JP7346088B2 - 反射型フォトマスクブランクス及び反射型フォトマスク - Google Patents
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Description
本発明の一態様に係る反射型フォトマスクは、基板と、前記基板上に設けられて入射した光を反射する反射部と、前記反射部上に設けられて入射した光を吸収する低反射部と、を備え、前記低反射部は少なくとも2層以上の積層構造であり、前記低反射部の最表層はEUV(Extreme UltraViolet:波長13.5nm)光に対して屈折率nが0.90以上、消衰係数kが0.02以下である。
図1は、本発明の実施の形態に係る反射型フォトマスクブランクス10の構成例を示す概略断面図である。図2は、本発明の実施の形態に係る反射型フォトマスク20の構成例を示す概略断面図である。図2に示す反射型フォトマスク20は、図1に示す反射型フォトマスクブランクス10の低反射部8をパターニングして形成されるものである。
基板1には、平坦なSi基板や合成石英基板等を用いることができる。また、基板1には、チタンを添加した低熱膨張ガラスを用いることができる。基板1は、熱膨張率の小さい材料で構成されていればよく、これらに限定されるものではない。
多層反射膜2は、露光光であるEUV光(極端紫外光)を反射するもので、EUV光に対する屈折率の大きく異なる材料の組み合わせで構成されている。例えば、多層反射膜2としては、モリブデン(Mo)と珪素(Si)、又はモリブデン(Mo)とベリリウム(Be)といった組み合わせの層が40周期程度繰り返し積層されて構成されている。
反射型フォトマスクブランクス10において、吸収層4と最表層5とを有する低反射部8は、パターンを形成するための加工が可能となっている。例えば、吸収層4は、酸化錫(SnO)又は酸化インジウム(InO)で構成されている。酸化錫と酸化インジウムは、塩素系ガスにドライエッチング加工が可能である。また、最表層5は、酸化珪素(SiO)で構成されている。酸化珪素はフッ素系ガスでドライエッチングが可能である。酸化珪素は塩素系のガスにはエッチングされにくいので、吸収層4を酸化錫又は酸化インジウムとし、最表層5を酸化珪素としたとき、最表層5は吸収層4に対するエッチングマスクとして働く。
上記射影効果を抑制するため、吸収層4は、EUV光に対して屈折率nが0.95以下、消衰係数kが0.06以上である化合物材料で構成されていることが好ましい。
最表層5の主材料は、真空の1に近い屈折率の化合物材料であることが好ましい。これにより、最表層5の表面反射による解像性の悪化を抑制することができる。
OD=-log(Ra/Rm) ・・・(1)
式(1)において、Raは低反射部8の反射率であり、Rmは反射部7の反射率Rmである。
吸収層4及び最表層5の膜厚について、一例を示す。吸収層4の膜厚は、例えば18nm以上48nm以下である。最表層5の膜厚は、例えば1nm以上20nm以下である。吸収層4と最表層5とを有する低反射部8及び低反射部パターン8aの膜厚は、例えば19nm以上68nm以下である。
また、最表層5を構成する材料として、洗浄耐性が高く、かつ水素ラジカル耐性が高い材料を用いることができる。これにより、酸性又はアルカリ性の洗浄液を用いる洗浄工程や、水素ラジカルを用いるクリーニング工程で、低反射部パターン8aの膜減りを抑制することができる。
(実施例1)
図4は、本発明の実施例1に係る反射型フォトマスクブランクス100の構造を示す概略断面図である。図4に示すように、低熱膨張特性を有する合成石英の基板11の上に、多層反射膜12を形成した。多層反射膜12は、珪素(Si)とモリブデン(Mo)とを一対とする積層膜を40枚積層することで形成した。多層反射膜12の膜厚は280nmであった。図4では、簡便のため、多層反射膜12は、数対の積層膜で図示されている。
基板11上へのそれぞれの膜の成膜は、多元スパッタリング装置を用いた。各々の膜の膜厚は、スパッタリング時間で制御した。以上の工程を経て、反射型フォトマスクブランクス100を作製した。
実施例1において、低反射部18に形成した低反射部パターン18aは、線幅64nmLS(ラインアンドスペース)パターン、原子間力顕微鏡(AFM)を用いた吸収層4の膜厚測定用の線幅200nmLSパターン、EUV反射率測定用の4mm角の低反射部除去部を含んでいる。
吸収層14を酸化インジウムで形成し、膜厚26nmになるよう成膜した。次に、吸収層14上に、酸化珪素で形成される最表層15を膜厚が4nmから20nmの範囲内になるよう成膜した。インジウムと酸素の原子数比は、XPS(X線光電子分光法)で測定したところ1:1.3であった。これ以外は実施例1と同様の方法で、反射型フォトマスクブランクス100及び反射型フォトマスク200を作製した。
吸収層を酸化錫で形成し、膜厚26nmになるよう成膜した。次に、吸収層上に、タンタル(Ta)で形成される最表層を膜厚が4nmから20nmの範囲内になるよう成膜した。これ以外は実施例1と同様の方法で、反射型フォトマスクブランクス及び反射型フォトマスクを作製した。
(比較例2)
吸収層を酸化錫で形成し、膜厚26nmになるよう成膜した。最表層は形成しなかった。これ以外は実施例1と同様の方法で、反射型フォトマスクブランクス及び反射型フォトマスクを作製した。
(比較例3)
吸収層をタンタル(Ta)で形成し、膜厚40nmになるよう成膜した。最表層は形成しなかった。これ以外は実施例1と同様の方法で、反射型フォトマスクブランクス及び反射型フォトマスクを作製した。
上記の実施例1、2及び比較例1から3において、膜厚は透過電子顕微鏡によって測定した。上記の実施例1、2及び比較例1から3において、作製した反射型フォトマスクの反射部の領域の反射率Rmと低反射部の領域の反射率RaとをEUV光による反射率測定装置で測定した。反射率Rmの測定は4mm角の吸収層除去部で行った。その測定結果から、上記の式(1)を用いてOD値を算出した。
図10は、水素ラジカル耐性を評価するための装置の構成例を示す模式図である。図10に示すように、評価装置は、チャンバー300と、チャンバー300に水素プラズマ305を発生させるプラズマ発生装置310と、を備える。チャンバー300内には、下部電極301と、下部電極301と向かい合う上部電極302とが設けられている。下部電極301において、上部電極302と向かい合う面上に被評価物303が配置される。下部電極301と上部電極302との間(以下、電極間)の距離は18mmである。
評価結果を表1から5に示す。表1は、実施例1に係る3つの反射型フォトマスク200の評価結果を示している。評価項目は、マスク特性と、マスクを用いてウェハ上に転写されたレジストパターンの線幅である。
表2は、実施例2に係る3つの反射型フォトマスク200の評価結果を示している。評価項目は、マスク特性と、マスクを用いてウェハ上に転写されたレジストパターンの線幅である。
表3は、比較例1に係る3つの反射型フォトマスクの評価結果を示している。評価項目は、マスク特性と、マスクを用いてウェハ上に転写されたレジストパターンの線幅である。
表3に示すように、比較例1に係る反射型フォトマスクの水素ラジカル耐性は0.0nmと良好であった。しかし、最表層の膜厚が4nmと薄膜でも、射影効果が表れ、y方向の線幅は11.7nmとなり、実施例1、2よりも悪化した結果となった。またOD値も1.56とコントラストの低下が見られ、実施例1、2よりも表面反射が強く転写性能が悪化した結果となった。最表層の膜厚を厚くするとOD値は向上するが、射影効果が強く表れ、y方向の線幅はさらに悪化した。
表4は、比較例2に係る1つの反射型フォトマスクの評価結果を示している。評価項目は、マスク特性と、マスクを用いてウェハ上に転写されたレジストパターンの線幅である。
表5は、比較例3に係る1つの反射型フォトマスクの評価結果を示している。評価項目は、マスク特性と、マスクを用いてウェハ上に転写されたレジストパターンの線幅である。
2、12 多層反射膜
3、13 キャッピング層
4、14 吸収層
5、15 最表層
7、17 反射部
8、18 低反射部
8a、18a 低反射部パターン
10、100 反射型フォトマスクブランクス
16 裏面導電膜
18a-x LSパターン
18a-y LSパターン
19 レジスト膜
19a レジストパターン
20、200 反射型フォトマスク
300 チャンバー
301 下部電極
302 上部電極
303 被評価物
305 水素プラズマ
310 プラズマ発生装置
Claims (18)
- 基板と、
前記基板上に設けられて入射した光を反射する反射部と、
前記反射部上に設けられて入射した光を吸収する低反射部と、を備え、
前記低反射部は少なくとも2層以上の積層構造であり、
前記低反射部の最表層はEUV(Extreme UltraViolet:波長13.5nm)光に対して屈折率nが0.90以上、消衰係数kが0.02以下であり、
前記最表層は、
珪素(Si)と酸素(O)との原子数比が1:1.5から1:2の割合の範囲内であり、かつ、前記珪素及び前記酸素の合計含有量が全体の50原子%以上である化合物材料で構成されている、反射型フォトマスクブランクス。 - 基板と、
前記基板上に設けられて入射した光を反射する反射部と、
前記反射部上に設けられて入射した光を吸収する低反射部と、を備え、
前記低反射部は少なくとも2層以上の積層構造であり、
前記低反射部の最表層はEUV(Extreme UltraViolet:波長13.5nm)光に対して屈折率nが0.90以上、消衰係数kが0.02以下であり、
前記最表層を構成する化合物材料は、更にホウ素(B)、窒素(N)、ゲルマニウム(Ge)、ハフニウム(Hf)から選ばれる1種以上の元素を含有する、反射型フォトマスクブランクス。 - 基板と、
前記基板上に設けられて入射した光を反射する反射部と、
前記反射部上に設けられて入射した光を吸収する低反射部と、を備え、
前記低反射部は少なくとも2層以上の積層構造であり、
前記低反射部の最表層はEUV(Extreme UltraViolet:波長13.5nm)光に対して屈折率nが0.90以上、消衰係数kが0.02以下であり、
前記最表層の膜厚が1nm以上20nm以下である、反射型フォトマスクブランクス。 - 基板と、
前記基板上に設けられて入射した光を反射する反射部と、
前記反射部上に設けられて入射した光を吸収する低反射部と、を備え、
前記低反射部は少なくとも2層以上の積層構造であり、
前記低反射部の最表層はEUV(Extreme UltraViolet:波長13.5nm)光に対して屈折率nが0.90以上、消衰係数kが0.02以下であり、
前記低反射部は、
前記最表層と前記反射部との間に設けられて入射した光を吸収する吸収層を有し、
前記吸収層は、
前記EUV光に対して屈折率nが0.95以下、消衰係数kが0.06以上である化合物材料で構成されている、反射型フォトマスクブランクス。 - 基板と、
前記基板上に設けられて入射した光を反射する反射部と、
前記反射部上に設けられて入射した光を吸収する低反射部と、を備え、
前記低反射部は少なくとも2層以上の積層構造であり、
前記低反射部の最表層はEUV(Extreme UltraViolet:波長13.5nm)光に対して屈折率nが0.90以上、消衰係数kが0.02以下であり、
前記低反射部は、
前記最表層と前記反射部との間に設けられて入射した光を吸収する吸収層を有し、
前記吸収層は、
錫(Sn)と酸素(O)との原子数比が1:1から1:2の割合の範囲内であり、かつ、錫及び酸素の合計含有量が全体の75原子%以上である化合物材料で構成されている、反射型フォトマスクブランクス。 - 基板と、
前記基板上に設けられて入射した光を反射する反射部と、
前記反射部上に設けられて入射した光を吸収する低反射部と、を備え、
前記低反射部は少なくとも2層以上の積層構造であり、
前記低反射部の最表層はEUV(Extreme UltraViolet:波長13.5nm)光に対して屈折率nが0.90以上、消衰係数kが0.02以下であり、
前記低反射部は、
前記最表層と前記反射部との間に設けられて入射した光を吸収する吸収層を有し、
前記吸収層は、
インジウム(In)と酸素(O)との原子数比が1:1から1:1.5の割合の範囲内であり、かつ、インジウム及び酸素の合計含有量が全体の80原子%以上である化合物材料で構成されている、反射型フォトマスクブランクス。 - 基板と、
前記基板上に設けられて入射した光を反射する反射部と、
前記反射部上に設けられて入射した光を吸収する低反射部と、を備え、
前記低反射部は少なくとも2層以上の積層構造であり、
前記低反射部の最表層はEUV(Extreme UltraViolet:波長13.5nm)光に対して屈折率nが0.90以上、消衰係数kが0.02以下であり、
前記低反射部は、前記反射部に対して光学濃度(OD値)が1.5以上である、反射型フォトマスクブランクス。 - 前記吸収層を構成する化合物材料は、更にホウ素(B)、窒素(N)、珪素(Si)、ゲルマニウム(Ge)、ハフニウム(Hf)から選ばれる1種以上の元素を含有する、請求項4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ス。
- 前記吸収層の膜厚は、18nm以上48nm以下である、請求項4から6、8のいずれか一項に記載の反射型フォトマスクブランクス。
- 基板と、
前記基板上に設けられて入射した光を反射する反射部と、
前記反射部上に設けられて入射した光を吸収する低反射部と、を備え、
前記低反射部は少なくとも2層以上の積層構造であり、
前記低反射部の最表層はEUV(Extreme UltraViolet:波長13.5nm)光に対して屈折率nが0.90以上、消衰係数kが0.02以下であり、
前記最表層は、
珪素(Si)と酸素(O)との原子数比が1:1.5から1:2の割合の範囲内であり、かつ、前記珪素及び前記酸素の合計含有量が全体の50原子%以上である化合物材料で構成されている、反射型フォトマスク。 - 基板と、
前記基板上に設けられて入射した光を反射する反射部と、
前記反射部上に設けられて入射した光を吸収する低反射部と、を備え、
前記低反射部は少なくとも2層以上の積層構造であり、
前記低反射部の最表層はEUV(Extreme UltraViolet:波長13.5nm)光に対して屈折率nが0.90以上、消衰係数kが0.02以下であり、
前記最表層を構成する化合物材料は、更にホウ素(B)、窒素(N)、ゲルマニウム(Ge)、ハフニウム(Hf)から選ばれる1種以上の元素を含有する、反射型フォトマスク。 - 基板と、
前記基板上に設けられて入射した光を反射する反射部と、
前記反射部上に設けられて入射した光を吸収する低反射部と、を備え、
前記低反射部は少なくとも2層以上の積層構造であり、
前記低反射部の最表層はEUV(Extreme UltraViolet:波長13.5nm)光に対して屈折率nが0.90以上、消衰係数kが0.02以下であり、
前記最表層の膜厚が1nm以上20nm以下である、反射型フォトマスク。 - 基板と、
前記基板上に設けられて入射した光を反射する反射部と、
前記反射部上に設けられて入射した光を吸収する低反射部と、を備え、
前記低反射部は少なくとも2層以上の積層構造であり、
前記低反射部の最表層はEUV(Extreme UltraViolet:波長13.5nm)光に対して屈折率nが0.90以上、消衰係数kが0.02以下であり、
前記低反射部は、
前記最表層と前記反射部との間に設けられて入射した光を吸収する吸収層を有し、
前記吸収層は、
前記EUV光に対して屈折率nが0.95以下、消衰係数kが0.06以上である化合物材料で構成されている、反射型フォトマスク。 - 基板と、
前記基板上に設けられて入射した光を反射する反射部と、
前記反射部上に設けられて入射した光を吸収する低反射部と、を備え、
前記低反射部は少なくとも2層以上の積層構造であり、
前記低反射部の最表層はEUV(Extreme UltraViolet:波長13.5nm)光に対して屈折率nが0.90以上、消衰係数kが0.02以下であり、
前記低反射部は、
前記最表層と前記反射部との間に設けられて入射した光を吸収する吸収層を有し、
前記吸収層は、
錫(Sn)と酸素(O)との原子数比が1:1から1:2の割合の範囲内であり、かつ、錫及び酸素の合計含有量が全体の75原子%以上である化合物材料で構成されている、反射型フォトマスク。 - 基板と、
前記基板上に設けられて入射した光を反射する反射部と、
前記反射部上に設けられて入射した光を吸収する低反射部と、を備え、
前記低反射部は少なくとも2層以上の積層構造であり、
前記低反射部の最表層はEUV(Extreme UltraViolet:波長13.5nm)光に対して屈折率nが0.90以上、消衰係数kが0.02以下であり、
前記低反射部は、
前記最表層と前記反射部との間に設けられて入射した光を吸収する吸収層を有し、
前記吸収層は、
インジウム(In)と酸素(O)との原子数比が1:1から1:1.5の割合の範囲内であり、かつ、インジウム及び酸素の合計含有量が全体の80原子%以上である化合物材料で構成されている、反射型フォトマスク。 - 基板と、
前記基板上に設けられて入射した光を反射する反射部と、
前記反射部上に設けられて入射した光を吸収する低反射部と、を備え、
前記低反射部は少なくとも2層以上の積層構造であり、
前記低反射部の最表層はEUV(Extreme UltraViolet:波長13.5nm)光に対して屈折率nが0.90以上、消衰係数kが0.02以下であり、
前記低反射部は、前記反射部に対して光学濃度(OD値)が1.5以上である、反射型フォトマスク。 - 前記吸収層を構成する化合物材料は、更にホウ素(B)、窒素(N)、珪素(Si)、ゲルマニウム(Ge)、ハフニウム(Hf)から選ばれる1種以上の元素を含有する、請求項13から15までのいずれか一項に記載の反射型フォトマスク。
- 前記吸収層の膜厚は、18nm以上48nm以下である、請求項13から15、17のいずれか一項に記載の反射型フォトマスク。
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