JPS63201656A - 多層膜反射型マスク - Google Patents
多層膜反射型マスクInfo
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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〕
本発明は、リソグラフィーに用いられる軟Ｘ線・真空紫
外線露光用の多層膜反射型マスク用に関するものである
。
外線露光用の多層膜反射型マスク用に関するものである
。
（従来の技術）
従来、Ｘ線露光用反射型マスクのＸ線反射部としては単
結晶板が用いられていた（特願昭５２−５４１２６）。
結晶板が用いられていた（特願昭５２−５４１２６）。
しかしこのｘａｉ光用反射型マスクは、単結晶のＢｒａ
ｇｇ回折を利用するため、Ｘ線入射を斜入射としなくて
はならなかった。その結果マスク面積が非常に大きくな
り、また大きいゆえに平面性よく均一に作製するのが困
難である等の問題が生じていた。
ｇｇ回折を利用するため、Ｘ線入射を斜入射としなくて
はならなかった。その結果マスク面積が非常に大きくな
り、また大きいゆえに平面性よく均一に作製するのが困
難である等の問題が生じていた。
本発明は、上述従来例の問題点に鑑み、軟Ｘ線・真空紫
外線に対し正入射で用いることができ、従来よりも小型
の軟Ｘ線・真空紫外線用多層膜反射型マスクを提供する
ことを目的とする。また吸収体を低熱膨張率及び高熱伝
導性とすることによって低歪の多層膜反射型マスクを提
供することを目的とする。
外線に対し正入射で用いることができ、従来よりも小型
の軟Ｘ線・真空紫外線用多層膜反射型マスクを提供する
ことを目的とする。また吸収体を低熱膨張率及び高熱伝
導性とすることによって低歪の多層膜反射型マスクを提
供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段〕
本発明の上記目的は、軟Ｘ線・真空紫外線を反射する反
射鏡の上に軟Ｘ線・真空紫外線を吸収するパターンニン
グされた吸収体を配置した積層体であって、該反射鏡が
光学定数の異なる２種類の層を交互に積層した多層積層
板である軟Ｘ線・真空紫外線露光用多層膜反射型マスク
によって達成される。
射鏡の上に軟Ｘ線・真空紫外線を吸収するパターンニン
グされた吸収体を配置した積層体であって、該反射鏡が
光学定数の異なる２種類の層を交互に積層した多層積層
板である軟Ｘ線・真空紫外線露光用多層膜反射型マスク
によって達成される。
第１図は本発明の軟Ｘ線・真空紫外線露光用多層膜反射
型マスクの一例の模式断面図である。この多層膜反射型
マスクは、図中に示すように平面の基板１上に第１の物
質の層２，４・・・及び第２の物質の層３．５・−が交
互に積層されて反射鏡部分が形成され、その最上層の上
に所望の形状にバターニングされている軟Ｘ線・真空紫
外線用の吸収体４が配されている。
型マスクの一例の模式断面図である。この多層膜反射型
マスクは、図中に示すように平面の基板１上に第１の物
質の層２，４・・・及び第２の物質の層３．５・−が交
互に積層されて反射鏡部分が形成され、その最上層の上
に所望の形状にバターニングされている軟Ｘ線・真空紫
外線用の吸収体４が配されている。
各々の層の膜厚ｄ、、ｄ２−・・は１０Å以上であり、
交互に等しい膜厚であって（ｄ＋ ＝ｄ３＝・・・＋
ｄ２ ＝ ｄ４ ＝ ”−）も、全ての膜厚を変えても
差しつかえないが、それぞれの層中における軟Ｘ線・真
空紫外線の吸収による振幅の減少およびそれぞれの層の
界面における反射光の位相の重なりによる反射光の強め
合いの両者を考慮し、反射鏡全体として最も高い反射率
が得られるような厚さとすることか好ましい。各層の厚
さは１０人より小さい場合は界面における２つの物質の
拡散の効果により、反射鏡として高い反射率が得られず
好ましくない。層数を増加させればさせるほど反射率は
ト昇するが、その一方で製作上の困難さが発生してくる
。そのため積層数は２００層以内が好ましく用いられる
。
交互に等しい膜厚であって（ｄ＋ ＝ｄ３＝・・・＋
ｄ２ ＝ ｄ４ ＝ ”−）も、全ての膜厚を変えても
差しつかえないが、それぞれの層中における軟Ｘ線・真
空紫外線の吸収による振幅の減少およびそれぞれの層の
界面における反射光の位相の重なりによる反射光の強め
合いの両者を考慮し、反射鏡全体として最も高い反射率
が得られるような厚さとすることか好ましい。各層の厚
さは１０人より小さい場合は界面における２つの物質の
拡散の効果により、反射鏡として高い反射率が得られず
好ましくない。層数を増加させればさせるほど反射率は
ト昇するが、その一方で製作上の困難さが発生してくる
。そのため積層数は２００層以内が好ましく用いられる
。
吸収体は、軟Ｘ線・真空紫外線を吸収し、高熱伝導性、
低熱膨張性ならばどのようなものでもよいが、具体的に
は線膨張率が５ｘｌＯ’／ｄｅｇ以下であり、熱伝導率
がＯ，ＩＪ／ ｃ＋ａ −ｓ−ｄｅｇ以上であるものが
よい。それより大きな線膨張率、熱伝導率である場合は
、吸収体と多層構造の反射鏡とがずれたり剥離したりす
る問題が発生しやすい。このような吸収体をなす物質と
しては、例えば、金、タンタル、タングステンなどの金
属、ケイ素などの半導体、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒
化タンタルなどの絶縁体が好ましく用いられる。
低熱膨張性ならばどのようなものでもよいが、具体的に
は線膨張率が５ｘｌＯ’／ｄｅｇ以下であり、熱伝導率
がＯ，ＩＪ／ ｃ＋ａ −ｓ−ｄｅｇ以上であるものが
よい。それより大きな線膨張率、熱伝導率である場合は
、吸収体と多層構造の反射鏡とがずれたり剥離したりす
る問題が発生しやすい。このような吸収体をなす物質と
しては、例えば、金、タンタル、タングステンなどの金
属、ケイ素などの半導体、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒
化タンタルなどの絶縁体が好ましく用いられる。
以下に本発明の実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明
する。
する。
実施例１
第２図（ａ）に示す様に、基板１として面粗さがｒｍｓ
値で１０Å以下になるように研磨されたケイ素単結晶板
を用い、第１の層２．４・・・をなす物質としてルテニ
ウム（Ｒｕ）、第２の層３．５・・・をなす物質として
炭化ケイ素（ＳｉＣ）を用い、Ｉ Ｘ １０’ Ｐａ以
下の超高真空に到達後、アルゴン圧力を５ＸＩＯ’Ｐａ
に保ち、スパッタ蒸着法により膜厚をそれぞれ２９．８
人、３３．９人として４１層（Ｒｕ層２１層、 ＳｉＣ
：２０層）ｈ４層し、更にその上に保護＠Ｂとして炭素
（Ｃ）をＩＯ人積層し多層積層板を得た。この場合。
値で１０Å以下になるように研磨されたケイ素単結晶板
を用い、第１の層２．４・・・をなす物質としてルテニ
ウム（Ｒｕ）、第２の層３．５・・・をなす物質として
炭化ケイ素（ＳｉＣ）を用い、Ｉ Ｘ １０’ Ｐａ以
下の超高真空に到達後、アルゴン圧力を５ＸＩＯ’Ｐａ
に保ち、スパッタ蒸着法により膜厚をそれぞれ２９．８
人、３３．９人として４１層（Ｒｕ層２１層、 ＳｉＣ
：２０層）ｈ４層し、更にその上に保護＠Ｂとして炭素
（Ｃ）をＩＯ人積層し多層積層板を得た。この場合。
第１の層が屈折率の実数部分が小であり第２の層が屈折
率の実数部分が大である。
率の実数部分が大である。
次に第２図（ｂ）に示すように、この多層積層板上にレ
ジストとしてのＰＭＭＡの層を０．５騨厚に形成し、Ｅ
Ｂ描画により１．７５−ライン＆スペースのバターニン
グを行い、このＰＭＭＡよりなるパターン状レジストＣ
上に軟Ｘ線吸収体である金（線膨張率１．４２ｘ １０
’ ／ ｄｅｇ 、熱伝導率３．Ｉ６Ｊ ／ ｃｍ＊ｓ
ｅｄｅｇ）をＥＢ蒸着により ０．１μ厚形成した。次
にＰＭＭＡをハクリし、多層ｌ膜上に金パターンＡを得
たく第２図（Ｃ））。
ジストとしてのＰＭＭＡの層を０．５騨厚に形成し、Ｅ
Ｂ描画により１．７５−ライン＆スペースのバターニン
グを行い、このＰＭＭＡよりなるパターン状レジストＣ
上に軟Ｘ線吸収体である金（線膨張率１．４２ｘ １０
’ ／ ｄｅｇ 、熱伝導率３．Ｉ６Ｊ ／ ｃｍ＊ｓ
ｅｄｅｇ）をＥＢ蒸着により ０．１μ厚形成した。次
にＰＭＭＡをハクリし、多層ｌ膜上に金パターンＡを得
たく第２図（Ｃ））。
次に作成した多層膜反射型マスクを用いて軟Ｘ線露光を
行った。
行った。
第３図は投影光学系の光路図で、図中の軟Ｘ線反射ミラ
ーＭ、、Ｍ２．Ｍ３はそれぞれ凹面鏡、凸面鏡、凹面鏡
であり、Ｗは露光基板を示している。Ｍ・は上記多層膜
反射型マスクである。図中にその位置を示す。発散Ｘ線
源から発生しマスクＭ０に対して １．７°の角度（正
入射）で入射した軟Ｘ線はマスクＭ０の反射部を介して
投影光学系に入り、凹面鏡Ｍｌ、凸面鏡Ｍ２．凹面鏡Ｍ
３の順に反射し、マスクＭ０の像を露光基板Ｗ上に結像
する。本投影光学系の仕様は投影倍率１１５、作動Ｆナ
ンバーが１３、像面サイズが２８Ｘ １４ｍｍ２．像高
が２０〜３７１ｍ１１１、解像力が０．３５μである。
ーＭ、、Ｍ２．Ｍ３はそれぞれ凹面鏡、凸面鏡、凹面鏡
であり、Ｗは露光基板を示している。Ｍ・は上記多層膜
反射型マスクである。図中にその位置を示す。発散Ｘ線
源から発生しマスクＭ０に対して １．７°の角度（正
入射）で入射した軟Ｘ線はマスクＭ０の反射部を介して
投影光学系に入り、凹面鏡Ｍｌ、凸面鏡Ｍ２．凹面鏡Ｍ
３の順に反射し、マスクＭ０の像を露光基板Ｗ上に結像
する。本投影光学系の仕様は投影倍率１１５、作動Ｆナ
ンバーが１３、像面サイズが２８Ｘ １４ｍｍ２．像高
が２０〜３７１ｍ１１１、解像力が０．３５μである。
光源には１２４人の軟Ｘ線を用い、露光基板ＷにはＰＭ
ＭＡ ＋ｕを塗布した。軟Ｘ線を発生させ、投影露光系
により、露光基板Ｗ上のＰＭＭＡレジストを露光し現像
を行ったところ、０．３５μライン＆スペースが解像し
た。
ＭＡ ＋ｕを塗布した。軟Ｘ線を発生させ、投影露光系
により、露光基板Ｗ上のＰＭＭＡレジストを露光し現像
を行ったところ、０．３５μライン＆スペースが解像し
た。
実施例２
実施例１と同様に研摩されたケイ素単結晶板１上に、第
１の層２，４・・・をなす物質として窒化タンタル（Ｔ
ａＮ） 、第２の層３，５・・・をなす物質としてケイ
素（Ｓｉ）を用い、Ｉ Ｘ １０” Ｐａ以下の超高真
空に到達後、アルゴン圧力を５×１０′ＩＰａに保ち、
スパッタ蒸着法により膜厚をそれぞれ２０．３人、４０
．６人として、４１層（ＴａＮ：２１層、Ｓｉ ： ２
０層）Ｈ４層し、更にその上に保護膜Ｂとして炭素（Ｃ
）をＩＯ人積層した。この場合、第１の層が屈折率の実
数部分が小であり第２の層が屈折率の実数部分が大であ
る。
１の層２，４・・・をなす物質として窒化タンタル（Ｔ
ａＮ） 、第２の層３，５・・・をなす物質としてケイ
素（Ｓｉ）を用い、Ｉ Ｘ １０” Ｐａ以下の超高真
空に到達後、アルゴン圧力を５×１０′ＩＰａに保ち、
スパッタ蒸着法により膜厚をそれぞれ２０．３人、４０
．６人として、４１層（ＴａＮ：２１層、Ｓｉ ： ２
０層）Ｈ４層し、更にその上に保護膜Ｂとして炭素（Ｃ
）をＩＯ人積層した。この場合、第１の層が屈折率の実
数部分が小であり第２の層が屈折率の実数部分が大であ
る。
次に得られた多層積層板上にＰＭＭＡ Ｑ、５ｕを形成
しＥＢ描画によりパターニングを行った。このＰＭＭＡ
パターン上に軟Ｘ線吸収体であるタンタル（Ｔａ） （
線膨張室６．３ ｘ １０’ ／ ｄｅｇ 、熱伝導率
０．５７５Ｊ／ ｃｎ＋ｓｓ＊ｄｅｇ）をＥＢ蒸着によ
り ０．１．厚形酸した後、ＰＭＭＡをハクリし、多層
股上にタンタルパターンＡを得た。
しＥＢ描画によりパターニングを行った。このＰＭＭＡ
パターン上に軟Ｘ線吸収体であるタンタル（Ｔａ） （
線膨張室６．３ ｘ １０’ ／ ｄｅｇ 、熱伝導率
０．５７５Ｊ／ ｃｎ＋ｓｓ＊ｄｅｇ）をＥＢ蒸着によ
り ０．１．厚形酸した後、ＰＭＭＡをハクリし、多層
股上にタンタルパターンＡを得た。
ここで作製したマスクを用いて、実施例！で示した縮小
光学系により露出基板Ｗ上のＰＭＭＡを露光した。その
結果、０．３５μラインアンドスペースが解像した。
光学系により露出基板Ｗ上のＰＭＭＡを露光した。その
結果、０．３５μラインアンドスペースが解像した。
実施例３
実施例１と同様に研摩されたケイ素単結晶板上に、第１
の層２．４・・・をなす物質としてパラジウム（Ｐｄ）
、第２の層３．５・−をなす物質としてケイ素（Ｓｉ）
を用い、１×ＩＯ“６Ｐａ以下の超高真空中においてＥ
Ｂ蒸着法により、ｎｑ厚をそれぞれ２１．１人、４０．
３人として、４１層（Ｐｄ：２１層、Ｓｉ ： ２０層
）Ｊａ層し、更にその上に保護膜として炭素（Ｃ）をｌ
Ｏ人積層した。この場合、第１の層が屈折率の実数部分
が小であり第２の層が屈折率の実数部分が大である。
の層２．４・・・をなす物質としてパラジウム（Ｐｄ）
、第２の層３．５・−をなす物質としてケイ素（Ｓｉ）
を用い、１×ＩＯ“６Ｐａ以下の超高真空中においてＥ
Ｂ蒸着法により、ｎｑ厚をそれぞれ２１．１人、４０．
３人として、４１層（Ｐｄ：２１層、Ｓｉ ： ２０層
）Ｊａ層し、更にその上に保護膜として炭素（Ｃ）をｌ
Ｏ人積層した。この場合、第１の層が屈折率の実数部分
が小であり第２の層が屈折率の実数部分が大である。
次に得られた多層積層板上にＰＭＭＡ０．５．を形成し
ＥＢ描画によりバターニングを行った。このＰＭＭ＾パ
ターン上に軟Ｘ線吸収体であるケイ素（Ｓｉ）（線膨張
率２．６Ｘ］０°６／ｄｅｇ、熱伝導率１．４９Ｊ ７
ｃｍ、ｓ−ｄｅｇ）をＥＢ蒸着により ０．１−厚形酸
した後、ＰＭＭＡをハクリし、多層股上にケイ素パター
ンＡを得た。
ＥＢ描画によりバターニングを行った。このＰＭＭ＾パ
ターン上に軟Ｘ線吸収体であるケイ素（Ｓｉ）（線膨張
率２．６Ｘ］０°６／ｄｅｇ、熱伝導率１．４９Ｊ ７
ｃｍ、ｓ−ｄｅｇ）をＥＢ蒸着により ０．１−厚形酸
した後、ＰＭＭＡをハクリし、多層股上にケイ素パター
ンＡを得た。
ここで作製したマスクを用いて、実施例１で示した縮小
光学系により露光基板Ｗ上のＰＭＭＡを露光した。その
結果、０．３５．ラインアンドスペースが解像した。
光学系により露光基板Ｗ上のＰＭＭＡを露光した。その
結果、０．３５．ラインアンドスペースが解像した。
尚本発明の実施例においては、第３図に示した構成の１
７５倍縮小光学系（０，３５μ解像）を仮定したが、も
ちろん他の仕様や構成の露光用光学系を使用してもよい
。
７５倍縮小光学系（０，３５μ解像）を仮定したが、も
ちろん他の仕様や構成の露光用光学系を使用してもよい
。
また実施例においては、多層膜の形成においてＥＢ蒸着
法及びスパッタリング法を用いたが、これに限定される
ものではなく、その他抵抗加熱、ＣＶＤ、反応性スパッ
タリング等のさまざまな薄膜を形成する方法を用いるこ
とができる。また基板としてＳｉ単結晶板を用いたが、
それに限らずガラス、溶融石英、炭化ケイ素等の基板で
あってその表面が使用波長に比べて十分になめらかにな
るように研摩されたものであればよい。
法及びスパッタリング法を用いたが、これに限定される
ものではなく、その他抵抗加熱、ＣＶＤ、反応性スパッ
タリング等のさまざまな薄膜を形成する方法を用いるこ
とができる。また基板としてＳｉ単結晶板を用いたが、
それに限らずガラス、溶融石英、炭化ケイ素等の基板で
あってその表面が使用波長に比べて十分になめらかにな
るように研摩されたものであればよい。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明の軟Ｘ線・真空紫外線露光
用多層膜反射型マスクは、軟Ｘ線・真空紫外線反射部に
、光学定数の異なる２つの物質を交互に積層した多層積
層板である多層膜反射鏡を用いるために軟Ｘ線、真空紫
外線の正入射が可能となり、露光装置を大幅に小型化で
きる。
用多層膜反射型マスクは、軟Ｘ線・真空紫外線反射部に
、光学定数の異なる２つの物質を交互に積層した多層積
層板である多層膜反射鏡を用いるために軟Ｘ線、真空紫
外線の正入射が可能となり、露光装置を大幅に小型化で
きる。
第１図は本発明の軟Ｘ線・真空紫外ｌｉＩ’Ｂ光用多層
膜反射型マスクの基本断面図である。第２図は本発明の
多層膜反射型マスクの作製工程図である。第３図は本発
明の多層膜反射型マスクを用いた投影光学系の光路図で
ある。 １・・・・・・・・・Ｓｉ、ｌ板 ２．４−・・第１の物質の層 ３．５−・・第２の物質の層 Ａ−・・・・・・・・軟Ｘ線・真空紫外線吸収体（金、
タンタル、ケイ素） Ｂ −−−−−−−−−保護膜 Ｃ・・・・・・・・・レジスト（ＰＭＭＡ）Ｍ、−−−
−−−軟Ｘ線・真空紫外線露光用多層膜反射型マスク Ｍ、−−−−−凹型Ｘ線ミラー Ｍ２・・・・・・凸型Ｘ線ミラー Ｍ ３・−−−−−凹型Ｘ線ミラー Ｗ −−−−−−−−・露光基板 ｄ１〜ｄ ４−・・各層の厚さ
膜反射型マスクの基本断面図である。第２図は本発明の
多層膜反射型マスクの作製工程図である。第３図は本発
明の多層膜反射型マスクを用いた投影光学系の光路図で
ある。 １・・・・・・・・・Ｓｉ、ｌ板 ２．４−・・第１の物質の層 ３．５−・・第２の物質の層 Ａ−・・・・・・・・軟Ｘ線・真空紫外線吸収体（金、
タンタル、ケイ素） Ｂ −−−−−−−−−保護膜 Ｃ・・・・・・・・・レジスト（ＰＭＭＡ）Ｍ、−−−
−−−軟Ｘ線・真空紫外線露光用多層膜反射型マスク Ｍ、−−−−−凹型Ｘ線ミラー Ｍ２・・・・・・凸型Ｘ線ミラー Ｍ ３・−−−−−凹型Ｘ線ミラー Ｗ −−−−−−−−・露光基板 ｄ１〜ｄ ４−・・各層の厚さ
Claims (3)
- （１）、軟Ｘ線・真空紫外線を反射する反射鏡の上に軟
Ｘ線・真空紫外線を吸収するパターンニングされた吸収
体を配置した積層体であって、該反射鏡が光学定数の異
なる２種類の層を交互に積層した多層積層板であること
を特徴とする軟Ｘ線・真空紫外線露光用多層膜反射型マ
スク。 - （２）、前記パターン状吸収体の線膨張率が５×１０＾
−＾５／ｄｅｇ以下である特許請求の範囲第１項記載の
軟Ｘ線・真空紫外線露光用多層膜反射型マスク。 - （３）、前記パターン状吸収体の熱伝導率が０．１Ｊ／
ｃｍ・ｓ・ｄｅｇ以上である特許請求の範囲第１項記載
の軟Ｘ線・真空紫外線露光用多層膜反射型マスク。
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-
1987
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