JPH0815856A - 反射型フォトマスク及びそれに用いるブランク - Google Patents

反射型フォトマスク及びそれに用いるブランク

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JPH0815856A
JPH0815856A JP15018294A JP15018294A JPH0815856A JP H0815856 A JPH0815856 A JP H0815856A JP 15018294 A JP15018294 A JP 15018294A JP 15018294 A JP15018294 A JP 15018294A JP H0815856 A JPH0815856 A JP H0815856A
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JP
Japan
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substrate
reflective
photomask
reflection
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP15018294A
Other languages
English (en)
Inventor
Kousuke Ueyama
公助 植山
Keiji Tanaka
啓司 田中
Yasushi Nishiyama
泰史 西山
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Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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Publication date
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】反射型フォトマスクを使ったリソグラフィの露
光で、反射型フォトマスク基板の温度が上がるのを防
ぎ、露光されたパターンの位置精度を向上させることが
可能な反射型フォトマスクやびそれに用いるブランクを
提供する。 【構成】反射性の高い反射層パターンが基板上に設けら
れてある反射型フォトマスクであり、基板が炭化ケイ素
よりなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、LSI、VLSI、U
LSI等の半導体集積回路の製造用としては言うに及ば
ず、マイクロマシン等々のような極めて微細なパターン
をフォトリソグラフィ法を応用して形成しようとする際
に、その複製用原画として使用されるいわゆるフォトマ
スクに関し、特には露光光を反射してパターンを露光す
る反射型フォトマスクに関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路の製造においては、フォ
トリソグラフィー技術の進歩による素子の微細化に伴な
い、フォトマスクに対する解像力向上の要求がますます
高まっており、デバイス寸法が原理的な解像限界に近づ
いている。一般に解像度を示す式はkλ/NAで与えら
れる。このことから、解像限界を上げる為には、回析光
の影響が小さくなる短波長の光を用いる方法がある。こ
こで、λは光の波長、NAはレンズの開口数、kは定数
を示している。しかしながら、露光波長を短波長化する
と露光装置に用いる光学系に使用しているレンズ等の光
学素子の光吸収が大きくなる。また屈折による収差も影
響が大きく光学系の構成が複雑になり作製が困難になっ
てくる。
【0003】ところで、これとは別にレンズを使わずに
光学系を組み立てる方法として反射光学素子を用いた光
学系がある。たとえば特開平3−282527とか論
文、電子応用技術第22巻9号27ページ(1980
年)等を参照することができる。
【0004】反射光学系では光学素子による光吸収を考
慮する必要がない。また反射を用いるため屈折による収
差を考える必要もない。この様な利点から実用されてい
る露光用光学系を利用した装置としては、ウルトラステ
ッパー社やSVGリソグラフィー社の半導体製造に用い
る露光用ステッパ装置が知られている。上記の実用反射
光学系においては、光学系は反射光学素子により構成さ
れているが複製用パターンの原画に相当するフォトマス
クは透過型マスクが用いられている。また米国スタンフ
ォード大学により論文、J. Vac. Sci. Technol. B(9) P
3138(1991) において反射光学系ステッパに用いる反射
型フォトマスクが提案されているが、この方式でも光学
系の一部分で光がフォトマスクとレンズとを透過する様
な光学系になっている。さらに従来の反射型フォトマク
に関しては、特開昭53−96677号公報、特開昭6
0−120359号公報等に提案されている。
【0005】以下には、従来の反射型フォトマスクにつ
いて、その代表的な一例を(図10)を参照しつつ説明
する。(図10)に示すような従来の基板7に反射層パ
ターン21を形成した構成であり、反射層パターン21
からの反射光が半導体作製用のウエハ上に投影されてパ
ターンが作られる。ここで反射層パターン21の材料の
要件としては、まず露光光の波長において充分な反射性
を有し、フォトリソグラフィ法により簡単にパターンが
形成できる事が望ましい。これらの条件を満たすことの
できる材料としては、一例としてアルミニウムが挙げら
れる。
【0006】次に、従来の基板7としては反射層パター
ンを保持するための剛性が必要であり表面の反射率が低
い必要がある。あるいはパターン部分以外は光が透過し
てしまう基板も考えられる。光が透過するタイプとして
は200nm程度より長波長の露光光の場合は石英を用
いることができる。
【0007】しかしながら、露光光の波長が短くなると
従来の基板7では光吸収が大きくなり、基板は吸収した
露光光によって加熱され著しい場合には基板が反った
り、程度が小さい場合にも微細パターンの位置精度に影
響をあたえる事になる。
【0008】
【本発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点
に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、
前記のように反射型フォトマスクを使ったリソグラフィ
の露光工程において、反射型フォトマスク基板の温度が
上がるのを防ぐことにより、露光されたパターンの位置
精度を向上させることが可能な反射型フォトマスク及び
それに用いるブランクを提供する。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明が提供する手段とは、すなわち、請求項1に記
載してあるように、基板上に反射層パターンが設けられ
てある反射型フォトマスクにおいて、該基板が炭化ケイ
素よりなることを特徴とする反射型フォトマスクであ
る。
【0010】好ましくは、請求項2に記載してあるよう
に、請求項1の反射型フォトマスクにおいて、前記反射
層パターンが単層膜からなることを特徴とする反射型フ
ォトマスクである。
【0011】好ましくは、請求項3に記載してあるよう
に、請求項1又は2に記載の反射型フォトマスクにおい
て、前記基板上の、反射層パターンが設けられた側の面
に、反射防止層が設けられていることを特徴とする反射
型フォトマスクである。
【0012】好ましくは、請求項4に記載してあるよう
に、請求項1又は2に記載の反射型フォトマスクにおい
て、前記反射層パターン間に光吸収層パターンを形成し
たことを特徴とする反射型フォトマスクである。
【0013】好ましくは、請求項5に記載してあるよう
に、請求項1又は2に記載の反射型フォトマスクにおい
て、前記基板上の、反射層パターンが設けられた側とは
反対側の面に、光吸収層が設けられていることを特徴と
する反射型フォトマスクである。
【0014】または、請求項6に記載してあるように、
反射層が基板上に設けられてあり、反射型の露光に使用
される反射型フォトマスクの製造に用いられるブランク
において、反射層を支持する基板が炭化ケイ素よりなる
ことを特徴とするブランクである。
【0015】好ましくは、請求項7に記載してあるよう
に、請求項6に記載のブランクにおいて、前記反射層が
単層膜からなることを特徴とするブランクである。
【0016】好ましくは、請求項8に記載してあるよう
に、請求項6又は7に記載のブランクにおいて、基板上
の前記反射層がある側の面に、反射防止層を設けられて
いることを特徴とするブランクである。
【0017】好ましくは、請求項9に記載してあるよう
に、請求項6又は7に記載のブランクにおいて、前記基
板上の、反射層が設けられた側とは反対側の面に、光吸
収層が設けられていることを特徴とするブランクであ
る。
【0018】以下に、本発明に係わる反射型フォトマス
ク、およびその製造方法について図を参照しつつさらに
詳細に述べる。ここで、(図1)から(図5)は、断面
図を用いてその製造方法の概要を工程順に示すと共に本
発明の反射型フォトマスクとブランクについて説明した
図面である。
【0019】(図1)は炭化ケイ素よりなる基板1上に
反射層2を形成した本発明の反射型フォトマスクブラン
クを示している。次にリソグラフィ用のレジスト層3を
形成したブランクを(図2)に示す。続いて、レジスト
層は露光手段により露光する。露光には電子線描画、レ
ーザ光描画、光露光等があるが精度の点からは電子線描
画方式が望ましい。露光後にレジストを現像しレジスト
パターン31を得る(図3)。次にレジストパターン3
1をマスクにして反射層2をエッチングして反射層パタ
ーン21を得る(図4)。最後にレジストパターン31
を除去して反射マスク(図5)が完成する。
【0020】本発明に係わる反射型フォトマスク用の基
板である炭化ケイ素は熱伝導性に優れている。つまり、
石英ガラスと炭化ケイ素との熱伝導率を比較すると、石
英ガラスでは僅か0.0033cal/(sec・cm
・K)であるのに対して、本発明に係わりのある炭化ケ
イ素では0.50cal/(sec・cm・K)以上で
ある。(出典:化学便覧、第2版、1984年I−54
2ページ、I−552ページ)。この事から、炭化ケイ
素は、加熱される状況下にあった場合に関して、好まし
い特性を持っているといえる。つまり、炭化ケイ素はそ
の他の材料(例えば前記石英ガラスなる材料)と比較し
た場合に、同じ熱量を与えられたとしても、炭化ケイ素
の方が熱の拡散性能が非常に高く、加熱しても局所的な
温度上昇を防ぐことが出来ることから、冷却効果が高い
といえる。
【0021】さて、(図6)は、本発明の第2の反射型
フォトマスクである。(図5)と同様に、基板1には炭
化ケイ素を用い、反射層パターン21を形成している。
但し、反射層パターン21の間に光吸収層パターン41
を設けて光反射部分と非反射部分のコントラストを向上
させている。
【0022】また(図7)は、基板1を炭化ケイ素で作
製するが反射層パターン21とは反対の面に光吸収材5
を設けて非反射部分を透過してくるわずかの光を吸収す
る事で露光時のゴースト等のかぶりを防ぐ反射型フォト
マスクである。(図7)では反射層パターン21を形成
してあるが、パターニング前の反射層が基板に成膜され
た状態は反射型フォトマスクのブランクとして種々のパ
ターニングに使用できる。
【0023】また(図8)は本発明の他の反射型フォト
マスク用ブランクを示している。基盤1は炭化ケイ素を
用いその上に反射防止層6を成膜しさらにその上に反射
層2を形成している。(図8)のブランクを用いて反射
層2をパターニングして反射層パターンを形成した反射
型フォトマスクが(図9)である。
【0024】
【作用】本発明に係わる反射型フォトマスクによると、
反射層パターンを支持する支持基板を炭化ケイ素で作製
することにより、熱の伝導性が向上する。この為、短波
長の露光光(g線よりも短波長の露光光としては、例え
ばi線、さらにはKrFやArF等のエキシマレーザ
ー)を用いた場合に、光が吸収されて基板温度が上昇す
る状況(言い換えると加熱された状況)になったとして
も、熱は速やかに伝導して反射型フォトマスクの部材の
外へ逃げてゆくので、基板温度の冷却が起こる。この結
果、基板の反りや、露光されたパターンの位置精度の低
下等が防止できる。
【0025】
【実施例】表面を研磨した20mmφの炭化ケイ素基板
に、反射層としてアルミニウムを100nmの厚さにス
パッタリング法により成膜した。次に、反射層パターン
作製用にフォトレジスト(シプレイ製、商品名:マイク
ロポジット1400)を500nmの厚さにコートした
後に、パターニング用フォトマスクを密着させて高圧水
銀灯を用いて20mJ/cm2 の条件で露光した。続い
て、所定の現像液により現像してレジストパターンを作
製した。
【0026】次に、レジストパターンをマスクにしてア
ルミニウムのエッチングを酸化鉄を主成分とするエッチ
ング液により行った。最後に専用の剥膜液によりレジス
ト層を除去して反射型フォトマスクを完成した。次に、
上記の反射型フォトマスクにKrFエキシマレーザによ
り1パルス当たり10mJ/cm2 のエネルギーで、1
秒間に50パルス、合計で1000パルスの照射を行っ
たところ、パターンに異常は認められなかった。
【0027】
【比較例】基板に低膨張ガラス(コーニング製、商品
名:7059)を使用した以外は、実施例と同様にして
反射型フォトマスクを作製した。次に、上記の反射型フ
ォトマスクに実施例と同様のレーザ照射を行ったとこ
ろ、パターン位置に歪が生じた。
【0028】
【発明の効果】本発明に係わる反射型フォトマスクによ
ると、反射層パターンの支持基板を炭化ケイ素を用いて
作製することによって、熱の伝導性が飛躍的に向上す
る。この結果、たとえi線や前記エキシマレーザー等の
ような短波長の露光光を用いたリソグラフィーの場合で
も、光が反射型フォトマスクに吸収されて基板温度が上
昇する状況になったとしても、熱は速やかに伝導して基
板温度の冷却が起こる。このため基板の反りあるいはパ
ターンの位置精度の低下等が防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる反射型フォトマスクブランクの
概要を製造方法と共に示す断面図である。
【図2】本発明に係わる反射型フォトマスクの製造方法
を示す断面図である。
【図3】本発明に係わる反射型フォトマスクの製造方法
を示す断面図である。
【図4】本発明に係わる反射型フォトマスクの製造方法
を示す断面図である。
【図5】本発明に係わる反射型フォトマスクの概要を製
造方法と共に示す断面図である。
【図6】本発明に係わる反射型フォトマスクの概要を示
す断面図である。
【図7】本発明に係わる反射型フォトマスクの概要を示
す断面図である。
【図8】本発明に係わる反射型フォトマスクブランクの
概要を示す断面図である。
【図9】本発明に係わる反射型フォトマスクの概要を示
す断面図である。
【図10】従来の反射型フォトマスクの概要を示す断面
図である。
【符号の説明】
1・・・支持基板 2・・・反射層 21・・・反射層パターン 3・・・レジスト層 31・・・レジスト層パターン 41・・・光吸収層パターン 5・・・光吸収材 6・・・反射防止層 7・・・従来の基板

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に反射層パターンが設けられてある
    反射型フォトマスクにおいて、 該基板が炭化ケイ素よりなることを特徴とする反射型フ
    ォトマスク。
  2. 【請求項2】請求項1の反射型フォトマスクにおいて、 前記反射層パターンが単層膜からなることを特徴とする
    反射型フォトマスク。
  3. 【請求項3】請求項1又は2に記載の反射型フォトマス
    クにおいて、 前記基板上の、反射層パターンが設けられた側の面に、
    反射防止層が設けられていることを特徴とする反射型フ
    ォトマスク。
  4. 【請求項4】請求項1又は2に記載の反射型フォトマス
    クにおいて、 前記反射層パターン間に光吸収層パターンを形成したこ
    とを特徴とする反射型フォトマスク。
  5. 【請求項5】請求項1又は2に記載の反射型フォトマス
    クにおいて、 前記基板上の、反射層パターンが設けられた側とは反対
    側の面に、光吸収層が設けられていることを特徴とする
    反射型フォトマスク。
  6. 【請求項6】反射層が基板上に設けられてあり、反射型
    の露光に使用される反射型フォトマスクの製造に用いら
    れるブランクにおいて、 反射層を支持する基板が炭化ケイ素よりなることを特徴
    とするブランク。
  7. 【請求項7】請求項6に記載のブランクにおいて、 前記反射層が単層膜からなることを特徴とするブラン
    ク。
  8. 【請求項8】請求項6又は7に記載のブランクにおい
    て、 基板上の前記反射層がある側の面に、反射防止層を設け
    られていることを特徴とするブランク。
  9. 【請求項9】請求項6又は7に記載のブランクにおい
    て、 前記基板上の、反射層が設けられた側とは反対側の面
    に、光吸収層が設けられていることを特徴とするブラン
    ク。
JP15018294A 1994-06-30 1994-06-30 反射型フォトマスク及びそれに用いるブランク Pending JPH0815856A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010102337A (ja) * 2008-10-24 2010-05-06 Asml Holding Nv 光学要素のための反射防止コーティング
JP2012533095A (ja) * 2009-07-15 2012-12-20 カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー コーティングを有するマイクロミラー構成体及びコーティングを作製する方法
US8421995B2 (en) 2008-10-24 2013-04-16 Asml Holding N.V. Anti-reflective coating for optical elements
JP2015018918A (ja) * 2013-07-10 2015-01-29 キヤノン株式会社 反射型原版、露光方法及びデバイス製造方法

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