CN103430283B - 极紫外线曝光用掩膜的修正方法及极紫外线曝光用掩膜 - Google Patents
极紫外线曝光用掩膜的修正方法及极紫外线曝光用掩膜 Download PDFInfo
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Abstract
一种极紫外线曝光用掩膜的修正方法，确定在从所述吸收膜露出的所述保护膜的露出区域中的Mo/Si多层膜的缺陷位置，对于在俯视所述极紫外线曝光用掩膜时覆盖缺陷位置的范围，照射直径被缩小到极紫外线曝光光线的波长以下的光束，从而在极紫外线曝光用掩膜的上表面形成多个最大宽度在波长以下的孔，其中，极紫外线曝光用掩膜具有：Mo/Si多层膜，其包括层叠在基板上的钼层及硅层；保护膜，其形成在所述Mo/Si多层膜上；吸收膜，其形成在所述保护膜上。
Description
技术领域
本发明涉及一种EUV（ExtremeUltraViolet：极紫外线）曝光用掩膜的修正方法及EUV曝光用掩膜。更详细来说，涉及一种在EUV曝光用掩膜的多层膜产生的缺陷的修正方法及EUV曝光用掩膜。
本申请基于2011年03月31日在日本申请的日本特愿2011-080112号主张优先权，将其内容援用于此。
背景技术
为了追求用于形成半导体元件的曝光图案的析像极限，以曝光形成更微细的图案，提出有电子束描画装置（EB）的直写、单元投影（cellprojection）、软X射线缩小曝光（ExtremeUltraVioletLithography（极紫外光刻）：EUVL）之类的新转印方法。
在其中，EUVL为利用反射光学系统对波长约13纳米（nm）的软X射线进行缩小曝光的光刻技术，被看作是利用紫外线的曝光的短波长化的极限，因此，受到关注。
EUVL所使用的掩膜是包括在石英基板上交替形成钼及硅层而成的Mo/Si多层膜、TaN和TiN等的吸收体、在Mo/Si多层膜与吸收体之间由二氧化硅（SiO2）和铬（Cr）等形成的缓冲层，并将吸收体刻画为图案的反射掩膜。就Mo/Si多层膜而言，考虑照射光的反射效果和基于热负荷的应力的平衡，来选择膜厚和成膜条件。
在EUVL掩膜中，在基板表面存在凹凸形状的缺陷的情况下，就现有的光掩模而言，即使是能够忽视的等级的缺陷，也会给光程差带来很大的影响，有可能成为致命的缺陷。作为这种缺陷，除了吸收体的图案缺陷以外，还列举有Mo/Si多层膜的缺陷、基板表面的缺陷等。
特别是，Mo/Si多层膜的缺陷包括：在多层膜表面的附近混入异物等，使EUV反射光的强度下降的振幅缺陷；在基板上或Mo/Si多层膜的成膜初期混入异物等，伴随多层膜的内部结构变化，多层膜表面的凹凸形状进行传播而产生的相位缺陷。
这些振幅缺陷、相位缺陷为导致晶片转印的良品率下降的原因，所以需要在形成吸收体、缓冲层之前进行缺陷修正来去除这些缺陷。
就这种缺陷修正，在专利文献1中记载有如下的内容：通过对在多层膜中存在的异物局部地照射电子束等，在照射部分形成硅化物，从而消除因体积收缩而引起的高度差。
另外，在专利文献2中记载有如下的内容：针对在玻璃基板上存在的异物，聚集具有不被玻璃基板吸收的波长的激光，并从玻璃基板的背面照射至异物，通过加热来在Mo/Si多层膜界面形成硅化物，以缓和在Mo/Si多层膜上产生的高度差。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-059835号公报
专利文献2：日本特开2006-060059号公报
发明内容
发明要解决的问题
在EUVL中，由于能够利用的光受到限制，所以存在反射效率下降的问题。因此，要求提高多层膜表面的反射率。就此而言，由于在多层膜的层之间或在多层膜的下方存在的颗粒、层叠的各层的膜厚的变化、材料的光学特性的偏差，产生多层膜结构的缺陷，或者使层叠膜厚不均匀，所以使得照射光的反射率下降。
EUV曝光的照射光的反射受到上述因素的影响很大，有时反射率的变化在转印的晶片上显现成微弱的曝光图像。在专利文献1及2记载的技术中，都难以对这种局部进行修正。
本发明是鉴于上述情况而提出的，本发明的目的在于，提供一种能够使极紫外线曝光的照射光的反射率局部提高的极紫外线曝光用掩膜的修正方法。
本发明的另一个目的在于，提供一种抑制在描画的晶片上因缺陷而产生曝光图像及抑制产生曝光图像的程度的极紫外线曝光用掩膜。
用于解决问题的手段
本发明的第一技术方案为一种极紫外线曝光用掩膜的修正方法，其中，所述极紫外线曝光用掩膜具有：Mo/Si多层膜，其包括层叠在基板上的钼层及硅层；保护膜，其形成在所述Mo/Si多层膜上；吸收膜，其形成在所述保护膜上，确定在从所述吸收膜露出的所述保护膜的露出区域中的所述Mo/Si多层膜的缺陷位置，对于在俯视所述极紫外线曝光用掩膜时覆盖所述缺陷位置的范围，照射直径被缩小到极紫外线曝光光线的波长以下的光束，从而在所述极紫外线曝光用掩膜的上表面形成最大宽度在所述波长以下的多个孔。
在俯视所述极紫外线曝光用掩膜的情况下，可以以孔间间隔小于所述波长的两倍的规定间隔排列成栅格状的方式形成所述孔。
可以以使所述Mo/Si多层膜的所述硅层露出在所述孔的底面的方式形成所述孔。
可以一并确定在所述保护膜的露出区域中的所述Mo/Si多层膜的缺陷位置和所述缺陷的形状。
可以根据确定出的所述缺陷位置及所述缺陷的形状，来决定覆盖所述缺陷位置的范围、所述孔的俯视时的形状、最大宽度及间隔。
本发明的第二技术方案为一种极紫外线曝光用掩膜，具有：Mo/Si多层膜，其包括层叠在基板上的钼层及硅层；保护膜，其形成在所述Mo/Si多层膜上；吸收膜，其形成在所述保护膜上，在从所述吸收膜露出的所述保护膜的露出区域具有反射率增加部，所述反射率增加部形成有最大宽度在极紫外线曝光光线的波长以下的多个孔。
在所述反射率增加部，多个所述孔可以以所述孔的间隔小于所述波长的两倍的规定间隔排列成栅格状。
发明的效果
根据本发明的技术方案的极紫外线曝光用掩膜的修正方法，能够局部地改善因Mo/Si多层膜的缺陷而产生的极紫外线曝光的照射光的反射率的局部下降，并能够适当地进行缺陷修正。
另外，根据本发明的技术方案的极紫外线曝光用掩膜，通过具有反射率增加部，能够局部提高缺陷位置的反射率，从而能够抑制在描画的晶片上因Mo/Si多层膜的缺陷而产生曝光图像及抑制曝光图像的程度。
附图说明
图1是示意性地表示具有缺陷的极紫外线曝光用掩膜的一个例子的剖视图。
图2是示意性地表示通过上述极紫外线曝光用掩膜的曝光来进行转印的晶片的形状的剖视图。
图3是表示缺损区域与形成反射率增加部的区域之间的关系的图。
图4是表示反射率增加部的孔的配置例的图，是表示利用修正之后的上述极紫外线曝光用掩膜产生的反射图像的图。
图5是示意性地表示形成有反射率增加部的本发明的一个实施方式的极紫外线曝光用掩膜的剖视图。
图6是示意性地表示通过上述极紫外线曝光用掩膜的曝光来进行转印的晶片的形状的剖视图。
具体实施方式
针对本发明的一个实施方式，参照图1～图6进行说明。
图1是表示具有缺陷的极紫外线曝光用掩膜的一个例子的示意图。该极紫外线曝光用掩膜1具有：Mo/Si多层膜20，其形成在由例如石英等构成的透明基板10上；保护膜30，其形成在Mo/Si多层膜20的上表面；吸收膜40，其形成在保护膜30上。
将钼及硅的单层膜作为一对，例如以7纳米（nm）左右的膜厚层叠多对钼及硅的单层膜，由此形成Mo/Si多层膜20。由于图1为示意图，所以示出了五对钼层21和硅层22，但实际上，层叠例如40～50对左右的更多对的钼层和硅层。
保护膜30由例如钌（Ru）等形成，其以覆盖Mo/Si多层膜20的上表面的方式形成。通过将在保护膜30上形成的吸收体层形成为期望的形状的图案，来形成吸收膜40。吸收膜40是由合金构成的单层或层叠膜，该合金以钽（Ta）或铬（Cr）为主原料，根据情况有时还含有硅（Si），在为层叠膜的情况下，上层由该材料的氧化物、氮化物、氮氧化物等形成。
在极紫外线曝光用掩膜1中，在去除吸收膜40而露出保护膜30的区域（保护膜露出区域）内，存在缺陷Df。缺陷Df是指，Mo/Si多层膜20产生变形而突起，在该Mo/Si多层膜20上的保护膜30也突起。即，缺陷Df使得Mo/Si多层膜20局部变厚。
这种缺陷Df使曝光光线的反射率局部下降，能够利用通常的缺陷检查装置来进行确认。假设不修正缺陷Df，对极紫外线曝光用掩膜1照射曝光光线，并向晶片进行转印，则如图2所示，在晶片100上会转印具有比缺陷Df在面方向上的尺寸D1更大的尺寸D2的反射图像，因此，即使是局部也有可能会成为致命的缺陷。
本实施方式的极紫外线曝光用掩膜的修正方法（下面，简称为“修正方法”）如下：通过局部地提高曝光光线的反射率，来适当地修正像缺陷Df这样的在保护膜露出区域上的缺陷。下面，详细地进行说明。
首先，利用缺陷检查装置检查极紫外线曝光用掩膜有无缺陷，在保护层露出区域上发现缺陷的情况下，确定与该缺陷的位置、突起高度等缺损的形状相关的参数。
接着，利用聚集离子束或电子束，对极紫外线曝光用掩膜1的上表面照射直径被缩小在极紫外线曝光光线的波长以下的光束，在包括缺陷Df的极紫外线曝光用掩膜1的保护膜露出区域形成多个孔。此时，优选地，以在各孔的底面露出Mo/Si多层膜20的硅层的方式形成各孔。在使用聚集离子束或电子束时，能够适当地选择例如在下述的表1中记载的气体，来作为辅助气体。
[表1]
如图3所示，以从极紫外线曝光用掩膜1的俯视来看完全覆盖因缺陷Df而产生形状变化的区域B1的方式来设定形成孔的区域A1。
图4是表示区域A1中的孔2的形成图案的一例的图。各孔2的最大宽度L1设定为比所使用的曝光光线的波长更短的值。在图4中，孔2的俯视的形状呈大致正方形，但孔的形状不限于此，例如可以为大致圆形等。相邻的孔2之间的最短距离L3设定为例如比曝光光线的波长更短的规定的值。由此，孔2的间隔L2设定为小于曝光光线的波长的两倍的规定的长度，孔2的间隔L2定义为相邻的孔2的中心之间的距离。
如图5所示，若利用聚集离子束、电子束以从俯视来看的规定图案形成多个孔2，则在作为保护膜30的露出区域的一部分的区域A1形成具有多个孔2的反射率增加部31，由此，完成本发明的实施方式的极紫外线曝光用掩膜1A。
与其它的保护膜露出区域相比，形成有反射率增加部31的区域A1的反射率更高。因此，通过在产生缺陷Df的区域内形成反射率增加部31，能够对因缺陷Df而引起的局部的反射率的下降进行补偿。其结果为，适当地修正了缺陷Df，如图6所示，能够使形成在晶片100上的反射图像大致消失，将其减小至不对品质造成影响的程度。
就例如区域A1的形状及大小、孔2的从俯视来看的形状、最大宽度及间隔等在形成反射率增加部31时的各种参数而言，根据事先确定的缺陷Df的形状参数来决定，并且能够通过仿真等进行计算及设定。
上面，针对本发明的一个实施方式进行了说明，本发明的技术范围不限于上述实施方式，在不脱离本发明的思想的范围内，能够对各结构要素进行各种各样的变更，或者删减一些结构要素。
例如，即使没有明显的缺陷，也可以对反射率局部下降的部分实施本发明的修正方法。由此，能够以使该部分的反射率局部提高的方式进行修正。
工业上的可利用性
本发明的实施方式的极紫外线曝光用掩膜的修正方法及极紫外线曝光用掩膜能够广泛地应用于曝光领域。
附图标记说明
1、1A极紫外线曝光用掩膜，
2孔，
10基板，
20Mo/Si多层膜，
21钼层，
22硅层，
30保护膜，
31反射率增加部，
40吸收膜，
Df缺陷，
L1最大宽度，
L2间隔。
Claims (7)
1.一种极紫外线曝光用掩膜的修正方法，
所述极紫外线曝光用掩膜具有：
Mo/Si多层膜，其包括层叠在基板上的钼层及硅层，
保护膜，其形成在所述Mo/Si多层膜上，
吸收膜，其形成在所述保护膜上；
所述修正方法的特征在于，
确定在从所述吸收膜露出的所述保护膜的露出区域中的所述Mo/Si多层膜的缺陷位置，所述缺陷是因所述Mo/Si多层膜突起而引起的，
对于在俯视所述极紫外线曝光用掩膜时覆盖所述缺陷位置的范围，照射直径被缩小到极紫外线曝光光线的波长以下的光束，从而在所述极紫外线曝光用掩膜的上表面形成最大宽度在所述波长以下的多个孔。
2.如权利要求1所述的极紫外线曝光用掩膜的修正方法，其特征在于，
在俯视所述极紫外线曝光用掩膜的情况下，以孔间间隔小于所述波长的两倍的规定间隔排列成栅格状的方式形成所述孔。
3.如权利要求1所述的极紫外线曝光用掩膜的修正方法，其特征在于，
以使所述Mo/Si多层膜的所述硅层露出在所述孔的底面的方式形成所述孔。
4.如权利要求1～3中任一项所述的极紫外线曝光用掩膜的修正方法，其特征在于，
一并确定在所述保护膜的露出区域中的所述Mo/Si多层膜的缺陷位置和所述缺陷的形状。
5.如权利要求4所述的极紫外线曝光用掩膜的修正方法，其特征在于，
根据确定出的所述缺陷位置及所述缺陷的形状，来决定覆盖所述缺陷位置的范围、所述孔的俯视时的形状、最大宽度及间隔。
6.一种极紫外线曝光用掩膜，
具有：
Mo/Si多层膜，其包括层叠在基板上的钼层及硅层，
保护膜，其形成在所述Mo/Si多层膜上，
吸收膜，其形成在所述保护膜上；
所述极紫外线曝光用掩膜的特征在于，
在从所述吸收膜露出的所述保护膜的露出区域具有缺陷以及反射率增加部，所述缺陷是因所述Mo/Si多层膜突起而引起的，所述反射率增加部形成有最大宽度在极紫外线曝光光线的波长以下的多个孔。
7.如权利要求6所述的极紫外线曝光用掩膜，其特征在于，
在所述反射率增加部，多个所述孔以所述孔的间隔小于所述波长的两倍的规定间隔排列成栅格状。
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