JP7416343B2 - 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、及び反射型マスクの製造方法 - Google Patents
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、及び反射型マスクの製造方法 Download PDFInfo
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Description
<Si層の成膜条件>
ターゲット:Siターゲット
スパッタガス:Arガス
ガス圧:1.3×10-2Pa~2.7×10-2Pa
イオン加速電圧:300V~1500V
成膜速度:0.030nm/sec~0.300nm/sec
Si層の厚み:4.5±0.1nm
<Mo層の成膜条件>
ターゲット:Moターゲット
スパッタガス:Arガス
ガス圧:1.3×10-2Pa~2.7×10-2Pa
イオン加速電圧:300V~1500V
成膜速度:0.030nm/sec~0.300nm/sec
Mo層の厚み:2.3±0.1nm
<Si層とMo層の繰り返し単位>
繰り返し単位数:30~60(好ましくは40~50)。
k<-0.15n+0.16・・・(I)
〔式中、nは屈折率であり、kは消衰係数である〕をEUV域において満たす下層12Lを設けることで、保護膜12と多層反射膜11との間でのミキシングを抑制できることを見出した。すなわち、本実施形態における上式(I)を満たす下層12Lを設けることによって、上層12Uに含まれる物質が多層反射膜11に向かって下方に拡散することを防止でき、また下層12Lに含まれる物質も多層反射膜11内へ拡散しにくいことを見出した。多層反射膜11がSi/Mo多層反射膜である場合には、保護膜12と、多層反射膜11の最上層を構成するSi層とのミキシングを抑制できる。層間でのミキシングは反射率の低下や耐久性の低下に繋がるが、本実施形態の構成によって層間でのミキシングを抑制することで、反射型マスク2のEUV光に対する反射率を維持できる。
R=|(sinθ-((n+ik)2-cos2θ)1/2)/(sinθ+((n+ik)2-cos2θ)1/2)|・・・(1)
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(1)との誤差が最小になるようにフィッテイングすることで屈折率nと消衰係数kを算出できる。
<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:0.10Pa~0.20Pa
ターゲットの出力密度:1.0W/cm2~2.0W/cm2
成膜速度:0.02nm/sec~0.07nm/sec
Rh膜の膜厚:0.5nm~3.5nm。
<Ru膜の成膜条件>
ターゲット:Ruターゲット
スパッタガス:Arガスガス圧:0.010Pa~0.020Pa
成膜速度:0.01nm/sec~0.10nm/sec
Ru膜の膜厚:0.5nm~2.5nm。
<RuTaON膜の成膜条件>
ターゲット:Ruターゲット及びTaターゲット
Ruターゲットの出力密度:8.8W/cm2
Raターゲットの出力密度:0.41W/cm2
スパッタガス:ArガスとO2ガスとN2ガスとの混合ガス
スパッタガス中のO2ガスの体積比(O2/(Ar+O2+N2)):0.06
スパッタガス中のN2ガスの体積比(N2/(Ar+O2+N2)):0.21。
基板と多層反射膜と保護膜と吸収膜とを含む反射型マスクブランクを作製した。基板として、SiO2-TiO2系のガラス基板(外形6インチ(152mm)角、厚さが6.3mm)を準備した。このガラス基板は、20℃における熱膨張係数が0.02×10-7/℃であり、ヤング率が67GPaであり、ポアソン比が0.17であり、比剛性は3.07×107m2/s2であった。基板の表面(上面)の品質保証領域は、研磨によって0.15nm以下の二乗平均粗さ(RMS)と、100nm以下の平坦度と、を有していた。基板の裏面(下面)には、マグネトロンスパッタリング法を用いて厚さ100nmのCr膜を成膜した。Cr膜のシート抵抗は100Ω/□であった。
保護膜の成膜条件以外は例1と同様にして、反射型マスクブランクを作製した。例2では、Si/Mo多層反射膜の最上層であるSi層上に、Nb膜の下層とRh膜の上層とを有する2層構造の保護膜を形成した。より具体的には、マグネトロンスパッタリング法を用いて保護膜の下層としてNb膜(膜厚0.5nm)を形成し、当該Nb膜の上に上層としてRh膜(膜厚2.5nm)を形成した。下層に用いられたNbは、k<-0.15n+0.16(n=屈折率;k=消衰係数)を満たす材料である(図4)。Si/Mo多層反射膜の成膜後に大気開放し、Si/Mo多層反射膜の成膜後からNb膜の下層及びRh膜の上層成膜が完了するまで大気開放せずに連続して成膜した。
例3では、例1と同様にして形成されたSi/Mo多層反射膜の最上層であるSi層上に、マグネトロンスパッタリング法を用いてRh膜(膜厚2.5nm)を成膜することによって、保護膜を形成した。
保護膜の成膜条件以外は例1と同様にして、反射型マスクブランクを作製した。例4では、Si/Mo多層反射膜の最上層であるSi層上に、Ta膜の下層とRh膜の上層とを有する2層構造の保護膜を形成した。より具体的には、マグネトロンスパッタリング法を用いて保護膜の下層としてTa膜(膜厚0.9nm)を形成し、当該Ta膜の上に上層としてRh膜(膜厚2.3nm)を形成した。下層に用いられたTaは、k<-0.15n+0.16(n=屈折率;k=消衰係数)を満たさない材料である(図4)。Si/Mo多層反射膜の成膜後に大気開放し、当該多層反射膜の成膜後からTa膜の下層及びRh膜の上層成膜が完了するまで大気開放せずに連続して成膜した。
Ta膜の下層膜厚以外は例4と同様にして、反射型マスクブランクを作製した。例5では、Si/Mo多層反射膜の最上層であるSi層上に、Ta膜の下層とRh膜の上層とを有する2層構造の保護膜を形成した。より具体的には、マグネトロンスパッタリング法を用いて保護膜の下層としてTa膜(膜厚1.3nm)を形成し、当該Ta膜の上に上層としてRh膜(膜2.4nm)をイオンビームスパッタリング法を用いて形成した。下層に用いられたTaは、k<-0.15n+0.16(n=屈折率;k=消衰係数)を満たさない材料である(図4)。Si/Mo多層反射膜の成膜後に大気開放し、Si/Mo多層反射膜の成膜後からTa膜の下層及びRh膜の上層成膜が完了するまで大気開放せずに連続して成膜した。
保護膜の成膜条件以外は例1と同様にして、反射型マスクブランクを作製した。例6では、Si/Mo多層反射膜の最上層であるSi層上に、Ru膜の下層とRh膜の上層とを有する2層構造の保護膜を形成した。より具体的には、イオンビームスパッタリング法を用いて保護膜の下層としてRu膜(膜厚0.9nm)を形成し、当該Ru膜の上に上層としてイオンビームスパッタリング法を用いてRh膜(膜厚1.6nm)を形成した。下層に用いられたRuは、k<-0.15n+0.16(n=屈折率;k=消衰係数)を満たす材料である(図4)。Si/Mo多層反射膜の成膜開始からRu膜の下層及びRh膜の上層成膜を完了するまで大気開放せずに連続して成膜した。
保護膜の膜厚以外は例6と同様にして、反射型マスクブランクを作製した。例7では、Si/Mo多層反射膜の最上層であるSi層上に、Ru膜の下層とRh膜の上層とを有する2層構造の保護膜を形成した。より具体的には、イオンビームスパッタリング法を用いて保護膜の下層としてRu膜(膜厚0.9nm)を形成し、当該Ru膜の上に上層としてイオンビームスパッタリング法を用いてRh膜(膜厚1.8nm)を形成した。下層に用いられたRuは、k<-0.15n+0.16(n=屈折率;k=消衰係数)を満たす材料である(図4)。Si/Mo多層反射膜の成膜開始からRu膜の下層及びRh膜の上層成膜を完了するまで大気開放せずに連続して成膜した。
保護膜の膜厚以外は例6と同様にして、反射型マスクブランクを作製した。例8では、Si/Mo多層反射膜の最上層であるSi層上に、Ru膜の下層とRh膜の上層とを有する2層構造の保護膜を形成した。より具体的には、イオンビームスパッタリング法を用いて保護膜の下層としてRu膜(膜厚0.9nm)を形成し、当該Ru膜の上に上層としてイオンビームスパッタリング法を用いてRh膜(膜厚2.0nm)を形成した。下層に用いられたRuは、k<-0.15n+0.16(n=屈折率;k=消衰係数)を満たす材料である(図4)。Si/Mo多層反射膜の成膜開始からRu膜の下層及びRh膜の上層成膜を完了するまで大気開放せずに連続して成膜した。
保護膜の膜厚以外は例6と同様にして、反射型マスクブランクを作製した。例9では、Si/Mo多層反射膜の最上層であるSi層上に、Ru膜の下層とRh膜の上層とを有する2層構造の保護膜を形成した。より具体的には、イオンビームスパッタリング法を用いて保護膜の下層としてRu膜(膜厚1.1nm)を形成し、当該Ru膜の上に上層としてイオンビームスパッタリング法を用いてRh膜(膜厚1.6nm)を形成した。下層に用いられたRuは、k<-0.15n+0.16(n=屈折率;k=消衰係数)を満たす材料である(図4)。Si/Mo多層反射膜の成膜開始からRu膜の下層及びRh膜の上層成膜を完了するまで大気開放せずに連続して成膜した。
保護膜の膜厚以外は例6と同様にして、反射型マスクブランクを作製した。例10では、Si/Mo多層反射膜の最上層であるSi層上に、Ru膜の下層とRh膜の上層とを有する2層構造の保護膜を形成した。より具体的には、イオンビームスパッタリング法を用いて保護膜の下層としてRu膜(膜厚1.1nm)を形成し、当該Ru膜の上に上層としてイオンビームスパッタリング法を用いてRh膜(膜厚1.8nm)を形成した。下層に用いられたRuは、k<-0.15n+0.16(n=屈折率;k=消衰係数)を満たす材料である(図4)。Si/Mo多層反射膜の成膜開始からRu膜の下層及びRh膜の上層成膜を完了するまで大気開放せずに連続して成膜した。
保護膜の膜厚以外は例6と同様にして、反射型マスクブランクを作製した。例11では、Si/Mo多層反射膜の最上層であるSi層上に、Ru膜の下層とRh膜の上層とを有する2層構造の保護膜を形成した。より具体的には、イオンビームスパッタリング法を用いて保護膜の下層としてRu膜(膜厚1.1nm)を形成し、当該Ru膜の上に上層としてイオンビームスパッタリング法を用いてRh膜(膜厚2.0nm)を形成した。下層に用いられたRuは、k<-0.15n+0.16(n=屈折率;k=消衰係数)を満たす材料である(図4)。Si/Mo多層反射膜の成膜開始からRu膜の下層及びRh膜の上層成膜を完了するまで大気開放せずに連続して成膜した。
保護膜の膜厚以外は例6と同様にして、反射型マスクブランクを作製した。例12では、Si/Mo多層反射膜の最上層であるSi層上に、Ru膜の下層とRh膜の上層とを有する2層構造の保護膜を形成した。より具体的には、イオンビームスパッタリング法を用いて保護膜の下層としてRu膜(膜厚1.6nm)を形成し、当該Ru膜の上に上層としてイオンビームスパッタリング法を用いてRh膜(膜厚1.6nm)を形成した。下層に用いられたRuは、k<-0.15n+0.16(n=屈折率;k=消衰係数)を満たす材料である(図4)。Si/Mo多層反射膜の成膜開始からRu膜の下層及びRh膜の上層成膜を完了するまで大気開放せずに連続して成膜した。
保護膜の膜厚以外は例6と同様にして、反射型マスクブランクを作製した。例12では、Si/Mo多層反射膜の最上層であるSi層上に、Ru膜の下層とRh膜の上層とを有する2層構造の保護膜を形成した。より具体的には、イオンビームスパッタリング法を用いて保護膜の下層としてRu膜(膜厚1.6nm)を形成し、当該Ru膜の上に上層としてイオンビームスパッタリング法を用いてRh膜(膜厚1.8nm)を形成した。下層に用いられたRuは、k<-0.15n+0.16(n=屈折率;k=消衰係数)を満たす材料である(図4)。Si/Mo多層反射膜の成膜開始からRu膜の下層及びRh膜の上層成膜を完了するまで大気開放せずに連続して成膜した。
例14では、例1と同様にして形成されたSi/Mo多層反射膜の最上層であるSi層上に、Ru膜の下層とRh膜の上層とを有する2層構造の保護膜を形成した。より具体的には、イオンビームスパッタリング法を用いて保護膜の下層としてRu膜(膜厚0.9nm)を形成し、当該Ru膜の上に、マグネトロンスパッタリング法を用いて上層としてRh膜(膜厚1.6nm)を形成した。下層に用いられたRuは、k<-0.15n+0.16(n=屈折率;k=消衰係数)を満たす材料である(図4)。なお、本例では、Ru膜の下層形成後に一旦大気開放した。
例15では、例1と同様にして形成されたSi/Mo多層反射膜の最上層であるSi層上に、Ru膜の下層とRh膜の上層とを有する2層構造の保護膜を形成した。より具体的には、イオンビームスパッタリング法を用いて保護膜の下層としてRu膜(膜厚0.9nm)を形成し、当該Ru膜の上に、マグネトロンスパッタリング法を用いて上層としてRh膜(膜厚1.6nm)を形成した。下層に用いられたRuは、k<-0.15n+0.16(n=屈折率;k=消衰係数)を満たす材料である(図4)。なお、本例では、Ru膜の下層形成後に一旦大気開放した。
2 反射型マスク
10 基板
11 多層反射膜
12 保護膜
12L 保護膜の下層
12U 保護膜の上層
13 吸収膜
13a 開口パターン
14 エッチングマスク膜
Claims (14)
- 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光を吸収する吸収膜とを下から上にこの順で有する、EUVリソグラフィ用反射型マスクブランクであって、
前記保護膜が、
Rh、又はRhと、N、O、C、B、Ru、Nb、Mo、Ta、Ir、Pd、Zr及びTiからなる群から選択される少なくとも1つの元素とを含む、Rhを50~100原子%含むロジウム系材料からなる上層と、
Ru、Nb、Mo、Zr、Y、C及びBからなる群から選択される少なくとも1つの元素を含み、EUV域において下式(I)
k<-0.15n+0.16・・・(I)
〔式中、nは屈折率であり、kは消衰係数である〕を満たす下層とを備えた、反射型マスクブランク。 - 前記下層は、Ru及びNbからなる群から選択される少なくとも1つの元素を含む、請求項1に記載の反射型マスクブランク。
- 前記下層の屈折率nは、0.92以下である、請求項1又は2に記載の反射型マスクブランク。
- 前記下層はRuを含む、請求項1又は2に記載の反射型マスクブランク。
- 前記上層の厚みが0.5nm以上3.5nm以下であり、
前記下層の厚みが0.4nm以上2.5nm以下である、請求項1又は2に記載の反射型マスクブランク。 - 前記吸収膜は、
Ru、Ir、Pt、Pd、Au、Ta及びCrから選択される少なくとも1つの元素と、
O、B及びCから選択される少なくとも1つの非金属元素とを含む、請求項1又は2に記載の反射型マスクブランク。 - 前記吸収膜の上にエッチングマスク膜を有し、
前記エッチングマスク膜が、Al、Hf、Y、Cr、Nb、Ti、Mo、Ta及びSiからなる群から選択される少なくとも1つの元素を含む、請求項1又は2に記載の反射型マスクブランク。 - 請求項1又は2に記載の反射型マスクブランクの前記吸収膜に、パターンが形成されている、反射型マスク。
- 基板上に、
EUV光を反射する多層反射膜を形成し、
前記多層反射膜を保護する保護膜を形成し、
前記EUV光を吸収する吸収膜を形成することを含み、
前記保護膜の形成が、
(i)Ru、Nb、Mo、Zr、Y、C及びBからなる群から選択される少なくとも1つの元素を含み、EUV域において下式(I)
k<-0.15n+0.16(I)
〔式中、nは屈折率であり、kは消衰係数である〕を満たす下層と、
(ii)Rh、又はRhと、N、O、C、B、Ru、Nb、Mo、Ta、Ir、Pd、Zr及びTiからなる群から選択される少なくとも1つの元素とを含む、Rhを50~100原子%含むロジウム系材料からなる上層とを形成することを含む、反射型マスクブランクの製造方法。 - 前記保護膜の前記下層形成開始から前記保護膜の前記上層形成を完了するまでは大気開放せずに連続して成膜する、請求項9記載の反射型マスクブランクの製造方法。
- 前記多層反射膜の形成開始から前記保護膜の前記下層及び前記上層形成を完了するまでは大気開放せずに連続して成膜する、請求項10記載の反射型マスクブランクの製造方法。
- 前記保護膜の前記下層及び前記上層をそれぞれ、マグネトロンスパッタリング法又はイオンビームスパッタリング法を用いて成膜する、請求項10又は11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、並びに前記保護膜の前記下層及び前記上層をそれぞれ、マグネトロンスパッタリング法又はイオンビームスパッタリング法を用いて成膜する、請求項11記載の反射型マスクブランクの製造方法。
- 請求項9に記載の製造方法を用いて反射型マスクブランクを準備し、
前記吸収膜に開口パターンを形成することを含む、反射型マスクの製造方法。
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