(57)【要約】【課題】極端紫外(Extreme Ultra Violet：ＥＵＶ)リソグラフィ技術を用いた半導体装置の生産効率を向上する。【解決手段】吸収体パターンと、多層膜と、基板と、を少なくとも構成要素とするホールパターン形成用のＥＵＶリソグラフィ用マスク（反射型マスク）において、前記マスクの吸収体の膜厚を、前記マスク上のホール部における非所望の吸収体残り（黒欠陥）による露光余裕の減少と、同面積の吸収体の欠損（白欠陥）による露光余裕の減少とが同程度となる吸収体膜厚とする。【選択図】図６
2010062244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）反射型光学系を有する投影露光システムを準備する工程と、
（ｂ）半導体ウェハ上にフォトレジスト膜を形成し、前記投影露光システムの所定の位置に、前記半導体ウェハを配置する工程と、
（ｃ）前記投影露光システムの所定の位置に、反射型マスクを配置する工程と、
（ｄ）前記反射型マスクのパターンに基づいて、前記半導体ウェハの前記フォトレジスト膜を所定の波長の光で露光する工程と、
を有する半導体装置の製造方法であって、
前記反射型マスクは、前記所定の波長の光を反射する多層膜と、前記所定の波長の光を吸収するパターニングされた吸収体とを有し、
前記反射型マスクのパターンは、前記半導体ウェハにホールを形成するための開口パターンであり、
前記工程（ｃ）の前では、前記開口パターンでの黒欠陥により開口面積が減少した状態の第１露光余裕と、前記開口パターンでの白欠陥により開口面積が増加した状態の第２露光余裕との差が１％以内に調整した前記吸収体の膜厚を有する前記反射型マスクを準備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記反射型マスクのパターン欠陥の良否判定をパターン欠陥の面積により判定することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記反射型マスクのパターン欠陥の修正形状の決定と修正結果の良否判定を開口面積により判定することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の半導体装置の製造方法において、
前記吸収体がタンタル膜から構成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１記載の半導体装置の製造方法であって、
前記所定の波長の光は、極端紫外光であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
（ａ）反射型光学系を有する投影露光システムを準備する工程と、
（ｂ）半導体ウェハ上に第１フォトレジスト膜を形成し、前記投影露光システムの所定の位置に、前記半導体ウェハを配置する工程と、
（ｃ）前記投影露光システムの所定の位置に、第１反射型マスクを配置する工程と、
（ｄ）前記第１反射型マスクのパターンに基づいて、前記半導体ウェハの前記第１フォトレジスト膜を所定の波長の光で露光する工程と、
（ｅ）半導体ウェハ上に第２フォトレジスト膜を形成し、前記投影露光システムの所定の位置に前記半導体ウェハを配置する工程と、
（ｆ）前記投影露光システムの所定の位置に、第２反射型マスクを配置する工程と、
（ｇ）前記第２反射型マスクのパターンに基づいて、前記半導体ウェハの前記第２フォトレジスト膜を前記所定の波長の光で露光する工程と、
を有する半導体装置の製造方法であって、
前記第１反射型マスクおよび前記第２反射型マスクは、前記所定の波長の光を反射する多層膜と、前記所定の波長の光を吸収するパターニングされた吸収体とを有し、
前記第１反射型マスクのパターンは、前記半導体ウェハにホールを形成するための開口パターンであり、
前記第２反射型マスクのパターンは、前記半導体ウェハにラインを形成するための開口パターンであり、
前記第２反射型マスクの吸収体に対して前記第１反射型マスクの吸収体は、膜厚が薄いことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６記載の半導体装置の製造方法であって、
前記所定の波長の光は、極端紫外光であることを特徴とする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、半導体装置の製造技術に関し、特に、微細パターンの形成を行うリソグラフィの分野、例えば極端紫外(Extreme Ultra Violet：ＥＵＶ)リソグラフィの分野に属し、転写するパターンの原版（マスクブランク）となる反射型マスク、その構造、マスク欠陥検査、マスク修正方法を用いた半導体装置の製造に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開２００５−２６８２５５号公報（特許文献１）には、基板上に、露光光の高反射部となる多層膜が形成され、その多層膜上に露光光の低反射部となる吸収体（吸収膜）が形成されたＥＵＶ露光用マスクブランクにおいて、吸収体の膜厚とコントラストの特性から露光光に対する反射率が極小値付近となるよう、吸収体の膜厚を設定する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２６８２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＥＵＶリソグラフィでは、波長１３．５ｎｍ付近の露光光を用いるため、透過型光学系を構成するのが困難であることから、一般に、反射型マスク（以下、単にマスクともいう）および反射型光学系が用いられている。なお、ＥＵＶ光の波長領域は９ｎｍから１５ｎｍとされているが、リソグラフィ用途に適用する場合は、反射型マスクや反射レンズ光学系の反射率を確保する必要があることから、１３．５ｎｍの波長が主に用いられる。但し、この波長に限定されるものではなく、例えば９．５ｎｍなどの波長も検討されており、上記の範囲（９ｎｍ〜１５ｎｍ）の波長であればリソグラフィ用途に適用可能である。
【０００４】
ＥＵＶリソグラフィに用いる投影露光システムを備えた露光装置、すなわちＥＵＶ露光装置は、ＥＵＶ光源、反射型照明光学系、反射型マスクが配置されるマスクステージ、反射型投影光学系、半導体ウェハが配置されるウェハステージなどを備える。反射型投影露光系は、照明と投影をマスク表面側で行うため、光学系の配置が干渉しないような構成となっており、その構成を実現するため一般に６度などの斜め入射で反射型マスクは照明される。投影光学系のＮＡ（開口数）と照明光学系のＮＡ（開口数）に関していえば、光源からの光を有効に利用するために、照明光学系のＮＡは大きくなるように設計されている。また、ＥＵＶリソグラフィでは、高い生産効率の達成が課題となっており、そのためには照明パワーを有効に使用することが重要となっている。さらにＥＵＶリソグラフィは、２２ｎｍ以下の微細プロセスまで適用することが期待されており、ＮＡが従来の０．２５から、０．３以上の投影系のＮＡの増加も検討されている。
【０００５】
一方、ＥＵＶリソグラフィに用いられる反射型マスクの反射層としては、たとえば、Ｍｏ（モリブデン）を３ｎｍ、Ｓｉ（シリコン）を４ｎｍの膜厚として交互に繰り返して堆積された多層膜が用いられている。この多層膜では、物質内を透過するＥＵＶ光が繰り返し反射する干渉現象を利用してＥＵＶ光の反射率が高められている。この多層膜である反射膜上に低反射率のＴａ（タンタル）やＴａＮ（窒化タンタル）などの吸収体と呼ばれる材料が堆積され、その後に電子ビームリソグラフィなどを用いて吸収体にパターンが形成されて反射型マスクが作成される。作成されたマスクは、マスクパターンの外観検査、走査型電子顕微鏡によるパターンの観察と寸法測定などが行われて、マスク品質の良否が判定される。
【０００６】
反射型マスクのパターンでの欠陥には黒欠陥と、白欠陥と呼ばれるものがある。黒欠陥は、パターンに余分な吸収体があり、かつその欠陥サイズが許容範囲を超えている場合である。その場合には、イオンビームや電子ビームによるエッチング加工、または微小な探針を用いての切削加工が行われる。また、白欠陥は、パターンを構成する吸収体に欠損している場合である。その場合には、低反射率の材料をイオンビームや電子ビームを用いて欠損している所望の場所に局所的にＥＵＶ光を吸収する物質を堆積することにより欠陥修正が行われる。
【０００７】
吸収体の膜厚は、反射率を低くするために８０ｎｍなど照明の斜め入射による射影効果の大きい膜厚が使われている。ラインパターンではパターン方向によりマスクパターンの寸法の補正が必要になる。一方、ホールパターンでは斜め入射の入射方向の寸法と、それと垂直方向の寸法とでは寸法差が生じる。
【０００８】
ＥＵＶ光学系は斜め入射照明のため光軸から離れた円弧状の領域を投影しているが、円弧の円周方向の位置により同一方向に向いたラインでも、パターンに対するＥＵＶ光の入射方向は異なる角度となるため、マスク面内の位置による寸法補正が必要となることもある。なお、入射角度とは、照明光学系から照射されるＥＵＶ光のうち、投影光学系の瞳の中心を通る主光線の入射角度である。
【０００９】
しかしながら、前述したように、照明パワーを有効に使用するためには照明系のＮＡを大きくする必要があるため広がりの角度を持って照明される。この場合には最外の光線は先に述べた入射角度に対し±３度程度の角度を持ち、＋側の照明は、さらに強い射影効果を受けるようになる。このことは、微細化するために投影光学系のＮＡを高める場合にさらに顕著となる。
【００１０】
検査装置においても、検査光学系のＮＡは高分解能を必要とするために大きなＮＡとなっている。このため、射影効果が強く、側壁の影となる欠陥は、平坦部の欠陥に比べて検出が難しいと考えられている。マスク欠陥の修正を行って修正後のパターン品質を判定する場合には、この射影効果を考慮する必要が出てくる。加工後の形状や寸法についての品質は、ＥＵＶ露光装置で転写した際の品質に基づくためである。
【００１１】
吸収体の膜厚として、特許文献１の技術では、反射型マスクの吸収体の膜厚をＯＤ（Optical Density）で２〜３となる膜厚の範囲の中で、さらに、膜厚の変動の影響により線幅が変動しないようにＯＤの極大値（低反射率領域の極小値）をとるように選んでいる。ここでＯＤとは、低反射率領域の反射率と高反射率領域の反射率との比について１０を底とする対数のマイナスをとったもので、ＯＤが２〜３ということは低反射率領域の反射率と高反射率領域の反射率との比が０．０１〜０．００１ということを表している。また、膜厚の変動をうけにくい極小値と極大値のうち、極大値のほうが膜厚を薄くできるからで、射影効果のことを考慮している。このような低反射率領域の反射率と高反射率領域の反射率の比を用いたマスクコントラストには、吸収体膜厚を変化させると、バルク効果とよばれる、膜厚の増大により反射率が単調減少する効果と、干渉効果という一定の周期で変化する効果があらわれる。
【００１２】
また、特許文献１の技術とは別に、一般的に使用されている吸収体膜厚を決定する方法として、転写するパターンの露光光学系により結像される空間像をシミュレーションして像のコントラストを用いる場合もある。この場合、反射型マスクでは位相シフト効果と呼ばれる比較的薄膜側でコントラスト最大値が得られることが知られている。この膜厚は射影効果を低減するのには十分とはいえないが、結像コントラストの最大を与えることで、ラインパターンには好適である。ラインパターンでは、寸法が一次元で制御されるので、パターンにより寸法を変化させることは比較的容易であるからである。
【００１３】
このような反射型マスクにおいては、ＥＵＶ光の斜め入射による射影効果により、特に、半導体ウェハにホールを形成するためのパターン（ホールパターン）を有する反射型マスクを用いてパターンを転写する際の影響、たとえば寸法変化の許容限界への指針を与える露光余裕の減少が、欠陥の形状に依存して著しいものとなる問題があった。そのため、パターン欠陥の形状により転写する際の影響が異なり、良否判定が難しかった。
【００１４】
本発明の目的は、半導体装置の生産効率を向上することのできる技術を提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、半導体装置の製造歩留りを向上することのできる技術を提供することにある。
【００１６】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１８】
本発明の一実施の形態における半導体装置の製造技術では、まず、（ａ）反射型光学系を有する投影露光システムを準備する。次いで、（ｂ）半導体ウェハ上にフォトレジスト膜を形成し、前記投影露光システムの所定の位置に、前記半導体ウェハを配置する。次いで、（ｃ）前記投影露光システムの所定の位置に、反射型マスクを供給する。次いで、（ｄ）前記反射型マスクのパターンに基づいて、前記半導体ウェハの前記フォトレジスト膜を所定の波長の光で露光する。前記反射型マスクは、前記所定の波長の光を反射する多層膜と、前記所定の波長の光を吸収するパターニングされた吸収体とを有している。また、前記反射型マスクのパターンは、前記半導体ウェハにホールを形成するための開口パターンである。また、前記工程（ｃ）の前では、前記開口パターンの黒欠陥により開口面積が減少した状態での第１露光余裕と、前記開口パターンの白欠陥により開口面積が増加した状態での第２露光余裕との差が１％以内に調整した前記吸収体の膜厚を有する前記反射型マスクを準備する。
【００１９】
すなわち、前述したＥＵＶ用の反射型マスクのパターン欠陥に伴う問題は、ホールパターン形成用の反射型マスクにおけるパターンの変形欠陥において、非所望の吸収体（黒欠陥）による露光余裕の減少と同面積の吸収体の欠損（白欠陥）による露光余裕の減少を同程度とする吸収体膜厚を用いることで解決される。
【００２０】
また、吸収体の膜厚を非所望の吸収体による露光余裕の減少と、同面積の吸収体の欠損による露光余裕の減少が同程度となるような膜厚に設定し、パターン変形欠陥を有するホールパターンの開口部面積により良否判定を行う。これらの方法によって、許容欠陥面積は大きくなりマスク欠陥検査の負荷が軽減され、マスクの製造歩留まりが向上し、またそのマスクを用いた半導体製造において生産効率や歩留まりが向上する。
【発明の効果】
【００２１】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００２２】
この一実施の形態によれば、ＥＵＶ用の反射型マスクにおいて、ホールパターンの変形欠陥の影響を軽減し、さらに転写する際の品質を確保するため、半導体装置の生産効率を向上することができる。また半導体装置の製造歩留りを向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、以下の実施の形態では、特に必要なときを除き、同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。また、以下の実施の形態を説明する図面においては、構成を分かり易くするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は本実施の形態におけるＥＵＶリソグラフィ用の反射型マスク（以下、マスクという）Ｍのパターン面を模式的に示す平面図であり、図２はマスクＭのパターンエリアＭＤＥの要部を模式的に示す断面図である。
【００２５】
図１に示すように、マスクＭの中央部には半導体装置のパターンを有するパターンエリアＭＤＥが設けられており、その周辺部にはマスクＭの位置合わせのためのマークやウェハライメントマークなどを含むマークエリアＭＡが設けられている。
【００２６】
このマスクＭは、図２に示すように、石英ガラスや低熱膨張剤などの基板１と、パターン面側となる表面上に所定の波長の光（ＥＵＶ光）を反射する反射層としてＭｏ（モリブデン）層とＳｉ（シリコン）層とを積層した多層膜２と、多層膜２を覆うキャッピング層３とを有している。さらにマスクＭは、キャッピング層３上にバッファ層４を介して設けられた所定の波長の光（ＥＵＶ光）を吸収する吸収体５と、パターン面側とは反対の基板１の裏面上に、マスクＭを静電チャックするために設けられた金属膜６とを有している。
【００２７】
ＥＵＶリソグラフィでは、オフテレセントリック(off-telecentric)光学系と呼ばれる光学系によって露光を行う。オフテレセントリック光学系とは、半導体ウェハ（以下、ウェハという）への露光がウェハの主面（素子形成面）に対して垂直な光線ではなく、やや傾いた光線によってなされる光学系である。図３はＥＵＶ露光装置によりマスクＭのパターンをウェハＷ上に縮小転写する概略図である。
【００２８】
図３に示すように、ＥＵＶ光源２０１から発する中心波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光２０２は多層膜反射鏡からなる反射型照明光学系２０３を介してマスクステージ２０４に配置されたマスクＭのパターン面を照射する。パターン面からの反射光（ＥＵＶ光２０２）は多層膜反射鏡からなる反射型投影光学系２０５を通過してウェハＷ上にパターンを転写する。ウェハＷはウェハステージ２０６に配置されており、ウェハステージ２０６の移動とパターン転写の繰り返しによりウェハＷの所望の領域にパターンを多数転写する。反射型照明光学系２０３、マスクＭ（マスクステージ２０４）、反射型投影光学系２０５を含む投影露光システムは、光学系ボックス（図示しない）に囲まれており、その内部は周囲に比べて特に高い真空度となるように真空排気されている。これは露光システムをコンタミから保護するためである。
【００２９】
反射型のマスクＭ及びオフテレセントリック光学系を用いた場合、マスクＭのパターン面で反射されたＥＵＶ光２０２は、そのマスクＭを照射するために入射するＥＵＶ光２０２と互いに干渉することなく反射型投影光学系２０５に導かれなければならない。そのため、マスクＭに入射するＥＵＶ光２０２はマスクＭのパターン面の法線に対して角度を持った斜入射となる。その角度は、投影光学系の開口数（ＮＡ）や縮小倍率に応じて制約を受けて例えば６度の値で用いられる。
【００３０】
ところで、吸収体５（図２参照）の膜厚を８０ｎｍとした場合、パターニングされた吸収体５の辺において、その辺の方向と直交する入射方向成分のＥＵＶ光２０２によって影ができる。この影は、パターニングされた吸収体５の辺の方向がＥＵＶ光２０２の入射方向成分と平行な場合は生じにくい。このため、直交するパターンの投影像の寸法は互いに異なる現象、いわゆる射影効果が現れる。
【００３１】
なお、解像度確保のためには反射型投影光学系２０５のＮＡを小さくすることはできず、斜入射照明の条件をなくすことはできない。また、マスクＭへの入射角度に制約を与えると、反射型投影光学系２０５のＮＡを大きくすることには限界があり、微細化に対応しきれなくなる可能性がある。
【００３２】
したがって、ＥＵＶ光２０２の斜入射による射影効果により、マスクＭを用いてパターンを転写する際の影響、例えば寸法変化の許容限界への指針を与える露光余裕の減少が、欠陥の形状に依存して著しいものとなる場合がある。
【００３３】
具体的に、ウェハ上のフォトレジスト膜にホールパターンを形成する場合について図面を参照して説明する。図４はマスクＭのパターンに欠陥５１（黒欠陥）が生じている模式図であり、そのマスクＭの平面を（ａ）、（ａ）のＡ−Ａ’線の断面を（ｂ）に示している。また、図５はマスクＭのパターンをウェハＷ上のフォトレジスト膜１１への転写像の模式図であり、そのウェハＷの平面を（ａ）、（ａ）のＢ−Ｂ’断面を（ｂ）に示している。
【００３４】
ここでは、図４に示すマスクＭの吸収体５の膜厚を射影効果が生じる８０ｎｍとして説明する。図４に示すように、吸収体５に開口パターン７を形成する際、その開口パターン７内で不要な吸収体が残る欠陥５１（黒欠陥）がある場合、図５に示すように、ウェハＷ上のフォトレジスト膜１１への転写像を見ると、欠陥転写パターン１２は、欠陥のない正常転写パターン１３に比べて開口の大きさが小さくなったり、潰れたりしてしまう場合がある。これはマスクＭの欠陥５１（黒欠陥）によって、マスクＭのパターン面の反射率が下がる、すなわち露光量が低下してしまうために、フォトレジスト膜１１に欠陥転写パターン１２が形成されてしまうからである。
【００３５】
一方、図示しないが、吸収体５に開口パターン７を形成する際、その開口パターン７内で欠損している白欠陥が生じている場合、ウェハＷ上のフォトレジスト膜１１への転写像は、欠陥のない正常転写パターン１３に比べて開口の大きさが大きくなってしまう。これはマスクＭの白欠陥によって、マスクＭのパターン面の反射率が上がる、すなわち露光量が上昇してしまうために、フォトレジスト膜１１に欠陥転写パターンが形成されてしまうからである。
【００３６】
そこで、本実施の形態では、正常転写パターンのプロセスウィンドウと欠陥転写パターンのプロセスウィンドウの共通したプロセスウィンドウを、黒欠陥または白欠陥でバランスを採ることができるように、射影効果が無視できるほどマスクの吸収体を薄膜化している。
【００３７】
具体的に、ウェハ上の寸法スケールで６４ｎｍピッチの密集ホールを３５ｎｍ±１０％となるように転写する際に、そのホールパターンに生じたパターンの変形欠陥が与える露光余裕の劣化について説明する。図６は射影効果のある膜厚（８０ｎｍ）と射影効果の少ない膜厚（４０ｎｍ）において、開口パターン形状に対する露光余裕を説明するためのグラフである。なお、開口パターン７に示す矢印の方向は、ＥＵＶ光が斜入射する入射方向を示している。
【００３８】
欠陥パターンの変形欠陥には、前述したように、余分な吸収体が残る欠陥である黒欠陥と、吸収体が欠損する白欠陥とがある。パターンの変形欠陥は吸収体をエッチングしてパターンを形成する際に、エッチングから吸収体を保護するレジストパターンの変形欠陥が吸収体の変形欠陥に転写される。パターン精度を高めるためにレジストと吸収体のエッチング速度は吸収体のエッチング速度が十分に大きいプロセス条件が使われるため、欠陥部分の高さはパターンの正常部分と同程度の高さを有する。
【００３９】
図６に示すグラフは、欠陥なし、黒欠陥および白欠陥の露光余裕を、射影効果の少ない膜厚（ｔ）である４０ｎｍと、射影効果のある膜厚（ｔ）である８０ｎｍとで比較計算したものである。ここで、露光余裕は、パターンを転写する際、寸法変化の許容限界への指針を与えるものである。
【００４０】
本実施の形態では、欠陥５１は、黒欠陥と白欠陥が同面積となるようにし、その形状が角部にカーブＲを持つ幅Ｙと高さＸとで規定し、計算に三次元の電磁界解析を行うリソグラフィ用シミュレータを用いている。この計算条件として、ＥＵＶ露光装置の条件がＤＯＦ（Depth Of Field）７５ｎｍ以上、ＮＡ０．２５、コヒーレンシーσ０．７の円形照明、フレアや収差無しの条件である。また、マスク構造の条件は、吸収体はＴａ（タンタル）の単層、多層膜はＭｏ（モリブデン）／Ｓｉ（シリコン）の４０対を用い、その膜厚はＭｏを３ｎｍ、Ｓｉを４ｎｍとしている。
【００４１】
図６に示すように、吸収体の膜厚が８０ｎｍでは、欠陥なしの露光余裕１６．４４％に対して、黒欠陥ありの露光余裕が８．４１％、６．８７％と、白欠陥ありの露光余裕が１０．５９％、１１．６９％と減少している。また吸収体の膜厚が４０ｎｍでは、欠陥なしの露光余裕１６．３８％に対して、黒欠陥ありの露光余裕は１０．１１％、９．２９％と、白欠陥ありの露光余裕が９．３８％、９．２９％と減少している。
【００４２】
欠陥なしの開口パターン７の露光余裕からの減少が、吸収体の膜厚４０ｎｍに対して、８０ｎｍでは、余分な吸収体を持つ欠陥（黒欠陥）による露光余裕の減少が著しい。このように、ＥＵＶ光の斜め入射による射影効果により、反射型マスクを用いてパターンを転写する際の影響、たとえば寸法変化の許容限界への指針を与える露光余裕の減少が、欠陥の形状に依存して著しいものとなる問題があった。そのため、パターン欠陥の形状により転写する際の影響が異なり、良否判定が難しかった。
【００４３】
一方、白欠陥では膜厚８０ｎｍの露光余裕の方が４０ｎｍに対して露光余裕の減少は少ない。これは欠陥高さの増大に加えて射影効果により黒欠陥の影響がクリティカルになっていることを示す。膜厚８０ｎｍでは欠陥形状によりインパクトが異なるのに対して膜厚４０ｎｍでは欠陥の形状によらず、１０％弱の露光余裕が確保できている。
【００４４】
そこで、本実施の形態では、マスクの吸収体の膜厚を、そのマスク上の開口パターン（ホールパターン）における非所望の吸収体残り（黒欠陥）による露光余裕の減少と、同面積の吸収体の欠損（白欠損）による露光余裕の減少とが同程度となるようにしている。言い換えると、吸収体の膜厚を、吸収体の膜厚と開口パターンの開口面積に関係する露光余裕において、開口パターンでの黒欠陥により開口面積が減少した状態の露光余裕と、開口パターンでの白欠陥により開口面積が増加した状態の露光余裕との差が１％以内となるように調整している。図６を参照した説明においては吸収体の膜厚を４０ｎｍとした場合、黒欠陥を有するマスクの露光余裕の１０．１１％、９．２９％と、白欠陥を有するマスクの露光余裕の９．３８％、９．２９％との差は、１％以内となっている。
【００４５】
これにより、ＥＵＶ用のマスクが黒欠陥および／または白欠陥を有していた場合であっても、図５に示したように正常転写パターン１３の許容範囲内に抑えることができる。図６を参照して説明した条件では、ウェハ上の寸法スケールで６４ｎｍピッチの密集ホールを３５ｎｍ±１０％となるように転写することができる。すなわち、ＥＵＶ用のマスクにおいて、ホールパターンの変形欠陥の影響を軽減し、さらに転写する際の品質を確保するため、半導体装置の生産効率を向上することができる。また半導体装置の製造歩留りを向上することができる。
【００４６】
このように黒欠陥による露光余裕の減少と白欠陥による露光余裕の減少とが同程度で、欠陥依存性が少なくロバストであること、実用上射影効果を除去することが、吸収体膜厚が４０ｎｍ近傍で得られることについて、リソグラフィシミュレータで計算した図７〜図１０を参照して説明する。
【００４７】
図７は横軸に吸収体膜厚をとり３０ｎｍ〜１００ｎｍの変化に対する吸収体の反射率（上段）、密集ホール像強度の最小値（中段）、密集ホールのコントラスト（下段）について示している。なお、吸収体は平坦な膜ではなく、微細ホールのマスク像と投影像のコントラストに関わる量について吸収体膜厚依存性を示すものである。
【００４８】
マスクパターンの投影を行うＥＵＶ露光の条件は、ここではＮＡ０．３の中心遮蔽とよばれる投影系の瞳に円形の光が透過しない領域を有する条件を用いている。以下の説明の中でＮＡ０．３と記載された条件はすべてこの条件を示している。ここで中心遮蔽の大きさは瞳上で３０％の半径の同心円の領域である。照明は輪帯照明（外側σ０．７/内側σ０．３）を用いている。図７に示す上段のグラフは、リソグラフィシミュレータで前述の微細ホールについてマスクから投影光学系に向かう光強度分布の最小値で吸収体部分の反射率に相当する。中段のグラフは、投影された像の最小強度で、下段が投影像のコントラストである。なお、下段のグラフに示すように、微小ホールの投影像のコントラストが劣化する領域の極大値で射影効果を評価している。
【００４９】
図７に示すように、ピッチ６４ｎｍ（ハーフピッチ３２ｎｍ）という微小な密集ホールを投影する場合、吸収体膜厚を厚くとり、反射率の極値をとって０．０１以下としても、投影像の最小値は０．０２に近くなり、マスクコントラストの投影像のコントラストへの寄与は、露光光学系の性能など他の要素の影響に比較して小さい。膜厚４０ｎｍでの吸収体反射率は０．０２程度となるが、投影像のコントラストは０．９が０．８への劣化にとどまる。これに対して４０ｎｍより薄い膜厚ではバルク効果が現れてコントラストの劣化は大きくなってしまう。
【００５０】
図８はマスクのパターン面へのＥＵＶ光の入射角度に対する露光余裕と最適露光量について示している。吸収体の膜厚４０ｎｍと８０ｎｍについて、ＥＵＶ光の入射角度を変化させて６４ピッチの密集ホールで３５ｎｍのホールを形成する際の最適露光量を計算したものを示している。
【００５１】
図８に示すように、吸収体の膜厚４０ｎｍでは３度から９度までの入射角の変化に対してほぼフラットであり射影効果は無視できるが、８０ｎｍの膜厚では最適露光量は２０％以上増大して射影効果が顕著である。このように、吸収体の薄膜化により射影効果を低減することができることがわかる。なお、入射角度に対する露光余裕は、吸収体の膜厚が４０ｎｍ、８０ｎｍの場合でも、その違いによる大きな変化は見られない。
【００５２】
図９は横軸に吸収体膜厚をとり、その３６．５ｎｍ〜５４ｎｍの変化に対する露光余裕と最適露光量について示している。図９はマスクコントラストの劣化のない膜厚５４ｎｍ（図７参照）から薄い方向に膜厚を変えて、干渉効果による極値における膜厚条件で、露光余裕を計算したもので、ＮＡ０．２５の円形照明（σ０．７）とＮＡ０．３の輪帯照明（外側σ０．７／内側σ０．３）としたものを合わせて表示している。
【００５３】
図９に示すように、いずれも入射方向の寸法とその方向に垂直な方向の寸法の共通の露光余裕は１０％以上を確保している。また、ＮＡ０．２５では露光余裕の値が、吸収体の膜厚４０ｎｍと５４ｎｍとで同じ値となっている。これはコントラストが劣化する膜厚の領域（図７参照）であっても、射影効果の低減により露光余裕が確保できる膜厚があることを示している。なお、吸収体膜厚に対する最適露光量は、吸収体の膜厚が３６．５ｎｍ〜５４ｎｍの場合でも、その違いによる大きな変化は見られない。
【００５４】
図１０はフォーカスに対する露光量を示しており、（ａ）〜（ｃ）は吸収体の膜厚をそれぞれ３２ｎｍ、４０ｎｍ、８０ｎｍとした場合である。これにより、射影効果のある８０ｎｍ程度の吸収体膜厚と、射影効果が現れない４０ｎｍと３２ｎｍの吸収体膜厚での露光余裕を示している。また、図１０は、ピッチを６４ｎｍ、９６ｎｍ、１２８ｎｍと変化させて密集ホールを形成する際の、所望寸法を３５±１０％が得られる露光余裕を計算したものである。吸収体はＴａ（タンタル）としている。露光装置の条件はＮＡ０．２５、照明コヒーレンシーσ０．７の円形照明、入射角度６度という条件を用いている。この図１０では入射方向の寸法とその方向に垂直な方向の寸法について重ね書きして、同時に上記寸法許容量が得られる露光余裕をハッチングしている領域で表している。
【００５５】
（ｂ）の吸収体膜厚４０ｎｍの場合では、符号Ｂが示すように、ＥＵＶ光の入射方向とそれに垂直な方向のずれがなく、最適露光量、最適フォーカス近傍で、すべてのパターンで許容領域が一致している。
【００５６】
（ｂ）に対し、（ｃ）の吸収体膜厚８０ｎｍの場合では、符号Ｃが示すように、ＥＵＶ光の入射方向とそれに垂直な方向のずれがあり、個々の領域は若干広いが不一致があって、結果的に得られる共通の露光余裕は、吸収体膜厚が４０ｎｍの場合と同程度となっている。膜厚４０ｎｍの場合では、コントラストの劣化分を入射方向の寸法とその方向に垂直な方向の寸法の寸法差の除去により露光余裕の変化を相殺している。
【００５７】
（ｂ）、（ｃ）に対し、（ａ）の吸収体膜厚３２ｎｍの場合では、符号Ａが示すように、露光余裕が狭く、ピッチ依存性のフォーカス差が発生している。すなわち、コントラストの低下に起因して露光余裕が劣化し、コントラストに影響される異なるピッチでの共通の露光余裕の低下を引き起こしている。図７で示したように、バルク効果によるコントラストの劣化が増加する吸収体の膜厚３２ｎｍの場合は、ピッチ依存性が悪化する。
【００５８】
以上のことから、黒欠陥による露光余裕の減少と同面積の白欠陥による露光余裕の減少とを同程度（１％以内）と調整する吸収体膜厚において、特に、吸収体膜厚を４０ｎｍ近傍とすることが、コントラストと射影効果のトレードオフにおいて、コントラストが急激に悪化する直前で、射影効果を無視できるほど減少させる特別な膜厚の条件であることがわかる。
【００５９】
ここで、４０ｎｍ近傍というのは、本実施の形態での計算は吸収体をＴａ（タンタル）膜の単層で計算しているが、Ｔａ以外の膜厚を用いる場合や、複数の膜を堆積する場合、ここで示したホールの条件と異なる場合には、これまでに説明してきた膜厚は変化するという意味である。そのような場合も図６を参照して説明したように、黒欠陥による露光余裕の減少と白欠陥の露光余裕の減少が同程度になるようにして、射影効果による寸法差を除去することで厚い吸収体膜厚での入射方向による寸法差を考慮した露光余裕と同程度にすることができる。
【００６０】
このようにして選んだ膜厚４０ｎｍ近傍のマスクがＥＵＶ露光技術の生産効率あるいはスループットを高めることができることを示すものが図１１である。図１１（ａ）はマスクのパターン寸法に対する最適露光量を示しており、（ｂ）はマスクのパターン寸法に対する露光余裕を示しており、それぞれに吸収体膜厚が３２ｎｍ、４０ｎｍ、８０ｎｍの場合を示している。
【００６１】
図１１（ａ）に示すように、吸収体膜厚が８０ｎｍ、４０ｎｍ、３２ｎｍの順で薄くなるに従い、最適露光量が低下することがわかる。また図１１（ｂ）に示すように、吸収体膜厚が８０ｎｍ、４０ｎｍの場合、マスク寸法が変化しても露光余裕は同程度であるが、吸収体膜厚が３２ｎｍの場合では低下することがわかる。
【００６２】
このことから、マスク寸法４０ｎｍで比較して膜厚８０ｎｍに比べて膜厚４０ｎｍでは１５％少ない露光量でホールを転写することができる。また、マスク寸法を拡大してさらに少ない露光量で転写を行う場合も、この場合マスク上の吸収体面積が減少するが、それでも同じ露光余裕が確保できる。
【００６３】
図１２は図６と同様に開口面積を一定にして、開口パターン７内部に黒欠陥と白欠陥が複合した小さなラフネスや大きな変形による欠陥５１があった場合の露光余裕の劣化の度合いを計算しており、（ａ）は吸収体膜厚が４０ｎｍの場合、（ｂ）は吸収体膜厚が８０ｎｍの場合を示している。なお、欠陥５１は、黒欠陥と白欠陥が同面積となるようにし、その形状が持つ高さＸと幅Ｙとで規定している。
【００６４】
図１２（ｂ）に示すように、膜厚が８０ｎｍ場合では、黒欠陥部の影響が大きいため、大きな変形（例えばＸ＝４、Ｙ＝２０）での露光余裕の現象が著しい。一方、図１２（ａ）に示すように、膜厚４０ｎｍでは大きな変形（例えばＸ＝４、Ｙ＝２０）であっても１０％の露光余裕が確保される。このため、膜厚４０ｎｍでは、開口面積により、実用的な欠陥の影響が管理できる。変形があっても開口面積が確保されていることで許容できる場合を判定できることは歩留まりを高めることになる。
【００６５】
また、ＥＵＶに用いる顕微鏡は光学系の精度や光源の安定性を得ることが難しいため、光露光のように転写インパクトの検査はコストが高い。従来から用いられているＳＥＭを用い開口部の画像から転写インパクトを予測する場合に、ケースバイケースとなる欠陥形状に依存せずに露光余裕が確保できることが望ましい。
【００６６】
また、この開口面積で転写時の露光余裕を確保できると、パターン変形欠陥の修正において、修正形状を正確に所望の形状に合わせることが困難な場合に効率的な修正方法を行うことができる。例えば、ホールパターン位置ズレを修正する場合に一部に吸収体を形成（堆積）して一部の吸収体を除去する必要があるが、この時変形が許容できると面積の微調整ができるからである。すなわち、マスクのパターン欠陥の修正形状の決定と修正結果の良否判定を開口面積により判定することができる。
【００６７】
図６を参照して前述したように、白欠陥に関しては吸収体膜厚が４０ｎｍより厚い８０ｎｍのマスクの露光余裕が確保されている。その一方で、黒欠陥に関しては吸収体膜厚が８０ｎｍより薄い４０ｎｍのマスクの露光裕度が確保される。そして、吸収体からなるフィールド部に対して開口面積が小さいホールパターンでは黒欠陥がクリティカルであるため、黒欠陥に対して裕度の確保できる４０ｎｍ厚の吸収体の方が欠陥に対してロバストとなる。本実施の形態では、４０ｎｍの吸収体膜厚とすることで白欠陥、黒欠陥の両欠陥に対しバランス良く一定以上の露光裕度を確保できている。このためこの吸収体膜厚条件とすることにより許容マスクパターン欠陥を白欠陥、黒欠陥に限らず欠陥の面積で規定することができ、しかも許容面積は大きい。すなわち、マスクのパターン欠陥の良否判定をパターン欠陥の面積により判定する。これにより、欠陥検査は容易となり、許容欠陥を大きくできるのでマスクの歩留まりも高い。
【００６８】
このように本実施の形態によれば、黒欠陥の転写の際の露光余裕の減少を少なくするのでパターン欠陥に起因する不良を低減することができ、許容できる欠陥サイズを大きくすることができるので、マスクの歩留まりが向上する。また、欠陥面積により良否判定を行って転写パターンの品質を確保することができる。さらに、ＥＵＶ光の斜め入射に射影効果によるホールパターンの寸法のＥＵＶ光の入射方向とそれに垂直な方向の寸法差をなくすことができるので、レイアウトパターンでの補正が不要となり、寸法の制御が容易となり、品質が向上する。必要とする露光量が低減でき、また照明の外周部の効率もあがるので、ＥＵＶ露光の効率が向上する。照明のＮＡを大きくした時の周辺の光量バランスの誤差の影響が少なくなり、転写像の品質を向上することができる。
【００６９】
（実施の形態２）
本実施の形態では、前記実施の形態１で説明したマスクを実際の半導体装置の製造に適用した例について説明する。図１３は２入力ＮＡＮＤゲート回路ＮＤを示しており、（ａ）はそのシンボル図、（ｂ）はその回路図であり、図１４はそのレイアウト平面図である。図１４において、一点鎖線で囲まれた部分は単位セル１１０であり、ｐ型ウエル領域ＰＷの表面のｎ＋型拡散層１１１ｎ上に形成された２個のｎＭＯＳトランジスタＱｎと、ｎ型ウエル領域ＮＷの表面のｐ＋型拡散層１１１ｐ上に形成された２個のｐＭＯＳトランジスタＱｐとから構成されている。
【００７０】
上記２入力ＮＡＮＤゲート回路ＮＤを作製するために、図３に示したように、ＥＵＶ光源２０１、マスクステージ２０４、ウェハステージ２０６、反射型照明光学系２０３や反射型投影光学系２０５の反射型光学系を有する投影露光システムを備えた露光装置を準備する。また、図１５（ａ）〜（ｆ）のそれぞれに示すようなマスクＭ１〜Ｍ６を順次用いてウェハへのパターン転写を繰り返した。このうち、比較的大きなサイズのパターンが形成されたマスクＭ１〜Ｍ３は、通常の光リソグラフィ用マスクである。一方、微細で、かつ高い寸法精度が要求されるパターンが形成されたマスクＭ４〜Ｍ６はＥＵＶリソグラフィ用マスクである。なお、図示しないが前記実施の形態１で示したような黒欠陥、白欠陥が含まれる場合があると考えられる。
【００７１】
図１５において、マスクＭ１に付した符号１０１ａは透過領域、符号１０２ａは吸収領域を示している。マスクＭ２に付した符号１０１ｂは透過領域、符号１０２ｂは吸収領域を示している。マスクＭ３に付した符号１０１ｃは透過領域、符号１０２ｃは吸収領域を示している。マスクＭ４に付した符号１０１ｄは反射領域、符号１０２ｄは吸収領域を示している。マスクＭ５に付した符号１０１ｅは反射領域、符号１０２ｅは吸収領域を示している。マスクＭ６に付した符号１０１ｆは反射領域、符号１０２ｆは吸収領域を示している。本実施の形態では、マスクＭ４〜Ｍ６の反射領域は、例えば図２で示した多層膜２で構成され、吸収領域は、例えば図２で示した吸収体５で構成される。
【００７２】
パターンに欠陥を有する場合、ホールを形成するための開口パターンを有するマスクＭ５においては、ＥＵＶ光の斜め入射による射影効果により、マスクＭ５を用いてパターンを転写する際の露光余裕の減少が、欠陥の形状に依存して著しいものとなることが考えられる。その場合であっても、前記実施の形態１で示したマスクを用いることで、レイアウトパターンでの補正が不要のまま、所望のパターンをウェハへ転写することができる。
【００７３】
一方、ラインを形成するための開口パターンを有するマスクＭ６においては、転写するパターンの露光光学系により結像される空間像をシミュレーションして像のコントラストを用いることができる。すなわち、寸法が一次元で制御されるのでパターンにより寸法を変化させることは比較的に容易である。
【００７４】
そこで、本実施の形態では、マスクＭ５のパターンは、ウェハＷにホールを形成するための開口パターンであり、マスクＭ６のパターンは、ウェハＷにラインを形成するための開口パターンであり、マスクＭ６の吸収体に対してマスクＭ５の吸収体は、膜厚が薄いものとしている。すなわち、ホールパターンおよびラインパターンのそれぞれの開口パターンに適したマスクを用いることによって、半導体装置の生産効率の向上、半導体装置の製造歩留りの向上をすることができる。
【００７５】
以下、図１６〜図２５を用い、ｎＭＯＳトランジスタＱｎおよびｐＭＯＳトランジスタＱｐを形成するまでの工程を説明する。なお、図１６〜図２５は、図１４のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【００７６】
まず、図１６に示すように、ｐ型の単結晶シリコンからなるウェハＷ（以下、半導体基板Ｓとして説明する）上に、例えば酸化シリコンからなる絶縁膜１１５を酸化法によって形成した後、絶縁膜１１５上に窒化シリコン膜１１６をＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)法によって堆積し、さらに、窒化シリコン膜１１６上にフォトレジスト膜１１７を形成する。
【００７７】
次に、図１７に示すように、図１５（ａ）に示すパターンが形成されたマスクＭ１を用いてフォトレジスト膜１１７に露光・現像処理を施すことにより、窒化シリコン膜１１６上にレジストパターン１１７ａを形成する。
【００７８】
次に、図１８に示すように、レジストパターン１１７ａをマスクとして窒化シリコン膜１１６および絶縁膜１１５をドライエッチングした後、レジストパターン１１７ａを除去し、続いて、窒化シリコン膜１１６をマスクとして半導体基板Ｓの表面をドライエッチングすることにより、溝１１８を形成する。
【００７９】
次に、図１９に示すように、半導体基板Ｓ上に、例えば酸化シリコンからなる絶縁膜１１９をＣＶＤ法によって堆積した後、図２０に示すように、絶縁膜１１９を化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）法で平坦化し、続いて、窒化シリコン膜１１６および絶縁膜１１５を除去することにより、半導体基板Ｓの表面に素子分離溝ＳＧを形成する。ここでは、素子分離溝ＳＧによって素子分離を行ったが、これに限定されるものではなく、例えばＬＯＣＯＳ(Local Oxidization of Silicon)法で形成したフィールド絶縁膜によって素子分離を行ってもよい。
【００８０】
次に、図２１に示すように、半導体基板Ｓ上に形成したフォトレジスト膜に、前記図１５（ｂ）に示すパターンが形成されたマスクＭ２を用いて露光・現像処理を施すことにより、レジストパターン１１７ｂを形成する。続いて、レジストパターン１１７ｂで覆われていない領域の半導体基板Ｓにリンまたはヒ素をイオン注入することによって、ｎ型ウエル領域ＮＷを形成する。
【００８１】
次に、レジストパターン１１７ｂを除去した後、図２２に示すように、半導体基板Ｓ上に形成したフォトレジスト膜に、前記図１５（ｃ）に示すパターンが形成されたマスクＭ３を用いて露光・現像処理を施すことにより、レジストパターン１１７ｃを形成する。続いて、レジストパターン１１７ｃで覆われていない領域の半導体基板Ｓにホウ素をイオン注入することによって、ｐ型ウエル領域ＰＷを形成する。
【００８２】
次に、図２３に示すように、半導体基板Ｓの表面に酸化シリコンなどからなる膜厚２ｎｍ程度のゲート絶縁膜１２０を形成した後、ゲート絶縁膜１２０上に例えば多結晶シリコン膜とタングステン膜との積層膜からなる導電膜１１２をＣＶＤ法によって堆積する。
【００８３】
次に、図２４に示すように、前記図１５（ｄ）に示すパターンが形成されたマスクＭ４を用意し、導電膜１１２上に形成したフォトレジスト膜に露光・現像処理を施すことにより、レジストパターン１１７ｄを形成する。続いて、レジストパターン１１７ｄをマスクとして導電膜１１２およびゲート絶縁膜１２０をドライエッチングすることにより、ｎＭＯＳトランジスタＱｎのゲート電極１１２ＡおよびｐＭＯＳトランジスタＱｐのゲート電極１１２Ａを形成する。
【００８４】
次に、図２５に示すように、ｐ型ウエル領域ＰＷにリンまたはヒ素をイオン注入することによって、ｎＭＯＳトランジスタＱｎのソース、ドレインを構成するｎ＋型拡散層１１１ｎを形成し、ｎ型ウエル領域ＮＷにホウ素をイオン注入することによって、ｐＭＯＳトランジスタＱｐのソース、ドレインを構成するｐ＋型拡散層１１１ｐを形成する。ここまでの工程で、ｎＭＯＳトランジスタＱｎおよびｐＭＯＳトランジスタＱｐが完成する。
【００８５】
次に、図２６〜図３１を用いて配線形成工程を説明する。図２６〜図３１は、図１６〜図２５と同じく、図１４のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【００８６】
まず、図２６に示すように、ｎＭＯＳトランジスタＱｎおよびｐＭＯＳトランジスタＱｐの上部に酸化シリコンなどからなる層間絶縁膜１２１ａをＣＶＤ法で堆積する。続いて、半導体基板Ｓの層間絶縁膜１２１ａ上にフォトレジスト膜（図示せず）を塗布形成し、図３に示した露光装置の所定の位置（ウェハステージ２０６）にウェハＷを配置する。
【００８７】
次に、投影露光システムの所定の位置、すなわち図３に示した露光装置のマスクステージ２０４に、マスクＭ５を供給する。これにより、図２７に示すように、マスクＭ５が配置される。続いて、マスクＭ５のパターンに基づいて、半導体基板Ｓ（層間絶縁膜１２１ａ）上のフォトレジスト膜を所定の波長の光、すなわちＥＵＶ光２０２（図３参照）で露光した後、現像処理を施すことにより、レジストパターン１１７ｅを形成する。ここで使用するマスクＭ５は、前記図１５（ｅ）に示したものであり、反射領域１０１ｅ（図２で示す多層膜２）が露出するように吸収領域１０２ｅ（図２で示す吸収体５）にホールパターン（開口パターン）が形成されている。
【００８８】
続いて、レジストパターン１１７ｅをマスクとして層間絶縁膜１２１ａをドライエッチングすることにより、ｎ＋型拡散層１１１ｎおよびｐ＋型拡散層１１１ｐの上部にコンタクトホールＣＮＴを形成する。
【００８９】
次に、レジストパターン１１７ｅを除去した後、コンタクトホールＣＮＴの内部にタングステン（Ｗ）、タングステン合金、銅（Ｃｕ）などの金属膜を埋め込み、続いて金属膜の表面をＣＭＰ法で平坦化することにより、コンタクトホールＣＮＴの内部に金属プラグ１１３を形成する（図２８参照）。
【００９０】
次に、図２９に示すように、層間絶縁膜１２１ａ上に酸化シリコンなどからなる層間絶縁膜１２１ｂをＣＶＤ法で堆積する。続いて、半導体基板Ｓの層間絶縁膜１２１ｂ上にフォトレジスト膜（図示せず）を塗布形成し、図３に示した露光装置の所定の位置（ウェハステージ２０６）にウェハＷを配置する。続いて、投影露光システムの所定の位置、すなわち図３に示した露光装置のマスクステージ２０４に、マスクＭ６を供給する。これにより、図２９に示すように、マスクＭ６が配置される。続いて、マスクＭ６のパターンに基づいて、半導体基板Ｓ（層間絶縁膜１２１ｂ）上のフォトレジスト膜を所定の波長の光、すなわちＥＵＶ光２０２（図３参照）で露光した後、現像処理を施すことにより、レジストパターン１１７ｆを形成する。ここで使用するマスクＭ６は、前記図１５（ｆ）に示したものであり、反射領域１０１ｆ（図２で示す多層膜２）が露出するように吸収領域１０２ｆ（図２で示す吸収体５）にラインパターン（開口パターン）が形成されている。次に、レジストパターン１１７ｆをマスクとして層間絶縁膜１２１ｂをドライエッチングする。
【００９１】
次に、レジストパターン１１７ｆを除去した後、図３０に示すように、銅などの金属膜をスパッタリング法で堆積し、続いてこの金属膜の表面をＣＭＰ法で平坦化することにより、配線１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｃを形成する。
【００９２】
次に、図３１に示すように、配線１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｃの上部に酸化シリコンなどからなる層間絶縁膜１２１ｃをＣＶＤ法で堆積した後、図示しないＥＵＶリソグラフィ用マスクを用いて配線１１４Ｃの上部の層間絶縁膜１２１ｃにスルーホールＶＩＡを形成する。その後、スルーホールＶＩＡを通じて配線１１４Ｃに接続される第２層配線１２２を形成することにより、２入力ＮＡＮＤゲートが完成する。なお、マスクＭ５、Ｍ６に形成された開口パターンの形状や位置を変更することによって、ＮＯＲゲート回路等、他の回路を形成できることは言うまでもない。
【００９３】
上記の製造工程で用いたＥＵＶリソグラフィ用のマスクＭ４〜Ｍ６のうち、フィールド部に吸収領域１０２ｅ、１０２ｆが形成されたダークフィールドマスク（Ｍ５、Ｍ６）である。一方、ブライトフィールドマスクであるマスクＭ４に関しては、ブランクス段階で入念に欠陥検査を行い、無欠陥のブランクスのみマスク製造工程に送るようにする。
【００９４】
コンタクトホールＣＮＴ用の開口パターンが形成されたマスクＭ５は、欠陥検査装置でも検出できないような微細な欠陥を引き起こすので、ブランクス段階での無欠陥ブランクス選別ができない。例えばマスク上に高さ２ｎｍ、幅２０ｎｍ程度の微細な黒欠陥が生じていても、コンタクトホールの形成精度に悪影響を与えることが考えられるが、このような大きさの欠陥は検出が不可能である。しかし、前記実施の形態１のマスクを適用することにより、このような微細な黒欠陥が生じたマスクＭ５であっても、ホールパターンの変形欠陥の影響を軽減し、さらに転写する際のコンタクトホールＣＮＴの品質を確保することができる。これにより、半導体装置の生産効率を向上することができ、また半導体装置の製造歩留りを向上することができる。
【００９５】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、半導体装置、特に、波長が１３．５ｎｍ付近のＥＵＶ光を露光光とする反射型マスク用いた半導体装置の製造業に幅広く利用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の一実施の形態におけるＥＵＶリソグラフィ用のマスクのパターン面を模式的に示す平面図である。
【図２】マスクのパターンエリアの要部を模式的に示す断面図である。
【図３】ＥＵＶ露光装置によりマスクのパターンをウェハ上に縮小転写する概略図である。
【図４】マスクのパターンに黒欠陥が生じている模式図であり、そのマスクの平面を（ａ）、Ａ−Ａ’線の断面を（ｂ）に示している。
【図５】マスクのパターンをウェハ上のフォトレジスト膜への転写像の模式図であり、そのウェハの平面を（ａ）、Ｂ−Ｂ’線の断面を（ｂ）に示している。
【図６】射影効果のある膜厚と射影効果の少ない膜厚において、開口パターン形状に対する露光余裕を説明するためのグラフである。
【図７】吸収体膜厚３０ｎｍ〜１００ｎｍの変化に対する吸収体の反射率（上段）、密集ホール像強度の最小値（中段）、密集ホールのコントラスト（下段）について示している図である。
【図８】マスクのパターン面へのＥＵＶ光の入射角度に対する露光余裕と最適露光量について示している図である。
【図９】吸収体膜厚３６．５ｎｍ〜５４ｎｍの変化に対する露光余裕と最適露光量について示している図である。
【図１０】フォーカスに対する露光量を示す図であり、（ａ）〜（ｃ）は吸収体の膜厚をそれぞれ３２ｎｍ、４０ｎｍ、８０ｎｍとした場合を示している。
【図１１】（ａ）はマスクのパターン寸法に対する最適露光量を示しており、（ｂ）はマスクのパターン寸法に対する露光余裕を示している図である。
【図１２】開口面積を一定にして、開口パターン内部に黒欠陥と白欠陥が複合した小さなラフネスや大きな変形による欠陥があった場合の露光余裕の劣化の度合いを示す図であり、（ａ）は吸収体膜厚が４０ｎｍの場合、（ｂ）は吸収体膜厚が８０ｎｍの場合を示している。
【図１３】本発明の他の実施の形態における２入力ＮＡＮＤゲート回路ＮＤを備えた半導体装置を示しており、（ａ）はそのシンボル図、（ｂ）はその回路図である。
【図１４】図１３に示す半導体装置のレイアウト平面図である。
【図１５】（ａ）〜（ｆ）は、図１３に示す半導体装置の製造に用いるマスクの平面図である。
【図１６】本発明の他の実施の形態における製造工程中の半導体装置を模式的に示す断面図である。
【図１７】図１６に続く製造工程中の半導体装置を模式的に示す断面図である。
【図１８】図１７に続く製造工程中の半導体装置を模式的に示す断面図である。
【図１９】図１８に続く製造工程中の半導体装置を模式的に示す断面図である。
【図２０】図１９に続く製造工程中の半導体装置を模式的に示す断面図である。
【図２１】図２０に続く製造工程中の半導体装置を模式的に示す断面図である。
【図２２】図２１に続く製造工程中の半導体装置を模式的に示す断面図である。
【図２３】図２２に続く製造工程中の半導体装置を模式的に示す断面図である。
【図２４】図２３に続く製造工程中の半導体装置を模式的に示す断面図である。
【図２５】図２４に続く製造工程中の半導体装置を模式的に示す断面図である。
【図２６】図２５に続く製造工程中の半導体装置を模式的に示す断面図である。
【図２７】図２６に続く製造工程中の半導体装置を模式的に示す断面図である。
【図２８】図２７に続く製造工程中の半導体装置を模式的に示す断面図である。
【図２９】図２８に続く製造工程中の半導体装置を模式的に示す断面図である。
【図３０】図２９に続く製造工程中の半導体装置を模式的に示す断面図である。
【図３１】図３０に続く製造工程中の半導体装置を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００９８】
１  基板
２  多層膜
３  キャッピング層
４  バッファ層
５  吸収体
６  金属膜
７  開口パターン
１１  フォトレジスト膜
１２  欠陥転写パターン
１３  正常転写パターン
５１  欠陥
１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ  透過領域
１０１ｄ、１０１ｅ、１０１ｆ  反射領域
１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ、１０２ｆ  吸収領域
１１０  単位セル
１１１ｐ  ｐ＋型拡散層
１１１ｎ  ｎ＋型拡散層
１１２  導電膜
１１２Ａ  ゲート電極
１１３  金属プラグ
１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｃ  配線
１１５  絶縁膜
１１６  窒化シリコン膜
１１７  フォトレジスト膜
１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃ、１１７ｄ、１１７ｅ、１１７ｆ  レジストパターン
１１８  溝
１１９  絶縁膜
１２０  ゲート絶縁膜
１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ  層間絶縁膜
１２２  第２層配線
２０１  ＥＵＶ光源
２０２  ＥＵＶ光
２０３  反射型照明光学系
２０４  マスクステージ
２０５  反射型投影光学系
２０６  ウェハステージ
ＣＮＴ  コンタクトホール
Ｍ、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６  マスク
ＮＤ  ＮＡＮＤ回路
ＮＷ  ｎ型ウエル領域
ＰＷ  ｐ型ウエル領域
Ｑｎ  ｎＭＯＳトランジスタ
Ｑｐ  ｐＭＯＳトランジスタ
Ｓ  半導体基板
ＳＧ  素子分離溝
ＶＩＡ  スルーホール
Ｗ  ウェハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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