JP2886522B2 - 位相シフト・マスク矯正方法および位相シフト・マスク・システム - Google Patents
位相シフト・マスク矯正方法および位相シフト・マスク・システムInfo
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
-
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- G03F1/72—Repair or correction of mask defects
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光リソグラフイ・シ
ステムに関する。より詳細には、本発明は、修復用位相
シフト・マスクを使って位相シフト・マスク中の欠陥を
矯正する方法および装置に関する。
ステムに関する。より詳細には、本発明は、修復用位相
シフト・マスクを使って位相シフト・マスク中の欠陥を
矯正する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】集積回路（ＩＣ）の分野の製造業者は、
集積回路上に存在するデバイス（たとえば、トランジス
タやポリゲート）の幾何サイズを縮小しようと試みてき
た。デバイス寸法の縮小によって得られる利益として
は、性能の向上や実装サイズの小型化が含まれる。しか
し、製造業者がデバイス・サイズの小型化を試みるにつ
れて、多数の制限が生じている。製造業者が直面してい
る１つの主要な問題は、小型のデバイスを追求するにつ
れて、ＩＣデバイスの作成に使用するツールに求められ
る精度が高くなっていくことである。
集積回路上に存在するデバイス（たとえば、トランジス
タやポリゲート）の幾何サイズを縮小しようと試みてき
た。デバイス寸法の縮小によって得られる利益として
は、性能の向上や実装サイズの小型化が含まれる。しか
し、製造業者がデバイス・サイズの小型化を試みるにつ
れて、多数の制限が生じている。製造業者が直面してい
る１つの主要な問題は、小型のデバイスを追求するにつ
れて、ＩＣデバイスの作成に使用するツールに求められ
る精度が高くなっていくことである。
【０００３】集積回路チップ製作の最初のステップの１
つは、チップ上に実装すべき回路のレイアウトまたは設
計に関するものである。大部分の集積回路は、コンピュ
ータ援用設計（ＣＡＤ）レイアウト・ツールを使って設
計される。ＣＡＤレイアウト・ツールを使うと、チップ
製造業者がコンピュータで回路のレイアウトを計画する
ことが可能になり、そこで回路を分析し記憶することが
できる。このステップが終了するとその設計をチップ上
に移すことが必要となる。
つは、チップ上に実装すべき回路のレイアウトまたは設
計に関するものである。大部分の集積回路は、コンピュ
ータ援用設計（ＣＡＤ）レイアウト・ツールを使って設
計される。ＣＡＤレイアウト・ツールを使うと、チップ
製造業者がコンピュータで回路のレイアウトを計画する
ことが可能になり、そこで回路を分析し記憶することが
できる。このステップが終了するとその設計をチップ上
に移すことが必要となる。
【０００４】フォトリソグラフィは、半導体チップまた
はウェハに回路パターンを適用するなど、加工物の表面
上にパターンを適用するのに使用される周知の技法であ
り、他の多くの応用分野で非常に小型で複雑なパターン
を作成することもできる。従来のフォトリソグラフィ
は、開口を中に形成したマスクに電磁放射線を当てて、
その開口を通った光または放射線が加工物の表面上の一
領域に当たるようにするものである。一般に、マスクは
通常透明な基板を含み、その上にＣＡＤシステムによっ
て決定された様々な「回路」パターンが配置されてい
る。次にこの「回路」パターンがシリコン・ウェハの表
面上に転写される。マスクからシリコン基板へのパター
ンの転写は、可視光、紫外光またはＸ線を、マスクを通
してフォトレジスト材料を含むシリコン基板上に当てる
ことによって実現される。マスクは実線とあき空間とか
らなるパターンを含むので、あき空間からなる領域だけ
が放射線を通す。このプロセスの結果、シリコン基板上
にデバイスが作成される。
はウェハに回路パターンを適用するなど、加工物の表面
上にパターンを適用するのに使用される周知の技法であ
り、他の多くの応用分野で非常に小型で複雑なパターン
を作成することもできる。従来のフォトリソグラフィ
は、開口を中に形成したマスクに電磁放射線を当てて、
その開口を通った光または放射線が加工物の表面上の一
領域に当たるようにするものである。一般に、マスクは
通常透明な基板を含み、その上にＣＡＤシステムによっ
て決定された様々な「回路」パターンが配置されてい
る。次にこの「回路」パターンがシリコン・ウェハの表
面上に転写される。マスクからシリコン基板へのパター
ンの転写は、可視光、紫外光またはＸ線を、マスクを通
してフォトレジスト材料を含むシリコン基板上に当てる
ことによって実現される。マスクは実線とあき空間とか
らなるパターンを含むので、あき空間からなる領域だけ
が放射線を通す。このプロセスの結果、シリコン基板上
にデバイスが作成される。
【０００５】図１の（ａ）は、クロム１１中に回路設計
イメージを有する石英からなる通常のマスク１０の横断
面図である。これは、「クロム・オン・ガラス」または
バイナリ・マスクと呼ばれている。図１の（ｂ）は、こ
のマスク上に形成される電界（electric field）すなわ
ち光振幅分布のグラフである。図１の（ｃ）は、ウェハ
上の電界のグラフである。図１の（ｄ）は、ウェハ上の
レジスト・フィルム上の光強度分布のグラフである。
イメージを有する石英からなる通常のマスク１０の横断
面図である。これは、「クロム・オン・ガラス」または
バイナリ・マスクと呼ばれている。図１の（ｂ）は、こ
のマスク上に形成される電界（electric field）すなわ
ち光振幅分布のグラフである。図１の（ｃ）は、ウェハ
上の電界のグラフである。図１の（ｄ）は、ウェハ上の
レジスト・フィルム上の光強度分布のグラフである。
【０００６】フォトリソグラフィ・プロセスで形成され
る回路の最小寸法は、一般に半導体製造工程の改良が行
われるにつれて減少する。フォトリソグラフィ技術の改
善は、解像度の改善をもたらし、その結果、マスクを介
して電磁放射線が当ててられる電磁放射線照射領域の最
小寸法および同領域間の空間が潜在的に減少する。
る回路の最小寸法は、一般に半導体製造工程の改良が行
われるにつれて減少する。フォトリソグラフィ技術の改
善は、解像度の改善をもたらし、その結果、マスクを介
して電磁放射線が当ててられる電磁放射線照射領域の最
小寸法および同領域間の空間が潜在的に減少する。
【０００７】フォトリソグラフィ・マスクの最近の改良
は、しばしば、いくつかの開口または開口の一部分を隣
接の開口に対して位相シフトさせる、位相シフト技術を
用いている。B.J.リン（Lin）の論文「10th Annual Sym
posium on Microlithography1990」、SPIE、vol.1496、
pp.59-63では、様々な位相シフト技術について論じてい
る。この論文を参照により本明細書に合体する。
は、しばしば、いくつかの開口または開口の一部分を隣
接の開口に対して位相シフトさせる、位相シフト技術を
用いている。B.J.リン（Lin）の論文「10th Annual Sym
posium on Microlithography1990」、SPIE、vol.1496、
pp.59-63では、様々な位相シフト技術について論じてい
る。この論文を参照により本明細書に合体する。
【０００８】交互位相シフトの例を図２の（ａ）に示
す。交互位相シフトは、緊密に形成された回路素子の配
列中の１つ置きの素子を位相シフトさせてエッジ・コン
トラストを高める手段である。マスクの開口は通常、マ
スクの２本の垂直軸に沿って位相シフトされたものと位
相シフトされないものが交互に並ぶ開口の配列として構
成される。図２の（ａ）は、位相シフト開口１２と非位
相シフト開口１３の横断面図である。位相シフト開口を
通過した電磁放射線は非位相シフト開口を通過した電磁
放射線と空間内で弱め合う形で干渉し、それによって影
響を受けない空間内の電磁放射線の強さを低下させる。
図２の（ｂ）はマスク上の電界のグラフである。図２の
（ｃ）はウェハ上の電界のグラフである。図２の（ｄ）
はウェハ上の光強度のグラフである。
す。交互位相シフトは、緊密に形成された回路素子の配
列中の１つ置きの素子を位相シフトさせてエッジ・コン
トラストを高める手段である。マスクの開口は通常、マ
スクの２本の垂直軸に沿って位相シフトされたものと位
相シフトされないものが交互に並ぶ開口の配列として構
成される。図２の（ａ）は、位相シフト開口１２と非位
相シフト開口１３の横断面図である。位相シフト開口を
通過した電磁放射線は非位相シフト開口を通過した電磁
放射線と空間内で弱め合う形で干渉し、それによって影
響を受けない空間内の電磁放射線の強さを低下させる。
図２の（ｂ）はマスク上の電界のグラフである。図２の
（ｃ）はウェハ上の電界のグラフである。図２の（ｄ）
はウェハ上の光強度のグラフである。
【０００９】交互位相シフト技術は、多くのレイアウト
構成においてフォトリソグラフィ・マスクの解像度を改
善するが、それには高密度パターンであることが必要で
ある。交互位相シフト・プロセスは、各マスクに形成さ
れた開口のパターンが規則的で反復性があるときに最も
よく機能する。しかし、開口が高密度でないときは、サ
ブリゾリューション、リム、減衰、非減衰、位相エッジ
位相シフト技術など他の周知の技術を使って解像度を高
め、あるいは寸法制御を向上させることができる。
構成においてフォトリソグラフィ・マスクの解像度を改
善するが、それには高密度パターンであることが必要で
ある。交互位相シフト・プロセスは、各マスクに形成さ
れた開口のパターンが規則的で反復性があるときに最も
よく機能する。しかし、開口が高密度でないときは、サ
ブリゾリューション、リム、減衰、非減衰、位相エッジ
位相シフト技術など他の周知の技術を使って解像度を高
め、あるいは寸法制御を向上させることができる。
【００１０】たとえば、コンタクト・ホールや線開口な
どの分離された開口を位相シフトさせるには、サブリゾ
リューション位相シフタを導入することができる。図３
の（ａ）に示すような従来のマスクの諸特性を図４の
（ａ）に示すようなサブリゾリューション位相シフト・
マスクの諸特性と比較することができる。図３の（ａ）
は従来のマスクの上面図、図３の（ｂ）は従来のマスク
の横断図である。図３の（ｃ）はマスク上の電界のグラ
フである。図３の（ｄ）はウェハ上の電界のグラフであ
る。図３の（ｅ）はウェハ上の光強度を示す図である。
図４の（ａ）は所与の光学系の解像度限界以下の、した
がってプリントできないパターンをもつサブリゾリュー
ション位相シフト・マスクの上面図である。その機能
は、当該のパターンのエッジ・コントラストを高めるた
めに位相シフトを行うことだけである。図４の（ｂ）は
位相シフト開口１４と非位相シフト開口１５を有するサ
ブリゾリューション位相シフト・マスクの側面図であ
る。図４の（ｃ）はマスク上の電界のグラフである。図
４の（ｄ）はウェハ上の電界のグラフである。図４の
（ｅ）はウェハ上の光強度のグラフである。
どの分離された開口を位相シフトさせるには、サブリゾ
リューション位相シフタを導入することができる。図３
の（ａ）に示すような従来のマスクの諸特性を図４の
（ａ）に示すようなサブリゾリューション位相シフト・
マスクの諸特性と比較することができる。図３の（ａ）
は従来のマスクの上面図、図３の（ｂ）は従来のマスク
の横断図である。図３の（ｃ）はマスク上の電界のグラ
フである。図３の（ｄ）はウェハ上の電界のグラフであ
る。図３の（ｅ）はウェハ上の光強度を示す図である。
図４の（ａ）は所与の光学系の解像度限界以下の、した
がってプリントできないパターンをもつサブリゾリュー
ション位相シフト・マスクの上面図である。その機能
は、当該のパターンのエッジ・コントラストを高めるた
めに位相シフトを行うことだけである。図４の（ｂ）は
位相シフト開口１４と非位相シフト開口１５を有するサ
ブリゾリューション位相シフト・マスクの側面図であ
る。図４の（ｃ）はマスク上の電界のグラフである。図
４の（ｄ）はウェハ上の電界のグラフである。図４の
（ｅ）はウェハ上の光強度のグラフである。
【００１１】サブリゾリューション位相シフトおよび交
互位相シフトはさらに、不透明なフィーチャを位相シフ
トできないという限界がある。リム位相シフトはこうし
た問題を克服し、余分な事後処理なしに任意のマスク設
計に適用できる。リム位相シフト・マスクを図５の
（ａ）に示す。まず従来のマスクを作成し、次いで位相
シフタの均一な層をマスクの吸収材側に塗布し、続いて
レジストを塗布し、マスクの基板側から自己位置合せ式
結像を行い、位相シフタを画定し、次いで吸収材をアン
ダーカットする。位相シフト１６はパターンのリムでの
み起こる。パターンの中央は、イメージの暗領域で望ま
しくない正の強度となる負の振幅の大きな領域を防止す
るために吸収材１７でブロックされる。図５の（ｂ）は
リム位相シフト・マスク上の電界のグラフである。図５
の（ｃ）はウェハ上の電界のグラフである。図５の
（ｄ）はウェハ上の光強度のグラフである。
互位相シフトはさらに、不透明なフィーチャを位相シフ
トできないという限界がある。リム位相シフトはこうし
た問題を克服し、余分な事後処理なしに任意のマスク設
計に適用できる。リム位相シフト・マスクを図５の
（ａ）に示す。まず従来のマスクを作成し、次いで位相
シフタの均一な層をマスクの吸収材側に塗布し、続いて
レジストを塗布し、マスクの基板側から自己位置合せ式
結像を行い、位相シフタを画定し、次いで吸収材をアン
ダーカットする。位相シフト１６はパターンのリムでの
み起こる。パターンの中央は、イメージの暗領域で望ま
しくない正の強度となる負の振幅の大きな領域を防止す
るために吸収材１７でブロックされる。図５の（ｂ）は
リム位相シフト・マスク上の電界のグラフである。図５
の（ｃ）はウェハ上の電界のグラフである。図５の
（ｄ）はウェハ上の光強度のグラフである。
【００１２】減衰位相シフトでは、マスクの暗領域を、
これらの領域が明るくなりすぎないように振幅を減衰さ
せて１８０度位相シフトさせることができる。図６の
（ａ）は反射の場合についてこの技術を示す。反射板１
８と反射性位相シフタ１９があいまって負の振幅を生
じ、それによってイメージ・エッジのコントラストに所
望の改善がもたらされ、かつ減衰によって負の振幅が問
題となることが防止される。図６の（ｂ）は、マスク上
の電界のグラフである。図６の（ｃ）はウェハ上の電界
のグラフである。図６の（ｄ）はウェハ上の光強度のグ
ラフである。
これらの領域が明るくなりすぎないように振幅を減衰さ
せて１８０度位相シフトさせることができる。図６の
（ａ）は反射の場合についてこの技術を示す。反射板１
８と反射性位相シフタ１９があいまって負の振幅を生
じ、それによってイメージ・エッジのコントラストに所
望の改善がもたらされ、かつ減衰によって負の振幅が問
題となることが防止される。図６の（ｂ）は、マスク上
の電界のグラフである。図６の（ｃ）はウェハ上の電界
のグラフである。図６の（ｄ）はウェハ上の光強度のグ
ラフである。
【００１３】図７の（ａ）に示す非減衰位相シフトで
は、自然な形の位相シフトで最終イメージ強度に対する
空間周波数倍増を利用して、透明な位相シフタ２０が所
与の周期的パターンの半分の空間周波数をもつことがで
きるようにする。マスク上には吸収材も減衰材もない。
図７の（ｂ）はマスク上の電界のグラフである。図７の
（ｃ）はウェハ上の電界のグラフである。図７の（ｄ）
はウェハ上の光強度のグラフである。
は、自然な形の位相シフトで最終イメージ強度に対する
空間周波数倍増を利用して、透明な位相シフタ２０が所
与の周期的パターンの半分の空間周波数をもつことがで
きるようにする。マスク上には吸収材も減衰材もない。
図７の（ｂ）はマスク上の電界のグラフである。図７の
（ｃ）はウェハ上の電界のグラフである。図７の（ｄ）
はウェハ上の光強度のグラフである。
【００１４】図８の（ａ）に示すような位相エッジ・シ
フト・マスクはマスク上の位相境界を設けることによっ
て線をプリントするものである。位相境界とは、境界の
一方の側からマスクを透過した光が、マスク上の境界の
反対側で透過した光と異なる位相になる場所である。位
相差は通常１８０度である。図８の（ｂ）は、マスク上
の電界のグラフである。図８の（ｃ）はウェハ上の電界
のグラフである。図８の（ｄ）はウェハ上の光強度のグ
ラフである。位相エッジ・シフトでは、非減衰位相シフ
トの状況で位相シフタと透明な背景の境界が、図８の
（ｄ）に示すような強度をもつ細い暗線に変形される。
振幅がゼロを通過するのでゼロの強度が確保される。こ
の暗線は極めて細く、位相シフトなしで細い不透明物体
によって形成される暗線に比べてコントラストが強い。
フト・マスクはマスク上の位相境界を設けることによっ
て線をプリントするものである。位相境界とは、境界の
一方の側からマスクを透過した光が、マスク上の境界の
反対側で透過した光と異なる位相になる場所である。位
相差は通常１８０度である。図８の（ｂ）は、マスク上
の電界のグラフである。図８の（ｃ）はウェハ上の電界
のグラフである。図８の（ｄ）はウェハ上の光強度のグ
ラフである。位相エッジ・シフトでは、非減衰位相シフ
トの状況で位相シフタと透明な背景の境界が、図８の
（ｄ）に示すような強度をもつ細い暗線に変形される。
振幅がゼロを通過するのでゼロの強度が確保される。こ
の暗線は極めて細く、位相シフトなしで細い不透明物体
によって形成される暗線に比べてコントラストが強い。
【００１５】図９の（ａ）は透明なマスク・ブランク１
０上の透明な（非減衰）位相シフタ１１ａ、１１ｂ、１
１ｃ、１１ｄを示す。これらのシフタはそれぞれ幅が異
なる。図９の（ｂ）はマスク上の対応する電界を示す。
図９の（ｃ）はウェハまたは基板平面における対応する
電界を示す。図９の（ｄ）はウェハまたは基板平面にお
ける対応するイメージ強度を示す。非減衰位相シフト領
域が小さくなるほど、その位相エッジが投じる２つの影
は互いに近づき、場合によっては合体して１つの暗色フ
ィーチャとなる。この挙動を利用して、サブリゾリュー
ションまたは「クロムレス」位相シフト・マスクを設計
することができる。このマスクの狭い暗領域は単一の位
相エッジまたは数対の位相エッジによって生成され、大
きな暗領域は図１０の（ａ）に示すように位相エッジの
列によって生成される。図１０の（ａ）は、こうした技
術で作成された大きな不透明領域１３と小さな領域１４
をもつマスクを示す。図１０の（ｂ）はマスク上の電界
である。図１０の（ｃ）はウェハ上の電界であり、図１
０の（ｄ）はウェハまたは基板平面における放射強度で
ある。
０上の透明な（非減衰）位相シフタ１１ａ、１１ｂ、１
１ｃ、１１ｄを示す。これらのシフタはそれぞれ幅が異
なる。図９の（ｂ）はマスク上の対応する電界を示す。
図９の（ｃ）はウェハまたは基板平面における対応する
電界を示す。図９の（ｄ）はウェハまたは基板平面にお
ける対応するイメージ強度を示す。非減衰位相シフト領
域が小さくなるほど、その位相エッジが投じる２つの影
は互いに近づき、場合によっては合体して１つの暗色フ
ィーチャとなる。この挙動を利用して、サブリゾリュー
ションまたは「クロムレス」位相シフト・マスクを設計
することができる。このマスクの狭い暗領域は単一の位
相エッジまたは数対の位相エッジによって生成され、大
きな暗領域は図１０の（ａ）に示すように位相エッジの
列によって生成される。図１０の（ａ）は、こうした技
術で作成された大きな不透明領域１３と小さな領域１４
をもつマスクを示す。図１０の（ｂ）はマスク上の電界
である。図１０の（ｃ）はウェハ上の電界であり、図１
０の（ｄ）はウェハまたは基板平面における放射強度で
ある。
【００１６】以上、リソグラフィ解像度の向上または寸
法制御の改善のための位相シフト技術の例について説明
した。
法制御の改善のための位相シフト技術の例について説明
した。
【００１７】位相シフト・マスクは従来のバイナリ（ク
ロム・オン・グラス）マスクに比べて解像度または寸法
制御あるいはその両方の著しい向上をもたらすが、しば
しば修復が困難または不可能である。これは、バイナリ
・マスク（すべて同位相の不透明領域および透明領域の
みを有するマスク）に使用されるマスク修復技術が、透
明領域を完全に不透明に、あるいは不透明領域を１００
％透明にするだけでよく、位相調節を行わないからであ
る。位相シフト・マスクの修復ではまた、放射線透過領
域の位相または透過率あるいはその両方を制御しなけれ
ばならない。欠陥のないフォトマスクを製作できること
はまず考えられない以上、位相シフト・マスクを修復で
きないことは大きな欠点である。典型的な欠陥には、透
明領域における不透明な欠陥、不透明領域における透明
な欠陥、および位相欠陥が含まれる。位相欠陥とは、マ
スクが放射線を透過すべき領域で、誤った位相の放射線
を透過するという欠陥である。位相シフト欠陥は、たと
えば位相シフタの欠落、位相シフタの位置ずれ、あるい
は位相エラーの形をとることがある。このような位相エ
ラーはマスクの小さな領域内で著しく変化することがあ
り、そのためにマスクのリソグラフィ性能が許容できな
いものとなる。完全なマスクの所望の結像性能を保持す
るには、修復済み領域の強度および位相が許容される公
差の範囲内になければならない。
ロム・オン・グラス）マスクに比べて解像度または寸法
制御あるいはその両方の著しい向上をもたらすが、しば
しば修復が困難または不可能である。これは、バイナリ
・マスク（すべて同位相の不透明領域および透明領域の
みを有するマスク）に使用されるマスク修復技術が、透
明領域を完全に不透明に、あるいは不透明領域を１００
％透明にするだけでよく、位相調節を行わないからであ
る。位相シフト・マスクの修復ではまた、放射線透過領
域の位相または透過率あるいはその両方を制御しなけれ
ばならない。欠陥のないフォトマスクを製作できること
はまず考えられない以上、位相シフト・マスクを修復で
きないことは大きな欠点である。典型的な欠陥には、透
明領域における不透明な欠陥、不透明領域における透明
な欠陥、および位相欠陥が含まれる。位相欠陥とは、マ
スクが放射線を透過すべき領域で、誤った位相の放射線
を透過するという欠陥である。位相シフト欠陥は、たと
えば位相シフタの欠落、位相シフタの位置ずれ、あるい
は位相エラーの形をとることがある。このような位相エ
ラーはマスクの小さな領域内で著しく変化することがあ
り、そのためにマスクのリソグラフィ性能が許容できな
いものとなる。完全なマスクの所望の結像性能を保持す
るには、修復済み領域の強度および位相が許容される公
差の範囲内になければならない。
【００１８】こうした欠陥の多くは、損傷を受けた位相
シフト・マスクの修復がしはしば困難または不可能であ
り、マスク全体を交換しなければならない。費用効果の
高い修復方法なしで欠陥のないマスクを作成できる確率
は（現況技術の回路パターンの場合）低いので、良好な
位相シフト・マスクを得るために多数の位相シフト・マ
スクを作らなければならず、マスクのコストを要する時
間が許容できないものとなる。米国特許第５４６４７１
３号は、位相シフト・マスクの修復方法を記載してい
る。同特許の方法は、別のマスクではなく欠陥が見つか
った同じマスク上で位相欠陥の修復を行うものである。
このような修復方法は、修復専用の高価な装置が必要で
ある。また、現在入手できる装置は、深さの不均一な位
相シフト欠陥をうまく処理できない。最後に、同じマス
ク上で欠陥を修復するには、修復領域においてマスクに
対する位相および透過制御要件を緩和しなければならな
い。その結果、空中イメージの画質が低下し、リソグラ
フィの品質が落ちる。前記特許を参照により本明細書に
合体する。
シフト・マスクの修復がしはしば困難または不可能であ
り、マスク全体を交換しなければならない。費用効果の
高い修復方法なしで欠陥のないマスクを作成できる確率
は（現況技術の回路パターンの場合）低いので、良好な
位相シフト・マスクを得るために多数の位相シフト・マ
スクを作らなければならず、マスクのコストを要する時
間が許容できないものとなる。米国特許第５４６４７１
３号は、位相シフト・マスクの修復方法を記載してい
る。同特許の方法は、別のマスクではなく欠陥が見つか
った同じマスク上で位相欠陥の修復を行うものである。
このような修復方法は、修復専用の高価な装置が必要で
ある。また、現在入手できる装置は、深さの不均一な位
相シフト欠陥をうまく処理できない。最後に、同じマス
ク上で欠陥を修復するには、修復領域においてマスクに
対する位相および透過制御要件を緩和しなければならな
い。その結果、空中イメージの画質が低下し、リソグラ
フィの品質が落ちる。前記特許を参照により本明細書に
合体する。
【００１９】したがって、従来の手順には、半導体デバ
イスの製作に使用する位相シフト・マスクの修復に関連
する制限があった。どちらかといえば、不透明技法によ
る損傷領域の修復は非常に制限が多く、損傷した位相シ
フト・マスク全体の取り替えが必要となり、したがっ
て、コスト上の欠点がある。
イスの製作に使用する位相シフト・マスクの修復に関連
する制限があった。どちらかといえば、不透明技法によ
る損傷領域の修復は非常に制限が多く、損傷した位相シ
フト・マスク全体の取り替えが必要となり、したがっ
て、コスト上の欠点がある。
【００２０】交互法や位相エッジ法など多くの位相シフ
ト技法は、フォトレジストの現像の前に異なるマスクで
同じフォトレジスト領域を２度露光する必要がある。こ
れは、リソグラフィ解像度または工程制御を高めるため
のいくつかの方法では、１回目の露光で生じた望ましく
ないフィーチャを除去するために、あるいは１回目の露
光で生成されなかった追加のフィーチャを加えるために
２回目の露光が必要だからである。たとえば、ポジティ
ブ・レジスト中に細い線を作成するために位相エッジ・
マスクを使用した場合、第１のレチクル内の避け難い位
相境界によって生じる望ましくない線を除去するために
２回目の（「トリム」）露光が必要となることがある。
もう１つの例は、同じレジスト層中で１つのマスクを使
って分離したコンタクトを露出させ、別のマスクを線お
よびスペース用に使う場合である。こうした技法の例
は、米国特許第５４２４１５４号、第５５６３０１２
号、第５４７２８１４号、第５４７２８１３号、第５４
１８０９２号に記載されている。これらの特許は、レジ
スト被膜の露光に１つではなく２つのリソグラフィ・マ
スクを使用する方法を記載している。上記の各特許を参
照により本明細書に合体する。
ト技法は、フォトレジストの現像の前に異なるマスクで
同じフォトレジスト領域を２度露光する必要がある。こ
れは、リソグラフィ解像度または工程制御を高めるため
のいくつかの方法では、１回目の露光で生じた望ましく
ないフィーチャを除去するために、あるいは１回目の露
光で生成されなかった追加のフィーチャを加えるために
２回目の露光が必要だからである。たとえば、ポジティ
ブ・レジスト中に細い線を作成するために位相エッジ・
マスクを使用した場合、第１のレチクル内の避け難い位
相境界によって生じる望ましくない線を除去するために
２回目の（「トリム」）露光が必要となることがある。
もう１つの例は、同じレジスト層中で１つのマスクを使
って分離したコンタクトを露出させ、別のマスクを線お
よびスペース用に使う場合である。こうした技法の例
は、米国特許第５４２４１５４号、第５５６３０１２
号、第５４７２８１４号、第５４７２８１３号、第５４
１８０９２号に記載されている。これらの特許は、レジ
スト被膜の露光に１つではなく２つのリソグラフィ・マ
スクを使用する方法を記載している。上記の各特許を参
照により本明細書に合体する。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、フォ
トリソグラフィに使用する位相シフト・マスク中の欠陥
を矯正するための方法および装置を提供するものであ
る。
トリソグラフィに使用する位相シフト・マスク中の欠陥
を矯正するための方法および装置を提供するものであ
る。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、半導体
デバイスの製作において、位相シフト・マスクは有利に
利用されているが、その修復に関して欠点があることが
判明した。位相シフト・マスクは透明な領域を有し、そ
れがマスクの他の領域を透過した光に対して透過（また
は反射）光の位相をシフトさせ、その結果、製作中の半
導体デバイスにおいて解像度が精細になり、寸法制御が
向上し、フィーチャの歩留まりが上がる。本発明の解決
策は、第２のマスクすなわち位相シフト修復マスク上の
位相シフタを使って、位相シフト・マスクと動作可能に
協働する第２のマスクを作り出すものである。どちらの
マスクも２重露光技法を使って製作中の同じウェハ上に
露光される（第１の露光では第１のマスクを使用し、そ
れに続く第２の露光では第２のマスクを使用する）。
デバイスの製作において、位相シフト・マスクは有利に
利用されているが、その修復に関して欠点があることが
判明した。位相シフト・マスクは透明な領域を有し、そ
れがマスクの他の領域を透過した光に対して透過（また
は反射）光の位相をシフトさせ、その結果、製作中の半
導体デバイスにおいて解像度が精細になり、寸法制御が
向上し、フィーチャの歩留まりが上がる。本発明の解決
策は、第２のマスクすなわち位相シフト修復マスク上の
位相シフタを使って、位相シフト・マスクと動作可能に
協働する第２のマスクを作り出すものである。どちらの
マスクも２重露光技法を使って製作中の同じウェハ上に
露光される（第１の露光では第１のマスクを使用し、そ
れに続く第２の露光では第２のマスクを使用する）。
【００２３】本発明の修復方法は、第１の位相シフト・
マスクの欠陥領域を識別してマップし、それを不透明に
し、位相シフト修復マスクを作成して不透明領域で覆わ
れた領域の露光に使用し、次いで現像済みのフォトレジ
スト中に所望の回路パターンを形成するものである。第
２のマスクは第１のマスクと動作可能に協働する。すな
わち、どちらのマスクもそれだけでは現像済みフォトレ
ジスト中に所望のパターンを生成せず、両方あいまって
始めてそれを生成する。
マスクの欠陥領域を識別してマップし、それを不透明に
し、位相シフト修復マスクを作成して不透明領域で覆わ
れた領域の露光に使用し、次いで現像済みのフォトレジ
スト中に所望の回路パターンを形成するものである。第
２のマスクは第１のマスクと動作可能に協働する。すな
わち、どちらのマスクもそれだけでは現像済みフォトレ
ジスト中に所望のパターンを生成せず、両方あいまって
始めてそれを生成する。
【００２４】本発明はさらに、位相シフタ欠陥修復機能
をトリム・マスク機能と組み合わせて、位相シフト・マ
スクの位相シフト領域の欠陥修復の問題を解決し、１回
の露光で余分のイメージのトリミングを行うことを含ん
でいる。第２のマスクは、第１のマスクが働けるように
するために、存在する望ましくないフィーチャを除去す
るので、トリム・マスクと呼ぶ。したがって、トリム・
マスクの露光が必要な場合、本発明の利点は、位相欠陥
修復機能とトリミング機能を位相シフト修復マスク中で
組み合わせることにより、２回目の露光によりフォトリ
ソグラフィ工程に要する時間が増えないことである。
をトリム・マスク機能と組み合わせて、位相シフト・マ
スクの位相シフト領域の欠陥修復の問題を解決し、１回
の露光で余分のイメージのトリミングを行うことを含ん
でいる。第２のマスクは、第１のマスクが働けるように
するために、存在する望ましくないフィーチャを除去す
るので、トリム・マスクと呼ぶ。したがって、トリム・
マスクの露光が必要な場合、本発明の利点は、位相欠陥
修復機能とトリミング機能を位相シフト修復マスク中で
組み合わせることにより、２回目の露光によりフォトリ
ソグラフィ工程に要する時間が増えないことである。
【００２５】本発明はさらに、少なくとも１つのマスク
が位相シフト・マスクであるような、同じレジスト層の
複数回の露光を必要とする任意の工程で、位相シフタに
よる欠陥修復を欠陥のある位相シフト・マスク以外の任
意のマスクと組み合わせることを含んでいる。位相シフ
ト修復マスクは、位相シフト・マスク中の修復すべき欠
陥の位置を決定した後に新しいマスクで作成することも
でき、あるいは工程中に既に存在するマスクを位相シフ
ト修復フィーチャを含むように改変することもできる。
第１の場合は、位相シフト修復マスクは標準の位相シフ
ト・マスク製作方法で作成する。第２の場合、既存のマ
スクを追加処理して、既存のマスク中に修復フィーチャ
を作成する。これは通常、最初の位相シフト・マスクを
作成するのに用いるのと類似の追加のパターン形成ステ
ップを実施することによって行うが、既存のパターン付
き領域が改変されない所は、処理を受けないようにたと
えばフォトレジスト層で保護する。
が位相シフト・マスクであるような、同じレジスト層の
複数回の露光を必要とする任意の工程で、位相シフタに
よる欠陥修復を欠陥のある位相シフト・マスク以外の任
意のマスクと組み合わせることを含んでいる。位相シフ
ト修復マスクは、位相シフト・マスク中の修復すべき欠
陥の位置を決定した後に新しいマスクで作成することも
でき、あるいは工程中に既に存在するマスクを位相シフ
ト修復フィーチャを含むように改変することもできる。
第１の場合は、位相シフト修復マスクは標準の位相シフ
ト・マスク製作方法で作成する。第２の場合、既存のマ
スクを追加処理して、既存のマスク中に修復フィーチャ
を作成する。これは通常、最初の位相シフト・マスクを
作成するのに用いるのと類似の追加のパターン形成ステ
ップを実施することによって行うが、既存のパターン付
き領域が改変されない所は、処理を受けないようにたと
えばフォトレジスト層で保護する。
【００２６】本発明によれば、マスク露光の順序は重要
でないことが判明した。位相シフト・マスクと位相シフ
ト修復マスクのどちらを最初に露光してもよい。本明細
書では、技術記述の便宜上マスクを「第１の」マスクあ
るいは「第２の」マスクと呼んでいるだけで、実施に際
して特定の露光順序を必要とするわけでも、示唆するわ
けでもない。
でないことが判明した。位相シフト・マスクと位相シフ
ト修復マスクのどちらを最初に露光してもよい。本明細
書では、技術記述の便宜上マスクを「第１の」マスクあ
るいは「第２の」マスクと呼んでいるだけで、実施に際
して特定の露光順序を必要とするわけでも、示唆するわ
けでもない。
【００２７】本発明によれば、場合によっては、特に回
路パターン全体が露光装置のフィールド・サイズに比べ
てはるかに小さい場合には、同じマスクの異なる領域ま
たはセクションを異なるマスクのように使用して多数回
の露光を行うことができる。本発明の解決策は、最初の
露光に用いるマスク領域を「第１のマスク」と見なし、
第２の露光用マスク領域を「第２マスク」と見なし、以
下同様とする場合にも適用される。同じマスクに、位相
シフト・マスク・セクションと位相シフト修復マスク・
セクションとトリム・マスク・セクションを設けること
もできる。
路パターン全体が露光装置のフィールド・サイズに比べ
てはるかに小さい場合には、同じマスクの異なる領域ま
たはセクションを異なるマスクのように使用して多数回
の露光を行うことができる。本発明の解決策は、最初の
露光に用いるマスク領域を「第１のマスク」と見なし、
第２の露光用マスク領域を「第２マスク」と見なし、以
下同様とする場合にも適用される。同じマスクに、位相
シフト・マスク・セクションと位相シフト修復マスク・
セクションとトリム・マスク・セクションを設けること
もできる。
【００２８】本発明によれば、異なる領域間で所望の位
相関係を維持しながら位相シフト・マスクを修復するの
は、欠陥の形状が不規則であり、そのため、ある領域に
おいて均一な位相シフトが得られるように材料を付着ま
たは除去するのが不可能なため、極めて難しいことが判
明した。本発明は、既存の位相領域なしで均一な基板が
得られるように修復マスク上に修復を置くことによって
この困難を回避するものである。これは、現在使用され
ている技術よりもはるかに容易な方法である。
相関係を維持しながら位相シフト・マスクを修復するの
は、欠陥の形状が不規則であり、そのため、ある領域に
おいて均一な位相シフトが得られるように材料を付着ま
たは除去するのが不可能なため、極めて難しいことが判
明した。本発明は、既存の位相領域なしで均一な基板が
得られるように修復マスク上に修復を置くことによって
この困難を回避するものである。これは、現在使用され
ている技術よりもはるかに容易な方法である。
【００２９】したがって、本発明の１つの利点は、低コ
ストの修復方法を提供することである。
ストの修復方法を提供することである。
【００３０】本発明の他の利点は、ウェハ上の回路設計
の解像度を鮮明にし、修復されたフィーチャ用の優れた
プロセス・ウィンドウを提供することである。
の解像度を鮮明にし、修復されたフィーチャ用の優れた
プロセス・ウィンドウを提供することである。
【００３１】
【発明の実施の形態】この説明では、「電磁放射線」お
よび「結像放射線」の語は、それだけに限られるもので
はないが可視、赤外、紫外放射線を含めて、光子または
電子を介して伝送されるすべての放射線を含有するもの
とする。
よび「結像放射線」の語は、それだけに限られるもので
はないが可視、赤外、紫外放射線を含めて、光子または
電子を介して伝送されるすべての放射線を含有するもの
とする。
【００３２】本発明は、既知のすべての位相シフト・マ
スク技法に適用可能である。マスクの異なる領域が、減
衰の程度、形状、寸法またはマスク上のフィーチャの位
置とは無関係に異なる位相の光を透過する、あらゆるマ
スクを位相シフト・マスクと見なすことができる。例と
しては、リム位相シフト・マスク、クロムレス位相シフ
ト・マスク、交互位相シフト・マスク、レヴェンソン
（levenson）位相シフト・マスク、位相エッジ・マス
ク、減衰位相シフト・マスク、アウトリガー（outrigge
r）位相シフト・マスク、およびいくつかの名前で知ら
れる他の多くのタイプのものがある。たとえば、図９の
（ａ）および図１０の（ａ）に記載のマスクは、クロム
レス・マスク、シフタ・シャッタ・マスク、あるいは位
相エッジ・マスクと呼ぶことができる。本発明は、それ
だけに限られるものではないが上記に列挙したタイプの
組合せを含む、位相シフト・マスク一般に関するもので
ある。本発明は、マスク修復の位相制御が望ましいあら
ゆる場合に価値がある。
スク技法に適用可能である。マスクの異なる領域が、減
衰の程度、形状、寸法またはマスク上のフィーチャの位
置とは無関係に異なる位相の光を透過する、あらゆるマ
スクを位相シフト・マスクと見なすことができる。例と
しては、リム位相シフト・マスク、クロムレス位相シフ
ト・マスク、交互位相シフト・マスク、レヴェンソン
（levenson）位相シフト・マスク、位相エッジ・マス
ク、減衰位相シフト・マスク、アウトリガー（outrigge
r）位相シフト・マスク、およびいくつかの名前で知ら
れる他の多くのタイプのものがある。たとえば、図９の
（ａ）および図１０の（ａ）に記載のマスクは、クロム
レス・マスク、シフタ・シャッタ・マスク、あるいは位
相エッジ・マスクと呼ぶことができる。本発明は、それ
だけに限られるものではないが上記に列挙したタイプの
組合せを含む、位相シフト・マスク一般に関するもので
ある。本発明は、マスク修復の位相制御が望ましいあら
ゆる場合に価値がある。
【００３３】図１１は、本発明で使用するフォトリソグ
ラフィ装置３０を示す。これは部分的にコヒーレントな
電磁放射線３２（たとえば紫外光）を放出する光源３１
を含む。この電磁放射線３２を位相シフト・マスク３９
ａに当てる。マスクは、所望のパターンの電磁放射線を
適切な光学系３３を経て加工物またはウェハ３５の表面
３４に当てるように設計されている。フォトリソグラフ
ィは、半導体デバイスのパターン形成に応用するとき特
に適切な技術であることが判明しており、したがってこ
の説明はそういった状況で行うことにする。フォトレジ
スト・プロセスでは、表面３４にはポジティブまたはネ
ガティブのフォトレジスト３６が被覆される。適切なフ
ォトレジストは当技術分野で知られており、ここではこ
れ以上詳しく説明しないことにする。フォトレジスト３
６は、電磁放射線を当てることによりまたは当てないこ
とにより選択的にパターン化される。
ラフィ装置３０を示す。これは部分的にコヒーレントな
電磁放射線３２（たとえば紫外光）を放出する光源３１
を含む。この電磁放射線３２を位相シフト・マスク３９
ａに当てる。マスクは、所望のパターンの電磁放射線を
適切な光学系３３を経て加工物またはウェハ３５の表面
３４に当てるように設計されている。フォトリソグラフ
ィは、半導体デバイスのパターン形成に応用するとき特
に適切な技術であることが判明しており、したがってこ
の説明はそういった状況で行うことにする。フォトレジ
スト・プロセスでは、表面３４にはポジティブまたはネ
ガティブのフォトレジスト３６が被覆される。適切なフ
ォトレジストは当技術分野で知られており、ここではこ
れ以上詳しく説明しないことにする。フォトレジスト３
６は、電磁放射線を当てることによりまたは当てないこ
とにより選択的にパターン化される。
【００３４】電磁放射線は、電磁放射線照射領域３７
（以下では「ＥＡＲ」と称する）と呼ばれる選択された
領域で表面３４に当たる。ＥＡＲは光源３１からその影
響を受けるに十分な電磁放射線で露光された表面３４の
領域であると定義される。ＥＡＲ内にない表面領域は非
作用領域３８として定義される。
（以下では「ＥＡＲ」と称する）と呼ばれる選択された
領域で表面３４に当たる。ＥＡＲは光源３１からその影
響を受けるに十分な電磁放射線で露光された表面３４の
領域であると定義される。ＥＡＲ内にない表面領域は非
作用領域３８として定義される。
【００３５】本発明によれば、位相マスクの「修復」は
位相シフト・マスク３９ａの欠陥を識別し、この欠陥を
含むその周囲の修復領域を通常のマスク修復技術を用い
て不透明にし、次いで位相シフト修復マスク３９ｂの対
応する領域中に、図１２に示すように２回目の露光中に
ウェハ上に所望のフィーチャまたは回路パターンをプリ
ントする新しいフィーチャを作成することによって完成
する。位相シフト修復マスク中の位相フィーチャの歩留
りは、妥当な製作工程による場合、修復領域が元の位相
マスクの表面積に比べて非常に小さいため、非常に高く
なると予想される。
位相シフト・マスク３９ａの欠陥を識別し、この欠陥を
含むその周囲の修復領域を通常のマスク修復技術を用い
て不透明にし、次いで位相シフト修復マスク３９ｂの対
応する領域中に、図１２に示すように２回目の露光中に
ウェハ上に所望のフィーチャまたは回路パターンをプリ
ントする新しいフィーチャを作成することによって完成
する。位相シフト修復マスク中の位相フィーチャの歩留
りは、妥当な製作工程による場合、修復領域が元の位相
マスクの表面積に比べて非常に小さいため、非常に高く
なると予想される。
【００３６】本発明は、位相シフト・マスクの欠陥をマ
ップし特徴付けた後に製作した位相シフト修復マスクを
使用するものである。位相シフト・マスク上の位相欠陥
部位に対応する場所に開口または修復領域を画定する。
クロムの欠落した欠陥は通常の方法で修復され、クロム
の誤配置は従来の方法でまたは修復マスク上の余分の開
口によって修復できる。位相シフトマスクの露光部分と
位相シフト修復マスクの露光部分を重ね合わせることに
より、位相シフト・マスク上の位相シフタ欠陥によって
生じた余分の暗線は除去される。位置決めの確度は５０
ｎｍ程度であり、これは合焦ビームまたはイオン・ビー
ムまたはレーザ修復の場合よりよくはないにしても同程
度である。エッジの近くに欠陥がないときは重ね合わせ
をきわめて正確にする必要はない。この方法はポジティ
ブ・レジストでもネガティブ・レジストでもうまく働
く。
ップし特徴付けた後に製作した位相シフト修復マスクを
使用するものである。位相シフト・マスク上の位相欠陥
部位に対応する場所に開口または修復領域を画定する。
クロムの欠落した欠陥は通常の方法で修復され、クロム
の誤配置は従来の方法でまたは修復マスク上の余分の開
口によって修復できる。位相シフトマスクの露光部分と
位相シフト修復マスクの露光部分を重ね合わせることに
より、位相シフト・マスク上の位相シフタ欠陥によって
生じた余分の暗線は除去される。位置決めの確度は５０
ｎｍ程度であり、これは合焦ビームまたはイオン・ビー
ムまたはレーザ修復の場合よりよくはないにしても同程
度である。エッジの近くに欠陥がないときは重ね合わせ
をきわめて正確にする必要はない。この方法はポジティ
ブ・レジストでもネガティブ・レジストでもうまく働
く。
【００３７】ここで述べる解決策は、ある種の位相シフ
ト・マスク設計（すなわち位相エッジ・マスクと交互マ
スク）ではすでにトリム・マスクと呼ばれる第２のマス
クが必要なことを利用するものである。位相シフト・マ
スクとトリム・マスクの両方を２重露光法で同じウェハ
上に露光を行う。位相シフト・マスクはレジスト中に最
小のクリティカルな寸法のフィーチャを作り出し、レジ
スト中の不要な未露光の線を残す。位相マスク設計が余
分の位相エッジを必要とするからである。トリム・マス
クはこうした不要なフィーチャを除去するために使用さ
れる。効率的な回路設計をレイアウトするのに成功した
ときでもマスク中に不要な位相境界が生じる。すなわち
必要とするフィーチャのない０度と１８０度の位相間の
境界である。第２の「トリム」マスクがない場合、これ
らの境界は線としてプリントされることになる。第１の
マスクはデバイスの性能にとってクリティカルな領域を
プリントし、第２のマスクは第１の露光で残った不要な
線を露光することによってフォトレジスト中の潜像を
「トリミング」する。設計上の何らかの理由でトリム・
マスクと修復マスクを組み合わせることができない場合
は、位相シフト・マスクと位相シフト修復マスクとトリ
ム・マスク（図１３の３９ｃ）を使用する３マスク法を
用いることができる。このような場合、同じレジスト被
覆を３回露光することになる。
ト・マスク設計（すなわち位相エッジ・マスクと交互マ
スク）ではすでにトリム・マスクと呼ばれる第２のマス
クが必要なことを利用するものである。位相シフト・マ
スクとトリム・マスクの両方を２重露光法で同じウェハ
上に露光を行う。位相シフト・マスクはレジスト中に最
小のクリティカルな寸法のフィーチャを作り出し、レジ
スト中の不要な未露光の線を残す。位相マスク設計が余
分の位相エッジを必要とするからである。トリム・マス
クはこうした不要なフィーチャを除去するために使用さ
れる。効率的な回路設計をレイアウトするのに成功した
ときでもマスク中に不要な位相境界が生じる。すなわち
必要とするフィーチャのない０度と１８０度の位相間の
境界である。第２の「トリム」マスクがない場合、これ
らの境界は線としてプリントされることになる。第１の
マスクはデバイスの性能にとってクリティカルな領域を
プリントし、第２のマスクは第１の露光で残った不要な
線を露光することによってフォトレジスト中の潜像を
「トリミング」する。設計上の何らかの理由でトリム・
マスクと修復マスクを組み合わせることができない場合
は、位相シフト・マスクと位相シフト修復マスクとトリ
ム・マスク（図１３の３９ｃ）を使用する３マスク法を
用いることができる。このような場合、同じレジスト被
覆を３回露光することになる。
【００３８】実際には、位相シフト・マスクの欠陥を識
別してから位相シフト修復マスクを作成し、次いで欠陥
矯正フィーチャおよびトリミング・フィーチャを含むよ
うに位相シフト修復マスク設計を修正することになる。
しかし、トリム・マスクがすでに作成済みの場合は、既
存のマスク作成装置を用いた修復プロセスでトリム・マ
スク中に修復フィーチャを作成することができる。ま
た、第２の設計の位相シフト・マスクがすでに作成済み
のまたは作成中である場合は、このマスク中に修復フィ
ーチャを作成することもできる。
別してから位相シフト修復マスクを作成し、次いで欠陥
矯正フィーチャおよびトリミング・フィーチャを含むよ
うに位相シフト修復マスク設計を修正することになる。
しかし、トリム・マスクがすでに作成済みの場合は、既
存のマスク作成装置を用いた修復プロセスでトリム・マ
スク中に修復フィーチャを作成することができる。ま
た、第２の設計の位相シフト・マスクがすでに作成済み
のまたは作成中である場合は、このマスク中に修復フィ
ーチャを作成することもできる。
【００３９】また、実施に際して位相シフト・マスクお
よび位相シフト修復マスクを同じマスクの別のセクショ
ンに配置し、同じマスクを用いて２回露光を行うことも
できる（図１４の３９ｄ）。また、位相シフト・マスク
と位相シフト修復マスクとトリム・マスクを同じマスク
の異なるセクションに配置し、同じマスクを用いてどん
な順序ででも３回露光を行うこともできる。（図１５の
３９ｅ）
よび位相シフト修復マスクを同じマスクの別のセクショ
ンに配置し、同じマスクを用いて２回露光を行うことも
できる（図１４の３９ｄ）。また、位相シフト・マスク
と位相シフト修復マスクとトリム・マスクを同じマスク
の異なるセクションに配置し、同じマスクを用いてどん
な順序ででも３回露光を行うこともできる。（図１５の
３９ｅ）
【００４０】次の例では、交互のまたは「レヴィンソ
ン」型の位相シフト・マスクの修復について述べる。本
発明によれば他のタイプの位相シフト・マスクの修復も
同様にして行うことができることに留意されたい。この
ようにして修復できる他のタイプの位相シフト・マスク
の例としては、減衰、非減衰、サゾリゾリューション、
リム、および位相エッジ・マスクがある。ただし、本発
明はこれらの例だけに限られるものではなく、位相シフ
トを用いるどんなマスクにも使用できる。
ン」型の位相シフト・マスクの修復について述べる。本
発明によれば他のタイプの位相シフト・マスクの修復も
同様にして行うことができることに留意されたい。この
ようにして修復できる他のタイプの位相シフト・マスク
の例としては、減衰、非減衰、サゾリゾリューション、
リム、および位相エッジ・マスクがある。ただし、本発
明はこれらの例だけに限られるものではなく、位相シフ
トを用いるどんなマスクにも使用できる。
【００４１】典型的な交互位相シフト・マスクの欠陥を
含む領域の修復前の例を図１６に示す。図１６は、クロ
ム不透明領域７１、透明領域７２、位相シフト領域７３
を有する石英マスク７０を示す。石英マスク７０は、ク
ロム欠落欠陥７４、クロム誤配置欠陥７５、および冗長
または材料欠落欠陥（すなわち７６ａおよび７６ｂ）を
有する。マスク７０に欠陥がない場合、ポジティブ・フ
ォトレジストとともに使用するときは、領域７２および
７３に対応する開口をレジスト中にプリントすることに
なる。位相シフト領域７３と隣接する透明領域７２との
間の不透明領域は、レジスト内に解像度または工程制御
あるいはその両方が向上した線としてプリントされる。
マスクのこの部分では不透明領域の両側で位相が異なる
ためである。欠陥がないときは、２つの開口は１８０度
位相がシフトして、両者間のイメージ・コントラストが
向上する。位相シフト・マスクの欠陥は位相シフト角を
最適値より多くまたは少なく変化させて、結像コントラ
ストを低下させることがある。
含む領域の修復前の例を図１６に示す。図１６は、クロ
ム不透明領域７１、透明領域７２、位相シフト領域７３
を有する石英マスク７０を示す。石英マスク７０は、ク
ロム欠落欠陥７４、クロム誤配置欠陥７５、および冗長
または材料欠落欠陥（すなわち７６ａおよび７６ｂ）を
有する。マスク７０に欠陥がない場合、ポジティブ・フ
ォトレジストとともに使用するときは、領域７２および
７３に対応する開口をレジスト中にプリントすることに
なる。位相シフト領域７３と隣接する透明領域７２との
間の不透明領域は、レジスト内に解像度または工程制御
あるいはその両方が向上した線としてプリントされる。
マスクのこの部分では不透明領域の両側で位相が異なる
ためである。欠陥がないときは、２つの開口は１８０度
位相がシフトして、両者間のイメージ・コントラストが
向上する。位相シフト・マスクの欠陥は位相シフト角を
最適値より多くまたは少なく変化させて、結像コントラ
ストを低下させることがある。
【００４２】位相シフト・マスクの欠陥の例としては、
欠陥のエッジで余分な暗線を誘発すること（例えば７６
ａ）や、イメージ・コントラストを低下させ、それによ
ってプリントされたイメージの寸法制御を低下させるこ
と（例えば７６ｂ）がある。イオン・ビーム修復法など
従来のマスク（位相シフトなしのマスク）用の従来の修
復方法を図１６の位相シフト・マスクに実施して、図１
７に示すようなマスク領域７７を形成することができ
る。クロム誤配置欠陥７５とクロム欠落欠陥７４だけは
位相シフト・マスク上でバイナリ・マスク修復方法（す
なわち、例えばイオン・ビームによって誤配置クロムを
除去し、クロムの追加によってクロム欠落欠陥を矯正す
る）を使って修復できることに留意されたい。しかし、
位相シフト領域中の７６ａや７６ｂなどの欠陥は依然と
して残る。
欠陥のエッジで余分な暗線を誘発すること（例えば７６
ａ）や、イメージ・コントラストを低下させ、それによ
ってプリントされたイメージの寸法制御を低下させるこ
と（例えば７６ｂ）がある。イオン・ビーム修復法など
従来のマスク（位相シフトなしのマスク）用の従来の修
復方法を図１６の位相シフト・マスクに実施して、図１
７に示すようなマスク領域７７を形成することができ
る。クロム誤配置欠陥７５とクロム欠落欠陥７４だけは
位相シフト・マスク上でバイナリ・マスク修復方法（す
なわち、例えばイオン・ビームによって誤配置クロムを
除去し、クロムの追加によってクロム欠落欠陥を矯正す
る）を使って修復できることに留意されたい。しかし、
位相シフト領域中の７６ａや７６ｂなどの欠陥は依然と
して残る。
【００４３】この場合は、本明細書で記述する技法を用
いて位相シフト欠陥を修復することができる。図１８
は、欠陥のない位相シフト・マスク・パターンを示す。
ここで透明領域７８は位相０度の光を透過し、クロスハ
ッチを施した領域７９は位相１８０度の光を透過し、不
透明領域８０は光を透過しない。図１９は透明領域７８
と不透明領域８０を含む付随の従来のトリム・マスクを
示す。図２０は、位相欠陥８１を有する図１８の位相シ
フト・マスクを示す。図２１は、画定された修復部分８
２を有する図２０の位相シフト・マスクを示す。この部
分は、線幅制御またはオーバーレイ要件がクリティカル
であるためにどんな修復境界に対しても立入り禁止であ
る。図２２は、領域８２を囲みその境界が非クリティカ
ルな領域に含まれる画定された方形の修復領域８３を有
する、図２１の位相シフト・マスクを示す。次いで透明
領域を不透明にする標準の修復技法を用いることによ
り、領域８４を不透明にして図２３に示す修復済み位相
シフト・マスクを実現することによって図２０に示す位
相シフト・マスクを修復することができる。次いで、不
透明領域を透明にする標準の技術を使って透明領域８５
を作成し、続いて標準の技法を使って位相シフト領域８
６を作成し、または図１８に示した元の位相シフト・マ
スクを作成したのと同様にして最初から図２４に示した
マスクを作成することによって、図１９に示したトリム
・マスクを修正することにより、図２４に示すように修
復マスクとトリム・マスクの組合せを作成して、位相シ
フト修復マスクを形成する。ここで、図２３および図２
４に示す修復済みマスクを次々に露光すると、図１８お
よび図１９に示した元のマスク設計を次々に露光した場
合と同じイメージがフォトレジスト中に作成される。修
復済み領域は通常はマスク領域の小さな部分なので、欠
陥なしにするのは容易である。したがって、修復マスク
でプリントされた領域は、元のマスクでプリントされた
領域と同様の所望の寸法制御および工程寛容度をもつこ
とになる。
いて位相シフト欠陥を修復することができる。図１８
は、欠陥のない位相シフト・マスク・パターンを示す。
ここで透明領域７８は位相０度の光を透過し、クロスハ
ッチを施した領域７９は位相１８０度の光を透過し、不
透明領域８０は光を透過しない。図１９は透明領域７８
と不透明領域８０を含む付随の従来のトリム・マスクを
示す。図２０は、位相欠陥８１を有する図１８の位相シ
フト・マスクを示す。図２１は、画定された修復部分８
２を有する図２０の位相シフト・マスクを示す。この部
分は、線幅制御またはオーバーレイ要件がクリティカル
であるためにどんな修復境界に対しても立入り禁止であ
る。図２２は、領域８２を囲みその境界が非クリティカ
ルな領域に含まれる画定された方形の修復領域８３を有
する、図２１の位相シフト・マスクを示す。次いで透明
領域を不透明にする標準の修復技法を用いることによ
り、領域８４を不透明にして図２３に示す修復済み位相
シフト・マスクを実現することによって図２０に示す位
相シフト・マスクを修復することができる。次いで、不
透明領域を透明にする標準の技術を使って透明領域８５
を作成し、続いて標準の技法を使って位相シフト領域８
６を作成し、または図１８に示した元の位相シフト・マ
スクを作成したのと同様にして最初から図２４に示した
マスクを作成することによって、図１９に示したトリム
・マスクを修正することにより、図２４に示すように修
復マスクとトリム・マスクの組合せを作成して、位相シ
フト修復マスクを形成する。ここで、図２３および図２
４に示す修復済みマスクを次々に露光すると、図１８お
よび図１９に示した元のマスク設計を次々に露光した場
合と同じイメージがフォトレジスト中に作成される。修
復済み領域は通常はマスク領域の小さな部分なので、欠
陥なしにするのは容易である。したがって、修復マスク
でプリントされた領域は、元のマスクでプリントされた
領域と同様の所望の寸法制御および工程寛容度をもつこ
とになる。
【００４４】修復マスクをトリム・マスクに設計するこ
の方法を記述した流れ図を図２５に示す。第１ステップ
４０は、位置シフト・マスク中の欠陥の位置を決定する
ものである。これは、既存の検査機能を使用し、次いで
欠陥座標をＣＡＤ／ＣＡＭシステムに転送することによ
って実施できる。
の方法を記述した流れ図を図２５に示す。第１ステップ
４０は、位置シフト・マスク中の欠陥の位置を決定する
ものである。これは、既存の検査機能を使用し、次いで
欠陥座標をＣＡＤ／ＣＡＭシステムに転送することによ
って実施できる。
【００４５】第２ステップ４１は、修復する必要のある
領域を画定することである。図２６にサブルーチン４１
を詳細に示す。サブルーチン４１は、欠陥がリソグラフ
ィの性能に影響を与える領域を画定するサブステップ４
２を含む。マスク欠陥の測定方法として空中撮像測定装
置（Aerial Imaging Measurement Tool−ＡＩＭＳ）を
使用することができる。ＡＩＭＳは、欠陥が空中イメー
ジに対してどんな影響を及ぼすか知るために欠陥を特徴
付ける方法である。ＡＩＭＳ機構は、オペレータがそれ
を使って顕微鏡でマスクを検査してプリント線の高品質
の解像度を得ることのできる手段を含んでいる。マスク
中の欠陥を特徴付けるもう１つの方法は、マスクをプリ
ントしウェハ上で検査することである。これらの欠陥画
定方法は例として示したものであり、欠陥を特徴付ける
他の方法も使用できる。
領域を画定することである。図２６にサブルーチン４１
を詳細に示す。サブルーチン４１は、欠陥がリソグラフ
ィの性能に影響を与える領域を画定するサブステップ４
２を含む。マスク欠陥の測定方法として空中撮像測定装
置（Aerial Imaging Measurement Tool−ＡＩＭＳ）を
使用することができる。ＡＩＭＳは、欠陥が空中イメー
ジに対してどんな影響を及ぼすか知るために欠陥を特徴
付ける方法である。ＡＩＭＳ機構は、オペレータがそれ
を使って顕微鏡でマスクを検査してプリント線の高品質
の解像度を得ることのできる手段を含んでいる。マスク
中の欠陥を特徴付けるもう１つの方法は、マスクをプリ
ントしウェハ上で検査することである。これらの欠陥画
定方法は例として示したものであり、欠陥を特徴付ける
他の方法も使用できる。
【００４６】サブルーチン４１の次のサブステップ４３
は、リソグラフィ影響領域で開始し、修復される領域の
エッジを収容するには小さすぎる設計中のすべての隙間
を充填することを含んでいる。修復ツールの精度が最小
線幅よりずっと小さい場合は、そのような隙間はできな
い。この隙間の幅は、マスク修復ツールの解像度および
配置精度、ならびにパターン形成プロセスで使用される
２つのマスク（例えば位相シフト・マスクと位相シフト
修復マスク）の間のオーバーレイ公差によって決まる。
これらの隙間の充填は、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムを使っ
てある幅のスペースを充填し、欠陥を不透明にすること
によって実施できる。使用できるＣＡＤ／ＣＡＭシステ
ムの例は、米国特許第５５５３２７３号および第５５５
３２７４号に開示されている。前記参照文献を参照によ
り本明細書に合体する。
は、リソグラフィ影響領域で開始し、修復される領域の
エッジを収容するには小さすぎる設計中のすべての隙間
を充填することを含んでいる。修復ツールの精度が最小
線幅よりずっと小さい場合は、そのような隙間はできな
い。この隙間の幅は、マスク修復ツールの解像度および
配置精度、ならびにパターン形成プロセスで使用される
２つのマスク（例えば位相シフト・マスクと位相シフト
修復マスク）の間のオーバーレイ公差によって決まる。
これらの隙間の充填は、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムを使っ
てある幅のスペースを充填し、欠陥を不透明にすること
によって実施できる。使用できるＣＡＤ／ＣＡＭシステ
ムの例は、米国特許第５５５３２７３号および第５５５
３２７４号に開示されている。前記参照文献を参照によ
り本明細書に合体する。
【００４７】サブルーチン４１の次のサブステップ４４
は、サブステップ４３で画定された領域を機能的にクリ
ティカルな領域を越えて延長するものである。（例え
ば、修復されるマスクがゲート・レベルのマスクである
場合、修復される領域はアクティブ・ゲート領域ではな
くて分離領域上で終端することになる。）この操作を実
施するために、所与のマスクのクリティカルな機能性を
定義する設計レベルにおいて一連のブール演算をＣＡＤ
／ＣＡＭシステムで使用することができる。オペレータ
は、可能な場合はある位相の透明領域を通るエッジを画
定することにより、その領域を終端させることになる。
は、サブステップ４３で画定された領域を機能的にクリ
ティカルな領域を越えて延長するものである。（例え
ば、修復されるマスクがゲート・レベルのマスクである
場合、修復される領域はアクティブ・ゲート領域ではな
くて分離領域上で終端することになる。）この操作を実
施するために、所与のマスクのクリティカルな機能性を
定義する設計レベルにおいて一連のブール演算をＣＡＤ
／ＣＡＭシステムで使用することができる。オペレータ
は、可能な場合はある位相の透明領域を通るエッジを画
定することにより、その領域を終端させることになる。
【００４８】サブルーチン４１の最終サブステップ４５
は、計算された修復領域を、手動座標転送（すなわち紙
上の座標のリスト）の形で、あるいは電子式座標転送
（すなわち、修復ツールの座標系への変換）によって実
際の修復ツールに与えることである。
は、計算された修復領域を、手動座標転送（すなわち紙
上の座標のリスト）の形で、あるいは電子式座標転送
（すなわち、修復ツールの座標系への変換）によって実
際の修復ツールに与えることである。
【００４９】図２５の次のステップ４６は、第１位相シ
フト・マスク上の領域を不透明にすることを含むもので
ある。次のステップ４７は、位相シフト修復マスク上に
修復部分と相補形のパターンを画定することを含んでい
る。ステップ４７は、修復領域を画定する形状から第１
マスク上の設計を差し引く（例えば、修復済み位相シフ
ト・マスクがゲート・レベルのマスクである場合は、修
復ゾーンを画定する多角形からゲート形状を差し引く）
ことを含んでいる。次いで、元の位相シフト・マスクで
使用したものと同じ色付け（coloring）ルーチンを使っ
て、得られた形状に０度および１８０度の位相を割り当
て、あるいは差引きによって得られた形状を元の位相シ
フト・マスク上の位相形状と交差させて、交互位相割当
て部分を作成する。
フト・マスク上の領域を不透明にすることを含むもので
ある。次のステップ４７は、位相シフト修復マスク上に
修復部分と相補形のパターンを画定することを含んでい
る。ステップ４７は、修復領域を画定する形状から第１
マスク上の設計を差し引く（例えば、修復済み位相シフ
ト・マスクがゲート・レベルのマスクである場合は、修
復ゾーンを画定する多角形からゲート形状を差し引く）
ことを含んでいる。次いで、元の位相シフト・マスクで
使用したものと同じ色付け（coloring）ルーチンを使っ
て、得られた形状に０度および１８０度の位相を割り当
て、あるいは差引きによって得られた形状を元の位相シ
フト・マスク上の位相形状と交差させて、交互位相割当
て部分を作成する。
【００５０】サブルーチン４８は、調節手順であり、第
３のトリミング・マスクなしで修復を行えるようにする
ものである。例として当該領域に位相エッジ・シフト・
マスクを使用すると、その位相シフト修復マスク中に、
元の位相シフト・マスクの元の設計における位相エッジ
と同じ場所に、プリントしたくない新しい位相エッジが
できることになる。図２７の最初のサブステップ４９
で、オペレータは位相シフト修復マスク上のパターンを
位相シフト・マスク上の元のパターンに合わせて調節し
て、問題の位相エッジの周りに透明領域ができるよう
に、あるいはその透明領域が少なくとも位相エッジの１
つのエッジまで延びるようにする。第２のサブステップ
５０で、位相シフト修復マスク上のパターンの対応する
領域において、オペレータは対応する位相エッジに突出
部（小さな段差）を配置して、そのエッジがパターン中
で望まれる不透明なフィーチャを画定しないところで
は、クリティカルな寸法の約半分だけ横に突き出して修
復される位相マスクの透明領域と重なり合うようにす
る。突出部の幅は、オーバーレイおよび修復の公差によ
って位相エッジが重なり合わないのにちょうど十分な大
きさとなるように選択する。エッジにクロムのない位相
エッジを有するマスクは、少量の２重露光でも除去され
るほど小さなフィーチャを生成する。この手順は、すべ
ての実際の設計でうまく働き、位相シフト修復マスク
で、元の位相シフト・マスクの欠陥を修復できるように
するだけでなく、トリム・マスクの機能も実施できるよ
うにする。
３のトリミング・マスクなしで修復を行えるようにする
ものである。例として当該領域に位相エッジ・シフト・
マスクを使用すると、その位相シフト修復マスク中に、
元の位相シフト・マスクの元の設計における位相エッジ
と同じ場所に、プリントしたくない新しい位相エッジが
できることになる。図２７の最初のサブステップ４９
で、オペレータは位相シフト修復マスク上のパターンを
位相シフト・マスク上の元のパターンに合わせて調節し
て、問題の位相エッジの周りに透明領域ができるよう
に、あるいはその透明領域が少なくとも位相エッジの１
つのエッジまで延びるようにする。第２のサブステップ
５０で、位相シフト修復マスク上のパターンの対応する
領域において、オペレータは対応する位相エッジに突出
部（小さな段差）を配置して、そのエッジがパターン中
で望まれる不透明なフィーチャを画定しないところで
は、クリティカルな寸法の約半分だけ横に突き出して修
復される位相マスクの透明領域と重なり合うようにす
る。突出部の幅は、オーバーレイおよび修復の公差によ
って位相エッジが重なり合わないのにちょうど十分な大
きさとなるように選択する。エッジにクロムのない位相
エッジを有するマスクは、少量の２重露光でも除去され
るほど小さなフィーチャを生成する。この手順は、すべ
ての実際の設計でうまく働き、位相シフト修復マスク
で、元の位相シフト・マスクの欠陥を修復できるように
するだけでなく、トリム・マスクの機能も実施できるよ
うにする。
【００５１】図２５のステップ５１は、図１１に示した
ようなウェハ上への第１のマスクの露光である。これに
続いて、図１２に示すような位相シフト修復マスクを使
って第２の露光５２を行う。
ようなウェハ上への第１のマスクの露光である。これに
続いて、図１２に示すような位相シフト修復マスクを使
って第２の露光５２を行う。
【００５２】この修復方法は、修復領域が、トリム・マ
スクなしに位相シフトできないほどのフィーチャをパタ
ーン中に含むほど大きくない限りうまく働く。すなわ
ち、欠陥が問題のマスク設計中のトリム領域よりも小さ
いまたは疎らである限り、この手順が適用可能である。
そうでない場合は、位相シフト修復マスク中の新しい位
相領域によって残される望ましくない位相エッジをトリ
ムするために、トリム・マスクまたは第３のマスクを作
成しなければならない。トリム・マスクはバイナリ・マ
スクであり、クリティカルでない領域から外来性材料を
トリミングで除去する。第３のマスクが必要な場合は図
２８に開示するステップに従う。ステップ４０、４１、
４６、４７、４８は２つのマスクの場合と同じである。
しかし、ステップ５３は、位相シフト修復マスク上にト
リミングする必要のない領域を画定することを含んでい
る。ステップ５４で、トリム・マスク上にトリム領域と
相補形のパターンを画定する。ステップ５５、５６、５
７は、第１のマスク、第２のマスク、第３のマスクを次
々にウェハ上に露光することを含んでいる。図１１、図
１２、図１３にそれぞれウェハ上の第１のマスク３９
ａ、第２のマスク３９ｂ、第３のマスク３９ｃの露光を
示す。フォトレジストの性質に応じて、各露光ステップ
に続いて現像ステップを実施することも、最後に現像を
行うこともできることに留意されたい。
スクなしに位相シフトできないほどのフィーチャをパタ
ーン中に含むほど大きくない限りうまく働く。すなわ
ち、欠陥が問題のマスク設計中のトリム領域よりも小さ
いまたは疎らである限り、この手順が適用可能である。
そうでない場合は、位相シフト修復マスク中の新しい位
相領域によって残される望ましくない位相エッジをトリ
ムするために、トリム・マスクまたは第３のマスクを作
成しなければならない。トリム・マスクはバイナリ・マ
スクであり、クリティカルでない領域から外来性材料を
トリミングで除去する。第３のマスクが必要な場合は図
２８に開示するステップに従う。ステップ４０、４１、
４６、４７、４８は２つのマスクの場合と同じである。
しかし、ステップ５３は、位相シフト修復マスク上にト
リミングする必要のない領域を画定することを含んでい
る。ステップ５４で、トリム・マスク上にトリム領域と
相補形のパターンを画定する。ステップ５５、５６、５
７は、第１のマスク、第２のマスク、第３のマスクを次
々にウェハ上に露光することを含んでいる。図１１、図
１２、図１３にそれぞれウェハ上の第１のマスク３９
ａ、第２のマスク３９ｂ、第３のマスク３９ｃの露光を
示す。フォトレジストの性質に応じて、各露光ステップ
に続いて現像ステップを実施することも、最後に現像を
行うこともできることに留意されたい。
【００５３】１枚のマスクの代わりに２枚のマスクを使
ってクリティカルなフィーチャを配置すると、オーバー
レイの問題が生じることが予想される。しかし、本発明
によれば、普通はそうならない理由が２つあることが判
明した。第１の理由は、最新の露光装置および露光方法
を使用すると、オーバーレイ誤差の大部分がマスク位置
合せ誤差ではなくグリッド誤差によってもたらされるこ
とである。誤差の大部分は、位置合せの相手の層を完全
にはマップできないことによる。露光装置とのマスクの
位置合せは普通は非常に再現性が高い。位相エッジ・マ
スクに使用される典型的な２重露光シーケンスでは、ウ
ェハは１回マップされ、次いで各マスクが装置に位置合
せされてステップ操作され、あるいはステップ操作で走
査が行われる。したがって、各マスク相互の位置合せ
は、パターンをウェハに対してオーバーレイする場合の
典型的な仕様よりもずっと良くなる。第２の理由は、特
定のクリティカルなフィーチャ、例えば論理ゲートは完
全にどれか１つのマスク上にあると期待されることであ
る。その場合、各クリティカルなフィーチャは、このフ
ィーチャについて１つのグリッド誤差と１つのマスク位
置合せ誤差しか関連しないため、仕様の範囲内で下の層
と位置合せする。多くの場合には、例えば論理ゲート設
計など幅広ピッチの設計では、これによってその設計が
うまく働くことが保証される。しかし、同じマスク上の
隣接する２個のフィーチャ間のスペースが重要となる設
計もある。その例としては、自己位置合せ式コンタクト
が動的ランダム・アクセス・メモリ（ＤＲＡＭ）チップ
上の２つの最小ピッチのフィーチャの間にはまり込んで
いる場合がある。未修復マスクでは、これらのフィーチ
ャの間隔は、パターン配置のためのマスク仕様と、おそ
らくは位相仕様だけによって制御される。隣接する２個
のフィーチャの一方が位相シフト修復マスクによって、
他方が元の位相シフト・マスクによって結像される場合
には、位相シフト・マスクに対する修復マスクのどのよ
うな位置ずれが存在するように依存するフィーチャ間隔
の追加の誤差が生じる。先に説明したように、この位置
ずれは小さいと予想される。そのような場合、修復に対
するオーバーレイの影響についての追加の評価を行っ
て、電気的影響があるかどうか、あるいはその影響が設
計の変更によって矯正されるかどうか調べなければなら
ない。したがって、位置決め精度は５０ナノメートル程
度となり、これは合焦イオン・ビームまたはレーザ修復
の場合よりもよくないとしても同程度である。エッジの
近くに欠陥がないときは、高い重ね合わせの精度は不要
である。
ってクリティカルなフィーチャを配置すると、オーバー
レイの問題が生じることが予想される。しかし、本発明
によれば、普通はそうならない理由が２つあることが判
明した。第１の理由は、最新の露光装置および露光方法
を使用すると、オーバーレイ誤差の大部分がマスク位置
合せ誤差ではなくグリッド誤差によってもたらされるこ
とである。誤差の大部分は、位置合せの相手の層を完全
にはマップできないことによる。露光装置とのマスクの
位置合せは普通は非常に再現性が高い。位相エッジ・マ
スクに使用される典型的な２重露光シーケンスでは、ウ
ェハは１回マップされ、次いで各マスクが装置に位置合
せされてステップ操作され、あるいはステップ操作で走
査が行われる。したがって、各マスク相互の位置合せ
は、パターンをウェハに対してオーバーレイする場合の
典型的な仕様よりもずっと良くなる。第２の理由は、特
定のクリティカルなフィーチャ、例えば論理ゲートは完
全にどれか１つのマスク上にあると期待されることであ
る。その場合、各クリティカルなフィーチャは、このフ
ィーチャについて１つのグリッド誤差と１つのマスク位
置合せ誤差しか関連しないため、仕様の範囲内で下の層
と位置合せする。多くの場合には、例えば論理ゲート設
計など幅広ピッチの設計では、これによってその設計が
うまく働くことが保証される。しかし、同じマスク上の
隣接する２個のフィーチャ間のスペースが重要となる設
計もある。その例としては、自己位置合せ式コンタクト
が動的ランダム・アクセス・メモリ（ＤＲＡＭ）チップ
上の２つの最小ピッチのフィーチャの間にはまり込んで
いる場合がある。未修復マスクでは、これらのフィーチ
ャの間隔は、パターン配置のためのマスク仕様と、おそ
らくは位相仕様だけによって制御される。隣接する２個
のフィーチャの一方が位相シフト修復マスクによって、
他方が元の位相シフト・マスクによって結像される場合
には、位相シフト・マスクに対する修復マスクのどのよ
うな位置ずれが存在するように依存するフィーチャ間隔
の追加の誤差が生じる。先に説明したように、この位置
ずれは小さいと予想される。そのような場合、修復に対
するオーバーレイの影響についての追加の評価を行っ
て、電気的影響があるかどうか、あるいはその影響が設
計の変更によって矯正されるかどうか調べなければなら
ない。したがって、位置決め精度は５０ナノメートル程
度となり、これは合焦イオン・ビームまたはレーザ修復
の場合よりもよくないとしても同程度である。エッジの
近くに欠陥がないときは、高い重ね合わせの精度は不要
である。
【００５４】本発明をその好ましい実施形態に関して具
体的に示し説明してきたが、本発明の範囲および趣旨か
ら逸脱することなく、それに形状や細部の変更を行える
ことは当業者なら理解するであろう。
体的に示し説明してきたが、本発明の範囲および趣旨か
ら逸脱することなく、それに形状や細部の変更を行える
ことは当業者なら理解するであろう。
【００５５】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【００５６】（１）イメージ強化マスクにおける複数の
欠陥を矯正する方法であって、 ａ）前記複数の欠陥の位置を決定するステップと、 ｂ）複数の修復領域を画定するステップと、 ｃ）前記イメージ強化マスク上で前記複数の修復領域を
不透明にするステップと、 ｄ）イメージ強化修復マスク上に前記複数の修復領域と
相補形のパターンを画定するステップとを含む方法。 （２）前記イメージ強化マスクが、位相シフト開口と非
位相シフト開口を備えることを特徴とする上記（１）に
記載の方法。 （３）前記複数の欠陥の位置をＡＩＭを使って決定する
ことを特徴とする上記（１）に記載の方法。 （４）前記複数の修復領域をＣＡＤ／ＣＡＭシステムを
使って画定することを特徴とする上記（１）に記載の方
法。 （５）前記イメージ強化マスクがトリミング機能を実施
することを特徴とする上記（１）に記載の方法。 （６）前記イメージ強化修復マスクが、修復機能、トリ
ミング機能および設計機能を実施することを特徴とする
上記（１）に記載の方法。 （７）前記イメージ強化修復マスクが設計機能を実施す
ることを特徴とする上記（１）に記載の方法。 （８）前記複数の修復領域が非クリティカル領域で終端
することを特徴とする上記（１）に記載の方法。 （９）前記複数の修復領域が回路を含むことを特徴とす
る上記（１）に記載の方法。 （１０）前記複数の欠陥がクロム誤配置および位相シフ
ト・エラーを含むことを特徴とする上記（１）に記載の
方法。 （１１）半導体ウェハ上のイメージの露光に使用する位
相シフト・マスク中の複数の欠陥を矯正する方法であっ
て、 ａ）位相シフト・マスクのパターン中で前記複数の欠陥
を検出するステップと、 ｂ）修復する必要のある前記複数の欠陥それぞれを取り
囲む複数の修復領域を画定するステップと、 ｃ）前記複数の修復領域を不透明にするステップと、 ｄ）位相シフト修復マスク上に前記複数の修復領域と相
補形のパターンを画定するステップと、 ｅ）位相シフト・エッジを位置合せするために位相シフ
ト修復マスク上の前記パターンを調節するステップと、 ｆ）位相シフト・マスクを半導体ウェハ上に露光するス
テップと、 ｇ）位相シフト修復マスクを半導体ウェハ上に露光する
ステップとを含む方法。 （１２）半導体ウェハ上でポジティブ・フォトレジスト
を使用することを特徴とする上記（１１）に記載の方
法。 （１３）半導体ウェハ上でネガティブ・フォトレジスト
を使用することを特徴とする上記（１１）に記載の方
法。 （１４）前記各露光ステップの直後に現像ステップを実
施することを特徴とする上記（１１）に記載の方法。 （１５）前記すべての露光ステップの後に１回の現像ス
テップを実施することを特徴とする上記（１１）に記載
の方法。 （１６）半導体ウェハ上でのイメージの露光に使用する
位相シフト・マスク中の複数の欠陥を矯正する方法であ
って、 ａ）位相シフト・マスク中の前記複数の欠陥を検出する
ステップと、 ｂ）修復する必要のある前記複数の欠陥それぞれを取り
囲む複数の修復領域を画定するステップと、 ｃ）前記複数の修復領域を不透明にするステップと、 ｄ）位相シフト修復マスク上に前記複数の修復領域と相
補形のパターンを画定するステップと、 ｅ）位相シフト修復マスクを調節するステップと、 ｆ）位相シフト修復マスクを半導体ウェハ上に露光する
ステップと、 ｇ）位相シフト・マスクを半導体ウェハ上に露光するス
テップとを含む方法。 （１７）前記各露光ステップの直後に現像ステップを実
施することを特徴とする上記（１６）に記載の方法。 （１８）現像ステップの前に前記すべての露光ステップ
を完了することを特徴とする上記（１６）に記載の方
法。 （１９）半導体ウェハ上でのイメージの露光に使用する
位相シフト・マスク中の複数の欠陥を矯正する方法であ
って、 ａ）位相シフト・マスク中の前記複数の欠陥を検出する
ステップと、 ｂ）修復する必要のある前記複数の欠陥それぞれを取り
囲む複数の修復領域を画定するステップと、 ｃ）前記複数の修復領域を不透明にするステップと、 ｄ）位相シフト修復マスク上に前記複数の修復領域と相
補形のパターンを画定するステップと、 ｅ）位相シフト修復マスクを調節するステップと、 ｆ）位相シフト修復マスク上にトリミングする必要のあ
る領域を画定するステップと、 ｇ）トリム・マスク上にトリム領域と相補形のパターン
を画定するステップと、 ｈ）位相シフト・マスクを半導体ウェハ上に露光するス
テップと、 ｉ）位相シフト修復マスクを半導体ウェハ上に露光する
ステップと ｊ）トリム・マスクを半導体ウェハ上に露光するステッ
プとを含む方法。 （２０）前記各露光ステップの直後に現像ステップを実
施することを特徴とする上記（１９）に記載の方法。 （２１）前記すべての露光ステップの完了後に現像ステ
ップを実施することを特徴とする上記（１９）に記載の
方法。 （２２）複数の位相シフト開口と、複数の非位相シフト
開口と、複数の欠陥とを含む位相シフト・マスクと、位
相シフト・マスク中の前記複数の欠陥と動作可能に協働
する複数の修復領域を含む、位相シフト修復マスクとを
備える位相シフト・マスク・システム。 （２３）前記位相シフト開口が交互位相シフト開口であ
ることを特徴とする上記（２２）に記載の位相シフト・
マスク・システム。 （２４）前記位相シフト開口がリム位相シフト開口であ
ることを特徴とする上記（２２）に記載の位相シフト・
マスク・システム。 （２５）前記位相シフト開口がサブリゾリューション位
相シフト開口であることを特徴とする上記（２２）に記
載の位相シフト・マスク・システム。 （２６）前記位相シフト開口が位相エッジ・シフト開口
であることを特徴とする上記（２２）に記載の位相シフ
ト・マスク・システム。 （２７）前記位相シフト開口が減衰位相シフト開口であ
ることを特徴とする上記（２２）に記載の位相シフト・
マスク・システム。 （２８）前記位相シフト開口が非減衰位相シフト開口で
あることを特徴とする上記（２２）に記載の位相シフト
・マスク・システム。 （２９）前記位相シフト・マスクおよび前記位相シフト
修復マスクが、それぞれ非減衰位相シフト開口によるサ
ブリゾリューション結像を含むことを特徴とする上記
（２２）に記載の位相シフト・マスク・システム。 （３０）前記位相シフト開口がクロムレス位相シフト開
口であることを特徴とする上記（２２）に記載の位相シ
フト・マスク・システム。 （３１）前記位相シフト開口がレヴェンソン位相シフト
開口であることを特徴とする上記（２２）に記載の位相
シフト・マスク・システム。 （３２）前記位相シフト開口がアウトリガー位相シフト
開口であることを特徴とする上記（２２）に記載の位相
シフト・マスク・システム。 （３３）前記位相シフト開口が、クリティカルなイメー
ジ・コントラスト要件に応じて選択的に使用されること
を特徴とする上記（２２）に記載の位相シフト・マスク
・システム。 （３４）前記位相シフト修復マスクが位相シフタおよび
強度マスク要素を含むことを特徴とする上記（２２）に
記載の位相シフト・マスク・システム。 （３５）前記複数の修復領域が回路を含むことを特徴と
する上記（２２）に記載の位相シフト・マスク・システ
ム。 （３６）前記位相シフト修復マスクがトリム領域および
第２設計領域を含むことを特徴とする上記（２２）に記
載の位相シフト・マスク・システム。 （３７）複数の位相シフト開口と、複数の非位相シフト
開口と、複数の欠陥とを含む位相シフト・マスクと、位
相シフト・マスク中の前記複数の欠陥と動作可能に協働
する複数の修復領域を含む、位相シフト修復マスクと、
位相シフト修復マスクと動作可能に協働するトリム・マ
スクとを備える位相シフト・マスク・システム。 （３８）複数の欠陥を矯正する方法であって、 ａ）前記複数の欠陥の位置を決定するステップと、 ｂ）複数の修復領域を画定するステップと、 ｃ）イメージ強化マスク・セクションとイメージ強化修
復マスク・セクションとを含むマスク上で前記複数の修
復領域を不透明にするステップと、 ｄ）前記イメージ強化修復マスク・セクション上に前記
複数の修復領域と相補形のパターンを画定するステップ
とを含む方法。 （３９）前記イメージ強化マスク・セクションおよび前
記イメージ強化修復マスク・セクションが１つのマスク
上にあることを特徴とする上記（３８）に記載の方法。 （４０）複数の欠陥を矯正する方法であって、 ａ）位相シフト・マスク・セクションのパターン中で前
記複数の欠陥を検出するステップと、 ｂ）修復する必要のある前記複数の欠陥それぞれを取り
囲む複数の修復領域を画定するステップと、 ｃ）前記複数の修復領域を不透明にするステップと、 ｄ）位相シフト修復マスク・セクション上に前記複数の
修復領域と相補形のパターンを画定するステップと、 ｅ）位相シフト・エッジを位置合せするために位相シフ
ト修復マスク・セクション上の前記パターンを調節する
ステップと、 ｆ）位相シフト・マスク・セクションを半導体ウェハ上
に露光するステップと、 ｇ）位相シフト修復マスク・セクションを半導体ウェハ
上に露光するステップとを含む方法。 （４１）前記位相シフト・マスク・セクションおよび位
相シフト修復マスク・セクションが１つのマスク上にあ
ることを特徴とする上記（４０）に記載の方法。 （４２）複数の欠陥を矯正する方法であって、 ａ）位相シフト・マスク・セクション中の前記複数の欠
陥を検出するステップと、 ｂ）修復する必要のある前記複数の欠陥それぞれを取り
囲む複数の修復領域を画定するステップと、 ｃ）前記複数の修復領域を不透明にするステップと、 ｄ）位相シフト修復マスク・セクション上に前記複数の
修復領域と相補形のパターンを画定するステップと、 ｅ）位相シフト修復マスク・セクションを調節するステ
ップと、 ｆ）位相シフト修復マスク・セクションを半導体ウェハ
上に露光するステップと、 ｇ）位相シフト・マスク・セクションを半導体ウェハ上
に露光するステップとを含む方法。 （４３）前記位相シフト・マスク・セクションおよび位
相シフト修復マスク・セクションが１つのマスク上にあ
ることを特徴とする上記（４２）に記載の方法。 （４４）複数の欠陥を矯正する方法であって、 ａ）位相シフト・マスク・セクション中の前記複数の欠
陥を検出するステップと、 ｂ）修復する必要のある前記複数の欠陥それぞれを取り
囲む複数の修復領域を画定するステップと、 ｃ）前記複数の修復領域を不透明にするステップと、 ｄ）位相シフト修復マスク・セクション上に前記複数の
修復領域と相補形のパターンを画定するステップと、 ｅ）位相シフト修復マスク・セクションを調節するステ
ップと、 ｆ）位相シフト修復マスク・セクション上にトリミング
する必要のある領域を画定するステップと、 ｇ）トリム・マスク・セクション上にトリム領域と相補
形のパターンを画定するステップと、 ｈ）位相シフト・マスク・セクションを半導体ウェハ上
に露光するステップと、 ｉ）位相シフト修復マスク・セクションを半導体ウェハ
上に露光するステップと ｊ）トリム・マスク・セクションを半導体ウェハ上に露
光するステップとを含む方法。 （４５）前記位相シフト・マスク・セクション、前記位
相シフト修復マスク・セクションおよび前記トリム・マ
スク・セクションが１つのマスク上にあることを特徴と
する上記（４４）に記載の方法。 （４６）複数の位相シフト開口と、複数の非位相シフト
開口と、複数の欠陥とを含む位相シフト・マスク・セク
ションと、位相シフト・マスク中の前記複数の欠陥と動
作可能に協働する複数の修復領域を含む、位相シフト修
復マスク・セクションとを備える位相シフト・マスク・
システム。 （４７）前記位相シフト・マスク・セクションおよび前
記位相シフト・マスク修復セクションが１つのマスク上
にあることを特徴とする上記（４６）に記載の位相シフ
ト・マスク・システム。
欠陥を矯正する方法であって、 ａ）前記複数の欠陥の位置を決定するステップと、 ｂ）複数の修復領域を画定するステップと、 ｃ）前記イメージ強化マスク上で前記複数の修復領域を
不透明にするステップと、 ｄ）イメージ強化修復マスク上に前記複数の修復領域と
相補形のパターンを画定するステップとを含む方法。 （２）前記イメージ強化マスクが、位相シフト開口と非
位相シフト開口を備えることを特徴とする上記（１）に
記載の方法。 （３）前記複数の欠陥の位置をＡＩＭを使って決定する
ことを特徴とする上記（１）に記載の方法。 （４）前記複数の修復領域をＣＡＤ／ＣＡＭシステムを
使って画定することを特徴とする上記（１）に記載の方
法。 （５）前記イメージ強化マスクがトリミング機能を実施
することを特徴とする上記（１）に記載の方法。 （６）前記イメージ強化修復マスクが、修復機能、トリ
ミング機能および設計機能を実施することを特徴とする
上記（１）に記載の方法。 （７）前記イメージ強化修復マスクが設計機能を実施す
ることを特徴とする上記（１）に記載の方法。 （８）前記複数の修復領域が非クリティカル領域で終端
することを特徴とする上記（１）に記載の方法。 （９）前記複数の修復領域が回路を含むことを特徴とす
る上記（１）に記載の方法。 （１０）前記複数の欠陥がクロム誤配置および位相シフ
ト・エラーを含むことを特徴とする上記（１）に記載の
方法。 （１１）半導体ウェハ上のイメージの露光に使用する位
相シフト・マスク中の複数の欠陥を矯正する方法であっ
て、 ａ）位相シフト・マスクのパターン中で前記複数の欠陥
を検出するステップと、 ｂ）修復する必要のある前記複数の欠陥それぞれを取り
囲む複数の修復領域を画定するステップと、 ｃ）前記複数の修復領域を不透明にするステップと、 ｄ）位相シフト修復マスク上に前記複数の修復領域と相
補形のパターンを画定するステップと、 ｅ）位相シフト・エッジを位置合せするために位相シフ
ト修復マスク上の前記パターンを調節するステップと、 ｆ）位相シフト・マスクを半導体ウェハ上に露光するス
テップと、 ｇ）位相シフト修復マスクを半導体ウェハ上に露光する
ステップとを含む方法。 （１２）半導体ウェハ上でポジティブ・フォトレジスト
を使用することを特徴とする上記（１１）に記載の方
法。 （１３）半導体ウェハ上でネガティブ・フォトレジスト
を使用することを特徴とする上記（１１）に記載の方
法。 （１４）前記各露光ステップの直後に現像ステップを実
施することを特徴とする上記（１１）に記載の方法。 （１５）前記すべての露光ステップの後に１回の現像ス
テップを実施することを特徴とする上記（１１）に記載
の方法。 （１６）半導体ウェハ上でのイメージの露光に使用する
位相シフト・マスク中の複数の欠陥を矯正する方法であ
って、 ａ）位相シフト・マスク中の前記複数の欠陥を検出する
ステップと、 ｂ）修復する必要のある前記複数の欠陥それぞれを取り
囲む複数の修復領域を画定するステップと、 ｃ）前記複数の修復領域を不透明にするステップと、 ｄ）位相シフト修復マスク上に前記複数の修復領域と相
補形のパターンを画定するステップと、 ｅ）位相シフト修復マスクを調節するステップと、 ｆ）位相シフト修復マスクを半導体ウェハ上に露光する
ステップと、 ｇ）位相シフト・マスクを半導体ウェハ上に露光するス
テップとを含む方法。 （１７）前記各露光ステップの直後に現像ステップを実
施することを特徴とする上記（１６）に記載の方法。 （１８）現像ステップの前に前記すべての露光ステップ
を完了することを特徴とする上記（１６）に記載の方
法。 （１９）半導体ウェハ上でのイメージの露光に使用する
位相シフト・マスク中の複数の欠陥を矯正する方法であ
って、 ａ）位相シフト・マスク中の前記複数の欠陥を検出する
ステップと、 ｂ）修復する必要のある前記複数の欠陥それぞれを取り
囲む複数の修復領域を画定するステップと、 ｃ）前記複数の修復領域を不透明にするステップと、 ｄ）位相シフト修復マスク上に前記複数の修復領域と相
補形のパターンを画定するステップと、 ｅ）位相シフト修復マスクを調節するステップと、 ｆ）位相シフト修復マスク上にトリミングする必要のあ
る領域を画定するステップと、 ｇ）トリム・マスク上にトリム領域と相補形のパターン
を画定するステップと、 ｈ）位相シフト・マスクを半導体ウェハ上に露光するス
テップと、 ｉ）位相シフト修復マスクを半導体ウェハ上に露光する
ステップと ｊ）トリム・マスクを半導体ウェハ上に露光するステッ
プとを含む方法。 （２０）前記各露光ステップの直後に現像ステップを実
施することを特徴とする上記（１９）に記載の方法。 （２１）前記すべての露光ステップの完了後に現像ステ
ップを実施することを特徴とする上記（１９）に記載の
方法。 （２２）複数の位相シフト開口と、複数の非位相シフト
開口と、複数の欠陥とを含む位相シフト・マスクと、位
相シフト・マスク中の前記複数の欠陥と動作可能に協働
する複数の修復領域を含む、位相シフト修復マスクとを
備える位相シフト・マスク・システム。 （２３）前記位相シフト開口が交互位相シフト開口であ
ることを特徴とする上記（２２）に記載の位相シフト・
マスク・システム。 （２４）前記位相シフト開口がリム位相シフト開口であ
ることを特徴とする上記（２２）に記載の位相シフト・
マスク・システム。 （２５）前記位相シフト開口がサブリゾリューション位
相シフト開口であることを特徴とする上記（２２）に記
載の位相シフト・マスク・システム。 （２６）前記位相シフト開口が位相エッジ・シフト開口
であることを特徴とする上記（２２）に記載の位相シフ
ト・マスク・システム。 （２７）前記位相シフト開口が減衰位相シフト開口であ
ることを特徴とする上記（２２）に記載の位相シフト・
マスク・システム。 （２８）前記位相シフト開口が非減衰位相シフト開口で
あることを特徴とする上記（２２）に記載の位相シフト
・マスク・システム。 （２９）前記位相シフト・マスクおよび前記位相シフト
修復マスクが、それぞれ非減衰位相シフト開口によるサ
ブリゾリューション結像を含むことを特徴とする上記
（２２）に記載の位相シフト・マスク・システム。 （３０）前記位相シフト開口がクロムレス位相シフト開
口であることを特徴とする上記（２２）に記載の位相シ
フト・マスク・システム。 （３１）前記位相シフト開口がレヴェンソン位相シフト
開口であることを特徴とする上記（２２）に記載の位相
シフト・マスク・システム。 （３２）前記位相シフト開口がアウトリガー位相シフト
開口であることを特徴とする上記（２２）に記載の位相
シフト・マスク・システム。 （３３）前記位相シフト開口が、クリティカルなイメー
ジ・コントラスト要件に応じて選択的に使用されること
を特徴とする上記（２２）に記載の位相シフト・マスク
・システム。 （３４）前記位相シフト修復マスクが位相シフタおよび
強度マスク要素を含むことを特徴とする上記（２２）に
記載の位相シフト・マスク・システム。 （３５）前記複数の修復領域が回路を含むことを特徴と
する上記（２２）に記載の位相シフト・マスク・システ
ム。 （３６）前記位相シフト修復マスクがトリム領域および
第２設計領域を含むことを特徴とする上記（２２）に記
載の位相シフト・マスク・システム。 （３７）複数の位相シフト開口と、複数の非位相シフト
開口と、複数の欠陥とを含む位相シフト・マスクと、位
相シフト・マスク中の前記複数の欠陥と動作可能に協働
する複数の修復領域を含む、位相シフト修復マスクと、
位相シフト修復マスクと動作可能に協働するトリム・マ
スクとを備える位相シフト・マスク・システム。 （３８）複数の欠陥を矯正する方法であって、 ａ）前記複数の欠陥の位置を決定するステップと、 ｂ）複数の修復領域を画定するステップと、 ｃ）イメージ強化マスク・セクションとイメージ強化修
復マスク・セクションとを含むマスク上で前記複数の修
復領域を不透明にするステップと、 ｄ）前記イメージ強化修復マスク・セクション上に前記
複数の修復領域と相補形のパターンを画定するステップ
とを含む方法。 （３９）前記イメージ強化マスク・セクションおよび前
記イメージ強化修復マスク・セクションが１つのマスク
上にあることを特徴とする上記（３８）に記載の方法。 （４０）複数の欠陥を矯正する方法であって、 ａ）位相シフト・マスク・セクションのパターン中で前
記複数の欠陥を検出するステップと、 ｂ）修復する必要のある前記複数の欠陥それぞれを取り
囲む複数の修復領域を画定するステップと、 ｃ）前記複数の修復領域を不透明にするステップと、 ｄ）位相シフト修復マスク・セクション上に前記複数の
修復領域と相補形のパターンを画定するステップと、 ｅ）位相シフト・エッジを位置合せするために位相シフ
ト修復マスク・セクション上の前記パターンを調節する
ステップと、 ｆ）位相シフト・マスク・セクションを半導体ウェハ上
に露光するステップと、 ｇ）位相シフト修復マスク・セクションを半導体ウェハ
上に露光するステップとを含む方法。 （４１）前記位相シフト・マスク・セクションおよび位
相シフト修復マスク・セクションが１つのマスク上にあ
ることを特徴とする上記（４０）に記載の方法。 （４２）複数の欠陥を矯正する方法であって、 ａ）位相シフト・マスク・セクション中の前記複数の欠
陥を検出するステップと、 ｂ）修復する必要のある前記複数の欠陥それぞれを取り
囲む複数の修復領域を画定するステップと、 ｃ）前記複数の修復領域を不透明にするステップと、 ｄ）位相シフト修復マスク・セクション上に前記複数の
修復領域と相補形のパターンを画定するステップと、 ｅ）位相シフト修復マスク・セクションを調節するステ
ップと、 ｆ）位相シフト修復マスク・セクションを半導体ウェハ
上に露光するステップと、 ｇ）位相シフト・マスク・セクションを半導体ウェハ上
に露光するステップとを含む方法。 （４３）前記位相シフト・マスク・セクションおよび位
相シフト修復マスク・セクションが１つのマスク上にあ
ることを特徴とする上記（４２）に記載の方法。 （４４）複数の欠陥を矯正する方法であって、 ａ）位相シフト・マスク・セクション中の前記複数の欠
陥を検出するステップと、 ｂ）修復する必要のある前記複数の欠陥それぞれを取り
囲む複数の修復領域を画定するステップと、 ｃ）前記複数の修復領域を不透明にするステップと、 ｄ）位相シフト修復マスク・セクション上に前記複数の
修復領域と相補形のパターンを画定するステップと、 ｅ）位相シフト修復マスク・セクションを調節するステ
ップと、 ｆ）位相シフト修復マスク・セクション上にトリミング
する必要のある領域を画定するステップと、 ｇ）トリム・マスク・セクション上にトリム領域と相補
形のパターンを画定するステップと、 ｈ）位相シフト・マスク・セクションを半導体ウェハ上
に露光するステップと、 ｉ）位相シフト修復マスク・セクションを半導体ウェハ
上に露光するステップと ｊ）トリム・マスク・セクションを半導体ウェハ上に露
光するステップとを含む方法。 （４５）前記位相シフト・マスク・セクション、前記位
相シフト修復マスク・セクションおよび前記トリム・マ
スク・セクションが１つのマスク上にあることを特徴と
する上記（４４）に記載の方法。 （４６）複数の位相シフト開口と、複数の非位相シフト
開口と、複数の欠陥とを含む位相シフト・マスク・セク
ションと、位相シフト・マスク中の前記複数の欠陥と動
作可能に協働する複数の修復領域を含む、位相シフト修
復マスク・セクションとを備える位相シフト・マスク・
システム。 （４７）前記位相シフト・マスク・セクションおよび前
記位相シフト・マスク修復セクションが１つのマスク上
にあることを特徴とする上記（４６）に記載の位相シフ
ト・マスク・システム。
【図１】従来のマスクを示す図である。
【図２】従来の交互位相シフト型位相シフト・マスクを
示す図である。
示す図である。
【図３】従来のマスクを示す図である。
【図４】従来のサブリゾリューション位相シフト・マス
クを示す図である。
クを示す図である。
【図５】従来のリム位相シフト・マスクを示す図であ
る。
る。
【図６】従来の減衰位相シフト・マスクを示す図であ
る。
る。
【図７】従来の非減衰位相シフト・マスクを示す図であ
る。
る。
【図８】従来の位相エッジ・シフト・マスクを示す図で
ある。
ある。
【図９】従来の非減衰位相シフト・マスクを示す図であ
る。
る。
【図１０】非減衰位相シフト機能を備えるサブリゾリュ
ーション結合マスクを示す図である。
ーション結合マスクを示す図である。
【図１１】位相シフト・マスクを用いた露光を示す図で
ある。
ある。
【図１２】第２のマスク、たとえばトリム機能も実施で
きる位相シフト修復マスクを用いた露光を示す図であ
る。
きる位相シフト修復マスクを用いた露光を示す図であ
る。
【図１３】第３のマスクが必要な場合の露光を示す図で
ある。
ある。
【図１４】位相シフト・マスク・セクションと位相シフ
ト修復マスク・セクションが１つのマスク上にある場合
の露光の例を示す図である。
ト修復マスク・セクションが１つのマスク上にある場合
の露光の例を示す図である。
【図１５】位相シフト・マスク・セクションと位相シフ
ト修復マスク・セクションとトリム・マスク・セクショ
ンがすべて１つのマスク上にある場合の露光の例を示す
図である。
ト修復マスク・セクションとトリム・マスク・セクショ
ンがすべて１つのマスク上にある場合の露光の例を示す
図である。
【図１６】位相シフト部分に欠陥を有し、ガラス部分上
にクロムを含む位相シフト・マスクの図である。
にクロムを含む位相シフト・マスクの図である。
【図１７】位相シフト部分に欠陥を有し、ガラス部分上
のクロムの欠陥が修復済みである位相シフト・マスクの
図である。
のクロムの欠陥が修復済みである位相シフト・マスクの
図である。
【図１８】交互位相シフト・マスクを使用した位相シフ
ト・マスクの図である。
ト・マスクの図である。
【図１９】図１８に示したマスク用のトリム・マスクの
図である。
図である。
【図２０】位相欠陥を有する位相シフト・マスクの図で
ある。
ある。
【図２１】位相欠陥と欠陥の周りに画定された臨界領域
とを有する位相シフト・マスクの図である。
とを有する位相シフト・マスクの図である。
【図２２】位相欠陥の周りの最小修復領域と欠陥の周り
に画定された臨界領域とを長方形で取り囲んだ位相シフ
ト・マスクの図である。
に画定された臨界領域とを長方形で取り囲んだ位相シフ
ト・マスクの図である。
【図２３】欠陥領域を不透明にした位相シフト・マスク
の図である。
の図である。
【図２４】位相シフト修復機能をトリム機能と組み合わ
せた位相シフト修復マスクの図である。
せた位相シフト修復マスクの図である。
【図２５】２枚のマスクを使用する場合の本発明の修復
方法の流れ図である。
方法の流れ図である。
【図２６】図２５の流れ図のサブルーチンの流れ図であ
る。
る。
【図２７】図２５の流れ図の位相シフト修復マスク調節
サブルーチンの流れ図である。
サブルーチンの流れ図である。
【図２８】３枚のマスクを使用する場合の本発明の修復
方法の流れ図である。
方法の流れ図である。
３０ フォトリソグラフィ装置 ３１ 光源 ３２ 電磁放射線 ３３ 光学系 ３４ 表面 ３５ ウェハ ３６ フォトレジスト ３７ 電磁放射線照射領域 ３８ 非作用空間 ３９ａ 位相シフト・マスク ３９ｂ 位相シフト修復マスク ７０ 石英マスク ７１ クロム不透明領域 ７２ 透明領域 ７３ 位相シフト領域 ７４ クロム欠落欠陥 ７５ クロム誤配置欠陥 ７６ａ 冗長欠陥 ７６ｂ 材料欠落欠陥
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バーン・ジェン・リン アメリカ合衆国33611−2818 フロリダ 州タンパ ベイショア・ブールバード 4603 (72)発明者 マーク・オー・ネイサー アメリカ合衆国12590 ニューヨーク州 ウォッピンガーズ・フォールズ カーテ ィン・コート ５ (56)参考文献 特開 平６−194823（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G03F 1/00 - 1/16
Claims (18)
- 【請求項１】イメージ強化マスクにおける複数の欠陥を
矯正する方法であって、 ａ）前記複数の欠陥の位置を決定するステップと、 ｂ）複数の修復領域を画定するステップと、 ｃ）前記イメージ強化マスク上で前記複数の修復領域を
不透明にするステップと、 ｄ）イメージ強化修復マスク上に前記複数の修復領域と
相補形のパターンを画定するステップとを含む方法。 - 【請求項２】前記イメージ強化マスクが、位相シフト開
口と非位相シフト開口を備えることを特徴とする請求項
１に記載の方法。 - 【請求項３】前記複数の欠陥がクロム誤配置および位相
シフト・エラーを含むことを特徴とする請求項１に記載
の方法。 - 【請求項４】半導体ウェハ上のイメージの露光に使用す
る位相シフト・マスク中の複数の欠陥を矯正する方法で
あって、 ａ）位相シフト・マスクのパターン中で前記複数の欠陥
を検出するステップと、 ｂ）修復する必要のある前記複数の欠陥それぞれを取り
囲む複数の修復領域を画定するステップと、 ｃ）前記複数の修復領域を不透明にするステップと、 ｄ）位相シフト修復マスク上に前記複数の修復領域と相
補形のパターンを画定するステップと、 ｅ）位相シフト・エッジを位置合せするために位相シフ
ト修復マスク上の前記パターンを調節するステップと、 ｆ）位相シフト・マスクを半導体ウェハ上に露光するス
テップと、 ｇ）位相シフト修復マスクを半導体ウェハ上に露光する
ステップとを含む方法。 - 【請求項５】半導体ウェハ上でのイメージの露光に使用
する位相シフト・マスク中の複数の欠陥を矯正する方法
であって、 ａ）位相シフト・マスク中の前記複数の欠陥を検出する
ステップと、 ｂ）修復する必要のある前記複数の欠陥それぞれを取り
囲む複数の修復領域を画定するステップと、 ｃ）前記複数の修復領域を不透明にするステップと、 ｄ）位相シフト修復マスク上に前記複数の修復領域と相
補形のパターンを画定するステップと、 ｅ）位相シフト修復マスクを調節するステップと、 ｆ）位相シフト修復マスクを半導体ウェハ上に露光する
ステップと、 ｇ）位相シフト・マスクを半導体ウェハ上に露光するス
テップとを含む方法。 - 【請求項６】半導体ウェハ上でのイメージの露光に使用
する位相シフト・マスク中の複数の欠陥を矯正する方法
であって、 ａ）位相シフト・マスク中の前記複数の欠陥を検出する
ステップと、 ｂ）修復する必要のある前記複数の欠陥それぞれを取り
囲む複数の修復領域を画定するステップと、 ｃ）前記複数の修復領域を不透明にするステップと、 ｄ）位相シフト修復マスク上に前記複数の修復領域と相
補形のパターンを画定するステップと、 ｅ）位相シフト修復マスクを調節するステップと、 ｆ）位相シフト修復マスク上にトリミングする必要のあ
る領域を画定するステップと、 ｇ）トリム・マスク上にトリム領域と相補形のパターン
を画定するステップと、 ｈ）位相シフト・マスクを半導体ウェハ上に露光するス
テップと、 ｉ）位相シフト修復マスクを半導体ウェハ上に露光する
ステップと ｊ）トリム・マスクを半導体ウェハ上に露光するステッ
プとを含む方法。 - 【請求項７】複数の位相シフト開口と、複数の非位相シ
フト開口と、複数の欠陥とを含む位相シフト・マスク
と、 位相シフト・マスク中の前記複数の欠陥と動作可能に協
働する複数の修復領域を含む、位相シフト修復マスクと
を備える位相シフト・マスク・システム。 - 【請求項８】複数の位相シフト開口と、複数の非位相シ
フト開口と、複数の欠陥とを含む位相シフト・マスク
と、 位相シフト・マスク中の前記複数の欠陥と動作可能に協
働する複数の修復領域を含む、位相シフト修復マスク
と、 位相シフト修復マスクと動作可能に協働するトリム・マ
スクとを備える位相シフト・マスク・システム。 - 【請求項９】複数の欠陥を矯正する方法であって、 ａ）前記複数の欠陥の位置を決定するステップと、 ｂ）複数の修復領域を画定するステップと、 ｃ）イメージ強化マスク・セクションとイメージ強化修
復マスク・セクションとを含むマスク上で前記複数の修
復領域を不透明にするステップと、 ｄ）前記イメージ強化修復マスク・セクション上に前記
複数の修復領域と相補形のパターンを画定するステップ
とを含む方法。 - 【請求項１０】前記イメージ強化マスク・セクションお
よび前記イメージ強化修復マスク・セクションが１つの
マスク上にあることを特徴とする請求項９に記載の方
法。 - 【請求項１１】複数の欠陥を矯正する方法であって、 ａ）位相シフト・マスク・セクションのパターン中で前
記複数の欠陥を検出するステップと、 ｂ）修復する必要のある前記複数の欠陥それぞれを取り
囲む複数の修復領域を画定するステップと、 ｃ）前記複数の修復領域を不透明にするステップと、 ｄ）位相シフト修復マスク・セクション上に前記複数の
修復領域と相補形のパターンを画定するステップと、 ｅ）位相シフト・エッジを位置合せするために位相シフ
ト修復マスク・セクション上の前記パターンを調節する
ステップと、 ｆ）位相シフト・マスク・セクションを半導体ウェハ上
に露光するステップと、 ｇ）位相シフト修復マスク・セクションを半導体ウェハ
上に露光するステップとを含む方法。 - 【請求項１２】前記位相シフト・マスク・セクションお
よび位相シフト修復マスク・セクションが１つのマスク
上にあることを特徴とする請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１３】複数の欠陥を矯正する方法であって、 ａ）位相シフト・マスク・セクション中の前記複数の欠
陥を検出するステップと、 ｂ）修復する必要のある前記複数の欠陥それぞれを取り
囲む複数の修復領域を画定するステップと、 ｃ）前記複数の修復領域を不透明にするステップと、 ｄ）位相シフト修復マスク・セクション上に前記複数の
修復領域と相補形のパターンを画定するステップと、 ｅ）位相シフト修復マスク・セクションを調節するステ
ップと、 ｆ）位相シフト修復マスク・セクションを半導体ウェハ
上に露光するステップと、 ｇ）位相シフト・マスク・セクションを半導体ウェハ上
に露光するステップとを含む方法。 - 【請求項１４】前記位相シフト・マスク・セクションお
よび位相シフト修復マスク・セクションが１つのマスク
上にあることを特徴とする請求項１３に記載の方法。 - 【請求項１５】複数の欠陥を矯正する方法であって、 ａ）位相シフト・マスク・セクション中の前記複数の欠
陥を検出するステップと、 ｂ）修復する必要のある前記複数の欠陥それぞれを取り
囲む複数の修復領域を画定するステップと、 ｃ）前記複数の修復領域を不透明にするステップと、 ｄ）位相シフト修復マスク・セクション上に前記複数の
修復領域と相補形のパターンを画定するステップと、 ｅ）位相シフト修復マスク・セクションを調節するステ
ップと、 ｆ）位相シフト修復マスク・セクション上にトリミング
する必要のある領域を画定するステップと、 ｇ）トリム・マスク・セクション上にトリム領域と相補
形のパターンを画定するステップと、 ｈ）位相シフト・マスク・セクションを半導体ウェハ上
に露光するステップと、 ｉ）位相シフト修復マスク・セクションを半導体ウェハ
上に露光するステップと ｊ）トリム・マスク・セクションを半導体ウェハ上に露
光するステップとを含む方法。 - 【請求項１６】前記位相シフト・マスク・セクション、
前記位相シフト修復マスク・セクションおよび前記トリ
ム・マスク・セクションが１つのマスク上にあることを
特徴とする請求項１５に記載の方法。 - 【請求項１７】複数の位相シフト開口と、複数の非位相
シフト開口と、複数の欠陥とを含む位相シフト・マスク
・セクションと、 位相シフト・マスク中の前記複数の欠陥と動作可能に協
働する複数の修復領域を含む、位相シフト修復マスク・
セクションとを備える位相シフト・マスク・システム。 - 【請求項１８】前記位相シフト・マスク・セクションお
よび前記位相シフト・マスク修復セクションが１つのマ
スク上にあることを特徴とする請求項１７に記載の位相
シフト・マスク・システム。
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