專利名稱：曝光裝置用的反射鏡、曝光裝置用的反射型掩模、曝光裝置以及圖案形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在半導體裝置的制造過程中使用的曝光裝置、該曝光裝置中的反射鏡和反射型掩模、以及圖案形成方法。
背景技術(shù)：
隨著半導體集成電路的高度集成化和半導體元件的小型化，要求刻蝕技術(shù)的快速發(fā)展。
目前，在平版印刷技術(shù)中，以汞燈、KrF受激準分子激光器或ArF受激準分子激光器等作為曝光用光進行圖案的形成。并且，為了形成圖案寬度為0.1μm以下特別是70nm以下的微細的圖案，正在探討波長比所述曝光用光更短的F2激光(波長157nm區(qū)域)等真空紫外線或極紫外線(EUV波長1nm～30nm區(qū)域)的應用，以及電子射線(EB)投射曝光等的EB的應用。
在這些曝光用光中，因極紫外線有可望形成圖案寬度為50nm以下的圖案，所以特別有發(fā)展前景。
下面，參照圖4來說明例如記載于H.Kinoshita et al.，“Recent advanceof three-aspherical-mirror system for EUVL”，Proc.SPIE，vol.3997，70(2000).[2000.7月發(fā)行]中的極紫外線曝光裝置(EUV曝光裝置)的整體結(jié)構(gòu)。
如圖4所示，由激光等離子體或SOR等EUV光源10射出的EUV在反射型掩模20被選擇性反射之后，依次經(jīng)第一反射鏡30a、第二反射鏡30b、第三反射鏡30c和第四反射鏡30d的反射，最后照射到形成在半導體晶片40上的抗蝕膜。
下面，參照圖5(a)～(d)說明使用所述的EUV曝光裝置進行的以往的圖案形成方法。
首先，準備具有以下組成的化學增幅型抗蝕劑材料。聚((對-叔丁氧基羰氧基苯乙烯)-(羥基苯乙烯))(其中，對-叔丁氧基羰氧基苯乙烯∶羥基苯乙烯＝40mol％∶60mol％)(基本樹脂)……………………………………………………………………… 4.0g三苯基锍九氟丁烷磺酸(酸發(fā)生劑)……………………………………0.12g丙二醇單甲醚乙酸酯(溶劑)……………………………………………20g然后，如圖5(a)所示，在基板1上涂布上述的化學增幅型抗蝕劑材料，形成膜厚為0.15μm的抗蝕膜2。
接著，如圖5(b)所示，對抗蝕膜2照射從數(shù)值孔徑NA0.10的EUV曝光裝置射出后由反射型掩模反射而來的極紫外線(波長13.5nm區(qū)域)3，進行圖案的曝光。
接著，如圖5(c)所示，對圖案曝光的抗蝕膜2，利用電熱板在100℃的溫度下加熱60秒而進行曝光后的烘焙。這時，由于抗蝕膜2的曝光部2a中，從酸發(fā)生劑產(chǎn)生酸，所以變得對堿性顯影液可溶，同時因抗蝕膜2的未曝光部2b中不會從酸發(fā)生劑產(chǎn)生酸，所以仍難于溶解在堿性顯影液中。
接著，用2.38wt％的四甲基氫氧化銨顯影液(堿性顯影液)對預烘焙過的抗蝕膜2進行顯影，則如圖5(d)所示，可得到由抗蝕膜2的未曝光部2b構(gòu)成的抗蝕圖4。
但是，如圖5(d)所示，抗蝕圖4的圖案形狀變差，同時圖案尺寸大致為72nm，大致比掩模尺寸(90nm)縮小了20％。
如果使用圖案形狀差的抗蝕圖4作為掩模對被蝕刻膜進行蝕刻，則所得到的圖案的形狀變差，從而成為半導體元件的制造工序中的一個大問題。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上，本發(fā)明的目的在于不使對抗蝕膜選擇性地照射極紫外線之后進行顯影而得到的抗蝕圖案的形狀變差。
為了達到所述目的，本發(fā)明人等對抗蝕圖形狀變差的原因進行各種研究的結(jié)果，得到了以下見解。即，向抗蝕膜照射的曝光光中包含有極紫外線以外的光，具體地包含有紅外光，并且該紅外光在抗蝕膜的曝光部局部地被熱吸收。從而局部地熱吸收紅外光的抗蝕膜發(fā)生變形，使抗蝕膜的尺寸控制性下降。下面，詳細說明局部熱吸收紅外光的抗蝕膜的尺寸控制性下降的機理。
由入射到抗蝕膜2的曝光部2a的紅外光所產(chǎn)生的高熱將瞬間地傳遞到抗蝕膜2的未曝光部2b，所以在未曝光部2b，基本聚合物達到軟化點以上的溫度。因此認為，由顯影后的未曝光部2b構(gòu)成的抗蝕圖4產(chǎn)生變形，使圖案尺寸控制性下降。另外，在抗蝕膜2的曝光部2a，按照通常方式進行基礎(chǔ)聚合物和極紫外線3之間的反應，難以受到由紅外光帶來的熱的影響，所以顯影后以通常方式被除去。
另外，關(guān)于從EUV光源1射出的EUV中所含有的紅外光被抗蝕膜2的未曝光部2b吸收的現(xiàn)象，也已公開在H.Meiling et al.，“EXTATIC，ASML’s alpha-tool development for EUVL“Proc.SPIE，vol.4688，52(2002).”[2002.7月發(fā)行]。
本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)了，由顯影后的抗蝕膜的未曝光部所構(gòu)成的抗蝕圖的變形是由抗蝕膜曝光部的局部所吸收的高溫熱量而引起的。
本發(fā)明是鑒于上述的見解而完成的，下面具體說明如下。
本發(fā)明的曝光裝置用的反射鏡具備形成在鏡面基板上且由鉬和硅的多層膜構(gòu)成的、反射極紫外線的反射層和形成在反射層的上面且由吸收紫外線的化合物構(gòu)成的吸收層。
根據(jù)本發(fā)明的曝光裝置用的反射鏡，由于在反射層的上面形成有由吸收紫外線的化合物構(gòu)成的吸收層，所以包含在由極紫外線構(gòu)成的曝光光中的紅外光在由反射鏡反射時被吸收層吸收，從而照射抗蝕膜的曝光光中所含有的紅外線將減弱。因此，抗蝕膜的局部吸收熱量的情況得到緩解，從而由抗蝕膜的顯影而得到的抗蝕圖的形狀不會變差。
在本發(fā)明的曝光裝置用的反射鏡中，作為化合物優(yōu)選的是酞菁。
由于酞菁的紅外線吸收性良好，所以照射在抗蝕膜上的曝光光中幾乎不含紅外線，從而能夠可靠地防止抗蝕膜局部吸收熱的情形，且能夠可靠地防止抗蝕圖的形狀劣化。另外，由于酞菁幾乎不吸收極紫外線，所以照射在抗蝕膜上的極紫外線不會減弱，從而所得抗蝕圖的感度和析像度幾乎不會劣化。并且，酞菁在被照射極紫外線的高真空氣氛中也非常穩(wěn)定。
這時，作為酞菁，可以使用銅酞菁、一氧化鈦酞菁、鈦酞菁、氫酞菁、鋁酞菁、鐵酞菁、鈷酞菁、錫酞菁、氟化銅酞菁、氯化銅酞菁、溴化銅酞菁或碘化銅酞菁等。
在本發(fā)明的曝光裝置用的反射鏡中，作為化合物優(yōu)選的是花青苷系、方鎓(squalilium)系、甲亞胺系、咕噸系、氧雜菁系、偶氮系、蒽醌系、三苯甲烷系、、吩噻嗪系或吩噁噻系。
在本發(fā)明的曝光裝置用的反射鏡中，優(yōu)選的是，化合物由濺射法、真空蒸鍍法或離子電鍍法成膜。
這時，作為濺射法，可以舉出磁控管法、反應性濺射法、2極法、離子束法、對置靶法、ECR法、3極法或同軸型濺射法。作為真空蒸鍍法，可以例舉分子束外延法、反應性真空蒸鍍法、電子束法、激光法、電弧法、電阻加熱法或高頻加熱法；作為離子電鍍法，可以例舉反應性離子電鍍法、離子束法或空心陰極法。
本發(fā)明的曝光裝置用的反射型掩模具備形成在掩?；迳锨矣摄f和硅的多層膜構(gòu)成的反射極紫外線的反射層、選擇性地形成在反射層的上面且吸收極紫外線的極紫外線吸收層、以及形成在反射層上的至少是沒有形成極紫外線吸收層的區(qū)域且由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的紅外線吸收層。
根據(jù)本發(fā)明的曝光裝置用的反射型掩模，由于在反射層上的至少是沒有形成極紫外線吸收層的區(qū)域上形成有由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的紅外線吸收層，所以由極紫外線構(gòu)成的曝光光中所含有的紅外光在被反射型掩模反射時被紅外線吸收層所吸收，從而照射在抗蝕膜上的曝光光中所含有的紅外線減弱。因此，抗蝕膜的局部吸收熱量的情況得到緩解，從而由抗蝕膜的顯影而得到的抗蝕圖的形狀不會變差。
在本發(fā)明的曝光裝置用的反射型掩模中，作為化合物優(yōu)選的是酞菁。
如上所述，由于酞菁的紅外線吸收性良好，同時又幾乎不吸收極紫外線，所以能夠可靠地防止抗蝕圖的形狀劣化，并且所得抗蝕圖的感度和析像度幾乎不會劣化。
這時，作為酞菁，可以使用銅酞菁、一氧化鈦酞菁、鈦酞菁、氫酞菁、鋁酞菁、鐵酞菁、鈷酞菁、錫酞菁、氟化銅酞菁、氯化銅酞菁、溴化銅酞菁或碘化銅酞菁等。
在本發(fā)明的曝光裝置用的反射型掩模中，作為化合物優(yōu)選的是花青苷系、方鎓系、甲亞胺系、咕噸系、氧雜菁系、偶氮系、蒽醌系、三苯甲烷系、吩噻嗪系或吩噁噻系。
在本發(fā)明的曝光裝置用的反射型掩模中，優(yōu)選的是，化合物由濺射法、真空蒸鍍法或離子電鍍法成膜。
這時，作為濺射法，可以例舉磁控管法、反應性濺射法、2極法、離子束法、對置靶法、ECR法、3極法或同軸型濺射法。作為真空蒸鍍法，可以例舉分子束外延法、反應性真空蒸鍍法、電子束法、激光法、電弧法、電阻加熱法或高頻加熱法；作為離子電鍍法，可以例舉反應性離子電鍍法、離子束法或空心陰極法。
本發(fā)明的第1曝光裝置具備具有形成在鏡面基板上且由鉬和硅的多層膜構(gòu)成的、反射極紫外線的反射層和形成在反射層的上面且由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的吸收層的反射鏡。
根據(jù)本發(fā)明的第1曝光裝置，由于在反射鏡的反射層上面形成有由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的吸收層，所以包含在由極紫外線構(gòu)成的曝光光中的紅外光在被反射鏡反射時被吸收層所吸收，從而照射抗蝕膜的曝光光中所含有的紅外線將減弱。因此，抗蝕膜的局部吸收熱量的情況得到緩解，從而由抗蝕膜的顯影而得到的抗蝕圖的形狀不會變差。
本發(fā)明的第2曝光裝置具備具有形成在掩?；迳锨矣摄f和硅的多層膜構(gòu)成的反射極紫外線的反射層、選擇性地形成在反射層的上面且吸收極紫外線的極紫外線吸收層、以及形成在反射層上的至少是沒有形成極紫外線吸收層的區(qū)域且由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的紅外線吸收層的反射型掩模。
根據(jù)本發(fā)明的第2曝光裝置，由于在反射層上的至少是沒有形成極紫外線吸收層的區(qū)域上形成有由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的紅外線吸收層，所以由極紫外線構(gòu)成的曝光光中所含有的紅外光在被反射型掩模反射時被紅外線吸收層所吸收，從而照射在抗蝕膜上的曝光光中所含有的紅外線減弱。因此，抗蝕膜的局部吸收熱量的情況得到緩解，從而由抗蝕膜的顯影而得到的抗蝕圖的形狀不會變差。
本發(fā)明的第3曝光裝置具備具有形成在鏡面基板上且由鉬和硅的多層膜構(gòu)成的反射極紫外線的反射層和形成在反射層的上面且由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的吸收層的反射鏡；具有形成在掩?；迳锨矣摄f和硅的多層膜構(gòu)成的反射極紫外線的反射層、選擇性地形成在反射層的上面且吸收極紫外線的極紫外線吸收層、以及形成在反射層上的至少是沒有形成極紫外線吸收層的區(qū)域且由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的紅外線吸收層的反射型掩模。
根據(jù)本發(fā)明的第3曝光裝置，由于在反射鏡的反射層上面形成有由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的吸收層，同時在反射型掩模的反射層上面的至少是沒有形成極紫外線吸收層的區(qū)域上形成有由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的紅外線吸收層，所以照射在抗蝕膜上的曝光光中所含有的紅外線將大大減弱，從而能夠可靠地防止由抗蝕膜的顯影而得到的抗蝕圖的形狀劣化。
在本發(fā)明的第1～第3曝光裝置中，作為化合物，優(yōu)選使用化學式1所示的酞菁。另外，在化學式1中，R表示取代基。
化學式1 如上所述，酞菁的紅外線吸收性良好且?guī)缀醪晃諛O紫外線，所以能夠可靠地防止抗蝕圖的形狀劣化，同時所得抗蝕圖的感度和析像度幾乎不會劣化。
這時，作為酞菁，可以使用銅酞菁(R＝Cu)、一氧化鈦酞菁(R＝TiO)、鈦酞菁(R＝Ti)、氫酞菁(R＝H)、鋁酞菁(R＝Al)、鐵酞菁(R＝Fe)、鈷酞菁(R＝Co)、錫酞菁(R＝Sn)、氟化銅酞菁(R＝CuF2)、氯化銅酞菁(R＝CuCl2)、溴化銅酞菁(R＝CuBr)或碘化銅酞菁(R＝CuI)等。另外，在上述的酞菁中，R表示化學式1中的取代基。
在本發(fā)明的第1～第3曝光裝置中，作為化合物優(yōu)選的是花青苷系、方鎓系、甲亞胺系、咕噸系、氧雜菁系、偶氮系、蒽醌系、三苯甲烷系、吩噻嗪系或吩噁噻系。
在本發(fā)明的第1～第3曝光裝置用的反射型掩模中，優(yōu)選的是，化合物由濺射法、真空蒸鍍法或離子電鍍法成膜。
這時，作為濺射法，可以例舉磁控管法、反應性濺射法、2極法、離子束法、對置靶法、ECR法、3極法或同軸型濺射法。作為真空蒸鍍法，可以例舉分子束外延法、反應性真空蒸鍍法、電子束法、激光法、電弧法、電阻加熱法或高頻加熱法；作為離子電鍍法，可以例舉反應性離子電鍍法、離子束法或空心陰極法。
本發(fā)明的第1圖案形成方法具有向在基板上形成的抗蝕膜上照射由反射型掩模和反射鏡反射而來的極紫外線而進行圖案曝光的工序；顯影被圖案曝光的抗蝕膜，而形成由抗蝕膜的未曝光部構(gòu)成的抗蝕圖的工序；且反射鏡具有形成在鏡面基板上且由鉬和硅的多層膜構(gòu)成的反射極紫外線的反射層和形成在反射層的上面且由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的吸收層。
根據(jù)本發(fā)明的第1圖案形成方法，由于在反射鏡的反射層上面形成有由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的吸收層，所以在由極紫外線構(gòu)成的曝光光中所含有的紅外光被反射鏡反射時被吸收層所吸收，從而照射抗蝕膜的曝光光中所含有的紅外線將減弱。因此，抗蝕膜的局部吸收熱量的情況得到緩解，從而由抗蝕膜的顯影而得到的抗蝕圖的形狀不會變差。
本發(fā)明的第2圖案形成方法具有向在基板上形成的抗蝕膜照射由反射型掩模和反射鏡反射而來的極紫外線而進行圖案曝光的工序；顯影被圖案曝光的抗蝕膜，而形成由抗蝕膜的未曝光部構(gòu)成的抗蝕圖的工序；且反射型掩模具有，形成在掩?；迳锨矣摄f和硅的多層膜構(gòu)成的反射極紫外線的反射層、選擇性地形成在反射層上且吸收極紫外線的極紫外線吸收層、以及形成在反射層上的至少是沒有形成極紫外線吸收層的區(qū)域且由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的紅外線吸收層。
根據(jù)本發(fā)明的第2圖案形成方法，由于在反射型掩模的反射層上的至少是沒有形成有極紫外線吸收層的區(qū)域上形成有由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的紅外線吸收層，所以由極紫外線構(gòu)成的曝光光中所含有的紅外光被反射型掩模反射時被紅外線吸收層所吸收，從而照射在抗蝕膜上的曝光光中所含有的紅外線減弱。因此，抗蝕膜的局部吸收熱量的情況得到緩解，從而由抗蝕膜的未曝光部構(gòu)成的抗蝕圖的形狀不會變差。
本發(fā)明的第3圖案形成方法具有向在基板上形成的抗蝕膜照射由反射型掩模和反射鏡反射而來的極紫外線而進行圖案曝光的工序；顯影被圖案曝光的抗蝕膜，而形成由抗蝕膜的未曝光部構(gòu)成的抗蝕圖的工序；且反射型掩模具有，形成在掩?；迳锨矣摄f和硅的多層膜構(gòu)成的反射極紫外線的反射層、選擇性地形成在反射層上且吸收極紫外線的極紫外線吸收層、以及形成在反射層上的至少是沒有形成極紫外線吸收層的區(qū)域且由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的紅外線吸收層；且反射鏡具有形成在鏡面基板上且由鉬和硅的多層膜構(gòu)成的反射極紫外線的反射層和形成在反射層的上面且由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的吸收層。
根據(jù)本發(fā)明的第3圖案形成方法，由于在反射鏡的反射層上形成有由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的吸收層，同時在反射型掩模的反射層上的至少是沒有形成有極紫外線吸收層的區(qū)域上形成有由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的紅外線吸收層，所以照射在抗蝕膜上的曝光光中所含有的紅外線將大大減弱，從而能夠可靠地防止由抗蝕膜的未曝光部構(gòu)成的抗蝕圖的形狀的劣化。
在本發(fā)明的第1～第3的圖案形成方法中，抗蝕膜優(yōu)選由化學增幅型抗蝕材料構(gòu)成。
在本發(fā)明的第1～第3的圖案形成方法中，作為化合物優(yōu)選的是酞菁。
如上所述，由于酞菁的紅外線吸收性良好，同時又幾乎不吸收極紫外線，所以能夠可靠地防止抗蝕圖的形狀劣化，并且所得抗蝕圖的感度和析像度幾乎不會劣化。
這時，作為酞菁，可以使用銅酞菁、一氧化鈦酞菁、鈦酞菁、氫酞菁、鋁酞菁、鐵酞菁、鈷酞菁、錫酞菁、氟化銅酞菁、氯化銅酞菁、溴化銅酞菁或碘化銅酞菁等。
在本發(fā)明的第1～第3的圖案形成方法中，作為化合物優(yōu)選的是花青苷系、方鎓系、甲亞胺系、咕噸系、氧雜菁系、偶氮系、蒽醌系、三苯甲烷系、吩噻嗪系或吩噁噻系。
在本發(fā)明的第1～第3的圖案形成方法中，優(yōu)選的是，化合物由濺射法、真空蒸鍍法或離子電鍍法成膜。
這時，作為濺射法，可以例舉磁控管法、反應性濺射法、2極法、離子束法、對置靶法、ECR法、3極法或同軸型濺射法。作為真空蒸鍍法，可以例舉分子束外延法、反應性真空蒸鍍法、電子束法、激光法、電弧法、電阻加熱法或高頻加熱法；作為離子電鍍法，可以例舉反應性離子電鍍法、離子束法或空心陰極法。
圖1是本發(fā)明實施例1的反射型掩模的截面圖。
圖2是本發(fā)明實施例1的反射鏡的截面圖。
圖3(a)～(d)是表示本發(fā)明實施例1的圖案形成方法的各工序的截面圖。
圖4是表示本發(fā)明的實施例1和以往例的曝光裝置的全體構(gòu)成的示意圖。
圖5(a)～(d)是表示以往例的圖案形成方法的各工序的截面圖。
圖6(a)表示氫酞菁的吸收特性，圖6(b)表示鋁酞菁的吸收特性，圖6(c)表示鈦酞菁的吸收特性，圖6(d)表示鐵酞菁的吸收特性，圖6(e)表示鈷酞菁的吸收特性，圖6(f)表示銅酞菁的吸收特性。
具體實施例方式
下面，參照
本發(fā)明的實施例1。
在本發(fā)明的實施例1中，如圖4所示，由激光等離子體或SOR等EUV光源10射出的EUV在反射型掩模20被選擇性反射之后，依次經(jīng)第一反射鏡30a、第二反射鏡30b、第三反射鏡30c和第四反射鏡30d的反射，最后照射在形成在半導體晶片40上的抗蝕膜。
作為本發(fā)明實施例1的特征，如圖1所示，反射型掩模20具有由鉑等構(gòu)成的鏡面基板21、形成在該鏡面基板21上面且由鉬和硅交替層疊的多層膜所構(gòu)成的反射極紫外線的反射層22、形成在該反射層22的上方且由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的吸收層23。關(guān)于吸收層23的結(jié)構(gòu)將在后面詳述。
另外，作為本發(fā)明的實施例1，如圖2所示，第一反射鏡30a、第二反射鏡30b、第3反射鏡30c和第四反射鏡30d具備由硅或玻璃基板等構(gòu)成的掩?；?1；形成在該掩?；?1的上面且由鉬和硅交替層疊的多層膜所構(gòu)成的、反射極紫外線的反射層32；選擇性地形成在該反射層32的上面且由SiO2或Ru等構(gòu)成的緩沖層33；形成在該緩沖層33的上面且由Cr或TaN等構(gòu)成的、吸收極紫外線的極紫外線吸收層34；形成在反射層32上的至少是沒有形成有極紫外線吸收層34的區(qū)域且由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的紅外線吸收層35。另外，在圖2中，紅外線吸收層35形成在反射層32和極紫外線吸收層34的整個面上，但也可以形成在反射層32上的至少是沒有形成有極紫外線吸收層34的區(qū)域。另外，在圖2中，紅外線吸收層35形成在反射層32和極紫外線吸收層34的上方，但也可以形成在反射層32和緩沖層33之間。
另外，在本發(fā)明的實施例1中，第一反射鏡30a、第二反射鏡30b、第三反射鏡30c、第四反射鏡30d全都具有紅外線吸收層35，但也可以是第一、第二、第三、第四反射鏡30a、30b、30c、30d中的至少一個具有紅外線吸收層35。
另外，在本發(fā)明的實施例1中，反射型掩模和反射鏡均具有由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的吸收層，但也可以是反射型掩模或反射鏡具有由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的吸收層。
在這里，對構(gòu)成反射型掩模20的吸收層23和第一～第四反射鏡30a～30d的紅外線吸收層35的、吸收紅外線的化合物進行說明。
作為吸收紅外線的化合物，優(yōu)選使用銅酞菁、一氧化鈦酞菁、鈦酞菁、氫酞菁、鋁酞菁、鐵酞菁、鈷酞菁、錫酞菁、氟化銅酞菁、氯化銅酞菁、溴化銅酞菁或碘化銅酞菁等酞菁。
由于酞菁對紅外線的吸收性良好，所以照射到抗蝕膜上的曝光光中幾乎不含紅外線，從而能夠可靠地避免抗蝕膜局部地吸收熱量的情形，且可靠地防止抗蝕圖的形狀劣化。另外，由于酞菁幾乎不吸收極紫外線，所以照射在抗蝕膜上的極紫外線不會減弱，得到的抗蝕圖的感度和析像度幾乎不會劣化。并且，酞菁在可照射極紫外線的高真空氣氛中也非常穩(wěn)定。
圖6(a)表示氫酞菁的吸收特性，圖6(b)表示鋁酞菁的吸收特性，圖6(c)表示鈦酞菁的吸收特性，圖6(d)表示鐵酞菁的吸收特性，圖6(e)表示鈷酞菁的吸收特性，圖6(f)表示銅酞菁的吸收特性。在圖6(a)～(f)中，實線表示將各化合物溶解在氯萘溶液中時的吸收光譜，虛線表示在各化合物成為分散相時的吸收光譜。
如圖6(a)～(f)所示，波長為650nm～750nm帶的紅外線區(qū)域中的吸收特性特別大，由此可知酞菁化合物對紅外線的吸收特性優(yōu)異。
此外，對吸收紅外線的化合物的量沒有特別的限定，由于酞菁可有效地吸收紅外光，所以10μm以下的膜厚也無妨。
另外，作為吸收紅外線的化合物，除了酞菁之外，還可以使用花青苷系、方鎓系、甲亞胺系、咕噸系、氧雜菁系、偶氮系、蒽醌系、三苯甲烷系、吩噻嗪系或吩噁噻系的物質(zhì)。
還有，作為吸收紅外線的化合物，可以利用磁控管法、反應性濺射法、2極法、離子束法、對置靶法、ECR法、3極法或同軸型濺射法等濺射法；分子束外延法、反應性真空蒸鍍法、電子束法、激光法、電弧法、電阻加熱法或高頻加熱法等真空蒸鍍法或反應性離子電鍍法、離子束法或空心陰極法等離子電鍍法成膜。
下面，參照圖3說明使用所述的具有反射型掩模20或第一～第四的反射鏡30a～30d的曝光裝置形成抗蝕圖的方法。
首先準備具有以下組成的化學增幅型抗蝕材料。
聚((對-叔丁氧基羰氧基苯乙烯)-(羥基苯乙烯))(其中，對-叔丁氧基羰氧基苯乙烯∶羥基苯乙烯＝40mol％∶60mol％)(基礎(chǔ)樹脂)……………………………………………………………… 4.0g三苯基锍九氟丁烷磺酸(酸發(fā)生劑)………………………… 0.12g
丙二醇單甲醚乙酸酯(溶劑)…………………………………20g然后，如圖3(a)所示，在基板100上涂布上述的化學增幅型抗蝕劑材料，形成膜厚為0.15μm的抗蝕膜101。
接著，如圖3(b)所示，對抗蝕膜101照射從數(shù)值孔徑NA0.10的EUV曝光裝置射出后由反射型掩模20和第一～第四反射鏡30a～30d反射而來的極紫外線(波長13.5nm區(qū)域)102，進行圖案的曝光。
接著，如圖3(c)所示，對圖案曝光的抗蝕膜101，利用加熱板在100℃的溫度下加熱60秒而進行預烘焙。這時，由于抗蝕膜101的曝光部101a中從酸發(fā)生劑產(chǎn)生酸，所以變得對堿性顯影液可溶，同時因抗蝕膜101的未曝光部101b中不會從酸發(fā)生劑產(chǎn)生酸，所以仍難于溶解在堿性顯影液中。
接著，用2.38wt％的四甲基氫氧化銨顯影液(堿性顯影液)對預烘焙過的抗蝕膜101進行顯影，則如圖3(d)所示，得到由抗蝕膜101的未曝光部101b構(gòu)成且具有良好的截面形狀的抗蝕圖103。
下面，說明為了評價本發(fā)明的實施例1而進行的試驗例。
使用具備具有由利用分子束外延法蒸鍍的銅酞菁(吸收紅外線的化合物)構(gòu)成的吸收層23的反射型掩模20且第一～第四反射鏡30a～30d中的3個反射鏡具有由用分子束外延法蒸鍍的銅酞菁(吸收紅外線的化合物)構(gòu)成的紅外線吸收層35的曝光裝置，根據(jù)圖3(a)～(d)所示的工序形成了抗蝕圖103。
根據(jù)本試驗例，由于在曝光光中所含有的紅外線更有效地被反射型掩模和反射鏡所吸收，所以抗蝕圖103的截面形狀是矩形狀，且相對于反射型掩模的反射區(qū)域的圖案寬度為90nm，而抗蝕圖103的圖案寬度為87.3nm。即，抗蝕圖案103的圖案寬度相對于反射型掩模的圖案寬度的縮小率為3％，極其良好。
根據(jù)本發(fā)明的曝光裝置用的反射鏡、曝光裝置用的反射型掩模、第1～第3的曝光裝置或第1～第3的圖案形成方法，抗蝕膜的局部吸收熱量的情況得到緩解，從而可防止由抗蝕膜的顯影而得到的抗蝕圖形狀的劣化。
權(quán)利要求
1.一種曝光裝置用的反射鏡，其特征在于具備形成在鏡面基板上且由鉬和硅的多層膜構(gòu)成的、反射極紫外線的反射層和形成在所述反射層的上面且由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的吸收層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光裝置用的反射鏡，其特征在于所述化合物是酞菁。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的曝光裝置用的反射鏡，其特征在于所述酞菁是銅酞菁。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的曝光裝置用的反射鏡，其特征在于所述酞菁是一氧化鈦酞菁、鈦酞菁、氫酞菁、鋁酞菁、鐵酞菁、鈷酞菁、錫酞菁、氟化銅酞菁、氯化銅酞菁、溴化銅酞菁或碘化銅酞菁。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光裝置用的反射鏡，其特征在于所述化合物是花青苷系、方鎓系、甲亞胺系、咕噸系、氧雜菁系、偶氮系、蒽醌系、三苯甲烷系、吩噻嗪系或吩噁噻系。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光裝置用的反射鏡，其特征在于所述化合物是由濺射法、真空蒸鍍法或離子電鍍法成膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光裝置用的反射鏡，其特征在于所述化合物是通過磁控管法、反應性濺射法、2極法、離子束法、對置靶法、ECR法、3極法或同軸型濺射法成膜的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光裝置用的反射鏡，其特征在于所述化合物是通過分子束外延法、反應性真空蒸鍍法、電子束法、激光法、電弧法、電阻加熱法或高頻加熱法成膜的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光裝置用的反射鏡，其特征在于所述化合物是通過反應性離子電鍍法、離子束法或空心陰極法成膜的。
10.一種曝光裝置用的反射型掩模，其特征在于具備形成在掩?；迳锨矣摄f和硅的多層膜構(gòu)成的反射極紫外線的反射層、選擇性地形成在所述反射層的上面且吸收極紫外線的極紫外線吸收層、以及形成在所述反射層上的至少是沒有形成所述極紫外線吸收層的區(qū)域且由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的紅外線吸收層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的曝光裝置用的反射型掩模，其特征在于所述化合物是酞菁。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的曝光裝置用的反射型掩模，其特征在于所述酞菁是銅酞菁。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的曝光裝置用的反射型掩模，其特征在于所述酞菁是一氧化鈦酞菁、鈦酞菁、氫酞菁、鋁酞菁、鐵酞菁、鈷酞菁、錫酞菁、氟化銅酞菁、氯化銅酞菁、溴化銅酞菁或碘化銅酞菁。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的曝光裝置用的反射型掩模，其特征在于所述化合物是花青苷系、方鎓系、甲亞胺系、咕噸系、氧雜菁系、偶氮系、蒽醌系、三苯甲烷系、吩噻嗪系或吩噁噻系。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的曝光裝置用的反射型掩模，其特征在于所述化合物是由濺射法、真空蒸鍍法或離子電鍍法成膜的。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的曝光裝置用的反射型掩模，其特征在于所述化合物是通過磁控管法、反應性濺射法、2極法、離子束法、對置靶法、ECR法、3極法或同軸型濺射法成膜的。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的曝光裝置用的反射型掩模，其特征在于所述化合物是通過分子束外延法、反應性真空蒸鍍法、電子束法、激光法、電弧法、電阻加熱法或高頻加熱法成膜的。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的曝光裝置用的反射型掩模，其特征在于所述化合物是通過反應性離子電鍍法、離子束法或空心陰極法成膜的。
19.一種曝光裝置，其特征在于具備具有形成在鏡面基板上且由鉬和硅的多層膜構(gòu)成的、反射極紫外線的反射層和形成在所述反射層的上面且由吸收紫外線的化合物構(gòu)成的吸收層的反射鏡。
20.一種曝光裝置，其特征在于具備具有形成在掩?；迳锨矣摄f和硅的多層膜構(gòu)成的反射極紫外線的反射層、選擇性地形成在所述反射層的上面且吸收極紫外線的極紫外線吸收層、以及形成在所述反射層上的至少是沒有形成所述極紫外線吸收層的區(qū)域且由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的紅外線吸收層的反射型掩模。
21.一種曝光裝置，其特征在于具備具有形成在鏡面基板上且由鉬和硅的多層膜構(gòu)成的反射極紫外線的反射層和形成在所述反射層的上面且由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的吸收層的反射鏡；和具有形成在掩模基板上且由鉬和硅的多層膜構(gòu)成的反射極紫外線的反射層、選擇性地形成在所述反射層的上面且吸收極紫外線的極紫外線吸收層、以及形成在所述反射層上的至少是沒有形成所述極紫外線吸收層的區(qū)域且由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的紅外線吸收層的反射型掩模。
22.根據(jù)權(quán)利要求19～21中的任意一項所述的曝光裝置，其特征在于所述化合物是酞菁。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的曝光裝置，其特征在于所述酞菁是銅酞菁。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的曝光裝置，其特征在于所述酞菁是一氧化鈦酞菁、鈦酞菁、氫酞菁、鋁酞菁、鐵酞菁、鈷酞菁、錫酞菁、氟化銅酞菁、氯化銅酞菁、溴化銅酞菁或碘化銅酞菁。
25.根據(jù)權(quán)利要求19～21中的任意一項所述的曝光裝置，其特征在于所述化合物是花青苷系、方鎓系、甲亞胺系、咕噸系、氧雜菁系、偶氮系、蒽醌系、三苯甲烷系、吩噻嗪系或吩噁噻系。
26.根據(jù)權(quán)利要求19～21中的任意一項所述的曝光裝置，其特征在于所述化合物是由濺射法、真空蒸鍍法或離子電鍍法成膜的。
27.根據(jù)權(quán)利要求19～21中的任意一項所述的曝光裝置，其特征在于所述化合物是通過磁控管法、反應性濺射法、2極法、離子束法、對置靶法、ECR法、3極法或同軸型濺射法成膜的。
28.根據(jù)權(quán)利要求19～21中的任意一項所述的曝光裝置，其特征在于所述化合物是通過分子束外延法、反應性真空蒸鍍法、電子束法、激光法、電弧法、電阻加熱法或高頻加熱法成膜的。
29.根據(jù)權(quán)利要求19～21中的任意一項所述的曝光裝置，其特征在于所述化合物是通過反應性離子電鍍法、離子束法或空心陰極法成膜的。
30.一種圖案形成方法，其特征在于具有向在基板上形成的抗蝕膜上照射由反射型掩模和反射鏡反射而來的極紫外線而進行圖案曝光的工序；顯影被圖案曝光的所述抗蝕膜，而形成由所述抗蝕膜的未曝光部構(gòu)成的抗蝕圖的工序；且所述反射鏡具有形成在鏡面基板上且由鉬和硅的多層膜構(gòu)成的反射極紫外線的反射層和形成在所述反射層的上面且由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的吸收層。
31.一種圖案形成方法，其特征在于具有向在基板上形成的抗蝕膜照射由反射型掩模和反射鏡反射而來的極紫外線而進行圖案曝光的工序；顯影被圖案曝光的所述抗蝕膜，而形成由所述抗蝕膜的未曝光部構(gòu)成的抗蝕圖的工序；且所述反射型掩模具有，形成在掩模基板上且由鉬和硅的多層膜構(gòu)成的反射極紫外線的反射層、選擇性地形成在所述反射層上且吸收極紫外線的極紫外線吸收層、以及形成在所述反射層上的至少是沒有形成所述極紫外線吸收層的區(qū)域且由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的紅外線吸收層。
32.一種圖案形成方法，其特征在于具有向在基板上形成的抗蝕膜照射由反射型掩模和反射鏡反射而來的極紫外線而進行圖案曝光的工序；顯影被圖案曝光的所述抗蝕膜，而形成由所述抗蝕膜的未曝光部構(gòu)成的抗蝕圖的工序；且所述反射型掩模具有，形成在掩?；迳锨矣摄f和硅的多層膜構(gòu)成的反射極紫外線的反射層、選擇性地形成在所述反射層上且吸收極紫外線的極紫外線吸收層、以及形成在所述反射層上的至少是沒有形成所述極紫外線吸收層的區(qū)域且由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的紅外線吸收層；且所述反射鏡具有形成在鏡面基板上且由鉬和硅的多層膜構(gòu)成的反射極紫外線的反射層和形成在所述反射層的上面且由吸收紅外線的化合物構(gòu)成的吸收層。
33.根據(jù)權(quán)利要求30～32中的任意一項所述的圖案形成方法，其特征在于所述抗蝕膜是由化學增幅型抗蝕材料構(gòu)成。
34.根據(jù)權(quán)利要求30～32中的任意一項所述的圖案形成方法，其特征在于所述化合物是酞菁。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的圖案形成方法，其特征在于所述酞菁是銅酞菁。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的圖案形成方法，其特征在于所述酞菁是一氧化鈦酞菁、鈦酞菁、氫酞菁、鋁酞菁、鐵酞菁、鈷酞菁、錫酞菁、氟化銅酞菁、氯化銅酞菁、溴化銅酞菁或碘化銅酞菁。
37.根據(jù)權(quán)利要求30～32中的任意一項所述的圖案形成方法，其特征在于所述化合物是花青苷系、方鎓系、甲亞胺系、咕噸系、氧雜菁系、偶氮系、蒽醌系、三苯甲烷系、吩噻嗪系或吩噁噻系。
38.根據(jù)權(quán)利要求30～32中的任意一項所述的圖案形成方法，其特征在于所述化合物是由濺射法、真空蒸鍍法或離子電鍍法成膜的。
39.根據(jù)權(quán)利要求30～32中的任意一項所述的圖案形成方法，其特征在于所述化合物是通過磁控管法、反應性濺射法、2極法、離子束法、對置靶法、ECR法、3極法或同軸型濺射法成膜的。
40.根據(jù)權(quán)利要求30～32中的任意一項所述的圖案形成方法，其特征在于所述化合物是通過分子束外延法、反應性真空蒸鍍法、電子束法、激光法、電弧法、電阻加熱法或高頻加熱法成膜的。
41.根據(jù)權(quán)利要求30～32中的任意一項所述的圖案形成方法，其特征在于所述化合物是通過反應性離子電鍍法、離子束法或空心陰極法成膜的。
全文摘要
一種曝光裝置用的反射鏡、曝光裝置用的反射型掩模、曝光裝置以及圖案形成方法。所述曝光裝置具備，反射型掩模(20)和第一反射鏡(30a)、第二反射鏡(30b)、第三反射鏡(30c)以及第四反射鏡(30d)。反射型掩模(20)具有，選擇性地形成在掩?；迳锨曳瓷錁O紫外線的反射層、形成在反射層的上面且吸收極紫外線的極紫外線吸收層、以及形成在反射層上的至少是沒有形成極紫外線吸收層的區(qū)域的紅外線吸收層。反射鏡具有形成在鏡面基板上并反射極紫外線的反射層和形成在反射層上并吸收紅外線的吸收層。根據(jù)本發(fā)明，向抗蝕膜選擇性地照射極紫外線之后，通過顯影而得到的抗蝕圖的形狀不會劣化。
文檔編號G03F1/22GK1492241SQ0313483
公開日2004年4月28日 申請日期2003年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月25日
發(fā)明者遠藤政孝, 笹子勝 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社