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公開番号2025105890
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-10
出願番号2025075419,2024066024
出願日2025-04-30,2020-02-13
発明の名称反射型マスクブランク、反射型マスク、導電膜付き基板、及び半導体装置の製造方法
出願人HOYA株式会社
代理人弁理士法人津国
主分類G03F 1/24 20120101AFI20250703BHJP(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】薄い金属膜の膜質が経時的に変化することを抑制することのできる反射型マスクブランク、反射型マスク、導電膜付き基板、及び半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】反射型マスクブランク100は、基板10と、基板10上の多層反射膜12と、多層反射膜12上の積層膜16とを備える。積層膜16は、最上層20と、それ以外の下層18とを含む。最上層20の膜厚は、0.5nm以上5nm未満である。最上層20は、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、白金(Pt)、ルテニウム(Ru)、金(Au)、イリジウム(Ir)、コバルト(Co)、錫(Sn)、ニッケル(Ni)、レニウム(Re)、モリブデン(Mo)及びニオブ(Nb)から選ばれる少なくとも1つの金属元素と、水素(H)及び重水素(D)から選ばれる少なくとも1つの添加元素とを含む。最上層の金属元素の合計含有量は、95原子%以上である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基板と、該基板上の多層反射膜と、該多層反射膜上の積層膜とを備える反射型マスクブランクであって、
前記積層膜は、最上層と、それ以外の下層とを含み、
前記最上層の膜厚は、０．５ｎｍ以上５ｎｍ未満であり、
前記最上層は、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、金（Ａｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、コバルト（Ｃｏ）、錫（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、レニウム（Ｒｅ）、モリブデン（Ｍｏ）及びニオブ（Ｎｂ）から選ばれる少なくとも１つの金属元素と、水素（Ｈ）及び重水素（Ｄ）から選ばれる少なくとも１つの添加元素とを含み、
前記最上層の金属元素の合計含有量は、９５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 1,400 文字）【請求項２】
前記最上層に含まれる金属元素は、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）及び金（Ａｕ）から選ばれる少なくとも１つ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】
前記最上層は、アモルファス構造及び微結晶構造の少なくともいずれかの構造を有す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】
前記積層膜は、前記基板側から第１の層と第２の層とを含む吸収体膜からなり、
前記第２の層は、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、金（Ａｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、コバルト（Ｃｏ）、錫（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、レニウム（Ｒｅ）、モリブデン（Ｍｏ）及びニオブ（Ｎｂ）から選ばれる少なくとも１つの金属元素を含み、
前記最上層は、前記第２の層の表層を形成する層であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の反射型マスクブランク。
【請求項５】
前記最上層に接して設けられたエッチングマスク膜を備え、
前記エッチングマスク膜は、ケイ素（Ｓｉ）を含む材料からなり、
前記最上層の金属元素は、ルテニウム（Ｒｕ）であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の反射型マスクブランク。
【請求項６】
前記最上層に接して設けられたエッチングマスク膜を備え、
前記エッチングマスク膜は、クロム（Ｃｒ）を含む材料からなり、
前記最上層の金属元素は、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）及びパラジウム（Ｐｄ）から選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の反射型マスクブランク。
【請求項７】
前記第１の層は、タンタル（Ｔａ）及びクロム（Ｃｒ）から選ばれる少なくとも１つを含む材料からなることを特徴とする請求項４乃至６の何れか１項に記載の反射型マスクブランク。
【請求項８】
請求項４乃至７の何れか１項に記載の反射型マスクブランクにおける前記吸収体膜がパターニングされた吸収体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９】
ＥＵＶ光を発する露光光源を有する露光装置に、請求項８に記載の反射型マスクをセットし、被転写基板上に形成されているレジスト膜に転写パターンを転写する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
基板と、該基板上の裏面導電膜とを備える導電膜付き基板であって、
前記裏面導電膜は、最上層と、それ以外の下層とを含み、
前記最上層の膜厚は、０．５ｎｍ以上５ｎｍ未満であり、
前記最上層は、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、インジウム（Ｉｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、ロジウム（Ｒｈ）及び亜鉛（Ｚｎ）から選ばれる少なくとも１つの金属元素と、水素（Ｈ）及び重水素（Ｄ）から選ばれる少なくとも１つの添加元素とを含み、
前記最上層の金属元素の合計含有量は、９５原子％以上であることを特徴とする導電膜付き基板。
（【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、反射型マスクブランク、反射型マスク及び導電膜付き基板に関する。また、本発明は、反射型マスクを用いた半導体装置の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体装置製造における露光装置の光源の種類は、波長４３６ｎｍのｇ線、同３６５ｎｍのｉ線、同２４８ｎｍのＫｒＦレーザ、同１９３ｎｍのＡｒＦレーザと、波長を徐々に短くしながら進化してきており、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：ＥｘｔｒｅｍｅＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔ）を用いたＥＵＶリソグラフィが開発されている。ＥＵＶリソグラフィでは、ＥＵＶ光に対して透明な材料が少ないことから、反射型のマスクが用いられる。この反射型マスクでは、低熱膨張基板上に露光光を反射する多層反射膜が形成され、当該多層反射膜を保護するための保護膜の上に、所望の転写用パターンが形成されたマスク構造を基本構造としている。また、転写用パターンの構成から、代表的なものとして、ＥＵＶ光を十分吸収する比較的厚い吸収体パターンからなるバイナリー型反射マスクと、ＥＵＶ光を光吸収により減光させ、且つ多層反射膜からの反射光に対してほぼ位相が反転（約１８０°の位相反転）した反射光を発生させる比較的薄い吸収体パターンからなる位相シフト型反射マスク（ハーフトーン位相シフト型反射マスク）がある。この位相シフト型反射マスクは、透過型光位相シフトマスクと同様に、位相シフト効果によって高い転写光学像コントラストが得られるので解像度向上効果がある。また、位相シフト型反射マスクの吸収体パターン（位相シフトパターン）の膜厚が薄いことから、精度良く微細な位相シフトパターンを形成できる。
【０００３】
このようなＥＵＶリソグラフィ用の反射型マスク及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特許文献１～３に開示されている。
【０００４】
特許文献１には、基板上に、ＥＵＶ光を反射する反射層と、ＥＵＶ光を吸収する吸収体層と、がこの順に少なくとも形成されたＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクが記載されている。具体的には、特許文献１の反射型マスクブランクは、前記吸収体層が、タンタル（Ｔａ）、窒素（Ｎ）及び水素（Ｈ）を含有し、前記吸収体層における、Ｔａ及びＮの合計含有率が５０～９９．９ａｔ％であり、Ｈの含有率が０．１～５０ａｔ％であることが記載されている。特許文献１には、特許文献１の反射型マスクブランクは、吸収体層の膜の結晶状態がアモルファスになり、かつ応力及び表面粗さも低減されることが記載されている。
【０００５】
特許文献２には、基板上に、ＥＵＶ光を反射する反射層と、ＥＵＶ光を吸収する吸収体層と、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が記載されている。具体的には、特許文献２の反射型マスクブランクは、前記吸収体層が、タンタル（Ｔａ）、ホウ素（Ｂ）、窒素（Ｎ）及び水素（Ｈ）を少なくとも含有し、前記吸収体層において、Ｂの含有率が１ａｔ％以上５ａｔ％未満であり、Ｈの含有率が０．１～５ａｔ％であり、Ｔａ及びＮの合計含有率が９０～９８．９ａｔ％であり、ＴａとＮとの組成比（Ｔａ：Ｎ）が８：１～１：１であることが記載されている。その結果、特許文献２の反射型マスクブランクでは、吸収体層の膜の結晶状態がアモルファスになり、かつ応力及び表面粗さも低減されることが記載されている。
【０００６】
特許文献３には、基板上に、ＥＵＶ光を反射する多層反射膜と、マスク加工時に部分的にエッチングされるパターン膜と、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が記載されている。具体的には、特許文献３には、前記パターン膜が、ＥＵＶ光を吸収する吸収体膜と、前記吸収体膜上に形成される表面反射増強膜とで構成されており、波長１３．５３ｎｍにおける、前記吸収体膜の屈折率をｎ
ABS
、吸収係数をｋ
ABS
とし、前記表面反射増強膜の屈折率をｎ、吸収係数をｋとしたとき、（（ｎ－１）
2
＋ｋ
2
）
1/2
＞（（ｎ
ABS
－１）
2
＋ｋ
ABS
2
）
1/2
＋０．０３で示される条件を満たすことを特徴とする反射型マスクブランクが記載されている。特許文献３の反射型マスクブランクによれば、吸収体膜上に形成される表面反射増強膜により、パターン膜表面で反射されるＥＵＶ光の振幅が大きくなり、多層反射膜で反射されるＥＵＶ光との干渉効果が大きくなる。この干渉効果を利用することにより、反射率が２％以下になるようなパターン膜厚を従来よりも薄くできることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
国際公開第２００９／１１６３４８号
国際公開第２０１０／０５０５１８号
特開２０１８－１８０５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献３の反射型マスクブランクは、吸収体膜（パターン膜）の最上層に表面反射増強膜を備えている。表面反射増強膜の構成材料としては、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｎｉを用いることが記載されている。このように、吸収体膜の最上層が薄い金属膜の場合、成膜条件によっては、金属膜の膜質が経時的に変化しやすいことがわかった。特に、酸化還元電位の観点からは比較的安定であると思われていた金属の膜であっても、膜厚が薄い場合には、金属膜の膜質が経時的に変化しやすいことがわかった。金属膜の膜質が経時的に変化すると、特に膜厚が薄い場合には、反射率等の光学特性の設計値からのずれが大きくなるという問題を生じる。
【０００９】
また、吸収体膜の最上層の上にエッチングマスク膜を積層した場合に、最上層とエッチングマスク膜との材料の組み合わせによっては、その界面に拡散層が形成されることがあり、上記同様に光学特性の設計値からのずれが大きくなるという問題を生じる。
【００１０】
そこで、本発明は、薄い金属膜の膜質が経時的に変化することを抑制することのできる反射型マスクブランク、反射型マスク、導電膜付き基板、及び半導体装置の製造方法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】
（【００１１】以降は省略されています）

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