JPH0750251A - 光学素子及びその製造方法 - Google Patents
光学素子及びその製造方法Info
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- JPH0750251A JPH0750251A JP19631193A JP19631193A JPH0750251A JP H0750251 A JPH0750251 A JP H0750251A JP 19631193 A JP19631193 A JP 19631193A JP 19631193 A JP19631193 A JP 19631193A JP H0750251 A JPH0750251 A JP H0750251A
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- 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】高い反射率を持った、Ｘ線用反射型マスク等の
光学素子の製造方法を提供すること。 【構成】基板１上に、屈折率の異なる少なくとも２種類
の物質の薄膜を順次積層してＸ線を反射する多層膜２を
形成し、この多層膜２上に、メッキ基板５を設け、電子
線レジスト３’のパターンを設け、これをマスクにし
て、Ｘ線吸収体６のパターンをメッキ法を用いて形成す
る。多層膜２を構成する物質の一種類を導電性物質と
し、多層膜の最上層をこの導電性物質の薄膜とすればメ
ッキ基板５は設けなくともよい。
光学素子の製造方法を提供すること。 【構成】基板１上に、屈折率の異なる少なくとも２種類
の物質の薄膜を順次積層してＸ線を反射する多層膜２を
形成し、この多層膜２上に、メッキ基板５を設け、電子
線レジスト３’のパターンを設け、これをマスクにし
て、Ｘ線吸収体６のパターンをメッキ法を用いて形成す
る。多層膜２を構成する物質の一種類を導電性物質と
し、多層膜の最上層をこの導電性物質の薄膜とすればメ
ッキ基板５は設けなくともよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、投影露光装置に用いる
Ｘ線用の反射型マスクや回折格子等の光学素子及びその
製造方法並びに反射型マスクの製造方法、回折格子の製
造方法及びフレネルゾーンプレートの製造方法に関す
る。
Ｘ線用の反射型マスクや回折格子等の光学素子及びその
製造方法並びに反射型マスクの製造方法、回折格子の製
造方法及びフレネルゾーンプレートの製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】マスク上に描かれた半導体素子の回路パ
ターン等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、その大きさには限界がある。
ターン等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、その大きさには限界がある。
【０００３】一方、Ｘ線領域では物質の屈折率が１に極
めて近いので、屈折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、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
る検討が盛んに行われている。このような多層膜鏡を持
つＸ線用の反射型マスクについては、特開昭６４−４０
２１号公報に記載されている。
めて近いので、屈折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、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
る検討が盛んに行われている。このような多層膜鏡を持
つＸ線用の反射型マスクについては、特開昭６４−４０
２１号公報に記載されている。
【０００４】図２は、従来の反射型マスクの製造方法を
示す。まず図２（ａ）に示す如く、十分な厚さをもつ基
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を形成する。この多
層膜は垂直入射に近いＸ線に対して、高い反射率を有す
る。この多層膜上にＸ線吸収体４を積層し、さらにその
上にレジストパターン３を形成する。次いで図２（ｂ）
に示す如く、レジストパターン３をマスクにして、Ｘ線
吸収体４’をドライエッチングにより形成する。次いで
レジストパターンを除去することにより、図２（ｃ）に
示すようなＸ線反射部とＸ線非反射部とを有する反射型
マスクが製造できる。
示す。まず図２（ａ）に示す如く、十分な厚さをもつ基
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を形成する。この多
層膜は垂直入射に近いＸ線に対して、高い反射率を有す
る。この多層膜上にＸ線吸収体４を積層し、さらにその
上にレジストパターン３を形成する。次いで図２（ｂ）
に示す如く、レジストパターン３をマスクにして、Ｘ線
吸収体４’をドライエッチングにより形成する。次いで
レジストパターンを除去することにより、図２（ｃ）に
示すようなＸ線反射部とＸ線非反射部とを有する反射型
マスクが製造できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、多層
膜上のＸ線吸収体をドライエッチングにより加工するた
め、プラズマやイオンにより多層膜表面が損傷を受け、
Ｘ線の反射率が低下する問題があった。
膜上のＸ線吸収体をドライエッチングにより加工するた
め、プラズマやイオンにより多層膜表面が損傷を受け、
Ｘ線の反射率が低下する問題があった。
【０００６】本発明の目的は、高い反射率を持った、Ｘ
線用反射型マスク等の光学素子及びその製造方法並びに
高い反射率を持った反射型マスクの製造方法、回折格子
の製造方法及びフレネルゾーンプレートの製造方法を提
供することにある。
線用反射型マスク等の光学素子及びその製造方法並びに
高い反射率を持った反射型マスクの製造方法、回折格子
の製造方法及びフレネルゾーンプレートの製造方法を提
供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記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順次積層して
Ｘ線を反射する多層膜を形成し、この多層膜上に、Ｘ線
吸収体の所望のパターンをメッキ法を用いて形成するよ
うにしたものである。
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順次積層して
Ｘ線を反射する多層膜を形成し、この多層膜上に、Ｘ線
吸収体の所望のパターンをメッキ法を用いて形成するよ
うにしたものである。
【０００８】さらに、上記目的を達成するために、本発
明の反射型マスクの製造方法は、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順次積層してＸ線
を反射する多層膜を形成し、この多層膜上に、Ｘ線吸収
体の所望のパターンをメッキ法を用いて形成するように
したものである。
明の反射型マスクの製造方法は、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順次積層してＸ線
を反射する多層膜を形成し、この多層膜上に、Ｘ線吸収
体の所望のパターンをメッキ法を用いて形成するように
したものである。
【０００９】さらに、上記目的を達成するために、本発
明の回折格子の製造方法は、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順次積層してＸ線を反
射する多層膜を形成し、この多層膜上に、Ｘ線吸収体の
所望のパターンをメッキ法を用いて形成するようにした
ものである。
明の回折格子の製造方法は、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順次積層してＸ線を反
射する多層膜を形成し、この多層膜上に、Ｘ線吸収体の
所望のパターンをメッキ法を用いて形成するようにした
ものである。
【００１０】さらに、上記目的を達成するために、本発
明のフレネルゾーンプレートの製造方法は、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順次積
層してＸ線を反射する多層膜を形成し、この多層膜上
に、Ｘ線吸収体の所望のパターンをメッキ法を用いて形
成するようにしたものである。
明のフレネルゾーンプレートの製造方法は、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順次積
層してＸ線を反射する多層膜を形成し、この多層膜上
に、Ｘ線吸収体の所望のパターンをメッキ法を用いて形
成するようにしたものである。
【００１１】いずれの方法においても、多層膜を形成し
た後、多層膜上に、所望の材質のパターンを形成し、こ
のパターンをマスクとしてＸ線吸収体の所望のパターン
を形成することが好ましい。また、多層膜を構成する物
質の少なくとも一種類を導電性物質とし、多層膜の最上
層をこの導電性物質の薄膜とするか、或いは多層膜上に
導電性のメッキ基板を形成することにより、メッキを容
易に行うことができる。メッキは、電解メッキでも無電
解メッキでもよい。また、Ｘ線吸収体は、Ａｕ、Ｎｉ、
Ｃｕ、Ｃｒ及びＰｂからなる群から選ばれた少なくとも
一種の材料であることが好ましい。
た後、多層膜上に、所望の材質のパターンを形成し、こ
のパターンをマスクとしてＸ線吸収体の所望のパターン
を形成することが好ましい。また、多層膜を構成する物
質の少なくとも一種類を導電性物質とし、多層膜の最上
層をこの導電性物質の薄膜とするか、或いは多層膜上に
導電性のメッキ基板を形成することにより、メッキを容
易に行うことができる。メッキは、電解メッキでも無電
解メッキでもよい。また、Ｘ線吸収体は、Ａｕ、Ｎｉ、
Ｃｕ、Ｃｒ及びＰｂからなる群から選ばれた少なくとも
一種の材料であることが好ましい。
【００１２】さらにまた、上記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順次積層された、Ｘ線を反射
する多層膜を配置し、この多層膜上に、導電性のメッキ
基板と、所望のパターンのＸ線吸収体を積層して構成し
たものである。
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順次積層された、Ｘ線を反射
する多層膜を配置し、この多層膜上に、導電性のメッキ
基板と、所望のパターンのＸ線吸収体を積層して構成し
たものである。
【００１３】
【作用】Ｘ線吸収体のパターンがドライエッチング工程
を用いることなく製造できるので、Ｘ線反射部の反射率
を劣化させることがない。そのため、反射したＸ線の強
度が高い。
を用いることなく製造できるので、Ｘ線反射部の反射率
を劣化させることがない。そのため、反射したＸ線の強
度が高い。
【００１４】
【実施例】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。基板１は厚さ５ｍｍのＳ
ｉＣであり、表面粗さｒｍｓ（２乗平均根）値０．３ｎ
ｍに光学研磨されている。多層膜２は、マグネトロンス
パッタ装置を用い、厚さ２．５ｎｍのＭｏ薄膜と、厚さ
４．２ｎｍのＳｉ薄膜を、交互に各々５０層積層したも
ので、最上層はＳｉで終端した。この多層膜上に、メッ
キ基板５として、厚さ２．５ｎｍのＡｕを積層し、ＰＭ
ＭＡ（ポリメチルメタクリレート）からなる電子線レジ
スト３’を０．３μｍの厚さに塗布し、電子線露光及び
現像を行ってパターンを形成した（図１（ａ））。
製造方法を示す工程図である。基板１は厚さ５ｍｍのＳ
ｉＣであり、表面粗さｒｍｓ（２乗平均根）値０．３ｎ
ｍに光学研磨されている。多層膜２は、マグネトロンス
パッタ装置を用い、厚さ２．５ｎｍのＭｏ薄膜と、厚さ
４．２ｎｍのＳｉ薄膜を、交互に各々５０層積層したも
ので、最上層はＳｉで終端した。この多層膜上に、メッ
キ基板５として、厚さ２．５ｎｍのＡｕを積層し、ＰＭ
ＭＡ（ポリメチルメタクリレート）からなる電子線レジ
スト３’を０．３μｍの厚さに塗布し、電子線露光及び
現像を行ってパターンを形成した（図１（ａ））。
【００１５】次いで、メッキ液としてアルカリ性電解メ
ッキ液を用い、１ｍＡ／ｃｍ2の通電を行い、メッキ基
板上にＸ線吸収体６としてＡｕを０．１μｍの厚さにな
るように析出させた（図１（ｂ））。この時レジストの
パターンにはＡｕの付着はなく、レジストをアセトン等
の有機溶剤により除去することにより、図１（ｃ）に示
す構造の反射型マスクが得られた。レジストを除去した
反射面は、波長１４ｎｍ、入射角５°のＸ線に対し、反
射率５０％を示した。
ッキ液を用い、１ｍＡ／ｃｍ2の通電を行い、メッキ基
板上にＸ線吸収体６としてＡｕを０．１μｍの厚さにな
るように析出させた（図１（ｂ））。この時レジストの
パターンにはＡｕの付着はなく、レジストをアセトン等
の有機溶剤により除去することにより、図１（ｃ）に示
す構造の反射型マスクが得られた。レジストを除去した
反射面は、波長１４ｎｍ、入射角５°のＸ線に対し、反
射率５０％を示した。
【００１６】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものではない。基板としては、Ｓｉ、溶融石英等の
平滑加工しやすい材料を用いることができる。また、多
層膜の構成材料として、Ａｕ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｗ、
Ｒｅ、Ｎｉ、Ｃｒ等の重元素とＢｅ、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂ
Ｎ、ＳｉＣ、Ｂ4Ｃ、等の軽元素を組み合わせても略同
様の効果が得られた。特に重元素としてＡｕ、Ｎｉ、Ｃ
ｒを用い、これらの層を最上層とすれば、各々同一材料
のメッキ基板として用いることができるため、新たにメ
ッキ基板を積層する必要がなかった。また、それぞれの
層を２０層から６０層としても反射型マスクを製造する
ことができた。ただし、層数が少ないときは反射率が小
さくなる。多層膜の形成法としては、イオンビームスパ
ッタ法、電子ビーム蒸着法、ＣＶＤ法等を使用してもよ
い。
れるものではない。基板としては、Ｓｉ、溶融石英等の
平滑加工しやすい材料を用いることができる。また、多
層膜の構成材料として、Ａｕ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｗ、
Ｒｅ、Ｎｉ、Ｃｒ等の重元素とＢｅ、Ｂ、Ｃ、Ｓｉ、Ｂ
Ｎ、ＳｉＣ、Ｂ4Ｃ、等の軽元素を組み合わせても略同
様の効果が得られた。特に重元素としてＡｕ、Ｎｉ、Ｃ
ｒを用い、これらの層を最上層とすれば、各々同一材料
のメッキ基板として用いることができるため、新たにメ
ッキ基板を積層する必要がなかった。また、それぞれの
層を２０層から６０層としても反射型マスクを製造する
ことができた。ただし、層数が少ないときは反射率が小
さくなる。多層膜の形成法としては、イオンビームスパ
ッタ法、電子ビーム蒸着法、ＣＶＤ法等を使用してもよ
い。
【００１７】また、メッキ基板を設けるときは、その厚
さは１ｎｍから２．５ｎｍの範囲とした。厚さが１ｎｍ
未満では均一な膜とするのが困難なためである。Ｘ線吸
収体としてＣｕ又はＰｂ用いるとき、これらのメッキの
ためには、メッキ基板としてＣｕ若しくはＡｕ又はこれ
らの合金とすることが好ましい。
さは１ｎｍから２．５ｎｍの範囲とした。厚さが１ｎｍ
未満では均一な膜とするのが困難なためである。Ｘ線吸
収体としてＣｕ又はＰｂ用いるとき、これらのメッキの
ためには、メッキ基板としてＣｕ若しくはＡｕ又はこれ
らの合金とすることが好ましい。
【００１８】Ｘ線吸収体は、無電解メッキでも得られ
た。さらに、Ａｕの他にＮｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｐｂ又はこ
れら（Ａｕも含む）の合金を用いても同様な結果が得ら
れた。Ｘ線吸収体の厚さは、加工しやすくするために
０．１μｍ以下とし、またＸ線吸収の効果を上げるため
に０．０５μｍ以上とした。なお、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も考えられ
る。また、本発明は、半導体集積回路製作用の反射型マ
スクの他に、反射面にパターンを有する多層膜光学素子
にも適用できる。この多層膜光学素子としては、例えば
反射型フレネルゾーンプレートがある。
た。さらに、Ａｕの他にＮｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｐｂ又はこ
れら（Ａｕも含む）の合金を用いても同様な結果が得ら
れた。Ｘ線吸収体の厚さは、加工しやすくするために
０．１μｍ以下とし、またＸ線吸収の効果を上げるため
に０．０５μｍ以上とした。なお、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も考えられ
る。また、本発明は、半導体集積回路製作用の反射型マ
スクの他に、反射面にパターンを有する多層膜光学素子
にも適用できる。この多層膜光学素子としては、例えば
反射型フレネルゾーンプレートがある。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、高い反射率を有する光
学素子、反射型マスク、回折格子、フレネルゾーンプレ
ートを作製することができた。例えば、このような反射
型マスクを用いれば、半導体素子製造のリソグラフィ工
程におけるスループットを向上することができた。
学素子、反射型マスク、回折格子、フレネルゾーンプレ
ートを作製することができた。例えば、このような反射
型マスクを用いれば、半導体素子製造のリソグラフィ工
程におけるスループットを向上することができた。
【図１】本発明の一実施例の反射型マスクの製造方法を
説明するための工程図である。
説明するための工程図である。
【図２】従来の反射型マスクの製造方法を説明するため
の工程図である。
の工程図である。
１…基板 ２…多層膜 ３…レジストパターン ３’…電子線レジスト ４、４’、６…Ｘ線吸収体 ５…メッキ基板
───────────────────────────────────────────────────── 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 武田 英次 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 (12)
- 【請求項１】基板上に、屈折率の異なる少なくとも２種
類の物質の薄膜を順次積層してＸ線を反射する多層膜を
形成する第１の工程と、該多層膜上に、Ｘ線吸収体の所
望のパターンをメッキ法を用いて形成する第２の工程と
を有することを特徴とする光学素子の製造方法。 - 【請求項２】上記第１の工程の後、第２の工程の前に、
上記多層膜上に、所望の材質のパターンを形成する工程
を有し、上記第２の工程は、該所望の材質のパターンを
マスクとして行うことを特徴とする請求項１記載の光学
素子の製造方法。 - 【請求項３】上記物質の少なくとも一種類は導電性物質
であり、上記多層膜の最上層は、該導電性物質の薄膜で
あることを特徴とする請求項１又は２記載の光学素子の
製造方法。 - 【請求項４】上記第１の工程の後、第２の工程の前に、
上記多層膜上に、導電性のメッキ基板を形成する工程及
びメッキ基板上に、所望の材質のパターンを形成する工
程を有し、上記第２の工程は、該所望の材質のパターン
をマスクとして行うことを特徴とする請求項１記載の光
学素子の製造方法。 - 【請求項５】上記メッキ法は、電解メッキであることを
特徴とする請求項１から４のいずれか一に記載の光学素
子の製造方法。 - 【請求項６】上記メッキ法は、無電解メッキであること
を特徴とする請求項１から４のいずれか一に記載の光学
素子の製造方法。 - 【請求項７】上記Ｘ線吸収体は、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃ
ｒ及びＰｂからなる群から選ばれた少なくとも一種の材
料であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一
に記載の光学素子の製造方法。 - 【請求項８】基板上に、屈折率の異なる少なくとも２種
類の物質の薄膜を順次積層してＸ線を反射する多層膜を
形成する第１の工程と、該多層膜上に、Ｘ線吸収体の所
望のパターンをメッキ法を用いて形成する第２の工程と
を有することを特徴とする反射型マスクの製造方法。 - 【請求項９】基板上に、屈折率の異なる少なくとも２種
類の物質の薄膜を順次積層してＸ線を反射する多層膜を
形成する第１の工程と、該多層膜上に、Ｘ線吸収体の所
望のパターンをメッキ法を用いて形成する第２の工程と
を有することを特徴とする回折格子の製造方法。 - 【請求項１０】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順次積層してＸ線を反射する多層膜
を形成する第１の工程と、該多層膜上に、Ｘ線吸収体の
所望のパターンをメッキ法を用いて形成する第２の工程
とを有することを特徴とするフレネルゾーンプレートの
製造方法。 - 【請求項１１】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順次積層された、Ｘ線を反射する多
層膜が配置され、該多層膜上に、導電性のメッキ基板
と、所望のパターンのＸ線吸収体が積層されていること
を特徴とする光学素子。 - 【請求項１２】上記Ｘ線吸収体は、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｕ、
Ｃｒ及びＰｂからなる群から選ばれた少なくとも一種の
材料であることを特徴とする請求項１１記載の光学素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19631193A JP3192533B2 (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 光学素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19631193A JP3192533B2 (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 光学素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0750251A true JPH0750251A (ja) | 1995-02-21 |
| JP3192533B2 JP3192533B2 (ja) | 2001-07-30 |
Family
ID=16355703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19631193A Expired - Fee Related JP3192533B2 (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 光学素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3192533B2 (ja) |
-
1993
- 1993-08-06 JP JP19631193A patent/JP3192533B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3192533B2 (ja) | 2001-07-30 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |