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1. (WO2019009211) REFLECTIVE PHOTOMASK BLANK AND REFLECTIVE PHOTOMASK
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明 細 書

発明の名称 反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスク

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004  

先行技術文献

特許文献

0005  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0006   0007   0008  

課題を解決するための手段

0009  

発明の効果

0010  

図面の簡単な説明

0011  

発明を実施するための形態

0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040  

実施例

0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049  

符号の説明

0050  

請求の範囲

1   2   3   4   5  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14  

明 細 書

発明の名称 : 反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスク

技術分野

[0001]
 本発明は、極端紫外線を光源としたリソグラフィで使用する反射型フォトマスクおよびこれを作製するための反射型フォトマスクブランクに関する。

背景技術

[0002]
 半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体デバイスの微細化に伴い、フォトリソグラフィ技術の微細化に対する要求が高まっている。フォトリソグラフィにおける転写パターンの最小解像寸法は、露光光源の波長に大きく依存し、波長が短いほど最小解像寸法を小さく出来る。よって、転写パターンの更なる微細化を実現するために、露光光源は、従来のArFエキシマレーザー(波長193nm)から、波長13.5nmのEUV(Extreme Ultra Violet:極端紫外線)に置き換わりつつある。
[0003]
 EUVは、ほとんどの物質により高い割合で吸収される。そのため、EUVリソグラフィでは、光の透過を利用する屈折光学系が使用できないし、透過型のフォトマスクも使用できない。よって、EUV露光用のフォトマスク(EUVマスク)としては、反射型のフォトマスクが使用される。
 特許文献1には、ガラス基板上にモリブデン(Mo)層及びシリコン(Si)層を交互に積層した多層膜からなる光反射層を形成し、その上にタンタル(Ta)を主成分とする光吸収層を形成し、この光吸収層にパターンを形成することで得られたEUVフォトマスクが開示されている。
[0004]
 また、露光機の光学系を構成する部品としても、レンズや透過型のビームスプリッターは使用できず、ミラーなどの反射型部品を使用することになる。よって、EUVマスクへの入射光とEUVマスクからの反射光を同軸上とする設計ができない。そのため、通常、EUVリソグラフィでは、EUVマスク面に垂直な方向に対して光軸を6度傾けてEUVを入射し、入射光とは反対側に6度傾いた光軸の反射光を半導体基板に向かわせている。

先行技術文献

特許文献

[0005]
特許文献1 : 特開2011-176162号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0006]
 このように、EUVリソグラフィでは、光軸を傾斜させることから、EUVマスクへの入射光が、EUVマスクのマスクパターン(パターン化された光吸収層)の影を発生させる。この影の発生に伴い生じる問題が射影効果と呼ばれている。この射影効果は、光軸を傾斜させるEUVリソグラフィの原理的課題である。
[0007]
 現在のEUVマスクブランクでは、光吸収層として膜厚60~90nmのタンタル(Ta)を主成分とした膜が用いられている。このマスクブランクを用いて作製したEUVマスクでパターン転写の露光を行った場合、入射方向とマスクパターンの向きの関係によっては、マスクパターンの影となるエッジ部分で、コントラストの低下を引き起こす恐れがある。これに伴い、半導体基板上の転写パターンのラインエッジラフネスの増加や、線幅が狙った寸法に形成できないなどの問題が生じ、転写性能が悪化する可能性がある。
 また、EUVマスクブランクおよびEUVマスクには、今後の量産化に向けて、光吸収層の洗浄耐性を向上させることも求められている。
[0008]
 本発明の課題は、極端紫外線を光源としたパターン転写用の反射型フォトマスクの射影効果を抑制または軽減し、半導体基板への転写性能を向上させるとともに、光吸収層の洗浄耐性を向上させることである。

課題を解決するための手段

[0009]
 上記課題を解決するために、本発明の第一態様は、極端紫外領域の波長の光を光源としたパターン転写用の反射型フォトマスクを作製するための反射型フォトマスクブランクであって、基板と、基板上に形成された反射層と、反射層の上に形成された光吸収層と、を有する。光吸収層は、錫(Sn)に対する酸素(O)の原子数比(O/Sn)が1.50を超え2.0以下で、膜厚が25nm以上45nm以下の酸化錫膜を含む。
 本発明の第二態様は、基板と、基板上に形成された反射層と、反射層の上に形成され、錫(Sn)に対する酸素(O)の原子数比(O/Sn)が1.50を超え2.0以下で、膜厚が25nm以上45nm以下の酸化錫膜を含み、パターンが形成されている光吸収パターン層と、を有する反射型フォトマスクである。

発明の効果

[0010]
 本発明によれば、極端紫外線を光源としたパターン転写用の反射型フォトマスクの射影効果が抑制または軽減され、半導体基板への転写性能が向上するとともに、光吸収層の洗浄耐性の向上が期待できる。

図面の簡単な説明

[0011]
[図1] 本発明の実施形態の反射型フォトマスクブランクを示す断面図である。
[図2] 本発明の実施形態の反射型フォトマスクを示す断面図である。
[図3] EUVの波長における各金属材料の光学定数を示すグラフである。
[図4] 酸化錫膜に含まれる錫に対する酸素の比(O/Sn)と融点との関係を示すグラフである。
[図5] 光吸収層が酸化錫(SnO x)膜およびタンタル(Ta)膜の場合に計算の結果得られた、光吸収層の膜厚とEUV反射率との関係を示すグラフである。
[図6] 光吸収層が酸化錫(SnO x)膜およびタンタル(Ta)膜の場合に計算の結果得られた、光吸収層の膜厚とOD値との関係を示すグラフである。
[図7] 光吸収層が酸化錫(SnO x)膜およびタンタル(Ta)膜の場合に計算の結果得られた、光吸収層の膜厚とフォトマスクで転写されたパターンのHVバイアス値との関係を示すグラフである。
[図8] 光吸収層が酸化錫(SnO x)膜およびタンタル(Ta)膜の場合に得られた、OD値が1.0、2.0でのHVバイアス値の計算結果を示すグラフである。
[図9] 光吸収層が酸化錫(SnO x)膜およびタンタル(Ta)膜の場合に計算の結果得られた、光吸収層の膜厚とフォトマスクで転写されたパターンのNILS(X方向およびY方向での各値)との関係を示すグラフである。
[図10] 光吸収層が酸化錫(SnO x)膜およびタンタル(Ta)膜の場合に計算の結果得られた、光吸収層の膜厚とフォトマスクで転写されたパターンのNILS(X方向とY方向の平均値)との関係を示すグラフである。
[図11] 実施例の反射型フォトマスクブランクを示す断面図である。
[図12] 実施例の反射型フォトマスクブランクを用いた反射型フォトマスクの作製方法の一工程を説明する断面図である。
[図13] 実施例の反射型フォトマスクブランクを用いた反射型フォトマスクの作製方法について、図12の次の工程を説明する断面図である。
[図14] 実施例で得られた反射型フォトマスクを示す断面図である。

発明を実施するための形態

[0012]
[実施形態]
 以下、この発明の実施形態について説明するが、この発明は以下に示す実施形態に限定されない。以下に示す実施形態では、この発明を実施するために技術的に好ましい限定がなされているが、この限定はこの発明の必須要件ではない。
 図1に示すように、この実施形態の反射型フォトマスクブランク10は、基板1と、基板1上に形成された反射層2と、反射層2の上に形成されたキャッピング層3と、キャッピング層3の上に形成された光吸収層4と、を有する。光吸収層4は、錫(Sn)に対する酸素(O)の原子数比(O/Sn)が1.50を超え2.0以下で、膜厚が25nm以上45nm以下の酸化錫膜からなる。基板1としては、低膨張性の合成石英などからなる基板が用いられる。
[0013]
 図2に示すように、この実施形態の反射型フォトマスク20は、基板1と、基板1上に形成された反射層2と、反射層2の上に形成されたキャッピング層3と、キャッピング層3の上に形成された光吸収パターン層41と、を有する。光吸収パターン層41は、錫(Sn)に対する酸素(O)の原子数比(O/Sn)が1.50を超え2.0以下で、膜厚が25nm以上45nm以下の酸化錫膜からなる。光吸収パターン層41は反射型フォトマスクブランク10の光吸収層4がパターニングされたものである。
[0014]
[本発明に至るまでの考察]
(吸収膜の光吸収性について)
 反射型フォトマスクブランクの光吸収層(以下、単に「吸収層」とも称する。)は、ドライエッチングされて所定の露光転写パターンに形成された際に、照射されたEUVを吸収するものである。課題となっている射影効果を低減するためには、吸収層を薄くする必要があるが、現在一般に使用されている材料であるTa(タンタル)を単に薄くした場合、EUVの吸収性が充分でなく、吸収層領域における反射率が高くなってしまう。このため、吸収層の薄膜化とEUVの光吸収性を同時に達成する為には、既存の吸収層材料よりもEUVに対して高い光吸収性を有する材料が必要である。
[0015]
(高吸収材料の欠点について)
 図3は、各金属材料のEUV領域の波長における光学定数を示すものであり、横軸に屈折率n、縦軸に消衰係数kを示している。消衰係数kの高い材料としては、Ag、Ni、Sn、Teなどがある。これらの材料の消衰係数は0.07から0.08の範囲にあり、従来の吸収層材料であるTaの消衰係数0.041の約2倍である。つまり、これらの材料は高い光吸収性を有する。しかし、これらの高吸収材料は、ドライエッチング性が悪い(これらの元素のハロゲン化物の揮発性が低い)ためにパターニングが出来ないか、あるいは融点が低いためにフォトマスク作製時やEUV露光時の熱に耐えられないため、フォトマスクの光吸収層材料として実用性に乏しいものがほとんどである。
[0016]
(酸化錫膜のO/Sn比と融点および薬液耐性との関係について)
 そのような欠点を回避するために、反射型フォトマスクブランクおよび反射型フォトマスクの光吸収層を、酸化錫膜とすることを考えた。Sn単体では、融点が230℃付近と低く、熱的安定性と洗浄耐性に問題があるが、酸化錫膜にすることで、融点を大幅に高く出来る。また、実際に、反応性スパッタリングによりO/Sn比の異なる酸化錫膜を複数作製し、熱分析装置によりその融点を測定したところ、図4に示すように、O/Sn比が大きいほど融点が高いことが分かった。
[0017]
 次に、同様に作製した複数のサンプルについて、洗浄による光吸収層の膜減りの有無を確認した。
 洗浄は、SPM(sulfuric-acid and hydrogen-peroxide mixture)洗浄、APM(ammonium hydrogen-peroxide mixture)洗浄、強洗浄の三種類の方法で行った。
 SPM洗浄の条件は、硫酸:過酸化水素水=4:1(体積比)、温度100℃、浸漬時間90分とした。
 APM洗浄の条件は、アンモニア:過酸化水素水:水=1:1:5(体積比)、温度90℃、浸漬時間90分とした。
[0018]
 強洗浄は、メガソニック帯域での超音波(1MHz、4W)を付与した状態で、上記条件でのSPM洗浄と上記条件でのAPM洗浄をこの順に続けて行った。
 そして、膜減りの有無については、分析用電子天秤による計測で洗浄前後のサンプルの重量変化を調べ、膜厚5nmに相当する重量の変化があった場合に、膜減りが「有り」と判断した。
 表1に示すように、O/Sn比が1.50未満の酸化錫膜ではSPM洗浄で膜減りが見られた。また、O/Sn比が1.50以下の酸化錫膜では強洗浄で膜減りが見られた。
[0019]
[表1]


[0020]
 これらの結果から以下のことが分かる。錫に対する酸素の原子数比(O/Sn)が1.50を超え2.0以下の酸化錫膜であれば、フォトマスク作製時やEUV露光時の熱に充分な耐性と、フォトマスク作製時の洗浄液(酸やアルカリ)およびメガソニック帯域での超音波洗浄に対する充分な耐性を有することが出来る。
 また、酸化錫膜は、化学的に安定している一方で、塩素系ガスを用いたドライエッチングが可能であるため、パターニングが出来る。その理由は、SnとClの化合物であるSnCl 4の揮発性が、Sn以外の高吸収材料とClとの化合物よりも高いためである。
[0021]
(酸化錫膜のO/Sn比と光吸収性との関係について)
 EUVに対する光学定数(消衰係数、屈折率)は、O/Sn比が1.5~2.0の酸化錫と錫単体とでほとんど変化しない。そのため、反射型フォトマスクブランクおよび反射型フォトマスクの光吸収層をO/Sn比が1.5~2.0の酸化錫膜とすることで、光吸収層がSn単体である場合と同様の光吸収性を維持できる。
[0022]
 実際に、酸素の含有量を、O/Sn比が1.5以上2.0以下の範囲で変化させた酸化錫膜サンプルを複数作製し、波長13.5nm(EUV領域)における光学定数を測定すると、いずれも屈折率n=0.930~0.935、消衰係数k=0.0714~0.0721という値が得られた。これは、図3に示すSn単体の値に近い値である。つまり、O/Sn比が1.5以上2.0以下の酸化錫とSn単体とでは、光学定数がほぼ同じである。
[0023]
(Ta膜と酸化錫膜とにおける反射率、OD、および膜厚の比較)
 実際に測定した酸化膜(O/Sn比が1.5以上2.0以下のテストサンプル)の光学定数の平均値(屈折率n=0.933、消衰係数k=0.0718)を基に、酸化錫からなる光吸収層を用いた場合のEUV反射率を算出した。また、マスクの基本性能を示すOD値(Optical Density:吸収層部と反射層部のコントラスト)を、下記の(1)式を用いて計算した。
 OD=-log(Ra/Rm)…(1)
 (1)式において、Rmは反射層領域からの反射光強度であり、Raは光吸収層領域からの反射光強度である。
[0024]
 当然、EUVリソグラフィにおいてOD値は高いほど良い。なお、この計算は、マスクブランクの構成を、吸収層の下に厚さ2.5nmのRuによるキャッピング層(保護層)が存在し、さらにその下にSiとMoによる反射層が40ペア存在し、その下に平坦な合成石英製の基板が存在し、基板の裏面にCrNから成る導電層が存在する構成として、これら各層の光学定数(屈折率、消衰係数)を用い、光吸収層の膜厚を変化させて行っている。
[0025]
 図5から分かるように、Ta膜に対して酸化錫(SnO x)膜では、例えば同じ膜厚の場合は反射率を半分以下に低くでき、同じ反射率の場合は膜厚を半分以下に低減できる。このように酸化錫膜は光吸収膜として有効である。
 図6から分かるように、例えばOD≧1.0を得るためには、Ta膜では少なくとも40nm以上の厚さが必要であるのに対して、酸化錫(SnO x)膜では約17nmの厚さでよい。よって、ODという観点からも、酸化錫膜は、膜厚を低減できる光吸収膜として有効であることが分かる。
[0026]
 また、例えばOD=2.0を得るためには、Ta膜では少なくとも70nm以上の厚さが必要であるのに対して、酸化錫膜では26nmの厚さでよく、OD=2においても、酸化錫膜は、膜厚を低減できる光吸収層として有効であることが分かる。
 このように、酸化錫膜を用いることで、マスクの基本性能を示すOD値を維持したまま、光吸収層を薄くすることが可能になる。
[0027]
(Ta膜と酸化錫膜とで、HVバイアスの比較)
 次に、射影効果の影響を評価するために、Ta膜と酸化錫膜のそれぞれで、膜厚を振ったときにHVバイアス値がどのように変化するかを、FDTD(時間領域差分)法によるシミュレータを用いたシミュレーションにより比較した。なお、シミュレーション条件は、光源の波長は13.5nm(EUV波長)、NAは0.33、入射角は6度とし、照明はクエーサーを用いた。
 HVバイアス値とは、マスクパターンの向きに依存した転写パターンの線幅差、つまり、H(Horizontal)方向の線幅とV(Vertical)方向の線幅との差のことである。H方向の線幅とは、入射光と反射光が作る面と平行な向きの線幅を、V方向の線幅とは、入射光と反射光が作る面に対して垂直な向きの線幅を示している。
[0028]
 射影効果により影響を受けるのはHorizontalのパターンサイズで、その転写パターンのエッジ部のコントラスト低下や線幅(Y方向)の減少が生じる。射影効果の影響を受けたパターンは、転写後の線幅が小さくなる為、Verticalの転写パターンサイズとHorizontalの転写パターンサイズとで、線幅差(いわゆるHVバイアス)が生じる。
[0029]
 本シミュレーションに用いたパターンは、半導体基板上で16nmのLS(LineとSpaceが1:1)となるサイズで、マスクパターンを設計したものである。したがって、EUVリソグラフィでは、通常4分の1の縮小投影露光であるため、EUVマスク上のパターンサイズは64nmのLSパターンとなる。この転写パターンのHVバイアス値は、図7に示すように、Ta膜、酸化錫膜共に吸収層の膜厚が厚いほど大きくなることが分かる。
[0030]
 ここで、OD=2程度となるTa膜(膜厚70nm)と酸化錫膜(膜厚26nm)のそれぞれのHVバイアス値を比較したところ、Ta膜では10.5nmと非常に大きいが、酸化錫膜では3.3nmと大幅に低減でき、改善している(図8)。さらにOD=1となるTa膜(40nm)と酸化錫膜(17nm)でも、HVバイアスはTa膜で3.2nm、酸化錫膜で2.1nmとなる。
 このように、反射型フォトマスクブランクおよびフォトマスクの光吸収層材料に酸化錫を用いることで、射影効果の影響(HVバイアス)を大幅に低減できることが分かる。
[0031]
(Ta膜と酸化錫膜とで、NILSの比較)
 射影効果の影響は、NILS(Normalized Image Log Slope)と呼ばれるパターンコントラストにも現れる。NILSは転写パターンの光強度分布から明部と暗部の傾きを示す特性値であり、値は大きい方が、パターン転写性(解像性、ラインエッジラフネスなど)が良い。光吸収層をなすTaと酸化錫の光学定数を用いて、計算(上記と同じシミュレーション)によりNILSを評価した。その結果を図9に示す。
 図9に示すように、Ta膜の場合、ODが2付近になる膜厚70nmで、X(Verticalの線幅方向のNILS)が1.5、Y(Horizontalの線幅方向のNILS)が0.2となっている。つまり、射影効果の影響を受けるHorizontalの線幅方向(Y方向)のNILSが大幅に悪化する。
[0032]
 このような、X方向とY方向のパターンコントラスト(NILS)の大きな差が、上述したように、Ta膜の大きなHVバイアス値を引き起こしている。
 一方、酸化錫膜の場合は、ODが2付近になる膜厚26nmで、X=1.4、Y=0.9となり、Y方向のNILSが大幅に改善するため、HVバイアス値も小さくなる。
 もとより、Y方向のNILS(パターンコントラスト)の低下は、HVバイアスに影響するだけでなく、転写パターンのラインエッジラフネスの増大に繋がり、最悪の場合、解像出来なくなることも大きな問題である。
[0033]
 図10のグラフは、酸化錫膜とTa膜について、計算(上記と同じシミュレーション)により算出したNILS(X方向とY方向の平均値)の膜厚依存性を示している。この図から、酸化錫膜とTa膜のいずれの場合でも、膜厚が薄いとNILSが小さくなることが分かる。このようになる理由は、吸収膜が薄いと、吸収膜領域で反射率が高くなることでマスクのODが小さくなって、NILSが低下するためと推測できる。したがって、パターンの転写に必要なNILSの値を得るためには、ある程度の膜厚が必要である。
[0034]
 また、図10から、膜厚が厚過ぎるとNILSの値が低下することも分かる。吸収膜が厚い場合、吸収膜領域の反射率が低くなり、マスクのODが大きくなるが、ODが2以上(つまり、吸収膜領域での反射率が、反射層領域の反射率の1%以下)では、そもそも吸収膜領域の反射率が小さいため、それ以上膜厚を厚くしても、NILSを大きくする効果はないと考えられる。それよりも、吸収膜が厚すぎると、マスクパターンのエッジ部分に、斜め入射するEUVがパターンの影になる影響が強く現れるために、NILSが低下すると考えられる。
[0035]
 このように、パターンコントラストを示すNILSを大きくするには、最適な膜厚範囲があることが分かる。
 図10から分かるように、反射型フォトマスクブランクおよび反射型フォトマスクの光吸収層として膜厚が45nm以下の酸化錫膜を用いることで、Ta膜を用いた場合よりも、NILS(X方向とY方向の平均値)を高くすることができる。Ta膜の場合、最適な膜厚は概ね45nm以上であるが、45nm以上のほとんどの膜厚でNILSは1を超えていない。
[0036]
[本発明の第一態様および第二態様について]
 本発明の第一態様の反射型フォトマスクブランクおよび第二態様の反射型フォトマスクは、錫(Sn)に対する酸素(O)の原子数比(O/Sn)が1.50を超え2.0以下で、膜厚が25nm以上45nm以下の酸化錫膜を含む光吸収層を有する。原子数比(O/Sn)の範囲「1.50を超え2.0以下」の例としては、「1.51以上2.0以下」が挙げられる。
[0037]
 本発明の第一態様の反射型フォトマスクブランクおよび第二態様の反射型フォトマスクが有する光吸収層は、膜厚が25nm以上45nm以下の酸化錫膜を含むため、Ta膜からなる光吸収層を有する反射型フォトマスクブランクおよび反射型フォトマスクと比較して、射影効果の影響を小さく出来る。その結果、高いNILS(パターンコントラスト)が得られ、転写パターンの解像性の向上やラインエッジラフネスの低減が期待できる。
 また、酸化錫膜の膜厚が25nm以上45nm以下であることにより、膜厚が25nm以上45nm以下を満たさない酸化錫膜を含む光吸収層を有する反射型フォトマスクブランクおよび反射型フォトマスクと比較して、射影効果の影響を小さく出来る。さらに、光吸収層に含まれる酸化錫膜の原子数比(O/Sn)が1.50以下である反射型フォトマスクブランクおよび反射型フォトマスクと比較して、高い洗浄耐性を有するものとなる。
[0038]
 本発明の第一態様の反射型フォトマスクブランクおよび第二態様の反射型フォトマスクにおいて、光吸収層に含まれる酸化錫膜を形成する材料は、錫(Sn)と酸素(O)を合計で80原子%以上含有することが好ましい。
 これは、酸化錫膜に錫(Sn)と酸素(O)以外の成分が含まれていると、酸化錫膜によるEUV吸収性が低下するが、その成分が20原子%未満であれば、EUV吸収性の低下はごく僅かであり、EUVマスクの光吸収層としての性能の低下はほとんど無いためである。
[0039]
 錫と酸素以外の材料として、Si、In、Te、Ta、Pt、Cr、Ruなどの金属や、窒素や炭素などの軽元素を、その目的に応じて混合することがある。
 例えば、Inを酸化錫膜に入れることで、透明性を確保しながら、膜に導電性を付与することが可能となるため、波長190~260nmのDUV光を用いたマスクパターン検査において、検査性を高くすることが可能となる。あるいは、窒素や炭素を酸化錫膜に混合した場合、酸化錫膜のドライエッチングの際のエッチングスピードを高めることが可能となる。
[0040]
 以上のように、本発明の第一態様の反射型フォトマスクブランクおよび第二態様の反射型フォトマスクによれば、膜厚が25nm以上45nm以下の酸化錫膜を含む光吸収層を有することで、射影効果の影響を低減でき、Ta膜からなる光吸収層を有する従来品と比べて、高いNILSが得られる。そのため、転写パターンの解像性向上やラインエッジラフネスの低減が実現出来る。また、X方向とY方向のNILSが近づくため、HVバイアス値も低減でき、マスクパターンに忠実な転写パターンが得られる。
実施例
[0041]
 以下、本発明の実施例を説明する。
(反射型フォトマスクブランクの作製)
 図11に示す層構造の反射型フォトマスクブランク100として、複数のサンプルを以下の手順で作製した。
 先ず、合成石英製の基板11の上に、SiとMoの40ペア(合計膜厚280nm)からなる多層構造の反射層12を形成し、反射層12の上にRu膜からなるキャッピング層13を2.5nmの膜厚で形成した。次に、キャッピング層13の上に光吸収層14を形成した。次に、基板11の裏面に、CrNからなる導電層15を100nmの膜厚で形成した。
[0042]
 光吸収層14は、各サンプルで、表2に示すように材料(Taまたは酸化錫)および膜厚を変えて形成した。酸化錫膜は、O/Sn比が2.00または1.51になるように成膜した。
 各層の成膜はスパッタリング装置を用いて行った。酸化錫膜は、反応性スパッタリング法により、スパッタリング中にチャンバーに導入する酸素の量を制御することで、O/Sn比が2.00または1.51となるように成膜した。各層の膜厚は透過電子顕微鏡により測定し、酸化錫膜のO/Sn比はXPS(X線光電子分光測定法)で測定した。
[0043]
(反射型フォトマスクの作製)
 得られた反射型フォトマスクブランク100の各サンプルを用い、以下の手順で反射型フォトマスクを作製した。
 先ず、反射型フォトマスクブランク100の光吸収層14上に、ポジ型化学増幅レジスト(SEBP9012:信越化学社製)を170nmの膜厚で塗布した。次に、このレジスト膜に、電子線描画機(JBX3030:日本電子社製)で所定のパターンを描画した。次に、110℃、10分のプリベーク処理を行った後、スプレー現像機(SFG3000:シグマメルテック社製)を用いて現像処理をした。これにより、図12に示すように、光吸収層14上にレジストパターン16が形成された。
[0044]
 次に、レジストパターン16をエッチングマスクとしたドライエッチングにより、光吸収層14のパターニングを行った。光吸収層14がTa膜であるサンプルでは、フッ素系ガスを主体としたエッチングガスを用い、光吸収層14が酸化錫膜であるサンプルでは、塩素系ガスを主体としたエッチングガスを用いた。これにより、図13に示すように、光吸収層14が光吸収パターン層141とされた。
[0045]
 次に、レジストパターン16を剥離した。これにより、図14に示すように、合成石英製の基板11の表面に、SiとMoの40ペア(合計膜厚280nm)からなる多層構造の反射層12、2.5nmのRu膜からなるキャッピング層13、および光吸収パターン層141をこの順に有し、合成石英製の基板11の裏面に導電層15が形成された、反射型フォトマスク200の各サンプルを得た。
[0046]
(ウェハ露光)
 得られた反射型フォトマスク200の各サンプルを用い、ウェハ上に形成されたEUV用ポジ型化学増幅レジスト膜に、EUV露光装置(ASML社製のNXE3300B)を用いた露光で、光吸収パターン層141のパターンを転写した。
(転写パターンの解像性とラインエッジラフネス)
 このようにして形成されたウェハ上のレジストパターンを、電子線寸法測定機により観察し、ラインエッジラフネスの測定を実施した。その結果を表2に示す。
[0047]
[表2]


[0048]
 表2に示すように、光吸収層として、O/Sn比が2.00または1.51で、膜厚25nm以上45nm以下のSnO膜を有する反射型フォトマスクを用いた場合、解像性に問題が無く、ラインエッジラフネスは3.6nm以下であった。この値は、光吸収層としてTa膜を有する反射型フォトマスクを用いた場合よりも低かった。
 つまり、光吸収層として、O/Sn比が2.00または1.51で、膜厚25nm以上45nm以下のSnO膜を有する反射型フォトマスクを用いることで、良好な結果が得られることが分かった。また、光吸収層として、O/Sn比が2.00または1.51で、膜厚32nm以上45nm以下のSnO膜を有する反射型フォトマスクを用いた場合、ラインエッジラフネスが3.4nm以下であり、さらに良好な結果が得られることが分かった。
[0049]
 以上の結果から、本発明の第一態様の反射型フォトマスクブランクおよび第二態様の反射型フォトマスクを用いることにより、転写パターンのリソグラフィ特性(解像性、ラインエッジラフネス)が従来よりも向上することが確認できた。

符号の説明

[0050]
1 基板
2 反射層
3 キャッピング層
4 光吸収層
41 光吸収パターン層
11 基板
12 反射層
13 キャッピング層
14 光吸収層
141 光吸収パターン層
15 導電層
16 レジストパターン
10 反射型フォトマスクブランク
20 反射型フォトマスク
100 反射型フォトマスクブランク
200 反射型フォトマスク

請求の範囲

[請求項1]
 極端紫外線を光源としたパターン転写用の反射型フォトマスクを作製するための反射型フォトマスクブランクであって、
 基板と、
 前記基板上に形成された多層膜からなる反射層と、
 前記反射層の上に形成された光吸収層と、
を有し、
 前記光吸収層は、錫(Sn)に対する酸素(O)の原子数比(O/Sn)が1.50を超え2.0以下で、膜厚が25nm以上45nm以下の酸化錫膜を含む反射型フォトマスクブランク。
[請求項2]
 前記酸化錫膜の膜厚は32nm以上45nm以下である請求項1に記載の反射型フォトマスクブランク。
[請求項3]
 前記酸化錫膜を形成する材料は、錫(Sn)と酸素(O)を合計で80原子%以上含有する請求項1または2に記載の反射型フォトマスクブランク。
[請求項4]
 前記光吸収層と前記反射層との間に形成されたキャッピング層を有する請求項1~3のいずれか一項に記載の反射型フォトマスクブランク。
[請求項5]
 基板と、
 前記基板上に形成された反射層と、
 前記反射層の上に形成され、錫(Sn)に対する酸素(O)の原子数比(O/Sn)が1.50を超え2.0以下で、膜厚が25nm以上45nm以下の酸化錫膜を含み、パターンが形成されている光吸収パターン層と、
を有する反射型フォトマスク。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]