JPH07333829A - 光学素子およびその製造方法 - Google Patents
光学素子およびその製造方法Info
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- JPH07333829A JPH07333829A JP12483694A JP12483694A JPH07333829A JP H07333829 A JPH07333829 A JP H07333829A JP 12483694 A JP12483694 A JP 12483694A JP 12483694 A JP12483694 A JP 12483694A JP H07333829 A JPH07333829 A JP H07333829A
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- 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
- G03F1/22—Masks or mask blanks for imaging by radiation of 100nm or shorter wavelength, e.g. X-ray masks, extreme ultraviolet [EUV] masks; Preparation thereof
- G03F1/24—Reflection masks; Preparation thereof
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】Ｘ線反射のコントラスト低下を防止した高解像
度の反射型光学素子を実現することと、Ｘ線吸収体パタ
−ンを有する光学素子の製造工程におけるパターン欠陥
を修正することが容易で、歩留まり向上の図れる製造方
法を実現することにある。 【構成】基板１上のＸ線吸収体４と多層膜２の間に、Ｘ
線吸収体４のエッチングに対してエッチング速度の遅い
材質で多層膜２の保護膜となる中間膜３を設けたもの。
Ｘ線吸収体４をパターン化してマスク４’を形成する際
に、多層膜面をエッチング雰囲気に曝さずにＸ線吸収体
４をエッチングし、Ｘ線反射部の反射率を損なうこと無
くパタ−ン形成を行う。 【効果】マスク上の広範囲領域で均一な反射率の反射面
を提供し、また、集束イオンビ−ムによる修正も容易に
なるためマスク欠陥が低減し、半導体素子製造のリソグ
ラフィ工程における歩留まり向上が可能なＸ線露光用マ
スクが得られる。
度の反射型光学素子を実現することと、Ｘ線吸収体パタ
−ンを有する光学素子の製造工程におけるパターン欠陥
を修正することが容易で、歩留まり向上の図れる製造方
法を実現することにある。 【構成】基板１上のＸ線吸収体４と多層膜２の間に、Ｘ
線吸収体４のエッチングに対してエッチング速度の遅い
材質で多層膜２の保護膜となる中間膜３を設けたもの。
Ｘ線吸収体４をパターン化してマスク４’を形成する際
に、多層膜面をエッチング雰囲気に曝さずにＸ線吸収体
４をエッチングし、Ｘ線反射部の反射率を損なうこと無
くパタ−ン形成を行う。 【効果】マスク上の広範囲領域で均一な反射率の反射面
を提供し、また、集束イオンビ−ムによる修正も容易に
なるためマスク欠陥が低減し、半導体素子製造のリソグ
ラフィ工程における歩留まり向上が可能なＸ線露光用マ
スクが得られる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線もしくは極紫外線
を反射する光学素子及びその製造方法に係り、特に投影
露光装置に用いるＸ線の反射型マスク、回折格子、反射
型フレネルレンズ等に好適な光学素子及びその製造方法
に関する。
を反射する光学素子及びその製造方法に係り、特に投影
露光装置に用いるＸ線の反射型マスク、回折格子、反射
型フレネルレンズ等に好適な光学素子及びその製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】マスク上に描かれた半導体素子等の回路
パターンを、ウェハ上に転写する投影露光装置には、微
細なパターンの転写を行なうために、高い解像力が要求
される。一般に、投影光学系の開口数（ＮＡ）が大きい
ほど、あるいは露光波長が短いほど解像力は向上する。
しかし、大きなＮＡはパターン転写時に焦点深度の低下
をもたらすので、実用上その大きさには限界がある。
パターンを、ウェハ上に転写する投影露光装置には、微
細なパターンの転写を行なうために、高い解像力が要求
される。一般に、投影光学系の開口数（ＮＡ）が大きい
ほど、あるいは露光波長が短いほど解像力は向上する。
しかし、大きなＮＡはパターン転写時に焦点深度の低下
をもたらすので、実用上その大きさには限界がある。
【０００３】一方、Ｘ線領域もしくはこれに近い波長の
極紫外線領域では、物質の屈折率が１に極めて近いの
で、透過型レンズの使用は困難で、反射型光学系を使用
する必要がある。近年、反射膜として屈折率の異なる２
種類の物質の薄膜を交互に多数積層した多層膜鏡が実用
化され、Ｘ線の直入射反射が可能となってきたため、投
影露光装置の光源としてＸ線を使用し、解像力を向上さ
せる検討が盛んに行なわれている。
極紫外線領域では、物質の屈折率が１に極めて近いの
で、透過型レンズの使用は困難で、反射型光学系を使用
する必要がある。近年、反射膜として屈折率の異なる２
種類の物質の薄膜を交互に多数積層した多層膜鏡が実用
化され、Ｘ線の直入射反射が可能となってきたため、投
影露光装置の光源としてＸ線を使用し、解像力を向上さ
せる検討が盛んに行なわれている。
【０００４】図２は、反射型マスクとして従来提案され
ている二種類の構造例を示す要部断面図である。同図
（ａ）は、その一例を示するもので、基板１の上に、重
元素を主とする物質と軽元素を主とする物質を交互に多
数積層した多層膜２を、所定のマスクパターンをリソグ
ラフィにより転写する工程、すなわち、レジスト等をマ
スクにしたエッチングにより部分的に除去する工程によ
り作製される構造である。
ている二種類の構造例を示す要部断面図である。同図
（ａ）は、その一例を示するもので、基板１の上に、重
元素を主とする物質と軽元素を主とする物質を交互に多
数積層した多層膜２を、所定のマスクパターンをリソグ
ラフィにより転写する工程、すなわち、レジスト等をマ
スクにしたエッチングにより部分的に除去する工程によ
り作製される構造である。
【０００５】同図（ｂ）は、他の例を示すもので、基板
１の上に、重元素を主とする物質と軽元素を主とする物
質を交互に多数積層した多層膜２を形成し、さらにこの
多層膜上にＸ線吸収体層を形成し、これを選択的にエッ
チングすることによりパターン化し、Ｘ線吸収体のパタ
ーン４’を形成する工程、すなわち、レジスト等をマス
クにしたエッチングによりＸ線吸収体を部分的に除去す
る工程により作製される構造である。
１の上に、重元素を主とする物質と軽元素を主とする物
質を交互に多数積層した多層膜２を形成し、さらにこの
多層膜上にＸ線吸収体層を形成し、これを選択的にエッ
チングすることによりパターン化し、Ｘ線吸収体のパタ
ーン４’を形成する工程、すなわち、レジスト等をマス
クにしたエッチングによりＸ線吸収体を部分的に除去す
る工程により作製される構造である。
【０００６】なお、このようなＸ線投影露光装置に使用
されるＸ線露光用の反射型マスクに関連するものとし
て、例えば特開昭６４−４０２１号公報が挙げられる。
されるＸ線露光用の反射型マスクに関連するものとし
て、例えば特開昭６４−４０２１号公報が挙げられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の図２
（ａ）に示す構造を製作する場合、Ｘ線を反射する部分
となる多層膜２の表面は、リソグラフィによるマスクパ
ターン形成時にレジストマスク等により保護され、イオ
ン照射等による損傷を受けずに加工できるため反射率の
高いパタ−ンが形成できる。しかし、マスクとして残す
べきパタ−ンの多層膜が欠損した場合、その欠損部分の
みを反射面として修正することは、極めて困難である。
その理由は、多層膜２が屈折率の異なる２種類の物質の
薄膜を交互に積層したもので構成され、成膜構造が複雑
であるからである。
（ａ）に示す構造を製作する場合、Ｘ線を反射する部分
となる多層膜２の表面は、リソグラフィによるマスクパ
ターン形成時にレジストマスク等により保護され、イオ
ン照射等による損傷を受けずに加工できるため反射率の
高いパタ−ンが形成できる。しかし、マスクとして残す
べきパタ−ンの多層膜が欠損した場合、その欠損部分の
みを反射面として修正することは、極めて困難である。
その理由は、多層膜２が屈折率の異なる２種類の物質の
薄膜を交互に積層したもので構成され、成膜構造が複雑
であるからである。
【０００８】一方、上記従来技術の図２（ｂ）に示す構
造を製作する場合、Ｘ線吸収体を選択的にエッチング除
去する領域内において、全ての場所で等速度でエッチン
グを進行させることは困難である。したがって、Ｘ線吸
収体のエッチングが早く進行して露出した多層膜２の部
分は、他のエッチングが遅い部分のエッチングを終了す
るまでの時間の間エッチング雰囲気に曝され続け、多層
膜２の層数の減少や表面荒れなどの損傷を受ける。
造を製作する場合、Ｘ線吸収体を選択的にエッチング除
去する領域内において、全ての場所で等速度でエッチン
グを進行させることは困難である。したがって、Ｘ線吸
収体のエッチングが早く進行して露出した多層膜２の部
分は、他のエッチングが遅い部分のエッチングを終了す
るまでの時間の間エッチング雰囲気に曝され続け、多層
膜２の層数の減少や表面荒れなどの損傷を受ける。
【０００９】また、製造工程で発生するＸ線吸収体パタ
−ン部４’の欠陥を修正する場合、余分なＸ線吸収体は
集束イオンビ−ムによりエッチング除去するが、この
時、多層膜２は同様に層数の減少や表面粗れ、多層膜の
相互拡散による構造変調等の損傷を受ける。損傷を受け
た多層膜２は、Ｘ線の反射率が低下するため、Ｘ線吸収
体パタ−ン部４’で反射するＸ線とのコントラストが低
下するという問題があった。
−ン部４’の欠陥を修正する場合、余分なＸ線吸収体は
集束イオンビ−ムによりエッチング除去するが、この
時、多層膜２は同様に層数の減少や表面粗れ、多層膜の
相互拡散による構造変調等の損傷を受ける。損傷を受け
た多層膜２は、Ｘ線の反射率が低下するため、Ｘ線吸収
体パタ−ン部４’で反射するＸ線とのコントラストが低
下するという問題があった。
【００１０】したがって、本発明の目的は、上記従来技
術の図２（ｂ）に示す構造上の問題点を解消することに
あり、第１の目的は、広範囲で高い反射率を持った多層
膜の上に、Ｘ線吸収体パタ−ンを有する光学素子、すな
わち、コントラスト低下を防止した高解像度の反射型光
学素子を提供することにあり、第２の目的は、広範囲で
高い反射率を持った多層膜の上に、Ｘ線吸収体パタ−ン
を有する光学素子の製造工程における反射部分の欠損や
パターン欠陥の修正が容易にでき、歩留まりの高い改良
された光学素子の製造方法を提供することにある。
術の図２（ｂ）に示す構造上の問題点を解消することに
あり、第１の目的は、広範囲で高い反射率を持った多層
膜の上に、Ｘ線吸収体パタ−ンを有する光学素子、すな
わち、コントラスト低下を防止した高解像度の反射型光
学素子を提供することにあり、第２の目的は、広範囲で
高い反射率を持った多層膜の上に、Ｘ線吸収体パタ−ン
を有する光学素子の製造工程における反射部分の欠損や
パターン欠陥の修正が容易にでき、歩留まりの高い改良
された光学素子の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明の光学素子は、基板上に、屈折率の異
なる少なくとも２種類の物質の薄膜が交互に順次積層さ
れたＸ線を反射する多層膜の上に、この多層膜を保護す
る中間膜を配設し、この中間膜の上にＸ線吸収体のパタ
−ンを配設して構成したものである。
るために、本発明の光学素子は、基板上に、屈折率の異
なる少なくとも２種類の物質の薄膜が交互に順次積層さ
れたＸ線を反射する多層膜の上に、この多層膜を保護す
る中間膜を配設し、この中間膜の上にＸ線吸収体のパタ
−ンを配設して構成したものである。
【００１２】この多層膜を保護する中間膜は、Ｘ線吸収
体を選択的にエッチングする場合の雰囲気において、Ｘ
線吸収体のエッチング速度よりも小さいエッチング速度
を有する材質であることが好ましい。なおかつ、中間膜
を透過する際のＸ線強度の減衰を極力小さくするため
に、中間膜に用いる材質のＸ線線吸収係数と中間膜の膜
厚との積が小さいことが好ましい。しかも、中間膜の膜
厚を多層膜の周期長の整数倍とすることが好ましく、こ
れにより、中間膜表面で反射したＸ線と多層膜で反射し
たＸ線の位相が一致し、反射率を向上することになる。
体を選択的にエッチングする場合の雰囲気において、Ｘ
線吸収体のエッチング速度よりも小さいエッチング速度
を有する材質であることが好ましい。なおかつ、中間膜
を透過する際のＸ線強度の減衰を極力小さくするため
に、中間膜に用いる材質のＸ線線吸収係数と中間膜の膜
厚との積が小さいことが好ましい。しかも、中間膜の膜
厚を多層膜の周期長の整数倍とすることが好ましく、こ
れにより、中間膜表面で反射したＸ線と多層膜で反射し
たＸ線の位相が一致し、反射率を向上することになる。
【００１３】中間膜として用いるのに好ましい材質は、
Ｃ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｓｉ
3Ｎ4、ＳｉＣ又はＢＮであり、これら２種以上の複合組
成膜であっても良い。また、膜の構造は単層が望ましい
が、必要に応じて多層膜構造とすることもできる。
Ｃ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｓｉ
3Ｎ4、ＳｉＣ又はＢＮであり、これら２種以上の複合組
成膜であっても良い。また、膜の構造は単層が望ましい
が、必要に応じて多層膜構造とすることもできる。
【００１４】中間膜の厚さは、多層膜に入射するＸ線の
強度を極力減衰させないことを配慮して、できるだけ薄
くすることが望ましく、１〜１００ｎｍが好ましく、実
用的には更に５〜２０ｎｍの範囲がより好ましい。膜厚
１ｎｍは現在の技術で成膜できる限界であり、それ以下
の膜厚を実現することが困難であることから、また、１
００ｎｍを超えると著しくＸ線の吸収が大きくなること
からである。中間膜のＸ線透過率は、少なくとも８０％
は欲しい。そのためにはこのように薄膜化することが必
要となる。
強度を極力減衰させないことを配慮して、できるだけ薄
くすることが望ましく、１〜１００ｎｍが好ましく、実
用的には更に５〜２０ｎｍの範囲がより好ましい。膜厚
１ｎｍは現在の技術で成膜できる限界であり、それ以下
の膜厚を実現することが困難であることから、また、１
００ｎｍを超えると著しくＸ線の吸収が大きくなること
からである。中間膜のＸ線透過率は、少なくとも８０％
は欲しい。そのためにはこのように薄膜化することが必
要となる。
【００１５】Ｘ線吸収体としては、例えばＷ、Ｔａ、Ｐ
ｔ、Ａｕ、Ｇｅ等の重金属が使用でき、Ｘ線の吸収率が
高く、しかもリソグラフィによるパターン形成時のエッ
チング速度が、中間膜のそれよりも速く、加工し易い材
質で形成するが好ましい。
ｔ、Ａｕ、Ｇｅ等の重金属が使用でき、Ｘ線の吸収率が
高く、しかもリソグラフィによるパターン形成時のエッ
チング速度が、中間膜のそれよりも速く、加工し易い材
質で形成するが好ましい。
【００１６】なお、本発明の光学素子の応用例として代
表的なものは、リソグラフィにより微細加工する際のＸ
線露光用反射型マスクであり、ＬＳＩや液晶表示装置等
の電子装置の製造に有効であるが、その他、回折格子、
反射型フレネルレンズ等の光学素子についても適用で
き、同様に高性能の素子を高い歩留まりで実現すること
ができる。
表的なものは、リソグラフィにより微細加工する際のＸ
線露光用反射型マスクであり、ＬＳＩや液晶表示装置等
の電子装置の製造に有効であるが、その他、回折格子、
反射型フレネルレンズ等の光学素子についても適用で
き、同様に高性能の素子を高い歩留まりで実現すること
ができる。
【００１７】また、上記第２の目的を達成するために、
本発明の光学素子の製造方法は、基板上に屈折率の異な
る少なくとも２種類の物質の薄膜を交互に積層してＸ線
もしくは極紫外線を反射する多層膜を形成する工程と、
前記多層膜の保護層として中間膜を形成する工程と、前
記中間膜上にＸ線もしくは極紫外線の吸収体パタ−ンを
形成する工程とを設けて構成したものである。
本発明の光学素子の製造方法は、基板上に屈折率の異な
る少なくとも２種類の物質の薄膜を交互に積層してＸ線
もしくは極紫外線を反射する多層膜を形成する工程と、
前記多層膜の保護層として中間膜を形成する工程と、前
記中間膜上にＸ線もしくは極紫外線の吸収体パタ−ンを
形成する工程とを設けて構成したものである。
【００１８】この中間膜は、上記光学素子の場合と同様
に、Ｘ線吸収体をエッチングする場合の雰囲気におい
て、Ｘ線吸収体のエッチング速度よりも小さいエッチン
グ速度を有する材質であることが好ましい。なおかつ、
中間膜を透過する際のＸ線強度の減衰を小さくするため
に、中間膜に用いる材質のＸ線線吸収係数と中間膜の膜
厚との積が小さいことが好ましい。
に、Ｘ線吸収体をエッチングする場合の雰囲気におい
て、Ｘ線吸収体のエッチング速度よりも小さいエッチン
グ速度を有する材質であることが好ましい。なおかつ、
中間膜を透過する際のＸ線強度の減衰を小さくするため
に、中間膜に用いる材質のＸ線線吸収係数と中間膜の膜
厚との積が小さいことが好ましい。
【００１９】そして具体的には、上記中間膜を形成する
工程を、Ｃ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、
Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ及びＢＮからなる群から選ばれる少な
くとも１種の物質を含む薄膜形成工程で構成すると共
に、上記吸収体パタ−ンを形成する工程を、Ｗ、Ｔａ、
Ｐｔ、Ａｕ及びＧｅからなる群から選ばれる少なくとも
１種の金属薄膜を形成する工程と、前記金属薄膜を予め
定められた所定のマスクパターンを介してリソグラフィ
によりパターン化する工程とで構成することである。
工程を、Ｃ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、
Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ及びＢＮからなる群から選ばれる少な
くとも１種の物質を含む薄膜形成工程で構成すると共
に、上記吸収体パタ−ンを形成する工程を、Ｗ、Ｔａ、
Ｐｔ、Ａｕ及びＧｅからなる群から選ばれる少なくとも
１種の金属薄膜を形成する工程と、前記金属薄膜を予め
定められた所定のマスクパターンを介してリソグラフィ
によりパターン化する工程とで構成することである。
【００２０】上記中間膜を形成する工程において、形成
する薄膜の膜厚は１〜１００ｎｍ、より好ましくは５〜
２０ｎｍとすることであり、多層膜の周期長に対し、実
質的に整数倍の膜厚となるように形成する工程とするこ
とである。
する薄膜の膜厚は１〜１００ｎｍ、より好ましくは５〜
２０ｎｍとすることであり、多層膜の周期長に対し、実
質的に整数倍の膜厚となるように形成する工程とするこ
とである。
【００２１】なお、多層膜、Ｘ線吸収体および中間膜の
形成方法としては、マグネトロンスパッタ法が好ましい
が、その他に、イオンビームスパッタ法、電子ビーム蒸
着法、ＣＶＤ法、抵抗加熱蒸着法など、周知の成膜方法
をも使用することができる。
形成方法としては、マグネトロンスパッタ法が好ましい
が、その他に、イオンビームスパッタ法、電子ビーム蒸
着法、ＣＶＤ法、抵抗加熱蒸着法など、周知の成膜方法
をも使用することができる。
【００２２】また、Ｘ線吸収体をパターン化するための
レジストマスクパターンの形成方法としては、電子ビー
ム描画の他に、収束イオンビーム、水銀ランプやエキシ
マレーザによる光学露光によってもよい。
レジストマスクパターンの形成方法としては、電子ビー
ム描画の他に、収束イオンビーム、水銀ランプやエキシ
マレーザによる光学露光によってもよい。
【００２３】また、レジストマスクを用いてＸ線吸収体
をパターン化するには、各種のドライエッチングによる
パターン形成方法が有効であるが、例えばプラズマを利
用した反応性イオンエッチング、特に低温ドライエッチ
ングが好ましい。
をパターン化するには、各種のドライエッチングによる
パターン形成方法が有効であるが、例えばプラズマを利
用した反応性イオンエッチング、特に低温ドライエッチ
ングが好ましい。
【００２４】
【作用】多層膜の保護膜として中間膜を設けることによ
り、Ｘ線吸収体のパタ−ン形成、および修正をするため
のエッチングを行う場合に、多層膜をエッチング雰囲気
に曝すことがないため、多層膜の層数の減少や表面粗
れ、相互拡散などによる損傷がなく、高いＸ線反射率を
有する面が広範囲で得られる。
り、Ｘ線吸収体のパタ−ン形成、および修正をするため
のエッチングを行う場合に、多層膜をエッチング雰囲気
に曝すことがないため、多層膜の層数の減少や表面粗
れ、相互拡散などによる損傷がなく、高いＸ線反射率を
有する面が広範囲で得られる。
【００２５】中間膜は上記のように、Ｘ線吸収体のパタ
−ン形成時および／またはパターン修正時に加工ビーム
や反応ガスから多層膜表面が損傷を受けないように保護
する作用を有している。したがって、その機能を発揮す
るためには、Ｘ線の吸収損失を最小限にして、Ｘ線吸収
体のパタ−ン形成時にエッチングに対する耐性が十分に
確保されていること、すなわち、Ｘ線吸収体と中間膜と
のエッチング速度差が大きく、パタ−ン形成が完全に終
了した段階でもＸ線吸収体がエッチング除去された跡に
中間膜が残っており、多層膜を被覆して十分に保護膜と
して作用していることである。
−ン形成時および／またはパターン修正時に加工ビーム
や反応ガスから多層膜表面が損傷を受けないように保護
する作用を有している。したがって、その機能を発揮す
るためには、Ｘ線の吸収損失を最小限にして、Ｘ線吸収
体のパタ−ン形成時にエッチングに対する耐性が十分に
確保されていること、すなわち、Ｘ線吸収体と中間膜と
のエッチング速度差が大きく、パタ−ン形成が完全に終
了した段階でもＸ線吸収体がエッチング除去された跡に
中間膜が残っており、多層膜を被覆して十分に保護膜と
して作用していることである。
【００２６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面にしたがって
説明する。 〈実施例１〉図１は、本発明の一実施例の反射型マスク
の製造方法を示す工程図である。同図（ａ）に示すよう
に、基板１は厚さ５ｍｍのＳｉであり、予め表面粗さが
ｒｍｓ（２乗平均根）値で０．３ｎｍの光学研磨が施さ
れている。この基板上にマグネトロンスパッタ装置を用
いて、多層膜２、中間膜３、Ｘ線吸収体４を順次積み上
げ積層した。多層膜２は、厚さ２.５ｎｍのＭｏ薄膜
と、厚さ４.２ｎｍのＳｉ薄膜を、交互に各々５０層積
層した。この時、波長１３ｎｍ、入射角５°のＸ線に対
して多層膜２での反射率は６０％であった。中間膜３は
Ａｌを１０ｎｍ積層し、Ｘ線吸収体４はＷを１００ｎｍ
積層した。次いで、Ｘ線吸収体４上に電子線レジストＰ
ＭＭＡを厚さ１．０μｍ塗布し、電子線露光および現像
を行って所定のＬＳＩ製造用のレジストマスクパタ−ン
５を形成した。
説明する。 〈実施例１〉図１は、本発明の一実施例の反射型マスク
の製造方法を示す工程図である。同図（ａ）に示すよう
に、基板１は厚さ５ｍｍのＳｉであり、予め表面粗さが
ｒｍｓ（２乗平均根）値で０．３ｎｍの光学研磨が施さ
れている。この基板上にマグネトロンスパッタ装置を用
いて、多層膜２、中間膜３、Ｘ線吸収体４を順次積み上
げ積層した。多層膜２は、厚さ２.５ｎｍのＭｏ薄膜
と、厚さ４.２ｎｍのＳｉ薄膜を、交互に各々５０層積
層した。この時、波長１３ｎｍ、入射角５°のＸ線に対
して多層膜２での反射率は６０％であった。中間膜３は
Ａｌを１０ｎｍ積層し、Ｘ線吸収体４はＷを１００ｎｍ
積層した。次いで、Ｘ線吸収体４上に電子線レジストＰ
ＭＭＡを厚さ１．０μｍ塗布し、電子線露光および現像
を行って所定のＬＳＩ製造用のレジストマスクパタ−ン
５を形成した。
【００２７】次いで同図（ｂ）に示すように、Ｘ線吸収
体（Ｗ）４の露出部分を反応性イオンエッチングにより
除去し、そのパターン４’を形成した。エッチング反応
ガスとしてはＳＦ6を用い、ガス圧力を０．０５〜１５
Ｐａの範囲で行った場合、Ｗのエッチング速度は中間膜
（Ａｌ）３のエッチング速度の２０倍以上であり、１０
０ｎｍの厚さのＷをエッチングするために要した時間と
同じ時間をさらに追加した場合でも５ｎｍ以上の厚さの
Ａｌで多層膜２を保護できる。Ｘ線吸収体４を基板上全
面でエッチングを終了しても多層膜２の露出は見られな
かった。レジストパタ−ン５はアセトン等の有機溶剤へ
の浸漬もしくは酸素プラズマエッチングにより容易に除
去することができ、図１（ｂ）に示す構造の反射型マス
クが得られた。
体（Ｗ）４の露出部分を反応性イオンエッチングにより
除去し、そのパターン４’を形成した。エッチング反応
ガスとしてはＳＦ6を用い、ガス圧力を０．０５〜１５
Ｐａの範囲で行った場合、Ｗのエッチング速度は中間膜
（Ａｌ）３のエッチング速度の２０倍以上であり、１０
０ｎｍの厚さのＷをエッチングするために要した時間と
同じ時間をさらに追加した場合でも５ｎｍ以上の厚さの
Ａｌで多層膜２を保護できる。Ｘ線吸収体４を基板上全
面でエッチングを終了しても多層膜２の露出は見られな
かった。レジストパタ−ン５はアセトン等の有機溶剤へ
の浸漬もしくは酸素プラズマエッチングにより容易に除
去することができ、図１（ｂ）に示す構造の反射型マス
クが得られた。
【００２８】なお、波長１３ｎｍのＸ線の透過率は、厚
さ１０ｎｍの中間膜（Ａｌ）３では９５％であり、入射
角５°のＸ線に対し、反射面でのＸ線反射率は５４％を
示した。さらに、中間膜（Ａｌ）３の膜厚を多層膜２の
周期長である６．７ｎｍに一致させた場合には、入射角
５°のＸ線に対し、反射面でのＸ線反射率は５８％を示
した。
さ１０ｎｍの中間膜（Ａｌ）３では９５％であり、入射
角５°のＸ線に対し、反射面でのＸ線反射率は５４％を
示した。さらに、中間膜（Ａｌ）３の膜厚を多層膜２の
周期長である６．７ｎｍに一致させた場合には、入射角
５°のＸ線に対し、反射面でのＸ線反射率は５８％を示
した。
【００２９】以上の工程で、Ｘ線吸収体をパターン化し
マスクを形成する際の歩留まりは従来通り７０％程度で
あったが、欠陥を生じたマスクについては、いずれも以
下のような欠陥修正法によって容易に修正でき、完全に
正常なものとして使用可能となり最終的に歩留まり１０
０％を達成することができた。
マスクを形成する際の歩留まりは従来通り７０％程度で
あったが、欠陥を生じたマスクについては、いずれも以
下のような欠陥修正法によって容易に修正でき、完全に
正常なものとして使用可能となり最終的に歩留まり１０
０％を達成することができた。
【００３０】すなわち、本実施例の構造の反射型マスク
の欠陥修正法は、Ｘ線吸収体のパターン４’を構成する
Ｗの欠損部に対してはＷ（ＣＯ）6を用いた集束イオン
ビ−ムアシストデポジションによりＷを局部的に成膜
し、欠陥部分を埋めた。一方、Ｗの除去が不完全な部分
に対してはＧａイオンによる集束イオンビ−ムエッチン
グによりＷを除去したところ、反射部（Ｗパターン４’
に覆うわれていない多層膜２の表面）でのＸ線反射率は
５０％を示した。
の欠陥修正法は、Ｘ線吸収体のパターン４’を構成する
Ｗの欠損部に対してはＷ（ＣＯ）6を用いた集束イオン
ビ−ムアシストデポジションによりＷを局部的に成膜
し、欠陥部分を埋めた。一方、Ｗの除去が不完全な部分
に対してはＧａイオンによる集束イオンビ−ムエッチン
グによりＷを除去したところ、反射部（Ｗパターン４’
に覆うわれていない多層膜２の表面）でのＸ線反射率は
５０％を示した。
【００３１】この反射型マスクを投影露光装置に用い、
Ｘ線源からのＸ線を反射させ、所定のパタ−ンを半導体
基板上のＸ線レジストに投影し、半導体素子の製造に適
用した。それにより、マスク全面に対応する半導体基板
上で０．１μｍの微細なパタ−ンを形成できた。これに
より半導体素子製造のリソグラフィ工程における歩留ま
りが格段に向上した。
Ｘ線源からのＸ線を反射させ、所定のパタ−ンを半導体
基板上のＸ線レジストに投影し、半導体素子の製造に適
用した。それにより、マスク全面に対応する半導体基板
上で０．１μｍの微細なパタ−ンを形成できた。これに
より半導体素子製造のリソグラフィ工程における歩留ま
りが格段に向上した。
【００３２】なお、上記実施例では中間膜３としてＡｌ
を用いたが、その他Ｃ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ
2、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ、ＢＮについて、単一組成のもの
と２種以上の複合組成のものとを作成し、各々Ｘ線吸収
体４とのエッチング速度の比率から明らかとなる必要な
膜厚を積層することにより同様の結果が得られた。中間
膜３を構成するこれらの組成についてさらに詳細に実験
検討したところ、Ｘ線吸収体４とのエッチング速度差が
大きくエッチング耐性に優れている点、Ｘ線の吸収損失
が少い点、成膜の容易さ等の特性を総合的に考慮し、強
いて序列をもうければ、次のように優れている順から３
つのグループに分類できる。 Ａグループ〔Ｃ、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ〕＞Ｂグ
ループ〔Ｃｒ、ＢＮ〕＞Ｃグループ〔Ａｌ、Ｎｉ、Ａｌ
2Ｏ3〕。
を用いたが、その他Ｃ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ
2、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ、ＢＮについて、単一組成のもの
と２種以上の複合組成のものとを作成し、各々Ｘ線吸収
体４とのエッチング速度の比率から明らかとなる必要な
膜厚を積層することにより同様の結果が得られた。中間
膜３を構成するこれらの組成についてさらに詳細に実験
検討したところ、Ｘ線吸収体４とのエッチング速度差が
大きくエッチング耐性に優れている点、Ｘ線の吸収損失
が少い点、成膜の容易さ等の特性を総合的に考慮し、強
いて序列をもうければ、次のように優れている順から３
つのグループに分類できる。 Ａグループ〔Ｃ、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ〕＞Ｂグ
ループ〔Ｃｒ、ＢＮ〕＞Ｃグループ〔Ａｌ、Ｎｉ、Ａｌ
2Ｏ3〕。
【００３３】なお、Ｘ線吸収体４としてはＷを用いた
が、その他Ｔａ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｇｅを用いることもでき
た。
が、その他Ｔａ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｇｅを用いることもでき
た。
【００３４】多層膜２、Ｘ線吸収体４および中間膜３の
形成法としては、マグネトロンスパッタ法を用いたが、
これについてもその他周知の成膜方法が用いられ、例え
ばイオンビームスパッタ法、電子ビーム蒸着法、ＣＶＤ
法、抵抗加熱蒸着法などが使用できる。
形成法としては、マグネトロンスパッタ法を用いたが、
これについてもその他周知の成膜方法が用いられ、例え
ばイオンビームスパッタ法、電子ビーム蒸着法、ＣＶＤ
法、抵抗加熱蒸着法などが使用できる。
【００３５】さらに、レジストパターン５の形成方法と
しては、電子ビーム描画の他に、収束イオンビーム、水
銀ランプやエキシマレーザによる光学露光によってもよ
い。
しては、電子ビーム描画の他に、収束イオンビーム、水
銀ランプやエキシマレーザによる光学露光によってもよ
い。
【００３６】〈実施例２〉実施例１と同様にして、ただ
し、上記図１に示したＸ線吸収体のパタ−ン４’を所定
の幅のラインとスペ−スの繰返しパタ−ンとして、回折
格子を製造した。この場合も実施例１と同様の効果が得
られた。
し、上記図１に示したＸ線吸収体のパタ−ン４’を所定
の幅のラインとスペ−スの繰返しパタ−ンとして、回折
格子を製造した。この場合も実施例１と同様の効果が得
られた。
【００３７】〈実施例３〉実施例１と同様にして、ただ
し、上記図１に示したＸ線吸収体のパタ−ン４’を同心
円状の所定の幅のラインとスペ−スの繰返しパタ−ンと
し、外周に行くにしたがい細かくなるパターンを形成し
て、反射型フレネルレンズを製造した。この場合も実施
例１と同様の効果が得られた。
し、上記図１に示したＸ線吸収体のパタ−ン４’を同心
円状の所定の幅のラインとスペ−スの繰返しパタ−ンと
し、外周に行くにしたがい細かくなるパターンを形成し
て、反射型フレネルレンズを製造した。この場合も実施
例１と同様の効果が得られた。
【００３８】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明により所期
の目的を達成することができた。すなわち、本発明の光
学素子の一つである反射型マスクにおいては、Ｘ線を反
射する多層膜の上にＸ線吸収体のパタ−ンを形成、ある
いは修正する際に、多層膜上にそれを保護する中間膜を
設けることで、多層膜からなるＸ線反射部に損傷を与え
ることがないため、反射率が低下する欠陥発生を低減で
きるので、投影露光するパタ−ンの欠陥も低減できるこ
とから半導体素子製造のリソグラフィ工程における歩留
まりが向上する。また、その他の光学素子である回折格
子や反射型フレネルレンズについても同様であり、Ｘ線
吸収体のパタ−ン形成、あるいは修正に有効で歩留まり
が格段に向上する。
の目的を達成することができた。すなわち、本発明の光
学素子の一つである反射型マスクにおいては、Ｘ線を反
射する多層膜の上にＸ線吸収体のパタ−ンを形成、ある
いは修正する際に、多層膜上にそれを保護する中間膜を
設けることで、多層膜からなるＸ線反射部に損傷を与え
ることがないため、反射率が低下する欠陥発生を低減で
きるので、投影露光するパタ−ンの欠陥も低減できるこ
とから半導体素子製造のリソグラフィ工程における歩留
まりが向上する。また、その他の光学素子である回折格
子や反射型フレネルレンズについても同様であり、Ｘ線
吸収体のパタ−ン形成、あるいは修正に有効で歩留まり
が格段に向上する。
【図１】本発明の一実施例となる反射型マスクの製造方
法を示す工程図である。
法を示す工程図である。
【図２】従来の反射型マスクの構造を示す図である。
１…基板、 ２…多層膜、 ３…中間膜、 ４…Ｘ線吸収体、 ４’…パターン化されたＸ線吸収体、 ５…レジストパタ−ン。
フロントページの続き (72)発明者 老泉 博昭 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 山梨 弘将 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 松坂 尚 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (11)
- 【請求項１】基板上に、屈折率の異なる少なくとも２種
類の物質の薄膜が交互に積層されたＸ線もしくは極紫外
線を反射する多層膜と、前記多層膜上に配設された多層
膜を保護する中間膜と、さらに前記中間膜上に配設され
たＸ線もしくは極紫外線の吸収体パタ−ンとを有して成
る光学素子。 - 【請求項２】上記中間膜を、上記吸収体を所定のパター
ンに加工する場合の吸収体のエッチング速度よりもエッ
チング速度が遅い材質で構成して成る請求項１記載の光
学素子。 - 【請求項３】上記中間膜の膜厚を、上記多層膜の周期長
に対し、実質的に整数倍の膜厚で構成して成る請求項１
もしくは２記載の光学素子。 - 【請求項４】上記中間膜の膜厚を、５〜２０ｎｍとして
成る請求項１乃至３何れか記載の光学素子。 - 【請求項５】上記中間膜を、Ｃ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａ
ｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ及びＢＮからなる
群から選ばれる少なくとも１種の物質で構成すると共
に、上記吸収体を、Ｗ、Ｔａ、Ｐｔ、Ａｕ及びＧｅから
なる群から選ばれる少なくとも１種の金属薄膜で構成し
て成る請求項１乃至４何れか記載の光学素子。 - 【請求項６】請求項１乃至５何れか記載の光学素子より
構成される反射型マスク。 - 【請求項７】請求項１乃至５何れか記載の光学素子より
構成される回折格子。 - 【請求項８】請求項１乃至５何れか記載の光学素子より
構成される反射型フレネルレンズ。 - 【請求項９】基板上に屈折率の異なる少なくとも２種類
の物質の薄膜を交互に積層してＸ線もしくは極紫外線を
反射する多層膜を形成する工程と、前記多層膜の保護層
として中間膜を形成する工程と、前記中間膜上にＸ線も
しくは極紫外線の吸収体パタ−ンを形成する工程とを有
して成る光学素子の製造方法。 - 【請求項１０】上記中間膜を形成する工程を、Ｃ、Ｃ
ｒ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、Ｓｉ
Ｃ及びＢＮからなる群から選ばれる少なくとも１種の物
質を含む薄膜形成工程で構成すると共に、上記吸収体パ
タ−ンを形成する工程を、Ｗ、Ｔａ、Ｐｔ、Ａｕ及びＧ
ｅからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属薄膜を
形成する工程と、前記金属薄膜を予め定められた所定の
マスクパターンを介してリソグラフィによりパターン化
する工程とで構成して成る請求項９記載の光学素子の製
造方法。 - 【請求項１１】上記中間膜を形成する工程において、形
成する薄膜の膜厚を５〜２０ｎｍとすると共に、上記多
層膜の周期長に対し、実質的に整数倍の膜厚となるよう
に形成する工程として成る請求項９もしくは１０記載の
光学素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12483694A JPH07333829A (ja) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | 光学素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12483694A JPH07333829A (ja) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | 光学素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07333829A true JPH07333829A (ja) | 1995-12-22 |
Family
ID=14895300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12483694A Pending JPH07333829A (ja) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | 光学素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07333829A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002122981A (ja) * | 2000-10-13 | 2002-04-26 | Samsung Electronics Co Ltd | 反射型フォトマスク |
| JP2003045779A (ja) * | 2001-07-30 | 2003-02-14 | Hoya Corp | Ｅｕｖ光露光用反射型マスクおよびｅｕｖ光露光用反射型マスクブランク |
| WO2003085709A1 (fr) * | 2002-04-11 | 2003-10-16 | Hoya Corporation | Ebauche de masque de type reflechissant et masque de type reflechissant et leurs procedes de production |
| WO2004006018A1 (ja) * | 2002-07-04 | 2004-01-15 | Hoya Corporation | 反射型マスクブランクス |
| US6749973B2 (en) | 2001-02-14 | 2004-06-15 | Hoya Corporation | Reflection type mask blank for EUV exposure and reflection type mask for EUV exposure as well as method of producing the mask |
| US6797368B2 (en) | 2002-02-28 | 2004-09-28 | Hoya Corporation | Reflective-type mask blank for exposure, method of producing the same, and reflective-type mask for exposure |
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| JP2005308718A (ja) * | 2004-01-26 | 2005-11-04 | Mitsutoyo Corp | 反射型光電式エンコーダ用スケール、スケールの製造方法及び光電式エンコーダ |
| JP2006190900A (ja) * | 2005-01-07 | 2006-07-20 | Toppan Printing Co Ltd | 反射型フォトマスクブランク、反射型フォトマスク、及びこれを用いた半導体装置の製造方法 |
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| JP2007250613A (ja) * | 2006-03-14 | 2007-09-27 | Toppan Printing Co Ltd | 反射型マスクブランク、反射型マスク及び極端紫外線の露光方法 |
| US7282305B2 (en) | 2003-03-03 | 2007-10-16 | Hoya Corporation | Reflective mask blank having a programmed defect and method of producing the same, reflective mask having a programmed defect and method of producing the same, and substrate for use in producing the reflective mask blank or the reflective mask having a programmed defect |
| WO2012014495A1 (ja) * | 2010-07-30 | 2012-02-02 | Hoya株式会社 | 反射型マスクブランク及びその製造方法、並びに反射型マスク |
-
1994
- 1994-06-07 JP JP12483694A patent/JPH07333829A/ja active Pending
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP2317382A2 (en) | 2002-04-11 | 2011-05-04 | Hoya Corporation | Reflective mask blank, reflective mask and methods of producing the mask blank and the mask |
| US7981573B2 (en) | 2002-04-11 | 2011-07-19 | Hoya Corporation | Reflective mask blank, reflective mask and methods of producing the mask blank and the mask |
| EP2317384A2 (en) | 2002-04-11 | 2011-05-04 | Hoya Corporation | Reflective mask blank, reflective mask and methods of producing the mask blank and the mask |
| WO2003085709A1 (fr) * | 2002-04-11 | 2003-10-16 | Hoya Corporation | Ebauche de masque de type reflechissant et masque de type reflechissant et leurs procedes de production |
| US7390596B2 (en) | 2002-04-11 | 2008-06-24 | Hoya Corporation | Reflection type mask blank and reflection type mask and production methods for them |
| US7348105B2 (en) | 2002-07-04 | 2008-03-25 | Hoya Corporation | Reflective maskblanks |
| US7722998B2 (en) | 2002-07-04 | 2010-05-25 | Hoya Corporation | Reflective mask blank |
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