(57)【要約】【課題】低欠陥かつ、ブランク欠陥検査機やマスク描画機において高い検出精度を持つフィディシャルマーク（基準マーク）を備えた、反射型マスクブランク及びその製造方法及び反射型マスクを提供する。【解決手段】反射型マスクブランクにおいて、多層反射層を成膜に先立って、基板にレジストパターンを形成し、少なくとも多層反射層の成膜以降にレジストパターンを除去（リフトオフ）することにより、フィディシャルマークを形成する。本方法によって作成されたフィディシャルマークは、マークの側壁が垂直かつ平滑であるため、欠陥の発生リスクが小さく、検出精度の高いフィディシャルマークを有する反射型マスクブランクとなる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィディシャルマークを有する反射型マスクブランクの製造方法であって、
基板上に、フィディシャルマークに対応するレジストパターンを形成する工程と、
レジストパターンを形成した基板上に多層反射層を形成する工程と、
レジストパターンを除去（リフトオフ）する工程と、を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。
【請求項２】
レジストパターンを除去した基板に、保護層と吸収層を形成する工程を具備する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。
【請求項３】
レジストパターンは、光リソグラフィ、あるいは電子線リソグラフィによって形成す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。
【請求項４】
反射層を順次積層して多層反射層を形成する工程で、反射層を積層した後に欠陥の検査を行い、フィディシャルマークに対応するレジストパターンを用いて欠陥の位置を特定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の反射型マスクブランクの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の反射型マスクブランクの製造方法により製造されたことを特徴とする反射型マスクブランク。
【請求項６】
請求項５の反射型マスクブランクを用いて作成されたことを特徴とする反射型マスク。
【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の製造方法に関し、特に極端紫外線（ＥｘｔｒｅｍｅＵｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ；以下「ＥＵＶ」と表記する）を光源とするＥＵＶリソグラフィを用いた半導体製造装置などに利用される反射型マスクブランク及び反射型マスクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（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を光源に用いた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、真空中で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、マスクと呼ぶ）も、従来の透過型のマスクは使用できないため、反射型のマスクとする必要がある。
【０００３】
（ＥＵＶマスクとブランク構造の説明）
反射型マスクブランクについて図１を参照して説明する。
こ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は、同図下から順に、裏面導電層１７、低熱膨張基板１６、多層反射層１５、保護層１４、吸収層１３、低反射層１２及びレジスト膜１１からなる構成である。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は、ＥＢリソグラフィとエッチング技術とにより吸収層を部分的に除去し、吸収部と反射部とからなる回路パターンを形成する。このように作製された反射型マスク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上に転写される。
【０００４】
（ＥＵＶマスクの多層反射層の膜厚と位相欠陥の説明）
多層反射層は、例えばＭｏを３ｎｍ、Ｓｉを４ｎｍの厚さとして交互に繰り返し堆積することで構成されており、その物質内を透過するＥＵＶ光が繰り返し反射する干渉効果を利用してＥＵＶ光の反射率を高めている。
【０００５】
特に、波長の極端に短いＥＵＶリソグラフィでは、マスク基板に多層反射層を形成する際、パーティクルの発生が許されない。露光光の波長が短いため、マスク基板上の微小な凹凸欠陥がウェハ上に転写するパターンの品質に影響を及ぼしてしまう。この微小な凹凸欠陥は位相欠陥と呼ばれており、高さが数ｎｍであっても微細なＬＳＩパターンの寸法誤差を許容できないものにしてしまう。
【０００６】
このような微小な凹凸欠陥は、堆積された多層反射層の下の基板表面の凹凸や異物の上に多層反射層が堆積され、多層反射層の堆積途中で落下した異物によって形成される。
【０００７】
このような微小凹凸欠陥（位相欠陥）に対しては、いくつかの修正方法が提案されているが、欠陥のタイプも限定されており、現実的には困難である（例えば、特許文献１参照）。したがって、ＥＵＶマスクでは、このような位相欠陥の発生防止が最も重要であるが、一般的な透過型マスクと比べて複雑な層構成であるために、現在、無欠陥には程遠いブランク品質となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−０３４１２９号公報
【０００９】
このような問題を解決するために、ＥＵＶマスク上にパターンを形成する前に、位相欠陥の位置を検査により把握し、その位相欠陥を避けるようにパターン形成（描画）することが、提案されている。具体的には、その位相欠陥を吸収層でカバーしてしまうことで、位相欠陥が転写されることなく、吸収層の無い多層反射層からは欠陥の無い所望のパターンの反射光を得ることができる。したがって、困難な修正をすることなく、高品質の反射型マスクの作製を可能にする製造方法が検討されている。
【００１０】
位相欠陥の正確な位置の把握と、それらの位相欠陥を正確に避けてパターン形成するためには、ＥＵＶマスク上にフィディシャルマークと呼ばれる目印（基準マーク）を形成する必要がある。フィディシャルマークが基準となるため、ブランク欠陥検査機（ＤＵＶ光やＥＵＶ光）およびマスク描画機（ＥＢ）にて、精度および再現性良く検出できることが重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
反射型マスクにおける従来のフィディシャルマーク形成方法を、図２を参照して説明する。図２（ａ）は、基板１６の一方の面に形成された多層反射層１５上に第２レジスト膜１８を塗布し、基板１６の他方の面には裏面導電層１７が設けられた反射型マスクブランクの模式断面図である。フォトリソグラフィもしくは電子線リソグラフィによってフィディシャルマークのレジストパターンを形成し（図２（ｂ））、次いで、エッチングによって多層反射層を掘り込み（図２（ｃ））、次いで、第２レジスト膜１８を剥膜洗浄することで、フィディシャルマークが形成される（図２（ｄ））。さらに、保護層１４、吸収層１３、低反射層１２及びレジスト膜１１を順次積層することで、フィディシャルマーク付き反射型マスクブランクが完成する（図２（e））。
【００１２】
このようにして形成されたフィディシャルマークは、多層反射層１５に対してエッチング処理を施すため、多層反射層のエッチング加工面（側壁や底面）が荒れ、欠陥の増加が避けられない（図3（ａ）〜（ｃ））。つまり、欠陥を避けるためのフィディシャルマーク形成によって、欠陥を増やしてしまう。また、多層反射層のエッチングでは、垂直にエッチングすることが難しく、パターン側壁がテーパー形状やボーイング形状（丸みをもった曲面）になることが多いため（図３（ｄ））、ブランク検査機やマスク描画機でマークを検出する際に、マークのエッジが鈍ってしまう。したがって、マークの検出精度や再現性が低く、フィディシャルマークとしての充分な機能を果たせない。
【００１３】
そこで、本発明は上記のような従来の形成方法の問題点を解決しようとするものであり、低欠陥かつ検出精度の高いフィディシャルマークを備えた反射型マスクブランク及び反射型マスクの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明の請求項１の発明は、
フィディシャルマークを有する反射型マスクブランクの製造方法であって、
基板上に、フィディシャルマークに対応するレジストパターンを形成する工程と、
レジストパターンを形成した基板上に多層反射層を形成する工程と、
レジストパターンを除去（リフトオフ）する工程と、を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。
【００１５】
請求項２の発明は、
レジストパターンを除去した基板に、保護層と吸収層を形成する工程を具備する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。
【００１６】
請求項３の発明は、
レジストパターンは、光リソグラフィ、あるいは電子線リソグラフィによって形成す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。
【００１７】
請求項４の発明は、
反射層を順次積層して多層反射層を形成する工程で、反射層を積層した後に欠陥の検査を行い、フィディシャルマークに対応するレジストパターンを用いて欠陥の位置を特定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか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。
【００１８】
請求項５の発明は、
請求項１〜４のいずれかに記載の反射型マスクブランクの製造方法により製造されたことを特徴とする反射型マスクブランクとしたものである。
【００１９】
請求項６の発明は、
請求項５の反射型マスクブランクを用いて作成されたことを特徴とする反射型マスクとしたものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ブランク欠陥検査機においてフィディシャルマークの検出精度が高く出来るため、位相欠陥位置を正確に把握することが可能となり、また、マスク描画機においてもフィディシャルマークの検出精度が高く出来るため、ブランク欠陥検査機で検出した位相欠陥を、高精度で回避することができる。さらに、エッチング処理せずにフィディシャルマークを作製できるため低欠陥な反射型マスクブランクが得られる。また、本発明のフィディシャルマーク作製方法では、後にリフトオフによって除去されるレジストパターンを多層反射層成膜時にフィディシャルマークとして利用できるため、多層反射層の成膜途中での層毎の欠陥検査が可能であり、欠陥を検出した直後に欠陥部の修正処理を施すことで、更なる高品質な反射型マスクブランクの作製が可能となる。以上より、高品質な反射型マスクブランク及び反射型マスク提供を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来の反射型マスクブランクの模式断面図である。
【図２】従来の反射型マスク製造における、フィディシャルマーク形成の各工程を順に説明するための、反射型マスクブランクの模式断面図である。
【図３】従来の反射型マスク製造における、エッチング処理で形成した形状の悪いフィディシャルマークの模式断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るリフトオフを利用したフィディシャルマーク形成の各工程を順に説明するための第一の例の、反射型マスクブランクの模式断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るリフトオフを利用したフィディシャルマーク形成の各工程を順に説明するための第二の例の、反射型マスクブランクの模式断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るリフトオフを利用したフィディシャルマーク形成の各工程を順に説明するための第三の例の、反射型マスクブランクの模式断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係るリフトオフを利用したフィディシャルマーク形成の各工程を順に説明するための第四の例の、反射型マスクブランクの模式断面図である。
【図８】本発明の実施例に係る異物を意図的に混入した、フィディシャルマーク付きの反射型マスクブランクの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
まず、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を、図４を参照して詳細に説明する。
【００２４】
図４は、本発明の実施形態に係るフィディシャルマーク形成においてリフトオフを利用した形成方法を順に説明するための第一の例の、反射型マスクブランクの模式断面図である。図４（ａ）は、低熱膨張基板１６上の一方の面に第３レジスト膜１９を塗布し、低熱膨張基板１６の他方の面には裏面導電層１７が設けられた反射型マスクブランクの模式断面図である。次いで、フォトリソグラフィもしくは電子線リソグラフィによって、レジストパターンによるフィディシャルマークを形成する（図４（ｂ））。次いで、多層反射層１５を堆積し（図４（ｃ））、第３レジスト膜１９をリフトオフにより除去する（図４（ｄ））。その後、保護層１４、吸収層１３、低反射層１２及びレジスト膜１１を順次積層することで、フィディシャルマーク付き反射型マスクブランクが完成する（図４（e））。この場合の全体工程は、図４（ａ）→図４（ｂ）→図４（ｃ）→図４（ｄ）→図４（ｅ）である。
【００２５】
あるいは第二の例として、図４（ｂ）でレジストパターンによるフィディシャルマークを形成した後に、多層反射層１５と保護層１４を順次積層してから（図５（ｆ））、第３レジスト膜１９をリフトオフにより除去しても良い（図５（ｇ））。その後に吸収層１３、低反射層１２及びレジスト膜１１を順次積層することで、フィディシャルマーク付き反射型マスクブランクが完成する（図５（ｈ））。この場合の全体工程は、図４（ａ）→図４（ｂ）→図５（ｆ）→図５（ｇ）→図５（ｈ）である。
【００２６】
あるいは第三の例として、図４（ｂ）でレジストパターンによるフィディシャルマークを形成した後に、多層反射層１５、保護層１４、吸収層１３を順次積層してから（図６（ｉ））、第３レジスト膜１９をリフトオフにより除去しても良い（図６（ｊ））。その後に低反射層１２及びレジスト膜１１を順次積層することで、フィディシャルマーク付き反射型マスクブランクが完成する（図６（ｋ））。この場合の全体工程は、図４（ａ）→図４（ｂ）→図６（ｉ）→図６（ｊ）→図６（ｋ））である。
【００２７】
あるいは第四の例として、図４（ｂ）でレジストパターンによるフィディシャルマークを形成した後に、多層反射層１５、保護層１４、吸収層１３、低反射層１２を順次積層してから（図７（ｌ））、第３レジスト膜１９をリフトオフにより除去しても良い（図７（ｍ））。その後に、レジスト膜１１を塗布することで、フィディシャルマーク付き反射型マスクブランクが完成する（図７（ｎ））。この場合の全体工程は、図４（ａ）→図４（ｂ）→図７（ｌ）→図７（ｍ）→図７（ｎ））である。
【００２８】
このように、本発明のフィディシャルマークの形成方法では、多層反射層の成膜に先立って、レジストパターンを形成し、その後、少なくとも多層反射層を成膜した後にリフトオフにより、レジストパターンを除去することが重要である。そうすることで、側壁が平滑かつ垂直なフィディシャルマークが得られる。なぜなら、多層反射層成膜前にリソグラフィによって形成したレジストパターンの側壁は、レジストに対して最適な露光条件を用いれば、平滑かつ垂直になるためである。
【００２９】
本発明のフィディシャルマーク形成方法でのリソグラフィとは、電子線リソグラフィとフォトリソグラフィのいずれでも良いが、予めリソグラフィの条件出しをして、平滑かつ垂直レジストパターンの形成出来る条件を見定めておくのが望ましい。電子線リソグラフィもしくはフォトリソグラフィのいずれの場合も、ドーズ量（露光量）に関して最適な範囲があるためである。つまりドーズ量が多すぎても、少なすぎてもラインエッジラフネスの悪くなり（＝パターン側壁面の表面荒れが起きる）、垂直性も低下するためである。
【００３０】
一方、従来方法であるドライエッチングによるフィディシャルマーク作成方法では、掘り込み部の側壁荒れは避けられない。一般に単一材料に対するドライエッチングであっても、少なからず側壁荒れは発生するが、特にＥＵＶマスクブランクでは、異なる複数材料からなる多層反射層のドライエッチングでは、側壁荒れは相当に大きい。従って従来方法では、側壁からの欠陥の発生リスクが高い。また、ドライエッチングの掘り込み部は、全体的にテーパー形状やボーイング形状にも成りやすいので、最終的にフィディシャルマークをブランク欠陥検査機やマスク描画機で検出する際の検出精度や再現性が低い。
【００３１】
本発明のフィディシャルマークの形成方法では、フィディシャルマーク部の底面は、ダメージを受けていない基板表面となるため、ドライエッチング法を用いた場合の掘り込み部の底面の荒れは発生しない。このため、本発明の方法では、底面からの欠陥の発生リスクが低く、欠陥面での利点は大きい。
【００３２】
このように、本発明ではエッチング処理を行わずにフィディシャルマークを形成する事ができるため、エッチング処理による多層反射層のエッチング加工面（側壁や底面）に荒れは発生せず、低欠陥なブランクが作製可能となる。また、フィディシャルマークのエッジがシャープなためマークの検出精度が高く描画機や検査機等で正確な位相欠陥位置も把握可能となる。
【実施例１】
【００３３】
次に、本発明の実施例１について図２（ｅ）と図４（ｅ）を用いて説明する。
図２（ｅ）は、従来技術のエッチング処理で作製したフィディシャルマーク付き反射型マスクブランクであり、図４（ｅ）は、リフトオフで作製した本発明のフィディシャルマーク付き反射型マスクブランクである。本実施例のフィディシャルマークは、両方のブランクともに線幅１μｍで長さ５００μｍの十字マークとし、ブランクの４箇所（（Ｘ，Ｙ座標）＝（７２ｍｍ、７２ｍｍ）、（７２ｍｍ、−７２ｍｍ）、（−７２ｍｍ、７２ｍｍ）、（−７２ｍｍ、−７２ｍｍ））に配置した。これらのマスクブランクスに関してブランク欠陥検査装置（M2350 : Lasertec社）を用い、検査感度９０ｎｍの設定で、フィディシャルマークの配置よりも内側の領域１４０ｘ１４０ｍｍエリアを検査した。また、リファレンスとして、フィディシャルマークを形成していない反射型マスクブランクについても、同様に検査を実施した。
【００３４】
まず、リファレンスとなるフィディシャルマーク無し反射型マスクブランクの欠陥数は、３５個であった。また、本発明のフィディシャルマーク付き反射型マスクブランクは、欠陥数が３３個となり、フィディシャルマーク無しの反射型マスクブランクとほぼ同等の欠陥品質となった。このことから、本発明のフィディシャルマーク形成方法による欠陥の増加は見られないと判断できる。一方、従来方法のフィディシャルマーク付き反射型マスクブランクは、欠陥数が８９１個となり、特に、フィディシャルマーク近くに多くの欠陥を検出し欠陥品質が悪かった。
【００３５】
次に従来の方法で形成したフィディシャルマーク図２（ｅ）と本発明の方法で形成したフィディシャルマーク図４（ｅ）の両方を断裁し、マークの断面形状を走査電子顕微鏡にて観察し、フィディシャルマークの側壁角度を測定した結果、従来方法のフィディシャルマークは、図３（ｄ）のようなテーパー形状であり、側壁角度は６４度であったが、本発明のリフトオフで作製したフィディシャルマークでは、９０度であることが確認できた。
【実施例２】
【００３６】
次に、本発明の実施例２について図８を用いて説明する。
従来および本発明のフィディシャルマーク形成方法で、ブランク欠陥に対して、狙った箇所にどの程度精度良く描画出来るかを調べた。つまり、実デバイスパターンの場合は、これがパターンシフト精度となる。この評価のブランク欠陥は、フィディシャルマーク形成によって発生した欠陥を含まないように、予め多層反射層成膜前の基板の欠陥検査をしておき、基板が原因の位相欠陥（つまり、基板の検査で検出し、多層反射層成膜後にも検出したもの）から任意に２０個抽出し、この評価の対象とした。図８（ａ）にブランク欠陥マップとフィディシャルマークのイメージを示す。従来技術のフィディシャルマーク付き反射型マスクブランクと、本発明のフィディシャルマーク付き反射型マスクブランクは、実施例１と同様にして作成した。
【００３７】
描画パターンは１０００ｎｍ（＝１μｍ）の四角形とし、多層反射層成膜後のブランク欠陥検査（Teron610 : KLA社）で検出した座標上に重なるように描画し、その後、ＥＵＶマスクパターン２２を形成した（図８（ｂ））。その後、測長ＳＥＭ（E3620 : ADVANTEST）にて、欠陥２０から四角形パターンのエッジまでの距離を測定することで（図８（ｃ））、欠陥の中心座標と、描画パターン２２（四角形）の中心座標がどの程度ずれているかを調べた。その結果を表１に示す。従来のフィディシャルマーク作成方法では、位置ずれ量が平均で、Ｘ＝２２５ｎｍ、Ｙ＝２３８ｎｍであったのに対し、本発明のフィディシャルマーク２１作成方法では、位置ずれ量が平均で、Ｘ＝６６ｎｍ、Ｙ＝５７ｎｍとなり、位置ずれ量を１／３以下に低減することが出来た(表１参照)。このことから、本発明のフィディシャルマーク２１を用いたパターンシフト精度が３倍以上向上したことが言える。
【００３８】
【表１】
2014216609.tif 000003
以上、説明したように、本実施形態によれば、フィディシャルマークをリフトオフによって作製することにより、低欠陥かつ検出精度の高いフィディシャルマークを備えた反射型マスクブランク及び反射型マスクの製造方法を提供することが可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１０…反射型マスクブランク、１１…レジスト膜、１２…低反射層、１３…吸収層、１４…保護層、１５…多層反射層、１６…低熱膨張基板、１７…裏面導電層、１８…第２レジスト膜、１９…第３レジスト膜、２０…位相欠陥、２１…フィディシャルマーク、２２…パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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