JP5742389B2 - Ｅｕｖ露光用マスクの修正方法およびｅｕｖ露光用マスク - Google Patents
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Description
本発明は、ＥＵＶ（Extreme Ultra Violet:極端紫外光）露光用マスクの修正方法、より詳しくは、ＥＵＶ露光用マスクの多層膜に生じた欠陥の修正方法およびＥＵＶ露光用マスクに関する。
半導体デバイス形成における露光パターンの解像限界に向け、さらに微細なパターンを露光形成するため、電子線描画装置（ＥＢ）の直描やセルプロジェクション、軟Ｘ線縮小露光（Extreme Ultra Violet Lithography: ＥＵＶＬ）のような新しい転写方法が提案されている。
その中でもＥＵＶＬは、波長約１３ナノメートル（ｎｍ）の軟Ｘ線を反射光学系で縮小露光するリソグラフィ技術であり、紫外線を用いる露光の短波長化の極限と見られ、関心を集めている。
その中でもＥＵＶＬは、波長約１３ナノメートル（ｎｍ）の軟Ｘ線を反射光学系で縮小露光するリソグラフィ技術であり、紫外線を用いる露光の短波長化の極限と見られ、関心を集めている。
ＥＵＶＬに用いられるマスクは、石英基板上にモリブデンおよびケイ素を交互に成膜したＭｏ／Ｓｉ多層膜と、ＴａＮやＴｉＮ等の吸収体と、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜と吸収体との間に二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）やクロム（Ｃｒ）等により形成されたバッファ層とから構成され、吸収体をパターン形成し、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜に必要なパターンをエッチング形成された反射マスクとなっている。Ｍｏ／Ｓｉ多層膜は、照射光の反射効果と、熱負荷による応力のバランスとを考慮して選択されている。
ＥＵＶＬマスクにおいて、基板表面に凹凸形状の欠陥が存在する場合、従来のフォトマスクでは無視できるレベルの欠陥であっても光路差に与える影響が大きく、致命的な欠陥となりうる。このような欠陥として、吸収体のパターン欠陥のほか、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜の欠陥、基板表面の欠陥等が挙げられる。
特に、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜欠陥では、多層膜表面の近傍に異物等が混入し、ＥＵＶ反射光の強度が低下する振幅欠陥、透明基板上やＭｏ／Ｓｉ多層膜成膜の初期に異物等が混入し、多層膜の内部構造変化が変化することに伴う多層膜表面の凹凸形状が伝播して生じる位相欠陥がある。
これらの振幅欠陥や位相欠陥は、ウェハ転写における良品率低下の原因となるため、吸収体やバッファ層の形成前に欠陥修正を行って除去する必要がある。
特に、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜欠陥では、多層膜表面の近傍に異物等が混入し、ＥＵＶ反射光の強度が低下する振幅欠陥、透明基板上やＭｏ／Ｓｉ多層膜成膜の初期に異物等が混入し、多層膜の内部構造変化が変化することに伴う多層膜表面の凹凸形状が伝播して生じる位相欠陥がある。
これらの振幅欠陥や位相欠陥は、ウェハ転写における良品率低下の原因となるため、吸収体やバッファ層の形成前に欠陥修正を行って除去する必要がある。
このような欠陥修正に関して、特許文献１には、多層膜中に存在する異物に対して電子ビーム等を局所的に照射して、照射部分にシリサイドを形成することにより、体積収縮による段差を解消することが記載されている
また、特許文献２には、ガラス基板上に存在する異物に対して、ガラス基板裏面から異物に対して、ガラス基板に吸収されない波長のレーザー光を収束、照射して、加熱によりＭｏ／Ｓｉ多層膜界面にシリサイドを形成し、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜に生じた段差を緩和することが記載されている。
また、特許文献２には、ガラス基板上に存在する異物に対して、ガラス基板裏面から異物に対して、ガラス基板に吸収されない波長のレーザー光を収束、照射して、加熱によりＭｏ／Ｓｉ多層膜界面にシリサイドを形成し、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜に生じた段差を緩和することが記載されている。
ＥＵＶＬでは、利用可能な光が制限されるため、反射効率が低くなるという問題がある。そのため、多層膜表面の反射率を高めることが求められている。これに関して、多層膜の層間や多層膜の下に存在するパーティクル、積層した各層の膜厚の変化や、材料の光学特性のバラつきが、多層膜構造における欠陥を生じさせたり、積層膜厚を不均一にしたりすることで照射光の反射を低下させている。
ＥＵＶ露光の照射光の反射は、上述の要因に強く影響され、反射率の変化は描画されるウェハ上にかすかな露光像として現れることがある。特許文献１および２に記載の技術では、このような局所的な修正を行うことは困難であった。
ＥＵＶ露光の照射光の反射は、上述の要因に強く影響され、反射率の変化は描画されるウェハ上にかすかな露光像として現れることがある。特許文献１および２に記載の技術では、このような局所的な修正を行うことは困難であった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ＥＵＶ露光の照射光の反射率を局所的に向上させることができるＥＵＶ露光用マスクの修正方法を提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、描画されるウェハ上に欠陥により生じる露光像の発生およびその程度が抑制されたＥＵＶ露光用マスクを提供することである。
本発明の他の目的は、描画されるウェハ上に欠陥により生じる露光像の発生およびその程度が抑制されたＥＵＶ露光用マスクを提供することである。
本発明の第一の態様は、基板上にモリブデンおよびケイ素からなるＭｏ／Ｓｉ多層膜が積層され、前記Ｍｏ／Ｓｉ多層膜上に形成された保護膜および前記保護膜上に形成された吸収膜を有するＥＵＶ露光用マスクの修正方法であって、前記保護膜の露出領域における前記Ｍｏ／Ｓｉ多層膜の下の凸形状に起因した欠陥位置を特定し、平面視において前記欠陥位置を覆う範囲にＥＵＶ露光光の波長以下の径に絞られた光線を照射して、前記ＥＵＶ露光用マスクの上面に、最大幅が前記波長以下で、前記Ｍｏ／Ｓｉ多層膜内に底面を配置した孔を複数形成することを特徴とする。
前記孔は、前記ＥＵＶ露光用マスクの平面視において、前記波長の２倍未満の所定間隔で格子状に並ぶように形成されてもよい。
前記孔は、前記ＥＵＶ露光用マスクの平面視において、前記波長の２倍未満の所定間隔で格子状に並ぶように形成されてもよい。
本発明の第二の態様は、基板上にモリブデンおよびケイ素からなるＭｏ／Ｓｉ多層膜が積層され、前記Ｍｏ／Ｓｉ多層膜上に形成された保護膜および前記保護膜上に形成された吸収膜を有するＥＵＶ露光用マスクであって、前記Ｍｏ／Ｓｉ多層膜の下の凸形状に起因した欠陥を含む局所的な前記保護膜の露出領域に、最大幅がＥＵＶ露光光の波長以下で、前記Ｍｏ／Ｓｉ多層膜内に底面を配置した孔が複数形成された反射率増加部を有することを特徴とする。
前記反射率増加部において、複数の前記孔が前記波長の２倍未満の所定間隔で格子状に配列されてもよい。
前記反射率増加部において、複数の前記孔が前記波長の２倍未満の所定間隔で格子状に配列されてもよい。
本発明のＥＵＶ露光用マスクの修正方法によれば、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜の欠陥により生じた局所的なＥＵＶ露光の照射光の反射率低下を局所的に改善し、好適に欠陥修正を行うことができる。
また、本発明のＥＵＶ露光用マスクによれば、反射率増加部を有することにより、欠陥位置の反射率が局所的に向上され、描画されるウェハ上にＭｏ／Ｓｉ多層膜の欠陥により生じる露光像の発生およびその程度を抑制することができる。
また、本発明のＥＵＶ露光用マスクによれば、反射率増加部を有することにより、欠陥位置の反射率が局所的に向上され、描画されるウェハ上にＭｏ／Ｓｉ多層膜の欠陥により生じる露光像の発生およびその程度を抑制することができる。
本発明の一実施形態について、図１から図６を参照して説明する。
図１は、欠陥を有するＥＵＶ露光用マスクの一例を示す模式図である。このＥＵＶ露光用マスク１は、例えば石英等からなる透明基板１０上に形成されたＭｏ／Ｓｉ多層膜２０と、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜２０の上面に形成された保護膜３０と、保護膜３０上に形成された吸収膜４０とを備えている。
Ｍｏ／Ｓｉ多層膜２０は、モリブデンおよびケイ素の単層膜を一対として、例えば７ナノメートル（ｎｍ）程度の膜厚で複数対積層することにより形成されている。図１は模式図のため、モリブデン２１とケイ素２２が５対示されているが、実際には、より多く、例えば４０から５０対程度積層される。
図１は、欠陥を有するＥＵＶ露光用マスクの一例を示す模式図である。このＥＵＶ露光用マスク１は、例えば石英等からなる透明基板１０上に形成されたＭｏ／Ｓｉ多層膜２０と、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜２０の上面に形成された保護膜３０と、保護膜３０上に形成された吸収膜４０とを備えている。
Ｍｏ／Ｓｉ多層膜２０は、モリブデンおよびケイ素の単層膜を一対として、例えば７ナノメートル（ｎｍ）程度の膜厚で複数対積層することにより形成されている。図１は模式図のため、モリブデン２１とケイ素２２が５対示されているが、実際には、より多く、例えば４０から５０対程度積層される。
保護膜３０は、例えばルテニウム（Ｒｕ）等からなり、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜２０の上面を覆うように形成されている。吸収膜４０は、保護膜３０上に形成した吸収体層を所望の形状にパターニングすることにより形成されている。吸収膜４０は、タンタル（Ｔａ）もしくはクロム（Ｃｒ）を主原料とし、場合によってはケイ素（Ｓｉ）を含有した合金からなる単層もしくは積層膜であり、積層膜とされる場合は、上層が当該材料の酸化物、窒化物、酸窒化物等で形成される。
ＥＵＶ露光用マスク１において、吸収膜４０が除去されて保護膜３０が露出した領域には、欠陥Ｄｆが存在している。欠陥Ｄｆでは、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜２０に歪みが生じて突出しており、その上の保護膜３０も突出している。すなわち、欠陥Ｄｆにより、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜２０が局所的に厚くなっている。
このような欠陥Ｄｆは露光光の反射率を局所的に低下させるものであり、通常の欠陥検査装置で確認することができる。仮に欠陥Ｄｆを修正せずにＥＵＶ露光用マスク１に露光光を照射してウェハに転写を行うと、図２に示すように、ウェハ１００上には、欠陥Ｄｆの面方向の寸法Ｄ１よりも大きい寸法Ｄ２の反射像が転写されてしまうため、局所的であっても致命的欠陥となる恐れがある。
本実施形態のＥＵＶ露光用マスクの修正方法（以下、単に「修正方法」と称する。）は、欠陥Ｄｆのような保護膜露出領域上の欠陥を、局所的に露光光の反射率を高めることにより好適に修正するものである。以下、詳細に説明する。
まず、欠陥検査装置を用いてＥＵＶ露光用マスクの欠陥の有無を検査し、保護層露出領域上に欠陥が発見された場合はその位置と、突出高さ等の欠損の形状に関するパラメータを特定する。
次に、収束イオンビームまたは電子ビームを用いてＥＵＶ露光光の波長以下の径に絞られた光線をＥＵＶ露光用マスク１の上面に照射し、欠陥Ｄｆを含むＥＵＶ露光用マスク１の保護膜露出領域に複数の孔を形成する。このとき、各孔の底面にＭｏ／Ｓｉ多層膜２０のケイ素層が露出するように各孔を形成するのが好ましい。収束イオンビームまたは電子ビーム使用時におけるアシストガスとしては、例えば下記表１に記載のものを適宜選択することができる。
孔を形成する領域Ａ１は、図３に示すように、欠陥Ｄｆによる形状変化が生じている領域Ｂ１をＥＵＶ露光用マスク１の平面視において完全に覆うように設定する。
図４は、領域Ａ１における孔２の形成パターンの一例を示す図である。各孔２の最大幅Ｌ１は、使用される露光光の波長よりも短い値に設定される。図４では、孔２の平面視における形状が略正方形とされているが、孔の形状はこれには限定されず、例えば略円形等であってもよい。隣接する孔２間の最短距離Ｌ３は、例えば露光光の波長よりも短い所定の値に設定されている。これにより、隣接する孔２の中心間の距離として定義する孔２のピッチＬ２は、露光光の波長の２倍未満の所定の長さに設定されている。
図４は、領域Ａ１における孔２の形成パターンの一例を示す図である。各孔２の最大幅Ｌ１は、使用される露光光の波長よりも短い値に設定される。図４では、孔２の平面視における形状が略正方形とされているが、孔の形状はこれには限定されず、例えば略円形等であってもよい。隣接する孔２間の最短距離Ｌ３は、例えば露光光の波長よりも短い所定の値に設定されている。これにより、隣接する孔２の中心間の距離として定義する孔２のピッチＬ２は、露光光の波長の２倍未満の所定の長さに設定されている。
図５に示すように、収束イオンビームや電子ビームを用いて平面視における所定パターンで複数の孔２を形成すると、保護膜３０の露出領域の一部である領域Ａ１に、複数の孔２を有する反射率増加部３１が形成され、本発明のＥＵＶ露光用マスク１Ａが完成する。反射率増加部３１が形成された領域Ａ１は、他の保護膜露出領域よりも反射率が増加している。したがって、欠陥Ｄｆが生じた領域に反射率増加部３１を形成することにより欠陥Ｄｆによる局所的な反射率の低下を補正することができる。その結果、欠陥Ｄｆが好適に修正され、図６に示すように、ウェハ１００上に形成される反射像を概ね消失させ、品質に影響を与えない程度まで小さくすることができる。
反射率増加部３１を形成する際の各種パラメータ、例えば、領域Ａ１の形状および大きさ、孔２の平面視における形状、最大幅、およびピッチ等は、先に特定された欠陥Ｄｆの形状パラメータによって決定され、シミュレーション等により算出および設定することができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において各構成要素に種々の変更を加えたり、削除したりすることが可能である。
例えば、本発明の修正方法は、目だった欠陥がないが、局所的に反射率の低下が生じている箇所に施してもよい。これにより、当該箇所の反射率を局所的に向上させて修正を行うことが可能である。
１Ａ ＥＵＶ露光用マスク
２ 孔
１０ 基板
２０ Ｍｏ／Ｓｉ多層膜
２１ モリブデン
２２ ケイ素
３０ 保護膜
３１ 反射率増加部
４０ 吸収膜
Ｄｆ 欠陥
Ｌ１ 最大幅
Ｌ２ ピッチ
２ 孔
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２０ Ｍｏ／Ｓｉ多層膜
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Ｄｆ 欠陥
Ｌ１ 最大幅
Ｌ２ ピッチ
Claims (4)
- 基板上にモリブデンおよびケイ素からなるＭｏ／Ｓｉ多層膜が積層され、前記Ｍｏ／Ｓｉ多層膜上に形成された保護膜および前記保護膜上に形成された吸収膜を有するＥＵＶ露光用マスクの修正方法であって、
前記保護膜の露出領域における前記Ｍｏ／Ｓｉ多層膜の下の凸形状に起因した欠陥位置を特定し、
平面視において前記欠陥位置を覆う範囲にＥＵＶ露光光の波長以下の径に絞られた光線を照射して、前記ＥＵＶ露光用マスクの上面に、最大幅が前記波長以下で、前記Ｍｏ／Ｓｉ多層膜内に底面を配置した孔を複数形成することを特徴とするＥＵＶ露光用マスクの修正方法。 - 前記孔は、前記ＥＵＶ露光用マスクの平面視において、前記波長の２倍未満の所定間隔で格子状に並ぶように形成されることを特徴とする請求項１に記載のＥＵＶ露光用マスクの修正方法。
- 基板上にモリブデンおよびケイ素からなるＭｏ／Ｓｉ多層膜が積層され、前記Ｍｏ／Ｓｉ多層膜上に形成された保護膜および前記保護膜上に形成された吸収膜を有するＥＵＶ露光用マスクであって、
前記Ｍｏ／Ｓｉ多層膜の下の凸形状に起因した欠陥を含む局所的な前記保護膜の露出領域に、最大幅がＥＵＶ露光光の波長以下で、前記Ｍｏ／Ｓｉ多層膜内に底面を配置した孔が複数形成された反射率増加部を有することを特徴とするＥＵＶ露光用マスク。 - 前記反射率増加部において、複数の前記孔が前記波長の２倍未満の所定間隔で格子状に配列されていることを特徴とする請求項３に記載のＥＵＶ露光用マスク。
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