特許 7586236 極端紫外線リソグラフィ用ペリクル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-11

(45)【発行日】2024-11-19

(54)【発明の名称】極端紫外線リソグラフィ用ペリクル

(51)【国際特許分類】

   G03F 1/62 20120101AFI20241112BHJP

【ＦＩ】

G03F1/62

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2023118006

(22)【出願日】2023-07-20

(65)【公開番号】P2024019043

(43)【公開日】2024-02-08

【審査請求日】2023-07-20

(31)【優先権主張番号】10-2022-0093912

(32)【優先日】2022-07-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2023-0058646

(32)【優先日】2023-05-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【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】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】ホン，ジュ－ヒ

(72)【発明者】

【氏名】パク，チョル－ギュン

(72)【発明者】

【氏名】チェ，ムン－ス

(72)【発明者】

【氏名】キム，ドン－ホイ

【審査官】植木 隆和

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１９－５１５３２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－０２９３９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｇ０３Ｆ １／６２

Ｇ０３Ｆ １／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

極端紫外線露光光が透過するペリクル部を備える極端紫外線リソグラフィ用ペリクルであって、
前記ペリクル部は、ＥＵＶ露光光の照射時に発生する熱を放射するための熱放射層を備え、
前記熱放射層は、金属及びシリコンを含み、
前記熱放射層は、金属の含有量がシリコンの含有量よりも多く、
前記熱放射層は、金属：シリコン＝１：０．６～０．９９（ａｔ％）の含量比を有することを特徴とする極端紫外線リソグラフィ用ペリクル。

【請求項2】

前記熱放射層の前記金属は、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、プラチナ（Ｐｔ）、カドミウム（Ｃｄ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、リチウム（Ｌｉ）、セレン（Ｓｅ）、イットリウム（Ｙ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ニオブ（Ｎｂ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）のうち１つ以上を含む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用ペリクル。

【請求項3】

前記熱放射層は、ホウ素（Ｂ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）のうち１つ以上をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の極端紫外線リソグラフィ用ペリクル。

【請求項4】

前記ペリクル部は、
前記ペリクル部の最外面に配置され、前記ペリクル部の水素ラジカル反応を防止するための１つ以上のキャッピング層、及び、
前記熱放射層と前記キャッピング層との間に配置され、前記キャッピング層と前記熱放射層との間の原子の拡散を防止するための補助層、
をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の極端紫外線リソグラフィ用ペリクル。

【請求項5】

前記キャッピング層は、シリコン（Ｓｉ）、ホウ素（Ｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）のうち１つ以上を含み、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）のうち１つ以上をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の極端紫外線リソグラフィ用ペリクル。

【請求項6】

前記補助層は、ＢＣ、ＢＮ、ＢＮＣ、ＳｉＢ、ＳｉＣ、ＳｉＯ、ＳｉＮ、ＡＣＬ（Amorphous Carbon Layer、非晶質炭素層）、Ｂ－ＡＣＬ、ＭｅＳｉ（Ｍｅは金属）のうち１つを含み、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）のうち１つ以上をさらに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用ペリクル。

【請求項7】

複数の前記熱放射層及び複数の前記補助層が交互に積層されることを特徴とする請求項４に記載の極端紫外線リソグラフィ用ペリクル。

【請求項8】

２つの前記熱放射層及び３つの前記補助層が交互に積層されることを特徴とする請求項７に記載の極端紫外線リソグラフィ用ペリクル。

【請求項9】

前記ペリクル部は３０ｎｍ以下の厚み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用ペリクル。

【請求項10】

前記熱放射層は１５ｎｍ以下の厚みを有することを特徴とする請求項９に記載の極端紫外線リソグラフィ用ペリクル。

【請求項11】

前記補助層は３ｎｍ以下の厚みを有することを特徴とする請求項４に記載の極端紫外線リソグラフィ用ペリクル。

【請求項12】

前記キャッピング層は５ｎｍ以下の厚みを有することを特徴とする請求項４に記載の極端紫外線リソグラフィ用ペリクル。

【請求項13】

前記ペリクル部は前記露光光に対して９０％以上の透過率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用ペリクル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ペリクルに関し、より詳しくは、ＥＵＶリソグラフィに用いられるＥＵＶ用フォトマスクに装着される極端紫外線リソグラフィ用ペリクルに関する。

【背景技術】

【0002】

微細なパターンを具現するために、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ（Extreme Ultra-Violet）露光光を使用するＥＵＶリソグラフィ技術が開発されている。リソグラフィ工程では、パターニングのための原版としてフォトマスク（Photomask）が使用される。フォトマスク上に粒子（particle）や異物などの不純物が付いていると、この不純物により露光光が吸収されたり反射されたりして、転写されたパターンが損傷される可能性がある。これは、半導体装置の性能や歩留まりの低下をもたらす。よって、フォトマスクの表面への不純物の付着を防ぐために、フォトマスクにペリクル（pellicle）を貼り付ける方法が使用されている。

【0003】

ペリクルはフォトマスクの表面上部に配置され、ペリクル上に不純物が付着しても、フォトリソグラフィ工程において焦点はフォトマスクのパターン上に位置しているため、ペリクル上の不純物は焦点が合わず、ウエハの表面に転写されない。最近、回路線幅の微細化に伴い、パターン損傷に影響を及ぼし得る不純物のサイズもまた小さくなっているため、フォトマスクの保護のためのペリクルの役割がますます重要になりつつある。

【0004】

一般的にペリクルは、ＥＵＶ露光光に対する透過率を確保するための中心層と、この中心層を保護するためのキャッピング層とを備える。中心層は、金属とシリコンを含む材質から形成され、キャッピング層は、露光装置内で中心層が水素ラジカル反応を起こして損傷するのを防ぐために、水素ラジカルとの反応を起こさない材質から形成される。

【0005】

しかし、かかるペリクルには、露光工程において、継続的にＥＵＶ露光光が入射され、この露光光に因り薄膜に熱が発生する。ペリクルに発生した熱は、ペリクルの機械的強度を低下させ、ペリクル薄膜を破損させるため、薄膜の熱を効果的に放出させる方法が要望される。一般的に、ＥＵＶリソグラフィ工程では、２５０ＷのＥＵＶ露光光パワーが使用されてきたが、最近では、露光工程の生産性を向上させるために、ＥＵＶ露光光のパワーを６００Ｗ以上に高める方法が使用されている。これにより、ペリクルの放熱性能の改善がますます重要な問題となっている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、要求される光学的透過率を確保しながらも、熱放射性能を改善した極端紫外線リソグラフィ用ペリクル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】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明は、極端紫外線露光光が透過するペリクル部を備える極端紫外線リソグラフィ用ペリクルであって、上記ペリクル部はＥＵＶ露光光の照射時に発生する熱を放射するための熱放射層を備え、上記熱放射層は金属及びシリコンを含み、上記熱放射層は金属の含有量がシリコンの含有量よりも多いことを特徴とする極端紫外線リソグラフィ用ペリクルを提示する。

【0008】

上記熱放射層は、金属：シリコン＝１：０．６～０．９９（ａｔ％、アトミックパーセント）の含量比を有することが好ましい。

【0009】

上記熱放射層の上記金属は、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、プラチナ（Ｐｔ）、カドミウム（Ｃｄ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、リチウム（Ｌｉ）、セレン（Ｓｅ）、イットリウム（Ｙ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ニオブ（Ｎｂ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）のうち１つ以上を含む。

【0010】

上記熱放射層は、ホウ素（Ｂ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）のうち１つ以上をさらに含むことができる。

【0011】

上記ペリクル部は、上記ペリクル部の最外面に配置され、上記ペリクル部の水素ラジカル反応を防止するための１つ以上のキャッピング層、及び、上記熱放射層と上記キャッピング層との間に配置され、上記キャッピング層と上記熱放射層との間の拡散を防止するための補助層、をさらに含むことができる。

【0012】

上記キャッピング層は、シリコン（Ｓｉ）、ホウ素（Ｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）のうち１つ以上を含み、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）のうち１つ以上をさらに含む。

【0013】

上記補助層は、ＢＣ、ＢＮ、ＢＮＣ、ＳｉＢ、ＳｉＣ、ＳｉＯ、ＳｉＮ、ＡＣＬ（Amorphous Carbon Layer、非晶質炭素層）、Ｂ－ＡＣＬ、ＭｅＳｉ（Ｍｅは金属）のうち１つを含み、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）のうち１つ以上をさらに含む。

【0014】

本発明の一実施例によれば、複数の上記熱放射層及び複数の上記補助層が交互に積層されることができる。

【0015】

好ましくは、２つの上記熱放射層及び３つの上記補助層が交互に積層される。

【0016】

上記ペリクル部は、３０ｎｍ以下の厚みを有する。

【0017】

上記熱放射層は、１５ｎｍ以下の厚みを有する。

【0018】

上記補助層は、３ｎｍ以下の厚みを有する。

【0019】

上記キャッピング層は、５ｎｍ以下の厚みを有する。

【0020】

上記ペリクル部は、上記露光光に対して９０％以上の透過率を有する。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、中心層の機能をする熱放射層にシリコンと金属を含み、金属の含有量がシリコンよりも高く構成されている。これにより、９０％以上の高透過率を確保しながらも、ペリクル部の熱放射性能が改善され、６００Ｗ以上のＥＵＶ露光光パワーに適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明に係る極端紫外線リソグラフィ用ペリクルの基本構造を示す図である。

【図2】図１のペリクル部の第１実施例を示す図である。

【図3】図１のペリクル部の第２実施例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、添付図面を参照しながら、本発明を詳しく説明する。

【0024】

図１は、本発明に係る極端紫外線リソグラフィ用ペリクルの基本構造を示す図である。ペリクル１００は、ペリクル部２０と支持部１０とを含めて構成される。

【0025】

ペリクル部２０は、波長１３．５ｎｍの極端紫外線露光光を透過させる機能をする。本発明のペリクル部２０は、ＥＵＶ露光光に対して９０％以上の透過率を有する。

【0026】

支持部１０は、ペリクル部２０を支持する機能をする。支持部１０は、透明基板をエッチングして得られる。

【0027】

図２は、図１のペリクル部の第１実施例を示す図である。

【0028】

ペリクル部２０は、熱放射層２１、補助層２３、及びキャッピング層２５を含んで構成される。

【0029】

熱放射層２１は、ＥＵＶ露光光を透過率の損傷無しで最大限に透過させる中心層の機能をする。また、熱放射層２１は、ＥＵＶ露光光の照射時に発生する熱を放射する機能をする。熱放射層２１は、１つの層で構成されることができ、２つ以上の層で構成されることもできる。

【0030】

熱放射層２１は、金属及びシリコンを含む。上記金属は、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、プラチナ（Ｐｔ）、カドミウム（Ｃｄ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、リチウム（Ｌｉ）、セレン（Ｓｅ）、イットリウム（Ｙ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ニオブ（Ｎｂ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）のうち１つ以上を含む。好ましくは、上記金属は、モリブデン（Ｍｏ）から構成される。熱放射層２１は、ホウ素（Ｂ）、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）のうち１つ以上をさらに含むことができる。

【0031】

熱放射層２１は、最大の透過率、特に９０％以上の透過率を確保するために、可能な限り薄い厚みを有することが好ましい。このために、熱放射層２１は、１５ｎｍ以下の厚みを有し、好ましくは１０ｎｍ以下の厚みを有する。

【0032】

キャッピング層２５は、ペリクル部２０の最外面に配置される。好ましくは図２に示すように、キャッピング層２５は、ペリクル部２０の最下部及び最上部にそれぞれ配置される。ペリクル１００が使用される露光装置の内部には、水素ラジカルが多量に存在し、これらの水素ラジカルはペリクル部２０と反応してペリクル部２０に損傷をもたらす。キャッピング層２５は、水素ラジカル反応を防止し、ペリクル部２０を保護する機能をする。

【0033】

キャッピング層２５は、シリコン（Ｓｉ）、ホウ素（Ｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）のうち１つ以上を含む。キャッピング層２５は、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）のうち１つ以上をさらに含むことができる。好ましくは、キャッピング層２５はＳｉＣから形成される。

【0034】

キャッピング層２５は、水素ラジカル反応を抑制する機能を発揮する範囲内において、可能な限り薄い厚みにすることで、厚みの増加に因る透過率の低下を防ぐことが好ましい。このために、それぞれのキャッピング層２５は、５ｎｍ以下の厚みを有する。

【0035】

補助層２３は、熱放射層２１とキャッピング層２５との間に配置され、キャッピング層２５と熱放射層２１との間の熱的特性を補完する役割を果たす。図２に示すように、一対のキャッピング層２５が形成される場合、補助層２３も一対が形成される。熱放射層２１とキャッピング層２５とが直接接するように構成される場合は、熱放射層２１とキャッピング層２５との間に熱膨張や拡散などの熱問題が発生する可能性がある。熱問題は、熱放射層２１上にキャッピング層２５を形成する過程で発生することもあり、ペリクル１００の使用中にＥＵＶ露光光の照射によるエネルギーによって発生することもある。補助層２３は、このような状況で発生する熱問題を防止する。また、補助層２３は、ペリクル部２０の機械的強度を補完する機能をする。

【0036】

補助層２３は、ＢＣ、ＢＮ、ＢＮＣ、ＳｉＢ、ＳｉＣ、ＳｉＯ、ＳｉＮ、ＡＣＬ、Ｂ－ＡＣＬ、ＭｅＳｉのいずれか１つを含む。ここで、ＡＣＬ（Amorphous Carbon Layer）は、非晶質炭素（Amorphous Carbon）を基本材質とする物質を意味する。Ｂ－ＡＣＬは、ＡＣＬにホウ素（Ｂ）が付加物質として含まれた材質、より具体的には、ＡＣＬとＢとが化学的に結合した化合物を意味する。Ｂ－ＡＣＬは、ＡＣＬの全体構成元素の一部がＢと結合している場合を含む。ホウ素（Ｂ）がＡＣＬに追加される場合、Ｂの含量が増えるほど薄膜の透過率が改善され強度が増加するが、熱安定性が低下する特性がある。特に、ＡＣＬに比べＢ－ＡＣＬは、モジュラス（Modulus）、即ち弾性率が高く、薄膜の引き裂き耐性が強い。その反面、Ｂ－ＡＣＬ内の炭素（Ｃ）の含量が増えるほど熱安定性が向上する特性がある。従って、ＢとＣの含量比は、ペリクルに求められる透過率、強度、及び熱安定性を考慮して適宜選択され得る。好ましくは、Ｂ－ＡＣＬは、Ｂ：Ｃ＝１ａｔ％：０．５～１５ａｔ％の組成比を有するように構成される。このような組成比の範囲内では、Ｂの追加による効果が発揮されながらも、Ｃの含量の過度な減少による熱安定性の低下は発生しない。また、ここでのＭｅは、金属物質について一般化した用語の表記として使用されている。例えば、Ｍｅは、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、プラチナ（Ｐｔ）、カドミウム（Ｃｄ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、リチウム（Ｌｉ）、セレン（Ｓｅ）、イットリウム（Ｙ）、ベリリウム（Ｂｅ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ニオブ（Ｎｂ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）のうち１つ以上を含む物質であり得る。

【0037】

補助層２３は、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）のうち１つ以上をさらに含むことができる。このような軽元素物質がさらに含まれる場合、これらの物質の含量は他の物質の含量よりも少ないことが好ましく、３０ａｔ％以下の元素比を有することがより好ましい。

【0038】

補助層２３は、熱問題を解決する範囲内で、可能な限り薄い厚みにすることで、厚みの増加による透過率の低下を防ぐことが好ましい。このために、補助層２３は３ｎｍ以下の厚みを有する。

【0039】

ペリクル部２０は、ＥＵＶ露光光に対する透過率を高めるために、３０ｎｍ以下の厚みを有する。より高い透過率を確保するために、本発明のペリクル部２０は、２５ｎｍ以下、好ましくは２０ｎｍ以下の厚みを有する。本発明のペリクル部２０は、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ露光光に対して９０％以上の透過率を有する。

【0040】

中心層の機能をする熱放射層２１が、例えばＭｏＳｉで構成される場合、従来は一般的にＭｏに比べてＳｉの含有量が２倍になるように構成した。金属：シリコン＝１：２の（ａｔ％）比率の熱放射層２１は、ＥＵＶ露光光のパワーが２５０Ｗの場合に適用可能な程度の熱放射性能を奏する。しかし、ＥＵＶ露光光のパワーがこれよりも増加して、例えば６００Ｗ以上の場合には、より高い熱放射性能が求められ、金属：シリコン＝１：２の比率の熱放射層２１は、かかる要件を満たすことができない。

【0041】

従来、熱放射性能の改善のための研究は、組成自体を変更する方式、例えば金属以外の追加物質を添加したり、相異なる２つ以上の金属を組み合わせるなどの方式でなされてきた。しかし、本発明の発明者らは、金属とシリコンの比率を調節することにより、ナノ単位の薄い薄膜として構成された熱放射層２１の熱放射性能を改善できることを見出した。本発明の熱放射層２１は、金属の含有量がシリコンの含有量よりも多いという特徴を有する。ここでの含有量は、ａｔ％を基準にした含有量のことである。金属に対するシリコンの含有量が２倍である従来の構成に比べ、本発明でのように、金属の含有量をシリコンの含有量よりも多くする場合、熱放射性能が改善された。

【0042】

具体的には、熱放射層２１は、金属：シリコン＝１：０．６～０．９（ａｔ％）の含量比を有する。この範囲よりもシリコンの含有量が少ない場合は、熱放射層２１の透過率が低下して、９０％以上のペリクル部２０の透過率を確保することが困難になるため、透過率の確保のためには、熱放射層２１の厚みを６ｎｍ以下にする必要がある。しかし、このように非常に薄い薄膜の熱放射層２１は、製造及び機械的強度の確保が非常に難しい。また、この範囲よりもシリコンの含有量が多い場合は、熱放射性能の改善の度合いが不十分になる可能性がある。

【0043】

具体的には、熱放射層２１は、金属：シリコン＝１：０．６～０．９９（ａｔ％）の含量比を有する。この範囲よりもシリコンの含有量が少ない場合は、熱放射層２１の透過率が低下して、９０％以上のペリクル部２０の透過率を確保することが困難になるため、透過率の確保のためには、熱放射層２１の厚みを１０ｎｍ以下にする必要がある。しかし、このように非常に薄い薄膜の熱放射層２１は、製造及び機械的強度の確保が非常に難しい。また、この範囲よりもシリコンの含有量が多い場合は、熱放射性能の改善の度合いが不十分になる可能性がある。

【0044】

図３は、図１のペリクル部の第２実施例を示す図である。

【0045】

本発明のペリクル部２０は、複数の熱放射層２１と複数の補助層２３とが交互に積層された構造を有することができる。キャッピング層２５は、ペリクル部２０の最外面に配置される。図３の実施例において、ペリクル部２０は、２つの熱放射層２１及び３つの補助層２３を備えた構造を有し、最上部と最下部のキャッピング層２５を含めて、合計７つの層で構成されている。このように、熱放射層２１が２つの場合、熱放射性能がさらに改善される。熱放射層２１は、３つ以上又はそれ以上にすることができる。この場合、それぞれの熱放射層２１の厚みは、ペリクル部２０全体の厚みの過度な増加を防ぐために、可能な限り薄い厚みを有するように形成することが望ましい。

【0046】

以上、図面を参照しながら、本発明の構造を用いて本発明を具体的に説明したが、これは、本発明の例示及び説明をするための目的で用いられたもので、意味限定又は特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために用いられたものではない。従って、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、構造から様々な変形及び均等な別の構造が可能である点が理解できよう。また、本発明の真正な技術的保護範囲は、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ろう。

【符号の説明】

【0047】

１０：支持部
２０：ペリクル部
２１：熱放射層
２３：補助層
２５：キャッピング層
１００：ペリクル

【図1】

【図2】

【図3】