説明

反射型マスクブランク及び反射型マスク

【課題】露光対象となっている回路パターン領域以外から光が反射することなく、精度よく露光転写ができる反射型マスクブランク及び反射型マスクを提供する。
【解決手段】基板11上に遮光膜12、多層反射膜13、保護膜14、吸収膜15a、裏面導電膜16が形成された反射型マスクブランクス10を準備する。吸収膜15aを選択的に除去することで回路パターンAが形成され、回路パターンAを除く回路パターンAの周囲の部分に、吸収膜15a,15bと保護膜14と多層反射膜13とを選択的に除去した枠状の領域Bが形成される。したがって、枠状の領域Bに遮光膜12が設けられることになる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、反射型マスクブランク及び反射型マスクに関する。
【背景技術】
【0002】
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の微細化に対する要求が高まっている。既に、リソグラフィの露光も従来の波長が193nmのArFエキシマレーザー光を用いた露光から、波長が13.5nmのEUV(Extreme Ultra Violet:極端紫外線)領域の光を用いた露光に置き換わりつつある。
【0003】
EUV露光用のマスク(EUVマスク)は、EUV領域の光に対してほとんどの物質が高い光吸収性をもつため、従来の透過型のマスクとは異なり、反射型のマスクである(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、ガラス基板上にモリブデン(Mo)層及びシリコン(Si)層を交互に積層して多層膜からなる光反射膜を形成し、その上にタンタル(Ta)を主成分とする光吸収体によりパターンを形成する技術が開示されている。
【0004】
また、EUV光は前記の通り光の透過を利用する屈折光学系が使用できないことから、露光機の光学系も反射型となる。このため、透過型のビームスプリッターを利用した偏向が不可能である。従って、反射型マスクでは、マスクへの入射光と反射光が同軸上に設計できない欠点があり、このため、EUVマスクは6度程度光軸を傾けてマスクへ入射した光の反射光を半導体基板に導く手法が採用されている。この光軸の傾斜はマスクパターンに対する光の入射方向に依存して半導体基板上でマスクの配線パターンがマスクパターンとは異なる線幅となる射影効果と呼ばれる問題が指摘されている。そこで、この射影効果を抑制ないし軽減するためにマスクパターンを形成している吸収膜の膜厚を薄膜化する提案があげられている。
【0005】
この薄膜化では、EUV光を吸収するのに必要な光の減衰量が不足するため、半導体基板への反射光が増加し、半導体基板上に塗布されたレジスト膜を感光させてしまう問題が発生する。さらに半導体基板ではチップを多面付で露光するため、隣接するチップにおいてはその境界領域において多重露光が発生する。さらに、EUV光源は13.5nmに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)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は本来不必要であり、半導体基板に塗布されたレジストを感光することから、フィルターなどで除去すべき不要な光である。
【0006】
しかしながらタンタル(Ta)を用いた光吸収膜は真空紫外線から遠紫外線領域の光も反射することから、上述の通り、隣接したチップの境界領域近傍の半導体配線部分において無視できない光量が積算され、配線パターンの寸法に影響を与える問題が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2007−273651号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の目的は、半導体基板で多重露光されるチップの境界領域に相応するマスク領域からEUVおよびDUV(Deep Ultra Violet:遠紫外線)の反射を除去した反射型マスク及びそのような反射型マスクを作成するための反射型マスクブランクを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記の課題を解決するために、請求項1記載の発明は、基板と、前記基板上に形成された遮光膜と、前記遮光膜上に形成された露光光を反射する多層反射膜と、前記多層反射膜上に形成された前記多層反射膜を保護する保護膜と、前記保護膜上に形成された露光光を吸収する吸収膜と、前記基板の多層反射膜とは反対面上に形成された裏面導電膜とを有した、波長5から15nmの光を露光光とするリソグラフィで用いられる反射型マスクブランクであって、前記基板は石英(SiO)を主成分とし酸化チタン(TiO)を含む材料で形成され、前記遮光膜はカーボン(C)を主成分としたダイヤモンドライクカーボン(DLC)もしくは炭化珪素(SiC)で形成され、前記多層反射膜はモリブデン(Mo)を材料とする層と珪素(Si)を材料とする層とが重ねられた層が複数重ねられることで構成された多層構造で形成され、前記保護膜は単層構造もしくは積層構造となっており、ルテニウム(Ru)またはシリコン(Si)のいずれかを含む材料で形成され、前記吸収膜は、単層構造もしくは積層構造となっており、前記保護膜上に形成され、タンタル(Ta)及びその酸化物、窒化物、酸窒化物のいずれかを含む材料で形成され、積層構造の場合はその最上層がタンタル(Ta)の酸化物、窒化物、酸窒化物や珪素(Si)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、前記裏面導電膜はクロム(Cr)またはタンタル(Ta)のいず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を含む材料で形成されることを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の反射型マスクブランクにおいて、前記保護層が積層構造であり、前記保護層の最上層がルテニウム(Ru)の酸化物、窒化物、酸窒化物や珪素(Si)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ていることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の反射型マスクブランクを用いた反射型マスクであって、前記吸収膜を選択的に除去することで回路パターンが形成され、前記回路パターンを除く前記回路パターンの周囲の部分に、前記吸収膜と前記保護膜と前記多層反射膜とを選択的に除去した枠状の領域が形成されていることを特徴とする反射型マスクである。
【発明の効果】
【0010】
本発明の反射型マスクブランクおよび反射マスクによれば、枠状の領域の部分において遮光膜を設けることによりマスクに入射した露光光が基板を一旦透過して裏面導電膜から反射して再度戻ってくる光成分が存在しない。これによりアウトオブバンド光が半導体基板側に導かれず、半導体基板上に塗布されたレジストの感光を避ける上で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の反射型マスクブランクスを説明する断面図である。
【図2】本発明の反射型マスクを説明する平面図である。
【図3】本発明の実施例を説明する図である。
【図4】本発明の反射型マスクの製造方法の実施例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
先ず、本発明の第1の実施形態について説明する。
図1は反射型マスクブランクス(反射型マスクブランク)10の断面図であり、より具体的には、EUV光を用いた露光に使用するマスク用のブランクスである。このEUV光の波長は、例えば13.5nmである。基板11の一面上に遮光膜12、多層反射膜13、保護膜14、吸収膜15をこの順番で積層して形成する。基板11の多層反射膜13とは反対面側には裏面導電膜16を形成する。遮光膜12は公知のプラズマCVDやスパッタリング法、イオンプレーティング法を用いて形成する。
多層反射膜13、保護膜14、吸収膜15、裏面導電膜16は公知のスパッタリング法を用いて形成する。
【0013】
より具体的に説明する。
反射型マスクブランクス10は、波長5から15nmの光を露光光とするリソグラフィで用いられる。
基板11は、石英(SiO)を主成分とし酸化チタン(TiO)を含む材料で形成されている。
遮光膜12は、基板11上に形成されている。
遮光膜12はカーボン(C)を主成分としたダイヤモンドライクカーボン(DLC)もしくは炭化珪素(SiC)で形成されている。
多層反射膜13は、遮光膜12上に形成され露光光を反射するものである。
多層反射膜13は、モリブデン(Mo)を材料とする層と珪素(Si)を材料とする層とが重ねられた層が複数重ねられることで構成された多層構造で形成されている。
保護膜14は、多層反射膜13上に形成され多層反射膜13を保護するものである。
保護膜14は単層構造もしくは積層構造となっており、ルテニウム(Ru)またはシリコン(Si)のいずれかを含む材料で形成されている。
保護層14が積層構造である場合、保護層14の最上層がルテニウム(Ru)の酸化物、窒化物、酸窒化物や珪素(Si)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ている。
吸収膜15は、保護膜14上に形成され露光光を吸収するものである。
裏面導電膜16は、基板11の多層反射膜13とは反対面上に形成されている。
裏面導電膜16は、クロム(Cr)またはタンタル(Ta)のいず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を含む材料で形成されている。
【0014】
本発明の第2の実施形態について説明する。
図2は図1で示した反射型マスクブランクス10を用いた露光用反射型マスクである。
回路パターンAの外側に位置する吸収膜15、保護膜14及び、多層反射膜13の部分に回路パターンAを囲むように遮光枠領域Bを形成した構造である。
【0015】
本マスクの製造方法を図3および図4に示す。図3は工程を、図4に加工状態の断面図を示す。まず図1のブランクスを用意し、吸収膜15に回路パターンAと遮光枠領域Bを形成する。電子線に反応を示す化学増幅系や非化学増幅系レジスト21を塗布(S1)し、所定の回路パターンAと遮光枠領域Bを描画する(S2)、その後アルカリ溶液などで現像(S3)を行い、形成したレジスト21のパターンをマスクにフッ素系ガスや塩素系ガスを用いたガスプラズマによるエッチング(S4)を行い、不要なレジスト21のパターンを酸素プラズマによる灰化や硫酸やオゾン水などの酸化薬液による分解、ないしは有機溶剤などで溶解除去(S5)する。その後必要に応じて酸・アルカリ系薬品やオゾンガスや水素ガスなどを溶解した超純水や有機アルカリ系薬品、界面活性剤などによる洗浄処理(S6)と遠心力を利用したスピン乾燥(S7)を行う。以上で回路パターンAと遮光枠領域Bが形成された。
【0016】
次に保護膜14と多層反射膜13の部分に遮光枠領域Bを形成する。上記のマスクに紫外線または電子線に反応を示すレジスト21を塗布する(S8)。次に遮光枠領域Bを露光または電子線で描画する(S9)。前記と同じく現像(S10)、エッチング(S11)、レジストの除去(S12)、洗浄(S13)、乾燥(S14)を行い領域Bを完成する。エッチング工程(S11)ではまず保護膜14の除去をフッ素系ガスプラズマを用い、多層反射膜13は保護膜14と同じくフッ素系ガスプラズマもしくは塩素ガス系プラズマを交互に用いる方法を行う。
【0017】
以上の工程により反射型マスク100が完成した。
言い換えると、反射型マスク100は、吸収膜15a,15bを選択的に除去することで回路パターンAが形成され、回路パターンAを除く回路パターンAの周囲の部分に、吸収膜15a,15bと保護膜14と多層反射膜13とを選択的に除去した枠状の領域Bが形成されている。したがって、枠状の領域Bに遮光膜12が設けられることになる。
本発明によれば、遮光枠部分において遮光膜12を設けることによりマスクに入射した露光光が基板11を一旦透過して裏面導電膜16から反射して再度戻ってくる光成分が存在しない。これによりアウトオブバンド光が半導体基板側に導かれず、半導体基板上に塗布されたレジストの感光を避けることが可能となった。
【符号の説明】
【0018】
10 反射型マスクブランクス
11 基板
12 遮光膜
13 多層反射膜
14 保護膜
15a、15b 吸収膜
16 裏面導電膜
21 レジスト(パターン)
100 反射型マスク

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、
前記基板上に形成された遮光膜と、
前記遮光膜上に形成された露光光を反射する多層反射膜と、
前記多層反射膜上に形成された前記多層反射膜を保護する保護膜と、
前記保護膜上に形成された露光光を吸収する吸収膜と、
前記基板の多層反射膜とは反対面上に形成された裏面導電膜とを有した、
波長5から15nmの光を露光光とするリソグラフィで用いられる反射型マスクブランクであって、
前記基板は石英(SiO)を主成分とし酸化チタン(TiO)を含む材料で形成され、
前記遮光膜はカーボン(C)を主成分としたダイヤモンドライクカーボン(DLC)もしくは炭化珪素(SiC)で形成され、
前記多層反射膜はモリブデン(Mo)を材料とする層と珪素(Si)を材料とする層とが重ねられた層が複数重ねられることで構成された多層構造で形成され、
前記保護膜は単層構造もしくは積層構造となっており、ルテニウム(Ru)またはシリコン(Si)のいずれかを含む材料で形成され、
前記吸収膜は、単層構造もしくは積層構造となっており、前記保護膜上に形成され、タンタル(Ta)及びその酸化物、窒化物、酸窒化物のいずれかを含む材料で形成され、
前記裏面導電膜は、クロム(Cr)またはタンタル(Ta)のいず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を含む材料で形成されることを特徴とする反射型マスクブランク。
【請求項2】
前記保護層が積層構造であり、前記保護層の最上層がルテニウム(Ru)の酸化物、窒化物、酸窒化物や珪素(Si)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ている、
ことを特徴とする請求項1記載の反射型マスクブランク。
【請求項3】
請求項1または2記載の反射型マスクブランクを用いた反射型マスクであって、
前記吸収膜を選択的に除去することで回路パターンが形成され、
前記回路パターンを除く前記回路パターンの周囲の部分に、前記吸収膜と前記保護膜と前記多層反射膜とを選択的に除去した枠状の領域が形成されている、
ことを特徴とする反射型マスク。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2012−204708(P2012−204708A)
【公開日】平成24年10月22日(2012.10.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−69163(P2011−69163)
【出願日】平成23年3月28日(2011.3.28)
【出願人】(000003193)凸版印刷株式会社 (10,630)
【Fターム(参考)】