(57)【要約】【課題】  マスク作製にかかるコストや時間の増大を極力抑えつつ、多層膜の位相欠陥等であってもウエハ上の共通欠陥を消失させることができ、パターン寸法精度の向上をはかる。【解決手段】  反射型マスクを用いた露光方法であって、所望パターンが形成された第１の反射型マスクＡを用いて、試料上にパターン露光を行う工程と、第１の反射型マスクＡの欠陥１３に相当する位置に反射膜のパターン１５を形成した第２の反射型マスクＢを用いて、試料上に補正露光を行う工程と、を含む。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望パターンが形成された第１の反射型マスクを用いて、試料上にパターン露光を行う工程と、
前記第１の反射型マスクの欠陥に相当する位置に反射膜のパターンを形成した第２の反射型マスクを用いて、前記試料上に補正露光を行う工程と、
を含むことを特徴とする露光方法。
【請求項２】
前記第１の反射型マスクは、基板上に反射多層膜を形成し、該多層膜上に吸収体膜のパターンを形成したものであり、
前記第２の反射型マスクは、前記第１の反射型マスクの欠陥に相当する位置に多層膜開口パターンを形成したものであることを特徴とする請求項１記載の露光方法。
【請求項３】
前記第２の反射型マスクは、基板上に反射多層膜を形成し、前記第１の反射型マスクの欠陥に相当する位置以外の露光領域の多層膜を除去することで露光領域内のダークフィールドを形成することを特徴とする請求項２記載の露光方法。
【請求項４】
前記第１及び第２の反射型マスクは、同一基板上に形成され、
第２の反射型マスクは、第１の反射型マスクの最大露光領域内でかつ遮光帯領域の外側の領域に形成されていることを特徴とする請求項１記載の露光方法。
【請求項５】
マスク基板と、
前記マスク基板上の最大露光領域内に所望パターンが形成され、且つ所望パターンの周辺に遮光帯領域が形成されたマスクパターンと、
前記最大露光領域内で且つ前記遮光帯領域の外側の領域に前記所望パターンの欠陥に相当する補正用パターンが形成された補正パターンと、
を具備したことを特徴とする露光用マスク。
【請求項６】
２つの反射型マスクを用いてダブルパターニングによりパターン形成を行う露光方法であって、
試料上に形成すべきパターンのピッチの２倍の周期でパターンが形成され、且つ位相欠陥を有する第１の反射型マスクと、前記試料上に形成すべきパターンのピッチの２倍の周期でパターンが形成され、且つ前記第１のマスク内の欠陥箇所に対応する位置に多層膜開口パターンを追加した第２のマスクと、を用意しておき、
前記第１及び第２の反射型マスクの一方を用いて、試料上に１層目のパターンを転写した後に、前記第１及び第２の反射型マスクの他方を用いて、試料上に２層目のパターンを転写することを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ウエハ等の試料上に所望パターンを露光するための露光方法、及びこの方法に用いる露光用マスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
極端紫外光（ＥＵＶ光）による露光に用いるＥＵＶ露光用マスクに固有の欠陥として、多層膜欠陥が挙げられる。この多層膜欠陥は、基板上のピットやバンプ、或いは多層膜成膜前又は成膜中に基板上に付着した異物により生じる。これらの異物があると、多層膜の周期が乱れることにより正常部との位相差が生じて、いわゆる位相欠陥となる。
【０００３】
位相欠陥の修正については、多層膜自体を修正することは困難であるので、正常にパターンが転写されるよう吸収体パターンを修正することが提案されている。しかし、大きな位相欠陥の場合には、吸収体パターンを修正するだけはウエハ上に正常にパターン転写するようマスク修正を行うことはできない。その場合、再度無欠陥マスクの作製にトライすることが必要であるが、コストやＴＡＴ（Turn Around Time）の観点からマスク再作製が現実的では無い場合が想定される。
【０００４】
また、マスク自体を修正するのではなく、１枚目のマスクに欠陥が存在しても２枚目の同一箇所に欠陥が存在する確率は殆どゼロであることを利用して、ウエハ露光時に同一パターンの２枚のマスクを用いて転写を行う方法がある。さらに、同一マスク内に複数チップを配置して、二重露光する方法もある。しかし、これらの手法は、同一マスク若しくは同一チップパターンを作製する必要あり、マスク作製に要するコストが上昇する。また、欠陥の無い二重露光によりパターン形成される箇所と、何れかのマスク若しくはチップパターンに欠陥が有り、１回露光によりパターン形成される箇所では、転写パターン寸法が異なることが推測される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２５０７５６号公報
【特許文献２】特開２００２−１４１２７５号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】C. H. Clifford, T. T. Chan, A. R. Neureuther，“Compensation methods for buried defects in extreme ultraviolet lithography masks”，Proc. SPIE 7636, 763623(2010)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発明が解決しようとする課題は、マスク作製にかかるコストや時間の増大を極力抑えつつ、マスクの多層膜の位相欠陥等があってもウエハ上の欠陥を消失させることができ、パターン寸法精度の向上をはかり得る露光方法及び露光用マスクを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の露光方法は、所望パターンが形成された第１の反射型マスクを用いて、試料上にパターン露光を行う工程と、前記第１の反射型マスクの欠陥に相当する位置に反射膜のパターンを形成した第２の反射型マスクを用いて、前記試料上に補正露光を行う工程と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係わる露光方法の基本原理を説明するための模式図。
【図２】第１の実施形態に係わる露光方法に用いたマスクの概略構成を示す平面図と断面図。
【図３】第１の実施形態に係わる露光方法を説明するための工程断面図。
【図４】第２の実施形態に係わる露光方法に用いたマスクの概略構成を示す平面図。
【図５】第３の実施形態に係わる露光方法に用いたマスクの概略構成を示す平面図。
【図６】第３の実施形態に係わる露光方法を説明するための工程断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態の露光方法を、図面を参照して説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係わる露光方法の基本原理を説明するための模式図であり、（ａ）は位相欠陥が存在する場合のウエハ転写インパクトを示し、（ｂ）は輝点パターンマスクによるウエハ転写消失を示している。また、図中の１１は多層膜反射パターン、１２は吸収体パターン、１３は多層膜欠陥（位相欠陥）、１４は遮光領域、１５は多層膜開口パターン、１７はウエハ上の転写パターン、１８はウエハ上のパターン欠陥を示している。
【００１２】
図１（ａ）の左図に示すように、反射型露光用マスクＡの多層膜に欠陥（位相欠陥）１３が存在する場合には、図１（ａ）の右図に示すように、ウエハ上の転写パターン１７にパターン欠陥である、いわゆる黒系欠陥１８が生じる。そこで本実施形態では、図１（ｂ）の左図に示すように、位相欠陥１３が存在する１層目のマスクＡに対して、１層目の欠陥が存在する箇所にのみ多層膜開口パターン１５を形成した２層目のマスクＢを作製し、ポジレジストを用いてウエハ上にダブルパターニングを行う。これにより、図１（ｂ）の右図に示すように、ウエハ上の黒系欠陥１８を除去することができ、転写パターンの低欠陥化を達成することが可能となる。
【００１３】
この原理を用いた露光方法を、更に詳しく説明する。
【００１４】
図２は、マスクパターンに位相欠陥が存在する１層目の露光用マスクＡ（第１の反射型マスク）と２層目露光用のマスクＢ（第２の反射型マスク）の構成を示す平面図と断面図である。マスクＡは、図２（ａ）に示すように、低熱膨張率基板（マスク基板）２１上に露光光を反射する４０対程度に積層したＭｏ／Ｓｉ多層膜２２を有し、該反射多層膜２２上に保護層２３としてＲｕを有し、該保護層２３上に露光光を吸収するＴａＢＮ吸収体２４を有し、さらに吸収体２４上にマスク欠陥検査用の低反射層２５（以下、ＬＲ層）を有する反射型マスクブランクスから作製されるＥＵＶ露光用マスクであり、多層膜欠陥に起因する位相欠陥１３がマスクパターン中に存在する。
【００１５】
マスクＢは、図２（ｂ）に示すように、上記と同様のマスクブランクスから作製されるものであり、遮光領域１４は多層膜２２を除去することにより形成される。つまり、マスクＢの露光領域内においては、マスクＡの位相欠陥箇所に相当する領域のみ多層膜２２が存在する、多層膜開口パターン１５が形成されている。
【００１６】
次に、上記の各マスクＡ，Ｂを用いた露光方法を、図３（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。
【００１７】
まず、図３（ａ）に示すように、Ｓｉ基板３１上に酸化膜３２が形成され、さらにその上にポジレジスト３３が塗布されたウエハを用意する。このウエハに対しマスクＡを用いて露光を行うと、図３（ｂ）に示すようにマスクＡのパターンが露光される（図中のハッチング部分３４が露光領域である）。このとき、マスクＡの位相欠陥１３が存在する場所に相当するウエハ箇所３５に欠陥が転写される。即ち、欠陥に相当する部分の露光量が少なくなり、このまま現像工程を行うと、パターンの太りや短絡等の発生を招くことになる。
【００１８】
次いで、マスクＢを用いて上記ウエハに対して露光を行うと、図３（ｃ）に示すように、マスクＡの位相欠陥１３が起因で発生した露光量不足部分が解消される。次いで、現像処理を施すことにより、図３（ｄ）に示すように、マスクＡの位相欠陥に起因するウエハ上の欠陥を消失させて、良好なレジストパターン３６が得られる。
【００１９】
なお、本実施形態では、１層目の露光にメインチップパターンを含むマスクＡを用いて露光を行い、２層目の露光に欠陥を除去するためのマスクＢを用いて露光を行ったが、マスクＡ，Ｂの露光順番を逆にしてもよい。
【００２０】
また、本実施形態では、１層目の露光後に引き続き２層目の露光を行ったが、１層目の露光・現像後に引き続き２層目の露光・現像を行うようにしても良い。さらに、１層目の露光・現像後に酸化膜３２のエッチング加工まで行い、その後に再度レジストを塗布し２層目の露光・現像・酸化膜３２のエッチング加工を行ってもよい。
【００２１】
また、本実施形態では、Ｓｉ基板３１上の酸化膜３２の加工のためのレジストパターニングを例に挙げたが、他の膜構造加工のためのレジストパターニングに対しても同様に適用できることは勿論である。さらに、本実施形態では遮光領域として多層膜を除去することにより形成したマスクを用いたが、吸収体を厚膜化若しくは積層化することで遮光領域を形成したマスクを用いてもよい。
【００２２】
このように本実施形態では、従来の吸収体のみの加工では修正しきれない大きな位相欠陥であっても、位相欠陥が存在する１層目のマスクＡに対して、１層目の欠陥が存在する箇所にのみ多層膜開口パターン１５を形成した２層目のマスクＢを作製し、マスクＡ，Ｂによるダブルパターニングを行うことにより、ウエハ上の欠陥を無くしてメインパターンの寸法を高精度に制御することができる。そしてこの場合、２層目のマスクＢには微細なパターンは殆ど無いため、マスクＢの作製にかかるコストや時間は極めて小さくて済む。
【００２３】
従って、マスク作製にかかるコストや時間の増大を極力抑えつつ、マスクの多層膜の位相欠陥等があってもウエハ上の欠陥を消失させることができ、パターン寸法精度の向上をはかることができる。
【００２４】
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係わる露光方法に用いる反射型露光用マスクの概略構成を示す平面図である。なお、図２と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００２５】
本実施形態のマスクは、低熱膨張率基板上に露光光を反射する４０対程度に積層したＭｏ／Ｓｉ多層膜を有し、該反射多層膜上に保護層としてＲｕを有し、該保護層上に露光光を吸収する吸収体ＴａＢＮを有し、さらにＴａＢＮ吸収体上にマスク欠陥検査用の低反射層（以下ＬＲ層）を有する位相欠陥が存在する反射型マスクブランクスから作製されるＥＵＶ露光用マスクであり、多層膜欠陥に起因する位相欠陥がチップ領域内パターン中に存在するものとする。さらに、最大露光領域内で遮光帯領域の外側でかつ、上記位相欠陥と露光スキャン方向に垂直方向の座標が同一の箇所にのみ多層膜領域が存在する。
【００２６】
このように本実施形態のマスクは、第１の実施形態と同様のマスクブランクスを用いて形成されるが、マスクＡとマスクＢとを同一基板上に形成している。
【００２７】
マスク基板上の最大露光領域４１内にマスクＡと同様のマスクパターン（１層目パターンＡ）が形成され、最大露光領域４１内で且つマスクパターンの形成領域の外側の領域にマスクＢと同様のパターン（２層目パターンＢ）が形成されている。１層目パターンＡが形成された領域の周辺は遮光帯領域４２となっており、更にその外側（上側）の領域に２層目パターンＢが形成されている。そして、マスクを載置したマスクステージ（図示せず）やウエハを載置したウエハステージ（図示せず）等の移動による１層目のスキャンでパターンＡが露光され、２層目のスキャンでパターンＢが露光されるものとなっている。
【００２８】
本実施形態のマスクを用いた露光方法は、基本的には前記図３に示す通りである。
【００２９】
まず、前記図３（ａ）に示すウエハに対して、本実施形態のマスクを用い、１層目のスキャン領域の露光を行うと、前記図３（ｂ）に示すように、１層目のパターンＡが露光されると共に、位相欠陥が存在する場所に相当するウエハ箇所に欠陥が転写される。
【００３０】
次いで、上記ウエハに対して２層目のスキャン領域の露光を行うと、前記図３（ｃ）に示すように、１層目のパターンＡの位相欠陥１３が起因で発生した露光量不足部分が解消される。次いで、現像処理を施すことにより、前記図３（ｄ）に示すように、パターンＡの位相欠陥に起因するウエハ上の欠陥を消失させて、良好なパターンが得られる。
【００３１】
なお、本実施形態では、１層目の露光にメインチップパターンを含む領域の露光を行い、２層目の露光で欠陥を除去するための領域の露光を行ったが、露光スキャン領域の順番を逆にしてもよい。
【００３２】
また、本実施形態では、１層目の露光後に引き続き２層目の露光を行ったが、１層目の露光・現像後に引き続き２層目の露光・現像を行うようにしても良い。さらに、１層目の露光・現像後に酸化膜３２のエッチング加工まで行い、その後に再度レジストを塗布し２層目の露光・現像・酸化膜３２のエッチング加工を行ってもよい。
【００３３】
また、本実施形態においても第１の実施形態と同様に、Ｓｉ基板３１上の酸化膜３２の加工に限らず、他の膜構造加工のためのレジストパターニングに適用することができる。さらに、遮光領域は必ずしも多層膜を除去して形成するに限らず、吸収体を厚膜化若しくは積層化することで遮光領域を形成しても良い。
【００３４】
このように本実施形態によれば、メインチップパターンが形成されたパターンＡと開口パターンが形成されたパターンＢを有するマスクを用い、パターンＡ，Ｂのダブルパターニングを行うことにより、第１の実施形態と同様にマスクの多層膜の位相欠陥等があってもウエハ上の欠陥を消失させることができ、パターン寸法精度の向上をはかることができる。しかも、マスク自体は通常のマスクＡの外側にマスクＢのパターンを設けるのみで良いため、マスク作製に要するコストや時間の増大は極めて少なくできる利点もある。
【００３５】
（第３の実施形態）
図５（ａ）（ｂ）は、マスクパターンに多層膜（位相）欠陥が存在するマスクＡと２層目露光用のマスクＢを示す。なお、図２と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００３６】
マスクＡは、図５（ａ）に示すように、第１の実施形態で用いた反射型マスクブランクスから作製されるＥＵＶ露光用マスクであり、多層膜欠陥に起因する位相欠陥１３がマスクパターン中に存在する。多層膜反射パターン１１は、ウエハ上に形成すべきパターンを１本おきに間引いたものであり、従って本実施形態のマスクＡでは第１の実施形態で用いたマスクＡに比して、パターンピッチが２倍となっている。
【００３７】
マスクＢは、図５（ｂ）に示すように、第１の実施形態で用いた反射型マスクブランクスから作製されるＥＵＶ露光用マスクであり、ウエハ上に形成すべきパターンを図５（ａ）のマスクＡとは逆に間引いたものである。さらに、マスクＢには、マスクＡの位相欠陥箇所に相当する領域に多層膜開口パターン１５が形成されている。
【００３８】
次に、上記の各マスクＡ，Ｂを用いた露光方法を、図６（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。なお、図３と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
【００３９】
まず、図６（ａ）に示すように、Ｓｉ基板３１上に酸化膜３２が形成され、さらにその上にポジレジスト３３が塗布されたウエハを用意する。このウエハに対しマスクＡを用いて露光を行うと、図６（ｂ）に示すようにマスクＡのパターンが露光される（図中のハッチング部分３４が露光領域である）。このとき、多層膜の位相欠陥が存在する場所に相当するウエハ箇所３５に欠陥が転写される。即ち、欠陥に相当する部分の露光量が少なくなり、このまま現像工程を行うと、パターンの太りや短絡等の発生を招くことになる。
【００４０】
次いで、マスクＢを用いて上記ウエハに対して露光を行うと、図６（ｃ）に示すように、マスクＢのパターンが露光されると共に、マスクＡの位相欠陥が起因で発生した露光量不足部分が解消される。次いで、現像処理を施すことにより、図６（ｄ）に示すように、マスクＡ，Ｂのそれぞれのパターンが反映されたパターン３６が形成されると共に、マスクＡの多層膜（位相）欠陥が起因で発生したウエハ欠陥箇所のレジストが除去され、マスク起因の共通欠陥を消失させることができる。
【００４１】
なお、本実施形態においても第１の実施形態と同様に、マスクＡ，Ｂの露光順序は逆にすることもできる。また、１層目の露光・現像後に引き続き２層日の露光・現像を行うようにしても良い。さらに、１層目の露光・現像後に酸化膜３２のエッチング加工まで行い、その後に再度レジストを塗布し、２層目の露光・現像・酸化膜３２のエッチング加工を行ってもよい。また、Ｓｉ基板３１上の酸化膜加工のためのレジストパターニングに限らず、他の膜構造加工のためのレジストパターニングに対しても同様に適用できることは勿論である。
【００４２】
このように本実施形態によれば、通常のパターンを半分ずつに分離して形成された２つのマスクＡ，Ｂを用い、マスクＡ，Ｂのダブルパターニングを行うことにより、第１の実施形態と同様にマスクＡの多層膜の位相欠陥等があってもウエハ上の欠陥を消失させることができ、パターン寸法精度の向上をはかることができる。
【００４３】
また、本実施形態は、元々ダブルパターニングで２枚のマスクを用いる方法に適用するものであり、１層目のマスクＡに存在する位相欠陥箇所と２層目のマスクＢの座標に輝点パターンを追加するだけなので、本手法による追加工程にかかるコストや時間の増加は殆どない。
【００４４】
（変形例）
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。実施形態では、マスクとしてＥＵＶ露光用マスクの例を説明したが、必ずしもＥＵＶ露光用マスクに限らず反射型マスクであれば適用可能である。また、マスクを構成する多層膜、吸収体、その他の材料等は、実施形態で説明したものに限らず適宜変更可能である。
【００４５】
本発明の幾つかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４６】
１１…多層膜反射パターン
１２…吸収体パターン
１３…多層膜欠陥（位相欠陥）
１４…遮光領域
１５…多層膜開口パターン
１７…ウエハ上の転写パターン
１８…ウエハ上のパターン欠陥
２１…低熱膨張率基板
２２…多層膜
２３…保護膜
２４…吸収体
２５…低反射膜
３１…Ｓｉ基板
３２…酸化膜
３３…ポジレジスト
３４…ウエハ上の露光領域
３５…ウエハ上の低露光領域
３６…レジストパターン
４１…最大露光領域
４２…遮光帯領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2013055197.tif 000006
【図５】
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【図６】
2013055197.tif 000008