JP4914272B2 - 投影露光用のレチクル、該投影露光用のレチクルの製造方法及び該レチクルを用いた半導体装置 - Google Patents

Description

本発明は、投影露光用のレチクル、該投影露光用のレチクルの製造方法及び該レチクルを用いた半導体装置の製造方法に関する。

近年の技術の発展に伴い、半導体装置の高性能化と高密度化のため素子寸法の微細化が必要とされている。微細なパターンを形成するには波長が短い紫外線等を用いて、更に、これらの干渉性を利用したり、あるいは近接効果を補正する必要がある。

例えば、光の位相差を利用して位相が半波長ずれた場合の打ち消し効果を利用する技術としてハーフトーン位相シフトマスクを用いたパターン形成法がある。

特許文献１にはハーフトーン位相シフトマスクを用いたホールパターン形成技術が記載されている。特許文献１の図１、図２及び段落［００１０］に位相シフトハーフトーンマスクの開口部とハーフトーン部の間に遮光体領域を設けてサイドローブを低減しようとする発明が開示されている。

また、特許文献２にはホールパターンを有するレチクル（マスク）に於いて、ダミーホールパターンが図１に記載されている。

特許文献３にはハーフトーン位相シフトマスクに関する記載があり、図６〜図８、段落［００１０］に主パターンの周辺に透過率が高い位相シフター領域を配置する記載がある。また図８と図９に棒状の補助パターンの記載があり、また、図１５にも同様の記載がある。

特許文献４にはバイナリのグレイトーンマスクの記載があり、図１と段落［００２０］に複数の遮光体を等しいピッチで配置して中間トーンにする記載がある。
特開２００１−２９６６４７号公報 特開２００３−２３３１６５号公報 特開２００４−３０９９５８号公報 特開２００５−２５８３８７号公報

しかしながら、従来、密集パターン及び孤立パターンの主遮光体パターンが存在するマスク（レチクル）を用いた場合、形成されるレジストパターンには細りが生じるという問題があった。

図１２に従来のレチクルの一例を示す。レチクル４００は、透明基板４０１上に複数のクロム遮光体４０２が密集した密集パターン４１０と、密集パターン４１０と離れた位置に形成された１本のクロム遮光体４０２からなる孤立パターン４２０とを有する。図１３は、図１２のレチクルを用いて半導体基板上に投影露光によって形成されたレジストパターンを示す図である。半導体基板５０１上に形成されたパターンのうち、密集パターン５１０の両端側のパターン及び孤立パターン５２０には、細りパターン５３０が形成されてしまっている。

孤立パターンと、密集パターンにおける最外側のパターンが細る現象を抑制する方法として、図１４に示すように、パターンの外側に解像しない（転写されない）棒状パターン６１０を配置する技術は従来開示されている。図１５Ａは、１本の遮光体６０２の両側に解像しない補助パターン６１０が形成されたレチクル６５０の平面図であり、図１５Ｂは図１５ＡのＡ−Ｂ線における断面図である。このようなレチクルにおける光透過率分布を図１５Ｃに、また、光強度分布を図１５Ｄに示す。光の回折による回り込みの抑制がまだ十分ではないので孤立パターンの細りがまだ顕著である。従って、ＤＯＦ（焦点深度）も小さい。すわなち、補助パターンによる効果は限定的で、依然として孤立と密集部では同じ太さのラインが形成できないという問題が残っていた。

そこで、本発明は、孤立パターンの細りを大幅に抑制できる投影露光用のレチクル、該投影露光用のレチクルの製造方法及び該レチクルを用いた半導体装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明の投影露光用のレチクルは、半導体基板上に形成された被加工膜にレジストパターンを形成する投影露光用のレチクルであって、遮光体が形成された第１の領域と、第１の領域の周辺に形成された第２の領域と、第２の領域の周辺に形成された第３の領域と、第３の領域の周辺に形成された第４の領域と、を基板上に有し、透過率の関係が
第２の領域＞第４の領域＞第３の領域＞第１の領域
としている。

本発明のレチクルは、第２の領域に周辺にさらに、第３の領域及び第４の領域を設けている。そして、各領域の透過率を、第２の領域＞第４の領域＞第３の領域＞第１の領域としている。このような透過率の関係を有する領域を形成することで光の回折による回り込みが抑制されるため、従来の細い棒状パターンを使用する場合に比べてレジストパターンの細りを抑制することができる。

また、本発明のレチクルは、互いに隣接して形成された複数の第１の領域からなる密集パターンと、一つの第１の領域からなる孤立パターンとを有し、密集パターンと孤立パターンとは互いに離れた位置に独立して形成されているものであってもよい。この場合、孤立パターンの細りを大幅に抑制できる。

また、本発明のレチクルは、第３の領域及び第４の領域には解像しない複数の微細遮光体が配置されているものであってもよい。

また、本発明のレチクルは、複数の微細遮光体が周期性を乱して配置されているものであってもよい。この場合、干渉の効果を十分に小さくできる。

また、本発明のレチクルは、複数の微細遮光体が、基板の主面の法線方向から投影した場合の各形状が、合同又は相似となるものを含むものであってもよい。

また、本発明のレチクルは、複数の微細遮光体の高さが第１の遮光体の高さよりも低いものであってもよい。この場合、透過率調整用の複数の微細遮光体の高さを低くすることでレチクルの作製工程における微細遮光体の倒れを防止することができる。

また、本発明のレチクルは、第１の領域には透過率が３％以上１２％以下のハーフトーンの遮光体が形成されており、ハーフトーンの遮光体を通過する光と、第２の領域を通過する光との間には位相差があるものであってもよい。この場合、境界部では異なる位相の光が互いに振幅を弱め合うように働くため、形成されるパターンのエッジがシャープになる。

また、本発明のレチクルは、第１の領域には透過率の異なる複数の遮光体が形成されており、複数の遮光体は、第２の領域に近づくにつれ、透過率が高くなるように配置されているものであってもよい。

また、本発明のレチクルは、レチクルをスキャンして得られる半導体基板上のレジストパターンのスキャン方向のパターン比と、第１の領域、第２の領域、第３の領域及び第４の領域のスキャン方向のパターン比とが異なるものであってもよい。特に、第１ないし第４の領域のスキャン方向のパターン比を大きくしたレチクルとしておくことでスキャン方向のパターン精度を高めることができる。

本発明の投影露光用のレチクルの製造方法は、本発明のレチクルを製造する投影露光用のレチクルの製造方法であって、基板上に遮光体層を形成する工程と、遮光体層上にレジスト層を形成する工程と、レジスト層に、第１の領域、第３の領域及び第４の領域を形成するパターンのレジストマスクを形成する工程と、遮光体層に、レジストマスクによるパターンを転写した後、レジスト層を除去する工程と、を含むものである。

本発明の投影露光用のレチクルの製造方法は、本発明のレチクルを製造する投影露光用のレチクルの製造方法であって、基板上に遮光体層を形成する工程と、遮光体層上に中間マスク層を形成する工程と、中間マスク層上にレジスト層を形成する工程と、レジスト層に、第１の領域、第３の領域及び第４の領域を形成するパターンのレジストマスクを形成する工程と、中間マスク層に、レジストマスクによるパターンを転写した後、レジスト層を除去する工程と、遮光体層に、中間マスク層に転写されたパターンを、さらに転写した後、中間マスク層を除去する工程と、を含むものである。

本発明の半導体装置の製造方法は、本発明のレチクルを用いた半導体装置の製造方法であって、 半導体基板上に被加工膜を形成する工程と、レチクルの投影露光により被加工膜にレジストパターンを形成する工程と、を含むものであある。

本発明のレチクルによれば、光の回折による回り込みを抑制することができるため、従来の細い棒状パターンを使用する場合に比べてレジストパターンの細りを抑制することができる。

次に、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。
（実施例１）
本実施例は通常の遮光体と周辺領域の透過率制御によるパターン形成に関する。

図１Ａは、本実施例のマスク（レチクル）の要部の平面図である。透明な基板５の上の領域１には主パターンとなる遮光体が配置されている。領域１の周辺に透過率が最も高い領域２が配置されている。領域２の外側に透過率が低い領域３が配置されている。この領域３の幅は、従来の棒状パターンの幅に比べて広い。更に領域３の外側に、領域２の透過率よりも低い透過率であって且つ領域３の透過率よりも高い中間的透過率を持つ領域４が配置されている。

図１Ａに示すＡ−Ｂ線での断面図を図１Ｂに示す。基板５の領域１には主パターン６が形成され、領域３及び領域４には補助パターン７が形成されている。領域１の主パターン６は遮光体で構成されている。領域１の周辺の領域２には遮光体が配置されていない。領域２の外側の領域３は、解像しないが光（可視光以外の紫外線や更に波長の短いＵＶ光やＸ線も含めたエネルギー線も対象となる）の透過率を低減する微細なパターンよりなる。領域３のさらに外側の領域４は、実質的な透過率が領域２と領域３の中間値になるように微細なパターンが適度な大きさ、適度な間隔にて配置されている。

図１Ａのパターンを通過した光は図１Ｃに示す光透過率分布を有することとなる。領域１では光透過率は０％、領域２は１００％となる。領域３及び領域４は光を透過するが、領域４は領域２と領域３の中間値となっている。すわなち、各領域１ないし４の透過率の関係は
領域２＞領域４＞領域３＞領域１
となっている。

こうして通過した光は、ポジ型のホトレジスト膜を塗布した半導体基板表面では図１Ｄに示す光強度分布を有することとなる。従来、解像限界以下の細い棒状パターンが孤立して１本のみが配置させることが検討されてきたが、領域３の幅を従来より広くすることにより、回折して回り込む光を抑制する効果が高まる。

また、従来においては領域４に相当する領域には何も配置されず１００％の透過率であった。すわなち、この強い照射光は回折して孤立の主パターンの幾何光学でいう陰の部分にまで達してパターンを細らせていた。

これに対して本発明は、領域４における光の透過をレジストのパターンが形成されない条件を保ったまま８０％程度に抑制する。これにより、領域１の遮光体の影の部分に回りこむ光が抑制され、領域１に形成されるパターンの細りがより効果的に抑制でき、密集パターンに対する孤立パターンの細りを抑制できる。

なお、領域３及び領域４に形成された補助パターンは解像限界以下の寸法であって、透過率の調整には寄与するが、それ自身のパターンはレジストに形成されない。
（実施例２）
本実施例はハーフトーン位相シフト遮光体と周辺領域の透過率制御によるパターン形成に関する。

図２Ａは、本実施例のマスク（レチクル）の要部の平面図である。透明な基板１５の上の領域１１には主パターンとなる遮光体が配置されている。領域１１の周辺に透過率が最も高い領域１２が配置されている。領域１２の外側に透過率が低い領域１３が配置されている。この領域１３の幅は、従来の棒状パターンの幅に比べて広い。更に領域１３の外側に、領域１２の透過率よりも低い透過率であって且つ領域１３の透過率よりも高い中間的透過率を持つ領域１４が配置されている。

領域１１の透過率は３％から１５％程度の中から選ぶことが可能で、形成するパターンを考慮して適当な条件のものを使用する。また、領域１１を透過する光の位相は領域１２を通過する光の位相とほぼ半波長の差を持つように設定されている。

図２Ａに示すＡ−Ｂ線での断面図を図２Ｂに示す。基板１５の領域１１には遮光体からなる主パターン１６が形成され、領域１３及び領域１４には補助パターン１７が形成されている。なお、領域１１の周辺の領域１２には遮光体が配置されていない。領域１２の外側の領域１３は、解像しないが光の透過率を低減する微細なパターンよりなる。領域１３のさらに外側の領域１４は、実質的な透過率が領域２と領域１３の中間値になるように微細なパターンが適度な大きさ、適度な間隔にて配置されている。

図２Ａのパターンを通過した光は図２Ｃに示す光透過率分布を有することとなる。すわなち、各領域１１ないし１４の透過率の関係は
領域１２＞領域１４＞領域１３＞領域１１
となっている。

なお、光の位相は、領域１１と領域１３とは第一の位相であり、領域１２と領域１４とは第一の位相と第二の位相とは実質的に半波長の位相差を有する第二の位相である。この場合の光強度分布は図２Ｄに示すようなものとなる。現像閾値の光強度は、５０％程度になる適度な条件に設定されている。

領域１１と領域１２の境界部では異なる位相の光が互いに振幅を弱め合うように働くため、形成されるパターンのエッジがシャープになる。また、領域１３と領域１４が透過光を弱めるので領域１１に回り込む光の強度が小さくなる。これらの効果により領域１１のパターン細りがより小さくなるように抑制される。

本実施例の場合、図２Ｄ中に示すように光強度が５０％程度になる適度な条件を設定することにより、密集パターンと孤立パターンの寸法差を抑制し、ＤＯＦ（焦点深度）を大きくでき、適正露光条件範囲を広くすることができる。
（実施例３）
本実施例は位相シフト遮光体と周辺領域の透過率制御によるパターン形成に関する。

図３Ａに本実施例として遮光体の周囲に位相シフターを持つマスク（レチクル）の要部の平面図を示す。基板２５の領域２１は、透過率がおよそ５％の遮光体からなる主パターン２６ａが形成された領域２１ａと、領域２１ａの周囲であって位相シフター２６ｂが形成された領域２１ｂとを有する。領域２１の周辺の領域２２には遮光体が配置されていない。領域２３及び領域２４には補助パターン２７が形成されている。領域２２の外側の領域２３は、解像しないが光の透過率を低減する微細なパターンよりなる。領域２３のさらに外側の領域２４は、実質的な透過率が領域２と領域２３の中間値になるように微細なパターンが適度な大きさ、適度な間隔にて配置されている。なお、主パターン２６ａの透過率は５％に限定されるものではないが７％以下とするのが好ましい。また、主パターン２６ａが形成された領域２１ａを通過する光の位相は領域２２を通過する光の位相とほぼ半波長の差となるように設定する。

図３ＡのＡ−Ｂ線の部分の断面図を図３Ｂに示す。領域２１ａの主パターン２６ａはハーフトーン遮光体又は実質的に光を遮蔽する遮光体で構成され、領域２１ａの周辺の領域２１ｂはハーフトーン遮光体の位相シフター２６ｂで構成されている。領域２２には遮光体が配置されていない。領域２２の外側の領域２３は、解像しないが光の透過率を低減する微細なパターンよりなる。領域２３のさらに外側の領域２４は、実質的な透過率が領域２２と領域２３の中間値になるように微細なパターンが適度な大きさ、適度な間隔にて配置されている。

図３Ａのパターンを通過した光は図３Ｃに示す光透過率分布を有することとなる。すわなち、各領域２１ないし２４の透過率の関係は
領域２２＞領域２４＞領域２３＞領域２１
となっている。

なお、光の位相は、領域２１と領域２３とは第一の位相であり、領域２２と領域２４とは第一の位相と第二の位相とは実質的に半波長の位相差を有する第二の位相である。この場合の光強度分布は図３Ｄに示すようなものとなる。現像閾値の光強度は、５０％程度になる適度な条件に設定されている。

領域２１ｂの光の透過率を高めることにより、領域２１ｂと領域２２の境界部では異なる位相の光が互いに効果的に振幅を弱め合うように働き、エッジがよりシャープになる。また、領域２３と領域２４が透過光を弱めるので領域２１に回り込む光の強度が小さくなる。これらの効果により領域２１のパターン細りがより小さくなるように抑制される。

本実施例の場合、図３Ｄ中に示すように光強度が５０％程度になる適度な条件を設定することにより、密集パターンと孤立パターンの寸法差を抑制し、ＤＯＦ（焦点深度）を大きくでき、適正露光条件範囲を広くすることができる。
（補助パターン）
次に、実施例１ないし３で説明した領域３、１３、２３及び領域４、１４、２４に形成される補助パターン７，１７、２７について説明する。なお、以下の説明では、領域３及び領域４に形成される補助パターン７を例に説明する。

図４Ａは領域３及び領域４の補助パターン７を構成する解像しない微細遮光体８を示す基板５の一部拡大平面図である。また、図４Ｂは図４ＡのＣ−Ｄ線における断面図である。

領域２には微細遮光体８が全く形成されていない。領域３及び領域４には複数の微細遮光体８が形成されているが、領域３には領域４よりも多くの微細遮光体８が形成されている。これにより、領域３は、遮光体が形成された領域１よりも光の透過率が高く、かつ領域２よりも透過率が低くなる。また、領域４は、領域２と領域３の透過率の中間値となる。

微細遮光体８は微細な矩形パターン又はそれらの組み合わせ図形を配置するのがマスクデータ量を適度にするのに適している。このほか円形や多角形も可能であるが、こうするとデータ数が増加する。なお、例えば、微細遮光体８の矩形パターンの一辺の長さは解像限界値の３０％程度を候補とし、周期性を乱して不規則に配列する。規則配列の寸法から僅かにずれていれば干渉の効果を十分に小さくできるからである。透過率は、微細遮光体８の一辺を解像限界値程度以上にとった所定の領域に於いて、微細遮光体８が光を遮る面積の割合で定義できる。ハーフトーンの場合には更に遮光体部の透過率を考慮すればよい。

図４Ｃは図４Ｂに対応する断面図であるが、主パターン６の高さＨに対して補助パターンを構成する微細遮光体８の高さｈは低くなるように設定されている。このように透過率調整用の微細遮光体８の高さｈを低くすることでレチクルの作製工程における微細遮光体８の倒れを防止することができる。

また、微細遮光体８は図５（ａ）〜図５（ｊ）に示すような種々の形状を選択することができる。

ここで用いる微細遮光体８の幅は、解像するパターンの３０％以下を目安とするのが好ましい。また、微細遮光体８は、基板５に接する底面と上面とを同一形状とするのが好ましい。微細遮光体８は図５（ａ）、図５（ｂ）に示す矩形パターンの他、図５（ｃ）〜図５（ｊ）に示すように、棒形状パターンの組み合わせや多角形の内部又は一部を切り取った形状とすることができる。このような形状とすることで微細遮光体８の底面の基板に対する接触強度を高めることができ、歩留まりを向上させることができる。なお、これら微細遮光体８は、基板の主面の法線方向から投影した場合の各形状が、合同又は相似となるものを含んでもよい。

図６Ａは密集パターンと孤立パターンに本発明の実施例１に示した透過率調整パターンを配置したレチクルの例を示す平面図である。

基板５には、複数の領域１に形成された主パターン６が密集してなる密集パターン５０と、密集パターン５０から離れて独立して形成された一つの領域１に形成された１本の主パターン６からなる孤立パターン５１が形成されている。

孤立パターン５１の外周には領域２、及び透過率調整パターンとしての領域３、領域４が形成されている。また、密集パターン５０については、密集パターン全体を取り囲むように領域２、領域３、及び領域４が形成されている。

密集パターンと孤立パターンとを有する他の構成例を図６Ｂに示す。図６Ｂに示す密集パターンは密集パターン５０ａと密集パターン５０ｂとからなる。図６Ａに示した密集パターン５０における主パターン６はそれぞれ互いに近接して配置されている。これに対して密集パターン５０ａと密集パターン５０ｂとは互いに離れた独立した位置に形成されている。図６Ｂでは主パターン１本程度の間隔を空けて密集パターン５０ａ、５０ｂは配置されている。すわなち、パターン同士が領域３の幅程度しか離れていないような場合、密集パターン５０ａと密集パターン５０ｂとの間には領域４が形成されず、領域３を形成するものであってもよい。

図７Ａは本発明の実施例３に示した透過率調整パターンを配置したレチクルの例を示す平面図である。一方、図７Ｂは通常のマスクに対し、縦横比を変えた偏倍レチクルの例である。なお、図７Ｂは実施例３を適用したものを一例として示している。スキャン露光の際にレチクルの移動量と基板の移動量を調整して所望のパターンを形成する。このように、レチクルをスキャンして得られる半導体基板上のレジストパターンのスキャン方向のパターン比に対して領域１〜４のスキャン方向のパターン比を大きくしておくことで、スキャン方向のパターン精度を高めることができる。

また、本発明の変形例として、主パターンの角部に予め補正を施すこともできる。この例を図８Ａ、図８Ｂに示す。図８Ａは主パターン６の角部に凸部６ｃがＸ方向に延びて形成された例を示している。また、領域２及び領域３の形状も凸部６ｃの形状に応じた形状となっている。

このように、本発明は、透過率調整パターンと形状が補正された主パターンとを組み合わせて用いることも可能である。
（レチクルの製造方法）
次に、図９（ａ）〜図９（ｅ）を参照して本発明のレチクル製造方法を説明する。

まず、透過率が高い基板５上に遮光層１００（金属やシリサイドの層等）を形成する（図９（ａ））。

続いて遮光層１００の上に中間マスク層１０１（例えばアモルファスカーボン層）を形成する。

中間マスク層１０１上にさらにフォトレジスト層を形成した後、続いて電子線描画露光を行い、主パターン及び補助パターンを形成するためのレジストマスク１０２を形成する（図９（ｂ））。

続いてレジストマスク１０２を中間マスク層１０１に転写して中間マスクパターン１０３を形成する（図９（ｃ））。

更に中間マスクパターン１０３を遮光層１００に転写する（図９（ｄ））。

最後にアッシングによってアモルファスカーボンからなる中間マスクパターン１０３を除去して、主パターン６及び補助パターン７を有するレチクルが形成される（図９（ｅ））。

ここでは中間マスク層１０１を使用する製造方法を説明した。しかしながら、遮光層１００の加工がそれほどの困難性を伴わない場合には中間マスク層１０１を省略して、レジストマスク１０２を直接遮光層１００に転写するものであってもよい。

次に、半導体装置の製造方法を図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は図６Ｂに示すレチクルを用いてレジストパターンが転写された半導体装置の平面図であり、図１１は図１０に示すレジストパターンが形成された半導体装置の断面図である。

まず、半導体基板２００上にＳｉＯ₂からなる層間絶縁膜２０１を形成し、その上に被加工膜２０２を形成する。被加工膜２０２はＴｉＮ／ＡｌＣｕ／ＴｉＮ／ＴｉにＳｉＯ₂を積層してなる層である。

被加工膜２０２上に図６Ｂに示すレチクルを用いてレジストパターン２０３が転写されて図１０及び図１１に示す状態となる。すわなち、被加工膜２０２上には、第１の密集パターン２１０ａ及び第２の密集パターン２１０ｂからなる密集パターン２１０と、この密集パターン２１０から離れた位置に形成された孤立パターン２２０とがレジストパターン２０３として形成される。

模式的に示された図１０では、第１の密集パターン２１０ａと第２の密集パターン２１０ｂとは概ねパターン１本程度離れて形成され、密集パターン２１０と孤立パターン２２０とは少なくともパターン２本分以上は離れて形成されている。なお、図６Ｂのレチクルの領域３、領域４には透過率調整用の微細遮光体８からなる補助パターンが形成されているが、被加工膜２０２上には主パターンのみが形成され、微細遮光体８からなる補助パターンは形成されない。

また、領域３、４の補助パターンにより光の回折による回り込みが抑制されるため、レジストパターンの細りを抑制することができる。すわなち、密集パターン２１０の最も外側のパターン２１１は細ることなく形成され、また、孤立パターン２２０も細ることなく形成されている。さらに、第１の密集パターン２１０ａの最も外側であって第２の密集パターン２１０ｂに対する側のパターン２１２も細ることなく形成されている。同様に第２の密集パターン２１０ｂの最も外側であって第１の密集パターン２１０ａに対する側のパターン２１３も細ることなく形成されている。

本発明の実施例１におけるレチクルの要部の平面図である。 図１Ａに示すＡ−Ｂ線でのレチクルの断面図である。 図１Ａのパターンを通過した光の光透過率分布を示すグラフである。 図２Ａのパターンを通過した光の半導体基板表面での光強度分布を示すグラフである。 本発明の実施例２におけるレチクルの要部の平面図である。 図２Ａに示すＡ−Ｂ線でのレチクルの断面図である。 図２Ａのパターンを通過した光の光透過率分布を示すグラフである。 図２Ａのパターンを通過した光の半導体基板表面での光強度分布を示すグラフである。 本発明の実施例３におけるレチクルの要部の平面図である。 図３Ａに示すＡ−Ｂ線でのレチクルの断面図である。 図３Ａのパターンを通過した光の光透過率分布を示すグラフである。 図３Ａのパターンを通過した光の半導体基板表面での光強度分布を示すグラフである。 領域３及び領域４の補助パターンを構成する解像しない微細遮光体を示す基板の一部拡大平面図である。 図４ＡのＣ−Ｄ線におけるレチクルの断面図である。 主パターンと補助パターンを構成する微細遮光体との高さが異なるレチクルの例を示すレチクルの断面図である。 本発明において選択可能な微細遮光体の形状の例を示す図である。 本発明の実施例１を密集パターンと孤立パターンを有するレチクルに適用した例を示す平面図である。 本発明の実施例１を密集パターンと孤立パターンを有する他のレチクルに適用した例を示す平面図である。 本発明の実施例３を密集パターンと孤立パターンを有するレチクルに適用した例を示す平面図である。 スキャン方向において、半導体基板上に形成されるパターン比と異なるパターン比が形成されたレチクルの平面図である。 角部の形状が補正された主パターンを有する本発明のレチクルの一例を示す平面図である。 角部の形状が補正された主パターンを有する本発明のレチクルの他の例を示す平面図である。 本発明のレチクルの製造方法を説明する工程図である。 本発明のレチクルを用いてレジストパターンが形成された半導体装置の平面図である。 図１０に示す半導体装置の断面図である。 従来のレチクルの一例の平面図である。 図１２のレチクルを用いて半導体基板上に投影露光によって形成されたレジストパターンを示す図である。 棒状パターンを備えた従来のレチクルの一例の平面図である。 従来のレチクルの一例における要部の平面図である。 図１５Ａに示すＡ−Ｂ線でのレチクルの断面図である。 図１５Ａのパターンを通過した光の光透過率分布を示すグラフである。 図１５Ａのパターンを通過した光の半導体基板表面での光強度分布を示すグラフである。

符号の説明

１、２、３、４、１１、１２、１３、１４、２１、２１ａ、２１ｂ、２２、２３、２４ 領域
５、１５、２５ 基板
６、１６、２６ａ 主パターン
６ｃ 凸部
７、１７、２７ 補助パターン
８ 微細遮光体
２６ｂ 位相シフター
５０、５０ａ、５０ｂ、２１０、２１０ａ、２１０ｂ 密集パターン
５１、２２０ 孤立パターン
１００ 遮光層
１０１ 中間マスク層
１０２ レジストマスク
１０３ 中間マスクパターン
２００ 半導体基板
２０１ 層間絶縁膜
２０２ 被加工膜
２０３ レジストパターン
２１１、２１２、２１３ パターン

Claims (12)

1. 半導体基板上に形成された被加工膜にレジストパターンを形成する投影露光用のレチクルであって、
   遮光体が形成された第１の領域と、
   前記第１の領域の周辺に形成された第２の領域と、
   前記第２の領域の周辺に形成された第３の領域と、
   前記第３の領域の周辺に形成された第４の領域と、を基板上に有し、
   透過率の関係が
   第２の領域＞第４の領域＞第３の領域＞第１の領域
   であるレチクル。
2. 互いに隣接して形成された複数の前記第１の領域からなる密集パターンと、一つの前記第１の領域からなる孤立パターンとを有し、前記密集パターンと前記孤立パターンとは互いに離れた位置に独立して形成されている請求項１に記載のレチクル。
3. 前記第３の領域及び前記第４の領域には解像しない複数の微細遮光体が配置されている請求項１または２に記載のレチクル。
4. 前記複数の微細遮光体は周期性を乱して配置されている請求項３に記載のレチクル。
5. 前記複数の微細遮光体は、前記基板の主面の法線方向から投影した場合の各形状が、合同又は相似となるものを含む請求項３または４に記載のレチクル。
6. 前記複数の微細遮光体の高さは前記第１の遮光体の高さよりも低い、請求項３ないし４のいずれか１項に記載のレチクル。
7. 前記第１の領域には透過率が３％以上１２％以下のハーフトーンの前記遮光体が形成されており、前記ハーフトーンの前記遮光体を通過する光と、前記第２の領域を通過する光との間には位相差がある請求項１ないし６のいずれか１項に記載のレチクル。
8. 前記第１の領域には透過率の異なる複数の前記遮光体が形成されており、複数の前記遮光体は、前記第２の領域に近づくにつれ、透過率が高くなるように配置されている請求項１ないし７のいずれか１項に記載のレチクル。
9. 前記レチクルをスキャンして得られる前記半導体基板上のレジストパターンのスキャン方向のパターン比と、前記第１の領域、前記第２の領域、前記第３の領域及び前記第４の領域の前記スキャン方向のパターン比とが異なる請求項１ないし８のいずれか１項に記載のレチクル。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載のレチクルを製造する投影露光用のレチクルの製造方法であって、
    前記基板上に遮光体層を形成する工程と、
    前記遮光体層上にレジスト層を形成する工程と、
    前記レジスト層に、前記第１の領域、前記第３の領域及び前記第４の領域を形成するパターンのレジストマスクを形成する工程と、
    前記遮光体層に、前記レジストマスクによる前記パターンを転写した後、前記レジスト層を除去する工程と、を含むレチクルの製造方法。
11. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載のレチクルを製造する投影露光用のレチクルの製造方法であって、
    前記基板上に遮光体層を形成する工程と、
    前記遮光体層上に中間マスク層を形成する工程と、
    前記中間マスク層上にレジスト層を形成する工程と、
    前記レジスト層に、前記第１の領域、前記第３の領域及び前記第４の領域を形成するパターンのレジストマスクを形成する工程と、
    前記中間マスク層に、前記レジストマスクによる前記パターンを転写した後、前記レジスト層を除去する工程と、
    前記遮光体層に、前記中間マスク層に転写された前記パターンを、さらに転写した後、前記中間マスク層を除去する工程と、を含むレチクルの製造方法。
12. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載のレチクルを用いた半導体装置の製造方法であって、
    半導体基板上に被加工膜を形成する工程と、
    前記レチクルの投影露光により前記被加工膜に前記レジストパターンを形成する工程と、を含む半導体装置の製造方法。

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