JP6184026B2 - 反射型マスクブランク及びその製造方法、反射型マスクの製造方法、並びに半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
すなわち、上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
基板上に、EUV光を反射する多層反射膜、該多層反射膜を保護するための保護膜、EUV光を吸収する吸収体膜、およびレジスト膜が順に形成された反射型マスクブランクであって、前記基板の中心から前記多層反射膜の外周端までの距離をL(ML)、前記基板の中心から前記保護膜の外周端までの距離をL(Cap)、前記基板の中心から前記吸収体膜の外周端までの距離をL(Abs)、前記基板の中心から前記レジスト膜の外周端までの距離をL(Res)としたとき、
L(Abs)>L(Res)>L(Cap)≧L(ML)であって、且つ、前記レジスト膜の外周端は前記基板の外周端よりも内側に存在することを特徴とする反射型マスクブランクである。
上記構成1の反射型マスクブランクによれば、この反射型マスクブランクを用いて反射型マスクを作製後、吸収体膜パターンの形成されていない基板周縁部において多層反射膜が露出することがないため、マスク製造工程やマスク使用時の洗浄等による多層反射膜の膜剥がれを防止することができ、また多層反射膜の膜剥がれに起因する欠陥を無くすことが可能である。
基板上に、EUV光を反射する多層反射膜、該多層反射膜を保護するための保護膜、EUV光を吸収する吸収体膜、およびレジスト膜が順に形成されている反射型マスクブランクであって、前記基板の中心から前記多層反射膜の外周端までの距離をL(ML)、前記基板の中心から前記保護膜の外周端までの距離をL(Cap)、前記基板の中心から前記吸収体膜の外周端までの距離をL(Abs)、前記基板の中心から前記レジスト膜の外周端までの距離をL(Res)としたとき、
L(Abs)≧L(Cap)>L(Res)>L(ML)であって、且つ、前記レジスト膜の外周端は前記基板の外周端よりも内側に存在することを特徴とする反射型マスクブランクである。
上記構成2の反射型マスクブランクによれば、この反射型マスクブランクを用いて反射型マスクを作製後、吸収体膜パターンの形成されていない基板周縁部において多層反射膜が露出することがないため、マスク製造工程やマスク使用時の洗浄等による多層反射膜の膜剥がれを防止することができ、また多層反射膜の膜剥がれに起因する欠陥を無くすことが可能である。
前記多層反射膜が形成されている側と反対側の前記基板上に導電膜が形成され、
前記基板の中心から前記導電膜の外周端までの距離をL(BL)としたとき、
L(BL)>L(Res)であることを特徴とする構成1又は2に記載の反射型マスクブランクである。
上記構成3の反射型マスクブランクによれば、この反射型マスクブランクを用いて反射型マスクを作製後、この反射型マスクの裏面を静電チャックで保持してEUV露光装置により被転写基板にパターンを転写して半導体装置を製造するにあたり、前記反射型マスクの吸収体膜パターンの形成されていない、基板が露出された基板周縁部に、EUV光以外の真空紫外領域の光が入射され、基板内部に該光が入射されても基板裏面には導電膜が形成されているので、EUV露光装置の静電チャックに真空紫外領域の光が照射されることがない。従って、前記光による静電チャックへのダメージを防止することができる。
前記導電膜の前記基板側には真空紫外領域の波長の光の反射を低減させる反射低減層を有することを特徴とする構成3に記載の反射型マスクブランクである。
上記構成4の反射型マスクブランクによれば、この反射型マスクブランクを用いて反射型マスクを作製後、この反射型マスクの裏面を静電チャックで保持してEUV露光装置により被転写基板にパターンを転写して半導体装置を製造するにあたり、前記反射型マスクの吸収体膜パターンの形成されていない、基板が露出された基板周縁部に、EUV光以外の真空紫外領域の光が入射され、基板内部に該光が入射されても基板裏面には真空紫外領域の波長の光の反射を低減させる反射低減層が形成されているので、被転写基板上の不必要なレジストが感光してしまい、パターン精度が悪化するという問題が引き起こされることがない。
前記保護膜は、ルテニウム(Ru)を含む少なくとも2種の金属の合金からなり、該合金は全率固溶体であることを特徴とする構成1乃至4の何れかに記載の反射型マスクブランクである。
構成5にあるように、前記保護膜は、ルテニウム(Ru)を含む少なくとも2種の金属の合金からなり、該合金は全率固溶体であることにより、例えばTa系材料のドライエッチングに適用される塩素系ガスによるドライエッチングや、マスク製造工程やマスク使用時の薬液洗浄等による保護膜の減損が非常に少なくなる。特に、吸収体膜パターンの形成されていない基板周縁部において露出する保護膜の減損が抑制されることで、下層の多層反射膜の露出、膜剥がれを防止することができる。
基板上に、EUV光を反射する多層反射膜、該多層反射膜を保護するための保護膜、EUV光を吸収する吸収体膜、およびレジスト膜が順に形成された反射型マスクブランクの製造方法であって、前記基板の中心から前記多層反射膜の外周端までの距離をL(ML)、前記基板の中心から前記保護膜の外周端までの距離をL(Cap)、前記基板の中心から前記吸収体膜の外周端までの距離をL(Abs)、前記基板の中心から前記レジスト膜の外周端までの距離をL(Res)としたとき、
L(Abs)>L(Res)>L(Cap)≧L(ML)であって、且つ、前記レジスト膜の外周端は前記基板の外周端よりも内側に存在するように、前記多層反射膜、前記保護膜、前記吸収体膜、および前記レジスト膜をそれぞれ形成することを特徴とする反射型マスクブランクの製造方法である。
上記構成6によれば、得られた反射型マスクブランクを用いて反射型マスクを作製後、吸収体膜パターンの形成されていない基板周縁部において多層反射膜が露出することがないため、マスク製造工程やマスク使用時の洗浄等による多層反射膜の膜剥がれを防止することができ、また多層反射膜の膜剥がれに起因する欠陥を無くすことが可能である。
基板上に、EUV光を反射する多層反射膜、該多層反射膜を保護するための保護膜、EUV光を吸収する吸収体膜、およびレジスト膜が順に形成された反射型マスクブランクの製造方法であって、前記基板の中心から前記多層反射膜の外周端までの距離をL(ML)、前記基板の中心から前記保護膜の外周端までの距離をL(Cap)、前記基板の中心から前記吸収体膜の外周端までの距離をL(Abs)、前記基板の中心から前記レジスト膜の外周端までの距離をL(Res)としたとき、
L(Abs)≧L(Cap)>L(Res)>L(ML)であって、且つ、前記レジスト膜の外周端は前記基板の外周端よりも内側に存在するように、前記多層反射膜、前記保護膜、前記吸収体膜、および前記レジスト膜をそれぞれ形成することを特徴とする反射型マスクブランクの製造方法である。
上記構成7によれば、得られた反射型マスクブランクを用いて反射型マスクを作製後、吸収体膜パターンの形成されていない基板周縁部において多層反射膜が露出することがないため、マスク製造工程やマスク使用時の洗浄等による多層反射膜の膜剥がれを防止することができ、また多層反射膜の膜剥がれに起因する欠陥を無くすことが可能である。
前記多層反射膜、前記保護膜、前記吸収体膜は、前記基板の周縁部に離間して遮蔽部材を設けてスパッタ成膜により形成することを特徴とする構成6又は7に記載の反射型マスクブランクの製造方法である。
構成8によれば、前記多層反射膜、前記保護膜、前記吸収体膜を、前記基板の周縁部に離間して遮蔽部材を設けてスパッタ成膜することにより、上記構成6又は構成7に記載の構成を有する反射型マスクブランクを確実に得ることができる。
前記多層反射膜が形成されている側と反対側の前記基板上に導電膜を形成し、
前記基板の中心から前記導電膜の外周端までの距離をL(BL)としたとき、
L(BL)>L(Res)とすることを特徴とする構成6乃至8の何れかに記載の反射型マスクブランクの製造方法である。
上記構成9によれば、この反射型マスクブランクを用いて反射型マスクを作製後、この反射型マスクの裏面を静電チャックで保持してEUV露光装置により被転写基板にパターンを転写して半導体装置を製造するにあたり、前記反射型マスクの吸収体膜パターンの形成されていない、基板が露出された基板周縁部に、EUV光以外の真空紫外領域の光が入射され、基板内部に該光が入射されても基板裏面には導電膜が形成されているので、EUV露光装置の静電チャックに真空紫外領域の光が照射されることがない。従って、前記光による静電チャックへのダメージを防止することができる。
前記導電膜は、前記基板の周縁部に離間して遮蔽部材を設けてスパッタ成膜により形成することを特徴とする構成9に記載の反射型マスクブランクの製造方法である。
上記構成10によれば、前記導電膜を、前記基板の周縁部に離間して遮蔽部材を設けてスパッタ成膜することにより、上記構成9に記載の構成を有する反射型マスクブランクを確実に得ることができる。
前記導電膜の前記基板側の表面に、真空紫外領域の波長の光の反射を低減させる反射低減層を有することを特徴とする構成9又は10に記載の反射型マスクブランクの製造方法である。
上記構成11によれば、この反射型マスクブランクを用いて反射型マスクを作製後、この反射型マスクの裏面を静電チャックで保持してEUV露光装置により被転写基板にパターンを転写して半導体装置を製造するにあたり、前記反射型マスクの吸収体膜パターンの形成されていない、基板が露出された基板周縁部に、EUV光以外の真空紫外領域の光が入射され、基板内部に該光が入射されても基板裏面には真空紫外域の波長の光の反射を低減させる反射低減層が形成されているので、被転写基板上の不必要なレジストが感光してしまい、パターン精度が悪化するという問題が引き起こされることがない。
前記保護膜は、ルテニウム(Ru)を含む少なくとも2種の金属の合金からなり、該合金は全率固溶体であることを特徴とする構成6乃至11の何れかに記載の反射型マスクブランクの製造方法である。
構成12にあるように、前記保護膜は、ルテニウム(Ru)を含む少なくとも2種の金属の合金からなり、該合金は全率固溶体であることにより、例えばTa系材料のドライエッチングに適用される塩素系ガスによるドライエッチングや、マスク製造工程やマスク使用時の薬液洗浄等による保護膜の減損が非常に少なくなる。特に、吸収体膜パターンの形成されていない基板周縁部において露出する保護膜の減損が抑制されることで、下層の多層反射膜の露出、膜剥がれを防止することができる。
構成1乃至5の何れかに記載の反射型マスクブランク、又は構成6乃至12の何れかに記載の反射型マスクブランクの製造方法により得られる反射型マスクブランクを用いて、前記レジスト膜に対してレジストパターンを形成する工程と、形成されたレジストパターンをマスクにして前記吸収体膜をパターニングする工程とを有することを特徴とする反射型マスクの製造方法である。
上記構成の反射型マスクブランクを用いて反射型マスクを製造することにより、吸収体膜パターンの形成されていない基板周縁部において多層反射膜が露出することがないため、マスク製造工程やマスク使用時の洗浄等による多層反射膜の膜剥がれを防止することができ、また多層反射膜の膜剥がれに起因する欠陥を無くすことが可能である。
さらには、上記構成の反射型マスクブランクを用いて反射型マスクを製造することにより、この反射型マスクの裏面を静電チャックで保持してEUV露光装置により被転写基板にパターンを転写して半導体装置を製造するにあたり、前記反射型マスクの吸収体膜パターンの形成されていない、基板が露出された基板周縁部に、EUV光以外の真空紫外領域の光が入射され、基板内部に該光が入射されても基板裏面には導電膜、好ましくは、導電膜の前記基板側の表面には、真空紫外域の波長の光の反射を低減させる反射低減層が形成されているので、EUV露光装置の静電チャックに真空紫外領域の光が照射されることがなく、また、導電膜による反射光によって被転写基板上の不必要なレジストが感光してしまい、パターン精度が悪化するという問題が引き起こされることがない。
構成13に記載の反射型マスクの製造方法により得られる反射型マスクを用い、半導体基板上のレジスト膜に転写パターンを形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法である。
上記反射型マスクを用いて半導体装置を製造することにより、反射型マスクの多層反射膜の膜剥がれに起因する欠陥を無くすことができ、高品質の半導体装置を得ることができる。さらには、導電膜による反射光によって被転写基板上の不必要なレジストが感光してしまうことがなく、パターン精度が悪化することがないので、高品質の半導体装置を得ることができる。
また、本発明によれば、上記反射型マスクを用いて半導体装置を製造することにより、多層反射膜の膜剥がれに起因する欠陥を無くすことができ、高品質の半導体装置が得られる半導体装置の製造方法を提供することができる。
さらに本発明によれば、上述の効果に加え、マスク使用時のEUV露光装置の静電チャックへのダメージが防止でき、また、導電膜による反射光によって被転写基板上の不必要なレジストが感光してしまい、パターン精度が悪化することを防止できる反射型マスクブランク及びその製造方法、並びにこの反射型マスクブランクを用いた反射型マスクの製造方法を提供することができる。
さらに、導電膜による反射光によって被転写基板上の不必要なレジストが感光してしまうことがなく、パターン精度が悪化することがない高品質の半導体装置を得ることができる。
[第1の実施の形態]
図1は、本発明に係る反射型マスクブランクの第1の実施の形態の構成を示す断面図である。
図1に示されるように、本実施の形態の反射型マスクブランク10Aは、基板1の一方の主表面1a上に、露光光であるEUV光を反射する多層反射膜2、該多層反射膜2を保護するための保護膜3、EUV光を吸収する吸収体膜4、およびレジスト膜5が順に形成されており、基板1の他方の主表面1b(以下、「裏面」とも呼ぶ。)には導電膜6が形成されている構成である。
L(Abs)>L(Res)>L(Cap)≧L(ML)の関係を満たし、且つ、前記レジスト膜5の外周端は前記基板1の外周端よりも内側に存在するように、前記多層反射膜2、前記保護膜3、前記吸収体膜4、および前記レジスト膜5をそれぞれ形成していることを特徴としている。
反射型マスクブランク10Aを用いて反射型マスクを製造する場合、まず上記レジスト膜5に対し所望の電子線描画、現像を行ってレジストパターンを形成する。次いで、このレジストパターンをマスクとして、上記吸収体膜4をドライエッチングして吸収体膜パターン4aを形成することにより、多層反射膜2及びその保護膜3上に吸収体膜パターン4aが形成された構造の反射型マスク20Aが出来上がる。
[基板作製工程]
主表面を所定の平滑度、平坦度になるように鏡面研磨した後、洗浄を行ったガラス基板を準備する。使用するガラス素材は前述のとおりである。
次に、成膜工程に移る前に、予めガラス基板に含まれる水素を脱離させる処理を行ってもよい。前記基板1の裏面に形成する導電膜6としてTaを含有する材料を用いる場合は、予め上記ガラス基板に対して少なくとも熱エネルギー又は光エネルギーを付与して、ガラス基板に含まれる水素を脱離させたガラス基板を用いることが好適である。
光照射処理は、ガラス基板の周囲に水素が極力排除された気体が存在する状態で行われることが好ましい。空気中には水素自体の存在量は少ないが、水蒸気は多く存在する。クリーンルーム内の空気でも湿度がコントロールされてはいるが、水蒸気は比較的多く存在する。ガラス基板に対する加熱処理をドライエア中で行うことで、水蒸気に起因する水素のガラス基板への侵入を抑制することができる。さらに、水素及び水蒸気を含まない気体(窒素等の不活性ガス及び希ガスなど)中でガラス基板を光照射処理することがより好ましい。光照射処理は、大気圧の気体中又は真空中で行うことができる。ガラス基板の表層及び内部に取り込まれているOH基、水素及び水等を、確実に減少させるために、光照射処理対象のガラス基板の周囲をある程度以上の真空度にすることが好ましい。その真空度は、中真空(0.1Pa〜100Pa)であることがより好ましい。
光照射処理の際の光照射時間は、使用する光源の波長にもよるが、例えば、1.3μm以上の波長を含む光(ハロゲンヒーター)の場合、1分以上であることが好ましく、好ましくは5分以上、10分以上が望ましい。
以上のようにしてガラス基板を作製する。
前述のとおり、例えば波長13〜14nmのEUV光に対する多層反射膜2としては、Mo膜とSi膜を交互に40周期程度積層したMo/Si周期積層膜が好ましく用いられる。この多層反射膜2の成膜は、通常、イオンビームスパッタ法やマグネトロンスパッタリング法などを適用して行う。本実施の形態においては、多層反射膜12の外周端を他の膜の外周端との間で所定の関係に調整する必要があるため、図7に示すような遮蔽部材30を設けた成膜方法を適用することができる。基板1の周縁部に離間して遮蔽部材30を設けることにより、スパッタ粒子が基板1の周縁部に堆積することが妨げられる。そして、遮蔽部材30を設けることにより、多層反射膜の外周領域において膜厚傾斜領域21を形成することができる。基板1の主表面と遮蔽部材30との距離h、遮蔽部材30による遮蔽長さW、基板1の主表面の法線に対するスパッタ粒子の入射角度を調節することにより、基板1の中心から多層反射膜2の外周端までの距離L(ML)、膜厚傾斜領域21における膜厚及び傾斜角度を制御することができる。
保護膜3としては例えばRuを含む材料等が好ましく用いられる。この保護膜3の成膜においても、通常、イオンビームスパッタ法やマグネトロンスパッタリング法などを適用して行う。この保護膜3についてもその外周端を他の膜の外周端との間で所定の関係に調整する必要があるため、成膜に際しては上述の図7に示すような遮蔽部材30を設けた成膜方法を適用することができる。
保護膜3の膜厚は特に制限されないが、多層反射膜2の反射率に大きく影響を与えず、かつドライエッチング及びそれに引き続くウェット洗浄から多層反射膜2を保護することができるように適宜設定され、例えば1〜5nmの範囲である。
吸収体膜4としては、前述のとおり例えばタンタル(Ta)単体又はTaを主成分とする材料が好ましく用いられる。この吸収体膜4の成膜は、通常、マグネトロンスパッタリング法などを適用して行う。本実施の形態においては、この吸収体膜4についてもその外周端を他の膜の外周端との間で所定の関係に調整する必要があるため、成膜に際しては例えば図8に示すような遮蔽部材50を設けた成膜方法を適用することができる。基板1の周縁部に離間して遮蔽部材50を設けることにより、スパッタリングターゲット40からのスパッタ粒子が基板1の周縁部に堆積することが妨げられ、基板1の外周領域に吸収体膜4は形成されない。
吸収体膜4の膜厚は、露光光であるEUV光を十分に吸収できる厚みであればよく、用いる吸収体材料の吸収係数によっても異なるが、通常30〜100nm程度の範囲である。
基板1の裏面に設けられる導電膜6としては、前述のとおり、例えばCr及びNを含有する材料(CrN)や、Taを含有する材料を用いることができるが、静電チャック時の導電膜の耐摩耗性及び耐薬性の向上の点では特にTaを含有する材料が好ましく用いられる。この導電膜6の成膜は、通常、イオンビームスパッタ法やマグネトロンスパッタリング法などを適用して行う。上述のとおり、導電膜6としてTaを含有する材料を用いる場合は、予め上記ガラス基板に対して少なくとも熱エネルギー又は光エネルギーを付与して、ガラス基板に含まれる水素を脱離させたガラス基板を用いることが好適である。
Taを含有する材料としては、タンタルを含有し、かつ水素を実質的に含有しない材料であることが好ましく、静電チャック時における導電膜6の耐摩耗性及び薬液耐性を向上することができる。
また、耐摩耗性及び薬液耐性の観点からは、TaBN及び/又はTaNを用いることが好ましく、TaBN/Ta2O5又はTaN/Ta2O5を用いることがさらに好ましい。
導電膜6の膜厚は特に制限されず適宜設定されるが、例えば10〜300nmの範囲である。
なお、上記導電膜6は、基板1に対して上記多層反射膜2を成膜する前に最初に成膜してもよい。
レジスト膜5は、通常、回転塗布装置を用いて回転塗布(スピンコート)される。本実施の形態においては、基板周縁部のレジスト膜剥離による発塵を抑制するため、レジスト膜5の外周端は前記基板1の外周端よりも内側に存在している。このようにレジスト膜5を形成するためには、通常の回転塗布法により、ブランク主表面の全面にレジスト膜を形成し、次いでブランク周縁部において形成されたレジスト膜を除去する方法が挙げられる。
図3は、本発明に係る反射型マスクブランクの第2の実施の形態の構成を示す断面図である。
本実施の形態の反射型マスクブランク10Bにおいては、前記基板1の中心から前記多層反射膜2の外周端までの距離をL(ML)、前記基板1の中心から前記保護膜3の外周端までの距離をL(Cap)、前記基板1の中心から前記吸収体膜4の外周端までの距離をL(Abs)、前記基板1の中心から前記レジスト膜5の外周端までの距離をL(Res)としたとき、
L(Abs)≧L(Cap)>L(Res)>L(ML)の関係を満たし、且つ、前記レジスト膜5の外周端は前記基板1の外周端よりも内側に存在するように、前記多層反射膜2、前記保護膜3、前記吸収体膜4、および前記レジスト膜5をそれぞれ形成していることを特徴としている。
なお、図3では、L(Abs)とL(Cap)がほぼ等しい場合を例示している。
前述の第1の実施の形態の場合と同様、反射型マスクブランク10Bを用いて反射型マスクを製造するにあたっては、まず上記レジスト膜5に対し所望の電子線描画、現像を行ってレジストパターンを形成する。次いで、このレジストパターンをマスクとして、上記吸収体膜4をドライエッチングして吸収体膜パターン4aを形成することにより、多層反射膜2及びその保護膜3上に吸収体膜パターン4aが形成された構造の反射型マスク20Bが出来上がる。
これらの合金が単独で保護膜3を形成していても、2種以上の合金が併用されて保護膜3を形成していてもよい。
また、塩素系ガスを使用したドライエッチングによる塩素化を受けにくくし、ウェット洗浄による保護膜3の減膜若しくは消失の抑制効果が発揮される範囲で、保護膜3の極最表面に、全率固溶体である合金の酸化物、窒化物、水素化物、炭化物、酸化窒化物、酸化炭化物、酸化窒化炭化物等が形成されていても構わない。
なお、このような塩素系ガスによるドライエッチングや、マスク製造工程やマスク使用時の薬液洗浄等による保護膜の減損が非常に少なくなる全率固溶体である合金材料は、前述の第1の実施の形態(基板周縁部においては保護膜3は露出していない)においても好適であることは勿論である。
図5は、本発明に係る反射型マスクブランクの第3の実施の形態の構成を示す断面図である。
本実施の形態の反射型マスクブランク10Cは、前述の第1の実施の形態の反射型マスクブランク10Aの変形例であり、吸収体膜4が基板1の端面(面取面1c及び側壁面1d)に回り込むように形成されている。このような吸収体膜4は、吸収体膜4の成膜の際、前述の遮蔽部材50(図8)を設けないで成膜を行うことによって形成することができる。
図6は、本発明に係る反射型マスクブランクの第4の実施の形態の構成を示す断面図である。
本実施の形態の反射型マスクブランク10Dは、前述の第2の実施の形態の反射型マスクブランク10Bの変形例であり、保護膜3及び吸収体膜4がいずれも基板1の端面(面取面1c及び側壁面1d)に回り込むように形成されている。このような保護膜3及び吸収体膜4は、保護膜3及び吸収体膜4の成膜の際、前述の遮蔽部材30又は50(図7、図8)を設けないで成膜を行うことによって形成することができる。
図11は、本発明に係る反射型マスクブランクの第5の実施の形態の構成を示す断面図である。
本実施の形態の反射型マスクブランク10Eは、前述の第1の実施の形態の反射型マスクブランク10Aの変形例であり、多層反射膜2が形成されている側と反対側の基板1上に導電膜6が形成され、基板1の中心から導電膜6の外周端までの距離をL(BL)としたとき、L(BL)>L(Res)の関係を満たした反射型マスクブランクである。
反射型マスクブランク10Eを用いて反射型マスクを製造する場合、まず上記レジスト膜5に対し、所望の電子線描画、現像を行ってレジストパターンを形成する。次いで、このレジストパターンをマスクとして、上記吸収体膜4をドライエッチングして吸収体膜パターン4aを形成することにより、多層反射膜2及びその保護膜3上に吸収体膜パターン4aが形成された構造の反射型マスク20Eを得る。
ガラス基板側の表面に反射低減層が形成された導電膜6としては、ガラス基板側から反射低減層と、真空チャッキングを促進するための導電層の積層構造とすることができる。
図13は、本発明に係る反射型マスクブランクの第6の実施の形態の構成を示す断面図である。
本実施の形態の反射型マスクブランク10Fは、前述の第2の実施の形態の反射型マスクブランク10Bの変形例であり、多層反射膜2が形成されている側と反対側の基板1上に導電膜6が形成され、基板1の中心から導電膜6の外周端までの距離をL(BL)としたとき、L(BL)>L(Res)の関係を満たした反射型マスクブランクである。
反射型マスクブランク10Fを用いて反射型マスクを製造する場合、前述と同様、まず上記レジスト膜5に対し、所望の電子線描画、現像を行ってレジストパターンを形成する。次いで、このレジストパターンをマスクとして、上記吸収体膜4をドライエッチングして吸収体膜パターン4aを形成することにより、多層反射膜2及びその保護膜3上に吸収体膜パターン4aが形成された構造の反射型マスク20Fを得る。
以上の第6の実施の形態の反射型マスクブランク10Fを用いて得られる反射型マスク20Fにおいても、吸収体膜パターンの形成されていない基板周縁部において多層反射膜が露出することがないため、マスク製造工程やマスク使用時の洗浄等による多層反射膜の膜剥がれを防止することができ、さらには多層反射膜の膜剥がれに起因する欠陥の発生も無くすことができる。
かかる構成においては、少なくとも熱エネルギー又は光エネルギーを付与して、ガラス基板に含まれる水素を脱離させたガラス基板を用いることにより、ガラス基板の他方の主表面に形成されたTa系導電膜の膜応力が時間の経過とともに圧縮応力の傾向が強くなることによって、平坦度が経時的に変化することを抑制できる。
かかる構成によれば、ガラス基板に対し、少なくとも熱エネルギー又は光エネルギーを付与して、前記ガラス基板に含まれる水素を脱離させることにより、前記ガラス基板の他方の主表面に形成するTa系導電膜の膜応力が時間の経過とともに圧縮応力の傾向が強くなることによって、平坦度が経時的に変化することを抑制できる。
(実施例1)
両面研磨装置を用い、酸化セリウム砥粒やコロイダルシリカ砥粒により段階的に研磨し、低濃度のケイフッ酸で基板表面を表面処理したSiO2−TiO2系のガラス基板(大きさが約152.4mm×約152.4mm、厚さが約6.35mm)を準備した。
得られたガラス基板の平坦度を測定したところ、142mm×142mmの測定領域において、100nm以下となっており良好であった。また、表面粗さは、1μm×1μmの測定領域において、二乗平均平方根粗さRMSで0.08nmとなっており極めて良好であった。
また、最大表面粗さ(Rmax)は、1μm×1μmの測定領域において、0.60nmで、Rmax/RMSは7.5となっており、表面粗さのばらつきは小さく良好であった。
洗浄後のガラス基板中の水素濃度を、HFS分析法(水素前方散乱分析法)を用いて測定した結果、水素含有量は検出下限値以下であった。
これによって、例えば図1に示すような構成のEUV反射型マスクブランクが得られた。
まず、EUV反射型マスクブランクの上記レジスト膜に対して電子線描画機によりマスクパターンを描画、現像を行い、レジストパターンを形成した。
さらに、吸収体膜パターン上に残ったレジストパターンを熱硫酸で除去し、前述の図2に示すようなEUV反射型マスクを得た。
次に、この得られた反射型マスクに対して、硫酸過水、アンモニア過水を使用したウェット洗浄を行った。硫酸過水の洗浄条件は、硫酸(98質量%)と過酸化水素(30質量%)を混合比率4:1とした硫酸過水を使用し、温度90℃、時間20分とした。また、アンモニア過水の洗浄条件は、アンモニア(29質量%)と過酸化水素(30質量%)と水を混合比率1:1:5としたアンミニア過水を使用し、温度70℃、時間20分とした。
また、上記反射型マスクについて、経時的な平坦度の変化についても確認したが、平坦度の変化は殆ど確認されなかった。
こうして得られた本実施例の反射型マスクを露光装置にセットし、レジスト膜を形成した半導体基板上へのパターン転写を行う場合、反射型マスク起因の転写パターンの欠陥も無く、良好なパターン転写を行うことができる。
実施例1における保護膜として、全率固溶体の合金であるルテニウム(Ru)とコバルト(Co)とからなる合金を用いたこと以外は実施例1と同様にして保護膜を形成した。また、本実施例では、基板の一方の主表面に形成した多層反射膜、保護膜、吸収体膜及びレジスト膜については、L(Abs)≧L(Cap)>L(Res)>L(ML)の関係を満たすように、L(Abs):75.5mm、L(Cap):75.5mm、L(Res):75mm、L(ML):74.5mmとし、各膜をそれぞれ形成した。
以上のこと以外は、実施例1と同様にして、例えば図3に示すような構成のEUV反射型マスクブランクが得られた。
次に、この得られた反射型マスクに対して、実施例1と同様の硫酸過水、アンモニア過水を使用したウェット洗浄を5回繰り返し行った。
こうして得られた本実施例の反射型マスクを露光装置にセットし、レジスト膜を形成した半導体基板上へのパターン転写を行う場合、反射型マスク起因の転写パターンの欠陥も無く、良好なパターン転写を行うことができる。
本比較例では、基板の一方の主表面に形成した多層反射膜、保護膜、吸収体膜及びレジスト膜について、L(Abs)≧L(Cap)>L(ML)>L(Res)の関係となるように、L(Abs):75.5mm、L(Cap):75.5mm、L(ML):75mm、L(Res):74.5mmとし、各膜をそれぞれ形成した。
各膜の材料は実施例1と同一である。
以上のこと以外は、実施例1と同様にして、図9に示すような構成のEUV反射型マスクブランクを得た。
次に、この得られた反射型マスクに対して、実施例1と同様の硫酸過水、アンモニア過水を使用したウェット洗浄を行った。
この欠陥箇所を詳細に確認した結果、主に基板周縁部における多層反射膜の膜剥がれによるものであることが判明した。これは、図10からも明らかなように本比較例の反射型マスクにおいては、マスク作製後、基板周縁部の保護膜が露出するため、洗浄等により保護膜が損傷した場合、露出する下層の多層反射膜の膜剥がれが起こり易いことが原因であると考えられる。
実施例1において、導電膜の成膜を、基板周縁部の所定の領域には成膜されないように、前述の図8に示すような遮蔽部材を設けた成膜方法により行った以外は実施例1と同様にしてEUV反射型マスクブランクを作製した。
なお、導電膜については、L(BL):75.5mmとし、レジスト膜との関係において、L(BL)>L(Res)の関係を満たすように形成した。
これによって、図11に示すような構成のEUV反射型マスクブランクが得られた。
次に、このEUV反射型マスクブランクを用いて、実施例1と同様にしてEUV反射型マスクを作製し、前述の図12に示すようなEUV反射型マスクを得た。
次に、この得られた反射型マスクに対して、実施例1と同様の硫酸過水、アンモニア過水を使用したウェット洗浄を5回繰り返し行った。
上記ウェット洗浄後のEUV反射型マスクについてもマスク欠陥検査装置(KLA−Tencor社製Teron600シリーズ)により欠陥検査を行い、ウェット洗浄前後の欠陥検査結果を対比したところ、洗浄による増加欠陥は特に確認されなかった。
実施例3において、導電膜を基板側から前述の反射低減層のTa2O5膜(膜厚50nm)とTaN膜(膜厚:20nm)を形成した以外は、実施例3と同様にEUV反射型マスクブランク、及びEUV反射型マスクを作製した。
この得られたEUV反射型マスクについてマスク欠陥検査装置(KLA−Tencor社製Teron600シリーズ)により欠陥検査を行った。
次に、この得られた反射型マスクに対して、実施例1と同様の硫酸過水、アンモニア過水を使用したウェット洗浄を5回繰り返し行った。
こうして得られた本実施例の反射型マスクを露光装置にセットし、レジスト膜を形成した半導体基板上へのパターン転写を行う場合、反射型マスク起因の転写パターンの欠陥も無く、良好なパターン転写を行うことができる。また、基板が露出された基板周縁部にEUV光以外の真空紫外光領域の光が入射され、基板内部に該光が入射されても基板裏面には反射低減層が設けられた導電膜が形成されているので、被転写基板上の不必要なレジストが感光してしまい、パターン精度が悪化することがなく、良好なパターン転写を行うことができる。
2 多層反射膜
3 保護膜
4 吸収体膜
5 レジスト膜
6 導電膜
10A,10B,10C,10D,10E,10F 反射型マスクブランク
20A,20B,20E,20F 反射型マスクブランク
30,50 遮蔽部材
40 スパッタリングターゲット
Claims (22)
- 基板上に、EUV光を反射する多層反射膜、EUV光を吸収する吸収体膜、およびレジスト膜が順に形成された反射型マスクブランクであって、
前記基板の中心から前記多層反射膜の外周端までの距離をL(ML)、前記基板の中心から前記吸収体膜の外周端までの距離をL(Abs)、前記基板の中心から前記レジスト膜の外周端までの距離をL(Res)としたとき、
L(Abs)>L(Res)>L(ML)であって、且つ、前記レジスト膜の外周端は前記基板の外周端よりも内側に存在することを特徴とする反射型マスクブランク。 - 前記多層反射膜と吸収体膜との間に形成され、前記多層反射膜を保護するための保護膜を備え、
前記基板の中心から前記保護膜の外周端までの距離をL(Cap)としたとき、
L(Abs)>L(Res)>L(Cap)≧L(ML)であることを特徴とする請求項1に記載の反射型マスクブランク。 - 前記多層反射膜と吸収体膜との間に形成され、前記多層反射膜を保護するための保護膜を備え、
前記基板の中心から前記保護膜の外周端までの距離をL(Cap)としたとき、
L(Abs)≧L(Cap)>L(Res)>L(ML)であることを特徴とする請求項1に記載の反射型マスクブランク。 - 前記多層反射膜が形成されている側と反対側の前記基板上に導電膜が形成され、
前記基板の中心から前記導電膜の外周端までの距離をL(BL)としたとき、
L(BL)>L(Res)であることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の反射型マスクブランク。 - 前記導電膜の前記基板側には真空紫外域の波長の光の反射を低減させる反射低減層を有することを特徴とする請求項4に記載の反射型マスクブランク。
- 前記保護膜は、ルテニウム(Ru)を含む少なくとも2種の金属の合金からなり、該合金は全率固溶体であることを特徴とする請求項2乃至5の何れかに記載の反射型マスクブランク。
- 基板上に、EUV光を反射する多層反射膜、EUV光を吸収する吸収体膜、およびレジスト膜が順に形成された反射型マスクブランクの製造方法であって、
前記基板の中心から前記多層反射膜の外周端までの距離をL(ML)、前記基板の中心から前記吸収体膜の外周端までの距離をL(Abs)、前記基板の中心から前記レジスト膜の外周端までの距離をL(Res)としたとき、
L(Abs)>L(Res)>L(ML)であって、且つ、前記レジスト膜の外周端は前記基板の外周端よりも内側に存在するように、前記多層反射膜、前記吸収体膜、および前記レジスト膜をそれぞれ形成することを特徴とする反射型マスクブランクの製造方法。 - 前記多層反射膜と吸収体膜との間に形成され、前記多層反射膜を保護するための保護膜を備え、
前記基板の中心から前記保護膜の外周端までの距離をL(Cap)としたとき、
L(Abs)>L(Res)>L(Cap)≧L(ML)となるように前記多層反射膜、前記保護膜、前記吸収体膜、および前記レジスト膜をそれぞれ形成することを特徴とする請求項7に記載の反射型マスクブランクの製造方法。 - 前記多層反射膜と吸収体膜との間に形成され、前記多層反射膜を保護するための保護膜を備え、
前記基板の中心から前記保護膜の外周端までの距離をL(Cap)としたとき、
L(Abs)≧L(Cap)>L(Res)>L(ML)となるように、前記多層反射膜、前記保護膜、前記吸収体膜、および前記レジスト膜をそれぞれ形成することを特徴とする請求項7に記載の反射型マスクブランクの製造方法。 - 前記多層反射膜、前記保護膜、前記吸収体膜は、前記基板の周縁部に離間して遮蔽部材を設けてスパッタ成膜により形成することを特徴とする請求項8又は9に記載の反射型マスクブランクの製造方法。
- 前記多層反射膜が形成されている側と反対側の前記基板上に導電膜を形成し、
前記基板の中心から前記導電膜の外周端までの距離をL(BL)としたとき、
L(BL)>L(Res)とすることを特徴とする請求項7乃至10の何れかに記載の反射型マスクブランクの製造方法。 - 前記導電膜は、前記基板の周縁部に離間して遮蔽部材を設けてスパッタ成膜により形成することを特徴とする請求項11に記載の反射型マスクブランクの製造方法。
- 前記導電膜の前記基板側には真空紫外域の波長の光の反射を低減させる反射低減層を有することを特徴とする請求項11又は12に記載の反射型マスクブランクの製造方法。
- 前記保護膜は、ルテニウム(Ru)を含む少なくとも2種の金属の合金からなり、該合金は全率固溶体であることを特徴とする請求項8乃至13の何れかに記載の反射型マスクブランクの製造方法。
- 請求項1乃至6の何れかに記載の反射型マスクブランク、又は請求項7乃至14の何れかに記載の反射型マスクブランクの製造方法により得られる反射型マスクブランクを用いて、前記レジスト膜に対してレジストパターンを形成する工程と、形成されたレジストパターンをマスクにして前記吸収体膜をパターニングする工程とを有することを特徴とする反射型マスクの製造方法。
- 基板上に、EUV光を反射する多層反射膜、およびEUV光を吸収する吸収体膜パターンが順に形成された反射型マスクであって、
前記基板の中心から前記多層反射膜の外周端までの距離L(ML)が、前記基板の中心から前記吸収体膜パターンの外周端までの距離より小さく、前記基板の周縁部において、前記多層反射膜が露出しないように前記吸収体膜パターンが形成されており、
前記多層反射膜と吸収体膜パターンとの間に形成され、前記多層反射膜を保護するための保護膜を備え、前記基板の中心から前記保護膜の外周端までの距離をL(Cap)としたとき、L(Cap)≧L(ML)であることを特徴とする反射型マスク。 - 前記基板の周縁部において、前記保護膜が露出しないように前記吸収体膜パターンが形成されていることを特徴とする請求項16に記載の反射型マスク。
- 前記基板の周縁部において、前記保護膜が露出するように前記吸収体膜パターンが形成されていることを特徴とする請求項16に記載の反射型マスク。
- 前記保護膜は、ルテニウム(Ru)を含む少なくとも2種の金属の合金からなり、該合金は全率固溶体であることを特徴とする請求項16乃至18の何れかに記載の反射型マスク。
- 前記多層反射膜が形成されている側と反対側の前記基板上に形成された導電膜を備え、
前記基板の中心から前記導電膜の外周端までの距離L(BL)が、前記基板の中心から前記吸収体膜パターンの外周端までの距離より大きいことを特徴とする請求項16乃至19の何れかに記載の反射型マスク。 - 前記導電膜の前記基板側には真空紫外域の波長の光の反射を低減させる反射低減層を有することを特徴とする請求項20に記載の反射型マスク。
- 請求項15に記載の反射型マスクの製造方法により得られる反射型マスク、又は請求項16乃至21の何れかに記載の反射型マスクを用い、半導体基板上のレジスト膜に転写パターンを形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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