JP7059679B2 - Reflective photomask blank and reflective photomask - Google Patents
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Description
本発明は、反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクに関する。 The present invention relates to a reflective photomask blank and a reflective photomask.
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体デバイスの微細化に伴い、フォトリソグラフィ技術の微細化に対する要求が高まっている。フォトリソグラフィにおいては、転写パターンの最小解像寸法は、露光光源の波長に大きく依存し、波長が短いほど最小解像寸法を小さく出来る。このため、半導体デバイスの製造プロセスにおいて、従来の波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー光を用いた露光光源から、波長１３．５ｎｍの極端紫外線（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ：ＥＵＶ）領域の露光光源に置き換わりつつある。 In the process of manufacturing semiconductor devices, the demand for miniaturization of photolithography technology is increasing with the miniaturization of semiconductor devices. In photolithography, the minimum resolution of the transfer pattern largely depends on the wavelength of the exposure light source, and the shorter the wavelength, the smaller the minimum resolution. Therefore, in the process of manufacturing a semiconductor device, the conventional exposure light source using ArF excimer laser light having a wavelength of 193 nm is being replaced with an exposure light source in the extreme ultraviolet (EUV) region having a wavelength of 13.5 nm.
ＥＵＶ領域の光に対して、ほとんどの物質が高い光吸収性をもつ。このため、ＥＵＶ露光用のフォトマスク（ＥＵＶフォトマスク）は、従来の透過型のフォトマスクとは異なり、反射型のフォトマスクである（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、ＥＵＶリソグラフィに用いられる反射型露光マスクにおいて、下地基板上に２種類以上の材料層を周期的に積層させた多層膜を形成し、多層膜上に、窒化を含む金属膜からなるマスクパターン、または窒化金属膜と金属膜の積層構造からなるマスクパターンを形成することが開示されている。
Most substances have high light absorption with respect to light in the EUV region. Therefore, the EUV exposure photomask (EUV photomask) is a reflective photomask, unlike the conventional transmissive photomask (see, for example, Patent Document 1). In
また、ＥＵＶリソグラフィは、上述のとおり光の透過を利用する屈折光学系が使用できないことから、露光機の光学系部材もレンズではなく、反射型（ミラー）となる。このため、透過型のビームスプリッターを利用した偏向が不可能である。したがって、ＥＵＶフォトマスクへの入射光と反射光が同軸上に設計できない問題があり、通常、ＥＵＶリソグラフィでは、光軸をＥＵＶフォトマスクの垂直方向から６度傾けてＥＵＶ光を入射し、マイナス６度の角度で反射する反射光を半導体基板に導く手法が採用されている。 Further, in EUV lithography, since a refraction optical system that utilizes light transmission cannot be used as described above, the optical system member of the exposure machine is not a lens but a reflection type (mirror). For this reason, it is impossible to deflect using a transmissive beam splitter. Therefore, there is a problem that the incident light and the reflected light on the EUV photomask cannot be designed coaxially. Normally, in EUV lithography, the EUV light is incident by tilting the optical axis 6 degrees from the vertical direction of the EUV photomask, and minus 6 A method of guiding the reflected light reflected at an angle of degree to the semiconductor substrate is adopted.
このように、ＥＵＶリソグラフィは、光軸を傾斜させることから、ＥＵＶフォトマスクに入射するＥＵＶ光がＥＵＶフォトマスクのマスクパターン（吸収層パターン）の影になる射影効果と呼ばれる問題が発生する。この射影効果は、光軸を傾斜させるＥＵＶリソグラフィの原理的課題である。 As described above, since the EUV lithography tilts the optical axis, a problem called a projection effect occurs in which the EUV light incident on the EUV photomask becomes a shadow of the mask pattern (absorbent layer pattern) of the EUV photomask. This projection effect is a fundamental issue of EUV lithography that tilts the optical axis.
現在のＥＵＶフォトマスクブランクには、タンタル（Ｔａ）を主成分として膜厚６０～９０ｎｍの吸収層が用いられている。このようなＥＵＶフォトマスクブランクから作製されたＥＵＶフォトマスクを用いて露光を行った場合、入射方向とマスクパターンの向きの関係によっては、マスクパターンの影となるエッジ部分で、コントラストの低下が引き起こされる。特に半導体基板上のパターン寸法で２０ｎｍ以下の微細パターンになると、このコントラストの低下が引き起こされた場合に、転写パターンの解像不良、ラインエッジラフネスの増加、及び線幅が所望の寸法に形成できないなどの問題が生じ、転写性能を悪化させる。 In the current EUV photomask blank, an absorption layer containing tantalum (Ta) as a main component and having a film thickness of 60 to 90 nm is used. When exposure is performed using an EUV photomask made from such an EUV photomask blank, a decrease in contrast is caused at an edge portion that is a shadow of the mask pattern, depending on the relationship between the incident direction and the orientation of the mask pattern. Is done. In particular, when the pattern size on the semiconductor substrate is a fine pattern of 20 nm or less, when this decrease in contrast is caused, the resolution of the transfer pattern is poor, the line edge roughness is increased, and the line width cannot be formed to the desired size. Such problems occur, and the transfer performance is deteriorated.
また、ＥＵＶフォトマスクは、使用前や使用後に洗浄されて繰り返し使用される。このため、ＥＵＶフォトマスクは、この洗浄によって転写性能が劣化しないように、洗浄に対する耐久性（洗浄耐性）を有する必要がある。 Further, the EUV photomask is washed before and after use and used repeatedly. Therefore, the EUV photomask needs to have durability (cleaning resistance) so that the transfer performance does not deteriorate due to this washing.
そこで、本発明の目的は、半導体基板への転写性能及び洗浄耐性の向上を図ることができる反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a reflective photomask blank and a reflective photomask capable of improving transfer performance and cleaning resistance to a semiconductor substrate.
上記目的を達成するために、本発明の一態様による反射型フォトマスクブランクは、基板と、前記基板上に形成されて入射した光を反射する反射層と、単層構造又は積層構造を有し膜厚が１６ｎｍ以上４０ｎｍ以下のテルル化スズ膜を有し、前記反射層上に積層されて入射した光を吸収する吸収層とを備え、前記テルル化スズ膜は、テルルに対するスズの原子数比が０．６以上１．５以下である膜であることを特徴とする。
また、上記目的を達成するために、本発明の他の態様による反射型フォトマスクブランクは、基板と、前記基板上に形成されて入射した光を反射する反射層と、単層構造又は積層構造を有し膜厚が１６ｎｍ以上４０ｎｍ以下のテルル化スズ膜を有し、前記反射層上に積層されて入射した光を吸収する吸収層とを備え、前記テルル化スズ膜は、酸素及び窒素の少なくとも一方を含むことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the reflective photomask blank according to one aspect of the present invention has a substrate, a reflective layer formed on the substrate and reflecting incident light, and a single-layer structure or a laminated structure. It has a tin film having a film thickness of 16 nm or more and 40 nm or less, and includes an absorption layer laminated on the reflective layer to absorb incident light, and the tin film has a tin atom number ratio with respect to tellur. It is characterized in that it is a film having a value of 0.6 or more and 1.5 or less .
Further, in order to achieve the above object, the reflective photomask blank according to another aspect of the present invention comprises a substrate, a reflective layer formed on the substrate and reflecting incident light, and a single-layer structure or a laminated structure. It has a tin film having a film thickness of 16 nm or more and 40 nm or less, and is provided with an absorption layer laminated on the reflective layer to absorb incident light. It is characterized by including at least one.
前記テルル化スズ膜の膜厚は、１６ｎｍ以上２５ｎｍ以下であってもよい。 The film thickness of the tellurized tin film may be 16 nm or more and 25 nm or less.
前記テルル化スズ膜は、テルルに対するスズの原子数比が０．６以上１．５以下である膜であってもよい。 The tellurized tin film may be a film in which the atomic number ratio of tin to tellurium is 0.6 or more and 1.5 or less.
前記テルル化スズ膜は、酸素及び窒素の少なくとも一方を含んでいてもよい。 The tin film tellurized may contain at least one of oxygen and nitrogen.
前記テルル化スズ膜は、テルル、スズ、酸素及び窒素をあわせて８０％以上の原子数比を占める化合物材料を含んでいてもよい。 The tellurized tin film may contain a compound material in which tellurium, tin, oxygen and nitrogen together occupy an atomic number ratio of 80% or more.
前記反射層からの反射光の強度をＲｍとし、前記吸収層からの反射光の強度をＲａとし、前記反射層及び前記吸収層に基づく光学濃度をＯＤとすると、前記光学濃度は、「ＯＤ＝－ｌｏｇ（Ｒａ／Ｒｍ）」で規定され、かつ値が１以上であってもよい。 Assuming that the intensity of the reflected light from the reflecting layer is Rm, the intensity of the reflected light from the absorbing layer is Ra, and the optical density based on the reflecting layer and the absorbing layer is OD, the optical density is "OD =". -Log (Ra / Rm) ", and the value may be 1 or more.
前記反射層は、多層反射膜と、前記多層反射膜上に形成されたキャッピング膜とを含んでいてもよい。 The reflective layer may include a multilayer reflective film and a capping film formed on the multilayer reflective film.
また、上記目的を達成するために、本発明の一態様による反射型フォトマスクは、基板と、前記基板上に形成されて入射した光を反射する反射層と、単層構造又は積層構造を有し膜厚が１６ｎｍ以上４０ｎｍ以下であって所定パターンが形成されたテルル化スズ膜を有し、前記反射層上に積層されて入射した光を吸収する吸収層とを備え、前記テルル化スズ膜は、テルルに対するスズの原子数比が０．６以上１．５以下である膜であることを特徴とする。
また、上記目的を達成するために、本発明の他の態様による反射型フォトマスクは、基板と、前記基板上に形成されて入射した光を反射する反射層と、単層構造又は積層構造を有し膜厚が１６ｎｍ以上４０ｎｍ以下であって所定パターンが形成されたテルル化スズ膜を有し、前記反射層上に積層されて入射した光を吸収する吸収層とを備え、前記テルル化スズ膜は、酸素及び窒素の少なくとも一方を含むことを特徴とする。
Further, in order to achieve the above object, the reflective photomask according to one aspect of the present invention has a substrate, a reflective layer formed on the substrate and reflecting incident light, and a single-layer structure or a laminated structure. The tin film having a tin film having a film thickness of 16 nm or more and 40 nm or less and having a predetermined pattern formed therein is provided with an absorption layer laminated on the reflection layer to absorb incident light. Is a film having a tin atom number ratio of 0.6 or more and 1.5 or less with respect to tellurium .
Further, in order to achieve the above object, the reflective photomask according to another aspect of the present invention has a substrate, a reflective layer formed on the substrate and reflecting incident light, and a single-layer structure or a laminated structure. The tin film having a film thickness of 16 nm or more and 40 nm or less and having a predetermined pattern formed thereof is provided, and an absorption layer laminated on the reflection layer to absorb incident light is provided. The membrane is characterized by containing at least one of oxygen and nitrogen.
本発明の各態様によれば、半導体基板への転写性能及び洗浄耐性の向上を図ることができる。 According to each aspect of the present invention, transfer performance to a semiconductor substrate and cleaning resistance can be improved.
以下、図面を参照しつつ，本発明の一実施形態による反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクについて説明する。本実施形態による反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクは、半導体の製造工程において、極端紫外線（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）を使用したリソグラフィで使用される。本発明で提案する、テルル（Ｔｅ）とスズ（Ｓｎ）を含む層を吸収層に用いる有効性について、ＴｅとＳｎを含む層の特性に基づいて説明する。 Hereinafter, the reflective photomask blank and the reflective photomask according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The reflective photomask blank and the reflective photomask according to the present embodiment are used in lithography using extreme ultraviolet rays (EUV: Extreme Ultra Violet) in the semiconductor manufacturing process. The effectiveness of using a layer containing tellurium (Te) and tin (Sn) as an absorption layer proposed in the present invention will be described based on the characteristics of the layer containing Te and Sn.
（本発明の一実施形態による反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクの概略構成）
本発明の一実施形態による反射型フォトマスクブランク１は、ＥＵＶ光を反射し、反射光を転写用試料に照射する反射型フォトマスクを形成するためのフォトマスクブランクである。
図１に示すように、本実施形態による反射型フォトマスクブランク１は、基板１１と、基板１１上に形成されて入射した光を反射する反射層１３とを備えている。また、反射型フォトマスクブランク１は、単層構造を有し膜厚が１６ｎｍ以上４０ｎｍ以下のテルル化スズ（ＳｎＴｅ）膜１５ａを有し反射層１３上に積層されて入射した光を吸収する吸収層１５を備えている。本実施形態では、吸収層１５に設けられたテルル化スズ膜１５ａは、単層構造を有しているが、複数のテルル化スズ膜が積層された積層構造を有していてもよい。この場合、積層される複数のテルル化スズ膜は、テルル（Ｔｅ）に対するスズ（Ｓｎ）の原子数比が異なっていてもよい。
(Rough configuration of a reflective photomask blank and a reflective photomask according to an embodiment of the present invention)
The reflective photomask blank 1 according to the embodiment of the present invention is a photomask blank for forming a reflective photomask that reflects EUV light and irradiates the transfer sample with the reflected light.
As shown in FIG. 1, the reflective photomask blank 1 according to the present embodiment includes a
反射層１３は、多層反射膜１３ａと、多層反射膜１３ａ上に形成されたキャッピング膜１３ｂとを含んでいる。多層反射膜１３ａは、例えばシリコン（Ｓｉ）膜とモリブデン（Ｍｏ）膜とを積層した積層膜１３１を複数有している。複数の積層膜１３１は互いに積層されている。キャッピング膜１３ｂは、多層反射膜１３ａを保護するための保護膜としての機能を発揮する。キャッピング膜１３ｂは、例えばルテニウム（Ｒｕ）で形成されている。
The
本発明の一実施形態による反射型フォトマスクは、反射型フォトマスクブランク１の吸収層１５に、半導体基板や半導体ウェハ（不図示）上に転写されるパターンを形成するための吸収層パターン（所定パターンの一例）１５１が加工されることによって形成される。このため、図２に示すように、反射型フォトマスク２は、基板１１と、基板１１上に形成されて入射した光を反射する反射層１３とを備えている。また、反射型フォトマスク２は、単層構造を有し膜厚が１６ｎｍ以上４０ｎｍ以下であって吸収層パターン１５１が形成されたテルル化スズ（ＳｎＴｅ）膜１５ａを有し反射層１３上に積層されて入射した光を吸収する吸収層１５を備えている。本実施形態では、反射型フォトマスク２の吸収層１５に設けられたテルル化スズ膜１５ａは、単層構造を有しているが、複数のテルル化スズ膜が積層された積層構造を有していてもよい。この場合、積層される複数のテルル化スズ膜は、テルル（Ｔｅ）に対するスズ（Ｓｎ）の原子数比が異なっていてもよい。なお、反射型フォトマスク２に設けられた反射層１３は、図１に示す反射型フォトマスクブランク１に設けられた反射層１３と同様の構成を有しているため、説明は省略する。
The reflective photomask according to one embodiment of the present invention has an absorbent layer pattern (predetermined) for forming a pattern transferred onto a semiconductor substrate or a semiconductor wafer (not shown) on the
（吸収層の光吸収性の説明）
吸収層は、ドライエッチングされて所定の露光転写パターンである吸収層パターンが形成された後に、反射型フォトマスクに照射されたＥＵＶ光を吸収する層である。吸収層は、課題となる射影効果を低減するために薄く形成される必要がある。反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクに備えられる吸収層の形成材料として従来一般に使用されているＴａ（タンタル）は、単に薄く形成された場合、ＥＵＶ光の吸収性が充分でなく、吸収層の領域における反射率が高くなってしまう。このため、吸収層の薄膜化とＥＵＶ光の光吸収性を同時に達成する為には、既存の吸収層材料よりもＥＵＶ光に対して高い光吸収性を有する材料が必要である。
(Explanation of light absorption of absorption layer)
The absorption layer is a layer that absorbs EUV light irradiated to the reflective photomask after dry etching to form an absorption layer pattern which is a predetermined exposure transfer pattern. The absorption layer needs to be thinly formed in order to reduce the problematic projection effect. Ta (tantal), which is generally used as a material for forming an absorbent layer provided in a reflective photomask blank and a reflective photomask, does not have sufficient absorption of EUV light when simply formed thin, and is an absorbent layer. The reflectance in the area of is high. Therefore, in order to simultaneously achieve the thinning of the absorption layer and the light absorption of EUV light, a material having higher light absorption to EUV light than the existing absorption layer material is required.
（高吸収材料の欠点の説明）
図３は、各金属材料のＥＵＶ光の波長における光学定数を示すグラフである。図３の横軸は屈折率ｎを示し、縦軸は消衰係数ｋを示している。図３に示すように、消衰係数ｋの高い材料には、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、スズ（Ｓｎ）、テルル（Ｔｅ）、インジウム（Ｉｎ）などが存在する。これらの金属材料の消衰係数は、０．０７から０．０８の範囲にあり、従来の吸収層の形成材料であるＴａの消衰係数０．０４１に対して約２倍と大幅に大きい。このため、これらの金属材料によって形成される吸収層は、高い光吸収性が可能となる。しかしながら、これらの金属材料は、元素のハロゲン化物の揮発性が低くドライエッチング性が悪いという問題を有している。このため、これらの金属材料で形成された吸収層を備える反射型フォトマスクブランクを作製したとしても、この吸収層に吸収層パターンをパターニングできず、その結果、この反射型フォトマスクブランクを反射型フォトマスクに加工が出来ないという問題が生じる。あるいは、これらの金属材料の融点が低いために反射型フォトマスク作製時やＥＵＶ露光時の熱に耐えられず、実用性に乏しい反射型フォトマスクとなってしまうという問題が生じる。
(Explanation of the drawbacks of high absorption materials)
FIG. 3 is a graph showing optical constants at the wavelength of EUV light of each metal material. The horizontal axis of FIG. 3 indicates the refractive index n, and the vertical axis indicates the extinction coefficient k. As shown in FIG. 3, the materials having a high extinction coefficient k include silver (Ag), nickel (Ni), tin (Sn), tellurium (Te), indium (In) and the like. The extinction coefficient of these metal materials is in the range of 0.07 to 0.08, which is about twice as large as the extinction coefficient of Ta, which is a conventional material for forming an absorbent layer, which is 0.041. Therefore, the absorbent layer formed of these metal materials is capable of high light absorption. However, these metal materials have a problem that the volatility of the elemental halide is low and the dry etching property is poor. Therefore, even if a reflective photomask blank having an absorbent layer made of these metal materials is produced, the absorbent layer pattern cannot be patterned on the absorbent layer, and as a result, the reflective photomask blank is reflective. There is a problem that the photomask cannot be processed. Alternatively, since the melting point of these metal materials is low, it cannot withstand the heat at the time of producing a reflective photomask or during EUV exposure, resulting in a problem that the reflective photomask is not practical.
（本発明のＳｎＴｅ膜の説明）
そのような欠点を回避するため、本発明の反射型フォトマスクブランクおよび反射型フォトマスクの吸収層は、ＴｅとＳｎの化合物であるＳｎＴｅ膜を有している。Ｓｎ単体では融点が２３２℃、またＴｅ単体では融点が４５０℃付近であり、熱的安定性と洗浄耐性に問題がある。一方、ＳｎＴｅ膜の融点は、８００℃以上に出来る。これにより、ＳｎＴｅ膜は、反射型フォトマスク作製時やＥＵＶ露光時の熱に充分な耐性を持つ。さらに、ＳｎＴｅ膜は、ＴｅとＳｎの化学結合により化学的にも安定であるため、反射型フォトマスク作製時や使用前後に用いられる酸性の洗浄液やアルカリ性の洗浄液に対して充分な耐性を有する。また、ＳｎＴｅ膜は、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）又はその両方を含んだ場合においても光学特性に影響なく、洗浄に用いる薬液に合わせて酸素、窒素又はその両方を含む膜にしても良い。
(Explanation of SnTe film of the present invention)
In order to avoid such a drawback, the reflective photomask blank and the absorbent layer of the reflective photomask of the present invention have a SnTe film which is a compound of Te and Sn. Sn alone has a melting point of 232 ° C, and Te alone has a melting point of around 450 ° C, which causes problems in thermal stability and cleaning resistance. On the other hand, the melting point of the SnTe film can be 800 ° C. or higher. As a result, the SnTe film has sufficient resistance to heat during the production of a reflective photomask and during EUV exposure. Furthermore, since the SnTe film is chemically stable due to the chemical bond between Te and Sn, it has sufficient resistance to acidic cleaning liquids and alkaline cleaning liquids used during the production of reflective photomasks and before and after use. Further, the SnTe film may be a film containing oxygen, nitrogen or both according to the chemical solution used for cleaning without affecting the optical characteristics even when oxygen (O), nitrogen (N) or both are contained. ..
また、ＳｎＴｅ膜は、化学的に安定している一方で、塩素素系ガスを用いたドライエッチングが可能であるため、反射型フォトマスクブランクを反射型フォトマスクに加工することが出来る。これは、Ｔｅと塩素（Ｃｌ）の化合物である塩化テルル及びＳｎとＣｌの化合物である塩化スズの揮発性が、図３に示すＳｎ及びＴｅ以外の高吸収材料と比較して高いためである。 Further, while the SnTe film is chemically stable, it can be dry-etched using a chlorine-based gas, so that the reflective photomask blank can be processed into a reflective photomask. This is because the volatility of tellurium chloride, which is a compound of Te and chlorine (Cl), and tin chloride, which is a compound of Sn and Cl, is higher than that of high-absorption materials other than Sn and Te shown in FIG. ..
（本発明のＳｎＴｅ膜のテルルに対するスズの原子数比（Ｓｎ／Ｔｅ比）の説明）
本発明の一実施形態による反射型フォトマスクブランクおよび反射型フォトマスクに備えられた吸収層のＳｎＴｅ膜は、Ｔｅに対するＳｎの原子数比（Ｓｎ／Ｔｅ比）が０．６以上１．５以下の膜である。ＳｎＴｅは、Ｓｎ／Ｔｅ比が０．６～１．５においては、ＥＵＶ光に対する光学定数（消衰係数、屈折率）がＳｎ単体及びＴｅ単体のそれぞれと比べてほとんど変化しない。ＳｎＴｅの屈折率は、Ｓｎ単体とＴｅ単体のそれぞれの屈折率の間程である。また、ＳｎＴｅの消衰係数は、Ｓｎ単体とＴｅ単体のそれぞれの消衰係数よりも若干大きい。これにより、ＳｎＴｅは、Ｓｎ単体及びＴｅ単体のそれぞれと同様又は若干良い光吸収性を維持できる。
(Explanation of the atomic number ratio (Sn / Te ratio) of tin to tellurium in the SnTe film of the present invention)
The SnTe film of the absorption layer provided in the reflective photomask blank and the reflective photomask according to the embodiment of the present invention has a Sn atomic number ratio (Sn / Te ratio) of 0.6 or more and 1.5 or less with respect to Te. It is a film of. In SnTe, when the Sn / Te ratio is 0.6 to 1.5, the optical constants (disappearance coefficient, refractive index) with respect to EUV light hardly change as compared with Sn alone and Te alone. The refractive index of SnTe is between the refractive indexes of Sn alone and Te alone. Further, the extinction coefficient of SnTe is slightly larger than the extinction coefficient of Sn alone and Te alone. As a result, SnTe can maintain the same or slightly better light absorption as Sn alone and Te alone.
実際に、Ｓｎ／Ｔｅ比が０．６以上１．５以下の範囲で各々の金属の含有量を変化させたＳｎＴｅ膜サンプルを複数作製し、ＥＵＶ光波長（１３．５ｎｍ）における光学定数を測定すると、いずれも屈折率ｎの値が０．９５２～０．９５８の範囲にあり、消衰係数ｋの値が０．０７９８～０．０８０２の範囲にある、という結果が得られた。屈折率ｎ及び消衰係数ｋのこれらの値の範囲は、Ｓｎ／Ｔｅ比が１での屈折率ｎが０．９５５、消衰係数ｋが０．０８０に近い値である。ＳｎＴｅは、Ｓｎ／Ｔｅ比が０．６以上１．５以下においてはＳｎ単体とＴｅ単体のそれぞれと光学定数がほとんど変化しないことが分かる。但し、Ｓｎ／Ｔｅ比が０．６未満又は１．５を超えると、洗浄耐性が悪くなる。 Actually, a plurality of SnTe film samples in which the content of each metal was changed in the range of Sn / Te ratio of 0.6 or more and 1.5 or less were prepared, and the optical constant at the EUV light wavelength (13.5 nm) was measured. Then, the result was obtained that the value of the refractive index n was in the range of 0.952 to 0.958 and the value of the extinction coefficient k was in the range of 0.0798 to 0.0802. The range of these values of the refractive index n and the extinction coefficient k is such that the refractive index n is 0.955 and the extinction coefficient k is close to 0.080 when the Sn / Te ratio is 1. It can be seen that the optical constants of SnTe are almost the same as those of Sn alone and Te alone when the Sn / Te ratio is 0.6 or more and 1.5 or less. However, if the Sn / Te ratio is less than 0.6 or more than 1.5, the cleaning resistance deteriorates.
（ＳｎＴｅ膜とＴａ膜との反射率、ＯＤ及び膜厚の比較）
図４は、ＥＵＶ光の波長におけるＥＵＶ光反射率に関し、ＳｎＴｅ膜を有する吸収層と、従来のＴａ膜を有する吸収層とを比較したグラフである。図４の横軸は吸収層の膜厚（ｎｍ）を示し、縦軸はＥＵＶ光反射率（％）を示している。また、図５は、マスクの基本性能を示す光学濃度（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ：ＯＤ）の値に関し、ＳｎＴｅ膜を有する吸収層と、Ｔａ膜を有する吸収層とを比較したグラフである。図５の横軸は吸収層の膜厚（ｎｍ）を示し、縦軸はＯＤ値を示している。ＥＵＶ光反射率及びＯＤ値は、ＳｎＴｅ膜の光学定数（屈折率ｎが０．９５５、消衰係数ｋが０．０８）を基に算出されている。
(Comparison of reflectance, OD and film thickness between SnTe film and Ta film)
FIG. 4 is a graph comparing the absorption layer having a SnTe film and the absorption layer having a conventional Ta film with respect to the EUV light reflectance at the wavelength of EUV light. The horizontal axis of FIG. 4 shows the film thickness (nm) of the absorption layer, and the vertical axis shows the EUV light reflectance (%). Further, FIG. 5 is a graph comparing the absorption layer having the SnTe film and the absorption layer having the Ta film with respect to the value of the optical density (OD) indicating the basic performance of the mask. The horizontal axis of FIG. 5 shows the film thickness (nm) of the absorption layer, and the vertical axis shows the OD value. The EUV light reflectance and the OD value are calculated based on the optical constants of the SnTe film (refractive index n is 0.955, extinction coefficient k is 0.08).
ＯＤ値は、吸収層で反射したＥＵＶ光と反射層で反射したＥＵＶ光とのコントラスト（反射光の強度比）であり、以下の式（１）により導出される。式（１）において、反射層の領域で反射したＥＵＶ光の反射光強度が「Ｒｍ」で表され、吸収層の領域で反射したＥＵＶ光の反射光強度が「Ｒａ」で表され、ＯＤ値が「ＯＤ」で表されている。
ＯＤ＝－ｌｏｇ（Ｒａ／Ｒｍ）・・・（１）
The OD value is the contrast (intensity ratio of the reflected light) between the EUV light reflected by the absorption layer and the EUV light reflected by the reflection layer, and is derived by the following equation (1). In the formula (1), the reflected light intensity of the EUV light reflected in the region of the reflective layer is represented by "Rm", the reflected light intensity of the EUV light reflected in the region of the absorbing layer is represented by "Ra", and the OD value. Is represented by "OD".
OD = -log (Ra / Rm) ... (1)
反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクにおいて一般に、ＯＤ値は高いほど良い。図４に示すＥＵＶ光反射率及び図５に示すＯＤ値は、各々吸収層の下には厚さ２．５ｎｍのＲｕによるキャッピング層（保護層）、さらにその下にはＳｉとＭｏを一対とする積層膜を複数（例えば４０対）積層させた多層反射膜、その下に平坦な合成石英基板、さらに合成石英基板の裏面には窒化クロム（ＣｒＮ）から成る裏面導電層が存在する反射型フォトマスクブランクに対して、各層の光学定数（屈折率、消衰係数）及び膜厚を用いて計算されている。つまり、ＯＤ値は、図１に示す反射型フォトマスクブランク１及び図２に示す反射型フォトマスク２のそれぞれの基板１１の裏面に裏面導電層が設けられた構成に基づいて計算されている。しかしながら、本発明の反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクの多層反射層、キャッピング層、裏面導電層及び基板の材料や膜厚は、これらに限定されるものではない。
Reflective photomasks In blanks and reflective photomasks, the higher the OD value, the better. The EUV light reflectance shown in FIG. 4 and the OD value shown in FIG. 5 are a capping layer (protective layer) made of Ru with a thickness of 2.5 nm under the absorption layer, and a pair of Si and Mo under the absorption layer. A reflective photomask in which a multilayer reflective film in which a plurality of laminated films (for example, 40 pairs) are laminated, a flat synthetic quartz substrate under the laminated film, and a back surface conductive layer made of chromium nitride (CrN) on the back surface of the synthetic quartz substrate. It is calculated using the optical constants (refractive index, extinction coefficient) and film thickness of each layer for the mask blank. That is, the OD value is calculated based on the configuration in which the back surface conductive layer is provided on the back surface of each of the
図４から分かるように、Ｔａ膜に対してＳｎＴｅ膜は、例えば同じ膜厚の場合、ＥＵＶ光反射率を半分以下に低くできる。また、Ｔａ膜に対してＳｎＴｅ膜は、同じ反射率の場合に膜厚を半分以下に低減できる。このようにＳｎＴｅ膜は、ＥＵＶ光の波長における高吸収層を構成する構成要素として有効である。 As can be seen from FIG. 4, the SnTe film can reduce the EUV light reflectance to less than half, for example, when the film thickness is the same as that of the Ta film. Further, the film thickness of the SnTe film can be reduced to less than half when the reflectance is the same as that of the Ta film. As described above, the SnTe film is effective as a component constituting the high absorption layer at the wavelength of EUV light.
図５から分かるように、１以上のＯＤ値を得るためには、Ｔａ膜は少なくとも４０ｎｍ以上の膜厚が必要であるのに対して、ＳｎＴｅ膜は約１６ｎｍの膜厚でよい。このように、ＳｎＴｅ膜は、ＯＤ値という観点からも、Ｔａ膜と比較して、吸収層の全体の厚さを低減できる構成要素として有効であることが分かる。 As can be seen from FIG. 5, in order to obtain an OD value of 1 or more, the Ta film needs to have a film thickness of at least 40 nm, whereas the SnTe film may have a film thickness of about 16 nm. As described above, it can be seen that the SnTe film is effective as a component capable of reducing the overall thickness of the absorption layer as compared with the Ta film from the viewpoint of the OD value.
また、２以上のＯＤ値を得るためには、Ｔａ膜は少なくとも７０ｎｍ以上の膜厚が必要であるのに対して、ＳｎＴｅ膜は２５ｎｍの膜厚でよい。このように、ＳｎＴｅ膜は、２以上のＯＤ値においても、Ｔａ膜と比較して、吸収層の全体の厚さを低減できる構成要素として有効であることが分かる。従来の吸収層では、７０ｎｍ（ＯＤ値が２）程度の膜厚のＴａ膜が標準的に用いられている。 Further, in order to obtain an OD value of 2 or more, the Ta film needs to have a film thickness of at least 70 nm, whereas the SnTe film may have a film thickness of 25 nm. As described above, it can be seen that the SnTe film is effective as a component capable of reducing the overall thickness of the absorption layer as compared with the Ta film even at an OD value of 2 or more. In the conventional absorption layer, a Ta film having a film thickness of about 70 nm (OD value is 2) is used as standard.
このように、ＳｎＴｅ膜を吸収層に用いることで、反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクの基本性能を示すＯＤ値を維持したまま、吸収層を薄くすることが可能になる。 As described above, by using the SnTe film as the absorption layer, it becomes possible to thin the absorption layer while maintaining the OD value indicating the basic performance of the reflective photomask blank and the reflective photomask.
（Ｔａ膜及びＳｎＴｅ膜のＨＶバイアスの比較）
次に、射影効果の影響を評価するために、Ｔａ膜とＳｎＴｅ膜のそれぞれで、膜厚を変更したときに、ＨＶバイアス値がどのように変化するかをシミュレーションにより比較した。図６は、このＨＶバイアス値のシミュレーション結果を示すグラフである。図６の横軸は、反射型フォトマスクに設けられた吸収層の膜厚（ｎｍ）を示し、縦軸は、ＨＶバイアス値（ｎｍ）を示している。
(Comparison of HV bias between Ta film and SnTe film)
Next, in order to evaluate the effect of the projection effect, how the HV bias value changes when the film thickness is changed in each of the Ta film and the SnTe film was compared by simulation. FIG. 6 is a graph showing the simulation result of this HV bias value. The horizontal axis of FIG. 6 shows the film thickness (nm) of the absorption layer provided in the reflective photomask, and the vertical axis shows the HV bias value (nm).
ＨＶバイアス値は、マスクパターンの向きに依存した転写パターンの線幅差、つまり、水平（Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ：Ｈ）方向の線幅と垂直（Ｖｅｒｔｉｃａｌ：Ｖ）方向の線幅との差のことである。Ｈ方向の線幅は、入射光と反射光が作る面（以下、「入射面」と称する場合がある）に直交する線状パターンの線幅を示し、Ｖ方向の線幅は、入射面に平行な線状パターンの線幅を示している。つまり、Ｈ方向の線幅は、入射面に平行な方向の長さであり、Ｖ方向の線幅は、入射面に直交する方向の長さである。 The HV bias value is a line width difference of the transfer pattern depending on the orientation of the mask pattern, that is, a difference between the line width in the horizontal (Horizontal: H) direction and the line width in the vertical (Vertical: V) direction. The line width in the H direction indicates the line width of a linear pattern orthogonal to the surface formed by the incident light and the reflected light (hereinafter, may be referred to as “incident surface”), and the line width in the V direction is the incident surface. The line width of the parallel linear pattern is shown. That is, the line width in the H direction is the length in the direction parallel to the incident surface, and the line width in the V direction is the length in the direction orthogonal to the incident surface.
射影効果により影響を受けるのは、Ｈ方向の線幅であり、転写パターンのエッジ部のコントラスト低下やＨ方向の線幅の減少が生じる。射影効果の影響を受けたパターンは、転写後の線幅が所望の線幅よりも小さくなる。一方、Ｖ方向の線幅は、射影効果の影響をほとんど受けない。このため、入射面に垂直な方向の転写パターンの線幅と入射面に平行な方向の転写パターンの線幅とで、線幅差（いわゆるＨＶバイアス）が生じる。 It is the line width in the H direction that is affected by the projection effect, and the contrast of the edge portion of the transfer pattern is reduced and the line width in the H direction is reduced. The pattern affected by the projection effect has a line width after transfer that is smaller than the desired line width. On the other hand, the line width in the V direction is hardly affected by the projection effect. Therefore, a line width difference (so-called HV bias) occurs between the line width of the transfer pattern in the direction perpendicular to the incident surface and the line width of the transfer pattern in the direction parallel to the incident surface.
本シミュレーションに用いたパターンは、半導体基板上で１６ｎｍのＬＳ（ライン（Ｌｉｎｅ）とスペース（Ｓｐａｃｅ）の比が１：１）となるサイズで、マスクパターンを設計したものである。ＥＵＶリソグラフィでは通常、４分の１の縮小投影露光であるため、ＥＵＶフォトマスク（すなわち反射型フォトマスク）の吸収層に形成される吸収層パターンは、入射面に平行な方向及び垂直な方向のいずれもパターンサイズが６４ｎｍのＬＳパターンとなる。図６に示すように、半導体基板上に形成される転写パターンのＨＶバイアス値は、Ｔａ膜及びＳｎＴｅ膜のいずれで構成された吸収層であっても、膜厚が厚いほど大きくなることが分かる。 The pattern used in this simulation is a mask pattern designed with a size of 16 nm LS (ratio of line (Line) and space (Space) 1: 1) on the semiconductor substrate. Since EUV lithography usually uses a quarter reduction projection exposure, the absorption layer pattern formed on the absorption layer of the EUV photomask (that is, the reflective photomask) is in the direction parallel to and perpendicular to the incident surface. Both are LS patterns with a pattern size of 64 nm. As shown in FIG. 6, it can be seen that the HV bias value of the transfer pattern formed on the semiconductor substrate increases as the film thickness increases, regardless of whether the absorption layer is composed of a Ta film or a SnTe film. ..
ここで、ＯＤ値が２となるＴａ膜（膜厚７０ｎｍ）及びＳｎＴｅ膜（膜厚２５ｎｍ）のそれぞれのＨＶバイアス値を比較したところ、図７に示すように、ＨＶバイアス値は、Ｔａ膜では１０．５ｎｍと非常に大きいが、ＳｎＴｅ膜では２．９ｎｍと大幅に低減でき、改善されている。さらに、ＯＤ値が１となるＴａ膜（膜厚４０ｎｍ）及びＳｎＴｅ膜（膜厚１６ｎｍ）を比較しても、ＨＶバイアス値は、Ｔａ膜では３．２ｎｍであり、ＳｎＴｅ膜では１．９ｎｍであって低減され、改善されている。このように、本発明の反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクでは、吸収層の形成材料にＳｎＴｅを用いることで、射影効果の影響（ＨＶバイアス）を大幅に低減できることが分かる。
Here, when the HV bias values of the Ta film (
（Ｔａ膜及びＳｎＴｅ膜におけるＮＩＬＳの比較（ＳｎＴｅ膜の膜厚範囲の説明））
射影効果の影響は、ＮＩＬＳ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｉｍａｇｅ Ｌｏｇ Ｓｌｏｐｅ）と呼ばれるパターンコントラストにも現れる。ＮＩＬＳは転写パターンの光強度分布から得られる明部と暗部の傾きを示す特性値である。ＮＩＬＳの値が大きい方が、パターン転写性が良い。ＴａとＳｎＴｅのそれぞれの吸収層材料の光学定数を用いて、計算によりＮＩＬＳを評価した結果を図８に示している。図８の横軸は、吸収層の膜厚（ｎｍ）を示し、縦軸はＮＩＬＳを示している。図８の、「ＳｎＴｅ－Ｘ」はＳｎＴｅ膜における転写パターンのＸ方向（Ｖ方向の線幅の方向）のＮＩＬＳを示し、「ＳｎＴｅ－Ｙ」はＳｎＴｅ膜における転写パターンのＹ方向（Ｈ方向の線幅の方向）のＮＩＬＳを示し、「Ｔａ－Ｘ」はＴａ膜における転写パターンのＸ方向のＮＩＬＳを示し、「Ｔａ－Ｙ」はＴａ膜における転写パターンのＹ方向のＮＩＬＳを示している。
(Comparison of NILS in Ta film and SnTe film (Explanation of film thickness range of SnTe film))
The effect of the projection effect also appears in the pattern contrast called NILS (Normalized Image Log Slope). NILS is a characteristic value indicating the inclination of the bright part and the dark part obtained from the light intensity distribution of the transfer pattern. The larger the NILS value, the better the pattern transferability. FIG. 8 shows the result of evaluating NILS by calculation using the optical constants of the respective absorption layer materials of Ta and SnTe. The horizontal axis of FIG. 8 indicates the film thickness (nm) of the absorption layer, and the vertical axis indicates NILS. In FIG. 8, "SnTe-X" indicates NILS in the X direction (direction of the line width in the V direction) of the transfer pattern in the SnTe film, and "SnTe-Y" indicates the Y direction (in the H direction) of the transfer pattern in the SnTe film. The NILS in the direction of the line width), "Ta-X" indicates the NILS in the X direction of the transfer pattern in the Ta film, and "Ta-Y" indicates the NILS in the Y direction of the transfer pattern in the Ta film.
図８に示すように、ＯＤ値が２付近のＴａ膜（膜厚７０ｎｍ）のＮＩＬＳは、Ｘ方向（Ｖ方向の線幅の方向）が１．５であり、Ｙ方向（Ｈ方向の線幅の方向）が０．２である。このように、射影効果の影響を受けるＨ方向の線幅の方向に対応するＹ方向のＮＩＬＳが大幅に悪化する。
As shown in FIG. 8, the NILS of the Ta film (
このような、Ｘ方向とＹ方向のパターンコントラスト（ＮＩＬＳ）の大きな差が、上述したように、Ｔａ膜の大きなＨＶバイアス値を引き起こしている。一方、ＯＤ値が２付近のＳｎＴｅ膜（膜厚２５ｎｍ）では、Ｘ方向のＮＩＬＳが１．３となり、Ｙ方向のＮＩＬＳが０．９となる。このように、ＳｎＴｅ膜は、Ｔａ膜と比較して、Ｙ方向のＮＩＬＳが大幅に改善するため、パターン転写性が向上し、ＨＶバイアス値も小さくなる。
Such a large difference in pattern contrast (NILS) in the X direction and the Y direction causes a large HV bias value of the Ta film as described above. On the other hand, in the SnTe film (
Ｙ方向のＮＩＬＳ（パターンコントラスト）の低下は、ＨＶバイアスに影響するだけでなく、転写パターンのラインエッジラフネスの増大に繋がり、最悪の場合、解像出来ないという大きな問題も引き起こす。
図８に示すように、膜厚が１６ｎｍ以上２５ｎｍ以下のＳｎＴｅ膜であれば、Ｙ方向のＮＩＬＳを、最高値を含み相対的に高い値に出来る。膜厚が１６ｎｍ以上２５ｎｍ以下のＳｎＴｅ膜におけるＹ方向のＮＩＬＳは、シミュレーションを行った膜厚が１６～７０ｎｍの全ての範囲のＴａ膜におけるＹ方向のＮＩＬＳ以上である。さらに、膜厚が２５ｎｍより厚く４０ｎｍ以下の範囲のＳｎＴｅ膜は、ＯＤ値が２となる膜厚７０ｎｍのＴａ膜よりもＹ方向のＮＩＬＳを高く出来る。
A decrease in NILS (pattern contrast) in the Y direction not only affects the HV bias, but also leads to an increase in the line edge roughness of the transfer pattern, and in the worst case, causes a big problem that resolution cannot be achieved.
As shown in FIG. 8, if the SnTe film has a film thickness of 16 nm or more and 25 nm or less, the NILS in the Y direction can be set to a relatively high value including the maximum value. The NILS in the Y direction in the SnTe film having a film thickness of 16 nm or more and 25 nm or less is equal to or higher than the NILS in the Y direction in the Ta film having a film thickness of 16 to 70 nm in the simulated range. Further, a SnTe film having a film thickness of more than 25 nm and a range of 40 nm or less can have a higher NILS in the Y direction than a Ta film having a film thickness of 70 nm having an OD value of 2.
［本実施態様による反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクについて］
本発明の一実施態様の反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクは、膜厚が１６ｎｍ以上２５ｎｍ以下（図８に「ＯＤ＝１～２の範囲」として表された範囲）のＳｎＴｅ膜を含む吸収層を有していてもよい。これにより、本実施形態による反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクは、膜厚が１６ｎｍ以上２５ｎｍ以下のＳｎＴｅ膜を含まない吸収層を有する反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクと比較して、射影効果の影響を小さくできるため、Ｙ方向のＮＩＬＳを高くできる。
[Regarding the reflective photomask blank and the reflective photomask according to this embodiment]
The reflective photomask blank and the reflective photomask according to one embodiment of the present invention include a SnTe film having a film thickness of 16 nm or more and 25 nm or less (the range represented by “OD = 1 to 2” in FIG. 8). It may have an absorption layer. As a result, the reflective photomask blank and the reflective photomask according to the present embodiment are compared with the reflective photomask blank and the reflective photomask having an absorption layer having a film thickness of 16 nm or more and 25 nm or less without a SnTe film. Since the influence of the projection effect can be reduced, the NILS in the Y direction can be increased.
また、１６ｎｍ以上２５ｎｍ以下のＳｎＴｅ膜を含む吸収層を有する反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクは、Ｔａ膜を含む吸収層を有する反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクと比較して、射影効果の影響を大幅に改善できる。 Further, the reflective photomask blank and the reflective photomask having an absorbent layer containing a SnTe film of 16 nm or more and 25 nm or less are compared with the reflective photomask blank and the reflective photomask having an absorbent layer including a Ta film. The effect of the projection effect can be greatly improved.
（ＳｎＴｅ膜を形成する化合物材料がＴｅ、Ｓｎ、酸素及び窒素をあわせて８０％以上含んでもよいことの説明）
本実施形態による反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクの吸収層に備えられるＳｎＴｅ膜は、テルル（Ｔｅ）、スズ（Ｓｎ）、酸素及び窒素をあわせて８０％以上の原子数比を占める化合物材料を含む膜であり、残り２０％は他の材料が混ざっていても良い。これは、ＳｎＴｅ膜に占めるテルル、スズ、酸素及び窒素をあわせた割合が８０％未満の場合、ＳｎＴｅ膜が持つＥＵＶ光の吸収性が低下してしまうためである。これに対し、ＳｎＴｅ膜に占めるテルル、スズ、酸素及び窒素をあわせた割合が８０％以上であれば、ＳｎＴｅ膜が持つＥＵＶ光の吸収性の低下はごく僅かである。これにより、テルル（Ｔｅ）、スズ（Ｓｎ）、酸素及び窒素をあわせて８０％以上の原子数比を占める化合物材料を含むＳｎＴｅ膜は、ＥＵＶフォトマスクの吸収層としての性能の低下を防止できる。
(Explanation that the compound material forming the SnTe film may contain 80% or more of Te, Sn, oxygen and nitrogen in total)
The SnTe film provided in the reflective photomask blank and the absorption layer of the reflective photomask according to the present embodiment is a compound in which tellurium (Te), tin (Sn), oxygen and nitrogen together occupy an atomic number ratio of 80% or more. It is a film containing a material, and the remaining 20% may be mixed with other materials. This is because if the ratio of tellurium, tin, oxygen, and nitrogen to the SnTe film is less than 80%, the EUV light absorbency of the SnTe film is lowered. On the other hand, if the ratio of tellurium, tin, oxygen and nitrogen to the SnTe film is 80% or more, the decrease in EUV light absorption of the SnTe film is negligible. As a result, the SnTe film containing a compound material containing a compound material having a total atomic number ratio of 80% or more including telluride (Te), tin (Sn), oxygen and nitrogen can prevent deterioration of the performance of the EUV photomask as an absorption layer. ..
ＳｎＴｅ以外の材料として、シリコン（Ｓｉ）、インジウム（Ｉｎ）、タンタル（Ｔａ）、白金（Ｐｔ）、クロム（Ｃｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）などの金属や、酸素、窒素や炭素などの軽元素が、反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクの目的に応じてＳｎＴｅ膜に混合されても良い。例えば、窒素や炭素をＳｎＴｅ膜に混合した場合、ＳｎＴｅ膜のドライエッチングの際のエッチングスピードを高めることが可能となる。本実施形態による反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクにおいては、ＳｎＴｅ以外にＳｎＴｅ膜に混合させる材料は、特に限定されない。 Materials other than SnTe include metals such as silicon (Si), indium (In), tantalum (Ta), platinum (Pt), chromium (Cr), and ruthenium (Ru), and light elements such as oxygen, nitrogen, and carbon. , Reflective photomask may be mixed with the SnTe film depending on the purpose of the blank and the reflective photomask. For example, when nitrogen or carbon is mixed with the SnTe film, it is possible to increase the etching speed at the time of dry etching of the SnTe film. In the reflective photomask blank and the reflective photomask according to the present embodiment, the material to be mixed with the SnTe film other than SnTe is not particularly limited.
（ＯＤ値が１以上であることの説明）
本発明の一実施形態による反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクは、上述の式（１）によって規定されるＯＤ値が１以上であってもよい。ＯＤ値が１未満のＳｎＴｅ膜（膜厚１６ｎｍ未満）で、露光シミュレーションを行ったところ、吸収層と多層反射層のコントラストが足りず、半導体基板や半導体ウェハに転写パターンが形成されにくいことが判明した。よってパターンが形成できたとしてもラインエッジラフネスの悪化が想定される。Ｔａ膜の場合も同様であることが判明した。
(Explanation that the OD value is 1 or more)
The reflective photomask blank and the reflective photomask according to the embodiment of the present invention may have an OD value of 1 or more defined by the above formula (1). An exposure simulation was performed on a SnTe film (thickness less than 16 nm) with an OD value of less than 1, and it was found that the contrast between the absorption layer and the multilayer reflective layer was insufficient, and it was difficult to form a transfer pattern on the semiconductor substrate or semiconductor wafer. bottom. Therefore, even if a pattern can be formed, deterioration of line edge roughness is expected. It was found that the same was true for the Ta film.
以上のように、本発明の一実施形態による反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクによれば、膜厚が１６ｎｍ以上２５ｎｍ以下のＳｎＴｅ膜を含む吸収層を有することで、射影効果の影響を低減できる。また、本実施形態による反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクは、Ｔａ膜からなる吸収層を有する従来品と比べて、転写パターンのＹ方向において高いＮＩＬＳが得られる。そのため、転写パターンの解像性向上やラインエッジラフネスの低減が実現出来る。また、本実施形態による反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクでは、Ｘ方向とＹ方向のＮＩＬＳが近づくため、ＨＶバイアス値も低減でき、マスクパターンに忠実な転写パターンが得られる。 As described above, according to the reflective photomask blank and the reflective photomask according to the embodiment of the present invention, the effect of the projection effect is affected by having the absorption layer including the SnTe film having a film thickness of 16 nm or more and 25 nm or less. Can be reduced. Further, the reflective photomask blank and the reflective photomask according to the present embodiment can obtain higher NILS in the Y direction of the transfer pattern as compared with the conventional product having an absorption layer made of a Ta film. Therefore, it is possible to improve the resolution of the transfer pattern and reduce the line edge roughness. Further, in the reflective photomask blank and the reflective photomask according to the present embodiment, since NILS in the X direction and the Y direction are close to each other, the HV bias value can be reduced and a transfer pattern faithful to the mask pattern can be obtained.
以下、本発明の一実施形態の実施例による反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクについて図９から図１１並びに表１及び表２を用いて説明する。表１は、実施例１および比較例による反射型フォトマスクブランクの各サンプルブランクのマスク特性及び反射型フォトマスクの各サンプルマスクのリソグラフィ特性を示す表である。表２は、テルル化スズ膜の膜厚を変化させた場合の、実施例２による反射型フォトマスクブランクの各サンプルブランクのマスク特性及び反射型フォトマスクの各サンプルマスクのリソグラフィ特性を示す表である。表１及び表２に示す「ＮＩＬＳ－Ｘ」はＸ方向のＮＩＬＳを示し、「ＮＩＬＳ－Ｙ」はＹ方向のＮＩＬＳを示している。また、表１及び表２の「解像性」欄に記載された「ＯＫ」は転写パターンの解像が確認されたことを示している。さらに、表１及び表２の「ＬＥＲ」欄に記載された「－」は、ラインエッジラフネスを測定できなかったことを示している。 Hereinafter, the reflective photomask blank and the reflective photomask according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 to 11 and Tables 1 and 2. Table 1 is a table showing the mask characteristics of each sample blank of the reflective photomask blank according to Examples 1 and Comparative Examples and the lithography characteristics of each sample mask of the reflective photomask. Table 2 is a table showing the mask characteristics of each sample blank of the reflective photomask blank according to Example 2 and the lithography characteristics of each sample mask of the reflective photomask when the film thickness of the tellurized tin film is changed. be. “NILS-X” shown in Tables 1 and 2 indicates NILS in the X direction, and “NILS-Y” indicates NILS in the Y direction. Further, "OK" described in the "resolution" column of Tables 1 and 2 indicates that the resolution of the transfer pattern was confirmed. Further, "-" in the "LER" column of Tables 1 and 2 indicates that the line edge roughness could not be measured.
〔実施例１〕
（反射型フォトマスクブランク作製の説明）
図９に示すように、例えば合成石英などの低熱膨張特性を有する基板１１の上に、シリコン（Ｓｉ）とモリブデン（Ｍｏ）を一対とする積層膜１３１が４０対（合計の膜厚が２８０ｎｍ）積層されて形成された多層反射膜１３ａを形成する。なお、図９では、理解を容易にするため、多層反射膜１３ａは、３対の積層膜１３１で図示されている。次に、多層反射膜１３ａの上にルテニウム（Ｒｕ）で形成されたキャッピング膜１３ｂを膜厚が２．５ｎｍとなるように成膜した。これにより、基板１１上には、多層反射膜１３ａ及びキャッピング膜１３ｂを有する反射層１３が形成される。キャッピング膜１３ｂの上にテルル化スズを成膜してテルル化スズ膜１５ａを有する吸収層１５を形成し、反射型フォトマスクブランク３を作製した。反射型フォトマスクブランク３は、サンプルブランクとして複数個、作製した。基板１１上へのそれぞれの膜の成膜は、スパッタリング装置を用いた。テルル化スズ膜１５ａ中のＳｎ／Ｔｅ比は、テルルとスズの混合比を変えたＳｎＴｅターゲットを用いて制御した。当該Ｓｎ／Ｔｅ比の制御は、テルル化スズ膜１５ａの形成時の反応性スパッタリング法において実施した。各サンプルの膜厚は透過電子顕微鏡によって測定し、Ｓｎ／Ｔｅ比はＸＰＳ（Ｘ線光電子分光測定法）によって測定し、それぞれ確認した。
[Example 1]
(Explanation of making a reflective photomask blank)
As shown in FIG. 9, 40 pairs of
吸収層１５の組成を確認した結果、反射型フォトマスクブランク３のそれぞれのサンプルブランクは、Ｓｎ／Ｔｅ比が０．４から２．０の範囲で出来上がっていた。ここで、Ｓｎ／Ｔｅ比が０．４、０．６、１．０、１．５及び２．０のサンプルについて成膜レートを確認して、各々のサンプルのＯＤ値が２又は１になるように膜厚を計算してスパッタ成膜時間を決めて、成膜した。作製した反射型フォトマスクブランク３のサンプルブランクの各々のテルル化スズ膜の膜厚は、２５ｎｍと１６ｎｍとした。また、図９に示すように、基板１１の裏面には窒化クロム（ＣｒＮ）で形成された裏面導電層３１が１００ｎｍの膜厚で成膜された。
As a result of confirming the composition of the
（反射率測定とＯＤの算出）
上記のＳｎＴｅ膜について、反射層１３領域の反射率Ｒｍと、吸収層１５領域の反射率Ｒａを、ＥＵＶ光による反射率測定装置で測定した。その測定結果から、マスク特性であるＯＤ値を計算した結果、表１に示すように、反射型フォトマスクブランク３の全てのサンプルブランクは概ねＯＤ値が２と１に作製できていることが分かった。このことからも、Ｓｎ／Ｔｅ比が０．４から２．０の範囲の膜組成であれば、テルル化スズ膜１５ａを有する吸収層１５は、同じ膜厚で同等のマスク特性（ＥＵＶ反射率及びこのＥＵＶ反射率から計算されるＯＤ値）が得られることが分かる。
(Measurement of reflectance and calculation of OD)
With respect to the above SnTe film, the reflectance Rm in the
（比較例としてのＴａ膜を吸収層に含むサンプルブランクについて）
比較例として従来品に用いられる既存膜であるＴａ膜についても、反射型フォトマスクブランク３と同様の方法で反射型フォトマスクブランクのサンプルブランクを作製した。ＯＤ値が２又は１を達成するために、Ｔａ膜の膜厚は、７０ｎｍと４０ｎｍの膜厚で作製された。Ｔａ膜がこの膜厚で作製された反射型フォトマスクブランクのサンプルブランクをＥＵＶ光による反射率測定装置で測定した結果、ＯＤ値は、狙い通りに概ね２付近と１付近であることが確認された。
(Regarding a sample blank containing a Ta film as a comparative example in the absorption layer)
As a comparative example, for the Ta film, which is an existing film used in the conventional product, a sample blank of the reflective photomask blank was prepared by the same method as the reflective photomask blank 3. In order to achieve an OD value of 2 or 1, the film thickness of the Ta film was made to be 70 nm and 40 nm. As a result of measuring the sample blank of the reflective photomask blank in which the Ta film was made with this film thickness by the reflectance measuring device using EUV light, it was confirmed that the OD values were approximately around 2 and 1 as intended. rice field.
（反射型フォトマスク作製）
図１０に示すように、本発明の一実施形態の実施例による反射型フォトマスク４は、図９に示す反射型フォトマスクブランク３の吸収層１５に吸収層パターン１５１が形成された構成を有している。
(Making a reflective photomask)
As shown in FIG. 10, the reflective photomask 4 according to the embodiment of the embodiment of the present invention has a configuration in which the
ここで、反射型フォトマスク４の作製方法について図１１を用いて説明する。図１１に示すように、上記のように作製した反射型フォトマスクブランク３に備えられた吸収層１５上に、ポジ型化学増幅レジストＲ１５ａ（ＳＥＢＰ９０１２：信越化学社製）を１２０ｎｍの膜厚に塗布する。次いで、電子線描画機（ＪＢＸ３０３０：日本電子社製）によってポジ型化学増幅レジストＲ１５ａに所定のパターンを描画する。その後、ポジ型化学増幅レジストＲ１５ａに１１０℃、１０分のＰＥＢ処理を施し、次いでスプレー現像（ＳＦＧ３０００：シグマメルテック社製）する。これにより、図１１（ａ）に示すように、吸収層パターン１５１（図１０参照）と同一形状のレジストパターンＲ１５１を有するレジストマスクＲ１５を形成した。
Here, a method of manufacturing the reflective photomask 4 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 11, a positive chemical amplification resist R15a (SEBP9012: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is applied to a film thickness of 120 nm on the
次に、レジストマスクＲ１５をエッチングマスクとして用い、フッ素系ガスあるいは塩素系ガスを主体としたドライエッチングにより、テルル化スズ膜１５ａのパターニングを行い、図１１（ｂ）に示すように、吸収層１５に吸収層パターン１５１を形成した。次に、レジストマスクＲ１５の剥離を行い、本実施例による反射型フォトマスク４（図１０参照）を作製した。本実施例において、吸収層１５に形成した吸収層パターン１５１は、反射型フォトマスク４上で６４ｎｍＬＳ（ラインアンドスペース）の形状を有している。さらに、上述の比較例としてのＴａ膜を有する吸収層を備える反射型フォトマスク対しても、反射型フォトマスク４と同様の方法によって、反射型フォトマスク４に形成した吸収層パターン１５１と同一形状の吸収層パターンを、Ｔａ膜を有する吸収層に形成し、比較例としての反射型フォトマスクのサンプルマスクを作製した。
Next, using the resist mask R15 as an etching mask, the
（ウェハ露光評価）
次いで、上記の手順で作製した本実施例による反射型フォトマスク４のサンプルマスクを用いて、ＥＵＶ光露光装置（ＮＸＥ３３００Ｂ：ＡＳＭＬ社製）で、ＥＵＶ用ポジ型化学増幅レジストを塗布した半導体ウェハ（不図示）上に反射型フォトマスク４のサンプルマスクで反射した反射光によって、パターンを転写露光し、レジストに転写パターンを形成し、電子線寸法測定機により転写パターンの観察、線幅測定及びラインエッジラフネス（Ｌｉｎｅ Ｅｄｇｅ Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ：ＬＥＲ）測定を実施した。ラインエッジラフネスは、転写パターンの側面のガタツキである。ラインエッジラフネスの測定結果は、表１の「ＬＥＲ」欄に示されている。
(Wafer exposure evaluation)
Next, a semiconductor wafer coated with a positive chemical amplification resist for EUV using an EUV light exposure apparatus (NXE3300B: manufactured by ASML) using the sample mask of the reflective photomask 4 according to the present embodiment produced by the above procedure (NXE3300B: manufactured by ASML). The pattern is transferred and exposed by the reflected light reflected by the sample mask of the reflective photomask 4 (not shown), a transfer pattern is formed on the resist, and the transfer pattern is observed, line width measurement and line by an electron beam dimension measuring machine. Edge roughness (Line Edge Roussness: LER) measurement was performed. Line edge roughness is the rattling of the sides of the transfer pattern. The measurement results of the line edge roughness are shown in the "LER" column of Table 1.
（ＨＶバイアス）
半導体ウェハに形成されたレジストパターンからリソグラフィ特性を確認した。表１の「リソグラフィ特性」欄に示すように、本実施例では、確認したリソグラフィ特性は、上述のラインエッジラフネス、ＨＶバイアス及び解像性である。転写パターンのＸ方向の寸法と、射影効果の影響を受ける転写パターンのＹ方向との寸法を測定し、これらの寸法の差を算出してＨＶバイアス値を確認した。その結果、表１に示すように、薄膜化による射影効果の低減効果が見られた。具体的に、ＯＤ値が２において、ＨＶバイアス値は、各ＳｎＴｅ膜では膜厚２５ｎｍで３ｎｍ以下と、比較例のＴａ膜の膜厚７０ｎｍで１１．１ｎｍと比較して大幅に改善していることを確認した。また、ＯＤ値が１において、ＨＶバイアス値は、各ＳｎＴｅ膜では膜厚１６ｎｍで１．９ｎｍ以下と、比較例のＴａ膜の膜厚４０ｎｍで３．５ｎｍより良好な結果が得られた。
(HV bias)
The lithography characteristics were confirmed from the resist pattern formed on the semiconductor wafer. As shown in the "lithographic characteristics" column of Table 1, in this embodiment, the confirmed lithography characteristics are the above-mentioned line edge roughness, HV bias, and resolution. The dimensions of the transfer pattern in the X direction and the dimensions of the transfer pattern affected by the projection effect in the Y direction were measured, and the difference between these dimensions was calculated to confirm the HV bias value. As a result, as shown in Table 1, the effect of reducing the projection effect by thinning the film was observed. Specifically, when the OD value is 2, the HV bias value is significantly improved to 3 nm or less at a film thickness of 25 nm for each SnTe film and 11.1 nm at a film thickness of 70 nm of the Ta film of the comparative example. It was confirmed. Further, when the OD value was 1, the HV bias value was 1.9 nm or less at a film thickness of 16 nm for each SnTe film, which was better than 3.5 nm at a film thickness of 40 nm of the Ta film of the comparative example.
（ラインエッジラフネス）
転写パターンのラインエッジラフネス（ＬＥＲ）を確認した。表１に示すように、Ｔａ膜の膜厚が７０ｎｍの反射型フォトマスクで形成した転写パターンは未解像によりラインエッジラフネスを計測することができなかった。また、Ｔａ膜の膜厚が４０ｎｍの反射型フォトマスクで形成した転写パターンは、ラインエッジラフネスが４．２ｎｍであった。反射型フォトマスク４では、Ｓｎ／Ｔｅ比が２．０のＳｎＴｅ膜を除き、転写パターンのラインエッジラフネスが３．６ｎｍ以下と良好であることを確認した。
(Line edge roughness)
The line edge roughness (LER) of the transfer pattern was confirmed. As shown in Table 1, the line edge roughness of the transfer pattern formed by the reflective photomask having a Ta film thickness of 70 nm could not be measured due to unresolution. The transfer pattern formed by the reflective photomask having a Ta film thickness of 40 nm had a line edge roughness of 4.2 nm. In the reflective photomask 4, it was confirmed that the line edge roughness of the transfer pattern was as good as 3.6 nm or less, except for the SnTe film having a Sn / Te ratio of 2.0.
（洗浄耐性）
ウェハ転写評価後に反射型フォトマスク４の硫酸過水洗浄およびアンモニア過水洗浄に対する耐性評価を行った。Ｓｎ／Ｔｅ比が０．４及び２．０のＳｎＴｅ膜を有する吸収層を備えた反射型フォトマスク４は、硫酸過水によってＳｎＴｅ膜が溶解してしまい、吸収層パターン１５１が消失してしまった。これにより、Ｓｎ／Ｔｅ比が０．４及び２．０のＳｎＴｅ膜を有する吸収層を備えた反射型フォトマスクは、洗浄耐性が無いことを確認した。Ｓｎ／Ｔｅ比が０．４及び２．０以外のＳｎＴｅ膜を有する吸収層を備えた反射型フォトマスク４は、硫酸過水の洗浄において吸収層パターンが問題なく残っていた。以上より、ＳｎＴｅ膜を用いることで良好なリソグラフィ特性が得られることを確認した。しかしながら、ＳｎＴｅ膜が安定したリソグラフィ特性及び良好な洗浄耐性を得るためには、Ｓｎ／Ｔｅ比は０．６以上、１．５以下が望ましい。Ｓｎ／Ｔｎ比がこの範囲に収まるようにＳｎＴｅ膜を成膜することで、リソグラフィ特性と洗浄耐性（マスク特性）を両立できることが確認できた。
(Washing resistance)
After the wafer transfer evaluation, the resistance of the reflective photomask 4 to sulfuric acid hydrogen peroxide cleaning and ammonia hydrogen peroxide cleaning was evaluated. In the reflective photomask 4 provided with an absorption layer having a SnTe film having a Sn / Te ratio of 0.4 and 2.0, the SnTe film was dissolved by sulfuric acid superwater, and the
（吸収層を構成するテルル化スズ膜の膜厚１６～２５ｎｍの範囲について）
吸収層を構成するテルル化スズ膜の膜厚が１６ｎｍから２５ｎｍの範囲では、ラインエッジラフネス及びＹ方向のＮＩＬＳが優れるとともに、ＯＤ値が同レベルでのＨＶバイアスが向上する。ここで、ＯＤ値の同レベルとは、所定のＯＤ値（本例では、１又は２）に対して±０．２の範囲をいう。具体的には、表１に示すように、吸収層を構成するテルル化スズ膜の膜厚が１６ｎｍから２５ｎｍの範囲では、ラインエッジラフネスが３．４ｎｍ又は３．７ｎｍ、かつＹ方向のＮＩＬＳが０．７から０．９となり、ラインエッジラフネス及びＹ方向のＮＩＬＳの両方の数値が良好である点において、Ｔａ膜よりも優れている。また、吸収層を構成するテルル化スズ膜の膜厚が１６ｎｍから２５ｎｍの範囲であって、かつＯＤ値が１と同レベルの場合には、ＨＶバイアスが１．８ｎｍ又は１．９ｎｍとなり、ＯＤ値が１．１のＴａ膜のＨＶバイアス３．５ｎｍより向上している。さらに、吸収層を構成するテルル化スズ膜の膜厚が１６ｎｍから２５ｎｍの範囲であって、かつＯＤ値が２と同レベルの場合には、ＨＶバイアスが２．８ｎｍ又は３．０ｎｍとなり、ＯＤ値が１．８のＴａ膜のＨＶバイアス１１．１ｎｍより向上している。
(About the film thickness of the tellurized tin film constituting the absorption layer in the range of 16 to 25 nm)
When the film thickness of the tellurized tin film constituting the absorption layer is in the range of 16 nm to 25 nm, the line edge roughness and NILS in the Y direction are excellent, and the HV bias at the same level of OD value is improved. Here, the same level of the OD value means a range of ± 0.2 with respect to a predetermined OD value (1 or 2 in this example). Specifically, as shown in Table 1, when the film thickness of the tellurized tin film constituting the absorption layer is in the range of 16 nm to 25 nm, the line edge roughness is 3.4 nm or 3.7 nm, and the NILS in the Y direction is From 0.7 to 0.9, it is superior to the Ta film in that both the line edge roughness and the NILS values in the Y direction are good. Further, when the film thickness of the tellurized tin film constituting the absorption layer is in the range of 16 nm to 25 nm and the OD value is at the same level as 1, the HV bias becomes 1.8 nm or 1.9 nm, and the OD. The HV bias of the Ta film having a value of 1.1 is improved from 3.5 nm. Further, when the film thickness of the tellurized tin film constituting the absorption layer is in the range of 16 nm to 25 nm and the OD value is at the same level as 2, the HV bias becomes 2.8 nm or 3.0 nm, and the OD. The HV bias of the Ta film having a value of 1.8 is improved from 11.1 nm.
〔実施例２〕
実施例１による反射型フォトマスクブランク３と同様の製造方法により、反射型フォトマスクブランク３と同じ構成を有する反射型フォトマスクブランクのサンプルブランクを複数個、作製した。表２に示すように、Ｓｎ／Ｔｅ比は、ＸＰＳ分析の結果、１．０であり、ＳｎＴｅ膜の膜厚は、膜厚測定の結果、１２ｎｍから５０ｎｍの範囲であった。このように、実施例２による反射型フォトマスクブランクのＳｎＴｅ膜は、実施例１による反射型フォトマスクブランク３のＳｎＴｅ膜よりも厚いサンプルブランクと薄いサンプルブランクが含まれていることを確認した。
[Example 2]
A plurality of sample blanks of the reflective photomask blank having the same configuration as the reflective photomask blank 3 were produced by the same manufacturing method as the reflective photomask blank 3 according to Example 1. As shown in Table 2, the Sn / Te ratio was 1.0 as a result of XPS analysis, and the film thickness of the SnTe film was in the range of 12 nm to 50 nm as a result of film thickness measurement. As described above, it was confirmed that the SnTe film of the reflective photomask blank according to Example 2 contained a thicker sample blank and a thinner sample blank than the SnTe film of the reflective photomask blank 3 according to Example 1.
次に、実施例１と同様の方法によって吸収層パターニングを行い、実施例１による反射型フォトマスク４と同様に、反射型フォトマスク上で６４ｎｍのＬＳパターンを形成した。この反射型フォトマスクを用いてＥＵＶ光露光装置（ＮＸＥ３３００Ｂ：ＡＳＭＬ社製）で、ＥＵＶ用ポジ型化学増幅レジスト塗布した半導体ウェハ上に、パターンを転写露光し、１６ｎｍのＬＳ転写パターンを形成した。 Next, the absorption layer was patterned by the same method as in Example 1 to form a 64 nm LS pattern on the reflective photomask in the same manner as in the reflective photomask 4 according to Example 1. Using this reflective photomask, a pattern was transferred and exposed on a semiconductor wafer coated with a positive chemical amplification resist for EUV using an EUV light exposure apparatus (NXE3300B: manufactured by ASML) to form an LS transfer pattern of 16 nm.
この転写パターンからリソグラフィ特性を確認した結果、表２に示すように、ＳｎＴｅ膜の膜厚が５０ｎｍ及び４５ｎｍの反射型フォトマスクを用いて形成された転写パターンは、解像できているが、ラインエッジラフネスが４．３ｎｍ及び４．２ｎｍであった。このため、ＳｎＴｅ膜の膜厚が５０ｎｍ及び４５ｎｍの反射型フォトマスクを用いて形成された転写パターンのラインエッジラフネスは、表１に示す比較例としての膜厚４０ｎｍのＴａ膜を用いて形成された転写パターンのラインエッジラフネス４．２ｎｍよりも同等又は若干悪いことが確認できた。 As a result of confirming the lithography characteristics from this transfer pattern, as shown in Table 2, the transfer pattern formed by using the reflective photomasks having a SnTe film thickness of 50 nm and 45 nm can be resolved, but the lines. The edge roughness was 4.3 nm and 4.2 nm. Therefore, the line edge roughness of the transfer pattern formed by using the reflective photomask having a film thickness of 50 nm and 45 nm of the SnTe film is formed by using the Ta film having a film thickness of 40 nm as a comparative example shown in Table 1. It was confirmed that the line edge roughness of the transfer pattern was equal to or slightly worse than 4.2 nm.
一方、ＳｎＴｅ膜の膜厚が膜厚４０ｎｍ以下１６ｎｍ以上の反射型フォトマスクを用いて形成された転写パターンは、ラインエッジラフネスが３．９ｎｍ以下であり、比較例としての膜厚４０ｎｍのＴａ膜を用いて形成された転写パターンのラインエッジラフネスよりも良好であった。 On the other hand, the transfer pattern formed by using a reflective photomask having a SnTe film thickness of 40 nm or less and 16 nm or more has a line edge roughness of 3.9 nm or less, and a Ta film having a film thickness of 40 nm as a comparative example. It was better than the line edge roughness of the transfer pattern formed using.
また、表２に示すように、実施例２による反射型フォトマスクは、洗浄耐性についても問題ない結果が得られた。さらに、表１及び表２に示すように、ＳｎＴｅ膜の膜厚が２５ｎｍ以下１６ｎｍ以上であれば、３．６ｎｍ以下のラインエッジラフネスが得られ、膜厚を４０ｎｍと薄くしたＴａ膜のラインエッジラフネス４．２ｎｍよりも良好であることを確認した。また、１６ｎｍより薄い膜厚のＳｎＴｅ膜を有する反射型フォトマスクで形成された転写パターンは、ラインエッジラフネスが悪化し、膜厚を４０ｎｍと薄くしたＴａ膜のラインエッジラフネスよりも悪いことを確認した。 Further, as shown in Table 2, the reflective photomask according to Example 2 was obtained with no problem in cleaning resistance. Further, as shown in Tables 1 and 2, if the film thickness of the SnTe film is 25 nm or less and 16 nm or more, a line edge roughness of 3.6 nm or less can be obtained, and the line edge of the Ta film having a thin film thickness of 40 nm can be obtained. It was confirmed that the roughness was better than 4.2 nm. Further, it was confirmed that the transfer pattern formed by the reflective photomask having a SnTe film with a film thickness thinner than 16 nm deteriorated the line edge roughness and was worse than the line edge roughness of the Ta film having a film thickness as thin as 40 nm. bottom.
以上の評価結果より、吸収層を構成するテルル化スズ膜の膜厚は、４０ｎｍであればよく、表１に示す評価結果と併せると、吸収層を構成するテルル化スズ膜の膜厚の範囲は、１６ｎｍ以上４０ｎｍ以下であってもよい。膜厚が１６ｎｍ以上４０ｎｍ以下の範囲内のテルル化スズ膜を有する吸収層を備えた反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクは、半導体基板や半導体ウェハへの転写性能及び洗浄耐性の向上を図ることができる。 From the above evaluation results, the film thickness of the tellurized tin film constituting the absorption layer may be 40 nm, and when combined with the evaluation results shown in Table 1, the film thickness of the tellurized tin film constituting the absorption layer is in the range. May be 16 nm or more and 40 nm or less. A reflective photomask blank and a reflective photomask provided with an absorbent layer having a tin telluride film having a film thickness in the range of 16 nm or more and 40 nm or less are intended to improve transfer performance and cleaning resistance to a semiconductor substrate or a semiconductor wafer. be able to.
以上説明したように、本発明の一実施形態による反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクによれば、ＥＵＶリソグラフィの原理的課題である射影効果の影響を抑制できる。このため、本実施形態による反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクは、半導体基板上に露光パターン形成するための転写特性、すなわちリソグラフィ特性（ＨＶバイアス、解像性、ラインエッジラフネス）を大幅に向上でき、同時にマスクの加工性及び洗浄耐性の向上も図ることができる。このように、本発明は、反射型のフォトマスクブランク及びフォトマスクにおいて極めて有効である。 As described above, according to the reflective photomask blank and the reflective photomask according to the embodiment of the present invention, the influence of the projection effect, which is a fundamental problem of EUV lithography, can be suppressed. Therefore, the reflective photomask blank and the reflective photomask according to the present embodiment have significantly improved transfer characteristics, that is, lithography characteristics (HV bias, resolution, line edge roughness) for forming an exposure pattern on a semiconductor substrate. It can be improved, and at the same time, the workability and cleaning resistance of the mask can be improved. As described above, the present invention is extremely effective in reflective photomask blanks and photomasks.
１，３ 反射型フォトマスクブランク
２，４ 反射型フォトマスク
１１ 基板
１３ 反射層
１３ａ 多層反射膜
１３ｂ キャッピング膜
１５ 吸収層
１５ａ テルル化スズ膜
Ｒ１５ レジストマスク
３１ 裏面導電層
１３１ 積層膜
１５１ 吸収層パターン
Ｒ１５ａ ポジ型化学増幅レジスト
Ｒ１５１ レジストパターン
1,3
Claims (10)
前記基板上に形成されて入射した光を反射する反射層と、A reflective layer formed on the substrate and reflecting incident light,
単層構造又は積層構造を有し膜厚が１６ｎｍ以上４０ｎｍ以下のテルル化スズ膜を有し、前記反射層上に積層されて入射した光を吸収する吸収層とAn absorption layer having a single-layer structure or a laminated structure, having a tellurized tin film having a film thickness of 16 nm or more and 40 nm or less, and being laminated on the reflective layer to absorb incident light.
を備え、Equipped with
前記テルル化スズ膜は、テルルに対するスズの原子数比が０．６以上１．５以下である膜であることThe tellurized tin film is a film in which the atomic number ratio of tin to tellurium is 0.6 or more and 1.5 or less.
を特徴とする反射型フォトマスクブランク。A reflective photomask blank featuring.
前記基板上に形成されて入射した光を反射する反射層と、A reflective layer formed on the substrate and reflecting incident light,
単層構造又は積層構造を有し膜厚が１６ｎｍ以上４０ｎｍ以下のテルル化スズ膜を有し、前記反射層上に積層されて入射した光を吸収する吸収層とAn absorption layer having a single-layer structure or a laminated structure, having a tellurized tin film having a film thickness of 16 nm or more and 40 nm or less, and being laminated on the reflective layer to absorb incident light.
を備え、Equipped with
前記テルル化スズ膜は、酸素及び窒素の少なくとも一方を含むことThe tin film tellurized contains at least one of oxygen and nitrogen.
を特徴とする反射型フォトマスクブランク。A reflective photomask blank featuring.
を特徴とする請求項１又は２に記載の反射型フォトマスクブランク。 The reflective photomask blank according to claim 1 or 2 , wherein the tellurized tin film has a film thickness of 16 nm or more and 25 nm or less.
を特徴とする請求項２又は３に記載の反射型フォトマスクブランク。 The reflective photomask blank according to claim 2 or 3 , wherein the tellurized tin film is a film in which the atomic number ratio of tin to tellurium is 0.6 or more and 1.5 or less.
を特徴とする請求項１又は３に記載の反射型フォトマスクブランク。 The reflective photomask blank according to claim 1 or 3 , wherein the tellurized tin film contains at least one of oxygen and nitrogen.
を特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載の反射型フォトマスクブランク。 The reflection according to any one of claims 1 to 5 , wherein the telluriumized tin film contains a compound material in which tellurium, tin, oxygen and nitrogen together occupy an atomic number ratio of 80% or more. Type photo mask blank.
を特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載の反射型フォトマスクブランク。
ＯＤ＝－ｌｏｇ（Ｒａ／Ｒｍ） ・・・（１） Assuming that the intensity of the reflected light from the reflecting layer is Rm, the intensity of the reflected light from the absorbing layer is Ra, and the optical density based on the reflecting layer and the absorbing layer is OD, the optical density is as follows. The reflective photomask blank according to any one of claims 1 to 6 , which is specified in (1) and has a value of 1 or more.
OD = -log (Ra / Rm) ・ ・ ・ (1)
を特徴とする請求項１から７までのいずれか一項に記載の反射型フォトマスクブランク。 The reflective photomask blank according to any one of claims 1 to 7 , wherein the reflective layer includes a multilayer reflective film and a capping film formed on the multilayer reflective film.
前記基板上に形成されて入射した光を反射する反射層と、
単層構造又は積層構造を有し膜厚が１６ｎｍ以上４０ｎｍ以下であって所定パターンが形成されたテルル化スズ膜を有し、前記反射層上に積層されて入射した光を吸収する吸収層と
を備え、
前記テルル化スズ膜は、テルルに対するスズの原子数比が０．６以上１．５以下である膜であること
を特徴とする反射型フォトマスク。 With the board
A reflective layer formed on the substrate and reflecting incident light,
An absorption layer having a single-layer structure or a laminated structure, having a film thickness of 16 nm or more and 40 nm or less and having a predetermined tin film formed, and being laminated on the reflective layer to absorb incident light. Equipped with
The tellurized tin film is a film in which the atomic number ratio of tin to tellurium is 0.6 or more and 1.5 or less.
A reflective photomask featuring.
前記基板上に形成されて入射した光を反射する反射層と、A reflective layer formed on the substrate and reflecting incident light,
単層構造又は積層構造を有し膜厚が１６ｎｍ以上４０ｎｍ以下であって所定パターンが形成されたテルル化スズ膜を有し、前記反射層上に積層されて入射した光を吸収する吸収層とAn absorption layer having a single-layer structure or a laminated structure, having a film thickness of 16 nm or more and 40 nm or less and having a predetermined tin film formed, and being laminated on the reflective layer to absorb incident light.
を備え、Equipped with
前記テルル化スズ膜は、酸素及び窒素の少なくとも一方を含むことThe tin film tellurized contains at least one of oxygen and nitrogen.
を特徴とする反射型フォトマスク。A reflective photomask featuring.
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