KR101590240B1 - Ｅｕｖ 노광용 마스크의 수정 방법 및 ｅｕｖ 노광용 마스크 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판 위에 적층된 몰리브덴층 및 규소층을 포함하는 Mo/Si 다층막과, 상기 Mo/Si 다층막 위에 형성된 보호막과, 상기 보호막 위에 형성된 흡수막을 갖는 EUV 노광용 마스크의 수정 방법은, 상기 흡수막으로부터 노출된 상기 보호막의 노출 영역에 있어서의 Mo/Si 다층막의 결함 위치를 특정하고, 상기 EUV 노광용 마스크의 평면시에 있어서 결함 위치를 덮는 범위에 EUV 노광광의 파장 이하의 직경으로 좁혀진 광선을 조사하여, EUV 노광용 마스크의 상면에, 최대폭이 파장 이하의 구멍을 복수 형성하는 것이다.
Description
본 발명은, EUV(Extreme Ultra Violet:극단 자외광) 노광용 마스크의 수정 방법 및 EUV 노광용 마스크에 관한 것이다. 보다 상세하게는, EUV 노광용 마스크의 다층막에 발생한 결함의 수정 방법 및 EUV 노광용 마스크에 관한 것이다.
본 출원은, 2011년 3월 31일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2011-080112호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
반도체 디바이스의 형성에 있어서의 노광 패턴의 해상 한계에 대하여, 더 미세한 패턴을 노광 형성하기 위해서, 전자선 묘화 장치(EB)의 직묘나 셀프로젝션, 연X선 축소 노광(Extreme Ultra Violet Lithography:EUVL)과 같은 새로운 전사 방법이 제안되어 있다.
그 중에서도 EUVL은, 파장 약 13나노미터(㎚)의 연X선을 반사 광학계에서 축소 노광하는 리소그래피 기술이며, 자외선을 이용하는 노광의 단파장화의 극한으로 볼 수 있어, 관심을 모으고 있다.
EUVL에 이용되는 마스크는, 석영 기판 위에 몰리브덴 및 규소를 교대로 성막한 Mo/Si 다층막과, TaN이나 TiN 등의 흡수체와, Mo/Si 다층막과 흡수체와의 사이에 이산화규소(SiO2)나 크롬(Cr) 등에 의해 형성된 버퍼층으로 구성되어, 흡수체를 패턴 형성한 반사 마스크로 되어 있다. Mo/Si 다층막은, 조사광의 반사 효과와, 열부하에 의한 응력의 밸런스를 고려하여 막 두께와 성막 조건이 선택되어 있다.
EUVL 마스크에 있어서, 기판 표면에 요철 형상의 결함이 존재할 경우, 종래의 포토마스크에서는 무시할 수 있는 레벨의 결함이어도 광로차에 미치는 영향이 커, 치명적인 결함이 될 수 있다. 이러한 결함으로서, 흡수체의 패턴 결함 이외, Mo/Si 다층막의 결함, 기판 표면의 결함 등을 들 수 있다.
특히, Mo/Si 다층막의 결함에서는, 다층막 표면의 근방에 이물질 등이 혼입되고, EUV 반사광의 강도가 저하되는 진폭 결함, 기판 위나 Mo/Si 다층막의 성막의 초기에 이물질 등이 혼입되고, 다층막의 내부 구조가 변화되는 것에 수반하는 다층막 표면의 요철 형상이 전파되어 발생하는 위상 결함이 있다.
이들의 진폭 결함이나 위상 결함은, 웨이퍼 전사에 있어서의 우량품율 저하의 원인이 되므로, 흡수체나 버퍼층의 형성 전에 결함 수정을 행하여 제거할 필요가 있다.
이와 같은 결함 수정에 관하여, 특허문헌 1에는, 다층막 중에 존재하는 이물질에 대하여 전자 빔 등을 국소적으로 조사하여, 조사 부분에 실리사이드를 형성함으로써, 체적 수축에 의한 단차를 해소하는 것이 기재되어 있다.
또한, 특허문헌 2에는, 글래스 기판 위에 존재하는 이물질에 대하여, 글래스 기판의 이면으로부터 이물질에 대하여, 글래스 기판에 흡수되지 않는 파장의 레이저 광을 수속, 조사하고, 가열에 의해 Mo/Si 다층막 계면에 실리사이드를 형성하여, Mo/Si 다층막에 발생한 단차를 완화하는 것이 기재되어 있다.
EUVL에서는, 이용 가능한 광이 제한되므로, 반사 효율이 낮아진다고 하는 문제가 있다. 그로 인해, 다층막 표면의 반사율을 높이는 것이 요구되고 있다. 이에 관하여, 다층막의 층간이나 다층막 아래에 존재하는 파티클, 적층한 각층의 막 두께의 변화나, 재료의 광학 특성의 편차가, 다층막 구조에 있어서의 결함을 발생시키거나, 적층 막 두께를 불균일하게 함으로써 조사광의 반사를 저하시키고 있다.
EUV 노광의 조사광의 반사는, 상술한 요인에 강하게 영향받고, 반사율의 변화는 전사되는 웨이퍼 위에 희미한 노광상으로서 나타나는 경우가 있다. 특허문헌 1 및 2에 기재된 기술에서는, 이러한 국소적인 수정을 행하는 것은 곤란했다.
본 발명은, 상기 사정에 감안해서 이루어진 것으로, EUV 노광의 조사광의 반사율을 국소적으로 향상시킬 수 있는 EUV 노광용 마스크의 수정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 묘화되는 웨이퍼 위에 결함에 의해 발생하는 노광상의 발생 및 그 정도가 억제된 EUV 노광용 마스크를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 형태는, 기판 위에 적층된 몰리브덴층 및 규소층을 포함하는 Mo/Si 다층막과, 상기 Mo/Si 다층막 위에 형성된 보호막과, 상기 보호막 위에 형성된 흡수막을 갖는 EUV 노광용 마스크의 수정 방법이며, 상기 흡수막으로부터 노출된 상기 보호막의 노출 영역에 있어서의 상기 Mo/Si 다층막의 결함 위치를 특정하고, 상기 EUV 노광용 마스크의 평면시(平面視)에 있어서 상기 결함 위치를 덮는 범위에, EUV 노광광의 파장 이하의 직경으로 좁혀진 광선을 조사하여, 상기 EUV 노광용 마스크의 상면에, 최대폭이 상기 파장 이하의 구멍을 복수 형성한다.
상기 구멍은, 상기 EUV 노광용 마스크의 평면시에 있어서, 구멍간 피치가 상기 파장의 2배 미만의 소정 간격으로 격자 형상으로 배열되도록 형성되어도 된다.
상기 구멍의 저면에, 상기 Mo/Si 다층막의 상기 규소층이 노출되도록 상기 구멍을 형성해도 된다.
상기 보호막의 노출 영역에 있어서의 상기 Mo/Si 다층막의 결함 위치와 함께, 상기 결함의 형상을 특정해도 된다.
상기 결함 위치를 덮는 범위 및 상기 구멍의 상기 평면시에 있어서의 형상, 최대폭, 및 피치는, 특정된 상기 결함의 위치 및 형상에 의해 결정되어도 된다.
본 발명의 제2 형태는, 기판 상에 적층된 몰리브덴층 및 규소층을 포함하는 Mo/Si 다층막과, 상기 Mo/Si 다층막 위에 형성된 보호막과, 상기 보호막 위에 형성된 흡수막을 갖는 EUV 노광용 마스크이며, 상기 흡수막으로부터 노출된 상기 보호막의 노출 영역에, 최대폭이 EUV 노광광의 파장 이하의 구멍이 복수 형성된 반사율 증가부를 갖는다.
상기 반사율 증가부에 있어서, 상기 구멍의 피치가 상기 파장의 2배 미만의 소정 간격으로 복수의 상기 구멍이 격자 형상으로 배열되어도 된다.
본 발명의 형태에 따른 EUV 노광용 마스크의 수정 방법에 따르면, Mo/Si 다층막의 결함에 의해 발생한 국소적인 EUV 노광의 조사광의 반사율 저하를 국소적으로 개선하여, 적절하게 결함 수정을 행할 수 있다.
또한, 본 발명의 형태에 따른 EUV 노광용 마스크에 따르면, 반사율 증가부를 가짐으로써, 결함 위치의 반사율이 국소적으로 향상되어, 묘화되는 웨이퍼 위에 Mo/Si 다층막의 결함에 의해 발생하는 노광상의 발생 및 그 정도를 억제할 수 있다.
도 1은 결함을 갖는 EUV 노광용 마스크의 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 결함을 갖는 EUV 노광용 마스크의 노광에 의해 전사가 행해진 웨이퍼의 형상을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 결손 영역과 반사율 증가부를 형성하는 영역과의 관계를 도시하는 도면이다.
도 4는 반사율 증가부에 있어서의 구멍의 배치예를 나타내는 도면이다. 수정 후의 결함을 갖는 EUV 노광용 마스크에 의한 반사상을 도시하는 도면이다.
도 5는 반사율 증가부가 형성된 본 발명의 일 실시 형태의 EUV 노광용 마스크를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 6은 결함을 갖는 EUV 노광용 마스크의 노광에 의해 전사가 행해진 웨이퍼의 형상을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 결함을 갖는 EUV 노광용 마스크의 노광에 의해 전사가 행해진 웨이퍼의 형상을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은 결손 영역과 반사율 증가부를 형성하는 영역과의 관계를 도시하는 도면이다.
도 4는 반사율 증가부에 있어서의 구멍의 배치예를 나타내는 도면이다. 수정 후의 결함을 갖는 EUV 노광용 마스크에 의한 반사상을 도시하는 도면이다.
도 5는 반사율 증가부가 형성된 본 발명의 일 실시 형태의 EUV 노광용 마스크를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 6은 결함을 갖는 EUV 노광용 마스크의 노광에 의해 전사가 행해진 웨이퍼의 형상을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
본 발명의 일 실시 형태에 대하여, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
도 1은, 결함을 갖는 EUV 노광용 마스크의 일례를 나타내는 모식도이다. 이 EUV 노광용 마스크(1)는, 예를 들어 석영 등으로 이루어지는 투명 기판(10) 위에 형성된 Mo/Si 다층막(20)과, Mo/Si 다층막(20)의 상면에 형성된 보호막(30)과, 보호막(30) 위에 형성된 흡수막(40)을 구비하고 있다.
Mo/Si 다층막(20)은, 몰리브덴 및 규소의 단층막을 한 쌍으로 하여, 예를 들어 7나노미터(㎚) 정도의 막 두께로 복수쌍 적층 함으로써 형성되어 있다. 도 1에는 모식도이므로, 5쌍의 몰리브덴층(21)과 규소층(22)이 도시되어 있지만, 실제로는, 보다 많은, 예를 들어 40 내지 50쌍 정도 적층된다.
보호막(30)은, 예를 들어 루테늄(Ru) 등으로 이루어지고, Mo/Si 다층막(20)의 상면을 덮도록 형성되어 있다. 흡수막(40)은, 보호막(30) 위에 형성한 흡수체층을 원하는 형상으로 패터닝 함으로써 형성되어 있다. 흡수막(40)은, 탄탈(Ta) 혹은 크롬(Cr)을 주원료로 하고, 경우에 따라서는 규소(Si)를 함유한 합금으로 이루어지는 단층 혹은 적층막이며, 적층막으로 되는 경우에는, 상층이 당해 재료의 산화물, 질화물, 산질화물 등으로 형성된다.
EUV 노광용 마스크(1)에 있어서, 흡수막(40)이 제거되어서 보호막(30)이 노출된 영역(보호막 노출 영역)에는, 결함(Df)이 존재하고 있다. 결함(Df)에서는, Mo/Si 다층막(20)에 변형이 발생하여 돌출되어 있고, 그 위의 보호막(30)도 돌출되어 있다. 즉, 결함(Df)에 의해, Mo/Si 다층막(20)이 국소적으로 두꺼워져 있다.
이와 같은 결함(Df)은 노광광의 반사율을 국소적으로 저하시키는 것이며, 통상의 결함 검사 장치에서 확인할 수 있다. 가령 결함(Df)을 수정하지 않고 EUV 노광용 마스크(1)에 노광광을 조사하여 웨이퍼에 전사를 행하면, 도 2에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(100) 위에는, 결함(Df)의 면 방향의 치수(D1)보다도 큰 치수(D2)의 반사상이 전사되어버리므로, 국소적이어도 치명적 결함이 될 우려가 있다.
본 실시 형태의 EUV 노광용 마스크의 수정 방법(이하, 단순히 「수정 방법」이라고 칭한다)은 , 결함(Df)과 같은 보호막 노출 영역 위의 결함을, 국소적으로 노광광의 반사율을 높임으로써 적절하게 수정하는 것이다. 이하, 상세하게 설명한다.
우선, 결함 검사 장치를 사용하여 EUV 노광용 마스크의 결함의 유무를 검사하고, 보호층 노출 영역 위에 결함이 발견된 경우에는, 그 위치와, 돌출 높이 등의 결손의 형상에 관한 파라미터를 특정한다.
다음으로, 수속 이온 빔 또는 전자 빔을 사용하여, EUV 노광광의 파장 이하의 직경으로 좁혀진 광선을 EUV 노광용 마스크(1)의 상면에 조사하고, 결함(Df)을 포함하는 EUV 노광용 마스크(1)의 보호막 노출 영역에 복수의 구멍을 형성한다. 이때, 각 구멍의 저면에 Mo/Si 다층막(20)의 규소층이 노출되도록 각 구멍을 형성하는 것이 바람직하다. 수속 이온 빔 또는 전자 빔을 사용할 때에 있어서의 어시스트 가스로서는, 예를 들어 하기의 표 1에 기재한 것을 적절하게 선택할 수 있다.
구멍을 형성하는 영역(A1)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 결함(Df)에 의한 형상 변화가 발생하고 있는 영역(B1)을 EUV 노광용 마스크(1)의 평면시에 있어서 완전하게 덮도록 설정한다.
도 4는, 영역(A1)에 있어서의 구멍(2)의 형성 패턴의 일례를 나타내는 도면이다. 각 구멍(2)의 최대폭(L1)은, 사용되는 노광광의 파장보다도 짧은 값으로 설정된다. 도 4에서는, 구멍(2)의 평면시에 있어서의 형상이 대략 정사각형으로 되어 있지만, 구멍의 형상은 이것에는 한정되지 않고, 예를 들어 대략 원형 등이어도 된다. 인접하는 구멍(2) 사이의 최단 거리(L3)는, 예를 들어 노광광의 파장보다도 짧은 소정의 값으로 설정되어 있다. 이에 의해, 인접하는 구멍(2)의 중심 간의 거리로서 정의하는 구멍(2)의 피치(L2)는, 노광광의 파장의 2배 미만의 소정의 길이로 설정되어 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 수속 이온 빔이나 전자 빔을 사용하여 평면시에 있어서의 소정 패턴으로 복수의 구멍(2)을 형성하면, 보호막(30)의 노출 영역의 일부인 영역(A1)에, 복수의 구멍(2)을 갖는 반사율 증가부(31)가 형성되고, 본 발명의 실시 형태에 따른 EUV 노광용 마스크(1A)가 완성된다.
반사율 증가부(31)가 형성된 영역(A1)은, 다른 보호막 노출 영역보다도 반사율이 증가되고 있다. 따라서, 결함(Df)이 발생한 영역에 반사율 증가부(31)를 형성함으로써 결함(Df)에 의한 국소적인 반사율의 저하를 보정할 수 있다. 그 결과, 결함(Df)이 적절하게 수정되어, 도 6 도시한 바와 같이, 웨이퍼(100) 위에 형성되는 반사상을 대략 소실시켜, 품질에 영향을 주지않는 정도까지 작게 할 수 있다.
반사율 증가부(31)를 형성할 때의 각종 파라미터, 예를 들어, 영역(A1)의 형상 및 크기, 구멍(2)의 평면시에 있어서의 형상, 최대폭, 및 피치 등은, 앞서 특정된 결함(Df)의 형상 파라미터에 의해 결정되고, 시뮬레이션 등에 의해 산출 및 설정할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명의 기술 범위는 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 각 구성 요소에 다양한 변경을 가하거나, 삭제하는 것이 가능하다.
예를 들어, 본 발명의 수정 방법을, 눈에 띄는 결함이 없지만, 국소적으로 반사율의 저하가 발생하고 있는 개소에 실시해도 된다. 이에 의해, 당해 개소의 반사율을 국소적으로 향상시켜서 수정을 행하는 것이 가능하다.
본 발명의 실시 형태에 따른 EUV 노광용 마스크의 수정 방법 및 EUV 노광용 마스크는, 노광 분야에 있어서 폭넓게 사용될 수 있다.
1, 1A : EUV 노광용 마스크
2 : 구멍
10 : 기판
20 : Mo/Si 다층막
21 : 몰리브덴층
22 : 규소층
30 : 보호막
31 : 반사율 증가부
40 : 흡수막
Df : 결함
L1 : 최대폭
L2 : 피치
2 : 구멍
10 : 기판
20 : Mo/Si 다층막
21 : 몰리브덴층
22 : 규소층
30 : 보호막
31 : 반사율 증가부
40 : 흡수막
Df : 결함
L1 : 최대폭
L2 : 피치
Claims (7)
- 기판 위에 적층된 몰리브덴층 및 규소층을 포함하는 Mo/Si 다층막과, 상기 Mo/Si 다층막 위에 형성된 보호막과, 상기 보호막 위에 형성된 흡수막을 갖는 EUV 노광용 마스크의 수정 방법으로서,
상기 흡수막으로부터 노출된 상기 보호막의 노출 영역에 있어서의 상기 Mo/Si 다층막의 아래의 볼록 형상에 기인하는 결함 위치를 특정하고,
상기 EUV 노광용 마스크의 평면시(平面視)에 있어서 상기 결함 위치를 덮는 범위에, 13㎚ 이하의 직경으로 좁혀진 광선을 조사하여, 상기 EUV 노광용 마스크의 상면에, 최대폭이 13㎚ 이하이며 상기 Mo/Si 다층막의 상기 규소층이 저면에 노출되는 구멍을 복수 형성하는 것을 특징으로 하는 EUV 노광용 마스크의 수정 방법. - 제1항에 있어서,
상기 구멍은, 상기 EUV 노광용 마스크의 평면시에 있어서, 구멍간 피치가 13㎚의 2배 미만의 소정 간격으로 격자 형상으로 배열되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 EUV 노광용 마스크의 수정 방법. - 삭제
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 보호막의 노출 영역에 있어서의 상기 Mo/Si 다층막의 아래의 볼록 형상에 기인하는 결함 위치와 함께, 상기 결함의 형상을 특정하는 것을 특징으로 하는 EUV 노광용 마스크의 수정 방법. - 제4항에 있어서,
상기 결함 위치를 덮는 범위 및 상기 구멍의 상기 평면시에 있어서의 형상, 최대폭, 및 피치는, 특정된 상기 결함의 위치 및 형상에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 EUV 노광용 마스크의 수정 방법. - 기판 상에 적층된 몰리브덴층 및 규소층을 포함하는 Mo/Si 다층막과, 상기 Mo/Si 다층막 위에 형성된 보호막과, 상기 보호막 위에 형성된 흡수막을 갖는 EUV 노광용 마스크로서,
상기 흡수막으로부터 노출된 상기 보호막의 노출 영역에, 최대폭이 13㎚ 이하이며 상기 Mo/Si 다층막의 상기 규소층이 저면에 노출되는 구멍이 복수 형성된 반사율 증가부를 갖는 것을 특징으로 하는 EUV 노광용 마스크. - 제6항에 있어서,
상기 반사율 증가부에 있어서, 상기 구멍의 피치가 13nm의 2배 미만의 소정 간격으로 복수의 상기 구멍이 격자 형상으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 EUV 노광용 마스크.
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