(57)【要約】【課題】寸法精度が高い露光用マスク及びこの露光用マスクを用いた半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】露光によりウェーハ上にパターンを転写する露光用マスク１において、基板１１上に、ウェーハ上で解像限界以上となるサイズのパターン１６が形成されたパターン形成領域１５と、ウェーハ上で解像限界未満となるサイズのサブパターン１９が形成されたサブパターン形成領域１８とを設ける。サブパターン形成領域１８はパターン形成領域１５を囲むように枠状に設け、サブパターン１９がパターン１６に光近接効果を及ぼさない距離だけパターン形成領域１５から離隔させる。【選択図】図１
2010276997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光によりウェーハ上にパターンを転写する露光用マスクであって、
基板と、
前記基板上に設けられ、前記ウェーハ上で解像限界以上となるサイズのパターンが形成されたパターン形成領域と、
前記基板上に設けられ、前記ウェーハ上で解像限界未満となるサイズのサブパターンが形成されたサブパターン形成領域と、
を備え、
前記サブパターン形成領域は、前記パターン形成領域から、前記パターンに光近接効果を及ぼさない距離だけ離隔していることを特徴とする露光用マスク。
【請求項２】
前記露光用マスクの周辺部分に設けられた遮光膜をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の露光用マスク。
【請求項３】
少なくとも一部の前記サブパターンは、前記パターンのうち、最も配列周期が短いパターンが延びる方向に対して交差する方向に延びていることを特徴とする請求項１または２に記載の露光用マスク。
【請求項４】
ウェーハ上にレジスト膜を形成する工程と、
露光用マスクを用いて前記レジスト膜を露光する工程と、
を備え、
前記露光用マスクには、基板上に、パターンが形成されたパターン形成領域、及び、サブパターンが形成され、前記パターン形成領域から前記パターンに光近接効果を及ぼさない距離だけ離隔したサブパターン形成領域が設けられたマスクを使用し、
前記露光する工程において、前記ウェーハ上に前記パターンを転写させ、前記サブパターンは転写させないことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記パターンのサイズは、前記ウェーハ上で解像限界以上となるようなサイズとし、前記サブパターンのサイズは、前記ウェーハ上で解像限界未満となるようなサイズとすることを特徴とする請求項４記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光用マスク及び半導体装置の製造方法に関し、特に、ウェーハ上にパターンを転写するための露光用マスク、及び、この露光用マスクを用いた半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩ（large scale integrated circuit：大規模集積回路）やフラッシュメモリ等の半導体装置の製造においては、リソグラフィ技術が多用されている。リソグラフィ技術においては、ウェーハ上にレジスト膜を形成し、このレジスト膜をフォトマスク又はＥＵＶ（extreme ultraviolet：極端紫外線）マスク等の露光用マスクを用いて露光し、現像することにより、レジスト膜をパターニングする。そして、このパターニングされたレジスト膜をマスクとして使用し、ウェーハに対して微細な加工を施している。このため、半導体装置の微細化に伴い、露光用マスクに形成されたパターンの寸法精度に対する要求も厳しくなってきている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３０２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、寸法精度が高い露光用マスク及びこの露光用マスクを用いた半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、露光によりウェーハ上にパターンを転写する露光用マスクであって、基板と、前記基板上に設けられ、前記ウェーハ上で解像限界以上となるサイズのパターンが形成されたパターン形成領域と、前記基板上に設けられ、前記ウェーハ上で解像限界未満となるサイズのサブパターンが形成されたサブパターン形成領域と、を備え、前記サブパターン形成領域は、前記パターン形成領域から、前記パターンに光近接効果を及ぼさない距離だけ離隔していることを特徴とする露光用マスクが提供される。
【０００６】
本発明のさらに他の一態様によれば、ウェーハ上にレジスト膜を形成する工程と、露光用マスクを用いて前記レジスト膜を露光する工程と、を備え、前記露光用マスクには、基板上に、パターンが形成されたパターン形成領域、及び、サブパターンが形成され、前記パターン形成領域から前記パターンに光近接効果を及ぼさない距離だけ離隔したサブパターン形成領域が設けられたマスクを使用し、前記露光する工程において、前記ウェーハ上に前記パターンを転写させ、前記サブパターンは転写させないことを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、寸法精度が高い露光用マスク及びこの露光用マスクを用いた半導体装置の製造方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る露光用マスクを例示する断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る露光用マスクを例示する平面図である。
【図３】図２に示す露光用マスクを例示する一部拡大平面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態に係る露光用マスクの製造方法を例示する工程断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、第１の実施形態に係る露光用マスクの製造方法を例示する工程断面図である。
【図６】第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を模式的に例示する光学モデル図である。
【図７】第１の実施形態の比較例に係る露光マスクを例示する平面図である。
【図８】横軸に図７のＡ−Ａ’線における位置をとり、縦軸にパターンの幅の基準値からの変動量をとって、パターンの幅の変動量における位置依存性を模式的に例示するグラフ図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、横軸に露光マスクにおける位置をとり、縦軸にパターンの幅の基準値からの変動量の測定値をとって、パターンの幅の変動量における位置依存性を例示するグラフ図であり、（ａ）は比較例を示し、（ｂ）は第１の実施形態を示す。
【図１０】第１の実施形態の第１の変形例に係る露光用マスクを例示する平面図である。
【図１１】第１の実施形態の第２の変形例に係る露光用マスクを例示する断面図である。
【図１２】第１の実施形態の第３の変形例に係る露光用マスクを例示する断面図である。
【図１３】第１の実施形態の第４の変形例に係る露光用マスクを例示する断面図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る露光用マスクを例示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る露光用マスクを例示する断面図であり、
図２は、本実施形態に係る露光用マスクを例示する平面図であり、
図３は、図２に示す露光用マスクを例示する一部拡大平面図である。
なお、図１〜図３においては、説明の便宜上、ＸＹＺ直交座標系を表示している。また、図を見やすくするために、各部の寸法は各図において適宜調整しており、図間において整合しておらず、また、実際の製品にも対応していない。
本実施形態に係る露光用マスクは、露光によりウェーハ上にパターンを転写して半導体装置を製造するための露光用マスクであり、透過型のフォトマスクである。
【００１０】
図１に示すように、本実施形態に係る露光用マスク１においては、基板１１が設けられており、基板１１上の略全面には、パターン形成膜として、ハーフトーン膜１２が設けられている。また、露光用マスク１の周辺部分Ｓにおいては、ハーフトーン膜１２上に遮光膜１３が連続的に設けられている。基板１１は、露光に用いる光（露光光）を透過させる基板であり、例えば、石英により形成されている。基板１１の形状は矩形の板状であり、例えば、一辺の長さがそれぞれ１５２ｍｍの正方形の板状である。ハーフトーン膜１２は、露光光の大部分を遮断する膜であり、例えば、入射した露光光の９４％を遮断し、６％を透過させる膜である。ハーフトーン膜１２は例えばモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）により形成されており、その膜厚は例えば６９ｎｍである。遮光膜１３は、入射した露光光の実質的に全てを遮断する膜である。遮光膜１３は例えばクロム（Ｃｒ）により形成されており、その膜厚は例えば５０ｎｍである。遮光膜１３は、露光用マスク１の外縁に沿った枠状の領域に、連続膜として形成されている。
【００１１】
図１乃至図３に示すように、露光用マスク１の中央部分Ｃにおいては、パターン形成領域１５が設けられている。パターン形成領域１５は、複数ヶ所、例えば、図１に示す例では、１２ヶ所に設けられており、相互に離隔してマトリクス状に配置されている。各パターン形成領域１５の形状は、例えば矩形である。パターン形成領域１５においては、ハーフトーン膜１２が選択的に除去されることにより、パターン１６が形成されている。パターン１６のサイズは、ウェーハ上で解像限界以上となるようなサイズであり、このため、パターン１６は露光時にウェーハ上に転写される。本実施形態においては、パターン１６のうち、図示のＹ方向に延びるパターンは、図示のＸ方向に延びるパターンよりも配列周期が短くなっている。また、本実施形態においては、一対のパターン形成領域１５からなるチップ領域１７が、製造される１個の半導体装置に対応する。すなわち、ウェーハ上に転写されたチップ領域１７毎に、１枚のチップが作製される。
【００１２】
パターン形成領域１５の周囲には、サブパターン形成領域１８が設けられている。サブパターン形成領域１８の形状は、パターン形成領域１５を囲む枠状であり、その幅は例えば２ｍｍである。そして、パターン形成領域１５同士が近接している部分では、各パターン形成領域１５を囲むサブパターン形成領域１８同士が連結されており、パターン形成領域１５同士が離隔している部分では、各パターン形成領域１５を囲むサブパターン形成領域１８同士も離隔している。
【００１３】
サブパターン形成領域１８においては、ハーフトーン膜１２が選択的に除去されることにより、サブパターン１９が形成されている。サブパターン１９のサイズは、露光時にウェーハ上で解像限界未満となるサイズである。従って、サブパターン１９はウェーハ上に転写されない。サブパターン１９は、図示のＸ方向に延びる複数本のライン状部分により構成されている。すなわち、サブパターン１９が延びる方向（Ｘ方向）は、パターン１６のうち、最も配列周期が短いパターンが延びる方向（Ｙ方向）に対して直交している。
【００１４】
サブパターン１９の配列周期は、サブパターン１９がウェーハ上に投影されたと仮定したときの投影像の配列周期の半分の長さ（ハーフピッチ）をＲとし、露光に用いるレンズの開口数をＮＡとし、露光に用いる光（露光光）の波長をλとするとき、下記数式（１）を満たすように設定されている。なお、下記数式（１）中の係数（０．２５）は、レジストプロセスによって決まる係数であり、一般的には係数ｋ１と表記される。
Ｒ＜０．２５×λ／ＮＡ      （１）
【００１５】
例えば、レンズの開口数ＮＡが１．３５であり、露光光の波長が１９３ｎｍである場合、上記数式（１）より、Ｒ＜３５．７ｎｍとなる。従って、露光時の縮小倍率が（１／４）倍であるとすると、露光用マスク１におけるサブパターン１９のハーフピッチが約１４３ｎｍ未満であれば、上記数式（１）を満たす。
【００１６】
図３に示すように、サブパターン形成領域１８は、パターン形成領域１５から、サブパターン１９がパターン１６に光近接効果を及ぼさない距離だけ離隔しており、サブパターン形成領域１８とパターン形成領域１５との間には、ハーフトーン膜１２が連続的に形成されており、パターン１６及びサブパターン１９のいずれも形成されていない隙間領域２０が存在する。光近接効果を及ぼさない距離の下限値は、露光光の強度及びレンズの開口数等の露光条件に依存するため一義的には決定できないが、例えば、１μｍである。従って、サブパターン形成領域１７は、パターン形成領域１５から１μｍ以上離隔していることが好ましく、例えば、１．８μｍ離隔している。
【００１７】
次に、本実施形態に係る露光用マスクの製造方法について説明する。
図４（ａ）〜（ｃ）及び図５（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る露光用マスクの製造方法を例示する工程断面図である。
先ず、図４（ａ）に示すように、基板１１上の全面にハーフトーン膜１２及び遮光膜１３がこの順に積層された構造体３１を用意する。
次に、図４（ｂ）に示すように、構造体３１上の全面にレジスト膜３２を形成する。レジスト膜３２は、電子線により感光する材料により形成し、その膜厚は例えば１５０ｎｍとする。
【００１８】
次に、図４（ｃ）に示すように、レジスト膜３２に対して電子線ＥＢを選択的に照射して、レジスト膜３２を露光する。このとき、構造体３１のパターン形成領域１５（図２参照）にウェーハ上で解像限界以上となるサイズのパターン１６（図３参照）を描画すると共に、サブパターン形成領域１８（図２参照）にウェーハ上で解像限界未満となるサイズのサブパターン１９（図３参照）を描画する。また、サブパターン形成領域１８は、パターン形成領域１５を囲むように配置し、且つ、パターン形成領域１５からパターン１６に光近接効果を及ぼさない距離だけ離隔させる。具体的には、レジスト膜３２がポジ型のレジスト材料からなる場合には、パターン１６及びサブパターン１９が形成される予定の領域に電子線ＥＢを照射する。
【００１９】
また、このとき、サブパターン１９の少なくとも一部を、パターン１６のうち最も配列周期が短いパターンが延びる方向に対して交差する方向に延びるように描画する。例えば、本実施形態においては、パターン１６のうち最も配列周期が短いパターンが延びる方向はＹ方向であるため、サブパターン１９は、Ｘ方向に延びるラインアンドスペース状のパターンとする。
【００２０】
次に、図５（ａ）に示すように、レジスト膜３２を現像する。これにより、レジスト膜３２における電子線ＥＢが照射された部分が溶解し、選択的に除去される。この結果、レジスト膜３２がパターニングされる。
次に、図５（ｂ）に示すように、パターニングされたレジスト膜３２をマスクとしてエッチングを施す。これにより、遮光膜１３及びハーフトーン膜１２がパターニングされて、パターン１６及びサブパターン１９が形成される予定の領域から除去される。その後、レジスト膜３２を除去する。
【００２１】
次に、図５（ｃ）に示すように、周辺部分Ｓを覆い、中央部分Ｃを露出させるようにレジスト膜３３を形成する。そして、このレジスト膜３３をマスクとしてエッチングを施すことにより、中央部分Ｃにおいて遮光膜１３を除去し、ハーフトーン膜１２を残留させる。この結果、パターン形成領域１５においてハーフトーン膜１２が選択的に除去されたパターン１６が形成され、サブパターン形成領域１８においてハーフトーン膜１２が選択的に除去されたサブパターン１９が形成される。一方、周辺部分Ｓにおいては、ハーフトーン膜１２及び遮光膜１３が共に残留する。その後、レジスト膜３３を除去する。これにより、本実施形態に係る露光用マスク１が製造される。
【００２２】
次に、本実施形態に係る露光用マスクの使用方法、すなわち、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。
図６は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法を模式的に例示する光学モデル図である。
図６に示すように、先ず、シリコンウェーハ４１を準備し、シリコンウェーハ４１上にレジスト膜４２を形成する。
【００２３】
次に、上述の露光用マスク１を用いて、レジスト膜４２を露光する。具体的には、露光光Ｌを出射する光源４５及び露光光Ｌを集光するレンズ４６を含む露光用の光学系を構成し、この光学系における光源４５とレンズ４６との間に露光用マスク１を介在させ、レンズ４６によって露光光Ｌが集光される位置にシリコンウェーハ４１を位置させる。このとき、露光光Ｌには、露光用マスク１のパターン１６のうち最も配列周期が短いパターンが延びる方向に偏光した光を使用する。
【００２４】
このような光学系において、光源４５が露光用マスク１に対して露光光Ｌを照射すると、露光用マスク１にはハーフトーン膜１２及び遮光膜１３が選択的に形成されているため、露光光Ｌは露光用マスク１を選択的に透過して、レンズ４６に入射する。そして、露光光Ｌはレンズ４６により集光されて、シリコンウェーハ４１上に設けられたレジスト膜４２に入射する。このとき、露光光Ｌのビーム径は、レンズ４６によって例えば（１／４）倍に縮小される。
【００２５】
これにより、レジスト膜４２が選択的に感光する。このとき、パターン１６は、シリコンウェーハ４１上で解像限界以上となるサイズで形成されているため、レジスト膜４２において結像する。一方、サブパターン１９は、シリコンウェーハ４１上で解像限界未満となるサイズで形成されているため、レジスト膜４２において結像しない。
【００２６】
なお、サブパターン１９を（１／４）倍に縮小した像の配列周期の半分の長さ（ハーフピッチ）をＲとし、レンズ４６の開口数をＮＡとし、露光光Ｌの波長をλとするとき、これらのＲ、ＮＡ及びλは、上記数式（１）を満たす。また、図６においては、光源４５及びレンズ４６以外の光学的要素を省略しているが、実際の露光装置においては、より複雑な光学系が構成されている。
【００２７】
次に、レジスト膜４２を現像する。これにより、露光用マスク１のパターン１６がレジスト膜４２に転写され、レジスト膜４２がパターニングされる。一方、露光用マスク１のサブパターン１９はレジスト膜４２に転写されない。すなわち、露光用マスク１におけるサブパターン１９の存在は、レジスト膜４２のパターニングには実質的に影響を及ぼさない。
【００２８】
次に、パターニングされたレジスト膜４２をマスクとして、シリコンウェーハ４１に対して、エッチング又は不純物注入等の処理を施す。これにより、シリコンウェーハ４１が加工される。以後、通常の半導体プロセスを施すことにより、半導体装置が製造される。
【００２９】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態においては、パターン形成領域１５の周囲にサブパターン１９を設けている。これにより、露光マスク１を製造する際に、パターン形成領域１５の周辺領域において、パターン１６のサイズが変動することを防止できる。
【００３０】
以下、この効果について詳細に説明するために、本実施形態の比較例について説明する。
図７は、本実施形態の比較例に係る露光マスクを例示する平面図であり、
図８は、横軸に図７のＡ−Ａ’線における位置をとり、縦軸にパターンの幅の基準値からの変動量をとって、パターンの幅の変動量における位置依存性を模式的に例示するグラフ図である。
なお、図８の横軸が表す範囲は、図７に示す露光マスク１０１における１つのパターン形成領域１５のＸ方向全長に相当する。
【００３１】
図７に示すように、本比較例に係る露光用マスク１０１においては、サブパターン１９（図２参照）が設けられていない。露光用マスク１０１におけるこれ以外の構成は、本実施形態に係る露光用マスク１（図１〜３参照）と同様である。そして、図８に示すように、このような露光用マスク１０１においては、パターン形成領域１５の周辺領域１５ｓに形成されたパターン１６の幅は、基準値に対して大きく変動している。
【００３２】
この理由は、以下のように考えられる。すなわち、図５（ａ）に示す現像工程において、パターン形成領域１５の中央領域１５ｃ（図８参照）の任意の１点においては、この１点から見て全方位にパターン１６が形成されるため、周囲のレジスト膜３２における溶解する部分と溶解しない部分との割合、すなわち、パターン被覆率が、全方位についてほぼ均一である。このため、現像の環境が安定しており、形成されるパターン１６のサイズも安定する。
【００３３】
これに対して、パターン形成領域１５の周辺領域１５ｓ（図８参照）の任意の１点においては、この１点から見てパターン形成領域１５の内側の領域ではパターン１６が形成されるが、パターン形成領域１５の外側の領域ではパターン１６が形成されないため、現像の環境が中央領域１５ｃとは異なる。このため、周辺領域１５ｓでは、中央領域１５ｃと比較して、現像の環境が異なり、この結果、現像後のパターン１６のサイズが変動してしまう。
【００３４】
そこで、本実施形態においては、パターン形成領域１５の周囲にサブパターン１９を形成している。これにより、パターン形成領域１５の周辺領域１５ｓにおいても、レジスト膜３２における溶解する部分と溶解しない部分との割合（パターン被覆率）が全方位についてほぼ均一になり、現像の環境が中央領域１５ｃにおける現像の環境に近くなる。この結果、周辺領域１５ｓにおいて、パターン１６の幅が変動することを防止できる。なお、サブパターン形成領域１８のパターン被覆率は、パターン形成領域１５の被覆率に完全に一致させる必要はなく、例えば半分程度とすれば、一定の効果が得られる。
【００３５】
次に、この効果を示す実験データについて説明する。
図９（ａ）及び（ｂ）は、横軸に露光マスクにおける位置をとり、縦軸にパターンの幅の基準値からの変動量の測定値をとって、パターンの幅の変動量における位置依存性を例示するグラフ図であり、（ａ）は比較例を示し、（ｂ）は本実施形態を示す。
なお、図９（ａ）及び（ｂ）の横軸が表す範囲は、図７に示す露光マスク１０１及び図２に示す露光マスク１におけるＸ方向全長に相当する。また、図９（ａ）及び（ｂ）においては、各パターン形成領域１５の中央領域１５ｃにおける測定値を白い四角形（□）で表し、周辺領域１５ｓにおける測定値を黒い円形（●）で表している。
【００３６】
図９（ａ）に示すように、比較例においては、パターン１６の幅は各パターン形成領域１５内の位置に依存しており、中央領域１５ｃにおいては、変動量の測定値は０ｎｍ付近にプロットされているが、周辺領域１５ｓにおいては、変動量の測定値は負側に大きく変動している。これに対して、図９（ｂ）に示すように、本実施形態においては、中央領域１５ｃ及び周辺領域１５ｓの双方において、変動量の測定値は０ｎｍ付近にプロットされている。このように、本実施形態によれば、パターン形成領域１５の周辺領域１５ｓにおけるパターン１６のサイズの変動を抑えることができる。
【００３７】
サブパターン形成領域１８の幅、すなわち、サブパターン形成領域１８におけるパターン形成領域１５側の外縁とパターン形成領域１５の反対側の外縁との間の距離は、パターン形成領域１５の周辺領域１５ｓの幅、すなわち、比較例に係る露光用マスク１０１においてパターン１６の幅がパターン形成領域１５の中央領域１５ｃに設けられたパターン１６の幅に対して変動する領域の幅以上とすることが好ましい。これにより、パターン１６のサイズの変動を確実に抑えることができる。
【００３８】
なお、サブパターン１９はシリコンウェーハ４１上で解像限界未満のサイズとなるため、レジスト膜４２に転写されることがない。このため、サブパターン１９の存在により、シリコンウェーハ４１の加工が影響を受けることはない。
【００３９】
また、サブパターン形成領域１８は、パターン形成領域１５から、サブパターン１９がパターン１６に光近接効果を及ぼさない距離だけ離隔している。このため、サブパターン１９の存在により、パターン１６の形状が影響を受けることがなく、設計どおりの形状を実現できる。このように、本実施形態によれば、寸法精度が高い露光用マスクを得ることができ、この露光用マスクを用いて、半導体装置を精度よく製造することができる。
【００４０】
なお、パターン１６の出来上がりの寸法を均一化するために、パターンデータ自体を補正する方法も考えられる。しかしながら、この方法では、同一形状、同一サイズのパターン１６であっても、そのパターン１６が形成される位置に応じてパターンデータを異ならせる必要があるため、パターンの位置と形状を別々に記憶するという既存の階層構造を適用できなくなる。このため、パターンデータのデータ量が膨大になってしまい、現実的ではない。これに対して、本実施形態によれば、パターン１６のパターンデータ自体を補正する必要はなく、サブパターン１９のパターンデータを単に加えるだけであるため、データ量が過剰に増大することはない。また、既存の設計資産をそのまま利用することができる。
【００４１】
更に、本実施形態においては、露光用マスク１の周辺部分Ｓに遮光膜１３が設けられているため、周辺部分Ｓに入射した露光光Ｌが露光用マスク１を透過してレジスト膜４２に到達することがない。これにより、レジスト膜４２において、露光用マスク１の中央部分Ｃが投影される領域同士が近接するようにして、１枚のシリコンウェーハ４１に対して複数回の露光を行うことができ、シリコンウェーハ４１を有効に利用することができる。
【００４２】
更にまた、本実施形態においては、パターン１６における最も配列周期が短いパターンがＹ方向に延びており、サブパターン１９がＸ方向に延びるラインアンドスペースにより構成されている。このため、露光光として、Ｙ方向に偏光した光を使用すれば、パターン１６の解像度はより一層向上し、サブパターン１９の解像度はより一層低下する。これにより、パターン１６はより転写されやすくなり、サブパターン１９はより転写されにくくなる。この結果、上述の効果がより一層大きくなる。なお、上述の効果は、パターン１６が延びる方向とサブパターン１９が延びる方向とを直交させたときに最も大きくなるが、直交に限らず両方向を互いに交差させれば、上述の効果をある程度実現することができる。
【００４３】
更にまた、本実施形態においては、サブパターン形成領域１８がパターン形成領域１５を囲むように配置されているため、パターン形成領域１５の周辺領域１５ｓ全体について、パターン１６のサイズの変動を抑制することができる。
【００４４】
更にまた、本実施形態においては、サブパターン１９のサイズが上記数式（１）を満たしているため、サブパターン１９がウェーハ上に転写されることをより確実に防止することができる。
【００４５】
なお、本実施形態においては、サブパターン１９のサイズを、ウェーハ上で解像限界未満となるようなサイズとする例を示したが、必ずしもこれには限定されず、露光工程において、ウェーハ上にパターン１６は転写させ、サブパターン１９は転写させなければよい。例えば、サブパターン１９のサイズをウェーハ上で解像限界以上となるサイズとしても、露光光の光量を通常よりも低くすることにより、サブパターン１９をウェーハ上に転写させなければ、本実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００４６】
次に、第１の実施形態の第１の変形例について説明する。
図１０は、本変形例に係る露光用マスクを例示する平面図である。
図１０に示すように、本変形例に係る露光用マスク２においては、各チップ領域１７に１つのパターン形成領域１５が設けられている。そして、各パターン形成領域１５を囲むように、枠状のサブパターン形成領域１８が設けられており、全てのサブパターン形成領域１８は相互に離隔している。本変形例における上記以外の構成、製造方法、使用方法及び作用効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００４７】
次に、第１の実施形態の第２の変形例について説明する。
図１１は、本変形例に係る露光用マスクを例示する断面図である。
図１１に示すように、本変形例に係る露光用マスク３においては、サブパターン形成領域１８の一部が周辺部分Ｓに進入している。すなわち、サブパターン１９の一部は、ハーフトーン膜１２単層の部分ではなく、ハーフトーン膜１２と遮光膜１３とが積層された部分に形成されている。この場合も、サブパターン１９はウェーハ上には転写されず、前述の第１の実施形態と同様な効果を得ることができる。本変形例における上記以外の構成、製造方法、使用方法及び作用効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００４８】
次に、第１の実施形態の第３の変形例について説明する。
図１２は、本変形例に係る露光用マスクを例示する断面図である。
図１２に示すように、本変形例に係る露光用マスク４は、前述の第１の実施形態に係る露光用マスク１（図１〜図３参照）と比較して、遮光膜１３の替わりに加工用膜１４が設けられている点が異なっている。加工用膜１４は露光用マスク４の加工に用いられた膜であり、遮光膜１３よりも薄い膜である。加工用膜１４は、例えば、クロムにより形成されている。本変形例によれば、露光用マスク４の製造時に使用した加工用膜１４を周辺部分Ｓに残留させることにより、遮光膜として使用しているため、特別に遮光膜１３を設ける必要がなくなり、製造コストを低減することができる。本変形例における上記以外の構成、製造方法、使用方法及び作用効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００４９】
次に、第１の実施形態の第４の変形例について説明する。
図１３は、本変形例に係る露光用マスクを例示する断面図である。
図１３に示すように、本変形例に係る露光用マスク５は、前述の第１の実施形態に係る露光用マスク１（図１〜図３参照）と比較して、ハーフトーン膜１２が設けられておらず、全面に遮光膜１３が設けられている点が異なっている。そして、中央部分Ｃにおいて遮光膜１３がパターニングされることにより、パターン１６及びサブパターン１９が形成されている。すなわち、パターン形成膜として、露光光を実質的に全て遮断する遮光膜１３を使用する。このような完全遮光型のフォトマスクについても、本発明を適用することができる。本変形例における上記以外の構成、製造方法、使用方法及び作用効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００５０】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図１４は、本実施形態に係る露光用マスクを例示する断面図である。
図１４に示すように、本実施形態に係る露光用マスク６は、反射型のＥＵＶマスクである。露光用マスク６においては、露光光を反射する基板６１が設けられている。基板６１においては、低熱膨張ガラスからなる基材６２が設けられており、この基材６２上に、例えば、厚さが４．０ｎｍのシリコン層（図示せず）と厚さが２．９ｎｍのモリブデン層（図示せず）とが交互に４０対積層された多層膜６３が設けられている。多層膜６３上には、例えばシリコンからなり厚さが１１ｎｍのキャッピング層６４が設けられている。
【００５１】
また、キャッピング層６４上には、パターン形成膜として、光吸収膜６６が設けられている。光吸収膜６６は、例えば、厚さが３７ｎｍのタンタルボロン窒化物（ＴａＢＮ）層上に、厚さが１４ｎｍのタンタルボロン酸化物（ＴａＢＯ）層が積層された２層膜である。光吸収膜６６は、例えば、露光光の一部を透過させるハーフトーン型の膜である。
【００５２】
本実施形態においても、前述の第１の実施形態と同様に、中央部分Ｃにおいて、パターン形成領域１５の周囲にサブパターン形成領域１８が設けられている。パターン形成領域１５においては、ウェーハ上での投影サイズが解像限界以上であり、ウェーハ上に転写されるパターン１６が形成されている。一方、サブパターン形成領域１８においては、ウェーハ上での投影サイズが解像限界未満であり、ウェーハ上に転写されないサブパターン１９が形成されている。パターン１６及びサブパターン１９は、光吸収膜６６がパターニングされることによって形成されている。
【００５３】
一方、周辺部分Ｓにおいては、光吸収膜６６が連続的に設けられている。また、周辺部分Ｓと中央部分Ｃとの境界部分Ｂにおいては、多層膜６３、キャッピング層６４及び光吸収膜６６が設けられておらず、基材６２が露出している。これにより、境界部分Ｂは、露光光を実質的に反射しない遮光エリアとして機能する。
【００５４】
なお、本実施形態に係る露光用マスク６は、マスクブランクスとして、基板６１上の全面に光吸収膜６６が形成された構造体を使用し、この構造体に対して前述の第１の実施形態（図４及び図５参照）と同様なプロセスを施すことにより、製造することができる。本実施形態における上記以外の構成、製造方法、使用方法及び作用効果は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００５５】
以上、実施形態及びその変形例を参照して本発明を説明したが、本発明はこれらの実施形態及び変形例に限定されるものではない。前述の各実施形態及び変形例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。
【符号の説明】
【００５６】
１、２、３、４、５、６  露光用マスク、１１  基板、１２  ハーフトーン膜、１３  遮光膜、１４  加工用膜、１５  パターン形成領域、１５ｃ  中央領域、１５ｓ  周辺領域、１６  パターン、１７  チップ領域、１８  サブパターン形成領域、１９  サブパターン、２０  隙間領域、３１  構造体、３２、３３  レジスト膜、４１  シリコンウェーハ、４２  レジスト膜、４５  光源、４６  レンズ、６１  基板、６２  基材、６３  多層膜、６４  キャッピング層、６６  光吸収膜、１０１  露光用マスク、Ｂ  境界部分、Ｃ  中央部分、Ｌ  露光光、Ｓ  周辺部分
【図１】
2010276997.tif 000003
【図２】
2010276997.tif 000004
【図３】
2010276997.tif 000005
【図４】
2010276997.tif 000006
【図５】
2010276997.tif 000007
【図６】
2010276997.tif 000008
【図７】
2010276997.tif 000009
【図８】
2010276997.tif 000010
【図１０】
2010276997.tif 000011
【図１１】
2010276997.tif 000012
【図１２】
2010276997.tif 000013
【図１３】
2010276997.tif 000014
【図１４】
2010276997.tif 000015
【図９】
2010276997.tif 000016