特許 7465185 原版の製造方法、および露光方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-02

(45)【発行日】2024-04-10

(54)【発明の名称】原版の製造方法、および露光方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 1/80 20120101AFI20240403BHJP

   G03F 1/38 20120101ALI20240403BHJP

   G03F 7/20 20060101ALI20240403BHJP

【ＦＩ】

G03F1/80

G03F1/38

G03F7/20 521

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2020155641

(22)【出願日】2020-09-16

(65)【公開番号】P2022049435

(43)【公開日】2022-03-29

【審査請求日】2023-03-15

(73)【特許権者】

【識別番号】318010018

【氏名又は名称】キオクシア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100105153

【弁理士】

【氏名又は名称】朝倉 悟

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100118843

【弁理士】

【氏名又は名称】赤岡 明

(74)【代理人】

【識別番号】100124372

【弁理士】

【氏名又は名称】山ノ井 傑

(72)【発明者】

【氏名】梅澤 華織

(72)【発明者】

【氏名】高居 康介

(72)【発明者】

【氏名】三本木 省次

(72)【発明者】

【氏名】内藤 翼

【審査官】菅原 拓路

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－００５６７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－０６６５５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－２１６５５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１８６７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１５７１５９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０６－１１８６１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０５５０２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－３１３３４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１４９０１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｆ １／００

７／２０

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１基板上に、フッ酸を含む薬液によるエッチングの速度が前記第１基板よりも大きい第１膜を形成し、
前記第１膜上に、前記薬液によるエッチングの速度が前記第１膜よりも小さい第２膜を形成し、
前記第１膜と前記第２膜とをマスクとして用いて前記第１基板を前記薬液によりエッチングすることで、第１高さを有する第１領域と、前記第１高さと異なる第２高さを有する第２領域と、前記第１領域と前記第２領域との間に位置する第１スロープとを前記第１基板に形成する、
ことを含む原版の製造方法。

【請求項2】

前記第１基板は、石英基板である、請求項１に記載の原版の製造方法。

【請求項3】

前記第１膜は、Ｓｉ（シリコン）元素を含む、請求項１または２に記載の原版の製造方法。

【請求項4】

前記第２膜は、Ｃｒ（クロム）元素、Ｍｏ（モリブデン）元素、Ｗ（タングステン）元素、Ａｕ（金）元素、Ａｇ（銀）元素、または白金族元素を含む、または有機膜を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の原版の製造方法。

【請求項5】

前記第２膜は、前記薬液によるエッチングの速度が前記第１基板よりも小さい、請求項１から４のいずれか１項に記載の原版の製造方法。

【請求項6】

前記第１基板上に、複数の遮光パターンを含む遮光膜を形成することをさらに含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の原版の製造方法。

【請求項7】

第１基板上にレジスト膜を形成し、
前記レジスト膜を含む第３領域と、前記レジスト膜を含まない第４領域と、の間に位置する第３スロープを前記レジスト膜に形成し、
前記レジスト膜をマスクとして用いて前記第１基板をエッチングすることで、第１高さを有する第１領域と、前記第１高さと異なる第２高さを有する第２領域と、前記第１領域と前記第２領域との間に位置する第１スロープとを前記第１基板に形成する、
ことを含み、
前記レジスト膜を、レーザー光を用いて露光し、前記露光後に前記レジスト膜を現像することで、前記レジスト膜に前記第３スロープを形成する、原版の製造方法。

【請求項8】

第１基板上にレジスト膜を形成し、
前記レジスト膜を含む第３領域と、前記レジスト膜を含まない第４領域と、の間に位置する第３スロープを前記レジスト膜に形成し、
前記レジスト膜をマスクとして用いて前記第１基板をエッチングすることで、第１高さを有する第１領域と、前記第１高さと異なる第２高さを有する第２領域と、前記第１領域と前記第２領域との間に位置する第１スロープとを前記第１基板に形成する、
ことを含み、
前記レジスト膜を、第１ショットと、前記第１ショットとドーズ量の異なる第２ショットとにより露光し、前記露光後に前記レジスト膜を現像することで、前記レジスト膜に前記第３スロープを形成する、原版の製造方法。

【請求項9】

前記第３スロープの少なくとも一部は、前記第１ショットと前記第２ショットとの間の前記レジスト膜に形成される、請求項８に記載の原版の製造方法。

【請求項10】

前記第１ショットと前記第２ショットは、サイズが異なり、互いに分離されている、請求項８または９に記載の原版の製造方法。

【請求項11】

第１基板上にレジスト膜を形成し、
前記レジスト膜を含む第３領域と、前記レジスト膜を含まない第４領域と、の間に位置する第３スロープを前記レジスト膜に形成し、
前記レジスト膜をマスクとして用いて前記第１基板をエッチングすることで、第１高さを有する第１領域と、前記第１高さと異なる第２高さを有する第２領域と、前記第１領域と前記第２領域との間に位置する第１スロープとを前記第１基板に形成し、
前記第１基板上に、複数の遮光パターンを含む遮光膜を形成する、
ことを含む、原版の製造方法。

【請求項12】

第１スロープが設けられた第１基板と、前記第１スロープ上に設けられ、複数の遮光パターンを含む遮光膜と、を備えるフォトマスクを用意し、
前記フォトマスクを用いて、第２基板と、前記第２基板上に設けられ第４スロープを有する被加工膜と、前記被加工膜上に設けられ第２スロープを有するレジスト膜と、を含むウェハの露光を行う、
ことを含み、
前記第１スロープは、前記第４スロープの幅の１／Ｍ倍（Ｍは、前記露光の縮小倍率を表す）よりも短い幅を有する、露光方法。

【請求項13】

前記第１スロープは、前記第４スロープの幅の１／Ｍ倍よりも短い幅と、前記第４スロープの高低差の１／Ｍ^２倍よりも小さい高低差とを有する、請求項１２に記載の露光方法。

【請求項14】

前記第１スロープの幅が前記第４スロープの幅の１／Ｍ倍よりも短く、前記第１スロープの高低差が前記第４スロープの高低差の１／Ｍ^２倍よりも小さい場合の前記第１スロープの傾斜角度は、前記第１スロープの幅が前記第４スロープの幅の１／Ｍ倍であり、前記第１スロープの高低差が前記第４スロープの高低差の１／Ｍ^２倍である場合の前記第１スロープの傾斜角度よりも大きい、請求項１３に記載の露光方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、原版の製造方法、マスクブランク、フォトマスク、および半導体装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

基板上の被加工膜の表面に段差が存在する場合、被加工膜上に形成されたレジスト膜の表面にも段差が生じる場合がある。この場合、レジスト膜の段差が、レジスト膜の露光に悪影響を及ぼすおそれがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平６－１３８６４４号公報

【文献】特開２００３－３４４９８７号公報

【文献】特開２００４－２３３４０１号公報

【文献】特開平６－１１８６１８号公報

【文献】特開２００７－２５６６８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

段差を有するレジスト膜を好適に露光することが可能な原版の製造方法、マスクブランク、フォトマスク、および半導体装置の製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

一の実施形態によれば、原版の製造方法は、第１基板上に、フッ酸を含む薬液によるエッチングの速度が前記第１基板よりも大きい第１膜を形成することを含む。前記方法はさらに、前記第１膜上に、前記薬液によるエッチングの速度が前記第１膜よりも小さい第２膜を形成することを含む。前記方法はさらに、前記第１膜と前記第２膜とをマスクとして用いて前記第１基板を前記薬液によりエッチングすることで、第１高さを有する第１領域と、前記第１高さと異なる第２高さを有する第２領域と、前記第１領域と前記第２領域との間に位置する第１スロープとを前記第１基板に形成することを含む。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１実施形態の露光装置の構造を示す断面図である。

【図2】第１実施形態のウェハの露光について説明するための断面図である。

【図3】第１実施形態のウェハとフォトマスクの構造を示す断面図である。

【図4】第１実施形態のフォトマスクの製造方法を示す断面図(1/2)である。

【図5】第１実施形態のフォトマスクの製造方法を示す断面図(2/2)である。

【図6】第１実施形態の比較例のフォトマスクの製造方法を示す断面図である。

【図7】第２実施形態のフォトマスクの製造方法を示す断面図である。

【図8】第２実施形態のフォトマスクの製造方法の２つの例を示す断面図である。

【図9】第３実施形態のウェハとフォトマスクの構造を示す断面図である。

【図10】第３実施形態のウェハの構造の例を示す平面図と断面図である。

【図11】第３実施形態のフォトマスクの構造の例を示す平面図と断面図である。

【図12】図１０のウェハと図１１のフォトマスクの構造を示す拡大平面図と拡大断面図である。

【図13】第３実施形態のウェハとフォトマスクの構造の別の例を示す平面図と断面図である。

【図14】第３実施形態の半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。

【図15】第３実施形態のフォトマスクの利点を説明するためのグラフである。

【図16】第３実施形態のフォトマスクの基板の性質を説明するための断面図である。

【図17】第３実施形態のフォトマスクの基板の性質を説明するための図である。

【図18】第３実施形態のウェハとフォトマスクの構造を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１から図１８において、同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0008】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の露光装置の構造を示す断面図である。

【0009】

図１の露光装置は、マスクステージ１と、干渉計２と、駆動装置３と、ウェハステージ４と、干渉計５と、照明ユニット６と、投影ユニット７と、フォーカスセンサ８と、制御装置９とを備えている。ウェハステージ４は、ウェハチャック４ａと、駆動装置４ｂとを備えている。フォーカスセンサ８は、投影器８ａと、検出器８ｂとを備えている。

【0010】

図１はさらに、互いに垂直なＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向を示している。この明細書では、＋Ｚ方向を上方向として取り扱い、－Ｚ方向を下方向として取り扱う。なお、－Ｚ方向は、重力方向と一致していてもよいし、重力方向と一致していなくてもよい。

【0011】

マスクステージ１は、フォトマスク１１を支持する。フォトマスク１１は例えば、回路パターンを形成するための遮光パターンを含んでいる。図１では、マスクステージ１上にフォトマスク１１が載置されている。フォトマスク１１は、原版の例である。

【0012】

干渉計２は、マスクステージ１の位置を測定する。マスクステージ１の位置の測定結果は、干渉計２から駆動装置３へと出力される。

【0013】

駆動装置３は、マスクステージ１を移動させることで、フォトマスク１１を移動させることができる。駆動装置３は例えば、複数のモータを備えており、これらのモータによりマスクステージ１をＸ方向およびＹ方向に沿って移動させることができる。駆動装置３がマスクステージ１を移動させると、マスクステージ１の位置の測定結果が、干渉計２から駆動装置３にフィードバックされる。駆動装置３は、マスクステージ１の位置の測定結果に基づいて、マスクステージ１の位置を制御することができる。

【0014】

ウェハステージ４は、ウェハ２１を支持する。ウェハチャック４ａは、ウェハステージ４上に載置されたウェハ２１をチャックする。駆動装置４ｂは、ウェハチャック４ａを移動させることで、ウェハ２１を移動させることができる。駆動装置４ｂは例えば、複数のモータを備えており、これらのモータによりウェハチャック４ａをＸ方向、Ｙ方向、およびＺ方向に沿って移動させることができる。駆動装置４ｂはさらに、ウェハチャック４ａの傾きを調整することができる。

【0015】

干渉計５は、ウェハチャック４ａの位置を測定する。ウェハチャック４ａの位置の測定結果は、干渉計５から駆動装置４ｂへと出力される。駆動装置４ｂがウェハチャック４ａを移動させると、ウェハチャック４ａの位置の測定結果が、干渉計５から駆動装置４ｂにフィードバックされる。駆動装置４ｂは、ウェハチャック４ｂの位置の測定結果に基づいて、ウェハチャック４ａの位置を制御することができる。

【0016】

照明ユニット６は、フォトマスク１１に露光光を照射する。図１では、照明ユニット６からフォトマスク１１に向かう露光光Ｌ１が、フォトマスク１１の領域Ａ１に照射されている。これにより、露光光Ｌ１が、ウェハ２１に回路パターンを形成するための光に成形される。

【0017】

投影ユニット７は、フォトマスク１１を透過した露光光をウェハ１２に投影する。図１では、投影ユニット７からウェハ２１に向かう露光光Ｌ２が、ウェハ２１の領域Ａ２に投影されている。これにより、ウェハ２１に含まれるレジスト膜が、露光光Ｌ２により露光される。本実施形態のウェハ２１は、後述するように、基板と、基板上の被加工膜と、被加工膜上のレジスト膜とを含んでいる。本実施形態では、露光後のレジスト膜を現像し、現像後のレジスト膜をマスクとして用いて被加工膜をエッチングすることで、被加工膜に回路パターンを形成する。

【0018】

フォーカスセンサ８は、ウェハ２１の表面（レジスト膜の表面）のトポグラフィを測定するために使用される。投影器８ａは、検出光Ｌ３をウェハ２１に照射する。検出器８ｂは、ウェハ２１の表面で反射した検出光Ｌ３である反射光Ｌ４を検出し、反射光Ｌ４の検出結果に基づいてウェハ２１の表面のトポグラフィを算出（測定）する。ウェハ２１の表面のトポグラフィの測定結果は、検出器８ｂから制御装置９へと出力される。

【0019】

制御装置９は、図１の露光装置の種々の動作を制御する。制御装置９は例えば、駆動装置３を通じてフォトマスク１１の移動を制御し、駆動装置４ｂを通じてウェハ２１の移動を制御し、照明ユニット６や投影ユニット７を通じてフォトマスク１１によるウェハ２１の露光を制御する。制御装置９はさらに、ウェハ２１の表面のトポグラフィの測定結果を検出器８ｂから受信することができる。

【0020】

図２は、第１実施形態のウェハ２１の露光について説明するための断面図である。

【0021】

本実施形態のウェハ２１は、基板２１ａと、被加工膜２１ｂと、レジスト膜２１ｃとを含んでいる。基板２１ａは例えば、シリコン基板などの半導体基板である。被加工膜２１ｂは、基板２１ａ上に形成されている。被加工膜２１ｂは、シリコン酸化膜のように、１種類の膜のみを含んでいてもよいし、複数のシリコン酸化膜と複数のシリコン窒化膜とを交互に含む積層膜のように、２種類以上の膜を含んでいてもよい。また、被加工膜２１ｂは、基板２１ａ上に直接形成されていてもよいし、基板２１ａ上に他の層を介して形成されていてもよい。レジスト膜２１ｃは、被加工膜２１ｂ上に形成されている。基板２１ａは、第２基板の例である。

【0022】

図２に示す被加工膜２１ｂは、上面の高さが低い左側領域と、上面の高さが高い右側領域とを含んでいる。その結果、被加工膜２１ｂは、左側領域の上面と右側領域の上面との間に段差を有している。図２に示す被加工膜２１ｂは、左側領域の上面と右側領域の上面との間にスロープ２２を有しており、段差がスロープ２２により滑らかになっている。スロープ２２は、第４スロープの例である。

【0023】

本実施形態では、このような被加工膜２１ｂ上にレジスト膜２１ｃが形成される。そのため、図２に示すレジスト膜２１ｃも、上面の高さが低い左側領域と、上面の高さが高い右側領域とを含んでいる。その結果、レジスト膜２１ｃも、左側領域の上面と右側領域の上面との間に段差を有している。図２に示すレジスト膜２１ｃも、左側領域の上面と右側領域の上面との間にスロープ２３を有しており、段差がスロープ２３により滑らかになっている。スロープ２３は、第２スロープの例である。

【0024】

本実施形態のウェハ２１は例えば、３次元メモリを製造するための使用される。この場合、３次元メモリの複数のメモリセルが、基板２１ａのメモリセル領域上に形成され、３次元メモリの周辺回路が、基板２１ａの周辺回路領域上に形成される。本実施形態のスロープ２２、２３は例えば、基板２１ａのメモリセル領域と周辺回路領域との境界の上方に形成される。

【0025】

図２は、フォトマスク１１を用いてウェハ２１の複数箇所（ここでは５箇所）を露光光Ｌで順次露光する様子を模式的に示している。図２はさらに、これらの箇所での露光光Ｌの焦点位置Ｆを示している。

【0026】

本実施形態の露光装置（図１）は、露光時にレジスト膜２１ｃの表面の段差を測定することで、露光光ＬのＺ方向の焦点位置Ｆを調整するフォーカスシフト機能を有している。しかしながら、この調整はすべての段差に追従することはできず、その結果、符号Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３で示すような追従残差が生じてしまう。符号Ｋ１で示す追従残差は、スロープ２３上で生じている。符号Ｋ２で示す追従残差は、スロープ２３付近で生じている。符号Ｋ３で示す追従残差は、レジスト膜２１ｃに形成された凹部２４内で生じている。

【0027】

追従残差が小さい場合には、レジスト膜２１ｃを適切に露光することができ、被加工膜２１ｂに所望の精度で回路パターンを形成することができる。しかしながら、追従残差が大きい場合には、レジスト膜２１ｃを適切に露光することができなくなり、被加工膜２１ｂに所望の精度で回路パターンを形成することができなくなる。その結果、ウェハ２１から製造される半導体装置の歩留まりが低下するおそれがある。

【0028】

半導体装置が３次元メモリの場合には、Ｚ方向の寸法が長い層（例えば、電荷蓄積層やチャネル半導体層）を形成することが多いことから、被加工膜２１ｂに大きな段差が生じやすい。そのため、レジスト膜２１ｃにも大きな段差が生じやすく、追従残差に起因する歩留まりの低下が起こりやすい。このような大きな段差は例えば、基板２１ａのメモリセル領域と周辺回路領域との境界の上方で生じやすい。また、回路パターンの微細化や複雑化が進むと、追従残差をより小さくしなければ、半導体装置の歩留まりの低下を十分に抑制することができなくなる。

【0029】

そこで、本実施形態では、このような問題を解決するために、後述するような構造を有するフォトマスク１１を用いてウェハ２１を露光する。以下、本実施形態のフォトマスク１１の詳細を説明する。

【0030】

図３は、第１実施形態のウェハ２１とフォトマスク１１の構造を示す断面図である。

【0031】

図３(ａ)は、ウェハ２１の構造を示している。上述のように、ウェハ２１は、基板２１ａと、被加工膜２１ｂと、レジスト膜２１ｃとを含んでいる。被加工膜２１ｂは、上面の高さが低い左側領域と、上面の高さが高い右側領域とを含んでおり、左側領域の上面と右側領域の上面との間にスロープ２２を有している。同様に、レジスト膜２１ｃは、上面の高さが低い左側領域と、上面の高さが高い右側領域とを含んでおり、左側領域の上面と右側領域の上面との間にスロープ２３を有している。本実施形態のスロープ２２、２３は、Ｙ方向にまっすぐ延びる形状を有しているが、その他の形状を有していてもよい。

【0032】

図３(ａ)はさらに、スロープ２２の下端を通過する断面α１と、スロープ２２の上端を通過する断面β１とを示している。断面α１は、被加工膜２１ｂの左側領域とスロープ２２との境界面であり、断面β１は、被加工膜２１ｂの右側領域とスロープ２２との境界面である。本実施形態では、スロープ２３の下端も、おおむね断面α１上に位置しており、スロープ２３の上端も、おおむね断面β１上に位置している。よって、断面α１は、レジスト膜２１ｃの左側領域とスロープ２３との境界面でもあり、断面β１は、レジスト膜２１ｃの右側領域とスロープ２３との境界面でもある。

【0033】

図３(ａ)はさらに、スロープ２２の幅Ｗ１と、スロープ２２の高低差Ｈ１とを示している。スロープ２２の幅Ｗ１は、スロープ２２の下端とスロープ２２の上端との間のＸ方向の距離であり、別言すると、断面α１と断面β１との間の距離である。スロープ２２の高低差Ｈ１は、スロープ２２の下端の高さとスロープ２２の上端の高さとの差であり、別言すると、スロープ２２の下端とスロープ２２の上端との間のＺ方向の距離である。本実施形態では、スロープ２３の幅は、おおむねスロープ２２の幅Ｗ１と等しく、スロープ２３の高低差は、おおむねスロープ２２の高低差Ｈ１と等しい。スロープ２３の幅および高低差の定義は、スロープ２２の幅Ｗ１および高低差Ｈ１の定義と同様である。

【0034】

図３(ｂ)は、フォトマスク１１の構造を示している。フォトマスク１１は、基板１１ａと、遮光膜１１ｂとを含んでいる。基板１１ａは例えば、石英基板である。遮光膜１１ｂは、基板１１ａ上に形成されており、複数の遮光パターンＰ１を含んでいる。遮光膜１１ｂは例えば、クロム膜などの金属膜である。本実施形態の露光装置（図１）の露光光は、基板１１ａを透過し、遮光膜１１ｂで遮光される。基板１１ａは、フォトマスク１１のマスクブランクに相当する。基板１１ａは、第１基板の例である。マスクブランクは、原版の例である。

【0035】

図３(ｂ)に示す基板１１ａは、上面の高さが高い左側領域と、上面の高さが低い右側領域とを含んでいる。その結果、基板１１ａは、左側領域の上面と右側領域の上面との間に段差を有している。図３(ｂ)に示す基板１１ａは、左側領域の上面と右側領域の上面との間にスロープ１２を有しており、段差がスロープ１２により滑らかになっている。本実施形態のスロープ１２は、Ｙ方向にまっすぐ延びる形状を有しているが、その他の形状を有していてもよい。本実施形態の遮光パターンＰ１は、基板１１ａの左側領域や右側領域の上面だけではなく、基板１１ａのスロープ１２上にも配置されている。スロープ１２は、第１スロープの例である。また、基板１１ａの左側領域と右側領域は、第１高さを有する第１領域と、第２高さを有する第２領域の例である。

【0036】

図３(ｂ)はさらに、スロープ１２の上端を通過する断面α２と、スロープ１２の下端を通過する断面β２とを示している。断面α２は、基板１１ａの左側領域とスロープ１２との境界面であり、断面β２は、基板１１ａの右側領域とスロープ１２との境界面である。

【0037】

図３(ｂ)はさらに、スロープ１２の幅Ｗ２と、スロープ１２の高低差Ｈ２とを示している。スロープ１２の幅Ｗ２は、スロープ１２の上端とスロープ１２の下端との間のＸ方向の距離であり、別言すると、断面α２と断面β２との間の距離である。スロープ１２の高低差Ｈ２は、スロープ１２の上端の高さとスロープ１２の下端の高さとの差であり、別言すると、スロープ１２の上端とスロープ１２の下端との間のＺ方向の距離である。

【0038】

本実施形態では、フォトマスク１１のスロープ１２の幅Ｗ２が、ウェハ２１のスロープ２２の幅Ｗ１の１／Ｍ倍に設定されている（Ｗ２＝Ｗ１／Ｍ）。本実施形態ではさらに、フォトマスク１１のスロープ１２の高低差Ｈ２が、ウェハ２１のスロープ２２の高低差Ｈ１の１／Ｍ^２倍に設定されている（Ｈ２＝Ｈ１／Ｍ^２）。係数Ｍは、図１の露光装置でフォトマスク１１を用いてウェハ２１を露光する際の縮小倍率を表す。ただし、幅Ｗ１と幅Ｗ２は、Ｗ２＝Ｗ１／Ｍと異なる関係を満たすように設定されてもよいし、高低差Ｈ１と高低差Ｈ２は、Ｈ２＝Ｈ１／Ｍ^２と異なる関係を満たすように設定されてもよい。

【0039】

図３(ｃ)は、図３(ｂ)に示すフォトマスク１１と同じフォトマスク１１を示している。ただし、図３(ｃ)に示すフォトマスク１１の上下の向きは、図３(ｂ)に示すフォトマスク１１の上下の向きと逆になっている。本実施形態のフォトマスク１１は、フォトマスク１１を製造する際には、図３(ｂ)に示す状態で製造され、フォトマスク１１を使用する際には、図３(ｃ)に示す状態で使用される。図３(ａ)に示すスロープ２３は、＋Ｘ方向に向かって上昇するように傾斜しており、図３(ｃ)に示すスロープ１２も同様に、＋Ｘ方向に向かって上昇するように傾斜している。

【0040】

なお、本実施形態では、フォトマスク１１の断面α２の位置が、ウェハ２１の断面α１の位置と対応し、フォトマスク１１の断面β２の位置が、ウェハ２１の断面β１の位置と対応している。よって、フォトマスク１１を用いてウェハ２１を露光する際に、フォトマスク１１の断面α２の位置を透過した光が、おおむねウェハ２１の断面α１の位置に到達し、フォトマスク１１の断面β２の位置を透過した光が、おおむねウェハ２１の断面β１の位置に到達する。別言すると、ウェハ２１のレジスト膜２１ｃのスロープ２３は、おおむねフォトマスク１１のスロープ１２を透過した光により露光される。

【0041】

以上のように、本実施形態のフォトマスク１１の基板１１ａは、ウェハ２１のレジスト膜２１ｃがスロープ２３を有するのと同様に、スロープ１２を有している。これにより、露光時にスロープ２３の影響をスロープ１２の作用により低減することが可能となり、露光時の追従残差（図２）を補償することが可能となる。よって、本実施形態によれば、スロープ１２を有するフォトマスク１１を用いることで、スロープ２３を有するウェハ２１を好適に露光することが可能となる。

【0042】

図４および図５は、第１実施形態のフォトマスク１１の製造方法を示す断面図である。

【0043】

まず、基板１１ａを用意する（図４(ａ)）。基板１１ａは例えば、石英基板である。基板１１ａは、フォトマスク１１のマスクブランクに相当する。

【0044】

次に、基板１１ａを洗浄した後に、基板１１ａ上に下部マスク層１３を形成する（図４(ａ)）。本実施形態の下部マスク層１３は、本実施形態で使用する薬液によるエッチングの速度が基板１１ａよりも大きい膜である。下部マスク層１３は例えば、ＳｉＯ_２膜（シリコン酸化膜）などの酸化膜である。下部マスク層１３は、上記薬液によるエッチングの速度が基板１１ａよりも大きいその他の膜でもよく、例えばＳｉ元素を含むＳｉＯ_２膜以外の膜（例：ＳｉＯＮ膜（シリコン酸窒化膜））でもよい。下部マスク層１３は例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）、スパッタリング、蒸着など、均一な膜を形成可能な種々の方法により形成可能である。下部マスク層１３は、第１膜の例である。

【0045】

次に、下部マスク層１３上に上部マスク層１４を形成する（図４(ａ)）。本実施形態の上部マスク層１４は、上記薬液によるエッチングの速度が基板１１ａや下部マスク層１３よりも小さい膜である。上部マスク層１４は例えば、Ｃｒ（クロム）膜などの金属膜である。この金属膜は、金属単体で形成されていてもよいし、金属化合物（例えば金属酸化物）で形成されていてもよい。上部マスク層１４は、上記薬液によるエッチングの速度が基板１１ａや下部マスク層１３よりも大きいその他の膜でもよく、例えばＣｒ元素、Ｍｏ（モリブデン）元素、Ｗ（タングステン）元素、Ａｕ（金）元素、Ａｇ（銀）元素、または白金族元素を含む膜でもよいし、または有機膜でもよい。上部マスク層１４は例えば、ＣＶＤ、ＰＶＤ、ＡＬＤ、スパッタリング、蒸着など、均一な膜を形成可能な種々の方法により形成可能である。上部マスク層１４の形成温度は、下部マスク層１３の品質を変化させないために、下部マスク層１３の形成温度よりも低いことが望ましい。上部マスク層１４は、第２膜の例である。

【0046】

次に、上部マスク層１４上に、コーターを用いた塗布により、レジスト膜１５を形成する（図４(ａ)）。このようにして、基板１１ａ上に下部マスク層１３、上部マスク層１４、およびレジスト膜１５が順に形成される。下部マスク層１３と上部マスク層１４は、基板１１ａをエッチングにより加工するためのハードマスク層として使用される。

【0047】

次に、ＥＢ（Electron Beam）装置によりレジスト膜１５にパターンを描画し、その後にレジスト膜１５を現像する（図４(ｂ)）。その結果、レジスト膜１５が、基板１１ａに上述のスロープ１２を形成するための形状に加工される。

【0048】

次に、レジスト膜１５をマスクとして用いたドライエッチングにより、上部マスク層１４を加工する（図４(ｃ)）。その結果、レジスト膜１５のパターンが、上部マスク層１４に転写される。

【0049】

次に、レジスト膜１５を除去する（図４(ｄ)）。なお、レジスト膜１５は、図４(ｄ)の工程で除去せずに、後述する図５(ａ)の工程でもマスクとして用いてもよい。

【0050】

次に、上部マスク層１４をマスクとして用いたドライエッチングにより、下部マスク層１３を加工する（図５(ａ)）。その結果、上部マスク層１４のパターンが、下部マスク層１３に転写される。なお、後述する図５(ｂ)の工程の薬液によるエッチングが均一である場合には、図５(ａ)の工程もこの薬液を用いて行ってもよい。なお、図５(ａ)の工程と図５(ｂ)の工程とを同じ薬液を用いて行う場合には、これらの工程は、同じエッチング処理の一環として行ってもよい。

【0051】

次に、上部マスク層１４と下部マスク層１３とをマスクとして用いて、基板１１ａを薬液によりエッチングする（図５(ｂ)）。その結果、基板１１ａが、図５(ｂ)に示すように、上面の高さが高い左側領域と、上面の高さが低い右側領域と、左側領域と右側領域との間に位置するスロープ１２とを有する形状に加工される。上記薬液は例えば、フッ酸（ＨＦ）を含む水溶液である。このフッ酸は、希フッ酸、濃フッ酸、バッファードフッ酸のいずれでもよい。本実施形態では、薬液として、濃度１０％の希フッ酸水溶液を使用する。

【0052】

基板１１ａの左側領域とスロープ１２は、上部マスク層１４および下部マスク層１３で覆われており、基板１１ａの右側領域は、上部マスク層１４および下部マスク層１３から露出している。薬液によるエッチングは等方的に進むため、図５(ｂ)の工程では、基板１１ａの右側領域だけでなく、基板１１ａの右側領域付近の領域もエッチングされる。その結果、基板１１ａの右側領域と左側領域との間にスロープ１２が形成される。

【0053】

本実施形態の下部マスク層１３は、上記薬液によるエッチングの速度が基板１１ａよりも大きい膜であり、本実施形態の上部マスク層１４は、上記薬液によるエッチングの速度が基板１１ａや下部マスク層１３よりも小さい膜である。よって、図５(ｂ)では、上部マスク層１４があまりエッチングされておらず、基板１１ａが大きくエッチングされており、下部マスク層１３がさらに大きくエッチングされている。

【0054】

下部マスク層１３がエッチングされると、下部マスク層１３が除去された領域に薬液が入り込む。この領域に入り込んだ薬液は、基板１１ａの上面をエッチングする。よって、この領域に入り込んだ薬液は、スロープ１２の幅Ｗ２（図３(ｂ)）を長くし、スロープ１２の傾斜角度を緩やかにする。一方、基板１１ａの右側領域上の薬液は、基板１１ａの右側領域の上面をエッチングし、スロープ１２の高低差Ｈ２（図３(ｂ)）を深くする。

【0055】

よって、スロープ１２の幅Ｗ２は、下部マスク層１３のエッチング速度により制御することができ、スロープ１２の高低差Ｈ２は、基板１１ａのエッチング速度により制御することができる。その結果、スロープ１２の傾斜角度は、これらのエッチング速度の比により決定される。例えば、下部マスク層１３のエッチング速度が基板１１ａのエッチング速度の５倍の場合には、傾斜角度は約１１度になり、下部マスク層１３のエッチング速度が基板１１ａのエッチング速度の１０倍の場合には、傾斜角度は約５度になる。本実施形態のスロープ１２の高低差Ｈ２は、例えば８００ｎｍである。なお、基板１１ａや下部マスク層１３のエッチング速度は、基板１１ａや下部マスク層１３の材料、応力、厚さなどにより変化し得る。本実施形態では、これら材料、応力、厚さなどを調整することで、スロープ１２の傾斜角度を任意の角度に制御することができる。

【0056】

図５(ｂ)の工程で使用する薬液は、フッ酸以外の物質を含む液体でもよいし、フッ酸とフッ酸以外の物質とを含む液体でもよい。上記薬液は例えば、濃度６％のフッ酸と、濃度３０％のフッ化アンモニウム（ＮＨ_４Ｆ）と、界面活性剤とを含む水溶液でもよい。

【0057】

次に、ドライエッチングにより上部マスク層１４を除去し、薬液を用いたエッチングにより下部マスク層１３を除去する（図５(ｃ)）。この薬液は例えば、希フッ酸またはＳＣ１を含む水溶液である。

【0058】

次に、基板１１ａの表面の筋とりや、スロープ１２の上端や下端のコーナー丸めのためのエッチングを行う（図５(ｃ)）。その結果、基板１１ａの表面が平滑化される。このエッチングは例えば、図５(ｂ)の工程で使用可能な薬液として例示した薬液と同じ薬液を用いて行われる。このようにして、基板１１ａ（マスクブランク）が、スロープ１２を有する形状に加工される。なお、下部マスク層１３の除去のためのエッチングと、筋とりやコーナー丸めのためのエッチングは、同じエッチング処理の一環として行ってもよい。

【0059】

次に、基板１１ａ上に遮光膜１１ｂを形成し、遮光膜１１ｂをドライエッチングにより加工する（図５(ｄ)）。その結果、基板１１ａ上に、複数の遮光パターンＰ１を含む遮光膜１１ｂが形成される。このようにして、基板１１ａと遮光膜１１ｂとを含むフォトマスク１１が製造される。

【0060】

このフォトマスク１１はその後、図１の露光装置のマスクステージ１上に載置され、ウェハ２１を露光するために使用される。このようにして、ウェハ２１から半導体装置が製造される。

【0061】

上述のように、下部マスク層１３は第１膜の例であり、上部マスク層１４は第２膜の例である。本実施形態では、下部マスク層１３上に上部マスク層１４を形成せずに、下部マスク層１３上にレジスト膜１５を形成することで、レジスト膜１５を第２膜として使用してもよい。例えば、図５(ｂ)の工程で使用する薬液に耐性を有するレジスト膜１５を使用することで、レジスト膜１５を第２膜として使用することができる。このようなレジスト膜１５と薬液の組合せの例は、ｉ線レジスト膜と、濃度７％のフッ酸、濃度３０％の水酸化アンモニウム（ＮＨ_４ＯＨ）、および界面活性剤を含む水溶液である。

【0062】

図６は、第１実施形態の比較例のフォトマスク１１の製造方法を示す断面図である。

【0063】

まず、基板１１ａ上に、上述の上部マスク層１４と同様のマスク層１４を形成し、マスク層１４上にレジスト膜１５を形成する（図６(ａ)）。本比較例では、基板１１ａ上に上述の下部マスク層１３が形成されない。次に、レジスト膜１５をＥＢ描画および現像により加工し、レジスト膜１５をマスクとして用いたドライエッチングによりマスク層１４を加工する（図６(ａ)）。その後、レジスト膜１５は除去される。

【0064】

次に、マスク層１４をマスクとして用いたドライエッチングにより、基板１１ａを加工する（図６(ｂ)）。その結果、基板１１ａの上面がリセスされたリセス部１６が、基板１１ａ内に形成される。

【0065】

次に、ドライエッチングによりマスク層１４を除去する（図６(ｃ)）。このようにして、本比較例の基板１１ａ（マスクブランク）が、リセス部１６に起因する段差を有する形状に加工される。その後、基板１１ａ上に遮光膜１１ｂを形成することで、本比較例のフォトマスク１１が完成する。

【0066】

図６(ｄ)は、図６(ｃ)に示す基板１１ａの詳細な形状を示している。本比較例の基板１１ａは、図６(ｂ)の工程でドライエッチングにより加工されるため、図６(ｂ)の工程ではエッチングが異方的に進む。そのため、図６(ｂ)の工程では基板１１ａにスロープ１２が形成されない。そこで、図６(ｃ)の工程後にＣＭＰ（Chamical Mechanical Polishing）により基板１１ａにスロープ１２を形成してもよい。しかしながら、ＣＭＰにより形成されるスロープ１２は、図６(ｄ)に示すように急峻なものとなる。かといって、図６(ｃ)の工程後にＣＭＰを行わないと、符号Ｄで示すようなスクラッチの欠陥が、基板１１ａの表面に残存してしまう。

【0067】

そこで、図６(ｂ)の工程のエッチングを、薬液を用いて行うことが考えられる。これにより、図６(ｂ)の工程で基板１１ａにスロープ１２を形成することが可能となる。しかしながら、この場合に形成されるスロープ１２は、傾斜角度が４５度に近い急峻なものとなる。一般に、ウェハ２１のレジスト膜２１ｃのスロープ２３は緩やかであることが多いため（図３(ａ)）、このようなスロープ１２を有するフォトマスク１１では、露光時の追従残差（図２）を十分に補償することが難しい。

【0068】

そこで、本実施形態の基板１１ａのエッチングは、下部マスク層１３および上部マスク層１４により基板１１ａが覆われた状態で、薬液を用いて行われる。これにより、このエッチングにより基板１１ａに緩やかなスロープ１２を形成することが可能となる。

【0069】

以上のように、本実施形態のフォトマスク１１の基板１１ａは、ウェハ２１のレジスト膜２１ｃがスロープ２３を有するのと同様に、スロープ１２を有している。これにより、露光時にスロープ２３の影響をスロープ１２の作用により低減することが可能となり、露光時の追従残差を補償することが可能となる。よって、本実施形態によれば、スロープ１２を有するフォトマスク１１を用いることで、スロープ２３を有するウェハ２１を好適に露光することが可能となる。

【0070】

さらに、本実施形態の基板１１ａのスロープ１２は、下部マスク層１３および上部マスク層１４により基板１１ａが覆われた状態で、薬液を用いたエッチングを行うことで形成される。これにより、スロープ２３を有するウェハ２１を露光するのに好適なスロープ１２を、基板１１ａに形成することが可能となる。例えば、ウェハ２１のスロープ２３が緩やかな場合に、基板１１ａに緩やかなスロープ１２を形成することが可能となる。

【0071】

本実施形態によれば、このようなフォトマスク１１を用いてウェハ２１を露光することで、ウェハ２１から製造される半導体装置の歩留まりを向上させることが可能となる。

【0072】

（第２実施形態）
図７は、第２実施形態のフォトマスク１１の製造方法を示す断面図である。

【0073】

まず、基板１１ａを用意し、基板１１ａ上にレジスト膜１５を形成する（図７(ａ)）。次に、所定の手法により露光（パターン描画）および現像を行うことで、レジスト膜１５を加工する（図７(ｂ)）。その結果、レジスト膜１５が、図７(ｂ)に示すように、レジスト膜１５を含む左側領域と、レジスト膜１５を含まない右側領域と、の間にスロープ１７を有する形状に加工される。スロープ１７は、第３スロープの例である。また、レジスト膜１５を含む左側領域と、レジスト膜１５を含まない右側領域は、第３領域と第４領域の例である。なお、レジスト膜１５がスロープ１７を有していれば、上記の左側領域と右側領域の両方がレジスト膜１５を含んでいてもよい。

【0074】

本実施形態のスロープ１７は例えば、ブラー（blur）の大きいエネルギー線を用いてレジスト膜１５にパターンを描画し、その後にレジスト膜１５を現像することで形成可能である。このようなエネルギー線の例は、レーザー光である。エネルギー線のブラーは、エネルギー線のピンボケであり、エネルギー線のデフォーカスによりエンハンスすることが可能である。本実施形態のスロープ１７は例えば、レーザー光を用いてレジスト膜１５にグレースケール描画によりパターンを描画し、その後にレジスト膜１５を現像することで形成される。これにより、レジスト膜１５においてグレースケール描画がなされた箇所にスロープ１７を形成することができる。

【0075】

次に、レジスト膜１５をマスクとして用いて、基板１１ａをエッチングにより加工する（図７(ｃ)）。この際、スロープ１７におけるレジスト膜１５は、図７(ｃ)の工程におけるエッチングにより徐々に消滅していく。これにより、レジスト膜１５のスロープ１７が、基板１１ａに転写される。その結果、基板１１ａが、図７(ｃ)に示すように、上面の高さが高い左側領域と、上面の高さが低い右側領域と、左側領域と右側領域との間に位置するスロープ１２とを有する形状に加工される。図７(ｃ)の工程におけるエッチングは、例えばドライエッチングである。このようにして、基板１１ａ（マスクブランク）が、スロープ１２を有する形状に加工される。

【0076】

次に、基板１１ａ上に遮光膜１１ｂを形成し、遮光膜１１ｂをドライエッチングにより加工する（図７(ｄ)）。その結果、基板１１ａ上に、複数の遮光パターンＰ１を含む遮光膜１１ｂが形成される。このようにして、基板１１ａと遮光膜１１ｂとを含むフォトマスク１１が製造される。

【0077】

このフォトマスク１１はその後、図１の露光装置のマスクステージ１上に載置され、ウェハ２１を露光するために使用される。このようにして、ウェハ２１から半導体装置が製造される。

【0078】

図８は、第２実施形態のフォトマスク１１の製造方法の２つの例を示す断面図である。

【0079】

図８(ａ)は、図７(ａ)の工程の第１の例を示している。第１の例では、レーザー光を用いてショットＳ１によりレジスト膜１５を露光し、その後にレジスト膜１５を現像することで、レジスト膜１５にスロープ１７を形成する。図８(ａ)はさらに、ショットＳ１が照射される領域Ｒ１と、ショットＳ１が照射されない領域Ｒ２と、スロープ１７の幅Ｔ１とを示している。本実施形態のショットＳ１の形状は、正方形である。幅Ｔ１は、例えば約１μｍである。

【0080】

本実施形態のショットＳ１は、大きなドーズ量を有する。よって、ショットＳ１が照射された領域Ｒ１では、多くの領域でレジスト膜１５が完全に除去される。一方、ショットＳ１が照射されない領域Ｒ２では、多くの領域でレジスト膜１５が除去されない。また、領域Ｒ１と領域Ｒ２との境界付近では、ブラーの影響でレジスト膜１５が部分的に除去されて薄膜化される。これにより、領域Ｒ１と領域Ｒ２との境界付近にスロープ１７を形成することができる。

【0081】

図８(ｂ)は、図７(ａ)の工程の第２の例を示している。第２の例では、レーザー光を用いてショットＳ１およびショットＳ２によりレジスト膜１５を露光し、その後にレジスト膜１５を現像することで、レジスト膜１５にスロープ１７を形成する。図８(ｂ)はさらに、ショットＳ１が照射される領域Ｒ１と、ショットＳ２が照射される領域Ｒ３と、領域Ｒ１と領域Ｒ３との間に位置する領域Ｒ４と、スロープ１７の幅Ｔ２とを示している。図８(ｂ)に示すように、ショットＳ１、Ｓ２は、異なるサイズを有しており、かつ互いに分離されている。ショットＳ１、Ｓ２は、第１および第２ショットの例である。本実施形態のショットＳ２の形状は、ショットＳ１の形状よりも小さい正方形である。幅Ｔ２は、例えば約３μｍである。

【0082】

本実施形態のショットＳ１は、大きなドーズ量を有する。よって、ショットＳ１が照射された領域Ｒ１では、多くの領域でレジスト膜１５が完全に除去される。一方、本実施形態のショットＳ２は、小さなドーズ量を有する。よって、ショットＳ２が照射された領域Ｒ３では、レジスト膜１５が部分的に除去されて薄膜化される。同様に、領域Ｒ４内や領域Ｒ４付近でも、ブラーの影響でレジスト膜１５が部分的に除去されて薄膜化される。ここで、ショットＳ１のドーズ量はショットＳ２のドーズ量よりも大きいため、ショットＳ１のブラーの影響は、ショットＳ２のブラーの影響よりも大きい。その結果、領域Ｒ４内や領域Ｒ４付近にスロープ１７が形成され、スロープ１７は領域Ｒ１から領域Ｒ３に向かって上昇する形状となる。

【0083】

本実施形態のフォトマスク１１は、第１の例の方法で形成してもよいし、第２の例の方法で形成してもよい。ただし、第２の例のスロープ１７の幅Ｔ２は一般に、第１の例のスロープ１７の幅Ｔ１よりも長くなることから（Ｔ２＞Ｔ１）、基板１１ａに緩やかなスロープ１２を形成したい場合には、第２の例の方法を採用することが望ましい。

【0084】

以上のように、本実施形態によれば、第１実施形態のフォトマスク１１と同様の構造を有するフォトマスク１１を、第１実施形態のフォトマスク１１の製造方法と異なる方法で製造することが可能となる。例えば、本実施形態によれば、基板１１ａ上に下部マスク層１３や上部マスク層１４を形成せずにフォトマスク１１を製造することが可能となる。

【0085】

なお、本実施形態のフォトマスク１１およびウェハ２１の幅Ｗ１、Ｗ２、高低差Ｈ１、Ｈ２、および縮小倍率Ｍの関係は、第１実施形態の場合と同様であり、Ｗ２＝Ｗ１／ＭおよびＨ２＝Ｈ１／Ｍ^２の関係を満たしている。ただし、これらの実施形態のフォトマスク１１およびウェハ２１は、これらの関係を満たしていなくてもよい。これらの関係を満たさないフォトマスク１１およびウェハ２１の例については、後述する第３実施形態で説明する。

【0086】

（第３実施形態）
図９は、第３実施形態のウェハ２１とフォトマスク１１の構造を示す断面図である。

【0087】

図９(ａ)は、本実施形態のウェハ２１を示している。図９(ａ)のウェハ２１は、図３(ａ)のウェハ２１と同様に、基板２１ａと、被加工膜２１ｂと、レジスト膜２１ｃとを含んでいる。ただし、図３(ａ)は、露光および現像前のレジスト膜２１ｃを示すのに対し、図９(ａ)は、露光および現像後のレジスト膜２１ｃを示している。よって、図９(ａ)のレジスト膜２１ｃは、露光および現像後に残存した複数のレジストパターンＰ２を含んでいる。

【0088】

図９(ａ)において、被加工膜２１ｂは、上面の高さが高い左側領域と、上面の高さが低い右側領域とを含んでおり、左側領域の上面と右側領域の上面との間にスロープ２２を有している。同様に、レジスト膜２１ｃは、上面の高さが高い左側領域と、上面の高さが低い右側領域とを含んでおり、左側領域の上面と右側領域の上面との間にスロープ２３を有している。図９(ａ)のスロープ２２、２３は、図３(ａ)のスロープ２２、２３と同様の形状を有しているが、図３(ａ)のスロープ２２、２３が、＋Ｘ方向に向かって上昇するように傾斜しているのに対し、図９(ａ)のスロープ２２、２３は、－Ｘ方向に向かって上昇するように傾斜している。

【0089】

図９(ａ)はさらに、スロープ２２の下端を通過する断面α１と、スロープ２２の上端を通過する断面β１と、断面α１と断面β１との中間地点に位置する断面γ１とを示している。本実施形態では、第１実施形態と同様に、スロープ２３の下端も、おおむね断面α１上に位置しており、スロープ２３の上端も、おおむね断面β１上に位置している。

【0090】

図９(ａ)はさらに、スロープ２２の幅Ｗ１と、スロープ２２の高低差Ｈ１とを示している。スロープ２２の幅Ｗ１は、スロープ２２の下端とスロープ２２の上端との間のＸ方向の距離であり、別言すると、断面α１と断面β１との間の距離である。スロープ２２の高低差Ｈ１は、スロープ２２の下端の高さとスロープ２２の上端の高さとの差であり、別言すると、スロープ２２の下端とスロープ２２の上端との間のＺ方向の距離である。本実施形態では、第１実施形態と同様に、スロープ２３の幅は、おおむねスロープ２２の幅Ｗ１と等しく、スロープ２３の高低差は、おおむねスロープ２２の高低差Ｈ１と等しい。断面α１と断面γ１との間の距離や、断面β１と断面γ１との間の距離は、図９(ａ)に示すようにＷ１／２である。

【0091】

図９(ｂ)は、後述する本実施形態のフォトマスク１１との比較のために、第１実施形態のフォトマスク１１を示している。図９(ｂ)のフォトマスク１１は、図３(ｃ)のフォトマスク１１と同様に、基板１１ａと、遮光膜１１ｂとを含んでいる。遮光膜１１ｂは、複数の遮光パターンＰ１を含んでいる。

【0092】

図９(ｂ)において、基板１１ａは、上面の高さが高い左側領域と、上面の高さが低い右側領域とを含んでおり、左側領域の上面と右側領域の上面との間にスロープ１２を有している。図９(ｂ)のスロープ１２は、図３(ｃ)のスロープ１２と同様の形状を有しているが、図３(ｃ)のスロープ１２が、＋Ｘ方向に向かって上昇するように傾斜しているのに対し、図９(ｂ)のスロープ１２は、－Ｘ方向に向かって上昇するように傾斜している。

【0093】

図９(ｂ)はさらに、スロープ１２の下端（ここでは＋Ｘ方向の端部）を通過する断面α２と、スロープ１２の上端（ここでは－Ｘ方向の端部）を通過する断面β２と、断面α２と断面β２との中間地点に位置する断面γ２とを示している。

【0094】

図９(ｂ)はさらに、スロープ１２の幅Ｗ２と、スロープ１２の高低差Ｈ２とを示している。スロープ１２の幅Ｗ２は、スロープ１２の上端とスロープ１２の下端との間のＸ方向の距離であり、別言すると、断面α２と断面β２との間の距離である。スロープ１２の高低差Ｈ２は、スロープ１２の上端の高さとスロープ１２の下端の高さとの差であり、別言すると、スロープ１２の上端とスロープ１２の下端との間のＺ方向の距離である。断面α２と断面γ２との間の距離や、断面β２と断面γ２との間の距離は、図９(ｂ)に示すようにＷ２／２である。

【0095】

図９(ｂ)では、フォトマスク１１のスロープ１２の幅Ｗ２が、ウェハ２１のスロープ２２の幅Ｗ１の１／Ｍ倍に設定されている（Ｗ２＝Ｗ１／Ｍ）。図９(ｂ)ではさらに、フォトマスク１１のスロープ１２の高低差Ｈ２が、ウェハ２１のスロープ２２の高低差Ｈ１の１／Ｍ^２倍に設定されている（Ｈ２＝Ｈ１／Ｍ^２）。なお、図９(ａ)の縮尺と図９(ｂ)の縮尺はＭ倍だけ異なるため、図９(ａ)および図９(ｂ)において幅Ｗ２は幅Ｗ１と同じ長さで図示されている。

【0096】

なお、図９(ｂ)では、フォトマスク１１の断面α２の位置が、ウェハ２１の断面α１の位置と対応し、フォトマスク１１の断面β２の位置が、ウェハ２１の断面β１の位置と対応している。よって、図９(ｂ)のフォトマスク１１を用いてウェハ２１を露光する際に、フォトマスク１１の断面α２の位置を透過した光が、おおむねウェハ２１の断面α１の位置に到達し、フォトマスク１１の断面β２の位置を透過した光が、おおむねウェハ２１の断面β１の位置に到達する。別言すると、ウェハ２１のレジスト膜２１ｃのスロープ２３は、おおむねフォトマスク１１のスロープ１２を透過した光により露光される。また、フォトマスク１１の断面γ２の位置を透過した光は、おおむねウェハ２１の断面γ１の位置に到達する。

【0097】

図９(ｃ)は、本実施形態のフォトマスク１１を示している。図９(ｃ)のフォトマスク１１は、図３(ｃ)や図９(ｂ)のフォトマスク１１と同様に、基板１１ａと、遮光膜１１ｂとを含んでいる。遮光膜１１ｂは、複数の遮光パターンＰ１を含んでいる。

【0098】

図９(ｃ)において、基板１１ａは、上面の高さが高い左側領域と、上面の高さが低い右側領域とを含んでおり、左側領域の上面と右側領域の上面との間にスロープ１２を有している。図９(ｃ)のスロープ１２は、図９(ｂ)のスロープ１２と同様に、－Ｘ方向に向かって上昇するように傾斜している。

【0099】

図９(ｃ)はさらに、スロープ１２の下端を通過する断面α３と、スロープ１２の上端を通過する断面β３と、断面α３と断面β３との中間地点に位置する断面γ３とを示している。図９(ｂ)との比較のため、図９(ｃ)はさらに、断面α２、断面β２、および断面γ２の位置も示している。

【0100】

図９(ｃ)はさらに、スロープ１２の幅Ｗ３と、スロープ１２の高低差Ｈ３とを示している。スロープ１２の幅Ｗ３は、スロープ１２の上端とスロープ１２の下端との間のＸ方向の距離であり、別言すると、断面α３と断面β３との間の距離である。スロープ１２の高低差Ｈ３は、スロープ１２の上端の高さとスロープ１２の下端の高さとの差であり、別言すると、スロープ１２の上端とスロープ１２の下端との間のＺ方向の距離である。断面α３と断面γ３との間の距離や、断面β３と断面γ３との間の距離は、図９(ｃ)に示すようにＷ３／２である。

【0101】

図９(ｃ)では、フォトマスク１１のスロープ１２の幅Ｗ３が、ウェハ２１のスロープ２２の幅Ｗ１の１／Ｍ倍よりも短く設定されており（Ｗ３＜Ｗ１／Ｍ）、その結果、幅Ｗ２よりも短く設定されている（Ｗ３＜Ｗ２）。図９(ｃ)ではさらに、フォトマスク１１のスロープ１２の高低差Ｈ３が、ウェハ２１のスロープ２２の高低差Ｈ１の１／Ｍ^２倍よりも小さく設定されており（Ｈ３＜Ｈ１／Ｍ^２）、その結果、高低差Ｈ２よりも小さく設定されている（Ｈ３＜Ｈ２）。なお、図９(ａ)の縮尺と図９(ｃ)の縮尺はＭ倍だけ異なるため、図９(ａ)および図９(ｃ)において幅Ｗ３は幅Ｗ１よりも短く図示されている。

【0102】

図９(ｃ)では例えば、幅Ｗ３が幅Ｗ２の半分より短く設定され（Ｗ３＜Ｗ２／２）、高低差Ｈ３が高低差Ｈ２の半分に設定される（Ｈ３＝Ｈ２／２）。その結果、図９(ｃ)のスロープ１２のＸＹ平面に対する傾斜角度は、図９(ｂ)のスロープ１２のＸＹ平面に対する傾斜角度より大きくなる。一例として、図９(ｂ)は緩やかなスロープ１２を示しており、図９(ｃ)は急峻なスロープ１２を示している。

【0103】

なお、図９(ｃ)では、フォトマスク１１の断面α２の位置が、ウェハ２１の断面α１の位置と対応し、フォトマスク１１の断面β２の位置が、ウェハ２１の断面β１の位置と対応している。よって、図９(ｃ)のフォトマスク１１を用いてウェハ２１を露光する際に、フォトマスク１１の断面α２の位置を透過した光が、おおむねウェハ２１の断面α１の位置に到達し、フォトマスク１１の断面β２の位置を透過した光が、おおむねウェハ２１の断面β１の位置に到達する。図９(ｃ)に示すように、断面α３と断面β３は、断面α２と断面β２との間に位置し、図９(ｃ)のスロープ１２は、断面α３と断面β３との間に位置する。よって、ウェハ２１のレジスト膜２１ｃのスロープ２３は、図９(ｃ)のフォトマスク１１のスロープ１２を透過した光だけでなく、図９(ｃ)のフォトマスク１２の断面α２、α３間や断面β２、β３間を透過した光によっても露光される。また、フォトマスク１１の断面γ３の位置を透過した光は、おおむねウェハ２１の断面γ１の位置に到達する。

【0104】

以下、引き続き図９(ａ)～図９(ｃ)を参照し、本実施形態のフォトマスク１１のさらなる詳細について説明する。

【0105】

第１実施形態のフォトマスク１１の基板１１ａ（図９(ｂ)）は、ウェハ２１のレジスト膜２１ｃがスロープ２３を有するのと同様に、スロープ１２を有している。これにより、露光時にスロープ２３の影響をスロープ１２の作用により低減することが可能となり、露光時の追従残差を補償することが可能となる。よって、第１実施形態によれば、スロープ１２を有するフォトマスク１１を用いることで、スロープ２３を有するウェハ２１を好適に露光することが可能となる。

【0106】

このような好適な露光を実施するためには、図９(ｂ)に示すように、フォトマスク１１のスロープ１２の幅Ｗ２を、ウェハ２１のスロープ２２の幅Ｗ１の１／Ｍ倍に設定することが望ましい（Ｗ２＝Ｗ１／Ｍ）。これにより、ウェハ２１のレジスト膜２１ｃのスロープ２３全体を、フォトマスク１１のスロープ１２を透過した光により露光することが可能となり、スロープ２３全体でスロープ２３の影響をスロープ１２の作用により低減することが可能となる。

【0107】

しかしながら、幅Ｗ２を幅Ｗ１の１／Ｍ倍に設定すると、一般にフォトマスク１１のスロープ１２が緩やかになる。第１実施形態で説明したように、緩やかなスロープ１２を形成することは一般に難しい。

【0108】

一方、本実施形態では、図９(ｃ)に示すように、フォトマスク１１のスロープ１２の幅Ｗ３を、ウェハ２１のスロープ２２の幅Ｗ１の１／Ｍ倍よりも短く設定する（Ｗ３＜Ｗ１／Ｍ）。これにより、例えばフォトマスク１１のスロープ１２を急峻にするなど、フォトマスク１１のスロープ１２の形状を、形成しやすい形状にすることが可能となる。よって、本実施形態によれば、露光時にスロープ２３の影響をスロープ１２の作用により低減しつつ、スロープ１２を容易に形成することが可能となる。図９(ｃ)のフォトマスク１１のスロープ１２の形状を設計する際には、スロープ１２の効果を図９(ｂ)の場合の効果に近づけつつ、スロープ１２の形成しやすさを高めることが望ましい。

【0109】

本実施形態のスロープ１２の断面γ３は、断面α３と断面β３との中間地点に位置するだけでなく、断面α２と断面β２との中間地点にも位置しており、その結果、スロープ１２の断面γ３の位置が、ウェハ２１の断面γ１の位置に対応している。よって、図９(ｃ)のフォトマスク１１を用いてウェハ２１を露光する際に、フォトマスク１１の断面γ３の位置を透過した光が、おおむねウェハ２１の断面γ１の位置に到達する。すなわち、スロープ１２の中央（γ３）を透過した光が、おおむねスロープ２３の中央（γ１）に到達する。これにより、スロープ１２からの光を、スロープ２３の広い範囲に効果的に照射することが可能となり、スロープ２３の影響をスロープ１２の作用により効果的に低減することが可能となる。

【0110】

なお、本実施形態のフォトマスク１１の幅Ｗ３や高低差Ｈ３は、上述の値と異なる値を有していてもよい。例えば、幅Ｗ３は、幅Ｗ２の半分以上の値に設定されてもよい（Ｗ３≧Ｗ２／２）。また、高低差Ｈ３は、高低差Ｈ２の半分以外の値に設定されてよい（Ｈ３≠Ｈ２／２）。また、本実施形態のスロープ１２の断面γ３は、断面α２と断面β２との中間地点に位置していなくてもよい。例えば、断面γ３は、断面γ２が断面α３と断面β３との間に挟まれる範囲内で、断面γ２からずれた位置に位置していてもよい。

【0111】

本実施形態のウェハ２１は例えば、３次元メモリを製造するための使用される。この場合、ウェハ２１のスロープ２２、２３が、基板２１ａのメモリセル領域と周辺回路領域との境界の上方に形成されやすい。本実施形態のスロープ１２は例えば、このようなウェハ２１のレジスト膜２１ｃのスロープ２３を露光するために使用される。これにより、３次元メモリの歩留まりを向上させることが可能となる。

【0112】

図９(ｃ)に示す本実施形態のフォトマスク１１は、第１実施形態や第２実施形態で説明した方法で製造してもよいし、その他の方法で製造してもよい。例えば、本実施形態のフォトマスク１１のスロープ１２が急峻な場合には、図８(ａ)に示すショットＳ１を用いた露光によりスロープ１２を形成してもよい。

【0113】

図１０は、第３実施形態のウェハ２１の構造の例を示す平面図と断面図である。

【0114】

図１０(ａ)の平面図は、ウェハ２１全体の形状と、ウェハ２１の領域Ｒの構造とを示している。図１０(ａ)のウェハ２１は、基板２１ａ上に被加工膜２１ｂとレジスト膜２１ｃとが形成された後、かつ、レジスト膜２１ｃの露光および現像が行われる前の状態のものを示している。

【0115】

図１０(ａ)は、領域Ｒ内の複数（ここでは２０個）のショット領域２５と、各ショット領域２５内の凸部２６とを示している。各ショット領域２５は、レジスト膜２１ｃの露光時に１つのショットにより露光される領域である。本実施形態では、これらのショット領域２５を露光光によりＹ方向にスキャンすることで、これらのショット領域２５のレジスト膜２１ｃを露光する。各凸部２６は例えば、基板２１ａの周辺回路領域の上方に形成される。その結果、各凸部２６の側面が、基板２１ａのメモリセル領域と周辺回路領域との境界の上方に形成される。各凸部２６の側面が、レジスト膜２１ｃのスロープ２３に相当する。

【0116】

図１０(ｂ)および図１０(ｃ)はそれぞれ、１つのショット領域２５内の凸部２６のＸ断面およびＹ断面とを示している。具体的には、図１０(ｂ)は、図１０(ａ)に示すＡ－Ａ’線に沿った凸部２６のＸ断面を示し、図１０(ｃ)は、図１０(ａ)に示すＢ－Ｂ’線に沿った凸部２６のＹ断面を示している。図１０(ａ)は、図１０(ｂ)に示すＡ－Ａ’線や図１０(ｃ)に示すＢ－Ｂ’線の高さにおける凸部２６の平面形状を示している。

【0117】

図１１は、第３実施形態のフォトマスク１１の構造の例を示す平面図と断面図である。

【0118】

図１１(ａ)の平面図は、フォトマスク１１の複数（ここでは２０個）のショット領域１８と、各ショット領域１８内の凹部１９とを示している。図１１(ａ)の平面図はさらに、１つのショット領域１８の拡大図を示している。各ショット領域１８は、ウェハ２１の露光時に１つのショット用に使用される領域である。本実施形態では、これらのショット領域１８に露光光を照射し、これらのショット領域１８を透過した露光光によりウェハ２１を露光する。例えば、各凹部１９を透過した露光光は、周辺回路領域の上方のレジスト膜２１ｃの露光用に使用され、各凹部１９の側面を透過した露光光は、メモリセル領域と周辺回路領域との境界の上方のレジスト膜２１ｃの露光用に使用される。各凹部１９の側面が、基板１１ａのスロープ１２に相当する。

【0119】

図１１(ｂ)および図１１(ｃ)はそれぞれ、１つのショット領域１８内の凹部１９のＸ断面およびＹ断面とを示している。具体的には、図１１(ｂ)は、図１１(ａ)に示すＣ－Ｃ’線に沿った凹部１９のＸ断面を示し、図１１(ｃ)は、図１１(ａ)に示すＤ－Ｄ’線に沿った凹部１９のＹ断面を示している。図１１(ａ)は、図１１(ｂ)に示すＣ－Ｃ’線や図１１(ｃ)に示すＤ－Ｄ’線の高さにおける凹部１９の平面形状を示している。なお、図１１(ａ)に示す拡大図における凹部１９の三重線については後述する。

【0120】

図１２は、図１０のウェハ２１と図１１のフォトマスク１１の構造を示す拡大平面図と拡大断面図である。

【0121】

図１２(ａ)は、１つのショット領域２５の平面形状と、このショット領域２６内の凸部２６の断面形状とを示している。凸部２６を示す三重線は、３つの異なる高さにおける凸部２６の平面形状を示している。図１２(ａ)に示すＡ－Ａ’線は、これらの三重線のうちの真ん中の線の高さや、凸部２６の断面形状の位置を示している。

【0122】

図１２(ｂ)は、１つのショット領域１８の平面形状と、このショット領域１８内の凹部１９の断面形状とを示している。凹部１９を示す三重線は、３つの異なる高さにおける凹部１９の平面形状を示している。図１２(ｂ)に示すＣ－Ｃ’線は、これらの三重線のうちの真ん中の線の高さや、凹部１９の断面形状の位置を示している。

【0123】

図１２(ａ)および図１２(ｂ)に示すように、凸部２６の側面は緩やかに傾斜しており、凹部１９の側面は急峻に傾斜している。図９(ａ)から図９(ｃ)を参照して説明したように、本実施形態では、急峻なスロープ１２を有するフォトマスク１１を用いて、緩やかなスロープ２３を有するウェハ２１を露光する。図１２(ａ)および図１２(ｂ)は、このようなスロープ１２、２３の例として、凹部１９の側面や、凸部２６の側面を示している。

【0124】

図１３は、第３実施形態のウェハ２１とフォトマスク１１の構造の別の例を示す平面図と断面図である。

【0125】

図１３(ａ)の平面図は、ウェハ２１の複数（ここでは２０個）のショット領域２５と、各ショット領域２５内の凸部２６とを示している。図１０(ａ)の凸部２６がＹ方向に延びているのに対し、図１３(ａ)の凸部２６はＸ方向に延びている。図１３(ａ)では、これらのショット領域２５を露光光によりＹ方向にスキャンすることで、これらのショット領域２５のレジスト膜２１ｃを露光する。

【0126】

図１３(ｂ)の平面図は、フォトマスク１１の複数（ここでは２０個）のショット領域１８と、各ショット領域１８内の凹部１９とを示している。図１１(ａ)の凹部１９がＹ方向に延びているのに対し、図１３(ｂ)の凹部１９はＸ方向に延びている。図１３(ｂ)では、これらのショット領域１８に露光光を照射し、これらのショット領域１８を透過した露光光によりウェハ２１を露光する。

【0127】

図１０(ａ)のウェハ２１では、凸部２６がＹ方向に延びており、ショット領域２５がＹ方向にスキャンされる。そのため、Ｘ方向に拡がりのある露光光でウェハ２１をスキャンする場合、露光光がおおむね、凸部２６と凸部２６以外の部分とに同時に照射される。よって、この場合には、露光光の焦点が合わせにくい。

【0128】

一方、図１３(ａ)のウェハ２１では、凸部２６がＸ方向に延びており、ショット領域２５がＹ方向にスキャンされる。そのため、Ｘ方向に拡がりのある露光光でウェハ２１をスキャンする場合、露光光がおおむね、凸部２６と凸部２６以外の部分とに順番に照射される。よって、この場合には、露光光の焦点が合わせやすい。図１３(ａ)および図１３(ｂ)に示す構造を採用する場合には、例えばこのようなメリットを享受することができる。

【0129】

図１４は、第３実施形態の半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。

【0130】

まず、ウェハ２１のスロープ２２の幅Ｗ１や高低差Ｈ１を測定するために、ウェハ２１と同じ構造を有するウェハを用意する。例えば、基板２１ａと同様の基板を用意し、この基板上に被加工膜２１ｂと同様の被加工膜を形成する。この被加工膜上にレジスト膜２１ｃと同様のレジスト膜を形成することは省略する。なお、ウェハ２１と同じ構造を有するウェハを用意する代わりに、この段階でウェハ２１そのものを用意してもよい。

【0131】

次に、用意したウェハを用いて、ウェハの表面の各凹凸の高低差を測定する（ステップＳ１１）。次に、測定した高低差に基づいて、スロープ２２に対応するスロープの位置を特定する（ステップＳ１２）。次に、このスロープの中央位置（γ１）、高低差（Ｈ１）、および幅（Ｗ１）を算出する（ステップＳ１３）。

【0132】

次に、算出した中央位置（γ１）、高低差（Ｈ１）、および幅（Ｗ１）に基づいて、ウェハ２１を露光するためのフォトマスク１１の段差分布のデータを作成する（ステップＳ１４）。例えば、基板１１ａのスロープ１２の中央位置γ３、高低差Ｈ３、および幅Ｗ３を算出する。

【0133】

次に、作成した段差分布を有するフォトマスク１１を製造する（ステップＳ１５）。例えば、基板１１ａを用意し、算出した中央位置γ３、高低差Ｈ３、および幅Ｗ３を有するスロープ１２を基板１１ａに形成する。このようにして、フォトマスク１１のマスクブランク（基板１１ａ）が製造される。さらに、基板１１ａ上に遮光膜１２を形成し、遮光膜１２を複数の遮光パターンＰ１を含む形状に加工する。このようにして、フォトマスク１１が製造される。フォトマスク１１は例えば、第１または第２実施形態の方法で製造してもよいし、その他の方法で製造してもよい。

【0134】

次に、製造したフォトマスク１１を用いて、ウェハ２１を露光する（ステップＳ１６）。例えば、基板２１ａ上に被加工膜２１ｂを形成し、被加工膜２１ｂ上にレジスト膜２１ｃを形成し、図１の露光装置にセットしたフォトマスク１１を用いてレジスト膜２１ｃを露光する。これにより、フォトマスク１１のパターンがレジスト膜２１ｃに転写される。さらに、露光後のレジスト膜２１ｃを現像し、現像後のレジスト膜２１ｃをマスクとして被加工膜２１ｂをエッチングにより加工する。これにより、レジスト膜２１ｃのパターンである複数のレジストパターンＰ２が、被加工膜２１ｂに転写される。このようにして、本実施形態の半導体装置が製造される。

【0135】

なお、ステップＳ１４で使用する中央位置（γ１）、高低差（Ｈ１）、および幅（Ｗ１）は、ステップＳ１１～Ｓ１３により測定された値以外の値としてもよく、例えば、シミュレーションで算出された値としてもよいし、ウェハ２１の設計値から算出された値としてもよい。

【0136】

図１５は、第３実施形態のフォトマスク１１の利点を説明するためのグラフである。

【0137】

図１５は、段差（スロープ１２）のないフォトマスク１１、第１実施形態のように緩やかな段差のあるフォトマスク１１、および第３実施形態のように急峻な段差のあるフォトマスク１１によるデフォーカス残渣を示している。９０度配置とは、図１０(ａ)～図１２(ｃ)に示すように、凸部２６や凹部１９がＹ方向（９０度方向）に延びる配置である。０度配置とは、図１３(ａ)および図１３(ｂ)に示すように、凸部２６や凹部１９がＸ方向（０度方向）に延びる配置である。

【0138】

図１５によれば、段差のないフォトマスク１１を用いる場合には、ウェハ２１の段差がそのままデフォーカス残渣になることが分かる。また、緩やかな段差のあるフォトマスク１１を用いる場合には、デフォーカス残渣を大きく低減できることが分かる。また、急峻な段差のあるフォトマスク１１を用いる場合には、デフォーカス残渣をある程度低減できることが分かる。よって、本実施形態によれば、ウェハ２１の露光時にスロープ２３の影響をスロープ１２の作用によりある程度低減しつつ、フォトマスク１１の製造時にスロープ１２を容易に形成することが可能となる。

【0139】

図１６は、第３実施形態のフォトマスク１１の基板１１ａの性質を説明するための断面図である。

【0140】

図１６は、基板１１ａのスロープ１２の傾斜角度θinと、スロープ１２の下端を通過する断面α３と、スロープ１２の上端を通過する断面β３と、基板１１ａの屈折率ｎとを示している。例えば、基板１１ａは石英基板であり、露光光の波長が１９３ｎｍの場合の屈折率ｎは１．５６である。

【0141】

図１６はさらに、基板１１ａの平坦部分（スロープ１２以外の部分）における光軸Ｉ１と、基板１１ａの平坦部分に入射する露光光Ｉ１と、基板１１ａのスロープ部分（スロープ１２の部分）における光軸Ｊ１と、基板１１ａのスロープ部分に入射する露光光Ｊ２とを示している。光軸Ｉ１、Ｊ１は、Ｚ方向に平行である。また、露光光Ｉ２、Ｊ２は、－Ｚ方向に進行して基板１１ａの下面に入射している。

【0142】

平坦部分では、基板１１ａの下面に入射した露光光Ｊ２は、屈折せずに基板１１ａから出射される。一方、スロープ部分では、基板１１ａの下面に入射した露光光Ｉ２は、傾斜角度θinに応じて、－Ｚ方向から角度θだけ屈折して基板１１ａから出射される。角度θは、以下の式（１）により与えられる。

【0143】

θ＝θout－θin
＝ｓｉｎ^－１（ｎ×ｓｉｎθin）－θin ・・・（１）
基板１１ａの下面に入射した露光光Ｊ２が、角度θだけ屈折して基板１１ａから出射されることで、ウェハ２１上に転写されるパターンが位置ずれを起こす。

【0144】

図１７は、第３実施形態のフォトマスク１１の基板１１ａの性質を説明するための図である。

【0145】

図１７(ａ)は、式（１）における傾斜角度θinと角度θとの関係を示している。例えば傾斜角度θinが５度の場合には、角度θは２．８度となる。図１７(ｂ)の曲線Ｃ１～Ｃ３で示すように、フォーカス位置をベストフォーカス位置からずらしていくと、ウェハ２１上に転写されるパターンの位置ずれが大きくなっていく。位置ずれは、以下の式（２）で与えられる。

【0146】

Δｘ＝Δｚ×ｔａｎ｛ｓｉｎ^－１（ｎ×ｓｉｎθin）－θin｝ ・・・（２）
式（２）において、Δｚはデフォーカスを表し、Δｘは位置ずれを表す。例えば、傾斜角度θinが５度で、デフォーカスΔｚが５０ｎｍの場合には、位置ずれΔｘは２．４５ｎｍとなる。

【0147】

図１８は、第３実施形態のウェハ２１とフォトマスク１１の構造を示す断面図である。

【0148】

図１８は、ウェハ２１のスロープ２２、２３や、フォトマスク１１のスロープ１２を示している。ただし、図１８に示すスロープ２２、２３は、位置ずれの説明を分かりやすくするため、ＸＹ平面に平行に図示されている。

【0149】

図１８では、符号ΔＭ、ΔＮで示すように、レジスト膜２１ｃのレジストパターンＰ２の位置ずれが起きている。直線Ｍ１、Ｍ２は、対応する遮光パターンＰ１とレジストパターンＰ２の＋Ｘ方向のエッジを示している。このレジストパターンＰ２がΔＭだけ位置ずれを起こしているため、直線Ｍ１、Ｍ２の位置が互いにずれている。同様に、直線Ｎ１、Ｎ２は、対応する遮光パターンＰ１とレジストパターンＰ２の＋Ｘ方向のエッジを示している。このレジストパターンＰ２がΔＮだけ位置ずれを起こしているため、直線Ｎ１、Ｎ２の位置が互いにずれている。このように、図１８に示す各レジストパターンＰ２は、矢印Ｅ１の方向に位置ずれを起こしている。

【0150】

そこで、本実施形態のフォトマスク１１を製造する際には、各遮光パターンＰ１の位置が、設計値の位置から矢印Ｅ２の方向にずれるように、各遮光パターンＰ１を形成してもよい。例えば、あるレジストパターンＰ２が＋Ｘ方向にΔｘだけ位置ずれを起こすと予想される場合には、対応する遮光パターンＰ１の位置が、設計値の位置から－Ｘ方向にΔｘだけずれるように、対応する遮光パターンＰ１を形成してもよい。すなわち、対応する遮光パターンＰ１の位置をこのように補正してもよい。

【0151】

式（２）から分かるように、各レジストパターンＰ２の位置ずれの大きさは、基板１１ａのスロープ１２の傾斜角度θinに応じて変化する。よって、本実施形態のフォトマスク１１を製造する際には、各遮光パターンＰ１の位置が、設計値の位置から、傾斜角度θinに基づく距離だけずれるように、各遮光パターンＰ１を形成してもよい。これにより、各レジストパターンＰ２の位置ずれを効果的に抑制することが可能となる。

【0152】

なお、本実施形態のフォトマスク１１を製造する際には、各遮光パターンＰ１の位置を設計値の位置からずらすだけでなく、各遮光パターンＰ１のＸ方向の幅を設計値の幅から補正してもよい。これにより、各レジストパターンＰ２の位置ずれをさらに効果的に抑制することが可能となる。また、各レジストパターンＰ２の位置ずれが、スロープ１２の形状に関する傾斜角度θin以外の変数に応じて変化する場合には、各遮光パターンＰ１の位置や幅を、この変数に応じて補正してもよい。

【0153】

以上のように、本実施形態のフォトマスク１１のスロープ１２は、第１実施形態や第２実施形態のフォトマスク１１のスロープ１２の幅Ｗ２よりも短い幅Ｗ３を有するように形成される。また、本実施形態のフォトマスク１１のスロープ１２は、第１実施形態や第２実施形態のフォトマスク１１のスロープ１２の高低差Ｈ２よりも小さい高低差Ｈ３を有するように形成される。これにより、例えばフォトマスク１１のスロープ１２を急峻にするなど、フォトマスク１１のスロープ１２の形状を、形成しやすい形状にすることが可能となる。よって、本実施形態によれば、露光時にスロープ２３の影響をスロープ１２の作用により低減しつつ、スロープ１２を容易に形成することが可能となる。

【0154】

なお、第１から第３実施形態におけるマスクブランクの加工方法やフォトマスク１１の製造方法は、マスクブランクやフォトマスク１１以外の原版の加工や製造に適用してもよい。このような原版の例は、ナノプリント用のテンプレートである。

【0155】

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規な方法、ブランク、およびマスクは、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明した方法、ブランク、およびマスクの形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。

【符号の説明】

【0156】

１：マスクステージ、２：干渉計、３：駆動装置、
４：ウェハステージ、４ａ：ウェハチャック、４ｂ：駆動装置、
５：干渉計、６：照明ユニット、７：投影ユニット、
８：フォーカスセンサ、８ａ：投影器、８ｂ：検出器、９：制御装置、
１１：フォトマスク、１１ａ：基板、１１ｂ：遮光膜、１２：スロープ、
１３：下部マスク層、１４：上部マスク層（マスク層）、１５：レジスト膜、
１６：リセス部、１７：スロープ、１８：ショット領域、１９：凹部、
２１：ウェハ、２１ａ：基板、２１ｂ：被加工膜、２１ｃ：レジスト膜、
２２：スロープ、２３：スロープ、２４：凹部、２５： ショット領域、２６：凸部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】