JP4194746B2 - 非吸収性レチクル及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光リソグラフィレチクル及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光リソグラフィを用いた半導体の製造においては、ウエハを覆った感光性レジスト上の回路パターンのイメージの投影にマスクやレチクルが用いられている。回路パターンにおける素子の固有サイズは益々小さくなり、増加する分解能と寸法精度の増加に対する必要性も増している。光リソグラフィ工程に用いられるマスクやレチクルの改善には多くの利点がある。そのような改善の１つとして例えば、米国特許 USP 5,322,748 明細書（on June 21, 1994)に記載のフォトマスクとその製造方法が参考に挙げられる。そこには、感光性ウエハ上に投影されるイメージの分解能向上のために用いられる位相シフトマスクが記載されている。そのような改善には、処理手法の状態の推移があるが、本発明は、改善のタイプとは関わりがない。半導体ウエハの製造に用いられるツールの処理量も大量生産に必要とされるため増加し、問題を提起している。例えば、光リソグラフィ工程における露光時間の短縮のために高いエネルギ束のイルミネーションが必要となる。このエネルギー束ないしエネルギ強度における増加の結果として、マスクやレチクルの部分がこのエネルギの不所望な熱的歪みの発生に十分な量を吸収しかねない。この熱的歪みは、レチクルまたはマスク上に形成されるパターンのイメージングにエラーを引き起こす。これはウエハを覆った感光性レジスタ上に投影される。それに従って最終的な半導体デバイスの歩留まりも低下し、ひいては製造コストの増加が生じる。従って、生産性の向上のために使用される高エネルギ束イルミネーションを考慮することができ、より重要なこれらの作用を減少する動作分解能を有する、熱的歪みの少ないマスクないしレチクルの必要性が高ま
【０００３】
る。
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、熱的な歪みを低減することのできるレチクルを提供することであり、さらに露光時間の短縮と処理量の増加に結び付く高いイルミネーションエネルギの使用が可能なレチクルを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題は本発明により、透過性基板が含まれており、
前記透過性基板上には反射領域が配設されており、
前記反射領域上には電磁放射阻止領域が配設されており、
前記透過性基板を透過した電磁放射は、前記電磁放射阻止領域に達する前に前記反射領域から反射されるように構成されて解決される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明は、光リソグラフィに使用されるレチクルまたはマスクに向けられている。透過性の基板は、その上に配置された反射層または誘電層を有している。不透過または阻止層は、反射層または誘電層の上方に配置されている。不透過ないし阻止層及び反射層又は誘電層の一部は、ウエハを覆った感光性レジスト上に投影すべき所期の回路パターンを形成すべく、除去される。本発明の１つの実施例によれば、透過性基板を反射ないし誘電層と不透過ないし阻止層によって均等にコーティングすることによって透過性基板上に所期のパターンが形成される。２つの層の部分は、所期のパターンの形成のために順次除去される。本発明の他の実施例によれば、反射層または誘電層の領域が、小振りに形成され、それによって、不透過または阻止層が透過性基板とのコンタクトを伴って配置可能となる。このことは、レチクルの透過部分近傍の厚みを低減する。
【０００６】
本発明の利点は、その製造が比較的容易な事である。本発明のさらなる利点は、現行の光リソグラフィツールもしくは装置、処理技術の使用に影響がないことである。
【０００７】
本発明によれば、反射層または誘電層が透過性基板と不透過ないし阻止層の間に用いられる。
【０００８】
本発明の別の実施例によれば、適切な反射層と共に照明源の波長の独立的な使用が可能である。これには次の波長、１５７ｎｍ、１９３ｎｍ、２４８ｎｍ、３６５ｎｍも含まれる。
【０００９】
本発明のさらに別の有利な実施例は従属請求項に記載される。
【００１０】
【実施例】
次に本発明を図面に基づき以下の明細書で詳細に説明する。
【００１１】
図１には、本発明のレチクルまたはマスクが示されている。図１中透過性基板は、符号１０で示されている。この基板１０は、典型的には、ガラス、石英、フッ化カルシウム、含石英フッ化物、またはその他の適切な透過性材料からなる。反射ないし誘電層１２は、透過性基板１０の上方端面に配置されており、これは図には示されていない投影光学的に最も近い。反射層１２は、アルミニウム、あるいは照明源１８からの照明１６の波長で反射する誘電体などの反射性材料からなっている。この誘電体とは、基板上に配置されるあるいはその他の標準的な技法による、基板よりも高い反射率の１/４波長フィルムと基板よりも低い反射率の１/４波長フィルムの交互に重なった層からなる高反射コーティング部をさしている。このコーティング自体は、特定の波長によってもよいし、広範な波長間隔に亘って厚さとインデックスが変更されてもよい。標準的な材料として周知には、１５７ｎｍ〜３６５ｎｍの有意な波長での誘電体形成のためのコーティングが使用される。反射層１２の表面には不透過ないし阻止層１４が形成される。この不透過ないし阻止層１４は、典型的にはレチクルやマスク製造の標準として周知のクロムなどの金属フィルムからなる。しかしながらこの不透過ないし阻止層１４は、所期のパターンを越えた形成を回避すべく感光性レジストを活性化させないようにするのに十分なその他の材料であってもよい。反射または誘電層１２は、図示されていない、ウエハを覆う感光性レジスト上のレチクルのイメージを投影するのに用いられる照明源１８の波長において、通常使用されている不透過ないし阻止層１４以上の反射性を必要とするだけである。それによりエネルギはレチクルに吸収され、熱的負荷は低減される。図示していない、ウエハを覆う感光性レジスト上の再生すべきパターンは、反射または誘電層１２と不透過ないし阻止層１４に形成される。既に周知のようにエッチング技法が、再生すべき所期のパターン形成に用いられる。
【００１２】
図２のａ〜ｃは、基本的に本発明による、パターンも含めたレチクルまたはマスクの製造に用いられる予備ステップが示されている。図２ａは、ガラスまたは石英などの透過性材料からなる基板１０の基本的な断面が示されている。図２のｂには基本的に、透過性基板１０の表面に配置される反射または油田層１２の断面が示されている。透過性基板１０の反射または誘電層１２の形成は、スパッタリングなどの手段によって実施される。図２のｃには基本的に、反射ないし誘電層１２上に配置されるクラムなどの不透過ないし阻止層１４の形成の様子が示されている。
【００１３】
図３のａ〜ｂには基本的に、本発明による第１実施例に従ったレチクルまたはマスクの形成の様子が示されている。図２ｃに示されている不透過ないし阻止層１４の部分は、不透過ないし阻止領域１４′形成のために除去される。この領域１４′は、、不透過ないし阻止層１４全体のレジストへの電子ビームによる図示のパターンに従った電子ビーム照射と後続する現像処理などによる従来技法によって形成される。それによって領域１４′が形成される。この領域１４′の形成に続いて、反射ないし誘電層１２の部分が、ドライエッチングまたはその他の標準的なエッチングによるエッチング処理を施され、前記領域１４′と基板１０の間に反射ないし誘電領域１２′が図３ｂに示されているように形成される。その結果複雑な回路パターンなどのレチクル形成上の所期のパターンが形成される。そのように形成されたレチクルがレチクルの透過性基板１０側から入射する照明によって、ウエハを覆う感光性レジスト上で投影されたならば、不透過ないし阻止領域１４′は、図１に示した照明源によって生起された電磁放射の吸収を阻止する。照明源からの電磁放射は基板１０を透過し、少なくとも部分的に反射または誘電領域１２′によって反射される。その結果、不透過ないし阻止領域１４′は、この電磁放射を吸収しない。これは結果的にレチクルないしマスク内の加熱や熱的歪みを生じさせないことにつながる。不透過ないし阻止層１４に対して最も共通して使用される材料であるクロムは、共通の照明源の波長領域（例えば１５７ｎｍ〜３６５ｎｍ）の６０％ほどの吸収率を有している。阻止層１４は、高度な数値制御装置システムの要求を満たす位に薄い。仮にアルミニウムがこの阻止層１４として使用されるならば、吸収度は、前記したような波長領域の１０％のオーダになる。このことは、熱的負荷を６倍以上も低減させる。
【００１４】
図４ａ〜ｅは、高度の数値制御装置と投影光学系を用いた好ましい応用例としての、不透過ないし阻止層形成のための本発明による第２実施例の製造ステップを示したものである。図４ａは、領域１４″を有している透過性基板１０を備えたレチクルを示したものである。この領域１４″は、図３ａに示されている実施例の説明で記載した従来の処理技法による電子ビームによって形成される。しかしながらこの領域１４″は、小さめのサイズもしくは回路パターンの所期の幅よりも短い幅で形成される。図４ｂは、前記領域１４″の下方以外の反射ないし誘電層１２の除去が示されている。反射ないし誘電領域１２の間の間隔は、形成すべき回路パターンの所期の幅よりも大きめである。それ故にこの反射ないし誘電領域１２″は、小さめのサイズである。図４ｃには、領域１４″の除去が示されている。これは小さめの反射ないし誘電領域１２″形成のためにのみ用いられている。図４のｄには、透過性基板１０と小さめの反射領域１２″の、不透過ないし阻止層１１４による再コーティングが示されている。図４のｅには、反射領域１２″の間の不透過ないし阻止層１１４の部分的な除去を介したレチクルまたはマスク形成に対する予め定められたパターン形成の様子が示されており、これによって不透過ないし阻止領域１１４′が形成される。この不透過ないし阻止領域１１４′は、有利には、不透過ないし阻止領域１１４′による形成の結果としてのパターンを形成する縁部が透過性基板１０に隣接する。このレチクルないしマスク構造は、高度な数値制御装置を有する投影光学系の場合に有利に用いられ、故にフィールドの深さが限られる。
【００１５】
図２ａ〜ｃに示されている前処理ステップは、前記第１実施例と第２実施例に対して共通である。図３ａ〜ｂには図２ａ〜ｃに示されている共通の処理ステップに続く本発明の第１実施例による製造工程において実施される処理ステップが示されている。図４ａ〜ｅには、図２ａ〜ｃに示されている共通の処理ステップに続く、本発明の第２実施例による製造工程において実施される処理ステップが示されている。
【００１６】
図５には本発明の別の実施例が示されている。この実施例では単独の層のみが用いられている。阻止層と反射層は、同じ１つのものであってもよい。例えばアルミニウムが反射と阻止の両方の単独層であってもよい。しかしながらレチクルないしマスクメーカに周知の異なる制約はこの解決手段が排除している。ラインエッジラフネスや上層の反射率などの係数は反映される。図５では、透過性基板２１０が再生すべきパターン部分を形成する層２１３を有している。この層２１３は、基板２１０表面に隣接する反射表面２１３′を有している。基板２１０の反対側表面には、反射防止コーティング２１１が施される。この反射防止コーティング部２１３は、本発明の他の実施例にも使用される。本発明では、より多くの光がレチクルから反射され吸収は比較的少ない。レチクルの裏側表面からの余分な反射を最小化するために、パターン化されていない側が照明源により近い。有利には、反射防止コーティングには１５７ｎｍ〜３６５ｎｍの帯域の波長が用いられる。これは、余分な反射を最小化する。
【００１７】
本発明の全ての実施例を反射層を利用する。本発明で利用される反射層は、１５７ｎｍ〜３６５ｎｍの波長範囲においてクロムよりも大きな反射率を有する。このクロムは基本的には約４０％の反射率を有している。これは入射される光束の４０％が反射されることを意味する。有利には、本発明では、６０％よりも高い反射率を有する反射層ないし反射/不透過層（シングルの場合）が利用される。
【００１８】
本発明によれば、光化学線による照明の場合にレチクルのウオームアップが大幅に低減され、さらにプリントエラーの引き金となる不所望な熱的歪みも低減される。それ故に本発明は、光リソグラフィ工程を向上させ、関連する半導体製造の歩留まりを改善する。前述した実施例の説明や図面に示してきた本発明の有利な実施例は、本発明の趣旨及び展望から逸しない限り種々異なる変更が可能なことも当業者には明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の概略的な断面図である。
【図２】ａ〜ｃは、本発明によるレチクルないしマスクの製造における前処理ステップを概略的に断面図で示した図である。
【図３】ａ〜ｂは、本発明の第１実施例の次の処理ステップを概略的に断面図で示した図である。
【図４】ａ〜ｅは、本発明の第２実施例の次の処理ステップを概略的に断面図で示した図である。
【図５】本発明の別の実施例を概略的に断面図で示した図である。
【符号の説明】
１０ 基板
１２ 反射または誘電層
１４ 不透過ないし阻止層
１６ 照明
１８ 照明源

Claims (10)

1. 透過性基板と、
   前記透過性基板上に設けられた反射部と、
   前記反射部と透過性基板上に設けられた、前記反射部を被覆する電磁放射阻止部と、を有し、
   前記透過性基板を透過した電磁放射が、前記電磁放射阻止部に達する前に前記反射部から反射されるように構成されていることを特徴とする、
   光リソグラフィレチクル。
2. 前記電磁放射阻止部は、クロムからなっている、請求項１記載の光リソグラフィレチクル。
3. 前記電磁放射阻止部は、アルミニウムからなっている、請求項１記載の光リソグラフィレチクル。
4. 前記反射部は、１５７ｎｍ〜３６５ｎｍの電磁放射の予め定められた波長に対する反射特性を備えた誘電体からなる、請求項１記載の光リソグラフィレチクル。
5. 前記透過性基板は、石英、含石英フッ化物、フッ化カルシウムなどのグループから選択される、請求項１記載の光リソグラフィレチクル。
6. 前記透過性基板上に、反射防止コーティング部が配設されている、請求項１記載の光リソグラフィレチクル。
7. 透過性基板上に反射層を設けるステップと、
   前記反射層をパターニングして、反射部を形成するステップと、
   前記透過性基板及び前記反射部上に、電磁放射阻止層を設けるステップと、
   前記電磁放射阻止層をパターニングして、前記反射部を被覆する電子放射阻止部を形成するステップと、
   を有する光リソグラフィレチクルを製造する方法。
8. 前記反射層は誘電体からなる、請求項７記載の方法。
9. 前記電磁反射防止層は、クロムからなる、請求項７記載の方法。
10. 前記透過性基板上に反射防止コーティング部を設けるステップがさらに含まれている、請求項７記載の方法。

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