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公開番号2024091002
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-04
出願番号2022207249
出願日2022-12-23
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
出願人株式会社トッパンフォトマスク
代理人個人,個人
主分類G03F 1/24 20120101AFI20240627BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】本開示は、位相シフト効果を最大限に活用し、高い転写性(特にコントラスト)を有する反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクを提供することを目的とする。
【解決手段】本開示の一態様に係る反射型フォトマスクブランク100は、基板11と、基板11上に形成され、多層膜構造を有するEUV光を反射する反射層12と、反射層12上に形成され、反射層12を保護する保護層13と、保護層13上に形成され、EUV光を吸収する吸収層14と、を備え、吸収層14のEUV光に対する屈折率nおよび消衰係数kは、下記式(1)を満たし、且つEUV光に対する屈折率nが0.935以下であることを特徴とする。
0.12≦k/(1-n)≦0.6 ・・・式(1)
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成され、多層膜構造を有するＥＵＶ光を反射する反射層と、
前記反射層上に形成され、該反射層を保護する保護層と、
前記保護層上に形成され、ＥＵＶ光を吸収する吸収層と、を備え、
前記吸収層のＥＵＶ光に対する屈折率ｎおよび消衰係数ｋは、下記式（１）を満たし、且つＥＵＶ光に対する屈折率ｎが０．９３５以下であることを特徴とする反射型フォトマスクブランク。
０．１２≦ｋ／（１－ｎ）≦０．６・・・式（１）
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記吸収層のＥＵＶ光に対する屈折率ｎおよび消衰係数ｋは、下記式（２）を満たすことを特徴とする請求項１に記載の反射型フォトマスクブランク。
０．２≦ｋ／（１－ｎ）≦０．５・・・式（２）
【請求項３】
前記吸収層は、２５ｎｍ以上５５ｎｍ以下の膜厚であることを特徴とする請求項１に記載の反射型フォトマスクブランク。
【請求項４】
前記吸収層は、ＥＵＶ光に対する屈折率ｎが０．９２以下であることを特徴とする請求項１に記載の反射型フォトマスクブランク。
【請求項５】
前記吸収層は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｏｓ、Ｉｒ、及びＲｅのうち少なくとも１種の元素を含む材料から構成されることを特徴とする請求項１に記載の反射型フォトマスクブランク。
【請求項６】
前記吸収層は、Ｒｈ、及びＰｄのうち少なくとも１種の元素を含む材料から構成されることを特徴とする請求項１に記載の反射型フォトマスクブランク。
【請求項７】
前記吸収層は、Ｐｔ、Ａｕ、Ｉｒ、及びＲｅのうち少なくとも１種の元素を含む材料から構成されることを特徴とする請求項１に記載の反射型フォトマスクブランク。
【請求項８】
前記吸収層は、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｈｇ、Ｆｅ、Ｔａ、Ｖ、Ｂｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｃ、Ｂ、Ｂｅ、及びＡｌのうち少なくとも１種の元素をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の反射型フォトマスクブランク。
【請求項９】
開口数ＮＡが０．３３以上である露光機で使用される反射型フォトマスクを作製するために用いられることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の反射型フォトマスクブランク。
【請求項１０】
基板と、
前記基板上に形成され、多層膜構造を有するＥＵＶ光を反射する反射層と、
前記反射層上に形成され、該反射層を保護する保護層と、
前記保護層上に形成され、パターンが形成されているＥＵＶ光を吸収する吸収パターン層と、を備え、
前記吸収パターン層のＥＵＶ光に対する屈折率ｎおよび消衰係数ｋは、下記式（１）を満たし、且つＥＵＶ光に対する屈折率ｎが０．９３５以下であることを特徴とする反射型フォトマスク。
０．１２≦ｋ／（１－ｎ）≦０．６・・・式（１）
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、反射型フォトマスクブランク及び反射型フォトマスクに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【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現像寸法は、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できる。このため、先端の半導体デバイスの製造プロセスにおける露光光源は、従来の波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー光から、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ（ＥｘｔｒｅｍｅＵｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）に置き換わってきている。
【０００３】
ほとんどの物質がＥＵＶに対して高い光吸収性をもつため、従来の光の透過を利用する屈折光学系が使用できないことから、露光機の光学系部材はレンズではなく、ミラーとなる。そのため、フォトマスクも従来の透過型から反射型のＥＵＶフォトマスクとなる。また、ＥＵＶフォトマスクへの入射光とＥＵＶフォトマスクで反射した反射光とが同軸上に設計できないことから、通常、ＥＵＶリソグラフィでは光軸をＥＵＶフォトマスクの垂直方向から６°傾けてＥＵＶ光を入射し、マイナス６°の角度で反射する反射光を半導体基板に照射する手法が採用されている。
しかし、光軸を傾斜させることから、ＥＵＶフォトマスクに入射するＥＵＶ光がＥＵＶフォトマスクのパターン（吸収層に形成された転写パターン、所謂吸収層パターン）の影を作ることにより、転写性能が悪化する問題が発生し得る。このように、今後、更なる微細化を行う為には、転写性能の改善が課題となる。
【０００４】
現在のＥＵＶフォトマスクでは、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ＥＵＶフォト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との関係によっては、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場合もある。
【０００５】
この課題に対し、吸収層に消衰係数ｋが高い材料を用いてＥＵＶ反射率を抑える手法[例えば、特許文献１を参照]や、位相シフト効果を用いた手法[例えば、特許文献２を参照]が提案されている。
【０００６】
反射型位相シフトマスクでは、吸収層を通り減光した反射光は、吸収層が形成されていない開口部で反射される光と位相差を持つ。このような反射型位相シフトマスクは、透過型位相シフトマスクと同様に、位相シフト効果を用いることにより、ウェハ上の光学像のコントラストが向上し、転写パターンの解像性を向上させることができる。
【０００７】
例えば、特許文献２に記載の位相シフト効果を用いた反射型マスクは、位相差の最適値を１７０～１９０度としている。また、特許文献３に記載の位相シフト効果を用いた反射型マスクは、位相差の最適値を１７５～１８５度としている。これは従来の透過型位相シフトマスクの位相差の最適値である１８０度を含んだ値である。
【０００８】
しかし、反射型位相シフトマスクの場合、ＥＵＶ光が傾いて入射するため、反射光の一部は吸収層パターンのエッジ部分を通る。エッジ部分に当たった反射光はパターン中心部の反射光と位相がずれてしまうため、吸収層の最適な位相差は１８０度と異なり、より大きくなる。
このように、従来技術に係る反射型の位相シフトマスクでは、位相シフト効果を十分に活用できておらず、その転写性（特にコントラスト）は十分でなかった。
【０００９】
なお、特許文献３に記載の技術では、ＥＵＶマスクの吸収層の屈折率ｎは０．９３５～０．９６３の範囲が好ましいとしているが、これは位相差をその最適値である１８０度としたときの値であり、より大きな位相差の場合、最適な屈折率ｎは０．９３５以下となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
国際公開第２０１８／１５９７８５号
特許第６２８７０９９号
特開２０２１－１７４００３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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