JP2001237174A - 反射型露光マスク - Google Patents
反射型露光マスクInfo
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 解像度に悪影響を及ぼすことなく、ＥＵＶ露
光像のコントラストを向上させる。 【解決手段】 ＥＵＶリソグラフィに用いられる反射型
露光マスクにおいて、下地基板１上に２種類以上の材料
層を周期的に積層させた多層膜２を形成し、多層膜２上
に、窒化を含む金属膜からなるマスクパターン１１、ま
たは窒化金属膜と金属膜の積層構造からなるマスクパタ
ーンを形成する。
光像のコントラストを向上させる。 【解決手段】 ＥＵＶリソグラフィに用いられる反射型
露光マスクにおいて、下地基板１上に２種類以上の材料
層を周期的に積層させた多層膜２を形成し、多層膜２上
に、窒化を含む金属膜からなるマスクパターン１１、ま
たは窒化金属膜と金属膜の積層構造からなるマスクパタ
ーンを形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長が１０〜１５
［ｎｍ］付近のＥＵＶ（Extreme UltraViolet rays：極
端紫外線）を光源としたＥＵＶリソグラフィに用いられ
る反射型露光マスク、および上記反射型露光マスクを用
いたＥＵＶリソグラフィによって製造される半導体素子
に関する。
［ｎｍ］付近のＥＵＶ（Extreme UltraViolet rays：極
端紫外線）を光源としたＥＵＶリソグラフィに用いられ
る反射型露光マスク、および上記反射型露光マスクを用
いたＥＵＶリソグラフィによって製造される半導体素子
に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の高集積化につれて、１００
［ｎｍ］以下の極微細加工を可能にする新たなプロセス
技術の確立が急務になっている。リソグラフィ技術でも
光源の短波長化によって光学的な解像力の向上を図るた
め、従来の水銀ランプやエキシマレーザによる紫外線と
比べて、波長が１０〜１５［ｎｍ］程度と１桁以上も短
いＥＵＶを光源に用いて高解像化を可能とするＥＵＶリ
ソグラフィの開発が精力的に行われている。
［ｎｍ］以下の極微細加工を可能にする新たなプロセス
技術の確立が急務になっている。リソグラフィ技術でも
光源の短波長化によって光学的な解像力の向上を図るた
め、従来の水銀ランプやエキシマレーザによる紫外線と
比べて、波長が１０〜１５［ｎｍ］程度と１桁以上も短
いＥＵＶを光源に用いて高解像化を可能とするＥＵＶリ
ソグラフィの開発が精力的に行われている。
【０００３】ＥＵＶ光は物質による吸収が非常に著し
く、ＥＵＶ光に対する物質の屈折率もほとんど真空の値
に等しい。従って、ＥＵＶリソグラフィの露光装置の光
学系には、「精密光学会誌第６４巻第２号２８２頁−２
８６頁（１９９８年）」に記載されたように、凸面鏡と
凹面鏡を組み合わせた反射光学系が用いられる。また、
露光マスクについても、ガラスレチクルのような透過型
では吸収によるＥＵＶ光の強度低下が著しいことから、
反射型露光マスクが用いられる。
く、ＥＵＶ光に対する物質の屈折率もほとんど真空の値
に等しい。従って、ＥＵＶリソグラフィの露光装置の光
学系には、「精密光学会誌第６４巻第２号２８２頁−２
８６頁（１９９８年）」に記載されたように、凸面鏡と
凹面鏡を組み合わせた反射光学系が用いられる。また、
露光マスクについても、ガラスレチクルのような透過型
では吸収によるＥＵＶ光の強度低下が著しいことから、
反射型露光マスクが用いられる。
【０００４】図１０は従来のＥＵＶリソグラフィ用反射
型露光マスクの断面構造図である。図１０の従来の反射
型露光マスクは、下地基板１上に多層膜２を形成し、こ
の多層膜２上に金属膜からなるマスクパターン３を形成
したものである。ＥＵＶリソグラフィにおいて、マスク
パターン３は、ＥＵＶ光の吸収領域（吸収体）として機
能し、非パターン領域（マスクパターン３が形成されて
いない領域であり、多層膜２の露出領域）６は、ＥＵＶ
光の反射領域（反射体）として機能し、半導体ウエハに
塗布されたＥＵＶリソグラフィ用フォトレジスト（ＥＵ
Ｖ領域に感光感度をもつレジスト）上に形成するＥＵＶ
露光像に、露光コントラストを生じさせる。
型露光マスクの断面構造図である。図１０の従来の反射
型露光マスクは、下地基板１上に多層膜２を形成し、こ
の多層膜２上に金属膜からなるマスクパターン３を形成
したものである。ＥＵＶリソグラフィにおいて、マスク
パターン３は、ＥＵＶ光の吸収領域（吸収体）として機
能し、非パターン領域（マスクパターン３が形成されて
いない領域であり、多層膜２の露出領域）６は、ＥＵＶ
光の反射領域（反射体）として機能し、半導体ウエハに
塗布されたＥＵＶリソグラフィ用フォトレジスト（ＥＵ
Ｖ領域に感光感度をもつレジスト）上に形成するＥＵＶ
露光像に、露光コントラストを生じさせる。
【０００５】反射体として機能する多層膜２は、反射型
露光マスクの表面にほとんど直角に入射したＥＵＶ光に
対して高い反射率を得るために、ＥＵＶ光の波長に対す
る屈折率が互いに大きく異なった２種類以上の材料層を
周期的に積層させた構造である。この多層膜２には、最
上層（表層）がシリコン（Ｓｉ）層２ａとなるようにＥ
ＵＶ光に対する屈折率が互いに異なるＳｉ層２ａとモリ
ブデン（Ｍｏ）層２ｂとを周期的に積層させた構造が広
く用いられている。
露光マスクの表面にほとんど直角に入射したＥＵＶ光に
対して高い反射率を得るために、ＥＵＶ光の波長に対す
る屈折率が互いに大きく異なった２種類以上の材料層を
周期的に積層させた構造である。この多層膜２には、最
上層（表層）がシリコン（Ｓｉ）層２ａとなるようにＥ
ＵＶ光に対する屈折率が互いに異なるＳｉ層２ａとモリ
ブデン（Ｍｏ）層２ｂとを周期的に積層させた構造が広
く用いられている。
【０００６】また、吸収体として機能するマスクパター
ン３は、パターン加工された金属膜からなる。この金属
膜としては、ＥＵＶ光の吸収が高く、パターン加工も容
易であるタンタル（Ｔａ）膜が用いられている（有力な
候補として挙げられている）。なお、上記の金属膜とし
て、Ｔａを含む合金膜（タンタル合金膜）を用いること
もできる（タンタル合金膜についても研究が進められて
いる）。上記のタンタル合金としては、例えば、Ｔａと
ゲルマニウム（Ｇｅ）の合金膜（以下、Ｔａ／Ｇｅ合金
膜と称する）、ＴａとＳｉの合金膜（以下、Ｔａ／Ｓｉ
合金膜と称する）、Ｔａとボロン（Ｂ）の合金膜（以
下、Ｔａ／Ｂ合金膜と称する）、などがある。
ン３は、パターン加工された金属膜からなる。この金属
膜としては、ＥＵＶ光の吸収が高く、パターン加工も容
易であるタンタル（Ｔａ）膜が用いられている（有力な
候補として挙げられている）。なお、上記の金属膜とし
て、Ｔａを含む合金膜（タンタル合金膜）を用いること
もできる（タンタル合金膜についても研究が進められて
いる）。上記のタンタル合金としては、例えば、Ｔａと
ゲルマニウム（Ｇｅ）の合金膜（以下、Ｔａ／Ｇｅ合金
膜と称する）、ＴａとＳｉの合金膜（以下、Ｔａ／Ｓｉ
合金膜と称する）、Ｔａとボロン（Ｂ）の合金膜（以
下、Ｔａ／Ｂ合金膜と称する）、などがある。
【０００７】図１１は従来のＥＵＶリソグラフィ用反射
型露光マスクの製造工程を説明する図である。まず、図
１１（ａ）のように、下地基板１上にスパッタリング法
などによって多層膜２を形成し、この多層膜２上にスパ
ッタリング法またはＣＶＤ法によってマスクパターン用
金属膜としてＴａ膜４を形成する。次に、図１１（ｂ）
のように、Ｔａ膜４上にレジストを塗布し、電子線やレ
ーザ光の走査による露光および現像によって所望のレジ
ストパターン５を形成する。次に、図１１（ｃ）のよう
に、プラズマドライエッチング法などによって、レジス
トパターン５をエッチングマスクとしてＴａ膜４をパタ
ーニングし、そのあとレジストパターン５を除去して、
Ｔａ膜４からなるマスクパターン３を形成する。なお、
多層膜２とＴａ膜４の間に、バッファ層として酸化シリ
コン膜などが挿入されている場合もある。この場合に
は、非パターン領域６内のバッファ層は、上記図１１
（ｃ）でのＴａ膜４のパターニングの際に除去される。
型露光マスクの製造工程を説明する図である。まず、図
１１（ａ）のように、下地基板１上にスパッタリング法
などによって多層膜２を形成し、この多層膜２上にスパ
ッタリング法またはＣＶＤ法によってマスクパターン用
金属膜としてＴａ膜４を形成する。次に、図１１（ｂ）
のように、Ｔａ膜４上にレジストを塗布し、電子線やレ
ーザ光の走査による露光および現像によって所望のレジ
ストパターン５を形成する。次に、図１１（ｃ）のよう
に、プラズマドライエッチング法などによって、レジス
トパターン５をエッチングマスクとしてＴａ膜４をパタ
ーニングし、そのあとレジストパターン５を除去して、
Ｔａ膜４からなるマスクパターン３を形成する。なお、
多層膜２とＴａ膜４の間に、バッファ層として酸化シリ
コン膜などが挿入されている場合もある。この場合に
は、非パターン領域６内のバッファ層は、上記図１１
（ｃ）でのＴａ膜４のパターニングの際に除去される。
【０００８】上記のように製造された反射型露光マスク
は、マスク検査工程において、マスクパターン３が所望
の寸法に形成されているか否か、マスクパターン３と非
パターン領域６の表面反射率差が所望の値以上になって
いるか否か、などが検査される。この反射型露光マスク
の検査では、ＥＵＶ領域の光ではなく、波長１５０〜３
５０［ｎｍ］程度のＤＵＶ（Deep UltraViolet rays：
遠紫外線）領域の光を反射型露光マスクの表面に照射す
る（検査装置が、ＤＵＶ領域の光を照射することによ
り、反射型露光マスクの検査をする構成になってい
る）。
は、マスク検査工程において、マスクパターン３が所望
の寸法に形成されているか否か、マスクパターン３と非
パターン領域６の表面反射率差が所望の値以上になって
いるか否か、などが検査される。この反射型露光マスク
の検査では、ＥＵＶ領域の光ではなく、波長１５０〜３
５０［ｎｍ］程度のＤＵＶ（Deep UltraViolet rays：
遠紫外線）領域の光を反射型露光マスクの表面に照射す
る（検査装置が、ＤＵＶ領域の光を照射することによ
り、反射型露光マスクの検査をする構成になってい
る）。
【０００９】図１２はＥＵＶリソグラフィ用反射型露光
マスクの検査工程を説明する図である。図１２におい
て、ＤＵＶ領域の入射光のビームスポットをＩintと
し、この入射光Ｉintに対し、マスクパターン３の表面
で反射してきた光をＲta、非パターン領域６の多層膜２
の表面（ここでは、多層膜２の最上層をアモルファスＳ
ｉ層とする）で反射してきた光をＲsiとする。
マスクの検査工程を説明する図である。図１２におい
て、ＤＵＶ領域の入射光のビームスポットをＩintと
し、この入射光Ｉintに対し、マスクパターン３の表面
で反射してきた光をＲta、非パターン領域６の多層膜２
の表面（ここでは、多層膜２の最上層をアモルファスＳ
ｉ層とする）で反射してきた光をＲsiとする。
【００１０】上記の検査工程では、図１２のように、Ｄ
ＵＶ領域の光Ｉintを反射型露光マスクの表面に照射
し、マスクパターン３からの反射光Ｒtaと、非パターン
領域６からの反射光Ｒsiとの光量差（以下、マスクコン
トラストと称する）を観察し、マスクコントラスト値Ｍ
Ｃを測定する。このマスクコントラスト値ＭＣは、 ＭＣ［％］＝｛（Ｒsi−Ｒta）／（Ｒsi＋Ｒta）｝×１００…（１） で定義される。
ＵＶ領域の光Ｉintを反射型露光マスクの表面に照射
し、マスクパターン３からの反射光Ｒtaと、非パターン
領域６からの反射光Ｒsiとの光量差（以下、マスクコン
トラストと称する）を観察し、マスクコントラスト値Ｍ
Ｃを測定する。このマスクコントラスト値ＭＣは、 ＭＣ［％］＝｛（Ｒsi−Ｒta）／（Ｒsi＋Ｒta）｝×１００…（１） で定義される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の反射型露光マスクでは、マスクパターンの表面反射率
が十分に低くならないために、マスクコントラスト値に
ついての要求を十分に満足させることができず、ＥＵＶ
リソグラフィにおいて要求されたコントラストを十分に
満足するＥＵＶ露光像が得られないという課題がある。
このため、マスクパターンの表面反射率をさらに低くす
ることにより、マスクコントラストおよびＥＵＶ露光像
のコントラストをさらに向上させることが望まれてい
る。
の反射型露光マスクでは、マスクパターンの表面反射率
が十分に低くならないために、マスクコントラスト値に
ついての要求を十分に満足させることができず、ＥＵＶ
リソグラフィにおいて要求されたコントラストを十分に
満足するＥＵＶ露光像が得られないという課題がある。
このため、マスクパターンの表面反射率をさらに低くす
ることにより、マスクコントラストおよびＥＵＶ露光像
のコントラストをさらに向上させることが望まれてい
る。
【００１２】一般に、マスクパターンの吸収体膜（金属
膜）の表面粗さが大きいと、ＤＵＶ光Ｉintがマスクパ
ターン表面で乱反射するため、反射光Ｒtaの光量は低下
する。従って、上記吸収体膜の表面粗さを大きくすれ
ば、マスクコントラストおよびＥＵＶ露光像のコントラ
ストを高くすることが可能である。しかし、上記吸収体
膜の表面粗さを大きくすると、膜厚ムラも大きくなり、
膜厚の薄い場所ではＥＵＶ光の吸収能が小さくなるた
め、ＥＵＶリソグラフィでの解像度に悪影響を及ぼす。
従って、上記吸収体膜の表面は可能な限り滑らかに保持
し、かつ表面反射率を低下させる必要がある。
膜）の表面粗さが大きいと、ＤＵＶ光Ｉintがマスクパ
ターン表面で乱反射するため、反射光Ｒtaの光量は低下
する。従って、上記吸収体膜の表面粗さを大きくすれ
ば、マスクコントラストおよびＥＵＶ露光像のコントラ
ストを高くすることが可能である。しかし、上記吸収体
膜の表面粗さを大きくすると、膜厚ムラも大きくなり、
膜厚の薄い場所ではＥＵＶ光の吸収能が小さくなるた
め、ＥＵＶリソグラフィでの解像度に悪影響を及ぼす。
従って、上記吸収体膜の表面は可能な限り滑らかに保持
し、かつ表面反射率を低下させる必要がある。
【００１３】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたものであり、解像度に悪影響を及ぼす
ことなく、ＤＵＶ光によるマスク検査時のコントラスト
を向上させることができる反射型露光マスクを提供する
ことを目的とする。
るためになされたものであり、解像度に悪影響を及ぼす
ことなく、ＤＵＶ光によるマスク検査時のコントラスト
を向上させることができる反射型露光マスクを提供する
ことを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の請求項１に記載の反射型露光マスクは、Ｅ
ＵＶリソグラフィに用いられる反射型露光マスクにおい
て、基板上に積層形成された多層膜上に、窒素を含む金
属膜からなるマスクパターンを有することを特徴とす
る。
めに本発明の請求項１に記載の反射型露光マスクは、Ｅ
ＵＶリソグラフィに用いられる反射型露光マスクにおい
て、基板上に積層形成された多層膜上に、窒素を含む金
属膜からなるマスクパターンを有することを特徴とす
る。
【００１５】また、本発明の請求項２に記載の反射型露
光マスクは、前記窒素を含む金属膜が、窒化タンタル膜
あるいは窒化タンタル合金膜であることを特徴とする。
光マスクは、前記窒素を含む金属膜が、窒化タンタル膜
あるいは窒化タンタル合金膜であることを特徴とする。
【００１６】また、本発明の請求項３に記載の反射型露
光マスクは、ＥＵＶリソグラフィに用いられる反射型露
光マスクにおいて、基板上に積層形成された多層膜上
に、窒素金属膜と金属膜の積層構造からなるマスクパタ
ーンを有することを特徴とする。
光マスクは、ＥＵＶリソグラフィに用いられる反射型露
光マスクにおいて、基板上に積層形成された多層膜上
に、窒素金属膜と金属膜の積層構造からなるマスクパタ
ーンを有することを特徴とする。
【００１７】また、本発明の請求項４に記載の反射型露
光マスクは、前記窒素金属膜と金属膜の積層構造からな
るマスクパターンが、前記金属膜上に前記窒素金属膜を
積層した構造であることを特徴とする。
光マスクは、前記窒素金属膜と金属膜の積層構造からな
るマスクパターンが、前記金属膜上に前記窒素金属膜を
積層した構造であることを特徴とする。
【００１８】また、本発明の請求項５に記載の反射型露
光マスクは、前記金属膜が、タンタル膜あるいはタンタ
ル合金膜であることを特徴とする。
光マスクは、前記金属膜が、タンタル膜あるいはタンタ
ル合金膜であることを特徴とする。
【００１９】また、本発明の請求項６に記載の反射型露
光マスクは、前記窒化金属膜が、窒化タンタル膜あるい
は窒化タンタル合金膜であることを特徴とする。
光マスクは、前記窒化金属膜が、窒化タンタル膜あるい
は窒化タンタル合金膜であることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】第１の実施の形態 図１は本発明の第１の実施の形態によるＥＵＶリソグラ
フィ用反射型露光マスクの断面構造図である。
フィ用反射型露光マスクの断面構造図である。
【００２１】図１のように、第１の実施の形態の反射型
露光マスクは、下地基板１上に多層膜２を形成し、この
多層膜２上に窒化タンタル（ＴａＮ）膜からなるマスク
パターン１１を形成したものである。この第１の実施の
形態の反射型露光マスクは、吸収体として機能するマス
クパターンがＴａＮ膜からなることを特徴としている。
露光マスクは、下地基板１上に多層膜２を形成し、この
多層膜２上に窒化タンタル（ＴａＮ）膜からなるマスク
パターン１１を形成したものである。この第１の実施の
形態の反射型露光マスクは、吸収体として機能するマス
クパターンがＴａＮ膜からなることを特徴としている。
【００２２】ＥＵＶリソグラフィにおいて、ＴａＮ膜か
らなるマスクパターン１１は、ＥＵＶ光の吸収領域（吸
収体）として機能し、非パターン領域（マスクパターン
１１が形成されていない領域であり、多層膜２の露出領
域）６は、ＥＵＶ光の反射領域（反射体）として機能
し、半導体ウエハに塗布されたＥＵＶリソグラフィ用フ
ォトレジスト（ＥＵＶ領域に感光感度をもつフォトレジ
スト）上に形成するＥＵＶ露光像に、露光コントラスト
を生じさせる。
らなるマスクパターン１１は、ＥＵＶ光の吸収領域（吸
収体）として機能し、非パターン領域（マスクパターン
１１が形成されていない領域であり、多層膜２の露出領
域）６は、ＥＵＶ光の反射領域（反射体）として機能
し、半導体ウエハに塗布されたＥＵＶリソグラフィ用フ
ォトレジスト（ＥＵＶ領域に感光感度をもつフォトレジ
スト）上に形成するＥＵＶ露光像に、露光コントラスト
を生じさせる。
【００２３】反射体として機能する多層膜２は、ＥＵＶ
光の波長に対する屈折率が互いに大きく異なった２種類
以上の材料層を周期的に積層させた構造である。ここで
は、多層膜２は、最上層（表層）がシリコン（Ｓｉ）層
２ａとなるようにＥＵＶ光に対する屈折率が互いに異な
るＳｉ層２ａとモリブデン（Ｍｏ）層２ｂとを周期的に
積層させた構造である。
光の波長に対する屈折率が互いに大きく異なった２種類
以上の材料層を周期的に積層させた構造である。ここで
は、多層膜２は、最上層（表層）がシリコン（Ｓｉ）層
２ａとなるようにＥＵＶ光に対する屈折率が互いに異な
るＳｉ層２ａとモリブデン（Ｍｏ）層２ｂとを周期的に
積層させた構造である。
【００２４】図２は本発明の第１の実施の形態によるＥ
ＵＶリソグラフィ用反射型露光マスクの製造工程を説明
する図である。
ＵＶリソグラフィ用反射型露光マスクの製造工程を説明
する図である。
【００２５】まず、図２（ａ）のように、下地基板１上
にスパッタリング法などによって、Ｓｉ層２ａが最上層
となるようにＳｉ層２ａとＭｏ層２ｂとを周期的に積層
させた多層膜２を形成する。さらに詳細には、Ｍｏ層２
ｂ上にＳｉ層２ａを積層させた構造を基本周期構造と
し、上記の基本周期構造を３０ないし４０周期積層させ
る。また、上記基本周期構造の厚さは、ＥＵＶ光の波長
の約半分とする。このようなＭｏ／Ｓｉ構造の多層膜２
では、波長が１３．５［ｎｍ］付近のＥＵＶ光に対して
最大約７０［％］の反射率が得られる。
にスパッタリング法などによって、Ｓｉ層２ａが最上層
となるようにＳｉ層２ａとＭｏ層２ｂとを周期的に積層
させた多層膜２を形成する。さらに詳細には、Ｍｏ層２
ｂ上にＳｉ層２ａを積層させた構造を基本周期構造と
し、上記の基本周期構造を３０ないし４０周期積層させ
る。また、上記基本周期構造の厚さは、ＥＵＶ光の波長
の約半分とする。このようなＭｏ／Ｓｉ構造の多層膜２
では、波長が１３．５［ｎｍ］付近のＥＵＶ光に対して
最大約７０［％］の反射率が得られる。
【００２６】なお、多層膜２の表面反射率は、最上層と
なる材料層（Ｓｉ層２ａ）によってほとんど決まる。最
上層以外の材料層は、多層膜の吸収能には影響を及ぼす
が、多層膜の表面反射率にはほとんど影響を及ぼさな
い。このため、多層膜２においては、Ｍｏ層２ｂは、Ｓ
ｉ層２ａと屈折率が異なる材料層であればよく、例えば
ベリリウム（Ｂｅ）層でもよい。
なる材料層（Ｓｉ層２ａ）によってほとんど決まる。最
上層以外の材料層は、多層膜の吸収能には影響を及ぼす
が、多層膜の表面反射率にはほとんど影響を及ぼさな
い。このため、多層膜２においては、Ｍｏ層２ｂは、Ｓ
ｉ層２ａと屈折率が異なる材料層であればよく、例えば
ベリリウム（Ｂｅ）層でもよい。
【００２７】次に、図２（ｂ）のように、多層膜２上に
マスクパターン用金属膜としてＴａＮ膜２１を形成す
る。ＴａＮ膜２１は、ＴａＮターゲットを用いたスパッ
タリング法、Ｔａターゲットを用いてスパッタリングす
る際に窒素ガスを混合した反応性スパッタリング法、Ｃ
ＶＤ法などによって形成される。または、ＴａＮ膜２１
は、スパッタリング法やＣＶＤ法によって形成したＴａ
膜に、窒素やアンモニア等のガス雰囲気での熱処理やプ
ラズマ処理による窒化処理を施すことによって形成され
る。
マスクパターン用金属膜としてＴａＮ膜２１を形成す
る。ＴａＮ膜２１は、ＴａＮターゲットを用いたスパッ
タリング法、Ｔａターゲットを用いてスパッタリングす
る際に窒素ガスを混合した反応性スパッタリング法、Ｃ
ＶＤ法などによって形成される。または、ＴａＮ膜２１
は、スパッタリング法やＣＶＤ法によって形成したＴａ
膜に、窒素やアンモニア等のガス雰囲気での熱処理やプ
ラズマ処理による窒化処理を施すことによって形成され
る。
【００２８】次に、図２（ｃ）のように、ＴａＮ膜２１
上にレジストを塗布し、電子線やレーザ光の走査による
露光および現像によって所望のレジストパターン５を形
成する。
上にレジストを塗布し、電子線やレーザ光の走査による
露光および現像によって所望のレジストパターン５を形
成する。
【００２９】次に、図２（ｄ）のように、プラズマドラ
イエッチング法などによって、レジストパターン５をエ
ッチングマスクとしてＴａＮ膜２１をパターニングし、
そのあとレジストパターン５を除去して、ＴａＮ膜２１
からなるマスクパターン１１を形成する。
イエッチング法などによって、レジストパターン５をエ
ッチングマスクとしてＴａＮ膜２１をパターニングし、
そのあとレジストパターン５を除去して、ＴａＮ膜２１
からなるマスクパターン１１を形成する。
【００３０】なお、多層膜２とＴａＮ膜２１の間に、バ
ッファ層として酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜などが挿入
されている場合もある。この場合には、非パターン領域
６内のバッファ層は、上記図２（ｄ）でのＴａＮ膜２１
のパターニングの際に除去される。
ッファ層として酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜などが挿入
されている場合もある。この場合には、非パターン領域
６内のバッファ層は、上記図２（ｄ）でのＴａＮ膜２１
のパターニングの際に除去される。
【００３１】このようにして形成されたＴａＮ膜２１か
らなるマスクパターン１１は、従来のＴａ膜からなるマ
スクパターンよりもＤＵＶ光に対する表面反射率を低く
することができる。ここで、上記のＤＵＶ光は、反射型
露光マスクの検査時に、マスクパターン寸法や形状の測
定などのために反射型露光マスクの表面に照射されるＵ
Ｖ光である。従って、ＴａＮ膜２１からなるマスクパタ
ーン１１を設けた第１の実施の形態の反射型露光マスク
では、Ｔａ膜からなるマスクパターンを設けた従来の反
射型露光マスクよりも、検査時のＤＵＶ光によるマスク
コントラスト値ＭＣを高くすることができる。
らなるマスクパターン１１は、従来のＴａ膜からなるマ
スクパターンよりもＤＵＶ光に対する表面反射率を低く
することができる。ここで、上記のＤＵＶ光は、反射型
露光マスクの検査時に、マスクパターン寸法や形状の測
定などのために反射型露光マスクの表面に照射されるＵ
Ｖ光である。従って、ＴａＮ膜２１からなるマスクパタ
ーン１１を設けた第１の実施の形態の反射型露光マスク
では、Ｔａ膜からなるマスクパターンを設けた従来の反
射型露光マスクよりも、検査時のＤＵＶ光によるマスク
コントラスト値ＭＣを高くすることができる。
【００３２】図３はＤＵＶ光に対するＴａ膜およびＴａ
Ｎ膜の表面反射率の測定値を示す図である。この図３に
は、最上層がＳｉ層であるＭｏ／Ｓｉ構造の多層膜の表
面反射率の測定値も同時に示してある。図３において、
横軸はＤＵＶ光の波長、縦軸は表面反射率である。この
表面反射率は、ＤＵＶ光に対するＳｉウエハの表面反射
率を１００［％］として規格化したものである。また、
図３において、ｒｍｓは、表面粗さの実効値（表面の凹
凸分布の実効値）である。図３には、表面粗さｒｍｓ＝
０．２３４［ｎｍ］および１．００１［ｎｍ］のＴａ
膜、表面粗さｒｍｓ＝０．４８２［ｎｍ］のＴａＮ膜、
表面粗さｒｍｓ＝０．１８０［ｎｍ］のＭｏ／Ｓｉ構造
多層膜の表面反射率の測定値をそれぞれ示してある。
Ｎ膜の表面反射率の測定値を示す図である。この図３に
は、最上層がＳｉ層であるＭｏ／Ｓｉ構造の多層膜の表
面反射率の測定値も同時に示してある。図３において、
横軸はＤＵＶ光の波長、縦軸は表面反射率である。この
表面反射率は、ＤＵＶ光に対するＳｉウエハの表面反射
率を１００［％］として規格化したものである。また、
図３において、ｒｍｓは、表面粗さの実効値（表面の凹
凸分布の実効値）である。図３には、表面粗さｒｍｓ＝
０．２３４［ｎｍ］および１．００１［ｎｍ］のＴａ
膜、表面粗さｒｍｓ＝０．４８２［ｎｍ］のＴａＮ膜、
表面粗さｒｍｓ＝０．１８０［ｎｍ］のＭｏ／Ｓｉ構造
多層膜の表面反射率の測定値をそれぞれ示してある。
【００３３】図３のように、表面粗さｒｍｓ＝０．４８
２［ｎｍ］のＴａＮ膜の表面反射率は、表面粗さｒｍｓ
＝１．００１［ｎｍ］のＴａ膜の表面反射率よりも低く
なっていることが確認された。なお、最上層がＳｉ層で
あるＢｅ／Ｓｉ構造の多層膜の表面反射率の測定値につ
いても、図３のＭｏ／Ｓｉ構造の多層膜と同じような結
果が得られた。このように、ＴａＮ膜は、このＴａＮ膜
よりも表面粗さの大きなＴａ膜よりも表面反射率が低く
なる。従って、ＴａＮ膜２１からなるマスクパターン１
１を設けた第１の実施の形態の反射型露光マスクでは、
Ｔａ膜からなるマスクパターンを設けた従来の反射型露
光マスクよりも、ＤＵＶ光による検査時のマスクコント
ラストを大きくすることができる。また、マスクパター
ンの表面粗さを大きくすることなく、マスクパターンの
表面反射率を低減させることができるため、マスクパタ
ーンの膜厚ムラの増大によってＥＵＶリソグラフィにお
ける解像度に悪影響を及ぼすことはない。
２［ｎｍ］のＴａＮ膜の表面反射率は、表面粗さｒｍｓ
＝１．００１［ｎｍ］のＴａ膜の表面反射率よりも低く
なっていることが確認された。なお、最上層がＳｉ層で
あるＢｅ／Ｓｉ構造の多層膜の表面反射率の測定値につ
いても、図３のＭｏ／Ｓｉ構造の多層膜と同じような結
果が得られた。このように、ＴａＮ膜は、このＴａＮ膜
よりも表面粗さの大きなＴａ膜よりも表面反射率が低く
なる。従って、ＴａＮ膜２１からなるマスクパターン１
１を設けた第１の実施の形態の反射型露光マスクでは、
Ｔａ膜からなるマスクパターンを設けた従来の反射型露
光マスクよりも、ＤＵＶ光による検査時のマスクコント
ラストを大きくすることができる。また、マスクパター
ンの表面粗さを大きくすることなく、マスクパターンの
表面反射率を低減させることができるため、マスクパタ
ーンの膜厚ムラの増大によってＥＵＶリソグラフィにお
ける解像度に悪影響を及ぼすことはない。
【００３４】以上のように第１の実施の形態の反射型露
光マスクによれば、ＴａＮ膜からなるマスクパターン１
１を形成したことにより、マスクパターンの表面反射率
を従来よりも低減することができる。また、マスクパタ
ーンの表面粗さを大きくすることなく、マスクパターン
の表面反射率を低減させることができるため、ＥＵＶリ
ソグラフィにおける解像度に悪影響を及ぼすことはな
い。
光マスクによれば、ＴａＮ膜からなるマスクパターン１
１を形成したことにより、マスクパターンの表面反射率
を従来よりも低減することができる。また、マスクパタ
ーンの表面粗さを大きくすることなく、マスクパターン
の表面反射率を低減させることができるため、ＥＵＶリ
ソグラフィにおける解像度に悪影響を及ぼすことはな
い。
【００３５】なお、上記第１の実施の形態では、マスク
パターン用金属膜（吸収体膜）として、ＴａＮ膜を用い
たが、タンタル合金の窒化膜（窒化タンタル合金膜）を
用いることも可能である。窒化タンタル合金膜として
は、例えば、Ｔａ／Ｇｅ合金の窒化膜、Ｔａ／Ｓｉ合金
の窒化膜、Ｔａ／Ｂ合金の窒化膜、などがある。
パターン用金属膜（吸収体膜）として、ＴａＮ膜を用い
たが、タンタル合金の窒化膜（窒化タンタル合金膜）を
用いることも可能である。窒化タンタル合金膜として
は、例えば、Ｔａ／Ｇｅ合金の窒化膜、Ｔａ／Ｓｉ合金
の窒化膜、Ｔａ／Ｂ合金の窒化膜、などがある。
【００３６】第２の実施の形態 図４は本発明の第２の実施の形態によるＥＵＶリソグラ
フィ用反射型露光マスクの断面構造図である。なお、図
４において、図１と同じものには同じ符号を付してあ
る。
フィ用反射型露光マスクの断面構造図である。なお、図
４において、図１と同じものには同じ符号を付してあ
る。
【００３７】図４のように、第２の実施の形態の反射型
露光マスクは、下地基板１上に多層膜２を形成し、この
多層膜２上に、Ｔａ層２２ａとＴａＮ層２２ｂとを積層
した金属膜２２からなるマスクパターン１２を形成した
ものである。この第２の実施の形態では、金属膜２２
は、多層膜２上に形成したＴａ膜に窒化処理を施すこと
により形成されたものであり、表層にＴａＮ層２２ｂを
有し、このＴａＮ層２２ｂの下層にＴａ層２２ａを有す
る構造である。
露光マスクは、下地基板１上に多層膜２を形成し、この
多層膜２上に、Ｔａ層２２ａとＴａＮ層２２ｂとを積層
した金属膜２２からなるマスクパターン１２を形成した
ものである。この第２の実施の形態では、金属膜２２
は、多層膜２上に形成したＴａ膜に窒化処理を施すこと
により形成されたものであり、表層にＴａＮ層２２ｂを
有し、このＴａＮ層２２ｂの下層にＴａ層２２ａを有す
る構造である。
【００３８】Ｔａ膜に窒化処理を施すことにより形成さ
れた金属膜２２においては、窒化により形成されたＴａ
Ｎ層２２ｂと窒化されずに残ったＴａ層２２ａとの境界
は明確ではないが、表面を含む上層に、Ｔａ層よりもＥ
ＵＶ光に対する反射率が低いＴａＮ層が存在し、底面を
含む下層に、ＴａＮ層よりもＥＵＶ光に対する吸収能が
大きいＴａ層が存在していることが重要である。
れた金属膜２２においては、窒化により形成されたＴａ
Ｎ層２２ｂと窒化されずに残ったＴａ層２２ａとの境界
は明確ではないが、表面を含む上層に、Ｔａ層よりもＥ
ＵＶ光に対する反射率が低いＴａＮ層が存在し、底面を
含む下層に、ＴａＮ層よりもＥＵＶ光に対する吸収能が
大きいＴａ層が存在していることが重要である。
【００３９】図５は本発明の第２の実施の形態によるＥ
ＵＶリソグラフィ用反射型露光マスクの製造工程を説明
する図である。なお、図５において、図２と同じものに
は同じ符号を付してある。
ＵＶリソグラフィ用反射型露光マスクの製造工程を説明
する図である。なお、図５において、図２と同じものに
は同じ符号を付してある。
【００４０】まず、図５（ａ）のように、上記第１の実
施の形態と同じようにして、下地基板１上にスパッタリ
ング法などによって多層膜２を形成する。
施の形態と同じようにして、下地基板１上にスパッタリ
ング法などによって多層膜２を形成する。
【００４１】次に、図５（ｂ）のように、多層膜２上に
スパッタリング法またはＣＶＤ法によってマスクパター
ン用金属膜としてＴａ膜２２ｃを形成する。
スパッタリング法またはＣＶＤ法によってマスクパター
ン用金属膜としてＴａ膜２２ｃを形成する。
【００４２】次に、図５（ｃ）のように、Ｔａ膜２２ｃ
に窒化処理を施すことによってＴａ膜２２ｃの表層にＴ
ａＮ層２２ｂを形成する。上記の窒化処理は、窒素やア
ンモニアなどのガス雰囲気中での熱処理やプラズマ処理
などによる。
に窒化処理を施すことによってＴａ膜２２ｃの表層にＴ
ａＮ層２２ｂを形成する。上記の窒化処理は、窒素やア
ンモニアなどのガス雰囲気中での熱処理やプラズマ処理
などによる。
【００４３】上記図５（ｂ）および図５（ｃ）の工程に
より、表層にＴａＮ層２２ｂを有し、このＴａＮ層２２
ｂの下層にＴａ層２２ａを有するマスクパターン用金属
膜２２が形成される。
より、表層にＴａＮ層２２ｂを有し、このＴａＮ層２２
ｂの下層にＴａ層２２ａを有するマスクパターン用金属
膜２２が形成される。
【００４４】なお、これ以降のマスクパターン用金属膜
２２をパターニングし、金属膜２２からなるマスクパタ
ーン１２を形成する工程は、図２（ｃ）および図２
（ｄ）と同じである。
２２をパターニングし、金属膜２２からなるマスクパタ
ーン１２を形成する工程は、図２（ｃ）および図２
（ｄ）と同じである。
【００４５】このようにして形成された、表層にＴａＮ
層２２ｂを有し、このＴａＮ層２２ｂの下層にＴａ層２
２ａを有するマスクパターン１２は、ＴａＮ膜のみから
なる上記第１の実施の形態のマスクパターン１１よりも
ＥＵＶ光に対する吸収能が増大する（これは、Ｔａ層の
ＥＵＶ光に対する吸収能が、ＴａＮ層のＥＵＶ光に対す
る吸収能よりも大きいことによる）。このため、上記構
造のマスクパターン１２を設けた第２の実施の形態の反
射型露光マスクでは、上記第１の実施の形態の反射型露
光マスクよりも、さらにマスクコントラストを高くする
ことができる。
層２２ｂを有し、このＴａＮ層２２ｂの下層にＴａ層２
２ａを有するマスクパターン１２は、ＴａＮ膜のみから
なる上記第１の実施の形態のマスクパターン１１よりも
ＥＵＶ光に対する吸収能が増大する（これは、Ｔａ層の
ＥＵＶ光に対する吸収能が、ＴａＮ層のＥＵＶ光に対す
る吸収能よりも大きいことによる）。このため、上記構
造のマスクパターン１２を設けた第２の実施の形態の反
射型露光マスクでは、上記第１の実施の形態の反射型露
光マスクよりも、さらにマスクコントラストを高くする
ことができる。
【００４６】図６はＴａ膜およびＴａＮ膜の膜密度の測
定値を示す図である。図６から判るように、ＴａＮ膜の
膜密度は、Ｔａ膜の膜密度の２／３程度である。吸収体
膜（マスクパターン用金属膜）のＥＵＶ光に対する吸収
能は、同じ膜厚であれば、膜密度が低い材料ほど低くな
る。従って、同じ膜厚であれば、ＴａＮ膜のＥＵＶ光に
対する吸収能は、Ｔａ膜のＥＵＶ光に対する吸収能より
も低くなる。この第２の実施の形態の金属膜２２の構造
（図４参照）では、下層にＴａ層２２ａを配することに
よりＥＵＶ光に対する吸収能を高めることが可能とな
り、かつ表面にＴａＮ層２２ｂを配することによりＤＵ
Ｖ光に対する表面反射率を低下させることが可能とな
る。
定値を示す図である。図６から判るように、ＴａＮ膜の
膜密度は、Ｔａ膜の膜密度の２／３程度である。吸収体
膜（マスクパターン用金属膜）のＥＵＶ光に対する吸収
能は、同じ膜厚であれば、膜密度が低い材料ほど低くな
る。従って、同じ膜厚であれば、ＴａＮ膜のＥＵＶ光に
対する吸収能は、Ｔａ膜のＥＵＶ光に対する吸収能より
も低くなる。この第２の実施の形態の金属膜２２の構造
（図４参照）では、下層にＴａ層２２ａを配することに
よりＥＵＶ光に対する吸収能を高めることが可能とな
り、かつ表面にＴａＮ層２２ｂを配することによりＤＵ
Ｖ光に対する表面反射率を低下させることが可能とな
る。
【００４７】以上のように第２の実施の形態の反射型露
光マスクによれば、Ｔａ膜に窒化処理を施すことにより
形成されたＴａＮ層２２ｂとＴａＮ層２２ｂの積層構造
を有する金属膜２２によってマスクパターン１２を形成
したことにより、マスクパターンの表面反射率を上記第
１の実施の形態よりもさらに低減することができる。ま
た、マスクパターンの表面粗さを大きくすることなく、
マスクパターンの表面反射率を低減させることができる
ため、ＥＵＶリソグラフィにおける解像度に悪影響を及
ぼすことはない。
光マスクによれば、Ｔａ膜に窒化処理を施すことにより
形成されたＴａＮ層２２ｂとＴａＮ層２２ｂの積層構造
を有する金属膜２２によってマスクパターン１２を形成
したことにより、マスクパターンの表面反射率を上記第
１の実施の形態よりもさらに低減することができる。ま
た、マスクパターンの表面粗さを大きくすることなく、
マスクパターンの表面反射率を低減させることができる
ため、ＥＵＶリソグラフィにおける解像度に悪影響を及
ぼすことはない。
【００４８】なお、上記第２の実施の形態では、Ｔａ膜
を窒化処理により形成された、表層にＴａＮ層を有し、
このＴａＮ層の下層にＴａ層を有する構造の金属膜（吸
収体膜）を用いたが、Ｔａ合金膜の窒化処理により形成
された、表層にＴａＮ合金層を有し、このＴａＮ合金層
の下層にＴａ合金層を有する構造の金属膜を用いること
も可能である。
を窒化処理により形成された、表層にＴａＮ層を有し、
このＴａＮ層の下層にＴａ層を有する構造の金属膜（吸
収体膜）を用いたが、Ｔａ合金膜の窒化処理により形成
された、表層にＴａＮ合金層を有し、このＴａＮ合金層
の下層にＴａ合金層を有する構造の金属膜を用いること
も可能である。
【００４９】第３の実施の形態 図７は本発明の第３の実施の形態によるＥＵＶリソグラ
フィ用反射型露光マスクの断面構造図である。なお、図
７において、図４と同じものには同じ符号を付してあ
る。
フィ用反射型露光マスクの断面構造図である。なお、図
７において、図４と同じものには同じ符号を付してあ
る。
【００５０】図７のように、第３の実施の形態の反射型
露光マスクは、下地基板１上に多層膜２を形成し、この
多層膜２上に、Ｔａ膜２３ａとＴａＮ膜２３ｂを積層さ
せた金属膜２３からなるマスクパターン１３を形成した
ものである。この第３の実施の形態では、金属膜２３
は、多層膜２上にＴａ膜２３ａを形成し、このＴａ膜２
３ａ上にＴａＮ膜２３ｂを積層することにより形成され
たものであり、表層にＴａＮ膜２３ｂを有し、このＴａ
Ｎ膜２３ｂの下層にＴａ膜２３ａを有する構造である。
露光マスクは、下地基板１上に多層膜２を形成し、この
多層膜２上に、Ｔａ膜２３ａとＴａＮ膜２３ｂを積層さ
せた金属膜２３からなるマスクパターン１３を形成した
ものである。この第３の実施の形態では、金属膜２３
は、多層膜２上にＴａ膜２３ａを形成し、このＴａ膜２
３ａ上にＴａＮ膜２３ｂを積層することにより形成され
たものであり、表層にＴａＮ膜２３ｂを有し、このＴａ
Ｎ膜２３ｂの下層にＴａ膜２３ａを有する構造である。
【００５１】Ｔａ膜２３ａ上にＴａＮ膜２３ｂを積層す
ることにより形成される金属膜２３においては、Ｔａ膜
２３ａの膜厚およびＴａＮ膜２３ｂの膜厚を制御するこ
とが容易であるとともに、Ｔａ膜２３ａおよびＴａＮ膜
２３ｂの膜厚を均一にすることができる。
ることにより形成される金属膜２３においては、Ｔａ膜
２３ａの膜厚およびＴａＮ膜２３ｂの膜厚を制御するこ
とが容易であるとともに、Ｔａ膜２３ａおよびＴａＮ膜
２３ｂの膜厚を均一にすることができる。
【００５２】図８は本発明の第３の実施の形態によるＥ
ＵＶリソグラフィ用反射型露光マスクの製造工程を説明
する図である。なお、図８において、図２と同じものに
は同じ符号を付してある。
ＵＶリソグラフィ用反射型露光マスクの製造工程を説明
する図である。なお、図８において、図２と同じものに
は同じ符号を付してある。
【００５３】まず、図８（ａ）のように、上記第１の実
施の形態と同じようにして、下地基板１上にスパッタリ
ング法などによって多層膜２を成膜させる。
施の形態と同じようにして、下地基板１上にスパッタリ
ング法などによって多層膜２を成膜させる。
【００５４】次に、図８（ｂ）のように、多層膜２上に
スパッタリング法またはＣＶＤ法によって、マスクパタ
ーン用金属膜を構成するＴａ膜２３ａを形成する。
スパッタリング法またはＣＶＤ法によって、マスクパタ
ーン用金属膜を構成するＴａ膜２３ａを形成する。
【００５５】次に、図８（ｃ）のように、Ｔａ膜２３ａ
上にマスクパターン用金属膜を構成するＴａＮ膜２３ｂ
を積層形成する。ＴａＮ膜２３ｂは、ＴａＮターゲット
を用いたスパッタリング法、Ｔａターゲットを用いてス
パッタリングする際に窒素ガスを混合した反応性スパッ
タリング法、ＣＶＤ法などによって形成される。
上にマスクパターン用金属膜を構成するＴａＮ膜２３ｂ
を積層形成する。ＴａＮ膜２３ｂは、ＴａＮターゲット
を用いたスパッタリング法、Ｔａターゲットを用いてス
パッタリングする際に窒素ガスを混合した反応性スパッ
タリング法、ＣＶＤ法などによって形成される。
【００５６】上記図８（ｂ）および図８（ｃ）の工程に
より、Ｔａ膜２３ａ上にＴａＮ膜２３ｂを積層した構造
のマスクパターン用金属膜２３（表層にＴａＮ層２３ｂ
を有し、このＴａＮ層２３ｂの下層にＴａ層２３ａを有
するマスクパターン用金属膜２３）が形成される。
より、Ｔａ膜２３ａ上にＴａＮ膜２３ｂを積層した構造
のマスクパターン用金属膜２３（表層にＴａＮ層２３ｂ
を有し、このＴａＮ層２３ｂの下層にＴａ層２３ａを有
するマスクパターン用金属膜２３）が形成される。
【００５７】なお、これ以降のマスクパターン用金属膜
２３をパターニングし、マスクパターン１３を形成する
工程は、図２（ｃ）および図２（ｄ）と同じである。
２３をパターニングし、マスクパターン１３を形成する
工程は、図２（ｃ）および図２（ｄ）と同じである。
【００５８】このようにして形成された、表層にＴａＮ
膜２３ｂを有し、このＴａＮ膜２３ｂの下層にＴａ膜２
３ａを有するマスクパターン１３は、ＴａＮ膜のみから
なる上記第１の実施の形態のマスクパターン１１よりも
ＥＵＶ光に対する吸収能が増大する。このため、上記構
造のマスクパターン１３を設けた第３の実施の形態の反
射型露光マスクでは、上記第１の実施の形態の反射型露
光マスクよりも、さらにマスクコントラストを高くする
ことができる。
膜２３ｂを有し、このＴａＮ膜２３ｂの下層にＴａ膜２
３ａを有するマスクパターン１３は、ＴａＮ膜のみから
なる上記第１の実施の形態のマスクパターン１１よりも
ＥＵＶ光に対する吸収能が増大する。このため、上記構
造のマスクパターン１３を設けた第３の実施の形態の反
射型露光マスクでは、上記第１の実施の形態の反射型露
光マスクよりも、さらにマスクコントラストを高くする
ことができる。
【００５９】さらに、Ｔａ膜上にＴａＮ膜を積層するこ
とでＴａ／ＴａＮ積層構造のマスクパターン用金属膜２
３を形成する第３の実施の形態では、Ｔａ膜を窒化処理
することでＴａ膜の表層にＴａＮ層を設けたマスクパタ
ーン用金属膜２２を形成する上記第２の実施の形態より
も、Ｔａ膜２３ａおよびＴａＮ膜２３ｂの膜厚を、高い
均一性で任意の値に容易に制御することが可能である。
これにより、所望のＥＵＶ光吸収能を有するマスクパタ
ーンを容易に形成することが可能となる。
とでＴａ／ＴａＮ積層構造のマスクパターン用金属膜２
３を形成する第３の実施の形態では、Ｔａ膜を窒化処理
することでＴａ膜の表層にＴａＮ層を設けたマスクパタ
ーン用金属膜２２を形成する上記第２の実施の形態より
も、Ｔａ膜２３ａおよびＴａＮ膜２３ｂの膜厚を、高い
均一性で任意の値に容易に制御することが可能である。
これにより、所望のＥＵＶ光吸収能を有するマスクパタ
ーンを容易に形成することが可能となる。
【００６０】以上のように第３の実施の形態の反射型露
光マスクによれば、Ｔａ膜２３ａ上にＴａＮ膜２３ｂを
積層することにより形成されたＴａＮ膜２３ｂとＴａ膜
２３ａの積層構造を有する金属膜２３によってマスクパ
ターン１３を形成したことにより、マスクパターンの表
面反射率を上記第１の実施の形態よりもさらに低減する
ことができる。また、マスクパターンの表面粗さを大き
くすることなく、マスクパターンの表面反射率を低減さ
せることができるため、ＥＵＶリソグラフィにおける解
像度に悪影響を及ぼすことはない。
光マスクによれば、Ｔａ膜２３ａ上にＴａＮ膜２３ｂを
積層することにより形成されたＴａＮ膜２３ｂとＴａ膜
２３ａの積層構造を有する金属膜２３によってマスクパ
ターン１３を形成したことにより、マスクパターンの表
面反射率を上記第１の実施の形態よりもさらに低減する
ことができる。また、マスクパターンの表面粗さを大き
くすることなく、マスクパターンの表面反射率を低減さ
せることができるため、ＥＵＶリソグラフィにおける解
像度に悪影響を及ぼすことはない。
【００６１】さらに、マスクパターン用金属膜２３をＴ
ａ／ＴａＮ積層構造としたことにより、Ｔａ膜２３ａお
よびＴａＮ膜２３ｂの膜厚を、高い均一性で任意の値に
容易に制御することが可能となるため、所望のＥＵＶ光
吸収能を有するマスクパターンを容易に形成することが
できる。
ａ／ＴａＮ積層構造としたことにより、Ｔａ膜２３ａお
よびＴａＮ膜２３ｂの膜厚を、高い均一性で任意の値に
容易に制御することが可能となるため、所望のＥＵＶ光
吸収能を有するマスクパターンを容易に形成することが
できる。
【００６２】なお、上記第３の実施の形態では、Ｔａ膜
上にＴａＮ膜を積層した構造の金属膜（吸収体膜）を用
いたが、タンタル合金膜上にＴａＮ膜を積層した構造の
金属膜、またはＴａ膜上に窒化タンタル合金膜を積層し
た構造の金属膜、またはタンタル合金膜上に窒化タンタ
ル合金膜を積層した構造の金属膜を用いることも可能で
ある。
上にＴａＮ膜を積層した構造の金属膜（吸収体膜）を用
いたが、タンタル合金膜上にＴａＮ膜を積層した構造の
金属膜、またはＴａ膜上に窒化タンタル合金膜を積層し
た構造の金属膜、またはタンタル合金膜上に窒化タンタ
ル合金膜を積層した構造の金属膜を用いることも可能で
ある。
【００６３】第４の実施の形態 以下に説明する第４の実施の形態の半導体素子は、製造
工程のウエハ工程に、上記第１ないし第３の実施の形態
のいずれかの反射型露光マスクを用いたＥＵＶリソグラ
フィ工程を含むことを特徴とする。従って、第４の実施
の形態の半導体素子は、ウエハ工程における他の工程
（ＣＶＤ工程、スパッタリング工程、熱拡散工程、イオ
ンインプランテーション工程など、さらには、水銀ラン
プ光やエキシマレーザ光によるリソグラフィ工程）、お
よび組立工程については、公知技術を用いて製造され
る。
工程のウエハ工程に、上記第１ないし第３の実施の形態
のいずれかの反射型露光マスクを用いたＥＵＶリソグラ
フィ工程を含むことを特徴とする。従って、第４の実施
の形態の半導体素子は、ウエハ工程における他の工程
（ＣＶＤ工程、スパッタリング工程、熱拡散工程、イオ
ンインプランテーション工程など、さらには、水銀ラン
プ光やエキシマレーザ光によるリソグラフィ工程）、お
よび組立工程については、公知技術を用いて製造され
る。
【００６４】図９は本発明の第４の実施の形態によるＥ
ＵＶリソグラフィ工程を説明する図である。図９のＥＵ
Ｖ露光装置は、「応用物理第６８巻第５号５２０頁−５
２６頁（１９９９）」（応用物理学会）に開示されたも
のである。この図９のＥＵＶ露光装置は、反射型マスク
から反射されたＥＵＶ光像を、ＥＵＶリソグラフィ用フ
ォトレジスト（ＥＵＶ領域に感光感度を有するポジタイ
プまたはネガタイプのフォトレジスト）が塗布された半
導体ウエハ上に縮小投影し、上記フォトレジストをＥＵ
Ｖ露光するものであり、防振台５１と、チャンバ５２
と、基板５３と、ＥＵＶ光源５４と、反射鏡５５ａ，５
５ｂにより構成される光源光学系と、反射鏡５６ａ，５
６ｂ，５６ｃ，５６ｄにより構成される縮小投影光学系
と、マスク走査ステージ５７と、ウエハ走査ステージ５
８とを備えている。
ＵＶリソグラフィ工程を説明する図である。図９のＥＵ
Ｖ露光装置は、「応用物理第６８巻第５号５２０頁−５
２６頁（１９９９）」（応用物理学会）に開示されたも
のである。この図９のＥＵＶ露光装置は、反射型マスク
から反射されたＥＵＶ光像を、ＥＵＶリソグラフィ用フ
ォトレジスト（ＥＵＶ領域に感光感度を有するポジタイ
プまたはネガタイプのフォトレジスト）が塗布された半
導体ウエハ上に縮小投影し、上記フォトレジストをＥＵ
Ｖ露光するものであり、防振台５１と、チャンバ５２
と、基板５３と、ＥＵＶ光源５４と、反射鏡５５ａ，５
５ｂにより構成される光源光学系と、反射鏡５６ａ，５
６ｂ，５６ｃ，５６ｄにより構成される縮小投影光学系
と、マスク走査ステージ５７と、ウエハ走査ステージ５
８とを備えている。
【００６５】防振台５１はチャンバ５２の底面に設けら
れており、基板５３は、防振台５１に載せられてチャン
バ５２内に設けられている。基板５３上には、マスク走
査ステージ５７およびウエハ走査ステージ５８が設けら
れている。また、チャンバ５２内において、光源光学系
を構成する反射鏡５５ａ，５５ｂは、チャンバ５２の側
面に設けられた光源入射口５２ａと、マスク走査ステー
ジ５７の間にそれぞれ配置されており、縮小投影光学系
を構成する反射鏡５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄは、
マスク走査ステージ５７とウエハ走査ステージ５８の間
にそれぞれ配置されている。また、ＥＵＶ光源５４は、
光源入射口５２ａを設けたチャンバ５２の側面位置かに
設けられており、光源入射口５２ａからチャンバ５２内
にＥＵＶ光を入射させる。
れており、基板５３は、防振台５１に載せられてチャン
バ５２内に設けられている。基板５３上には、マスク走
査ステージ５７およびウエハ走査ステージ５８が設けら
れている。また、チャンバ５２内において、光源光学系
を構成する反射鏡５５ａ，５５ｂは、チャンバ５２の側
面に設けられた光源入射口５２ａと、マスク走査ステー
ジ５７の間にそれぞれ配置されており、縮小投影光学系
を構成する反射鏡５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄは、
マスク走査ステージ５７とウエハ走査ステージ５８の間
にそれぞれ配置されている。また、ＥＵＶ光源５４は、
光源入射口５２ａを設けたチャンバ５２の側面位置かに
設けられており、光源入射口５２ａからチャンバ５２内
にＥＵＶ光を入射させる。
【００６６】ＥＵＶリソグラフィ工程（ＥＵＶ露光工
程）においては、上記第１ないし第３の実施の形態のい
ずれかによる反射型露光マスク４１が、パターン面（マ
スクパターンおよび非パターン領域が形成されている側
の面）をウエハ走査ステージ５８に対向させるようにし
て、マスク走査ステージ５７に垂直にセットされる。ま
た、ＥＵＶリソグラフィ用フォトレジストが塗布された
半導体ウエハ４２が、レジスト塗布面をマスク走査ステ
ージ５７に対向させるようにして、ウエハ走査ステージ
５８に垂直にセットされる。
程）においては、上記第１ないし第３の実施の形態のい
ずれかによる反射型露光マスク４１が、パターン面（マ
スクパターンおよび非パターン領域が形成されている側
の面）をウエハ走査ステージ５８に対向させるようにし
て、マスク走査ステージ５７に垂直にセットされる。ま
た、ＥＵＶリソグラフィ用フォトレジストが塗布された
半導体ウエハ４２が、レジスト塗布面をマスク走査ステ
ージ５７に対向させるようにして、ウエハ走査ステージ
５８に垂直にセットされる。
【００６７】ＥＵＶ光源５４からチャンバ５２内に入射
したＥＵＶ光は、光源光学系の反射鏡５５ａ，５５ｂで
それぞれ反射され、反射型マスク４１のパターン面にほ
ぼ垂直に入射する。反射型マスク４１においては、マス
クパターンに入射したＥＵＶ光はマスクパターンで吸収
され、非パターン領域に入射したＥＵＶ光は反射され
る。これにより、反射型マスク４１は、ＥＵＶ光が入射
するパターン領域に応じたＥＵＶ光像を反射する。反射
型マスク４１で反射されたＥＵＶ光像は、縮小投影光学
系の反射鏡５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄで順次反射
されるとともに、縮小投影光学系により画角が縮小され
（例えば１０：１あるいは４：１）、半導体ウエハ４２
に塗布されたフォトレジスト表面に達する。これによ
り、半導体ウエハ４２のフォトレジストは、反射型マス
ク４１の上記パターン領域を縮小投影したＥＵＶ光像に
より露光される。反射型露光マスク４１の位置（ＥＵＶ
光源５４からのＥＵＶ光が入射するパターン領域）は、
マスク走査ステージ５７により走査され、これに応じ
て、半導体ウエハ４２の位置は、ウエハステージ５８に
より走査される。このようにして、反射型マスク４１に
形成されているパターンによるＥＵＶ光像により、上記
フォトレジストが露光される。
したＥＵＶ光は、光源光学系の反射鏡５５ａ，５５ｂで
それぞれ反射され、反射型マスク４１のパターン面にほ
ぼ垂直に入射する。反射型マスク４１においては、マス
クパターンに入射したＥＵＶ光はマスクパターンで吸収
され、非パターン領域に入射したＥＵＶ光は反射され
る。これにより、反射型マスク４１は、ＥＵＶ光が入射
するパターン領域に応じたＥＵＶ光像を反射する。反射
型マスク４１で反射されたＥＵＶ光像は、縮小投影光学
系の反射鏡５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄで順次反射
されるとともに、縮小投影光学系により画角が縮小され
（例えば１０：１あるいは４：１）、半導体ウエハ４２
に塗布されたフォトレジスト表面に達する。これによ
り、半導体ウエハ４２のフォトレジストは、反射型マス
ク４１の上記パターン領域を縮小投影したＥＵＶ光像に
より露光される。反射型露光マスク４１の位置（ＥＵＶ
光源５４からのＥＵＶ光が入射するパターン領域）は、
マスク走査ステージ５７により走査され、これに応じ
て、半導体ウエハ４２の位置は、ウエハステージ５８に
より走査される。このようにして、反射型マスク４１に
形成されているパターンによるＥＵＶ光像により、上記
フォトレジストが露光される。
【００６８】ＥＵＶ露光が終了した半導体ウエハ４２は
現像され、これにより、半導体ウエハ４２上にＥＵＶリ
ソグラフィによるレジストパターンが形成される。この
あと、レジストパターンが形成された半導体ウエハ４２
に対し、上記レジストパターンをエッチングマスクとし
てレジストパターンの下に形成された絶縁膜または金属
膜をドライエッチングするエッチング工程、あるいは上
記レジストパターンをイオンインプラマスクとするイオ
ンインプランテーション工程などが実施される。さら
に、一連のウエハ工程を終了した半導体ウエハ４２対
し、ダイシング工程をはじめとする組立工程が実施さ
れ、第４の実施の形態の半導体素子ができあがる。
現像され、これにより、半導体ウエハ４２上にＥＵＶリ
ソグラフィによるレジストパターンが形成される。この
あと、レジストパターンが形成された半導体ウエハ４２
に対し、上記レジストパターンをエッチングマスクとし
てレジストパターンの下に形成された絶縁膜または金属
膜をドライエッチングするエッチング工程、あるいは上
記レジストパターンをイオンインプラマスクとするイオ
ンインプランテーション工程などが実施される。さら
に、一連のウエハ工程を終了した半導体ウエハ４２対
し、ダイシング工程をはじめとする組立工程が実施さ
れ、第４の実施の形態の半導体素子ができあがる。
【００６９】上記のＥＵＶ露光工程に用いた上記第１な
いし第３の実施の形態のいずれかの反射型露光マスク
は、半導体ウエハ４２上に従来よりも微細なレジストパ
ターン（例えば幅が１００［ｎｍ］程度の極微細パター
ン）を高精度に形成することができる。これにより、半
導体ウエハ４２に従来よりも微細な加工（例えば１００
［ｎｍ］程度の極微細加工）を施すことが可能となるた
め、半導体素子の回路集積度を高くすることができる。
いし第３の実施の形態のいずれかの反射型露光マスク
は、半導体ウエハ４２上に従来よりも微細なレジストパ
ターン（例えば幅が１００［ｎｍ］程度の極微細パター
ン）を高精度に形成することができる。これにより、半
導体ウエハ４２に従来よりも微細な加工（例えば１００
［ｎｍ］程度の極微細加工）を施すことが可能となるた
め、半導体素子の回路集積度を高くすることができる。
【００７０】
【発明の効果】以上説明したように本発明の反射型露光
マスクによれば、窒化タンタル膜からなるマスクパター
ン、または窒化タンタル合金膜からなるマスクパター
ン、または最上層に窒化タンタル層を有する金属膜から
なるマスクパターン、または最上層に窒化タンタル合金
層を有する金属膜からなるマスクパターンを形成したこ
とにより、マスクパターンの表面反射率を従来よりも低
減することができ、これによりＥＵＶリソグラフィにお
いて高精度で微細なパターンを作業できるという効果が
ある。また、マスクパターンの表面粗さを大きくするこ
となく、マスクパターンの表面反射率を低減させること
ができるため、ＥＵＶリソグラフィにおける解像度に悪
影響を及ぼすことはない。
マスクによれば、窒化タンタル膜からなるマスクパター
ン、または窒化タンタル合金膜からなるマスクパター
ン、または最上層に窒化タンタル層を有する金属膜から
なるマスクパターン、または最上層に窒化タンタル合金
層を有する金属膜からなるマスクパターンを形成したこ
とにより、マスクパターンの表面反射率を従来よりも低
減することができ、これによりＥＵＶリソグラフィにお
いて高精度で微細なパターンを作業できるという効果が
ある。また、マスクパターンの表面粗さを大きくするこ
となく、マスクパターンの表面反射率を低減させること
ができるため、ＥＵＶリソグラフィにおける解像度に悪
影響を及ぼすことはない。
【図１】本発明の第１の実施の形態によるＥＵＶリソグ
ラフィ用反射型露光マスクの断面構造図である。
ラフィ用反射型露光マスクの断面構造図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態によるＥＵＶリソグ
ラフィ用反射型露光マスクの製造工程を説明する図であ
る。
ラフィ用反射型露光マスクの製造工程を説明する図であ
る。
【図３】ＤＵＶ光に対するＴａ膜およびＴａＮ膜の表面
反射率の測定値を示す図である。
反射率の測定値を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態によるＥＵＶリソグ
ラフィ用反射型露光マスクの断面構造図である。
ラフィ用反射型露光マスクの断面構造図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態によるＥＵＶリソグ
ラフィ用反射型露光マスクの製造工程を説明する図であ
る。
ラフィ用反射型露光マスクの製造工程を説明する図であ
る。
【図６】Ｔａ膜およびＴａＮ膜の膜密度の測定値を示す
図である。
図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態によるＥＵＶリソグ
ラフィ用反射型露光マスクの断面構造図である。
ラフィ用反射型露光マスクの断面構造図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態によるＥＵＶリソグ
ラフィ用反射型露光マスクの製造工程を説明する図であ
る。
ラフィ用反射型露光マスクの製造工程を説明する図であ
る。
【図９】本発明の第４の実施の形態によるＥＵＶリソグ
ラフィ工程を説明する図である。
ラフィ工程を説明する図である。
【図１０】従来のＥＵＶリソグラフィ用反射型露光マス
クの断面構造図である。
クの断面構造図である。
【図１１】従来のＥＵＶリソグラフィ用反射型露光マス
クの製造工程を説明する図である。
クの製造工程を説明する図である。
【図１２】ＥＵＶリソグラフィ用反射型露光マスクの検
査工程を説明する図である。
査工程を説明する図である。
１ 下地基板、 ２ 多層膜、 １１，１２，１３ マ
スクパターン、 ２１，ＴａＮ膜、 ２２ マスクパタ
ーン用金属膜、 ２２ａ Ｔａ層、 ２２ｂＴａＮ層、
２２ｃ Ｔａ膜、 ２３ マスクパターン用金属膜、
２３ａ Ｔａ膜、 ２３ｂ ＴａＮ膜、 ４１ 反射
型露光マスク、 ４２ 半導体ウエハ。
スクパターン、 ２１，ＴａＮ膜、 ２２ マスクパタ
ーン用金属膜、 ２２ａ Ｔａ層、 ２２ｂＴａＮ層、
２２ｃ Ｔａ膜、 ２３ マスクパターン用金属膜、
２３ａ Ｔａ膜、 ２３ｂ ＴａＮ膜、 ４１ 反射
型露光マスク、 ４２ 半導体ウエハ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 政志 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内 (72)発明者 小川 太郎 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 鉾 宏真 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 2H095 BA07 BC05 BC11 5F046 AA23 BA05 GA03 GB01 GC05 GD01 GD10 GD16
Claims (6)
- 【請求項１】 ＥＵＶリソグラフィに用いられる反射型
露光マスクにおいて、 基板上に積層形成された多層膜上に、窒素を含む金属膜
からなるマスクパターンを有することを特徴とする反射
型露光マスク。 - 【請求項２】 前記窒素を含む金属膜は、窒化タンタル
膜あるいは窒化タンタル合金膜であることを特徴とする
請求項１に記載の反射型露光マスク。 - 【請求項３】 ＥＵＶリソグラフィに用いられる反射型
露光マスクにおいて、 基板上に積層形成された多層膜上に、窒素金属膜と金属
膜の積層構造からなるマスクパターンを有することを特
徴とする反射型露光マスク。 - 【請求項４】 前記窒素金属膜と金属膜の積層構造から
なるマスクパターンは、前記金属膜上に前記窒素金属膜
を積層した構造であることを特徴とする請求項３に記載
の反射型露光マスク。 - 【請求項５】 前記金属膜は、タンタル膜あるいはタン
タル合金膜であることを特徴とする請求項３または４に
記載の反射型露光マスク。 - 【請求項６】 前記窒化金属膜は、窒化タンタル膜ある
いは窒化タンタル合金膜であることを特徴とする請求項
３ないし５のいずれか一つに記載の反射型露光マスク。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000048654A JP4397496B2 (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | 反射型露光マスクおよびｅｕｖ露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000048654A JP4397496B2 (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | 反射型露光マスクおよびｅｕｖ露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001237174A true JP2001237174A (ja) | 2001-08-31 |
| JP4397496B2 JP4397496B2 (ja) | 2010-01-13 |
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-
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- 2000-02-25 JP JP2000048654A patent/JP4397496B2/ja not_active Expired - Fee Related
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