JP6743539B2 - 反射型マスク及び反射型マスクの製造方法 - Google Patents
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Description
さらに、EUV領域の露光光源は、波長13.5nmにおいてその放射スペクトルのピークを有するが、アウトオブバンド(Out of Band)光と呼ばれる13.5nm帯以外の真空紫外線から近赤外線領域の光も放射することが知られている。このアウトオブバンド光は、本来不必要なものであり、かつ半導体ウェハ基板に塗布されたレジストを感光する。このため、アウトオブバンド光は、フィルターなどで除去されるべき不要な光である。
本実施形態において膜として記載している部分については、膜を層としても良い。
図1は、反射型マスク用ブランク10の断面図である。より具体的には、反射型マスク用ブランク10は、EUV光を用いた露光に使用するマスク用ブランクであり、反射型マスク100の前駆体となる。EUV光の波長は、波長5nm以上15nm以下であり、例えば13.5nmである。
また、図2は、反射型マスク用ブランク10に所望のパターンを形成することによって作製された反射型マスク100を説明する図であり、図2(a)は反射型マスク100の平面図、図2(b)は反射型マスク100の断面図である。
図1に示すように、反射型マスク用ブランク10は、基板11と、基板11のおもて面に形成された多層反射膜12と、基板11の裏面に形成された裏面導電膜13と、多層反射膜12の基板11対向面と逆側の面に形成された犠牲膜14とを備えている。
基板11は、おもて面に多層反射膜12及び裏面導電膜13を密着性よく均一に成膜でき、EUV領域の露光光を十分に透過できる材料により形成されていれば、いずれの材料で形成されていても構わない。基板11は、例えば、合成石英ガラスにより形成される。
また、裏面導電膜13は、厚さが20nm以上100nm以下であることが好ましい。
なお、静電チャックを用いずに露光機のマスクステージに反射型マスク用ブランク10をチャックする場合、チャッキング方法によっては、裏面導電膜13を設けずに反射型マスク用ブランク10を形成してもよい。
また、犠牲層14は、厚さが80nm以上120nm以下であることが好ましい。
図2(a)及び図2(b)に示すように、反射型マスク100は、反射型マスク用ブランク10に所望のパターンを形成することによって作製される。
反射型マスク100は、基板11と、基板11のおもて面に形成された多層反射膜12と、基板11の裏面に形成された裏面導電膜13と、多層反射膜12の基板11対向面と逆側の面に形成された犠牲膜14と、を備えている。
反射型マスク100において、多層反射膜12は、凸パターン及び凸パターンの間に形成された凹パターン(図2(a)及び図2(b)参照。以下、回路パターンAと記載する場合がある)を有している。また、反射型マスク100において、基板11は、おもて面(多層反射膜12対向面)に、低反射パターン15を有している。さらに、反射型マスク100において、犠牲膜14は、多層反射膜12の凹凸パターン領域外周の遮光領域にのみ形成されている。
低反射パターン15は、回路パターンAにおいて多層反射膜12が選択的に除去された凹パターンのおもて面(すなわち、凹パターンから露出する基板11のおもて面)に形成されている。低反射パターン15は、3000nm以下のピッチで形成された複数の凸部を有している。これら複数の凸部は、基板11の厚み方向に形成された凹部同士の間にそれぞれ設けられる。これらの凸部は、280nm以上の高さで形成される。すなわち、基板11の厚み方向に形成された複数の凹部が、基板に対して280nm以上深くエッチングされて形成されることで、複数の凸部が形成される。低反射パターン15は、露光光に含まれる140nm以上800nm以下の波長を有し反射型マスク100に入射するアウトオブバンド光の反射を抑制する。
以下、反射型マスク100の製造方法を、図3並びに図4から図6を参照して説明する。反射型マスク100の製造方法は、反射型マスク用ブランクの製造方法と、反射型マスクの製造方法とに分けて説明する。
ここで、図3は反射型マスク100の製造工程を示すフローチャートである。また、図4(a)から図4(f)、図5(a)から図5(e)及び図6(a)から図6(e)は、反射型マスク100の製造工程における、各工程での加工状態の断面を示す断面工程図である。
反射型マスク用ブランク10の作製工程を説明する。EUV領域の露光光の波長は、例えば13.5nmである。
最初に、石英基板からなる、6インチ角で厚さは6.35mmの基板11を準備する。
続いて、反射型マスク100の一方の面(回路パターンAを形成する面)に、EUV領域の露光光を反射するための多層反射膜12を成膜する。多層反射膜12は、厚さ4.2nmのモリブデン(Mo)膜と、厚さ2.8nmのケイ素(Si)膜とを、イオンビームスパッタリング装置で交互に40対、合計80層形成する。このとき、多層反射膜12の最上層がケイ素(Si)膜となるように、モリブデン(Mo)膜及びケイ素(Si)膜を積層する。
次に、多層反射膜12上に、犠牲膜14を形成する。犠牲膜14は、多層反射膜12とのエッチング選択比が十分に確保できるTaB又はTaBOを主とした材料を用い、イオンビームスパッタリング装置により例えば80nm以上120nm以下の厚みで成膜して形成される。
最後に、基板11の、多層反射膜12形成面(回路パターンA形成面)と反対の面上に裏面導電膜13を形成する。裏面導電膜13は、例えば窒化クロム(CrN)をマグネトロンスパッタや塗布により20nm以上100nm以下の厚みで成膜することにより形成される。
次に、反射型マスクの製造方法について図3及び図4を参照して説明する。反射型マスクの製造方法は、回路パターンAを形成する工程と、基板11に低反射パターン26を形成する工程と、多層反射膜12を形成する工程とに分けて説明する。
回路パターンA形成工程では、回路パターンAとなる多層反射膜12の凸パターンと、凸パターンと凸パターンとの間に設けられた凹パターンとを形成する。回路パターンA形成工程は、図3に示すステップS1からステップS7、及び図4(a)から図4(f)に対応する。
最初に、図4(a)に示す反射型マスク用ブランク10の犠牲膜14のおもて面に、電子線に反応を示す化学増幅系や非化学増幅系のレジスト21を塗布する(図3のステップS1及び図4(b))。続いて、電子線描画装置により、レジスト21に所定の回路パターンAに対応するパターンで露光を行う(図3のステップS2及び図4(c))。
なお、金属を含む犠牲層14は、ドライエッチングではフッ素系ガスや塩素系ガスなどのガス種の選択によってはエッチング反応が進まない場合がある。このため、始めに犠牲層14のエッチングを行い、犠牲層14上にパターンを形成した後、ガス種を変えて犠牲層14をマスクに多層反射膜12のエッチングを行う必要がある。
以上のステップS1からステップS7の工程により、多層反射膜12の一部が除去されて、凸パターン及び凹パターンからなる回路パターンAが形成される。
低反射パターン形成工程では、回路パターンAの凹パターンから露出する基板11のおもて面に、複数の凸部を形成することにより、低反射パターン15を形成する。低反射パターン形成工程は、図3に示すステップS8からステップS14、及び図5(a)から図5(e)に対応する。
最初に、再び電子線に反応を示す化学増幅系や非化学増幅系のレジスト22を、回路パターンAが形成された犠牲膜14上に塗布する(図3のステップS8及び図5(a))。次に、電子線描画装置により、レジスト22に所定の低反射パターン15に対応するパターンで露光を行う(図3のステップS9及び図5(b))。その後、アルカリ溶液などで現像を行い、電子線描画装置により露光されたレジスト22の一部を除去してレジストパターンを形成する(図3のステップS10及び図5(c))。
以上のステップS8からステップS14の工程により、凹パターンから露出する基板11のおもて面に低反射パターン15が形成される。
多層反射膜形成工程では、残された犠牲膜14を取り除く事により、回路パターンAが形成された多層反射膜12を形成する。多層反射膜形成工程は、図3に示すステップS15からステップS21、及び図6(a)から図6(e)に対応する。
最初に、電子線に反応を示す化学増幅系や非化学増幅系のレジスト23を、回路パターンAが形成された犠牲膜14上に塗布する(図3のステップS15及び図6(a))。次に、電子線描画装置により、レジスト23に犠牲膜14を取り除く領域に相当するパターンで露光を行う(図3のステップS16及び図6(b))。その後、アルカリ溶液などで現像を行い、電子線描画装置により露光されたレジスト23の一部を除去してレジストパターンを形成する(図3のステップS17及び図6(c))。
以上のステップS15からステップS21の工程により、回路パターンA及び低反射パターン15が設けられた反射型マスク100が形成される。
図7に、本実施形態に係る2つの反射型マスクにおける反射率の比較結果を示す。
反射型マスクは、基板11のおもて面側(多層反射膜12側)から波長を150nmから300nmに変えた露光光を入射させた場合の、各波長の露光光の反射率により評価した。なお、第1の反射型マスクは、上述した低反射パターン15を形成しない反射型マスクであり、第2の反射型マスクは、上述した低反射パターン15を形成した反射型マスクである。反射率の測定には反射率計を用いた。
一方、低反射パターン15を形成した第2お反射型マスクでは、基板11のおもて面側(多層反射膜12側)から入射した露光光は、低反射パターン15により吸収または回折され、光路上への反射率が低下する。このため、低反射パターン15が形成された第2の反射型マスクは、低反射パターン15が形成されていない第1の反射型マスクと比較して露光光の反射が抑制され、斜影効果の影響を抑制することができる。
また、多層反射膜が除去されることにより露出する基板の一部から生じるアウトオブバンド光が基板側に導かれにくくなる。このため、基板上に塗布されたレジストの感光を避ける事が可能となり、パターンの像の転写性能が向上する。
11 基板
12 多層反射膜
13 裏面導電膜
14 犠牲膜
15 低反射パターン
21 レジスト
22 レジスト
23 レジスト
100 反射型マスク
Claims (4)
- 基板と、
前記基板の一方の面に形成され、凸パターン及び該凸パターンの間に形成された凹パターンを有する多層反射膜と、
前記基板の裏面に形成された裏面導電膜と、
前記多層反射膜の前記基板対向面と逆側の面に形成された犠牲膜と、
を備え、
前記基板は、前記凹パターンから露出するおもて面に、3000nm以下のピッチで形成された複数の凸部を有する
反射型マスク。 - 前記複数の凸部は、前記基板の厚み方向に形成された凹部同士の間にそれぞれ設けられる
請求項1に記載の反射型マスク。 - 基板上に、リソグラフィ用として波長5nm以上15nm以下の光を含む露光光を反射する多層反射膜を形成する多層反射膜形成工程と、
前記多層反射膜の一部を選択的に除去することにより、回路パターンを形成する回路パターン形成工程と、
前記回路パターンが形成された回路パターン形成領域及び前記回路パターン形成領域の外周領域において、前記多層反射膜が除去されたことにより露出した前記基板のおもて面に、複数の凸部を形成する凸部形成工程と、を含む
反射型マスクの製造方法。 - 前記凸部形成工程において、前記凸部を3000nm以下のピッチで形成する
請求項3に記載の反射型マスクの製造方法。
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