DE10143516B4 - Method of making an EUV reflection mask - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Reflexionsmaske, insbesondere EUV-Reflexionsmaske, bei dem in oder auf einer Multilayerschicht (2), die auf der einem zu belichtenden Halbleiterwafer zugewendeten Vorderseite (V) der Reflexionsmaske (1) vorgesehen ist, entsprechend den auf dem Halbleiterwafer zu belichtenden Mustern gut reflektierende Maskenbereiche (4, 4') und strahlungsabsorbierende Bereiche (3) gebildet werden, wobei ein Reparaturschritt vorgesehen ist, der helle Defektbereiche (4') der Multilayerschicht (2), die fälschlich strahlungsreflektierende Maskenbereiche statt strahlungsabsorbierende Bereiche (3) bilden, mit einem Schreibstrahl (5) repariert, dadurch gekennzeichnet, dass die Reparatur durch Einstrahlung von Laserstrahlen durchgeführt wird, die beim Überstreichen der hellen Defektbereiche (4') örtlich die Reflektivität der Multilayerschicht (2) reduzieren und diese dort strahlungsabsorbierend machen.Method for producing a reflection mask, in particular an EUV reflection mask, in which in or on a multilayer layer (2) which is provided on the front side (V) of the reflection mask (1) facing a semiconductor wafer to be exposed, in accordance with the patterns to be exposed on the semiconductor wafer well-reflecting mask areas (4, 4 ') and radiation-absorbing areas (3) are formed, a repair step being provided which includes bright defect areas (4') of the multilayer layer (2) which incorrectly form radiation-reflecting mask areas instead of radiation-absorbing areas (3) repairs a writing beam (5), characterized in that the repair is carried out by irradiation of laser beams, which locally reduce the reflectivity of the multilayer layer (2) when the bright defect regions (4 ') are scanned and make it radiation-absorbing there.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Reflexionsmaske, insbesondere EUV-Reflexionsmaske gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiges Verfahren ist aus SPIE Conference on Emerging Lithographic Technologies III, Santa Clara CA, March 1999, SPIE vol. 3676 bekannt.The invention relates to a method for the production of a reflection mask, in particular EUV reflection mask according to the generic term of claim 1. Such a method is from SPIE Conference on Emerging Lithographic Technologies III, Santa Clara CA, March 1999, SPIE vol. 3676 known.

Bei der EUV-Technologie wird eine auf einem Halbleiterwafer liegende zu belichtende Schicht mit EUV-Strahlung, das heißt Strahlung im extremen Ultraviolettspektralbereich mittels einer EUV-Reflexionsmaske belichtet. Die Belichtungsstrahlung trifft nicht senkrecht, sondern unter einem kleinen Einfallswinkel relativ zum Lot auf die Maske, wird von reflektierenden Bereichen der Reflexionsmaske reflektiert und fällt dann auf die lichtempfindliche Schicht des Wafers.EUV technology is one layer to be exposed with EUV radiation lying on a semiconductor wafer, this means Radiation in the extreme ultraviolet spectral range using a EUV reflection mask exposed. The exposure radiation does not hit vertical, but at a small angle of incidence relative to the Solder on the mask, is made of reflective areas of the reflection mask reflects and falls then on the photosensitive layer of the wafer.

Anhand der in Anlage beiliegenden 1 wird nachstehend ein bislang übliches Herstellungsverfahren für eine EUV-Reflexionxmaske sowie eine damit hergestellte Maske erläutert. Auf einer auf einem Substrat 1 liegenden Multilayerschicht 2, die unter anderem aus Molybdän- und Siliziumschichten besteht, werden strahlungsabsorbierende Bereiche 3 aus einer auf der Vorderseite V zuvor aufgebrachten Absorberschicht (nicht gezeigt) gebildet. Diese absorbierenden Bereiche 3 stehen erhaben auf der Multilayerschicht 2, und zwischen den absorbierenden Bereichen 3 entstehen strahlungsreflektierende Bereiche 4 der Multilayerschicht 2. Die erhabenen strahlungsabsorbierenden Bereiche 3 und die strahlungsreflektierenden Bereiche 4 der Multilayerschicht 2 entsprechen auf dem Halbleiterwafer zu belichtenden Mustern. Die Belichtungsstrahlung, die durch ausgezogen gezeichnete Pfeile dargestellt ist, trifft unter einem kleinen Winkel a zum Lot auf die Reflexionsmaske. Dabei ist zu bemerken, dass der Winkel a zur Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt ist.Using the enclosed 1 A manufacturing method for an EUV reflection mask and a mask manufactured with it are explained below. On one on a substrate 1 lying multilayer layer 2 , consisting among other things of molybdenum and silicon layers, become radiation-absorbing areas 3 formed from an absorber layer (not shown) previously applied to the front V. These absorbent areas 3 stand sublime on the multilayer layer 2 , and between the absorbent areas 3 radiation-reflecting areas are created 4 the multilayer layer 2 , The raised radiation-absorbing areas 3 and the radiation reflecting areas 4 the multilayer layer 2 correspond to patterns to be exposed on the semiconductor wafer. The exposure radiation, which is represented by arrows drawn in solid lines, strikes the reflection mask at a small angle a to the perpendicular. It should be noted that the angle a is exaggerated for clarity.

Bei der Herstellung einer derartigen Reflexionsmaske kann es durch Verunreinigungen zu Defekten kommen. Man unterscheidet helle Defekte, das heißt nicht gewünschter Materialverlust beim Herstellen der Maske, und dunkle Defekte, das heißt ungewollter Materialrückstand (der Absorberschicht) bei der Herstellung der Maske.In the manufacture of such Reflection mask can cause defects due to contamination. A distinction is made between bright defects, that is, those that are not desired Material loss when making the mask, and dark defects, that means unwanted material residue (the absorber layer) in the manufacture of the mask.

In 1 ist ein durch einen ungewünschten Materialverlust bei der Herstellung der Maske entstehender heller Defektbereich mit Bezugszahl 4' bezeichnet.In 1 is a bright defect area with reference number resulting from an undesired loss of material during the production of the mask 4 ' designated.

Die voranstehend zum Oberbegriff des Patentanspruches 1 zitierte Druckschrift: SPIE Conference on Emerging Lithographic Technologies III, beschreibt insbesondere auf Seite 310 ein Verfahren zur Herstellung einer EUV-Reflexionsmaske, bei dem helle Defektbereiche durch Abscheiden einer Lage von Absorptionsmaterial repariert werden, das nicht unbedingt mit dem des Maskenabsorbermaterials identisch ist. Ferner wird zur Reparatur von opaken Defekten, das sind Stellen, an denen das Absorbermaterial nicht oder nicht ganz entfernt wurde, zunächst durch einen Schritt, der das fehlerhafte Absorbermaterial durch Sputtern entfernt und dann durch einen Schritt, der an der Stelle, wo das fehlerhafte Absorbermaterial durch Sputtern entfernt wurde, einen fokussierten Galliumionenstrahl in eine oberste SiO2-Schicht der Multilayerschicht einstrahlt, repariert. Bei dem letztgenannten Reparaturverfahren zur Reparatur von opaken Stellen kann auch eine Verschmutzung des Substrats durch Gallium auftreten. Da Gallium ein starker EUV-Lichtabsorber ist, werden diese Stellen selbst zu weiteren opaken Absorberdefekten. Dieses bekannte Verfahren schlägt deshalb vor, als oberste Schicht über der Multilayerlage eine dünne SiO2-Oxidlage aufzubringen und bei der Reparatur die Verschmutzung durch Gallium durch nachträgliche Entfernung der kontaminierten Oxidlage zu beseitigen. Allerdings ist dieses bekannte Verfahren nicht unbedingt als eine nachträgliche Reparatur von Defektbereichen geeignet.The publication cited above for the preamble of claim 1: SPIE Conference on Emerging Lithographic Technologies III, describes in particular on page 310 a method for producing an EUV reflection mask in which bright defect areas are repaired by separating a layer of absorption material that is not necessarily with the of the mask absorber material is identical. Furthermore, in order to repair opaque defects, that is, places where the absorber material has not been removed or not completely removed, first by a step that removes the faulty absorber material by sputtering and then by a step that takes place at the location where the faulty absorber material was removed by sputtering, irradiated a focused gallium ion beam into an uppermost SiO 2 layer of the multilayer layer, repaired. In the latter repair process for repairing opaque areas, gallium can also contaminate the substrate. Since gallium is a strong EUV light absorber, these areas themselves become further opaque absorber defects. This known method therefore proposes to apply a thin SiO 2 oxide layer as the top layer over the multilayer layer and to remove the contamination by gallium during the repair by subsequently removing the contaminated oxide layer. However, this known method is not necessarily suitable as a subsequent repair of defect areas.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Reflexionsmaske, insbesondere EUV-Reflexionsmaske mit einem Reparaturschritt zu ermöglichen, mit dem helle Defektbereiche nachträglich repariert werden können.It is an object of the invention Method for producing a reflection mask, in particular an EUV reflection mask with a repair step that allows bright defect areas later can be repaired.

Die dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren zugrundeliegende Idee ist, die Reparatur heller Defektbereiche am auf der Maske existierenden Multilayer vorzunehmen.The manufacturing method according to the invention underlying idea is to repair bright defect areas on the existing multilayer on the mask.

Gemäß einem wesentlichen Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Reflexionsmaske, insbesondere EUV-Reflexionsmaske, bei dem in oder auf einer Multilayerschicht, die auf der einem zu belichtenden Halbleiterwafer zugewendeten Vorderseite der Reflexionsmaske vorgesehen ist, entsprechend den auf dem Halbleiterwafer zu belichtenden Mustern gut reflektierende Maskenbereiche und strahlungsabsorbierende Bereiche gebildet werden, wobei ein Reparaturschritt vorgesehen ist, der helle Defektbereiche der Multilayerschicht, die fälschlich strahlungsreflektierende Maskenbereiche statt strahlungsabsorbierende Bereiche bilden, mit einem Schreibstrahl repariert, dadurch gekennzeichnet, dass die Reparatur durch Einstrahlung von Laserstrahlen durchgeführt wird, die beim Überstreichen der hellen Defektbereiche örtlich die Reflektivität der Multilayerschicht reduzieren und diese dort strahlungsabsorbierend machen.According to an essential aspect The invention relates to a method for producing a reflection mask, in particular EUV reflection mask, in which in or on a multilayer layer, the front side facing a semiconductor wafer to be exposed the reflection mask is provided, corresponding to that on the semiconductor wafer well-reflective mask areas and radiation-absorbing patterns to be exposed Areas are formed, a repair step being provided, the bright defect areas of the multilayer layer, which are falsely radiation-reflecting mask areas instead of radiation-absorbing Form areas, repaired with a writing beam, characterized, that the repair is carried out by irradiation of laser beams, that when painting over of the bright defect areas locally the reflectivity reduce the multilayer layer and absorb it there do.

Mit dem Laserstrahl wird somit die zu reparierende Stelle, das heißt der fälschlich entstandene helle Defektbereich der Multilayerschicht dunkel geschrieben. Der Laserstrahl verändert die Transmissionen bzw. Reflektivität des Multilayers und macht ihn an der beschriebenen Stelle strahlungsabsorbierend.With the laser beam location to be repaired, that is the wrong The resulting bright defect area of the multilayer layer is written in dark. The laser beam changed the transmissions or reflectivity of the multilayer and makes it absorbs radiation at the point described.

Die Ausrichtung des Schreibstrahls kann an den schon existierenden umgebenden Strukturen stattfinden.The alignment of the write beam can take place on the already existing surrounding structures.

Ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass mit dem Schreiber eine sehr hohe Auflösung erzielbar ist, die zu einer exakten Abbildung der gewünschten Struktur führt.A great advantage of the method according to the invention is that with the writer a very high resolution can be achieved, which leads to an exact mapping of the desired structure.

In der nachstehenden Beschreibung wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens bezogen auf die Zeichnung näher erläutert.In the description below becomes an embodiment of the manufacturing method according to the invention based on the drawing explained.

Die Figuren der Zeichnung zeigen im einzelnen:The figures in the drawing show in detail:

1 einen schematischen Querschnitt durch eine EUV-Reflexionsmaske, die den bereits beschriebenen fälschlich entstandenen hellen Defektbereich aufweist, 1 FIG. 2 shows a schematic cross section through an EUV reflection mask which has the false defect region which has already been wrongly described,

2 anhand desselben in 1 gezeigten Querschnitts einer EUV-Reflexionsmaske den Beginn des erfindungsgemäßen Reparaturschritts mit Hilfe eines Schreiberstrahls, und 2 based on the same in 1 shown cross section of an EUV reflection mask the beginning of the repair step according to the invention with the aid of a pen beam, and

3 einen schematischen Querschnitt durch eine EUV-Reflexionsmaske 100, bei der ein heller Defektbereich mit Hilfe des den Schreiberstrahl verwendenden Reparaturschritts in einen strahlungsabsorbierenden Bereich umgewandelt wurde. 3 a schematic cross section through an EUV reflection mask 100 , in which a bright defect area has been converted into a radiation-absorbing area with the aid of the repair step using the recorder beam.

An dieser Stelle sei bemerkt, dass das nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiel die Herstellung einer EUV-Reflexionsmaske beschreibt, dass jedoch auch andersartige Reflexionsmasken mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens herstellbar bzw. reparierbar sind.At this point it should be noted that the embodiment described below the manufacture an EUV reflection mask describes that however also different Reflection masks can be produced using the method according to the invention or are repairable.

Gemäß 2 wird der anhand der 1 beschriebene helle Defektbereich 4' mit Hilfe eines durch einen gestrichelten Pfeil dargestellten Schreiberstrahls 5 in einen strahlungsabsorbierenden Bereich 10 der Multilayerschicht 2 umgewandelt. Der den Reparaturschritt ausführende Schreiberstrahl 5 überstreicht die Oberfläche der auf einem Substrat 1 liegenden Multilayerschicht 2 zum Beispiel von links nach rechts und bildet dadurch den geschwärzt dargestellten strahlungsabsorbierenden Bereich 10.According to 2 is based on the 1 bright defect area described 4 ' with the help of a recorder beam represented by a dashed arrow 5 in a radiation absorbing area 10 the multilayer layer 2 converted. The recorder jet performing the repair step 5 sweeps the surface of the on a substrate 1 lying multilayer layer 2 For example, from left to right, thereby forming the radiation-absorbing area shown in black 10 ,

In 3 ist der Reparaturschritt abgeschlossen, da der zuvor fälschlich entstandene helle Defektbereich 4' vollstän dig ausgelöscht ist und durch einen strahlungsabsorbierenden Bereich 10 in der Multilayerschicht 2 ersetzt ist. Die Reflexionsmaske 100 ist auf diese Weise repariert worden und kann für eine Waferbelichtung verwendet werden. Die Belichtungsstrahlung, die in 3 durch ausgezogene Pfeile, wie in 1, dargestellt ist, wird in dem beim Reparaturschritt durch den Schreiberstrahl 5 erzeugten strahlungsabsorbierenden Bereich 10 nicht reflektiert sondern absorbiert. Der Schreiberstrahl 5 hat somit die Reflektivität des Multilayers 2 verändert und ihn an dieser Stelle absorbierend gemacht. Das Alignment, das heißt die positionsgenaue Ausrichtung des Schreiberstrahls 5 kann an den schon existierenden umgebenden Strukturen der Reflexionsmaske 100 stattfinden.In 3 the repair step is complete because the bright defect area that was previously erroneously created 4 ' is completely extinguished and by a radiation absorbing area 10 in the multilayer layer 2 is replaced. The reflection mask 100 has been repaired in this way and can be used for wafer exposure. The exposure radiation that is in 3 by solid arrows, as in 1 , is shown in the repair step by the recorder beam 5 generated radiation-absorbing area 10 not reflected but absorbed. The writer beam 5 thus has the reflectivity of the multilayer 2 changed and made it absorbent at this point. The alignment, i.e. the precise alignment of the recorder beam 5 can on the existing surrounding structures of the reflection mask 100 occur.

Der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Reparaturschritts verwendete Schreiberstrahl 5 ist ein Laserstrahl. Durch Laserstrahlung kann Energie besonders in Form von Wärme in Materialien deponiert werden. Es ist bekannt, dass durch Aufheizen der Reflexionsschichten in der Multilayerschicht 2 auf Temperaturen um 200°C die Reflektivität durch Diffusion der Atome dauerhaft reduziert wird. Dies geschieht durch Verschiebung der Wellenlänge des Reflexionsmaximums und Reduktion der absoluten Reflektivität durch Veränderung des Brechungsindexunterschieds. Zur Ausführung des Reparaturschritts wird der zu reparierende helle Defektbereich 4' mittels eines hochfokussierten Laserstrahls (CW oder gepulst) bestrahlt. Dadurch lässt sich eine Reflexionsdifferenz zwischen den reflektierenden Bereichen 4 und den durch den Laserstrahl beschriebenen, das heißt reparierten Bereich 10 von wenigstens 90 % erreichen.The recorder jet used to carry out the repair step according to the invention 5 is a laser beam. Laser radiation can be used to deposit energy, particularly in the form of heat, in materials. It is known that by heating the reflection layers in the multilayer layer 2 to temperatures around 200 ° C the reflectivity is permanently reduced by diffusion of the atoms. This is done by shifting the wavelength of the reflection maximum and reducing the absolute reflectivity by changing the difference in refractive index. The bright defect area to be repaired is used to carry out the repair step 4 ' irradiated by means of a highly focused laser beam (CW or pulsed). This allows a difference in reflection between the reflecting areas 4 and the area described, i.e. repaired, by the laser beam 10 of at least 90%.

Mit dem erfindungsgemäß zur Reparatur ungewünschter heller Defektbereiche verwendeten Schreiberstrahl erzielt man eine sehr hohe Auflösung, die zu einer exakten Abbildung der gewünschten Struktur führt.With the invention for repair unwanted If the defect beam is used in bright defect areas, a very high resolution, which leads to an exact mapping of the desired structure.

Claims (3)

Verfahren zur Herstellung einer Reflexionsmaske, insbesondere EUV-Reflexionsmaske, bei dem in oder auf einer Multilayerschicht (2), die auf der einem zu belichtenden Halbleiterwafer zugewendeten Vorderseite (V) der Reflexionsmaske (1) vorgesehen ist, entsprechend den auf dem Halbleiterwafer zu belichtenden Mustern gut reflektierende Maskenbereiche (4, 4') und strahlungsabsorbierende Bereiche (3) gebildet werden, wobei ein Reparaturschritt vorgesehen ist, der helle Defektbereiche (4') der Multilayerschicht (2), die fälschlich strahlungsreflektierende Maskenbereiche statt strahlungsabsorbierende Bereiche (3) bilden, mit einem Schreibstrahl (5) repariert, dadurch gekennzeichnet, dass die Reparatur durch Einstrahlung von Laserstrahlen durchgeführt wird, die beim Überstreichen der hellen Defektbereiche (4') örtlich die Reflektivität der Multilayerschicht (2) reduzieren und diese dort strahlungsabsorbierend machen.Method for producing a reflection mask, in particular an EUV reflection mask, in which in or on a multilayer layer ( 2 ) on the front side (V) of the reflection mask (V) facing a semiconductor wafer to be exposed 1 ) it is provided, in accordance with the mask regions which are well reflective on the patterns to be exposed on the semiconductor wafer ( 4 . 4 ' ) and radiation absorbing areas ( 3 ) are formed, whereby a repair step is provided, the bright defect areas ( 4 ' ) the multilayer layer ( 2 ), which falsely radiation-reflecting mask areas instead of radiation-absorbing areas ( 3 ) with a writing beam ( 5 ) repaired, characterized in that the repair is carried out by irradiation of laser beams which when the bright defect areas are covered ( 4 ' ) locally the reflectivity of the multilayer layer ( 2 ) reduce and make them radiation absorbing there. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Multilayerschicht (2) aus Molybdän- und Siliziumschichten besteht.Manufacturing method according to claim 1, characterized in that the multilayer layer ( 2 ) consists of molybdenum and silicon layers. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Alignment der die Reparatur der hellen Defektbereiche (4') ausführenden Laserstrahlen an den schon existierenden umgebenden Strukturen stattfindet.Manufacturing method according to claim 1 or 2, characterized in that the alignment of the repair of the bright defect areas ( 4 ' ) performing laser beams on the already existing surrounding structures.
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