JP2016080967A - Pellicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体デバイス等をリソグラフィ技術により製造する際に使用するフォトマスクおよびこれに取り付けられるペリクルに関する。より詳しくは、極端紫外領域の波長の光を光源としてパターン転写を行う際に適用可能な反射型フォトマスクおよびこれに取り付けられるペリクルに関する。 The present invention relates to a photomask used when a semiconductor device or the like is manufactured by a lithography technique, and a pellicle attached to the photomask. More specifically, the present invention relates to a reflective photomask applicable when pattern transfer is performed using light having a wavelength in the extreme ultraviolet region as a light source, and a pellicle attached thereto.
半導体集積回路は性能及び生産性を向上させるために微細化、高集積化が進んでおり、回路パターンを形成するためのリソグラフィ技術についても、より微細なパターンを高精度に形成するための技術開発が進められている。これに伴い、パターン形成に使用される露光装置の光源についても短波長化が進められ、波長１３．５ナノメートル（ｎｍ）の極端紫外光（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ光。以下、「ＥＵＶ光」と称する。）を用いたパターン転写のプロセスが開発されている。 Semiconductor integrated circuits are being miniaturized and highly integrated in order to improve performance and productivity, and also with regard to lithography technology for forming circuit patterns, technological development for forming finer patterns with high accuracy Is underway. Along with this, the light source of the exposure apparatus used for pattern formation is also shortened, and extreme ultraviolet light (Extreme Ultraviolet light having a wavelength of 13.5 nanometers (nm) is hereinafter referred to as “EUV light”. ) Has been developed.
ＥＵＶ光を用いるリソグラフィでは従来の１９３ｎｍ等の深紫外光とは異なり、あらゆる物質の屈折率が１に近い値であり、吸収係数も大きいことから、屈折を用いた透過光学系を用いた露光ができない。そこで、屈折率差の大きい材料を交互に積層した多層膜ミラーを用いた反射光学系の露光装置が用いられている。具体的にはモリブデンとシリコンの多層膜が主に用いられる。 In lithography using EUV light, unlike conventional deep ultraviolet light such as 193 nm, the refractive index of all materials is close to 1 and the absorption coefficient is large, so that exposure using a transmission optical system using refraction is performed. Can not. Therefore, an exposure apparatus of a reflective optical system using a multilayer mirror in which materials having a large refractive index difference are alternately stacked is used. Specifically, a multilayer film of molybdenum and silicon is mainly used.
マスクについても同様に基板上にモリブデンとシリコンの多層膜を形成した上にＥＵＶ光を高効率で吸収する材料で露光パターンを形成する。たとえば吸収パターンの材料としてはタンタルを主成分とするものが典型的に用いられ、多層膜の最上層にはルテニウムなどを成分とする保護膜が形成されているものも使用されている。 Similarly for the mask, a multilayer film of molybdenum and silicon is formed on the substrate, and an exposure pattern is formed using a material that absorbs EUV light with high efficiency. For example, as a material of the absorption pattern, a material mainly composed of tantalum is typically used, and a material in which a protective film containing ruthenium or the like is formed on the uppermost layer of the multilayer film is also used.
従来の透過型のマスクにおいてはパターンを形成した後にペリクルを取り付けてパターン形成面に直接異物が付着するのを防止し、仮にマスク上に異物が付着したとしてもペリクル表面は焦点から大きくずれているために付着した異物が解像せず欠陥にならない。 In a conventional transmissive mask, a pellicle is attached after a pattern is formed to prevent foreign matter from adhering directly to the pattern formation surface. Even if foreign matter adheres to the mask, the surface of the pellicle is greatly out of focus. Therefore, the adhered foreign matter is not resolved and does not become a defect.
ＥＵＶリソグラフィにおいては従来のフォトリソグラフィで使用されてきた樹脂性のペリクル膜が使用できないため、ペリクルがなくてもマスクパターン表面に異物を付着することを防止する技術が開発されてきた。 In EUV lithography, since a resinous pellicle film that has been used in conventional photolithography cannot be used, a technique for preventing foreign matter from adhering to the mask pattern surface without a pellicle has been developed.
それとともに、従来と類似した構造のＥＵＶ用ペリクルも開発されてきた。ＥＵＶ光量の損失を最小限に抑えるために膜は非常に薄くする必要があるが、上述したようにＥＵＶ光は、あらゆる材料で吸収係数が高いことから、数μｍ以下の膜厚まで薄くしなければならない。このため、ペリクル膜だけでは機械的強度が弱く、搬送中の振動などによって、容易に破壊してしまうこともあった。 At the same time, EUV pellicles having a structure similar to the conventional one have also been developed. The film needs to be very thin in order to minimize the loss of EUV light quantity. However, as described above, EUV light has a high absorption coefficient in all materials, so it must be thinned to a film thickness of several μm or less. I must. For this reason, the mechanical strength of the pellicle film alone is weak, and it may be easily broken by vibration during transportation.
上記の点を考慮して金属ワイヤーで構成した網状の構造の上に薄膜を形成したものや、シリコン単結晶を研磨したものなどがＥＵＶマスク用のペリクル（以下ＥＵＶペリクルと呼ぶ）として考案され、中でもＳＯＩ基板を用いることによってシリコンの梁構造と薄膜（以下メンブレンとも呼ぶ）からなるペリクルがたとえば特許文献１に開示されている。この梁構造によって、機械的強度が保つことが出来るようになっている。これは電子線露光用のステンシルマスクにおいて電子線を透過するパターンが形成されていないものと類似の構造である。これはたとえば特許文献２に開示されているようなものである。両者の差異は前記メンブレン構造にパターン加工が行われているか否かにあり、ペリクルはステ
ンシルマスクにパターンを付与する前のステンシルマスクブランクと非常に類似した構造である。
In consideration of the above points, a pellicle for EUV mask (hereinafter referred to as EUV pellicle), such as a thin film formed on a net-like structure composed of metal wires or a silicon single crystal polished, was devised. Among them, for example, Patent Document 1 discloses a pellicle made of a silicon beam structure and a thin film (hereinafter also referred to as a membrane) by using an SOI substrate. This beam structure allows the mechanical strength to be maintained. This is a structure similar to a stencil mask for electron beam exposure in which an electron beam transmitting pattern is not formed. This is, for example, as disclosed in Patent Document 2. The difference between them is whether or not pattern processing is performed on the membrane structure, and the pellicle has a structure very similar to the stencil mask blank before the pattern is applied to the stencil mask.
このような梁構造とメンブレンから成るＥＵＶペリクルは、特に梁部分でのＥＵＶ光量の損失が大きくなるため、半導体転写パターンに光強度ムラを誘発し、半導体パターンの寸法均一性を低下させる問題が発生する。さらに、梁構造部からの異物の発生も多く、問題となっている。また、ＥＵＶ露光機の光源に含まれるアウトオブバンド光（ＥＵＶ光以外の光という意味でＯｕｔ ｏｆ ｂａｎｄ光と呼ばれている）がペリクル表面に当たって反射してしまうために、半導体パターンの品質を劣化させる問題や、ＥＵＶ光の高いエネルギー照射によってペリクルが温度上昇することによる劣化、その輻射熱がマスク表面の温度上昇を誘発し、ＥＵＶマスクを劣化（ＥＵＶ光の反射率の低下や膜応力変化によるパターン位置精度の低下等）させる問題もあった。 Such an EUV pellicle consisting of a beam structure and a membrane causes a large loss of the EUV light amount especially at the beam portion, which causes a problem of inducing unevenness of the light intensity in the semiconductor transfer pattern and reducing the dimensional uniformity of the semiconductor pattern. To do. Furthermore, many foreign substances are generated from the beam structure, which is a problem. In addition, the out-of-band light (referred to as “out of band light” in the sense of light other than EUV light) included in the light source of the EUV exposure machine hits the pellicle surface and is reflected, which degrades the quality of the semiconductor pattern. Degradation of the pellicle due to temperature rise due to high energy irradiation of EUV light, radiant heat induces temperature rise of the mask surface, and deteriorates the EUV mask (patterns due to a decrease in EUV light reflectivity and film stress change) There was also a problem of lowering the position accuracy.
本発明のペリクルは、このような問題を解決するもので、半導体パターンの高品質化、またペリクルやマスクの長寿命化が実現できるペリクルを提供することを課題とする。 The pellicle of the present invention solves such problems, and it is an object of the present invention to provide a pellicle that can improve the quality of a semiconductor pattern and extend the life of a pellicle and a mask.
本発明は、係る課題に鑑みなされたもので、請求項１に記載の発明は、ＥＵＶマスク上に設けるペリクルであって、ペリクル表面にＥＵＶ光源に含まれるアウトオブバンド光に対する低反射層を有することを特徴とするペリクルとしたものである。 The present invention has been made in view of such problems, and the invention according to claim 1 is a pellicle provided on an EUV mask, and has a low reflection layer for out-of-band light included in the EUV light source on the pellicle surface. The pellicle is characterized by this.
本発明の請求項２に記載の発明は、ＥＵＶマスク上に設けるペリクルであって、ペリクル表面もしくはペリクル裏面の少なくとも一方に、熱伝導層を有することを特徴とする請求項１に記載のペリクルとしたものである。 The invention according to claim 2 of the present invention is a pellicle provided on an EUV mask, wherein the pellicle according to claim 1 has a heat conductive layer on at least one of the pellicle front surface and the pellicle back surface. It is a thing.
本発明の請求項３に記載の発明は、ＥＵＶマスク上に設けるペリクルであって、ペリクル膜の中心に、熱伝導層を有することを特徴とする請求項１に記載のペリクルとしたものである。 The invention according to claim 3 of the present invention is a pellicle provided on an EUV mask, wherein the pellicle according to claim 1 has a heat conductive layer at the center of the pellicle film. .
本発明の請求項４に記載の発明は、ＥＵＶマスク上に設けるペリクルであって、ペリクル自体が熱伝導層であることを特徴とするペリクルとしたものである。 The invention according to claim 4 of the present invention is a pellicle provided on an EUV mask, wherein the pellicle itself is a heat conductive layer.
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１記載の低反射層の材料が、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｚｒ及びそれらの酸化物、窒化物、酸窒化物のいずれかを含むことを特徴とするペリクルとしたものである。 The invention according to claim 5 of the present invention is that the material of the low reflection layer according to claim 1 contains any of Si, Cr, Al, Zr and oxides, nitrides, and oxynitrides thereof. The pellicle is a feature.
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項２〜４のいずれかに記載の高熱伝導層の材料が、ダイヤモンド、ナノダイヤモンド（微結晶ダイヤモンド）、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、グラファイト、ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）、窒化アルミニウム、金、銀、銅、アルミニウム、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）のいずれかを含むことを特徴とするペリクルとしたものである。 According to a sixth aspect of the present invention, the material for the high thermal conductive layer according to any one of the second to fourth aspects is diamond, nanodiamond (microcrystalline diamond), DLC (diamond-like carbon), graphite, CNT. A pellicle characterized by containing any of (carbon nanotubes), aluminum nitride, gold, silver, copper, aluminum, and silicon nitride (Si 3 N 4 ).
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載のペリクルが、露光
領域に機械的強度を保つための梁構造体を有しないことを特徴とするペリクルとしたものである。
The invention according to claim 7 of the present invention is a pellicle characterized in that the pellicle according to any one of claims 1 to 6 does not have a beam structure for maintaining mechanical strength in an exposure region. Is.
本発明を実施することにより、ＥＵＶ光を使用するリソグラフィに使用するＥＵＶマスクのパターン表面に異物が付着するのを防止するペリクルとして、ＥＵＶ光源に含まれるアウトオブバンド光の反射を低減でき、半導体パターンの劣化を防ぐことが出来る。また、ペリクルの温度上昇を抑制することが可能となるため、ペリクル自体の劣化やその輻射熱に起因するＥＵＶマスクの劣化を防ぐことが出来る。さらに、本発明のペリクルのうち、梁構造の無いタイプを用いれば、梁構造部でのＥＵＶ光量損失が無いために、従来見られていた半導体パターンの寸法均一性の低下は起こらない。 By implementing the present invention, as a pellicle for preventing foreign matter from adhering to the pattern surface of an EUV mask used in lithography using EUV light, reflection of out-of-band light contained in an EUV light source can be reduced, and a semiconductor Pattern deterioration can be prevented. Further, since the temperature rise of the pellicle can be suppressed, it is possible to prevent the degradation of the pellicle itself and the EUV mask due to the radiant heat. Further, if a pellicle of the present invention without a beam structure is used, there is no loss of EUV light quantity at the beam structure, so that a reduction in dimensional uniformity of the semiconductor pattern that has been conventionally observed does not occur.
まず、従来のＥＵＶマスク用ペリクル（以下ＥＵＶペリクルと呼ぶ）の形態について図を用いて説明する。図１は、従来のＥＵＶマスク用ペリクルの構造断面図である。ペリクルの基材としては市販のＳＯＩウェハを用いることができ、前記特許文献２と同様に電子線露光用ステンシルマスクブランクを作成すれば、ペリクルの基本構造となる。外枠部０１とペリクル膜０２と梁部０３が基本的な構造であるが、ペリクル膜の両面に酸化防止膜０４ａ、０４ｂが形成されている。さらにペリクルフレーム３０が外枠部０１の下部に接着されている。 First, the configuration of a conventional EUV mask pellicle (hereinafter referred to as EUV pellicle) will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a structural sectional view of a conventional EUV mask pellicle. A commercially available SOI wafer can be used as the base material of the pellicle, and if a stencil mask blank for electron beam exposure is prepared in the same manner as Patent Document 2, the basic structure of the pellicle is obtained. The outer frame portion 01, the pellicle film 02, and the beam portion 03 have a basic structure, but antioxidant films 04a and 04b are formed on both sides of the pellicle film. Further, the pellicle frame 30 is bonded to the lower portion of the outer frame portion 01.
次に、本発明のＥＵＶペリクルの実施の形態例について図を用いて説明する。本実施形態例のＥＵＶペリクルの構造は、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）、図２（ｄ）、図２（ｅ）、図３（ｆ）、図３（ｇ）、図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）、図４（ｅ）、図５（ｆ）、図５（ｇ）である。 Next, embodiments of the EUV pellicle of the present invention will be described with reference to the drawings. The structure of the EUV pellicle of this embodiment is shown in FIGS. 2 (a), 2 (b), 2 (c), 2 (d), 2 (e), 3 (f), and 3 (3). g), FIG. 4 (a), FIG. 4 (b), FIG. 4 (c), FIG. 4 (d), FIG. 4 (e), FIG. 5 (f), and FIG.
図２（ａ〜ｅ）、図３（ｆ、ｇ）は、いずれも外枠部０１とメンブレン部１０とペリクルフレーム３０から成る。図２（ａ）のメンブレン部１０は、ペリクル膜０２と低反射層０６の２層構造となっている。図２（ｂ）のメンブレン部は、ペリクル膜０２の両面が熱伝導層０７ａ、０７ｂによって挟まれた構造となっている。尚、図では例示していないが、この熱伝導層は、ペリクル膜の両面ではなく、少なくとものどちらか一方の面だけにあっても良い。図２（ｃ）のメンブレン部１０は、熱伝導層０７の両面がペリクル膜０２ａ、０２ｂによって挟まれた構造となっている。図２（ｄ）のメンブレン部１０は、熱伝導層０７の材料によってペリクル膜が出来ている。図２（ｅ）は、図２（ｂ）のメンブレン部１０の最表面に低反射層０６が形成されている。図３（ｆ）は、図２（ｃ）のメンブレン部１０の最表面に低反射層０６が形成されている。図３（ｇ）は、図２（ｄ）のメンブレン部１０の最表面に低反射層０６が形成されている。 2 (a to 2e) and FIG. 3 (f, g) each include an outer frame portion 01, a membrane portion 10, and a pellicle frame 30. 2A has a two-layer structure of a pellicle film 02 and a low reflection layer 06. The membrane part of FIG. 2B has a structure in which both surfaces of the pellicle film 02 are sandwiched between the heat conductive layers 07a and 07b. Although not illustrated in the figure, this heat conductive layer may be provided on at least one of the surfaces of the pellicle film, not on both surfaces. 2C has a structure in which both surfaces of the heat conductive layer 07 are sandwiched between the pellicle films 02a and 02b. In the membrane portion 10 of FIG. 2D, a pellicle film is made of the material of the heat conductive layer 07. In FIG. 2E, a low reflection layer 06 is formed on the outermost surface of the membrane portion 10 in FIG. In FIG. 3F, the low reflection layer 06 is formed on the outermost surface of the membrane portion 10 in FIG. In FIG. 3G, a low reflection layer 06 is formed on the outermost surface of the membrane portion 10 in FIG.
なお、ＥＵＶリソグラフィにおいて、パターン転写精度に重大な問題を招く上記弊害（
ＥＵＶ光量の損失，光強度ムラ，異物の発生）を解消し、技術的な優位性の高い「梁構造を持たないメンブレン部」を具備するペリクルの採用も、ＥＵＶマスクの搬送時の取扱いに注意することで、実用上の影響が少ないことが確認されている。本発明は、梁構造を持つ構造／持たない構造の双方への適用が可能であり、以後、梁構造を持つ場合について説明する。
In the EUV lithography, the above-mentioned adverse effects that cause a serious problem in pattern transfer accuracy (
The use of a pellicle equipped with a “membrane part that does not have a beam structure”, which eliminates EUV light loss, light intensity unevenness, and generation of foreign matter) and has a high technical advantage, is careful when handling EUV masks. By doing so, it has been confirmed that there is little practical impact. The present invention can be applied to both a structure having a beam structure and a structure having no beam structure. Hereinafter, a case having a beam structure will be described.
図４（ａ〜ｅ）、図５（ｆ、ｇ）は、いずれも外枠部０１とメンブレン部１０と梁構造部０３とペリクルフレーム３０から成る。図４（ａ）のメンブレン部１０は、ペリクル膜０２と低反射層０６の２層構造となっている。図４（ｂ）のメンブレン部は、ペリクル膜０２の両面が熱伝導層０７ａ、０７ｂによって挟まれた構造となっている。尚、図にはでは例示していないが、この熱伝導層は、ペリクル膜の両面ではなく、少なくとものどちらか一方の面だけにあっても良い。図４（ｃ）のメンブレン部１０は、熱伝導層０７の両面がペリクル膜０２ａ、０２ｂによって挟まれた構造となっている。図４（ｄ）のメンブレン部１０は、熱伝導層０７の材料によってペリクル膜が出来ている。図４（ｅ）は、図４（ｂ）のメンブレン部１０の最表面に低反射層０６が形成されている。図５（ｆ）は、図４（ｃ）のメンブレン部１０の最表面に低反射層０６が形成されている。図５（ｇ）は、図４（ｄ）のメンブレン部１０の最表面に低反射層０６が形成されている。 4 (a to 4e) and FIG. 5 (f, g) each include an outer frame part 01, a membrane part 10, a beam structure part 03, and a pellicle frame 30. 4A has a two-layer structure of a pellicle film 02 and a low reflection layer 06. The membrane part in FIG. 4B has a structure in which both surfaces of the pellicle film 02 are sandwiched between the heat conductive layers 07a and 07b. Although not illustrated in the drawing, this heat conductive layer may be provided on at least one of the surfaces of the pellicle film, not on both surfaces. 4C has a structure in which both surfaces of the heat conductive layer 07 are sandwiched between the pellicle films 02a and 02b. In the membrane part 10 of FIG. 4D, a pellicle film is made of the material of the heat conductive layer 07. In FIG. 4E, a low reflection layer 06 is formed on the outermost surface of the membrane portion 10 in FIG. In FIG. 5F, a low reflection layer 06 is formed on the outermost surface of the membrane portion 10 in FIG. In FIG. 5G, a low reflection layer 06 is formed on the outermost surface of the membrane portion 10 in FIG.
これまで説明してきたように、本発明のＥＵＶペリクルの形態は、従来のＥＵＶペリクルには無い、低反射層もしくは熱伝導層もしくはその両方を有していることに特徴がある。 As described above, the form of the EUV pellicle of the present invention is characterized in that it has a low reflection layer and / or a heat conduction layer, which is not found in the conventional EUV pellicle.
本実施形態例のＥＵＶペリクルは、ペリクル膜を特に限定するものではない。 The EUV pellicle of this embodiment example does not particularly limit the pellicle film.
本発明のＥＵＶペリクルの低反射層は、ＥＵＶ光源に含まれるアウトオブバンド光（波長１５０〜４００ｎｍ）に対して、低反射性を持たせる必要があるため、材料としてＳｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｚｒ及びそれらの酸化物、窒化物、酸窒化物のいずれかを含み、膜厚１０〜２００ｎｍのである。 Since the low reflection layer of the EUV pellicle of the present invention needs to have low reflectivity with respect to the out-of-band light (wavelength 150 to 400 nm) included in the EUV light source, Si, Cr, Al, and Zr are used as materials. And any of those oxides, nitrides, and oxynitrides, and has a thickness of 10 to 200 nm.
本発明のＥＵＶペリクルの熱伝導層は、熱伝導率の高い材料（概ね100 W・m−１・K−１)以上）である必要があるため、ダイヤモンド、ナノダイヤモンド（微結晶ダイヤモンド）、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、グラファイト、ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）、窒化アルミニウム、金、銀、銅、アルミニウム、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）のいずれかを含む材料から成る。熱伝導層の膜厚は、厚ければ厚いほど熱を逃がす能力を高く出来るので、ＥＵＶペリクルの温度上昇を抑制できるが、ＥＵＶ光量の損失が多くなってしまうため、必要な露光量に応じて、膜厚を設定すればよい。 Since the heat conductive layer of the EUV pellicle of the present invention needs to be a material having high heat conductivity (approximately 100 W · m −1 · K −1 ) or more, diamond, nanodiamond (microcrystalline diamond), DLC (Diamond-like carbon), graphite, CNT (carbon nanotube), aluminum nitride, gold, silver, copper, aluminum, and a material containing any of silicon nitride (Si 3 N 4 ). The thicker the heat conducting layer, the higher the ability to release heat, so that the temperature rise of the EUV pellicle can be suppressed, but the loss of the EUV light quantity increases, so depending on the required exposure amount The film thickness may be set.
本発明のＥＵＶペリクルでは、ペリクル膜が熱伝導層に挟まれた構造と、熱伝導層がペリクル膜に挟まれた構造の両方があるが、露光機内でマスクのクリーニングに使用されるガス（一般には水素や酸素が使われる）との反応性を考慮して、反応し難い材料を選択するのがよい。 The EUV pellicle of the present invention has both a structure in which the pellicle film is sandwiched between the heat conduction layers and a structure in which the heat conduction layer is sandwiched between the pellicle films. In consideration of reactivity with hydrogen and oxygen, it is better to select materials that do not react easily.
本発明において、ＥＵＶペリクルの製造方法を限定するものではないが、例えば製造方法の一つとして、電子線露光用ステンシルマスクブランクの製造工程を応用することで作製可能である。例えば、ＳＯＩウェハを元に、ステンシルマスクと同様の製造工程にて、Ｓｉメンブレンと外枠部（必要に応じて梁構造部も）からなる構造体を予め製造し、次いで、Ｓｉメンブレンの表面に低反射層となる材料を形成したり、Ｓｉメンブレンの両面に熱伝導層となる材料を形成したり、あるいはその両方を形成したりすることで、本発明のＥＵＶペリクルを作ることが出来る。 In the present invention, the manufacturing method of the EUV pellicle is not limited, but for example, it can be manufactured by applying a manufacturing process of a stencil mask blank for electron beam exposure as one of the manufacturing methods. For example, on the basis of an SOI wafer, in the same manufacturing process as a stencil mask, a structure composed of a Si membrane and an outer frame (and a beam structure if necessary) is manufactured in advance, and then the surface of the Si membrane is formed. The EUV pellicle of the present invention can be made by forming a material that becomes a low reflection layer, forming a material that becomes a heat conductive layer on both sides of the Si membrane, or forming both.
また、これら低反射層や熱伝導層をＳＯＩウェハに直接形成してから、メンブレン部と外枠部（必要に応じて梁構造部も）からなる構造体を製造することも可能である。
これら、低反射層や熱伝導層の形成には、ＣＶＤ法（化学蒸着法）、ＰＶＤ法（物理蒸着法）、イオン注入法、拡散法、熱酸化など、様々な方法が可能である。
It is also possible to manufacture a structure including a membrane portion and an outer frame portion (and a beam structure portion if necessary) after directly forming the low reflection layer and the heat conductive layer on the SOI wafer.
Various methods such as a CVD method (chemical vapor deposition method), a PVD method (physical vapor deposition method), an ion implantation method, a diffusion method, and thermal oxidation can be used to form the low reflection layer and the heat conductive layer.
本発明のＥＵＶペリクルにより、ＥＵＶ光源に含まれるアウトオブバンド光に対しての低反射性を有し、また露光中の温度上昇を防ぐことが可能となるため、ペリクルやマスクの長寿命化、半導体パターンの高品質化が実現できる。 The EUV pellicle of the present invention has low reflectivity with respect to the out-of-band light contained in the EUV light source and can prevent a temperature rise during exposure. High quality semiconductor patterns can be realized.
以下、ＳＯＩ基板を用いたＥＵＶペリクルの製造工程を例にとり、実施例の詳細を示す。まず直径２００ｍｍ（８インチ）のＳＯＩ基板を用意した。このＳＯＩ基板の層構成はシリコン薄膜層、ＢＯＸ層、支持基板層の厚さがそれぞれ２μｍ、１μｍ、７２５μｍである。 Hereinafter, the details of the examples will be described by taking the manufacturing process of the EUV pellicle using the SOI substrate as an example. First, an SOI substrate having a diameter of 200 mm (8 inches) was prepared. In this SOI substrate, the silicon thin film layer, the BOX layer, and the supporting substrate layer have thicknesses of 2 μm, 1 μm, and 725 μm, respectively.
次に支持基板層上にスパッタリングにより窒化クロム層を形成し、パターン有効領域（露光領域に相当する領域）の窒化クロム層をフォトリソグラフィ法と塩素系ガスを用いたＲＩＥドライエッチング法により除去した。 Next, a chromium nitride layer was formed on the support substrate layer by sputtering, and the chromium nitride layer in the pattern effective region (region corresponding to the exposure region) was removed by photolithography and RIE dry etching using chlorine-based gas.
続いてフッ素系ガスを用いてＩＣＰプラズマエッチング装置にて支持基板層をエッチング処理した。エッチングストッパーとなるＢＯＸ層が露出するのをエッチング面の光反射率の変化から検出した。あらかじめ窒化クロム層を付与した領域（パターン有効領域以外の部分）は、フッ素系ガスによってエッチングされないため、エッチングマスクとして充分に機能し、エッチング処理後も残存した。 Subsequently, the support substrate layer was etched with an ICP plasma etching apparatus using a fluorine-based gas. The exposure of the BOX layer serving as an etching stopper was detected from the change in the light reflectance of the etched surface. The region to which the chromium nitride layer was previously applied (the portion other than the pattern effective region) was not etched by the fluorine-based gas, so that it sufficiently functioned as an etching mask and remained after the etching process.
次にＢＯＸ層をフッ酸水溶液によりエッチング除去し、超純水でリンスして清浄なシリコン薄膜層が露出した構造とした。こうして、パターン有効領域がシリコン薄膜層（メンブレン）の構造体が得られた。 Next, the BOX layer was removed by etching with a hydrofluoric acid aqueous solution and rinsed with ultrapure water so that a clean silicon thin film layer was exposed. Thus, a structure in which the effective pattern area was a silicon thin film layer (membrane) was obtained.
次に、シリコン薄膜層の表面のほぼ全領域に、ＳｉＯ２膜をスパッタリングにより膜厚２５ｎｍの低反射層を形成した。これにより、図２（ａ）に相当するＥＵＶペリクルを得た。 Next, a low-reflective layer having a thickness of 25 nm was formed by sputtering an SiO 2 film over almost the entire region of the surface of the silicon thin film layer. As a result, an EUV pellicle corresponding to FIG. 2A was obtained.
本実施例のＥＵＶペリクルのメンブレン部について、アウトオブバンド光である波長１５０〜４００ｎｍの平均反射率を測定したところ１７％となり、低反射層を形成しなかった場合の反射率４０％と比べて、充分な低反射機能を有していることが分かった。 For the membrane part of the EUV pellicle of this example, the average reflectance at a wavelength of 150 to 400 nm, which is out-of-band light, was measured to be 17%, compared with the reflectance of 40% when the low reflective layer was not formed. It was found to have a sufficiently low reflection function.
本発明の別の形態を示す。実施例と同様にＳＯＩ基板を元に、パターン有効領域がシリコン薄膜層の構造体を形成するまでの工程は同じである。 Another form of this invention is shown. Similar to the embodiment, the process until the pattern effective region is formed of the silicon thin film layer based on the SOI substrate is the same.
次に、シリコン薄膜層の両面にマイクロ波プラズマＣＶＤにより、ダイヤモンド薄膜を約２０ｎｍの膜厚で形成し、熱伝導層とした。これにより、図２（ｂ）に相当するＥＵＶペリクルを得た。 Next, a diamond thin film having a thickness of about 20 nm was formed on both surfaces of the silicon thin film layer by microwave plasma CVD to form a heat conductive layer. As a result, an EUV pellicle corresponding to FIG. 2B was obtained.
本実施例のＥＵＶペリクルのメンブレン部の熱伝導を、レーザーフラッシュ法熱定数測定装置にて測定したところ、３３２W・m−１・K−１となり、熱伝導層を形成しなかった場合の熱伝導率１３４W・m−１・K−１と比べて、高い熱伝導性を有していることが分かった。 When the heat conduction of the membrane part of the EUV pellicle of this example was measured with a laser flash method thermal constant measuring device, it was 332 W · m −1 · K −1 , and the heat conduction when the heat conduction layer was not formed. It was found that it has a higher thermal conductivity than the rate of 134 W · m −1 · K −1 .
本発明の別の形態を示す。実施例と同様にＳＯＩ基板を元に、パターン有効領域がシリコン薄膜層の構造体を形成するまでの工程は同じである。 Another form of this invention is shown. The process until the pattern effective region forms a silicon thin film layer structure based on the SOI substrate is the same as in the embodiment.
実施例２と同様の方法で熱伝導層を形成したメンブレン部を製造した後、さらに実施例１と同様の方法で熱伝導層の上層に低反射層を形成した。これにより、図２（ｅ）に相当するＥＵＶペリクルを得た。
本実施例のＥＵＶペリクルのメンブレン部について、波長１５０〜４００ｎｍの平均反射率を測定したところ、１２％となり、充分な低反射性を有することが分かった。また、熱伝導率を測定したところ、３０８W・m−１・K−１となり、高い熱伝導性を有していることが分かった。
After manufacturing the membrane part which formed the heat conductive layer by the method similar to Example 2, the low reflection layer was further formed in the upper layer of the heat conductive layer by the method similar to Example 1. FIG. As a result, an EUV pellicle corresponding to FIG.
With respect to the membrane portion of the EUV pellicle of this example, when the average reflectance at a wavelength of 150 to 400 nm was measured, it was found to be 12%, which was sufficiently low. The measured thermal conductivity was found to have 308W · m -1 · K -1, and the high thermal conductivity.
本発明を実施することにより、ＥＵＶ光を使用するリソグラフィに使用するＥＵＶマスクのパターン表面に異物が付着するのを防止するペリクルとして、ＥＵＶ光源に含まれるアウトオブバンド光の反射を低減でき、半導体パターンの劣化を防ぐことが出来る。また、ペリクルの温度上昇を抑制することが可能となるため、ペリクル自体の劣化やその輻射熱に起因するＥＵＶマスクの劣化を防ぐことが出来る。さらに、本発明のペリクルのうち、梁構造の無いタイプを用いれば、梁構造部でのＥＵＶ光量損失が無いために、従来見られていた半導体パターンの寸法均一性の低下は起こらない。 By implementing the present invention, as a pellicle for preventing foreign matter from adhering to the pattern surface of an EUV mask used in lithography using EUV light, reflection of out-of-band light contained in an EUV light source can be reduced, and a semiconductor Pattern deterioration can be prevented. Further, since the temperature rise of the pellicle can be suppressed, it is possible to prevent the degradation of the pellicle itself and the EUV mask due to the radiant heat. Further, if a pellicle of the present invention without a beam structure is used, there is no loss of EUV light quantity at the beam structure, so that a reduction in dimensional uniformity of the semiconductor pattern that has been conventionally observed does not occur.
０１…外枠部
０２、０２ａ、０２ｂ…ペリクル膜
０３…梁構造部
０４ａ、０４ｂ…酸化防止膜
０５…絶縁体層
０６…低反射層
０７、０７ａ、０７ｂ…熱伝導層
１０…メンブレン部
３０…ペリクルフレーム
01 ... Outer frame parts 02, 02a, 02b ... Pellicle film 03 ... Beam structure parts 04a, 04b ... Antioxidation film 05 ... Insulator layer 06 ... Low reflection layers 07, 07a, 07b ... Thermal conduction layer 10 ... Membrane part 30 ... Pellicle frame
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