JP5502450B2

JP5502450B2 - 反射型露光用マスク、反射型露光用マスクの検査方法、及び反射型露光用マスクの洗浄方法

Info

Publication number: JP5502450B2
Application number: JP2009289633A
Authority: JP
Inventors: 隆加茂
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2029-12-21
Also published as: US8535854B2; US20110151358A1; JP2011129843A

Description

本発明は、反射型露光用マスク、反射型露光用マスクの製造方法、反射型露光用マスクの検査方法、及び反射型露光用マスクの洗浄方法に関する。

近年、半導体装置の微細化に伴い、回路パターンの線幅が益々縮小化している。このような縮小化要求に対して、リソグラフィ技術では、レジストの露光に用いる露光光の波長をより短波長化することで対応している。そして、パターン幅がハーフピッチ２２ｎｍの世代からは、極端紫外光（Extreme Ultra Violet：ＥＵＶ光）と呼ばれる波長が約１３．５ｎｍを中心とする波長領域を含む露光光を用いることが検討されている。このＥＵＶ光を用いることにより、従来では達成できなかったパターン幅、パターンサイズ、あるいはパターンピッチの縮小化にも対応可能と考えられている。

ただし、ＥＵＶ光を用いる露光では、従来の光透過型の露光用マスクおよび光学系ではなく、反射型の露光用マスクおよび光学系を用いる必要がある。これは、露光用マスクを所望の厚さに形成した場合に、波長が約１３．５ｎｍのＥＵＶ光を透過させることができるマスク材料が、これまでのところ存在しないためである。

そして、反射型マスクを用いる場合、反射型マスクに対してＥＵＶ光の照射が続くと、反射型マスクにはＣ系のコンタミネーション（コンタミ）が堆積され、該コンタミに起因した問題が発生する（例えば非特許文献１を参照）。例えば反射型マスクに該コンタミが堆積すると反射型マスクの反射面の反射率が低下し、さらにマスクパターン寸法が変化する。その結果、ウエハ転写パターン寸法の変動や、プロセスマージンの低下、さらに歩留りを低下させることになる。また反射型マスク上のコンタミの堆積の状態の違いにより、ウエハ転写時の最適露光量の変化にも違いが生じる。このため、反射型マスクへのコンタミの堆積をモニタする必要がある。

このコンタミの堆積量をモニタする方法として大きく分けて反射型マスク上のコンタミを直接計測する方法と、ウエハ転写パターン寸法の変化により反射型マスクをモニタする方法とがある。直接反射型マスクを計測する場合には、露光装置からマスク計測用の装置に反射型マスクを移動する必要があり、この移動による露光装置のダウンタイムやパーティクル付着などが問題となる。一方、ウエハ転写パターン寸法の変化により反射型マスクをモニタする方法は上述したようなリスクは無い。しかし、反射型マスク上に堆積されたコンタミに起因する寸法の変位だけでなく、例えば露光装置（光学系）内のミラー上に堆積されたコンタミ等に起因する寸法の変位も計測してしまう。その結果、反射型マスク上に堆積されたコンタミと露光装置内のミラー上に堆積されたコンタミとを区別することができない。このため、反射型マスクに堆積されたコンタミを判定するのは極めて煩雑であるという問題がある。

Y. Nishiyama, et al. "Carbon contamination of EUV mask: film characterization, impact on lithographic performance, and cleaning", Proc. SPIE 6921, 692116-1 (2007)

本発明は、容易に反射型露光用マスクに堆積されたコンタミを判定することが可能な反射型露光用マスク等を提供することを目的としている。

実施形態に係る反射型露光用マスクの態様は、基板上に形成され、露光光を吸収する第１の光吸収部と露光光を反射する光反射部とを有する第１の層と、前記光反射部上に形成され、露光光を吸収する第２の光吸収部を有する第２の層とを備え、前記光反射部は、前記第２の光吸収部によって覆われる、非露出部と、前記第２の光吸収部によって覆われない、露出部と、を具備し、前記第１の光吸収部は、前記露出部によって囲まれる。

本発明によれば、容易に反射型露光用マスクに堆積されたコンタミを判定することが可能な反射型露光用マスク等を提供することができる。

図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る反射型露光用マスクの基本的な構造を模式的に示した上面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図２（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る反射型露光用マスクの断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す反射型露光用マスクにＥＵＶ光を反射させた場合の転写光学像である。図３（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る反射型露光用マスクの断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す反射型露光用マスクにＥＵＶ光を反射させた場合の転写光学像である。図４（ａ）は、ＥＵＶ光に平行な低反射加工パターン及び吸収体パターン（平行方向パターン）と垂直な低反射加工パターン及び吸収体パターン（垂直方向パターン）とのそれぞれにおける転写後のパターン寸法差と反射型露光用マスクに堆積しているコンタミの堆積量との関係を示した図であり、図４（ｂ）は、ＥＵＶ光に平行な平行方向パターンと垂直な垂直方向パターンとのそれぞれにおける転写後のパターンの位置ずれ量と反射型露光用マスクに堆積しているコンタミの堆積量との関係を示した図であり、図４（ｃ）は、図４（ａ）または図４（ｂ）に示す平行方向パターン及び垂直方向パターンとＥＵＶ光との関係を示した図である。図５（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る反射型露光用マスクの断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す反射型露光用マスクにＥＵＶ光を反射させた場合の転写光学像である。図６（ａ）は、ＥＵＶ光に平行な低反射加工パターン及び吸収体パターン（平行方向パターン（０））及び該平行方向パターン（０）に対向する平行方向パターン（１８０）と、垂直な低反射加工パターン及び吸収体パターン（垂直方向パターン）とのそれぞれにおける転写後のパターン寸法差と反射型露光用マスクに堆積しているコンタミの堆積量との関係を示した図であり、図６（ｂ）は、ＥＵＶ光に平行な平行方向パターン（０）及び平行方向パターン（１８０）と、垂直な垂直方向パターンとのそれぞれにおける転写後のパターンの位置ずれ量と反射型露光用マスクに堆積しているコンタミの堆積量との関係を示した図であり、図６（ｃ）は、図６（ａ）または図６（ｂ）に示す平行方向パターン（０）、平行方向パターン（１８０）及び垂直方向パターンとＥＵＶ光との関係を示した図である。図７は、本発明の第１の実施形態に係る反射型マスクの基本的な製造方法の一部を模式的に示した断面図である。図８は、本発明の第１の実施形態に係る反射型マスクの基本的な製造方法の一部を模式的に示した断面図である。図９は、本発明の第１の実施形態に係る反射型マスクの基本的な製造方法の一部を模式的に示した断面図である。図１０は、本発明の第１の実施形態に係る反射型マスクの基本的な製造方法の一部を模式的に示した断面図である。図１１は、本発明の第１の実施形態に係る反射型マスクの基本的な製造方法の一部を模式的に示した断面図である。図１２は、本発明の第１の実施形態に係る反射型マスクの基本的な製造方法の一部を模式的に示した断面図である。図１３は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る反射型マスクの基本的な製造方法を模式的に示した断面図である。図１４は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る反射型マスクの基本的な製造方法を模式的に示した断面図である。図１５は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る反射型マスクの基本的な製造方法を模式的に示した断面図である。図１６は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る反射型マスクの基本的な製造方法を模式的に示した断面図である。図１７は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る反射型マスクの基本的な製造方法を模式的に示した断面図である。図１８は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る反射型マスクの基本的な製造方法を模式的に示した断面図である。図１９（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る反射型露光用マスクの基本的な構造を概略的に示した上面図であり、図１９（ｂ）は、図１９（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図２０（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る反射型露光用マスクの断面図であり、図２０（ｂ）は、図２０（ａ）に示す反射型露光用マスクにＥＵＶ光を反射させた場合の転写光学像である。図２１（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る反射型露光用マスクの断面図であり、図２１（ｂ）は、図２１（ａ）に示す反射型露光用マスクにＥＵＶ光を反射させた場合の転写光学像である。図２２（ａ）は、ＥＵＶ光に平行な低反射加工パターン及び吸収体パターン（平行方向パターン）と垂直な低反射加工パターン及び吸収体パターン（垂直方向パターン）とのそれぞれにおける転写後のパターン寸法差と反射型露光用マスクに堆積しているコンタミの堆積量との関係を示した図であり、図２２（ｂ）は、ＥＵＶ光に平行な平行方向パターンと垂直な垂直方向パターンとのそれぞれにおける転写後のパターンの位置ずれ量と反射型露光用マスクに堆積しているコンタミの堆積量との関係を示した図であり、図２２（ｃ）は、図２２（ａ）または図２２（ｂ）に示す平行方向パターン及び垂直方向パターンとＥＵＶ光との関係を示した図である。図２３（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る反射型露光用マスクの断面図であり、図２３（ｂ）は、図２３（ａ）に示す反射型露光用マスクにＥＵＶ光を反射させた場合の転写光学像である。図２４（ａ）は、ＥＵＶ光に平行な低反射加工パターン及び吸収体パターン（平行方向パターン（０））及び該平行方向パターン（０）に対向する平行方向パターン（１８０）と、垂直な低反射加工パターン及び吸収体パターン（垂直方向パターン）とのそれぞれにおける転写後のパターン寸法差と反射型露光用マスクに堆積しているコンタミの堆積量との関係を示した図であり、図２４（ｂ）は、ＥＵＶ光に平行な平行方向パターン（０）及び平行方向パターン（１８０）と、垂直な垂直方向パターンとのそれぞれにおける転写後のパターンの位置ずれ量と反射型露光用マスクに堆積しているコンタミの堆積量との関係を示した図であり、図２４（ｃ）は、図２４（ａ）または図２４（ｂ）に示す平行方向パターン（０）、平行方向パターン（１８０）及び垂直方向パターンとＥＵＶ光との関係を示した図である。図２５は、本発明の第２の実施形態に係る反射型マスクの基本的な製造方法の一部を模式的に示した断面図である。図２６は、本発明の第２の実施形態に係る反射型マスクの基本的な製造方法の一部を模式的に示した断面図である。図２７は、本発明の第２の実施形態に係る反射型マスクの基本的な製造方法の一部を模式的に示した断面図である。図２８は、本発明の第２の実施形態に係る反射型マスクの基本的な製造方法の一部を模式的に示した断面図である。図２９は、本発明の第２の実施形態に係る反射型マスクの基本的な製造方法の一部を模式的に示した断面図である。図３０は、本発明の第２の実施形態に係る反射型マスクの基本的な製造方法の一部を模式的に示した断面図である。

以下、本発明の実施形態の詳細を図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１を用いて、第１の実施形態に係る反射型露光用マスクの基本的な構造について説明する。図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る反射型露光用マスクの基本的な構造を模式的に示した上面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

図１に示すように、反射型マスク（反射型露光用マスク）１０は、支持基板１００と、支持基板１００上に設けられた反射層１１０と、反射層１１０上に設けられた吸収体層１２０とが積層されている構造を有している。

支持基板１００は、例えば合成石英基板である。支持基板１００をＥＵＶ露光（ＥＵＶリソグラフィー）に用いる場合には、露光精度等の点からチタン等が含有された超低膨張ガラス基板を用いることが好ましい。

反射層１１０は、ＥＵＶ光（露光光）を実質的に反射させることを目的とした、例えばモリブデンとシリコンとが交互に４０対層程度積層された反射多層膜１０１と、反射多層膜１０１上にシリコンで形成された保護層（キャッピング層）１０２とを有している。

吸収体層１２０は、ＥＵＶ（軟Ｘ線あるいは極紫外線）光を実質的に吸収するＣｒＮで形成されたバッファ層１０３と、バッファ層１０３上にＴａＢＮで形成された吸収体１０４と、吸収体１０４上に例えばＴａＯで形成されたマスク欠陥検査用の低反射層（ＬＲ層）１０５とを有する。

また、吸収体層１２０には凸パターン（吸収体パターン）が形成されている。また、反射層１１０には、該吸収体パターン近傍に、低反射加工された凹パターン（低反射加工パターン）が形成され、支持基板１００の一部が露出している。そして、該低反射加工パターン及び吸収体パターンは例えばバーインバー（bar-in-bar）パターンであり、該低反射加工パターンがアウターパターンであり該吸収体パターンがインナーパターンである。この低反射加工パターン及び吸収体パターンの組を例えばコンタミ検査用パターンとする。

前記コンタミ検査用パターンは、例えばデバイスの形成される領域（デバイス形成領域）の外側に形成され、例えば合わせずれマーク等とともに形成される。また、前記コンタミ検査用パターンは複数設けられるとさらに好ましい。

上述した反射多層膜１０１と低反射加工パターンとにより第１の層が構成され、吸収体層１２０により第２の層が構成されている。また、反射多層膜１０１は光反射部に対応し、低反射加工パターンが第１の光吸収部に対応し、吸収体層１２０が第２の光吸収部に対応している。

次に、図２〜図６を用いて第１の実施形態に係る反射型露光用マスクを用いた検査方法を概略的に説明する。

図２（ａ）、図３（ａ）及び図５（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る反射型露光用マスクの断面図であり、図２（ｂ）、図３（ｂ）及び図５（ｂ）は、図２（ａ）、図３（ａ）及び図５（ａ）に示す反射型露光用マスクにＥＵＶ光を反射させた場合の転写光学像である。なお、図２（ｂ）、図３（ｂ）及び図５（ｂ）の中央の破線は光量の閾値を示している。

第１の実施形態に係る反射型マスク１０を用いた検査は、反射型マスク１０にＥＵＶ光を照射し、図示しないウエハ上に反射されたＥＵＶ光によって形成されるウエハ転写パターンの寸法の変化をモニタすることで行われる。

図２（ａ）に示す反射型マスクにＥＵＶ光を照射すると、図２（ｂ）に示すようにＥＵＶ光が反射される。

次に図３（ａ）に示すように、反射型マスク１０上にコンタミ１３０が一様に堆積した場合、図３（ｂ）に示すように低反射加工パターンにおける光量は変わらないが、吸収体パターンの寸法が大きくなり、低反射加工パターンと吸収体パターンとの間の反射層からの反射光の光量が少なくなる。すなわち、反射光の幅が狭くなる。

図４（ａ）は、ＥＵＶ光の照射（入射）方向に対して平行な低反射加工パターン及び吸収体パターン（平行方向パターン）と垂直な低反射加工パターン及び吸収体パターン（垂直方向パターン）とのそれぞれにおける転写後のパターン寸法差と反射型露光用マスクに堆積しているコンタミの堆積量との関係を示している。つまり、吸収体により形成された吸収体パターンの転写寸法から低反射加工パターンの転写寸法を差し引くことにより得られた値と、反射型マスク１０上に堆積したコンタミ膜厚の関係を示している。図４（ｂ）は、ＥＵＶ光に平行な平行方向パターンと垂直な垂直方向パターンとのそれぞれにおける転写後のパターンの位置ずれ量と反射型露光用マスクに堆積しているコンタミの堆積量との関係を示している。例えば、低反射加工パターン及び吸収体パターンのそれぞれの転写光学像の中心の差をとることで、中心の変動の量を計測できる。これにより、転写後のパターンの位置ずれ量が判定できる。図４（ｃ）は、図４（ａ）または図４（ｂ）に示す平行方向パターン及び垂直方向パターンとＥＵＶ光との関係を示した図である。

なお、反射型マスクを用いてリソグラフィを行う場合、反射層で反射された反射光（ＥＵＶ光）を、入射光（ＥＵＶ光）と相互に干渉させずに投影光学系に入らせなくてはならない。このため、反射型マスクに入射される入射光は、反射型マスク表面の法線に対して所定の角度（オフセット角）を付けられて斜めに入射（オフセット入射）させられる。ここで、平行方向パターンとは、反射型マスク表面の法線と入射光の方向とを含む平面に対して平行、且つ法線に対して垂直な方向のパターンである。垂直方向パターンとは、反射型マスク表面の法線と入射光の方向とを含む平面に対して垂直な方向を、ＥＵＶ光に垂直な垂直方向と呼んでいる。

図４に示すように、反射型マスク１０にコンタミが一様に堆積した場合は、ＥＵＶ光に対して平行なパターンと垂直なパターンとにおいて、位置ズレが起きないことがわかる。

次に図５（ａ）に示すように、反射型マスク１０上にコンタミ１３０が異方的に堆積した場合、図５（ｂ）に示すように、低反射加工パターンにおける光量は変わらないが、吸収体パターンの寸法はコンタミが堆積している方向に大きくなり、低反射加工パターンとコンタミが堆積されている側の吸収体パターンとの間の反射層からの反射光の光量が少なくなる。

図６（ａ）は、ＥＵＶ光に平行な低反射加工パターン及び吸収体パターン（平行方向パターン（０））及び該平行方向パターン（０）に対向する平行方向パターン（１８０）と、垂直な低反射加工パターン及び吸収体パターン（垂直方向パターン）とのそれぞれにおける転写後のパターン寸法差と反射型露光用マスクに堆積しているコンタミの堆積量との関係を示している。つまり、吸収体により形成された吸収体パターンの転写寸法から低反射加工パターンの転写寸法を差し引くことにより得られた値と、反射型マスク１０上に堆積したコンタミ膜厚の関係を示している。図６（ｂ）は、ＥＵＶ光に平行な平行方向パターン（０）及び平行方向パターン（１８０）と、垂直な垂直方向パターンとのそれぞれにおける転写後のパターンの位置ずれ量と反射型露光用マスクに堆積しているコンタミの堆積量との関係を示している。例えば、低反射加工パターン及び吸収体パターンのそれぞれの転写光学像の中心の差をとることで、中心の変動の量を計測できる。これにより、転写後のパターンの位置ずれ量が判定できる。図６（ｃ）は、図６（ａ）または図６（ｂ）に示す平行方向パターン（０）、平行方向パターン（１８０）及び垂直方向パターンとＥＵＶ光との関係を示した図である。

図６に示すように、反射型マスク１０にコンタミが異方的に堆積した場合は、コンタミの堆積方向に対して垂直なパターンにおいて、位置ずれが起きることがわかる。

上述した実施形態によれば、凹型の低反射加工パターンと凸型の吸収体パターンとが互いに隣接して設けられた反射型マスクを用いて、第１の実施形態に係る反射型露光用マスクの検査を行っている。凹型の低反射加工パターンの内側にコンタミが堆積しても、転写パターンの寸法は変化しない。しかし、吸収体パターンは凸型のため、吸収体パターンの側壁にコンタミが堆積すると、転写パターンの寸法が変化する。この凹型の低反射加工パターンと凸型の吸収体パターンとの寸法差を計測することで、転写パターンの寸法の変動及び転写位置のずれ量を判定できる。このため転写パターン寸法及び転写位置の変動から反射型マスク上に堆積したコンタミに起因した寸法変動及び転写位置の変動と、露光装置内のミラー上に堆積されたコンタミに起因した寸法変動及び転写位置の変動とを区別することができる。

その結果、反射型マスク上に堆積されたコンタミと、反射型マスク以外に堆積されたコンタミ（例えば露光装置内のミラー上等に堆積されたコンタミ）とを区別することができる。これにより、反射型マスク上に堆積されたコンタミを容易に判定することができる。

なお、上述した実施形態により、反射型マスク上に堆積されたコンタミに起因した寸法変動及び転写位置の変動量が所定値以上であったと判断できた場合、前記コンタミの除去を行う。例えば反射型マスクの洗浄をおこなうことで前記コンタミの除去を行う。

また、転写パターン寸法及び転写位置の変動を記録しておくことによって、該記録に基づいて、適切な反射型マスクの洗浄のタイミング（所定のコンタミ堆積許容量の範囲内）を決定することも可能である。

また、この低反射加工パターン及び吸収体パターン（コンタミ検査用パターン）は、例えばデバイスパターンが形成されている反射型マスクのデバイスパターンの外側に複数形成されており、デバイスの形成と同時にコンタミの検査を行うことができる。このため、デバイスの製造過程において、自動でコンタミ検査用パターンを検査することも可能である。これにより、コンタミに起因した寸法変動及び転写位置の変動量が所定値を越える前に反射型マスクを適切なタイミングで洗浄することが可能である。

次に図７〜図１２を用いて本発明の第１の実施形態に係る反射型マスク１０の基本的な製造方法を概略的に説明する。図７〜図１２は、本発明の第１の実施形態に係る反射型マスク１０の基本的な製造方法を模式的に示した断面図である。

図７に示すように、６インチ角の合成石英基板（低熱膨張率基板）を支持基板１００として用意する。そして、材料としてＭｏとＳｉ材料をターゲットとして使用し、イオンビームスパッタ装置によってＭｏとＳｉとを交互に４０対程度積層する。これにより、反射多層膜（Ｍｏ／Ｓｉ多層膜）１０１が形成される。この反射多層膜１０１上に保護層（キャッピング層）１０２となるＳｉが形成される。そして、保護層１０２上にＥＵＶ光を吸収するバッファ層１０３となるＣｒＮを形成し、バッファ層１０３上にＥＵＶ光を吸収する吸収体１０４となるＴａＢＮを形成する。続いて吸収体１０４上にマスク欠陥検査用の低反射層１０５となるＴａＯを形成する。これにより、反射型マスクブランクス１１が形成される。

次に、図８に示すように、反射型マスクブランクス１１上にＥＢ描画用ポジ型レジストを塗布し、レジスト層１０６を形成する。そして、ＥＢ描画により、所望のパターンをレジスト層１０６に描画する。このパターンは、後の吸収体パターン（インナーパターン）となるパターンである。その後、現像によりレジスト層１０６をパターニングし、さらにＲＩＥ（Reactive ion etching）により、低反射層１０５及び吸収体１０４を加工してパターンを形成する。

次に、図９に示すように、パターニングされたレジスト層１０６を剥離して、洗浄する。

次に、図１０に示すように、バッファ層１０３及び低反射層１０５上にレジスト層１０７を形成する。そして、ＥＢ描画により、所望のパターンをレジスト層１０７に描画する。このパターンは、後の低反射加工パターン（アウターパターン）となるパターンである。その後、現像によりレジスト層１０７をパターニングし、低反射層１０５、吸収体１０４、バッファ層１０３、保護層１０２及び反射多層膜１０１をＲＩＥにより除去する。

次に、図１１に示すように、パターニングされたレジスト層１０７を剥離して、洗浄する。そして、形成途中の反射型マスクの検査を行い、欠陥等が有る場合には修正を行う。また、形成途中の反射型マスクの検査を行い、欠陥等がない場合、この形成途中の反射型マスクの洗浄を行う。

次に、図１２に示すように、バッファ層１０３を除去して、再び洗浄し、最終的な検査工程を経て反射型マスク１０が完成する。

（変形例）
次に、図１３〜１８を用いて第１の実施形態の変形例に係る反射型マスク１０の基本的な製造方法を概略的に説明する。図１３〜図１８は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る反射型マスク１０の基本的な製造方法を模式的に示した断面図である。なお、基本的な構造及び、基本的な製造方法は、上述した実施形態と同様である。したがって、上述した実施形態で説明した事項及び上述した実施形態から容易に類推可能な事項についての説明は省略する。

図１３に示すように、６インチ角の合成石英基板（低熱膨張率基板）を支持基板１００として用意する。そして、材料としてＭｏとＳｉ材料をターゲットとして使用し、イオンビームスパッタ装置によってＭｏとＳｉとを交互に４０対程度積層する。これにより、反射多層膜（Ｍｏ／Ｓｉ多層膜）１０１が形成される。この反射多層膜１０１上に保護層（キャッピング層）１０２となるＳｉが形成される。そして、保護層１０２上にＥＵＶ光を吸収するバッファ層１０３となるＣｒＮを形成し、バッファ層１０３上にＥＵＶ光を吸収する吸収体１０４となるＴａＢＮを形成する。続いて吸収体１０４上にマスク欠陥検査用の低反射層１０５となるＴａＯを形成する。これにより、反射型マスクブランクス１１が形成される。

次に、図１４に示すように、反射型マスクブランクス１１上にＥＢ描画用ポジ型レジストを塗布し、レジスト層１０６を形成する。そして、ＥＢ描画により、所望のパターンをレジスト層１０６に描画する。このパターンは、後の吸収体パターン（インナーパターン）及び低反射加工パターン（アウターパターン）となるパターンである。その後、現像によりレジスト層１０６をパターニングし、さらにＲＩＥにより、低反射層１０５及び吸収体１０４を加工してパターンを形成する。

次に、図１５に示すように、パターニングされたレジスト層１０６を剥離して、洗浄する。

次に、図１６に示すように、バッファ層１０３及び低反射層１０５上にレジスト層１０７を形成する。そして、ＥＢ描画により、所望のパターンをレジスト層１０７に描画する。このパターンは、後の低反射加工パターン（アウターパターン）となるパターンである。その後、現像によりレジスト層１０７をパターニングし、バッファ層１０３、保護層１０２及び反射多層膜１０１をＲＩＥにより除去する。

次に、図１７に示すように、パターニングされたレジスト層１０７を剥離して、洗浄する。そして、形成途中の反射型マスクの検査を行い、欠陥等が有る場合には修正を行う。また、形成途中の反射型マスクの検査を行い、欠陥等がない場合、この形成途中の反射型マスクの洗浄を行う。

次に、図１８に示すように、露出しているバッファ層１０３を除去して、再び洗浄し、最終的な検査工程を経て反射型マスク１０が完成する。

（第２の実施形態）
次に、図１９を用いて、第２の実施形態に係る反射型露光用マスクの基本的な構造について説明する。図１９（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る反射型露光用マスクの基本的な構造を概略的に示した上面図であり、図１９（ｂ）は、図１９（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

図１９に示すように、反射型マスク（反射型投影露光マスク）２０は、支持基板１００と、支持基板１００上に設けられた反射層１１０と、反射層１１０上に設けられた吸収体層１２０とが積層されている構造を有している。

反射層１１０は、ＥＵＶ光を実質的に反射させることを目的とした、例えばモリブデンとシリコンとが交互に４０対層程度積層された反射多層膜１０１と、反射多層膜１０１上にシリコンで形成された保護層（キャッピング層）１０２と、低反射加工領域１４０とを有している。

低反射加工領域１４０は、ＥＵＶ光を実質的に吸収するモリブデンシリサイド等である。そして、低反射加工領域１４０は低反射加工パターン形状である。また、低反射加工領域１４０の表面は反射層１１０の表面とほぼ同じ高さである。また、低反射加工領域１４０は、反射層１１０をエネルギ線照射加工したものである。

吸収体層１２０は、ＥＵＶ（軟Ｘ線あるいは極紫外線）光を実質的に吸収するＣｒＮで形成されたバッファ層１０３と、バッファ層１０３上にＴａＢＮで形成された吸収体１０４と、吸収体１０４上に例えばＴａＮで形成されたマスク欠陥検査用の低反射層（以下ＬＲ層）１０５とを有する。

また、吸収体層１２０には凸パターン（吸収体パターン）が形成されている。この吸収体パターンは、前記低反射加工パターンの近傍に形成されている。そして、該低反射加工パターン及び吸収体パターンは例えばバーインバーパターンであり、該低反射加工パターンがアウターパターンであり該吸収体パターンがインナーパターンである。

前記低反射加工パターン及び吸収体パターンは、例えばデバイスの形成される領域の外側に形成され、例えば合わせずれマーク等とともに形成される。

上述した反射多層膜１０１と低反射加工領域１４０とにより第１の層が構成され、吸収体層１２０により第２の層が構成されている。また、反射多層膜１０１は光反射部に対応し、低反射加工領域１４０が第１の光吸収部に対応し、吸収体層１２０が第２の光吸収部に対応している。

次に、図２０〜図２４を用いて第２の実施形態に係る反射型マスクの検査方法を説明する。なお、基本的な構造及び、基本的な製造方法は、上述した第１の実施形態と同様である。したがって、上述した第１の実施形態で説明した事項及び上述した実施形態から容易に類推可能な事項についての説明は省略する。

図２０（ａ）、図２１（ａ）及び図２３（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る反射型露光用マスクの断面図であり、図２０（ｂ）、図２１（ｂ）及び図２３（ｂ）は、図２０（ａ）、図２１（ａ）及び図２３（ａ）に示す反射型露光用マスクにＥＵＶ光を反射させた場合の転写光学像である。なお、図２０（ｂ）、図２１（ｂ）及び図２３（ｂ）の中央の破線は光量の閾値を示している。

第２の実施形態に係る反射型マスク２０を用いた検査は、反射型マスク２０にＥＵＶ光を照射し、図示しないウエハ上に反射されたＥＵＶ光によって形成されるウエハ転写パターンの寸法の変化をモニタすることで行われる。

図２０（ａ）に示す反射型マスクにＥＵＶ光を照射すると、図２０（ｂ）に示すようにＥＵＶ光が反射される。

次に図２１（ａ）に示すように、反射型マスク１０上にコンタミ１５０が一様に堆積した場合、図２１（ｂ）に示すように低反射加工パターンにおける光量は変わらないが、吸収体パターンの寸法が大きくなり、低反射加工パターンと吸収体パターンとの間の反射層からの反射光の光量が少なくなる。

図２２（ａ）は、ＥＵＶ光に平行な低反射加工パターン及び吸収体パターン（平行方向パターン）と垂直な低反射加工パターン及び吸収体パターン（垂直方向パターン）とのそれぞれにおける転写後のパターン寸法差と反射型露光用マスクに堆積しているコンタミの堆積量との関係を示している。図２２（ｂ）は、ＥＵＶ光に平行な平行方向パターンと垂直な垂直方向パターンとのそれぞれにおける転写後のパターンの位置ずれ量と反射型露光用マスクに堆積しているコンタミの堆積量との関係を示している。図２２（ｃ）は、図２２（ａ）または図２２（ｂ）に示す平行方向パターン及び垂直方向パターンとＥＵＶ光との関係を示した図である。

図２２に示すように、反射型マスク２０にコンタミが一様に堆積した場合は、ＥＵＶ光に対して平行なパターンと垂直なパターンとにおいて、位置ズレが起きないことがわかる。

次に図２３（ａ）に示すように、反射型マスク２０上にコンタミ１５０が異方的に堆積した場合、図２３（ｂ）に示すように、低反射加工パターンにおける光量は変わらないが、吸収体パターンの寸法はコンタミが堆積している方向に大きくなり、低反射加工パターンとコンタミが堆積されている側の吸収体パターンとの間の反射層からの反射光の光量が少なくなる。

図２４（ａ）は、ＥＵＶ光に平行な低反射加工パターン及び吸収体パターン（平行方向パターン（０））及び該平行方向パターン（０）に対向する平行方向パターン（１８０）と、垂直な低反射加工パターン及び吸収体パターン（垂直方向パターン）とのそれぞれにおける転写後のパターン寸法差と反射型露光用マスクに堆積しているコンタミの堆積量との関係を示している。図２４（ｂ）は、ＥＵＶ光に平行な平行方向パターン（０）及び平行方向パターン（１８０）と、垂直な垂直方向パターンとのそれぞれにおける転写後のパターンの位置ずれ量と反射型露光用マスクに堆積しているコンタミの堆積量との関係を示している。図２４（ｃ）は、図２４（ａ）または図２４（ｂ）に示す平行方向パターン（０）、平行方向パターン（１８０）及び垂直方向パターンとＥＵＶ光との関係を示した図である。

図２４に示すように、反射型マスク２０にコンタミが異方的に堆積した場合は、コンタミの堆積方向に対して垂直なパターンにおいて、位置ずれが起きることがわかる。

上述した実施形態によれば、反射層１１０に対して略平坦な低反射加工パターンと凸型の吸収体パターンとが互いに隣接して設けられた反射型マスクを用いて、第１の実施形態に係る反射型露光用マスクの検査を行っている。略平坦な低反射加工パターン上にコンタミが堆積しても、吸収体パターン上にコンタミが堆積した場合ほど転写光学像には影響を与えることが無く、転写パターンの寸法は変化しない。しかし、吸収体パターンは凸型のため、吸収体パターンの側壁にコンタミが堆積すると、転写パターンの寸法が変化する。この略平坦な低反射加工パターンと凸型の吸収体パターンとの寸法差を計測することで、転写パターンの寸法の変動及び転写位置のずれ量を判定できる。このため転写パターン寸法及び転写位置の変動から反射型マスク上に堆積したコンタミに起因した寸法変動及び転写位置の変動と、露光装置内のミラー上に堆積されたコンタミに起因した寸法変動及び転写位置の変動とを区別することができる。

その結果、第１の実施形態と同様に、反射型マスク上に堆積されたコンタミと、反射型マスク上に堆積されたコンタミ以外のコンタミとを区別することができる。これにより、反射型マスク上に堆積されたコンタミを容易に判定することができる。

次に図２５〜図３０を用いて本発明の第２の実施形態に係る反射型マスク２０の基本的な製造方法を概略的に説明する。図２５〜図３０は、本発明の第２の実施形態に係る反射型マスクの基本的な製造方法を模式的に示した断面図である。

図２５に示すように、６インチ角の合成石英基板を支持基板１００として用意する。そして、材料としてＭｏとＳｉ材料をターゲットとして使用し、イオンビームスパッタ装置によってＭｏとＳｉとを交互に４０対程度積層する。これにより、反射多層膜１０１が形成される。この反射多層膜１０１上に保護層１０２となるＳｉが形成される。そして、保護層１０２上にＥＵＶ光を吸収するバッファ層１０３となるＣｒＮを形成し、バッファ層１０３上にＥＵＶ光を吸収する吸収体１０４となるＴａＢＮを形成する。続いて吸収体１０４上にマスク欠陥検査用の低反射層１０５となるＴａＯを形成する。これにより、反射型マスクブランクス１１が形成される。

次に、図２６に示すように、反射型マスクブランクス１１上にＥＢ描画用ポジ型レジストを塗布し、レジスト層１０６を形成する。そして、ＥＢ描画により、所望のパターンをレジスト層１０６に描画する。このパターンは、後の吸収体パターン（インナーパターン）及び低反射加工パターン（アウターパターン）となるパターンである。その後、現像によりレジスト層１０６をパターニングし、さらにＲＩＥにより、低反射層１０５及び吸収体１０４を加工してパターンを形成する。

次に、図２７に示すように、パターニングされたレジスト層１０６を剥離して、洗浄する。

次に、図２８に示すように、バッファ層１０３及び低反射層１０５上に図示しないレジスト層を形成する。そして、ＥＢ描画により、所望のパターンをレジスト層１０７に描画する。このパターンは、後の低反射加工パターン（アウターパターン）となるパターンである。その後、現像によりレジスト層１０７をパターニングし、バッファ層１０３をＲＩＥにより除去する。そして、パターニングされたレジスト層１０７を剥離して、洗浄する。

次に、図２９に示すように、露出された反射多層膜１０１に対してエネルギ線照射加工（レーザーアニール）を行い、モリブデンシリサイドを形成する。このモリブデンシリサイドはＥＵＶ光を実質的に吸収する低反射加工領域１４０となる。この低反射加工領域１４０の表面は反射層１１０の表面とほぼ同じ高さである。また、前記エネルギ線はレーザビームあるいはイオンビームである。エネルギ線照射加工の後に形成途中の反射型マスクの洗浄を行う。そして、形成途中の反射型マスクの検査を行い、欠陥等が有る場合には修正を行う。また、形成途中の反射型マスクの検査を行い、欠陥等がない場合、この形成途中の反射型マスクの洗浄を行う。

なお、上述した各実施形態において、低反射加工パターン及び吸収体パターン（コンタミ検査用パターン）は、モニタパターンとしてバーインバーパターンと呼ばれるパターンを例として用いたが、寸法や位置ズレ計測用のパターンであればこのパターンに限定するものではなく、ボックスインボックス（box-in-box）パターン等でも良い。また、上述した各実施形態では、低反射加工パターンをアウターパターン、吸収体パターンをインナーパターンとしたが、低反射加工パターンをインナーパターン、吸収体パターンをアウターパターンとしても良い。

また上述した各実施形態ではウエハ転写することで寸法や位置ズレを計測しているが、ウエハ転写せずにマスク上のモニタパターンに対して転写光学像を取得することで寸法や位置ズレを計測してもよい。

また、上述した各実施形態では、保護層１０２としてＳｉ、バッファ層１０３としてＣｒＮを用いたが、例えば保護層１０２とバッファ層１０３を兼ねたＲｕを主成分とする材料を採用することも可能である。また、吸収体１０４上に反射型マスク欠陥検査用の低反射層１０５を用いたが、マスク欠陥検査装置としてＥＢ装置を使用する場合には、低反射層１０５は必ずしも必要ではない。また支持基板（低熱膨張率基板）１００上に反射多層膜１０１を直接成膜したが、反射型マスクの導電性を確保するために支持基板１００と反射多層膜１０１との間に導電膜を付与してもよい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施することが可能である。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示された構成要件を適宜組み合わせることによって種々の発明が抽出される。例えば、開示された構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、所定の効果が得られるものであれば、発明として抽出され得る。

１０…反射型マスク
１１…反射型マスクブランクス
２０…反射型マスク
１００…支持基板
１０１…反射多層膜
１０２…保護層
１０３…バッファ層
１０４…吸収体
１０５…低反射層
１０６…レジスト層
１０７…レジスト層
１１０…反射層
１２０…吸収体層
１３０…コンタミ
１４０…低反射加工領域
１５０…コンタミ

Claims

基板上に形成され、露光光を吸収する第１の光吸収部と露光光を反射する光反射部とを有する第１の層と、
前記光反射部上に形成され、露光光を吸収する第２の光吸収部を有する第２の層と
を備え、
前記光反射部は、
前記第２の光吸収部によって覆われる、非露出部と、
前記第２の光吸収部によって覆われない、露出部と、
を具備し、
前記第１の光吸収部は、前記露出部によって囲まれる
ことを特徴とする反射型露光用マスク。
前記第１の光吸収部は凹型のパターンであることを特徴とする請求項１記載の反射型露光用マスク。
前記第１の光吸収部の表面の高さは、前記光反射部の表面の高さと略同一であることを特徴とする請求項１記載の反射型露光用マスク。
基板上に形成され、露光光を吸収する第１の光吸収部と露光光を反射する光反射部とを有する第１の層と、前記光反射部上に形成され、露光光を吸収する第２の光吸収部を有する第２の層とを備える反射型露光用マスクを用意する工程と、
前記反射型露光用マスクに露光光を照射して、前記第１の吸収部に対応する第１のパターンと、前記第２の吸収部に対応する第２のパターンとを得る工程と、
前記第１のパターンと前記第２のパターンとのパターン間の寸法の変動量または前記第１のパターンと前記第２のパターンの位置の変動量から、前記反射型露光用マスクに堆積されたコンタミネーションの堆積量を導出する工程と
を備えることを特徴とする反射型露光用マスクの検査方法。
請求項４の方法によって導出されたコンタミネーションの堆積量が所定の量を超えた場合、前記コンタミネーションを除去することを特徴とする反射型露光用マスクの洗浄方法。
請求項４の方法によって導出されたコンタミネーションの堆積量を記録し、前記コンタミネーションを除去するタイミングを決定する工程と、
前記決定されたタイミングで前記コンタミネーションを除去する工程と
を有することを特徴とする反射型露光用マスクの洗浄方法。