(57)【要約】【課題】高いパターン位置精度と高い遮光性能を有する反射型マスクが可能となり、高い精度の転写パターンを形成できる方法の提供が望まれていた。【解決手段】基板と前記基板表面に形成された多層反射層と、前記多層反射層の上に形成された保護層と、前記保護層の上に形成された吸収層を備え、前記吸収層に形成された回路パターン領域の外側の少なくとも一部に、前記吸収層および前記保護層および前記多層反射層が除去されたＥＵＶ光の反射率の低い遮光枠を有する、反射型マスクの製造方法であって、前記吸収層および前記保護層および前記多層反射層を除去し遮光枠部を先に形成してから、パターンを形成するという工程を含む、反射型マスクの製造方法を提供する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板表面に形成された多層反射層と、前記多層反射層の上に形成された保護層と、前記保護層の上に形成された吸収層を備え、前記吸収層に形成された回路パターン領域の外側の少なくとも一部に、前記吸収層および前記保護層および前記多層反射層が除去されたＥＵＶ光の反射率の低い遮光枠を有する、反射型マスクの製造方法であって、前記吸収層および前記保護層および前記多層反射層を除去し遮光枠部を先に形成してからパターンを形成する工程を含む、反射型マスクの製造方法。
【請求項２】
ドライエッチングもしくはウェットエッチングによって前記遮光枠内の前記多層反射層の除去を行うエッチング工程を含む、請求項１記載の反射型マスクの製造方法。
【請求項３】
前記エッチング工程において、前記多層反射層に、フッ素原子もしくは塩素原子を含むガスを用いてドライエッチングを行うことを特徴とする請求項２記載の反射型マスクの製造方法。
【請求項４】
前記フッ素原子もしくは塩素原子を含むガスは、少なくともＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ４Ｆ８、Ｃ５Ｆ８、ＣＨＦ３、ＳＦ６、ＣｌＦ３、Ｃｌ２、ＨＣｌ、ＣＣｌ２Ｆ２のいずれかを含むガスである、請求項３記載の反射型マスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型マスクの製造方法に関し、特に極端紫外線（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ  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）
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、低熱膨張基板の上に、露光光源波長に対して高い反射率を示す多層反射層と、露光光源波長の吸収層とが順次形成されており、更に基板の裏面には露光機内における静電チャックのための裏面導電膜が形成されている。また、多層反射層と、吸収層の間に緩衝層を有する構造を持つＥＵＶマスクもある。反射形マスクブランクから反射形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、緩衝層を有する構造の場合はこれも同じく除去し、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マスクの吸収層の膜厚と反射率の説明）
反射光学系を用いた露光方法では、マスク面に対して垂直方向から所定角度傾いた入射角（通常６°）で照射されるため、吸収層の膜厚が厚い場合、パターン自身の影が生じてしまい、この影となった部分における反射強度は、影になっていない部分よりも小さいため、コントラストが低下し、転写パターンには、エッジ部のぼやけや設計寸法からのずれが生じてしまう。これはシャドーイングと呼ばれ、反射マスクの原理的課題の一つである。
【０００５】
このようなパターンエッジ部のぼやけや設計寸法からのずれを防ぐためには、吸収層の膜厚は小さくし、パターンの高さを低くすることが有効であるが、吸収層の膜厚が小さくなると、吸収層における遮光性が低下し、転写コントラストが低下し、転写パターンの精度低下となる。つまり吸収層を薄くし過ぎると転写パターンの精度を保つための必要なコントラストが得られなくなってしまう。つまり、吸収層の膜厚は厚すぎても薄すぎても問題になるので、現在は概ね５０〜９０ｎｍの間になっており、ＥＵＶ光（極端紫外光）の吸収層での反射率は０．５〜２％程度である。
【０００６】
（隣接するチップの多重露光の説明）
一方、反射型マスクを用いて半導体基板上に転写回路パターンを形成する際、一枚の半導体基板上には複数の回路パターンのチップが形成される。隣接するチップ間において、チップ外周部が重なる領域が存在する場合がある。これはウェハ１枚あたりに取れるチップを出来るだけ増加したいという生産性向上のために、チップを高密度に配置するためである。この場合、この領域については複数回、現状では最大で４回に渡り露光される多重
露光部分が生ずることになる。この転写パターンのチップ外周部はマスク上でも外周部であり、通常、吸収層の部分である。しかしながら、上述したように吸収層上でのＥＵＶ光の反射率は、０．５〜２％程度あるために、多重露光により感光閾値を超えてしまい、チップ外周部が感光してしまう問題があった。このため、マスク上のチップ外周部に通常の吸収層よりもＥＵＶ光の遮光性の高い領域（以下、遮光枠と呼ぶ）を設ける必要性が出てきた。
【０００７】
このような問題を解決するために、反射型マスクの吸収層から多層反射層までを掘り込んだ溝を形成することで多層反射層の反射率を低下させることにより、露光光源波長に対する遮光性の高い遮光枠を設けた反射型マスクが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
しかしながら、このように遮光枠を形成する製造方法を用いて製造された反射型マスクは、ドライエッチングにより多層反射膜と保護層を除去したために、多層反射膜と保護層が遮光枠の方へ膨張もしくは収縮して近傍のパターンが歪むことにより、遮光枠の近傍に配置されたパターンの位置が、遮光枠を作製することによりずれてしまうという不具合が発生する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−２１２２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、反射型マスクに遮光枠を形成しても遮光枠の近傍に存在するパターンの位置がずれない反射型マスクを提供することを主目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
最初の発明は、基板と、前記基板表面に形成された多層反射層と、前記多層反射層の上に形成された保護層と、前記保護層の上に形成された吸収層を備え、前記吸収層に形成された回路パターン領域の外側の少なくとも一部に、前記吸収層および前記保護層および前記多層反射層が除去されたＥＵＶ光の反射率の低い遮光枠を有する、反射型マスクの製造方法であって、前記吸収層および前記保護層および前記多層反射層を除去し遮光枠部を先に形成してからパターンを形成する工程を含む、反射型マスクの製造方法を提供するものである。
【００１２】
上記発明において、ライエッチングもしくはウェットエッチングによって前記遮光枠内の前記多層反射層の除去を行うエッチング工程を含む、反射型マスクの製造方法を提供するものである。
【００１３】
上記発明において、前記エッチング工程において、前記多層反射層に、フッ素原子もしくは塩素原子を含むガスを用いてドライエッチングを行うことを特徴とする請求項２記載の反射型マスクの製造方法を提供するものである。
【００１４】
これらの発明において、前記フッ素原子もしくは塩素原子を含むガスは、少なくともＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ４Ｆ８、Ｃ５Ｆ８、ＣＨＦ３、ＳＦ６、ＣｌＦ３、Ｃｌ２、ＨＣｌ、ＣＣｌ２Ｆ２のいずれかを含むガスである、請求項３記載の反射型マスクの製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により製造した、多層反射層を除去し遮光枠を形成した反射型マスクは、遮光枠形成による歪みが出た後で形成したパターンなので、高いパターン位置精度と高い遮光性能を有する反射型マスクが可能となり、高い精度の転写パターンを形成できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）本発明の反射型マスクの構造の概略断面図と（ｂ）概略平面図である。
【図２】本発明の実施例の反射型マスクの遮光枠形成までの作製工程のうち途中までの工程（ａ）〜（ｃ）を示す概略断面図である。
【図３】本発明の実施例の反射型マスクの遮光枠形成までの作製工程のうち図２の続きの工程（ｄ）〜（ｆ）を示す概略断面図である。
【図４】本発明の実施例の反射型マスクの遮光枠形成直後の概略平面図である。
【図５】本発明の実施例の反射型マスクの遮光枠形成後のパターン形成までの作製工程のうち途中までお工程（ａ）〜（ｃ）を示すを示す概略断面図である。
【図６】本発明の実施例の反射型マスクの遮光枠形成後のパターン形成までの作製工程のうち図５の続きの工程（ｄ）〜（ｅ）を示すを示す概略断面図である。
【図７】本発明の実施例の反射型マスクの構造の概略平面図と（ｂ）概略断面図である。
【図８】従来の反射型マスク（ａ）と実施例の反射型マスク（ｂ）の遮光枠近傍の位置精度変化を示すグラフを表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（本発明の反射型マスクの構成）
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
まず、本発明の反射型マスクの構成について説明する。図１（ａ）は、本発明の反射型マスクの構造の概略断面図で、図１（ｂ）は、図１（ａ）を上から見た概略平面図である。
【００１９】
図１（ａ）に示す反射型マスク１０１は、基板０１の表面に、多層反射層０２、保護層０３、吸収層０４が順次形成されている。基板の裏面には導電膜０５が形成された構造となっている。保護層０３と吸収層０４の間には、緩衝層が有る場合もある。緩衝層は、吸収膜０４のマスクパターン修正時に、下地の保護層０３にダメージを与えないために設けられた層である。
【００２０】
本発明の反射型マスク１０１は、吸収層０４が加工されたパターン領域１０と、その外周部に吸収層０４、保護層０３、多層反射層０２、が除去された遮光枠１１を有する。なお、緩衝層がある場合は、緩衝層も除去される。
（本発明の反射型マスクの構成の詳細：多層反射層、保護層、緩衝層）
図１（ａ）の多層反射層０２は、ＥＵＶ光に対して６０％程度の反射率を達成できるように設計されており、ＭｏとＳｉが交互に４０〜５０ペア積層した積層膜で、さらに最上層の保護層０３は２〜３ｎｍ厚のルテニウム（Ｒｕ）あるいは厚さ１０ｎｍ程度のシリコン（Ｓｉ）で構成されている。Ｒｕ層の下に隣接する層はＳｉ層である。ＭｏやＳｉが使われている理由は、ＥＵＶ光に対する吸収（消衰係数）が小さく、且つＭｏとＳｉのＥＵＶ光での屈折率差が大きいために、ＳｉとＭｏの界面での反射率を高く出来るためである。保護層０３がＲｕの場合は、吸収層０４の加工におけるストッパーやマスク洗浄時の薬液に対する保護層としての役割を果たしている。保護層０３がＳｉの場合は、吸収層０４との間に、緩衝層が有る場合もある。緩衝層は、吸収層０４のエッチングやパターン修正時に、緩衝層の下に隣接する多層反射層０２の最上層であるＳｉ層を保護するために設けられており、クロム（Ｃｒ）あるいは窒素化合物（ＣｒＮ）で構成されている。
（本発明の反射型マスクの構成の詳細：吸収層）
図１（ａ）の吸収層０４は、ＥＵＶに対して吸収率の高いタンタル（Ｔａ）の窒素化合物（ＴａＮ）で構成されている。他の材料として、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）でも良い。
【００２１】
図１（ａ）の吸収層０４は、上層に波長１９０〜２６０ｎｍの紫外光に対して反射防止機能を有する低反射層を設けた２層構造から成る吸収層であっても良い。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。
【００２２】
（本発明の反射型マスクの構成の詳細：裏面導電膜）
図１（ａ）の導電膜０５は、一般にはＣｒＮで構成されているが、導電性があれば良いので、金属材料からなる材料であれば良い。
【００２３】
図１（ａ）では導電膜０５を有するかたちで記載したが、導電膜０５を有さないマスクブランク及びマスクとしても良い。
（本発明の反射型マスクの製造方法）
次に、本発明に係る反射型マスクの製造方法について説明する。本発明の特徴は吸収層および保護層および多層反射層を除去し遮光枠を先に形成してから、パターンを形成するという工程を含む、反射型マスクの製造方法である。
【００２４】
本発明の反射型マスクの遮光枠の形成方法についての詳細について説明する。まず、図２（ａ）に示す反射型マスクブランク２０１を用意し、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、遮光枠になる部分のみが開口したレジストパターンを形成する。
【００２５】
次に、フッ素系もしくは塩素系ガス（あるいはその両方）を用いたドライエッチングによって、レジストパターンの開口部の吸収膜０４と保護層０３を除去する。次いで、多層反射層０２を、フッ素系ガスもしくは塩素系ガスもしくはその両方を用いたドライエッチングか、アルカリ性溶液あるは酸性溶液を用いたウェットエッチングによって、多層反射層を貫通・除去する。
【００２６】
ドライエッチングによって、多層反射層０２を貫通・除去する際に、フッ素系ガスもしくは塩素系ガスもしくはその両方を用いるのは、多層反射層の材料であるＭｏとＳｉの両方に対して、エッチング性を有するためである。この際に用いるフッ素原子もしくは塩素原子を含むガスは、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ４Ｆ８、Ｃ５Ｆ８、ＣＨＦ３、ＳＦ６、ＣｌＦ３、Ｃｌ２、ＨＣｌ、ＣＣｌ２Ｆ２が挙げられる。
【００２７】
ウェットエッチングによって、多層反射層０２を貫通・除去する際のエッチング液には、多層反射層の材料であるＭｏとＳｉのエッチングに適している必要がある。例えば、アルカリ性溶液としては、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）、ＫＯＨ（水酸化カリウム）、ＥＤＰ（エチレンジアミンピロカテコール）が適している。酸性溶液としては、硝酸とリン酸の混合液が適しているが、これにフッ酸、硫酸、酢酸を加えても良い。
【００２８】
遮光枠１１を形成した後に、図１（ｂ）に示すパターン領域１０に、図５から図６に示すような、リソグラフィおよびエッチングによってパターンを形成を行う。
【００２９】
以上のようにして、多層反射層除去型の遮光領域を有するＥＵＶマスクにおいて、遮光枠を先に形成する事により、遮光枠を形成する事によるＥＵＶマスクパターンの位置精度
の低下を防ぐことが出来るため、高いパターン位置精度を有する反射型マスクを得ることが出来る。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明の反射型マスクの製造方法の実施例を説明する。図２（ａ）に本実施例で用意した反射型マスクブランク２０１を用意した。このブランクは、基板０１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とＳｉの４０ペアの多層反射層０２が、その上に２．５ｎｍ厚のＲｕの保護層０３が、更にその上に７０ｎｍ厚のＴａＳｉからなる吸収層０４が、順次形成されている。
【００３１】
本ブランクに対し、ｉ線レジスト０９を５００ｎｍの膜厚で塗布し（図２（ｂ））、そこへｉ線描画機（ＡＬＴＡ）により描画、現像を行うことにより、後に遮光枠となる領域を抜いたレジストパターンを形成した（図２（ｃ））。このときレジストパターンの開口幅は５ｍｍとし、マスク中心部の１０ｃｍ×１０ｃｍのメインパターン領域から３μｍ（マイクロメートル）の距離に配置した。
【００３２】
次いで、ドライエッチング装置を用いてＣＨＦ３プラズマ（ドライエッチング装置内の圧力５０ｍＴｏｒｒ、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）パワー５００Ｗ、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）パワー２０００Ｗ、ＣＨＦ３：流量２０ｓｃｃｍ、処理時間６分、これらは、以下の表記で同じ。）により、上記レジストの開口部の吸収層０４と多層反射層０２とを垂直性ドライエッチングで貫通・除去し（図３（ｄ））、図３（ｅ）に示すような形状を得た。
【００３３】
硫酸系の剥離液とアンモニア過酸化水素水により、レジスト剥離・洗浄を実施し、ドライエッチングで残ったレジストを除去した（図３（ｆ））。図４に作製した反射型マスク２１１を示す。
【００３４】
次いで、反射型マスク２１１に対し、ポジ型化学増幅レジスト０９（ＦＥＰ１７１：富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ）を３００ｎｍの膜厚で塗布し（図５（ｂ））、電子線描画機（ＪＢＸ９０００：日本電子）によって描画後、１１０℃、１０分のＰＥＢおよびスプレー現像（ＳＦＧ３０００：シグマメルテック）により、レジスト部分にレジストパターンを形成した（図５（ｃ））。
【００３５】
次いで、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４をエッチングし（図６（ｄ））、レジスト剥離洗浄することで、図６（ｅ）に示す評価パターンを有する反射型マスク２１１を作製した。評価パターンは、寸法２００ｎｍの１：１のライン＆スペースパターンをマスク中心に配置した。パターン領域の大きさは、１０ｃｍ×１０ｃｍとした。図７（ａ）、（ｂ）に本実施例で作製した反射型マスク１０１を示す。
【００３６】
このようにして作製した遮光枠の一部を断裁して、電子顕微鏡にて断面観察したところ、約５ｎｍ程度のＳｉＯ２の側壁保護膜が、多層反射層の側面にのみに形成されていることを確認した。
【００３７】
次いで、このようにして作製した遮光枠付き反射型マスクと、従来の製造方法を用いて作製した遮光枠付き反射型マスクの両方を用意し、遮光枠近傍の位置精度の遮光帯形成による変化を確認した。確認方法は遮光枠エッジ部から５μｍ間隔で位置精度モニターマークをエッジから１２００μｍの位置まで配置した。そのモニターマークを遮光枠形成前後で測定し、差分を算出する事で変化量を求めた。その結果、従来の製造方法を用いて作製されたマスクは遮光枠近傍で約２．０ｎｍ程度の変化が確認されたのに対して、本発明の
遮光枠付き反射型マスクは、位置精度の変化ほぼ０ｎｍであった。（図８（ａ）、（ｂ））。
【００３８】
このように、反射型マスクに遮光枠部を形成しても遮光枠部近傍のパターン位置がずれない反射型マスクを作製することができた。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、反射型マスク等に有用である。
【符号の説明】
【００４０】
０１  基板
０２  多層反射層
０３  保護層
０４  吸収層
０５  裏面導電膜
０９  レジスト
１０  パターン領域
１１  遮光枠
２９  レジスト
１０１  本発明の反射型マスク
２０１  反射型マスクブランク
２１１  遮光帯枠が形成された反射型マスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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