JPH04118914A - パタン形成方法 - Google Patents
パタン形成方法Info
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- JPH04118914A JPH04118914A JP2236959A JP23695990A JPH04118914A JP H04118914 A JPH04118914 A JP H04118914A JP 2236959 A JP2236959 A JP 2236959A JP 23695990 A JP23695990 A JP 23695990A JP H04118914 A JPH04118914 A JP H04118914A
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- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
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- G03F1/24—Reflection masks; Preparation thereof
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- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
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- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
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- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
- G03F1/30—Alternating PSM, e.g. Levenson-Shibuya PSM; Preparation thereof
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P76/00—Manufacture or treatment of masks on semiconductor bodies, e.g. by lithography or photolithography
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
各種固体素子の微細パタン形成に用いられる投影露光装
置用マスク、及び上記微細パタン形成方法、また上記マ
スクの製造方法に関する。
置用マスク、及び上記微細パタン形成方法、また上記マ
スクの製造方法に関する。
ＬＳＩ等の固体素子の集積度及び動作速度を向上するた
め、回路パタンの微細化が進んでいる。
め、回路パタンの微細化が進んでいる。
現在これらのパタン形成には、量産性と解像性能に優れ
た縮小投影露光法が広く用いられている。
た縮小投影露光法が広く用いられている。
この方法の解像度は、露光波長に比例し、投影光学系の
開口数（ＮＡ）に反比例する。従来、解像限界の向上は
開口数を大きくすること（高ＮＡ化）により行なわれて
きた。しかし、この方法は、焦点深度の減少とレンズ設
計及び製造技術の困難から限界に近づきつつある。この
ため、近年露光光の波長を短くするアプローチが注目さ
れている。
開口数（ＮＡ）に反比例する。従来、解像限界の向上は
開口数を大きくすること（高ＮＡ化）により行なわれて
きた。しかし、この方法は、焦点深度の減少とレンズ設
計及び製造技術の困難から限界に近づきつつある。この
ため、近年露光光の波長を短くするアプローチが注目さ
れている。
短波長光源としてＦ２ レーザ等の真空紫外線。
ＳＲ光（シンクロトロン放射光）等の軟Ｘ線を用いた場
合、これまで用いられてきた屈折光学系（レンズ）に適
した材料が得られないため、反射光学系を用いることに
なる。又、マスクとしても精度及び強度の面から透過型
マスクより反射型マスクが好ましい、真空紫外線、軟Ｘ
線を用いた反射縮小投影露光法については、例えば、電
気学会研究会資料、ＥＤＤ−９０−４０，第４７頁〜５
４頁（１９９０年）に論じられている。
合、これまで用いられてきた屈折光学系（レンズ）に適
した材料が得られないため、反射光学系を用いることに
なる。又、マスクとしても精度及び強度の面から透過型
マスクより反射型マスクが好ましい、真空紫外線、軟Ｘ
線を用いた反射縮小投影露光法については、例えば、電
気学会研究会資料、ＥＤＤ−９０−４０，第４７頁〜５
４頁（１９９０年）に論じられている。
一方、従来の縮小投影露光法における解像限界をさらに
向上させる方法として１位相シフト法が提案されている
。この方法は、隣合う開口パタンを通過する光の位相を
互いに反転させることにより、繰り返しパタンに対する
光学系の空間周波数応答を約２倍に向上するものである
。この方法では、透過型マスクの所定の開口部に適当な
屈折率の位相反転板（位相シフタ）を選択的に設け、隣
合う開口パタンを通過する光に実効的な光路差つけるこ
とにより光の位相を反転させる。位相シフト法について
は１例えば、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ ｏｎ
Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄａｖｉｃｓｓ、Ｖｏｌ、ＥＤ−２
９，Ｎｏ、１２．ｐｐ、１８２８−１８３５（１９８２
）に論じられている。
向上させる方法として１位相シフト法が提案されている
。この方法は、隣合う開口パタンを通過する光の位相を
互いに反転させることにより、繰り返しパタンに対する
光学系の空間周波数応答を約２倍に向上するものである
。この方法では、透過型マスクの所定の開口部に適当な
屈折率の位相反転板（位相シフタ）を選択的に設け、隣
合う開口パタンを通過する光に実効的な光路差つけるこ
とにより光の位相を反転させる。位相シフト法について
は１例えば、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ ｏｎ
Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄａｖｉｃｓｓ、Ｖｏｌ、ＥＤ−２
９，Ｎｏ、１２．ｐｐ、１８２８−１８３５（１９８２
）に論じられている。
位相シフト法の原理は、真空紫外線、軟Ｘ線を用いた反
射縮小投影露光法においても有効である。
射縮小投影露光法においても有効である。
上述のごとく、従来位相シフト法は透過型のマスクを前
提としている。しかしながら、真空紫外線。
提としている。しかしながら、真空紫外線。
軟Ｘ線を用いた反射縮小投影露光法における位相シフト
法適用を考えた場合、前述のごとく透過型のマスクは好
ましくないばかりでなく、位相シフタとして適当な屈折
率及び透過率を有する材料がない、という問題点があっ
た。これは１反射型マスクの表面に透過型の位相シフト
マスクと同様の位相シフタを設けようとした場合にも同
様である６本発明の目的は、真空紫外線又は軟Ｘ線等を
用いた反射縮小投影露光法に適した反射型マスクにおい
て１位相シフト法を可能とする新しい構造の反射型マス
クを提供することにある。
法適用を考えた場合、前述のごとく透過型のマスクは好
ましくないばかりでなく、位相シフタとして適当な屈折
率及び透過率を有する材料がない、という問題点があっ
た。これは１反射型マスクの表面に透過型の位相シフト
マスクと同様の位相シフタを設けようとした場合にも同
様である６本発明の目的は、真空紫外線又は軟Ｘ線等を
用いた反射縮小投影露光法に適した反射型マスクにおい
て１位相シフト法を可能とする新しい構造の反射型マス
クを提供することにある。
上記目的は、波長λの真空紫外線又は軟Ｘ線を用いた反
射縮小投影露光法用反射型マスクにおいて、隣接又は近
接した反射面の高さを、上記反射面の法線と上記紫外線
又はＸ線の入射方向のなす角θに対して、およそ （２ｎ−１）×λ／（４ｃｏｓθ） （但し、ｎ−１，２，３，・・・） だけ異なるようにすることによって達成される。
射縮小投影露光法用反射型マスクにおいて、隣接又は近
接した反射面の高さを、上記反射面の法線と上記紫外線
又はＸ線の入射方向のなす角θに対して、およそ （２ｎ−１）×λ／（４ｃｏｓθ） （但し、ｎ−１，２，３，・・・） だけ異なるようにすることによって達成される。
次に、本発明の作用を、第１図を用いて説明する。
第１図は、本発明の原理を示す模式図である。
波面のそろった光（波長λ）が、矢印の方向から入射角
（反射面の他線と光の入射方向のなす角）θでマスク反
射面へ入射する。ここで、反射面■は反射面Ｉより高さ
ｈだけ低い位置（例えば１図面の手前側）にあるものと
する。このとき各反射面で反射された光の位相について
以下検討する。
（反射面の他線と光の入射方向のなす角）θでマスク反
射面へ入射する。ここで、反射面■は反射面Ｉより高さ
ｈだけ低い位置（例えば１図面の手前側）にあるものと
する。このとき各反射面で反射された光の位相について
以下検討する。
位相の揃った（進行方向に垂直な）入射波面上の点ｐ、
ｐ’ を通った光は、各々反射面Ｉ２反射面■で反射さ
れ、反射された光の進行方向に垂直な面内の点Ｒ，Ｒ’
に達する。点Ｐ、Ｐ’ における光の位相を、ｓｉｎ
（ω・ｔ）とすると、点Ｒ，Ｒ’における光の位相は
各々、 Ｒ：５ｉｎ（ω・ｔ−ｋＰＱＲ） −（１）
Ｒ’ ：５ｉｎ（ω・ｔ−に−ｐ’ Ｑ’ Ｒ’ ）
−（２）となる。但し、ωは光の振動数、ｔは時
間、ｋ＝２π／λは波数（λは光の波長）である。ここ
で、Ｓ、Ｔを各々ＱからＰ’ Ｑ’ 、Ｑ’ Ｒ’ に
下した垂線の足とすると、 Ｐ’ Ｑ’ Ｒ’ ＝Ｐ’ Ｓ十ＳＱ’ Ｔ＋ＴＲ′＝
ＰＱＲ＋ＳＱ’ Ｔ ＝ＰＱＲ＋２ｂｃｏｓθ ・−（３）（３）を
（２）に代入すると、点Ｒ′における光の位相は、 Ｒ’ ：５ｉｎ（ω・ｔ−に４” Ｑ’ Ｒ’ ）＝
ｓｉｎ（ω・ｔ −ｋ−Ｐ Ｑ Ｒ＋ ２ ｋ ｈｃｏ
ｓθ）（１）と（４）を比較すると、反射面■及び反射
面■で反射された光の位相差は２に’ｈｃｏｓθ とな
る。
ｐ’ を通った光は、各々反射面Ｉ２反射面■で反射さ
れ、反射された光の進行方向に垂直な面内の点Ｒ，Ｒ’
に達する。点Ｐ、Ｐ’ における光の位相を、ｓｉｎ
（ω・ｔ）とすると、点Ｒ，Ｒ’における光の位相は
各々、 Ｒ：５ｉｎ（ω・ｔ−ｋＰＱＲ） −（１）
Ｒ’ ：５ｉｎ（ω・ｔ−に−ｐ’ Ｑ’ Ｒ’ ）
−（２）となる。但し、ωは光の振動数、ｔは時
間、ｋ＝２π／λは波数（λは光の波長）である。ここ
で、Ｓ、Ｔを各々ＱからＰ’ Ｑ’ 、Ｑ’ Ｒ’ に
下した垂線の足とすると、 Ｐ’ Ｑ’ Ｒ’ ＝Ｐ’ Ｓ十ＳＱ’ Ｔ＋ＴＲ′＝
ＰＱＲ＋ＳＱ’ Ｔ ＝ＰＱＲ＋２ｂｃｏｓθ ・−（３）（３）を
（２）に代入すると、点Ｒ′における光の位相は、 Ｒ’ ：５ｉｎ（ω・ｔ−に４” Ｑ’ Ｒ’ ）＝
ｓｉｎ（ω・ｔ −ｋ−Ｐ Ｑ Ｒ＋ ２ ｋ ｈｃｏ
ｓθ）（１）と（４）を比較すると、反射面■及び反射
面■で反射された光の位相差は２に’ｈｃｏｓθ とな
る。
従って。
２ｋｈｃｏｓθ＝（２ｎ−１）・ｚ
又は、
ｈ ＝（２ｎ −１）ｘλ／（４ｃｏｓθ）
−（５）（但し、ｎ＝１．２，３．・・・） とすることにより、反射面■で反射された光と反射面Ｉ
で反射された光の位相を逆転させることができる。よっ
て反射型マスクにおいても、これを用いて位相シフト法
が実現される。
−（５）（但し、ｎ＝１．２，３．・・・） とすることにより、反射面■で反射された光と反射面Ｉ
で反射された光の位相を逆転させることができる。よっ
て反射型マスクにおいても、これを用いて位相シフト法
が実現される。
実施例１
以下、本発明の一実施例である反射型マスクの製造工程
を、第２図を用いて説明する。
を、第２図を用いて説明する。
まず、Ｓｉ基板１上にイオンビームスパッタ法を用いて
、厚さ４．６ｎｍ のＳ ｉ Ｏ２膜２を成膜した（第
２図ａ）。この膜厚は、波長１６ｎｍの軟Ｘ線に対して
約３０度のマスク入射角を用いることを想定している。
、厚さ４．６ｎｍ のＳ ｉ Ｏ２膜２を成膜した（第
２図ａ）。この膜厚は、波長１６ｎｍの軟Ｘ線に対して
約３０度のマスク入射角を用いることを想定している。
上記Ｓ ｉ Ｏ，膜上にレジストを塗布し、所定のパタ
ン（反射パタン領域のうち位相を反転させる部分を含む
領域）に対してＥＢ描画及び所定のレジスト処理を行な
った。形成されたレジストパタンをマスクに５ｉｎ２膜
をエツチングして所望のＳ ｉ Ｏ，段差パタン３を形
成した（第２図ｂ）。次に、全面に、Ｓ ｉ ／ Ｍ
。
ン（反射パタン領域のうち位相を反転させる部分を含む
領域）に対してＥＢ描画及び所定のレジスト処理を行な
った。形成されたレジストパタンをマスクに５ｉｎ２膜
をエツチングして所望のＳ ｉ Ｏ，段差パタン３を形
成した（第２図ｂ）。次に、全面に、Ｓ ｉ ／ Ｍ
。
多層膜４を成膜した（第２図Ｃ）。ここで、多層膜４の
周期及び暦数は上記波長とマスク入射角に最も適したも
のを用いた。再び、上記多層膜上にレジストを塗布し、
所定のパタン（反射パタン領域）に対してＥＢ描画及び
所定のレジスト処理を行ない、レジストパタンを形成し
た。次に全面に軟Ｘ線吸収体としてＡｕを蒸着、レジス
トパタンをリフトオフして、非反射領域に吸収体パタン
５を形成した（第２図ｄ）。
周期及び暦数は上記波長とマスク入射角に最も適したも
のを用いた。再び、上記多層膜上にレジストを塗布し、
所定のパタン（反射パタン領域）に対してＥＢ描画及び
所定のレジスト処理を行ない、レジストパタンを形成し
た。次に全面に軟Ｘ線吸収体としてＡｕを蒸着、レジス
トパタンをリフトオフして、非反射領域に吸収体パタン
５を形成した（第２図ｄ）。
この様にして形成したマスク６を用いて、第３図に示す
ような反射型縮小投影露光装置によりパタン転写を行な
った。露光光７にはＳＲリングにより得られた波長１６
ｎｍの軟Ｘ線、光学系８はＮＡ＝０．１ のシュヴア
ルツシュルド型反射レンズ（縮小率＝１／２０） 、被
露光基板９には、ＳｉウェハにＰＭＭＡを約０．１μｍ
塗布したものを用いた。露光実験の結果、Ｏ，ＯＳμｍ
ラインアンドスペースパタンを含む寸法０．１μｍ以下
の様々なパタンを形成することができた。なお、反射面
のずれによる結像位置の変化は、測定可能な精度以下で
全く問題は無かった。
ような反射型縮小投影露光装置によりパタン転写を行な
った。露光光７にはＳＲリングにより得られた波長１６
ｎｍの軟Ｘ線、光学系８はＮＡ＝０．１ のシュヴア
ルツシュルド型反射レンズ（縮小率＝１／２０） 、被
露光基板９には、ＳｉウェハにＰＭＭＡを約０．１μｍ
塗布したものを用いた。露光実験の結果、Ｏ，ＯＳμｍ
ラインアンドスペースパタンを含む寸法０．１μｍ以下
の様々なパタンを形成することができた。なお、反射面
のずれによる結像位置の変化は、測定可能な精度以下で
全く問題は無かった。
なお、本実施例ではマスク基板としてＳｉ基板を用いた
が、これに限らず例えば合成石英基板等地の基板を用い
てもよい。
が、これに限らず例えば合成石英基板等地の基板を用い
てもよい。
また５段差パタンとしてＳ ｉ Ｏ，膜をエツチングし
たものを用いたが、他の材料、方法により形成したもの
でもかまわない。例えば、熱酸化膜、あるいはＡｕ、Ｗ
等の金属の真空蒸着、スパッタ蒸着、ＩＣＢ蒸着とりフ
トオフの組合せ等を用いることができる。但し、十分な
段差高さの精度と表面の平坦性が得られなければならな
い。即ち。
たものを用いたが、他の材料、方法により形成したもの
でもかまわない。例えば、熱酸化膜、あるいはＡｕ、Ｗ
等の金属の真空蒸着、スパッタ蒸着、ＩＣＢ蒸着とりフ
トオフの組合せ等を用いることができる。但し、十分な
段差高さの精度と表面の平坦性が得られなければならな
い。即ち。
高さの精度とバラツキは、段差の１０％（本実施例にお
いてはおよそ４人）以内であることが好ましい。本実施
例の段差高さは、（５）式のｎの値が１である場合に相
当するが、ｎの値が他の自然数であってもかまわない。
いてはおよそ４人）以内であることが好ましい。本実施
例の段差高さは、（５）式のｎの値が１である場合に相
当するが、ｎの値が他の自然数であってもかまわない。
又、多層膜材料、吸収体材料もここに示したものに限ら
ず、様々な組合せのものを用いることができる。吸収体
パタンの形成方法としてはりフトオフに限らず、多層膜
の全面に製膜してから通常のりソグラフィ、エッチング
工程により形成してもよい。なお、前記段差は多層膜の
周期の半分に相当する。従って、多層膜自体をエツチン
グして作った段差では、本発明の効果を得ることはでき
ない６段差上下の多層膜の暦数は、反射率の均一性の面
からも等しいことが好ましい。
ず、様々な組合せのものを用いることができる。吸収体
パタンの形成方法としてはりフトオフに限らず、多層膜
の全面に製膜してから通常のりソグラフィ、エッチング
工程により形成してもよい。なお、前記段差は多層膜の
周期の半分に相当する。従って、多層膜自体をエツチン
グして作った段差では、本発明の効果を得ることはでき
ない６段差上下の多層膜の暦数は、反射率の均一性の面
からも等しいことが好ましい。
本実施例では、多層膜に少数の微小な欠陥が見られたが
これらの欠陥の寸法は反射光学系の解像限界以下であっ
たのでパタン転写に際して問題となることはなかった。
これらの欠陥の寸法は反射光学系の解像限界以下であっ
たのでパタン転写に際して問題となることはなかった。
これは、ウェハ上に縮小投影したときの大きさが、０．
２５ Ｘλ／ＮＡ以下になるような欠陥は、実際には転
写されないことによる。逆に、縮小倍率ｒ（＜１）が ｄ×ｒ＜０．２５Ｘλ／ＮＡ となる様にすることによって、この欠陥の影響を回避す
ることができる。但し、本来これらの欠陥がないことが
好ましいのは言うまでもない。
２５ Ｘλ／ＮＡ以下になるような欠陥は、実際には転
写されないことによる。逆に、縮小倍率ｒ（＜１）が ｄ×ｒ＜０．２５Ｘλ／ＮＡ となる様にすることによって、この欠陥の影響を回避す
ることができる。但し、本来これらの欠陥がないことが
好ましいのは言うまでもない。
なお、本発明においては主に隣合う反射領域間のみの位
相差が問題となるので、マスク上のパタン寸法の数倍程
度の空間波長に対する平坦性が、基板９段差パタン、多
層膜のいずれにおいても特に重要である。
相差が問題となるので、マスク上のパタン寸法の数倍程
度の空間波長に対する平坦性が、基板９段差パタン、多
層膜のいずれにおいても特に重要である。
露光波長９反射投影光学系の種類又は方式とＮＡ、縮小
率、露光光のマスク入射角等についても、本実施例に述
べたものに限定しない０例えば、本実施例に対して、マ
スクと基板を同期させながら移動させるスキャン露光方
式を適用することにより、広い露光領域を実現すること
ができる。但し、露光波長、マスク入射角に応じて、段
差パタンの高さ、多層膜の周期、暦数及び材料、吸収体
材料等を最適化しなければならないことは言うまでもな
い。
率、露光光のマスク入射角等についても、本実施例に述
べたものに限定しない０例えば、本実施例に対して、マ
スクと基板を同期させながら移動させるスキャン露光方
式を適用することにより、広い露光領域を実現すること
ができる。但し、露光波長、マスク入射角に応じて、段
差パタンの高さ、多層膜の周期、暦数及び材料、吸収体
材料等を最適化しなければならないことは言うまでもな
い。
又、転写される基板とレジストプロセスについても、本
実施例に述べたものに限定しない。さらに、通常のレジ
ストプロセスに限らず、他の放射線励起プロセス、例え
ば光ＣＶＤ、光励起エツチング、光励起ＭＢＥ、光励起
表面改質等と組み合わせてもよい、特に真空紫外線、軟
Ｘ線領域ではレジスト材料等の透過率が極端に低いので
、これらの表面反応を利用したプロセスと組合せること
が有効である。
実施例に述べたものに限定しない。さらに、通常のレジ
ストプロセスに限らず、他の放射線励起プロセス、例え
ば光ＣＶＤ、光励起エツチング、光励起ＭＢＥ、光励起
表面改質等と組み合わせてもよい、特に真空紫外線、軟
Ｘ線領域ではレジスト材料等の透過率が極端に低いので
、これらの表面反応を利用したプロセスと組合せること
が有効である。
実施例２
次に、本発明の別の実施例である反射型マスクの製造工
程を、第４図を用いて説明する。
程を、第４図を用いて説明する。
まず、Ｓｉ基板１１上にイオンビームスパッタ法を用い
て、厚さ４５．３ｎｍのＳｉＯ□膜１２を成膜した（第
４図ａ）。この膜厚は、波長１５７ｎｍのＦ２ レーザ
に対して約３０度のマスク入射角を用いることを想定し
ている。上記Ｓ ｉ Ｏ，膜上にレジストを塗布し、所
定のパタン（反射パタン領域のうち位相を反転させる部
分を含む領域）に対してＥＢ描画及び所定のレジスト処
理を行なった。形成されたレジストパタンをマスクにＳ
ｉｎ、膜をエツチングして所望のＳｉＯ□段差パタン１
３を形成した（第４図ｂ）。次に、再びレジストを塗布
し、所定のパタン（非反射パタン領域）に対してＥＢ描
画及び所定のレジスト処理を行ない、レジストパタン１
４を形成した（第４図Ｃ）。しかる後に、全面にｐｔ薄
膜を蒸着、レジストパタンをリフトオフして所定のマス
ク反射領域のみにｐｔ反射膜パタン１５を形成した（第
４図ｄ）、Ｐｔ反射膜パタンのない領域は、上記露光光
（Ｆ ａ レーザ光）を反射せず吸収パタンどして作用
する。
て、厚さ４５．３ｎｍのＳｉＯ□膜１２を成膜した（第
４図ａ）。この膜厚は、波長１５７ｎｍのＦ２ レーザ
に対して約３０度のマスク入射角を用いることを想定し
ている。上記Ｓ ｉ Ｏ，膜上にレジストを塗布し、所
定のパタン（反射パタン領域のうち位相を反転させる部
分を含む領域）に対してＥＢ描画及び所定のレジスト処
理を行なった。形成されたレジストパタンをマスクにＳ
ｉｎ、膜をエツチングして所望のＳｉＯ□段差パタン１
３を形成した（第４図ｂ）。次に、再びレジストを塗布
し、所定のパタン（非反射パタン領域）に対してＥＢ描
画及び所定のレジスト処理を行ない、レジストパタン１
４を形成した（第４図Ｃ）。しかる後に、全面にｐｔ薄
膜を蒸着、レジストパタンをリフトオフして所定のマス
ク反射領域のみにｐｔ反射膜パタン１５を形成した（第
４図ｄ）、Ｐｔ反射膜パタンのない領域は、上記露光光
（Ｆ ａ レーザ光）を反射せず吸収パタンどして作用
する。
この様にして形成したマスクを用いて、反射縮小投影露
光を行なった。露光光には波長１５７ｎｍのＦ２ レー
ザ光、光学系はＮＡ＝０．４ のシュヴアルツシュルド
型反射レンズ、被露光基板には、ＳユウエハにＰＭＭＡ
を約０．１μｍ塗布したものを用いた。露光実験の結果
、０．１μｍ ラインアンドスペースパタンを含む寸法
０．２μｍ以下の様々なパタンを形成することができた
。
光を行なった。露光光には波長１５７ｎｍのＦ２ レー
ザ光、光学系はＮＡ＝０．４ のシュヴアルツシュルド
型反射レンズ、被露光基板には、ＳユウエハにＰＭＭＡ
を約０．１μｍ塗布したものを用いた。露光実験の結果
、０．１μｍ ラインアンドスペースパタンを含む寸法
０．２μｍ以下の様々なパタンを形成することができた
。
なお、基板９段差パタン、反射膜の材料又は形成方法、
及び露光波長、投影光学系の種類とＮＡ。
及び露光波長、投影光学系の種類とＮＡ。
露光光のマスク入射角、レジストプロセス等、本実施例
中のものに限定しないことは、第１実施例と同様である
。
中のものに限定しないことは、第１実施例と同様である
。
実施例３
次に、本発明によるマスクをいわゆる縮小スキャン型露
光方式に適用した例について説明する。
光方式に適用した例について説明する。
通常の縮小スキャン型露光方式は透過型のマスクを使用
するが、第５図はこれを反射型マスク用に改造した装置
の模式図である。ＡｒＦエキシマレーザ２１より得られ
た遠紫外線（波長１９３ｎｍ）は、照明光学系２２を経
て、本発明によるマスク２３により反射されることによ
りパタン化されるとともに位相差を導入された後、さら
に縮小スキャン光学系２４（ＮＡ＝０．４）を経て、被
露光基板２５上へ到達する。マスク２３と被露光基板２
５表面が縮小スキャン光学系２４に対して互いに共役の
位置にあることは言うまでもない。露光は、マスク２３
と被露光基板２５を、縮小スキャン光学系２４に対して
、同期させつつ移動しがら行なう。
するが、第５図はこれを反射型マスク用に改造した装置
の模式図である。ＡｒＦエキシマレーザ２１より得られ
た遠紫外線（波長１９３ｎｍ）は、照明光学系２２を経
て、本発明によるマスク２３により反射されることによ
りパタン化されるとともに位相差を導入された後、さら
に縮小スキャン光学系２４（ＮＡ＝０．４）を経て、被
露光基板２５上へ到達する。マスク２３と被露光基板２
５表面が縮小スキャン光学系２４に対して互いに共役の
位置にあることは言うまでもない。露光は、マスク２３
と被露光基板２５を、縮小スキャン光学系２４に対して
、同期させつつ移動しがら行なう。
マスク２３は基本的に第１実施例に示したものと同様の
構造を有するが５反射膜層膜には波長１９３ｎｍに最適
な誘電体多層膜、吸収体にはＳ ｉ Ｏ，膜を用いた。
構造を有するが５反射膜層膜には波長１９３ｎｍに最適
な誘電体多層膜、吸収体にはＳ ｉ Ｏ，膜を用いた。
多層膜の代わりに適当な金属薄膜等を、又吸収体にシリ
コン窒化膜等の適当な吸収体を用いても良い。また、マ
スク段差は第１実施例の値より大きく、第１実施例程の
平坦性も要求されないので、基板自体のエツチングによ
りマスク段差を形成しても構わない。
コン窒化膜等の適当な吸収体を用いても良い。また、マ
スク段差は第１実施例の値より大きく、第１実施例程の
平坦性も要求されないので、基板自体のエツチングによ
りマスク段差を形成しても構わない。
なお、位相シフト法では互いに位相反転した光の間の干
渉を用いるので、段差の上下が同時に１つの露光領域に
入っていることが望ましい。従って、スキャンするビー
ムもしくはスリットの幅がマスク上のパタン寸法に対し
て十分大きくなければならない。さらに、スキャン方式
を用いる場合には、スキャン方向に平行な露光領域のエ
ツジ部分が、隣のスキャンと合わせて適当な露光量が実
現できるような光強度の傾斜をもっていることが、好ま
しい。これにより、スキャンのつなぎ部分で干渉が生じ
なくなってしまう問題を避けることができる。
渉を用いるので、段差の上下が同時に１つの露光領域に
入っていることが望ましい。従って、スキャンするビー
ムもしくはスリットの幅がマスク上のパタン寸法に対し
て十分大きくなければならない。さらに、スキャン方式
を用いる場合には、スキャン方向に平行な露光領域のエ
ツジ部分が、隣のスキャンと合わせて適当な露光量が実
現できるような光強度の傾斜をもっていることが、好ま
しい。これにより、スキャンのつなぎ部分で干渉が生じ
なくなってしまう問題を避けることができる。
実際にパタン転写を行なった結果、第２実施例同様、０
．１μｍラインアンドスペースパタンを含む寸法０．２
μｍ以下の様々なパタンを形成することができた。
．１μｍラインアンドスペースパタンを含む寸法０．２
μｍ以下の様々なパタンを形成することができた。
なお、露光波長、投影光学系のＮＡ、レジストプロセス
等、本実施例中のものに限定しないことは、第１実施例
と同様である。
等、本実施例中のものに限定しないことは、第１実施例
と同様である。
以上、本発明の反射型マスクによれば、波長λの真空紫
外線又は軟Ｘ線を用いた反射縮小投影露光法用反射型マ
スクにおいて、隣接又は近接した反射面の高さを、上記
反射面の法線と上記紫外線又はＸ線の入射方向のなす角
θに対して、およそ（２ｎ−１）ｘλ／（４ｃｏｓθ）
、 （但し、ｎ＝１゜２．３．・・・）異なるようにす
ることによって、上記隣合う反射領域を反射した真空紫
外線又は軟Ｘ線の位相を反転させ、上記投影露光法によ
る解像度をさらに向上することができる。これにより、
縮小投影露光法の適用範囲を０．１μｍ以下にまで拡大
することが可能となる。
外線又は軟Ｘ線を用いた反射縮小投影露光法用反射型マ
スクにおいて、隣接又は近接した反射面の高さを、上記
反射面の法線と上記紫外線又はＸ線の入射方向のなす角
θに対して、およそ（２ｎ−１）ｘλ／（４ｃｏｓθ）
、 （但し、ｎ＝１゜２．３．・・・）異なるようにす
ることによって、上記隣合う反射領域を反射した真空紫
外線又は軟Ｘ線の位相を反転させ、上記投影露光法によ
る解像度をさらに向上することができる。これにより、
縮小投影露光法の適用範囲を０．１μｍ以下にまで拡大
することが可能となる。
第１図は、本発明の原理を示す模式図、第２図は、本発
明の一実施例である反射型マスクの製造工程を示す構造
断面図、第３図は、本発明による反射縮小投影露光法の
概念図、第４図は、本発明の別の実施例である反射型マ
スクの製造工程を示す構造断面図、第５図は、本発明に
よる縮小スキャン型投影露光法の概念図である。 １−８ｉ基板、２−８ｉＯ，膜、３−・ｓｉＯ，段差パ
タン、４・・・Ｓ ｉ ／ Ｍ ｏ多層膜、訃・・吸収
体パタン、６・・・反射型マスク、７・・・ＳＯＲ光、
８・・・反射型投影光学系、９・・・被露光基板、１１
・・・Ｓｉ基板、１２・・・Ｓ ｉ Ｏ２膜、１３・・
・５ｉｎ２段差パタン、１４・・・レジストパタン、１
５・・・ｐｔ反射膜パタン、２１・・・ＡｒＦエキシマ
レーザ、２２・・・照明光学系、２３・・・反射型マス
ク、２４・・・縮小スキャ築 循 ／Ｉ ５ル、１ＭＬ ／３ ｓｔθ２パタン ７４ ｋソストハ１クン １５ ｆｔ反Ｎ１１焚ｔｖフン
明の一実施例である反射型マスクの製造工程を示す構造
断面図、第３図は、本発明による反射縮小投影露光法の
概念図、第４図は、本発明の別の実施例である反射型マ
スクの製造工程を示す構造断面図、第５図は、本発明に
よる縮小スキャン型投影露光法の概念図である。 １−８ｉ基板、２−８ｉＯ，膜、３−・ｓｉＯ，段差パ
タン、４・・・Ｓ ｉ ／ Ｍ ｏ多層膜、訃・・吸収
体パタン、６・・・反射型マスク、７・・・ＳＯＲ光、
８・・・反射型投影光学系、９・・・被露光基板、１１
・・・Ｓｉ基板、１２・・・Ｓ ｉ Ｏ２膜、１３・・
・５ｉｎ２段差パタン、１４・・・レジストパタン、１
５・・・ｐｔ反射膜パタン、２１・・・ＡｒＦエキシマ
レーザ、２２・・・照明光学系、２３・・・反射型マス
ク、２４・・・縮小スキャ築 循 ／Ｉ ５ル、１ＭＬ ／３ ｓｔθ２パタン ７４ ｋソストハ１クン １５ ｆｔ反Ｎ１１焚ｔｖフン
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、波長λ（５ｎｍ＜λ＜２００ｎｍ）の紫外線又はＸ
線を反射する反射面を有する反射型マスクにおいて、上
記反射面が段差を有することを特徴とする反射型マスク
。 ２、段差を有する前記反射面が互いに平行で、かつ、互
いに隣接又は近接する反射面の高さが、上記反射面の法
線と上記紫外線又はＸ線の入射方向のなす角θに対して
、およそ （２ｎ−１）×λ／（４ｃｏｓθ） （但し、ｎ＝１、２、３、・・・） だけ異なる様な反射パタンを有することを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の反射型マスク。 ３、上記反射面は多層膜であることを特徴とする特許請
求の範囲第１項又は第２項記載の反射型マスク。 ４、特許請求の範囲第１項、第２項乃至第３項記載の反
射型マスクを波長λの真空紫外線又は軟Ｘ線を用いた反
射縮小投影露光法に用いたことを特徴とするパタン形成
方法。 ５、上記軟Ｘ線がシンクロトロン放射光であることを特
徴とする特許請求の範囲第４項記載のパタン形成方法。 ６、上記パタン形成が、光励起ＣＶＤ、光励起エッチン
グ、光励起ＭＢＥ、光励起表面改質のいずれかによって
行なわれることを特徴とする特許請求の範囲第４項又は
第５項記載のパタン形成方法。 ７、前記反射光学系がビーム状もしくはスリット状の露
光領域を有し、前記投影露光は上記反射光学系に対して
前記マスクと前記基板を同期させつつ移動しながら行な
ういわゆるスキャン型反射光学系を用いたパタン形成方
法であって、上記ビームもしくはスリットの最小寸法が
上記マスク上のパタンの最小寸法より十分大きいことを
特徴とするパタン形成方法。 ８、前記反射光学系の縮小倍率ｒ（ｒ＜１）が、前記反
射面の典型的な欠陥の大きさｄに対して、ｄ×ｒ＜０．
２５×λ／ＮＡ （但し、λは露光波長、ＮＡは反射光学系の開口数）の
関係にあることを特徴とするパタン形成方法。 ９、特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項記載の反
射型マスクを製造する方法において、マスク基板に所定
の段差を形成する工程と、しかる後に上記マスクの全面
又は一部分に前記反射面を形成する工程を含むことを特
徴とするマスク製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23695990A JP3153230B2 (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | パタン形成方法 |
| US07/755,126 US5328784A (en) | 1990-09-10 | 1991-09-05 | Reflection mask, method of producing mask and method of forming pattern using the mask |
| KR1019910015547A KR0184278B1 (ko) | 1990-09-10 | 1991-09-06 | 반사형 마스크 및 마스크 제조방법과 그것을 사용한 패턴 형성방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23695990A JP3153230B2 (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | パタン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04118914A true JPH04118914A (ja) | 1992-04-20 |
| JP3153230B2 JP3153230B2 (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=17008302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23695990A Expired - Fee Related JP3153230B2 (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | パタン形成方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3153230B2 (ja) |
| KR (1) | KR0184278B1 (ja) |
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