(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露光光を反射する多層反射膜と、
前記多層反射膜の上に形成され、前記多層反射膜を保護する保護膜と、
前記保護膜の上に形成され、露光光を吸収する光吸収膜と、
前記基板の、前記多層反射膜が形成された面の反対面上に形成された導電膜とを備えるマスクブランクであって、
前記導電膜は、微細構造パターンにより露光光の反射を抑制するモスアイ構造体を有する、マスクブランク。
【請求項２】
前記モスアイ構造体において、互いに隣接する凹凸パターンの頂点の間隔が一定である、請求項１に記載のマスクブランク。
【請求項３】
前記モスアイ構造体において、互いに隣接する凹凸パターンの頂点の間隔が不揃いである、請求項１に記載のマスクブランク。
【請求項４】
前記モスアイ構造体において、互いに隣接する凹凸パターンの頂点の間隔が１００ｎｍ以上１５０ｎｍ未満である、請求項１〜３のいずれかに記載のマスクブランク。
【請求項５】
前記モスアイ構造体の凹凸パターンにおいて、アスペクト比が１以上である、請求項１〜４のいずれかに記載のマスクブランク。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか記載のマスクブランクに、前記光吸収膜に形成された回路パターン領域と、前記回路パターン領域の外部に設けられた、前記回路パターン領域に位置する光吸収膜よりも、露光光の反射率が低い遮光領域とを備えることによって形成された、反射型マスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型マスク及びその作製方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、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。すでに、フォトリソグラフィ技術の微細化への対応の一環として、リソグラフィの露光方式においては、露光波長が１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー光を用いた露光から、１３．５ｎｍ近傍の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リソグラフィにおける、従来のＥＵＶ露光用マスク（ＥＵＶマスク）は、ＥＵＶ領域の光に対して、ほとんどの物質が高い吸収性を持つ。このため、ＥＵＶマスクの露光方式は、従来マスクの透過型露光ではなく、反射型露光を用いる。また、ＥＵＶマスクの構造・材料については、ガラス基板上にモリブデン（Ｍｏ）層及びシリコン（Ｓｉ）層を交互に積層した多層反射膜と、その上にパターン形成されたタンタル（Ｔａ）を主成分とした光吸収膜とから形成されている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、ＥＵＶ光は上述のとおり、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る。このため、ＥＵＶマスクは、マスクへ６度程度光軸を傾けた状態で光を入射させ、その反射光をウェハに導く手法が採用されている。
【０００５】
この手法では、光軸が傾斜することから、マスクパターンに対する光の入射方向に依存して、ウェハ上におけるマスク転写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、この射影効果の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光吸収膜の膜厚を薄膜化する提案がなされている
【０００６】
この光吸収膜の薄膜化の手法では、ＥＵＶ光を吸収するのに必要な光の減衰量が不足するため、ウェハへの反射光が増加し、ウェハ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。また、ウェハでは、チップを多面付けで露光するために、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、アウトオブバンド（Ｏｕｔ  ｏｆ  Ｂａｎｄ）と呼ばれる真空紫外線から近赤外線領域にかけての波長を放射することが知られている。これらの波長の光は、本来不要なものであるが、ウェハ上に塗布されたレジストを感光させてしまう問題がある。
【０００７】
一方、光学材料の表面における反射の抑制は、光学材料を用いる幅広い分野において切望されている。光がある物質から他の物質に入射した場合、この２つの物質間に屈折率の差があると、入射した光の一部が反射する。このとき、この反射は２つの物質間の屈折率の差が大きいほど大きくなる。反射を抑制するための物質の表面加工手法として、入射光の波長よりも短い微細構造パターンをもった構造体（モスアイ（蛾の目）構造体）を材料表面に形成する手法が知られている（非特許文献１参照）。
【０００８】
例えば、空気側からある物質中に光が入射する際、物質表面に入射した光に対応する微細構造パターンを形成すると、反射率が低下する。このとき、微細構造パターンを、先のとがった錐形（円錐、四角錘、多角錘など）の形状にすると、空気と物質間との屈折率が緩やかに変化するようになり、反射率はさらに低下し、また、反射率の低い光の波長帯域の広帯域化、高視野角化が得られることが知られている（特許文献２参照）。
【０００９】
一般に、空気側からの可視光の反射を抑制するモスアイ構造体には１００〜２００ｎｍ程度の微細構造パターンが要求される。この様な微細構造パターンの形成には、これに対応する微細構造パターンの形成技術が必要である。
【００１０】
上述したモスアイ構造体の製造方法として、ピラー形状からエッチング工程を行うことにより、モスアイ構造体を製造する方法などが提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−２７３６５１号公報
【特許文献２】特開２００６−０３８９２８号公報
【特許文献３】特開２００５−１３２６７９号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】“Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｌｅｎｓ  Ｒｅｆｌｅｘｉｏｎ  ｂｙ  ｔｈｅ  “Ｍｏｔｈ  Ｅｙｅ”  Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，”  Ｐ．Ｂ．ＣＬＡＰＨＡＭ  ＆  Ｍ．Ｃ．ＨＵＴＬＥＹ，  Ｎａｔｕｒｅ，  ｖｏｌ．２４４，  ｐｐ．２８１−２８２，  （１９７３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前述の実情を鑑みて、本発明は、ウェハ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及びアウトオブバンドの反射を除去した反射型マスク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】
上記課題を解決する為に、本発明は、基板と、前記基板上に形成された露光光を反射する多層反射膜と、多層反射膜の上に形成され、多層反射膜を保護する保護膜と、保護膜の上に形成され、露光光を吸収する光吸収膜と、基板の、多層反射膜が形成された面の反対面上に形成された導電膜とを備えるマスクブランクであって、導電膜は、微細構造パターンにより露光光の反射を抑制するモスアイ構造体を有する、マスクブランクである。
【００１５】
また、モスアイ構造体において、互いに隣接する凹凸パターンの頂点の間隔が一定であることが好ましい。
【００１６】
あるいは、モスアイ構造体において、互いに隣接する凹凸パターンの頂点の間隔が不揃いであることが好ましい。
【００１７】
また、モスアイ構造体において、互いに隣接する凹凸パターンの頂点の間隔が１００ｎｍ以上１５０ｎｍ未満であることが好ましい。
【００１８】
また、モスアイ構造体の凹凸パターンにおいて、アスペクト比が１以上であることが好ましい。
【００１９】
また、本発明は、反射型マスクであって、上述のマスクブランクに、光吸収膜に形成された回路パターン領域と、回路パターン領域の外部に設けられた、回路パターン領域に位置する光吸収膜よりも、露光光の反射率が低い遮光領域とを備えることによって形成された、反射型マスクである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、回路パターン周辺部分に、光吸収膜と保護膜と多層反射膜とを選択的に除去した枠状の領域を形成し、反対面上の導電膜をモスアイ構造にすることにより、ＥＵＶ及びアウトオブバンドの反射を除去することができる。これにより、ウェハ上にあるチップの境界領域における多重露光を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例の反射型マスクブランクに係る断面図。
【図２】本発明の実施例の反射型マスクの製造方法に係る工程図。
【図３】本発明の実施例の反射型マスクブランクの製造方法に係る各工程での断面図。
【図４】本発明の実施例の描画パターンを説明する平面図。
【図５】本発明の実施例の反射型マスクを説明する平面図。
【図６】本発明の実施例の反射型マスクの製造方法に係る各工程での断面図。
【図７】本発明の実施例の反射型マスクの製造方法に係る各工程での断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の反射型マスクブランクについて、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ブランク１０の断面図である。本発明の反射型マスクブランク１０は、ガラス基板１１の片面がモスアイ構造となっており、モスアイ構造面に導電膜１５として、金属クロム（Ｃｒ）が層状に形成されている。一方、ガラス基板１１の、導電膜１５と反対方向の面には、シリコン（Ｓｉ）とモリブデン（Ｍｏ）が交互に積層された多層反射膜１２、ルテニウム（Ｒｕ）からなる保護膜１３、タンタル（Ｔａ）を主成分とした光吸収膜１４が、この順に層状に形成されている。
【００２９】
基板１１の材料としては、後述する凹凸パターンを形成する工程において、用いる微細パターン形成方法における加工特性を備えている材料が望ましい。例えば、公知のリソグラフィ技術及び公知のエッチング技術を用いて凹凸パターンを形成する場合、石英ガラスが望ましい。
【００３０】
凹凸パターンは、基板上に設けられたパターンであり、段差を有するものであれば良く、その形状、配列はモスアイ構造体として機能するパターンであれば良い。例えば、ドットパターンの配列が良い。
【００３１】
凹凸パターンの形成方法としては、所望する微細構造パターンに併せて、適宜公知のパターニング方法を選択して良い。例えば、公知の微細機械加工方法、レーザ加工方法などを用いても良い。特に、精度良く凹凸パターンを形成できる点で、公知のリソグラフィ技術および公知のエッチング技術を用いることが好ましい。
【００３２】
凹凸パターンの詳細な製造方法を図２および図３に示す。ここで、図２は工程ステップを示し、図３は各工程での加工状態の断面図を示す。
【００３３】
まず、基板１１を用意し、基板１１の片面全体をモスアイ構造にし、導電膜１５を形成する。また、基板１１の、導電膜１５と反対方向の面には、多層反射膜１２、保護膜１３、光吸収膜１４を形成する。つまり、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２０を基板１１の片面に塗布（Ｓ１）し、ドットパターンの配列上に露光または電子線で描画する（Ｓ２）。その後、アルカリ溶液などで現像（Ｓ３）を行い、これにより形成したレジスト２０のパターンをマスクして、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２０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。レジスト２０の剥離後も、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を行うことにより、パターン凸部を先鋭化させ、パターン凹部の深さをより深くすることで、モスアイ構造を形成する（Ｓ６）。その後、必要に応じて、酸・アルカリ活性剤による洗浄処理と、遠心力を利用したスピン乾燥（Ｓ７）を行う。以上の工程により形成したモスアイ構造の基板１１表面に金属クロムを積層させることにより導電膜１５が形成される。さらに、反対側に多層反射膜１２、保護膜１３、光吸収膜１４を積層することにより、本発明のマスクブランク１０が完成する。
【００３４】
また、凹凸パターンの間隔は、反射を抑制する光の波長に対応して、決定することが好ましい。除去すべきアウトオブバンドの波長は、１５０ｎｍ〜３００ｎｍ程度であり、これはウェハ上のレジストが感光する波長に相当する。つまり、隣接する凹凸パターンの頂点の間隔は、１００ｎｍ以上１５０ｎｍ未満が望ましい。また、間隔がこの範囲内で、適度に分散していれば、不揃いであってもよい。これにより、微細構造パターンの間隔の幅に変化をもたせることができ、微細構造パターンの間隔に対応する波長帯域において、その波長帯域の光の反射を抑制することができる。
【００３５】
さらに、モスアイ構造体のアスペクト比が１．０以上あれば、反射防止に十分な効果を発揮し、１．５以上であるとなお良い。
【００３６】
上述の凹凸パターン設計事項を実現するためには、まず、レジストコート工程（図３、Ｓ１）において、レジスト２０のコート膜厚を１００ｎｍ程度にすることが望ましい。電子線描画後のレジスト現像の際に、レジスト抜け不良やレジストパターン倒れを防止するためである。描画工程（図３、Ｓ２）においては、基板１１片面におけるレジスト２０上において、少なくとも遮光枠領域Ｂを含めた範囲に対して、図４に示すような格子状に配列されたドットパターンの電子線描画を行う。凹凸パターンの頂点の間隔を１００ｎｍ以上１５０ｎｍ未満にするためには、描画パターン上のドットのピッチ間隔Ｃが２００ｎｍ以上３００ｎｍ未満の正方形を組み合わせればよい。
【００３７】
また、前述のモスアイ構造体のアスペクト比を少なくとも１．０以上にするためには、レジスト２０の現像後のエッチング（図３、Ｓ４）における開口部の掘り込み深さをアスペクト比１．０以上、つまり、１５０ｎｍ以上にすることが好ましい。
【００３８】
以下、本発明の反射型マスクについて、図面を参照しながら説明する。図３は、図１で示した反射型マスクブランク１０を用いた露光用反射マスク１００であって、図５（ａ）はそのマスク１００の平面図、図５（ｂ）はそのマスク１００の断面図である。図５（ａ）、（ｂ）が、示すように回路パターンＡの領域の外側に位置して、光吸収膜１４、保護膜１３、多層反射膜１２、基板１１の一部に渡り遮光枠領域Ｂを形成した構造である。
【００３９】
次に、本マスクの製造方法を図２、図６および図７に示す。ここで、図２は工程ステップを示し、図６、図７は各工程での加工状態の断面図を示す。
【００４０】
まず、図１の反射型マスクブランク１０を用意し、光吸収膜１４に回路パターンＡと遮光枠領域Ｂを形成する。つまり、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２０を光吸収膜１４に塗布（Ｓ１０）し、所定の回路パターン１４と遮光枠領域Ｂを描画する（Ｓ１１）、その後、アルカリ溶液などで現像（Ｓ１２）を行い、これにより形成したレジスト２０のパターンをマスクして、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（Ｓ１３）を行い、不要なレジスト２０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する。その後、必要に応じて、酸・アルカリ活性剤による洗浄処理と、遠心力を利用したスピン乾燥（Ｓ１４）を行う。以上の工程により回路パターンＡと遮光枠領域Ｂが形成される。
【００４１】
次に、遮光枠領域Ｂの保護膜１３と多層反射膜１２の部分を形成する。まず、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２０を塗布する（Ｓ１５）。この後、遮光領域Ｂを露光または電子線で描画する（Ｓ１６）。Ｓ１２〜Ｓ１４と同様、現像（Ｓ１７）、エッチング（Ｓ１８）、レジストの除去、洗浄、乾燥（Ｓ１９）を行うことにより、領域Ｂが完成する。エッチング工程（Ｓ１８）では、まず、保護膜１３の除去にフッ素系プラズマガスを用い、多層反射膜１２は保護膜１３と同じくフッ素系ガスプラズマもしくは塩素系ガスプラズマを交互に用いる方法で行い、遮光枠領域Ｂを形成する。
【００４２】
以上の工程により反射型マスク１００が完成する。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、反射型露光用マスク等に有用である。
【符号の説明】
【００４４】
１０    反射型マスクブランク
１１    基板
１２    多層反射膜
１３    保護膜
１４    光吸収膜
１５    導電膜
２０    レジスト（パターン）
１００    反射型マスク
Ａ    回路パターン領域
Ｂ    遮光枠領域
Ｃ    パターンピッチ
【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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