JPH07306522A

JPH07306522A - 位相シフトフオトマスク

Info

Publication number: JPH07306522A
Application number: JP12205594A
Authority: JP
Inventors: Norihiro Tarumoto; 憲寛樽本; Hisashi Morooka; 寿史諸岡; Hiroshi Fujita; 浩藤田
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1994-05-12
Filing date: 1994-05-12
Publication date: 1995-11-21

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】ＬＳＩ、超ＬＳＩ、超超ＬＳＩ等の半導体集
積回路を作製するための位相シフトフオトマスクにおい
て、特に、微細なライン系パターン５、ホール系パター
ン６が混在した場合にも対応できるものを提供する。【構成】ウエハ等へ投影露光によりパターン転写を行
う為の位相シフトフオトマスクであって、ウエーハ等へ
のパターン転写を行う際の露光光に対し、位相シフト効
果と遮光効果とを有する半透明膜のパターン２を透明基
板１上に設けたハーフトーン型フオトマスクの、ライン
系パターン領域５に空間周波数変調型の位相シフト部を
設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，ＬＳＩ、超ＬＳＩ、超
超ＬＳＩ等の高密度集積回路の製造に用いられるフオト
マスクに係わり、特に、ウエーハ上に微細なパターンを
高密度に投影形成する、位相シフトフオトマスクに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の
半導体集積回路の作製には、レチクルとよばれる所望の
パターンからなる原版を用い、レジストを塗布したＳｉ
ウエーハ等の加工基板上に、ステッパ等により、原版の
パターン像を縮小投影露光した後にレジストを現像し、
加工基板上に所望パターン状のレジスト膜を形成し、該
レジスト膜を保護膜として加工基板にエッチング加工を
行うリソグラフイー工程が採られていた。しかしなが
ら、近年、半導体集積回路の高集積化にともなって、こ
の回路作製に用いられるレチクルにも、一層の微細化が
求められるようになってきた。現在では、１６ＭのＤＲ
ＡＭ用の５倍レチクルから転写されるデバイスパターン
の線幅は、０．６μｍと微細なものである。６４ＭのＤ
ＲＡＭのデバイスパターンの場合には、０．３５μｍ線
幅の解像が必要となってきており、従来のステッパーを
用いた光露光方式ではもはや限界にきている。この為、
光露光におけるレチクルから転写されるデバイスパター
ンの解像性を上げることができ、現状のステッパーにて
使用できる方式の位相シフトフオトマスクが注目される
ようになってきた。位相シフトフオトマスクについて
は、特開昭５８−１７３７４４号、特公昭６２−５９２
９６号に、すでに、基本的な考え、原理は記載されてい
るが、現状の光露光のシステムをそのまま継続できるメ
リットが見直され、各種タイプの位相シフトフオトマス
クの開発が盛んに検討されるようになってきた。

【０００３】この位相シフトフオトマスクを用いウエー
ハ上に投影露光する場合の解像性について、従来のシフ
ター層のないフオトマスクを用いて投影露光する場合を
比較例として挙げ、図７（イ）、（ロ）にもとづいて簡
単に説明する。図７（イ）の（ａ）は位相シフトフオト
マスク７１を用い露光光により投影露光する場合の図を
示し、この場合におけるマスクの出光側での光の振幅を
（ｂ）で、ウエーハ上での光の振幅分布を（ｃ）で、ウ
エーハ上での光の強度分布を（ｄ）で示す。又、図７
（ロ）の（ａ）は従来のフオトマスク７１ａを用い露光
光により投影露光する場合の図を示し、この場合におけ
るマスクの出光側での光の振幅を（ｂ）で、ウエーハ上
での光の振幅分布を（ｃ）で、ウエーハ上での光の強度
分布を（ｄ）で示す。図７（イ）（ａ）の位相シフトフ
オトマスク７１は、透明基板７２上に遮光膜７３からな
る所定幅、ピッチのラインアンドスペースパターンと、
該ラインアンドスペースパターンの一つおきの開口部と
この開口部に隣接する遮光膜７３上にかかるようにシフ
ター層７４を配設しており、図７（ロ）（ａ）の従来の
フオトマスク７１ａは、透明基板７２ａ上に、遮光膜７
３ａからなる所定幅、ピッチのラインアンドスペースパ
ターンを配設している。上シフター型の位相シフトフオ
トマスク７１に、露光光が入射された場合、マスク出光
側では、図７（イ）（ｂ）のように、シフター部７４を
透過した光の振幅は、シフターのない遮光膜７３間を透
過した光の振幅と位相がｎπ（ｎは奇数）ずれ、反転す
るように設定してある。このため、ウエーハ上ではこれ
らの光が互いに干渉しあい、図（イ）（ｃ）のような振
幅分布となり、結果としてウエーハ上での光強度は図
（イ）（ｄ）のようになる。これに対し、従来のフオト
マスク７１ａを用いた場合には、フオトマスク出光側で
の振幅は、図７（ロ）（ｂ）のように各開口部の光は、
互いに位相にずれがなく、互いに干渉しあい、図７
（ロ）（ｃ）のような振幅分布となり、結果としてウエ
ーハ上での光強度は図７（ロ）（ｄ）のようになる。図
７（イ）（ｄ）の場合は、光強度分布の山間に光強度が
零となる箇所があるのに対し、図７（ロ）（ｄ）の場合
は、光強度分布の山が裾拡がりの状態となっていること
が分かる。即ち、ウエーハ上でのレジストの解像性に関
しては、図７（イ）（ｄ）の光強度分布の方が、図７
（ロ）（ｄ）の強度分布より優れていることが分かる。
上記において、シフター部７４の厚さを位相差がｎπ
（ｎは奇数）ずれるようにするのが理想であり、最も位
相シフト効果が大きいが、ｎπ−π／３〜ｎπ＋π／３
（ｎは奇数）の範囲のときも、解像性向上に効果があ
る。

【０００４】ところで、位相シフトフオトマスクについ
ては、各種型のものが提案されており、代表的な位相シ
フトフオトマスクとしては、ハーフトーン型、空間周波
数変調型、補助シフター型がある。各種型の位相シフト
フオトマスクがあるが、いずれも、従来のシフタ層を用
いないフオトマスクに比べて、ウエーハへの転写時に、
解像性を向上できる原理は図７で示したものと基本的に
は同じである。ハーフトーン型は、図９（ａ）にその断
面を示すように、ガラス基板９０上に露光光に対し位相
シフト効果と遮光効果をともに有する半透明膜パターン
９１を設けたものである。この半透明膜パターン９１は
実質的に単層である場合と、位相シフト効果と遮光効果
とを異なる層に持たせた多層である場合とがある。しか
し、いずれの場合も１つのパターンだけからなること
が、この型の特徴である。空間周波数変調型は、図９
（ｂ）に示すように、透明基板９０Ａ上に透明膜からな
る位相シフトパターン９３Ａと遮光層パターン９４Ａと
を各々別途に配置するものである。この型は、一般にラ
イン＆スペースのパターンで有効であり、透明基板９０
Ａ上に遮光層パターン９４Ａを形成し、遮光層パターン
９４Ａの開口部９５Ａの交互を位相シフトパターン９３
Ａで覆うものである。この型の場合、遮光層パターン９
４Ａと位相シフトパターン９３Ａとは異なるパターンで
ある。補助シフター型は、図９（ｃ）に示すように、所
望のパターンを得るための遮光層パターン９４Ｂの開口
部９５Ｂに沿い、ウエーハ等への投影露光時には解像し
ない程度の遮光層開口部９６を設け、開口部９６に位相
シフターパターン９３Ｂを設けたもので、開口部９６、
位相シフターパターン９３Ｂを併せて補助パターン９７
と言う。この型の場合は、特に、ホール系パターンに対
し有効である。

【０００５】上記、空間周波数変調型、補助シフター型
の場合については、前述の図７で示したものと、殆ど同
じであり、解像性についての説明は省略する。簡単にこ
のハーフトーン型の場合について、従来のシフタ層を用
いないフオトマスクと比較し、転写時の解像性を図８を
用いて説明する。図８に示すように、ハーフトーン型位
相シフトフオトマスク８１に、露光光が入射された場
合、マスク出光側では、図８（イ）（ｂ）のように、半
透明膜８２を透過した光の振幅は、シフターのない半透
明膜間８３を透過した光の振幅と位相がｎπ（ｎは奇
数）ずれており、反転するように設定してある。このた
め、ウエーハ上ではこれらの光が互いに干渉しあった振
幅分布となり、結果として、ウエーハ上では図８（イ）
（ｃ）のような光強度分布となる。これに対し、従来の
フオトマスクの場合には、フオトマスク８１Ａに露光光
が入射された場合、マスク出光側では、遮光部８４から
は光がウエーハに到達せず、図８（ロ）（ｂ）のよう
に、光透過部８３Ａを通過した光のみがウエーハ上に到
達するためウエーハ上での光強度分布は、結局、図８
（ロ）（ｃ）のようになる。これより、ハーフトー型の
場合、光透過部８３からの光が、半透明膜８２からの位
相のずれた光の影響により、ウエーハ上での光強度のコ
ントラストを上げ、結果として解像性を向上させること
が分かる。尚、ハーフトーン型の場合においても、半透
明膜８２の厚さを位相差がｎπ（ｎは奇数）ずれるよう
にするのが理想であり、最も位相シフト効果が大きい
が、ｎπ−π／３〜ｎπ＋π／３（ｎは奇数）の範囲の
ときも、解像性向上に効果がある。

【０００６】又、図９（ｂ）、（ｃ）は遮光層パターン
上に位相シフターパターン９３Ａ、９３Ｂを設けた構造
で、このような構造のものを上シフタ型と言い、図９
（ｄ）、（ｅ）のように、遮光層パターン下に位相シフ
ターパターン９３Ｃ、９３Ｄを設けた構造のものを下シ
フタ型と言っている。本発明の位相シフトフオトマスク
においては、以後、半透明膜パターン上にシフターパタ
ーンを設けたものを上シフタ型と言い、半透明膜パター
ン下にシフターパターンを設けたものを下シフタ型と言
う。

【０００７】しかしながら、ハーフトーン型位相シフト
フオトマスクでは、投影露光された場合、パターン形状
依存性が強い。この為、ホール系のパターンでは有効で
あるが、ライン系パターンでは有効でなく、同一マスク
内にホール系のパターンとライン系パターンとが混在す
る場合には、投影露光後に微細なライン系パターンが解
像されないと言う問題がある。これに対し、空間周波数
変調型位相シフトフオトマスクは、ライン系パターンに
対しては、有効であるが、ホール系パターンに対応でき
ない。同一マスク内にホール系のパターンとライン系パ
ターンとが混在する場合、ホール系のパターン、ライン
系のパターンの両方に対応するために、補助シフター型
位相シフトフオトマスクを用いることも考えられるが、
補助パターンを精度良く作成することが実用的には困難
で、問題となっていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況のもと、位相シフトフオトマスクにおいて、１枚の
マスク上に微細な、ホール系のパターン、ライン系パタ
ーンの両方が混在する場合にも、従来の位相シフト層を
用いないフオトマスクに比べ、両パターンのウエーハ上
レジスト像の解像性を共に向上させることができるマス
クを提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の位相シフトフオ
トマスクは、ウエーハ等へ投影露光によりパターン転写
を行う為の位相シフトフオトマスクであって、ウエーハ
等へのパターン転写を行う際の露光光に対し、位相シフ
ト効果と遮光効果とを有する半透明膜のパターンを透明
基板上に設けたハーフトーン型位相シフトフオトマスク
の、ライン系パターン領域に空間周波数変調型の位相シ
フト部を設けていることを特徴とするものである。そし
て、該半透明膜の露光光透過率が５％〜１０％であるこ
とを特徴とするものである。又、本発明の位相シフトフ
オトマスクは、上記の空間周波数変調型の位相シフト部
が、ウエーハ等へのパターン転写を行う際の露光光に対
し位相シフト効果を有する透明膜を設けることにより形
成されていることを特徴とするものであり、該透明膜
は、露光光透過率が略１００％であることを特徴とする
ものである。そして、又、本発明の位相シフトフオトマ
スクは、上記の空間周波数変調型の位相シフト部が、ウ
エーハ等へのパターン転写を行う際の露光光に対し位相
シフト効果を有するように、透明基板部に凹部を設ける
ことにより形成されていることを特徴とするものであ
る。尚、ここで言う、位相シフト効果と遮光効果とを有
する半透明膜とは、位相シフト効果と遮光効果とを有す
る単層からなる半透明膜、位相シフト効果を有するが遮
光効果を有しない透明な膜と遮光効果を有するが位相シ
フト効果を有しない膜との複数からなる半透明膜、位相
シフト効果と遮光効果とを有する複数の膜からなる半透
明膜、を全て含むものとする。又、位相シフト部として
の透明膜も、位相シフト効果を有する単層の透明膜およ
び位相シフト効果を有する複数の層からなる透明膜の全
てを含むものとする。

【００１０】本発明の位相シフトフオトマスクは、ハー
フトーン型位相シフトフオトマスクの半透明膜パターン
をマスクのライン系パターン領域において空間周波数型
の遮光層パターンとして利用して位相シフト部を形成し
たもので、これにより、微細なホール系のパターン、ラ
イン系パターンの両方が１枚のマスクに混在する場合に
も、両者の解像性の向上に有効なものとしている。以
下、図１に基づいて本発明の位相シフトフオトマスクを
説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の位相シフトフ
オトマスクの断面図を示すものである。図１（ｄ）はそ
の平面図である。図１（ａ）は位相シフト量略ｎπラジ
アン（ｎは奇数）の半透明膜パターン２の上に位相シフ
ト量略ｎπラジアン（ｎは奇数）の透明膜パターン３を
配置した構造のものである。図１（ｂ）は、位相シフト
量略ｎπラジアン（ｎは奇数）の透明膜３Ａの上に位相
シフト量略ｎπラジアン（ｎは奇数）の半透明パターン
２Ａを配置した構造のものである。図１（ｃ）は、半透
明膜パターン２Ｂの開口部の透明基板１Ｂに凹部４を形
成し、凹部を形成しない開口部との位相差を略ｎπラジ
アン（ｎは奇数）つけたものである。図１（ａ）に示す
構造の場合、先ず位相シフト量略ｎπラジアン（ｎは奇
数）の半透明膜パターン２を形成し、ホール系パターン
領域６においてはそのままで用い、ライン系パターン領
域５においては位相シフト量略ｎπラジアン（ｎは奇
数）の、半透明膜パターン２の開口部７の交互に（１つ
おきに）位相シフト量略ｎπラジアン（ｎは奇数）の透
明膜パターン３を配置したものである。又、図１（ｂ）
に示す構造の場合、先ず位相シフト量略ｎπラジアン
（ｎは奇数）の透明膜３Ａを形成し、その上に位相シフ
ト量略ｎπラジアン（ｎは奇数）の半透明膜パターン２
Ａを形成し、次いで、ホール系パターン領域６Ａにおい
てはそのままで、ライン系パターン領域５Ａにおいて
は、位相シフト量略ｎπラジアン（ｎは奇数）の半透明
膜パターン２Ａの所定の開口部のみ、露出する位相シフ
ト量略ｎπラジアン（ｎは奇数）の透明膜３Ａを除去す
るもので、除去する位置は開口部７Ａの１つおきとす
る。図１（ｃ）に示す構造の場合、先ず位相シフト量略
ｎπラジアン（ｎは奇数）の半透明膜パターン２Ｂを透
明基板１Ｂの上に形成した後、ホール系パターン領域６
Ｂにおいてはそのままで、ライン系パターン領域５Ｂに
おいて、選択的に、所定の開口部の露出した透明基板部
に、隣接する開口部と相対的に位相シフト量が略ｎπラ
ジアン（ｎは奇数）ずれるように凹部４を形成したもの
である。凹部４を形成する位置は開口部７Ｂの１つおき
とする。上記のように、本発明の位相シフトフオトマス
クの空間周波数型の位相シフト部は、半透明膜からなる
ラインパターン部を遮光パターンとし、該遮光パターン
の開口部の１つおきに、透明膜を配置、もしくは透明基
板に凹部を形成したもので、露光光に対して、隣接する
開口部と相対的に位相シフト量が略ｎπラジアン（ｎは
奇数）ずれるようにしてある。実際的には、隣接する開
口部と相対的に位相シフト量を略πラジアンとするのが
一般的である。

【００１１】本発明の位相シフトフオトマスクにおける
空間周波数型の位相シフト部は、露光光に対し、隣接す
る開口部との相対的な、透過光の位相シフト量のずれ
（差）はできるだけｎπラジアン（ｎは奇数）に近いも
のが効果的であり、位相シフト部における露光光に対す
る透過率も１００％に近いもの程効果的である。又、本
発明の位相シフトフオトマスクの半透明膜としては、前
述のように、ハーフトーン型位相シフトフオトマスクと
して働く為には、露光光透過率１〜５０％で、露光光の
位相シフト量φが、ｎπ−π／３＜φ＜ｎπ＋π／３で
有効であるが、通常、１６〜６４ＭＤＲＡＭレベルの５
倍レチクルにおいては、ホール系パターンに対しては５
〜１０％の透過率のものが、ライン系パターンに対して
は、１〜６％の透過率のものが特に有効とされている。
したがって、ホール系パターン、ライン系パターン共
に、特に有効とするには、本発明の位相シフトフオトマ
スクの半透明膜としては、５〜１０％の露光光透過率を
有するものを使用し、且つ、空間周波数型の位相シフト
部ついては、露光光に対して、隣接する開口部との相対
的な透過光のずれ（差）をできるだけｎπラジアン（ｎ
は奇数）に近くし、位相シフト部における露光光に対す
る透過率もできるだけ１００％に近くする必要がある。

【００１２】図４〜図６はフオトマスクにおけるライン
系パターンをウエーハへ投影露光した場合の、ウエーハ
上の露光光強度分布のシミュレーション結果を示すもの
である。図４はハーフトーン型の位相シフトフオトマス
クの場合、図５は本発明の上シフター型の場合、図６は
本発明の下シフター型の場合である。尚、シミュレーシ
ョンには光強度分布シミュレーターＦＴＲＥＰＴＯＮ
２（富士綜合研究所製）を用い、光源はｉ線（３６５ｎ
ｍ）とし、ジャストフォーカスで行った。図４はハーフ
トーン型における、ウエーハサイズで０．３５μｍのラ
イン＆スペースパターンのウエーハ上の光強度分布を示
す。このとき半透明膜パターン部のｉ線透過率を５％、
位相シフト量を１８０°に設定した。図５はウエーハサ
イズで０．３５μｍとなるレチクル上の半透明膜のライ
ン＆スペースパターン上の交互に（開口部の１つおき
に）透明膜パターンを配置した場合のウエーハ上光強度
分布であり、透明膜パターンは半透明膜パターンの中心
部から中心部に配置されるものとした。このときの透明
膜パターン部のｉ線透過率を１００％、位相シフト量を
１８０°および半透明膜パターン部のｉ線透過率を５
％、位相シフト量を１８０°と設定した。図６は、透明
膜パターン上にウエーハサイズで０．３５μｍの半透明
膜のライン＆スペースパターンを配置した場合のウエー
ハ上の光強度分布をしめすものである。このときの透明
膜パターン部のｉ線透過率を１００％、位相シフト量を
１８０°に、半透明膜パターン部のｉ線透過率を５％、
位相シフト量を１８０°に設定した。これらの結果か
ら、ライン系パターンでは、従来のハーフトーン型のも
のに比べ本発明の位相シフトフオトマスクを用いること
により、コントラストの高いウエーハへのパターン転写
が可能となる。また、本発明の位相シフトフオトマスク
は、補助シフター型で要求される微小パターンがないの
で作成が容易である。

【００１３】

【作用】本発明のシフター型位相シフトフオトマスク
は、このような構成にすることにより、１枚のマスク上
に微細な、ホール系パターン、ライン系パターンの両方
が混在する場合にも、投影露光によりえられるウエーハ
上レジストの両パターン解像性を、従来のシフターを用
いないフオトマスクに比べ、向上させることを可能とし
ているもので、従来のハーフトーン型に比べ、ライン系
パターンの解像性を上げ、従来の空間周波数変調型に比
べ、ホール系パターンの解像性を上げているものであ
る。又、本発明のシフター型位相シフトフオトマスク
は、このような構成にすることにより、補助シフター型
のように微細なパターンを必要としないため、その製造
を容易なものとしている。結局、本発明のシフター型位
相シフトフオトマスクは、このような構成にすることに
より、各種微細パターンが混在するマスクにおいても、
ウエーハ上への各種微細パターンの転写を可能とするも
ので、結果として、半導体集積回路の微細化を一層すす
めることを可能とするものである。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例１を以下、図２（イ）にそっ
て説明する。図２（イ）は実施例１のｉ線露光用の位相
シフトフオトマスク及びその作製工程を説明するための
図である。フオトマスク用合成石英基板２１上に、以下
の条件で、酸化錫を主体とするシフター層のエッチング
ストッパー層２２を約２０ｎｍの厚さにスパッタ成膜し
た。スパッタ条件は、以下の通りであった。方式：ＤＣマグネトロンスパッターターゲット：酸化錫（５ａｔｍｍ％酸化アンチモ
ン含有）ガス及び圧力：アルゴン、１００ｓｃｃｍ、５ｍｔ
ｏｒｒ基板温度：約２００°ｃ続いて、スピンオングラス（アライドシグナル社製アキ
ュグラス２１１Ｓ）を、スピンコート法により塗布し、
直ちに空気雰囲気中４００°ｃで焼成し、あつさ約３９
０ｎｍの位相シフト層２３を得た。次に、位相シフト層
２３上に、以下の条件で遮光層２４を光波長３６５ｎｍ
における透過率が５％となるように成膜し、ハーフトー
ン型位相シフトフオトマスク用ブランクス２０を得た。
（図２（イ）の（ａ））方式：ＤＣマグネトロンスパッターターゲット：クロムガス及び圧力：アルゴン、１００ｓｃｃｍ、３ｍｔ
ｏｒｒ基板温度：加熱せずこのブランクス２０に常法の電子線リソグラフイー法に
より、レジストパターンを形成し、レジストが除去され
た部分のクロム層を以下の条件にて選択的に除去した。方式：平行板ＲＦ反応性イオンエッチングターゲット：シクロロメタン６０ｓｃｃｍ＋酸素
４０ｓｃｃｍ、１０ｍｔｏｒｒ続いて、スピンオングラス層を以下の条件でエッチング
した。方式：平行板ＲＦ反応性イオンエッチングターゲット：４フッ化炭素８０ｓｃｃｍ＋酸素２
０ｓｃｃｍ、１０ｍｔｏｒｒこの後、レジストを剥離し、ホール系とライン系の双方
を有するマスク２５を得た（図２（イ）の（ｂ））。こ
のマスク２５はハーフトーン型位相シフトフオトマスク
でもある。次いで、このマスク２５上に、再度スピンオ
ングラスをスピンコート法により塗布し、図２（イ）の
（ｃ）に示すシフター層２６を厚さ３９０ｎｍで得た。
このシフター層２６に対し、常法の電子線リソグラフイ
ーにより、ライン系パターン部がハーフトーン位相シフ
ト層を遮光層とする空間周波数変調型となるようにパタ
ーンニングする。この際、ホール部の位相シフト層２６
は除去することもできる。尚、位相シフト層２６の除去
はシフター層２３のエッチングと同じ条件で行った。以
上により実施例１の位相シフトフオトマスク２７を得た
（図２（イ）の（ｄ））。得られた位相シフトフオトマ
スク２７は、遮光層２４とシフター層２３とにより、位
相シフト効果と遮光効果を有する半透明な層を形成して
おり、この遮光層２４とシフター層２３を対とした半透
明膜パターンからなるハーフトーン型位相シフトフオト
マスクのライン系パターン部の開口部の１つおきに位相
シフト部２６Ｓを形成したものであり、上シフタ型のも
のである。

【００１５】次いで実施例１の変形例を、図１（ロ）に
そって説明する。図１（ロ）（ｂ）の位相シフトフオト
マスク２７Ａは石英等からなる透明基板２１Ａ上に、ク
ロム系、Ｍｏ系の金属化合物または混合物ないしセラミ
ック系の素材からなる位相シフト効果と遮光効果を有す
る単層の半透明膜２８を用い、上記実施例と同様にし
て、ＳＯＧ膜からなる位相シフト部２６ＳＡを形成して
も良い。クロム系、Ｍｏ系の金属化合物または混合物か
らなる半透明膜２８の場合には、スパッタ、蒸着等によ
りその作成が可能であり、またそのパターンニングも容
易で、実施例１より、実用的と言える。

【００１６】次に、本発明の実施例２を以下、図３
（イ）にそって説明する。図３（イ）は実施例２のｉ線
露光用の位相シフトフオトマスク及びその製造工程を示
したものである。エッチングストッパー層を含まないこ
と以外は実施例１と同じであるハーフトーン型位相シフ
トフオトマスク用ブランクス３０（図３（イ）の
（ａ））を用い、実施例１と同様にしてハーフトーン位
相シフトフオトマスク３５を作成した（図３（イ）の
（ｂ））。但し、スピンオングラスのエッチングは緩衝
フッ酸液によるウエットエッチングにて行った。このハ
ーフトーン位相シフトフオトマスク３５上に、常用の電
子線レジストを塗布し、常法により、ライン系パターン
部のレジストを実施例１と同様にパターンニングした
（図３（イ）の（ｃ））。続いて、以下の条件でレジス
トが選択的に除去された部分の合成石英基板３１を以下
の条件で約３９０ｎｍの深さだけエッチングし、凹部３
７を形成した。方式：平行板ＲＦ反応性イオンエッチングターゲット：４フッ化炭素８０ｓｃｃｍ＋酸素２
０ｓｃｃｍ、１０ｍｔｏｒｒ以上により実施例２の位相シフトフオトマスク３９を得
た（図３（ｄ））。得られた位相シフトフオトマスク２
９は、遮光層３４とシフター層３３とにより、位相シフ
ト効果と遮光効果を有する半透明な層を形成しており、
この遮光層３４とシフター層３３を対とした半透明膜パ
ターンからなるハーフトーン型位相シフトフオトマスク
３５のライン系パターン部の開口部の１つおきに位相シ
フト部として凹部３７を形成したものである。

【００１７】実施例２の場合についても、図２（ロ）に
示すように、クロム系、Ｍｏ系の金属化合物または混合
物ないしセラミック系の素材からなる位相シフト効果と
遮光効果を有する単層の半透明膜３８を用いることによ
り、該半透明膜３８からなるライン系パターン領域にラ
インパターンの開口部の１つおきに凹部３７Ａを形成し
た位相シフトフオトマスク３９Ａが変形例として挙げら
れる。クロム系、Ｍｏ系の金属化合物または混合物から
なる半透明膜２８を用いた場合には、スパッタ、蒸着等
によりその作成が可能であり、またそのパターンニング
も容易で実施例２より、実用的と言える。

【００１８】

【発明の効果】本発明は、上記のように、ＬＳＩ、超Ｌ
ＳＩ、超超ＬＳＩ等の微細化、高集積度化要求に対応で
きる位相シフトフオトマスクの提供を可能としているも
ので、詳しくは、本発明のマスクにおいては、１枚のマ
スク上にライン系パターンとホール系パターンが混在す
るような場合においても、従来の位相シフター層を用い
ないフオトマスクに比べ、両パターンのウエーハ上での
解像性を向上できるものとしている。このようなマスク
の製造は比較的簡単で、実用的であり、集積回路の微細
化に対応できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の位相シフトフオトマスクを説明するた
めの図

【図２】本発明の実施例１を説明するための工程概略図

【図３】本発明の実施例２を説明するための工程概略図

【図４】従来のフトフオトマスクのシミュレーション図

【図５】本発明の位相シフトフオトマスクのシミュレー
ション図

【図６】本発明の位相シフトフオトマスクのシミュレー
ション図

【図７】位相シフトフオトマスクを用いた場合の解像性
を説明するための図

【図８】ハーフトーン型位相シフトフオトマスクを用い
た場合の解像性を説明するための図

【図９】従来の位相シフトフオトマスクを説明するため
の図

【符号の説明】

１、１Ａ、１Ｂ透明基板（合成石英基板）２、２Ａ、２Ｂ半透明膜パターン３透明膜パターン３Ａ透明膜４凹部５、５Ａ、５Ｂライン系パターン領域６、６Ａ、６Ｂホール系パターン領域７、７Ａ、７Ｂ開口部２０、２０Ａハーフトーン型位相シフトフオ
トマスク用ブランクス２１、２１Ａ透明基板（合成石英基板）２２エッチングストッパー層２３シフター層２４、２４Ａ遮光層２５ハーフトーン型位相シフトフオ
トマスク２６シフター層（ＳＯＧ膜）２６Ｓ、２６ＳＡ位相シフト部２７、２７Ａ位相シフトフオトマスク２８半透明膜３０ハーフトーン型位相シフトフオ
トマスク用ブランクス３１透明基板（合成石英基板）３３シフター層３４遮光層３５ハーフトーン型位相シフトフオ
トマスク３６レジスト３７、３７Ａ凹部３８半透明膜３９位相シフトフオトマスク７１位相シフトフオトマスク７１ａ従来のフオトマスク７２、７２ａ透明基板７３、７３ａ遮光膜７４シフター層８１ハーフトーン型位相シフトフオ
トマスク８１Ａ従来のフオトマスク８２半透明膜８３、８３Ａ光透過部８４遮光膜９０、９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃ、９０Ｄ透明基板９１半透明膜９３Ａ、９３Ｂ、９３Ｃ、９３Ｄ位相シフト
パターン９４Ａ、９４Ｂ、９４Ｃ、９４Ｄ遮光層パタ
ーン９５Ａ、９５Ｂ開口部９６開口部９７、９７Ｄ補助パター
ン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウエーハ等へ投影露光によりパターン転
写を行う為の位相シフトフオトマスクであって、ウエー
ハ等へのパターン転写を行う際の露光光に対し、位相シ
フト効果と遮光効果とを有する半透明膜のパターンを透
明基板上に設けたハーフトーン型位相シフトフオトマス
クの、ライン系パターン領域に空間周波数変調型の位相
シフト部を設けていることを特徴とする位相シフトフオ
トマスク。
【請求項２】請求項１における半透明膜の露光光透過
率が５％〜１０％であることを特徴とする位相シフトフ
オトマスク。
【請求項３】請求項１ないし２における空間周波数変
調型の位相シフト部が、ウエーハ等へのパターン転写を
行う際の露光光に対し位相シフト効果を有する透明膜を
設けることにより形成されていることを特徴とする位相
シフトフオトマスク。
【請求項４】請求項３記載の透明膜は、露光光透過率
が略１００％であることを特徴とする位相シフトフオト
マスク。
【請求項５】請求項１ないし２における空間周波数変
調型の位相シフト部が、ウエーハ等へのパターン転写を
行う際の露光光に対し位相シフト効果を有するように、
透明基板部に凹部を設けることにより形成されているこ
とを特徴とする位相シフトフオトマスク。