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公開番号2025095450
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-26
出願番号2023211454
出願日2023-12-14
発明の名称導電膜付き基板、多層反射膜付き基板、反射型マスクブランク、反射型マスク、および半導体装置の製造方法
出願人HOYA株式会社,ホーヤエレクトロニクスシンガポールプライベートリミテッド,HOYA ELECTRONICS SINGAPORE PTE.LTD.
代理人個人
主分類G03F 1/24 20120101AFI20250619BHJP(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】導電膜付き基板を適用して製造した反射型マスクを露光環境に晒しても、導電膜の応力変化によるマスク基板の変形を抑制できる導電膜付き基板を提供する。
【解決手段】基板と、該基板の第1主表面上に形成されるとともに水素を含む導電膜とを有し、導電膜は単層膜、又は下層及び該下層上に形成される上層を含む積層膜であり、単層膜及び下層は金属と、窒素又はホウ素とを含み、上層は金属及び酸素を含む。一次イオン種がCs⁺、一次加速電圧が3.0kV、一次イオン電流が25nAの条件下でのダイナミック二次イオン質量分析法によって、基板の中心を含む5cm角内の任意の124μm角の領域において前記導電膜を分析したとき、検出される水素の二次イオン強度が1.0×10²cps以上である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
導電膜付き基板であって、
基板と、
前記基板の第１主表面上に形成されるとともに水素を含む導電膜と、を有し、
前記導電膜は、単層膜、または下層および前記下層上に形成される上層を含む積層膜であり、
前記単層膜および前記下層は、金属と、窒素またはホウ素とを含み、
前記上層は、金属および酸素を含み、
一次イオン種がＣｓ
＋
、一次加速電圧が３．０ｋＶ、一次イオン電流が２５ｎＡの条件下でのダイナミック二次イオン質量分析法によって、前記基板の中心を含む５ｃｍ角内の任意の１２４μｍ角の領域において前記導電膜を分析したとき、検出される水素の二次イオン強度が、１．０×１０
２
ｃｐｓ以上であることを特徴とする導電膜付き基板。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
前記単層膜および前記下層は、前記基板に接して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の導電膜付き基板。
【請求項３】
前記導電膜は、少なくとも、前記導電膜の前記基板から最も離れた最表面から膜厚方向において５ｎｍの範囲内において、水素の二次イオン強度が、１．０×１０
２
ｃｐｓ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の導電膜付き基板。
【請求項４】
前記基板と前記下層との間に、金属と酸素を含有する最下層を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の導電膜付き基板。
【請求項５】
前記導電膜は、タンタルまたはクロムを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の導電膜付き基板。
【請求項６】
前記単層膜および前記下層は、１０原子％以上かつ４０原子％以下の窒素を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の導電膜付き基板。
【請求項７】
多層反射膜付き基板であって、
請求項１又は２に記載の導電膜付き基板の前記第１主表面に対向する第２主表面上に形成される多層反射膜を有することを特徴とする多層反射膜付き基板。
【請求項８】
反射型マスクブランクであって、
請求項７に記載の多層反射膜付き基板の前記多層反射膜上に形成される吸収体膜を有することを特徴とする反射型マスクブランク。
【請求項９】
請求項８に記載の反射型マスクブランクの前記吸収体膜をパターニングして得られる吸収体膜パターンを有することを特徴とする反射型マスク。
【請求項１０】
請求項９に記載の反射型マスクを用いて、露光により前記吸収体膜パターンを転写対象に転写する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電膜付き基板、多層反射膜付き基板、反射型マスクブランク、反射型マスク、および半導体装置の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体装置の製造工程では、フォトリソグラフィ法を用いて微細パターンの形成が行われている。また、この微細パターンの形成には通常何枚ものフォトマスクと呼ばれている転写用マスクが使用される。この転写用マスクは、一般にガラス基板上に、金属薄膜等からなる微細パターンを設けたものであり、この転写用マスクの製造においては電子線リソグラフィ法が用いられている。
【０００３】
電子線リソグラフィ法による転写用マスクの製造には、ガラス基板等の基板上に転写パターン（マスクパターン）を形成するための薄膜（例えば遮光膜など）を有するマスクブランクが用いられる。このマスクブランクを用いた転写用マスクの製造は、マスクブランク上に形成されたレジスト膜に対し、所望のパターン描画を施す描画工程と、描画後、前記レジスト膜を現像して所望のレジストパターンを形成する現像工程と、このレジストパターンをマスクとして前記薄膜をエッチングするエッチング工程と、残存するレジストパターンを剥離除去する工程とを経て行われている。上記現像工程では、マスクブランク上に形成されたレジスト膜に対し所望のパターン描画を施した後に現像液を供給して、現像液に可溶なレジスト膜の部位を溶解し、レジストパターンを形成する。また、上記エッチング工程では、このレジストパターンをマスクとして、ドライエッチング又はウェットエッチングによって、レジストパターンの形成されていない薄膜が露出した部位を除去し、これにより所望のマスクパターンを基板上に形成する。こうして、転写用マスクが出来上がる。
【０００４】
転写用マスクの種類としては、従来の基板上にクロム系材料からなる遮光膜パターンを有するバイナリ型マスクのほかに、位相シフト型マスクが知られている。
【０００５】
また、近年、半導体産業において、半導体デバイスの高集積化に伴い、従来の紫外光を用いたリソグラフィ法の転写限界を上回る微細パターンが必要とされてきている。このような微細パターン形成を可能とするため、極紫外（Extreme Ultra Violet：以下、「ＥＵＶ」と呼ぶ。）光を用いた露光技術であるＥＵＶリソグラフィがある。ここで、ＥＵＶ光とは、軟Ｘ線領域又は真空紫外線領域の波長帯の光を指し、波長が０．２～１００ｎｍ程度の光のことである。本明細書においては、ＥＵＶ光とは、波長１３．５ｎｍの光を含む光であり、波長１３ｎｍから１４ｎｍの光、より具体的には、波長１３．５ｎｍの光とすることができる。本明細書において、光とは可視光だけでなく電磁波も含む。このＥＵＶリソグラフィにおいて用いられるマスクとして反射型マスクがある。このような反射型マスクは、基板上に露光光であるＥＵＶ光を反射する多層反射膜が形成され、該多層反射膜上に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。
【０００６】
反射型マスクは、例えば半導体基板上へのパターン転写時に、露光装置内の静電チャックによって支持される。一方で、反射型マスクブランクや反射型マスクに用いられる基板は、絶縁性のガラス基板等からなる。このため、反射型マスクブランクや反射型マスクの基板の裏面には、導電膜（裏面導電膜）が形成される。従来技術として、例えば特許文献１には、シリコン、モリブデン、クロム、オキシ窒化クロムまたはＴａＳｉのような、基板よりも高い誘電率の物質の裏面コーティング（導電膜）を有したマスク基板が開示されている。また、特許文献２には、タンタルを含有し、かつ水素を実質的に含有しない材料からなる導電膜が形成されたＥＵＶリソグラフィー用反射型マスクブランクが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特表２００３－５０１８２３号公報
特開２０１３－２２５６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
反射型マスクブランクにおいては、製造から時間が経過するに従い、導電膜の膜応力の経時変化により基板平坦度が変化してしまい、ＥＵＶマスクにおけるパターン位置精度の保証が難しいという新たな問題が発生している。
【０００９】
上記特許文献２では、このようにガラス基板に成膜直後の導電膜が、時間の経過とともに圧縮応力が増大する原因は、ガラス基板に含まれる水素が導電膜中に時間の経過とともに徐々に取り込まれていくことによるものと推察している。この推察の下、上記特許文献２には、ガラス基板に含まれる水素が導電膜へ侵入することによる基板平坦度の変動を抑制する目的で、ガラス基板と導電膜との間に水素侵入抑制膜を設けることが開示されている。
【００１０】
しかしながら、ガラス基板に含まれる水素が導電膜へ侵入することを抑制したとしても、ＥＵＶマスクの露光時に、その露光環境中の水素が導電膜へ侵入することが考えられる。近年、解像力性能を向上させるために投影光学系の開口数（ＮＡ）を大きくした露光装置が検討されている。このような露光装置への移行に伴い露光出力が増大し、発生した水素プラズマの導電膜への侵入が加速されることでマスク基板が変形し、露光中の転写位置ずれが懸念される。
（【００１１】以降は省略されています）

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