JPWO2010050520A1 - Euvリソグラフィ用反射型マスクブランク - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献2には、マスクパターンの検査光の波長域(190nm〜260nm)に対する反射率を調整するために、吸収体層上に金属、珪素(Si)、酸素(O)および窒素(N)からなる低反射層を設けることが好ましいとされている。
しかしながら、マスク作製プロセスおよびパターン転写プロセスにおいて、マスクパターン検査波長(190〜260nm)の反射率だけでなく、400〜1200nmの波長に対する反射率も重要である。400〜1200nmの波長を有する光は、マスクの搬送時やハンドリング時の「位置センサー」として通常用いられており、所望の反射率範囲にない場合、基板位置精度の悪化すなわちパターン精度の悪化という問題が生じる可能性がある。位置センサーとして使用される光の波長に対する反射率は、各プロセス(検査、パターン描画、エッチング、露光)で用いられる装置によって異なるが、一般的には、「405nmで40%未満」、「600〜650nmで30〜50%」、「800〜900nmで50%超」、「1000〜1200nmで90%未満」が求められることが多い。
前記低反射層が、タンタル(Ta)、酸素(O)および水素(H)を少なくとも含有し、
前記低反射層(TaOH膜)において、TaおよびOの合計含有率が85〜99.9at%(原子百分率、以下同じ)であり、Hの含有率が0.1〜15at%であることを特徴とするEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク(以下、「本発明のEUVマスクブランク」という。)を提供する。
なお、本発明において、組成比とは、原子比を意味する。
前記低反射層が、タンタル(Ta)、酸素(O)、窒素(N)および水素(H)を少なくとも含有し、
前記低反射層(TaONH膜)において、Ta、OおよびNの合計含有率が85〜99.9at%であり、Hの含有率が0.1〜15at%であることを特徴とするEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクを提供する。
本発明のEUVマスクブランクにおいて、前記低反射層(TaOH膜およびTaONH膜)の結晶構造が、アモルファスであることが好ましい。
本発明のEUVマスクブランクにおいて、前記低反射層(TaOH膜およびTaONH膜)の膜厚が、3〜30nmであることが好ましい。
本発明のEUVマスクブランクにおいて、前記吸収体層が、タンタル(Ta)を主成分とし、ハフニウム(Hf)、珪素(Si)、ジルコニウム(Zr)、ゲルマニウム(Ge)、硼素(B)、窒素(N)および水素(H)から選ばれる少なくとも1種類の元素を含んでも良い。
本発明のEUVマスクブランクにおいて、前記吸収体層は、酸素(O)の含有率が25at%未満であることが好ましい。
本発明のEUVマスクブランクにおいて、前記吸収体層および前記低反射層の膜厚が、30〜200nmであることが好ましい。
前記マスクパターンの検査光の波長(190〜260nm)に対する前記保護層表面での反射光と、前記低反射層(TaOH膜およびTaONH膜)表面での反射光と、のコントラストが、60%以上であることが好ましい。
本発明のEUVマスクブランクにおいて、前記低反射層中の水素の含有量は、前記吸収体層中の水素の含有量よりも、1at%以上多いことが好ましい。
前記低反射層が、ヘリウム(He)、アルゴン(Ar)、ネオン(Ne)、クリプトン(Kr)、キセノン(Xe)のうち少なくともひとつを含む不活性ガスと、酸素(O)および水素(H)を含む雰囲気中でTaターゲットを用いたスパッタリング法を行うことにより形成されることを特徴とするEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクの製造方法を提供する。
前記低反射層が、ヘリウム(He)、アルゴン(Ar)、ネオン(Ne)、クリプトン(Kr)、キセノン(Xe)のうち少なくともひとつを含む不活性ガスと、酸素(O)、窒素(N)および水素(H)を含む雰囲気中でTaターゲットを用いたスパッタリング法を行うことにより形成されることを特徴とするEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクの製造方法を提供する。
図1は、本発明のEUVマスクブランクの1実施形態を示す概略断面図である。図1に示すマスクブランク1は、基板11上にEUV光を反射する反射層12と、EUV光を吸収する吸収体層14とがこの順に形成されている。反射層12と吸収体層14との間には、吸収体層14へのパターン形成時に反射層12を保護するための保護層13が形成されている。吸収体層14上には、マスクパターンの検査光に対する低反射層15が形成されている。但し、本発明のEUVマスクブランク1において、図1に示す構成中、基板11、反射層12、吸収体層14および低反射層15のみが必須であり、保護層13は任意の構成要素である。
以下、マスクブランク1の個々の構成要素について説明する。
そのため、基板11は、低熱膨張係数(具体的には、20℃における熱膨張係数が0±0.05×10-7/℃であることが好ましく、特に好ましくは0±0.03×10-7/℃)を有し、平滑性、平坦度、およびマスクブランクまたはパターン形成後のフォトマスクの洗浄等に用いる洗浄液への耐性に優れたものが好ましい。基板11としては、具体的には低熱膨張係数を有するガラス、例えばSiO2−TiO2系ガラス等を用いるが、これに限定されず、β石英固溶体を析出した結晶化ガラスや石英ガラスやシリコンや金属などの基板を用いることもできる。
水素分子を導入したガラス試料を昇温脱離分析装置内に入れ、その測定室内部を5×10−7Pa以下まで真空引きした後ガラス試料を加熱し、発生したガスの質量数を分析装置内部に設置された質量分析計にて測定する。水素分子の脱離プロファイルにおいて、420℃付近を最大とし200〜800℃付近にピークが観測される。また水分子の脱離プロファイルにおいて150℃付近を最大とし100〜200℃付近に観測されたピークは、ガラス表面に物理吸着した水が脱離したものによると考えられる。
よって、420℃付近を最大とし200〜800℃付近に観測されたピークは、ガラス中に導入した水素分子が脱離したことによるものと考えることができる。したがって、測定サンプルと水素濃度が既知の標準サンプルとの上記水素分子の脱離ピークの積分強度比より、測定サンプルの脱離した水素分子数を算出することができる。
例えば、標準サンプルとして水素イオン注入したシリコンを用いた場合、以下のような測定方法となる。1×1016個の水素イオン注入したシリコン(電子科学社製)を、同様に、昇温脱離分析装置内に入れ測定室内部を5×10−7Pa以下まで真空引きした後加熱した。550℃付近を最大とし350〜750℃付近に脱離ピークが観測された。このピークはシリコン中の1×1016個の水素イオンが脱離した際に発生したものである。
基板11の大きさや厚みなどはマスクの設計値等により適宜決定されるものである。後で示す実施例では外形6インチ(152mm)角で、厚さ0.25インチ(6.3mm)のSiO2−TiO2系ガラスを用いた。
基板11の反射層12が形成される側の表面には欠点が存在しないことが好ましい。しかし、存在している場合であっても、凹状欠点および/または凸状欠点によって位相欠点が生じないように、凹状欠点の深さおよび凸状欠点の高さが2nm以下であり、かつこれら凹状欠点および凸状欠点の半値幅が60nm以下であることが好ましい。
保護層13の厚さは1〜60nmであることが好ましい。
本発明のEUVマスクブランク1においては、EUV光の波長領域の光線を低反射層15表面に照射した際にも、波長13.5nm付近の最大光線反射率が0.5%以下であることが好ましく、0.1%以下であることがより好ましい。
吸収体層14に用いるTaを主成分とする材料は、Ta以外にハフニウム(Hf)、珪素(Si)、ジルコニウム(Zr)、ゲルマニウム(Ge)、硼素(B)、窒素(N)および水素(H)から選ばれる少なくとも1種類の元素を含んでも良い。Ta以外の上記の元素を含有する材料の具体例としては、例えば、TaN、TaNH、TaHf、TaHfN、TaBSi、TaBSiH、TaBSiN、TaBSiNH、TaB、TaBH、TaBN、TaBNH、TaSi、TaSiN、TaGe、TaGeN、TaZr、TaZrNなどが挙げられる。
ただし、吸収体層において、Bの含有量は3at%以下が好ましく、1at%以下がより好ましく、特にBを含まないことが好ましい。
例えば、吸収体層14として、マグネトロンスパッタリング法を用いてTaNH膜を形成する場合、以下の条件で実施すればよい。
スパッタリングターゲット:Taターゲット
スパッタガス:ArとN2とH2の混合ガス(H2ガス濃度1〜50vol%、好ましくは1〜30vol%、N2ガス濃度1〜80vol%、好ましくは5〜75vol%、Arガス濃度5〜95vol%、好ましくは10〜94vol%、ガス圧1.0×10-1Pa〜50×10-1Pa、好ましくは1.0×10-1Pa〜40×10-1Pa、より好ましくは1.0×10-1Pa〜30×10-1Pa。)
投入電力:30〜1000W、好ましくは50〜750W、より好ましくは80〜500W
成膜速度:0.5〜60nm/min、好ましくは1.0〜45nm/min、より好ましくは1.5〜30nm/min
マスクパターンの検査光の波長域(190〜260nm)に対して低反射層15表面の最大光線反射率が15%以下であれば、検査時のコントラストが良好である。具体的には、マスクパターンの検査光の波長域(190〜260nm)に対して、反射層12表面における反射光(反射層12上に保護層13が形成されている場合は保護層13表面における反射光)と、低反射層15表面における反射光と、のコントラストが60%以上となる。
コントラスト(%)=((R2−R1)/(R2+R1))×100
ここで、R2は検査光の波長に対する反射層12表面での反射率である。但し、反射層12上に保護層13が形成されている場合は保護層13表面での反射率である。R1は検査光の波長に対する低反射層15表面での反射率である。なお、上記R1およびR2は、図2に示すように、図1に示すEUVマスクブランク1の吸収体層14および低反射層15にパターンを形成した状態で測定する。上記R2は、図2中、パターン形成によって吸収体層14および低反射層15が除去され、外部に露出した反射層12表面または保護層13表面で測定した値であり、R1はパターン形成によって除去されずに残った低反射層15表面で測定した値である。
本発明において、上記式で表されるコントラストが65%以上であることがより好ましく、70%以上であることがさらに好ましい。
・405nm :<40%
・600〜650nm :30〜50%
・800〜900nm :>50%
・1000〜1200nm :<90%
上記の特性を達成するため、本発明のEUVマスクブランク1の低反射層15では、以下に述べる元素を特定の比率で含有することが好ましい。
Hの含有率が、0.1at%未満であると、マスク製造プロセスおよびパターン転写プロセスで必要とされる波長域(400〜1200nm)で所望の反射率を満たすことができない。また、HはEUV光の吸収係数が低い材料であるため、低反射層15のHの含有率が15at%超であると、吸収体層14のHの含有率や膜厚にもよるが、EUV光線反射率を0.5%以下とするのに必要な吸収体層14および低反射層15の膜厚の合計が大きくなってしまうため好ましくない。
なお、低反射層15がTaOH膜である場合、TaとOの組成(原子)比が1:8〜3:1であることが好ましい。
また、TaとOの合計含有率は、85〜99at%であることがより好ましく、85〜95at%であることがさらに好ましく、90〜95at%であることが特に好ましい。
またTaとOの組成比は、1:7〜2:1であることが好ましく、1:6〜1:1であることがさらに好ましく、1:5〜1:1であることが特に好ましい。
なお、低反射層15がTaONH膜である場合、Taと(O+N)の組成(原子)比が1:8〜3:1であることが好ましい。
低反射性能の点で、低反射層中のCrの含有量は3at%以下、2at%以下であることが好ましく、1at%以下であることが特に好ましい。また、低反射層中のTiの含有量は3at%以下、2at%以下であることが好ましく、1at%以下であることが特に好ましい。低反射層中のBの含有量は、5at%以下、3at%以下であることが好ましく、1at%以下、さらにBを含まないことが特に好ましい。また、低反射層中の水素の含有量は、吸収体層中の水素の含有量よりも、1at%以上、2.5at%以上、さらには4〜8at%多いことが低反射性能の点で好ましい。
低反射層15(TaOH膜、TaONH膜)がアモルファス構造の膜または微結晶構造の膜であることにより、低反射層15表面の表面粗さ(rms)が0.5nm以下であることが好ましい。ここで、吸収体層15表面の表面粗さは原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope)を用いて測定することができる。低反射層15表面の表面粗さが大きいと、低反射層15に形成されるパターンのエッジラフネスが大きくなり、パターンの寸法精度が悪くなる。パターンが微細になるに従いエッジラフネスの影響が顕著になるため、低反射層15表面は平滑であることが要求される。
低反射層15表面の表面粗さ(rms)が0.5nm以下であれば、低反射層15表面が十分平滑であるため、エッジラフネスの影響によってパターンの寸法精度が悪化するおそれがない。低反射層15表面の表面粗さ(rms)は0.4nm以下であることがより好ましく、0.3nm以下であることがさらに好ましい。
また、低反射層は、吸収体層の表面を、酸素プラズマ処理などにより酸化して作成してもよい。
また、低反射層15の膜厚が吸収体層14の膜厚よりも大きいと、吸収体層14でのEUV光吸収特性が低下するおそれがあるので、低反射層15の膜厚は吸収体層の膜厚よりも小さいことが好ましい。このため、低反射層15の厚さは3〜30nmであることが好ましく、5〜20nmであることがより好ましい。
また、低反射層15は、吸収体層と直接接していることが低反射性能の点で好ましい。
低反射層15がTaOH膜である場合、ヘリウム(He)、アルゴン(Ar)、ネオン(Ne)、クリプトン(Kr)、キセノン(Xe)のうち少なくともひとつを含む不活性ガスと、酸素(O)および水素(H)を含む雰囲気中でTaターゲットを放電させることによって形成する。
一方、低反射層15がTaONH膜である場合、ヘリウム(He)、アルゴン(Ar)、ネオン(Ne)、クリプトン(Kr)、キセノン(Xe)のうち少なくともひとつを含む不活性ガスと、酸素(O)、窒素(N)および水素(H)を含む雰囲気中でTaターゲットを放電させることによって形成する。
低反射層15(TaOH膜)の成膜条件
スパッタガス:ArとO2とH2混合ガス(H2ガス濃度1〜50vol%、好ましくは1〜30vol%、O2ガス濃度1〜80vol%、好ましくは5〜75vol%、Arガス濃度5〜95vol%、好ましくは10〜94vol%、ガス圧1.0×10-1Pa〜50×10-1Pa、好ましくは1.0×10-1Pa〜40×10-1Pa、より好ましくは1.0×10-1Pa〜30×10-1Pa。)
投入電力:30〜1000W、好ましくは50〜750W、より好ましくは80〜500W
成膜速度:0.01〜60nm/min、好ましくは0.05〜45nm/min、より好ましくは0.1〜30nm/min
なお、Ar以外の不活性ガスを使用する場合、その不活性ガスの濃度が上記したArガス濃度と同じ濃度範囲にする。
低反射層15(TaONH膜)の成膜条件
スパッタガス:ArとO2とN2とH2の混合ガス(H2ガス濃度1〜50vol%、好ましくは1〜30vol%、O2ガス濃度1〜80vol%、好ましくは5〜75vol%、N2ガス濃度1〜80vol%、好ましくは5〜75vol%、Arガス濃度5〜95vol%、好ましくは10〜89vol%、ガス圧1.0×10-1Pa〜50×10-1Pa、好ましくは1.0×10-1Pa〜40×10-1Pa、より好ましくは1.0×10-1Pa〜30×10-1Pa。)
投入電力:30〜1000W、好ましくは50〜750W、より好ましくは80〜500W
成膜速度:0.01〜60nm/min、好ましくは0.05〜45nm/min、より好ましくは0.1〜30nm/min
なお、Ar以外の不活性ガスを使用する場合、その不活性ガスの濃度が上記したArガス濃度と同じ濃度範囲にする。
高誘電性コーティングは、公知の成膜方法、例えば、マグネトロンスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法といったスパッタリング法、CVD法、真空蒸着法、又は電解メッキ法を用いて形成することができる。
実施例1
本実施例では、図1に示すEUVマスクブランク1を作製した。
成膜用の基板11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)を使用した。このガラス基板の熱膨張率は0.2×10-7/℃、ヤング率は67GPa、ポアソン比は0.17、比剛性は3.07×107m2/s2である。このガラス基板を研磨により、表面粗さ(rms)が0.15nm以下の平滑な表面と100nm以下の平坦度に形成した。
平板形状をした通常の静電チャックに、形成したCr膜を用いて基板11(外形6インチ(152mm)角、厚さ6.3mm)を固定して、該基板11の表面上にイオンビームスパッタリング法を用いてSi膜およびMo膜を交互に成膜することを40周期繰り返すことにより、合計膜厚272nm((4.5nm+2.3nm)×40)のSi/Mo多層反射膜(反射層12)を形成した。
さらに、Si/Mo多層反射膜(反射層12)上に、イオンビームスパッタリング法を用いてRu膜(膜厚2.5nm)と成膜することにより、保護層13を形成した。
Si膜の成膜条件
ターゲット:Siターゲット(ホウ素ドープ)
スパッタガス:Arガス(ガス圧0.02Pa)
電圧:700V
成膜速度:0.077nm/sec
膜厚:4.5nm
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0.02Pa)
電圧:700V
成膜速度:0.064nm/sec
膜厚:2.3nm
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0.02Pa)
電圧:500V
成膜速度:0.023nm/sec
膜厚:2.5nm
吸収体層14(TaNH膜)は以下の方法で成膜した。膜組成は、X線光電子分光装置(X−ray Photoelectron Spectrometer)(PERKIN ELEMER−PHI社製)、二次イオン質量分析装置(Secondary Ion Mass Spectrometer)(PHI−ATOMIKA製)、ラザフォード後方散乱分光装置(Rutherford Back Scattering Spectroscopy)(神戸製鋼社製)を用いて測定する。吸収体層の組成は、Ta:N:H=55:42:3である。吸収体層におけるO含有率は0.05at%以下である。
吸収体層14(TaNH膜)の成膜条件
ターゲット:Taターゲット
スパッタガス:ArとN2とH2の混合ガス(Ar:89vol%、N2:8.3vol%、H2:2.7vol%、ガス圧:0.46Pa)
投入電力:300W
成膜速度:1.5nm/min
膜厚:70nm
低反射層15(TaONH膜)の成膜条件は以下の通りである。
低反射層15(TaONH膜)の成膜条件
ターゲット:Taターゲット
スパッタガス:ArとO2とN2とH2の混合ガス(Ar:48vol%、O2:36vol%、N2:14vol%、H2:2vol%、ガス圧:0.3Pa)
投入電力:450W
成膜速度:1.5nm/min
膜厚:10nm
(1)膜組成
低反射層15(TaONH膜)の組成を、X線光電子分光装置(X−ray Photoelectron Spectrometer)(PERKIN ELEMER−PHI社製)、ラザフォード後方散乱分光装置(Rutherford Back Scattering Spectroscopy)(神戸製鋼社製)を用いて測定する。低反射層の組成比(at%)は、Ta:O:N:H=22:65:5:8である。
吸収体層15(TaONH膜)の結晶状態を、X線回折装置(X−Ray Diffractmeter)(RIGAKU社製)で確認した。得られる回折ピークにはシャープなピークが見られないことから、低反射層15(TaONH膜)の結晶状態がアモルファス構造または微結晶構造であることを確認した。
低反射層15(TaONH膜)の表面粗さは、原子間力顕微鏡(SII社製、SPI−3800)を用いて、dynamic force modeで測定する。表面粗さの測定領域は1μm×1μmであり、カンチレバーには、SI−DF40(SII社製)を用いる。低反射層の表面粗さ(rms)は0.30nmである。
本実施例では、保護層13(Ru膜)まで形成した段階で、該保護層13表面におけるマスクパターンの検査光(波長257nm)の反射率を分光光度計(HITACH UV−4100)を用いて測定した。また、低反射層15(TaONH膜)を形成した後、該低反射層表面におけるマスクパターンの検査光の反射率を測定した。その結果、保護層13層表面での波長257nmに対する反射率は、56.0%であった。一方、低反射層15(TaONH膜)表面での波長257nmに対する反射率は、6.2%であり、15%以下であった。これらの結果と上記した式を用いてコントラストを求めたところ、波長257nmにおけるコントラストは79.9%であった。
マスクパターンの検査光の波長に対して、保護層13表面と低反射層15表面のコントラストは70%以上であり、十分なコントラストが得られた。得られたEUVマスクブランク1について、低反射層15(TaONH膜)表面にEUV光(波長13.5nm)を照射してEUV光の反射率を測定する。その結果、EUV光の反射率は0.4%である。
低反射層15(TaONH膜)表面の、400〜1200nmの波長に対する反射率を分光光度計(HITACH UV−4100)を用いて測定した。所定の波長に対する反射率は下記の通りであった。
[目標値]
・405nm :<40%
・600〜650nm :30〜50%
・800〜900nm :>50%
・1000〜1200nm :<90%
[測定結果]
・405nm :27%
・600〜650nm :44〜46%
・800〜900nm :51〜55%
・1000〜1200nm :<65%
いずれの波長に対しても、目標値の範囲内の反射率であった。
本実施例では、低反射層15をTaOHとした以外は、実施例1と同様の手順で実施し、基板11上に反射層12、保護層13、吸収体層14(TaNH)、低反射層15(TaOH)がこの順で形成されたEUVマスクブランク1を得る。低反射層15(TaOH)の組成比(at%)は、実施例1と同様の方法で測定した結果、Ta:O:H=30:61:9である。
低反射層15(TaOH)の成膜条件は以下の通りである。
低反射層15(TaOH膜)の成膜条件
ターゲット:Taターゲット
スパッタガス:ArとO2とH2混合ガス(Ar:60vol%、O2:37.3vol%、H2:2.7vol%、ガス圧:0.3Pa)
投入電力:450W
成膜速度:2.0nm/sec
膜厚:10nm
上記の手順で得られた低反射層15(TaOH膜)の結晶状態を、実施例1と同様の手順で調べたところ、結晶状態がアモルファス構造または微結晶構造であることを確認する。
次に、上記の手順で得られるEUVブランクスに対して、実施例1と同様に反射特性を評価する。低反射層15(TaOH膜)表面での波長257nmに対する反射率を実施例1と同様に評価したところ、5.9%であり、15%以下である。これらの結果から、波長257nmにおけるコントラストは80.9%である。
マスクパターンの検査光の波長に対して、保護層13表面と低反射層15表面のコントラストは70%以上であり、十分なコントラストが得られる。得られたEUVマスクブランク1について、低反射層15(TaOH膜)表面にEUV光(波長13.5nm)を照射してEUV光の反射率を測定する。その結果、EUV光の反射率は0.5%である。
次に、低反射層15(TaOH膜)表面の、400〜1200nmの波長に対する反射率を実施例1と同様に評価する。所定の波長に対する反射率は下記の通りである。
[目標値]
・405nm :<40%
・600〜650nm :30〜50%
・800〜900nm :>50%
・1000〜1200nm :<90%
[測定結果]
・405nm :31%
・600〜650nm :42〜45%
・800〜900nm :51〜56%
・1000〜1200nm :<65%
いずれの波長に対しても、目標値の範囲内の反射率である。
本実施例では、吸収体層14をTaN膜とする以外は、実施例1と同様の手順で実施する。吸収体層14(TaN)の組成比(at%)は、実施例1と同様の方法で測定した結果、Ta:N=55:45である。吸収体層におけるO含有率は0.05at%以下である。
吸収体層14(TaN)の成膜条件は以下の通りである。
TaN層の成膜条件
ターゲット:Taターゲット
スパッタガス:ArとN2の混合ガス(Ar:86vol%、N2:14vol%、ガス圧:0.37Pa)
投入電力:300W
成膜速度:1.1nm/min
膜厚:60nm
次に、吸収体層14上に、低反射層15(TaONH)を実施例1と同様の手順で形成し、基板11上に反射層12、保護層13、吸収体層14(TaN)、低反射層15(TaONH)がこの順で形成されたEUVマスクブランク1を得る。
上記の手順で得られるEUVブランクスに対して、実施例1と同様に反射特性を評価する。低反射層15(TaONH膜)表面での波長257nmに対する反射率を実施例1と同様に評価したところ、6.0%であり、15%以下である。これらの結果から、波長257nmにおけるコントラストは80.6%である。
マスクパターンの検査光の波長に対して、保護層13表面と低反射層15表面のコントラストは70%以上であり、十分なコントラストが得られる。得られたEUVマスクブランク1について、低反射層15(TaONH膜)表面にEUV光(波長13.5nm)を照射してEUV光の反射率を測定する。その結果、EUV光の反射率は0.5%である。
[目標値]
・405nm :<40%
・600〜650nm :30〜50%
・800〜900nm :>50%
・1000〜1200nm :<90%
[測定結果]
・405nm :30%
・600〜650nm :43〜46%
・800〜900nm :51〜56%
・1000〜1200nm :<65%
いずれの波長に対しても、目標値の範囲内の反射率である。
本実施例では、吸収体層14をTaN膜とする以外は、実施例2と同様の手順で実施する。吸収体層14(TaN膜)は、実施例3と同様の手順で作製し、基板11上に反射層12、保護層13、吸収体層14(TaN)、低反射層15(TaOH)がこの順で形成されたEUVマスクブランク1を得る。
上記の手順で得られるEUVブランクスに対して、実施例1と同様に反射特性を評価する。低反射層15(TaOH膜)表面での波長257nmに対する反射率を実施例1と同様に評価したところ、6.1%であり、15%以下である。これらの結果から、波長257nmにおけるコントラストは80.3%である。
マスクパターンの検査光の波長に対して、保護層13表面と低反射層15表面のコントラストは70%以上であり、十分なコントラストが得られる。得られたEUVマスクブランク1について、低反射層15(TaOH膜)表面にEUV光(波長13.5nm)を照射してEUV光の反射率を測定する。その結果、EUV光の反射率は0.4%である。
次に、低反射層15(TaOH膜)表面の、400〜1200nmの波長に対する反射率を実施例1と同様に評価する。所定の波長に対する反射率は下記の通りである。
[目標値]
・405nm :<40%
・600〜650nm :30〜50%
・800〜900nm :>50%
・1000〜1200nm :<90%
[測定結果]
・405nm :30%
・600〜650nm :42〜46%
・800〜900nm :51〜57%
・1000〜1200nm :<65%
いずれの波長に対しても、目標値の範囲内の反射率である。
本実施例では、吸収体層14をTaBN膜とする以外は、実施例1と同様の手順で実施する。吸収体層14(TaBN)の組成比(at%)は、実施例1と同様の方法で測定した結果、Ta:B:N=50:10:40である。吸収体層におけるO含有率は0.05at%以下である。
吸収体層14(TaBN)の成膜条件は以下の通りである。
TaBN層の成膜条件
ターゲット:TaB化合物ターゲット(組成比:Ta80at%、B20at%)
スパッタガス:ArとN2の混合ガス(Ar:80vol%、N2:20vol%、ガス圧:0.46Pa)
投入電力:300W
成膜速度:1.2nm/min
膜厚:60nm
次に、吸収体層14上に、低反射層15(TaONH)を実施例1と同様の手順で形成し、基板11上に反射層12、保護層13、吸収体層14(TaBN)、低反射層15(TaONH)がこの順で形成されたEUVマスクブランク1を得る。
上記の手順で得られるEUVブランクスに対して、実施例1と同様に反射特性を評価する。低反射層15(TaONH膜)表面での波長257nmに対する反射率を実施例1と同様に評価したところ、6.3%であり、15%以下である。これらの結果から、波長257nmにおけるコントラストは79.7%である。
次に、低反射層15(TaONH膜)表面の、400〜1200nmの波長に対する反射率を実施例1と同様に評価する。所定の波長に対する反射率は下記の通りである。
[目標値]
・405nm :<40%
・600〜650nm :30〜50%
・800〜900nm :>50%
・1000〜1200nm :<90%
[測定結果]
・405nm :29%
・600〜650nm :42〜46%
・800〜900nm :51〜56%
・1000〜1200nm :<65%
いずれの波長に対しても、目標値の範囲内の反射率である。
本実施例では、吸収体層14をTaBNH膜とする以外は、実施例1と同様の手順で実施する。吸収体層14(TaBNH)の組成比(at%)は、実施例1と同様の方法で測定した結果、Ta:B:N:H=60:3:33:4である。吸収体層におけるO含有率は0.05at%以下である。
吸収体層14(TaBNH)の成膜条件は以下の通りである。
TaBNH層の成膜条件
ターゲット:TaB化合物ターゲット(組成比:Ta80at%、B20at%)
スパッタガス:ArとN2とH2の混合ガス(Ar:80vol%、N2:17.3vol%、H2:2.7vol%、ガス圧:0.46Pa)
投入電力:300W
成膜速度:1.5nm/min
膜厚:60nm
次に、吸収体層14上に、低反射層15(TaONH)を実施例1と同様の手順で形成し、基板11上に反射層12、保護層13、吸収体層14(TaBNH)、低反射層15(TaONH)がこの順で形成されたEUVマスクブランク1を得る。
上記の手順で得られるEUVブランクスに対して、実施例1と同様に反射特性を評価する。低反射層15(TaONH膜)表面での波長257nmに対する反射率を実施例1と同様に評価したところ、6.2%であり、15%以下である。これらの結果から、波長257nmにおけるコントラストは80.0%である。
次に、低反射層15(TaONH膜)表面の、400〜1200nmの波長に対する反射率を実施例1と同様に評価する。所定の波長に対する反射率は下記の通りである。
[目標値]
・405nm :<40%
・600〜650nm :30〜50%
・800〜900nm :>50%
・1000〜1200nm :<90%
[測定結果]
・405nm :31%
・600〜650nm :42〜47%
・800〜900nm :51〜55%
・1000〜1200nm :<65%
いずれの波長に対しても、目標値の範囲内の反射率である。
本比較では、低反射層15を水素(H)を含まず、タンタル(Ta)と酸素(O)と窒素(N)を含むTaON膜とした以外は、実施例1と同様の手順で実施した。低反射層15の組成比(at%)は、実施例1と同様の方法で測定した結果、Ta:O:N=24:70:6であった。
低反射層15(TaON膜)の成膜条件は以下の通りである。
低反射層15(TaON膜)の成膜条件
ターゲット:Taターゲット
スパッタガス:ArとO2とN2の混合ガス(Ar:36vol%、O2:50vol%、N2:14vol%、ガス圧:0.3Pa)
投入電力:450W
成膜速度:1.1nm/min
膜厚:10nm
低反射層15(TaON膜)表面での、波長257nmに対する反射率は、9.0%であり、15%以下であった。これらの結果と上記した式を用いてコントラストを求めたところ、波長257nmにおけるコントラストは72.3%であった。マスクパターンの検査光の波長に対して、保護層13表面と低反射層15表面のコントラストは70%以上であり、十分なコントラストが得られた。
低反射層15(TaON膜)表面での、波長400〜1200nmに対する反射率は、下記の通りであった。
[目標値]
・405nm :<40%
・600〜650nm :30〜50
・800〜900nm :>50%
・1000〜1200nm :<90%
[測定結果]
・405nm :31%
・600〜650nm :41〜44%
・800〜900nm :49〜53%
・1000〜1200nm :<65%
波長800〜900nmに対して、十分な反射率が得られなかった。
なお、2008年10月30日に出願された日本特許出願2008−279899号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
11:基板
12:反射層(多層反射膜)
13:保護層
14:吸収体層
15:低反射層
Claims (20)
- 基板上に、EUV光を反射する反射層と、EUV光を吸収する吸収体層と、マスクパターンの検査光(波長190〜260nm)に対する低反射層と、が、この順に形成されたEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクであって、
前記低反射層が、タンタル(Ta)、酸素(O)および水素(H)を少なくとも含有し、
前記低反射層において、TaおよびOの合計含有率が85〜99.9at%であり、Hの含有率が0.1〜15at%であることを特徴とするEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。 - 前記低反射層において、TaとOの組成比がTa:O=1:8〜3:1である請求項1に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。
- 基板上に、EUV光を反射する反射層と、EUV光を吸収する吸収体層と、マスクパターンの検査光(波長190〜260nm)に対する低反射層と、が、この順に形成されたEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクであって、
前記低反射層が、タンタル(Ta)、酸素(O)、窒素(N)および水素(H)を少なくとも含有し、
前記低反射層において、Ta、OおよびNの合計含有率が85〜99.9at%であり、Hの含有率が0.1〜15at%であることを特徴とするEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。 - 前記低反射層において、Taと(O+N)の組成比がTa:(O+N)=1:8〜3:1である請求項3に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。
- 前記低反射層表面の表面粗さ(rms)が、0.5nm以下である請求項1ないし4のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。
- 前記低反射層表面の結晶構造が、アモルファスである請求項1ないし5のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。
- 前記低反射層の膜厚が、3〜30nmである請求項1ないし6のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。
- 前記吸収体層が、タンタル(Ta)を主成分とする請求項1ないし7のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。
- 前記吸収体層が、タンタル(Ta)を主成分とし、ハフニウム(Hf)、珪素(Si)、ジルコニウム(Zr)、ゲルマニウム(Ge)、硼素(B)、窒素(N)および水素(H)から選ばれる少なくとも1種類の元素を含む請求項1ないし8のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。
- 前記吸収体層は、酸素(O)の含有率が25at%未満である請求項1ないし9のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。
- 前記吸収体層および前記低反射層の合計膜厚が、30〜200nmである請求項1ないし10のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。
- 前記反射層と前記吸収体層との間に、前記吸収体層へのパターン形成時に前記反射層を保護するための保護層が形成されており、
前記マスクパターンの検査光の波長(190〜260nm)に対する前記保護層表面での反射光と、前記低反射層表面での反射光と、のコントラストが、60%以上である請求項1ないし11のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。 - 前記低反射層中の水素の含有量は、前記吸収体層中の水素の含有量よりも、1at%以上多い請求項1ないし12のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。
- 前記マスクパターンの検査光の波長(190〜260nm)に対する、前記低反射層表面の反射率が15%以下である請求項1ないし13のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。
- 前記低反射層が、ヘリウム(He)、アルゴン(Ar)、ネオン(Ne)、クリプトン(Kr)、キセノン(Xe)のうち少なくともひとつを含む不活性ガスと、酸素(O)および水素(H)を含む雰囲気中でTaターゲットを用いたスパッタリング法を行うことにより形成される請求項1または2に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。
- 前記低反射層が、ヘリウム(He)、アルゴン(Ar)、ネオン(Ne)、クリプトン(Kr)、キセノン(Xe)のうち少なくともひとつを含む不活性ガスと、酸素(O)、窒素(N)および水素(H)を含む雰囲気中でTaターゲットを用いたスパッタリング法を行うことにより形成される請求項3または4に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランク。
- 基板上に、EUV光を反射する反射層、EUV光を吸収する吸収体層、および、マスクパターンの検査光(波長190〜260nm)に対する低反射層をこの順に形成することによりEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクを製造する方法であって、
前記低反射層が、ヘリウム(He)、アルゴン(Ar)、ネオン(Ne)、クリプトン(Kr)、キセノン(Xe)のうち少なくともひとつを含む不活性ガスと、酸素(O)および水素(H)を含む雰囲気中でTaターゲットを用いたスパッタリング法を行うことにより形成されることを特徴とするEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクの製造方法。 - 基板上に、EUV光を反射する反射層、EUV光を吸収する吸収体層、および、マスクパターンの検査光(波長190〜260nm)に対する低反射層をこの順に形成することによりEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクを製造する方法であって、
前記低反射層が、ヘリウム(He)、アルゴン(Ar)、ネオン(Ne)、クリプトン(Kr)、キセノン(Xe)のうち少なくともひとつを含む不活性ガスと、酸素(O)、窒素(N)および水素(H)を含む雰囲気中でTaターゲットを用いたスパッタリング法を行うことにより形成されることを特徴とするEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクの製造方法。 - 請求項1〜16のいずれかに記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクブランクの吸収体層および低反射層にパターニングを施したことを特徴とするEUVリソグラフィ用反射型マスク。
- 請求項19に記載のEUVリソグラフィ用反射型マスクを用いて、被露光体に露光を行うことにより半導体集積回路を製造することを特徴とする半導体集積回路の製造方法。
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