(57)【要約】      （修正有）【課題】多層膜の表面から吸収体層及びバッファー層を剥離して多層膜反射マスクを作り直す場合に、多層膜の表面にダメージを与えずに済む多層膜反射マスク等を提供する。【解決手段】基板１の表面には、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜２が成膜されている。Ｍｏ／Ｓｉ多層膜２の上には、フッ化リチウム層３’と窒化タンタル吸収体層４’からなるパターン５が形成されている。フッ化リチウム層３’は、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜２上で安定しているが、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜２との密着力は比較的弱い。このため、窒化タンタル吸収体層４’ごとＭｏ／Ｓｉ多層膜２の表面から容易に剥がすことができる。そして、フッ化リチウム層３’を剥がした後、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜２の表面に残ったフッ化リチウム層３の一部３ｒは、大量の水により溶解させ、除去する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
該基板の上に成膜された反射多層膜と、
該反射多層膜の上に成膜された、溶解度がおよそ０．１ｇ／１００ｇ水〜２ｇ／１００ｇ水の物質からなるバッファー層と、
該バッファー層の上に成膜された、照射されるエネルギー線の透過率の低い物質からなり、且つ、所定のパターンを有する吸収体層と、
を具備することを特徴とする多層膜反射マスク。
【請求項２】
前記バッファー層が、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）、フッ化マンガン（ＭｎＦ２）、フッ化亜鉛（ＺｎＦ２）からなる群から選択された１以上の材質からなることを特徴とする請求項１記載の多層膜反射マスク。
【請求項３】
基板と、
該基板の上に成膜された反射多層膜と、
該反射多層膜の上に成膜された、溶解度がおよそ０．１ｇ／１００ｇ水〜２ｇ／１００ｇ水の物質からなるバッファー層と、
該バッファー層の上に成膜された、照射されるエネルギー線の透過率の低い物質からなり、且つ、所定のパターンを有する吸収体層と、
を具備する多層膜反射マスクを再生する方法であって、
前記吸収体層を前記バッファー層とともに剥離することにより、前記反射多層膜の表面から該吸収体層を除去し、
該反射多層膜の表面に一部残留しているバッファー層を溶解して除去し、
該反射多層膜の表面に再度バッファー層及び吸収体層を成膜することを特徴とする多層膜反射マスクの再生方法。
【請求項４】
エネルギー線を発生させるエネルギー線光源と、
このエネルギー線光源からのエネルギー線を多層膜反射マスクに導く照明光学系と、
前記多層膜反射マスクからのエネルギー線を感応基板に導く投影光学系と、
を有し、
前記多層膜反射マスク上のパターンを前記感応基板へ転写する露光装置であって、
該多層膜反射マスクが、
基板と、
該基板の上に成膜された反射多層膜と、
該反射多層膜の上に成膜された、溶解度がおよそ０．１ｇ／１００ｇ水〜２ｇ／１００ｇ水の物質からなるバッファー層と、
該バッファー層の上に成膜された、照射されるエネルギー線の透過率の低い物質からなり、且つ、所定のパターンを有する吸収体層と、
を具備することを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＥＵＶ露光などにおいて用いる多層膜反射マスク、その再生方法及び露光装置に関する。特には、反射多層膜の表面に物理的なダメージを与えることなく、該多層膜表面に形成されている吸収体層を剥離することのできる多層膜反射マスク等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体集積回路の微細化に伴い、光の回折限界によって制限される光学系の解像力を向上させるために、現在主流である可視光や紫外光に代えて、これらよりも波長の短いＥＵＶ光（軟Ｘ線、波長１１〜１３ｎｍ）を使用した投影リソグラフィ技術が開発されている。
【０００３】
ところが、ＥＵＶ光の波長帯では、物質の屈折率が真空の屈折率（＝１）に非常に近いので、可視光域で一般に用いられているような屈折を利用した光学素子は使用することができない。そのため、マスクとしては、全反射を利用した多層膜反射マスクが使用されている。
【０００４】
多層膜反射マスク（以下、単にマスクともいう。）は、基板の上に所望の波長の光に対して屈折率の異なる２種類の物質を数ｎｍの厚さで数十層交互に積層させた反射多層膜の上に、バッファー層と吸収体層を成膜・パターニングしたものである。このマスクは、明部（ＥＵＶ光を反射する部分）は多層膜のみからなり、暗部はバッファー層及び吸収体層からなっている。
この反射多層膜としては、例えば、Ｍｏ（モリブデン）とＳｉ（シリコン）とからなるＭｏ／Ｓｉ多層膜がある。また、吸収体層は一例で厚さが約７００Åで、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、タンタル（Ｔａ）、窒化タンタル（ＴａＮ）等が用いられる。バッファー層は、一例で厚さが約２００Åで、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）等が用いられる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０９−２９８１５０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようなマスクについて、一度パターニングを行ったマスクを再利用したり、パターニングに失敗して再パターニングを行う場合等に、多層膜の表面からバッファー層及び吸収体層を除去できると好都合である。
しかしながら、一般に、多層膜とバッファー層とは、比較的強力に密着しているため、多層膜の表面にダメージを与えることなく、バッファー層と吸収体層を多層膜表面から除去する方法は従来存在しなかった。例えば、酸などの薬液を用いてエッチングを行うと、多層膜の表面までオーバーエッチングされて荒らされてしまうため、マスクとして利用できなくなることもありうる。
また、多層膜も含めて除去する場合には、多層膜全体を溶解する薬液を用いると、マスクの基板表面が荒らされてしまうため、基板表面の再研磨が必要になってしまう。この場合、マスクの基板表面の再研磨と多層膜の再成膜にコストがかかるという問題がある。
【０００７】
上記の点に鑑み、本発明は、多層膜の表面から吸収体層及びバッファー層を剥離して多層膜反射マスクを作り直す場合に、多層膜の表面にダメージを与えずに済む再生方法等を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明の多層膜反射マスクは、基板と、該基板の上に成膜された反射多層膜と、該反射多層膜の上に成膜された、溶解度がおよそ０．１ｇ／１００ｇ水〜２ｇ／１００ｇ水の物質からなるバッファー層と、該バッファー層の上に成膜された、照射されるエネルギー線の透過率の低い物質からなり、且つ、所定のパターンを有する吸収体層と、を具備することを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記バッファー層は、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）、フッ化マンガン（ＭｎＦ２）、フッ化亜鉛（ＺｎＦ２）からなる群から選択された１以上の材質からなるものとできる。
上に列挙した物質は、通常の使用状態及び保管状態に置く限りにおいて、反射多層膜の表面に安定している。また、反射多層膜との密着力が比較的弱いので、容易に剥がして除去することができる。さらに、上記の物質は大量の水には溶解するので、バッファー層の一部が反射多層膜の表面にこびりついて残った場合に、水洗いにより容易に除去できる。したがって、上記に挙げた物質は、本発明のバッファー層材料として好適である。
【００１０】
本発明の多層膜反射マスクの再生方法は、基板と、該基板の上に成膜された反射多層膜と、該反射多層膜の上に成膜された、溶解度がおよそ０．１ｇ／１００ｇ水〜２ｇ／１００ｇ水の物質からなるバッファー層と、該バッファー層の上に成膜された、照射されるエネルギー線の透過率の低い物質からなり、且つ、所定のパターンを有する吸収体層と、を具備する多層膜反射マスクを再生する方法であって、前記吸収体層を前記バッファー層とともに剥離することにより、前記反射多層膜の表面から該吸収体層を除去し、該反射多層膜の表面に一部残留しているバッファー層を溶解して除去し、該反射多層膜の表面に再度バッファー層及び吸収体層を成膜することを特徴とする。
本発明によれば、反射多層膜成膜済みの基板（マスクブランクス）を再利用する際に、反射多層膜の表面にダメージを与えることがない。
【００１１】
本発明の露光装置は、エネルギー線を発生させるエネルギー線光源と、このエネルギー線光源からのエネルギー線を多層膜反射マスクに導く照明光学系と、前記多層膜反射マスクからのエネルギー線を感応基板に導く投影光学系と、を有し、前記多層膜反射マスク上のパターンを前記感応基板へ転写する露光装置であって、該多層膜反射マスクが、基板と、該基板の上に成膜された反射多層膜と、該反射多層膜の上に成膜された、溶解度がおよそ０．１ｇ／１００ｇ水〜２ｇ／１００ｇ水の物質からなるバッファー層と、該バッファー層の上に成膜された、照射されるエネルギー線の透過率の低い物質からなり、且つ、所定のパターンを有する吸収体層と、を具備することを特徴とする。
本発明の露光装置においては、多層膜反射マスクを再利用することができるので、マスクの作製コストを低く抑えることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る多層膜反射マスクを示す図である。図１（Ａ）は、パターンが形成される前の状態を示す図であり、図１（Ｂ）は、マスク表面にパターンが形成された、完成時の状態を示す図である。
図１（Ｂ）に示す多層膜反射マスクは、ガラス製の基板１上にＭｏ／Ｓｉ多層膜２が製膜されており、このＭｏ／Ｓｉ多層膜２上にバッファー層３’と吸収体層４’が積層されてなるパターン５が形成されている。なお、各層の詳細及び成膜方法については後述する。
【００１３】
このバッファー層３’は、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜２の表面からパターン５（バッファー層３’＋吸収体層４’）を剥離する際に、吸収体層４’が基板１上に残ることなく、且つ、多層膜２の表面を傷つけることなく剥がれるようにする役割を果たす（詳細後述。）。したがって、バッファー層３’の材料は、以下に列挙する条件を満たすことが要請される。
（１）通常の使用状態及び保管状態に置く限りにおいて、バッファー層及び吸収体層が多層膜の表面に安定しており、容易に剥離しないこと。
（２）多層膜の表面を荒らすことなくパターン（バッファー層＋吸収体層）を簡単な方法で剥離できること。
（３）パターンを基板表面から剥離した際に、バッファー層が一部残留したとしても、多層膜の表面にダメージを与えることなく、該残留物を除去できること。
（４）バッファー層の表面が多層膜の表面と同程度に滑らかであること。
上記の条件を満たすようなバッファー層の材料としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）のほかに、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ３）、フッ化マンガン（ＭｎＦ２）、フッ化亜鉛（ＺｎＦ２）などを挙げることができる。
【００１４】
なお、本発明においては、パターンを剥離したとき多層膜表面にこびりついて残ったバッファー層を水で洗い流すことにより除去する。したがって、条件（１）及び（３）は、下記のようにいいかえることができる。
（１’）バッファー層は、空気中に含まれている程度の微量の水に対しては溶解せず、容易に剥離しないこと。
（３’）バッファー層を多層膜の表面から剥離した際に、一部残留したバッファー層を、大量の水で洗い流すことができること。
このバッファー層材料の満たすべき条件（１’）及び（３’）を溶解度の値の範囲で表すと、概ね０．１ｇ／１００ｇ水〜２ｇ／１００ｇ水となる。上に挙げた物質の溶解度を記すと、フッ化リチウムは０．１３ｇ／１００ｇ水（２５℃）であり（２５℃の水１００ｇに０．１３ｇ溶解する。）、フッ化マグネシウム：０．１３ｇ／１００ｇ水（２５℃）、フッ化バリウム：０．１６２ｇ／１００ｇ水（３０℃）、フッ化アルミニウム：０．５ｇ／１００ｇ水（２５℃）、フッ化マンガン：０．９８ｇ／１００ｇ水（２０℃）、フッ化亜鉛：１．６２ｇ／１００ｇ水（２０℃）であり、いずれも条件（１’）及び（３’）を満たす。
【００１５】
上記のフッ化バリウムの溶解度の値は「無機化合物・錯体辞典（中原勝儼著、講談社、１９９７年６月発行）」、ほかは「理化学辞典第５版（長倉三郎編、岩波書店、１９９８年２月発行）」から引用した。なお、理化学辞典には、フッ化リチウム及びアルカリ土類金属のフッ化物の多くは「水に難溶」と記載されている。しかし、実際には、上記に列挙したものは、大量の水には溶けるが、少量の水や空気中に含まれる水分に対しては安定となる程度の溶解度を有している。
【００１６】
吸収体層４’としては、窒化タンタル（ＴａＮ）のほか、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、タンタル（Ｔａ）等を用いることもできる。
【００１７】
以下に、本発明の一実施形態に係る多層膜反射マスクの製造方法について、図１を参照しつつ説明する。
まず、表面（図中上面）が平坦に加工されたガラス基板１を用意する。なお、本実施形態においては、ガラスを基板材料として用いたが、形状精度が高く、表面の粗さの小さいものであればよく、石英などを用いることもできる。
次に、ガラス基板１の表面にモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）からなるＭｏ／Ｓｉ多層膜２を形成し、図１（Ａ）に示すようなマスクブランクス１０を作製する。この多層膜のＭｏ層とＳｉ層の厚さは一例でそれぞれ２４Åと４５Åであり、多層膜は５０層対からなる。なお、図中においては、多層膜の１００層は１つの層に簡略化して示してある。
そして、多層膜２の上面にフッ化リチウム層３をスパッタにより形成する。このフッ化リチウム層３の厚さは一例で約２００Åである。
さらに、フッ化リチウム層３の上面に窒化タンタル（ＴａＮ）吸収体層４をスパッタにより形成する。この窒化タンタル（ＴａＮ）吸収体層４の厚さは一例で約７００Åである。
最後に、フッ化リチウム層３及び窒化タンタル吸収体層４をパターニングして、図１（Ｂ）に示すパターン５を形成する。このパターニングにおいては、まず、窒化タンタル吸収体層４の上面にレジストを塗布し、転写すべき回路パターンを露光により焼き付け、現像する。次に、エッチングにより窒化タンタル吸収体層４をエッチングによりパターニングする。このとき、フッ化リチウム層３は、多層膜２をエッチングから保護するエッチングストッパの役割を果たす。
そして、窒化タンタル吸収体層４のエッチング後に残ったフッ化リチウム層３を水でエッチングし、フッ化リチウム層３’と窒化タンタル層４’からなるパターン５を形成する（図１（Ｂ））。
【００１８】
次に、本発明の一実施形態に係る多層膜反射マスクの再生方法について、図２及び図３を参照しつつ説明する。
図２は、本発明の一実施形態に係る多層膜反射マスクの再生方法において、取り除きたいパターンを剥離する工程を示す断面図であり、図３は、バッファー層を除去する工程を示す図である。
【００１９】
本実施形態においては、まず、図２に示すように、パターン５の表面に剥離用テープ６を貼って、同テープ６を剥がす。すると、フッ化リチウム層３’の多層膜２の表面に対する密着度は比較的弱いため、テープ６に窒化タンタル吸収体層４’とフッ化リチウム層３’が付着した状態で容易に剥がすことができる（前掲の条件（２）参照。）。
本工程では、フッ化リチウム層３’が窒化タンタル吸収体層４’の下地となって一緒に剥がされるので、窒化タンタル吸収体層４’を完全に剥がし取ることができる。一方、フッ化リチウム層３’の一部３ｒは多層膜２の表面に付着して残留するものもある。
次に、この残留フッ化リチウム層３ｒを除去する。図３に示すように、図２でパターンが剥がされたマスクを純水の満たされた容器（マスクブランクス洗浄用水槽）３０に漬けて、残留フッ化リチウム層３ｒを溶かし落とす。ここで、フッ化リチウムの溶解度は０．１３ｇ／１００ｇ水（２５℃）であり、フッ化リチウムを十分な量の水を用いることにより容易に洗い流すことができる（前掲の条件（３’）参照。）。なお、図３に示す例では、純水を容器３０にためて洗っているが、流水を用いて洗い流してもよい。この工程で、マスクは、再びマスクブランクス１０の状態に戻る。
最後に、フッ化リチウム層及び窒化タンタル吸収体層を多層膜２の上に再度形成し、パターニングして多層膜反射マスクを再生する。
【００２０】
本実施形態によれば、多層膜と吸収体層の間にバッファー層としてフッ化リチウム層を形成しているため、多層膜からパターンを剥離する場合に、多層膜の表面を荒らすことなく、マスクブランクスの状態に戻して再利用することができる。
【００２１】
以下に、上述の反射多層膜を用いたＥＵＶ露光装置について説明する。
図４は、ＥＵＶ露光装置（４枚投影系）の概略構成を示す図である。
図４に示すＥＵＶ露光装置は、光源を含む照明系ＩＬを備えている。照明系ＩＬから放射されたＥＵＶ光（一般に波長５〜２０ｎｍが用いられ、具体的には１３ｎｍや１１ｎｍの波長が用いられる）は、折り返しミラー３０１で反射してマスク３０２に照射される。
【００２２】
マスク３０２は、マスクステージ３０３に固定されたチャック３０３ａに吸着・保持されている。このマスクステージ３０３は、走査方向に１００ｍｍ以上のストロークを持ち、マスク面内の走査方向と直交する方向に微小ストロークを持ち、光軸方向にも微小ストロークを持っている。マスクステージ３０３の走査方向及びこれに直交する方向の位置は図示せぬレーザ干渉計によって高精度にモニタされ、光軸方向はマスクフォーカス送光系３０４とマスクフォーカス受光系３０５からなるマスクフォーカスセンサでモニタされている。
【００２３】
マスク３０２で反射したＥＵＶ光は、図中下側の光学鏡筒３１４内に入射する。このＥＵＶ光は、マスク３０２に描かれた回路パターンの情報を含んでいる。マスク３０２にはＥＵＶ光を反射する多層膜（例えばＭｏ／ＳｉやＭｏ／Ｂｅ）が形成されており、この多層膜の上に吸収体層の有無でパターニングされている。このマスク３０２としては、本発明のマスクを用いている。
【００２４】
光学鏡筒３１４内に入射したＥＵＶ光は、第一ミラー３０６で反射した後、第二ミラー３０７、第三ミラー３０８、第四ミラー３０９と順次反射し、最終的にはウェハ３１０に対して垂直に入射する。
【００２５】
投影系の縮小倍率は、例えば１／４や１／５である。この図では、ミラーは４枚であるが、Ｎ．Ａ．（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ）をより大きくするためには、ミラーを６枚あるいは８枚にすると効果的である。鏡筒３１４の近傍には、アライメント用のオフアクシス顕微鏡３１５が配置されている。
【００２６】
感応基板（ウェハ）３１０は、ウェハステージ３１１に固定されたチャック３１１ａに吸着・保持されている。このウェハステージ３１１は、光軸と直交する面内を自由に移動することができ、ストロークは例えば３００〜４００ｍｍである。同ウェハステージ３１１は、光軸方向にも微小ストロークの上下が可能で、光軸方向の位置はウェハオートフォーカス送光系３１２とウェハオートフォーカス受光系３１３からなるウェハフォーカスセンサでモニタされている。ウェハステージ３１１の光軸と直行する面内における位置は図示せぬレーザ干渉計によって高精度にモニタされている。露光動作において、マスクステージ３０３とウェハステージ３１１は、投影系の縮小倍率と同じ速度比、すなわち、４：１あるいは５：１で同期走査する。
【００２７】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によると、マスクブランクスを再利用してマスクを作り直す場合に、反射多層膜の表面にダメージを与えることなく、容易にマスクをマスクブランクスの状態に戻すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る多層膜反射マスクを示す図である。
（Ａ）  パターンが形成される前の状態を示す図である。
（Ｂ）  マスク表面にパターンが形成された、完成時の状態を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る多層膜反射マスクの再生方法において、取り除きたいパターンを剥離する工程を示す断面図である。
【図３】バッファー層を除去する工程を示す図である。
【図４】ＥＵＶ露光装置（４枚投影系）の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１  基板
２  Ｍｏ／Ｓｉ多層膜
３  フッ化リチウム層
３’  パターニングされたフッ化リチウム層
３ｒ  残留フッ化リチウム層
４  窒化タンタル吸収体層
４’  パターニングされた窒化タンタル吸収体層
５  パターン
６  剥離用テープ
１０  マスクブランクス
３０  容器（マスクブランクス洗浄用水槽）
３０１  折り返しミラー
３０２  マスク
３０３  マスクステージ
３０３ａ  チャック
３０４  マスクフォーカス送光系
３０５  マスクフォーカス受光系
３０６、３０７、３０８、３０９  多層膜反射鏡
３１０  ウェハ
３１１  ウェハステージ
３１１ａ  チャック
３１２  ウェハオートフォーカス送光系
３１３  ウェハオートフォーカス受光系
ＩＬ  照明系
【図１】
2004335514.tif 000003
【図２】
2004335514.tif 000004
【図３】
2004335514.tif 000005
【図４】
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