JP7392236B1 - 反射型マスクブランク、反射型マスク、反射型マスクブランクの製造方法、および反射型マスクの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
<Si膜の成膜条件>
ターゲット:Siターゲット、
スパッタガス:Arガス、
ガス圧:0.013Pa~0.027Pa、
イオン加速電圧:300V~1500V、
成膜速度:0.030nm/sec~0.300nm/sec、
Si膜の膜厚:4.5±0.1nm、
<Mo膜の成膜条件>
ターゲット:Moターゲット、
スパッタガス:Arガス、
ガス圧:0.013Pa~0.027Pa、
イオン加速電圧:300V~1500V、
成膜速度:0.030nm/sec~0.300nm/sec、
Mo膜の膜厚:2.3±0.1nm、
<Si膜とMo膜の繰り返し単位>
繰り返し単位数:30~60(好ましくは40~50)。
<Rh膜の成膜条件>
ターゲット:Rhターゲット、
スパッタガス:Arガス、
ガス圧:1.0×10-2Pa~1.0×100Pa、
ターゲットの出力密度:1.0W/cm2~8.5W/cm2、
成膜速度:0.020nm/sec~1.000nm/sec、
Rh膜の膜厚:1nm~10nm。
<RhO膜の成膜条件>
ターゲット:Rhターゲット、
スパッタガス:O2ガスまたはArガスとO2の混合ガス、
スパッタガス中のO2ガスの体積比(O2/(Ar+O2)):0.05~1.0、
ガス圧:1.0×10-2Pa~1.0×100Pa、
ターゲットの出力密度:1.0W/cm2~8.5W/cm2、
成膜速度:0.020nm/sec~1.000nm/sec、
RhO膜の膜厚:1nm~10nm。
<RhRu膜の成膜条件>
ターゲット:RhターゲットおよびRuターゲット(またはRhRuターゲット)、
スパッタガス:Arガス、
ガス圧:1.0×10-2Pa~1.0×100Pa、
ターゲットの出力密度:1.0W/cm2~8.5W/cm2、
成膜速度:0.020nm/sec~1.000nm/sec、
RhRu膜の膜厚:1nm~10nm。
まず、反射型マスクブランクから約1cm角の測定用サンプルを切り出して得る。得られた測定用サンプルは、位相シフト膜が測定面となるように測定用ホルダにセットする。
測定用ホルダを上記装置に搬入後、アルゴンイオンビームで位相シフト膜の一部を最表面から観測されるピークが一定になるまで除去する。
位相シフト膜の表面を除去した後、除去した部分にX線(単色化AlKα線)を照射し、光電子取り出し角(測定用サンプルの表面と検出器の方向とのなす角)を45°として分析を行う。また、分析中は中和銃を用いて、チャージアップの抑制を行う。
分析は、結合エネルギーが0ev~1000eVの範囲でワイドスキャンを行って存在する元素を確認したあと、存在する元素に応じてナロースキャンを行う。ナロースキャンは、例えばパスエネルギー58.7eV、エネルギーステップ0.1eV、タイム/ステップ50ms、積算回数5回で行う。ワイドスキャンは、パスエネルギー58.7eV、エネルギーステップ1eV、タイム/ステップ50ms、積算回数2回で行う。
ここで、結合エネルギーの校正は、測定サンプル上に存在する炭素に由来するC1s軌道のピークを用いる。具体的には、まず、測定サンプルにおけるC1s軌道のピークを示す結合エネルギー値をナロースキャンの分析結果から得て、284.8eVからその結合エネルギー値を減算した値をシフト値とする。ナロースキャンの分析結果から得られる各軌道のピークを示す結合エネルギー値に対して上記シフト値を加算し、上記に定義した各軌道に対応するピークの結合エネルギー値を算出する。なお、超高真空中で表面を清浄化したAuを用いて結合エネルギーの校正を行ってもよい。この際、シフト値は、Au4f7/2軌道の結合エネルギー値をナロースキャンの分析結果から得て、83.96eVからその結合エネルギー値を減算した値とする。
上記ナロースキャンの分析結果から各軌道のピークを示す結合エネルギー値を読み取る際には、ピークトップを示す値を結合エネルギー値として読み取る。
<IrTaON膜の成膜条件>
ターゲット:IrターゲットおよびTaターゲット(またはIrTaターゲット)、
Irターゲットの出力密度:1.0W/cm2~8.5W/cm2、
Taターゲットの出力密度:1.0W/cm2~8.5W/cm2、
スパッタガス:ArガスとO2ガスとN2ガスの混合ガス、
スパッタガス中のO2ガスの体積比(O2/(Ar+O2+N2)):0.01~0.25、
スパッタガス中のN2ガスの体積比(N2/(Ar+O2+N2)):0.01~0.25、
成膜速度:0.020nm/sec~0.060nm/sec、
膜厚:20nm~60nm。
例1~例12、例19及び例20では、位相シフト膜の膜種とその成膜条件を除き、同じ条件でEUVL用反射型マスクブランクを作製した。各反射型マスクブランクは、基板と多層反射膜と保護膜と位相シフト膜で構成した。例1が比較例であり、例2~例12、例19及び例20が実施例である。
R=|(sinθ-((n+ik)2-cos2θ)1/2)/(sinθ+((n+ik)2-cos2θ)1/2)|・・・(3)
入射角θと反射率Rの組み合わせを複数測定し、複数の測定データと式(3)との誤差が最小になるように、最小二乗法で屈折率nと消衰係数kを算出した。
例13~例18では、位相シフト膜の膜種とその成膜条件を除き、例2~例12と同じ条件で基板と多層反射膜と保護膜と位相シフト膜を含む、EUVL用反射型マスクブランクを作製した。例13~例18は実施例である。
ICPアンテナバイアス:1200W、
基板バイアス:50W、
エッチング圧力:2.0×10-1Pa、
エッチングガス:CF4ガスとO2ガスの混合ガス、
CF4ガスの流量:28sccm、
O2ガスの流量:7sccm、
エッチング時間:285秒。
2 反射型マスク
10 基板
11 多層反射膜
12 保護膜
13 位相シフト膜
Claims (19)
- 基板と、EUV光を反射する多層反射膜と、前記多層反射膜を保護する保護膜と、前記EUV光の位相をシフトさせる位相シフト膜と、をこの順で有する、反射型マスクブランクであって、
前記位相シフト膜は、材料の主成分がIrであって、CuKα線を用いたXRD法で2θが55°~60°における強度の平均値Iaに対する2θが35°~45°の範囲におけるピーク強度の最大値Ipの比(Ip/Ia)が1.0以上30以下であって、前記EUV光に対する屈折率nが0.925以下であって、前記EUV光に対する消衰係数kが0.030以上であり、
前記位相シフト膜は、Irを50at%以上含有し、且つO、B、CおよびNからなる第1群から選択される少なくとも1つの第1元素X1を含有し、O含有量が15at%以下であり、
前記位相シフト膜は、前記位相シフト膜の断面を走査透過電子顕微鏡(STEM:Scanning Transmission Electron Microscope)で撮像することでグレースケール画像を取得し、前記グレースケール画像の輝度プロファイルを作成すると、前記輝度プロファイルにおけるスキューネス(Rsk)が負である、反射型マスクブランク。 - 前記位相シフト膜は、Ta、Cr、Mo、W、ReおよびSiからなる第2群から選択される少なくとも1つの第2元素X2を含有する、請求項1に記載の反射型マスクブランク。
- 前記位相シフト膜は、X線電子分光法で観測されるIrの4f7/2のピークのケミカルシフトが0.3eV未満であって、X線電子分光法で観測される前記第2元素X2のピークのケミカルシフトがIrの4f7/2のピークのケミカルシフトよりも大きい、請求項2に記載の反射型マスクブランク。
- 前記位相シフト膜は、Irを50at%~98at%、前記第1元素X1を合計で1.0at%~49at%、前記第2元素X2を合計で1.0at%~49at%含有する、請求項2に記載の反射型マスクブランク。
- 前記位相シフト膜は、Irを60at%~89at%、前記第1元素X1を合計で1.0at%~10at%、前記第2元素X2を合計で10at%~30at%含有するか、またはIrを60at%~85at%、前記第1元素X1を合計で10at%~30at%、前記第2元素X2を合計で5.0at%~20at%含有する、請求項4に記載の反射型マスクブランク。
- 前記位相シフト膜は、前記第1元素X1の合計含有量が1.0at%~45at%であるか、または前記第2元素X2の合計含有量が5.0at%~49at%である、請求項4記載の反射型マスクブランク。
- 前記位相シフト膜は、前記EUV光に対する消衰係数kが0.034以上である、請求項1に記載の反射型マスクブランク。
- 前記位相シフト膜は、CuKα線を用いたXRD法で2θが35°~60°の範囲において最も強度の高いピークの半値全幅が1.2°以上である、請求項1に記載の反射型マスクブランク。
- 前記位相シフト膜の膜厚が、20nm~60nmである、請求項1に記載の反射型マスクブランク。
- 前記保護膜は、Ru、RhおよびSiから選択される少なくとも1つの元素を含有する、請求項1に記載の反射型マスクブランク。
- 前記位相シフト膜を基準として前記保護膜とは反対側に、エッチングマスク膜を有し、
前記エッチングマスク膜は、Al、Hf、Y、Cr、Nb、Ti、Mo、TaおよびSiから選択される少なくとも1つの元素を含有する、請求項1に記載の反射型マスクブランク。 - 前記エッチングマスク膜は、さらにO、NおよびBから選択される少なくとも1つの元素を含有する、請求項11に記載の反射型マスクブランク。
- 前記位相シフト膜は、前記第1元素として、O、CおよびBから選択される少なくとも1つの元素に加え、Nを含有する、請求項1に記載の反射型マスクブランク。
- 前記位相シフト膜は、前記第1元素として、Nを1.0at%~10at%含有する、請求項13に記載の反射型マスクブランク。
- 前記位相シフト膜は、前記第1元素として、Oを1.0at%~15at%含有する、請求項13に記載の反射型マスクブランク。
- 前記位相シフト膜は、前記EUV光に対する屈折率nが0.918以下である、請求項1に記載の反射型マスクブランク。
- 請求項1~16のいずれか1項に記載の反射型マスクブランクを備え、
前記位相シフト膜に開口パターンを含む、反射型マスク。 - 基板と、EUV光を反射する多層反射膜と、前記多層反射膜を保護する保護膜と、前記EUV光の位相をシフトさせる位相シフト膜と、をこの順で有する、反射型マスクブランクの製造方法であって、
前記基板の上に前記多層反射膜と前記保護膜と前記位相シフト膜をこの順番で成膜することを有し、
前記位相シフト膜は、材料の主成分がIrであって、CuKα線を用いたXRD法で2θが55°~60°における強度の平均値Iaに対する2θが35°~45°の範囲におけるピーク強度の最大値Ipの比(Ip/Ia)が1.0以上30以下であって、前記EUV光に対する屈折率nが0.925以下であって、前記EUV光に対する消衰係数kが0.030以上であり、
前記位相シフト膜は、Irを50at%以上含有し、且つO、B、CおよびNからなる第1群から選択される少なくとも1つの第1元素X1を含有し、O含有量が15at%以下であり、
前記位相シフト膜は、前記位相シフト膜の断面を走査透過電子顕微鏡(STEM:Scanning Transmission Electron Microscope)で撮像することでグレースケール画像を取得し、前記グレースケール画像の輝度プロファイルを作成すると、前記輝度プロファイルにおけるスキューネス(Rsk)が負である、反射型マスクブランクの製造方法。 - 請求項1~16のいずれか1項に記載の反射型マスクブランクを準備することと、
前記位相シフト膜に開口パターンを形成することと、
を有する、反射型マスクの製造方法。
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