JP2010206177A - 露光用マスク及びその製造方法並びに半導体装置の製造方法 - Google Patents

露光用マスク及びその製造方法並びに半導体装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】露光対象となっている露光領域以外の領域に光が漏洩することなく、精度よく欠陥検査ができる露光用マスク及びその製造方法並びに半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】絶縁性の基板１１上に光反射膜１２、バッファ層１３及び光吸収膜１４が形成されたＥＵＶマスクブランクスを準備する。そして、パターン形成領域１７において光吸収膜１４を選択的に除去してパターン１８を形成すると共に、パターン形成領域１７を囲む枠状の領域において光吸収膜１４を除去する。次に、この枠状の領域においてバッファ層１３及び光反射膜１２を除去して遮光枠２０を形成する。次に、基板１１上に、積層膜１５における遮光枠２０の内部に配置された部分１５ｉｎを積層膜１５における遮光枠２０の外部に配置された部分１５ｏｕｔに接続するように配線２１を形成する。次に、電子ビームを照射してパターン１８を検査する。これにより、露光用マスク１を製造する。
【選択図】図３

Description

本発明は、露光用マスク及びその製造方法並びに半導体装置の製造方法に関し、特に、反射型の露光用マスク及びその製造方法並びにこの露光用マスクを用いた半導体装置の製造方法に関する。
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体デバイスの微細化に伴い、フォトリソグラフィ技術の微細化に対する要求が高まっている。既に、デバイスの設計ルールは２４ｎｍ（ナノメートル）にまで微細化し、リソグラフィの露光も従来の波長が１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー光を用いた露光から、波長が１３．５ｎｍのＥＵＶ（Extreme UltraViolet：極端紫外線）を用いた露光に置き換わりつつある。
ＥＵＶに対しては、ほとんどの物質が高い光吸収性をもつため、ＥＵＶ露光用のマスク（ＥＵＶマスク）は、従来の透過型のマスクとは異なり、反射型のマスクである（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１には、ガラス基板上にモリブデン（Ｍｏ）層及びシリコン（Ｓｉ）層を交互に積層して多層膜からなる光反射膜を形成し、その上にタンタル（Ｔａ）を主成分とする光吸収体によりパターンを形成する技術が開示されている。
また、近年、ＥＵＶマスクはハーフトーン（ＨＴ）型が主流になりつつある。ＨＴ型ではない通常のＥＵＶマスクにおいては、光吸収体の厚さは９０ｎｍ程度であり、ＥＵＶの反射率はほぼ０であるが、ＨＴ型のＥＵＶマスクにおいては、光吸収体の厚さは５０ｎｍ程度と薄く、ＥＵＶの反射率は２〜３％である。また、光吸収体内を透過して光反射膜により反射されたＥＵＶは、光吸収体内を透過せずに直接光反射膜に到達して反射されたＥＵＶに対して、位相が約１８０度ずれている。これにより、ウェーハ上でのコントラストが向上し、露光・現像されたレジストパターンのエッジレフネスが向上する。
しかし、ＨＴ型のＥＵＶマスクにおいては、光吸収体に入射したＥＵＶも反射されるため、ウェーハのある露光領域を露光する際に、この露光領域の隣の露光領域にＥＵＶが漏れてしまうという問題がある。そこで、このＥＵＶの漏洩を防止するために、光吸収体のパターンが形成されるＥＵＶマスクの中央領域を囲む枠状の領域において、光反射膜を除去する技術が開発されている。この光反射膜が除去された枠状の領域においてはガラス基板が露出しており、入射したＥＵＶをほとんど反射しないため、ＥＵＶが隣の露光領域に漏洩することを防止できる。
一方、ＥＵＶマスクの欠陥検査はＳＥＭ（Scanning Electron Microscope：走査型電子顕微鏡）等の電子ビームを照射する手法で行い、検査中はＥＵＶマスクの周辺領域に導通ピンを接触させて、照射された電子を逃がしている。これにより、ＥＵＶマスクがチャージアップすることなく、鮮明な画像を取得して検査を行うことができる。
ところが、ＥＵＶマスクにおいて光反射膜等を枠状に除去すると、光反射膜及び光吸収体における枠状の領域の内側に位置する部分と外側に位置する部分とが電気的に絶縁されてしまう。検査対象となるパターンは枠状の領域の内側部分に形成されているが、導通ピンを接触させる位置は枠状の領域の外側部分である。このため、パターンが形成された部分は電気的に浮遊状態となってしまい、電子ビームを照射して欠陥検査を行うと、チャージアップにより画像が歪み、欠陥検査を精度よく行うことができなくなる。これにより、パターンの欠陥検査において欠陥が見逃され、これらの欠陥を含むＥＵＶマスクが良品と判定されてしまう。この結果、半導体デバイスの製造段階でこれらの欠陥が半導体デバイスに転写されてしまい、半導体デバイスの製造歩留まりを低下させてしまう。
特開２００７−２７３６５１号公報
本発明の目的は、露光対象となっている露光領域以外の領域に光が漏洩することなく、精度よく欠陥検査ができる露光用マスク及びその製造方法並びに半導体装置の製造方法を提供することである。
本発明の一態様によれば、絶縁性の基板と、前記基板上に設けられた光反射膜と、前記光反射膜上に設けられ、前記基板上の中央領域においてパターンを形成する光吸収膜と、前記基板上に設けられた配線と、を備え、前記中央領域を囲む枠状の領域においては、前記光反射膜及び前記光吸収膜は設けられておらず、前記配線は、前記光反射膜及び前記光吸収膜からなる積層膜における前記枠状の領域の内部に配置された部分を、前記積層膜における前記枠状の領域の外部に配置された部分に電気的に接続するように配置されていることを特徴とする露光用マスクが提供される。
本発明の他の一態様によれば、絶縁性の基板上に光反射膜が形成され前記光反射膜上に光吸収膜が形成されたマスクブランクスの中央領域において前記光吸収膜を選択的に除去してパターンを形成すると共に、前記中央領域を囲む枠状の領域において前記光吸収膜を除去する工程と、前記枠状の領域において前記光反射膜を除去する工程と、前記基板上に、前記光反射膜及び前記光吸収膜からなる積層膜における前記枠状の領域の内部に配置された部分を、前記積層膜における前記枠状の領域の外部に配置された部分に接続するように配線を形成する工程と、電子ビームを照射して前記パターンを検査する工程と、を備えたことを特徴とする露光用マスクの製造方法が提供される。
本発明の更に他の一態様によれば、半導体基板上にレジスト膜を形成する工程と、前記露光用マスクを使用して前記レジスト膜を露光する工程と、前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクとして前記半導体基板に対して選択的に処理を施す工程と、を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
本発明によれば、露光対象となっている露光領域以外の領域に光が漏洩することなく、精度よく欠陥検査ができる露光用マスク及びその製造方法並びに半導体装置の製造方法を実現することができる。
本発明の第１の実施形態に係る露光用マスクを例示する平面図である。 図１の領域Ａを例示する一部拡大平面図である。 図１に示すＢ−Ｂ’線による断面図である。 図３の領域Ｃを例示する一部拡大断面図である。 第１の実施形態の変形例に係る露光用マスクを例示する一部拡大断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る露光用マスクの製造方法を例示するフローチャート図である。 （ａ）〜（ｄ）は、第２の実施形態に係る露光用マスクの製造方法を例示する工程断面図である。 第２の実施形態の変形例に係る露光用マスクの製造方法を例示するフローチャート図である。 第２の実施形態の変形例に係る露光用マスクの製造方法を例示する工程断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する工程断面図である。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。
本実施形態は露光用マスクの実施形態であり、より具体的には、ＥＵＶを用いた露光に使用する反射型のハーフトーン型位相シフトマスクである。このＥＵＶの波長は、例えば１３．５ｎｍである。
図１は、本実施形態に係る露光用マスクを例示する平面図であり、
図２は、図１の領域Ａを例示する一部拡大平面図であり、
図３は、図１に示すＢ−Ｂ’線による断面図であり、
図４は、図３の領域Ｃを例示する一部拡大断面図である。
なお、図示の便宜上、各図間において、各部の寸法比及びパターンの形状は異ならせている。
図１及び図３に示すように、本実施形態に係る露光用マスク１においては、基板１１が設けられている。基板１１は低熱膨張ガラスにより形成されており、絶縁性である。基板１１の厚さは例えば６．３５ｍｍ（ミリメートル）である。
基板１１上には、光反射膜１２が形成されている。光反射膜１２は、入射したＥＵＶの少なくとも一部を反射する膜であり、多層膜によって構成されている。一例では、図４に示すように、光反射膜１２においては、厚さが２．９ｎｍのモリブデン層１２ａと厚さが４．０ｎｍのシリコン層１２ｂとが交互に４０対積層されている。但し、光反射膜１２の最上層に積層されたシリコン層１２ｂだけは、厚さが１０ｎｍとなっており、キャッピングレイヤーとなっている。これにより、光反射膜１２全体の厚さは、例えば約２８０ｎｍとなっている。
光反射膜１２上には、バッファ層１３が形成されている。バッファ層１３はパターン欠陥の修正時に光反射膜１２を保護するものである。バッファ層１３は、例えばクロムナイトライド（ＣｒＮ）からなり、厚さは１０ｎｍである。
バッファ層１３上には光吸収膜１４が形成されている。光吸収膜１４は、入射したＥＵＶの少なくとも一部を吸収する膜である。一例では、図４に示すように、光吸収膜１４においては、厚さが４０ｎｍのタンタルボロンナイトライド（ＴａＢＮ）層１４ａが設けられており、その上に厚さが１１ｎｍのタンタルボロンオキサイド（ＴａＢＯ）層１４ｂが設けられている。これにより、光吸収膜１４全体の厚さは、例えば５１ｎｍとなっている。光反射膜１２、バッファ層１３及び光吸収膜１４により、積層膜１５が形成されている。積層膜１５は導電性である。
図１に示すように、基板１１の上面に対して垂直な方向（以下、「上方」という）から見て、露光用マスク１の外形は矩形であり、例えば、一辺の長さが１５２ｍｍの正方形である。そして、上方から見て、露光用マスク１の中央部には、露光領域１６が設定されている。露光領域１６は露光用のパターンが形成可能な最大限の領域である。露光領域１６の形状は、例えば、一辺の長さが１０４ｍｍであり、他の一辺の長さが１３２ｍｍの長方形である。
露光領域１６の中央領域は、パターン形成領域１７となっている。パターン形成領域１７においては、バッファ層１３及び光吸収膜１４が選択的に除去されてパターン１８が形成されている。パターン１８の最小幅は、例えば９６ｎｍである。これは、露光に用いるＥＵＶの波長が１３．５ｎｍであり、ウェーハ（図示せず）に転写するパターンの最小幅がハーフピッチで２４ｎｍであり、ウェーハには露光用マスク１のパターン１８を４分の１に縮小して転写するため、パターン１８の最小幅はウェーハに転写するパターンの４倍（２４ｎｍ×４＝９６ｎｍ）となるためである。なお、図１においては、図示の便宜上、パターン１８の形状をラインアンドスペースとしているが、パターン１８の形状はこれに限定されない。
露光領域１６内におけるパターン形成領域１７（中央領域）の外部であって、パターン形成領域１７を囲む矩形の枠状の領域においては、積層膜１５が設けられておらず溝１９となっている。溝１９の底面には基板１１が露出している。以下、溝１９が形成され基板１１が露出した枠状の領域を「遮光枠」という。遮光枠２０の幅は例えば１ｍｍである。
そして、基板１１上には、遮光枠２０を横断するように、導電性の配線２１が設けられている。配線２１は遮光枠２０の各辺に設けられており、例えば、各辺に３本ずつ、全体で１２本の配線２１が設けられている。配線２１は金属、例えばクロム（Ｃｒ）により形成されている。
図２に示すように、各配線２１の一端部は、積層膜１５における遮光枠２０の内部に配置された部分１５ｉｎ上に乗り上げており、他端部は積層膜１５における遮光枠２０の外部に配置された部分１５ｏｕｔ上に乗り上げており、一端部と他端部との間の部分は溝１９の内面に沿って屈曲している。このように、各配線２１は、積層膜１５の部分１５ｉｎを部分１５ｏｕｔに接続するように配置されている。
配線２１の幅は、パターン１８の最小幅よりも細い。これにより、配線２１によって反射されたＥＵＶがウェーハに到達したときに、配線２１の像が結像せず、ウェーハに配線２１が転写されない。この効果を確実に得るためには、配線２１の幅はパターン１８の最小幅の半分以下であることが好ましい。上述の如く、露光に使用するＥＵＶの波長が１３．５ｎｍである場合は、例えば、ウェーハ上に転写されるパターンのハーフピッチは２４ｎｍ程度であり、パターン１８の最小幅は９６ｎｍであるため、配線２１の幅は４８ｎｍ以下であることが好ましい。また、露光に用いる光学系の開口数を増加させる等の手段により、ウェーハ上に転写されるパターンのハーフピッチは１８ｎｍ程度まで縮小できる。この場合は、パターン１８の最小幅は７２ｎｍ（＝１８ｎｍ×４）となるため、配線２１の幅は３６ｎｍ以下であることがより好ましい。一方、配線２１の厚さは、例えば１０〜１００ｎｍであり、例えば５０ｎｍである。
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態によれば、遮光枠２０を横断するように配線２１が形成されているため、積層膜１５における遮光枠２０の内側に位置する部分１５ｉｎが、遮光枠２０の外側に位置する部分１５ｏｕｔに配線２１を介して電気的に接続されている。このため、部分１５ｏｕｔに導通ピン（図示せず）を接触させてアースをとりながら、部分１５ｉｎのパターン形成領域１７に電子ビームを照射してパターン１８の検査を行えば、電子ビームの照射により部分１５ｉｎがチャージアップすることがなく、精度よく検査を行うことができる。この結果、遮光枠の形成後においても精度よく欠陥検査を行うことができ、パターン１８に生じている欠陥を確実に検出して除去することができる。
また、本実施形態においては、配線２１の幅がパターン１８の最小幅よりも細いため、配線２１によって反射されたＥＵＶがウェーハに到達したときに、配線２１の像の幅がＥＵＶの解像度未満のサイズとなり、ウェーハにおいて結像することがない。このため、ウェーハの露光時に配線２１がウェーハに転写されることがない。
更に、本実施形態においては、配線２１が遮光枠２０の各辺に設けられているため、部分１５ｉｎに電子ビームを照射したときに、部分１５ｉｎのチャージアップをより確実に防止することができる。
次に、第１の実施形態の変形例について説明する。
図５は、本変形例に係る露光用マスクを例示する一部拡大断面図である。
図５が示す領域は、前述の第１の実施形態において図４が示す領域に相当する。
図５に示すように、本変形例に係る露光用マスクは、前述の第１の実施形態に係る露光用マスク１（図４参照）と比較して、積層膜１５の構成が異なっている。すなわち、露光用マスク２においては、光反射膜１２の最上層に、キャッピングレイヤーとして、厚さが２．５ｎｍのルテニウム（Ｒｕ）化合物層１２ｃが設けられている。ルテニウム化合物層１２ｃは、例えば、ルテニウムとニオブの化合物により形成されている。また、光反射膜１２を構成する複数のシリコン層１２ｂの厚さは、いずれも同じ厚さである。更に、露光用マスク２にはバッファ層１３（図４参照）は設けられておらず、その分、タンタルボロンナイトライド（ＴａＢＮ）層１４ａが厚くなっている。本変形例においては、タンタルボロンナイトライド層１４ａの厚さは例えば５１ｎｍである。
後述の第２の実施形態において説明するように、露光用マスクの製造時にパターン欠陥が発生した場合には、荷電粒子ビームを照射してこのパターン欠陥を修正する。そして、前述の第１の実施形態においては、荷電粒子ビームとして電子ビーム又はイオンビームを使用する。しかし、イオンビームは粒子の運動量が大きく、光反射膜１２に直接照射すると損傷を与えてしまうため、バッファ層１３が必要となる。これに対して、本変形例においては、パターン欠陥修正用の荷電粒子ビームとして電子ビームを使用する。電子ビームは光反射膜１２に直接照射しても損傷を与えることがないため、バッファ層を省略することができる。バッファ層を省略することにより、露光用マスクの製造工程を簡略化し、露光用マスクのコストを削減することができる。本変形例における上記以外の構成及び作用効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
本実施形態は、露光用マスクの製造方法の実施形態である。
図６は、本実施形態に係る露光用マスクの製造方法を例示するフローチャート図であり、
図７（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態に係る露光用マスクの製造方法を例示する工程断面図である。
本実施形態においては、前述の第１の実施形態に係る露光用マスク１を製造する。
先ず、図６のステップＳ１及び図７（ａ）に示すように、ＥＵＶマスクブランクス１０を準備する。通常、ＥＵＶマスクブランクスは、ブランクスメーカーが製造したものを購入する。図７（ａ）及び図４に示すように、ＥＵＶマスクブランクス１０においては、低熱膨張ガラスからなる基板１１が設けられており、この基板１１上の全面に、厚さが２．９ｎｍのモリブデン層１２ａと厚さが４．０ｎｍのシリコン層１２ｂとが交互に４０対積層されている。なお、最上層のシリコン層１２ｂだけは、厚さが１０ｎｍとなっており、キャッピングレイヤーとされている。これにより、絶縁性の基板１１上に厚さが例えば２８０ｎｍの光反射膜１２が形成されている。
また、光反射膜１２上の全面に、例えばクロムナイトライド（ＣｒＮ）が１０ｎｍの厚さに堆積されている。これにより、バッファ層１３が形成されている。
更に、バッファ層１３上の全面に、例えば、タンタルボロンナイトライド（ＴａＢＮ）が４０ｎｍの厚さに堆積されており、タンタルボロンナイトライド層１４ａが形成されている。更にまた、タンタルボロンナイトライド層１４ａ上の全面には、タンタルボロンオキサイド（ＴａＢＯ）が１１ｎｍの厚さに堆積されており、タンタルボロンオキサイド層１４ｂが形成されている。これにより、厚さが５１ｎｍの光吸収膜１４が形成されている。更にまた、光吸収膜１４上の全面には、電子ビームレジスト（図示せず）が塗布されている。このようにして、ＥＵＶマスクブランクス１０が構成されている。
次に、ステップＳ２及び図７（ｂ）に示すように、ＥＵＶマスクブランクス１０の光吸収膜１４を選択的に除去する。すなわち、電子ビームレジストに対して電子ビームを選択的に照射することにより、電子ビームレジストに所定のパターンを描画する。このパターンの描画は、例えば、ニューフレアテクノロジー社製の電子ビーム描画装置（ＥＢＭ７０００）によって行う。これにより、パターン形成領域１７の内部においては、ウェーハ上に形成する予定のハーフピッチ（ｈｐ）２４ｎｍのパターンを４倍に拡大したパターン、すなわち、最小幅が９６ｎｍのパターンが描写される。また、露光領域１６の内部であってパターン形成領域１７の外部においては、遮光枠２０（図１参照）に相当するパターンが描画される。その後、電子ビームレジストを現像して、レジストパターンを形成する。
そして、このレジストパターンをマスクとしてドライエッチングを行う。これにより、パターン形成領域１７において光吸収膜１４を選択的に除去してパターン１８を形成する。また、パターン形成領域１７を囲む枠状の領域、すなわち、遮光枠２０（図３参照）が形成される予定の領域において光吸収膜１４を除去する。なお、このとき、バッファ層１３はエッチングせずに全面に残留させる。その後、電子ビームレジストを除去し、洗浄する。これにより、露光用マスク１の前駆体が作製される。
次に、ステップＳ３に示すように、パターン１８の１回目の検査を行う。この検査は、パターン形成領域１７に対して電子ビームを照射して、パターン１８の電子像を取得することにより行い、例えば、荏原製作所製の電子ビーム欠陥検査装置（ＥＢｅｙｅ−Ｍ）によって行う。これにより、パターン１８に発生している欠陥を検出する。パターンの欠陥の種類としては、「パターン欠陥」及び「異物付着」がある。パターン欠陥には、光吸収膜１４が除去されているはずの領域に光吸収膜１４が残留している黒欠陥、及び、光吸収膜１４が残留しているはずの領域に光吸収膜１４が残留していない白欠陥がある。
次に、図６のステップＳ４及び図７（ｃ）に示すように、前駆体の全面に電子ビームレジスト（図示せず）を塗布した後、パターン１８に対してアライメントしながら電子ビームを選択的に照射して、遮光枠２０に相当するパターンを描画する。この描画は、例えば、ニューフレアテクノロジー社製の電子ビーム描画装置（ＥＢＭ６０００）によって行う。その後、電子ビームレジストを現像して、遮光枠２０が形成される予定の領域を開口させる。そして、この電子ビームレジストをマスクとしてエッチングを行い、遮光枠２０が形成される予定の領域からバッファ層１３及び光反射膜１２を除去する。これにより、光反射膜１２、バッファ層１３及び光吸収膜１４からなる積層膜１５に溝１９が形成され、溝１９の底面においては基板１１が露出する。これにより、パターン形成領域１７の周囲に、入射したＥＵＶがほとんど反射されない遮光枠２０が形成される。
次に、図６のステップＳ５及び図７（ｄ）に示すように、ステップＳ３に示す１回目の検査において検出されたパターン欠陥の修正を行う。具体的には、エッチングガス雰囲気中において黒欠陥に対して荷電粒子ビームを照射することにより、残留した光吸収膜１４をエッチングして除去する。また、デポジションガス雰囲気中において白欠陥に対して荷電粒子ビームを照射することにより、光吸収膜１４が欠損している部分に光吸収材料を堆積させる。このとき、バッファ層１３は荷電粒子ビームの照射から光反射膜１２を保護する保護膜として機能する。このパターン欠陥の修正は、例えば、カールツァイス社製の電子ビーム欠陥修正装置（ＭｅＲｉＴ）によって行う。
そして、このとき、基板１１上に、遮光枠２０を横断するように配線２１を形成する。この配線２１の形成は、上述のパターン欠陥の修正装置と同じ装置を使用してパターン欠陥の修正と同じタイミングで行う。すなわち、修正装置内から前駆体を取り出すことなく、パターン欠陥の修正及び配線の形成を連続して行う。例えば、先にパターン欠陥を修正してから配線２１を形成してもよく、先に配線２１を形成してからパターン欠陥を修正してもよく、パターン欠陥の修正の合間に配線２１を形成してもよい。なお、処理効率を向上させるためには、パターン欠陥の修正及び配線の形成を含む一連の処理の間に、修正装置の真空を破らないことが好ましい。
配線２１の形成は、例えば、クロムヘキサカルボニル（Cr(CO)6）ガス雰囲気中において、配線２１を形成する予定の領域に電子ビームを照射することにより、この領域にクロム（Ｃｒ）を堆積させることによって行う。配線２１は、積層膜１５における遮光枠２０の内部に配置された部分１５ｉｎを遮光枠２０の外部に配置された部分１５ｏｕｔに接続するように形成する。また、配線２１は遮光枠２０の各辺に３本ずつ形成する。各配線２１の厚さは例えば１０〜１００ｎｍ、例えば５０ｎｍとする。また、各配線２１の幅はパターン１８の最小幅よりも細い幅とし、例えば５０ｎｍとする。
次に、図６のステップＳ６及び図３に示すように、光吸収膜１４をマスクとしてバッファ層１３をエッチングし、光吸収膜１４の直下域以外の領域からバッファ層１３を除去する。その後、前駆体を洗浄する。
次に、図６のステップＳ７に示すように、パターン１８の２回目の検査を行う。この検査は露光用マスクの出荷前検査である。この検査は、部分１５ｏｕｔに導通ピン（図示せず）を接触させてアースをとりながら、部分１５ｉｎのパターン形成領域１７に電子ビームを照射してパターン１８の電子像を取得することにより行い、例えば、上述の電子ビーム欠陥検査装置（ＥＢｅｙｅ−Ｍ）を用いて、電子ビームを面状に照射する電子ビーム写像投影方式により行う。このとき、電子ビームが照射される部分１５ｉｎは、配線２１を介して、導通ピンが接触している部分１５ｏｕｔに電気的に接続されているため、電子ビームを照射してもチャージアップすることがない。これにより、従来問題となっていたチャージアップによる画像歪みを発生させることなく、精度よく検査を行うことができ、例えば、欠陥検査感度を２０ｎｍに維持することができる。この結果、パターン１８に付着した異物、例えば、上述の遮光枠２０の形成工程（ステップＳ４）、パターン欠陥の修正及び配線２１の形成工程（ステップＳ５）、バッファ層１３のエッチング工程（ステップＳ６）において付着した異物を、確実に検出することができる。
次に、ステップＳ８に示すように、ステップＳ７に示す２回目の検査において異物が検出された場合には、これらの異物を除去する。このとき、例えば、ウェット洗浄によって異物を一括して除去してもよく、ＡＦＭ（Atomic Force Microscope：原子間力顕微鏡）の探針を異物に側方から押し当てることにより、異物を個別に除去してもよい。これにより、欠陥がない露光用マスク１を製造することができる。
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態によれば、図６に示すステップＳ５において遮光枠２０を横断する配線２１を形成することにより、ステップＳ７に示す２回目の検査においてチャージアップを防止して高精度な検査を行うことができる。この結果、露光用マスクの出荷直前の検査においてパターン１８に生じている欠陥を確実に検出して除去することができ、欠陥がない露光用マスク１を得ることができる。
また、本実施形態においては、配線２１の形成をパターン欠陥の修正と同じ装置を使用して同じタイミングで行っているため、配線２１を形成するための専用の工程を設ける必要がなく、また、専用の装置を準備する必要がない。このため、配線２１の形成による製造コストの増加を抑えることができる。
次に、第２の実施形態の変形例について説明する。
図８は、本変形例に係る露光用マスクの製造方法を例示するフローチャート図であり、
図９は、本変形例に係る露光用マスクの製造方法を例示する工程断面図である。
本変形例においては、パターン欠陥の修正と配線の形成を別の工程で行う。
先ず、図８のステップＳ１〜Ｓ３に示す工程を実施する。図８のステップＳ１〜Ｓ３に示す工程は、図６のステップＳ１〜Ｓ３に示す工程と同じである。すなわち、前述の第２の実施形態と同様に、ＥＵＶマスクブランクスを準備し（ステップＳ１）、光吸収膜１４を選択的に除去してパターン１８を形成し（ステップＳ２）、１回目の検査を行う（ステップＳ３）。これにより、図７（ｂ）に示す前駆体が作製される。
次に、図８のステップＳ１１に示すように、１回目の検査（ステップＳ３）の結果に基づいて、パターン欠陥の修正を行う。パターン欠陥の修正方法は、前述の第２の実施形態と同様である。
次に、図８のステップＳ１２及び図７（ｃ）に示すように、パターン形成領域１７を囲む枠状の領域から積層膜１５を除去して、遮光枠２０を形成する。遮光枠２０の形成方法も前述の第２の実施形態と同様である。
次に、図８のステップＳ１３及び図９に示すように、パターニングされた光吸収膜１４をマスクとしてバッファ層１３をエッチングし、光吸収膜１４の直下域以外の領域からバッファ層１３を除去する。その後、前駆体を洗浄する。
次に、図８のステップＳ１４及び図３に示すように、配線２１を形成する。配線２１の形成方法も、前述の第２の実施形態と同様である。
以後の方法は、前述の第２の実施形態と同様である。すなわち、図８のステップＳ７に示すように、２回目の検査を行い、その検査結果に基づいて、ステップＳ８に示すように、異物を除去する。これにより、露光用マスク１を製造することができる。
本変形例によっても、前述の第２の実施形態と同様に、図８に示すステップＳ１４において配線２１を形成することにより、ステップＳ７に示す２回目の検査においてチャージアップを防止して高精度な検査を行うことができる。この結果、欠陥がない露光用マスク１を得ることができる。
なお、本変形例においては、ステップＳ１１に示すパターン欠陥の修正とステップＳ１２に示す遮光枠の形成の順番を入れ替えてもよい。
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
本実施形態は、前述の第１の実施形態に係る露光用マスクを用いた半導体装置の製造方法の実施形態である。
図１０（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を例示する工程断面図である。
先ず、図１０（ａ）に示すように、半導体基板３１を用意する。半導体基板３１は、例えば、シリコンウェーハである。そして、半導体基板３１上にレジスト膜３２を形成する。レジスト膜３２は、電子ビームによって感光する電子ビームレジストである。
次に、図１０（ｂ）に示すように、前述の第１の実施形態に係る露光用マスクを使用して、レジスト膜３２を露光する。すなわち、図１及び図３に示すように、波長が１３．５ｎｍのＥＵＶのレーザ光を露光用マスク１に照射する。露光用マスク１に入射したＥＵＶのうち、光吸収膜１４及びバッファ層１３を介さずに光反射膜１２に直接到達した光は、その一部が光反射膜１２によって反射される。このときの反射率は例えば６５％程度である。また、光吸収膜１４に到達した光は、その一部が光吸収膜１４又はバッファ層１３に吸収され、残部は光吸収膜１４及びバッファ層１３を透過して光反射膜１２に到達し、光反射膜１２によって反射され、再びバッファ層１３及び光吸収膜１４を吸収されつつ透過し、全体として例えば２〜３％の反射率で反射される。このとき、光吸収膜１４及びバッファ層１３の屈折率は空気の屈折率よりも高く、光吸収膜１４及びバッファ層１３内を透過する光路の光路長は空気中を通過する光路の光路長よりも長いため、光吸収膜１４及びバッファ層１３を介して反射された光の位相は、光反射膜１２に直接到達して反射された光の位相に対して、約１８０度ずれる。
そして、露光用マスク１によって反射したＥＵＶのビームを、ビーム径が例えば４分の１になるように集光させて、レジスト膜３２において結像させる。これにより、レジスト膜３２を選択的に感光させる。このとき、光吸収膜１４から出射した光の位相は、光反射膜１２に直接反射された光の位相に対して約１８０度ずれているため、レジスト膜３２においてコントラストが高いパターンを結像させることができる。
このとき、積層膜１５における遮光枠２０の外側に配置された部分１５ｏｕｔ及び遮光枠２０の外周部分は、露光光学系に設けられたブラインド（図示せず）によって遮光され、ＥＵＶが入射されない。一方、遮光枠２０の内周部分にはブラインドの開口部を介してＥＵＶが入射されるが、遮光枠２０に到達したＥＵＶは、ほとんど反射されずに基板１１に吸収される。このため、露光用マスク１によって反射されたＥＵＶによりウェーハのある露光領域を露光する際に、ブラインドの開口部の外縁部分からはＥＵＶが出射しないため、露光対象となる露光領域の隣の露光領域にＥＵＶが照射されてしまうことがない。なお、ブラインドの開口部の形状は遮光枠２０の形状に合わせて調整可能であるが、開口部の端縁の位置決めに際しては、機械的な要因による誤差が発生する。しかし、遮光枠２０の幅は１ｍｍ程度あるため、この誤差を吸収することが可能である。
その後、図１０（ｃ）に示すように、露光されたレジスト膜３２を現像して、レジストパターン３２ａを形成する。
次に、図１０（ｄ）に示すように、レジストパターン３２ａをマスクとして半導体基板に対して選択的に処理を施す。例えば、レジストパターン３２ａをマスクとしてドナーとなる不純物を注入し、半導体基板２１の上層部分にＮ型領域３３を選択的に形成する。以後、適宜通常の処理を施すことにより、半導体装置４０が製造される。
本実施形態によれば、図１０（ｂ）に示す工程において、前述の第１の実施形態に係る露光用マスク１（図１参照）を使用している。前述の如く、この露光用マスクからは欠陥が除去されているため、露光用マスクの欠陥が半導体基板３１に転写されることがない。以下、この効果を、本実施形態の実施例及び比較例を挙げて説明する。
（実施例）
前述の第２の実施形態に係る方法により、第１の実施形態に係る露光用マスクを実際に複数枚製造した。ＥＵＶマスクブランクスは、ＨＯＹＡ株式会社から購入した。このとき、図６のステップＳ３に示す１回目の検査において、露光用マスク１枚当たり１５〜１８個の欠陥が検出された。これらの欠陥は、いずれも光吸収膜が残留した黒欠陥であった。そして、ステップＳ５に示すパターン欠陥の修正工程において、これらの黒欠陥を全て修正した。
その後、ステップＳ７において２回目の検査を行った。この検査は、パターン形成領域に電子ビームを照射して電子ビーム画像を取得することによって行ったが、チャージアップすることなく、明瞭な画像を取得することができた。そして、この検査の結果、露光用マスク１枚当たり５〜７個の欠陥が検出された。これらの欠陥は全て異物の付着であった。そこで、ステップＳ８において、これらの異物を除去した。これにより、第１の実施形態に係る露光用マスクが製造された。
その後、本第３の実施形態に係る方法により、この露光用マスクを使用してリソグラフィを行い、ハーフピッチが２４ｎｍの半導体装置を製造し、これを検査した。その結果、製造された半導体装置には、露光用マスクの欠陥に起因する欠陥は検出されなかった。また、配線２１が転写された痕跡も認められなかった。これにより、半導体装置を歩留まりよく製造することができた。
（比較例）
比較例として、遮光枠２０に配線２１を形成していない露光用マスクも複数枚製造した。このとき、図６のステップＳ３に示す１回目の検査において、露光用マスク１枚当たり１５〜１８個の黒欠陥が検出された。ため、ステップＳ５に示すパターン欠陥の修正工程において、これらの黒欠陥を全て修正した。なお、この工程において、配線２１は形成しなかった。その後、ステップＳ７において２回目の検査を行った。しかしながら、電子ビームの照射によりパターン形成領域がチャージアップしてしまい、取得した画像は不明瞭なものとなった。この２回目の検査においては、欠陥は認識されなかった。
その後、このようにして製造した露光用マスクを使用して、本第３の実施形態に係る方法と同様な方法により、ハーフピッチが２４ｎｍの半導体装置を製造し、これを検査した。その結果、製造された半導体装置において、露光用マスクの欠陥に起因する欠陥が検出された。これは、上述の２回目の検査において取得された画像が不明瞭であったため、検査の精度が低く、露光用マスクの欠陥が見逃され、それが半導体装置に転写されたものと考えられる。このように、比較例においては、半導体装置の歩留まりが低かった。
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。すなわち、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。例えば、遮光枠を横断する配線の太さ及び本数等は、前述の実施形態には限定されず、適宜変更しても構わない。
１ 露光用マスク、１０ ＥＵＶマスクブランクス、１１ 基板、１２ 光反射膜、１２ａ モリブデン層、１２ｂ シリコン層、１２ｃ ルテニウム層、１３ バッファ層、１４ 光吸収膜、１４ａ タンタルボロンナイトライド（ＴａＢＮ）層、１４ｂ タンタルボロンオキサイド（ＴａＢＯ）層、１５ 積層膜、１５ｉｎ、１５ｏｕｔ 部分、１６ 露光領域、１７ パターン形成領域、１８ パターン、１９ 溝、２０ 遮光枠、２１ 配線、３１ 半導体基板、３２ レジスト膜、３２ａ レジストパターン、３３ Ｎ型領域、４０ 半導体装置

Claims (5)

  1. 絶縁性の基板と、
    前記基板上に設けられた光反射膜と、
    前記光反射膜上に設けられ、前記基板上の中央領域においてパターンを形成する光吸収膜と、
    前記基板上に設けられた配線と、
    を備え、
    前記中央領域を囲む枠状の領域においては、前記光反射膜及び前記光吸収膜は設けられておらず、
    前記配線は、前記光反射膜及び前記光吸収膜からなる積層膜における前記枠状の領域の内部に配置された部分を、前記積層膜における前記枠状の領域の外部に配置された部分に電気的に接続するように配置されていることを特徴とする露光用マスク。
  2. 前記配線の幅は、前記パターンの最小幅よりも細いことを特徴とする請求項１記載の露光用マスク。
  3. 絶縁性の基板上に光反射膜が形成され前記光反射膜上に光吸収膜が形成されたマスクブランクスの中央領域において前記光吸収膜を選択的に除去してパターンを形成すると共に、前記中央領域を囲む枠状の領域において前記光吸収膜を除去する工程と、
    前記枠状の領域において前記光反射膜を除去する工程と、
    前記基板上に、前記光反射膜及び前記光吸収膜からなる積層膜における前記枠状の領域の内部に配置された部分を、前記積層膜における前記枠状の領域の外部に配置された部分に接続するように配線を形成する工程と、
    電子ビームを照射して前記パターンを検査する工程と、
    を備えたことを特徴とする露光用マスクの製造方法。
  4. 前記パターンを形成した後、前記光反射膜を除去する前に、電子ビームを照射して前記パターンを検査する工程をさらに備え、
    前記配線の形成は、前記パターンの欠陥の修正と同じ装置を使用して同じタイミングで行うことを特徴とする請求項３記載の露光用マスクの製造方法。
  5. 半導体基板上にレジスト膜を形成する工程と、
    請求項１または２に記載の露光用マスクを使用して前記レジスト膜を露光する工程と、
    前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程と、
    前記レジストパターンをマスクとして前記半導体基板に対して選択的に処理を施す工程と、
    を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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