TWI422965B - 光罩及其製造方法暨光罩之修正方法及經修正之光罩 - Google Patents

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Description

光罩及其製造方法暨光罩之修正方法及經修正之光罩
本發明係關於形成半導體元件之圖案所用的準分子雷射曝光裝置等之使用短波長曝光光源之光刻技術所用的光罩及其製造方法、暨光罩之修正方法及經修正之光罩，特別，係關於在主要圖案附近設置輔助圖案之半色調型光罩及其製造方法、暨光罩之修正方法及經修正之光罩。
為了實現中間間距由65nm進展成45nm、更且成32nm之半導體元件的高積體化、超微細化，於光刻法中，作為曝光裝置的高解像技術，以提高投影透鏡之開口數的高NA化技術、在投影透鏡與曝光對象之間介在高折射率媒體進行曝光的浸液曝光技術、搭載變形照明的曝光技術等已被實用。
作為光刻法中提高光罩(以下，亦記述為光罩)解像度的對策，在通過光之部分與遮光部分所構成之習知技術的二元光罩的微細化、高精度化之同時，使用利用光干擾之相位位移效果以圖謀提高解像度的利文森(Levenson)型(亦稱為澀谷‧利文森型)相位位移光罩、以光穿透部分與半穿透部分所構成之半色調型相位位移光罩(以後，單稱為半色調光罩)、未設置鉻等之遮光層的無鉻型相位位移光罩等之相位位移光罩。
於光刻技術中，投影曝光裝置可轉印的最小尺寸(解像度)，與曝光所用光的波長成比例，且反比於投影光學系的透鏡開口數(NA)，因此隨著對於半導體元件微細化之要求，發展出曝光光線的短波長化以及投影光學系的高NA化，但僅以短波長化及高NA化，於滿足此要求上有限度。
於是為了提高解像度，近年來提案經由縮小工作常數k1 (k1 =解像線寬×投影光學系之開口數/曝光光線之波長)值，圖謀微細化的超解像技術。作為此類超解像技術，有根據曝光光學系特性對光罩圖案提供輔助圖案和線寬偏移，使光罩圖案最適化的方法、或者以稱為變形照明之方法(亦被稱為斜入射照明法)的方法等。以變形照明之投影曝光上，通常使用利用瞳孔濾光器的輪帶照明(亦稱為Annular)、使用二極(亦稱為Dipole)之瞳孔濾光器的二極照明以及使用四極(亦稱為Cquad)之瞳孔濾光器的四極照明等。
使用輔助圖案之方法，係在轉印至晶圓上之圖案(以後，稱為主要圖案)附近，配置投影光學系之解像界限以下並且未被轉印至晶圓上的圖案(以後，亦稱為輔助圖案)，並且使用具有提高主要圖案之解像度和焦點深度效果之光罩的光刻方法(例如，參照專利文獻1)。輔助圖案亦被稱為SRAF(Sub Resolution Assist Feature，次解析輔助圖案)(以後，於本發明中將輔助圖案亦稱為SRAF)。
但是，隨著半導體元件圖案的微細化，具有輔助圖案的光罩在光罩製作上產生困難點。首先，可列舉輔助圖案如上述其本身必須不會在晶圓上結像、必須比主要圖案之尺寸更加微小之尺寸。其結果，隨著主要圖案尺寸的微細化，所要求之輔助圖案的線寬尺寸由數100nm微小化至更加微小的尺寸，接近製作上的界限區域。例如，於晶圓上形成65nm線寬之半導體元件時，其光罩(通常具有4倍體圖案的標線)上的主要圖案的線寬尺寸增長接近光效果的校正(OPC)等，以200nm~400nm左右形成，相對地，輔助圖案的線寬尺寸變成120nm以下，極難製作光罩。如上述，轉印中間間距65nm以下圖案的曝光條件中，輔助圖案的尺寸成為光罩製造上的大問題。
更且，作為轉印中間間距65nm以下圖案之光罩的轉印特性，如後述，因為半色調光罩多比二元光罩取得更良好的轉印像，故亦強烈期望將具有輔助圖案的光罩作成半色調光罩的構造，且亦已提案具有輔助圖案的半色調光罩(例如，參照專利文獻2、專利文獻3、非專利文獻1)。但是，半色調光罩由於轉印特性，通常，因在光罩圖案尺寸加入負側偏差，因此以半透明膜形成輔助圖案作為半色調光罩的尺寸，要求比僅由遮光膜形成之二元光罩的輔助圖案尺寸更小之值。半導體元件之中間間距由45nm至32nm的世代中，根據半導體設計和曝光條件而要求光罩線寬60nm以下之輔助圖案尺寸。
又，隨著輔助圖案的微細化，於洗淨等之光罩製造步驟中，或者以曝光裝置將使用中弄髒的光罩予以再洗淨之情況，設置習知技術之輔助圖案的半色調光罩，其輔助圖案的縱橫比(圖案高度/圖案寬度)接近1，一部分的輔助圖案欠缺，輔助圖案由基板表面剝落，並且亦產生輔助圖案朝向其線寬方向發生倒塌現象的問題。
於專利文獻2中，作為因應於半色調光罩之輔助圖案之微細化的對策，提案使穿透半透明圖案之光與穿透透明基板之透明區域之光產生180度的相位差，且使穿透半透明輔助圖案之光與穿透透明基板之透明區域之光產生比50度更小範圍之既定的相位差，且半透明圖案之聚焦特性平坦的光罩。圖24為專利文獻2所示之光罩的平面圖(同圖(a))、縱剖面圖(同圖(b))。根據專利文獻2之光罩，亦可使主要圖案之線圖案附近設置的輔助圖案以主要圖案相同尺寸形成。
專利文獻2所記載之具有輔助圖案的半色調光罩，如圖24所示般，係設置主要圖案1之半透明圖案線寬在晶圓上為0.3μm之線圖案、半透明輔助圖案2與主要圖案1之左右相同線寬之線圖案的光罩，且主要圖案1在半透明膜302上再成膜出透明膜304並重疊的2層構成，且使穿透2層膜所構成之半透明主要圖案1的光與穿透透明基板301之透明區域的光產生180度之相位差，另一方面，使穿透半透明輔助圖案2的光與穿透透明基板301之透明區域的光產生小於50度範圍之既定的相位差，且半透明圖案的聚焦特性平坦的光罩。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平7-140639號公報
[專利文獻2]日本專利第2953406號
[專利文獻3]日本專利特開2003-302739號公報
[非專利文獻]
[非專利文獻1]N.V. Lafferty，等人，Proc. of SPIE Vol. 5377,381-392(2004)
但是，專利文獻2所記載之具有輔助圖案的半色調光罩，係於曝光光源使用水銀燈的i射線(365nm)或KrF準分子雷射(248nm)，投影光學系的開口數NA小至0.6，且以晶圓上之圖案尺寸為0.3~0.35μm之亞微米單位的半導體元件作為對象之世代的光罩，以目前已發展實用化之ArF準分子雷射作為曝光光源，並被使用於NA為1以上、期望為1.3~1.35左右之高NA的曝光裝置，且使用作為晶圓上的圖案尺寸為中間間距65nm以下、更且為45nm、32nm之半導體元件用的光罩，則具有如下之問題。
即，隨著工作常數k1 變小，為了提高主要圖案的解像性而使用變形照明，但其伴隨具有輔助圖案亦易解像之問題。更且，經由變形照明之傾斜入射照射，則在光罩基板面，經由垂直方向的光罩厚度以立體效果(光罩的三次元效果)，發生輔助圖案易於轉印對象面上解像的問題。專利文獻2所記載之具有輔助圖案的半色調光罩，即使主要圖案的相位差在既定的範圍內，亦經由三次元效果使輔助圖案解像，並且對於散焦的尺寸變動變成非對稱，產生轉印影像品質降低且不適於實用的問題。
又，專利文獻2、專利文獻3及非專利文獻1所記載的光罩，僅主要圖案均在透明基板側的下層重疊半透明膜、上層重疊遮光膜或與下層不同材質之半透明膜或透明膜的2層構造，於製造具有半透明膜之輔助圖案的光罩中，主要圖案的成膜步驟均需要2次，具有製造步驟繁雜的問題。更且，於專利文獻2記載之光罩製造中，隨著圖案微細化之同時，於透明基板上所形成之第1圖案與其次形成之第2圖案的位置配合困難，主要圖案與輔助圖案間的空間必須考慮對準不齊之值(通常，200nm左右)以上，使輔助圖案寬度與主要圖案寬度相同，則隨著圖案微細化之同時有變為困難之問題。
如上述，隨著半導體元件圖案的微細化，雖然強烈要求設置輔助圖案的半色調光罩，但習知技術之設置輔助圖案的光罩，無法因應於作為中間間距65nm以下、更且45nm、32nm之半導體元件用光罩的微細化，且具有其製造困難的問題。
於是，本發明為鑑於上述問題點而完成者。即，本發明之第一目的，在於提供以ArF準分子雷射作為曝光光源，且以變形照明之投影曝光所用的光罩，一邊保持作為輔助圖案的放大焦點深度效果，一邊不會使輔助圖案解像，抑制輔助圖案的欠缺和倒塌，具有可形成主要圖案之對比度高之轉印影像之輔助圖案的半色調光罩及其製造方法。
又，如上述，隨著輔助圖案的微細化，於洗淨等之光罩製造步驟中，或者於以曝光裝置將使用中弄髒的光罩予以再洗淨之情況，具有一部分輔助圖案欠缺等問題。
於是，本發明為鑑於上述問題點而完成者。即，本發明之第二目的，在於提供具有抑制發生輔助圖案欠缺等之輔助圖案的半色調光罩。
又，本來，輔助圖案係以不會在轉印對象面解像般設計光罩，故不一定全部複數的輔助圖案被轉印，但發生一部分的輔助圖案，例如，接近主要圖案的輔助圖案或者接近輔助圖案的一部分等解像的問題。
作為上述之輔助圖案或其一部分在轉印對象面上解像的原因，認為有光罩設計塑性之精細度差，使得光罩設計階段不完備之情況、實際所製作之輔助圖案尺寸的誤差大之情況、半導體曝光裝置之光學系具有微妙誤差之情況、以及半導體用光阻特性之問題等各式各樣的要因。
如上述，雖然強烈要求設置輔助圖案的光罩，但隨著半導體元件圖案的微細化，在接近微細圖案界限的區域進行圖案轉印，故曝光轉印後發生輔助圖案在轉印對象面解像的問題，且為了修正已轉印之輔助圖案的光罩，即使進一步縮小修正輔助圖案線寬欲嘗試不會解像，亦難將光罩線寬例如60nm以下之輔助圖案進一步以些微幅度修正，再度，具有必須製造光罩的問題。
於是，本發明為鑑於上述問題點而完成者。即，本發明之第三目的，在於提供以ArF準分子雷射作為曝光光源，且具有以變形照明投影曝光所用之輔助圖案的光罩中，將輔助圖案被解像至轉印對象面情況的光罩，以確實且較容易的方法修正輔助圖案之光罩之修正方法及經修正之光罩。
為了解決上述課題，於本發明中，提供以ArF準分子雷射作為曝光光源，且以變形照明投影曝光所用之光罩中，該光罩在透明基板的一主面上，設置經由上述投影曝光轉印至轉印對象面的主要圖案、和在上述主要圖案附近所形成且未被轉印至上述轉印對象面之輔助圖案的光罩，上述主要圖案與上述輔助圖案以相同材料形成的半透明膜所構成，使穿透上述主要圖案之光與穿透上述透明基板之透明區域的光產生180度的相位差，且使穿透上述輔助圖案之光與穿透上述透明基板之透明區域的光產生70度~115度範圍之既定相位差為其特徵。
於上述發明中，上述輔助圖案之膜厚比上述主要圖案之膜厚更薄，且膜厚差為24nm~40nm範圍之既定膜厚差為佳。
於上述發明中，上述膜厚差係經由乾式蝕刻所形成為佳。
於上述發明中，上述輔助圖案之曝光光線穿透率為15%~29%範圍之既定穿透率為佳。
於上述發明中，上述相同材料形成之半透明膜為單層之半透明膜或2層之半透明膜所構成為佳。
於上述發明中，上述單層之半透明膜為矽化鉬系材料的半透明膜，上述2層之半透明膜在上述透明基板上依序設置鉻系材料之半透明膜、矽化鉬系材料之半透明膜為佳。
於上述發明中，於上述光罩的外周部形成遮光區域為佳。
於上述發明中，上述單層之半透明膜為矽化鉬系材料的半透明膜，上述2層之半透明膜在上述透明基板上依序設置鉻系材料之半透明膜、矽化鉬系材料之半透明膜為佳。
於上述發明中，上述主要圖案及上述輔助圖案均為線圖案，上述主要圖案為獨立圖案或周期圖案為佳。
又，於本發明中，提供以ArF準分子雷射作為曝光光源，且被使用於以變形照明之投影曝光，於透明基板之一主面上，設置經由上述投影曝光轉印至轉印對象面的主要圖案、和在上述主要圖案附近形成且未被轉印至上述轉印對象面之輔助圖案之光罩之製造方法，其特徵為包含(a)在上述透明基板之一主面上依序形成半透明膜、遮光膜，作成穿透上述半透明膜之光與穿透上述透明基板之透明區域之光的相位差大致180度之膜厚的步驟、(b)在上述遮光膜上形成第1光阻圖案，將上述遮光膜及上述半透明膜依序乾式蝕刻，形成主要圖案部與輔助圖案部的步驟、(c)將上述第1光阻圖案剝離，其次於上述遮光膜上形成第2光阻圖案，並將上述輔助圖案部的遮光膜予以蝕刻除去的步驟、(d)將上述第2光阻圖案剝離，其次將上述透明基板之一主面上全面乾式蝕刻，直到穿透上述輔助圖案之光與穿透上述透明基板之透明區域之光為70度~115度範圍之既定相位差的膜厚為止，將上述輔助圖案部的半透明膜予以乾式蝕刻形成輔助圖案的步驟，和(e)將上述主要圖案部之遮光膜予以乾式蝕刻除去以形成主要圖案，使穿透上述主要圖案之光與穿透上述透明基板之透明區域之光產生180度相位差的步驟之光罩之製造方法。
於上述發明中，步驟(b)之上述半透明膜的乾式蝕刻，係在上述半透明膜之膜厚中途的半蝕刻為佳。
又，於本發明中，提供以ArF準分子雷射作為曝光光源，且被使用於變形照明之投影曝光，於透明基板之一主面上，設置經由上述投影曝光轉印至轉印對象面的主要圖案、和在上述主要圖案附近形成且未被轉印至上述轉印對象面之輔助圖案之光罩之製造方法，其特徵為包含(a)在上述透明基板之一主面上依序形成半透明膜、遮光膜，上述半透明膜由2層半透明膜所構成，上述透明基板側之下層的半透明膜兼作上層半透明膜的停止蝕刻層，作成穿透上述2層半透明膜之光與穿透上述透明基板之透明區域之光的相位差大致180度之膜厚的步驟、(b)在上述遮光膜上形成第1光阻圖案，將上述遮光膜及上述2層半透明膜依序乾式蝕刻，形成主要圖案部與輔助圖案部的步驟、(c)將上述第1光阻圖案剝離，其次於上述遮光膜上形成第2光阻圖案，並將上述輔助圖案部的遮光膜予以蝕刻除去的步驟、(d)將上述第2光阻圖案剝離，其次將上述透明基板之一主面上全面乾式蝕刻，直到穿透上述輔助圖案之光與穿透上述透明基板之透明區域之光為70度~115度範圍之既定相位差的膜厚為止，將上述輔助圖案部的半透明膜予以乾式蝕刻形成輔助圖案的步驟、和(e)將上述主要圖案之遮光膜予以乾式蝕刻除去以形成主要圖案，使穿透上述主要圖案之光與穿透上述透明基板之透明區域之光產生180度相位差的步驟之光罩之製造方法。
於上述發明中，上述輔助圖案與上述主要圖案之膜厚差為24nm~40nm範圍之既定膜厚差為佳。
於上述發明中，在形成上述輔助圖案之步驟(d)後，進一步包含形成遮光區域用光阻圖案，將上述主要圖案上之遮光膜予以乾式蝕刻除去以形成主要圖案之同時，在上述光罩之外周部形成遮光區域的步驟為佳。
又，於本發明中，提供在透明基板之一主面上，設置經由投影曝光轉印至轉印對象面的主要圖案、和在上述主要圖案附近形成且未被轉印至上述轉印對象面之輔助圖案的光罩，其特徵為上述主要圖案與上述輔助圖案係以相同材料形成的半透明膜所構成，上述輔助圖案之膜厚比上述主要圖案之膜厚更薄，且膜厚差為24nm~40nm範圍之既定膜厚差的光罩。
又，於本發明中，提供在以ArF準分子雷射作為曝光光源，且被使用於變形照明之投影曝光，於透明基板之一主面上，具有經由上述投影曝光轉印至轉印對象面的主要圖案、和在上述主要圖案附近形成之輔助圖案的光罩中，經由上述投影曝光使上述輔助圖案被解像至上述轉印對象面時之光罩之修正方法，其特徵為將上述已被解像的輔助圖案表面予以蝕刻或研削，直到上述輔助圖案不被解像至上述轉印對象面為止，使上述被解像之輔助圖案的膜厚變薄之光罩之修正方法。
於上述發明中，上述蝕刻或研削變薄之修正後之上述輔助圖案的膜厚、與修正前之上述輔助圖案之膜厚的膜厚差為1nm~40nm之範圍為佳。
於上述發明中，上述蝕刻係使用電子束光罩修正機之電子束的氣體輔助蝕刻(gas-assist etching)，上述研削係使用原子間力顯微鏡之探針的研削。
於上述發明中，上述主要圖案與上述輔助圖案以半透明膜所構成，上述主要圖案之膜厚為穿透上述主要圖案之光與穿透上述透明基板之透明區域之光產生180度相位差之膜厚為佳。
於上述發明中，上述主要圖案由遮光膜所構成，且上述輔助圖案由半透明膜構成為佳。
於上述發明中，上述主要圖案與上述輔助圖案以遮光膜構成為佳。
於上述發明中，上述主要圖案及上述輔助圖案均為線圖案，上述主要圖案為獨立圖案或周期圖案為佳。
又，於本發明中，提供根據上述光罩之修正方法將輔助圖案修正，且修正後之上述輔助圖案的膜厚比修正前之上述輔助圖案的膜厚更薄為其特徴的光罩。
若根據本發明之光罩，於具有輔助圖案之半色調光罩中，僅將輔助圖案部分薄膜化，則可繼續保持作為輔助圖案之擴大焦點深度效果，並且形成對比度高的轉印影像。即使將輔助圖案尺寸由56nm增大至104nm亦不會使輔助圖案部解像，且對重複端之主要圖案的擴大焦點深度效果不會造成不良影響，且輔助圖案的尺寸可增大至習知技術尺寸之約2倍左右，並且經由降低輔助圖案的縱橫比，可達到抑制輔助圖案欠缺和倒塌的效果。又，本發明之光罩，於半透明膜為單層之情況，可直接使用習知技術所使用的半色調光罩用空白光罩，不需要變更空白光罩材料，因此相對於未使用輔助圖案之半色調光罩，可確保空白光罩之互換性，可維持光罩品質並降低光罩成本。
根據本發明之光罩之製造方法，因主要圖案及輔助圖案係由相同材料形成的半透明膜所構成，故半透明膜之成膜步驟容易，在半透明膜為單層之情況，可直接使用習知技術所使用的半色調光罩用空白光罩，不需要變更空白光罩材料，因此可減低光罩製造成本。經由輔助圖案寬度小於主要圖案，可作為使主要圖案與輔助圖案間的空間更廣，提高透明基板上形成之第1圖案與其次形成之第2圖案之對準不齊的容許度的製造方法，取得不會提高光罩製造難度以改善圖案轉印特性的光罩。
若根據本發明之光罩，將主要圖案及輔助圖案之膜厚差作成既定範圍，則可抑制發生一部分之輔助圖案欠缺、輔助圖案由基板表面剝離、輔助圖案朝向其線寬方向倒塌的現象。
若根據本發明之光罩之修正方法，在本來未被轉印至轉印對象面的輔助圖案，於轉印對象面解像時之光罩之修正方法中，將被解像之輔助圖案表面予以蝕刻或研削，直到輔助圖案未被解像至轉印對象面為止，將輔助圖案的膜厚變薄下，解決輔助圖案被轉印的問題，可繼續保持作為輔助圖案的擴大焦點深度效果，並且可修正成形成對比度高之轉印影像的光罩。本發明之光罩之修正方法，與習知技術方法之輔助圖案之線寬方向修正不同，係將輔助圖案於厚度方向薄膜化進行修正的方法，以容易之方法確實修正具有輔助圖案的光罩。
若根據本發明之修正方法的光罩，將輔助圖案被轉印至轉印對象面的光罩，經由在厚度方向上修正輔助圖案，則可達成輔助圖案未被轉印至轉印對象面，具有擴大焦點深度效果，取得可形成對比度高之轉印影像之高品質光罩的效果。
 A.　光罩
本發明之光罩，係以ArF準分子雷射作為曝光光源，並且於以變形照明之投影曝光中所使用的光罩，較佳使用於形成以晶圓上之中間間距為65nm以下、更且為45nm、32nm之微細半導體元件為對象的光罩。
(習知技術之半色調光罩的轉印特性)
關於本發明，如前述，首先說明關於作為本發明對象之具有輔助圖案的半色調光罩的轉印特性。本發明者將晶圓上具有用以形成中間間距45nm以下之細密圖案之輔助圖案的半色調光罩的轉印特性，一邊與使用習知技術之半色調光罩的二元光罩比較，一邊利用模擬實驗進行調查。
以往，光罩圖案之轉印特性的評估，係以光罩圖案的平面特性為主，並且以穿透率和相位差表現之方法進行預測。近年來，在光罩之轉印特性的評估上，使用對比度或NILS(Normalized Image Log-Slope：正規化影像對數梯度)、以及MEEF(Mask Error Enhancement Factor：光罩誤差增大因子)等之指標。首先，使用NILS和MEEF評估光罩的轉印特性。
NILS以下述數式(1)表示。若NILS值大，則光學像變成急峻，光阻圖案的尺寸控制性提高。一般而言，NILS為2以上為佳，但隨著半導體元件之微細化，要求1.5左右以上亦可解像的光阻步驟。此處，W為所欲的圖案尺寸、Ith 為提供W的光強度臨限值、(dI/dx)為空間影像的梯度。
NILS=(dI/dx)/(W×Ith )　…(1)
MEEF以下述數式(2)表示，以晶圓上之圖案尺寸變化量(△晶圓CD)相對於光罩尺寸變化量(△光罩CD)之比表示。CD表示光罩和晶圓的重要尺寸(Critical Dimension)。數式(2)之數值4為光罩的縮小比，一般例示使用4倍光罩之情況。如數式(2)所示般，MEEF值較小者(1附近)，光罩圖案根據晶圓圖案忠實轉印，若MEEF值變小，則晶圓的製造產率提高，其結果，使用於製造晶圓之光罩製造產率亦提高。
MEEF=△晶圓CD/△光罩CD/4　…(2)
於本發明中，作為估計光罩圖案之轉印特性的模擬實驗軟體，係使用EM-Suite(商品名：Panoramic Technology公司製)。主要的模擬實驗條件，以ArF準分子雷射(193nm)作為照明光源，且NA為1.35，作為變形照明，使用圖3所示之Cquad瞳孔濾光器31。同圖(a)為Cquad 31的平面示意圖，同圖(b)為對使用Cquad 31之光罩33照射曝光光線時的立體示意圖。Cquad 31為扇狀光穿透部的開口角35度，外徑0.9、內徑0.7(將瞳孔濾光器的半徑視為1)。作為光罩33，使用習知技術之一般矽化鉬系之曝光波長193nm中之穿透率6%的半色調光罩(記述為6%半色調)、和比較用之矽化鉬系的二元光罩。晶圓上之標的線尺寸為45nm、圖案為間距90nm(中間間距45nm)的線/空間重複圖案。
圖20、圖21係示出習知技術之半色調光罩與二元光罩中，根據上述模擬實驗所得之晶圓上之轉印標的尺寸45nm中之光罩偏差與轉印特性的關係圖。圖20係以NILS、圖21係以MEEF示出與光罩CD的關係。
於圖20所示之NILS中，半色調光罩中，將光罩偏差作成於負側，且於線圖案尺寸變細之光罩CD 32nm~44nm(晶圓上)中，NILS為表示最大值。另一方面，二元光罩中，將光罩偏差作成於正側，且線圖案尺寸愈粗則示出NILS愈提高之傾向。
於圖21所示之MEEF中，半色調光罩、二元光罩均將光罩偏差作成於負側，且線圖案尺寸愈細，則MEEF愈小，但以半色調光罩顯示比二元光罩更小之值，為更佳。
由圖20、圖21，半色調光罩中，最大NILS與最小MEEF的光罩CD大致一致。另一方面，二元光罩中，NILS與MEEF具有相反之關係，若欲將一者特性變佳，則可察見另一者特性變差。此情事示出，在中間間距45nm以下之圖案形成上，半色調光罩比二元光罩更加適合。因此，如本發明所說明般，使用半色調光罩作為形成中間間距45nm以下之圖案用的光罩，為較佳選擇之一。
圖22係示出習知技術之半色調光罩與二元光罩之光罩CD與曝光容許度(Exposure Latitude、亦稱為曝光寬容度)之圖。曝光容許度係示出用以取得良好光阻尺寸、形狀之曝光邊緣值。此處，曝光容許度以焦點面為±50nm之範圍分岐，且主要圖案光罩CD為±2.5nm之範圍分岐之情況，以晶圓轉印CD之誤差為±3.8nm以下之條件評估。此處，光罩CD係在晶圓上換算，因此示出經轉印之主要圖案的光罩CD。於圖22中，半色調光罩(圖中的點線)於光罩CD為32nm時曝光容許度顯示最佳值8.3%，且光罩CD為40nm時與二元光罩(實線)相同的曝光容許度。另一方面，二元光罩在光罩CD為46nm時曝光容許度顯示最佳值7%，若相比於半色調光罩則曝光容許度小。
圖4示出本發明中所用之評估圖案(同圖(a))、和評估圖案位置對應之光強度的空間影像圖(同圖(b))。評估圖案，作為主要圖案，中間間距45nm之線/空間為9根，為了提高端部之主要圖案的解像性，於主要圖案之兩端SRAF以加入2根(SRAF的中間間距與主要圖案相同)為一組，並且夾以400nm空間的重複圖案。主要圖案、SRAF均為上述之6%半色調。
其次，說明關於具有輔助圖案之半色調光罩中，線/空間圖案端之輔助圖案(SRAF)的轉印性。圖4中，橫軸示出主要圖案與SRAF一組圖案的位置，縱軸示出以無圖案之穿透部的光強度視為1時之規格化的光強度，圖中的橫實線所示的截剪位準(slice level)，為規格化的光強度臨限值。截剪位準根據主要光罩圖案的尺寸而變化。圖中以箭頭所示之SRAF部的最小光強度若低於截剪位準，則意指SRAF在晶圓上解像。
圖23示出根據習知技術使膜厚為一定時之半色調光罩與二元光罩中，相對於晶圓上之SRAF的CD(橫軸)，規格化之光強度臨限值的截剪位準相對於SRAF部之光強度比(縱軸)之圖。半色調光罩(圖中的三角點)示出主要圖案的CD為3種(於晶圓上32nm；36nm；40nm)之情況。上述比若為1以下，則SRAF被轉印，因此必須使SRAF不被轉印般將上述之比作成1以上。圖中以點線所示之半色調光罩的主要圖案CD為32nm(光罩上128nm)時，上述曝光容許度顯示最佳值，可知SRAF的CD若非14nm(光罩上56nm)以下，則SRAF解像，難以製造光罩。
上述係使用具有SRAF之習知技術的6%半色調光罩時的模擬實驗結果，雖然模擬實驗上判定光罩特性優良，但SRAF尺寸極小，實際的光罩製造困難。
(本發明之光罩)
其次，一邊參考上述結果，一邊根據圖式詳細說明關於本發明之光罩及光罩之製造方法的實施形態。於本發明中，除了於後述之主要圖案間具有SRAF的情況，於下列之光罩圖案之轉印特性的說明中，使用上述圖3所示的Cquad瞳孔濾光器31，並使用EM-Suite(商品名：Panoramic Technology公司製)作為模擬軟晶圓。主要的模擬條件，以ArF準分子雷射(193nm)作為照明光源，且NA為1.35。評估圖案使用上述圖4(a)所示之圖案。
[第1實施形態]
圖1示出本發明光罩之具有輔助圖案之半色調光罩之第1實施形態的部分剖面示意圖，例示設置線/空間圖案之情況，於合成石英基板等之透明基板11上，設置曝光光線以既定之穿透率穿透且改變相位之單層半透明膜的主要圖案12，並且於主要圖案12附近，形成與主要圖案12相同材料形成之單層半透明膜所構成的輔助圖案(SRAF)13的半色調光罩10。圖1中，主要圖案12、輔助圖案13均為2個，且僅例示一部分的光罩圖案，但當然不應限定於此。主要圖案亦可為獨立圖案或周期圖案。
本發明之具有輔助圖案的半色調光罩10，設定成穿透主要圖案12之光與穿透透明基板11之無圖案透明區域之光產生180度之相位差，且穿透輔助圖案13之光與穿透透明基板11之透明區域之光產生70度~115度範圍之既定相位差。經由如上述設定主要圖案12與輔助圖案13的相位差，使得半色調光罩10一邊保持作為輔助圖案的擴大焦點深度效果，一邊不會使輔助圖案13解像，形成主要圖案12之對比度高的轉印影像。
為了產生上述的相位差，本發明之具有輔助圖案的半色調光罩10，以輔助圖案13之膜厚比主要圖案12之膜厚更薄，且膜厚差(以後，稱為SRAF膜厚差)為24nm~40nm範圍之既定膜厚差。上述既定膜厚差可經由選擇性乾式蝕刻SRAF部而形成。
作為具有輔助圖案之半色調光罩10，例如，若產生180度相位差之主要圖案的ArF曝光光線穿透率為6%，則產生上述70度~115度範圍之既定相位差之輔助圖案的ArF曝光光線穿透率為15%~29%範圍的既定穿透率。
作為構成圖1所示之本發明之半色調光罩10之主要圖案12及輔助圖案13的半透明膜，其材料並無特別限定，可列舉例如，矽化鉬系材料之矽化鉬氧化膜(MoSiO)、矽化鉬氮化膜(MoSiN)、矽化鉬氧化氮化膜(MoSiON)等之半透明膜。矽化鉬系半透明膜已被實用作為半色調材料，為更佳之材料。
半透明膜12之形成，可應用先前公知的方法，例如矽化鉬氧化膜(MoSiO)之情況，使用鉬與矽的混合標的(Mo：Si=1：2莫耳%)，並以氬與氧的混合氣體環境氣體，根據反應性濺鍍法則可形成，且成膜為數10nm的厚度。
構成主要圖案12及輔助圖案13的半透明膜，例如於矽化鉬系材料之半透明膜的情況，使用CF4 、CHF3 、C2 F6 等之氟系氣體、或者該等之混合氣體、或者於該等之氣體中混合氧氣之氣體作為蝕刻氣體，進行乾式蝕刻，形成圖案。
此處，半透明膜為矽化鉬系材料單層之情況，將半透明膜予以乾式蝕刻以形成光罩圖案時，通常，僅在透明基板表面蝕刻掘入(於圖1中未圖示)。於本發明中，無光罩圖案部分之透明基板表面的掘入深度，控制於0~10nm範圍的深度為佳。掘入深度若超過10nm，則產生光罩特性不佳的影響。於是，本發明之半色調光罩，將透明基板表面的蝕刻深度控制於0~10nm範圍的既定深度，且預先包含此深度設定相位差。於下列之實施形態中，任何半色調光罩均被蝕刻掘入深度為4nm，當然若為0~10nm之範圍，則亦可使用其他的蝕刻深度。
作為本實施形態之半色調光罩，例如，可示出以膜厚68nm之矽化鉬作為半透明膜時，主要圖案(膜厚68nm)為ArF準分子雷射光的穿透率6%、與透明基板之透明區域的相位差180度，以輔助圖案與主要圖案膜厚差24nm~40nm範圍之既定膜厚差，與透明基板之透明區域的相位差70度~115度範圍之既定相位差的半色調光罩。
[第2實施形態]
為了減低上述透明基板表面的掘入，作為本發明之光罩的其他實施形態，示出圖2所示之2層半透明膜所構成的半色調光罩。主要圖案與輔助圖案以相同材料形成的2層半透明膜所構成，透明基板側下層的半透明膜24，具有上層半透明膜25之乾式蝕刻時之停止蝕刻層的機能，且亦具有作為半透明膜的機能。作為上層的半透明膜25，可例示上述的矽化鉬系材料。此時，作為下層的半透明膜24，以鉻系材料之氧化鉻膜(CrO)、氮化鉻膜(CrN)、氧化氮化鉻膜(CrON)為佳。上述之鉻系材料薄膜對於曝光光線為半透明，係因對於矽化鉬系材料之乾式蝕刻所用的氟系氣體具有耐性。鉻系材料可根據先前公知的反應性濺鍍法形成，不必要的鉻系材料薄膜可經由氯系氣體進行乾式蝕刻，不會對透明基板造成損傷。上層之半透明膜25成膜為數10nm、下層之半透明膜24成膜為數nm~數10nm之厚度。
本發明之半色調光罩，於上述之第1及第2實施形態中，亦可在光罩的外周部形成遮光區域。通常，對於半導體晶圓的投影曝光中，因為光罩外周部被多重曝光，故使用在光罩外周部設置遮光區域的光罩。因此，於本發明中，亦可在外周部等之所欲區域的半透明膜上，設置遮光膜作成遮光區域。遮光膜將具有遮光性之鉻等金屬膜成膜為數10nm~200nm左右的厚度，並且予以圖案化，形成作為遮光區域。
(輔助圖案之轉印性)
其次，說明關於圖1所示之本發明之半色調光罩之輔助圖案(SRAF)的薄膜化效果。圖5示出晶圓上之主要圖案的CD為32nm之半色調光罩中，改變SRAF的CD時，SRAF膜厚差(橫軸)與SRAF之光強度/規格化之光強度臨限值的截剪位準(縱軸)關係圖。SRAF之光強度/截剪位準若非1以上，則顯示SRAF在晶圓上解像。
如圖5所示般，SRAF的CD微細至14nm(光罩上56nm)時，即使SRAF膜厚差為0，即與主要圖案的膜厚(68nm)相同，SRAF亦未被轉印。SRAF的CD為22nm(光罩上88nm)時，若SRAF的膜厚差為24nm以上，則SRAF未被解像且未轉印。同樣地，若SRAF的CD為26nm(光罩上104nm)時，SRAF的膜厚差30nm以上、SRAF的CD為30nm(光罩上88nm)時，SRAF的膜厚差為34nm以上，則SRAF未被轉印。
如上述圖23所說明般，習知技術之主要圖案與輔助圖案(SRAF)為相同材料、相同膜厚所構成的半色調光罩中，若主要圖案的CD為32nm，則僅使用SRAF之CD為14nm以下的SRAF，如上述，經由使用本發明之薄膜化的SRAF，即使SRAF的CD大至習知技術之2倍左右尺寸的26nm~30nm，亦不會使SRAF解像轉印供使用。SRAF的薄膜化，可經由選擇性乾式蝕刻SRAF部而輕易。因為可使SRAF尺寸大至習知技術的2倍左右，故可使用習知技術難以使用於微細化之相同材料形成之具有SRAF的半色調光罩。
圖6示出改變SRAF之CD時，晶圓上之主要圖案端之線的CD與散焦(Defocus：焦點位置變動)的關係圖。對於各個SRAF的CD，使SRAF不會解像般蝕刻且具有主要圖案之膜厚和既定的膜厚差(24nm、32nm、40nm)。如圖6所示般，將SRAF的CD大至22nm~30nm，且減薄SRAF的膜厚，則在加以聚焦時顯示出SRAF尺寸間無CD變動，且大致相同之傾向。即，以SRAF薄膜化對於散焦無不良影響，且取得同樣的尺寸精細度。
如上述，本發明之光罩僅將輔助圖案部分薄膜化，則可一邊保持作為輔助圖案之擴大焦點深度效果，並且可形成對比度高的轉印影像。更且，可將輔助圖案之尺寸大至習知技術之尺寸的約2倍左右，且減小輔助圖案的縱橫比，則可取得減低輔助圖案之欠缺和倒塌的效果。又，將本發明之光罩作成矽化鉬系的單層膜時，可直接使用自以往具有使用實績的半色調光罩用空白光罩，且可維持光罩品質，並且可使用具有高精細度之微細圖案的光罩。
B.　光罩之製造方法
其次，說明關於本發明之光罩之製造方法。如上述，本發明之光罩，其特徵使穿透輔助圖案之光與穿透透明基板之透明區域之光產生70度~115度範圍的既定相位差，為了在輔助圖案產生上述之相位差，使輔助圖案的膜厚比主要圖案更薄，且為24nm~40nm範圍的既定膜厚差。作為作出既定膜厚差的方法，有在半透明膜成膜時根據圖案改變成膜膜厚的方法、和在半透明膜成膜後根據圖案將半透明膜蝕刻改變膜厚的方法。本發明之光罩之製造方法，係根據容易製造且取得高精細度光罩之後者的蝕刻方法。
(習知技術之光罩之製造方法)
在說明關於本發明之光罩之製造方法前，敘述關於使用公知之一般製造方法製造本發明光罩時的問題點，其次說明關於本發明之光罩之製造方法。
圖11為使用公知之習知技術之製造方法製造本發明之光罩時的步驟剖面示意圖。如圖11所示般，於透明基板111上形成半透明膜112，作成穿透半透明膜之光與穿透透明基板之透明區域之光的相位差為180度的膜厚，接著，於半透明膜上形成遮光膜113(圖11(a))。其次，於遮光膜113上形成第1光阻圖案114，並將遮光膜113及半透明膜112依序乾式蝕刻，形成主要圖案部115和輔助圖案部116(圖11(b))。其次，剝離第1光阻圖案154，並將露出之圖案部的遮光膜予以蝕刻除去(圖11(c))。其次以第2光阻圖案117覆蓋主要圖案部115，將輔助圖案部的半透明膜予以乾式蝕刻，直到穿透輔助圖案部之光與穿透透明基板之透明區域之光成為既定相位差之膜厚為止，形成輔助圖案118(圖11(d))，將第2光阻圖案117剝離取得半色調光罩110(圖11(e))。
但是，上述之製造方法中，未以第2光阻圖案117覆蓋的透明基板111表面，在輔助圖案部116之半透明膜乾式蝕刻時同時被蝕刻，如圖11(e)所示般，以光阻圖案117的邊界面在透明基板111表面產生段差121，使光罩品質降低並且發生無法實用的問題。因此，上述所示之習知技術的光罩製造方法，並無法應用於製造本發明之光罩。
(本發明之光罩之製造方法) [第1實施形態]
於是，本發明之光罩之製造方法，係解決上述問題的製造方法，以ArF準分子雷射作為曝光光源，且被使用於以變形照明之投影曝光，並且於透明基板上，設置經由投影曝光轉印至轉印對象面的主要圖案、和在主要圖案附近形成未被轉印至轉印對象面的輔助圖案之光罩之製造方法。
圖7為示出製造圖1所示之本發明光罩之方法之第1實施形態的步驟剖面示意圖。如圖7(a)所示般，準備在合成石英基板等之透明基板71上形成半透明膜72，且穿透半透明膜72之光與穿透透明基板71之透明區域之光的相位差大致為180度之膜厚，接著在上述之半透明膜72上形成遮光膜73的空白光罩。
半透明膜72、遮光膜73的形成，可應用先前公知的方法，例如，半透明膜72為矽化鉬氧化膜(MoSiO)之情況，使用鉬與矽之混合標的(Mo：Si=1：2莫耳%)，並以氬與氧之混合氣體環境氣體，利用反應性濺鍍法則可形成。即使遮光膜73例如為鉻等金屬膜之情況，亦可以濺鍍法成膜形成既定的膜厚。
將上述之半透明膜72的膜厚作成光相位差大致180度之膜厚，係根據下列理由。將半透明膜72乾式蝕刻形成光罩圖案時，通常，僅透明基板71表面被蝕刻。蝕刻深度較佳為4nm，本發明中將上限定為10nm。若超過10nm則對光罩特性產生不良影響。於是，本發明之半色調光罩，將半透明膜72乾式蝕刻時之透明基板71表面的蝕刻深度，控制於0~10nm範圍的既定深度，且預先包含此深度設定相位差。因此，成膜時之半透明膜的厚度，預先考慮透明基板因蝕刻造成的變動，作成相位差大致180度的膜厚，且最終在主要圖案形成後取得180度的相位差。於下列之實施形態中，說明上述既定之蝕刻深度為4nm之一例。於本發明中，使用原子間力顯微鏡(AFM)測定膜厚，且以相位位移量測定裝置(Laser Tech公司製：MPM193)進行相位差的測定。
其次，在上述遮光膜73上形成第1光阻圖案74，並將遮光膜73及半透明膜72依序乾式蝕刻成圖案狀，形成主要圖案部75與輔助圖案部76(圖7(b))。
其次，將上述第1光阻圖案74剝離，並在遮光膜上形成第2光阻圖案77，將輔助圖案部76的遮光膜73蝕刻除去(圖7(c))。
半透明膜72，例如為矽化鉬系材料之半透明膜之情況，經由使用CF4 、CHF3 、C2 F6 等之氟系氣體、或該等之混合氣體、或於該等氣體中混合氧氣作為蝕刻氣體，則可進行乾式蝕刻，形成圖案。又，遮光膜73，例如為鉻之情況，使用Cl2 與氧之混合氣體作為蝕刻氣體進行乾式蝕刻，不會對半透明膜72及透明基板71造成損傷地形成圖案。上述圖7(c)之步驟中，非以乾式蝕刻，將遮光膜73以硝酸第二鈰銨鹽之水溶液等予以濕式蝕刻亦可除去。
其次，將第2光阻圖案77剝離，並將透明基板71之一主面上全面以半透明膜72的蝕刻條件乾式蝕刻，將輔助圖案部的半透明膜乾式蝕刻，直到穿透輔助圖案之光與穿透透明基板71之透明區域之光為70度~115度範圍之既定相位差之膜厚為止，形成輔助圖案78(圖7(d))。取得上述相位差之輔助圖案78的蝕刻量，相當於與主要圖案部之半透明膜的膜厚差為24nm~40nm範圍之既定膜厚差。主要圖案部因被遮光膜73所覆蓋故未被蝕刻，保持半透明膜成膜時的膜厚。圖7(d)之步驟中，經由乾式蝕刻，可對光罩全面進行均勻且高精細度的蝕刻，並且可將輔助圖案78之相位差以高精細度地控制於既定值。
其次，將主要圖案部之遮光膜蝕刻除去以形成主要圖案79，形成具有輔助圖案，且在穿透主要圖案79之光與穿透透明基板71之透明區域之光產生180度之相位差的半色調光罩70(圖7(e))。於圖7(e)之步驟中，可將遮光膜73以乾式蝕刻或濕式蝕刻之任一種方法除去均可。
若根據上述第1實施形態之光罩之製造方法，則在透明基板71表面不會產生如圖11所說明的段差，取得具有輔助圖案78之高品質的半色調光罩70。
例如，將膜厚68nm之矽化鉬作成半透明膜之情況，可輕易製造主要圖案(膜厚68nm)為ArF準分子雷射光的穿透率6%，與透明基板之透明區域的相位差180度，輔助圖案與主要圖案以膜厚差24nm~40nm範圍之既定膜厚差，且與透明基板之透明區域的相位差70度~115度範圍之既定相位差的高品質半色調光罩。
[第2實施形態]
圖8為示出製造圖1所示之本發明光罩之方法之第2實施形態的步驟剖面示意圖，同圖7(a)，準備在透明基板81上形成半透明膜82，且穿透半透明膜82之光與穿透透明基板81之透明區域之光的相位差大致為180度之膜厚，接著在上述之半透明膜82上形成遮光膜83的空白光罩(圖8(a))。
其次，在遮光膜83上形成第1光阻圖案84，並將遮光膜83及半透明膜82依序乾式蝕刻，且將半透明膜82在半蝕刻中途階段停止蝕刻。於此階段，在透明基板81上將被除去的半透明膜82薄層，以半蝕刻狀態部分殘留，而主要圖案部85與輔助圖案部86以殘留半蝕刻部分之狀態形成(圖8(b))。於此階段中之半蝕刻半透明膜82的半蝕刻部分之膜厚，預先設定成以後續步驟將輔助圖案蝕刻時同時被蝕刻除去的膜厚。
其次，將上述之第1光阻圖案84剝離，在遮光膜上形成第2光阻圖案87，並將輔助圖案部的遮光膜蝕刻除去(圖8(c))。於圖8(c)之步驟中，將遮光膜83以乾式蝕刻或濕式蝕刻之任一種方法均可除去。
其次，將第2光阻圖案87剝離，並將透明基板81之一主面上全面以半透明膜82的蝕刻條件乾式蝕刻，將輔助圖案部的半透明膜乾式蝕刻，直到穿透輔助圖案之光與穿透透明基板81之透明區域之光為70度~115度範圍之既定相位差之膜厚為止，形成輔助圖案88(圖8(d))。取得上述相位差之輔助圖案88的蝕刻量，相當於與主要圖案之膜厚差為24nm~40nm範圍之既定膜厚差。此時，被半蝕刻殘存之半透明膜82的半蝕刻部分，同時被蝕刻。主要圖案部因被遮光膜83覆蓋，故未被蝕刻。
其次，將主要圖案部之遮光膜蝕刻除去形成主要圖案89，使穿透主要圖案89之光與穿透透明基板81之透明區域之光產生180度之相位差，形成具有輔助圖案88的半色調光罩80(圖8(e))。於圖8(e)之步驟中，可將遮光膜83以乾式蝕刻或濕式蝕刻之任一種方法除去均可。
若根據上述第2實施形態之光罩之製造方法，則在透明基板81表面不會產生如圖11所說明的段差，取得具有輔助圖案88之高品質的半色調光罩80。
[第3實施形態]
圖9為示出製造圖2所示之本發明光罩之方法之實施形態的步驟剖面示意圖。如圖9(a)所示般，準備在合成石英基板等之透明基板91上將下層之半透明膜92a、上層之半透明膜92依序成膜，形成2層半透明膜。下層之半透明膜92a，具有對上層之半透明膜92乾式蝕刻時之停止蝕刻層的機能，且亦具有作為半透明膜之遮蔽材的機能。作成穿透2層半透明膜之光與穿透透明基板91之透明區域之光的相位差大致為180度的膜厚，接著在上述之2層半透明膜上形成遮光膜93的空白光罩。
下層之半透明膜92a、上層之半透明膜92及遮光膜93的形成，可應用先前公知的方法。例如，使用鉻系材料氧化鉻膜(CrO)、氮化鉻膜(CrN)、氧化氮化鉻膜(CrON)，作為下層之半透明膜92a。係因上述之鉻系材料之薄膜對於曝光光線呈半透明，且對於矽化鉬系材料之乾式蝕刻所用的氟系氣體 具有耐性。鉻系材料可根據先前公知的反應性濺鍍法形成。作為上層之半透明膜92，可例示上述的矽化鉬系材料。上層之半透明膜92為矽化鉬氧化膜(MoSiO)之情況，使用鉬與矽的混合標的(Mo：Si=1：2莫耳%)，並以氬與氧的混合氣體環境氣體，根據反應性濺鍍法則可形成。遮光膜93為使用鉻，並以濺鍍法，成膜形成既定的膜厚。
其次，在上述遮光膜93上形成第1光阻圖案94a，並將遮光膜93、上層之半透明膜92及下層之半透明膜92a依序乾式蝕刻成圖案狀，形成主要圖案部95與輔助圖案部96(圖9(b))。於下層之半透明膜92a之蝕刻時，不會損傷透明基板91。
於圖9(b)之步驟中，遮光膜93，例如為鉻之情況，使用Cl2 與氧之混合氣體作為蝕刻氣體進行乾式蝕刻，不會對半透明膜及透明基板造成損傷地形成圖案。上層之半透明膜92，例如為矽化鉬系材料之半透明膜之情況，使用CF4 、CHF3 、C2 F6 等之氟系氣體、或該等之混合氣體、或於該等氣體中混合氧氣之氣體作為蝕刻氣體進行乾式蝕刻，則可形成圖案。下層之半透明膜92a，例如為氧化氮化鉻膜等之鉻系材料之情況，使用Cl2 與氧之混合氣體作為蝕刻氣體進行乾式蝕刻。
其次，將上述之第1光阻圖案94a剝離，於遮光膜上形成第2光阻圖案94b，並將輔助圖案部96的遮光膜93予以蝕刻除去(圖9(c))。遮光膜93的蝕刻可為乾式蝕刻，且亦可以硝酸第二鈰銨鹽的水溶液等予以濕式蝕刻除去。
其次，將第2光阻圖案94b剝離，並將透明基板91之一主面上全面以上層之半透明膜92的蝕刻條件乾式蝕刻，將輔助圖案部的半透明膜乾式蝕刻，直到穿透輔助圖案之光與穿透透明基板91之透明區域之光為70度~115度範圍之既定相位差之膜厚為止，形成輔助圖案98(圖9(d))。取得上述相位差之輔助圖案98的蝕刻量，相當於與主要圖案之膜厚差為24nm~40nm範圍之既定膜厚差。主要圖案部因被遮光膜93所覆蓋，故未被蝕刻。
其次，將主要圖案部之遮光膜93蝕刻除去以形成主要圖案99，形成具有輔助圖案98，且在穿透主要圖案99之光與穿透透明基板91之透明區域之光產生180度相位差的半色調光罩90(圖9(e))。於圖9(e)之步驟中，將遮光膜93以乾式蝕刻或濕式蝕刻之任一種方法均可除去。
若根據上述第3實施形態之光罩之製造方法，則在透明基板91表面不會產生如圖11所說明的段差，取得可防止光罩面內和圖案間之透明基板之掘入深度偏差的高品質半色調光罩90。
[第4實施形態]
圖10為示出製造本發明光罩之方法之第4實施形態的步驟剖面示意圖。第4實施形態，係在上述第1實施形態~第3實施形態中，使必要之既定處的遮光膜殘留時之光罩之製造方法。
通常，於投影曝光中，因為光罩外周部被多重曝光，故使用在光罩外周部設置遮光區域的光罩。第4實施形態，係在光罩外周部設置遮光區域之例，因為直到中途步驟與第1實施形態~第3實施形態之步驟相同，故以下一邊參照圖7，一邊根據圖10加以說明。圖10中與圖7相同處使用相同元件符號。
如圖10(a)所示般，進行製造步驟直到圖7(d)所示之步驟為止，形成輔助圖案部108。此時，預先留有作為光罩所必要之既定處的遮光膜。圖10中，例示在光罩之外周部殘留作為遮光區域之遮光膜104的情況。
其次，如圖10(b)所示般，在必要之既定處的遮光膜104上，形成遮光區域用光阻圖案105。遮光區域用光阻圖案105不僅在遮光膜104上，亦可覆蓋輔助圖案108。其次，將主要圖案上的遮光膜103蝕刻除去(圖10(c))，其次將遮光區域用光阻圖案105剝離，形成主要圖案109之同時，形成具有輔助圖案108，且在光罩外周部設置作為遮光區域之遮光膜104的半色調光罩100(圖10(d))。
若根據上述第4實施形態之光罩之製造方法，則在透明基板101表面不會產生如圖11所說明的段差，可取得在光罩外周部設置遮光區域之具有輔助圖案的高品質半色調光罩。
於本發明之光罩之製造方法之第2實施形態及第3實施形態中，亦可同樣處理在光罩外周部等之所欲區域設置遮光區域。
(SRAF蝕刻量與晶圓上SRAF尺寸)
其次，關於本發明之製造方法，進一步詳細說明關於以線/空間圖案改變間距時的實施形態。
為了使SRAF不會轉印至晶圓上，如上述，SRAF光強度/截剪位準必須為1以上。圖12為示出在圖3所示之Cquad照明的實施形態中，察見10%之容許度且滿足SRAF光強度/截剪位準=1.1之SRAF蝕刻量(光罩上)與SRAF CD(晶圓上之尺寸)的關係圖。SRAF的蝕刻量係因應於SRAF部之相位差，SRAF部的蝕刻量愈大，則被轉印至晶圓上的SRAF尺寸愈大。SRAF的蝕刻量表示蝕刻後之SRAF膜厚與主要圖案之膜厚(半透明膜之初期膜厚：68nm)的膜厚差。
於圖12中，圖中以點線箭頭所示之SRAF蝕刻量為48nm以上的區域，相當於SRAF部之相位差為50度以下的區域(上述專利文獻2之發明中記載的範圍)。此時，晶圓上的SRAF CD為50nm以上。但是，晶圓上的SRAF尺寸為50nm(4倍光罩上為200nm)以上，主要圖案與SRAF的空間在光罩上狹窄至200nm以下，於光罩製造步驟中幾乎完全不允許對準不齊的嚴密值。現在之製造光罩的雷射曝光裝置中，通常，考慮對準不齊之圖案間的空間要求為200nm以上，因此即使SRAF尺寸過大亦難以製造光罩。另一方面，SRAF蝕刻量未滿24nm(晶圓上的SRAF CD為20nm)，則無法充分增大SRAF尺寸。因此，圖12中，以實線兩箭頭所示之區域係考慮光罩製造之較佳的SRAF蝕刻量區域。
(SRAF蝕刻量誤差對於主要圖案CD的影響)
其次，根據圖13說明關於SRAF之蝕刻量產生誤差時，對於SRAF鄰接之主要圖案CD所造成的影響。圖13為示出在圖3所示之Cquad照明的實施形態中，SRAF蝕刻量為28nm、38nm、48nm時之蝕刻量誤差相對於晶圓上之主要圖案CD誤差，可知SRAF蝕刻量愈大，則晶圓上之主要圖案CD變動愈大。SRAF蝕刻量為48nm時，些微的蝕刻誤差對於重複端的主要圖案尺寸顯示出大影響。因此，於本發明中，SRAF蝕刻量48nm以上(相當於專利文獻2之相位差50度以下)在製造步驟上為不佳之範圍。
(SRAF蝕刻量與對於重複端主要圖案的影響)
說明關於改變SRAF蝕刻量時，對於重複端主要圖案CD與散焦之影響、以及光強度分佈。
圖14為示出在圖3所示之Cquad照明的實施形態中，SRAF蝕刻量於24nm~48nm範圍以每4nm改變時，晶圓上之重複端的主要圖案CD與散焦(Defocus)的關係圖。作為參考，亦圖示無SRAF本身之情況、無SRAF蝕刻之情況。SRAF蝕刻量24nm~40nm之範圍中，主要圖案CD之變動相對於散焦之變化係顯示出較為緩和且大致相同的舉動。但是，SRAF蝕刻量44nm、48nm中，主要圖案CD相對於散焦之變化顯示出大變動。
圖15為示出在圖3所示之Cquad照明的實施形態中，SRAF蝕刻量於24nm~48nm範圍以每4nm改變時，晶圓上之重複端的主要圖案的光強度分佈。SRAF蝕刻量24nm~40nm之範圍中，光強度分佈之傾斜為顯示較大且大致相同的舉動。但是，SRAF蝕刻量44nm、48nm中，顯示光強度分佈的傾斜變小，主要圖案的解像性變低。
因此，由圖12至圖15所示之結果，SRAF蝕刻量44nm以上為不適切的範圍，為了提高焦點深度、形成高解像之圖案，SRAF蝕刻量之較佳範圍為24nm~40nm。此蝕刻量相當於相位差115度~70度。以上述之相位位移量測定裝置(Laser Tech公司製：MPM193)進行相位差之測定。
(以主要圖案間SRAF的檢證)
其次，關於其他實施形態之主要圖案間具有輔助圖案(SRAF)之情況，檢證本發明。
使用同上述之EM-Suite(商品名：Panoramic Technology公司製)作為模擬實驗軟體。主要的模擬條件係以ArF準分子雷射(193nm)作為照明光源，且使用NA為1.35、圖16所示之Quasar(註冊商標)瞳孔濾光器161。同圖(a)為Quasar 161的平面示意圖、同圖(b)為使用Quasar 161對光罩163照射曝光光線時(記述為Quasar照明)的立體示意圖、同圖(c)為光罩圖案164的平面示意圖。Quasar為扇狀光穿透部之開口角30度、外徑0.85、內徑0.65(瞳孔濾光器之半徑視為1)。作為光罩，使用矽化鉬系之曝光波長193nm中穿透率6%之具有本發明輔助圖案的半色調光罩(6%半色調)。晶圓上之標的CD為60nm、主要圖案165間各有1根SRAF 166，圖案間距係由最小間距120nm開始之直通間距‧線/空間，SRAF 166為間距250nm。
圖17為示出圖16所示之Quasar照明的實施形態中，SRAF的蝕刻量(光罩上)與SRAF CD(晶圓上的尺寸)的關係圖。於圖17中，同圖12，圖中以點線箭頭所示之SRAF蝕刻量為48nm以上的區域，相當於SRAF部之相位差為50度以下的區域(上述專利文獻2之發明中記載的範圍)。於本實施形態之情況中，相比於圖12所示之線/空間重複端之主要圖案、Cquad的條件，本來之SRAF尺寸在晶圓上非常小至9nm(光罩上36nm)，因此SRAF蝕刻量在48nm以上之區域，亦不會發生晶圓上之SRAF尺寸過大的問題。
圖18為示出關於圖16所示之Quasar照明的實施形態中，光罩上之SRAF蝕刻量發生誤差之情況，對於晶圓上之主要圖案CD造成影響之圖。同圖13，示出SRAF蝕刻量為28nm、38nm、48nm之情況。如圖18所示般，晶圓上之主要圖案CD誤差相對於SRAF的蝕刻量誤差為極小。
圖19為示出圖16所示之Quasar照明之實施形態中，同圖14，SRAF蝕刻量於24nm~48nm之範圍以每4nm改變時，主要圖案CD與散焦(Defocus)的關係圖。作為參考，亦圖示無SRAF之情況、無SRAF蝕刻之情況。
如圖19所示般，相對於無SRAF，如圖中之實線箭頭所示般，經由設置SRAF使焦點深度擴大。但是，即使無SRAF蝕刻之情況，對於散焦亦為非對稱。如圖中之點線箭頭所示般，SRAF的蝕刻量愈增加，則散焦的非對稱性愈擴大，於散焦之負側，晶圓上的主要圖案CD上升，於散焦之正側，晶圓上的主要圖案CD下降，晶圓上之主要圖案的尺寸變動為非對稱。例如，若增加蝕刻量48nm和SRAF蝕刻量，則因非對稱性故轉印影像特性變差。由圖17至圖19所示之結果，於本發明中，將SRAF蝕刻量的上限設定為40nm。因此，主要圖案間SRAF(Quasar照明)之情況，亦同主要圖案重複端SRAF(Cquad照明)，檢證本發明之光罩所示之效果。
如上述，本發明之光罩之製造方法，因主要圖案與輔助圖案以相同材料形成的半透明膜所構成，故半透明膜的成膜步驟容易。又，經由使穿透輔助圖案之光與穿透透明基板之透明區域之光的相位差為70度~115度範圍之既定相位差，並將輔助圖案之半透明膜乾式蝕刻，作成主要圖案與輔助圖案之膜厚差為24nm~40nm範圍之既定膜厚差，即以輔助圖案之蝕刻量求出，則可輕易取得所欲的輔助圖案的相位差。更且，可將主要圖案與輔助圖案間的空間更加擴大，作成提高對準不齊之容許度的製造方法，不會提高光罩製造難度地取得改善圖案之轉印特性的光罩。
C.光罩
本發明之光罩，係在透明基板之一主面上，設置經由投影曝光被轉印至轉印對象面的主要圖案、和在上述主要圖案附近形成且未被轉印至上述轉印對象面之輔助圖案的光罩，其特徵為上述主要圖案與上述輔助圖案以相同材料形成之半透明膜所構成，上述輔助圖案之膜厚比上述主要圖案之膜厚更薄，且膜厚差為24nm~40nm範圍之既定膜厚差。
若根據本發明之光罩，經由將主要圖案及輔助圖案之膜厚差作成既定範圍，則可抑制發生輔助圖案之一部分欠缺、輔助圖案由基板表面剝離、輔助圖案朝向其線寬方向倒塌的現象。
作為本發明之光罩，可例示與上述圖1及圖2所示之光罩相同者。
又，本發明之光罩，使用短波長之曝光光源作為曝光光源為佳。作為此類短波長之曝光光源，可列舉例如，Ar準分子雷射、KrF準分子雷射等之準分子雷射、及水銀燈之i射線等，其中，亦以準分子雷射為佳，特別以Ar準分子雷射為佳。
更且，本發明之光罩亦可為通常照明曝光所用的光罩，且亦可為變形照明投影曝光所用的光罩。另外，關於光罩之構件、以及關於其他技術性特徵之說明，因為與上述「A.光罩」以及上述「B.光罩之製造方法」記載之內容相同，故在此處省略記載。
D.　光罩之修正方法
本發明之光罩之修正方法的對象光罩，係以ArF準分子雷射作為曝光光源，並且被使用於以變形照明之投影曝光的光罩，較佳為被使用於形成晶圓上之中間間距為65nm以下、更且為45nm、32nm之微細半導體元件為對象之具有輔助圖案的光罩。
(具有輔助圖案之光罩的轉印特性)
敘述關於本發明之修正方法前，首先，以半色調光罩為例，說明關於具有輔助圖案之光罩的轉印特性。本發明者將晶圓上具有用以形成中間間距45nm以下之細密圖案之輔助圖案的半色調光罩的轉印特性，一邊與二元光罩比較，一邊利用模擬實驗進行調查。
於模擬實驗中，作為估計光罩圖案之轉印特性的模擬實驗軟體。係使用EM-Suite(商品名：Panoramic Technology公司製)。主要的模擬實驗條件，與使用上述圖3說明的內容相同。
圖4為示出模擬實驗中所用的評估圖案(同圖(a))、與評估圖案位置對應之光強度的空間影像圖(同圖(b))。關於評估圖案之內容，與使用上述圖4說明的內容相同。
又，於上述具有輔助圖案之半色調光罩中，關於線/空間圖案端之輔助圖案(SRAF)的轉印性如上述。
圖23為示出根據上述模擬實驗所得之主要圖案與輔助圖案(SRAF)膜厚相同時之半色調光罩與二元光罩中，相對於晶圓上之SRAF CD(橫軸)，規格化之光強度臨限值之初線程度相對於SRAF部之光強度比(縱軸)之圖、半色調光罩(圖中的三角點)示出主要圖案之CD為3個(晶圓上32nm；36nm；40nm)之情況。上述比若為1以下，則SRAF被轉印，故必須使上述比為超過1之值使SRAF不被轉印。圖中以點線表示之半色調光罩的主要圖案CD為32nm(光罩上為128nm)時，若SRAF的CD非14nm(光罩為56nm)以下，則SRAF解像。
上述為使用具有SRAF之6%半色調光罩時之模擬實驗結果，可知半色調光罩之主要圖案CD微細至32nm時，SRAF尺寸變得極小，實際之光罩製造困難。
<本發明之光罩之修正方法>
其次，一邊參照上述之結果，一邊根據圖式詳細說明本發明之光罩之修正方法的實施形態。於下列之光罩圖案之轉印特性的說明中，使用上述圖3所示之Cquad瞳孔濾光器31，並使用EM-Suite(商品名：Panoramic Technology公司製)作為模擬實驗軟體。主要的模擬實驗條件，以ArF準分子雷射(193nm)作為照明光源，且NA為1.35。評估圖案使用上述圖4(a)所示之圖案。
圖25為示出具有本發明之輔助圖案之光罩之修正方法的一實施形態之步驟概要的剖面示意圖，例示設置線/空間圖案之半色調光罩的情況。圖25(a)為修正前之光罩的剖面示意圖，在合成石英基板等之透明基板11上，設置曝光光線以既定穿透率穿透且改變相位的主要圖案12，主要圖案12以單層之半透明膜14所構成，在主要圖案12之附近，形成以主要圖案12相同材料且相同膜厚之半透明膜所構成之輔助圖案(SRAF)13的半色調光罩10。圖25中，主要圖案12、輔助圖案13均為2個，且僅示出一部分的光罩圖案，當然不被限定於此。又，主要圖案亦可為獨立圖案或周期圖案。
具有本實施形態之輔助圖案的半色調光罩10，設定成穿透主要圖案12之曝光光線與穿透透明基板11之無圖案之透明區域的曝光光線產生180度的相位差。以相位位移量測定裝置(例如，Laser Tech公司製：MPM193)進行相位差的測定。
此處，圖25(a)所示之半色調光罩10，以ArF準分子雷射作為曝光光源，經由變形照明投影曝光在晶圓上轉印光罩圖案時，接近主要圖案12之輔助圖案13a及13b，在轉印對象面之晶圓上被解像的光罩。
圖25(b)為示出上述晶圓上輔助圖案13a及13b被解像之光罩修正中狀態的剖面示意圖。在上述轉印對象面被解像的輔助圖案13a及13b，與光罩上本來不准之不必要的多餘缺陷，所謂的「黑缺陷」之缺陷為不同性質者，對於在晶圓上形成光罩圖案而言為必須且不可或缺的區域。被解像至光罩上之轉印對象面的輔助圖案13a及13b，在檢測出黑缺陷之習知技術的光罩缺陷檢查裝置中無法以缺陷型式檢測。被解像之輔助圖案13a及13b的檢測，例如，使用Aerial Image測定系統(Aerial Image Measurement System：Carltous公司製、以AIMS(註冊商標)簡稱。以後，亦記述為AIMS)等之微影模擬顯微鏡之檢證、以及以實際之曝光裝置進行曝光試驗。
於本發明之修正方法中，將相當於被解像至轉印對象面的輔助圖案13a及13b的區域表面予以蝕刻或研削，直到輔助圖案13a及13b不被解像至轉印對象面之晶圓上為止，減薄相當於輔助圖案13a及13b區域的膜厚。圖25(b)例示利用電子束光罩修正裝置，將晶圓上被解像之輔助圖案13a區域予以蝕刻減薄膜厚進行修正之情況之一例。
於修正中，並非必定將1線或多線的輔助圖案全面予以蝕刻薄膜化，若僅將解像之輔助圖案區域予以蝕刻減薄膜厚即可。當然，於1線之輔助圖案全面被轉印之情況，若將1線全面的膜厚減薄即可，於多線之輔助圖案全面被轉印之情況，若將多線全面的膜厚減薄即可。
將上述轉印對象面被解像的輔助圖案13a及13b表面予以蝕刻或研削之步驟中，必須將輔助圖案13a蝕刻或研削除去的膜厚，可預先利用模擬實驗求出。
圖25(c)為示出將解像至轉印對象面之輔助圖案13a及13b表面蝕刻減薄膜厚之以輔助圖案13a’、13b’型式修正後之光罩狀態的剖面示意圖。修正處，比利用蝕刻僅以膜厚差T修正前之膜厚更薄。
於本發明中，作為將被解像至上述轉印對象面之輔助圖案區域之膜厚減薄的方法，可應用習知技術修正光罩上之黑缺陷所用的各種方法。例如，使用集束離子束(FIB)修正光罩裝置之利用離子束的氣體輔助蝕刻方法、或如上述圖25(b)所示般，使用電子束(EB)修正光罩裝置之電子束(EB)的氣體輔助蝕刻方法、或使用原子間力顯微鏡(AFM)之探針予以物理研削具有缺陷之輔助圖案的方法、或在光罩上形成光罩圖案僅使輔助圖案的缺陷區域露出，並且利用乾式蝕刻將缺陷區域的膜厚選擇性減薄之方法等。
但是，上述方法中，以FIB修正光罩裝置之氣體輔助蝕刻方法，經由通常使用作為離子束之鎵穿入透明基板之鎵染色現象，使修正部位的透光率降低，或者在修正部位周邊的透明基板因過度蝕刻而發生所謂河床(river bed)之透明基板的掘入現象。又，形成光阻圖案之方法，必須有塗佈光阻、描畫圖案、光阻剝膜之步驟，產生修正步驟變長的問題。
另一方面，以EB修正光罩裝置之氣體輔助蝕刻方法，其一例如圖25(b)所示般，由具有缺陷之輔助圖案13a中捲入掃描之電子束16附近的氣體管嘴15，吐出最適於蝕刻的輔助氣體，並附著至氣體分子欲修正的輔助圖案13a表面，經由電子束引起化學反應，將輔助圖案材料改變成揮發性物質進行蝕刻的方法，係適於微細圖案，不會對修正處造成損傷的方法。以EB修正光罩裝置具備的SEM進行修正處的確認。作為上述之EB修正光罩裝置。例如，為MeRiT 65(Carl Touis公司製)等。
又，以AFM探針研削的方法，係對金剛石針等之硬探針加以一定的加重，直接削除缺陷的方法，於懸臂前端安裝探針，並且使用原子間力顯微鏡的原理控制懸臂。修正處之確認，以AFM中具備的SEM進行，以探針掃描具有欲修正缺陷之輔助圖案表面，其次以探針削除此缺陷的方法。係適於微細圖案之修正，且適於削除面積、膜厚小之情況的方法。作為使用上述AFM探針之修正光罩裝置，例如，RAVEnm 650(RAVE公司製)等。
因此，於本發明中，作為將形成微細圖案之輔助圖案的膜厚減薄的方法，以上述之EB光罩修正裝置之氣體輔助蝕刻方法或者以AFM之探針研削的方法為更佳。
於本發明中，如圖25(c)所示般，蝕刻或研削減薄之修正後輔助圖案13a’、13b’之膜厚、與修正前之輔助圖案13a、13b之膜厚的膜厚差T(圖中的SRAF膜厚差)為1nm~40nm之範圍為佳。膜厚之測定可以原子間力顯微鏡(AFM)進行。
輔助圖案，本來，以不會解像至轉印對象面般進行光罩設計而製作，故被轉印至晶圓上之輔助圖案的一部分多，且將修正的膜厚非常薄即可的情況多。因此，將修正的膜厚亦有些微之情況，本發明中將修正之膜厚下限定為可修正的1nm。因修正膜厚未滿1nm，則無法確認修正效果。另一方面，於輔助圖案之特性上，將修正之膜厚上限定為40nm。若將修正之膜厚為超過40nm，則經由SRAF提高主要圖案解像度之效果和擴大焦點深度效果等SRAF本來的機能減低或消滅。
(可應用本發明之修正方法的光罩)
本發明之光罩之修正方法，若為具有輔助圖案之光罩，則半色調光罩、二元光罩之任一者光罩均可使用，並無特別限定，圖26中，一邊例示具有輔助圖案之半色調光罩及二元光罩的代表性光罩一邊說明。於圖26中，於示出相同部位之情況使用相同元件符號。當然本發明之光罩之修正方法不應被限定於圖26所示的光罩。
圖26(a)至圖26(d)示出可應用本發明之修正方法且主要圖案與輔助圖案以半透明膜所構成之半色調光罩例的部分剖面示意圖。圖26(a)至圖26(d)之光罩，在透明基板41上設置主要圖案42和輔助圖案43，任一種光罩，均以穿透主要圖案42之曝光光線與穿透透明基板41之透明區域的曝光光線產生180度相位差之膜厚，設定主要圖案42的膜厚。
更且，圖26(a)為主要圖案42與輔助圖案43以相同之半透明膜且以相同膜厚構成的半色調光罩。圖26(b)為主要圖案42與輔助圖案43以相同之半透明膜構成，且使穿透輔助圖案43之曝光光線與穿透透明基板41之透明區域之曝光光線產生70度~115度範圍之既定相位差的光罩，輔助圖案43之膜厚比主要圖案42之膜厚更薄的光罩。圖26(c)之主要圖案42以透明膜/半透明膜之2層所構成，且輔助圖案43由半透明膜所構成的光罩，半透明膜層的膜厚以主要圖案42與輔助圖案43均相同。圖26(d)之主要圖案42以半透明膜/半透明膜之2層所構成，且輔助圖案43由半透明膜所構成的光罩，連接至透明基板41之半透明膜層的膜厚，以主要圖案42與輔助圖案43均相同。
上述圖26(a)至圖26(d)所示之具有輔助圖案的光罩為代表例，作為可應用本發明修正方法的光罩，以主要圖案與輔助圖案為半透明膜/半透明膜2層所構成的光罩等均可應用。
圖26(e)及圖2b(f)為示出主要圖案以遮住曝光光線的遮光膜所構成的二元光罩例的部分剖面示意圖。圖26(e)為透明基板41上主要圖案42以遮光膜/半透明膜之2層所構成，且輔助圖案43由半透明膜所構成的光罩，半透明膜層之膜厚，以主要圖案42與輔助圖案43均相同。圖26(f)為主要圖案42與輔助圖案43以相同遮光膜且以相同膜厚所構成的光罩。
如上述，應用本發明修正方法之光罩中的主要圖案及輔助圖案的半透明膜，意指曝光光線以既定之穿透率穿透的半透明薄膜，薄膜為半透明的單層膜、或者亦可為半透明膜與透明膜或與穿透率不同之其他半透明膜之2層膜以上之構成。又，應用本發明修正方法之光罩中的主要圖案及輔助圖案的遮光膜，意指將曝光光線遮光的薄膜，薄膜為遮光膜的單層膜、或者亦可具有遮光膜與半透明膜之2層膜以上之構成。
於本發明之光罩之修正方法中，作為構成圖26(a)至圖26(e)所示光罩之主要圖案42及輔助圖案43的半透明膜，其材料無特別限定，可列舉例如，矽化鉬系材料之矽化鉬氧化膜(MoSiO)、矽化鉬氮化膜(MoSiN)、矽化鉬氧化氮化膜(MoSiON)等之半透明膜、鉻系材料之氧化鉻膜(CrO)、氮化鉻膜(CrN)、氧化氮化鉻膜(CrON)等之半透明膜、氧化錫(SnO2 )等之半透明膜。矽化鉬系半透明膜被實用作為半色調光罩材料，為較佳之材料。作為構成圖26(c)所示之主要圖案42的透明膜，可列舉氧化矽膜(SiO2 )等。作為構成圖26(e)所示之主要圖案42的遮光膜、及構成圖26(f)所示之光罩的主要圖案42及輔助圖案43的遮光膜，可列舉鉻膜(Cr)等之金屬薄膜、矽化鉬(MoSi)等之金屬矽化物薄膜。
於使用圖25(b)所示之電子束修正光罩機之電子束的氣體輔助蝕刻步驟中，構成主要圖案42及輔助圖案43的半透明膜，例如於矽化鉬系材料之半透明膜的情況，使用CF4 、CHF3 、C2 F6 等之氟系氣體、或該等之混合氣體、或於該等氣體中混合氧之氣體作為輔助氣體進行選擇性蝕刻，可將輔助圖案的膜厚選擇性減薄。又，構成主要圖案42及輔助圖案43的遮光膜，例如為鉻之情況，使用Cl2 與氧之混合氣體作為輔助氣體進行選擇性蝕刻，可將輔助圖案的膜厚選擇性減薄。
(修正後之輔助圖案的轉印性)
其次，說明關於根據圖25所示之本發明之光罩之修正方法，將輔助圖案(SRAF)表面蝕刻或研削，將輔助圖案之膜厚減薄修正的薄膜化效果。作為光罩，其一例，以圖26(a)所示之部分剖面示意圖之形狀，以膜厚68nm之矽化鉬作為半透明膜，主要圖案(膜厚68nm)為ArF準分子雷射光(193nm)的穿透率6%，與透明基板之透明區域的相位差180度，修正前之輔助圖案膜厚亦為68nm之半色調光罩為例說明。
作為模擬實驗軟體，使用EM-Suite(商品名：Panoramic Technology公司製)。主要的模擬實驗條件為照明光源ArF準分子雷射(193nm)、NA1.35，使用Cquad瞳孔濾光器作為變形照明，Cquad 21為扇狀光穿透部之開口角35度、外徑0.9、內徑0.7(以瞳孔濾光器的半徑視為1)。於光罩，使用上述半色調光罩值。
圖5為根據模擬實驗所得之結果，示出晶圓上之主要圖案的CD為32nm之上述半色調光罩中，改變SRAF之CD時，SRAF膜厚差(橫軸)與SRAF之光強度/規格化之光強度臨限值的截剪位準(縱軸)之關係圖。於圖5中，示出SRAF之光強度/截剪位準若非1以上，則SRAF在晶圓上解像。
如圖5所示般，SRAF之CD微細至14nm(光罩上為56nm)時，即使修正後之SRAF膜厚差與0相同(與未被修正之情況相同)，SRAF之光強度/截剪位準亦為1以上，變成本來的SRAF未被轉印。其次，SRAF之CD為22nm(光罩上為88nm)時，若修正後之SRAF的膜厚差為24nm以上，則表示SRAF未被解像且未轉印。同樣地，SRAF之CD為26nm(光罩上為104nm)時，若修正後之SRAF的膜厚差30nm以上、SRAF之CD為30nm(光罩上為88nm)時，若修正後之SRAF的膜厚差為34nm以上，則SRAF未被轉印。
如上述圖5及圖23所說明般，主要圖案與輔助圖案(SRAF)為相同材料、相同膜厚所構成的半色調光罩中，若主要圖案之CD為32nm，則使用SRAF之CD僅14nm以下的SRAF，如上述，經由將轉印的SRAF薄膜化應用本發明之修正方法，即使SRAF的CD大至26nm~30nm的2倍左右大的尺寸，亦不會使SRAF解像且未轉印供使用。根據本發明之修正方法，先前微細化難使用之具有SRAF的半色調光罩的可使用性變廣。
其次，敘述關於SRAF經由修正變薄時的影響。圖6為示出根據模擬實驗所得之SRAF的CD改變時，晶圓上之主要圖案端線的CD與散焦(Defocus：焦點位置變動)的關係圖。對於各個SRAF的CD，以SRAF不會解像般經由蝕刻修正減薄膜厚，具有與修正前膜厚之膜厚差(SRAF膜厚差：24nm、32nm、40nm)。如圖6所示般，SRAF的CD大至22nm~30nm(晶圓上)，將SRAF的膜厚變薄進行修正，使焦點偏向時之各SRAF尺寸間的CD無變動，顯示出大致相同之傾向。即，以本發明修正方法之SRAF的薄膜化，對於散焦無不良影響，顯示出取得與未修正之SRAF之CD14nm情況相同的尺寸精度。
於上述之實施形態中，作為具有輔助圖案(SRAF)之光罩，以主要圖案兩端具有SRAF之形態為例說明，但本發明不應限定於此，於主要圖案間具有SRAF的光罩形態、或主要圖案為獨立圖案的光罩形態等，亦可應用本發明之光罩之修正方法。
若根據本發明之光罩之修正方法，於輔助圖案在轉印對象面解像轉印時之光罩之修正方法中，將輔助圖案表面蝕刻或研削，直到輔助圖案不被解像至轉印對象面為止，減薄輔助圖案的膜厚，解決輔助圖案解像轉印的問題，且，繼續保持作為輔助圖案之擴大焦點深度效果，並且可修正，形成對比度高之轉印影像的光罩。本發明之光罩之修正方法，與輔助圖案之線寬方向修正光罩圖案之習知技術的光罩之修正方法不同，係在輔助圖案之厚度方向上修正光罩圖案的方法，可以確實且較容易之方法修正具有輔助圖案的光罩。
E.　經修正的光罩 <本發明之經修正的光罩>
本發明之經修正的光罩，係經由上述光罩之修正方法將輔助圖案修正的光罩，其一例，如圖25(c)所示般，具備蝕刻或研削減薄之修正後的輔助圖案13a’及13b’，具有與修正前之輔助圖案膜厚之膜厚差(圖中之SRAF膜厚差：T)。本發明之光罩，經由將輔助圖案解像轉印至轉印對象面之光罩，於膜厚之厚度方向上修正輔助圖案，則可使輔助圖案不被解像轉印至轉印對象面，繼續保持擴大焦點深度效果，形成對比度高的轉印影像。
以下，根據實施例說明本發明。
[實施例]
製作具有輔助圖案之MoSi系於193nm中之穿透率6%的半色調光罩，作為ArF準分子雷射(波長193nm)用光罩。晶圓上之標的線尺寸為45nm、圖案為間距90nm(光罩上間距360nm)之線/空間重複圖案，形成圖4所示之圖案。於晶圓上，主要圖案之中間間距45nm之線/空間為9根，為了提高端部之主要圖案的解像性，乃在主要圖案的兩端加入2根SRAF(SRAF的間距90nm)。主要圖案、SRAF均以上述之6%半色調所構成，光罩上之圖案膜厚均為68nm。光罩上之主要圖案的CD及SRAF的CD均為128nm。
使用上述之半色調光罩進行ArF準分子雷射曝光。曝光系之NA為1.35，使用圖3所示之Cquad瞳孔濾光器作為變形照明。但是，發生必須轉印至晶圓上的SRAF圖案已在晶圓上解像的問題。
於是，將SRAF蝕刻或研削減薄膜厚，預先利用模擬實驗進行轉印特性的估計。又，將微影模擬顯微鏡AIMS 45-193i(Carltous公司製)以上述曝光系相同之曝光條件，進行SRAF之膜厚減薄時對於晶圓之轉印特性的檢證。
首先，以試驗試料進行SRAF蝕刻條件的確認。圖案在光罩上以間距360nm(晶圓上90nm)之線/空間圖案，並於主要圖案兩端設置2根SRAF。圖27為使用EB修正光罩裝置MeRiT 65(Carltous公司製)，以CF4 作為輔助氣體，進行氣體輔助蝕刻，將石英基板上之MoSi薄膜的SRAF部(S1與S2)予以部分蝕刻30nm後之SEM平面照片。圖27虛線內之區域係經由蝕刻予以薄膜化處理的部分，蝕刻區域，於微視上雖與未蝕刻之區域於SEM照片上察見些微差異，但示出良好的表面狀態。
圖28為示出以上述之試驗試料將SRAF部(S1與S2)予以部分蝕刻30nm後之平版照相模擬顯微鏡AIMS(AIMS45-193i；Carltous公司製)之檢證影像，於晶圓上光強度分佈的平面狀態。圖28之虛線內相當於經由蝕刻予以薄膜化處理的SRAF部分，示出此部分的光強度提高，光阻圖案未解像。
使用AIMS之模擬實驗檢證轉印特性之結果示於圖29至圖34。圖29為示出對應於減薄SRAF前之光罩圖案位置之光強度的空間影像圖，示出一組圖案兩端片側的SRAF(S1、S2)與一部分的主要圖案。圖29中，於橫軸示出一部分主要圖案與SRAF之一組圖案位置，於縱軸示出無圖案之穿透部之光強度為1時之規格化的光強度。光強度圖以複數表示者，係示出為了察見SRAF之效果而改變聚焦(焦點深度)之情況。如圖29所示般，光強度為0.25~0.57之範圍中，任何處之截剪位準，均示出SRAF中的S1在晶圓上解像，更且，若截剪位準為0.4以上，則S2亦解像。
圖30為圖29的部分放大圖，示出改變聚焦時之重複端主要圖案與輔助圖案S1之SRAF薄膜化處理前之圖案位置與光強度關係之空間影像圖。線/空間重複部之主要圖案的CD為45nm之光強度臨限值為0.42。圖30中，如圖29所示般，示出為了察見SRAF之效果而改變聚焦時之5根光強度圖。如圖30所示般，SRAF中之S1無關於聚焦而解像。
此處，圖31為圖30的比較參考，示出無SRAF情況之重複端的主要圖案與輔助圖案S1之圖案位置與光強度關係的空間影像圖。如圖31所示般，若無SRAF則重複端的主要圖案幾乎完全未解像。
其次，根據模擬實驗估計SRAF經由修正薄膜化時的轉印特性。圖32為根據模擬實驗估計轉印特性的結果，示出對應於SRAF減薄30nm後之光罩圖案位置之光強度的空間影像圖。經由將SRAF薄膜化，使得SRAF之光量擴大，且SRAF之光強度的最小值變大，於0.25~0.55範圍中示出SRAF圖案未解像，光強度之截剪位準的選定容許度擴大。又，即使將SRAF薄膜化，亦確認主要圖案的光學像未降低。
圖33為示出圖27、圖28虛線部內的狀況，為圖32的部分放大圖，係示出重複端主要圖案與輔助圖案S1之SRAF薄膜化處理後之圖案位置與光強度關係的空間影像圖。圖33中，示出為了察見SRAF之效果而改變聚焦時之光強度圖。如圖33所示般，經由將SRAF薄膜化，使得SRAF的S1未解像。
圖34為示出SRAF薄膜化處理後之重複端主要圖案之焦點深度圖。如上述，線/空間重複部之主要圖案的CD為45nm，光強度[a.u.]臨限值為0.42。為了比較，亦圖示無SRAF之情況。無SRAF之情況(no)為解像之聚焦範圍狹窄，但在設置薄膜化之SRAF之情況(thin)，顯示出解像之聚焦範圍廣。又，示出一邊不會使SRAF解像，一邊保持作為SRAF的效果。
根據上述之蝕刻試驗結果及模擬實驗結果，修正晶圓上解像具有SRAF圖案之上述半色調光罩的SRAF部。根據與上述試驗試料相同的蝕刻條件，將1組主要圖案端兩側各2根的SRAF表面全面蝕刻，薄膜化直到與初期膜厚之膜厚差為30nm為止。
使用將上述SRAF膜厚薄膜化修正的半色調光罩，再度，進行ArF準分子雷射曝光時，SRAF完全未解像，僅主要圖案在晶圓上以高解像轉印。又，亦取得曝光時之擴大焦點深度效果。
1．．．主要圖案
2．．．半透明輔助圖案
10、20．．．半色調光罩
11、21．．．透明基板
12、22．．．主要圖案
13、13a、13a’、13b、13b’、23．．．輔助圖案(SRAF)
14．．．半透明膜
15．．．氣體管嘴
16．．．電子束
24．．．下層之半透明膜(停止蝕刻層)
25．．．上層之半透明膜
31、161．．．瞳孔濾光器
32、162．．．照明光
33、163．．．光罩
41．．．透明基板
42．．．主要圖案
43．．．輔助圖案(SRAF)
70、80、90、100．．．半色調光罩
71、81、91、101．．．透明基板
72、82、102．．．半透明膜
73、83、93、103．．．遮光膜
74、84．．．第1光阻圖案
75、85、95．．．主要圖案部
76、86、96．．．輔助圖案部
77、87．．．第2光阻圖案
78、88、98．．．輔助圖案
79、89、99．．．主要圖案
92．．．上層之半透明膜
92a．．．下層之半透明膜(停止蝕刻層)
94a．．．第1光阻圖案
94b．．．第2光阻圖案
94c．．．第3光阻圖案
104．．．遮光膜
105．．．遮光區域用光阻圖案
110．．．習知技術製造法之半色調光罩
111．．．透明基板
112．．．半透明膜
113．．．遮光膜
114．．．第1光阻圖案
115．．．主要圖案部
116．．．輔助圖案部
117．．．第2光阻圖案
118．．．輔助圖案
119．．．主要圖案
121．．．透明基板表面之段差
164．．．光罩圖案
165．．．主要圖案
166．．．SRAF
301．．．透明基板
302．．．半透明膜
304．．．透明膜
圖1為示出具有本發明之輔助圖案之半色調光罩之一實施形態的部分剖面示意圖。
圖2為示出具有本發明之輔助圖案之半色調光罩之其他實施形態的部分剖面示意圖。
圖3為本發明之半色調光罩(或具有輔助圖案之光罩)評估中所用之Cquad瞳孔濾光器，該圖(a)為Cquad的平面示意圖，該圖(b)為使用Cquad對光罩照射曝光光線時的立體示意圖。
圖4為示出本發明之半色調光罩(或具有輔助圖案之光罩)中所用之評估圖案、與評估圖案之位置與光強度之關係的空間影像圖。
圖5為示出改變SRAF之CD時，SRAF膜厚差與SRAF之光強度/截剪位準之關係圖。
圖6為示出改變SRAF之CD時，晶圓上之主要圖案端的線CD與散焦之關係圖。
圖7為示出本發明之光罩之製造方法的第1實施形態的步驟剖面示意圖。
圖8為示出本發明之光罩之製造方法的第2實施形態的步驟剖面示意圖。
圖9為示出本發明之光罩之製造方法的第3實施形態的步驟剖面示意圖。
圖10為示出本發明之光罩之製造方法的第4實施形態的步驟剖面示意圖。
圖11為示出習知之光罩之製造方法的一實施形態的步驟剖面示意圖。
圖12示出圖3所示之實施形態中，SRAF之蝕刻量(光罩上)與SRAF CD(晶圓上之尺寸)的關係圖。
圖13示出圖3所示之實施形態中，SRAF蝕刻量誤差對於主要圖案CD造成影響之圖。
圖14示出圖3所示之實施形態中，改變SRAF蝕刻量時，晶圓上之重複端的主要圖案與散焦(Defocus)的關係圖。
圖15示出圖3所示之實施形態中，改變SRAF蝕刻量時，晶圓上之重複端的主要圖案的光強度分佈圖。
圖16為模擬實驗中所用之Quasar瞳孔濾光器的平面示意圖(a)、使用Quasar對光罩照射曝光光線時之立體示意圖(b)、與光罩圖案194的平面示意圖(c)。
圖17示出圖16所示之實施形態中，SRAF之蝕刻量(光罩上)與SRAF CD(晶圓上之尺寸)的關係圖。
圖18示出圖16所示之實施形態中，光罩上之SRAF的蝕刻量誤差對於晶圓上之主要圖案CD誤差的影響圖。
圖19示出圖16所示之實施形態中，改變SRAF蝕刻量時之主要圖案CD與散焦的關係圖。
圖20示出習知之半色調光罩與二元光罩中，光罩CD與NILS的關係。
圖21示出習知之半色調光罩與二元光罩中，光罩CD與MEEF的關係。
圖22示出習知之半色調光罩與二元光罩中，光罩CD與曝光容許度之圖。
圖23示出習知之半色調光罩與二元光罩中，相對於晶圓上之SRAF的CD，光強度臨限值之截剪位準相對於SRAF部光強度比之圖。
圖24為專利文獻2記載之習知之具有半透明輔助圖案之光罩的平面圖及縱剖面圖。
圖25為示出具有本發明之輔助圖案之光罩之修正方法之一實施形態的剖面示意圖。
圖26為示出具有可應用本發明之修正方法之輔助圖案的光罩例的部分剖面示意圖。
圖27為實施例中以試驗試料之SRAF部分之薄膜化處理後的SEM照片。
圖28為示出以試驗試料將SRAF部予以部分蝕刻後，以微影模擬顯微鏡示出晶圓上光強度分佈的平面狀態之影像。
圖29為示出實施例中之SRAF部分的薄膜化處理前之圖案位置與光強度關係的空間影像圖。
圖30為圖29之部分放大圖，示出重複端主要圖案與輔助圖案S1之SRAF薄膜化處理前之圖案位置與光強度關係的空間影像圖。
圖31為相對於圖30的比較參考圖，係示出無SRAF時之重複端的主要圖案與輔助圖案S1之圖案位置與光強度關係的空間影像圖。
圖32示出實施例中之SRAF部分的薄膜化處理後之圖案位置與光強度關係的空間影像圖。
圖33示出圖27、圖28虛線部內的狀況，為圖32之部分放大圖，係示出重複端主要圖案與輔助圖案S1之SRAF薄膜化處理後之圖案位置與光強度關係的空間影像圖。
圖34為示出經由SRAF薄膜化處理之重複端主要圖案的焦點深度圖。
10．．．半色調光罩
11．．．透明基板
12．．．主要圖案
13．．．輔助圖案(SRAF)

Claims (23)

  1. 一種光罩，其係在以ArF準分子雷射作為曝光光源，且被使用於以變形照明進行之投影曝光的光罩中，該光罩在透明基板之一主面上，設置經由上述投影曝光而轉印至轉印對象面的主要圖案、和在上述主要圖案附近形成且未被轉印至上述轉印對象面的輔助圖案者，其中，上述主要圖案與上述輔助圖案由相同材料形成的半透明膜所構成；使穿透上述主要圖案之光與穿透上述透明基板之透明區域之光產生180度的相位差，且使穿透上述輔助圖案之光與穿透上述透明基板之透明區域之光產生70度~115度範圍之既定相位差。
  2. 如申請專利範圍第1項之光罩，其中，上述輔助圖案之膜厚比上述主要圖案之膜厚更薄，且膜厚差為24nm~40nm範圍之既定膜厚差。
  3. 如申請專利範圍第2項之光罩，其中，上述膜厚差係利用乾式蝕刻而形成。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之光罩，其中，上述輔助圖案之曝光光線穿透率為15%~29%範圍之既定穿透率。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之光罩，其中，上述由相同材料形成的半透明膜係由單層的半透明膜或2層 的半透明膜形成。
  6. 如申請專利範圍第5項之光罩，其中，上述單層之半透明膜為矽化鉬系材料的半透明膜，上述2層的半透明膜係在上述透明基板上依序設置鉻系材料之半透明膜、矽化鉬系材料之半透明膜。
  7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之光罩，其中，在上述光罩的外周部形成遮光區域。
  8. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之光罩，其中，上述主要圖案及上述輔助圖案均為線圖案，上述主要圖案為獨立圖案或周期圖案。
  9. 一種光罩之製造方法，該光罩係以ArF準分子雷射作為曝光光源，被使用於以變形照明進行之投影曝光，且在透明基板之一主面上，設置經由上述投影曝光轉印至轉印對象面的主要圖案、和在上述主要圖案附近形成且未被轉印至上述轉印對象面的輔助圖案；其特徵為包含：(a)在上述透明基板之一主面上依序形成半透明膜、遮光膜，作成穿透上述半透明膜之光與穿透上述透明基板之透明區域之光的相位差為大致180度之膜厚的步驟；(b)在上述遮光膜上形成第1光阻圖案，將上述遮光膜及上述半透明膜依序予以乾式蝕刻，形成主要圖案部與輔助圖案部的步驟；(c)將上述第1光阻圖案剝離，其次於上述遮光膜上形成 第2光阻圖案，並將上述輔助圖案部的遮光膜予以蝕刻除去的步驟；(d)將上述第2光阻圖案剝離，其次將上述透明基板之一主面上全面乾式蝕刻，將上述輔助圖案部的半透明膜予以乾式蝕刻，直到穿透上述輔助圖案之光與穿透上述透明基板之透明區域之光為70度~115度範圍之既定相位差的膜厚為止，以形成輔助圖案的步驟；以及(e)將上述主要圖案部之遮光膜予以蝕刻除去而形成主要圖案，使穿透上述主要圖案之光與穿透上述透明基板之透明區域之光產生180度相位差的步驟。
  10. 如申請專利範圍第9項之光罩之製造方法，其中，步驟(b)之上述半透明膜的乾式蝕刻係進行至上述半透明膜之膜厚中途為止的半蝕刻。
  11. 一種光罩之製造方法，該光罩係以ArF準分子雷射作為曝光光源，被使用於以變形照明進行之投影曝光，且在透明基板之一主面上，設置經由上述投影曝光轉印至轉印對象面的主要圖案、和在上述主要圖案附近形成且未被轉印至上述轉印對象面的輔助圖案；其特徵為包含：(a)在上述透明基板之一主面上依序形成半透明膜、遮光膜，上述半透明膜由2層之半透明膜構成，上述透明基板側之下層半透明膜兼作上層半透明膜的停止蝕刻層，作成穿透上述2層半透明膜之光與穿透上述透明基板之透明區域之 光的相位差為大致180度之膜厚的步驟；(b)在上述遮光膜上形成第1光阻圖案，將上述遮光膜及上述2層半透明膜依序予以乾式蝕刻，形成主要圖案部與輔助圖案部的步驟；(c)將上述第1光阻圖案剝離，其次於上述遮光膜上形成第2光阻圖案，並將上述輔助圖案部的遮光膜予以蝕刻除去的步驟；(d)將上述第2光阻圖案剝離，其次將上述透明基板之一主面上全面予以乾式蝕刻，將上述輔助圖案部的半透明膜予以乾式蝕刻，直到穿透上述輔助圖案之光與穿透上述透明基板之透明區域之光為70度~115度範圍之既定相位差的膜厚為止，以形成輔助圖案的步驟；以及(e)將上述主要圖案部之遮光膜予以蝕刻除去以形成主要圖案，使穿透上述主要圖案之光與穿透上述透明基板之透明區域之光產生180度相位差的步驟。
  12. 如申請專利範圍第9至11項中任一項之光罩之製造方法，其中，上述輔助圖案與上述主要圖案之膜厚差為24nm~40nm範圍之既定膜厚差。
  13. 如申請專利範圍第9至11項中任一項之光罩之製造方法，其中，在形成上述輔助圖案之步驟(d)後，進一步包含形成遮光區域用光阻圖案，將上述主要圖案上的遮光膜予以乾式蝕刻並除去，以形成主要圖案，同時在上述光罩之外周 部形成遮光區域的步驟。
  14. 如申請專利範圍第12項之光罩之製造方法，其中，在形成上述輔助圖案之步驟(d)後，進一步包含形成遮光區域用光阻圖案，將上述主要圖案上的遮光膜予以乾式蝕刻並除去，以形成主要圖案，同時在上述光罩之外周部形成遮光區域的步驟。
  15. 一種光罩，其係在透明基板之一主面上設置經由投影曝光而轉印至轉印對象面的主要圖案、和在上述主要圖案附近形成且未被轉印至上述轉印對象面之輔助圖案者，其特徵為，上述主要圖案與上述輔助圖案係由相同材料形成的半透明膜所構成；上述輔助圖案之膜厚比上述主要圖案之膜厚更薄，且膜厚差為24nm~40nm範圍之既定膜厚差。
  16. 一種光罩之修正方法，其係在以ArF準分子雷射作為曝光光源，且被使用於以變形照明進行之投影曝光，於透明基板之一主面上具有經由上述投影曝光而轉印至轉印對象面的主要圖案、和在上述主要圖案附近形成之輔助圖案的光罩中，經由上述投影曝光使上述輔助圖案被解像至上述轉印對象面的情況之光罩之修正方法，其特徵為，將上述被解像的輔助圖案之表面予以蝕刻或研削，使上述被解像之輔助圖案的膜厚變薄，直到上述輔助圖案不被解像 至上述轉印對象面為止。
  17. 如申請專利範圍第16項之光罩之修正方法，其中，上述蝕刻或研削變薄之修正後之上述輔助圖案的膜厚、與修正前之上述輔助圖案之膜厚的膜厚差，為1nm~40nm之範圍。
  18. 如申請專利範圍16或17項之光罩之修正方法，其中，上述蝕刻係使用電子束光罩修正機之電子束的氣體輔助蝕刻，上述研削係使用原子間力顯微鏡之探針的研削。
  19. 如申請專利範圍第16或17項之光罩之修正方法，其中，上述主要圖案與上述輔助圖案係以半透明膜所構成，上述主要圖案之膜厚為穿透上述主要圖案之光與穿透上述透明基板之透明區域之光產生180度相位差的膜厚。
  20. 如申請專利範圍第16或17項之光罩之修正方法，其中，上述主要圖案係由遮光膜所構成，上述輔助圖案係由半透明膜形成。
  21. 如申請專利範圍第16或17項之光罩之修正方法，其中，上述主要圖案與上述輔助圖案係以遮光膜所構成。
  22. 如申請專利範圍第16或17項之光罩之修正方法，其中，上述主要圖案及上述輔助圖案均為線圖案，上述主要圖案為獨立圖案或周期圖案。
  23. 一種光罩，其特徵為根據申請專利範圍第16或17項之光罩之修正方法而修正輔助圖案，修正後之上述輔助圖案的膜厚比修正前之上述輔助圖案的膜厚更薄。
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