JP2013243354A - Semiconductor circuit exposure method and exposure device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor circuit exposure method and an exposure device, which achieve high precision in pattern transfer.SOLUTION: In a semiconductor circuit exposure method of a present embodiment, after exposing EUV light on a first reflection type mask on which a circuit pattern region is formed, the circuit pattern region and a light-shielding frame region are transferred by a projection optical system via a second reflection type mask on which a light-shielding frame region is formed. Accordingly, adhesion to the circuit pattern region of particles from a processing surface generated by a digging process of a multilayer reflective layer when the light-shielding frame region is formed can be prevented. By using an exposure device and the exposure method of the present embodiment, degradation of the semiconductor circuit can be inhibited.

Description

本発明は、半導体回路の露光方法及び露光装置に関する。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製造に利用される半導体回路の露光方法及び露光装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor circuit exposure method and exposure apparatus. In particular, the present invention relates to an exposure method and an exposure apparatus for a semiconductor circuit used for semiconductor manufacturing using EUV lithography using 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が短く光吸収性が非常に高いため、真空中で行われる必要がある。また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る。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透過型の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、原版となるフォトマスク(以下、マスクと呼ぶ)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. Since EUV lithography has a short light source wavelength and very high light absorption, it needs to be performed in a vacuum. In the EUV wavelength region, the refractive index of most substances is slightly smaller than 1. For this reason, the EUV lithography cannot use a transmission type refractive optical system which has been used conventionally, and becomes a reflection optical system. Therefore, a photomask (hereinafter referred to as a mask) as an original plate must be a reflection type mask because a conventional transmission type mask cannot be used.

このような反射型マスクの元となる反射型マスクブランクは、低熱膨張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、吸収層の間に緩衝層を有する構造を持つEUVマスクもある。反射型マスクブランクから反射型マスクへ加工する際には、EBリソグラフィとエッチング技術により吸収層を部分的に除去し、緩衝層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。このように作製された前記反射型マスクによって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。   A reflective mask blank that is the basis of such a reflective mask has a multilayer reflective layer showing a high reflectivity with respect to the exposure light source wavelength and an absorption layer of the exposure light source wavelength sequentially formed on a low thermal expansion substrate. Further, a back surface conductive film for an electrostatic chuck in the exposure machine is formed on the back surface of the substrate. There is also an EUV mask having a structure having a buffer layer between the multilayer reflective layer and the absorption layer. When processing from a reflective mask blank to a reflective mask, the absorber layer is partially removed by EB lithography and etching technology, and in the case of a structure having a buffer layer, this is also removed, and from the absorber and reflector A circuit pattern is formed. The light image reflected by the reflection type mask thus produced is transferred onto the semiconductor substrate through a reflection 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(通常6°)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、転写パターンの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。これはシャドーイングと呼ばれ、反射型マスクの原理的課題の一つである。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、転写パターンの精度低下となる。つまり吸収層を薄くし過ぎると転写パターンの精度を保つための必要なコントラストが得られなくなってしまう。従って、吸収層の膜厚は厚すぎても薄すぎても問題になるので、現在は概ね50〜90nmの間になっており、EUV光の吸収層での反射率は0.5〜2%程度である。   In an exposure method using a reflective optical system, irradiation is performed at an incident angle (usually 6 °) tilted by a predetermined angle from the vertical direction with respect to the mask surface. Therefore, when the absorption layer is thick, a shadow of the pattern itself is generated. Therefore, since the reflection intensity in the shadowed portion is smaller than that in the non-shadowed portion, the contrast is lowered, and the edge portion of the transfer pattern is blurred and deviated from the design dimension. This is called shadowing and is one of the fundamental problems of the reflective mask. 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 In addition, the light shielding property in the absorbing layer is lowered, the transfer contrast is lowered, and the accuracy of the transfer pattern is lowered. That is, if the absorption layer is too thin, the contrast necessary for maintaining the accuracy of the transfer pattern cannot be obtained. Accordingly, since the thickness of the absorption layer is too thick or too thin, it is currently in the range of 50 to 90 nm, and the reflectance of the EUV light absorption layer is 0.5 to 2%. Degree.

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。隣接するチップ間において、チップ外周部が重なる領域が存在する場合がある。これはウェハ1枚あたりに取れるチップを出来るだけ増やしたいという生産性向上のために、チップを高密度に配置するためである。この場合、この領域については複数回(最大で4回)に渡り露光(多重露光)されることになる。この転写パターンのチップ外周部はマスク上でも外周部であり、通常、吸収層の部分である。しかしながら、上述したように吸収層上でのEUV光の反射率は、0.5〜2%程度あるために、多重露光によりチップ外周部が感光してしまう問題があった。このため、マスク上のチップ外周部は通常の吸収層よりもEUV光の遮光性の高い領域(以下、遮光枠と呼ぶ)の必要性が出てきた。   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. There may be a region where the outer periphery of the chip overlaps between adjacent chips. This is because the chips are arranged at a high density in order to improve productivity in order to increase the number of chips that can be taken per wafer. In this case, this region is exposed (multiple exposure) a plurality of times (up to four times). The chip outer peripheral portion of this transfer pattern is also the outer peripheral portion on the mask, and is usually the absorption layer portion. However, as described above, since the reflectance of EUV light on the absorption layer is about 0.5 to 2%, there is a problem that the outer periphery of the chip is exposed by multiple exposure. For this reason, the necessity has arisen for the area | region (henceforth a light-shielding frame) where the chip | tip outer peripheral part on a mask has a higher light-shielding property of EUV light than a normal absorption layer.

上述の多重露光はEUV光だけでは無く、アウトオブバンド(OoB:Out of Band)と呼ばれる13.5nm帯以外の真空紫外線から近赤外線領域光も同様に、チップ外周部を感光してしまう問題がある。これらOoBの光はマスクの最表面のEUV吸収層(主材料はTaが多い)で反射し、ウェハに照射される。その為、13.5nm以外にも様々な波長の光がウェハ上レジストに照射され感光し、チップ境界領域近傍のパターン寸法などに悪影響を及ぼす。   The multiple exposure described above has a problem that not only EUV light but also the near-infrared region light from vacuum ultraviolet rays other than the 13.5 nm band called out-of-band (OoB: Out of Band) is sensitive to the outer periphery of the chip. is there. The OoB light is reflected by the EUV absorption layer (the main material is a large amount of Ta) on the outermost surface of the mask, and is irradiated onto the wafer. Therefore, light having various wavelengths other than 13.5 nm is irradiated on the resist on the wafer and exposed to light, which adversely affects the pattern size in the vicinity of the chip boundary region.

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までを掘り込んだ溝を形成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, by reducing the reflectance of the multilayer reflective layer by forming a groove dug from the absorption layer of the reflective mask to the multilayer reflective layer, the light shielding property with respect to the wavelength of the exposure light source is reduced. A reflective mask provided with a high light shielding frame has been proposed. (Patent Document 1)

特開2009−212220号公報JP 2009-212220 A

しかしながら、多層反射層の掘り込みは材質の異なるSiとMoの合計80層を加工する必要があり、ドライエッチング処理を実現させるには非常に複雑な条件が必須となる。
また、この方法では多層反射層を除去することから、多層反射層の加工面からのパーティクル発生は避けられず、パーティクルが回路パターン領域に付着する恐れがあることからマスク品質の低下を招いてしまう。
However, in order to dig a multilayer reflective layer, it is necessary to process a total of 80 layers of Si and Mo of different materials, and very complicated conditions are indispensable for realizing the dry etching process.
In addition, since this method removes the multilayer reflective layer, the generation of particles from the processed surface of the multilayer reflective layer is unavoidable, and there is a risk of particles adhering to the circuit pattern region, leading to a reduction in mask quality. .

そこで、本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、多層反射層の加工面から発生するパーティクルが回路パターン領域に付着することなく、パターン転写を行なうことが可能である半導体回路の製造方法及び露光装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problem, and a semiconductor that can perform pattern transfer without causing particles generated from the processed surface of the multilayer reflective layer to adhere to the circuit pattern region. An object of the present invention is to provide a circuit manufacturing method and an exposure apparatus.

上記の課題を解決するための手段として、本発明の請求項1は、
EUV光による第一の反射型マスクパターン,第二の反射型マスクパターンからの反射パターンを合成して半導体基板に露光転写することを特徴とする半導体回路の露光方法である。
すなわち、本発明による半導体回路の露光方法は、EUV光源からのEUV光が反射光学系を介して反射光学系を介して第一の反射型マスクに照射され、該第一の反射型マスクに照射された後、第二の反射型マスクを介して、第一の反射型マスクに形成されているマスクパターンと第二の反射型マスクに形成されているマスクパターンを半導体基板に転写する方法であり、回路パターン領域内に回路パターンが規定された側の反射型マスクには、チップ外周部を規定するための多層反射層が掘り込まれて形成されてなる遮光枠は存在しないものである。
As means for solving the above problems, claim 1 of the present invention provides:
A semiconductor circuit exposure method comprising: combining a first reflective mask pattern by EUV light and a reflective pattern from a second reflective mask pattern and exposing and transferring the resultant pattern onto a semiconductor substrate.
That is, in the semiconductor circuit exposure method according to the present invention, the EUV light from the EUV light source is irradiated to the first reflective mask through the reflective optical system through the reflective optical system, and irradiated to the first reflective mask. Then, the mask pattern formed on the first reflective mask and the mask pattern formed on the second reflective mask are transferred to the semiconductor substrate through the second reflective mask. The reflective mask on the side where the circuit pattern is defined in the circuit pattern region does not have a light shielding frame formed by digging a multilayer reflective layer for defining the outer periphery of the chip.

また、請求項2に記載の発明は、前記第一の反射型マスクと前記第二の反射型マスクとに形成されているマスクパターンは、少なくとも回路パターン領域を含むパターンがいずれか一方の反射型マスクに形成され、少なくとも遮光枠領域を含むパターンが他方の反射型マスクに形成されていることを特徴とする請求項1記載の半導体回路の露光方法である。   According to a second aspect of the present invention, in the mask pattern formed on the first reflective mask and the second reflective mask, the pattern including at least a circuit pattern region is one of the reflective patterns. 2. The semiconductor circuit exposure method according to claim 1, wherein a pattern formed on the mask and including at least a light shielding frame region is formed on the other reflective mask.

また、請求項3に記載の発明は、EUV光源からのEUV光を使用した露光方法に用いられる露光装置において、前記EUV光が反射光学系を介して、第一の反射型マスクに照射され、該第一の反射型マスクに照射された後、第二の反射型マスクを介して、第一の反射型マスクに形成されているマスクパターンと第二の反射型マスクに形成されているマスクパターンを投影光学系により半導体基板に転写することを特徴とする露光装置である。   The invention according to claim 3 is an exposure apparatus used in an exposure method using EUV light from an EUV light source, wherein the EUV light is applied to the first reflective mask via a reflective optical system, After irradiating the first reflective mask, the mask pattern formed on the first reflective mask and the mask pattern formed on the second reflective mask via the second reflective mask Is transferred onto a semiconductor substrate by a projection optical system.

また、請求項4に記載の発明は、前記第一の反射型マスクを載置するマスクステージと、前記第二の反射型マスクを載置するマスクステージ、もしくは、半導体基板を載置する半導体基板ステージが、X軸、Y軸およびZ軸方向に移動することを特徴とする露光装置である。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a mask stage for mounting the first reflective mask, a mask stage for mounting the second reflective mask, or a semiconductor substrate for mounting a semiconductor substrate. The exposure apparatus is characterized in that the stage moves in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions.

また、請求項5に記載の発明は、請求項1から5に記載の半導体回路の露光方法および露光装置に用いられる反射型マスクである。   A fifth aspect of the present invention is a reflective mask used in the semiconductor circuit exposure method and exposure apparatus according to the first to fifth aspects.

本発明は、回路パターン領域が形成されている第一の反射型マスクにEUV光を照射した後、遮光枠領域が形成されている第二の反射型マスクを介して、回路パターン領域と遮光枠領域を投影光学系により半導体基板に転写することから、回路パターン領域と遮光枠領域を分けて異なるマスクに形成するため、遮光枠領域を形成する際に多層反射層の掘り込みによって発生する加工面からのパーティクルが回路パターン領域に付着することを防止できる。そして、本発明の露光方法および露光装置を用いることで、半導体回路の品質低下を抑えることが可能である。   In the present invention, after the first reflective mask on which the circuit pattern area is formed is irradiated with EUV light, the circuit pattern area and the light shielding frame are passed through the second reflective mask on which the light shielding frame area is formed. Since the area is transferred to the semiconductor substrate by the projection optical system, the circuit pattern area and the light shielding frame area are separately formed on different masks, so that the processing surface generated by the dug of the multilayer reflective layer when forming the light shielding frame area Can be prevented from adhering to the circuit pattern region. Then, by using the exposure method and the exposure apparatus of the present invention, it is possible to suppress the deterioration of the quality of the semiconductor circuit.

本発明の露光装置の一例を示す構成図。1 is a block diagram showing an example of an exposure apparatus of the present invention. 本発明の露光装置に用いる第一の反射型マスクの一例。An example of the 1st reflective mask used for the exposure apparatus of this invention. 本発明の露光装置に用いる第二の反射型マスクの一例。An example of the 2nd reflective mask used for the exposure apparatus of this invention. 実施例で使用する第一の反射型マスク。The first reflective mask used in the examples. 実施例で使用する第一の反射型マスクの作製工程。The manufacturing process of the 1st reflective mask used in an Example. 実施例で使用する第二の反射型マスク。A second reflective mask used in the examples. 実施例で使用する第二の反射型マスクの作製工程。The manufacturing process of the 2nd reflective mask used in an Example. 実施例で使用する反射型マスク。Reflective mask used in the examples.

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。
まず、本発明の露光装置の一例の構成について説明する。
図1は、露光装置の構成図を示す。露光装置は、波長13.5nmを有するEUV光を露光光として供給する光源1と、反射光学系6と、第一の反射型マスク4を載置するためのマスクステージ2と、第二の反射型マスク5を載置するためのマスクステージ2と、反射型投影光学系9と、半導体基板12を載置するための半導体基板ステージ13と、光学系を収容するハウジング15などで構成される。反射光学系および第一の反射型マスク、第二の反射型マスクの順列と位置は任意である。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the configuration of an example of the exposure apparatus of the present invention will be described.
FIG. 1 shows a block diagram of an exposure apparatus. The exposure apparatus includes a light source 1 that supplies EUV light having a wavelength of 13.5 nm as exposure light, a reflection optical system 6, a mask stage 2 on which the first reflective mask 4 is placed, and a second reflection. A mask stage 2 for placing the mold mask 5, a reflective projection optical system 9, a semiconductor substrate stage 13 for placing the semiconductor substrate 12, a housing 15 for housing the optical system, and the like. The permutation and position of the reflective optical system, the first reflective mask, and the second reflective mask are arbitrary.

光源1から半導体基板12に至る光路は、EUV光の吸収が可能な限り低くなるように、真空排気されており、これにより汚染から保護されている。   The optical path from the light source 1 to the semiconductor substrate 12 is evacuated so that EUV light absorption is as low as possible, thereby protecting it from contamination.

第一の反射型マスク4と第二の反射型マスク5を載置するマスクステージ2は、X軸、Y軸およびZ軸方向に移動可能なように支持されている。半導体基板12を載置する半導体基板ステージ13も、X軸、Y軸およびZ軸方向に移動可能なように支持されている。   The mask stage 2 on which the first reflective mask 4 and the second reflective mask 5 are placed is supported so as to be movable in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions. The semiconductor substrate stage 13 on which the semiconductor substrate 12 is placed is also supported so as to be movable in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions.

反射光学系は、低熱膨張ガラス等の基板の表面に、例えば、Mo/Siを交互に積層した多層膜がコーティングされた複数の多層膜ミラーで構成される。多層膜ミラーの反射面を凹面に形成することにより正の光学パワーを付与でき、逆に、凸面に形成すれば負の光学パワーを付与できる。光学パワーの大きさは、反射面の曲率半径に応じて決定できる。   The reflective optical system is composed of a plurality of multilayer mirrors in which, for example, a multilayer film in which Mo / Si is alternately laminated is coated on the surface of a substrate such as low thermal expansion glass. By forming the reflective surface of the multilayer mirror as a concave surface, a positive optical power can be applied, and conversely, if it is formed as a convex surface, a negative optical power can be applied. The magnitude of the optical power can be determined according to the radius of curvature of the reflecting surface.

図2は、本例の露光装置に用いる第一の反射型マスクの一例である。
第一の反射型マスク4は、基板23と、基板23上に多層反射層22と、回路パターン領域20を形成する吸収膜21で構成される。基板23は、石英ガラス、低熱膨張ガラスなどで形成される。
多層反射層22は、EUV光に対して充分な反射率を有するMoSi多層膜などで形成される。
吸収膜21は、EUV光を吸収または遮光できる材料などで形成される。例えば、Ta,TaBNなどがある。
FIG. 2 is an example of a first reflective mask used in the exposure apparatus of this example.
The first reflective mask 4 includes a substrate 23, a multilayer reflective layer 22 on the substrate 23, and an absorption film 21 that forms a circuit pattern region 20. The substrate 23 is formed of quartz glass, low thermal expansion glass, or the like.
The multilayer reflective layer 22 is formed of a MoSi multilayer film having a sufficient reflectance with respect to EUV light.
The absorption film 21 is formed of a material that can absorb or block EUV light. For example, there are Ta, TaBN and the like.

図3は、本例の露光装置に用いる第二の反射型マスクの一例である。
第二の反射型マスク5は、基板31と、基板31上に多層反射層54と、遮光枠領域27を形成する吸収層29で構成されている。
基板31は、石英ガラス、低熱膨張ガラスなどで形成される。
多層反射層54は、EUV光に対して充分な反射率を有するMoSi多層膜などで形成される。
吸収層29は、EUV光を吸収または遮光できる材料などで形成される。例えば、Ta,TaBNなどがある。
FIG. 3 is an example of a second reflective mask used in the exposure apparatus of this example.
The second reflective mask 5 includes a substrate 31, a multilayer reflective layer 54 on the substrate 31, and an absorption layer 29 that forms a light shielding frame region 27.
The substrate 31 is made of quartz glass, low thermal expansion glass, or the like.
The multilayer reflective layer 54 is formed of a MoSi multilayer film having a sufficient reflectance with respect to EUV light.
The absorption layer 29 is formed of a material that can absorb or block EUV light. For example, there are Ta, TaBN and the like.

次に、露光動作について説明する。
光源1から供給された露光光は反射光学系6で反射して、第一の反射型マスク4に対して斜めに入射する。第一の反射型マスク4を反射した露光光は、別の反射光学系で反射して、第二の反射型マスク5に対して斜めに入射する。
第二の反射型マスク5を反射した露光光は、反射投影光学系9を経由して半導体基板12に転写される。
Next, the exposure operation will be described.
The exposure light supplied from the light source 1 is reflected by the reflection optical system 6 and enters the first reflective mask 4 obliquely. The exposure light reflected from the first reflective mask 4 is reflected by another reflective optical system and enters the second reflective mask 5 obliquely.
The exposure light reflected from the second reflective mask 5 is transferred to the semiconductor substrate 12 via the reflective projection optical system 9.

ハウジング15の下面には反射投影光学系から反射された反射光が通過するための開口部7が設けられており、開口部口は可変に設定することができる。   An opening 7 through which reflected light reflected from the reflective projection optical system passes is provided on the lower surface of the housing 15, and the opening mouth can be set variably.

以下、本発明の実施例を説明する。
図4(a)に第一の反射型マスクで使用する低熱膨張ガラス基板32を示す。
裏面に静電チャッキング用の導電膜33をスパッタリング装置により図4(b)のように形成した。低熱膨張ガラス基板32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ペア反射層34を図4(c)のように積層した。続いてTaNからなる吸収層35をスパッタリング装置により形成した(図4(d))。このときの吸収層35の膜厚は50nmとした。こうして、第一の反射型マスクに使用する反射型マスクブランク36を作製した。
Examples of the present invention will be described below.
FIG. 4A shows a low thermal expansion glass substrate 32 used in the first reflective mask.
A conductive film 33 for electrostatic chucking was formed on the back surface as shown in FIG. A 40-pair reflective layer 34 of Mo and Si designed to have a reflectivity of about 64% with respect to EUV light having a wavelength of 13.5 nm is laminated on the low thermal expansion glass substrate 32 as shown in FIG. . Subsequently, an absorption layer 35 made of TaN was formed by a sputtering apparatus (FIG. 4D). The film thickness of the absorption layer 35 at this time was 50 nm. Thus, a reflective mask blank 36 used for the first reflective mask was produced.

図4(d)に示す反射型マスクブランク36から回路パターン領域38を形成された第一の反射型マスク39を作製した(図5(b))。その作製方法を示す。
図5(a)に示す吸収層35上に電子線レジスト37を塗布した反射型マスクブランク40を用意し、反射型マスクブランク40に電子線リソグラフィとドライエッチング、レジスト剥離洗浄を行い、回路パターン領域38を形成された第一の反射型マスク39を作製した。電子線リソグラフィには、化学増幅型ポジレジストFEP171(富士フイルムエレクトニクスマテリアルズ製)を用いて、描画機JBX9000(日本電子製)によってドーズ15μC/cm描画した後に、TMAH2.38%現像液によりレジストパターンを形成した。吸収層35のエッチングにはCl2の誘導結合型プラズマを適用した。
A first reflective mask 39 having a circuit pattern region 38 formed from the reflective mask blank 36 shown in FIG. 4D was produced (FIG. 5B). The manufacturing method is shown.
A reflective mask blank 40 in which an electron beam resist 37 is applied on the absorption layer 35 shown in FIG. 5A is prepared, and the reflective mask blank 40 is subjected to electron beam lithography, dry etching, and resist peeling cleaning to obtain a circuit pattern region. A first reflective mask 39 formed with 38 was produced. For electron beam lithography, a chemically amplified positive resist FEP171 (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials) is used to draw a dose of 15 μC / cm by a lithography machine JBX9000 (manufactured by JEOL Ltd.), and then a resist is developed with a TMAH 2.38% developer. A pattern was formed. Cl2 inductively coupled plasma was applied to the etching of the absorption layer 35.

図6(a)に第二の反射型マスクで使用する低熱膨張ガラス基板41を示す。
裏面に静電チャッキング用の導電膜42をスパッタリング装置により図6(b)のように形成した。低熱膨張ガラス基板41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ペア反射層53を図6(c)のように積層した。続いて、TaNからなる吸収層43をスパッタリング装置により形成した(図6(d))。このときの吸収層43の膜厚は50nmとした。こうして、第二の反射型マスクに使用する反射型マスクブランク44が完成した。
FIG. 6A shows a low thermal expansion glass substrate 41 used in the second reflective mask.
A conductive film 42 for electrostatic chucking was formed on the back surface as shown in FIG. A 40 pair reflective layer 53 of Mo and Si designed to have a reflectivity of about 64% with respect to EUV light having a wavelength of 13.5 nm was laminated on the low thermal expansion glass substrate 41 as shown in FIG. . Subsequently, an absorption layer 43 made of TaN was formed by a sputtering apparatus (FIG. 6D). The film thickness of the absorption layer 43 at this time was 50 nm. Thus, the reflective mask blank 44 used for the second reflective mask was completed.

図6(d)に示す反射型マスクブランク44から遮光枠領域47を形成された第二の反射型マスク48を作製した(図7(b))。その作製方法を示す。
図7(a)に示す吸収層43上に電子線レジスト45を塗布した反射型マスクブランク46を用意し、反射型マスクブランク46に電子線リソグラフィとドライエッチング、レジスト剥離洗浄を行い、遮光枠領域47を形成された第二の反射型マスク48を作製した。電子線リソグラフィには、化学増幅型ポジレジストFEP171(富士フイルムエレクトニクスマテリアルズ製)を用いて、描画機JBX9000(日本電子製)によってドーズ15μC/cm描画した後に、TMAH2.38%現像液によりレジストパターンを形成した。吸収層43のエッチングにはCl2の誘導結合型プラズマを適用した。
A second reflective mask 48 having a light shielding frame region 47 formed from the reflective mask blank 44 shown in FIG. 6D was produced (FIG. 7B). The manufacturing method is shown.
A reflective mask blank 46 in which an electron beam resist 45 is applied on the absorption layer 43 shown in FIG. 7A is prepared, and the reflective mask blank 46 is subjected to electron beam lithography, dry etching, and resist peeling cleaning to obtain a light shielding frame region. A second reflective mask 48 having 47 was formed. For electron beam lithography, a chemically amplified positive resist FEP171 (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials) is used to draw a dose of 15 μC / cm by a lithography machine JBX9000 (manufactured by JEOL Ltd.), and then a resist is developed with a TMAH 2.38% developer. A pattern was formed. Cl2 inductively coupled plasma was applied to the etching of the absorption layer 43.

図5(a)に示す反射型マスクブランク40を用いて、第一の反射型マスク39を作製した同じ手順で回路パターン領域50を形成した(図8(a))。形成後、吸収層35上に電子線レジストを塗布し、電子線リソグラフィとドライエッチング、レジスト剥離洗浄を行い、遮光枠領域51を形成した反射型マスク49を作製した(図8(b))。電子線リソグラフィには、化学増幅型ポジレジストFEP171(富士フイルムエレクトニクスマテリアルズ製)を用いて、描画機JBX9000(日本電子製)によってドーズ15μC/cm描画した後に、TMAH2.38%現像液によりレジストパターンを形成した。多層反射層34のエッチングにはCl2の誘導結合型プラズマを適用した。   Using the reflective mask blank 40 shown in FIG. 5A, a circuit pattern region 50 was formed by the same procedure for producing the first reflective mask 39 (FIG. 8A). After the formation, an electron beam resist was applied on the absorption layer 35, electron beam lithography, dry etching, and resist peeling cleaning were performed to produce a reflective mask 49 in which the light shielding frame region 51 was formed (FIG. 8B). For electron beam lithography, a chemically amplified positive resist FEP171 (manufactured by FUJIFILM Electronics Materials) is used to draw a dose of 15 μC / cm by a lithography machine JBX9000 (manufactured by JEOL Ltd.), and then a resist is developed with a TMAH 2.38% developer. A pattern was formed. Cl2 inductively coupled plasma was applied to the etching of the multilayer reflective layer 34.

回路パターン領域38が形成された第一の反射型マスク39と遮光枠領域47が形成された第二の反射型マスク48の外観検査を実施した。その結果、第一の反射型マスク39では異物は検出されず、第二の反射型マスク48では異物が2箇所検出された。また、回路パターン領域50と遮光枠領域51が形成された反射型マスク49の外観検査を実施したところ、異物が20箇所検出された。よって、回路パターン領域と遮光枠領域を同一マスクで形成しないことにより、遮光枠領域を形成する際に多層反射層の掘り込みによって発生する加工面からのパーティクルが回路パターン領域に付着することを防止できた。   An appearance inspection was performed on the first reflective mask 39 in which the circuit pattern region 38 was formed and the second reflective mask 48 in which the light shielding frame region 47 was formed. As a result, no foreign matter was detected with the first reflective mask 39, and two foreign matters were detected with the second reflective mask 48. Further, when the appearance inspection of the reflective mask 49 in which the circuit pattern region 50 and the light shielding frame region 51 were formed, 20 foreign matters were detected. Therefore, by not forming the circuit pattern area and the light shielding frame area with the same mask, it prevents the particles from the processing surface generated by the dug of the multilayer reflective layer from adhering to the circuit pattern area when forming the light shielding frame area. did it.

1・・・光源
2、3・・・マスクステージ
4、16、19、39・・・第一の反射型マスク
5、24、28、48・・・第二の反射型マスク
6・・・反射光学系
7・・・開口部
8、9、10、11・・・反射投影光学系
12・・・半導体基板
13・・・半導体基板ステージ
14・・・EUV光
15・・・ハウジング
17、21、26、29、35、43・・・吸収層
18、20、38、50・・・回路パターン領域
22、34、52、53・・・多層反射層
23、31・・・基板
25、27、47、51・・・遮光枠領域
32、41・・・低熱膨張ガラス基板
33、42・・・導電膜
36、40、44、46・・・反射型マスクブランク
37、45・・・電子線レジスト
49・・・反射型マスク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source 2, 3 ... Mask stage 4, 16, 19, 39 ... 1st reflective mask 5, 24, 28, 48 ... 2nd reflective mask 6 ... Reflection Optical system 7: openings 8, 9, 10, 11 ... reflective projection optical system 12 ... semiconductor substrate 13 ... semiconductor substrate stage 14 ... EUV light 15 ... housings 17, 21, 26, 29, 35, 43 ... absorption layers 18, 20, 38, 50 ... circuit pattern regions 22, 34, 52, 53 ... multilayer reflective layers 23, 31 ... substrates 25, 27, 47 , 51..., Light shielding frame regions 32, 41... Low thermal expansion glass substrates 33, 42... Conductive films 36, 40, 44, 46 ... reflective mask blanks 37, 45. ... Reflective masks

Claims (5)

EUV光源からのEUV光が反射光学系を介して第一の反射型マスクに照射され、該第一の反射型マスクに照射された後、第二の反射型マスクを介して、第一の反射型マスクに形成されているマスクパターンと第二の反射型マスクに形成されているマスクパターンを半導体基板に転写することを特徴とする半導体回路の露光方法。   The EUV light from the EUV light source is irradiated to the first reflective mask through the reflective optical system, and after being irradiated to the first reflective mask, the first reflection is performed through the second reflective mask. A method for exposing a semiconductor circuit, comprising: transferring a mask pattern formed on a mold mask and a mask pattern formed on a second reflective mask to a semiconductor substrate. 前記第一の反射型マスクと前記第二の反射型マスクとに形成されているマスクパターンは、少なくとも回路パターン領域を含むパターンがいずれか一方の反射型マスクに形成され、少なくとも遮光枠領域を含むパターンが他方の反射型マスクに形成されていることを特徴とする請求項1記載の半導体回路の露光方法。   The mask pattern formed on the first reflective mask and the second reflective mask has a pattern including at least a circuit pattern region formed on one of the reflective masks and includes at least a light shielding frame region. 2. The semiconductor circuit exposure method according to claim 1, wherein the pattern is formed on the other reflective mask. EUV光源からのEUV光を使用した露光方法に用いられる露光装置において、前記EUV光が反射光学系を介して、第一の反射型マスクに照射され、該第一の反射型マスクに照射された後、第二の反射型マスクを介して、第一の反射型マスクに形成されているマスクパターンと第二の反射型マスクに形成されているマスクパターンを投影光学系により半導体基板に転写することを特徴とする露光装置。   In an exposure apparatus used in an exposure method using EUV light from an EUV light source, the EUV light is applied to the first reflective mask through a reflective optical system, and is applied to the first reflective mask. Thereafter, the mask pattern formed on the first reflective mask and the mask pattern formed on the second reflective mask are transferred to the semiconductor substrate by the projection optical system via the second reflective mask. An exposure apparatus characterized by the above. 前記第一の反射型マスクを載置するマスクステージと、前記第二の反射型マスクを載置するマスクステージ、もしくは、半導体基板を載置する半導体基板ステージが、X軸、Y軸およびZ軸方向に移動することを特徴とする請求項3に記載の露光装置。   A mask stage for placing the first reflective mask and a mask stage for placing the second reflective mask, or a semiconductor substrate stage for placing a semiconductor substrate are an X-axis, a Y-axis, and a Z-axis. 4. The exposure apparatus according to claim 3, wherein the exposure apparatus moves in a direction. 少なくとも、基板上に、多層反射層,パターニングされた吸収膜が形成されてなる反射型マスクにおいて、
第1の反射型マスクは、吸収膜のパターニングにより回路パターンを規定し、
第2の反射型マスクは、吸収膜を除去してなる回路パターン領域を規定すると共に、前記回路パターン領域の周囲で、吸収膜および多層反射層を枠状に除去してなる遮光枠を規定する構造であり、
第1,第2のマスクが規定するパターンを合成して露光転写するのに用いられる反射型マスク。
At least in a reflective mask in which a multilayer reflective layer and a patterned absorption film are formed on a substrate,
The first reflective mask defines a circuit pattern by patterning the absorbing film,
The second reflective mask defines a circuit pattern region formed by removing the absorption film, and defines a light shielding frame formed by removing the absorption film and the multilayer reflective layer in a frame shape around the circuit pattern region. Structure,
A reflective mask used to synthesize and transfer the patterns defined by the first and second masks.
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CN114859675A (en) * 2022-07-06 2022-08-05 上海传芯半导体有限公司 Exposure imaging structure, reflection type photomask set and projection type photoetching machine

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