JP2004266300A - Reflecting mask - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、X線あるいは真空紫外線を反射型マスクに照射し、反射鏡によってレジスト上に縮小投影するリソグラフィ装置に用いられる反射型マスクに関する。 The present invention relates to a reflective mask used in a lithography apparatus that irradiates a reflective mask with X-rays or vacuum ultraviolet rays and reduces and projects the resist on a resist by a reflecting mirror.
半導体素子を製造するために微細なパターンを光学的にレジストに転写するリソグラフィでは、半導体素子の高集積化、微細化に伴ってより解像度が高いX線あるいは真空紫外線を用いる露光装置が用いられるようになってきた。このような露光装置はシンクロトロンあるいはレーザープラズマなどの光源からのX線あるいは真空紫外線を、転写パターンが形成されている反射型マスクに照射し、これによって反射されたX線あるいは真空紫外線を複数枚の反射鏡によってレジスト上に縮小投影する。 In lithography, in which a fine pattern is optically transferred to a resist in order to manufacture a semiconductor device, an exposure apparatus using X-rays or vacuum ultraviolet rays with higher resolution is used as the integration and miniaturization of the semiconductor device are increased. It has become. Such an exposure apparatus irradiates a reflective mask on which a transfer pattern is formed with X-rays or vacuum ultraviolet rays from a light source such as a synchrotron or a laser plasma, and a plurality of X-rays or vacuum ultraviolet rays reflected by the masks. Is projected onto the resist in a reduced size by a reflecting mirror.
上記のような露光装置に用いられる反射型マスクとしては、反射鏡の上に転写パターンに応じた吸収体、あるいは反射防止膜などが設けらたものがあった。反射鏡としては複数の物質を交互に積層した多層膜が用いられている。 As a reflection type mask used in the above-described exposure apparatus, there has been one in which an absorber or an antireflection film according to a transfer pattern is provided on a reflection mirror. As the reflector, a multilayer film in which a plurality of substances are alternately stacked is used.
反射型マスクの作製における欠陥の修復としては、図14に示す特開平5−55120号公報に記載されたものがある。 As a method for repairing a defect in the production of a reflective mask, there is a method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-55120 shown in FIG.
図14においては、基板1401上に反射部材である下部多層膜1402、非反射体1403、反射部材である上部多層膜1404を連続に成膜し、その後に上部多層膜1404を所望のパターンに形成して反射部とする。 In FIG. 14, a lower multilayer film 1402 as a reflection member, a non-reflective body 1403, and an upper multilayer film 1404 as a reflection member are successively formed on a substrate 1401, and then the upper multilayer film 1404 is formed in a desired pattern. To form a reflection part.
上部多層膜1404によるパターンに反射不良等の部分的な欠陥が発生した場合には、欠陥部の上部多層膜1404、非反射体1403とも除去することにより下部多層膜1402をあらわにし、下部多層膜1402を反射型マスクの反射部とすることにより欠陥の修復を行なっている。 When a partial defect such as defective reflection occurs in the pattern formed by the upper multilayer film 1404, the lower multilayer film 1402 is exposed by removing both the upper multilayer film 1404 and the non-reflector 1403 at the defective portion, thereby removing the lower multilayer film 1402. The defect is repaired by using 1402 as a reflection portion of a reflection type mask.
反射型マスクの構造は大きく分けて、図15(a)、(b)、(c)の3つの種類に分類できる。 The structure of the reflective mask can be roughly classified into three types shown in FIGS. 15 (a), (b) and (c).
図15(a)に示すものでは、基板1501上に多層膜にて形成された反射部1502を積層形成し、さらにその上にパターン化された非反射部1503が積 層形成されている。図15(b)に示すものでは基板1504上に多層膜により形成され、パターン化された反射部1505が形成されている。また、図15(c)に示すものでは基板1506上に多層膜による反射部1507を積層形成し、該反射部1507の層構造の規則性を部分的に破壊することにより、反射部1507中にパターン化された非反射部1508を形成している。 In FIG. 15A, a reflective portion 1502 formed of a multilayer film is laminated on a substrate 1501, and a patterned non-reflective portion 1503 is further laminated thereon. In FIG. 15B, a reflective portion 1505 formed of a multilayer film on a substrate 1504 and patterned is formed. In FIG. 15C, a reflective portion 1507 of a multilayer film is formed on the substrate 1506 and the regularity of the layer structure of the reflective portion 1507 is partially destroyed, so that the reflective portion 1507 is formed in the reflective portion 1507. A patterned non-reflection portion 1508 is formed.
上記のように構成される反射型マスクに生じる欠陥について説明する。 Defects that occur in the reflective mask configured as described above will be described.
図16に示す反射型マスクは、反射パターン1609と非反射パターン1610によってマスクパターンが形成されているが、本来非反射の部分が反射される白欠陥と本来反射の部分が非反射となる黒欠陥が生じている。 In the reflection type mask shown in FIG. 16, a mask pattern is formed by a reflection pattern 1609 and a non-reflection pattern 1610, but a white defect where an originally non-reflection part is reflected and a black defect where an originally reflection part is non-reflection. Has occurred.
反射型マスクの作製上において、これらの欠陥が発生する原因を分類すると、
第1に反射型マスクの基板に欠陥が存在する場合、
第2に反射部の多層膜の成膜時に欠陥が発生する場合、
第3に反射部と非反射部の所望のパターンを形成する時に発生する場合、
とに分けられる。
When categorizing the causes of these defects in the production of reflective masks,
First, if there is a defect in the substrate of the reflective mask,
Second, when a defect occurs during the formation of the multilayer film of the reflecting portion,
Thirdly, when this occurs when a desired pattern of the reflection part and the non-reflection part is formed,
And divided into
第3の、反射部と非反射部の所望のパターンを形成する時に発生した欠陥の修復は、第1表に示すように反射型マスクの構造、作製法により容易さが異なる。 As shown in Table 1, the ease of repairing a defect generated when a desired pattern of the reflecting portion and the non-reflecting portion is formed differs depending on the structure and manufacturing method of the reflective mask as shown in Table 1.
表中、○、△、×の順に欠陥修復の容易さの度合を示し、△/○は○と△の中間であることを示す。 In the table, the degree of ease of defect repair is shown in the order of ○, △, and ×, and △ / 示 す indicates that the degree is intermediate between ○ and △.
特に、図15(b)、(c)の2つのタイプにおける黒欠陥の修復は、欠陥部に再度反射部、即ち多層膜構造を形成することにより行なわれるため極めて困難である。 In particular, it is extremely difficult to repair a black defect in the two types shown in FIGS. 15B and 15C by forming a reflective portion, that is, a multilayer film structure at the defective portion again.
上述した特開平5−55120号公報に記載されたものは、上記の困難を避けるため、図15(b)に示したタイプの反射型マスクにおいて、予め、所望パターンの反射部を形成する多層膜の下層に多層膜を設け、欠陥部において下層の多層膜を露出せしめることにより修復を行なっている。 In order to avoid the above-mentioned difficulties, the multilayered film described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-55120 discloses a multi-layer film in which a reflective portion having a desired pattern is formed in advance in a reflective mask of the type shown in FIG. A repair is performed by providing a multilayer film in the lower layer and exposing the lower multilayer film at the defective portion.
しかしながら、上述した欠陥修復法は、反射型マスクの作製において多層膜を2度成膜するという工程があるため、反射型マスクが高価になるという問題点がある。また、第1の欠陥発生原因である反射型マスクの基板の欠陥は、主に、付着したごみや凹凸等による外形的な欠陥に起因するものであり、基板上に形成される膜表面が平坦にならないことである。このような欠陥を有する基板上に形成された反射部では露光光が正常に反射されることはなく、ウエハに対し正確なパターンを転写することができない。 However, the above-described defect repair method has a problem that the reflective mask is expensive because there is a step of forming a multilayer film twice in the production of the reflective mask. In addition, the defect of the substrate of the reflective mask, which is the first cause of the defect, is mainly caused by an external defect such as attached dust or unevenness, and the surface of the film formed on the substrate is flat. It is not to become. The reflection portion formed on the substrate having such a defect does not reflect the exposure light normally and cannot transfer an accurate pattern to the wafer.
当然ながら2つの反射多層膜を形成しても、基板側に近い反射多層膜では基板の欠陥の影響を強くうけやすいため、基板欠陥によって欠陥が発生しているときには、欠陥修復ができないという問題点がある。 Of course, even if two reflective multilayer films are formed, the reflective multilayer film near the substrate side is easily affected by the defect of the substrate, so that when a defect is caused by a substrate defect, the defect cannot be repaired. There is.
反射型マスクの基板は研磨により作製される。また、該基板上に積層される多層膜は数十から数百層の成膜であるために、これらの成膜工程が施された基板は非常に高価であり、若干の欠陥ならば多層膜を除去せずに利用する方がコストを 低く抑えることができる。 The substrate of the reflective mask is manufactured by polishing. Further, since the multilayer film laminated on the substrate is formed of tens to hundreds of layers, the substrate on which these film formation processes are performed is very expensive. The cost can be kept low by using without removing.
本発明は上述した従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、外形的な欠陥を有する基板であっても、ウエハ製造に問題が生じない反射型マスクを製造する装置を実現することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems of the related art, and has realized an apparatus for manufacturing a reflective mask that does not cause a problem in wafer manufacture even for a substrate having an external defect. The purpose is to do.
本発明の反射型マスクは、その上に非反射部が形成された反射部としての多層膜と、該多層膜を支持する基板とを有し、前記非反射部と前記反射部とでパターンを形成する反射型マスクであって、
前記基板上の前記パターンが形成されている領域の周囲には、前記多層膜が無い。
The reflection type mask of the present invention has a multilayer film as a reflection portion on which a non-reflection portion is formed, and a substrate supporting the multilayer film, and a pattern is formed by the non-reflection portion and the reflection portion. A reflective mask to be formed,
The multilayer film does not exist around the area where the pattern is formed on the substrate.
この場合、前記基板上の前記多層膜が無い部分にアライメントマークを有することとしてもよい。 In this case, an alignment mark may be provided on a portion of the substrate where the multilayer film does not exist.
上述の課題は、軟X線あるいは真空紫外線を発生する光源からの軟X線あるいは真空紫外線を、原版としてのパターンが形成されている反射型マスクに照射し、これによって反射された軟X線あるいは真空紫外線を複数枚の反射鏡によって レジストの塗布されたウエハ上に縮小投影する露光装置に用いられる反射型マスクに生じるものである。 The above-described problem is that soft X-rays or vacuum ultraviolet rays from a light source that generates soft X-rays or vacuum ultraviolet rays are applied to a reflective mask on which a pattern as an original is formed, and the soft X-rays or This is generated in a reflection type mask used in an exposure apparatus that reduces and projects vacuum ultraviolet light onto a resist-coated wafer by a plurality of reflecting mirrors.
本発明においては、反射部あるいは非反射部からなる所望のパターンを形成する以前に、反射型マスクに位置基準を形成する(この位置基準は基板の外形であることも含む)、欠陥を該位置基準に対する位置として測定、欠陥の位置を該位置基準に対する位置として記憶装置に保存する。 In the present invention, a position reference is formed on the reflective mask (including the outer shape of the substrate) before forming a desired pattern comprising a reflective portion or a non-reflective portion. The position is measured as a position with respect to the reference, and the position of the defect is stored in the storage device as the position with respect to the position reference.
反射部あるいは非反射部からなる所望のパターンの配置は予め記憶装置に保存し、該記憶装置に保存されたデータを基に、欠陥が非反射部に位置するように、反射部あるいは非反射部からなる所望のパターンの位置基準に対する位置を決定する。測定された全ての欠陥を非反射部に位置させることが困難な時には、反射部あるいは非反射部からなる所望のパターンを形成する以前の反射型マスクを、反射型マスク作製工程から除去する。 The arrangement of the desired pattern consisting of the reflective portion or the non-reflective portion is stored in advance in a storage device, and based on the data stored in the storage device, the reflective portion or the non-reflective portion is arranged so that the defect is located in the non-reflective portion. Is determined with respect to the position reference of the desired pattern consisting of When it is difficult to locate all the measured defects in the non-reflective portion, the reflective mask before forming the desired pattern including the reflective portion or the non-reflective portion is removed from the reflective mask manufacturing process.
本発明は、反射部あるいは非反射部からなる所望のパターンを該位置基準に対して決定された位置に形成するために、反射部あるいは非反射部を形成することにより作製されたことを特徴とするリソグラフィ用反射型マスク、および、その作製方法、更にその反射型マスクを用いた露光装置および該露光装置により製造された半導体デバイスにより達成される。 The present invention is characterized by being manufactured by forming a reflective portion or a non-reflective portion in order to form a desired pattern comprising a reflective portion or a non-reflective portion at a position determined with respect to the position reference. The present invention is achieved by a reflective mask for lithography, a manufacturing method thereof, an exposure apparatus using the reflective mask, and a semiconductor device manufactured by the exposure apparatus.
反射部あるいは非反射部からなる所望のパターンを形成する以前に反射型マスクの欠陥が発生するのは、
反射型マスクの基板に欠陥が存在する場合、
反射部の多層膜の成膜時に欠陥が発生する場合、
レジストの塗布においてゴミの付着が生じた場合
等がある。
Before forming a desired pattern consisting of a reflective part or a non-reflective part, the defect of the reflective mask occurs,
If there is a defect on the reflective mask substrate,
If a defect occurs during the formation of the multilayer film of the reflection part,
There is a case where dust adheres during the application of the resist.
本発明において、レジストの露光、現像時において発生したパターンの欠陥は 、反射部あるいは非反射部からなる所望のパターンを形成する以前に発生した反射型マスクの欠陥とはしない。そのため、欠陥の検査は多層膜成膜前、成膜後あるいはレジスト塗布後に行なわれる。 In the present invention, a pattern defect generated during exposure and development of a resist is not regarded as a defect of a reflective mask generated before a desired pattern including a reflective portion or a non-reflective portion is formed. For this reason, the defect inspection is performed before, after or after application of the multilayer film.
縮小露光装置においては、通例、1/5〜1/4程度の縮小露光を行なう。軟X線あるいは真空紫外線を用いた縮小露光装置は、ウエハ上の最小線幅0.2μm以下となる時に使用される。したがって、マスク上の最小線幅は、1μm以下である。そのため、最小線幅の1/10より大きい欠陥は反射型マスクにおいて問題となる欠陥となる。 In a reduction exposure apparatus, reduction exposure of about 1/5 to 1/4 is usually performed. A reduction exposure apparatus using soft X-rays or vacuum ultraviolet rays is used when the minimum line width on a wafer becomes 0.2 μm or less. Therefore, the minimum line width on the mask is 1 μm or less. For this reason, a defect larger than 1/10 of the minimum line width becomes a problem in the reflective mask.
欠陥検査は、通常、光学顕微鏡で観察し無欠陥と分かっているパターンとの比較を行なう方法、電子ビームを操作しデータと比較を行なう方法、レーザービームを走査し散乱光を検査する方法等がある。 Defect inspection usually includes a method of comparing with a pattern known to be no defect by observing with an optical microscope, a method of operating with an electron beam and comparing with data, a method of scanning a laser beam and inspecting scattered light, etc. is there.
本発明においては、反射部あるいは非反射部からなる所望のパターンを形成する以前に発生した欠陥であるため、レーザービームを走査し散乱光を検査する方法が好まれるが、当然その限りではない。 In the present invention, a method of scanning a laser beam and inspecting scattered light is preferred because the defect has occurred before a desired pattern including a reflective portion or a non-reflective portion is formed, but is not limited thereto.
欠陥検査により発見された少なくとも1個の欠陥は、予め形成された反射型マスクの位置基準、あるいは、遅くともその検査終了までに形成された反射型マスクの位置基準に対してその位置が記憶される。明らかに、その位置は、位置基準からの面内の少なくとも2つの情報により決定される。そのため、位置基準は、少なくとも2点の位置基準、点と直線からなる位置基準等からなる。 At least one defect found by the defect inspection is stored with respect to a position reference of a reflection mask formed beforehand or a position reference of a reflection mask formed at the latest until the end of the inspection. . Obviously, its position is determined by at least two pieces of information in the plane from the position reference. Therefore, the position reference includes a position reference of at least two points, a position reference composed of a point and a straight line, and the like.
検査により発見された反射部あるいは非反射部からなる所望のパターンを形成する以前に発生した反射型マスクの欠陥は、その欠陥部を所望のパターンの非反射部に位置させるように演算を行い、所望のパターン配置を位置基準に対して決定する。 Defects of the reflective mask generated before forming a desired pattern consisting of a reflective portion or a non-reflective portion found by inspection are calculated so that the defective portion is located at the non-reflective portion of the desired pattern, A desired pattern arrangement is determined with respect to a position reference.
演算の結果、問題となる全ての欠陥を非反射部に位置させることができない時には、そのパターン形成以前の反射型マスクを反射型マスク形成工程から除去する。 As a result of the calculation, when all of the problematic defects cannot be located in the non-reflective portion, the reflective mask before the pattern formation is removed from the reflective mask forming step.
その後、電子ビームあるいは紫外、真空紫外あるいは軟X線によるレジストの露光、あるいは、イオンビーム等による所望の非反射部形成時に、位置基準に対して決定された配置にしたがいパターン形成を行なう。 Thereafter, when exposing the resist with an electron beam, ultraviolet, vacuum ultraviolet, or soft X-ray, or forming a desired non-reflective portion with an ion beam or the like, a pattern is formed according to the arrangement determined with respect to the position reference.
上記のような特徴を有する本発明によって作製された反射型マスクにおいては、パターン形成以前に発生した問題となる欠陥は全て非反射部に位置することとなる。発明による反射型マスクを用いてウエハに露光を行う場合には、反射型マスク基板に欠陥があってもウエハ露光に不具合が生じることはなく、反射型マスク基板の欠陥による悪影響は実効的に無視できる程度のものとなる。 In the reflective mask manufactured according to the present invention having the above-described characteristics, all the defects that occur before forming the pattern are located in the non-reflective portions. When exposing a wafer using the reflective mask according to the present invention, even if there is a defect in the reflective mask substrate, there is no problem in wafer exposure, and the adverse effects due to the defect in the reflective mask substrate are effectively ignored. It will be something that can be done.
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明による反射型マスク製造装置の一実施例の要部構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of an embodiment of a reflection type mask manufacturing apparatus according to the present invention.
本実施例には、露光光101によってマスタマスク103に位置基準となるパターンとともに描かれた回路パターンをワーキングマスク104に転写する投影露光部分が示されている。マスタマスク103は、該マスタマスク103の種類を確認する機能を備えたマスタマスク搭載手段であるマスク種類確認装置102によって保持され、これと対向するワーキングマスク104は、マスク移動手段であるマスク移動機構105上に載置されている。マスク移動機構105は搭載物を図面の左右方向となる面に関してXY移動させ、また、θ回転させることが可能であり、これによりワーキングマスク104はマスタマスク103と相対する面内で自由に移動可能とされている。
In this embodiment, a projection exposure portion is shown in which a circuit pattern drawn together with a pattern serving as a position reference on a
欠陥位置測定手段であるマスク状態確認装置106は、光源としてのレーザ発振器、該レーザ発振器のレーザ出力をワーキングマスク104へ向けて走査する走査機構および反射レーザ光の検出手段を備えるもので(ともに不図示)、該検出手段が示す反射光の散乱状態からワーキングマスク104上の欠陥を検出し、その結果を主制御装置107へ出力する。上述したマスク種類確認装置102はマスタマスク103に設けられた識別マークによってマスタマスク103の種類を確認するもので、その結果を主制御装置107へ出力する。
The mask
主制御装置107は、マスタマスク103のマスクパターンをその種類に対応して記憶する記憶手段である記憶装置108と接続してその動作を制御するもので、マスク状態確認装置106の検出結果、マスク種類確認装置102による確認内容および記憶装置108の記憶内容に応じてマスク移動機構105を介してワーキングマスク104を移動させ、その露光位置を制御する。また、露光光101についても、これを発生する露光用光源自体または光路中に設けられた遮蔽手段を制御することによって部分的な露光制御を行うことが可能となっている。
The
本実施例においては、主制御装置107が、マスク種類確認装置102に形成された位置基準のパターンを上記の部分的な露光を行うことによってワーキングマスク104上に位置基準を形成することが行われ、
図2は本実施例により製造される反射型マスクの構造を最も的確に示す図である。
In this embodiment, the
FIG. 2 is a view most accurately showing the structure of the reflective mask manufactured according to this embodiment.
基板201上には堆積したごみである欠陥202があり、該欠陥202を含んだ基板201上に反射多層膜である反射部203が形成され、この上にさらに非反射部204が部分的に積層形成されている。欠陥202の上部は平坦とはなっていないが、欠陥202に対応する部分は非反射部204が形成されているため、本実施例により製造された反射型マスクではウエハを露光するときの欠陥による悪影響は実効的に無視できる程度のものとなっている。
There is a defect 202 which is deposited dust on the substrate 201, a
上記のような構造の反射型マスクとするための主制御装置107の制御動作について図3および図4を参照して説明する。
The control operation of the
図3は本実施例における主制御装置107の露光制御動作を示すフローチャート、図4は主制御装置107が部分的な露光を行うことによって基板上に形成された位置基準と、マスク状態確認装置106によって確認された欠陥の位置関係を示す図である。
FIG. 3 is a flowchart showing an exposure control operation of the
図3および図4を参照して本実施例の露光動作について説明する。 The exposure operation of this embodiment will be described with reference to FIGS.
露光動作が開始となると、主制御装置107は、マスタマスク103に設けられた位置基準となるパターン部分のみに露光光が照射されるように露光用光源自体または光路中に設けられた遮蔽手段を制御して、ワーキングマスク104上に図4に示す位置基準407を形成する(ステップS301)。続いて、マスク状態確認装置106により、ワーキングマスク104上の欠陥406の位置を確認する(ステップS302)。次に、欠陥406の位置を位置基準407に対しての相対位置として記憶装置108に格納し(ステップS303)、続いて、記憶装置108にマスク種類確認装置102が出力するマスクの種類に対応して記憶されているパターンを読み出す(ステップS304)。
When the exposure operation is started, the
次に、ステップS303にて記憶装置108に格納した位置基準407に対する欠陥406のすべての位置が、ステップS304にて読み出したパターンの非反射部410となるようなワーキングマスク104の配置を演算し、パターンの位置基準407に対する位置を算出して移動位置を決定する(ステップS305)。なお、該ステップS305にて決定された位置基準407に対するパターン位置は、後述する本発明による反射型マスクを用いたウエハ露光に用いられるために記憶装置108に格納される。続いて、上記の決定内容に従ってワーキングマスク104の位置をマスク移動機構105を介して移動させ、露光光101を 照射し、パターン形成を行う(ステップS306)。
Next, the arrangement of the working
パターンが図4の点線のように配置されるとき、欠陥406は全てパターンの外側あるいは非反射部410に位置することとなり、ウエハ露光時での欠陥の悪影響を除くことができる。
When the pattern is arranged as shown by the dotted line in FIG. 4, all of the
上記のステップS305での移動位置を決定する工程において、欠陥406の数が多すぎたり、欠陥406の幾つかの配置が原因して問題となる欠陥を全て非反射部に位置させることが不可能であることが起きる。
In the step of determining the movement position in the above step S305, it is impossible to locate all the defects which are problematic due to too
このような問題が生じた場合には、この欠陥をもつ所望パターン形成前のワーキングマスク104に対して反射型マスク作製工程を継続することなく、反射型マスク作製工程から除去する。このため、作製時間に不必要な時間をかけることが避けられている。
When such a problem occurs, the working
また、上記の除去以外の問題解決方法としては、記憶装置108より各欠陥406の位置に適応するパターンのマスタマスク103の種類を読み出してマスタマスク103を交換する方法も考えられる。このような構成とした場合には、製作時間がかかるものの、ワーキングマスク104の使用効率を向上することができ、歩留りを高くし、作製される半導体素子の価格を下げることができる効果がある。
As a method of solving the problem other than the above-described removal, a method of replacing the
上記のようにして形成される図5に示される反射部のパターン409および非反射部410の形成方法を具体的に以下に説明する。
The method for forming the reflection portion pattern 409 and the
通常良く使われる方法として、まず、研磨された基板上に形成された反射部としての多層膜上に、非反射部を蒸着により形成する。基板としては、SiC、石英、Si等を研磨したものが好んで用いられる。 As a commonly used method, first, a non-reflection portion is formed by vapor deposition on a multilayer film as a reflection portion formed on a polished substrate. As the substrate, a substrate obtained by polishing SiC, quartz, Si, or the like is preferably used.
反射部としての多層膜は波長13nm近傍においてはMo、Ru、Rh等の単体あるいは合金とSiの組み合せが好んで用いられる。波長5nm近傍においてはCr、Co、Ni等の単体あるいは合金とCの組み合せが好んで用いられる。非反射部用の材料としては、Au、Pt、W等の重金属が好んで使われる。ハーフトーンタイブの反射型マスクを作製する時は、Si、Al、Cr等の半導体や金属も好んで使われる。 As the multilayer film as the reflection portion, a single substance such as Mo, Ru, Rh, or a combination of an alloy and Si is preferably used in the vicinity of a wavelength of 13 nm. In the vicinity of a wavelength of 5 nm, a simple substance such as Cr, Co, Ni, or a combination of an alloy and C is preferably used. As a material for the non-reflective portion, a heavy metal such as Au, Pt, or W is preferably used. When fabricating a halftone-type reflective mask, semiconductors and metals such as Si, Al, and Cr are also preferably used.
次に、レジストをコーティングし、紫外可視域の露光光(または電子ビーム)で所望パターンを露光する。このとき、上述したようにパターンの位置が位置基準に対して予め決定されているように、即ち、欠陥が全て非反射部に位置下状態とされて露光が行なわれる。 Next, a resist is coated, and a desired pattern is exposed to exposure light (or an electron beam) in the ultraviolet and visible regions. At this time, as described above, the exposure is performed such that the position of the pattern is determined in advance with respect to the position reference, that is, all the defects are placed in the non-reflective portion.
レジストのタイプとしてはネガ型でもポジ型でもかまわないが、現像後、非反射部の所望のパターンがレジストのパターンとして得られるように露光する。その後、ドライエッチングにより、反射部上にある非反射部材を除去し、反射部である多層膜をあらわにする。 The resist may be of a negative type or a positive type. After development, the resist is exposed so that a desired pattern of the non-reflective portion is obtained as a resist pattern. After that, the non-reflective member on the reflective portion is removed by dry etching to expose the multilayer film as the reflective portion.
このことにより、図13(a)に示したタイプの反射型マスクが作製される。図13(a)に示したタイプの反射型マスクは、反射部としての多層膜上にレジストをコーティングし、露光、現像した後に非反射部の蒸着を行い、さらにレジストを除去して反射部をあらわにするという、いわゆるリフト法によっても作製することができる。 Thus, a reflective mask of the type shown in FIG. A reflection type mask of the type shown in FIG. 13A coats a resist on a multilayer film as a reflection part, exposes and develops, deposits a non-reflection part, and removes the resist to form a reflection part. It can also be manufactured by a so-called lift method of exposing.
図13(b)、(c)に対応した反射型マスクにおいても同様に、図6、図7に示すように欠陥部を非反射部に位置させることにより、実効的に影響を無視できる程度に欠陥の影響を減少できる。なお、図7に示される反射型マスクの作製においては、反射部に収束イオンビームを照射して反射部としての多層膜の規則性を破壊することにより、非反射部を作製することができる。 Similarly, in the reflective masks corresponding to FIGS. 13B and 13C, by locating the defective portion in the non-reflective portion as shown in FIGS. 6 and 7, the effect can be effectively ignored. The effects of defects can be reduced. In the production of the reflection type mask shown in FIG. 7, a non-reflection portion can be produced by irradiating the reflection portion with a focused ion beam to break the regularity of the multilayer film as the reflection portion.
所望のパターンを形成する方法としては、上で述ベた電子ビームによるレジストの露光、収束イオンビームによる多層膜の規則性の破壊以外にも、紫外線、真空紫外線、X線によるレジストの露光等によっても行なえることは当然である。 As a method of forming a desired pattern, in addition to the exposure of the resist by the electron beam as described above, the destruction of the regularity of the multilayer film by the focused ion beam, the exposure of the resist by ultraviolet, vacuum ultraviolet, X-ray, or the like. Of course.
図8(a)は上記のように作製された反射型マスク818を用いてウエハを露光する縮小投影露光装置の構成を示す図、図8(b)は、その結像系の構成を示す図である。 FIG. 8A is a diagram showing a configuration of a reduction projection exposure apparatus that exposes a wafer using the reflective mask 818 manufactured as described above, and FIG. 8B is a diagram showing a configuration of an image forming system thereof. It is.
軟X線(または真空紫外線)を発生する光源813から放射された軟X線(または真空紫外線)である露光光814は、2枚のミラー815および816からなる照明光学系を経て拡大された露光光817とされ、マスクステージ825上に保持された反射型マスク818に照射される。反射型マスク818の反射部から反射された軟X線および真空紫外線は、図8(b)に示される結像光学系により、ウエハステージ826に保持されたウエハ819に照射され、反射型マスク818上のパターンがウエハ819に縮小結像される。
マスクステージ825上には基準アライメントマーク822が設置され、該アライメントマーク822には、ミラー830によって折り返された光源820からの光821が照射される。基準アライメントマーク822の反射光は、上記の結像光学系を経てウエハステージ826上のアライメントマーク823と干渉し、その干渉した強度が検出器824により測定され反射型マスク818およびウエハ819のアライメントが行なわれる。
A reference alignment mark 822 is provided on the
アライメントを行うための光源820は軟X線(または真空紫外線)を発生する光源813と同一でも良い。また、アライメントマーク823はマスクステージ825上、ウエハステージ826上とも、多層膜からなる軟X線(または真空紫外線)の反射パターンでも良い。図示はしていないが、ウエハステージ826のアライメントマーク823とウエハ819のアライメントマーク、マスクステージ825上の基準アライメントマーク822と反射型マスク818のアライメ ントマークは、それぞれ、アライメント光学系により位置合わせが行なわれる。
The
図9(a),(b)は、上記実施例における、反射型マスク818の構成を示す図である。 FIGS. 9A and 9B are diagrams showing the configuration of the reflective mask 818 in the above embodiment.
反射型マスク818を構成する基板905は、マスク支持板930に貼り合わされる。反射型マスク818のマスクステージ825へのチャッキングは、マスク支持板930の外形あるいはマスク支持板930に設置された位置基準931を用いて行なわれ、この工程が、マスクのプリアライメントとなる。そのため、反射型マスク818上に非反射部パターン909および反射部パターン910によって形成されるマスクパターンは、マスク支持板930の外形あるいはマスク支持板に設置された位置基準931に対して予め定められた位置にある必要がある。
The substrate 905 included in the reflective mask 818 is attached to the
本発明における反射型マスク818は、図1に示した主制御装置107の制御により、基板905に位置基準が形成され、かつ、反射部あるいは非反射部からなる所望のパターンの位置がその位置基準に対する位置として設定されている。このため、基板905のマスク支持板930への貼り合わせは、図1に示した記憶装置108に格納された基板905上の位置基準907に対するパターン位置に基づいて、マスク支持板930に設置された位置基準931とパターンとが所定の位置関係となるように行なわれ、これに基づいて上記のアライメント動作が行われる。
In the reflective mask 818 of the present invention, a position reference is formed on the substrate 905 under the control of the
なお、アライメント動作を行う制御装置については特に説明しなかったが、図1に示した記憶装置108を記憶手段として共有する制御装置または主制御装置107としてもよい。このように構成した場合には、基板905上の位置基準907を基準アライメントマークとして用い、記憶装置108に格納された基板905上の位置基準907に対するパターン位置に基づいアライメント動作を行うことが可能となる。したがって、貼り合わせには上述したようなマスク支持板9 30に設置された位置基準931とパターンとが所定の位置関係とすることが要求されることはなく、単純に貼り合わせるだけでよいこととなり、作業時間を短縮し、製造効率を向上することができる効果がある。
Although the control device for performing the alignment operation has not been particularly described, the control device or the
次に、上記説明した露光装置を利用したデバイスの製造方法の実施例を説明する。 Next, an embodiment of a device manufacturing method using the above-described exposure apparatus will be described.
図10は微小デバイス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の製造のフローを示す。 FIG. 10 shows a flow of manufacturing micro devices (semiconductor chips such as ICs and LSIs, liquid crystal panels, CCDs, thin-film magnetic heads, micromachines, etc.).
ステップS1001(回路設計)では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップS1002(マスク製作)では設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップS1003(ウエハ製造)ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップS1004(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップS1005(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップS1004によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリエ程(ダイシング、ボンディング)、パッケージングエ程(チップ封入)等の工程を含む。ステップS1006(検査)ではステップS1005で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷(ステップS1007)される。 In step S1001 (circuit design), a circuit of a semiconductor device is designed. In step S1002 (mask production), a mask on which the designed circuit pattern is formed is produced. On the other hand, in step S1003 (wafer manufacturing), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step S1004 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the prepared mask and wafer. The next step S1005 (assembly) is called a post-process, and is a process of forming a semiconductor chip using the wafer produced in step S1004, and includes an assembly process (dicing, bonding), a packaging process (chip encapsulation), and the like. Step. In step S1006 (inspection), inspections such as an operation check test and a durability test of the semiconductor device manufactured in step S1005 are performed. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step S1007).
図11は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。 FIG. 11 shows a detailed flow of the wafer process.
ステップS1101(酸化)ではウエハの表面を酸化させる。ステップS1102(CVD)ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップS1103(電極形成)ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップS1104(イオン打込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステップS1105(レジスト処理 )ではウエハに感光剤を塗布する。ステップS1106(露光)では上記説明した露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップS1107(現像)では露光したウエハを現像する。ステップS1108(エッチング)では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップS1109(レジスト剥離)ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。本実施例の製造方法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを製造することができる。 In step S1101 (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. In step S1102 (CVD), an insulating film is formed on the wafer surface. In step S1103 (electrode formation), electrodes are formed on the wafer by vapor deposition. In step S1104 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. In step S1105 (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. In step S1106 (exposure), the circuit pattern of the mask is printed and exposed on the wafer by the exposure apparatus described above. In step S1107 (developing), the exposed wafer is developed. In step S1108 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step S1109 (resist stripping), unnecessary resist after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer. By using the manufacturing method of this embodiment, it is possible to manufacture a highly integrated semiconductor device, which has been conventionally difficult to manufacture.
次に、本発明の他の実施例について説明する。 Next, another embodiment of the present invention will be described.
図12および図13のそれぞれは、本発明による反射型マスク製造装置の第2の実施例および第3の実施例の要部構成を示すブロック図である。 FIG. 12 and FIG. 13 are block diagrams showing a main part configuration of a second embodiment and a third embodiment of the reflection type mask manufacturing apparatus according to the present invention.
図1に示した実施例においては、露光光により投影露光する装置を示したが、上記の構成は、図12に示す電子ビーム露光機1202より出力される電子ビーム1201により、ワーキングマスク1204を直接描画するEB露光装置や、図13に示すパターン光をレンズ系1309によってワーキングマスク1304に縮小投影露光する縮小投影露光装置にも当然転用出来るものである。
In the embodiment shown in FIG. 1, an apparatus for projecting and exposing with exposure light is shown. However, the above configuration directly applies the working
図12中の、ワーキングマスク1204、マスク移動機構1205、マスク状態確認装置1206および記憶装置1208のそれぞれは、図1に示したワーキングマスク104、マスク移動機構105、マスク状態確認装置106および記憶装置108はものと同様に構成されるものであり、主制御装置1207は、マスク状態確認装置の検出結果に基づいて電子ビーム露光機1202を直接制御することにより、記憶装置1208に記憶されているさまざまなマスクパターンを非反射部が欠陥部に位置するようにワーキングマスク1204上に形成する。
The working
図13に示す縮小投影露光装置は、マスタマスク1303とワーキングマスク 1304との間に位置するように縮小光学系であるレンズ系1309を設けた点以外は図1に示した投影露光装置と同様の構成である。図中の露光光1301、マスク種類確認装置1302、マスタマスク1303、ワーキングマスク1304、マスク移動機構1305、マスク状態確認装置1306、主制御装置1307および記憶装置1308のそれぞれは図1に示した露光光101、マスク種類確認装置102、マスタマスク103、ワーキングマスク104、マスク移動機構105、マスク状態確認装置106、主制御装置107および記憶装置108と同様の構成であるために説明は省略する。
The reduction projection exposure apparatus shown in FIG. 13 is the same as the projection exposure apparatus shown in FIG. 1 except that a
上記のように構成された本発明による反射型マスクの第2および第3の実施例においては、欠陥により生ずるレジストの露光時における欠陥を減少させ、歩留りの向上を図ることがのできるEB露光装置および縮小投影露光装置を実現することができる効果がある。 In the second and third embodiments of the reflective mask according to the present invention configured as described above, an EB exposure apparatus capable of reducing defects at the time of exposing a resist caused by defects and improving the yield. In addition, there is an effect that a reduced projection exposure apparatus can be realized.
101 露光光
102 マスク種類確認手段
103 マスタマスク
104 ワーキングマスク
105 マスク移動機構
106 マスク状態確認装置
107 主制御装置
108 記憶装置
201 基板
202 欠陥
203 反射部
204 非反射部
S301〜S306 ステップ
405 基板
406 欠陥
407 位置基準
408 パターン
409 反射部のパターン
410 非反射部のパターン
601 基板
602 欠陥
611 パターン
701 基板
702 欠陥
712a 反射部
712b 非反射部
813,820 光源
814,817 露光光
815,816,,827,828,829 ミラー
818 反射型マスク
819 ウエハ
821 光
822 基準アライメントマーク
823 アライメントマーク
824 検出器
825 マスクステージ
826 ウエハステージ
905 基板
907,931 位置基準
909 非反射部パターン
910 反射部パターン
930 マスク支持板
S1071〜S1077,S1181〜S1189 ステップ
1201 電子ビーム
1202 電子ビーム露光機
1301 露光光
1302 マスク種類確認手段
1303 マスタマスク
1204,1304 ワーキングマスク
1205,1305 マスク移動機構
1206,1306 マスク状態確認装置
1207,1307 主制御装置
1208,1308 記憶装置
Claims (2)
前記基板上の前記パターンが形成されている領域の周囲には、前記多層膜が無い反射型マスク。 A reflection type mask having a multilayer film as a reflection portion having a non-reflection portion formed thereon and a substrate supporting the multilayer film, and forming a pattern with the non-reflection portion and the reflection portion. ,
A reflective mask having no multilayer film around a region on the substrate where the pattern is formed.
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