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JP5846785B2 - Projection exposure method, projection exposure apparatus, and mask pattern transfer method - Google Patents
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JP5846785B2 - Projection exposure method, projection exposure apparatus, and mask pattern transfer method - Google Patents

Projection exposure method, projection exposure apparatus, and mask pattern transfer method Download PDF

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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

本発明は、半導体装置の回路パターンを形成するリソグラフィ技術に関し、特に、波長が10〜15nm程度のいわゆる極端紫外線光(EUV(Extreme Ultra-Violet)光)を用いた露光工程における投影露光方法および投影露光装置に適用して有効な技術に関するものである。   The present invention relates to a lithography technique for forming a circuit pattern of a semiconductor device, and more particularly to a projection exposure method and projection in an exposure process using so-called extreme ultraviolet light (EUV (Extreme Ultra-Violet) light) having a wavelength of about 10 to 15 nm. The present invention relates to a technique effective when applied to an exposure apparatus.

半導体デバイス(半導体集積回路装置)は、回路パターンが描かれた原版であるマスクに露光光を照射し、上記回路パターンを、縮小光学系を介して半導体基板(ウェハと称する)の主面上に転写する光リソグラフィエ程を繰り返し用いることによって量産されている。   A semiconductor device (semiconductor integrated circuit device) irradiates a mask, which is an original on which a circuit pattern is drawn, with exposure light, and the circuit pattern is applied to the main surface of a semiconductor substrate (referred to as a wafer) via a reduction optical system. It is mass-produced by repeatedly using the photolithography process to transfer.

近年、半導体デバイスの微細化への要求に応じて、光リソグラフィの露光波長をより短くして解像度を上げる方法が検討されている。これまで波長193nmのフッ化アルゴシ(ArF)エキシマレーザ光を用いたArFリソグラフィが主に開発されてきたが、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、エキシマレーザ光に代えて、これよりも短い波長(例えば13.5nm)のEUV光を用いるリソグラフィの開発が進められている。   In recent years, in response to demands for miniaturization of semiconductor devices, methods for increasing the resolution by shortening the exposure wavelength of photolithography have been studied. So far, ArF lithography using fluorinated Argosi (ArF) excimer laser light with a wavelength of 193 nm has been mainly developed, but in order to improve the resolving power of the optical system limited by the diffraction limit of light, excimer laser light is used. Instead, development of lithography using EUV light having a shorter wavelength (for example, 13.5 nm) is being advanced.

この波長領域では透過マスクが物質の光吸収の関係で使えないため、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)などの多層膜による反射を利用した多層膜反射基板がEUVリソグラフィ(EUVLと称する)用マスクブランクス(マスクブランクと称する)として使用される。多層膜反射は一種の干渉を利用した反射である。EUVL用マスクは、石英ガラスまたは低熱膨張ガラス基板の上にモリブデン(Mo)とシリコン(Si)などの多層膜が被着されたマスクブランクの表面に、低反射領域として、吸収体パターン、すなわち緩衝膜とEUV光の吸収膜とを積層させたパターンが形成された構造となっている(例えば非特許文献1)。   In this wavelength region, a transmission mask cannot be used because of the light absorption of the substance. Therefore, a multilayer film reflective substrate using reflection by a multilayer film such as molybdenum (Mo) and silicon (Si) is a mask for EUV lithography (referred to as EUVL). Used as blanks (referred to as mask blanks). Multilayer reflection is a kind of reflection utilizing interference. The EUVL mask has an absorber pattern, that is, a buffer, as a low reflection region on the surface of a mask blank in which a multilayer film such as molybdenum (Mo) and silicon (Si) is deposited on a quartz glass or a low thermal expansion glass substrate. A pattern in which a film and an EUV light absorbing film are laminated is formed (for example, Non-Patent Document 1).

同様に、EUV光用の光学素子には、透過屈折型の光学素子を使用することができないため、多層膜反射鏡が用いられる。例えば特開2001−244168号公報(特許文献1)に記載されているように、EUV露光装置の投影光学系は反射型の投影光学系が使用される。光源からの光は反射型の照明光学系を介して均一化されてEUVL用マスクに照射される。EUVL用マスクに照射された光は、EUVL用マスクで反射し、反射型の投影光学系を経てウェハに到達して、EUVL用マスクの吸収体パターンがウェハの主面上に投影される。   Similarly, since an optical element for EUV light cannot use a transmission refraction type optical element, a multilayer film reflecting mirror is used. For example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-244168 (Patent Document 1), the projection optical system of the EUV exposure apparatus uses a reflection type projection optical system. The light from the light source is made uniform through a reflection type illumination optical system and irradiated to the EUVL mask. The light irradiated on the EUVL mask is reflected by the EUVL mask, reaches the wafer through a reflective projection optical system, and the absorber pattern of the EUVL mask is projected onto the main surface of the wafer.

EUVLでは、マスクブランクの表面にわずか数nm程度の高さの異常が発生した場合でも、その高さ異常によりEUV反射光に大きな位相変化を与え、吸収体パターンのウェハの主面上への転写の際に寸法変化または解像不良などの欠陥を生じさせる。このような位相変化を与える欠陥を位相欠陥と呼ぶ。そこで、吸収体パターンを被着させる前のマスクブランクの段階において位相欠陥を検出することが必要である。   In EUVL, even if a height abnormality of only a few nanometers occurs on the surface of the mask blank, a large phase change is caused in the EUV reflected light due to the height abnormality, and the absorber pattern is transferred onto the main surface of the wafer. In this case, defects such as a dimensional change or poor resolution are caused. A defect that gives such a phase change is called a phase defect. Therefore, it is necessary to detect the phase defect at the stage of the mask blank before depositing the absorber pattern.

一般的なマスクブランクの検査方法としては、レーザ光をマスクブランクに照射し、乱反射する光から異物を検出する方法または明視野像(顕微鏡像)を検出する方法がある。一方、露光に用いるEUV光と同じ波長の検出光を用いて欠陥を検出する同波長(at wavelength)検査法もある。この方法の一例として、暗視野検査像を用いる方法が、例えば特開2003−114200号公報(特許文献2)に開示されている。さらに、位相欠陥の表面の凹凸を区別する検査手法が、例えば特開2007−219130号公報(特許文献3)に開示されている。   As a general mask blank inspection method, there are a method of irradiating a mask blank with a laser beam and detecting foreign matter from light that is diffusely reflected, or a method of detecting a bright field image (microscope image). On the other hand, there is an in-wavelength (at wavelength) inspection method in which a defect is detected using detection light having the same wavelength as EUV light used for exposure. As an example of this method, a method using a dark field inspection image is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-114200 (Patent Document 2). Furthermore, an inspection method for distinguishing unevenness on the surface of a phase defect is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-219130 (Patent Document 3).

特開2001−244168号公報JP 2001-244168 A 特開2003−114200号公報JP 2003-114200 A 特開2007−219130号公報JP 2007-219130 A

田邊功、竹花洋一、法元盛久著、「入門フォトマスク技術」、工業調査会、2006年12月発行、p.266−268Isao Tabuchi, Yoichi Takehana, Morihisa Homoto, “Introductory Photomask Technology”, Industrial Research Committee, published in December 2006, p. 266-268

従来のEUVLでは、マスクブランクの表面の位相欠陥を検出した後、欠陥転写性を検討し、もし欠陥転写性が小さいと判断された場合は、このマスクブランクは良品として取扱われていた。また、マスクブランク検査の段階で致命欠陥と判断されても、マスクブランクの表面に吸収体パターンを形成した後に、ウェハの主面上の転写パターンを評価した結果、位相欠陥が致命的とならず、EUVL用マスクが良品となることもあった。   In the conventional EUVL, after detecting a phase defect on the surface of the mask blank, the defect transferability is examined, and if it is determined that the defect transferability is small, the mask blank is handled as a non-defective product. Even if a critical defect is determined at the mask blank inspection stage, the phase defect is not fatal as a result of evaluating the transfer pattern on the main surface of the wafer after forming the absorber pattern on the surface of the mask blank. In some cases, the EUVL mask is non-defective.

実際、マスクブランク検査の段階では致命的な位相欠陥であっても、吸収体パターンを形成するときに位相欠陥を完全に被覆するようなレイアウトであれば、実質的にEUVL用マスクの欠陥とはならない。従って、マスクブランク検査の段階で位相欠陥が皆無であることを確認することは必須ではない。また、マスクブランク検査の段階で、仮に吸収体パターンを形成した後に位相欠陥が露出しても、転写パターンの寸法の誤差が許容値以内と判断されれば、その位相欠陥は許容される。位相欠陥が転写される度合いが小さければ位相欠陥の残留は許容される。これらはマスクブランクの不良率の低減に極めて有益である。   In fact, even if the phase defect is fatal in the mask blank inspection stage, if the layout completely covers the phase defect when forming the absorber pattern, the defect of the EUVL mask is substantially Don't be. Therefore, it is not essential to confirm that there are no phase defects at the mask blank inspection stage. Further, even if the phase defect is exposed after the absorber pattern is formed at the mask blank inspection stage, the phase defect is allowed if it is determined that the dimensional error of the transfer pattern is within the allowable value. If the degree of phase defect transfer is small, the phase defect remains acceptable. These are extremely useful for reducing the defective rate of the mask blank.

ところが、残留が許容された位相欠陥であっても、吸収体パターンをウェハの主面上に転写する段階で露光条件が異なると欠陥として転写される場合がある。例えば焦点合わせが充分に出来ていれば位相欠陥は実質的に転写パターンの質の低下を招かないが、焦点深度内であっても一部のデフォーカス状態においては欠陥として転写される場合がある。また、ある露光条件を仮定してEUVL用マスクを製作し、実質的に転写に影響を与える位相欠陥は無い場合であっても、異なる露光条件でEUVL用マスクを使用すると位相欠陥が転写に影響を与える場合がある。このような様々な露光条件に対応して、全ての露光条件で実質的に無欠陥であることを要求すると、EUVL用マスクの製造が極めて困難となり、マスクブランクの製造歩留まりの低下は避けられない。これまでの露光方法または位相欠陥検査法においては、このようなマスクブランクの製造歩留まり低下の回避については考慮されていなかった。   However, even a phase defect that is allowed to remain may be transferred as a defect if the exposure conditions are different at the stage of transferring the absorber pattern onto the main surface of the wafer. For example, if the focus is sufficient, the phase defect does not substantially reduce the quality of the transfer pattern, but may be transferred as a defect in some defocus states even within the depth of focus. . Even if an EUVL mask is manufactured under the assumption of certain exposure conditions and there is no phase defect that substantially affects the transfer, if the EUVL mask is used under different exposure conditions, the phase defect will affect the transfer. May give. In response to such various exposure conditions, if it is required to be substantially defect-free under all exposure conditions, it becomes extremely difficult to manufacture an EUVL mask, and a reduction in the mask blank manufacturing yield is inevitable. . In the conventional exposure method or phase defect inspection method, the avoidance of such a decrease in the manufacturing yield of the mask blank has not been considered.

本発明の目的は、多層膜と吸収体パターンとを有するEUVL用マスクに微細な位相欠陥が残留しても、位相欠陥が吸収体パターンの転写像に与える影響を低減できる吸収体パターンの投影露光方法を提供することにある。   An object of the present invention is to perform projection exposure of an absorber pattern that can reduce the influence of the phase defect on the transferred image of the absorber pattern even if a minute phase defect remains in the EUVL mask having a multilayer film and the absorber pattern. It is to provide a method.

また、本発明の目的は、EUVL用マスクに残留する位相欠陥が吸収体パターンの転写像に与える影響を低減できる投影露光装置を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a projection exposure apparatus that can reduce the influence of a phase defect remaining in an EUVL mask on a transfer image of an absorber pattern.

また、本発明の目的は、EUVL用マスクおよび投影露光装置を用いてEUVL用マスクのコストを低く抑えた半導体集積回路装置の製造方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device that uses an EUVL mask and a projection exposure apparatus to reduce the cost of the EUVL mask.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの一実施の形態を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the inventions disclosed in this application, an embodiment of a representative one will be briefly described as follows.

この実施の形態は、多層膜と、多層膜上に形成された吸収体パターンとを有するEUVL用マスクを用いて、投影光学系を介して吸収体パターンをウェハの主面上に転写する投影露光方法であって、EUVL用マスクに関する欠陥情報を取得する工程と、EUV光をEUVL用マスクに照射する工程と、EUVL用マスクとウェハとを所定の露光位置に同期移動させて、所定の露光位置において吸収体パターンをウェハの主面上に転写する工程とを有し、EUVL用マスクとウェハとを所定の露光位置に同期移動させる際に、EUVL用マスクに関する欠陥情報に応じて転写条件を変更するものである。   In this embodiment, projection exposure is performed by using an EUVL mask having a multilayer film and an absorber pattern formed on the multilayer film, and transferring the absorber pattern onto the main surface of the wafer via a projection optical system. A method of acquiring defect information related to an EUVL mask, a step of irradiating EUV light to an EUVL mask, and moving the EUVL mask and wafer to a predetermined exposure position in synchronization with each other. And transferring the absorber pattern onto the main surface of the wafer. When the EUVL mask and the wafer are moved synchronously to a predetermined exposure position, the transfer conditions are changed according to the defect information about the EUVL mask. To do.

また、この実施の形態は、多層膜と、多層膜上に形成された吸収体パターンとを有するEUVL用マスクを用いて、投影光学系を介して吸収体パターンをウェハの主面上に転写する投影露光装置であって、EUVL用マスクを保持すると共に移動可能なマスクステージと、EUV光をEUVL用マスクに照射する照明光学系と、ウェハを保持すると共に移動可能なウェハステージと、EUVL用マスクとウェハとを同期移動させる駆動手段と、EUVL用マスクに関する欠陥情報を記憶する記憶部と、欠陥情報に対応して露光条件を演算する露光条件演算手段と、EUVL用マスクとウェハとを同期移動させる際に、露光条件演算手段において得られた結果に整合した露光条件に変更する露光条件変更手段とを有するものである。   In this embodiment, the absorber pattern is transferred onto the main surface of the wafer via the projection optical system using the EUVL mask having the multilayer film and the absorber pattern formed on the multilayer film. A projection exposure apparatus that holds and moves an EUVL mask, an illumination optical system that irradiates the EUVL mask with EUV light, a wafer stage that holds and moves the wafer, and an EUVL mask Driving means for synchronously moving the wafer and the wafer, a storage unit for storing defect information relating to the EUVL mask, an exposure condition calculating means for calculating the exposure conditions corresponding to the defect information, and the EUVL mask and the wafer are synchronously moved. And an exposure condition changing means for changing the exposure condition to match the result obtained by the exposure condition calculating means.

また、この実施の形態は、多層膜と、多層膜上に形成された吸収体パターンとを有するEUVL用マスクを用いて、投影光学系を介して吸収体パターンをウェハの主面上に転写するマスクパターンの転写方法であって、基板上に多層膜を形成する工程と、多層膜内に位相欠陥が存在するか否かを検査する工程と、位相欠陥が検出された場合には、位相欠陥を残存させて良いか否かを判断する工程と、多層膜上に吸収体パターンを形成して、EUVL用マスクを製作する工程と、吸収体パターンの欠陥が存在するか否かを検査する工程と、吸収体パターンの形状の修正が必要であると判断された場合には、吸収体パターンの形状を修正する工程と、EUVL用マスクに残存する位相欠陥の欠陥情報を記録する工程と、EUVL用マスクを投影露光装置のマスクステージに載置する工程と、ウェハを投影露光装置のウェハステージに載置する工程と、欠陥情報を投影露光装置に入力する工程と、欠陥情報に応じて投影露光装置における最適なフォーカス位置を対応させる工程と、EUV光をEUVL用マスクに照射する工程と、EUVL用マスクとウェハとを同期移動させて、ウェハの主面上にパターン転写を行なう工程とを有し、EUVL用マスクとウェハとを同期移動させる際に、EUVL用マスクに関する欠陥情報に応じてパターン転写の条件を変更するものである。   In this embodiment, the absorber pattern is transferred onto the main surface of the wafer via the projection optical system using the EUVL mask having the multilayer film and the absorber pattern formed on the multilayer film. A mask pattern transfer method, a step of forming a multilayer film on a substrate, a step of inspecting whether a phase defect exists in the multilayer film, and a phase defect when a phase defect is detected. A step of determining whether or not the material can remain, a step of forming an absorber pattern on the multilayer film to manufacture an EUVL mask, and a step of inspecting whether or not there is a defect in the absorber pattern If it is determined that the shape of the absorber pattern needs to be corrected, a step of correcting the shape of the absorber pattern, a step of recording defect information of phase defects remaining in the EUVL mask, and EUVL Mask for dew projection A step of placing the wafer on the mask stage of the apparatus, a step of placing the wafer on the wafer stage of the projection exposure apparatus, a step of inputting defect information to the projection exposure apparatus, and an optimum focus in the projection exposure apparatus according to the defect information An EUVL mask comprising: a step of aligning a position; a step of irradiating an EUVL mask with EUV light; and a step of transferring a pattern on the main surface of the wafer by synchronously moving the EUVL mask and the wafer. When the wafer and the wafer are moved synchronously, the pattern transfer conditions are changed according to the defect information relating to the EUVL mask.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの一実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。   Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by one embodiment of a representative one will be briefly described as follows.

多層膜と吸収体パターンとを有するEUVL用マスクに微細な位相欠陥が残留しても、位相欠陥が吸収体パターンの転写像に与える影響を低減できる吸収体パターンの投影露光方法を提供することができる。   To provide a projection exposure method for an absorber pattern capable of reducing the influence of the phase defect on the transfer image of the absorber pattern even if a minute phase defect remains in the EUVL mask having the multilayer film and the absorber pattern. it can.

また、EUVL用マスクに残留する位相欠陥が吸収体パターンの転写像に与える影響を低減できる投影露光装置を提供することができる。   Further, it is possible to provide a projection exposure apparatus that can reduce the influence of the phase defect remaining in the EUVL mask on the transferred image of the absorber pattern.

また、EUVL用マスクおよび投影露光装置を用いてEUVL用マスクのコストを低く抑えた半導体集積回路装置の製造方法を提供することができる。   Further, it is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device in which the cost of the EUVL mask is kept low by using the EUVL mask and the projection exposure apparatus.

(a)は本発明の実施の形態1によるEUVL用マスクの吸収体パターンが形成された面の要部平面図、(b)は同図(a)のA−A線に沿った一部を拡大して示す要部断面図である。(A) is a principal part top view of the surface in which the absorber pattern of the EUVL mask by Embodiment 1 of this invention was formed, (b) is a part along the AA line of the same figure (a). It is principal part sectional drawing which expands and shows. (a)は本発明の実施の形態1による位相欠陥を有するマスクブランクの要部断面図、(b)は本発明の実施の形態1による位相欠陥を有するマスクブランクに吸収体パターンおよびバッファ層が形成されたEUVL用マスクの要部断面図である。(A) is principal part sectional drawing of the mask blank which has the phase defect by Embodiment 1 of this invention, (b) is an absorber pattern and a buffer layer in the mask blank which has the phase defect by Embodiment 1 of this invention. It is principal part sectional drawing of the formed mask for EUVL. (a)は本発明の実施の形態1によるEUVL用マスクの吸収体パターンを拡大して示す要部平面図、(b)は同図(a)のB−B線に沿った要部断面図、(c)は同図(a)の吸収体パターンを1/4縮小投影露光装置によりウェハの主面上に投影して得られる転写像を3種のデフォーカスに対して計算した結果を示す要部平面図である。(A) is a principal part top view which expands and shows the absorber pattern of the mask for EUVL by Embodiment 1 of this invention, (b) is principal part sectional drawing along the BB line of the same figure (a). (C) shows the result of calculating the transfer image obtained by projecting the absorber pattern of FIG. (A) onto the main surface of the wafer by the 1/4 reduction projection exposure apparatus for three types of defocusing. It is a principal part top view. (a)は本発明の実施の形態1によるEUVL用マスクのL&Sパターンを投影して得られる転写L&Sパターンのバンプ位相欠陥付近におけるライン幅の変化を%表示し、そのデフォーカス位置依存性を纏めたグラフ図、(b)は本発明の実施の形態1によるEUVL用マスクのL&Sパターンを投影して得られる転写L&Sパターンのピット位相欠陥付近におけるライン幅の変化を%表示し、そのデフォーカス位置依存性を纏めたグラフ図である。(A) indicates the change in line width in the vicinity of the bump phase defect of the transferred L & S pattern obtained by projecting the L & S pattern of the EUVL mask according to the first embodiment of the present invention, and summarizes the defocus position dependency thereof. FIG. 6B is a graph showing a change in line width in the vicinity of the pit phase defect of the transferred L & S pattern obtained by projecting the L & S pattern of the EUVL mask according to the first embodiment of the present invention, and its defocus position. It is the graph which summarized the dependence. 本発明の実施の形態1によるEUVL用マスク上の吸収体パターンをウェハの主面上に縮小転写する投影露光装置の構成図である。It is a block diagram of the projection exposure apparatus which carries out reduction transfer of the absorber pattern on the EUVL mask by Embodiment 1 of this invention on the main surface of a wafer. 本発明の実施の形態1によるEUVL用マスクを走査露光する際の走査領域を説明する図である。It is a figure explaining the scanning area | region at the time of carrying out scanning exposure of the mask for EUVL by Embodiment 1 of this invention. (a)は本発明の実施の形態1による位相欠陥を有するEUVL用マスクの一部を拡大して示す要部平面図、(b)は同図(a)に、一括転写できる円弧領域を重ねた位相欠陥を有するEUVL用マスクの一部を拡大して示す要部平面図である。(A) is a principal plan view showing a part of the EUVL mask having phase defects according to the first embodiment of the present invention in an enlarged manner, (b) is an overlapping arc region that can be collectively transferred to FIG. It is a principal part top view which expands and shows some EUVL masks which have the phase defect. 本発明の実施の形態1による走査露光におけるマスクステージの移動と共に円弧領域の位置が移動する間の、マスクステージのZ方向位置制御量(フォーカス位置設定値)の変化を示すグラフ図である。It is a graph which shows the change of the Z direction position control amount (focus position setting value) of a mask stage while the position of a circular arc area moves with the movement of the mask stage in the scanning exposure by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による投影露光方法のフローを説明するフローチャート図である。It is a flowchart figure explaining the flow of the projection exposure method by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による位相欠陥の情報を得るフローを説明するフローチャート図である。It is a flowchart figure explaining the flow which acquires the information of the phase defect by Embodiment 1 of this invention. (a)は本発明の実施の形態2による位相欠陥を有するEUVL用マスクの一部を拡大して示す要部平面図、(b)は同図(a)に、一括転写できる円弧領域を重ねた位相欠陥を有するEUVL用マスクの一部を拡大して示す要部平面図である。(A) is a principal part top view which expands and shows a part of EUVL mask which has a phase defect by Embodiment 2 of this invention, (b) has overlapped the circular arc area | region which can be batch-transferred to the figure (a). It is a principal part top view which expands and shows some EUVL masks which have the phase defect. 本発明の実施の形態2による走査露光におけるマスクステージの移動と共に円弧領域の位置が移動する間の、マスクステージのZ方向位置制御量(フォーカス位置設定値)の変化およびXY面に対する傾斜量(傾斜量設定値)の変化を示すグラフ図である。While the position of the arc region is moved together with the movement of the mask stage in the scanning exposure according to the second embodiment of the present invention, the change in the Z-direction position control amount (focus position setting value) of the mask stage and the amount of inclination (inclination) It is a graph which shows the change of quantity setting value. 本発明の実施の形態3による半導体デバイスの製造の基本フローの一例を示す工程図である。It is process drawing which shows an example of the basic flow of manufacture of the semiconductor device by Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3による半導体デバイスの製造工程を説明する半導体デバイスの要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the semiconductor device explaining the manufacturing process of the semiconductor device by Embodiment 3 of this invention. 図14に続く半導体デバイスの製造工程中の図14と同じ箇所の要部断面図である。FIG. 15 is an essential part cross-sectional view of the same portion as that of FIG. 14 of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 14; 図15に続く半導体デバイスの製造工程中の図14と同じ箇所の要部断面図である。FIG. 16 is an essential part cross-sectional view of the same portion as that of FIG. 14 of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 15; 図16に続く半導体デバイスの製造工程中の図14と同じ箇所の要部断面図である。FIG. 17 is an essential part cross-sectional view of the same portion as that of FIG. 14 of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 16; 図17に続く半導体デバイスの製造工程中の図14と同じ箇所の要部断面図である。FIG. 18 is an essential part cross-sectional view of the same portion as that of FIG. 14 of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 17; 図18に続く半導体デバイスの製造工程中の図14と同じ箇所の要部断面図である。FIG. 19 is an essential part cross-sectional view of the same portion as that of FIG. 14 of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 18;

以下の実施の形態において、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。   In the following embodiments, when necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other, and one is the other. There are some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like.

また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。   Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number. Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., the shapes are substantially the same unless otherwise specified, or otherwise apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numerical values and ranges.

また、以下の実施の形態で用いる図面においては、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。また、以下の実施の形態において、ウェハと言うときは、Si(Silicon)単結晶ウェハを主とするが、それのみではなく、SOI(Silicon On Insulator)ウェハ、集積回路をその上に形成するための絶縁膜基板等を指すものとする。その形も円形またはほぼ円形のみでなく、正方形、長方形等も含むものとする。   Further, in the drawings used in the following embodiments, hatching may be added to make the drawings easy to see even if they are plan views. In the following embodiments, the term “wafer” is mainly a Si (Silicon) single crystal wafer. However, not only that, but also an SOI (Silicon On Insulator) wafer and an integrated circuit are formed thereon. Insulating film substrate or the like. The shape includes not only a circle or a substantially circle but also a square, a rectangle and the like.

また、以下の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。   In all the drawings for explaining the following embodiments, components having the same function are denoted by the same reference numerals in principle, and repeated description thereof is omitted. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(実施の形態1)
本実施の形態1による投影露光方法を説明するにあたり、まず、EUVL用マスクの構造およびEUVL用マスクに生じる位相欠陥について図1および図2をそれぞれ用いて説明する。図1(a)はEUVL用マスクの吸収体パターンが形成された面の要部平面図、図1(b)は同図(a)のA−A線に沿った一部を拡大して示す要部断面図である。また、図2(a)は位相欠陥を有するマスクブランクの要部断面図、図2(b)は位相欠陥を有するマスクブランクに吸収体パターンおよびバッファ層が形成されたEUVL用マスクの要部断面図である。
(Embodiment 1)
In describing the projection exposure method according to the first embodiment, first, the structure of the EUVL mask and the phase defect generated in the EUVL mask will be described with reference to FIGS. 1 and 2, respectively. FIG. 1A is a plan view of an essential part of the surface on which the absorber pattern of the EUVL mask is formed, and FIG. 1B is an enlarged view along a line AA in FIG. It is principal part sectional drawing. 2A is a cross-sectional view of a main part of a mask blank having a phase defect, and FIG. 2B is a cross-sectional view of a main part of an EUVL mask in which an absorber pattern and a buffer layer are formed on the mask blank having a phase defect. FIG.

図1(a)に示すように、EUVL用マスクMの中央部には、半導体集積回路装置の回路パターンを有するデバイスパターンエリアMDEを有し、周辺部には、EUVL用マスクMの位置合わせのためのマークまたはウエハアライメントマークなどを含むアライメントマークエリアMA1,MA2,MA3,MA4が配置されている。   As shown in FIG. 1A, the central portion of the EUVL mask M has a device pattern area MDE having a circuit pattern of the semiconductor integrated circuit device, and the EUVL mask M is aligned at the peripheral portion. Alignment mark areas MA1, MA2, MA3, MA4 including a mark or a wafer alignment mark are arranged.

また、図1(b)に示すように、EUVL用マスクMのマスクブランクは、石英ガラスまたは低熱膨張ガラスからなる基板MSと、基板MSの主面に形成されたモリブデン(Mo)とシリコン(Si)とを交互に積層(例えば各層が40層程度)した多層膜MLと、多層膜ML上に形成されたキャッピング層CAPと、基板MSの裏面(主面と反対側の面)に形成されたEUVL用マスクMを静電チャックするためのメタル膜CFとにより構成されている。基板MSの厚さは、例えば7〜8mm程度であり、多層膜MLの厚さは、例えば300nm程度である。さらに、キャッピング層CAP上にバッファ層BUFを介して吸収体パターンABSが形成されている。吸収体パターンABSの厚さは、例えば50〜70nm程度である。   As shown in FIG. 1B, the mask blank of the EUVL mask M includes a substrate MS made of quartz glass or low thermal expansion glass, molybdenum (Mo) and silicon (Si) formed on the main surface of the substrate MS. ) Are alternately stacked (for example, each layer is about 40 layers), the capping layer CAP formed on the multilayer film ML, and the back surface (surface opposite to the main surface) of the substrate MS. The EUVL mask M is composed of a metal film CF for electrostatic chucking. The thickness of the substrate MS is, for example, about 7 to 8 mm, and the thickness of the multilayer film ML is, for example, about 300 nm. Furthermore, the absorber pattern ABS is formed on the capping layer CAP via the buffer layer BUF. The thickness of the absorber pattern ABS is, for example, about 50 to 70 nm.

EUVLでは、マスクブランクの表面にわずか数nm程度の高さの異常が発生した場合でも、その高さ異常によりEUV反射光に大きな位相変化を与え、吸収体パターンのウェハの主面上への転写の際に欠陥を生じさせる。図2(a)に示したマスクブランクの要部断面図は、基板MS上に多層膜MLを被着させる際に、基板MSの主面に微小な窪みまたは突起が存在したまま上記多層膜MLを被着させた結果、表面が凹形状のピット位相欠陥PD1または表面が凹形状のバンプ位相欠陥PD2が生じた一例を示している。   In EUVL, even if a height abnormality of only a few nanometers occurs on the surface of the mask blank, a large phase change is caused in the EUV reflected light due to the height abnormality, and the absorber pattern is transferred onto the main surface of the wafer. Cause defects. 2A is a cross-sectional view of the main part of the mask blank shown in FIG. 2A, when the multilayer film ML is deposited on the substrate MS, the multilayer film ML with the minute depressions or protrusions existing on the main surface of the substrate MS. As a result, the pit phase defect PD1 having a concave surface or the bump phase defect PD2 having a concave surface is shown.

これら欠陥を残したままバッファ層BUFおよび吸収体パターンABSを形成すると、例えば図2(b)に示すように、隣り合う吸収体パターンABSの間にピット位相欠陥PD1またはバンプ位相欠陥PD2が残存する場合がある。これらピット位相欠陥PD1またはバンプ位相欠陥PD2が存在すると、ウェハの主面上に転写するパターン(転写像、転写パターン、投影像、パターン投影像)が乱れて、ウェハの主面上の転写パターンに欠陥が発生する。   When the buffer layer BUF and the absorber pattern ABS are formed while leaving these defects, for example, as shown in FIG. 2B, the pit phase defect PD1 or the bump phase defect PD2 remains between the adjacent absorber patterns ABS. There is a case. When these pit phase defect PD1 or bump phase defect PD2 exists, the pattern (transfer image, transfer pattern, projection image, pattern projection image) transferred onto the main surface of the wafer is disturbed, and the transfer pattern on the main surface of the wafer is changed. Defects occur.

従来の光リソグラフィ用の透過マスクブランクでは、その表面に数nm程度の凹凸があっても、これを無視することができる。しかし、EUVL用マスクは、従来の透過マスクと比較すると欠陥転写に関して質的に大きな差があり、位相差を与えるマスクブランク欠陥(ピット位相欠陥PD1またはバンプ位相欠陥PD2)の発生を回避しなければならない。   In the conventional transmission mask blank for optical lithography, even if the surface has irregularities of about several nm, this can be ignored. However, the EUVL mask has a large qualitative difference in defect transfer as compared with the conventional transmission mask, and it is necessary to avoid the generation of a mask blank defect (pit phase defect PD1 or bump phase defect PD2) that gives a phase difference. Don't be.

このようなピット位相欠陥PD1またはバンプ位相欠陥PD2が吸収体パターンの転写像に与える影響の一例を、図3および図4を用いて説明する。   An example of the influence of the pit phase defect PD1 or the bump phase defect PD2 on the transferred image of the absorber pattern will be described with reference to FIGS.

図3(a)はEUVL用マスクの吸収体パターンを拡大して示す要部平面図であり、複数のライン状の吸収体パターンABSが一定の間隔で配置されたライン・アンド・スペース(L&Sと称する)パターンと、隣り合う吸収体パターンABSの間に残存するバンプ位相欠陥PD2とを示している。複数のライン状の吸収体パターンABSのライン幅は128nm、ピッチは256nmである。   FIG. 3A is an enlarged plan view of an essential part showing an absorber pattern of an EUVL mask. Line and space (L & S and L & S) in which a plurality of line-like absorber patterns ABS are arranged at regular intervals. Pattern) and the bump phase defect PD2 remaining between the adjacent absorber patterns ABS. The line width of the plurality of line-shaped absorber patterns ABS is 128 nm, and the pitch is 256 nm.

また、図3(b)は同図(a)のB−B線に沿った要部断面図であり、バンプ位相欠陥PD2は多層膜MLの全層に渡って凸型形状を有している。   FIG. 3B is a cross-sectional view of the main part along the line BB in FIG. 3A, and the bump phase defect PD2 has a convex shape over the entire layer of the multilayer film ML. .

また、図3(c)は上記吸収体パターンABSを1/4縮小投影露光装置によりウエハの主面上に投影したときに得られる転写像を3種のデフォーカスに対して計算した結果を示す要部平面図である。負のデフォーカスではバンプ位相欠陥PD2付近でライン幅が増大する転写パターン11が得られ、デフォーカスが0の状態でも、バンプ位相欠陥PD2付近ではライン幅が増大する転写パターン12が得られた。さらに、正のデフォーカスにおいても、ライン幅の変化が認められる転写パターン13が得られた。   FIG. 3C shows the result of calculating a transfer image obtained by projecting the absorber pattern ABS onto the main surface of the wafer by the 1/4 reduction projection exposure apparatus for three types of defocus. It is a principal part top view. With negative defocusing, a transfer pattern 11 having an increased line width in the vicinity of the bump phase defect PD2 was obtained. Even when the defocus was 0, a transfer pattern 12 having an increased line width in the vicinity of the bump phase defect PD2 was obtained. Furthermore, a transfer pattern 13 in which a change in line width was recognized even in positive defocus was obtained.

図4(a)に、EUVL用マスクのL&Sパターンを投影して得られる転写L&Sパターンのバンプ位相欠陥PD2付近におけるライン幅の変化を%表示し、そのデフォーカス位置依存性を纏めた結果を示す。バンプ位相欠陥PD2が存在しない場合のライン幅の変化は、曲線14に示すようにほとんど変化しないが、バンプ位相欠陥PD2を有する場合は、曲線15に示すようにフォーカス依存性が認められた。   FIG. 4 (a) shows the change in line width near the bump phase defect PD2 of the transferred L & S pattern obtained by projecting the L & S pattern of the EUVL mask in%, and shows the result of summarizing the defocus position dependency. . When the bump phase defect PD2 does not exist, the change in the line width hardly changes as shown by the curve 14, but when the bump phase defect PD2 is present, focus dependency is recognized as shown by the curve 15.

図4(b)に、EUVL用マスクのL&Sパターンを投影して得られる転写L&Sパターンのピット位相欠陥PD1付近におけるライン幅の変化を%表示し、そのデフォーカス位置依存性を纏めた結果を示す。バンプ位相欠陥PD2と同様に、ピット位相欠陥PD1を有する場合も、曲線16に示すようにフォーカス依存性が認められる。   FIG. 4B shows the change in line width in the vicinity of the pit phase defect PD1 of the transferred L & S pattern obtained by projecting the L & S pattern of the EUVL mask, and shows the result of summarizing the defocus position dependency. . Similarly to the bump phase defect PD2, the focus dependency is recognized as shown by the curve 16 when the pit phase defect PD1 is included.

これらのことから、隣り合う吸収体パターンABSの間にピット位相欠陥PD1またはバンプ位相欠陥PD2が存在すると、転写L&Sパターンのライン幅は変化し、その変化はデフォーカス依存性を示すこと、デフォーカス依存性はピット位相欠陥PD1とバンプ位相欠陥PD2とでは逆の傾向を示すこと、さらに、ピット位相欠陥PD1およびバンプ位相欠陥PD2においてライン幅の誤差が小さいデフォーカスレベルが存在することが分かる。従って、小さな位相欠陥が残留する場合は、フォーカスレベルを調整することによりライン幅の誤差を小さくできるので、実質的に無欠陥EUVL用マスクとして取扱うことが可能になる。フォーカスレベルの移動量は投影露光装置の光学パラメータで定められる許容焦点深度内に抑えることが望ましく、許容焦点深度を越える場合は欠陥付きのEUVL用マスクとして処理することになる。   From these facts, when the pit phase defect PD1 or the bump phase defect PD2 exists between the adjacent absorber patterns ABS, the line width of the transferred L & S pattern changes, and the change shows defocus dependency. It can be seen that the dependency shows a reverse tendency between the pit phase defect PD1 and the bump phase defect PD2, and that there is a defocus level with a small line width error in the pit phase defect PD1 and the bump phase defect PD2. Therefore, when a small phase defect remains, the error in the line width can be reduced by adjusting the focus level, so that it can be handled as a substantially defect-free EUVL mask. The amount of movement of the focus level is preferably suppressed within the allowable focal depth determined by the optical parameters of the projection exposure apparatus. When the allowable focal depth is exceeded, it is processed as a mask for EUVL with a defect.

以上の現象を利用した本実施の形態1による投影露光方法を実現する投影露光装置の構成の概念を、図5を用いて説明する。図5はEUVL用マスクM上の吸収体パターンをウェハの主面上に縮小転写する投影露光装置の構成図を示している。   The concept of the configuration of the projection exposure apparatus that realizes the projection exposure method according to the first embodiment using the above phenomenon will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a block diagram of a projection exposure apparatus that reduces and transfers the absorber pattern on the EUVL mask M onto the main surface of the wafer.

投影露光装置は、光源20、照明光学系21、および縮小投影光学系22を主構成要素とする光学系部と、EUVL用マスクMおよびウェハWを移動位置決めする機構部と、投影露光装置を全体的に制御する主制御装置34を備えている。また、露光に必要な全てのパラメータを格納しておく記録部32および露光状態を表示するモニタ部33も備えている。光源20から発する中心波長13.5nmのEUV光は多層膜反射鏡からなる照明光学系21を介してEUVL用マスクMのパターン面を照明する。パターン面から反射するEUV光は多層膜反射鏡からなる縮小投影光学系22を通過してウェハWの主面上に吸収体パターンを転写する。なお、図示した照明光学系21および縮小投影光学系22は多数の多層膜反射鏡から構成されている概念を示すものであり、実際の構成そのものを示すものではない。   The projection exposure apparatus includes an optical system unit including the light source 20, the illumination optical system 21, and the reduction projection optical system 22 as main components, a mechanism unit for moving and positioning the EUVL mask M and the wafer W, and the projection exposure apparatus as a whole. A main controller 34 is provided for controlling automatically. Further, a recording unit 32 for storing all parameters necessary for exposure and a monitor unit 33 for displaying the exposure state are also provided. EUV light having a central wavelength of 13.5 nm emitted from the light source 20 illuminates the pattern surface of the EUVL mask M through an illumination optical system 21 composed of a multilayer mirror. The EUV light reflected from the pattern surface passes through the reduction projection optical system 22 composed of a multilayer mirror and transfers the absorber pattern onto the main surface of the wafer W. Note that the illumination optical system 21 and the reduction projection optical system 22 shown in the figure show a concept composed of a number of multilayer film reflecting mirrors, and do not show the actual configuration itself.

ここで、EUVL用マスクMを静電的に固定するマスクステージMSTは、マスクステージ駆動手段23により矢印24に示す方向に所定ストローク範囲内で移動できる。マスクステージMSTの移動面内の位置は、その一部に固定された参照鏡25を介してマスク位置計測用レーザ測長器26により高い分解能で常時検出される。   Here, the mask stage MST for electrostatically fixing the EUVL mask M can be moved within the predetermined stroke range in the direction indicated by the arrow 24 by the mask stage driving means 23. The position of the mask stage MST in the moving plane is always detected with high resolution by the mask position measuring laser length measuring device 26 through a reference mirror 25 fixed to a part thereof.

一方、ウェハWを静電吸着するウェハステージWSTは、ウェハステージ駆動手段27により矢印28で表されるXY2次元面内に移動できると共に、ウェハWを矢印29に示すZ軸方向、およびXY面に対する傾斜方向に微動できるように構成されている。ウェハステージWSTの位置は、それに固定された参照鏡30の位置をレーザ測長器31で計測することにより正確に検出できる。さらに、図示は省略するが、ウェハWの主面のZ軸方向の位置を計測するフォーカス位置検出手段が設けられており、Z軸方向の微動によリウェハWの主面を縮小投影光学系22の結像面に正確に合わせるフォーカス合わせ機能を有している。主制御装置34は、マスクステージ駆動手段23およびウェハステージ駆動手段27を制御して、露光動作が的確に行なわれるように、EUVL用マスクMとウェハWとの同期走査およびウェハWのステッピングを統括して制御する。   On the other hand, wafer stage WST that electrostatically attracts wafer W can be moved in the XY two-dimensional plane represented by arrow 28 by wafer stage driving means 27, and wafer W can be moved in the Z-axis direction indicated by arrow 29 and with respect to the XY plane. It is configured to be able to finely move in the tilt direction. The position of wafer stage WST can be accurately detected by measuring the position of reference mirror 30 fixed thereto with laser length measuring device 31. Further, although not shown, a focus position detecting means for measuring the position of the main surface of the wafer W in the Z-axis direction is provided, and the reduction projection optical system 22 reduces the main surface of the wafer W by fine movement in the Z-axis direction. It has a focusing function that accurately matches the image plane. The main controller 34 controls the mask stage driving unit 23 and the wafer stage driving unit 27 to control the synchronous scanning of the EUVL mask M and the wafer W and the stepping of the wafer W so that the exposure operation is performed accurately. And control.

ここで用いる投影光学系では、EUVL用マスクMのパターンを精度良く一括転写できる領域は、図6に示す円弧領域35に限られる。図6ではEUVL用マスクMのパターン面を見た図が示されているが、実際のEUVL用マスクMのパターン面は縮小投影光学系22に向かって下向きに配置されている。ここで、前述の同期走査においてEUVL用マスクMを縮小投影光学系22の光軸に垂直な面内の矢印36に示す向きに移動させると、円弧領域35はEUVL用マスクMのパターン面を矢印37に示す向き(矢印36と反対の向き)に移動することになる。ウェハWの移動と同期させてEUVL用マスクMの走査を行ないながら露光することにより、EUVL用マスクMに形成されている所望の全パターンをウェハWの主面上に転写することができる。   In the projection optical system used here, the region where the pattern of the EUVL mask M can be accurately transferred at once is limited to the arc region 35 shown in FIG. FIG. 6 shows a view of the pattern surface of the EUVL mask M, but the actual pattern surface of the EUVL mask M is disposed downward toward the reduction projection optical system 22. Here, when the EUVL mask M is moved in the above-described synchronous scanning in the direction indicated by the arrow 36 in the plane perpendicular to the optical axis of the reduction projection optical system 22, the arc region 35 moves the pattern surface of the EUVL mask M to the arrow. It moves to the direction shown in 37 (the direction opposite to the arrow 36). By performing exposure while scanning the EUVL mask M in synchronization with the movement of the wafer W, the entire desired pattern formed on the EUVL mask M can be transferred onto the main surface of the wafer W.

次に、本実施の形態1による投影露光方法について図7および図8を用いて説明する。図7(a)は本発明を適用するEUVL用マスクMの一部を拡大して示す要部平面図であり、吸収体パターン(図示は省略)を形成した後に、2個のバンプ位相欠陥41,42および1個のピット位相欠陥43の合計3個の位相欠陥が残留した一例を示している。また、図7(b)は一括転写できる円弧領域を同図(a)に重ねたEUVL用マスクMの一部を拡大して示す要部平面図である。この投影露光には、前述の図5に示した投影露光装置を用いる。   Next, the projection exposure method according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 7A is an enlarged plan view of a main part showing a part of an EUVL mask M to which the present invention is applied. After forming an absorber pattern (not shown), two bump phase defects 41 are formed. , 42 and one pit phase defect 43, a total of three phase defects remain. FIG. 7B is an enlarged plan view showing a part of the EUVL mask M in which arc regions that can be collectively transferred are superimposed on FIG. The projection exposure apparatus shown in FIG. 5 is used for this projection exposure.

EUVL用マスクMを走査露光するにあたり、主制御装置34からの指示に基づいて、マスクステージ駆動手段23およびウェハステージ駆動手段27を介してマスクステージMSTとウェハステージWSTとの同期走査が行なわれる。   When scanning and exposing the EUVL mask M, the mask stage MST and the wafer stage WST are synchronously scanned via the mask stage driving unit 23 and the wafer stage driving unit 27 based on an instruction from the main controller 34.

ここで、図7(b)に示すように、EUVL用マスクMを矢印44に示す向きに走査させると、一括転写できる円弧領域は矢印45に示す向き(矢印44と反対の向き)にEUVL用マスクMのパターン面を移動することになる。このとき、ウェハW(図示は省略)のZ軸方向の位置はデフォーカス量0に位置決めされる。ここで、円弧領域がバンプ位相欠陥41を含む位置46およびバンプ位相欠陥42を含む位置47に達したときに、ウェハステージWSTを制御してウェハWの主面が、予め欠陥情報に対応付けた位置にデフォーカスさせるように制御する。また、円弧領域がピット位相欠陥43を含む位置48に達したときに、ウェハステージWSTを制御してウェハWの主面が、予め欠陥情報に対応付けた位置にデフォーカスさせるように制御する。   Here, as shown in FIG. 7B, when the EUVL mask M is scanned in the direction indicated by the arrow 44, the arc region that can be collectively transferred is in the direction indicated by the arrow 45 (the direction opposite to the arrow 44). The pattern surface of the mask M is moved. At this time, the position of the wafer W (not shown) in the Z-axis direction is positioned at a defocus amount of zero. Here, when the arc region reaches the position 46 including the bump phase defect 41 and the position 47 including the bump phase defect 42, the main surface of the wafer W is associated with defect information in advance by controlling the wafer stage WST. Control to defocus to position. Further, when the arc region reaches a position 48 including the pit phase defect 43, the wafer stage WST is controlled so that the main surface of the wafer W is defocused to a position previously associated with the defect information.

図8は、走査露光を開始してマスクステージMSTの移動と共に円弧領域(例えば前述の図6に示す円弧領域35)の位置がX0からX7まで移動する間の、マスクステージMSTのZ方向位置制御量(フォーカス位置設定値)の変化49を示すグラフ図である。   FIG. 8 shows the Z-direction position control of the mask stage MST while scanning exposure is started and the position of the arc region (for example, the arc region 35 shown in FIG. 6 described above) moves from X0 to X7 along with the movement of the mask stage MST. It is a graph which shows the change 49 of quantity (focus position setting value).

基本的に位相欠陥が無い限り、ウェハWのデフォーカス量は0になるように制御され、ウェハステージWSTのZ方向位置(フォーカス位置)はf2に保たれる。X座標がX1<X<X2の範囲は、円弧領域が前述の図7(b)に示す位置46に相当し、バンプ位相欠陥41を含む領域である。そこで、ウェハステージWSTのZ方向位置(フォーカス位置)をf3に制御し、所定のデフォーカス量を与える。X座標がX2を超えるとウェハステージWSTのZ方向位置(フォーカス位置)は再びf2に戻される。以後同様に、X座標がX3<X<X4の範囲では円弧領域に前述したバンプ位相欠陥42が含まれるので、ウェハステージWSTのZ方向位置(フォーカス位置)をf4に、X座標がX5<X<X6の範囲では円弧領域に前述したピット位相欠陥43が含まれるので、ウェハステージWSTのZ方向位置(フォーカス位置)をf1に制御する。X座標が上記以外の場合は、ウェハステージWSTのZ方向位置(フォーカス位置)をf2に制御し、ウェハWのデフォーカス量を0とする。   Basically, as long as there is no phase defect, the defocus amount of the wafer W is controlled to be 0, and the Z direction position (focus position) of the wafer stage WST is kept at f2. The range where the X coordinate is X1 <X <X2 is an area where the arc region corresponds to the position 46 shown in FIG. Therefore, the Z-direction position (focus position) of wafer stage WST is controlled to f3 to give a predetermined defocus amount. When the X coordinate exceeds X2, the position in Z direction (focus position) of wafer stage WST is returned to f2. Thereafter, similarly, since the above-described bump phase defect 42 is included in the arc region in the range where the X coordinate is X3 <X <X4, the Z direction position (focus position) of the wafer stage WST is set to f4, and the X coordinate is set to X5 <X. In the range of <X6, since the pit phase defect 43 described above is included in the arc region, the Z direction position (focus position) of wafer stage WST is controlled to f1. When the X coordinate is other than the above, the Z direction position (focus position) of wafer stage WST is controlled to f2, and the defocus amount of wafer W is set to zero.

ここで所定のデフォーカス量とは、前述の図4(a)に示した曲線15または前述の図4(b)に示した曲線16を用いて説明したように、位相欠陥の大きさと転写パターンの寸法との組み合わせから得られる、ライン幅の誤差が小さくなるデフォーカスレベルのことである。位相欠陥から充分に離れた転写パターンの寸法を考慮すると、このデフォーカス量の範囲が許容焦点深度内であることは言うまでもない。   Here, the predetermined defocus amount is the size of the phase defect and the transfer pattern as described with reference to the curve 15 shown in FIG. 4A or the curve 16 shown in FIG. 4B. This is a defocus level obtained by combining with the above dimensions, which reduces the error in line width. Needless to say, the range of the defocus amount is within the allowable depth of focus in consideration of the dimension of the transfer pattern sufficiently separated from the phase defect.

ところで、前述の図4(a)に示した曲線15または前述の図4(b)に示した曲線16は位相欠陥の大きさおよび転写パターンの寸法に依存して変化するので、様々なケースについて予め曲線を記録しておく、または位相欠陥の大きさおよび転写パターンの寸法を入力すると最適なフォーカス位置を算出する演算手段を用いることによって、所定のデフォーカス量に制御することができる。   Incidentally, the curve 15 shown in FIG. 4A or the curve 16 shown in FIG. 4B changes depending on the size of the phase defect and the size of the transfer pattern. A predetermined defocus amount can be controlled by using a calculation means for calculating an optimum focus position by recording a curve in advance or inputting a phase defect size and a transfer pattern dimension.

本実施の形態1では、投影露光装置に欠陥情報を記憶する記憶部を設け、さらに露光条件演算手段および露光条件変更手段を設ける。露光条件演算手段は欠陥情報に対応して露光条件(例えばウェハの局所的なフォーカス位置)を演算する手段である。また、露光条件変更手段は予め設定してある露光条件を上記露光条件演算手段において得られた結果に整合した露光条件に変更する手段であり、例えばウェハの局所的なフォーカス位置、EUV光の照明条件、同期移動の速度、および投影光学系の開口数のうちの1つの条件または2以上の条件を変更する手段である。記憶部は前述の図5に示した投影露光装置の記録部32に設けることができ、露光条件演算手段および露光条件変更手段は前述の図5に示した投影露光装置の主制御装置34に設けることができる。   In the first embodiment, the projection exposure apparatus is provided with a storage unit for storing defect information, and further provided with exposure condition calculation means and exposure condition change means. The exposure condition calculation means is means for calculating an exposure condition (for example, a local focus position of the wafer) corresponding to the defect information. The exposure condition changing means is means for changing a preset exposure condition to an exposure condition that matches the result obtained by the exposure condition calculation means. For example, a local focus position of the wafer, illumination of EUV light. It is means for changing one condition or two or more conditions among the condition, the speed of the synchronous movement, and the numerical aperture of the projection optical system. The storage unit can be provided in the recording unit 32 of the projection exposure apparatus shown in FIG. 5, and the exposure condition calculation means and the exposure condition change means are provided in the main controller 34 of the projection exposure apparatus shown in FIG. be able to.

次に、本実施の形態1による投影露光方法のフローを、図9に示すフローチャート図を用いて説明する。   Next, the flow of the projection exposure method according to the first embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

<ステップS101>
まず、位相欠陥が残留するEUVL用マスクを前述の図5に示す投影露光装置のマスクステージに載置する。
<Step S101>
First, the EUVL mask in which the phase defect remains is placed on the mask stage of the projection exposure apparatus shown in FIG.

<ステップS102>
EUVL用マスクに関する入力情報として、EUVL用マスクの位相欠陥の情報、すなわち位相欠陥の位置座標、位相欠陥の大きさ、およびパターン面の凹凸の区別を入力する。
<Step S102>
As input information related to the EUVL mask, information on phase defects of the EUVL mask, that is, position coordinates of the phase defects, size of the phase defects, and distinction of the pattern surface unevenness are input.

<ステップS103>
吸収体パターンを転写するウェハを投影露光装置のウェハステージ上に載置する。
<Step S103>
A wafer to which the absorber pattern is transferred is placed on the wafer stage of the projection exposure apparatus.

<ステップS104>
ウェハをパターン転写できる露光位置に移動し、マスクステージMSTとウェハステージWSTとの同期走査により走査露光を開始する。
<Step S104>
The wafer is moved to an exposure position where the pattern can be transferred, and scanning exposure is started by synchronous scanning of the mask stage MST and the wafer stage WST.

<ステップS105>
走査露光の途中で、EUVL用マスクの位置が予め入力した位相欠陥の位置に到達したときは、ウェハのフォーカス位置を移動させるべきか否かを判断する。
<Step S105>
When the position of the EUVL mask reaches the position of the phase defect input in advance during the scanning exposure, it is determined whether or not the focus position of the wafer should be moved.

<ステップS106またはS107>
フォーカス位置の移動が必要な場合(ステップS106)は位相欠陥の情報に応じてフォーカス位置を移動して走査露光を行ない、フォーカス位置の移動が不要な場合(ステップS107)はフォーカス位置を移動することなく走査露光を継続する。
<Step S106 or S107>
When the focus position needs to be moved (step S106), the focus position is moved according to the phase defect information to perform scanning exposure, and when the focus position does not need to be moved (step S107), the focus position is moved. Continue scanning exposure.

<ステップS108>
ウェハ全面への走査露光が終了したかどうかを判断し、まだ未露光部があればステップS104に戻って次の走査露光を行なう。
<Step S108>
It is determined whether or not scanning exposure on the entire surface of the wafer has been completed. If there is still an unexposed portion, the process returns to step S104 to perform the next scanning exposure.

<ステップS109>
ウェハ全面への走査露光が終了したら、そのウェハを回収すると共に、準備された全ウェハの走査露光が終了したかどうかを判断する。まだウェハが残っていればステップS103に戻って次のウェハをウェハステージ上に載置して走査露光を開始し、全ウェハを露光し終えたら、一連の走査露光処理を終了する。
<Step S109>
When the scanning exposure on the entire wafer surface is completed, the wafer is collected and it is determined whether the scanning exposure for all the prepared wafers is completed. If there are still wafers, the process returns to step S103 to place the next wafer on the wafer stage and start scanning exposure. When all the wafers have been exposed, a series of scanning exposure processing is completed.

本実施の形態1では、EUVL用マスクに関する位相欠陥の情報および位相欠陥に対応した最適な露光条件を投影露光装置に入力する。そこで、予めEUVL用マスクに残留する位相欠陥の位置を認識しておく必要がある。次に、この位相欠陥の情報を得るフローを、図10に示すフローチャート図を用いて説明する。   In the first embodiment, information on phase defects relating to the EUVL mask and optimum exposure conditions corresponding to the phase defects are input to the projection exposure apparatus. Therefore, it is necessary to recognize the position of the phase defect remaining in the EUVL mask in advance. Next, a flow for obtaining information on the phase defect will be described with reference to a flowchart shown in FIG.

<ステップS201>
まず、EUVL用マスクを製造するにあたり、石英ガラスまたは低熱膨張ガラス基板を準備する。
<Step S201>
First, in manufacturing the EUVL mask, a quartz glass or a low thermal expansion glass substrate is prepared.

<ステップS202>
石英ガラスまたは低熱膨張ガラス基板の上にモリブデン(Mo)とシリコン(Si)とを交互に重ねた多層膜およびキャッピング層を形成してマスクブランクを製作する。
<Step S202>
A mask blank is manufactured by forming a multilayer film and a capping layer in which molybdenum (Mo) and silicon (Si) are alternately stacked on a quartz glass or low thermal expansion glass substrate.

<ステップS203>
マスクブランクの位相欠陥の検査を行なう。この検査方法としては、DUV(Deep Ultra-Violet)光を用いる検査法のほか、例えば前述の特許文献2,3に記載されているEUV光を用いる検査法がある。これらの検査では、欠陥検出信号の大きさに関連付けた位相欠陥の大きさまたは位相欠陥の位置を認識できると共に、位相欠陥の表面の凹凸の区別も判断することが可能である。ただし、多層膜の形成までしか行なっていないマスクブランクの段階では、欠陥位置を正確に特定することは一般的には困難であり、別途マスクブランクにフィデュシャルマークを形成し、そのマークに対する相対座標として認識することが考えられる。
<Step S203>
Inspect the phase defect of the mask blank. As this inspection method, in addition to the inspection method using DUV (Deep Ultra-Violet) light, for example, there is an inspection method using EUV light described in Patent Documents 2 and 3 described above. In these inspections, the magnitude of the phase defect or the position of the phase defect associated with the magnitude of the defect detection signal can be recognized, and it is also possible to determine the distinction between the irregularities on the surface of the phase defect. However, in the mask blank stage where only the multilayer film is formed, it is generally difficult to accurately identify the defect position. A fiducial mark is separately formed on the mask blank, and the relative position to the mark is determined. It is possible to recognize it as coordinates.

<ステップS204>
マスクブランクにおける致命的な位相欠陥の有無を判断する。
<Step S204>
The presence or absence of a fatal phase defect in the mask blank is determined.

<ステップS205またはS213>
ステップS204において、明らかに救済不可能な大きさの位相欠陥が検出されたと判断された場合は、マスクブランクは不良品として処理される(ステップS213)。一方、無欠陥または残留する位相欠陥は許容される大きさであると判断された場合は、さらにバッファ層および吸収体パターンを形成して、EUVL用マスクを製作する(ステップS205)。
<Step S205 or S213>
If it is determined in step S204 that a phase defect having a size that is obviously irreparable has been detected, the mask blank is processed as a defective product (step S213). On the other hand, when it is determined that the defect-free or residual phase defect has an allowable size, a buffer layer and an absorber pattern are further formed to manufacture an EUVL mask (step S205).

<ステップS206>
EUVL用マスクをパターン検査装置で検査して、吸収体パターンの欠陥の大きさまたは欠陥の位置を検出する。
<Step S206>
The EUVL mask is inspected with a pattern inspection apparatus to detect the size of the defect or the position of the defect in the absorber pattern.

<ステップS207>
EUVL用マスクにおける吸収体パターンの欠陥の有無を判断する。
<Step S207>
The presence or absence of defects in the absorber pattern in the EUVL mask is determined.

<ステップS208またはS213>
ステップS207において、吸収体パターンに救済不可能な大きさの欠陥が検出されたと判断された場合は、EUVL用マスクは不良品として処理される(ステップS213)。それ以外の場合は、吸収体パターンの修正が必要か否かを判断する(ステップS208)。
<Step S208 or S213>
If it is determined in step S207 that an irreparable size defect has been detected in the absorber pattern, the EUVL mask is processed as a defective product (step S213). In other cases, it is determined whether or not the absorber pattern needs to be corrected (step S208).

<ステップS209>
ステップS208において、吸収体パターンの修正が必要であると判断された場合は、位相欠陥の影響を許容範囲以内に抑えるよう適宜吸収体パターンを修正する。
<Step S209>
If it is determined in step S208 that the absorber pattern needs to be corrected, the absorber pattern is appropriately corrected so as to suppress the influence of the phase defect within an allowable range.

<ステップS210>
必要に応じて、吸収体パターンの修正結果の確認などの最終的な吸収体パターンの確認を行なう。具体的には、EUV光を検査光としてその明視野投影像の強度分布から最終的に残留する吸収体パターンの欠陥を認識する方法などがある。
<Step S210>
If necessary, the final absorber pattern is checked, such as checking the correction result of the absorber pattern. Specifically, there is a method of recognizing the defect of the absorber pattern finally remaining from the intensity distribution of the bright field projection image using EUV light as inspection light.

<ステップS211>
マスクブランク検査の段階で位相欠陥が残存し、かつ吸収体パターンによって完全には被覆されていない位相欠陥がEUVL用マスクに存在する場合、例えばその位相欠陥が吸収体パターンで構成された特定の吸収体パターンを原点としたときの相対位置座標で表わされれば、その位置が明確になる。このようにして得られた位相欠陥の位置座標および位相欠陥の表面の凹凸の区別などの、残存する位相欠陥の情報を用いて、位相欠陥に応じた最適なフォーカス位置を算出する。
<Step S211>
When phase defects remain in the mask blank inspection stage and phase defects that are not completely covered by the absorber pattern exist in the EUVL mask, for example, the specific absorption in which the phase defect is constituted by the absorber pattern If it is expressed by relative position coordinates when the body pattern is the origin, the position becomes clear. The optimum focus position corresponding to the phase defect is calculated by using the information of the phase defect remaining, such as the position coordinates of the phase defect and the surface irregularities of the phase defect thus obtained.

<ステップS212>
位相欠陥の位置座標と対応する最適なフォーカス位置を記録する。
<Step S212>
The optimum focus position corresponding to the position coordinates of the phase defect is recorded.

前述の図9(投影露光方法のフロー)のステップS102の説明において、EUVL用マスクの位相欠陥の情報を読み込むにあたり、位相欠陥の位置座標、位相欠陥の大きさ、およびパターン面の凹凸の区別を入力すると記載したが、その場合は、投影露光装置に位相欠陥に応じた最適なフォーカス位置を算出する手段(露光条件演算手段)を設けておく。EUVL用マスクの製造工程のなかで、前述の図10(位相欠陥の情報を得るフロー)のステップS212まで進めておけば、前述の図9(投影露光方法のフロー)のステップS102における位相欠陥の情報の読み込みは、位相欠陥の位置情報とそれに応じた最適なフォーカス位置情報となる。   In the description of step S102 in FIG. 9 (projection exposure method flow) described above, in reading the phase defect information of the EUVL mask, the position coordinates of the phase defect, the size of the phase defect, and the pattern surface unevenness are distinguished. In this case, the projection exposure apparatus is provided with means (exposure condition calculation means) for calculating an optimum focus position corresponding to the phase defect. If the process proceeds to step S212 in FIG. 10 (flow for obtaining phase defect information) in the EUVL mask manufacturing process, the phase defect in step S102 in FIG. 9 (flow of projection exposure method) will be described. Reading of information becomes phase defect position information and optimum focus position information corresponding thereto.

なお、本実施の形態1では、変更する露光条件が最適なフォーカス位置である例を示した。さらに、フォーカス位置を変更できる範囲は許容焦点深度内であることも述べた。フォーカス位置を変更すると許容できるフォーカス誤差の範囲(プロセスウインドウ)が低減することは避けられないが、吸収体パターンに応じて、露光照明用のEUV光の照明条件または縮小投影光学系の開口数を変更して露光条件を最適化することが可能である。   In the first embodiment, an example in which the exposure condition to be changed is the optimum focus position is shown. Furthermore, it was also stated that the range in which the focus position can be changed is within the allowable depth of focus. Although it is inevitable that the allowable focus error range (process window) will be reduced if the focus position is changed, the EUV light illumination condition for exposure illumination or the numerical aperture of the reduction projection optical system is changed according to the absorber pattern. It is possible to change and optimize the exposure conditions.

このように、本実施の形態1によるEUVL用マスクの投影露光方法を採用すれば、多層膜および吸収体パターンを有するEUVL用マスクに微細な位相欠陥が残留しても、位相欠陥が吸収体パターンの転写像に与える影響を低減することができる。これにより、EUVL用マスクの製造歩留りが向上し、最終的にEUVL用マスクのコストを低減することができる。   As described above, when the projection exposure method for the EUVL mask according to the first embodiment is adopted, even if a fine phase defect remains in the EUVL mask having the multilayer film and the absorber pattern, the phase defect becomes the absorber pattern. The effect on the transferred image can be reduced. Thereby, the manufacturing yield of the EUVL mask can be improved, and the cost of the EUVL mask can be finally reduced.

(実施の形態2)
本実施の形態2では、EUVL用マスクの吸収体パターンを走査露光するにあたり、一括露光できる円弧領域内に互いに大きさの異なる位相欠陥が2個以上存在する場合の投影露光方法について図11および図12を用いて説明する。使用する投影露光装置は、基本的に前述した実施の形態1において説明したものと同じであり、その構成は前述の図5に示す通りである。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, a projection exposure method in the case where two or more phase defects having different sizes exist in an arc region that can be collectively exposed when scanning and exposing the absorber pattern of the EUVL mask is shown in FIGS. 12 will be described. The projection exposure apparatus to be used is basically the same as that described in the first embodiment, and its configuration is as shown in FIG.

図11(a)は本発明を適用するEUVL用マスクMの一部を拡大して示す要部平面図であり、吸収体パターン(図示は省略)を形成した後に、互いに大きさの異なるバンプ位相欠陥51,52,53およびピット位相欠陥54,55の合計5個の位相欠陥が残留した例を示している。残留したバンプ位相欠陥51,52,53およびピット位相欠陥54,55の位置またはパターン面の凹凸の区別を認識する方法は、前述した実施の形態1において説明した方法と同じである。   FIG. 11A is an enlarged plan view of a main part showing a part of the EUVL mask M to which the present invention is applied. Bump phases having different sizes are formed after an absorber pattern (not shown) is formed. In this example, a total of five phase defects, that is, defects 51, 52, 53 and pit phase defects 54, 55 remain. The method for recognizing the position of the remaining bump phase defects 51, 52, 53 and the pit phase defects 54, 55 or the pattern surface unevenness is the same as that described in the first embodiment.

このEUVL用マスクMを走査露光するにあたり、主制御装置34からの指示に基づいて、マスクステージ駆動手段23およびウェハステージ駆動手段27を介してマスクステージMSTとウェハステージWSTとの同期走査が行なわれる。   When scanning and exposing the EUVL mask M, the mask stage MST and the wafer stage WST are synchronously scanned via the mask stage driving unit 23 and the wafer stage driving unit 27 based on an instruction from the main controller 34. .

ここで、図11(b)に示すように、EUVL用マスクMを矢印56に示す向きに走査させると、一括転写できる円弧領域は矢印57に示す向き(矢印56と反対の向き)にEUVL用マスクMのパターン面を移動することになる。このとき、ウェハW(図示は省略)のZ軸方向の位置はデフォーカス量0に位置決めされる。ここで、円弧領域が互いに大きさの異なる2個のバンプ位相欠陥51,52を含む位置58に達したときに、ウェハステージWSTのZ方向位置とXY面に対する傾斜量を制御して、上記2個の位相欠陥(バンプ位相欠陥51,52)の転写への影響が共に小さくなるように最適焦点面を制御する。いずれもバンプ位相欠陥51,52なので、Z軸方向の移動量すなわち焦点移動の向きは同符号であり、位相欠陥の大きさの差に応じた傾斜量を与える。勿論、ウェハステージWSTの制御によリウェハのXY面に対する傾斜を与えたときに、位置58における円弧領域の両端の領域を許容焦点深度内に抑える必要はある。   Here, as shown in FIG. 11B, when the EUVL mask M is scanned in the direction indicated by the arrow 56, the arc region that can be collectively transferred is the EUVL for the direction indicated by the arrow 57 (the direction opposite to the arrow 56). The pattern surface of the mask M is moved. At this time, the position of the wafer W (not shown) in the Z-axis direction is positioned at a defocus amount of zero. Here, when the arc region reaches the position 58 including the two bump phase defects 51 and 52 having different sizes, the position of the wafer stage WST in the Z direction and the amount of inclination with respect to the XY plane are controlled. The optimum focal plane is controlled so that the influence of the individual phase defects (bump phase defects 51 and 52) on the transfer is reduced. Since both are bump phase defects 51 and 52, the amount of movement in the Z-axis direction, that is, the direction of focus movement, has the same sign, and gives an amount of inclination corresponding to the difference in the size of the phase defect. Of course, when the wafer stage WST is controlled to incline the XY plane of the wafer, it is necessary to suppress the regions at both ends of the arc region at the position 58 within the allowable depth of focus.

円弧領域がバンプ位相欠陥53およびピット位相欠陥54を含む位置59に達したときも、ウェハステージWSTのZ方向位置とXY面に対する傾斜量を制御して、上記2個の位相欠陥(バンプ位相欠陥53およびピット位相欠陥54)の転写への影響が共に小さくなるように最適焦点面を制御する。2個の位相欠陥に対するZ軸方向の移動量すなわち焦点移動の向きは異符号となるので、ウェハステージWSTのZ方向の平均移動量は小さく、XY面に対する傾斜量の制御が主となる。   Even when the arc region reaches the position 59 including the bump phase defect 53 and the pit phase defect 54, the two phase defects (bump phase defects) are controlled by controlling the Z-direction position of the wafer stage WST and the amount of inclination with respect to the XY plane. 53 and the pit phase defect 54) are controlled so that the influence on the transfer is reduced. Since the amount of movement in the Z-axis direction with respect to the two phase defects, that is, the direction of focal movement, has a different sign, the average amount of movement of wafer stage WST in the Z direction is small, and the amount of tilt with respect to the XY plane is mainly controlled.

さらに、円弧領域がピット位相欠陥55を含む位置60に達したときは、前述した実施の形態1において説明した方法と同じウェハステージWSTの制御を行なえばよい。   Furthermore, when the arc region reaches the position 60 including the pit phase defect 55, the same wafer stage WST control as that described in the first embodiment may be performed.

図12は、走査露光を開始してマスクステージMSTの移動と共に円弧領域(例えば前述の図6に示す円弧領域35)の位置がX10からX17まで移動する間の、マスクステージMSTのZ方向の平均位置制御量(フォーカス位置設定値)の変化61、およびXY面に対する傾斜量(傾斜量設定値)の変化62を示すグラフ図である。   FIG. 12 shows an average of the Z direction of the mask stage MST while scanning exposure is started and the position of the arc region (for example, the arc region 35 shown in FIG. 6 described above) moves from X10 to X17 along with the movement of the mask stage MST. It is a graph which shows the change 61 of the position control amount (focus position setting value), and the change 62 of the inclination amount (inclination amount setting value) with respect to XY plane.

前述した実施の形態1と同様に、基本的に位相欠陥が無い限リ、ウェハWのデフォーカス量および傾斜量は0になるように制御される。すなわち、ウェハステージWSTのZ方向平均位置(フォーカス位置)はf2に設定されている。   As in the first embodiment, the defocus amount and the tilt amount of the wafer W are controlled to be zero as long as there is basically no phase defect. That is, the Z-direction average position (focus position) of wafer stage WST is set to f2.

図12において、円弧領域のX座標がX11<X<X12の範囲は、前述の図11(b)に示す領域58に相当し、2個の互いに大きさの異なるバンプ位相欠陥51,52を含む領域である。そこで、ウェハステージWSTのZ方向平均位置をf5に制御すると共に、微小の傾斜量θ1を与える。X座標がX12を超えるとウェハステージWSTのZ方向平均位置は再びf2に戻され、傾斜量も0に戻される。   In FIG. 12, the range where the X coordinate of the arc region is X11 <X <X12 corresponds to the region 58 shown in FIG. 11B and includes two bump phase defects 51 and 52 having different sizes. It is an area. Therefore, the Z stage average position of wafer stage WST is controlled to f5, and a small amount of tilt θ1 is given. When the X coordinate exceeds X12, the average position in the Z direction of wafer stage WST is returned to f2, and the tilt amount is also returned to zero.

以後同様に、X13<X<X14の範囲では前記の図11(b)に示す領域59に相当し、バンプ位相欠陥53およびピット位相欠陥54が含まれるので、ウェハステージWSTのZ方向平均位置は微小な値のf6に、傾斜量はθ2に制御される。X15<X<X16の範囲では前記の図11(b)に示す領域60に相当し、ピット位相欠陥55が1個のみ含まれるので、ウェハステージWSTのZ方向平均位置をf7に制御し、傾斜量は0に戻す。X座標が上記以外の場合は、ウェハステージWSTのZ方向平均位置をf2に、傾斜量は0に制御してウェハWのデフォーカス量を0とする。   Thereafter, similarly, in the range of X13 <X <X14, it corresponds to the region 59 shown in FIG. 11B, and includes the bump phase defect 53 and the pit phase defect 54. Therefore, the average position in the Z direction of the wafer stage WST is The inclination amount is controlled to θ2 at a minute value f6. In the range of X15 <X <X16, it corresponds to the region 60 shown in FIG. 11B and includes only one pit phase defect 55. Therefore, the Z-direction average position of the wafer stage WST is controlled to f7 and tilted. Return the amount to zero. When the X coordinate is other than the above, the Z direction average position of the wafer stage WST is controlled to f2, the tilt amount is controlled to 0, and the defocus amount of the wafer W is set to 0.

なお、走査される円弧領域の中に3個以上の位相欠陥が含まれる場合は、位相欠陥のパターン転写への影響が極小となるように、ウェハステージWSTのZ方向平均位置量と面傾斜量を定めて制御することになる。制御した結果、円弧領域内の所望の転写すべき吸収体パターンは全て許容焦点深度内に入ることが望ましく、この条件が満たされない場合は、そのEUVL用マスクMは基本的に不良品となる。これを避けるために、例えば前述の図1に示すEUVL用マスクMにおいて、デバイスパターンMDEの周辺部分には、その内側の領域より大きい吸収体パターンを配置するなどの工夫を行なって、円弧領域の両端部における実質的な焦点深度の数値を大きくすることが考えられる。   In the case where three or more phase defects are included in the arc region to be scanned, the Z position average position amount and the surface inclination amount of wafer stage WST are minimized so that the influence of phase defects on pattern transfer is minimized. Will be controlled. As a result of the control, it is desirable that all desired absorber patterns to be transferred in the arc region fall within the allowable depth of focus. If this condition is not satisfied, the EUVL mask M is basically a defective product. In order to avoid this, for example, in the EUVL mask M shown in FIG. 1 described above, a device pattern MDE is arranged around the device pattern MDE so that an absorber pattern larger than the inner region is arranged. It is conceivable to increase the value of the substantial depth of focus at both ends.

本実施の形態2では、ウェハステージWSTのZ軸方向の微動量やXY面の傾斜量のほか、前述した実施の形態1と同様に、吸収体パターンに応じて、露光照明用のEUV光の照明条件または縮小投影光学系の開口数を変更して露光条件を最適化することが可能である。   In the second embodiment, in addition to the fine movement amount of the wafer stage WST in the Z-axis direction and the tilt amount of the XY plane, the EUV light for exposure illumination is changed according to the absorber pattern as in the first embodiment described above. It is possible to optimize the exposure condition by changing the illumination condition or the numerical aperture of the reduction projection optical system.

このように、本実施の形態2によるEUVL用マスクの投影露光方法を採用すれば、多層膜および吸収体パターンを有するEUVL用マスクに微細な位相欠陥が残留し、かつ一度に露光でき走査する円弧領域内に互いに大きさまたは種類の異なる位相欠陥が存在する場合であっても、位相欠陥が吸収体パターンの転写像に与える影響を低減することができる。これにより、EUVL用マスクの製造歩留りが向上し、最終的にEUVL用マスクのコストを低減することができる。   As described above, when the projection exposure method for the EUVL mask according to the second embodiment is adopted, a fine phase defect remains in the EUVL mask having the multilayer film and the absorber pattern, and an arc that can be exposed and scanned at one time is scanned. Even when phase defects of different sizes or types exist in the region, the influence of the phase defects on the transfer image of the absorber pattern can be reduced. Thereby, the manufacturing yield of the EUVL mask can be improved, and the cost of the EUVL mask can be finally reduced.

(実施の形態3)
本実施の形態3では、前述した投影露光装置およびEUVL用マスクの吸収体パターンを走査露光する方法を採用した半導体装置の製造方法について図13〜図19を用いて説明する。図13はIC(Integrated Circuit)、LSI(Large Scale Integrated Circuit)、液晶パネル、またはCCD(Charge Coupled Device)チップなどの半導体デバイスの製造の基本フローの一例を示す工程図、図14〜図19は半導体デバイスの要部断面図である。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, a manufacturing method of a semiconductor device adopting the above-described projection exposure apparatus and the method of scanning and exposing the absorber pattern of the EUVL mask will be described with reference to FIGS. FIG. 13 is a process diagram showing an example of a basic flow of manufacturing a semiconductor device such as an IC (Integrated Circuit), an LSI (Large Scale Integrated Circuit), a liquid crystal panel, or a CCD (Charge Coupled Device) chip, and FIGS. It is principal part sectional drawing of a semiconductor device.

まず、半導体デバイスの製造工程を図13を用いて簡単に説明する。   First, a semiconductor device manufacturing process will be briefly described with reference to FIG.

<ステップS301>
半導体デバイスの機能を実現するための回路パターンを設計する。
<Step S301>
Design circuit patterns to realize semiconductor device functions.

<ステップS302>
設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。このマスクはリソグラフィ工程により異なる構造を有する。すなわち、マスクが通常の光リソグラフィに使用される場合は光透過型の透過マスクを製作し、マスクがEUVリソグラフィに使用される場合は反射型のEUVL用マスクを製作することになる。
<Step S302>
Make a mask with the designed circuit pattern. This mask has a different structure depending on the lithography process. That is, when the mask is used for normal optical lithography, a light transmission type transmission mask is manufactured, and when the mask is used for EUV lithography, a reflection type EUVL mask is manufactured.

<ステップS303>
シリコンなどの材料を用いてウェハを製造する。
<Step S303>
A wafer is manufactured using a material such as silicon.

<ステップS304>
ステップS302で製作されたマスクとステップS303で製造されたウェハを準備し、リソグラフィ技術によってウェハの主面上に回路パターンを形成する。ここでは、様々なリソグラフィ工程、成膜工程、エッチング工程などが含まれる。
<Step S304>
The mask manufactured in step S302 and the wafer manufactured in step S303 are prepared, and a circuit pattern is formed on the main surface of the wafer by lithography. Here, various lithography processes, film forming processes, etching processes, and the like are included.

<ステップS305>
ステップS304で処理されたウェハを用いて半導体デバイスの組立てを行なう。このステップS305には、必要に応じて、ウェハから半導体チップを切り出すダイシング工程、外部との配線を繋ぐボンディングエ程、および半導体チップの封入などのパッケージエ程が含まれる。
<Step S305>
The semiconductor device is assembled using the wafer processed in step S304. This step S305 includes a package process such as a dicing process for cutting out a semiconductor chip from the wafer, a bonding process for connecting wiring with the outside, and a semiconductor chip encapsulation, as necessary.

<ステップS306>
最後に、組立て製作された半導体デバイスの動作確認試験や耐久性試験などの検査を行なう。以上の工程を経た後、検査に合格したものが完成品として出荷される。
<Step S306>
Finally, inspections such as an operation confirmation test and a durability test are performed on the assembled semiconductor device. After passing through the above steps, those that pass the inspection are shipped as finished products.

次に、ステップS304のウェハ処理における半導体デバイスの製造方法を図14〜図19を用いて簡単に説明する。ここでは、ツイン・ウェル方式のCMIS(Complimentary Metal Insulator Semiconductor)回路を製造する場合を例示するが、他の種々の方式の回路にも本願発明は適用することができる。図14〜図19中、pMISで示す領域はpチャネル型電界効果トランジスタ(pMISトランジスタ)形成領域、nMISで示す領域はnチャネル型電界効果トランジスタ(nMISトランジスタ)形成領域である。   Next, a semiconductor device manufacturing method in the wafer processing in step S304 will be briefly described with reference to FIGS. Here, a case where a twin well type CMIS (Complimentary Metal Insulator Semiconductor) circuit is manufactured is exemplified, but the present invention can be applied to other various types of circuits. 14 to 19, a region indicated by pMIS is a p-channel field effect transistor (pMIS transistor) formation region, and a region indicated by nMIS is an n-channel field effect transistor (nMIS transistor) formation region.

まず、図14に示すように、単結晶シリコン(Si)からなる基板101(この段階では半導体ウェハと称する平面略円形状の半導体の薄板)を準備する。次に、基板101の主面に酸化膜102を形成した後、酸化膜102上に、イオン・インプランテーションマスク用のレジストパターン103を通常の光リソグラフィを用いて形成する。その後、リン(P)または砒素(As)をイオン注入してpMIS領域にn型ウェル104nを形成する。   First, as shown in FIG. 14, a substrate 101 made of single crystal silicon (Si) (at this stage, a semiconductor thin plate having a substantially circular shape called a semiconductor wafer) is prepared. Next, after an oxide film 102 is formed on the main surface of the substrate 101, a resist pattern 103 for an ion implantation mask is formed on the oxide film 102 by using normal photolithography. Thereafter, phosphorus (P) or arsenic (As) is ion-implanted to form an n-type well 104n in the pMIS region.

次に、図15に示すように、アッシング処理を行ってレジストパターン103を除去した後、酸化膜102を除去する。続いて、基板101上に酸化膜105を形成した後、酸化膜105上にイオン・インプランテーションマスク用のレジストパターン106を通常の光リソグラフィを用いて形成する。その後、ホウ素(B)をイオン注入してnMIS領域にp型ウェル104pを形成する。   Next, as shown in FIG. 15, ashing is performed to remove the resist pattern 103, and then the oxide film 102 is removed. Subsequently, after an oxide film 105 is formed on the substrate 101, a resist pattern 106 for an ion implantation mask is formed on the oxide film 105 by using normal photolithography. Thereafter, boron (B) is ion-implanted to form a p-type well 104p in the nMIS region.

次に、図16に示すように、アッシング処理を行ってレジストパターン106を除去した後、酸化膜105を除去する。続いて、基板101の主面に、例えば酸化シリコンからなる分離用のフィールド絶縁膜107を溝型アイソレーションの形状で形成する。この溝型アイソレーションの形状は、ウェハ上での最小寸法が小さいとともに寸法制度もナノメータレベルの厳しい値が要求される。そのため、この溝型アイソレーションを形成する際のリソグラフィとして、EUVLを用いることができる。   Next, as shown in FIG. 16, ashing is performed to remove the resist pattern 106, and then the oxide film 105 is removed. Subsequently, an isolation field insulating film 107 made of, for example, silicon oxide is formed on the main surface of the substrate 101 in the shape of trench isolation. The shape of the groove-type isolation requires a strict value on the nanometer level as well as the minimum dimension on the wafer. Therefore, EUVL can be used as lithography for forming this groove type isolation.

このフィールド絶縁膜107によって囲まれた活性領域には、nMISトランジスタQnおよびpMISトランジスタQpが形成される。nMISトランジスタQnおよびpMISトランジスタQpのそれぞれのゲート絶縁膜108は、例えば酸化シリコンからなり、熱酸化法などで形成される。またnMISトランジスタQnおよびpMISトランジスタQpのそれぞれのゲート電極109は、例えば最小寸法がウェハ上で30〜20nmと小さく、寸法精度が3〜2nmと厳しい値が要求される。そのため、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)法等を用いて低抵抗多結晶シリコン(Si)からなる導電体膜を堆積した後、EUVLを用いてレジストパターンを形成し、エッチング処理によりゲート電極109を形成する。この工程のリソグラフィは、一般にゲート層用リソグラフィと称され、極めて微細で、かつ寸法精度の高いパターン転写が求められる。   In the active region surrounded by the field insulating film 107, an nMIS transistor Qn and a pMIS transistor Qp are formed. The gate insulating film 108 of each of the nMIS transistor Qn and the pMIS transistor Qp is made of, for example, silicon oxide and is formed by a thermal oxidation method or the like. Each of the gate electrodes 109 of the nMIS transistor Qn and the pMIS transistor Qp is required to have a strict value of, for example, a minimum dimension as small as 30 to 20 nm on the wafer and a dimensional accuracy of 3 to 2 nm. Therefore, after depositing a conductive film made of low-resistance polycrystalline silicon (Si) using, for example, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method, a resist pattern is formed using EUVL, and a gate electrode 109 is formed by etching treatment. To do. Lithography in this process is generally referred to as gate layer lithography, and requires extremely fine pattern transfer with high dimensional accuracy.

nMISトランジスタQnの半導体領域110は、ゲート電極109をマスクとして基板101に、例えばリン(P)またはヒ素(As)をイオン注入法等によって導入することにより、ゲート電極109に対して自己整合的に形成される。また、pMISトランジスタQpの半導体領域111は、ゲート電極109をマスクとして基板101に、例えばホウ素(B)をイオン注入法などによって導入することにより、ゲート電極109に対して自己整合的に形成される。   The semiconductor region 110 of the nMIS transistor Qn is self-aligned with the gate electrode 109 by introducing, for example, phosphorus (P) or arsenic (As) into the substrate 101 using the gate electrode 109 as a mask, by ion implantation or the like. It is formed. Further, the semiconductor region 111 of the pMIS transistor Qp is formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 109 by introducing, for example, boron (B) into the substrate 101 by using the gate electrode 109 as a mask, by ion implantation or the like. .

ここで、ゲート電極109は、低抵抗多結晶シリコンの単層膜で形成されることに限定されるものではなく、種々変更可能である。例えばゲート電極109は、低抵抗多結晶シリコン膜上にタングステンシリサイド(WSi)またはコバルトシリサイド(CoSi)等のようなシリサイド層を設けた、いわゆるポリサイド構造としてもよい。あるいは、ゲート電極109は、低抵抗多結晶シリコン膜上に、窒化チタン(TiN)または窒化タングステン(WN)等のようなバリア導体膜を介在し、さらにタングステン(W)等のような金属膜を設けた、いわゆるポリメタル構造としてもよい。   Here, the gate electrode 109 is not limited to being formed of a single layer film of low-resistance polycrystalline silicon, and can be variously changed. For example, the gate electrode 109 may have a so-called polycide structure in which a silicide layer such as tungsten silicide (WSi) or cobalt silicide (CoSi) is provided on a low-resistance polycrystalline silicon film. Alternatively, the gate electrode 109 is formed by interposing a barrier conductor film such as titanium nitride (TiN) or tungsten nitride (WN) on a low-resistance polycrystalline silicon film, and further forming a metal film such as tungsten (W). A so-called polymetal structure may be provided.

次に、図17に示すように、基板101上に、例えばCVD法等を用いて酸化シリコンからなる層間絶縁膜112を形成した後、層間絶縁膜112上に配線用の多結晶シリコン膜をCVD法等によって堆積する。続いて、この多結晶シリコン膜をリソグラフィおよびエッチングによりパターニングした後、パターニングされた多結晶シリコン膜の所定領域に不純物を導入することにより、多結晶シリコン膜からなる配線113Lおよび抵抗113Rを形成する。   Next, as shown in FIG. 17, an interlayer insulating film 112 made of silicon oxide is formed on the substrate 101 by using, for example, a CVD method, and then a polycrystalline silicon film for wiring is formed on the interlayer insulating film 112 by CVD. Deposit by the method. Subsequently, the polycrystalline silicon film is patterned by lithography and etching, and then impurities are introduced into a predetermined region of the patterned polycrystalline silicon film, thereby forming a wiring 113L and a resistor 113R made of the polycrystalline silicon film.

次に、図18に示すように、基板101上に、例えばCVD法等を用いて酸化シリコン膜114を堆積する。そして、層間絶縁膜112および酸化シリコン膜114に対してEUVLを用いてレジストパターンを形成し、エッチング処理により、半導体領域110,111および配線113Lの一部が露出するような接続孔115を形成する。微細な孔は光回折の影響により解像しにくいので、この接続孔用リソグラフィには高い解像度を持ったEUVLを適用する。   Next, as shown in FIG. 18, a silicon oxide film 114 is deposited on the substrate 101 by using, for example, a CVD method or the like. Then, a resist pattern is formed on the interlayer insulating film 112 and the silicon oxide film 114 using EUVL, and a connection hole 115 is formed by etching to expose a part of the semiconductor regions 110 and 111 and the wiring 113L. . Since fine holes are difficult to resolve due to the effects of light diffraction, EUVL having high resolution is applied to the lithography for the connection holes.

次に、図19に示すように、基板101上に、例えばスパッタリング法またはCVD法等を用いてチタン(Ti)、窒化チタン(TiN)およびタングステン(W)からなる金属膜を順次堆積した後、その金属膜上にEUVLを用いてレジストパターンを形成し、エッチング処理により、第1配線層116を形成する。第1配線層116は、微細な密集パターンと孤立パターンが含まれ、また近隣の配線を避けて配線を引き回す、または配線間を接続するため複雑なレイアウト形状となる。このため、第1配線層用リソグラフィも高い解像度と寸法精度とが要求される。   Next, as shown in FIG. 19, a metal film made of titanium (Ti), titanium nitride (TiN), and tungsten (W) is sequentially deposited on the substrate 101 by using, for example, a sputtering method or a CVD method. A resist pattern is formed on the metal film using EUVL, and the first wiring layer 116 is formed by an etching process. The first wiring layer 116 includes a fine dense pattern and an isolated pattern, and has a complicated layout shape because the wiring is routed around neighboring wirings or connected between the wirings. Therefore, the first wiring layer lithography is also required to have high resolution and dimensional accuracy.

これ以降も、第1配線層116と同様にして第2配線層(図示は省略)等を形成することにより、最終製品を製造し、ウェハ処理の工程を終了する。   Thereafter, by forming the second wiring layer (not shown) and the like in the same manner as the first wiring layer 116, the final product is manufactured, and the wafer processing step is completed.

上述した一連のウェハ処理の工程の中で、ゲート層用リソグラフィ、接続孔用リソグラフィ、および第1配線層用リソグラフィには十分高い解像性能が要求されるので、EUVLを適用することが望ましい。   In the above-described series of wafer processing steps, sufficiently high resolution is required for the gate layer lithography, the connection hole lithography, and the first wiring layer lithography. Therefore, it is desirable to apply EUVL.

そして、ゲート層用および第1配線層用のEUVL用マスクは位相欠陥の有無が検査され、前述した実施の形態1、2で説明した露光装置および投影露光方法を用いてパターン転写を行うことが好ましい。また、接続孔の形成においては、通常の光リソグラフィでは解像度の面で実質的な限界があるので、EUVL用マスクを用いて、実施の形態1、2で説明した露光装置および投影露光方法を用いることが望ましい。接続孔の面積は小さく、またパターン密度も10%以下である場合が多いので、接続孔付近に欠陥が発生する比率は少なく、残留する位相欠陥は極めて少ない。従って、本発明の露光方法により使用できるマスクの歩留まりは高くなる。   The EUVL mask for the gate layer and the first wiring layer is inspected for the presence of phase defects, and pattern transfer can be performed using the exposure apparatus and projection exposure method described in the first and second embodiments. preferable. In addition, since there is a substantial limit in terms of resolution in normal optical lithography in forming the connection hole, the exposure apparatus and the projection exposure method described in the first and second embodiments are used using the EUVL mask. It is desirable. Since the area of the connection hole is small and the pattern density is often 10% or less, the ratio of occurrence of defects near the connection hole is small, and the remaining phase defects are extremely small. Accordingly, the yield of the mask that can be used by the exposure method of the present invention is increased.

このように、本実施の形態3による半導体デバイスの製造方法を採用すれば、微細な位相欠陥が残存するEUVL用マスクを用いても前述した実施の形態1、2において説明した露光装置および投影露光方法を用いることにより、実質的に無欠陥マスクによる回路パターン転写と同等のパターン転写を行なうことができる。このため、製造したEUVL用マスクの歩留まりを向上させることが可能となり、その結果、半導体デバイスの製造コスト低減にも寄与することができる。   As described above, when the semiconductor device manufacturing method according to the third embodiment is employed, the exposure apparatus and the projection exposure described in the first and second embodiments described above can be used even with the EUVL mask in which minute phase defects remain. By using this method, pattern transfer substantially equivalent to circuit pattern transfer using a defect-free mask can be performed. For this reason, the yield of the manufactured EUVL mask can be improved, and as a result, the manufacturing cost of the semiconductor device can be reduced.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

本発明は、微細加工を必要とする半導体装置の製造に適用することができる。   The present invention can be applied to the manufacture of a semiconductor device that requires fine processing.

11,12,13 転写パターン
14,15,16 曲線
20 光源
21 照明光学系
22 縮小投影光学系
23 マスクステージ駆動手段
24 矢印
25 参照鏡
26 マスク位置計測用レーザ側長器
27 ウェハステージ駆動手段
28,29 矢印
30 参照鏡
31 レーザ側長器
32 記録部
33 モニタ部
34 主制御装置
35 円弧領域
36,37 矢印
41,42 バンプ位相欠陥
43 ピット位相欠陥
44,45 矢印
46,47,48 円弧領域の位置
49 Z方向位置制御の変化
51,52,53 バンプ位相欠陥
54,55 ピット位相欠陥
56,57 矢印
58,59,60 円弧領域の位置
61 Z方向の平均位置制御量の変化
62 XY面に対する傾斜量の変化
101 基板
102 酸化膜
103 レジストパターン
104n n型ウェル
104p p型ウェル
105 酸化膜
106 レジストパターン
107 フィールド絶縁膜
108 ゲート絶縁膜
109 ゲート電極
110,111 半導体領域
112 層間絶縁膜
113L 配線
113R 抵抗
114 酸化シリコン膜
115 接続孔
116 第1配線層
ABS 吸収体パターン
BUF バッファ層
CAP キャッピング層
CF メタル膜
M EUVL用マスク
MA1,MA2,MA3,MA4 アライメントマークエリア
MDE デバイスパターンエリア
ML 多層膜
MS 基板
MST マスクステージ
PD1 ピット位相欠陥
PD2 バンプ位相欠陥
Qn nチャネル型電界効果トランジスタ
Qp pチャネル型電界効果トランジスタ
W ウェハ
WST ウェハステージ
11, 12, 13 Transfer patterns 14, 15, 16 Curve 20 Light source 21 Illumination optical system 22 Reduction projection optical system 23 Mask stage driving means 24 Arrow 25 Reference mirror 26 Mask position measuring laser side lengthening device 27 Wafer stage driving means 28, 29 Arrow 30 Reference mirror 31 Laser side length 32 Recording unit 33 Monitor unit 34 Main controller 35 Arc region 36, 37 Arrow 41, 42 Bump phase defect 43 Pit phase defect 44, 45 Arrows 46, 47, 48 Position of arc region 49 Z-direction position change 51, 52, 53 Bump phase defect 54, 55 Pit phase defect 56, 57 Arrow 58, 59, 60 Arc region position 61 Z-direction average position control amount change 62 Tilt amount with respect to XY plane Change 101 substrate 102 oxide film 103 resist pattern 104n n-type well 104p p-type well 1 05 oxide film 106 resist pattern 107 field insulating film 108 gate insulating film 109 gate electrode 110, 111 semiconductor region 112 interlayer insulating film 113L wiring 113R resistance 114 silicon oxide film 115 connection hole 116 first wiring layer ABS absorber pattern BUF buffer layer CAP Capping layer CF Metal film M EUVL mask MA1, MA2, MA3, MA4 Alignment mark area MDE Device pattern area ML Multilayer film MS Substrate MST Mask stage PD1 Pit phase defect PD2 Bump phase defect Qn n-channel field effect transistor Qp p-channel type Field Effect Transistor W Wafer WST Wafer Stage

Claims (4)

EUV光を反射する多層膜と前記EUV光を吸収する吸収体パターンとを有するEUVリソグラフィ用マスクを用いて、投影光学系を介して前記吸収体パターンをウェハの主面上に転写する投影露光方法であって、
(a)前記EUVリソグラフィ用マスクに残存する位相欠陥の欠陥情報を取得する工程と、
(b)前記EUV光を前記EUVリソグラフィ用マスクに照射する工程と、
(c)前記EUVリソグラフィ用マスクと前記ウェハとを所定の露光位置に同期移動させて、前記所定の露光位置において、前記吸収体パターンを前記ウェハの主面上に転写する工程と、
を有し、
前記位相欠陥の前記欠陥情報は、前記位相欠陥の位置座標および前記EUVリソグラフィ用マスクのパターン面の凹凸の区別の情報であり、
前記(c)工程において、前記EUVリソグラフィ用マスクと前記ウェハとを同期移動させる際に、前記EUVリソグラフィ用マスクに関する前記欠陥情報に応じて前記ウェハの局所的なフォーカス位置を変更することを特徴とする投影露光方法。
Projection exposure method for transferring an absorber pattern onto a main surface of a wafer via a projection optical system using a EUV lithography mask having a multilayer film that reflects EUV light and an absorber pattern that absorbs the EUV light Because
(A) obtaining defect information of phase defects remaining in the EUV lithography mask;
(B) irradiating the EUV light on the EUV lithography mask;
(C) synchronously moving the EUV lithography mask and the wafer to a predetermined exposure position, and transferring the absorber pattern onto the main surface of the wafer at the predetermined exposure position;
Have
The defect information of the phase defect is information for distinguishing the position coordinates of the phase defect and the unevenness of the pattern surface of the EUV lithography mask,
In the step (c), when the EUV lithography mask and the wafer are moved synchronously, a local focus position of the wafer is changed according to the defect information regarding the EUV lithography mask. Projection exposure method.
EUV光を反射する多層膜と前記EUV光を吸収する吸収体パターンとを有するEUVリソグラフィ用マスクを用いて、投影光学系を介して前記吸収体パターンをウェハの主面上に転写する投影露光装置であって、
前記EUVリソグラフィ用マスクを保持すると共に移動可能なマスクステージと、
前記EUV光を前記EUVリソグラフィ用マスクに照射する照明光学系と、
前記ウェハを保持すると共に移動可能なウェハステージと、
前記EUVリソグラフィ用マスクと前記ウェハとを同期移動させる駆動手段と、
前記EUVリソグラフィ用マスクに残存する位相欠陥の欠陥情報を記憶する記憶部と、
前記欠陥情報に対応して前記ウェハの局所的なフォーカス位置を演算する露光条件演算手段と、
前記EUVリソグラフィ用マスクと前記ウェハとを同期移動させる際に、前記露光条件演算手段において得られた前記ウェハの局所的なフォーカス位置に変更する露光条件変更手段と、
を有し、
前記位相欠陥の前記欠陥情報は、前記位相欠陥の位置座標および前記EUVリソグラフィ用マスクのパターン面の凹凸の区別の情報であることを特徴とする投影露光装置。
Projection exposure apparatus for transferring an absorber pattern onto a main surface of a wafer via a projection optical system using a EUV lithography mask having a multilayer film that reflects EUV light and an absorber pattern that absorbs the EUV light Because
A mask stage that holds and moves the EUV lithography mask;
An illumination optical system for irradiating the EUV light on the EUV lithography mask;
A wafer stage that holds and moves the wafer;
Driving means for synchronously moving the EUV lithography mask and the wafer;
A storage unit for storing defect information of phase defects remaining in the EUV lithography mask;
Exposure condition calculation means for calculating a local focus position of the wafer corresponding to the defect information;
An exposure condition changing means for changing to the local focus position of the wafer obtained in the exposure condition calculating means when the EUV lithography mask and the wafer are moved synchronously;
I have a,
The projection exposure apparatus according to claim 1, wherein the defect information of the phase defect is information on a position coordinate of the phase defect and information on the unevenness of a pattern surface of the mask for EUV lithography .
EUV光を反射する多層膜と前記EUV光を吸収する吸収体パターンとを有するEUVリソグラフィ用マスクを用いて、投影光学系を介して前記吸収体パターンをウェハの主面上に転写するマスクパターンの転写方法であって、
(a)基板上に前記多層膜を形成する工程と、
(b)前記多層膜内に位相欠陥が存在するか否かを検査する工程と、
(c)前記位相欠陥が検出された場合には、前記位相欠陥を残存させて良いか否かを判断する工程と、
(d)前記多層膜上に吸収体層を形成した後、前記吸収体層を所望の形状に加工して前記吸収体パターンを形成し、EUVリソグラフィ用マスクを製作する工程と、
(e)前記吸収体パターンの欠陥が存在するか否かを検査する工程と、
(f)前記吸収体パターンの形状の修正が必要であると判断された場合には、前記吸収体パターンの形状を修正する工程と、
(g)前記EUVリソグラフィ用マスクに残存する前記位相欠陥の欠陥情報を記録する工程と、
(h)前記EUVリソグラフィ用マスクを投影露光装置のマスクステージに載置する工程と、
(i)前記ウェハを前記投影露光装置のウェハステージに載置する工程と、
(j)前記欠陥情報を前記投影露光装置に入力する工程と、
(k)前記欠陥情報に応じて前記投影露光装置における最適なフォーカス位置を決定する工程と、
(l)前記EUV光を前記EUVリソグラフィ用マスクに照射する工程と、
(m)前記EUVリソグラフィ用マスクと前記ウェハとを同期移動させて、前記ウェハの主面上にパターン転写を行なう工程と、
を有し、
前記(m)工程において、前記EUVリソグラフィ用マスクと前記ウェハとを同期移動させる際に、前記EUVリソグラフィ用マスクに関する前記欠陥情報に応じて前記ウェハの局所的なフォーカス位置を変更することを特徴とするマスクパターンの転写方法。
Using a mask for EUV lithography having a multilayer film that reflects EUV light and an absorber pattern that absorbs the EUV light, a mask pattern for transferring the absorber pattern onto the main surface of the wafer via a projection optical system A transfer method,
(A) forming the multilayer film on a substrate;
(B) inspecting whether or not a phase defect exists in the multilayer film;
(C) if the phase defect is detected, determining whether the phase defect may remain;
(D) after forming an absorber layer on the multilayer film, processing the absorber layer into a desired shape to form the absorber pattern, and manufacturing a mask for EUV lithography;
(E) inspecting whether there is a defect in the absorber pattern;
(F) When it is determined that the shape of the absorber pattern needs to be corrected, the step of correcting the shape of the absorber pattern;
(G) recording defect information of the phase defect remaining in the EUV lithography mask;
(H) placing the EUV lithography mask on a mask stage of a projection exposure apparatus;
(I) placing the wafer on a wafer stage of the projection exposure apparatus;
(J) inputting the defect information into the projection exposure apparatus;
(K) determining an optimum focus position in the projection exposure apparatus according to the defect information;
(L) irradiating the EUV light on the EUV lithography mask;
(M) performing a pattern transfer on the main surface of the wafer by moving the EUV lithography mask and the wafer synchronously;
Have
In the step (m), when the EUV lithography mask and the wafer are moved synchronously, a local focus position of the wafer is changed according to the defect information related to the EUV lithography mask. To transfer the mask pattern.
請求項記載のマスクパターンの転写方法において、
前記位相欠陥の前記欠陥情報は、前記位相欠陥の位置座標および前記EUVリソグラフィ用マスクのパターン面の凹凸の区別の情報であることを特徴とするマスクパターンの転写方法。
The method of transferring a mask pattern according to claim 3 .
The method of transferring a mask pattern, wherein the defect information of the phase defect is information on a position coordinate of the phase defect and information on distinguishing unevenness of a pattern surface of the mask for EUV lithography.
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