(57)【要約】【課題】フォトマスク面内での露光光の照度にムラがある場合でも、ウエハ上のレジスト線幅の細りや膜減りが生じるのを回避できるフォトマスクを得る。【解決手段】露光パターンを感光性材料に転写するためのフォトマスク１００において、ガラス基板などの透明基板１０１と、該透明基板上に、該露光パターンを有する光透過領域が形成されるよう選択的に形成されたクロムなどの遮光膜１０とを備え、該遮光膜１０を、レジストパターン欠陥が検出されたウエハ上領域に対応するマスク領域Ａ内の遮光膜２０ａの膜厚が、レジストパターン欠陥が検出されなかったウエハ領域に対応するマスク領域Ｂ内の遮光膜１０ｂの膜厚に対して厚くなるように再加工したものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光パターンを感光性材料に転写するためのフォトマスクであって、
透明基板と、
該透明基板上に、該露光パターンを有する光透過領域が形成されるよう選択的に形成された遮光膜とを備え、
該遮光膜は、膜厚の薄い薄膜部分と、膜厚の厚い厚膜部分とを含むよう、該遮光膜を構成する遮光材料の一部を選択的にエッチングした構造を有する、フォトマスク。
【請求項２】
請求項１に記載のフォトマスクにおいて、
前記透明基板は、ガラス及び石英の中から選択した材料により構成されている、フォトマスク。
【請求項３】
請求項１に記載のフォトマスクにおいて、
前記遮光膜の薄膜部分の膜厚は、６０〜１１０ｎｍの範囲の膜厚である、フォトマスク。
【請求項４】
請求項１に記載のフォトマスクにおいて、
前記遮光膜の厚膜部分の膜厚は、１１０ｎｍ以上の膜厚である、フォトマスク。
【請求項５】
請求項１に記載のフォトマスクにおいて、
前記遮光膜は、Ｃｒ（クロム）、ＣｒＯ（酸化クロム）、ＣｒＦ（クロムフォロライド）の中から選択した材料により構成されている、フォトマスク。
【請求項６】
請求項１に記載のフォトマスクにおいて、
前記遮光膜を構成する遮光材料の光透過率は１％以下である、フォトマスク。
【請求項７】
透明基板上に遮光膜を選択的に形成してなる構造を有する、露光パターンを感光性材料に転写するためのフォトマスクを再加工する方法であって、
該露光パターンを該感光性材料に転写したときの欠陥が発生しない正常領域を示すフォトマスク作製用レイアウトデータを作成するステップと、
該フォトマスク作製用レイアウトデータを用いて描画と現像とを行って、該フォトマスク上にレジストパターンを形成するステップと、
該レジストパターンをマスクとして、該正常領域の遮光膜を、該露光パターンを該感光性材料に転写したときの欠陥が発生する欠陥領域での遮光膜の膜厚が、該正常領域での遮光膜の膜厚に対して厚くなるようエッチングするステップとを含む、フォトマスクの再加工方法。
【請求項８】
請求項７に記載のフォトマスクの再加工方法において、
前記透明基板は、ガラス及び石英の中から選択した材料により構成されており、
前記遮光膜は、Ｃｒ（クロム）、ＣｒＯ（酸化クロム）、ＣｒＦ（クロムフォロライド）の中から選択した材料により構成されている、フォトマスクの再加工方法。
【請求項９】
請求項７に記載のフォトマスクの再加工方法において、
前記遮光膜の正常領域での膜厚は、６０〜１１０ｎｍの範囲の膜厚であり、
前記遮光膜の欠陥領域での膜厚は、１１０ｎｍ以上の膜厚である、フォトマスクの再加工方法。
【請求項１０】
請求項７に記載のフォトマスクの再加工方法において、
前記露光パターンが転写された感光性材料は、ウエハ上に形成された、該露光パターンに対応した平面パターンを有するレジスト膜であり、
前記欠陥領域は、該ウエハ上のレジスト膜の線幅細りあるいは膜減りが発生する領域に対応し、
前記正常領域は、該ウエハ上のレジスト膜の線幅細り及び膜減りのいずれも発生しない領域に対応し、
前記遮光膜は、前記エッチングを行うステップで、前記フォトマスク上に形成されたレジスト膜をエッチングマスクとして、その欠陥領域における膜厚が、その正常領域における膜厚より厚くなるよう、ドライエッチングされる、フォトマスクの再加工方法。
【請求項１１】
半導体ウエハ上にレジストパターンを形成する方法であって、
所定の露光パターンを有するフォトマスクを用いて、該半導体ウエハ基板上に形成されたレジスト膜を露光するステップと、
該露光したレジスト膜を現像して、該レジストパターンを形成するステップとを含み、
該フォトマスクとして、透明基板上に該露光パターンを有する遮光膜を形成してなる構造を有し、該遮光膜を、該レジストパターンの欠陥が発生する領域に対応する部分での膜厚が、該レジストパターンの欠陥が発生しない領域に対応する部分での膜厚より厚くなるよう、エッチング処理により再加工したものを用いる、レジストパターンの形成方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載のレジストパターンの形成方法において、
前記レジスト膜の露光に用いるフォトマスクの遮光膜の厚さにより、前記半導体ウエハ上に形成されるレジストパターンのレジスト線幅を調整するレジストパターンの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトマスク、フォトマスクの再加工方法、及びレジストパターンの形成方法に関し、特に、半導体ウエハ上に形成されるレジストパターンのレジスト線幅を調整するためのフォトマスクの構造及びフォトマスクの再加工方法、並びに、このようなフォトマスクの構造及びフォトマスクの再加工方法を用いたレジストパターンの形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造においては、設計されたＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）の集積回路パターンをＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂｅａｍ）描画プロセスを用いてフォトマスク（レチクル）上に作製し、このレチクルを用いてシリコンウエハ基板上に塗布されたフォトレジストに短波長の光（ＡｒＦ，ＫｒＦ，ｉ線，ｅｔｃ）を露光して、上記集積回路パターンを転写する光リソグラフィ技術が用いられている。
【０００３】
最近では、フォトレジストの露光を行うシステムとして、ステッパ、スキャナなどの縮小型投影露光装置（露光装置）が用いられる。
【０００４】
この露光装置の性能の重要な要素のひとつとして、スループットが挙げられる。それは、実際の半導体製造においては、絶縁層や半導体層を２０層以上形成する複雑な工程が必要であるため、生産能力が高いパフォーマンスが要求されるからである。
【０００５】
露光装置のスループット向上を目的として、フォトマスクに載せるＬＳＩのチップ数はできるだけ多く、すなわち、露光ショット面積（つまり、１回の露光により露光パターンが形成されるウエハ上での面積）ができるだけ大きくなるようにしている。
【０００６】
露光ショット面積が大きいと、ウエハ１枚当たりの露光ショット回数が少なくなるため、ウエハ１枚当たりの露光装置の処理時間が短くなる。
【０００７】
しかしながら、この露光ショット面積が大きくなると、露光装置の照度ムラの影響が大きくなる。例えば、露光ショット内の端部の領域で照度が大きい場合には、露光ショット内の端部の領域で露光光の光強度が大きくなり、ウエハ上のレジスト線幅の細りや膜減りが生じ、レジストパターンの欠陥が発生してしまう。
【０００８】
このようなレジスト線幅の細りや膜減りが生じる場合の対応策としては、フォトマスクを再作製し、露光ショット内の端部のみ線幅を補正する手法や、露光装置の照度ムラをレンズフィルタで改善する手法がある。
【０００９】
ところで、フォトマスクを再作製し、露光領域内について部分的にマスク線幅を補正する手法については、一例として、特許文献１に記述されている。
【００１０】
また、露光装置の照度ムラをレンズフィルタで改善する手法は、一例として、特許文献２に記述されている。
【００１１】
しかしながら、フォトマスクの作成し直しは、材料コストが多大で再作製の期間が長く、生産がストップしてしまうデメリットがあり、露光装置のレンズフィルタの改善も同じく、改造費の負担が多大で、改造期間中は生産がストップしてしまうデメリットが生じてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００２−３６５７８７号公報
【特許文献２】国際公開第９９／３６８３２号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したように、半導体製造における露光装置のスループットを向上させるために、フォトマスクに載せるＬＳＩのチップ数を多くすると、露光装置の照度ムラが大きい場合に生じる露光光の照度が大きい領域でレジスト線幅細りや膜減りによりレジストパターン欠陥が発生してしまう。
【００１４】
具体的には、図９のようなマスク面内のＬＳＩチップの配置で露光転写を行い、露光光の照度がマスク面内の左上で大きい場合に、図１０に示すようなレジスト欠陥の分布ができてしまう。なお、図９及び１０中、Ｌは、マスク内のＬＳＩチップ領域、Ｓは、露光光が照射されるマスク内の露光ショット領域、Ｍは、マスクアライメントマーク、Ｎは露光の際ブラインドされる露光時ブラインド領域である。また、ＬＬは、ウエハ内のＬＳＩチップ領域、ＳＳは、ウエハ内で１ショットの露光領域、Ｘは、ウエハ上で欠陥が検出された場所を示している。
【００１５】
上記のように、フォトマスク面内の左上の領域で露光光の照度が大きい場合にレジスト欠陥の分布ができてしまうのは、露光ショット内の左上の領域で露光光の光強度が大きくなり、ウエハ上のレジスト線幅の細りや膜減りが生じてしまうからである。
【００１６】
また、このようなレジスト線幅の細りや膜減りが生じる場合の対応策としては、特許文献１に開示のフォトマスクを再作製する方法、さらに、特許文献２に開示の、露光装置の照度ムラをレンズフィルタで改善する手法があるが、いずれも多大な費用がかかり、またフォトマスクの再作製の間や、露光装置の改造期間中は生産がストップしてしまうという問題がある。
【００１７】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、フォトマスク面内での露光光の照度にムラがある場合でも、ウエハ上のレジスト線幅の細りや膜減りが生じるのを回避できるフォトマスク、フォトマスクの再加工方法、および、レジストパターンの形成方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明に係るフォトマスクは、露光パターンを感光性材料に転写するためのフォトマスクであって、透明基板と、該透明基板上に、該露光パターンを有する光透過領域が形成されるよう選択的に形成された遮光膜とを備え、該遮光膜は、膜厚の薄い薄膜部分と、膜厚の厚い厚膜部分とを含むよう、該遮光膜を構成する遮光材料の一部を選択的にエッチングした構造を有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１９】
本発明は、上記フォトマスクにおいて、前記透明基板は、ガラス及び石英の中から選択した材料により構成されていることが好ましい。
【００２０】
本発明は、上記フォトマスクにおいて、前記遮光膜の薄膜部分の膜厚は、６０〜１１０ｎｍの範囲の膜厚であることが好ましい。
【００２１】
本発明は、上記フォトマスクにおいて、前記遮光膜の厚膜部分の膜厚は、１１０ｎｍ以上の膜厚であることが好ましい。
【００２２】
本発明は、上記フォトマスクにおいて、前記遮光膜は、Ｃｒ（クロム）、ＣｒＯ（酸化クロム）、ＣｒＦ（クロムフォロライド）の中から選択した材料により構成されていることが好ましい。
【００２３】
本発明は、上記フォトマスクにおいて、前記遮光膜を構成する遮光材料の光透過率は１％以下であることが好ましい。
【００２４】
本発明に係るフォトマスクの再加工方法は、透明基板上に遮光膜を選択的に形成してなる構造を有する、露光パターンを感光性材料に転写するためのフォトマスクを再加工する方法であって、該露光パターンを該感光性材料に転写したときの欠陥が発生しない正常領域を示すフォトマスク作製用レイアウトデータを作成するステップと、該フォトマスク作製用レイアウトデータを用いて描画と現像とを行って、該フォトマスク上にレジストパターンを形成するステップと、該レジストパターンをマスクとして、該正常領域の遮光膜を、該露光パターンを該感光性材料に転写したときの欠陥が発生する欠陥領域での遮光膜の膜厚が、該正常領域での遮光膜の膜厚に対して厚くなるようエッチングするステップとを含むものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２５】
本発明は、上記フォトマスクの再加工方法において、前記透明基板は、ガラス及び石英の中から選択した材料により構成されており、前記遮光膜は、Ｃｒ（クロム）、ＣｒＯ（酸化クロム）、ＣｒＦ（クロムフォロライド）の中から選択した材料により構成されていることが好ましい。
【００２６】
本発明は、上記フォトマスクの再加工方法において、前記遮光膜の正常領域での膜厚は、６０〜１１０ｎｍの範囲の膜厚であり、前記遮光膜の欠陥領域での膜厚は、１１０ｎｍ以上の膜厚であることが好ましい。
【００２７】
本発明は、上記フォトマスクの再加工方法において、前記露光パターンが転写された感光性材料は、ウエハ上に形成された、該露光パターンに対応した平面パターンを有するレジスト膜であり、前記欠陥領域は、該ウエハ上のレジスト膜の線幅細りあるいは膜減りが発生する領域に対応し、前記正常領域は、該ウエハ上のレジスト膜の線幅細り及び膜減りのいずれも発生しない領域に対応し、前記遮光膜は、前記エッチングを行うステップで、前記フォトマスク上に形成されたレジスト膜をエッチングマスクとして、その欠陥領域における膜厚が、その正常領域における膜厚より厚くなるよう、ドライエッチングされることが好ましい。
【００２８】
本発明に係るレジストパターンの形成方法は、半導体ウエハ上にレジストパターンを形成する方法であって、所定の露光パターンを有するフォトマスクを用いて、該半導体ウエハ基板上に形成されたレジスト膜を露光するステップと、該露光したレジスト膜を現像して、該レジストパターンを形成するステップとを含み、該フォトマスクとして、透明基板上に該露光パターンを有する遮光膜を形成してなる構造を有し、該遮光膜を、該レジストパターンの欠陥が発生する領域に対応する部分での膜厚が、該レジストパターンの欠陥が発生しない領域に対応する部分での膜厚より厚くなるよう、エッチング処理により再加工したものを用いるものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２９】
本発明は、上記レジストパターンの形成方法において、前記レジスト膜の露光に用いるフォトマスクの遮光膜の厚さにより、前記半導体ウエハ上に形成されるレジストパターンのレジスト線幅を調整することが好ましい。
【００３０】
以下、本発明の作用について説明する。
【００３１】
本発明においては、露光パターンをレジストなどの感光性材料に転写するためのフォトマスクにおいて、遮光膜を、膜厚の薄い薄膜部分と、膜厚の厚い厚膜部分とを含むよう、該遮光膜を構成する遮光材料の一部を選択的にエッチングした構造としたので、フォトマスクを用いた露光処理の際、露光強度を、遮光膜の膜厚の薄い薄膜部分の厚さに適した強度に低下させることで、遮光膜の膜厚の厚い厚膜部分に対応するウエハ領域上で生じていたレジストパターンの線幅の細りや膜減りを回避することができ、しかも、遮光膜の膜厚の薄い薄膜部分では、感光性材料に対する十分な露光強度を確保することができる。この結果、フォトマスク面内での露光光の照度にムラがある場合でも、ウエハ上のレジスト線幅の細りや膜減りが生じるのを回避できる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、フォトマスクにおいて、露光装置の照度ムラにより生じた露光光の光強度が大きい領域でのレジスト線幅細りや膜減りの欠陥が検出されたウエハ上の領域に対応するマスク領域の遮光膜の膜厚が、欠陥が検出されなかった領域の遮光膜の膜厚に対して厚くなるように、マスク構造を変更するので、照度ムラによりレジストパターン欠陥が発生するのを回避することができる。
【００３３】
また、本発明によれば、露光装置ごとに、上述した本発明によるフォトマスクを個別に作製することで、露光装置間での照度ムラの差の補正が可能となる。
【００３４】
さらに、本発明では、フォトマスクにおいて、遮光膜を、膜厚の薄い薄膜部分と、膜厚の厚い厚膜部分とを含むよう、該遮光膜を構成する遮光材料の一部を選択的にエッチングした構造としているので、既に使用しているフォトマスクをリワーク（再加工）するだけで、レジストパターンの線細りや膜減りを回避でき、フォトマスクの露光パターンの出し直しや露光装置の改造の必要が無く、コスト負担を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、本発明の実施形態１によるフォトマスクを説明する図であり、図１（ａ）は、平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＳＥ線部分の断面図である。
【図２】図２は、本実施形態１のフォトマスク（図２（ａ））と従来のフォトマスク（図２（ｂ））とを対比して説明する平面図である。
【図３】図３は、本実施形態１のフォトマスク（図３（ａ））と従来のフォトマスク（図３（ｂ））とを対比して説明する断面図であり、図３（ａ）は、図２（ａ）のＳＥ線部分の断面構造を示し、図３（ｂ）は、図２（ｂ）のＳＥ線部分の断面構造を示している。
【図４】図４は、本発明の実施形態１によるフォトマスクを用いた場合のレジストパターン（図４（ａ））と従来のフォトマスクを用いた場合のレジストパターン（図４（ｂ））とを対比して説明する断面図であり、図４（ａ）は、図２（ａ）のＳＥ線部分に対応する断面構造を示し、図４（ｂ）は、図２（ｂ）のＳＥ線部分に対応する断面構造を示している。
【図５】図５は、本発明の実施形態１によるフォトマスクの再加工方法を説明する図であり、マスク面Ｄ内での欠陥領域と正常領域とを示している。
【図６】図６は、本発明の実施形態１によるフォトマスクの再加工方法を説明する図であり、遮光膜厚とウエハ上のレジスト線幅との関係を示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態１によるフォトマスクの再加工方法を説明する図であり、フォトマスク面内における再加工領域のレイアウトを示している。
【図８】図８は、本発明の実施形態１によるフォトマスクの再加工方法を説明する図であり、既存のフォトマスクに対する再加工処理を工程順（図（ａ）〜図（ｆ））に示している。
【図９】図９は、フォトマスク面内でのＬＳＩチップの配列を示す図である。
【図１０】図１０は、ウエハ面上でのレジスト欠陥分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００３７】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１によるフォトマスクを説明する図であり、図１（ａ）は、平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＳＥ線部分の断面図である。
【００３８】
本実施形態１のフォトマスク（レチクル）１００は、露光パターンを感光性材料（例えばレジスト材料など）に転写するためのフォトマスクである。このフォトマスク１００は、透明基板１０１と、該透明基板上に、該露光パターンを有する光透過領域が形成されるよう選択的に形成された遮光膜１０とを備えている。この遮光膜１０は、膜厚の薄い薄膜部分１０ｂと、膜厚の厚い厚膜部分２０ａとを含むよう、該遮光膜を構成する遮光材料の一部を選択的にエッチングした構造を有している。
【００３９】
具体的には、フォトマスク１００の領域Ａは、従来のフォトマスクにおける、ウエハ上でレジストパターンの膜減りが生ずる領域Ａ’（図４（ｂ））に相等する領域であり、フォトマスク１００の領域Ｂは、既存のフォトマスクにおける、ウエハ上でレジストパターンの膜減りが生じない領域Ｂ’（図４（ｂ））に相等する領域である。
【００４０】
以下、図２〜図４を用いて本実施形態１のフォトマスクについて詳しく説明する。
【００４１】
図２は、本実施形態１のフォトマスク（図２（ａ））と従来のフォトマスク（図２（ｂ））とを対比して説明する平面図である。
【００４２】
図３は、本実施形態１のフォトマスク（図３（ａ））と従来のフォトマスク（図３（ｂ））とを対比して説明する断面図であり、図３（ａ）は、図２（ａ）のＳＥ線部分の断面構造を示し、図３（ｂ）は、図２（ｂ）のＳＥ線部分の断面構造を示している。
【００４３】
図４は、本発明の実施形態１によるフォトマスクを用いた場合のレジストパターン（図４（ａ））と従来のフォトマスクを用いた場合のレジストパターン（図４（ｂ））とを対比して説明する断面図であり、図４（ａ）は、図２（ａ）のＳＥ線部分に対応する断面構造を示し、図４（ｂ）は、図２（ｂ）のＳＥ線部分に対応する断面構造を示している。
【００４４】
この実施形態１のフォトマスク１００は、既存のフォトマスク２００（図２（ｂ）及び図３（ｂ））に対する再加工処理を施したものである。
【００４５】
従来のフォトマスク２００では、透明基板１０１上に選択的に形成されている遮光膜２０は、図３（ｂ）に示すように、ウエハ上でレジストパターンの膜減りが生ずる領域に対応する領域Ａと、ウエハ上でレジストパターンの膜減りが生じない領域に対応する領域Ｂとに拘わらず、いずれの領域Ａ及びＢ上の遮光膜２０ａ及び２０ｂも同一の厚さである。
【００４６】
このようなフォトマスク２００では、図９に示すフォトマスク面内のＬＳＩチップ領域Ｌの配置で露光転写を行い、露光光の照度がマスク面内の左上で大きい場合に、図１０に示すようなレジスト欠陥の分布となってしまう。これは、フォトマスク面内の左上の領域で露光光の照度が大きい場合には、露光ショット内の左上の領域で露光光の光強度が大きくなり、ウエハ上のレジスト線幅の細りや膜減りが生じてしまうからである。
【００４７】
そこで、この実施形態１のフォトマスク１００は、欠陥が検出されたウエハ上の領域Ａ’に対応するフォトマスク上の領域Ａでの遮光膜２０ａの膜厚が、欠陥が検出されなかったウエハ上の領域Ｂ’に対応するフォトマスク上の領域Ｂでの遮光膜１０ｂの膜厚に対して厚くなるよう、従来のフォトマスクを再加工したフォトマスク構造（新規のマスク構造）を有している。
【００４８】
つまり、新規のマスク構造は、ウエハ上でレジスト欠陥が発生する領域に対応するマスク領域Ａでの遮光膜の膜厚が、ウエハ上でレジスト欠陥が発生しない領域に対応するマスク領域Ｂでの遮光膜の膜厚に対して、より厚いフォトマスク構造になっている。
【００４９】
このフォトマスク構造では、従来ウエハ上でレジスト欠陥が発生していた領域に対応するマスク領域の遮光膜の膜厚が厚く制御されているので、ウエハ上に転写されるレジストの構造は、図４（ａ）に示すように、フォトマスク面内の左上の領域で露光光の照度が大きい場合でも、露光ショット内の左上の領域で露光光の光強度が小さく制御され、ウエハ上のレジスト線幅の細りや膜減りが生じない。
【００５０】
また、上記透明基板１０１は、ＡｒＦ，ＫｒＦ，ｉ線露光に対する透過率が９０％以上である、ガラス、石英、の中から選択された材料で構成されている。
【００５１】
また、上記マスク領域Ｂでの遮光膜１０ｂの膜厚は、遮光膜のピンホール欠陥の発生がなく、かつ、露光転写後のレジスト線幅が変動する６０〜１１０ｎｍの範囲の膜厚としている。
【００５２】
また、上記マスク領域Ａの遮光膜１０ａの膜厚は、遮光膜のピンホール欠陥の発生がなく、かつ、露光転写後のレジスト線幅が変動しない、１１０ｎｍ以上の膜厚としている。
【００５３】
さらに、上記遮光膜は、十分な遮光性能を満たすよう透過率として１％以下の遮光材料を用いており、具体的には、Ｃｒ（クロム）、ＣｒＯ（酸化クロム）、ＣｒＦ（クロムフォロライド）の中から選択した材料により構成されている。
【００５４】
次に、上述の従来構造のフォトマスク２００を新規構造のフォトマスク１００へ変更する方法を以下に説明する。
【００５５】
以下の説明では、電子線（ＥＢ）描画手法を用いた場合について記述する。本手法では光描画手法を用いてもかまわない。したがって、ＥＢレジストではなくフォトレジストを用いてもかまわない。
【００５６】
電子線（ＥＢ）描画に使用するレイアウトデータ（ＣＡＤデータ）としては、フォトマスクの、ウエハ上で線幅細りが発生する領域に対応する部分、もしくは、フォトマスクの、ウエハ上で線細りが発生しない領域に対応する部分を選択的に加工可能なマスク作製用レイアウトを示すレイアウトデータを用いる。
【００５７】
例えば、図５に示すように、フォトマスク（レチクル）の遮光膜をレイアウトした領域Ｄを、ウエハ上で欠陥が検出された領域に対応する部分ＤＮと、ウエハ上で欠陥が検出されていない領域に対応する部分ＤＹとの２つの領域に分ける。
【００５８】
ここで、ウエハ上で欠陥が検出された領域に対応する部分ＤＮと、ウエハ上で欠陥が検出されていない領域に対応する部分ＤＹとは、同じ従来のフォトマスクを用いて露光強度を変えてレジストを露光することで決定することができる。つまり、露光強度が弱い場合は、露光装置に起因する照度ムラはレジスト膜にはあまり反映されないのに対し、露光強度が強い場合は、露光装置に起因する照度ムラはレジスト膜には顕著に反映される。このため、露光強度が弱い場合のレジスト線幅と、露光強度が強い場合のレジスト線幅とを、フォトマスク面内の各チップ領域で比較した結果得られる線幅の変化が大きい領域が、ウエハ上でのレジスト欠陥領域になる。
【００５９】
また、マスク構造を変更するリワークフロー（再加工フロー）で用いるＥＢレジストがポジ型である場合、ＥＢレジストに対するＥＢ照射パターンのレイアウトとして、フォトマスクの、欠陥が検出されていない領域での遮光膜の厚さを薄くするためのＥＢレジストの開口部を作れるように、図７に示すＥＢ照射パターンＬＢのようなレイアウトを作成する。
【００６０】
一方、マスク構造を変更するリワークフロー（再加工フロー）で用いるＥＢレジストがネガ型である場合、ＥＢレジストに対するＥＢ照射パターンのレイアウトとして、フォトマスクの、欠陥が検出されていない領域での遮光膜の厚さを薄くするためのＥＢレジストの開口部を作れるように、図７に示すＥＢ照射パターンＬＡのようなレイアウトを作成する。
【００６１】
図８は、本発明の実施形態１によるフォトマスクの再加工方法を説明する図であり、既存のフォトマスクに対する再加工処理を工程順（図（ａ）〜図（ｆ））に示している。
【００６２】
まず、図８（ａ）に示すように、従来のマスク構造を有するフォトマスク２０は、ウエハ上でレジスト欠陥が発生する領域に対応するフォトマスク上の領域（フォトマスク内領域）Ａでの遮光膜２０ａの膜厚と、ウエハ上でレジスト欠陥が発生しない領域に対応するフォトマスク上の領域（フォトマスク内領域）Ｂでの遮光膜２０ｂの膜厚とが、同じ膜厚になっている。
【００６３】
この従来のフォトマスク２０上に、図８（ｂ）に示すように、ポジレジストであるＥＢレジストＲＥを塗布する。
【００６４】
その後、図８（ｃ）に示すように、ウエハ上で欠陥が検出されていない領域に対応するフォトマスク内領域Ｂ上のＥＢレジスト部分に電子ビームＥを照射する。
【００６５】
続いて、図８（ｄ）に示すように、現像液を用いて、電子ビームＥを照射したＥＢレジスト部分ＲＥｂが除去されて遮光膜層の一部が露出するようＥＢレジストＲＥを加工する。
【００６６】
なお、この実施形態では、上述のとおり、フォトマスク上に遮光膜加工のためのフォトレジスト層を形成する方法として、ウエハ上のレジストパターンの線幅細りが発生する領域のレイアウトデータＬＡ（図７）、もしくは、ウエハ上のレジストパターンの線幅細りが発生しない領域のレイアウトデータＬＢ（図７）を用い、このレイアウトデータに基づいた描画と現像によりフォトマスク上にレジストパターンを形成する手法を用いている。
【００６７】
その後、平行平板型の反応性イオンエッチング（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）装置等を用いたドライエッチングを、残ったレジストマスクＲＥａをエッチングマスクとして行い、フォトマスク内領域Ｂ上の遮光膜２０ｂが、６０〜１１０ｎｍの厚さの遮光膜１０ｂになるように、遮光膜のエッチング加工を行う（図９（ｅ））。
【００６８】
上記エッチング加工で決定される遮光膜の厚さと、ウエハ上のレジスト線幅との関係を図６に示す。
【００６９】
図６には、横軸に遮光膜の厚さ（ｎｍ）をとり、縦軸にレジスト線幅（ｎｍ）をとって、レジスト線幅と、レジスト線幅と遮光膜厚との関係を示している。
【００７０】
ここでは、遮光膜の厚さが１１０ｎｍである通常のフォトマスクに対して、遮光膜の厚さを６０ｎｍに薄くした薄膜のフォトマスクでは、目標レジスト幅Ｔが約１００ｎｍ細ることを示している。なお、遮光膜の厚さは、遮光膜にピンホールが発生するため、６０ｎｍよりあまり薄くできない。
【００７１】
つまり、この図６からは、遮光膜の厚さが薄いほどウエハ上のレジスト線幅が細くできることがわかる。
【００７２】
そこで、このような特性を利用して、線幅細りやレジスト膜減りの欠陥を無くすことができる。
【００７３】
なお、ここでは、上述のとおり、ウエハ上のレジストパターンの線幅細りが発生する領域に対応するマスク内領域、もしくは、ウエハ上のレジストパターンの線幅細りが発生しない領域に対応するマスク内領域を示すレイアウトデータを用いて描画と現像を行って得られた、フォトマスク上のレジストパターンをマスクとして用いて、遮光膜のドライエッチング処理を行い、レジストパターンの線幅細りが発生するフォトマスク内領域の遮光膜の膜厚が、線幅細りが発生しないフォトマスク内領域の遮光膜の膜厚に対して厚くなるようにする、遮光膜パターンの加工法を用いている。
【００７４】
図８（ｅ）に示すように、フォトマスク内領域Ｂ上の遮光膜２０ｂをエッチングにより膜厚の薄い遮光膜１０ｂに変化させた後、ＥＢレジストＲＥａを剥離し、図８（ｆ）に示すような形状に加工する。
【００７５】
ここで、ＥＢレジストＲＥの剥離液としては、硫酸と過酸化水素水を３：１の比率で混ぜ合わせた混合液が用いられる。この剥離液に対しては、露出している透明基板１０１及び遮光膜２０ａ，１０ｂは、十分な剥離耐性を有している。
【００７６】
上述のように作製したフォトマスクを用いて、ウエハ上に形成したレジスト膜に露光パターンを転写し、その後レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する。
【００７７】
すると、従来のフォトマスク２０を再加工して得られた本実施形態１のフォトマスク１０では、欠陥が検出されたウエハ上領域に対応するマスク内領域Ａの遮光膜２０ａの膜厚が、欠陥が検出されなかったウエハ上領域に対応するマスク内領域Ｂの遮光膜１０ｂの膜厚に対して厚くなるように、フォトマスク構造が変更されるので、露光光の照度ムラにより露光強度がショット内端部の領域で強くなってしまう場合でも、露光強度をマスク内領域Ｂの遮光膜１０ｂの膜厚に合わせて低減することで、ショット内端部の領域で、現像後のレジストパターンのレジスト線幅細りや膜減りが生じるのを回避することができ、レジストパターン欠陥の発生を防止できる。
【００７８】
以下本実施形態の効果について説明する。
【００７９】
このように本発明の実施形態１では、露光パターンをレジストなどの感光性材料１１０に転写するためのフォトマスク１００において、遮光膜１０を、膜厚の薄い薄膜部分１０ｂと、膜厚の厚い厚膜部分２０ａとを含むよう、該遮光膜を構成する遮光材料の一部を選択的にエッチングした構造としたので、フォトマスクを用いた露光処理の際、露光強度を、遮光膜１０の膜厚の薄い薄膜部分１０ｂの厚さに適した強度に低下させることで、遮光膜１０の膜厚の厚い厚膜部分２０ａに対応するウエハ領域上で生じていたレジストパターンの線幅の細りや膜減りを回避することができ、しかも、遮光膜の膜厚の薄い薄膜部分では、感光性材料（レジスト材料）に対する十分な露光強度を確保することができる。この結果、フォトマスク面内での露光光の照度にムラがある場合でも、ウエハ上のレジスト線幅の細りや膜減りが生じるのを回避できる。
【００８０】
つまり、従来から、半導体製造における露光装置でのスループット向上を目的として、フォトマスク（レチクル）に載せるＬＳＩのチップ数はできるだけ多く（露光ショット面積ができるだけ大きくなるように）しているが、露光装置の照度ムラが大きい場合には露光光の照度が大きい領域で、レジスト線幅細りや膜減りが生じ、レジストパターン欠陥が発生するという問題がある。
【００８１】
言い換えると、従来のマスク構造は、フォトマスク面内の特定の領域で露光光の照度が大きい場合には、露光光の光強度が大きくなり、ウエハ上のレジスト線幅の細りや膜減りが生じてしまう。
【００８２】
しかしながら、本実施形態では、フォトマスクの遮光膜１０を、レジストパターン欠陥が検出されたウエハ上領域に対応するマスク領域Ａ内の遮光膜２０ａの膜厚が、レジストパターン欠陥が検出されなかったウエハ領域に対応するマスク領域Ｂ内の遮光膜１０ｂの膜厚に対して厚くなるように再加工したものとしている。このため、フォトマスク上の遮光膜の膜厚をエッチングによる再加工により制御することができ、図４（ａ）に示すように、ウエハ上のレジスト線幅の細りや膜減りの不具合を簡単に改善することができる。
【００８３】
また、本実施形態では、露光装置ごとに、上述した本発明の実施形態によるフォトマスクを個別に作製することで、露光装置間での照度ムラの差の補正が可能となる。
【００８４】
さらに、本実施形態のフォトマスクの再加工方法では、既に使用しているフォトマスクをリワーク（再加工）するだけなので、フォトマスクの露光パターンの出し直しや露光装置の修理の必要が無くなり、コスト負担を軽減できる。
【００８５】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、フォトマスク、フォトマスクの再加工方法、及びレジストパターンの形成方法の分野において、フォトマスク面内での露光光の照度にムラがある場合でも、ウエハ上のレジスト線幅の細りや膜減りが生じるのを回避できるフォトマスク、フォトマスクの再加工方法、および、レジストパターンの形成方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１０  遮光膜
１０ｂ  マスク内領域Ｂ上の遮光膜
２０ａ  マスク内領域Ａ上の遮光膜
１００  フォトマスク
１０１  透明基板
１１０  レジスト膜
１１０ａ、２１０ａ  ウエハ内領域Ａ’上のレジスト膜（ウエハ上欠陥検出領域のレジストパターン）
１１０ｂ、２１０ｂ  ウエハ内領域Ｂ’上のレジスト膜（ウエハ上非欠陥検出領域のレジストパターン）
１１１  シリコン基板（ＳＩ）
Ａ  ウエハ上欠陥検出領域に対応するマスク内領域
Ａ’  ウエハ上欠陥検出領域
Ｂ  ウエハ上欠陥非検出領域に対応するマスク内領域
Ｂ’  ウエハ上非欠陥検出領域
Ｄ  マスク作成用レイアウト領域
ＤＮ  マスク作成用レイアウト領域の欠陥検出領域
ＤＹ  マスク作成用レイアウト領域の欠陥非検出領域
Ｅ  電子ビーム
Ｌ  マスク内ＬＳＩチップ領域
ＬＬ  ウエハ内ＬＳＩチップ領域
ＬＡ  ＥＢレジストがネガ型の場合の新規マスクリワークで使用するＣＡＤデータ
ＬＢ  ＥＢレジストがポジ型の場合の新規マスクリワークで使用するＣＡＤデータ
Ｍ  マスクアライメントマーク
Ｎ  露光時ブラインド領域
Ｓ  マスク内露光ショット領域
ＳＳ  ウエハ内の１ショット露光領域
Ｔ  ターゲットとなるウエハ上のレジスト線幅
ＲＥ  ＥＢレジスト
【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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