(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光光を反射する反射パターン、露光光を吸収する吸収パターン、および露光光を減衰する減光パターンが基板表面に配置された反射型マスクであって、
減光パターンの最小線幅をＤ、吸収パターンの最小線幅をＬとして、Ｄ≧Ｌの関係を満たすことを特徴とする反射型マスク。
【請求項２】
露光光を反射する反射パターン、露光光を吸収する吸収パターン、および露光光を減衰する減光パターンが基板表面に配置された反射型マスクであって、
減光パターンの最小線幅をＤ、吸収パターンの最小線幅をＬ、マスクパターン検査に使用される検査光に対する反射パターンの反射率をＲｍ、該検査光に対する減光パターンの反射率をＲｇとして、Ｄ≧Ｌ（Ｒｍ／Ｒｇ）の関係を満たすことを特徴とする反射型マスク。
【請求項３】
露光光は、ＥＵＶ光を含むことを特徴とする請求項１または２記載の反射型マスク。
【請求項４】
露光光を反射する反射パターン、露光光を吸収する吸収パターン、および露光光を減衰する減光パターンが基板表面に配置された反射型マスクの製造方法であって、
吸収パターンと減光パターンの間の最小間隔をＳ、吸収パターンの最小線幅をＬとして、該吸収パターンに関して片側Ｓ＋Ｌ／２だけ膨張した図形を生成する工程と、
膨張した図形が重なった部分を一体化する工程と、
一体化した図形に関して片側Ｌ／２だけ収縮した図形を生成し、最小線幅Ｌの減光パターンを作成する工程と、を含むことを特徴とする反射型マスクの製造方法。
【請求項５】
露光光を反射する反射パターン、露光光を吸収する吸収パターン、および露光光を減衰する減光パターンが基板表面に配置された反射型マスクの製造方法であって、
吸収パターンと減光パターンの間の最小間隔をＳ、吸収パターンの最小線幅をＬ、マスクパターン検査に使用される検査光に対する反射パターンの反射率をＲｍ、該検査光に対する減光パターンの反射率をＲｇとして、該吸収パターンに関して片側Ｓ＋Ｌ（Ｒｍ／Ｒｇ）だけ膨張した図形を生成する工程と、
膨張した図形が重なった部分を一体化する工程と、
一体化した図形に関して片側Ｌ（Ｒｍ／Ｒｇ）だけ収縮した図形を生成し、最小線幅Ｌ（Ｒｍ／Ｒｇ）の減光パターンを作成する工程と、を含む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、例えば、ＥＵＶ（極端紫外: Extreme Ultra Violet）リソグラフィなどに好適であり、フレアの影響を配慮した反射型マスクおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置の製造工程に用いられるリソグラフィ技術としては、波長３６５ｎｍのｉ線リソグラフィ、２４８ｎｍのＫｒＦリソグラフィ、１９３ｎｍのＡｒＦリソグラフィなど光リソグラフィが用いられてきた。最近では、ＡｒＦリソグラフィでも解像度の要求を満たさなくなってきたことから、より解像度の出る液浸リソグラフィが盛んに検討されている。しかしながら、この液浸リソグラフィでもハーフピッチで４５ｎｍの解像が限界となる。そこで、波長１３．５ｎｍのＥＵＶがハーフピッチ３２ｎｍのリソグラフィ技術として盛んに検討されている。
【０００３】
ＥＵＶリソグラフィの課題の一つとして、レンズフレアの問題がある。ＥＵＶリソグラフィでは、露光波長が１３．５ｎｍと極めて短い。光吸収と屈折率の関係から、屈折レンズ系ではなく反射レンズ系を用いて投影露光している。多層膜ミラーで構成されている反射レンズのごく微細な表面ラフネスの影響で露光光が散乱され、迷光であるフレアを発生する。このフレアのため、パターン周辺の開口比率に応じて露光カブリが生じパターン寸法が変化する。これがレンズフレアの問題である。レジストやレンズのラフネスに依存するが、開口比率が１％上昇するごとに０．７ｎｍの寸法変化が生じることがある。
【０００４】
対象寸法が３２ｎｍレベルであるため、様々なパターンが様々な密度で並存するＬＳＩの製造、特にパターンの種類が多いＳｏＣ(System on Chip)などのロジックＬＳＩの製造では、このレンズフレアは大きな問題になっている。なお、ＥＵＶリソグラフィではレンズのみならずマスクも同じ理由で反射型マスクとなっている。
【０００５】
このレンズフレアの問題を解決するために、フィールド領域の一部にＥＵＶ光を減光する薄膜を形成する、いわゆるグレートーンマスク法が提案されている（例えば、下記特許文献１）。その代表的なマスクの要部断面構造を図３に示す。
【０００６】
図３において、反射型マスクは、石英などの低熱膨張材料からなる基板１と、基板１の上に形成された多層反射膜２と、多層反射膜２の上に形成されたバッファ層３と、バッファ層３の上にパターン形成された減光膜４と、減光膜４の上にパターン形成された吸収体パターン６などで構成される。バッファ層３を介して多層反射膜２が露出した部分が、ＥＵＶ光を反射するフィールド部５として機能し、吸収体パターン６に接するように配置される。
【０００７】
多層反射膜２は、例えば、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜からなり、ＥＵＶ光を反射する機能を有する。吸収体パターン６は、例えば、ＴａＢＮからなり、ＥＵＶ光を吸収する機能を有する。減光膜４は、例えば、ＳｉＯ２膜、Ｃｒ膜、ＣｒＮ膜などからなり、ＥＵＶ光をある程度減衰させる機能を有するものであり、例えば、ＥＵＶ光の減光量が約７０％となるように設けられる。バッファ層３は、例えば、Ｓｉからなり、コンタミ（汚染）防止および製造上の都合で設けるものであり、省略しても構わない。
【０００８】
マスク露光領域の中で、吸収体パターン６が形成されたパターン部以外の場所が、フィールド部として定義される。グレートーンマスクでは、フィールド部５のうち、吸収体パターン６に近接した場所で通常の反射面が露出しており、吸収体パターン６から一定距離以上離れた場所に減光膜４４が形成されている。
【０００９】
減光膜が無い反射型マスクでは、パターン近傍部より一定以上離れたフィールド部からのＥＵＶ反射光の強度が、パターン解像に必要なレベル以上に高くなる。こうした必要以上に高い強度のＥＵＶ反射光はフレア源となって、パターン解像性やパターン転写寸法精度を低下させる要因になる。
【００１０】
そこで、グレートーンマスク法では、吸収体パターン６からある程度離れた場所に減光膜４を配置して、高い強度のＥＵＶ反射光を減光膜４で減衰させることにより、フレアの影響を低減している。
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−１３４９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、従来のグレートーンマスク法では、減光膜のパターン形状に関して何ら配慮していないため、マスクパターン検査の際、誤った判定を出す事例が発生している。
【００１３】
図４（ａ）〜図４（ｄ）は、反射型マスクのパターン例を示すレイアウト図であり、それぞれ２つの吸収パターン１０の間隔が異なっている。露光光を吸収する吸収パターン１０を取り囲むように、露光光を反射する反射パターン１１が配置されている。さらに、吸収パターン１０から一定以上離れた場所に、露光光を減衰する減光パターン１２が配置されている。
【００１４】
図４（ａ）では、吸収パターン１０同士の間隔が小さいため、両者間に減光パターン１２が存在していない。図４（ｂ）〜図４（ｄ）では、吸収パターン１０同士の間隔が大きいため、両者間に減光パターン１２が存在している。特に、図４（ｂ）では、減光パターン１２が微細になり過ぎている。減光パターン１２の線幅１１２が吸収パターン１０の最小線幅１０１より小さい場合、マスクパターン検査の際、擬似欠陥として判定されてしまい、マスク欠陥検出感度が低下するという問題が生ずる。
【００１５】
本発明の目的は、露光時のフレアの影響を低減しつつ、マスクパターン検査の際に欠陥検出感度の低下を防止できる反射型マスクおよびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一実施例によれば、反射型マスクの基板表面には、反射パターン、吸収パターン、および減光パターンが配置され、減光パターンの最小線幅をＤ、吸収パターンの最小線幅をＬとして、Ｄ≧Ｌの関係を満たしている。
【００１７】
本発明の他の実施例によれば、減光パターンの最小線幅をＤ、吸収パターンの最小線幅をＬ、マスクパターン検査に使用される検査光に対する反射パターンの反射率をＲｍ、該検査光に対する減光パターンの反射率をＲｇとして、Ｄ≧Ｌ（Ｒｍ／Ｒｇ）の関係を満たしている。
【００１８】
露光光はＥＵＶ光を含み、反射型マスクはＥＵＶリソグラフィに使用することが好ましい。
【００１９】
また、本発明の他の実施例によれば、吸収パターンを予め定めた量だけ膨張(broaden)した図形を生成し、膨張した図形が重なった部分を一体化し、一体化した図形を予め定めた量だけ収縮(lessen)した図形を生成して、減光パターンを作成している。
【発明の効果】
【００２０】
この実施例によれば、減光パターンの採用により露光時のフレアの影響を低減しつつ、減光パターンの最小線幅を最適化することによって、マスクパターン検査の際に欠陥検出感度の低下を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図中、同一または相当する部分には同一の符号を付してその説明を簡略化ないし省略することがある。
【００２２】
実施の形態１．
図１（ａ）〜図１（ｄ）は、本実施形態に係る反射型マスクのパターン例を示すレイアウト図であり、それぞれ２つの吸収パターン１０の間隔が異なっている。図４（ｂ）〜図４（ｄ）と同様に、露光光（例えば、ＥＵＶ光）を吸収する吸収パターン１０を取り囲むように、露光光を反射する反射パターン１１が配置されている。さらに、吸収パターン１０から一定以上離れた場所に、露光光を減衰する減光パターン１２が配置されており、グレートーンマスクを構成している。
【００２３】
図１（ａ）では、吸収パターン１０同士の間隔が小さいため、両者間に減光パターン１２が存在していない。
【００２４】
図１（ｂ）では、吸収パターン１０同士の間隔が図１（ａ）より大きいため、図４（ｂ）と同様に減光パターン１２が介在する余地がある。しかし、減光パターン１２が微細になり過ぎて、マスクパターン検査の際に誤判定をもたらすため、減光パターン１２を省略している。
【００２５】
図１（ｃ）および図１（ｄ）では、吸収パターン１０同士の間隔が図１（ｂ）より大きい。このとき減光パターン１２を介在させた場合、減光パターンの線幅１０２が吸収パターンの線幅１０１より大きくなるため、マスクパターン検査時の誤判定を防止できる。こうした誤判定を防止するには、一般には、減光パターンの最小線幅をＤ、吸収パターンの最小線幅をＬとして、Ｄ≧Ｌの関係を満たすことが好ましい。
【００２６】
次に、本実施形態に係る反射型マスクの製造方法について、図５に示すパターンレイアウトを例として説明する。図５（ａ）〜図５（ｄ）で例示したパターンレイアウトは、それぞれ２つの吸収パターン１０の間隔が異なっている。
【００２７】
最初に、図５（ａ）に示すように、吸収パターン１０の最小線幅１０１をＬ、吸収パターン１０と減光パターン１２の間の所定の最小間隔１２１をＳとしたとき、吸収パターン１０を片側の幅でＳ＋Ｌ／２だけ膨張(broaden)したパターン図形２０２を生成する。図５（ｂ）〜図５（ｄ）に示す吸収パターン１０についても同様な膨張処理を施す。その結果、図６（ａ）〜図６（ｄ）に示すように、各吸収パターン１０についての膨張パターン図形２０２，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄ，２０２ｅ，２０２ｆ，２０２ｇ，２０２ｈが得られる。
【００２８】
次に、膨張パターン図形のうち互いに重なり合う図形、即ち、図形２０２と図形２０２ｂ、図形２０２ｃと図形２０２ｄ、図形２０２ｅと図形２０２ｆ、図形２０２ｇと図形２０２ｈをそれぞれマージ処理して一体化し、図７（ａ）〜図７（ｄ）に示すように、中間図形２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄ，２０３ｅを生成する。
【００２９】
最後に、図８（ａ）〜図８（ｄ）に示すように、一体化した中間図形２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄ，２０３ｅを片側Ｌ／２だけ収縮(lessen)した図形を生成する。こうして得られた収縮パターン図形２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ，２０４ｄ，２０４ｅを反射パターン（そのパターンの外側は減光パターン）として採用する。
【００３０】
こうしたパターン膨張／収縮処理により、得られた減光パターンのうち最も狭い減光パターンの線幅１０４はＬとなり、それより小さい線幅を有する減光パターンは、図８（ａ）〜図８（ｃ）に示すように生成されなくなる。一方、吸収パターンと減光パターンの間の最小間隔１２１は、所定の値Ｓに維持されている。
【００３１】
本マスクを用いてＥＵＶ露光を行ったところ、フレアの影響は軽減されて解像不良は発生しなかった。なお、吸収パターン間隔が２Ｓ＋Ｌ以下の部分では、その間に減光パターンが存在しなくなり、多層膜による反射面のエリアが増加することになるが、フレア量の増加は僅かに過ぎず、解像性への影響は極めて少ない。一方、減光パターンの最小線幅が吸収パターンの最小線幅より大きくなるため、マスクパターン検査時の誤判定を防止でき、欠陥検出感度の低下を防止できる。その結果、マスク欠陥の誤判定に起因した歩留まり低下を防止することができる。
【００３２】
実施の形態２．
図２（ａ）〜図２（ｄ）は、本実施形態に係る反射型マスクのパターン例を示すレイアウト図であり、それぞれ２つの吸収パターン１０の間隔が異なっている。図１（ａ）〜図１（ｄ）と同様に、露光光（例えば、ＥＵＶ光）を吸収する吸収パターン１０を取り囲むように、露光光を反射する反射パターン１１が配置されている。さらに、吸収パターン１０から一定以上離れた場所に、露光光を減衰する減光パターン１２が配置されており、グレートーンマスクを構成している。
【００３３】
本実施形態では、マスクパターン検査に使用する検査光に対する反射率が異なる点を考慮して、減光パターンの線幅１０３を最適化している。一般には、減光パターンの最小線幅をＤ、吸収パターンの最小線幅をＬ、マスクパターン検査に使用される検査光に対する反射パターンの反射率をＲｍ、該検査光に対する減光パターンの反射率をＲｇとして、Ｄ≧Ｌ（Ｒｍ／Ｒｇ）の関係を満たすことが好ましい。なお、検査光の波長は、露光光の波長と異なっていてもよいが、露光光の波長と同じであることが好ましい。
【００３４】
例えば、減光パターンの最小線幅が吸収パターンの最小線幅に等しい場合、反射パターンの反射率Ｒｍが減光パターンの反射率Ｒｇより大きいとき（Ｒｍ＞Ｒｇ）、反射パターンからの反射光がより強くなることから、減光パターンの最小線幅をより大きくすることが好ましい。逆に、反射パターンの反射率Ｒｍが減光パターンの反射率Ｒｇより小さいとき（Ｒｍ＜Ｒｇ）、減光パターンからの反射光がより強くなることから、減光パターンの最小線幅をより小さくすることが好ましい。
【００３５】
こうした構成により、マスクパターン検査時に吸収パターン１０と減光パターン１２の感度調整が可能になり、擬似欠陥による欠陥検出感度の低下を防止できる。
【００３６】
次に、本実施形態に係る反射型マスクの製造方法について、図５に示すパターンレイアウトを例として説明する。図５（ａ）〜図５（ｄ）で例示したパターンレイアウトは、それぞれ２つの吸収パターン１０の間隔が異なっている。
【００３７】
最初に、図５（ａ）に示すように、吸収パターン１０の最小線幅１０１をＬ、吸収パターン１０と減光パターン１２の間の所定の最小間隔１２１をＳ、マスクパターン検査に使用される検査光に対する反射パターンの反射率をＲｍ、該検査光に対する減光パターンの反射率をＲｇとして、吸収パターン１０を片側の幅でＳ＋Ｌ（Ｒｍ／Ｒｇ）だけ膨張(broaden)したパターン図形２０２を生成する。図５（ｂ）〜図５（ｄ）に示す吸収パターン１０についても同様な膨張処理を施す。その結果、図６（ａ）〜図６（ｄ）に示すように、各吸収パターン１０についての膨張パターン図形２０２，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄ，２０２ｅ，２０２ｆ，２０２ｇ，２０２ｈが得られる。
【００３８】
次に、膨張パターン図形のうち互いに重なり合う図形、即ち、図形２０２と図形２０２ｂ、図形２０２ｃと図形２０２ｄ、図形２０２ｅと図形２０２ｆ、図形２０２ｇと図形２０２ｈをそれぞれマージ処理して一体化し、図７（ａ）〜図７（ｄ）に示すように、中間図形２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄ，２０３ｅを生成する。
【００３９】
最後に、図８（ａ）〜図８（ｄ）に示すように、一体化した中間図形２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄ，２０３ｅを片側Ｌ（Ｒｍ／Ｒｇ）だけ収縮(lessen)した図形を生成する。こうして得られた収縮パターン図形２０４ａ，２０４ｂ，２０４ｃ，２０４ｄ，２０４ｅを反射パターンとして採用する。
【００４０】
こうしたパターン膨張／収縮処理により、得られた減光パターンのうち最も狭い減光パターンの線幅１０４はＬ（Ｒｍ／Ｒｇ）、それより小さい線幅を有する減光パターンは、図８（ａ）〜図８（ｃ）に示すように生成されなくなる。一方、吸収パターンと減光パターンの間の最小間隔１２１は、所定の値Ｓに維持されている。
【００４１】
本マスクを用いてＥＵＶ露光を行ったところ、フレアの影響は軽減されて解像不良は発生しなかった。なお、吸収パターン間隔が２Ｓ＋Ｌ（Ｒｍ／Ｒｇ）以下の部分では、その間に減光パターンが存在しなくなり、多層膜による反射面のエリアが増加することになるが、フレア量の増加は僅かに過ぎず、解像性への影響は極めて少ない。一方、減光パターンの最小線幅が吸収パターンの最小線幅より大きくなるため、マスクパターン検査時の誤判定を防止でき、欠陥検出感度の低下を防止できる。その結果、マスク欠陥の誤判定に起因した歩留まり低下を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、微細かつ高精度なパターンを含む半導体装置を高い生産効率で製造できる点で、産業上極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１実施形態に係る反射型マスクのパターン例を示すレイアウト図である。
【図２】第２実施形態に係る反射型マスクのパターン例を示すレイアウト図である。
【図３】典型的なグレートーンマスクの構造例を示す断面図である。
【図４】従来の反射型マスクのパターン例を示すレイアウト図である。
【図５】本発明に係る反射型マスクの製造方法を説明するレイアウト図である。
【図６】本発明に係る反射型マスクの製造方法を説明するレイアウト図である。
【図７】本発明に係る反射型マスクの製造方法を説明するレイアウト図である。
【図８】本発明に係る反射型マスクの製造方法を説明するレイアウト図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  基板、  ２  多層反射膜、  ３  バッファ層、  ４  減光膜、
５  フィールド部、  ６  吸収体パターン、
１０  吸収パターン、  １１  反射パターン、  １２  減光パターン、
２０２〜２０２ｈ  膨張パターン図形、  ２０３ａ〜２０３ｅ  中間図形、
２０４ａ〜２０４ｅ  収縮パターン図形。
【図１】
0005184916.tif 000002
【図２】
0005184916.tif 000003
【図３】
0005184916.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005184916.tif 000006
【図６】
0005184916.tif 000007
【図７】
0005184916.tif 000008
【図８】
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