JP3263872B2 - ハーフトーン方式位相シフトマスク及びその修正方法並びに半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハーフトーン方式位相
シフトマスク及びその修正方法、並びにかかるハーフト
ーン方式位相シフトマスクを用いた半導体装置の製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造におけるパターン転写
工程、所謂リソグラフィ工程で使用されるフォトマスク
は、フォトマスク上のパターン形状をウエハ上に形成さ
れたレジスト材料に転写するために用いられる。フォト
マスク上に欠陥が存在する場合、かかる欠陥がレジスト
材料に転写されるために、作製された半導体装置には欠
陥が発生し、半導体装置の性能が著しく損なわれ、ま
た、半導体装置の製造歩留まりを著しく低下させる。そ
れ故、フォトマスクには、レジスト材料に転写されるよ
うな欠陥が含まれないことが強く要求される。従って、
フォトマスクの作製工程中にフォトマスクを検査し、検
出された欠陥を修正することによって、レジスト材料に
転写されるような欠陥を全て除去しなければならない。

【０００３】一方、半導体装置等におけるパターン加工
の寸法は年々微細化している。そして、遮光領域と光透
過領域のみによって構成された従来型のフォトマスクで
は、リソグラフィ工程で使用する露光装置の露光光の波
長程度の解像度を得ることができず、半導体装置等の製
造において要求される解像度を得ることが困難になりつ
つある。そこで、近年、このような従来型のフォトマス
クに替わって、光の位相を異ならせる位相シフト領域を
具備した、所謂位相シフトマスクが用いられるようにな
ってきている。位相シフトマスクを用いることによっ
て、従来型のフォトマスクでは形成不可能な微細パター
ンの形成が可能である。このような位相シフトマスクに
おいても、従来型のフォトマスクと同様に、欠陥の検査
及び修正によって欠陥を除去することがその実用化には
不可欠である。

【０００４】従来の位相シフトマスクは、光透過領域、
光を遮光する遮光領域、及び光透過領域を通過する光の
位相と異なる位相の光を透過させる光透過物質から成る
位相シフト領域を備えている。典型的な従来のエッジ強
調型位相シフトマスクの模式的一部切断図を図３０の
（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示す。図中、２０は基板、
１０は光透過領域、１８は遮光領域、２４は位相シフト
領域、２６は光透過物質層である。従来の位相シフトマ
スクは、位相シフト領域の形状あるいは位置を精確に制
御しないと微細なパターンの形成ができない。また、パ
ターン形状によっては、位相シフト領域が、本来光の干
渉を受けてはならない他の光透過領域にまで光の干渉を
生じさせる場合がある。このような場合には、位相シフ
ト領域を形成することができない。

【０００５】このような従来の位相シフトマスクの問題
点を解決するための位相シフトマスクの一種に、半遮光
領域及び光透過領域を備え、半遮光領域を通過した光の
位相と光透過領域を通過した光の位相とが異なるハーフ
トーン方式位相シフトマスクがある。ハーフトーン方式
位相シフトマスクにおいては、光透過領域を除く全面に
半遮光領域が形成されている。ハーフトーン方式位相シ
フトマスクは、従来の位相シフトマスクの問題点を解決
できるだけでなく、その作製が容易であり、しかも、マ
スク作製時に欠陥が生成される度合も低いという利点を
有する。従来のハーフトーン方式位相シフトマスクの模
式的な一部切断図を図３１に示す。図中、２０は基板、
１０は光透過領域、１２は半遮光領域である。半遮光領
域１２は、半遮光層２２及び光透過物質層２６から構成
されている。光透過物質層２６は、光透過領域１０を通
過した光の位相と半遮光領域１２を通過した光の位相を
異ならせるための光透過物質から成る。

【０００６】ハーフトーン方式位相シフトマスクにおい
ては、半遮光領域１２の振幅透過率は、０より大きく且
つレジスト材料を解像させない程度、例えば２０〜４５
％程度である。尚、光強度透過率で表現すると、４〜２
０％程度である。そして、マスクに形成されたパターン
形状をウエハ上に形成されたレジスト材料に転写するた
めに、所定の振幅透過率及び位相を有する半遮光領域１
２を通過した光と、半遮光領域とは例えば位相が１８０
°異なる光透過領域１０を通過した光の干渉を利用す
る。従って、所定の位相とは異なる領域、又は所定の振
幅透過率とは異なる領域、あるいはこれら両方が異なる
領域は全て欠陥領域となり、ウエハ上のレジスト材料に
転写される転写パターン形状が所望のパターン形状と異
なってしまう。

【０００７】本発明の対象であるハーフトーン方式位相
シフトマスクの欠陥修正方法に関しては、これまで幾つ
かの方法が提案されている。

【０００８】それらの方法の１つに、欠陥を有するマス
クのパターンを設計通りに復元する方法が挙げられる。
この方法によって修正可能な欠陥の例は、以下のとおり
である。 （Ａ）図３２の（Ａ）に模式的な一部断面図を示すよう
に、半遮光領域１２に設けられた位相を制御するための
光透過物質層２６が欠落し、半遮光領域１２を通過した
光の位相が所定の値とは異なる欠陥領域１４。 （Ｂ）図３２の（Ｂ）に模式的な一部断面図を示すよう
に、半遮光領域１２に設けられた光透過物質層２６の厚
さが所定の厚さと異なるために、半遮光領域１２を通過
した光の位相が所定の値とは異なる欠陥領域１４。 （Ｃ）図３２の（Ｃ）に模式的な一部断面図を示すよう
に、半遮光層２２が欠落し、あるいは厚さが所定の厚さ
と異なるために、半遮光領域１２を通過する光の振幅透
過率が所定の値とは異なる欠陥領域１４。

【０００９】（Ａ）の欠陥は、例えば光透過物質層２６
と同一の屈折率を有する光透過物質を光透過物質層が欠
落した部分に形成することによって修正可能とされてい
る。具体的には、例えばシリコン含有ガス雰囲気中で集
束イオンビームを欠陥領域に走査させることによって、
シリコン酸化物を選択的に欠陥領域に析出させ、これに
よって欠陥領域に光透過物質を形成する（このような修
正方法を、以下、ＦＩＢによるシリコン酸化物形成によ
る修正法とも呼ぶ）。あるいは、所謂リフトオフ法によ
って欠陥領域を修正する。即ち、レジストをマスク全面
に塗布した後、欠陥領域に選択的に光露光を行うかある
いは電子ビーム、集束イオンビーム、レーザービーム等
によりレジストを露光し、次いで、レジストを現像する
ことによって欠陥領域を選択的に露出させる。その後、
シリコン酸化物等の光透過物質を塗布して、露出してい
る欠陥領域のみに選択的に光透過物質を形成する修正方
法である。

【００１０】（Ｂ）の欠陥は、光透過物質層の厚さが厚
い部分を除去することで修正可能である。例えば集束イ
オンビーム等による物理的エッチングにより光透過物質
層の厚さが厚い部分を除去する方法が、通常用いられて
いる。

【００１１】また、（Ａ）及び（Ｂ）の両方の欠陥、あ
るいは（Ｃ）の欠陥は、欠陥領域を遮光体で被覆するこ
とによって修正可能とされている。この方法において
は、従来マスクの修正において既に用いられている炭素
含有ガス雰囲気中で集束イオンビームを欠陥領域に走査
させて、炭素層を選択的に欠陥領域に析出させ、炭素層
による遮光体を形成する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のハー
フトーン方式位相シフトマスクの欠陥修正は、以下に述
べる問題点を有する。

【００１３】（Ａ）の欠陥をＦＩＢによるシリコン酸化
物形成による修正法によって修正する場合、欠陥領域近
傍におけるシリコン含有ガスの濃度を一定且つ均一に維
持することが甚だ困難である。更には、集束イオンビー
ム装置内に残留するガスの影響を完全に除去することは
不可能である。その結果、所望の厚さ、形状、透過率及
び屈折率を有する光透過物質を欠陥領域に形成すること
は極めて困難である。

【００１４】また、（Ａ）の欠陥をリフトオフ法によっ
て修正する場合、レジストをハーフトーン方式位相シフ
トマスク全面に再度塗布する必要があるために、かかる
レジスト中に発生する欠陥によって、修正されたハーフ
トーン方式位相シフトマスクに新たに欠陥が生じる。ま
た、光透過物質を形成した後、レジスト及び塗布した光
透過物質を除去するために超音波剥離等を行う必要があ
る。然るに、超音波剥離時、レジスト及び光透過物質だ
けでなく、半遮光層の一部まで剥離してしまい、新たな
欠陥が生じてしまう。また、これらの新たに生じた欠陥
を修正するために、同様の修正方法で修正を繰り返さな
ければならず、リフトオフ法を欠陥修正方法として用い
ることは現実的ではない。

【００１５】（Ｂ）の欠陥を集束イオンビームによって
物理的にエッチング除去する修正方法では、欠陥領域の
エッチング速度と正常な光透過物質層のエッチング速度
の間に大きな違いがない。そのために、集束イオンビー
ムの走査位置や走査回数を極めて厳密に制御しなけれ
ば、欠陥領域周辺や欠陥領域の下方の光透過物質層が損
傷される。ところが、実際に発生する欠陥領域は位置、
形状、厚さ等が一定ではなく、精密に欠陥領域のみを集
束イオンビームによって除去し修正することは極めて困
難である。更には、イオンビーム走査時に走査された部
分にイオンが残留し、振幅透過率が低下する。微細なパ
ターンにおいて残留したイオンを除去することは不可能
であり、この修正方法も現実的ではない。

【００１６】欠陥領域を遮光体で選択的に被覆する方法
は、簡便且つ容易な方法である。このような修正方法
は、例えば文献「ハーフトーン位相シフトマスクの欠陥
修正法の検討」，１９９３年春季第４０回応用物理学関
係連合講演会講演予稿集Ｎｏ．２，３１ｐ−Ｌ−１５，
第６１１頁に記載されている。この文献には、欠陥領域
と同じサイズを有し透過率がほぼ０に等しい遮光膜で欠
陥領域を被覆することが記載されている。

【００１７】ところが、欠陥領域と同じ大きさを有する
遮光体で欠陥領域を被覆したハーフトーン方式位相シフ
トマスクを用いてウエハ上に形成されたレジスト材料に
パターン形状を転写した場合、設計通りのパターン形状
が精確にレジスト材料に転写されないという問題があ
る。特に、遮光体の面積が大きくなると、修正されたハ
ーフトーン方式位相シフトマスクによって得られるレジ
スト材料への転写パターン形状が、欠陥が無い場合のハ
ーフトーン方式位相シフトマスクによって得られるレジ
スト材料への転写パターン形状と大幅に異なる。尚、以
下、このような相違を、「マスク修正後の転写パターン
形状の所望形状との相違」と呼ぶこともある。

【００１８】例えばハーフトーン方式位相シフトマスク
に形成されたコンタクトホールパターンにおいて、コン
タクトホールパターンに隣接する半遮光領域の一辺の全
てを遮光体で被覆する。尚、光透過領域は遮光体で被覆
しない。このような場合、欠陥が無い場合のハーフトー
ン方式位相シフトマスクによって得られるレジスト材料
への転写パターン形状と比較して、修正されたハーフト
ーン方式位相シフトマスクによって得られるレジスト材
料への転写パターン形状は１５％以上も大きくなる。こ
のような転写パターン形状から形成されたコンタクトホ
ールは半導体装置の性能を著しく劣化せしめ、半導体装
置作製そのものを著しく困難にする。

【００１９】また、欠陥領域を遮光体で選択的に被覆す
る従来の方法においては、欠陥領域が小さいときには、
遮光体の面積を小さくすることができ、その結果、マス
ク修正後の転写パターン形状の所望形状との相違を許容
し得る場合がある。しかしながら、遮光体の面積を小さ
くすると、集束イオンビームによる遮光体の形成時に十
分な修正精度を確保することが困難である。

【００２０】修正精度を損なう要因としては、集束イオ
ンビームのドリフトによる所望の遮光体形成予定領域か
らのビームずれ、集束イオンビームが照射される領域近
傍における炭素含有ガスの濃度むら、集束イオンビーム
のドリフトや電流変動による所望の遮光体形成予定領域
とは異なる領域における遮光体の形成、更には遮光体形
成予定領域の設定における人為的誤差の発生等を挙げる
ことができる。遮光体の面積を小さくした場合、これら
の修正精度を損なう要因を回避することは甚だ困難であ
る。そのため、しばしば未修正の欠陥が生じ、確実に欠
陥を修正できないという問題がある。また、欠陥領域と
同じ大きさの遮光体を形成することは、現実には極めて
困難である。

【００２１】露光光に対して透明な皮膜で構成されたシ
フタの欠陥を修正する方法が、例えば特開平４−１６５
３５３号公報から公知である。この公報には、欠け欠陥
領域上に光遮光部をこれがシフタ外部側に所定面積延在
するように設けることによって、単独で解像され得る大
きさのシフタ欠け欠陥を修正する方法が開示されてい
る。

【００２２】この公報に記載された位相シフトマスクは
ハーフトーン方式位相シフトマスクではなく、所謂シフ
タ遮光方式の位相シフトマスクである。また、光遮光部
は光ＣＶＤ法を用いたクロム膜から成るが、光遮光部の
形成の際、再び欠陥が生成されるという問題がある。更
には、この公報に添付された第６図、第７図及び第８図
からも明らかなように、シフタ内部においては、シフタ
の欠け欠陥領域と同じ大きさの遮光体で欠け欠陥領域が
被覆されている。即ち、シフタ内部において、欠け欠陥
領域より大きな領域を遮光体で被覆することは記載も示
唆もなされていない。このようなシフタの欠け欠陥領域
と同じ大きさの遮光体を形成することは、現実には極め
て困難である。

【００２３】従って、本発明の第１の目的は、欠陥領域
が遮光体で選択的にしかも確実に被覆され、しかもマス
ク修正後の転写パターン形状の所望形状との相違が実用
上問題とならない、欠陥領域が修正されたハーフトーン
方式位相シフトマスクを提供することにある。

【００２４】また、本発明の第２の目的は、選択的に、
確実に、十分な修正裕度にてしかも容易な方法にて欠陥
領域を遮光体で被覆することによって欠陥領域を修正し
得るハーフトーン方式位相シフトマスクの修正方法を提
供することにある。

【００２５】更に、本発明の第３の目的は、かかるハー
フトーン方式位相シフトマスクを用いた半導体装置の製
造方法を提供することにある。

【００２６】

【課題を解決するための手段】上記の第１の目的は、半
遮光領域及び光透過領域を備え、半遮光領域を通過した
光の位相と光透過領域を通過した光の位相とが異なるハ
ーフトーン方式位相シフトマスクであって、位相、振幅
透過率、あるいはそれらの両方が所定の値とは異なり、
光透過領域に隣接若しくは近接した半遮光領域に存在す
る欠陥領域を含み、且つ欠陥領域より大きい欠陥領域内
の修正領域、並びに修正領域に隣接若しくは近接する光
透過領域の一部が、レジスト材料を感光させない振幅透
過率を有する遮光体で被覆されていることを特徴とする
本発明のハーフトーン方式位相シフトマスクによって達
成することができる。

【００２７】本発明のハーフトーン方式位相シフトマス
クにおいては、修正されたハーフトーン方式位相シフト
マスクによって得られるレジスト材料への転写パターン
形状が、欠陥領域が無い場合のハーフトーン方式位相シ
フトマスクによって得られるレジスト材料への転写パタ
ーン形状と略一致するように、修正領域に隣接若しくは
近接する光透過領域の一部の位置及び形状、更に必要に
応じて遮光体の振幅透過率が選択されることが望まし
い。この場合、遮光体は炭素から成ることが好ましい。

【００２８】あるいは又、本発明のハーフトーン方式位
相シフトマスクにおいては、修正領域は、レジスト材料
を感光させない振幅透過率を有する第１の遮光体で被覆
され、修正領域に隣接若しくは近接する光透過領域の一
部は、第１の遮光体の有する振幅透過率とは異なる振幅
透過率を有する第２の遮光体で被覆されていることが望
ましい。この場合、修正されたハーフトーン方式位相シ
フトマスクによって得られるレジスト材料への転写パタ
ーン形状が、欠陥領域が無い場合のハーフトーン方式位
相シフトマスクによって得られるレジスト材料への転写
パターン形状と略一致するように、修正領域に隣接若し
くは近接する光透過領域の一部の位置及び形状、更に必
要に応じて第２の遮光体の振幅透過率が選択されること
が好ましい。更に、第１あるいは第２の遮光体は炭素か
ら成ることが好ましい。

【００２９】本発明のハーフトーン方式位相シフトマス
クにおいては、半遮光領域は少なくとも半遮光層から成
り、この場合、欠陥領域は、少なくとも半遮光層の欠落
から構成され、あるいは少なくとも半遮光層の厚さが所
定の値と異なる場合がある。尚、半遮光領域は、０より
大きく且つレジスト材料を解像させない振幅透過率、よ
り具体的には０より大きく且つ０．５５より小さい振幅
透過率を有することが望ましい。

【００３０】本発明の第２の目的は、半遮光領域及び光
透過領域を備え、半遮光領域を通過した光の位相と光透
過領域を通過した光の位相とが異なるハーフトーン方式
位相シフトマスクにおいて、位相、振幅透過率、あるい
はそれらの両方が所定の値とは異なる欠陥領域が、光透
過領域に隣接若しくは近接した半遮光領域に存在する場
合、半遮光領域内において、欠陥領域を含み且つ欠陥領
域より大きい修正領域を選択し、修正領域、及び修正領
域に隣接若しくは近接する光透過領域の一部を、レジス
ト材料を感光させない振幅透過率を有する遮光体で被覆
することを特徴とする本発明の第１の態様に係るハーフ
トーン方式位相シフトマスクの修正方法によって達成す
ることができる。

【００３１】本発明の第１の態様に係るハーフトーン方
式位相シフトマスクの修正方法においては、修正された
ハーフトーン方式位相シフトマスクによって得られるレ
ジスト材料への転写パターン形状が、欠陥領域が無い場
合のハーフトーン方式位相シフトマスクによって得られ
るレジスト材料への転写パターン形状と略一致するよう
に、修正領域に隣接若しくは近接する光透過領域の一部
の位置及び形状、更に必要に応じて遮光体の振幅透過率
を選択することが望ましい。この場合、遮光体は炭素か
ら成ることが好ましい。

【００３２】あるいは又、本発明の第１の態様に係るハ
ーフトーン方式位相シフトマスクの修正方法において
は、修正領域をレジスト材料を感光させない振幅透過率
を有する第１の遮光体で被覆し、修正領域に隣接若しく
は近接する光透過領域の一部を、第１の遮光体の有する
振幅透過率とは異なる振幅透過率を有する第２の遮光体
で被覆することが好ましい。また、修正されたハーフト
ーン方式位相シフトマスクによって得られるレジスト材
料への転写パターン形状が、欠陥領域が無い場合のハー
フトーン方式位相シフトマスクによって得られるレジス
ト材料への転写パターン形状と略一致するように、修正
領域に隣接若しくは近接する光透過領域の一部の位置及
び形状、更に必要に応じて第２の遮光体の振幅透過率を
選択することが好ましい。更には、第１あるいは第２の
遮光体は炭素から成ることが好ましい。

【００３３】本発明の第１の態様に係るハーフトーン方
式位相シフトマスクの修正方法においては、半遮光領域
は、少なくとも半遮光層から成り、この場合、欠陥領域
は、少なくとも半遮光層の欠落から構成され、あるいは
少なくとも半遮光層の厚さが所定の値と異なる場合があ
る。尚、半遮光領域は、０より大きく且つレジスト材料
を解像させない振幅透過率、より具体的には０より大き
く且つ０．５５より小さい振幅透過率を有することが望
ましい。

【００３４】更に、本発明の第２の目的は、半遮光領域
及び光透過領域を備え、半遮光領域を通過した光の位相
と光透過領域を通過した光の位相とが異なるハーフトー
ン方式位相シフトマスクにおいて、位相、振幅透過率、
あるいはそれらの両方が所定の値とは異なる欠陥領域
が、光透過領域に隣接若しくは近接した半遮光領域に存
在する場合、半遮光領域内において、欠陥領域を含み且
つ欠陥領域より大きい修正領域を選択し、修正領域、及
び修正領域に隣接若しくは近接する光透過領域の一部
を、レジスト材料を感光させない振幅透過率を有する遮
光体で被覆するハーフトーン方式位相シフトマスクの修
正方法であって、選択された修正領域に基づいて、修正
されたハーフトーン方式位相シフトマスクによって得ら
れるレジスト材料への転写パターン形状が、欠陥領域が
無い場合のハーフトーン方式位相シフトマスクによって
得られるレジスト材料への転写パターン形状と略一致す
るように、修正領域に隣接若しくは近接する前記光透過
領域の一部の位置及び形状、更に必要に応じて遮光体の
振幅透過率をシミュレーションあるいは計算から求める
ことを特徴とする本発明の第２の態様に係るハーフトー
ン方式位相シフトマスクの修正方法によって達成するこ
とができる。

【００３５】この第２の態様に係るハーフトーン方式位
相シフトマスクの修正方法においては、遮光体は炭素か
ら成ることが望ましい。

【００３６】また、修正領域をレジスト材料を感光させ
ない振幅透過率を有する第１の遮光体で被覆し、修正領
域に隣接若しくは近接する前記光透過領域の一部を、第
１の遮光体の有する振幅透過率とは異なる振幅透過率を
有する第２の遮光体で被覆し、選択された修正領域に基
づいて、修正されたハーフトーン方式位相シフトマスク
によって得られるレジスト材料への転写パターン形状
が、欠陥領域が無い場合のハーフトーン方式位相シフト
マスクによって得られるレジスト材料への転写パターン
形状と略一致するように、修正領域に隣接若しくは近接
する光透過領域の一部の位置及び形状、更に必要に応じ
て第２の遮光体の振幅透過率をシミュレーションあるい
は計算から求めることが望ましい。この場合、第１ある
いは第２の遮光体は炭素から成ることが好ましい。

【００３７】更に、この第２の態様に係るハーフトーン
方式位相シフトマスクの修正方法においては、半遮光領
域は、少なくとも半遮光層から成り、この場合、欠陥領
域は、少なくとも半遮光層の欠落から構成され、あるい
は少なくとも半遮光層の厚さが所定の値と異なる場合が
ある。尚、半遮光領域は、０より大きく且つレジスト材
料を解像させない振幅透過率、より具体的には０より大
きく且つ０．５５より小さい振幅透過率を有することが
望ましい。

【００３８】更に、本発明の第３の目的は、上記の本発
明のハーフトーン方式位相シフトマスクを用いて、ウエ
ハ上に形成されたレジスト材料を露光して、ハーフトー
ン方式位相シフトマスクに形成されたパターン形状をレ
ジスト材料に転写することを特徴とする半導体装置の製
造方法によって達成することができる。

【００３９】

【作用】本発明においては、欠陥領域より大きい修正領
域を遮光体で被覆するので、高い修正裕度にて、即ち極
めて高い修正精度でなくとも、欠陥領域を修正すること
ができ、しかも、光露光による欠陥領域のレジスト材料
へ転写及び焦点深度の低下を防ぐことができる。

【００４０】また、修正領域に隣接若しくは近接する光
透過領域の一部を遮光体で被覆するので、単に修正領域
のみを遮光体で被覆した場合に生じる転写パターン形状
の所望のパターン形状からの変化やずれを補正すること
ができる。しかも、遮光体の幅や位置あるいは透過率、
更にはこれらすべてを精確に制御することで、精確に所
望の転写パターン形状及び十分な焦点深度が得ることが
できる。

【００４１】更には、修正領域に対して適切な遮光体の
形成すべき位置及び大きさを予めシミュレーションある
いは計算や実験等により求め、且つ遮光体の形成位置及
び大きさを精確に制御することで、所望の転写パターン
形状を効率良く精確に得ることができる。

【００４２】

【実施例】以下、実施例に基づき、本発明を図面を参照
して説明する。尚、各実施例と欠陥の形態の関係を纏め
ると、以下のとおりとなる。 実施例−１及び実施例−２：半遮光領域の振幅透過率及
び位相が所定の値と異なる欠陥領域の修正。 実施例−４及び実施例−５：半遮光領域の振幅透過率が
所定の値と異なる欠陥領域の修正。 実施例−６：半遮光領域の位相が所定の値と異なる欠陥
領域の修正。 これらの実施例においては、欠陥領域の修正方法は、本
発明の第１の態様に係るハーフトーン方式位相シフトマ
スクの修正方法による。

【００４３】また、実施例−３は、本発明の第２の態様
に係るハーフトーン方式位相シフトマスクの修正方法に
関し、修正領域の選択方法及び修正領域に隣接する光透
過領域の一部の決定方法の一例を説明する。

【００４４】尚、ウエハ上に形成されたレジスト材料に
対して露光光により転写パターン形状等を形成すると
き、縮小投影に使用されるものをレティクル、一対一投
影に使用されるものをマスクと称したり、あるいは原盤
に相当するものをレティクル、それを複製したものをマ
スクと称したりすることがあるが、本明細書において
は、このような種々の意味におけるレティクルやマスク
を総称してマスクと呼ぶ。

【００４５】（実施例−１）実施例−１においては、欠
陥領域が光透過領域に隣接した半遮光領域に存在する。
この欠陥領域は、欠陥の無い半遮光領域と比較して、位
相及び振幅透過率が異なる。修正領域、及び修正領域に
隣接する光透過領域の一部を、レジスト材料を感光させ
ない振幅透過率を有する遮光体で被覆する。修正領域は
半遮光領域内に位置させる。遮光体は炭素から成り、振
幅透過率はほぼ０％である。以下、図１〜図４を参照し
て、実施例−１を説明する。

【００４６】図１の（Ａ）に模式的な一部平面図を示す
ように、ハーフトーン方式位相シフトマスク１には、コ
ンタクトホールパターンである正方形の光透過領域１
０、及び半遮光領域１２が形成されている。尚、半遮光
領域１２には斜線を付した。また、正方形の光透過領域
１０の一辺ＸＹに隣接して欠陥領域１４が存在する。図
１の線Ｂ−Ｂ及びＣ−Ｃに沿ってハーフトーン方式位相
シフトマスクを切断した模式的な一部切断図を図１の
（Ｂ）及び（Ｃ）に示す。図中、２０は例えば石英から
成る基板、２２は半遮光領域１２を構成するクロム（Ｃ
ｒ）から成る半遮光層である。光透過領域１０は、半遮
光領域１２及び基板２０をエッチングすることによって
基板に形成された凹部である。かかる凹部の深さｄは、
露光光の波長をλ、基板の屈折率をｎとした場合、ｄ＝
λ／（２（ｎ−１））を満足する値である。即ち、表面
から深さｄまでの基板の一部分１０Ｂによって、半遮光
領域１２を通過した光の位相と光透過領域１０を通過し
た光の位相とを異ならせる。

【００４７】正方形の光透過領域１０の大きさを、５倍
レティクル上で１．８５μｍ×１．８５μｍとした。ま
た、半遮光領域１２の振幅透過率を約４０％とし、光透
過領域１０を通過した光と、半遮光領域１２を通過した
光との位相差を１８０゜とした。

【００４８】欠陥領域１４の大きさは、５倍レティクル
上で１．０μｍ×１．０μｍとした。また、欠陥領域１
４の振幅透過率を１００％、欠陥領域１４を通過した光
と光透過領域１０を通過した光との位相差を０゜とし
た。尚、振幅透過率を１００％とは、光透過領域１０と
同じ振幅透過率を有することを意味する。実施例−１に
おいては、図１の（Ｃ）に破線で示した欠陥領域１４
は、半遮光層２２及び基板の一部分１０Ｂが欠落した形
態の欠陥であり、欠陥の無い半遮光領域と比較して、位
相及び振幅透過率が異なる。このような欠陥領域１４
は、半遮光領域１２及び基板２０をエッチングして光透
過領域１０を形成する際に発生し易い。

【００４９】このような欠陥領域１４を有するハーフト
ーン方式位相シフトマスク１を用いて、波長２４８ｎ
ｍ、ＮＡが０．４５、パーシャルコヒーレンシーが０．
３の露光装置で、１／５に縮小露光すると、ハーフトー
ン方式位相シフトマスク１を透過した光の光強度分布
は、ウエハに形成されたレジスト材料上において、図３
の（Ａ）に実線（Ａ）で示す光強度分布となった。ま
た、欠陥領域１４の無いハーフトーン方式位相シフトマ
スクを透過した光の光強度分布は、ウエハに形成された
レジスト材料上において、図３の（Ａ）に点線（Ｂ）で
示す光強度分布となった。尚、以下の各実施例において
も、同様の露光装置及び露光条件にて、ウエハに形成さ
れたレジスト材料上での光強度分布を得た。

【００５０】光強度が０．３のときの光強度分布曲線の
幅をコンタクトホールパターン幅と規定すると、欠陥領
域１４が存在するハーフトーン方式位相シフトマスクか
ら得られたコンタクトホールパターン幅は０．４μｍで
あり、欠陥領域１４の無いハーフトーン方式位相シフト
マスクから得られたコンタクトホールパターン幅０．３
μｍと比較して、０．１μｍ増加していた。また、欠陥
領域１４が存在するハーフトーン方式位相シフトマスク
から得られた光強度分布曲線のピークの中心は、欠陥領
域１４の無いハーフトーン方式位相シフトマスクから得
られた光強度分布曲線のピークの中心から０．０６μｍ
ずれていた。

【００５１】修正後のハーフトーン方式位相シフトマス
ク１Ａを図２に示す。図２の（Ａ）の模式的な一部平面
図、及び図２の（Ｂ）及び（Ｃ）の模式的な一部切断図
に示すように、欠陥領域１４を含み且つ欠陥領域より大
きい修正領域１６（図２では斜線を付した）は、レジス
ト材料を感光させない振幅透過率を有する遮光体３０で
被覆されている。尚、修正領域１６は半遮光領域１２内
に位置させる。更に、修正領域１６に隣接する光透過領
域の一部１０Ａが、同じ遮光体３０で被覆されている。
遮光体３０は炭素から成り、振幅透過率はほぼ０％であ
る。尚、図２の（Ｂ）及び（Ｃ）は、図２の（Ａ）の線
Ｂ−Ｂ及びＣ−Ｃに沿った切断図である。

【００５２】このような遮光体３０を形成することによ
って、図３の（Ｂ）に示す光強度分布が得られ、この場
合、コンタクトホールパターン幅は０．３０１μｍとな
り、所望のコンタクトホールパターン幅（０．３μｍ）
に良く一致した。また、この光強度分布曲線のピークの
中心と、欠陥領域１４の無いハーフトーン方式位相シフ
トマスクから得られる光強度分布曲線のピークの中心と
の差も０．０１μｍ未満となった。

【００５３】以下、図１に示した欠陥領域１４を修正す
る具体的な方法を、図４を参照して説明する。欠陥領域
１４を有するハーフトーン方式位相シフトマスク１にお
いて、欠陥領域１４を含み且つこの欠陥領域１４より大
きい修正領域１６（図４では、破線で示す）を半遮光領
域１２内にて選択する。修正領域１６の大きさを２．０
μｍ×１．８μｍの大きさとした。欠陥領域１４の大き
さは１．０μｍ×１．０μｍであり、修正領域１６は欠
陥領域１４を含み且つ欠陥領域１４より大きい。

【００５４】このように選択された修正領域１６、及び
修正領域１６に隣接する光透過領域の一部１０Ａ（図４
では点線で示す）に対して、圧力１．３×１０^-4Ｐａ以
下に制御されたピレンガス雰囲気中で加速電圧２０Ｋ
Ｖ、イオン電流１２０ｐＡのＧａ⁺集束イオンビームを
２分間走査することにより、厚さ３００ｎｍの炭素から
成る遮光体３０を形成した。尚、修正領域１６に隣接す
る光透過領域の一部１０Ａは、光透過領域１０の一辺Ｘ
Ｙから０．２μｍだけ光透過領域の中央部に向かって延
在している。即ち、遮光体３０全体の大きさは２．０μ
ｍ×２．０μｍである。こうして、欠陥領域１４が修正
されたハーフトーン方式位相シフトマスク１Ａを得るこ
とができた。尚、修正領域１６の選択方法及び修正領域
１６に隣接する光透過領域の一部１０Ａの大きさ等の決
定方法は、具体的には実施例−３にて説明する。

【００５５】欠陥領域１４（例えば、１．０μｍ×１．
０μｍ）より大きい修正領域１６（例えば、２．０μｍ
×１．８μｍ）を選択し、この修正領域１６上に遮光体
３０を形成する。これによって、高い修正裕度を得るこ
とができる。

【００５６】また、修正領域１６に隣接する光透過領域
の一部１０Ａ（例えば、２．０μｍ×０．２μｍ）上に
も、遮光体３０を形成する。これによって、光強度分布
が所望の分布に近づき、所望のコンタクトホールパター
ン幅が得られる。実際、このように修正された実施例−
１のハーフトーン方式位相シフトマスク１Ａを用いて、
ハーフトーン方式位相シフトマスク１Ａに形成されたパ
ターン形状をウエハに形成されたレジスト材料に転写
し、コンタクトホールパターン幅を電子ビーム寸法測長
装置を用いて測定したところ、所望のコンタクトホール
パターン幅が得られていることが確認された。また、コ
ンタクトホールパターン幅は光強度分布から得られるコ
ンタクトホールパターン幅と一致していることも確認さ
れた。

【００５７】尚、修正領域１６上に遮光体３０を形成
し、修正領域１６に隣接する光透過領域１０には遮光体
を形成しない場合、かかるハーフトーン方式位相シフト
マスクを通過した光の光強度分布は、図３の（Ａ）の一
点鎖線（Ｃ）で示す曲線となった。

【００５８】（実施例−１の変形）図５には、図１に示
した構造とは異なる構造を有するハーフトーン方式位相
シフトマスクの模式的な一部切断図を示す。尚、これら
の切断図は、図１の（Ａ）の線Ｃ−Ｃに沿った切断図で
ある。破線で示した欠陥領域１４は、欠陥の無い半遮光
領域と比較して、位相及び振幅透過率が異なる。

【００５９】図５の（Ａ）に示したハーフトーン方式位
相シフトマスクは、例えば石英から成る基板２０、及び
その上に形成された半遮光領域１２から成る。半遮光領
域１２は、クロムから成る半遮光層２２、及びその上に
形成された例えばＳＯＧ（スピン・オン・グラス）から
成る光透過物質層２６（所謂シフター）から構成されて
いる。光透過領域１０を通過した光と、半遮光領域１２
を通過した光との位相差は、例えば１８０゜である。光
透過物質層２６の厚さｄは、露光光の波長をλ、光透過
物質層の屈折率をｎとした場合、ｄ＝λ／（２（ｎ−
１））を満足する値である。図５の（Ａ）に破線で示し
た欠陥領域１４は、光透過物質層２６及び半遮光層２２
の一部分が欠落した形態の欠陥である。このような欠陥
領域１４は、基板２０上に形成された半遮光層２２及び
光透過物質層２６をエッチングして光透過領域１０を形
成する際発生し易い。

【００６０】図５の（Ａ）に示したハーフトーン方式位
相シフトマスクを実施例−１と同様の方法で修正したハ
ーフトーン方式位相シフトマスクの模式的な一部切断図
を、図５の（Ｂ）に示す。

【００６１】図５の（Ｃ）に示したハーフトーン方式位
相シフトマスクは、例えば石英から成る基板２０、及び
その上に形成された半遮光領域１２から成る。半遮光領
域１２は、クロムから成る半遮光層２２、及び半遮光層
２２と基板２０の間に形成された例えばＳＯＧから成る
光透過物質層２６（所謂シフター）から構成されてい
る。光透過領域１０を通過した光と半遮光領域１２を通
過した光との位相差は、例えば１８０゜である。光透過
物質層２６の厚さｄは、露光光の波長をλ、光透過物質
層の屈折率をｎとした場合、ｄ＝λ／（２（ｎ−１））
を満足する値である。欠陥領域１４は、半遮光層２２及
び光透過物質層２６の一部分が欠落した形態の欠陥であ
る。このような欠陥領域１４は、基板２０上に形成され
た半遮光層２２及び光透過物質層２６をエッチングして
光透過領域１０を形成する際発生し易い。

【００６２】図５の（Ｃ）に示したハーフトーン方式位
相シフトマスクを実施例−１と同様の方法で修正したハ
ーフトーン方式位相シフトマスクの模式的な一部切断図
を、図５の（Ｄ）に示す。

【００６３】（実施例−２）実施例−２は、実施例−１
の変形である。実施例−２におけるハーフトーン方式位
相シフトマスクの構造及び欠陥領域の形態は実施例−１
と同様である。実施例−２が実施例−１と相違する点
は、欠陥領域の修正方法にある。即ち、修正領域をレジ
スト材料を感光させない振幅透過率を有する第１の遮光
体で被覆する。また、修正領域に隣接する光透過領域の
一部を、第１の遮光体の有する振幅透過率とは異なる振
幅透過率を有する第２の遮光体で被覆する。

【００６４】実施例−１に示した欠陥領域１４と同様の
欠陥領域を有するコンタクトホールパターン（図１参
照）において、図６の模式的な一部平面図及び一部切断
図に示すように、修正領域１６をレジスト材料を感光さ
せない振幅透過率を有する第１の遮光体３２で被覆す
る。また、修正領域に隣接する光透過領域の一部１０Ａ
を、第１の遮光体の有する振幅透過率とは異なる振幅透
過率を有する第２の遮光体３４で被覆する。第１の遮光
体３２は炭素から成り、振幅透過率をほぼ０％とした。
また、第２の遮光体３４も炭素から成り、振幅透過率を
約２０％とした。第１の遮光体３２と第２の遮光体３４
の厚さを異ならせることによって振幅透過率を変えてい
る。

【００６５】第１及び第２の遮光体３２，３４の形成す
べき位置や幅、厚さ等を精確に制御することにより図７
に示す光強度分布が得られた。この場合、コンタクトホ
ールパターン幅は０．３０１μｍとなり、所望のコンタ
クトホールパターン幅（０．３μｍ）に良く一致した。
また、この光強度分布曲線のピークの中心と、欠陥領域
１４の無いハーフトーン方式位相シフトマスクから得ら
れる光強度分布曲線のピークの中心との差も０．０１μ
ｍ未満となった。

【００６６】実施例−２における欠陥領域１４の修正は
以下の方法で行うことができる。ハーフトーン方式位相
シフトマスクの構造及び欠陥領域、大きさの形態は図１
と同様である。修正領域１６の大きさを１．８５μｍ×
１．８５μｍの大きさとした。欠陥領域１４の大きさは
１．０μｍ×１．０μｍであり、修正領域１６は欠陥領
域１４を含み且つ欠陥領域１４より大きい。修正領域１
６は半遮光領域１２内に位置させる。

【００６７】このように選択された修正領域１６に対し
て、圧力１．３×１０^-4Ｐａ以下に制御されたピレンガ
ス雰囲気中で加速電圧２０ＫＶ、イオン電流１２０ｐＡ
のＧａ⁺集束イオンビームを２分間走査することによ
り、厚さ３００ｎｍの炭素から成る第１の遮光体３２を
形成した。

【００６８】更に、修正領域１６に隣接する光透過領域
の一部１０ＡにもＧａ⁺集束イオンビームを走査するこ
とにより、約２０％の振幅透過率を有する厚さ１５０ｎ
ｍの炭素から成る第２の遮光体３４を形成した。光透過
領域の一部１０Ａは、光透過領域１０の一辺ＸＹから
０．７μｍだけ光透過領域の中央部に向かって延在して
いる。こうして、欠陥領域１４が修正されたハーフトー
ン方式位相シフトマスク１Ｂを得ることができる。尚、
修正領域１６の選択方法及び修正領域１６に隣接する光
透過領域の一部１０Ａの大きさ等の決定方法は、具体的
には実施例−３にて説明する。

【００６９】修正裕度を得るために欠陥領域１４以外の
欠陥の無い半遮光領域１２の一部分の上にも第１の遮光
体３２を形成しているが、光透過領域の一部１０Ａを被
覆する第２の遮光体３４の振幅透過率及び幅等を制御す
ることによって、光強度分布が所望の転写パターン形状
に近づき、所望のコンタクトホールパターン幅が得られ
る。

【００７０】（実施例−２の変形）図８には、図６に示
した構造とは異なる構造を有するハーフトーン方式位相
シフトマスクの模式的な一部切断図を示す。尚、これら
の切断図は、図６の（Ａ）の線Ｃ−Ｃに沿った切断図で
ある。破線で示した欠陥領域１４は、欠陥の無い半遮光
領域と比較して、位相及び振幅透過率が異なる。

【００７１】図８の（Ａ）に示したハーフトーン方式位
相シフトマスクは、図５の（Ａ）にて説明したハーフト
ーン方式位相シフトマスクと同様の構造及び欠陥領域１
４を有する。図８の（Ａ）に示したハーフトーン方式位
相シフトマスクを実施例−２と同様の方法で修正したハ
ーフトーン方式位相シフトマスクの模式的な一部切断図
を、図８の（Ｂ）に示す。

【００７２】図８の（Ｃ）に示したハーフトーン方式位
相シフトマスクは、図５の（Ｃ）にて説明したハーフト
ーン方式位相シフトマスクと同様の構造及び欠陥領域１
４を有する。図８の（Ｃ）に示したハーフトーン方式位
相シフトマスクを実施例−２と同様の方法で修正したハ
ーフトーン方式位相シフトマスクの模式的な一部切断図
を、図８の（Ｄ）に示す。

【００７３】（実施例−３）実施例−３は、本発明の第
２の態様に係るハーフトーン方式位相シフトマスクの修
正方法に関する。実施例−３では、修正領域の選択方法
及び修正領域１６に隣接する光透過領域の一部１０Ａの
選択方法の一例を説明する。実施例−３におけるハーフ
トーン方式位相シフトマスクの構造及び欠陥領域の形
態、形状、大きさは実施例−１と同様である。尚、光透
過領域１０のパターンはラインパターンとして説明す
る。

【００７４】２０ＫＶで加速された１２０ｐＡのＧａ⁺
集束イオンビームで、図９に示した欠陥領域１４を有す
るハーフトーン方式位相シフトマスク１を走査する。こ
れによって発生したＣｒの２次イオン若しくは２次イオ
ン強度の２次元分布を測定し、これを走査装置のメモリ
ー内に記憶すると共に、キャラクターディスプレイ（以
下ＣＲＴと略す）等の表示装置に２次元画像として表示
する。

【００７５】次に、この表示を参照しつつ、図９の
（Ａ）に示すように欠陥領域１４を含む適当な領域ＡＢ
ＣＤを指定する。この領域ＡＢＣＤの一部が修正領域１
６に相当する。ここでは、ＡＢ＝ＣＤ＝２．０μｍ、Ｂ
Ｃ＝ＤＡ＝２．５μｍとしたが、勿論この値に限定され
るものではない。

【００７６】ＡＢＣＤの各辺において例えば２次イオン
強度が著しく変化する点を画像処理により検出すること
で、光透過領域１０と半遮光領域１２の境界を検知し、
更に、この境界と領域ＡＢＣＤの辺との交点ＥＦを検知
する。図９の（Ａ）においては、辺ＢＣ上に交点Ｅが、
辺ＡＤ上に交点Ｆが検知された例を示している。

【００７７】次に、修正されたハーフトーン方式位相シ
フトマスクによって得られるレジスト材料への転写パタ
ーン形状が、欠陥領域が無い場合のハーフトーン方式位
相シフトマスクによって得られるレジスト材料への転写
パターン形状と略一致するように、光透過領域１０の一
辺ＸＹから光透過領域の中央部に向かって延在させるべ
き、修正領域１６に隣接する光透過領域の一部１０Ａの
長さ（ＥＧ及びＦＨ）、及び必要に応じて遮光体の振幅
透過率を求める。そのためには、ＡＦ、ＡＢ、ＢＥ、Ｅ
Ｆの長さに基づき、予めシミュレーションあるいは計算
や実験等によって求められた光強度分布に基づくデータ
からシミュレーションあるいは計算によってＥＧ及びＦ
Ｈの長さ等、修正領域１６に隣接する光透過領域の一部
１０Ａの位置及び形状、及び必要に応じて遮光体の振幅
透過率を求める。実施例−３においてはＥＧ＝ＦＨ＝
０．２μｍが得られた（図９の（Ｂ）参照）。

【００７８】集束イオンビームによる修正領域１６及び
光透過領域の一部１０Ａの形成においては、一般に集束
イオンビームの走査範囲よりも形成されるこれらの領域
の面積が大きくなる。それ故、領域ＡＢＧＨを形成する
ための集束イオンビームの走査領域ＩＪＫＬ（図９の
（Ｂ）参照）を予めシミュレーションあるいは計算や実
験によって求められたデータによって算出しておく。

【００７９】こうして、修正領域１６に隣接する光透過
領域の一部１０Ａの位置及び形状、更に必要に応じて遮
光体の振幅透過率を選択する。そして、実施例−１と同
様の方法で、修正領域１６、及び修正領域１６に隣接す
る光透過領域の一部１０Ａを、レジスト材料を感光させ
ない振幅透過率を有する遮光体３０で被覆する。

【００８０】あるいは又、ＡＦ、ＡＢ、ＢＥ、ＥＦの長
さに基づき、予めシミュレーションあるいは計算や実験
等によって求められた光強度分布に基づくデータからシ
ミュレーションあるいは計算によってＥＧ及びＦＨの長
さ等、修正領域１６に隣接する光透過領域の一部１０Ａ
の位置及び形状、及び必要に応じて第２の遮光体３４の
振幅透過率を求める。そして、実施例−２と同様の方法
で、修正領域１６を第１の遮光体３２で被覆し、修正領
域１６に隣接する光透過領域の一部１０Ａを第２の遮光
体３４で被覆する。

【００８１】その結果、修正後のハーフトーン方式位相
シフトマスクにおいては、レジスト材料への転写パター
ン線幅の変動を所望の線幅に対して５％以下に抑えた良
好な転写パターンを得ることができた。

【００８２】尚、欠陥領域１４の観察、修正のためにＣ
ｒの２次イオンを用いたが、画像データ取得手段はこれ
に限定されるものではなく、画像データが取得し得るな
らばＣｒ以外の元素あるいは分子の２次イオン、あるい
は２次電子を用いてもよい。

【００８３】また、実施例−３においては孤立ラインに
発生した欠陥領域１４に対する修正を例にとり説明した
が、孤立ラインに限定されるものではなく、極めて容易
に各種のデバイスパターン全てに実施例−３を適用でき
る。また、欠陥領域１４が必ずしもパターンに隣接して
いなくてもよく、パターンの近傍にあってもよい。更
に、欠陥領域１４の大きさあるいは形状に依存して、領
域ＡＢＣＤを設定すればよく、汎用性が極めて大きい。
また、ハーフトーン方式位相シフトマスクの２次元画像
形状を得る手段として光学顕微鏡や、走査型電子顕微鏡
を用いてもよい。

【００８４】実施例−３にて説明した本発明の第２の態
様に係るハーフトーン方式位相シフトマスクの修正方法
は、実施例−１及び実施例−２のみならず、以下に説明
する実施例−４〜実施例−６にも適用することができ
る。

【００８５】（実施例−４）実施例−４は、実施例−１
の変形である。実施例−４が実施例−１と異なる点は、
欠陥領域１４の欠陥の形態が相違している点にある。即
ち、この欠陥領域１４は、欠陥の無い半遮光領域と比較
して、振幅透過率が異なる。欠陥領域１４の修正方法は
実施例−１と同様である。以下、図１０〜図１３を参照
して、主に欠陥領域１４について説明する。

【００８６】図１０の（Ａ）に模式的な一部平面図を示
すように、ハーフトーン方式位相シフトマスク１には、
コンタクトホールパターンである正方形の光透過領域１
０、及び半遮光領域１２が形成されている。尚、半遮光
領域１２には斜線を付した。また、正方形の光透過領域
１０の一辺ＸＹに隣接して欠陥領域１４が存在する。図
１０の線Ｂ−Ｂに沿ったハーフトーン方式位相シフトマ
スクの模式的な一部切断図を図１０の（Ｂ）に示す。図
中、２０は例えば石英から成る基板、２２は半遮光領域
１２を構成するクロムから成る半遮光層である。光透過
領域１０は、基板２０をエッチングすることによって基
板に形成された深さｄの凹部である。

【００８７】正方形の光透過領域１０の大きさを、５倍
レティクル上で１．８５μｍ×１．８５μｍとした。ま
た、半遮光領域１２の振幅透過率を約４０％とし、光透
過領域１０を通過した光と、半遮光領域１２を通過した
光との位相差を１８０゜とした。

【００８８】欠陥領域１４の大きさは、５倍レティクル
上で１．８５μｍ×１．８５μｍとした。また、欠陥領
域１４の振幅透過率を１００％、欠陥領域１４を通過し
た光と光透過領域１０を通過した光の位相差を１８０゜
とした。実施例−４においては、図１０の（Ｂ）に破線
で示した欠陥領域１４は、半遮光層２２の一部分が欠落
した形態の欠陥であり、欠陥の無い半遮光領域と比較し
て、振幅透過率が異なる。このような欠陥領域１４は、
半遮光領域１２及び基板２０をエッチングして光透過領
域１０を形成する際に発生し易い。

【００８９】このような欠陥領域１４を有するハーフト
ーン方式位相シフトマスクを用いて、波長２４８ｎｍ、
ＮＡが０．４５、パーシャルコヒーレンシーが０．３の
露光装置で、１／５に縮小露光すると、ハーフトーン方
式位相シフトマスク１を透過した光の光強度分布は、ウ
エハに形成されたレジスト材料上において、図１２に示
す光強度分布となった。光透過領域１０を透過する光に
よるピークＰ1と、欠陥領域１４を通過した光によるピ
ークＰ2の２つのピークが光強度分布には認められた。

【００９０】光強度が０．３のときの光強度分布曲線の
幅をコンタクトホールパターン幅と規定すると、欠陥領
域１４が存在するハーフトーン方式位相シフトマスクか
ら得られるコンタクトホールパターン幅は０．２７μｍ
であり、欠陥領域１４の無いハーフトーン方式位相シフ
トマスクから得られるコンタクトホールパターン幅０．
３μｍと比較して、０．０３μｍ減少していた。また、
欠陥領域１４が存在するハーフトーン方式位相シフトマ
スク１から得られる光強度分布曲線のピークＰ1の中心
は、欠陥領域１４の無いハーフトーン方式位相シフトマ
スクから得られる光強度分布曲線のピークの中心から
０．０３μｍずれていた。更に、ピークＰ2に起因し
て、ウエハに形成されたレジスト材料には不要なパター
ンが形成された。

【００９１】修正後のハーフトーン方式位相シフトマス
ク１Ａを図１１に示す。図１１の（Ａ）の模式的な一部
平面図、及び図１１の（Ｂ）の模式的な一部切断図に示
すように、欠陥領域１４を含み且つ欠陥領域より大きい
修正領域１６（図１１では斜線を付した）は、レジスト
材料を感光させない振幅透過率を有する遮光体３０で被
覆されている。更に、修正領域１６に隣接する光透過領
域の一部１０Ａが、同じ遮光体３０で被覆されている。
遮光体３０は炭素から成り、振幅透過率はほぼ０％であ
る。尚、図１１の（Ｂ）は、図１１の（Ａ）の線Ｂ−Ｂ
に沿った切断図である。また、修正領域１６及び光透過
領域の一部１０Ａの大きさは実施例−１と同様とした。

【００９２】このような遮光体３０を形成することによ
って、図３の（Ｂ）にて示したと同様の光強度分布が得
られた。この場合、コンタクトホールパターン幅は０．
３０１μｍとなり、所望のコンタクトホールパターン幅
（０．３μｍ）に良く一致した。また、この光強度分布
曲線のピークの中心と、欠陥領域１４の無いハーフトー
ン方式位相シフトマスクから得られる光強度分布曲線の
ピークの中心との差も０．０１μｍ未満となった。ま
た、不要なピークの存在は認められなかった。

【００９３】実施例−４における修正工程は実施例−１
の工程と同様であり詳細は省略する。

【００９４】実際、このように修正された実施例−４の
ハーフトーン方式位相シフトマスクを用いて、ハーフト
ーン方式位相シフトマスクに形成されたパターン形状を
ウエハに形成されたレジスト材料に転写し、コンタクト
ホールパターン幅を電子ビーム寸法測長装置を用いて測
定したところ、所望のコンタクトホールパターン幅が得
られていることが確認された。また、コンタクトホール
パターン幅は光強度分布から得られるコンタクトホール
パターン幅と一致していることも確認された。

【００９５】（実施例−４の変形［その１］）実施例−
４にて説明した欠陥領域１４を、実施例−２にて説明し
た修正方法で修正することもできる。

【００９６】実施例−４に示した欠陥領域と同様の欠陥
領域を有するコンタクトホールパターン（図１０参照）
に対して、図１３の模式的な一部平面図及び一部切断図
に示すように、修正領域１６をレジスト材料を感光させ
ない振幅透過率を有する第１の遮光体３２で被覆する。
また、修正領域に隣接する光透過領域の一部１０Ａを、
第１の遮光体の有する振幅透過率とは異なる振幅透過率
を有する第２の遮光体３４で被覆する。実施例−２と同
様に、第１の遮光体３２は炭素から成り、振幅透過率を
ほぼ０％とした。また、第２の遮光体３４も炭素から成
り、振幅透過率を約２０％とした。第１の遮光体３２と
第２の遮光体３４の厚さをそれぞれ３００ｎｍ及び１５
０ｎｍとすることによって振幅透過率を変えている。

【００９７】欠陥領域１４の修正は実施例−２と同様に
行うことができ、詳細な説明は省略する。尚、修正領域
１６の大きさを２．０μｍ×２．０μｍの大きさとし
た。また、光透過領域の一部１０Ａは、光透過領域１０
の一辺から０．７μｍだけ光透過領域の中央部に向かっ
て延在している。こうして、欠陥領域１４が修正された
ハーフトーン方式位相シフトマスク１Ｂを得ることがで
きる。

【００９８】修正裕度を得るために欠陥領域１４以外の
欠陥の無い半遮光領域１２の一部分の上にも第１の遮光
体３２を形成しているが、光透過領域１０の一部１０Ａ
を被覆する第２の遮光体３４の振幅透過率及び幅等を制
御することによって、光強度分布が所望の転写パターン
形状に近づき、所望のコンタクトホールパターン幅が得
られる。

【００９９】（実施例−４の変形［その２］）この実施
例−４の変形は、実施例−４のハーフトーン方式位相シ
フトマスクと異なる構造を有する。この実施例−４の変
形を、図１４及び図１５に模式的な一部切断図で示す。
尚、これらの切断図は、図１１の（Ａ）の線Ｂ−Ｂに沿
った切断図である。欠陥領域１４は、欠陥の無い半遮光
領域と比較して、振幅透過率が異なる。

【０１００】図１４に示したハーフトーン方式位相シフ
トマスクは、図５の（Ａ）に示したハーフトーン方式位
相シフトマスクと同様に、例えば石英から成る基板２
０、及びその上に形成された半遮光領域１２から成る。
半遮光領域１２は、クロムから成る半遮光層２２、及び
その上に形成された例えばＳＯＧから成る光透過物質層
２６（所謂シフター）から構成されている。光透過領域
１０を通過した光と半遮光領域１２を通過した光との位
相差は、例えば１８０゜である。図１４の（Ａ）に示し
た欠陥領域１４は、半遮光層２２の一部分が欠落した形
態の欠陥である。このような欠陥領域１４は、基板２０
上に形成された半遮光層２２及び光透過物質層２６をエ
ッチングして光透過領域１０を形成する際発生し易い。

【０１０１】図１４の（Ａ）に示したハーフトーン方式
位相シフトマスクを実施例−１と同様の方法で修正した
ハーフトーン方式位相シフトマスクの模式的な一部切断
図を、図１４の（Ｂ）に示す。また、実施例−２と同様
の方法で修正したハーフトーン方式位相シフトマスクの
模式的な一部切断図を、図１４の（Ｃ）に示す。

【０１０２】図１５に示したハーフトーン方式位相シフ
トマスクは、例えば石英から成る基板２０、及びその上
に形成された半遮光領域１２から成る。半遮光領域１２
は、クロムから成る半遮光層２２、及び半遮光層２２と
基板２０の間に形成された例えばＳＯＧから成る光透過
物質層２６（所謂シフター）から構成されている。光透
過領域１０を通過した光と半遮光領域１２を通過した光
との位相差は、例えば１８０゜である。欠陥領域１４
は、半遮光層２２の一部分が欠落した形態の欠陥であ
る。このような欠陥領域１４は、基板２０上に形成され
た半遮光層２２及び光透過物質層２６をエッチングして
光透過領域１０を形成する際発生し易い。

【０１０３】図１５の（Ａ）に示したハーフトーン方式
位相シフトマスクを実施例−１と同様の方法で修正した
ハーフトーン方式位相シフトマスクの模式的な一部切断
図を、図１５の（Ｂ）に示す。また、実施例−２と同様
の方法で修正したハーフトーン方式位相シフトマスクの
模式的な一部切断図を、図１５の（Ｃ）に示す。

【０１０４】（実施例−５）実施例−５は、実施例−４
の変形である。実施例−５が実施例−４と異なる点は、
欠陥領域１４の欠陥の形態が相違している点にある。具
体的には、欠陥領域１４における半遮光層２２の厚さが
他の部分と比べて厚い。欠陥領域１４の修正方法は実施
例−１と同様である。以下、図１６〜図１８を参照し
て、主に欠陥領域１４について説明する。

【０１０５】図１６の（Ａ）に模式的な一部平面図を示
すように、ハーフトーン方式位相シフトマスク１には、
コンタクトホールパターンである正方形の光透過領域１
０、及び半遮光領域１２が形成されている。尚、半遮光
領域１２には斜線を付した。また、正方形の光透過領域
１０の一辺ＸＹに隣接して欠陥領域１４が存在する。図
１６の線Ｂ−Ｂ及びＣ−Ｃに沿ったハーフトーン方式位
相シフトマスクの模式的な一部切断図を図１６の（Ｂ）
及び（Ｃ）に示す。図中、２０は例えば石英から成る基
板、２２は半遮光領域１２を構成するクロムから成る半
遮光層である。光透過領域１０は、基板に形成された深
さｄの凹部である。

【０１０６】正方形の光透過領域１０の大きさを、５倍
レティクル上で１．８５μｍ×１．８５μｍとした。ま
た、半遮光領域１２の振幅透過率を約４０％とし、光透
過領域１０を通過した光と半遮光領域１２を通過した光
との位相差を１８０゜とした。

【０１０７】欠陥領域１４の大きさは、５倍レティクル
上で１．０μｍ×１．０μｍとした。また、欠陥領域１
４の振幅透過率をほぼ０％、欠陥領域１４を通過した光
と光透過領域１０を通過した光の位相差を１８０゜とし
た。実施例−５においては、図１６の（Ｃ）に破線で示
した欠陥領域１４は、半遮光層２２が他の部分と比べて
厚い形態の欠陥であり、欠陥の無い半遮光領域と比較し
て、振幅透過率が異なる。このような欠陥領域１４は、
半遮光層２２の成膜時の成膜条件等のばらつきによって
発生し易い。

【０１０８】このような欠陥領域１４を有するハーフト
ーン方式位相シフトマスクを用いて、波長２４８ｎｍ、
ＮＡが０．４５、パーシャルコヒーレンシーが０．３の
露光装置で、１／５に縮小露光すると、ハーフトーン方
式位相シフトマスクを透過した光の光強度分布は、ウエ
ハに形成されたレジスト材料上において、図１８に示す
光強度分布となった。

【０１０９】光強度が０．３のときの光強度分布曲線の
幅をコンタクトホールパターン幅と規定すると、欠陥領
域１４が存在するハーフトーン方式位相シフトマスク１
から得られるコンタクトホールパターン幅は０．３４μ
ｍであり、欠陥領域１４の無いハーフトーン方式位相シ
フトマスクから得られるコンタクトホールパターン幅
０．３μｍと比較して、０．０４μｍ増加していた。ま
た、欠陥領域１４が存在するハーフトーン方式位相シフ
トマスクから得られる光強度分布曲線のピークの中心
は、欠陥領域１４の無いハーフトーン方式位相シフトマ
スクから得られる光強度分布曲線のピークの中心から
０．０２μｍずれていた。

【０１１０】修正後のハーフトーン方式位相シフトマス
ク１Ａを図１７に示す。図１７の（Ａ）の模式的な一部
平面図、及び図１７の（Ｂ）及び（Ｃ）の模式的な一部
切断図に示すように、欠陥領域１４を含み且つ欠陥領域
より大きい修正領域１６（図１７では斜線を付した）
は、レジスト材料を感光させない振幅透過率を有する遮
光体３０で被覆されている。更に、修正領域１６に隣接
する光透過領域の一部１０Ａが、同じ遮光体３０で被覆
されている。遮光体３０は炭素から成り、振幅透過率は
ほぼ０％である。尚、図１７の（Ｂ）及び（Ｃ）は、図
１７の（Ａ）の線Ｂ−Ｂ及びＣ−Ｃに沿った切断図であ
る。尚、修正領域１６及び光透過領域の一部１０Ａの大
きさは実施例−１と同様とした。

【０１１１】このような遮光体３０を形成することによ
って、図３の（Ｂ）にて示したと同様の光強度分布が得
られた。この場合、コンタクトホールパターン幅は０．
３０１μｍとなり、所望のコンタクトホールパターン幅
（０．３μｍ）に良く一致した。また、この光強度分布
曲線のピークの中心と、欠陥領域１４の無いハーフトー
ン方式位相シフトマスクから得られる光強度分布曲線の
ピークの中心との差も０．０１μｍ未満となった。

【０１１２】実施例−５における修正工程は実施例−１
の工程と同様であり詳細は省略する。

【０１１３】（実施例−５の変形［その１］）実施例−
５にて説明した欠陥領域１４を、実施例−２にて説明し
た修正方法で修正することもできる。

【０１１４】実施例−５に示した欠陥領域と同様の欠陥
領域を有するコンタクトホールパターン（図１６参照）
に対して、図１９の模式的な一部平面図及び一部切断図
に示すように、修正領域１６をレジスト材料を感光させ
ない振幅透過率を有する第１の遮光体３２で被覆する。
また、修正領域に隣接する光透過領域の一部１０Ａを、
第１の遮光体の有する振幅透過率とは異なる振幅透過率
を有する第２の遮光体３４で被覆する。実施例−２と同
様に、第１の遮光体３２は炭素から成り、振幅透過率を
ほぼ０％とした。また、第２の遮光体３４も炭素から成
り、振幅透過率を約２０％とした。第１の遮光体３２と
第２の遮光体３４の厚さをそれぞれ３００ｎｍ及び１５
０ｎｍとすることによって振幅透過率を変えている。

【０１１５】欠陥領域１４の修正は実施例−２と同様に
行うことができ、詳細な説明は省略する。尚、修正領域
１６の大きさを２．０μｍ×２．０μｍの大きさとし
た。また、光透過領域の一部１０Ａは、光透過領域１０
の一辺から０．７μｍだけ光透過領域の中央部に向かっ
て延在している。こうして、欠陥領域１４が修正された
ハーフトーン方式位相シフトマスク１Ｂを得ることがで
きる。

【０１１６】修正裕度を得るために欠陥領域１４以外の
欠陥の無い半遮光領域１２の一部分の上にも第１の遮光
体３２を形成しているが、光透過領域の一部１０Ａを被
覆する第２の遮光体３４の振幅透過率及び幅等を制御す
ることによって、光強度分布が所望の転写パターン形状
に近づき、所望のコンタクトホールパターン幅が得られ
る。

【０１１７】欠陥領域１４における半遮光層２２の厚さ
が他の部分と比べて厚い例を挙げて、実施例−５あるい
はその変形を説明したが、欠陥領域１４における半遮光
層２２の厚さが他の部分と比べて薄い場合にも、実施例
−５あるいはその変形と全く同様の方法で修正すること
ができる。

【０１１８】（実施例−５の変形［その２］）この実施
例−５の変形は、実施例−５のハーフトーン方式位相シ
フトマスクと異なる構造を有する。この実施例−５の変
形を、図２０及び図２１に模式的な一部切断図で示す。
尚、これらの切断図は、図１６の（Ａ）の線Ｃ−Ｃに沿
った切断図である。破線で示した欠陥領域１４は、欠陥
の無い半遮光領域と比較して、振幅透過率が異なる。

【０１１９】図２０に示したハーフトーン方式位相シフ
トマスクは、例えば石英から成る基板２０、及びその上
に形成された半遮光領域１２から成る。半遮光領域１２
は、クロムから成る半遮光層２２、及びその上に形成さ
れた例えばＳＯＧから成る光透過物質層２６（所謂シフ
ター）から構成されている。光透過領域１０を通過した
光と半遮光領域１２を通過した光との位相差は、例えば
１８０゜である。図２０の（Ａ）に破線で示した欠陥領
域１４は、半遮光層２２の一部が厚く振幅透過率が異な
る形態の欠陥である。このような欠陥領域１４は、基板
２０上に半遮光層２２を形成する際発生し易い。

【０１２０】図２０の（Ａ）に示したハーフトーン方式
位相シフトマスクを実施例−１と同様の方法で修正した
ハーフトーン方式位相シフトマスクの模式的な一部切断
図を、図２０の（Ｂ）に示す。また、実施例−２と同様
の方法で修正したハーフトーン方式位相シフトマスクの
模式的な一部切断図を、図２０の（Ｃ）に示す。

【０１２１】図２１に示したハーフトーン方式位相シフ
トマスクは、例えば石英から成る基板２０、及びその上
に形成された半遮光領域１２から成る。半遮光領域１２
は、クロムから成る半遮光層２２、及び半遮光層２２と
基板２０の間に形成された例えばＳＯＧから成る光透過
物質層２６（所謂シフター）から構成されている。光透
過領域１０を通過した光と半遮光領域１２を通過した光
との位相差は、例えば１８０゜である。図２１の（Ａ）
に破線で示した欠陥領域１４も、半遮光層２２の一部が
厚く振幅透過率が異なる形態の欠陥である。このような
欠陥領域１４は、基板２０上に半遮光層２２を形成する
際発生し易い。

【０１２２】図２１の（Ａ）に示したハーフトーン方式
位相シフトマスクを実施例−１と同様の方法で修正した
ハーフトーン方式位相シフトマスクの模式的な一部切断
図を、図２１の（Ｂ）に示す。また、実施例−２と同様
の方法で修正したハーフトーン方式位相シフトマスクの
模式的な一部切断図を、図２１の（Ｃ）に示す。

【０１２３】（実施例−６）実施例−６におけるハーフ
トーン方式位相シフトマスクにおける欠陥は、実施例−
１、実施例−２、実施例−４及び実施例−５にて説明し
たハーフトーン方式位相シフトマスクにおける欠陥（少
なくとも半遮光領域１２を構成する半遮光層２２の欠
陥）と形態が異なる。

【０１２４】実施例−６のハーフトーン方式位相シフト
マスクにおける半遮光領域１２は、基板２０上に形成さ
れた半遮光層２２及びその上に形成された光透過物質層
２６から成り、あるいは、基板２０上に形成された光透
過物質層２６及びその上に形成された半遮光層２２から
成る。そして、欠陥の形態は、光透過物質層２６の一部
分欠落、あるいは光透過物質層２６の厚さの相違であ
る。即ち、欠陥領域１４は、欠陥の無い半遮光領域と比
較して、光の位相が異なる。

【０１２５】図２２に、実施例−６のハーフトーン方式
位相シフトマスクの模式的な一部切断図を示す。尚、図
２２の（Ｂ）及び（Ｃ）の切断図は、図２２の（Ａ）の
線Ｂ−Ｂ及びＣ−Ｃに沿った切断図である。破線で示し
た欠陥領域１４は、欠陥の無い半遮光領域と比較して、
位相が異なる。

【０１２６】図２２に示したハーフトーン方式位相シフ
トマスクは、例えば石英から成る基板２０、及びその上
に形成された半遮光領域１２から成る。半遮光領域１２
は、クロムから成る半遮光層２２、及びその上に形成さ
れた例えばＳＯＧから成る光透過物質層２６（所謂シフ
ター）から構成されている。光透過領域１０を通過した
光と半遮光領域１２を通過した光との位相差は、例えば
１８０゜である。光透過物質層２６の厚さｄは、露光光
の波長をλ、光透過物質層の屈折率をｎとした場合、ｄ
＝λ／（２（ｎ−１））を満足する値である。

【０１２７】図２２の（Ｃ）に破線で示した欠陥領域１
４は、光透過物質層２６の一部分が欠落した形態の欠陥
である。このような欠陥領域１４は、基板２０上に形成
された半遮光層２２及び光透過物質層２６をエッチング
して光透過領域１０を形成する際発生し易い。

【０１２８】正方形の光透過領域１０の大きさを、５倍
レティクル上で１．８５μｍ×１．８５μｍとした。ま
た、半遮光領域１２の振幅透過率を約４０％とし、光透
過領域１０を通過した光と半遮光領域１２を通過した光
との位相差を１８０゜とした。

【０１２９】欠陥領域１４の大きさは、５倍レティクル
上で１．０μｍ×１．０μｍとした。また、欠陥領域１
４の振幅透過率を約４０％、欠陥領域１４を通過した光
と光透過領域１０を通過した光との位相差を０゜とし
た。

【０１３０】このような欠陥領域１４を有するハーフト
ーン方式位相シフトマスク１を用いて、波長２４８ｎ
ｍ、ＮＡが０．４５、パーシャルコヒーレンシーが０．
３の露光装置で、１／５に縮小露光すると、ハーフトー
ン方式位相シフトマスク１を透過した光の光強度分布
は、ウエハに形成されたレジスト材料上において、図２
７の（Ａ）に示す光強度分布となった。

【０１３１】光強度が０．３のときの光強度分布曲線の
幅をコンタクトホールパターン幅と規定すると、欠陥領
域１４が存在するハーフトーン方式位相シフトマスクか
ら得られたコンタクトホールパターン幅は０．３６μｍ
であり、欠陥領域１４の無いハーフトーン方式位相シフ
トマスクから得られたコンタクトホールパターン幅０．
３μｍと比較して、０．０６μｍ増加していた。また、
欠陥領域１４が存在するハーフトーン方式位相シフトマ
スクから得られた光強度分布曲線のピークの中心は、欠
陥領域１４の無いハーフトーン方式位相シフトマスクか
ら得られた光強度分布曲線のピークの中心から０．０３
μｍずれていた。

【０１３２】実施例−１と同様の修正方法による修正後
のハーフトーン方式位相シフトマスク１Ａを図２３に示
す。図２３の（Ａ）の模式的な一部平面図、及び図２の
（Ｂ）及び（Ｃ）の模式的な一部切断図に示すように、
欠陥領域１４を含み且つ欠陥領域より大きい修正領域１
６（図２３では斜線を付した）は、レジスト材料を感光
させない振幅透過率を有する遮光体３０で被覆されてい
る。更に、修正領域１６に隣接する光透過領域の一部１
０Ａが、同じ遮光体３０で被覆されている。遮光体３０
は炭素から成り、振幅透過率はほぼ０％である。尚、図
２３の（Ｂ）及び（Ｃ）は、図２３の（Ａ）の線Ｂ−Ｂ
及びＣ−Ｃに沿った切断図である。尚、修正領域１６及
び光透過領域の一部１０Ａの大きさは実施例−１と同様
とした。

【０１３３】このような遮光体３０を形成することによ
って、図３の（Ｂ）に示したと同様の光強度分布が得ら
れ、この場合、コンタクトホールパターン幅は０．３０
１μｍとなり、所望のコンタクトホールパターン幅
（０．３μｍ）に良く一致した。また、この光強度分布
曲線のピークの中心と、欠陥領域１４の無いハーフトー
ン方式位相シフトマスクから得られる光強度分布曲線の
ピークの中心との差も０．０１μｍ未満となった。

【０１３４】この実施例−６における欠陥領域１４の修
正は実施例−１と同様とすることができ、詳細な説明は
省略する。

【０１３５】（実施例−６の変形［その１］）図２２に
示した欠陥領域１４を、実施例−２と同様の方法で修正
することができる。このような実施例−２と同様の方法
で修正したハーフトーン方式位相シフトマスクの模式的
な一部切断図を、図２４の（Ａ）に示す。

【０１３６】（実施例−６の変形［その２］）図２４の
（Ｂ）及び（Ｃ）に、実施例−６の別の変形により修正
されたハーフトーン方式位相シフトマスクの模式的な一
部切断図を示す。図２４の（Ｂ）及び（Ｃ）の切断図
は、図２２の（Ａ）の線Ｃ−Ｃに沿った切断図である。
欠陥領域１４は、欠陥の無い半遮光領域と比較して、位
相が異なる。具体的には、光透過物質層２６の厚さが他
の部分とは異なる。このような欠陥領域１４は、光透過
物質層２６を形成する際発生し易い。

【０１３７】図２４の（Ｂ）の切断図は、実施例−１の
修正方法に基づいて欠陥領域１４を修正した例であり、
図２４の（Ｃ）の切断図は、実施例−２の修正方法に基
づいて欠陥領域１４を修正した例である。

【０１３８】正方形の光透過領域１０の大きさを、５倍
レティクル上で１．８５μｍ×１．８５μｍとした。ま
た、半遮光領域１２の振幅透過率を約４０％とし、光透
過領域１０を通過した光と半遮光領域１２を通過した光
との位相差を１８０゜とした。

【０１３９】欠陥領域１４の大きさは、５倍レティクル
上で１．０μｍ×１．０μｍとした。また、欠陥領域１
４の振幅透過率を約４０％、欠陥領域１４を通過した光
と光透過領域１０を通過した光との位相差を９０゜とし
た。

【０１４０】このような欠陥領域１４を有するハーフト
ーン方式位相シフトマスク１を用いて、波長２４８ｎ
ｍ、ＮＡが０．４５、パーシャルコヒーレンシーが０．
３の露光装置で、１／５に縮小露光すると、ハーフトー
ン方式位相シフトマスク１を透過した光の光強度分布
は、ウエハに形成されたレジスト材料上において、図２
７の（Ｂ）に示す光強度分布となった。

【０１４１】光強度が０．３のときの光強度分布曲線の
幅をコンタクトホールパターン幅と規定すると、欠陥領
域１４が存在するハーフトーン方式位相シフトマスクか
ら得られたコンタクトホールパターン幅は０．３４μｍ
であり、欠陥領域１４の無いハーフトーン方式位相シフ
トマスクから得られたコンタクトホールパターン幅０．
３μｍと比較して、０．０４μｍ増加していた。また、
欠陥領域１４が存在するハーフトーン方式位相シフトマ
スクから得られた光強度分布曲線のピークの中心は、欠
陥領域１４の無いハーフトーン方式位相シフトマスクか
ら得られた光強度分布曲線のピークの中心から０．０２
μｍずれていた。

【０１４２】実施例−１の修正方法に基づいて欠陥領域
１４を修正した場合（図２４の（Ｂ）参照）、あるい
は、実施例−２の修正方法に基づいて欠陥領域１４を修
正した場合（図２４の（Ｃ）参照）、図３の（Ｂ）に示
したと同様の光強度分布が得られ、この場合、コンタク
トホールパターン幅は０．３０１μｍとなり、所望のコ
ンタクトホールパターン幅（０．３μｍ）に良く一致し
た。また、この光強度分布曲線のピークの中心と、欠陥
領域１４の無いハーフトーン方式位相シフトマスクから
得られる光強度分布曲線のピークの中心との差も０．０
１μｍ未満となった。

【０１４３】この実施例−６における欠陥領域１４の修
正は実施例−１又は実施例−２と同様とすることがで
き、詳細な説明は省略する。

【０１４４】（実施例−６の変形［その３］）この実施
例−６の変形は、実施例−６の変形［その１］とハーフ
トーン方式位相シフトマスクの構造が異なることを除
き、実施例−６の変形［その１］と実質的には同一であ
る。このハーフトーン方式位相シフトマスクは、例えば
石英から成る基板２０、及びその上に形成された半遮光
領域１２から成る。半遮光領域１２は、クロムから成る
半遮光層２２、及び半遮光層２２と基板２０の間に形成
された例えばＳＯＧから成る光透過物質層２６（所謂シ
フター）から構成されている。光透過領域１０を通過し
た光と半遮光領域１２を通過した光との位相差は、例え
ば１８０゜である。欠陥領域１４は、光透過物質層２６
の一部分が欠落した形態の欠陥である。このような欠陥
領域１４は、基板２０上に形成された半遮光層２２及び
光透過物質層２６をエッチングして光透過領域１０を形
成する際発生し易い。

【０１４５】図２５の（Ａ）に示したハーフトーン方式
位相シフトマスクを実施例−１と同様の方法で修正した
ハーフトーン方式位相シフトマスクの模式的な一部切断
図を、図２５の（Ｂ）に示す。また、実施例−２と同様
の方法で修正したハーフトーン方式位相シフトマスクの
模式的な一部切断図を、図２５の（Ｃ）に示す。

【０１４６】（実施例−６の変形［その４］）この実施
例−６の変形のハーフトーン方式位相シフトマスクは、
実施例−６の変形［その３］と同様の構造を有する。こ
のハーフトーン方式位相シフトマスクにおける欠陥の形
態は、実施例−６の変形［その２］と実質的には同一で
ある。

【０１４７】図２６の（Ａ）に示したハーフトーン方式
位相シフトマスクを実施例−１と同様の方法で修正した
ハーフトーン方式位相シフトマスクの模式的な一部切断
図を、図２６の（Ｂ）に示す。また、実施例−２と同様
の方法で修正したハーフトーン方式位相シフトマスクの
模式的な一部切断図を、図２６の（Ｃ）に示す。

【０１４８】尚、実施例−６の一部においては、光透過
物質層２６が厚い場合を例にとり説明したが、光透過物
質層２６が薄い場合にも同様にして修正することができ
る。

【０１４９】以上、本発明を好ましい実施例に基づき説
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。実施例にて説明した条件や数値は例示であり、
適宜変更することができる。光透過領域１０及び欠陥領
域１４の形状や大きさは例示である。

【０１５０】修正領域１６、あるいは修正領域１６に隣
接する光透過領域の一部１０Ａの大きさ、遮光部の振幅
透過率等を、欠陥領域の大きさ、形状や位置、露光波
長、露光条件等によって適宜変更することができる。転
写パターン形状に影響がなければ、場合によっては、欠
陥領域１４の一部分が修正領域１６からはみ出していて
もよい。

【０１５１】各実施例においては、コンタクトホールパ
ターンに隣接した欠陥領域１４に関して説明したが、本
発明はコンタクトホールパターンに限定されるものでは
ない。極めて容易に各種のデバイスパターン全てに本発
明を適用できる。また、欠陥領域１４は、必ずしも光透
過領域１０に隣接していなくてもよく、図２８あるいは
図２９に例示するように、光透過領域１０の近傍に存在
してもよい。

【０１５２】図２８は、図１１に示したと同様の欠陥形
態であり、欠陥領域１４を含むハーフトーン方式位相シ
フトマスク１の模式的な一部平面図を図２８の（Ａ）
に、また、一部切断図を図２８の（Ｂ）に示す。実施例
−１と同様の方法で修正したハーフトーン方式位相シフ
トマスク１Ａの一部接断図を図２８の（Ｃ）に示す。

【０１５３】図２９は、図１７に示したと同様の欠陥形
態であり、欠陥領域１４を含むハーフトーン方式位相シ
フトマスク１の模式的な一部平面図を図２９の（Ａ）
に、また、一部切断図を図２９の（Ｂ）に示す。実施例
−１と同様の方法で修正したハーフトーン方式位相シフ
トマスク１Ａの一部接断図を図２９の（Ｃ）に、実施例
−２と同様の方法で修正したハーフトーン方式位相シフ
トマスク１Ｂの一部接断図を図２９の（Ｄ）に示す。

【０１５４】欠陥領域の位置あるいは形状等に依存し
て、遮光体３０あるいは第１及び第２の遮光体３２，３
４の形成領域を適宜設定すればよい。この場合、修正領
域１６、及び修正領域１６に近接した光透過領域の一部
１０Ａの上に形成される遮光体３０あるいは第１及び第
２の遮光体３２，３４は、図２８の（Ｃ）に示すように
一体化されていても、図２９の（Ｃ）あるいは（Ｄ）に
示すように別々であってもよい。

【０１５５】遮光体の形成手段として、レーザービーム
あるいは電子ビーム等を使用しても良いが、望ましくは
集束イオンビームを用いることで制御良く遮光体を形成
できる。遮光体の形成においては収束イオンビームとし
てＧａ⁺イオンビームを用いたが、イオンビームはこれ
に限定されるものではなく、遮光体を形成できるイオン
ビームであれば如何なるイオンビームをも用いることが
できる。また、遮光体を形成するために、炭素含有ガス
としてピレンガスを用いたが、ピレンガスに限定される
ものでなく、炭素を含有するガスならば如何なるガスを
も用いることができる。

【０１５６】半遮光層はクロム以外にも光を適当量遮光
することができる材料から構成することができる。ま
た、遮光体として炭素以外にも、例えばクロム、酸化ク
ロム、クロム上に積層された酸化クロム、高融点金属
（Ｗ、Ｍｏ、Ｂｅ等）等の遮光機能を有する任意の材料
から構成することができ、形成方法は使用する材料に依
存して適宜選択することができる。例えば、遮光体を、
レーザＣＶＤ法にて形成したＣｒ、Ｍｏ、Ｗあるいはこ
れらの酸化物から構成することができる。光透過物質層
２６もＳＯＧに限定されず、ポリメチルメタクリレー
ト、フッ化マグネシウム、二酸化チタン、ポリイミド樹
脂、二酸化珪素、酸化インジウム、ＳｉＯ₂、ＳｉＮ、
各種レジスト等、透明な材料であればよい。

【０１５７】半遮光領域１２の振幅透過率は４０％に限
定されるものではなく、０％よりも大きく且つ５５％よ
り小さい値であればよい。修正領域１６に隣接する光透
過領域の一部１０Ａ上に形成する第２の遮光体３４の振
幅透過率は２０％に限定されるものではなく、０％より
も大きく且つ１００％より小さい値であればよく、０％
よりも大きく５０％よりも小さい振幅透過率を選択する
ことが望ましい。尚、振幅透過率の測定は、株式会社日
立製作所製スペクトルフォトメーターＵ−３２００を用
いて測定した。尚、露光波長において光透過領域を透過
した光の強度を１としたときの透過光強度を測定し、こ
れを光強度透過率とする。振幅透過率は、光強度透過率
の平方根になる。

【０１５８】実施例−１等においては、修正領域１６
上、及び修正領域１６に隣接する光透過領域の一部１０
Ａ上に形成する遮光体３０の振幅透過率を同じとした。
また、実施例−２等においては、修正領域１６に隣接す
る光透過領域の一部１０Ａ上に形成する第２の遮光体３
４と、修正領域１６上に形成する第１の遮光体３２の振
幅透過率を変化させた。しかしながら、これらの遮光体
の振幅透過率を適宜連続的に変化させても同様の効果が
得られる。

【０１５９】

【発明の効果】本発明においては、欠陥領域の大きさや
形状に厳密に依存すること無く欠陥領域を修正すること
ができる。即ち、通常の修正精度において高い修正裕度
にて欠陥領域を修正することができる。また、欠陥の形
態に関係無く欠陥領域を修正することができる。しか
も、光露光による欠陥領域のレジスト材料へ転写及び焦
点深度の劣化を防ぐことができる。

【０１６０】また、修正領域に隣接若しくは近接する光
透過領域の一部を遮光体で被覆するので、単に修正領域
のみを遮光体で被覆した場合に生じる転写パターン形状
の所望のパターン形状からの変化を補正することができ
る。しかも、遮光体の幅や位置あるいは透過率、更には
これらすべてを精確に制御することで、精確に所望の転
写パターン形状及び十分な焦点深度が得ることができ
る。

【０１６１】更には、修正領域に対して適切な遮光体の
位置及び大きさを予め実験や計算等により求め、且つ遮
光体の得られた位置及び大きさを精確に制御すること
で、所望の転写パターン形状を効率良く精確に得ること
ができる。

【０１６２】本発明により、容易且つ簡便にハーフトー
ン方式位相シフトマスクを修正することができ、ハーフ
トーン方式位相シフトマスク作製のスループットが向上
し、コストも削減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例−１における欠陥領域を含むハーフトー
ン方式位相シフトマスクの模式図である。

【図２】実施例−１における欠陥領域が修正されたハー
フトーン方式位相シフトマスクの模式図である。

【図３】修正前のハーフトーン方式位相シフトマスク、
及び実施例−１における修正後のハーフトーン方式位相
シフトマスクを通過した光の光強度分布を示す図であ
る。

【図４】実施例−１における修正領域を示す図である。

【図５】図１に示した構造とは別の構造を有する実施例
−１の修正前及び修正後のハーフトーン方式位相シフト
マスクの模式的な一部切断図である。

【図６】実施例−２における欠陥領域が修正されたハー
フトーン方式位相シフトマスクの模式図である。

【図７】実施例−２における修正後のハーフトーン方式
位相シフトマスクを通過した光の光強度分布を示す図で
ある。

【図８】図６に示した構造とは別の構造を有する実施例
−２の修正前及び修正後のハーフトーン方式位相シフト
マスクの模式的な一部切断図である。

【図９】実施例−３における欠陥領域を含むハーフトー
ン方式位相シフトマスクの模式図である。

【図１０】実施例−４における欠陥領域を含むハーフト
ーン方式位相シフトマスクの模式図である。

【図１１】実施例−１にて説明した修正方法に基づき修
正された、実施例−４における欠陥領域が修正されたハ
ーフトーン方式位相シフトマスクの模式図である。

【図１２】実施例−４における修正前のハーフトーン方
式位相シフトマスクを通過した光の光強度分布を示す図
である。

【図１３】実施例−２にて説明した修正方法に基づき修
正された、実施例−４の修正後のハーフトーン方式位相
シフトマスクの模式図である。

【図１４】図１０に示した構造とは別の構造を有する実
施例−４の修正前及び修正後のハーフトーン方式位相シ
フトマスクの模式的な一部切断図である。

【図１５】図１４に示した構造とは別の構造を有する実
施例−４の修正前及び修正後のハーフトーン方式位相シ
フトマスクの模式的な一部切断図である。

【図１６】実施例−５における欠陥領域を含むハーフト
ーン方式位相シフトマスクの模式図である。

【図１７】実施例−１にて説明した修正方法に基づき修
正された、実施例−５における欠陥領域が修正されたハ
ーフトーン方式位相シフトマスクの模式図である。

【図１８】実施例−５における修正前のハーフトーン方
式位相シフトマスクを通過した光の光強度分布を示す図
である。

【図１９】実施例−２にて説明した修正方法に基づき修
正された、実施例−５の修正後のハーフトーン方式位相
シフトマスクの模式図である。

【図２０】図１６に示した構造とは別の構造を有する実
施例−５の修正前及び修正後のハーフトーン方式位相シ
フトマスクの模式的な一部切断図である。

【図２１】図２０に示した構造とは別の構造を有する実
施例−５の修正前及び修正後のハーフトーン方式位相シ
フトマスクの模式的な一部切断図である。

【図２２】実施例−６における欠陥領域を含むハーフト
ーン方式位相シフトマスクの模式図である。

【図２３】実施例−１にて説明した修正方法に基づき修
正された、実施例−６における欠陥領域が修正されたハ
ーフトーン方式位相シフトマスクの模式図である。

【図２４】実施例−１及び実施例−２にて説明した修正
方法に基づき修正された、実施例−６における欠陥領域
が修正されたハーフトーン方式位相シフトマスクの模式
図である。

【図２５】実施例−１及び実施例−２にて説明した修正
方法に基づき修正された、実施例−６における欠陥領域
が修正されたハーフトーン方式位相シフトマスクの模式
図である。

【図２６】実施例−１及び実施例−２にて説明した修正
方法に基づき修正された、実施例−６における欠陥領域
が修正されたハーフトーン方式位相シフトマスクの模式
図である。

【図２７】実施例−６における修正前のハーフトーン方
式位相シフトマスクを通過した光の光強度分布を示す図
である。

【図２８】欠陥領域１４が光透過領域１０の近傍に存在
している場合の欠陥及びその修正を示す模式図である。

【図２９】欠陥領域１４が光透過領域１０の近傍に存在
している場合の欠陥及びその修正を示す模式図である。

【図３０】従来の位相シフトマスクの構造を示す図であ
る。

【図３１】従来のハーフトーン方式位相シフトマスクの
構造を示す図である。

【図３２】従来のハーフトーン方式位相シフトマスクに
おける欠陥を示す図である。

【符号の説明】

１ ハーフトーン方式位相シフトマスク １０ 光透過領域 １０Ａ 修正領域１６に隣接あるいは近接した光透過領
域の一部 １０Ｂ 基板の一部分 １２ 半遮光領域 １４ 欠陥領域 １６ 修正領域 １８ 遮光領域 ２０ 基板 ２２ 半遮光層 ２４ 位相シフト領域 ２６ 光透過物質層 ３０ 遮光体 ３２ 第１の遮光体 ３４ 第２の遮光体

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半遮光領域及び光透過領域を備え、該半遮
   光領域を通過した光の位相と光透過領域を通過した光の
   位相とが異なるハーフトーン方式位相シフトマスクであ
   って、 位相、振幅透過率、あるいはそれらの両方が所定の値と
   は異なり、光透過領域に隣接若しくは近接した半遮光領
   域に存在する欠陥領域を含み、且つ該欠陥領域より大き
   い修正領域、並びに該修正領域に隣接若しくは近接する
   光透過領域の一部が、レジスト材料を感光させない振幅
   透過率を有する遮光体で被覆されており、 該修正領域は、レジスト材料を感光させない振幅透過率
   を有する第１の遮光体で被覆され、 修正領域に隣接若しくは近接する該光透過領域の一部
   は、第１の遮光体の有する振幅透過率とは異なる振幅透
   過率を有する第２の遮光体で被覆されており、 修正されたハーフトーン方式位相シフトマスクによって
   得られるレジスト材料への転写パターン形状が、欠陥領
   域が無い場合のハーフトーン方式位相シフトマスクによ
   って得られるレジスト材料への転写パターン形状と略一
   致するように、該修正領域に隣接若しくは近接する該光
   透過領域の一部の位置及び形状が選択され、且つ、該第
   ２の遮光体の振幅透過率が選択される ことを特徴とする
   ハーフトーン方式位相シフトマスク。
2. 【請求項２】 前記第１あるいは第２の遮光体は炭素から
   成ることを特徴とする請求項１に記載のハーフトーン方
   式位相シフトマスク。
3. 【請求項３】 半遮光領域は少なくとも半遮光層から成
   り、欠陥領域は、少なくとも半遮光層の欠落、あるいは
   少なくとも半遮光層の厚さが所定の値とは異なることを
   特徴とする請求項１又は請求項２に記載のハーフトーン
   方式位相シフトマスク。
4. 【請求項４】 前記半遮光領域は、０より大きく且つ０．
   ５５より小さい振幅透過率を有することを特徴とする請
   求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のハーフトー
   ン方式位相シフトマスク。
5. 【請求項５】 半遮光領域及び光透過領域を備え、該半遮
   光領域を通過した光の位相と光透過領域を通過した光の
   位相とが異なるハーフトーン方式位相シフトマスクにお
   いて、 位相、振幅透過率、あるいはそれらの両方が所定の値と
   は異なる欠陥領域が、光透過領域に隣接若しくは近接し
   た半遮光領域に存在する場合、該半遮光領域内におい
   て、該欠陥領域を含み且つ該欠陥領域より大きい修正領
   域を選択し、該修正領域をレジスト材料を感光させない振幅透過率を
   有する第１の遮光体で被覆し、 修正されたハーフトーン方式位相シフトマスクによって
   得られるレジスト材料への転写パターン形状が、欠陥領
   域が無い場合のハーフトーン方式位相シフトマスクによ
   って得られるレジスト材料への転写パターン形状と略一
   致するように、該修正領域に隣接若しくは近接する該光
   透過領域の一部の位置及び形状を選択し、且つ、第２の
   遮光体の振幅透過率を選択し、該修正領域に隣接若しく
   は近接する該光透過領域の一部を、第１の遮光体の有す
   る振幅透過率とは異なる振幅透過率を有する該第２の遮
   光体で被覆する ことを特徴とするハーフトーン方式位相
   シフトマスクの修正方法。
6. 【請求項６】 前記第１あるいは第２の遮光体は炭素から
   成ることを特徴とする請求項５に記載のハーフトーン方
   式位相シフトマスクの修正方法。
7. 【請求項７】 半遮光領域は少なくとも半遮光層から成
   り、欠陥領域は、少なくとも半遮光層の欠落、あるいは
   少なくとも半遮光層の厚さが所定の値とは異なることを
   特徴とする請求項５又は請求項６に記載のハーフトーン
   方式位相シフトマスクの修正方法。
8. 【請求項８】 前記半遮光領域は、０より大きく且つ０．
   ５５より小さい振幅透過率を有することを特徴とする請
   求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載のハーフトー
   ン方式位相シフトマスクの修正方法。
9. 【請求項９】 半遮光領域及び光透過領域を備え、該半遮
   光領域を通過した光の位相と光透過領域を通過した光の
   位相とが異なるハーフトーン方式位相シフトマスクにお
   いて、 位相、振幅透過率、あるいはそれらの両方が所定の値と
   は異なる欠陥領域が、光透過領域に隣接若しくは近接し
   た半遮光領域に存在する場合、該半遮光領域内におい
   て、該欠陥領域を含み且つ該欠陥領域より大きい修正領
   域を選択し、該修正領域をレジスト材料を感光させない振幅透過率を
   有する第１の遮光体で被覆し、 該修正領域に隣接若しくは近接する該光透過領域の一部
   を、第１の遮光体の有する振幅透過率とは異なる振幅透
   過率を有する第２の遮光体で被覆する ハーフトーン方式
   位相シフトマスクの修正方法であって、 前記選択された修正領域に基づいて、修正されたハーフ
   トーン方式位相シフトマスクによって得られるレジスト
   材料への転写パターン形状が、欠陥領域が無い場合のハ
   ーフトーン方式位相シフトマスクによって得られるレジ
   スト材料への転写パターン形状と略一致するように、該
   修正領域に隣接若しくは近接する該光透過領域の一部の
   位置及び形状、更に、該第２の遮光体の振幅透過率をシ
   ミュレーションあるいは計算から求めることを特徴とす
   るハーフトーン方式位相シフトマスクの修正方法。
10. 【請求項１０】 前記第１あるいは第２の遮光体は炭素か
    ら成ることを特徴とする請求項９に記載のハーフトーン
    方式位相シフトマスクの修正方法。
11. 【請求項１１】 半遮光領域は少なくとも半遮光層から成
    り、欠陥領域は、少なくとも半遮光層の欠落、あるいは
    少なくとも半遮光層の厚さが所定の値とは異なることを
    特徴とする請求項９又は請求項１０に記載のハーフトー
    ン方式位相シフトマスクの修正方法。
12. 【請求項１２】 前記半遮光領域は、０より大きく且つ
    ０．５５より小さい振幅透過率を有することを特徴とす
    る請求項９乃至請求項１１のいずれか１項に記載のハー
    フトーン方式位相シフトマスクの修正方法。
13. 【請求項１３】 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に
    記載のハーフトーン方式位相シフトマスクを用いて、ウ
    エハ上に形成されたレジスト材料を露光して、ハーフト
    ーン方式位相シフトマスクに形成されたパターン形状を
    レジスト材料に転写することを特徴とする半導体装置の
    製造方法。