JP5790073B2 - 反射型マスクブランクの製造方法 - Google Patents
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Description
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(以下、マスクと呼ぶ)も、従来の透過型のマスクは使用できないため、反射型のマスクとする必要がある。
このような反射型マスクの元となる反射型マスクブランクは、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おり、更に基板の裏面には露光機内における静電チャック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、吸収層の間に緩衝膜を有する構造を持つEUVマスクもある。反射形マスクブランクから反射形マスクへ加工する際には、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、緩衝膜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。このように作製された前記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。
反射光学系を用いた露光方法では、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てしまい、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のぼやけや設計寸法からのずれが生じてしまう。これはシャドーイングと呼ばれ、反射マスクの原理的課題の一つである。
一方、反射型マスクを用いて半導体基板上に転写回路パターンを形成する際、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。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。これはウェハ1枚あたりに取れるチップを出来るだけ増加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。この場合、この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マスク上でも外周部であり、通常、吸収膜の部分である。しかしながら、上述したように吸収膜上での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膜よりもEUV光の遮光性の高い領域(以下、遮光枠と呼ぶ)の必要性が出てきた。
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。
次に、反射型マスクブランクの構成(多層反射層、緩衝層、吸収層、裏面導電膜)について説明する。これらの膜はいずれもスパッタリング法により形成する。
図1(a)、(b)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、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。この場合、Mo一層とSi一層を交互に積層したものを一対(1ペア)とする。Moや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、且つMoとSiのEUV光での屈折率差が大きいために、MoとSi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。
図1(c)、(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。
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。
図1(b)及び図1(d)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。
本発明の反射型マスクの構成を説明する。
次に、反射型マスク及び反射型マスクの製造方法について説明する。
反射型マスクブランクに対してミキシング工程を施す場合、少なくとも多層反射層が形成された後であれば良く、多層反射層、緩衝層、吸収層、裏面導電膜の有無には限定されない。
90…遮光枠領域、100、200、300、400…本発明の反射型マスクブランク、101、201、301、401…本発明の反射型マスク、111…実施例1の低熱膨張基板、121…実施例1の多層反射層、121a…実施例1の多層反射層のミキシング層領域、151…実施例1の吸収層、161…実施例3の回路パターン形成のためのレジスト、184…実施例3の回路パターン形成のためのレジストパターン、185…実施例3の吸収枠の回路パターン。
Claims (4)
- 基板と、前記基板表面に形成された多層反射層と、前記多層反射層の上に形成された吸収層と、を有し、前記吸収層を部分的にエッチング除去することにより、転写回路パターンが形成された反射型マスクを製造することに用いられる反射型マスクブランクの製造方法において、
前記多層反射層の成膜以降に、前記転写回路パターン領域の外側の遮光枠となる領域に予め電子線を照射することによって、前記多層反射層内部のミキシング層を形成し、前記多層反射層の各界面により発生する反射強度を抑制する遮光枠とし、
前記遮光枠に対応する領域に位置する前記吸収層の光学的性質を、前記転写回路パターン領域に対応する領域に位置する前記吸収層と同等にすることを特徴とする反射型マスクブランクの製造方法。 - 前記多層反射層の遮光枠領域への電子線による加熱処理温度は、少なくとも150度以上であることを特徴とする請求項1に記載の反射型マスクブランクの製造方法。
- 前記多層反射層内部のミキシング層を形成する電子線照射は、加速電圧が少なくとも20kV以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の反射型マスクブランクの製造方法。
- 前記多層反射層内部のミキシング層を形成する電子線照射は、ドーズ量が少なくとも10μC/cm2以上であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の反射型マスクブランクの製造方法。
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