JP2002353123A - 反射型投影露光マスク - Google Patents
反射型投影露光マスクInfo
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
写特性を得ることができる反射型投影露光マスクを提供
することを目的とする。 【解決手段】支持基板1上に設けられた軟X線あるいは
真空紫外線を反射させるための多層膜からなる反射膜2
と、X線を吸収する吸収体パターン4aとの間にエッチ
ングストッパーパターン3aが設けられており、吸収体
層4エッチング時の反射膜2の損傷を無くすとともに、
反射膜の反射効率低下を防ぐように、エッチングストッ
パー層に開口部を形成し、エッチングストッパー開口部
の開口幅S Wが、吸収体開口部の開口幅OWよりも大きく
なっていることを特徴とする反射型投影露光マスクであ
る。
Description
中のリソグラフィ工程で使用されるパターン転写用の反
射型投影露光マスクに関する。
露光光源も従来のランプ光源(波長365nm)からエ
キシマレーザー光源(波長248nm、193nm)へ
と次第に短波長化されてきたが、今後パターン寸法が
0.1μm以下のレベルに達すると従来の露光方式の延
長での対応は難しいものとなってくる。このため現在で
は、より短波長のエキシマレーザー光源を用いる真空紫
外線露光(Vacuum Ultra-Violet Lithography=VU
V)の開発も進めれれている。
(Extreme Ultra-Violet Lithography=EUV)とも呼
ばれ、波長1nm〜20nm程度の軟X線領域の波長を
用いた露光方法で、将来の有力な半導体微細パターン作
製技術と見られている。EUVの露光方法としては、金
属にYAGレーザー等を照射したときに生じるレーザー
プラズマプズマから放射される軟X線を露光光源として
用いている。露光波長は10〜15nmの波長が一般的
に考えられているが、何れもこの波長領域を用いる場合
には、従来の屈折光学系を用いることが不可能あり、屈
折レンズの代わりに多層膜ミラー面を用いて反射率を高
めた反射光学系を用いる。また多層膜ミラーに非球面鏡
を用いることで縮小露光が可能となるため、マスクは4
倍若しくは5倍の拡大率で形成する。この露光方法は日
本では1984年頃よりNTTを中心として検討が開始
され、現在では国内外の研究機関で開発が進められてい
る。
スクは、平坦なSi基板若しくは合成石英基板上にMo
とSiあるいはMoとBeといった互いに屈折率の大き
く異なる材料を合計80層程度交互に積層し、X線反射
用多層膜を得ている。更にこのようにして得られた多層
膜上にWやTaといったX線吸収体を設け、この吸収体
をドライエッチングでパターニングすることにより該縮
小投影露光用の反射マスクを作製する。
スクのマスク作製上の要求は主に低損失・高耐力・低欠
陥である。中でも、低損失は多層膜の反射率が低減する
ことによって生じ、特に吸収体をエッチングしてパター
ニングする際に多層膜の表面が荒らされる、またはエッ
チング時の僅かなオーバーエッチングにより、多層膜の
反射率が大幅に低下することによって生じる。
無くすことを目的として、吸収体と多層膜の間にエッチ
ングストッパー層を設けることが提案されている。しか
しながら、エッチングストッパー層を設けた場合にも、
反射率の若干の低下は避けられない。一例として、エッ
チングストッパー層としてSiO2及びCrを使用した
場合の反射率についてシミュレーションした結果を表
1、図3及び図4に示す。光源の波長は13nmとし、
エッチングストッパー層が無いとき(=0Å)のときの
反射率を100(%)としている。また、計算方法に於
いては「放射光」第9巻第2号(1996)P16等の
記載内容を参考とした。
けない場合には、吸収体エッチングの際の多層膜への損
傷による反射率の低下が懸念されるが、エッチングスト
ッパー層を設けた場合でもその膜厚によっては反射率は
低下してしまう。
で、反射膜の反射率を低減させることなく良好な転写特
性を得ることができる反射型投影露光マスクを提供する
ことを目的とする。
を解決するため、まず請求項1においては、支持基板上
に、軟X線あるいは真空紫外線を反射させることを目的
とした単層膜を含む多層膜層からなる反射膜及び軟X線
あるいは真空紫外線を吸収する吸収体パターンを備えた
反射型投影露光マスクにおいて、前記反射膜と前記吸収
体パターンとの間に開口部を有するエッチングストッパ
ー層が設けられており、エッチングストッパー開口部の
開口幅が吸収体開口部の開口幅よりも大きくなっている
ことを特徴とする反射型投影露光マスクとしたものであ
る。
グストッパー層が、Ag、Al、Au、Co、Cr、C
u、Fe、Mg、Ni、Pd、Pt、Ta、Ti、W、
Zn及びSiからなる元素群の中から選ばれる少なくと
も1つの元素、若しくはこれらの群の中から選ばれた少
なくとも1つの元素を含む化合物からなることを特徴と
するする請求項1に記載の反射型投影露光マスクとした
ものである。
明する。図1に、本発明の反射型投影露光用マスクの一
実施例を示す模式構成部分断面図を、図2(a)〜
(f)に、本発明の反射型投影露光用マスクの製造方法
の一例を示す模式構成部分断面図をそれぞれ示す。本発
明に係る反射型投影露光用マスクは、図1に示すよう
に、支持基板1上に設けられた軟X線あるいは真空紫外
線を反射させるための多層膜からなる反射膜2と、X線
を吸収する吸収体パターン4aとの間にエッチングスト
ッパーパターン3aが設けられており、吸収体層4エッ
チング時の反射膜2の損傷を無くすとともに、反射膜の
反射効率低下を防ぐように、エッチングストッパー層に
開口部を形成し、エッチングストッパー開口部の開口幅
SWが、吸収体開口部の開口幅OWよりも大きくなってい
る。また、エッチングストッパー開口部の開口幅を容易
に制御するために、エッチングストッパー層の開口部形
成をウエットエッチングで行い、吸収体パターン4aよ
りもアンダーカット形状にしている。更には、上記内容
を達成可能とするエッチングストッパー材料を特定する
ものである。
成をウエットエッチングで行う理由としては、エッチン
グストッパー層に対する反射膜の最適なエッチング選択
比、エッチング液及びエッチング条件を選択することに
より、その下部に設けられた反射膜への損傷を無くすこ
とが可能となる為である。
ッパー開口部の開口幅SWを、その上層の吸収体開口部
4bの開口幅OWより大きくする構造を形成するために
は、ウエットエッチングが最適である。エッチングスト
ッパー層をこのような構造とすることで、反射膜の反射
特性がエッチングストッパー開口部の側壁形状に影響を
受けず、転写特性の劣化を防止することができる。
製方法について述べる。まず、支持基板1上に軟X線若
しくは真空紫外域光に対して光学定数の異なる多層膜を
交互に積層して反射膜2を形成する(図2(a)参照)
。ここで、反射膜2しては、例えば、MoとSiある
いはMoとBeを交互に積層して多層膜を形成したもの
が使用される。Mo/Siの場合には反射率65%程
度、Be/Siの場合には70%程度の反射率を得るこ
とが出来るが、これ以外の材料でも異なる屈折率を有す
る材料の組み合わせで反射層を形成しても構わない。
層3及び軟X線あるいは真空紫外線を吸収する吸収体層
4をスパッタリング等にて成膜する(図2(b)参照)
反射膜2上のエッチングストッパー層3は、請求項2に
係わる発明で、Ag、Al、Au、Co、Cr、Cu、
Fe、Mg、Ni、Pd、Pt、Ta、Ti、W、Zn
及びSiからなる元素群の中から選ばれる少なくとも1
つの元素、若しくはこれらの群の中から選ばれる少なく
とも1つの元素を含む化合物を適宜選択して成膜し、エ
ッチングストッパー層3とすることが可能である。以上
に挙げた元素群は何れもウエットエッチングによるパタ
ーン形成が可能である。また、これらの元素の中から選
ばれる少なくとも1つの元素を含む化合物とは、TiN
やTiO2、CrOのような各元素の酸化物や窒化物、
ハロゲン化物等が使用でき、他に、TiSiのように上
記元素を最低1種類以上含む2種類以上の元素の化合物
でも良い。
吸収体層4の材料に依存し適宜選択される。すなはち、
吸収体層のドライエッチング時には、吸収体層に対して
ある程度選択性を有する材料を選択する。この選択性に
よりエッチングが反射膜2に到達するようなことは避け
られる。また、エッチングストッパー層3のエッチング
時には、反射膜2及び吸収体層に対しての選択性を有す
るような材料を選択する。例えば、エッチングストッパ
ー層3としてAl(アルミニウム)を使用した場合吸収
体層4としてはW(タングステン)を、エッチングスト
ッパー層3としてCr(クロム)を使用した場合吸収体
層4としてはTa(タンタル)をそれぞれ上げることが
できる。
光、現像等の一連のパターニング処理を行って、レジス
トパターン5を形成する(図2(c)参照)。
クにして吸収体層4をドライエッチングして、吸収体パ
ターン4a及び吸収体開口部4bを形成する(図2
(d)参照)。ドライエッチング条件は吸収体層4及び
エッチングストッパー層3の使用材料により適宜設定す
る。
ン4aをレジストマスクにして、エッチングストッパー
層3をウエットエッチングして、エッチングストッパー
パターン3a及びエッチングストッパー開口部3bを形
成する(図2(e)参照)。ウエットエッチング条件は
エッチングストッパー層3の使用材料に対する反射膜2
の使用材料及び吸収体層4の使用材料の選択比を考慮し
て、エッチング液、エッチング条件を適宜設定する。こ
のようなウエットエッチング条件を適用することにより
反射膜2は殆ど損傷を受けることはなく、エッチングス
トッパー層3のパターニングが行われるため、反射膜2
の反射率を損なうようなことは無い。さらに、エッチン
グストッパー層3の充分なオーバーエッチを行うことに
よりエッチングストッパー開口部3bを、吸収体開口部
4bよりも大きいものとすることができ、エッチングス
トッパー開口部3bの側壁形状が転写特性に影響を及ぼ
すことも同時に防ぐことが出来る。
で剥膜処理し、支持基板1及び反射膜2上にエッチング
ストッパーパターン3aを介して吸収体パターン4aが
形成された本発明の反射型投影露光用マスクを得る(図
2(f)参照)。レジストパターン5は吸収体層4のド
ライエッチングが終了した時点で剥離しても構わない。
まず、研磨により表面が平坦化された合成石英基板から
なる支持基板1上にMoとSiの多層膜をMo−Si−
Mo−Siの順に、IBD(イオンボンバード蒸着法)
により1対7nmの膜厚比で合計40対積層して、反射
膜2を形成した(図2(a)参照) 。
をスパッタリングにて成膜し、膜厚800Åのエッチン
グストッパー層3を、さらに、W(タングステン)をス
パッタリングにて成膜し、膜厚1000Åの吸収体層4
を形成した(図2(b)参照)。成膜条件は概ね以下の
条件にて行った。 ターゲット :Al、W 成膜雰囲気 :Ar=40SCCM 真空度 :0.25Pa 電力 :DC300W
ト(ZEP900:日本ゼオン製)を塗布し、乾燥し
て、膜厚5000Åの感光層を形成し、電子ビーム露
光、現像等の一連のパターニング処理を行って、レジス
トパターン5を形成した(図2(c)参照)。
クにして吸収体層4をドライエッチングして、吸収体パ
ターン4a及び吸収体開口部4bを形成した(図2
(d)参照)。吸収体層4のエッチングは、はドライエ
ッチング装置RIE(リアクティブイオンエッチング)
装置を使用し、エッチングガスはSF6ガスを用い、圧
力は10Pa、印加電力はRF200Wで行った。。本
実施例ではエッチングストッパー層としてAlを用いて
いるため、上記エッチング条件ではほとんどエッチング
されず、エッチングストッパー層としての機能を果たし
ていることが確認された。
ン4aをレジストマスクにして、エッチングストッパー
層3をNaOHとH2Oの混合溶液を用いてウエットエ
ッチングして、エッチングストッパーパターン3a及び
エッチングストッパー開口部3bを形成した(図2
(e)参照)。上記ウエットエッチング条件では、反射
膜2最上層に設けられたSiや吸収体パターン4aは殆
ど損傷を受けることはなく、反射膜2の反射率が損なわ
れるようなことはなかった。
液で剥膜処理し、合成石英基板からなる支持基板1及び
反射膜2上にエッチングストッパーパターン3aを介し
て吸収体パターン4aが形成された本発明の反射型投影
露光用マスクを得ることができた(図2(f)参照)。
膜と吸収体層との間にエッチングストッパー層を設け、
反射膜及び吸収体層はエッチングストッパー層に対して
エッチング選択性を持たしてあるので、吸収体層及びエ
ッチングストッパー層のパターニングの際に反射膜の損
傷を無くすことができ、且つ、エッチングストッパー開
口部の開口幅が、吸収体開口幅より大きく形成されてい
るため、反射膜の反射率低下を防止でき、優れた反射特
性を有する反射型投影露光マスクを得ることができる。
す模式部分構成断面図である。
スクの製造方法の一例を示す模式部分構成断面図であ
る。
O2を使用した場合の反射率についてシミュレーション
結果を示す説明図である。(b)は、エッチングストッ
パー層としてCrを使用した場合の反射率についてシミ
ュレーションした結果を示す説明図である。
Claims (2)
- 【請求項1】支持基板上に、軟X線あるいは真空紫外線
を反射させることを目的とした単層膜を含む多層膜層か
らなる反射膜及び軟X線あるいは真空紫外線を吸収する
吸収体パターンを備えた反射型投影露光マスクにおい
て、前記反射膜と前記吸収体パターンとの間に開口部を
有するエッチングストッパー層が設けられており、エッ
チングストッパー開口部の開口幅が吸収体開口部の開口
幅よりも大きくなっているいることを特徴とする反射型
投影露光マスク。 - 【請求項2】前記エッチングストッパー層が、Ag、A
l、Au、Co、Cr、Cu、Fe、Mg、Ni、P
d、Pt、Ta、Ti、W、Zn及びSiからなる元素
群の中から選ばれる少なくとも1つの元素、若しくはこ
れらの群の中から選ばれた少なくとも1つの元素を含む
化合物からなることを特徴とするする請求項1に記載の
反射型投影露光マスク。
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JP2001160098A JP4691829B2 (ja) | 2001-05-29 | 2001-05-29 | 反射型投影露光マスク |
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