JP2013074202A - Reflective mask and manufacturing method therefor - Google Patents

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佳之 根岸
Norihito Fukugami
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reflective mask enabling accurate exposure transfer while preventing reflection of light from a region other than a circuit pattern region to be exposed.SOLUTION: In a reflective mask blank where a multilayer reflection film, a protective film, an absorption film, and a back conductive film are formed on a substrate, a circuit pattern and a light-shielding frame region on the area other than a circuit pattern formation region are provided, thus constituting a reflective mask. A groove is formed by removing the absorption film, the protective film and the multilayer reflection film in the light-shielding frame region, and a resin layer which absorbs the light of unnecessary wavelengths is formed in the groove.

Description

本発明は、反射型マスクおよび反射型マスクの製造方法に関し、より詳細には極端紫外線を光源として露光を行う半導体デバイスの製造装置などに利用される反射型マスクおよび反射型マスクの製造方法に関する。   The present invention relates to a reflective mask and a reflective mask manufacturing method, and more particularly to a reflective mask and a reflective mask manufacturing method used in a semiconductor device manufacturing apparatus that performs exposure using extreme ultraviolet light as a light source.

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、リソグラフィの露光も従来の波長が193nmのArF(フッ化アルゴン)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 Ultra Violet:極端紫外線)領域の光を用いた露光に置き換わりつつある。   In the manufacturing process of a semiconductor device, with the miniaturization of a semiconductor device, a demand for miniaturization of a photolithography technique is increasing. Already, lithography exposure has been changed from conventional exposure using ArF (argon fluoride) excimer laser light with a wavelength of 193 nm to exposure using light in the EUV (Extreme Ultra Violet) region with a wavelength of 13.5 nm. It is being replaced.

EUV露光用のマスクは、EUV領域の光に対してほとんどの物質が高い光吸収性をもつため、従来の透過型のマスクとは異なり、反射型のマスクが用いられる(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、マスクパターンを形成する技術が開示されている。   In the EUV exposure mask, since most substances have high light absorbability with respect to light in the EUV region, a reflection type mask is used unlike a conventional transmission type mask (see, for example, Patent Document 1). ). In Patent Document 1, a molybdenum (Mo) layer and a silicon (Si) layer are alternately laminated on a glass substrate to form a light reflecting film composed of a multilayer film, and tantalum (Ta) is the main component thereon. A technique for forming a mask pattern using a light absorber is disclosed.

また、EUV光を利用する露光機では、前記の理由から光の透過を利用する屈折光学系が使用できないため、露光機の光学系も反射型となる。このため、透過型のビームスプリッターを利用した偏向が不可能である。従って、反射型マスクへの入射光の光路と反射型マスクからの反射光の光路とが同軸上となるような設計ができないという欠点がある。このため、EUV光を利用する露光機では、反射型マスクの垂線に対して6度程度光軸を傾けてマスクへ入射させた光の反射光を、半導体基板に導く手法が採用されている。   In addition, in an exposure machine that uses EUV light, a refractive optical system that uses light transmission cannot be used for the above reasons, and therefore the optical system of the exposure machine is also of a reflective type. For this reason, deflection using a transmissive beam splitter is impossible. Therefore, there is a drawback that it is impossible to design the optical path of the incident light to the reflective mask and the optical path of the reflected light from the reflective mask to be coaxial. For this reason, in an exposure apparatus using EUV light, a technique is adopted in which reflected light of light incident on the mask with an optical axis inclined about 6 degrees with respect to the normal of the reflective mask is guided to the semiconductor substrate.

ただし、この手法では、反射型マスクの垂線に対して光軸が傾斜していることから、マスクパターンに対する光の入射方向に依存して、半導体基板上でマスクの配線パターンがマスクパターンとは異なる線幅となる射影効果と呼ばれる問題が生じる。そこで、この射影効果を抑制ないし軽減するためにマスクパターンを形成している吸収膜の膜厚を薄膜化する提案がなされている。   However, in this method, since the optical axis is inclined with respect to the normal of the reflective mask, the wiring pattern of the mask differs from the mask pattern on the semiconductor substrate depending on the incident direction of light with respect to the mask pattern. There arises a problem called the projection effect that becomes the line width. Therefore, in order to suppress or reduce this projection effect, proposals have been made to reduce the thickness of the absorption film forming the mask pattern.

この薄膜化の手法では、EUV光を吸収するのに必要な光の減衰能力が不足するため、半導体基板への反射光が増加し、半導体基板上に塗布されたレジスト膜の露光不要な箇所までを感光させてしまうという問題が発生する。   In this thinning method, since the light attenuation capability necessary to absorb EUV light is insufficient, the reflected light to the semiconductor substrate increases, and the resist film applied on the semiconductor substrate does not need to be exposed. This causes a problem that the light is exposed to light.

また、半導体基板では、チップを多面付で露光するために、隣接するチップにおいてはその境界領域において多重露光が発生する。そこで、チップの境界領域にあるレジストが不必要に感光されてしまうことを防止するため、反射型マスクに設けられるマスクパターンの周辺部に相対的に反射率の低い遮光枠領域を設けることが提案されている。例えば、遮光枠領域の反射率を低下させるために、反射型マスクの吸収膜から光反射膜まで掘り込んだ溝を設けた構成が知られている(例えば、特許文献2参照)。   Further, in the semiconductor substrate, in order to expose the chips with multiple surfaces, multiple exposure occurs in the boundary region between adjacent chips. Therefore, in order to prevent the resist in the boundary area of the chip from being unnecessarily exposed, it is proposed to provide a light-shielding frame area having a relatively low reflectance around the mask pattern provided in the reflective mask. Has been. For example, in order to reduce the reflectance of the light-shielding frame region, a configuration is known in which a groove dug from the absorption film of the reflective mask to the light reflection film is provided (see, for example, Patent Document 2).

特開2007−273651号公報JP 2007-273651 A 特開2009−212220号公報JP 2009-212220 A

EUV光源は13.5nmにその放射スペクトルのピークを有するが、アウトオブバンド(Out of Band)と呼ばれる13.5nm帯以外の真空紫外線領域から近赤外線領域の光も放射することが知られている。このアウトオブバンド光は、半導体基板に塗布されたレジストを感光する。   Although the EUV light source has a peak of its emission spectrum at 13.5 nm, it is known to emit light in the near-infrared region from a vacuum ultraviolet region other than the 13.5 nm band called out-of-band. . This out-of-band light sensitizes the resist applied to the semiconductor substrate.

タンタル(Ta)を用いた光吸収膜は、真空紫外線から遠紫外線(Deep Ultra Violet:遠紫外線)領域の光も反射するため、マスクパターンの形成領域に入射したアウトオブバンド光によって問題が生じることはない。しかしながら、光吸収膜及び反射膜を除去した遮光枠領域に入射したアウトオブバンド光は、基板を透過し、基板の裏面に設けられた導電膜によって反射され、基板に照射されてしまう。上述の通り、隣接したチップの境界領域近傍の半導体配線部分となる領域は複数回露光されるため、反射したアウトバンド光の光量積算値は無視できない大きさとなり、配線パターンの寸法に影響を与えてしまうという問題が発生する。   Since the light absorption film using tantalum (Ta) reflects light in the vacuum ultraviolet to deep ultraviolet (Deep Ultra Violet) region, there is a problem due to the out-of-band light incident on the mask pattern formation region. There is no. However, the out-of-band light that has entered the light shielding frame region from which the light absorption film and the reflection film have been removed is transmitted through the substrate, reflected by the conductive film provided on the back surface of the substrate, and irradiated onto the substrate. As described above, since the region that becomes the semiconductor wiring portion in the vicinity of the boundary region between adjacent chips is exposed multiple times, the integrated amount of light of the reflected out-band light becomes a non-negligible size, which affects the size of the wiring pattern. The problem of end up occurs.

また、マスクパターン作製後の多層反射層の掘り込みには、例えば、シリコン(Si)とモリブデン(Mo)の合計80層を加工する必要があり、加工面からのパーティクル発生は避けられず、マスク品質の低下を招いてしまう。   Further, in order to dig into the multilayer reflective layer after the mask pattern is produced, for example, it is necessary to process a total of 80 layers of silicon (Si) and molybdenum (Mo), and generation of particles from the processed surface is inevitable. The quality will be degraded.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、半導体基板上において多重露光される、チップの境界領域に対応するマスク領域からの遠紫外線の反射を防止することができし、かつ、パーティクルの発生が低減された反射型マスクを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can prevent reflection of far ultraviolet rays from a mask region corresponding to a boundary region of a chip that is subjected to multiple exposure on a semiconductor substrate, and An object of the present invention is to provide a reflective mask with reduced generation of particles.

本発明に係る反射型マスクは、基板と、基板表面に形成された反射膜と、反射膜の上に形成された保護膜と、保護膜の上に形成された吸収膜と、基板の裏面に形成された裏面導電膜とを具備する。吸収膜に設けられる回路パターン領域の外側の少なくとも一部に、吸収膜および保護膜および多層反射膜が部分的に除去された遮光枠領域が設けられており、遮光枠領域に樹脂膜が形成されている。   The reflective mask according to the present invention includes a substrate, a reflective film formed on the substrate surface, a protective film formed on the reflective film, an absorption film formed on the protective film, and a back surface of the substrate. And a formed backside conductive film. A light shielding frame region in which the absorption film, the protective film, and the multilayer reflective film are partially removed is provided on at least a part of the outside of the circuit pattern region provided in the absorption film, and a resin film is formed in the light shielding frame region. ing.

また、本発明に係る反射型マスクの製造方法は、反射型マスクに塗布した樹脂に対し、電子線、紫外光、可視光もしくは赤外光を照射して樹脂を硬化させることにより、遮光枠領域に選択的に樹脂膜を形成するものである。この製造方法において、反射型マスクに塗布した樹脂に対し、基板の側面から紫外光、可視光もしくは赤外光を照射して樹脂を硬化させることにより、遮光枠領域に選択的に樹脂膜を形成しても良い。   The method for manufacturing a reflective mask according to the present invention also includes a method of irradiating an electron beam, ultraviolet light, visible light, or infrared light to a resin applied to the reflective mask to cure the resin, thereby shielding the light shielding frame region. A resin film is selectively formed. In this manufacturing method, the resin applied to the reflective mask is irradiated with ultraviolet light, visible light or infrared light from the side surface of the substrate to cure the resin, thereby selectively forming a resin film in the light shielding frame region. You may do it.

また、本発明に係る反射型マスクの製造方法は、反射型マスクに対し、遮光枠領域に選択的に樹脂膜を塗布することにより樹脂膜を形成するものである。   Moreover, the manufacturing method of the reflective mask which concerns on this invention forms a resin film by apply | coating a resin film selectively to a light-shielding frame area | region with respect to a reflective mask.

本発明によれば、遮光枠領域に設けた樹脂層に不要な紫外線を吸収させることができるので、基板を透過して裏面導電膜で反射された紫外線が露光対象の基板へと照射されることを抑制できる。また、吸収膜、保護膜、多層反射膜が除去された遮光枠領域に樹脂層が形成されていることによって、パーティクルの発生が低減される。   According to the present invention, unnecessary ultraviolet rays can be absorbed by the resin layer provided in the light shielding frame region, so that the substrate to be exposed is irradiated with ultraviolet rays that are transmitted through the substrate and reflected by the back surface conductive film. Can be suppressed. In addition, since the resin layer is formed in the light shielding frame region from which the absorption film, the protective film, and the multilayer reflective film are removed, the generation of particles is reduced.

本発明の実施形態に係る反射型マスクブランクの断面図Sectional drawing of the reflective mask blank which concerns on embodiment of this invention 本発明の実施形態に係る反射型マスクの平面図及び断面図The top view and sectional drawing of the reflective mask which concern on embodiment of this invention 本発明の実施形態に係る反射型マスクの製造方法を説明する工程図Process drawing explaining the manufacturing method of the reflection type mask which concerns on embodiment of this invention 本発明の実施形態に係る反射型マスクの製造工程での加工状態を示す断面図Sectional drawing which shows the processing state in the manufacturing process of the reflective mask which concerns on embodiment of this invention 図4Aに続く製造工程での加工状態を示す断面図Sectional drawing which shows the processing state in the manufacturing process following FIG. 4A. 図4Bに続く製造工程での加工状態を示す断面図Sectional drawing which shows the processing state in the manufacturing process following FIG. 4B. 図4Cに続く製造工程での加工状態を示す断面図Sectional drawing which shows the processing state in the manufacturing process following FIG. 4C. 図4Dに続く製造工程での加工状態を示す断面図Sectional drawing which shows the processing state in the manufacturing process following FIG. 4D. 図4Eに続く製造工程での加工状態を示す断面図Sectional drawing which shows the processing state in the manufacturing process following FIG. 4E. 図4Fに続く製造工程での加工状態を示す断面図Sectional drawing which shows the processing state in the manufacturing process following FIG. 4F. 図4Gに続く製造工程での加工状態を示す断面図Sectional drawing which shows the processing state in the manufacturing process following FIG. 4G. 図4Hに続く製造工程での加工状態を示す断面図Sectional drawing which shows the processing state in the manufacturing process following FIG. 4H. 図4Iに続く製造工程での加工状態を示す断面図Sectional drawing which shows the processing state in the manufacturing process following FIG. 4I. 図4Jに続く製造工程での加工状態を示す断面図Sectional drawing which shows the processing state in the manufacturing process following FIG. 4J. 図4Kに続く製造工程での加工状態を示す断面図Sectional drawing which shows the processing state in the manufacturing process following FIG. 4K. 図4Lに続く製造工程での加工状態を示す断面図Sectional drawing which shows the processing state in the manufacturing process following FIG. 4L. 本発明の実施形態に係る反射型マスクの断面図Sectional drawing of the reflective mask which concerns on embodiment of this invention

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。以下の説明では、「膜」という用語を用いているが、この「膜」という用語を「層」と読み替えてもよい。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the term “film” is used, but the term “film” may be read as “layer”.

図1は、実施形態に係る反射型マスクブランク10の断面図である。より具体的には、EUV光を用いた露光に使用するマスク用のブランクである。EUV光の波長は、例えば13.5nmである。基板11の一方面上に、多層反射膜12、保護膜13、吸収膜14がこの順に形成されている。基板11の他方面、すなわち、多層反射膜12が設けられている面とは反対側の面には、裏面導電膜15を積層して形成する。多層反射膜12、保護膜13、吸収膜14、及び裏面導電膜15は、公知のスパッタリング法を用いて形成することができる。   FIG. 1 is a cross-sectional view of a reflective mask blank 10 according to an embodiment. More specifically, it is a mask blank used for exposure using EUV light. The wavelength of EUV light is, for example, 13.5 nm. On one surface of the substrate 11, a multilayer reflective film 12, a protective film 13, and an absorption film 14 are formed in this order. On the other surface of the substrate 11, that is, the surface opposite to the surface on which the multilayer reflective film 12 is provided, a back surface conductive film 15 is laminated and formed. The multilayer reflective film 12, the protective film 13, the absorption film 14, and the back surface conductive film 15 can be formed using a known sputtering method.

次に、図2は、図1で示した反射型マスクブランク10を用いて作製した露光用反射型マスク100を示す図である。より詳細には、図2(a)は、反射型マスク100の平面図であり、図2(b)は、反射型マスク100の断面図である。   Next, FIG. 2 is a view showing a reflective mask 100 for exposure produced using the reflective mask blank 10 shown in FIG. More specifically, FIG. 2A is a plan view of the reflective mask 100, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the reflective mask 100.

図2(a)及び(b)に示すように、反射型マスク100の中央部には回路パターンAが設けられている。回路パターンAの形成領域の外側を取り囲むように、遮光枠領域Bが形成されている。図2(b)に示すように、遮光枠領域Bは、吸収膜14、保護膜13及び多層反射膜12が部分的に除去された領域である。更に、本実施形態では、遮光枠領域Bの吸収膜14、保護膜13及び多層反射膜12を除去して形成された溝の内部に樹脂層23が設けられている。   As shown in FIGS. 2A and 2B, a circuit pattern A is provided at the center of the reflective mask 100. A light shielding frame region B is formed so as to surround the outside of the formation region of the circuit pattern A. As shown in FIG. 2B, the light shielding frame region B is a region where the absorption film 14, the protective film 13, and the multilayer reflective film 12 are partially removed. Further, in the present embodiment, the resin layer 23 is provided inside the groove formed by removing the absorption film 14, the protective film 13, and the multilayer reflective film 12 in the light shielding frame region B.

次に、本実施形態に係る反射型マスクの製造方法を図3及び図4A〜4Mに示す。ここで、図3は、製造工程を示す工程図であり、図4A〜4Mは、各工程での加工状態を示す断面図である。   Next, a manufacturing method of the reflective mask according to this embodiment is shown in FIGS. 3 and 4A to 4M. Here, FIG. 3 is a process diagram showing the manufacturing process, and FIGS. 4A to 4M are cross-sectional views showing the processing state in each process.

まず、図4Aに示すブランクを用意し(ステップS0)、吸収膜14に回路パターンAと領域Bを形成する。より詳細には、電子線に反応を示す化学増幅系レジストや非化学増幅系レジスト等のレジスト21を吸収膜14に塗布し(ステップS1、図4B)、所定の回路パターンAを描画する(ステップS2、図4C)。次に、アルカリ溶液などで現像を行い(ステップS3、図4D)、これにより形成されたレジスト21のパターンをマスクとして、フッ素系ガスや塩素系ガスを用いたガスプラズマによるエッチングを行い、吸収膜14をパターニングする(ステップS4、図4E)。次に、不要なレジスト21のパターンを、酸素プラズマによる灰化、硫酸やオゾン水などの酸化薬液による分解、あるいは、有機溶剤などによる溶解等の処理を行うことによって除去する(ステップS5)。次に、必要に応じて、酸・アルカリ系薬品やオゾンガスや水素ガスなどを溶解した超純水や有機アルカリ系薬品、界面活性剤などによる洗浄処理(S6)と、遠心力を利用したスピン乾燥(S7)を行う。以上の工程により回路パターンAが形成される(図4F)。   First, a blank shown in FIG. 4A is prepared (step S0), and a circuit pattern A and a region B are formed in the absorption film 14. More specifically, a resist 21 such as a chemical amplification resist or non-chemical amplification resist that reacts with an electron beam is applied to the absorption film 14 (step S1, FIG. 4B), and a predetermined circuit pattern A is drawn (step S1). S2, FIG. 4C). Next, development is performed with an alkaline solution or the like (step S3, FIG. 4D), etching is performed by gas plasma using a fluorine-based gas or a chlorine-based gas using the pattern of the resist 21 formed thereby as a mask, and an absorption film 14 is patterned (step S4, FIG. 4E). Next, the unnecessary resist 21 pattern is removed by performing treatments such as ashing with oxygen plasma, decomposition with an oxidizing chemical such as sulfuric acid or ozone water, or dissolution with an organic solvent (step S5). Next, if necessary, cleaning with acid / alkaline chemicals, ozone or hydrogen gas dissolved in ultrapure water, organic alkaline chemicals, surfactants, etc. (S6), and spin drying using centrifugal force (S7) is performed. The circuit pattern A is formed by the above steps (FIG. 4F).

次に、遮光枠領域Bを形成する。より詳細には、回路パターンAが形成された吸収膜14上に、紫外線または電子線に反応を示すレジスト21を塗布する(ステップS8、図4G)。次に、遮光枠領域Bのパターンを露光または電子線で描画する(ステップS9、図4H)。その後、現像(ステップS10、図4I)、エッチング(ステップS11)、レジスト21の除去(ステップS12)、洗浄・乾燥(ステップS13)を行い、遮光枠領域Bを形成する(図4J)。エッチング工程(ステップS11)では、フッ素系ガスプラズマもしくは塩素ガス系プラズマを交互に用いて、吸収層14、保護膜13、多層反射膜12の一部が除去される。   Next, the light shielding frame region B is formed. More specifically, a resist 21 that reacts to ultraviolet rays or electron beams is applied on the absorption film 14 on which the circuit pattern A is formed (step S8, FIG. 4G). Next, the pattern of the light shielding frame region B is drawn by exposure or electron beam (step S9, FIG. 4H). Thereafter, development (step S10, FIG. 4I), etching (step S11), removal of the resist 21 (step S12), washing and drying (step S13) are performed to form a light shielding frame region B (FIG. 4J). In the etching process (step S11), fluorine gas plasma or chlorine gas plasma is alternately used to remove a part of the absorption layer 14, the protective film 13, and the multilayer reflective film 12.

次に、回路パターンA及び遮光枠領域Bが形成された基板上に、感光性のポリイミド、ノボラック、ポリヒドロキシスチレン、アクリル樹脂等の樹脂を塗布する(ステップS14、図4K)。樹脂の塗布は、スピンコート法など、公知の方法で行なっても良いし、必要な部分だけを選んで塗布しても良い。   Next, a resin such as photosensitive polyimide, novolac, polyhydroxystyrene, or acrylic resin is applied on the substrate on which the circuit pattern A and the light shielding frame region B are formed (step S14, FIG. 4K). The application of the resin may be performed by a known method such as a spin coating method, or only a necessary portion may be selected and applied.

感光性樹脂としては、真空中におけるEUV光や紫外光の露光に対し、アウトガスを出さないもの、樹脂の破壊が起きないものが望ましい。また、感光性樹脂に、酸発生剤、クエンチャー、溶解抑止剤などを添加することにより、アウトオブバンド光に対する吸光度を調節してもよい。   As the photosensitive resin, those that do not emit an outgas upon exposure to EUV light or ultraviolet light in a vacuum and those that do not break down the resin are desirable. Moreover, you may adjust the light absorbency with respect to out-of-band light by adding an acid generator, a quencher, a dissolution inhibitor, etc. to the photosensitive resin.

また、樹脂を硬化させる手段としては、樹脂の種類や硬化剤により、可視光、紫外光、赤外光などの電磁波や、加熱、圧力、硬化剤の添加など、公知の方法を採用することができる。   In addition, as a means for curing the resin, a known method such as electromagnetic wave such as visible light, ultraviolet light, infrared light, heating, pressure, or addition of a curing agent may be adopted depending on the type of resin and the curing agent. it can.

次に、塗布した樹脂のうち、遮光枠領域Bの部分にある樹脂22を選択的に硬化させる(ステップS15)。ここで、ステップS15で行う樹脂の硬化方法を例示する。ただし、本発明に適用可能な樹脂硬化方法は、以下に挙げる方法に限定されるものではない。例えば、下記の通常描画による方法において、選択塗布による方法で使用されている、熱硬化性の樹脂を用いることも可能である。また、必要とする樹脂膜の厚さや製造工程等により、使用する樹脂・硬化方法を適宜選択することができる。尚、図4L及び4Mにおいて、符号23が付された黒塗り部分が硬化した樹脂を表す。   Next, of the applied resin, the resin 22 in the portion of the light shielding frame region B is selectively cured (step S15). Here, the resin curing method performed in step S15 is exemplified. However, the resin curing method applicable to the present invention is not limited to the following methods. For example, in the following normal drawing method, it is also possible to use a thermosetting resin used in the selective coating method. Further, the resin / curing method to be used can be appropriately selected depending on the required thickness of the resin film, the manufacturing process, and the like. In FIGS. 4L and 4M, a blackened portion denoted by reference numeral 23 represents a cured resin.

<1.通常露光または通常描画による方法>
図4Lにおいて矢印で示すように、基板11の上面から遮光枠領域Bにのみ電子線または紫外光を照射して、遮光枠領域Bの感光性樹脂22を選択的に硬化させる。
<1. Method by normal exposure or normal drawing>
As indicated by an arrow in FIG. 4L, the photosensitive resin 22 in the light shielding frame region B is selectively cured by irradiating only the light shielding frame region B with an electron beam or ultraviolet light from the upper surface of the substrate 11.

<2.横面露光による方法>
図4Mに示すように、基板11の側面から波長150から400nmの露光光を入射させる。基板11の表面に多層反射膜12が形成されている部分では露光光は反射し、基板11上のレジスト21を感光させることがない。一方、遮光枠領域Bでは多層反射膜12が形成されていないため、入射した露光光によりレジスト21の感光が行われ、樹脂膜23が形成される。
<2. Method by horizontal exposure>
As shown in FIG. 4M, exposure light having a wavelength of 150 to 400 nm is incident from the side surface of the substrate 11. The exposure light is reflected at the portion where the multilayer reflective film 12 is formed on the surface of the substrate 11, and the resist 21 on the substrate 11 is not exposed. On the other hand, since the multilayer reflective film 12 is not formed in the light shielding frame region B, the resist 21 is exposed by the incident exposure light, and the resin film 23 is formed.

<3.選択塗布による方法>
上記の項目1及び2で説明した方法に代えて、インクジェット方式などにより、遮光枠領域Bだけに選択的に樹脂を塗布し、加熱などにより樹脂を硬化させることによって、樹脂膜23を形成してもよい。この場合、使用する樹脂に感光性は不要であり、加熱などにより硬化するものであればよい。
<3. Method by selective application>
Instead of the method described in the above items 1 and 2, the resin film 23 is formed by selectively applying a resin only to the light shielding frame region B by an inkjet method or the like and curing the resin by heating or the like. Also good. In this case, the resin used does not require photosensitivity and may be any resin that can be cured by heating.

その後、現像処理を行って未硬化の樹脂22を除去すると(ステップS16)、図5(a)または(b)に示す反射型マスク100が完成する。図5(a)に示す反射型マスク100では、樹脂膜23は、基板11の上面から吸収膜14の表面に達するように形成され、その厚みは遮光枠領域Bに形成された溝の深さとほぼ等しい。一方、図5(b)に示す反射マスク10では、樹脂膜23は、基板11の上面から吸収膜14の表面より低い位置まで達するように形成されており、その高さは遮光枠領域Bに形成された溝の深さより小さい。   Thereafter, development processing is performed to remove the uncured resin 22 (step S16), and the reflective mask 100 shown in FIG. 5A or 5B is completed. In the reflective mask 100 shown in FIG. 5A, the resin film 23 is formed so as to reach the surface of the absorption film 14 from the upper surface of the substrate 11, and the thickness thereof is equal to the depth of the groove formed in the light shielding frame region B. Almost equal. On the other hand, in the reflective mask 10 shown in FIG. 5B, the resin film 23 is formed so as to reach a position lower than the surface of the absorption film 14 from the upper surface of the substrate 11, and the height thereof is in the light shielding frame region B. It is smaller than the depth of the formed groove.

図5(b)のように、遮光枠として掘り込んだ部分の一部に樹脂膜23を形成する場合、裏面導電膜15で反射したアウトオブバンド光が露光対象であるウェハ側(すなわち、反射型マスク100の吸収膜14側)に届いたとしても、半導体基板上に塗布されたレジスト21の感光を避けることができる程度になるように、樹脂膜23の吸光度や膜厚を調整することが好ましい。   As shown in FIG. 5B, when the resin film 23 is formed on a part of the portion dug out as a light shielding frame, the out-of-band light reflected by the back surface conductive film 15 is exposed on the wafer side (that is, reflected). Even if it reaches the absorption film 14 side of the mold mask 100, the absorbance and film thickness of the resin film 23 can be adjusted so that the resist 21 applied on the semiconductor substrate can be prevented from being exposed to light. preferable.

樹脂塗布膜厚や露光量、現像条件を適宜設定することによって、遮光枠領域Bに形成する樹脂膜23は、アウトオブバンド光の吸光度が0.5以上となるように形成される。これにより、反射型マスク100を用いた露光時時に、遮光枠領域32からの不必要なアウトオブバンド光を、従来の10%以下に抑えることができ、半導体基板上に塗布されたレジスト21の不要箇所の感光を避けることが可能となる。尚、ここでいう吸光度は、ある物体を光が通った際に、強度がどの程度弱まるかを示す無次元量であり、分光光度計等、通常利用される機器で測定することができる。   By appropriately setting the resin coating film thickness, exposure amount, and development conditions, the resin film 23 formed in the light shielding frame region B is formed so that the absorbance of out-of-band light is 0.5 or more. Thereby, at the time of exposure using the reflective mask 100, unnecessary out-of-band light from the light shielding frame region 32 can be suppressed to 10% or less of the conventional method, and the resist 21 applied on the semiconductor substrate can be suppressed. It is possible to avoid exposure of unnecessary portions. The absorbance here is a dimensionless amount indicating how much the intensity is reduced when light passes through a certain object, and can be measured by a normally used apparatus such as a spectrophotometer.

従来の基板は遮光枠領域Bの形成だけでは基板11を一旦透過して裏面導電膜15から反射して再度戻ってくる光成分を除去しきれなかった。これに対して、本発明では遮光枠領域Bに紫外光を吸収する樹脂膜を形成することで、不必要なアウトオブバンド光が半導体基板側に導かれず、半導体基板上に塗布されたレジストの感光を避けることが可能となった。また、遮光枠領域Bの堀り込み部分に樹脂膜23を設けることによって、パーティクルの発生を低減することが可能となる。   The conventional substrate could not remove the light component that once transmitted through the substrate 11 and reflected from the back surface conductive film 15 and returned again only by forming the light shielding frame region B. On the other hand, in the present invention, by forming a resin film that absorbs ultraviolet light in the light shielding frame region B, unnecessary out-of-band light is not guided to the semiconductor substrate side, and the resist coated on the semiconductor substrate is not guided. It became possible to avoid exposure. Further, by providing the resin film 23 in the dug portion of the light shielding frame region B, it is possible to reduce the generation of particles.

本発明は前記実施形態そのままに限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り、変形して具体化できる。また、明細書に示される事項の適宜の組み合わせによって種々の発明を想定できるものである。   The present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be modified and embodied without departing from the gist of the present invention. Various inventions can be envisaged by appropriately combining the matters shown in the specification.

一例として、上述した実施形態では、多層反射膜12と吸収膜14との間に保護膜13を設けてあるが、保護膜13を設けず、多層反射膜12の上に直接、吸収膜14を設けてもよい。また、多層反射膜12と吸収膜14との間、または、保護膜13と吸収膜14との間に緩衝膜を設けてもよい。またさらに、基板11と多層反射膜12との間に、露光の際のチャージアップを防止するための導電膜を設けるようにしてもよい。   As an example, in the above-described embodiment, the protective film 13 is provided between the multilayer reflective film 12 and the absorption film 14, but the protective film 13 is not provided, and the absorption film 14 is provided directly on the multilayer reflective film 12. It may be provided. A buffer film may be provided between the multilayer reflective film 12 and the absorption film 14 or between the protective film 13 and the absorption film 14. Furthermore, a conductive film for preventing charge-up during exposure may be provided between the substrate 11 and the multilayer reflective film 12.

以下、本発明の反射型マスク100の製造方法の実施例を説明する。   Hereinafter, an embodiment of a method for manufacturing the reflective mask 100 of the present invention will be described.

まず、反射型マスクブランク10を用意した。この反射型マスクブランク10は、基板の上に、波長13.5nmのEUV光に対して反射率が64%程度となるように設計されたMoとSiの40ペアの多層反射膜12と、2.5nm厚のRuの保護層13と、70nm厚のTaSiからなる吸収層14とを、基板11の上に順次形成したものである。   First, a reflective mask blank 10 was prepared. This reflective mask blank 10 has a 40-pair multilayer reflective film 12 of Mo and Si designed to have a reflectance of about 64% with respect to EUV light having a wavelength of 13.5 nm on a substrate, and 2 A protective layer 13 having a thickness of 0.5 nm and an absorption layer 14 made of TaSi having a thickness of 70 nm are sequentially formed on the substrate 11.

この反射型マスクブランク10に対し、ポジ型化学増幅レジスト(FEP171:富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ)を300nmの膜厚で塗布し、電子線描画機機(JBX9000:日本電子)によって描画後、110度、10分のPEB(Post Exposure Bake:露光後の焼きしめ)およびスプレー現像(SFG3000:シグマメルテック)によりレジストパターンを形成した。   After applying a positive chemical amplification resist (FEP171: Fuji Film Electronics Materials) with a film thickness of 300 nm to the reflective mask blank 10 and drawing with an electron beam drawing machine (JBX9000: JEOL), 110 degrees, A resist pattern was formed by PEB (Post Exposure Bake: baking after exposure) and spray development (SFG3000: Sigma Meltech) for 10 minutes.

次いで、ドライエッチング装置を用いて、CF4プラズマとCl2(塩素ガス)プラズマにより、吸収膜14をエッチングし、レジスト剥離洗浄することで、評価パターンを有する反射型マスクを作製した。評価パターンは、マスクの欠陥品質をマスク検査機によって評価できるように、寸法200nmの1:1のライン&スペースパターンをマスク中心に配置した。パターン領域の大きさは、10x10cmとした。 Next, using a dry etching apparatus, the absorption film 14 was etched by CF 4 plasma and Cl 2 (chlorine gas) plasma, and the resist was peeled and washed to produce a reflective mask having an evaluation pattern. As the evaluation pattern, a 1: 1 line & space pattern having a dimension of 200 nm was arranged at the center of the mask so that the defect quality of the mask could be evaluated by a mask inspection machine. The size of the pattern area was 10 × 10 cm.

次いで、上記評価パターンを有する反射型マスクのパターン領域に対して、遮光枠を形成する工程を行った。反射型マスクにi線レジストを500nmの膜厚で塗布し、そこへi線描画機(ALTA)により描画、現像を行うことにより、後に遮光枠となる領域を抜いたレジストパターンを形成した。このときレジストパターンの開口幅は5mmとし、マスク中心部に10x10cmのメインパターン領域から3mmの距離に配置した。   Subsequently, the process of forming a light-shielding frame was performed with respect to the pattern area | region of the reflective mask which has the said evaluation pattern. An i-line resist was applied to a reflective mask with a film thickness of 500 nm, and the pattern was drawn and developed by an i-line drawing machine (ALTA) to form a resist pattern in which a region that later becomes a light shielding frame was removed. At this time, the opening width of the resist pattern was 5 mm, and the resist pattern was arranged at a distance of 3 mm from the main pattern region of 10 × 10 cm in the center of the mask.

次いで、ドライエッチング装置を用いてCF4プラズマにより、上記レジストの開口部の多層反射層をエッチングし、硫酸系の剥離液とアンモニア過酸化水素水により、レジスト剥離・洗浄を実施し、ドライエッチングで残ったレジストを除去した。 Next, the multilayer reflective layer at the opening of the resist is etched with CF 4 plasma using a dry etching apparatus, and the resist is stripped and washed with a sulfuric acid-based stripping solution and ammonia hydrogen peroxide solution. The remaining resist was removed.

次いで、上記のように加工した多層反射層の掘り込み部を有する反射型マスクのパターン面上に、ネガ型化学増幅レジスト(FEN271:富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ)を500nmの膜厚で塗布した。そして、基板11の横面より、波長254nmのUV光を入射させ、前記レジストを、遮光枠領域のみ選択的に硬化させて、110度、10分のPEBおよびスプレー現像(SFG3000:シグマメルテック)により樹脂膜23を形成した。これにより、図5(b)で示す形態の樹脂膜23を形成することができた。膜厚は約250nmであった。   Next, a negative chemical amplification resist (FEN271: FUJIFILM Electronics Materials) was applied in a film thickness of 500 nm on the pattern surface of the reflective mask having the dug portion of the multilayer reflective layer processed as described above. Then, UV light having a wavelength of 254 nm is made incident from the lateral surface of the substrate 11, and the resist is selectively cured only in the light shielding frame region, and PEB and spray development (SFG3000: Sigma Meltech) at 110 degrees and 10 minutes A resin film 23 was formed. As a result, the resin film 23 having the configuration shown in FIG. 5B could be formed. The film thickness was about 250 nm.

このように、遮光枠領域(部分)を樹脂膜で覆うことにより、波長130nmから300nmの光に対する吸光度が0.5以上となり、光の影響を軽減することができた。また、遮光枠領域32の溝内部の少なくとも一部樹脂膜23で覆うことにより、パーティクルなどの発生を低減することができた。   Thus, by covering the light shielding frame region (part) with the resin film, the absorbance with respect to light with a wavelength of 130 nm to 300 nm became 0.5 or more, and the influence of light could be reduced. Further, by covering at least part of the inside of the groove of the light shielding frame region 32 with the resin film 23, generation of particles and the like could be reduced.

本発明は、EUV領域の光を利用して露光を行う際の反射型マスク及びその製造方法として利用できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a reflective mask for performing exposure using light in the EUV region and a method for manufacturing the same.

10 反射型マスクブランク
11 基板
12 多層反射膜
13 保護膜
14 吸収膜
15 裏面導電膜
21 レジスト
22 感光性樹脂
23 樹脂膜
31 回路パターン
32 遮光枠領域
101 反射型マスク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Reflective mask blank 11 Substrate 12 Multilayer reflective film 13 Protective film 14 Absorbing film 15 Back surface conductive film 21 Resist 22 Photosensitive resin 23 Resin film 31 Circuit pattern 32 Light-shielding frame area 101 Reflective mask

Claims (8)

反射型マスクであって、
基板と、
前記基板表面に形成された反射膜と、
前記反射膜の上に形成された保護膜と、
前記保護膜の上に形成された吸収膜と、
前記基板の裏面に形成された裏面導電膜とを具備し、
前記吸収膜に設けられる回路パターン領域の外側の少なくとも一部に、前記吸収膜および前記保護膜および前記多層反射膜が部分的に除去された遮光枠領域が設けられており、
前記遮光枠領域に樹脂膜が形成されている、反射型マスク。
A reflective mask,
A substrate,
A reflective film formed on the substrate surface;
A protective film formed on the reflective film;
An absorption film formed on the protective film;
Comprising a back conductive film formed on the back surface of the substrate;
A light-shielding frame region in which the absorption film, the protective film, and the multilayer reflective film are partially removed is provided on at least a part of the outside of the circuit pattern region provided in the absorption film,
A reflective mask in which a resin film is formed in the light shielding frame region.
前記樹脂膜の、波長130nmから300nmの光に対する吸光度が0.5以上であることを特徴とする、請求項1に記載の反射型マスク。   2. The reflective mask according to claim 1, wherein an absorbance of the resin film with respect to light having a wavelength of 130 nm to 300 nm is 0.5 or more. 前記樹脂膜が、波長130nmから300nmの光に対する吸光度が0.5以上となる膜厚を有することを特徴とする、請求項1に記載の反射型マスク。   2. The reflective mask according to claim 1, wherein the resin film has a thickness at which an absorbance with respect to light having a wavelength of 130 nm to 300 nm is 0.5 or more. 前記樹脂膜の材料は、少なくともポリイミド、ポリヒドロキシスチレン、ノボラック、アクリル樹脂のいずれかであることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の反射型マスク。   The reflective mask according to any one of claims 1 to 3, wherein the material of the resin film is at least one of polyimide, polyhydroxystyrene, novolac, and acrylic resin. 前記樹脂膜は、電子線、紫外光、可視光もしくは赤外光を用いて硬化することにより、遮光枠領域に選択的に形成されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の反射型マスク。   The said resin film is selectively formed in the light-shielding frame area | region by hardening using an electron beam, ultraviolet light, visible light, or infrared light, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. The reflective mask as described. 請求項1〜4のいずれかに記載の反射型マスクの製造方法であって、
該反射型マスクに塗布した樹脂に対し、電子線、紫外光、可視光もしくは赤外光を用いて樹脂を硬化させることにより、前記遮光枠領域に選択的に前記樹脂膜を形成することを特徴とする、反射型マスクの製造方法。
It is a manufacturing method of the reflective mask in any one of Claims 1-4,
The resin film is selectively formed in the light shielding frame region by curing the resin applied to the reflective mask using an electron beam, ultraviolet light, visible light, or infrared light. A method for manufacturing a reflective mask.
請求項1〜4のいずれかに記載の反射型マスクの製造方法であって、
該反射型マスクに塗布した樹脂に対し、前記基板の側面から紫外光、可視光もしくは赤外光を照射して樹脂を硬化させることにより、前記遮光枠領域に選択的に前記樹脂膜を形成することを特徴とする、反射型マスクの製造方法。
It is a manufacturing method of the reflective mask in any one of Claims 1-4,
The resin applied to the reflective mask is irradiated with ultraviolet light, visible light or infrared light from the side surface of the substrate to cure the resin, thereby selectively forming the resin film in the light shielding frame region. A method for manufacturing a reflective mask.
請求項1〜4のいずれかに記載の反射型マスクの製造方法であって、
該反射型マスクに対し、前記遮光枠領域に選択的に樹脂膜を塗布することにより前記樹脂膜を形成することを特徴とする、反射型マスクの製造方法。
It is a manufacturing method of the reflective mask in any one of Claims 1-4,
A method of manufacturing a reflective mask, wherein the resin film is formed by selectively applying a resin film to the light shielding frame region on the reflective mask.
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