JPH09232203A - 反射型ｘ線マスク構造体、ｘ線露光装置、ｘ線露光方法ならびに該反射型ｘ線マスク構造体を用いて作製されるデバイス - Google Patents
反射型ｘ線マスク構造体、ｘ線露光装置、ｘ線露光方法ならびに該反射型ｘ線マスク構造体を用いて作製されるデバイスInfo
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- JPH09232203A JPH09232203A JP3237796A JP3237796A JPH09232203A JP H09232203 A JPH09232203 A JP H09232203A JP 3237796 A JP3237796 A JP 3237796A JP 3237796 A JP3237796 A JP 3237796A JP H09232203 A JPH09232203 A JP H09232203A
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 半導体露光装置でステップ・アンド・リピー
ト露光やステップ・アンド・スキャン露光を行ってもウ
ェハ上の隣り合う露光領域の境界部分で多重露光領域を
発生することのない反射型Ｘ線マスク構造体、高密度で
のパターン転写を良好に行うことのできるＸ線露光装置
および露光方法、そして従来より高集積度のデバイスを
得る。 【解決手段】 Ｘ線吸収体パターン３３、Ｘ線を反射す
るＸ線反射多層膜３２およびそのＸ線反射多層膜を支持
する支持基板３１とを有し、パターン転写領域以外のＸ
線反射率がパターン転写領域のＸ線反射率により低い反
射型Ｘ線マスク構造体を作製し、そのＸ線マスク構造体
を用いてＸ線露光を行って、半導体デバイスを得る。
ト露光やステップ・アンド・スキャン露光を行ってもウ
ェハ上の隣り合う露光領域の境界部分で多重露光領域を
発生することのない反射型Ｘ線マスク構造体、高密度で
のパターン転写を良好に行うことのできるＸ線露光装置
および露光方法、そして従来より高集積度のデバイスを
得る。 【解決手段】 Ｘ線吸収体パターン３３、Ｘ線を反射す
るＸ線反射多層膜３２およびそのＸ線反射多層膜を支持
する支持基板３１とを有し、パターン転写領域以外のＸ
線反射率がパターン転写領域のＸ線反射率により低い反
射型Ｘ線マスク構造体を作製し、そのＸ線マスク構造体
を用いてＸ線露光を行って、半導体デバイスを得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、大規模集積回路
（ＬＳＩ）やマイクロマシン、マイクロオプティクス等
の微細パターンをＸ線露光によりウェハ等の基板上に焼
き付ける際に用いるリソグラフィー用の反射型Ｘ線マス
ク構造体、その反射型Ｘ線マスク構造体を使用したＸ線
露光装置と露光方法、さらにはその反射型Ｘ線マスク構
造体を用いて作製されるデバイスに関する。
（ＬＳＩ）やマイクロマシン、マイクロオプティクス等
の微細パターンをＸ線露光によりウェハ等の基板上に焼
き付ける際に用いるリソグラフィー用の反射型Ｘ線マス
ク構造体、その反射型Ｘ線マスク構造体を使用したＸ線
露光装置と露光方法、さらにはその反射型Ｘ線マスク構
造体を用いて作製されるデバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体集積回路の高密度化および
高速化に伴い、集積回路のパターン線幅は、約３年間で
７０％縮小され、さらに縮小される傾向にある。これら
の大容量メモリ素子は、近紫外光、紫外光、遠紫外光等
の光を用いて、マスクから半導体基板へと転写される
が、これらの光の波長領域では、加工することができる
半導体デバイスの加工線幅も限界に近づきつつある。
高速化に伴い、集積回路のパターン線幅は、約３年間で
７０％縮小され、さらに縮小される傾向にある。これら
の大容量メモリ素子は、近紫外光、紫外光、遠紫外光等
の光を用いて、マスクから半導体基板へと転写される
が、これらの光の波長領域では、加工することができる
半導体デバイスの加工線幅も限界に近づきつつある。
【０００３】そこで、これらの光よりさらに波長の短い
Ｘ線を使用したリソグラフイー技術は上記の解像度の問
題点を解決する手段として期待が大きい。特に、波長４
０〜１３０Å程度の軟Ｘ線を用いたＸ線露光では、Ｘ線
反射光学系と反射型Ｘ線マスクを用いたＸ線投影露光が
可能である。このようなＸ線投影露光に用いられるパタ
ーン転写用の反射型Ｘ線マスクは、一般に原子番号の小
さい軽元素と原子番号の大きい重元素を基板上に交互に
積層したＸ線反射多層膜、そのＸ線反射多層膜上にあっ
てＸ線を遮光するＸ線遮光膜パターン、ならびにそのＸ
線反射多層膜を支持する基板材料とからなる。
Ｘ線を使用したリソグラフイー技術は上記の解像度の問
題点を解決する手段として期待が大きい。特に、波長４
０〜１３０Å程度の軟Ｘ線を用いたＸ線露光では、Ｘ線
反射光学系と反射型Ｘ線マスクを用いたＸ線投影露光が
可能である。このようなＸ線投影露光に用いられるパタ
ーン転写用の反射型Ｘ線マスクは、一般に原子番号の小
さい軽元素と原子番号の大きい重元素を基板上に交互に
積層したＸ線反射多層膜、そのＸ線反射多層膜上にあっ
てＸ線を遮光するＸ線遮光膜パターン、ならびにそのＸ
線反射多層膜を支持する基板材料とからなる。
【０００４】反射型Ｘ線マスクには、一般に次のような
材料が使用される。まず、Ｘ線反射多層膜に使用する軽
元素材料としては、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）、ベリリ
ウム（Ｂｅ）等が、一方、重元素材料としては、モリブ
デン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ロジウム（Ｒ
ｈ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）等が、ま
た、そのＸ線反射多層膜上のＸ線遮光膜パターン材料に
は、タングステン（Ｗ）、金（Ａｕ）、タンタル（Ｔ
ａ）、白金（Ｐｔ）等が使用される。また、上記のＸ線
反射多層膜の支持体には石英ＳｉＯ2や炭化ケイ素Ｓｉ
Ｃ等のセラミック材料が使用される。
材料が使用される。まず、Ｘ線反射多層膜に使用する軽
元素材料としては、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）、ベリリ
ウム（Ｂｅ）等が、一方、重元素材料としては、モリブ
デン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ロジウム（Ｒ
ｈ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）等が、ま
た、そのＸ線反射多層膜上のＸ線遮光膜パターン材料に
は、タングステン（Ｗ）、金（Ａｕ）、タンタル（Ｔ
ａ）、白金（Ｐｔ）等が使用される。また、上記のＸ線
反射多層膜の支持体には石英ＳｉＯ2や炭化ケイ素Ｓｉ
Ｃ等のセラミック材料が使用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述したような従来の
反射型Ｘ線マスク構造体を用いて、従来と同様、半導体
露光装置（ステッパー）で、ステップ・アンド・リピー
ト法やステップ・アンド・スキャン法によってシリコン
ウェハ等の基板上にデバイスパターンを転写しようとす
ると、図５に示すように、被露光基板上の隣合う露光領
域の境界部分付近では最大４回の露光にさらされるた
め、反射型Ｘ線マスクのパターン転写領域以外の部分か
ら反射されたＸ線によってＸ線露光の多重露光領域が発
生する。なお、図５（ａ）は１つのパターン転写領域と
それの照射領域を示す模式的平面図であり、図５（ｂ）
は、Ｘ線露光時の多重露光領域を示す模式的平面図であ
る。図中、１１はパターン転写領域、１２はパターン転
写領域外の照射領域、１３は２回露光の多重露光領域、
１４は４回露光の多重露光領域である。
反射型Ｘ線マスク構造体を用いて、従来と同様、半導体
露光装置（ステッパー）で、ステップ・アンド・リピー
ト法やステップ・アンド・スキャン法によってシリコン
ウェハ等の基板上にデバイスパターンを転写しようとす
ると、図５に示すように、被露光基板上の隣合う露光領
域の境界部分付近では最大４回の露光にさらされるた
め、反射型Ｘ線マスクのパターン転写領域以外の部分か
ら反射されたＸ線によってＸ線露光の多重露光領域が発
生する。なお、図５（ａ）は１つのパターン転写領域と
それの照射領域を示す模式的平面図であり、図５（ｂ）
は、Ｘ線露光時の多重露光領域を示す模式的平面図であ
る。図中、１１はパターン転写領域、１２はパターン転
写領域外の照射領域、１３は２回露光の多重露光領域、
１４は４回露光の多重露光領域である。
【０００６】このような多重露光領域は、レジストパタ
ーンの線幅や形状の劣化を招き、デバイスの加工精度を
著しく低下させる。一方、このような多重露光領域が発
生しないように被露光基板上の隣合う露光領域の距離を
大きくすると、基板上に形成できるデバイスの数量が著
しく減少し、デバイスの量産性の低下とコストの増加と
いうきわめて重大な問題を発生する。
ーンの線幅や形状の劣化を招き、デバイスの加工精度を
著しく低下させる。一方、このような多重露光領域が発
生しないように被露光基板上の隣合う露光領域の距離を
大きくすると、基板上に形成できるデバイスの数量が著
しく減少し、デバイスの量産性の低下とコストの増加と
いうきわめて重大な問題を発生する。
【０００７】従って本発明の目的は、半導体露光装置で
ステップ・アンド・リピート露光やステップ・アンド・
スキャン露光を行ってもウェハ上の隣り合う露光領域の
境界部分で多重露光領域を発生することのない反射型Ｘ
線マスク構造体；その反射型Ｘ線マスク構造体を用い
た、高密度でのパターン転写を良好に行うことのできる
Ｘ線露光装置および露光方法；さらにはその反射型Ｘ線
マスク構造体を用いて作製される従来より高集積度のデ
バイスを提供することにある。
ステップ・アンド・リピート露光やステップ・アンド・
スキャン露光を行ってもウェハ上の隣り合う露光領域の
境界部分で多重露光領域を発生することのない反射型Ｘ
線マスク構造体；その反射型Ｘ線マスク構造体を用い
た、高密度でのパターン転写を良好に行うことのできる
Ｘ線露光装置および露光方法；さらにはその反射型Ｘ線
マスク構造体を用いて作製される従来より高集積度のデ
バイスを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、Ｘ線吸収体パターン、Ｘ線を反射するＸ
線反射多層膜および該Ｘ線反射多層膜を支持する支持基
板とを有する反射型Ｘ線マスク構造体において、パター
ン転写領域以外のＸ線反射率がパターン転写領域のＸ線
反射率より低いことを特徴とする反射型Ｘ線マスク構造
体；Ｘ線光源と該Ｘ線光源から取り出されたＸ線を所定
の位置に導くためのビームラインと該Ｘ線ビームライン
の光路中にあって位置決めステージ上に配置された前記
反射型Ｘ線マスク構造体と該反射型Ｘ線マスク構造体の
パターンを１／ｎ（ｎは正の整数）に投影するためのＸ
線光学系と被露光基板を位置決めするためのステージと
さらに該反射型Ｘ線マスク構造体と該被露光基板のズレ
量を検出するためのアライメント光学系を有してなるＸ
線露光装置；前記反射型Ｘ線マスク構造体を用い、Ｘ線
露光により被転写体に該反射型Ｘ線マスク構造体上のパ
ターンを転写するＸ線露光方法；ならびに前記反射型Ｘ
線マスク構造体を用い、Ｘ線露光により加工基板上に該
反射型Ｘ線マスク構造上のパターンを転写し、これを加
工形成して作製されたデバイスを提供する。
め、本発明は、Ｘ線吸収体パターン、Ｘ線を反射するＸ
線反射多層膜および該Ｘ線反射多層膜を支持する支持基
板とを有する反射型Ｘ線マスク構造体において、パター
ン転写領域以外のＸ線反射率がパターン転写領域のＸ線
反射率より低いことを特徴とする反射型Ｘ線マスク構造
体；Ｘ線光源と該Ｘ線光源から取り出されたＸ線を所定
の位置に導くためのビームラインと該Ｘ線ビームライン
の光路中にあって位置決めステージ上に配置された前記
反射型Ｘ線マスク構造体と該反射型Ｘ線マスク構造体の
パターンを１／ｎ（ｎは正の整数）に投影するためのＸ
線光学系と被露光基板を位置決めするためのステージと
さらに該反射型Ｘ線マスク構造体と該被露光基板のズレ
量を検出するためのアライメント光学系を有してなるＸ
線露光装置；前記反射型Ｘ線マスク構造体を用い、Ｘ線
露光により被転写体に該反射型Ｘ線マスク構造体上のパ
ターンを転写するＸ線露光方法；ならびに前記反射型Ｘ
線マスク構造体を用い、Ｘ線露光により加工基板上に該
反射型Ｘ線マスク構造上のパターンを転写し、これを加
工形成して作製されたデバイスを提供する。
【０００９】上記の反射型Ｘ線マスク構造体において
は、パターンが転写されるべき被転写体にポジ型レジス
トが形成されている場合に、前記パターン転写領域の反
射Ｘ線強度に対する該パターン転写領域外の反射Ｘ線強
度の割合ｒpが、下記式（１）を満足することが好まし
く、パターンが転写されるべき被転写体にネガ型レジス
トが形成されている場合に、前記パターン転写領域の反
射Ｘ線強度に対する該パターン転写領域外の反射Ｘ線強
度の割合ｒnが、下記式（２）を満足することが好まし
い。
は、パターンが転写されるべき被転写体にポジ型レジス
トが形成されている場合に、前記パターン転写領域の反
射Ｘ線強度に対する該パターン転写領域外の反射Ｘ線強
度の割合ｒpが、下記式（１）を満足することが好まし
く、パターンが転写されるべき被転写体にネガ型レジス
トが形成されている場合に、前記パターン転写領域の反
射Ｘ線強度に対する該パターン転写領域外の反射Ｘ線強
度の割合ｒnが、下記式（２）を満足することが好まし
い。
【００１０】ｒp＜Ｅp0／４Ｅpop ・・・（１） （ただし式中、Ｅpopはポジ型レジストのパターンを形
成するための適正露光量、Ｅp0は該レジストの現像中に
膜減りを生じる最小の露光量である。） ｒn＜Ｅni／４Ｅnop ・・・（２） （ただし式中、Ｅnopはネガ型レジストのパターンを形
成するための適正露光量、Ｅniは該レジストの現像後に
残膜を生じる最小の露光量である。） なお、ｒpおよびｒnは０．１以下であることが好まし
い。
成するための適正露光量、Ｅp0は該レジストの現像中に
膜減りを生じる最小の露光量である。） ｒn＜Ｅni／４Ｅnop ・・・（２） （ただし式中、Ｅnopはネガ型レジストのパターンを形
成するための適正露光量、Ｅniは該レジストの現像後に
残膜を生じる最小の露光量である。） なお、ｒpおよびｒnは０．１以下であることが好まし
い。
【００１１】上記の反射型Ｘ線マスク構造体は、Ｘ線反
射多層膜がパターン転写領域のみに形成されているもの
とすることができ；パターン転写領域が、該パターン転
写領域以外の部分と異なった平面に形成されているもの
とすることができ；パターン転写領域以外の部分のＸ線
吸収体の膜厚が、該パターン転写領域のＸ線吸収体の膜
厚より大きいものとすることができ；パターン転写領域
以外の部分のＸ線反射率が、パターン転写領域のＸ線反
射率より低いものとすることができる。その最後の場合
には、パターン転写領域以外の部分の支持基板の表面が
周期構造を持たない面とすることができ、その面の形成
を粗面状の支持基板上に多層膜を形成する方法またはＸ
線反射多層膜形成後の荷電ビーム照射によって行うこと
ができる。
射多層膜がパターン転写領域のみに形成されているもの
とすることができ；パターン転写領域が、該パターン転
写領域以外の部分と異なった平面に形成されているもの
とすることができ；パターン転写領域以外の部分のＸ線
吸収体の膜厚が、該パターン転写領域のＸ線吸収体の膜
厚より大きいものとすることができ；パターン転写領域
以外の部分のＸ線反射率が、パターン転写領域のＸ線反
射率より低いものとすることができる。その最後の場合
には、パターン転写領域以外の部分の支持基板の表面が
周期構造を持たない面とすることができ、その面の形成
を粗面状の支持基板上に多層膜を形成する方法またはＸ
線反射多層膜形成後の荷電ビーム照射によって行うこと
ができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】上記の問題点を解決するために
は、反射型Ｘ線マスクのパターン転写領域以外のＸ線反
射率を十分に低下させる必要がある。ここで、上記で述
ベた４回の多重露光でさえも多重露光が問題にならない
ようなＸ線強度は、レジスト線幅変化の露光量依存性
や、現像時のレジスト膜厚の減少量（いわゆる膜減り
量）を考慮して決定する必要があるが、パターン転写領
域の数パーセント以下であることが必要である。
は、反射型Ｘ線マスクのパターン転写領域以外のＸ線反
射率を十分に低下させる必要がある。ここで、上記で述
ベた４回の多重露光でさえも多重露光が問題にならない
ようなＸ線強度は、レジスト線幅変化の露光量依存性
や、現像時のレジスト膜厚の減少量（いわゆる膜減り
量）を考慮して決定する必要があるが、パターン転写領
域の数パーセント以下であることが必要である。
【００１３】図６（ａ）に例として、ポジ型レジストの
感度曲線を示した。今、使用するレジストのパターンを
形成するための適正露光量をＥpop、該レジストの現像
中に膜減りを生じる最小の露光量をＥp0、そのパターン
転写領域の反射Ｘ線強度に対する、そのパターン転写領
域外の反射Ｘ線強度の割合をｒpとする。先に述ベたよ
うに、考慮されなければならない多重露光回数を４回と
仮定すると、そのパターン転写領域外の反射Ｘ線強度の
割合ｒpは、次式（１）で表わされる条件を満たすこと
が必要である。
感度曲線を示した。今、使用するレジストのパターンを
形成するための適正露光量をＥpop、該レジストの現像
中に膜減りを生じる最小の露光量をＥp0、そのパターン
転写領域の反射Ｘ線強度に対する、そのパターン転写領
域外の反射Ｘ線強度の割合をｒpとする。先に述ベたよ
うに、考慮されなければならない多重露光回数を４回と
仮定すると、そのパターン転写領域外の反射Ｘ線強度の
割合ｒpは、次式（１）で表わされる条件を満たすこと
が必要である。
【００１４】ｒp＜Ｅp0／４Ｅpop ・・・（１）
【００１５】一方、図６（ｂ）に例として、ネガ型レジ
ストの感度曲線を示した。今、使用するレジストのパタ
ーンを形成するための適正露光量をＥnop、そのレジス
トの現像後に基板上に残膜を生じる最小の露光量を
Ｅni、そのパターン転写領域の反射Ｘ線強度に対する、
そのパターン転写領域外の反射Ｘ線強度の割合をｒnと
する。先に述ベたように、考慮されなければならない多
重露光回数を４回と仮定すると、そのパターン転写領域
外の反射Ｘ線強度の割合ｒnは、次式（２）で表わされ
る条件を満たすことが必要である。
ストの感度曲線を示した。今、使用するレジストのパタ
ーンを形成するための適正露光量をＥnop、そのレジス
トの現像後に基板上に残膜を生じる最小の露光量を
Ｅni、そのパターン転写領域の反射Ｘ線強度に対する、
そのパターン転写領域外の反射Ｘ線強度の割合をｒnと
する。先に述ベたように、考慮されなければならない多
重露光回数を４回と仮定すると、そのパターン転写領域
外の反射Ｘ線強度の割合ｒnは、次式（２）で表わされ
る条件を満たすことが必要である。
【００１６】ｒn＜Ｅni／４Ｅnop ・・・（２）
【００１７】パターン転写領域以外からのＸ線強度を低
下させる方法としては、まず第１にパターン転写領域と
パターン転写領域以外の部分の境界が、Ｘ線反射多層膜
の存在部分の境界と一致しているマスク構造を使用する
ことが挙げられる。すなわち、パターン転写領域のみに
Ｘ線反射多層膜を有し、それ以外の部分ではＸ線反射多
層膜が存在しない構造である。このＸ線マスク構造体の
一例を図１に示す。この図において、３１はマスク支持
基板、３２はＸ線反射多層膜、３３はＸ線吸収体パター
ンである。
下させる方法としては、まず第１にパターン転写領域と
パターン転写領域以外の部分の境界が、Ｘ線反射多層膜
の存在部分の境界と一致しているマスク構造を使用する
ことが挙げられる。すなわち、パターン転写領域のみに
Ｘ線反射多層膜を有し、それ以外の部分ではＸ線反射多
層膜が存在しない構造である。このＸ線マスク構造体の
一例を図１に示す。この図において、３１はマスク支持
基板、３２はＸ線反射多層膜、３３はＸ線吸収体パター
ンである。
【００１８】第２にパターン転写領域とパターン転写領
域以外の部分が、同一平面上に存在しないマスク構造を
使用することが挙げられる。このＸ線マスク構造体の一
例を図２に示す。図中、４１はマスク支持基板、４２は
Ｘ線反射多層膜、４３はＸ線吸収体パターンである。
域以外の部分が、同一平面上に存在しないマスク構造を
使用することが挙げられる。このＸ線マスク構造体の一
例を図２に示す。図中、４１はマスク支持基板、４２は
Ｘ線反射多層膜、４３はＸ線吸収体パターンである。
【００１９】その構造には、例えばさらに次のような構
造などが考えられる。 （ａ）画角領域がマスク基板上で凸状の構造 （ｂ）画角領域がマスク基板上で凹状の構造 （ｃ）画角領域の周囲が傾斜した構造（図２）。
造などが考えられる。 （ａ）画角領域がマスク基板上で凸状の構造 （ｂ）画角領域がマスク基板上で凹状の構造 （ｃ）画角領域の周囲が傾斜した構造（図２）。
【００２０】以上の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の各方
法では、画角領域で反射されたＸ線は投影光学系を通過
することができるが、画角領域の周辺部分では反射され
たＸ線は投影光学系を通過することができない。従っ
て、画角領域とその周辺の境界で反射Ｘ線の強度を大き
く変えることができる。
法では、画角領域で反射されたＸ線は投影光学系を通過
することができるが、画角領域の周辺部分では反射され
たＸ線は投影光学系を通過することができない。従っ
て、画角領域とその周辺の境界で反射Ｘ線の強度を大き
く変えることができる。
【００２１】特に、（ｃ）の図２に例示した方法では、
画角領域外では入射Ｘ線の入射角が異なるため、Ｘ線の
反射率が画角領域とその周辺部で大きく異なり、結果的
に画角の境界でＸ線強度を大きく変えることができる。
画角領域外では入射Ｘ線の入射角が異なるため、Ｘ線の
反射率が画角領域とその周辺部で大きく異なり、結果的
に画角の境界でＸ線強度を大きく変えることができる。
【００２２】第３に、パターン転写領域以外の部分のＸ
線吸収体層の膜厚が、パターン転写領域のＸ線吸収体層
の膜厚に比較して厚いマスク構造を使用することが挙げ
られる。このＸ線マスク構造体の一例を図３に示す。図
中、５１はマスク支持基板、５２はＸ線反射多層膜、５
３はＸ線吸収体パターン、５４は多重露光防止層として
のＸ線吸収体である。
線吸収体層の膜厚が、パターン転写領域のＸ線吸収体層
の膜厚に比較して厚いマスク構造を使用することが挙げ
られる。このＸ線マスク構造体の一例を図３に示す。図
中、５１はマスク支持基板、５２はＸ線反射多層膜、５
３はＸ線吸収体パターン、５４は多重露光防止層として
のＸ線吸収体である。
【００２３】この第３の構造体では、画角周辺のＸ線吸
収体の膜厚は、先に述べたように最大４回の多重露光に
対してもウェハ上のレジストの膜減り、または線幅の変
化が起こらないようなものとすることが必要である。反
射型Ｘ線マスクを使用した縮小投影露光の場合には、Ｘ
線反射多層膜上に形成されたＸ線吸収体材料を含めた位
相、干渉条件とを考慮して膜厚を決定する必要がある。
収体の膜厚は、先に述べたように最大４回の多重露光に
対してもウェハ上のレジストの膜減り、または線幅の変
化が起こらないようなものとすることが必要である。反
射型Ｘ線マスクを使用した縮小投影露光の場合には、Ｘ
線反射多層膜上に形成されたＸ線吸収体材料を含めた位
相、干渉条件とを考慮して膜厚を決定する必要がある。
【００２４】今、波長１３０ÅのＸ線を使用し、マスク
への入射角を５．８゜とした場合、Ｘ線反射多層膜上で
の反射率は７２．３％となる。吸収体材料にタングステ
ンを使用し、パターン転写領域外の部分の反射Ｘ線強度
をそのパターン転写領域内のＸ線反射多層膜からの反射
Ｘ線強度の１／１００以下にしようとすると、必要なタ
ングステンの膜厚は約６０ｎｍとなる。
への入射角を５．８゜とした場合、Ｘ線反射多層膜上で
の反射率は７２．３％となる。吸収体材料にタングステ
ンを使用し、パターン転写領域外の部分の反射Ｘ線強度
をそのパターン転写領域内のＸ線反射多層膜からの反射
Ｘ線強度の１／１００以下にしようとすると、必要なタ
ングステンの膜厚は約６０ｎｍとなる。
【００２５】第４に、パターン転写領域とパターン転写
領域以外の部分のＸ線反射多層膜が、パターン転写領域
に比較して、パターン転写領域以外の部分Ｘ線の反射率
が低くなるように周期構造が破壊されたマスク構造体を
使用することが挙げられる。このＸ線マスク構造体の一
例を図４に示す。図中、６１はマスク支持基板、６２は
Ｘ線反射多層膜、６３はＸ線吸収体パターン、６４は多
層構造が破壊されたＸ線反射多層膜である。
領域以外の部分のＸ線反射多層膜が、パターン転写領域
に比較して、パターン転写領域以外の部分Ｘ線の反射率
が低くなるように周期構造が破壊されたマスク構造体を
使用することが挙げられる。このＸ線マスク構造体の一
例を図４に示す。図中、６１はマスク支持基板、６２は
Ｘ線反射多層膜、６３はＸ線吸収体パターン、６４は多
層構造が破壊されたＸ線反射多層膜である。
【００２６】この第４の構造体では、パターン転写領域
外の部分のＸ線反射多層膜の周期構造がブラッグ反射条
件を満たしていない、または最適周期からずれているこ
とが必要である。
外の部分のＸ線反射多層膜の周期構造がブラッグ反射条
件を満たしていない、または最適周期からずれているこ
とが必要である。
【００２７】次に、前述した本発明のマスク構造体の製
造方法を第１の構造体から順に説明する。
造方法を第１の構造体から順に説明する。
【００２８】まず、図１に示した第１のマスク構造体で
は、そのＸ線反射多層膜の成膜時に画角領域外をマスク
で被い、Ｘ線反射多層膜が画角領域のみに堆積するよう
にする。または、マスク基板全面にＸ線反射多層膜を成
膜した後に画角領域外の部分をエッチングで除去しても
構わない。
は、そのＸ線反射多層膜の成膜時に画角領域外をマスク
で被い、Ｘ線反射多層膜が画角領域のみに堆積するよう
にする。または、マスク基板全面にＸ線反射多層膜を成
膜した後に画角領域外の部分をエッチングで除去しても
構わない。
【００２９】図２に示した第２のマスク構造体では、Ｘ
線反射多層膜を成膜する基板に、画角領域が凸状の基板
や凹状の基板または画角周辺部の領域が傾斜した基板等
を準備し、これらの基板の少なくとも画角領域にＸ線反
射多層膜を成膜することによって得られる。
線反射多層膜を成膜する基板に、画角領域が凸状の基板
や凹状の基板または画角周辺部の領域が傾斜した基板等
を準備し、これらの基板の少なくとも画角領域にＸ線反
射多層膜を成膜することによって得られる。
【００３０】図３に示した第３のＸ線マスク構造体につ
いては、まずＸ線反射多層膜上に画角領域外の膜厚に相
当する吸収体を成膜し、そのまま画角領域内にパターン
をエッチングによって形成する方法、あるいは、Ｘ線反
射多層膜上に画角領域外の膜厚に相当する吸収体を成膜
し、その後、画角相当の領域全面を、転写パターンの膜
厚までエッチバックした上で、画角領域内のパターニン
グを行う方法によって得られる。
いては、まずＸ線反射多層膜上に画角領域外の膜厚に相
当する吸収体を成膜し、そのまま画角領域内にパターン
をエッチングによって形成する方法、あるいは、Ｘ線反
射多層膜上に画角領域外の膜厚に相当する吸収体を成膜
し、その後、画角相当の領域全面を、転写パターンの膜
厚までエッチバックした上で、画角領域内のパターニン
グを行う方法によって得られる。
【００３１】図４に示した第４のＸ線マスク構造体につ
いては、Ｘ線反射多層膜を成膜した基板上の画角領域外
の部分を、例えばイオンビーム照射によって多層膜の周
期構造を変化または破壊させ、ブラッグ反射条件を満た
さない構造にする。その後Ｘ線吸収体材料を少なくとも
画角領域上に成膜し、この吸収体膜をエッチングによっ
てパターニングする方法、または粗面状の支持基板上に
多層膜を成膜し、ブラッグ反射条件を満たす周期構造を
有さないようにする方法によって得られる。
いては、Ｘ線反射多層膜を成膜した基板上の画角領域外
の部分を、例えばイオンビーム照射によって多層膜の周
期構造を変化または破壊させ、ブラッグ反射条件を満た
さない構造にする。その後Ｘ線吸収体材料を少なくとも
画角領域上に成膜し、この吸収体膜をエッチングによっ
てパターニングする方法、または粗面状の支持基板上に
多層膜を成膜し、ブラッグ反射条件を満たす周期構造を
有さないようにする方法によって得られる。
【００３２】
【実施例】次に、実施例を挙げて、本発明をさらに具体
的に説明する。
的に説明する。
【００３３】（実施例１）本実施例では、図１に示した
ような反射型Ｘ線マスク構造体を作製した。
ような反射型Ｘ線マスク構造体を作製した。
【００３４】反射型Ｘ線マスク用の基板として、２５０
ｍｍ角の石英基板を用意した。この基板上にＲＦマグネ
トロンスパッタ法によりモリブデンとシリコンをそれぞ
れ３．１ｎｍ、３．６ｎｍの膜厚で交互に積層し、８０
層対のＸ線反射用の多層膜を得た。この時、この多層膜
の成膜領域はＸ線露光時の転写領域として、上記基板の
内側の２００ｍｍ角の領域になるように、外側の部分を
マスクでカバーし、パターン形成領域のみにＸ線反射多
層膜が形成されるようにした。次に、多層膜上にフォト
リソプロセスにより、膜厚１５０ｎｍのタングステンの
Ｘ線吸収体パターンおよびアライメントマークを形成し
た。このようにして作製された反射型Ｘ線マスクは、パ
ターン形成領域（いわゆる画角）のみにＸ線反射多層膜
を有するので、半導体露光装置でステップ・アンド・リ
ピート露光やステップ・アンド・スキャン露光を行った
場合でもウェハ上の隣り合う露光領域の境界部分で多重
露光領域が発生しない。
ｍｍ角の石英基板を用意した。この基板上にＲＦマグネ
トロンスパッタ法によりモリブデンとシリコンをそれぞ
れ３．１ｎｍ、３．６ｎｍの膜厚で交互に積層し、８０
層対のＸ線反射用の多層膜を得た。この時、この多層膜
の成膜領域はＸ線露光時の転写領域として、上記基板の
内側の２００ｍｍ角の領域になるように、外側の部分を
マスクでカバーし、パターン形成領域のみにＸ線反射多
層膜が形成されるようにした。次に、多層膜上にフォト
リソプロセスにより、膜厚１５０ｎｍのタングステンの
Ｘ線吸収体パターンおよびアライメントマークを形成し
た。このようにして作製された反射型Ｘ線マスクは、パ
ターン形成領域（いわゆる画角）のみにＸ線反射多層膜
を有するので、半導体露光装置でステップ・アンド・リ
ピート露光やステップ・アンド・スキャン露光を行った
場合でもウェハ上の隣り合う露光領域の境界部分で多重
露光領域が発生しない。
【００３５】（実施例２）反射型Ｘ線マスク用の基板と
して、２５０ｍｍ角の石英基板を用意した。この基板上
にＲＦマグネトロンスパッタ法によりタングステンと炭
素をそれぞれ２．３ｎｍ、２．７ｎｍの膜厚で交互に積
層し、２５０層対のＸ線反射用多層膜を石英基板上の全
面に得た。一方、半導体露光装置で実際にウェハの露光
を行う場合に使用するレジストに、ポジ型レジストのポ
リメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を選択した。本レ
ジストは、波長４．５ｎｍのＸ線露光では、現像時の膜
減り開始露光量（Ｅp0）が５０ｍＪ／ｃｍ2、適正露光
量（Ｅpop）が２５０ｍＪ／ｃｍ2であることがわかって
いるので、そのパターン転写領域の反射Ｘ線強度に対す
るパターン転写領域外の反射Ｘ線強度の比ｒpは０．０
５となることがわかる。
して、２５０ｍｍ角の石英基板を用意した。この基板上
にＲＦマグネトロンスパッタ法によりタングステンと炭
素をそれぞれ２．３ｎｍ、２．７ｎｍの膜厚で交互に積
層し、２５０層対のＸ線反射用多層膜を石英基板上の全
面に得た。一方、半導体露光装置で実際にウェハの露光
を行う場合に使用するレジストに、ポジ型レジストのポ
リメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を選択した。本レ
ジストは、波長４．５ｎｍのＸ線露光では、現像時の膜
減り開始露光量（Ｅp0）が５０ｍＪ／ｃｍ2、適正露光
量（Ｅpop）が２５０ｍＪ／ｃｍ2であることがわかって
いるので、そのパターン転写領域の反射Ｘ線強度に対す
るパターン転写領域外の反射Ｘ線強度の比ｒpは０．０
５となることがわかる。
【００３６】（実施例３）実施例２の方法に準じて、石
英基板上の全面にＸ線反射多層膜を形成した。一方、半
導体露光装置で実際にウェハの露光を行う場合に使用す
るレジストにネガ型レジストのＳＡＬ−６０１ＥＲ４
（シップレー社製）を選択した。本レジストは、波長
４．５ｎｍのＸ線露光では、現像時の膜減り開始露光量
（Ｅni）が５ｍＪ／ｃｍ2、適正露光量（Ｅnop）が２５
ｍＪ／ｃｍ2であることがわかっているので、パターン
転写領域の反射Ｘ線強度に対するパターン転写領域外の
反射Ｘ線強度の比ｒnは０．０５となることがわかる。
英基板上の全面にＸ線反射多層膜を形成した。一方、半
導体露光装置で実際にウェハの露光を行う場合に使用す
るレジストにネガ型レジストのＳＡＬ−６０１ＥＲ４
（シップレー社製）を選択した。本レジストは、波長
４．５ｎｍのＸ線露光では、現像時の膜減り開始露光量
（Ｅni）が５ｍＪ／ｃｍ2、適正露光量（Ｅnop）が２５
ｍＪ／ｃｍ2であることがわかっているので、パターン
転写領域の反射Ｘ線強度に対するパターン転写領域外の
反射Ｘ線強度の比ｒnは０．０５となることがわかる。
【００３７】（実施例４）本実施例では、図２に示した
ような反射型Ｘ線マスク構造体を作製した。
ような反射型Ｘ線マスク構造体を作製した。
【００３８】反射型Ｘ線マスク用の基板として、２５０
ｍｍ角の石英基板を用意した。この基板は、基板中心の
パターン転写領域に相当する２００ｍｍ角の領域の平面
に対して周辺部分が５゜の角度で傾斜しており、この基
板上にＲＦマグネトロンスパッタ法によりモリブデンと
シリコンをそれぞれ３．１ｎｍ、３．６ｎｍの膜厚で交
互に積層し、８０層対のＸ線反射用の多層膜を得た。本
マスクは、波長１３ｎｍのＸ線を、基板中心のパターン
転写領域に対して入射角５．８°で入射させた場合、パ
ターン転写領域とパターン転写領域外で入射角が異なる
ためパターン転写領域外ではＸ線の反射強度がほとんど
ゼロとなり、結果的に、半導体露光装置でステップ・ア
ンド・スキャン露光を行った場合でもウェハ上の隣り合
う露光領域の境界部分で多重露光領域が発生しない。
ｍｍ角の石英基板を用意した。この基板は、基板中心の
パターン転写領域に相当する２００ｍｍ角の領域の平面
に対して周辺部分が５゜の角度で傾斜しており、この基
板上にＲＦマグネトロンスパッタ法によりモリブデンと
シリコンをそれぞれ３．１ｎｍ、３．６ｎｍの膜厚で交
互に積層し、８０層対のＸ線反射用の多層膜を得た。本
マスクは、波長１３ｎｍのＸ線を、基板中心のパターン
転写領域に対して入射角５．８°で入射させた場合、パ
ターン転写領域とパターン転写領域外で入射角が異なる
ためパターン転写領域外ではＸ線の反射強度がほとんど
ゼロとなり、結果的に、半導体露光装置でステップ・ア
ンド・スキャン露光を行った場合でもウェハ上の隣り合
う露光領域の境界部分で多重露光領域が発生しない。
【００３９】（実施例５）実施例４で使用したマスクに
対して、広帯域波長のＸ線を、基板中心のパターン転写
領域に対して入射角９０゜で入射させた。パターン転写
領域とパターン転写領域外で入射角が異なるため、パタ
ーン転写領域では波長１３ｎｍのＸ線が選択的に反射さ
れ、また、パターン転写領域外では１３．６ｎｍのＸ線
が選択的に反射されるが、反射方向が異なるため縮小光
学系には侵入しない。結果的に、半導体露光装置でステ
ップ・アンド・スキャン露光を行った場合でもウェハ上
の隣り合う露光領域の境界部分で多重露光領域が発生し
ない。但し、縮小光学系によってはそのパターン転写領
域外で反射された光が迷光となってウェハ上に照射され
る恐れもあるので、この場合は、マスクの周辺部分の傾
斜角を十分大きくとるかまたは、Ｘ線光学系中の反射型
Ｘ線マスクの前後に露光領域を制限するためのアパーチ
ャーを設置しても構わない。
対して、広帯域波長のＸ線を、基板中心のパターン転写
領域に対して入射角９０゜で入射させた。パターン転写
領域とパターン転写領域外で入射角が異なるため、パタ
ーン転写領域では波長１３ｎｍのＸ線が選択的に反射さ
れ、また、パターン転写領域外では１３．６ｎｍのＸ線
が選択的に反射されるが、反射方向が異なるため縮小光
学系には侵入しない。結果的に、半導体露光装置でステ
ップ・アンド・スキャン露光を行った場合でもウェハ上
の隣り合う露光領域の境界部分で多重露光領域が発生し
ない。但し、縮小光学系によってはそのパターン転写領
域外で反射された光が迷光となってウェハ上に照射され
る恐れもあるので、この場合は、マスクの周辺部分の傾
斜角を十分大きくとるかまたは、Ｘ線光学系中の反射型
Ｘ線マスクの前後に露光領域を制限するためのアパーチ
ャーを設置しても構わない。
【００４０】（実施例６）反射型Ｘ線マスク用の基板と
して、２５０ｍｍ角の石英基板を用意した。この基板上
にＲＦマグネトロンスパッタ法によりモリブデンとシリ
コンをそれぞれ３．１ｎｍ、３．６ｎｍの膜厚で交互に
積層し、８０層対のＸ線反射用の多層膜を得た。本マス
クは、波長１３ｎｍのＸ線を、基板中心のパターン転写
領域に対して入射角５．８゜で入射させた場合、Ｘ線反
射多層膜上での反射率は７２．３％となる。
して、２５０ｍｍ角の石英基板を用意した。この基板上
にＲＦマグネトロンスパッタ法によりモリブデンとシリ
コンをそれぞれ３．１ｎｍ、３．６ｎｍの膜厚で交互に
積層し、８０層対のＸ線反射用の多層膜を得た。本マス
クは、波長１３ｎｍのＸ線を、基板中心のパターン転写
領域に対して入射角５．８゜で入射させた場合、Ｘ線反
射多層膜上での反射率は７２．３％となる。
【００４１】吸収体材料にタングステンを使用し、パタ
ーン転写領域内の吸収体の膜厚をＸ線反射多層膜からの
反射強度の１／１０以下に、パターン転写領域外の部分
の反射Ｘ線強度をそのパターン転写領域内のＸ線反射多
層膜からの反射Ｘ線強度の１／１００以下にしようとす
ると、必要なタングステンの膜厚は、それぞれ約３０ｎ
ｍと約６０ｎｍとなる。本マスクを用いて、半導体露光
装置で露光を行った場合でもウェハ上の隣り合う露光領
域の境界部分で多重露光領域は発生しない。
ーン転写領域内の吸収体の膜厚をＸ線反射多層膜からの
反射強度の１／１０以下に、パターン転写領域外の部分
の反射Ｘ線強度をそのパターン転写領域内のＸ線反射多
層膜からの反射Ｘ線強度の１／１００以下にしようとす
ると、必要なタングステンの膜厚は、それぞれ約３０ｎ
ｍと約６０ｎｍとなる。本マスクを用いて、半導体露光
装置で露光を行った場合でもウェハ上の隣り合う露光領
域の境界部分で多重露光領域は発生しない。
【００４２】（実施例７）実施例１に準じて、マスク基
板上にＸ線反射多層膜を形成する。この後、パターン転
写領域外に相当する部分に対して、集光したアルゴンレ
ーザーを走査し、Ｘ線反射多層膜の多層構造を破壊し、
Ｘ線の反射面としての機能を喪失させる。この後に、多
層膜上にフォトリソプロセスにより、膜厚１５０ｎｍの
タングステンのＸ線吸収体パターンおよびアライメント
マークを形成する。このようにして作製された反射型Ｘ
線マスクは、パターン形成領域（いわゆる画角）のみに
Ｘ線反射機能を有するので、半導体露光装置でステップ
・アンド・スキャン露光を行った場合でもウェハ上の隣
り合う露光領域の境界部分で多重露光領域が発生しな
い。
板上にＸ線反射多層膜を形成する。この後、パターン転
写領域外に相当する部分に対して、集光したアルゴンレ
ーザーを走査し、Ｘ線反射多層膜の多層構造を破壊し、
Ｘ線の反射面としての機能を喪失させる。この後に、多
層膜上にフォトリソプロセスにより、膜厚１５０ｎｍの
タングステンのＸ線吸収体パターンおよびアライメント
マークを形成する。このようにして作製された反射型Ｘ
線マスクは、パターン形成領域（いわゆる画角）のみに
Ｘ線反射機能を有するので、半導体露光装置でステップ
・アンド・スキャン露光を行った場合でもウェハ上の隣
り合う露光領域の境界部分で多重露光領域が発生しな
い。
【００４３】（実施例８）図７および図８に本発明の反
射型Ｘ線マスクを用いた縮小露光装置の例を示す。波長
１３ｎｍの軟Ｘ線を発生する放射源であるレーザープラ
ズマＸ線源７１からのビームを２枚の反射鏡７２および
７３で集光して、上記説明した反射型マスク７４を照射
する。反射型マスク７４によって強度と位相が変化した
線は、２枚の反射鏡７５および７６よりなる結像光学系
によって縮小され、ウェハ７７に塗布されたレジスト上
に投影されマスクパターンが露光転写される。ここで縮
小率は５分の１、開口数は０．０２であり、シュワルツ
シルド光学系を構成している。この装置を使用して縮小
露光を行ったところ、ウェハ上の隣り合う露光領域の境
界部分で多重露光領域が発生しないため、パターン転写
領域の内側でのパターンの劣化は発生せず、またウェハ
上の隣り合うパターン転写領域の距離も小さくでき、結
果的にウェハ上に形成できるデバイスの数量が向上す
る。
射型Ｘ線マスクを用いた縮小露光装置の例を示す。波長
１３ｎｍの軟Ｘ線を発生する放射源であるレーザープラ
ズマＸ線源７１からのビームを２枚の反射鏡７２および
７３で集光して、上記説明した反射型マスク７４を照射
する。反射型マスク７４によって強度と位相が変化した
線は、２枚の反射鏡７５および７６よりなる結像光学系
によって縮小され、ウェハ７７に塗布されたレジスト上
に投影されマスクパターンが露光転写される。ここで縮
小率は５分の１、開口数は０．０２であり、シュワルツ
シルド光学系を構成している。この装置を使用して縮小
露光を行ったところ、ウェハ上の隣り合う露光領域の境
界部分で多重露光領域が発生しないため、パターン転写
領域の内側でのパターンの劣化は発生せず、またウェハ
上の隣り合うパターン転写領域の距離も小さくでき、結
果的にウェハ上に形成できるデバイスの数量が向上す
る。
【００４４】（実施例９）次に前述した露光装置を利用
した半導体デバイス（半導体素子）の製造方法の実施例
を説明する。
した半導体デバイス（半導体素子）の製造方法の実施例
を説明する。
【００４５】図８は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の
半導体チップ、あるいは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造
のフローチャートである。本実施例において、ステップ
１（回路設計）では、半導体デバイスの回路設計を行
う。ステップ２（マスク製作）では設計した回路パター
ンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ３（ウ
ェハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウェハ製造す
る。ステップ４（ウェハプロセス）は前工程と呼ばれ、
前記用意したマスクとウェハを用いてリソグラフィー技
術によってウェハ上に実際の回路を形成する。
半導体チップ、あるいは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造
のフローチャートである。本実施例において、ステップ
１（回路設計）では、半導体デバイスの回路設計を行
う。ステップ２（マスク製作）では設計した回路パター
ンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ３（ウ
ェハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウェハ製造す
る。ステップ４（ウェハプロセス）は前工程と呼ばれ、
前記用意したマスクとウェハを用いてリソグラフィー技
術によってウェハ上に実際の回路を形成する。
【００４６】本発明の完成したＸ線マスクを露光装置内
にローディングする。マスクを搬送しマスクチャックに
チャッキングすると、パターンは装置に対して一定の領
域にあるので、アライメントユニットはマスク上のパタ
ーンに対する模索動作を行わなくともマスク／アライメ
ントユニットの誤差を生じない。
にローディングする。マスクを搬送しマスクチャックに
チャッキングすると、パターンは装置に対して一定の領
域にあるので、アライメントユニットはマスク上のパタ
ーンに対する模索動作を行わなくともマスク／アライメ
ントユニットの誤差を生じない。
【００４７】次にウェハをローディングしてウェハをマ
スクと対向させ、アライメントユニットで両者のズレを
検出して、ウェハステージを駆動して両者の位置あわせ
を行う。両者が合致したならば露光を行う。露光終了
後、ウェハは次のショットへステップ移動し、アライメ
ント以下の動作を行う。
スクと対向させ、アライメントユニットで両者のズレを
検出して、ウェハステージを駆動して両者の位置あわせ
を行う。両者が合致したならば露光を行う。露光終了
後、ウェハは次のショットへステップ移動し、アライメ
ント以下の動作を行う。
【００４８】この方法はマスクをローディングした際に
アライメントユニットの模索動作を行わないのでスルー
プットが向上する特徴がある。
アライメントユニットの模索動作を行わないのでスルー
プットが向上する特徴がある。
【００４９】次のステップ５（組立）は後工程と呼ば
れ、ステップ４によって製作されたウェハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を合む。
れ、ステップ４によって製作されたウェハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を合む。
【００５０】ステップ６（検査）ではステップ５で製作
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが
完成し、これが出荷（ステップ７）される。
された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが
完成し、これが出荷（ステップ７）される。
【００５１】図９は上記ステップ４のウェハプロセスの
詳細なフローチャートである。まず、ステップ１１（酸
化）ではウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（Ｃ
ＶＤ）ではウェハ表面に絶縁膜を形成する。
詳細なフローチャートである。まず、ステップ１１（酸
化）ではウェハの表面を酸化させる。ステップ１２（Ｃ
ＶＤ）ではウェハ表面に絶縁膜を形成する。
【００５２】ステップ１３（電極形成）では、ウェハ上
に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン
打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ
１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布す
る。
に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオン
打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステップ
１５（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布す
る。
【００５３】ステップ１６（露光）では、前記説明した
露光装置によってマスクの回路パターンをウェハに焼付
け露光する。
露光装置によってマスクの回路パターンをウェハに焼付
け露光する。
【００５４】ステップ１７（現像）では、露光したウェ
ハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像
したレジスト以外の部分を削りとる。これらのステップ
を繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パタ
ーンが形成される。
ハを現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像
したレジスト以外の部分を削りとる。これらのステップ
を繰り返し行うことによってウェハ上に多重に回路パタ
ーンが形成される。
【００５５】なお、以上の実施例の製造方法を用いれ
ば、従来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイス
を容易に製造することができる。
ば、従来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイス
を容易に製造することができる。
【００５６】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明により、半導
体露光装置でステップ・アンド・スキャン露光を行って
もウェハ上の隣り合う露光領域の境界部分で多重露光領
域を発生することのない反射型Ｘ線マスク構造体；その
反射型Ｘ線マスク構造体を用いた、高密度でのパターン
転写を良好に行うことのできるＸ線露光装置および露光
方法；さらにはその反射型Ｘ線マスク構造体を用いて作
製される従来より高集積度のデバイスを得ることができ
る。
体露光装置でステップ・アンド・スキャン露光を行って
もウェハ上の隣り合う露光領域の境界部分で多重露光領
域を発生することのない反射型Ｘ線マスク構造体；その
反射型Ｘ線マスク構造体を用いた、高密度でのパターン
転写を良好に行うことのできるＸ線露光装置および露光
方法；さらにはその反射型Ｘ線マスク構造体を用いて作
製される従来より高集積度のデバイスを得ることができ
る。
【図１】本発明の反射型Ｘ線マスク構造体の１例の構成
を示す模式的断面図である。
を示す模式的断面図である。
【図２】本発明の反射型Ｘ線マスク構造体の別の例の構
成を示す模式的断面図である。
成を示す模式的断面図である。
【図３】本発明の反射型Ｘ線マスク構造体のさらに別の
例の構成を示す模式的断面図である。
例の構成を示す模式的断面図である。
【図４】本発明の反射型Ｘ線マスク構造体のさらに別の
例の構成を示す模式的断面図である。
例の構成を示す模式的断面図である。
【図５】被転写体におけるＸ線露光の状況を示す模式的
平面図であり、（ａ）は１つのパターン転写領域とそれ
の照射領域を示す図、（ｂ）はＸ線露光時の多重露光領
域を示す図である。
平面図であり、（ａ）は１つのパターン転写領域とそれ
の照射領域を示す図、（ｂ）はＸ線露光時の多重露光領
域を示す図である。
【図６】Ｘ線露光時に被転写体に使用するレジストの感
度曲線の例を示すグラフであり、（ａ）はポジ型レジス
トの感度曲線であり、（ｂ）はネガ型レジストの感度曲
線である。
度曲線の例を示すグラフであり、（ａ）はポジ型レジス
トの感度曲線であり、（ｂ）はネガ型レジストの感度曲
線である。
【図７】本発明のＸ線露光装置の１例の構成を示す模式
図である。
図である。
【図８】本発明に係る半導体素子の製造方法の１例のフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図９】本発明に係る半導体素子の製造方法の別の例の
フローチャートである。
フローチャートである。
１１ パターン転写領域 １２ パターン転写領域外の照射領域 １３ 多重露光領域（２回） １４ 多重露光領域（４回） ３１、４１、５１、６１ マスク支持基板 ３２、４２、５２、６２ Ｘ線反射多層膜 ３３、４３、５３、６３ Ｘ線吸収体パターン ５４ Ｘ線吸収層（多重露光防止膜） ６４ 多層構造が破壊されたＸ線反射多層膜
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５３１Ｅ
Claims (14)
- 【請求項１】 Ｘ線吸収体パターン、Ｘ線を反射するＸ
線反射多層膜および該Ｘ線反射多層膜を支持する支持基
板を有する反射型Ｘ線マスク構造体において、パターン
転写領域以外のＸ線反射率がパターン転写領域のＸ線反
射率より低いことを特徴とする反射型Ｘ線マスク構造
体。 - 【請求項２】 パターンが転写されるべき被転写体にポ
ジ型レジストが形成されている場合に、前記パターン転
写領域の反射Ｘ線強度に対する該パターン転写領域外の
反射Ｘ線強度の割合ｒpが、下記式（１）を満足する請
求項１記載の反射型Ｘ線マスク構造体。 ｒp＜Ｅp0／４Ｅpop ・・・（１） （ただし式中、Ｅpopはポジ型レジストのパターンを形
成するための適正露光量、Ｅp0は該レジストの現像中に
膜減りを生じる最小の露光量である。） - 【請求項３】 ｒpが０．１以下である請求項２記載の
反射型Ｘ線マスク構造体。 - 【請求項４】 パターンが転写されるべき被転写体にネ
ガ型レジストが形成されている場合に、前記パターン転
写領域の反射Ｘ線強度に対する該パターン転写領域外の
反射Ｘ線強度の割合ｒnが、下記式（２）を満足する請
求項１記載の反射型Ｘ線マスク構造体。 ｒn＜Ｅni／４Ｅnop ・・・（２） （ただし式中、Ｅnopはネガ型レジストのパターンを形
成するための適正露光量、Ｅniは該レジストの現像後に
残膜を生じる最小の露光量である。） - 【請求項５】 ｒnが０．１以下である請求項４記載の
反射型Ｘ線マスク構造体。 - 【請求項６】 Ｘ線反射多層膜がパターン転写領域のみ
に形成されている請求項１ないし５のいずれかに記載の
反射型Ｘ線マスク構造体。 - 【請求項７】 パターン転写領域が、該パターン転写領
域以外の部分と異なった平面に形成されている請求項１
ないし５のいずれかに記載の反射型Ｘ線マスク構造体。 - 【請求項８】 パターン転写領域以外の部分のＸ線吸収
体の膜厚が、該パターン転写領域のＸ線吸収体の膜厚よ
り大きい請求項１ないし５のいずれかに記載の反射型Ｘ
線マスク構造体。 - 【請求項９】 パターン転写領域以外の部分の多層膜が
周期構造を持たないことを特徴とする請求項１〜５のい
ずれかに記載の反射型Ｘ線マスク構造体。 - 【請求項１０】 請求項９記載の反射型Ｘ線マスク構造
体において、パターン転写領域以外の部分の支持基板の
表面が、粗面であり、該粗面上にＸ線反射多層膜を成膜
されたことを特徴とする反射型Ｘ線マスク構造体。 - 【請求項１１】 前記周期構造を持たない多層膜面の形
成が、Ｘ線反射多層膜形成後の荷電ビーム照射により行
われる請求項１０記載の反射型Ｘ線マスク構造体。 - 【請求項１２】 Ｘ線光源と該Ｘ線光源から取り出され
たＸ線を所定の位置に導くためのビームラインと該Ｘ線
ビームラインの光路中にあって位置決めステージ上に配
置された請求項１ないし１１のいずれかに記載の反射型
Ｘ線マスク構造体と該反射型Ｘ線マスク構造体のパター
ンを１／ｎ（ｎは正の整数）に投影するためのＸ線光学
系と被露光基板を位置決めするためのステージとさらに
該反射型Ｘ線マスク構造体と該被露光基板のズレ量を検
出するためのアライメント光学系を有してなるＸ線露光
装置。 - 【請求項１３】 請求項１ないし１１のいずれかに記載
の反射型Ｘ線マスク構造体を用い、Ｘ線露光により被転
写体に該反射型Ｘ線マスク構造体上のパターンを転写す
るＸ線露光方法。 - 【請求項１４】 請求項１ないし１１のいずれかに記載
の反射型Ｘ線マスク構造体を用い、Ｘ線露光により加工
基板上に該反射型Ｘ線マスク構造上のパターンを転写
し、これを加工形成して作製されたデバイス。
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