(57)【要約】【課題】  様々なピッチで、焦点ずれを起こしても、所望のパターンが得られるようなフォトマスク及びその製造方法並びに、そのフォトマスクを用いた半導体素子の製造方法を提供することである。【解決手段】  当初パターンデータでのπ−０ＣＤ差分布を算出し、ピッチの種類数が複数ある時に、仮のマスク構造を決定し、仮決定構造タイプでのピッチに対するレジストＣＤを算出し、ピッチを変化させた時のウェハ上のレジストＣＤが所望のレジストＣＤとなるように、位相シフトマスク上のパターンデータを補正し、補正されたパターンデータでのπ−０ＣＤ差分布を算出し、構造タイプを決定し、前記決定された構造について、デフォーカス量に対するπ−０ＣＤ差が、許容範囲に入るような位相差を算出し、少なくとも以上の工程を経て求められたマスクパターンを有する位相シフトマスク及びその製造方法並びに、そのフォトマスクを用いた半導体素子の製造方法を提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に遮光部と開口部が繰り返し存在し、一つ置きの開口部を通過する透過光の位相を反転させる位相シフトマスクの製造方法であって、
パターンデータ及び露光条件に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量に対する、位相差０度及び位相差１８０度のＣＤ差を算出し、
ピッチの種類数が複数存在する場合に、前記ＣＤ差に基づいてシャロートレンチ量とアンダーカット量を仮に決定し、
前記仮決定されたシャロートレンチ量とアンダーカット量の位相シフトマスクを用いて露光した場合における、ピッチを変化させた時のウェハ上のレジストＣＤを算出し、
ピッチを変化させた時のウェハ上のレジストＣＤが所望のレジストＣＤとなるように、位相シフトマスク上のパターンデータを補正し、
補正されたパターンデータ及び露光条件に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量に対する、位相差０度及び位相差１８０度のＣＤ差を算出し、
前記補正されたパターンデータを用いて求められたＣＤ差に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量を決定し、
前記決定されたシャロートレンチ量とアンダーカット量の位相シフトマスクについて、デフォーカス量に対する位相差０度及び位相差１８０度のＣＤ差が、許容範囲に入るような位相差を算出し、
少なくとも以上の工程を経て位相シフトマスクのマスクパターンを求め、該マスクパターンに基づいて位相シフトマスクを製造する位相シフトマスクの製造方法。
【請求項２】
前記位相シフトマスク上のパターンデータを補正する際に、広いピッチでの算出されたレジストＣＤが所望のレジストＣＤとなるように、相対的光強度のスレッショルドを決定しておくことを含む請求項１記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項３】
透明基板上に遮光部と開口部が繰り返し存在し、一つ置きの開口部を通過する透過光の位相を反転させる位相シフトマスクの製造方法であって、
パターンデータ及び露光条件に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量に対する、位相差０度及び位相差１８０度のＣＤ差を算出し、
ピッチの種類数が一つである場合に、前記ＣＤ差に基づいてシャロートレンチ量とアンダーカット量を決定し、
前記決定されたシャロートレンチ量とアンダーカット量の位相シフトマスクについて、デフォーカス量に対する位相差０度及び位相差１８０度のＣＤ差が、許容範囲に入るような位相差を算出し、
少なくとも以上の工程を経て位相シフトマスクのマスクパターンを求め、該マスクパターンに基づいて位相シフトマスクを製造する位相シフトマスクの製造方法。
【請求項４】
透明基板上に遮光部と開口部が繰り返し存在し、一つ置きの開口部を通過する透過光の位相を反転させる位相シフトマスクであって、
パターンデータ及び露光条件に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量に対する、位相差０度及び位相差１８０度のＣＤ差を算出し、
ピッチの種類数が複数存在する場合に、前記ＣＤ差に基づいてシャロートレンチ量とアンダーカット量を仮に決定し、
前記仮決定されたシャロートレンチ量とアンダーカット量の位相シフトマスクを用いて露光した場合における、ピッチを変化させた時のウェハ上のレジストＣＤを算出し、
ピッチを変化させた時のウェハ上のレジストＣＤが所望のレジストＣＤとなるように、位相シフトマスク上のパターンデータを補正し、
補正されたパターンデータ及び露光条件に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量に対する、位相差０度及び位相差１８０度のＣＤ差を算出し、
前記補正されたパターンデータを用いて求められたＣＤ差に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量を決定し、
前記決定されたシャロートレンチ量とアンダーカット量の位相シフトマスクについて、デフォーカス量に対する位相差０度及び位相差１８０度のＣＤ差が、許容範囲に入るような位相差を算出し、
少なくとも以上の工程を経て求められたマスクパターンを有する位相シフトマスク。
【請求項５】
前記位相シフトマスク上のパターンデータを補正する際に、広いピッチでの算出されたレジストＣＤが所望のレジストＣＤとなるように、相対的光強度のスレッショルドを決定しておくことを含む請求項４記載の位相シフトマスク。
【請求項６】
透明基板上に遮光部と開口部が繰り返し存在し、一つ置きの開口部を通過する透過光の位相を反転させる位相シフトマスクであって、
パターンデータ及び露光条件に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量に対する、位相差０度及び位相差１８０度のＣＤ差を算出し、
ピッチの種類数が一つである場合に、前記ＣＤ差に基づいてシャロートレンチ量とアンダーカット量を決定し、
前記決定されたシャロートレンチ量とアンダーカット量の位相シフトマスクについて、デフォーカス量に対する位相差０度及び位相差１８０度のＣＤ差が、許容範囲に入るような位相差を算出し、
少なくとも以上の工程を経て求められたマスクパターンを有する位相シフトマスク。
【請求項７】
請求項４〜６の何れかに記載の位相シフトマスクに紫外線を照射することにより、レジストパターンを形成する工程を有する半導体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＳＩ製造に用いるレベンソン型位相シフトマスクに関するものであり、特に、転写パターンの転写寸法差を少なくし、位置ずれすることのないレベンソン型位相シフトマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体回路パターンの微細化により、その回路パターン形成に用いられるフォトマスクについても微細化の波が押し寄せており、解像力の向上が叫ばれている。そんな中、フォトマスクの隣接する開口部を透過する投影光の位相に、互いに１８０度の位相差をもたせることにより転写パターンの解像力を向上させるという、所謂、位相シフト技術がＩＢＭのＬｅｖｅｎｓｏｎらによって提唱された。
【０００３】
この位相シフト技術は、隣接する開口部の一方に位相シフト部を設けることによって、位相シフト部を通過した透過光は他の透過光と逆位相（１８０度のずれ）となり、転写パターン境界部の光強度を弱め合い、転写パターンは分離し解像度が向上するといったものである。
【０００４】
このような、隣接する開口部の一方に位相シフト部を設けて透過光を位相反転させるフォトマスクは、一般にレベンソン型位相シフトマスクと呼ばれる。
【０００５】
開口部の一方に位相シフト部を設ける方法には、シフタと呼ばれる透過性の薄膜パターンを形成するシフタ型と、透明基板にシフタと等価な掘り込み部（凹部）を形成する掘り込み型の２通りがある。
【０００６】
図３は、掘り込み型のレベンソン型位相シフトマスクの構造を説明する断面図である。図３において、１１は透明基板、１２は遮光膜、１３は位相差０度の開口部、１４は位相差１８０度の開口部、１５はシャロートレンチ（以下、ＳＴとも略す）といい、位相差０度の開口部の基板掘り込み深さ、１６はアンダーカット（以下、ＵＣとも略す）といい、位相差１８０度の開口部に設ける遮光部の庇の長さ、１７は位相差、１８はクロムＣＤ（ＣＤ：Critical Dimension、例えばラインパターンの孤立パターンの場合、ライン線幅を言う。）といい、遮光膜にクロムを用いた時の寸法、１９はピッチといい、遮光パターンの端面から次の遮光パターンの端面までの距離である。
【０００７】
この図３において、シャロートレンチ（１５）が無い場合は、所謂、シングルトレンチ構造にあたり、シャロートレンチ（１５）が有る場合は、所謂、デュアルトレンチ構造にあたる。そして、いずれの構造においても、基板掘り込み部の側壁からの透過光による露光強度のアンバランス防止のために、アンダーカット（１６）を設けることが、良く知られている。（例えば、特許文献１を参照。）
さて、これらの基板掘り込み型のレベンソン型位相シフトマスクを用いる際には、以下のような問題点がある。
【０００８】
一つは、レジスト膜厚の不均一やその下地の凹凸によって、露光時に生じる焦点合わせずれ（以下、デフォーカスと称する）による０度と１８０度の位相の透過光のコントラスト変動が互いに異なるため、図２の点線で示したアンバランス状態（２）となり、パターンの転写の位置ずれ（４）やＣＤエラー（３）が発生してしまうという問題である。ここで、図２の実線（１）はバランス状態で、良好な露光強度を示し、５は位相差０度の開口部の露光強度、６は位相差１８０度の開口部の露光強度である。
【０００９】
もう一つは、図３で示したピッチ（１９）が狭くなると、透過光の強度が下がるため、様々なピッチを要するウェハ上で一定の寸法を得るには、狭ピッチでのフォトマスクの寸法を補正する必要がある。このとき、各ピッチにおいて、上記の問題（デフォーカスでの透過光のアンバランスによる位置ずれやＣＤエラー）が同様に発生する。
【００１０】
上記問題中、一つ目の問題点の要因であるデフォーカスによる位置ずれの発生防止を目的として、所定のマスクパターンデータに基づいて当初マスクパターンを作成し、次いで、分類したマスクパターンそれぞれの位置ずれ量を算出し、算出された位置ずれ量を是正するマスクパターン補正量を求め、このマスクパターン補正量によって当初マスクパターンを補正して、最終マスクパターンを求める技術が開示されている。（例えば、特許文献２参照。）
しかし、この開示では、モデルとしている構造が、アンダーカットの無いデュアルトレンチ構造であるため、露光波長が短くなり（例えば、１９３ｎｍ）、位相シフトマスクのパターン線幅、ピッチが小さくなってくると、これまで問題にならなかった露光強度のアンバランスが、転写に影響するようになっていた。
【特許文献１】特開平１０−３３３３１６号公報
【特許文献２】特開２００２−３５７８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するために成されたもので、様々なピッチで、焦点ずれを起こしても、所望のパターンが得られるようなフォトマスク及びその製造方法並びに、そのフォトマスクを用いた半導体素子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】
【００１２】
本発明は上記課題を実現するためになされたものであって、請求項１記載の発明は、透明基板上に遮光部と開口部が繰り返し存在し、一つ置きの開口部を通過する透過光の位相を反転させる位相シフトマスクの製造方法であって、
パターンデータ及び露光条件に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量に対する、位相差０度及び位相差１８０度のＣＤ差を算出し、
ピッチの種類数が複数存在する場合に、前記ＣＤ差に基づいてシャロートレンチ量とアンダーカット量を仮に決定し、
前記仮決定されたシャロートレンチ量とアンダーカット量の位相シフトマスクを用いて露光した場合における、ピッチを変化させた時のウェハ上のレジストＣＤを算出し、
ピッチを変化させた時のウェハ上のレジストＣＤが所望のレジストＣＤとなるように、位相シフトマスク上のパターンデータを補正し、
補正されたパターンデータ及び露光条件に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量に対する、位相差０度及び位相差１８０度のＣＤ差を算出し、
前記補正されたパターンデータを用いて求められたＣＤ差に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量を決定し、
前記決定されたシャロートレンチ量とアンダーカット量の位相シフトマスクについて、デフォーカス量に対する位相差０度及び位相差１８０度のＣＤ差が、許容範囲に入るような位相差を算出し、
少なくとも以上の工程を経て位相シフトマスクのマスクパターンを求め、該マスクパターンに基づいて位相シフトマスクを製造する位相シフトマスクの製造方法である。
【００１３】
また、請求項２記載の発明は、前記位相シフトマスク上のパターンデータを補正する際に、広いピッチでの算出されたレジストＣＤが所望のレジストＣＤとなるように、相対的光強度のスレッショルドを決定しておくことを含む請求項１記載の位相シフトマスクの製造方法である。
【００１４】
また、請求項３記載の発明は、透明基板上に遮光部と開口部が繰り返し存在し、一つ置きの開口部を通過する透過光の位相を反転させる位相シフトマスクの製造方法であって、
パターンデータ及び露光条件に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量に対する、位相差０度及び位相差１８０度のＣＤ差を算出し、
ピッチの種類数が一つである場合に、前記ＣＤ差に基づいてシャロートレンチ量とアンダーカット量を決定し、
前記決定されたシャロートレンチ量とアンダーカット量の位相シフトマスクについて、デフォーカス量に対する位相差０度及び位相差１８０度のＣＤ差が、許容範囲に入るような位相差を算出し、
少なくとも以上の工程を経て位相シフトマスクのマスクパターンを求め、該マスクパターンに基づいて位相シフトマスクを製造する位相シフトマスクの製造方法である。
【００１５】
また、請求項４記載の発明は、透明基板上に遮光部と開口部が繰り返し存在し、一つ置きの開口部を通過する透過光の位相を反転させる位相シフトマスクであって、
パターンデータ及び露光条件に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量に対する、位相差０度及び位相差１８０度のＣＤ差を算出し、
ピッチの種類数が複数存在する場合に、前記ＣＤ差に基づいてシャロートレンチ量とアンダーカット量を仮に決定し、
前記仮決定されたシャロートレンチ量とアンダーカット量の位相シフトマスクを用いて露光した場合における、ピッチを変化させた時のウェハ上のレジストＣＤを算出し、
ピッチを変化させた時のウェハ上のレジストＣＤが所望のレジストＣＤとなるように、位相シフトマスク上のパターンデータを補正し、
補正されたパターンデータ及び露光条件に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量に対する、位相差０度及び位相差１８０度のＣＤ差を算出し、
前記補正されたパターンデータを用いて求められたＣＤ差に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量を決定し、
前記決定されたシャロートレンチ量とアンダーカット量の位相シフトマスクについて、デフォーカス量に対する位相差０度及び位相差１８０度のＣＤ差が、許容範囲に入るような位相差を算出し、
少なくとも以上の工程を経て求められたマスクパターンを有する位相シフトマスクである。
【００１６】
また、請求項５記載の発明は、前記位相シフトマスク上のパターンデータを補正する際に、広いピッチでの算出されたレジストＣＤが所望のレジストＣＤとなるように、相対的光強度のスレッショルドを決定しておくことを含む請求項４記載の位相シフトマスクである。
【００１７】
また、請求項６記載の発明は、透明基板上に遮光部と開口部が繰り返し存在し、一つ置きの開口部を通過する透過光の位相を反転させる位相シフトマスクであって、
パターンデータ及び露光条件に基づいて、シャロートレンチ量とアンダーカット量に対する、位相差０度及び位相差１８０度のＣＤ差を算出し、
ピッチの種類数が一つである場合に、前記ＣＤ差に基づいてシャロートレンチ量とアンダーカット量を決定し、
前記決定されたシャロートレンチ量とアンダーカット量の位相シフトマスクについて、デフォーカス量に対する位相差０度及び位相差１８０度のＣＤ差が、許容範囲に入るような位相差を算出し、
少なくとも以上の工程を経て求められたマスクパターンを有する位相シフトマスクである。
【００１８】
また、請求項７記載の発明は、請求項４〜６の何れかに記載の位相シフトマスクに紫外線を照射することにより、レジストパターンを形成する工程を有する半導体素子の製造方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の請求項１及び４の発明によれば、パターンデータと露光条件に基づいて、様々なピッチの影響を調整する補正を施したシャロートレンチ量とアンダーカット量を求め、次いで、デフォーカスの影響を調整する位相差補正を行っているため、広範囲なピッチで焦点ずれを起こしても、十分な露光強度を保ち、かつ、均一なパターンが得られる位相シフトマスクを製造することができるとともに、半導体素子の製造に対して、精度の良い位相シフトマスクを提供することができる。
【００２０】
また、本発明の請求項２及び５の発明によれば、位相シフトマスク上のパターンデータを補正する際に、広いピッチでの算出されたレジストＣＤが所望のレジストＣＤとなるように、相対的光強度のスレッショルドを決定しているため、マスクパターン作成上の余裕度を維持して位相シフトマスクを製造することができるとともに、半導体製造メーカーに対して、マスク全体としてバランスの良い位相シフトマスクを提供することができる。
【００２１】
また、本発明の請求項３及び６の発明によれば、ピッチのパターンが一つの場合に、マスクパターンを効率良く決めることができる。
【００２２】
また、本発明の請求項７の発明によれば、十分な露光強度を保ち、かつ、均一なパターンが得られる位相シフトマスクを用いた露光を行うことで、レジストパターン形成の際のリソグラフィープロセスの余裕度を確保しつつ、精度よいパターン露光が可能となり、その結果、半導体素子の製造を、高い歩留まりで行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明の代表的な実施形態を挙げ、また図面を用いることにより、本発明をより詳細に説明する。
【００２４】
まず、本発明の位相シフトマスクの製造方法の一実施形態を図１のフローチャートに基づいて説明する。用いるレベンソン型位相シフトマスクのモデルは、図３に示したシングルトレンチおよびデュアルトレンチを含む構造のものである。また、説明に用いる図面は、特に断らない限り、下記条件で行った場合の結果である。
【００２５】
レジストＣＤ：６５ｎｍ（ウェハ上）
ピッチ      ：１８０ｎｍ（ウェハ上）
露光波長    ：１９３ｎｍ
ＮＡ        ：０．７
σ          ：０．４
露光倍率    ：４ｘ
フォーカス  ：ベストフォーカス
手順１）当初パターンデータでのπ−０ＣＤ差分布の算出（フローチャートのＳ１）
まず、当初パターンデータとしてのレジストＣＤ及び最少ピッチで、図４に示すように、フォトマスク上のクロム寸法（クロムＣＤ）通りにレジストＣＤが得られるようなスレッショルドを決め、寸法を計算する。つまり、シャロートレンチ（ＳＴ）とアンンダーカット（ＵＣ）のサイズをいろいろ変えて計算させ、０−ＣＤとπ−ＣＤの差を求め、図５に示すようなπ−０ＣＤ差分布を求める。π−０ＣＤ差がゼロの実線で示す構造が最良であるが、一般に斜線部のマージン内であれば許容される。
【００２６】
ここで、図４はポジ型レジストを使用した相対的露光強度のグラフであり、０−ＣＤおよびπ−ＣＤは、それぞれ図３の位相差０度の開口部と位相差１８０度の開口部を透過した光強度に相当する。また、図５は、クロムＣＤが２６０ｎｍ、ピッチが７２０ｎｍ、デフォーカスが０とした時の例である。
【００２７】
手順２）ピッチの種類数を判断および構造タイプの仮決定（フローチャートのＳ２、Ｓ３）
次に、パターンデータ中のピッチが複数種類あれば、ピッチの変化に伴って透過光の強度が変化するため、その影響を極力小さくするために、シャロートレンチとアンンダーカットのサイズに補正が必要となる。従って、ここではピッチの種類数が複数あれば、次の工程に進むために、仮のシャロートレンチ（ＳＴ）量とアンダーカット（ＵＣ）量を決める。その際、パターン寸法の制限（アンダーカット量が大きいと、クロムパターンに剥れや欠けが生ずることがある）等で、アンダーカット量に制限が加えられることもあるため、その場合は、そのアンダーカット量に応じて、手順１で得た結果から構造を決める。
【００２８】
ただし、ピッチが一つの種類だけであれば、シャロートレンチ（ＳＴ）量とアンンダーカット（ＵＣ）量の補正の必要は無く、後述の手順６に進んで良い。
【００２９】
手順３）仮決定構造タイプで、ピッチに対するレジストＣＤの算出（フローチャートのＳ４）
次に、手順２で決めた構造の位相シフトマスクを用いて露光した場合における、ピッチを変化させた時のウェハ上のレジストＣＤを求める。具体的には、図６に示すようなグラフのラインを算出する。
【００３０】
図６は、仮の構造として、ａはシャロートレンチ量０ｎｍ／アンダーカット量１００ｎｍ、ｂはシャロートレンチ量６０ｎｍ／アンダーカット量７５ｎｍ、ｃはシャロートレンチ量１２５ｎｍ／アンダーカット量５０ｎｍ、の３通りの例を示している。この例では、スレッショルドを、ピッチが１８０ｎｍ、レジストＣＤが６５ｎｍで得られるように設定しているため、広いピッチでは、レジストＣＤが所定の６５ｎｍよりも大きくなっている。
【００３１】
手順４）相対的光強度のスレッショルド決定及び位相シフトマスク寸法の補正（フローチャートのＳ５）
ここでは、ピッチの変化に伴ってレジストＣＤが変化しないように、各ピッチにおける最適なフォトマスク上の遮光膜の寸法を求める。
【００３２】
まず、スレッショルドの設定の仕方（実際の露光では、露光量に相当）により、寸法を変えることができる。そこで、補正の仕方としては、スレッショルドを広いピッチに合わせて、狭いピッチでの位相シフトマスクの寸法を補正をするという方法をとる。
【００３３】
この理由は、スレッショルドを狭いピッチに合わせると、図６で示したように、広いピッチでは、マスク上の寸法をレジストＣＤが６５ｎｍになるようにその４倍幅で規定しているにも関わらず、実際のレジストＣＤは９５ｎｍになってしまう。つまり、この９５ｎｍを６５ｎｍにするためには、マスク上の寸法をより小さい寸法に補正する必要が生じてしまう。これは、パターン作製上の余裕度がなくなり、好ましいことではなく、あまり現実的ではない。そこで、広いピッチにスレッショルドを合わせて、狭いピッチ側の寸法を大きくして補正するという手法をとる。
【００３４】
図７は、シャロートレンチ量６０ｎｍ／アンダーカット量７５ｎｍの場合に、位相シフトマスク上のクロムＣＤを変化させた時の結果で、スレッシュホールドは、ピッチが３５０ｎｍ、クロムが６５ｎｍ（ウェハ上）の寸法で、６５ｎｍが得られる値で固定した例である。この図で、各ピッチにおいてレジスト寸法が６５ｎｍになるように、図中の６５ｎｍの線上にあたるクロムＣＤの寸法になるように、各ピッチでマスク上のクロム寸法を補正する。結果、図８のように、位相シフトマスクの寸法の補正により、レジストＣＤは所望の寸法が得られる。
【００３５】
ここで、図８の２１は補正前のレジストＣＤ、２２は補正後のレジストＣＤ、２３はウェハ換算した補正後のクロムＣＤのグラフである。
【００３６】
手順５）補正されたパターンデータでのπ−０ＣＤ差分布の算出（フローチャートのＳ６）
次に、補正されたパターンデータ及び露光条件に基づいて、再度、シャーロートレンチ量とアンダーカット量に対するπ−０ＣＤ差分布を求める。図９に、補正されたクロムＣＤが３８０ｎｍ、ピッチが７２０ｎｍ、デフォーカスが０とした時のグラフを示す。図中点線が図５で求めた補正前のπ−０ＣＤ差がゼロとなる構造で、実線がパターン補正後のπ−０ＣＤ差がゼロとなる構造である。
【００３７】
手順６）構造タイプの本決定（フローチャートのＳ７）
手順５の結果から、最適な構造、すなわち、シャーロートレンチ量とアンダーカット量を設定しなおす。
【００３８】
好ましくは、手順５のπ−０ＣＤ差分布の算出は、ピッチと補正されたクロムＣＤの組合せのいくつかについて算出し、すべての分布図でπ−０ＣＤ差がゼロもしくは許容範囲にある構造を求めるようにすると、より確実な最適構造を決定することができる。
【００３９】
手順７）位相差補正（フローチャートのＳ８）
ここまでは、ベストフォーカスとして、上記の方法で最適化してあるため、π−０ＣＤ差はほとんどなく、透過光の強度は一致しているが、焦点をずらす、すなわち、課題で述べたデフォーカスがあると光強度のバランスが崩れ、π−０ＣＤ差が許容範囲から外れてしまう。例えば、図９におけるＡ構造（シャロートレンチ量７５ｎｍ／アンダーカット量５０ｎｍ）について、位相差を補正しなかった１８０度の場合の、デフォーカスに対するπ−０ＣＤ差のグラフを図１０に示す。図中点線で囲われた枠内が、許容範囲を±１０ｎｍとした時の許容範囲である。この図では、デフォーカスが±１５０ｎｍ近辺になると、許容範囲から外れるものがでてきてしまい、問題となることが明らかである。
【００４０】
そこで、これに対しては、位相差を変化させて調整する。本発明がモデルとする構造においては、１８０度より小さい位相差にするため、π側の掘深さをやや浅くする。図１０の構造で位相差補正を行った場合の、デフォーカスに対するπ−０ＣＤ差のグラフを図１１に示す。これは、位相差を１８０度から１７４度に補正したものだが、デフォーカスに対して、全てのピッチにおいてπ−０ＣＤ差が許容範囲に入っており、良好な値を示している。
【００４１】
図９において、別のＢ構造（シャロートレンチ量６０ｎｍ／アンダーカット量７５ｎｍ）やＣ構造（シャロートレンチ量０ｎｍ／アンダーカット量１００ｎｍ）を選択した場合においても、それぞれ図１２と図１３に示すように、位相差補正が可能であることがわかる。
【実施例１】
【００４２】
本発明の位相シフトマスクを用いてロジックデバイスのゲート電極を形成した例を示す。
【００４３】
予め、素子分離領域が形成され、活性領域の表面にゲート酸化膜が形成されたシリコン基板上にゲート電極材料となる導電層を形成し、その上にレジストを塗布した。次に、ウェハ上の最小寸法条件をレジストＣＤ６５ｎｍ、ピッチ１８０ｎｍとしたパターンデータを元に、上述のようにして最適化されたレベンソン型位相シフトマスクを作製した。
【００４４】
続いて、露光装置を用いてレジストの露光を行った。露光条件は以下の通りである。
【００４５】
露光波長    ：１９３ｎｍ
ＮＡ        ：０．７
σ          ：０．４
露光倍率    ：４ｘ
この後、現像を行い、レジストパターンを形成した。
【００４６】
次に、このレジストパターンをマスクとして導電層を反応性イオンエッチングによりエッチングし、ゲート電極を形成した。
【００４７】
形成されたゲート電極は、位置ずれなどが無く、パターン精度の良好なものであった。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、ＬＳＩなどの半導体素子の製造に用いるレベンソン型位相シフトマスクの製造に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の位相シフトマスクの製造方法の一実施形態を説明するフローチャートである。
【図２】レベンソン型位相シフトマスクにおける問題点を説明する露光強度のグラフである。
【図３】本発明の位相シフトマスクのモデルを説明する断面図である。
【図４】ポジ型レジストを使用した場合の相対的露光強度のグラフである。
【図５】当初パターンデータでのπ−０ＣＤ差分布図である。
【図６】ピッチを変化させた場合のレジストＣＤの変化を示すグラフである。
【図７】位相シフトマスク上のクロムＣＤを変化させた時のレジストＣＤの変化を示すグラフである。
【図８】パターンデータ補正後におけるピッチを変化させた場合のレジストＣＤと、位相シフトマスク上のパターンをウェハ換算した寸法を示すグラフである。
【図９】パターンデータ補正後でのπ−０ＣＤ差分布図である。
【図１０】図９のＡ構造における、位相差を補正しなかった場合の、デフォーカスに対するπ−０ＣＤ差のグラフである。
【図１１】図９のＡ構造における、位相差を補正した場合の、デフォーカスに対するπ−０ＣＤ差のグラフである。
【図１２】図９のＢ構造における、位相差を補正した場合の、デフォーカスに対するπ−０ＣＤ差のグラフである。
【図１３】図９のＣ構造における、位相差を補正した場合の、デフォーカスに対するπ−０ＣＤ差のグラフである。
【符号の説明】
【００５０】
１・・・バランス状態
２・・・アンバランス状態
３・・・ＣＤエラー
４・・・位置ずれ
５・・・位相差０度の開口部の露光強度
６・・・位相差１８０度の開口部の露光強度
１１・・・透明基板
１２・・・遮光膜
１３・・・位相差０度の開口部
１４・・・位相差１８０度の開口部
１５・・・シャロートレンチ（ＳＴとも略す）
１６・・・アンダーカット（ＵＣとも略す）
１７・・・位相差
１８・・・クロムＣＤ
１９・・・ピッチ
【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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