JP2012238645A - Semiconductor device manufacturing method and reflection type exposure mask - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造方法、及び、反射型露光マスクに関する。 The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method and a reflective exposure mask.
近年、極端紫外線(EUV:Extreme Ultra Violet)を用いた露光装置が開発されている。当該露光装置における投影光学系及びマスクは、EUVの透過率が高い適切な材料が無いため、反射型ミラーで構成される(以下、当該マスクを「反射型露光マスク」という)。また、露光環境は真空中となる。 In recent years, exposure apparatuses using extreme ultraviolet (EUV) have been developed. Since the projection optical system and the mask in the exposure apparatus do not have an appropriate material having a high EUV transmittance, the projection optical system and the mask are configured by a reflective mirror (hereinafter, the mask is referred to as a “reflective exposure mask”). The exposure environment is in a vacuum.
このような露光装置では、光は反射型露光マスクに対して斜めに入射するため、反射型露光マスクに対してテレセントリックな光学系にならない。このため、反射型露光マスクの表面の平坦度が悪いと、転写パターンに位置ずれが生じる。そして、反射型露光マスクの自重たわみも平坦度劣化の原因になるため、一般的に、反射型露光マスクの保持には、平坦度の高い静電チャックが用いられている。 In such an exposure apparatus, light is incident on the reflective exposure mask at an angle, so that the optical system is not telecentric with respect to the reflective exposure mask. For this reason, when the flatness of the surface of the reflective exposure mask is poor, the transfer pattern is displaced. Further, since the deflection of the reflection type exposure mask due to its own weight also causes deterioration of flatness, generally, an electrostatic chuck having high flatness is used to hold the reflection type exposure mask.
反射型露光マスクを静電チャックに吸着した際の表面平坦度の再現性を高めるためには、静電チャックの印加電圧を高くして吸着力を出来るだけ高めるのが望ましい。しかしながら、強い吸着力でマスクを静電チャックに吸着させると、チャック電圧をOFFにしてもチャック表面に残留電荷が残るため吸着力がなかなか下がらず、マスクの取り外しに時間がかかるという問題がある。吸着条件によってはマスクの取り外しに数時間程度かかる場合があり、露光装置の処理スループットが大幅に低下してしまう。 In order to improve the reproducibility of the surface flatness when the reflective exposure mask is attracted to the electrostatic chuck, it is desirable to increase the attracting force as much as possible by increasing the applied voltage of the electrostatic chuck. However, if the mask is attracted to the electrostatic chuck with a strong attracting force, there is a problem that even if the chuck voltage is turned off, the residual charge remains on the chuck surface, so that the attracting force does not decrease easily and it takes time to remove the mask. Depending on the suction conditions, it may take several hours to remove the mask, which significantly reduces the processing throughput of the exposure apparatus.
特許文献1(特開2006−324268号公報)には、反射型露光マスクの裏面導電膜と表面側のパターン形成層の間に側面導電膜で導通をとり、裏面導電膜の残留電荷を逃がしやすくしてマスクの取り外しを容易にしようとする技術が記載されている。 In Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-324268), a conductive film is electrically connected between the back surface conductive film of the reflective exposure mask and the pattern forming layer on the front surface side, and the residual charge on the back surface conductive film is easily released. A technique for facilitating removal of the mask is described.
特許文献2(特開2002−299228号公報)には、反射型露光マスクを静電チャックで保持するために、裏面に導電膜を成膜したマスクを用いる技術が記載されている。 Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-299228) describes a technique using a mask having a conductive film formed on the back surface in order to hold a reflective exposure mask with an electrostatic chuck.
しかしながら、特許文献1に記載の技術の場合、マスク表面の残留電荷が抜けても、静電チャック表面の残留電荷はすぐには抜けないので、吸着力は短時間では十分に下がらないと考えられる。その結果、マスク交換に時間がかかり、露光装置の稼働率が低下するという問題が生じる。 However, in the case of the technique described in Patent Document 1, even if the residual charge on the mask surface is lost, the residual charge on the surface of the electrostatic chuck is not immediately released, so it is considered that the attracting force does not decrease sufficiently in a short time. . As a result, it takes time to replace the mask, and the operation rate of the exposure apparatus is reduced.
本発明によれば、基板と、前記基板の第1の面側に形成されたマスクパターンと、前記基板の第2の面側に形成された導電膜と、非導電性物質で構成され、前記導電膜上の一部の領域に形成された弾性変形体と、を有する反射型露光マスクを静電チャック上に載置後、前記静電チャックに電圧を印加することで、前記静電チャックに前記反射型露光マスクを吸着させる保持工程と、前記保持工程の後、露光を行う露光工程と、前記露光工程の後、前記静電チャックへの電圧の印加をストップし、前記反射型露光マスクを前記静電チャックから取り外す取り外し工程と、前記取り外し工程の後、前記静電チャックに、前記反射型露光マスクと異なる前記反射型露光マスクを吸着させる第2の保持工程と、前記第2保持工程の後、露光を行う第2の露光工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。 According to the present invention, the substrate, the mask pattern formed on the first surface side of the substrate, the conductive film formed on the second surface side of the substrate, and a non-conductive material, A reflective exposure mask having an elastic deformation body formed in a partial region on the conductive film is placed on the electrostatic chuck, and then a voltage is applied to the electrostatic chuck to thereby apply the electrostatic chuck to the electrostatic chuck. A holding step for adsorbing the reflective exposure mask; an exposure step for performing exposure after the holding step; and after the exposure step, application of a voltage to the electrostatic chuck is stopped, and the reflective exposure mask is removed. A removal step of removing from the electrostatic chuck; a second holding step of attracting the reflective exposure mask different from the reflective exposure mask to the electrostatic chuck after the removal step; and a second holding step. After that, the second exposure The method of manufacturing a semiconductor device having, an exposure step is provided.
また、本発明によれば、基板と、前記基板の第1の面側に形成されたマスクパターンと、前記基板の第2の面側に形成された導電膜と、非導電性物質で構成され、前記導電膜上の一部の領域に形成された弾性変形体と、を有する反射型露光マスクが提供される。 In addition, according to the present invention, the substrate, the mask pattern formed on the first surface side of the substrate, the conductive film formed on the second surface side of the substrate, and a nonconductive material are included. There is provided a reflective exposure mask having an elastic deformation body formed in a partial region on the conductive film.
本発明の反射型露光マスクによれば、反射型マスク用静電チャック上に、弾性変形体が反射型マスク用静電チャックと対峙するよう反射型露光マスクを載置し、反射型マスク用静電チャックに所定値の電圧を印加すると、反射型マスク用静電チャックと反射型露光マスクの間に発生した力により、反射型露光マスクは反射型マスク用静電チャックに吸着する。この時、弾性変形体は圧縮し、内部に圧縮応力が生じる。なお、弾性変形体は非導電性物質で構成されるので、当該力による弾性変形体と反射型マスク用静電チャックとの吸着は抑制される。 According to the reflection type exposure mask of the present invention, the reflection type exposure mask is placed on the reflection type mask electrostatic chuck so that the elastic deformation member faces the reflection type mask electrostatic chuck. When a predetermined voltage is applied to the electric chuck, the reflective exposure mask is attracted to the reflective mask electrostatic chuck by the force generated between the reflective mask electrostatic chuck and the reflective exposure mask. At this time, the elastic deformable body is compressed and compressive stress is generated inside. Since the elastic deformable body is made of a non-conductive substance, the adsorption between the elastic deformable body and the reflective mask electrostatic chuck due to the force is suppressed.
そして上記状態において、反射型マスク用静電チャックへの電圧の印加をストップすると、弾性変形体は元の形状に戻ろうとする。当該力は、反射型マスク用静電チャックと反射型露光マスクとを引き離す方向に作用する。結果、当該力により、反射型マスク用静電チャックからの反射型露光マスクの引き離しが促進される。 In this state, when the application of voltage to the reflective mask electrostatic chuck is stopped, the elastic deformable body attempts to return to its original shape. The force acts in a direction to separate the reflective mask electrostatic chuck and the reflective exposure mask. As a result, the force promotes the separation of the reflective exposure mask from the reflective mask electrostatic chuck.
このような反射型露光マスクを利用する本発明の半導体装置の製造方法によれば、反射型マスク用静電チャックに吸着させた反射型露光マスクを短時間で取り外すことができるので、露光装置の処理スループットの低下を抑制することができる。結果、半導体装置の製造効率を向上させることが可能となる。 According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention using such a reflective exposure mask, the reflective exposure mask adsorbed on the electrostatic chuck for the reflective mask can be removed in a short time. A decrease in processing throughput can be suppressed. As a result, the manufacturing efficiency of the semiconductor device can be improved.
本発明によれば、静電チャックに吸着させた反射型露光マスクを取り外すのに必要な時間を短縮できる。 According to the present invention, the time required to remove the reflective exposure mask adsorbed on the electrostatic chuck can be shortened.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.
<第1の実施形態>
まず、本実施形態の半導体装置の製造方法で用いられる露光装置、及び、反射型露光マスクについて説明する。
<First Embodiment>
First, an exposure apparatus and a reflective exposure mask used in the semiconductor device manufacturing method of this embodiment will be described.
本実施形態の露光装置は、EUV光を露光光とする露光装置であり、反射型露光マスクを吸着するための反射型マスク用静電チャックを有する。このような露光装置は、従来技術を利用したあらゆる構成とすることができるが、以下、図面を用いて一例を説明する。 The exposure apparatus of this embodiment is an exposure apparatus that uses EUV light as exposure light, and has a reflective mask electrostatic chuck for adsorbing a reflective exposure mask. Such an exposure apparatus can have any configuration using the prior art, but an example will be described below with reference to the drawings.
図1は、本実施形態の露光装置の一例の模式図である。図示する本実施形態の露光装置は、EUV光を発する光源(不図示)と、反射型マスク用静電チャック20と、複数の反射型ミラー30と、ウエハ保持部(不図示)と、を有する。
FIG. 1 is a schematic diagram of an example of an exposure apparatus according to the present embodiment. The exposure apparatus of this embodiment shown in the figure has a light source (not shown) that emits EUV light, a reflective mask
反射型マスク用静電チャック20は、本実施形態の反射型露光マスク10を保持可能に構成されている。具体的には、反射型露光マスク10を反射型マスク用静電チャック20上に載置後、反射型マスク用静電チャック20に電圧を印加する。この電圧の印加により、反射型マスク用静電チャック20と反射型露光マスク10の間に静電吸着力を発生させ、当該力により、反射型露光マスク10を吸着させる。
The reflective mask
ウエハ保持部(不図示)は、露光処理対象のウエハ40を保持可能に構成されている。
The wafer holder (not shown) is configured to hold the
当該露光装置による露光処理は以下のようなものである。反射型マスク用静電チャック20に反射型露光マスク10を吸着させ、かつ、ウエハ保持部(不図示)にウエハ40を保持させた状態で、光源(不図示)からEUV光を出射する。当該EUV光は、反射型ミラー30を反射した後、反射型露光マスク10に入射する。その後、反射型露光マスク10を反射したEUV光は、複数の反射型ミラー30を反射後、ウエハ40に入射する。
The exposure process by the exposure apparatus is as follows. EUV light is emitted from a light source (not shown) in a state where the
次に、本実施形態の反射型露光マスク10について説明する。
図2は、本実施形態の反射型露光マスク10の一例の断面模式図である。図示するように、本実施形態の反射型露光マスク10は、基板11と、導電膜12と、弾性変形体13と、反射層14と、マスクパターン15とを有する。
Next, the
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an example of the
基板11は、例えば、低熱膨張材料で構成することができる。本実施形態では、「低熱膨張材料」を、室温(25℃)における熱膨張係数が1×10-6/K以下の材料と定義する(以下同様)。このような低熱膨張材料としては、例えば石英ガラス、Tiドープ石英ガラス等が考えられる。基板11の厚さは、例えば5mm以上とすることができる。
The
反射層14は、EUV光を反射する機能を有する。このような反射層14は従来技術に準じた構成とすることができるが、例えば、モリブデン層とシリコン層を有する積層構造とすることができる。反射層14の厚さは、例えば200nm以上500nm以下、好ましくは280nm以上350nm以下とすることができる。反射層14は、基板11の第1の面(図中、下側の面)側に形成される。
The
マスクパターン15は、平面形状が所定形状にパターニングされており、EUV光を吸収する機能を有する。このようなマスクパターン15は従来技術に準じた構成とすることができるが、例えば、TaN、TaBN、TaSiなどのTa系材料で構成することがきる。また、Ta系材料の層の下側にCrNの層を伴った積層構造(例:TaNとCrNの積層構造)にすることもできる。マスクパターン15の厚さは、例えば40nm以上100nm以下とすることができる。マスクパターン15は、基板11の第1の面(図中、下側の面)側に、基板11/反射層14/マスクパターン15の積層順になるよう形成される。
The
導電膜12は、導電性を有する材料で構成される。このような導電膜12は従来技術に準じて実現できるが、例えば、クロム、窒化クロム等の導電材料を含む膜とすることができる。導電膜12の厚さは、例えば20nm以上100nm以下とすることができる。導電膜12は、基板11の第2の面(図中、上側の面)側に形成される。
The
弾性変形体13は、以下の(1)及び(2)の要件を満たす材料で構成される。なお、(3)乃至(5)の要件をさらに満たすのが望ましい。
The elastic
(1)非導電性物質である。
(2)反射型マスク用静電チャック20に反射型露光マスク10を載置し、吸着のための所定値の電圧を反射型マスク用静電チャック20に印加すると、反射型マスク用静電チャック20と反射型露光マスク10の間に発生した力により圧縮し、上記電圧の印加をストップすると、元の形状に戻ろうとする性質を有する。
なお、上記電圧の所定値は設計的事項であるが、反射型マスク用静電チャック20に反射型露光マスク10を十分に吸着でき、かつ、反射型露光マスク10の表面の十分な平坦度が確保できる程度の値とすることができる。
(1) Non-conductive material.
(2) When the
The predetermined value of the voltage is a design matter, but the
(3)低熱膨張材料である。
(4)200℃以上の耐熱性を有する。
(5)酸性液、オゾン水等のマスク洗浄薬品に対する耐性を有する。
(3) Low thermal expansion material.
(4) It has a heat resistance of 200 ° C. or higher.
(5) Resistant to mask cleaning chemicals such as acidic liquid and ozone water.
弾性変形体13は、少なくとも上記(1)及び(2)の要件を満たすあらゆる材料で構成することができるが、例えば、石英ガラスで構成することができる。
The elastic
弾性変形体13の厚さは、20nm以上1μm以下、好ましくは40nm以上100nm以下、さらに好ましくは40nm以上60nm以下とすることができる。このような弾性変形体13は、基板11の第2の面(図中、上側の面)側に、基板11/導電膜12/弾性変形体13の積層順になるよう形成される。そして、弾性変形体13は、導電膜12上の一部の領域に形成される。なお、弾性変形体13の面積をどの程度にするかは設計的事項であるが、弾性変形体13の面積を大きくし過ぎると、導電膜12の露出面積が小さくなり過ぎ、反射型露光マスク10と反射型マスク用静電チャック20の吸着力が弱くなるので好ましくない。
The thickness of the elastic
ここで、弾性変形体13の平面形状の一例について説明する。
Here, an example of the planar shape of the
図3は、図2に示す反射型露光マスク10を、図中、上から下方向にみた平面模式図であり、あわせて一部を拡大表示している。図3に示す例においては、弾性変形体13は、導電膜12上略全面(基板11の略全面)に所定のパターンで形成されている。所定のパターンは、複数の縦ライン及び横ラインを規則正しく配列した格子状パターンである。導電膜12上の弾性変形体13の配置にむらがあると、吸着時の反射型露光マスク10の表面平坦度に悪影響を与える。そのため弾性変形体13は、配置密度が均一になるように周期性をもたせて配置するのが望ましい。また、局所的な配置密度の均一性を高めるには縦ライン及び横ラインの幅とピッチは細くするのが好ましく、例えば、幅を5mm以下に、ピッチを10mm以下にするのが望ましい。
FIG. 3 is a schematic plan view of the
図4は、図2に示す反射型露光マスク10を、図中、上から下方向にみた平面模式図の一部を拡大表示した他の一例である。図4に示す例においても、弾性変形体13は、導電膜12上略全面(基板11の略全面)に所定のパターンで形成されている。所定のパターンは、同一形状(正方形)の複数のドットを規則正しく配列したドット状パターンである。なお、ドットの形状は正方形に限定されず、その他のあらゆる形状を採用することができる。当該例においても同様に、弾性変形体13は、配置密度が均一になるように周期性をもたせて配置するのが望ましい。また、局所的な配置密度の均一性を高めるには1つのドットの大きさとピッチは小さくするのが好ましく、例えば、大きさを5mm角以下(表面積25mm2以下)に、ピッチを10mm以下にするのが望ましい。
FIG. 4 is another example in which a part of a schematic plan view of the
図5は、図2に示す反射型露光マスク10を、図中、上から下方向にみた平面模式図の一部を拡大表示した他の一例である。図5に示す例においても、弾性変形体13は、導電膜12上略全面(基板11の略全面)に所定のパターンで形成されている。所定のパターンは、縦ラインを規則正しく配列したストライプ状パターンである。当該例においても同様に、弾性変形体13は、配置密度が均一になるように周期性をもたせて配置するのが望ましい。また、局所的な配置密度の均一性を高めるには、縦ラインの幅とピッチは細くするのが好ましく、例えば、幅を5mm以下に、ピッチを10mm以下にするのが望ましい。
FIG. 5 is another example in which a part of a schematic plan view of the
次に、本実施形態の反射型露光マスク10の製造方法の一例について説明する。なお、基板11上に導電膜12、反射層14、及び、マスクパターン15を形成する手段については、従来技術を適用することができるので、ここでの説明は省略する。以下、弾性変形体13の形成方法の一例について説明する。
Next, an example of the manufacturing method of the
例えば、基板11上に、従来技術に準じて導電膜12を形成後、その上に、所定パターンの入った穴開きマスクを近接して配置する。当該マスクには、例えばアルミニウムの板を加工して表面に絶縁膜をコーティングしたものを使うことができる。そして、当該マスク越しに、スパッタリング法を用いて、弾性変形体13となる層を成膜することで、所定パターンの弾性変形体13を形成することができる。この方法を用いる場合には、1枚の穴開きマスクで所望のパターンを形成できるように、例えば図3の格子状パターンの場合は各辺の中央付近に切れ込みを入れるなど、レイアウトを工夫する必要がある。なお、上記アルミニウムの板の代わりに、レジストをマスクとして利用することもできる。
For example, after the
その他の例としては、導電膜12上全面に弾性変形体13となる膜を形成後、フォトリソグラフィとエッチングにより当該膜をパターニングすることで、所定パターンの弾性変形体13を形成することもできる。
As another example, the
次に、本実施形態の反射型露光マスク10の作用効果について、図6及び7を用いて説明する。
Next, the effect of the
(I)図6に示すように、反射型マスク用静電チャック20上に、弾性変形体13が反射型マスク用静電チャック20と対峙するよう反射型露光マスク10を載置し、反射型マスク用静電チャック20に所定値の電圧を印加すると、反射型マスク用静電チャック20と反射型露光マスク10の間に発生した静電吸着力により、反射型露光マスク10は反射型マスク用静電チャック20に吸着する。この時、上記(2)の要件を満たす弾性変形体13は、図示するように圧縮し、内部に圧縮応力が生じる。そのため、静電チャックの印加電圧はこの力に打ち勝つように、弾性変形体13が無い場合よりも高く設定する必要がある。一般的には印加電圧を高くするほど、マスク表面の平坦度の再現性は向上する。なお、弾性変形体13は、上記(1)の要件を満たすので、反射型マスク用静電チャック20との間に吸着力は生じない。
(I) As shown in FIG. 6, the
そして図6に示す状態において、マスクを交換するために反射型マスク用静電チャック20への電圧の印加をストップすると、静電チャックとマスクの間には残留吸着力が残るが、上記(2)の要件を満たす弾性変形体13には元の形状に戻ろうとする力、すなわち、反射型マスク用静電チャック20と反射型露光マスク10とを引き離す方向に作用する力が働く。結果、当該力により、反射型マスク用静電チャック20からの反射型露光マスク10の引き離しが促進される。
In the state shown in FIG. 6, when the application of voltage to the reflective mask
当該作用効果は、上記(1)及び(2)の要件を満たす弾性変形体13を、導電膜12上の一部の領域に形成することで達成される。なお、弾性変形体13の面積及び厚さを適切に調整することで、弾性変形体13により実現される「反射型マスク用静電チャック20と反射型露光マスク10とを引き離す力」を適切に調整することができる。当該作用効果を十分なものとするための弾性変形体13の厚さは、20nm以上、好ましくは40nm以上である。
The said effect is achieved by forming the
(II)また、本実施形態の弾性変形体13を基板11の略全面に所定のパターンで形成した場合、弾性変形体13が元の形状に戻ろうとする力が、反射型露光マスク10の略全面に加わることとなる。このため、反射型マスク用静電チャック20からの反射型露光マスク10の引き離しがより促進される。
(II) Further, when the elastic
(III)さらに、本実施形態の弾性変形体13が上記(3)乃至(5)の要件を満たす場合には、反射型露光マスク10の洗浄や繰り返し使用における耐性を十分なものとすることができる。このため、弾性変形体13の劣化を抑制することができる。
(III) Further, when the elastic
(IV)なお、本実施形態の反射型露光マスク10の構成で弾性変形体13の配置にむらがある場合には、弾性変形体13の圧縮変形に起因してマスクに不均一な力が働き、反射型露光マスク10の表面の平坦度が損なわれる恐れがある。本実施形態の反射型露光マスク10は、当該不都合を軽減する構成を備えることができる。
(IV) If the arrangement of the
(IV−I)本実施形態の弾性変形体13を基板11の略全面に所定のパターンでむらが極力小さくなるように形成した場合、弾性変形体13の圧縮変形に起因した力が、反射型露光マスク10の略全面に細かい周期で均等に加わることとなる。このため、反射型露光マスク10の表面の局所的な変形を抑制することが可能となる。すなわち、反射型露光マスク10の表面の平坦度が損なわれる不都合を軽減することができる。
(IV-I) When the elastic
(IV−II)また、弾性変形体13の平面形状を図3に示すような格子状パターンにする場合は、縦ライン及び横ラインの幅を5mm以下、ピッチを10mm以下とし、図4に示すようなドット状パターンにする場合は、1つのドットの大きさを5mm角以下、ピッチを10mm以下とし、図5に示すようなストライプ状にする場合は、縦ラインの幅を5mm以下、ピッチを10mm以下とすることで、弾性変形体13の圧縮変形に起因して反射型露光マスク10に加わる力を細かく分散させることが可能となる。結果、反射型露光マスク10の表面の局所的な変形を抑制することが可能となる。すなわち、反射型露光マスク10の表面の平坦度が損なわれる不都合を軽減することができる。
(IV-II) Also, when the planar shape of the elastic
(IV−III)さらに、基板11の厚さを5mm以上とし、弾性変形体13の厚さを1μm以下、好ましくは100nm以下とすることで、弾性変形体13の圧縮変形に起因した局所的な力は基板11の中が十分に吸収することが可能となる。結果、反射型露光マスク10の表面の変形を抑制することが可能となる。すなわち、反射型露光マスク10の表面の平坦度が損なわれる不都合を軽減することができる。
(IV-III) Furthermore, the thickness of the
次に、本実施形態の半導体装置の製造方法について説明する。
図10は、本実施形態の半導体装置の製造方法の流れを示すフローチャートである。図10に示すように、本実施形態の半導体装置の製造方法は、保持工程S10と、露光工程S20と、取り外し工程S30と、第2の保持工程S40と、第2の露光工程S50とを有する。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device of this embodiment will be described.
FIG. 10 is a flowchart showing the flow of the semiconductor device manufacturing method of the present embodiment. As shown in FIG. 10, the manufacturing method of the semiconductor device of this embodiment includes a holding step S10, an exposure step S20, a removal step S30, a second holding step S40, and a second exposure step S50. .
保持工程S10では、本実施形態の反射型露光マスク10を反射型マスク用静電チャック20上に載置後、反射型マスク用静電チャック20に電圧を印加することで、反射型マスク用静電チャック20に反射型露光マスク10を吸着させる。この時の電圧の値は設計的事項であるが、反射型マスク用静電チャック20に反射型露光マスク10を十分に吸着でき、かつ、反射型露光マスク10の表面の十分な平坦度が確保できる程度の値とすることができる。
In the holding step S10, the
露光工程S20では、露光を行う。具体的には、図1に示すように、ウエハ保持部(不図示)に露光対象のウエハ40を保持させた状態で、光源(不図示)からEUV光を出射する。
In the exposure step S20, exposure is performed. Specifically, as shown in FIG. 1, EUV light is emitted from a light source (not shown) in a state in which a
ウエハ40には、被処理膜が形成されており、その上に、所定パターンのレジストが形成されている。被処理膜としては、例えば、ポリシリコン等の導電膜の他、SiOC膜、SiCOH膜、これらのポーラス膜等のLow−k膜(絶縁膜)等が考えられる。
A film to be processed is formed on the
光源から出射されたEUV光は、反射型ミラー30を反射した後、反射型露光マスク10を反射する。その後、反射型露光マスク10を反射したEUV光は、複数の反射型ミラー30を反射後、ウエハ40に入射する。このようにして露光が行われる。その後、現像、エッチング、レジスト除去等の処理がこの順に行われる。
The EUV light emitted from the light source reflects off the
露光工程S20は、反射型マスク用静電チャック20に吸着させる反射型露光マスク10はそのままで、ウエハ保持部(不図示)に保持させるウエハ40を取り替えながら、所定回数繰返すことができる。
The exposure step S20 can be repeated a predetermined number of times while replacing the
取り外し工程S30では、露光工程S20の後、反射型マスク用静電チャック20への電圧の印加をストップし、反射型露光マスク10を反射型マスク用静電チャック20から取り外す。
In the removal step S30, after the exposure step S20, voltage application to the reflective mask
反射型マスク用静電チャック20への電圧の印加をストップすると、上記図6及び7を用いて説明したように、静電チャックとマスクの間には残留吸着力が残るが、圧縮していた弾性変形体13が元の形状に戻ろうとする力が反射型マスク用静電チャック20と反射型露光マスク10とを引き離す方向に作用し、これらの引き離しが促進される。結果、短時間で、反射型露光マスク10を反射型マスク用静電チャック20から取り外すことができる。
When the voltage application to the reflective mask
第2の保持工程S40では、取り外し工程S30の後、すなわち、それまで吸着していた反射型露光マスク10を反射型マスク用静電チャック20から取り外した後、当該反射型マスク用静電チャック20に、保持工程S10で反射型マスク用静電チャック20に吸着させたものとは異なる反射型露光マスク10を吸着させる。吸着は、保持工程S10と同様にして実現することができる。
In the second holding step S40, after the removal step S30, that is, after the reflection
第2の露光工程S50では、第2の保持工程S40の後、露光を行う。当該工程における処理は、露光工程S20と同様である。 In the second exposure step S50, exposure is performed after the second holding step S40. Processing in this step is the same as that in the exposure step S20.
以上説明した本実施形態の半導体装置の製造方法によれば、反射型マスク用静電チャック20に吸着させた反射型露光マスク10を短時間で取り外すことができるので、露光装置の処理スループットの低下を抑制することができる。結果、半導体装置の製造効率を向上させることが可能となる。
According to the semiconductor device manufacturing method of the present embodiment described above, the
なお、本実施形態の半導体装置の製造方法においては、反射型マスク用静電チャック20に反射型露光マスク10を吸着させるための電圧の値を、反射型露光マスク10の表面の十分な平坦度が確保できる程度の値とすることができる。このため、反射型露光マスク10の表面の平坦度の悪さに起因した転写パターンの位置ずれを抑制できる。
In the semiconductor device manufacturing method of this embodiment, the voltage value for attracting the
<第2の実施形態>
本実施形態は、反射型露光マスク10の構成が、第1の実施形態と異なる。その他は第1の実施形態と同様であるので、ここでの説明は省略する。
<Second Embodiment>
This embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the
図8は、本実施形態の反射型露光マスク10の一例の断面模式図である。図示するように、本実施形態の反射型露光マスク10は、基板11と、導電膜12と、反射層14と、マスクパターン15とを有し、基板11の一部が弾性変形体16を構成している。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of an example of the
基板11は、第1の実施形態と同様の材料で構成することができる。そして、基板11は、第2の面(図中、上側の面)に、弾性変形体16となる凸部が形成されている。
The
弾性変形体16(凸部)の平面形状は、第1の実施形態と同様とすることができる。また、弾性変形体16の導電膜12の露出面からの高さは、第1の実施形態の弾性変形体13の厚さと同様とすることができる。
The planar shape of the elastic deformable body 16 (convex portion) can be the same as that in the first embodiment. Further, the height of the elastic
図9は、図8に示す反射型露光マスク10を、図中、上から下方向にみた平面模式図であり、あわせて一部を拡大表示している。図9に示す例においては、弾性変形体16は、基板11の略全面に所定のパターンで形成されている。所定のパターンは、複数の縦ライン及び横ラインを規則正しく配列した格子状パターンである。なお、本実施形態においても第1の実施形態における説明と同様の理由により、弾性変形体16は、配置密度が均一になるように周期性をもたせて配置するのが望ましい。また、局所的な配置密度の均一性を高めるには、縦ライン及び横ラインの幅とピッチは細くするのが好ましく、例えば、それぞれ5mm以下と10mm以下にするのが望ましい。
FIG. 9 is a schematic plan view of the
次に、本実施形態の反射型露光マスク10の製造方法の一例について説明する。
Next, an example of the manufacturing method of the
まず、基板11の第2の面(図中、上側の面)に、弾性変形体16となる凸部を形成する一例について説明する。例えば、基板11の第2の面(図中、上側の面)側に、所定パターンのマスクを形成後、基板11の露出部分をドライエッチングすることで、弾性変形体16となる凸部を形成することができる。
First, an example in which a convex portion that becomes the elastic
次に、導電膜12は、基板11の第2の面(図中、上側の面)側の凹部を埋めるように形成される。その実現手段は特段制限されないが、例えば以下のようにして実現してもよい。
Next, the
基板11の第2の面(図中、上側の面)側に形成された凸部のみを覆うマスクを形成後、マスク越しに、導電膜12を形成する。その後、マスクを除去することで、基板11の第2の面(図中、上側の面)側の凹部を埋める導電膜12を形成してもよい。
After forming a mask that covers only the convex portion formed on the second surface (upper surface in the drawing) side of the
本実施形態によれば、第1の実施形態で実現した作用効果に加えて、以下の作用効果を実現することができる。すなわち、本実施形態の反射型露光マスク10によれば、基板11と弾性変形体16とが一体となっているため、これらの間に界面が存在しない。よって、第1の実施形態に比べて、弾性変形体16が反射型露光マスク10から剥がれ落ちるなどの不都合を軽減することができる。すなわち、繰り返し使用および洗浄に対する耐性がより強い反射型露光マスク10が実現される。
According to the present embodiment, in addition to the functions and effects realized in the first embodiment, the following functions and effects can be realized. That is, according to the
10 反射型露光マスク
11 基板
12 導電膜
13 弾性変形体
14 反射層
15 マスクパターン
16 弾性変形体
20 反射型マスク用静電チャック
30 反射型ミラー
40 ウエハ
DESCRIPTION OF
Claims (18)
前記基板の第1の面側に形成されたマスクパターンと、
前記基板の第2の面側に形成された導電膜と、
非導電性物質で構成され、前記導電膜上の一部の領域に形成された弾性変形体と、
を有する反射型露光マスクを静電チャック上に載置後、前記静電チャックに電圧を印加することで、前記静電チャックに前記反射型露光マスクを吸着させる保持工程と、
前記保持工程の後、露光を行う露光工程と、
前記露光工程の後、前記静電チャックへの電圧の印加をストップし、前記反射型露光マスクを前記静電チャックから取り外す取り外し工程と、
前記取り外し工程の後、前記静電チャックに、前記反射型露光マスクと異なる前記反射型露光マスクを吸着させる第2の保持工程と、
前記第2保持工程の後、露光を行う第2の露光工程と、
を有する半導体装置の製造方法。 A substrate,
A mask pattern formed on the first surface side of the substrate;
A conductive film formed on the second surface side of the substrate;
An elastic deformation body made of a non-conductive substance and formed in a partial region on the conductive film;
Holding a reflective exposure mask having an electrostatic chuck, and then applying a voltage to the electrostatic chuck to hold the reflective exposure mask to the electrostatic chuck; and
An exposure step of performing exposure after the holding step;
After the exposure step, stop the application of voltage to the electrostatic chuck, and remove the reflective exposure mask from the electrostatic chuck;
After the removing step, a second holding step of attracting the reflective exposure mask different from the reflective exposure mask to the electrostatic chuck;
A second exposure step of performing exposure after the second holding step;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
前記弾性変形体は、熱膨張係数が1×10-6/K以下である低熱膨張材料で構成されている半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the elastic deformable body is made of a low thermal expansion material having a thermal expansion coefficient of 1 × 10 −6 / K or less.
前記弾性変形体は、石英ガラスで構成されている半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 2,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the elastic deformable body is made of quartz glass.
前記弾性変形体の厚さは、20nm以上1μm以下である半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to any one of claims 1 to 3,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the elastic deformation body has a thickness of 20 nm to 1 μm.
前記弾性変形体は、前記導電膜上略全面に形成されている半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to any one of claims 1 to 4,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the elastic deformation body is formed on substantially the entire surface of the conductive film.
前記弾性変形体は、格子状、ストライプ状またはドット状に周期性をもって配置されており、そのピッチは10mm以下になるように形成されている半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 5,
The said elastic deformation body is a manufacturing method of the semiconductor device currently formed in the grid | lattice form, stripe form, or dot form with the periodicity, and the pitch is set to 10 mm or less.
前記基板の厚さは、5mm以上である半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to any one of claims 1 to 6,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the substrate has a thickness of 5 mm or more.
前記基板は、熱膨張係数が1×10-6/K以下である低熱膨張材料で構成されている半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 1,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the substrate is made of a low thermal expansion material having a thermal expansion coefficient of 1 × 10 −6 / K or less.
前記基板は、石英ガラスで構成されている半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 8,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the substrate is made of quartz glass.
前記基板の第1の面側に形成されたマスクパターンと、
前記基板の第2の面側に形成された導電膜と、
非導電性物質で構成され、前記導電膜上の一部の領域に形成された弾性変形体と、
を有する反射型露光マスク。 A substrate,
A mask pattern formed on the first surface side of the substrate;
A conductive film formed on the second surface side of the substrate;
An elastic deformation body made of a non-conductive substance and formed in a partial region on the conductive film;
A reflective exposure mask.
前記弾性変形体は、熱膨張係数が1×10-6/K以下である低熱膨張材料で構成されている反射型露光マスク。 The reflective exposure mask according to claim 10,
The elastic deformation body is a reflective exposure mask made of a low thermal expansion material having a thermal expansion coefficient of 1 × 10 −6 / K or less.
前記弾性変形体は、石英ガラスで構成されている反射型露光マスク。 The reflective exposure mask according to claim 11, wherein
The elastic deformation body is a reflective exposure mask made of quartz glass.
前記弾性変形体の厚さは、20nm以上1μm以下である反射型露光マスク。 The reflective exposure mask according to any one of claims 10 to 12,
A reflective exposure mask in which the elastic deformable body has a thickness of 20 nm to 1 μm.
前記弾性変形体は、前記導電膜上略全面に形成されている反射型露光マスク。 The reflective exposure mask according to any one of claims 10 to 13,
The elastic deformation body is a reflective exposure mask formed on substantially the entire surface of the conductive film.
前記弾性変形体は、格子状、ストライプ状またはドット状に周期性をもって配置されており、そのピッチは10mm以下になるように形成されている反射型露光マスク。 The reflective exposure mask according to claim 14, wherein
The said elastic deformation body is a reflective exposure mask which is arrange | positioned with periodicity in the grid | lattice form, stripe form, or dot form, and the pitch is formed so that it may become 10 mm or less.
前記基板の厚さは、5mm以上である反射型露光マスク。 The reflective exposure mask according to any one of claims 10 to 15,
A reflective exposure mask wherein the thickness of the substrate is 5 mm or more.
前記基板は、熱膨張係数が1×10-6/K以下である低熱膨張材料で構成されている反射型露光マスク。 The reflective exposure mask according to claim 10-16,
The said board | substrate is a reflection type exposure mask comprised with the low thermal expansion material whose thermal expansion coefficient is 1 * 10 < -6 > / K or less.
前記基板は、石英ガラスで構成されている反射型露光マスク。 The reflective exposure mask according to claim 17,
The substrate is a reflective exposure mask made of quartz glass.
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CN110955111A (en) * | 2018-09-27 | 2020-04-03 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | Photomask and photolithography method using the same |
CN111880374A (en) * | 2019-05-02 | 2020-11-03 | 三星电子株式会社 | Extreme ultraviolet exposure apparatus and method of manufacturing semiconductor device using the same |
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