JP6515051B2 - リソグラフィマスクの生産方法およびその生産システム - Google Patents

Description

実施形態は、リソグラフィマスクの生産方法およびその生産システムに関する。

半導体装置の微細化が進んでいる。微細化には、リソグラフィに用いる光の短波長化が貢献している。例えば、短波長リソグラフィに用いられる光として、ＥＵＶ（極短紫外線：波長１３．５ｎｍ）が知られている。ＥＵＶを用いたリソグラフィでは、反射型マスクが使用される。反射型マスクでは、反射層の上に、吸収層が形成される。吸収層が厚いと、露光時に、シャドウイング現象を起こす。シャドウイング現象を抑制するため、反射層を掘り下げた反射層加工型マスクが提案されている。反射層加工型マスクでは、反射層の側壁が、外に露出する。このため、反射層が大気中で酸化されたり、洗浄時の薬液によって溶けたりする可能性がある。反射層の側壁は、例えば、保護膜によって被覆することが有効である。しかし、反射層の側壁を保護膜によって被覆してしまうと、反射層の有効幅（反射層の実効的な幅）を計測できなくなる、という事情がある。

特開２０１４−９０１３２号公報

実施形態は、反射層の側壁が保護膜によって被覆されたとしても、反射層の実効的な幅を計測することが可能なリソグラフィマスクの生産方法およびその生産システムを提供する。

実施形態のリソグラフィマスクの生産方法は、(ａ)工程と、(ｂ)工程と、を備える。(ａ)工程では、反射率計測の基準となる基準パターンと、リソグラフィに使用される反射パターンとを、ブランク基板の反射層に形成する。(ｂ)工程では、前記基準パターンに含まれた反射層の反射率Ｒｒｅｆと、前記反射パターンに含まれた反射層の反射率Ｒ１とを計測し、前記反射率Ｒｒｅｆと、前記反射率Ｒ１とに基づいて、前記反射パターンに含まれた反射層の幅を求める。

図１は、第１実施形態のリソグラフィマスクの生産方法の一例を示す流れ図である。 図２（ａ）〜図２（ｇ）は、第１実施形態のリソグラフィマスクの生産方法の一例を示す模式断面図である。 図３(ａ)〜図３(ｄ)は、第１実施形態のリソグラフィマスクの生産方法の一例を示す模式平面図である。 図４は、実効的な反射層の幅と、規格化した反射率との関係を示す図である。 図５は、パターンデータを視覚化した模式斜視図である。 図６は、フィードフォワード制御の一例を示す模式図である。 図７は、リソグラフィマスクの生産システムの第１例を示す模式ブロック図である。 図８は、第２実施形態のリソグラフィマスクの生産方法の一例を示す流れ図である。 図９（ａ）〜図９（ｄ）は、第２実施形態のリソグラフィマスクの生産方法の一例を示す模式断面図である。 図１０は、リソグラフィマスクの生産システムの第２例を示す模式ブロック図である。 図１１は、第３実施形態のリソグラフィマスクの生産方法の一例を示す流れ図である。 図１２は、反射パターンの各サイズを示す模式断面図である。 図１３は、リソグラフィマスクの生産システムの第３例を示す模式ブロック図である。 図１４は、第４実施形態の反射率計測の一例を示す模式断面図である。

以下、図面を参照し、実施形態について説明する。各図面中、同じ要素には同じ符号を付す。実施形態は、リソグラフィマスクとして、例えば、ＥＵＶ（極短紫外線：波長１３．５ｎｍ近傍）露光に使用される反射層加工型マスクを例示する。

＜第１実施形態＞
＜生産方法＞
図１は、第１実施形態のリソグラフィマスクの生産方法の一例を示す流れ図である。図２（ａ）〜図２（ｇ）は、第１実施形態のリソグラフィマスクの生産方法の一例を示す模式断面図である。図３(ａ)〜図３(ｄ)は、第１実施形態のリソグラフィマスクの生産方法の一例を示す模式平面図である。図２(ａ)〜図２(ｇ)に示す断面は、図３（ａ）中のII-II線に沿った断面に対応する。

１．ブランク基板作製、パターンデータ作成
図１中のステップＳＴ１Ａに示すように、ブランク基板を作製し、準備する。ブランク基板は、リソグラフィマスクの材料である。図２（ａ）にブランク基板１００の模式断面を、図３（ａ）にブランク基板１００の模式平面を示す。

図２（ａ）および図３（ａ）に示すように、ブランク基板１００は、ガラス基板１上に、反射層２と、キャッピング層３と、レジスト層４とを備える。ガラス基板１には、低熱膨張ガラス基板が用いられる。反射層２は、多層膜である。多層膜は、例えば、シリコン層２１と、モリブデン層２２とを交互に含む。シリコン層２１と、モリブデン層２２との積層数は、例えば、４０対以上である。キャッピング層３は、反射層２上に設けられる。キャッピング層３は、例えば、ルテニウム、あるいはシリコンを含む。レジスト層４は、キャッピング層３上に設けられる。レジスト層４は、例えば、電子線レジストである。レジスト層４は、反射層２を加工するときに、例えば、エッチングマスクとして用いられる。

ブランク基板１とは別に、図１中のステップＳＴ１Ｂに示すように、パターンデータを作成し、準備する。パターンデータは、反射層２に形成する“パターン”に関する情報を含む。レジスト層４には、パターンデータに基づいて、例えば、電子線描画装置によって“レジストパターン”が描画される。パターンデータに含まれた情報は、描画の際、例えば、電子ビームの走査制御等に用いられる。

２．レジストパターン形成
図１中のステップＳＴ２に示すように、例えば、電子線描画装置を用いて、反射層２に形成する“パターン”を、レジスト層４に描画（＝露光）する。次に、描画されたレジスト層４を現像する。これにより、図２（ｂ）および図３（ｂ）に示すように、レジストパターンが、キャッピング層３上に形成される。形成されるレジストパターンは、レジストパターン４ａと、レジストパターン４ｂとを含む。ブランク基板１００には、リソグラフィに使用される反射パターンが形成されるパターン領域５と、周辺領域６とが設定される。パターン領域５は、ブランク基板１００の中央の部分に設定される。周辺領域６は、パターン領域５ａの側に、例えば、枠状に設定される。

レジストパターン４ａは、反射率計測の基準となるパターンに対応する。レジストパターン４ａは、例えば、レジスト層４のみのパターンとして形成される。レジストパターン４ａは、周辺領域６に形成される。

レジストパターン４ｂは、リソグラフィに使用される反射パターンに対応する。反射パターンは、例えば、集積回路中の素子形成パターン、配線形成パターン、および開孔形成パターン等に対応する。レジストパターン４ｂは、例えば、Ｌ／Ｓ（ライン＆スペース）パターンのような、レジスト層４と、レジスト層４が除去された部分とを周期的に含む周期パターンとして形成される。レジストパターン４ｂは、パターン領域５に形成される。

３．反射層加工
図１中のステップＳＴ３に示すように、レジストパターン４ａおよび４ｂを、エッチングのマスクに用いて、キャッピング層３および反射層２をエッチングする。エッチングによって、図２（ｃ）および図３（ｃ）に示すように、レジストパターン４ａおよび４ｂのパターンが、キャッピング層３および反射層２に転写される。キャッピング層３および反射層２をエッチングした後、レジストパターン４ａおよび４ｂをアッシングし、除去する。

これにより、反射層２は、上部にキャッピング層３を有した基準パターン２ａと、反射パターン２ｂとに加工される。実施形態では、基準パターン２ａは、例えば、２ｍｍ×２ｍｍの矩形状の反射層２を含む。反射パターン２ｂは、例えば、２ｍｍ×２ｍｍの矩形状の領域に、周期的に設けられたＬ／Ｓパターンを含む。これにより、リソグラフィマスク１０１が完成する。

４．反射率計測
図１中のステップＳＴ４に示すように、反射率計を用いて、基準パターン２ａの反射率Ｒｒｅｆと、反射パターン２ｂの反射率ＲＬＳとを計測する。反射率計は、例えば、ＥＵＶ反射率計である。ＥＵＶ反射率計は、図２（ｄ）および図２（ｆ）に示すように、測定光としてＥＵＶ光８を、測定スポット７ａおよび７ｂに照射する。ＥＵＶ光８の波長は、例えば、波長１３．５ｎｍである（本明細書では、波長１３．５ｎｍは、１３．５ｎｍと、その近傍の波長を含むものとする。波長は、例えば、おおむね１３．５ｎｍであればよい）。

反射率計は、簡易な構成の反射率計でよい。簡易な構成の反射率計は、例えば、ＥＵＶ顕微鏡に比較して、安価である。簡易な構成の反射率計を用いるため、測定光はＥＵＶ光８ではあるが、測定スポット７ａおよび７ｂの平面サイズは、例えば、１．５ｍｍφのように、比較的に大きめである。ただし、測定スポット７ａおよび７ｂの平面サイズは、図３（ｄ）に示されるように、基準パターン２ａ、および反射パターン２ｂの平面サイズよりも小さく設定される。これにより、測定スポット７ａおよび７ｂが、測定に必要なパターンのみを含むことができる。測定スポット７ａの平面サイズは、測定スポット７ｂの平面サイズと、例えば、等しい。これにより、後に行われる光学シミュレーションの精度を、測定スポット７ａの平面サイズが、測定スポット７ｂの平面サイズと異なる場合に比較して、より高めることができる。

反射率は、基準パターン２ａと、反射パターン２ｂとで、それぞれ計測する。例えば、図２（ｄ）に示すように、測定光としてＥＵＶ光８を、基準パターン２ａ上の測定スポット７ａに照射する。図２（ｅ）に示すように、ＥＵＶ光８は、基準パターン２ａで反射され、反射光８Ｒとして、反射率計に戻る。計測された反射率を、基準パターン２ａの反射率Ｒｒｅｆとする。

同様に、図２（ｆ）に示すように、ＥＵＶ光８を、反射パターン２ｂ上の測定スポット７ｂに照射する。図２（ｇ）に示すように、ＥＵＶ光８は、反射パターン２ｂで反射され、反射光８Ｒとして、反射率計に戻る。計測された反射率を、反射パターン２ｂの反射率ＲＬＳとする。

５．光学シミュレーション
図１中のステップＳＴ５に示すように、光学シミュレーションを行う。

図４は、実効的な反射層の幅Ｗｍｌと、規格化した反射率ＲＬＳ／Ｒｒｅｆとの関係を示す図である。図５は、パターンデータを視覚化した模式斜視図である。

図４には、Ｌ／Ｓパターンの場合の関係が示されている。反射パターン２ｂが、図２（ｇ）に示すような、Ｌ／Ｓパターンのような周期パターンである場合、パターンピッチに依存して、主線光角から一定値離れた箇所に回折光（±１次光…）が発生する。反射率計が捕集可能な捕集角は、反射率計内の光学設計により決定される。したがって、反射率計で検出される反射パターン２ｂの反射率ＲＬＳは、Ｌ／Ｓパターンのピッチを変数に含む関数として、下記（１）式のように表すことができる。
ＲＬＳ＝ｆ（Ｐｌｓ、Ｗｍｌ） …（１）
（１）式において、Ｐｌｓは、パターンデータ上のＬ／Ｓパターンのピッチ、Ｗｍｌは、実効的な反射層２の幅である。図５に、パターンデータ上のピッチＰｌｓを、視覚化して示す。図５には、パターンデータとしてハーフピッチ（Ｐｌｓ／２）のＬ／Ｓパターンが示されている。実効的な反射層２の幅Ｗｍｌは、例えば、図２（ｇ）に示す。

例えば、回折光の回折角度が、反射率計の捕集角よりも十分に小さい場合、実効的な反射層の幅Ｗｍｌは、下記（２）式で求めることができる。
Ｗｍｌ＝（ＲＬＳ／Ｒｒｅｆ）×Ｐｌｓ …（２）
図４に示すように、規格化した反射率は“ＲＬＳ／Ｒｒｅｆ”である。

反射パターン２ｂの反射率が“０（反射光なし）”の場合、実効的な反射層２の幅は、例えば、（２）式より“０”となる。この場合、ピッチＰｌｓの範囲において、反射層２は存在しない。

反射パターン２ｂの反射率が“ＲＬＳ＝Ｒｒｅｆ”の場合、実効的な反射層２の幅は、例えば、（２）式より“Ｐｌｓ”となる。この場合、ピッチＰｌｓの範囲の全てに、反射層２が存在する。

反射パターン２ｂの反射率が“ＲＬＳ＝Ｒｒｅｆ／２”の場合、実効的な反射層２の幅は、例えば、（２）式より“Ｐｌｓ／２”となる。この場合、ピッチＰｌｓの範囲において、ハーフピッチの反射層２が存在する。

このように、実施形態では、実効的な反射層２の幅Ｗｍｌと、規格化した反射率ＲＬＳ／Ｒｒｅｆとの関係に基づいて、実効的な反射層２の幅Ｗｍｌを、光学シミュレーションにより予測して、求める。光学シミュレーションにより予測した実効的な反射層２の幅Ｗｍｌは、ＣＤ−ＳＥＭ（Critical Dimension-Scanning Electron Microscope）を用いて実際に測定した反射層２の幅と、よく一致した。

６．寸法判定
図１中のステップＳＴ６に示すように、反射パターン２ｂの寸法を判定する。ステップ６においては、ステップＳＴ５において予測された、反射パターン２ｂの実効的な反射層２の幅が、設計許容範囲内に収まっているか否かが判定される。実効的な反射層２の幅が、設計許容範囲内に収まっていない場合（ＮＧ）、例えば、ステップ１Ａに戻り、リソグラフィマスクを、例えば、再作製する。実効的な反射層２の幅が、許容範囲内に収まっている場合（ＯＫ）、リソグラフィマスクを、次工程へと進める。

また、実施形態では、ステップ６における判定結果を、次以降に生産されるリソグラフィマスクの、例えば、ステップＳＴ２にフィードフォワードする。生産されたリソグラフィマスクが“ＯＫ”ならば、例えば、ステップＳＴ２における処理条件は変更せずに、次のリソグラフィマスクを生産する。反対に“ＮＧ”ならば、例えば、ステップＳＴ２における処理条件を変更して、次のリソグラフィマスクを生産する。

図６は、フィードフォワード制御の一例を示す模式図である。図６には、フィードフォワード制御の一例として、レジストパターン形成時の処理温度の制御例を示す。

図６に示すように、処理温度は、例えば、制御目標値（制御目標温度）を中心として、許容範囲を含めた処理温度帯Ｔｐ１に収まるように、例えば、露光・現像装置内で、フィードバック制御される。

もし、生産されたリソグラフィマスクに“ＮＧ”が発生した場合には、例えば、処理温度帯Ｔｐ１を、処理温度帯Ｔｐ２に変更するように、例えば、露光・現像装置が、フィードフォワード制御される。図６には、処理温度帯Ｔｐ１を、処理温度帯Ｔｐ２に下げた例が示されている。フィードフォワード制御された露光・現像装置は、処理温度が、処理温度帯Ｔｐ１に代えて処理温度帯Ｔｐ２に収まるように、フィードバック制御する。

このように、ステップ６における判定結果を、次以降に生産されるリソグラフィマスクの加工工程にフィードフォワードすることも可能である。これにより、設計許容範囲を満足しないリソグラフィマスクが生産され続けることを、事前に抑制することができる。したがって、ステップＳＴ６における判定結果をフィードフォワードしない場合に比較して、例えば、リソグラフィマスクの製造コストを低減できる、という利点を得ることができる。

なお、実施形態では、ステップＳＴ６における判定結果を、次以降に生産されるリソグラフィマスクのステップＳＴ２にフィードフォワードしたが、ステップＳＴ３にフィードフォワードしてもよく、ステップＳＴ２と、ステップＳＴ３との双方にフィードフォワードしてもよい。

処理条件の変更の一例として、レジストパターン形成時の処理温度を示したが、例えば、露光時間、露光ドーズ量、現像時間、および現像液の濃度等を変更することもできる。ステップＳＴ３にフィードフォワードする場合には、例えば、エッチング温度、エッチング時間、エッチングガスの濃度等を変更することができる。

＜生産システム＞
図７は、リソグラフィマスクの生産システムの第１例を示す模式ブロック図である。
図７に示すように、リソグラフィマスクの生産システム２００ａは、処理部２０１と、操作部２０２と、記憶部２０３と、制御装置２０４とを含む。

処理部２０１は、ブランク基板１００を加工し、リソグラフィマスク１０１を生産する。リソグラフィマスク１０１は、例えば、図２（ｄ）〜図２（ｇ）に示した光学シミュレーションを、終えたものである。処理部２０１は、例えば、ローダ２０５と、露光・現像装置２０６と、エッチング装置２０７と、反射率計測装置（反射率計）２０８と、アンローダ２０９と、搬送装置２１０とを含む。

操作部２０２は、例えば、オペレータが、生産システム２００ａを管理するために、入力操作等を行うタッチパネルや、稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等を含む。

記憶部２０３は、例えば、ブランク基板１００に形成するパターンデータや、処理条件に応じて処理を進める制御レシピ等が格納される。

制御装置２０４は、例えば、マイクロプロセッサを含む。制御装置２０４は、操作部２０２からの指示に基づいて、制御レシピおよびパターンデータを記憶部２０３から読み出す。制御装置２０４は、制御レシピに従って処理部２０１を制御する。処理部２０１は、制御装置２０４に指示に従い、第１実施形態のリソグラフィマスクの生産方法に基づいて、基準パターン２ａおよび反射パターン２ｂを、ブランク基板１００に形成する。

生産システム２００ａは、例えば、以下のようにして、ブランク基板１００からリソグラフィマスク１０１を生産する。

図２（ａ）および図３（ａ）に示したブランク基板１００を、図示せぬ外部搬送装置を用いて、ローダ２０５に搬入する。

ローダ２０５に搬入されたブランク基板１００は、搬送装置２１０によって、ローダ２０５から搬出され、露光・現像装置２０６へと搬入される。

露光・現像装置２０６は、ステップＳＴ２に従って、レジスト層４を露光および現像する。露光・現像装置２０６における露光には、例えば、電子線ビームが用いられる。これにより、図２（ｂ）および図３（ｂ）に示したレジストパターン４ａおよび４ｂが、ブランク基板１００上に形成される。

レジストパターン４ａおよび４ｂが形成されたブランク基板１００は、搬送装置２１０によって、露光・現像装置２０６から搬出され、エッチング装置２０７へと搬入される。

エッチング装置２０７は、ステップＳＴ３に従って、反射層２をエッチングする。これにより、図２（ｃ）および図３（ｃ）に示した基準パターン２ａおよび反射パターン２ｂが、ブランク基板１００上に形成される。基準パターン２ａおよび反射パターン２ｂが、ブランク基板１００上に形成されることで、リソグラフィマスク１０１が完成する。

リソグラフィマスク１０１は、搬送装置２１０によって、エッチング装置２０７から搬出され、反射率計測装置２０８へと搬入される。

反射率計測装置２０８は、ステップＳＴ４、図２（ｄ）〜図２（ｇ）および図３（ｄ）に示したように、基準パターン２ａの反射率Ｒｒｅｆと、反射パターン２ｂの反射率ＲＬＳとを計測する。計測データは、例えば、制御装置２０４へ送信される。

制御装置２０４は、演算機能を有する。制御装置２０４は、送信された計測データに基づいて、ステップＳＴ５、図４および図５に示した光学シミュレーションを行う。この後、ステップＳＴ６に従って、反射パターン２ｂに含まれた実効的な反射層２の幅が設計許容範囲内に収まっているか否かを、判定する。もし、判定結果が“ＮＧ”であれば、例えば、制御装置２０４は、露光現像装置２０６、あるいはエッチング装置２０７、あるいは露光現像装置２０６およびエッチング装置２０７に、処理条件の変更を指示する。このようにして、ステップＳＴ６の判定結果が、次以降に生産されるリソグラフィマスクの処理条件に、フィードフォワードされる。

反射率の計測を終えたリソグラフィマスク１０１は、搬送装置２１０によって、反射率計測装置２０８から搬出され、アンローダ２０９へと搬入される。アンローダ２０９に搬入されたリソグラフィマスク１０１は、図示せぬ外部搬送装置を用いて、アンローダ２０９から処理部２０１の外部へと搬出される。

第１実施形態のリソグラフィマスクの生産方法は、例えば、図７に示すような生産システムによって、実行することができる。

このような第１実施形態によれば、例えば、高価なＥＵＶ顕微鏡を用いなくても、ＥＵＶ顕微鏡よりも安価な反射率計を用いるだけで、リソグラフィマスク１０１の反射パターン２ｂに含まれた反射層２の実効的な幅を計測することが可能な、リソグラフィマスクの生産方法と、その生産システムとを提供できる。

＜第２実施形態＞
＜生産方法＞
図８は、第２実施形態のリソグラフィマスクの生産方法の一例を示す流れ図である。図９（ａ）〜図９（ｄ）は、第２実施形態のリソグラフィマスクの生産方法の一例を示す模式断面図である。

図８に示すように、第２実施形態が、第１実施形態と異なるところは、ステップＳＴ３の反射層加工工程である。第２実施形態では、側壁保護膜９を、基準パターン２ａに含まれた反射層２の側壁と、反射パターン２ｂに含まれた反射層２の側壁とに形成する。

図８中のステップＳＴ３１、および図９（ａ）に示すように、反射層２をエッチングし、基準パターン２ａと、反射パターン２ｂとを、ブランク基板１００上に形成する。ステップ３１に示す工程は、図１に示したステップＳＴ３と同様の工程である。

次に、図８中のステップＳＴ３２、および図９（ｂ）に示すように、側壁保護膜９を、基準パターン２ａに含まれた反射層２の側壁と、反射パターン２ｂに含まれた反射層２の側壁とに、形成する。これにより、リソグラフィマスク１０１が完成する。

次に、図８中のステップＳＴ４、図９（ｃ）〜図９（ｄ）に示すように、図１に示したステップＳＴ４と同様に、反射率計を用いて、基準パターン２ａの反射率Ｒｒｅｆと、反射パターン２ｂの反射率ＲＬＳとを計測する。この後、図示は省略するが、図１に示したステップＳＴ５と同様に、光学シミュレーションを行う。

第２実施形態において、反射率計で検出される反射パターン２ｂの反射率ＲＬＳは、例えば、Ｌ／Ｓパターンのピッチと、側壁保護膜９の幅を変数に含む関数として、下記（１）式のように表すことができる。
ＲＬＳ＝ｆ（Ｐｌｓ，Ｗｍｌ、Ｗｓｃ） …（３）
（３）式において、Ｐｌｓは、パターンデータ上のＬ／Ｓパターンのピッチ、Ｗｍｌは、実効的な反射層２の幅、Ｗｓｃは、側壁保護膜９の幅である。側壁保護膜９の幅Ｗｓｃは、図９（ｄ）に示す。

ＣＤ−ＳＥＭで測定される反射層２の幅Ｗｌｐは、
Ｗｌｐ＝Ｗｍｌ＋Ｗｓｃ×２ …（４）
である。（４）式に示すように、ＣＤ−ＳＥＭは、反射層２の幅を、側壁保護膜９を含んで測定してしまう。

側壁保護膜９は、ＥＵＶ光８を反射せず、例えば、吸収する。このため、たとえ、側壁保護膜９が、反射層２の側壁に形成されていたとしても、第１実施形態と同様に、反射率ＲＬＳは、実効的な反射層２の幅Ｗｍｌのみで計測することができる。

第２実施形態に従って生産されたリソグラフィマスク１０１を用いて、ＥＵＶ光リソグラフィ工程を行った後、ウェハ上に実際に形成されたレジスト寸法のドーズ・フォーカスマージンを測定した。その結果、ＣＤ−ＳＥＭによって測定した反射層２の幅Ｗｌｐよりも、反射率計で計測した反射率から求めた反射層２の幅Ｗｍｌの方が、リソグラフィシミュレーション結果と、よく一致した。

このような第２実施形態に従って生産したリソグラフィマスク１０１を、ウェハのＥＵＶリソグラフィ工程に用いることで、信頼性および品質がともに高いＥＵＶリソグラフィ工程を行うことができる。ＥＵＶリソグラフィ工程の信頼性および品質が高まると、例えば、ＥＵＶリソグラフィ工程を用いて生産される半導体装置の製造歩留まりが向上する。

第２実施形態によれば、反射層２の側壁が、側壁保護膜９によって被覆された場合であっても、側壁保護膜９を除いた反射層２の実効的な幅Ｗｍｌを計測することができる。

＜生産システム＞
図１０は、リソグラフィマスクの生産システムの第２例を示す模式ブロック図である。 図１０に示すように、第２例の生産システム２００ｂが、図７に示した第１例の生産システム２００ａと異なるところは、処理部２０１が、保護膜形成装置２１１を含むことである。

例えば、搬送装置２１０は、反射層２のエッチングが終了したブランク基板１００を、エッチング装置２０７から搬出し、保護膜形成装置２１１に搬入する。

保護膜形成装置２１１は、側壁保護膜９を、反射層２の側壁上に形成する。保護膜形成装置２１１は、例えば、熱処理装置であってもよいし、ＣＶＤ装置のような成膜装置であってもよい。側壁保護膜９を、反射層２の側壁上に形成することが可能な装置であればよい。側壁保護膜９が、反射層２の側壁上に形成されることで、第２実施形態に従ったリソグラフィマスク１０１が完成する。

完成したリソグラフィマスク１０１は、搬送装置２１０によって、保護膜形成装置２１１からから搬出され、反射率計測装置２０８へと搬入される。この後、第１実施形態で説明した光学シミュレーションと、寸法判定とが行われる。第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、ＥＵＶ顕微鏡よりも安価な反射率計を用いるだけで、反射パターン２ｂに含まれた反射層２の実効的な幅を計測できる。

第２実施形態のリソグラフィマスクの生産方法は、例えば、図１０に示すような生産システムによって、実行することができる。

このように、第２実施形態によれば、反射層２の側壁を、側壁保護膜９によって被覆した場合であっても、反射層２の実効的な幅Ｗｍｌを計測することが可能な、リソグラフィマスクの生産方法と、その生産システムとを提供できる。

＜第３実施形態＞
＜生産方法＞
図１１は、第３実施形態のリソグラフィマスクの生産方法の一例を示す流れ図である。図１２は、反射パターンの各サイズを示す模式断面図である。

図１１に示すように、第３実施形態が、第１、第２実施形態と異なるところは、ステップＳＴ７を含むことである。ステップＳＴ７においては、パターン寸法が計測される。パターン寸法は、反射パターン２ｂに含まれた反射層２の幅Ｗｌｐである。反射層２の幅Ｗｌｐは、例えば、図１２に示すように、側壁保護膜９が、反射層２の側壁上に設けられていた場合、側壁保護膜９の幅Ｗｓｃを含めて計測する。計測には、例えば、ＣＤ−ＳＥＭを用いる。

第３実施形態では、反射層２の幅Ｗｌｐを計測する。（４）式に示したように、側壁保護膜９が設けられている場合の反射層２の幅Ｗｌｐは、“Ｗｌｐ＝Ｗｍｌ＋Ｗｓｃ×２”である。（４）式を変形すると、（５）式のように、側壁保護膜９の幅Ｗｓｃを知ることができる。

Ｗｓｃ＝（Ｗｌｐ−Ｗｍｌ）／２ …（５）
側壁保護膜９の幅Ｗｓｃは、例えば、ＣＤ−ＳＥＭのみでは、求めることが困難である。しかし、第３実施形態のように、実効的な反射層２の幅Ｗｍｌと、反射層２の幅Ｗｌｐとを計測すると、（５）式から、側壁保護膜９の幅Ｗｓｃを、新たに求めることが可能となる。

第３実施形態によれば、第１、第２実施形態と同様に、反射率計を用いて、実効的な反射層２の幅Ｗｍｌを求め、さらに、例えば、ＣＤ−ＳＥＭを用いて、反射層２の幅Ｗｌｐを求める。これにより、例えば、ＣＤ−ＳＥＭのみでは求めることが困難であった、側壁保護膜９の幅Ｗｓｃを、新たに求めることができる。

＜生産システム＞
図１３は、リソグラフィマスクの生産システムの第３例を示す模式ブロック図である。 図１３に示すように、第３例の生産システム２００ｃが、図１０に示した第２例の生産システム２００ｂと異なるところは、処理部２０１が、ＣＤ−ＳＥＭ２１２を含むことである。

例えば、搬送装置２１０は、反射率の計測を終えたリソグラフィマスク１０１を、反射率計測装置２０８から搬出し、ＣＤ−ＳＥＭ２１２に搬入する。

ＣＤ−ＳＥＭ２１２は、図１１中のステップＳＴ７に示したように、反射パターン２ｂに含まれた反射層２の幅Ｗｌｐを、例えば、側壁保護膜９の幅を含めて計測する。計測データは、例えば、制御装置２０４へ送信される。

制御装置２０４は、反射率計測装置２０８と、ＣＤ−ＳＥＭ２１２とから送信された計測データに基づいて、ステップＳＴ５に示した光学シミュレーションを行う。第３実施形態の光学シミュレーションでは、演算機能を有する制御装置２０４が、実効的な反射層２の幅Ｗｍｌと、反射層２の幅Ｗｌｐとを求める。さらに、例えば、（５）式の関係“Ｗｓｃ＝（Ｗｌｐ−Ｗｍｌ）／２”に基づいて、側壁保護膜９の幅Ｗｓｃを求める。

反射層２の幅Ｗｌｐの計測を終えたリソグラフィマスク１０１は、搬送装置２１０によって、反射率計測装置２０８から搬出され、アンローダ２０９へと搬入される。アンローダ２０９に搬入されたリソグラフィマスク１０１は、図示せぬ外部搬送装置を用いて、アンローダ２０９から処理部２０１の外部へと搬出される。

第３実施形態のリソグラフィマスクの生産方法は、例えば、図１３に示すような生産システムによって、実行することができる。

このように、第３実施形態によれば、反射層２の側壁に設けらた側壁保護膜９の幅Ｗｓｃを新たに求めることが可能な、リソグラフィマスクの生産方法と、その生産システムとを提供できる。

＜第４実施形態＞
＜反射率計測＞
図１４は、第４実施形態の反射率計測の一例を示す模式断面図である。
第１〜第３実施形態では、測定光８を、基準パターン２ａおよび反射パターン２ｂに対して垂直に照射して、基準パターン２ａの反射率と、反射パターン２ｂの反射率とを計測した。測定光８は、基準パターン２ａおよび反射パターン２ｂに対して垂直に照射すること、だけに限られるものではない。

例えば、図１４に示すように、測定光８を、基準パターン２ａおよび反射パターン２ｂに対して斜めに照射する。斜めに照射された測定光８の反射光８Ｒから、基準パターン２ａの反射率と、反射パターン２ｂの反射率とを計測することも可能である。

例えば、ＥＵＶリソグラフィ工程では、ＥＵＶ光は、反射パターン２ｂに対して、所定角度傾けて照射される。所定角度の一例は、例えば、“６°”である。これに従って、ＥＵＶである測定光８を、例えば、基準パターン２ａおよび反射パターン２ｂに対して“６°”傾けて照射してもよい。もちろん、傾ける角度は“６°”に限られるものでなく。“０°（垂直）を超え、６°未満”であってもよいし、“６°以上１８０°（水平）未満”であってもよい。

さらに、測定光８を、基準パターン２ａおよび反射パターン２ｂに対して垂直に照射した場合の反射率と、斜めに照射した場合の反射率との双方を用いて、基準パターン２ａの反射率と、反射パターン２ｂの反射率とを計測するようにしてもよい。

この場合には、例えば、測定光８の複数の角度ごとの反射率を求め、複数の反射率の計測データが重ね合わせられる。これにより、反射率を、測定光８の１つ角度から求める場合に比較して、実効的な反射層２の幅Ｗｍｌの計測精度を、より高めることができる。

測定光８を、斜めに照射した場合の反射率については、１つの角度に限られるものではない。角度を複数変えて設定し、例えば、“垂直の場合の反射率”に、“斜めの場合の反射率”を複数加えて、反射率を計測するようにしてもよい。複数の角度の反射率がさらに考慮されることによって、実効的な反射層２の幅Ｗｍｌの計測精度は、より向上する。

第４実施形態によれば、反射パターン２ｂに含まれた反射層２の、実効的な幅Ｗｍｌを、より高精度に計測できる、という利点を得ることができる。

以上、第１〜第４実施形態について説明した。しかし、実施形態は、上記第１〜第４実施形態に限られるものではない。これらの実施形態は、一例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、実施形態の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

１…ガラス基板、２…反射層、２１…シリコン層、２２…モリブデン層、２ａ…基準パターン、２ｂ…反射パターン、３…キャッピング層、４…レジスト層、４ａ、４ｂ…レジストパターン、５…パターン領域、６…周辺領域、７ａ、７ｂ…測定スポット、８…ＥＵＶ光（測定光）、８Ｒ…反射光、９…側壁保護膜、１００…ブランク基板、１０１…リソグラフィマスク、２００ａ、２００ｂ、２００ｃ…生産システム、２０１…処理部、２０２…操作部、２０３…記憶部、２０４…制御装置、２０５…ローダ、２０６…露光・現像装置、２０７…エッチング装置、２０８…反射率計測装置（反射率計）、２０９…アンローダ、２１０…搬送装置、２１１…保護膜形成装置、２１２…ＣＤ−ＳＥＭ

Claims (8)

1. (ａ) 反射率計測の基準となる基準パターンと、リソグラフィに使用される反射パターンとを、ブランク基板の反射層に形成する工程と、
   (ｂ) 前記基準パターンに含まれた反射層の反射率Ｒｒｅｆと、前記反射パターンに含まれた反射層の反射率Ｒ１とを計測し、前記反射率Ｒｒｅｆと、前記反射率Ｒ１とに基づいて、前記反射パターンに含まれた反射層の幅を求める工程と、
   を備えた、リソグラフィマスクの生産方法。
2. 前記(ａ)工程と、前記(ｂ)工程との間に、
   (ｃ) 側壁保護膜を、少なくとも前記反射パターンに含まれた反射層の側壁上に形成する工程、
   を備え、
   前記(ｂ)工程において求められる前記反射層の幅は、
   前記側壁保護膜の幅を除いた前記反射層の実効的な幅である、請求項１記載のリソグラフィマスクの生産方法。
3. 前記基準パターンおよび前記反射パターンは、予め作成したパターンデータに基づいて前記反射層に形成され、
   前記反射パターンに含まれた反射層の幅Ｗ１は、
   Ｗ１＝（Ｒ１／Ｒｒｅｆ）×Ｐ１ …(１)
   (１)式において、Ｐ１は、前記パターンデータ上の反射パターンのピッチ
   の関係に基づいて求める、請求項１または２に記載のリソグラフィマスクの生産方法。
4. 前記基準パターンおよび前記反射パターンは、予め作成したパターンデータに基づいて、前記反射層に形成され、
   前記反射パターンに含まれた反射層の幅Ｗ１は、
   Ｗ１＝（Ｒ１／Ｒｒｅｆ）×Ｐ１ …(２)
   (２)式において、Ｐ１は、前記パターンデータ上の反射パターンのピッチ
   の関係に基づいて求め、
   前記(ｂ)工程において、前記側壁保護膜を含む前記反射層の幅Ｗ２を計測し、前記側壁保護膜の幅Ｗ３を、
   Ｗ３＝（Ｗ２−Ｗ１）／２
   の関係に基づいて求める、請求項２記載のリソグラフィマスクの生産方法。
5. 前記（ｂ）工程の後、
   (ｄ) （ｂ）工程において求められた前記反射層の幅が、設計許容範囲内に収まっているか否かを判定する工程、
   を備え、
   前記(ｄ)工程における判定結果を、前記(ａ)工程にフィードフォワードし、
   次以降に生産されるリソグラフィマスクに対する前記(ａ)工程の処理条件を変更する、請求項１〜４のいずれか１つに記載のリソグラフィマスクの生産方法。
6. パターンデータを格納する記憶部と、
   反射層を有するブランク基板が搬入され、反射率計測の基準となる基準パターンと、リソグラフィに使用される反射パターンとを、前記パターンデータに基づいて、前記反射層に形成する第１加工部と、
   前記基準パターンに含まれた反射層の反射率Ｒｒｅｆと、前記反射パターンに含まれた反射層の反射率Ｒ１とを計測する第１計測部と、
   前記記憶部、前記第１加工部、および前記第１計測部を制御し、前記反射率Ｒｒｅｆと、前記反射率Ｒ１とに基づいて、前記反射パターンに含まれた反射層の幅を求める制御部と、
   を備えた、リソグラフィマスクの生産システム。
7. 側壁保護膜を、少なくとも前記反射パターンの側壁上に形成する第２加工部を、さらに備え、
   前記制御部は、前記第２加工部を、さらに制御する、請求項６記載のリソグラフィマスクの生産システム。
8. 前記側壁絶縁膜を含む前記反射パターンの幅を計測する第２計測部を、さらに備え、
   前記制御部は、前記第２計測部を、さらに制御する、請求項７記載のリソグラフィマスクの生産システム。

Images