JP2010109336A - 反射型マスクの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】多層反射膜上に設けられるバッファ膜へのパターン形成時の環境に対する耐性に優れ、しかも洗浄時等における耐薬品性に優れた保護膜を多層反射膜上に備えた反射型マスクの製造方法を提供する。
【解決手段】反射型マスク２０の製造方法は、基板１と、該基板上に順次形成された、露光光を反射する多層反射膜２と、多層反射膜２上の保護膜６と、バッファ膜３と、露光光を吸収する吸収体膜４とを有する反射型マスクブランク１０を使用する。保護膜６は、ＲｕとＮｂとを含有するＲｕ化合物からなる。本製造方法は、バッファ膜３を酸素含有エッチングガスによりドライエッチングしてバッファ膜パターンを形成する工程を含む。
【選択図】図１
【解決手段】反射型マスク２０の製造方法は、基板１と、該基板上に順次形成された、露光光を反射する多層反射膜２と、多層反射膜２上の保護膜６と、バッファ膜３と、露光光を吸収する吸収体膜４とを有する反射型マスクブランク１０を使用する。保護膜６は、ＲｕとＮｂとを含有するＲｕ化合物からなる。本製造方法は、バッファ膜３を酸素含有エッチングガスによりドライエッチングしてバッファ膜パターンを形成する工程を含む。
【選択図】図１
Description
本発明は、半導体装置製造等に使用される露光用反射型マスクの製造方法に関するものである。
近年、半導体産業において、半導体デバイスの微細化に伴い、極紫外（Extreme Ultra Violet：以下、EUVと呼称する）光を用いた露光技術であるEUVリソグラフィが有望視されている。なお、ここで、EUV光とは、軟X線領域又は真空紫外線領域の波長帯の光を指し、具体的には波長が０．２〜１００ｎｍ程度の光のことである。このEUVリソグラフィにおいて用いられるマスクとしては、たとえば下記特許文献１に記載された露光用反射型マスクが提案されている。
このような反射型マスクは、基板上に露光光を反射する多層反射膜が形成され、該多層反射膜上に露光光を吸収する吸収体膜がパターン状に形成されたものである。露光機（パターン転写装置）に搭載された反射型マスクに入射した光は、吸収体膜のある部分では吸収され、吸収体膜のない部分では多層反射膜により反射された光像が反射光学系を通して半導体基板上に転写される。
このような反射型マスクは、基板上に露光光を反射する多層反射膜が形成され、該多層反射膜上に露光光を吸収する吸収体膜がパターン状に形成されたものである。露光機（パターン転写装置）に搭載された反射型マスクに入射した光は、吸収体膜のある部分では吸収され、吸収体膜のない部分では多層反射膜により反射された光像が反射光学系を通して半導体基板上に転写される。
上記多層反射膜としては、例えば１３〜１４ｎｍのＥＵＶ光を反射するものとして、図３に示すように、数ｎｍの厚さのＭｏとＳｉを交互に４０乃至６０周期程度積層させたものなどが知られている。そして、反射率を高めるためには、屈折率の大きなＭｏ膜を最上層とする方が望ましいが、Ｍｏは大気に触れると酸化されやすく、その結果、反射率が低下してしまう。そこで、酸化防止のための保護膜として、例えばＳｉ膜を最上層に設けることが行われている。
また、下記特許文献２には、Mo膜とSi膜が交互に積層された多層反射膜と、吸収体パターンとの間に、ルテニウム（Ru）からなるバッファ層が形成された反射型マスクが記載されている。
また、下記特許文献２には、Mo膜とSi膜が交互に積層された多層反射膜と、吸収体パターンとの間に、ルテニウム（Ru）からなるバッファ層が形成された反射型マスクが記載されている。
従来のＳｉ膜を最上層に保護膜として設けた場合、Ｓｉ膜の厚さが薄いと十分な酸化防止効果が得られないため、通常は酸化防止に十分な程度、Ｓｉ膜を厚くすることが行われているが、Ｓｉ膜は僅かにＥＵＶ光を吸収するため、厚くすると反射率が低下してしまうという問題を有していた。
また、従来の特許文献２に記載された多層反射膜と吸収体パターンとの間に形成されたRu膜は以下の問題点を有していた。
また、従来の特許文献２に記載された多層反射膜と吸収体パターンとの間に形成されたRu膜は以下の問題点を有していた。
（１）反射型マスクにおける多層反射膜の場合、吸収体膜へのパターン形成時の環境、或いは、多層反射膜と吸収体膜との間にバッファ膜を設けた場合のバッファ膜へのパターン形成時の環境に耐性を有することが必要である。すなわち、多層反射膜の上に設ける保護膜の材料は、吸収体膜或いはバッファ膜とのエッチング選択比が大きく取れるという条件も考慮する必要がある。
例えば、Ta系材料を吸収体膜に使用する場合、パターニング形成時の多層反射膜に対するエッチングダメージを防止するために、Cr系材料のバッファ膜を設け、さらに吸収体膜のパターニング後、Cr系バッファ膜についても吸収体膜パターンに従ってパターニングする場合がある。Cr系バッファ膜は通常、酸素添加の塩素系ガスを用いたドライエッチングでパターニングするが、上記Ru保護膜は、特に酸素が７０％以上含まれた酸素添加の塩素系ガスに対してエッチング耐性が低いため、多層反射膜にダメージが発生し、反射率低下を招くという問題がある。
例えば、Ta系材料を吸収体膜に使用する場合、パターニング形成時の多層反射膜に対するエッチングダメージを防止するために、Cr系材料のバッファ膜を設け、さらに吸収体膜のパターニング後、Cr系バッファ膜についても吸収体膜パターンに従ってパターニングする場合がある。Cr系バッファ膜は通常、酸素添加の塩素系ガスを用いたドライエッチングでパターニングするが、上記Ru保護膜は、特に酸素が７０％以上含まれた酸素添加の塩素系ガスに対してエッチング耐性が低いため、多層反射膜にダメージが発生し、反射率低下を招くという問題がある。
（２）反射型マスクブランクを用いた反射型マスクの製造過程や、反射型マスクの使用時に、種々の薬品を用いた洗浄が繰返し行われるため、たとえば吸収体膜のみならず、多層反射膜の上に形成される多層反射膜を保護するための保護膜についても良好な耐薬品性を有することが望ましい。
上記Ru保護膜の場合、例えばマスクにヘイズが発生した場合のオゾン水洗浄に対する耐性が低く洗浄が十分に行えないという問題があり、多層反射膜上に形成される保護膜の耐薬品性の向上が望まれていた。
上記Ru保護膜の場合、例えばマスクにヘイズが発生した場合のオゾン水洗浄に対する耐性が低く洗浄が十分に行えないという問題があり、多層反射膜上に形成される保護膜の耐薬品性の向上が望まれていた。
そこで本発明の目的は、多層反射膜上に設けられるバッファ膜へのパターン形成時の環境に対する耐性に優れ、しかも洗浄時等における耐薬品性に優れた保護膜を多層反射膜上に備えた反射型マスクの製造方法を提供することである。
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
（構成１）基板と、該基板上に形成された露光光を反射する多層反射膜と、該多層反射膜上に形成された該多層反射膜を保護する保護膜と、該保護膜上に形成され、酸素ガスを含むエッチングガスを用いたドライエッチングによりエッチング可能な材料で形成されたバッファ膜と、該バッファ膜上に形成された露光光を吸収する吸収体膜とを有する反射型マスクブランクを使用し、前記保護膜は、ルテニウム（Ｒｕ）とニオブ（Ｎｂ）とを含有するルテニウム化合物からなり、前記バッファ膜を、酸素ガスを含むエッチングガスによりドライエッチングしてパターンを形成する工程を含むことを特徴とする反射型マスクの製造方法。
構成１によれば、保護膜がルテニウム（Ｒｕ）とニオブ（Ｎｂ）とを含有するルテニウム化合物からなり、該保護膜上に形成されたバッファ膜を、酸素ガスを含むエッチングガスによりドライエッチングしてパターンを形成する工程を含むことにより、以下の効果を有する反射型マスクが得られる。
（構成１）基板と、該基板上に形成された露光光を反射する多層反射膜と、該多層反射膜上に形成された該多層反射膜を保護する保護膜と、該保護膜上に形成され、酸素ガスを含むエッチングガスを用いたドライエッチングによりエッチング可能な材料で形成されたバッファ膜と、該バッファ膜上に形成された露光光を吸収する吸収体膜とを有する反射型マスクブランクを使用し、前記保護膜は、ルテニウム（Ｒｕ）とニオブ（Ｎｂ）とを含有するルテニウム化合物からなり、前記バッファ膜を、酸素ガスを含むエッチングガスによりドライエッチングしてパターンを形成する工程を含むことを特徴とする反射型マスクの製造方法。
構成１によれば、保護膜がルテニウム（Ｒｕ）とニオブ（Ｎｂ）とを含有するルテニウム化合物からなり、該保護膜上に形成されたバッファ膜を、酸素ガスを含むエッチングガスによりドライエッチングしてパターンを形成する工程を含むことにより、以下の効果を有する反射型マスクが得られる。
（１）保護膜上に形成された酸素ガスを含むエッチングガスを用いたドライエッチングによりエッチング可能な材料のバッファ膜を、酸素ガスを含むエッチングガスによりドライエッチングしてパターンを形成する工程によって、上記保護膜の表面には上記Ｎｂを主成分とする酸化層が形成されるため、この酸化層がエッチングストッパーとしての機能を発揮し、上記保護膜がバッファ膜のドライエッチング環境において良好な耐性を有するので、バッファ膜のパターニング時に多層反射膜に対するダメージが発生しない。従って、多層反射膜の反射率の低下が発生しない。
（２）保護膜上に形成された上記バッファ膜を、酸素ガスを含むエッチングガスによりドライエッチングしてパターンを形成する工程によって、上記Ｎｂを主成分とする酸化層が表面に形成された上記保護膜は、反射型マスクの製造過程や、反射型マスクの使用時における洗浄時の耐薬品性に優れる。とりわけ、マスクにヘイズが発生した場合のオゾン水洗浄に対する耐性が高く、洗浄が十分に行える。従って、露光光に対する反射領域の反射率の低下が生じない。
（構成２）前記保護膜は、膜厚が０．８ｎｍ〜５ｎｍであることを特徴とする構成１に記載の反射型マスクの製造方法。
構成２のように、本発明における保護膜の膜厚は、０．８ｎｍ〜５ｎｍの範囲で選定することが好ましい。膜厚が０．８ｎｍよりも薄いと、保護膜として必要とされる各種耐性が得られない恐れがある。また、膜厚が５ｎｍよりも厚いと、保護膜でのＥＵＶ光の吸収率が増大してしまい、多層反射膜上で反射される反射率が低下する恐れがある。
構成２のように、本発明における保護膜の膜厚は、０．８ｎｍ〜５ｎｍの範囲で選定することが好ましい。膜厚が０．８ｎｍよりも薄いと、保護膜として必要とされる各種耐性が得られない恐れがある。また、膜厚が５ｎｍよりも厚いと、保護膜でのＥＵＶ光の吸収率が増大してしまい、多層反射膜上で反射される反射率が低下する恐れがある。
（構成３）前記バッファ膜は、クロム（Ｃｒ）を含有するクロム系材料からなることを特徴とする構成１又は２に記載の反射型マスクの製造方法。
構成３のように、クロム系材料からなるバッファ膜は、酸素と塩素系の混合ガスを用いたドライエッチングにより良好なエッチングが可能であって、しかも高い平滑性が得られ、その上に形成される吸収体膜表面も高い平滑性が得られるので、パターンぼけを減少できる。
構成３のように、クロム系材料からなるバッファ膜は、酸素と塩素系の混合ガスを用いたドライエッチングにより良好なエッチングが可能であって、しかも高い平滑性が得られ、その上に形成される吸収体膜表面も高い平滑性が得られるので、パターンぼけを減少できる。
（構成４）前記バッファ膜は、窒化クロム（ＣｒＮ）を主成分とする材料からなることを特徴とする構成３に記載の反射型マスクの製造方法。
本発明においては、構成４にあるように、バッファ膜としては、窒化クロム（ＣｒＮ）を主成分とする材料が好ましく使用される。
本発明においては、構成４にあるように、バッファ膜としては、窒化クロム（ＣｒＮ）を主成分とする材料が好ましく使用される。
（構成５）前記吸収体膜は、タンタル（Ｔａ）を含有するタンタル系材料からなることを特徴とする構成１乃至４のいずれか一項に記載の反射型マスクの製造方法。
本発明においては、構成５にあるように、吸収体膜として、タンタル（Ｔａ）を含有するタンタル系材料が好ましく使用される。
本発明においては、構成５にあるように、吸収体膜として、タンタル（Ｔａ）を含有するタンタル系材料が好ましく使用される。
（構成６）前記酸素ガスを含むエッチングガスは、塩素系ガスと酸素ガスの混合ガスであることを特徴とする構成１乃至５のいずれか一項に記載の反射型マスクの製造方法。
本発明においては、構成６にあるように、酸素ガスを含むエッチングガスとしては、塩素系ガスと酸素ガスの混合ガスが好ましく使用される。
本発明においては、構成６にあるように、酸素ガスを含むエッチングガスとしては、塩素系ガスと酸素ガスの混合ガスが好ましく使用される。
本発明によれば、多層反射膜上に設けられるバッファ膜へのパターン形成時の環境に対する耐性に優れ、しかも洗浄時等における耐薬品性に優れた保護膜を多層反射膜上に備えた反射型マスクの製造方法が提供される。
以下、本発明を実施の形態により詳細に説明する。
本発明に使用する反射型マスクブランクは、基板と、該基板上に形成された露光光を反射する多層反射膜と、該多層反射膜上に形成された該多層反射膜を保護する保護膜と、該保護膜上に形成され、酸素ガスを含むエッチングガスを用いたドライエッチングによりエッチング可能な材料で形成されたバッファ膜と、該バッファ膜上に形成された露光光を吸収する吸収体膜とを有し、前記保護膜は、ルテニウム（Ｒｕ）とニオブ（Ｎｂ）とを含有するルテニウム化合物からなる。
このような反射型マスクブランクを使用し、上記保護膜上に形成されたバッファ膜を、酸素ガスを含むエッチングガスによりドライエッチングしてパターンを形成する工程を含むことにより、以下の効果を有する反射型マスクが得られる。
本発明に使用する反射型マスクブランクは、基板と、該基板上に形成された露光光を反射する多層反射膜と、該多層反射膜上に形成された該多層反射膜を保護する保護膜と、該保護膜上に形成され、酸素ガスを含むエッチングガスを用いたドライエッチングによりエッチング可能な材料で形成されたバッファ膜と、該バッファ膜上に形成された露光光を吸収する吸収体膜とを有し、前記保護膜は、ルテニウム（Ｒｕ）とニオブ（Ｎｂ）とを含有するルテニウム化合物からなる。
このような反射型マスクブランクを使用し、上記保護膜上に形成されたバッファ膜を、酸素ガスを含むエッチングガスによりドライエッチングしてパターンを形成する工程を含むことにより、以下の効果を有する反射型マスクが得られる。
（１）保護膜上に形成された酸素ガスを含むエッチングガスを用いたドライエッチングによりエッチング可能な材料のバッファ膜を、酸素ガスを含むエッチングガスによりドライエッチングしてパターンを形成する工程によって、上記保護膜の表面には上記Ｎｂを主成分とする酸化層が形成されるため、この酸化層がエッチングストッパーとしての機能を発揮し、上記保護膜がバッファ膜のドライエッチング環境において良好な耐性を有するので、バッファ膜のパターニング時に多層反射膜に対するダメージが発生しない。従って、多層反射膜の反射率の低下が発生しない。
（２）保護膜上に形成された上記バッファ膜を、酸素ガスを含むエッチングガスによりドライエッチングしてパターンを形成する工程によって、上記Ｎｂを主成分とする酸化層が表面に形成された上記保護膜は、反射型マスクの製造過程や、反射型マスクの使用時における洗浄時の耐薬品性に優れる。とりわけ、マスクにヘイズが発生した場合のオゾン水洗浄に対する耐性が高く、洗浄が十分に行える。従って、露光光に対する反射領域の反射率の低下が生じない。
本発明における上記保護膜の代表的なルテニウム化合物材料としては、例えば、RuNbが挙げられる。
この場合のルテニウム化合物中のRu含有量は、上記効果を最大限に発揮させるためには、１０〜９５原子％とすることが好ましい。特に上述の（１）の効果をさらに良好にする（ドライエッチング耐性を向上させる）には、ルテニウム化合物におけるRu含有量は、50〜90原子％とすることが望ましい。また、特に上述の（２）の効果をさらに良好にする（耐薬品性を向上させる）には、ルテニウム化合物におけるRu含有量は、70〜85原子％とすることが望ましい。
この場合のルテニウム化合物中のRu含有量は、上記効果を最大限に発揮させるためには、１０〜９５原子％とすることが好ましい。特に上述の（１）の効果をさらに良好にする（ドライエッチング耐性を向上させる）には、ルテニウム化合物におけるRu含有量は、50〜90原子％とすることが望ましい。また、特に上述の（２）の効果をさらに良好にする（耐薬品性を向上させる）には、ルテニウム化合物におけるRu含有量は、70〜85原子％とすることが望ましい。
本発明における保護膜の膜厚は、０．８ｎｍ〜５ｎｍの範囲で選定することが好ましい。膜厚が０．８ｎｍよりも薄いと、保護膜として必要とされる各種耐性が得られない恐れがある。また、膜厚が５ｎｍよりも厚いと、保護膜でのＥＵＶ光の吸収率が増大してしまい、多層反射膜上で反射される反射率が低下する恐れがある。さらに好ましくは、多層反射膜上で反射される光の反射率が最大となる膜厚にすることが望ましい。
本発明における保護膜としては、特にRuNbであることが好ましく、その表面にNbを主成分とする酸化層が形成されることによって、上述のドライエッチング耐性や耐薬品性がより効果的に発揮される。
また、本発明における保護膜中に窒素（N）を含有させてもよい。保護膜に窒素を含有させることにより、膜応力が低減するとともに、多層反射膜やバッファ膜との密着性も良好になるので望ましい。窒素の含有量は、2〜30at%、さらに好ましくは、5〜15at%が望ましい。
また、本発明における保護膜中に窒素（N）を含有させてもよい。保護膜に窒素を含有させることにより、膜応力が低減するとともに、多層反射膜やバッファ膜との密着性も良好になるので望ましい。窒素の含有量は、2〜30at%、さらに好ましくは、5〜15at%が望ましい。
なお、上記保護膜は、必ずしも全体が均一な組成でなくてもよく、例えば膜厚方向で組成が異なるように組成傾斜させてもよい。組成傾斜させる場合、含有する元素の組成が連続的に異なるようにしてもよいし、或いは組成が段階的に異なるようにしてもよい。この場合、吸収体膜側の表面にＮｂが多く含まれるような組成傾斜が好ましい。
また、本発明に使用される反射型マスクブランクでは、上記保護膜と吸収体膜との間に、該吸収体膜とエッチング特性が異なるバッファ膜を形成している。かかるバッファ膜を形成することにより、吸収体膜のパターン形成時、及びパターン修正時のエッチングによる多層反射膜のダメージが防止される。このバッファ膜は、酸素ガスを含むエッチングガスを用いたドライエッチングによりエッチング可能な材料で形成されるが、とりわけ、クロムを含有するクロム系材料からなるバッファ膜は、酸素と塩素系ガスとの混合ガスによってドライエッチングが可能であり、しかも高い平滑性が得られるため、その上に形成される吸収体膜表面も高い平滑性が得られ、パターンぼけを減少できる。
クロム系バッファ膜の材料としては、クロム（Cr）単体や、クロム（Cr）と窒素（N）、酸素（O）、炭素（C）、弗素（F）から選ばれる少なくとも１種以上の元素を含む材料とすることができる。たとえば、窒素を含むことで平滑性に優れ、炭素を含むことで吸収体膜のドライエッチング条件でのエッチング耐性が向上し、酸素を含むことで膜応力低減ができる。具体的には、CrN、CrO、CrC、CrF、CrON、CrCO、CrCON等の材料が好ましく挙げられる。
クロム系バッファ膜をドライエッチングする際に用いる酸素と塩素系ガスとの混合ガスにおいて、適用可能な塩素系ガスとしては、例えば、Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４、ＨＣｌ、ＣＣｌ４、ＣＨＣｌ３、ＢＣｌ３等が挙げられる。
なお、上記反射型マスクブランクは、吸収体膜に所定の転写パターンを形成するためのレジスト膜が形成された状態であっても構わない。
上記反射型マスクブランクを使用して得られる反射型マスクの態様は、基板上に形成された多層反射膜上に保護膜が形成され、保護膜上に所定の転写パターンを有するバッファ膜と吸収体膜のパターンが形成された反射型マスクである。
上記反射型マスクブランクを使用して得られる反射型マスクの態様は、基板上に形成された多層反射膜上に保護膜が形成され、保護膜上に所定の転写パターンを有するバッファ膜と吸収体膜のパターンが形成された反射型マスクである。
図１は本発明に使用される反射型マスクブランクの一実施の形態及びこの反射型マスクブランクを用いて反射型マスクを製造する工程を示す概略断面図である。
本発明に使用される反射型マスクブランク１０は、図１（ａ）に示すように、基板１上に多層反射膜２が形成され、その上に保護膜６を設け、更にその上に、バッファ膜３及び吸収体膜４の各層が形成された構造をしている。
本発明に使用される反射型マスクブランク１０は、図１（ａ）に示すように、基板１上に多層反射膜２が形成され、その上に保護膜６を設け、更にその上に、バッファ膜３及び吸収体膜４の各層が形成された構造をしている。
基板１としては、露光時の熱によるパターンの歪みを防止するため、０±１．０×１０−７／℃の範囲内、より好ましくは０±０．３×１０−７／℃の範囲内の低熱膨張係数を有するものが好ましい。この範囲の低熱膨張係数を有する素材としては、アモルファスガラス、セラミック、金属の何れでも使用できる。例えばアモルファスガラスであれば、ＳｉＯ２−ＴｉＯ２系ガラス、石英ガラス、結晶化ガラスであれば、β石英固溶体を析出した結晶化ガラス等を用いることが出来る。金属基板の例としては、インバー合金（Ｆｅ−Ｎｉ系合金）などが挙げられる。また、単結晶シリコン基板を使用することもできる。
また、基板１は、高反射率及び高転写精度を得るために、高い平滑性と平坦度を備えた基板が好ましい。特に、０．２ｎｍＲｍｓ以下の平滑な表面（１０μｍ角エリアでの平滑性）と、１００ｎｍ以下の平坦度（１４２ｍｍ角エリアでの平坦度）を有することが好ましい。また、基板１は、その上に形成される膜の膜応力による変形を防止するために、高い剛性を有しているものが好ましい。特に、６５ＧＰａ以上の高いヤング率を有しているものが好ましい。
なお、平滑性を示す単位Ｒｍｓは、二乗平均平方根粗さであり、原子間力顕微鏡で測定することができる。また平坦度は、ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ Ｉｎｄｉｃａｔｅｄ Ｒｅａｄｉｎｇ）で示される表面の反り（変形量）を表す値で、基板表面を基準として最小自乗法で定められる平面を焦平面とし、この焦平面より上にある基板表面の最も高い位置と、焦平面より下にある基板表面の最も低い位置との高低差の絶対値である。
なお、平滑性を示す単位Ｒｍｓは、二乗平均平方根粗さであり、原子間力顕微鏡で測定することができる。また平坦度は、ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ Ｉｎｄｉｃａｔｅｄ Ｒｅａｄｉｎｇ）で示される表面の反り（変形量）を表す値で、基板表面を基準として最小自乗法で定められる平面を焦平面とし、この焦平面より上にある基板表面の最も高い位置と、焦平面より下にある基板表面の最も低い位置との高低差の絶対値である。
多層反射膜２は、前述したように、屈折率の異なる元素が周期的に積層された多層膜であり、一般的には、重元素又はその化合物の薄膜と、軽元素又はその化合物の薄膜とが交互に４０〜６０周期程度積層された多層膜が用いられる。
例えば、波長１３〜１４ｎｍのＥＵＶ光に対する多層反射膜としては、前述のＭｏ膜とＳｉ膜を交互に４０周期程度積層したＭｏ／Ｓｉ周期積層膜が好ましく用いられる。その他に、ＥＵＶ光の領域で使用される多層反射膜として、Ｒｕ／Ｓｉ周期多層膜、Ｍｏ／Ｂｅ周期多層膜、Ｍｏ化合物／Ｓｉ化合物周期多層膜、Ｓｉ／Ｎｂ周期多層膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ周期多層膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ／Ｍｏ周期多層膜、Ｓｉ／Ｒｕ／Ｍｏ／Ｒｕ周期多層膜などがある。露光波長により、材質を適宜選択すればよい。
例えば、波長１３〜１４ｎｍのＥＵＶ光に対する多層反射膜としては、前述のＭｏ膜とＳｉ膜を交互に４０周期程度積層したＭｏ／Ｓｉ周期積層膜が好ましく用いられる。その他に、ＥＵＶ光の領域で使用される多層反射膜として、Ｒｕ／Ｓｉ周期多層膜、Ｍｏ／Ｂｅ周期多層膜、Ｍｏ化合物／Ｓｉ化合物周期多層膜、Ｓｉ／Ｎｂ周期多層膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ周期多層膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ／Ｍｏ周期多層膜、Ｓｉ／Ｒｕ／Ｍｏ／Ｒｕ周期多層膜などがある。露光波長により、材質を適宜選択すればよい。
多層反射膜２は、ＤＣマグネトロンスパッタ法や、イオンビームスパッタ法などにより、各層を成膜することにより形成できる。上述したＭｏ／Ｓｉ周期多層膜の場合、例えばイオンビームスパッタ法により、まずＳｉターゲットを用いて厚さ数ｎｍ程度のＳｉ膜を成膜し、その後Ｍｏターゲットを用いて厚さ数ｎｍ程度のＭｏ膜を成膜し、これを一周期として、４０〜６０周期積層した後、最後に、多層反射膜の保護のため、本発明の材料を用いた保護膜を形成する。
バッファ膜３としては、例えば酸素と塩素系ガスとの混合ガスを用いてドライエッチングが可能な前述のクロム系バッファ膜を好ましく用いることができる。このバッファ膜３は、ＤＣスパッタ、ＲＦスパッタ法以外に、イオンビームスパッタ等のスパッタ法で上記保護膜上に形成することができる。
なお、バッファ膜３の膜厚は、たとえば集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いた吸収体膜パターンの修正を行う場合には、２０〜６０ｎｍ程度とするのが好ましいが、ＦＩＢを用いない場合には、５〜１５ｎｍ程度とすることができる。
なお、バッファ膜３の膜厚は、たとえば集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いた吸収体膜パターンの修正を行う場合には、２０〜６０ｎｍ程度とするのが好ましいが、ＦＩＢを用いない場合には、５〜１５ｎｍ程度とすることができる。
次に、吸収体膜４は、露光光である例えばＥＵＶ光を吸収する機能を有するもので、例えばタンタル（Ｔａ）単体又はＴａを主成分とする材料を好ましく用いることができる。Ｔａを主成分とする材料は、通常、Ｔａの合金である。このような吸収体膜の結晶状態は、平滑性、平坦性の点から、アモルファス状又は微結晶の構造を有しているものが好ましい。
Ｔａを主成分とする材料としては、ＴａとＢを含む材料、ＴａとＮを含む材料、ＴａとＢを含み、更にＯとＮの少なくとも何れかを含む材料、ＴａとＳｉを含む材料、ＴａとＳｉとＮを含む材料、ＴａとＧｅを含む材料、ＴａとＧｅとＮを含む材料、等を用いることが出来る。ＴａにＢやＳｉ、Ｇｅ等を加えることにより、アモルファス状の材料が容易に得られ、平滑性を向上させることができる。また、ＴａにＮやＯを加えれば、酸化に対する耐性が向上するため、経時的な安定性を向上させることが出来るという効果が得られる。
Ｔａを主成分とする材料としては、ＴａとＢを含む材料、ＴａとＮを含む材料、ＴａとＢを含み、更にＯとＮの少なくとも何れかを含む材料、ＴａとＳｉを含む材料、ＴａとＳｉとＮを含む材料、ＴａとＧｅを含む材料、ＴａとＧｅとＮを含む材料、等を用いることが出来る。ＴａにＢやＳｉ、Ｇｅ等を加えることにより、アモルファス状の材料が容易に得られ、平滑性を向上させることができる。また、ＴａにＮやＯを加えれば、酸化に対する耐性が向上するため、経時的な安定性を向上させることが出来るという効果が得られる。
この中でも特に好ましい材料として、例えば、ＴａとＢを含む材料（組成比Ｔａ／Ｂが８．５／１．５〜７．５／２．５の範囲である）、ＴａとＢとＮを含む材料（Ｎが５〜３０原子％であり、残りの成分を１００とした時、Ｂが１０〜３０原子％）が挙げられる。これらの材料の場合、容易に微結晶或いはアモルファス構造を得ることが出来、良好な平滑性と平坦性が得られる。
このようなＴａ単体又はＴａを主成分とする吸収体膜は、マグネトロンスパッタリングなどのスパッタ法で形成するのが好ましい。例えば、ＴａＢＮ膜の場合、タンタルとホウ素を含むターゲットを用い、窒素を添加したアルゴンガスを用いたスパッタリング法で成膜することができる。スパッタ法で形成した場合には、スパッタターゲットに投入するパワーや投入ガス圧力を変化させることにより内部応力を制御できる。また、室温程度の低温での形成が可能であるので、多層反射膜等への熱の影響を少なくすることが出来る。
吸収体膜として、Ｔａを主成分とする材料以外では、例えば、ＷＮ、ＴｉＮ、Ｔｉ等の材料が挙げられる。
なお、吸収体膜４は、材料や組成の異なる複数層の積層構造としてもよい。
吸収体膜４の膜厚は、露光光である例えばＥＵＶ光が十分に吸収できる厚みであれば良いが、通常３０〜１００ｎｍ程度である。
なお、吸収体膜４は、材料や組成の異なる複数層の積層構造としてもよい。
吸収体膜４の膜厚は、露光光である例えばＥＵＶ光が十分に吸収できる厚みであれば良いが、通常３０〜１００ｎｍ程度である。
次に、本発明による反射型マスクブランク１０を用いた反射型マスクの製造工程を説明する。
反射型マスクブランク１０（図１（ａ）参照）の各層の材料及び形成方法については上述した通りである。
そして、この反射型マスクブランク１０の吸収体膜４に所定の転写パターンを形成する。まず、吸収体膜４上に電子線描画用レジストを塗布し、ベーキングを行う。次に、電子線描画機を用いて所定のパターン描画を行い、これを現像して、所定のレジストパターン５ａを形成する。
反射型マスクブランク１０（図１（ａ）参照）の各層の材料及び形成方法については上述した通りである。
そして、この反射型マスクブランク１０の吸収体膜４に所定の転写パターンを形成する。まず、吸収体膜４上に電子線描画用レジストを塗布し、ベーキングを行う。次に、電子線描画機を用いて所定のパターン描画を行い、これを現像して、所定のレジストパターン５ａを形成する。
形成されたレジストパターン５ａをマスクとして、吸収体膜４をドライエッチングして、所定の転写パターンを有する吸収体膜パターン４ａを形成する（同図（ｂ）参照）。吸収体膜４がＴａを主成分とする材料からなる場合、塩素ガスを用いたドライエッチングを用いることが出来る。
なお、熱濃硫酸を用いて、吸収体膜パターン４ａ上に残ったレジストパターン５ａを除去して、マスク１１（同図（ｃ）参照）を作製する。
通常はここで、吸収体膜パターン４ａが設計通りに形成されているかどうかの検査を行う。吸収体膜パターン４ａの検査には、例えば波長１９０ｎｍ〜２６０ｎｍ程度のＤＵＶ（深紫外）光が用いられ、吸収体膜パターン４ａが形成されたマスク１１上にこの検査光が入射される。ここでは、吸収体膜パターン４ａ上で反射される検査光と、吸収体膜４が除去されて露出したバッファ膜３で反射される検査光とを検出し、そのコントラストを観察することによって、検査を行う。
なお、熱濃硫酸を用いて、吸収体膜パターン４ａ上に残ったレジストパターン５ａを除去して、マスク１１（同図（ｃ）参照）を作製する。
通常はここで、吸収体膜パターン４ａが設計通りに形成されているかどうかの検査を行う。吸収体膜パターン４ａの検査には、例えば波長１９０ｎｍ〜２６０ｎｍ程度のＤＵＶ（深紫外）光が用いられ、吸収体膜パターン４ａが形成されたマスク１１上にこの検査光が入射される。ここでは、吸収体膜パターン４ａ上で反射される検査光と、吸収体膜４が除去されて露出したバッファ膜３で反射される検査光とを検出し、そのコントラストを観察することによって、検査を行う。
このようにして、例えば、除去されるべきでない吸収体膜が除去されたピンホール欠陥（白欠陥）や、エッチング不足により一部が除去されずに残っているエッチング不足欠陥（黒欠陥）を検出する。このようなピンホール欠陥や、エッチング不足による欠陥が検出された場合には、これを修正する。
ピンホール欠陥の修正には、例えば、ＦＩＢアシストデポジション法により炭素膜等をピンホールに堆積させるなどの方法がある。また、エッチング不足による欠陥の修正には、ＦＩＢ照射による不要部分の除去を行うなどの方法がある。このとき、バッファ膜３は、ＦＩＢ照射に対して、多層反射膜２を保護する保護膜となる。
ピンホール欠陥の修正には、例えば、ＦＩＢアシストデポジション法により炭素膜等をピンホールに堆積させるなどの方法がある。また、エッチング不足による欠陥の修正には、ＦＩＢ照射による不要部分の除去を行うなどの方法がある。このとき、バッファ膜３は、ＦＩＢ照射に対して、多層反射膜２を保護する保護膜となる。
こうして、吸収体膜パターン検査及び修正が終えた後、露出したバッファ膜３をドライエッチングによって吸収体膜パターン４ａに従って除去し、バッファ膜３にパターン３ａを形成して、反射型マスク２０を作製する（同図（ｄ）参照）。ここで、例えばＣｒ系材料からなるバッファ膜３の場合は、酸素と塩素系の混合ガスを使用するドライエッチングを用いることができる。なお、酸素と塩素系の混合ガス中の酸素含有量については、バッファ膜３をエッチングによって除去することにより露出する保護膜表面に酸化層を形成させるという観点からは、Ｃｒ系バッファ膜のドライエッチング性能を損わない範囲内で、酸素含有量の多い方が好ましい。従って、本発明では、酸素と塩素系の混合ガス中の酸素含有量は、例えばＣｌ２：Ｏ２＝４：１とするのが好適である。こうしてバッファ膜３を除去した部分では、露光光の反射領域である多層反射膜２が露出する。露出した多層反射膜２上には本発明の保護膜材料によりなる保護膜６があり、その表面には、上記バッファ膜３のドライエッチング工程によって、保護膜６を構成するルテニウム化合物中のＮｂを主成分とする酸化層が形成され、当該ドライエッチングに対するエッチング耐性をより向上させている。このとき、保護膜６は、バッファ膜３のドライエッチングに対して多層反射膜２を保護する。
最後に、仕様通りの寸法精度で吸収体膜パターン４ａが形成されているかどうかの最終的な確認の検査を行う。この最終確認検査の場合も、前述のＤＵＶ光が用いられる。
また、本発明の反射型マスクブランクを用いて製造される反射型マスクは、ＥＵＶ 光（波長０．２〜１００ｎｍ程度）を露光光として用いた場合に特に好適であるが、他の波長の光に対しても適宜用いることができる。
また、本発明の反射型マスクブランクを用いて製造される反射型マスクは、ＥＵＶ 光（波長０．２〜１００ｎｍ程度）を露光光として用いた場合に特に好適であるが、他の波長の光に対しても適宜用いることができる。
以下、実施例により、本発明の実施の形態を更に具体的に説明する。
（実施例１）
使用する基板は、SiO2-TiO2系のガラス基板（６インチ角、厚さが６．３ｍｍ）である。この基板の熱膨張係数は０．２×１０−７／℃、ヤング率は６７ＧＰａである。そして、このガラス基板は機械研磨により、０．２ｎｍＲｍｓ以下の平滑な表面と、１００ｎｍ以下の平坦度に形成した。
基板上に形成される多層反射膜は、１３〜１４ｎｍの露光光波長帯域に適した多層反射膜とするために、Ｍｏ膜／Ｓｉ膜周期多層反射膜を採用した。即ち、多層反射膜は、ＭｏターゲットとＳｉターゲットを使用し、イオンビームスパッタリングにより基板上に交互に積層して形成した。Ｓｉ膜を４．２ｎｍ、Ｍｏ膜を２．８ｎｍ、これを一周期として、４０周期積層した後、Ｓｉ膜を４．２ｎｍ成膜し、最後に保護膜としてRuNbターゲットを用いてRuNb膜を２．５ｎｍに成膜した。
このようにして多層反射膜付き基板を得た。この多層反射膜に対し、１３．５ｎｍのＥＵＶ光を入射角６．０度で反射率を測定したところ、反射率は65.9％であった。
（実施例１）
使用する基板は、SiO2-TiO2系のガラス基板（６インチ角、厚さが６．３ｍｍ）である。この基板の熱膨張係数は０．２×１０−７／℃、ヤング率は６７ＧＰａである。そして、このガラス基板は機械研磨により、０．２ｎｍＲｍｓ以下の平滑な表面と、１００ｎｍ以下の平坦度に形成した。
基板上に形成される多層反射膜は、１３〜１４ｎｍの露光光波長帯域に適した多層反射膜とするために、Ｍｏ膜／Ｓｉ膜周期多層反射膜を採用した。即ち、多層反射膜は、ＭｏターゲットとＳｉターゲットを使用し、イオンビームスパッタリングにより基板上に交互に積層して形成した。Ｓｉ膜を４．２ｎｍ、Ｍｏ膜を２．８ｎｍ、これを一周期として、４０周期積層した後、Ｓｉ膜を４．２ｎｍ成膜し、最後に保護膜としてRuNbターゲットを用いてRuNb膜を２．５ｎｍに成膜した。
このようにして多層反射膜付き基板を得た。この多層反射膜に対し、１３．５ｎｍのＥＵＶ光を入射角６．０度で反射率を測定したところ、反射率は65.9％であった。
次に、上述のように得られた多層反射膜付き基板の保護膜上に、バッファ膜を形成した。バッファ膜は、窒化クロム膜を２０ｎｍの厚さに形成した。Ｃｒターゲットを用いて、スパッタガスとしてアルゴン（Ar）と窒素（N2）の混合ガスを用いてDCマグネトロンスパッタリング法によって成膜した。成膜されたCrNx膜において、窒素（N）は10at%（ｘ＝０．１）とした。
次に、このバッファ膜上に、吸収体膜として、TaとBとNを含む材料を８０ｎｍの厚さで形成した。即ち、Ta及びBを含むターゲットを用いて、アルゴン（Ar）に窒素（N2）を１０％添加して、DCマグネトロンスパッタリング法によって成膜し、本実施例の反射型マスクブランクを得た。なお、成膜したTaBN膜の組成比は、Taが80at%、Bが10at%、Nが10at%であった。
次に、この反射型マスクブランクを用いて、デザインルールが０．０７μｍの16Gbit-DRAM用のパターンを有するEUV露光用反射型マスクを以下のように作製した。
次に、この反射型マスクブランクを用いて、デザインルールが０．０７μｍの16Gbit-DRAM用のパターンを有するEUV露光用反射型マスクを以下のように作製した。
まず、上記反射型マスクブランク上に電子線描画用レジスト膜を形成し、電子線描画機を使用して所定のパターン描画を行い、描画後、現像によりレジストパターンを形成した。
次に、このレジストパターンをマスクとして、塩素ガスを用いて吸収体膜をドライエッチングし、吸収体膜に転写パターンを形成した。
さらに、塩素と酸素の混合ガス（但し酸素の含有量２０％）を用いて、反射領域上（吸収体膜のパターンのない部分）に残存しているバッファ膜を吸収体膜のパターンに従ってドライエッチングして除去し、表面に保護膜を備えた多層反射膜を露出させ、反射型マスクを得た。なお、RuNb保護膜（本発明ではこのドライエッチングによって保護膜表面に酸化層が形成されている）の場合、上記バッファ膜とのエッチング選択比は20：1である。
次に、このレジストパターンをマスクとして、塩素ガスを用いて吸収体膜をドライエッチングし、吸収体膜に転写パターンを形成した。
さらに、塩素と酸素の混合ガス（但し酸素の含有量２０％）を用いて、反射領域上（吸収体膜のパターンのない部分）に残存しているバッファ膜を吸収体膜のパターンに従ってドライエッチングして除去し、表面に保護膜を備えた多層反射膜を露出させ、反射型マスクを得た。なお、RuNb保護膜（本発明ではこのドライエッチングによって保護膜表面に酸化層が形成されている）の場合、上記バッファ膜とのエッチング選択比は20：1である。
得られた反射型マスクの最終確認検査を行ったところ、デザインルールが０．０７μｍの16Gbit-DRAM用のパターンを設計通りに形成できていることが確認できた。また、保護膜を備えた多層反射膜が露出された反射領域におけるEUV光の反射率は、多層反射膜付き基板で測定した反射率からほとんど変わらず、65.7％であった。
また、ヘイズが発生したときに行うオゾン水洗浄を得られた反射型マスクに対して行ったところ、反射領域におけるEUV光の反射率は、上記反射率からほとんど変わらず（65.6％）、オゾン水洗浄に対しても十分な耐性を備えていることを確認した。
また、ヘイズが発生したときに行うオゾン水洗浄を得られた反射型マスクに対して行ったところ、反射領域におけるEUV光の反射率は、上記反射率からほとんど変わらず（65.6％）、オゾン水洗浄に対しても十分な耐性を備えていることを確認した。
次に、得られた本実施例の反射型マスクを用いて、図２に示すパターン転写装置による半導体基板上へのＥＵＶ光による露光転写を行った。
反射型マスクを搭載したパターン転写装置５０は、レーザープラズマＸ線源３１、縮小光学系３２等から概略構成される。縮小光学系３２は、Ｘ線反射ミラーを用いている。縮小光学系３２により、反射型マスク２０で反射されたパターンは通常１／４程度に縮小される。尚、露光波長として１３〜１４ｎｍの波長帯を使用するので、光路が真空中になるように予め設定した。
このような状態で、レーザープラズマＸ線源３１から得られたＥＵＶ光を反射型マスク２０に入射し、ここで反射された光は、縮小光学系３２を通してシリコンウエハ（レジスト層付き半導体基板）３３上に露光転写される。
反射型マスクを搭載したパターン転写装置５０は、レーザープラズマＸ線源３１、縮小光学系３２等から概略構成される。縮小光学系３２は、Ｘ線反射ミラーを用いている。縮小光学系３２により、反射型マスク２０で反射されたパターンは通常１／４程度に縮小される。尚、露光波長として１３〜１４ｎｍの波長帯を使用するので、光路が真空中になるように予め設定した。
このような状態で、レーザープラズマＸ線源３１から得られたＥＵＶ光を反射型マスク２０に入射し、ここで反射された光は、縮小光学系３２を通してシリコンウエハ（レジスト層付き半導体基板）３３上に露光転写される。
反射型マスク２０に入射した光は、吸収体パターン４ａ（図１参照）のある部分では、吸収体膜に吸収されて反射されず、一方、吸収体パターン４ａのない部分に入射した光は多層反射膜により反射される。このようにして、反射型マスク２０から反射される光により形成される像が縮小光学系３２に入射する。縮小光学系３２を経由した露光光は、シリコンウエハ３３上のレジスト層に転写パターンを露光する。そして、この露光済レジスト層を現像することによってシリコンウエハ３３上にレジストパターンを形成した。
以上のようにして半導体基板上へのパターン転写を行ったところ、本実施例の反射型マスクの精度は７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下であることが確認できた。
以上のようにして半導体基板上へのパターン転写を行ったところ、本実施例の反射型マスクの精度は７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下であることが確認できた。
次に、以上の実施例に対する比較例を説明する。
（比較例）
基板上に実施例１と同様、イオンビームスパッタリング法により、Ｓｉ膜を４．２ｎｍ、Ｍｏ膜を２．８ｎｍ、これを一周期として、４０周期積層した後、Ｓｉ膜を４．２ ｎｍ成膜し、最後に保護膜としてRu膜を２．０ｎｍ成膜して多層反射膜付き基板を得た。この多層反射膜に対し、１３．５ｎｍのＥＵＶ光を入射角６．０度で反射率を測定したところ、反射率は65.9％であった。
（比較例）
基板上に実施例１と同様、イオンビームスパッタリング法により、Ｓｉ膜を４．２ｎｍ、Ｍｏ膜を２．８ｎｍ、これを一周期として、４０周期積層した後、Ｓｉ膜を４．２ ｎｍ成膜し、最後に保護膜としてRu膜を２．０ｎｍ成膜して多層反射膜付き基板を得た。この多層反射膜に対し、１３．５ｎｍのＥＵＶ光を入射角６．０度で反射率を測定したところ、反射率は65.9％であった。
次に、この多層反射膜付き基板を用いて、実施例１と同様に反射型マスクブランク、及び反射型マスクを製造した。なお、Ru保護膜の場合、酸素含有量の多い塩素系ガスに対するエッチング耐性が低いため、上記バッファ膜のドライエッチングは、酸素含有量を２０％とした酸素と塩素の混合ガスを用いて行った。
また、ヘイズが発生したときに行うオゾン水洗浄を得られた反射型マスクに対して行ったところ、反射領域におけるEUV光の反射率は、最初の多層反射膜付き基板で測定した反射率よりも1.4％低下し、オゾン水洗浄に対する耐性が不十分であることが判った。
また、ヘイズが発生したときに行うオゾン水洗浄を得られた反射型マスクに対して行ったところ、反射領域におけるEUV光の反射率は、最初の多層反射膜付き基板で測定した反射率よりも1.4％低下し、オゾン水洗浄に対する耐性が不十分であることが判った。
以上説明したように、本発明では、吸収体膜及びバッファ膜のエッチング（ドライエッチング）の際、当該エッチングに対してエッチング耐性をより向上させる保護膜を有するマスクブランクを用いた反射型マスクが得られる。
１ 基板
２ 多層反射膜
３ バッファ膜
４ 吸収体膜
６ 保護膜
１０ 反射型マスクブランク
２０ 反射型マスク
５０ パターン転写装置
２ 多層反射膜
３ バッファ膜
４ 吸収体膜
６ 保護膜
１０ 反射型マスクブランク
２０ 反射型マスク
５０ パターン転写装置
Claims (6)
- 基板と、該基板上に形成された露光光を反射する多層反射膜と、該多層反射膜上に形成された該多層反射膜を保護する保護膜と、該保護膜上に形成され、酸素ガスを含むエッチングガスを用いたドライエッチングによりエッチング可能な材料で形成されたバッファ膜と、該バッファ膜上に形成された露光光を吸収する吸収体膜とを有する反射型マスクブランクを使用し、
前記保護膜は、ルテニウム（Ｒｕ）とニオブ（Ｎｂ）とを含有するルテニウム化合物からなり、
前記バッファ膜を、酸素ガスを含むエッチングガスによりドライエッチングしてパターンを形成する工程を含むことを特徴とする反射型マスクの製造方法。 - 前記保護膜は、膜厚が０．８ｎｍ〜５ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の反射型マスクの製造方法。
- 前記バッファ膜は、クロム（Ｃｒ）を含有するクロム系材料からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の反射型マスクの製造方法。
- 前記バッファ膜は、窒化クロム（ＣｒＮ）を主成分とする材料からなることを特徴とする請求項３に記載の反射型マスクの製造方法。
- 前記吸収体膜は、タンタル（Ｔａ）を含有するタンタル系材料からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の反射型マスクの製造方法。
- 前記酸素ガスを含むエッチングガスは、塩素系ガスと酸素ガスの混合ガスであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の反射型マスクの製造方法。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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