JP5292669B2 - Extreme ultraviolet exposure mask, manufacturing method thereof, and extreme ultraviolet exposure method - Google Patents
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Description
本発明は半導体製品の製造プロセスの中でも、極端紫外線露光を用いたフォトリソグラフィー工程時に使用される極端紫外光露光用マスク及びそのマスクの製造方法並びに露光方法に関するものである。 The present invention relates to a mask for extreme ultraviolet light exposure used in a photolithography process using extreme ultraviolet exposure, a method for manufacturing the mask, and an exposure method, among the manufacturing processes of semiconductor products.
半導体集積回路の微細化は年々進んでおり、それに伴いフォトリソグラフィー技術に使用される光もその短波長化が進んでいる。近況としては、これまで光源として使用されてきたＫｒＦエキシマレーザー（波長２４８ｎｍ）からＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）に移行しつつある。また、ＡｒＦエキシマレーザーを使用する液浸露光法の研究が近年活発に行われており、５０ｎｍ以下の線幅を目標とする動きもある。 The miniaturization of semiconductor integrated circuits has been progressing year by year, and accordingly, the light used for photolithography technology has also been shortened. In recent times, the KrF excimer laser (wavelength 248 nm), which has been used as a light source, has been shifted to an ArF excimer laser (wavelength 193 nm). In recent years, an immersion exposure method using an ArF excimer laser has been actively researched, and there is a movement aiming at a line width of 50 nm or less.
しかしながら、ＡｒＦエキシマレーザーを使用する液浸露光法もその研究が進んでいるとはいえ、その実現可能性は不鮮明である。このような背景から、エキシマレーザーよりも波長が一桁以上短い（１０〜１５ｎｍ）極端紫外線（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ、以下ＥＵＶと略記）を用いた、ＥＵＶリソグラフィーの研究開発が進められている。 However, although the immersion exposure method using an ArF excimer laser has been researched, its feasibility is unclear. Under such circumstances, research and development of EUV lithography using extreme ultraviolet (Extreme Ultra Violet, hereinafter abbreviated as EUV) whose wavelength is one or more orders of magnitude shorter than excimer lasers (10 to 15 nm) is being promoted.
ＥＵＶ光はその波長の短さから、物質中での屈折率が真空の値に近く、材料間の光吸収の差も小さい。このようなＥＵＶ光の性質より、これまでのフォトリソグラフィーにおいて多用されてきた透過型の屈折光学系を組むことが困難となり、マスクは反射型となっている。現在のところＥＵＶ光用のマスクとして開発されているものは、まずＥＵＶ光に対する反射膜としては例えばＳｉウェハーやガラス基板上にＳｉとＭｏの二層膜を４０組ほど成膜した多層膜があって、そしてその上層にキャッピング膜や緩衝膜、ＥＵＶ光吸収膜、その上に検査光用の低反射膜などを含む吸収領域があるものが一般的である。 Due to the short wavelength of EUV light, the refractive index in the substance is close to the value of vacuum, and the difference in light absorption between materials is small. Such a property of EUV light makes it difficult to assemble a transmissive refractive optical system that has been widely used in photolithography so far, and the mask is of a reflective type. At present, a mask that has been developed as a mask for EUV light includes, for example, a multilayer film in which about 40 pairs of two layers of Si and Mo are formed on a Si wafer or a glass substrate as a reflection film for EUV light. In general, an upper layer includes an absorption region including a capping film, a buffer film, an EUV light absorption film, and a low reflection film for inspection light.
図２は、従来のＥＵＶマスクの例を断面で示した説明図である。基板１１としては、Ｓｉウェハーやガラス基板が使われる。その基板１１上にはＥＵＶ光高反射率多層膜１２が形成されている。その上にはＴａなどＥＵＶ光吸収性の大きい金属を主成分とした光吸収膜１５があり、多層膜１２と光吸収膜１５の間に、キャッピング膜１３、緩衝膜１４がこの順で形成されている。緩衝膜には、Ｃｒなどの金属やＳｉＯ2などが使用されることが多い。緩衝膜は吸収膜のドライエッチ時や欠陥修正時に多層膜へのダメージを緩和する膜であり、キャッピング膜は文字通り多層膜を保護する役目を持った膜であり、ＳｉやＲｕが使用されることが多い。
FIG. 2 is an explanatory view showing an example of a conventional EUV mask in cross section. As the
しかしこのような反射型ＥＵＶマスクは多層膜部分の膜欠陥を減らすことが極めて難しく、また、吸収膜と多層膜の間には、上記のように緩衝膜やキャッピング膜を必要とし、複雑な層構成を持っていた。 However, such a reflective EUV mask is extremely difficult to reduce the film defects in the multilayer film portion, and requires a buffer film and a capping film between the absorption film and the multilayer film as described above. Had a configuration.
以下に、公知の技術文献を示す。
本発明では、反射型ＥＵＶマスクの製造困難性を解消するために、ステンシル構造を有するＥＵＶ露光のための極端紫外線露光用マスク並びにそれを用いた極端紫外線の露光方
法を提供することを課題とする。
An object of the present invention is to provide an extreme ultraviolet exposure mask for EUV exposure having a stencil structure and an extreme ultraviolet exposure method using the same in order to eliminate the difficulty in manufacturing a reflective EUV mask. .
本発明は係る課題に鑑みなされたもので、請求項１の発明は、
極端紫外線を吸収する薄膜の部分と、前記紫外線を透過するために前記薄膜に開口した透過孔の部分からなる極端紫外線露光用マスクであって、
１）前記極端紫外線を吸収する薄膜の部分を透過する透過光の、入射光に対する透過率をＴ、前記透過孔を透過する透過光の、入射光に対する透過率をＴ0とするとき、Ｔが３〜１３％であり、さらにＴとＴ0の位相差がπの奇数倍であり、
２）前記極端紫外線を吸収する薄膜の部分が下記材料群の１つを主成分とすることを特徴とする極端紫外線露光用マスク。
（Ｓｉ、ＢをドープしたＳｉ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＤＬＣ膜、ダイヤモンド膜）
である。
The present invention has been made in view of the problems, and the invention of
A mask for extreme ultraviolet exposure comprising a portion of a thin film that absorbs extreme ultraviolet light and a portion of a transmission hole that is opened in the thin film to transmit the ultraviolet light,
1) When T is the transmittance for incident light of the transmitted light that is transmitted through the portion of the thin film that absorbs extreme ultraviolet light, and T 0 is the transmittance for incident light of the transmitted light that is transmitted through the transmission hole, T is 3 to 13%, and the phase difference between T and T 0 is an odd multiple of π,
2 ) A mask for extreme ultraviolet exposure, wherein the portion of the thin film that absorbs extreme ultraviolet rays contains one of the following material groups as a main component.
(Si, SiC doped with Si, B, SiN, DLC film, diamond film)
It is.
本発明の請求項２の発明は活性層／絶縁層（ＳｉＯ２）／基板（Ｓｉ）層を構成したＳＯＩ基板の活性層を、請求項１に記載の極端紫外線を吸収する薄膜と同じ材料としたＳＯＩ基板を用意し、基板層側に保護膜を成膜し、フォトリソグラフィにより裏面開口部形成のためのレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクにして保護膜をドライエッチングし開口部とする部分の保護膜を除去し、レジストを剥離後保護膜をマスクとして、基板層側のＳｉをエッチングし開口部を形成し、活性層側に電子線レジストを塗布し電子線描画により透過孔を形成するためのレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクにして活性層をドライエッチングし透過孔を形成し、電子線レジストを剥離することを特徴とする極端紫外線露光マスクの製造方法としたものである。
According to a second aspect of the present invention, the active layer of the SOI substrate comprising the active layer / insulating layer (SiO 2 ) / substrate (Si) layer is made of the same material as the thin film that absorbs extreme ultraviolet rays according to the first aspect. An SOI substrate is prepared, a protective film is formed on the substrate layer side, a resist pattern for forming a back surface opening is formed by photolithography, and the protective film is dry-etched using the resist pattern as a mask to form an opening. After removing the part of the protective film, peeling off the resist, using the protective film as a mask, etching the Si on the substrate layer side to form an opening, applying an electron beam resist to the active layer side, and forming a transmission hole by electron beam drawing A resist pattern is formed, and the active layer is dry-etched using the resist pattern as a mask to form a transmission hole, and the electron beam resist is peeled off. It is obtained by the production method of the mask.
本発明の請求項３の発明は、単結晶Ｓｉ基板の表側に、請求項１に記載のＳｉＣ、ＳｉＮ、ＤＬＣ膜、ダイヤモンド膜いずれかの材料を主成分とした極端紫外線を吸収する薄膜を形成し、裏側に保護膜成膜し、フォトリソグラフィにより裏側開口部形成のためのレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクにして保護膜をドライエッチングし開口部とする部分の保護膜を除去し、レジストを剥離後保護膜をマスクとして基板側のＳｉをエッチングし開口部を形成し、表側に電子線レジストを塗布し電子線描画により透過孔を形成するためのレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクにしてＳｉＣ、ＳｉＮ、ＤＬＣ膜、ダイヤモンド膜のいずれかの薄膜をドライエッチングし透過孔を形成し、電子線レジストを剥離することを特徴とする極端紫外線露光マスクの製造方法としたものである。
According to the invention of
本発明の請求項４の発明は、請求項１に記載の極端紫外線露光用マスク、または請求項２または３に記載の極端紫外線露光マスクの製造方法で製造された極端紫外線露光マスクに極端紫外線を照射し、転写パターンの形状に極端紫外線を成形する工程を具備することを特徴とする極端紫外線の露光方法。
The invention of
本発明の極端紫外光露光用マスクでは、以上のような構成であるから、極端紫外線の透過光を露光してパターン転写できるので、反射型ＥＵＶマスクの製造困難性を解消した極端紫外光露光用マスク及びその製造方法並びにそのマスクを用いた極端紫外線の露光方法とすることができる。 Since the extreme ultraviolet light exposure mask of the present invention is configured as described above, the pattern can be transferred by exposing the transmitted light of extreme ultraviolet light, so that the manufacturing difficulty of the reflective EUV mask is eliminated. A mask, a manufacturing method thereof, and an extreme ultraviolet exposure method using the mask can be obtained.
更に、本発明の露光方法によると、試料基板上に形成されたレジストに対し、精度良いパターン露光が長期間可能となり、その結果、半導体等のパターンの製造を、高い歩留まりで行うことが出来る。 Furthermore, according to the exposure method of the present invention, it is possible to perform pattern exposure with high accuracy for a resist formed on a sample substrate for a long period of time, and as a result, it is possible to manufacture a pattern of a semiconductor or the like with a high yield.
以下、本発明の実施の形態例を、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１は本発明の極端紫外線露光用マスクの一例を断面で示す部分説明図である。 FIG. 1 is a partial explanatory view showing an example of an extreme ultraviolet exposure mask of the present invention in cross section.
＜例１＞
図１で、本例の極端紫外線露光用マスクは、極端紫外線を吸収する薄膜１の部分と、前記紫外線を透過するために前記薄膜１に開口した透過孔２の部分からなる。本例ではこの薄膜が基板３上に設けられている。なお、透過孔２は薄膜１と比較し極端紫外線に対して相対的に透過であればよく、例えば透過孔２に膜を設け、透過光の位相をずらすなどしても良い。
<Example 1>
In FIG. 1, the extreme ultraviolet exposure mask of this example comprises a portion of a
＜例２＞
また本発明の極端紫外線露光用マスクは、前記極端紫外線を吸収する薄膜１の部分を透過する透過光の、入射光に対する透過率をＴ、前記透過孔２を透過する透過光の、入射光に対する透過率をＴ０とするとき、下式で表されるＤが３以上である。
<Example 2>
In the extreme ultraviolet exposure mask of the present invention, the transmittance of the transmitted light transmitted through the portion of the
Ｄ＝−ｌｏｇ１０（Ｔ／Ｔ０）・・・・（１）。 D = −log10 (T / T0) (1).
従来のＫｒＦやＡｒＦ用のマスクでは、Ｄの値は２．５以上でも利用可能であるが、波長が短く、パターンの線幅も小さいＥＵＶマスクでは、良好な転写を行うには、Ｄの値は３以上が望ましい。 Conventional masks for KrF and ArF can be used even if the value of D is 2.5 or more, but in the case of an EUV mask with a short wavelength and a small pattern line width, the value of D can be used for good transfer. Is preferably 3 or more.
＜例３＞
例２の極端紫外線露光用マスクについて、透過率Ｔ０がほぼ１００％となるバイナリマスクを例として説明する。もっとも代表的な波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を本例のマスクに露光し、それを吸収する部分の薄膜材料としてＳｉを選び、Ｓｉの膜厚に対して透過率Ｔと、Ｄを計算した結果を図３に示す。図で横軸は、膜厚の値を、縦軸はＴ、Ｄの値を示す。図３よりＳｉ膜厚がほぼ４μｍ以上であれば、Ｄ＞３となり、安定したバイナリマスクとなることが分る。Ｓｉ膜厚は厚くなるほど強度は増すが、反面透過孔を形成するためのエッチングが難しくなるので、厚すぎるのも良くない。
<Example 3>
The extreme ultraviolet exposure mask of Example 2 will be described using a binary mask having a transmittance T0 of almost 100% as an example. The most representative EUV light having a wavelength of 13.5 nm is exposed on the mask of this example, Si is selected as a thin film material for absorbing the mask, and the transmittance T and D are calculated with respect to the film thickness of Si. Is shown in FIG. In the figure, the horizontal axis represents the film thickness value, and the vertical axis represents the T and D values. From FIG. 3, it can be seen that when the Si film thickness is approximately 4 μm or more, D> 3 and a stable binary mask is obtained. As the Si film thickness increases, the strength increases, but on the other hand, etching for forming the transmission hole becomes difficult, so it is not good that it is too thick.
＜例３の作成方法＞
また、本例の極端紫外線露光用マスクは次ぎのようにして作成できる。
<Creation method of Example 3>
The extreme ultraviolet exposure mask of this example can be prepared as follows.
まず、上部の活性層が上記の条件を満たす薄膜とし、活性層の厚みが５μｍであるＳＯＩ（活性層／絶縁層（ＳｉＯ2）／基板（Ｓｉ）の層構成をしたもの）を用意する。つぎに、裏面に保護膜（ＣＶＤやスパッタにより成膜したＳｉＮなど）を成膜する。つぎに、フォトリソグラフィにより裏面開口部形成のためのレジストパターンを形成する。つぎに、上記レジストパターンをマスクにして、保護膜をドライエッチングし、開口部とする部分の保護膜を除去する。つぎに、レジストを剥離後、保護膜をマスクとして、加熱したＫ
ＯＨ液により基板側のＳｉをウェットエッチングし、開口部を形成する。このウェットエッチングはＳＯＩ基板の貼合わせ層であるＳｉＯ2膜で停止する。つぎに、活性層側に電子線レジストを塗布し、電子線描画により透過孔を形成するためのレジストパターンを形成する。つぎに、レジストパターンをマスクにして、活性層のＳｉをドライエッチングし、透過孔を形成する。つぎに、電子線レジストを剥離して本例の極端紫外線露光マスクとすることができる。
First, an SOI (active layer / insulating layer (SiO 2 ) / substrate (Si) layer structure) in which the upper active layer is a thin film satisfying the above conditions and the thickness of the active layer is 5 μm is prepared. Next, a protective film (such as SiN formed by CVD or sputtering) is formed on the back surface. Next, a resist pattern for forming a back surface opening is formed by photolithography. Next, using the resist pattern as a mask, the protective film is dry-etched to remove the portion of the protective film that becomes the opening. Next, after peeling off the resist, the film was heated using the protective film as a mask.
Si on the substrate side is wet-etched with OH liquid to form an opening. This wet etching stops at the SiO 2 film which is the bonding layer of the SOI substrate. Next, an electron beam resist is applied to the active layer side, and a resist pattern for forming transmission holes is formed by electron beam drawing. Next, using the resist pattern as a mask, Si in the active layer is dry etched to form transmission holes. Next, the electron beam resist can be peeled off to obtain the extreme ultraviolet exposure mask of this example.
＜例４＞
また本発明の極端紫外線露光マスクとして、前記極端紫外線を吸収する薄膜１の部分を透過する透過光の、入射光に対する透過率Ｔが３〜１３％であり、さらにＴと、前記透過孔２を透過する透過光の、入射光に対する透過率Ｔ０の位相差がπの奇数倍である極端紫外線露光用マスクを例示できる。
<Example 4>
Further, as the extreme ultraviolet exposure mask of the present invention, the transmittance T of the transmitted light transmitted through the portion of the
従来のＫｒＦやＡｒＦ用のマスクでは、利用できる位相差（ＰＳ）は実際上πの値しか有り得ないのに対し、ＥＵＶマスクでは屈折率が１に近いので３πや５πも実現可能である。 In the conventional KrF and ArF masks, the phase difference (PS) that can be used can actually be only π, whereas in the EUV mask, since the refractive index is close to 1, 3π and 5π can be realized.
本例の極端紫外線露光マスクとして、ハーフトーンマスクを例として説明する。 A halftone mask will be described as an example of the extreme ultraviolet exposure mask of this example.
＜比較例１＞
まず比較のため、Ｓｉを薄膜材料としたマスクについて説明する。
<Comparative Example 1>
First, for comparison, a mask using Si as a thin film material will be described.
ＥＵＶ光として波長１３．５ｎｍの光とし、ＥＵＶ光を吸収する部分の薄膜材料としてＳｉを選び、Ｓｉの膜厚に対し、透過率Ｔと、ＴとＴ０の位相差ＰＳを計算した結果を図４に示す。図で横軸は膜厚の値、縦軸はＴとＰＳの値を示し、ＰＳについては３．１４（＝π）の値のみ示した。図４より、ＰＳ＝πのとき、Ｔはすでに１％よりはるかに小さく、ハーフトーンマスクとしては不適である。これは、Ｓｉの屈折率が真空の屈折率＝１に近いため、位相差を確保するには膜厚を厚くしなければならないからである。 Fig. 5 shows the result of calculating transmittance T and phase difference PS between T and T0 with respect to the thickness of Si by selecting EU as light with a wavelength of 13.5 nm as EUV light and selecting Si as a thin film material for absorbing EUV light. 4 shows. In the figure, the horizontal axis represents the film thickness value, the vertical axis represents the values of T and PS, and only the value of 3.14 (= π) is shown for PS. From FIG. 4, when PS = π, T is already much smaller than 1%, which is not suitable as a halftone mask. This is because the refractive index of Si is close to the refractive index of vacuum = 1, so that the film thickness must be increased to ensure the phase difference.
＜比較例２＞
さらに比較の為に、Ｂを１％ドープしたＳｉを薄膜材料としたマスクについて説明する。
図４と同様、ＥＵＶ光として波長１３．５ｎｍの光とし、ＥＵＶ光を吸収する部分の薄膜材料としてＢを１％ドープしたＳｉを選び、ＢドープＳｉの膜厚に対し透過率Ｔと、ＴとＴ０の位相差ＰＳを計算した結果を図５に示す。図で横軸は膜厚の値、縦軸はＴとＰＳの値を示し、ＰＳについては３．１４（＝π）の値のみ示した。図５より、Ｂドープにより、屈折率の、真空の屈折率＝１との差はいくらか大きくなったが、ＰＳ＝πのとき、Ｔはまだ２％以下であり、ハーフトーンマスクとしては不適である。
<Comparative example 2>
For comparison, a mask using Si doped with 1% B as a thin film material will be described.
As in FIG. 4, light having a wavelength of 13.5 nm is selected as EUV light, and Si doped with 1% B is selected as a thin film material that absorbs EUV light. FIG. 5 shows the result of calculating the phase difference PS between T and T0. In the figure, the horizontal axis represents the film thickness value, the vertical axis represents the values of T and PS, and only the value of 3.14 (= π) is shown for PS. As shown in FIG. 5, the difference in refractive index from the vacuum refractive index = 1 is somewhat increased by B doping, but when PS = π, T is still 2% or less, which is not suitable as a halftone mask. is there.
＜例５＞
つぎに例４の極端紫外線露光マスクの具体例について説明する。
<Example 5>
Next, a specific example of the extreme ultraviolet exposure mask of Example 4 will be described.
本例ではＢを１０％ドープしたＳｉを薄膜材料としたマスクの場合である。 In this example, the mask is made of Si thin film material doped with 10% B.
同様に、ＥＵＶ光として波長１３．５ｎｍとする。ＥＵＶ光を吸収する部分の薄膜材料としてＢを１０％ドープしたＳｉを選び、ＢドープＳｉの膜厚に対し透過率Ｔと、ＴとＴ０の位相差ＰＳを計算した結果を図６に示す。図で横軸は膜厚の値、縦軸はＴとＰＳの値を示し、ＰＳについては３．１４（＝π）の値のみ示した。図６より、この材料では、ＰＳ＝πのとき、Ｔは約７％となり、ハーフトーンマスクとなることができる。 Similarly, the wavelength of EUV light is 13.5 nm. FIG. 6 shows the result of calculating the transmittance T and the phase difference PS between T and T0 with respect to the film thickness of B-doped Si by selecting Si doped with 10% B as the thin film material for the part that absorbs EUV light. In the figure, the horizontal axis represents the film thickness value, the vertical axis represents the values of T and PS, and only the value of 3.14 (= π) is shown for PS. As shown in FIG. 6, with this material, when PS = π, T is about 7%, which can be a halftone mask.
＜例５の作成方法＞
本例の極端紫外線露光用マスクは次ぎのようにして作成できる。
<Creation method of Example 5>
The extreme ultraviolet exposure mask of this example can be prepared as follows.
活性層の厚みが約２．２μｍ（図６参照）であり、活性層にＢを１０％ドープしたＳＯＩ基板を用意する。つぎに、裏面に保護膜（ＣＶＤやスパッタにより成膜したＳｉＮなど）を成膜し、以後、例３の作成方法と同様にして本例の極端紫外線露光用マスクを作成できる。 An SOI substrate having an active layer thickness of about 2.2 μm (see FIG. 6) and an active layer doped with 10% B is prepared. Next, a protective film (SiN or the like formed by CVD or sputtering) is formed on the back surface, and thereafter, the extreme ultraviolet exposure mask of this example can be produced in the same manner as the production method of Example 3.
＜例６＞
本例では例４でＳｉＮを薄膜材料としたマスクの場合である。
<Example 6>
In this example, the mask is made of SiN as a thin film material in Example 4.
同様に、ＥＵＶ光として波長１３．５ｎｍとする。ＥＵＶ光を吸収する部分の薄膜材料としてＳｉＮを選び、ＳｉＮの膜厚に対し透過率Ｔと、ＴとＴ０の位相差ＰＳを計算した結果を図７に示す。図で横軸は膜厚の値、縦軸はＴとＰＳの値を示し、ＰＳについては９．４２（＝３π）の値のみ示した。図７より、ＳｉＮでは、ＰＳ＝３πのとき、Ｔは約４．５％となり、ハーフトーンマスクとすることができる。 Similarly, the wavelength of EUV light is 13.5 nm. FIG. 7 shows the result of calculating the transmittance T and the phase difference PS between T and T0 with respect to the thickness of the SiN film by selecting SiN as the thin film material for the part that absorbs EUV light. In the figure, the horizontal axis shows the film thickness value, the vertical axis shows the values of T and PS, and only the value of 9.42 (= 3π) is shown for PS. From FIG. 7, in SiN, when PS = 3π, T is about 4.5%, and a halftone mask can be obtained.
＜例６の作成方法＞
単結晶Ｓｉ基板の表側に、ＣＶＤ法やスパッタにより厚みが約０．３５μｍ（図７参照）のＳｉＮ膜を形成する。つぎに、裏側に保護膜（ＣＶＤやスパッタにより成膜したＳｉＮなど）を成膜する。つぎに、フォトリソグラフィにより裏側開口部形成のためのレジストパターンを形成する。つぎに、上記レジストパターンをマスクにして、保護膜をドライエッチングし、開口部とする部分の保護膜を除去する。つぎに、レジストを剥離後、保護膜をマスクとして、加熱したＫＯＨ液により基板側のＳｉをウェットエッチングし、開口部を形成する。このウェットエッチは表側に形成したＳｉＮ膜で停止する。つぎに、表側に電子線レジストを塗布し、電子線描画により透過孔を形成するためのレジストパターンを形成する。つぎに、レジストパターンをマスクにして、ＳｉＮ膜をドライエッチングし、透過孔を形成する。つぎに、電子線レジストを剥離して、ハーフトーンマスクとすることが出来る。
<Method for creating example 6>
A SiN film having a thickness of about 0.35 μm (see FIG. 7) is formed on the front side of the single crystal Si substrate by CVD or sputtering. Next, a protective film (SiN formed by CVD or sputtering) is formed on the back side. Next, a resist pattern for forming the back side opening is formed by photolithography. Next, using the resist pattern as a mask, the protective film is dry-etched to remove the portion of the protective film that becomes the opening. Next, after peeling off the resist, Si on the substrate side is wet-etched with a heated KOH solution using the protective film as a mask to form an opening. This wet etching stops at the SiN film formed on the front side. Next, an electron beam resist is applied to the front side, and a resist pattern for forming transmission holes is formed by electron beam drawing. Next, using the resist pattern as a mask, the SiN film is dry etched to form transmission holes. Next, the electron beam resist can be peeled off to form a halftone mask.
＜例７＞
本例では例４で、ＳｉＣを薄膜材料としたマスクの場合である。
<Example 7>
This example is the case of Example 4, which is a mask using SiC as a thin film material.
同様に、ＥＵＶ光として波長１３．５ｎｍ、ＥＵＶ光を吸収する部分の薄膜材料としてＳｉＣを選び、ＳｉＣの膜厚に対し透過率Ｔと、ＴとＴ０の位相差ＰＳを計算した結果を図８に示す。図で横軸は膜厚の値、縦軸はＴとＰＳの値を示し、ＰＳについては９．４２（＝３π）の値のみ示した。図８より、ＳｉＣでは、ＰＳ＝３πのとき、Ｔは約８％となり、ハーフトーンマスクとなることができる。 Similarly, when the wavelength is 13.5 nm as EUV light and SiC is selected as a thin film material for the part that absorbs EUV light, the transmittance T and the phase difference PS between T and T0 are calculated with respect to the film thickness of SiC. Shown in In the figure, the horizontal axis shows the film thickness value, the vertical axis shows the values of T and PS, and only the value of 9.42 (= 3π) is shown for PS. From FIG. 8, in SiC, when PS = 3π, T is about 8%, and can be a halftone mask.
＜例７の作成方法＞
単結晶Ｓｉ基板の表側に、ＣＶＤ法やスパッタにより厚みが約０．６μｍ（図８参照）のＳｉＣ膜を形成する。つぎに、裏側に保護膜（ＣＶＤやスパッタにより成膜したＳｉＮなど）を成膜し、以下、裏側ウェットエッチの停止層がＳｉＣ膜である以外は、例６の作成方法と同様である。
<How to create Example 7>
A SiC film having a thickness of about 0.6 μm (see FIG. 8) is formed on the front side of the single crystal Si substrate by CVD or sputtering. Then, a protective film (SiN or the like formed by CVD or sputtering) is formed on the back side, and the same method as in Example 6 is applied except that the back side wet etch stop layer is a SiC film.
＜例８＞
本例では例４で、ＤＬＣ膜を薄膜材料としたマスクの場合である。
<Example 8>
This example is the case of Example 4 in which the DLC film is a mask made of a thin film material.
同様に、ＥＵＶ光として波長１３．５ｎｍ、ＥＵＶ光を吸収する部分の薄膜材料としてＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）を選び、ＤＬＣの膜厚に対し透過率Ｔと、ＴとＴ
０の位相差ＰＳを計算した結果を図９に示す。図で横軸は膜厚の値、縦軸はＴとＰＳの値を示し、ＰＳについては１５．７（＝５π）の値のみ示した。図９より、ＤＬＣ膜では、ＰＳ＝５πのとき、Ｔは約７％となり、ハーフトーンマスクとなることができる。
Similarly, a wavelength of 13.5 nm is selected as EUV light, and DLC (diamond-like carbon) is selected as a thin film material for the part that absorbs EUV light.
The result of calculating the phase difference PS of 0 is shown in FIG. In the figure, the horizontal axis represents the film thickness value, the vertical axis represents the T and PS values, and only the value of 15.7 (= 5π) is shown for PS. As shown in FIG. 9, in the DLC film, when PS = 5π, T is about 7% and can be a halftone mask.
＜例８の作成方法＞
単結晶Ｓｉ基板の表側に、ＣＶＤ法により厚みが約０．４５μｍ（図９参照）のＤＬＣ膜を形成する。つぎに、裏側に保護膜（ＣＶＤやスパッタにより成膜したＳｉＮなど）を成膜し、以下、裏側ウェットエッチの停止層がＤＬＣ膜である以外は、例６の作成方法と同様である。
<Method for creating example 8>
A DLC film having a thickness of about 0.45 μm (see FIG. 9) is formed on the front side of the single crystal Si substrate by a CVD method. Next, a protective film (SiN or the like formed by CVD or sputtering) is formed on the back side, and the following method is the same as that of Example 6 except that the back side wet etch stop layer is a DLC film.
＜例９＞
本例では例４で、ダイヤモンド膜を薄膜材料としたマスクの場合である。
<Example 9>
This example is the case of Example 4, which is a mask using a diamond film as a thin film material.
同様に、ＥＵＶ光として波長１３．５ｎｍ、ＥＵＶ光を吸収する部分の薄膜材料としてダイヤモンド膜を選び、ダイヤモンド膜厚に対し透過率Ｔと、ＴとＴ０の位相差ＰＳを計算した結果を図１０に示す。図で横軸は膜厚の値、縦軸はＴとＰＳの値を示し、ＰＳについては１５．７（＝５π）の値のみ示した。図１０より、ダイヤモンド膜では、ＰＳ＝５πのとき、Ｔは約７．５％となり、ハーフトーンマスクとなることができる。 Similarly, a wavelength of 13.5 nm is selected as EUV light, and a diamond film is selected as a thin film material that absorbs EUV light. The transmittance T and the phase difference PS between T and T0 are calculated with respect to the diamond film thickness. Shown in In the figure, the horizontal axis represents the film thickness value, the vertical axis represents the T and PS values, and only the value of 15.7 (= 5π) is shown for PS. As shown in FIG. 10, in the diamond film, when PS = 5π, T is about 7.5% and can be a halftone mask.
＜例９の作成方法＞
単結晶Ｓｉ基板の表側に、ＣＶＤ法により厚みが約０．３μｍ（図１０参照）のダイヤモンド膜を形成する。つぎに、裏側に保護膜（ＣＶＤやスパッタにより成膜したＳｉＮなど）を成膜し、以下、裏側ウェットエッチの停止層がダイヤモンド膜である以外は、例６の作成方法と同様である。
<Method for creating example 9>
A diamond film having a thickness of about 0.3 μm (see FIG. 10) is formed by CVD on the front side of the single crystal Si substrate. Next, a protective film (SiN or the like formed by CVD or sputtering) is formed on the back side, and the same method as in Example 6 is applied except that the back side wet etch stop layer is a diamond film.
１・・・薄膜
２・・・透過孔
３・・・基板
１１・・・基板
１２・・・ＥＵＶ光高反射率多層膜
１３・・・キャッピング膜
１４・・・緩衝膜
１５・・・ＥＵＶ光吸収膜
DESCRIPTION OF
Claims (4)
１）前記極端紫外線を吸収する薄膜の部分を透過する透過光の、入射光に対する透過率をＴ、前記透過孔を透過する透過光の、入射光に対する透過率をＴ0とするとき、Ｔが３〜１３％であり、さらにＴとＴ 0 の位相差がπの奇数倍であり、
２）前記極端紫外線を吸収する薄膜の部分が下記材料群の１つを主成分とすることを特徴とする極端紫外線露光用マスク。
（Ｓｉ、ＢをドープしたＳｉ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＤＬＣ膜、ダイヤモンド膜） A mask for extreme ultraviolet exposure comprising a portion of a thin film that absorbs extreme ultraviolet light and a portion of a transmission hole that is opened in the thin film to transmit the ultraviolet light,
1) When T is the transmittance of the transmitted light that is transmitted through the portion of the thin film that absorbs extreme ultraviolet rays, and T 0 is the transmittance of the transmitted light that is transmitted through the transmission hole, and T is 3 to 13%, and the phase difference between T and T 0 is an odd multiple of π,
2 ) A mask for extreme ultraviolet exposure, wherein the portion of the thin film that absorbs extreme ultraviolet rays contains one of the following material groups as a main component.
(Si, SiC doped with Si, B, SiN, DLC film, diamond film)
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