JP2017191285A - Reflection type photomask - Google Patents
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Abstract
【課題】アウトオブバンド光に対する遮光領域の反射率を抑制する。【解決手段】基板11と、基板11上に形成され、露光光を反射する多層反射層12と、多層反射層12上に形成され、露光光を吸収する吸収層14と、を備える。吸収層14には、回路パターン10が形成され、回路パターン10が形成されている領域の外側には、多層反射層12、及び吸収層14が除去されて基板11が露出する遮光領域20が形成される。遮光領域20の基板11が露出する部分の表面には、光源から放射される100nm以上300nm以下のアウトオブバンド光に対する屈折率が、基板11の屈折率よりも低い低屈折率層30が形成される。低屈折率層30は、表面側の屈折率よりも基板11側の屈折率の方が大きい。【選択図】図1An object of the present invention is to suppress the reflectance of a light shielding region with respect to out-of-band light. The substrate includes a substrate, a multilayer reflective layer that is formed on the substrate and reflects exposure light, and an absorption layer that is formed on the multilayer reflective layer and absorbs exposure light. A circuit pattern 10 is formed on the absorption layer 14, and a multilayer reflective layer 12 and a light shielding region 20 where the absorption layer 14 is removed and the substrate 11 is exposed are formed outside the region where the circuit pattern 10 is formed. Is done. On the surface of the portion of the light shielding region 20 where the substrate 11 is exposed, a low refractive index layer 30 having a refractive index with respect to out-of-band light of 100 nm to 300 nm emitted from the light source is lower than the refractive index of the substrate 11 is formed. The In the low refractive index layer 30, the refractive index on the substrate 11 side is larger than the refractive index on the surface side. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、リソグラフィ用の反射型フォトマスク(反射型フォトマスクブランクも含む)に関する。 The present invention relates to a reflective photomask for lithography (including a reflective photomask blank).
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体デバイスの微細化に伴い、フォトリソグラフィ技術における微細化の要求が高まっている。2000年頃のフォトリソグラフィの露光光は193nmのArFエキシマレーザー光が主流であった。現在では、EUV(Extreme Ultra Violet:極端紫外線)光と呼ばれる主に15nm以下の波長領域の光(以下「EUV光という」)、特に13.5nmのEUV光の適用が進められている。
EUV光は、ほとんどの物質に対して非常に吸収され易い性質をもつため、EUV光を露光に用いるフォトマスク(以下「EUVマスク」という)は、従来の透過型のフォトマスクとは異なり、反射型のフォトマスクである。EUVマスクは、例えば、ガラス基板上にモリブデン(Mo)層、及びシリコン(Si)層を交互に積層した多層反射層が形成され、その上にタンタル(Ta)を主成分とする光吸収層が形成され、この光吸収層に回路パターンが形成されて構成される。
In the manufacturing process of a semiconductor device, with the miniaturization of a semiconductor device, the demand for miniaturization in the photolithography technology is increasing. The exposure light for photolithography around 2000 was mainly 193 nm ArF excimer laser light. At present, the application of light mainly in the wavelength region of 15 nm or less (hereinafter referred to as “EUV light”) called EUV (Extreme Ultra Violet) light, particularly EUV light of 13.5 nm is being promoted.
Since EUV light is very easily absorbed by most substances, a photomask that uses EUV light for exposure (hereinafter referred to as “EUV mask”) is different from a conventional transmissive photomask in that it reflects light. Type photomask. In the EUV mask, for example, a multilayer reflective layer in which a molybdenum (Mo) layer and a silicon (Si) layer are alternately laminated on a glass substrate is formed, and a light absorption layer mainly composed of tantalum (Ta) is formed thereon. And a circuit pattern is formed on the light absorption layer.
反射型のEUVマスクを用いたリソグラフィでは、一般に、EUVマスクへのEUV光の入射角度を6度程度とし、反射したEUV光を、露光させる対象物であるウェハーに導き、ウェハー上に塗布されたEUV光に感光性を有するレジストを感光させる。
ここで、上記のようにEUVマスクに入射するEUV光の入射光軸を傾斜させると、EUVマスク上の回路パターンでEUV光が反射する際、反射光の方向によっては、光吸収層の一部が影となり、ウェハー上に放射されない現象(いわゆる射影効果)が生じることが指摘されている。そこで射影効果を抑制するために、回路パターンが形成される光吸収層の厚みを薄くして、影の影響を低減する手法が用いられている。
In lithography using a reflective EUV mask, the incident angle of EUV light to the EUV mask is generally set to about 6 degrees, and the reflected EUV light is guided to a wafer that is an object to be exposed and applied onto the wafer. A resist having photosensitivity to EUV light is exposed.
Here, when the incident optical axis of the EUV light incident on the EUV mask is inclined as described above, when the EUV light is reflected by the circuit pattern on the EUV mask, depending on the direction of the reflected light, a part of the light absorption layer It has been pointed out that a phenomenon (so-called projection effect) that does not radiate on the wafer occurs. Therefore, in order to suppress the projection effect, a method is used in which the thickness of the light absorption layer on which the circuit pattern is formed is reduced to reduce the influence of the shadow.
しかし、単に光吸収層を薄くすると、本来、光吸収層において必要な光の減衰量が不足するため、ウェハー上のレジストへ放射されるEUV光の反射光が必要以上に増加し、回路パターンの形成精度が劣化することが懸念される。加えて、実際の露光作業では、一枚のウェハーにチップが多面付けされることが多いため、隣接するチップ同士の境界領域におけるレジストの露光量が増加することが、特に懸念される。すなわち、チップ同士の境界領域において回路パターンの形成精度に影響を及ぼす多重露光が発生し、この多重露光により、後工程で得られるチップの品質低下やスループットの低下が生じてしまう。そのため、このように光吸収層を薄くする場合には、EUVマスクに光吸収層に加え、さらに多層反射層をも全て除去し、ガラス基板の表面まで掘り込んだ溝を形成するという方法がある(特許文献1参照)。これは、上記の溝をEUV光の波長に対する遮光性の高い遮光領域とし、この遮光領域におけるEUV光の反射を抑制して隣接するチップ同士の境界領域における多重露光を抑制しようとするものである。 However, if the light absorption layer is simply made thin, the amount of light attenuation that is necessary in the light absorption layer is insufficient. Therefore, the reflected light of the EUV light emitted to the resist on the wafer increases more than necessary, and the circuit pattern There is a concern that the formation accuracy deteriorates. In addition, in actual exposure work, chips are often applied to a single wafer, so there is a particular concern that the exposure amount of the resist in the boundary region between adjacent chips increases. That is, multiple exposure that affects circuit pattern formation accuracy occurs in the boundary region between chips, and this multiple exposure causes a reduction in quality and throughput of chips obtained in subsequent processes. Therefore, when making the light absorption layer thin in this way, there is a method of removing all of the multilayer reflective layer in addition to the light absorption layer in the EUV mask and forming a groove dug up to the surface of the glass substrate. (See Patent Document 1). This is intended to suppress the multiple exposure in the boundary region between adjacent chips by suppressing the reflection of the EUV light in the light shielding region by using the groove as a light shielding region having a high light shielding property with respect to the wavelength of the EUV light. .
ところが、EUV光を発生させる光源からは、13.5nm付近のEUV領域の光だけでなく、真空紫外線(VUV;約200nm以下)、深紫外線(DUV;約300nm以下)、紫外線(UV;約400nm以下)、近赤外線(約800nm付近)、さらには赤外領域(1000nm以上)に亘る波長帯の光も放射される場合が多い。この波長帯は、一般にアウトオブバンド(Out of Band)と呼ばれる。このように、EUVマスクには、EUV光に伴ってアウトオブバンドの波長を有する光(以下「アウトオブバンド光」という)も入射する。そして、前述した従来のEUVマスクの遮光領域では、EUV光の遮光性は比較的高いものの、アウトオブバンド光の遮光性は比較的低い。そのため遮光領域において、光源から放射された光のうちEUV光の反射は殆ど抑えることができるが、アウトオブバンド光の一部は遮光領域で反射してウェハー上に放射される。そしてチップ同士の境界領域で、前述したような多重露光を生じさせてしまうという問題がある。ウェハー上で用いられるEUVリソグラフィ用のレジストは、元々、KrF光(波長248nm)やArF光(波長193nm)のリソグラフィ用レジストをベースに開発されているため、特に100〜400nmの波長領域のアウトオブバンド光(以下、OOB光と略す)に感光性が高い。 However, from a light source that generates EUV light, not only light in the EUV region near 13.5 nm, but also vacuum ultraviolet light (VUV; about 200 nm or less), deep ultraviolet light (DUV; about 300 nm or less), ultraviolet light (UV; about 400 nm). In the following, light in a wavelength band extending in the near infrared (about 800 nm) and further in the infrared region (1000 nm or more) is often emitted. This wavelength band is generally called out-of-band. As described above, light having an out-of-band wavelength (hereinafter referred to as “out-of-band light”) is incident on the EUV mask along with the EUV light. And in the light shielding area | region of the conventional EUV mask mentioned above, although the light shielding property of EUV light is comparatively high, the light shielding property of out-of-band light is comparatively low. For this reason, in the light shielding region, the reflection of EUV light out of the light emitted from the light source can be suppressed, but a part of the out-of-band light is reflected on the light shielding region and emitted onto the wafer. In addition, there is a problem that multiple exposure as described above occurs in the boundary region between chips. Since the resist for EUV lithography used on the wafer was originally developed based on a resist for lithography of KrF light (wavelength 248 nm) or ArF light (wavelength 193 nm), it is particularly out of the wavelength region of 100 to 400 nm. High sensitivity to band light (hereinafter abbreviated as OOB light).
こうした問題を解決する技術として特許文献2に記載の技術がある。これは、ガラス基板の多層反射層とは反対側となる裏面に、微細構造のパターンを形成し、これによって遮光領域に入射したOOB光が真空からガラス基板の裏面に至った後、裏面導電膜で反射することを抑制するものである。
As a technique for solving such a problem, there is a technique described in
しかし、本発明者らは、特許文献2に記載の技術を検証するため、遮光領域で反射してウェハーに放射されるOOB光の成分を調べたところ、基板の表面で反射する光の方が、基板の裏面で反射する光よりも優勢的であることが判明した。よって、遮光領域に入射したOOB光の反射率を低減するためには、基板の裏面で反射する反射光を抑制するだけでは十分でなく、基板の表面における反射光を抑制する必要があるとの結論に至った。
本発明の課題は、アウトオブバンド光に対する遮光領域の反射率を抑制することである。
However, in order to verify the technique described in
The subject of this invention is suppressing the reflectance of the light-shielding area | region with respect to out-of-band light.
本発明の一態様に係る反射型フォトマスクは、基板と、基板上に形成され、露光光を反射する多層反射層と、多層反射層上に形成され、露光光を吸収する吸収層と、を備え、波長5nm以上15nm以下の露光光を使用するリソグラフィに使用される反射型フォトマスクであって、吸収層には、回路パターンが形成され、回路パターンが形成されている領域の外側には、多層反射層、及び吸収層が除去されて基板が露出する遮光領域が形成され、遮光領域の基板が露出する部分の表面に、光源から放射される100nm以上300nm以下のアウトオブバンド光に対する屈折率が、基板の屈折率よりも低い低屈折率層を備え、低屈折率層は、表面側の屈折率よりも裏面側の屈折率の方が大きい。 A reflective photomask according to one embodiment of the present invention includes a substrate, a multilayer reflective layer that is formed over the substrate and reflects exposure light, and an absorption layer that is formed over the multilayer reflective layer and absorbs exposure light. A reflective photomask used for lithography using exposure light having a wavelength of 5 nm or more and 15 nm or less, wherein a circuit pattern is formed in the absorption layer, and outside the region where the circuit pattern is formed, The multilayer reflective layer and the light-blocking region where the substrate is exposed by removing the absorption layer are formed, and the refractive index with respect to the out-of-band light of 100 nm to 300 nm emitted from the light source on the surface of the portion of the light-blocking region where the substrate is exposed However, a low refractive index layer lower than the refractive index of the substrate is provided, and the refractive index on the back surface side of the low refractive index layer is larger than the refractive index on the front surface side.
本発明によれば、遮光領域が形成された反射型フォトマスクにおいて、遮光領域でのアウトオブバンド光の反射を、従来よりも抑制することができるため、ウェハーへチップを多面付けする際、EUV光だけでなくアウトオブバンド光による、チップ同士の境界領域での多重露光を効果的に抑制できる。そして、高精度・高品質の回路パターンをウェハーに転写することができる。 According to the present invention, since the reflection of out-of-band light in the light-shielding region can be suppressed more than before in the reflective photomask in which the light-shielding region is formed, the EUV can be used when the chip is applied to the wafer in multiple faces. Multiple exposure in the boundary region between chips due to not only light but also out-of-band light can be effectively suppressed. Then, a highly accurate and high quality circuit pattern can be transferred to the wafer.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Each drawing is schematic and may be different from the actual one. Further, the following embodiments exemplify apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the configuration is not specified as follows. That is, the technical idea of the present invention can be variously modified within the technical scope described in the claims.
《実施形態》
(EUVマスクの膜構造の説明)
図1は、反射型フォトマスクの構成図である。
図中の(a)は反射型フォトマスク101の上面図であり、(b)は(a)のA‐A’断面図である。
反射型フォトマスク101は、波長5nm以上15nm以下の光、特に13.5nmのEUV光を露光光とするEUVリソグラフィ用であり、その膜構造は、基板11上に多層反射層12、保護層13、吸収層14が順に構成されており、基板11の裏面には裏面導電膜15を有している。
<Embodiment>
(Description of EUV mask film structure)
FIG. 1 is a configuration diagram of a reflective photomask.
In the figure, (a) is a top view of the
The
基板11の材料としては、例えば石英(SiO2)を主成分とし、酸化チタン(TiO2)を含む材料等が挙げられる。また上記加工技術としてリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いる場合、基板11の材料には石英ガラスを用いるのが望ましい。本実施形態では、石英(SiO2)を用いた極低熱膨張性ガラス(Corning社製、屈折率1.4801〜1.4892)を用いている。
Examples of the material of the
多層反射層12は、EUV光を反射する膜であり、EUV光に対する吸収(消衰係数)が小さく、且つ積層される膜間のEUV光での屈折率差が大きい材料が用いられている。多層反射層12は、例えばEUV光に対して理論上72%程度の反射率を達成できるように設計された、厚さ2〜3nmのモリブデン(Mo)層と厚さ4〜5nmのシリコン(Si)層とを交互に40〜50ペア積層するように構成される。モリブデン(Mo)やシリコン(Si)は、EUV光に対する吸収(消衰係数)が小さいと共に、EUV光に対する各々の屈折率の差が大きいので、これらの界面での反射率を高く構成できる。
The multilayer
保護層13は、酸やアルカリに対する洗浄耐性を有する材料である必要があり、例えば厚さ2〜3nmのルテニウム(Ru)、あるいは厚さ10nm程度のシリコン(Si)を用いることができる。
保護層13がルテニウム(Ru)により構成される場合、保護層13は、吸収層14の加工におけるストッパー層としての役割や、マスク洗浄における薬液に対する保護層としての役割を果たす。なお、ルテニウム(Ru)からなる保護層13の下に位置する多層反射層12の最上層はSi層となる。
The
When the
保護層13がシリコン(Si)により構成される場合は、吸収層14との間に、緩衝層(不図示)を設ける場合もある。その場合、緩衝層は、吸収層14のエッチングやパターン修正時に、緩衝層の下に位置するシリコン(Si)層を保護するために設けられ、例えばクロムの窒素化合物(CrN)により構成することができる。
また保護層13は、単層構造でも積層構造でもよい。保護層13は、積層構造の場合には、保護層13の最上層がルテニウム(Ru)、ルテニウムの酸化物、窒化物、酸窒化物、シリコン(Si)、シリコンの酸化物、窒化物、酸窒化物のいずれかを含む材料で形成される。
When the
The
吸収層14は、EUV光を吸収する膜であり、単層構造でも2層構造でもよい。吸収層14が単層構造の場合、吸収層14は、例えばEUV光に対して吸収率の高いタンタル(Ta)、タンタルの酸化物、窒化物、酸窒化物のいずれかを含む材料で形成される。具体的には、タンタルホウ素窒化物(TaBN)、タンタルシリコン(TaSi)、タンタル(Ta)や、それらの酸化物(TaBON、TaSiO、TaO)を用いることができる。また吸収層14が2層構造の場合、上層として波長190〜260nmの紫外光に対して反射防止機能を有する低反射層(不図示)を設けてもよい。
The
低反射層としては、例えばタンタル(Ta)の酸化物、窒化物、酸窒化物、シリコン(Si)の酸化物、窒化物、酸窒化物のいずれかを含む材料を用いることができる。低反射層は、マスクの欠陥検査機の検査波長に対して、コントラストを高くし、検査性を向上させるためのものである。吸収層14の膜厚は、50〜70nmとされる。
裏面導電膜15は、導電性があれば良く、例えばクロム(Cr)、及びタンタル(Ta)の何れかの金属、もしくはその酸化物、窒化物、酸窒化物のいずれか、又は導電性のあるその他の金属材料を含む材料で形成される。具体的にはCrNが用いられることが多い。裏面導電膜15の膜厚は、20〜400nmとされる。
なお、多層反射層12、保護層13、吸収層14及び裏面導電膜15は、スパッタリング法等を用いて形成することができる。
As the low reflection layer, for example, a material containing any of tantalum (Ta) oxide, nitride, oxynitride, silicon (Si) oxide, nitride, and oxynitride can be used. The low reflection layer is for increasing the contrast and improving the inspection property with respect to the inspection wavelength of the mask defect inspection machine. The film thickness of the
The back surface
The multilayer
(EUVマスクの遮光領域の説明)
反射型フォトマスク101は、図1に示すように、回路パターン10を取り囲むように遮光領域20が配置されている。遮光領域20の幅は、EUV露光機の構造(露光領域を設定精度)と半導体メーカーがウェハーへの露光する際のチップ配置の間隔に依存するのが、通常は2mmから5mm程度である。本実施形態においては、遮光領域20の幅は限定しない。最低限必要な幅以上であれば充分な効果が得られるためである。
(Description of light shielding area of EUV mask)
As shown in FIG. 1, the
遮光領域20は、吸収層14、保護層13、多層反射層12が完全に除去されており、遮光領域20の底面には、基板11上に形成された、波長100nmから300nmのOOB光に対して低い屈折率を示す低屈折率層30を有している。このように、EUV光の反射を担っている多層反射層12が完全に除去されることで、EUV光に対する遮光性能が得られ、基板11だけではEUV光は反射しない。
但し、多層反射層12の除去だけでは、OOB光の反射は抑制しきれないため、それを抑えることを目的とし、低屈折率層30を設ける。
In the
However, since the reflection of the OOB light cannot be suppressed only by removing the multilayer
異なる屈折率を有する第一の媒体と第二の媒体の屈折率を、それぞれn1、n2とすると、一般的に反射率Rはフレネルの式より式(1)のように表すことができる。
R=((n2−n1)/(n2+n1))2 ………(1)
第一の媒体が真空の場合、n1=1.0となるため、n2の値が小さいほど反射率が小さくなる。基板11として用いられている石英(SiO2)を用いた極低熱膨張性ガラスは、n2=1.5であるため、低屈折率層30の屈折率は、具体的には1.0以上1.5以下であることが望ましい。
When the refractive indexes of the first medium and the second medium having different refractive indexes are n1 and n2, respectively, the reflectance R can be generally expressed as shown in the formula (1) from the Fresnel equation.
R = ((n2-n1) / (n2 + n1)) 2 (1)
When the first medium is vacuum, since n1 = 1.0, the smaller the value of n2, the smaller the reflectance. Since the extremely low thermal expansion glass using quartz (SiO 2 ) used as the
また、屈折率が段階的に変化する低屈折率層30を設けることによって、プラズマ光源からEUV光に伴って放射されるOOB光の反射をより効率よく抑制することができ、具体的には、低屈折率層30の表面では、真空中での屈折率n1=1.0に最も近い屈折率を示し、そこから深さ方向に向かって徐々に屈折率が大きくなるようにし、特に低屈折率層30の基板11側では、基板11の屈折率n2=1.5に近い屈折率にすることで、OOB光をほとんど反射しない効果をもたらす。
Further, by providing the low
波長100nmから300nmのアウトオブバンド光に対する低反射に有効な低屈折率層30の膜厚としては、波長と同等以上の膜厚を有し、その中で徐々に屈折率が変化することが望ましい。しかし、膜厚が10nmもあれば、一定の効果は得られる。
低屈折率層30の屈折率を段階的に変化させる手法としては、例えば次のようなものが挙げられる。
手法1:低屈折率の材料を含有させ、その含有量を変化させる手法
手法2:低屈折率の材料を多数積層する手法
手法3:密度を変化させる手法
As the film thickness of the low
As a method for changing the refractive index of the low
Method 1: Method of including a material having a low refractive index and changing the content Method 2: Method of stacking a large number of materials having a low refractive index Method 3: Method of changing density
手法1の具体的な方法として、金属材料をスパッタリングターゲットに用いて、その成膜時に、チャンバー内に導入する酸素もしくは窒素の流量を徐々に変化させる方法が挙げられる。あるいは、多元スパッタリング装置を用いれば、複数のターゲットによる同時成膜が可能となるため、成膜中にターゲットの比率を徐々に変えることも可能である。CVD(化学蒸着法)でも同様に、ガスの流量を徐々に変化させる方法や、あるいは膜中に含有させたい材料をCVDなどで成膜した後に、拡散炉にて熱処理することで、膜中方向へ段階的に濃度(含有量)が変化した膜(低屈折率層)を形成することもできる。
手法2の具体的な方法としては、スパッタリングやCVDを用いて、成膜条件が僅かに異なる条件を、複数回成膜する方法が挙げられる。スパッタリングの場合は、ターゲットを都度交換しても良い。
これらの手法1や手法2は、様々な成膜方法で実現でき、本実施形態でその成膜方法は問わない。
As a specific method of Method 1, there is a method in which a metal material is used as a sputtering target and the flow rate of oxygen or nitrogen introduced into the chamber is gradually changed during film formation. Alternatively, if a multi-source sputtering apparatus is used, simultaneous film formation using a plurality of targets is possible, so that the target ratio can be gradually changed during film formation. Similarly in CVD (Chemical Vapor Deposition), a method of gradually changing the gas flow rate, or a film to be contained in the film by CVD or the like, and then heat-treating in a diffusion furnace, the direction in the film It is also possible to form a film (low refractive index layer) whose concentration (content) changes stepwise.
As a specific method of
These
手法3の具体的な方法として、スパッタリングなどの成膜時に、不活性ガス(ArやN2など)の導入量を変化させるか、真空度を変化させることで、膜の密度を段階的に変化させる方法が挙げられる。あるいは、成膜ではなく、基板11表面に不活性ガスのイオン注入処理を施すことで、基板11表面に低屈折率層30を形成することも可能である。特にこの場合は、基板11の屈折率(約1.5)とイオン注入によって改質した表面(=低屈折率層)との界面では、屈折率差が緩やかになるため、アウトオブバンド光の低反射効果が高い。なお、低屈折率層30の密度は、基板11の真密度に対して、59%以上100%以下の範囲であることが望ましい。また、低屈折率層30は、空孔を有するポーラス構造でもよい。
As a specific method of Method 3, the film density is changed stepwise by changing the introduction amount of an inert gas (Ar,
このように、低屈折率層30を形成する手法の例を説明したが、これに限定されるものではなく、本質とするところは、基板11表面に段階的に屈折率の変化する低屈折率層30を有することにある。
この低屈折率層30に用いられる材料は、波長100nmから300nmのOOB光に対し低屈折率を示す、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、銅(Cu)、ロジウム(Rh)、チタン(Ti)、白金(Pt)、コバルト(Co)、銅アルミ(AlCu)、フッ化マグネシウム(MgF2)のうちの何れかを含む無機材料が良い。
Thus, although the example of the method of forming the low-refractive-
The material used for the low
図2は、低屈折率層を示す図である。
図中の(a)は、低屈折率層30の表面形状に凹凸がなく、平坦なものであり、(b)は表面形状に凹凸があるものである。このように、低屈折率層30の表面形状に制限はなく、平面であってもOOB光の反射を抑制することができるが、凹凸パターンなどがあることで、更なる反射の抑制が期待できるため、(b)のようにパターンが形成されていてもよい。また、低屈折率層30は、予めマスクブランクの基板11の表面に設置しても良い。さらに、低屈折率層30を、空孔を有するポーラス構造としてもよい。
FIG. 2 is a diagram showing a low refractive index layer.
(A) in the figure is a flat surface with no irregularities on the surface shape of the low
基板11の表面に低屈折率層30が無い場合、OOB光の反射率は5〜20%程度であるが、低屈折率層30を形成することで、OOB光の反射率は4%以下まで低減することができる。また、EUV光に対する反射率は、低屈折率層30が無い場合と比較して、同等(ほぼゼロ)である。
以上のようにして、OOB光に対して反射率の低い遮光領域を有する反射型フォトマスクを得ることができる。
When there is no low
As described above, a reflective photomask having a light-shielding region with low reflectivity with respect to OOB light can be obtained.
以下、上記の反射型フォトマスク101を製造し、OOB光に対する反射率を評価した実施例1を説明する。ここでは低屈折率の材料を多数積層する手法(手法2)について示す。
(使用したEUVブランクの説明)
ここでは、基板11の上に、波長13.5nmのEUV光に対して反射率が64%程度となるように設計されたMo層とSi層の40ペアの多層反射層12が、その上に2.5nm厚のRuの保護層13が、その上に70nm厚のTaSiからなる吸収層14が、順に形成されている。基板11の裏面には、裏面導電膜15が形成されている。
Hereinafter, Example 1 in which the
(Description of EUV blank used)
Here, on the
(EUVマスクの作製工程)
図3は、回路パターンの形成に至るまでの製作工程を示す図である。
図中の(a)は反射型フォトマスクブランクであり、(b)はレジスト塗布後であり、(c)は描画後であり、(d)は現像後であり、(e)はドライエッチング後であり、(f)はレジスト剥離・洗浄、乾燥後である。
反射型フォトマスクブランクに回路パターンを形成するため、まず反射型フォトマスクブランク(図3(a))の表面に、ポジ型化学増幅レジストからなるレジスト21(SEBP9012:信越化学工業株式会社製)を150nmの膜厚に塗布した(図3(b))。次に、電子線描画機(JBX3040:日本電子製)によって、マスク中心の10cm×10cmの領域に、線幅100nmの1:1のライン&スペースパターンを電子線描画機(JBX3040:日本電子製)によって描画(図3(c))した後、110℃で10分間のPEBを行い、更にスプレー現像(SFG3000:シグマメルテック製)して、レジストパターンを形成した(図3(d))。
次に、ドライエッチング装置を用いて、CF4プラズマとCl2プラズマにより、吸収層14をエッチング(図3(e))した。その後、残ったレジストパターンを剥離・洗浄・乾燥し、吸収層14に回路パターン10を有する反射型フォトマスクを作製した(図3(f))。
(EUV mask manufacturing process)
FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing process up to formation of a circuit pattern.
(A) in the figure is a reflective photomask blank, (b) is after resist coating, (c) is after drawing, (d) is after development, and (e) is after dry etching. (F) is after resist removal / cleaning and drying.
In order to form a circuit pattern on the reflective photomask blank, first, a resist 21 (SEBP9012: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) made of a positive chemically amplified resist is formed on the surface of the reflective photomask blank (FIG. 3A). The film was applied to a film thickness of 150 nm (FIG. 3B). Next, an electron beam drawing machine (JBX3040: manufactured by JEOL Ltd.) is used to produce a 1: 1 line & space pattern with a line width of 100 nm in an area of 10 cm × 10 cm at the center of the mask. After drawing (FIG. 3 (c)), PEB was performed at 110 ° C. for 10 minutes, followed by spray development (SFG3000: manufactured by Sigma Meltech) to form a resist pattern (FIG. 3 (d)).
Next, the
(遮光領域の作製工程)
図4は、遮光領域の形成に至るまでの製作工程を示す図である。
図中の(a)はレジスト塗布後であり、(b)は描画後であり、(c)は現像後であり、(d)はドライエッチング後であり、(e)はレジスト剥離・洗浄・乾燥後である。
回路パターン付きの反射型フォトマスクのパターン面に、i線レジストからなるレジスト22を500nmの膜厚で塗布し(図4(a))、そこへi線描画機(ALTA3000:アプライドマテリアル社製)により遮光領域を描画し(図4(b))、現像(図4(c))を行った。これにより、吸収層14上で後に遮光領域となる部分を開口させたレジストパターンを形成した。このときレジストパターンの開口幅は5mmとし、この開口部の端から、予め10cmx10cm領域に敷き詰めた回路パターンの端までの距離を3μmとなるように描画形成した。
(Light-shielding region manufacturing process)
FIG. 4 is a diagram illustrating a manufacturing process up to formation of a light shielding region.
(A) in the figure is after resist coating, (b) is after drawing, (c) is after development, (d) is after dry etching, (e) is resist stripping / cleaning, After drying.
A resist 22 made of an i-line resist is applied to the pattern surface of a reflective photomask with a circuit pattern to a thickness of 500 nm (FIG. 4A), and an i-line drawing machine (ALTA3000: manufactured by Applied Materials) is applied there. Then, a light shielding region was drawn (FIG. 4B) and developed (FIG. 4C). As a result, a resist pattern was formed in which a portion to be a light shielding region later was opened on the
その後、CHF3プラズマを用いた下記の条件での垂直性ドライエッチングにより、上記レジストパターンの開口部の、吸収層14、保護層13及び多層反射層12を選択的に除去し(図4(d))、残ったレジストの剥膜・洗浄・乾燥により、従来の遮光領域を有する回路パターン付きの反射型フォトマスクを作製した(図4(e))。
ドライエッチング装置内の圧力:4mTorr
ICP(誘導結合プラズマ)パワー:350W
RIE(反応性イオンエッチング)パワー:200W
CHF3の流量:20sccm
処理時間:6分
Thereafter, the
Pressure in dry etching equipment: 4 mTorr
ICP (inductively coupled plasma) power: 350 W
RIE (reactive ion etching) power: 200W
CHF 3 flow rate: 20 sccm
Processing time: 6 minutes
(低屈折率層の作製工程)
図5は、低屈折率層の形成に至るまでの製作工程を示す図である。
図中の(a)はレジスト塗布後であり、(b)は描画後であり、(c)は現像後であり、(d)は低屈折率層の1層目成膜後であり、(e)は低屈折率層の2層目成膜後であり、(f)はレジスト剥離・洗浄・乾燥後である。
まず、マスク全面にi線レジストからなるレジスト23を膜厚200nmで塗布する(図5(a))。さらに、i線描画機を用いて遮光領域20上のレジスト23に描画する(図5(b))。これを現像することにより、遮光領域20以外の部分をレジスト23が被覆する状態になる(図5(c))。この状態のマスクに、スパッタリング装置を用いて、低屈折率層30の1層目の材料30aとして、MgF2を膜厚10nmで全面に形成する(図5(d))。さらに、2層目の材料30bとしてCoを膜厚10nmで全面に形成する(図5(e))。その後、レジスト23を除去することにより、レジスト23の表面に形成された余剰の低屈折率層30も同時に除去されるため、遮光領域20の表面のみに低屈折率層30が形成された反射型フォトマスク101が作製される(図5(f))。
(Production process of low refractive index layer)
FIG. 5 is a diagram illustrating a manufacturing process up to formation of a low refractive index layer.
(A) in the figure is after resist application, (b) is after drawing, (c) is after development, (d) is after the first film formation of the low refractive index layer, ( e) is after the second film formation of the low refractive index layer, and (f) is after the resist is peeled, washed and dried.
First, a resist 23 made of an i-line resist is applied to the entire mask surface with a film thickness of 200 nm (FIG. 5A). Further, an i-line drawing machine is used to draw on the resist 23 on the light shielding region 20 (FIG. 5B). By developing this, a portion other than the
(OOB光の反射率確認)
実施例1の手順で作製した、従来の遮光領域を有する回路パターン付きの反射型フォトマスクと、遮光領域20の基板11表面に低屈折率層30を有する本発明の反射型フォトマスクの両方について、波長100〜300nmのOOB光の分光反射率測定を実施した結果、基板表面に低屈折率層を有する遮光領域の反射率は、低屈折率層の無い場合と比較して、60%程度低減していることを確認できた。
図6は、反射率の測定結果を示す図である。
(Confirmation of OOB light reflectivity)
About both the conventional reflective photomask with a circuit pattern having a light-shielding region and the reflective photomask of the present invention having the low
FIG. 6 is a diagram illustrating a measurement result of reflectance.
実施例2として、基板11内に低屈折率材料を含有させた場合(手法1)についても、反射型フォトマスクを作製し、OOB光の反射率測定を実施した。反射型フォトマスクの作製手順および作製条件については、従来の遮光領域を作製する工程までは、実施例1と同様である。
低屈折率層30の形成方法は手法2とは異なり、基板11の表面に積層する方法ではなく、イオン注入を用いて、基板11に直接別の材料を打ち込むことで、屈折率変化を与える。
As Example 2, also in the case where a low refractive index material was contained in the substrate 11 (Method 1), a reflection type photomask was prepared, and the reflectance measurement of OOB light was performed. The production procedure and production conditions of the reflective photomask are the same as those in Example 1 until the process for producing the conventional light-shielding region.
The method of forming the low
まずは、従来の遮光領域20の作製工程と同様の方法で、図4(e)の状態の反射型マスクを作製する。遮光領域20の底面は基板11が露出しており、そこに、イオン注入装置を用いて、Rhイオンを打ち込み、低屈折率層30を形成した。低屈折率層30のRhの含有率は基板11の表面が最も高く、深さ方向に向かって低下する傾向となっていた。
(OOB光の反射率確認)
実施例2の手順で作製した、従来の遮光領域20を有する回路パターン付きの反射型フォトマスクと、遮光領域20の基板11の表面に低屈折率層30を有する反射型フォトマスクの両方について、波長100〜300nmのOOB光の分光反射率測定を実施した結果、基板11の表面に低屈折率層30を有する遮光領域20の反射率は、低屈折率層30の無い場合と比較して、50%程度低減していることを確認できた。
First, a reflective mask in the state shown in FIG. 4E is manufactured by the same method as the manufacturing process of the conventional
(Confirmation of OOB light reflectivity)
About both a reflection type photomask with a circuit pattern having a conventional
実施例3として、基板11の表面の低屈折率層30の密度を変化させた場合(手法3)についても、反射型フォトマスクを作製し、OOB光の反射率測定を実施した。反射型フォトマスクの作製手順および作製条件については、従来の遮光領域を作製する工程までは、実施例1と同様である。
次いで、遮光領域20以外の部分をレジスト23が被覆する状態するところまで、同様の工程で行った(図5(c))。
As Example 3, also in the case where the density of the low
Next, the same process was performed until the portion other than the
遮光領域20の基板11の表面に低屈折率層30を形成する方法には、プラズマCVD成膜を用い、SiO2材料を基板11の表面に形成した。この際に、不活性ガスであるArを導入し、基板11側に負の電圧を印加することで、基板11にArイオンを入射させながら成膜を行うイオンアシスト成膜を行った。このとき、基板11側に印加する電圧を徐々に変化させることで、SiO2の膜密度が徐々に変化する膜を形成した。
(OOB光の反射率確認)
従来の遮光領域20を有する回路パターン付きの反射型フォトマスクと、本実施例で作製した遮光領域20の基板11の表面に膜の密度が変化した低屈折率層30を有する本発明の反射型フォトマスクの両方について、波長100〜300nmのOOB光の分光反射率測定を実施した結果、基板11の表面に低屈折率層30を有する遮光領域20の反射率は、低屈折率層30の無い場合と比較して、56%程度低減していることを確認できた。
As a method for forming the low
(Confirmation of OOB light reflectivity)
A reflection type photomask having a circuit pattern having a conventional
以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。 Although the present invention has been described with reference to a limited number of embodiments, the scope of rights is not limited thereto, and modifications of the embodiments based on the above disclosure are obvious to those skilled in the art.
101 反射型フォトマスク
11 基板
12 多層反射層
13 保護層
14 吸収層
15 裏面導電膜
10 回路パターン
20 遮光領域
30 低屈折率層
21 レジスト
22 レジスト
23 レジスト
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記基板上に形成され、露光光を反射する多層反射層と、
前記多層反射層上に形成され、前記露光光を吸収する吸収層と、を備え、
波長5nm以上15nm以下の露光光を使用するリソグラフィに使用される反射型フォトマスクであって、
前記吸収層には、回路パターンが形成され、
前記回路パターンが形成されている領域の外側には、前記多層反射層、及び前記吸収層が除去されて前記基板が露出する遮光領域が形成され、
前記遮光領域で前記基板が露出する部分の表面に、光源から放射される100nm以上300nm以下のアウトオブバンド光に対する屈折率が、前記基板の屈折率よりも低い低屈折率層を備え、
前記低屈折率層は、表面側の屈折率よりも前記裏面側の屈折率の方が大きいことを特徴とする反射型フォトマスク。 A substrate,
A multilayer reflective layer formed on the substrate and reflecting exposure light;
An absorption layer formed on the multilayer reflective layer and absorbing the exposure light,
A reflective photomask used in lithography using exposure light having a wavelength of 5 nm to 15 nm,
A circuit pattern is formed on the absorption layer,
Outside the region where the circuit pattern is formed, a light shielding region where the multilayer reflective layer and the absorbing layer are removed and the substrate is exposed is formed,
On the surface of the portion where the substrate is exposed in the light shielding region, a low refractive index layer having a refractive index with respect to out-of-band light of 100 nm or more and 300 nm or less emitted from a light source is lower than the refractive index of the substrate,
The reflective photomask according to claim 1, wherein the low refractive index layer has a refractive index on the back side larger than that on the front side.
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