것, 및, Ru의 합금으로서는, Ru와, Nb, Zr, Rh, Ti, Co 및 Re로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 금속 원소를 갖는 Ru 화합물이 적합한 것이 기재되어 있다.
특허문헌 4에는, Ru계 보호막은 Ru 및 Ti를 포함하는 Ru 화합물을 포함하고, 해당 Ru 화합물은 화학양론적 조성의 RuTi보다도 Ru를 많이 포함하는 것이 기재되어 있다.
반사형 마스크의 제조 공정에 있어서, 흡수체 패턴을 형성할 때는, 레지스트 패턴 혹은 에칭 마스크 패턴을 통해 흡수체막을 에칭에 의해 가공한다. 흡수체막을 설계대로의 형상으로 가공하기 위해서는, 흡수체막에 대하여 약간의 오버 에칭을 행할 필요가 있다. 오버 에칭 시에는, 흡수체막 아래의 다층 반사막도, 에칭에 의한 대미지를 받는다. 다층 반사막이 에칭에 의해 대미지를 받는 것을 방지하기 위해, 흡수체막과 다층 반사막 사이에 보호막이 마련된다. 따라서, 보호막에는, 흡수체막의 에칭에 사용되는 에칭 가스에 대하여 높은 내성을 가질 것이 요구된다.
또한, 에칭에 의해 흡수체막에 흡수체 패턴을 형성한 후, 흡수체 패턴을 설계대로의 형상이 되도록 수정하는 리페어 공정이 행해진다. 리페어 공정에서는, 불소계 에칭 가스(예를 들어, XeF2+H2O)를 공급하면서, 흡수체 패턴의 흑색 결함에 전자선을 조사하는 처리가 행해진다. 따라서, 보호막에는, 리페어 공정에 있어서 사용되는 불소계 에칭 가스에 의해 다층 반사막이 대미지를 받는 것을 방지하기 위해, 불소계 에칭 가스에 대하여 높은 내성을 가질 것도 요구된다.
종래, 보호막의 재료로서, 흡수체막의 에칭에 사용되는 에칭 가스에 대하여 높은 내성을 갖는 Ru계 재료(Ru, RuNb 등)가 사용되어 왔다. 그러나, Ru계 재료는, 흡수체 패턴의 리페어 공정에 있어서 사용되는 불소계 에칭 가스에 대한 내성이 충분하지 않다고 하는 문제가 있었다. 또한, 보호막에는, 에칭 가스에 의한 대미지로부터 다층 반사막을 보호하면서, 다층 반사막의 반사율을 가능한 한 저하시키지 않을 것도 요구된다.
따라서, 본 발명은, 다층 반사막의 반사율을 저하시키지 않고, 흡수체 패턴의 리페어 공정에 있어서 사용되는 불소계 에칭 가스에 대하여 높은 내성을 갖는 보호막을 구비한 다층 반사막 구비 기판, 반사형 마스크 블랭크, 및 반사형 마스크를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 그와 같은 보호막을 구비한 반사형 마스크를 사용한 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하의 구성을 갖는다.
(구성 1)
기판과, 해당 기판 상에 마련된 다층 반사막과, 해당 다층 반사막 상에 마련된 보호막을 갖는 다층 반사막 구비 기판이며,
상기 보호막은, 제1 금속과 제2 금속을 포함하고,
상기 제1 금속의 불화물의 표준 생성 자유 에너지는, RuF5의 표준 생성 자유 에너지보다도 높고,
상기 제2 금속은, 파장 13.5㎚에 있어서의 소쇠 계수가 0.03 이하인 것을 특징으로 하는 다층 반사막 구비 기판.
(구성 2)
상기 제1 금속은, 이리듐(Ir)인 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재된 다층 반사막 구비 기판.
(구성 3)
상기 제1 금속은, 로듐(Rh)인 것을 특징으로 하는 구성 1에 기재된 다층 반사막 구비 기판.
(구성 4)
상기 제2 금속은, 지르코늄(Zr) 및 루테늄(Ru)으로부터 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 구성 1 내지 3 중 어느 것에 기재된 다층 반사막 구비 기판.
(구성 5)
구성 1 내지 4 중 어느 것에 기재된 다층 반사막 구비 기판의 상기 보호막 상에, 흡수체막을 구비하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크.
(구성 6)
상기 흡수체막은, 루테늄(Ru)을 포함하는 것을 특징으로 하는 구성 5에 기재된 반사형 마스크 블랭크.
(구성 7)
상기 흡수체막은, 버퍼층과, 해당 버퍼층 상에 마련된 흡수층을 갖고,
상기 버퍼층은, 탄탈(Ta) 또는 규소(Si)를 포함하고,
상기 흡수층은, 루테늄(Ru)을 포함하는 것을 특징으로 하는 구성 5 또는 6에 기재된 반사형 마스크 블랭크.
(구성 8)
구성 5 내지 7 중 어느 것에 기재된 반사형 마스크 블랭크의 상기 흡수체막을 패터닝한 흡수체 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크.
(구성 9)
구성 8에 기재된 반사형 마스크를 사용하여, 노광 장치를 사용한 리소그래피 프로세스를 행하여, 피전사체에 전사 패턴을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
본 발명에 따르면, 다층 반사막의 반사율을 저하시키지 않고, 흡수체 패턴의 리페어 공정에 있어서 사용되는 불소계 에칭 가스에 대하여 높은 내성을 갖는 보호막을 구비한 다층 반사막 구비 기판, 반사형 마스크 블랭크 및 반사형 마스크를 제공할 수 있다. 또한, 그와 같은 보호막을 구비한 반사형 마스크를 사용한 반도체 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시 형태에 의한, 다층 반사막 구비 기판의 일례를 도시하는 단면 모식도이다.
도 2는 일 실시 형태에 의한, 다층 반사막 구비 기판의 다른 예를 도시하는 단면 모식도이다.
도 3은 일 실시 형태에 의한, 반사형 마스크 블랭크의 일례를 도시하는 단면 모식도이다.
도 4는 일 실시 형태에 의한, 반사형 마스크 블랭크의 다른 예를 도시하는 단면 모식도이다.
도 5는 일 실시 형태에 의한, 반사형 마스크 블랭크의 다른 예를 도시하는 단면 모식도이다.
도 6a 내지 도 6e는 반사형 마스크의 제조 방법의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 7은 패턴 전사 장치의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 2는 일 실시 형태에 의한, 다층 반사막 구비 기판의 다른 예를 도시하는 단면 모식도이다.
도 3은 일 실시 형태에 의한, 반사형 마스크 블랭크의 일례를 도시하는 단면 모식도이다.
도 4는 일 실시 형태에 의한, 반사형 마스크 블랭크의 다른 예를 도시하는 단면 모식도이다.
도 5는 일 실시 형태에 의한, 반사형 마스크 블랭크의 다른 예를 도시하는 단면 모식도이다.
도 6a 내지 도 6e는 반사형 마스크의 제조 방법의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 7은 패턴 전사 장치의 일례를 도시하는 모식도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태는, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 형태이며, 본 발명을 그 범위 내에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 다층 반사막 구비 기판(100)의 일례를 도시하는 단면 모식도이다. 도 1에 도시한 다층 반사막 구비 기판(100)은, 기판(10)과, 기판(10) 상에 형성된 다층 반사막(12)과, 다층 반사막(12) 상에 형성된 보호막(14)을 포함한다. 기판(10)의 이면(다층 반사막(12)이 형성된 측과 반대측의 면)에는, 정전 척용의 이면 도전막(22)이 형성되어도 된다.
또한, 본 명세서에 있어서, 기판이나 막의 「상에」란, 그 기판이나 막의 상면에 접촉하는 경우뿐만 아니라, 그 기판이나 막의 상면에 접촉하지 않는 경우도 포함한다. 즉, 기판이나 막의 「상에」란, 그 기판이나 막의 상방에 새로운 막이 형성되는 경우나, 그 기판이나 막 사이에 다른 막이 개재되어 있는 경우 등을 포함한다. 또한, 「상에」란, 반드시 연직 방향에 있어서의 상측을 의미하는 것은 아니다. 「상에」란, 기판이나 막 등의 상대적인 위치 관계를 나타내고 있는 것에 지나지 않는다.
<기판>
기판(10)은, EUV광에 의한 노광 시의 열에 의한 전사 패턴의 변형을 방지하기 위해, 0±5ppb/℃의 범위 내의 저열팽창 계수를 갖는 것이 바람직하게 사용된다. 이 범위의 저열팽창 계수를 갖는 소재로서는, 예를 들어 SiO2-TiO2계 유리, 다성분계 유리 세라믹스 등을 사용할 수 있다.
기판(10)의 전사 패턴(후술하는 흡수체 패턴)이 형성되는 측의 주표면은, 평탄도를 높이기 위해 가공되는 것이 바람직하다. 기판(10)의 주표면의 평탄도를 높임으로써, 패턴의 위치 정밀도나 전사 정밀도를 높일 수 있다. 예를 들어, EUV 노광의 경우, 기판(10)의 전사 패턴이 형성되는 측의 주표면의 132㎜×132㎜의 영역에 있어서, 평탄도가 0.1㎛ 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.05㎛ 이하, 특히 바람직하게는 0.03㎛ 이하이다. 또한, 전사 패턴이 형성되는 측과 반대측의 주표면(이면)은, 노광 장치에 정전 척에 의해 고정되는 면이며, 그 142㎜×142㎜의 영역에 있어서, 평탄도가 0.1㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 0.05㎛ 이하, 특히 바람직하게는 0.03㎛ 이하이다. 또한, 본 명세서에 있어서 평탄도는, TIR(Total Indicated Reading)로 나타내어지는 표면의 휨(변형량)을 나타내는 값이다. 평탄도는, 기판 표면을 기준으로 하여 최소 제곱법으로 정해지는 평면을 초평면이라 하고, 이 초평면보다 위에 있는 기판 표면의 가장 높은 위치와, 초평면보다 아래에 있는 기판 표면의 가장 낮은 위치의 고저차의 절댓값이다.
EUV 노광의 경우, 기판(10)의 전사 패턴이 형성되는 측의 주표면의 표면 조도는, 제곱 평균 평방근 조도(Rq)로 0.1㎚ 이하인 것이 바람직하다. 또한 표면 조도는, 원자간력 현미경으로 측정할 수 있다.
기판(10)은, 그 상에 형성되는 막(다층 반사막(12) 등)의 막 응력에 의한 변형을 방지하기 위해, 높은 강성을 갖고 있는 것이 바람직하다. 특히, 65GPa 이상의 높은 영률을 갖고 있는 것이 바람직하다.
<다층 반사막>
다층 반사막(12)은, 굴절률이 다른 원소를 주성분으로 하는 복수의 층이 주기적으로 적층된 구성을 갖고 있다. 일반적으로, 다층 반사막(12)은, 고굴절률 재료인 경원소 또는 그 화합물의 박막(고굴절률층)과, 저굴절률 재료인 중원소 또는 그 화합물의 박막(저굴절률층)이 교대로 40 내지 60주기 정도 적층된 다층막으로 이루어진다. 다층 반사막(12)을 형성하기 위해, 기판(10)측으로부터 고굴절률층과 저굴절률층을 이 순으로 복수 주기 적층해도 된다. 이 경우, 1개의 (고굴절률층/저굴절률층)의 적층 구조가, 1주기가 된다.
또한, 다층 반사막(12)의 최상층, 즉 다층 반사막(12)의 기판(10)과 반대측의 표면층은, 고굴절률층인 것이 바람직하다. 기판(10)측으로부터 고굴절률층과 저굴절률층을 이 순으로 적층하는 경우에는, 최상층이 저굴절률층이 된다. 그러나, 저굴절률층이 다층 반사막(12)의 표면인 경우, 저굴절률층이 용이하게 산화됨으로써 다층 반사막(12)의 표면의 반사율이 감소되어 버리므로, 그 저굴절률층 상에 고굴절률층을 형성하는 것이 바람직하다. 한편, 기판(10)측으로부터 저굴절률층과 고굴절률층을 이 순으로 적층하는 경우에는, 최상층이 고굴절률층이 된다. 그 경우에는, 최상층의 고굴절률층이, 다층 반사막(12)의 표면이 된다.
본 실시 형태에 있어서, 고굴절률층은, Si를 포함하는 층이어도 된다. 고굴절률층은, Si 단체를 포함해도 되고, Si 화합물을 포함해도 된다. Si 화합물은, Si와, B, C, N, O 및 H로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 포함해도 된다. Si를 포함하는 층을 고굴절률층으로서 사용함으로써, EUV광의 반사율이 우수한 다층 반사막이 얻어진다.
본 실시 형태에 있어서, 저굴절률층은, Mo, Ru, Rh, 및 Pt로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 포함하는 층, 혹은, Mo, Ru, Rh, 및 Pt로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 원소를 포함하는 합금을 포함하는 층이어도 된다.
예를 들어, 파장 13 내지 14㎚의 EUV광을 위한 다층 반사막(12)으로서는, 바람직하게는 Mo막과 Si막을 교대로 40 내지 60주기 정도 적층한 Mo/Si 다층막을 사용할 수 있다. 그 밖에, EUV광의 영역에서 사용되는 다층 반사막으로서, 예를 들어 Ru/Si 주기 다층막, Mo/Be 주기 다층막, Mo 화합물/Si 화합물 주기 다층막, Si/Nb 주기 다층막, Si/Mo/Ru 주기 다층막, Si/Mo/Ru/Mo 주기 다층막, Si/Ru/Mo/Ru 주기 다층막 등을 사용할 수 있다. 노광 파장을 고려하여, 다층 반사막의 재료를 선택할 수 있다.
이와 같은 다층 반사막(12)의 단독으로의 반사율은, 예를 들어 65％ 이상이다. 다층 반사막(12)의 반사율의 상한은, 예를 들어 73％이다. 또한, 다층 반사막(12)에 포함되는 층의 두께 및 주기는, 브래그의 법칙을 충족하도록 선택할 수 있다.
다층 반사막(12)은, 공지의 방법에 의해 형성할 수 있다. 다층 반사막(12)은, 예를 들어 이온빔 스퍼터법에 의해 형성할 수 있다.
예를 들어, 다층 반사막(12)이 Mo/Si 다층막인 경우, 이온빔 스퍼터법에 의해, Mo 타깃을 사용하여, 두께 3㎚ 정도의 Mo막을 기판(10) 상에 형성한다. 다음으로, Si 타깃을 사용하여, 두께 4㎚ 정도의 Si막을 형성한다. 이와 같은 조작을 반복함으로써, Mo/Si막이 40 내지 60주기 적층된 다층 반사막(12)을 형성할 수 있다. 이때, 다층 반사막(12)의 기판(10)과 반대측의 표면층은, Si를 포함하는 층(Si막)이다. 1주기의 Mo/Si막의 두께는, 7㎚가 된다.
<보호막>
후술하는 반사형 마스크(200)의 제조 공정에 있어서의 드라이 에칭 및 세정으로부터 다층 반사막(12)을 보호하기 위해, 다층 반사막(12) 상에, 또는 다층 반사막(12)의 표면에 접하도록 보호막(14)을 형성할 수 있다. 또한, 보호막(14)은, 전자선(EB)을 사용한 전사 패턴(흡수체 패턴)의 흑색 결함 수정 시에, 다층 반사막(12)을 보호하는 기능도 갖고 있다. 다층 반사막(12) 상에 보호막(14)이 형성됨으로써, 반사형 마스크(200)를 제조할 때의 다층 반사막(12)의 표면에 대한 대미지를 억제할 수 있다. 그 결과, 다층 반사막(12)의 EUV광에 대한 반사율 특성이 양호해진다.
보호막(14)은, 공지의 방법을 사용하여 성막하는 것이 가능하다. 보호막(14)의 성막 방법으로서, 예를 들어 이온빔 스퍼터링법, 마그네트론 스퍼터링법, 반응성 스퍼터링법, 기상 성장법(CVD), 및 진공 증착법을 들 수 있다. 보호막(14)은, 다층 반사막(12)의 성막 후에, 이온빔 스퍼터링법에 의해 연속적으로 성막해도 된다.
본 실시 형태의 다층 반사막 구비 기판(100)에 있어서, 보호막(14)은, 제1 금속과, 제2 금속을 포함한다.
제1 금속의 불화물의 표준 생성 자유 에너지는, RuF5의 표준 생성 자유 에너지보다도 높다. RuF5의 표준 생성 자유 에너지(ΔG)는, 예를 들어 -948kJ/mol이다. 즉, 제1 금속의 불화물의 표준 생성 자유 에너지는, -948kJ/mol보다도 높은 것이 바람직하고, -700kJ/mol보다도 높은 것이 보다 바람직하다.
제1 금속은, 이리듐(Ir), 팔라듐(Pd), 금(Au), 백금(Pt), 및 로듐(Rh)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 금속인 것이 바람직하다. 제1 금속은, 이리듐(Ir)인 것이 보다 바람직하다. 이들 금속의 불화물의 표준 생성 자유 에너지(ΔG)는, 예를 들어 이하의 표 1 대로이다.
EUV광의 파장 13.5㎚에 있어서의 제2 금속의 소쇠 계수(k)는, 0.03 이하이며, 0.02 이하가 보다 바람직하다. 제2 금속은, 지르코늄(Zr), 루테늄(Ru), 이트륨(Y), 란탄(La), 니오븀(Nb), 루비듐(Rb), 및 티타늄(Ti)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 금속인 것이 바람직하다. 제2 금속은, 지르코늄(Zr) 및 루테늄(Ru)으로부터 선택되는 적어도 하나인 것이 보다 바람직하다. 이들 금속의 파장 13.5㎚에 있어서의 소쇠 계수(k)는, 이하의 표 2 대로이다.
보호막(14)은, 제1 금속 및 제2 금속 이외의 다른 원소를 포함해도 된다. 예를 들어, 보호막(14)은, 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 및 붕소(B)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 포함해도 된다.
보호막(14)에 질소(N)가 포함되는 경우, N 함유량은, 0.1원자％ 이상이 바람직하고, 1원자％ 이상이 보다 바람직하다. 또한, N 함유량은, 50원자％ 이하가 바람직하고, 25원자％ 이하인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Ir, Zr 및 N을 포함하는 경우, N 함유량은 0.1 내지 50원자％가 바람직하고, 1 내지 25원자％가 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Ir, Ru 및 N을 포함하는 경우, N 함유량은 0.1 내지 15원자％가 바람직하고, 1 내지 10원자％가 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Rh, Zr 및 N을 포함하는 경우, N 함유량은 0.1 내지 50원자％가 바람직하고, 1 내지 25원자％가 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Rh, Ru 및 N을 포함하는 경우, N 함유량은 0.1 내지 15원자％가 바람직하고, 1 내지 10원자％가 보다 바람직하다.
보호막(14)은, 제1 금속을 포함하는 타깃 및 제2 금속을 포함하는 타깃을 사용한 스퍼터링법(코스퍼터법)에 의해 성막할 수 있다. 혹은, 보호막(14)은, 제1 금속 및 제2 금속을 포함하는 합금을 타깃으로서 사용한 스퍼터링법에 의해 성막할 수 있다.
제1 금속 및 제2 금속을 포함하는 보호막(14)의 재료의 예로서, IrZr, IrRu, RhRu 및 RhZr 등을 들 수 있다. 단, 보호막(14)의 재료는, 이들에 한정되지는 않는다.
보호막(14)은, 후술하는 산소를 포함하는 염소계 가스, 산소를 포함하지 않는 염소계 가스, 및 불소계 가스 중 어느 것에 대해서도 에칭 내성을 갖는다.
보호막(14)이 제1 금속을 포함함으로써, 보호막(14)의 불소계 가스(예를 들어, XeF2+H2O)에 대한 에칭 내성이 향상된다. 제1 금속의 불화물의 표준 생성 자유 에너지는, RuF5의 표준 생성 자유 에너지보다도 높다. 그 때문에, 제1 금속을 포함하는 보호막(14)은, 종래의 보호막의 재료로서 사용되어 온 Ru계 재료의 것보다도, 불소계 가스와 반응하여 불화물을 생성하기 어렵다고 하는 유리한 특성을 갖는다.
보호막(14) 중의 제1 금속의 함유량은, 10원자％ 이상인 것이 바람직하고, 20원자％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 50원자％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 보호막(14) 중에 제1 금속이 이와 같은 비율로 포함됨으로써, 보호막(14)이 불소계 가스와 반응하여 불화물을 생성하기 어려워지므로, 보호막(14)의 불소계 가스에 대한 에칭 내성이 충분히 높아진다.
보호막(14) 중의 제1 금속의 함유량은, 90원자％ 이하인 것이 바람직하고, 80원자％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 보호막(14) 중에 제1 금속이 이것보다도 많이 포함되는 경우, 보호막(14)의 소쇠 계수가 커지므로, 다층 반사막(12)의 EUV광에 대한 반사율을 소정값 이하(예를 들어 65％ 이하)로 저하시켜 버릴 우려가 있다.
보호막(14)이 제2 금속을 포함함으로써, 다층 반사막(12)의 EUV광에 대한 반사율을 소정값 이상(예를 들어 65％ 이상)으로 유지할 수 있다.
보호막(14) 중의 제2 금속의 함유량은, 10원자％ 이상인 것이 바람직하고, 20원자％ 이상인 것이 보다 바람직하다. 보호막(14) 중에 제2 금속이 이와 같은 비율로 포함됨으로써, 다층 반사막(12)의 반사율을 소정값 이상(예를 들어 65％ 이상)으로 유지할 수 있다.
보호막(14) 중의 제2 금속의 함유량은, 90원자％ 이하인 것이 바람직하고, 80원자％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 50원자％ 미만인 것이 더욱 바람직하다. 보호막(14) 중에 제2 금속이 이것보다도 많이 포함되는 경우, 불소계 가스에 대한 에칭 내성 및 황산과수(SPM)에 의한 세정 내성이 충분하지 않게 될 우려가 있다.
다층 반사막(12)의 반사율, 불소계 가스에 대한 에칭 내성 및 황산과수(SPM)에 의한 세정 내성을 감안하여, 제1 금속과 제2 금속의 구체적인 조합의 조성비를 이하에 나타낸다.
보호막(14)의 재료가, Ir 및 Zr을 포함하는 경우, Ir과 Zr의 조성비(Ir:Zr)는, 9:1 내지 1:9인 것이 바람직하고, 4:1 내지 1:4인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Ir 및 Ru를 포함하는 경우, Ir과 Ru의 조성비(Ir:Ru)는, 9:1 내지 1:9인 것이 바람직하고, 4:1 내지 1:4인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Ir 및 Y를 포함하는 경우, Ir과 Y의 조성비(Ir:Y)는, 9:1 내지 1:9인 것이 바람직하고, 7:3 내지 1:4인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Ir 및 La를 포함하는 경우, Ir과 La의 조성비(Ir:La)는, 9:1 내지 1:1인 것이 바람직하고, 17:3 내지 3:2인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Ir 및 Nb를 포함하는 경우, Ir과 Nb의 조성비(Ir:Nb)는, 9:1 내지 1:1인 것이 바람직하고, 17:3 내지 3:2인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Ir 및 Rb를 포함하는 경우, Ir과 Rb의 조성비(Ir:Rb)는, 9:1 내지 1:1인 것이 바람직하고, 17:3 내지 3:2인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Ir 및 Ti를 포함하는 경우, Ir과 Ti의 조성비(Ir:Ti)는, 9:1 내지 1:1인 것이 바람직하고, 17:3 내지 3:2인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Pd 및 Zr을 포함하는 경우, Pd와 Zr의 조성비(Pd:Zr)는, 9:1 내지 1:9인 것이 바람직하고, 4:1 내지 1:4인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Pd 및 Ru를 포함하는 경우, Pd와 Ru의 조성비(Pd:Ru)는, 9:1 내지 1:9인 것이 바람직하고, 4:1 내지 1:4인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Pd 및 Y를 포함하는 경우, Pd와 Y의 조성비(Pd:Y)는, 9:1 내지 1:9인 것이 바람직하고, 7:3 내지 1:4인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Pd 및 La를 포함하는 경우, Pd와 La의 조성비(Pd:La)는, 9:1 내지 1:1인 것이 바람직하고, 17:3 내지 3:2인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Pd 및 Nb를 포함하는 경우, Pd와 Nb의 조성비(Pd:Nb)는, 9:1 내지 1:1인 것이 바람직하고, 17:3 내지 3:2인 것이 보다 바람직하다. 보호막(14)의 재료가, Pd 및 Rb를 포함하는 경우, Pd와 Rb의 조성비(Pd:Rb)는, 9:1 내지 1:1인 것이 바람직하고, 17:3 내지 3:2인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Pd 및 Ti를 포함하는 경우, Pd와 Ti의 조성비(Pd:Ti)는, 9:1 내지 1:1인 것이 바람직하고, 17:3 내지 3:2인 것이 보다 바람직하다. 보호막(14)의 재료가, Au 및 Zr을 포함하는 경우, Au와 Zr의 조성비(Au:Zr)는, 9:1 내지 1:9인 것이 바람직하고, 4:1 내지 1:4인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Au 및 Ru를 포함하는 경우, Au와 Ru의 조성비(Au:Ru)는, 9:1 내지 1:9인 것이 바람직하고, 4:1 내지 1:4인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Au 및 Y를 포함하는 경우, Au와 Y의 조성비(Au:Y)는, 9:1 내지 1:9인 것이 바람직하고, 7:3 내지 1:4인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Au 및 La를 포함하는 경우, Au와 La의 조성비(Au:La)는, 9:1 내지 1:1인 것이 바람직하고, 17:3 내지 3:2인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Au 및 Nb를 포함하는 경우, Au와 Nb의 조성비(Au:Nb)는, 9:1 내지 1:1인 것이 바람직하고, 17:3 내지 3:2인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Au 및 Rb를 포함하는 경우, Au와 Rb의 조성비(Au:Rb)는, 9:1 내지 1:1인 것이 바람직하고, 17:3 내지 3:2인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Au 및 Ti를 포함하는 경우, Au와 Ti의 조성비(Au:Ti)는, 9:1 내지 1:1인 것이 바람직하고, 17:3 내지 3:2인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Pt 및 Zr을 포함하는 경우, Pt와 Zr의 조성비(Pt:Zr)는, 9:1 내지 1:9인 것이 바람직하고, 4:1 내지 1:4인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Pt 및 Ru를 포함하는 경우, Pt와 Ru의 조성비(Pt:Ru)는, 9:1 내지 1:9인 것이 바람직하고, 4:1 내지 1:4인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Pt 및 Y를 포함하는 경우, Pt와 Y의 조성비(Pt:Y)는, 9:1 내지 1:9인 것이 바람직하고, 7:3 내지 1:4인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Pt 및 La를 포함하는 경우, Pt와 La의 조성비(Pt:La)는, 9:1 내지 1:1인 것이 바람직하고, 17:3 내지 3:2인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Pt 및 Nb를 포함하는 경우, Pt와 Nb의 조성비(Pt:Nb)는, 9:1 내지 1:1인 것이 바람직하고, 17:3 내지 3:2인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Pt 및 Rb를 포함하는 경우, Pt와 Rb의 조성비(Pt:Rb)는, 9:1 내지 1:1인 것이 바람직하고, 17:3 내지 3:2인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Pt 및 Ti를 포함하는 경우, Pt와 Ti의 조성비(Pt:Ti)는, 9:1 내지 1:1인 것이 바람직하고, 17:3 내지 3:2인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Rh 및 Zr을 포함하는 경우, Rh와 Zr의 조성비(Rh:Zr)는, 9:1 내지 1:9인 것이 바람직하고, 4:1 내지 1:4인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Rh 및 Ru를 포함하는 경우, Rh와 Ru의 조성비(Rh:Ru)는, 9:1 내지 1:9인 것이 바람직하고, 4:1 내지 1:4인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Rh 및 Y를 포함하는 경우, Rh와 Y의 조성비(Rh:Y)는, 9:1 내지 1:9인 것이 바람직하고, 7:3 내지 1:4인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Rh 및 La를 포함하는 경우, Rh와 La의 조성비(Rh:La)는, 9:1 내지 1:1인 것이 바람직하고, 17:3 내지 3:2인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Rh 및 Nb를 포함하는 경우, Rh와 Nb의 조성비(Rh:Nb)는, 9:1 내지 1:1인 것이 바람직하고, 17:3 내지 3:2인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Rh 및 Rb를 포함하는 경우, Rh와 Rb의 조성비(Rh:Rb)는, 9:1 내지 1:1인 것이 바람직하고, 17:3 내지 3:2인 것이 보다 바람직하다.
보호막(14)의 재료가, Rh 및 Ti를 포함하는 경우, Rh와 Ti의 조성비(Rh:Ti)는, 9:1 내지 1:1인 것이 바람직하고, 17:3 내지 3:2인 것이 보다 바람직하다.
도 2는 본 실시 형태의 다층 반사막 구비 기판(100)의 다른 예를 도시하는 단면 모식도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 보호막(14)은, 다층 반사막(12)과 접하는 측에 규소(Si)를 포함하는 Si 재료층(16)을 포함해도 된다. 즉, 보호막(14)은, 다층 반사막(12)과 접하는 측의 Si 재료층(16)과, Si 재료층(16) 상에 형성된 보호층(18)을 포함해도 된다. 보호층(18)은, 상술한 보호막(14)과 마찬가지로, 제1 금속과, 제2 금속을 포함하는 층이다. Si 재료층(16)은, 예를 들어 규소(Si), 산화규소(SiO, SiO2, Si3O2 등의 SixOy(x, y는 1 이상의 정수)), 질화규소(SiN, Si3N4 등의 SixNy(x, y는 1 이상의 정수)), 및 산화질화규소(SiON 등의 SixOyNz(x, y, z는 1 이상의 정수))로부터 선택되는 적어도 하나의 재료를 포함한다. Si 재료층(16)은, 다층 반사막(12)이 Mo/Si 다층막이며, 기판(10)측으로부터 Mo막과 Si막이 이 순으로 적층된 경우에 다층 반사막(12)의 최상층으로서 마련되는 고굴절률층인 Si막이어도 된다.
다층 반사막(12), Si 재료층(16), 및 보호층(18)은, 동일한 방법에 의해 성막해도 되고, 다른 방법에 의해 성막해도 된다. 예를 들어, 다층 반사막(12) 및 Si 재료층(16)을 이온빔 스퍼터링법에 의해 연속적으로 성막한 후, 보호층(18)을 마그네트론 스퍼터링법에 의해 성막해도 된다. 혹은, 다층 반사막(12)으로부터 보호층(18)까지를 이온빔 스퍼터링법에 의해 연속적으로 성막해도 된다.
종래부터 사용되고 있는 Ru계 보호막은, 불소계 에칭 가스와 반응하여 휘발성이 높은 물질을 생성하는 원소(Nb 등)를 포함하는 경우가 있고, 이 휘발성이 높은 물질이 원인이 되어 보호막 중에 결손이 발생하는 경우가 있었다. 보호막 중에 결손이 발생한 경우, 그 부분으로부터 Si 재료층에 불소계 에칭 가스가 들어감으로써 휘발성이 높은 SiF4가 형성되고, 보호막과 Si 재료층 사이에서 SiF4가 팽창하여, 보호막이 파괴되는 등의 현상이 발생하는 경우가 있었다. 본 실시 형태의 다층 반사막 구비 기판(100)에 의하면, 보호층(18)이 제1 금속과 제2 금속을 포함하고 있어, 보호층(18)이 불소계 에칭 가스와 반응하여 불화물을 생성하기 어렵기 때문에, 보호층(18)과 Si 재료층(16) 사이에서 불화물이 팽창하여 보호층(18)이 파괴되는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 본 실시 형태에 의한 반사형 마스크 블랭크(110)의 일례를 도시하는 단면 모식도이다. 도 3에 도시한 반사형 마스크 블랭크(110)는, 상술한 다층 반사막 구비 기판(100)의 보호막(14) 상에 EUV광을 흡수하기 위한 흡수체막(24)을 갖는다. 또한, 반사형 마스크 블랭크(110)는, 흡수체막(24) 상에, 레지스트막(26) 등의 다른 박막을 더 가질 수 있다.
도 4는 반사형 마스크 블랭크(110)의 다른 예를 도시하는 단면 모식도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 반사형 마스크 블랭크(110)는, 흡수체막(24)과 레지스트막(26) 사이에, 에칭 마스크막(28)을 가져도 된다.
<흡수체막>
본 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크(110)의 흡수체막(24)은, 보호막(14) 상에 형성된다. 흡수체막(24)의 기본적인 기능은, EUV광을 흡수하는 것이다. 흡수체막(24)은, EUV광의 흡수를 목적으로 한 흡수체막(24)이어도 되고, EUV광의 위상차도 고려한 위상 시프트 기능을 갖는 흡수체막(24)이어도 된다. 위상 시프트 기능을 갖는 흡수체막(24)이란, EUV광을 흡수함과 함께, EUV광의 일부를 반사시켜 위상을 시프트시키는 것이다. 즉, 위상 시프트 기능을 갖는 흡수체막(24)이 패터닝된 반사형 마스크(200)에 있어서, 흡수체막(24)이 형성되어 있는 부분에서는, EUV광을 흡수하여 감광하면서 패턴 전사에 악영향이 없는 레벨에서 일부의 광을 반사시킨다. 또한, 흡수체막(24)이 형성되어 있지 않은 영역(필드부)에서는, EUV광은, 보호막(14)을 통해 다층 반사막(12)에서 반사된다. 그 때문에, 위상 시프트 기능을 갖는 흡수체막(24)으로부터의 반사광과, 필드부로부터의 반사광 사이에 원하는 위상차가 발생한다. 위상 시프트 기능을 갖는 흡수체막(24)은, 흡수체막(24)으로부터의 반사광과, 다층 반사막(12)으로부터의 반사광의 위상차가 170도 내지 190도가 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 180도 근방의 반전한 위상차의 광끼리가 패턴 에지부에서 서로 간섭함으로써, 투영 광학상의 상 콘트라스트가 향상된다. 그 상 콘트라스트의 향상에 수반하여 해상도가 높아져, 노광량 여유도, 및 초점 여유도 등의 노광에 관한 각종 여유도를 크게 할 수 있다.
흡수체막(24)은 단층의 막이어도 되고, 복수의 막(예를 들어, 하층 흡수체막 및 상층 흡수체막)으로 이루어지는 다층막이어도 된다. 단층막의 경우에는, 마스크 블랭크 제조 시의 공정수를 삭감할 수 있으므로 생산 효율이 향상된다. 다층막의 경우에는, 상층 흡수체막이, 광을 사용한 마스크 패턴 결함 검사 시의 반사 방지막으로 되도록, 그 광학 상수와 막 두께를 적당히 설정할 수 있다. 이것에 의해, 광을 사용한 마스크 패턴 결함 검사 시의 검사 감도가 향상된다. 또한, 상층 흡수체막에 산화 내성이 향상되는 산소(O) 및 질소(N) 등이 첨가된 막을 사용하면, 경시 안정성이 향상된다. 이와 같이, 흡수체막(24)을 다층막으로 함으로써, 흡수체막(24)에 다양한 기능을 부가하는 것이 가능해진다. 흡수체막(24)이 위상 시프트 기능을 갖는 경우에는, 다층막으로 함으로써 광학면에서의 조정의 범위를 크게 할 수 있으므로, 원하는 반사율을 얻는 것이 용이해진다.
흡수체막(24)의 재료로서는, EUV광을 흡수하는 기능을 갖고, 에칭 등에 의해 가공이 가능(바람직하게는 염소(Cl)계 가스 및/또는 불소(F)계 가스의 드라이 에칭으로 에칭 가능)하며, 보호막(14)에 대하여 에칭 선택비가 높은 재료인 한, 특별히 한정되지는 않는다. 그와 같은 기능을 갖는 것으로서, 팔라듐(Pd), 은(Ag), 백금(Pt), 금(Au), 이리듐(Ir), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 코발트(Co), 망간(Mn), 주석(Sn), 탄탈(Ta), 바나듐(V), 니켈(Ni), 하프늄(Hf), 철(Fe), 구리(Cu), 텔루륨(Te), 아연(Zn), 마그네슘(Mg), 게르마늄(Ge), 알루미늄(Al), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 몰리브덴(Mo), 니오븀(Nb), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 이트륨(Y), 및 규소(Si)로부터 선택되는 적어도 하나의 금속, 또는 이들 화합물을 바람직하게 사용할 수 있다.
본 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크(110)에 있어서, 흡수체막(24)의 재료로서는, 루테늄(Ru)을 포함하는 재료(Ru계 재료)를 사용하는 것이 바람직하다. Ru계 재료로서는, 루테늄(Ru)과, 크롬(Cr), 니켈(Ni), 코발트(Co), 알루미늄(Al), 규소(Si), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 게르마늄(Ge), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 주석(Sn), 텔루륨(Te), 하프늄(Hf), 텅스텐(W) 및 레늄(Re) 중 적어도 1종 이상의 원소를 포함하는 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
흡수체막(24)의 재료가, Ru 및 Cr을 포함하는 경우, Ru와 Cr의 조성비(Ru:Cr)는, 15:1 내지 1:20인 것이 바람직하다.
흡수체막(24)의 재료가, Ru 및 Ni를 포함하는 경우, Ru와 Ni의 조성비(Ru:Ni)는, 20:1 내지 1:4인 것이 바람직하다.
흡수체막(24)의 재료가, Ru 및 Co를 포함하는 경우, Ru와 Co의 조성비(Ru:Co)는, 20:1 내지 1:5인 것이 바람직하다.
흡수체막(24)의 재료가, Ru 및 Al을 포함하는 경우, Ru와 Al의 조성비(Ru:Al)는, 20:1 내지 4:5인 것이 바람직하다.
흡수체막(24)의 재료가, Ru 및 Si를 포함하는 경우, Ru와 Si의 조성비(Ru:Si)는, 20:1 내지 1:1인 것이 바람직하다.
흡수체막(24)의 재료가, Ru 및 Ti를 포함하는 경우, Ru와 Ti의 조성비(Ru:Ti)는, 20:1 내지 1:20인 것이 바람직하다.
흡수체막(24)의 재료가, Ru 및 V를 포함하는 경우, Ru와 V의 조성비(Ru:V)는, 20:1 내지 1:20인 것이 바람직하다.
흡수체막(24)의 재료가, Ru와 Ge를 포함하는 경우, Ru와 Ge의 조성비(Ru:Ge)는, 20:1 내지 1:1인 것이 바람직하다.
흡수체막(24)의 재료가, Ru 및 Nb를 포함하는 경우, Ru와 Nb의 조성비(Ru:Nb)는, 20:1 내지 5:1인 것이 바람직하다.
흡수체막(24)의 재료가, Ru 및 Mo를 포함하는 경우, Ru와 Mo의 조성비(Ru:Mo)는, 20:1 내지 4:1인 것이 바람직하다.
흡수체막(24)의 재료가, Ru 및 Sn을 포함하는 경우, Ru와 Sn의 조성비(Ru:Sn)는, 20:1 내지 3:2인 것이 바람직하다.
흡수체막(24)의 재료가, Ru 및 Te를 포함하는 경우, Ru와 Te의 조성비(Ru:Te)는, 20:1 내지 3:1인 것이 바람직하다.
흡수체막(24)의 재료가, Ru 및 Hf를 포함하는 경우, Ru와 Hf의 조성비(Ru:Hf)는, 20:1 내지 1:2인 것이 바람직하다.
흡수체막(24)의 재료가, Ru 및 W를 포함하는 경우, Ru와 W의 조성비(Ru:W)는, 20:1 내지 1:20인 것이 바람직하다.
흡수체막(24)의 재료가, Ru 및 Re를 포함하는 경우, Ru와 Re의 조성비(Ru:Re)는, 20:1 내지 1:20인 것이 바람직하다.
상기 설명에서는, 주로, 2원계의 Ru계 재료에 대하여 설명하였지만, 3원계의 Ru계 재료(예를 들어, RuCrNi, RuCrCo, RuNiCo, 및 RuCrW), 혹은, 4원계의 Ru계 재료(예를 들어, RuCrNiCo, 및 RuCrCoW)를 사용할 수도 있다.
흡수체막(24)은, 상술한 금속 이외의 다른 원소를 포함해도 된다. 예를 들어, 흡수체막(24)은, 질소(N), 산소(O), 탄소(C), 및 붕소(B)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 포함해도 된다. 이와 같은 흡수체막(24)의 재료의 예로서, RuN, RuCrN, RuCrO 등을 들 수 있다. 이와 같은 흡수체막(24)은, 염소계 가스 및 산소 가스의 혼합 가스에 의해 에칭하는 것이 가능하다.
상술한 Ru계 재료를 포함하는 흡수체막(24)은, DC 스퍼터링법 및 RF 스퍼터링법 등의 마그네트론 스퍼터링법과 같은 공지의 방법에 의해 형성할 수 있다. 예를 들어, 흡수체막(24)은, Ru와, Cr, Ni, Co, Al, Si, Ti, V, Ge, Nb, Mo, Sn, Te, Hf, W 및 Re로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종 이상의 원소를 포함하는 합금 타깃을 사용한 스퍼터링법에 의해 성막할 수 있다.
또한, 흡수체막(24)은, Ru 타깃과, Cr, Ni, Co, Al, Si, Ti, V, Ge, Nb, Mo, Sn, Te, Hf, W 및 Re 중 적어도 1 이상의 타깃을 사용한 스퍼터링법(코스퍼터법)에 의해 성막할 수 있다.
Ru와, Cr, Ni, Co, V, Nb, Mo, W 및 Re 중 적어도 1 이상의 원소를 포함하는 Ru계 재료는, 산소를 포함하는 염소계 가스 또는 산소 가스에 의해 드라이 에칭이 가능하다. Ru와, Al, Si, Ti, Ge, Sn 및 Hf 중 적어도 1 이상의 원소를 포함하는 Ru계 재료는, 산소를 포함하지 않는 염소계 가스에 의해 드라이 에칭이 가능하다. 염소계 가스로서는, Cl2, SiCl4, CHCl3, CCl4, 및 BCl3 등을 사용할 수 있다. 이들 에칭 가스는, 필요에 따라서, He 및/또는 Ar 등의 불활성 가스를 포함할 수 있다.
또한, Ru와, Al, Si, Ti, Nb, Mo, Sn, Te, Hf, W 및 Re 중 적어도 1 이상의 원소를 포함하는 Ru계 재료는, 불소계 가스에 의해 드라이 에칭이 가능하다. 불소계 가스로서는, CF4, CHF3, C2F6, C3F6, C4F6, C4F8, CH2F2, C3F8, 및 SF6 등을 사용할 수 있다. 이들 에칭 가스는, 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 혼합하여 사용해도 된다. 이들 에칭 가스는, 필요에 따라서, He 및/또는 Ar 등의 불활성 가스나, O2 가스를 포함할 수 있다.
본 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크(110)에 의하면, 보호막(14)은 제1 금속 및 제2 금속을 포함하고 있다. 이 보호막(14)은, 상술한 흡수체막(24)의 에칭에 사용되는 에칭 가스에 대하여 충분한 내성을 갖고 있기 때문에, 흡수체막(24)을 에칭할 때의 에칭 스토퍼로서 기능할 수 있다.
본 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크(110)에 의하면, 보호막(14)은 제1 금속 및 제2 금속을 포함하고 있다. 이 보호막(14)은, 흡수체 패턴의 리페어 공정에서 사용되는 불소계 에칭 가스(예를 들어, XeF2+H2O)에 대하여 충분한 내성을 갖고 있기 때문에, 리페어 공정에 있어서 사용되는 불소계 에칭 가스에 의해 다층 반사막(12)이 대미지를 받는 것을 방지할 수 있다.
본 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크(110)에 의하면, 보호막(14)은 제1 금속 및 제2 금속을 포함하고 있기 때문에, 리페어 공정에 있어서 사용되는 불소계 에칭 가스에 의해 다층 반사막(12)이 대미지를 받는 것을 방지하면서, 다층 반사막(12)의 반사율을 소정값 이상(예를 들어 65％ 이상)으로 유지할 수 있다.
도 5는 반사형 마스크 블랭크(110)의 다른 예를 도시하는 단면 모식도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 흡수체막(24)은, 보호막(14)과 접하는 측에 버퍼층(24b)을 포함해도 된다. 즉, 흡수체막(24)은, 보호막(14)과 접하는 측의 버퍼층(24b)과, 버퍼층(24b) 상에 형성된 흡수층(24c)을 포함해도 된다. 흡수층(24c)은, 상술한 흡수체막(24)과 동일한 재료로 형성되는 것이 바람직하고, Ru를 포함하는 재료(Ru계 재료)로 형성되는 것이 보다 바람직하다.
보호막(14) 및 흡수층(24c)의 재료의 선택에 따라서는, 보호막(14)에 대한 흡수층(24c)의 에칭 선택비가 충분히 높지 않다고 하는 문제가 발생하는 경우가 있다. 이 경우에도, 보호막(14)과 흡수층(24c) 사이에 버퍼층(24b)을 개재시킴으로써, 보호막(14)에 대한 흡수층(24c)의 에칭 선택비가 높지 않다고 하는 문제를 피하는 것이 가능하다.
버퍼층(24b)의 재료는, 탄탈(Ta)과, 산소(O), 질소(N) 및 붕소(B)로부터 선택되는 1 이상의 원소를 함유하는 재료인 것이 바람직하다. 이와 같은 재료의 예로서, TaO, TaBO, TaN, TaBN 등을 들 수 있다. 이와 같은 재료를 포함하는 버퍼층(24b)은, 불소계 가스 또는 산소를 포함하지 않는 염소계 가스에 의해 에칭할 수 있다.
또한, 버퍼층(24b)의 재료는, 규소(Si)를 포함하는 재료인 것이 바람직하고, 규소(Si)와, 산소(O) 및 질소(N)로부터 선택되는 1 이상의 원소를 함유하는 재료인 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 재료의 예로서, SiO2, SiO, SiN, SiON, SiC, SiCO, SiCN, SiCON, MoSi, MoSiO, MoSiN, 및 MoSiON 등을 들 수 있다. 이와 같은 재료를 포함하는 버퍼층(24b)은, 불소계 가스에 의해 에칭할 수 있다.
버퍼층(24b)의 막 두께는, 흡수층(24c)의 에칭 시에 보호막(14)이 대미지를 받아 광학 특성이 변화되는 것을 억제하는 관점에서, 바람직하게는 0.5㎚ 이상이며, 보다 바람직하게는 1㎚ 이상이며, 더욱 바람직하게는 2㎚ 이상이다. 또한, 버퍼층(24b)의 막 두께는, 흡수층(24c)과 버퍼층(24b)의 합계의 막 두께를 얇게 하는 관점에서, 바람직하게는 25㎚ 이하이며, 보다 바람직하게는 15㎚ 이하이며, 더욱 바람직하게는 10㎚ 이하이며, 특히 바람직하게는 4㎚ 미만이다.
본 실시 형태의 반사형 마스크 블랭크(110)에 의하면, 보호막(14)은 제1 금속 및 제2 금속을 포함하고 있다. 이 보호막(14)은, 상술한 버퍼층(24b)의 에칭에 사용되는 에칭 가스에 대하여 충분한 내성을 갖고 있기 때문에, 버퍼층(24b)을 에칭할 때의 에칭 스토퍼로서 기능할 수 있다.
<이면 도전막>
기판(100)의 제2 주표면(다층 반사막(12)이 형성된 측과 반대측의 주표면) 상에는, 정전 척용의 이면 도전막(22)이 형성된다. 정전 척용으로서, 이면 도전막(22)에 요구되는 시트 저항은, 통상 100Ω/□(Ω/square) 이하이다. 이면 도전막(22)은, 예를 들어 크롬 또는 탄탈 등의 금속, 또는 그들의 합금의 타깃을 사용한 마그네트론 스퍼터링법 또는 이온빔 스퍼터링법에 의해 형성할 수 있다. 이면 도전막(22)의 재료는, 크롬(Cr) 또는 탄탈(Ta)을 포함하는 재료인 것이 바람직하다. 예를 들어, 이면 도전막(22)의 재료는, Cr에, 붕소, 질소, 산소 및 탄소로부터 선택되는 적어도 하나를 함유한 Cr 화합물인 것이 바람직하다. Cr 화합물로서는, 예를 들어 CrN, CrON, CrCN, CrCON, CrBN, CrBON, CrBCN 및 CrBOCN 등을 들 수 있다. 또한, 이면 도전막(22)의 재료는, Ta(탄탈), Ta를 함유하는 합금, 또는 이들 중 어느 것에 붕소, 질소, 산소, 및 탄소 중 적어도 하나를 함유한 Ta 화합물인 것이 바람직하다. Ta 화합물로서는, 예를 들어 TaB, TaN, TaO, TaON, TaCON, TaBN, TaBO, TaBON, TaBCON, TaHf, TaHO, TaHN, TaHON, TaHON, TaHCON, TaSi, TaSiO, TaSiN, TaSiONCON, TaSi, TaSiO, TaSiN, TaSiON, 및 TaSiCON 등을 들 수 있다.
이면 도전막(22)의 막 두께는, 정전 척용의 막으로서 기능하는 한 특별히 한정되지는 않지만, 통상 10㎚ 내지 200㎚이다. 또한, 이면 도전막(22)은, 반사형 마스크 블랭크(110)의 제2 주표면측의 응력을 조정하는 기능을 갖는 것이 바람직하다. 즉, 이면 도전막(22)은, 제1 주표면에 박막이 형성됨으로써 발생하는 응력과, 제2 주표면의 응력의 밸런스를 취함으로써, 반사형 마스크 블랭크(110)가 평탄하게 되도록 조정하는 기능을 갖는 것이 바람직하다.
<에칭 마스크막>
흡수체막(24) 상에는, 에칭 마스크막(28)를 형성해도 된다. 에칭 마스크막(28)의 재료로서는, 에칭 마스크막(28)에 대한 흡수체막(24)의 에칭 선택비가 높은 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 에칭 마스크막(28)에 대한 흡수체막(24)의 에칭 선택비는, 1.5 이상이 바람직하고, 3 이상이 더욱 바람직하다.
흡수체막(24)을, 산소를 포함하지 않는 염소계 가스 또는 산소를 포함하는 염소계 가스로 에칭하는 경우에는, 에칭 마스크막(28)의 재료로서, 탄탈(Ta)과, 산소(O), 질소(N) 및 붕소(B)로부터 선택되는 1 이상의 원소를 함유하는 재료를 사용할 수 있다. 이와 같은 재료의 예로서, TaO, TaBO, TaN, TaBN 등을 들 수 있다.
또한, 흡수체막(24)을, 산소를 포함하지 않는 염소계 가스 또는 산소를 포함하는 염소계 가스로 에칭하는 경우에는, 에칭 마스크막(28)의 재료로서, 규소(Si)를 포함하는 재료를 사용해도 되고, 규소(Si)와, 산소(O) 및 질소(N)로부터 선택되는 1 이상의 원소를 함유하는 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 재료의 예로서, SiO2, SiO, SiN, SiON, SiC, SiCO, SiCN, SiCON, MoSi, MoSiO, MoSiN, 및 MoSiON 등을 들 수 있다.
또한, 흡수체막(24)을, 불소계 가스로 에칭하는 경우에는, 에칭 마스크막(28)의 재료로서, 크롬 또는 크롬 화합물을 사용할 수 있다. 크롬 화합물의 예로서는, Cr과, N, O, C 및 H로부터 선택되는 적어도 하나의 원소를 포함하는 재료를 들 수 있다. 에칭 마스크막(28)은, CrN, CrO, CrC, CrON, CrOC, CrCN 또는 CrOCN을 포함하는 것이 보다 바람직하고, 크롬 및 산소를 포함하는 CrO계 막(CrO막, CrON막, CrOC막 또는 CrOCN막)인 것이 더욱 바람직하다.
보호막(14)의 재료와의 조합에 의해, 에칭 마스크막(28)을 드라이 에칭에 의해 제거할 때의, 보호막(14)에 대한 대미지를 억제할 수 있다.
에칭 마스크막(28)의 막 두께는, 패턴을 고정밀도로 흡수체막(24)에 형성하기 위해, 3㎚ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 에칭 마스크막(28)의 막 두께는, 레지스트막(26)의 막 두께를 얇게 하기 위해, 15㎚ 이하인 것이 바람직하다.
<반사형 마스크>
본 실시 형태에 의한 반사형 마스크 블랭크(110)를 사용하여, 본 실시 형태의 반사형 마스크(200)를 제조할 수 있다. 이하, 반사형 마스크(200)의 제조 방법의 예에 대하여 설명한다.
도 6a 내지 도 6e는 반사형 마스크(200)의 제조 방법의 일례를 도시하는 모식도이다. 도면에 도시한 바와 같이, 먼저, 기판(10)과, 기판(10) 상에 형성된 다층 반사막(12)과, 다층 반사막(12) 상에 형성된 보호막(14)과, 보호막(14) 상에 형성된 흡수체막(24)을 갖는 반사형 마스크 블랭크(110)를 준비한다(도 6a). 다음으로, 흡수체막(24) 상에, 레지스트막(26)을 형성한다(도 6b). 레지스트막(26)에, 전자선 묘화 장치에 의해 패턴을 묘화하고, 또한 현상·린스 공정을 거침으로써, 레지스트 패턴(26a)을 형성한다(도 6c).
레지스트 패턴(26a)을 마스크로 하여, 흡수체막(24)을 드라이 에칭한다. 이에 의해, 흡수체막(24)의 레지스트 패턴(26a)에 의해 피복되어 있지 않은 부분이 에칭되어, 흡수체 패턴(24a)이 형성된다(도 6d).
흡수체막(24)의 에칭 가스로서는, 예를 들어 불소계 가스 및/또는 염소계 가스를 사용할 수 있다. 불소계 가스로서는, CF4, CHF3, C2F6, C3F6, C4F6, C4F8, CH2F2, CH3F, C3F8, SF6, 및 F2 등을 사용할 수 있다. 염소계 가스로서는, Cl2, SiCl4, CHCl3, CCl4, 및 BCl3 등을 사용할 수 있다. 또한, 불소계 가스 및/또는 염소계 가스와, O2를 소정의 비율로 포함하는 혼합 가스를 사용할 수 있다. 이들 에칭 가스는, 필요에 따라서, 또한, He 및/또는 Ar 등의 불활성 가스를 포함할 수 있다.
흡수체 패턴(24a)이 형성된 후, 레지스트 박리액에 의해 레지스트 패턴(26a)을 제거한다. 레지스트 패턴(26a)을 제거한 후, 산성이나 알칼리성의 수용액을 사용한 웨트 세정 공정을 거침으로써, 본 실시 형태의 반사형 마스크(200)가 얻어진다(도 6e).
또한, 흡수체막(24) 상에 에칭 마스크막(28)이 형성된 반사형 마스크 블랭크(110)를 사용한 경우에는, 레지스트 패턴(26a)을 마스크로서 사용하여 에칭 마스크막(28)에 패턴(에칭 마스크 패턴)을 형성한 후, 에칭 마스크 패턴을 마스크로서 사용하여 흡수체막(24)에 패턴을 형성하는 공정이 추가된다.
이와 같이 하여 얻어진 반사형 마스크(200)는, 기판(10) 상에, 다층 반사막(12), 보호막(14), 및 흡수체 패턴(24a)이 적층된 구성을 갖고 있다.
다층 반사막(12)(보호막(14)을 포함함)이 노출되어 있는 영역(30)은, EUV광을 반사하는 기능을 갖고 있다. 다층 반사막(12)(보호막(14)을 포함함)이 흡수체 패턴(24a)에 의해 덮여 있는 영역(32)은, EUV광을 흡수하는 기능을 갖고 있다. 본 실시 형태의 반사형 마스크(200)에 의하면, 반사율이 예를 들어 2.5％ 이하로 되는 흡수체 패턴(24a)의 두께를 종래보다도 얇게 할 수 있기 때문에, 보다 미세한 패턴을 피전사체에 전사할 수 있다.
<반도체 장치의 제조 방법>
본 실시 형태의 반사형 마스크(200)를 사용한 리소그래피에 의해, 반도체 기판 상에 전사 패턴을 형성할 수 있다. 이 전사 패턴은, 반사형 마스크(200)의 패턴이 전사된 형상을 갖고 있다. 반도체 기판 상에 반사형 마스크(200)에 의해 전사 패턴을 형성함으로써, 반도체 장치를 제조할 수 있다.
도 7을 사용하여, 레지스트 구비 반도체 기판(56)에 EUV광에 의해 패턴을 전사하는 방법에 대하여 설명한다.
도 7은 패턴 전사 장치(50)를 도시하고 있다. 패턴 전사 장치(50)는, 레이저 플라스마 X선원(52), 반사형 마스크(200), 및, 축소 광학계(54) 등을 구비하고 있다. 축소 광학계(54)로서는, X선 반사 미러가 사용되고 있다.
반사형 마스크(200)에서 반사된 패턴은, 축소 광학계(54)에 의해, 통상 1/4 정도로 축소된다. 예를 들어, 노광 파장으로서 13 내지 14㎚의 파장대를 사용하여, 광로가 진공 중으로 되도록 미리 설정한다. 이와 같은 조건에서, 레이저 플라스마 X선원(52)에서 발생한 EUV광을, 반사형 마스크(200)에 입사시킨다. 반사형 마스크(200)에 의해 반사된 광을, 축소 광학계(54)를 통해, 레지스트 구비 반도체 기판(56) 상에 전사한다.
반사형 마스크(200)에 의해 반사된 광은, 축소 광학계(54)에 입사한다. 축소 광학계(54)에 입사한 광은, 레지스트 구비 반도체 기판(56) 상의 레지스트층에 전사 패턴을 형성한다. 노광된 레지스트층을 현상함으로써, 레지스트 구비 반도체 기판(56) 상에 레지스트 패턴을 형성할 수 있다. 레지스트 패턴을 마스크로 하여 반도체 기판(56)을 에칭함으로써, 반도체 기판(56) 상에 예를 들어 소정의 배선 패턴을 형성할 수 있다. 이와 같은 공정 및 그 밖의 필요한 공정을 거침으로써, 반도체 장치가 제조된다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
(다층 반사막 구비 기판(100))
먼저, 제1 주표면 및 제2 주표면이 연마된 6025사이즈(약 152㎜×152㎜×6.35㎜)의 기판(10)을 준비하였다. 이 기판(10)은, 저열팽창 유리(SiO2-TiO2계 유리)로 이루어지는 기판이다. 기판(10)의 주표면은, 조연마 가공 공정, 정밀 연마 가공 공정, 국소 가공 공정, 및 터치 연마 가공 공정에 의해 연마하였다.
다음으로, 기판(10)의 주표면(제1 주표면) 상에, 다층 반사막(12)을 형성하였다. 기판(10) 상에 형성되는 다층 반사막(12)은, 파장 13.5㎚의 EUV광에 적합한 다층 반사막(12)으로 하기 위해, Mo와 Si로 이루어지는 주기 다층 반사막(12)으로 하였다. 다층 반사막(12)은, Mo 타깃과 Si 타깃을 사용하고, 프로세스 가스로서 크립톤(Kr)을 사용한 이온빔 스퍼터링법에 의해, 기판(10) 상에 Mo막 및 Si막을 교대로 적층하여 형성하였다. 우선, Si막을 4.2㎚의 두께로 성막하고, 계속해서, Mo막을 2.8㎚의 두께로 성막하였다. 이것을 1주기로 하고, 마찬가지로 하여 40주기 적층하여, 다층 반사막(12)을 형성하였다.
다음으로, 다층 반사막(12) 상에, Si 재료층(16)을 형성하였다. 다층 반사막(12) 및 Si 재료층(16)은, 이온빔 스퍼터링법에 의해 연속적으로 성막하였다. Si 재료층(16)은, Si 타깃을 사용하고, 프로세스 가스로서 크립톤(Kr)을 사용하여, 4.0㎚의 두께로 성막하였다.
다음으로, Si 재료층(16) 상에, 보호층(18)을 형성하였다. 보호층(18)은, 표 3에 나타내는 보호층 재료의 2종의 금속의 타깃을 사용하여, Ar 가스 분위기 중에서, 마그네트론 스퍼터링법(코스퍼터법)에 의해 형성하였다. 보호층(18)의 조성은, X선 광전자 분광법(XPS)에 의해 측정하였다. 이하의 표 3에, 실시예 및 비교예에 있어서의, 보호층(18)의 조성 및 막 두께를 나타낸다.
(다층 반사막 구비 기판(100)의 평가)
실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 다층 반사막 구비 기판(100)을 사용하여, 보호막(14)(보호층(18))의 리페어 내성 및 반사율을 평가하는 시험을 행하였다.
먼저, 리페어 장치를 사용하여, 보호막(14)의 리페어 내성을 평가하는 시험을 행하였다. 구체적으로는, 보호막(14)의 주위에 불소계 에칭 가스(XeF2+H2O)를 공급하면서, 보호막(14)의 표면에 전자선을 조사하는 처리를 반복하였다. 시험 조건은, 이하와 같다.
(리페어 내성 시험 조건)
전자선의 가속 전압: 1kV
XeF2 온도: 0℃
H2O 온도: -42℃
단위 픽셀(1.5㎚×1.5㎚)당의 전자선 조사 시간: 4.00e-8[s]
1루프의 정의: 상하 방향으로 소정의 간격을 두고, 전자선을 좌우 방향으로 반복하여 주사하여, 500㎚×500㎚의 영역 전체면을 다 주사할 때까지를 1루프라 한다.
보호막(14)의 표면에 전자선을 조사하는 처리를 반복한 후, 보호막(14)의 표면을 SEM에 의해 촬영하였다. 그리고, SEM에 의해 보호막(14)의 표면에 대미지가 관찰될 때까지의 전자선 조사 횟수(루프수)를 측정하였다. 이하의 표 3에, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 전자선 조사 횟수(루프수)를 나타낸다. 표 3에 있어서, 전자선의 조사 횟수(루프수)는, 비교예 1의 루프수를 1.0으로 하였을 때의 비율로 나타내고 있다.
(반사형 마스크 블랭크(110))
상술한 리페어 내성 시험에 사용한 다층 반사막 구비 기판(100)과는 별도로, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 다층 반사막 구비 기판(100)을 제작하였다. 제작한 다층 반사막 구비 기판(100)을 사용하여, 흡수체막(24)을 포함하는 반사형 마스크 블랭크(110)를 제조하였다. 이하, 반사형 마스크 블랭크(110)의 제조 방법에 대하여, 설명한다.
DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해, 다층 반사막 구비 기판(100)의 보호층(18) 상에, RuCr막으로 이루어지는 흡수체막(24)(위상 시프트막)을 형성하였다. RuCr막은, RuCr 타깃을 사용하여, Ar 가스 분위기에서, 45.0㎚의 막 두께로 되도록 성막하였다. RuCr막의 조성(원자비)은, Ru:Cr=7:93이었다.
다음으로, 기판(10)의 제2 주표면(이측 주표면)에, CrN로 이루어지는 이면 도전막(22)을 마그네트론 스퍼터링법(반응성 스퍼터링법)에 의해 하기의 조건에서 형성하였다.
이면 도전막(22)의 형성 조건: Cr 타깃, Ar과 N2의 혼합 가스 분위기(Ar: 90원자％, N: 10원자％), 막 두께 20㎚.
이상과 같이 하여, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 반사형 마스크 블랭크(110)를 제조하였다.
(반사형 마스크(200))
다음으로, 상술한 반사형 마스크 블랭크(110)를 사용하여, 반사형 마스크(200)를 제조하였다. 도 6b 내지 도 6e를 참조하여 반사형 마스크(200)의 제조에 대하여 설명한다.
먼저, 도 6b에 도시된 바와 같이, 반사형 마스크 블랭크(110)의 흡수체막(24) 상에, 레지스트막(26)을 형성하였다. 다음으로, 이 레지스트막(26)에 회로 패턴 등의 원하는 패턴을 묘화(노광)하고, 또한 현상, 린스함으로써 소정의 레지스트 패턴(26a)을 형성하였다(도 6c). 다음으로, 레지스트 패턴(26a)을 마스크로 하여, Cl2 가스와 O2 가스의 혼합 가스(가스 유량비 Cl2:O2=4:1)를 사용하여 흡수체막(24)을 드라이 에칭함으로써, 흡수체 패턴(24a)을 형성하였다(도 6d).
그 후, 레지스트 패턴(26a)을 애싱이나 레지스트 박리액 등으로 제거하였다. 마지막으로 순수(DIW)를 사용한 웨트 세정을 행하여, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 반사형 마스크(200)를 제조하였다(도 6e).
(반사형 마스크(200)의 평가)
제조한 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 반사형 마스크(200)를 사용하여, 보호막(14)(보호층(18))의 반사율을 평가하는 시험을 행하였다.
흡수체 패턴(24a)에 의해 피복되어 있지 않은 보호막(14)의 표면의, 파장 13.5㎚의 EUV광에 대한 반사율을 측정하였다. 이하의 표 3에, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 반사율의 측정 결과를 나타낸다.
표 3에 나타내는 결과로 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 3의 다층 반사막 구비 기판(100)의 보호막(14)의 루프수는, 비교예 1의 다층 반사막 구비 기판의 보호막의 루프수보다도 컸다. 즉, 실시예 1 내지 3의 다층 반사막 구비 기판(100)의 보호층(18)(보호막(14))은, 불소계 에칭 가스(XeF2+H2O)를 사용한 전자선 조사에 의한 리페어에 대한 내성이 높은 것을 알 수 있었다.
또한, 실시예 1 내지 3의 반사형 마스크(200)의 보호층(18)(보호막(14))의 반사율은, 모두 65％ 이상이며, 소정값 이상을 유지하고 있었다.
10: 기판
12: 다층 반사막
14: 보호막
16: Si 재료층
18: 보호층
22: 이면 도전막
24: 흡수체막
24a: 흡수체 패턴
24b: 버퍼층
24c: 흡수층
26: 레지스트막
28: 에칭 마스크막
100: 다층 반사막 구비 기판
110: 반사형 마스크 블랭크
200: 반사형 마스크
12: 다층 반사막
14: 보호막
16: Si 재료층
18: 보호층
22: 이면 도전막
24: 흡수체막
24a: 흡수체 패턴
24b: 버퍼층
24c: 흡수층
26: 레지스트막
28: 에칭 마스크막
100: 다층 반사막 구비 기판
110: 반사형 마스크 블랭크
200: 반사형 마스크
Claims (9)
- 기판과, 해당 기판 상에 마련된 다층 반사막과, 해당 다층 반사막 상에 마련된 보호막을 갖는 다층 반사막 구비 기판이며,
상기 보호막은, 제1 금속과 제2 금속을 포함하고,
상기 제1 금속의 불화물의 표준 생성 자유 에너지는, RuF5의 표준 생성 자유 에너지보다도 높고,
상기 제2 금속은, 파장 13.5㎚에 있어서의 소쇠 계수가 0.03 이하인 것을 특징으로 하는 다층 반사막 구비 기판. - 제1항에 있어서,
상기 제1 금속은, 이리듐(Ir)인 것을 특징으로 하는 다층 반사막 구비 기판. - 제1항에 있어서,
상기 제1 금속은, 로듐(Rh)인 것을 특징으로 하는 다층 반사막 구비 기판. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 금속은, 지르코늄(Zr) 및 루테늄(Ru)으로부터 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 다층 반사막 구비 기판. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 다층 반사막 구비 기판의 상기 보호막 상에, 흡수체막을 구비하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크.
- 제5항에 있어서,
상기 흡수체막은, 루테늄(Ru)을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크. - 제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 흡수체막은, 버퍼층과, 해당 버퍼층 상에 마련된 흡수층을 갖고,
상기 버퍼층은, 탄탈(Ta) 또는 규소(Si)를 포함하고,
상기 흡수층은, 루테늄(Ru)을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크 블랭크. - 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 반사형 마스크 블랭크의 상기 흡수체막을 패터닝한 흡수체 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 반사형 마스크.
- 제8항에 기재된 반사형 마스크를 사용하여, 노광 장치를 사용한 리소그래피 프로세스를 행하여, 피전사체에 전사 패턴을 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
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