JPH0980741A

JPH0980741A - ハーフトーン位相シフトマスクの欠陥修正方法およびハーフトーン位相シフトマスク

Info

Publication number: JPH0980741A
Application number: JP23131295A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Fukushima; 祐一福島
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1995-09-08
Filing date: 1995-09-08
Publication date: 1997-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】ハーフトーン位相シフトマスクの白抜き欠陥の
修正方法に関して、従来の欠陥修正方法の欠点を解消し
たうえで、なお且つその効果は確実に得られると共に工
程は簡単であるようにし、特に密な配列のパターンに対
して欠陥修正方法が転写パターンに与える影響を最小限
に抑止かつ補正して精度の高い転写パターンを得られる
技術を提供する。【解決手段】透過光に対する半透明性と位相反転性とを
兼ね備えたパターンを透明基板上に設けてなるハーフト
ーン位相シフトマスクの前記パターンの白抜き欠陥を修
正する場合に、前記白抜き欠陥を完全に覆っており、且
つ前記パターンに隣接する複数の開口パターンのそれぞ
れ端の一部も部分的に覆っている形状に遮光膜を設ける
ことによる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造プロセス
に代表される様々な分野での微細加工の為の光リソグラ
フィ工程において微細パターンを形成する為に使用する
ハーフトーン位相シフトマスクについて、特にはその欠
陥修正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】位相シフトマスク技術は光リソグラフィ
技術におけるいわゆる超解像技術の一種であって、近年
は開発が盛んに行われている。位相シフトマスクとは、
従来のフォトマスク（又はレチクル）のように単なる光
透過部と遮光部とからなるパターンを備えているのでは
なく、少なくとも、透過光の位相を反転させる位相シフ
ト部と透過光の位相は反転させない透過部とを具備した
フォトマスク（又はレチクル）の総称である。そして、
位相シフト技術を用いない従来のフォトマスクと比較し
て、位相シフトマスクは微細パターンの解像度向上およ
び焦点深度向上に飛躍的に優れた効果を持つことが知ら
れている。位相シフトマスクは構造（又は方式）の観点
からさらにいくつかに細分化されるが、そのうちの一つ
に本発明が係わるハーフトーン位相シフトマスクがあ
る。

【０００３】ハーフトーン位相シフトマスクは、レジス
トが感光しない程度の光学透過率をもつ（光学透過率は
１０％前後のものが一般に使用されるが光学透過率値が
限定されるものではない。）半透明層からなるパターン
（以下では「半透明パターン」と称する。）を備えてお
り、この半透明パターンに対して、パターンエッジ近傍
での透過光の位相反転作用およびパターン内部での遮光
作用、という二つの作用を生じさせる役割を与えること
によって、透過光強度分布のエッジ形状が急峻になるよ
うにし、これにより投影露光転写の解像性や焦点深度特
性を従来のフォトマスクよりも格段に向上させると共
に、転写面（例えば、半導体製造プロセスであればウェ
ハー上のレジスト面）に所望するパターンを光強度分布
からなる光学像として忠実に形成する効果を持つもので
ある。（ここで、「マスクパターン」とは、マスクに形
成されてあり投影露光転写に用いるパターンを指し、こ
のマスクを介して投影露光することにより、転写面には
所望するパターンをもつ光学像を得ることが出来るパタ
ーンである。）（なお、逐次移動式縮小投影露光装置（通称「ステッパ
ー」）に取り付けて用いられ、投影露光転写により得よ
うとする微細パターン寸法に対して拡大したパターンを
有するマスクを一般に「レチクル」と称する場合もあ
る。このような表現方法に従うと、本発明はハーフトー
ン位相シフトマスクとハーフトーン位相シフトレチクル
とのいずれにも適用され得る。）

【０００４】さて、ハーフトーン位相シフトマスク（自
体）を製造する場合、製造工程中のリソグラフィプロセ
スでマスクパターン欠陥が生じることがあった。本発明
は、欠陥のうちの特に前記半透明パターンが欠けたこと
による欠陥、いわゆる「白抜き欠陥」に関する内容であ
り、ハーフトーン位相シフトマスクの白抜き欠陥の態様
としては、図２に示したようなものがある。なお、以下
に述べるマスクパターンの寸法はすべてウェハー上に転
写した場合の倍率１倍の寸法である。ハーフトーン位相
シフトマスクがハーフトーン位相シフトレチクルであ
り、例えば「５倍レチクル」と称されるものであれば、
ハーフトーン位相シフトマスク上のパターンの寸法はウ
ェハー上に転写されたパターンの５倍の値となる。図２
（ａ），（ｃ）は幅０．４μｍのライン＆スペースパタ
ーンで、それぞれ白抜き欠陥ｐ１，ｐ３（それぞれ直径
０．２μｍ）が存在する。また、図２（ｂ），（ｄ）は
０．４μｍ角のコンタクトホールパターンで間隔０．４
μｍで配列してあり、それぞれに白抜き欠陥ｐ２，ｐ４
（それぞれ直径０．２μｍ）が存在する。図のように、
白抜き欠陥ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４は隣接する開口パタ
ーンに接するか、あるいは近接している。

【０００５】もし、ハーフトーン位相シフトマスクにこ
のような欠陥があった場合、露光転写の際に次のような
問題が生じる。つまり、欠陥自体が転写されることにな
るからであり、また、欠陥の大きさや形状および欠陥の
存在する位置によっては、転写面での光強度の関係から
ハーフトーン位相シフトマスクの白抜き欠陥自体がもし
実際には転写されなくとも「光近接効果」によって周囲
のパターンの形状や寸法にも影響を与え、パターンの変
形を生じることになるからである。もしも、半導体集積
回路がこのような問題を生じた光リソグラフィプロセス
により製造された場合、製品の回路が動作不良を起こす
といった重大事故を引き起こすことがあり得る。このた
め、一般に、フォトマスク欠陥は製造段階で厳格に検査
され、もし修正不可の欠陥があった場合にはその製品は
不良品となり、もしも修正可能な欠陥であれば欠陥すべ
てを修正しなければならなかった。但し、この際、小さ
なもので１μｍ以下という微小な欠陥（５倍レチクルに
おいて）を修正するためには、非常に繊細で高精度な作
業を可能とする極めて高性能な修正装置を使用すること
が必須要件となってしまう。

【０００６】さて、ハーフトーン位相シフトパターン部
をもたないフォトマスク（以下では「通常フォトマス
ク」と称する。）に対する従来の欠陥修正方法として、
現段階で一般的に行われている方法は、前記白抜き欠陥
の場合に、集束イオンビーム（ＦＩＢ）装置を用いてカ
ーボン膜を付与する修正法であり、これによると高精度
な修正が可能である。なお、この他にも、リフトオフプ
ロセスによる金属膜形成法などが一応ありはするが、精
度・効率の面で前記ＦＩＢ装置よりも劣るために、通常
フォトマスクの欠陥修正にはあまり用いられなくなって
いる。これらの手段は現在技術的に確立している手段で
あって、通常フォトマスクの場合には問題ないレベルの
修正が可能であり、修正後のマスクパターンは無欠陥の
場合と同等な高精度の転写パターンを得ることができ
る。そして、本発明が係わるハーフトーン位相シフトマ
スクの場合においても、膜材料自体には本質的な違いが
ないために、通常フォトマスクの場合と同じ修正方法を
とることが（後述する問題点はあるものの）単なる作業
上では一応可能であり、現在までのところはこの方法を
用いて実際に修正が行われている。

【０００７】しかしながら、ハーフトーン位相シフトマ
スクの欠陥修正の場合には、白抜き欠陥の修正は大きな
問題点があった。その問題点とは、前記ＦＩＢ装置を用
いてカーボン膜により遮光膜（遮光性を有する膜）を形
成する修正方法では、遮光部（透過率がほぼ０）を形成
して欠陥部分を覆ってしまうために、一．本来は半透明部であるべきハーフトーン位相シフ
トパターン部が欠落し、修正部分のみは「遮光部」とな
ってしまう点、及び二．「透過光の位相反転作用」も消失してしまう点、である。すなわち、このことによって修正部分のハーフ
トーン位相シフト効果が不充分となるため、転写パター
ンの特性に本来のハーフトーン位相シフト効果が得られ
ないという重大な悪影響を与えてしまうのである。ま
た、この修正方法による場合には、たとえば図２（ａ）
や（ｂ）のように欠陥がパターンエッジにかかっている
場合には、形成される遮光膜の領域が開口部にはみ出し
たり、逆に遮光膜の領域が欠陥の一部を覆わずに残して
ハーフトーン位相シフトパターンに凹みを残したりしな
いようにと、ハーフトーン位相シフトパターンの元の形
状に沿って修正部の位置決めを正確に行って遮光部を形
成するという精度が非常に高いことが必要となる作業が
要求されていた。そのため実際の修正作業で、もしも所
望する修正部から遮光膜領域がはみ出した場合には、そ
のはみ出した部分を（例えば）高精度なレーザー修正装
置を用いて除去しなければならないという問題点があっ
た。

【０００８】これについては、理想論的には、もちろ
ん、白抜き欠陥に関してハーフトーン位相シフト部自体
を本来所望していたとおりに完全に回復することにより
修正すればよく、すなわちハーフトーン位相シフト部を
構成しうる材料を用い、透過率および透過光の位相差が
本来その箇所に備わるべきであったように改修できれば
良いのである。ところが、現実対応の問題として、（透
過率および透過光の位相差を前記のように改修させるべ
く、材料の屈折率や層の厚さや透過率を考慮し、）白抜
き欠陥部分に周囲と同質（又は同等）な材料を正確に埋
め込み、そのうえ、膜厚を調整して均一にし、所望のパ
ターンからはみ出ないようにするとなると、この作業は
非常な困難を極め、特にサブミクロンオーダーの微小欠
陥についてこの作業を適用することは、実生産を行なっ
てゆくうえで現状不可能といっても過言ではない。その
ため、前記カーボン膜により遮光膜を形成する修正方法
（以下では「遮光修正法」と称する。）を採用すること
が現実的である。

【０００９】次に、遮光修正法を用いて実際に修正した
場合の、転写パターンに与える影響について発明者が検
討した結果を述べる。図２（ａ）〜（ｄ）に示した白抜
き欠陥を含むパターン図を用いて、従来の欠陥修正方法
により修正したパターン図を図３（ａ）〜（ｄ）に示し
た。なお、図３（ａ）〜（ｄ）と図２（ａ）〜（ｄ）と
はそれぞれ対応関係にある。図３（ａ）〜（ｄ）は欠陥
修正部ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４（これら４つ例の大きさ
は０．３×０．３μｍ）を白抜き欠陥を完全に覆うよう
にしたものであり、本来のハーフトーン位相シフトパタ
ーンからはみ出ないように、少なくとも開口部には接す
る程度まで近接させて、且つ、くい込むことのないよう
に配置された状態を示している。もし、通常フォトマス
クのように単なる遮光パターンの白抜き欠陥の修正であ
れば、修正用の遮光膜を図３の状態となるように付与す
る処置を行なえば完全な修正となり、転写面（例えばウ
ェハー上のレジスト面）に露光された転写パターンは、
無欠陥のマスクパターンにより投影露光した場合と同等
のパターンが得られる。

【００１０】しかし、ハーフトーン位相シフトマスクの
白抜き欠陥の修正の場合には次のような状況になる。図
４（ａ）〜（ｂ）は、図３（ａ）〜（ｂ）の修正パター
ンを用いて転写したパターンを示したものである。ここ
で投影露光転写の際の光学条件は、波長３６５ｎｍ、開
口数０．６、コヒーレンス度０．３、そしてマスクのハ
ーフトーン位相シフト部透過率は８％とした。前記のよ
うに、ハーフトーン位相シフトマスクの効果はパターン
エッジ近傍での露光透過光の位相反転作用によるもので
あるから、白抜き欠陥がパターンエッジ付近にあった場
合には、もしも図３（ａ）のように修正を施したとする
と、この修正部は完全な遮光部であり、周囲のパターン
はハーフトーン位相シフト部と透過部であるために、透
過光の光強度分布が、本来の無欠陥のマスクパターンの
場合の光強度分布とは異なってしまう。しかも、これを
投影露光転写した場合に、転写パターンは図４（ａ）の
ようにラインパターンの両端に湾曲変形（凹み）が生じ
てしまう。凹みが両端に生じた原因は、修正部のあるラ
インパターンの右端だけに影響するのではなく、近接効
果によってこの遮光部が周囲にも影響した為に、左端に
も湾曲変形（凹み）を生じたと考えられる。ちなみに、
この現象は同条件で光強度分布シミュレーションを行っ
ても確認することができる。

【００１１】図６の実線で示したプロファイルは、図４
（ａ）中のｘ１−ｘ１’を結ぶ線分上における光強度分
布の断面図である。点線部は無欠陥の場合の光強度分布
を示している。この図からも、従来の方法による欠陥修
正では、修正部のあるラインパターンの両端部の光強度
に作用していることがわかる。

【００１２】また、この他に図３（ｂ）〜（ｄ）につい
てもそれぞれ同様に転写パターンを求めて、その結果を
図４（ｂ）〜（ｄ）に示した。これによると、図４
（ｃ）は図４（ａ）と同様にラインエッジ両端の湾曲変
形を生じ、また、図４（ｂ），（ｄ）のコンタクトホー
ルパターンはそれぞれ２つの丸い形状が中央側に少し引
っ張られて出来たような卵形に似た形状に変形した。こ
れらの結果によって、遮光修正法による転写パターンへ
の影響は、転写パターンに変形を生じさせる、という点
にも現れることが明らかとなってきた。これは、本来な
らば白抜き欠陥は遮光された時点で欠陥としては転写さ
れないが、光近接効果が変化する為にその周囲パターン
を変形させるという影響を及ぼしていることになる。す
なわち、修正部分のみが遮光部となっているため透過光
成分がなくなり、ハーフトーン位相シフト部でのパター
ンエッジ近傍での位相反転作用がなされず、光強度分布
が劣化することによる。従って、単なる従来の修正方法
では欠陥自身が転写しないようにすることはできるが、
修正により隣接パターンへは変形を引き起こすという悪
影響を発生させるということが明らかとなった。特に、
図３の場合のように、密な配列のパターンについては、
欠陥修正部に仮に接していなくても、隣接する複数のパ
ターンに対してパターン形状の変形や寸法変化のような
影響がある。

【００１３】このように従来のハーフトーン位相シフト
マスクの白抜き欠陥の修正方法は、従来の通常フォトマ
スクへの対応として既に技術的に確立した方法を用いて
正確に修正した場合であっても、設計パターンと同じ特
性が得られないため、露光転写パターンに悪影響を与え
てしまい、パターンの転写特性が劣化してしまい、しか
も複数の隣接パターンにこの影響が及ぶ場合もある、と
いう問題があった。

【００１４】また、ハーフトーン位相シフトマスクにお
ける白抜き欠陥修正方法について、特開平７−１４６５
４４号公報によれば、欠陥部上と、欠陥部に含まれる透
過部とハーフトーン位相シフト部との境界から所定の長
さだけ開口パターンにはみ出した領域に遮光部を形成す
ることにより、転写パターン形状を補正することができ
るという提案がなされている。しかしながら発明者の検
討によれば、前記提案に開示されている「転写パターン
形状の補正」はその欠陥が接するか／又は接近している
開口パターンに対してのみであり、図４で示したよう
に、密な配列のパターンにおいて、現に欠陥が接してい
ないか／又は寄っていない開口パターンであっても、遮
光部に係わる遮光による欠陥修正部自身の近接効果によ
ってその隣接する複数のパターンに対して転写時に影響
を与えることが問題点として残っていた。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記従来の技
術の問題点に着目してなされたものであり、その目的と
するところは、ハーフトーン位相シフトマスクの白抜き
欠陥の修正方法に関して、従来の欠陥修正方法の欠点を
解消したうえで、なお且つその効果は確実に得られると
共に工程は簡単であるようにし、特に密な配列のパター
ンに対して欠陥修正方法が転写パターンに与える影響を
最小限に抑止かつ補正して精度の高い転写パターンを得
られる欠陥修正方法およびハーフトーン位相シフトマス
クを提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明が提供する手段とは、すなわち、前記請求項１
に示すように、透過光に対する半透明性と位相反転性と
を兼ね備えたパターンを透明基板上に設けてなるハーフ
トーン位相シフトマスクの前記パターンの白抜き欠陥を
修正する場合に、前記白抜き欠陥を完全に覆っており、
且つ前記パターンに隣接する複数の開口パターンのそれ
ぞれ端も部分的に覆っている形状に遮光膜を設けること
を特徴とするハーフトーン位相シフトマスクの欠陥修正
方法である。これによると、白抜き欠陥がある半透明パ
ターンの部分に隣接する複数の開口パターンに対して、
（つまり隣接する開口パターンのうちのただ１つのみに
対してではなく）複数の開口パターンそれぞれの端の部
分も覆う形状に遮光膜を設けることによって、前記白抜
き欠陥がある半透明パターンと遮光膜との組合せなが
ら、前記の如き歪みが生じず、しかも（白抜き欠陥が無
い）本来のハーフトーン位相シフトパターンによって生
じる光強度分布を作りだすことが出来る。

【００１７】より好ましくは、前記請求項２に示すよう
に、前記遮光膜の形状が１個の矩形をなすか又は複数の
矩形の組み合わせから構成されているかのいずれかであ
ることを特徴とする請求項１記載のハーフトーン位相シ
フトマスクの欠陥修正方法である。尚、矩形を用いるの
は、パターン自体が矩形で構成されており、４辺が直線
であるため、遮光膜の形状に矩形が用いられるとパター
ン端部との整合性が良い、という点で好ましいからであ
る。

【００１８】さらに好ましくは、前記請求項３に示すよ
うに、前記遮光膜のパターンが対称性を有することを特
徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のハーフトー
ン位相シフトマスクの欠陥修正方法である。尚、遮光膜
のパターンに対称性を持たせるのは、（大きなパターン
の転写露光時の状況とは大きく異なり）このような微細
パターンの転写露光時のように光近接効果の影響が大き
な状況下では、もしパターンの片一方側にのみに遮光膜
を付与して修正した場合、光強度分布の高低からなる潜
像の形状に関して（近接する）パターンの他方側に悪影
響が及ぶのでこれを避ける、という点で好ましいからで
ある。また、ここで遮光膜のパターンが「対称性を持
つ」とは、「単に形状のうえでの対称性を有すること」
と「隣接する開口パターン上への遮光膜のはみ出しの長
さが等しいこと」とのいずれか片方を満たすか、あるい
は両方同時に満たすことを意味する。

【００１９】あるいは、請求項４に示すように、透過光
に対する半透明性と位相反転性とを兼ね備えたパターン
を透明基板上に設けられなるハーフトーン位相シフトマ
スクであり、該パターンの少なくとも一部には、該パタ
ーンに隣接する複数の開口パターンのそれぞれ端部も部
分的に覆う形状に遮光膜が設けられていることを特徴と
するハーフトーン位相シフトマスクである。このハーフ
トーン位相シフトマスクによると、この遮光膜の下に白
抜き欠陥があっても、白抜き欠陥がある半透明パターン
の部分に隣接する複数の開口パターンに対して、つまり
隣接する開口パターンのうちのただ１つのみに対してで
はなく、複数の開口パターンそれぞれの端の部分も覆う
形状に遮光膜を設けることによって、前記白抜き欠陥が
ある半透明パターンと遮光膜との組合せながら、前記の
如き歪みが生じず、しかも（白抜き欠陥が無い）本来の
ハーフトーン位相シフトパターンによって生じる光強度
分布を作りだすことが出来る。

【００２０】あるいは、請求項５に示すように、請求項
１乃至３のいずれかに記載のハーフトーン位相シフトマ
スクの欠陥修正方法により修正されてあることを特徴と
するハーフトーン位相シフトマスクである。このハーフ
トーン位相シフトマスクによると、まず（請求項４と同
様に）この遮光膜の下に白抜き欠陥があっても、白抜き
欠陥がある半透明パターンの部分に隣接する複数の開口
パターンに対して、つまり隣接する開口パターンのうち
のただ１つのみに対してではなく、複数の開口パターン
それぞれの端の部分も覆う形状に遮光膜を設けることに
よって、前記白抜き欠陥がある半透明パターンと遮光膜
との組合せながら、前記の如き歪みが生じず、しかも
（白抜き欠陥が無い）本来のハーフトーン位相シフトパ
ターンによって生じる光強度分布を作りだすことが出来
る。さらには、パターン自体が矩形で構成されており、
４辺が直線であるため、遮光膜の形状に矩形が用いられ
るとパターン端部との整合性が良い、という点で好まし
い。また、遮光膜のパターンに対称性がある場合、（大
きなパターンの転写露光時の状況とが大きく異なり）こ
のような微細パターンの転写露光時のように光近接効果
の影響が大きな状況下では、もしパターンの片一方側に
のみに遮光膜を付与して修正した場合、光強度分布の高
低からなる潜像の形状に関して（近接する）パターンの
他方側に悪影響が及ぶのでこれを避ける、という点で好
ましい。

【００２１】

【発明の実施の態様】本発明でいう修正の為に付与する
遮光膜の具体例となる材料としては、クロム、酸化タン
タル、ＭｏＳｉ等の（広義のフォトマスク分野で）通常
用いられる遮光膜材料、およびタングステン、モリブデ
ン、タンタル等の金属材料、あるいはカーボン膜等が適
当である。成膜作業には、例えば前記カーボンに代表さ
れる材料の膜を付与する場合、微小部分の遮光部を高精
度に形成することが可能なＦＩＢ装置は好ましく使用可
能である。

【００２２】以下、添付図面を参照して本発明の製造工
程をさらに詳述する。図１は本発明によるハーフトーン
位相シフトマスクの白抜き欠陥の修正方法を示した図で
ある。図１（ａ）は、マスクパターン１においてハーフ
トーン位相シフトラインパターン２上に白抜き欠陥３が
あり、図２（ｂ）と同じである。これに前記のカーボン
膜による遮光修正法を用いて、欠陥修正部４および形状
補正用修正部５，６を形成したことを示す。ここで欠陥
修正部４は従来の欠陥修正方法によるものであり、本発
明ではこれに対しさらに、形状補正用修正部５，６を加
えてある。前記形状補正用修正部は前記欠陥修正部と同
様の方法によって形成され、デザイン的には別のパター
ンであり別種の役割を持つが、形成工程上は前記欠陥修
正部と同時に形成することが可能であり、新たに工程を
追加する必要はない。前記形状補正用修正部５，６の大
きさは、前記欠陥修正部の大きさに応じて最適な大きさ
が求められる。最適な大きさを求める方法としては、欠
陥修正部と形状補正用修正部の大きさをいろいろに変化
させた欠陥転写評価パターンを作製し、実際に転写テス
トを行って評価することにより前もって最適範囲を求め
る方法や、リソグラフィシミュレーションによって計算
で最適範囲を求める方法が考えられる。一般的には、形
状補正用修正部５，６の幅Ａ，Ａ’は欠陥修正部の大き
さや露光転写時の光学条件によっても異なるが、通常
０．０２〜０．１μｍ（倍率１倍のとき）の範囲内であ
ればよくＡとＡ’は同値でよい。

【００２３】図１（ｂ）はハーフトーン位相シフトのコ
ンタクトホールパターン７に隣接して白抜き欠陥８が存
在した場合であって、パターンは図２（ｄ）と同じであ
る。従来の修正方法では欠陥修正部９のみの修正となる
が、本発明の修正方法ではさらに、形状補正用修正部１
０および１１を付加する。このときの修正部の幅Ｂ，
Ｂ’は前記Ａと同様に、通常０．０２〜０．１μｍの範
囲内であればよい。尚、形成方法は図１（ａ）の場合と
同様である。

【００２４】

【実施例】次に、これらの修正したマスクパターンを用
いて露光転写を行い、効果を確認した。図５は本発明の
欠陥修正方法による効果を確認した例である。図５
（ａ）は図１（ａ）で示したパターンについて、その露
光転写結果を示した図である。転写時の光学条件は前記
と同様、波長３６５ｎｍ、開口数０．６、コヒーレンス
度０．３であり、マスクのハーフトーン位相シフト部透
過率は８％とした。この結果を、従来方法を使用した図
４（ａ）の場合と比べると、明らかにパターンの湾曲変
形が改善され、ほぼ本来のパターンが得られていること
がわかる。さらに実際にウェハー上に露光転写し、レジ
ストパターンを形成したところ、同様にパターン変形の
ない良好なパターンが得られた。

【００２５】また、図７に、図５（ａ）のｘ２−ｘ２’
を結ぶ線分における光強度分布の断面図を実線部で示し
た。また点線部は無欠陥の場合の光強度分布であるが実
線部とほぼ一致していた。この結果、本発明の修正方法
が無欠陥の状態とほぼ均しく、修正が完全であることが
わかった。

【００２６】なお、本実施例では予備実験として種々の
条件で光強度分布シミュレーションを行っており、前記
パターンでは形状補正用修正部の幅が０．０４μｍのと
き最適となることが求められたため、その条件で形状補
正用修正部を設定した。また、図５（ｂ）は図１（ｂ）
で示したパターンについてその露光転写結果を同様にし
て求めた図である。これも、図４（ｂ）と比べると明ら
かに転写パターンの形状が改善されている。

【００２７】なお、この露光転写結果は焦点ずれ量を０
とした場合のみである。そこで、本発明に係る欠陥修正
方法を適用した場合での焦点深度特性の変化を見るた
め、表１に、図５（ａ）の場合について焦点ずれ量のみ
を変化させたときの露光転写パターン寸法Ｃの変化（マ
スク上の欠陥修正部の位置に対応する露光転写像の寸法
の変化）を示した。尚、本発明による効果を検討するた
め、表中には焦点ずれ量に関して同じ条件下における無
欠陥の場合（無修正でありこれを「基準値」と考える）
と、従来の欠陥修正方法を適用した場合（これを比較例
とする）との各露光転写パターン寸法も付記してある。

【００２８】

【表１】

【００２９】（表１）から明らかなように、本発明に係
る欠陥修正方法の場合には、本来の無欠陥の場合のハー
フトーン位相シフトマスクとほぼ同等な転写パターンが
得られた。また、従来の欠陥修正方法を適用した場合に
は、前記のパターンの湾曲変形に起因したパターン寸法
の差があることが判った。

【００３０】前記従来技術の項で述べたように、従来の
ハーフトーン位相シフトマスクの白抜き欠陥の修正方法
は、その欠陥部分のみを完全に遮蔽することが目的であ
って、本来のマスクパターンを回復するように修正され
ていた。しかしながら欠陥修正部分は完全な遮光膜であ
るため、本来のハーフトーン位相シフト部分の欠落を図
形的に補っても、露光転写におけるハーフトーン位相シ
フトマスクの機能を補うことができなかった。実際に従
来方法で修正されたマスクを用いて露光転写した場合、
得られるパターン形状は前記従来技術の項に示したよう
にパターンの湾曲変形を生じるという不具合があった。
この現象は、光近接効果の変化が原因であるために近接
効果が影響を及ぼす領域にあるすべてのパターンに対し
て発生していた。すなわち密なパターン配列の場合には
単に欠陥が接するパターンのみならず隣接する複数のパ
ターンに湾曲変形が生じていた。

【００３１】これに対して本発明の欠陥修正方法によれ
ば、遮光された欠陥修正部によって失われたこの部分の
ハーフトーン位相シフト効果を、形状に影響を及ぼすす
べてのパターンに対して形状補正用修正部を付加するこ
とによって補うことができる。すなわち、本来のマスク
パターンのエッジに沿って開口部側にある程度（０．０
２〜０．１μｍ）の幅を持つように修正部を形成し、こ
れを隣接するすべての開口パターンに行うことにより、
これらの転写パターンが湾曲変形される部分の転写光学
像を補正し、本来のマスクパターンに近い転写パターン
が得られる。

【００３２】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、各種の白抜き欠陥の修正方法としてすべて
の場合にも適用できるものであり、もちろん前記形状補
正部の大きさや幅が前記の例に限定されるものではな
い。また、欠陥修正方法において、特に集束イオンビー
ム装置を用いたカーボン膜修正法に限るものではなく、
クロム膜を用いたリフトオフ法による修正方法、あるい
はその他の修正方法にも適用できる。

【００３３】

【発明の効果】本発明の欠陥修正方法によりマスク欠陥
が修正されたハーフトーン位相シフトマスクを用いてパ
ターンをウェハー上に露光転写した場合、得られたウェ
ハー上のパターンはハーフトーン位相シフトマスクの白
抜き欠陥が転写されないことはもちろん、欠陥修正部の
ハーフトーン位相シフト効果の欠落によるパターン変形
や寸法差、焦点ずれ特性などの変化もなく、極めて高精
度で良好なパターンが得られた。

【００３４】また、本発明の欠陥修正方法は、従来の技
術で使用されていた欠陥修正装置を用いて容易に行える
ため技術的な問題はない。しかも従来のように、ハーフ
トーン位相シフトパターンのエッジから修正用の遮光膜
の領域がはみ出ないようにパターンエッジに沿って正確
に位置決めをする必要がなく、前記形状補正用修正部と
欠陥修正部とが多少重複しても構わないため、修正の位
置精度に要求されるマージンが緩和されるという利点を
有している。

【００３５】つまるところ、ハーフトーン位相シフトマ
スクの白抜き欠陥の修正方法に関して、従来の欠陥修正
方法の欠点を解消したうえで、なお且つその効果は確実
に得られると共に工程は簡単であるようにし、特に密な
配列のパターンに対して欠陥修正方法が転写パターンに
与える影響を最小限に抑止かつ補正して精度の高い転写
パターンを得られる欠陥修正方法およびハーフトーン位
相シフトマスクを提供することが出来た。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ），（ｂ）本発明に係るハーフトーン位相
シフトマスクの欠陥修正方法により修正した例を示す説
明図である。

【図２】（ａ）〜（ｄ）ハーフトーン位相シフトマスク
における代表的パターンと白抜き欠陥の種類と外形の例
を示す説明図である。

【図３】（ａ）〜（ｄ）従来の欠陥修正方法を用いて修
正したパターンの例を示す説明図である。

【図４】（ａ）〜（ｄ）図３の欠陥を従来の欠陥修正方
法により修正した後のパターンを用いて投影露光転写し
た場合の転写パターンを示す図である。

【図５】（ａ），（ｂ）本発明に係る欠陥修正方法によ
る図１の修正後のパターンを用いて投影露光転写した場
合の転写パターンを示す図である。

【図６】従来の欠陥修正方法による図４（ａ）のｘ１−
ｘ１’で示す線分における光強度分布を示す断面図であ
る。

【図７】本発明に係る欠陥修正方法による図５（ａ）の
ｘ２−ｘ２’で示す線分における光強度分布を示す断面
図である。

【符合の説明】

１・・・ハーフトーン位相シフトマスクにおける部分パ
ターン図２・・・ハーフトーン位相シフトラインパターン３・・・白抜き欠陥４・・・欠陥修正部５，６・・・形状補正用修正部７・・・ハーフトーン位相シフトコンタクトホールパタ
ーン８・・・白抜き欠陥９・・・欠陥修正部１０，１１・・・形状補正用修正部ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４・・・白抜き欠陥ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４・・・欠陥修正部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透過光に対する半透明性と位相反転性とを
兼ね備えたパターンを透明基板上に設けてなるハーフト
ーン位相シフトマスクの該パターンの白抜き欠陥を修正
する場合に、該白抜き欠陥を完全に覆っており、且つ該パターンに隣
接する複数の開口パターンのそれぞれ端部も部分的に覆
っている形状に遮光膜を設けることを特徴とするハーフ
トーン位相シフトマスクの欠陥修正方法。
【請求項２】前記遮光膜の形状が１個の矩形をなすか又
は複数の矩形の組み合わせから構成されているかいずれ
かであることを特徴とする請求項１記載のハーフトーン
位相シフトマスクの欠陥修正方法。
【請求項３】前記遮光膜のパターンが対称性を有するこ
とを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のハー
フトーン位相シフトマスクの欠陥修正方法。
【請求項４】透過光に対する半透明性と位相反転性とを
兼ね備えたパターンを透明基板上に設けられなるハーフ
トーン位相シフトマスクであり、該パターンの少なくとも一部には、該パターンに隣接す
る複数の開口パターンのそれぞれ端部も部分的に覆う形
状に遮光膜が設けられていることを特徴とするハーフト
ーン位相シフトマスク。
【請求項５】請求項１乃至３のいずれかに記載のハーフ
トーン位相シフトマスクの欠陥修正方法により修正され
てあることを特徴とするハーフトーン位相シフトマス
ク。