(57)【要約】  本発明は、反射によって機能する極紫外線フォトリソグラフィマスクに関する。このようなマスクは、基板（２０）を被覆する下部ミラー（２２）と、複写するパターンを画定するエッチングされたパターンを成して下部ミラーに形成された吸収領域とを含む。本発明では、動作波長で顕著な吸収ピークを示すファブリ−ペロ共振空洞によって吸収領域を形成する。空洞は、下部ミラー（２２）、上部ミラー（２４）、動作波長で吸収ピークをもたらすように厚さが計算されたミラー間の透明媒質によって形成される。媒質はシリコン（２７）で形成してもよく、薄い酸化シリコン層（エッチングを容易にするためのバッファ層を形成する）およびシリコン層を積層することにより形成してもよい。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（２０）と、前記基板に堆積された多層反射構造（２２）と、複写する像に合わせてエッチングされたパターンとを含む反射によって機能する極紫外線フォトリソグラフィマスクであって、
前記エッチングされたパターンはファブリ−ペロ型の吸収性光共振空洞があることによって画定され、各空洞は反射下部ミラーと部分的に透明な上部ミラー（２４）との間に位置した透明媒質（２６）を含み、前記空洞の透明媒質は多層反射構造を構成する材料とは異なる材料の層を少なくとも１層含むことを特徴とする反射によって機能する極紫外線フォトリソグラフィマスク。
【請求項２】
前記多層反射構造（２２）が前記空洞の前記下部ミラーを構成することを特徴とする請求項１に記載のマスク。
【請求項３】
前記上部ミラー（２４）がブラッグミラー型の第２の多層構造であることを特徴とする請求項２に記載のマスク。
【請求項４】
前記異なる材料の層が、前記多層反射構造を構成する層に対してエッチングを選択できる特性を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のフォトリソグラフィマスク。
【請求項５】
前記異なる材料の層が酸化シリコン層であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のフォトリソグラフィマスク。
【請求項６】
前記共振空洞の透明媒質が少なくとも２層の異なる材料の透明な層または吸収性の低い層（２９、３１）を積層することにより形成され、その上に上部ミラー（２４）が位置し、前記下層が前記反射構造の材料とは異なる材料の層であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のフォトリソグラフィマスク。
【請求項７】
前記空洞の透明媒質（２６）を形成する積層された層の前記下層（２９）が、前記基板に堆積された多層反射構造（２２）の上部において前記空洞の内側および外側の両方に延在していることを特徴とする請求項６に記載のフォトリソグラフィマスク。
【請求項８】
前記積層の前記下層（２９）の厚さが、前記下部ミラー、前記下層、前記上部ミラーの積層が動作波長で反射率ピークを有するファブリ−ペロ反射性共振空洞を形成するように選択されることを特徴とする請求項７に記載のフォトリソグラフィマスク。
【請求項９】
反射領域において、前記上部ミラー（２４）が前記下部ミラー（２２）に直接積層されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のフォトリソグラフィマスク。
【請求項１０】
前記２層の層が酸化シリコンの下層およびシリコンまたはクロムの上層を含むことを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項に記載のフォトリソグラフィマスク。
【請求項１１】
反射性共振空洞（３３）と並置された吸収性共振空洞（２７）によって形成されたエッチングされたパターンを含み、前記反射構造（２２）がこれらの空洞の下壁部を構成する前記基板に堆積され、同一の部分的に透明な上部ミラー（２４）が前記吸収性空洞および前記反射性空洞の上部に形成されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のフォトリソグラフィマスク。
【請求項１２】
前記上部ミラーと前記下部ミラーとの間に位置した媒質の厚さ（ｄ）が両方の型の空洞について同一であり、前記材料が異なる屈折率を有する空洞の透明媒質を構成し、前記厚さが、厚さの関数としての吸収性空洞の反射率の変動曲線がこの値の近くで吸収ピークを有するような値を有し、前記反射性空洞の反射率がこの値の少なくとも５０％であることを特徴とする請求項１１に記載のフォトリソグラフィマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフォトリソグラフィに関し、特に、非常に短い波長のフォトリソグラフィに関する。さらに詳細には、本発明は、反射によって用いることを意図した極紫外線リソグラフィマスクの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィは、電子光学的微細構造または電子機械的微細構造、または電子的機能および／または光学的機能および／または機械的機能を組み合わせた微細構造を製造するのに用いられる。これは、所望のパターンを画定するマスクを介して、平坦な基板（例えば、シリコンウエハ）に堆積された感光性レジスト層、つまりフォトレジスト層を光子放射により照射するものである。照射の後に化学現像を行うと、レジストに所望のパターンが現われる。このようにエッチングされたレジストパターンは、種々の目的のいずれにも役立ち得るものであり、下方の層（絶縁層または導電層または半導体層のいずれでも）を、この層にレジストのパターンと同一のパターンを画定するようにエッチングするのが最も一般的である。
【０００３】
非常に小さく精密なパターンを得ること、多数の積層された層にエッチングされたパターンを非常に精密に位置合わせすることが求められている。典型では、所望のパターンの臨界寸法は、今日ではわずか１ミクロンであり、あるいは１ミクロンの１０分の１以下でさえもある。フォトリソグラフィの実行に用いられる光の波長は分解能を制限し、短い波長ほど微細なパターンになり得る。紫外線フォトリソグラフィ（１９３ナノメートルまでの波長）が、可視光によるものよりも微細な特徴をもたらすことを可能にする。
【０００４】
現在、これらの波長を下回る波長で良好に行い、１０〜１４ナノメートルの波長の極紫外線（ＥＵＶ）で機能するように尽力がなされている。目的は、非常に高い分解能を、低い開口数および十分な被写界深度（数百ナノメートル）をなお維持しながら得ることである。
【０００５】
しかし、これらの波長にはマスクの基板を形成する材料は透明ではなく、フォトリソグラフィの実行には、透過ではなく反射によって機能するマスクを使用する必要がある。つまり、極紫外線は、低入射角（約５〜６度）でマスクに投じられ、マスクは吸収領域および反射領域を含み、マスクは反射領域において露光するレジストに光を反射し、この上に像を移す。マスクと露光するレジストとの間の光路は他の反射体を通過し、これらの幾何学的位置関係はマスクの原寸大の像ではなく縮小した像を投影するように設計されている。像を縮小すると、露光されたレジストに、マスクにエッチングされたものよりも小さいパターンをエッチングすることが可能となる。
【０００６】
マスク自体は、フォトリソグラフィ工程を用いた後、この場合は特徴が大きいという事実により可能である透過用でありかつ長い波長を用いるレジストマスクまたはハードマスク（例えば、シリカ、窒化シリコン、またはクロムで作製される）を用いてエッチングを行うことにより作製される。
【０００７】
典型では、バイナリマスク型の反射マスクは、連続した反射構造、実際にはブラッグミラー、つまり、異なる屈折率の多数の誘電層からなる構造によって被覆された平坦な基板で構成され、その厚さは、部分的に反射する種々の界面が光波を相互に同位相で反射するように、屈折率、波長、入射角に従って算出される。このミラーは、マスクが反射領域（吸収材によって被覆されていないミラー）および吸収領域（吸収材によって被覆されたミラー）を含むように、所望のマスキングパターンにエッチングされた吸収層によって被覆されている。例を挙げると、１３．５ｎｍの波長および６度の入射角については、２８オングストロームの厚さの４０層のモリブデン層と交互に構成した４１．５オングストローム（１オングストローム＝０．１ｎｍ）の厚さの４０層のシリコン層により、７４％の反射率が実現する。吸収領域は、（特に）ミラーに堆積されたクロムからなり得る。例えば、上記のミラーに配置した６００オングストロームのクロム層が、ここでは入射光の１％のみを反射する。
【０００８】
このマスク構造の欠点のうち注目に値するのは、吸収領域が厚く（数百ナノメートル）、傾斜照明またはさらに低角度（６°）の照明において吸収領域と反射領域との間に重大な転移の陰影を生じさせ、これにより分解能が損なわれる結果になるという事実である。
【０００９】
ミラーの表面を局所的に開口し、開口部を吸収層で埋めることによって吸収領域を形成することも提案されてきた。陰影効果は減少するが、工程は非常に複雑である。ＳＰＩＥの会議録第５０３７巻（２００３）のサングインハン（Ｓａｎｇ−Ｉｎ  Ｈａｎ）らによる論文「Ｄｅｓｉｇｎ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｍａｓｋｓ  ｆｏｒ  Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  ｂｙ  Ｐａｒｔｉａｌ  Ｅｔｈｃｈｉｎｇ  ｉｎｔｏ  ｔｈｅ  ＥＵＶ  Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ  Ｍｉｒｒｏｒ」に、このような構造の記載がある。
【００１０】
「ＥＵＶ−ＰＳＭマスク」（ＰＳＭは「位相シフトマスク」を意味する）と呼ばれる構造も提案されてきた。厚さを減じた領域で反射された光が厚さを減じていない領域で反射された光と逆位相になるような値だけ厚さを局所的に減じるように、ミラーに開口部が切り抜かれる。これにより、境界に、吸収領域に匹敵する減殺的干渉が生じる。厚さを減じた領域の反射係数Ｒ２が厚さを減じていない領域の反射係数Ｒ１に近いままである場合（例えば、Ｒ２がＲ１の８５％以上に等しいと）、「Ｈ−ＰＳＭ」（ハード位相シフトマスク）という用語が用いられる。一方の反射係数が他方の反射係数よりも非常に低い場合、「Ａ−ＰＳＭ」（減衰位相シフトマスク）という用語が用いられる。
【００１１】
２つの隣接した反射領域が吸収領域によって分離された「Ａｌｔ−ＰＳＭ」マスク、すなわち交互位相シフトマスクと呼ばれるものもあり、２つの連続する反射領域が逆位相で反射を起こすことにより、反射された光の強度が構造的に吸収領域において０になることを確実にするものである。
【００１２】
これらのマスク構造はすべて複雑であるため、正確に製造するには費用がかかり、あるいは、特に暗い領域の吸収材に厚みが必要であるために、表面に相当な起伏を形成することになる（このため、傾斜照明では陰影が生じる）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、性能と製造コストとの間の妥協の観点から、従来技術のマスク構造よりも改善されたマスク構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的のため、本発明は、基板と、基板に堆積された多層反射構造と、複写する像に合わせてエッチングされたパターンとを含み、エッチングされたパターンがファブリ−ペロ型の吸収性光共振空洞が存在することにより画定され、下部ミラーと部分的に透明な上部ミラーとの間に位置する透明媒質を含み、空洞の透明媒質が多層反射構造を構成する材料とは異なる材料で作られた少なくとも一つの層を含むことを特徴とする反射によって機能する極紫外線フォトリソグラフィマスクを提供する。
【００１５】
下部ミラーは、基板に堆積された反射多層構造によって直接形成されるのが好ましい。
【００１６】
このため、マスクは、反射領域（吸収性共振空洞のない位置で反射する構造）および吸収領域（反射構造の上部にある吸収性共振空洞）のパターンを含む。
【００１７】
空洞の材料が多層反射構造の材料と異なるという事実により、空洞の材料がミラーの材料と同一である場合は作製が非常に難しいと考えられるこのような空洞を、実際に作製することが可能となる。反射構造の層に対して良好なエッチング選択特性のある材料を異なる材料として選択するのが好ましいと考えられる。
【００１８】
本発明の主な利点は、以下に詳細に説明するが、このような方法で、マスクの表面に非常にわずかな起伏、つまり、数百オングストロームではなく数十オングストロームの起伏で反射領域と並置された吸収領域を作製することが可能となり、これにより、吸収領域と反射領域との間の反射コントラストを高く維持しながら、傾斜入射で照明した際の陰影をほとんどなくすことが可能となる。これは、吸収性共振空洞の厚さが単一の吸収層の厚さよりも大幅に小さくなり得るためである。
【００１９】
ファブリ−ペロ型の共振空洞は、２つのミラーと、ミラー間の透明な空間（つまり、完全に透明であるかまたは吸収性の低い空間）とからなり、ミラーのうち少なくとも一つが部分的に透明であり、ミラーは光の進行方向の一定の光路長だけ離れている。用語「光路長」は、ここでは、光が連続して通過する光学媒質のそれぞれにおける種々の個々の光路長の総計を意味し、これらの個々の光路長はそれぞれ、光が通過する媒質の屈折率によって乗じた光の進行方向の物理的距離であることが理解される。上部ミラーに直接反射された光が、下部ミラーでの反射を含めて空洞内を一往復した後に上部ミラーを去る光に対して１８０°の倍数だけ位相シフトしている場合、空洞は共振状態にある。これが１８０°の奇数倍である場合、空洞は、空洞内を往復した後１８０°相互位相シフトした光線を生じさせるために、多重反射が減殺的干渉を引き起こすという意味で、吸収性である。これが偶数倍である場合、共振空洞は反射性であり、空洞内の多重反射から発生した光は主要な反射と同位相の波を発生させることにより増加的干渉を引き起こす。この共振状態は、ミラー間の距離を短くすることにより得られる（約４０オングストローム、つまり約１３５オングストロームの波長）。
【００２０】
ミラーを分離する空間は、１種類以上の透明な吸収材料または吸収性の低い材料で満たされており、その少なくとも一つは下部ミラーの材料とは異なっている。このため、以下の説明では、用語「空洞」は「光学的な」空洞の意味で用いる。このため、この用語は、満たしている材料を含まない空の空間を表すものではない。
【００２１】
共振空洞のミラーである下部ミラーおよび上部ミラーはいずれもブラッグミラー型の多層構造であり、ミラーに均一に堆積された多層反射構造はこのブラッグミラーであり得る。
【００２２】
空洞の上部ミラーは、入射光線の入射に向き合う側に配置されて使用され、部分的に透明であり、他方のミラーは反射性が高いことが好ましい。
【００２３】
動作波長で反射される光の量は、空洞の厚さＤ、光の入射角θ、空洞に含まれる材料の伝搬指数（複素指数、ｎ、ｋであり、ｎは屈折率、ｋは減衰係数である）、そして当然ながら、空洞のミラーの反射係数および透過係数により決まる。
【００２４】
吸収性空洞については、２つのミラー間の透明媒質の厚さは、理論に従い、使用するＥＵＶ光の屈折率ｎおよび入射角θの余弦で割った４分の１波長の奇数倍である。これは、主要な反射に対して１８０°の位相シフトを引き起こすための、ミラー間の空間内での光の一往復に相当する光路長についての条件である。
【００２５】
第１の実施形態では、空洞は、２つのミラー間に、異なる材料の２層の積層された層により作製される。下層は空洞の内側および外側のいずれにも、つまり、マスクの吸収領域および反射領域のいずれにも存在し得る。これは、少なくとも、多層反射構造の材料とは異なる材料で作製される下層であることが好ましい。これは、上部ミラーの形成に用いる材料をエッチングするのに使用するエッチング液によって、ほとんどエッチングされないことが好ましい。
【００２６】
上部ミラーは、空洞の上部のみでなく、基板に堆積された多層反射構造の上部に、空洞の位置から離れて延在しているのが好ましい。これは、下部ミラーのように上部ミラーを構成することにより、つまり、ブラッグ多層構造を用いることにより、ミラー間に吸収性空洞が介在しない位置において下部ミラーおよび上部ミラーの多層反射構造の積層自体が反射構造を構成するためである。
【００２７】
第２の実施形態では、吸収性共振空洞は、吸収領域および反射領域のエッチングパターンを構成するように、反射性共振空洞と並置されている。基板に堆積された多層反射構造は、両方の型の空洞の反射性下壁部を構成している。吸収性空洞および反射性空洞の上部には、部分的に透明な上部ミラーが形成されている。
【００２８】
上部ミラーと下部ミラーとの間に位置する媒質の厚さは両方の型の空洞について同一であり、その材料は異なる屈折率を有する空洞の透明媒質を形成し、媒質の厚さは、厚さの関数としての吸収性空洞の反射率の変動曲線がこの厚さの値の近くで吸収ピークを有するような値を有し、反射性空洞の反射率は少なくともこの値に対して５０％であることが好ましい。
【００２９】
添付の図面を参照した以下の詳細な説明を読解することにより、本発明の他の特徴および利点が明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
図１は、反射式で機能するファブリ−ペロ共振空洞の原理を表すものであり、空洞から外側に向かう放射が空洞の内側に向かう放射と同一側にある。
【００３１】
この図は、完全に反射するものとして仮定された下部ミラー１２が堆積され、次に部分的に反射しかつ部分的に透明な上部ミラー１４が堆積された基板１０を示しており、第２のミラーは第１のミラーと距離ｄだけ離れており、２つのミラー間の空間１６は空であるか、または屈折率ｎの透明な材料または吸収性の低い材料で満たされている。
【００３２】
入射光線は、下部ミラー１２に反射された後、空洞および上部ミラー１４を通って戻る前に、空洞の上部ミラー１４を通過する。このため、光線が辿る光路長は、距離ｄ、屈折率ｎ、入射角θの関数である。
【００３３】
全体の反射係数は、各界面における透過係数および反射係数、つまり、上部ミラー１４と外側の媒質との間の界面におけるｔ１、ｒ１、空洞内のミラー１４の間の界面におけるｔ’１、ｒ’１、下部ミラー内の空洞の間の界面におけるｔ２、ｒ２によって決まる。
【００３４】
空洞は、多重反射が減殺的干渉を生じさせた場合、つまり、空洞内を一往復した後反射された光線が、空洞を通過することなく直接反射された光線から１８０°（半波長の奇数倍）位相シフトされた場合、共振性かつ吸収性である。このため、最大吸収における共振の条件は、空洞の厚さをｄとして、
ｄ＝（２ｍ＋１）λ／４ｎｃｏｓθ
となり、ここで、ｍは整数であり、λは波長であり、θは光の入射角である。
【００３５】
対照的に、多重反射が増加的干渉を生じさせた場合、つまり、空洞内を一往復した後反射された光線が、空洞を通過することなく直接反射された光線から３６０°（半波長の偶数倍）位相シフトされた場合、空洞は共振性かつ反射性である。このため、最大反射における共振の条件は、空洞の厚さをｄとすると、
ｄ＝２ｍλ／４ｎｃｏｓθ
となる。
【００３６】
このため、所定の波長における厚さの関数、または所定の厚さに対する動作波長の関数としての反射率曲線は、反射性の共振を表す反射率ピークと吸収性の共振を表す吸収ピークとを交互に有する。
【００３７】
これらの共振条件の値は理論値であり、特にミラーの構成の関数として、原理を変更することなく実験値がわずかに異なることもあり得る。特に、ミラーはブラッグ多層構造によって形成され得るものであり、多層ミラー内の反射が上層の表面で正確に起こるとは考えられないため、共振を得るための条件はこの事実を考慮に入れる必要がある。それでもやはり、説明を簡潔にするため、ミラー間の距離は共振を得るための上記の式によって決まるものとする。
【００３８】
多層構造の反射率および透明度は、層の数によって決まる。図２は、Ｎ組の層の関数として、１３．５ナノメートルの波長（本発明により好適である）および６°の入射角について、交互のシリコン層（４１．５オングストローム）およびモリブデン層（２８オングストローム）からなる構造の反射率曲線および透明度曲線の例を示したものである。反射率Ｒ、透明度Ｔ、吸収Ａを表してある。図は、反射率および透明度が、Ｎ＝１２組の層についてほぼ同一であることを示している。上部ミラー１４は、５０％の反射性であることが求められる場合、１２組の層を用いて作製することができる。
【００３９】
以下において、数値データは、波長を１３．５ナノメートル、入射角を６°とした選択に基づくものである。
【００４０】
図３は、１２組のＳｉ（４１．５オングストローム）／Ｍｏ（２８オングストローム）層からなる半透明の上部ミラーと、３０組の層（同一の厚さ）からなる下部ミラーとを用いて空洞を形成した場合のファブリ−ペロ空洞全体の反射率Ｒを、距離ｄの関数として示したものである。これらのミラーはブラッグミラーであり、４１．５オングストロームおよび２８オングストロームの厚さは、多数の層がミラーとして機能して、ミラーの出力時に多重反射をすべて同位相で確立するように、２つの材料の異なる光学指数と予定の入射角（６°）とを考慮に入れた、半波長の倍数である光学位相シフトに相当する厚さである。
【００４１】
図３は、２つの曲線を示している。
−一方は、実線で示してあり、空の空洞または空気を満たした空洞（指数１、減衰０）を用いたものであり、
−他方は、破線で示してあり、伝搬指数ｎ＝０．８７６、ｋ＝０．０２５を有すると仮定した吸収性の低い材料が満たされたと仮定する空洞を用いたものである。
【００４２】
図１に示した構造は、距離ｄの一定の値について吸収ピーク（非常に少ない反射）を有していることが見出された。これらは、厚さｄの関数としての曲線を動作波長の関数として表すと、動作波長についての吸収ピークによって反映されると考えられる。
【００４３】
これらのピークは、空洞の媒質が０の減衰ｋ（実曲線）を有する場合、より顕著となる。空洞に減衰がある場合（破曲線）、これらは顕著ではないが存在している。１２層からなる上部ミラーに相当する図示したケースでは、第１のピークは最も大きく、次のピークは顕著さがしだいに少なくなってきている。しかし、上部ミラーの層を別の数にすると、状況は異なり得る。破曲線を用いて示した例では、反射率はここで、ピークの最低値はわずか１％であるが、ピーク間では約７０％である。
【００４４】
ピークをもたらす距離ｄが短くてもよいことも確認し得る（第１のピークについては約４０オングストローム、第２のピークについては１００オングストローム）。最後に、屈折率ｎが低下した場合、吸収性の共振を生じさせる距離ｄはｎと反比例するため、ピークの位置が右側にずれることに留意されたい。
【００４５】
空洞の材料の減衰係数ｋが吸収ピークの深さにどのような影響を及ぼすかということを確かめる試みも行われ、０ではない減衰係数を用いても十分に深い吸収ピークをもたらすためには、上部ミラーの層の組数を変更するのが有効であることが見出された。図４の曲線は、ｋの関数として、１％未満の反射率のピークをもたらすのに最適な層の組数を示したものである。例えば、ｋ＝０．０３については、層の最適数は、１０（実曲線）にほぼ匹敵する。図４の破曲線は、図３に示した種類の曲線の第１の吸収ピーク（約４５オングストローム）に相当する。図４の破曲線は、第２のピーク（約１２０オングストローム）に相当する。
【００４６】
これらの観測に基づいて、従来の多層ミラー領域からなる反射性の領域を用い、深い吸収ピークをもたらすように設計された光共振空洞からなる非反射性の領域を用いずに、マスクを構成した。
【００４７】
理論的観点から最も単純な図５に示す例では、空洞は空であるかまたは空気で満たされ、つまり、指数が１であり、減衰が０であるかまたは無視できるほどのものである。マスクは、好ましくは少なくとも３０組の交互のＳｉ（４１．５オングストローム）／Ｍｏ（２８オングストローム）層からなる反射性の高い均一な下部ミラー２２を堆積し、次に、技術を有益に単純化するために下部ミラーの組と同一の１２組の層からなる部分的に透明な上部ミラー２４を堆積した基板２０を含む。これらの数値は、本説明で挙げたすべての例について採用される１３．５ナノメートルの好適な波長および約６°の好適な入射角を選択したことによるものである。別の波長および別の入射角を用いると、ブラッグ条件に合わせるため、かつ反射ミラーを得るために、他の値を選択する必要があると考えられる。
【００４８】
一般に、当業者は、ブラッグの法則を用いて積層する層の厚さを決定することになる。
【００４９】
吸収性である必要のあるマスクの領域では、下部ミラーと上部ミラーとの間に４０オングストロームに近い厚さを有する空間２６が設けられている。この４０オングストロームの空間は、図３の実曲線の第１の吸収ピークに相当する。ミラー２２、２４を直接積層したものの反射率Ｒ１は、４２組の同一の層を積層しているために、非常に高い（約７５％）。ミラー間の空間２６によって形成された共振空洞を有する構造の反射率Ｒ２は、空洞の吸収ピークにあるため、非常に低い（０．１％未満）。上述に従い、多層ミラーを使用しているために、ミラー間の距離ｄは式ｄ＝λ／４ｎｃｏｓθによっては正確に得られず、代わりに３４オングストロームとなり得ることに留意されたい。
【００５０】
実際には、空の空洞でもなく、空気を満たした空洞でもなく、固体材料を満たした空洞が作製されることになる。これは、これらは製造が容易であり、ＥＵＶに非常に透明な材料があるためである。空の空洞は、初めに上部ミラーを堆積し、次に一時的な充填材料を堆積して空洞の形状にエッチングし、次に上部ミラーを堆積し、最後に側面の開口部を介して一時的な材料を除去することにより作製され得ることに留意されたい。これを行うため、ミラーを形成する層を傷つけずに充填材料をエッチングできるようにする必要がある。
【００５１】
図６は、空洞が、材料の指数が１に非常に近い場合は約４０オングストロームの厚さを有する透明材料２７で形成されるか、または指数が１からかけ離れている場合は異なる厚さを有する透明材料２７で形成された一実施形態を示したものである。下部ミラー２２はここでもまた、交互に構成した３０組のＳｉ（４１．５オングストローム）／Ｍｏ（２８オングストローム）層を有している。上部ミラー２４は、ミラー２２の層と同一の交互に構成した層を１２組有している。この層２４は、材料２７が存在する位置では材料２７を、材料２７が存在しない位置では下部ミラー２２をいずれも被覆している。材料２７が存在しない領域の反射率Ｒ１は、４２組の同一の層を積層しているために、高い（約７５％）。材料２７がある位置では、吸収性共振空洞を形成するように厚さが選択されていれば、反射率Ｒ２は非常に低い。
【００５２】
選択される材料は、以下の基準に見合う必要がある。つまり、吸収が非常に少ないこと、何よりも特に、下部の多層構造を形成する材料（モリブデンおよびシリコン）に対して選択的なエッチングが容易であることである。酸化シリコンが適し得る。
【００５３】
反射（反射率Ｒ１）領域と吸収（反射率Ｒ２）領域との間のマスクの表面にもたらされた起伏は、高さの違いが空洞の媒質２７の厚さ、典型では約４０オングストロームに等しいため、非常にわずかであることがわかる。したがって、陰影効果は非常にわずかである。
【００５４】
図６に示したマスクは、多層下部ミラーを堆積し、次に材料２７の層を堆積し、次にこの層を吸収性である必要のある領域にのみ残るようにエッチングし、最後に上部ミラーを均一に堆積し、これをエッチングする必要はないため、作製するのが特に容易である。
【００５５】
図７は、２つのミラーを空洞から分離する媒質が、いずれも動作波長で透明であるかまたは吸収性の低い２層の異なる材料の層によって形成された実施形態を示したものである。２つのミラー間に積層した透明な層は、ここでもまた、光が２層の層を通して一往復して辿る光路長が上に示した共振条件（波長の奇数倍である光路長に基づく）に見合う場合、共振性であり、かつ吸収ピークを有する光学的な空洞として機能する。
【００５６】
この二重の層の利点は主に、この積層の第２の層がシリコン（またはモリブデン）で作製されたとしても、マスクの反射性および吸収性の特徴をエッチングする際の補助になることである。この場合、空洞のパターンを画定するように上層３１をエッチングする際のエッチング停止層を構成するバッファ層が、下層２９として選択されることになる。このバッファ層は、上層をエッチングするためのエッチング液によってエッチングされず、またはわずかにエッチングされ、さらに、このバッファ層自体はマスクの下部ミラー２２の表面をエッチングしないエッチング液によってエッチングできることが望ましい。酸化シリコンが非常に適している。
【００５７】
図７に示した例では、製造工程は、下部ミラー２２の層（例えば、３０組のＳｉ／Ｍｏ層）を均一に堆積し、次に層２９、３１を均一に堆積し、次に吸収性共振空洞の位置を定めるために層３１をエッチングし、次に層３１によって保護されなくなった位置において層２９を除去し、次に上部ミラー２４の層（例えば、１２組のＳｉ／Ｍｏ層）を共振空洞の外側および上方のいずれにも均一に堆積することを含む。下層２９は、約２０オングストロームの厚さで酸化シリコンにより作製され得るものであり、上層３１は、約２０オングストロームの厚さでシリコンにより作製されるか（１３層からなる上部ミラー２４を用いるのが好ましい）、または約２３オングストロームの厚さでクロムにより作製され得る（１０組のＳｉ／Ｍｏ層からなる上部ミラーを用いるのが好ましい）。このため、この二重層の堆積は、図６について説明したプロセスに追加の工程が必要となるが（層３１の前に層２９を堆積し、その後、層３１がエッチングされた後この層２９を除去する）、下部ミラーの損傷が回避される。
【００５８】
図８に示した実施形態では、下層２９は、層３１をエッチングした後、除去されない。このため、下層２９は残り、上部ミラー２４は、層３１の島部の外側の層２９の上部および層３１の島部の上部のいずれにも均一に堆積される。このため、この場合の層２９は、下部ミラー２２をエッチングしないエッチング液によってエッチングされるようにする必要はない。
【００５９】
図８に示した実施形態では、反射領域と吸収領域との間の段差は、層３１の厚さ、例えば２０オングストロームに制限されるため、図６および図７に示した実施形態の段差よりもさらに少なくなり得ることに留意されたい。使用中の陰影はこれに応じて減少する。
【００６０】
この構成は、マスクの反射領域における反射率Ｒ１を少し低下させる欠点を有し得るが、下部ミラー２４の表面は、薄い酸化シリコン層によって被覆されたままであるため、より良好に保護される。反射領域の反射率Ｒ１の低下は、下部ミラー２２／層２９／上部ミラー２４の積層で反射性共振空洞（４分の１波長の偶数倍の光路長）を確立することになる厚さを層２９自体に与えることにより、最小限に抑えられ得る。このため、これは、バッファ層があるにもかかわらず、動作波長について反射率ピーク内にある全体の反射率を有する。この場合、典型では、層２９の厚さは、酸化シリコンのバッファ層については約７５〜８０オングストロームとなる。このため、層３１／層２９の積層が、島部３１がある位置において吸収ピークの条件に見合うままとなるように、層３１の厚さは約４０オングストロームであり、２０オングストロームではない。
【００６１】
図９は、吸収性共振空洞がバイナリマスクの暗い領域（低い反射率Ｒ２）を画定するのに用いられ、反射共振空洞（高い反射率Ｒ１）がマスクの反射領域を画定するのに用いられ、これらの領域に同一の厚さの空洞を用いることにより、暗い領域と反射領域との間の段差を好ましくは０まで低下させた別の実施形態を示したものである。これを実現するために、同一の厚さｄについて、吸収性（減殺的干渉）の共振の条件が空洞のうち一つのケースに適用され、反射性（増加的干渉）の共振の条件が他の空洞のケースに適用されるような異なる屈折率を有する材料を選択する必要がある。条件のうち一方はｄが（２ｍ＋１）に比例するという事実によるものであり、他方の条件はｄが２ｍに比例するという事実によるものであるため、選択された材料の指数ｎおよびｎ’が２ｍ／２ｍ＋１または２ｍ／２ｍ−１の比率である必要がある。ここで、ｍは整数である。
【００６２】
ここで、これらの基準に見合う材料の組を見出すことが可能であり、選択する必要のある厚さの値ｄは、この共通の厚さが反射領域と吸収領域との間に高コントラストをもたらすように実験的に確認し得る。均一に堆積された同一の上部ミラー２４が、同一の下部ミラー２２をさらに用いた２つの型の空洞を明らかにする。
【００６３】
このため、暗い領域（第１の材料２７で満たされた空洞）と反射領域（材料３３で満たされた空洞）との間の段差はすでになく、これにより陰影効果がないことを示しているのは特に興味深く、さらに、反射領域の光の位相が吸収領域の光の位相と全体的に逆であること、つまり、マスクが高度なバイナリマスク（非常に対照的な反射Ｒ１および反射Ｒ２を有する）の特性および位相シフトマスク（転移領域における減殺的干渉による急な転移）の特性のいずれをも有して作製されることを示しているのは特に興味深い。
【００６４】
ここでもまた、吸収性空洞の材料は、本発明では、反射多層構造の材料とは異なる材料、および好ましくは多層構造をエッチングしないエッチング液によってエッチングできる材料から作製された層を少なくとも一層含む必要がある。
【００６５】
適した材料の例を挙げる。
【００６６】
例えば、ｍ＝３の場合、指数が約７／６または５／６の比率である２つの材料を有する必要がある。これは１３．５ナノメートルの波長でシリコン／パラジウムの組についてのケースであり、比率は７／６に近い。反射性の高いシリコン領域および吸収性の高いパラジウム領域を有するマスクを得ることが可能である。これは、シリコン（ｍ＝３）についてはλ／４ｎｃｏｓθの６倍の厚さ、パラジウム（ｍ＝２）についてはλ／４ｎｃｏｓθの５倍の厚さ、つまり、約２００オングストロームを用いると、パラジウムについては吸収性の共振の条件、シリコンについては反射性の共振の条件が得られるためである。シリコンにｍ＝４、パラジウムにｍ＝３を用いると、同様のことが約２７７オングストロームの厚さに対して当てはまる。
【００６７】
これらの数値は、実験結果に照らし合わせる必要があり、上部ミラーの構成によって左右される。これは、上部ミラーの層数を共振空洞に用いられる材料の性質に応じて調節する必要があるためである。上記の最後の例では、上部ミラーは４組の層からなる。
【００６８】
例を挙げると、図１０は、以下のように作製された共振空洞の反射率曲線を示している。３０組のＭｏ（２８オングストローム）／Ｓｉ（４１．５オングストローム）層からなる上記のような下部ミラー、シリコン（実曲線）またはパラジウム（破曲線）で作製された空洞の媒質、交互に構成された４組のＳｉ／Ｍｏ層からなる上部ミラーである。曲線は、空洞の厚さｄの関数として表したものである。
【００６９】
これらの曲線は、厚さｄを増大させるとパラジウムの空洞の吸収ピークが徐々に顕著になること、２つの非常に深い吸収ピークが２００オングストロームおよび２７７オングストロームの空洞厚さについてあることを示している。これらの厚さについて、シリコンの空洞の反射率（厚さによってわずかに変動する）は、値がいくらか高い（約７０〜７５％）。このため、２００オングストロームまたは２７７オングストロームの厚さの交互に構成されたシリコン（反射性）空洞およびパラジウム（吸収性）空洞と、少数組の層（４組または５組のＭｏ／Ｓｉが好ましい）を有する上部ミラーとを有するマスクの製造が可能である。
【００７０】
さらに一般には、２ｍ／（２ｍ＋１）または２ｍ／（２ｍ−１）の比率の指数を有する材料を選択する必要がある。例えば、ｍ＝７の値、および約５３５オングストロームの共通の厚さで、第１の材料にはチタン、他の材料には銀、白金またはルテニウムである。これは、これらの材料の指数の比率が１４／１５であるためである。この場合、チタンを含む領域は吸収性となる。
【００７１】
以下の組の例も挙げることができる。第１の材料（吸収領域）がＷ、ＮｂＯ、Ｃｒ、Ｎｂであり、第２の材料（反射領域）がＲｕ、Ａｇ、Ｐｔであり、指数の比率が２０／２１（ｍ＝１０）であり、共通の厚さが約７６５オングストロームである。
【００７２】
このため、図９によるマスクの製造は、以下の工程を含む。下部ミラー２２の連続層を均一に堆積し、次に一方の型の空洞として機能する第１の材料、例えば、吸収性空洞を画定する材料２７を堆積し、次に材料２７をエッチングし（この場合、エッチングを容易にする場合、図７および図８を参照して説明したように、材料２７は数層の層２９、３１で形成され得る）、次に第２の型の空洞の材料３３を堆積し、次にこれらの材料を同一平面にして、層２７、３３が同一の厚さを有するような平坦な表面を得るために、材料２７を被覆する位置において材料３３によって形成された追加された厚みを機械的侵食および化学的侵食により取り除き、最後に層２７、３３の均一かつ平坦な表面に上部ミラー２７の層を均一に堆積する。
【００７３】
以上、陰影効果の観点から改善された極紫外線の反射によって機能するマスクを説明した。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】反射式で機能するファブリ−ペロ共振空洞の原理を概略的に示している。
【図２】多層ミラー構造についての典型的な反射率曲線、透明度曲線、吸収曲線を示している。
【図３】共振空洞の２つのミラーを分離する距離ｄの関数として、ファブリ−ペロ空洞についての反射率曲線を示している。
【図４】２つのミラー間にある媒質の減衰係数の関数として、空洞の上部ミラー構造の層の最適数の曲線を示している。
【図５】空の空洞または空気を満たした空洞を有するバイナリマスクの原理を示している。
【図６】空洞を透明材料で満たした本発明の一実施形態を示している。
【図７】図６と同様であるが、空洞を満たす材料が異なる材料の２層の層を積層することによって形成された実施形態を示している。
【図８】図７と同様であるが、積層したものの下層が空洞の内側のみでなく外側にも延在した実施形態を示している。
【図９】マスクの反射領域および吸収領域がそれぞれ増加的干渉および減殺的干渉を生じさせるファブリ−ペロ共振空洞によって形成された実施形態を示している。
【図１０】図９に示したような実施形態の原理を説明する反射率曲線を示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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