JP6346915B2 - 反射フォトマスクおよび反射型マスクブランク - Google Patents

反射フォトマスクおよび反射型マスクブランク Download PDF

Info

Publication number
JP6346915B2
JP6346915B2 JP2016104093A JP2016104093A JP6346915B2 JP 6346915 B2 JP6346915 B2 JP 6346915B2 JP 2016104093 A JP2016104093 A JP 2016104093A JP 2016104093 A JP2016104093 A JP 2016104093A JP 6346915 B2 JP6346915 B2 JP 6346915B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
reflective
frame
thermal expansion
mask blank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016104093A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017016102A (ja
Inventor
マルクス ベンデール
マルクス ベンデール
トルステン シェデル
トルステン シェデル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Advanced Mask Technology Center GmbH and Co KG
Original Assignee
Advanced Mask Technology Center GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Advanced Mask Technology Center GmbH and Co KG filed Critical Advanced Mask Technology Center GmbH and Co KG
Publication of JP2017016102A publication Critical patent/JP2017016102A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6346915B2 publication Critical patent/JP6346915B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/22Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
    • G03F1/24Reflection masks; Preparation thereof
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/38Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/66Containers specially adapted for masks, mask blanks or pellicles; Preparation thereof
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2051Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source
    • G03F7/2053Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source using a laser
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2051Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source
    • G03F7/2059Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source using a scanning corpuscular radiation beam, e.g. an electron beam
    • G03F7/2061Electron scattering (proximity) correction or prevention methods
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70308Optical correction elements, filters or phase plates for manipulating imaging light, e.g. intensity, wavelength, polarisation, phase or image shift

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

極端紫外光リソグラフィ(Extreme Ultraviolet Lithography:EUVL)は、一般的に、約13.5nmの露光波長の光を用いるものであり、20nm未満の解像度での半導体マイクロエレクトロニクスにおける大量生産のための最も有望な次世代のリソグラフィ技術である。EUVLは、反射光学部品と、多層膜ミラーを含む反射フォトマスクとに基づいている。露光時、フォトマスクの画像パターン以外の部分から反射された光が、対象基板上の画像パターンの投影先である照明フィールドに隣接する領域であり、それ以降の露光工程のために設計された領域へ迷いこむことがある。一般的には、フォトマスクの画像パターン以外の部分で反射された露光光が、それ以降またはそれ以前の露光工程のために対象基板上に設計された照明フィールドまで漏れることを、ブラックボーダーもしくはシャドウフレームによって抑制している。
実施形態の目的は、反射フォトマスクについて露光特性をさらに改善することである。
前記目的は、独立請求項の内容によって達成される。従属請求項は、さらなる実施形態に関する。
一実施形態によると、反射フォトマスクは、低熱膨張材料の基板層を含む基板を含む。前記基板層は、前記低熱膨張材料の第1の構造形態の主要部分と第2の構造形態の補助部分とを含む。前記補助部分は、前記基板のパターン部を取り囲むフレーム部に形成されている。前記基板の第1の面に多層膜ミラーが形成されている。15nm未満の露光波長において、前記多層膜ミラーの反射率は少なくとも50%である。フレームトレンチが、前記多層膜ミラーを通って延び、前記フレーム部における基板を露出させている。
別の実施形態によると、反射型マスクブランクは、低熱膨張材料の基板層を含む基板を含む。前記基板層は、前記低熱膨張材料の第1の構造形態の主要部分と第2の構造形態の補助部分とを含む。前記補助部分は、前記基板のパターン部を取り囲むフレーム部に形成されている。前記基板の第1の面に多層膜ミラーが形成されている。15nm未満の露光波長において、前記多層膜ミラーの反射率は少なくとも50%である。
当業者であれば、下記の詳細な説明を読めば、また、添付の図面を見れば、追加の特徴および利点を認識するであろう。
添付の図面は、本発明のさらなる理解を提供するために含まれるものであり、本明細書に組み込まれてその一部を構成する。図面は、本発明の実施形態を示し、明細書本文の記載と共に、本発明の原理を説明する助けとなる。本発明の他の実施形態および所期の利点は、下記の詳細な説明を参照することでよりよく理解されるため、容易に認識されよう。
一実施形態に係る局所的に改変された低熱膨張材料の基板層を有する反射フォトマスクの概略平面図である。 図1Aの反射フォトマスクの一部分の線B−Bに沿った概略縦断面図である。 実施形態の背景を説明するために、反射フォトリソグラフィを用いたフォトリソグラフィ装置における光路の一部分を示した概略図である。 実施形態の効果を理解するのに役立つ背景を説明するために、図2Aのフォトリソグラフィ装置によって照明される対象基板上の4つの照明フィールドを示した概略平面図である。 実施形態の効果を理解するのに役立つ背景を説明するために、図2Aのフォトリソグラフィ装置によって照明される照明フィールドにおける限界寸法(critical dimension)に迷光が与える影響を示した概略図である。 実施形態の効果を説明するために、均質な基板層をベースにしたフォトマスクにおけるフレームトレンチを示した概略断面図である。 一実施形態に係る散乱中心を含む基板層をベースにしたフォトマスクにおけるフレームトレンチを示した概略断面図である。 実施形態の効果を理解するのに役立つ背景を説明するために、低熱膨張材料のアウト・オブ・バンド反射率を示した概略図である。 別の実施形態に係る低熱膨張材料からなる局所的に改変された基板層と追加の補助層とを有する反射フォトマスクの概略平面図である。 図5Bは、図5Aの反射フォトマスクの一部分の線B−Bに沿った概略縦断面図である。 吸収体層を有さない位相シフトマスクに関する一実施形態に係る反射フォトマスクの一部分の概略縦断面図である。 吸収体層を有する位相シフトマスクに関する一実施形態に係る反射フォトマスクの一部分の概略縦断面図である。 さらなる実施形態に係る反射型マスクブランクの概略平面図である。 図7Aの反射型マスクブランクの一部分の線B−Bに沿った概略縦断面図である。 別の実施形態に係る反射型マスクブランクおよび追加の補助層の一部分の概略縦断面図である。 位相シフト反射フォトマスク用のマスクブランクに関する一実施形態に係る反射型マスクブランクおよび追加の補助層の一部分の概略縦断面図である。
下記の詳細な説明においては添付の図面を参照するが、添付の図面は、本明細書の一部をなし、本発明を実施し得る特定の実施形態を例示として示すものである。本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用し得、構造的または論理的変更を行い得ることが理解されるべきである。例えば、一実施形態について図示および説明された特徴を、他の実施形態において用いるかまたは他の実施形態と関連させて用いて、さらなる実施形態を創出することができる。本発明はこのような改良および変形も含むものとする。特定の文言を用いて例を説明するが、それらの文言は、添付の特許請求項の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。図面は、原寸と等しい比率で描かれたものではなく、単なる例示のためのものである。分かりやすくするために、別段の記載がある場合を除き、同じ要素を対応する参照符号で示した。
用語「有する(having)」、「含有する(containing)」、「含む(including)」、および「含む(comprising)」などは、非限定的なものである。これらの用語は、記載された構造、要素、または特徴の存在を示すが、追加の要素または特徴を排除しない。冠詞「a」、「an」、および「the」は、文脈上別段の明示がある場合を除き、単数形に加えて複数形も含むものとする。
図1Aおよび図1Bは、15nm未満、例えば1nm〜15nmの範囲の露光波長に用いられる反射フォトマスク200を示す。一実施形態によれば、フォトマスクは、10nm〜15nmの範囲内、例えば約13.5nmの露光波長に用いられるEUVL(極端紫外光リソグラフィ)マスクである。別の実施形態によれば、フォトマスクは、1nm〜10nmの範囲内、例えば約6.7nmの露光波長に用いられるBEUVL(Beyond極端紫外光リソグラフィ)マスクである。
フォトマスク200の2つの平行な主面201、202は、露光放射が当たる表側の露光面201と、裏側の取付面202とを含む。一実施形態によれば、フォトマスク200は、辺の長さが数センチメートルの矩形の形状を有し得る。主面201、202に直交する方向が垂直方向であり、主面201、202に平行な方向が水平方向である。側面203は、主面201、202を接続する。
露光面201を上から見ると、フレーム部220が、反射フォトマスク200のパターン部211を取り囲んでおり、パターン部211は、1つのチップに割り当てられた像(イメージ)または複数のチップに割り当てられた像(イメージ)を含み得、エッジ部219が、フレーム部220をフォトマスク200の外側面203から分離している。別の実施形態によると、フォトマスク200は、複数のパターン部211を含み得、それらのパターン部211のそれぞれが1つのチップに割り当てられ、それらのパターン部211のそれぞれがフレーム部220によって取り囲まれる。
フォトマスク200は、低熱膨張材料(LTEM)の基板層115を少なくとも含む基板110を含む。定義すれば、低熱膨張材料は、1ppm/K未満の熱膨張係数を有し、選択されたガラス、セラミックス、またはガラスセラミックスで構成され得る。一実施形態によれば、LTEMは、酸化シリコンと酸化チタンとからなるかまたはこれらを含有するチタニアシリケートガラスであり、熱膨張係数は、+0/−10ppb/℃と定義される。チタニアシリケートガラスの内部構造形態(internal structural configuration)は、単一相の過冷却液体であり得る。基板110は、基板層115の一方側または両側にさらなる層を含んでいてもよい。
反射多層構造120は、基板110の第1の面を覆っており、基板110の第1の面と反対側の第2の面は反射フォトマスク200の取付面202を形成している。反射多層構造120は、少なくとも多層膜ミラー125を含み得る。多層膜ミラー125は、少なくとも20、例えば40〜50の二重層122を含み得、各二重層122は、露光波長に対する屈折率が異なる材料からなる2つの層122a、122bを含んでいる。一実施形態によれば、二重層122のうちの一方の層122aはシリコン層であり、他方の層122bはモリブデン層である。シリコンとモリブデンの屈折率が異なることにより、多層膜ミラー125は、一般的には13.5nmまたは13.5nm付近で反射が最大となるブラッグ反射器としての効果がある。11nm〜15nmの露光波長範囲の露光波長における反射多層構造120の最小反射率は、少なくとも50%であり、例えば60%以上である。反射多層構造120は、多層膜ミラー125の両側にさらなる層を含んでいてもよい。
反射多層構造120の基板110と反対側の表面には、吸収体積層部(absorber stack)130が、基板110との間で反射多層構造120を挟むように配置される。吸収体積層部130は、露光波長に対する吸光度が少なくとも50%である吸収体層135を少なくとも含む。吸収体層135は、例えば窒化タンタルや窒化チタンのような遷移金属窒化物といった金属窒化物をベースにしたものであり得、約10nm〜約90nmの厚さを有し得る。吸収体層135は、例えば窒化タンタルボロン(TaBN)を形成するボロン(B)といったさらなる主成分を含有し得る窒化タンタルや、窒化クロム(CrN)などのクロム(Cr)含有材料をベースにしていてもよい。吸収体積層部130は、吸収体層135の一方側または両側にさらなる層を含んでいてもよい。
パターン部211内では、パターントレンチ320が、表側から吸収体積層部130を通って延び、反射多層構造120を部分的に露出させている。フレーム部220においては、フレームトレンチ310が、表側から吸収体積層部130と反射多層構造120とを通って基板110まで、または基板110内へ延び得る。フレームトレンチ310は、基板110内へ延びていても延びていなくてもよい。一実施形態によると、フレームトレンチ310は、基板層110内へ、少なくとも50nm、例えば約70nmの深さdsまで延びている。フレーム部220において、基板層115は、補助部分111を含み、この補助部分111は、基板層115の補助部分111以外の残りの主要部分112と同じ成分を含有するが、異なる構造形態を有する。
補助部分111において、露光波長以外のアウト・オブ・バンド波長範囲に対する基板110の反射率は、同じ波長範囲に対する主要部分112の反射率に対して大幅に低下している。ここで、アウト・オブ・バンド波長範囲は、20nm〜500nm、例えば100nm〜300nmであり得る。
補助部分111と主要部分112の構造形態が異なることにより、補助部分111は、アウト・オブ・バンド波長範囲の光を散乱させる散乱中心111zを含む。散乱中心111zは、フレームトレンチ310を通って基板110に当たる光を任意のあらゆる方向へ散乱させ、フォトマスク200の表側に戻る向きに反射して対象基板に当たる光がより少なくなるようにしている。
補助部分111における散乱中心111zは、基板110の低熱膨張材料の構造形態が主要部分112における低熱膨張材料の構造形態と局所的に異なることにより生じる。一実施形態によると、補助部分111における低熱膨張材料の結晶相、結晶形態(crystal morphology)、および結晶方位のうちの少なくとも1つが、主要部分112の結晶相、結晶形態、または結晶方位と異なる。例えば、完全にアモルファスであり得るかまたは補助部分111もしくは散乱中心111zよりもアモルファスであり得る主要部分112と比べて、補助部分111は、より高度な結晶子または結晶粒を含んでいてもよい。
散乱中心111zは、酸化シリコン又は酸化チタンのナノスケールもしくはミクロスケールの結晶子、或いは、シリコン原子とチタン原子の両方を含む結晶子であり得る。他の実施形態によると、散乱中心111zは、主要部分112を形成するLTEMの構造の欠陥であり得る。
散乱中心111zを含む補助部分111は、フレームトレンチ310の垂直投影先に形成され得る。補助部分111内で、散乱中心111zは、1つの散乱面または垂直方向に離間された2つ以上の平行な散乱面に沿って配置され得、散乱面は、基板110の第1の面と平行な平面であってもよく、曲面であってもよい。散乱面を含む補助部分111は、垂直方向においては、一般的には1mm〜4mmの範囲、例えば2.5mm〜3mmの範囲に延在し得る。補助部分111は、横方向においては、フレームトレンチ310の幅から最大で50%、例えば最大で10%ずれて延在し得る。補助部分111は、連続構造を形成していてもよいし、フレームトレンチ310に沿って並んだいくつかの点(ドット)を含んでいてもよい。補助部分111は、散乱中心111zを含むいくつかのスポットを含んでいてもよく、隣り合うスポット間の水平方向および/または垂直方向の間隔は、一例として、少なくとも40μmであり得る。
補助部分111は、基板110もしくはLTEM基板層115の第1の面に直接接して、またはその近くに形成され得、あるいは、基板110もしくは基板層115における反射多層構造120と反対側の第2の面に沿って形成され得る。別の実施形態によれば、散乱面は、第1の面および第2の面の両方から離間したLTEM基板層115の中央部分に形成される。
散乱中心111zは、フレーム部220に密に配置され、パターン部211の周囲に不連続なフレームを形成し得る。主面201、202に平行な1つの散乱中心111zの水平方向寸法は、0.5μm〜2μmの範囲内、例えば約1μmであり得る。水平方向の形状は、円形、長円形、楕円形、または縁が面取りされているかまたは丸みをつけられた矩形であり得る。垂直方向においては、1μm〜10μmの範囲内、例えば約5μm延在し得る。同一の水平平面上において互いに隣り合う散乱中心111z間の平均中心間隔は、対応する水平方向寸法の2倍〜20倍、例えば2倍〜10倍または2倍〜4倍の範囲内であり得る。
散乱中心111zは、同一平面上に形成されてもよく、互いに数ミクロン離間された2つ以上の平面上に形成されてもよい。例えば、互いに隣り合う散乱中心111zが異なる平面上に形成されていてもよいし、2つ以上の散乱中心111zからなる組が同一の垂直軸に沿って、すなわち、互いの垂直投影として配置されるように形成されてもよい。散乱中心111zを形成するために印加される全出力は最大2Wまでであり得、パルス当たりのエネルギーは25μJ〜100μJの範囲内、例えば約50μJであり得る。
補助部分111は、延在範囲が小さく、組成が同様であるため、LTEM基板層115の熱膨張特性に悪影響を与えにくい。
図2A〜図2Cは、例えばEUVL装置またはBEUVL装置などのフォトリソグラフィ装置400において、半導体ウエハ600を露光する際の迷光の発生源及び影響を示す。反射光学系410は、露光ビーム405を、パターン部211と当該パターン部211を取り囲むエッジ部212とを有する反射フォトマスク200へと導く。露光ビーム405は、フォトマスク200で反射され、半導体ウエハ600に入射する。露光ビーム405は、パターン部211を走査し、パターン部211に描画されたパターンを半導体ウエハ600上のフォトレジスト層601に転写し、完全なパターン部211が1つの照明フィールドF1に結像される。1つ目の照明フィールドF1の露光時、スキャナは、半導体ウエハ600を、水平方向407に沿って、隣の照明フィールドF2が1つ目の照明フィールドF1と重複しない程度の十分に大きい走査距離だけ移動させ得る。
フォトリソグラフィ装置400は、反射性のエッジ部212を露光ビーム405の不使用部分から遮蔽するアパーチャ420をさらに含み得る。アパーチャ420とパターン部211の縁との位置合わせの安全域や他の影響により、エッジ部212のうちのパターン部211に直接接する部分から反射された迷光が、隣り合う照明フィールドF2と重なり合う迷光フィールドf1において、半導体ウエハ600に入射することになる。
図2Bは、1つ目の照明フィールドF1と、この照明フィールドF1と重なり合って隣り合う照明フィールドF2およびF3とに露光した結果として生じた迷光フィールドf1を示す。1つ目、2つ目、3つ目、および4つ目の照明フィールドF1、F2、F3、およびF4を露光した結果として生じる迷光フィールドf1、f2、f3、およびf4の幅は、200μm〜850μmの範囲内である。交差するポイントにおいて(along crossing nodes)、3つの隣り合う照明フィールドの迷光フィールドf2、f3、およびf4が迷光フィールドf1と重さなり得、露光放射とアウト・オブ・バンド照明とからのさらなる迷光照明の影響が積み重なる。
平行線を含むストライプパターンでは、この積み重なった迷光照明により、パターンサイズ(features sizes)が変化してしまう。例えば、一般的なEUVレジスト材料においては、重要な特徴として、露光放射とアウト・オブ・バンド照明とからの迷光にさらに露光されると、クリティカル・ディメンション(CD)が低下する。図2Cに示すように、27nmの密集した線で、F4が非結像フィールドの場合、結果として得られる照明フィールドF2においてCD低下が5nm以上になり得る。
一般的に、パターン部211とエッジ部212との間の反射多層構造におけるフレームトレンチは、照明波長、すなわち、EUVL装置の結像特性が特定される対象波長範囲を特定する狭義の化学線放射(actinic radiation)に対する反射率を局所的に低減させ、フィールドの縁に沿って露光波長範囲における化学線迷光の影響を減衰させる。
図1Aおよび図1Bに示すように、本実施形態は、100nm〜300nmのアウト・オブ・バンド波長範囲に有効であり、露光波長以外のアウト・オブ・バンド波長範囲におけるOOB(アウト・オブ・バンド)放射についてもフレーム部220での反射率を大幅に低下させる散乱中心111zを導入する。ここでは、OOB放射を、より広義に、フォトレジストにある程度影響を与える放射を含むが、EUVL装置の結像特性が特定される対象波長範囲は含まないものと定義する。パターン部220の周囲の主要領域における反射フォトマスク200から反射されるOOB放射がより少なくなり、迷光ゾーンf1、f2、f3、およびf4における全放射量が大幅に低減する。OOB放射源は、スキャナのプラズマ源によって副産物として生成された光であり得る。
図3Aおよび図3Bは、フレーム部220におけるフレームトレンチ310の垂直投影先に散乱中心111zを有する反射フォトマスク200と有さない反射フォトマスク299とを比較するものである。吸収体積層部130は、吸収体層135に加えて、後述のように反射防止層139とバッファ層131とを含み得る。
図3Aにおいては、入射OOB放射610が、基板層115に散乱中心111zを有さないフォトマスク299のフレームトレンチ310を通過する。フレームトレンチ310の底の空気/基板界面が入射OOB放射610の第1の部分621を反射し、基板層115の裏側のさらなる界面が第2の部分622を反射する。第1の部分621および第2の部分622はどちらも、フレームトレンチ310を通って反射され、照明フィールド外で対象基板に入射し得る。
図3Bにおいては、フレームトレンチ310の垂直投影における基板層115の裏側の界面に到達するOOB放射610がより少なくなるように、実施形態に係る反射フォトマスク200の補助部分111における散乱中心111zが、LTEM基板層115に入射したOOB放射610を吸収し、および/または、異なる方向にランダムに分散させる。基板層115の裏側の界面で反射されてフレームトレンチ310を通る反射OOB放射の第2の部分621は、図3Aと比較すると大幅に減少している。
散乱中心111zは、低熱膨張材料の実効屈折率を、熱膨張係数に悪影響を与えることなく、局所的に、例えば少なくとも10%変更する。一実施形態によると、散乱中心111zは、例えば波長532nmの短パルスレーザ放射によって生成される。このレーザ照射は表側から行われてもよく裏側から行われてもよい。
図4は、OOB放射について入射光の波長に対する相対反射率をプロットしたグラフである。一般的には、LTEM材料の反射率は、約120nmでピークを示し、さらに、170nm〜300nmの波長範囲において反射率の急激な上昇を示す。他方、半導体ウエハのフォトレジスト層用の一般的なフォトレジストは、露光波長の放射に対する感度が高いだけでなく、波長200nmまたは300nmまでの放射に対してもある程度感度が高い。したがって、アウト・オブ・バンド迷光を抑制することにより、フォトマスク200の結像品質が向上する。
図5Aおよび図5Bは、一実施形態に係る図1Aおよび図1Bのフォトマスク200の詳細に関する。
基板110は、LTEM基板層115に加えて、反射多層構造120と基板層115とに挟まれた導電性界面層119を含んでいてもよい。導電性界面層119は、一例として、タンタル(Ta)もしくはクロム(Cr)を含有するかまたはタンタル(Ta)もしくはクロム(Cr)からなる金属膜であり得る。導電性界面層119は、パターン部211における多層膜ミラー125の一部分を少なくとも局所的にエッジ部212に接続し得、露光時に画像パターンが静電荷によって歪まないようにパターン部211の帯電を防止し得る。フレームトレンチ310は、導電性界面層119の上縁まで延びていてもよく、導電性界面層119内へ延びていてもよく、および/または、導電性界面層119に部分的に穴をあけ、導電性界面層119の残存部分がパターン部211とエッジ部212との間にブリッジを形成しているのであってもよい。
基板110は、フォトマスク200の裏側に導電性表面膜114をさらに含んでいてもよい。導電性表面膜114は、露光時にフォトマスク200の静電チャックを可能にする導電材料の薄膜であり得る。例えば、導電性表面膜114は、窒化クロム(CrN)の膜であり得る。他の実施形態によると、導電性表面膜114は、約532nmの波長、または、190nm〜640nmの範囲内の別の波長でのレーザ照射に対する透過性が高い透明導電材料であり得る。
反射多層構造120は、多層膜ミラー125に加えて、一連の二重層122における基板110とは反対側に設けられた、キャッピング層129を含んでいてもよい。キャッピング層129は、ルテニウム(Ru)からなるかまたはルテニウム(Ru)を含有する層であり得、約2nm〜4nmの範囲の厚さを有する。キャッピング層129は、吸収体積層部130の製造時に多層積層部を保護し得る。別の実施形態によると、キャッピング層129は、酸化チタン(TiO)層であり得る。
吸収体積層部130は、吸収体層135に加えて、吸収体層135と反射多層構造120との間に形成されたバッファ層131を含んでいてもよい。バッファ層131は、吸収体層135における吸収体パターンの形成時にエッチストップ層として有効であり得る。
吸収体積層部130は、吸収体積層部130におけるフォトマスク200の表側を向いた表面に、反射防止層139を含んでいてもよい。一般的にEUV露光波長よりも長い検査波長において、反射防止層139は吸収体層135よりも低反射である。一般的に、反射率は、検査波長において12%未満である。反射防止層139は、金属窒化物、例えば窒化チタンもしくは窒化タンタルなどの遷移金属窒化物を含有し得るかまたはこのような金属窒化物からなり得、塩素、フッ素、アルゴン、水素、または酸素を含む群から選択される1つまたは複数のさらなる構成成分をさらに含有し得る。反射防止層139は、吸収体層130の一部分を上記さらなる構成成分またはその前駆体を含有する雰囲気中で処理することによって形成され得る。別の実施形態によると、反射防止層139は、窒化シリコン層であってもよく、さらなる主成分を含有し得る酸化タンタル、例えばTaBOからなるものであってもよく、クロムを含有する材料、例えば酸化クロム(CrOx)であってもよい。
図6Aおよび図6Bは、反射多層構造120の多層膜ミラー125について説明したように、基板110が、二重層122を有するさらなる多層膜ミラー117を含む位相シフト型の反射フォトマスク200に関する。反射多層構造120の多層膜ミラー125を通って延びるパターントレンチ320は、上記さらなる多層膜ミラー117内へは延びていない。基板110は、パターントレンチ320のエッチングの際に全てのパターントレンチ320が確実に同じ深さを有するようにするとともに上記さらなる多層膜ミラー117を保護するためのエッチストップ層118をさらに含み得る。
図6Aのフォトマスク200には吸収体層が全く無く、パターン情報は、露光放射の多層膜ミラー125内で反射された部分とさらなる多層膜ミラー117内で反射された部分との位相差のみによって転写されている。
図6Bにおいては、フォトマスク200は、基板110内のさらなる多層膜ミラー117に加えて、少なくとも吸収体層135を含む吸収体積層部130を含んでいる。さらなる詳細については、前述の図5Aおよび図5Bの説明を参照する。
補助部分111は、フレームトレンチ310の形成前または形成後および/またはパターントレンチ320を有する吸収体パターンの形成前または形成後に形成され得る。図7Aおよび図7Bは、パターントレンチ320およびフレームトレンチ310の形成前に散乱中心111zが形成されたマスクブランク500に関する。
マスクブランク500の基板110は、少なくとも、低熱膨張材料の基板層115を含んでいる。反射多層構造120が、基板110の第1の面を覆っている。吸収体積層部130が、反射多層構造120における基板110とは反対側の表面に、反射多層構造120を基板110との間で挟むように配置されている。吸収体積層部130は、均一な厚さを有する連続した非パターン形成構造である。さらなる詳細については、図1Aおよび図1Bのフォトマスク200の説明を参照する。
図8は、図5Aおよび図5Bのフォトマスク200を製造するための反射型マスクブランク500を示す。
図9の反射型マスクブランク500において、基板110は、反射多層構造120の多層膜ミラー125と図6Bのフォトマスク200の製造用の基板110のさらなる多層膜ミラー117との間に挟まれたエッチストップ層118をさらに含んでいる。さらなる実施形態によると、図9の反射型マスクブランク500には、図6Aに示したタイプのフォトマスク200の製造用の吸収体積層部130を有していなくてもよい。
本明細書中において特定の実施形態を図示および説明したが、様々な代替および/または同等の実装形態をもって上記特定の実施形態に代え得ることが当業者には認識されよう。本出願は、本明細書中に記載の上記特定の実施形態のいかなる適応形態または変形形態も包含するものとする。したがって、本発明は、特許請求項とその均等物とによってのみ限定されるものとする。
110 基板
111 補助部分
111z 散乱中心
112 主要部分
114 導電性表面膜
115 基板層
117 多層膜ミラー
118 エッチストップ層
119 導電性界面層
120 反射多層構造
122 二重層
122a、122b 層
125 多層膜ミラー
129 キャッピング層
130 吸収体積層部
131 バッファ層
135 吸収体層
139 反射防止層
200、299 反射フォトマスク
201 主面(露光面)
202 主面(取付面)
203 側面
210 画像部
211 パターン部
212 エッジ部
219 エッジ部
220 フレーム部
310 フレームトレンチ
320 パターントレンチ
400 フォトリソグラフィ装置
405 露光ビーム
407 水平方向
410 反射光学系
420 アパーチャ
500 マスクブランク
600 半導体ウエハ
601 フォトレジスト層
610 OOB(アウト・オブ・バンド)放射
621 第1の部分
622 第2の部分
F1、F2、F3、F4 照明フィールド
f1、f2、f3、f4 迷光フィールド

Claims (20)

  1. 低熱膨張材料の基板層を含む基板と、
    前記基板の第1の面に形成された多層膜ミラーとを備え、
    前記基板層が、前記低熱膨張材料の第1の構造形態の主要部分と第2の構造形態の補助部分とを有し、
    前記補助部分が、前記基板においてパターン部を取り囲むフレーム部に形成され、かつ100nm〜300nmのアウト・オブ・バンド波長範囲の放射のための複数の散乱中心を含み、
    主面に平行な1つの散乱中心の水平方向寸法が0.5μm〜2μmの範囲であり、同一の水平平面上において互いに隣り合う複数の散乱中心間の平均中心間隔が、前記水平方向寸法の2倍〜20倍の範囲であり、
    15nm未満の露光波長に対する前記多層膜ミラーの反射率が少なくとも50%であり、
    前記多層膜ミラーを通って延びるフレームトレンチが、前記フレーム部において前記基板を露出させている反射フォトマスク。
  2. 前記低熱膨張材料の前記主要部分の熱膨張係数が1ppm/K未満である、請求項1に記載の反射フォトマスク。
  3. 前記アウト・オブ・バンド波長範囲に対して、前記補助部分の平均反射率が最大でも前記主要部分の平均反射率の50%である、請求項1又は2に記載の反射フォトマスク。
  4. 前記多層膜ミラーにおける前記基板とは反対側に形成された吸収体積層部をさらに備え、
    前記吸収体積層部の露光波長に対する吸光度が少なくとも50%であり、
    前記パターン部内においてパターントレンチが前記多層膜ミラーを部分的に露出させている、請求項1からのうちのいずれかに記載の反射フォトマスク。
  5. 前記フレームトレンチが、前記パターン部を取り囲む連続したフレームを形成している、請求項1からのうちのいずれかに記載の反射フォトマスク。
  6. 前記フレーム部における実効屈折率が、前記主要部分における実効屈折率と少なくとも10%異なる、請求項1からのうちのいずれかに記載の反射フォトマスク。
  7. 前記主要部分がアモルファスである、請求項1からのうちのいずれかに記載の反射フォトマスク。
  8. 前記補助部分が、前記第1の面まで少なくとも5nmの距離にある、請求項1からのうちのいずれかに記載の反射フォトマスク。
  9. 前記補助部分が、波長532nmのレーザパルスの照射によって形成される、請求項1からのうちのいずれかに記載の反射フォトマスク。
  10. 前記露光波長が、6nm〜14nmの範囲内である、請求項1からのうちのいずれかに記載の反射フォトマスク。
  11. 前記補助部分が、前記フレーム部に沿って、連続した構造を形成している、請求項1から10のうちのいずれかに記載の反射フォトマスク。
  12. 前記補助部分が、前記フレーム部に沿って並んだ、前記散乱中心を含む複数のスポットを含む、請求項1から10のうちのいずれかに記載の反射フォトマスク。
  13. 低熱膨張材料の基板層を含む基板と、
    前記基板の第1の面に形成された多層膜ミラーとを備え、
    前記基板層が、前記低熱膨張材料の第1の構造形態の主要部分と第2の構造形態の補助部分とを有し、
    前記補助部分が、前記基板においてパターン部を取り囲むフレーム部に形成され、かつ100nm〜300nmのアウト・オブ・バンド波長範囲の放射のための複数の散乱中心を含み、
    主面に平行な1つの散乱中心の水平方向寸法が0.5μm〜2μmの範囲であり、同一の水平平面上において互いに隣り合う複数の散乱中心間の平均中心間隔が、前記水平方向寸法の2倍〜20倍の範囲であり、
    15nm未満の露光波長に対する前記多層膜ミラーの反射率が少なくとも50%である反射型マスクブランク。
  14. 前記低熱膨張材料の前記主要部分の熱膨張係数が1ppm/K未満である、請求項13に記載の反射型マスクブランク。
  15. 前記アウト・オブ・バンド波長範囲に対して、前記補助部分の平均反射率が最大でも前記主要部分の平均反射率の50%である、請求項13又は14に記載の反射型マスクブランク。
  16. 前記多層膜ミラーにおける前記基板とは反対側の面に形成された吸収体積層部をさらに備え、
    前記吸収体積層部の露光波長に対する吸光度が少なくとも50%である、請求項13から15のうちのいずれかに記載の反射型マスクブランク。
  17. 前記フレーム部が、連続したフレームを形成している、請求項13から16のうちのいずれかに記載の反射型マスクブランク。
  18. 前記フレーム部における実効屈折率が、前記主要部分における実効屈折率と少なくとも10%異なる、請求項13から17のうちのいずれかに記載の反射型マスクブランク。
  19. 前記補助部分が、前記フレーム部に沿って、連続した構造を形成している、請求項13から18のうちのいずれかに記載の反射型マスクブランク。
  20. 前記補助部分が、前記フレーム部に沿って並んだ、前記散乱中心を含む複数のスポットを含む、請求項13から18のうちのいずれかに反射型マスクブランク。
JP2016104093A 2015-05-29 2016-05-25 反射フォトマスクおよび反射型マスクブランク Active JP6346915B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015108569.0 2015-05-29
DE102015108569.0A DE102015108569B4 (de) 2015-05-29 2015-05-29 Reflektierende Fotomaske und Reflexionstyp-Maskenrohling

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017016102A JP2017016102A (ja) 2017-01-19
JP6346915B2 true JP6346915B2 (ja) 2018-06-20

Family

ID=57281618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016104093A Active JP6346915B2 (ja) 2015-05-29 2016-05-25 反射フォトマスクおよび反射型マスクブランク

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10031409B2 (ja)
JP (1) JP6346915B2 (ja)
KR (1) KR20160140511A (ja)
DE (1) DE102015108569B4 (ja)
TW (1) TWI603142B (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110366702B (zh) * 2017-02-25 2023-07-18 Asml荷兰有限公司 图案形成装置及其制造方法和图案形成装置的设计方法
KR20190038981A (ko) * 2017-10-01 2019-04-10 주식회사 에스앤에스텍 정전 파괴 방지용 블랭크 마스크 및 포토마스크
US10802393B2 (en) 2017-10-16 2020-10-13 Globalfoundries Inc. Extreme ultraviolet (EUV) lithography mask
SG11202005918UA (en) * 2017-12-27 2020-07-29 Hoya Corp Substrate with conductive film, substrate with multilayer reflective film, reflective mask blank, reflective mask, and semiconductor device manufacturing method
DE102018204626A1 (de) * 2018-03-27 2019-04-04 Carl Zeiss Smt Gmbh Beleuchtungsmaske sowie Verfahren zu deren Herstellung
US11048158B2 (en) 2018-04-18 2021-06-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method for extreme ultraviolet lithography mask treatment
DE102020114882A1 (de) 2020-06-04 2021-12-09 Asm Automation Sensorik Messtechnik Gmbh Magnetostriktiver Positions-Sensor mit Detektorspule in einem Chip

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2961126B2 (ja) * 1995-02-13 1999-10-12 セントラル硝子株式会社 三次元光メモリーガラス素子からなる記録媒体及びその記録方法
DE602005023779D1 (de) 2004-12-10 2010-11-04 Toppan Printing Co Ltd Reflektierender fotomaskenrohling, reflektierende fotomaske und verfahren zur herstellung von halbleiterbauelementen unter verwendung dieser
CN100454485C (zh) * 2004-12-10 2009-01-21 凸版印刷株式会社 反射型光掩模坯料、反射型光掩模及半导体装置的制造方法
KR100735532B1 (ko) * 2006-03-21 2007-07-04 삼성전자주식회사 기판 내에 팽창부를 포함하는 포토마스크 및 포토마스크의표면 평탄화 방법
KR100791338B1 (ko) * 2006-08-07 2008-01-03 삼성전자주식회사 레지스트레이션이 보정된 포토마스크 및 포토마스크의레지스트레이션 보정 방법
JP2009088166A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Toppan Printing Co Ltd 反射型マスクブランク及び反射型マスク
JP4663749B2 (ja) * 2008-03-11 2011-04-06 大日本印刷株式会社 反射型マスクの検査方法および製造方法
US8372564B2 (en) * 2008-05-09 2013-02-12 Hoya Corporation Reflective mask, reflective mask blank and method of manufacturing reflective mask
JP5559948B2 (ja) * 2010-03-12 2014-07-23 Hoya株式会社 多層反射膜付基板の製造方法および反射型マスクブランクの製造方法
US8735030B2 (en) * 2010-04-15 2014-05-27 Carl Zeiss Smt Gmbh Method and apparatus for modifying a substrate surface of a photolithographic mask
KR101691024B1 (ko) * 2010-11-29 2016-12-30 삼성전자주식회사 반사형 극자외선 마스크 및 그의 제조 방법
KR101679687B1 (ko) * 2011-03-17 2016-11-28 삼성전자주식회사 반사형 극자외선 마스크 및 그의 제조 방법
JP5953833B2 (ja) * 2012-03-08 2016-07-20 凸版印刷株式会社 反射型フォトマスクおよびその製造方法
US8658333B2 (en) * 2012-06-04 2014-02-25 Nanya Technology Corporation Reflective mask
US9069253B2 (en) * 2013-03-13 2015-06-30 Nanya Technology Corportion Mask structure
US9046781B2 (en) 2013-03-15 2015-06-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Structure and method for reflective-type mask
CN104345546A (zh) * 2013-07-24 2015-02-11 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 光刻掩膜版及其制作方法
JP6260149B2 (ja) * 2013-08-30 2018-01-17 凸版印刷株式会社 反射型マスクブランクおよび反射型マスク
EP3043375B1 (en) * 2013-09-06 2023-10-11 Toppan Photomask Co., Ltd. Reflective photomask and production method therefor

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160140511A (ko) 2016-12-07
TW201706708A (zh) 2017-02-16
DE102015108569A1 (de) 2016-12-01
US10031409B2 (en) 2018-07-24
TWI603142B (zh) 2017-10-21
US20170108766A1 (en) 2017-04-20
DE102015108569B4 (de) 2020-10-08
JP2017016102A (ja) 2017-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6346915B2 (ja) 反射フォトマスクおよび反射型マスクブランク
JP5711533B2 (ja) 反射型マスク、反射型マスクブランク及びその製造方法
US11372323B2 (en) Phase-shift mask for extreme ultraviolet lithography
US11073755B2 (en) Mask with multilayer structure and manufacturing method by using the same
JP2012204708A (ja) 反射型マスクブランク及び反射型マスク
US9244366B2 (en) Extreme ultraviolet lithography process and mask
JP5685951B2 (ja) 反射型マスク、およびその製造方法
JP4591686B2 (ja) 多層膜反射鏡
JP5767140B2 (ja) フォトマスク、パターン転写方法、及びペリクル
JP5158331B2 (ja) Euv露光装置
US8673521B2 (en) Blank substrates for extreme ultra violet photo masks and methods of fabricating an extreme ultra violet photo mask using the same
JP5765666B2 (ja) 反射型マスク
JP2013045982A (ja) 反射型マスクの製造方法および反射型マスク
KR20100076696A (ko) 극자외선 리소그래피를 위한 포토마스크
US20080206653A1 (en) Exposure mask
KR20220055711A (ko) 극자외선 포토마스크
JP2012069859A (ja) 反射型マスク、及び反射型マスクの製造方法
KR20190019329A (ko) 다층 전사패턴을 갖는 포토마스크
KR20130006748A (ko) 극자외선 노광마스크 및 이를 포함하는 노광기
KR20110114296A (ko) 극자외선 마스크 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170818

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170912

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171211

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180508

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180528

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6346915

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250