JP2008078551A - 反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスク並びに半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】前記上層膜42の検査波長における消衰係数が1より小さく、前記上層膜42のシート抵抗が50MΩ/□より小さいことを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
このため、現在ではより短波長域のエキシマレーザー光であるF2レーザー光(波長157nm)によるフォトリソグラフィー法の開発も進められているが、通常露光波長の半波長のサイズが実質的な解像限界であることから、この場合にも70nm程度が限界とされている。そこで、F2レーザー光より1桁以上も短い波長を有するEUV光(波長13nm)を光源とするフォトリソグラフィー法の開発が望まれている。
この第1段階目の検査において検出された欠陥を修正した後、更にバッファー層の除去を行い、バッファー層直下の多層反射膜表面を露出させた後、吸収体層に形成されたパターンに対する第2段階目の最終検査が行われるが、この検査においては吸収体層表面及び多層反射膜表面における反射率のコントラストを観測することにより行われる。尚、バッファー層の除去は行わなくても良い場合もあるが、多層反射膜表面にバッファー層の被覆膜があると多層反射膜の反射率を低下させることになる場合が多い為、バッファー層は除去されるのが通常である。
図1に示す本発明の反射型フォトマスクブランク10は、基板1上に多層反射膜2、バッファー層3、及び吸収体層4を順次積層した構造をしているが、このうち吸収体層4を、バッファー層3上の41とその上の42という2層膜から構成される積層構造としている。さらに、本発明の反射型フォトマスクブランク10における吸収体層4の材料としては、2層膜の吸収体層4を構成する41と42のうち、まず下層吸収体層41については、TaとSiを含む材料で構成され、そのうちSiの組成比が少なくとも6at%であるような材料を選択するのが好ましい。
r={|Rm−Ra|/(Rm+Ra)}×100[%]
にて与えられる。ここで、Rmは多層反射膜表面あるいはバッファー層表面における反射率であり、Raは吸収体層表面での反射率である。吸収体層に形成されるパターンの検査は背景技術で述べたようにバッファー層表面と多層反射膜表面の各々に対する吸収体層表面の反射率コントラストをそれぞれ検出することにより行なわれる。このうち表面反射率は、多層反射膜表面よりバッファー層表面の方が小さくなるのが通常であるので、多層反射膜表面との間で反射率の差、つまりコントラストを確保することに比べると、バッファー層表面との間でコントラストを得ることの方がやや難しいことになる。一般的にバッファーの材料としてあげられているSiO2やRuなどの場合、検査波長域の反射率はその膜厚にもよるが、40〜50%程度であることが多い。従って、前述したコントラストを表す式から、50%強となるコントラストを得るために吸収体層に必要な反射率の範囲を求めると吸収体層反射率は13%より小さいことが求められる。好ましくは10%以下が良い。
更に引き続き、吸収体層4直下のRuバッファー層3のドライエッチングをCl2/O2混合ガス雰囲気にて行い、図10に示すように、良好な側壁異方性を有するバッファー層3及び吸収体層のパターンを得た。最後に、レジストを剥離して本発明の反射型フォトマスク20を得た。ここで、バッファー層3及び吸収体層4が取り除かれて露出した多層反射膜2表面における257nmの検査波長反射率は60%であった。一方、吸収体層4表面での257nmにおける反射率は反射型フォトマスクブランク10の状態よりむしろ若干低下して1.02%であったため結局、多層反射膜2表面反射光と吸収体層4表面反射光の間で96.7%の良好なコントラスト値が得られた。
実施例1における下層吸収体層41、及び上層吸収体層42の膜厚はそれぞれ75nm、27nmであったが、実施例2においては下層吸収体層41を作製するときに使用するターゲットと同一のターゲットを用いたスパッタリングにより成膜した上層吸収体層42を採用している為、上層吸収体層42をEUV光に対してより吸収の大きいTaリッチの組成にすることができる。これにより、実施例2における下層吸収体層41、及び上層吸収体層42の膜厚はそれぞれ70nm、15nmと上下吸収体層41、42のいずれにおいてもその膜厚を低減することが出来ることから、EUV光による転写特性向上において更に効果的である。
このようにして下層吸収体層41の上に上層吸収体層42を積層して形成した吸収体層4の最表面における分光反射率の測定結果を図11に示す。波長257nmでは5.67%であり、検査用のDUV光波長域における十分な低反射率特性が得られた。
更に引き続き、吸収体層4直下のRuバッファー層3のドライエッチングをCl2/O2混合ガス雰囲気にて行い、図10に示すように、良好な側壁異方性を有するバッファー層パターン3a及び吸収体層パターン4aを得た。このようにして本発明の反射型フォトマスク20を得た。ここで、バッファー層3及び吸収体層4が取り除かれて露出した多層反射膜2表面における257nmの検査波長反射率は60%であった。一方、吸収体層4表面での257nmにおける反射率は反射型フォトマスクブランク10の状態よりむしろ若干低下して1.02%であったため結局、多層反射膜2表面反射光と吸収体層4表面反射光の間で96.7%の良好なコントラスト値が得られた。
2・・・・多層反射膜
3・・・・バッファー層
4・・・・吸収体層
5・・・・レジスト
41・・・下層吸収体層
42・・・低反射層
10・・・反射型フォトマスクブランク
20・・・反射型フォトマスク
3a・・・バッファー層パターン
41a・・下層吸収体層パターン
42a・・低反射層パターン
5a・・・レジストパターン
Claims (9)
- 基板上に順次形成された、露光光を反射する多層反射膜及び露光光を吸収する吸収体層を備え、
前記吸収体層が、タンタル(Ta)とシリコン(Si)の他、酸素(O)、乃至は酸素(O)と窒素(N)とを含む材料からなる上層膜と、
タンタル(Ta)とシリコン(Si)とを含む材料からなる下層膜から構成される積層構造とした反射型フォトマスクブランクにおいて、
前記上層膜の検査波長における消衰係数が1より小さく、前記上層膜のシート抵抗が50MΩ/□より小さいこと
を特徴とする反射型フォトマスクブランク。 - 前記上層膜がTaとSiとOとを含む材料から構成される場合、TaとSiとOの組成が、Taが30〜40at%、且つTaとOの組成比(Ta:O)が1:1〜1:2の範囲であり、
前記上層膜がTaとSiとOとNを含む材料から構成される場合、Taが20〜40at%、且つTaとOの組成比(Ta:O)が3:2〜9:1、及びTaとNの組成比(Ta:N)が1:2〜3:2であること
を特徴とする請求項1に記載の反射型フォトマスクブランク。 - 前記上層膜がTaとSiとOとを含む材料にて構成され、TaとSiとOの組成が、Taが40〜90at%、且つTaとOの組成比(Ta:O)が3:5〜5:1の範囲であること
を特徴とする請求項1に記載の反射型フォトマスクブランク。 - 前記下層膜を構成するTaとSiのうち、Siの組成比が6〜15at%であること
を特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の反射型フォトマスクブランク。 - 前記上層膜が前記下層膜と同一且つ、単一のターゲットを用いたスパッタリング成膜にて作製されたTa比率の高い薄膜からなること
を特徴とする請求項1に記載の反射型フォトマスクブランク。 - 前記上層膜を前記下層膜と同一且つ、単一のターゲットを用いたスパッタリング成膜によりTa比率の高い膜にて作製する場合、
前記上層膜はタンタル(Ta)とシリコン(Si)の他、酸素(O)とを含む材料からなり、TaとSiとOの組成において、Ta原子数が45〜55%、Si原子数が2〜3%、O原子数が40〜50%の範囲であること
を特徴とする請求項5に記載の反射型フォトマスクブランク。 - 反射型フォトマスクブランクにおける前記上層膜、及び前記下層膜が共にTaとSiの比(Ta/Si)において4.5〜5.0のTaとSiからなる化合物ターゲットを用いたスパッタリング成膜にて作製されたこと
を特徴とする請求項5または6のいずれか1項に記載の反射型フォトマスクブランク。 - 請求項1から7のいずれか1項に記載の反射型マスクブランクにおける吸収体層に、パターンが形成されたこと
を特徴とする反射型フォトマスク。 - 請求項8に記載の反射型フォトマスクに、極端紫外光を照射し、その反射光により半導体基板上に設けられた極端紫外光用レジスト層を露光し、パターンを転写する工程を含むこと
を特徴とする半導体装置の製造方法。
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