JP2009092789A - 位相シフト型フォトマスクの製造方法、位相シフト型フォトマスク、半導体装置の製造方法及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パイロットマスクを１枚も作製することなく、所望の寸法精度を有するフォトマスクを作製すること。
【解決手段】作製したフォトマスクの寸法ばらつき量が許容範囲を超えている場合、当該フォトマスク上に描かれたパターンをウエハ基板上に転写した際に得られる転写パターンの寸法が、全描画領域内で許容範囲内となるように、フォトマスクのガラス部を部分的にエッチングする。ガラス部の追加エッチング量は、３次元マスク厳密電磁場シミュレーションや露光エミュレーションシステムといった仮想的な光学解析手法を用いて算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置の製造などに用いられる位相シフト型フォトマスクの製造方法に関し、特にフォトマスクからウエハ基板上に転写されたパターン寸法の均一性を向上させるフォトマスク補正工程を含む位相シフト型フォトマスクの製造方法に関するものである。

ＤＲＡＭに代表されるメモリデバイスのリソグラフィ工程では、高密度に配置された全ての微細なＬＳＩ回路パターンを、ウエハ上に塗布した感光性有機材料に忠実に転写することが求められている。ここでいう忠実な転写とは、ウエハ上に転写形成されたレジストパターンが、（１）設計者が意図したＬＳＩ回路のデザインパターンイメージと等価な形状であり且つ所望の寸法を有しており、さらに、（２）形成されたパターンの寸法が、パターンの配置位置によらず全て許容可能なバラツキの範囲内で形成されていることを意味する。

設計者がデザインしたＬＳＩ回路パターンは、透明なガラス基板上に形成された遮光膜を、電子線による描画及びドライエッチング工程によって加工することによって、白黒のモノトーンパターンとしてガラス基板上に描かれる。遮光膜は見かけ上黒く、ガラス部は見かけ上白く視覚される為、ここでは「モノトーン」と表現している。

この遮光膜によってＬＳＩ回路のモノトーンパターンを形成したガラス部材（以下フォトマスク）に、適切な波長を有するＵＶ光を照射すると、当該フォトマスク表面のモノトーンパターンはスリットとして作用する。フォトマスクを透過した光の回折像は、露光装置の投影光学レンズにより集光され、当該投影レンズの結像点となるウエハ表面に縮小投影される。

上記（１）で、ＬＳＩ設計者の意図したデザインパターンイメージとほぼ等価な形状をウエハ上に再現する為には、最終結像面における光学コントラストを極限まで高める必要がある。従来の露光技術では、露光光源の短波長化と投影レンズの開口数拡大による露光装置の高解像度化、ならびにフォトマスクの回折面や投影レンズ瞳面における位相変調技術（位相シフトマスク技術、ＦＬＥＸ露光技術）や、フォトマスクへの斜入射照明（変形照明技術）によって、更に高い近接パターンの分離解像性を得る超解像技術(Resolution Enhancement Technique)の適用により、ＬＳＩの設計要求を満たしてきた。

上記（２）に対しては、露光エリア内の寸法均一性を保証することが至上命題となる。従来は、露光装置が持つ光源出力のエネルギー分布を均一化するとともにレンズ収差を低減し、且つ露光チャンバ内の迷光やコンタミネーションの発生を撲滅することで経時的な特性の劣化を抑止し、また露光装置のスキャニング機構を担うマスク、ウエハステージの両駆動系における同期性を向上させるなどして、露光エリア内の照度分布や焦点位置の分布傾向を改善してきた。しかし、転写パターンの総寸法バラツキ量に占めるフォトマスクパターン起因の寸法バラツキ量の割合は、３０％以上に達することが分かっており、フォトマスクパターンの寸法均一性を向上させることが、ウエハ転写時の寸法均一性を担保する上で最も重要な技術課題となっている。

従来のマスク製造現場では、フォトマスクパターンの寸法均一性を向上させる為に、描画対象となるブランクス基板の超平坦化や、描画装置の描画再現精度・寸法補正精度、熱処理、現像処理、ドライエッチング処理装置の面内寸法制御性を向上させる取り組みを行ってきた。

以下、従来のマスク製造方法について図８を参照して説明する。

まず、上記取り組みにより得られた初期条件（０次プロセス条件）に従い、フォトマスク（パイロットマスク＃１）を作製する（Ｓ８０１〜Ｓ８０３）。

それから、作製したパイロットマスク＃１に対し、リソグラフィシミュレーションにより、解像性能：Ｒ、露光波長：λ、投影レンズの開口径：ＮＡ、プロセス容易性を表すパラメータ：ｋ１からなるリソグラフィの解像性能を表記するレーリーの式：Ｒ＝ｋ１×λ／ＮＡに則って、所望の解像性能Ｒが得られるように、パイロットマスク＃１上のパターンの寸法ばらつき量で転写パターンの寸法ばらつき量を割ったＭＥＥＦ（Mask Error Enhancement Factor）値を極小化できる最適なリソグラフィプロセス条件（露光装置の照明条件、レジスト、超解像技術、ＯＰＣなど）を選定する（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

そして、選定されたリソグラフィプロセス条件に従い、パイロットマスク＃１を用いてウエハ上にパターンを転写し、転写されたパターンの寸法分布を計測する（Ｓ８０４）。また、得られた寸法分布を傾向分析し、ＬＳＩの回路特性上許容可能な寸法ばらつきのレベルにあるか否かを検証する。

検証の結果、ウエハ上の寸法ばらつき量が許容範囲内であれば、パイロットマスク＃１を正規マスクとする。しかしながら、多くの場合、パイロットマスク＃１を用いて作成されたウエハ上のパターンの寸法ばらつき量は許容範囲を超えてしまう。そのような場合には、フォトマスクパターンの寸法ばらつき許容範囲を厳しくすると同時に、マスク描画工程、ベーク工程、現像工程、エッチング工程それぞれの寸法分布をコントロールして寸法劣化要因となる特異点を排除するよう１次プロセス条件を定め、再度フォトマスク（パイロットマスク＃２）を作製する（Ｓ８２１〜Ｓ８２３）。そして、上記と同様にしてウエハ上にパイロットマスク＃２のパターンを転写し、転写パターンの寸法ばらつき量を計測する（Ｓ８２４）。

以降、転写パターンの寸法ばらつき量が許容範囲内に収まるまで、上記工程を繰り返す。パイロットマスク＃ｎ（ｎは自然数）を用いて作成した転写パターンの寸法ばらつき量が許容範囲内に収まったならば、マスクパターンが所定の寸法均一性を有していると判断して、パイロットマスク＃ｎを正規マスクとする（Ｓ８３１〜Ｓ８３５）。

以上のようにして、所定の寸法均一性を持つパターンが形成された正規マスクが製造される。

図９に、パイロットマスク＃１、パイロットマスク＃ｉ（１＜ｉ＜ｎ：ｉは自然数）及びパイロットマスク＃ｎを用いて形成した転写パターンの寸法ばらつき量の計測結果の一例を示す。図９（ａ）及び（ｂ）がパイロットマスク＃１、図９（ｃ）及び（ｄ）がパイロットマスク＃ｉ、図９（ｅ）及び（ｆ）がパイロットマスク＃ｎにそれぞれ対応する。なお、図９（ａ）、（ｃ）及び（ｅ）が転写パターンのばらつき傾向分布を示す２次元等高線グラフであり、図９（ｂ）、（ｄ）及び（ｆ）が３次元等高線グラフである。

また、図１０は、図９に示された計測結果に基づくパイロットマスク＃１、パイロットマスク＃ｉ及びパイロットマスク＃ｎを用いて形成した転写パターンの寸法ばらつき量の分布度数を示すヒストグラムである。

図９及び図１０から理解されるように、パイロットマスク＃１、パイロットマスク＃ｉ及びパイロットマスク＃ｎの順に転写パターンの寸法ばらつき量が減少している。ただし、破線で囲まれた領域が許容範囲であるとすると、いずれのパイロットマスクも、許容範囲を満たしていない。

特願平４−３４３２１４ 特開２００２−１４４５９

従来のフォトマスクの製造方法では、正規マスクを製造するための最終プロセス条件を求めるまでに、少なくとも１枚以上のパイロットマスクを作製する必要がある。実際のところ、新規製品のフォトマスク製造プロセスを構築するには、数枚以上のパイロットマスクを作製する必要がある。特に、微細加工に求められる技術レベルが高いフォトマスクほど、プロセス条件の最適解を得る為に必要なパイロットマスクの枚数は増加する。

また、正規マスクを製造するための最終プロセス条件が一旦求められたとしても、次にフォトマスクを製造するまでの間に製造装置に突発的な性能変動が生じていた場合には、同条件では正規マスクを製造することができない。そのような場合には、製造されたフォトマスクはパイロットマスクとして扱われ、必要ならさらに何枚かのパイロットマスクを作製することにより、改めて最終プロセス条件が求められる。

以上のように、従来のフォトマスクの製造方法では、通常複数枚のパイロットマスクが製作される。そして、これらのパイロットマスクは、寸法均一性を改善する技術が存在しないという理由で、正規使用不可能なフォトマスクとして取り扱われる。

通常、パイロットマスクを作製するのに要した製造コストは、正規マスクの製品価格に反映される。このため、従来のフォトマスクの製造方法には、作製したパイロットマスクの枚数に応じて、正規マスクの作製に要するコストが増加するという問題点がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、パイロットマスクを１枚も作製することなく、所望の寸法均一性を有する正規のフォトマスクを作製することができるフォトマスク製造方法を提供することにある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、作製したフォトマスクの寸法ばらつき量が許容範囲を超えている場合、転写時に寸法ばらつきが顕在化する部位に対応するフォトマスクの領域のガラス部を一定深さだけ掘り込むことを特徴とする。特定部位のガラス部を掘り込むことで、半透明遮光膜とガラス部とを透過する光間の位相差が局所的に変化する。その結果、この部位に対応するウエハ転写位置での光学プロファイルが変動し、ウエハ転写時の寸法ばらつきを相殺するような寸法補正を行うことができる。

すなわち、本発明は、位相シフト型フォトマスクの製造方法において、当該フォトマスク上に描かれたパターンをウエハ基板上に転写した際に得られる転写パターンの寸法ばらつき量が、全描画領域内で許容範囲内となるように、当該フォトマスクを追加加工することを特徴とする。

前記位相シフト型フォトマスクの製造方法では、前記全描画領域における前記寸法ばらつき量の分布を求め、前記寸法ばらつき量が前記許容範囲を超える領域を特定し、特定された領域に対応する前記フォトマスクの対応領域に対して追加加工を行うようにしてよい。

また、上記位相シフト型フォトマスクの製造方法では、前記転写パターンの寸法ばらつき量の分布を求めるために、前記ウエハ基板上に前記フォトマスクに描かれたパターンを転写した転写パターンの寸法ばらつき量を計測し、または光学シミュレーションにより前記ウエハ基板上に転写されると予測される転写パターンの寸法ばらつき量を求め、あるいは露光装置と等価な光学システム用いて形成した光学像から予測される転写パターンの寸法ばらつき量を求めるようにしてよい。

また、上記位相シフト型フォトマスクの製造方法では、前記寸法ばらつき量の分布を、前記寸法ばらつき量が等しい点同士を線で結ぶ等高線グラフとして求め、等高線を用いて前記寸法ばらつき量が前記許容範囲を超える領域を特定するようにしてよい。

また、一つの等高線で囲まれた領域及び二つの等高線で挟まれた領域にそれぞれ対応する前記フォトマスクの対応領域を単位として前記追加加工を行うようにしてよい。

さらに、上記位相シフト型フォトマスクの製造方法では、前記フォトマスク上にレジストを塗布し、前記にフォトマスクの前記対応領域上のレジストを部分的に除去して前記レジストに開口を形成し、当該開口内に露出している前記フォトマスクのガラス部を、前記レジストをエッチング遮蔽膜として選択的に掘り込むようにしてよい。

また、上記位相シフト型フォトマスクの製造方法では、前記フォトマスクのガラス部の掘り込み量に対する転写パターンの寸法変動量を予め３次元マスク厳密電磁場光学シミュレーションによって算出して特性データとし、当該特性データに基づいてウエハ転写パターンの寸法ばらつき量を相殺する寸法変動を与えるのに必要なガラス部の掘り込み量を算出するようにしてよい。

本発明に係る位相シフト型フォトマスクの製造方法によれば、一旦作製されたフォトマスクを用いた転写パターンの寸法ばらつき量が許容範囲内にない場合であっても、そのフォトマスクに対して部分的に追加加工を行うことにより、転写パターンの寸法ばらつき量を許容範囲内とすることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

本発明の一実施の形態に係る位相シフト型フォトマスクの製造方法の作製フローを図１に示す。

まず、フォトマスクブランクス（以下、単にブランクスという）と呼ばれるフォトマスクの原材料を用意する。ブランクスは、平坦な表面を持つ平らなガラス基板と、その表面にＣＶＤ法によって成膜された位相シフト機能を有する半透明膜とその上層の遮光膜とを有している。さらに、ブランクス表面には、電子線の照射を受けて、電子の励起エネルギーによって照射部のみが改質し、アルカリ現像液に対する溶解性が他の未照射部に対して異なる特質を示す有機レジスト膜が塗布成膜されている。

次に、ブランクスの表面、つまり有機レジスト膜に電子線を照射して、所定のパターンを描画する（Ｓ１０１）。ここで、所定のパターンとは、例えば、ＬＳＩ等の半導体回路パターン、特に半導体メモリなどの同一形態、同一寸法の小パターンが繰り返し配置された（配列された）パターンである。

描画は、描画領域を所定サイズの複数の矩形領域に分割して行われる。描画装置には、分割領域毎のパターンの設計データ、各分割領域の位置と大きさを表す配置情報、各分割領域毎の電子線照射エネルギーを表すエネルギー情報等を含む描画プロセス条件が初期プロセス条件として入力される。そして、描画装置は、初期プロセス条件に従い、ブランクスの表面に分割領域毎に電子線を照射する。

有機レジスト膜の電子線が照射された部位では、電子の描像（潜像）が形成される。つまり、ブランクス表面の有機レジスト膜は、電子線の照射された部分が改質される。

次に、有機レジスト膜を熱処理及び現像処理する（ステップＳ１０２）。この現像処理により、有機レジスト膜の電子線が照射された部分が溶解（又は残存）し、電子線が照射されなかった部分が残存（又は溶解）する。有機レジストとしては、ポジタイプ及びネガタイプのいずれも使用することができる。こうして、遮光膜上にＬＳＩ回路パターンと形を同じくする有機レジストパターンが形成される。

続いて、有機レジストパターンをエッチング遮蔽膜とするドライエッチング処理を行い、有機レジスト膜で被覆されていない部位の遮光膜を選択的に掘り込み加工する（ステップＳ１０３）。

以上により、一応フォトマスクが完成する。

尚、上述した熱処理、現像処理、及びドライエッチング処理をそれぞれ担う製造装置は、通常、処理反応エリア内で同心円の特性分布を持っており、この分布傾向はフォトマスク全面に配置されたＬＳＩ回路パターンの寸法分布として引き継がれる。そこで、これらの製造装置とそのプロセス条件の校正・管理は、通常、以下の第一及び第２の手順に従って実施される。

第一に、各装置単体の特性分布を極力平坦なものにすべく装置校正を行う。

第二に、各製造装置で生じる非線形な残留ばらつき成分が、熱処理、現像、及びドライエッチング工程を経ることで互いに加算され、その結果互いに相殺し合うように、各製造装置のプロセス条件を最適化し、その維持管理を行う。

次に、作製されたフォトマスクのパターン寸法を計測する（ステップＳ１０４）。計測は、設計上デバイス動作に寄与するクリティカルな回路パターンに対応する部分について、光学式もしくは走査型電子顕微鏡を用いて行う。

同一種のパターンが描画領域全面に配置されているメモリデバイス用のフォトマスクの場合、全描画領域から、一定の近接間隔を保って偏ることなく一様にサンプリングしたパターンについてその寸法を計測し、これを統計的に処理することで寸法のばらつき度合い（平均寸法に対して最も寸法差が大きい最大、最小寸法を有するパターン間の寸法較差）を算出する。

算出した寸法のばらつき度合いが許容規格を満たさない場合、そのフォトマスクは、以下のような寸法分布傾向を補正するフォトマスク修正工程による処理を受ける。

まず、そのフォトマスクを用いた露光工程をシミュレーションし、ウエハ上に転写（あるいは投影）されるパターン（転写パターン）の寸法分布を擬似的に求める（ステップＳ１０５）。

このシミュレーションには、仮想光学解析手法を用いることができる。「仮想光学解析手法」は、ＬＳＩ設計パターンデータをもとに、投影光学系によって最終結像面に縮小投影される光学像を仮想的に計算する一般的な光学計算手法であってよい。また、実際のフォトマスクパターンの形状を撮影した画像イメージデータからパターン部の輪郭部を等高線データとして抽出したマスクパターンをもとに、最終結像面に縮小投影される光学像を光学計算する手法であってもよい。あるいは、フォトマスクを、実際の露光装置を模した光学顕微鏡（Aerial Image Measurement Inspection Tool）によって観測し、同光学顕微鏡の最終結像面において観測される転写光学像を求める方法であってもよい。この場合、実際の露光装置が図２（ａ）に示されるように、フォトマスク２１に露光光２２を導く照明光学系レンズユニット２３と、フォトマスク２１を透過した露光光をウエハ２４の表面上に結像させる縮小投影光学系レンズユニット２５を備えているならば、それを模した光学顕微鏡は、図２（ｂ）に示されるように、フォトマスク２１に露光光２２を導く照明光学系レンズユニット２３と、フォトマスク２１を透過した露光光を検出するＣＣＤ受光素子２６と、露光光をＣＣＤ受光素子２６上に結像させる拡大投影光学系レンズユニット２７とにより構成される。

次に、シミュレーションの結果について寸法分布傾向分析を行う（ステップＳ１１１）。具体的には、シミュレーション結果から図３に示すような寸法ばらつき量の分布度数（黒帯グラフ）を求める。そして、破線で示す許容範囲の外にあるばらつき量に関して、設計値からのズレ量に応じてグルーピングを行う。ここでは、実線で示すように寸法エラーグループＧ＃１〜５とする（ステップＳ１１２）。

また、これらのグループに属するばらつきがフォトマスクのどの領域で生じているのかを特定するため、等高線グラフを作成する。等高線グラフにおける等高線は、同等のばらつき量を有する点を結ぶものであって、上記グループを識別できるように定められる。等高線グラフは、例えば、図４（ａ）又は（ｂ）のようになる。

続いて、等高線グラフ（ここでは、図４（ａ）の２次元等高線グラフ）から、図４（ｃ）に示すように、寸法ばらつき量が許容範囲外となっている領域を検出し、図４（ｄ）に示すように検出した領域を抽出する。さらに、図４（ｅ）に示すように、抽出した領域を各寸法エラーグループに対応させて分離する。こうして、上記寸法エラーグループＧ＃１〜５にそれぞれ対応する領域を示す等高線グラフが得られたなら、各等高線グラフを、要加工領域を示すパターンデータとして認識し、後述する追加加工の描画データとする。

続いて、フォトマスクのガラス部の追加掘り込み量（エッチング量）に対する転写パターンの寸法変動量を予めシミュレーションしておいた結果（即ち、データベースに蓄積された特性データ）を参照して（ステップＳ１１３）、各寸法エラーグループにおいて、寸法ばらつき量を０にするために必要な追加掘り込み量を算定する（ステップＳ１１４）。

追加掘り込み量と転写パターンの寸法変動量との間には、例えば、図５に示すような関係がある。図６に、図５の関係に基づく追加掘り込み量と転写パターン形状との関係を示す。

以上のようにして、フォトマスクに対して追加加工を行うべき領域と追加加工量とが決定されると、各領域に対して順番に追加加工が行われる（ステップＳ１２１〜Ｓ１２６）。

まず、フォトマスクにサイドフォトレジストを塗布する。このフォトレジストに対し、電子ビームもしくはレーザービーム描画装置を用いて、寸法エラーグループＧ＃１の要加工領域を示す描画データに従って要加工領域に対応するパターンを描画する（ステップＳ１２１）。それから、フォトレジストを熱処理し、現像する（ステップＳ１２２）。これにより、フォトレジストには、寸法エラーグループＧ＃１の要加工領域に対応する開口部が形成される。

次に、開口部か形成されたレジストパターンをエッチング遮蔽マスクとして、開口部内に露出するフォトマスクのガラス部をエッチングする。エッチング条件は、そのエッチングによる掘り込み量が、上述した追加加工量となるように定められる。このエッチングにより、例えば、図７（ａ）に示すような断面を持つ半透明膜７１がパターニングされたフォトマスクを、図７（ｂ）に示すような断面を持つフォトマスクにすることができる。即ち、特定領域のガラス部７２の厚みを選択的に薄くすることができる。

この後、上記工程を、残りの寸法エラーグループＧ＃２〜＃５の要加工領域に対しても行う。

全ての寸法エラーグループについての追加加工が完了した後、仮想的光学解析手法により、投影パターンの寸法ばらつき量の分布を計測する（ステップＳ１３１）。

図４（ｆ）に示すように寸法エラーグループＧ＃１〜＃５の要加工領域の全てに対して追加加工を行うと、図４（ｇ）及び（ｈ）に示されるように、寸法ばらつきが低減される。

投影パターンの寸法ばらつき分布が、図３の白帯グラフで示されるように、破線で示す許容範囲内にあれば、得られたフォトマスクを正規の製品マスクと認定する（ステップＳ１３２）。

以上のようにして、本実施の形態によれば、転写パターンの寸法が所定の共用範囲内にあるフォトマスクを製造することができる。即ち、従来、パターンの寸法均一性が許容規格を満たさないことを理由に修復不可能として破棄されていたフォトマスク（パイロットマスク）であっても、追加加工により転写パターンの寸法ばらつき量を許容範囲内にすることができるので、正規のマスクとして出荷することが可能になる。このように本実施の形態によれば、従来のフォトマスク製造方法において必要だった複数枚のパイロットマスクは、一切不要になり、短期間に廉価なマスクを量産することが可能になる。

以上本発明について一実施の形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。たとえは、本発明は、マスクブランクスからフォトマスクを製造する場合のみならず、フォトマスクの補正にも用いることができる。また、フォトマスクが所定の規格を満足するものであるにもかかわらず、使用する露光装置が原因で、転写パターンの寸法にばらつきが生じるような場合にも用いることができる。このような場合であっても、本発明を適用することにより、転写パターンの寸法ばらつきを許容範囲内にすることができる。

詳述すると、露光装置は、レンズ収差や迷光、さらにレチクルとウエハを支持するステージ間の同期性、照明光源の照度ムラなどに起因して、転写パターンに許容範囲を超える寸法ばらつきを生じさせることがある。この種の寸法ばらつきは、露光フィールド内の特定の位置（以下、寸法分布の特異点という）で生じる。この特異点の寸法ばらつき量に基づいてこれを相殺するのに必要なフォトマスクのガラス部分の掘り込み量を算出し、フォトマスクの特異点に対応する領域のガラス部分を掘り込むことで、転写パターンの寸法ばらつき量を許容範囲内とすることができる。

本発明の一実施の形態に係るフォトマスク作製方法を説明するためのフローチャートである。 （ａ）は露光装置の構成を示す概略図、（ｂ）は露光装置を模した光学顕微鏡の構成を示す概略図である。 本発明の一実施の形態に係るフォトマスク作製方法により作製されたフォトマスクの寸法ばらつき度数（追加加工前及び追加加工後）を示すヒストグラムである。 （ａ）−（ｈ）は、図１のフローチャートにおける工程の一部をより詳細に説明するための図である。 フォトマスクのガラス部掘り込み量に対する転写パターン寸法変動量を示すグラフである。 フォトマスクのガラス部掘り込み量に対する転写パターンプロファイルを示す図である。 （ａ）はフォトマスクの追加加工前の部分断面図、（ｂ）は追加加工後の部分断面図である。 従来のフォトマスクの作製方法を説明するためのフローチャートである。 従来のフォトマスク作製方法により作製されたパイロットフォトマスクの寸法ばらつき傾向分布を示す等高線グラフである。 従来のフォトマスク作製方法により作製された複数のパイロットフォトマスクの寸法ばらつき度数を示すヒストグラムである。

符号の説明

２１ フォトマスク
２２ 露光光
２３ 照明光学系レンズユニット
２４ ウエハ
２５ 縮小投影光学系レンズユニット
２６ ＣＣＤ受光素子
２７ 拡大投影光学系レンズユニット
７１ 半透明膜
７２ ガラス部

Claims (11)

1. 位相シフト型フォトマスクの製造方法において、当該フォトマスク上に描かれたパターンをウエハ基板上に転写した際に得られる転写パターンの寸法ばらつき量が、全描画領域で許容範囲内となるように、当該フォトマスクを追加加工することを特徴とする位相シフト型フォトマスクの製造方法。
2. 請求項１記載の位相シフト型フォトマスクの製造方法において、前記全描画領域における前記寸法ばらつき量の分布を求め、前記寸法ばらつき量が前記許容範囲を超える領域を特定し、特定された領域に対応する前記フォトマスクの対応領域に対して追加加工を行うことを特徴とする位相シフト型フォトマスクの製造方法。
3. 請求項２記載の位相シフト型フォトマスクの製造方法において、前記転写パターンの寸法ばらつき量の分布を求めるために、
   前記ウエハ基板上に前記フォトマスクに描かれたパターンを転写した転写パターンの寸法ばらつき量を計測し、
   または、光学シミュレーションにより前記ウエハ基板上に転写されると予測される転写パターンの寸法ばらつき量を求め、
   あるいは、露光装置と等価な光学システムを用いて形成した光学像から予測される転写パターンの寸法ばらつき量を求める
   ことを特徴とする位相シフト型フォトマスクの製造方法。
4. 請求項２記載の位相シフト型フォトマスクの製造方法において、前記寸法ばらつき量の分布を、前記寸法ばらつき量が等しい点同士を線で結ぶ等高線グラフとして求め、等高線を用いて前記寸法ばらつき量が前記許容範囲を超える領域を特定することを特徴とする位相シフト型フォトマスクの製造方法。
5. 請求項４記載の位相シフト型フォトマスクの製造方法において、
   一つの等高線で囲まれた領域及び二つの等高線で挟まれた領域にそれぞれ対応する前記フォトマスクの対応領域を単位として前記追加加工を行うようにしたことを特徴とする位相シフト型フォトマスクの製造方法。
6. 請求項１乃至４のいずれか一つに記載された位相シフト型フォトマスクの製造方法において、
   前記フォトマスク上にレジストを塗布し、前記フォトマスクの前記対応領域上のレジストを部分的に除去して前記レジストに開口を形成し、当該開口内に露出している前記フォトマスクのガラス部を、前記レジストをエッチング遮蔽膜として選択的に掘り込むことを特徴とする位相シフト型フォトマスクの製造方法。
7. 請求項６記載の位相シフト型フォトマスクの製造方法において、前記フォトマスクのガラス部の掘り込み量に対する転写パターンの寸法変動量を予め３次元マスク厳密電磁場シミュレーションによって算出して特性データとし、当該特性データに基づいてウエハ転写パターンの寸法ばらつき量を相殺する寸法変動を与えるのに必要なガラス部の掘り込み量を算出することを特徴とする位相シフト型フォトマスクの製造方法。
8. 請求項１乃至７のいずれか一つに記載の製造方法によって製造されたことを特徴とする位相シフト型フォトマスク。
9. 位相シフト型フォトマスクにおいて、当該フォトマスク上に描かれたパターンをウエハ基板上に転写した際に得られる転写パターンの寸法ばらつき量が、全描画領域内で許容範囲内となるように、当該フォトマスクのガラス部の厚みが部分的に調整されていることを特徴とする位相シフト型フォトマスク。
10. 位相シフト型フォトマスクを用いてウエハ基板上にパターンを転写する工程を含む半導体装置の製造方法において、
    前記位相シフト型フォトマスクとして、請求項８又は９に記載された位相シフト型フォトマスクを用いることを特徴とする半導体装置の製造方法。
11. 請求項１０に記載の製造方法によって製造されたことを特徴とする半導体装置。

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