JP2004193269A - Manufacturing method of mask, and manufacturing method of semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Manufacturing method of mask, and manufacturing method of semiconductor integrated circuit device Download PDF

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恒男 寺澤
Yoshihiro Tezuka
好弘 手塚
Toshihisa Tomie
敏尚 富江
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily inspect the defects in the multilayer film of a reflecting mask. <P>SOLUTION: The defect is inspected for the multilayer film mask blanks which are used for substrates for manufacturing a reflecting multilayer film mask for pattern transfer in the exposure process using extreme ultraviolet ray. Here, firstly, a multilayer film formation surface of the multilayer film mask blanks is inspected for a relatively wide range at a relatively low magnification (steps 100a-100d). Then, the position of a defective candidate found in that inspection step is inspected in detail at a relatively high magnification(steps 102a-102f). Thus, defects of the multilayer film of the multilayer film mask blanks are quickly and easily inspected at high sensitivity. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マスクの製造技術に関し、特に、極紫外光やX線等のような波長の短い露光光を用いたパターン露光転写に使用するマスク(レチクルを含む)などの反射型原版を検査するのに適用して有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体集積回路装置(LSI:Large Scale Integrated circuit)の製造においては、微細パターンをウエハ上に形成するリソグラフィ技術が重要である。このリソグラフィ技術では、マスク上に形成されているパターンを縮小投影光学系を介してウエハ上に繰り返し転写する、所謂光学式の縮小投影露光法が主流となっている。この露光法では、一般に紫外線領域の露光光、例えば水銀ランプのi線(波長λ=365nm)、KrFエキシマレーザ (λ=248nm)、更には、ArFエキシマレーザ(λ=193nm)が用いられる。パターン投影用のマスクとしては、透明ガラス基板による露光光の透過部分とクロム膜等からなる遮光部分とで所望のパターンを形成する、所謂透過型マスクが用いられる。
【0003】
しかし、上記紫外線を用いた縮小投影露光法では、解像力が光の回折限界の近くにまで到達しており、さらに高い解像力を実現するためにはより波長の短い光を露光光に用いる必要が生じてきている。そこで、露光光として、極紫外(EUV:Extreme Ultra Violet)光を用いたリソグラフィ技術が有望視されている。これは、例えばジャパニーズ ジャーナル オブ アプライド フィジクス(JapaneseJournal of Applied Physics),1991,30号,11B巻,3051ページに記載されている。EUV光は全ての硝材において透過率が極端に小さい為、投影光学系やマスクは全て多層膜反射面とせざるを得ない。マスクは、その基板表面に多層膜を形成して、EUV光の反射面として用いる。この多層膜の上にEUV光を反射しない吸収体を形成するか、あるいは多層膜の一部を除去してEUV光が反射しないようにすることで、多層膜による反射部と、吸収体または多層膜の除去部による非反射部とで所望のパターンが形成されている。
【0004】
ところで、マスクにおいて、パターンの欠けや透過部への付着等の様々な欠陥が生じると、露光で得られた投影像にもその欠陥が反映される。そのため、マスクを製造した後で欠陥の有無を検査し、欠陥が存在している場合は、これを修正する必要がある。欠陥を修正できないものは不良品となる。上記クロム遮光膜等を有する透過型マスクでは、露光光や紫外線等に対して透明な部分と不透明な部分を調べれば良いので、欠陥検査は比較的容易に実施できる。しかし、EUV光を露光光とする反射型の多層膜マスクでは、検査すべき欠陥サイズの微小化に加え、マスクパターンからの反射光のコントラスト低下等により、現在使われている紫外線等による検査では必ずしも容易に実施することはできない。また、反射型マスクの多層膜中では、積層する多層膜が多くなればなるほど、その膜に欠陥が生じる可能性が大きくなる。多層膜に欠陥を有するマスクブランクスから製造された反射型マスクは、欠陥部分で反射率の低下や位相変化が生じ、所望のパターンが転写できない。
【0005】
反射型マスクの多層膜の欠陥検査については、例えば特開平6−349715号に記載のように、所謂X線顕微鏡を使った検査装置が開示されている。また、例えば特開平9−318330号に記載のように、可視光や紫外線のレーザ光で被検査物体上を走査し、光散乱を起こさせ、光散乱状態を調べることにより欠陥をみつける検査装置が開示されている。更に、例えば特開平11−354404号に記載のように、剥離可能なパターンを多層膜マスク上に形成して実際にパターン転写を行ない、パターンを検査することにより多層膜欠陥を検査する方法が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば前記の特開平6−349715号に記載のX線顕微鏡を使った欠陥検査装置は、多層膜の反射率のみを調べているため、位相の変化を起こさせる欠陥をすべて検出することはできない。また、例えば特開平9−318330号に記載の記レーザ光を走査し、光散乱を起こさせ、光散乱状態を調べる検査装置も反射型マスク表面の外部形状の変化のみを検出するため、EUV光における位相の変化を起こさせる欠陥をすべて検出できない問題がある。更に、例えば特開平11−354404号に記載の検査方法は、位相欠陥を検出できるものの、実際にパターン転写を行なう工程が必要であり、検査としては煩雑である。また、いずれの検査方法でも、修正が困難な欠陥が検出された場合は、それが微小サイズの欠陥であっても、不良品として取り扱われている。
【0007】
本発明の目的は、反射型マスクの多層膜中の欠陥を簡便に検査することのできる技術を提供することにある。
【0008】
また、本発明の他の目的は、多層膜構造を有する反射型マスクを高い歩留まりで製造することのできる技術を提供することである。
【0009】
更に、本発明の他の目的は、多層膜構造を有する反射型マスクを用いて製造される半導体集積回路装置の信頼性を向上させることのできる技術を提供することである。
【0010】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【0012】
すなわち、本発明は、多層膜マスクブランクスの欠陥検査において、最初は、相対的に低い倍率で相対的に広い範囲を検査した後、その検査ステップで発見された欠陥存在候補の位置を今度は相対的に高い倍率でに検査する工程を有するものである。
【0013】
また、本発明は、多層膜マスクブランクスに吸収体パターンを形成する際に、多層膜マスクブランクスで発見された欠陥が露光処理時に欠陥として転写されないように吸収体パターンをシフトして配置する工程を有するものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。また、本実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、本実施の形態においては、電界効果トランジスタを代表するMIS・FET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)をMISと略し、pチャネル型のMIS・FETをpMISと略し、nチャネル型のMIS・FETをnMISと略す。また、本実施の形態で用いる図面においては、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。
【0015】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0016】
(実施の形態1)
まず、図1〜図4を用いて、本実施の形態のマスクの検査技術について説明する。図1は、多層膜マスクブランクスMBを示す図である。図1(a)は多層膜マスクブランクスMBの要部平面図、図1(b)は図1(a)のA1−A1線の断面図である。超平滑基板(マスク基板)1は、例えば石英、シリコン(Si)またはBK7等からなり、その表面は高い反射率を得るために粗さがほとんどない鏡面状態とされている。超平滑基板1の表面には、EUV光を反射する多層膜2が形成されている。多層膜2は、例えばシリコン(Si)とモリブデン(Mo)とを交互に重ねる(全層で、例えば40層程度)ことで構成されている。この段階は、吸収体パターンを形成する前の段階である。図1には、超平滑基板1の表面に微細な凹凸が存在したために、多層膜2の形成後にも表面の凹凸が残り、これが位相欠陥3として存在している場合が例示されている。クロムを遮光体とする通常のマスクのマスクブランクスでは、多層膜を形成する必要がなく突起物が形成されることもないのでマスクブランクスに対する鏡面の検査は不要である。しかし、多層膜マスクでは、上記通常のマスクで使用する露光光の約1/10の波長の光を用いるので、問題となる欠陥のサイズが10倍厳しくなる。これらの観点等から多層膜マスクの製造に用いる多層膜マスクブランクスでは、上記通常のマスクでは必要としなかった表面状態の検査の必要性がある。
【0017】
図2は、上記多層膜マスクブランクスMBの欠陥を検出するための、本実施の形態のマスク検査装置4の構成例を示す図である。マスク検査装置4は、EUV光を発する光源4a、マスクステージ4b、投影光学系L、二次元アレイ方式のセンサ4c、欠陥位置記憶部4dおよび主制御系4e等を有している。欠陥の有無が検査される多層膜マスクブランクスMBをマスクステージ4b上に載置し、光源4aから発する波長13.5nmのEUV光BMをミラー4fで折り曲げて多層膜マスクブランクスMBの所定の領域に照射する。検査では露光光と同じ光を用いる。多層膜マスクブランクスMBからの反射光は、投影光学系Lを介してセンサ4c上に集光される。多層膜マスクブランクスMBの検査すべき位置は、マスクステージ4bに固定されたミラー4gの位置をレーザ測長器4hによって検出することで判断される。そこで得られた位置情報は、主制御系4eに伝送される。主制御系4eは、その情報をモニタしながら駆動系4iを駆動し、マスクステージ4bを移動させる。また、多層膜マスクブランクスMBの表面の焦点方向の位置合わせは、光源4jから多層膜マスクブランクスMBの表面に斜め方向にレーザ光を照射し、その反射光が常にセンサ4kの所定位置に到達するようにマスクステージ4bを制御した。さらに、複数のレーザ光源とセンサを用いて、検査領域近傍の複数の点の焦点合わせを同時に行なって、多層膜マスクブランクスMBの表面の傾き誤差も補正できる構成とした。二次元アレイ方式のセンサ4c上に集光される検出像とその処理については後述する。主制御系4eでは、センサ4cで検出された信号が欠陥を意味するものか否かを判定するようになっている。符号の4mはアパーチャを示し、符号4nはアパーチャ4mを駆動する光学系制御手段を示している。また、符号4pは、EUV光BMの照射位置合わせ用のアライメントスコープを示している。さらに符号BMaは、多層膜マスクブランクスMBからの反射光のうち、正反射光は遮られ、広がった反射光のみが投影光学系Lを透過して得られた収束ビームを示している。
【0018】
図3は図2のEUV光源の説明図を示している。図3に示すように、レーザ光源4a1から発するパルスレーザビーム4a2を、レンズ4a3を介してターゲット4a4に照射して、プラズマ光源4a5を生成する。このプラズマ光源4a5から発生するEUV光を、表面に多層膜が形成された捕集鏡4a6で捕集し、照射用のEUV光BMを生成している。図4は図2の投影光学系の説明図を示している。投影光学系Lは、凹面鏡Laと凸面鏡Lbとの組み合わせであるシュバルツシルド結像光学系を用いた。この光学系は、中心部分は結像に寄与しない構成となっている。したがって、多層膜マスクブランクスMBからの反射光のうち、正反射光は遮られ、広がった反射光のみが投影光学系Lを透過して収束ビームBMaとなって、センサ4cの受光面に集光する。多層膜マスクブランクスMBの表面に欠陥が存在しなければ鏡面反射した光はセンサ4cに到達しない。すなわち、暗視野結像光学系となっている。ここでは、光学系制御手段4nは、アパーチャ4mを駆動して投影光学系Lの開口数(NA)を変えたり、また、詳細には図示していないが、光学系を置き換えて倍率変換を行なう機能を有している。すなわち、光学系制御手段4nにより、異なる倍率の結像光学系を選択することが可能となっている。例えば欠陥のサイズを30nm程度であるとすると、それによる散乱光は0.4rad程度の広がりを有するので、シュバルツシルド結像光学系の開口数(NA)は、0.2を標準とした。ただし、開口数可変手段であるアパーチャ4mによりEUV光の通過領域を変えることができ、実質的に、例えば0.15〜0.3程度の範囲内で開口数を可変とした。
【0019】
このようなシュバルツシルド結像光学系は、結像できる領域をあまり大きくすることは出来ない。そこで、特に低倍率で結像領域を広くとる場合は、例えば図5(a)に示すような、4枚の反射ミラーからなる投影光学系Lを採用すれば良い。この投影光学系Lの結像領域は、基本的には図5(b)の符号Dに示すように弧を描くような形状となるが、適宜、センサ4cの面として使用すれば良い。また、図4では、アパーチャ4mを凹面鏡Laの凹面と凸面鏡Lbとの間に介在させた場合を例示した。この場合、高い結像性が得られるが、これに限定されるものではなく、図6に示すように、凹面鏡Laの裏側、凹面鏡Laとセンサ4cとの間に介在させてる構造としても良い。この場合、マスク検査装置4の組立を容易にすることができる。
【0020】
次に、図7を用いて、本実施の形態のマスク検査方法のフローの詳細を説明する。本実施の形態では、低倍率の投影光学系を用いる検出工程(ステップ100a,100b,100c,100d,101まで)と、高倍率の投影光学系を用いる局所検出工程(ステップ102以降)とに大別される。
【0021】
まず、例えば石英やBK7等からなる超平滑基板1に多層膜2が形成された多層膜マスクブランクスMBをマスクステージ4b上に載置する(ステップ100a)。この多層膜マスクブランクスMBの全体平面図を図8に示す。多層膜マスクブランクスMBには、検査に先立って、例えば多層膜マスクブランクスMBの周辺の2つ角部近傍の各々に予め基準マーク5が設けられている。この基準マーク5の具体的な構造を図9に例示する。図9(a)は図8の基準マーク5の部分の要部平面図、図9(b)は図9(a)のA2−A2線の断面図をそれぞれ示している。多層膜マスクブランクスMBを構成する超平滑基板1の表面一部には、微細幅の凹部6がFIB(Focused Ion Beam)等により予め形成されており、その凹部6を覆うように通常の多層膜2を堆積することにより、その凹部6部分に上記基準マーク5が形成されている。図9には1箇所に2個の凹部6が形成されている場合が例示されている。この凹部6は、EUV光で観察した場合、大きな位相変化を伴ったパターン部として認識される。したがって、以後、この基準マーク5を多層膜マスクブランクスMB上の座標の基準として用い、検出される欠陥の座標を定義する。また、この基準マーク5は、電子線や可視光の照射に対してもその反射光からパターン検出が可能なものとされている。これにより、例えば吸収体パターンの形成時に、基準マーク5および欠陥を電子線により検出することができる。さらに、基準マーク5は、2箇所またはそれ以上に配置することが好ましい。基準マーク5を2箇所またはそれ以上配置することで、多層膜マスクブランクスMBの回転ずれを測定でき、その修正や補正が可能となる。ただし、基準マーク5の配置個数があまり多すぎても基準座標の設定が難しくなるので、本実施の形態では基準マーク5が2つの角部近傍に1個ずつ、合計2箇所に配置されている。特に限定されないが、基準マーク5の平面寸法は、例えば200〜2000nm程度である。
【0022】
続いて、その基準マーク5を用いて多層膜マスクブランクスMBとマスク検査装置4との位置合わせを行なった後(ステップ100b)、まず低倍率(例えば30倍)の拡大検査光学系を設定し(ステップ100c)、多層膜マスクブランクスMBの多層膜2の形成面の全面を検査する(ステップ100d)。この際、マスクステージ4bを連続移動させて、検査光源の1パルスで1画像をセンサにとらえ、多層膜マスクブランクスMBの検査対象面を順次スキャンして、多層膜マスクブランクスMBの半導体集積回路パターン形成領域を検査した。半導体集積回路パターン形成領域の大きさは、例えば100mm×130mm程度である。センサ4cは、例えば1000×1000のピクセルを有し、ピクセルサイズはマスク上換算で一辺が300nmである。したがって、検査光源の1パルス1画像で捉えられる領域は、例えば0.3mm×0.3mmである。この低倍率の検査は1時間程度で終了する。その際、欠陥と判断したピクセル位置から欠陥の存在候補位置を記憶する。
【0023】
次に、ステップ101で欠陥の存在候補位置(第1領域)があると判断した場合には、さらに以下のフローで再度検査する。すなわち、高倍率の拡大検査光学系に設定し(ステップ102a)、欠陥の存在候補位置にマスクステージ4bを移動して(ステップ102b)、その候補位置およびその周辺部のみ検査する(ステップ102c)。ここで、再度欠陥と判断したら(ステップ102d)、高分解能の座標系でその欠陥位置を記憶する(ステップ102e)。全ての欠陥の存在候補位置において、再度検査を行なって(ステップ102f)、欠陥存在位置の座標のテーブルを作成して(ステップ103)検査を終了する。ここでは、高倍率の拡大検査光学系の設定法として、150倍の光学系に切り替えたが、それに限られることなく、例えばセンサ面上にズーミングチューブを配置して、見かけ上の倍率を増大することもできる。1つのレンズ系で150倍の倍率設定は難しいが、ズーミングチューブでは光学像を電子的に拡大するので検査光学系に無理な倍率設定をさせずに光学像の倍率設定が可能となる。
【0024】
ここで、センサ4cの検出面上に捉えられる画像について説明する。図10(a),(b)は、異なるサイズの位相欠陥に対して得られる検査像の強度分布を示している(符号PI1、PI2)。図10(a),(b)の横軸は、センサで検出したマスク換算座標を示し、縦軸は光強度分布を示している。しかしながら、実際の検出信号は、センサ4cのピクセルサイズで捕らえられる。したがって、図11(a),(b)に示すように、高倍率の検査光学系を用い、例えば50nmのピクセルサイズ(PS1)で、例えば60nm程度の位相欠陥3の像を捕らえると、検出信号は、図11(c)に示すように、符号PI3,PI4のように得られる。また、図12(a),(b)に示すように、低倍率の検査光学系を用い、例えば200nmのピクセルサイズ(PS2)で、例えば60nm程度の位相欠陥3の像を捕らえると、検出信号は、図12(c)に示すように、符号PI5,PI6aのように得られる。
【0025】
以上のように、本実施の形態においては、多層膜マスクブランクスの欠陥検査を倍率の異なる検査系で検査する。すなわち、最初は、相対的に低い倍率で相対的に広い範囲を検査した後(第1検査ステップ)、その第1検査ステップで発見された欠陥存在候補の位置を今度は相対的に高い倍率で(すなわち詳細に)検査する(第2検査ステップ)。これにより、多層膜マスクブランクスMBの多層膜2の欠陥を簡便に検査できる。特に多層膜マスクブランクスMBのさまざまな欠陥を高感度かつ高速に検査することができ、さらに、欠陥の座標情報を正確に得られるようになる。
【0026】
(実施の形態2)
本実施の形態では、多層膜マスクの製造方法について、図13、図14および図15を用いて説明する。図13は、多層膜マスクの製造方法の流れの一例を示す図である。
【0027】
まず、これから製造したい多層膜マスクパターンの吸収体パターンデータを読み込む(ステップ200a)。次に、前記実施の形態1で述べた検査方法で検査された多層膜マスクブランクスの欠陥の位置情報を読み込む(ステップ200b)。実際の多層膜マスクブランクスの欠陥の数は高々数10個程度であり、製造技術の向上により、数個以下にまで低減されている。次に、ステップ200cで、吸収体パターンの形成位置と、記憶されている全ての欠陥位置とを比較する。ここで、多層膜欠陥の全てが吸収体パターンで覆われれば、多層膜欠陥は事実上欠陥ではなくなる。また、微細な位相欠陥は、吸収体の存在しない広い多層膜反射面上に孤立して存在すれば、これも欠陥ではなくなる。全ての欠陥位置に対して、上記の比較を行ない、例えば、吸収体パターン全体をシフトすれば事実上欠陥がなくなるようなシフト量を求める。このシフト量が求められたら、ステップ200dにおいて、吸収体パターンの形成を行ない、多層膜マスクを製造する。吸収体パターンの形成には電子線描画工程を含むが、前記シフト量を考慮した描画位置を定めるに当たり、先に述べた多層膜マスクブランクスMBの基準マーク5(図8および図9参照)を用いれば良い。一方、ステップ200cで全ての欠陥が遮光パターンの位置となり得ないとされた場合は、多層膜マスクブランクスを修正または修正不可能であれば破棄する(ステップ201)。
【0028】
図14は、多層膜マスクブランクスMB上の基準マーク5と、検出された位相欠陥3と、半導体集積回路装置のパターン領域CAと位置合わせパターン7とを示している。位置合わせパターン7は、多層マスクをEUV露光装置に載置する際に、多層マスクとEUV露光装置との位置合わせを行うのに用いるパターンである。図15は、多層膜マスクに形成された吸収体パターン8aと、多層膜欠陥3との位置関係を示す図であり、同図(a)は、多層膜マスクのマスクパターンを転写すると欠陥の影響が出てくる場合である。この場合、ウエハ上では隣接パターン間に短絡不良が発生する場合がある。図15(a)には互いに隣接する吸収体パターン8aの比較的狭い隣接間に位相欠陥3が位置している場合が例示されている。しかし、吸収体パターン8aの形成位置をシフトさせて図15(b)、(c)のようにすれば、多層膜マスク上の位相欠陥3が転写されないようにできるので、その多層膜マスクを実質上良品マスクとすることができる。図15(b)には位相欠陥3が吸収体パターン8aの領域内に包含され、また、図15(c)には位相欠陥3が吸収体パターン8aから離れて一つだけ孤立して配置されている場合がそれぞれ例示されている。特に、コンタクトホールやスルーホール等のようなホールパターンを転写するためのマスクを製造する場合には、吸収体パターン領域の割合が大きく、欠陥を吸収体パターン8aの領域内に包含させて隠すことができるので、この方法によるマスクブランクスの歩留まり向上の効果が極めて大きい。
【0029】
このように吸収体パターン8aの形成位置をシフタさせた場合(例えば多層膜マスクの半導体集積回路装置のパターン領域CA全体の位置を本来の位置からずらした場合)は、そのシフト量を記憶しておく。そして、その多層膜マスクを用いた露光処理によりウエハに所望のパターンを転写する際には、上記吸収体パターン8aのシフト量を加味してウエハ上にパターンを露光する。すなわち、多層膜マスクの位置合わせパターンを用いて位置合わせされたウエハと多層膜マスクとの設計上正しいとされる相対位置から上記吸収体パターン8aのシフト量だけウエハの位置をずらした状態で露光処理を行う。これにより、多層膜マスク上のパターンをウエハ上に位置合わせ良く転写することができる。
【0030】
次に、本実施の形態の反射型の多層膜マスクの製造方法の一例を説明する。図16(a)〜(e)は、本実施の形態の多層膜マスクの製造工程中における要部断面図である。まず、図16(a)に示すように、高い反射率を得るために粗さがほとんどない超平滑基板1を準備し、その上に図16(b)に示すように多層膜2を形成する。この超平滑基板1に多層膜2を形成したものを一般に多層膜ブランクマスクまたは多層膜ブランクスと呼ぶ。多層膜2の形成には通常、イオンビームスパッタリング蒸着法、マグネトロンスパッタリング蒸着法等の物理的蒸着法や化学気相成長蒸着法(CVD:Chemical Vapor Deposition)や原子層成長法(ALE:Atomic Layer Epitaxy)が用いられる。多層膜マスクブランクスの主面は、その全面が鏡面になっていることが好ましく、多層膜2の形成により入射されたEUV光の60〜70%またはそれ以上を反射するように形成されている。次に、図16(c)に示すように、多層膜2上にバッファ層9を挟んで、反射型マスクの非反射部となる吸収体8を形成する。吸収体8の形成には通常、多層膜2の形成と同様にイオンビームスパッタリング蒸着法、マグネトロンスパッタリング蒸着法等の物理的蒸着法や化学気相成長蒸着法(CVD)などが用いられる。吸収体8の材料としては、例えばタングステン(W)、タンタル(Ta)、金(Au)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、ゲルマニウム(Ge)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)等のような金属、半金属、半導体材料の単体もしくは化合物が用いられる。その後、吸収体8をパターニングし、所望の吸収体パターンを形成するため、前記吸収体8の上にレジスト膜Rを形成し、i線露光(λ=365nm)、KrFエキシマレーザ露光(λ=248nm)、電子線ビーム描画、等倍露光X線、イオンビーム露光、EUV露光等によるリソグラフィ技術により、図16(d)に示すように、レジスト膜Rのパターンを形成する。最後に、レジスト膜Rのパターンをマスクとして吸収体8を反応性イオンエッチングなどにより加工し、レジスト膜Rを除去して、図16(e)に示すように吸収体パターン8aを形成し、多層膜マスクMを製造する。
【0031】
以上のように、本実施の形態のマスク製造方法を採用すれば、吸収体パターン8aと位相欠陥3との位置関係を操作することにより、多層膜マスクの歩留まりを向上させることができ、その結果として、低コストのマスクを供給することができる。また、その多層膜マスクを用いた露光処理では、多層膜マスクとウエハとの相対平面位置に吸収体パターン8aのシフト量を加味させることにより、多層膜マスクのパターンをウエハ上に位置合わせ良く形成できる。このため、半導体集積回路装置の性能、信頼性および歩留まりを向上させることが可能となる。また、多層膜マスクのコスト低減により、高い性能が要求される半導体集積回路装置のコスト低減を推進できる。
【0032】
(実施の形態3)
本実施の形態においては前記した多層膜マスクを用いた半導体集積回路装置の製造方法について説明する。この説明に先立って、多層膜マスクを用いてパターンを半導体基板上に転写する際に用いるEUV露光装置について詳細に説明する。
【0033】
ここで用いた露光装置は、例えば波長13.5nmの極紫外線(EUV光)を露光光とする縮小投影露光装置である。その一例を図17に示す。露光装置10は、EUV光を発する光源10a、マスクステージ10b、投影光学系10c、ウエハステージ10d等を有している。多層膜マスクMをマスクステージ10b上に、ウエハ11Wをウエハステージ10d上にそれぞれ載置し、多層膜マスクM上のマスクパターンをウエハ11Wに転写する。多層膜マスクMは、その主面の多層膜2と吸収体パターンとが投影光学系10cを向くように載置されている。また、ウエハ11Wは、その主面に堆積されているレジスト膜が投影光学系10cを向くように配置されている。光源10aから放射されたEUV光は多層膜マスクMの多層膜2および吸収体パターン8aの形成面に照射され、そこで反射された光は投影光学系10cを介してウエハ11Wの主面(レジスト堆積面)に照射されるようになっている。露光方法としては、例えばステップ・アンド・スキャニング露光方法を採用した。マスクステージ10b上の多層膜マスクMは、転写を所望するパターンの種類に応じて適宜交換する。マスクステージ10bの位置制御は、駆動系10eによって行われている。また、ウエハステージ10dの位置制御は、駆動系10fによって行われている。駆動系10e,10fは、主制御系10gからの制御命令に応じて駆動される。多層膜マスクMの位置は、マスクステージ10bに固定されたミラー10h1の位置をレーザ測長器10h2によって検出することで得られる。同様に、ウエハ11Wの位置は、ウエハステージ10dに固定されたミラー10i1の位置をレーザ測長器10i2によって検出することで得られる。そこで得られた位置情報は、主制御系10gに伝送される。主制御系10gでは、その情報に基づいて駆動系10e,10fを駆動し、多層膜マスクMとウエハ11Wを同期してスキャンさせる。なお、多層膜マスクM上の限定された領域のパターンを転写することができ、特に、マスク基板(超平滑基板1)の中心に対して吸収体パターン8aの中心位置がシフトしている多層膜マスクMについても、そのシフト量を入力値として、適宜転写位置をずらすことができる。
【0034】
次に、本実施の形態の半導体集積回路装置の製造方法の一例を説明する。図18は2入力のNANDゲート回路NDを表わし、図18の(a)はシンボル図、(b)はその回路図、(c)はレイアウト平面を示す。図18(a),(b)の符号I1,I2は入力端子、QpはpMIS、QnはnMISを示している。図18(c)において、一点鎖線で囲まれた部分は単位セルUCであり、pウエルPW表面のn型の半導体領域15nに形成された2個のnMIS部Qnと、nウエルNW表面のp型の半導体領域15p上に形成された2個のpMIS部Qpとを有する構成とされる。符号16GはpMISQpおよびnMISQnの共通のゲート電極、符号17L1は第1層配線、符号17L2は第2層配線、符号CNTは第1層配線17L1と半導体領域15p,15nおよびゲート電極16Gとを接続するコンタクトホール、符号THは第1層配線17L1と第2層配線17L2とを接続するスルーホールをそれぞれ示している。
【0035】
この構造を作製するために、図19に示すようなマスクNM1〜NM3および多層膜マスクM1〜M3を繰り返し用いた。このうち、マスクNM1〜NM3は通常の光リソグラフィ用のマスクであり、透明な合成石英ガラス等からなるマスク基板の主面にクロム膜等による遮光部が配置されている。図19中の符号20a,20b,20cは光透過部、21a,21b,21cはクロム膜等による遮光部である。一方、多層膜マスクM1〜M3は前記実施の形態1,2で説明したEUVリソグラフィ用のマスクであり、符号の22a,22b,22cは多層膜2によるEUV光反射部、符号の23a,23b,23cは吸収体8が存在するEUV光吸収部である。
【0036】
次に、図19のマスクNM1〜NM3および多層膜マスクM1〜M3を用いた図18の半導体集積回路装置の製造方法の一例を説明する。最初に、図18の半導体集積回路装置のpMISQpおよびnMISQnの形成工程までを図18(c)のA3−A3の破線に沿った断面図を想定した図20および図21により説明する。図20(a)に示すように、ウエハ11Wを構成するp型のシリコン単結晶からなる半導体基板(以下、基板という)11Sの主面(デバイス形成面)上に、例えばシリコン酸化膜からなる絶縁膜25aを酸化法によって形成した後、その上に例えばシリコン窒化膜からなる絶縁膜26aをCVD(Chemical Vapor Deposition)法によって堆積し、更にその上にレジスト膜R1を堆積する。続いて、図20(b)に示すように、前記通常の光透過型のマスクNM1を用いて露光現像処理を行なってレジスト膜R1のパターンを形成する。ここでは、露光光として、i線(λ=365nm)、フッ化クリプトン(KrF)エキシマレーザ光(λ=248nm)、フッ化アルゴン(ArF)エキシマレーザ光(λ=193nm)またはフッ素(F)レーザ光(λ=157nm)等を用いる。その後、図20(c)に示すように、レジスト膜R1のパターンをエッチングマスクとしてそこから露出する絶縁膜26a,25aおよび基板11Sを順に除去し、更にレジスト膜R1を除去してウエハ11W表面に浅い溝27を形成する。次いで、図20(d)に示すように、ウエハ11Wの主面上に、例えば酸化シリコンからなる絶縁膜25bをCVD法等によって堆積した後、これに対して、例えば化学機械研磨法(CMP:Chemical Mechanical Polishing)等によって平坦化処理を施すことにより、図20(e)に示すように、ウエハ11Wの主面に最終的に素子分離構造SGを形成する。本実施の形態では、素子分離構造SGを溝型分離構造としたが、これに限定されることなく、例えばLOCOS(Local Oxidization of Silicon)法によるフィールド絶縁膜で構成しても良い。
【0037】
次いで、図21(a)に示すように、前記通常の光透過型のマスクNM2を用いて露光現像を行なってレジスト膜R2のパターンをウエハ11Wの主面上に形成する。nウエルNWを形成すべき領域が露出されるので、例えばリン(P)またはヒ素(As)等を基板11Sにイオン注入してnウエルNWを形成する。同様に、図21(b)に示すように、前記通常の光透過型のマスクNM3によりレジスト膜R3のパターンを形成後、例えばホウ素等をイオン注入してpウエルPWを形成する。その後、図21(c)に示すように、酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜28を熱酸化法によって厚さ3nm程度形成し、さらにその上に多結晶シリコン等からなる導体膜16をCVD法等によって堆積する。続いて、ウエハ11Wの主面にレジスト膜を塗布した後、図21(d)に示すように、多層膜マスクM1を用いてレジスト膜R4のパターンをウエハ11Wの主面上に形成し、そのレジスト膜R4のパターンをエッチングマスクとしてそこから露出する導体膜16をエッチングする。その後、レジスト膜R4のパターンを除去して、ゲート絶縁膜28およびゲート電極16Gを形成した。多層膜マスクM1を用いた露光処理に際しては、露光光として、上記したEUV光(例えばλ=13.5nm)を用いた。また、マスクM1は、そのパターン群の中心が、位相欠陥を避けて超平滑基板1の主面中心よりX方向(所定の方向)に200μm程度だけずらして電子線描画されているものを使用した。そこで、その200μm程度のシフト量をEUV光を露光光とする露光装置の露光制御部に入力して、マスクM1とウエハ11Wとの相対的な位置を補正して露光した。その後、図21(e)に示すように、ソースやドレイン領域、配線層としても機能するnMISQn用の高不純物濃度のn型の半導体領域15nと、pMISQp用の高不純物濃度のp型の半導体領域15pとを、それぞれ別々のレジストパターンをマスクにして、イオン打ち込みや拡散法により、ゲート電極16Gに対して自己整合的に形成した。
【0038】
次に、図19(e),(f)に示した多層膜マスクM2,M3を用いて2入力のNANDゲートの製造例を引き続き説明する。図22(a)〜(e)は、図21に続く半導体集積回路装置の製造工程における図18(c)に示したA3−A3の破線に沿った断面図であり、配線形成工程を示している。まず、図22(a)に示すように、ウエハ11Wの主面上に、上記2個のnMISQnや2個のpMISQp等を覆うように、例えばリンがドープされた酸化シリコン膜からなる層間用の絶縁膜25cをCVD法で堆積する。続いて、図22(b)に示すように、ウエハ11Wの主面上にレジスト膜R3を塗布し、多層膜マスクM2を用いてレジスト膜R3のパターンを形成した後、図22(c)に示すように、エッチング処理によりコンタクトホールCNTを形成する。レジスト膜R3のパターンを除去した後、例えばアルミニウムやアルミニウム合金等または銅等の金属膜17をウエハ11Wの主面上に堆積するとともにコンタクトホールCNT内に上記金属を埋め込む。続いて、図22(d)に示すように、ウエハ11Wの主面上にレジスト膜R4を塗布し、図19(f)に示した多層膜マスクM3を用いてレジスト膜R4のパターンを形成した後、エッチング処理により第1層配線17L1を形成した。以後、ウエハ11W上に層間用の絶縁膜25dを堆積し、その絶縁膜25dに他のマスク(図示せず)を用いてスルーホールTHを形成し、さらに、第1層配線17L1と同様にして上層の第2層配線17L2を形成した。このようにして配線を適宜選択することにより2入力のNANDゲート群を製作した。ここで、配線の形状をかえれば、例えばNORゲート回路等、他の回路を形成できることは言うまでもない。素子間の結線も類似の工程を必要な分だけ繰り返したパターン形成により行ない、半導体集積回路装置を製造した。多層膜マスクM2のパターンは、吸収体の領域の割合が多いので、パターン群の中心と超平滑基板1の主面中心とを一致させても位相欠陥を避けることができている。しかし、多層膜マスクM3では、位相欠陥を避けるために、パターン群の中心が超平滑基板1の主面中心からY方向(図19の上または下方向)に100μmだけずらして描画形成されていた。そこで、EUV光用の露光装置で露光する際にY方向の位置補正して露光した。素子間の結線も類似の工程を必要な分だけ繰り返したパターン形成により行ない、半導体集積回路装置を製造した。
【0039】
以上、本実施の形態の方法を適用することにより、EUVリソグラフィを活用するに際しては、信頼性が高く低コストの多層膜マスクを用いて、半導体集積回路装置の製造方法を製造できるようになった。また、相対的に微細ではないパターン形成に際しては通常の光透過型のマスクを用い、相対的に微細なパターン形成に際しては反射型の多層膜マスクを用いることにより、全てのパターンを多層膜マスクで形成するのに比べて半導体集積回路装置の製造におけるコストを低減できる。また、全てのマスクを多層膜マスクとする場合に比べて、半導体集積回路装置の製造に必要な全マスクの製造時間を短縮できるので、半導体集積回路装置の製造時間を短縮できる。
【0040】
(実施の形態4)
図23〜図25を用いて、本実施の形態のマスク製造方法の他の例を説明する。図23は、前記実施の形態2に示したマスク製造方法で製造した多層膜マスクを準備し(ステップ300a)、そのマスクの検査と修正を行なう工程を示す。続くステップ300bでは、前記の多層膜マスクの吸収体パターンの輪郭欠陥等を、例えば深紫外光(λ=248〜266nm)を検査光として用いる通常のマスクパターン検査方法で検査し、欠陥部と判定した部分の座標を記憶する。続くステップ300cにおいて、前記記憶した座標における吸収体パターンの欠陥をFIB(Focused Ion Beam)等で修正する。
【0041】
修正が終了した多層膜マスクを、図24に示す検査フローで再確認した。すなわち、欠陥を修正した座標を逐次読み出し、マスクステージをその座標位置に移動させて明視野検出光学系で拡大投影像を捕らえた(ステップ400a)。明視野検出光学系の一例を図25に示す。ここでは、シュバルツシルド光学系のうち多層膜反射鏡Lc、Ldを用い、明視野像を形成するEUV光BMbをセンサ4c上に集光させて像を捕らえた。この像は、丁度マスクパターンをEUV光用の露光装置を用いて転写したときの転写像と同様の像が得られる。この検査像から欠陥修正の確認を行ない(図24のステップ400b)、全ての修正位置を確認したら(ステップ400d)、検査終了とする。また、修正が不充分な場合はその座標を再度記録し(ステップ400c)、再度修正工程を通すようにする。
【0042】
以上の方法により、欠陥修正の確認を確実に行ない、信頼性の高い多層膜マスクMを製造することができる。
【0043】
以上ような本実施の形態のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下の通りである。すなわち、多層膜マスクブランクスMBの検査および製造において、本実施の形態の多層膜マスクブランクスの検査方法,検査装置およびマスク製造方法を適用することによって、EUV光用の反射型の多層膜マスクMに存在する位相の変化をもたらす欠陥を短時間で検査できる。また、欠陥位置情報を多層膜マスクM上の吸収体パターン8aの形成に反映させることにより、多層膜マスクブランクスMBおよび反射型の多層膜マスクMの歩留まり向上と低コストが可能となる。また、半導体集積回路装置の製造方法を用いることにより、信頼性の高い高集積半導体デバイスを、欠陥のない低コストEUV光用の反射型の多層膜マスクMを用いて歩留まり高く製造することができる。
【0044】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0045】
例えば本実施の形態では露光光であるEUV光として波長が13.5nmのものを示したが、これに限定されるものではなく種々変更可能であり、例えば波長が5〜20nm好ましくは波長が11〜14nmの光、特に波長が11nmや13.4nmの光を使用する場合にも適用できる。もちろん、反射型の多層膜マスクを用いる露光処理であれば適用可能であり、波長が100nm未満の紫外線の短波長端領域の光を用いる場合でも本発明の原理を適用することは同様に可能である。
【0046】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野であるNAND回路を有する半導体集積回路装置の製造方法に適用した場合について説明したが、それに限定されるものではなく、例えばSRAM(Static Random Access Memory)またはフラッシュメモリ(EEPROM;Electric Erasable Programmable Read Only Memory)等のようなメモリ回路を有する半導体集積回路装置、マイクロプロセッサ等のような論理回路を有する半導体集積回路装置あるいは上記メモリ回路と論理回路とを同一半導体基板に設けている混載型の半導体集積回路装置等、他の半導体集積回路装置の製造方法にも適用できる。本発明は、液晶装置、電子装置またはマイクロマシン等の製造工程において、マスクを用いた露光処理によるパターン転写技術にも適用可能である。
【0047】
【発明の効果】
本願によって開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下の通りである。
【0048】
すなわち、多層膜マスクブランクスの欠陥検査において、最初は、相対的に低い倍率で相対的に広い範囲を検査した後、その検査ステップで発見された欠陥存在候補の位置を今度は相対的に高い倍率でに検査することにより、反射型マスクの多層膜中の欠陥を簡便に検査することが可能となる。
【0049】
また、多層膜マスクブランクスに吸収体パターンを形成する際に、多層膜マスクブランクスで発見された欠陥が露光処理時に欠陥として転写されないように吸収体パターンの配置をシフトすることにより、多層膜構造を有する反射型マスクを高い歩留まりで製造することができる。
【0050】
さらに、多層膜構造を有する反射型マスクの信頼性を向上させることができるので、それを用いて製造された半導体集積回路装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は多層膜マスクブランクスの要部平面図、(b)は(a)のA1−A1線の断面図である。
【図2】本発明の一実施の形態であるマスクの製造方法で用いるマスク検査装置の構成例の説明図である。
【図3】図2の極紫外光源の説明図である。
【図4】図2の投影光学系の説明図である。
【図5】図2の投影光学系の変形例の説明図であり、(a)は光学系の説明図、(b)は結像領域の説明図である。
【図6】図2の投影光学系の変形例の説明図である。
【図7】本発明の一実施の形態であるマスクの製造方法におけるマスク検査方法のフローの説明図である。
【図8】検査対象の多層膜マスクブランクスの一例の全体平面図である。
【図9】(a)は図8の基準マークの部分の要部平面図、(b)は(a)のA2−A2線の断面図である。
【図10】(a),(b)は、異なるサイズの位相欠陥に対して得られる検査像の強度分布のグラフ図である。
【図11】(a),(b)は高倍率センサで捕らえられた欠陥の様子を示す説明図、(c)は高倍率センサで捕らえられた欠陥の検出画像の強度分布のグラフ図である。
【図12】(a),(b)は低倍率センサで捕らえられた欠陥の様子を示す説明図、(c)は低倍率センサで捕らえられた欠陥の検出画像の強度分布のグラフ図である。
【図13】本発明の一実施の形態であるマスクの製造方法の流れの一例の説明図である。
【図14】本発明の一実施の形態であるマスクブランクスの全体平面図である。
【図15】(a)〜(c)は、多層膜マスクに形成された吸収体パターンと、多層膜欠陥との位置関係を示す説明図である。
【図16】(a)〜(e)は、本発明の一実施の形態の多層膜マスクの製造工程中における要部断面図である。
【図17】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造方法で用いる露光装置の一例の説明図である。
【図18】(a)は本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の一部であるNAND回路のシンボル図、(b)は(a)のNAND回路の回路図、(c)は(a)のNAND回路のレイアウト平面の平面図である。
【図19】(a)〜(f)は図18の半導体集積回路装置を製造するのに用いたマスクの平面図である。
【図20】(a)〜(e)は本発明の一実施の形態である半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図21】(a)〜(e)は図20に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図22】(a)〜(e)は図21に続く半導体集積回路装置の製造工程中の要部断面図である。
【図23】本発明の他の実施の形態であるマスクの製造方法における欠陥検査と検査修正の流れを示すフロー図である。
【図24】本発明の他の実施の形態であるマスクの製造方法における欠陥修正後の確認の流れを示すフロー図である。
【図25】本発明の他の実施の形態であるマスクの製造方法におけるマスク検査のための明視野検出光学系の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
1 超平滑基板
2 多層膜
3 位相欠陥
4 マスク検査装置
4a 光源
4a1 レーザ光源
4a2 パルスレーザビーム
4a3 レンズ
4a4 ターゲット
4a5 プラズマ光源
4a6 捕集鏡
4b マスクステージ
4c センサ
4d 欠陥位置記憶部
4e 主制御系
4f ミラー
4g ミラー
4h レーザ測長器
4i 駆動系
4j 光源
4k センサ
4m アパーチャ
4n 光学系制御手段
4p アライメントスコープ
5 基準マーク
6 凹部
7 位置合わせパターン
8 吸収体
8a 吸収体パターン
9 バッファ層
10 露光装置
10a 光源
10b マスクステージ
10c 投影光学系
10d ウエハステージ
10e 駆動系
10f 駆動系
10g 主制御系
10h1 ミラー
10h2 レーザ測長器
10i1 ミラー
10i2 レーザ測長器
11W ウエハ
11S 半導体基板
15n,15p 半導体領域
16 導体膜
16G ゲート電極
17 金属膜
17L1 第1層配線
17L2 第2層配線
20a,20b,20c 光透過部
21a,21b,21c 遮光部
22a,22b,22c EUV光反射部
23a,23b,23c EUV光吸収部
25a〜25d 絶縁膜
26a 絶縁膜
27 溝
28 ゲート絶縁膜
MB 多層膜マスクブランクス
L 投影光学系
La 凹面鏡
Lb 凸面鏡
Lc,Ld 多層膜反射鏡
BM,BMa,BMb 極紫外光
PS1,PS2 ピクセルサイズ
CA パターン領域
R レジスト膜
R1〜R4 レジスト膜
M,M1,M2,M3 多層膜マスク
NM1〜NM3 マスク
I1,I2 入力端子
UC 単位セル
PW pウエル
NW nウエル
ND NANDゲート回路
SG 素子分離構造
Qp pチャネル型のMIS・FET
Qn nチャネル型のMIS・FET
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a mask manufacturing technique, and particularly, to inspect a reflection type master such as a mask (including a reticle) used for pattern exposure transfer using exposure light having a short wavelength such as extreme ultraviolet light or X-ray. It relates to technology that is effective when applied to
[0002]
[Prior art]
In the manufacture of a semiconductor integrated circuit device (LSI: Large Scale Integrated circuit), a lithography technique for forming a fine pattern on a wafer is important. In this lithography technique, a so-called optical reduction projection exposure method in which a pattern formed on a mask is repeatedly transferred onto a wafer via a reduction projection optical system is mainly used. In this exposure method, generally, exposure light in the ultraviolet region, for example, i-line (wavelength λ = 365 nm) of a mercury lamp, KrF excimer laser (λ = 248 nm), and further, ArF excimer laser (λ = 193 nm) are used. As a mask for pattern projection, a so-called transmissive mask that forms a desired pattern using a transparent glass substrate transmitting portion of exposure light and a light blocking portion made of a chrome film or the like is used.
[0003]
However, in the reduction projection exposure method using the above-mentioned ultraviolet light, the resolution reaches near the diffraction limit of light, and in order to achieve higher resolution, light having a shorter wavelength needs to be used as exposure light. Is coming. Therefore, a lithography technique using extreme ultraviolet (EUV) light as the exposure light is promising. This is described in, for example, Japanese Journal of Applied Physics, 1991, 30, No. 11B, page 3051. Since EUV light has extremely low transmittance in all glass materials, all projection optical systems and masks have to be multilayer reflective surfaces. The mask forms a multilayer film on the surface of the substrate and is used as a reflection surface of EUV light. By forming an absorber that does not reflect EUV light on the multilayer film, or by removing a part of the multilayer film so that EUV light is not reflected, a reflecting portion of the multilayer film and the absorber or the multilayer can be used. A desired pattern is formed by the non-reflection part by the film removal part.
[0004]
By the way, when various defects such as chipping of a pattern and adhesion to a transmissive portion occur in a mask, the defects are reflected in a projection image obtained by exposure. Therefore, it is necessary to inspect the presence or absence of a defect after manufacturing the mask, and to correct the defect if any. If the defect cannot be corrected, it will be a defective product. In the transmission type mask having the chrome light-shielding film or the like, the defect inspection can be performed relatively easily because the transparent and opaque portions with respect to the exposure light, ultraviolet light, and the like may be examined. However, in a reflective multilayer mask using EUV light as exposure light, in addition to miniaturization of the defect size to be inspected and a decrease in contrast of reflected light from the mask pattern, etc., currently used inspection by ultraviolet rays or the like is not possible. It is not always easy to implement. Further, in the multilayer film of the reflection type mask, as the number of multilayer films to be stacked increases, the possibility that a defect occurs in the film increases. In a reflective mask manufactured from a mask blank having a defect in the multilayer film, the reflectance is lowered or a phase change occurs at the defective portion, and a desired pattern cannot be transferred.
[0005]
With respect to defect inspection of a multilayer film of a reflection type mask, an inspection apparatus using a so-called X-ray microscope is disclosed, for example, in JP-A-6-349715. In addition, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-318330, an inspection apparatus that scans an object to be inspected with a laser beam of visible light or ultraviolet light, causes light scattering, and checks a light scattering state to find a defect. It has been disclosed. Further, as disclosed in, for example, JP-A-11-354404, a method of inspecting a multilayer defect by forming a peelable pattern on a multilayer mask and actually performing pattern transfer and inspecting the pattern is disclosed. Have been.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, for example, the defect inspection apparatus using an X-ray microscope described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-349715 examines only the reflectance of the multilayer film, so that it is not possible to detect all defects that cause a phase change. Can not. In addition, for example, an inspection apparatus that scans a laser beam described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-318330 to cause light scattering and examines a light scattering state also detects EUV light because it detects only a change in the external shape of the reflective mask surface. There is a problem that it is not possible to detect all of the defects that cause a phase change in. Further, for example, the inspection method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-354404 can detect a phase defect, but requires a step of actually performing pattern transfer, and is complicated as an inspection. In addition, in any of the inspection methods, when a defect that is difficult to correct is detected, the defect is treated as a defective product even if it is a minute-sized defect.
[0007]
An object of the present invention is to provide a technique capable of easily inspecting a defect in a multilayer film of a reflective mask.
[0008]
Another object of the present invention is to provide a technique capable of manufacturing a reflective mask having a multilayer structure at a high yield.
[0009]
Still another object of the present invention is to provide a technique capable of improving the reliability of a semiconductor integrated circuit device manufactured using a reflective mask having a multilayer structure.
[0010]
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The following is a brief description of an outline of typical inventions disclosed in the present application.
[0012]
That is, in the present invention, in the defect inspection of the multilayer mask blanks, first, after inspecting a relatively wide range at a relatively low magnification, the position of the defect existence candidate found in the inspection step is relatively determined this time. It has a step of inspecting at an extremely high magnification.
[0013]
Further, the present invention, when forming an absorber pattern on the multilayer mask blanks, a step of shifting and arranging the absorber pattern so that defects found in the multilayer mask blanks are not transferred as defects during exposure processing. Have
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the following embodiments, when necessary for the sake of convenience, the description will be made by dividing into a plurality of sections or embodiments, but unless otherwise specified, they are not unrelated to each other and one is the other. In some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like. Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, amount, range, etc.), a case where it is particularly specified, and a case where it is clearly limited to a specific number in principle, etc. However, the number is not limited to the specific number, and may be more than or less than the specific number. Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps, etc.) are not necessarily essential unless otherwise specified, and when it is deemed essential in principle. Needless to say. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, and the like of the constituent elements, the shapes are substantially the same unless otherwise specified and in cases where it is considered that it is not clearly apparent in principle. And the like. This is the same for the above numerical values and ranges. In all the drawings for describing the present embodiment, components having the same function are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof will be omitted. In the present embodiment, a MIS • FET (Metal Insulator Field Effect Transistor) representing a field effect transistor is abbreviated as MIS, a p-channel MIS • FET is abbreviated as pMIS, and an n-channel MIS • FET is referred to. Is abbreviated as nMIS. Further, in some drawings used in the present embodiment, hatching is used even in a plan view so as to make the drawings easy to see.
[0015]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0016]
(Embodiment 1)
First, a mask inspection technique according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing the multilayer mask blanks MB. FIG. 1A is a plan view of a main part of the multilayer mask blank MB, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line A1-A1 in FIG. The ultra-smooth substrate (mask substrate) 1 is made of, for example, quartz, silicon (Si), BK7, or the like, and its surface is in a mirror-like state with almost no roughness in order to obtain a high reflectance. On the surface of the ultra-smooth substrate 1, a multilayer film 2 that reflects EUV light is formed. The multilayer film 2 is configured by alternately stacking, for example, silicon (Si) and molybdenum (Mo) (all layers, for example, about 40 layers). This step is a step before forming the absorber pattern. FIG. 1 illustrates a case where fine irregularities are present on the surface of the ultra-smooth substrate 1, so that the irregularities on the surface remain even after the formation of the multilayer film 2, and these are present as phase defects 3. In the case of a mask blank of a normal mask using chrome as a light-shielding member, it is not necessary to form a multilayer film and no projection is formed, so that it is unnecessary to inspect the mirror surface of the mask blank. However, in the multi-layer mask, since the light having a wavelength of about 1/10 of the exposure light used in the normal mask is used, the size of the problematic defect becomes ten times as severe. From these viewpoints and the like, the multilayer mask blanks used in the production of the multilayer mask require the inspection of the surface state which was not required by the above-mentioned ordinary mask.
[0017]
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the mask inspection apparatus 4 of the present embodiment for detecting a defect in the multilayer mask blank MB. The mask inspection apparatus 4 includes a light source 4a that emits EUV light, a mask stage 4b, a projection optical system L, a two-dimensional array type sensor 4c, a defect position storage unit 4d, a main control system 4e, and the like. The multilayer mask blank MB to be inspected for defects is placed on the mask stage 4b, and EUV light BM having a wavelength of 13.5 nm emitted from the light source 4a is bent by the mirror 4f to a predetermined area of the multilayer mask blank MB. Irradiate. In the inspection, the same light as the exposure light is used. The reflected light from the multilayer mask blank MB is collected on the sensor 4c via the projection optical system L. The position of the multilayer mask blank MB to be inspected is determined by detecting the position of the mirror 4g fixed to the mask stage 4b by the laser length measuring device 4h. The position information obtained therefrom is transmitted to the main control system 4e. The main control system 4e drives the drive system 4i while monitoring the information, and moves the mask stage 4b. Further, the alignment of the surface of the multilayer mask blank MB in the focal direction is performed by irradiating the surface of the multilayer mask blank MB with laser light in an oblique direction from the light source 4j, and the reflected light always reaches a predetermined position of the sensor 4k. The mask stage 4b was controlled as described above. Further, a plurality of laser light sources and a plurality of sensors are used to simultaneously focus a plurality of points near the inspection region, thereby correcting a tilt error of the surface of the multilayer mask blank MB. The detected image focused on the two-dimensional array type sensor 4c and its processing will be described later. The main control system 4e determines whether the signal detected by the sensor 4c indicates a defect. Reference numeral 4m indicates an aperture, and reference numeral 4n indicates an optical system control unit that drives the aperture 4m. Reference numeral 4p indicates an alignment scope for adjusting the irradiation position of the EUV light BM. Further, reference numeral BMa indicates a convergent beam obtained by blocking specular reflection light out of the reflected light from the multilayer mask blank MB and transmitting only the spread reflected light through the projection optical system L.
[0018]
FIG. 3 shows an explanatory diagram of the EUV light source of FIG. As shown in FIG. 3, a pulse laser beam 4a2 emitted from a laser light source 4a1 is applied to a target 4a4 via a lens 4a3 to generate a plasma light source 4a5. EUV light generated from the plasma light source 4a5 is collected by a collection mirror 4a6 having a multilayer film formed on the surface thereof, and EUV light BM for irradiation is generated. FIG. 4 is an explanatory diagram of the projection optical system of FIG. As the projection optical system L, a Schwarzschild imaging optical system which is a combination of a concave mirror La and a convex mirror Lb was used. In this optical system, a central portion does not contribute to image formation. Therefore, of the reflected light from the multilayer mask blank MB, the specularly reflected light is blocked, and only the spread reflected light passes through the projection optical system L to become a convergent beam BMa and is condensed on the light receiving surface of the sensor 4c. I do. If there is no defect on the surface of the multilayer mask blank MB, the specularly reflected light does not reach the sensor 4c. That is, it is a dark-field imaging optical system. Here, the optical system control unit 4n drives the aperture 4m to change the numerical aperture (NA) of the projection optical system L, or performs magnification conversion by replacing the optical system (not shown in detail). Has a function. That is, it is possible to select an imaging optical system having a different magnification by the optical system control unit 4n. For example, assuming that the size of the defect is about 30 nm, the scattered light caused by the defect has a spread of about 0.4 rad. Therefore, the numerical aperture (NA) of the Schwarzschild imaging optical system is set to 0.2 as a standard. However, the aperture range of the EUV light can be changed by the aperture 4m, which is a numerical aperture variable means, and the numerical aperture is substantially variable within a range of, for example, about 0.15 to 0.3.
[0019]
Such a Schwarzschild imaging optical system cannot make the area in which an image can be formed so large. Therefore, when an image formation area is particularly widened at a low magnification, a projection optical system L including four reflection mirrors, for example, as shown in FIG. The image forming area of the projection optical system L basically has a shape that draws an arc as shown by reference numeral D in FIG. 5B, but may be used as a surface of the sensor 4c as appropriate. FIG. 4 illustrates a case where the aperture 4m is interposed between the concave surface of the concave mirror La and the convex mirror Lb. In this case, high image forming properties can be obtained, but the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 6, a structure may be employed in which the concave mirror La is interposed between the concave mirror La and the sensor 4c, as shown in FIG. In this case, the assembly of the mask inspection device 4 can be facilitated.
[0020]
Next, details of the flow of the mask inspection method of the present embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, a detection process using a low-magnification projection optical system (up to steps 100a, 100b, 100c, 100d, and 101) and a local detection process using a high-magnification projection optical system (from step 102) are mainly described. Separated.
[0021]
First, a multilayer mask blank MB having a multilayer film 2 formed on an ultra-smooth substrate 1 made of, for example, quartz or BK7 is placed on a mask stage 4b (step 100a). FIG. 8 shows an overall plan view of the multilayer mask blank MB. Prior to the inspection, the multi-layer mask blank MB is provided with, for example, fiducial marks 5 in the vicinity of two corners around the multi-layer mask blank MB, for example. FIG. 9 illustrates a specific structure of the reference mark 5. 9A is a plan view of a main part of the reference mark 5 in FIG. 8, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line A2-A2 in FIG. 9A. On a part of the surface of the ultra-smooth substrate 1 constituting the multilayer mask blank MB, a fine width concave portion 6 is formed in advance by FIB (Focused Ion Beam) or the like, and an ordinary multilayer film is formed so as to cover the concave portion 6. By depositing 2, the reference mark 5 is formed in the recess 6 portion. FIG. 9 illustrates a case where two concave portions 6 are formed at one position. This concave portion 6 is recognized as a pattern portion having a large phase change when observed with EUV light. Therefore, hereinafter, the reference mark 5 is used as a reference for coordinates on the multilayer mask blank MB to define the coordinates of the defect to be detected. The reference mark 5 is designed to be capable of detecting a pattern from reflected light even when irradiated with an electron beam or visible light. Thereby, for example, when the absorber pattern is formed, the reference mark 5 and the defect can be detected by the electron beam. Further, the reference marks 5 are preferably arranged at two or more positions. By arranging the reference mark 5 at two or more positions, the rotational deviation of the multilayer mask blank MB can be measured, and its correction and correction can be performed. However, it is difficult to set the reference coordinates even if the number of the reference marks 5 is too large. Therefore, in the present embodiment, the reference marks 5 are arranged at two places, one near each of two corners. . Although not particularly limited, the plane size of the reference mark 5 is, for example, about 200 to 2000 nm.
[0022]
Subsequently, after the alignment between the multilayer mask blank MB and the mask inspection apparatus 4 is performed using the reference mark 5 (step 100b), first, an enlarged inspection optical system with a low magnification (for example, 30 times) is set ( In step 100c), the entire surface of the multilayer mask blanks MB on which the multilayer film 2 is formed is inspected (step 100d). At this time, the mask stage 4b is continuously moved, one image is captured by the sensor with one pulse of the inspection light source, the inspection target surface of the multilayer mask blank MB is sequentially scanned, and the semiconductor integrated circuit pattern of the multilayer mask blank MB is scanned. The formation area was inspected. The size of the semiconductor integrated circuit pattern formation region is, for example, about 100 mm × 130 mm. The sensor 4c has, for example, 1000 × 1000 pixels, and the pixel size is 300 nm on a side as converted on a mask. Therefore, the area captured by one image of one pulse of the inspection light source is, for example, 0.3 mm × 0.3 mm. This low magnification inspection is completed in about one hour. At this time, a defect candidate position is stored from the pixel position determined as a defect.
[0023]
Next, when it is determined in step 101 that there is a defect candidate position (first area), the inspection is performed again according to the following flow. That is, the magnification inspection optical system is set to a high magnification (step 102a), the mask stage 4b is moved to a defect candidate position (step 102b), and only the candidate position and its peripheral portion are inspected (step 102c). Here, if the defect is determined again (step 102d), the defect position is stored in a high-resolution coordinate system (step 102e). Inspection is performed again at all the defect candidate positions (step 102f), and a table of the coordinates of the defect position is created (step 103), and the inspection ends. Here, as a setting method of the high-magnification magnifying inspection optical system, the optical system was switched to a 150-magnification optical system. However, the present invention is not limited to this. For example, a zooming tube is arranged on the sensor surface to increase the apparent magnification. You can also. Although it is difficult to set a magnification of 150 times with one lens system, a zooming tube electronically enlarges an optical image, so that it is possible to set a magnification of an optical image without setting an unreasonable magnification in an inspection optical system.
[0024]
Here, an image captured on the detection surface of the sensor 4c will be described. FIGS. 10A and 10B show intensity distributions of inspection images obtained for phase defects having different sizes (reference signs PI1 and PI2). In FIGS. 10A and 10B, the horizontal axis represents the mask-converted coordinates detected by the sensor, and the vertical axis represents the light intensity distribution. However, the actual detection signal is captured by the pixel size of the sensor 4c. Therefore, as shown in FIGS. 11A and 11B, when an image of the phase defect 3 of, for example, about 60 nm is captured using a high-magnification inspection optical system with a pixel size (PS1) of, for example, 50 nm, a detection signal is generated. Are obtained as indicated by reference signs PI3 and PI4, as shown in FIG. As shown in FIGS. 12A and 12B, when an image of a phase defect 3 of, for example, about 60 nm is captured using a low-magnification inspection optical system with a pixel size (PS2) of, for example, 200 nm, a detection signal is generated. Are obtained as shown by symbols PI5 and PI6a as shown in FIG.
[0025]
As described above, in the present embodiment, the defect inspection of the multilayer mask blanks is performed by the inspection systems having different magnifications. That is, first, after inspecting a relatively wide range at a relatively low magnification (first inspection step), the position of the defect presence candidate found in the first inspection step is now determined at a relatively high magnification. Inspection (that is, in detail) (second inspection step). Thereby, the defect of the multilayer film 2 of the multilayer mask blank MB can be easily inspected. In particular, various defects of the multilayer mask blank MB can be inspected with high sensitivity and high speed, and the coordinate information of the defect can be obtained accurately.
[0026]
(Embodiment 2)
In this embodiment, a method for manufacturing a multilayer mask will be described with reference to FIGS. FIG. 13 is a diagram showing an example of the flow of the method of manufacturing a multilayer mask.
[0027]
First, the absorber pattern data of the multilayer mask pattern to be manufactured is read (step 200a). Next, the position information of the defect of the multilayer mask blank inspected by the inspection method described in the first embodiment is read (step 200b). The actual number of defects in the multilayer mask blanks is about several tens at most, and is reduced to several or less due to improvement in manufacturing technology. Next, in step 200c, the position where the absorber pattern is formed is compared with all the stored defect positions. Here, if all of the multilayer defects are covered with the absorber pattern, the multilayer defects are practically not defects. Further, if a fine phase defect is present in isolation on a wide multilayer film reflecting surface where no absorber is present, this is not a defect. The above-described comparison is performed for all the defect positions, and for example, a shift amount is obtained such that, if the entire absorber pattern is shifted, the defect is practically eliminated. When the shift amount is obtained, in step 200d, an absorber pattern is formed to manufacture a multilayer mask. The formation of the absorber pattern includes an electron beam lithography step. In determining the lithography position in consideration of the shift amount, the reference mark 5 (see FIGS. 8 and 9) of the multilayer mask blank MB described above is used. Good. On the other hand, if it is determined in step 200c that all the defects cannot be located at the position of the light-shielding pattern, the multilayer mask blank is corrected or discarded if correction is impossible (step 201).
[0028]
FIG. 14 shows the reference mark 5 on the multilayer mask blank MB, the detected phase defect 3, the pattern area CA and the alignment pattern 7 of the semiconductor integrated circuit device. The alignment pattern 7 is a pattern used for aligning the multilayer mask and the EUV exposure apparatus when placing the multilayer mask on the EUV exposure apparatus. FIG. 15 is a diagram showing the positional relationship between the absorber pattern 8a formed on the multilayer mask and the multilayer defect 3, and FIG. 15 (a) shows the effect of the defect when the mask pattern of the multilayer mask is transferred. Is the case that comes out. In this case, a short circuit may occur between adjacent patterns on the wafer. FIG. 15A illustrates a case where the phase defect 3 is located between relatively narrow adjacent absorber patterns 8a. However, if the position where the absorber pattern 8a is formed is shifted as shown in FIGS. 15B and 15C, the phase defect 3 on the multilayer mask can be prevented from being transferred. It can be a good quality mask. In FIG. 15B, the phase defect 3 is included in the region of the absorber pattern 8a, and in FIG. 15C, the phase defect 3 is arranged only one away from the absorber pattern 8a. Are respectively illustrated. In particular, when manufacturing a mask for transferring a hole pattern such as a contact hole or a through hole, the ratio of the absorber pattern region is large, and the defect is included in the absorber pattern 8a and hidden. Therefore, the effect of improving the yield of mask blanks by this method is extremely large.
[0029]
When the formation position of the absorber pattern 8a is shifted in this way (for example, when the position of the entire pattern area CA of the semiconductor integrated circuit device of the multilayer mask is shifted from the original position), the shift amount is stored. deep. Then, when a desired pattern is transferred to the wafer by exposure processing using the multilayer mask, the pattern is exposed on the wafer in consideration of the shift amount of the absorber pattern 8a. That is, exposure is performed in a state where the position of the wafer is shifted by the shift amount of the absorber pattern 8a from the relative position considered to be correct in design between the wafer and the multilayer mask that are aligned using the alignment pattern of the multilayer mask. Perform processing. Thus, the pattern on the multilayer mask can be transferred onto the wafer with good alignment.
[0030]
Next, an example of a method for manufacturing the reflective multilayer mask of the present embodiment will be described. FIGS. 16A to 16E are main-portion cross-sectional views of the multilayer mask of the present embodiment during the manufacturing process thereof. First, as shown in FIG. 16A, an ultra-smooth substrate 1 having almost no roughness is prepared to obtain a high reflectance, and a multilayer film 2 is formed thereon as shown in FIG. 16B. . What formed the multilayer film 2 on the ultra-smooth substrate 1 is generally called a multilayer blank mask or multilayer blanks. In general, the multilayer film 2 is formed by a physical vapor deposition method such as an ion beam sputtering vapor deposition method or a magnetron sputtering vapor deposition method, a chemical vapor deposition (CVD) method, or an atomic layer epitaxy (ALE). ) Is used. It is preferable that the entire surface of the multilayer mask blank is a mirror surface, and is formed so as to reflect 60 to 70% or more of the incident EUV light by forming the multilayer film 2. Next, as shown in FIG. 16C, an absorber 8 that is to be a non-reflective portion of the reflective mask is formed on the multilayer film 2 with the buffer layer 9 interposed therebetween. In the formation of the absorber 8, a physical vapor deposition method such as an ion beam sputtering vapor deposition method or a magnetron sputtering vapor deposition method or a chemical vapor deposition vapor deposition (CVD) method is used in the same manner as in the formation of the multilayer film 2. Examples of the material of the absorber 8 include tungsten (W), tantalum (Ta), gold (Au), chromium (Cr), titanium (Ti), germanium (Ge), nickel (Ni), and cobalt (Co). A simple substance or a compound of such a metal, semimetal, or semiconductor material is used. Thereafter, in order to pattern the absorber 8 and form a desired absorber pattern, a resist film R is formed on the absorber 8, and i-line exposure (λ = 365 nm) and KrF excimer laser exposure (λ = 248 nm) 16), a pattern of the resist film R is formed as shown in FIG. 16D by a lithography technique such as electron beam drawing, 1: 1 exposure X-ray, ion beam exposure, EUV exposure, or the like. Finally, the absorber 8 is processed by reactive ion etching or the like using the pattern of the resist film R as a mask, the resist film R is removed, and an absorber pattern 8a is formed as shown in FIG. The film mask M is manufactured.
[0031]
As described above, by employing the mask manufacturing method of the present embodiment, it is possible to improve the yield of the multilayer mask by manipulating the positional relationship between the absorber pattern 8a and the phase defect 3, and as a result, As a result, a low-cost mask can be supplied. In the exposure process using the multilayer mask, the pattern of the multilayer mask is formed on the wafer with good alignment by taking into account the shift amount of the absorber pattern 8a in the relative plane position between the multilayer mask and the wafer. it can. Therefore, the performance, reliability, and yield of the semiconductor integrated circuit device can be improved. Further, cost reduction of the multilayer film mask can promote cost reduction of a semiconductor integrated circuit device requiring high performance.
[0032]
(Embodiment 3)
In this embodiment, a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device using the above-described multilayer mask will be described. Prior to this description, an EUV exposure apparatus used for transferring a pattern onto a semiconductor substrate using a multilayer mask will be described in detail.
[0033]
The exposure apparatus used here is, for example, a reduction projection exposure apparatus that uses extreme ultraviolet light (EUV light) having a wavelength of 13.5 nm as exposure light. One example is shown in FIG. The exposure apparatus 10 includes a light source 10a that emits EUV light, a mask stage 10b, a projection optical system 10c, a wafer stage 10d, and the like. The multilayer mask M is placed on the mask stage 10b, and the wafer 11W is placed on the wafer stage 10d, and the mask pattern on the multilayer mask M is transferred to the wafer 11W. The multilayer mask M is placed so that the multilayer film 2 on its main surface and the absorber pattern face the projection optical system 10c. The wafer 11W is arranged so that the resist film deposited on the main surface thereof faces the projection optical system 10c. The EUV light emitted from the light source 10a is applied to the surface of the multilayer mask M on which the multilayer film 2 and the absorber pattern 8a are formed, and the light reflected therefrom passes through the projection optical system 10c to the main surface of the wafer 11W (resist deposition). Surface). As the exposure method, for example, a step-and-scan exposure method was adopted. The multilayer mask M on the mask stage 10b is appropriately replaced according to the type of pattern desired to be transferred. The position control of the mask stage 10b is performed by a drive system 10e. The position control of the wafer stage 10d is performed by a drive system 10f. The drive systems 10e and 10f are driven according to a control command from the main control system 10g. The position of the multilayer mask M is obtained by detecting the position of the mirror 10h1 fixed to the mask stage 10b by the laser length measuring device 10h2. Similarly, the position of the wafer 11W is obtained by detecting the position of the mirror 10i1 fixed to the wafer stage 10d by the laser length measuring device 10i2. The position information obtained therefrom is transmitted to the main control system 10g. The main control system 10g drives the drive systems 10e and 10f based on the information to scan the multilayer mask M and the wafer 11W synchronously. A pattern in a limited area on the multilayer mask M can be transferred. In particular, a multilayer film in which the center position of the absorber pattern 8a is shifted with respect to the center of the mask substrate (ultra-smooth substrate 1). The transfer position of the mask M can be appropriately shifted using the shift amount as an input value.
[0034]
Next, an example of a method for manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the present embodiment will be described. 18 shows a two-input NAND gate circuit ND. FIG. 18A shows a symbol diagram, FIG. 18B shows a circuit diagram thereof, and FIG. 18C shows a layout plane. In FIGS. 18A and 18B, reference numerals I1 and I2 indicate input terminals, Qp indicates pMIS, and Qn indicates nMIS. In FIG. 18C, a portion surrounded by a dashed line is a unit cell UC, and two nMIS portions Qn formed in the n-type semiconductor region 15n on the surface of the p well PW and a p cell on the surface of the n well NW. And two pMIS portions Qp formed on the semiconductor region 15p of the mold type. Reference numeral 16G is a common gate electrode of pMISQp and nMISQn, reference numeral 17L1 is a first layer wiring, reference numeral 17L2 is a second layer wiring, and reference numeral CNT is a connection between the first layer wiring 17L1 and the semiconductor regions 15p, 15n and the gate electrode 16G. A contact hole and a symbol TH indicate through holes for connecting the first layer wiring 17L1 and the second layer wiring 17L2, respectively.
[0035]
In order to fabricate this structure, masks NM1 to NM3 and multilayer masks M1 to M3 as shown in FIG. 19 were repeatedly used. Among them, the masks NM1 to NM3 are ordinary masks for photolithography, and a light shielding portion such as a chromium film is disposed on a main surface of a mask substrate made of transparent synthetic quartz glass or the like. In FIG. 19, reference numerals 20a, 20b, and 20c denote light transmitting portions, and reference numerals 21a, 21b, and 21c denote light shielding portions formed of a chrome film or the like. On the other hand, the multilayer film masks M1 to M3 are the masks for EUV lithography described in the first and second embodiments. Reference numerals 22a, 22b, and 22c denote EUV light reflecting portions of the multilayer film 2, and reference numerals 23a, 23b, and 23. Reference numeral 23c denotes an EUV light absorbing section in which the absorber 8 exists.
[0036]
Next, an example of a method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device of FIG. 18 using the masks NM1 to NM3 and the multilayer masks M1 to M3 of FIG. 19 will be described. First, the steps up to the step of forming the pMISQp and nMISQn of the semiconductor integrated circuit device of FIG. 18 will be described with reference to FIGS. 20 and 21 assuming a cross-sectional view taken along a broken line A3-A3 in FIG. As shown in FIG. 20A, an insulating layer made of, for example, a silicon oxide film is formed on a main surface (device forming surface) of a semiconductor substrate (hereinafter, referred to as a substrate) 11S made of a p-type silicon single crystal constituting the wafer 11W. After the film 25a is formed by an oxidation method, an insulating film 26a made of, for example, a silicon nitride film is deposited thereon by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, and a resist film R1 is further deposited thereon. Subsequently, as shown in FIG. 20B, an exposure and development process is performed using the normal light transmission type mask NM1 to form a pattern of the resist film R1. Here, i-line (λ = 365 nm), krypton fluoride (KrF) excimer laser light (λ = 248 nm), argon fluoride (ArF) excimer laser light (λ = 193 nm), or fluorine (F 2 ) A laser beam (λ = 157 nm) or the like is used. Thereafter, as shown in FIG. 20C, the insulating film 26a, 25a and the substrate 11S exposed from the resist film R1 are sequentially removed using the pattern of the resist film R1 as an etching mask. A shallow groove 27 is formed. Next, as shown in FIG. 20D, an insulating film 25b made of, for example, silicon oxide is deposited on the main surface of the wafer 11W by a CVD method or the like, and then, for example, a chemical mechanical polishing (CMP: By performing a planarization process by Chemical Mechanical Polishing or the like, an element isolation structure SG is finally formed on the main surface of the wafer 11W as shown in FIG. In the present embodiment, the element isolation structure SG is a groove-type isolation structure. However, the present invention is not limited to this. For example, the element isolation structure SG may be formed of a field insulating film by a LOCOS (Local Oxidation of Silicon) method.
[0037]
Next, as shown in FIG. 21A, exposure and development are performed using the normal light transmission type mask NM2 to form a pattern of the resist film R2 on the main surface of the wafer 11W. Since the region where the n-well NW is to be formed is exposed, for example, phosphorus (P) or arsenic (As) is ion-implanted into the substrate 11S to form the n-well NW. Similarly, as shown in FIG. 21B, after the pattern of the resist film R3 is formed by using the normal light transmission type mask NM3, for example, boron or the like is ion-implanted to form the p-well PW. Thereafter, as shown in FIG. 21C, a gate insulating film 28 made of a silicon oxide film is formed to a thickness of about 3 nm by a thermal oxidation method, and a conductive film 16 made of polycrystalline silicon or the like is further formed thereon by a CVD method or the like. Deposited by Subsequently, after a resist film is applied to the main surface of the wafer 11W, as shown in FIG. 21D, a pattern of the resist film R4 is formed on the main surface of the wafer 11W using a multilayer film mask M1, and Using the pattern of the resist film R4 as an etching mask, the conductor film 16 exposed therefrom is etched. After that, the pattern of the resist film R4 was removed to form the gate insulating film 28 and the gate electrode 16G. In the exposure processing using the multilayer mask M1, the above-mentioned EUV light (for example, λ = 13.5 nm) was used as exposure light. Further, the mask M1 used was one in which the center of the pattern group was drawn with an electron beam shifted by about 200 μm in the X direction (predetermined direction) from the center of the main surface of the ultra-smooth substrate 1 avoiding phase defects. . Therefore, the shift amount of about 200 μm was input to an exposure control unit of an exposure apparatus using EUV light as exposure light, and exposure was performed by correcting the relative position between the mask M1 and the wafer 11W. Thereafter, as shown in FIG. 21E, a high impurity concentration n-type semiconductor region 15n for nMISQn which also functions as a source and drain region and a wiring layer, and a high impurity concentration p-type semiconductor region for pMISQp 15p were formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 16G by ion implantation or diffusion using different resist patterns as masks.
[0038]
Next, an example of manufacturing a two-input NAND gate using the multilayer masks M2 and M3 shown in FIGS. FIGS. 22A to 22E are cross-sectional views taken along the broken line A3-A3 shown in FIG. 18C in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device following FIG. I have. First, as shown in FIG. 22A, an interlayer insulating film made of, for example, a phosphorus-doped silicon oxide film is formed on the main surface of the wafer 11W so as to cover the two nMISQn and the two pMISQp. An insulating film 25c is deposited by a CVD method. Subsequently, as shown in FIG. 22B, a resist film R3 is applied on the main surface of the wafer 11W, and a pattern of the resist film R3 is formed using the multilayer film mask M2. As shown, a contact hole CNT is formed by an etching process. After removing the pattern of the resist film R3, a metal film 17 of, for example, aluminum, an aluminum alloy, or copper is deposited on the main surface of the wafer 11W, and the metal is buried in the contact holes CNT. Subsequently, as shown in FIG. 22D, a resist film R4 was applied on the main surface of the wafer 11W, and a pattern of the resist film R4 was formed using the multilayer film mask M3 shown in FIG. 19F. Thereafter, the first layer wiring 17L1 was formed by an etching process. Thereafter, an interlayer insulating film 25d is deposited on the wafer 11W, a through hole TH is formed in the insulating film 25d using another mask (not shown), and further, in the same manner as the first layer wiring 17L1. The upper second-layer wiring 17L2 was formed. Thus, a 2-input NAND gate group was manufactured by appropriately selecting the wiring. Here, needless to say, if the shape of the wiring is changed, another circuit such as a NOR gate circuit can be formed. Wiring between elements was performed by pattern formation in which similar steps were repeated as necessary, and a semiconductor integrated circuit device was manufactured. Since the pattern of the multilayer mask M2 has a large ratio of the absorber region, a phase defect can be avoided even when the center of the pattern group and the center of the main surface of the ultra-smooth substrate 1 are matched. However, in the multilayer mask M3, in order to avoid a phase defect, the center of the pattern group was drawn and formed shifted from the center of the main surface of the ultra-smooth substrate 1 by 100 μm in the Y direction (upward or downward in FIG. 19). . Then, when exposing with an exposure apparatus for EUV light, exposure was performed after correcting the position in the Y direction. Wiring between elements was performed by pattern formation in which similar steps were repeated as necessary, and a semiconductor integrated circuit device was manufactured.
[0039]
As described above, by applying the method of the present embodiment, when utilizing EUV lithography, a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device can be manufactured using a highly reliable and low-cost multilayer mask. . In addition, a normal light transmission type mask is used for forming a relatively fine pattern, and a reflective type multilayer mask is used for forming a relatively fine pattern. The cost in manufacturing the semiconductor integrated circuit device can be reduced as compared with the case of forming. Further, the manufacturing time of all the masks required for manufacturing the semiconductor integrated circuit device can be reduced as compared with the case where all the masks are multi-layer masks, so that the manufacturing time of the semiconductor integrated circuit device can be reduced.
[0040]
(Embodiment 4)
Another example of the mask manufacturing method of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 23 shows a step of preparing a multilayer mask manufactured by the mask manufacturing method shown in the second embodiment (step 300a), and inspecting and correcting the mask. In the following step 300b, contour defects and the like of the absorber pattern of the multilayer mask are inspected by a normal mask pattern inspection method using, for example, deep ultraviolet light (λ = 248 to 266 nm) as inspection light, and are determined to be defective. Store the coordinates of the part that has been set. In the following step 300c, the defect of the absorber pattern at the stored coordinates is corrected by FIB (Focused Ion Beam) or the like.
[0041]
The repaired multilayer mask was confirmed again by the inspection flow shown in FIG. That is, the coordinates at which the defect was corrected were sequentially read out, the mask stage was moved to the coordinate position, and an enlarged projection image was captured by the bright-field detection optical system (step 400a). FIG. 25 shows an example of a bright-field detection optical system. Here, the EUV light BMb forming a bright-field image was focused on the sensor 4c using the multilayer film reflecting mirrors Lc and Ld in the Schwarzschild optical system, and the image was captured. As this image, an image similar to the transferred image obtained when the mask pattern is transferred using the exposure apparatus for EUV light is obtained. The defect correction is confirmed from this inspection image (step 400b in FIG. 24). When all the correction positions are confirmed (step 400d), the inspection is terminated. If the correction is insufficient, the coordinates are recorded again (step 400c) and the correction process is performed again.
[0042]
According to the above-described method, it is possible to surely confirm the defect repair and to manufacture a highly reliable multilayer mask M.
[0043]
The following is a brief description of an effect obtained by a representative one of the above embodiments. That is, in the inspection and manufacture of the multilayer mask blanks MB, by applying the inspection method, the inspection apparatus, and the mask manufacturing method of the multilayer mask blanks of the present embodiment, the reflective multilayer mask M for EUV light can be obtained. Defects that cause existing phase changes can be inspected in a short time. Further, by reflecting the defect position information on the formation of the absorber pattern 8a on the multilayer mask M, the yield of the multilayer mask blanks MB and the reflective multilayer mask M can be improved and the cost can be reduced. In addition, by using the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, a highly reliable highly integrated semiconductor device can be manufactured with a high yield using a reflective multilayer mask M for defect-free low-cost EUV light. .
[0044]
As described above, the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention. Needless to say.
[0045]
For example, in this embodiment, EUV light as exposure light has a wavelength of 13.5 nm. However, the present invention is not limited to this, and various changes can be made. For example, the wavelength is 5 to 20 nm, and preferably the wavelength is 11 The present invention can also be applied to the case where light having a wavelength of 1414 nm, particularly light having a wavelength of 11 nm or 13.4 nm is used. Of course, the present invention can be applied to any exposure treatment using a reflection-type multilayer mask, and the principle of the present invention can be similarly applied to the case of using light in a short wavelength end region of ultraviolet light having a wavelength of less than 100 nm. is there.
[0046]
In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a NAND circuit, which is a utilization field as a background, has been described, but the invention is not limited thereto. For example, a semiconductor integrated circuit device having a memory circuit such as an SRAM (Static Random Access Memory) or a flash memory (EEPROM: Electric Erasable Programmable Read Only Memory), or a semiconductor integrated circuit device having a logic circuit such as a microprocessor or the like. The present invention can also be applied to a method of manufacturing another semiconductor integrated circuit device such as a hybrid semiconductor integrated circuit device in which a memory circuit and a logic circuit are provided on the same semiconductor substrate. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is also applicable to a pattern transfer technique by an exposure process using a mask in a manufacturing process of a liquid crystal device, an electronic device, a micromachine, or the like.
[0047]
【The invention's effect】
The effects obtained by typical aspects of the invention disclosed in the present application will be briefly described as follows.
[0048]
That is, in the defect inspection of the multilayer mask blanks, first, after inspecting a relatively wide range at a relatively low magnification, the position of the defect existence candidate found in the inspection step is now changed to a relatively high magnification. Inspection by means of the above makes it possible to easily inspect for defects in the multilayer film of the reflective mask.
[0049]
In addition, when forming an absorber pattern on the multilayer mask blanks, the arrangement of the absorber pattern is shifted so that a defect found in the multilayer mask blank is not transferred as a defect during the exposure process, thereby forming a multilayer film structure. Can be manufactured at a high yield.
[0050]
Further, since the reliability of the reflective mask having the multilayer structure can be improved, the reliability of the semiconductor integrated circuit device manufactured using the same can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a plan view of a main part of a multilayer mask blank, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line A1-A1 of FIG.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a configuration example of a mask inspection apparatus used in a mask manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram of the extreme ultraviolet light source of FIG. 2;
FIG. 4 is an explanatory diagram of the projection optical system of FIG. 2;
5A and 5B are explanatory diagrams of a modification of the projection optical system of FIG. 2, in which FIG. 5A is an explanatory diagram of an optical system, and FIG. 5B is an explanatory diagram of an imaging region.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a modification of the projection optical system of FIG. 2;
FIG. 7 is an explanatory diagram of a flow of a mask inspection method in a mask manufacturing method according to an embodiment of the present invention;
FIG. 8 is an overall plan view of an example of a multilayer mask blank to be inspected.
9A is a plan view of a principal part of a reference mark portion in FIG. 8, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line A2-A2 in FIG. 9A.
FIGS. 10A and 10B are graphs showing intensity distributions of inspection images obtained for phase defects having different sizes.
11A and 11B are explanatory diagrams showing a state of a defect caught by a high-magnification sensor, and FIG. 11C is a graph of an intensity distribution of a detected image of the defect caught by the high-magnification sensor. .
FIGS. 12A and 12B are explanatory diagrams showing a state of a defect caught by a low magnification sensor, and FIG. 12C is a graph of an intensity distribution of a detection image of the defect caught by the low magnification sensor; .
FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating an example of the flow of a method for manufacturing a mask according to an embodiment of the present invention.
FIG. 14 is an overall plan view of a mask blank according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 15A to 15C are explanatory diagrams showing a positional relationship between an absorber pattern formed on a multilayer mask and multilayer defects.
FIGS. 16A to 16E are cross-sectional views of main parts during a manufacturing process of the multilayer mask according to the embodiment of the present invention;
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of an exposure apparatus used in the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to one embodiment of the present invention.
18A is a symbol diagram of a NAND circuit which is a part of a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention, FIG. 18B is a circuit diagram of the NAND circuit of FIG. 3A is a plan view of a layout plane of the NAND circuit in FIG.
FIGS. 19A to 19F are plan views of masks used for manufacturing the semiconductor integrated circuit device of FIG.
FIGS. 20A to 20E are cross-sectional views of main parts during a manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device according to one embodiment of the present invention;
21A to 21E are cross-sectional views of main parts of the semiconductor integrated circuit device in a manufacturing step following that of FIG. 20;
22A to 22E are cross-sectional views of main parts of the semiconductor integrated circuit device in a manufacturing step following that of FIG. 21;
FIG. 23 is a flowchart showing a flow of defect inspection and inspection correction in a mask manufacturing method according to another embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a flowchart showing a flow of confirmation after defect correction in a mask manufacturing method according to another embodiment of the present invention.
FIG. 25 is an explanatory diagram showing an example of a bright-field detection optical system for mask inspection in a mask manufacturing method according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Super smooth substrate
2 Multilayer film
3 phase defects
4 Mask inspection equipment
4a Light source
4a1 Laser light source
4a2 Pulse laser beam
4a3 lens
4a4 target
4a5 Plasma light source
4a6 Collection mirror
4b Mask stage
4c sensor
4d defect position storage unit
4e Main control system
4f mirror
4g mirror
4h laser length measuring instrument
4i drive system
4j light source
4k sensor
4m aperture
4n optical system control means
4p alignment scope
5 Reference mark
6 recess
7 Positioning pattern
8 Absorber
8a Absorber pattern
9 Buffer layer
10 Exposure equipment
10a light source
10b mask stage
10c Projection optical system
10d wafer stage
10e drive system
10f drive system
10g main control system
10h1 mirror
10h2 laser measuring device
10i1 mirror
10i2 laser length measuring instrument
11W wafer
11S semiconductor substrate
15n, 15p semiconductor region
16 Conductive film
16G gate electrode
17 Metal film
17L1 First layer wiring
17L2 Second layer wiring
20a, 20b, 20c Light transmitting part
21a, 21b, 21c Light shielding unit
22a, 22b, 22c EUV light reflector
23a, 23b, 23c EUV light absorber
25a-25d insulating film
26a insulating film
27 grooves
28 Gate insulating film
MB multilayer mask blanks
L Projection optical system
La concave mirror
Lb convex mirror
Lc, Ld Multilayer reflector
BM, BMa, BMb Extreme ultraviolet light
PS1, PS2 pixel size
CA pattern area
R resist film
R1 to R4 resist film
M, M1, M2, M3 Multilayer mask
NM1 to NM3 mask
I1, I2 input terminal
UC unit cell
PW p-well
NW n-well
ND NAND gate circuit
SG element isolation structure
Qp p-channel type MIS • FET
Qn n-channel type MIS • FET

Claims (5)

マスクの製造方法において、
(a)マスク基板に多層膜を堆積する工程と、
(b)前記マスク基板の多層膜の形成面を検査する工程と、
(c)前記マスク基板の多層膜の形成面に吸収体パターンを形成してマスクを製造する工程とを有し、
前記(b)工程は、
(b1)前記マスクを用いた露光処理時に用いる露光光と同じ波長の極紫外光を前記マスク基板の多層膜の形成面に照射する工程と、
(b2)前記(b1)工程により多層膜から反射された反射光を結像光学系を介してセンサで検出する工程と、
(b3)前記(b1)、(b2)の工程で検出された第1領域の位置情報を記憶する工程とを有し、前記結像光学系の倍率を変えて検査する工程を有することを特徴とするマスクの製造方法。
In the method for manufacturing a mask,
(A) depositing a multilayer film on a mask substrate;
(B) inspecting a surface of the mask substrate on which a multilayer film is formed;
(C) forming an absorber pattern on the surface of the mask substrate on which the multilayer film is formed to manufacture a mask;
The step (b) comprises:
(B1) irradiating extreme ultraviolet light having the same wavelength as the exposure light used in the exposure processing using the mask to the surface of the mask substrate on which the multilayer film is formed;
(B2) a step of detecting the reflected light reflected from the multilayer film by the sensor through the imaging optical system in the step (b1);
(B3) storing the position information of the first area detected in the steps (b1) and (b2), and inspecting the image by changing the magnification of the imaging optical system. Manufacturing method for a mask.
マスクの製造方法において、
(a)マスク基板に多層膜を堆積する工程と、
(b)前記マスク基板の多層膜の形成面を検査する工程と、
(c)前記マスク基板の多層膜の形成面に吸収体パターンを形成してマスクを製造する工程とを有し、
前記(b)工程の検査方式は、前記マスクを用いた露光処理時に用いる露光光と同じ波長の極紫外光を前記マスク基板の多層膜の形成面に照射し、その多層膜から反射された反射光を結像光学系を介してセンサで検出する方式であり、
前記(b)工程は、
(b1)前記マスク基板の多層膜形成面の全面を前記結像光学系の倍率が相対的に低い状態で検査する工程と、
(b2)前記(b1)の検査工程で検出された第1領域の位置情報を記憶する工程と、
(b3)前記マスク基板の多層膜形成面の前記(b1)工程で検出された第1領域を前記結像光学系の倍率が相対的に高い状態で検査する工程とを有することを特徴とするマスクの製造方法。
In the method for manufacturing a mask,
(A) depositing a multilayer film on a mask substrate;
(B) inspecting a surface of the mask substrate on which a multilayer film is formed;
(C) forming an absorber pattern on the surface of the mask substrate on which the multilayer film is formed to manufacture a mask;
In the inspection method of the step (b), the ultraviolet light having the same wavelength as the exposure light used in the exposure processing using the mask is irradiated on the surface of the mask substrate on which the multilayer film is formed, and the reflection reflected from the multilayer film is performed. This is a method of detecting light with a sensor via an imaging optical system,
The step (b) comprises:
(B1) inspecting the entire surface of the mask substrate on which the multilayer film is formed, with the magnification of the imaging optical system being relatively low;
(B2) storing the position information of the first area detected in the inspection step (b1);
(B3) inspecting the first region of the mask substrate on which the multilayer film is formed, which is detected in the step (b1), in a state where the magnification of the imaging optical system is relatively high. Manufacturing method of mask.
マスクの製造方法において、
(a)マスク基板に多層膜を堆積する工程と、
(b)前記マスク基板の多層膜の形成面を検査する工程と、
(c)前記マスク基板の多層膜の形成面に吸収体パターンを形成してマスクを製造する工程とを有し、
前記(b)工程は、
(b1)前記マスクを用いた露光処理時に用いる露光光と同じ波長の極紫外光を前記マスク基板の多層膜の形成面に照射し、その多層膜から反射された反射光を結像光学系を介してセンサで検出する工程と、
(b2)前記(b1)で検出された欠陥の位置情報を記憶する工程を有し、
前記(c)工程は、
(c1)前記(b2)で記憶された欠陥の位置情報と、前記吸収体パターンの位置情報とを比較する工程と、
(c2)前記(c1)の比較結果に基づいて、前記欠陥が露光処理により転写されないように、前記吸収体パターンを移動させて形成する工程と、
(c3)前記吸収体パターンの移動量を記憶する工程とを有することを特徴とするマスクの製造方法。
In the method for manufacturing a mask,
(A) depositing a multilayer film on a mask substrate;
(B) inspecting a surface of the mask substrate on which a multilayer film is formed;
(C) forming an absorber pattern on the surface of the mask substrate on which the multilayer film is formed to manufacture a mask;
The step (b) comprises:
(B1) irradiating extreme ultraviolet light having the same wavelength as the exposure light used in the exposure processing using the mask on the surface of the mask substrate on which the multilayer film is formed, and reflecting the light reflected from the multilayer film on an imaging optical system. Detecting with a sensor via
(B2) storing the position information of the defect detected in (b1);
The step (c) comprises:
(C1) comparing the position information of the defect stored in (b2) with the position information of the absorber pattern;
(C2) moving and forming the absorber pattern based on the comparison result of (c1) so that the defect is not transferred by exposure processing;
(C3) storing the amount of movement of the absorber pattern.
マスクの製造方法において、
(a)マスク基板に多層膜を堆積する工程と、
(b)前記マスク基板の多層膜の形成面を検査する工程と、
(c)前記マスク基板の多層膜の形成面に吸収体パターンを形成してマスクを製造する工程とを有し、
前記(b)工程の検査方式は、前記マスクを用いた露光処理時に用いる露光光と同じ波長の極紫外光を前記マスク基板の多層膜の形成面に照射し、その多層膜から反射された反射光を結像光学系を介してセンサで検出する方式であり、
前記(b)工程は、
(b1)前記マスク基板の多層膜形成面の全面を前記結像光学系の倍率が相対的に低い状態で検査する工程と、
(b2)前記(b1)の検査工程で検出された第1領域の位置情報を記憶する工程と、
(b3)前記マスク基板の多層膜形成面の前記(b1)工程で検出された第1領域を前記結像光学系の倍率が相対的に高い状態で検査する工程と、
(b4)前記(b3)で検出された欠陥の位置情報を記憶する工程とを有し、
前記(c)工程は、
(c1)前記(b4)で記憶された欠陥の位置情報と、前記吸収体パターンの位置情報とを比較する工程と、
(c2)前記(c1)の比較結果に基づいて、前記欠陥が露光処理により転写されないように、前記吸収体パターンを移動させて形成する工程と、
(c3)前記吸収体パターンの移動量を記憶する工程とを有することを特徴とするマスクの製造方法。
In the method for manufacturing a mask,
(A) depositing a multilayer film on a mask substrate;
(B) inspecting a surface of the mask substrate on which a multilayer film is formed;
(C) forming an absorber pattern on the surface of the mask substrate on which the multilayer film is formed to manufacture a mask;
In the inspection method of the step (b), the ultraviolet light having the same wavelength as the exposure light used in the exposure processing using the mask is irradiated on the surface of the mask substrate on which the multilayer film is formed, and the reflection reflected from the multilayer film is performed. This is a method of detecting light with a sensor via an imaging optical system,
The step (b) comprises:
(B1) inspecting the entire surface of the mask substrate on which the multilayer film is formed, with the magnification of the imaging optical system being relatively low;
(B2) storing the position information of the first area detected in the inspection step (b1);
(B3) inspecting the first area of the mask substrate on which the multilayer film is formed, the first area being detected in the step (b1), with the magnification of the imaging optical system being relatively high;
(B4) storing position information of the defect detected in (b3),
The step (c) comprises:
(C1) comparing the position information of the defect stored in (b4) with the position information of the absorber pattern;
(C2) moving and forming the absorber pattern based on the comparison result of (c1) so that the defect is not transferred by exposure processing;
(C3) storing the amount of movement of the absorber pattern.
半導体集積回路装置の製造方法において、
(a)マスク基板に多層膜を堆積する工程と、
(b)前記マスク基板の多層膜の形成面を検査する工程と、
(c)前記マスク基板の多層膜の形成面に吸収体パターンを形成してマスクを製造する工程と、
(d)前記マスクの多層膜および吸収体パターンの形成面に所望の波長の露光光を照射した時に反射される光を用いた露光処理により半導体ウエハの主面に所望のパターンを転写する工程を有し、
前記(b)工程は、
(b1)前記マスクを用いた露光処理時に用いる露光光と同じ波長の極紫外光を前記マスク基板の多層膜の形成面に照射し、その多層膜から反射された反射光を結像光学系を介してセンサで検出する工程と、
(b2)前記(b1)で検出された欠陥の位置情報を記憶する工程を有し、
前記(c)工程は、
(c1)前記(b2)で記憶された欠陥の位置情報と、前記吸収体パターンの位置情報とを比較する工程と、
(c2)前記(c1)の比較結果に基づいて、前記欠陥が前記露光処理により半導体ウエハに転写されないように、前記吸収体パターンを移動させて形成する工程と、
(c3)前記吸収体パターンの移動量を記憶する工程とを有し、
前記(d)工程は、
前記マスクと前記半導体ウエハとの相対的な平面位置を、前記(c3)工程で記憶された移動量に基づいてずらした状態でパターンの転写を行うことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
In a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device,
(A) depositing a multilayer film on a mask substrate;
(B) inspecting a surface of the mask substrate on which a multilayer film is formed;
(C) forming an absorber pattern on the surface of the mask substrate on which the multilayer film is formed to manufacture a mask;
(D) transferring a desired pattern onto the main surface of the semiconductor wafer by an exposure process using light reflected when a surface of the mask on which the multilayer film and the absorber pattern are formed is irradiated with exposure light having a desired wavelength. Have
The step (b) comprises:
(B1) irradiating extreme ultraviolet light having the same wavelength as the exposure light used in the exposure processing using the mask on the surface of the mask substrate on which the multilayer film is formed, and reflecting the light reflected from the multilayer film on an imaging optical system. Detecting with a sensor via
(B2) storing the position information of the defect detected in (b1);
The step (c) comprises:
(C1) comparing the position information of the defect stored in (b2) with the position information of the absorber pattern;
(C2) moving and forming the absorber pattern based on the comparison result of (c1) so that the defect is not transferred to a semiconductor wafer by the exposure processing;
(C3) storing a moving amount of the absorber pattern,
The step (d) includes:
Transferring a pattern while shifting a relative plane position between the mask and the semiconductor wafer based on the movement amount stored in the step (c3). .
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