JP5754592B2 - Reflective mask manufacturing method and reflective mask - Google Patents
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Description
本発明は、反射型マスクの製造方法および反射型マスクに関し、より詳細には極端紫外線(以下、EUVと呼ぶ(EUV:Extreme Ultra Violet))を光源とするEUVリソグラフィを用いた半導体製造装置などに利用される反射型マスクの製造方法および反射型マスクに関する。 The present invention relates to a reflective mask manufacturing method and a reflective mask. More specifically, the present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus using EUV lithography that uses extreme ultraviolet (EUV: Extreme Ultra Violet) as a light source. The present invention relates to a reflective mask manufacturing method and a reflective mask.
(EUVリソグラフィの説明)
近年、半導体デバイスの微細化に伴い、波長が13.5nm近傍のEUVを光源に用いたEUVリソグラフィが提案されている。EUVリソグラフィは光源波長が短く光吸収性が非常に高いため、真空中で行われる必要がある。またEUVの波長領域においては、ほとんどの物質の屈折率は1よりもわずかに小さい値である。このため、EUVリソグラフィにおいては従来から用いられてきた透過型の屈折光学系を使用することができず、反射光学系となる。従って、原版となるフォトマスクも、従来の透過型のフォトマスクは使用できないため、反射型のフォトマスク(以下、反射型マスクと呼ぶ)とする必要がある。
(Description of EUV lithography)
In recent years, with the miniaturization of semiconductor devices, EUV lithography using EUV having a wavelength of around 13.5 nm as a light source has been proposed. Since EUV lithography has a short light source wavelength and very high light absorption, it needs to be performed in a vacuum. In the EUV wavelength region, the refractive index of most substances is slightly smaller than 1. For this reason, the EUV lithography cannot use a transmission type refractive optical system which has been used conventionally, and becomes a reflection optical system. Accordingly, a conventional transmissive photomask cannot be used as the original photomask, so it is necessary to use a reflective photomask (hereinafter referred to as a reflective mask).
(反射型マスクとマスクブランクスの構造の説明)
このような反射型マスクは、マスクブランクスと呼ばれる基板を元に作成される。この基板の表面には、低熱膨張基板の上に露光光源波長に対して高い反射率を示す多層反射層と、露光光源波長の吸収層が順次形成されている。一般に、基板の裏面には、露光機内における静電チャック固定のための裏面導電膜が形成されている。また、前記多層反射層と、吸収層の間に緩衝層を有する構造を持つものもある。
(Description of the structure of the reflective mask and mask blanks)
Such a reflective mask is produced based on a substrate called a mask blank. On the surface of this substrate, a multilayer reflective layer showing a high reflectance with respect to the exposure light source wavelength and an absorption layer of the exposure light source wavelength are sequentially formed on the low thermal expansion substrate. In general, a back surface conductive film for fixing an electrostatic chuck in the exposure machine is formed on the back surface of the substrate. Some have a structure having a buffer layer between the multilayer reflective layer and the absorbing layer.
マスクブランクスから反射型マスクへ加工する際には、電子ビーム(EB)リソグラフィとエッチング技術により吸収層を部分的に除去し、緩衝層を有する構造の場合はこれも同じく除去し、吸収部と反射部からなる回路パターンを形成する。このように作成された反射型マスクによって反射された光像が反射光学系を経て半導体基板上に転写される。 When processing from a mask blank to a reflective mask, the absorbing layer is partially removed by electron beam (EB) lithography and etching technology, and in the case of a structure having a buffer layer, the absorbing layer is also removed. A circuit pattern consisting of parts is formed. The light image reflected by the reflection type mask thus created is transferred onto the semiconductor substrate via the reflection optical system.
(反射型マスクの吸収層の膜厚と反射率の説明)
反射光学系を用いた露光方法では、反射型マスク面に対して垂直方向から所定角度傾いた入射角(通常6°)で照射されるため、吸収層の膜厚が厚い場合、パターン自身の影が生じる。この影となった部分における反射強度は、影になっていない部分よりも小さいため、コントラストが低下し、転写パターンのエッジ部がぼやけたり、設計寸法からずれたりすることがある。このような現象をシャドーイングと呼び、反射型マスクの原理的課題の一つとなっている。
(Explanation of film thickness and reflectance of the absorption layer of the reflective mask)
In the exposure method using the reflective optical system, irradiation is performed at an incident angle (usually 6 °) inclined by a predetermined angle from the vertical direction with respect to the reflective mask surface. Occurs. Since the reflection intensity in the shadowed portion is smaller than that in the non-shadowed portion, the contrast is lowered, and the edge portion of the transfer pattern may be blurred or deviated from the design dimension. Such a phenomenon is called shadowing and is one of the fundamental problems of the reflective mask.
このようなパターンエッジ部のぼやけや設計寸法からのずれを防ぐためには、吸収層の膜厚は小さくし、パターンの高さを低くすることが有効である。しかし、吸収層の膜厚が小さくなると、吸収層における遮光性が低下し、転写コントラストが低下し、転写パターンの精度低下となる。すなわち、吸収層を薄くし過ぎると、転写パターンの精度を保つための必要なコントラストが得られなくなってしまう。 In order to prevent such blurring of the pattern edge portion and deviation from the design dimension, it is effective to reduce the thickness of the absorption layer and reduce the height of the pattern. However, when the thickness of the absorbing layer is reduced, the light shielding property in the absorbing layer is lowered, the transfer contrast is lowered, and the accuracy of the transfer pattern is lowered. That is, if the absorption layer is made too thin, the contrast necessary for maintaining the accuracy of the transfer pattern cannot be obtained.
以上述べたように、吸収層の膜厚は厚すぎても薄すぎても問題になるので、現在では概ね50〜90nmの間になっており、EUV光の吸収層での反射率は0.5〜2%程度である。 As described above, since the thickness of the absorption layer is too thick or too thin, it is currently in the range of about 50 to 90 nm, and the reflectance of the EUV light at the absorption layer is 0. It is about 5 to 2%.
(隣接するチップの多重露光の説明)
一方、反射型マスクを用いてシリコンウエハーのような半導体基板上に転写回路パターンを形成する際には、一枚の半導体基板上には複数の回路パターンのチップが形成される。この隣接するチップ間において、チップ外周部が重なる領域が存在する場合がある。ウェハ1枚あたりに取れるチップを出来るだけ増やしたいという生産性向上のために、チップを高密度に配置するためである。
(Explanation of multiple exposure of adjacent chips)
On the other hand, when a transfer circuit pattern is formed on a semiconductor substrate such as a silicon wafer using a reflective mask, chips having a plurality of circuit patterns are formed on one semiconductor substrate. There may be a region where the outer periphery of the chip overlaps between the adjacent chips. This is because the chips are arranged at a high density in order to improve productivity to increase the number of chips that can be taken per wafer.
この場合、チップ外周部が重なる領域については複数回(最大で4回)に渡り露光(多重露光)されることになる。この転写パターンのチップ外周部は反射型マスク上でも外周部であり、通常、吸収層の部分である。しかしながら、上述したように吸収層上でのEUV光の反射率は、0.5〜2%程度あるために、多重露光によりチップ外周部が感光してしまう問題があった。このため、マスク上のチップ外周部は通常の吸収層よりもEUV光の遮光性が高く、反射率にして0.3%以下となる低反射率領域(以下、遮光枠と呼ぶ)とする必要性が出てきた。 In this case, the region where the chip outer peripheral portions overlap is exposed (multiple exposure) a plurality of times (up to four times). The chip outer peripheral portion of this transfer pattern is also the outer peripheral portion on the reflective mask, and is usually the absorption layer portion. However, as described above, since the reflectance of EUV light on the absorption layer is about 0.5 to 2%, there is a problem that the outer periphery of the chip is exposed by multiple exposure. For this reason, the chip outer peripheral portion on the mask is required to be a low-reflectance region (hereinafter referred to as a light-shielding frame) where the EUV light shielding property is higher than that of a normal absorption layer and the reflectance is 0.3% or less. Sex came out.
このような問題を解決するために、反射型マスクの吸収層から多層反射層までを掘り込んだ溝を形成することや、反射型マスク上にレーザー照射もしくはイオン注入することで多層反射層の反射率を低下させることにより、露光光源波長に対する遮光性の高い遮光枠を設けた反射型マスクが提案されている。(例えば、特許文献1参照) In order to solve such problems, the reflection of the multilayer reflective layer can be achieved by forming a groove dug from the absorption layer of the reflective mask to the multilayer reflective layer, or by laser irradiation or ion implantation on the reflective mask. A reflective mask provided with a light-shielding frame having a high light-shielding property with respect to the exposure light source wavelength by reducing the rate has been proposed. (For example, see Patent Document 1)
(アウトオブバンドの影響説明)
また、多重露光においては、EUV光による露光だけでは無く、アウトオブバンド光(以下、OoB光と呼ぶ(OoB:Out of Band))と呼ばれる、13.5nm帯以外の真空紫外線領域から近赤外線領域の光によっても同様に、チップ外周部が感光してしまう問題があった。これらOoBの光はマスクのEUV吸収層(主材料にはタンタル(Ta)を含む物質が多く用いられる)で反射し、ウェハに放射される。そのため、13.5nm以外にも様々な波長の光がウェハ上レジストに照射され感光し、チップ境界領域近傍のパターン寸法などに悪影響を及ぼしていた。
(Explanation of out-of-band effects)
In addition, in multiple exposure, not only exposure with EUV light but also out-of-band light (hereinafter referred to as OoB light (OoB: Out of Band)) to a near infrared region from a vacuum ultraviolet region other than the 13.5 nm band. Similarly, there is a problem that the outer periphery of the chip is exposed to light. The OoB light is reflected by the EUV absorption layer of the mask (a material containing tantalum (Ta) is often used as the main material) and emitted to the wafer. For this reason, light having various wavelengths other than 13.5 nm is irradiated on the resist on the wafer and exposed to light, which has an adverse effect on the pattern size in the vicinity of the chip boundary region.
しかしながら、上記特許文献の方法では、マスクパターン作成後の遮光枠の領域についての多層反射層の掘り込みでは、材質の異なるモリブデン(Mo)とシリコン(Si)の合計80層を加工する必要があり、ドライエッチングにおいて実現させるには非常に複雑な条件となっていた。また、メインパターンのエッチングとは別に、2度に分けてリソグラフィとエッチングを行う必要があり、スループットが悪化するという不都合があった。 However, in the method of the above-mentioned patent document, it is necessary to process a total of 80 layers of molybdenum (Mo) and silicon (Si) of different materials when digging the multilayer reflective layer in the area of the light shielding frame after creating the mask pattern. However, it was a very complicated condition to realize in dry etching. In addition to the etching of the main pattern, it is necessary to perform lithography and etching in two steps, which disadvantageously deteriorates throughput.
また、上記特許文献の方法により、吸収層および多層反射層をすべて掘り込み除去して基板表面を露呈させて遮光枠を形成した場合でも、基板の裏面には導電膜が設けられている。導電膜は、主材料にはクロム(Cr)を含む物質が多く用いられており、マスク表面から入ったOoB光は、基板を透過し、裏面の導電膜にて反射し、再び基板を透過し、マスク表面に戻ってくることで、悪影響を及ぼすという不都合があった。 Further, even when the light shielding frame is formed by digging and removing all of the absorption layer and the multilayer reflective layer to expose the substrate surface by the method of the above-mentioned patent document, a conductive film is provided on the back surface of the substrate. The conductive film is often made of a material containing chromium (Cr) as the main material, and OoB light entering from the mask surface is transmitted through the substrate, reflected by the conductive film on the back surface, and transmitted through the substrate again. There is an inconvenience of adversely affecting the mask surface.
本発明の目的は、OoB光の影響を軽減した遮光枠を有する、製造しやすい反射型マスクの製造方法および反射型マスクを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a manufacturing method of a reflective mask and a reflective mask that have a light-shielding frame that reduces the influence of OoB light.
本発明は、上記の課題を解決するために、以下の方法や構成を採用した。 The present invention employs the following methods and configurations in order to solve the above problems.
本発明は、極端紫外線(EUV)リソグラフィに用いられる反射型マスクの製造方法に関する。そして、基板の一面の上に光反射層を形成する工程と、光反射層の上に光吸収層を形成する工程と、基板の他面に導電膜を形成する工程と、光反射層に回路パターンを形成する工程と、回路パターンの外側の枠状領域の光反射層と光吸収層とを基板の一面が露呈するまで除去してなる遮光枠を形成する工程と、枠状領域の導電膜を基板の他面が露呈するまで除去してなる導電膜除去領域を形成する工程とを備えることを特徴とする。 The present invention relates to a method of manufacturing a reflective mask used in extreme ultraviolet (EUV) lithography. A step of forming a light reflecting layer on one surface of the substrate; a step of forming a light absorbing layer on the light reflecting layer; a step of forming a conductive film on the other surface of the substrate; and a circuit on the light reflecting layer. A step of forming a pattern, a step of forming a light-shielding frame formed by removing the light reflecting layer and the light absorbing layer in the frame-shaped region outside the circuit pattern until one surface of the substrate is exposed, and a conductive film in the frame-shaped region And a step of forming a conductive film removal region that is removed until the other surface of the substrate is exposed.
また、基板に対しては透過性を有し、光反射層と光吸収層と導電膜とに対しては非透過性のレーザー光を、基板の一面側または他面側から照射して、光反射層と光吸収層と導電膜とを除去することにより、遮光枠を形成する工程と導電膜除去領域を形成する工程とを一括して行うことを特徴とする。 In addition, the substrate is transparent, and the light reflecting layer, the light absorbing layer, and the conductive film are irradiated with laser light from one side or the other side of the substrate to emit light. By removing the reflective layer, the light absorption layer, and the conductive film, the step of forming the light shielding frame and the step of forming the conductive film removal region are performed collectively.
また、遮光枠を形成する工程と導電膜除去領域を形成する工程とを、回路パターンを形成する工程の前に行うことを特徴とする。 Further, the step of forming the light shielding frame and the step of forming the conductive film removal region are performed before the step of forming the circuit pattern.
また、遮光枠を形成する工程と導電膜除去領域を形成する工程とを、回路パターンを形成する工程の後に行うことを特徴とする。 Further, the step of forming the light shielding frame and the step of forming the conductive film removal region are performed after the step of forming the circuit pattern.
また、レーザー光には、YAGレーザーまたはCO2レーザーによるレーザー光を用いることを特徴とする。 Further, the laser light is characterized by using a laser light by a YAG laser or a CO 2 laser.
そして、本発明はEUVリソグラフィに用いられる反射型マスクに関し、上記のいずれかに記載の反射型マスクの製造方法によって製造されたことを特徴とする。 And this invention relates to the reflective mask used for EUV lithography, It was manufactured by the manufacturing method of the reflective mask in any one of said.
本発明によれば、上述の特徴を有することから、下記に示すことが可能となる。 According to the present invention, since it has the above-described features, the following can be achieved.
すなわち、極端紫外線(EUV)リソグラフィに用いられる反射型マスクの製造方法であって、基板の一面の上に光反射層を形成する工程と、光反射層の上に光吸収層を形成する工程と、基板の他面に導電膜を形成する工程と、光反射層に回路パターンを形成する工程と、回路パターンの外側の枠状領域の光反射層と光吸収層とを基板の一面が露呈するまで除去してなる遮光枠を形成する工程と、枠状領域の導電膜を基板の他面が露呈するまで除去してなる導電膜除去領域を形成する工程とを備えるので、基板を透過し、他面の導電膜にて反射し、再び基板を透過し、マスク表面に戻ってくることで悪影響を及ぼすOoB光の影響を軽減することができる。 That is, a method of manufacturing a reflective mask used in extreme ultraviolet (EUV) lithography, a step of forming a light reflecting layer on one surface of a substrate, and a step of forming a light absorbing layer on the light reflecting layer The one surface of the substrate exposes the step of forming a conductive film on the other surface of the substrate, the step of forming a circuit pattern on the light reflecting layer, and the light reflecting layer and the light absorbing layer in the frame region outside the circuit pattern. A step of forming a light-shielding frame formed by removing the conductive film in a frame-shaped region and a step of forming a conductive film removal region formed by removing the conductive film in the frame-shaped region until the other surface of the substrate is exposed. Reflecting by the conductive film on the other surface, passing through the substrate again, and returning to the mask surface, it is possible to reduce the adverse effect of OoB light.
また、基板に対しては透過性を有し、光反射層と光吸収層と導電膜とに対しては非透過性のレーザー光を、基板の一面側または他面側から照射して、光反射層と光吸収層と導電膜とを除去することにより、遮光枠を形成する工程と導電膜除去領域を形成する工程とを一括して行うので、遮光枠を形成するためのドライエッチング等で掘り込む手法よりもスループットが高くなる。また、表裏を同時にレーザーで除去出来る事から、マスク表裏での位置精度を高くなり、かつ、ガラスと他面の導電膜界面でのOoBの影響を小さくできる。そして、この反射型マスクを用いることで、高い精度で転写パターンを形成できる。 In addition, the substrate is transparent, and the light reflecting layer, the light absorbing layer, and the conductive film are irradiated with laser light from one side or the other side of the substrate to emit light. By removing the reflective layer, the light absorption layer, and the conductive film, the process of forming the light shielding frame and the process of forming the conductive film removal region are performed in a lump. Therefore, by dry etching or the like for forming the light shielding frame Throughput is higher than the digging technique. In addition, since the front and back surfaces can be simultaneously removed by the laser, the positional accuracy on the front and back surfaces of the mask can be increased, and the influence of OoB at the conductive film interface between the glass and the other surface can be reduced. By using this reflective mask, a transfer pattern can be formed with high accuracy.
また、遮光枠を形成する工程と導電膜除去領域を形成する工程とを、回路パターンを形成する工程の前に行うので、必要に応じて、既に形成した遮光枠に合わせて調整しながら、回路パターンを形成することができる。 In addition, since the step of forming the light shielding frame and the step of forming the conductive film removal region are performed before the step of forming the circuit pattern, the circuit can be adjusted while adjusting to the already formed light shielding frame as necessary. A pattern can be formed.
また、遮光枠を形成する工程と導電膜除去領域を形成する工程とを、回路パターンを形成する工程の後に行うので、必要に応じて、既に形成した回路パターンに合わせて調整しながら、遮光枠を形成することができる。 In addition, since the step of forming the light shielding frame and the step of forming the conductive film removal region are performed after the step of forming the circuit pattern, the light shielding frame is adjusted as necessary according to the already formed circuit pattern. Can be formed.
また、レーザー光には、YAGレーザーまたはCO2レーザーによるレーザー光を用いるので、波長が短く高エネルギーなレーザー光により、確実に多層反射層や吸収層、導電膜などを除去することができる。 In addition, since laser light from a YAG laser or CO 2 laser is used as the laser light, the multilayer reflective layer, the absorption layer, the conductive film, and the like can be reliably removed by the laser light having a short wavelength and high energy.
そして、EUVリソグラフィに用いられる反射型マスクに関し、上記のいずれかに記載の反射型マスクの製造方法によって製造されるので、高い精度の反射型マスクを得ることができる。 Since the reflective mask used in EUV lithography is manufactured by any of the above-described reflective mask manufacturing methods, a highly accurate reflective mask can be obtained.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について、詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(回路パターン形成前の反射型マスクの構成)
まず、回路パターン形成前の反射型マスクの構成について図1および図2を参照して説明する。図1(a)〜(d)は、本発明の実施形態である反射型マスク100、200、300、400の略中央部分の概略断面図を示している。図2(a)は、図1(a)〜(d)に示す反射型マスク100、200、300、400を一面側から見た概略図であり、図2(b)は反射型マスク100、200を他面側から見た概略図であり、図2(c)は反射型マスク300、400を他面側から見た概略図である。なお、以下の説明で、反射型マスク100、200、300、400の基板11の回路パターンが形成される側の面を一面、この反対面を他面と呼ぶものとする。
(Configuration of reflective mask before circuit pattern formation)
First, the configuration of a reflective mask before forming a circuit pattern will be described with reference to FIGS. 1A to 1D are schematic cross-sectional views of a substantially central portion of a
図1(a)に示す反射型マスク100には、基板11の一面の上に多層反射層(光反射層)21が形成され、多層反射層21の上には吸収層(光吸収層)51が形成されていて、基板11の他面には導電膜71が形成されている。
図1(b)に示す反射型マスク200は、反射型マスク100の多層反射層21と吸収層51との間に緩衝層41を追加した構成のものであり、基板11の一面に多層反射層21、緩衝層41、吸収層51が順次形成されている。また、基板11の他面には導電膜71が形成されている。
図1(c)、(d)に示す反射型マスク300、400は、反射型マスク100、200の他面から導電膜71が削除された構成に形成されている。
In the
The
The
図2(a)に示すように、反射型マスク100、200、300、400の一面には吸収層領域80と額縁形状の枠状領域90とが形成されている。枠状領域90においては、図1に示すように、多層反射層21と吸収層51、または、多層反射層21と緩衝層41と吸収層51とが溝状に除去され遮光枠25が形成されている。遮光枠25の底部では、基板11の一面が露呈され、剥き出しになっている。
As shown in FIG. 2A, an
図2(b)に示すように、反射型マスク100、200他面には導電膜71と額縁形状の導電膜除去領域72とが形成されている。導電膜除去領域72においては、図1(a)、(b)に示すように、枠状領域90の導電膜71が溝状に除去されている。導電膜除去領域72の底部では、基板11の他面が露呈され、剥き出しになっている。
図2(c)に示すように、反射型マスク300、400他面には導電膜71は設けられておらず、基板11の他面全面が露呈され、剥き出しになっている。
As shown in FIG. 2B, a
As shown in FIG. 2C, the
図1および図2に示す遮光枠25と導電膜除去領域72を形成する方法について説明する。本実施形態では、YAGレーザー(1064nmの4次高調波266nmを使用)による波長が短く高エネルギーなレーザー光を用いる。このレーザー光は、基板11は透過するが、多層反射層21と吸収層51、緩衝層41や導電膜71は非透過性である。
A method of forming the
まず、図1(a)において、反射型マスク100の基板11の他面全面に導電膜71を形成し、次に、基板11の一面全面に多層反射層21と吸収層51とを形成する。次に、一面側または他面側から、枠状領域90の範囲にレーザー光を照射する。すると、多層反射層21と吸収層51と導電膜71とが一括して除去され、遮光枠25と導電膜除去領域72とが形成される。
First, in FIG. 1A, the
図1(b)、(c)、(d)における、反射型マスク200、300、400の場合も、同様にレーザー光の照射により、多層反射層21と緩衝層41と吸収層51と導電膜71、または多層反射層21と吸収層51、または多層反射層21と緩衝層41と吸収層51とが一括して除去され、遮光枠25と導電膜除去領域72、または遮光枠25が形成される。
In the case of the
なお、この実施形態の説明では、遮光枠25と導電膜除去領域72との形成を、回路パターン形成前に行ったが、形成後でもよい。
また、レーザー光として、YAGレーザーを用いたが、CO2レーザーなどを用いてもよい。
In the description of this embodiment, the
Further, a YAG laser is used as the laser beam, but a CO 2 laser or the like may be used.
以上のように、図1(a)、(b)に示す反射型マスク100、200では、遮光枠25は溝状で、底部では基板11の一面が露呈されており、基板の裏側にも導電膜除去領域72が設けられ基板11の他面が露呈されているので、遮光枠25の底部から基板を透過したOoB光が、他面の導電膜にて反射して、再び基板を透過し、マスク表面に戻ってくるということがなくなり、OoB光の影響を軽減することができる。
As described above, in the
また、図1(c)、(d)に示す反射型マスク300、400の場合では、他面には導電膜71は設けられておらず、基板11の他面全面が露呈され、剥き出しになっているので、遮光枠25の底部から基板を透過したOoB光が、他面の導電膜にて反射して、再び基板を透過し、マスク表面に戻ってくるということがなくなり、OoB光の影響を軽減することができる。なお、この場合、反射型マスク300、400は図示しない露光機内で真空チャックなどで固定される。
In the case of the
また、多層反射層21と吸収層51と導電膜71などをレーザー照射で一括して除去し、遮光枠25と導電膜除去領域72を形成する事から、ドライエッチングなどで掘り込む方法よりもスループットが高いものとなる。また、基板11の表裏を同時にレーザーで除去出来る事から、表裏での位置精度を高く、かつOoBの影響を非常に小さくすることができる。これらのことから、半導体基板上に転写回路パターンを形成する際に、高い精度で転写パターンを形成ができる。
Further, since the
(反射型マスクの構成の詳細:多層反射層)
図1(a)、(c)の多層反射層21は、13.5nm近傍のEUV光に対して60%程度の反射率を達成できるように設計されている。多層反射層21は、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)が交互に40〜50ペア積層した積層膜で、さらに最上層はルテニウム(Ru)で構成されている。Ru層の下に隣接する層はSi層である。MoとSiが使われている理由は、EUV光に対する吸収(消衰係数)が小さく、かつ、MoとSiのEUV光での屈折率差が大きいために、SiとMoの界面での反射率を高く出来るためである。多層反射層の最上層のRuは、吸収層の加工におけるストッパーやマスク洗浄時の薬液に対する保護層としての役割を果たしている。
(Details of reflective mask configuration: multilayer reflective layer)
The multilayer
図1(b)、(d)の多層反射層21は、13.5nm近傍のEUV光に対して60%程度の反射率を達成できるように設計されており、MoとSiが交互に40〜50ペア積層した積層膜で、最上層はSi層で構成されている。この場合の多層反射層の最上層のSiも、上述したRuと同様の役割を果たす。
The multilayer
(反射型マスクの構成の詳細:緩衝層)
図1(b)、(d)の緩衝層41は、吸収層51のエッチングやパターン修正時に、緩衝層の下に隣接する多層反射層21の最上層であるSi層を保護するために設けられており、クロム(Cr)の窒素化合物(CrN)で構成されている。
(Details of reflective mask configuration: buffer layer)
The
(反射型マスクの構成の詳細:吸収層)
図1(a)〜(d)の吸収層51は、13.5nm近傍のEUVに対して吸収率の高いタンタル(Ta)の窒素化合物(TaN)で構成されている。他の材料として、タンタルホウ素窒化物(TaBN)、タンタルシリコン(TaSi)、タンタル(Ta)や、それらの酸化物(TaBON、TaSiO、TaO)でも良い。
(Details of reflective mask configuration: Absorbing layer)
The absorbing
図1(a)〜(d)の吸収層51は、上層に波長190〜260nmの紫外光に対して反射防止機能を有する低反射層を設けた2層構造から成る吸収層であっても良い。低反射層は、マスクの欠陥検査機の検査波長に対して、コントラストを高くし、検査性を向上させるためのものである。 1A to 1D may be an absorption layer having a two-layer structure in which a low reflection layer having an antireflection function with respect to ultraviolet light having a wavelength of 190 to 260 nm is provided on the upper layer. . The low reflection layer is for increasing the contrast and improving the inspection property with respect to the inspection wavelength of the mask defect inspection machine.
(反射型マスクの構成の詳細:導電膜)
図1(a)、(b)の導電膜71は、一般にはCrNで構成されているが、導電性があれば良いので、金属材料からなる材料であれば良い。
(Details of reflective mask configuration: conductive film)
The
(回路パターン付き反射型マスクの説明)
次に、上述した反射型マスクに回路パターンを形成した、回路パターン付き反射型マスクについて説明する。図3(a)〜(d)は、反射型マスク100、200、300、400に回路パターン85を形成した回路パターン付き反射型マスク101、201、301、401の略中央部分の概略断面図を示している。図4(a)は、回路パターン付き反射型マスク101、201、301、401を一面側から見た概略図である。図4(b)は回路パターン付き反射型マスク101、201を他面側から見た概略図であり、図4(c)は反射型マスク301、401を他面側から見た概略図である。
(Description of reflective mask with circuit pattern)
Next, a reflective mask with a circuit pattern in which a circuit pattern is formed on the above-described reflective mask will be described. 3A to 3D are schematic cross-sectional views of substantially central portions of the
いずれも、遮光枠25の内側に位置する多層反射層21の上部の吸収層51、または吸収層51および緩衝層41を掘り込むことによって、回路パターン85を形成したものである。本実施形態の場合、既に遮光枠25や導電膜除去領域72は形成されているので、回路パターン85を形成することにより、EUV光に対する反射率が吸収層領域よりも充分に小さい枠状領域90を有する反射型マスクを得る。
In either case, the
(回路パターンを形成する方法)
それでは、回路パターン85を形成する方法について詳説する。
図1(a)、(c)に示す反射型マスク100または300の場合は、電子線リソグラフィによりレジストパターンを形成後、フルオロカーボンプラズマもしくは塩素プラズマ、必要な場合はその両方のプラズマより、吸収層51をエッチングする。その後、レジスト剥離洗浄することで、吸収層51に回路パターン85が形成された、図3(a)、(c)に示す回路パターン付き反射型マスク101または301を得る。
(Method of forming a circuit pattern)
Now, a method for forming the
In the case of the
図1(b)、(d)に示す反射型マスク200または400の場合も、まず同様に、電子線リソグラフィによりレジストパターンを形成後、フルオロカーボンプラズマもしくは塩素プラズマ、必要な場合はその両方のプラズマより吸収層51をエッチングする。次に、塩素プラズマにより緩衝層41をエッチングする。その後、レジスト剥離洗浄することで、吸収層51および緩衝層41に回路パターン85が形成された、図3(b)(d)に示す回路パターン付き反射型マスク201または401を得る。
このようにして、EUV光に対する反射率が吸収層領域よりも充分に小さい枠状領域を有する反射型マスク201または401を得る。
In the case of the
In this way, a
なお、本発明の反射型マスクの製造方法および反射型マスクは、上述した実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。一例として、上述した実施形態では、基板11の一面の上に直接、多層反射層21を形成したが、この基板11と多層反射層21との間に、露光の際のチャージアップを防止するための導電膜を設けるようにしてもよい。
The reflective mask manufacturing method and the reflective mask of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. As an example, in the above-described embodiment, the multilayer
本発明を更に詳しく説明するために以下に実施例を上げるが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、前述の実施形態と以下の実施例とでは、遮光枠25を形成する工程と回路パターン85を形成する工程との前後を逆としている。
In order to describe the present invention in more detail, examples are given below, but the present invention is not limited to these examples. In the above-described embodiment and the following examples, the process of forming the
(マスクブランクス製造方法の実施例)
以下、本発明の反射型マスクの製造方法の実施例を説明する。まず、図5(a)に示すように、本実施例で使用する低熱膨張ガラス基板である基板111を用意した。次に、図5(b)に示すように、基板111の他面に静電チャッキング用の導電膜171を、スパッタリング装置により形成した。また、図5(c)に示すように、波長13.5nmのEUV光に対して反射率が64%程度となるように設計されたモリブデン(Mo)とシリコン(Si)の40ペアの反射層121を基板111上に積層した。続いて図5(d)に示すように、TaNからなる吸収層151をスパッタリング装置により反射層121上に形成した。このときの吸収層151の膜厚は50nmとした。こうして、本発明に使用するマスクブランクス202を作製した。
(Example of mask blank manufacturing method)
Examples of the method for manufacturing a reflective mask according to the present invention will be described below. First, as shown in FIG. 5A, a
(マスクブランクスへのパターニングの実施例)
実施例1にて作製した図5(d)に示すマスクブランクス202に、電子線リソグラフィとドライエッチングとレジスト剥離洗浄を行い、吸収層151に回路パターン185を形成することにより、図6(a)に示す反射型マスク203を作製した。このとき、電子線リソグラフィには、化学増幅型ポジレジスト(富士フイルムエレクトニクスマテリアルズ製、製品番号:FEP−171)を用いて、描画機(日本電子製、製品番号:JBX9000)によってドーズ15μC/cm描画した後に、TMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)2.38%現像液によりレジストパターンを形成した。また、吸収層151のエッチングにはCl2の誘導結合型プラズマを適用した。
(Example of patterning on mask blanks)
The mask blank 202 shown in FIG. 5D manufactured in Example 1 is subjected to electron beam lithography, dry etching, and resist peeling cleaning to form a
(遮光枠と導電膜除去領域の作成の実施例)
実施例2にて作製した図6(a)に示す反射型マスク203に対して、一面側からYAGレーザーの4倍波レーザー光(266nm)を周波数2.5kHz、出力18Aで照射し、吸収層151と多層反射層121と導電膜171とを一括除去した。このようにして、図6(b)に示すように、遮光枠125とおよび導電膜除去領域172を有する反射マスク201が完成した。
(Example of creation of light shielding frame and conductive film removal region)
The
実施例3にて作製した図6(b)に示す反射型マスク201の、吸収層側のEUV光(波長13.5nm)の反射率を測定した。その結果を表1に示す。遮光枠以外の領域での反射率が1.24%であるのに対し、枠状領域の反射率が0.00%となった。また、OoB光の影響を調べるため、真空紫外線から近赤外領域の波長における反射率を測定したところ、それぞれ0.00%となった。
The reflectance of EUV light (wavelength: 13.5 nm) on the absorption layer side of the
実施例3にて作製した図6(b)に示す反射型マスク201を用いて、13.5nmのEUVを光源とした露光を行い、半導体基板上に隣接した4つのチップを転写した。隣接したチップにおいて、作製した反射型マスク上の遮光枠に相当する領域の一部は重なっていたにもかかわらず、半導体基板上の当該領域におけるレジストの感光は確認されなかった。
Using the
本発明は、シリコンウエハーのような半導体基板上に転写回路パターンを形成するときに使用される反射型マスクの遮光枠を、アウトオブバンド光の影響を軽減して、製造しやすいものとすることができるので、反射型マスクの製造方法に適用することができる。 The present invention makes it easy to manufacture a light shielding frame of a reflective mask used when forming a transfer circuit pattern on a semiconductor substrate such as a silicon wafer while reducing the influence of out-of-band light. Therefore, the present invention can be applied to a reflective mask manufacturing method.
11、111 基板
21、121 多層反射層
25、125 遮光枠
41 緩衝層
51、151 吸収層
71、171 導電膜
72、172 導電膜除去領域
80 吸収層領域
85、185 回路パターン
90 枠状領域
100、200、300、400 反射型マスク
101、201、301、401 回路パターン付き反射型マスク
202 マスクブランクス
11, 111
Claims (6)
基板の一面の上に光反射層を形成する工程と、
前記光反射層の上に光吸収層を形成する工程と、
前記基板の他面に導電膜を形成する工程と、
前記光反射層に回路パターンを形成する工程と、
前記回路パターンの外側の枠状領域の光反射層と光吸収層とを前記基板の一面が露呈するまで除去してなる遮光枠を形成する工程と、
前記枠状領域の導電膜を前記基板の他面が露呈するまで除去してなる導電膜除去領域を形成する工程と、
を備えることを特徴とする反射型マスクの製造方法。 A method of manufacturing a reflective mask used in extreme ultraviolet (EUV) lithography,
Forming a light reflecting layer on one surface of the substrate;
Forming a light absorbing layer on the light reflecting layer;
Forming a conductive film on the other surface of the substrate;
Forming a circuit pattern on the light reflecting layer;
Forming a light shielding frame formed by removing the light reflecting layer and the light absorbing layer in the frame-shaped region outside the circuit pattern until one surface of the substrate is exposed;
Forming a conductive film removal region formed by removing the conductive film in the frame-shaped region until the other surface of the substrate is exposed;
A method of manufacturing a reflective mask, comprising:
前記遮光枠を形成する工程と前記導電膜除去領域を形成する工程とを一括して行う
ことを特徴とする請求項1記載の反射型マスクの製造方法。 The substrate is transparent, and the light reflecting layer, the light absorbing layer, and the conductive film are irradiated with laser light that is not transmissive from one side or the other side of the substrate. By removing the light reflection layer, the light absorption layer, and the conductive film,
2. The method of manufacturing a reflective mask according to claim 1, wherein the step of forming the light shielding frame and the step of forming the conductive film removal region are collectively performed.
ことを特徴とする請求項2記載の反射型マスクの製造方法。 3. The method of manufacturing a reflective mask according to claim 2, wherein the step of forming the light shielding frame and the step of forming the conductive film removal region are performed before the step of forming the circuit pattern.
ことを特徴とする請求項2記載の反射型マスクの製造方法。 3. The method of manufacturing a reflective mask according to claim 2, wherein the step of forming the light shielding frame and the step of forming the conductive film removal region are performed after the step of forming the circuit pattern.
ことを特徴とする請求項2記載の反射型マスクの製造方法。 3. The method of manufacturing a reflective mask according to claim 2 , wherein a laser beam by a YAG laser or a CO2 laser is used as the laser beam.
ことを特徴とする反射型マスク。 A reflective mask manufactured by the method for manufacturing a reflective mask according to claim 1.
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