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公開番号2024119143
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-03
出願番号2023025832
出願日2023-02-22
発明の名称反射型マスクブランク、反射型マスク及び半導体デバイスの製造方法
出願人HOYA株式会社
代理人弁理士法人津国
主分類G03F 1/24 20120101AFI20240827BHJP(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】薄膜が有する光学特性の膜厚依存性や密度依存性を極力抑えた反射型マスクブランクを提供する。
【解決手段】反射型マスクブランクは、基板と、前記基板上に形成された多層反射膜と、前記多層反射膜上に形成された薄膜とを有し、光の波長13.525nmから13.550nmにおける前記薄膜の反射率の変化率が-12%/nm以上かつ4%/nm以下である。
【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た多層反射膜と、
前記多層反射膜上に形成された薄膜と
を有する反射型マスクブランクであって、
光の波長１３．５２５ｎｍから１３．５５０ｎｍにおける、前記薄膜の反射率の変化率が－１２％／ｎｍ以上かつ４％／ｎｍ以下であることを特徴とする反射型マスクブランク。
続きを表示（約 910 文字）【請求項２】
前記薄膜が、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｐｔ及びＴａから選ばれる少なくとも１つを含む材料からなることを特徴とする、請求項１に記載の反射型マスクブランク。
【請求項３】
前記薄膜が、入射した光の位相をシフトさせる位相シフト膜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ブランク。
【請求項４】
ＥＵＶ光に対する前記薄膜の反射率が２％以上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ブランク。
【請求項５】
前記反射率の変化率が－１０％／ｎｍ以上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ブランク。
【請求項６】
前記薄膜の膜厚が１％変動したときの位相シフト量の変化量又は前記薄膜の密度が１％変動したときの位相シフト量の変化量が２度以下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ブランク。
【請求項７】
前記薄膜の反射率スペクトルの波長１３ｎｍから１４ｎｍにおいて、最大反射率となる波長をλｍａｘとし、前記反射率が前記最大反射率の１／２となる波長のうち最も１３．５３ｎｍに近い２つの波長の平均値をＣＷとしたとき、λｍａｘとＣＷとの差が０．０５ｎｍ以下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ブランク。
【請求項８】
基板と、
前記基板上に形成された多層反射膜と、
前記多層反射膜上に設けられ、転写パターンが形成された薄膜と
を有する反射型マスクであって、
光の波長１３．５２５ｎｍから１３．５５０ｎｍにおける、前記薄膜の反射率の変化率が－１２％／ｎｍ以上かつ４％／ｎｍ以下であることを特徴とする反射型マスク。
【請求項９】
前記薄膜が、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｐｔ及びＴａから選ばれる少なくとも１つを含む材料からなることを特徴とする、請求項８に記載の反射型マスク。
【請求項１０】
前記薄膜が、入射した光の位相をシフトさせる位相シフト膜であることを特徴とする、請求項８に記載の反射型マスク。
（【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】
本発明は、半導体デバイスの製造等に使用される反射型マスクブランク及び反射型マスク、並びに前記反射型マスクを用いる半導体デバイスの製造方法に関する。
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における露光装置の光源の種類は、波長４３６ｎｍのｇ線、波長３６５ｎｍのｉ線、波長２４８ｎｍのＫｒＦレーザ、及び波長１９３ｎｍのＡｒＦレーザと、波長を徐々に短くしながら進化してきている。より微細なパターン転写を実現するため、波長１３．５ｎｍ近傍の極端紫外線であるＥＵＶ（ＥｘｔｒｅｍｅＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔ）光を用いたＥＵＶリソグラフィが提案されている。ＥＵＶリソグラフィでは、ＥＵＶ光に対する材料間の吸収率の差が小さいことなどから、反射型のマスクが用いられる。反射型マスクとしては、例えば、基板上に露光光を反射する多層反射膜が形成され、当該多層反射膜の上に露光光を吸収する薄膜（吸収体膜又は位相シフト膜）がパターン状に形成されたものが提案されている。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、薄膜パターンのある部分では吸収され、薄膜パターンのない部分では多層反射膜により反射されることにより、光像が反射光学系を通して半導体基板上に転写されるものである。薄膜が位相シフト膜である場合、位相シフト膜パターンに入射する露光光の一部が、多層反射膜により反射される光との位相差を有して反射され（位相シフト）、これにより所望のコントラスト（解像度）を得ることができる。
【０００３】
このようなＥＵＶリソグラフィ用の反射型マスク及びこれを作製するための原版であるマスクブランクに関連する技術が、例えば特許文献１、２などによって開示されている。
【０００４】
特許文献１には、ハーフトーンマスクの原理をＥＵＶ露光に適用して転写解像性を向上させるために、単層膜からなるハーフトーン膜（位相シフト膜）の材料を、屈折率及び消衰係数を座標軸とする平面座標で示す図において所定の領域から選択することが記載されている。具体的な単層膜の材料としては、ＴａＭｏ（組成比１：１）が記載されている。
【０００５】
特許文献２には、ハーフトーン型ＥＵＶマスクにおいて、反射率の選択性の自由度及び洗浄耐性の高さを持ち、射影効果（シャドーイング効果）を低減させるために、ハーフトーン膜の材料をＴａとＲｕとの化合物とし、その組成範囲を規定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００６－２２８７６６号公報
特許第５２３３３２１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
反射型マスクブランク、及び反射型マスクブランクに転写パターンを形成して得られる反射型マスクは、基板上への多層薄膜の蒸着、レジスト膜の形成、パターンエッチング及び洗浄など、様々な多数の工程を経て製造される。このようなマスクブランク及びマスクの製造ラインにおいては、通常、ロット間での製造条件の変動を極力抑えるために高度の品質管理がなされている。しかし、如何に品質管理が徹底されていたとしても、製造条件の僅かな変動や、その製造過程において生じる不測のダメージなどに由来して、薄膜（位相シフト膜）の膜厚や密度などの実際の値と設計値との間にずれが生じ、その結果、マスクブランク若しくはマスクの面内又は個体間において、位相シフト量などの光学特性に誤差やばらつきが生じることがある。
【０００８】
そのような薄膜（位相シフト膜）の膜厚や密度の変動に起因するマスクの光学特性のばらつきは、その露光特性にも影響を及ぼすことから、特に微細で高い精度が求められるＥＵＶリソグラフィにおいては、そのような誤差やばらつきは極力少ないほうが望ましい。
【０００９】
そこで、本発明は、例えば位相シフト量などの薄膜が有する光学特性の膜厚依存性や密度依存性を極力抑えたことで、高品質で安定的な製造が確保できる反射型マスクブランク及び反射型マスク、並びに前記反射型マスクを用いる半導体デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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