(57)【要約】【課題】微細な孤立コンタクトパターン及び密集コンタクトパターンの同時形成が可能なエンハンサマスクに大開口部からなるアクセサリパターン等を設けている場合にも、サイドローブの発生及びレジスト欠陥の発生を同時に防止できるようにする。【解決手段】透明基板１１上に形成された半遮光部１２に、第１の寸法Ｓ１を有する第１の開口部１３Ａと、第１の寸法Ｓ１よりも大きい第２の寸法Ｓ２を有する第２の開口部１３Ｂとが形成されている。透明基板１１上における第１の開口部１３Ａの周辺には位相シフト部１４が形成されている。透明基板１１上における第２の開口部１３Ｂの周辺に遮光部１５が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光光に対して透過性を有する透明基板と、
前記透明基板上に形成された半遮光部と、
前記半遮光部に形成され、第１の寸法を有する第１の開口部と、
前記半遮光部に形成され、前記第１の寸法よりも大きい第２の寸法を有する第２の開口部と、
前記透明基板上における前記第１の開口部の周辺に形成され、前記第１の開口部を基準として前記露光光を反対位相で透過させる位相シフト部と、
前記透明基板上における前記第２の開口部の周辺に形成された遮光部とを備えていることを特徴とするフォトマスク。
【請求項２】
請求項１に記載のフォトマスクにおいて、
前記半遮光部は、前記第１の開口部及び前記第２の開口部を基準として前記露光光を同位相で透過させることを特徴とするフォトマスク。
【請求項３】
請求項１に記載のフォトマスクにおいて、
前記遮光部は前記第２の開口部を囲んでいることを特徴とするフォトマスク。
【請求項４】
請求項１に記載のフォトマスクにおいて、
前記遮光部は前記第２の開口部のコーナーにおいて分断されていることを特徴とするフォトマスク。
【請求項５】
請求項４に記載のフォトマスクにおいて、
前記遮光部の分断された各部分の長さは、前記第２の開口部における対応する辺の長さよりも短いことを特徴とするフォトマスク。
【請求項６】
請求項１に記載のフォトマスクにおいて、
前記遮光部の幅は、前記第２の開口部を透過した前記露光光が前記第２の開口部のエッジで回折することにより発生するサイドローブの光強度が露光対象のレジストを感光させない最小幅以上に設定されていることを特徴とするフォトマスク。
【請求項７】
請求項１に記載のフォトマスクにおいて、
前記遮光部の幅は、前記第２の開口部を透過した前記露光光が前記第２の開口部のエッジで回折して前記遮光部の裏側に回り込むことによって未露光領域を発生させない最大幅以下に設定されていることを特徴とするフォトマスク。
【請求項８】
請求項１に記載のフォトマスクにおいて、
前記遮光部の幅は（０．１２×λ／ＮＡ）×Ｍ以上であることを特徴とするフォトマスク（但し、λは前記露光光の波長であり、ＮＡは露光機の縮小投影光学系の開口数であり、Ｍは前記縮小投影光学系の倍率である）。
【請求項９】
請求項１に記載のフォトマスクにおいて、
前記遮光部の幅は（１．７４×λ／ＮＡ）×Ｍ以下であることを特徴とするフォトマスク（但し、λは前記露光光の波長であり、ＮＡは露光機の縮小投影光学系の開口数であり、Ｍは前記縮小投影光学系の倍率である）。
【請求項１０】
請求項１に記載のフォトマスクにおいて、
前記遮光部は前記第２の開口部と接していることを特徴とするフォトマスク。
【請求項１１】
請求項１に記載のフォトマスクにおいて、
前記第２の開口部と前記遮光部との間に前記半遮光部の一部分が存在することを特徴とするフォトマスク。
【請求項１２】
請求項１１に記載のフォトマスクにおいて、
前記第２の開口部と前記遮光部との間に位置する部分の前記半遮光部の幅は（０．１０×λ／ＮＡ）×Ｍ以下であることを特徴とするフォトマスク（但し、λは前記露光光の波長であり、ＮＡは露光機の縮小投影光学系の開口数であり、Ｍは前記縮小投影光学系の倍率である）。
【請求項１３】
請求項１〜１２に記載のフォトマスクにおいて、
前記第１の寸法は（０．５×λ／ＮＡ）×Ｍ以下であり、
前記第２の寸法は（０．５×λ／ＮＡ）×Ｍよりも大きいことを特徴とするフォトマスク（但し、λは前記露光光の波長であり、ＮＡは露光機の縮小投影光学系の開口数であり、Ｍは前記縮小投影光学系の倍率である）。
【請求項１４】
請求項１〜１３に記載のフォトマスクにおいて、
前記第２の開口部は、オーバーレイモニタパターン又はレチクル位置計測モニタパターンであることを特徴とするフォトマスク。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載のフォトマスクを用いたパターン形成方法であって、
基板上にレジスト膜を形成する工程（ａ）と、
前記レジスト膜に前記フォトマスクを介して前記露光光を照射する工程（ｂ）と、
前記露光光を照射された前記レジスト膜を現像して、前記レジスト膜をパターン化する工程（ｃ）とを備えていることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載のパターン形成方法において、
前記工程（ｂ）で露光光源としてＡｒＦエキシマレーザーを用いることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載のパターン形成方法において、
前記工程（ｂ）で液浸露光プロセスを用いることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載のパターン形成方法において、
前記工程（ａ）は前記レジスト膜表面をトップコートによってコーティングする工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路装置の製造に用いられる微細パターン形成用のフォトマスク及びそのフォトマスクを用いたパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体を用いて実現する大規模集積回路装置（以下、ＬＳＩと称する）の高集積化のために回路パターンの微細化がますます必要となってきている。その結果、回路を構成する配線パターンの細線化、又は絶縁層を介して多層化された配線同士をつなぐコンタクトホールパターン（以下、コンタクトパターンと称する）の微細化が非常に重要となってきている。また、コンタクトパターンにおいては、孤立配置されたパターンと共に密に配置されたパターンを同時に形成する技術が必要となってきている。ここで、密に配置されたコンタクトパターンの形成において、より高い焦点深度を実現するためには、例えば密に配置された配線パターンと同様に斜入射露光が効果的である。すなわち、高密度のコンタクトパターンの形成には斜入射露光が必須である一方、斜入射露光を行なうと、孤立配置されたコンタクトパターンのコントラスト及び焦点深度が著しく悪化する。このコントラスト及び焦点深度の悪化は、解像度向上のために一般的に広く適用されているハーフトーン位相シフトマスクを用いた場合、より一層顕著になる。逆に、孤立配置された微小コンタクトパターンの形成に適した低干渉度の小さい光源を用いると、高密度パターンの形成が困難になるという問題がある。
【０００３】
以上のように、孤立配置された微小なコンタクトパターンに対する最適照明条件と、密に配置されたコンタクトパターンに対する最適照明条件とは相反関係にある。このため、微小な高密度パターンの形成と孤立パターンの形成とを同時に行なうために、光源からの垂直入射成分及び斜入射成分のそれぞれの効果に対してトレードオフが行なわれ、結果として干渉度が中程度(０．５〜０．６程度) の光源が用いられている。しかし、この場合、垂直入射及び斜入射の両方の効果が相殺されるので、密集パターンと孤立パターンとを同時に微細化して半導体装置のさらなる高集積化を実現していくことは困難になる。この課題に対し、有効な解決手段の一つにエンハンサマスクの適用がある。
【０００４】
以下、エンハンサマスクによるパターン形成原理について、図１３（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。
【０００５】
図１３（ａ）及び（ｂ）はそれぞれエンハンサマスクの平面構造及び断面構造の一例である。エンハンサマスクにおいては、図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、露光光に対して透過性を有する透明基板１上に、露光光に対して所定の透過率を持つ半遮光部２と、半遮光部２により囲まれ且つ露光光に対して透過性を有する開口部３と、半遮光部２により囲まれ且つ開口部３の周辺に位置する位相シフト部４とが設けられている。半遮光部２及び開口部３は露光光を互いに同位相で透過させる。また、位相シフト部４は、半遮光部２及び開口部３を基準として露光光を反対位相で透過させるが、露光によって転写されない。位相シフト部４は、例えば半遮光部２を開口し、それにより露出した部分の透明基板１を所定の深さ掘り下げることによって設けられる。
【０００６】
図１３（ｃ）は、図１３（ａ）及び（ｂ）に示すエンハンサマスクを用いた場合の光強度プロファイルを示す図であり、図１３（ｄ）は、図１３（ａ）及び（ｂ）に示す開口部３がホールパターンである場合にウェハ上に転写されるパターンの平面構成を示す模式図である。図１３（ｃ）から分かるように、図１３（ａ）及び（ｂ）に示すフォトマスクにおいて、開口部３の周辺に配置された位相シフト部４を透過した光は、開口部３及び半遮光部２のそれぞれを透過した光の一部を打ち消すことができる。従って、位相シフト部４を透過する光の強度を、開口部３周辺の光が打ち消されるように調整すれば、光強度分布において、開口部３周辺と対応する光強度がほぼ０に近い値まで減少した暗部の形成が可能となる。また、位相シフト部４を透過する光は、開口部３周辺の光を強く打ち消す一方、開口部３中央付近の光を弱く打ち消す。その結果、エンハンサマスクを透過した光における、開口部３中央から開口部３周辺に向けて変化する光強度分布のプロファイルの傾きが増大するという効果も得られる。従って、エンハンサマスクを透過した光の強度分布はシャープなプロファイルを有するようになるので、例えば図１３（ｄ）に示すように、コントラストの高い像が形成される。
【０００７】
以上のように、透明基板１上に低透過率の半遮光部２が形成されたマスクにおける開口部３の輪郭に沿って位相シフト部４を配置することにより、当該マスク（エンハンサマスク）によって形成される光強度像の中に、開口部３の輪郭線と対応する非常に強い暗部を形成することが可能となる。これによって、開口部３の光強度と開口部３周辺の光強度との間でコントラストが強調された光強度分布を形成できるので、微細な（例えば開口部３の１辺が（０．５×λ／ＮＡ）（λ：露光波長、ＮＡ：開口数）よりも小さい）孤立コンタクトパターン及び密集コンタクトパターンを同時に形成する場合にエンハンサマスクは非常に効果的である。
【０００８】
しかしながら、エンハンサマスクは前述のような微細パターンの形成には有効であるが、露光機にレチクルを合わせるためのレチクル位置計測モニタパターンや下地レイヤーに上地レイヤーを重ねるためのオーバーレイモニタパターン等のアクセサリパターンに代表される比較的大きい（例えば開口部の１辺が（０．５×λ／ＮＡ）（λ：露光波長、ＮＡ：開口数）よりも大きい）コンタクトパターンの形成において次のような問題を生じる。
【０００９】
図１４（ａ）及び（ｂ）はそれぞれエンハンサマスクの平面構造及び断面構造の他例である。尚、図１４（ａ）及び（ｂ）において、図１３（ａ）及び（ｂ）に示すマスクと同一の構成要素には同一の符号を付すことにより重複する説明を省略する。図１４（ａ）及び（ｂ）に示すエンハンサマスクは、図１３（ａ）及び（ｂ）に示すハーフトーン位相シフトマスクと比べて、より大きい開口部３を有している。
【００１０】
図１４（ｃ）は、図１４（ａ）及び（ｂ）に示すエンハンサマスクを用いた場合の光強度プロファイルを示す図であり、図１４（ｄ）は、図１４（ａ）及び（ｂ）に示す開口部３がホールパターンである場合にウェハ上に転写されるパターンの平面構成を示す模式図である。エンハンサマスクにおいても、ハーフトーン位相シフトマスクと同様に、図１３（ｃ）及び図１４（ｃ）に示すように、開口部３の周辺には、開口部３のエッジにおける光の回折の影響に起因して発生する光強度の極大値を有する不要なサイドローブが発生し、このサイドローブの光強度の極大値は開口部３の大きさに比例する。特に、図１４（ｃ）に示すように、サイドローブの光強度の極大値が露光閾値（露光対象のレジストを感光させる光強度の最小値）を超えると、図１４（ｄ）に示すように、ウェハ上における開口部３と対応する位置の周辺に不要なパターン（サイドローブパターン）が転写されてしまうという大きな問題が生じる。
【００１１】
サイドローブの発生を防止する方法として、マスクバイアス（近接効果補正によるマスクパターンの変形量）を大きくして露光量を小さくする方法がある。しかし、この方法にはコントラストが低下するという問題がある。
【００１２】
この問題を解決するため、ハーフトーン位相シフトマスクを対象とするものであるが、特許文献１には、アクセサリパターンのような大開口部においてサイドローブの発生を防止するために、遮光領域上にアクセサリパターン等を形成する方法が開示されている。図１５は、特許文献１に開示された従来のフォトマスクの平面図である。図１５に示すように、透明基板（図示省略）の中央部にはハーフトーン部２が設けられていると共に透明基板の周縁部には遮光部５が設けられている。ハーフトーン部２には０．５×λ／ＮＡ以下の第１の寸法を持つ第１の開口部３Ａが設けられていると共に遮光部５には０．５×λ／ＮＡよりも大きい第２の寸法を持つ第２の開口部３Ｂが設けられている。
【特許文献１】特開平９-２８１６９０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前述のように、１辺が（０．５×λ／ＮＡ）よりも小さい開口部とそれぞれ対応する孤立コンタクトパターン及び密集コンタクトパターンを同時に形成する場合にエンハンサマスクは非常に効果的である。ところが、１辺が（０．５×λ／ＮＡ）よりも大きい開口部であるアクセサリパターン等の周辺においては、ハーフトーン位相シフトマスクと同様にエンハンサマスクにおいてもサイドローブが発生する。このサイドローブ発生を防止するために、特許文献１の方法に従い、遮光領域にアクセサリパターンを形成すれば、サイドローブを抑制することができる。
【００１４】
しかしながら、エンハンサマスクにおいて特許文献１に開示された方法を適用した場合、ウェハ上におけるアクセサリパターン等の大開口部と対応する位置の周辺にレジスト欠陥が発生するという問題が存在する。この問題はＡｒＦ露光プロセス、とりわけＡｒＦ液浸露光プロセスにおいて顕著に生じる。
【００１５】
そこで、本発明は、微細な孤立コンタクトパターン及び密集コンタクトパターンの同時形成が可能なエンハンサマスクに大開口部からなるアクセサリパターン等を設けている場合にも、サイドローブの発生及びレジスト欠陥の発生を同時に防止できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記の目的を達成するため、本願発明者らは、エンハンサマスクにおいて特許文献１に開示された方法を適用した場合に、アクセサリパターン等の大開口部と対応する位置の周辺のウェハ上にレジスト欠陥が発生する原因を調べたところ、次のような知見を得た。
【００１７】
近年、微細化に伴い化学増幅型レジストの適用が必須となってきている。化学増幅型レジストを用いたパターン形成においては、露光時の光化学反応により触媒作用のある酸を生成させ、露光の後に行われる熱処理プロセスにおいてこの酸を触媒としてレジストポリマー中の官能基を反応させ、その時の物性変化を利用してパターンの形成が行われる。ここで、ポジ型レジストプロセスにおいては、露光光が照射され官能基が反応した部分のみを現像液に溶かしてパターンを形成する。
【００１８】
ところで、この化学増幅型レジストは反応性が非常に高いことが特徴として知られている。特に、ＡｒＦ露光プロセスで用いられるＡｒＦレジストは反応性が高く、レジスト表面は容易に周辺の物質と反応するため、しばしばレジスト表面付近において現像液に不溶な不溶化層が形成される。
【００１９】
また、４５ｎｍ又はそれよりも微細なルールのＬＳＩのパターン形成においては、解像性能を向上させると共にＮＡの大口径化に起因するＤＯＦ（焦点深度）の低下を防ぐため、液浸露光が用いられるようになってきている。液浸露光は、空気よりも屈折率の高い液体（以下、液浸液と称する）をウェハと露光装置の投影レンズとの間に充填しながら露光を行う方法である。液浸露光では、レジストと液浸液とが直接接触することに起因するレジスト特性の劣化を防ぐため、レジスト表面をトップコートと呼ばれるレジスト保護膜でコーティングし、レジストと液浸液とが直接触れないようにしている。しかしながら、トップコートの使用によってレジストと液浸液との直接接触を防げるものの、レジストとトップコートとが直接接触するため、両者の接触面で化学反応が起こり、現像液に不溶な不溶化層がよりいっそう形成されやすくなる。
【００２０】
このような不溶化層が形成されている領域下のレジストに光が照射された場合、現像段階でレジスト表面の溶解がおこり、不溶化層とレジストとの密着性が弱くなり、現像に続くリンス工程で不溶化層をウェハ外に容易に除去することが可能である。
【００２１】
一方、光が照射されない完全未露光領域（光強度が０となる領域）では不溶化層とレジストとの密着性が弱くならないため、リンス工程で不溶化層をウェハ外に除去することはできない。このため、不溶化層が完全未露光領域の周辺に散乱する結果、ウェハ上にレジスト欠陥が生じてしまう。
【００２２】
以上のように、エンハンサマスクにおいて特許文献１に開示された方法を適用した場合、遮光領域にアクセサリパターン等の大開口部を形成するため、大開口部周辺の大部分を占める遮光領域によって大きい完全未露光領域が生じる。このため、ＡｒＦ露光プロセス、特に、化学増幅型レジストとトップコートとを組み合わせて露光を行うＡｒＦ液浸露光プロセスを用いた場合には、現像液に不溶な不溶化層が形成されやすくなり、その結果、レジスト欠陥がウェハ上におけるアクセサリパターン等の大開口部と対応する位置の周辺に発生するという問題が生じる。すなわち、エンハンサマスクにおいて特許文献１に開示された方法を適用しても、サイドローブの発生及びレジスト欠陥の発生を同時に防止することはできないのである。
【００２３】
本発明は、以上の知見に基づきなされたものであって、本発明に係るフォトマスクは、露光光に対して透過性を有する透明基板と、前記透明基板上に形成された半遮光部と、前記半遮光部に形成され、第１の寸法を有する第１の開口部と、前記半遮光部に形成され、前記第１の寸法よりも大きい第２の寸法を有する第２の開口部と、前記透明基板上における前記第１の開口部の周辺に形成され、前記第１の開口部を基準として前記露光光を反対位相で透過させる位相シフト部と、前記透明基板上における前記第２の開口部の周辺に形成された遮光部とを備えている。
【００２４】
尚、本願において、開口部の寸法とは、例えば開口部の平面形状が正方形である場合には一辺の長さを意味し、例えば開口部の平面形状が円形である場合には直径を意味するものとするが、開口部の平面形状は特に限定されるものではない。
【００２５】
また、本願において、露光光に対して透過性を有するとは、レジストを感光させる透過率を有することを意味し、露光光に対して遮光性を有するとは、レジストを感光させない透過率を有することを意味する。また、同位相とは、（−３０＋３６０×ｎ）度以上で且つ（３０＋３６０×ｎ）度以下の位相差（但しｎは整数）を意味し、反対位相とは、（１５０＋３６０×ｎ）度以上で且つ（２１０＋３６０×ｎ）度以下の位相差を意味する。
【００２６】
図１（ｂ）は、本発明に係るフォトマスク（エンハンサマスク）の具体的態様の一例を示す平面図であり、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ’線の断面図であり、図１（ｄ）は図１（ｂ）のＢ−Ｂ’線の断面図である。図１（ｂ）〜（ｄ）に示すように、透明基板１１上に形成され且つ露光光を部分的に透過させる半遮光部１２に、例えば（０．５×λ／ＮＡ）×Ｍ（λは露光光の波長、ＮＡは露光機の縮小投影光学系の開口数、Ｍは該縮小投影光学系の縮小倍率）以下の第１の寸法を有する第１の開口部１３Ａと、例えば（０．５×λ／ＮＡ）×Ｍよりも大きい第２の寸法を有する第２の開口部１３Ｂとが形成されている。また、透明基板１１上における第１の開口部１３Ａの周辺には位相シフト部１４が形成されている。
【００２７】
ここで、図１（ｂ）〜（ｄ）に示す本発明のフォトマスクの特徴は、透明基板１１上における第２の開口部１３Ｂの周辺に遮光部１５が設けられていることである。尚、第２の開口部１３Ｂは、例えばレチクル位置計測モニタパターン１８やオーバーレイモニタパターン１９のようなアクセサリパターンである。
【００２８】
すなわち、本発明のフォトマスクによると、第２の開口部１３Ｂの周辺に設けられる遮光部１５の寸法（図１（ｄ）に示すＣｒ幅ＷCr）を、サイドローブの発生を防止できる寸法以上で且つレジスト欠陥発生原因となる完全未露光領域が発生しない寸法以下に設定することによって、エンハンサマスクに大開口部からなるアクセサリパターン等を設けている場合にも、サイドローブの発生を防止することができると同時に未露光領域の存在に起因する欠陥の発生を防止することができる。
【００２９】
尚、本発明のフォトマスクにおいて、Ｃｒ幅ＷCrは（０．１２×λ／ＮＡ）×Ｍ以上で且つ（１．７４×λ／ＮＡ）×Ｍ以下であることが好ましい。このようにすると、サイドローブの発生を確実に防止することができると同時に未露光領域の存在に起因する欠陥の発生を確実に防止することができる。
【００３０】
また、本発明に係るパターン形成方法は、前述の本発明のフォトマスクを用いたパターン形成方法を前提とし、基板上にレジスト膜を形成する工程（ａ）と、レジスト膜にフォトマスクを介して露光光を照射する工程（ｂ）と、露光光が照射されたレジスト膜を現像してレジスト膜をパターン化する工程（ｃ）とを備えている。
【００３１】
本発明のパターン形成方法によると、サイドローブの発生と未露光領域に起因する欠陥の発生とを同時に抑えながらパターン形成を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
以上に説明したとおり、本発明によると、微細な孤立コンタクトパターン及び密集コンタクトパターンの同時形成が可能なエンハンサマスクに大開口部からなるアクセサリパターン等を設けている場合にも、特に、当該エンハンサマスクを、化学増幅型レジストとトップコートとを組み合わせて用いる液浸露光等のプロセスに適用した場合にも、サイドローブの発生とレジスト欠陥の発生とを同時に抑制することができるので、微細なＬＳＩの製造が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
（前提事項）
本発明の各実施形態を説明するに当たっての前提事項について説明する。
【００３４】
通常、フォトマスクは縮小投影型の露光機で使用されるため、マスク上のパターン寸法を議論する場合には縮小倍率を考慮しなければならない。しかし、以下の実施形態を説明する際には、混乱を避けるため、形成しようとする所望のパターン（例えばレジストパターン）と対応させてマスク上のパターン寸法を説明する場合、特に断らない限り縮小倍率で該寸法を換算した値を用いている。具体的には、Ｍ分の１縮小投影システムにおいて、幅Ｍ×７０ｎｍのマスクパターンによって幅７０ｎｍのレジストパターンを形成した場合にも、マスクパターン幅及びレジストパターン幅は共に７０ｎｍであると表現する。
【００３５】
また、本発明の実施形態においては、特に断らない限り、Ｍ及びＮＡは露光機の縮小投影光学系の縮小倍率及び開口数をそれぞれ表し、λは露光光の波長を表すものとする。
【００３６】
また、パターン形成については、レジストの非感光領域がレジストパターンとなるポジ型レジストプロセスを想定して説明する。尚、ポジ型レジストプロセスに代えてネガ型レジストプロセスを用いる場合、ネガ型レジストプロセスにおいては、レジストの非感光領域が除去されるので、ポジ型レジストプロセスにおけるレジストパターンをスペースパターンと読み替えればよい。
【００３７】
また、フォトマスクとしては透過型マスクを前提として説明する。尚、透過型マスクに代えて反射型マスクを前提とする場合、反射型マスクにおいては、透過型マスクの透過領域及び遮光領域がそれぞれ反射領域及び非反射領域となるので、透過型マスクの透過現象を反射現象と読み替えればよい。具体的は、透過型マスクの開口部又は透過性領域を反射部又は反射領域と読み替え、遮光部を非反射部と読み替えればよい。さらに、透過型マスクにおける光を部分的に透過する領域は光を部分的に反射する領域と読み替えればよく、透過率は反射率と読み替えればよい。
【００３８】
（実施形態）
以下、本発明の実施形態に係るフォトマスクについて図面を参照しながら説明する。
【００３９】
図１（ａ）は本発明の実施形態に係るフォトマスクを用いて形成しようとするパターンの一例を示している。また、図１（ｂ）は、本発明の実施形態に係るフォトマスクの一例、具体的には、図１（ａ）に示す所望のパターン５０を形成するためのエンハンサマスクの一例を示す平面図であり、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ’線の断面図であり、図１（ｄ）は図１（ｂ）のＢ−Ｂ’線の断面図である。
【００４０】
図１（ｂ）〜（ｄ）に示すように、透明基板１１上に形成され且つ露光光を部分的に透過させる半遮光部１２に、例えば（０．５×λ／ＮＡ）×Ｍ以下の第１の寸法Ｓ１を有する第１の開口部１３Ａと、例えば（０．５×λ／ＮＡ）×Ｍよりも大きい第２の寸法Ｓ２を有する第２の開口部１３Ｂとが形成されている。また、透明基板１１上における第１の開口部１３Ａの周辺には位相シフト部１４が形成されている。半遮光部１２は、第１の開口部１３Ａ及び第２の開口部１３Ｂを基準として露光光を同位相で透過させる。位相シフト部１４は、半遮光部１２、第１の開口部１３Ａ及び第２の開口部１３Ｂを基準として露光光を反対位相で透過させるが、露光によって転写されない。位相シフト部１４は、例えば半遮光部１２を開口し、それにより露出した部分の透明基板１１を所定の深さ掘り下げることによって設けられる。
【００４１】
尚、例えば、露光波長λが１９３ｎｍ、開口数ＮＡが１．２、縮小倍率Ｍが４倍であるとすると、第１の開口部１３Ａは、４５ｎｍルールのＬＳＩの作成に必要なホールサイズを有するように、具体的には、１辺のサイズが７０ｎｍ（実際のマスク上寸法は７０ｎｍの４倍の２８０ｎｍ）の正方形状を有するように形成されている。一方、第２の開口部１３Ｂは、例えばレチクル位置計測モニタパターンやオーバーレイモニタパターンのようなアクセサリパターンである。これらのアクセサリパターンの大きさや形は露光機の種類によって当然異なるが、本実施形態では、第２の開口部１３Ｂとして、例えば１辺のサイズが４μｍの十字マーク（全幅は１２μｍ（実際のマスク上寸法は１２μｍの４倍の４８μｍ））を有するレチクル位置計測モニタパターン１８と、例えば１辺のサイズが１０μｍ（実際のマスク上寸法は１０μｍの４倍の４０μｍ）を有するオーバーレイモニタパターン１９とを形成している。
【００４２】
本実施形態のフォトマスクの特徴は、図１（ｂ）における第１の開口部１３Ａを横断するＡ−Ａ’線の断面図である図１（ｃ）、及び図１（ｂ）における第２の開口部１３Ｂを横断するＢ−Ｂ’線の断面図である図１（ｄ）に示すように、透明基板１１上における第２の開口部１３Ｂの周辺にのみ遮光部１５が設けられていることである。
【００４３】
本実施形態のフォトマスクによると、第２の開口部１３Ｂの周辺に設けられる遮光部１５の寸法（図１（ｄ）に示すＣｒ幅ＷCr）を、サイドローブの発生を防止できる寸法以上で且つ完全未露光領域が発生しない寸法以下に設定することによって、サイドローブの発生を防止することができると同時に未露光領域の存在に起因する欠陥の発生を防止することができる。
【００４４】
以下、第１の開口部１３Ａとして、例えば第１の寸法が０．５×λ／ＮＡ以下であるコンタクトホールパターンを形成する場合において、第２の開口部１３Ｂに対してサイドローブの発生と未露光領域に起因するレジスト欠陥の発生とを同時に防止できるＣｒ幅ＷCrをシミュレーションにより求めた結果を示す。尚、シミュレーションにおいて、半遮光部１２は、露光光に対して例えば５〜１０％程度の透過率を有し、半遮光部１２の透過光の位相は各開口部の透過光の位相と同位相（この場合の位相は０度）であるものと設定した。また、遮光部１５の露光光に対する透過率は０％であると、言い換えると、遮光部１５は露光光を完全に遮光するものと設定した。さらに、第１の開口部１３Ａの周辺に位置する位相シフト部１４の透過光の位相は、各開口部の透過光の位相と逆位相（この場合の位相は１８０度）であるものと設定した。
【００４５】
ところで、サイドローブは、開口部のエッジにおける光の回折に起因して発生する光強度の２次ピークに、半遮光部を透過してくる光のエネルギーが加わることにより生じるものであり、サイドローブの光強度の極大値が露光閾値を超えると、ウェハ上のレジストが感光されて不要なパターンが転写されてしまうという問題が生じる。従って、サイドローブの発生を防止するためには、フォトマスクにおける２次ピークの発生部位を遮光部によって遮光すればよい。但し、遮光部の幅（Ｃｒ幅ＷCr）が狭すぎると、サイドローブの発生を防止することができないため、ある程度以上のＣｒ幅ＷCrが必要となる。
【００４６】
図２は、サイドローブの光強度の極大値とＣｒ幅ＷCrとの関係を本願発明者らがシミュレーションにより調べた結果を示している。図２に示すように、Ｃｒ幅ＷCrを大きくすると、半遮光部を透過してくる露光光が減少するため、サイドローブの光強度の極大値が小さくなっていき、Ｃｒ幅ＷCrが０．１２×λ／ＮＡ以上になると、サイドローブの光強度が露光閾値よりも小さくなることがわかる。すなわち、Ｃｒ幅ＷCrが０．１２×λ／ＮＡ以上であれば、サイドローブの発生を防止することが可能である。
【００４７】
一方、［課題を解決するための手段］で説明したように、Ｃｒ幅ＷCrが大きくなると、つまり、遮光部よりなる遮光領域が大きくなると、結果として完全未露光領域が生じてしまい、露光プロセスにおいて不溶化層由来の欠陥が発生してしまう。すなわち、Ｃｒ幅ＷCrが小さい場合には、開口部のエッジ付近で回折した光が遮光部の裏側にも入ってくるため、完全未露光領域は発生しないが、開口部のエッジ付近で回折した光の影響を受けないだけの大きさのＣｒ幅ＷCrを有する遮光部が存在する場合には、完全未露光領域が発生する。
【００４８】
図３は、遮光部裏側の光強度の最小値とＣｒ幅ＷCrとの関係を本願発明者らがシミュレーションにより調べた結果を示している。図３に示すように、Ｃｒ幅ＷCrが大きくなると、遮光部裏側の光強度の最小値は小さくなっていき、Ｃｒ幅ＷCrが１．７４×λ／ＮＡよりも大きくなると、遮光部裏側の光強度の最小値が０となって完全未露光領域が発生する。すなわち、Ｃｒ幅ＷCrを１．７４×λ／ＮＡよりも小さくすることによって、完全未露光領域の発生を防ぐことが可能となり、結果として不溶化層由来の欠陥の発生を防止することが可能となる。
【００４９】
以上に述べたように、本実施形態のフォトマスクにおいて第２の開口部１３Ｂの周辺に設けられる遮光部１５のＣｒ幅ＷCrを０．１２×λ／ＮＡ以上で且つ１．７４×λ／ＮＡ以下にすることによって、サイドローブの発生を防止することができると同時に完全未露光領域が存在することによる不溶化層由来の欠陥の発生を防止することができる。
【００５０】
尚、本実施形態のフォトマスクの構造として、図１（ｂ）〜（ｄ）に示すような構造を例示したが、本発明のフォトマスクは当該構造に限定されるものではなく、図４（ａ）及び（ｂ）に示すような構造や図７〜９に示すような構造であっても、同様の効果が得られる。
【００５１】
図４（ａ）は、本発明の実施形態に係るフォトマスクの他例、具体的には、図１（ａ）に示す所望のパターン５０を形成するためのエンハンサマスクの他例を示す平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ’線の断面図である。尚、図４（ａ）及び（ｂ）において、図１（ｂ）〜（ｄ）に示すフォトマスクと同一の構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。
【００５２】
図４（ａ）及び（ｂ）に示すフォトマスクにおいても、透明基板１１上における第２の開口部１３Ｂの周辺にのみ遮光部１５が設けられている点は、図１（ｂ）〜（ｄ）に示すフォトマスクと同様である。しかし、図４（ａ）及び（ｂ）に示すフォトマスクにおいては、図１（ｂ）〜（ｄ）に示すフォトマスクと異なり、第２の開口部１３Ｂと遮光部１５との間に半遮光部１２の一部（ＨＴ幅ＷHT）が介在している。
【００５３】
ところで、フォトマスクの遮光部として一般的に用いられる材料Ｃｒ、ＣｒＯ、ＣｒＮＯ等は、半遮光部に用いられる材料（例えばＭｏＳｉＯ、ＭｏＳｉＮＯ、ＴａＳｉＯ、ＴａＳｉＯＮ、ＣｒＦＯ、ＣｒＦＮＯ等）と比較すると、酸に対するエッチング耐性が低い。従って、半遮光部に対して最適化された酸を用いたマスク洗浄においては、遮光部のパターンシュリンクが容易に起こる。このため、遮光部が開口部のエッジから後退した場合、つまりＨＴ幅ＷHTが大きくなるように変化した場合、開口部を透過する光と同じ位相の光が、遮光部と開口部との間に位置する半遮光部を透過する結果、開口部の転写パターンの寸法が所望値よりも大きくなってしまう。このＨＴ幅ＷHTの単位変化量当たりの開口部の転写パターンの寸法の変化量、つまり開口部の転写パターンの寸法に対するＨＴ幅ＷHTのＭＥＥＦ（mask enhanced error factor）は、ＨＴ幅ＷHTが小さい場合には相対的に小さい値を持ち、ＨＴ幅ＷHTが大きくなるに従って、相対的に大きい値を持つ。そこで、本実施形態においては、ＨＴ幅ＷHTについて寸法変化が起こった場合においても開口部の転写パターンの寸法変化が小さいＨＴ幅ＷHT（つまりＭＥＥＦが小さくなるＨＴ幅ＷHT）以下にＨＴ幅ＷHTを設定することが望ましい。
【００５４】
図５は、ＨＴ幅ＷHTとＭＥＥＦとの関係を本願発明者らがシミュレーションにより調べた結果を示す。図５に示すように、ＨＴ幅ＷHTが０から大きくなるにつれてＭＥＥＦも徐々に大きくなる。また、ＭＥＥＦが５．０以下になるという条件を満たすためには、ＨＴ幅ＷHTを０．１０×λ／ＮＡ以下にする必要がある。ここで、ＭＥＥＦの規格を５．０以下に設定しているのは、例えば４５ｎｍルールのＬＳＩの作成に必要な転写パターンの寸法スペックを目標ターゲット７０ｎｍに対して±１０％以下（つまり、±７ｎｍ以下）とし、且つマスク作製精度をウェハ上で１．０ｎｍ（マスク上では４．０ｎｍ）とした場合に、転写プロセスのばらつきを考慮して、ＭＥＥＦを５．０以下にする必要があると仮定しているためである。尚、これらの寸法スペックやマスク作製精度や転写プロセスのばらつき等によっては、このＭＥＥＦの規格をさらに小さくする必要があり、その場合にはＨＴ幅ＷHTをさらに縮小しなければならない。
【００５５】
一方、ＨＴ幅ＷHTが大きくなると、サイドローブが発生するという問題が生じる。前述のように、サイドローブは、開口部のエッジにおける光の回折に起因して発生する光強度の２次ピークが原因となって生じるため、開口部のエッジからＮＡ及びλで規定される距離離れた位置に発生する。従って、ＨＴ幅ＷHTが所定の寸法以下の場合には遮光部により２次ピークの発生部位を遮光できるため、サイドローブの発生を防止することが可能となる。
【００５６】
図６は、ＨＴ幅ＷHTとサイドローブの光強度の極大値（Ｉｍａｘ）との関係を本願発明者らがシミュレーションにより調べた結果を示す。図６に示すように、ＨＴ幅ＷHTが大きくなるに従って、サイドローブのＩｍａｘが大きくなっており、ＨＴ幅ＷHTが０．４７×λ／ＮＡよりも大きくなると、Ｉｍａｘが露光閾値を超える。すなわち、ＨＴ幅ＷHTを０．４７×λ／ＮＡ以下に設定することによって、サイドローブの発生を防止することが可能であることがわかる。
【００５７】
図５及び図６に示す結果から、第２の開口部１３Ｂと遮光部１５との間に位置する半遮光部１２のＨＴ幅ＷHTを０．１０×λ／ＮＡ以下に設定することが好ましい。但し、これはＭＥＥＦの規格を５．０以下に設定した場合を前提としている。すなわち、エンハンサマスクにアクセサリパターンを設けるのに最低限必要なＭＥＥＦの値に基づいてＨＴ幅ＷHTを算出する必要があり、このように算出された値が０．４７×λ／ＮＡよりも大きくなる場合には、ＨＴ幅ＷHTを０．４７×λ／ＮＡ以下に設定することが好ましい。
【００５８】
以上に説明したように、図４（ａ）及び（ｂ）に示すフォトマスクにおいて、０．５×λ／ＮＡ以下の第１の寸法Ｓ１を持つ第１の開口部１３Ａと、０．５×λ／ＮＡよりも大きい第２の寸法Ｓ２を持つ第２の開口部１３Ｂとが同時に存在する場合、第２の開口部１３Ｂと遮光部１５との間に位置する半遮光部１２のＨＴ幅ＷHTを０．１０×λ／ＮＡ以下に設定すると共に、前述のように遮光部１５のＣｒ幅ＷCrを０．１２×λ／ＮＡ以上で且つ１．７４×λ／ＮＡ以下に設定することによって、ＨＴ幅ＷHTのＭＥＥＦを小さく抑制しつつ、サイドローブの発生を防止することができると同時に完全未露光領域が存在することによる不溶化層由来の欠陥の発生を防止することができる。
【００５９】
図７は、本発明の実施形態に係るフォトマスクのさらなる他例を示す断面図であり、具体的には、図１（ｂ）における第２の開口部１３Ｂを横断するＢ−Ｂ’線の断面図である図１（ｄ）に示す断面構成のバリエーションの一例である。すなわち、図７に示すフォトマスクにおいて、遮光部１５は第２の開口部１３Ｂに接するように設けられている。尚、図１（ｂ）〜（ｄ）に示すフォトマスクにおいては、第２の開口部１３Ｂを囲む半遮光部１２の上に遮光部１５が形成されていたのに対して、図７に示すフォトマスクにおいては、透明基板１１上における第２の開口部１３Ｂの周辺に遮光部１５が直接形成されており、当該遮光部１５を覆い且つ第２の開口部１３Ｂを囲むように半遮光部１２が形成されている。
【００６０】
図７に示すフォトマスク構造によると、０．５×λ／ＮＡ以下の第１の寸法Ｓ１を持つ第１の開口部１３Ａと、０．５×λ／ＮＡよりも大きい第２の寸法Ｓ２を持つ第２の開口部１３Ｂとが同時に存在する場合においても、図１（ｂ）〜（ｄ）に示すフォトマスクと同様に遮光部１５のＣｒ幅ＷCrを設定することにより、サイドローブの発生を防止することができると同時に完全未露光領域が存在することによる不溶化層由来の欠陥の発生を防止することができる。
【００６１】
図８は、本発明の実施形態に係るフォトマスクのさらなる他例を示す断面図であり、具体的には、図４（ａ）における第２の開口部１３Ｂを横断するＣ−Ｃ’線の断面図である図４（ｂ）に示す断面構成のバリエーションの一例である。すなわち、図８に示すフォトマスクにおいて、第２の開口部１３Ｂと遮光部１５との間に半遮光部１２の一部（ＨＴ幅ＷHT）が介在している。尚、図４（ａ）及び（ｂ）に示すフォトマスクにおいては、第２の開口部１３Ｂを囲む半遮光部１２の上に遮光部１５が形成されていたのに対して、図８に示すフォトマスクにおいては、透明基板１１上における第２の開口部１３Ｂの周辺に遮光部１５が直接形成されており、当該遮光部１５を覆い且つ第２の開口部１３Ｂを囲むように半遮光部１２が形成されている。
【００６２】
図８に示すフォトマスク構造によると、０．５×λ／ＮＡ以下の第１の寸法Ｓ１を持つ第１の開口部１３Ａと、０．５×λ／ＮＡよりも大きい第２の寸法Ｓ２を持つ第２の開口部１３Ｂとが同時に存在する場合においても、図４（ａ）及び（ｂ）に示すフォトマスクと同様に遮光部１５のＣｒ幅ＷCr及び半遮光部１２のＨＴ幅ＷHTを設定することにより、ＨＴ幅ＷHTのＭＥＥＦを小さく抑制しつつ、サイドローブの発生を防止することができると同時に完全未露光領域が存在することによる不溶化層由来の欠陥の発生を防止することができる。
【００６３】
図９は、本発明の実施形態に係るフォトマスクのさらなる他例を示す断面図であり、具体的には、図１（ｂ）における第２の開口部１３Ｂを横断するＢ−Ｂ’線の断面図である図１（ｄ）に示す断面構成のバリエーションの一例である。すなわち、図９に示すフォトマスクにおいて、遮光部１５は第２の開口部１３Ｂに接するように設けられている。尚、図１（ｂ）〜（ｄ）に示すフォトマスクにおいては、第２の開口部１３Ｂ側の半遮光部１２及び遮光部１５のそれぞれの側面は面一であったが、図９に示すフォトマスクにおいては、第２の開口部１３Ｂを囲む半遮光部１２の上に、第２の開口部１３Ｂ側の半遮光部１２の側面を覆うように遮光部１５が形成されている。ここで、図９に示すフォトマスクにおいて、遮光部１５のＣｒ幅ＷCrについては、第２の開口部１３Ｂ側の遮光部１５のエッジから、その反対側の遮光部１５のエッジまでの距離として定義する。また、図９に示すフォトマスクでは、第２の開口部１３Ｂの第２の寸法Ｓ２は遮光部１５のエッジ間の距離で規定される。
【００６４】
図９に示すフォトマスク構造によると、０．５×λ／ＮＡ以下の第１の寸法Ｓ１を持つ第１の開口部１３Ａと、０．５×λ／ＮＡよりも大きい第２の寸法Ｓ２を持つ第２の開口部１３Ｂとが同時に存在する場合においても、図１（ｂ）〜（ｄ）に示すフォトマスクと同様に遮光部１５のＣｒ幅ＷCrを設定することにより、サイドローブの発生を防止することができると同時に完全未露光領域が存在することによる不溶化層由来の欠陥の発生を防止することができる。
【００６５】
尚、ここまで、本実施形態のフォトマスクの構造として、第２の開口部１３Ｂの周辺に第２の開口部１３Ｂを完全に囲むように遮光部１５を設けた構造を示してきたが、遮光部１５は必ずしも第２の開口部１３Ｂを完全に囲んでいる必要は無く、少なくともサイドローブが発生する領域（フォトマスクにおける２次ピークの発生部位）に遮光部１５を設けた、例えば図１０（ａ）〜（ｄ）に示すような平面構造（第２の開口部１３Ｂ及びその周辺の平面構造）を用いた場合にも、これまでに説明したフォトマスクと同様の効果が得られる。また、図１０（ａ）〜（ｄ）に示す構造のように、遮光部１５が第２の開口部１３Ｂのコーナーにおいて分断されていると、矩形性の高いパターンが得られる利点がある。すなわち、第２の開口部１３Ｂのコーナー周辺に遮光部１５ではなく半遮光部１２が配置されることになるため、第２の開口部１３Ｂのコーナー付近をより多くの光が透過するため、矩形状の第２の開口部１３Ｂの転写精度つまり転写パターンの矩形性が向上する。
【００６６】
具体的には、図１０（ａ）に示すフォトマスクにおいては、遮光部１５の分断された各部分は、方形状の第２の開口部１３Ｂにおける対応する辺の長さと同じ長さを持ち、当該対応する辺に接している。
【００６７】
また、図１０（ｂ）に示すフォトマスクにおいては、遮光部１５の分断された各部分は、方形状の第２の開口部１３Ｂにおける対応する辺の長さと同じ長さを持ち、遮光部１５の分断された各部分と第２の開口部１３Ｂとの間に半遮光部１２の一部分が介在している。
【００６８】
また、図１０（ｃ）に示すフォトマスクにおいては、遮光部１５の分断された各部分は、方形状の第２の開口部１３Ｂにおける対応する辺の長さよりも短い長さを持ち、当該対応する辺に接している。
【００６９】
また、図１０（ｄ）に示すフォトマスクにおいては、遮光部１５の分断された各部分は、方形状の第２の開口部１３Ｂにおける対応する辺の長さよりも短い長さを持ち、遮光部１５の分断された各部分と第２の開口部１３Ｂとの間に半遮光部１２の一部分が介在している。
【００７０】
尚、ここまで、本実施形態のフォトマスクの構造として、第１の開口部１３Ａの周辺に配置された位相シフト部１４が第１の開口部１３Ａのコーナーにおいて分断された構造、特に、位相シフト部１４の分断された各部分が方形状の第１の開口部１３Ａにおける対応する辺の長さと同じ長さを持ち、且つ位相シフト部１４の分断された各部分と第１の開口部１３Ａとの間に半遮光部１２の一部分が介在している構造を示してきた。この構造は、光学条件で決定される光学コントラストが最も高くなる最適な構造であるが、位相シフト部１４の配置形態はこれに限られるものではなく、位相シフト部１４の分断された各部分が方形状の第１の開口部１３Ａにおける対応する辺の長さと異なる長さを有していても良いし、位相シフト部１４が第１の開口部１３Ａのコーナーにおいて分断されることなく第１の開口部１３Ａを完全に囲んでいてもよいし、位相シフト部１４と第１の開口部１３Ａとの間に半遮光部１２の一部分を介在させなくてもよい。
【００７１】
以下、本実施形態のフォトマスクを用いたパターン形成方法について、図面を参照しながら説明する。
【００７２】
図１１（ａ）〜（ｄ）は本実施形態のフォトマスクを用いたパターン形成方法の各工程を説明するための図である。尚、図１１（ｃ）において、図１（ｂ）〜（ｄ）に示すフォトマスクと同一の構成要素には同一の符号を付すことにより重複する説明を省略する。
【００７３】
まず、図１１（ａ）に示すように、基板１００の上に、金属膜又は絶縁膜等の被加工膜１０１を形成した後、図１１（ｂ）に示すように、被加工膜１０１の上にポジ型のレジスト膜１０２を形成する。ここで、液浸露光を用いる場合には、レジスト膜１０２の上にさらにトップコート１０３を形成し、それによってレジスト膜１０２をコーティングする。
【００７４】
次に、図１１（ｃ）に示すように、例えば図１（ｂ）〜（ｄ）に示すような構造を持つ本実施形態のフォトマスクに対して、例えばＡｒＦエキシマレーザーを光源とする露光光１０４を照射する。このとき、本実施形態のフォトマスクにおける第１の開口部１３Ａ及び第２の開口部１３Ｂを透過した透過光１０６によってレジスト膜１０２を露光し、結果として開口部１３Ａ及び１３Ｂと対応する潜像部分１０２ａを形成する。尚、続く現像工程でレジストが完全に溶解するに足りる露光エネルギーが照射されるのは、潜像部分１０２ａのみである。一方、本実施形態のフォトマスクにおける半遮光部１２（遮光部１５が形成されていない部分）を透過した透過光１０５は、透過光１０６の同位相を持つが、潜像部分を形成するエネルギーは有していない。
【００７５】
前述のように、本実施形態のフォトマスクにおいて第２の開口部１３Ｂの周辺に設けられる遮光部１５のＣｒ幅ＷCrを０．１２×λ／ＮＡ以上で且つ１．７４×λ／ＮＡ以下に設定することによって、半遮光部１２の裏側の領域はもちろんのこと、遮光部１５の裏側の領域においても、光強度が０となる完全遮光領域（完全未露光領域）は存在せず、これらの領域にも、露光閾値と比べて小さい強度を持つ光が照射される。従って、トップコート１０３を形成した場合においても、レジスト膜１０２とトップコート１０３との接触面に生じた不溶化層とレジスト膜１０２との密着性が弱くなるので、不溶化層由来のレジスト欠陥の発生を防止することが可能となる。
【００７６】
次に、トップコート１０３及びレジスト膜１０２に対して現像を行って、トップコート１０３、及びレジスト膜１０２のうちの潜像部分１０２ａを除去することにより、図１１（ｄ）に示すように、レジストパターン１０７を形成する。
【００７７】
図１２は、液浸露光プロセスを用いた場合における図１１（ｃ）に対応する図である。すなわち、液浸露光プロセスを用いる場合、図１２に示すように、トップコート１０３上に液浸液１０８が存在する状態で露光を行う点を除いて、図１１（ｃ）に示す工程と同様の工程が実施される。
【００７８】
以上に説明したとおり、本実施形態によると、微細な孤立コンタクトパターン及び密集コンタクトパターンの同時形成が可能なエンハンサマスクに大開口部からなるアクセサリパターン等を設けている場合にも、特に、当該エンハンサマスクを、化学増幅型レジストとトップコートとを組み合わせて用いる液浸露光等のプロセスに適用した場合にも、サイドローブの発生とレジスト欠陥の発生とを同時に抑制することができるので、微細なＬＳＩの製造が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、半導体集積回路装置の製造に用いられる微細パターン形成用のフォトマスク及びそのフォトマスクを用いたパターン形成方法に関し、ＡｒＦ露光プロセス又はＡｒＦ液浸露光プロセスを用いたパターン形成等に非常に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】図１（ａ）は本発明の実施形態に係るフォトマスクを用いて形成しようとするパターンの一例を示す図であり、図１（ｂ）は本発明の実施形態に係るフォトマスクの一例を示す平面図であり、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ’線の断面図であり、図１（ｄ）は図１（ｂ）のＢ−Ｂ’線の断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係るフォトマスクにおけるサイドローブの光強度の極大値と遮光部の幅との関係を本願発明者らがシミュレーションにより調べた結果を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係るフォトマスクにおける遮光部裏側の光強度の最小値と遮光部の幅との関係を本願発明者らがシミュレーションにより調べた結果を示す図である。
【図４】図４（ａ）は本発明の実施形態に係るフォトマスクの他例を示す平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ’線の断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係るフォトマスクにおける遮光部と開口部との間に位置する半遮光部の幅とＭＥＥＦとの関係を本願発明者らがシミュレーションにより調べた結果を示す図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係るフォトマスクにおける遮光部と開口部との間に位置する半遮光部の幅とサイドローブの光強度の極大値との関係を本願発明者らがシミュレーションにより調べた結果を示す図である。
【図７】図７は本発明の実施形態に係るフォトマスクのバリエーションを示す断面図である。
【図８】図８は本発明の実施形態に係るフォトマスクのバリエーションを示す断面図である。
【図９】図９は本発明の実施形態に係るフォトマスクのバリエーションを示す断面図である。
【図１０】図１０（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施形態に係るフォトマスクのバリエーションを示す平面図である。
【図１１】図１１（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施形態に係るフォトマスクを用いたパターン形成方法の各工程を説明するための図である。
【図１２】図１２は本発明の実施形態に係るフォトマスクを用いたパターン形成方法の一工程（液浸露光プロセスを用いた場合）を説明するための図である。
【図１３】図１３（ａ）は比較的小さい開口部を持つエンハンサマスクの平面図であり、図１３（ｂ）は当該エンハンサマスクの断面図であり、図１３（ｃ）は、図１３（ａ）及び（ｂ）に示すエンハンサマスクを用いた場合の光強度プロファイルを示す図であり、図１３（ｄ）は、図１３（ａ）及び（ｂ）に示す開口部がホールパターンである場合にウェハ上に転写されるパターンの平面構成を示す模式図である。
【図１４】図１４（ａ）は比較的大きい開口部を持つエンハンサマスクの平面図であり、図１４（ｂ）は当該エンハンサマスクの断面図であり、図１４（ｃ）は、図１４（ａ）及び（ｂ）に示すエンハンサマスクを用いた場合の光強度プロファイルを示す図であり、図１４（ｄ）は、図１４（ａ）及び（ｂ）に示す開口部がホールパターンである場合にウェハ上に転写されるパターンの平面構成を示す模式図である。
【図１５】図１５は特許文献１に開示された従来のフォトマスクの平面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１１    透明基板
１２    半遮光部
１３Ａ  第１の開口部
１３Ｂ  第２の開口部
１４    位相シフト部
１５    遮光部
１８    レチクル位置計測モニタパターン
１９    オーバーレイモニタパターン
５０    所望のパターン
１００    基板
１０１    被加工膜
１０２    レジスト膜
１０２ａ  レジスト膜の潜像部分
１０３    トップコート
１０４    露光光
１０５    半遮光部の透過光
１０６    開口部の透過光
１０７    レジストパターン
１０８    液浸液
【図１】
2009058877.tif 000003
【図２】
2009058877.tif 000004
【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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