(57)【要約】【課題】吸収体パターンを局所的にレイアウト変更することにより、実質的に位相欠陥の無いＥＵＶＬ用マスクを製造することのできる技術を提供する。【解決手段】マスクパターンをウェハの主面上にパターン転写した際に、許容値より大きな転写誤差を与える位相欠陥ＰＤを検出し、この位相欠陥ＰＤの周囲の吸収体パターンＡＢＳ−３，ＡＢＳ−４の局所的なレイアウト変更が可能であるか否かを判断する。レイアウト変更が可能であると判断した場合は、位相欠陥ＰＤに近接する吸収体パターンＡＢＳ−３の形状を局所的に修正し、さらに、修正された吸収体パターンＡＢＳ−３の形状に合わせて、これに隣接する他の吸収体パターンＡＢＳ−４のレイアウトを局所的に変更する。【選択図】図５
2013016720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程を含むことを特徴とするＥＵＶＬ用マスクの製造方法：
（ａ）ＥＵＶ光を反射する多層膜とＥＵＶ光を吸収する複数の吸収体パターンとを有するＥＵＶＬ用マスクに残存する位相欠陥を検出する工程；
（ｂ）前記位相欠陥のうち、前記複数の吸収体パターンを被転写体の主面上にパターン転写する際に許容値より大きな転写誤差を与える第１位相欠陥の位置座標を記憶する工程；
（ｃ）前記第１位相欠陥の周囲の吸収体パターンにおいて、局所的なレイアウト変更が可能であるか否かを判断する工程；
（ｄ）前記レイアウト変更が可能であると判断した場合は、前記第１位相欠陥に近接する第１吸収体パターンの形状を局所的に修正し、さらに、修正された前記第１吸収体パターンの形状に合わせて、前記第１吸収体パターンに隣接する前記第２吸収体パターンのレイアウトを局所的に変更する工程；
（ｅ）前記（ｄ）工程の後、前記第１吸収体パターンおよび前記第２吸収体パターンを含むマスクパターンにおいて転写性の検証を行う工程。
【請求項２】
請求項１記載のＥＵＶＬ用マスクの製造方法において、
前記（ｄ）工程は、さらに以下の工程を含むことを特徴とするＥＵＶＬ用マスクの製造方法；
（ｄ１）前記第１位相欠陥を一部に含む領域を非反射部とし、前記非反射部を前記第１吸収体パターンの一部に含める工程。
【請求項３】
請求項２記載のＥＵＶＬ用マスクの製造方法において、
前記第１位相欠陥を一部に含む領域の表面に吸収体材料を付与する、または前記第１位相欠陥を一部に含む領域の前記多層膜を除去することにより、前記第１位相欠陥を一部に含む領域を前記非反射部とすることを特徴とするＥＵＶＬ用マスクの製造方法。
【請求項４】
請求項１記載のＥＵＶＬ用マスクの製造方法において、
前記（ｄ）工程では、前記第１吸収体パターンまたは前記第２吸収体パターンを構成する吸収体材料を部分的に除去または部分的に付与することを特徴とするＥＵＶＬ用マスクの製造方法。
【請求項５】
請求項１記載のＥＵＶＬ用マスクの製造方法において、
前記（ｄ）工程では、荷電ビームを用いて局所的にＣＶＤ膜を形成して、前記第１吸収体パターンまたは前記第２吸収体パターンを構成する吸収体材料を部分的に付与することを特徴とするＥＵＶＬ用マスクの製造方法。
【請求項６】
請求項１記載のＥＵＶＬ用マスクの製造方法において、
前記（ｄ）工程では、荷電ビームを用いて局所的にエッチングをして、前記第１吸収体パターンまたは前記第２吸収体パターンを構成する吸収体材料を部分的に除去することを特徴とするＥＵＶＬ用マスクの製造方法。
【請求項７】
請求項１記載のＥＵＶＬ用マスクの製造方法において、
前記（ｄ）工程では、前記多層膜を部分的に除去することにより、前記第１吸収体パターンの形状を局所的に修正し、前記第２吸収体パターンのレイアウトを変更することを特徴とするＥＵＶＬ用マスクの製造方法。
【請求項８】
請求項１記載のＥＵＶＬ用マスクの製造方法において、
前記（ｃ）工程では、さらに、半導体デバイスの電気的特性が劣化するか否かを判断することを特徴とするＥＵＶＬ用マスクの製造方法。
【請求項９】
請求項１記載のＥＵＶＬ用マスクの製造方法において、
前記（ｃ）工程では、前記ＥＵＶＬ用マスクを用いて形成される第１レイヤーと、前記第１レイヤーの前工程で形成される第２レイヤー、前記第１レイヤーの後工程で形成される第３レイヤー、または前記第２レイヤーおよび前記第３レイヤーとの整合性の有無を判断することを特徴とするＥＵＶＬ用マスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の回路パターンを形成するために用いるリソグラフィ用のマスクの製造技術に関し、特に、波長が１０〜１５ｎｍ程度のいわゆる極端紫外線（ＥＵＶ（Extreme Ultra-Violet）光）露光を用いたリソグラフィ工程で使用される極端紫外線露光用マスクの製造方法に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス（半導体集積回路装置）は、回路パターンが描かれた原版であるマスクに露光光を照射し、上記回路パターンを、縮小投影光学系を介して半導体基板（以下、ウェハと称する）の主面上に転写する光リソグラフィを繰り返し用いることによって生産されている。
【０００３】
しかし、近年は、半導体デバイスの微細化への要求に応じて、光リソグラフィの露光に用いる光よりも波長の短いＥＵＶ光を用いるＥＵＶリソグラフィ（以下、ＥＵＶＬと称する）の開発が進められている。このＥＵＶＬを用いることによって解像度を向上でき、より微細な回路パターンを転写することができる。
【０００４】
ＥＵＶ光の波長域（例えば中心波長１３．５ｎｍ）では、透過マスクが物質の光吸収の関係で使えないため、モリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）などの多層膜による反射を利用した多層膜反射基板がＥＵＶＬ用マスクブランクス（以下、マスクブランクと称する）として使用される。このマスクブランクの表面に吸収体パターンを形成して、ＥＵＶＬ用マスクを構成する（例えば非特許文献１）。
【０００５】
また、透過型のレンズを用いることができないため、例えば特開２００７−１５８８２８号公報（特許文献１）に記載されているように、縮小投影光学系には、モリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）とを交互に積層した多層膜反射面のみからなる反射型露光光学系（反射型結像光学系、ＥＵＶ光学系）が用いられる。光源からの光は反射型の照明光学系を介して均一化されてＥＵＶＬ用マスクに照射される。ＥＵＶＬ用マスクに照射された光は、ＥＵＶＬ用マスクで反射し、反射型の投影光学系を経てウェハに到達して、ＥＵＶＬ用マスクの吸収体パターンがウェハの主面上に投影される。
【０００６】
ＥＵＶＬでは、マスクブランクの表面にわずか数ｎｍ程度の高さの異常が発生した場合でも、その高さ異常によりＥＵＶ反射光に大きな位相変化を与え、吸収体パターンのウェハの主面上への転写の際に寸法変化または解像不良などの欠陥を生じさせる。このような位相変化を与える欠陥を位相欠陥と呼ぶ。そこで、吸収体パターンを被着させる前のマスクブランクの段階において位相欠陥を検出することが必要である。
【０００７】
一般的なマスクブランクの検査方法としては、レーザ光をマスクブランクに照射し、乱反射する光から異物を検出する方法、または明視野像（顕微鏡像）を検出する方法がある。しかし、位相欠陥の影響は多層膜の内部構造にも依存するので、露光に用いるＥＵＶ光と同じ波長の検出光を用いて欠陥を検出する同波長（at wavelength）検査法が相応しいと考えられる。この方法の一例として、暗視野検査像を用いる方法が、例えば特開２００３−１１４２００号公報（特許文献２）に開示されている。また、位相欠陥の表面の凹凸を区別する検査手法が、例えば特開２００７−２１９１３０号公報（特許文献３）に開示されている。さらに、位相欠陥が既に存在したまま吸収体パターンを形成した場合は、吸収体パターンの輪郭を修正して、露光装置でパターンを転写したときの投影像を改善する技術が、例えば特表２００２−５３２７３８号公報（特許文献４）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１５８８２８号公報
【特許文献２】特開２００３−１１４２００号公報
【特許文献３】特開２００７−２１９１３０号公報
【特許文献４】特表２００２−５３２７３８号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】田邊功、竹花洋一、法元盛久著、「入門フォトマスク技術」、工業調査会、２００６年１２月発行、ｐ．２６６−２６８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記特許文献２に記載されたＥＵＶ光を用いる暗視野検出法では、マスクブランクに存在する位相欠陥を輝点として感度良く検出することができる。しかし、位相欠陥が検出された場合に、ＥＵＶＬ用マスクとして活用する方法については言及されていない。
【００１１】
また、上記特許文献３に記載された検査手法では、マスクブランクに存在する位相欠陥の凹凸の区別の判定はできる。しかし、その後に吸収体パターンを形成してＥＵＶＬ用マスクを製造する方法については示唆されていない。
【００１２】
また、上記特許文献４には、吸収体パターンを形成した後に位相欠陥が残存しても、位相欠陥に起因する局所的な反射光の乱れを、その位相欠陥に近接する吸収体パターンの輪郭の修正により修復または相殺して、そのＥＵＶＬ用マスクを良品として取り扱える方法が開示されている。しかし、位相欠陥に近接する吸収体パターンの輪郭の修正には適用限界があり、修正自体が困難となる場合がある。
【００１３】
このように、上述した何れの方法においても、マスクブランクに位相欠陥が存在すると、位相欠陥に近接する吸収体パターンの局所的な輪郭の修正で対応できない場合には、製造されたＥＵＶＬ用マスクは不良品として取り扱われ、処分されることになる。
【００１４】
本発明の目的は、吸収体パターンを局所的にレイアウト変更することにより、実質的に位相欠陥の無いＥＵＶＬ用マスクを製造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】
【００１６】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの一実施の形態を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１７】
この実施の形態は、ＥＵＶＬ用マスクの製造方法であって、ＥＵＶ光を反射する多層膜とＥＵＶ光を吸収する複数の吸収体パターンとを有するＥＵＶＬ用マスクに残存する位相欠陥を検出する工程と、位相欠陥のうち、複数の吸収体パターンを被転写体の主面上にパターン転写する際に許容値より大きな転写誤差を与える第１位相欠陥の位置座標を記憶する工程と、第１位相欠陥の周囲の吸収体パターンにおいて、局所的なレイアウト変更が可能であるか否かを判断する工程と、レイアウト変更が可能であると判断した場合は、第１位相欠陥に近接する吸収体パターンの形状を局所的に修正し、さらに、その修正された吸収体パターンの形状に合わせて、これに隣接する他の吸収体パターンのレイアウトを局所的に変更する工程と、を有するものである。
【発明の効果】
【００１８】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの一実施の形態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。
【００１９】
吸収体パターンを局所的にレイアウト変更することにより、実質的に位相欠陥の無いＥＵＶＬ用マスクを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態１によるＥＵＶＬ用マスクの吸収体パターンが形成された面の要部平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線に沿った一部を拡大して示す要部断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１によるＥＵＶ投影露光装置の概略図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施の形態１による位相欠陥を有するマスクブランクの要部断面図、（ｂ）は本発明の実施の形態１による位相欠陥を有するマスクブランクに吸収体パターンおよびバッファ層が形成されたＥＵＶＬ用マスクの要部断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１による吸収体パターンの輪郭を補正することにより位相欠陥に起因する局所的な反射光の乱れを修復する一例を説明する図である。（ａ）は吸収体パターンに近接して位相欠陥が存在するマスクパターンを示す要部平面図、（ｂ）は同図（ａ）のマスクパターンをパターン転写した際のウェハ主面上における投影像を示す要部平面図、（ｃ）は位相欠陥が近接する吸収体パターンに隣接する他の吸収体パターンに輪郭補正を施したマスクパターンを示す要部平面図、（ｄ）は同図（ｃ）のマスクパターンをパターン転写した際のウェハ主面上における投影像を示す要部平面図である。
【図５】本発明の実施の形態１による吸収体パターンの形状の修正およびその修正された吸収体パターンに隣接する他の吸収体パターンのレイアウト変更により、位相欠陥に起因する局所的な反射光の乱れを修復する他の例を説明する図である。（ａ）は吸収体パターンに近接して位相欠陥が存在するマスクパターンを示す要部平面図、（ｂ）は位相欠陥を一部に含む領域を吸収体材料により被覆したマスクパターンを示す要部平面図、（ｃ）は位相欠陥が近接する吸収体パターンに隣接する他の吸収体パターンにおいて、局所的にレイアウトを変更する過程のマスクパターンを示す要部平面図、（ｄ）は局所的に形状を修正した吸収体パターンおよび局所的にレイアウトを変更した吸収体パターンを含むマスクパターンを示す要部平面図である。
【図６】本発明の実施の形態１によるマスク製造方法のフローをまとめた工程図である。
【図７】本発明の実施の形態２による半導体装置の多層配線の一部の構造を示す要部平面図である。
【図８】本発明の実施の形態２による半導体装置の多層配線を実現するためのリソグラフィ工程に用いるＥＵＶＬ用マスクのマスクパターンの一例を説明する図である。（ａ）は第１層目の配線パターン群をウェハの主面上にパターン転写するためのＥＵＶＬ用マスクのマスクパターンを示す要部平面図、（ｂ）はコンタクトホール群をウェハの主面上にパターン転写するためのＥＵＶＬ用マスクのマスクパターンを示す要部平面図、（ｃ）は第２層目の配線パターン群をウェハの主面上に投影するためのＥＵＶＬ用マスクのマスクパターンを示す要部平面図である。
【図９】本発明の実施の形態２による半導体装置の多層配線を実現するためのリソグラフィ工程に用いるレイアウト変更を行ったＥＵＶＬ用マスクのマスクパターンの一例を説明する図である。（ａ）は第１層目の配線パターン群をウェハの主面上にパターン転写するためのＥＵＶＬ用マスクのマスクパターンを示す要部平面図、（ｂ）はコンタクトホール群をウェハの主面上にパターン転写するためのＥＵＶＬ用マスクのマスクパターンを示す要部平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態２によるレイアウト変更を行ったＥＵＶＬ用マスクを用いて形成した半導体装置の多層配線の一部の構造を示す要部平面図である
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下の実施の形態において、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００２２】
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００２３】
また、以下の実施の形態で用いる図面においては、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。また、以下の実施の形態において、ウェハと言うときは、Ｓｉ（Silicon）単結晶ウェハを主とするが、それのみではなく、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）ウェハ、集積回路をその上に形成するための絶縁膜基板等を指すものとする。その形も円形またはほぼ円形のみでなく、正方形、長方形等も含むものとする。
【００２４】
また、以下の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。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。
【００２５】
（実施の形態１）
本実施の形態１によるＥＵＶＬ用マスクの検査方法の意義を明確にするために、まず、ＥＵＶＬ用マスクの構成およびＥＵＶ投影露光装置に備わる投影光学系（縮小投影光学系、反射型露光光学系、反射型結像光学系、ＥＵＶ光学系）の構成について図１（ａ）および（ｂ）ならびに図２を用いて説明する。図１（ａ）はＥＵＶＬ用マスクの吸収体パターンが形成された面の要部平面図、図１（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線に沿った一部を拡大して示す要部断面図である。また、図２はＥＵＶ投影露光装置の概略図である。
【００２６】
図１（ａ）に示すように、ＥＵＶＬ用マスクＭの中央部には、半導体集積回路装置の回路パターンを有するデバイスパターンエリアＭＤＥを有し、周辺部には、ＥＵＶＬ用マスクＭの位置合わせのためのマークまたはウエハアライメントマークなどを含むアライメントマークエリアＭＡ１，ＭＡ２，ＭＡ３，ＭＡ４が配置されている。
【００２７】
また、図１（ｂ）に示すように、ＥＵＶＬ用マスクＭのマスクブランクは、石英ガラスまたは低熱膨張ガラスからなる基板ＭＳと、基板ＭＳの主面に形成されたモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）とを交互に積層（例えば各層が４０層程度）した多層膜ＭＬと、多層膜ＭＬ上に形成されたキャッピング層ＣＡＰと、基板ＭＳの裏面（主面と反対側の面）に形成されたＥＵＶＬ用マスクＭを静電チャックするためのメタル膜ＣＦとにより構成されている。基板ＭＳの厚さは、例えば７〜８ｍｍ程度であり、多層膜ＭＬの厚さは、例えば３００ｎｍ程度である。さらに、キャッピング層ＣＡＰ上にバッファ層ＢＵＦを介して吸収体パターンＡＢＳが形成されている。吸収体パターンＡＢＳの厚さは、例えば５０〜７０ｎｍ程度である。
【００２８】
次に、ＥＵＶＬ用マスクを用いるＥＵＶ投影露光装置について、その概念を示す図２を用いて説明する。
【００２９】
図２に示すように、光源１から発する中心波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光は、多層膜反射鏡からなる照明光学系２を介してＥＵＶＬ用マスクＭのマスクパターンが形成された面（以下、パターン面という）を照射する。パターン面からの反射光は多層膜反射鏡からなる縮小投影光学系３を通過して、ウェハ４の主面上にＥＵＶＬ用マスクＭのマスクパターンをパターン転写（転写、投影、パターン投影）する。ウェハ４はステージ５に搭載されており、ステージ５の移動とパターン転写の繰り返しにより、ウェハ４の主面上の所望の領域にＥＵＶＬ用マスクＭのマスクパターンを多数転写する。
【００３０】
次に、ＥＵＶＬ用マスクのマスクブランクに生じる位相欠陥について図３（ａ）および（ｂ）を用いて説明する。図３（ａ）は位相欠陥を有するマスクブランクの要部断面図、図３（ｂ）は位相欠陥を有するマスクブランクに吸収体パターンおよびバッファ層が形成されたＥＵＶＬ用マスクの要部断面図である。
【００３１】
図３（ａ）に示したマスクブランクの要部断面図は、基板ＭＳ上に多層膜ＭＬを被着させる際に、基板ＭＳの主面に微細な窪みが存在したまま上記多層膜ＭＬを被着させた結果、凹形状の位相欠陥ＰＤが生じた一例を示している。
【００３２】
この位相欠陥ＰＤを残したままバッファ層ＢＵＦおよび吸収体パターンＡＢＳを形成すると、図３（ｂ）に示すように、隣接する吸収体パターンＡＢＳの間にそのまま凹形状の位相欠陥ＰＤが残存する。２〜３ｎｍ程度の位相欠陥ＰＤの窪みが存在すると、ＥＵＶ投影露光装置を用いてウェハの主面上にパターン転写する投影像（転写像）が乱れて、投影像に許容値よりも大きい転写誤差、例えば規格値を越える寸法変化が生ずる。図３（ａ）および（ｂ）では、窪みの欠陥の一例を示したが、微小な突起の欠陥でも同様の位相欠陥となる。
【００３３】
マスクブランクに位相欠陥が存在しても、その後に形成する吸収体パターンが位相欠陥を被覆すれば、ＥＵＶＬ用マスクの段階では位相欠陥ではなくなる。従って、ＥＵＶＬ用マスクにおいて問題とする位相欠陥は、マスクブランクを構成する多層膜に存在し、かつ、吸収体パターンに完全には被覆されずに一部または全てが露出した位相欠陥に限定される。このような実質的な位相欠陥は、例えば実際に吸収体パターンをウェハの主面上にパターン転写して得られる投影像からは欠陥部として認識され、かつ、通常のＤＵＶ（Deep Ultra-Violet）光または電子線を検査光とするマスクパターン欠陥検査手段では吸収体パターンの欠陥として見出せない部分として、その位置を特定することができる。また、ＥＵＶＬ用マスクの吸収体パターンを、ＥＵＶ光を検査光とする検査装置と、ＤＵＶ（Deep Ultra-Violet）光または電子線を検査光とする検査装置とで検査し、両者の結果を比較することにより位相欠陥を特定することもできる。
【００３４】
次に、ＥＵＶＬ用マスクに残存する位相欠陥が検出された際に、このＥＵＶＬ用マスクを位相欠陥の影響が実質的に無いＥＵＶＬ用マスクとして取り扱えるように吸収体パターンを修正する方法について詳細に説明する。ここでは、位相欠陥に近接する吸収体パターンの修正方法について説明する。吸収体パターンに「近接」する位相欠陥とは、吸収体パターンとは接していないが吸収体パターンのすぐ近くにある位相欠陥、吸収体パターンとは接していないが吸収体パターンのすぐ近くにあり、実質的に接しているとみなされる位相欠陥、吸収体パターンと接している位相欠陥、吸収体パターンにその一部を覆われた位相欠陥が含まれる。
【００３５】
本実施の形態１による吸収体パターンの第１の修正方法について図４を用いて説明する。図４は、吸収体パターンの輪郭を補正することにより位相欠陥に起因する局所的な反射光の乱れを修復する一例を説明する図である。図４（ａ）は吸収体パターンに近接して位相欠陥が存在するマスクパターンを示す要部平面図、図４（ｂ）は同図（ａ）のマスクパターンをパターン転写した際のウェハ主面上における投影像を示す要部平面図、図４（ｃ）は位相欠陥が近接する吸収体パターンに隣接する他の吸収体パターンに輪郭補正を施したマスクパターンを示す要部平面図、図４（ｄ）は同図（ｃ）のマスクパターンをパターン転写した際のウェハ主面上における投影像を示す要部平面図である。
【００３６】
図４（ａ）は、吸収体パターンＡＢＳ−１に近接して位相欠陥ＰＤが存在するマスクパターンを示す要部平面図である。このようなマスクパターンを、ＥＵＶ投影露光装置を用いてウェハの主面上にパターン転写すると、図４（ｂ）に示すように、許容値よりも大きい転写誤差を有する投影像１１が形成される。ここで、領域１２は、位相欠陥ＰＤの影響により、隣接する投影像１１の間に形成された所望しない欠陥転写部である。
【００３７】
そこで、図４（ｃ）に示すように、吸収体パターンＡＢＳ−１に隣接する吸収体パターンＡＢＳであって、かつ位相欠陥ＰＤに近い位置にある吸収体パターンＡＢＳ−２に輪郭補正を施す。領域１３は、吸収体パターンＡＢＳ−２の一部に接して新たな吸収体材料を付与した領域である。この吸収体材料の付与は、荷電ビームを用いて局所的にＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）膜を形成することにより行われる。例えばフェナントレンガスの雰囲気内で加速電圧１５ｋＶのガリウムイオンビームを照射してカーボン膜を形成する。一方、領域１４は、吸収体パターンＡＢＳ−２の一部を除去した領域である。この除去は荷電ビームを用いて局所的に吸収体材料を除去することにより行われる。例えば加速電圧１５ｋＶのガリウムイオンビームを照射し、フッ化キセノンをアシストガスとして用い、吸収体パターンＡＢＳ−２の所望領域をエッチングする。
【００３８】
吸収体材料の付与の方法は上記のフェナントレンガスに限定されるものではなく、ナフタレンまたはピレンなどの他のカーボン材料、あるいはＴＥＯＳ（Tetra Ethyl Ortho Silicate；Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）またはペンタエトキシタンタル等の有機金属系材料を用いてもよい。また、照射するイオンビームもガリウムイオンビームに限定されるものではなく、適切な加速電圧の電子線を用いてよく、あるいはヘリウムイオンビーム、ネオンイオンビーム、またはアルゴンイオンビームなどの希ガスイオンを用いてもよい。さらに、吸収体材料の付与と同等の効果は、局所的に多層膜を除去することによっても得られる。例えば加速電圧１５ｋＶのガリウムビームを照射してスパッタリングにより多層膜を除去することができる。
【００３９】
一方、吸収体材料の除去の方法も、フッ化キセノンとガリウムイオンビームとの組み合わせに限定されるものではない。例えば荷電ビームに代えて電子線を用いてもよい。また、エッチングを行うためのアシストガスとして、各種ハロゲン系ガスが考えられる。さらに、ＡＦＭ−Ｔｉｐ（原子間力顕微鏡の探針）を用いた加工により、吸収体材料を局所的に除去することも可能である。
【００４０】
図４（ｄ）は、図４（ｃ）に示す吸収体パターンを、ＥＵＶ投影露光装置を用いてウェハの主面上にパターン転写して得られる投影像を示す要部平面図である。吸収体パターンＡＢＳ−２に輪郭補正を施したので、投影像には屈曲部分１５が発生する。また、ＥＵＶＬ用マスクには位相欠陥ＰＤが残存しているので、投影像には突起形状の部分１６が形成される。しかし、このように投影像の形状は変わるが、図４（ｂ）に示した領域１２に発生した欠陥転写部は発生せず、問題の無いパターン転写を行うことができる。
【００４１】
次に、本実施の形態１による吸収体パターンの第２の修正方法について図５を用いて説明する。図５は、位相欠陥に近接する吸収体パターンの形状の修正およびその修正された吸収体パターンに隣接する他の吸収体パターンのレイアウト変更により、位相欠陥に起因する局所的な反射光の乱れを修復する他の例を説明する図である。図５（ａ）は吸収体パターンに近接して位相欠陥が存在するマスクパターンを示す要部平面図、（ｂ）は位相欠陥を一部に含む領域を吸収体材料により被覆したマスクパターンを示す要部平面図、（ｃ）は位相欠陥が近接する吸収体パターンに隣接する他の吸収体パターンにおいて、局所的にレイアウトを変更する過程のマスクパターンを示す要部平面図、（ｄ）は局所的に形状を修正した吸収体パターンおよび局所的にレイアウトを変更した吸収体パターンを含むマスクパターンを示す要部平面図である。
【００４２】
前述した第１の修正方法では、位相欠陥が近接する吸収体パターン（前述の図４の吸収体パターンＡＢＳ−１）に隣接する他の吸収体パターン（前述の図４の吸収体パターンＡＢＳ−２）の輪郭を補正した。これに対し、第２の修正方法では、位相欠陥に近接する吸収体パターンの形状を修正し、修正した吸収体パターンの形状に合わせて、これに隣接する他の吸収体パターンのレイアウトを変更する。
【００４３】
第２の修正方法でも吸収体材料の除去または付与が行われるが、その手法は前述した第１の修正方法において用いた吸収体パターンの修正手法と同じである。
【００４４】
図５は、第１方向（Ｘ方向、横方向）に沿って延びる複数の吸収体パターンＡＢＳが互いに離間して、第１方向と直交する第２方向（Ｙ方向、縦方向）に並ぶマスクパターンの要部平面図を示す。図５（ａ）に示すように、複数の吸収体パターンＡＢＳのなかの吸収体パターンＡＢＳ−３に近接して位相欠陥ＰＤが残存している。
【００４５】
まず、ウェハ主面上に投影像をパターン転写する際の位相欠陥ＰＤの影響および位相欠陥ＰＤの周囲の回路パターンのレイアウト変更が可能か否かについて調べる。位相欠陥ＰＤの影響を調べたところ、吸収体パターンＡＢＳ−３の投影像と、吸収体パターンＡＢＳ−３に隣接する吸収体パターンＡＢＳ−４の投影像とが位相欠陥ＰＤに起因して部分的に短絡することが予想された。一方、吸収体パターンＡＢＳ−３，ＡＢＳ−４の一部を局所的にレイアウト変更しても、半導体デバイスの電気的特性には著しい劣化が発生する等の問題が無いことが確認された。
【００４６】
そこで、次に、図５（ｂ）に示すように、位相欠陥ＰＤを一部に含む領域２１に、吸収体パターンＡＢＳ−３に接して吸収体材料を付与し、遮光パターンを形成して、位相欠陥ＰＤを一部に含む領域２１を非反射部とする。非反射部にする方法は、多層膜を除去する方法を採用してもよい。
【００４７】
次に、図５（ｃ）に示すように、吸収体パターンＡＢＳ−４のレイアウトを変更する。具体的には、まず、吸収体パターンＡＢＳ−３に隣接し、非反射部を設けたことによりレイアウト変更が必要となった吸収体パターンＡＢＳを特定する。ここでは、吸収体パターンＡＢＳ−４が特定される。続いて、領域２１から所定の距離（例えば最小加工寸法）の領域に入る吸収体パターンＡＢＳ−４の一部領域（図５（ｃ）に点線で囲む領域）を領域２３として特定する。続いて、領域２３を除去した際に吸収体パターンＡＢＳ−４が不連続とならないように、領域２１，２３を避けて、吸収体パターンＡＢＳ−４の一部を構成する新たな局部パターンを形成する領域２２を特定する。
【００４８】
次に、図５（ｄ）に示すように、吸収体パターンＡＢＳ−４の領域２３の吸収体材料を除去し、領域２２に吸収体材料を付与する。この際、領域２３の吸収体材料が除去されても、吸収体パターンＡＢＳ−４は領域２２に付与された吸収体材料によって一連の繋がった形状を有している。符号２４で示す部分が、位相欠陥ＰＤを覆うために吸収体パターンＡＢＳ−３を修正した部分（非反射部）であり、符号２５で示す部分が、吸収体パターンＡＢＳ−３を修正したことにより、吸収体パターンＡＢＳ−４をレイアウト変更した部分である。その結果、吸収体パターンＡＢＳ−４は屈曲した形状となるが、半導体デバイスの電気的特性には問題が無いことは事前に確認されている。その後、吸収体パターンＡＢＳ−３の修正および吸収体パターンＡＢＳ−４のレイアウト変更を行ったＥＵＶＬ用マスクの使用には支障がないことを確認する。
【００４９】
本実施の形態１による前述の第２の修正方法を採用したマスク製造方法のフローを、図６に示す工程図を用いて説明する。
【００５０】
＜ステップＳ１０１＞
まず、ＥＵＶ光を反射する多層膜およびＥＵＶ光を吸収する吸収体パターンから構成されることを基本とするＥＵＶＬ用マスクを製作する。
【００５１】
＜ステップＳ１０２＞
ＥＵＶ光またはＤＵＶ光を検査光とするＥＵＶＬ用マスクの検査を行う。この検査によって、マスクパターンをウェハの主面上にパターン転写する際に許容値より大きな転写誤差を与え、吸収体パターンに被覆されずに残存する位相欠陥を特定し、その位相欠陥の位置座標を記憶する。
【００５２】
＜ステップＳ１０３＞
位相欠陥の検査結果に基づいて、位相欠陥が残存しているか否かを判定する。
【００５３】
＜ステップＳ１０４＞
ステップＳ１０３において、位相欠陥が残存していると判定した場合は、位相欠陥の周囲の吸収体パターンの局所的なレイアウト変更が可能であるか否かを判定する。
【００５４】
＜ステップＳ１０５＞
ステップＳ１０４において、位相欠陥の周囲の吸収体パターンの局所的なレイアウト変更が可能であると判定した場合は、位相欠陥を一部に含む領域を非反射部とする加工を行い、その非反射部を位相欠陥に近接する吸収体パターンの一部とする修正を行う。なお、検出された位相欠陥が小さく、周辺への影響が少ないと予測された場合は、非反射部とする加工を省略することもできる。
【００５５】
＜ステップＳ１０６＞
前述の図５を用いて説明したように、吸収体パターンに非反射部を設けたことにより、これに隣接する他の吸収体パターンのレイアウト変更が必要となった場合は、その他の吸収体パターンに対して局所的なレイアウト変更を行う。
【００５６】
＜ステップＳ１０７＞
ＥＵＶ投影露光装置によるマスクパターンの転写評価、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）を用いたマスク検査、あるいはＤＵＶ光または露光波長と同等の検査光を用いるマスク検査などにより吸収体パターンの加工部分の評価を行い、加工が妥当であるか否かを判定する。
【００５７】
転写性に問題が無いと判定された場合はＥＵＶＬ用マスクの製造を終了する。転写性に問題が有りと判定された場合は、再びステップＳ１０４に戻り、さらなる吸収体パターンの局所的なレイアウト変更が可能であるか否かを判定する。
【００５８】
＜ステップＳ１０８＞
ステップＳ１０４において、位相欠陥の周囲の吸収体パターンの局所的なレイアウト変更では位相欠陥の影響を除去できないと判定されたときは、ＥＵＶＬ用マスクを不良品として処理する。
【００５９】
しかし、通常はマスクブランクに存在する位相欠陥は小さく、さらに、マスクブランクの段階で位相欠陥が残存する場合は、その位相欠陥を極力吸収体パターンによって被覆するので、大半の位相欠陥は吸収体パターンの局所的なレイアウト変更により、マスクパターンの転写性に問題の無い状態とすることができる。
【００６０】
このように、本実施の形態１によれば、ＥＵＶＬ用マスクに位相欠陥が残存しても、吸収体パターンの輪郭を補正する第１の修正方法、または位相欠陥に近接する吸収体パターンの形状を修正し、修正した吸収体パターンの形状に合わせて、これに隣接する他の吸収体パターンのレイアウトを変更する第２の修正方法により、無欠陥ＥＵＶＬ用マスクと同等の効果を有するＥＵＶＬ用マスクを製造することができる。従って、ＥＵＶＬ用マスクの製造歩留まりが向上して、ＥＵＶＬ用マスクの製造コストを低減することができる。さらに、これにより、リソグラフィ工程を繰り返して用いる半導体装置の製造におけるトータルコストの低減を図ることができる。
【００６１】
（実施の形態２）
本実施の形態２では、半導体装置の製造にあたり、互いに相対位置を整合させて複数のレイヤーを逐次形成していく過程において、複数のレイヤーにわたってマスクパターンのレイアウトを変更する一例について説明する。
【００６２】
図７および図８はそれぞれ、半導体装置の多層配線の一部の構造、およびその構造を実現するためのリソグラフィ工程に用いるＥＵＶＬ用マスクのマスクパターンの一例を説明する図である。
【００６３】
図７は、層間絶縁膜に形成されたコンタクトホール３２−１，３２−２，３２−３を介して、第１層目の配線パターン３１−１，３１−２，３１−３と第２層目の配線パターン３３−１，３３−２，３３−３とをそれぞれ接続して形成した配線構造の例を示す要部平面図である。
【００６４】
図８（ａ）は、第１層目の配線パターン群をウェハの主面上に投影するためのＥＵＶＬ用マスクのマスクパターンを示す要部平面図である。ここで、符号３４−１，３４−２，３４−３は、ＥＵＶ光を反射する多層膜の上に形成された吸収体パターンである。吸収体パターン３４−２に近接して位相欠陥ＰＤが残存している。
【００６５】
図８（ｂ）は、コンタクトホール群をウェハの主面上に投影するためのＥＵＶＬ用マスクのマスクパターンを示す要部平面図である。ここで、符号３６は、ＥＵＶ光を反射する多層膜の上に形成された吸収体パターンであり、符号３５−１，３５−２，３５−３は、ＥＵＶ光を反射する多層膜が露出したホールパターンである。
【００６６】
図８（ｃ）は、第２層目の配線パターン群をウェハの主面上に投影するためのＥＵＶＬ用マスクのマスクパターンを示す要部平面図である。ここで、符号３７−１，３７−２，３７−３は、ＥＵＶ光を反射する多層膜の上に形成された吸収体パターンである。
【００６７】
図８（ａ）に示すように、吸収体パターン３４−２に近接して位相欠陥ＰＤが残存している。そのため、位相欠陥ＰＤを有するマスクパターンを、ＥＵＶ投影露光装置を用いてウェハの主面上にパターン転写すると、隣接する投影像の間に所望しない欠陥転写部が形成される。そこで、前述の実施の形態１において説明した第２の修正方法を用いて、吸収体パターン３４−２の形状修正（位相欠陥を覆う遮光パターンの形成）、および吸収体パターン３４−２に隣接する吸収体パターン３４−１のレイアウト変更を行う（例えば前述の図５参照）。
【００６８】
図９（ａ）は、吸収体パターン３４−１の形状を修正し、吸収体パターン３４−２のレイアウトを変更した後のＥＵＶＬ用マスクのマスクパターンを示す要部平面図である。ここで、吸収体パターン４１−１，４１−２はそれぞれ前述の図８（ａ）に示した吸収体パターン３４−１，３４−２に対応する。すなわち、吸収体パターン４１−２は、吸収体パターン３４−２に、位相欠陥を一部に含む領域を覆う非反射部を追加した形状のパターンであり、吸収体パターン４１−１は、吸収体パターン４１−２の形状を修正したことに合わせて吸収体パターン３４−１のレイアウトを変更したパターンである。この場合、吸収体パターン３４−３はレイアウト変更されずに維持される。しかし、このように第１層目の配線パターン群の形成に用いるＥＵＶＬ用マスクのマスクパターンをレイアウト変更すると、第１層目の配線パターンとコンタクトホールとの位置関係がずれるので、コンタクトホール群の形成に用いるＥＵＶＬ用マスクのマスクパターンもレイアウト変更する必要が生じる。
【００６９】
図９（ｂ）は、前述の図８（ｂ）に示したホールパターン３５−１のレイアウト変更を行った後のＥＵＶＬ用マスクのマスクパターンを示す要部平面図である。
【００７０】
図９（ｂ）に示すように、ホールパターン３５−１の位置をレイアウト変更して、ＥＵＶＬ用マスクにホールパターン４２を形成する。ホールパターン３５−１の位置をレイアウト変更するにあたっては、まず、第１層目の配線パターン群を形成するマスクパターンのレイアウトが、図９（ａ）に示すようにレイアウト変更が可能か否かを調べる。そして、レイアウト変更が可能であると判断されると、次に、ホールパターン群のレイアウト変更が可能であるか否かを調べる。その結果、ホールパターン３５−１の位置の移動により、所望するホールパターン群のマスクパターンが形成できるという知見が得られて、レイアウト変更が可能であると判断されれば、その後、実際に吸収体パターン３６の加工を行う。
【００７１】
本来、コンタクトホール群をウェハの主面上に投影するためのＥＵＶＬ用マスクには、位相欠陥がなく、ホールパターン３５−１をレイアウト変更する必要はないが、第１層の配線パターン群との整合をとるために、吸収体パターン３６に対して吸収体材料の付与および除去を行う。
【００７２】
図１０は、レイアウト変更を行った第１層の配線パターン群をウェハの主面上に投影するためのＥＵＶＬ用マスク、およびレイアウト変更を行ったコンタクトホール群をウェハの主面上にパターン転写するためのＥＵＶＬ用マスクを用いて形成した半導体装置の多層配線の一部の構造を示す要部平面図である。これを、前述の図７に示した半導体装置の多層配線の一部の構造を示す要部平面図と比較すると、第１層の配線パターン３１−１，３１−２は、それぞれ第１層の配線パターン５１−１，５１−２に置き換えられている。また、コンタクトホール３２−１はコンタクトホール５２に置き換えられている。このように、第１層目の配線パターンを局所的にレイアウト変更しても、第１層目の配線パターンと第２層目の配線パターンとの間の電気的導通特性の劣化は見られず、半導体装置の動作特性には問題は無い。
【００７３】
このように、本実施の形態２によれば、上下レイヤーの整合性の判断に基づいて、位相欠陥が残存するＥＵＶＬ用マスクのマスクパターンのレイアウト変更を行うことができる。吸収体パターンの局所的なレイアウト変更を行うことにより、無欠陥ＥＵＶＬ用マスクと同等の効果を有するＥＵＶＬ用マスクを製造することができる。従って、ＥＵＶＬ用マスクの製造歩留まりが向上して、ＥＵＶＬ用マスクの製造コストを低減することができる。さらに、これにより、リソグラフィ工程を繰り返して用いる半導体装置の製造におけるトータルコストの低減を図ることができる。
【００７４】
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】
【００７５】
本発明は、半導体装置の製造工程の一つであるリソグラフィ工程に用いるＥＵＶＬ用マスクの製造に適用することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１  光源
２  照明光学系
３  縮小投影光学系
４  ウェハ
５  ステージ
１１  投影像
１２，１３，１４，  領域
１５  屈曲部分
１６  突起形状の部分
２１，２２，２３  領域
２４  非反射部
２５  レイアウト変更した部分
３１−１，３１−２，３１−３  第１層目の配線パターン
３２−１，３２−２，３２−３  コンタクトホール
３３−１，３３−２，３３−３  第２層目の配線パターン
３４−１，３４−２，３４−３  吸収体パターン
３５−１，３５−２，３５−３  ホールパターン
３６  吸収体パターン
３７−１，３７−２，３７−３  吸収体パターン
４１−１，４１−２  吸収体パターン
４２  ホールパターン
５１−１，５１−２  第１層目の配線パターン
５２  コンタクトホール
ＡＢＳ，ＡＢＳ−１，ＡＢＳ−２，ＡＢＳ−３，ＡＢＳ−４  吸収体パターン
ＢＵＦ  バッファ層
ＣＡＰ  キャッピング層
ＣＦ  メタル膜
Ｍ  ＥＵＶＬ用マスク
ＭＡ１，ＭＡ２，ＭＡ３，ＭＡ４  アライメントマークエリア
ＭＤＥ  デバイスパターンエリア
ＭＬ  多層膜
ＭＳ  基板
ＰＤ  位相欠陥
【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】
2013016720.tif 000009
【図８】
2013016720.tif 000010
【図９】
2013016720.tif 000011
【図１０】
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