JP2018072665A - 反射型マスクブランクの製造方法及び反射型マスクブランク - Google Patents
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Abstract
【課題】位相欠陥を発生しない高品質な反射型マスクブランクの製造方法を提供すること。【解決手段】以下の1)〜6)の工程を順次含むことを特徴とする反射型マスクブランクの製造方法とする。1)最終的な層数よりも少ない多層反射層を成膜する工程。2)前記最終的な層数よりも少ない多層反射層の表面形状を欠陥検査する工程。3)1)の工程で成膜した多層反射層の、前記欠陥検査により検出された欠陥を含む領域を除去する工程。4)2)の工程で検出された欠陥の原因となっており、3)の工程で露出した凸状または凹状の欠陥を修正する工程。5)多層反射層を追加成膜する工程。6)最終的な層数よりも多くなった多層反射層の領域を研磨除去する工程。【選択図】図2
Description
本発明は、極端紫外線(Extreme Ultra Violet;EUV)などを光源とするリソグラフィで使用する反射型マスクを作製するための反射型マスクブランクの製造方法及び反射型マスクブランクに関する。
(EUVリソグラフィの説明)
近年、半導体デバイスの微細化に伴い、波長が13.5nm近傍のEUV光源を用いるEUVリソグラフィが提案されている。EUVリソグラフィは光源波長が短く光吸収性が非常に高いため、露光装置の真空チャンバー内で転写が行われる必要がある。またEUVの波長領域においては、ほとんどの物質の屈折率は1よりもわずかに小さい値である。このため、EUVリソグラフィにおいては従来から用いられてきた透過型の屈折光学系を使用することができず、反射光学系となる。従って、原版となるフォトマスク(以下マスク)も、従来の透過型のマスクは使用できず、反射型のマスクとする必要がある。
近年、半導体デバイスの微細化に伴い、波長が13.5nm近傍のEUV光源を用いるEUVリソグラフィが提案されている。EUVリソグラフィは光源波長が短く光吸収性が非常に高いため、露光装置の真空チャンバー内で転写が行われる必要がある。またEUVの波長領域においては、ほとんどの物質の屈折率は1よりもわずかに小さい値である。このため、EUVリソグラフィにおいては従来から用いられてきた透過型の屈折光学系を使用することができず、反射光学系となる。従って、原版となるフォトマスク(以下マスク)も、従来の透過型のマスクは使用できず、反射型のマスクとする必要がある。
(反射型マスクブランクとマスクの構造の説明)
前記のような反射型マスクの元となる反射型マスクブランク500は、図8に示すようであり、低熱膨張基板(以下適宜、基板と記す)50の上に光源波長に対して高い反射率を示す多層反射層51(M)と光源波長の吸収膜55が、通常スパッタリング法により順次形成されている。反射型マスクブランク500から反射型マスク560へ加工する際には、EB(電子線)やレーザリソグラフィとエッチング技術により吸収膜55を部分的に除去し、吸収膜パターン55aと高反射部57からなる回路パターン56を形成する。このように作製された反射型マスク560によって反射された光像が反射光学系を経て半導体基板(以下ウェハ)上に転写される。
前記のような反射型マスクの元となる反射型マスクブランク500は、図8に示すようであり、低熱膨張基板(以下適宜、基板と記す)50の上に光源波長に対して高い反射率を示す多層反射層51(M)と光源波長の吸収膜55が、通常スパッタリング法により順次形成されている。反射型マスクブランク500から反射型マスク560へ加工する際には、EB(電子線)やレーザリソグラフィとエッチング技術により吸収膜55を部分的に除去し、吸収膜パターン55aと高反射部57からなる回路パターン56を形成する。このように作製された反射型マスク560によって反射された光像が反射光学系を経て半導体基板(以下ウェハ)上に転写される。
尚、多層反射層上にキャッピング膜(保護膜)、またキャッピング膜上に吸収膜、キャッピング膜と吸収膜間に緩衝膜(バッファー膜)を形成した形態、さらに吸収膜上にリソグラフィ用のレジストを形成した形態をブランクと呼ぶ場合があるが、本発明では低熱膨張基板上に多層反射層までを形成した形態を、特に反射型マスクブランクと呼称する。
(反射型マスクブランクに発生する欠陥)
EUVリソグラフィ用の反射型マスクの回路パターン線幅は数十nm程度と非常に小さく、反射型マスクに発生する欠陥の影響を受け易い。反射型マスクの欠陥とは、反射型マスクブランクから反射型マスクへ加工する際に回路パターンに発生するパターン欠陥と、反射型マスクブランクを作製する際に低熱膨張基板の研磨により基板表面に発生する凹凸、あるいは基板上や多層反射層形成中に発生するパーティクルや異物などに起因する位相欠陥の二種類が存在する。
EUVリソグラフィ用の反射型マスクの回路パターン線幅は数十nm程度と非常に小さく、反射型マスクに発生する欠陥の影響を受け易い。反射型マスクの欠陥とは、反射型マスクブランクから反射型マスクへ加工する際に回路パターンに発生するパターン欠陥と、反射型マスクブランクを作製する際に低熱膨張基板の研磨により基板表面に発生する凹凸、あるいは基板上や多層反射層形成中に発生するパーティクルや異物などに起因する位相欠陥の二種類が存在する。
パターン欠陥については回路パターンを形成した後、フォトマスク用修正機を用いて、FIB(Focused Ion Beam=集束イオンビーム)やEB等を特定ガス雰囲気中で照射し、エッチングやデポジッション(部分的成膜)を行うことにより修復が可能である。一方、位相欠陥は、多層膜の界面反射の干渉により生成する反射光の、正常部と欠陥部の波面の位相ずれが重ね合わされる現象であるため、その修復は非常に困難である。
図1は、反射型フォトマスクブランクの位相欠陥となる凸状欠陥(ここでは断面視矩形で代表させている)が、図1(a)は基板上にある場合(13a)、図1(b)は多層反
射層中にある場合(13b)の模式断面図であり、図1(c)は、それらの欠陥の高さを横軸として、正常部反射光R0と欠陥部反射光Rdの位相差を計算した結果を示す特性図である。ここで、多層反射層は、EUVマスクブランクで一般的なSi(シリコン:4.2nm厚)とMo(モリブデン:2.8nm厚)を交互に40ペア(80層)積層したもの、凸型位相欠陥の原因となる基板凸状欠陥12a、多層膜中凸状欠陥12bはいずれもSiパーティクル、基板材料は低熱膨張基板に近い石英、波長は13.5nmとして計算している。また、計算で用いる材料の光学定数は、後述の計算も含め、表1の値を使用している。
射層中にある場合(13b)の模式断面図であり、図1(c)は、それらの欠陥の高さを横軸として、正常部反射光R0と欠陥部反射光Rdの位相差を計算した結果を示す特性図である。ここで、多層反射層は、EUVマスクブランクで一般的なSi(シリコン:4.2nm厚)とMo(モリブデン:2.8nm厚)を交互に40ペア(80層)積層したもの、凸型位相欠陥の原因となる基板凸状欠陥12a、多層膜中凸状欠陥12bはいずれもSiパーティクル、基板材料は低熱膨張基板に近い石英、波長は13.5nmとして計算している。また、計算で用いる材料の光学定数は、後述の計算も含め、表1の値を使用している。
図1(c)で実線Aは基板上にSiパーティクルがあり、その上に多層反射層を40ペア積層した場合、一点鎖線Bは多層反射層を20ペア積層した上にSiパーティクルがあり、その上に多層反射層を20ペア積層した場合、点線Cは多層反射層を30ペア積層した上にSiパーティクルがあり、その上に多層反射層を10ペア積層した場合を示している。Siパーティクルが基板から遠く多層反射層の表面に近づくほど、位相差は小さくなるが、いずれもSiパーティクルの高さとともに大きな位相差を発生することが分る。
(Defect Avoidance技術による位相欠陥の無効化)
位相欠陥の影響を回避する手法の一つに、位相欠陥部分を避けて回路パターンを作製するDefect Avoidanceと呼ばれる手法が存在する(例えば特許文献1)。この方法では、基板にアライメントとなるマーキングを施し、その後多層反射層を成膜する。その後、反射型マスクブランクに発生している位相欠陥のアライメントからの相対座標を読み取り、位相欠陥座標を避けるように回路パターンデータを90度、180度、270度と回転させたり、回路パターンデータを僅かに平行移動させたり、回路パターンデータを変更する等の方法により、位相欠陥箇所に重要な回路パターンが来ないように調整する。しかし、この方法で回避可能な位相欠陥の数は数点であり、複雑な回路パターンに対しては対応不可能である。
位相欠陥の影響を回避する手法の一つに、位相欠陥部分を避けて回路パターンを作製するDefect Avoidanceと呼ばれる手法が存在する(例えば特許文献1)。この方法では、基板にアライメントとなるマーキングを施し、その後多層反射層を成膜する。その後、反射型マスクブランクに発生している位相欠陥のアライメントからの相対座標を読み取り、位相欠陥座標を避けるように回路パターンデータを90度、180度、270度と回転させたり、回路パターンデータを僅かに平行移動させたり、回路パターンデータを変更する等の方法により、位相欠陥箇所に重要な回路パターンが来ないように調整する。しかし、この方法で回避可能な位相欠陥の数は数点であり、複雑な回路パターンに対しては対応不可能である。
(コンペンセーショナルリペア技術による位相欠陥の修復)
位相欠陥の影響を回避する別の手法として、位相欠陥部分のEUV光反射率が低下する特性に着目し、位相欠陥に隣接する吸収膜パターンをエッチング修正することにより、位相欠陥の影響を光学的にキャンセルし、ウェハ上に転写される回路パターンを改善するコンペンセーショナルリペアと呼ばれる手法も提案されている(特許文献2)。
位相欠陥の影響を回避する別の手法として、位相欠陥部分のEUV光反射率が低下する特性に着目し、位相欠陥に隣接する吸収膜パターンをエッチング修正することにより、位相欠陥の影響を光学的にキャンセルし、ウェハ上に転写される回路パターンを改善するコンペンセーショナルリペアと呼ばれる手法も提案されている(特許文献2)。
しかしながら、前記特許文献2の方法では、回路パターンの例えばLine&Spaceにおいて2本以上のLineにまたがるサイズの位相欠陥が発生した場合は、原理的に修正が困難である。また、コンペンセーショナルリペアには露光転写後のウェハへの影響をシミュレーションし、吸収膜パターンのエッチング量を決定する工程が必要であるため、反射型マスクの生産性の低下が懸念される。更にシミュレーションソフトウェア等のインフラを整備する必要が有るため、コストの増加も懸念される。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、反射型マスクブランクの作製時に、低熱膨張基板作製時の研磨により発生した基板の凹凸、あるいは低熱膨張基板上や多層反射層形成中に発生するパーティクルや異物などの位相欠陥となる要因を除去し、高品質な反射型マスクブランクを作製して、反射型マスクの作製時にDefect Avoidanceやコンペンセーショナルリペア等の複雑な工程を必要とせず、生産性の高い反射型マスクの作製を可能とする反射型マスクブランクの製造方法及び反射型マスクブランクを提供することである。
上述の問題を解決するために、請求項1に記載の発明は、基板上に多層反射層を備える反射型マスクブランクの製造方法であって、次の1)〜6)の工程を順次含むことを特徴とする反射型マスクブランクの製造方法としたものである。
1)最終的な層数よりも少ない多層反射層を成膜する工程。
2)前記最終的な層数よりも少ない多層反射層の表面形状を欠陥検査する工程。
3)1)の工程で成膜した多層反射層の、前記欠陥検査により検出された欠陥を含む領域を除去する工程。
4)2)の工程で検出された欠陥の原因となっており、3)の工程で露出した凸状または凹状の欠陥を修正する工程。
5)多層反射層を追加成膜する工程。
6)最終的な層数よりも多くなった多層反射層の領域を研磨除去する工程。
1)最終的な層数よりも少ない多層反射層を成膜する工程。
2)前記最終的な層数よりも少ない多層反射層の表面形状を欠陥検査する工程。
3)1)の工程で成膜した多層反射層の、前記欠陥検査により検出された欠陥を含む領域を除去する工程。
4)2)の工程で検出された欠陥の原因となっており、3)の工程で露出した凸状または凹状の欠陥を修正する工程。
5)多層反射層を追加成膜する工程。
6)最終的な層数よりも多くなった多層反射層の領域を研磨除去する工程。
請求項2に記載の発明は、前記1)〜5)の工程を繰り返すことを特徴とする請求項1に記載の反射型マスクブランクの製造方法としたものである。
請求項3に記載の発明は、前記4)の工程における凸状または凹状の欠陥の修正は、電子線、集束イオンビーム、レーザー、プローブのいずれかを用いることを特徴とする請求項1、または2)に記載の反射型マスクブランクの製造方法としたものである。
請求項4に記載の発明は、基板上に多層反射層を備える反射型マスクブランクであって、多層反射層の表面に回転状の研磨痕を有する事を特徴とする反射型マスクブランクとしたものである。
本発明によれば、請求項1に規定する工程を含む反射型マスクブランクの製造方法としたので、低熱膨張基板作製時の研磨により発生した基板の凹凸、あるいは低熱膨張基板上や多層反射層形成中に発生するパーティクルや異物などの位相欠陥となる要因が除去され、位相欠陥を発生しない高品質な反射型マスクブランクが作製でき、反射型マスクの作製時にDefect Avoidanceやコンペンセーショナルリペア等の複雑な工程を必要としないので、反射型マスク製造のコスト低減、及び生産性の向上が見込まれる。
以下、本発明の実施形態に係る反射型マスクブランクの製造方法及び反射型マスクブランクついて詳細に説明する。尚、同一の構成要素については便宜上の理由がない限り同一の符号を付け、重複する説明は省略する。また、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際と同じではない。
(本発明の反射型マスクブランクの製造工程フロー)
図2に、本発明の反射型マスクブランクの製造工程フロー図を示す。まず、低熱膨張基板上に多層反射層を数層(N層とする)スパッタリングにて成膜し(STEP1)、全面に表面形状の欠陥検査を実施する(STEP2)。そこで検出した欠陥に対してSEM(走査型電子顕微鏡)測定を実施し、凹凸の形状やサイズを確認する(STEP3)。その後、欠陥部を含む多層反射層の領域を、修正機等を用いて除去し、前記欠陥を露出させる(STEP4)。その後、欠陥が凹形状であればフォトマスク用修正機によりデポジッション修正を実施し(STEP5)、凸形状であればエッチング修正を実施し(STEP5’)、前記欠陥を除去する。
図2に、本発明の反射型マスクブランクの製造工程フロー図を示す。まず、低熱膨張基板上に多層反射層を数層(N層とする)スパッタリングにて成膜し(STEP1)、全面に表面形状の欠陥検査を実施する(STEP2)。そこで検出した欠陥に対してSEM(走査型電子顕微鏡)測定を実施し、凹凸の形状やサイズを確認する(STEP3)。その後、欠陥部を含む多層反射層の領域を、修正機等を用いて除去し、前記欠陥を露出させる(STEP4)。その後、欠陥が凹形状であればフォトマスク用修正機によりデポジッション修正を実施し(STEP5)、凸形状であればエッチング修正を実施し(STEP5’)、前記欠陥を除去する。
次に、前記修正後の形状を確認するため、AFM(原子力間顕微鏡)により表面粗さ測定を実施し、RMS(Root Mean Square=二乗平均粗さ)が設定した許容値以下であるか、許容値外であるかの判定を行う(STEP6)。許容値以下であれば修正成功(YES)とし、許容値外(NO)であれば再度修正、AFM測定、判定をYESとなるまで繰り返す。ここで、許容値としては、EUV露光で転写形成する回路パターンの種類、線幅や転写条件に応じて適宜設定すればよい。その後、STEP1のN層スパッタリングからSTEP6のRMS判定までをk回繰返し、その後k+1回目の成膜を行い、修正が1回もなかった部分は目的とするM(=N×k)層よりもN層多い多層反射層のスパッタリング成膜が終了する(STEP7)。
前記でk=1回目は基板作製時の研磨により発生した基板の凹凸欠陥に対する検査と修正であり、k=2回目以降は多層反射層形成中に発生するパーティクルや異物などの欠陥に対する検査と修正である。仮にk回までの繰返しで1か所ずつ修正したとすると、最終的に修正箇所はk個となるが、通常修正箇所は小さいため、k個の修正箇所は各々異なった位置にあり、k回までの成膜でこれらの修正箇所の層数はN×(k−1)となっている。
従って、STEP7の後は、k+1回目の成膜で生じたパーティクルと、修正が1回もなくM(=N×k)層よりもN層だけ厚く(過剰に)成膜された部分をCMP研磨(Chemical Mechanical Polishing)よって除去すればよい(STEP8)。以上により、位相欠陥の原因となる凹状欠陥または凸状欠陥が無い多層反射層を備えた本発明の反射型マスクブランクが完成する。
前記で、目的とするM層の多層反射層の成膜は、N層ずつをk回繰り返してM層とする例を説明したが、必ずしも毎回がN層ずつである必要はなく、成膜時のパーティクルや異物の発生が少なければ(多ければ)、k=2回目以降はN層よりも多い(少ない)層数ずつ成膜し、最終的にM層とすればよい。この場合、過剰に成膜された多層反射層のもっと
も多い層数は、前記でもっとも多く成膜されたときの層数に等しくなる。
も多い層数は、前記でもっとも多く成膜されたときの層数に等しくなる。
(基板凸状欠陥がある場合の本発明の反射型マスクブランクの製造工程)
図3は、図2で説明した製造工程フロー図で、基板20作製時の研磨により発生した凸状欠陥22があり、説明の簡略化のためk=1のみとし、本発明の反射型マスクブランク240を製造する工程を示す模式断面図である。
図3は、図2で説明した製造工程フロー図で、基板20作製時の研磨により発生した凸状欠陥22があり、説明の簡略化のためk=1のみとし、本発明の反射型マスクブランク240を製造する工程を示す模式断面図である。
まず、基板20に対してスパッタリングにてN層の多層反射層21(N)を成膜すると、図3(a)に示す(凸型位相欠陥23付きの)反射型マスクブランク200が得られる。その後欠陥検査を実施して位相欠陥23となる形状欠陥を検出した後、前記検査結果をもとに、SEM測定を実施し、欠陥の形状やサイズを確認する。その後、欠陥部を含む多層反射層の領域を、修正機等を用いて除去し、21(N)aとして前記欠陥22を露出させ、図3(b)に示す欠陥領域の多層反射層除去済み反射型マスクブランク210を得る。
次に、基板上の凸状欠陥22をフォトマスク用修正機によるエッチングにて除去し、図3(c)に示す凸状欠陥修正済み反射型マスクブランク220を得る。その後、前記欠陥修正後の表面粗さをAFMにて測定し、RMSが許容値内にあることを確認した後、多層反射層を目的のM層成膜し、図3(d)に示す過剰多層反射層21(+N)aを有する反射型マスクブランク230を得る。最後に、過剰多層反射層21(+N)aをCMPにより研磨して、図3(e)に示すCMP研磨後の本発明の反射型マスクブランク240が得られる。
(基板凹状欠陥がある場合の本発明の反射型マスクブランクの製造工程)
図4は、図2で説明した製造工程フロー図で、基板30作製時の研磨により発生したピット等の凹状欠陥32があり、説明の簡略化のためk=1のみとし、本発明の反射型マスクブランク340を製造する工程を示す模式断面図である。
図4は、図2で説明した製造工程フロー図で、基板30作製時の研磨により発生したピット等の凹状欠陥32があり、説明の簡略化のためk=1のみとし、本発明の反射型マスクブランク340を製造する工程を示す模式断面図である。
まず、基板30に対してスパッタリングにてN層の多層反射層31(N)を成膜すると、図4(a)に示す(凹型位相欠陥33付きの)反射型マスクブランク300が得られる。その後欠陥検査を実施して位相欠陥33となる形状欠陥を検出した後、前記検査結果をもとに、SEM測定を実施し、欠陥の形状やサイズを確認する。その後、欠陥部を含む多層反射層の領域を、修正機等を用いて除去し、31(N)aとして前記欠陥32を露出させ、図4(b)に示す欠陥領域の多層反射層除去済み反射型マスクブランク310を得る。
次に、基板上の凹状欠陥32をフォトマスク用修正機により埋め、デポジッション部34とし、図4(c)に示す凹状欠陥修正済み反射型マスクブランク320を得る。その後、前記欠陥修正後の表面粗さをAFMにて測定し、RMSが許容値内にあることを確認した後、多層反射層を目的のM層成膜し、図4(d)に示す過剰多層反射層31(+N)aを有する反射型マスクブランク330を得る。最後に、過剰多層反射層31(+N)aをCMPにより研磨して、図4(e)に示すCMP研磨後の本発明の反射型マスクブランク340が得られる。
(多層膜中凸状欠陥がある場合の本発明の反射型マスクブランクの製造工程)
図5は、図2で説明した製造工程フロー図で、多層反射層をN×p層成膜した後に発生したパーティクルによる凸状欠陥42があり、説明の簡略化のため、残りN層の成膜で目的のM層となることとし、本発明の反射型マスクブランク440を製造する工程を示す模式断面図である。
図5は、図2で説明した製造工程フロー図で、多層反射層をN×p層成膜した後に発生したパーティクルによる凸状欠陥42があり、説明の簡略化のため、残りN層の成膜で目的のM層となることとし、本発明の反射型マスクブランク440を製造する工程を示す模式断面図である。
基板40に対してスパッタリングにてN×p層の多層反射層41(Np)を成膜した後までは欠陥検査で位相欠陥となる形状欠陥は検出されず、さらにN層の成膜を行い欠陥検査を行ったところ、図5(a)に示す凸型位相欠陥43付きの反射型マスクブランク400が得られたとする。そこで前記検査結果をもとに、SEM測定を実施し、欠陥の形状やサイズを確認する。その後、欠陥部を含むN層の多層反射層の領域を、修正機等を用いて除去し、41(N)aとして前記欠陥42を露出させ、図5(b)に示す欠陥領域のN層の多層反射層除去済み反射型マスクブランク410を得る。
次に、多層反射層上の凸状欠陥42をフォトマスク用修正機によるエッチングにて除去し、図5(c)に示す凸状欠陥修正済み反射型マスクブランク420を得る。その後、前記欠陥修正後の表面粗さをAFMにて測定し、RMSが許容値内にあることを確認した後、多層反射層を残りのN層成膜し、図5(d)に示す過剰多層反射層41(+N)aを有する反射型マスクブランク430を得る。最後に、過剰多層反射層41(+N)aをCMPにより研磨して、図5(e)に示すCMP研磨後の本発明の反射型マスクブランク440が得られる。
図2のSTEP2で行う欠陥検査は、検査速度が速い光学式とし、波長は紫外線(DUV(深紫外線)光、またはEUV光)領域であることが好ましい。図6は、多層反射層のペア数(=層数/2)に対する紫外線(DUV光、EUV光)反射率を計算した特性図である。ここで、多層反射層の材料は前述と同じSiとMo、基板材料は石英とし、計算で用いる材料の光学定数は、表1の値を使用している。
図6から分るように、通常の光学的欠陥検査で用いられる波長=257nmや199nmのDUV光では、1ペアの成膜で30%程度、2ペアの成膜で50%程度の高い反射率が得られ(これはSiやMoの金属性反射によるものである)、暗視野式の光学検査により表面の凹凸形状を検出することができる。一方、EUV光では30%の反射率を得るためには、10ペア程度の成膜が必要である。従って、成膜層数が少ない段階ではDUV光を使う方が望ましい。また、同じ反射率であれば、分解能は波長が短いEUV光の方が高いため、検出したい欠陥サイズやスパッタリング装置のパーティクル発生状況に応じて、DUV光またはEUV光の検査装置を使い分けることが好ましい。
本発明の反射型マスクブランクの製造方法では、図2の最終的なSTEP8の工程で、過剰に成膜された多層反射層のCMP研磨を行う。CMPは、近年の半導体の高集積化、高性能化のための平坦化や、光学部品等の精密部品における平坦化のために必須の技術となっている。CMPでは、砥粒内包研磨パッドと被研磨物との双方を回転させた状態で、研磨液(スラリ)を研磨パッドの表面に供給して液体成分による化学的研磨と研磨粒子による機械的研磨との相乗効果によって研磨加工を行う。金属膜のCMPでは、アルミナやシリカ等の無機化合物粒子と硝酸第二鉄や過酸化水素水などの酸化剤との混合物からなる研磨液が利用される。
しかしながらCMPは、前記のように研磨粒子による機械的研磨を行うので、被研磨物の表面に対して研磨痕などの研磨変性層(ダメージ層)を完全に取り除くことは難しい。従って、本発明の反射型マスクブランクの製造方法においても、最終的なSTEP8の工程で、多層反射層の表面に回転状の研磨痕が残ることが予想され、その影響が懸念される。
図7は、多層反射層の表面の研磨痕の影響を検討するために、(a)多層反射層最表面の凹凸形状の凸部高さに対する、EUV光の正常部反射光と欠陥部反射光の位相差、(b)同じく表面粗さに対する反射率を計算した特性図である。尚、多層反射層はこれまでと同様SiとMoの40ペア、最表面はSiとしている。これらの図から、最表面であれば高さや表面粗さが変化しても位相差や反射率への影響は問題とならないレベルであることが分る。図7(c)は比較のために、石英基板表面の粗さが多層反射層の全層の層間にわたって継続したと仮定した場合の反射率であるが、このように位相欠陥同様、基板に近い表面粗さは反射率を大きく低下させることが分る。
以上より、本発明の反射型マスクブランクの製造方法で作製した反射型マスクには、多層反射層表面に回転状の研磨痕が残ることが予想されるが、CMP工程の通常のレベルの研磨痕であれば、反射率や位相差への影響は小さく、マスク化したときの吸収膜パターンの線幅精度へ影響を与えないレベルであればよい。
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、以下の実施例に限定されるものではない。
<実施例1>
以下、図3の本発明の反射型マスクブランク240の製造方法の実施例を説明する。図3(a)に示す低熱膨張基板20上に波長13.5nmのEUV光に対して反射率が65%程度となるように設計されたMoとSiの40ペア(=80層。合計280nm厚)のうち、最初の1ペア(=2層。合計7nm厚)の多層反射層21(N)をスパッタリング装置により成膜した。続いて、マスク用検査装置にて199nmの波長を用いて多層反射層21(N)全面の表面形状の欠陥検査を実施し、おおよそ平面視で300nmサイズの凸型位相欠陥23を検出した。次にSEMにて観察することで正確なサイズと形状を得た。当該箇所に対し、レーザー修正機にて、1um角の領域に波長355nmのレーザーを照射することで1ペアの多層反射層21(N)を除去し、図3(b)に示す低熱膨張基板上に凸状欠陥22が露出した反射型マスクブランク210を得た。その後、レーザーよりもビーム径が小さいフォトマスク用EB修正機にて300nmサイズの凸状欠陥22に対し、エッチングガスを吹き付けながらEB照射することで凸状欠陥22のみのエッチング修正を実施し、図3(c)に示す凸状欠陥修正済み反射型マスクブランク220を得た。修正後形状を確認するため、AFMにて低熱膨張基板上における500nm角のRMS粗さを測定した所、0.45nmと設定した許容値内であったため、判定合格とした。その後、SiとMoの40ペア(=80層。合計280nm厚)の多層反射層を成膜し、図3(d)に示す過剰多層反射層21(+N)a(ここでは1ペア=2層)を有する反射型マスクブランク230を得た。次に、2ペアの過剰多層反射層21(+N)aをCMPにより研磨して、図3(e)に示すCMP研磨後の本発明の反射型マスクブランク240を得た。最後に多層反射層表面をAFMにて測定したところ、回転状の研磨痕が見られたが、RMS測定値は0.40nmであった。
以下、図3の本発明の反射型マスクブランク240の製造方法の実施例を説明する。図3(a)に示す低熱膨張基板20上に波長13.5nmのEUV光に対して反射率が65%程度となるように設計されたMoとSiの40ペア(=80層。合計280nm厚)のうち、最初の1ペア(=2層。合計7nm厚)の多層反射層21(N)をスパッタリング装置により成膜した。続いて、マスク用検査装置にて199nmの波長を用いて多層反射層21(N)全面の表面形状の欠陥検査を実施し、おおよそ平面視で300nmサイズの凸型位相欠陥23を検出した。次にSEMにて観察することで正確なサイズと形状を得た。当該箇所に対し、レーザー修正機にて、1um角の領域に波長355nmのレーザーを照射することで1ペアの多層反射層21(N)を除去し、図3(b)に示す低熱膨張基板上に凸状欠陥22が露出した反射型マスクブランク210を得た。その後、レーザーよりもビーム径が小さいフォトマスク用EB修正機にて300nmサイズの凸状欠陥22に対し、エッチングガスを吹き付けながらEB照射することで凸状欠陥22のみのエッチング修正を実施し、図3(c)に示す凸状欠陥修正済み反射型マスクブランク220を得た。修正後形状を確認するため、AFMにて低熱膨張基板上における500nm角のRMS粗さを測定した所、0.45nmと設定した許容値内であったため、判定合格とした。その後、SiとMoの40ペア(=80層。合計280nm厚)の多層反射層を成膜し、図3(d)に示す過剰多層反射層21(+N)a(ここでは1ペア=2層)を有する反射型マスクブランク230を得た。次に、2ペアの過剰多層反射層21(+N)aをCMPにより研磨して、図3(e)に示すCMP研磨後の本発明の反射型マスクブランク240を得た。最後に多層反射層表面をAFMにて測定したところ、回転状の研磨痕が見られたが、RMS測定値は0.40nmであった。
<実施例2>
以下、図4の本発明の反射型マスクブランク340の製造方法の実施例を説明する。図4(a)に示す低熱膨張基板30上に波長13.5nmのEUV光に対して反射率が65%程度となるように設計されたMoとSiの40ペア(=80層。合計280nm厚)のうち、最初の1ペア(=2層。合計7nm厚)の多層反射層31(N)をスパッタリング装置により成膜した。続いて、マスク用検査装置にて199nmの波長を用いて多層反射層31(N)全面の表面形状の欠陥検査を実施し、おおよそ平面視で300nmサイズの凹型位相欠陥33を検出した。次にSEMにて観察することで正確なサイズと形状を得た。当該箇所に対し、レーザー修正機にて、1um角の領域に波長355nmのレーザーを照射することで1ペアの多層反射層31(N)を除去し、図4(b)に示す低熱膨張基板上に凹状欠陥32が露出した反射型マスクブランク310を得た。その後、レーザーよりもビーム径が小さいフォトマスク用EB修正機にて300nmサイズの凹状欠陥32に対し、デポジッションガスを吹き付けながらEB照射することで凹状欠陥32のみのデポジッション修正を実施し、図4(c)に示す凹状欠陥修正済み反射型マスクブランク320を得た。修正後形状を確認するため、AFMにて低熱膨張基板上における500nm角のRMS粗さを測定した所、0.48nmと設定した許容値内であったため、判定合格とした。その後、SiとMoの40ペア(=80層。合計280nm厚)の多層反射層を成膜し、図4(d)に示す過剰多層反射層31(+N)a(ここでは1ペア=2層)を有する反射型マスクブランク330を得た。次に、2ペアの過剰多層反射層31(+N)aをCMPにより研磨して、図4(e)に示すCMP研磨後の本発明の反射型マスクブランク340を得た。最後に多層反射層表面をAFMにて測定したところ、回転状の研磨痕が見られたが、RMS測定値は0.41nmであった。
以下、図4の本発明の反射型マスクブランク340の製造方法の実施例を説明する。図4(a)に示す低熱膨張基板30上に波長13.5nmのEUV光に対して反射率が65%程度となるように設計されたMoとSiの40ペア(=80層。合計280nm厚)のうち、最初の1ペア(=2層。合計7nm厚)の多層反射層31(N)をスパッタリング装置により成膜した。続いて、マスク用検査装置にて199nmの波長を用いて多層反射層31(N)全面の表面形状の欠陥検査を実施し、おおよそ平面視で300nmサイズの凹型位相欠陥33を検出した。次にSEMにて観察することで正確なサイズと形状を得た。当該箇所に対し、レーザー修正機にて、1um角の領域に波長355nmのレーザーを照射することで1ペアの多層反射層31(N)を除去し、図4(b)に示す低熱膨張基板上に凹状欠陥32が露出した反射型マスクブランク310を得た。その後、レーザーよりもビーム径が小さいフォトマスク用EB修正機にて300nmサイズの凹状欠陥32に対し、デポジッションガスを吹き付けながらEB照射することで凹状欠陥32のみのデポジッション修正を実施し、図4(c)に示す凹状欠陥修正済み反射型マスクブランク320を得た。修正後形状を確認するため、AFMにて低熱膨張基板上における500nm角のRMS粗さを測定した所、0.48nmと設定した許容値内であったため、判定合格とした。その後、SiとMoの40ペア(=80層。合計280nm厚)の多層反射層を成膜し、図4(d)に示す過剰多層反射層31(+N)a(ここでは1ペア=2層)を有する反射型マスクブランク330を得た。次に、2ペアの過剰多層反射層31(+N)aをCMPにより研磨して、図4(e)に示すCMP研磨後の本発明の反射型マスクブランク340を得た。最後に多層反射層表面をAFMにて測定したところ、回転状の研磨痕が見られたが、RMS測定値は0.41nmであった。
200、400・・・凸型位相欠陥付き反射型マスクブランク
210、410・・・欠陥領域多層反射層除去済み反射型マスクブランク
220、420・・・凸状欠陥修正済み反射型マスクブランク
230、430・・・多層反射層成膜後反射型マスクブランク
240、440・・・CMP研磨後反射型マスクブランク
300・・・凹型位相欠陥付き反射型マスクブランク
310・・・欠陥領域多層反射層除去済み反射型マスクブランク
320・・・欠陥修正済み反射型マスクブランク
330・・・多層反射層成膜後反射型マスクブランク
340・・・CMP研磨後反射型マスクブランク
10、20、30、40、50・・・低熱膨張基板
11・・・・多層反射層
21(N)、31(N)、41(N)・・・多層反射層(層数:N)
21(N)a、31(N)a、41(N)a
・・・欠陥部が除去された多層反射層(層数:N)
21(+N)a、31(+N)a、41(+N)a・・・過剰多層反射層(層数:N)
41(Np)・・・・多層反射層(層数:N×p)
21(M)、31(M)、41(M)、51(M)・・・多層反射層(層数:M)
12a、22・・・・基板凸状欠陥
12b、42・・・・多層膜中凸状欠陥(パーティクルや異物)
13a、13b、23、43・・・凸型位相欠陥
32・・・・基板凹状欠陥(ピット等)
33・・・・凹型位相欠陥
34・・・・デポジッション部
R0・・・・正常部反射光
Rd・・・・欠陥部反射光
500・・・反射型マスクブランク
550・・・吸収膜付き反射型マスクブランク
560・・・反射型マスク
55・・・・吸収膜
55a・・・吸収膜パターン
56・・・・回路パターン
57・・・・高反射部
210、410・・・欠陥領域多層反射層除去済み反射型マスクブランク
220、420・・・凸状欠陥修正済み反射型マスクブランク
230、430・・・多層反射層成膜後反射型マスクブランク
240、440・・・CMP研磨後反射型マスクブランク
300・・・凹型位相欠陥付き反射型マスクブランク
310・・・欠陥領域多層反射層除去済み反射型マスクブランク
320・・・欠陥修正済み反射型マスクブランク
330・・・多層反射層成膜後反射型マスクブランク
340・・・CMP研磨後反射型マスクブランク
10、20、30、40、50・・・低熱膨張基板
11・・・・多層反射層
21(N)、31(N)、41(N)・・・多層反射層(層数:N)
21(N)a、31(N)a、41(N)a
・・・欠陥部が除去された多層反射層(層数:N)
21(+N)a、31(+N)a、41(+N)a・・・過剰多層反射層(層数:N)
41(Np)・・・・多層反射層(層数:N×p)
21(M)、31(M)、41(M)、51(M)・・・多層反射層(層数:M)
12a、22・・・・基板凸状欠陥
12b、42・・・・多層膜中凸状欠陥(パーティクルや異物)
13a、13b、23、43・・・凸型位相欠陥
32・・・・基板凹状欠陥(ピット等)
33・・・・凹型位相欠陥
34・・・・デポジッション部
R0・・・・正常部反射光
Rd・・・・欠陥部反射光
500・・・反射型マスクブランク
550・・・吸収膜付き反射型マスクブランク
560・・・反射型マスク
55・・・・吸収膜
55a・・・吸収膜パターン
56・・・・回路パターン
57・・・・高反射部
Claims (4)
- 基板上に多層反射層を備える反射型マスクブランクの製造方法であって、次の1)〜6)の工程を順次含むことを特徴とする反射型マスクブランクの製造方法。
1)最終的な層数よりも少ない多層反射層を成膜する工程。
2)前記最終的な層数よりも少ない多層反射層の表面形状を欠陥検査する工程。
3)1)の工程で成膜した多層反射層の、前記欠陥検査により検出された欠陥を含む領域を除去する工程。
4)2)の工程で検出された欠陥の原因となっており、3)の工程で露出した凸状または凹状の欠陥を修正する工程。
5)多層反射層を追加成膜する工程。
6)最終的な層数よりも多くなった多層反射層の領域を研磨除去する工程。 - 前記1)〜5)の工程を繰り返すことを特徴とする請求項1に記載の反射型マスクブランクの製造方法。
- 前記4)の工程における凸状または凹状の欠陥の修正は、電子線、集束イオンビーム、レーザー、プローブのいずれかを用いることを特徴とする請求項1、または2に記載の反射型マスクブランクの製造方法。
- 基板上に多層反射層を備える反射型マスクブランクであって、多層反射層の表面に回転状の研磨痕を有する事を特徴とする反射型マスクブランク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016214308A JP2018072665A (ja) | 2016-11-01 | 2016-11-01 | 反射型マスクブランクの製造方法及び反射型マスクブランク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016214308A JP2018072665A (ja) | 2016-11-01 | 2016-11-01 | 反射型マスクブランクの製造方法及び反射型マスクブランク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018072665A true JP2018072665A (ja) | 2018-05-10 |
Family
ID=62115420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016214308A Pending JP2018072665A (ja) | 2016-11-01 | 2016-11-01 | 反射型マスクブランクの製造方法及び反射型マスクブランク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2018072665A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112179915A (zh) * | 2019-07-04 | 2021-01-05 | 深圳长城开发科技股份有限公司 | 一种用于定位裸片内部损伤点的去除层次方法 |
| JP2022151871A (ja) * | 2021-03-26 | 2022-10-07 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | マスクの欠陥を修復するための方法、装置、およびコンピュータプログラム |
| WO2025121125A1 (ja) * | 2023-12-05 | 2025-06-12 | Agc株式会社 | 反射型マスクブランク、反射型マスク、反射型マスクブランクの製造方法、及び反射型マスクの製造方法 |
-
2016
- 2016-11-01 JP JP2016214308A patent/JP2018072665A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112179915A (zh) * | 2019-07-04 | 2021-01-05 | 深圳长城开发科技股份有限公司 | 一种用于定位裸片内部损伤点的去除层次方法 |
| JP2022151871A (ja) * | 2021-03-26 | 2022-10-07 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | マスクの欠陥を修復するための方法、装置、およびコンピュータプログラム |
| JP7561156B2 (ja) | 2021-03-26 | 2024-10-03 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | マスクの欠陥を修復するための方法、装置、およびコンピュータプログラム |
| US12493238B2 (en) | 2021-03-26 | 2025-12-09 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Method, device and computer program for repairing a mask defect |
| WO2025121125A1 (ja) * | 2023-12-05 | 2025-06-12 | Agc株式会社 | 反射型マスクブランク、反射型マスク、反射型マスクブランクの製造方法、及び反射型マスクの製造方法 |
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