DE3856054T2

DE3856054T2 - Reflexionsmaske

Info

Publication number: DE3856054T2
Application number: DE3856054T
Authority: DE
Inventors: Yasuaki Hadano-Shi Kanagawa-Ken Fukuda; Masami Atsugi-Shi Kanagawa-Ken Hayashida; Takashi Atsugi-Shi Kanagawa-Ken Iizuka; Tsutomu Atsugi-Shi Kanagawa-Ken Ikeda; Masahito Atsugi-Shi Kanagawa-Ken Niibe; Shigetaro Tama-Shi Tokyo Ogura; Masayuki Atsugi-Shi Kanagawa-Ken Suzuki; Yutaka Atsugi-Shi Kanagawa-Ken Watanabe
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-02-18
Filing date: 1988-02-18
Publication date: 1998-03-19
Anticipated expiration: 2008-02-19
Also published as: EP0279670A2; DE3856054D1; US5052033A; EP0279670A3; EP0279670B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reflexionsmaske, die für die Herstellung von Halbleitervorrichtungen, wie integrierte Schaltungen, hochintegrierte Schaltkreise und ähnliches, verwendet wird. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf eine Reflexionsmaske, die für eine Belichtungsapparatur verwendet werden kann, die für die Belichtunng von Werkstücken, wie Wafern, eine Strahlungsenergie wie Röntgenstrahlen einer Wellenlänge im Bereich von 0,5 bis 30 nm (5 bis 300 Å) oder Vakuum-UV-Strahlung einer Wellenlange im Bereich von 30 bis 200 nm (300 bis 2000 Å) (nachstehend wird auf diese Strahlen als "weiche Röntgenstrahlen" Bezug genommen) einsetzt. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Belichtungsverfahren und eine Apparatur, die jeweils eine Reflexionsmaske verwenden.
Die Verwendung einer Reflexionsmaske bei einer Projektions belichtung eines Typs, bei dem zum Drucken einer Struktur bzw. eines Musters auf einen Wafer weiche Röntgenstrahlen verwendet werden, wurde in Betracht gezogen. Es können die beiden nachstehenden Weisen für die Herstellung solch einer Reftexionsmaske, insbesondere eines reflektierenden Bereichs davon, in Betracht gezogen werden:
Eine besteht darin, einen natürlichen Kristall (Einkristall) für die Bereitstellung einer Reflexionsoberfläche zu verwenden. Die andere besteht darin, die Oberfläche eines Substrats zu schleifen bzw. zu polieren, um einen Totalreflexionsspiegel zur Verfügung zu stellen.
Das erstere Verfahren (siehe zum Beispiel die Buropaische Patentanmeldung EP 0 055 077) macht von der Bragg-Beugung eines natürlichen (Ein-)Kristalls Gebrauch. Somit ist es erforderlich, wenn eine Strahlung mit einer Wellenlänge von 10 nm (100 Å) verwendet wird, einen natürlichen Kristall mit einer Gitterkonstanten von nicht größer als 5 nm (50 Å) einzusetzen, gemäß der Braggschen Beugungstheorie 2d sinθ = λ, worin d die Dicke, λ die Wellenlänge und 8 der Winkel zwischen dem einfallenden Strahl und dem Substrat ist Es ist sehr schwierig solch einen Kristall zu erhalten. Wenn andererseits ein üblicherweise verfügbarer, natürlicher Kristall mit einer Gitterkonstante im Bereich von 0,15 bis 0,5 nm (1,5 bis 5 Å) verwendet wird, muß die Wellenlänge eine Größenordnung von 0,5 nm (5 Å) aufweisen. Zur Zeit existiert jedoch kein Resistmaterial, das eine ausreichende Empfindlichkeit gegenüber solch einem kurzen Wellenlängenbereich aufweist.
Letzteres Verfahren macht sich die Theorie der Totalreflexion durch eine Spiegeloberfläche zunutze. Aufgrund der Einschränkung auf verwendbare Materialien, der Beschränkung durch die Umgebungsbedingungen und so weiter, muß jedoch ein großer kritischer Winkel, wie in einer Größenordnung von 86 bis 87 Grad, angewandt werden. Das heißt, daß die Röntgenstrahlen nahezu streifend bzw. schräg auf die Oberfläche einfallen müssen. Dies ist für eine Musterprojektion im allgemeinen unpraktisch.
Die Erfindung erfolgte unter Berücksichtung der vorstehenden Probleme und Nachteile und liefert eine Lösung.
Erfindungsgemäß wird eine Reflexionsmaske zur Verfügung gestellt, die in einer Belichtungsapparatur mit einem optischen Projektionssystem verwendet werden kann, das eine Vielzahl an Spiegeln aufweist, die zwischen der Maske und einem Werkstück angeordnet sind, um mittels weicher Röntgenstrahlung oder Vakuum-UV-Strahlung ein Maskenmuster auf das Werkstück zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, daß
die Maske eine reflektierende Oberfläche, die von einem mehrschichtigen Film bereitgestellt wird, und einen nicht-reflektierenden Bereich aufweist, der in oder auf der reflektierenden Oberfläche bereitgestellt wird, um das Muster festzulegen, wobei der nicht-reflektierende Bereich eine Schwächung der weichen Röntgenstrahlung oder der Vakuum-UV-Strahlung bewirkt.
Es ist ein Vorteil der vorstehenden Reflexionsmaske, daß sie leicht und wirtschaftlich hergestellt werden kann.
Es ist ein weiterer Vorteil, daß solch eine Reflexionsmaske, eine hohe Auflösung und einen hohen Kontrast bei der Übertragung eines Musters auf ein Werkstück gewährleisten kann.
Andere Eigenschaften und Merkmale der Erfindung werden durch die Betrachtung der nachstehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen offenkundig.
In den beigefügten Zeichnungen ist:
Figur 1 eine schematische Ansicht des Lichtwegs eines optischen Projektionssystems, das für die Verwendung mit einer die Erfindung verkörpernden Reflexionsmaske geeignet ist:
Figur 2 eine schematische Schnittansicht, die die Struktur einer Reflexionsmaske gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
wobei die Figuren 3A bis 3C jeweils schematische Schnittansichten zur Erklärung des Verfahrens der Herstellung der Maske der ersten Ausführungsform sind;
Figur 4 ist eine schematische Schnittansicht, die die Struktur einer Reflexionsmaske gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Figur 5 ist eine schematische Schnittansicht zur Erklärung des Problems des Halbschattens;
Die Figuren 6A bis 6C sind jeweils schematische Schnittansichten zur Erklärung des Verfahrens der Herstellung der Maske der zweiten Ausführungsform; und
Figur 7 ist eine schematische Schnittansicht, die die Struktur einer Keflexionsmaske gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Um ein besseres Verständnis der Erfindung zu ermöglichen, wird nun eine detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen gegeben. Die nachstehende Beschreibung ist nur als Beispiel gedacht.
In den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen wird eine Reflexionsoberfläche einer Maske durch einen reflektierenden Bereich mit einer Mehrschichtenstruktur zur Verfügung gestellt.
Die Fresnelsche Reflexionstheorie wird dazu verwendet, die Wirksamkeit der Reflexion an den Grenzflächen der Schichten zu verbessern, und zudem wird die Braggsche Beugungstheorie angewandt, so daß das von den Grenzflächen der Schichten reflektierte Licht miteinander interferiert und wechselseitig die Intensität. Die Dicke einer jeden Schicht wird so festgelegt, daß sie diesen Bedingungen genügt.
Details der Theorie der Reflexion in einer Mehrschichtenstruktur werden vollständig in Low-Loss Reflection Coatings Using Absorbing Materials" von Eberhard Spiller ("Appl. Phys. Lett." Bd. 20, Nr. 9, Mai 1972) und "Metallic Multilayers for X-rays Using Classical Thin-Film Theory" von B. Vidal und P. Vincent ("Applied Optics" Bd. 23, Nr. 11/1, Juni 1984) diskutiert.
In der Mehrschichtenstruktur der Erfindung werden die Materialien der Schichten und die Dicken der Schichten so ausgewählt und festgelegt, daß sie sowohl den Braggschen Beugungs- als auch den Fresnelschen Reflexionsbedingungen genügen:
nd cosθ = λN/2 (1)
worin d eine Gitterkonstante (Fumdicke), θ der Einfallswinkel, λ die Wellenlänge, N eine ganze Zahl und n der Brechungsindex ist; und
(N&sub1;-N&sub2;)/(N&sub1;+N&sub2;) ² = R ... (2)
worin R der Fresnelsche Reflexionsfaktor ist, N&sub1; und N&sub2; die Brechungsindizes der Materialien des mehrschichtigen Films sind, wobei jeder in bezug auf den Wellenlängenbereich der Röntgenstrahlen oder der UV-Strahlen durch "N = n+ik" (wobei n den Realteil, ik hingegen den imaginären Zahlenteil bzw. Imaginärteil repräsentiert) ausgedrückt werden kann.
Figur 1 zeigt ein optisches Projektionssystem einer Röntgenstrahlen-Belichtungseinrichtung, das mit der Reflexionsmaske der Erfindung verwendet werden kann, um auf diese Weise, mittels Projektionsbelichtung, ein Muster der Maske auf einen Halbleiterwafer in verkleinertem Maßstab zu übertragen. Wie gezeigt schließt das Projektionssytem in diesem Beispiel drei Spiegel M1, M2 und M3 ein, die jeweils für eine Reflexion weicher Röntgenstrahlen eingesetzt werden. Der erste und der dritte Spiegel, M1 und M3, weisen konkave Spiegeiflächen auf, wohingegen der zweite Spiegel M2 eine konvexe Spiegeifläche aufweist. Details eines solchen optischen Projektionssytems, das in einer Röntgenstrahlen-Belichtungsapparatur verwendet werden kann, sind in der Europäischen Patentanmel dung EP 0252734 offenbart.
Figur 2 zeigt eine Reflexionsmaske gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Maske dieser Ausführungsform ist für die Anwendung einer Strahlung mit einer Wellenlänge von 12,4 nm (124 Å) als Belichtungsstrahlung geeignet.
Die Maske schließt ein Substrat 1 ein, das aus einer Silicium-Einkristallplatte mit einer polierten Oberfläche, die eine Oberflächenrauhigkeit von nicht größer als 1,0 nm (10 Å) (rms) aufweist, hergestellt ist. Auf der Oberfläche des Substrats 1 ist eine große Anzahl an Schichten gebildet, obwohl in der Zeichnung der Einfachheit halber nur einige davon gezeigt sind. In dieser Ausführungsform werden für die Schichten zwei verschiedene Materialien verwendet, auf abwechselnde Art und Weise. Genauer gesagt sind die Schichten vom ersten Typ ,2, 4 ..., aus Ruthenium (Ru) mit einem Brechungsindex N = 0,91 + 6,8 x 10&supmin;³i hergestellt. Die Schichten vom zweiten Typ, 3, 5 ..., sind aus Siliciumcarbid (SiC) mit einem Brechungsindex N = 1,02 + 3,7 x 10&supmin;³i hergestellt. Die Schichten vom ersten Typ und die Schichten vom zweiten Typ sind, wie gezeigt, abwechselnd gebildet, um einen reflektierenden Grundbereich 10 mit einer Mehrschichtenstruktur zur Verfügung zu stellen.
In einem speziellen Beispiel wurden die Schichten vom ersten Typ und die Schichten vom zweiten Typ mittels einer Sputter- Abscheidung, nachdem ein Superhochvakuumdruck von nicht größer als 1 x 10&supmin;&sup6; Pa erreicht worden war, und bei einem Argondruck von 5 x 10&supmin;¹ Pa hergestellt. Jede der Schichten vom ersten Typ wies eine Dicke von 2,98 nm (29,8 Å) auf, wohingegen jede der Schichten vom zweiten Typ eine Dicke von 3,39 nm (33,9 Å) aufwies. Einundvierzig Schichten, die einundzwanzig Schichten vom ersten Typ und zwanzig Schichten vom zweiten Typ umfaßten, wurden auf dem Substrat gebildet. Zusätzlich wurde eine Oberflächenschicht aus Kohlenstoff (C) mit einer Dicke von 1,0 nm (10 Å) auf der obersten Schicht als Schutzfilm B (Figur 3A) aufgebracht, wodurch ein reflektierender Grundbereich mit einer Mehrschichtenstruktur erhalten wurde. Es ist bevorzugt, daß die Schichten vom ersten Typ einen Brechungsindex aufweisen, dessen Realteil kleiner ist, wohingegen die Schichten vom zweiten Typ einen Brechungsindex aufweisen, dessen Realteil größer ist. Dies deshalb, weil, wie leicht aus der Fresnelschen Reflexionstheorie zu verstehen ist, ein Material, dessen Brechungsindex einen großen Unterschied zu demjenigen der Umgebung, wie Luft, aufweist, bevorzugt als das Material der letzten Schicht verwendet werden sollte.
Die Dicke einer jeden Schicht kann in übereinstimmung mit der vorstehend erwähnten Braggschen Beugungsformel und auf Grundlage des Brechungsindex eines jeden Materials und der Wellenlänge der verwendeten Strahlung ermittelt bzw. festgelegt werden. In der vorliegenden Ausführungsform kann die Dicke zum Beispiel wie nachstehend ermittelt werden:
Aus der vorstehend erwähnten Braggschen Beugungsformel (1) folgt, daß:
2 (n&sub1;d&sub1; + n&sub2;d&sub2;) cosθ = (2m)λ/2 ... (3)
worin n&sub1; und n&sub2; die Brechungsindices der verwendeten Materialien, d&sub1; und d&sub2; die Dicke der Schichten aus den verschiedenen Materialien, λ die Wellenlänge der zu verwendenden Strahlung, und m eine ganze Zahl ist. Wenn der Einfallswinkel Null (d.h. ein regulärer oder senkrechter Einfall) ist, dann ist cose = 1. Deshalb kann die Gleichung (3) wie nachstehend angegeben umgeschrieben werden zu:
n&sub1;d&sub1; + n&sub2;d&sub2; = λ(m)/2
Wird die Länge des Lichtwegs in bezug auf jede einzelne Schicht in Betracht gezogen, gilt:
2n&sub1;d&sub1; = λ/2, somit d&sub1; = λ/4n&sub1; ... (4)
und
2n&sub2;d&sub2; = λ/2, somit d&sub2; = λ/4n2 ... (5)
Dementsprechend kann dadurch, daß die Gleichung (4) oder (5) erfüllt wird, die Dicke einer jeden Schicht ermittelt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform:
n&sub1; = 0,91 + 6,8 x 10&supmin;³i
n&sub2; = 1,02 + 3,7 x 10&supmin;³i
λ = 12,4 nm (124 Å)
Da der Imaginärteil im Vergleich zu dem Realteil sehr klein ist, kann er als "Null" angesehen werden. Durch das Einsetzen dieser Werte in die Gleichungen (4) und (5) kann die Dicke wie nachstehend ermittelt werden:
d1 2,98 nm (29,8 Å)
d1 3,39 nm (33,9 Å)
In dem vorstehend beschriebenen, speziellen Beispiel wurde, nachdem der reflektierende Grundbereich mit der Mehrschichtenstruktur erhalten worden war, eine Resistschicht PMMA auf dem reflektierenden Grundbereich mit einer Dicke von 0,5 µm gebildet. Anschließend wurde die Abdeck- bzw. Resistschicht unter Anwendung eines Elektronenstrahl-Musterbildungsverfahrens mit 1,75 µm-Linien und Zwischenräumen versehen. Dann wurde Gold (linearer Ausdehnungskoeffizient: 1,42 x 10-5/deg und Wärmeleitfähigkeit: 3,16 J/cm.s.deg) auf der Resistschicht mittels Elektronenstrahlabscheidung mit einer Dicke von 0,1 µm abgeschieden (Figur 38). Wie in der Technik gut bekannt ist, ist Gold ein Material, das weiche Röntgenstrahlen absorbieren kann. Anschließend wurde das PMMA-Material entfernt, wodurch ein Goldmuster A auf der Mehrschichtenstruktur (siehe Figur 30) erhalten wurde.
Ein anderes Beispiel der ersten Ausführungsform wird nun beschrieben. Die Maske dieses Beispiels kann geeigneterweise für eine Strahlung mit einer Wellenlänge von 12,4 nm (124 Å) und einem Einfallswinkel von θ = 0 (Grad) verwendet werden.
Wie in dem vorstehenden Beispiel wurde eine polierte Silicium-Einkristallplatte 1 verwendet. Als Material für die Schichten vom ersten Typ ,2, 4 ..., wurde Tantalnitrid (TaN) mit einem Brechungsindex N = 0,96 + 3,7 x 10&supmin;²i verwendet. Als Material für die Schichten vom zweiten Typ, 3, 5 wurde Silicium (Si) mit einem Brechungsindex N = 1,03 + 1,5 x 10&supmin;³i verwendet. Nachdem ein Superhochvakuumdruck von nicht größer als 1 x 10&supmin;&sup6; Pa erreicht worden war, wurden mittels einer Sputter-Abscheidung, wobei ein Argondruck von 5 x 10&supmin;¹ Pa beibehalten wurde, einundvierzig Schichten (einundzwanzig Schichten aus TaN und zwanzig Schichten aus Si) mit einer Dicke von 2,03 nm (20,3 Å) beziehungsweise 4,06 nm (40,6 Å) hergestellt. Zusätzlich wurde auf die oberste Schicht eine Schicht aus Kohlenstoff (C) mit einer Dicke von 1,0 nm (10 Å) als Schutzfilm B gebildet. In diesem Beispiel weisen die Schichten vom ersten Typ einen Brechungs index auf, dessen Realteil kleiner ist, wohingegen die Schichten vom zweiten Typ einen Brechungsindex aufweisen, dessen Realteil größer ist. Die Dicke einer jeden Schicht vom ersten und zweiten Typ kann in übereinstimmung mit der Gleichung (1), die sich auf die Bragg-Beugung bezieht, wie vorstehend beschrieben festgelegt werden.
Eine PMMA-Schicht mit einer Dicke von 0,5 4m wurde auf den so erhaltenen reflektierenden Grundbereich mit der Mehrschichtenstruktur gebildet, und die PMMA-Schicht wurde mittels eines Elektronenstrahl-Musterbildungsverfahrens mit einem Muster versehen. Auf das resultierende PMMA-Muster wurde Tantal (Ta) (linearer Ausdehnungskoeffizient: 6,3 x 10&supmin;&sup6;/deg und Wärmeleitfähigkeit: 0,575 J/cm.s.deg), das ein Absorptionsmaterial für weiche Röntgenstrahlen ist, mittels Elektronenstrahlabscheidung mit einer Dicke von 0,1 µm aufgebracht. Anschließend wurde das PMMA-Material entfernt, so daß ein Tantalmuster auf dem mehrschichtigen Film erhalten wurde.
Es folgt nun eine Beschreibung eines dritten Beispiels der ersten Ausführungsform. Die Maske dieses Beispiels kann geeigneterweise für eine Strahlung mit einer Wellenlänge von 12,4 nm (124 Å) und einen Einfallswinkel von θ = 0 (Grad) verwendet werden.
Wie in dem ersten Beispiel wurde eine polierte Silicium- Einkristaliplatte verwendet. Als Material für die Schichten vom ersten Typ ,2, 4 ..., wurde Palladium (Pd) mit einem Brechungsindex N = 0,90 + 2,4 x 10&supmin;²i verwendet. Als Material für die Schichten vom zweiten Typ, 3, 5 ..., wurde Silicium (Si) mit einem Brechungsindex N 1,03 + 1,5 x 10&supmin;³i verwendet. Unter einem Superhochvakuumdruck von nicht größer als 1 x 10&supmin;&sup6; Pa wurden auf dem Substrat mittels Elektronenstrahlabscheidung einundvierzig Schichten (einundzwanzig Schichten aus Pd und zwanzig Schichten aus Si) mit einer Dicke von 2,11 nm (21,1 Å) beziehungsweise 4,03 nm (40,3 Å) gebildet. Ferner wurde darauf eine Schicht aus Kohlenstoff (C) mit einer Dicke von 1,0 nm (10 Å) als Schutzfilm gebildet. In diesem Beispiel weisen die Schichten vom ersten Typ einen Brechungsindex auf, dessen Realteil kleiner ist, und die Schichten vom zweiten Typ weisen einen Brechungsindex auf, dessen Realteil größer ist.
Anschließend wurde eine PMMA-Schicht mit einer Dicke von 0,5 ijm auf den so erhaltenen reflektierenden Grundbereich mit der Mehrschichtenstruktur gebildet, und die PMMA-Schicht wurde dann mittels eines Elektronenstrahl-Musterbildungsverfahrens mit einem Muster versehen. Auf das so gebildete PMMA-Muster wurde Silicium (Si) (linearer Ausdehnungskoeffizient: 2,6 x 10&supmin;&sup6;/deg und Wärmeleitfähigkeit: 1,49 J/cm.s.deg), das ein Absorptionsmaterial für weiche Röntgenstrahlen ist, mittels Elektronenstrahlabscheidung mit einer Dicke von 0,1 µm aufgebracht. Anschließend wurde das PMMA-Material entfernt, mit dem Ergebnis, daß ein Siliciummuster auf dem mehrschichtigen Film erhalten wurde.
Obwohl in diesen Beispielen eine Silicium-Einkristallplatte als Substrat verwendet wird, ist das Material nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel können eine Glasplatte, eine Quarzplatte, eine Siliciumcarbidplatte oder anderes verwendet werden, vorausgesetzt, daß ihre Oberfläche durch Polieren im Vergleich zu der Wellenlänge der zu verwendenden Strahlung hinreichend geglättet wurde.
Figur 4 zeigt eine Reflexionsmaske gemäß einer zweiten.Ausführungsform der Erfindung. Figur 5 ist eine schematische Darstellung zur Erklärung eines Problems, das durch die vorliegende Ausführungsform gelöst werden kann.
In dem Fall, in dem ein Licht zum Drucken (printing light), wie weiche Röntgenstrahlen, auf die Maske mit einem beträchtlichen Einfallswinkel, wie in Figur 5 gezeigt, projeziert wird, kommt es aufgrund der Dicke des Maskenmusters auf der Oberfläche des reflektierenden Bereichs der Maske zu einem "Halbschatten" (23 in Figur 5). Die vorliegende Ausführungsform kann solch einen Halbschatten minimieren.
In Figur 5 werden mit 21 nicht-reflektierende Elemente bezeichnet, die auf einem reflektierenden Grundbereich mit einer Mehrschichtenstruktur als Muster aufgebracht sind. Mit 20 werden reflektierende Bereiche angegeben und 25 bezeichnet das Substrat.
Aus Figur 5 wird leicht verständlich, daß der Halbschatten 23 durch eine Verringerung der Dicke (Höhe) des nicht-reflektierenden Musters 21 verringert werden kann. Tatsächlich ist dies jedoch ziemlich schwierig, da ein gewöhnliches, Röntgenstrahlen absorbierendes Material keine große Effizienz für eine Absorption von Röntgenstrahlen aufweist, so daß eine beträchtliche Dicke für das Material erforderlich ist, um eine ausreichende Röntgenstrahlenabsorptionsfunktion zur Verfügung zu stellen.
In der in Figur 4 gezeigten Ausführungsform wird das nichtreflektierende Muster durch eine mehrschichtige Filmstruktur zur Verfügung gestellt, die so angeordnet ist, daß durch einen Interferenzeffekt das von der oberen Fläche einer ersten Schicht (wie &sub1;) reflektierte Licht und das von der oberen Fläche einer zweiten Schicht (wie &sub2;) reflektierte Licht aufeinander einwirken und wechselseitig die Intensität schwächen. Die Schichtdicke für diesen Zweck wird ermittelt. Als Ergebnis kann der nicht-reflektierende Bereich D als Antireflexionsfilm fungieren.
Es bestätigte sich, daß die Dicke des nicht-reflektierenden Bereichs D mit einer Mehrschichtenstruktur merklich verringert werden kann, wobei im Vergleich zu einem nichtreflektierenden Bereich, der einfach aus einem Röntgenstrahlen absorbierenden Material hergestellt ist, eine hohe Nichtreflexiönswirkung beibehalten wird.
Es wird erneut auf die Figur 4 Bezug genommen. Die Maske der vorliegenden Ausführungsform weist einen reflektierenden Grundbereich 10 auf, der einen mehrschichtigen Film umfaßt, der gegenüber weichen Röntgenstrahlen oder anderem ein Reflexionsvermögen zeigt. Der Reflexionsbereich 10 ist auf einem nicht-reflektierenden flachen Substrat 1 gebildet, das aus einem Material hergestellt ist, das weiche Röntgenstrahlung oder anderes absorbiert. Der nicht-reflektierende Bereich D umfaßt einen mehrschichtigen Film und ist auf dem reflektierenden Bereich 10 gebildet, um dadurch ein vorgegebenes Muster zur Verfügung zu stellen.
Der reflektierende Bereich 10 wird durch eine Schichtbildung zweier unterschiedlicher Materialien mit unterschiedlichen optischen Konstanten gebildet, um Schichten vom ersten Typ, 2, 4, 6, ..., und Schichten vom zweiten Typ, 3, 5, 7, ..., auf alternierende Art und Weise zur Verfügung zu stellen.
Die Dicken d&sub1;, d&sub2;, d&sub3;, d&sub4;, ... der beiden Schichttypen betragen nicht weniger als 1,0 nm (10 Å). Jeder Schichttyp kann die gleiche Dicke (d.h. d&sub1; = d&sub2; = d&sub3; = ..., und d&sub2; = d&sub4; = ...) aufweisen. Oder aber alle Schichten können verschiedene Dicken aufweisen.
Wird jedoch (i) die Abnahme der Amplitude der weichen Röntgenstrahlen oder der UV-Strahlen aufgrund der Absorption durch jede Schicht und (ii) die wechselseitige Intensivierung des reflektierten Lichts aufgrund der Phasenüberlappung des reflektierten Lichts an den Grenzflächen der Schichten in Betracht gezogen, so ist es erwünscht, die Dicke so festzulegen, daß der höchste Reflexionsfaktor durch den reflektierenden Bereich als Ganzes erhalten werden kann. Wo die Dicke einer jeden Schicht kleiner als 1,0 nm (10 Å) ist, ist es wegen der Dispersionswirkung der beiden Materialien an der Grenzfläche schwierig einen hohen Reflexionsfaktor an dem reflektierenden Bereich zu erhalten. Dies ist unerwünscht. Mit der Zunahme der Anzahl der Schichten kann der Reflexionsfaktor verbessert werden. Andererseits kommt es in bezug auf die Herstellung zu einer Schwierigkeit. Dementsprechend ist die Anzahl der Schichten bevorzugt nicht größer als zweihundert.
Der nicht-reflektierende Bereich D umfaßt alternierend aufgebrachte Schichten, die aus verschiedenen Materialien gefertigt sind und bezogen auf den reflektierenden Bereich 10 einen Antireflexionsfilm bilden. Die Dicken &sub1; &sub2;, &sub3;, &sub4;, ... der Schichten, die den nicht-reflektierenden Bereich D bilden, betragen nicht weniger als 1,0 nm (10 Å). Alternierende Schichten können die gleiche Dicke (d.h. &sub1; = &sub3; = ..., und &sub2; = &sub4; = ...) aufweisen. Oder aber alle Schichten können unterschiedliche Dicken aufweisen.
Es ist erwünscht, daß eine Reflexionsmaske ein Intensitätsverhältnis von 2:1, bevorzugt 10:1, in bezug auf die Inten sitäten der weichen Röntgenstrahlen oder anderem aufweist, die durch den reflektierenden Bereich 10 beziehungsweise den nicht-reflektierenden Bereich D reflektiert werden. Aus diesem Grund kann der Antireflexionsfilm bevorzugt aus zwei oder mehreren Schichten gebildet sein, obgleich die Anzahl stark vom zu verwendenden Wellenlängenbereich abhängt. Für weiche Röntgenstrahlen oder anderes mit einer Wellenlange in der Nähe von 10,0 nm (100 Å) ist zum Beispiel die Bereitstellung von drei oder mehr Schichten bevorzugt.
Aus der Gleichung (1), die sich auf die Braggsche Beugungstheorie bezieht, ist zu erkennen, daß die nachstehende Bedingung erfüllt sein sollte, damit ein mehrschichtiger Film als Antireflexionsfilm fungieren kann:
2(n&sub1;d&sub1; + n&sub2;d&sub2;)cosθ = λ(2m + 1)12
worin m eine ganze Zahl ist.
Daraus ist ersichtlich, daß jede Schicht des Antireflexionsfilms eine Dicke ungefähr in einer Größenordnung von λ/4n aufweist, wobei λ die Wellenlänge und n der Brechungsindex ist.
Es folgt nun eine Beschreibung eines speziellen Beispiels einer Maske gemäß der zweiten Ausführungsform Die Maske dieses Beispiels kann geeigneterweise bei einer Wellenlänge von 12,4 (124 Å) und einem Einfallswinkel θ = 10 Grad verwendet werden.
In diesem Beispiel wurde eine Silicium-Einkristallplatte, die so poliert worden war, daß sie eine Oberflächenrauhigkeit von nicht größer als 1,0 nm (10 A) aufwies, als das Substrat 1 verwendet (Figur 6A). Als das Material der Schichten vom ersten Typ, 2, 4, 6, ..., wurde Molybdän (Mo) mit einem Brechungsindex N = 0,95 + 8,9 x 10&supmin;³i, einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von 5,0 x 10&supmin;&sup6; K&supmin;¹ und einer Wärmeleitfähigkeit von 139 w/mK verwendet. Andererseits wurde als das Material der Schichten vom zweiten Typ, 3, 5, 7, ..., Silicium (Si) mit einem Brechungsindex N = 1,03 + 1,5 x 10&supmin;³i, einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von 2,5 x 10&supmin;&sup6; K&supmin;¹ und einer Wärmeleitfähigkeit von 168 w/mK verwendet. Nachdem ein Superhochvakuumdruck von nicht größer als 1 x 10&supmin;&sup6; Pa erreicht worden war, wurden mittels einer Sputter-Abscheidung, wobei ein Argondruck von 5 x 10&supmin;² Pa beibehalten wurde, einundvierzig Schichten (einundzwanzig Schichten aus Mo und zwanzig Schichten aus Si) mit einer Dicke von 2,7 nm (27 Å) (für jede der Mo-Schichten vom ersten Typ) beziehungsweise einer Dicke von 3,89 nm (38,9 Å) (für jede der Si-Schichten vom zweiten Typ) hergestellt. Auf diese Weise wurde der reflektierende Bereich 10 hergestellt. Anschließend wurde auf dem reflektierenden Bereich eine Schicht aus Kohlenstoff (C) als Schutzfilm B gebildet. Die Dicke wurde auf die gleiche Weise wie in den vorstehend beschriebenen Beispielen festgelegt.
In diesem Beispiel erfolgt die Auswahl der Materialien derart, daß die Schichten vom ersten Typ (Mo) einen Brechungsindex aufweisen, dessen Realteil kleiner ist, wohingegen die Schichten vom zweiten Typ (Si) einen Brechungsindex aufweisen, dessen Realteil größer ist.
Anschließend wurde auf dem reflektierenden Bereich 10 wie in Figur 68 gezeigt, eine Schicht aus einem PMMA-Resistmaterial mit einer Dicke von 0,5 µm gebildet. Dann wurde mittels Elektronenstrahlmusterung die PMMA-Schicht mit 1,75 µm-Linien und Zwischenräumen strukturiert bzw. gemustert. Als Ergebnis wurde eine gemusterte PMMA-Resistschicht erhalten.
Auf das so gebildete PMMA-Resistmuster wurde abwechselnd mittels Sputter-Abscheidung Silicium (Si) und Molybdän (Mo) abgeschieden, um dreizehn alternierende Schichten aus Si und Mo mit Dicken von 7,1, 317, 3,1, ..., 3,6, 3,2, 3,6 und 3,3 nm (71, 37, 31, ..., 36, 32, 36 und 33 Å) herzustellen. Die Bedingungen für die Sputter-Abscheidung waren die gleichen wie diejenigen zur Zeit der Herstellung des reflektierenden Bereichs 10. Die Dicken entsprechen den Dicken, die "λ/4n" genügen, wie vorstehend beschrieben.
Anschließend wurde das Resistmaterial entfernt, mit dem Ergebnis, daß nicht-reflektierende Elemente 31 mit einer mehrschichtigen Filmstruktur auf dem reflektierenden Bereich 10 (Figur 6C) gebildet wurden. Die Dicke des nichtreflektierenden Bereichs 31 als Ganzes betrug 48,0 nm (480 Å)
Um die Antireflexionswirkung des nicht-reflektierenden Bereichs gegenüber dem reflektierenden Bereich zu bestätigen, wurden zur Zeit der Sputter-Abscheidung während der Herstellung der Reflexionsmaske (zur Zeit der Bildung des reflektierenden Bereichs und des nicht-reflektierenden Bereichs) Referenzproben ebenfalls in die Abscheidungsapparatur eingebracht. Zur Zeit der Bildung des reflektierenden Bereichs wurden drei Referenzproben eingebracht, und zur Zeit der Bildung des nicht-reflektierenden Bereichs wurde eine davon erneut eingebracht. Dies geschah deshalb, um eine Messung des Reflexionsfaktors des reflektierenden Bereichs und des Reflexionsfaktors des reflektierenden Bereichs mit einem darauf gebildeten nicht-reflektierenden Bereich zu ermöglichen. Durch eine Messung mit einer Wellenlänge von 13,0 nm (130 Å) und einem Einfallswinkel von 10 Grad wurde bestätigt, daß ersterer einen Reflexionsfaktor von 52% und letzterer einen Reflexionsfaktor von 28% aufweist.
Es wurde eine Untersuchung durchgeführt, um die Dicke zu ermitteln, die erforderlich sein könnte, wenn der nichtreflektierende Bereich einfach durch ein absorbierendes Material gebildet wird. Für diese Untersuchung wurde Molybdän (Mo) auf den reflektierenden Bereich einer Referenzprobe bis zu einer Dicke von 300 nm (3000 Å) abgeschieden und der Reflexionsfaktor wurde unter den gleichen Bedingungen wie vorstehend beschrieben gemessen. Es wurde ein Reflexionsfaktor von 3,4% gemessen. Somit wurde bestatigt, daß eine Absorptionsschicht von großer Dicke erforderlich ist, wenn der nicht-reflektierende Bereich nur aus einem Absorptionsmaterial hergestellt wird.
Es erfolgt nun eine Beschreibung eines zweiten Beispiels einer Maske gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die Maske dieses Beispiels kann mit einer Wellenlänge von 12,4 nm (124 Å) verwendet werden.
Auf gleiche Weise wie das Beispiel der Figuren 6A bis 6C wurde auf einem Substrat 1 ein reflektierender Bereich 10 gebildet. Ferner wurde ein Muster mit vorgegebener Form auf dem reflektierenden Bereich unter Verwendung eines PMMA-Resistmaterials gebildet. Nachdem ein Hochvakuum von nicht größer als 1 x 10&supmin;&sup6; Pa erreicht worden war, wurde Kohlenstoff (C) mit einem Brechungsindex N = 0,97 + 5,2 x 10&supmin;³i, einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von 3,8 x 10&supmin;&sup6; K&supmin;¹ und einer Wärmeleitfähigkeit von 130 w/mK und Wolfram (W) mit einem Brechungsindex N = 0,95 + 3,9 x 10&supmin;²i, einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von 5,0 x 10&supmin;&sup6; K&supmin;¹ und einer Wärmeleitfähigkeit von 178 w/mK abwechselnd mittels Sputter- Abscheidung so abgeschieden, wobei ein Argondruck von 5 x 10&supmin;² Pa beibehalten wurde, daß ein nicht-reflektierender Bereich gebildet wurde, der sechs Schichten mit Dicken von 7,3, 10,8, 2,9, 3,8, 3,0 und 4,0 nm (73, 108, 29, 38, 30 und 40 Å) umfaßte. Die Dicken wurden auf die gleiche Weise wie in dem vorstehenden Beispiel festgelegt. Anschließend wurde das PMMA-Resistmaterial entfernt, mit dem Ergebnis, daß eine Maske mit einem reflektierenden Bereich mit einer mehrschichtigen Filmstruktur und einem auf dem reflektierenden Bereich gebildeten nicht-reflektierenden Bereich mit einer mehrschichtigen Filmstruktur erhalten wurde. Die Dicke des nichtreflektierenden Bereichs als Ganzes betrug 31,8 nm (318 Å).
Auch in diesem Beispiel wurden Referenzproben hergestellt, um die Antireflexionswirkung des nicht-reflektierenden Bereichs zu bestätigen. Für den reflektierenden Bereich wurde bei einer Wellenlänge von 13,0 nm (130 Å) und einem Einfallswinkel von 1,0 Grad ein Reflexionsfaktor von 52% gemessen. Für den auf den reflektierenden Bereich gebildeten nichtreflektierenden Bereich wurde ein Reflexionsfaktor von 3,2% gemessen. Andererseits wurde für ein Absorptionselement, das durch die Abscheidung von Wolfram auf die Oberfläche des reflektierenden Bereichs der Probe mit einer Dicke von 72,0 nm (720 Å) aufgebracht worden war, ein Reflexionsfaktor von 4,7% gemessen. Somit bestätigte sich, daß ein Absorptionselement, das aus einem absorbierenden Material hergestellt ist, eine Dicke vom doppelten oder mehr der Dicke des nicht-reflektierenden Bereichs mit einer mehrschichtigen Filmstruktur aufweisen muß, damit es im wesentlichen die gleiche Wirkung wie ein nicht-reflektierender Bereich liefert, der aus einem mehrschichtigen Film hergestellt ist.
In den Beispielen der zweiten Ausführungsform ist der auf der oberen Oberfläche des reflektierenden Bereichs aufgebrachte Schutzfilm bevorzugt aus einer Kohlenstoffschicht mit einer Dicke von nicht größer als 10,0 nm (100 Å) hergestellt. Solch ein Schutzfilm kann jedoch auch weggelassen werden.
Obwohl die mehrschichtige Struktur des reflektierenden Bereichs in der vorliegenden Ausführungsform aus alternierenden Schichten aus zwei unterschiedlichen Materialien hergestellt ist, können drei oder mehrere Materialien verwendet und auf einanderfolgend als Schichten aufgebracht werden.
Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform eine Silicium Einkristallplatte als Substrat verwendet wird, ist das Material ferner nicht darauf beschränkt. Eine Glasplatte, eine Quarzplatte, eine Siliciumcarbidplatte oder anderes kann verwendet werden, vorausgesetzt daß ihre Oberfläche durch Polieren im Vergleich zu der zu verwendenden Wellenlänge ausreichend geglättet wird.
Fig. 7 zeigt die Struktur einer Reflexionsmaske gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Maskenmuster durch das selektive Bestrahlen eines reflektierenden Grundbereichs mit einer mehrschichtigen Filmstruktur mit einer speziellen Strahlung hergestellt, um die physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften des reflektierenden Bereichs zu ändern, um dadurch die Regelmäßigkeit der Mehrschichtenstruktur in dem Bereich zu zerstören, der mit der Strahlung bestrahlt wird.
Ein spezielles Beispiel der Reflexionsmaske gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird nun beschrieben. Die Maske dieses Beispiels kann geeigneterweise mit einer Wellenlänge von 12,4 nm (124 Å) und einem Einfaliswinkel von θ = 0 (Grad) verwendet werden.
Als Substrat 1 wurde eine polierte Quarzplatte mit einer Oberflächenrauhigkeit von nicht größer als 0,2 nm (2 Å) (rms) verwendet. Auf dem Substrat 1 wurde Molybdän (Mo) mit einem Brechungsindex N = 0,93 + 8,9 x 10&supmin;³i, einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von 5,0 x 10&supmin;&sup6; K&supmin;¹ und einer Wärmeleitfähigkeit von 139 w/mK und Silicium (Si) mit einem Brechungsindex N = 1,03 + 1,5 x 10&supmin;³i abwechselnd bei einem Hochvakuumdruck von nicht größer als 7 x 10&supmin;&sup5; Pa (5 x 10&supmin;&sup7; Torr) mittels einer Ionenstrahlzerstäubungs-Abscheidung, wobei ein Argondruck von 3 x 10&supmin;² Pa (2 x 10&supmin;&sup4; Torr) beibehalten wurde, und unter Verwendung einer Filmdicken-Überwachungsvorrichtung vom Schwingguarztyp aufgebracht. Einundvierzig Schichten (einundzwanzig Schichten aus Mo und zwanzig Schichten aus Si) wurden in einer alternierenden Schichtfolge hergestellt, um aus Mo hergestellte Schichten vom ersten Typ, 2, 4, 6, ..., und aus Si hergestellte Schichten vom zweiten Typ, 3, 5, 7, zur Verfügung zu stellen. Die Dicke jeder Schicht vom ersten Typ (Mo) betrug 2,7 nm (27 Å) und die Dicke jeder Schicht vom zweiten Typ (Si) betrug 3,6 nm (36 Å). Die Dicke wurde auf die gleiche Weise wie in den vorstehend beschriebenen Beispielen festgelegt.
In diesem Beispiel erfolgte die Auswahl der Materialien für die ersten und zweiten Schichten derart, daß die Schichten vom ersten Typ (Mo) einen Brechungsindex aufweisen, dessen Realteil kleiner ist, wohingegen die Schichten vorn zweiten Typ (Si) einen Brechungsindex aufweisen, dessen Realteil größer ist.
Anschließend wurde unter Verwendung einer Abtastapparatur mit konvergierendem Ionenstrahl der so gebildete reflektierende Bereich, der einen mehrschichtigen Film umfaßte, mit einem fokussierten Siliciumstrahl mit einem fokussierten Strahlendurchmesser von 0,1 µm bei einer Beschleunigungsspannung von 200 KeV bestrahlt. Als Ergebnis wurde die Regelmäßigkeit der Schichtstruktur des Teils des reflektierenden Bereichs 10, der mit dem Ionenstrahl bestrahlt wurde, zerstört, so daß der bestrahlte Teil des reflektierenden Bereichs 10 die Funktion als "reflektierende Oberfläche" verlor. Auf die beschriebene Weise wurde eine Vielzahl von nicht-reflektierenden Bereichen 22 in dem reflektierenden Bereich 10 gebildet und es wurde ein Muster aus 0,8 µm-Linien und Zwischenräumen erhalten. Der Strahlstrom betrug 100 PA.
Messungen in bezug auf die Reflexionsfaktoren an den Positionen, die dem reflektierenden Bereich und dem nicht-reflektierenden Bereich der erhaltenen Reflexionsmaske entsprachen, wurden durchgeführt und es bestätigte sich, daß ersterer einen Reflexionsfaktor von 48% und letzterer einen Reflexionsfaktor von 0,8% aufwies. Somit betrug der Kontrast 60:1.
Ein anderes Beispiel einer Maske gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung wird nun beschrieben. Die Maske dieses Beispiels kann geeigneterweise bei einer Wellenlänge von 12,4 nm (124 A) und einem Einfallswinkel von θ = 0 (Grad) verwendet werden.
Wie in dem vorstehenden Beispiel wurde eine polierte Quarzplatte als das Substrat 1 verwendet, und auf diesem Substrat wurden bei einem Superhochvakuumdruck von nicht größer als 1 x 10&supmin;&sup7; Pa (1 x 10&supmin;&sup9; Torr) mittels Elektronenstrahlabscheidung und unter Verwendung einer Filmdicken-Über wachungsvorrichtung vom Schwingquarztyp auf alternierende Art und Weise aus Ruthenium (Ru) mit einem Brechungsindex N = 0,91 + 6,8 x 10&supmin;³i hergestellte Schichten vom ersten Typ, 2, 4, ..., und aus Si mit einem Brechungsindex N = 1,03 + 1,5 x 10&supmin;³i hergestellte Schichten vom zweiten Typ, 3, 5, gebildet. Einundvierzig Schichten (einundzwanzig Schichten aus Ru und zwanzig Schichten aus Si) wurden mit einer Dicke von 2,7 nm (27 Å) (für jede Ru-Schicht) und einer Dicke von 3,6 nm (36 Å) (für jeder Si-Schicht) gebildet. Die Dicke wurde auf die gleiche Weise wie in dem vorstehenden Beispiel festgelegt.
Anschließend wurde der so erhaltene, reflektierende Bereich mit einer mehrschichtigen Filmstruktur selektiv mit einem fokussierten Argon-Laserstrahl mit einer Ausgangsleistung von 5 W bestrahlt. Als Ergebnis wurde die Regelmäßigkeit der Schichtstruktur des Teils des reflektierenden Bereichs, der mit dem Laserstrahl bestrahlt wurde, zerstört, so daß der bestrahlte Teil seine Funktion als "reflektierende Oberfläche" verlor. Auf die vorstehend beschriebene Weise wurde der nicht-reflektierende Bereich 22, der in dem reflektierenden Bereich gebildet worden war, und ein Muster aus 1 µm Linien und Zwischenräumen erhalten.
Die Mittel für die Zerstörung der Regelmäßigkeit der Schichtstruktur sind nicht auf die Abtastapparatur mit konvergierendem Ionenstrahl oder die Verwendung eines Laserstrahls beschränkt. Beispielsweise kann ein Elektronenstrahl verwendet werden. Eine weitere Alternative besteht darin, daß zunächst ein Resistmuster auf einem mehrschichtigen Film gebildet wird und ein Glasplama verwendet wird, um die Regelmäßigkeit der Schichtstruktur zu zerstören, wobei das Resistmaterial danach entfernt wird.
Es sei darauf hingewiesen, daß eine Resistmaske verwendet wird, in vielen Fällen mit einer intensiven Röntgenquelle, wie zum Beispiel eine Lichtquellen-Vorrichtung unter Verwendung einer Synchroton-Emissionslichtquelle. Somit ist es erforderlich, das Problem der Temperaturzunahme aufgrund einer Absorption der Strahlungsenergie durch die Maske in Betracht zu ziehen. Insbesondere die Wärmeausdehnung aufgrund der Temperaturzunahme führt zu einer Verschiebung der Position des Musters auf der Maskenoberfläche oder zu einer Ver zerrung des Maskenmusters. Dies ist bei der Reproduktion von Mustern mit einer Linienbreite im Submikrometerbereich ein sehr ernstes Problem.
Unter Berücksichtigung dieser Tatsachen ist die Unterdrückung eines jeden Temperaturanstiegs in der Reflexionsmaske aufgrund einer Absorption der weichen Röntgenstrahlen oder ähnlichem durch die Maske erwünscht.
Für die Reflexionsmaske gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen kann ein massives Material (bulk material) als das Substrat verwendet werden. Somit kann die Maske mittels Wasser oder ähnlichem gekühlt werden. Deshalb ist es möglich, in bemerkenswertem Ausmaß die nachteilige Wirkung des Temperaturanstiegs in der Maske zu verringern. Darüberhinaus kann durch die Verwendung eines Materials (Beispiele davon werden später beschrieben) mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit für das Substrat und den mehrschichtigen Film die Wärme auf wirkungsvolle Weise mit der vorteilhaften Wirkung, daß ein Temperaturanstieg verhindert wird, abgestrahlt werden.
Zudem kann in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ein Material (Beispiele davon werden später beschrieben) mit einem kleinen linearen Ausdehnungskoeffizienten als das Substrat und als der mehrschichtige Film verwendet werden. Dies ist für die Unterdrückung des Auftretens einer Verzerrung aufgrund, der Temperaturzunahme wirkungsvoll.
Was das Material des Substrats angeht, das bevorzugt verwendet werden kann, so kommen zum Beispiel Siliciumcarbid, Aluminiumnitrid, Siliciumnitrid der Keramikreihe in Frage. Insbesondere das Siliciumcarbid ist bevorzugt, da es eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit (in einer Größenordnung von 100 W/mK) aufweist. Was das Material angeht, das in dem mehrschichtigen Film als Schicht des einen Typs verwendet werden kann, so kommen ein Übergangsmetall, wie Wolfram, Tantal, Molybdän, Rhodium, Ruthenium oder anderes, ein Carbid, Nitrid, Silicid, Bond, Oxid oder anderes von einem der vorstehend erwähnten Übergangsmetalle in Frage. Als Material, das für den anderen Typ von Schicht verwendet werden kann, kommen Silicium, Berylhum, Kohlenstoff, Bor, Verbindungen dieser Materialien (z.B. Siliciumcarbid, Borcarbid), ein Oxid, Nitrid oder anderes dieser Materialien, wie Siliciumoxid, Siliciumnitrid und ähnliches, in Frage.
Insbesondere das Siliciumcarbid weist einen linearen Ausdehnungskoeffizienten von nicht größer als 4,5 x 10&supmin;&sup6; K&supmin;¹ auf und das Wolfram weist einen linearen Ausdehnungskoeffizienten von nicht größer als 415 x 10&supmin;&sup6; K&supmin;¹ auf, so daß sie bevorzugt sind. Ferner weist das Molybdän, das als das Material des reflektierenden Bereichs verwendet werden kann, einen linearen Ausdehnungskoeffizienten von nicht größer als 4,8 x 10&supmin;&sup6; K&supmin;¹ auf, und deshalb ist Molybdän ein bevorzugtes Material.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist die Verwendung eines Materials mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von nicht größer als 1 x 10&supmin;&sup5;/K und einer Wärmeleitfähigkeit von nicht kleiner als 20 w/mK für das Material des Substrats, das Material des reflektierenden Bereichs und das Material des nicht-reflektierenden Bereichs bevorzugt.
Die Herstellung des mehrschiohtigen Filrris ist nicht auf die Anwendung des Ionenstrahl-Zerstäubungsverfahrens oder des Elektronenstrahl-Abscheidungsverfahrens unter Anlegen eines Superhochvakuums beschränkt. Andere Dünnfilm-Herstellungstechniken, wie das Doppelelektroden-Sputterverfahren, das CVD-Verfahren mittels eines organischen Metalls (als "MOCVD" bezeichnet) und ähnliches kann eingesetzt werden.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann die Maske so geformt sein, daß ihr Substrat eine gekrümmte Oberfläche aufweist, zum Beispiel eine Kugelfläche, eine asphärische Fläche, eine asymmetrisch gekrümmte Fläche und ähnliches, wenn eine Korrektur einer "Krümmung des Feldes, die in dem optischen Abbildungssystem, wie in Fig. 1 gezeigt, entstehen kann, erwünscht ist.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf die hier offenbarten Strukturen beschrieben wurde, ist sie nicht auf die dargelegte Details beschränkt, und sie soll auch solche Modifikationen und Veränderungen abdecken, wie sie innerhalb des Geltungsbereichs der beigefügten Ansprüche auftreten können.

Claims

1. Reflexionsmaske (Mo), die in einer Belichtungsapparatur mit einem optischen Projektionssystem verwendet werden kann, das eine Vielzahl an Spiegeln (M1,M2,M3) aufweist, die zwischen der Maske und einem Werkstück (W) angeordnet sind, um mittels weicher Röntgenstrahlung oder Vakuum-UV-Strahlung ein Maskenmuster auf das Werkstück zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske eine reflektierende Oberfläche (10;10;24), die von einem mehrschichtigen Film (2-5;2-5;2-5) bereitgestellt wird, und einen nichtreflektierenden Bereich (A;D;21;22) aufweist, der in oder auf der reflektierenden Oberfläche bereitgestellt wird, um das Muster festzulegen, wobei der nichtreflektierende Bereich (A;D;21;22) eine Schwächung der weichen Röntgenstrahlung oder der Vakuum-UV-Strahlung bewirkt.

2. Maske nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht-reflektierende Bereich (A;D;21) ein absorbierendes Material umfaßt, das auf dem mehrschichtigen Film (2-5;2-5;24) aufgebracht ist.

3. Maske nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht-reflektierende Bereich (22) ein ungeordneter Bereich (22) des mehrschichtigen Films (2-5) ist.

4. Reflexionsmaske nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das absorbierende Material des nicht-reflektierenden Bereichs (A;D;21;22) einen linearen Ausdehnungskoeffizienten, der nicht größer als 5 x 10&supmin;&sup5; deg&supmin;¹ ist, und eine Wärmeleitfähigkeit von nicht kleiner als 0,1 J/cm.s.deg aufweist.

5. Reflexionsmaske nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mehrschichtige Film (2-5) aus alternierenden Schichten (2,3,4,5) aus jeweils unterschiedlichen Materialien mit unterschiedlichen optischen Konstanten gebildet ist.

6. Reflexionsmaske nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mehrschichtige Film erste Schichten (2,4,...) mit einem Brechungsindex, dessen Realteil kleiner ist, und zweite, alternierende Schichten (3,5,...) mit einem Brechungsindex, dessen Realteil größer ist, aufweist, wobei sich die ersten und zweiten Schichten (2-5) weiter weg von beziehungsweise näher an der Oberfläche der Reflexionsmaske befinden.

7. Belichtungsverfahren zum Übertragen eines Musters einer Reflexionsmaske auf ein Werkstück mittels weicher Röntgenstrahlung oder Vakuum-UV-Strahlung, wobei das Verfahren die nachstehenden Schritte umfaßt.

Bereitstellung einer Reflexionsmaske (Mo) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6; und

Bestrahlen der Maske (Mo) mit der Strahlung und Aussetzen des Werkstücks (W) der von der Maske (Mo) reflektierten Strahlung mittels eines optisches Projektionssystem, das eine Vielzahl an Spiegeln (M1, M2, M3) aufweist, wodurch das Muster der Maske (Mo) auf das Werkstück (W) übertragen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, in dem das Muster der Maske (Mo), das auf das Werkstück projeziert wird, einen verkleinerten Maßstab aufweist.

9. Belichtungsgerät zum übertragen eines Musters einer Reflexionsmaske mittels weicher Röntgenstrahlung oder Vakuum-UV-Strahlung auf ein Werkstück, wobei das Gerät die nachstehenden Bestandteile umfaßt:

eine Halteeinrichtung zum Halten der Reflexionsmaske (Mo);

eine Reflexionsmaske (Mo), die von der Halteeinrichtung gehalten wird, wobei es sich um eine Maske (Mo) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6 handelt; und

eine optische Einrichtung zum Bestrahlen der Maske (Mo) mit der Strahlung und zum Belichten des Werkstücks (W) mit der von der Maske (Mo) reflektierten Strahlung, wobei die optische Einrichtung ein optisches Projektionssystem mit einer Vielzahl an Spiegeln (M1,M2,M3) zum Projezieren des Musters der Maske auf das Werkstück umfaßt, wodurch das Muster der Maske (Mo) auf das Werkstück (W) übertragen wird.

10. Gerät nach Anspruch 9, das ferner ein optisches System zum Projezieren des Musters der Maske (Mo) in verkleinertem Maßstab auf das Werkstück umfaßt.