JP2006013494A - 反射マスク、反射マスクの使用および反射マスクを製造する方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 フレア効果が抑制され、同時に可能な限り薄いマスクの提供が可能な、反射マスクおよび反射マスクの使用を提供する。
【解決手段】 本発明は、レイアウトをターゲット基板上にリソグラフィ法によって転写するための構造（２０）を有する反射マスクに関し、特にＥＵＶリソグラフィにおいて使用するためであり、かつ少なくとも部分的に多層構造（１１）の明るいフィールドに配置される少なくとも１つのフレア減少層（１３’）を特徴とする反射多層構造（１１）を有する反射マスクに関する。さらに、本発明は反射マスクの使用と反射マスクを製造する方法とに関する。
【選択図】 図２
【解決手段】 本発明は、レイアウトをターゲット基板上にリソグラフィ法によって転写するための構造（２０）を有する反射マスクに関し、特にＥＵＶリソグラフィにおいて使用するためであり、かつ少なくとも部分的に多層構造（１１）の明るいフィールドに配置される少なくとも１つのフレア減少層（１３’）を特徴とする反射多層構造（１１）を有する反射マスクに関する。さらに、本発明は反射マスクの使用と反射マスクを製造する方法とに関する。
【選択図】 図２
Description
本発明は、請求項１の前文（ｐｒｅａｍｂｌｅ）に従う反射マスク、請求項１０に従う反射マスクの使用、および請求項１１に従う反射マスクを製造する方法に関する。
半導体構成要素（例えば、ＤＲＡＭメモリチップ）のリソグラフィ法製造において、マスクが使用されており、そのマスクのパターンは感光性レジストを用いてターゲット基板（例えば、ウェハ）上に転写される。
転写されるべきパターンはますます小さくなるので、例えば１５７ｎｍまたは１３．５ｎｍ（極端紫外線、ＥＵＶ）といったかつてないほど短い照射波長を扱うことが必要である。よって、対応するリソグラフィマスクに関する要求も同様に変化する。ＥＵＶ範囲の照射波長においては、反射マスクが透過マスクの代わりに用いられる。
かつてないほどに短くなる照射波長において、反射マスクが用いられるとき、拡散背景散乱光（フレア）は、結果としてコントラストの望ましくない減少をもたらす。コントラストの減少は、結果として処理窓の大きさの縮小をもたらす。
この場合、散乱光強度は照射波長の二乗に反比例する。すなわち、散乱光は照射波長が縮小するにつれて非常に大きく強くなる。
よって、光学素子として用いられるレンズまたは鏡の表面粗さと同じ粗さとすると、１３．５ｎｍにおけるＥＵＶ技術の効果は、１５７ｎｍにおけるＥＵＶ技術の効果より１００倍以上大きい。
光学表面の原子粗さは、８％の最小フレアレベルはＥＵＶ技術の場合において予想されるものなので、理論上の最小を表す。
ＥＵＶ技術は反射マスクを使用し、透過マスクを使用しないので、フレアの影響を減少するために背面反射防止層（ＡＲＣ）を用いることは可能ではない。
処理窓への影響は、環境条件次第で、限界構造寸法（限界寸法、局所バイアス（ｌｏｃａｌ ｂｉａｓｉｎｇ））の局所適合によって減少され得、しかしながらこれによりイメージフィールド全体上のフレアにおける変動は修正されない。高いデータ技術的費用によってのみ、マスクの異なる明るいフィールド部分によってローカルフレアの変動を修正することも可能である。フレアから生成されるＣＤにおける変化を補償する１つの例は、ＷＯ ０２／２７４０３（特許文献１）に記載されている。
さらに、例えば作業中の描画光学系の変動個所といった時間依存影響は、この方法では考慮され得ない。
一般的に、透過マスクの概念は、特に、反射マスクの場合における光の斜め入射はシェーディング効果をもたらすので、容易に反射マスクに適用され得ない。従って、反射マスク上の全ての構造は、可能な限り平らに生成されねばならない。
国際公開第０２／２７４０３号パンフレット
本発明は、反射マスクおよび反射マスクの使用を提供する目的に基づいており、これによりフレア効果が抑制され、それと同時に可能な限り薄いマスクが提供される。
本目的は、請求項１の特徴を有する反射マスクを用いて達成され得る。
多層構造の明るいフィールド（ｂｒｉｇｈｔ ｆｉｅｌｄ）上に少なくとも部分的に配置される少なくとも１つのフレア減少層によって、散乱光の効果が、さらなる層をマスクに適用しなくても抑制される。
この場合、少なくとも１つのフレア減少層が、構造の周りに所定の間隔で配置されると有利である。
少なくとも１つのフレア減少層が、修復する場合に吸収層にどうしても適用されねばならない緩衡層の一部であると特に有利である。
さらに、少なくとも１つのフレア減少層が、キャップ（ｃａｐｐｉｎｇ）層またはエッチングストップ層上または下の層として配置されると有利である。
少なくとも１つのフレア減少層は、有利にＳｉＯ２を備える。有利な方法では、少なくとも１つのフレア減少層は１０ｎｍと３０ｎｍとの間の層厚を有し、特に２０ｎｍの層厚を有する。
吸収層は有利にＴａＮまたはクロムを備え、緩衡層は有利にＳｉＯ２またはクロムを備える。
ＳｉＯ２から生成される緩衡層とクロムから生成される吸収層との組み合わせは特に有利である。
目的はまた、半導体構成要素の製造において、特にＤＲＡＭ製造において、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の反射マスクを使用することによって達成され得る。
さらに目的は、請求項１１の特徴を有する方法を用いても達成される。この場合、以下の方法ステップが形成される：
ａ）反射多層構造は基板上に配置され、
ｂ）キャップ層は多層構造上に配置され、
ｃ）緩衡層はキャップ層上に配置され、
ｄ）吸収層は緩衡層の上に配置され、
ｅ）緩衡層のパターニングの後、緩衡層の少なくとも一部および／または個別のフレア減少層が、フレアを抑制するために、該多層構造の上の明るいフィールド領域に配置されることを特徴とする方法ステップが形成される。
ａ）反射多層構造は基板上に配置され、
ｂ）キャップ層は多層構造上に配置され、
ｃ）緩衡層はキャップ層上に配置され、
ｄ）吸収層は緩衡層の上に配置され、
ｅ）緩衡層のパターニングの後、緩衡層の少なくとも一部および／または個別のフレア減少層が、フレアを抑制するために、該多層構造の上の明るいフィールド領域に配置されることを特徴とする方法ステップが形成される。
本発明は、図面の図を参照しながら複数の例示的実施形態を用いて以下でより詳細に説明される。
（項目１）
リソグラフィ法によってレイアウトをターゲット基板上に転写するための構造を有し、特に、ＥＵＶリソグラフィで使用するためのものであり、かつ、反射多層構造を有する反射マスクであって、
少なくとも部分的に該多層構造（１１）の明るいフィールド上に配置される少なくとも１つのフレア減少層（１３’、１７）を特徴とする、反射マスク。
リソグラフィ法によってレイアウトをターゲット基板上に転写するための構造を有し、特に、ＥＵＶリソグラフィで使用するためのものであり、かつ、反射多層構造を有する反射マスクであって、
少なくとも部分的に該多層構造（１１）の明るいフィールド上に配置される少なくとも１つのフレア減少層（１３’、１７）を特徴とする、反射マスク。
（項目２）
少なくとも１つのフレア減少層（１３’、１７）は、上記構造（２０）の周りの所定の間隔で配置されることを特徴とする、項目１に記載の反射マスク。
少なくとも１つのフレア減少層（１３’、１７）は、上記構造（２０）の周りの所定の間隔で配置されることを特徴とする、項目１に記載の反射マスク。
（項目３）
少なくとも１つのフレア減少層（１３’）は、緩衡層（１３）の一部であることを特徴とする、項目１または項目２に記載の反射マスク。
少なくとも１つのフレア減少層（１３’）は、緩衡層（１３）の一部であることを特徴とする、項目１または項目２に記載の反射マスク。
（項目４）
少なくとも１つのフレア減少層（１７）は、キャップ層（１２）またはエッチングストップ層（１６）上または下の層として配置されることを特徴とする、項目１から項目３のいずれか一項に記載の反射マスク。
少なくとも１つのフレア減少層（１７）は、キャップ層（１２）またはエッチングストップ層（１６）上または下の層として配置されることを特徴とする、項目１から項目３のいずれか一項に記載の反射マスク。
（項目５）
少なくとも１つのフレア減少層（１３’、１７）は、ＳｉＯ２を備えることを特徴とする、項目１から項目４のいずれか一項に記載の反射マスク。
少なくとも１つのフレア減少層（１３’、１７）は、ＳｉＯ２を備えることを特徴とする、項目１から項目４のいずれか一項に記載の反射マスク。
（項目６）
少なくとも１つのフレア減少層（１３’、１７）は、１０ｎｍと３０ｎｍとの間の層厚を有し、特に２０ｎｍの層厚を有することを特徴とする、項目１から項目５のいずれか一項に記載の反射マスク。
少なくとも１つのフレア減少層（１３’、１７）は、１０ｎｍと３０ｎｍとの間の層厚を有し、特に２０ｎｍの層厚を有することを特徴とする、項目１から項目５のいずれか一項に記載の反射マスク。
（項目７）
ＴａＮまたはクロムから生成される吸収層（１４）を特徴とする、項目１から項目６のいずれか一項に記載の反射マスク。
ＴａＮまたはクロムから生成される吸収層（１４）を特徴とする、項目１から項目６のいずれか一項に記載の反射マスク。
（項目８）
ＳｉＯ２またはクロムから生成される緩衡層（１３）を特徴とする、項目１から項目７のいずれか一項に記載の反射マスク。
ＳｉＯ２またはクロムから生成される緩衡層（１３）を特徴とする、項目１から項目７のいずれか一項に記載の反射マスク。
（項目９）
ＳｉＯ２から生成される緩衡層（１３）とクロムから生成される吸収層（１４）とを特徴とする、項目１から項目８のいずれか一項に記載の反射マスク。
ＳｉＯ２から生成される緩衡層（１３）とクロムから生成される吸収層（１４）とを特徴とする、項目１から項目８のいずれか一項に記載の反射マスク。
（項目１０）
半導体構成要素の製造において、特にＤＲＡＭ製造において、項目１から項目９のいずれか一項に記載の反射マスクの使用。
半導体構成要素の製造において、特にＤＲＡＭ製造において、項目１から項目９のいずれか一項に記載の反射マスクの使用。
（項目１１）
ａ）反射多層構造（１１）が基板（１０）上に配置され、
ｂ）キャップ層（１２）が該多層構造（１１）上に配置され、
ｃ）緩衡層（１３）が該キャップ層（１２）上に配置され、
ｄ）吸収層（１４）が該緩衡層（１３）の上に配置され、
ｅ）該緩衡層（１３）のパターニングの後、該緩衡層（１３’）の少なくとも一部および／または個別のフレア減少層（１７）が、フレアを抑制するために、該多層構造（１１）の上の明るいフィールド領域に配置されることを特徴とする、項目１から項目９のいずれか一項に記載の反射マスクを製造する方法。
ａ）反射多層構造（１１）が基板（１０）上に配置され、
ｂ）キャップ層（１２）が該多層構造（１１）上に配置され、
ｃ）緩衡層（１３）が該キャップ層（１２）上に配置され、
ｄ）吸収層（１４）が該緩衡層（１３）の上に配置され、
ｅ）該緩衡層（１３）のパターニングの後、該緩衡層（１３’）の少なくとも一部および／または個別のフレア減少層（１７）が、フレアを抑制するために、該多層構造（１１）の上の明るいフィールド領域に配置されることを特徴とする、項目１から項目９のいずれか一項に記載の反射マスクを製造する方法。
（要旨）
本発明は、レイアウトをターゲット基板上にリソグラフィ法によって転写するための構造（２０）を有する反射マスクに関し、特にＥＵＶリソグラフィにおいて使用するためであり、かつ少なくとも部分的に多層構造（１１）の明るいフィールドに配置される少なくとも１つのフレア減少層（１３’、１７）を特徴とする反射多層構造（１１）を有する反射マスクに関する。さらに、本発明は反射マスクの使用と反射マスクを製造する方法とに関する。よって、フレア効果を抑制する反射マスクが提供され、それと同時に、可能な限り薄いマスクが提供される。
本発明は、レイアウトをターゲット基板上にリソグラフィ法によって転写するための構造（２０）を有する反射マスクに関し、特にＥＵＶリソグラフィにおいて使用するためであり、かつ少なくとも部分的に多層構造（１１）の明るいフィールドに配置される少なくとも１つのフレア減少層（１３’、１７）を特徴とする反射多層構造（１１）を有する反射マスクに関する。さらに、本発明は反射マスクの使用と反射マスクを製造する方法とに関する。よって、フレア効果を抑制する反射マスクが提供され、それと同時に、可能な限り薄いマスクが提供される。
図１は、断面図におけるそれ自体は既知の反射マスクの典型的な構成を示す。この反射マスクとここで記載される全てのさらなるマスクとは、ＥＵＶリソグラフィ（１３．５ｎｍ）に用いられることとされており、この反射マスクはまた原則的には他の波長においても使用されることが可能である。
多層構造１１は低熱膨張材料（例えば、高ドープ処理石英ガラスまたはガラスセラミック）から成る基板１０上に配置される。多層構造１１は、個々の層の多重度（例えば、４０のダブル層）を有する。多層構造１１は既知の方法でモリブデンおよびシリコンから構成される。
シリコンから成るキャップ層１２は、反射多層構造１１の上に保護層として配置される。
キャップ層１２上に配置される構造２０が存在し、構造２０は、反射マスクが光の斜め入射（例えば、表面の垂直に対して５°〜６°）で照射されるとき、構造製造に役立つ。
構造２０は底部に緩衡層１３を有し、その上に露光放射を吸収する吸収層１４を有する。吸収層１４はターゲット基板（ここでは図示せず）上に構造を生成することに役立つ。反射マスクから反射される光は、明るい−暗い（ｂｒｉｇｈｔ−ｄａｒｋ）パターンを有しており、明るいフィールドは多層構造１１によって生成され、暗いフィールドは吸収層１４によって生成される。
この場合、ＴａＮが吸収層１４の材料として用いられる。この場合、クロム層が緩衡層１３として用いられる。
あるいは、ＳｉＯ２が緩衡層１３として用いられるのと同時に、吸収層１４はクロムから生成される。
図１に従った反射マスクは、それ自体で既知の方法でリソグラフィ-方法から製造されており、層が基板１０に適用され、その後に例えばエッチングによってパターン化されることによって製造される。よって、例えば緩衡層１３と吸収層１４とは、構造２０が残るようにエッチングされる。これにより、多層１１上に比較的大きな明るいフィールドが生じるが、それはフレア効果のために問題である。
図２は、本発明に従った反射マスクの第１の実施形態を示す。層の構成および材料は本質的に図１のそれらに一致し、その結果、対応する記載を参照する。
フレア効果を防ぐために、この場合、ほぼ２０ｎｍ厚さのＳｉＯ２緩衡層１３は、構造２０の周りの比較的狭い空間でのみエッチングされる。中位から低いＥＵＶ吸収量を有する緩衡層１３は、よって、機能性層すなわちフレア減少層１３’として残る。ここで、フレア減少層１３’は構造２０の周りの明るいフィールド領域を覆い、よってフレア効果を減少させる。そのような構成での減少を量的に表したものは、図７とともに説明される。
緩衡層１３の厚さ、およびフレア減少層１３’の厚さは、層の部分的透過（多層構造１１から反射されるＥＵＶ光に関して）がターゲット基板上のフォトレジストを露光するのに十分であるように、光学的性質に関して最適化さる。緩衡層１３とフレア減少層とは部分的に透明でなければならない。同時に、緩衡層１３とフレア減少層との層厚は、望ましくない散乱光を抑制するのに十分大きくなければならない。この場合、層厚は、処理窓が大きなパターン化されない明るいフィールド領域における緩衡層１３の追加的な吸収によって制限されないように選ばれる。
この場合、散乱光の減少のためにコントラスト強化が予想される。さらに、イメージフィールド上のＣＤの均一性は、イメージフィールド上のフレアにおける変動がより小さい影響力を有するのでより良く適合している。
図３Ａから図３Ｄは、図２に従って反射マスクを製造するためにいかなる方法ステップが行われるのかを説明する。
開始点（図３Ａ）は、基板１０、多層構造１１、キャップ層１２および緩衡層１３を備えるパターン化されない層スタックを有する反射マスクである。吸収層１４は緩衡層１３の上に配置され、この吸収層は既にパターン化されている。緩衡層１３は、吸収層１４を（例えば、イオンビームによって）補修することが要求される場合に、多層構造１１を保護することに役立つ。
第１の方法ステップ（図３Ｂ）では、レジスト層１５が適用され、このレジスト層は構造２０の周りの比較的狭い領域においてリソグラフィ法によって再度除去される。
その後に、第２の方法ステップ（図３Ｃ）で、緩衡層１３が構造２０の周りの領域においてエッチングされる。エッチング領域外にある明るいフィールドはレジスト層１５によって保護される。
最後に、第３の方法ステップ（図３Ｄ）で、レジスト層１５が除去され、図２に従う構造が得られる。
図４は、本発明に従った反射マスクの第２の実施形態を示す。これは、第１の実施形態（図２）の改良を表しており、よって、反射マスクと反射マスクの製造とに関する対応する説明が参照される。
加えて、第２の実施形態では、さらなるフレア減少層１７が緩衡層１３の下かつキャップ層１２の上に適用される。この実施形態は、吸収層の修復（例えば、イオン放射）が過度に高い吸収量を意味する緩衡層１３の最小の厚さを必要とするときに、特に好都合である。
図５は、本発明に従った反射マスクの第３の実施形態であり、第２の実施形態（図４）の改良である実施形態を示す。エッチングストップ層１６は、キャップ層１２の上に配置され、その後に別個のフレア減少層１７がこのエッチングストップ層上に配置される。
原理的に、エッチングストップ層１６はまた、別個のフレア減少層１７の上にも位置し得る。
図６は、反射マスクの一部の平面図を概略的に示す。この場合、パターン化された領域２１、２２、２３、２４はフレア減少層１３’に取り囲まれる。フレア減少層１３’は第１の実施形態の意味では、ここで緩衡層１３の一部として形成される。
図７は、シミュレーション例の形で本発明に従うフレア減少の効果を示す。３つの線構造２０（図２に図示されるように）がシミュレートされた。
構造２０の中心線は、互いにほぼ０．０７μｍ離れて位置する。
構造２０は、吸収構造が暗いフィールドを生成するので、３つの強度極小を生み出す。
フレア減少に対する特定の手段なしで、強度水準０．７（任意の単位で測定される）が達成される。
この場合、３つの構造２０を側方に取り囲むＳｉＯ２から生成される２０ｎｍ厚の層（例えば、図２を参照）はフレア減少層１３’として用いられる。構造２０の周りですぐ隣の領域は、図２に従うと、フレア減少層１３によって覆われない。
フレア減少層１３’の効果は、構造２０の周りの対応する領域（−０．１５μｍと−０．２μｍとの間のｘ、および０．１５μｍと０．２μｍとの間のｘ）におけるフレアを含む反射された放射の強度はほぼ０．７から０．５２まで低くされるという事実から明らかである。より低い強度は、構造２０の中心の領域にも存在するものである。これは、明るいフィールドの領域（−０．１５と−０．２との間のｘ、および０．１５と０．２との間のｘ）における反射された強度はそれでもやはり、パターン化された領域の最大強度以上である。この結果は、パターン化された領域の完全な強度振幅は描画処理において利用され得るということである。
本発明の実施形態は、前に明記した好ましい例示的な実施形態に限定されない。むしろ、根本的に異なる構成の実施形態の場合においても、本発明に従った反射マスクおよび本発明に従った方法を利用する多数の改良が考えられる。
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
１０ 基板
１１ 多層構造
１２ キャップ層
１３ 緩衡（バッファ）層
１３’ フレア減少層
１４ 吸収層
１５ レジスト層
１６ エッチングストップ層
１７ さらなるフレア減少層
２０ 基板
２１、２２、２３、２４ パターン化された領域
１１ 多層構造
１２ キャップ層
１３ 緩衡（バッファ）層
１３’ フレア減少層
１４ 吸収層
１５ レジスト層
１６ エッチングストップ層
１７ さらなるフレア減少層
２０ 基板
２１、２２、２３、２４ パターン化された領域
Claims (11)
- リソグラフィ法によってレイアウトをターゲット基板上に転写するための構造を有し、特に、ＥＵＶリソグラフィで使用するためのものであり、かつ、反射多層構造を有する反射マスクであって、
少なくとも部分的に該多層構造（１１）の明るいフィールド上に配置される少なくとも１つのフレア減少層（１３’、１７）を特徴とする、反射マスク。 - 少なくとも１つのフレア減少層（１３’、１７）は、前記構造（２０）の周りの所定の間隔で配置されることを特徴とする、請求項１に記載の反射マスク。
- 少なくとも１つのフレア減少層（１３’）は、緩衡層（１３）の一部であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の反射マスク。
- 少なくとも１つのフレア減少層（１７）は、キャップ層（１２）またはエッチングストップ層（１６）上または下の層として配置されることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の反射マスク。
- 少なくとも１つのフレア減少層（１３’、１７）は、ＳｉＯ２を備えることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の反射マスク。
- 少なくとも１つのフレア減少層（１３’、１７）は、１０ｎｍと３０ｎｍとの間の層厚を有し、特に２０ｎｍの層厚を有することを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の反射マスク。
- ＴａＮまたはクロムから生成される吸収層（１４）を特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の反射マスク。
- ＳｉＯ２またはクロムから生成される緩衡層（１３）を特徴とする、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の反射マスク。
- ＳｉＯ２から生成される緩衡層（１３）とクロムから生成される吸収層（１４）とを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の反射マスク。
- 半導体構成要素の製造において、特にＤＲＡＭ製造において、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の反射マスクの使用。
- ａ）反射多層構造（１１）が基板（１０）上に配置され、
ｂ）キャップ層（１２）が該多層構造（１１）上に配置され、
ｃ）緩衡層（１３）が該キャップ層（１２）上に配置され、
ｄ）吸収層（１４）が該緩衡層（１３）の上に配置され、
ｅ）該緩衡層（１３）のパターニングの後、該緩衡層（１３’）の少なくとも一部および／または個別のフレア減少層（１７）が、フレアを抑制するために、該多層構造（１１）の上の明るいフィールド領域に配置されることを特徴とする、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の反射マスクを製造する方法。
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