(57)【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多層膜と、前記多層膜上にパターン状に形成された吸収層と、前記多層膜の位相欠陥とを有する反射型マスクの欠陥修正方法であって、
前記位相欠陥をＥＵＶ光で観察し、光学像から、前記多層膜の厚み方向に対する前記位相欠陥の傾きを含む前記位相欠陥の情報を取得する観察工程と、
前記位相欠陥の情報に基づいて、前記位相欠陥を修正する修正工程と
を有し、
前記多層膜の厚み方向に対する前記位相欠陥の傾きは、前記基板表面の欠陥または前記多層膜内部の欠陥から前記多層膜表面に向かって前記多層膜の構造の乱れが伝播されていく方向の前記多層膜の厚み方向に対する傾きであることを特徴とする反射型マスクの欠陥修正方法。
【請求項２】
前記観察工程では、前記ＥＵＶ光を用いる像形成手段として、露光光学系と同等の光学系を用いることを特徴とする請求項１に記載の反射型マスクの欠陥修正方法。
【請求項３】
前記修正工程では、前記位相欠陥の情報に基づいて、前記吸収層を加工することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の反射型マスクの欠陥修正方法。
【請求項４】
前記観察工程での前記ＥＵＶ光の波長が１０ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の反射型マスクの欠陥修正方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれかに記載の反射型マスクの欠陥修正方法を行うことにより、反射型マスクの位相欠陥を修正する位相欠陥修正工程を有することを特徴とする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、極紫外線（ＥＵＶ：Extreme Ultra Violet）リソグラフィに用いられる反射型マスクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体産業において、半導体デバイスの微細化に伴い、極紫外線（以下、ＥＵＶと呼称する場合がある。）を用いた露光技術であるＥＵＶリソグラフィが有望視されている。このＥＵＶリソグラフィにおいて用いられるマスクとしては、基板上に多層膜が形成され、多層膜上に吸収層がパターン状に形成され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）。
【０００３】
反射型マスクの製造過程においては、吸収層をエッチング加工することでパターンを形成した後、通常、パターン欠陥を検査し、欠陥が見つかった場合には欠陥を修正する。
ここで、吸収層のパターンが余剰に形成されていたり異物が付着していたりする箇所は黒欠陥と呼ばれる。黒欠陥は、従来のフォトマスクの欠陥修正と同様に、集束イオンビームや電子ビーム等の局所的なエッチング技術を用いて余剰の吸収層のパターンや異物を除去することで、高精度な修正が可能である。
【０００４】
また、反射型マスクの場合、上記黒欠陥の他に、多層膜の構造が乱れたいわゆる位相欠陥と呼ばれる欠陥が存在する。位相欠陥は基板表面に存在する微粒子やピットに起因するものであり、マスクブランクの製造過程において多層膜の成膜時に微粒子やピットによる凹凸形状が伝播され多層膜の構造が乱されて位相欠陥となる。また、多層膜の成膜過程で多層膜中に微粒子が巻き込まれることによっても、同様に位相欠陥になる。多層膜の構造が乱れることで露光光が反射する方向が乱れるため、位相欠陥が存在する領域での光強度は正常なマスクパターンでの光強度よりも低下してしまう。
位相欠陥は多層膜内に存在するため、上記黒欠陥のように直接修正することは非常に難しく、位相欠陥の修正は困難であると認識されている。一方で、位相欠陥のない反射型マスクを得ることも現実的ではない。
【０００５】
そこで、多層膜の表面形状を原子間力顕微鏡（以下、ＡＦＭと呼称する場合がある。）で観察して、位相欠陥の形状を特定し、位相欠陥周辺にある吸収層のパターンを加工することで、位相欠陥による光強度の低下を補正する技術が提案されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３１９５４２号公報
【特許文献２】特表２００２−５３２７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来、位相欠陥のモデルは、例えば基板表面に凸部が存在する場合、図８に例示するように、位相欠陥１１は基板２表面の凸部１０による凹凸形状を保ちつつ、基板２表面に対して垂直方向に形成されるというモデルが用いられている。そして、位相欠陥による転写パターンへの影響を見積もる際には、多層膜の表面形状をＡＦＭで観察し、位相欠陥が基板表面に対して垂直方向に形成されたモデルを用いて位相欠陥の大きさ、高さまたは深さ等の立体形状を特定し、位相欠陥の立体形状をシミュレータへ入力することで転写パターンへの影響を評価している。
【０００８】
しかしながら、本発明者らの研究により、位相欠陥は必ずしも基板表面に対して垂直方向に形成されるわけではないことが明らかとなった。
マスクパターンの投影像は、多層膜内部の構造の乱れの影響を受けるため、図８に例示するような基板２表面に対して垂直方向に形成された位相欠陥１１と、図１に例示するような基板２表面に対して非垂直方向に形成された位相欠陥１１とでは、マスクパターンの投影像に与える影響は異なる。
【０００９】
ＡＦＭでは多層膜の表面形状を観察するのみであり、多層膜内部に存在する位相欠陥を観察することはできない。そのため、位相欠陥の転写パターンへの影響を正確に評価することができず、精度良く位相欠陥を修正することができない。
【００１０】
また、基板表面に対して垂直方向に形成された位相欠陥のモデルを用いている限り、位相欠陥の転写パターンへの影響を正確に把握することは困難である。
【００１１】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、位相欠陥による転写パターンへの影響を正確に把握することが可能な反射型マスクの欠陥修正方法および製造方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は、基板と、上記基板上に形成された多層膜と、上記多層膜上にパターン状に形成された吸収層と、上記多層膜の位相欠陥とを有する反射型マスクの欠陥修正方法であって、上記位相欠陥をＥＵＶ光で観察し、光学像から、上記多層膜の厚み方向に対する上記位相欠陥の傾きを含む上記位相欠陥の情報を取得する観察工程と、上記位相欠陥の情報に基づいて、上記位相欠陥を修正する修正工程とを有することを特徴とする反射型マスクの欠陥修正方法を提供する。
【００１３】
本発明においては、波長が非常に短いＥＵＶ光で位相欠陥を観察するので、多層膜内部に存在する位相欠陥も高感度に観察することができ、多層膜の厚み方向に対する位相欠陥の傾きを特定することも可能であるので、位相欠陥による転写パターンへの影響を正確に把握することが可能となる。よって、位相欠陥を精度良く修正することが可能である。
【００１４】
上記発明においては、上記観察工程では、上記ＥＵＶ光を用いる像形成手段として、露光光学系と同等の光学系を用いることが好ましい。観察工程にて得られる光学像をマスクパターンを転写したときの投影像とほぼ同等とすることができ、位相欠陥による転写パターンへの影響をより正確に見積もることができるからである。
【００１５】
また本発明においては、上記修正工程では、上記位相欠陥の情報に基づいて、上記吸収層を加工することが好ましい。吸収層を加工する方法は比較的簡便な方法だからである。
【００１６】
さらに本発明においては、上記観察工程での上記ＥＵＶ光の波長が１０ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内であることが好ましい。ＥＵＶ光の波長はマスクパターンの転写に用いられる露光光と同等の波長であることが好ましいからである。
【００１７】
また本発明は、上述の反射型マスクの欠陥修正方法を行うことにより、反射型マスクの位相欠陥を修正する位相欠陥修正工程を有することを特徴とする反射型マスクの製造方法を提供する。
【００１８】
本発明においては、上述の反射型マスクの欠陥修正方法を行うので、位相欠陥を精度良く修正することができ、歩留りを向上させることが可能である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明においては、位相欠陥による転写パターンへの影響を正確に把握することが可能であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明における反射型マスクの一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明における反射型マスクの一例を示す概略平面図である。
【図３】本発明の反射型マスクの欠陥修正方法における観察工程の一例を示す模式図である。
【図４】本発明の反射型マスクの欠陥修正方法における修正工程の一例を示す模式図である。
【図５】本発明の反射型マスクの欠陥修正方法における修正工程の一例を示す模式図である。
【図６】本発明の反射型マスクの欠陥修正方法における修正工程の他の例を示す模式図である。
【図７】実施例１における反射型マスクの投影図である。
【図８】比較例１における反射型マスクの位相欠陥のモデルである。
【図９】比較例１における反射型マスクの位相欠陥の修正を示す模式図である。
【図１０】比較例１における反射型マスクの投影図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の反射型マスクの欠陥修正方法および製造方法について詳細に説明する。
【００２２】
Ａ．反射型マスクの欠陥修正方法
まず、本発明の反射型マスクの欠陥修正方法について説明する。
本発明の反射型マスクの欠陥修正方法は、基板と、上記基板上に形成された多層膜と、上記多層膜上にパターン状に形成された吸収層と、上記多層膜の位相欠陥とを有する反射型マスクの欠陥修正方法であって、上記位相欠陥をＥＵＶ光で観察し、光学像から、上記多層膜の厚み方向に対する上記位相欠陥の傾きを含む上記位相欠陥の情報を取得する観察工程と、上記位相欠陥の情報に基づいて、上記位相欠陥を修正する修正工程とを有することを特徴とする。
【００２３】
本発明の反射型マスクの欠陥修正方法について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の反射型マスクの一例を示す概略断面図であり、図２は本発明の反射型マスクの一例を示す概略平面図であり、図１は図２のＡ−Ａ線断面図である。
図１および図２に例示するように、反射型マスク１は、基板２と、基板２上に形成された多層膜３と、多層膜３上に形成されたキャッピング層４と、キャッピング層４上にパターン状に形成された吸収層５と、多層膜３の構造が乱れた位相欠陥１１とを有している。この位相欠陥１１は、基板２表面に対して非垂直方向に形成されており、すなわち多層膜３の厚み方向ｄに対して傾いて形成されている。そのため、多層膜３の表面には位相欠陥１１の一部が見えているだけである。
【００２４】
図３は本発明の反射型マスクの欠陥修正方法における観察工程の一例を示す模式図である。本発明の反射型マスクの欠陥修正方法においては、まず、図３に例示するように、多層膜３内に位相欠陥１１が存在する領域にＥＵＶ光１５を照射し、反射光を結像させて、位相欠陥を観察する。光学像の光強度の変化により、位相欠陥の大きさ、高さまたは深さ、位置、多層膜の厚み方向に対する位相欠陥の傾き等の位相欠陥の情報を取得する。
【００２５】
従来のようにＡＦＭで位相欠陥を観察する場合には、多層膜の表面形状を観察するだけであり、多層膜内部に存在する位相欠陥を観察することはできない。また、４８８ｎｍ〜１９３ｎｍ程度の波長域の紫外線で位相欠陥を観察することも考えられるが、多層膜の表層までしか観察することができず、多層膜の表層よりも下に存在する位相欠陥を観察することはできない。そのため、多層膜の厚み方向に対する位相欠陥の傾きを特定することは困難である。これに対し、ＥＵＶ光で位相欠陥を観察する場合には、ＥＵＶ光は波長が非常に短いので、多層膜の深部までも観察することができ、多層膜内部に存在する位相欠陥を高感度に観察することができ、位相欠陥を直接観察することができる。したがって、多層膜の厚み方向に対する位相欠陥の傾きを特定することが可能である。よって、位相欠陥による転写パターンへの影響を正確に把握することが可能となる。
【００２６】
また、ＥＵＶ光はマスクパターンを転写する際に使用される光であるため、ＥＵＶ光の照射条件を適宜選択することにより、観察工程にて得られる光学像をマスクパターンを転写したときの投影像とほぼ同等とすることができるので、位相欠陥による転写パターンへの影響をより正確に見積もることが可能である。
【００２７】
図４（ａ）〜（ｂ）は本発明の反射型マスクの欠陥修正方法における修正工程の一例を示す工程図であり、図５は本発明の反射型マスクの欠陥修正方法における修正工程の一例を示す模式図であり、図４（ｂ）は図５のＢ−Ｂ線断面図である。本発明の反射型マスクの欠陥修正方法においては、次に、図４（ａ）〜（ｂ）および図５に例示するように、位相欠陥１１の情報に基づいて、位相欠陥１１による光強度の低下を補正するために、位相欠陥１１の周辺に位置する吸収層５を加工する。
【００２８】
本発明においては、上述のように位相欠陥による転写パターンへの影響を正確に把握することが可能であるので、吸収層の加工領域を正確に特定することができ、位相欠陥を精度良く修正することが可能となる。
【００２９】
以下、本発明の反射型マスクの欠陥修正方法における各工程および反射型マスクについて説明する。
【００３０】
１．観察工程
本発明における観察工程は、位相欠陥をＥＵＶ光で観察し、光学像から、多層膜の厚み方向に対する位相欠陥の傾きを含む位相欠陥の情報を取得する工程である。
【００３１】
検査光であるＥＵＶ光としては、位相欠陥を観察することができれば特に限定されるものではないが、ＥＵＶ光の波長はマスクパターンの転写に用いられる露光光と同等の波長であることが好ましく、具体的には１０ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内であることが好ましく、中でも１３．５±０．５ｎｍの範囲内であることが好ましい。また、中心波長が１３．５ｎｍであることが好ましい。
【００３２】
また、ＥＵＶ光を照射する光学系としては、位相欠陥を観察することができれば特に限定されるものではなく、例えば、ＥＵＶ光の入射角度、波長、解像度等のＥＵＶ光の照射条件を調整できる光学系、マスクパターンの転写に用いられる露光光学系と同等の光学系等を用いることができる。ＥＵＶ光の照射条件を調整できる光学系の場合には、照射条件を変えて位相欠陥を観察することで、多層膜内に存在する位相欠陥をくまなく観察することができる。一方、露光光学系と同等の光学系の場合には、修正が必要な位相欠陥による影響を正確に観察することができる。
【００３３】
中でも、ＥＵＶ光を照射する光学系は、露光光学系と同等の光学系であることが好ましい。上述したように、修正が必要な位相欠陥による影響を正確に観察することができるからである。また、観察工程にて得られる光学像をマスクパターンを転写したときの投影像とほぼ同等とすることができ、位相欠陥による転写パターンへの影響をより正確に見積もることができるからである。
【００３４】
ＥＵＶ光で位相欠陥を観察する装置としては、例えばＥＵＶ顕微鏡を用いることができる。
【００３５】
観察工程にて取得される位相欠陥の情報としては、多層膜にＥＵＶ光を照射して反射光を結像させた光学像から得られる情報であって、多層膜の厚み方向に対する位相欠陥の傾きを含む情報であればよく、多層膜の厚み方向に対する位相欠陥の傾きの他に、例えば、位相欠陥の大きさ、高さまたは深さ、位置等が挙げられる。
なお、多層膜の厚み方向に対する位相欠陥の傾きとは、多層膜の厚み方向に対して、基板表面の凹凸や基板表面または多層膜中の異物等から多層膜表面に向かって多層膜の構造の乱れが伝播されていく方向の傾きをいう。
位相欠陥の大きさとは、平面視における大きさをいう。
位相欠陥の高さとは、位相欠陥が凸欠陥である場合の凸部の高さをいう。例えば図３においては、位相欠陥１１の高さはｈで示される。また、位相欠陥の深さとは、位相欠陥が凹欠陥である場合の凹部の深さをいう。
【００３６】
また、位相欠陥を観察する際には、ＥＵＶ光で位相欠陥を観察することに加えて、ＡＦＭで位相欠陥を観察してもよい。位相欠陥が凸欠陥および凹欠陥のいずれであるのかを正確に判断することができるとともに、多層膜表面に存在する位相欠陥の大きさ、高さまたは深さ等を特定することができ、位相欠陥の情報を詳しく取得することができるからである。
【００３７】
２．修正工程
本発明における修正工程は、位相欠陥の情報に基づいて、位相欠陥を修正する工程である。
【００３８】
位相欠陥を修正する方法としては、一般的な位相欠陥の修正方法を適用することができ、例えば、吸収層を加工する方法、多層膜の位相欠陥が存在する領域を取り除き、正常な多層膜と置き換える方法等が挙げられる。
【００３９】
図４（ａ）〜（ｂ）は吸収層を加工する方法の一例を示す工程図であり、図４（ｂ）は図５のＢ−Ｂ線断面図である。吸収層を加工する方法においては、まず、図示しないが、位相欠陥の情報に基づいて、位相欠陥による光強度の低下を補正するために、吸収層の加工領域を特定し、次に、図４（ａ）〜（ｂ）および図５に例示するように、吸収層５の加工領域を除去する。
【００４０】
吸収層の加工領域を特定する際には、ＡＦＭで観察してもよい。位相欠陥が凸欠陥および凹欠陥のいずれであるのかを正確に判断し、位相欠陥の形状を特定することができるとともに、位相欠陥および吸収層のパターンの位置関係を特定することができるからである。
【００４１】
吸収層の加工領域を除去する方法としては、吸収層の加工領域を局所的に除去することができる方法であれば特に限定されるものではなく、一般的な吸収層の加工方法を適用することができる。例えば、吸収層にエネルギービームを照射してエッチングする方法、走査型プローブ顕微鏡の探針で吸収層を削る方法等が挙げられる。
【００４２】
吸収層にエネルギービームを照射する方法において、エネルギービームとしては、吸収層の加工領域のみを局所的にエッチングできるものであれば特に限定されるものではないが、集束イオンビームまたは電子ビームが好ましく用いられる。これらは、高度な微細加工が可能であり、微細な吸収層の加工領域にも対応できるからである。
この場合、吸収層にアシストガスを供給しながらエネルギービームを照射してもよい。エネルギービームのみを用いる場合に比較して、吸収層を良好にエッチングすることができるからである。集束イオンビームの場合、アシストガスを用いてもよく用いなくてもよい。一方、電子ビームの場合、アシストガスが必要である。
アシストガスとしては、吸収層をエッチングできるガスであれば特に限定されるものではなく、例えば、ＸｅＦ2、ヨウ素、ＳＦ6、ＣＦ4、ＮＯx等が挙げられる。
【００４３】
また、走査型プローブ顕微鏡の探針で吸収層を削る方法の場合、走査型プローブ顕微鏡の探針としては、特に限定されるものではなく、一般的に使用されている探針を用いることができ、例えばダイヤモンド探針等が挙げられる。
【００４４】
図６（ａ）〜（ｃ）は、多層膜の位相欠陥が存在する領域を取り除き、正常な多層膜と置き換える方法の一例を示す工程図である。この方法においては、まず、図６（ａ）〜（ｂ）に例示するように、位相欠陥１１の情報に基づいて、多層膜３の位相欠陥１１が存在する領域を所定の形状で除去し、図６（ｃ）に例示するように、同等の形状に切り取った正常な多層膜３ａと置き換える。
【００４５】
多層膜の位相欠陥が存在する領域を除去する方法としては、多層膜を局所的に除去することができる方法であれば特に限定されるものではなく、一般的な多層膜の加工方法を適用することができる。例えば、多層膜にエネルギービームを照射してエッチングする方法、走査型プローブ顕微鏡の探針で多層膜を削る方法等が挙げられる。
【００４６】
多層膜にエネルギービームを照射する方法において、エネルギービームとしては、多層膜の位相欠陥が存在する領域のみを局所的にエッチングできるものであれば特に限定されるものではないが、集束イオンビームまたは電子ビームが好ましく用いられる。これらは、高度な微細加工が可能であり、微細な領域にも対応できるからである。
この場合、多層膜にアシストガスを供給しながらエネルギービームを照射してもよい。
【００４７】
また、走査型プローブ顕微鏡の探針で多層膜を削る方法の場合、走査型プローブ顕微鏡の探針としては、特に限定されるものではなく、一般的に使用されている探針を用いることができる。
【００４８】
多層膜の位相欠陥が存在する領域を除去する際には、正常な多層膜を置き換えた時に置き換えた多層膜と周辺の多層膜との高さが合うように、多層膜を除去することが好ましい。多層膜を除去する深さを適正にするためには、多層膜の加工時に加工量と除去深さを確認することが好ましい。これは、多層膜の深さ方向の加工の進展は、加工装置や多層膜の材料等によって異なることがあり、設定した加工量と実際の加工量の間に誤差が生じるおそれがあるからである。
【００４９】
置き換えた多層膜と周辺の多層膜との高さが合うように、多層膜を除去するには、多層膜が除去された箇所の底部を加工することが好ましい。この際、多層膜が除去された箇所の底部が平坦になるように加工してもよく、多層膜が除去された箇所の底部に基準の深さの面が形成されるように加工してもよい。
多層膜が除去された箇所の底部に基準の深さの面を形成する場合、例えば、面方向に多層膜の除去深さを変化させながら基板が露出するまで加工を行い、基板が露出する多層膜の加工量を把握して、その加工量で多層膜を除去することにより、基準の深さの面を形成することができる。この際、少なくとも３点が基準の深さになれば、基準の深さの面を形成することができる。また、基準の深さの面以外の箇所は基準の深さよりも深く除去されていてもよい。少なくとも３点が基準の深さになれば、多層膜が除去された箇所の底部の深さが決まるので、少なくとも３点の基準の深さ以外の箇所は削り落としてもよい。図６（ａ）に例示するように多層膜３の位相欠陥１１が存在する領域では、正常な多層膜３と厚みが異なるため、加工量および除去深さを正確に確認することが困難であるが、図６（ｂ）に例示するように基準の深さよりも深く除去することができるので、位相欠陥を完全に除去することが可能である。
また、多層膜が除去された箇所の底部が平坦になるように加工する場合には、基板が露出するように多層膜を除去した後、露出した基板表面が平坦になるように加工してもよい。
【００５０】
また、多層膜の位相欠陥が存在する領域を除去する際には、多層膜上には吸収層がパターン状に形成されているので、吸収層の下に置き換えた多層膜と周辺の多層膜との境界が位置するように、多層膜を除去してもよい。これにより、置き換えた多層膜と周辺の多層膜との境界がパターン転写に及ぼす影響をなくすことができる。この場合、多層膜を除去する際に吸収層の一部も除去し、正常な多層膜に置き換えた後、再度吸収層を形成することで、吸収層の下に置き換えた多層膜と周辺の多層膜との境界を配置することができる。また、多層膜および吸収層の一部を除去した後、多層膜上に吸収層がパターン状に形成されたものに置き換えることで、吸収層の下に置き換えた多層膜と周辺の多層膜との境界を配置することもできる。
【００５１】
また、置き換えた多層膜と周辺の多層膜との境界がパターン転写に及ぼさないように、ＤＦＭ（Design for Manufacturing）技術を用いて、置き換えた多層膜と周辺の多層膜との境界の配置を適宜選択することもできる。
【００５２】
多層膜の位相欠陥が存在する領域を除去した後、正常な多層膜に置き換える方法としては、例えば、正常な多層膜を切り出し、切り出した多層膜の底部が平坦になるように加工し、多層膜が除去された箇所に設置する方法を用いることができる。
【００５３】
多層膜を切り出す際には、位相欠陥を有する反射型マスクから切り出してもよく、別のマスクブランクや反射型マスクから切り出してもよい。
また、置き換えた多層膜と周辺の多層膜との境界を吸収層の下に配置するために、多層膜上に吸収層がパターン状に形成されたものを切り出してもよい。
【００５４】
多層膜を切り出す方法および切り出した多層膜の底部の加工方法としては、例えば集束イオンビームを用いることができる。
【００５５】
多層膜が除去された箇所に正常な多層膜を設置する際には、置き換えた多層膜と周辺の多層膜との境界がパターン転写に影響を及ぼさないように小さな隙間となるように、また置き換えた多層膜と周辺の多層膜との高さが合うように、位置合わせを行うことが好ましい。
【００５６】
なお、多層膜の位相欠陥が存在する領域を取り除き、正常な多層膜と置き換える方法については、特開２０１０−３４１２９号公報を参照することができる。
【００５７】
中でも、位相欠陥を修正する方法としては、簡便な方法であることから、吸収層を加工する方法が好ましい。
【００５８】
３．反射型マスク
本発明における反射型マスクは、基板と、上記基板上に形成された多層膜と、上記多層膜上にパターン状に形成された吸収層と、上記多層膜の位相欠陥とを有するものである。
以下、反射型マスクにおける各構成について説明する。
【００５９】
（１）位相欠陥
本発明において、位相欠陥は、多層膜の構造が乱れたことに起因する欠陥であり、基板表面の凹凸、基板上に付着した異物、多層膜成膜時に多層膜内に巻き込まれた異物等により生じるものである。この位相欠陥は、反射型マスクの製造に用いられるマスクブランクが有している欠陥である。
【００６０】
本発明は、比較的小さな位相欠陥の修正に有効である。位相欠陥の大きさとしては、具体的に、半値全幅が１００ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１０ｎｍ〜９０ｎｍの範囲内である。また、位相欠陥の高さまたは深さは、具体的に、１０ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．１ｎｍ〜２ｎｍの範囲内である。
【００６１】
（２）多層膜
本発明における多層膜は、基板上に形成されるものであり、本発明の反射型マスクを用いたＥＵＶリソグラフィにおいて露光光であるＥＵＶ光を反射するものである。
【００６２】
多層膜の材料としては、一般的に反射型マスクの多層膜に使用されるものを用いることができ、中でも、ＥＵＶ光に対する反射率が極めて高い材料を用いることが好ましい。反射型マスク使用時においてコントラストを高めることができるからである。例えば、ＥＵＶ光を反射する多層膜としては、通常、Ｍｏ／Ｓｉの周期多層膜が用いられる。また、特定の波長域で高い反射率が得られる多層膜として、例えば、Ｒｕ／Ｓｉの周期多層膜、Ｍｏ／Ｂｅの周期多層膜、Ｍｏ化合物／Ｓｉ化合物の周期多層膜、Ｓｉ／Ｎｂの周期多層膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕの周期多層膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ／Ｍｏの周期多層膜、Ｓｉ／Ｒｕ／Ｍｏ／Ｒｕの周期多層膜等も用いることができる。
【００６３】
多層膜を構成する各層の膜厚や、各層の積層数としては、使用する材料に応じて異なるものであり、適宜調整される。例えば、Ｍｏ／Ｓｉの周期多層膜としては、数ｎｍ程度の厚さのＭｏ膜とＳｉ膜とが４０層〜６０層ずつ積層された多層膜を用いることができる。
【００６４】
多層膜の厚みとしては、例えば２８０ｎｍ〜４２０ｎｍ程度とすることができる。
多層膜の成膜方法としては、例えば、イオンビームスパッタ法やマグネトロンスパッタ法などが用いられる。
【００６５】
（３）吸収層
本発明における吸収層は、多層膜上にパターン状に形成されるものであり、本発明の反射型マスクを用いたＥＵＶリソグラフィにおいてＥＵＶ光を吸収するものである。
【００６６】
吸収層の材料としては、ＥＵＶ光を吸収可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば、Ｔａ、ＴａＮ、Ｔａを主成分とする材料、Ｃｒ、Ｃｒを主成分としＮ、Ｏ、Ｃから選ばれる少なくとも１つの成分を含有する材料等が用いられる。さらに、ＴａＳｉ、ＴａＳｉＮ、ＴａＧｅ、ＴａＧｅＮ、ＷＮ、ＴｉＮ等も使用可能である。
【００６７】
吸収層の成膜方法としては、例えば、マグネトロンスパッタ法、イオンビームスパッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法などが用いられる。
吸収層をパターン状に形成する方法としては、通常、フォトリソグラフィー法が用いられる。具体的には、多層膜が形成された基板上に吸収層を形成し、この吸収層上にレジスト層を形成し、レジスト層をパターニングし、レジストパターンをマスクとして吸収層をエッチングし、残存するレジストパターンを除去して、吸収層をパターン状に形成する。フォトリソグラフィー法としては、一般的な方法を用いることができる。
【００６８】
（４）キャッピング層
本発明においては、多層膜と吸収層との間にキャッピング層が形成されていてもよい。キャッピング層は、多層膜の酸化防止や、反射型マスクの洗浄時の保護のために設けられるものである。キャッピング層が形成されていることにより、多層膜の最表面がＳｉ膜やＭｏ膜である場合には、Ｓｉ膜やＭｏ膜が酸化されるのを防ぐことができる。Ｓｉ膜やＭｏ膜が酸化されると、多層膜の反射率が低下するおそれがある。
本発明において、多層膜上に後述のバッファ層が形成されている場合には、通常、多層膜上にキャッピング層およびバッファ層の順に積層される。
【００６９】
キャッピング層の材料としては、上記機能を発現するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ＳｉやＲｕ等が挙げられる。
また、キャッピング層の厚みとしては、例えば２ｎｍ〜１５ｎｍ程度とすることができる。
キャッピング層の成膜方法としては、スパッタリング法等を挙げることができる。
【００７０】
（５）バッファ層
本発明においては、多層膜と吸収層との間にバッファ層が形成されていてもよい。バッファ層は、下層の多層膜に損傷を与えるのを防止するために設けられるものである。バッファ層が形成されていることにより、吸収層をドライエッチング等の方法でパターンエッチングする際に、下層の多層膜がダメージを受けるのを防止することができる。
【００７１】
バッファ層の材料としては、耐エッチング性が高いものであればよく、通常、吸収層とエッチング特性の異なる材料、すなわち吸収層とのエッチング選択比が大きい材料が用いられる。バッファ層および吸収層のエッチング選択比は５以上であることが好ましく、より好ましくは１０以上、さらに好ましくは２０以上である。さらに、バッファ層の材料としては、低応力で、平滑性に優れた材料であることが好ましい。特にバッファ層の平滑性は、０．３ｎｍＲｍｓ以下であることが好ましい。このような観点から、バッファ層の材料は、微結晶またはアモルファス構造であることが好ましい。
このようなバッファ層の材料としては、例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｃｒ、ＣｒＮ等が挙げられる。
【００７２】
また、バッファ層の厚みとしては、例えば２ｎｍ〜２５ｎｍ程度とすることができる。
バッファ層の成膜方法としては、例えば、マグネトロンスパッタ法、イオンビームスパッタ法などが挙げられる。Ｃｒを用いる場合は、ＲＦマグネトロンスパッタ法によりＣｒターゲットを用いてＡｒガス雰囲気下で、多層膜上にＣｒを成膜するのが好ましい。
【００７３】
多層膜上にバッファ層が形成されている場合には、吸収層のパターニング後に、露出しているバッファ層を剥離してもよい。バッファ層の剥離方法としては、一般的なバッファ層の剥離方法を用いることができ、例えばドライエッチング等を挙げることができる。
【００７４】
（６）基板
本発明に用いられる基板としては、一般的に反射型マスクの基板に使用されるものを用いることができ、例えば、ガラス基板や金属基板を使用することができる。中でも、ガラス基板が好ましく用いられる。ガラス基板は、良好な平滑性および平坦度が得られるので、特に反射型マスク用基板として好適である。ガラス基板の材料としては、例えば、石英ガラス、低熱膨張係数を有するアモルファスガラス（例えばＳｉＯ２−ＴｉＯ２系ガラス等）、β石英固溶体を析出した結晶化ガラス等が挙げられる。また、金属基板の材料としては、例えば、シリコン、Ｆｅ−Ｎｉ系のインバー合金等が挙げられる。なお、低熱膨張係数を有するアモルファスガラスについては、特開２０１０−１３５７３２号公報を参照することができる。
【００７５】
基板は、反射型マスクの高反射率および転写精度を得るために、平滑性が０．２ｎｍＲｍｓ以下であることが好ましく、また平坦度が１００ｎｍ以下であることが好ましい。なお、平滑性を示す単位Ｒｍｓは、二乗平均平方根粗さであり、原子間力顕微鏡を用いて測定することができる。また、平坦度は、ＴＩＲ(Total Indicated Reading)で示される表面の反り（変形量）を示す値である。この値は、基板表面を元に最小二乗法で定められる平面を焦平面としたとき、この焦平面より上にある基板表面の最も高い位置と、焦平面より下にある最も低い位置の高低差の絶対値である。また、上記平滑性は１０μｍ角エリアでの平滑性であり、上記平坦度は１４２ｍｍ角エリアでの平坦度である。
また、基板の厚みとしては、例えば６ｍｍ〜７ｍｍ程度とすることができる。
【００７６】
（７）導電膜
本発明においては、基板の多層膜および吸収層が形成されている面の反対面に導電膜が形成されていてもよい。導電膜は、反射型マスクを露光装置の静電チャックに吸着させるために設けられるものである。このような導電膜を有することにより、露光時に反射型マスクを容易、かつ、強固に露光装置に固定することが可能となり、パターン転写精度および製造効率を向上させることができる。
【００７７】
導電膜の材料としては、一般的に反射型マスクの導電膜に用いられるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、導電性を示すＣｒ、ＣｒＮ等の金属または金属化合物が用いられる。
また、導電膜の厚みとしては、例えば３０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度とすることができる。
【００７８】
導電膜の成膜方法としては、スパッタリング法等を挙げることができる。また、導電膜をパターン状に形成する場合、その形成方法としては、マスクを介したスパッタリング法やフォトリソグラフィー法等を用いることができる。
【００７９】
Ｂ．反射型マスクの製造方法
次に、本発明の反射型マスクの製造方法について説明する。
本発明の反射型マスクの製造方法は、上述の反射型マスクの欠陥修正方法を行うことにより、反射型マスクの位相欠陥を修正する位相欠陥修正工程を有することを特徴とする。
【００８０】
本発明においては、上述の反射型マスクの欠陥修正方法を行うので、精度良く位相欠陥を修正することが可能である。また、位相欠陥を有するマスクブランクを用いた場合や、反射型マスクの作製後に位相欠陥を検出した場合であっても、位相欠陥の修正が可能であり、歩留りを向上させることができる。
【００８１】
本発明の反射型マスクの製造方法は、反射型マスクを製造する反射型マスク製造工程と、位相欠陥修正工程とを有する。
なお、反射型マスク製造工程において、反射型マスクを構成する各層を形成する方法については、上記「Ａ．反射型マスクの欠陥修正方法  ３．反射型マスク」の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
また、位相欠陥修正工程において、反射型マスクの欠陥修正方法については、上記「Ａ．反射型マスクの欠陥修正方法」の項に詳しく記載したので、ここでの説明は省略する。
【００８２】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００８３】
以下に実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。
【００８４】
［実施例１］
本発明の効果をシミュレーションにより詳しく検証した。シミュレータは、Panoramic Technology社製EM-Suiteを使用した。またシミュレーションは、実際の反射型マスクの構造およびＥＵＶ露光装置の光学系をモデルに実施し、露光装置でマスクパターンを転写した時の投影像を算出することで効果を検証した。
【００８５】
反射型マスクの構造は、図１および図２に示すように、酸化珪素からなる基板２上に、モリブデンおよび珪素（膜厚２．８ｎｍ／４．２ｎｍ）の４０対からなる多層膜３と、ルテニウムからなるキャッピング層４（膜厚２．５ｎｍ）とが順に積層され、キャッピング層４上に、線幅２２５ｎｍのラインアンドスペースパターンの吸収層５（膜厚６６ｎｍ）が形成された構造とした。さらに、多層膜３の積層構造が乱れた、いわゆる位相欠陥１１（半値幅１００ｎｍ、高さ３ｎｍ）を吸収層が形成されていないスペース部に配置した。この位相欠陥１１は、基板２表面に対して非垂直方向に形成されており、多層膜の厚み方向に対して傾いて形成されているものとした。
【００８６】
転写条件は、キヤノン（株）社製ＥＵＶ露光装置ＳＦＥＴ（Small Field Exposure Tool）の光学系に設定し、ＮＡ＝０．３、σ＝０．３／０．７（inner/outer）とした。転写寸法は、露光装置でマスクパターンを転写した時の投影像から寸法を算出した。
【００８７】
ＥＵＶ顕微鏡を用いて位相欠陥を観察し、光学像から、多層膜の厚み方向に対する位相欠陥の傾きを含む位相欠陥の情報を取得し、この位相欠陥の情報に基づいて、位相欠陥の転写パターンへの影響を見積もった。そして、位相欠陥の転写パターンへの影響を減少させるよう、図４（ａ）〜（ｂ）および図５に例示するように吸収層５の加工を行った。
図７に示すように、露光装置でマスクパターンを転写した投影像２０は、暗部２１および明部２２を有しており、修正箇所では正常パターンと同等な投影像が得られ、修正箇所の転写寸法は線幅４５ｎｍであった。
【００８８】
［比較例１］
反射型マスクおよび転写条件は実施例１と同様とした。
【００８９】
原子間力顕微鏡で多層膜の表面形状を観察し、図８に示すような基板２表面に対して垂直方向に形成された位相欠陥１１のモデルを用いて、位相欠陥の形状を特定した。この位相欠陥の形状に基づいて、位相欠陥の転写パターンへの影響を減少させるよう、図９に例示するように吸収層５の加工を行った。
図１０に示すように、露光装置でマスクパターンを転写した投影像２０は、暗部２１および明部２２を有しており、位相欠陥が基板表面に対して非垂直方向に形成されていることによる影響を受けた凸部２３が確認された。この時、転写寸法は、正常なスペース部が線幅４５ｎｍであるのに対し、凸部２３が形成された箇所は幅１５ｎｍであった。
【符号の説明】
【００９０】
１  …  反射型マスク
２  …  基板
３  …  多層膜
４  …  キャッピング層
５  …  吸収層
１０  …  凸部
１１  …  位相欠陥
１５  …  ＥＵＶ光
ｄ  …  多層膜の厚み方向
【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】
0005874299.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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