(57)【要約】【課題】  線幅制御性に優れ、製作コストを低減可能なＥＵＶ露光装置用の反射型レチクルを提供する。【解決手段】  極端紫外光を反射する多層膜ミラー６表面に第１の吸収体８をパターン状に形成した反射型レチクル２において、該レチクルの表面の一部に前記極端紫外光の反射率を調整する反射率調整手段１０を備える。【選択図】  図１
2007201306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
極端紫外光を反射する多層膜ミラー表面に第１の吸収体をパターン状に形成した反射型レチクルにおいて、
該レチクルの表面の一部に前記極端紫外光の反射率を調整する反射率調整手段を備えることを特徴とする反射型レチクル。
【請求項２】
前記反射率調整手段は、前記レチクルの反射面に配置された反射率減衰層であることを特徴とする請求項１記載の反射型レチクル。
【請求項３】
前記反射率減衰層は、第２の吸収体であることを特徴とする請求項２記載の反射型レチクル。
【請求項４】
前記第２吸収体は、前記レチクルの表面の反射部の面積率が大きい部分に形成されることを特徴とする請求項１記載の反射型レチクル。
【請求項５】
前記第２吸収体は、前記第１吸収体に比較して吸収率が小さい物質により形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の反射型レチクル。
【請求項６】
前記反射率調整手段は、前記レチクルの表面に形成された一部の前記第１の吸収体の膜厚を他の部分に比較して薄くしたことを特徴とする請求項１記載の反射型レチクル。
【請求項７】
前記一部の第１の吸収体は、反射部の面積率が小さい部分の前記第１の吸収体であることを特徴とする請求項６記載の反射型レチクル。
【請求項８】
基板上に多層膜及び第１吸収体のパターンを形成した反射型レチクルを形成する工程と、
前記反射型レチクルを用いてＥＵＶ露光装置でウエハ上にレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンの線幅を測定する工程と、
測定された線幅と設計回路線幅との差分を算出する工程と、
算出された差分を補正するために形成する第２吸収体の膜厚を算出する工程と、
算出された膜厚の前記第２吸収体を形成する工程と
を含むことを特徴とする反射型レチクルの製造方法。
【請求項９】
前記第２吸収体は、反射部の面積率が大きい部分に形成されることを特徴とする請求項８記載の反射型レチクルの製造方法。
【請求項１０】
基板上に多層膜及び第１の吸収体のパターンを形成した反射型レチクルを形成する工程と、
前記反射型レチクルを用いてＥＵＶ露光装置でウエハ上にレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンの線幅を測定する工程と、
測定された線幅と設計回路線幅との差分を算出する工程と、
算出された差分を補正するために一部の前記第１の吸収体をエッチングする膜厚を算出する工程と、
前記一部の第１の吸収体を算出された膜厚でエッチングする工程と
を含むことを特徴とする反射型レチクルの製造方法。
【請求項１１】
前記一部の第１の吸収体は、反射部の面積率が小さい部分の前記第１の吸収体であることを特徴とする請求項１０記載の反射型レチクルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、極短紫外線投影露光装置に用いられる反射型レチクル及び該反射型レチクルの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路の微細化の進展に伴い、光の回折限界によって制限される光学系の解像力を向上させるために、従来の紫外線に代えて、これより短い波長（例えば１１〜１４ｎｍ程度）の極端紫外線を使用した極端紫外線投影露光装置が開発されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１４８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の極短紫外線投影露光装置（以下、ＥＵＶ露光装置という）は、所望の回路パターンを形成したレチクルに極短紫外線（ＥＵＶ光）を照射する照明光学系と、レチクルを保持するレチクルステージと、回路パターンの像をウエハ上に縮小転写する投影光学系と、ウエハを保持するウエハステージを備えている。ここで投影光学系には例えば６枚の非球面ミラーで構成されたリングフィールド光学系が使用される。リングフィールド光学系では３０ｍｍ角程度のチップを一括で露光することはできないので、レチクルとウエハを同期スキャンさせる。ＥＵＶ露光装置で用いられるレチクルは反射型であり、図７に示すような構成を有する。即ち、ガラス等の基板１００の表面上にＥＵＶ光を反射させるための多層膜１０２が形成され、多層膜１０２の表面に吸収体１０４をパターン状に設けて、回路パターンが形成される。吸収体１０４はＥＵＶ光の反射率が実質的に０に近い値となるような、材料と厚さの組み合わせが選択される。例えば、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光を用いる場合は、吸収体に厚さ２００ｎｍ程度のＴａ等の金属が用いられる。
【０００５】
ＥＵＶ露光装置の重要な性能のひとつは露光した回路パターンの線幅制御性である。線幅が所望の値からずれてしまうと、製作したデバイスの電気特性が劣化してしまうためである。線幅はさまざまな要因で変化するが、特に投影光学系の結像性能の影響を強く受ける。例えば、ＥＵＶ露光装置の投影光学系ではフレアが認められる場合が多い。フレアによって形成したパターンの線幅が変化してしまうという問題がある。図８は、レジストパターンの転写像の光強度分布を示している。フレアが存在する場合には、ウエハ上における転写像の光強度は全体的に増大する。その結果、レジスト線幅は増大する。フレアは投影光学系を構成するミラーの形状うねりが原因で生じるが、さらにウエハ上のフレア量はレチクルのパターン分布に依存する。例えば、反射パターンがほとんど存在しないレチクルの場合は、フレアもほとんど発生しない。一方、反射パターンの面積率が大きいレチクルを用いた場合は、フレアも多く発生する。一般にレチクルの面内には反射パターン率が大きい場所と小さい場所が混在することが多いので、露光フィールド面内においてフレアの多い領域とフレアの少ない領域が存在する。その結果、パターンの線幅変化量も露光フィールド面内でさまざまに異なる。
【０００６】
このような線幅変化を補正する方法として、レチクルのパターン線幅を補正する手段が考えられる。例えば、露光装置の持つフレア特性とレチクルのパターン分布から線幅補正量を予め計算して、レチクルを製作する際に回路の設計図を補正する。しかし、本手法は計算量が膨大となるうえ、高精度な計算の実現が困難という問題点がある。また、計算によって補正量を求める代わりに、予めレチクルを作成して露光し、レジストパターンの線幅測定値から補正量を求める手法も考えられる。しかし、この場合は、レチクルを新たに作り直す必要があり、製作コストの点で問題があり、レチクルのパターン線幅を、追加プロセス処理によって補正することも困難であった。
【０００７】
本発明の課題は、線幅制御性に優れ、製作コストを低減可能なＥＵＶ露光装置用の反射型レチクル及び反射型レチクル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】
【０００８】
本発明の反射型レチクルは、極端紫外光を反射する多層膜ミラー（６）表面に第１の吸収体（８）をパターン状に形成した反射型レチクル（２）において、該レチクルの表面の一部に前記極端紫外光の反射率を調整する反射率調整手段（１０）を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の反射型レチクルの製造方法は、基板上に多層膜及び第１吸収体のパターンを形成した反射型レチクルを形成する工程（Ｓ１０）と、前記反射型レチクルを用いてＥＵＶ露光装置でウエハ上にレジストパターンを形成する工程（Ｓ１１）と、前記レジストパターンの線幅を測定する工程（Ｓ１２）と、測定された線幅と設計回路線幅との差分を算出する工程（Ｓ１３）と、算出された差分を補正するために形成する第２吸収体の膜厚を算出する工程（Ｓ１４）と、算出された膜厚の前記第２吸収体を形成する工程（Ｓ１５）とを含むことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の反射型レチクルの製造方法は、基板上に多層膜及び吸収体のパターンを形成した反射型レチクルを形成する工程（Ｓ２０）と、前記反射型レチクルを用いてＥＵＶ露光装置でウエハ上にレジストパターンを形成する工程（Ｓ２１）と、前記レジストパターンの線幅を測定する工程（Ｓ２２）と、測定された線幅と設計回路線幅との差分を算出する工程（Ｓ２３）と、算出された差分を補正するために一部の前記吸収体をエッチングする膜厚を算出する工程（Ｓ２４）と、前記一部の吸収体を算出された膜厚でエッチングする工程（Ｓ２５）とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の反射型レチクルによれば、露光フィールド面内においてフレアの多い領域とフレアの少ない領域が存在する場合においても線幅制御を確実に行うことができる。また、製作コストを低減させることができる。
【００１２】
また、本発明の反射型レチクルの製造方法によれば、露光フィールド面内においてフレアの多い領域とフレアの少ない領域が存在する場合においても線幅制御を確実に行うことができ、製作コストを低減させた反射型レチクルを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、第１の実施の形態に係るＥＵＶ露光装置に用いられる反射型レチクル２について説明する。本反射型レチクル２は、基板４上に形成された多層膜ミラー６と、多層膜ミラー６の表面にパターン状に形成された第１の吸収体８を備え、さらにその表面である反射面の一部に、極端紫外光の反射率を調整する反射率調整手段として機能する反射率減衰層としての第２の吸収体１０を備えている。
【００１４】
第２の吸収体１０はＥＵＶ露光装置のフレア特性とレチクルのパターン配置に基づいて、その形成位置や膜厚分布が定められている。即ち、第２の吸収体１０は、レチクルの表面の反射部の面積と非反射部の面積を比較した場合に反射部の面積率が大きい部分に形成され、その比率の大きさに応じて厚さが定められる。その結果、ウエハ上に形成されるレジストパターンの線幅を所望の値とすることができる。
【００１５】
なお、第２の吸収体は、第１の吸収体に比較して吸収率が小さい物質により形成される。例えば、波長１３ｎｍ付近の露光光を用いる場合には、第１の吸収体８として、Ｔａ，Ｔａ化合物が用いられ、第２の吸収体１０としてＳｉ，Ｂ，Ｃおよびこれらの化合物（例えばＢ４Ｃ，ＳｉＣ）などが用いられる。
【００１６】
次に、本実施の形態に係る反射型レチクルの線幅補正の原理を、図２を用いて説明する。ＥＵＶ露光装置のフレア特性により図８のように線幅が変化してしまう場合、本実施の形態に係る反射型レチクルにより、光強度分布が図２のように補正される。
【００１７】
反射型レチクル上の反射部に第２の吸収体を設けることによって、その部分の反射率が低下する。吸収体が存在する非反射部は元来ＥＵＶ光を反射しないので、第２の吸収体を形成しても、反射しない状態は不変である。その結果、光強度分布が補正され、レジストの線幅も補正することができる。レジスト線幅は第２の吸収体の厚さによって決まる。膜厚が大きいほど、反射部の反射率は低下するため、適当な膜厚を設定することによって、レジストの線幅も所望の値に制御することができる。
【００１８】
フレアによる線幅変化は、露光装置自体のフレア特性(フレア量およびそのフィールド内分布等)、およびレチクルのパターン分布に依存して決まる。したがって、第２の吸収体の膜厚は、フレアによる線幅が所望の値に補正されるような適当な面内分布であることが好ましい。定性的にはフレア量が多い領域に第２の吸収体を設けて、さらにフレア量が多い場所ほど膜厚を大きく設定するとよい。
【００１９】
次に、第１の実施の形態に係る反射型レチクルの製造方法について説明する。まず、基板４上に多層膜６および吸収体８のパターンを形成した反射型レチクル作成する（ステップＳ１０）。次に、該反射型レチクルを用いてＥＵＶ露光装置でウエハ上にレジストパターンを形成する（ステップＳ１１）。次に、該レジストパターンの線幅を測定し、この測定値と設計回路線幅との差分を算出する（ステップＳ１２）。次に、この差分を補正する第２の吸収体１０の厚さを算出する（ステップＳ１４）。次に、この算出結果に基づいて反射型レチクルに第２の吸収体１０を形成する（ステップＳ１５）。
【００２０】
本反射型レチクルの製造方法によれば、露光フィールド面内においてフレアの多い領域とフレアの少ない領域が存在する場合においても線幅制御を確実に行うことができ、製作コストを低減させた反射型レチクルを製造することができる。
【００２１】
なお、第２の吸収体１０は、ステップＳ１２で算出された差分に基づいて反射型レチクルの反射面の任意の位置に、任意の膜厚分布を与えるように形成する。第２の吸収体の形成手段としては、蒸着、スパッタ、ＣＶＤなどの手法が適応できる。また、第２の吸収体１０を成膜する際に、例えば材料源とレチクルの間に開口を設けたマスクを配置して、成膜中にマスクを移動させることによって、膜厚分布を形成することができる。また、第２の吸収体は、EＵＶ光に対する吸収率が小さい材料を用いると好ましい。吸収率が小さいと、膜厚の制御性を比較的ゆるくでき製作を容易に行うことができる。
【００２２】
次に、図面を参照して、第２の実施の形態に係るＥＵＶ露光装置に用いられる反射型レチクルについて説明する。本反射型レチクル２０は、基板２２上に形成された多層膜ミラー２４と、多層膜ミラー２４の表面にパターン状に形成された第１の吸収体２６を備え、さらにその表面である反射面の一部に、極端紫外光の反射率を調整する反射率調整手段としての第１の吸収体２６の厚さを薄くした部分２６ａを備えている。
【００２３】
第１の吸収体２６の厚さを薄くした部分２６ａはＥＵＶ露光装置のフレア特性とレチクルのパターン配置に基づいて、その形成位置や膜厚分布が定められている。即ち、第１の吸収体２６の厚さを薄くした部分２６ａは、レチクルの表面の反射部の面積と非反射部の面積を比較した場合に非反射部の面積率が大きい部分に形成され、その比率の大きさに応じて、第１の吸収体２６の厚さが定められる。その結果、ウエハ上に形成されるレジストパターンの線幅を所望の値とすることができる。
【００２４】
次に、本実施の形態に係る反射型レチクルの線幅補正の原理を、図５を用いて説明する。ＥＵＶ露光装置のフレアにより図８のように線幅が変化してしまう場合、本実施の形態に係る反射型レチクルにより、光強度分布が図５のように補正される。つまり、反射型レチクル上の第１の吸収体を薄くすることによって、その部分の反射率が増大する。第１の吸収体が存在しない反射部の反射率は不変である。その結果、光強度分布が補正され、レジストの線幅も補正することができる。線幅は吸収体の厚さによって決まる。膜厚が小さいほど、非反射部の反射率が増大するため、適当な膜厚を設定することによって、レジストの線幅も所望の値に制御することができる。本実施の形態による反射型レチクルは、フレア量の少ない領域の線幅をフレア量の多い領域の線幅に一致させるように補正することによって線幅の均一性を向上している。
【００２５】
フレアによる線幅変化は、露光装置自体の性能で決まるフレア量およびそのフィールド内分布、およびレチクルのパターン分布に依存して決まる。したがって、第１の吸収体の膜厚は、フレアによる線幅が所望の値に補正されるような適当な面内分布を持たせることが好ましい。定性的にはフレア量が小さい領域の第１の吸収体を薄くして、さらにフレア量が小さい場所ほど膜厚を小さくするとよい。
【００２６】
次に、第２の実施の形態に係る反射型レチクルの製造方法について説明する。まず、基板２２上に多層膜２４および吸収体２６のパターンを形成した反射型レチクル作成する（ステップＳ２０）。次に、該反射型レチクルを用いてＥＵＶ露光装置でウエハ上にレジストパターンを形成する（ステップＳ２１）。次に、該レジストパターンの線幅を測定し（ステップＳ２２）、この測定値と設計回路線幅との差分を算出する（ステップＳ２３）。次に、この差分を補正する第１の吸収体２６の厚さを算出する（ステップＳ２４）。次に、この算出結果に基づいて反射型レチクルの第１の吸収体２６をエッチングする（ステップＳ２５）。
【００２７】
また、本反射型レチクルの製造方法によれば、露光フィールド面内においてフレアの多い領域とフレアの少ない領域が存在する場合においても線幅制御を確実に行うことができ、製作コストを低減させた反射型レチクルを製造することができる。
【００２８】
なお、吸収体の加工手段としては、イオンエッチング、レーザアブレーションなどの手法が適応できる。イオンエッチングの際に、イオンをビーム状にして、レチクル表面の一部に照射し、照射位置を移動させることによって、膜厚分布を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１の実施の形態にかかる反射型レチクルの断面図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる反射型レチクルによる線幅補正の原理を説明するための図である。
【図３】第１の実施の形態にかかる反射型レチクルの製造方法を説明するための図である。
【図４】第２の実施の形態にかかる反射型レチクルの断面図である。
【図５】第２の実施の形態にかかる反射型レチクルによる線幅補正の原理を説明するための図である。
【図６】第２の実施の形態にかかる反射型レチクルの製造方法を説明するための図である。
【図７】多層膜反射鏡の断面図である。
【図８】フレアが存在する場合と存在しない場合におけるレジストパターンの転写像の光強度分布を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
２，２０…反射型レチクル、４，２２…基板、６，２４…多層膜、８，２６…第１の吸収体、１０…第２の吸収体。
【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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