特開 2024-147477 極端紫外線リソグラフィー用位相反転ブランクマスク及びフォトマスク

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024147477

(43)【公開日】2024-10-16

(54)【発明の名称】極端紫外線リソグラフィー用位相反転ブランクマスク及びフォトマスク

(51)【国際特許分類】

   G03F 1/24 20120101AFI20241008BHJP

   G03F 1/32 20120101ALI20241008BHJP

   G03F 1/80 20120101ALI20241008BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20241008BHJP

【ＦＩ】

G03F1/24

G03F1/32

G03F1/80

H01L21/302 105A

【審査請求】有

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023137275

(22)【出願日】2023-08-25

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2024-06-28

(31)【優先権主張番号】10-2023-0043333

(32)【優先日】2023-04-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2023-0097936

(32)【優先日】2023-07-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】514205126

【氏名又は名称】エスアンドエス テック カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】ミン－クワン・パク

(72)【発明者】

【氏名】ミン－キュ・パク

(72)【発明者】

【氏名】ミ－キュン・ウ

(72)【発明者】

【氏名】チュル－キュ・ヤン

(72)【発明者】

【氏名】ヨン－デ・キム

【テーマコード（参考）】

2H195

5F004

【Ｆターム（参考）】

2H195BA02

2H195BA10

2H195BB03

2H195BC05

2H195BC20

2H195BC24

2H195CA01

2H195CA07

2H195CA15

2H195CA22

5F004DA04

5F004DA26

5F004DB12

5F004EB07

(57)【要約】

【課題】本発明の目的は、ルテニウム（Ｒｕ）を含む位相反転膜を備えたブランクマスクにおいて、エッチング阻止膜と位相反転膜を含む積層構造全体における消滅係数（ｋ）を上げ、屈折率（ｎ）を下げることにより、薄い厚さ、低い相対反射率、低いＤｔＣ、及び高いＮＩＬＳを具現する方案を提供することである。
【解決手段】ＥＵＶリソグラフィー用ブランクマスクは、基板上に形成された反射膜、ルテニウム（Ｒｕ）を含むキャッピング膜、タンタル（Ｔａ）及びアンチモン（Ｓｂ）を含むエッチング阻止膜、及びルテニウム（Ｒｕ）を含む位相反転膜を有する。エッチング阻止膜は、タンタル（Ｔａ）：アンチモン（Ｓｂ）＝３：７～７：３の含量比を有する。ルテニウム（Ｒｕ）を含む位相反転膜とタンタル（Ｔａ）及びアンチモン（Ｓｂ）を含むエッチング阻止膜の積層構造によって、高い消滅係数（ｋ）及び低い屈折率（ｎ）が確保される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板上に形成された反射膜と、
前記反射膜上に形成され、ルテニウム（Ｒｕ）を含むキャッピング膜と、
前記キャッピング膜上に形成され、タンタル（Ｔａ）及びアンチモン（Ｓｂ）を含むエッチング阻止膜と、
前記エッチング阻止膜上に形成され、ルテニウム（Ｒｕ）を含む位相反転膜と、
を含むことを特徴とする極端紫外線リソグラフィー用ブランクマスク。

【請求項2】

前記エッチング阻止膜は、タンタル（Ｔａ）：アンチモン（Ｓｂ）＝３：７～７：３の含量比を有することを特徴とする、請求項１に記載の極端紫外線リソグラフィー用ブランクマスク。

【請求項3】

前記エッチング阻止膜は、アンチモン（Ｓｂ）の含量がタンタル（Ｔａ）の含量よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の極端紫外線リソグラフィー用ブランクマスク。

【請求項4】

前記エッチング阻止膜は、窒素（Ｎ）１～１０ａｔ％をさらに含むことを特徴とする、請求項３に記載の極端紫外線リソグラフィー用ブランクマスク。

【請求項5】

前記エッチング阻止膜は、
前記キャッピング膜上に形成され、窒素（Ｎ）をさらに含む第１層と、
前記第１層上に形成され、酸素（Ｏ）をさらに含む第２層と
を含むことを特徴とする、請求項３に記載の極端紫外線リソグラフィー用ブランクマスク。

【請求項6】

前記第１層は、窒素（Ｎ）１～１０ａｔ％を含み、
前記第２層は、酸素（Ｏ）１～１０ａｔ％を含むことを特徴とする、請求項５に記載の極端紫外線リソグラフィー用ブランクマスク。

【請求項7】

前記エッチング阻止膜は、２～２０ｎｍの厚さを有することを特徴とする、請求項３に記載の極端紫外線リソグラフィー用ブランクマスク。

【請求項8】

前記位相反転膜は、ルテニウム（Ｒｕ）７０～９９ａｔ％を含み、窒素（Ｎ）及び酸素（Ｏ）のいずれか一方を１～３０ａｔ％含むことを特徴とする、請求項１～７のいずれかに記載の極端紫外線リソグラフィー用ブランクマスク。

【請求項9】

前記位相反転膜は、ルテニウム（Ｒｕ）４０～９８ａｔ％、窒素（Ｎ）１～３０ａｔ％、及び酸素（Ｏ）１～３０ａｔ％を含むことを特徴とする、請求項１～７のいずれかに記載の極端紫外線リソグラフィー用ブランクマスク。

【請求項10】

前記位相反転膜上に形成されたハードマスク膜をさらに含み、
前記ハードマスク膜は、タンタル（Ｔａ）及び酸素（Ｏ）を含むことを特徴とする、請求項１～７のいずれかに記載の極端紫外線リソグラフィー用ブランクマスク。

【請求項11】

前記ハードマスク膜は、
前記位相反転膜上に形成され、タンタル（Ｔａ）及び窒素（Ｎ）を含む下層と、
前記下層上に形成され、タンタル（Ｔａ）及び酸素（Ｏ）を含む上層と
を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の極端紫外線リソグラフィー用ブランクマスク。

【請求項12】

前記下層は、タンタル（Ｔａ）７０～９９ａｔ％及び窒素（Ｎ）１～３０ａｔ％を含み、
前記上層は、タンタル（Ｔａ）７０～９９ａｔ％及び酸素（Ｏ）１～３０ａｔ％を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の極端紫外線リソグラフィー用ブランクマスク。

【請求項13】

前記位相反転膜上に形成されたハードマスク膜をさらに含み、
前記ハードマスク膜は、クロム（Ｃｒ）及びニオビウム（Ｎｂ）を含むことを特徴とする、請求項１～７のいずれかに記載の極端紫外線リソグラフィー用ブランクマスク。

【請求項14】

前記ハードマスク膜は、クロム（Ｃｒ）：ニオビウム（Ｎｂ）＝３：７～６：４を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の極端紫外線リソグラフィー用ブランクマスク。

【請求項15】

請求項１に記載のブランクマスクを用いて製造された極端紫外線リソグラフィー用フォトマスク。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ブランクマスク（Ｂｌａｎｋｍａｓｋ）及びフォトマスク（Ｐｈｏｔｏｍａｓｋ）に関し、ウエハー印刷（Ｗａｆｅｒ Ｐｒｉｎｔｉｎｇ）時に優れた解像度（Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）の具現のためにＥＵＶ露光光に対して位相を反転させる位相反転膜を備えた極端紫外線リソグラフィー用位相反転ブランクマスク及びこれを用いて製造されるフォトマスクに関する。

【背景技術】

【0002】

ＥＵＶリソグラフィーに用いられるブランクマスクは、一般に、基板上にＥＵＶ光を反射する反射膜及びＥＵＶ光を吸収する吸収膜の２種の薄膜を含んでなる。最近では、このような吸収膜を備えたバイナリ形態のブランクマスクに比べてより高い解像度（Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）を具現できる位相反転ブランクマスクの開発が試みられている。位相反転ブランクマスクは、バイナリブランクマスクに比べて高いＮＩＬＳ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｉｍａｇｅ Ｌｏｇ Ｓｌｏｐｅ）を有し、よって、ウエハー印刷時に、ショット雑音効果（Ｓｈｏｔ Ｎｏｉｓｅ Ｅｆｆｅｃｔ）による確率的欠陥（Ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ Ｄｅｆｅｃｔ）を減らすことができる。また、位相反転ブランクマスクは、低いＤｔＣ（Ｄｏｓｅ ｔｏ Ｃｌｅａｒ）の具現が可能であり、半導体生産性を高めることができる。

【0003】

ＥＵＶリソグラフィー用位相反転ブランクマスクにおいて、位相反転膜は、フォトマスクの製造が容易であり、ウエハー印刷時に性能（Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）に優れる材料を用いて製作されることが好ましい。このような点を考慮した位相反転膜の材質として、ルテニウム（Ｒｕ）が研究されている。

【0004】

図１は、ルテニウム（Ｒｕ）を含む位相反転膜を備えた極端紫外線リソグラフィー用位相反転ブランクマスクの構造を示す図である。図１の構造は、本発明の技術的特徴を説明するために、本発明と対比される出願人の従来技術を示しているものであり、以下に説明される図１の構造が本発明の出願前に公知されていることを意味するものではない。

【0005】

極端紫外線リソグラフィー用位相反転ブランクマスクは、基板１０２、基板１０２上に形成された反射膜１０４、反射膜１０４上に形成されたキャッピング膜１０５、キャッピング膜１０５上に形成されたエッチング阻止膜１０７、エッチング阻止膜１０７上に形成された位相反転膜１０８、位相反転膜１０８上に形成されたハードマスク膜１０９、及びハードマスク膜１０９上に形成されたレジスト膜１１０を含む。

【0006】

キャッピング膜１０５は、ルテニウム（Ｒｕ）を含む物質で形成され、位相反転膜１０８も、ルテニウム（Ｒｕ）を含む物質、具体的にはＲｕＯＮで形成される。

【0007】

エッチング阻止膜１０７は、２層構造、すなわち、キャッピング膜１０５上の第１層１０７ａと、第１層１０７ａ上の第２層１０７ｂで構成される。第１層１０７ａはＴａＢＮで形成され、第２層１０７ｂはＴａＢＯで形成される。

【0008】

ハードマスク膜１０９はＴａＢＯからなる。

【0009】

上記のような構成のブランクマスクを用いてフォトマスクを製造するために、まず、電子ビーム書き込み（ｅ－ｂｅａｍ Ｗｒｉｔｉｎｇ）後に現像（Ｄｅｖｅｌｏｐ）工程によってレジスト膜１１０のパターンを形成し、レジスト膜パターンをエッチングマスクとして用いてＴａＢＯのハードマスク膜１０９をエッチングすることでハードマスク膜パターンを形成する。この時、エッチングガスとしてフッ素（Ｆ）系ガスを用いる。その後、レジスト膜パターンを除去した後、ハードマスク膜パターンをエッチングマスクとして用いて位相反転膜１０８を、酸素（Ｏ_２）含有の塩素（Ｃｌ_２）系ガスでエッチングする。

【0010】

一方、タンタル（Ｔａ）は、塩素系ガスによってエッチングされるが、タンタル（Ｔａ）に酸素（Ｏ）が追加される場合にはフッ素（Ｆ）系ガスによってエッチングされる。したがって、エッチング阻止膜１０７のエッチング工程では、まずＴａＢＯの第２層１０７ｂがフッ素系ガスによってエッチングされ、この時、ハードマスク膜１０９のパターンが共にエッチングされて除去される。その後、酸素（Ｏ_２）不含の塩素（Ｃｌ_２）系ガスを用いてエッチング阻止膜１０７の第１層１０７ａをエッチングする。これで、位相反転フォトマスクの製造が完了する。

【0011】

上記のような構造の位相反転ブランクマスクにおいて、ルテニウム（Ｒｕ）を含む位相反転膜１０８は、塩素（Ｃｌ_２）系ガスを用いてエッチングされる。このとき、塩素（Ｃｌ_２）ガスのみを用いてエッチングする場合にはエッチング速度が非常に遅く、一定以上のエッチング速度を確保するために、酸素（Ｏ_２）含有の塩素（Ｃｌ_２）系ガスが用いられる。ところが、図１の構造では、キャッピング膜１０５と位相反転膜１０８が共通にルテニウム（Ｒｕ）を含んでいる。このため、仮にエッチング阻止膜１０７がないと、位相反転膜１０８のパターニングのためのエッチング時に、エッチングガスに含まれた酸素（Ｏ_２）によってキャッピング膜１０５にダメージ（ｄａｍａｇｅ）が発生し、キャッピング膜１０５の反射率が減少する。エッチング阻止膜１０７は、酸素（Ｏ_２）含有の塩素（Ｃｌ_２）系ガスがキャッピング膜１０５と接することを防止することにより、キャッピング膜１０５のダメージ（ｄａｍａｇｅ）を防ぐ機能を有する。

【0012】

ところが、Ｒｕを含む位相反転膜１０８を形成する場合には、エッチング阻止膜１０７が上記のように２層構造で形成されることが好ましい。仮にエッチング阻止膜１０７がＴａＢＮの単一層で構成されると、ＴａＢＮは酸化に脆弱なため、ＲｕＯＮの位相反転膜１０８のエッチング時に酸素（Ｏ_２）によってエッチング阻止膜１０７の表面に酸化が発生する。このような酸化はランダムに分布するため、エッチング阻止膜１０７の表面の欠陥（ｄｅｆｅｃｔ）を誘発し、その上、塩素（Ｃｌ_２）系ガスを用いたエッチング時にエッチング率の低下を招く。また、塩素（Ｃｌ_２）系ガスを用いたエッチングは主に化学的側面のエッチング（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｔｃｈｉｎｇ）であり、フッ素（Ｆ）系ガスを用いたエッチングは主に物理的側面のエッチング（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｅｔｃｈｉｎｇ）である。このため、仮にエッチング阻止膜１０７がＴａＢＯの単一層で構成されると、フッ素（Ｆ）系ガスを用いたエッチング時にキャッピング膜１０５が物理的ダメージを負ってしまう。このような点から、第１層１０７ａをＴａＢＮで形成し、第２層１０７ｂをＴａＢＯで形成することにより、キャッピング膜１０５が酸素（Ｏ_２）によるダメージ及びフッ素（Ｆ）系ガスによるダメージを負うことを防止する。

【0013】

上記のようなブランクマスクを用いて製造されたフォトマスクを用いてウエハーを露光する工程において、生産性を向上させるためには、ＤｔＣをより下げる必要があり、パターンのＣＤ改善のためにはＮＩＬＳをより上げる必要がある。ＤｔＣを下げるためには、位相反転膜１０８が高い消滅係数（ｋ）を有することが好ましい。具体的には、露光工程においてサイドローブ（ｓｉｄｅｌｏｂｅ）現象を防止するためには、位相反転膜１０８の相対反射率が１５％以下であることが好ましく、相対反射率をこのように下げながらも位相反転膜１０８の厚さを薄くするためには消滅係数（ｋ）が高いことが好ましい。ＮＩＬＳを上げるためには、位相反転膜１０８は低い屈折率（ｎ）を有することが好ましい。しかし、ルテニウム（Ｒｕ）は屈折率（ｎ）が低く、消滅係数（ｋ）が低いため、このような２つの要求を同時に満たすことはできない。

【0014】

位相反転膜１０８の下部のエッチング阻止膜１０７は、位相反転膜１０８と一緒に位相反転（ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ）機能を担う。したがって、エッチング阻止膜１０７が高い消滅係数（ｋ）を有すると、実質的に位相反転膜として働く全体薄膜、すなわち、エッチング阻止膜１０７と位相反転膜１０８の積層構造全体の消滅係数（ｋ）は高くなる。しかし、図１のエッチング阻止膜１０７は、ＥＵＶ波長に対する消滅係数（ｋ）が約０．０４であるタンタル（Ｔａ）を含んでいるため、位相反転機能を担う全体薄膜１０７，１０８が高い消滅係数（ｋ）を有することができない。このような問題はエッチング阻止膜１０７の厚さを増加させることによって解決できるが、この場合、位相反転機能を担う全体薄膜１０７，１０８の厚さが増加するため、ＤｔＣが悪化し、３Ｄ効果（３Ｄ Ｅｆｆｅｃｔ）が大きくなる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

本発明の目的は、ルテニウム（Ｒｕ）を含む位相反転膜を備えたブランクマスクにおいて、エッチング阻止膜と位相反転膜を含む積層構造全体における消滅係数（ｋ）を上げ、屈折率（ｎ）を下げることにより、薄い厚さ、低い相対反射率、低いＤｔＣ、及び高いＮＩＬＳを具現する方案を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0016】

本発明に係るＥＵＶリソグラフィー用ブランクマスクは、基板、前記基板上に形成された反射膜、前記反射膜上に形成され、ルテニウム（Ｒｕ）を含むキャッピング膜、前記キャッピング膜上に形成され、タンタル（Ｔａ）及びアンチモン（Ｓｂ）を含むエッチング阻止膜、及び前記エッチング阻止膜上に形成され、ルテニウム（Ｒｕ）を含む位相反転膜を含むことを特徴とする。

【0017】

前記エッチング阻止膜は、タンタル（Ｔａ）：アンチモン（Ｓｂ）＝３：７～７：３の含量比を有する。

【0018】

前記エッチング阻止膜は、アンチモン（Ｓｂ）の含量がタンタル（Ｔａ）の含量よりも大きく構成されてよい。

【0019】

前記エッチング阻止膜は、窒素（Ｎ）をさらに含んでよい。前記エッチング阻止膜は窒素（Ｎ）１～１０ａｔ％を含む。

【0020】

前記エッチング阻止膜は、前記キャッピング膜上に形成され、窒素（Ｎ）をさらに含む第１層、及び前記第１層上に形成され、酸素（Ｏ）をさらに含む第２層を含んでよい。前記第１層は窒素（Ｎ）１～１０ａｔ％を含み、前記第２層は酸素（Ｏ）１～１０ａｔ％を含む。

【0021】

前記エッチング阻止膜は、２～２０ｎｍの厚さを有する。

【0022】

前記位相反転膜は、窒素（Ｎ）をさらに含んでよい。前記位相反転膜は、ルテニウム（Ｒｕ）７０～９９ａｔ％、及び窒素（Ｎ）１～３０ａｔ％を含む。

【0023】

前記位相反転膜は、酸素（Ｏ）をさらに含んでよい。前記位相反転膜は、ルテニウム（Ｒｕ）７０～９９ａｔ％、及び酸素（Ｏ）１～３０ａｔ％を含む。

【0024】

前記位相反転膜は、窒素（Ｎ）及び酸素（Ｏ）をさらに含んでよい。前記位相反転膜は、ルテニウム（Ｒｕ）４０～９８ａｔ％、窒素（Ｎ）１～３０ａｔ％、及び酸素（Ｏ）１～３０ａｔ％を含む。

【0025】

前記位相反転膜は、２５～４０ｎｍの厚さを有する。

【0026】

前記位相反転膜上にはハードマスク膜が形成されてよい。

【0027】

前記ハードマスク膜は、タンタル（Ｔａ）及び酸素（Ｏ）を含んでよい。

【0028】

前記ハードマスク膜は、前記位相反転膜上に形成され、タンタル（Ｔａ）及び窒素（Ｎ）を含む下層、及び前記下層上に形成され、タンタル（Ｔａ）及び酸素（Ｏ）を含む上層を含んでよい。前記下層は、タンタル（Ｔａ）７０～９９ａｔ％及び窒素（Ｎ）１～３０ａｔ％を含み、前記上層は、タンタル（Ｔａ）７０～９９ａｔ％及び酸素（Ｏ）１～３０ａｔ％を含む。

【0029】

前記ハードマスク膜は、ボロン（Ｂ）をさらに含んでよい。

【0030】

前記ハードマスク膜は、クロム（Ｃｒ）及びニオビウム（Ｎｂ）を含んでよい。前記ハードマスク膜は、クロム（Ｃｒ）：ニオビウム（Ｎｂ）＝３：７～６：４を含む。

【0031】

前記ハードマスク膜は、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）のうち一つ以上をさらに含んでよい。

【0032】

前記ハードマスク膜は、２～４ｎｍの厚さを有する。

【0033】

本発明の他の側面によれば、上記のような構成のブランクマスクを用いて製造された極端紫外線リソグラフィー用フォトマスクが提供される。

【発明の効果】

【0034】

本発明によれば、ルテニウム（Ｒｕ）を含む位相反転膜と、タンタル（Ｔａ）及びアンチモン（Ｓｂ）を含むエッチング阻止膜との積層構造により、高い消滅係数（ｋ）及び低い屈折率（ｎ）が確保される。したがって、ＥＵＶ用位相反転ブランクマスクに対して要求される特性、すなわち、ウエハー印刷時に、優れた解像度（Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）及びＮＩＬＳ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｉｍａｇｅ Ｌｏｇ Ｓｌｏｐ）の具現が可能であり、低いＤｔＣ（Ｄｏｓｅ ｔｏ Ｃｌｅａｒ）の具現が可能である。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】極端紫外線リソグラフィー用位相反転ブランクマスクの構造を示す図である。

【図2】本発明の第１実施例に係る極端紫外線リソグラフィー用位相反転ブランクマスクを示す図である。

【図3】本発明の第２実施例に係る極端紫外線リソグラフィー用位相反転ブランクマスクを示す図である。

【図4】本発明の第３実施例に係る極端紫外線リソグラフィー用位相反転ブランクマスクを示す図である。

【図5】本発明の第４実施例に係る極端紫外線リソグラフィー用位相反転ブランクマスクを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

以下では、図面を参照して本発明をより具体的に記述する。

【0037】

図２は、本発明の第１実施例に係る極端紫外線リソグラフィー用位相反転ブランクマスクを示す図である。

【0038】

本発明に係る極端紫外線リソグラフィー用位相反転ブランクマスクは、基板２０２、基板２０２上に形成された反射膜２０４、反射膜２０４上に形成されたキャッピング膜２０５、キャッピング膜２０５上に形成されたエッチング阻止膜２０７、エッチング阻止膜２０７上に形成された位相反転膜２０８、及び位相反転膜２０８上に形成されたレジスト膜２１０を備える。

【0039】

基板２０２は、ＥＵＶ露光光を用いる反射型ブランクマスク用グラス基板として適合するように、露光時の熱によるパターンの変形及びストレスを防止するために０±１．０×１０^－７／℃の範囲内の低熱膨張係数を有し、好ましくは、０±０．３×１０^－７／℃の範囲内の低熱膨張係数を有するＬＴＥＭ（Ｌｏｗ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ Ｍａｔｅｒｉａｌ）基板で構成される。基板２０２の素材としては、ＳｉＯ_２－ＴｉＯ_２系ガラス、多成分系ガラスセラミックなどを用いることができる。

【0040】

反射膜２０４は、ＥＵＶ露光光を反射する機能を有し、各層の屈折率が互いに異なる多層膜構造を有する。具体的には、反射膜２０４は、Ｍｏ材質の層とＳｉ材質の層を交互に４０～６０層積層して形成される。

【0041】

キャッピング膜２０５は、反射膜２０４の酸化膜形成を防止して反射膜２０４のＥＵＶ露光光に対する反射率を維持し、エッチング阻止膜２０７のパターニング進行時に反射膜２０４がエッチングされることを防ぐ役割を担う。一般に、キャッピング膜２０５は、ルテニウム（Ｒｕ）を含む材質で形成される。キャッピング膜２０５は、２～５ｎｍの厚さで形成される。キャッピング膜２０５の厚さが２ｎｍ以下であれば、キャッピング膜２０５としての機能を発揮し難く、５ｎｍ以上であれば、ＥＵＶ露光光に対する反射率が低下する問題がある。

【0042】

エッチング阻止膜２０７は、位相反転膜２０８のエッチング時にキャッピング膜２０５を保護する機能を担う。エッチング阻止膜２０７は、ハードマスク膜２０９と位相反転膜２０８のエッチング後に、ハードマスク膜２０９のパターン及び位相反転膜２０８のパターンをエッチングマスクとして用いてエッチングされ、この時、キャッピング膜２０５のダメージを防止するために、エッチング阻止膜２０７は酸素（Ｏ_２）不含のガスによってエッチングされなければならない。

【0043】

エッチング阻止膜２０７は、また、位相反転膜２０８と一緒にＥＵＶ露光光に対する位相反転（ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ）機能を担う。したがって、機能的側面では、エッチング阻止膜２０７と位相反転膜２０８との積層構造全体が位相反転機能を有する。以下では、エッチング阻止膜２０７と位相反転膜２０８との積層構造全体を「全体位相反転膜２０７，２０８」と称する。

【0044】

エッチング阻止膜２０７が全体位相反転膜２０７，２０８の一部として働くので、全体位相反転膜２０７，２０８の消滅係数（ｋ）を高めるために、エッチング阻止膜２０７は、高い消滅係数（ｋ）を有する物質で構成されることが好ましい。本発明において、エッチング阻止膜２０７は、タンタル（Ｔａ）及びアンチモン（Ｓｂ）を含む。タンタル（Ｔａ）とアンチモン（Ｓｂ）は、位相反転膜２０８の主な構成物質であるルテニウム（Ｒｕ）に比べて、ＥＵＶ露光光に対する消滅係数（ｋ）が高い。したがって、タンタル（Ｔａ）とアンチモン（Ｓｂ）を含むエッチング阻止膜２０７によって全体位相反転膜２０７，２０８の消滅係数（ｋ）を高めることができる。タンタル（Ｔａ）とアンチモン（Ｓｂ）は、３：７～７：３の含量比を有してよい。

【0045】

エッチング阻止膜２０７は、消滅係数（ｋ）が０．０５以上、好ましくは０．０６以上になるように構成される。タンタル（Ｔａ）に比べてアンチモン（Ｓｂ）の消滅係数（ｋ）が高いので、このような消滅係数（ｋ）を確保するために、アンチモン（Ｓｂ）の含量がタンタル（Ｔａ）に比べて高いことが好ましい。

【0046】

エッチング阻止膜２０７は、窒素（Ｎ）をさらに含んでよい。窒素（Ｎ）をさらに含む場合に、窒素（Ｎ）の含量調節によってエッチング阻止膜２０７の消滅係数（ｋ）と屈折率（ｎ）を調節することができる。このとき、窒素（Ｎ）の含量は１～１０ａｔ％が好ましい。ＴａＳｂＮで構成されたエッチング阻止膜２０７は、酸素（Ｏ_２）不含の塩素（Ｃｌ_２）系エッチングガスによってエッチングされる。

【0047】

エッチング阻止膜２０７は、２～２０ｎｍの厚さを有する。

【0048】

位相反転膜２０８は、露光光の位相を反転させて反射させることにより、反射膜２０４によって反射される露光光を相殺干渉させる。位相反転膜２０８は、ルテニウム（Ｒｕ）を含む。位相反転膜２０８は、塩素（Ｃｌ_２）系ガスによってエッチングされ、特にエッチング速度を確保するために、酸素（Ｏ_２）含有の塩素（Ｃｌ_２）系ガスによってエッチングされる。

【0049】

位相反転膜２０８は、窒素（Ｎ）をさらに含んでよい。窒素（Ｎ）を含む場合に、位相反転膜２０８の屈折率（ｎ）制御がし易いので、要求される位相反転量の具現が容易である。これにより、ＮＩＬＳが改善され、要求される位相反転量を具現しながらも位相反転膜２０８の厚さを減少させることができる。窒素（Ｎ）が含まれる場合に、位相反転膜２０８の屈折率（ｎ）が増加するため、窒素（Ｎ）の含量は適切に選択されなければならない。位相反転膜２０８がＲｕＮで構成される場合に、窒素（Ｎ）の含量は３０ａｔ％以下が好ましい。具体的には、位相反転膜２０８は、ルテニウム（Ｒｕ）７０～９９ａｔ％及び窒素（Ｎ）１～３０ａｔ％を含む。

【0050】

位相反転膜２０８は、酸素（Ｏ）をさらに含んでよい。酸素（Ｏ）が含まれる場合に、位相反転膜２０８のＤＵＶ波長に対する反射率が低くなり、ＤＵＶ検査光を用いた位相反転膜２０８の検査が効果的に行われ得る。位相反転膜２０８がＲｕＯで構成される場合に、酸素（Ｏ）の含量は３０ａｔ％以下が好ましい。具体的には、位相反転膜２０８は、ルテニウム（Ｒｕ）７０～９９ａｔ％及び酸素（Ｏ）１～３０ａｔ％を含む。

【0051】

位相反転膜２０８は、窒素（Ｎ）及び酸素（Ｏ）をさらに含んでよい。窒素（Ｎ）及び酸素（Ｏ）の両方を含む場合には、その含量比の調節によって、上記のような窒素（Ｎ）含有時の効果と酸素（Ｏ）含有時の効果の両方を得ることができる。位相反転膜２０８がＲｕＯＮで構成される場合に、窒素（Ｎ）と酸素（Ｏ）の含量はそれぞれ３０ａｔ％以下が好ましい。具体的には、位相反転膜２０８は、ルテニウム（Ｒｕ）４０～９８ａｔ％、窒素（Ｎ）１～３０ａｔ％、及び酸素（Ｏ）１～３０ａｔ％を含む。

【0052】

位相反転膜２０８は、２５～４０ｎｍの厚さを有する。

【0053】

１３．５ｎｍ波長の露光光において全体位相反転膜２０７，２０８の相対反射率は６～１５％である。ここで、相対反射率は、反射膜２０４とキャッピング膜２０５との積層構造における反射率に対する全体位相反転膜２０７，２０８における反射率の比率を意味する。また、全体位相反転膜２０７，２０８は、１８０～２２０゜、好ましくは１８５～２２０゜の位相反転量を有する。

【0054】

ハードマスク膜２０９は、位相反転膜２０８のエッチング時にエッチングマスクとして用いられ、そのために、ハードマスク膜２０９は位相反転膜２０８に対してエッチング選択比を有する物質で形成される。

【0055】

ハードマスク膜２０９が単一層で構成される場合に、ハードマスク膜２０９は、タンタル（Ｔａ）及び酸素（Ｏ）を含んでよい。タンタル（Ｔａ）を含むハードマスク膜２０９は、酸素（Ｏ）をさらに含む場合に、フッ素（Ｆ）系エッチングガスによってエッチングされ、酸素（Ｏ）を含まない場合に、塩素（Ｃｌ_２）系エッチングガスによってエッチングされる。したがって、タンタル（Ｔａ）と酸素（Ｏ）を含む単一層のハードマスク膜２０９は、フッ素（Ｆ）系エッチングガスによってエッチングされる。

【0056】

ハードマスク膜２０９は、図２のように２層構造を有してよい。具体的には、ハードマスク膜２０９は、位相反転膜２０８上に形成された下層２０９ａ、及び下層２０９ａ上に形成された上層２０９ｂを含む。下層２０９ａは、窒素（Ｎ）をさらに含み、上層２０９ｂは、酸素（Ｏ）をさらに含む。したがって、下層２０９ａは塩素（Ｃｌ_２）系エッチングガスによってエッチングされ、上層２０９ｂはフッ素（Ｆ）系エッチングガスによってエッチングされる。下層２０９ａは、タンタル（Ｔａ）７０～９９ａｔ％及び窒素（Ｎ）１～３０ａｔ％を含み、上層２０９ｂは、タンタル（Ｔａ）７０～９９ａｔ％及び酸素（Ｏ）１～３０ａｔ％を含む。仮にハードマスク膜２０９が、タンタル（Ｔａ）と酸素（Ｏ）を含む単一層で構成され、フッ素（Ｆ）系エッチングガスによってエッチングされる場合には、エッチング過程でフッ素（Ｆ）ガスが位相反転膜２０８にダメージを与える。しかしながら、ハードマスク膜２０９をこのような２層構造で形成することにより、上層２０９ｂがフッ素（Ｆ）系ガスでエッチングされた後、下層２０９ａが酸素（Ｏ_２）不含の塩素（Ｃｌ_２）系ガスでエッチングされ、よって、上記のようなダメージが防止される。

【0057】

ハードマスク膜２０９は、ボロン（Ｂ）をさらに含んでよい。ハードマスク膜２０９のボロン（Ｂ）含量は、２０ａｔ％以下、好ましくは１５ａｔ％以下である。この場合、下層２０７ａはＴａＢＮで構成され、上層２０７ｂはＴａＢＯで構成される。

【0058】

ハードマスク膜２０９は、５ｎｍ以下、好ましくは２～４ｎｍの厚さを有する。ハードマスク膜２０９が２層構造を有する場合に、上層２０９ｂと下層２０９ａはそれぞれ３ｎｍ以下の厚さを有することが好ましい。

【0059】

レジスト膜２１０は、化学増幅型レジスト（ＣＡＲ：Ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｒｅｓｉｓｔ）で構成される。レジスト膜２１０は、４０～１００ｎｍ、好ましくは４０～８０ｎｍの厚さを有する。

【0060】

上記のような本発明のブランクマスクは、エッチング阻止膜２０７が高い消滅係数（ｋ）を有するので、全体位相反転膜２０７，２０８の消滅係数（ｋ）が高くなる。また、全体位相反転膜２０７，２０８の屈折率（ｎ）が低いため、４０ｎｍ以下の少ない厚さでも要求される位相反転量の確保が可能である。したがって、ＤｔＣを低くして生産性を増加させることができ、ＮＩＬＳを高めてパターンの精密度を向上させることができる。

【0061】

上記のような構成のブランクマスクを用いてフォトマスクを製造する工程は、下記の通りである。

【0062】

まず、電子ビーム書き込み（ｅ－ｂｅａｍ Ｗｒｉｔｉｎｇ）及び現像（Ｄｅｖｅｌｏｐ）工程によってレジスト膜２１０のパターンを形成した後、レジスト膜パターンをエッチングマスクとして用いてハードマスク膜２０９をエッチングする。ＴａＢＯの単一層構造のハードマスク膜２０９のエッチングにはフッ素（Ｆ）系エッチングガスが用いられる。ＴａＢＯ／ＴａＢＮの２層構造のハードマスク膜２０９のエッチング時には、フッ素（Ｆ）系エッチングガスを用いて上層２０９ｂをエッチングした後、酸素（Ｏ_２）不含の塩素（Ｃｌ_２）系エッチングガスで下層２０９ａをエッチングする。

【0063】

レジスト膜パターンを除去し、ハードマスク膜２０９のパターンをエッチングマスクとして用いて位相反転膜２０８をエッチングする。位相反転膜２０８のエッチングには、酸素（Ｏ_２）含有の塩素（Ｃｌ_２）系エッチングガスが用いられる。

【0064】

ハードマスク膜２０９のパターン及び位相反転膜２０８のパターンをエッチングマスクとして用いてエッチング阻止膜２０７をエッチングする。エッチング阻止膜２０７のエッチングには、酸素（Ｏ_２）不含の塩素（Ｃｌ_２）系エッチングガスが用いられる。具体的には、酸素（Ｏ_２）含有の塩素（Ｃｌ_２）系ガスによる位相反転膜２０８のエッチング終点を、ＥＰＤ（Ｅｎｄ Ｐｏｉｎｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）装備を用いて確認した後、酸素（Ｏ_２）不含の塩素（Ｃｌ_２）系ガスを用いてエッチング阻止膜２０７をエッチングする。

【0065】

ハードマスク膜２０９がＴａＢＯの単一層で構成される場合には、エッチング阻止膜２０７のエッチング後に、ハードマスク膜２０９がフッ素（Ｆ）系エッチングガスによってエッチングされて除去される。ハードマスク膜２０９がＴａＢＯの上層２０９ｂとＴａＢＮの下層２０９ａを備える場合には、上層２０９ｂがフッ素（Ｆ）系エッチングガスによってエッチングされて除去された後、下層２０９ａが酸素（Ｏ_２）不含の塩素（Ｃｌ_２）系エッチングガスによってエッチングされて除去される。この時、エッチング阻止膜２０７のエッチング工程とハードマスク膜２０９の下層２０９ａの除去工程は同時に行われてよい。そのためには、ハードマスク膜２０９の上層２０９ｂの除去工程がエッチング阻止膜２０７のエッチング工程よりも先に行われなければならない。

【0066】

図３は、本発明の第２実施例に係る極端紫外線リソグラフィー用位相反転ブランクマスクを示す図である。図２の第１実施例と対比して、図３の第２実施例のブランクマスクはエッチング阻止膜２０７のみが異なるだけで、残りの構成は同一である。以下の実施例に関する説明及び図面において、上述した実施例の構成要素と対応する構成要素には、図示及び説明の便宜上、同一の参照符号を付する。

【0067】

第２実施例において、エッチング阻止膜２０７は、キャッピング膜２０５上に形成された第１層２０７ａ、及び第１層２０７ａ上に形成された第２層２０７ｂを含む。第１層２０７ａは窒素（Ｎ）をさらに含み、第２層２０７ｂは酸素（Ｏ）をさらに含む。これにより、第１層２０７ａはＴａＳｂＮで構成され、第２層２０７ｂはＴａＳｂＯで構成される。第１層２０７ａは窒素（Ｎ）１～３０ａｔ％を含み、第２層２０７ｂは酸素（Ｏ）１～３０ａｔ％を含む。

【0068】

第２層２０７ｂは、フッ素（Ｆ）系エッチングガスによってエッチングされ、第１層２０７ａは、酸素（Ｏ_２）不含の塩素（Ｃｌ_２）系エッチングガスによってエッチングされる。したがって、第２実施例の構成によれば、エッチング阻止膜２０７の第２層２０７ｂがエッチングされる間に、ハードマスク膜２０９の上層２０９ｂが共にエッチングされて除去され、エッチング阻止膜２０７の第１層２０７ａがエッチングされる間に、ハードマスク膜２０９の下層２０９ａが共にエッチングされて除去される。したがって、ハードマスク膜２０９の除去のための別個の工程が不要である。

【0069】

図４は、本発明の第３実施例に係る極端紫外線リソグラフィー用位相反転ブランクマスクを示す図である。図２の第１実施例と対比して、図４の第３実施例のブランクマスクはハードマスク膜２０９のみが異なるだけで、残りの構成は同一である。

【0070】

ハードマスク膜２０９は、クロム（Ｃｒ）及びニオビウム（Ｎｂ）を含む。このようなハードマスク膜２０９は、塩素（Ｃｌ_２）系エッチングガスによってエッチングされ、特に、酸素（Ｏ_２）不含の塩素（Ｃｌ_２）系エッチングガスによってエッチングされる。ハードマスク膜２０９は、Ｃｒ：Ｎｂ＝３：７～６：４のａｔ％の比率で含有するように構成されることが好ましい。Ｎｂの含量がこのような比率よりも低い場合には、酸素（Ｏ_２）不含の塩素（Ｃｌ_２）系ガスによるエッチング速度が相対的に遅いため、レジスト膜２１０の薄膜化が難しく、Ｎｂの含量がこの比率よりも高い場合には、レジスト膜２１０との接着力が低下する問題点がある。

【0071】

ハードマスク膜２０９は、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）のうち一つ以上の軽元素物質をさらに含んでよい。このとき、軽元素物質は１～３０ａｔ％の含量を有することが好ましい。具体的には、ハードマスク膜２０９は、Ｃｒ ３０～６０ａｔ％、Ｎｂ ２０～４０ａｔ％、Ｃ ０～１０ａｔ％、Ｏ ０～３０ａｔ％、Ｎ ０～３０ａｔ％の組成を有する。

【0072】

前述した第１実施例及び第２実施例では、ハードマスク膜２０９が２層構造を備えている。このような２層構造は、ＴａＢＯの単一層構造のハードマスク膜２０９のエッチング時に発生する、フッ素（Ｆ）系エッチングガスによる位相反転膜２０８のダメージを減らす機能を有する。しかし、このような２層構造のハードマスク膜２０９は、下層２０９ａをオーバーエッチング（ｏｖｅｒｅｔｃｈｉｎｇ）する場合に、上層２０９ｂに比べて下層２０９ａが側方に深くエッチングされ、下層２０９ａと上層２０９ｂのパターンプロファイルが悪くなる。そのため、ＣＤ再現性が低下する問題点が発生し得る。しかし、本実施例ではハードマスク膜２０９が単一層で構成されるため、このような問題が発生しない。

【0073】

また、本実施例によれば、ハードマスク膜２０９のエッチング時に酸素（Ｏ_２）不含の塩素（Ｃｌ_２）系ガスが用いられるので、その下部の位相反転膜２０８に酸素（Ｏ_２）によるダメージが発生しない。なお、ハードマスク膜２０９がエッチング阻止膜２０７のエッチング時に酸素（Ｏ_２）不含の塩素（Ｃｌ_２）系ガスによって共にエッチングされて除去されるので、フォトマスクの製造工程が簡素化する。

【0074】

図５は、本発明の第４実施例に係る極端紫外線リソグラフィー用位相反転ブランクマスクを示す図である。図４の第３実施例と対比して、図５の第４実施例のブランクマスクはエッチング阻止膜２０７のみが異なるだけで、残りの構成は同一である。エッチング阻止膜２０７の構成は、図３の第２実施例の構成と同一である。

【0075】

本実施例では、エッチング阻止膜２０７の第１層２０７ａがエッチングされる間にハードマスク膜２０９が共にエッチングされて除去される。

【0076】

以上では、図面を参照して本発明の実施例を用いて本発明を具体的に説明したが、実施例は、単に、本発明の例示及び説明をするための目的で挙げられただけで、意味限定や特許請求の範囲に記載される本発明の範囲を限定するためのものではない。したがって、本発明の技術分野における通常の知識を有する者であれば、実施例から様々な変形及び均等な他の実施例が可能であるという点が理解できよう。したがって、本発明の真の保護範囲は、特許請求の範囲の技術的事項によって定められるべきである。

【符号の説明】

【0077】

１０２ 基板
１０４ 反射膜
１０５ キャッピング膜
１０７ エッチング阻止膜
１０７ａ 第１層
１０７ｂ 第２層
１０８ 位相反転膜
１０９ ハードマスク膜
１１０ レジスト膜
２０２ 基板
２０４ 反射膜
２０５ キャッピング膜
２０７ エッチング阻止膜
２０７ａ 第１層、下層
２０７ｂ 第２層、上層
２０８ 位相反転膜
２０９ ハードマスク膜
２０９ａ 下層
２０９ｂ 上層
２１０ レジスト膜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】