WO2012133109A1 - Euv露光用マスクの修正方法およびeuv露光用マスク - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a method for correcting an EUV (Extreme Ultra Violet) exposure mask and an EUV exposure mask. More specifically, the present invention relates to a method for correcting defects generated in a multilayer film of an EUV exposure mask and an EUV exposure mask.
  • EUVL Extreme Ultra Violet Lithography
  • a mask used for EUVL includes a Mo / Si multilayer film in which molybdenum and silicon are alternately formed on a quartz substrate, an absorber such as TaN and TiN, and silicon dioxide between the Mo / Si multilayer film and the absorber. It is composed of a buffer layer formed of (SiO 2 ), chromium (Cr), or the like, and serves as a reflective mask in which an absorber is patterned.
  • the film thickness and film formation conditions of the Mo / Si multilayer film are selected in consideration of the reflection effect of irradiation light and the balance of stress due to thermal load.
  • defects include, in addition to absorber pattern defects, Mo / Si multilayer film defects, substrate surface defects, and the like.
  • the amplitude defect that reduces the intensity of the EUV reflected light, the foreign matter or the like on the substrate or at the initial stage of forming the Mo / Si multilayer film
  • Patent Document 1 discloses that a step caused by volume contraction is eliminated by locally irradiating a foreign material existing in a multilayer film with an electron beam or the like and forming silicide in the irradiated portion. It is described to do.
  • Patent Document 2 discloses that a foreign substance existing on a glass substrate is focused and irradiated with laser light having a wavelength that is not absorbed by the glass substrate from the back surface of the glass substrate, and heated to produce Mo / Si. It is described that silicide is formed at the interface of the multilayer film to alleviate the step generated in the Mo / Si multilayer film.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for correcting an EUV exposure mask capable of locally improving the reflectance of irradiation light of EUV exposure. Another object of the present invention is to provide an EUV exposure mask in which the generation of exposure images caused by defects on the wafer to be drawn and the extent thereof are suppressed.
  • a first aspect of the present invention is a Mo / Si multilayer film including a molybdenum layer and a silicon layer laminated on a substrate, a protective film formed on the Mo / Si multilayer film, and formed on the protective film And a defect position of the Mo / Si multilayer film in the exposed region of the protective film exposed from the absorption film, wherein the EUV exposure mask includes: In a plan view, the range covering the defect position is irradiated with a light beam having a diameter smaller than the wavelength of the EUV exposure light to form a plurality of holes having a maximum width of the wavelength or less on the upper surface of the EUV exposure mask.
  • the holes may be formed so as to be arranged in a lattice pattern at a predetermined interval in which the pitch between holes is less than twice the wavelength in the plan view of the EUV exposure mask.
  • the hole may be formed on the bottom surface of the hole such that the silicon layer of the Mo / Si multilayer film is exposed. You may identify the shape of the said defect with the defect position of the said Mo / Si multilayer film in the exposure area
  • the range covering the defect position, and the shape, maximum width, and pitch of the hole in the plan view may be determined by the position and shape of the identified recess.
  • the second aspect of the present invention is a Mo / Si multilayer film including a molybdenum layer and a silicon layer laminated on a substrate, a protective film formed on the Mo / Si multilayer film, and formed on the protective film
  • An EUV exposure mask having a plurality of holes having a maximum width less than or equal to the wavelength of the EUV exposure light in the exposed region of the protective film exposed from the absorption film.
  • the plurality of holes may be arranged in a lattice pattern at a predetermined interval in which the pitch of the holes is less than twice the wavelength.
  • the local EUV exposure irradiation light reflectance reduction caused by the defect of the Mo / Si multilayer film is locally improved, and the defect correction is preferably performed. It can be performed.
  • the reflectance at the defect position is locally improved by having the reflectance increasing portion, and the defect of the Mo / Si multilayer film is formed on the wafer to be drawn. It is possible to suppress the occurrence and degree of exposure image generated by the above.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an example of an EUV exposure mask having defects.
  • the EUV exposure mask 1 includes, for example, a Mo / Si multilayer film 20 formed on a transparent substrate 10 made of quartz or the like, a protective film 30 formed on the upper surface of the Mo / Si multilayer film 20, and the protective film 30.
  • the absorption film 40 is formed.
  • the Mo / Si multilayer film 20 is formed by stacking a plurality of pairs of single layer films of molybdenum and silicon, for example, with a film thickness of about 7 nanometers (nm). In FIG. 1, five pairs of molybdenum layers 21 and silicon layers 22 are shown for a schematic view, but actually, more layers, for example, about 40 to 50 pairs are stacked.
  • the protective film 30 is made of ruthenium (Ru), for example, and is formed so as to cover the upper surface of the Mo / Si multilayer film 20.
  • the absorption film 40 is formed by patterning the absorber layer formed on the protective film 30 into a desired shape.
  • the absorption film 40 is a single layer or a multilayer film made of an alloy containing tantalum (Ta) or chromium (Cr) as a main raw material and, in some cases, containing silicon (Si). It is formed of an oxide, nitride, oxynitride, or the like of the material.
  • a defect Df exists in a region where the absorption film 40 is removed and the protective film 30 is exposed (protective film exposed region).
  • the Mo / Si multilayer film 20 is distorted and protrudes, and the protective film 30 thereon also protrudes. That is, the Mo / Si multilayer film 20 is locally thick due to the defect Df.
  • Such a defect Df lowers the reflectance of the exposure light locally and can be confirmed by a normal defect inspection apparatus. If the EUV exposure mask 1 is irradiated with exposure light and the wafer is transferred without correcting the defect Df, as shown in FIG. 2, the wafer 100 has a dimension D1 in the plane direction of the defect Df. Since a reflection image having a large dimension D2 is transferred, there is a possibility that a fatal defect may occur even if it is local.
  • correction method locally increases the reflectance of exposure light for defects on the protective film exposed region such as the defect Df. Is more preferably corrected. This will be described in detail below.
  • the defect inspection device is used to inspect the EUV exposure mask for defects, and if a defect is found on the protective layer exposure area, the position and parameters related to the shape of the defect such as the protrusion height are specified. To do.
  • the upper surface of the EUV exposure mask 1 is irradiated with a light beam focused to a diameter equal to or smaller than the wavelength of the EUV exposure light by using a focused ion beam or an electron beam, and the protective film of the EUV exposure mask 1 including the defect Df.
  • a plurality of holes are formed in the exposed region.
  • each hole is preferably formed so that the silicon layer of the Mo / Si multilayer film 20 is exposed at the bottom of each hole.
  • an assist gas when using a focused ion beam or an electron beam for example, those listed in Table 1 below can be appropriately selected.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the formation pattern of the holes 2 in the region A1.
  • the maximum width L1 of each hole 2 is set to a value shorter than the wavelength of the exposure light used.
  • the shape of the hole 2 in plan view is substantially square, but the shape of the hole is not limited to this, and may be, for example, substantially circular.
  • the shortest distance L3 between the adjacent holes 2 is set to a predetermined value shorter than the wavelength of the exposure light, for example.
  • the pitch L2 of the holes 2 defined as the distance between the centers of the adjacent holes 2 is set to a predetermined length that is less than twice the wavelength of the exposure light.
  • the plurality of holes 2 are formed in a region A1 that is a part of the exposed region of the protective film 30.
  • the reflectance increasing portion 31 is formed, and the EUV exposure mask 1A according to the embodiment of the present invention is completed.
  • the region A1 where the reflectance increasing portion 31 is formed the reflectance is increased as compared with the other protective film exposed regions. Therefore, the local decrease in reflectance due to the defect Df can be corrected by forming the reflectance increasing portion 31 in the region where the defect Df has occurred.
  • the defect Df is suitably corrected, and as shown in FIG. 6, the reflected image formed on the wafer 100 can be substantially eliminated and reduced to a level that does not affect the quality.
  • the shape and size of the region A1 for example, the shape of the hole 2 in plan view, the maximum width, the pitch, and the like depend on the shape parameter of the defect Df specified earlier. It is determined and can be calculated and set by simulation or the like.
  • the correction method of the present invention may be applied to a portion where there is no noticeable defect but the reflectance is locally reduced. As a result, it is possible to perform correction by locally improving the reflectance of the portion.
  • the EUV exposure mask correction method and the EUV exposure mask according to the embodiment of the present invention can be widely used in the exposure field.

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Abstract

 基板上に積層されたモリブデン層およびケイ素層を含むMo/Si多層膜と、前記Mo/Si多層膜上に形成された保護膜と、前記保護膜上に形成された吸収膜とを有するEUV露光用マスクの修正方法は、前記吸収膜から露出した前記保護膜の露出領域におけるMo/Si多層膜の欠陥位置を特定し、前記EUV露光用マスクの平面視において欠陥位置を覆う範囲にEUV露光光の波長以下の径に絞られた光線を照射して、EUV露光用マスクの上面に、最大幅が波長以下の孔を複数形成する。

Description

EUV露光用マスクの修正方法およびEUV露光用マスク
 本発明は、EUV(Extreme Ultra Violet:極端紫外光)露光用マスクの修正方法及びEUV露光用マスクに関する。より詳しくは、EUV露光用マスクの多層膜に生じた欠陥の修正方法およびEUV露光用マスクに関する。
 本願は、2011年03月31日に、日本に出願された特願2011-080112号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 半導体デバイスの形成における露光パターンの解像限界に向け、さらに微細なパターンを露光形成するため、電子線描画装置(EB)の直描やセルプロジェクション、軟X線縮小露光(Extreme Ultra Violet Lithography:EUVL)のような新しい転写方法が提案されている。
 その中でもEUVLは、波長約13ナノメートル(nm)の軟X線を反射光学系で縮小露光するリソグラフィ技術であり、紫外線を用いる露光の短波長化の極限と見られ、関心を集めている。
 EUVLに用いられるマスクは、石英基板上にモリブデンおよびケイ素を交互に成膜したMo/Si多層膜と、TaNやTiN等の吸収体と、Mo/Si多層膜と吸収体との間に二酸化ケイ素(SiO)やクロム(Cr)等により形成されたバッファ層とから構成され、吸収体をパターン形成した反射マスクとなっている。Mo/Si多層膜は、照射光の反射効果と、熱負荷による応力のバランスとを考慮して膜厚と成膜条件が選択されている。
 EUVLマスクにおいて、基板表面に凹凸形状の欠陥が存在する場合、従来のフォトマスクでは無視できるレベルの欠陥であっても光路差に与える影響が大きく、致命的な欠陥となりうる。このような欠陥として、吸収体のパターン欠陥のほか、Mo/Si多層膜の欠陥、基板表面の欠陥等が挙げられる。
 特に、Mo/Si多層膜の欠陥では、多層膜表面の近傍に異物等が混入し、EUV反射光の強度が低下する振幅欠陥、基板上やMo/Si多層膜の成膜の初期に異物等が混入し、多層膜の内部構造が変化することに伴う多層膜表面の凹凸形状が伝播して生じる位相欠陥がある。
 これらの振幅欠陥や位相欠陥は、ウェハ転写における良品率低下の原因となるため、吸収体やバッファ層の形成前に欠陥修正を行って除去する必要がある。
 このような欠陥修正に関して、特許文献1には、多層膜中に存在する異物に対して電子ビーム等を局所的に照射して、照射部分にシリサイドを形成することにより、体積収縮による段差を解消することが記載されている。
 また、特許文献2には、ガラス基板上に存在する異物に対して、ガラス基板の裏面から異物に対して、ガラス基板に吸収されない波長のレーザー光を収束、照射して、加熱によりMo/Si多層膜界面にシリサイドを形成し、Mo/Si多層膜に生じた段差を緩和することが記載されている。
日本国特開2006-059835号公報 日本国特開2006-060059号公報
 EUVLでは、利用可能な光が制限されるため、反射効率が低くなるという問題がある。そのため、多層膜表面の反射率を高めることが求められている。これに関して、多層膜の層間や多層膜の下に存在するパーティクル、積層した各層の膜厚の変化や、材料の光学特性のバラつきが、多層膜構造における欠陥を生じさせたり、積層膜厚を不均一にしたりすることで照射光の反射を低下させている。
 EUV露光の照射光の反射は、上述の要因に強く影響され、反射率の変化は転写されるウェハ上にかすかな露光像として現れることがある。特許文献1および2に記載の技術では、このような局所的な修正を行うことは困難であった。
 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、EUV露光の照射光の反射率を局所的に向上させることができるEUV露光用マスクの修正方法を提供することを目的とする。
 本発明の他の目的は、描画されるウェハ上に欠陥により生じる露光像の発生およびその程度が抑制されたEUV露光用マスクを提供することである。
 本発明の第一の態様は、基板上に積層されたモリブデン層およびケイ素層を含むMo/Si多層膜と、前記Mo/Si多層膜上に形成された保護膜と、前記保護膜上に形成された吸収膜とを有するEUV露光用マスクの修正方法であって、前記吸収膜から露出した前記保護膜の露出領域における前記Mo/Si多層膜の欠陥位置を特定し、前記EUV露光用マスクの平面視において前記欠陥位置を覆う範囲にEUV露光光の波長以下の径に絞られた光線を照射して、前記EUV露光用マスクの上面に、最大幅が前記波長以下の孔を複数形成する。
 前記孔は、前記EUV露光用マスクの平面視において、孔間ピッチが前記波長の2倍未満の所定間隔で格子状に並ぶように形成されてもよい。
 前記孔の底面に、前記Mo/Si多層膜の前記ケイ素層が露出するように前記孔を形成してもよい。
 前記保護膜の露出領域における前記Mo/Si多層膜の欠陥位置と共に、前記欠陥の形状を特定してもよい。
 前記欠陥位置を覆う範囲、及び前記孔の前記平面視における形状、最大幅、及びピッチは、特定された前記陥の位置及び形状によって決定されてもよい。
 本発明の第二の態様は、基板上に積層されたモリブデン層およびケイ素層を含むMo/Si多層膜と、前記Mo/Si多層膜上に形成された保護膜と、前記保護膜上に形成された吸収膜とを有するEUV露光用マスクであって、前記吸収膜から露出した前記保護膜の露出領域に、最大幅がEUV露光光の波長以下の孔が複数形成された反射率増加部を有する。
 前記反射率増加部において、前記孔のピッチが前記波長の2倍未満の所定間隔で複数の前記孔が格子状に配列されてもよい。
 本発明の態様に係るEUV露光用マスクの修正方法によれば、Mo/Si多層膜の欠陥により生じた局所的なEUV露光の照射光の反射率低下を局所的に改善し、好適に欠陥修正を行うことができる。
 また、本発明の態様に係るEUV露光用マスクによれば、反射率増加部を有することにより、欠陥位置の反射率が局所的に向上され、描画されるウェハ上にMo/Si多層膜の欠陥により生じる露光像の発生およびその程度を抑制することができる。
欠陥を有するEUV露光用マスクの一例を模式的に示す断面図である。 同EUV露光用マスクの露光により転写が行われたウェハの形状を模式的に示す断面図である。 欠損領域と反射率増加部を形成する領域との関係を示す図である。 反射率増加部における孔の配置例を示す図である。修正後の同EUV露光用マスクによる反射像を示す図である。 反射率増加部が形成された本発明の一実施形態のEUV露光用マスクを模式的に示す断面図である。 同EUV露光用マスクの露光により転写が行われたウェハの形状を模式的に示す断面図である。
 本発明の一実施形態について、図1から図6を参照して説明する。
 図1は、欠陥を有するEUV露光用マスクの一例を示す模式図である。このEUV露光用マスク1は、例えば石英等からなる透明基板10上に形成されたMo/Si多層膜20と、Mo/Si多層膜20の上面に形成された保護膜30と、保護膜30上に形成された吸収膜40とを備えている。
 Mo/Si多層膜20は、モリブデンおよびケイ素の単層膜を一対として、例えば7ナノメートル(nm)程度の膜厚で複数対積層することにより形成されている。図1には模式図のため、5対のモリブデン層21とケイ素層22とが示されているが、実際には、より多く、例えば40から50対程度積層される。
 保護膜30は、例えばルテニウム(Ru)等からなり、Mo/Si多層膜20の上面を覆うように形成されている。吸収膜40は、保護膜30上に形成した吸収体層を所望の形状にパターニングすることにより形成されている。吸収膜40は、タンタル(Ta)もしくはクロム(Cr)を主原料とし、場合によってはケイ素(Si)を含有した合金からなる単層もしくは積層膜であり、積層膜とされる場合は、上層が当該材料の酸化物、窒化物、酸窒化物等で形成される。
 EUV露光用マスク1において、吸収膜40が除去されて保護膜30が露出した領域(保護膜露出領域)には、欠陥Dfが存在している。欠陥Dfでは、Mo/Si多層膜20に歪みが生じて突出しており、その上の保護膜30も突出している。すなわち、欠陥Dfにより、Mo/Si多層膜20が局所的に厚くなっている。
 このような欠陥Dfは露光光の反射率を局所的に低下させるものであり、通常の欠陥検査装置で確認することができる。仮に欠陥Dfを修正せずにEUV露光用マスク1に露光光を照射してウェハに転写を行うと、図2に示すように、ウェハ100上には、欠陥Dfの面方向の寸法D1よりも大きい寸法D2の反射像が転写されてしまうため、局所的であっても致命的欠陥となる恐れがある。
 本実施形態のEUV露光用マスクの修正方法(以下、単に「修正方法」と称する。)は、欠陥Dfのような保護膜露出領域上の欠陥を、局所的に露光光の反射率を高めることにより好適に修正するものである。以下、詳細に説明する。
 まず、欠陥検査装置を用いてEUV露光用マスクの欠陥の有無を検査し、保護層露出領域上に欠陥が発見された場合は、その位置と、突出高さ等の欠損の形状に関するパラメータを特定する。
 次に、収束イオンビームまたは電子ビームを用いて、EUV露光光の波長以下の径に絞られた光線をEUV露光用マスク1の上面に照射し、欠陥Dfを含むEUV露光用マスク1の保護膜露出領域に複数の孔を形成する。このとき、各孔の底面にMo/Si多層膜20のケイ素層が露出するように各孔を形成するのが好ましい。収束イオンビームまたは電子ビームを使用する時におけるアシストガスとしては、例えば下記の表1に記載したものを適宜選択することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 孔を形成する領域A1は、図3に示すように、欠陥Dfによる形状変化が生じている領域B1をEUV露光用マスク1の平面視において完全に覆うように設定する。
 図4は、領域A1における孔2の形成パターンの一例を示す図である。各孔2の最大幅L1は、使用される露光光の波長よりも短い値に設定される。図4では、孔2の平面視における形状が略正方形とされているが、孔の形状はこれには限定されず、例えば略円形等であってもよい。隣接する孔2間の最短距離L3は、例えば露光光の波長よりも短い所定の値に設定されている。これにより、隣接する孔2の中心間の距離として定義する孔2のピッチL2は、露光光の波長の2倍未満の所定の長さに設定されている。
 図5に示すように、収束イオンビームや電子ビームを用いて平面視における所定パターンで複数の孔2を形成すると、保護膜30の露出領域の一部である領域A1に、複数の孔2を有する反射率増加部31が形成され、本発明の実施形態に係るEUV露光用マスク1Aが完成する。
 反射率増加部31が形成された領域A1は、他の保護膜露出領域よりも反射率が増加している。したがって、欠陥Dfが生じた領域に反射率増加部31を形成することにより欠陥Dfによる局所的な反射率の低下を補正することができる。その結果、欠陥Dfが好適に修正され、図6に示すように、ウェハ100上に形成される反射像を概ね消失させ、品質に影響を与えない程度まで小さくすることができる。
 反射率増加部31を形成する際の各種パラメータ、例えば、領域A1の形状および大きさ、孔2の平面視における形状、最大幅、およびピッチ等は、先に特定された欠陥Dfの形状パラメータによって決定され、シミュレーション等により算出および設定することができる。
 以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において各構成要素に種々の変更を加えたり、削除したりすることが可能である。
 例えば、本発明の修正方法を、目だった欠陥がないが、局所的に反射率の低下が生じている箇所に施してもよい。これにより、当該箇所の反射率を局所的に向上させて修正を行うことが可能である。
 本発明の実施形態に係るEUV露光用マスクの修正方法およびEUV露光用マスクは、露光分野において幅広く用いられることができる。
 1、1A    EUV露光用マスク
 2       孔
 10      基板
 20      Mo/Si多層膜
 21      モリブデン層
 22      ケイ素層
 30      保護膜
 31      反射率増加部
 40      吸収膜
 Df      欠陥
 L1      最大幅
 L2      ピッチ

Claims (7)

  1.  基板上に積層されたモリブデン層およびケイ素層を含むMo/Si多層膜と、前記Mo/Si多層膜上に形成された保護膜と、前記保護膜上に形成された吸収膜とを有するEUV露光用マスクの修正方法であって、
     前記吸収膜から露出した前記保護膜の露出領域における前記Mo/Si多層膜の欠陥位置を特定し、
     前記EUV露光用マスクの平面視において前記欠陥位置を覆う範囲に、EUV露光光の波長以下の径に絞られた光線を照射して、前記EUV露光用マスクの上面に、最大幅が前記波長以下の孔を複数形成することを特徴とするEUV露光用マスクの修正方法。
  2.  前記孔は、前記EUV露光用マスクの平面視において、孔間ピッチが前記波長の2倍未満の所定間隔で格子状に並ぶように形成されることを特徴とする請求項1に記載のEUV露光用マスクの修正方法。
  3.  前記孔の底面に、前記Mo/Si多層膜の前記ケイ素層が露出するように前記孔を形成することを特徴とする請求項1に記載のEUV露光用マスクの修正方法。
  4.  前記保護膜の露出領域における前記Mo/Si多層膜の欠陥位置と共に、前記欠陥の形状を特定することを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載のEUV露光用マスクの修正方法。
  5.  前記欠陥位置を覆う範囲、及び前記孔の前記平面視における形状、最大幅、及びピッチは、特定された前記陥の位置及び形状によって決定されることを特徴とする請求項4に記載のEUV露光用マスクの修正方法。
  6.  基板上に積層されたモリブデン層およびケイ素層を含むMo/Si多層膜と、前記Mo/Si多層膜上に形成された保護膜と、前記保護膜上に形成された吸収膜とを有するEUV露光用マスクであって、
     前記吸収膜から露出した前記保護膜の露出領域に、最大幅がEUV露光光の波長以下の孔が複数形成された反射率増加部を有することを特徴とするEUV露光用マスク。
  7.  前記反射率増加部において、前記孔のピッチが前記波長の2倍未満の所定間隔で複数の前記孔が格子状に配列されていることを特徴とする請求項6に記載のEUV露光用マスク。
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