JP2546312B2 - 反射型マスクおよび該反射型マスクを用いた露光装置と露光方法 - Google Patents
反射型マスクおよび該反射型マスクを用いた露光装置と露光方法Info
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- G—PHYSICS
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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
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70008—Production of exposure light, i.e. light sources
- G03F7/70033—Production of exposure light, i.e. light sources by plasma extreme ultraviolet [EUV] sources
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- 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
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70283—Mask effects on the imaging process
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はIC,LSI等の半導体製造用の反射型マスクおよ
び該反射型マスクを用いた露光装置と露光方法に関し、
特に波長５Å〜300Å程度のＸ線や波長300Å〜2000Å程
度の真空紫外線（以下「Ｘ線等」という。）を用いた高
解像度の焼付けが可能な反射型マスクおよび該反射型マ
スクを用いた露光装置と露光方法に関するものである。
び該反射型マスクを用いた露光装置と露光方法に関し、
特に波長５Å〜300Å程度のＸ線や波長300Å〜2000Å程
度の真空紫外線（以下「Ｘ線等」という。）を用いた高
解像度の焼付けが可能な反射型マスクおよび該反射型マ
スクを用いた露光装置と露光方法に関するものである。
（従来の技術） 近年IC,LSI等の半導体素子製造用の露光装置には半導
体素子の高集積化に伴って高分解能の焼付けが可能なＸ
線等を利用した露光装置が注目されている。
体素子の高集積化に伴って高分解能の焼付けが可能なＸ
線等を利用した露光装置が注目されている。
このＸ線等を利用した露光装置は大別してプロキシミ
ティー法と呼ばれる等倍用の露光装置と縮少投影露光法
と呼ばれる縮少用の露光装置の２つがある。
ティー法と呼ばれる等倍用の露光装置と縮少投影露光法
と呼ばれる縮少用の露光装置の２つがある。
縮少用の露光装置ではウエハ面に転写すべき電子回路
等のマスクパターンの像を所定倍率で投影する投影光学
系を用いて構成されている。
等のマスクパターンの像を所定倍率で投影する投影光学
系を用いて構成されている。
一般に縮少用の露光装置は等倍用の露光装置に比べて
焼付け精度が良く、サブミクロン程度の高分解能が得ら
れ、又、マスクパターンの製作精度が比較的暖いという
利点がある。
焼付け精度が良く、サブミクロン程度の高分解能が得ら
れ、又、マスクパターンの製作精度が比較的暖いという
利点がある。
この縮少用の露光装置に用いられる投影光学系にはサ
ブミクロンオーダーの高い解像力を有し、しかも所定面
積のパターンが投影露光できる程度の良好に収差補正を
行った高い光学性能が要求されている。
ブミクロンオーダーの高い解像力を有し、しかも所定面
積のパターンが投影露光できる程度の良好に収差補正を
行った高い光学性能が要求されている。
一般にＸ線等を対象とした投影光学系にはＸ線等の物
理的特性から複数の反射鏡で構成することが必要となっ
ている。
理的特性から複数の反射鏡で構成することが必要となっ
ている。
反射型の投影光学系としては従来より２枚の球面反射
鏡を用いた、所謂シュワルツシルト型光学系が知られて
いる。この投影光学系は球面収差とコマ収差を良好に補
正された優れた光学性能を有しているが、像面湾曲の補
正が不十分である為、画角が小さく制限され顕微鏡等の
視野の狭い装置への応用が限られている。
鏡を用いた、所謂シュワルツシルト型光学系が知られて
いる。この投影光学系は球面収差とコマ収差を良好に補
正された優れた光学性能を有しているが、像面湾曲の補
正が不十分である為、画角が小さく制限され顕微鏡等の
視野の狭い装置への応用が限られている。
本出願人は先に特願昭61-163068号において、透過型
マスクと反射型マスクの２種類のマスクを用いたＸ線等
用の縮少投影型の露光装置を提案した。そこでは例えば
凹面鏡、凸面鏡、そして凹面鏡より成る３枚の反射鏡を
用い、サブミクロン領域で十分な解像力を有した高精度
の投影光学系を提案している。
マスクと反射型マスクの２種類のマスクを用いたＸ線等
用の縮少投影型の露光装置を提案した。そこでは例えば
凹面鏡、凸面鏡、そして凹面鏡より成る３枚の反射鏡を
用い、サブミクロン領域で十分な解像力を有した高精度
の投影光学系を提案している。
Ｘ線等を用いた露光装置における反射型マスクは、一
般に透過型マスクに比べてＸ線等の吸収損が比較的容易
に低減でき、又、温度制御が容易である等の利点を有し
ている為、高精度が要求される露光装置には好ましいマ
スクである。
般に透過型マスクに比べてＸ線等の吸収損が比較的容易
に低減でき、又、温度制御が容易である等の利点を有し
ている為、高精度が要求される露光装置には好ましいマ
スクである。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は反射型マスクを用い、本出願人の先の出願で
ある特願昭61-163068号で提案している投影光学系の光
学性能、特に像面湾曲を更に良好に補正し、これにより
広い面積にわたり良好なるパターンの投影露光が出来る
高精度の反射型マスクおよび該反射型マスクを用いた露
光装置と露光方法の提供を目的とする。
ある特願昭61-163068号で提案している投影光学系の光
学性能、特に像面湾曲を更に良好に補正し、これにより
広い面積にわたり良好なるパターンの投影露光が出来る
高精度の反射型マスクおよび該反射型マスクを用いた露
光装置と露光方法の提供を目的とする。
（問題点を解決するための手段） （１−１） 本発明の反射型マスクは、パターンが形成
されたマスク面を有する反射型マスクにおいて、該マス
ク面は曲面を有していることである。
されたマスク面を有する反射型マスクにおいて、該マス
ク面は曲面を有していることである。
（１−２） 本発明の反射型マスクを用いた露光装置
は、反射型マスクのマスク面上に放射線を照射し、該マ
スク面に形成されたパターンを所定面上に投影露光する
露光装置であって、該マスク面は曲面を有していること
である。
は、反射型マスクのマスク面上に放射線を照射し、該マ
スク面に形成されたパターンを所定面上に投影露光する
露光装置であって、該マスク面は曲面を有していること
である。
（１−３） 本発明の反射型マスクを用いた露光方法
は、反射型マスクのマスク面上に放射線を照射し、該マ
スク面に形成されたパターンを所定面上に投影露光する
露光方法であって、該マスク面は曲面を有していること
である。
は、反射型マスクのマスク面上に放射線を照射し、該マ
スク面に形成されたパターンを所定面上に投影露光する
露光方法であって、該マスク面は曲面を有していること
である。
尚、本発明に係る反射型マスクは種々の型ものが使用
可能であり、それらは後述する実施例において詳述され
ている。
可能であり、それらは後述する実施例において詳述され
ている。
（実施例） 第１図は本発明の第１実施例の光学系の概略図であ
る。同図は３枚の反射鏡M1,M2,M3から成る反射型の投影
光学系を示している。
る。同図は３枚の反射鏡M1,M2,M3から成る反射型の投影
光学系を示している。
このうちM1は凹面鏡、M2は凸面鏡、M3は凹面鏡であ
る。MSは反射型マスクであり所定のパターンが形成され
ており、後述するようにその基板面は所定の曲面より構
成されている。Ｗはウエハであり、該ウエハ面に反射型
マスクMSのパターンを投影光学系により縮少投影してい
る。r1,r2,r3は各々反射鏡M1,M2,M3の近軸曲率半径、d
1,d2は各々反射鏡M1とM2、反射鏡M2とM3との間の面間
隔、S1は反射鏡M1から反射型マスクMSまでの距離を、L1
は反射型M1から像面即ちウエハＷまでの距離を示してい
る。尚、d1,d2,S1,L1は便宜上光の進行方向に測った値
を正、その逆を負として示している。
る。MSは反射型マスクであり所定のパターンが形成され
ており、後述するようにその基板面は所定の曲面より構
成されている。Ｗはウエハであり、該ウエハ面に反射型
マスクMSのパターンを投影光学系により縮少投影してい
る。r1,r2,r3は各々反射鏡M1,M2,M3の近軸曲率半径、d
1,d2は各々反射鏡M1とM2、反射鏡M2とM3との間の面間
隔、S1は反射鏡M1から反射型マスクMSまでの距離を、L1
は反射型M1から像面即ちウエハＷまでの距離を示してい
る。尚、d1,d2,S1,L1は便宜上光の進行方向に測った値
を正、その逆を負として示している。
第１図に示す反射型の投影光学系は反射型マスクMS側
からの光を順に凹面鏡M1、凸面鏡M2、そして凹面鏡M3で
反射させ反射型マスクMS面上に形成されている回路パタ
ーンをウエハＷ面上、若しくはウエハＷの表面に塗布さ
れたレジスト面上に縮小投影している。
からの光を順に凹面鏡M1、凸面鏡M2、そして凹面鏡M3で
反射させ反射型マスクMS面上に形成されている回路パタ
ーンをウエハＷ面上、若しくはウエハＷの表面に塗布さ
れたレジスト面上に縮小投影している。
一般に反射型の投影光学系において投影面積を拡大す
ると像面湾曲の影響で光学性能が低下してくる。
ると像面湾曲の影響で光学性能が低下してくる。
この為、本実施例では反射型マスクの基板面を例えば
球面、非球面、回転非対称面等の曲面形状より構成する
ことにより、投影面積を拡大したときの像面湾曲を補正
し、全画面にわたり良好なる光学性能を得ている。
球面、非球面、回転非対称面等の曲面形状より構成する
ことにより、投影面積を拡大したときの像面湾曲を補正
し、全画面にわたり良好なる光学性能を得ている。
尚、本実施例においては少なくとも１つの反射面を非
球面とするのが光学性能上好ましい。
球面とするのが光学性能上好ましい。
次に表−１に第１図に示す投影光学系の具体的な数値
実施例１を示す。数値実施例に於いて、Ki（ｉ＝1,2,
3）は第ｉ番目の反射鏡の非球面係数で非球面形状は次
式で表わしている。
実施例１を示す。数値実施例に於いて、Ki（ｉ＝1,2,
3）は第ｉ番目の反射鏡の非球面係数で非球面形状は次
式で表わしている。
ここでＸは光軸方向の座標、Ｈは光軸から垂直方向への
距離、ri（ｉ＝1,2,3）は反射型マスク側から数えて第
ｉ番目の近軸曲率半径である。
距離、ri（ｉ＝1,2,3）は反射型マスク側から数えて第
ｉ番目の近軸曲率半径である。
前記数値実施例１では凹面鏡M1と凸面鏡M2との間に凹面
鏡M3が配されており、その位置は凹面鏡M1と凸面鏡M2と
のほぼ中間である。
鏡M3が配されており、その位置は凹面鏡M1と凸面鏡M2と
のほぼ中間である。
本実施例は主に64Mbit級LSI製造用に設計されたもの
であり歪曲をほぼ完全に除去し、且つ有効Ｆナンバー13
と明るい光学系を提供している。
であり歪曲をほぼ完全に除去し、且つ有効Ｆナンバー13
と明るい光学系を提供している。
本実施例において反射型マスクMSの基板面を球面と
し、その曲率半径roを各々１×105mm,2×105mmとしたと
きの投影光学系の収差図を第２図、第３図に示す。
し、その曲率半径roを各々１×105mm,2×105mmとしたと
きの投影光学系の収差図を第２図、第３図に示す。
又、参考の為に反射型マスクMSの基板面を曲面とせず
平面ro＝∞としたときの投影光学系の収差図を第４図に
示す。収差図において（Ａ）は非点収差、（Ｂ）は歪曲
収差を、又、Ｍはメリディオナル像面（Ｍ面）、Ｓはサ
ジタル像面（Ｓ面）を示す。
平面ro＝∞としたときの投影光学系の収差図を第４図に
示す。収差図において（Ａ）は非点収差、（Ｂ）は歪曲
収差を、又、Ｍはメリディオナル像面（Ｍ面）、Ｓはサ
ジタル像面（Ｓ面）を示す。
第４図に示すように基板面が平面のときは歪曲収差は
略零となるが、非点収差はＭ面,S面共に物高が増加する
に伴い、同一方向の収差を生じ、像面湾曲が発生してい
る。これに対して本実施例では第２図に示すように像面
湾曲はＳ面が全物高にわたり略零となり、Ｍ面も第４図
の平面の場合に比べて小さくなっている。
略零となるが、非点収差はＭ面,S面共に物高が増加する
に伴い、同一方向の収差を生じ、像面湾曲が発生してい
る。これに対して本実施例では第２図に示すように像面
湾曲はＳ面が全物高にわたり略零となり、Ｍ面も第４図
の平面の場合に比べて小さくなっている。
更に、第３図では像面湾曲がＳ面は第４図の平面の場
合に比べて逆方向に生ずるがＭ面,S面の像面湾曲の総量
が最小となるように補正されている。しかも歪曲収差は
第２図，第３図に示すように双方共に、平面の場合と同
様に略零である。
合に比べて逆方向に生ずるがＭ面,S面の像面湾曲の総量
が最小となるように補正されている。しかも歪曲収差は
第２図，第３図に示すように双方共に、平面の場合と同
様に略零である。
このように本実施例では反射型マスクの基板を曲面形
状とすることにより、像面湾曲を良好に補正した高い光
学性能を有した投影光学系を達成している。
状とすることにより、像面湾曲を良好に補正した高い光
学性能を有した投影光学系を達成している。
第５図は本発明の第２実施例の光学系の概略図であ
る。同図は２枚の反射鏡M51,M52から成る反射型の投影
光学系、所謂シュワルツシルト型光学系を示している。
このうちM51は凸面鏡、M52は凹面鏡、r51,r52は各々反
射鏡M51,M52の近軸曲率半径、d51は反射鏡M51とM52との
面間隔、S51は反射鏡M51から反射マスクMSまでの距離、
L51は反射鏡M51からウエハＷまでの距離を示している。
尚、d51,S51,L51の値の符号は第１実施例と同様であ
る。
る。同図は２枚の反射鏡M51,M52から成る反射型の投影
光学系、所謂シュワルツシルト型光学系を示している。
このうちM51は凸面鏡、M52は凹面鏡、r51,r52は各々反
射鏡M51,M52の近軸曲率半径、d51は反射鏡M51とM52との
面間隔、S51は反射鏡M51から反射マスクMSまでの距離、
L51は反射鏡M51からウエハＷまでの距離を示している。
尚、d51,S51,L51の値の符号は第１実施例と同様であ
る。
本実施例におけるシュワルツシルト型光学系は主にＸ
線や真空紫外線用の結像素子の１つであるフレネルゾー
ンプレートを作製するプロセス用に好適であり、球面収
差やコマ収差が良好に補正されており、直径1.0mm、最
高分解能0.1μｍを有している。
線や真空紫外線用の結像素子の１つであるフレネルゾー
ンプレートを作製するプロセス用に好適であり、球面収
差やコマ収差が良好に補正されており、直径1.0mm、最
高分解能0.1μｍを有している。
本実施例の反射型の投影光学系はマスクMS側から光を
順に凸面鏡M51,凹面鏡M52で反射させた後、反射型マス
クMSのゾーンプレートパターンをウエハＷ面上若しくは
ウエハＷ上の表面に塗布されたレジスト面上に縮小投影
している。
順に凸面鏡M51,凹面鏡M52で反射させた後、反射型マス
クMSのゾーンプレートパターンをウエハＷ面上若しくは
ウエハＷ上の表面に塗布されたレジスト面上に縮小投影
している。
表−２に第５図に示す第２実施例の数値実施例２を示
す。
す。
表−２ 数値実施例２ 倍率＝1/23.5 有効Ｆナンバー＝2.5 像面サイズ＝1mmφ以上 幾何光学的解像力＝0.1μｍ 半画角＝1.3°以上 焦点距離ｆ＝22.09mm S51＝ 512.1mm L51＝ 51.6mm r51＝ 28.54mm d51＝52.09mm r52＝ 80.64mm 本実施例において反射型マスクMSの基板面を球面と
し、その曲率半径roを各々50mm,23mmとしたときの投影
光学系の収差図を第６図，第７図に示す。
し、その曲率半径roを各々50mm,23mmとしたときの投影
光学系の収差図を第６図，第７図に示す。
又、参考の為に反射型マスクMSの基板面を曲面とせず
平面ro＝∞としたときの投影光学系の収差図を第８図に
示す。収差図において（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点
収差、（Ｃ）は歪曲収差を、又、Ｍはメリディオナル像
面（Ｍ面）、Ｓはサジタル像面（Ｓ面）、SCは正弦条件
不満足量を示す。
平面ro＝∞としたときの投影光学系の収差図を第８図に
示す。収差図において（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点
収差、（Ｃ）は歪曲収差を、又、Ｍはメリディオナル像
面（Ｍ面）、Ｓはサジタル像面（Ｓ面）、SCは正弦条件
不満足量を示す。
第６図（Ｂ）に示すように基板の曲率半径roが50mmの
ときは像面湾曲が第８図（Ｂ）の平面の場合に比べて小
さくなっている。
ときは像面湾曲が第８図（Ｂ）の平面の場合に比べて小
さくなっている。
第７図（Ｂ）の基板の曲率半径roが23mmのときは像面
湾曲が像高0.5mm（半画角ω＝1.3°）まで略零となって
いる。
湾曲が像高0.5mm（半画角ω＝1.3°）まで略零となって
いる。
又、第６図（Ａ），（Ｃ）、第７図（Ａ），（Ｃ）に
示すように球面収差や歪曲収差は第８図（Ａ），（Ｃ）
の平面の場合に比べ同程度であり何ら劣化していない。
示すように球面収差や歪曲収差は第８図（Ａ），（Ｃ）
の平面の場合に比べ同程度であり何ら劣化していない。
以上のように本実施例は反射型マスクの基板を曲面形
状とすることにより、像面湾曲を良好に補正した高い光
学性能の投影光学系を達成している。
状とすることにより、像面湾曲を良好に補正した高い光
学性能の投影光学系を達成している。
特にフレネルゾーンプレートの幾何形状では像の光軸
から離れた点ほど高い解像度を要求される為、像面湾曲
をほぼ零に補正することができ、本実施例は非常に有効
な手段である。
から離れた点ほど高い解像度を要求される為、像面湾曲
をほぼ零に補正することができ、本実施例は非常に有効
な手段である。
尚、本実施例は像面特性が特に優れている為、目的に
よっては、そのままで収差図に示した以上の画角で用い
ることができる。又、本実施例の光学系は焦点距離をｆ
＝22.09mmとしているが、これに限定せず、光学系を比
例倍して用いても良い。
よっては、そのままで収差図に示した以上の画角で用い
ることができる。又、本実施例の光学系は焦点距離をｆ
＝22.09mmとしているが、これに限定せず、光学系を比
例倍して用いても良い。
第９図は本発明に係る反射型マスクの一実施例の模式
断面図である。同図において10はＸ線等に対する多層積
層構造より成る反射部である。この多層積層構造より成
る反射部10は同図に示すようにＸ線等が吸収する非反射
性の所定の曲面の基板１上に形成されている。
断面図である。同図において10はＸ線等に対する多層積
層構造より成る反射部である。この多層積層構造より成
る反射部10は同図に示すようにＸ線等が吸収する非反射
性の所定の曲面の基板１上に形成されている。
又、反射部10は光学定数の異なる第１の物質2,4,6,…
及び第２の物質3,5,7,…を交互に積層して形成してい
る。11は反射面、12は非反射部であり、反射部10を構成
している多層積層構造を集束イオンビームやレーザー光
等の破壊手段により破壊し、反射面としての機能を喪失
させ、非反射面となるようにして構成している。そして
反射面11と非反射部12とで所定面上に転写すべき幾何形
状のパターンを形成している。
及び第２の物質3,5,7,…を交互に積層して形成してい
る。11は反射面、12は非反射部であり、反射部10を構成
している多層積層構造を集束イオンビームやレーザー光
等の破壊手段により破壊し、反射面としての機能を喪失
させ、非反射面となるようにして構成している。そして
反射面11と非反射部12とで所定面上に転写すべき幾何形
状のパターンを形成している。
次に製造方法としては基板１として面粗さがrms値で
２Å以下になるように研磨した直径200mm、厚さ15mmの
石英基板を用い、この基板面上に第１の層2,4,6,…をな
す物質としてモリブデン（Mo,線膨張率5.0×10-6K-1，
熱伝導率139w/mK）、第２の層3,5,7,…をなす物質とし
てシリコン（Si,線膨張率2.5×10-6K-1，熱伝導率168w/
mK）を用い、５×10-7Torr以下の超高真空に到達後、ア
ルゴン圧力を２×10-4Torrに保ち、イオンンビームスパ
ッタ蒸着により水晶発振子膜厚モニターを利用して第１
の層（Mo）、及び第２の層（Si）の膜厚が各々27Å,36
Åとなるようにして41層（Mo層の21層,Si層20層）積層
した。
２Å以下になるように研磨した直径200mm、厚さ15mmの
石英基板を用い、この基板面上に第１の層2,4,6,…をな
す物質としてモリブデン（Mo,線膨張率5.0×10-6K-1，
熱伝導率139w/mK）、第２の層3,5,7,…をなす物質とし
てシリコン（Si,線膨張率2.5×10-6K-1，熱伝導率168w/
mK）を用い、５×10-7Torr以下の超高真空に到達後、ア
ルゴン圧力を２×10-4Torrに保ち、イオンンビームスパ
ッタ蒸着により水晶発振子膜厚モニターを利用して第１
の層（Mo）、及び第２の層（Si）の膜厚が各々27Å,36
Åとなるようにして41層（Mo層の21層,Si層20層）積層
した。
この場合、第１の層（Mo）が屈折率の実数部分が小で
あり、第２の層（Si）が屈折率の実数部分が大となるよ
うな物質を選んでいる。
あり、第２の層（Si）が屈折率の実数部分が大となるよ
うな物質を選んでいる。
次にこの多層膜より成る反射部に対し、集束イオンビ
ーム走査装置を用いてケイ素イオンビームをビーム径0.
1μｍにしぼり、加速電圧200Kevで反射部10の多層積層
構造を破壊し、反射面としての機能を喪失せしめ非反射
部12を形成しライン＆スペース0.8μｍのパターンを形
成した。このときのビーム電流は100PAである。
ーム走査装置を用いてケイ素イオンビームをビーム径0.
1μｍにしぼり、加速電圧200Kevで反射部10の多層積層
構造を破壊し、反射面としての機能を喪失せしめ非反射
部12を形成しライン＆スペース0.8μｍのパターンを形
成した。このときのビーム電流は100PAである。
又、得られた反射型マスクの反射部と非反射部に相当
する位置の反射率を測定したところ、波長124Åの軟Ｘ
線に対して各々48％,0.8％となり60:1のコントラストが
得られた。
する位置の反射率を測定したところ、波長124Åの軟Ｘ
線に対して各々48％,0.8％となり60:1のコントラストが
得られた。
尚、本実施例においては集束イオンビームの代わりに
集束レーザー光を用いても同様の描画が可能である。
集束レーザー光を用いても同様の描画が可能である。
第10図（Ｃ）は本発明に係る反射型マスクの第２実施
例の模式断面図である。同図において10はＸ線等に対す
る多層積層膜より成る反射部である。この反射部10は同
図に示すようにＸ線等が吸収する非反射性の所定の曲面
の基板１上に形成されている。
例の模式断面図である。同図において10はＸ線等に対す
る多層積層膜より成る反射部である。この反射部10は同
図に示すようにＸ線等が吸収する非反射性の所定の曲面
の基板１上に形成されている。
12はＸ線等に対する多層積層膜より成る非反射部であ
り、反射面11面上に設けられており、所定形状のパター
ンを構成している。反射部10は光学定数の異なる第１の
物質2,4,6,…及び第２の物質3,5,7,…を交互に積層して
形成している。
り、反射面11面上に設けられており、所定形状のパター
ンを構成している。反射部10は光学定数の異なる第１の
物質2,4,6,…及び第２の物質3,5,7,…を交互に積層して
形成している。
次に製造方法としては基板１として面粗さがrms値で
４Å以下になるように研磨した直径150mm、厚さ10mmの
珪素よりなる所定の曲面の基板を用い、第１の層2,4,6,
…をなす物質としてロジウム（Rh,線膨張率8.2×10-6K
-1，熱伝導率150w/mK）、第２の層3,5,7,…をなす物質
としてシリコン（Si,線膨張率2.5×10-6K-1，熱伝導率1
68w/mK）を用い、１×10-9Torr以下の超高真空に到達
後、電子ビーム加熱蒸着法により第１の層（Rh）、及び
第２の層（Si）の膜厚が各又27Å,36Åとなるようにし
て61層（Rh層31層,Si層30層）積層し、反射部10を形成
した。そして反射部10の上に保護膜Ａとして炭素を50Å
の厚さで積層した（第10図（Ａ））。
４Å以下になるように研磨した直径150mm、厚さ10mmの
珪素よりなる所定の曲面の基板を用い、第１の層2,4,6,
…をなす物質としてロジウム（Rh,線膨張率8.2×10-6K
-1，熱伝導率150w/mK）、第２の層3,5,7,…をなす物質
としてシリコン（Si,線膨張率2.5×10-6K-1，熱伝導率1
68w/mK）を用い、１×10-9Torr以下の超高真空に到達
後、電子ビーム加熱蒸着法により第１の層（Rh）、及び
第２の層（Si）の膜厚が各又27Å,36Åとなるようにし
て61層（Rh層31層,Si層30層）積層し、反射部10を形成
した。そして反射部10の上に保護膜Ａとして炭素を50Å
の厚さで積層した（第10図（Ａ））。
この場合、第１の層（Rh）が屈折率の実数部分が小で
あり、第２の層（Si）が屈折率の実数部分が大となるよ
うな物質を選んでいる。
あり、第２の層（Si）が屈折率の実数部分が大となるよ
うな物質を選んでいる。
次に第10図（Ｂ）に示すように反射部10面上にレジス
トとしてのPMMA（ポリメタクリル酸メチル）の層を0.5
μｍ厚に形成しEB（エレクトロンビーム）描画により1.
75μｍライン＆スペースのパターニングを行った。この
PMMAよりなるパターン状のレジストＣを形成した。
トとしてのPMMA（ポリメタクリル酸メチル）の層を0.5
μｍ厚に形成しEB（エレクトロンビーム）描画により1.
75μｍライン＆スペースのパターニングを行った。この
PMMAよりなるパターン状のレジストＣを形成した。
次にPMMAより成るパターン状のレジストＣ上に真空蒸
着法によりＸ線等の吸収体である金（Au）Ｂを0.1μｍ
厚で形成した（第10図（Ｂ））。
着法によりＸ線等の吸収体である金（Au）Ｂを0.1μｍ
厚で形成した（第10図（Ｂ））。
次にレジストＢを剥離して反射部10上に非反射部を形
成した（第10図（Ｃ））。
成した（第10図（Ｃ））。
得られた反射型マスクの反射面11と非反射部12の反射
率を測定したところ、波長124Åの軟Ｘ線に対して各々6
2％,2％であり約30:1のコントラストが得られた。
率を測定したところ、波長124Åの軟Ｘ線に対して各々6
2％,2％であり約30:1のコントラストが得られた。
尚、本実施例においては吸収体として、タンタル（T
a），タングステン（Ｗ），モリブデン（Mo）等の重金
属元素を用いることができる。
a），タングステン（Ｗ），モリブデン（Mo）等の重金
属元素を用いることができる。
更に、前記非反射部12の形成方法として、多層膜構造
の反射防止膜を、前記PMMAよりなるパターン状レジスト
のある基板上に作製し、次にPMMA部分を剥離して、多層
膜反射鏡上に反射防止膜による非反射部12を形成するこ
とも可能である。６層程度の反射防止膜により10:1程度
のコントラストを得ることが可能である。
の反射防止膜を、前記PMMAよりなるパターン状レジスト
のある基板上に作製し、次にPMMA部分を剥離して、多層
膜反射鏡上に反射防止膜による非反射部12を形成するこ
とも可能である。６層程度の反射防止膜により10:1程度
のコントラストを得ることが可能である。
第11図（Ｂ）は本発明に係る反射型マスクの第３実施
例の模式断面図である。同図において10はＸ線等に対す
る多層積層反射部であり、所定面上に転写すべきパター
ンを形成している。この多層積層反射部は同図に示すよ
うにＸ線等が吸収する非反射性の所定の曲面状の基板１
面上の非反射膜A1面上に所望の幾何形状に形成されてお
り、これらの多層積層反射部10によパターンを構成して
いる。多層積層反射部10は光学定数の異なる第１の物質
2,4,6,…及び第２の物質3,5,7,…を交互に積層して形成
している。
例の模式断面図である。同図において10はＸ線等に対す
る多層積層反射部であり、所定面上に転写すべきパター
ンを形成している。この多層積層反射部は同図に示すよ
うにＸ線等が吸収する非反射性の所定の曲面状の基板１
面上の非反射膜A1面上に所望の幾何形状に形成されてお
り、これらの多層積層反射部10によパターンを構成して
いる。多層積層反射部10は光学定数の異なる第１の物質
2,4,6,…及び第２の物質3,5,7,…を交互に積層して形成
している。
次にその製造方法としては第１実施例と同様の形状の
研磨された石英基板１にタングステン（Ｗ）（Ａ）を10
00Å程度マグネトロンスパッタ法により蒸着後、レジス
トＣとしてPMMA（Ｃ）を0.6μｍ厚に塗布し、EB描画法
により2.0μｍライン＆スペースの形状を描画し、現像
した。
研磨された石英基板１にタングステン（Ｗ）（Ａ）を10
00Å程度マグネトロンスパッタ法により蒸着後、レジス
トＣとしてPMMA（Ｃ）を0.6μｍ厚に塗布し、EB描画法
により2.0μｍライン＆スペースの形状を描画し、現像
した。
次にこのPMMA（Ｃ）よりなるパターン状レジストのあ
る基板上に、イオンビームスパッタ蒸着法でルテニウム
（RU）2.4とシリコン（Si）3.5の交互積層（Ru21層、Si
20層）より成る反射部10を積層した（第11図（Ａ））。
る基板上に、イオンビームスパッタ蒸着法でルテニウム
（RU）2.4とシリコン（Si）3.5の交互積層（Ru21層、Si
20層）より成る反射部10を積層した（第11図（Ａ））。
その際、各層の膜厚は水晶振動子膜厚計でモニターし
Ru層27Å、Si層36Åに制御し、所定の構造となっている
ことをＸ線回折により確かめた。次にPMMA部分（Ｃ）を
剥離して、転写すべき幾何形状に従って、多層膜反射部
10を配列した反射型マスクを得た（第11図（Ｂ））。
Ru層27Å、Si層36Åに制御し、所定の構造となっている
ことをＸ線回折により確かめた。次にPMMA部分（Ｃ）を
剥離して、転写すべき幾何形状に従って、多層膜反射部
10を配列した反射型マスクを得た（第11図（Ｂ））。
得られた反射型マスクの反射部11と非反射部12の反射
率測定をしたところ、波長124Åの軟Ｘ線に対して各々6
0％,2.7％となり、約22:1のコントラストが得られた。
率測定をしたところ、波長124Åの軟Ｘ線に対して各々6
0％,2.7％となり、約22:1のコントラストが得られた。
本実施例では多層膜構造の反射部をRuとSiの多層膜で
構成したが、この材料の組合わせは、これに限るもので
はなく重金属元素としてモリブデンMo、タングステン
Ｗ、ロジウムRh、ハフニウムHf、タンタルTaなど、軽元
素として炭素C,ホウ素B,ベリリウムBeなど及びそれらの
化合物が可能である。
構成したが、この材料の組合わせは、これに限るもので
はなく重金属元素としてモリブデンMo、タングステン
Ｗ、ロジウムRh、ハフニウムHf、タンタルTaなど、軽元
素として炭素C,ホウ素B,ベリリウムBeなど及びそれらの
化合物が可能である。
更に非反射膜A1の材料としてタングステンＷを用いた
が、この材料はこれに限るものではなく、モリブデンM
o、ロジウムRh、ハフニウムHf、金Auなど重金属元素を
用いることができる。
が、この材料はこれに限るものではなく、モリブデンM
o、ロジウムRh、ハフニウムHf、金Auなど重金属元素を
用いることができる。
（発明の効果） 本発明によれば反射型マスクの基板面を所定の曲面形
状より構成することにより、Ｘ線用等の縮少型の投影光
学系に適用したとき、光学性能上最も重要となる像面湾
曲を良好に補正することのできる高精度の投影光学系よ
り成る露光装置を達成することができる。
状より構成することにより、Ｘ線用等の縮少型の投影光
学系に適用したとき、光学性能上最も重要となる像面湾
曲を良好に補正することのできる高精度の投影光学系よ
り成る露光装置を達成することができる。
又、従来より画角が狭い為に使用が制限されていた２
枚の球面反射鏡を用いた、所謂シュワルツシルト型光学
系においても、像面湾曲を大幅に改善することができ、
例えばフレネルゾーンプレートの製作が極めて容易にな
る等の特長を有している。
枚の球面反射鏡を用いた、所謂シュワルツシルト型光学
系においても、像面湾曲を大幅に改善することができ、
例えばフレネルゾーンプレートの製作が極めて容易にな
る等の特長を有している。
更に、基板に曲面を用いることにより光学系全体の設
計上の自由度が増えて、より高精度な露光装置を達成す
ることが可能となる。
計上の自由度が増えて、より高精度な露光装置を達成す
ることが可能となる。
第１図，第５図は各々本発明の第1,第２実施例の光学系
の概略図、第２図，第３図は第１図の第１実施例におい
て反射型マスクの基板面を所定の曲面で構成したときの
収差図、第４図は第１図の第１実施例において反射型マ
スクの基板面を平面としたときの収差図、第６図，第７
図は第５図の第２実施例において反射型マスクの基板面
を所定の曲面で構成したときの収差図、第８図は第５図
の第２実施例において反射型マスクの基板面を平面とし
たときの収差図、第9,第10,第11図は各々本発明に係る
反射型マスクの製造方法の各実施例の説明図である。 図中、M1,M2,M3,M51,M52は反射鏡、MSは反射型マスク、
Ｗはウエハ、１は反射型マスクの基板、2,4は第１の物
質、3,5は第２の物質、10は多層積層反射部、11は反射
面、12は非反射面、Ａは保護膜、Ｂは吸収体、Ｃはレジ
スト、A1は非反射薄膜である。
の概略図、第２図，第３図は第１図の第１実施例におい
て反射型マスクの基板面を所定の曲面で構成したときの
収差図、第４図は第１図の第１実施例において反射型マ
スクの基板面を平面としたときの収差図、第６図，第７
図は第５図の第２実施例において反射型マスクの基板面
を所定の曲面で構成したときの収差図、第８図は第５図
の第２実施例において反射型マスクの基板面を平面とし
たときの収差図、第9,第10,第11図は各々本発明に係る
反射型マスクの製造方法の各実施例の説明図である。 図中、M1,M2,M3,M51,M52は反射鏡、MSは反射型マスク、
Ｗはウエハ、１は反射型マスクの基板、2,4は第１の物
質、3,5は第２の物質、10は多層積層反射部、11は反射
面、12は非反射面、Ａは保護膜、Ｂは吸収体、Ｃはレジ
スト、A1は非反射薄膜である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 恵明 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 小倉 繁太郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ａｂｓｃｒａｃｔ ｓ ｏｆ ｔｈｅ 18ｔｈ（1986 Ｉｎ ｔｅｒｎａｔｉｏｎｃｌ） Ｃｏｎｆｅ ｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａ ｔｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ Ｍａｔ ｅｒｉａｌｓ，Ｔｏｋｙｏ，1986，Ｐ Ｐ．17−20
Claims (8)
- 【請求項１】パターンが形成されたマスク面を有する反
射型マスクにおいて、該マスク面は曲面を有しているこ
とを特徴とする反射型マスク。 - 【請求項２】反射型マスクのマスク面上に放射線を照射
し、該マスク面に形成されたパターンを所定面上に投影
露光する露光装置であって、該マスク面は曲面を有して
いることを特徴とする反射型マスクを用いた露光装置。 - 【請求項３】反射型マスクのマスク面上に放射線を照射
し、該マスク面に形成されたパターンを所定面上に投影
露光する露光方法であって、該マスク面は曲面を有して
いることを特徴とする反射型マスクを用いた露光方法。 - 【請求項４】前記放射線はＸ線または真空紫外線である
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の反射型マ
スクを用いた露光装置。 - 【請求項５】前記放射線はＸ線または真空紫外線である
ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の反射型マ
スクを用いた露光方法。 - 【請求項６】前記マスク面は重元素層と軽元素層とを交
互に積層した多層膜からなる反射部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。 - 【請求項７】前記マスク面は重元素層と軽元素層とを交
互に積層した多層膜からなる反射部を有することを特徴
とする特許請求の範囲第２項記載の反射型マスクを用い
た露光装置。 - 【請求項８】前記マスク面は重元素層と軽元素層とを交
互に積層した多層膜からなる反射部を有することを特徴
とする特許請求の範囲第３項記載の反射型マスクを用い
た露光方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33522387A JP2546312B2 (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 反射型マスクおよび該反射型マスクを用いた露光装置と露光方法 |
| EP88301367A EP0279670B1 (en) | 1987-02-18 | 1988-02-18 | A reflection type mask |
| DE3856054T DE3856054T2 (de) | 1987-02-18 | 1988-02-18 | Reflexionsmaske |
| US07/633,181 US5052033A (en) | 1987-02-18 | 1990-12-28 | Reflection type mask |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33522387A JP2546312B2 (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 反射型マスクおよび該反射型マスクを用いた露光装置と露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01175731A JPH01175731A (ja) | 1989-07-12 |
| JP2546312B2 true JP2546312B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=18286131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33522387A Expired - Lifetime JP2546312B2 (ja) | 1987-02-18 | 1987-12-29 | 反射型マスクおよび該反射型マスクを用いた露光装置と露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2546312B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0532236B1 (en) * | 1991-09-07 | 1997-07-16 | Canon Kabushiki Kaisha | System for stabilizing the shapes of optical elements, exposure apparatus using this system and method of manufacturing semiconductor devices |
| JP3231241B2 (ja) * | 1996-05-01 | 2001-11-19 | キヤノン株式会社 | Ｘ線縮小露光装置、及び該装置を用いた半導体製造方法 |
| WO2013133321A1 (ja) * | 2012-03-07 | 2013-09-12 | 株式会社ニコン | マスク、マスクユニット、露光装置、基板処理装置、及びデバイス製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5396677A (en) * | 1977-02-03 | 1978-08-24 | Cho Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai | Reflective mask for forming pattern |
| JPS629632A (ja) * | 1985-07-06 | 1987-01-17 | Agency Of Ind Science & Technol | 投影露光装置 |
-
1987
- 1987-12-29 JP JP33522387A patent/JP2546312B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＥｘｔｅｎｄｅｄＡｂｓｃｒａｃｔｓｏｆｔｈｅ１８ｔｈ（１９８６Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎｃｌ）ＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｅｖｉｃｅｓａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，Ｔｏｋｙｏ，１９８６，ＰＰ．１７−２０ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01175731A (ja) | 1989-07-12 |
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