JP6651314B2 - 反射型マスクブランク、反射型マスク及びその製造方法、並びに半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
EUVリソグラフィ用反射型マスクの代表的な遮光帯は、遮光帯部分の多層反射膜をエッチングする掘り込み型の遮光帯(以下、適宜「多層反射膜掘り込み遮光帯」という)である。この方法は、転写パターン用の吸収体膜上にさらに遮光帯用の吸収膜を積層させた吸収体積層型の遮光帯よりも、高精度転写用パターンの形成、欠陥発生の低減、及び積層遮光帯膜によるシャドーイング効果の防止という観点で有利である。
EUVリソグラフィ用の反射型マスクの欠陥は、吸収体パターンや位相シフトパターンのパターン欠陥(以下、適宜「マスクパターン欠陥」という)と、多層反射膜の欠陥に大別される。
極めて小さいサイズのマスクパターン欠陥を低減するためには、超微細パターンに対して極めて高い検査感度を有する電子線(EB)によるパターン欠陥検査(以下、適宜「マスクパターンEB欠陥検査」という)が必要になってきている。マスクパターンEB欠陥検査では、チャージアップを起こすと検査感度の低下や誤検出を起こすおそれがあるので、チャージアップを防止することが重要となる。しかしながら、多層反射膜掘り込み遮光帯型のEUVリソグラフィ用反射型マスクでは、導電体である吸収体膜や多層反射膜が遮光帯によって分断され、回路パターン形成部が電気的に孤立してしまいアースを確保できなくなるため、マスクパターンEB欠陥検査時の電子線照射によってチャージアップを起こすおそれがある。
基板上に導電性下地膜と、露光光を反射する多層反射膜と、露光光を吸収する吸収体膜が積層された反射型マスクブランクであって、
前記導電性下地膜は、前記多層反射膜と隣接して設けられ、膜厚が1nm以上10nm以下のタンタル系材料からなることを特徴とする反射型マスクブランク。
基板上に導電性下地膜と、露光光を反射する多層反射膜と、露光光を吸収する吸収体膜が積層された反射型マスクブランクであって、
前記導電性下地膜は、前記多層反射膜と隣接して設けられた膜厚が1nm以上10nm以下のタンタル系材料層と、該タンタル系材料層と前記基板との間に設けられた導電性材料層とを含む積層膜からなることを特徴とする反射型マスクブランク。
前記タンタル系材料は、窒素及び酸素のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする構成1又は2記載の反射型マスクブランク。
前記多層反射膜上に保護膜が形成されており、該保護膜がルテニウム系材料からなることを特徴とする構成1乃至3のいずれか一つに記載の反射型マスクブランク。
前記多層反射膜は、ケイ素を含有する第1の層とモリブデンを含有する第2の層とが交互に積層されてなり、前記導電性下地膜と接する多層反射膜の最下層は前記第1の層であることを特徴とする構成1乃至4のいずれか一つに記載の反射型マスクブランク。
前記多層反射膜は、ケイ素を含有する第1の層とモリブデンを含有する第2の層とが交互に積層されてなり、前記導電性下地膜と接する多層反射膜の最下層は前記第2の層であることを特徴とする構成1乃至4のいずれか一つに記載の反射型マスクブランク。
構成1及至6のいずれか一つに記載の反射型マスクブランクによって作製されることを特徴とする反射型マスク。
構成1及至6のいずれか一つに記載の反射型マスクブランクを準備する工程と、
前記吸収体膜上にレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクにしてエッチングにより吸収体パターンを形成する工程、又は前記吸収体膜上にエッチング用ハードマスク膜を形成した後にレジストパターンを形成し、該ハードマスクを介して該レジストパターンをエッチングにより吸収体膜に転写して吸収体パターンを形成する工程と、
前記多層反射膜の一部を酸素ガスを含む塩素系ガスによってドライエッチングする工程と、を含むことを特徴とする反射型マスクの製造方法。
前記多層反射膜の一部をエッチングする場所は、回路パターン領域を取り囲むように設けられた遮光帯領域であることを特徴とする構成8記載の反射型マスクの製造方法。
前記多層反射膜上にルテニウム系材料からなる保護膜が形成されており、該保護膜及び多層反射膜を連続してドライエッチングすることを特徴とする構成8又は9記載の反射型マスクの製造方法。
構成7に記載の反射型マスク、又は構成8乃至10のいずれか一つに記載の反射型マスクの製造方法によって製造された反射型マスクを用いて、該反射型マスク上に形成されているパターンを、半導体基板上に形成されたレジスト膜に露光転写する工程を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
ここで、タンタル系材料は、多層反射膜のエッチングに用いられる酸素ガスを含む塩素系ガスによるドライエッチングに対して高いドライエッチング耐性を有する。多層反射膜の一部を酸素ガスを含む塩素系ガスによりエッチングして遮光帯部を形成する際、タンタル系材料は殆どエッチングされないので、膜厚が1nm以上のタンタル系材料でマスクパターンEB欠陥検査に必要な導電率を確保することができる。
図1は、本発明に係る第1のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクの構成を説明するための要部断面図である。同図に示されるように、反射型マスクブランク100は、基板1と、第1主面(表面)側に形成された膜厚が1nm以上10nm以下のタンタル系材料からなる導電性下地膜4と、露光光であるEUV光を反射する多層反射膜5と、当該多層反射膜5を保護するためのルテニウム(Ru)を主成分とした材料で形成される保護膜6と、EUV光を吸収する吸収体膜7と、を有し、これらがこの順で積層されるものである。又、基板1の第2主面(裏面)側には、静電チャック用の裏面導電膜2が形成される。
基板1は、EUV露光時の熱による吸収体パターン歪みの発生を防止するため、0±5ppb/℃の範囲内の低熱膨張係数を有するものが好ましく用いられる。この範囲の低熱膨張係数を有する素材としては、例えば、SiO2−TiO2系ガラス、多成分系ガラスセラミックス等を用いることができる。
導電性下地膜は、基板1と多層反射膜5の間に、多層反射膜5と接触するように形成された膜であり、図1の反射型マスクブランク100に示すように、単層の導電性下地膜4の場合と、図2のマスクブランク101に示すように、複数層からなる積層型導電性下地膜3の場合がある。ここで、単層の導電性下地膜4の場合も、複数層からなる積層型導電性下地膜3の場合も、多層反射膜5に接する膜(層)は、膜厚が1nm以上10nm以下のタンタル系材料からなる。膜厚が1nm以上10nm以下のタンタル系材料は、必要な導電性を有する他、応力も十分小さい。
Taは、酸素ガスを含む塩素系ガスによるドライエッチングに対して極めて高いドライエッチング耐性を示す。このため、多層反射膜5の一部を、酸素ガスを含む塩素系ガスによりエッチングして遮光帯部11を形成する時に、Ta系材料からなる導電性下地膜4及び積層型導電性下地膜3の最上層32は殆どエッチングされず、その膜厚の減少は無視できるレベルにある。この導電性下地膜4及び積層型導電性下地膜3の最上層32の高いエッチング耐性と、Taの導電性から、Ta系材料の膜厚が1nm以上で、チャージアップ防止に必要な導電性が得られる。導電性下地膜4の場合、単層膜で十分な導電性を得るためには、好ましくは3nm以上、より好ましくは4nm以上である。
又、Ta系材料からなる導電性下地膜4及び積層型導電性下地膜3の最上層32の膜厚が10nm以下であるとグレインが小さいため、Ta系材料表面の平滑性は十分に高く、その上に形成される多層反射膜5の平滑性も向上して位相欠陥発生を抑制できる。この多層反射膜5の平滑性は、多層反射膜5の欠陥検査における疑似欠陥の抑制にも効果がある。加えて、アウトオブバンド光に対する反射率は、タンタル系材料膜の膜厚を10nm以下とすることにより、露光転写に悪影響を与えない十分小さなものになる。アウトオブバンド光をできるだけ抑制するためには、5nm以下が好ましく、3nm以下がより好ましい。例えば、タンタル膜の膜厚が3nmの場合、波長130nmから400nmの光に対する反射率は17%となる。
アウトオブバンド光をさらに低減させるためには、積層型導電性下地膜3の最上層32は、酸素(O)を含むタンタル化合物(TaO、TaON等)とすることが好ましい。酸素の含有量は50原子%以上が好ましい。また、基板1を透過しない280nm以下の波長のアウトオブバンド光は、積層型導電性下地膜3の膜厚が薄いほど反射率を小さくできるので、膜厚は1〜6nmがより好ましい。一方、基板1を透過して裏面導電膜2によって反射される280nm超の波長のアウトオブバンド光は、例えばTaOの場合には、積層型導電性下地膜3の膜厚が厚いほど反射率を小さくできる傾向があるので、膜厚は4nm〜10nmがより好ましい。
積層型導電性下地膜3の最上層32は、エッチングストッパ機能を持たせることに特化させる場合には、導電性下地膜4の材料や後述の積層型導電性下地膜3の導電膜31の材料と比較して、導電性の低い酸素(O)、窒素(N)を含むタンタル化合物からなる材料を用いることができる。
多層反射膜5は、EUVリソグラフィ用反射型マスクにおいて、EUV光を反射する機能を付与するものであり、屈折率の異なる元素を主成分とする各層が周期的に積層された多層膜の構成となっている。
導電性下地膜4あるいは積層型導電性下地膜3の最上層32を形成する際のイオンビーム発生装置から発せられるイオンビームのパワーを制御することによって、拡散層の膜厚を制御することができる。イオンビームのパワーを上げると、拡散層の膜厚を大きくすることが可能である。また、イオンビーム発生装置から発せられるイオンビームがターゲットに入射することにより発生するスパッタ粒子の入射角度(基板1の主表面の法線に対する入射角度)を調整することにより、拡散層の膜厚を制御してもよい。入射角度が0°に近づくほど拡散層の膜厚を大きくすることができる。
例えば、ルテニウム(Ru)を含む材料からなる保護膜6は、後述するEUVリソグラフィ用反射型マスクの製造工程におけるドライエッチングや洗浄から多層反射膜5を保護するために、多層反射膜5の上に形成される。又、電子線(EB)を用いたマスクパターンの黒欠陥修正の際の多層反射膜5の保護も兼ね備える。ここで、図1及び図2では保護膜6が1層の場合を示しているが、3層以上の積層構造とし、例えば、最下層と最上層を、上記Ruを含有する物質からなる層とし、最下層と最上層との間に、Ru以外の金属、若しくは合金を介在させたものとしても構わない。保護膜6は、例えば、ルテニウムを主成分として含む材料により構成され、Ru金属単体でもよいし、Ruにチタン(Ti)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、ジルコニウム(Zr)、イットリウム(Y)、ホウ素(B)、ランタン(La)、コバルト(Co)、レニウム(Re)などの金属を含有したRu合金であっても良く、窒素を含んでいても構わない。この中でも特にTiを含有したRu系材料からなる保護膜6を用いると、多層反射膜構成元素であるケイ素の多層反射膜表面から保護膜6への拡散が小さくなる。このため、マスク洗浄時の表面荒れが少なくなり、又、膜はがれも起こしにくくなる。表面荒れの低減は、EUV露光光に対する反射率低下防止に直結するので、EUV露光の露光効率改善、スループット向上のために重要である。
保護膜6の上に、EUV光を吸収する吸収体膜7が形成される。吸収体膜7は、EUV光の吸収を目的とした吸収体膜7であっても良いし、EUV光の位相差も考慮した位相シフト機能を有する吸収体膜7であっても良い。位相シフト機能を有する吸収体膜7とは、EUV光を吸収するとともに一部を反射させて位相をシフトさせるものである。即ち、位相シフト機能を有する吸収体膜7がパターンニングされた反射型マスクにおいて、吸収体膜7が形成されている部分では、EUV光を吸収して減光しつつパターン転写に悪影響がないレベルで一部の光を反射させて、保護膜6を介して多層反射膜5から反射してくるフィールド部からの反射光と所望の位相差を形成するものである。位相シフト機能を有する吸収体膜7は、吸収体膜7からの反射光と多層反射膜5からの反射光との位相差が170度から190度となるように形成される。180度近傍の反転した位相差の光同士がパターンエッジ部で干渉し合うことにより、投影光学像の像コントラストが向上する。その像コントラストの向上にともなって解像度が上がり、露光量裕度、焦点裕度等の露光に関する各種裕度が拡がる。
基板1の第2主面(裏面)側(多層反射膜5形成面の反対側)には、静電チャック用の裏面導電膜2が形成される。静電チャック用の裏面導電膜2に求められる電気的特性はシート抵抗で言って通常100Ω/□以下である。裏面導電膜2の形成方法は、例えばマグネトロンスパッタリング法やイオンビームスパッタ法により、クロム、タンタル等の金属や合金のターゲットを使用して形成することができる。代表的な材料は、透過型マスクブランクなどのマスクブランク製造でよく用いられるCrNやCrである。裏面導電膜2の厚さは、静電チャック用としての機能を満足する限り特に限定されないが、通常10nmから200nmである。又、この裏面導電膜2は反射型マスクブランク100の第2主面側の応力調整も兼ね備えていて、第1主面側に形成された各種膜からの応力とバランスをとって、平坦な反射型マスクブランクが得られるように調整される。
反射型マスクブランクとしては吸収体膜7上にエッチング用ハードマスク膜やレジスト膜を備えているものであってもよい。エッチング用ハードマスク膜の代表的な材料としては、ケイ素(Si)やケイ素に酸素(O)、窒素(N)、炭素(C)、水素(H)を加えた材料等がある。具体的には、SiO2、SiON、SiN、SiO、Si、SiC、SiCO、SiCN、SiCONなどが挙げられる。但し、吸収体膜7が酸素を含む化合物の場合、エッチング用ハードマスク膜として酸素を含む材料、例えばSiO2はエッチング耐性の観点から避けたほうが良い。エッチング用ハードマスク膜を形成した場合には、レジスト膜の厚さを薄くすることが可能となり、パターンの微細化に対して有利である。
本実施形態の反射型マスクブランク100あるいは101を使用して、反射型マスクを製造する。ここでは概要説明のみを行い、後に実施例において図面を参照しながら詳細に説明する。
その後、アッシングやレジスト剥離液によりレジストパターンを除去し、所望の回路パターンが形成された吸収体パターンを作成する。
なお、保護膜及び多層反射膜は一括でドライエッチングせずに、別々のエッチングガスを用いてドライエッチングすることも可能である。また、多層反射膜のドライエッチングの途中でエッチングガスを変えることも可能であり、例えば多層反射膜の上部は塩素系ガスでエッチングし、途中からO2ガスを導入して多層反射膜の下部は塩素系ガスとO2ガスの混合ガスでドライエッチングしてもよい。
その後、アッシングやレジスト剥離液によりレジストパターンを除去し、所望の遮光帯パターンを作成する。その後、酸性やアルカリ性の水溶液を用いたウェット洗浄とマスクパターンEB欠陥検査を行い、マスク欠陥修正を適宜行う。
なお、ここでは多層反射膜掘り込み遮光帯構造の場合を説明したが、本発明の構造と製法により、マスクブランクの導電性が上がり、又、欠陥の少ない多層反射膜5となることから、多層反射膜掘り込み部がない場合にも同上の効果がある。
上記本実施形態の反射型マスクを使用してEUV露光を行うことにより、半導体基板上に所望の転写パターンを形成することができる。多層反射膜5の欠陥やマスクパターン欠陥が少ないため、転写欠陥も少ない。このリソグラフィ工程に加え、被加工膜のエッチングや絶縁膜、導電膜の形成、ドーパントの導入、あるいはアニールなど種々の工程を経ることで、所望の電子回路が形成された半導体装置を高い歩留まりで製造することができる。
(((基板)))
第1主面及び第2主面の両表面が研磨された6025サイズ(約152mm×152mm×6.35mm)の低熱膨張ガラス基板であるSiO2−TiO2系ガラス基板を準備し基板1とした。平坦で平滑な主表面となるように、粗研磨加工工程、精密研磨加工工程、局所加工工程、及びタッチ研磨加工工程よりなる研磨を行った。
SiO2−TiO2系ガラス基板1の第2主面(裏面)にCrNからなる裏面導電膜2をマグネトロンスパッタリング(反応性スパッタリング)法により下記の条件にて形成した。裏面導電膜形成条件:Crターゲット、ArとN2の混合ガス雰囲気(Ar:90原子%、N:10原子%)、膜厚20nm。
次に、Arガス雰囲気中でTaターゲットを使用したイオンビームスパッタリングを行って、裏面導電膜2が形成された側と反対側の基板1の主表面(第1主面)上に、膜厚4nmのTa膜からなる導電性下地膜4を形成した。ここで、Taのスパッタ粒子は、基板1の主表面の法線に対して30度の角度で入射させた。同様の方法で導電性下地膜4まで作成した試料を用いてシート抵抗を測定したところ、導電性下地膜4のシート抵抗は600Ω/□であり、マスクパターンEB欠陥検査のチャージアップ防止に対して十分低いシート抵抗であった。表面粗さは0.13nm(Rms)であった。ここで、表面粗さは、基板中心の1μm×1μm領域に対して、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて測定した。
次に、酸化を防止すべく途中で大気開放を行わないようにして、導電性下地膜4上に、多層反射膜5を形成した。即ち、多層反射膜5を導電性下地膜4工程から減圧真空下で連続的に形成した。この多層反射膜5は、波長13.5nmのEUV光に適した多層反射膜とするために、SiとMoからなる周期多層反射膜とした。多層反射膜5は、SiターゲットとMoターゲットを使用し、Arガス雰囲気中でイオンビームスパッタリングにより導電性下地膜4上にSi層及びMo層を交互に積層して形成した。ここで、Si及びMoのスパッタ粒子は、基板1の主表面の法線に対して30度の角度で入射させた。まず、Si膜を4.2nmの厚みで成膜し、続いて、Mo膜を2.8nmの厚みで成膜した。これを1周期とし、同様にして40周期積層し、最後にSi膜を4.0nmの厚みで成膜し、多層反射膜5を形成した。したがって、多層反射膜5の最下層、すなわち導電性下地膜4と接する多層反射膜5の材料はSiであり、また多層反射膜5の最上層、すなわち保護膜6と接する多層反射膜の材料もSiである。多層反射膜5の最下層のSiと導電性下地膜4との間には0.5nmのTaSiの拡散層が形成された。なお、ここでは40周期としたが、それに限るものではなく、例えば60周期でも良い。60周期とした場合、40周期より工程数は増えるが、EUV光に対する反射率を高めることができる。
引き続き、Arガス雰囲気中で、Ruターゲットを使用したイオンビームスパッタリングによりRuからなる保護膜6を2.5nmの厚みで成膜した。ここで、Ruのスパッタ粒子は、基板1の主表面の法線に対して30度の角度で入射させた。その後、大気中で130℃のアニールを行った。
この段階の保護膜6が形成された多層反射膜付き基板に対して、EUV光に対する反射率、多層反射膜5及び保護膜6が形成された側の基板平坦度、及び欠陥数を調べた。又、この段階まで同じ工程で作成した試料について、表面粗さ(表面平滑性)を測定した。その結果、反射率は64%、基板平坦度は500nm、そして欠陥数は5個であり、表面粗さは0.14nm(Rms)であった。ここで、欠陥数は、基板1の周辺領域を除外した132mm×132mmの領域に対して、欠陥検査装置(レーザーテック社製 マスク・サブストレート/ブランクス欠陥検査装置 M1350)を用いて測定した。又、表面粗さは、基板中心の1μm×1μm領域に対して、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて測定した。なお、多層反射膜付き基板について、SEVD(Spherical Equivalent Volume Diameter)で20nmサイズの欠陥検査が可能な高感度欠陥検査装置(KLA−Tencor社製 Teron6xx)を用いた欠陥検査においては、疑似欠陥の検出が抑えられ、欠陥検査が可能なレベルの表面状態であった。
次に、DCスパッタリング法により、下層吸収体膜71として膜厚56nmのTaBN膜を、上層吸収体膜72として膜厚14nmのTaBO膜を積層して、この2層膜よりなる吸収体膜7を形成した。TaBN膜は、TaBをターゲットに用いて、ArガスとN2ガスの混合ガス雰囲気にて反応性スパッタリング法で形成した。TaBO膜は、TaBをターゲットに用いて、ArガスとO2ガスの混合ガス雰囲気にて反応性スパッタリング法により形成した。TaBO膜は経時変化の少ない膜であると共に、この膜厚のTaBO膜は光を用いたマスクパターン検査の時に反射防止層として働き、検査感度を向上させる。EBでマスクパターン検査を行う場合でも、スループットの関係で、光によるマスクパターン検査を併用する方法が多用されている。即ち、メモリセル部のような微細パターンが用いられている領域に対しては検査感度の高いEBでマスクパターン検査を行い、間接周辺回路部のような比較的大きなパターンで構成されている領域に対してはスループットの高い光でマスクパターン検査を行う。
次に、上記反射型マスクブランク100を用いて、反射型マスク200を製造した。
まず、図3(b)に示されるように、反射型マスクブランク100の上層吸収体膜72の上に、レジスト膜8を形成した。そして、このレジスト膜8に回路パターン等の所望のパターンを描画(露光)し、さらに現像、リンスすることによって所定のレジストパターン8aを形成した(図3(c))。次に、レジストパターン8aをマスクにしてTaBO膜(上層吸収体膜72)をCF4ガスを用いてドライエッチングし、引き続き、TaBN膜(下層吸収体膜71)をCl2ガスを用いてドライエッチングすることで、第1の吸収体パターン7aを形成した(図3(d))。Ruからなる保護膜6はCl2ガスに対するドライエッチング耐性が極めて高く、十分なエッチングストッパとなる。その後、レジストパターン8aをアッシングやレジスト剥離液などで除去した(図3(e))。
ここでは、多層反射膜5まで掘り込む場所が遮光帯部11の場合を示したが、その場合だけに限られない。反射型マスク200の上面図である図4(b)に示すように、デバイス領域12内に多層反射膜5まで掘り込まれた溝部14によってパターン的に隔離された領域(孤立された回路パターン領域)12bがある場合でも、電気的には領域12bは外周部領域13と繋がってアースを取ることができる。
実施例1で作成した反射型マスクをEUVスキャナにセットし、半導体基板上に被加工膜とレジスト膜が形成されたウエハに対してEUV露光を行った。そして、この露光済レジスト膜を現像することによって、被加工膜が形成された半導体基板上にレジストパターンを形成した。
実施例1で作成した反射型マスクは、多層反射膜5の位相欠陥も少なく、高感度なマスクパターンEB欠陥検査も行われた欠陥に対する品質の高いマスクであるため、転写形成されたウエハ上のレジストパターンの欠陥も少なかった。又、遮光帯部11における波長130nmから400nmの光に対する反射率は19%であり、遮光帯部11からのアウトオブバンド反射光も十分少なく、転写精度も高かった。
同様の工程で、下層の導電膜31と最上層32からなる積層型導電性下地膜3まで作成した試料を用いてシート抵抗を測定したところ、積層型導電性下地膜3のシート抵抗は850Ω/□であり、マスクパターンEB欠陥検査のチャージアップ防止に対して充分小さなシート抵抗であった。又、表面粗さは0.13nm(Rms)であった。ここで、表面粗さは、基板中心の1μm×1μm領域に対して、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて測定した。
実施例5では、導電性下地膜4として膜厚10nmのTaN(Ta:90原子%、N:10原子%)を用いた。実施例2と同様に、シート抵抗を測定したところ、導電性下地膜4のシート抵抗は240Ω/□であり、マスクパターンEB欠陥検査のチャージアップ防止に対して必要なシート抵抗を確保した。実施例2と同様に測定した表面粗さは0.14nm(Rms)であった。
実施例5の方法で製造された反射型マスクは、実施例1と同様に、チャージアップに伴うパターン描画欠陥、マスクパターンEB欠陥検査感度の低下、及び疑似欠陥の発生といった問題は生じなかった。その結果、マスク上で20nmのパターン欠陥を検出できた。又、平滑な表面を持つ導電性下地膜4によって、極めて平滑な膜上に多層反射膜5が形成されるため、保護膜付き多層反射膜の欠陥も6個と少なく、欠陥の観点から高い品質を持つ反射型マスクを製造することができた。
又、実施例5で作成した反射型マスクは、多層反射膜5の位相欠陥も少なく、高感度なマスクパターンEB欠陥検査行われた低欠陥なマスクであるため、転写形成されたウエハ上のレジストパターンの欠陥も少なかった。又、遮光帯部11における波長130nmから400nmの光に対する反射率は39%であり、遮光帯部11からのアウトオブバンド反射光を若干抑制できた。
実施例6では、最上層32としてTaO(Ta:42原子%、O:58原子%)を用い、膜厚を1nm、4nm、6nm、8nm及び10nmと変えて作製した。これらの膜は、Taターゲットを用いて、ArガスとO2ガスの混合ガス雰囲気にてDCスパッタリングにより形成した。実施例2と同様に、シート抵抗を測定したところ、積層型導電性下地膜3のシート抵抗は何れも2000Ω/□以下であり、マスクパターンEB欠陥検査のチャージアップ防止に対して必要なシート抵抗を確保した。実施例2と同様に測定した表面粗さは0.15nm(Rms)以下であった。
実施例6の方法で製造された反射型マスクは、実施例1と同様に、チャージアップに伴うパターン描画欠陥、マスクパターンEB欠陥検査感度の低下、及び疑似欠陥の発生といった問題は生じなかった。その結果、マスク上で20nmのパターン欠陥を検出できた。又、平滑な表面を持つ導電性下地膜4によって、極めて平滑な膜上に多層反射膜5が形成されるため、保護膜付き多層反射膜の欠陥も6個以下と少なく、欠陥の観点から高い品質を持つ反射型マスクを製造することができた。
又、実施例6で作成した反射型マスクは、多層反射膜5の位相欠陥も少なく、高感度なマスクパターンEB欠陥検査行われた低欠陥なマスクであるため、転写形成されたウエハ上のレジストパターンの欠陥も少なかった。
実施例7では、最上層32としてTaON(Ta:38原子%、O:52原子%、N:10原子%)を用い、膜厚を1nm、4nm、6nm、8nm、10nmと変えて作製した。この膜は、Taターゲットを用いて、ArガスとO2ガスとN2ガスの混合ガス雰囲気にてDCスパッタリングにより形成した。実施例2と同様に、シート抵抗を測定したところ、積層型導電性下地膜3のシート抵抗は何れも2000Ω/□以下であり、マスクパターンEB欠陥検査のチャージアップ防止に対して必要なシート抵抗を確保した。実施例2と同様に測定した表面粗さは0.15nm(Rms)以下であった。
実施例7の方法で製造された反射型マスクは、実施例1と同様に、チャージアップに伴うパターン描画欠陥、マスクパターンEB欠陥検査感度の低下、及び疑似欠陥の発生といった問題は生じなかった。その結果、マスク上で20nmのパターン欠陥を検出できた。又、平滑な表面を持つ導電性下地膜4によって、極めて平滑な膜上に多層反射膜5が形成されるため、保護膜付き多層反射膜の欠陥も6個以下と少なく、欠陥の観点から高い品質を持つ反射型マスクを製造することができた。
又、実施例7で作成した反射型マスクは、多層反射膜5の位相欠陥も少なく、高感度なマスクパターンEB欠陥検査行われた低欠陥なマスクであるため、転写形成されたウエハ上のレジストパターンの欠陥も少なかった。
比較例では、導電性下地膜4として膜厚が30nmのTa膜を用いた以外、実施例1と同様の構造と方法で、反射型マスクブランク、反射型マスクを製造し、又、実施例1と同様の方法で半導体装置を製造した。
Claims (13)
- 基板上に導電性下地膜と、露光光を反射する多層反射膜と、露光光を吸収する吸収体膜が積層された反射型マスクブランクであって、
前記反射型マスクブランクは、前記吸収体膜がパターニングされた転写パターンとしての吸収体パターンを有する反射型マスクを作製するためのものであり、
前記導電性下地膜は、前記多層反射膜と隣接して設けられ、膜厚が1nm以上4nm以下のタンタル系材料からなることを特徴とする反射型マスクブランク。 - 基板上に導電性下地膜と、露光光を反射する多層反射膜と、露光光を吸収する吸収体膜が積層された反射型マスクブランクであって、
前記導電性下地膜は、前記多層反射膜と隣接して設けられた膜厚が1nm以上4nm以下のタンタル系材料層と、該タンタル系材料層と前記基板との間に設けられた導電性材料層とを含む積層膜からなることを特徴とする反射型マスクブランク。 - 基板上に導電性下地膜と、露光光を反射する多層反射膜と、露光光を吸収する吸収体膜が積層された反射型マスクブランクであって、
前記導電性下地膜は、前記多層反射膜と隣接して設けられた膜厚が1nm以上10nm以下の酸素を含むタンタル系材料層と、該タンタル系材料層と前記基板との間に設けられた導電性材料層とを含む積層膜からなることを特徴とする反射型マスクブランク。 - 基板上に導電性下地膜と、露光光を反射する多層反射膜と、露光光を吸収する吸収体膜が積層された反射型マスクブランクであって、
前記導電性下地膜は、前記多層反射膜と隣接して設けられ、膜厚が1nm以上10nm以下のタンタル系材料を含み、
前記導電性下地膜は、波長130nmから400nmの光に対する反射率が39%以下であることを特徴とする反射型マスクブランク。 - 基板上に導電性下地膜と、露光光を反射する多層反射膜と、露光光を吸収する吸収体膜が積層された反射型マスクブランクであって、
前記導電性下地膜は、前記多層反射膜と隣接して設けられた膜厚が1nm以上10nm以下のタンタル系材料層と、該タンタル系材料層と前記基板との間に設けられた導電性材料層とを含む積層膜からなり、
前記導電性下地膜は、波長130nmから400nmの光に対する反射率が39%以下であることを特徴とする反射型マスクブランク。 - 前記多層反射膜上に保護膜が形成されており、該保護膜がルテニウム系材料からなることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一つに記載の反射型マスクブランク。
- 前記多層反射膜は、ケイ素を含有する第1の層とモリブデンを含有する第2の層とが交互に積層されてなり、前記導電性下地膜と接する多層反射膜の最下層は前記第1の層であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一つに記載の反射型マスクブランク。
- 前記多層反射膜は、ケイ素を含有する第1の層とモリブデンを含有する第2の層とが交互に積層されてなり、前記導電性下地膜と接する多層反射膜の最下層は前記第2の層であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一つに記載の反射型マスクブランク。
- 請求項1及至8のいずれか一つに記載の反射型マスクブランクによって作製されることを特徴とする反射型マスク。
- 請求項1及至8のいずれか一つに記載の反射型マスクブランクを準備する工程と、
前記吸収体膜上にレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクにしてエッチングにより吸収体パターンを形成する工程、又は前記吸収体膜上にエッチング用ハードマスク膜を形成した後にレジストパターンを形成し、該ハードマスク膜を介して該レジストパターンをエッチングにより吸収体膜に転写して吸収体パターンを形成する工程と、
前記多層反射膜の一部を酸素ガスを含む塩素系ガスによってドライエッチングする工程と、を含むことを特徴とする反射型マスクの製造方法。 - 前記多層反射膜の一部をエッチングする場所は、回路パターン領域を取り囲むように設けられた遮光帯領域であることを特徴とする請求項10記載の反射型マスクの製造方法。
- 前記多層反射膜上にルテニウム系材料からなる保護膜が形成されており、該保護膜及び多層反射膜を連続してドライエッチングすることを特徴とする請求項10又は11記載の反射型マスクの製造方法。
- 請求項9に記載の反射型マスク、又は請求項10乃至12のいずれか一つに記載の反射型マスクの製造方法によって製造された反射型マスクを用いて、該反射型マスク上に形成されているパターンを、半導体基板上に形成されたレジスト膜に露光転写する工程を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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