JP7492456B2 - 多層反射膜付き基板、反射型マスクブランク、反射型マスクの製造方法、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
多層反射膜付き基板、反射型マスクブランク、反射型マスクの製造方法、及び半導体装置の製造方法 Download PDFInfo
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Description
(構成1)
基板と、該基板上に形成されたEUV光を反射する多層反射膜とを有する多層反射膜付き基板であって、
前記多層反射膜付き基板における欠陥の位置の基準となる基準マークを備えており、
前記基準マークの個数は、以下の手順(1)~(7)によって予め求められた個数であることを特徴とする、多層反射膜付き基板。
(1)第1の座標系を有する欠陥検査装置によって、複数の基準マークを有する別の多層反射膜付き基板における欠陥の第1の欠陥座標、及び、基準マークの第1の基準マーク座標を取得する。
(2)第2の座標系を有する座標計測器によって、前記別の多層反射膜付き基板における前記欠陥の第2の欠陥座標、及び、前記基準マークの第2の基準マーク座標を取得する。
(3)前記第1の基準マーク座標及び前記第2の基準マーク座標に基づいて、前記第1の座標系から前記第2の座標系へ座標を変換するための変換係数を算出する。
(4)上記(3)で算出された変換係数を用いて、上記(1)において前記欠陥検査装置によって取得された前記第1の欠陥座標を、前記第2の座標系を基準とした第3の欠陥座標へ変換する。
(5)上記(2)において前記座標計測器によって取得された前記第2の欠陥座標と、上記(4)で変換された第3の欠陥座標との間の差について、3σの値を求める。
(6)基準マークの個数と3σとの対応関係を取得する。
(7)3σの値が、50nm未満となる基準マークの個数を決定する。
前記基準マークの個数は、8個以上である、構成1に記載の多層反射膜付き基板。
前記基準マークの個数は、16個以上である、構成1または構成2に記載の多層反射膜付き基板。
構成1から構成3のうちいずれかに記載の多層反射膜付き基板と、該多層反射膜付き基板上に形成された積層膜とを有する反射型マスクブランク。
基板及び該基板上に形成されたEUV光を反射する多層反射膜を有する多層反射膜付き基板と、該多層反射膜付き基板上に形成された積層膜とを有する反射型マスクブランクであって、
前記多層反射膜付き基板は、該多層反射膜付き基板における欠陥の位置の基準となる基準マークを備えており、
前記積層膜は、前記基準マークが転写された転写基準マークを備えており、
前記基準マークの個数は、以下の手順(1)~(7)によって予め求められた個数であることを特徴とする、反射型マスクブランク。
(1)第1の座標系を有する欠陥検査装置によって、複数の基準マークを有する別の多層反射膜付き基板における欠陥の第1の欠陥座標、及び、基準マークの第1の基準マーク座標を取得する。
(2)第2の座標系を有する座標計測器によって、前記別の多層反射膜付き基板上に形成された積層膜を有する反射型マスクブランクにおける欠陥の第2の欠陥座標、及び、転写基準マークの第2の基準マーク座標を取得する。
(3)前記第1の基準マーク座標及び前記第2の基準マーク座標に基づいて、前記第1の座標系から前記第2の座標系へ座標を変換するための変換係数を算出する。
(4)上記(3)で算出された変換係数を用いて、上記(1)において前記欠陥検査装置によって取得された前記第1の欠陥座標を、前記第2の座標系を基準とした第3の欠陥座標へ変換する。
(5)上記(2)において前記座標計測器によって取得された前記第2の欠陥座標と、上記(4)で変換された第3の欠陥座標との間の差について、3σの値を求める。
(6)基準マークの個数と3σとの対応関係を取得する。
(7)3σの値が、50nm未満となる基準マークの個数を決定する。
前記基準マークの個数は、8個以上である、構成5に記載の反射型マスクブランク。
前記基準マークの個数は、16個以上である、構成5または構成6に記載の反射型マスクブランク。
前記積層膜は、EUV光を吸収する吸収体膜を含む、構成4から構成7のうちいずれかに記載の反射型マスクブランク。
構成4または構成8に記載の反射型マスクブランクにおける前記積層膜に積層膜パターンを形成する工程を有する、反射型マスクの製造方法。
構成9に記載の反射型マスクの製造方法によって製造された反射型マスクを使用して、半導体基板上に転写パターンを形成する工程を有する、半導体装置の製造方法。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
[多層反射膜付き基板]
図1は、本実施形態の多層反射膜付き基板の断面を示す模式図である。
図1に示すように、多層反射膜付き基板10は、基板12と、露光光であるEUV光を反射する多層反射膜14とを備えている。さらに、多層反射膜付き基板10は、多層反射膜14を保護するための保護膜18を備えてもよい。本実施形態では、基板12の上に多層反射膜14が形成されており、多層反射膜14の上に保護膜18が形成されている。後述するように、多層反射膜付き基板10は、欠陥位置の基準となる4個以上の基準マークを備えている。
本実施形態の多層反射膜付き基板10に使用される基板12としては、EUV露光の場合、露光時の熱による吸収体膜パターンの歪みを防止するため、0±5ppb/℃の範囲内の低熱膨張係数を有するものが好ましく用いられる。この範囲の低熱膨張係数を有する素材としては、例えば、SiO2-TiO2系ガラス、多成分系ガラスセラミックス等を用いることができる。
多層反射膜付き基板10は、基板12と、基板12の上に形成された多層反射膜14とを備えている。多層反射膜14は、例えば、屈折率の異なる元素が周期的に積層された多層膜からなる。多層反射膜14は、EUV光を反射する機能を有している。
多層反射膜14を形成するために、基板12側から高屈折率層と低屈折率層をこの順に複数周期積層してもよい。この場合、1つの(高屈折率層/低屈折率層)の積層構造が、1周期となる。
多層反射膜14を形成するために、基板12側から低屈折率層と高屈折率層をこの順に複数周期積層してもよい。この場合、1つの(低屈折率層/高屈折率層)の積層構造が、1周期となる。
本実施形態の多層反射膜付き基板10は、多層反射膜14の上に形成された保護膜18を備えてもよい。保護膜18は、後述の吸収体膜のパターニングあるいはパターン修正の際に、多層反射膜14を保護する機能を有している。保護膜18は、例えば、多層反射膜14と吸収体膜との間に設けられる。
図2は、本実施形態の多層反射膜付き基板10の平面図である。
図2に示すように、略矩形状の多層反射膜付き基板10の4つの角部の近傍には、基準マーク20がそれぞれ形成されている。基準マーク20は、欠陥情報における欠陥位置の基準として使用されるマークである。図2では、基準マーク20が4個形成されている例を示しているが、基準マーク20の個数は4個以上であってもよい。また、4個以上の基準マーク20は、少なくとも2軸上に配置されればよい。
レーザの種類(波長):紫外線~可視光領域。例えば、波長405nmの半導体レーザ。
レーザ出力:1~120 mW
スキャン速度:0.1~20 mm/s
パルス周波数:1~100 MHz
パルス幅:3ns~1000s
(1)第1の座標系を有する欠陥検査装置によって、多層反射膜付き基板10における欠陥の第1の欠陥座標、及び、基準マーク20の第1の基準マーク座標を取得する。
(2)第2の座標系を有する座標計測器によって、多層反射膜付き基板10における前記欠陥の第2の欠陥座標、及び、前記基準マーク20の第2の基準マーク座標を取得する。
(3)前記第1の基準マーク座標、及び、前記第2の基準マーク座標に基づいて、欠陥検査装置の第1の座標系から座標計測器の第2の座標系へ座標を変換するための変換係数を算出する。
(4)上記(3)で算出された変換係数を用いて、上記(1)において欠陥検査装置によって取得された第1の欠陥座標を、座標計測器の第2の座標系を基準とした第3の欠陥座標へ変換する。
(5)上記(2)において座標計測器によって取得された第2の欠陥座標と、上記(4)で変換された第3の欠陥座標との間の差について、3σの値を求める。
第2の実施形態は、別の多層反射膜付き基板を使用して、基準マークの個数と3σとの対応関係を取得し、該対応関係に基づいて決定された個数の基準マークを有する多層反射膜付き基板である点が、第1の実施形態とは異なる。それ以外は、第1の実施形態と同様である。
すなわち、本実施形態の多層反射膜付き基板10は、該多層反射膜付き基板10における欠陥の位置の基準となる基準マーク20を備えており、該基準マーク20の個数は、以下の手順(1)~(7)によって予め求められた個数である。
(1)第1の座標系を有する欠陥検査装置によって、複数の基準マークを有する別の多層反射膜付き基板における欠陥の第1の欠陥座標、及び、基準マークの第1の基準マーク座標を取得する。
(2)第2の座標系を有する座標計測器によって、前記別の多層反射膜付き基板における前記欠陥の第2の欠陥座標、及び、前記基準マークの第2の基準マーク座標を取得する。
(3)前記第1の基準マーク座標及び前記第2の基準マーク座標に基づいて、前記第1の座標系から前記第2の座標系へ座標を変換するための変換係数を算出する。
(4)上記(3)で算出された変換係数を用いて、上記(1)において前記欠陥検査装置によって取得された前記第1の欠陥座標を、前記第2の座標系を基準とした第3の欠陥座標へ変換する。
(5)上記(2)において前記座標計測器によって取得された前記第2の欠陥座標と、上記(4)で変換された第3の欠陥座標との間の差について、3σの値を求める。
(6)基準マークの個数と3σとの対応関係を取得する。
(7)所望の3σの値(例えば、50nm未満)となる基準マークの個数を決定する。
また、別の多層反射膜付き基板は、N個の基準マークが形成された1つの多層反射膜付き基板であってもよい。この場合には、1つの多層反射膜付き基板に対して、上記手順(1)~(6)を行って基準マークの個数と3σとの対応関係を取得し、手順(7)にて前記対応関係に基づいて基準マークの個数を決定する。
本実施形態では、別の多層反射膜付き基板を用いて基準マークの個数を求めるため、基準マークの形状、欠陥検査装置及び/又は座標計測器に応じて、最適な個数の基準マーク20を有する多層反射膜付き基板10を得ることができる。
[反射型マスクブランク]
図3は、本実施形態の反射型マスクブランク30の断面を示す模式図である。上述の多層反射膜付き基板10の保護膜18上に積層膜28を形成することにより、本実施形態の反射型マスクブランク30を製造できる。特に制限するものではないが、積層膜28は、EUV光を吸収する吸収体膜であってもよい。以下、積層膜28が吸収体膜である例について説明する。
吸収体膜は、公知の方法、例えば、マグネトロンスパッタリング法や、イオンビームスパッタリング法などによって形成することができる。
(1)第1の座標系を有する欠陥検査装置によって、多層反射膜付き基板10における欠陥の第1の欠陥座標、及び、基準マーク20の第1の基準マーク座標を取得する。
(2)第2の座標系を有する座標計測器によって、反射型マスクブランク30における欠陥の第2の欠陥座標、及び、転写基準マークの第2の基準マーク座標を取得する。
(3)前記第1の基準マーク座標、及び、前記第2の基準マーク座標に基づいて、欠陥検査装置の第1の座標系から座標計測器の第2の座標系へ座標を変換するための変換係数を算出する。
(4)上記(3)で算出された変換係数を用いて、上記(1)において欠陥検査装置によって取得された第1の欠陥座標を、座標計測器の第2の座標系を基準とした第3の欠陥座標へ変換する。
(5)上記(2)において座標計測器によって取得された第2の欠陥座標と、上記(4)で変換された第3の欠陥座標との間の差について、3σの値を求める。
このグラフより、基準マーク20の個数が多い程、欠陥の座標の変換精度が向上することが分かる。基準マーク20の個数は、所望の3σに基づいて決定することができる。基準マーク20の個数は4個以上が好ましく、3σを50nm未満とすることができる。また、基準マーク20の個数は8個以上がより好ましく、3σを25nm未満とすることができる。また、基準マーク20の個数は16個以上がさらに好ましく、3σを20nm未満とすることができる。また、基準マーク20を形成するための工数が増えること、及び、基準マーク20が多すぎると欠陥が増加する観点から、基準マーク20の個数は、100個以下が好ましい。さらに、基準マーク20が60個を超える場合、3σの減少幅が小さくなる傾向があることから、基準マーク20の個数は、60個以下がより好ましい。
第4の実施形態は、別の多層反射膜付き基板と、該別の多層反射膜付き基板上に積層膜を有する別の反射型マスクブランクとを使用して、基準マークの個数と3σとの対応関係を取得し、該対応関係に基づいて決定された個数の基準マークを有する反射型マスクブランク30である点が、第3の実施形態とは異なる。それ以外は、第3の実施形態と同様である。
(1)第1の座標系を有する欠陥検査装置によって、複数の基準マークを有する別の多層反射膜付き基板における欠陥の第1の欠陥座標、及び、基準マークの第1の基準マーク座標を取得する。
(2)第2の座標系を有する座標計測器によって、前記別の多層反射膜付き基板上に形成された積層膜を有する別の反射型マスクブランクにおける欠陥の第2の欠陥座標、及び、転写基準マークの第2の基準マーク座標を取得する。
(3)前記第1の基準マーク座標及び前記第2の基準マーク座標に基づいて、前記第1の座標系から前記第2の座標系へ座標を変換するための変換係数を算出する。
(4)上記(3)で算出された変換係数を用いて、上記(1)において前記欠陥検査装置によって取得された前記第1の欠陥座標を、前記第2の座標系を基準とした第3の欠陥座標へ変換する。
(5)上記(2)において前記座標計測器によって取得された前記第2の欠陥座標と、上記(4)で変換された第3の欠陥座標との間の差について、3σの値を求める。
(6)基準マークの個数と3σとの対応関係を取得する。
(7)所望の3σの値(例えば、50nm未満)となる基準マークの個数を決定する。
上記手順(1)~(5)は、別の多層反射膜付き基板及び別の反射型マスクブランクを用いる点が異なるだけで、第3の実施形態の手順(1)~(5)と同様である。
別の多層反射膜付き基板は、第3の実施形態と同様である。別の反射型マスクブランクは、別の多層反射膜付き基板に形成された基準マークが転写された複数の転写基準マークを有する。
本実施形態の反射型マスクブランク30を使用して、本実施形態の反射型マスク40を製造することができる。以下、反射型マスク40の製造方法について説明する。
図4に示すように、まず、基板12と、基板12の上に形成された多層反射膜14と、多層反射膜14の上に形成された保護膜18と、保護膜18の上に形成された吸収体膜(積層膜28)とを有する反射型マスクブランク30を準備する(図4(a))。つぎに、吸収体膜の上に、レジスト膜32を形成する(図4(b))。レジスト膜32に、電子線描画装置によってパターンを描画し、さらに現像・リンス工程を経ることによって、レジストパターン32aを形成する(図4(c))。
本実施形態の反射型マスク40を使用したリソグラフィーにより、半導体基板上に転写パターンを形成することができる。この転写パターンは、反射型マスク40の吸収体膜パターン28aが転写された形状を有している。半導体基板上に反射型マスク40によって転写パターンを形成することによって、半導体装置を製造することができる。
反射型マスクブランクの製造方法であって、
基板上に、多層反射膜を成膜して、多層反射膜付き基板を形成する工程と、
前記多層反射膜付き基板の表面に、所望の3σに基づいて決定された個数のFMを形成する工程と、
欠陥検査装置を用いて、前記多層反射膜付き基板の表面の欠陥の第1の欠陥座標、及び、前記FMの第1のFM座標を取得することにより、前記第1のFM座標を基準とした第1の欠陥座標を示す欠陥マップを取得する工程と、
前記多層反射膜付き基板の上に、前記FMが転写された転写FMを有する積層膜を成膜する工程と、を備える反射型マスクブランクの製造方法。
反射型マスクブランクの製造方法であって、
基板上に、多層反射膜を成膜して、多層反射膜付き基板を形成する工程と、
前記多層反射膜付き基板の表面に、所望の3σに基づいて決定された個数のAMを形成する工程と、
欠陥検査装置を用いて、前記多層反射膜付き基板の表面の欠陥の第1の欠陥座標、及び、前記AMの第1のAM座標を取得することにより、第1のAM座標を基準とした第1の欠陥座標を示す第1の欠陥マップを取得する工程と、
前記多層反射膜付き基板の上に、前記AMが転写された転写AMを有する積層膜を成膜する工程と、
前記積層膜の表面に、FMを形成する工程と、
座標計測器を用いて、前記転写AMの第2のAM座標及び前記FMのFM座標を取得することにより、前記第1の欠陥マップを、前記FM座標を基準とする第1の欠陥座標を示す第2の欠陥マップに変換する工程と、を備える反射型マスクブランクの製造方法。
<実施例1>
SiO2-TiO2系のガラス基板(6インチ角、厚さが6.35mm)を準備した。このガラス基板の端面を面取り加工、及び研削加工し、更に酸化セリウム砥粒を含む研磨液で粗研磨処理した。これらの処理を終えたガラス基板を両面研磨装置のキャリアにセットし、研磨液にコロイダルシリカ砥粒を含むアルカリ水溶液を用い、所定の研磨条件で精密研磨を行った。精密研磨終了後、ガラス基板に対し洗浄処理を行った。得られたガラス基板の主表面の表面粗さは、二乗平均平方根粗さ(RMS)で、0.10nm以下であった。得られたガラス基板の主表面の平坦度は、測定領域132mm×132mmにおいて、30nm以下であった。
(条件):Crターゲット、Ar+N2ガス雰囲気(Ar:N2=90%:10%)、膜組成(Cr:90原子%、N:10原子%)、膜厚20nm
レーザ加工の条件は、以下の通りであった。
レーザの種類:波長405nmの半導体レーザ
レーザの出力:20mW(連続波)
スポットサイズ:430nmφ
形状:略十字型
深さD:40nm
幅W1,W2:1μm
長さL:1mm
FMの形成箇所は、図6に示す通りであり、132mm×132mmの有効領域(破線で示す領域)の外側であった。
FMの個数を8個から16個に変更した以外は、上記実施例1と同様に、多層反射膜付き基板及び反射型マスクブランクを製造した。
FMの形成箇所は、図9に示す通りであり、132mm×132mmの有効領域(破線で示す領域)の外側であった。
実施例1の8個のFMが形成された多層反射膜付き基板及び反射型マスクブランクを別の多層反射膜付き基板及び別の反射型マスクブランクとして用いて、実施例3の多層反射膜付き基板及び反射型マスクブランクを作製した。
実施例1で求められたFMの個数と3σとの対応関係から、3σが30nm未満となるFMの個数を算出し、FMの個数を7個とした。
実施例1と同様にして、ガラス基板の裏面導電膜が形成された側と反対側の主表面上に多層反射膜及び保護膜を形成した。保護膜の上にレーザ加工によってFMを形成し、7個のFMを有する多層反射膜付き基板を作製した。
FMの形状及び寸法は、以下の通りであった。
形状:略十字型
深さD:40nm
幅W1,W2:1μm
長さL:1m
上述の図8の結果に基づいて、3σが20nm未満となるAMの個数として28個を算出し、実施例4の多層反射膜付き基板及び反射型マスクブランクを作製した。
実施例1と同様にして、ガラス基板の裏面導電膜が形成された側と反対側の主表面上に多層反射膜及び保護膜を形成した。
レーザ加工の条件は、以下の通りであった。
レーザの種類:波長405nmの半導体レーザ
レーザの出力:20mW(連続波)
スポットサイズ:430nmφ
形状:略円形
深さ:40nm
直径:0.9μm
AMの形成箇所は、図10に示す通りであり、132mm×132mmの有効領域(破線で示す領域)の外側であった。
FIB加工の条件は、以下の通りであった。
加速電圧:50kV
ビーム電流値:20pA
形状:略十字型
深さD:70nm
幅W1,W2:5μm
長さL:1mm
FMの形成箇所は、図10に示す通りであり、132mm×132mmの有効領域(破線で示す領域)の外側であった。
FMの個数を8個から3個に変更した以外は、上記実施例1と同様に、多層反射膜付き基板及び反射型マスクブランクを製造した。
FMの形成箇所は、図11に示す通りであり、132mm×132mmの有効領域(破線で示す領域)の外側であった。
12 基板
14 多層反射膜
18 保護膜
20 基準マーク
28 積層膜
30 反射型マスクブランク
40 反射型マスク
50 パターン転写装置
56 半導体基板
Claims (3)
- 基板及び該基板上に形成されたEUV光を反射する多層反射膜を有する多層反射膜付き基板と、該多層反射膜付き基板上に形成された積層膜とを有する反射型マスクブランクの製造方法であって、
前記多層反射膜付き基板は、該多層反射膜付き基板における欠陥の位置の基準となる基準マークを備えており、
前記積層膜は、前記基準マークが転写された転写基準マークを備えており、
前記基準マークの個数Nは、以下の手順(1)~(7)によって予め求められた個数であることを特徴とする、反射型マスクブランクの製造方法。
(1)第1の座標系を有する欠陥検査装置によって、複数の基準マークを有する別の多層反射膜付き基板における欠陥の第1の欠陥座標、及び、基準マークの第1の基準マーク座標を取得する。
(2)第2の座標系を有する座標計測器によって、前記別の多層反射膜付き基板上に形成された積層膜を有する反射型マスクブランクにおける欠陥の第2の欠陥座標、及び、転写基準マークの第2の基準マーク座標を取得する。
(3)前記第1の基準マーク座標及び前記第2の基準マーク座標に基づいて、前記第1の座標系から前記第2の座標系へ座標を変換するための変換係数を算出する。
(4)上記(3)で算出された変換係数を用いて、上記(1)において前記欠陥検査装置によって取得された前記第1の欠陥座標を、前記第2の座標系を基準とした第3の欠陥座標へ変換する。
(5)上記(2)において前記座標計測器によって取得された前記第2の欠陥座標と、上記(4)で変換された第3の欠陥座標との間の差について、σを標準偏差として、3σの値を求める。
(6)基準マークの個数と3σとの対応関係を取得する。
(7)3σの値が、50nm未満となる基準マークの個数を決定する。 - 前記基準マークの個数Nは、9個以上100個以下である、請求項1に記載の反射型マスクブランクの製造方法。
- 前記積層膜は、EUV光を吸収する吸収体膜を含む、請求項1または請求項2に記載の反射型マスクブランクの製造方法。
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