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公開番号2025076473
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2025019066,2021028240
出願日2025-02-07,2021-02-25
発明の名称マスクブランク、反射型マスク、および半導体デバイスの製造方法
出願人HOYA株式会社
代理人弁理士法人信友国際特許事務所
主分類G03F 1/24 20120101AFI20250508BHJP(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】表面粗さと膜応力とが低く抑えられたパターン形成用の薄膜を有するマスクブランを提供する。
【解決手段】基板1の主表面1a上に、多層反射膜2およびパターン形成用の薄膜4をこの順に備えるマスクブランク100であって、前記薄膜は、タンタル、ニオブ、および窒素を含み、該窒素の含有量が30原子%以下であり、前記薄膜は、X線回折法のOut-of-Plane測定による分析を行って得られたX線回折パターンにおける30度以上50度以下の回折角度2θの範囲において、回折角度2θが38度以下で回折強度の最大値を有するマスクブランクである。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基板の主表面上に、多層反射膜およびパターン形成用の薄膜をこの順に備えるマスクブランクであって、
前記薄膜は、
タンタル、ニオブ、および窒素を含み、該窒素の含有量が３０原子％以下であり、
前記薄膜は、Ｘ線回折法のＯｕｔ－ｏｆ－Ｐｌａｎｅ測定による分析を行って得られたＸ線回折パターンにおける３０度以上５０度以下の回折角度２θの範囲において、回折角度２θが３８度以下で回折強度の最大値を有する
マスクブランク。
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
前記薄膜は、前記回折角度２θが３６度以上３８度以下で回折強度の最大値を有する
請求項１に記載のマスクブランク。
【請求項３】
前記薄膜のタンタルおよびニオブの合計含有量［原子％］に対する窒素の含有量［原子％］の比率は、０．２８９以下である
請求項１または２に記載のマスクブランク。
【請求項４】
前記薄膜のタンタルおよびニオブの合計含有量［原子％］に対するニオブの含有量［原子％］の比率は、０．６未満である
請求項１から３のうちの何れか１項に記載のマスクブランク。
【請求項５】
前記薄膜におけるタンタル、ニオブ、および窒素の合計含有量は、９５原子％以上である
請求項１から４のうちの何れか１項に記載のマスクブランク。
【請求項６】
前記薄膜は、ホウ素を含有する
請求項１から５のうちの何れか１項に記載のマスクブランク。
【請求項７】
前記薄膜におけるタンタル、ニオブ、ホウ素、および窒素の合計含有量は、９５原子％以上である
請求項６に記載のマスクブランク。
【請求項８】
前記薄膜の極端紫外線の波長における屈折率は、０．９５以下である
請求項１から７のうちの何れか１項に記載のマスクブランク。
【請求項９】
前記薄膜の極端紫外線の波長における消衰係数は、０．０３以下である
請求項１から８のうちの何れか１項に記載のマスクブランク。
【請求項１０】
請求項１から９のうちの何れか１項に記載のマスクブランクにおける前記薄膜に転写パターンが形成された
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、半導体デバイスなどの製造に用いられる露光マスク用のマスクブランク、このマスクブランクを用いた反射型の露光マスクである反射型マスク、およびこの反射型マスクを用いた半導体デバイスの製造方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造における露光装置は、光源の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、波長が１３．５ｎｍ近傍の極端紫外線（ＥＵＶ：Extreme Ultra Violet。以下、ＥＵＶ光と称する）を用いたＥＵＶリソグラフィーが開発されている。ＥＵＶリソグラフィーでは、ＥＵＶ光に対して透明な材料が少ないことから、反射型マスクが用いられる。代表的な反射型マスクとして、反射型バイナリーマスクおよび反射型位相シフトマスク（反射型のハーフトーン位相シフトマスク）がある。
【０００３】
反射型バイナリーマスクは、基板上に形成された高反射層の上部に、ＥＵＶ光を十分吸収する比較的厚い吸収体パターンを有する。一方、反射型位相シフトマスクは、基板上に形成された高反射層の上部に、ＥＵＶ光を光吸収により減光させ、且つ高反射層からの反射光に対して所望の位相が反転した反射光を発生させる比較的薄い吸収体パターン（位相シフトパターン）を有する。
【０００４】
以上のようなＥＵＶリソグラフィー用の反射型マスク、およびこれを作製するためのマスクブランクに関連する技術が下記特許文献１および２に記載されている。
【０００５】
特許文献１には、上述した吸収体パターンに相当する低反射部が、Ｔａ（タンタル）及びＮｂ（ニオブ）を有し、さらに、Ｓｉ（シリコン）、Ｏ（酸素）又はＮ（窒素）の何れかを有すると記載されている。この低反射部については、低反射性を有し多層構造を有する下層吸収膜及び上層吸収膜を備えており、露光光であるＥＵＶ光を吸収する機能を有するのは主として下層吸収膜である、と記載されている。そして、特許文献１には、ＴａとＮｂからなる下層吸収膜と、ＳｉＮからなる上層吸収膜を製膜した実施例が記載されている。
【０００６】
特許文献２には、上述した吸収体パターンを構成する吸収膜に関し、Ｔａと窒素（Ｎ）を含有する吸収膜について、Ｘ線回折のパターンにおいてタンタル系材料に由来するピークのピーク回折角２θが３６．８ｄｅｇ以上であり、該タンタル系材料に由来するピークの半値幅が１．５ｄｅｇ以上であることで、ドライエッチング処理時において、十分なエッチング速度を達成できると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１０－６７７５７号公報
特開２０１９－３５９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、ＥＵＶリソグラフィーでは、反射型マスクに対して露光光であるＥＵＶ光が斜めから入射される。このため、シャドーイング効果と呼ばれる固有の問題が発生する。シャドーイング効果とは、立体構造を持つ吸収体パターンに対して露光光（ＥＵＶ光）が斜めから入射されることにより影ができ、転写されるパターンの寸法や位置が変わる現象のことである。このシャドーイング効果を抑制するためには、反射型マスクの原版となるマスクブランクにおける吸収体膜を薄膜化し、これによって吸収体パターンを薄型化する必要がある。
【０００９】
しかしながら、吸収体膜は、露光光に対して所望の光学特性を有することが求められる。特に、反射型位相シフトマスクの場合においては、従来の吸収体膜を単に薄膜化するだけでなく、吸収体膜の露光光（ＥＵＶ光）に対する屈折率［ｎ］および消衰係数［ｋ］をともに小さくする必要がある。このような光学特性にするために、吸収体膜を金属元素だけで形成することが考えられる。しかし、一般にそのような薄膜は結晶性が高く、表面粗さが大きくなる傾向がある。結晶性が高く表面粗さが大きい薄膜（吸収体膜）をエッチングすることで吸収体パターンを形成した場合には、吸収体パターンのエッジラフネスが大きくなる。この結果、吸収体パターンを有する反射型マスクを用いたＥＵＶリソグラフィーにおいては、吸収体パターンの転写精度が大きく低下する。さらに、このような薄膜は、膜応力が大きい傾向がある。基板上に膜応力の大きな吸収体膜が形成されると、その基板に歪みが生じる。膜応力が大きな吸収体膜に対し、エッチングを行って吸収体パターンを形成した場合、基板上で吸収体パターンの移動が生じ、吸収体パターンの位置精度が大きく低下する。
【００１０】
そこで本発明は、表面粗さと膜応力とが低く抑えられたパターン形成用の薄膜を有するマスクブランク、このマスクブランクを用いて形成される反射型マスク、およびこの反射型マスクを用いた半導体デバイスの製造方法を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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