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公開番号2024147757
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-16
出願番号2024116779,2021520828
出願日2024-07-22,2020-05-20
発明の名称EUVリソグラフィ用反射型マスクブランク
出願人AGC株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G03F 1/24 20120101AFI20241008BHJP(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】吸収層、または、吸収層および低反射層のエッチング条件におけるエッチング選択比が十分高く、かつ塩素系ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いたドライエッチングプロセスにおいて、十分なエッチング速度を有するハードマスク層を備えたEUVマスクブランクの提供。
【解決手段】基板上に、EUV光を反射する反射層と、前記反射層の保護層と、EUV光を吸収する吸収層と、ハードマスク層と、が、この順に形成され、前記保護層がルテニウム(Ru)を含有し、前記吸収層がタンタル(Ta)を含有し、前記ハードマスク層がクロム(Cr)と、窒素(N)および酸素(O)の少なくとも一方と、を含有し、前記ハードマスク層の膜密度が3.00～5.40g/cm³である、EUVリソグラフィ用反射型マスクブランクに関する。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
基板上に、ＥＵＶ光を反射する反射層と、前記反射層の保護層と、ＥＵＶ光を吸収する吸収層と、ハードマスク層と、が、この順に形成されたＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクであって、
前記保護層が、ルテニウム（Ｒｕ）を含有し、
前記吸収層が、タンタル（Ｔａ）を含有し、
前記ハードマスク層が、クロム（Ｃｒ）と、窒素（Ｎ）および酸素（Ｏ）の少なくとも一方とを含有し、
前記ハードマスク層の膜密度が３．００～５．４０ｇ／ｃｍ
３
である、ＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランク。
続きを表示（約 510 文字）【請求項２】
基板上に、ＥＵＶ光を反射する反射層と、前記反射層の保護層と、ＥＵＶ光を吸収する吸収層と、マスクパターンの検査光である波長１９０～２６０ｎｍの光に対する低反射層と、ハードマスク層と、が、この順に形成されたＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクであって、
前記保護層が、ルテニウム（Ｒｕ）を含有し、
前記吸収層が、タンタル（Ｔａ）含有し、
前記低反射層が、タンタル（Ｔａ）および酸素（Ｏ）を含有し、
前記ハードマスク層が、クロム（Ｃｒ）と、窒素（Ｎ）および酸素（Ｏ）の少なくとも一方とを含有し、
前記ハードマスク層の膜密度が３．００～５．４０ｇ／ｃｍ
３
である、ＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランク。
【請求項３】
前記ハードマスク層が、さらに炭素（Ｃ）およびホウ素（Ｂ）の少なくとも一方を含有する、請求項１または２に記載のＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランク。
【請求項４】
前記ハードマスク層の膜厚が、２～３０ｎｍである、請求項１～３のいずれか１項に記載のＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランク。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造等に使用されるＥＵＶ（ＥｘｔｒｅｍｅＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔ：極端紫外）リソグラフィ用反射型マスクブランク（以下、本明細書において、「ＥＵＶマスクブランク」ということがある。）に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、半導体産業において、Ｓｉ基板等に微細なパターンからなる集積回路を形成する上で必要な微細パターンの転写技術として、可視光や紫外光を用いたフォトリソグラフィ法が使用されてきた。しかし、半導体デバイスの微細化が加速する一方で、従来のフォトリソグラフィ法の限界に近づいてきた。フォトリソグラフィ法の場合、パターンの解像限界は露光波長の１／２程度である。液浸法を用いても露光波長の１／４程度と言われており、露光に波長１９３ｎｍのＡｒＦレーザを用いた液浸法を採用しても、解像限界は２０～３０ｎｍ程度と予想される。そこで２０～３０ｎｍ以降の微細化を目的とした露光技術として、ＡｒＦレーザよりさらに短波長のＥＵＶ光を用いた露光技術のＥＵＶリソグラフィが有望視されている。本明細書において、ＥＵＶ光とは、軟Ｘ線領域または真空紫外線領域の波長の光線を指す。具体的には波長１０～２０ｎｍ程度、特に１３．５ｎｍ±０．３ｎｍ程度の光線を指す。
【０００３】
ＥＵＶ光は、あらゆる物質に対して吸収されやすく、かつこの波長での物質の屈折率が１に近い。そのため、従来の可視光または紫外光を用いたフォトリソグラフィのような屈折光学系を使用できない。このため、ＥＵＶ光リソグラフィでは、反射光学系、すなわち反射型フォトマスクとミラーとが使用される。
【０００４】
マスクブランクは、フォトマスク製造用に用いられるパターニング前の積層体である。
ＥＵＶマスクブランクの場合、ガラス等の基板上にＥＵＶ光を反射する反射層と、ＥＵＶ光を吸収する吸収層と、がこの順で形成された構造を有する。吸収層上には、必要に応じて、マスクパターンの検査光に対する低反射層が形成される。検査光の波長域は１９０～２６０ｎｍである。
吸収層には、ＥＵＶ光に対する吸収係数の高い材料、具体的には、タンタル（Ｔａ）を含有する材料が使用される。低反射層には、パターン検査波長に対して低反射特性を有する材料、具体的には、Ｔａと酸素（Ｏ）を含有する材料が使用される。
以下、本明細書において、吸収層上に低反射層が形成されている場合、吸収層を低反射層、もしくは、低反射層および吸収層と読み替える。
【０００５】
上記の構造のマスクブランクから、以下の手順でフォトマスクを製造する。
マスクブランクの最上層である吸収層に、レジスト膜を塗布する。該レジスト膜に対して、電子線描画機を用いてパターンを形成する。次に、パターンが形成されたレジスト膜をマスクとして、エッチング工程を実施する。これにより、パターンが吸収層へ転写される。ここで、上記のエッチング工程で、レジスト膜も消耗するため、レジスト膜の膜厚は、十分厚くする。レジストの種類およびエッチング条件にも依存するが、通常、レジストの厚さは１００ｎｍ程度である。
【０００６】
近年、パターンの微細化・高密度化が進む中で、より高解像度のパターンが求められる。高解像度のパターンを得るためには、レジストの膜厚を薄くすることが必要とされる。
しかし、レジストの膜厚を薄くすると、エッチング工程実施中のレジスト膜の消耗により、吸収層へ転写されるパターン精度が低下するおそれがある。
【０００７】
上述した問題点を解決するために、一般的に、吸収層のエッチング条件に対して耐性を有する材料の層、すなわちハードマスク層（エッチングマスク膜）を吸収層上に設けることでレジストを薄膜化できることが知られている（特許文献１参照）。すなわち、このようなハードマスク層を形成して、吸収層のエッチング条件における吸収層とハードマスク層とのエッチング選択比、具体的には、吸収層のエッチング条件での吸収層のエッチング速度と、ハードマスク層のエッチング速度と、の比を高めることで、レジストを薄膜化できる。
以下、本明細書において、「吸収層のエッチング条件におけるエッチング選択比」と言った場合、吸収層のエッチング条件における吸収層とハードマスク層とのエッチング選択比を意味し、該エッチング選択比は下記式により求められる。
エッチング選択比＝吸収層のエッチング速度／ハードマスク層のエッチング速度
【０００８】
特許文献１に記載の反射型マスクブランクは、吸収層（吸収体膜）がタンタルを含有する材料からなり、エッチングマスク膜がクロムを含有する材料からなり、酸素の含有量が４０ａｔ％以上である。特許文献１におけるエッチングマスク膜は、本明細書におけるハードマスク層に相当する。以下、本明細書において、特許文献１におけるエッチングマスク膜をハードマスク層と記載する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
日本国特許第６３４３６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、吸収層のエッチング条件におけるエッチング選択比が高い材料のハードマスク層を吸収層上に設けることで、レジストを薄膜化できる。
しかし、ハードマスク層を設ける場合、以下の留意点がある。
特許文献１において、図２を参照して説明するように、ハードマスク層が形成されたマスクブランクにパターン形成する場合、以下の手順で実施する。
（１）マスクブランクのハードマスク層上にレジスト膜を成膜する。
（２）レジスト膜に転写パターン（レジストパターン）を形成する。
（３）レジストパターンをマスクとして、塩素系ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いるドライエッチングを行い、ハードマスク層に転写パターン（ハードマスクパターン）を形成する。
（４）レジストパターンを除去し、ハードマスクパターンをマスクとして、フッ素系ガスを用いるドライエッチング、および酸素ガスを含まない塩素系ガスを用いたドライエッチングの順に行い、吸収層に転写パターン（吸収体パターン）を形成する。
（５）吸収体パターンの形成後、塩素系ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いるドライエッチングを行い、ハードマスクパターンを除去する。
（【００１１】以降は省略されています）

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