KR20140104375A

KR20140104375A - Euv 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크 및 그 마스크 블랭크용 반사층 형성 기판

Info

Publication number: KR20140104375A
Application number: KR1020140019040A
Authority: KR
Inventors: 다케루 기노시타
Original assignee: 아사히 가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2013-02-20
Filing date: 2014-02-19
Publication date: 2014-08-28
Also published as: TW201443552A; US9261773B2; JP2014160752A; US20140234756A1

Abstract

(과제) Mo/Si 다층 반사막에 있어서의, EUV 광 반사율의 입사각도 의존성 및 막 응력이 개선된 EUVL 용 마스크 블랭크, 그리고 그 마스크 블랭크용의 반사층 형성 기판의 제공.
(해결수단) 기판 상에 EUV 광을 반사하는 반사층이 형성된 EUV 리소그래피 (EUVL) 용 반사층 형성 기판으로서, 상기 반사층은, 상기 기판 상에, Mo 층과 Si 층이 교대로 복수 회 적층된 제 2 다층 반사막과, 상기 제 2 다층 반사막 상에 적층된 조정층과, 상기 조정층 상에, Mo 층과 Si 층이 교대로 복수 회 적층된 제 1 다층 반사막을 갖고, 상기 제 1 다층 반사막은, 인접하는 1 조의, Mo 층과 Si 층의 합계 막두께인 제 1 주기장 (d₁) 이 6.8 ㎚ ≤ d₁ ≤ 7.2 ㎚ 의 관계로 20 ∼ 36 조 적층되고, 상기 조정층은, Mo 층과 Si 층이 1 조 이상 교대로 적층되고, 인접하는 Mo 층과 Si 층의 합계 막두께 (d₃) 가 d₃ ≤ 0.8d₁ 또는 1.2d₁ ≤ d₃ 을 만족하며, 또한, 조정층 전체의 막두께 (L) 가 (0.3＋i)d₁ ≤ L ≤ (0.7＋i)d₁ (단, i 는 0 이상의 정수) 이고,
상기 제 2 다층 반사막은, 인접하는 1 조의, Mo 층과 Si 층의 합계 막두께인 제 2 주기장 (d₂) 이 0.9d₁ ≤ d₂ ≤ 1.1d₁ 의 관계로 3 ∼ 31 조 적층되고, 상기 제 1 주기장 (d₁) 에 대한, 상기 제 1 다층 반사막에 있어서의 Mo 층의 막두께의 비가 0.25 ∼ 0.55 이고, 상기 제 2 주기장 (d₂) 에 대한, 상기 제 2 다층 반사막에 있어서의 Mo 층의 막두께의 비가 0.25 ∼ 0.55 이고, 상기 반사층의 전체 막두께가 600 ㎚ 이하인, EUVL 용 반사층 형성 기판.

Description

EUV 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크 및 그 마스크 블랭크용 반사층 형성 기판{REFLECTIVE MASK BLANK FOR EUV LITHOGRAPHY, AND REFLECTIVE LAYER-COATED SUBSTRATE FOR EUV LITHOGRAPHY}

본 발명은, 반도체 제조 등에 사용되는 EUV (Extreme Ultraviolet : 극단 자외) 리소그래피용 반사형 마스크 블랭크 (이하, 본 명세서에 있어서 「EUVL 용 마스크 블랭크」라고도 한다) 에 관한 것이다.

또한 본 발명은, EUV 리소그래피 (EUVL) 용 반사층 형성 기판에 관한 것이다. EUVL 용 반사층 형성 기판은, EUVL 용 마스크 블랭크의 전구체로서 사용된다.

종래 반도체 산업에 있어서, 실리콘 기판 등에 미세한 패턴으로 이루어지는 집적 회로를 형성하는 데 있어서 필요한 미세 패턴의 전사 기술로서, 가시광이나 자외광을 사용한 포토리소그래피법이 사용되어 왔다. 그러나, 반도체 디바이스의 미세화가 가속되고 있는 한편으로, 종래의 포토리소그래피법의 한계에 근접하게 되었다. 포토리소그래피법의 경우, 패턴의 해상 한계는 노광 파장의 1/2 정도이고, 액침법을 사용해도 노광 파장의 1/4 정도로 여겨지고 있으며, ArF 레이저 (파장 : 193 ㎚) 의 액침법을 사용해도 그 노광 파장은 45 ㎚ 정도가 한계일 것으로 예상된다. 그래서 45 ㎚ 보다 짧은 파장을 사용하는 차세대의 노광 기술로서, ArF 레이저보다 더욱 단파장의 EUV 광을 사용한 노광 기술인 EUV 리소그래피가 유망시되고 있다. 본 명세서에 있어서 EUV 광이란, 연 X 선 영역 또는 진공 자외선 영역의 파장의 광선을 가리키고, 구체적으로는 파장 10 ∼ 20 ㎚ 정도, 특히 13.5 ㎚ ± 0.3 ㎚ 정도의 광선을 가리킨다.

EUV 광은 모든 물질에 대하여 흡수되기 쉽고, 또한 이 파장에서 물질의 굴절률이 1 에 가깝기 때문에, 종래의 가시광 또는 자외광을 사용한 포토리소그래피와 같은 굴절 광학계를 사용할 수 없다. 이 때문에, EUV 광 리소그래피에서는 반사 광학계, 즉 반사형 포토마스크와 미러가 사용된다.

마스크 블랭크는, 포토마스크 제조에 사용되는 패터닝 전의 적층체이다. EUVL 용 마스크 블랭크의 경우, 유리 등의 기판 상에 EUV 광을 반사하는 반사층과, EUV 광을 흡수하는 흡수층이 이 순서대로 형성된 구조를 갖고 있다.

상기 반사층과 흡수층 사이에는, 통상적으로 보호층이 형성된다. 그 보호층은, 흡수층에 패턴 형성할 목적으로 실시되는 에칭 프로세스에 의해 반사층이 데미지를 받지 않도록 그 반사층을 보호할 목적에서 형성된다.

반사층으로는, EUV 광에 대하여 저굴절률을 나타내는 층인 몰리브덴 (Mo) 층과 EUV 광에 대하여 고굴절률을 나타내는 층인 규소 (Si) 층을 교대로 적층함으로써, EUV 광을 층 표면에 조사했을 때의 광선 반사율이 높아진 Mo/Si 다층 반사막이 통상 사용된다.

흡수층에는 EUV 광에 대한 흡수 계수가 높은 재료, 구체적으로는 예를 들어, 크롬 (Cr) 이나 탄탈 (Ta) 을 주성분으로 하는 재료가 사용된다.

EUV 리소그래피에 사용하는 노광 장치의 고 NA (개구수) 화에 수반하여, 반사 광학계에서 사용하는 미러 표면에 있어서의 반사율의 입사각도 의존성이 문제가 되고 있다 (특허문헌 1 참조).

이러한 반사율의 입사각도 의존성은, 반사형 포토마스크 및 그것의 전구체인 마스크 블랭크에 있어서도 문제가 된다.

예를 들어, NA 가 현행의 0.33 에서 0.45 의 사양으로 된 경우, EUV 광의 입사각도 (θ) 는 ±11°에서 ±15°까지 확장시켜 반사율 특성을 만족시키는 것이 필요하게 된다. 이 경우에 요구되는 반사율 특성의 지표는 아직 제시되어 있지 않지만, 적어도, 파장 13.2 ㎚ 에서 13.8 ㎚ 사이의 일 파장에 있어서, -15°≤ θ ≤ ＋15°의 범위 전부에서 EUV 광 반사율이 50 ％ 이상은 필요하며, 또한 상기 서술한 θ 의 범위에 있어서의 EUV 광 반사율의 변동폭이 작을 것이 요구된다. 구체적인 예를 들면, 적어도, 최소값을 R_min (％) 으로 할 때, 상기 서술한 θ 의 범위에 있어서의 EUV 광 반사율의 변동폭이 R_min × 1/10 이내인 것이 요구된다.

또한, 반사 광학계에서 사용하는 미러에 있어서도, 반사층으로서 Mo/Si 다층 반사막이 사용되는데, Mo/Si 다층 반사막의 경우, 그 구조에 기초한 내부 응력에 의해서 발생하는 기판의 변형이 문제가 되고 있다 (특허문헌 2 참조).

그리고, 반사층으로서 Mo/Si 다층 반사막을 사용한 반사형 포토마스크 및 그것에 사용하는 마스크 블랭크의 경우, 반사 광학계에서 사용하는 미러보다 높은 평탄도가 요구되기 때문에, Mo/Si 다층 반사막의 내부 응력에 의해서 발생하는 기판의 변형은 더욱 문제가 된다.

일본 특허 제4466566호 명세서 일본 특허 제4356696호 명세서

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서, EUVL 용 마스크 블랭크로서의 특성이 우수한, 구체적으로는 Mo/Si 다층 반사막에 있어서의, EUV 광 반사율의 입사각도 의존성 및 막 응력이 개선된 EUVL 용 마스크 블랭크, 그리고 그 마스크 블랭크용 반사층 형성 기판의 제공을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 기판 상에 EUV 광을 반사하는 반사층이 형성된 EUV 리소그래피 (EUVL) 용 반사층 형성 기판으로서,

상기 반사층은, 상기 기판 상에, Mo 층과 Si 층이 교대로 복수 회 적층된 제 2 다층 반사막과,

상기 제 2 다층 반사막 상에 적층된 조정층과,

상기 조정층 상에, Mo 층과 Si 층이 교대로 복수 회 적층된 제 1 다층 반사막을 갖고,

상기 제 1 다층 반사막은, 인접하는 1 조 (組) 의, Mo 층과 Si 층의 합계 막두께인 제 1 주기장 (周期長) (d₁) 이 6.8 ㎚ ≤ d₁ ≤ 7.2 ㎚ 의 관계로 20 ∼ 36 조 적층되고,

상기 조정층은, Mo 층과 Si 층이 1 조 이상 교대로 적층되고, 인접하는 Mo 층과 Si 층의 합계 막두께 (d₃) 가 d₃ ≤ 0.8d₁ 또는 1.2d₁ ≤ d₃ 을 만족하며, 또한, 조정층 전체의 막두께 (L) 가 (0.3＋i)d₁ ≤ L ≤ (0.7＋i)d₁ (단, i 는 0 이상의 정수 (整數)) 이고,

상기 제 2 다층 반사막은, 인접하는 1 조의, Mo 층과 Si 층의 합계 막두께인 제 2 주기장 (d₂) 이 0.9d₁ ≤ d₂ ≤ 1.1d₁ 의 관계로 3 ∼ 31 조 적층되고,

상기 제 1 주기장 (d₁) 에 대한, 상기 제 1 다층 반사막에 있어서의 Mo 층의 막두께의 비가 0.25 ∼ 0.55 이고,

상기 제 2 주기장 (d₂) 에 대한, 상기 제 2 다층 반사막에 있어서의 Mo 층의 막두께의 비가 0.25 ∼ 0.55 이고,

상기 반사층의 전체 막두께가 600 ㎚ 이하인, EUVL 용 반사층 형성 기판을 제공한다.

본 발명의 EUVL 용 반사층 형성 기판에 있어서, 상기 반사층의 전체 막두께가 400 ㎚ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 EUVL 용 반사층 형성 기판에 있어서, 상기 제 1 주기장 (d₁) 과 상기 제 2 주기장 (d₂) 이 실질적으로 동등한 것이 바람직하다.

본 발명의 EUVL 용 반사층 형성 기판에 있어서, 상기 제 3 주기장 (d₃) 에 대한, 상기 조정층에 있어서의 Mo 층의 막두께의 비가 0.3 ∼ 0.7 인 것이 바람직하다.

또한 본 발명은, 기판 상에 EUV 광을 반사하는 반사층이 형성되고, 상기 반사층 상에 EUV 광을 흡수하는 흡수층이 형성된 EUV 리소그래피 (EUVL) 용 반사형 마스크 블랭크로서,

상기 반사층은, 상기 기판 상에, 제 2 저굴절률층과 제 2 고굴절률층이 교대로 복수 회 적층된 제 2 다층 반사막과,

상기 제 2 다층 반사막 상에 적층된 조정층과,

상기 제 1 다층 반사막은, 인접하는 1 조의, Mo 층과 Si 층의 합계 막두께인 제 1 주기장 (d₁) 이 6.8 ㎚ ≤ d₁ ≤ 7.2 ㎚ 의 관계로 20 ∼ 36 조 적층되고,

상기 조정층은, Mo 층과 Si 층이 1 조 이상 교대로 적층되고, 인접하는 Mo 층과 Si 층의 합계 막두께 (d₃) 가 d₃ ≤ 0.8d₁ 또는 1.2d₁ ≤ d₃ 을 만족하며, 또한 조정층 전체의 막두께 (L) 가 (0.3＋i)d₁ ≤ L ≤ (0.7＋i)d₁ (단, i 는 0 이상의 정수) 이고,

상기 제 2 주기장 (d₂) 에 대한, 상기 제 1 다층 반사막에 있어서의 Mo 층의 막두께의 비가 0.25 ∼ 0.55 이고,

상기 반사층의 전체 막두께가 600 ㎚ 이하인, EUVL 용 반사형 마스크 블랭크를 제공한다.

본 발명의 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크에 있어서, 상기 반사층의 전체 막두께가 400 ㎚ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크에 있어서, 상기 제 1 주기장 (d₁) 과 상기 제 2 주기장 (d₂) 이 실질적으로 동등한 것이 바람직하다.

본 발명의 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크에 있어서, 상기 제 3 주기장 (d₃) 에 대한, 상기 조정층에 있어서의 Mo 층의 막두께의 비가 0.3 ∼ 0.7 인 것이 바람직하다.

본 발명의 EUVL 용 반사형 마스크 블랭크에 있어서, 상기 반사층과 상기 흡수층 사이에 상기 반사층의 보호층을 가지고 있어도 된다.

본 발명에 의하면, 반사층에 있어서의 EUV 광 반사율의 입사각도 의존성이 개선된다. EUV 광의 입사각도 (θ) 가 -15°≤ θ ≤ ＋15°의 범위에서 EUV 광 반사율이 50 ％ 이상이고, 또한, 상기한 θ 의 범위에 있어서의 EUV 광 반사율의 변동폭이 R_min × 1/10 이내이다. 이 때문에, NA 가 0.45 인 노광 장치에도 적용할 수 있다.

또한, 반사층에 있어서의 막 응력이 저감된다. 구체적으로는, 반사층에 있어서의 막 응력의 절대값이 450 ㎫ 이하가 된다. 이 결과, 막 응력에 의한 휨이 저감되어, EUVL 용 마스크 블랭크의 평탄도가 향상한다.

또한 반사층의 박막화에 의해, EUVL 용 마스크 블랭크 제조시의 스루풋을 향상시킨다.

도 1 은, 본 발명의 EUVL 용 반사층 형성 기판의 일 구성예를 나타낸 개략 단면도이다.
도 2 는, 본 발명의 EUVL 용 마스크 블랭크의 일 구성예를 나타낸 개략 단면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.

도 1 은, 본 발명의 EUVL 용 반사층 형성 기판의 일 구성예를 나타낸 개략 단면도이다.

도 1 에 나타내는 EUVL 용 반사층 형성 기판 (1) 에서는, 기판 (10) 상에 EUV 광을 반사하는 반사층 (20) 이 형성되어 있다.

본 발명의 EUVL 용 반사층 형성 기판 (1) 은, EUV 광의 파장 영역의 광선을 반사층 (20) 표면에 조사했을 때의 EUV 광 반사율이 이하에 나타내는 조건을 만족한다.

반사층 (20) 표면에 대하여, 연직 방향의 각도를 0°로 할 때, EUV 광의 입사각도 (θ) 가 -15°≤ θ ≤ ＋15°의 범위에서, EUV 광 반사율이 50 ％ 이상이고, 또한, 상기한 θ 의 범위에 있어서의 EUV 광 반사율의 최소값을 R_min (％) 으로 할 때, 상기한 θ 의 범위에 있어서의 EUV 광 반사율의 변동폭이 R_min × 1/10 이내이다.

또, EUV 광의 입사각도 (θ) 의 0°근방, 구체적으로는 -1°≤ θ ≤ ＋1°의 범위는 EUV 광 반사율의 계측시에 그늘 (影) 이 되어, EUV 광 반사율을 정확히 측정하기가 곤란한 경우가 있다. 이러한 경우, 다른 입사각도에서 측정한 반사 스펙트럼에 가까운 시뮬레이션 결과를 얻을 수 있는 막 구조 모델을 구하고, 그 구조 모델을 사용하여 반사 스펙트럼을 계산해서 보완하면 된다.

본 발명의 EUVL 용 반사층 형성 기판 (1) 은, 상기한 θ 의 범위에 있어서의 EUV 광 반사율은 52 ％ 이상이 바람직하고, 54 ％ 이상이 보다 바람직하다.

또한, 상기한 θ 의 범위에 있어서의 EUV 광 반사율의 변동폭은 R_min × 0.08 이내가 바람직하고, R_min × 0.06 이내가 보다 바람직하다.

상기 EUV 광 반사율에 관한 조건을 만족하기 위해서, 본 발명에 있어서의 반사층 (20) 은, 기판 (10) 측에서부터 제 2 다층 반사막 (22), 조정층 (23), 및 제 1 다층 반사막 (21) 으로 구성되어 있다.

제 1 다층 반사막 (21) 에서는, Mo 층과 Si 층이 교대로 복수 회 적층되어 있으며, 주로, EUV 광의 파장 영역의 광선을 반사층 (20) 표면에 조사했을 때의 고 EUV 광 반사율의 실현에 기여한다. 제 1 다층 반사막 (21) 에서는, 적층 횟수를 늘림으로써 반사율을 높게 할 수 있는 한편, 반사 스펙트럼의 반가폭 (半價幅) 및 고 EUV 반사율의 실현을 유지할 수 있는 입사각도의 폭이 좁아진다.

제 1 다층 반사막 (21) 은, 인접하는 1 조의 Mo 층과 Si 층의 합계 막두께인 제 1 주기장 (d₁) 이 6.8 ㎚ ≤ d₁ ≤ 7.2 ㎚ 의 관계이고, 그 제 1 주기장 (d₁) 에 대한 Mo 층의 막두께의 비가 0.25 ∼ 0.55 의 관계에 있으면 된다.

d₁ 및 d₁ 에 대한 Mo 층의 막두께의 비를 상기 범위로 하는 것은, 고 EUV 광 반사율을 실현하기 위해서 필요하기 때문이다.

d₁ 이 6.8 ㎚ 미만이면, 높은 반사율을 갖는 파장역이 EUV 광으로 하는 파장 영역의 하한, 요컨대 13.5-0.3 ㎚ 를 하회하는 점에서 문제가 된다.

한편, d₁ 이 7.2 ㎚ 초과이면, 높은 반사율을 갖는 파장역이 EUV 광으로 하는 파장 영역의 상한, 요컨대 13.5＋0.3 ㎚ 를 상회하는 점에서 문제가 된다.

또한, d₁ 에 대한 Mo 층의 막두께의 비가 0.25 미만이면, Mo 층과 Si 층의 계면에 형성되는 Mo 와 Si 의 혼합층이 두꺼워져, 굴절률 변화가 완만해지기 때문에 반사율이 저하되는 점에서 문제가 된다.

한편, d₁ 에 대한 Mo 층의 막두께의 비가 0.55 초과이면, Mo 가 Si 보다 큰 소쇠 계수 (extinction coefficient) 이기 때문에 반사율이 저하되는 점에서 문제가 된다.

또한, d₁ 에 대한 Mo 층의 막두께의 비는 0.3 ∼ 0.5 가 바람직하고, 0.35 ∼ 0.45 가 보다 바람직하다.

제 1 다층 반사막 (21) 에서는, Mo 층과 Si 층이 20 ∼ 36 조 적층된다. 이하, 본 명세서에 있어서 조수 (組數) 라고 한 경우, Mo 층과 Si 층의 반복 단위수를 가리킨다.

제 1 다층 반사막 (21) 에 있어서의 조수가 20 미만이면, EUV 광 반사율의 최대값이 50 ％ 에 도달하지 않게 되는 점에서 문제가 된다.

한편, 제 1 다층 반사막 (21) 에 있어서의 조수가 36 초과이면, EUV 광 반사율의 최대값을 크게 할 수 있는 한편, 파장에 대해서도 입사각도에 대해서도 반사율 분포가 좁아지기 때문에, 원하는 입사각도 범위에서 높은 반사율을 얻을 수 없게 되는 점에서 문제가 된다.

제 2 다층 반사막 (22) 에서는, Mo 층과 Si 층이 교대로 복수 회 적층되어 있으며, 후술하는 제 2 주기장 (d₂) 을 d₁ 과 동등하게, 또는 가깝게 함으로써, 조정층 (23) 을 사이에 두고 제 1 다층 반사막 (21) 과 광학적인 영향을 서로 미친다. 후술하는 조정층 (23) 전체의 막두께 (L) 가 d₁ 의 정수배 (整數倍) 에 가까울수록 반사광은 서로 강하게 되고, L 이 d₁ 의 (정수＋0.5) 배에 가까울수록 반사광은 서로 약하게 되어, EUV 광 반사율의 입사각도 의존성의 개선에 기여한다. 구체적으로는, 반사광의 위상을 움직여 간섭시킴으로써, EUV 광 반사율의 피크값을 낮게 하는 것과 함께, 피크값을 나타내는 파장에 대하여, 그 주변 파장으로 입사되는 EUV 광 반사율을 높이도록 기여한다. 이것에 의해, 넓은 파장역에서 반사율이 균일화된다. 이 결과, 넓은 입사각도에서 반사율이 균일화되어, EUV 광 반사율의 입사각도 의존성이 개선된다. 본 명세서에 있어서 「EUV 광 반사율의 입사각도 의존성의 개선」이란, 상기한 바와 같이, 넓은 입사각도에서 EUV 광 반사율의 변동을 작게 하는 효과를 나타낸다, 는 의미로 사용된다.

제 2 다층 반사막 (22) 은, 인접하는 1 조의 Mo 층과 Si 층의 합계 막두께인 제 2 주기장 (d₂) 이 상기한 d₁ 에 대하여 0.9d₁ ≤ d₂ ≤ 1.1d₁ 의 관계이고, 그 제 2 주기장 (d₂) 에 대한 Mo 층의 막두께의 비가 0.25 ∼ 0.55 의 관계에 있으면 된다.

d₂ 를 상기 범위로 하는 것은, 원하는 EUV 광 반사율 특성을 얻는 데 있어서, 후술하는 조정층 (23) 만큼은 아니지만 다소의 영향을 줄 수 있는 범위이기 때문이다. 또한, d₂ 에 대한 Mo 층의 막두께의 비를 상기 범위로 하는 것은, 고 EUV 광 반사율을 실현하기 위해서 필요하기 때문이다.

d₂ 가 0.9d₁ 미만, 또는 d₂ 가 1.1d₁ 초과이면, 제 1 다층 반사막 (21) 및 제 2 다층 반사막 (22) 에서 반사할 수 있는 파장역이 겹치지 않게 되어 간섭이 일어나지 않게 되는 점이, EUV 광 반사율의 입사각도 의존성을 개선하는 데에 있어서 문제가 된다.

d₂ 는, 0.95d₁ ≤ d₂ ≤ 1.05d₁ 의 관계가 바람직하고, d₁ 과 d₂ 가 실질적으로 동등한 것이 보다 바람직하다.

또한, d₂ 에 대한 Mo 층의 막두께의 비가 0.25 미만이면, Mo 층과 Si 층의 계면에 형성되는 Mo 와 Si 의 혼합층이 두꺼워져, 굴절률 변화가 완만해지기 때문에 EUV 광 반사율이 저하되는 점에서 문제가 된다.

한편, d₂ 에 대한 Mo 층의 막두께의 비가 0.55 초과이면, Mo 가 Si 보다 큰 소쇠 계수이기 때문에 반사율이 저하되는 점에서 문제가 된다.

또한, d₂ 에 대한 Mo 층의 막두께의 비는 0.3 ∼ 0.5 가 바람직하고, 0.35 ∼ 0.45 가 보다 바람직하다.

제 2 다층 반사막 (22) 에서는, Mo 층과 Si 층이 3 ∼ 31 조 적층된다.

제 2 다층 반사막 (22) 에 있어서의 조수가 3 미만이면, 반사율 균일화, 요컨대, EUV 광 반사율의 입사각도 의존성을 개선 (작게) 하는 것의 효과가 불충분하다는 점에서 문제가 된다.

한편, 제 2 다층 반사막 (22) 에 있어서의 조수가 31 초과이면 EUV 광 반사율의 피크값을 지나치게 저감시켜 버리는 점에서 문제가 된다.

조정층 (23) 에서는, Mo 층과 Si 층이 1 조 이상 교대로 적층되고, EUV 광 반사율의 입사각도 의존성의 개선, 및 반사층 (20) 에 있어서의 막 응력의 저감에 기여한다.

기존의 NA 0.33 에 있어서의 반사층으로서, Ar 을 스퍼터링 가스로 하는 이온 빔 스퍼터링법에 의해, 전형적으로 40 조의 Mo/Si 다층 반사막을 형성했을 때에 발생하는 막 응력의 절대값은 450 ㎫ 초과이다. 그 때문에, 본 발명의 EUVL 용 반사층 형성 기판 (1) 은, 적어도 반사층 (20) 에 있어서의 막 응력의 절대값이 450 Mpa 이하가 되도록 구성되는 것이다.

EUVL 용 반사층 형성 기판 (1) 을 사용하여 제조되는 EUVL 용 마스크 블랭크는, 반사층 (20) 이외에 흡수층을 비롯한 여러 가지 기능막이 형성되는데, 그 중에서도 반사층 (20) 은, EUVL 용 마스크 블랭크 전체의 막 응력의 대소에 기여하기 쉽다. 그 때문에, 반사층 (20) 의 막 응력을 저감함으로써, EUVL 용 마스크 블랭크 전체의 평탄도 향상을 기대할 수 있다.

본 발명의 EUVL 용 반사층 형성 기판 (1) 은, 반사층 (20) 에서 기인하는 막 응력을 작게 한다는 목적에서, 그 막 응력의 절대값이 440 ㎫ 이하인 것이 바람직하고, 430 ㎫ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또, 특허문헌 2 에 명시되는 Mo/Si 다층 반사막의 구성에 기초하여, 막 응력의 절대값을 작게 하는 것에만 착안하면, 예를 들어 430 ㎫ 이하를 달성하는 것도 가능하다. 그러나, 예를 들어, 특허문헌 2 의 구성에 기초하여, 본 발명의 구성을 조합함으로써 한층 더한 저응력화를 달성하는 것도 가능하다.

조정층 (23) 은, 인접하는 Mo 층과 Si 층의 합계 막두께 (d₃) 가, 상기한 d₁ 에 대하여 d₃ ≤ 0.8d₁ 또는 1.2d₁ ≤ d₃ 을 만족하며, 또한, 조정층 (23) 전체의 막두께 (L) 가, 상기한 d₁ 에 대하여 (0.3＋i)d₁ ≤ L ≤ (0.7＋i)d₁ (단, i 는 0 이상의 정수) 의 관계를 만족하면 된다. 또, 인접하는 Mo 층과 Si 층의 합계 막두께 (d₃) 는 제 3 주기장이라고도 하는데, 제 3 주기장의 반복 단위수가 1 인 경우, d₃= L 이 된다.

d₃ 및 L 을 상기 범위로 하는 것은, EUV 광 반사율의 입사각도 의존성의 개선 및 반사층 (20) 에 있어서의 막 응력의 저감에 필요해지기 때문이다.

0.8d₁ ＜ d₃ ＜ 1.2d₁ 이면, 조정층 (23) 자체가 제 1 다층 반사막 (21) 과 서로 간섭하는 파장 특성을 갖게 되어, 원하는 반사율 특성을 얻을 수 없는 점에서 문제가 된다.

또한, d₃ 이 d₃ ≤ 0.75d₁ 또는 1.25d₁ ≤ d₃ 을 만족하는 것이 바람직하고, d₃ ≤ 0.7d₁ 또는 1.3d₁ ≤ d₃ 을 만족하는 것이 보다 바람직하다.

L ＜ (0.3＋i)d₁ 또는 L ＞ (0.7＋i)d₁ 이면, 제 1 다층 반사막 (21) 과 제 2 다층 반사막 (22) 사이에 적절한 위상의 변화를 부여할 수 없는 점에서 문제가 된다.

또한, L 이 (0.35＋i)d₁ ≤ L ≤ (0.65＋i)d₁ 의 관계를 만족하는 것이 바람직하고, (0.4＋i)d₁ ≤ L ≤ (0.6＋i)d₁ 의 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하다.

상기한 d₁ 과 L 의 관계식에 있어서, i 는 후술하는 반사층 (20) 의 합계 막두께에 관한 조건을 만족하는 한, 0 이상의 정수로부터 적절히 선택할 수 있다.

단, L 은 d₃ 의 정수배로서 제어되는 수치이고, i 가 커지면 약간의 d₃ 의 변동에 대하여 L 이 크게 변동되어, L 을 원하는 값으로 제어하기가 곤란해지기 때문에, 현실적으로는, i 는 0 이상 5 이하의 정수가 바람직하고, 0 이상 4 이하의 정수가 보다 바람직하다.

조정층 (23) 에 있어서, 제 3 주기장 (d₃) 에 대한 Mo 층의 막두께의 비가 0.25 ∼ 0.75 인 것이, 반사층 (20) 의 막 응력을 저감하는 데에 있어서 바람직하다.

또한, 조정층 (23) 에 있어서, d₃ 에 대한 Mo 층의 막두께의 비는 0.3 ∼ 0.7 이 바람직하고, 0.35 ∼ 0.65 가 보다 바람직하다.

본 발명의 EUVL 용 반사층 형성 기판 (1) 에 있어서, 반사층 (20) 의 전체 막두께가 600 ㎚ 이하이다.

반사층 (20) 의 전체 막두께가 600 ㎚ 초과이면, 본 발명의 EUVL 용 반사층 형성 기판을 사용하여 제조되는 EUVL 용 마스크 블랭크에 있어서의, 막 응력에 의한 휨량을 1 ㎛ 이하로 억제하는 것이 현실적으로 곤란한 점에서 문제가 된다. 반사층 (20) 의 전체 막두께는 400 ㎚ 이하가 바람직하고, 300 ㎚ 이하가 보다 바람직하다. 또, 기판의 휨량은, 레이저 간섭계로 형상을 측정해서, 측정 영역의 기판면의 전체 데이터의 최소 제곱법에 의해서 산출한 가상 평면을 기준면으로 하여, 측정 영역에서의 정 (正) 의 최대값과 부 (負) 의 최소값의 차에 의해 산출할 수 있다.

본 발명에 있어서, 제 2 다층 반사막 (22), 조정층 (23), 및 제 1 다층 반사막 (21) 을 구성하는 각 층은, 마그네트론 스퍼터링법, 이온 빔 스퍼터링법 등, 주지의 성막 방법을 사용하여 원하는 두께가 되도록 성막하면 된다. 예를 들어, 이온 빔 스퍼터링법을 사용하여 제 2 다층 반사막 (22), 조정층 (23), 및 제 1 다층 반사막 (21) 을 형성하는 경우, 타깃으로서 Mo 타깃을 사용하고, 스퍼터링 가스로서 Ar 가스 (가스압 1.3 × 10^-2 Pa ∼ 2.7 × 10^-2 Pa) 를 사용하여, 이온 가속 전압 300 ∼ 1500 V, 성막 속도 0.03 ∼ 0.30 ㎚/sec 로 소정의 두께가 되도록 Mo 층을 성막하고, 이어서, 타깃으로서 Si 타깃을 사용하고, 스퍼터링 가스로서 Ar 가스 (가스압 1.3 × 10^-2 Pa ∼ 2.7 × 10^-2 Pa) 를 사용하고, 이온 가속 전압 300 ∼ 1500 V, 성막 속도 0.03 ∼ 0.30 ㎚/sec 로 소정의 두께가 되도록 Si 층을 성막하는 것이 바람직하다. 이것을 1 주기로 하여, Mo 층 및 Si 층을, 반사층 (20) 을 구성하는 각 부위에 대해서 소정의 조수 적층시킴으로써, 제 2 다층 반사막 (22), 조정층 (23), 및 제 1 다층 반사막 (21) 이 성막된다.

본 발명의 EUVL 용 반사층 형성 기판 (1) 의 다른 구성 요소에 관해서 이하에 설명한다.

기판 (10) 은, EUVL 용 마스크 블랭크용의 기판으로서의 특성을 만족할 것이 요구된다.

그 때문에, 기판 (10) 은 저열팽창 계수 (0 ± 1.0 × 10^-7/℃ 가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0 ± 0.3 × 10^-7/℃, 더욱 바람직하게는 0 ± 0.2 × 10^-7/℃, 더욱 바람직하게는 0 ± 0.1 × 10^-7/℃, 특히 바람직하게는 0 ± 0.05 × 10^-7/℃) 을 갖고, 평활성, 평탄도 및 마스크 블랭크 또는 패턴 형성 후의 포토마스크의 세정 등에 사용되는 세정액에 대한 내성이 우수한 것이 바람직하다. 기판 (10) 으로는, 구체적으로는 저열팽창 계수를 갖는 유리, 예를 들어, SiO₂-TiO₂ 계 유리 등을 사용하는데, 이것에 한정되지 않고, β 석영 고용체를 석출시킨 결정화 유리나 석영 유리나 실리콘이나 금속 등의 기판도 사용할 수 있다. 또한, 기판 (10) 상에 응력 보정막과 같은 막을 형성해도 된다.

기판 (10) 은 0.15 ㎚ rms 이하의 평활한 표면과 100 ㎚ 이하의 평탄도를 갖고 있는 것이, 패턴 형성 후의 포토마스크에 있어서 고반사율 및 전사 정밀도가 얻어지기 때문에 바람직하다.

기판 (10) 의 크기나 두께 등은 마스크의 설계값 등에 의해서 적절히 결정된다. 뒤에 나타내는 실시예에서는, 외형 가로세로 6 인치 (152.4 ㎜) 이고, 두께 0.25 인치 (6.3 ㎜) 의 SiO₂-TiO₂ 계 유리를 사용하였다.

기판 (10) 의 성막면, 요컨대 반사층 (20) 이 형성되는 측의 표면에는 결점이 존재하지 않는 것이 바람직하다. 그러나, 존재하고 있는 경우라도, 오목상 결점 및/또는 볼록상 결점에 의해 위상 결점이 생기지 않도록, 오목상 결점의 깊이 및 볼록상 결점의 높이가 2 ㎚ 이하이고, 또한 이들 오목상 결점 및 볼록상 결점의 반치폭 (Full width at half maximum (FWHM)) 은 60 ㎚ 이하가 바람직하다.

이어서, 본 발명의 EUVL 용 마스크 블랭크에 관해서 기재한다.

도 2 는, 본 발명의 EUVL 용 마스크 블랭크의 일 구성예를 나타낸 개략 단면도이다.

도면으로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 EUVL 용 마스크 블랭크 (2) 는, 도 1 에 나타낸 본 발명의 EUVL 용 반사층 형성 기판 (1) 의 반사층 (20) 상에, EUV 광을 흡수하는 흡수층 (30) 을 형성한 것이다.

흡수층 (30) 에 특히 요구되는 특성은, EUV 광 반사율이 매우 낮은 것이다. 구체적으로는, EUV 광의 파장 영역의 광선을 흡수층 (30) 표면에 조사했을 때의, 파장 13.5 ㎚ 부근의 최대 반사율은 0.5 ％ 이하가 바람직하고, 0.1 ％ 이하가 보다 바람직하다.

상기 특성을 달성하기 위해서, EUV 광의 흡수 계수가 높은 재료로 구성되는 것이 바람직하고, 적어도 Ta 및 N 을 함유하는 층인 것이 바람직하다.

Ta 및 N 을 함유하는 층으로는, TaN, TaNH, TaBN, TaGaN, TaGeN, TaSiN, TaBSiN, 및 PdTaN 으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다. 이들 흡수층의 바람직한 조성의 일례를 들면 다음과 같다.

TaN 층

Ta 의 함유율 : 바람직하게는 30 ∼ 90 at％, 보다 바람직하게는 40 ∼ 80 at％, 더욱 바람직하게는 40 ∼ 70 at％, 특히 바람직하게는 50 ∼ 70 at％

N 의 함유율 : 바람직하게는 10 ∼ 70 at％, 보다 바람직하게는 20 ∼ 60 at％, 더욱 바람직하게는 30 ∼ 60 at％, 특히 바람직하게는 30 ∼ 50 at％

TaNH 층

Ta 및 N 의 합계 함유율 : 바람직하게는 50 ∼ 99.9 at％, 보다 바람직하게는 90 ∼ 98 at％, 더욱 바람직하게는 95 ∼ 98 at％

H 의 함유율 : 바람직하게는 0.1 ∼ 50 at％, 보다 바람직하게는 2 ∼ 10 at％, 더욱 바람직하게는 2 ∼ 5 at％

Ta 와 N 의 조성비 (Ta : N) : 바람직하게는 9 : 1 ∼ 3 : 7, 보다 바람직하게는 7 : 3 ∼ 4 : 6, 더욱 바람직하게는 7 : 3 ∼ 5 : 5

TaBN 층

Ta 및 N 의 합계 함유율 : 바람직하게는 75 ∼ 95 at％, 보다 바람직하게는 85 ∼ 95 at％, 더욱 바람직하게는 90 ∼ 95 at％

B 의 함유율 : 바람직하게는 5 ∼ 25 at％, 보다 바람직하게는 5 ∼ 15 at％, 더욱 바람직하게는 5 ∼ 10 at％

TaBSiN 층

B 의 함유율 : 1 at％ 이상 5 at％ 미만, 바람직하게는 1 ∼ 4.5 at％, 보다 바람직하게는 1.5 ∼ 4 at％

Si 의 함유율 : 1 ∼ 25 at％, 바람직하게는 1 ∼ 20 at％, 보다 바람직하게는 2 ∼ 12 at％

Ta 와 N 의 조성비 (Ta : N) : 8 : 1 ∼ 1 : 1

Ta 의 함유율 : 바람직하게는 50 ∼ 90 at％, 보다 바람직하게는 60 ∼ 80 at％

N 의 함유율 : 바람직하게는 5 ∼ 30 at％, 보다 바람직하게는 10 ∼ 25 at％

PdTaN 층

Ta 및 N 의 합계 함유율 : 바람직하게는 30 ∼ 80 at％, 보다 바람직하게는 30 ∼ 75 at％, 더욱 바람직하게는 30 ∼ 70 at％

Pd 의 함유율 : 바람직하게는 20 ∼ 70 at％, 보다 바람직하게는 25 ∼ 70 at％, 더욱 바람직하게는 30 ∼ 70 at％

Ta 와 N 의 조성비 (Ta : N) : 바람직하게는 1 : 7 ∼ 3 : 1, 보다 바람직하게는 1 : 3 ∼ 3 : 1, 더욱 바람직하게는 3 : 5 ∼ 3 : 1

또한, 흡수층 (30) 의 두께는 30 ∼ 100 ㎚ 의 범위가 바람직하다. 본 발명에 있어서의 흡수층 (30) 은, 마그네트론 스퍼터링법이나 이온 빔 스퍼터링법과 같은 스퍼터링법 등의 성막 방법을 사용하여 형성할 수 있다.

본 발명의 EUVL 용 마스크 블랭크 (2) 에 있어서, 반사층 (20) 과 흡수층 (30) 사이에, 흡수층 (30) 에 대한 패턴 형성시에 반사층 (20) 을 보호하기 위한 (도시하지 않은) 보호층을 형성해도 된다.

이 보호층은 에칭 프로세스, 구체적으로는, 에칭 가스로서 염소계 가스를 사용한 드라이 에칭 프로세스에 의해 흡수층 (30) 에 패턴 형성할 때에, 반사층 (20) 이 에칭 프로세스에 의한 데미지를 받지 않도록 반사층 (20) 을 보호할 목적에서 형성된다. 따라서 보호층의 재질로는, 흡수층 (30) 의 에칭 프로세스에 의한 영향을 잘 받지 않는, 요컨대 이 에칭 속도가 흡수층 (30) 보다 느리고, 나아가 이 에칭 프로세스에 의한 데미지를 받기 어려운 물질이 선택된다.

또한, 보호층은, 보호층을 형성한 후라도 반사층 (20) 에서의 EUV 광 반사율을 손상시키는 일이 없도록, 보호층 자체도 EUV 광 반사율이 높은 것이 바람직하다.

상기 조건을 만족하기 위해서 보호층으로는, Ru 층, 또는 Ru 화합물층이 예시된다. Ru 화합물층으로는, RuB, RuNb, 및 RuZr 로 이루어지는 적어도 1 종으로 구성되는 것이 바람직하다. 보호층이 Ru 화합물층인 경우, Ru 의 함유율은 50 at％ 이상, 80 at％ 이상, 특히 90 at％ 이상이 바람직하다. 단, 보호층이 RuNb 층인 경우, 보호층 중의 Nb 의 함유율이 5 ∼ 40 at％, 특히 5 ∼ 30 at％ 가 바람직하다.

보호층의 두께는, 1 ∼ 10 ㎚ 의 범위가 EUV 광 반사율을 높이고, 또한 내에칭 특성을 얻을 수 있다는 이유에서 바람직하다. 보호층의 두께는, 1 ∼ 5 ㎚ 의 범위가 보다 바람직하고, 2 ∼ 4 ㎚ 의 범위가 더욱 바람직하다.

보호층은 마그네트론 스퍼터링법, 이온 빔 스퍼터링법 등 주지된 성막 방법을 사용하여 성막할 수 있다.

이온 빔 스퍼터링법을 사용하고, 보호층으로서 Ru 층을 형성하는 경우, 타깃으로서 Ru 타깃을 사용하여, 아르곤 (Ar) 분위기 중에서 방전시키면 된다.

구체적으로는, 이하의 조건으로 이온 빔 스퍼터링을 실시하면 된다.

스퍼터링 가스 : Ar (가스압 1.3 × 10^-2 Pa ∼ 2.7 × 10^-2 Pa)

이온 가속 전압 : 300 ∼ 1500 V

성막 속도 : 0.03 ∼ 0.30 ㎚/sec

본 발명의 EUVL 용 마스크 블랭크 (2) 에 있어서, 흡수층 (30) 상에 마스크 패턴의 검사에 사용하는 검사광에 있어서의 (도시하지 않은) 저반사층을 형성해도 된다.

EUV 마스크를 제조할 때, 흡수층에 패턴을 형성한 후, 이 패턴이 설계대로 형성되어 있는지 여부를 검사한다. 이 마스크 패턴의 검사에서는, 검사광으로서 257 ㎚ 정도의 광을 사용한 검사기가 사용되는 경우가 있다. 요컨대, 이 257 ㎚ 정도의 광의 반사율의 차이, 구체적으로는 흡수층 (30) 이 패턴 형성에 의해 제거되어 노출된 면과, 패턴 형성에 의해 제거되지 않고서 남은 흡수층 (30) 표면의 반사율의 차이에 의해서 검사된다. 여기서, 전자는 반사층 (20) 표면이고, 반사층 (20) 상에 보호층이 형성되어 있는 경우에는 보호층 표면이다. 따라서, 검사광의 파장에 대한 반사층 (20) 표면 (반사층 (20) 상에 보호층이 형성되어 있는 경우에는 보호층 표면) 과 흡수층 (30) 표면과의 반사율의 차이가 작으면 검사시의 콘트라스트가 나빠져, 정확한 검사를 할 수 없게 된다.

본 발명에 있어서의 흡수층 (30) 은, EUV 광 반사율이 매우 낮고, EUVL 용 반사형 마스크 블랭크의 흡수층으로서 우수한 특성을 갖고 있지만, 검사광의 파장에 대해 보았을 경우, 반사율이 반드시 충분히 낮다고는 할 수 없다. 이 결과, 검사광의 파장에서의 흡수층 (30) 표면의 반사율과 반사층 (20) 표면 (반사층 (20) 상에 보호층이 형성되어 있는 경우에는 보호층 표면) 의 반사율의 차이가 작아져, 검사시의 콘트라스트를 충분히 얻지 못할 우려가 있다. 검사시의 콘트라스트를 충분히 얻지 못하면, 마스크 검사에 있어서 패턴의 결함을 충분히 판별하지 못하여 정확한 결함 검사를 실시할 수 없는 경우가 있다.

그래서, 흡수층 (30) 상에 저반사층을 형성함으로써, 검사시의 콘트라스트가 양호해진다. 다르게 말하자면, 검사광의 파장에서의 반사율이 매우 낮아진다. 이러한 목적으로 형성하는 저반사층은, 검사광의 파장 영역의 광선을 조사했을 때의, 그 검사광의 파장의 최대 반사율은 15 ％ 이하가 바람직하고, 10 ％ 이하가 보다 바람직하고, 5 ％ 이하가 더욱 바람직하다.

저반사층에 있어서의 검사광의 파장의 반사율이 15 ％ 이하이면, 그 검사시의 콘트라스트가 양호하다. 구체적으로는, 반사층 (20) 표면 (반사층 (20) 상에 보호층이 형성되어 있는 경우에는 보호층 표면) 에 있어서의 검사광의 파장의 반사광과, 저반사층 표면에 있어서의 검사광의 파장의 반사광과의 콘트라스트가 40 ％ 이상이 된다.

본 명세서에 있어서, 콘트라스트는 하기 식을 사용하여 구해진다.

콘트라스트 (％) = ((R₂-R₁)/(R₂＋R₁)) × 100

여기서, 검사광의 파장에 있어서의 R₂ 는 반사층 (20) 표면 (반사층 (20) 상에 보호층이 형성되어 있는 경우에는 보호층 표면) 에서의 반사율이고, R₁ 은 흡수층 (30) 표면 (흡수층 (30) 상에 저반사층이 형성되어 있는 경우에는 저반사층 표면) 에서의 반사율이다.

본 발명에 있어서, 상기 식으로 나타내는 콘트라스트는 45 ％ 이상이 보다 바람직하고, 60 ％ 이상이 더욱 바람직하고, 80 ％ 이상이 특히 바람직하다.

저반사층은, 상기한 특성을 달성하기 위해, 검사광의 파장의 굴절률이 흡수층 (30) 보다 낮은 재료로 구성되는 것이 바람직하다.

이러한 저반사층의 구체예로는, Ta 및 산소를 주성분으로 하는 층이 바람직하고, 특히 TaON, TaBON, 또는 TaGeON 을 주성분으로 하는 층이 예시된다. 다른 예로는, Ta, B, Si 및 산소 (O) 를 이하에 서술하는 비율로 함유하는 것 (저반사층 (TaBSiO)) 을 들 수 있다.

Si 의 함유율 : 1 ∼ 25 at％, 바람직하게는 1 ∼ 20 at％, 보다 바람직하게는 2 ∼ 10 at％

Ta 와 O 의 조성비 (Ta : O) : 7 : 2 ∼ 1 : 2, 바람직하게는 7 : 2 ∼ 1 : 1, 보다 바람직하게는 2 : 1 ∼ 1 : 1

또한, 저반사층의 구체예로는 Ta, B, Si, O 및 N 을 이하에 서술하는 비율로 함유하는 것 (저반사층 (TaBSiON)) 을 들 수 있다.

B 의 함유율 : 1 at％ 이상 5 at％ 미만, 바람직하게는 1 ∼ 4.5 at％, 보다 바람직하게는 2 ∼ 4.0 at％

Ta 와 O 및 N 의 조성비 (Ta : (O＋N)) : 7 : 2 ∼ 1 : 2, 바람직하게는 7 : 2 ∼ 1 : 1, 보다 바람직하게는 2 : 1 ∼ 1 : 1

또한, 저반사층의 다른 예로는, Ta, O 및 H 를 적어도 함유하는 재료여도 된다. 그리고, Ta, O 및 H 를 적어도 함유하는 구체예로는, TaOH 막, Ta, O, N 및 H 를 함유하는 TaONH 막, Ta, B, O, N 및 H 를 함유하는 TaBONH 막, Ta, B, Si, O 및 H 를 함유하는 TaBSiOH 막, Ta, B, Si, O, N 및 H 를 함유하는 TaBSiONH 막, Ta, Ge, O, N 및 H 를 함유하는 TaGeONH 막을 들 수 있다.

흡수층 (30) 상에 저반사층을 형성하는 경우, 흡수층 (30) 과 저반사층의 합계 두께는 35 ∼ 130 ㎚ 의 범위가 바람직하다. 또한, 저반사층의 두께가 흡수층 (30) 의 두께보다 크면, 흡수층 (30) 에서의 EUV 광흡수 특성이 저하될 우려가 있기 때문에, 저반사층의 두께는 흡수층 (30) 의 두께보다 작은 것이 바람직하다. 이 때문에, 저반사층의 두께는 5 ∼ 30 ㎚ 의 범위가 바람직하고, 10 ∼ 20 ㎚ 의 범위가 보다 바람직하다.

저반사층은, 마그네트론 스퍼터링법이나 이온 빔 스퍼터링법과 같은 스퍼터링법 등의 성막 방법을 사용하여 형성할 수 있다.

또, 흡수층 (30) 상에 저반사층을 형성하는 것이 바람직한 것은, 패턴의 검사광의 파장과 EUV 광의 파장이 상이하기 때문이다. 따라서, 패턴의 검사광으로서 EUV 광 (13.5 ㎚ 부근) 을 사용하는 경우, 흡수층 (30) 상에 저반사층을 형성할 필요는 없다고 생각된다. 검사광의 파장은 패턴 치수가 작아지는 데에 따라서 단파장측으로 시프트하는 경향이 있으며, 장래적으로는 193 ㎚, 나아가서는 13.5 ㎚ 로 시프트하는 것도 생각된다. 검사광의 파장이 13.5 ㎚ 인 경우, 흡수층 (30) 상에 저반사층을 형성할 필요는 없는 것으로 생각된다.

본 발명의 EUVL 용 마스크 블랭크 (2) 는 상기한 막 구성, 즉, 반사층 (20) 을 구성하는 제 2 다층 반사막 (22), 조정층 (23), 및 제 1 다층 반사막 (21), 그리고 흡수층 (30), 나아가 임의의 구성 요소인 보호층 및 저반사층 이외에 EUVL 용 마스크 블랭크의 분야에서 공지된 기능막을 갖고 있어도 된다. 이러한 기능막의 구체예로는, 예를 들어, 일본 공표특허공보 2003-501823호에 기재되어 있는 바와 같이, 기판의 정전 척킹을 촉진하기 위해서, 기판의 이면측에 실시되는 도전성 코팅을 들 수 있다. 여기서, 기판의 이면이란, 도 2 의 기판 (10) 에 있어서 반사층 (20) 이 형성되어 있는 성막면측과는 반대측의 면을 가리킨다. 이와 같은 목적으로 기판의 이면에 실시하는 도전성 코팅은, 시트 저항이 100 Ω／□ 이하가 되도록 구성 재료의 전기 전도율과 두께를 선택한다. 도전성 코팅의 구성 재료로는, 공지된 문헌에 기재되어 있는 것에서 널리 선택할 수 있다. 예를 들어, 일본 공표특허공보 2003-501823호에 기재된 도전율의 코팅, 구체적으로는 실리콘, TiN, 몰리브덴, 크롬, TaSi 로 이루어지는 코팅을 적용할 수 있다. 도전성 코팅의 두께는, 예를 들어 10 ∼ 1000 ㎚ 의 범위로 할 수 있다.

도전성 코팅은 공지된 성막 방법, 예를 들어, 마그네트론 스퍼터링법, 이온 빔 스퍼터링법과 같은 스퍼터링법, CVD 법, 진공 증착법, 전해 도금법을 사용하여 형성할 수 있다.

본 발명의 EUVL 용 마스크 블랭크 (2) 의 흡수층 (30) (흡수층 (30) 상에 저반사층이 형성되어 있는 경우에는 흡수층 및 저반사층) 을 적어도 패터닝함으로써, EUV 리소그래피용의 반사형 마스크가 얻어진다. 흡수층 (30) (흡수층 (30) 상에 저반사층이 형성되어 있는 경우에는 흡수층 (30) 및 저반사층) 의 패터닝 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 흡수층 (30) (흡수층 (30) 상에 저반사층이 형성되어 있는 경우에는 흡수층 (30) 및 저반사층) 상에 레지스트를 도포하여 레지스트 패턴을 형성하고, 이것을 마스크로 하여 흡수층 (30) (흡수층 (30) 상에 저반사층이 형성되어 있는 경우에는 흡수층 (30) 및 저반사층) 을 에칭하는 방법을 채용할 수 있다. 레지스트의 재료나 레지스트 패턴의 묘화법은, 흡수층 (30) (흡수층 (30) 상에 저반사층이 형성되어 있는 경우에는 흡수층 (30) 및 저반사층) 의 재질 등을 고려하여 적절히 선택하면 된다. 흡수층 (30) (흡수층 (30) 상에 저반사층이 형성되어 있는 경우에는 흡수층 (30) 및 저반사층) 의 에칭 방법으로는, 에칭 가스로서 염소계 가스를 사용한 드라이 에칭을 사용한다. 흡수층 (30) (흡수층 (30) 상에 저반사층이 형성되어 있는 경우에는 흡수층 (30) 및 저반사층) 을 패터닝한 후, 레지스트를 박리액으로 박리함으로써, EUV 리소그래피용의 반사형 마스크 (EUV 마스크) 가 얻어진다.

상기한 순서로 얻어지는 EUV 마스크를 사용한 반도체 집적 회로의 제조 방법에 관해서 설명한다. 이 방법은, EUV 광을 노광용 광원으로서 사용하는 포토리소그래피법에 의한 반도체 집적 회로의 제조 방법에 적용할 수 있다. 구체적으로는, 레지스트를 도포한 실리콘 웨이퍼 등의 기판을 스테이지 상에 배치하고, 반사경을 조합하여 구성한 반사형의 노광 장치에 상기 EUV 마스크를 설치한다. 그리고, EUV 광을 광원으로부터 반사경을 개재하여 EUV 마스크에 조사하고, EUV 광을 EUV 마스크에 의해 반사시켜 레지스트가 도포된 기판에 조사한다. 이 패턴 전사 공정에 의해, 회로 패턴이 기판 상에 전사된다. 회로 패턴이 전사된 기판은, 현상에 의해 감광 부분 또는 비감광 부분을 에칭한 후, 레지스트를 박리한다. 반도체 집적 회로는, 이러한 공정을 반복함으로써 제조된다.

실시예

이하, 실시예를 사용하여 본 발명을 더욱 설명한다.

(실시예 1)

본 실시예에서는, 도 1 에 나타내는 EUVL 용 반사층 형성 기판 (1) 을 제조하였다.

성막용 기판 (10) 으로서, SiO₂-TiO₂ 계의 유리 기판 (외형 가로세로 6 인치 (152.4 ㎜), 두께가 6.3 ㎜) 을 사용하였다. 이 유리 기판의 열팽창 계수는 0.05 × 10^-7/℃, 영률은 67 ㎬, 포아송비는 0.17, 비강성 (比剛性) 은 3.07 × 10⁷ ㎡/s² 이다. 이 유리 기판을 연마에 의해, 반사층을 형성하는 주표면측에 관해서 표면 조도 (rms) 가 0.15 ㎚ 이하인 평활한 표면과, 100 ㎚ 이하의 평탄도로 형성하였다.

기판 (10) 의 이면측에는 마그네트론 스퍼터링법을 사용하여 두께 100 ㎚ 의 Cr 막을 성막함으로써, 시트 저항 100 Ω／□ 의 도전성 코팅 (도시 생략) 을 실시하였다.

평판 형상을 한 통상적인 정전 척에, 형성한 Cr 막을 사용하여 기판 (10) (외형 가로세로 6 인치 (152.4 ㎜), 두께 6.3 ㎜) 을 고정시키고, 그 기판 (10) 의 표면 상에 이온 빔 스퍼터링법을 사용하여 Mo 층을, 이어서 Si 층을 교대로 성막하는 것을 소정 조수 반복함으로써, 반사층 (20) 을 구성하는 제 2 다층 반사막 (22), 조정층 (23), 및 제 1 다층 반사막 (21) (하기) 을 형성하였다.

Mo 층 및 Si 층의 성막 조건은 이하와 같다.

(Mo 층의 성막 조건)

·타깃 : Mo 타깃

·스퍼터링 가스 : Ar 가스 (가스압 : 0.02 Pa)

·전압 : 700 V

·성막 속도 : 0.064 ㎚/sec

(Si 층의 성막 조건)

·타깃 : Si 타깃 (붕소 도프)

·스퍼터 가스 : Ar 가스 (가스압 : 0.02 Pa)

·전압 : 700 V

·성막 속도 : 0.077 ㎚/sec

제 2 다층 반사막 (22)

Mo 층 : 3 ㎚

Si 층 : 4 ㎚

제 2 주기장 (d₂) : 7 ㎚ (0.9d₁ ≤ d₂ ≤ 1.1d₁ 을 만족한다)

Mo 층/d₂ : 0.43 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 10 (3 ∼ 31 조를 만족한다)

합계 막두께 : 70 ㎚

조정층 (23)

Mo 층 : 1.6 ㎚

Si 층 : 2.4 ㎚

제 3 주기장 (d₃) : 4 ㎚ (d₃ ≤ 0.8d₁ 을 만족한다)

Mo 층/d₃ : 0.4 (0.3 ∼ 0.7 을 만족한다)

조수 : 8

합계 막두께 (L) : 32 ㎚ (i = 4 로서, (0.3＋4)d₁ ≤ L ≤ (0.7＋4)d₁ 을 만족한다)

제 1 다층 반사막 (21)

Mo 층 : 3 ㎚

Si 층 : 4 ㎚

제 1 주기장 (d₁) : 7 ㎚ (6.8 ㎚ ≤ d₁ ≤ 7.2 ㎚ 를 만족한다)

Mo 층/d₁ : 0.43 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 30 (20 ∼ 36 조를 만족한다)

합계 막두께 : 210 ㎚

반사층 (20)

합계 막두께 : 312 ㎚ (600 ㎚ 이하를 만족한다)

제조한 EUVL 용 반사층 형성 기판 (1) 에 관해서, EUV 광 반사율의 계산과, KLA-TENCOR 사 제조 FLX-2320 박막 응력 측정 장치를 사용하여 반사층 (20) 의 막 응력 측정을 실시하였다. 또, 막 응력 측정에 관해서는 유리 기판 상에 실리콘 웨이퍼를 첩부 (貼付) 한 시료로 계측하였다.

그 결과, EUV 광 반사율의 피크값은 69.2 ％ 이고, R_min 은 64.0 ％ 이고, EUV 광 반사율의 변동폭의 절대값 (ΔR) 은 5.2 ％ 이고, R_min 을 기준으로 하는 변동폭 (ΔR/R_min) 은 8.3 ％ 로, R_min × 1/10 이내를 만족하는 결과였다.

또한, 반사층 (20) 의 막 응력은 -408 ㎫ (막 응력의 절대값이 450 ㎫ 이하를 만족한다) 이었다.

(실시예 2)

제 2 다층 반사막 (22), 조정층 (23), 및 제 1 다층 반사막 (21) 을 하기와 같이 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 순서를 실시하였다.

제 2 다층 반사막 (22)

Mo 층 : 3 ㎚

Si 층 : 4 ㎚

제 2 주기장 (d₂) : 7 ㎚ (0.9d₁ ≤ d₂ ≤ 1.1d₁ 을 만족한다)

Mo 층/d₂ : 0.43 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 10 (3 ∼ 31 조를 만족한다)

합계 막두께 : 70 ㎚

조정층 (23)

Mo 층 : 2.4 ㎚

Si 층 : 1.6 ㎚

제 3 주기장 (d₃) : 4 ㎚ (d₃ ≤ 0.8d₁ 을 만족한다)

Mo 층/d₃ : 0.6 (0.3 ∼ 0.7 을 만족한다)

조수 : 8

제 1 다층 반사막 (21)

Mo 층 : 3 ㎚

Si 층 : 4 ㎚

제 1 주기장 (d₁) : 7 ㎚ (6.8 ㎚ ≤ d₁ ≤ 7.2 ㎚ 를 만족한다)

Mo 층/d₁ : 0.43 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 30 (20 ∼ 36 조를 만족한다)

합계 막두께 : 210 ㎚

반사층 (20)

합계 막두께 : 312 ㎚ (600 ㎚ 이하를 만족한다)

제조한 EUVL 용 반사층 형성 기판 (1) 에 관해서, 실시예 1 과 동일한 순서로 EUV 광 반사율 계산을 실시하였다.

그 결과, EUV 광 반사율의 피크값은 68.7 ％ 이고, R_min 은 62.9 ％ 이고, EUV 광 반사율의 변동폭의 절대값 (ΔR) 은 5.8 ％ 이고, R_min 을 기준으로 하는 변동폭 (ΔR/R_min) 은 9.2 ％ 로, R_min × 1/10 이내를 만족하는 결과였다.

또한, 반사층 (20) 의 막 응력은 -380 ㎫ (막 응력의 절대값이 450 ㎫ 이하를 만족한다) 이었다.

(실시예 3)

제 2 다층 반사막 (22)

Mo 층 : 3 ㎚

Si 층 : 4 ㎚

제 2 주기장 (d₂) : 7 ㎚ (0.9d₁ ≤ d₂ ≤ 1.1d₁ 을 만족한다)

Mo 층/d₂ : 0.43 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 10 (3 ∼ 31 조를 만족한다)

합계 막두께 : 70 ㎚

조정층 (23)

Mo 층 : 1.6 ㎚

Si 층 : 2.4 ㎚

제 3 주기장 (d₃) : 4 ㎚ (d₃ ≤ 0.8d₁ 을 만족한다)

Mo 층/d₃ : 0.4 (0.3 ∼ 0.7 을 만족한다)

조수 : 1

합계 막두께 (L) : 4 ㎚ (i = 0 으로서, (0.3＋0)d₁ ≤ L ≤ (0.7＋0)d₁ 을 만족한다)

제 1 다층 반사막 (21)

Mo 층 : 3 ㎚

Si 층 : 4 ㎚

제 1 주기장 (d₁) : 7 ㎚ (6.8 ㎚ ≤ d₁ ≤ 7.2 ㎚ 를 만족한다)

Mo 층/d₁ : 0.43 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 30 (20 ∼ 36 조를 만족한다)

합계 막두께 : 210 ㎚

반사층 (20)

합계 막두께 : 284 ㎚ (600 ㎚ 이하를 만족한다)

그 결과, EUV 광 반사율의 피크값은 69.0 ％ 이고, R_min 은 64.1 ％ 이고, EUV 광 반사율의 변동폭의 절대값 (ΔR) 은 4.9 ％ 이고, R_min 을 기준으로 하는 변동폭 (ΔR/R_min) 은 7.6 ％ 로, R_min × 1/10 이내를 만족하는 결과였다.

또한, 반사층 (20) 의 막 응력은 -412 ㎫ (막 응력의 절대값이 450 ㎫ 이하를 만족한다) 이었다.

(비교예 1)

제 2 다층 반사막 (22) 을 하기와 같이 하고, 조정층 (23), 및 제 1 다층 반사막 (21) 을 형성하지 않은 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 순서를 실시하였다.

제 2 다층 반사막 (22)

Mo 층 : 3 ㎚

Si 층 : 4 ㎚

제 2 주기장 (d₂) : 7 ㎚ (0.9d₁ ≤ d₂ ≤ 1.1d₁을 만족한다)

Mo 층/d₂ : 0.43 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 40 (3 ∼ 31 조를 만족한다)

합계 막두께 : 280 ㎚

반사층 (20)

합계 막두께 : 280 ㎚ (600 ㎚ 이하를 만족한다)

그 결과, EUV 광 반사율의 피크값은 72.9 ％ 이고, R_min 은 61.3 ％ 이고, EUV 광 반사율의 변동폭의 절대값 (ΔR) 은 11.6 ％ 이고, R_min 을 기준으로 하는 변동폭 (ΔR/R_min) 은 18.9 ％ 로, R_min × 1/10 이내를 만족하지 않는 결과였다.

또한, 반사층 (20) 의 막 응력은 -450 ㎫ (막 응력의 절대값이 450 ㎫ 이하를 만족한다) 이었다.

(비교예 2)

제 2 다층 반사막 (22), 및 제 1 다층 반사막 (21) 을 하기와 같이 하고, 조정층 (23) 으로서 막두께 32 ㎚ 의 Si 층 (단층) 을 형성한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 순서를 실시하였다.

제 2 다층 반사막 (22)

Mo 층 : 3 ㎚

Si 층 : 4 ㎚

제 2 주기장 (d₂) : 7 ㎚ (0.9d₁ ≤ d₂ ≤ 1.1d₁을 만족한다)

Mo 층/d₂ : 0.43 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 10 (3 ∼ 31 조를 만족한다)

합계 막두께 : 70 ㎚

조정층 (23)

Si 층 : 32 ㎚

제 3 주기장 (d₃) : 32 ㎚ (1.2d₁ ≤ d₃ 을 만족한다)

Mo 층/d₃ : 0 (0.3 ∼ 0.7 을 만족하지 않는다)

조수 : 1

제 1 다층 반사막 (21)

Mo 층 : 3 ㎚

Si 층 : 4 ㎚

제 1 주기장 (d₁) : 7 ㎚ (6.8 ㎚ ≤ d₁ ≤ 7.2 ㎚ 를 만족한다)

Mo 층/d₁ : 0.43 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 30 (20 ∼ 36 조를 만족한다)

합계 막두께 : 210 ㎚

반사층 (20)

합계 막두께 : 312 ㎚ (600 ㎚ 이하를 만족한다)

한편, 반사층 (20) 의 막 응력은 -486 ㎫ 로, 막 응력의 절대값이 450 ㎫ 이하를 만족하지 않는 결과였다.

(비교예 3)

제 2 다층 반사막 (22), 및 제 1 다층 반사막 (21) 을 하기와 같이 하고, 조정층 (23) 으로서 막두께 32 ㎚ 의 Mo 층을 형성한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 순서를 실시하였다.

제 2 다층 반사막 (22)

Mo 층 : 3 ㎚

Si 층 : 4 ㎚

제 2 주기장 (d₂) : 7 ㎚ (0.9d₁ ≤ d₂ ≤ 1.1d₁ 을 만족한다)

Mo 층/d₂ : 0.43 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 10 (3 ∼ 31 조를 만족한다)

합계 막두께 : 70 ㎚

조정층 (23)

Mo 층 : 32 ㎚

제 3 주기장 (d₃) : 32 ㎚ (1.2d₁ ≤ d₃ 을 만족한다)

Mo 층/d₃ : 1 (0.3 ∼ 0.7 을 만족하지 않는다)

조수 : 1

제 1 다층 반사막 (21)

Mo 층 : 3 ㎚

Si 층 : 4 ㎚

제 1 주기장 (d₁) : 7 ㎚ (6.8 ㎚ ≤ d₁ ≤ 7.2 ㎚ 를 만족한다)

Mo 층/d₁ : 0.43 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 30 (20 ∼ 36 조를 만족한다)

합계 막두께 : 210 ㎚

반사층 (20)

합계 막두께 : 312 ㎚ (600 ㎚ 이하를 만족한다)

그 결과, EUV 광 반사율의 피크값은 68.5 ％ 이고, R_min 은 63.8 ％ 이고, EUV 광 반사율의 변동폭의 절대값 (ΔR) 은 4.7 ％ 이고, R_min 을 기준으로 하는 변동폭 (ΔR/R_min) 은 7.4 ％ 로, R_min × 1/10 이내를 만족하는 결과였다.

한편, 반사층 (20) 의 막 응력은 -563 ㎫ 로, 막 응력의 절대값이 450 ㎫ 이하를 만족하지 않는 결과였다.

(비교예 4)

제 2 다층 반사막 (22)

Mo 층 : 2.8 ㎚

Si 층 : 3.8 ㎚

제 2 주기장 (d₂) : 6.6 ㎚ (0.9d₁ ≤ d₂ ≤ 1.1d₁ 을 만족한다)

Mo 층/d₂ : 0.42 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 10 (3 ∼ 31 조를 만족한다)

합계 막두께 : 66 ㎚

조정층 (23)

Mo 층 : 1.6 ㎚

Si 층 : 2.4 ㎚

제 3 주기장 (d₃) : 4 ㎚ (d₃ ≤ 0.8d₁ 을 만족한다)

Mo 층/d₃ : 0.4 (0.3 ∼ 0.7 을 만족한다)

조수 : 1

제 1 다층 반사막 (21)

Mo 층 : 2.8 ㎚

Si 층 : 3.8 ㎚

제 1 주기장 (d₁) : 6.6 ㎚ (6.8 ㎚ ≤ d₁ ≤ 7.2 ㎚ 를 만족하지 않는다)

Mo 층/d₁ : 0.42 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 30 (20 ∼ 36 조를 만족한다)

합계 막두께 : 198 ㎚

반사층 (20)

합계 막두께 : 268 ㎚ (600 ㎚ 이하를 만족한다)

그 결과, EUV 광 반사율의 피크값은 22.4 ％ 이고, EUV 광 반사율이 50 ％ 미만이었다.

(비교예 5)

제 2 다층 반사막 (22)

Mo 층 : 3.2 ㎚

Si 층 : 4.2 ㎚

제 2 주기장 (d₂) : 7.4 ㎚ (0.9d₁ ≤ d₂ ≤ 1.1d₁ 을 만족한다)

Mo 층/d₂ : 0.43 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 10 (3 ∼ 31 조를 만족한다)

합계 막두께 : 74 ㎚

조정층 (23)

Mo 층 : 1.6 ㎚

Si 층 : 2.4 ㎚

제 3 주기장 (d₃) : 4 ㎚ (d₃ ≤ 0.8d₁ 을 만족한다)

Mo 층/d₃ : 0.4 (0.3 ∼ 0.7 을 만족한다)

조수 : 1

합계 막두께 (L) : 4 ㎚ ((0.3＋0)d₁ ≤ L ≤ (0.7＋0)d₁ 을 만족한다)

제 1 다층 반사막 (21)

Mo 층 : 3.2 ㎚

Si 층 : 4.2 ㎚

제 1 주기장 (d₁) : 7.4 ㎚ (6.8 ㎚ ≤ d₁ ≤ 7.2 ㎚ 를 만족하지 않는다)

Mo 층/d₁ : 0.43 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 30 (20 ∼ 36 조를 만족한다)

합계 막두께 : 198 ㎚

반사층 (20)

합계 막두께 : 300 ㎚ (600 ㎚ 이하를 만족한다)

그 결과, EUV 광 반사율의 피크값은 19.4 ％ 이고, EUV 광 반사율이 50 ％ 미만이었다.

(비교예 6)

제 2 다층 반사막 (22)

Mo 층 : 2.6 ㎚

Si 층 : 3.4 ㎚

제 2 주기장 (d₂) : 6 ㎚ (0.9d₁ ≤ d₂ ≤ 1.1d₁ 을 만족하지 않는다)

Mo 층/d₂ : 0.43 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 10 (3 ∼ 31 조를 만족한다)

합계 막두께 : 60 ㎚

조정층 (23)

Mo 층 : 1.6 ㎚

Si 층 : 2.4 ㎚

제 3 주기장 (d₃) : 4 ㎚ (d₃ ≤ 0.8d₁ 을 만족한다)

Mo 층/d₃ : 0.4 (0.3 ∼ 0.7 을 만족한다)

조수 : 1

제 1 다층 반사막 (21)

Mo 층 : 3 ㎚

Si 층 : 4 ㎚

제 1 주기장 (d₁) : 7 ㎚ (6.8 ㎚ ≤ d₁ ≤ 7.2 ㎚ 를 만족한다)

Mo 층/d₂ : 0.43 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 30 (20 ∼ 36 조를 만족한다)

합계 막두께 : 210 ㎚

반사층 (20)

합계 막두께 : 274 ㎚ (600 ㎚ 이하를 만족한다)

그 결과, EUV 광 반사율의 피크값은 70.3 ％ 이고, R_min 은 60.5 ％ 이고, EUV 광 반사율의 변동폭의 절대값 (ΔR) 은 9.9 ％ 이고, R_min 을 기준으로 하는 변동폭 (ΔR/R_min) 은 16.3 ％ 로, R_min × 1/10 이내를 만족하지 않는 결과였다.

(비교예 7)

제 2 다층 반사막 (22)

Mo 층 : 3.4 ㎚

Si 층 : 4.6 ㎚

제 2 주기장 (d₂) : 8 ㎚ (0.9d₁ ≤ d₂ ≤ 1.1d₁ 을 만족하지 않는다)

Mo 층/d₂ : 0.43 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 10 (3 ∼ 31 조를 만족한다)

합계 막두께 : 80 ㎚

조정층 (23)

Mo 층 : 1.6 ㎚

Si 층 : 2.4 ㎚

제 3 주기장 (d₃) : 4 ㎚ (d₃ ≤ 0.8d₁ 을 만족한다)

Mo 층/d₃ : 0.4 (0.3 ∼ 0.7 을 만족한다)

조수 : 1

제 1 다층 반사막 (21)

Mo 층 : 3 ㎚

Si 층 : 4 ㎚

제 1 주기장 (d₁) : 7 ㎚ (6.8 ㎚ ≤ d₁ ≤ 7.2 ㎚ 를 만족한다)

Mo 층/d₁ : 0.43 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 30 (20 ∼ 36 조를 만족한다)

합계 막두께 : 210 ㎚

반사층 (20)

합계 막두께 : 294 ㎚ (600 ㎚ 이하를 만족한다)

그 결과, EUV 광 반사율의 피크값은 70.7 ％ 이고, R_min 은 59.9 ％ 이고, EUV 광 반사율의 변동폭의 절대값 (ΔR) 은 10.8 ％ 이고, R_min 을 기준으로 하는 변동폭 (ΔR/R_min) 은 18.0 ％ 로, R_min × 1/10 이내를 만족하지 않는 결과였다.

(비교예 8)

제 2 다층 반사막 (22)

Mo 층 : 3 ㎚

Si 층 : 4 ㎚

제 2 주기장 (d₂) : 7 ㎚ (0.9d₁ ≤ d₂ ≤ 1.1d₁ 을 만족한다)

Mo 층/d₂ : 0.43 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 10 (3 ∼ 31 조를 만족한다)

합계 막두께 : 70 ㎚

조정층 (23)

Mo 층 : 1.6 ㎚

Si 층 : 2.4 ㎚

제 3 주기장 (d₃) : 4 ㎚ (d₃ ≤ 0.8d₁ 을 만족한다)

Mo 층/d₃ : 0.4 (0.3 ∼ 0.7 을 만족한다)

조수 : 2

합계 막두께 (L) : 8 ㎚ ((0.3＋i)d₁ ≤ L ≤ (0.7＋i)d₁ 을 만족하지 않는다)

제 1 다층 반사막 (21)

Mo 층 : 3 ㎚

Si 층 : 4 ㎚

제 1 주기장 (d₁) : 7 ㎚ (6.8 ㎚ ≤ d₁ ≤ 7.2 ㎚ 를 만족한다)

Mo 층/d₁ : 0.43 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 30 (20 ∼ 36 조를 만족한다)

합계 막두께 : 210 ㎚

반사층 (20)

합계 막두께 : 288 ㎚ (600 ㎚ 이하를 만족한다)

그 결과, EUV 광 반사율의 피크값은 72.8 ％ 이고, R_min 은 60.9 ％ 이고, EUV 광 반사율의 변동폭의 절대값 (ΔR) 은 11.9 ％ 이고, R_min 을 기준으로 하는 변동폭 (ΔR/R_min) 은 19.5 ％ 로, R_min × 1/10 이내를 만족하지 않는 결과였다.

(비교예 9)

제 2 다층 반사막 (22)

Mo 층 : 4 ㎚

Si 층 : 3 ㎚

제 2 주기장 (d₂) : 7 ㎚ (0.9d₁ ≤ d₂ ≤ 1.1d₁ 을 만족한다)

Mo 층/d₂ : 0.43 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 10 (3 ∼ 31 조를 만족한다)

합계 막두께 : 70 ㎚

조정층 (23)

Mo 층 : 1.6 ㎚

Si 층 : 2.4 ㎚

제 3 주기장 (d₃) : 4 ㎚ (d₃ ≤ 0.8d₁ 을 만족한다)

Mo 층/d₃ : 0.4 (0.3 ∼ 0.7 을 만족한다)

조수 : 3

합계 막두께 (L) : 12 ㎚ ((0.3＋i)d₁ ≤ L ≤ (0.7＋i)d₁ 을 만족하지 않는다)

제 1 다층 반사막 (21)

Mo 층 : 4 ㎚

Si 층 : 3 ㎚

제 1 주기장 (d₁) : 7 ㎚ (6.8 ㎚ ≤ d₁ ≤ 7.2 ㎚ 를 만족한다)

Mo 층/d₁ : 0.43 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 30 (20 ∼ 36 조를 만족한다)

합계 막두께 : 210 ㎚

반사층 (20)

합계 막두께 : 292 ㎚ (600 ㎚ 이하를 만족한다)

그 결과, EUV 광 반사율의 피크값은 71.3 ％ 이고, R_min 은 56.1 ％ 이고, EUV 광 반사율의 변동폭의 절대값 (ΔR) 은 15.2 ％ 이고, R_min 을 기준으로 하는 변동폭 (ΔR/R_min) 은 27.0 ％ 로, R_min × 1/10 이내를 만족하지 않는 결과였다.

(비교예 10)

제 2 다층 반사막 (22)

Mo 층 : 3 ㎚

Si 층 : 4 ㎚

제 2 주기장 (d₂) : 7 ㎚ (0.9d₁ ≤ d₂ ≤ 1.1d₁ 을 만족한다)

Mo 층/d₂ : 0.43 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 3 (3 ∼ 31 조를 만족한다)

합계 막두께 : 21 ㎚

조정층 (23)

Mo 층 : 1.5 ㎚

Si 층 : 2.3 ㎚

제 3 주기장 (d₃) : 3.8 ㎚ (d₃ ≤ 0.8d₁ 을 만족한다)

Mo 층/d₃ : 0.4 (0.3 ∼ 0.7 을 만족한다)

조수 : 1

합계 막두께 (L) : 3.8 ㎚ (i = 0 으로서, (0.3＋0)d₁ ≤ L ≤ (0.7＋0)d₁ 을 만족한다)

제 1 다층 반사막 (21)

Mo 층 : 3 ㎚

Si 층 : 4 ㎚

제 1 주기장 (d₁) : 7 ㎚ (6.8 ㎚ ≤ d₁ ≤ 7.2 ㎚ 를 만족한다)

Mo 층/d₁ : 0.43 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 19 (20 ∼ 36 조를 만족하지 않는다)

합계 막두께 : 133 ㎚

반사층 (20)

합계 막두께 : 158 ㎚ (600 ㎚ 이하를 만족한다)

그 결과, EUV 광 반사율의 피크값은 54.0 ％ 이었지만, R_min 은 49.1 ％ 로, 50 ％ 미만이었다.

(비교예 11)

제 2 다층 반사막 (22)

Mo 층 : 3 ㎚

Si 층 : 4 ㎚

제 2 주기장 (d₂) : 7 ㎚ (0.9d₁ ≤ d₂ ≤ 1.1d₁ 을 만족한다)

Mo 층/d₂ : 0.43 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 31 (3 ∼ 31 조를 만족한다)

합계 막두께 : 217 ㎚

조정층 (23)

Mo 층 : 1.5 ㎚

Si 층 : 2.3 ㎚

제 3 주기장 (d₃) : 3.8 ㎚ (d₃ ≤ 0.8d₁ 을 만족한다)

Mo 층/d₃ : 0.4 (0.3 ∼ 0.7 을 만족한다)

조수 : 1

제 1 다층 반사막 (21)

Mo 층 : 3 ㎚

Si 층 : 4 ㎚

제 1 주기장 (d₁) : 7 ㎚ (6.8 ㎚ ≤ d₁ ≤ 7.2 ㎚ 를 만족한다)

Mo 층/d₁ : 0.43 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 37 (20 ∼ 36 조를 만족하지 않는다)

합계 막두께 : 259 ㎚

반사층 (20)

합계 막두께 : 480 ㎚ (600 ㎚ 이하를 만족한다)

그 결과, EUV 광 반사율의 피크값은 71.5 ％ 이고, R_min 은 64.5 ％ 이고, EUV 광 반사율의 변동폭의 절대값 (ΔR) 은 7.0 ％ 이고, R_min 을 기준으로 하는 변동폭 (ΔR/R_min) 은 10.8 ％ 로, R_min × 1/10 이내를 만족하지 않았다.

(비교예 12)

제 2 다층 반사막 (22)

Mo 층 : 3 ㎚

Si 층 : 4 ㎚

제 2 주기장 (d₂) : 7 ㎚ (0.9d₁ ≤ d₂ ≤ 1.1d₁ 을 만족한다)

Mo 층/d₂ : 0.43 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 2 (3 ∼ 31 조를 만족하지 않는다)

합계 막두께 : 14 ㎚

조정층 (23)

Mo 층 : 1.5 ㎚

Si 층 : 2.3 ㎚

제 3 주기장 (d₃) : 3.8 ㎚ (d₃ ≤ 0.8d₁ 을 만족한다)

Mo 층/d₃ : 0.4 (0.3 ∼ 0.7 을 만족한다)

조수 : 1

제 1 다층 반사막 (21)

Mo 층 : 3 ㎚

Si 층 : 4 ㎚

제 1 주기장 (d₁) : 7 ㎚ (6.8 ㎚ ≤ d₁ ≤ 7.2 ㎚ 를 만족한다)

Mo 층/d₁ : 0.43 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 20 (20 ∼ 36 조를 만족한다)

합계 막두께 : 140 ㎚

반사층 (20)

합계 막두께 : 158 ㎚ (600 ㎚ 이하를 만족한다)

그 결과, EUV 광 반사율의 피크값은 57.6 ％ 이고, R_min 은 51.6 ％ 이고, EUV 광 반사율의 변동폭의 절대값 (ΔR) 은 5.9 ％ 이고, R_min 을 기준으로 하는 변동폭 (ΔR/R_min) 은 11.5 ％ 로, R_min × 1/10 이내를 만족하지 않았다.

(비교예 13)

제 2 다층 반사막 (22)

Mo 층 : 3 ㎚

Si 층 : 4 ㎚

제 2 주기장 (d₂) : 7 ㎚ (0.9d₁ ≤ d₂ ≤ 1.1d₁ 을 만족한다)

Mo 층/d₂ : 0.43 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 32 (3 ∼ 31 조를 만족하지 않는다)

합계 막두께 : 224 ㎚

조정층 (23)

Mo 층 : 1.5 ㎚

Si 층 : 2.3 ㎚

제 3 주기장 (d₃) : 3.8 ㎚ (d₃ ≤ 0.8d₁ 을 만족한다)

Mo 층/d₃ : 0.4 (0.3 ∼ 0.7 을 만족한다)

조수 : 1

제 1 다층 반사막 (21)

Mo 층 : 3 ㎚

Si 층 : 4 ㎚

제 1 주기장 (d₁) : 7 ㎚ (6.8 ㎚ ≤ d₁ ≤ 7.2 ㎚ 를 만족한다)

Mo 층/d₁ : 0.43 (0.25 ∼ 0.55 를 만족한다)

조수 : 36 (20 ∼ 36 조를 만족한다)

합계 막두께 : 140 ㎚

반사층 (20)

합계 막두께 : 480 ㎚ (600 ㎚ 이하를 만족한다)

그 결과, EUV 광 반사율의 피크값은 71.3 ％ 이고, R_min 은 64.8 ％ 이고, EUV 광 반사율의 변동폭의 절대값 (ΔR) 은 6.5 ％ 이고, R_min 을 기준으로 하는 변동폭 (ΔR/R_min) 은 10.02 ％ 로, R_min × 1/10 이내를 만족하지 않았다.

1 : EUVL 용 반사층 형성 기판
2 : EUVL 용 마스크 블랭크
10 : 기판
20 : 반사층
21 : 제 1 다층 반사막
22 : 제 2 다층 반사막
23 : 조정층
30 : 흡수층

Claims

기판 상에 EUV 광을 반사하는 반사층이 형성된 EUV 리소그래피 (EUVL) 용 반사층 형성 기판으로서,
상기 반사층은, 상기 기판 상에, Mo 층과 Si 층이 교대로 복수 회 적층된 제 2 다층 반사막과,
상기 제 2 다층 반사막 상에 적층된 조정층과,
상기 조정층 상에, Mo 층과 Si 층이 교대로 복수 회 적층된 제 1 다층 반사막을 갖고,
상기 제 1 다층 반사막은, 인접하는 1 조의, Mo 층과 Si 층의 합계 막두께인 제 1 주기장 (d₁) 이 6.8 ㎚ ≤ d₁ ≤ 7.2 ㎚ 의 관계로 20 ∼ 36 조 적층되고,
상기 조정층은, Mo 층과 Si 층이 1 조 이상 교대로 적층되고, 인접하는 Mo 층과 Si 층의 합계 막두께 (d₃) 가 d₃ ≤ 0.8d₁ 또는 1.2d₁ ≤ d₃ 을 만족하며, 또한, 조정층 전체의 막두께 (L) 가 (0.3＋i)d₁ ≤ L ≤ (0.7＋i)d₁ (단, i 는 0 이상의 정수) 이고,
상기 제 2 다층 반사막은, 인접하는 1 조의, Mo 층과 Si 층의 합계 막두께인 제 2 주기장 (d₂) 이 0.9d₁ ≤ d₂ ≤ 1.1d₁ 의 관계로 3 ∼ 31 조 적층되고,
상기 제 1 주기장 (d₁) 에 대한, 상기 제 1 다층 반사막에 있어서의 Mo 층의 막두께의 비가 0.25 ∼ 0.55 이고,
상기 제 2 주기장 (d₂) 에 대한, 상기 제 2 다층 반사막에 있어서의 Mo 층의 막두께의 비가 0.25 ∼ 0.55 이고,
상기 반사층의 전체 막두께가 600 ㎚ 이하인, EUVL 용 반사층 형성 기판.
제 1 항에 있어서,
상기 반사층의 전체 막두께가 400 ㎚ 이하인, EUVL 용 반사층 형성 기판.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 주기장 (d₁) 과 상기 제 2 주기장 (d₂) 이 실질적으로 동등한, EUVL 용 반사층 형성 기판.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 3 주기장 (d₃) 에 대한, 상기 조정층에 있어서의 Mo 층의 막두께의 비가 0.3 ∼ 0.7 인, EUVL 용 반사층 형성 기판.
기판 상에 EUV 광을 반사하는 반사층이 형성되고, 상기 반사층 상에 EUV 광을 흡수하는 흡수층이 형성된 EUV 리소그래피 (EUVL) 용 반사형 마스크 블랭크로서,
상기 반사층은, 상기 기판 상에, 제 2 저굴절률층과 제 2 고굴절률층이 교대로 복수 회 적층된 제 2 다층 반사막과,
상기 제 2 다층 반사막 상에 적층된 조정층과,
상기 조정층 상에, Mo 층과 Si 층이 교대로 복수 회 적층된 제 1 다층 반사막을 갖고,
상기 제 1 다층 반사막은, 인접하는 1 조의, Mo 층과 Si 층의 합계 막두께인 제 1 주기장 (d₁) 이 6.8 ㎚ ≤ d₁ ≤ 7.2 ㎚ 의 관계로 20 ∼ 36 조 적층되고,
상기 조정층은, Mo 층과 Si 층이 1 조 이상 교대로 적층되고, 인접하는 Mo 층과 Si 층의 합계 막두께 (d₃) 가 d₃ ≤ 0.8d₁ 또는 1.2d₁ ≤ d₃ 을 만족하며, 또한 조정층 전체의 막두께 (L) 가 (0.3＋i)d₁ ≤ L ≤ (0.7＋i)d₁ (단, i 는 0 이상의 정수) 이고,
상기 제 2 다층 반사막은, 인접하는 1 조의, Mo 층과 Si 층의 합계 막두께인 제 2 주기장 (d₂) 이 0.9d₁ ≤ d₂ ≤ 1.1d₁ 의 관계로 3 ∼ 31 조 적층되고,
상기 제 1 주기장 (d₁) 에 대한, 상기 제 1 다층 반사막에 있어서의 Mo 층의 막두께의 비가 0.25 ∼ 0.55 이고,
상기 제 2 주기장 (d₂) 에 대한, 상기 제 1 다층 반사막에 있어서의 Mo 층의 막두께의 비가 0.25 ∼ 0.55 이고,
상기 반사층의 전체 막두께가 600 ㎚ 이하인, EUVL 용 반사형 마스크 블랭크.
제 5 항에 있어서,
상기 반사층의 전체 막두께가 400 ㎚ 이하인, EUVL 용 반사형 마스크 블랭크.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 제 1 주기장 (d₁) 과 상기 제 2 주기장 (d₂) 이 실질적으로 동등한, EUVL 용 반사형 마스크 블랭크.
제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 3 주기장 (d₃) 에 대한, 상기 조정층에 있어서의 Mo 층의 막두께의 비가 0.3 ∼ 0.7 인, EUVL 용 반사형 마스크 블랭크.
제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반사층과 상기 흡수층 사이에 상기 반사층의 보호층을 갖는, EUVL 용 반사형 마스크 블랭크.