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公開番号2025032361
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-11
出願番号2024220952,2022005408
出願日2024-12-17,2022-01-18
発明の名称反射型マスクブランク及び反射型マスク
出願人信越化学工業株式会社
代理人弁理士法人英明国際特許事務所
主分類G03F 1/24 20120101AFI20250304BHJP(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【解決手段】基板と、基板の一の主表面上に形成された露光光を反射する多層反射膜と、多層反射膜上に形成された露光光を吸収する吸収体膜とを有し、吸収体膜が、タングステンと、モリブデン及びルテニウムの一方又は双方と、窒素、酸素、炭素及び水素から選ばれる1種以上の軽元素とを含有し、それらの合計の含有率が90原子%以上であり、EUV光を露光光とするEUVリソグラフィで用いられる反射型マスクの素材となる反射型マスクブランク。
【効果】本発明の吸収体膜を有する反射型マスクブランクから得られた反射型マスクは、表面状態が良好で、パターン特性がよい。特に、タングステンと共に、タングステン以外の金属及び半金属から選ばれる1種以上を含有する吸収体膜は、高温でも膜の安定性がよい(酸化しにくい)。そのため、本発明の反射型マスクを用いることにより、EUV光などで、半導体基板などに微細パターンを高精度に転写することができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基板と、該基板の一の主表面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露光光を吸収する吸収体膜とを有し、ＥＵＶ光を露光光とするＥＵＶリソグラフィで用いられる反射型マスクの素材となる反射型マスクブランクであって、
前記吸収体膜が、
（ａ）タングステンと、（ｂ）モリブデン及びルテニウムの一方又は双方と、（ｃ）窒素、酸素、炭素及び水素から選ばれる１種以上の軽元素と
を含有し、
前記（ａ）タングステンと、前記（ｂ）モリブデン及びルテニウムの一方又は双方と、前記（ｃ）窒素、酸素、炭素及び水素から選ばれる１種以上の軽元素との合計の含有率が、９０原子％以上である
ことを特徴とする反射型マスクブランク。
続きを表示（約 770 文字）【請求項２】
前記（ｂ）モリブデン及びルテニウムの一方又は双方の含有率が１原子％以上８０原子％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３】
前記（ｃ）窒素、酸素、炭素及び水素から選ばれる１種以上の軽元素の含有率が１０原子％以上８０原子％以下であ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ブランク。
【請求項４】
前記（ａ）タングステンの含有率が２０原子％以上９９原子％以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の反射型マスクブランク。
【請求項５】
前記吸収体膜の露光波長における屈折率ｎが０．９４以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の反射型マスクブランク。
【請求項６】
前記吸収体膜の膜厚が７０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の反射型マスクブランク。
【請求項７】
前記多層反射膜と前記吸収体膜との間に、前記多層反射膜と接して、前記吸収体膜とはエッチング特性が異なる保護膜を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の反射型マスクブランク。
【請求項８】
更に、前記基板の他の主表面上に形成された導電膜を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の反射型マスクブランク。
【請求項９】
更に、前記吸収体膜の上に、エッチングマスクとして形成された、クロムを含有する膜を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の反射型マスクブランク。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の反射型マスクブランクから製造したことを特徴とする反射型マスク。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＳＩなどの半導体デバイスの製造などに使用される反射型マスクの素材となる反射型マスクブランク及び反射型マスクに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス（半導体装置）の製造工程では、転写用マスクに露光光を照射し、マスクに形成されている回路パターンを、縮小光学系を介して半導体基板（半導体ウェハ）上に転写するフォトリソグラフィ技術が用いられる。現時点では露光光の波長はフッ化アルゴン（ＡｒＦ）エキシマレーザ光を用いた１９３ｎｍが主流となっている。
【０００３】
しかし、更なる微細パターンの形成が必要とされてきていることから、露光光としてＡｒＦエキシマレーザ光より更に波長の短い極端紫外（Extreme Ultraviolet：以下「ＥＵＶ」と称す。）光を用いたＥＵＶリソグラフィ技術が有望視されている。ＥＵＶ光とは、波長が０．２～１００ｎｍ程度の光であり、より具体的には、波長が１３．５ｎｍ程度の光である。このＥＵＶ光は物質に対する透過性が極めて低く、従来の透過型の投影光学系やマスクが使えないことから、反射型の光学素子が用いられる。そのため、パターン転写用のマスクも反射型マスクが提案されている。反射型マスクは、基板上にＥＵＶ光を反射する多層反射膜が形成され、多層反射膜の上にＥＵＶ光を吸収する吸収体膜がパターン状に形成されたものが一般的に用いられ、多層反射膜上の吸収体膜の有無により生じる、露光光であるＥＵＶ光の反射率の差によって、シリコンウェーハなどの被転写物上に、パターンを形成する。
【０００４】
反射型マスクは、反射型マスクブランクを用いて製造されるが、反射型マスクブランクは、基板上に、露光光を反射する多層反射膜と、その上に露光光に対して反射率の低い吸収体膜を有し、更に、一般的には、多層反射膜と吸収体膜の間に保護膜を有する。多層反射膜は、屈折率の異なる層を交互に積層することで形成され、例えば、ＥＵＶ光露光用には、モリブデン（Ｍｏ）層と、シリコン（Ｓｉ）層とを交互に積層したものが用いられ、吸収体膜には、例えば、ＥＵＶ光露光用には、タンタル（Ｔａ）に窒素（Ｎ）を添加した膜が用いられている（特開２００２－２４６２９９号公報（特許文献１））。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００２－２４６２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
反射型マスクを用いて、半導体基板などに微細パターンを転写するために、反射型マスクブランクの吸収体膜を部分的に除去してパターンを形成するが、微細パターンを高精度に転写するためには、吸収体膜には、以下のような特性が求められる。
【０００７】
吸収体膜のパターンをドライエッチングで形成する際、エッチング速度が低いと、パターンを形成するためにレジストを厚く形成する必要があり、ハードマスク膜を用いるにしても、吸収体膜をエッチングするときに、ハードマスク膜もエッチングされることがあるため、高精度のパターンを形成するためには、吸収体膜は、エッチング速度が高い方が好ましい。また、レジスト膜などのエッチングマスクのエッチング量が多くなると、断面形状が悪化する傾向にあるため、良好な断面形状でパターンを形成するためにも、吸収体膜のエッチング速度が高いことが重要である。吸収体膜の加工性をより向上させるために、吸収体膜の材料として、エッチング速度が速い材料が求められている。
【０００８】
また、吸収体膜が厚いと、シャドーイング効果によって、パターン解像度が低下する。そのため、吸収体膜は、薄くする必要がある。更に、吸収体膜を、位相シフト機能を有する膜として用いる場合には、薄膜化のためには、より屈折率ｎが小さい材料が求められる。更に、ＥＵＶ用反射型マスクでは、露光時において、パルス状の高エネルギーのＥＵＶ光が照射されるため、反射型マスク上の吸収体膜は瞬間的に高温（例えば５００℃程度）になるとも言われており、吸収体膜の耐熱性が重要となっている。そのため、このような高温においても、酸化などにより、膜質が劣化しない膜が求められる。一方、パターンを形成する際に側壁ラフネスが大きいと、解像性に悪影響を及ぼす場合がある。しかし、タングステン単体からなる材料では、吸収体膜の表面に凹凸があり、パターンの側壁ラフネスが大きくなりやすい。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、加工性に優れた、より薄い吸収体膜によりパターンの解像性を向上させた反射型マスクブランク、及び反射型マスクブランクを用いて製造した反射型マスク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】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、吸収体膜の材料としてタングステンを用いれば、エッチング速度が高く、また、位相シフト機能を有する膜として用いる場合も、屈折率ｎが小さくなるため、吸収体膜の薄膜化に有効であり、吸収体膜の材料として、タングステンが優れていることを見出した。
（【００１１】以降は省略されています）

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