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公開番号2025074642
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-14
出願番号2023185600
出願日2023-10-30
発明の名称反射型マスクブランク及びその製造方法
出願人信越化学工業株式会社
代理人個人,個人
主分類G03F 1/24 20120101AFI20250507BHJP(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】反射率の低下を防ぎ、3D効果を改善するとともに、コントラストの高いマスクを作成することのできる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10と、基板10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50と、を有する。多層反射膜50は、ルテニウムを含有する低屈折率層30と、ケイ素を含有する高屈折率層20と、ルテニウムとケイ素の相互拡散を防止する拡散防止層40と、を周期的に積層した周期積層構造を有する。拡散防止層40は、低屈折率層30の基板10に近接する側と、低屈折率層30の基板10から離間する側の、双方又はどちらか一方に、低屈折率層30と接して形成される。拡散防止層40は、窒化ケイ素を含有する層、炭化ケイ素を含有する層、モリブデンを含有する層、窒化モリブデンを含有する層及び炭化モリブデンを含有する層から選択される1以上の副層から構成される。
【選択図】図1A
特許請求の範囲【請求項１】
基板と、
前記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、
を備え、
前記多層反射膜は、ルテニウム（Ｒｕ）を含有する低屈折率層と、ケイ素（Ｓｉ）を含有する高屈折率層と、ルテニウム（Ｒｕ）とケイ素（Ｓｉ）の相互拡散を防止する拡散防止層と、を周期的に積層した周期積層構造を有し、
前記拡散防止層は、前記低屈折率層の前記基板に近接する側と、前記低屈折率層の前記基板から離間する側の、双方又はどちらか一方に、低屈折率層と接して形成され、
前記拡散防止層は、窒化ケイ素（ＳｉＮ）を含有する層、炭化ケイ素（ＳｉＣ）を含有する層、モリブデン（Ｍｏ）を含有する層、窒化モリブデン（ＭｏＮ）を含有する層及び炭化モリブデン（ＭｏＣ）を含有する層から選択される１以上の副層から構成され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 660 文字）【請求項２】
前記低屈折率層のルテニウム含有率が７０原子％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３】
前記拡散防止層は、前記低屈折率層の前記基板に近接する側に接して設けられた第１の拡散防止層を有し、
前記第１の拡散防止層は、前記高屈折率層に接して形成された第１の副層と、前記低屈折率層に接して形成された第２の副層とを有し、
前記第１の副層は、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化モリブデン（ＭｏＮ）及び炭化モリブデン（ＭｏＣ）から選択される少なくとも一つの材料を含む副層であり、
前記第２の副層はモリブデン（Ｍｏ）を含有する副層であり、
前記第２の副層の厚さが０．２ｎｍ以上０．８ｎｍ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４】
前記拡散防止層は、前記低屈折率層の前記基板から離間する側に接して設けられた第２の拡散防止層を有し、
前記第２の拡散防止層は、前記低屈折率層に接して形成されたモリブデン（Ｍｏ）を含有する層を有し、その厚さが０．２ｎｍ以上０．８ｎｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の反射型マスクブランク。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の反射型マスクブランクの多層反射膜を、チャンバー内に複数のターゲットを装着できるスパッタ装置を用いたスパッタ成膜法で形成することを特徴とする反射型マスクブランクの製造方法。

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、その素材である反射型マスクブランク、及び反射型マスクの製造方法に関する。
続きを表示（約 2,000 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、縮小投影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繰り返し用いられる。従来、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が主流となっており、露光プロセスや加工プロセスを複数回組み合わせるマルチパターニングというプロセスを採用することにより、最終的には露光波長より小さい寸法のパターンを形成してきた。
【０００３】
しかし、継続的なデバイスパターンの微細化により、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さらに波長の短い極端紫外（ＥｘｔｒｅｍｅＵｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ：以下「ＥＵＶ」と称す。）光を用いたＥＵＶリソグラフィ技術が用いられるようになってきた。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付近の光である。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。
【０００４】
一般的な反射型マスクは、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である。一方、一般に、吸収体膜にパターニングする前の状態のもの（レジスト膜が形成された状態を含む。）が、反射型マスクブランクと呼ばれ、これが反射型マスクの素材として用いられる。
【０００５】
反射型マスクブランクは、低熱膨張の基板と、その上に形成されたＥＵＶ光を反射する多層反射膜とを有し、一般的には、さらに、多層反射膜の上に形成されたＥＵＶ光を吸収する吸収体膜を有する基本構造を有している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＥＵＶリソグラフィにおいて、露光光は反射型マスクに対して斜めから入射され、その入射角度は反射型マスクの主表面の法線に対して６度とすることが主流となっている。斜めから入射した露光光の一部は吸収体パターンの側壁に遮られ、いわゆる３Ｄ効果（三次元効果、シャドーイング効果）を生じる。３Ｄ効果は転写パターンに位置ずれや寸法ずれを生じさせる原因となり、３Ｄ効果は小さい方がパターンの微細化において好ましい。吸収体パターンの厚さが薄いほど３Ｄ効果は小さくなるため、薄膜化が望まれる。
【０００７】
一方で、吸収体パターンの厚さの他にも、多層反射膜の構造によっても、３Ｄ効果は変わる。多層反射膜による露光光の反射は、多層反射膜内部の各層の界面から生じた反射の重ね合わせによって生じるが、多層反射膜の表面からより深い位置からの反射の寄与が大きいことは、３Ｄ効果が大きくなる要因となる。したがって、多層反射膜は、表面から浅い位置からの反射の寄与を相対的に大きくすることが３Ｄ効果の低減に対して有利である。
【０００８】
一般的に多層反射膜は、低屈折率層と高屈折率層を交互に積層した周期積層構造を有し、モリブデン（Ｍｏ）とケイ素（Ｓｉ）を交互に４０サイクル前後積層した多層反射膜（Ｍｏ／Ｓｉ多層反射膜）が、ＥＵＶ光を効率よく反射することが知られ、現在ＥＵＶマスクブランクにおける主流の多層反射膜として用いられている。
【０００９】
ルテニウム（Ｒｕ）はモリブデン（Ｍｏ）と比較し、波長１３．５ｎｍにおける屈折率がより低く、吸収係数がより大きい材料である。ルテニウム（Ｒｕ）の方が、ケイ素（Ｓｉ）との理想的な界面（相互拡散や粗さが無い界面）においてはより高い反射係数を有する。そのため、多層反射膜において、低屈折率層としてルテニウム（Ｒｕ）を用いた方が、多層反射膜の表面から浅い位置にある界面からの反射の寄与が大きくなり、多層反射膜の層数の増加に対する反射率の上昇が、より少ない層数で飽和する。一方で、吸収係数がより大きいことから、多層反射膜の層数が多いほど、吸収の効果による損失は増大してしまう。その結果、多層反射膜の層数が少ない場合にはＲｕ／Ｓｉ多層反射膜の方が反射率が高いが、層数が増加するとＭｏ／Ｓｉ多層反射膜の方が反射率が高くなる傾向を示す。
【００１０】
同じ層数での比較であれば、Ｒｕ／Ｓｉ多層反射膜の方がより表面に近い位置からの反射の寄与が相対的に大きく、３Ｄ効果の観点ではＲｕ／Ｓｉ多層反射膜の方が有利と考えられる。
（【００１１】以降は省略されています）

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