JP2003322710A - 光吸収膜、光吸収膜形成方法、露光装置、デバイス製造方法及びデバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光の吸収能力を向上させて光の反射を確実に
防止すると共に、様々な環境下で使用することができる
光吸収膜を提供する。 【解決手段】 炭素からなり光を吸収する光吸収膜であ
って、膜厚０．１μｍあたりの透過濃度が０．２以上で
ある光吸収膜を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般には、光吸収
膜に係り、特に、光の反射を防止又は低減せしめるため
の光吸収膜に関する。本発明は、例えば、真空紫外域か
ら遠赤外域までの波長範囲において用いられる各種光学
素子、レンズ、窓材、プリズム等の反射を防止又は低減
する光吸収膜に好適である。

【０００２】

【従来の技術】フォトリソグラフィ技術を用いてデバイ
スを製造する際に、マスク又はレチクル（本出願ではこ
れらの用語を交換可能に使用する）に描画された回路パ
ターンを投影光学系によってウェハ等に投影して回路パ
ターンを転写する投影露光装置が従来から使用されてい
る。

【０００３】近年のデバイスの高集積化に対応して、転
写されるパターンの微細化、即ち、高解像度化が益々要
求されている。投影露光装置で転写できる最小の寸法
（解像度）は、露光に用いる光の波長に比例し、投影光
学系の開口数（ＮＡ）に反比例する。従って、高解像力
を得るためには波長を短くすることが有効であることが
理解される。このため、近年の光源は、従来の超高圧水
銀ランプからより波長の短いＫｒＦエキシマレーザー
（波長約２４８ｎｍ）やＡｒＦエキシマレーザー（波長
約１９３ｎｍ）やＦ_２エキシマレーザー（波長約１５７
ｎｍ）に移行しつつある。しかし、光の吸収、散乱及び
干渉は短波長光ほど顕著であり、光源からの光の短波長
化に伴って、レンズやミラーなどの光学素子の表面での
光の反射はますます無視できなくなっている。

【０００４】一般的に、光学基板を光学系に用いる場
合、反射率を減少させ、光学素子の透過率を増加させる
ためや、光学系の表面反射に起因するフレア及びゴース
トを取り除くために光学素子上に光の反射を抑える薄膜
を皮膜することが従来から広く行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、宇宙空間など
の真空中や減圧雰囲気下においては光学素子が曇るとい
う現象が生じることが知られており、これは反射防止の
ために用いた黒色塗料の成分の一部が揮発し、光学素子
の表面に付着することが原因の一つとして考えられてい
る。また、短波長光を照射すると光学素子上に皮膜した
薄膜の化合物が分解され光学素子を曇らせる。この光学
素子の曇りは、光学性能、即ち、透過率の低下を招く。

【０００６】そこで、本発明は、光の吸収能力を向上さ
せて光の反射を確実に防止すると共に、様々な環境下で
使用することができる光吸収膜を提供することを例示的
目的とする。

【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、本発明の一側面としての光吸収膜は、光を吸収する
光吸収膜において、炭素より成り、膜厚０．１μｍあた
りの透過濃度が０．２以上であることを特徴とする。

【０００８】本発明の別の側面としての光吸収膜は、光
を吸収する光吸収膜であって、炭素をターゲットとして
１乃至６Ｐａの不活性ガスを主体とする雰囲気中でスパ
ッタ蒸着法を用いて形成され、膜厚０．１μｍあたりの
透過濃度が０．２以上であることを特徴とする。かかる
光吸収膜によれば、スパッタ蒸着法により膜を形成する
ことで他の成膜方法よりも基板への付着力が強く、緻密
な膜を形成することができる。

【０００９】上述の光吸収膜において、前記光吸収膜の
表面上に、不純物の吸着能力を低減させる膜が付加され
ている。これにより、炭素膜の欠点である気体分子を吸
着しやすく、吸着した分子によって光の吸収が妨げられ
てしまうことを防止することができる。前記不純物の吸
着能力を低減させる膜は、弗化金属、フッ素樹脂、Ｓｉ
Ｃ、ＳｉＣＮ、酸化金属のいずれかである。これによ
り、炭素膜の不純物の吸着機能の制限を行い、光吸収能
力の向上を図っている。また、不純物の吸着能力を低減
させる膜（例えば、ＳｉＣ）の電気的特性、導電性、非
帯電性及び化学的安定性の機能を活用することができ
る。前記光吸収膜は、純度９５パーセント以上の炭素か
らなる。光吸収能力の高い炭素を９５パーセント以上含
んでいることで、光を吸収して確実に反射及び散乱を防
ぐことができる。前記光吸収膜は、遠紫外線領域又は真
空紫外線領域の光に使用される。前記光吸収膜は、真
空、減圧、脱酸素、不活性ガス又は窒素の雰囲気中で使
用される。これにより、様々な環境下で使用することが
できる。

【００１０】本発明の更に別の側面としての光学部材
は、上述の光吸収膜が付与されている。前記光学部材
は、レンズ、回折格子、プリズム、絞り、ペリクル、減
光版、ミラー、鏡筒、チャンバー、保持部材、シャッタ
の一つである。これにより、光学部材の有効領域外に光
吸収膜を付与することで、不必要な光の反射を防止する
ことができ、光学部材の光学性能を高めることができ
る。前記光学部材は、遠紫外線領域又は真空紫外線領域
の光に使用される。真空、減圧、脱酸素、不活性ガス又
は窒素の雰囲気で使用される。これにより、真空や紫外
線領域の光源を用いる使用環境においても光吸収膜が分
解や揮発等することなく、光学部材の光学性能を維持す
ることができる。

【００１１】本発明の更に別の側面としての光学装置
は、上述の光学部材を有する。かかる光学装置によれ
ば、様々な使用環境においても光学部材に付与された光
吸収膜が分解や揮発等を引き起こさず光を吸収するの
で、光学装置の性能が光の反射及び散乱当等で悪影響を
受けることを防止する。前記光学装置は、露光装置、分
光器、分光光度計、光計測装置の一つである。

【００１２】本発明の更に別の側面としてのデバイス製
造方法は、上述の光学部材を有する露光装置を用いて前
記被処理体を投影露光するステップと、前記投影露光さ
れた前記被処理体に所定のプロセスを行なうステップと
を有する。上述の光学装置の作用と同様の作用を奏する
デバイス製造方法の請求項は、中間及び最終結果物であ
るデバイス自体にもその効力が及ぶ。また、かかるデバ
イスは、ＬＳＩやＶＳＬＩなどの半導体チップ、ＣＣ
Ｄ、ＬＣＤ、磁気センサー、薄膜磁気ヘッドなどを含
む。

【００１３】本発明の更に別の側面としての光吸収膜形
成方法は、スパッタ蒸着法を用いて光を吸収する光吸収
膜形成方法において、１乃至６Ｐａの不活性ガスを主体
とする雰囲気を維持するステップと、炭素をターゲット
としてイオンを照射するステップとを有することを特徴
とする。また、さらに、不純物の吸着能力を低減させる
吸着能低減膜を付加するステップを更に有してもよい。
かかる光吸収膜形成方法は、上述の光吸収膜の作用と同
様の作用を奏する。

【００１４】本発明の更なる目的又はその他の特徴は、
以下の添付図面を参照して説明される好ましい実施例に
よって明らかにされるであろう。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明者は、光の吸収能力を向上
させて光の反射を確実に防止すると共に、様々な環境下
（真空環境や遠紫外線線又は真空紫外線使用環境など）
で使用することができる光吸収膜を提供するにあたり、
基本に戻って光の反射、吸収、散乱、迷光の現象の把握
と対応策を鋭意検討し実験により確認を続けた結果、ほ
ぼ純粋な炭素（カーボン）膜が最適であることを発見し
た。また、かかる膜体は、炭素特有の導電性は維持され
るため帯電防止効果が期待され、塵、気体粒子、イオン
化物質等による影響を防止することができる。

【００１６】なお、一般に、純粋な炭素として存在する
ものは、ダイヤモンドとグラファイトカーボンである
が、ダイヤモンドは光の吸収機能を有していない。一
方、グラファイトカーボンは光の吸収機能は大きいが、
皮膜性が低いため剥がれやすく基板と接着させるための
バインダー等が必要である。従って、真空中や短波長光
を用いる際には、バインダーが揮発及び／又は分解を起
こして光学素子を曇らせたり、真空環境を劣化させたり
する。また、皮膜の表面積が大きくなると雰囲気中の気
体分子などの不純物を吸着しやすくなり、吸着した不純
物が光の吸収を妨げて反射や分散を十分に防ぐことがで
きない。

【００１７】以下、添付図面を参照して、本発明の例示
的な一側面である光吸収膜について説明する。図１は、
本発明の一側面である光吸収膜形成方法１０００を示す
フローチャートである。

【００１８】本発明の光吸収膜形成方法１０００は、ス
パッタ蒸着法を採用し、典型的に、１乃至６Ｐａの不活
性ガスを主体とする雰囲気を維持するステップ（ステッ
プ１００６）と、ほぼ純粋な炭素をターゲットとしてイ
オンを照射するステップ（ステップ１００８）と、不純
物の吸着能力を低減させる吸着能低減膜を付加するステ
ップ（ステップ１０１２）を有することを特徴とする。
かかる形成方法によれば、光の吸収能力を向上させて光
の反射を確実に防止すると共に、様々な環境下で使用す
ることができる光吸収膜を提供することができる。

【００１９】本発明においては、光の吸収機能が高いこ
とから炭素を原料として用いるが、炭素は皮膜性が低く
基板から剥がれやすいという欠点がある。そこで、成膜
速度は遅いが、付着性に優れ純度の高い膜を形成するこ
とができるスパッタ蒸着法を採用した。ここで、スパッ
タ蒸着法とは、不活性ガス雰囲気中において、基板とタ
ーゲットの間に数１００Ｖの電圧を加え、低圧気体放電
（グロー放電）を起こし、イオン化した不活性ガスをタ
ーゲットに向かって加速させ衝突させて、飛散したター
ゲットの金属や化合物を基板の表面に蒸着させるという
方法である。

【００２０】まず、スパッタ蒸着装置のチャンバーにタ
ーゲットとなる炭素の焼結板と基板を設置する（ステッ
プ１００２）。炭素は、純度９５パーセント、より好ま
しくは９９パーセント以上のものを用いる。そして、チ
ャンバーの真空度を２．７×１０^−４乃至５．３×１０
^−４Ｐａ程度まで引き、その後、不活性ガスとしてＡｒ
ガスをチャンバー内に導入する（ステップ１００４）。
ここで、チャンバー内のＡｒガスの雰囲気を１乃至６Ｐ
ａに維持する（ステップ１００６）。次に、ターゲット
の炭素と基板の間に電圧を加えてＡｒガスをイオン化
し、炭素に照射する（ステップ１００８）。そして、叩
き出された炭素が基板に付着して膜を形成する（ステッ
プ１０１０）。更に、形成した炭素膜の不純物などを吸
着する吸着能力を低減させるために吸着能低減膜を積層
付加する（ステップ１０１２）。これは、吸着能低減膜
の導電性、非帯電性、科学的安定性を利用して炭素膜が
気体分子等を吸着することによる光の吸収機能の低下を
防止するためである。

【００２１】なお、Ａｒガスの雰囲気を決定するにあた
り、本発明者は、Ａｒガスの雰囲気を０．５乃至２０Ｐ
ａまで変化させて炭素膜を形成して鋭意検討した。検討
を続けていくうちに密度及び透過濃度が高く、膜の内部
応力が低いという特異点が１乃至６ＰａのＡｒガスの雰
囲気に存在することを発見した。透過濃度（Ｄ（Ｔ））
は、透過率（Ｔ）から以下に示す式から計算され、大き
いほど光を吸収していることを表わしている。

【００２２】

【数１】

【００２３】また、透過濃度は、一般には、写真材料測
定用の写真用濃度計で測定することができる。膜の内部
応力は、膜固有の応力であり大きいほど結晶化してお
り、基板から剥がれやすいということになる。

【００２４】かかる特異点より高及び低真空側の雰囲気
では透過濃度は低下し、膜の密度は真空度に比例して高
くなる。また、膜の内部応力は特異点の付近で低く、離
れるに従って高くなる。このことは、形成された炭素膜
の結晶状態が特異点を中心に高真空側ではダイヤモンド
ライクカーボンに近く、一方、低真空側ではグラファイ
トカーボンに近くなることを示唆している。そこで、本
発明者は、炭素を原料とした光吸収膜の形成には、１乃
至６ＰａのＡｒガスの雰囲気（即ち、特異点付近）が最
適であるとした。

【００２５】本発明者は、上述の光吸収膜形成方法１０
００を用いて炭素膜形成時の成膜条件を変えて数多くの
炭素膜を製造し、光学特性（透過濃度、光吸収率、光透
過率、膜強度）の測定を行なった。また、試料（炭素膜
及び吸着能低減膜）の作成にはスパッタ蒸着機ＵＬＶＡ
Ｃ１１０４を、透過濃度の測定にはナルミ自動平衡濃度
計を使用した。なお、基板は、透過濃度の測定にはガラ
スを、表面性及び膜の内部応力の測定にはシリコンウェ
ハーを用いた。

【００２６】

【実施例】

【実施例１】まず、スパッタ蒸着機にターゲットとなる
純度９５パーセント以上の炭素の焼結板と基板を設置
し、チャンバーの真空度を２．７×１０^−４乃至５．３
×１０ ^−４Ｐａ程度まで引いた。その後、Ａｒガスを流
量１０ｓｃｃｍでチャンバー内に導入してＡｒガスの雰
囲気を１乃至６Ｐａに維持し、ターゲットと基板の間に
電圧を加えて炭素膜を形成した。その際、入力パワーは
１００ＷとしてスパッタＲＦ方式で２時間成膜を行い、
厚さ約０．５μｍの炭素膜を得た。

【００２７】次に、形成した炭素膜の透過濃度及び膜の
内部応力の測定を行なった。測定された透過濃度及び膜
の内部応力の結果を図２に示す。同図は、横軸にＡｒガ
スの雰囲気、左側の縦軸に形成した炭素膜の透過濃度
を、右側の縦軸に形成した炭素膜の内部応力を採用し、
形成した炭素膜の透過濃度を■及び●マークで、内部応
力を△マークで示す。

【００２８】図２を参照するに、２乃至３ＰａのＡｒガ
スの雰囲気下に特異点Ｔがあることがわかる。かかる特
異点Ｔ付近で形成した炭素膜の透過濃度は３．５５であ
り、反射濃度もシリコンウェハー上で３．１３と良好な
値を示した。なお、反射濃度（Ｄ（Ｒ））は、反射率
（Ｒ）から以下に示す式から計算され、大きいほど光を
吸収していることを表わしている。

【００２９】

【数２】

【００３０】この反射濃度は一般に低濃度領域では透過
濃度の２倍の値を示すが、高濃度領域では表面の反射等
の影響から飽和する。

【００３１】また、同図に示すように、特異点Ｔよりも
高真空側での成膜では１Ｐａ付近で透過濃度が１以下と
なった。一方、低真空側での成膜においても８Ｐａより
低いと透過濃度が１以下となってしまう。形成した炭素
膜の内部応力は、図２に示すように、特異点Ｔ付近で低
い値を示した。これは、上述したように、特異点がダイ
ヤモンドカーボンとグラファイトカーボンとの変極点で
あるからと考えられる。

【００３２】以上の結果から、透過濃度及び反射濃度が
３という光の反射を防止する光吸収膜として十分な特性
を有する炭素膜を形成することができた。また、形成し
た炭素膜の硬度及び密着性を調べるために鉛筆硬度法を
用いて測定したところ、シリコンウェハーでは９Ｈ、ガ
ラスでは５Ｈ程度という良好な値が得られた。

【００３３】更に、スパッタ蒸着機を用いて、炭化珪素
（ＳｉＣ）の焼結体をターゲットとし、得られた炭素膜
にＳｉＣ膜を積層付加した。この際、Ａｒガスの雰囲気
は炭素膜形成時と同様にして３０分間成膜を行い、膜厚
０．１μｍのＳｉＣ膜を積層付加した。ＳｉＣ膜を積層
付加された炭素膜の透過濃度を測定したところ、炭素膜
のみの時と比べて約０．２の透過濃度の上昇が見られ
た。この結果から、ＳｉＣ膜を炭素膜に積層付加したこ
とで光吸収膜の光の吸収機能が向上したことがわかる。
これは、ＳｉＣが炭素の吸着機能を低減させて不純物の
吸着により光の吸収が妨げられるのを防止したためと考
えられる。

【００３４】

【実施例２】陽極酸化法によりアルミニウム板の表面を
粗面化したアルマイト表面に、第１の実施例と同様の方
法で、本発明の炭素膜（以後、Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｃａ
ｒｂｏｎ＝ＭＣ膜という）を形成した。

【００３５】陽極酸化法によりアルミニウム板の表面を
粗面化したアルマイト表面に、第１の実施例と同様に、
スパッタ蒸着機を用いて１時間成膜を行い、膜厚約０．
２μｍのＭＣ膜を形成した。得られたＭＣ膜は、むらも
無く均一にアルマイト表面に形成されており、透過濃度
を測定したところ約１．２であった。

【００３６】また、得られたＭＣ膜の硬度を鉛筆硬度法
で測定したところ７Ｈ以上であり、十分に実用できる硬
さであることが分かった。従って、従来用いられている
ブラックアルマイトの代替が可能であると考えられる。
更に、第１の実施例と同様に得られたＭＣ膜にＳｉＣ膜
を積層付加した。この際、Ａｒガスの雰囲気を４Ｐａと
して入力パワー１００Ｗで３０分間成膜を行い、膜厚
０．１μｍのＳｉＣ膜を積層付加した。ＳｉＣ膜が積層
付加されたＭＣ膜の透過濃度を測定したところ、ＭＣ膜
のみの時と比べて約０．１の透過濃度の上昇が見られ
た。

【００３７】また、ターゲットを弗化ビニリデン樹脂
板、Ａｒガスの雰囲気を３Ｐａとして入力パワー１００
Ｗで２０分間成膜を行い、膜厚０．５μｍの弗素樹脂膜
を得られたＭＣ膜に積層付加した。弗素樹脂膜が積層付
加されたＭＣ膜の透過濃度を測定したところ、ＭＣ膜の
みの時と比べて約０．１２の透過濃度の上昇が見られ
た。

【００３８】また、ターゲットを石英（ＳｉＯ_２）、Ａ
ｒガスの雰囲気を２Ｐａとして入力パワー１００Ｗで６
０分間成膜を行い、膜厚約０．２μｍの金属酸化膜を得
られたＭＣ膜に積層付加した。金属酸化膜が積層付加さ
れたＭＣ膜の透過濃度を測定したところ、ＭＣ膜のみの
時と比べて約０．１２の透過濃度の上昇が見られた。

【００３９】また、ターゲットを弗化カルシウム（Ｃａ
Ｆ_２）、Ａｒガスの雰囲気を３Ｐａとして入力パワー１
００Ｗで６０分間成膜を行い、膜厚約０．６μｍの弗化
金属膜を得られたＭＣ膜に積層付加した。弗化金属膜が
積層付加されたＭＣ膜の透過濃度を測定したところ、Ｍ
Ｃ膜のみの時と比べて約０．１２の透過濃度の上昇が見
られた。以上の結果から、ＭＣ膜にＳｉＣ膜、弗素樹脂
膜、金属酸化膜、弗化金属膜を積層付加することでＭＣ
膜の不純物の吸着機能を低減させ、ＭＣ膜に付着する不
純物によって光の吸収が妨げられてしまうのを防止する
ことができる。

【００４０】

【実施例３】プラスチックスの真空紫外用材料の一つで
ある弗素樹脂（テトラフルオロエチレン）板上に、第１
の実施例と同様の方法で、本発明のＭＣ膜を形成した。

【００４１】弗素樹脂板上に、第１の実施例と同様に、
スパッタ蒸着機を用いてＡｒガスの雰囲気を２．５Ｐａ
として１時間成膜を行い、膜厚約０．２μｍのＭＣ膜を
形成した。得られたＭＣ膜の表面の黒色度は反射濃度が
約１．１であった。また、得られたＭＣ膜の硬度を鉛筆
硬度法で測定したところ、下地の弗素樹脂に準じてＢ程
度であったが、基板への密着性は良好であった。

【００４２】更に、本実施例においては、ターゲットを
ＳｉＣＮ、作用ガスをＡｒとＮ_２との比が２対１の混合
ガスとしてスパッタ蒸着機を用いて、膜厚約０．２μｍ
のＳｉＣＮ膜を得られたＭＣ膜に積層付加した。ＳｉＣ
Ｎ膜が積層付加されたＭＣ膜の透過濃度を測定したとこ
ろ、ＭＣ膜のみの時と比べて約０．１の透過濃度の上昇
が見られた。

【００４３】また、得られたＭＣ膜に抵抗加熱蒸着装置
により四弗化エチレン樹脂粉末（粒子径７μｍ）をタン
グステンポートを使用して積層付加すると、膜厚０．６
μｍであってＭＣ膜のみの時と比べて約０．１の透過濃
度の上昇が見られた。また、酸化チタンを積層付加する
と、膜厚０．２μｍであってＭＣ膜のみの時と比べて
０．１の透過濃度の上昇が見られ、弗化リチウムを積層
付加すると、膜厚０．１μｍであってＭＣ膜のみの時と
比べて約０．１の透過濃度の上昇が見られた。

【００４４】

【実施例４】厚いアルミニウムフォイル表面に、第１の
実施例と同様の方法で、本発明のＭＣ膜を形成した。

【００４５】アルミニウムフォイル表面に、第１の実施
例と同様に、スパッタ蒸着機を用いてＡｒガスの雰囲気
を４Ｐａとして１時間成膜を行い、膜厚約０．２μｍの
ＭＣ膜を形成した。得られたＭＣ膜の透過濃度を測定し
たところ約１．８であり、基板への密着性も良好であっ
た。

【００４６】更に、ターゲットをＳｉＣＮ、作用ガスを
ＡｒとＮ_２との比が２対１の混合ガスとしてスパッタ蒸
着機を用いて、膜厚約０．１μｍのＳｉＣＮ膜を得られ
たＭＣ膜に積層付加した。ＳｉＣＮ膜が積層付加された
ＭＣ膜の透過濃度を測定したところ、ＭＣ膜のみの時と
比べて約０．１の透過濃度の上昇が見られた。

【００４７】また、第３の実施例と同様に、抵抗加熱式
の蒸着装置を用いて弗素樹脂に四弗化エチレン：六弗化
プロピレン共重合樹脂を積層付加したところ、膜厚約
０．５μｍで０．１２の透過濃度の上昇が見られた。ま
た、酸化錫を積層付加すると膜厚０．２μｍで０．１５
の透過濃度の上昇が見られた。また、クリオライト（３
ＮａＦ、ＡｌＦ_３）を積層付加すると、膜厚０．２μｍ
で０．１５の光学濃度の上昇が見られた。

【００４８】

【実施例５】厚さ１ｍｍの石英板を基板として、第１の
実施例と同様の方法で、本発明のＭＣ膜を形成した。な
お、本実施例は、ＭＣ膜の分光特性を測定するための試
料の作成を行なっている。

【００４９】厚さ１ｍｍの石英板を基板に、第１の実施
例と同様に、スパッタ蒸着機を用いてＡｒガスの雰囲気
を２．５Ｐａとして入力パワー１００Ｗで２０分間成膜
を行い、膜厚約０．０５μｍのＭＣ膜を形成した。得ら
れたＭＣ膜の透過濃度及び反射濃度を測定したところ、
透過濃度が０．３５、反射濃度が０．７９であった。ま
た、測定された反射率と透過率の分光特性の結果を図３
に示す。同図は、横軸に光の波長、縦軸に形成したＭＣ
膜の透過率及び反射率を採用した。更に、光吸収率の分
光特性の結果を図４に示す。同図は、横軸に光の波長、
縦軸に形成したＭＣ膜の光吸収率を採用した。

【００５０】図３及び図４を参照するに、可視領域での
透過率の平均は約５０パーセントであるが、波長１８０
ｎｍ付近での透過率は約１０パーセントを示している。
また、可視領域での反射率の透過率の平均は約３０パー
セントであるが、波長１８０ｎｍ付近では約１０パーセ
ントを示している。光吸収率も波長４００ｎｍを超えた
辺りから急激に上昇し、波長１８０ｎｍ付近では約８０
パーセントを示している。このことは、極紫外領域での
光吸収膜は、薄膜で許容することができることを示唆し
ている。

【００５１】

【実施例６】形成したＭＣ膜に弗化金属の他に四弗化エ
チレン、エチレン重合樹脂、六弗化プロピレン共重合樹
脂、弗化アルミニウム、弗化バリウム、弗化ストロンチ
ウム、弗化錫等の積層付加を行い、透過率の測定を行な
った。その結果、ＭＣ膜だけよりも積層付加を行った膜
の方が透過濃度の上昇がみられた。また、金属酸化膜の
他に酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ハフニューム等
を積層付加した場合も、同様に、透過濃度の上昇がみら
れた。

【００５２】本発明の光吸収膜は、様々な光学部材に付
与することができる。図５は、本発明の光吸収膜を付与
した光学部材の概略図である。光学部材の有効領域外に
本発明の光吸収膜を付与することにより、不必要な光の
反射及び散乱を防止することができ、光学部材の光学性
能を向上させることができる。また、光吸収膜をＭＣ膜
のみだけでなく、弗化金属などの吸着能低減膜を積層付
加することによって更に光吸収機能を高め、光の反射防
止対策を有効にすることができる。例えば、図５（ａ）
は、光学レンズ１０の有効領域外１０ａにＭＣ膜１を付
与した状態を示す概略図、図５（ｂ）は、光学プリズム
２０の入射面２０ａ及び射出面２０ｂにＭＣ膜１を付与
した状態を示す概略図、図５（ｃ）は、光学絞り（ピン
ホール）３０のホール３０ａ以外にＭＣ膜１を付与した
状態を示す概略図、図５（ｄ）は、光学ペリクル４０の
有効領域外４０ａにＭＣ膜１を付与した状態を示す概略
図、図５（ｅ）は、光学ミラー５０の有効領域外にＭＣ
膜１を付与した状態を示す概略図、図５（ｆ）は、光学
鏡筒６０の壁面にＭＣ膜１を付与した状態を示す概略図
である。

【００５３】以下、図６を参照して、本発明のＭＣ膜が
付与された光学部材を有する光学装置の一例としての露
光装置３００について説明する。但し、本発明のＭＣ膜
が付与された光学部材を有する光学装置は、露光装置に
限るものではなく、分光器、分光光度計、光計測装置等
も含む。

【００５４】図６は、露光装置３００の概略ブロック図
である。露光装置３００は、図６に示すように、回路パ
ターンが形成されたマスク又はレチクル（本出願ではこ
れらの用語を交換可能に使用する）３２０を照明する照
明装置３１０と、プレートを支持するステージ３４５
と、照明されたマスクパターンから生じる回折光やマス
クを透過した光をプレート３４０に投影する投影光学系
３３０とを有する。

【００５５】露光装置３００は、例えば、ステップアン
ドリピート方式やステップアンドスキャン方式でマスク
３２０に形成された回路パターンをプレート３４０に露
光する投影露光装置である。かかる露光装置は、サブミ
クロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィ工程に
好適であり、以下、本実施形態ではステップアンドスキ
ャン方式の露光装置（「スキャナー」とも呼ばれる）を
例に説明する。ここで、「ステップアンドスキャン方
式」は、マスクに対してウェハを連続的にスキャンして
マスクパターンをウェハに露光すると共に、１ショット
の露光終了後ウェハをステップ移動して、次のショット
の露光領域に移動する露光方法である。「ステップアン
ドリピート方式」は、ウェハのショットの一括露光ごと
にウェハをステップ移動して次のショットを露光領域に
移動する露光方法である。

【００５６】照明装置３１０は、転写用の回路パターン
が形成されたマスク３２０を照明し、光源部３１２と照
明光学系３１４とを有する。

【００５７】光源部３１２は、例えば、光源としてレー
ザーを使用する。レーザーは、波長約１９３ｎｍのＡｒ
Ｆエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシ
マレーザー、波長約１５３ｎｍのＦ_２エキシマレーザー
などを使用することができるが、レーザーの種類はエキ
シマレーザーに限定されず、そのレーザーの個数も限定
されない。また、光源部３１２にレーザーが使用される
場合、レーザー光源からの平行光束を所望のビーム形状
に整形する光束整形光学系、コヒーレントなレーザー光
束をインコヒーレント化するインコヒーレント化光学系
を使用することが好ましい。また、光源部３１２に使用
可能な光源はレーザーに限定されるものではなく、一又
は複数の水銀ランプなどのランプも使用可能である。

【００５８】照明光学系３１４は、マスク３２０を照明
する光学系であり、レンズ、ミラー、オプティカルイン
テグレーター、絞り等を含む。例えば、コンデンサーレ
ンズ、ハエの目レンズ、開口絞り、コンデンサーレン
ズ、スリット、結像光学系の順で整列する等である。照
明光学系３１４は、軸上光、軸外光を問わず使用するこ
とができる。オプティカルインテグレーターは、ハエの
目レンズや２組のシリンドリカルレンズアレイ（又はレ
ンチキュラーレンズ）板を重ねることによって構成され
るインテグレーター等を含むが、オプティカルロッドや
回折素子に置換される場合もある。かかる照明光学系３
１４のレンズなどの光学部材に本発明の光吸収膜である
ＭＣ膜が付与された光学部材を使用することができる。

【００５９】マスク３２０は、例えば、石英製で、その
上には転写されるべき回路パターン（又は像）が形成さ
れ、図示しないマスクステージに支持及び駆動される。
マスク３２０から発せられた回折光や透過光は投影光学
系３３０を通りプレート３４０上に投影される。プレー
ト３４０は、ウェハや液晶基板などの被処理体でありレ
ジストが塗布されている。マスク３２０とプレート３４
０とは共役の関係にある。スキャナーの場合は、マスク
３２０とプレート３４０を走査することによりマスク３
２０のパターンをプレート３４０上に転写する。ステッ
パーの場合は、マスク３２０とプレート３４０を静止さ
せた状態で露光が行われる。

【００６０】投影光学系３３０は、複数のレンズ素子の
みからなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚
の凹面鏡とを有する光学系（カタディオプトリック光学
系）、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォー
ムなどの回折光学素子とを有する光学系、全ミラー型の
光学系等を使用することができる。色収差の補正が必要
な場合には、互いに分散値（アッベ値）の異なるガラス
材からなる複数のレンズ素子を使用したり、回折光学素
子をレンズ素子と逆方法の分散が生じるように構成した
りする。かかる投影光学系３３０のレンズなどの光学部
材に本発明の光吸収膜であるＭＣ膜が付与された光学部
材を使用することができる。

【００６１】プレート３４０にはフォトレジストが塗布
されている。フォトレジスト塗布工程は、前処理と、密
着性向上剤塗布処理と、フォトレジスト塗布処理と、プ
リベーク処理とを含む。前処理は、洗浄、乾燥などを含
む。密着性向上剤塗布処理は、フォトレジストと下地と
の密着性を高めるための表面改質（即ち、界面活性剤塗
布による疎水性化）処理であり、ＨＭＤＳ（Ｈｅｘａｍ
ｅｔｈｙｌ−ｄｉｓｉｌａｚａｎｅ）などの有機膜をコ
ート又は蒸気処理する。プリベークは、ベーキング（焼
成）工程であるが現像後のそれよりもソフトであり、溶
剤を除去する。

【００６２】ステージ３４５は、プレート３４０を支持
する。ステージ３４５は、当業界で周知のいかなる構成
をも適用することができるので、ここでは詳しい構造及
び動作の説明は省略する。例えば、ステージ３４５は、
リニアモーターを利用してＸＹ方向にプレート３４０を
移動することができる。マスク３２０とプレート３４０
は、例えば、同期走査され、ステージ３４５と図示しな
いマスクステージの位置は、例えば、レーザー干渉計な
どにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動され
る。ステージ３４５は、例えば、ダンパを介して床等の
上に支持されるステージ定盤上に設けられ、マスクステ
ージ及び投影光学系３３０は、例えば、鏡筒定盤は床等
に載置されたベースフレーム上にダンパ等を介して支持
される図示しない鏡筒定盤上に設けられる。

【００６３】露光において、光源部３１２から発せられ
た光束は、照明光学系３１４によりマスク３２０を、例
えば、ケーラー照明する。マスク３２０を通過してマス
クパターンを反映する光は投影光学系３３０によりプレ
ート３４０に結像される。露光装置３００が使用する照
明光学系３１４及び投影光学系３３０は、本発明の光吸
収膜であるＭＣ膜が付与された光学部材を含んでいる。
その光学部材の光吸収膜からは揮発物質が発生しないた
め光学部材にくもりが生じず、その光学部材は露光光
（紫外光、遠赤外光及び真空紫外光等）を高い透過率で
透過するので、露光装置３００は、高いスループットで
経済性よくデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素
子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供するこ
とができる。

【００６４】次に、図７及び図８を参照して、上述の露
光装置３００を利用したデバイスの製造方法の実施例を
説明する。図７は、デバイス（ＩＣやＬＳＩなどの半導
体チップ、ＬＣＤ、ＣＣＤ等）の製造を説明するための
フローチャートである。ここでは、半導体チップの製造
を例に説明する。ステップ１（回路設計）ではデバイス
の回路設計を行なう。ステップ２（マスク製作）では、
設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。ス
テップ３（ウェハ製造）ではシリコンなどの材料を用い
てウェハを製造する。ステップ４（ウェハプロセス）は
前工程と呼ばれ、マスクとウェハを用いてリソグラフィ
技術によってウェハ上に実際の回路を形成する。ステッ
プ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によっ
て作成されたウェハを用いて半導体チップ化する工程で
あり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディン
グ）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含
む。ステップ６（検査）では、ステップ５で作成された
半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テストなどの
検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完
成し、これが出荷（ステップ７）される。

【００６５】図８は、ステップ４のウェハプロセスの詳
細なフローチャートである。ステップ１１（酸化）では
ウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）で
は、ウェハの表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３
（電極形成）では、ウェハ上に電極を蒸着などによって
形成する。ステップ１４（イオン打ち込み）ではウェハ
にイオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）で
はウェハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）で
は、露光装置３００によってマスクの回路パターンをウ
ェハに露光する。ステップ１７（現像）では、露光した
ウェハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、
現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ１
９（レジスト剥離）では、エッチングが済んで不要とな
ったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し
行なうことによってウェハ上に多重に回路パターンが形
成される。

【００６６】以上、本発明の好ましい実施例を説明した
が、本発明はこれらに限定されずその要旨の範囲内で様
々な変形や変更が可能である。

【００６７】

【発明の効果】本発明の光吸収膜によれば、光の吸収能
が高く、且つ分解及び揮発を引き起こさないので様々な
環境に適応可能で、確実に光の反射を防止することがで
きる光吸収膜を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一側面である光吸収膜形成方法を
示すフローチャートである。

【図２】 本発明の光吸収膜の透過濃度及び内部応力
の特性を示すグラフである。

【図３】 本発明の光吸収膜の反射率及び透過率の分
光特性を示すグラフである。

【図４】 本発明の光吸収膜の光吸収率の分光特性を
示すグラフである。

【図５】 本発明の光吸収膜を付与した様々な光学部
材の概略図である。

【図６】 本発明の光吸収膜が付与された光学部材を
有する露光装置の概略ブロック図である。

【図７】 本発明の露光装置を有するデバイス製造方
法を説明するためのフローチャートである。

【図８】 図７に示すステップ４の詳細なフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１ 炭素膜（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｃａ
ｒｂｏｎ＝ＭＣ膜） １０ 光学レンズ ２０ 光学プリズム ３０ 光学絞り ４０ 光学ペリクル ５０ 光学ミラー ６０ 光学鏡筒 ３００ 露光装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｆ 7/20 ５０２ Ｇ０３Ｆ 7/20 ５０２ ５０３ ５０３ ５２１ ５２１ Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１５Ｄ Ｆターム(参考） 2H042 AA08 DA01 DC02 2H048 CA05 CA09 CA13 CA20 2H097 CA13 CA15 LA10 4G059 AA08 AA11 AC30 EA01 EA05 EA09 EA11 EA12 EB04 FA11 GA01 GA04 GA12 5F046 BA03 CA08 CB02 CB12 CB27

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光を吸収する光吸収膜において、炭素よ
   り成り、膜厚０．１μｍあたりの透過濃度が０．２以上
   である光吸収膜。
2. 【請求項２】 光を吸収する光吸収膜であって、炭素を
   ターゲットとして１乃至６Ｐａの不活性ガスを主体とす
   る雰囲気中でスパッタ蒸着法を用いて形成され、膜厚
   ０．１μｍあたりの透過濃度が０．２以上であることを
   特徴とする光吸収膜。
3. 【請求項３】 前記光吸収膜の表面上に、不純物の吸着
   能力を低減させる膜が付加されていることを特徴とする
   請求項１又は２記載の光吸収膜。
4. 【請求項４】 前記不純物の吸着能力を低減させる膜
   は、弗化金属、フッ素樹脂、ＳｉＣ、ＳｉＣＮ、酸化金
   属のいずれかであることを特徴とする請求項３記載の光
   吸収膜。
5. 【請求項５】 前記光吸収膜は、純度９５パーセント以
   上の炭素からなることを特徴とする請求項１乃至４のう
   ちいずれか一項記載の光吸収膜。
6. 【請求項６】 遠紫外線領域又は真空紫外線領域の光に
   使用されることを特徴とする請求項１乃至５記載のうち
   いずれか一項記載の光吸収膜。
7. 【請求項７】 真空、減圧、脱酸素、不活性ガス又は窒
   素の雰囲気中で使用されることを特徴とする請求項１乃
   至６記載のうちいずれか一項記載の光吸収膜。
8. 【請求項８】 請求項１乃至７記載のうちいずれか一項
   記載の光吸収膜が付与されたことを特徴とする光学部
   材。
9. 【請求項９】 レンズ、回折格子、プリズム、絞り、ペ
   リクル、減光版、ミラー、鏡筒、チャンバー、保持部
   材、シャッタの一つであることを特徴とする請求項８記
   載の光学部材。
10. 【請求項１０】 請求項８又は９記載の光学部材を有す
    ることを特徴とする光学装置。
11. 【請求項１１】 露光装置、分光器、分光光度計、光計
    測装置のうちいずれか一つであることを特徴とする請求
    項１０記載の光学装置。
12. 【請求項１２】 請求項８又は９記載の光学部材を有す
    る露光装置を用いて前記被処理体を投影露光するステッ
    プと、 前記投影露光された前記被処理体に所定のプロセスを行
    なうステップとを有することを特徴とするデバイス製造
    方法。
13. 【請求項１３】 スパッタ蒸着法を用いて光を吸収する
    光吸収膜形成方法において、 １乃至６Ｐａの不活性ガスを主体とする雰囲気を維持す
    るステップと、 炭素をターゲットとしてイオンを照射するステップとを
    有することを特徴とする光吸収膜形成方法。
14. 【請求項１４】 不純物の吸着能力を低減させる膜を付
    加するステップを更に有することを特徴とする請求項１
    ３記載の光吸収膜形成方法。