JP2012209481A - Reflective mask blank and method of manufacturing reflective mask blank - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、反射型マスクブランク、及び反射型マスクブランクの製造方法に関する。特に、極端紫外線(Extreme Ultra Violet;EUV)を光源とするEUVリソグラフィを用いた半導体装置などに利用される、反射型マスクブランク、及び反射型マスクブランクの製造方法に関する。 The present invention relates to a reflective mask blank and a method for manufacturing a reflective mask blank. In particular, the present invention relates to a reflective mask blank and a reflective mask blank manufacturing method used in a semiconductor device using EUV lithography that uses extreme ultraviolet (EUV) as a light source.
近年、半導体デバイスの微細化に伴い、波長が13.5nm近傍のEUVを光源に用いたEUVリソグラフィが提案されている。
EUVリソグラフィは光源波長の特性のため、真空中で行われる必要がある。更にEUVの波長領域においては、ほとんどの物質の屈折率は1よりもわずかに小さい値であり、また光吸収性が非常に高い。このため、EUVリソグラフィにおいては従来から用いられてきた屈折光学系を使用することができず、反射光学系となる。従って、マスクも、従来の透過型のマスクは使用できないため、反射型のマスクとする必要がある。
In recent years, with the miniaturization of semiconductor devices, EUV lithography using EUV having a wavelength of around 13.5 nm as a light source has been proposed.
EUV lithography needs to be performed in a vacuum due to the characteristics of the light source wavelength. Furthermore, in the EUV wavelength region, the refractive index of most substances is slightly smaller than 1, and the light absorption is very high. For this reason, in EUV lithography, the refractive optical system conventionally used cannot be used, but becomes a reflection optical system. Therefore, the conventional transmissive mask cannot be used as the mask, so it is necessary to use a reflective mask.
このような反射型マスクは、基板の上に露光光源波長に対して高い反射率を示す多層反射層と、露光光源波長の吸収層が順次形成されており、更に基板の裏面には露光機内における静電チャックのための裏面導電膜が形成されている。また、前記多層反射層と、吸収層の間に緩衝膜を有する構造を持つEUVマスクもある。吸収層を部分的に除去し、緩衝膜を有する構造の場合はこれも同じく除去し、吸収部と反射部からなる回路パターンを形成する。前記反射型マスクで反射された光像が反射光学系を経て半導体基板上に転写される。 In such a reflective mask, a multilayer reflective layer showing a high reflectance with respect to the exposure light source wavelength and an absorption layer having the exposure light source wavelength are sequentially formed on the substrate. A back conductive film for the electrostatic chuck is formed. There is also an EUV mask having a structure having a buffer film between the multilayer reflective layer and the absorption layer. In the case of a structure having a buffer film with the absorption layer partially removed, this is also removed to form a circuit pattern comprising an absorption portion and a reflection portion. The light image reflected by the reflective mask is transferred onto the semiconductor substrate through a reflective optical system.
反射光学系を用いた露光方法では、マスク面に対して垂直方向から所定角度傾いた入射角で照射されるため、吸収層の膜厚が厚い場合、パターン自身の影が生じてしまい、この影となった部分における反射強度は、影になっていない部分よりも小さいため、コントラストが低下し、パターンエッジ部のぼやけや設計寸法からのずれが生じてしまう。
このようなパターンエッジ部のぼやけや設計寸法からのずれを防ぐためには、吸収層の膜厚は小さくし、パターンの高さを低くすることが有効であるが、吸収層の膜厚が小さくなると、吸収層における遮光性が低下し、転写コントラストが低下してしまう。
In the exposure method using the reflective optical system, irradiation is performed at an incident angle inclined by a predetermined angle from the vertical direction with respect to the mask surface. Therefore, when the absorption layer is thick, the shadow of the pattern itself is generated. Since the reflection intensity in the part which becomes is smaller than the part which is not a shadow, the contrast is lowered, and the pattern edge part is blurred and deviated from the design dimension.
In order to prevent such blurring of the pattern edge portion and deviation from the design dimension, it is effective to reduce the thickness of the absorption layer and reduce the height of the pattern, but when the thickness of the absorption layer becomes small As a result, the light shielding property in the absorbing layer is lowered, and the transfer contrast is lowered.
そこで、吸収層表面における反射光の位相と、吸収層を経由した多層反射層からの反射光の位相を異なる位相とする位相シフト機能を有するように吸収層膜厚を設計した位相シフト型吸収層とすることで、吸収層の膜厚を小さくしつつ、転写コントラストを改善することができる。但し、同じ材料で構成され、同じ位相シフト機能を有するように設計された、膜厚が異なる吸収層を比較した場合、膜厚が大きい吸収層と比較すると膜厚が小さい吸収層の遮光性は劣る。 Therefore, a phase shift type absorption layer in which the thickness of the absorption layer is designed to have a phase shift function that makes the phase of the reflected light on the surface of the absorption layer different from the phase of the reflected light from the multilayer reflective layer via the absorption layer. Thus, the transfer contrast can be improved while reducing the thickness of the absorption layer. However, when comparing absorption layers with different film thicknesses, which are made of the same material and designed to have the same phase shift function, the light-shielding property of the absorption layer with a smaller film thickness compared with an absorption layer with a larger film thickness is Inferior.
一方、反射型マスクを用いて半導体基板上に転写回路パターンを形成する際、一枚の半導体基板上には複数の回路パターンのチップが形成される。
そこで、半導体基板上の各チップ間に区切る枠を設けるため、あらかじめ反射型マスク上に、回路パターン領域を囲うように吸収層による遮光領域、すなわち遮光枠を設けることがある。
On the other hand, when a transfer circuit pattern is formed on a semiconductor substrate using a reflective mask, chips having a plurality of circuit patterns are formed on one semiconductor substrate.
Therefore, in order to provide a frame that divides the chips on the semiconductor substrate, a light shielding region by an absorption layer, that is, a light shielding frame may be provided on the reflective mask in advance so as to surround the circuit pattern region.
一枚の半導体基板上に形成するチップ数を増加させると、隣接するチップ間において、反射型マスク上の遮光枠の領域が重なる領域が存在する場合がある。この場合、この領域については複数回に渡り露光されることになる。従って、吸収層の膜厚が小さい位相シフト型吸収層を有する反射型マスクを用いて露光を行う場合などでは、多重に露光されることで、各チップを区切る枠となるべき領域の一部は感光してしまい、各チップを区切る正確な枠を形成するのが困難になるという問題があった。 When the number of chips formed on one semiconductor substrate is increased, there may be a region where the region of the light shielding frame on the reflective mask overlaps between adjacent chips. In this case, this region is exposed a plurality of times. Therefore, in the case where exposure is performed using a reflective mask having a phase shift type absorption layer with a small film thickness of the absorption layer, a part of the region to be a frame that divides each chip is obtained by multiple exposure. There is a problem that it is difficult to form an accurate frame for separating each chip due to exposure to light.
このような問題を解決するために、反射型マスクの吸収層から多層反射層に達する溝を形成することや、回路パターン領域の吸収層の膜厚よりも厚い膜を形成することや、反射型マスク上にレーザ照射もしくはイオン注入することで多層反射層の反射率を低下させることにより、露光光源波長に対する遮光性の高い遮光枠を設けた反射型マスクが提案されている(特許文献1)。 In order to solve such a problem, a groove reaching the multilayer reflective layer from the absorption layer of the reflective mask, a film thicker than the thickness of the absorption layer in the circuit pattern region, There has been proposed a reflective mask provided with a light-shielding frame having a high light-shielding property with respect to the exposure light source wavelength by reducing the reflectance of the multilayer reflective layer by laser irradiation or ion implantation on the mask (Patent Document 1).
しかしながら、反射型マスクの製造工程において、吸収層から多層反射層に達する溝を形成することや、回路パターン領域の吸収層の膜厚よりも厚い膜を形成することで遮光枠を形成する場合、遮光枠の形成にリソグラフィによるパターニング工程が新たに発生し、反射型マスクを製造する工程が複雑となるため、歩留まりの悪化が懸念される。 However, in the manufacturing process of the reflective mask, when forming a light shielding frame by forming a groove reaching the multilayer reflective layer from the absorption layer or by forming a film thicker than the thickness of the absorption layer in the circuit pattern region, Since the patterning process by lithography newly occurs in the formation of the light shielding frame and the process of manufacturing the reflective mask becomes complicated, there is a concern that the yield is deteriorated.
そこで、本発明は、遮光性の高い遮光枠を有する反射型マスクブランク、及び反射型マスクブランクの製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a reflective mask blank having a light shielding frame with high light shielding properties, and a method for manufacturing the reflective mask blank.
本発明の反射型マスクブランクは、基板と、前記基板表面に形成された多層反射層と、前記多層反射層の上に形成された吸収層と、を有する反射型マスクブランクにおいて、前記反射型マスクブランクスを用いて製造される反射型マスクに形成する転写回路パターン領域の外側に形成され、且つ多層反射層の各界面を構成する複数層の材料の中間層で形成した複合層を備える遮光枠を有し、当該遮光枠に対応する領域に位置する前記吸収層の光学的性質が、前記転写回路パターン領域に対応する領域に位置する前記吸収層の光学的性質と同等であることを特徴とするものである。 The reflective mask blank of the present invention is a reflective mask blank comprising a substrate, a multilayer reflective layer formed on the substrate surface, and an absorption layer formed on the multilayer reflective layer. A light-shielding frame comprising a composite layer formed on the outer side of a transfer circuit pattern region formed on a reflective mask manufactured using blanks and formed by an intermediate layer of a plurality of layers constituting each interface of a multilayer reflective layer And the optical property of the absorption layer located in the region corresponding to the light shielding frame is equivalent to the optical property of the absorption layer located in the region corresponding to the transfer circuit pattern region. Is.
また、本発明の反射型マスクブランクは、前記基板の裏面に導電膜が形成されていることを特徴とし、また、前記複合層は、複数の前記中間層を含んでいることを特徴とするものである。 The reflective mask blank of the present invention is characterized in that a conductive film is formed on the back surface of the substrate, and the composite layer includes a plurality of the intermediate layers. It is.
また、本発明の反射型マスクブランクには、前記多層反射層には、該多層反射層の最も吸収層側に位置する最上層とその隣接層との界面が、前記遮光枠を形成した領域に対応する部分を含めて存在しても良い。 In the reflective mask blank of the present invention, the multilayer reflective layer has an interface between the uppermost layer located closest to the absorption layer of the multilayer reflective layer and its adjacent layer in the region where the light shielding frame is formed. It may exist including a corresponding part.
また、本発明の反射型マスクブランクには、前記多層反射層には、該多層反射層の最も吸収層側に位置する最上層とその隣接層との界面が存在し、該界面のうち前記遮光枠を形成した領域に対応する部分には、前記界面に代えて、前記最上層とその隣接層との材料による中間層が存在していても良い。 In the reflective mask blank of the present invention, the multilayer reflective layer has an interface between the uppermost layer located closest to the absorption layer of the multilayer reflective layer and its adjacent layer, and the light shielding layer among the interfaces. Instead of the interface, an intermediate layer made of the material of the uppermost layer and its adjacent layer may exist in a portion corresponding to the region where the frame is formed.
また、本発明の反射型マスクブランクには、前記吸収層とその隣接層との間には、前記遮光枠を形成した領域に対応する部分を含めて界面が存在して良い。 In the reflective mask blank of the present invention, an interface may exist between the absorbing layer and its adjacent layer, including a portion corresponding to the region where the light shielding frame is formed.
また、本発明の反射型マスクブランクには、前記吸収層とその隣接層との間には界面が存在し、該吸収層とその隣接層との界面のうち前記遮光枠を形成した領域に対応する部分には、前記吸収層とその隣接層との界面に代えて、前記吸収層とその隣接層との材料による中間層が存在していても良い。 In the reflective mask blank of the present invention, an interface exists between the absorption layer and its adjacent layer, and corresponds to a region where the light shielding frame is formed in the interface between the absorption layer and its adjacent layer. Instead of the interface between the absorption layer and its adjacent layer, an intermediate layer made of the material of the absorption layer and its adjacent layer may be present in the portion.
また、本発明の反射型マスクブランクの製造方法は、基板表面に多層反射層を形成する工程と、前記多層反射層より上部に吸収層を形成する工程と、を少なくとも含む反射型マスクブランクの製造方法において、前記基板裏面から少なくとも前記多層反射層に対してレーザ照射、又はイオン注入を行う工程を具備することを特徴とする。 Moreover, the manufacturing method of the reflective mask blank of this invention manufactures the reflective mask blank which includes the process of forming a multilayer reflective layer on the substrate surface, and the process of forming an absorption layer above the multilayer reflective layer. The method includes the step of performing laser irradiation or ion implantation on at least the multilayer reflective layer from the back surface of the substrate.
また、本発明のフォトマスクブランク製造方法は、前記レーザ照射、又はイオン注入を行う工程の後に、前記基板の裏面に導電膜を形成する工程を具備することを特徴とする。 Moreover, the photomask blank manufacturing method of the present invention includes a step of forming a conductive film on the back surface of the substrate after the laser irradiation or ion implantation step.
本発明は、多層反射層から発生する反射光の強度を抑制し、更に吸収層の光学的性質の変化を抑制する反射型マスクブランクとすることで、遮光性の高い遮光枠を形成された反射型マスクの製造における歩留まりを向上できるという効果を奏する。
また、反射型マスク上からレーザ照射もしくはイオン注入して遮光枠を形成する場合、多層反射層以外によるレーザ光もしくはイオンの損失があるため、この損失分を考慮したパワーでレーザ光もしくはイオンを照射しなくてはならない。また多層反射層以外の膜にはレーザ光もしくはイオンの照射によるダメージが生じ、吸収層の露光光源波長の吸収率が低下してしまうことが懸念される。
しかし、本発明の一態様では、基板の裏側からレーザ光もしくはイオンを少なくとも多層反射層に照射することで、転写回路パターン領域を除く領域における多層反射層の反射率を低下させる。そのため、多層反射層以外の膜による損失分を考慮してレーザ光もしくはイオンのパワーを設定する必要をなくすことができる。また、吸収層へのレーザ光もしくはイオンの照射によるダメージを抑制し、吸収層の光学的性質の変化を防ぐことができる。
The present invention provides a reflective mask blank that suppresses the intensity of reflected light generated from a multilayer reflective layer and further suppresses changes in the optical properties of the absorbing layer, thereby forming a light shielding frame having a high light shielding property. There is an effect that the yield in the production of the mold mask can be improved.
When a light shielding frame is formed by laser irradiation or ion implantation from a reflective mask, there is a loss of laser light or ions due to other than the multilayer reflective layer. I have to do it. Further, there is a concern that the film other than the multilayer reflective layer is damaged by irradiation with laser light or ions, and the absorption rate of the exposure light source wavelength of the absorption layer is lowered.
However, in one embodiment of the present invention, the reflectance of the multilayer reflective layer in the region other than the transfer circuit pattern region is reduced by irradiating at least the multilayer reflective layer with laser light or ions from the back side of the substrate. Therefore, it is possible to eliminate the need to set the laser beam or ion power in consideration of the loss due to the film other than the multilayer reflective layer. In addition, damage to the absorption layer due to irradiation with laser light or ions can be suppressed, and changes in the optical properties of the absorption layer can be prevented.
以下、本発明に係る第1及至第4実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、特に断る場合を除き同じ説明を繰り返さないものとする。
まず、本発明の第1乃至第4の実施形態に係る反射型マスクブランクの製造工程で使用する、遮光枠を有さない反射型マスクブランクの構造を説明する。図1(a)、及び図1(b)は第1及び第2実施形態に係る、遮光領域の一例として遮光枠を設ける反射型マスクブランク100、及び反射型マスクブランク101の断面を示している。また、図1(c)、及び図1(d)は第3及び第4実施形態に係る、遮光領域の一例として遮光枠を設ける反射型マスクブランク200、及び反射型マスクブランク201の断面を示している。即ち、第1及び第2実施形態では、図1(a)の反射型マスクブランク100を用いてもよいし、図1(b)の反射型マスクブランク101を用いてもよく、第3及び第4実施形態では、図1(c)の反射型マスクブランク200を用いてもよいし、図1(d)の反射型マスクブランク201を用いてもよい。なお、本発明の反射型マスクブランクに設ける遮光領域は、枠状のもの(遮光枠)に限らず、半導体基板へのパターン転写の際に複数回露光されるのを避けたい部分の形状等に応じて、適宜の形状とすることができる。
Hereinafter, first to fourth embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component which has the same function, and the same description shall not be repeated except the case where it refuses.
First, the structure of a reflective mask blank that does not have a light shielding frame and is used in the manufacturing process of the reflective mask blank according to the first to fourth embodiments of the present invention will be described. FIG. 1A and FIG. 1B show cross sections of a reflective mask blank 100 and a reflective mask blank 101 provided with a light shielding frame as an example of a light shielding region according to the first and second embodiments. . Moreover, FIG.1 (c) and FIG.1 (d) show the cross section of the reflective mask blank 200 which provides the light-shielding frame as an example of the light-shielding area | region, and the reflective mask blank 201 based on 3rd and 4th embodiment. ing. That is, in the first and second embodiments, the reflective mask blank 100 of FIG. 1A may be used, or the reflective mask blank 101 of FIG. 1B may be used. In the fourth embodiment, the reflective mask blank 200 of FIG. 1C may be used, or the reflective mask blank 201 of FIG. 1D may be used. The light shielding area provided in the reflective mask blank of the present invention is not limited to the frame shape (light shielding frame), but to the shape of the portion that is desired to avoid being exposed multiple times during pattern transfer to the semiconductor substrate. Depending on the situation, it can be made into an appropriate shape.
図1(a)に示す反射型マスクブランク100は、基板11の表面に、多層反射層21、吸収層51が順次形成されている。図1(b)に示す反射型マスクブランク101は基板11の表面に、多層反射層21、吸収層51が順次形成されていると共に、基板11の裏面に導電膜71が形成された構造となっている。つまり、図1(b)の反射型マスクブランク101は、図1(a)の反射型マスクブランク100の基板11の裏面に導電膜71が形成されている。図1(c)の反射型マスクブランク200は基板11の表面に多層反射層22、緩衝層41、吸収層51、低反射層61が順次形成されている。図1(d)の反射型マスクブランク201は、図1(c)の反射型マスクブランク200の基板11の裏面に導電膜71が形成された構造となっている。
基板11としては、例えば、低熱膨張ガラスを用いることができる。低熱膨張ガラスは、より熱膨張率の高い超熱膨張ガラスを含む。また、基板11としては、石英ガラスや、石英ガラスに他の元素や化合物を追加したものや、EUV(極端紫外線)の透過性を有する石英セラミックも使用できる。また、レーザーを照射した場合にこれを透過させる物という観点から、基板11として、カルコゲナイトガラス、ゲルマニウム、フッ化カルシウム(蛍石)、フッ化バリウム、硫化亜鉛を用いることもできる。
In the reflective mask blank 100 shown in FIG. 1A, a multilayer
As the substrate 11, for example, low thermal expansion glass can be used. Low thermal expansion glass includes super thermal expansion glass having a higher coefficient of thermal expansion. Further, as the substrate 11, quartz glass, quartz glass added with other elements or compounds, or quartz ceramics having EUV (extreme ultraviolet) transparency can be used. In addition, chalcogenite glass, germanium, calcium fluoride (fluorite), barium fluoride, and zinc sulfide can also be used as the substrate 11 from the viewpoint of a material that transmits the laser when irradiated.
図1(a)及び図1(b)の多層反射層21は、13.5nm近傍のEUVに対して60%程度の反射率を達成できるように設計されており、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)が交互に50ペア積層した積層膜で、さらに最上層はルテニウム(Ru)で構成されている。Ru層の下に隣接する層はSi層である。図1(c)及び図1(d)の多層反射層22は、13.5nm近傍のEUVに対して60%程度の反射率を達成できるように設計されており、MoとSiが交互に40ペア積層した積層膜で、最上層はSi層で構成されている。図1(a)及び図1(b)の吸収層51の転写回路パターン領域5には、後述する手順で各実施形態の遮光枠が形成された後に、半導体基板に転写するパターンが従来公知の工程によって形成される。
The multilayer
図1(c)及び図1(d)の緩衝層41は、吸収層51のエッチングやパターン修正時に、緩衝層の下に隣接する多層反射層22の最上層であるSi層を保護するために設けられており、クロム(Cr)の窒素化合物(CrN)で構成されている。
図1(a)〜図1(d)の吸収層51は、13.5nm近傍のEUVに対して吸収率の高いタンタル(Ta)の窒素化合物(TaN)で構成されている。他の材料として、タンタルホウ素窒化物(TaBN)やタンタルシリコン(TaSi)でも良い。
The
The
図1(c)及び図1(d)の低反射層61は、190nm〜260nmの紫外光に対して反射防止機能を有し、Taの酸化窒化物(TaON)で構成される。他の材料としてタンタルホウ素酸化物(TaBO)やタンタルシリコン酸化物(TaSiO)でも良い。図1(b)及び図1(d)の導電膜71は、CrNで構成されている。図1(c)及び図1(d)の吸収層51及び低反射層61の転写回路パターン領域6には、後述する手順で各実施形態の遮光枠が形成された後に、半導体基板に転写するパターンが従来公知の工程によって形成される。
The low reflection layer 61 in FIGS. 1C and 1D has an antireflection function for ultraviolet light of 190 nm to 260 nm, and is made of Ta oxynitride (TaON). Other materials may be tantalum boron oxide (TaBO) or tantalum silicon oxide (TaSiO). The
(第1実施形態)
以下、第1実施形態の反射型マスクブランク及び反射型マスクブランクの製造方法について説明する。まず、図1(a)に示す遮光枠を有さない反射型マスクブランク100を用意する。
(First embodiment)
Hereinafter, the reflective mask blank of the first embodiment and the manufacturing method of the reflective mask blank will be described. First, a reflective mask blank 100 having no light shielding frame shown in FIG.
次に、反射型マスクブランク100の基板11の裏面より、転写回路パターン領域5の外側となる部分にパルスレーザを照射し、多層反射層21のMo層とSi層の間に少なくともそれら2層の構成材料であるMoとSiを含む中間層が形成された複合層31を形成する。この複合層31は、界面のない中間層であることから光の反射率が抑制され、遮光枠1として機能する。このようにして、図2(a)に示すように、転写回路パターン領域5の外側となる部分に遮光枠1が形成された作製途中の反射型マスクブランク110を得る。この工程において、レーザ照射のエネルギー、および光軸を精密に調整することで、多層反射層21におけるRu層とSi層の界面や一部のMo層とSi層の界面は残すことができる。
Next, a pulse laser is irradiated from the back surface of the substrate 11 of the reflective mask blank 100 to the outside of the transfer
遮光枠1が形成された作製途中の反射型マスクブランク110の基板11の裏面に、スパッタリングにより導電膜71を形成することで図2(b)に示す、遮光枠1が形成された反射型マスクブランク120を得る。反射型マスクブランク120に13.5nm近傍のEUVを照射した場合、遮光枠1において吸収層51で吸収されなかったEUVは、Ru層とSi層の界面などで反射するが、反射光は再度吸収層51を経由するため、更に吸収される。こうして遮光性の高い遮光枠1を形成することができる。
A reflective mask with the
なお、予め導電膜71が形成された図1(b)の遮光枠を有さない反射型マスクブランク101を用いて遮光枠1が形成された反射型マスクブランク120を得る場合、パルスレーザ照射工程において、導電膜71によるレーザ照射エネルギーの損失を考慮に入れなくてはならないため、精度良く遮光枠1を形成するのが困難となるが、前記スパッタリングにより導電膜71を形成する工程は省かれる。
また、基板11の厚さが十分に小さい場合などは、レーザ照射の代わりにイオン注入を行うことで、複合層31を形成することも可能である。
このようにして得た反射型マスクブランク120は、遮光枠1とする複合層31を形成する際にパルスレーザが吸収層51を透過しないので、吸収層51における損失分を考慮してパルスレーザのパワーを設定する必要をなくすことができる。また、パルスレーザの透過により吸収層51にダメージが生じることがなく、光学的性質が変化しないので、遮光枠1に対応する部分の吸収層51と、遮光枠1の周辺に対応する部分の吸収層51とで、光学的性質が異なってしまうのを避けることができる。
In addition, when obtaining the reflective mask blank 120 with the
Further, when the thickness of the substrate 11 is sufficiently small, the composite layer 31 can be formed by performing ion implantation instead of laser irradiation.
In the reflection
(第2実施形態)
以下、第2実施形態の反射型マスクブランク及び反射型マスクブランクの製造方法について説明する。第2実施形態については、図1(a)に示す遮光枠を有さない反射型マスクブランクを得る工程までは、第1実施形態と同じである。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the reflective mask blank of the second embodiment and the manufacturing method of the reflective mask blank will be described. About 2nd Embodiment, it is the same as 1st Embodiment until the process of obtaining the reflective mask blank which does not have a light-shielding frame shown to Fig.1 (a).
次に、反射型マスクブランク100の基板11の裏面より、転写回路パターン領域5の外側となる部分にパルスレーザを照射し、多層反射層21におけるMo層とSi層の間には少なくともそれら2層の構成材料であるMoとSiを含む中間層が、Ru層とSi層の間には少なくともそれら2層の構成材料であるRuとSiを含む中間層が夫々形成された複合層32を形成する。この複合層32は、界面のない中間層であることから光の反射率が抑制され、遮光枠2として機能する。このようにして、図2(c)に示すように、転写回路パターン領域5の外側となる部分に遮光枠2が形成された作製途中の反射型マスクブランク130を得る。この工程において、レーザ照射のエネルギー、および光軸を精密に調整することで、多層反射層21の最上層であるRu層と吸収層51の界面は残すことが出来る。
Next, a pulse laser is irradiated from the back surface of the substrate 11 of the reflective mask blank 100 to the outside of the transfer
遮光枠2が形成された作製途中の反射型マスクブランク130の基板11の裏面に、スパッタリングにより導電膜71を形成することで図2(d)に示す、遮光枠2が形成された反射型マスクブランク140を得る。反射型マスクブランク140に13.5nm近傍のEUVを照射した場合、遮光枠2において吸収層51で吸収されなかったEUVは、吸収層51と多層反射層21の最上層であるRu層との界面で一部反射するが、反射光は再度吸収層51を経由するため、更に吸収される。こうして遮光性の高い遮光枠2を形成することができる。
A reflective mask with the
なお、予め導電膜71が形成された図1(b)の遮光枠を有さない反射型マスクブランク101を用いて遮光枠2が形成された反射型マスクブランク140を得る場合、パルスレーザ照射工程において、導電膜71によるレーザ照射エネルギーの損失を考慮に入れなくてはならないため、精度良く遮光枠2を形成するのが困難となるが、前記スパッタリングにより導電膜71を形成する工程は省かれる。
また、基板11の厚さが十分に小さい場合などは、レーザ照射の代わりにイオン注入を行うことで、複合層32を形成することも可能である。
このようにして得た反射型マスクブランク140は、遮光枠2とする複合層32を形成する際にパルスレーザが吸収層51を透過しないので、吸収層51における損失分を考慮してパルスレーザのパワーを設定する必要をなくすことができる。また、パルスレーザの透過により吸収層51にダメージが生じることがなく、光学的性質が変化しないので、遮光枠2に対応する部分の吸収層51と、遮光枠2の周辺に対応する部分の吸収層51とで、光学的性質が異なってしまうのを避けることができる。
In addition, when obtaining the reflective mask blank 140 in which the
Further, when the thickness of the substrate 11 is sufficiently small, the
In the reflective mask blank 140 obtained in this way, the pulse laser does not pass through the
(第3実施形態)
以下、第3実施形態の反射型マスクブランク及び反射型マスクブランクの製造方法について説明する。まず、前記図1(c)に示す遮光枠を有さない反射型マスクブランク200を用意する。
(Third embodiment)
Hereinafter, the reflective mask blank of the third embodiment and the method for manufacturing the reflective mask blank will be described. First, a reflective mask blank 200 having no light shielding frame shown in FIG. 1C is prepared.
次に、反射型マスクブランク200の基板11の裏面より、転写回路パターン領域6の外側となる部分にパルスレーザを照射し、多層反射層22のMo層とSi層の間に少なくともそれら2層の構成材料であるMoとSiを含む中間層が、Ru層とSi層の間には多層反射層22の最上層であるSiと緩衝層41の間には少なくともSiとCrと窒素(N)を含む中間層が夫々形成された複合層33を形成する。この複合層33は、界面のない中間層であることから光の反射率が抑制され、遮光枠3として機能する。このようにして、図3(a)に示すように、転写回路パターン領域6の外側となる部分に遮光枠3が形成された作製途中の反射型マスクブランク210を得る。この工程において、レーザ照射のエネルギー、および光軸を精密に調整することで、吸収層51と緩衝層41の界面は残すことができる。
Next, a pulse laser is irradiated from the back surface of the substrate 11 of the reflective mask blank 200 to the outside of the transfer
遮光枠3が形成された作製途中の反射型マスクブランク210の基板11の裏面に、スパッタリングにより導電膜71を形成することで図3(b)に示す、遮光枠3が形成された反射型マスクブランク220を得る。反射型マスクブランク220に13.5nm近傍のEUVを照射した場合、遮光枠3において吸収層51で吸収されなかったEUVは、一部吸収層51と緩衝層41の界面にて反射するが、反射光は再度吸収層51を経由するため、更に吸収される。こうして遮光性の高い遮光枠3を形成することができる。
A reflective mask with the light-
なお、予め導電膜71が形成された図1(d)の遮光枠を有さない反射型マスクブランク201を用いて遮光枠3が形成された反射型マスクブランク220を得る場合、パルスレーザ照射工程において、導電膜71によるレーザ照射エネルギーの損失を考慮に入れなくてはならないため、精度良く遮光枠1を形成するのが困難となるが、前記スパッタリングにより導電膜71を形成する工程は省かれる。
このようにして得た反射型マスクブランク220は、遮光枠3とする複合層33を形成する際にパルスレーザが吸収層51や緩衝層41を透過しないので、これらにおける損失分を考慮してパルスレーザのパワーを設定する必要をなくすことができる。また、パルスレーザの透過により吸収層51や緩衝層41にダメージが生じることがなく、光学的性質が変化しないので、遮光枠3に対応する部分の吸収層51や緩衝層41と、遮光枠3の周辺に対応する部分の吸収層51や緩衝層41とで、光学的性質が異なってしまうのを避けることができる。
In addition, when obtaining the reflective mask blank 220 in which the light-
In the reflection type mask blank 220 obtained in this way, the pulse laser does not pass through the
(第4実施形態)
以下、第4実施形態の反射型マスクブランク及び反射型マスクブランクの製造方法について説明する。第4実施形態については図1(a)に示す遮光枠を有さない反射型マスクブランク200を用意する工程までは、第3実施形態と同じである。
作製途中の反射型マスクブランク200の基板11の裏面より、転写回路パターン領域6の外側となる部分にパルスレーザを照射し、多層反射層21のMo層とSi層の間に少なくともそれら2層の構成材料であるMoとSiを含む中間層が、多層反射層22の最上層であるSiと緩衝層41の間には少なくともSiとCrとNを含む中間層が、緩衝層41と吸収層51の間には少なくともCrとTaとNを含む中間層が夫々形成された複合層34を形成する。この複合層34は、界面のない中間層であることから光の反射率が抑制され、遮光枠4として機能する。このようにして、図3(c)に示すように、転写回路パターン領域6の外側となる部分に遮光枠4が形成された作製途中の反射型マスクブランク230を得る。この工程において、レーザ照射のエネルギー、および光軸を精密に調整することで、吸収層51中の一部に複合層34が形成される。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, the reflective mask blank of 4th Embodiment and the manufacturing method of a reflective mask blank are demonstrated. About 4th Embodiment, it is the same as 3rd Embodiment until the process of preparing the reflective mask blank 200 which does not have the light-shielding frame shown to Fig.1 (a).
A pulse laser is irradiated from the back surface of the substrate 11 of the reflective mask blank 200 in the process of production to the outside of the transfer
遮光枠4が形成された作製途中の反射型マスクブランク230の基板11の裏面に、スパッタリングにより導電膜71を形成することで図3(d)に示す、遮光枠4が形成された反射型マスクブランク240を得る。反射型マスクブランク240に13.5nm近傍のEUVを照射した場合、遮光枠4において吸収層51で吸収されなかったEUVは、複合層34があるため反射しない。こうして遮光性の高い遮光枠3を形成することができる。
A reflective mask with the light-
なお、予め導電膜71が形成された図1(d)の遮光枠を有さない反射型マスクブランク201を用いて遮光枠4が形成された反射型マスクブランク240を得る場合、パルスレーザ照射工程において、導電膜71によるレーザ照射エネルギーの損失を考慮に入れなくてはならないため、精度良く遮光枠1を形成するのが困難となるが、前記スパッタリングにより導電膜71を形成する工程は省かれる。
このようにして得た反射型マスクブランク240は、遮光枠4とする複合層34を形成する際にパルスレーザが吸収層51や緩衝層41を透過しないので、これらにおける損失分を考慮してパルスレーザのパワーを設定する必要をなくすことができる。また、パルスレーザの透過により吸収層51や緩衝層41にダメージが生じることがなく、図3(d)に示すように、複合層34を吸収層51の一部にまで至るように形成しても、光学的性質がほとんど変化しない。このため、遮光枠4に対応する部分の吸収層51や緩衝層41と、遮光枠4の周辺に対応する部分の吸収層51や緩衝層41とで、光学的性質が大きく異なってしまうのを避けることができる。
以上に説明したように、第1乃至第4実施形態の反射型マスクブランク120、140、220、240は、基板11と、基板11の表面に形成された多層反射層21、22と、多層反射層21、22の上に形成された吸収層51とを有し、反射型マスクブランクス120、140、220、240を用いて製造される反射型マスクに形成する転写回路パターン領域5、6の外側に形成され、且つ多層反射層21、22の各界面を構成する複数層の材料の中間層で形成した複合層31、32、33、34を備える遮光枠1、2、3、4を有し、遮光枠1、2、3、4に対応する領域に位置する吸収層51の光学的性質が、転写回路パターン領域5、6に対応する領域に位置する吸収層51の光学的性質と同等であることを特徴とするものである。
また、第1乃至第4実施形態の反射型マスクブランク120、140、220、240は、基板11の裏面に導電膜71が形成されていることを特徴とし、また、第3及び第4実施形態の反射型マスクブランク220、240は、複合層33、34が、複数の中間層を含んでいることを特徴とするものである。
また、第1実施形態の反射型マスクブランク120のように、多層反射層21には、多層反射層21の最も吸収層側に位置する最上層とその隣接層との界面が、遮光枠1を形成した領域に対応する部分を含めて存在しても良い。
また、第2乃至第4実施形態の反射型マスクブランク140、220、240のように、多層反射層21、22には、多層反射層21、22の最も吸収層側に位置する最上層とその隣接層との界面が存在し、この界面のうち遮光枠2、3、4を形成した領域に対応する部分には、最上層とその隣接層との界面に代えて、最上層とその隣接層との材料による中間層(複合層32、33、34)が存在していても良い。
また、第1乃至第3実施形態の反射型マスクブランク120、140、220のように、吸収層51とその隣接層(多層反射層21、緩衝層41)との間には、遮光枠1、2、3を形成した領域に対応する部分を含めて界面が存在して良い。
また、第4実施形態の反射型マスクブランク240のように吸収層51とその隣接層(緩衝層41)との間には界面が存在し、吸収層51と緩衝層41との界面のうち遮光枠4を形成した領域に対応する部分には、吸収層51と緩衝層41との界面に代えて、吸収層51と緩衝層41との材料による中間層(複合層34)が存在していても良い。
また、第1乃至第4実施形態の反射型マスクブランク120、140、220、240を製造する方法は、基板11の表面に多層反射層21、22を形成する工程と、多層反射層21、22より上部に吸収層51を形成する工程とを少なくとも含み、さらに、基板11の裏面から少なくとも多層反射層21、22に対してレーザ照射、又はイオン注入を行う工程を具備することを特徴とする。
In addition, when obtaining the reflective mask blank 240 in which the light-
In the reflection
As described above, the
The
Further, as in the reflective mask blank 120 of the first embodiment, the multilayer
Further, like the
Further, like the
Further, as in the reflective mask blank 240 of the fourth embodiment, an interface exists between the
The
以下、本発明の反射型マスクブランク及びその製造方法の実施例を説明する。図4に本実施例で用意した遮光枠を有さない反射型マスクブランク300を示す。反射型マスクブランク300は低熱膨張ガラス基板13の表面に、13.5nmのEUVに対して反射率が64%程度となるように設計されたMoとSiの50ペアの積層及び最上層にRuをもつ多層反射層23、TaNからなる吸収層52、TaONからなる低反射層62が順次形成されている。低反射層62の膜厚は250nm近傍の紫外光に対して反射率が10%以下となるように設計した。また低反射層62と吸収層52の合計膜厚は50nmとした。 Examples of the reflective mask blank of the present invention and the manufacturing method thereof will be described below. FIG. 4 shows a reflective mask blank 300 having no light shielding frame prepared in the present embodiment. The reflective mask blank 300 is a stack of 50 pairs of Mo and Si designed to have a reflectivity of about 64% with respect to EUV of 13.5 nm on the surface of the low thermal expansion glass substrate 13 and Ru as the uppermost layer. The multilayer reflection layer 23, the absorption layer 52 made of TaN, and the low reflection layer 62 made of TaON are sequentially formed. The film thickness of the low reflection layer 62 was designed so that the reflectance is 10% or less with respect to ultraviolet light in the vicinity of 250 nm. The total thickness of the low reflection layer 62 and the absorption layer 52 was 50 nm.
図4の反射型マスクブランク300の低熱膨張ガラス基板13の裏面から、線幅5mmの枠状領域に対して、パルス型レーザを照射し、遮光枠を形成した。 From the back surface of the low thermal expansion glass substrate 13 of the reflective mask blank 300 of FIG. 4, a pulsed laser was irradiated to a frame-shaped region having a line width of 5 mm to form a light shielding frame.
低熱膨張ガラス基板13の裏面に、スパッタリングによりCrNを成膜し、遮光枠が形成された反射型マスクブランクを作製した。
前記反射型マスクブランクを用いて13.5nmのEUVを光源とした露光を半導体基板上の同じ領域に4回行なった。露光された半導体基板上の領域において、作製した反射型マスクブランク上の遮光枠に相当する領域のみ、4重に露光されていたにもかかわらず、半導体基板上の当該領域におけるレジストの感光は確認されなかった。
On the back surface of the low thermal expansion glass substrate 13, CrN was deposited by sputtering to produce a reflective mask blank having a light shielding frame.
Using the reflective mask blank, exposure using EUV of 13.5 nm as a light source was performed four times on the same region on the semiconductor substrate. In the exposed region on the semiconductor substrate, only the region corresponding to the light-shielding frame on the manufactured reflective mask blank was exposed four times, but the resist photosensitivity in the region on the semiconductor substrate was confirmed. Was not.
1、2、3、4・・・遮光枠
5、6・・・転写回路パターン領域
11・・・基板
13・・・低熱膨張ガラス基板
21、22、23・・・多層反射層
31、32、33、34・・・複合層
41・・・緩衝層
51、52・・・吸収層
61、62・・・低反射層
71・・・導電膜
100、101、200、201、300・・・遮光枠を有さない反射型マスクブランク
110、130、210、230・・・作製途中の反射型マスクブランク
120、140、220、240・・・遮光枠が形成された反射型マスクブランク
1, 2, 3, 4 ...
Claims (9)
前記基板表面に形成された多層反射層と、
前記多層反射層の上に形成された吸収層と、
を有する反射型マスクブランクにおいて、
前記反射型マスクブランクスを用いて製造される反射型マスクに形成する転写回路パターン領域の外側に形成され、且つ多層反射層の各界面を構成する複数層の材料の中間層で形成した複合層を備える遮光枠を有し、
当該遮光枠に対応する領域に位置する前記吸収層の光学的性質が、前記転写回路パターン領域に対応する領域に位置する前記吸収層の光学的性質と同等であることを特徴とする反射型マスクブランク。 A substrate,
A multilayer reflective layer formed on the substrate surface;
An absorbing layer formed on the multilayer reflective layer;
In a reflective mask blank having
A composite layer formed on the outer side of a transfer circuit pattern region formed on a reflective mask manufactured using the reflective mask blanks and formed with an intermediate layer of a plurality of layers constituting each interface of the multilayer reflective layer. Having a light-shielding frame,
A reflective mask characterized in that an optical property of the absorbing layer located in a region corresponding to the light shielding frame is equivalent to an optical property of the absorbing layer located in a region corresponding to the transfer circuit pattern region. blank.
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