JP2009141223A - 反射型マスク - Google Patents
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Abstract
【課題】 隣り合ったショットの重なりの部分からの露光光の漏れを抑制できるとともに、露光光のシャドーイングの影響を軽減できる反射型マスクを提供すること。
【解決手段】 反射型マスクは、露光光４０が照射される主面を含む反射型マスクであって、前記主面内に設けられたパターン領域１０であって、露光光４０を反射する多層反射膜２と、多層反射膜２上に設けられ、露光光４０を吸収し、ウェハ上に形成するパターンに対応したパターンを有する第１の吸収体パターン４，５とを含むパターン領域１０と、前記主面内に設けられた遮光領域１１であって、前記主面に露光光４０を照射して前記ウェハ上の所定の領域にパターンを転写するときに、前記所定の領域以外の前記ウェハの領域に露光光４０が照射されることを防ぐために、露光光４０に対する反射率が第１の吸収体パターン４，５よりも低い第２の吸収体パターン４−６が設けられた遮光領域１１とを備える。
【選択図】 図２
【解決手段】 反射型マスクは、露光光４０が照射される主面を含む反射型マスクであって、前記主面内に設けられたパターン領域１０であって、露光光４０を反射する多層反射膜２と、多層反射膜２上に設けられ、露光光４０を吸収し、ウェハ上に形成するパターンに対応したパターンを有する第１の吸収体パターン４，５とを含むパターン領域１０と、前記主面内に設けられた遮光領域１１であって、前記主面に露光光４０を照射して前記ウェハ上の所定の領域にパターンを転写するときに、前記所定の領域以外の前記ウェハの領域に露光光４０が照射されることを防ぐために、露光光４０に対する反射率が第１の吸収体パターン４，５よりも低い第２の吸収体パターン４−６が設けられた遮光領域１１とを備える。
【選択図】 図２
Description
本発明は、ＥＵＶ（Extreme Ultra-Violet）露光に使用される反射型マスクに関する。
近年、素子のさらなる微細化のために、ＥＵＶ露光技術の開発が進められている（特許文献１）。ＥＵＶ露光では、反射型マスクが使用される。反射型マスクは、ウェハ上に形成するべきパターンに対応したパターンを含む領域（パターン領域）と、このパターン領域の周辺に設けられ、ＥＵＶ光の反射率が小さい領域（遮光領域）とを備えている。遮光領域は、隣り合ったショットの重なり部分からのＥＵＶ光の漏れを防ぐためのものである。
パターン領域は、ＥＵＶ光を反射する反射膜と、この反射膜上に設けられ、ＥＵＶ光を吸収する吸収体とで構成されている。この吸収体は、ウェハ上に形成するべきパターンに対応したパターンを有する。遮光領域は、ＥＵＶ光を吸収する吸収体で構成されている。この吸収体はパターン領域の周辺に沿って設けられている。パターン領域の吸収体と遮光領域の吸収体は、同じ膜を加工して形成されるため、パターン領域の吸収体と遮光領域の吸収体は、同じ材料で形成され、また、厚さも同じになる。吸収体は、典型的には、バッファ膜と、ＥＵＶ光を吸収する吸収膜との積層構造を有する。
吸収体には、平均反射率０．５％未満の特性が求められている。これは、平均反射率が十分に小さくないと、隣り合ったショットの重なりの部分からのＥＵＶ光の漏れにより、設計通りのパターンをウェハ上に形成できなくなるからである。すなわち、遮光領域がその機能を果たせなくなるからである。
バッファ膜としてＣｒ膜、吸収膜として窒化チタン（ＴａＮ）膜を用いて、平均反射率０．５％未満を満たすためには、Ｃｒ膜とＴａＮ膜とを足し合わせて７０ｎｍ以上の厚さが必要となる。
ＥＵＶ光は反射型マスクに対して例えば６度程度の傾斜角度でもって照射される。そのため、吸収体が上記のように比較的厚い（７０ｎｍ以上）と、パターン領域の吸収体にてＥＵＶ光のシャドーイングが生じる。
シャドーイングの影響の大きさは、パターンによって異なる。図３９にその例を示す。図３９（ａ）は、ＥＵＶ光の入射方向Ｄと平行の方向が長手方向である、反射型マスク上のラインアンドスペースパターン（Ｌ＆Ｓパターン）Ｐ１を示している。図３９（ｂ）は、ＥＵＶ光の入射方向Ｄと垂直の方向が長手方向である、反射型マスク上のＬ＆ＳパターンＰ２を示している。Ｌ＆ＳパターンＰ２のほうがＬ＆ＳパターンＰ１に比べてシャドーイングの影響が大きい。そのため、Ｌ＆ＳパターンＰ１，Ｐ２間で転写寸法に差異がみられていた。また、Ｌ＆ＳパターンＰ１の露光転写像（光強度分布）のパターン中心位置は、Ｌ＆ＳパターンＰ１の中心位置からずれていた。
このようなシャドーイングに起因する問題は、吸収体を薄くすれば解消できるが、これは平均反射率の増加をもたらすため、上記のＥＵＶ光の漏れの問題は解決できなくなる。
特開２００４−２６６３００号公報
本発明の目的は、隣り合ったショットの重なりの部分からの露光光の漏れを抑制できるとともに、露光光のシャドーイングの影響を軽減できる反射型マスクを提供することにある。
本発明に係る反射型マスクは、露光光が照射される主面を含む反射型マスクであって、前記主面内に設けられたパターン領域であって、前記露光光を反射する多層反射膜と、前記多層反射膜上に設けられ、前記露光光を吸収し、ウェハ上に形成するパターンに対応したパターンを有する第１の吸収体パターンを含む前記パターン領域と、前記主面内に設けられた遮光領域であって、前記主面に前記露光光を照射して前記ウェハ上の所定の領域に前記第１の吸収体パターンを転写するときに、前記所定の領域以外の前記ウェハの領域に前記露光光が照射されることを防ぐために、前記露光光に対する反射率が前記第１の吸収体パターンよりも低く、かつ、前記第１の吸収体パターンとは異なる位置に設けられた第２の吸収体パターンを含む前記遮光領域とを具備してなることを特徴とする。
本発明によれば、隣り合ったショットの重なりの部分からの露光光の漏れを抑制できるとともに、露光光のシャドーイングの影響を軽減できる反射型マスクを実現できるようになる。
以下、図面を参照しながら、実施形態についてさらに説明する。
（第１の実施形態）
実施形態の反射型マスクは、露光光が照射される主面を含む反射型マスクであって、前記主面内に設けられたパターン領域であって、前記露光光を反射する多層反射膜と、前記多層反射膜上に設けられ、前記露光光を吸収し、ウェハ上に形成するパターンに対応したパターンを有する第１の吸収体パターンを含む前記パターン領域と、前記主面内に設けられた遮光領域であって、前記主面に前記露光光を照射して前記ウェハ上の所定の領域に前記第１の吸収体パターンを転写するときに、前記所定の領域以外の前記ウェハの領域に前記露光光が照射されることを防ぐために、前記露光光に対する反射率が前記第１の吸収体パターンよりも低く、かつ、前記第１の吸収体パターンとは異なる位置に設けられた第２の吸収体パターンを含む前記遮光領域とを備えている。
実施形態の反射型マスクは、露光光が照射される主面を含む反射型マスクであって、前記主面内に設けられたパターン領域であって、前記露光光を反射する多層反射膜と、前記多層反射膜上に設けられ、前記露光光を吸収し、ウェハ上に形成するパターンに対応したパターンを有する第１の吸収体パターンを含む前記パターン領域と、前記主面内に設けられた遮光領域であって、前記主面に前記露光光を照射して前記ウェハ上の所定の領域に前記第１の吸収体パターンを転写するときに、前記所定の領域以外の前記ウェハの領域に前記露光光が照射されることを防ぐために、前記露光光に対する反射率が前記第１の吸収体パターンよりも低く、かつ、前記第１の吸収体パターンとは異なる位置に設けられた第２の吸収体パターンを含む前記遮光領域とを備えている。
したがって、パターン領域における露光光のシャドーイングの影響を軽減できる程度まで、第１の吸収体パターンを薄くしても、隣り合ったショットの重なりの部分からの露光光の漏れを抑制できるように、遮光領域の第２の吸収体パターンの厚さおよび材料の少なくとも一方を選ぶことにより、隣り合ったショットの重なりの部分からの露光光の漏れを抑制できるとともに、露光光のシャドーイングの影響を軽減できるようになる。
（第２の実施形態）
図１は、第２の実施形態に係る反射型マスクを示す平面図である。
図１は、第２の実施形態に係る反射型マスクを示す平面図である。
図１に示すように、反射型マスクは、ウェハ上に形成するべきパターンに対応したパターンを含む領域（転写パターン領域）１０と、この転写パターン領域１０の周辺に設けられ、ＥＵＶ光を吸収する領域（遮光領域）１１とを備えている。遮光領域１１は、隣り合ったショットの重なり部分からの漏れを防ぐためのものである。遮光領域１１の反射率は、例えば、０．５％未満である。以下、図２を参照しながら、本実施形態の反射型マスクについて、さらに説明する。
図２は、図１の反射型マスクのＡ−Ａ’断面図である。
図２において、１は低膨張率基板を示しており、この低膨張率基板１は、代表的には、チタンが添加された石英基板である。低膨張率基板１上には、ＥＵＶ光４０を反射する多層反射膜２が設けられている。ここでは、多層反射膜２は、Ｍｏ膜とＳｉ膜を交互に積層してなるＭｏ／Ｓｉ多層膜である。Ｍｏ／Ｓｉ多層膜の最上層はＭｏ膜である。Ｍｏ膜は大気に触れると酸化されやすい。Ｍｏ膜は酸化されると反射率が低下する。そのため、多層反射膜２上には保護膜３が設けられている。保護膜３は、後述するように、エッチングストッパとしての役割もある。ここでは、保護膜３はＳｉ膜である。
転写パターン領域１０の保護膜３上には、パターン化されたバッファ膜４と、ＥＵＶ光４０を吸収するパターン化された第１の吸収膜５との積層構造を有する吸収体（第１の吸収体パターン）が設けられている。ここでは、バッファ膜４はＣｒ膜、第１の吸収膜５はＴａＮ膜である。上記第１の吸収体パターンは、ウェハ上に形成するべきパターンに対応した形状を有する。
一方、遮光領域１１の保護膜３上には、パターン化されたバッファ膜４と、パターン化された第１の吸収膜５と、ＥＵＶ光４０を吸収するパターン化された第２の吸収膜６との積層構造を有する吸収体（第２の吸収体パターン）が設けられている。遮光領域１１の第１の吸収膜５と転写パターン領域１０の第１の吸収膜５とは同じ厚さである。ここでは、第２の吸収膜６はＣｒ膜である。上記第２の吸収体パターンは、遮光領域１１に対応した形状を有する。
遮光領域１１は第２の吸収膜６を備えているが、転写パターン領域１０は第２の吸収膜６を備えていない。遮光領域１１は第２の吸収膜６の分だけ転写パターン領域１０よりも厚くできる。したがって、転写パターン領域１０におけるＥＵＶ光４０のシャドーイングの影響を軽減できる程度まで、第１の吸収膜５を薄くしても、隣り合ったショットの重なりの部分からのＥＵＶ光４０の漏れを抑制できる程度に、遮光領域１１の第２の吸収膜６を厚く形成することにより、隣り合ったショットの重なりの部分からのＥＵＶ光４０の漏れを抑制できるとともに、ＥＵＶ光４０のシャドーイングの影響を軽減できる反射型マスクを実現できるようになる。
図３−図７は、本実施形態の反射型マスクの製造方法を説明するための断面図である。
［図３］
低膨張率基板１上に、多層反射膜２、保護膜３、バッファ膜４、第１の吸収膜５、第２の吸収膜６を順次形成することにより、反射型マスクブランクスを形成する。このようにして形成した反射型マスクブランクスを用いる代わりに、購入した反射型マスクブランクスを用いても構わない。
低膨張率基板１上に、多層反射膜２、保護膜３、バッファ膜４、第１の吸収膜５、第２の吸収膜６を順次形成することにより、反射型マスクブランクスを形成する。このようにして形成した反射型マスクブランクスを用いる代わりに、購入した反射型マスクブランクスを用いても構わない。
［図４］
上記反射型マスクブランクス上に、つまり、第２の吸収膜６上に、レジストパターン２０となるレジストを塗布し、その後、このレジストを電子ビーム露光、現像によりパターニングし、レジストパターン２０を形成する。
上記反射型マスクブランクス上に、つまり、第２の吸収膜６上に、レジストパターン２０となるレジストを塗布し、その後、このレジストを電子ビーム露光、現像によりパターニングし、レジストパターン２０を形成する。
［図５］
レジストパターン２０をマスクに用いて、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）プロセスにより、第２の吸収膜６、第１の吸収膜５およびバッファ膜４を加工する。このとき、保護膜３はエッチングストッパとして機能するため、多層反射膜２はエッチングされない。このようにして、遮光領域には、パターン化されたバッファ膜４と、パターン化された第１の吸収膜５と、パターン化された第２の吸収膜６との積層構造を有する吸収体（第２の吸収体パターン）が形成される。
レジストパターン２０をマスクに用いて、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）プロセスにより、第２の吸収膜６、第１の吸収膜５およびバッファ膜４を加工する。このとき、保護膜３はエッチングストッパとして機能するため、多層反射膜２はエッチングされない。このようにして、遮光領域には、パターン化されたバッファ膜４と、パターン化された第１の吸収膜５と、パターン化された第２の吸収膜６との積層構造を有する吸収体（第２の吸収体パターン）が形成される。
［図６］
レジストパターン２０を除去した後、再び、レジストの塗布、描画、現像を行って、レジストパターン２１を形成する。このレジストパターン２１は、遮光領域の第２の吸収膜６の上面を選択的に覆うように形成される。上記描画は、例えば、レーザー描画である。これは、レジストパターン２１はレジストパターン２０ほどの寸法精度は要求されないからである。レジストパターン２０はウェハ上に形成するべきパターンに対応したパターンを含むので精度が要求される。一方、レジストパターン２１はそのような精度が要求されるパターンを含んでいない。
レジストパターン２０を除去した後、再び、レジストの塗布、描画、現像を行って、レジストパターン２１を形成する。このレジストパターン２１は、遮光領域の第２の吸収膜６の上面を選択的に覆うように形成される。上記描画は、例えば、レーザー描画である。これは、レジストパターン２１はレジストパターン２０ほどの寸法精度は要求されないからである。レジストパターン２０はウェハ上に形成するべきパターンに対応したパターンを含むので精度が要求される。一方、レジストパターン２１はそのような精度が要求されるパターンを含んでいない。
［図７］
レジストパターン２１をマスクに用いて、ＲＩＥプロセスにより、転写パターン領域の第２の吸収膜６を選択的に除去する。このようにして、転写パターン領域には、パターン化されたバッファ膜４と、パターン化された第１の吸収膜５との積層構造を有する吸収体（第１の吸収体パターン）が形成される。
レジストパターン２１をマスクに用いて、ＲＩＥプロセスにより、転写パターン領域の第２の吸収膜６を選択的に除去する。このようにして、転写パターン領域には、パターン化されたバッファ膜４と、パターン化された第１の吸収膜５との積層構造を有する吸収体（第１の吸収体パターン）が形成される。
その後、レジストパターン２１を除去して、図２に示した反射型マスクブランクスが完成する。
なお、上記の反射型マスクの製造方法では、バッファ膜４の加工（図５）後に、転写パターン領域の第２の吸収膜６の除去（図７）を行ったが、転写パターン領域の第２の吸収膜６の除去後に、バッファ膜４の加工を行っても構わない。
図８および図９は、反射型マスクの吸収体の厚さと平均反射率との関係を示す図である。
図８中の特性曲線ａは、バッファ膜４としてＣｒ膜（厚さ１０ｎｍに固定）、第１の吸収膜５としてＴａＮ膜を用い、ＴａＮ膜の厚さを変化させたときの露光波長１３．５ｎｍ±０．３ｎｍ範囲における平均反射率の吸収体（第１の吸収膜５）の厚さの依存性を示している。多層反射膜２には、４０対のＭｏ膜（厚さ２．８ｎｍ）／膜Ｓｉ（厚さ４．２ｎｍ）を用いた。
図８中の特性曲線ｂは、バッファ膜４としてＣｒ膜（厚さ１０ｎｍに固定）、第１の吸収膜５としてＴａＮ膜、さらに、このＴａＮ膜上に、マスク検査におけるＤＵＶ波長の検査波長領域での反射率を抑えるための反射防止膜（ここでは厚さ１４ｎｍに固定されたＴａ2 Ｏ5 膜）を設けて、ＴａＮ膜の厚さを変化させたときの露光波長１３．５ｎｍ±０．３ｎｍ範囲における平均反射率の吸収体（第１の吸収膜５）の厚さの依存性を示している。多層反射膜２には、４０対のＭｏ膜（厚さ２．８ｎｍ）／膜Ｓｉ（厚さ４．２ｎｍ）を用いた。
図９中の特性曲線ｃは、バッファ膜４としてＣｒ膜（厚さ１０ｎｍに固定）、第１の吸収膜５としてＴａＮ膜、さらに、このＴａＮ膜上に、マスク検査におけるＤＵＶ波長の検査波長領域での反射率を抑えるための反射防止膜（ここでは厚さ１４ｎｍに固定されたＴａ2 Ｏ5 膜）を設けて、ＴａＮ膜の厚さを変化させたときの露光波長１３．５ｎｍ±０．３ｎｍ範囲における平均反射率の吸収体（第１の吸収膜５＋反射防止膜）の厚さの依存性を示している。
図９中の特性曲線ｄは、バッファ膜４としてＣｒ膜（厚さ１０ｎｍに固定）、第１の吸収膜５としてＴａＮ膜（厚さ２３．５ｎｍに固定）を用い、このＴａＮ膜上に、マスク検査におけるＤＵＶ波長の検査波長領域での反射率を抑えるための反射防止膜（ここでは厚さ１４ｎｍに固定されたＴａ2 Ｏ5 膜）を設け、さらに、上記反射防止膜上に、第２の吸収膜６としてＣｒ膜を設けて、このＣｒ膜の厚さを変化させたときの露光波長１３．５ｎｍ±０．３ｎｍ範囲における平均反射率の吸収体（バッファ膜４、第１の吸収膜５、反射防止膜、第２の吸収膜６）の厚さの依存性を示している。多層反射膜２には、４０対のＭｏ膜／膜Ｓｉ（２．８ｎｍ／４．２ｎｍ）を用いた。
図８から、第２の吸収膜６を用いずに、反射率０．５％未満を確保するためには、第１の吸収膜５（ＴａＮ膜）は６０ｎｍ以上の厚さが必要であることが分かる。吸収体（バッファ膜４＋第１の吸収膜５）としては、７０ｎｍ以上の厚さが必要となる。
一方、図９からは、第１の吸収膜５（ＴａＮ膜）と反射防止膜膜（Ｔａ2 Ｏ5 膜）と第２の吸収膜６（Ｃｒ膜）とを用いて、反射率０．５％未満を確保するためには、これらの三つの膜は合計で６３ｎｍ以上の厚さが必要であることが分かる。吸収体（バッファ膜４＋第１の吸収膜５＋反射防止膜＋第２の吸収膜６）としては、７３ｎｍ以上の厚さが必要となる。
図１０は、反射型マスクの吸収体の厚さとΔＣＤ(V-H)との関係を示す図である。吸収体は、ＴａＮ膜（厚さ可変）とＴａ2 Ｏ5 膜（厚さ１４ｎｍに固定）との積層膜である。また、ΔＣＤ(V-H)は、ＥＵＶ光の入射方向と垂直の方向が長手方向であるＬ＆Ｓパターン（垂直パターン）の転写寸法から、ＥＵＶ光の入射方向と平行の方向が長手方向であるＬ＆Ｓパターン（水平パターン）の転写寸法を引いた値である。垂直パターンおよび水平パターンの転写寸法（ＣＤ値）は、垂直パターンおよび水平パターンの露光転写像の光強度分布と、露光量しきい値（レジストが現像されるのに必要な露光量）とから算出した（図３９参照）。図３９において、Ｅthは露光量しきい値、Ｉ(v)は垂直パターンの露光転写像の光強度分布、Ｉ(h)は水平パターンの露光転写像の光強度分布、ＣＤ(v)は垂直パターンのＣＤ値、ＣＤ(h)は水平パターンのＣＤ値を示している。
図１１は、反射型マスクの吸収体の厚さと上記垂直パターンの露光転写像のパターン中心位置のシフト量との関係を示す図である。
図１０および図１１は、ピッチ２２ｎｍ、ピッチ３２ｎｍおよびピッチ４５ｎｍの三つのＬ＆Ｓパターンについて調べたものである。また、露光条件は、開口数ＮＡ＝０．３、コヒーレンスファクタσin／σout＝０．３／０．７、波長λ＝１３．５ｎｍ、入射角＝６度、マスク倍率＝５倍である。
図１０および図１１から、吸収体が薄くなるほど、水平パターンと垂直パターンとの寸法差は小さくなり、垂直パターンのパターン中心位置のシフト量も小さくなることが分かる。すなわち、吸収体が薄いほうがシャドーイングの影響が小さくなりウェハ転写には有利である。
図１２は、反射型マスクの吸収体の厚さとＬ＆Ｓパターン（水平パターン）の像コントラストとの関係を示す図である。図１３は、反射型マスクの吸収体の厚さとＬ＆Ｓパターン（垂直パターン）の像コントラストとの関係を示す図である。図１２および図１３において、Ｌ＆Ｓパターンのピッチは３２ｎｍである。また、像コントラストは、Ｌ＆Ｓパターンの露光転写像（光強度分布）の最大値をＩmax、最小値をＩminとすると、（Ｉmax−Ｉmin）／（Ｉmax＋Ｉmin）である。
像コントラストが大きいほうがウェハ転写に有利な条件であるが、図１２および図１３から、吸収体（バッファ膜を含まない）の厚さが３０ｎｍ以上であれば、必要な像コントラストが得られることが分かる。
上記の通り、吸収体が薄いほうがシャドーイングの影響は小さくなる。しかし、吸収体がある値以下の薄さになると、像コントラストが低下してウェハ転写が不利になる。したがって、転写パターン領域の吸収体の厚さは、像コントラストを考慮して適宜決めることが必要となる。例えば、転写パターン領域の吸収体を３８ｎｍする。吸収体厚３８ｎｍの場合、図８から反射率は３％となるが、遮光領域に使用するわけではないので問題はない。一方、遮光領域の吸収体の厚さは、漏れ光を十分に抑制できる程度、例えば、反射率が０．５％未満となる厚さが選ばれる。
（第３の実施形態）
図１４は、第３の実施形態に係る反射型マスクを示す平面図である。また、図１５は、図１４の反射型マスクのＢ−Ｂ’断面図である。なお、既出の図と対応する部分には既出の図と同一符号を付してあり、詳細な説明は省略する（以下、同様）。
図１４は、第３の実施形態に係る反射型マスクを示す平面図である。また、図１５は、図１４の反射型マスクのＢ−Ｂ’断面図である。なお、既出の図と対応する部分には既出の図と同一符号を付してあり、詳細な説明は省略する（以下、同様）。
本実施形態が第２の実施形態と異なる点は、転写パターン領域１０の周辺の低膨張率基板１の表面を露出させ、この露出させた低膨張率基板１の表面により、隣り合ったショットの重なりの部分からのＥＵＶ光の漏れを抑制することにある。
本実施形態の遮光領域１１は、転写パターン領域１０の周囲に沿って設けられ、内周形状および外周形状がともに長方形の閉じた帯状の第１の遮光領域１１ａと、この第１の遮光領域１１ａの周囲に沿って設けられ、内周形状および外周形状がともに長方形の閉じた帯状の第２の遮光領域１１ｂとを備えている。第１の遮光領域１１ａは、表面が露出した低膨張率基板１で構成され、第２の遮光領域１１ｂは、バッファ膜４と吸収膜５との積層膜で構成されている。
図１６は、石英基板のＥＵＶ光の反射率特性を示す図である。参考のため、吸収体（ＴａＮ(厚さ56nm）＋Ｔａ2 Ｏ5 (厚さ14nm))、吸収体（ＴａＮ(厚さ23.5nm）＋Ｔａ2 Ｏ5 (厚さ14nm)＋Ｃｒ(厚さ32.5nm))および多層反射膜（４０対のＭｏ膜(厚さ2.8nm）／Ｓ膜(4.2nm))のＥＵＶ光の反射率特性も載せてある。図１６から、石英基板のＥＵＶ光の反射率は十分に低く、遮光領域１１の吸収体として利用できることが分かる。
したがって、転写パターン領域１０の周辺の低膨張率基板１の表面を露出させて遮光領域１１ａとして利用し、さらに、第２の実施形態と同様に吸収膜５を薄くすることで、隣り合ったショットの重なりの部分からのＥＵＶ光の漏れを抑制できるとともに、ＥＵＶ光のシャドーイングの影響を軽減できる反射型マスクを実現できるようになる。
また、第２の実施形態では、第２の吸収膜６により遮光領域１１における反射率を低下させていたが、本実施形態では、第２の吸収膜６の成膜が不要となるので、マスク製造プロセスの簡略化およびマスク価格の低減化を図れるようになる。
図１７−図２１は、本実施形態の反射型マスクの製造方法を説明するための断面図である。
［図１７］
低膨張率基板１上に、多層反射膜２、保護膜３、バッファ膜４、吸収膜５を順次形成することにより、反射型マスクブランクスを形成する。このようにして形成した反射型マスクブランクスを用いる代わりに、購入した反射型マスクブランクスを用いても構わない。
低膨張率基板１上に、多層反射膜２、保護膜３、バッファ膜４、吸収膜５を順次形成することにより、反射型マスクブランクスを形成する。このようにして形成した反射型マスクブランクスを用いる代わりに、購入した反射型マスクブランクスを用いても構わない。
［図１８］
上記反射型マスクブランクス上に、つまり、吸収膜５上に、レジストパターン２２となるレジストを塗布し、その後、このレジストを電子ビーム露光、現像によりパターニングし、レジストパターン２２を形成する。
上記反射型マスクブランクス上に、つまり、吸収膜５上に、レジストパターン２２となるレジストを塗布し、その後、このレジストを電子ビーム露光、現像によりパターニングし、レジストパターン２２を形成する。
［図１９］
レジストパターン２２をマスクに用いて、ＲＩＥプロセスにより、吸収膜５およびバッファ膜４を加工する。このとき、保護膜３はエッチングストッパとして機能するため、多層反射膜２はエッチングされない。このようにして、転写パターン領域には、パターン化されたバッファ膜４とパターン化された吸収膜５との積層構造を有する吸収体（第１の吸収体パターン）が形成される。
レジストパターン２２をマスクに用いて、ＲＩＥプロセスにより、吸収膜５およびバッファ膜４を加工する。このとき、保護膜３はエッチングストッパとして機能するため、多層反射膜２はエッチングされない。このようにして、転写パターン領域には、パターン化されたバッファ膜４とパターン化された吸収膜５との積層構造を有する吸収体（第１の吸収体パターン）が形成される。
［図２０］
レジストパターン２２を除去した後、再び、レジストの塗布、描画、現像を行って、レジストパターン２３を形成する。このレジストパターン２３は、転写パターン領域周辺の遮光領域の吸収膜５が選択的に露出するように形成される。上記描画は、例えば、レーザー描画である。
レジストパターン２２を除去した後、再び、レジストの塗布、描画、現像を行って、レジストパターン２３を形成する。このレジストパターン２３は、転写パターン領域周辺の遮光領域の吸収膜５が選択的に露出するように形成される。上記描画は、例えば、レーザー描画である。
［図２１］
レジストパターン２３をマスクに用いて、ＲＩＥプロセスにより、転写パターン領域周辺の遮光領域（第１の遮光領域）の吸収膜５、バッファ膜４、保護膜３、多層反射膜２を選択的に除去し、第１の遮光領域の低膨張率基板１の表面を露出させる。このようにして、第１の遮光領域には、転写パターン領域周辺の遮光領域の低膨張率基板１の露出表面と、その周囲にあるパターン化されたバッファ膜４／吸収膜５とで構成された吸収体（第２の吸収体パターン）が形成される。
レジストパターン２３をマスクに用いて、ＲＩＥプロセスにより、転写パターン領域周辺の遮光領域（第１の遮光領域）の吸収膜５、バッファ膜４、保護膜３、多層反射膜２を選択的に除去し、第１の遮光領域の低膨張率基板１の表面を露出させる。このようにして、第１の遮光領域には、転写パターン領域周辺の遮光領域の低膨張率基板１の露出表面と、その周囲にあるパターン化されたバッファ膜４／吸収膜５とで構成された吸収体（第２の吸収体パターン）が形成される。
その後、レジストパターン２３を除去して、図１５に示した反射型マスクブランクスが完成する。
なお、上記の反射型マスクの製造方法では、転写パターン領域のバッファ膜４の加工（図１９）後に、第１の遮光領域の吸収膜５、バッファ膜４、保護膜３および多層反射膜２の加工（図２１）を行ったが、第１の遮光領域の吸収膜５、バッファ膜４、保護膜３および多層反射膜２の加工後に、転写パターン領域の吸収膜５およびバッファ膜４の加工を行っても構わない。
（第４の実施形態）
図２２は、第４の実施形態に係る反射型マスクを示す断面図である。
図２２は、第４の実施形態に係る反射型マスクを示す断面図である。
本実施形態では、転写パターン領域１０と遮光領域１１とで同じ材料の吸収膜を用いた場合について説明する。転写パターン領域１０の吸収膜５1 は、シャドーイングの影響を抑制できる厚さに設定される。また、遮光領域１１の吸収膜５1 と吸収膜５2 との合計の厚さは、隣り合ったショットの重なりの部分からのＥＵＶ光の漏れを抑制できる厚さに設定される。
図２３−図２７は、本実施形態の反射型マスクの製造方法を説明するための断面図である。
［図２３］
低膨張率基板１上に、多層反射膜２、保護膜３、バッファ膜４、吸収膜５1 、吸収膜５2 を順次形成することにより、反射型マスクブランクスを形成する。
低膨張率基板１上に、多層反射膜２、保護膜３、バッファ膜４、吸収膜５1 、吸収膜５2 を順次形成することにより、反射型マスクブランクスを形成する。
ここでは、多層反射膜２はＭｏ／Ｓｉ多層膜である。バッファ膜はＣｒＮを主な成分としている。また、吸収膜５1 ，５2 はＴａＮを主な成分とし、さらに、吸収膜５2 の表面上には、ＤＵＶ波長の検査波長領域での反射率を抑えるためのタンタルオキサイドを主な成分とする反射防止膜（不図示）を形成した。このようにして形成した反射型マスクブランクスを用いる代わりに、購入した反射型マスクブランクスを用いても構わない。なお、第２および第３の実施形態の反射型マスクの製造方法の説明では、反射防止膜については言及しなかった、これらの製造方法においても反射防止膜を形成しても構わない。
［図２４］
上記反射型マスクブランクス上に、つまり、吸収膜５2 上に、レジストパターン２４となるレジストを塗布し、その後、このレジストを電子ビーム露光、現像によりパターニングし、レジストパターン２４を形成する。
上記反射型マスクブランクス上に、つまり、吸収膜５2 上に、レジストパターン２４となるレジストを塗布し、その後、このレジストを電子ビーム露光、現像によりパターニングし、レジストパターン２４を形成する。
［図２５］
レジストパターン２４をマスクに用いて、ＲＩＥプロセスにより、吸収膜５1 ，５2 を加工する。例えば、吸収膜５2 は、塩素系ガスを主な反応ガスとして使用したＲＩＥプロセスにより加工し、吸収膜５1 の表面の反射防止膜は、フッ素系ガスを主な反応ガスとして使用したＲＩＥプロセスにより加工し、吸収膜５1 は、塩素系ガスを主な反応ガスとして使用したＲＩＥプロセスにより加工する。
レジストパターン２４をマスクに用いて、ＲＩＥプロセスにより、吸収膜５1 ，５2 を加工する。例えば、吸収膜５2 は、塩素系ガスを主な反応ガスとして使用したＲＩＥプロセスにより加工し、吸収膜５1 の表面の反射防止膜は、フッ素系ガスを主な反応ガスとして使用したＲＩＥプロセスにより加工し、吸収膜５1 は、塩素系ガスを主な反応ガスとして使用したＲＩＥプロセスにより加工する。
［図２６］
レジストパターン２４を除去した後、再び、レジストの塗布、描画、現像を行って、レジストパターン２５を形成する。このレジストパターン２５は、遮光領域の吸収膜５2 の上面上に選択的に形成される。上記描画は、例えば、レーザー描画である。
レジストパターン２４を除去した後、再び、レジストの塗布、描画、現像を行って、レジストパターン２５を形成する。このレジストパターン２５は、遮光領域の吸収膜５2 の上面上に選択的に形成される。上記描画は、例えば、レーザー描画である。
［図２７］
レジストパターン２５をマスクに用いて、ＲＩＥプロセスにより、転写パターン領域の吸収膜５2 を選択的に除去する。例えば、転写パターン領域の吸収膜５2 は、塩素系ガスを主な反応ガスとして使用したＲＩＥプロセスにより除去する。
レジストパターン２５をマスクに用いて、ＲＩＥプロセスにより、転写パターン領域の吸収膜５2 を選択的に除去する。例えば、転写パターン領域の吸収膜５2 は、塩素系ガスを主な反応ガスとして使用したＲＩＥプロセスにより除去する。
その後、マスク欠陥検査修正を行い、バッファ膜４を加工して、図２２に示した反射型マスクは完成する。
（第５の実施形態）
図２８は、第５の実施形態に係る反射型マスクを示す断面図である。
図２８は、第５の実施形態に係る反射型マスクを示す断面図である。
本実施形態は、第２の実施形態と同様に、転写パターン領域１０と遮光領域１１とで異なる材料の吸収膜を用いた例であるが、第２の実施形態とは製造プロセスが異なる。遮光領域１１には吸収膜５ａは設けられているが、転写パターン領域１０には吸収膜５ａは設けられていない。
図２９−図３３は、本実施形態の反射型マスクの製造方法を説明するための断面図である。
［図２９］
低膨張率基板１上に、多層反射膜２、保護膜３、バッファ膜４、吸収膜５を順次形成する。
低膨張率基板１上に、多層反射膜２、保護膜３、バッファ膜４、吸収膜５を順次形成する。
ここでは、多層反射膜２はＭｏ／Ｓｉ多層膜である。バッファ層はＣｒＮを主な成分としている。また、吸収膜５はＴａＮを主な成分とし、さらに、吸収膜５の表面上には、ＤＵＶ波長の検査波長領域での反射率を抑えるためのタンタルオキサイドを主な成分とする反射防止膜（不図示）を形成した。
［図３０］
吸収膜５上に、レジストパターン２６となるレジストを塗布し、その後、このレジストを電子ビーム露光、現像によりパターニングし、レジストパターン２６を形成する。
吸収膜５上に、レジストパターン２６となるレジストを塗布し、その後、このレジストを電子ビーム露光、現像によりパターニングし、レジストパターン２６を形成する。
［図３１］
レジストパターン２６をマスクに用いて、ＲＩＥプロセスにより、吸収膜５を加工する。例えば、吸収膜５の表面の反射防止膜は、フッ素系ガスを主な反応ガスとして使用したＲＩＥプロセスにより加工し、吸収膜５は、塩素系ガスを主な反応ガスとして使用したＲＩＥプロセスにより加工する。
レジストパターン２６をマスクに用いて、ＲＩＥプロセスにより、吸収膜５を加工する。例えば、吸収膜５の表面の反射防止膜は、フッ素系ガスを主な反応ガスとして使用したＲＩＥプロセスにより加工し、吸収膜５は、塩素系ガスを主な反応ガスとして使用したＲＩＥプロセスにより加工する。
［図３２］
レジストパターン２６を除去した後、再び、レジストの塗布、描画、現像を行って、レジストパターン２７を形成する。このレジストパターン２７は、遮光領域の吸収膜５ａが形成される領域が選択的に露出するように形成される。上記描画は、例えば、レーザー描画である。
レジストパターン２６を除去した後、再び、レジストの塗布、描画、現像を行って、レジストパターン２７を形成する。このレジストパターン２７は、遮光領域の吸収膜５ａが形成される領域が選択的に露出するように形成される。上記描画は、例えば、レーザー描画である。
［図３３］
全面に吸収膜５ａを堆積する。ここでは、吸収膜５ａはＰｔ膜である。
全面に吸収膜５ａを堆積する。ここでは、吸収膜５ａはＰｔ膜である。
次に、ウエット洗浄等によりレジストパターン２７を除去することで不要な吸収膜５ａを除去し、その後、マスク欠陥検査修正を行い、バッファ膜４を加工して、図２８に示した反射型マスクは完成する。
（第６の実施形態）
図３４は、第６の実施形態に係る反射型マスクを示す断面図である。
図３４は、第６の実施形態に係る反射型マスクを示す断面図である。
本実施形態では、遮光領域１１の吸収膜５’を変質処理により形成する場合について説明する。
図３５−図３７は、本実施形態の反射型マスクの製造方法を説明するための断面図である。
［図３５］
第５の実施形態で説明した図２９−図３１の工程を行い、その後、レジストパターン２６を除去する。
第５の実施形態で説明した図２９−図３１の工程を行い、その後、レジストパターン２６を除去する。
［図３６］
遮光領域の吸収膜にレーザー光３０を選択的に照射することにより、遮光領域の吸収膜を転写パターン領域の遮光膜５よりも反射率の低い吸収膜５’に変質させる。レーザー照射により吸収膜を変質できるのは、レーザーパワー等を最適することにより、吸収膜の密度等を変化させることができるからである。
遮光領域の吸収膜にレーザー光３０を選択的に照射することにより、遮光領域の吸収膜を転写パターン領域の遮光膜５よりも反射率の低い吸収膜５’に変質させる。レーザー照射により吸収膜を変質できるのは、レーザーパワー等を最適することにより、吸収膜の密度等を変化させることができるからである。
［図３７］
マスク欠陥検査修正を行った後、吸収膜５，５’に対してバッファ膜４を選択的にエッチングできる条件で、ＲＩＥプロセスによる全面エッチングを行い、バッファ膜４を加工する。なお、図３７において、２８は反応性イオンを示している。上記条件としては、例えば、ソースガスとして塩素と酸素との混合ガスを用いることがあげられる。このようなソースガスを用いれば、吸収膜５，５’にエッチングダメージを与えずに、バッファ膜４を加工することができる。
マスク欠陥検査修正を行った後、吸収膜５，５’に対してバッファ膜４を選択的にエッチングできる条件で、ＲＩＥプロセスによる全面エッチングを行い、バッファ膜４を加工する。なお、図３７において、２８は反応性イオンを示している。上記条件としては、例えば、ソースガスとして塩素と酸素との混合ガスを用いることがあげられる。このようなソースガスを用いれば、吸収膜５，５’にエッチングダメージを与えずに、バッファ膜４を加工することができる。
本実施形態によれば、転写パターン領域１０および遮光領域１１に吸収膜５を形成し、遮光領域１１の吸収膜５を選択的に変質して、吸収膜５よりも反射率が低い吸収膜５’を形成することにより、リソグラフィプロセスの回数（吸収膜のパターニング工程の回数）を減らすことができる。これにより、マスク製造プロセスのさらなる簡略化を図れるようになる。また、マスク価格のさらなる低減化も可能となる。
次に、実施形態の半導体装置の製造方法について説明する。
まず、半導体基板を含む基板（被加工基板）上にレジストを塗布する。半導体基板は、例えば、シリコン基板や、ＳＯＩ基板である。
次に、上記基板の上方に、実施形態で述べたいずれかの反射型マスクを配置し、この反射型マスクで反射したＥＵＶ光を上記レジストに照射し、その後、現像等を行って、レジストパターンを作成する。
次に、上記レジストパターンをマスクにして上記基板がエッチングされ、微細パターンが形成される。その後、レジストパターンは除去される。
ここで、上記レジストの下地（基板の最上層）がポリシリコン膜や金属膜の場合、微細な電極パターンや配線パターンなどが形成される。上記レジストの下地（基板の最上層）が絶縁膜の場合、微細なコンタクトホールパターンやゲート絶縁膜などが形成される。上記レジストの下地が上記半導体基板の場合、微細な素子分離溝（ＳＴＩ）などが形成される。
以上述べたレジストの塗布、レジストパターンの形成、被加工基板のエッチングを繰り返して必要な微細パターンを形成し、半導体装置を製造する。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、第２−第６の実施形態では、遮光領域は転写パターン領域の周辺に沿って設けられているが、遮光領域は転写パターン領域内に設けられていても構わない。その例としては、ウェハ上のダイシングラインに対応する転写パターン領域内の領域に設けられた遮光領域があげられる。
また、第２−第６の実施形態では、保護膜３の材料とバッファ膜４の材料とは異なっているが、例えば、ルテニウム（Ｒｕ）のように、保護膜の機能とバッファ膜の機能とを兼ねた材料を採用しても構わない。
さらに、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施できる。
１…低膨張率基板、２…多層反射膜、３…保護膜、４…バッファ膜、５，５1 …第１の吸収膜、５2 ，６…第２の吸収膜、１０…転写パターン領域、１１…遮光領域、２０−２７…レジストパターン、２８…反応性イオン、３０…レーザー光、４０…ＥＵＶ光。
Claims (5)
- 露光光が照射される主面を含む反射型マスクであって、
前記主面内に設けられたパターン領域であって、前記露光光を反射する多層反射膜と、前記多層反射膜上に設けられ、前記露光光を吸収し、ウェハ上に形成するパターンに対応したパターンを有する第１の吸収体パターンを含む前記パターン領域と、
前記主面内に設けられた遮光領域であって、前記主面に前記露光光を照射して前記ウェハ上の所定の領域に前記第１の吸収体パターンを転写するときに、前記所定の領域以外の前記ウェハの領域に前記露光光が照射されることを防ぐために、前記露光光に対する反射率が前記第１の吸収体パターンよりも低く、かつ、前記第１の吸収体パターンとは異なる位置に設けられた第２の吸収体パターンを含む前記遮光領域と
を具備してなることを特徴とする反射型マスク。 - 前記第１および第２の吸収体パターンは、前記露光光を吸収する第１の吸収膜を含み、かつ、前記第２の吸収体パターンは、前記第１の吸収膜上に設けられ、前記露光光を吸収する第２の吸収膜をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の反射型マスク。
- 前記第１の吸収膜の表面に設けられ、マスク検査に使用される光の反射を防止するための反射防止膜をさらに備えていることを特徴とする請求項２に記載の反射型マスク。
- 前記多層反射膜は、前記露光光に対する反射率が前記第１の吸収体パターンよりも低い基板上に形成され、前記第２の吸収体パターンは前記基板の露出表面で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の反射型マスク。
- 前記遮光領域は前記パターン領域の周辺に沿って設けられているか、または、前記遮光領域は前記ウェハ上のダイシングラインに対応する前記パターン領域内の領域に設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の反射型マスク。
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