JPH0831711A - 減衰型位相シフトマスクを用いた露光方法 - Google Patents
減衰型位相シフトマスクを用いた露光方法Info
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- JPH0831711A JPH0831711A JP15841994A JP15841994A JPH0831711A JP H0831711 A JPH0831711 A JP H0831711A JP 15841994 A JP15841994 A JP 15841994A JP 15841994 A JP15841994 A JP 15841994A JP H0831711 A JPH0831711 A JP H0831711A
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 被露光材に段差が生じた場合であっても、被
露光材の全ての領域で、所定のパターンを精度よく同一
の工程で露光することのできる減衰型位相シフトマスク
を用いた露光方法を提供することにある。 【構成】 第２光透過部８および第３光透過部１０を透
過する露光光の位相角と、第２光透過部部８および第３
光透過部１０のホールサイズとから、第１距離ｈ 1 と第
２の距離ｈ2 との差の最適値を求めている。これによ
り、最適焦点位置で、レジスト膜１４の露光を行なうこ
とが可能となる。
露光材の全ての領域で、所定のパターンを精度よく同一
の工程で露光することのできる減衰型位相シフトマスク
を用いた露光方法を提供することにある。 【構成】 第２光透過部８および第３光透過部１０を透
過する露光光の位相角と、第２光透過部部８および第３
光透過部１０のホールサイズとから、第１距離ｈ 1 と第
２の距離ｈ2 との差の最適値を求めている。これによ
り、最適焦点位置で、レジスト膜１４の露光を行なうこ
とが可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、減衰型位相シフトマ
スクを用いた露光方法に関し、特に、段差を有する被露
光材に露光を行なう場合の露光方法に関するものであ
る。
スクを用いた露光方法に関し、特に、段差を有する被露
光材に露光を行なう場合の露光方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体集積回路における高集積化
および微細化には目ざましいものがある。それに伴い、
半導体基板上に形成される回路パターンの微細化も急速
に進んできている。中でも、フォトリソグラフィ技術
が、パターン形成における基本技術として広く認識され
るところである。よって、今日までに種々の開発、改良
がなされてきているのではあるが、パターンの微細化は
止まるところを知らず、パターンの解像度向上への要求
はさらに強いものとなってきている。
および微細化には目ざましいものがある。それに伴い、
半導体基板上に形成される回路パターンの微細化も急速
に進んできている。中でも、フォトリソグラフィ技術
が、パターン形成における基本技術として広く認識され
るところである。よって、今日までに種々の開発、改良
がなされてきているのではあるが、パターンの微細化は
止まるところを知らず、パターンの解像度向上への要求
はさらに強いものとなってきている。
【０００３】一般に、縮小露光方法を用いたフォトリソ
グラフィ技術における解像限界Ｒ（ｎｍ）は、 Ｒ＝Ｋ1 ・λ／（ＮＡ）…（１） と表される。ここで、λは使用する光の波長（ｎｍ）、
ＮＡはレンズの開口数、Ｋ1 はレジストプロセスに依存
する定数である。
グラフィ技術における解像限界Ｒ（ｎｍ）は、 Ｒ＝Ｋ1 ・λ／（ＮＡ）…（１） と表される。ここで、λは使用する光の波長（ｎｍ）、
ＮＡはレンズの開口数、Ｋ1 はレジストプロセスに依存
する定数である。
【０００４】式（１）からもわかるように、解像限界の
向上を図るためには、Ｋ1 およびλの値を小さくして、
ＮＡの値を大きくすればよい。つまり、レジストプロセ
スに依存する定数を小さくするとともに、短波長化や高
ＮＡ化を進めればよいのである。しかし、光源やレンズ
の改良は技術的に難しく、また短波長化および高ＮＡ化
を進めることによって、光の焦点深度δ（δ＝Ｋ2 ・λ
／（ＮＡ）2 ）が浅くなり、却って解像度の低下を招く
といった問題も生じている。
向上を図るためには、Ｋ1 およびλの値を小さくして、
ＮＡの値を大きくすればよい。つまり、レジストプロセ
スに依存する定数を小さくするとともに、短波長化や高
ＮＡ化を進めればよいのである。しかし、光源やレンズ
の改良は技術的に難しく、また短波長化および高ＮＡ化
を進めることによって、光の焦点深度δ（δ＝Ｋ2 ・λ
／（ＮＡ）2 ）が浅くなり、却って解像度の低下を招く
といった問題も生じている。
【０００５】ここで、図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）を
参照して、従来のフォトマスクを用いた場合の、フォト
マスク断面、フォトマスク上の露光光の電場および半導
体ウエハ上の露光光の光強度について説明する。
参照して、従来のフォトマスクを用いた場合の、フォト
マスク断面、フォトマスク上の露光光の電場および半導
体ウエハ上の露光光の光強度について説明する。
【０００６】まず、図１１（ａ）を参照して、フォトマ
スク１００の断面構造について説明する。石英ガラス基
板１１０上には、クロムなどからなる金属マスクパター
ン１２０と、石英ガラス基板１１０が露出する光透過部
１３０とが形成されている。次に、図１１（ｂ）を参照
して、フォトマスク１００を透過した直後の露光光の電
場について説明する。フォトマスク１００上の露光光の
電場は、フォトマスクパターンに沿った電場となる。次
に、図１１（ｃ）を参照して、半導体ウエハ上の光強度
について説明する。半導体ウエハ上の露光光の光強度
は、特に、微細なパターンの転写を考えたとき、フォト
マスクを透過した露光光が、図に示すように、光の回折
現象および光の緩衝効果により、隣り合ったパターン像
において光が重なりあり、互いに強めあうことになる。
その結果、半導体ウエハ上の光強度の差が小さくなって
しまい、解像度が低下するといった問題点があった。
スク１００の断面構造について説明する。石英ガラス基
板１１０上には、クロムなどからなる金属マスクパター
ン１２０と、石英ガラス基板１１０が露出する光透過部
１３０とが形成されている。次に、図１１（ｂ）を参照
して、フォトマスク１００を透過した直後の露光光の電
場について説明する。フォトマスク１００上の露光光の
電場は、フォトマスクパターンに沿った電場となる。次
に、図１１（ｃ）を参照して、半導体ウエハ上の光強度
について説明する。半導体ウエハ上の露光光の光強度
は、特に、微細なパターンの転写を考えたとき、フォト
マスクを透過した露光光が、図に示すように、光の回折
現象および光の緩衝効果により、隣り合ったパターン像
において光が重なりあり、互いに強めあうことになる。
その結果、半導体ウエハ上の光強度の差が小さくなって
しまい、解像度が低下するといった問題点があった。
【０００７】これを解決するために、たとえば特開昭５
７−６２０５２号公報および特開昭５８−１７３７４４
号公報により、位相シフトマスクによる位相シフト露光
法が提案されている。次に、図１２（ａ），（ｂ），
（ｃ）を参照して、特開昭５８−１７３７４４号公報に
開示された位相シフトマスクによる位相シフト露光法に
ついて説明する。まず、図１２（ａ）を参照して、位相
シフトマスク２００の断面構造について説明する。この
位相シフトマスク２００は、ガラス基板２１０上に形成
されたクロムマスクパターン２２０と、ガラス基板２１
０が露出する光透過部２３０とを有している。さらに、
光透過部２３０には、１つ置きにシリコン酸化膜などの
透明絶縁膜よりなる位相シフト２４０が設けられてい
る。
７−６２０５２号公報および特開昭５８−１７３７４４
号公報により、位相シフトマスクによる位相シフト露光
法が提案されている。次に、図１２（ａ），（ｂ），
（ｃ）を参照して、特開昭５８−１７３７４４号公報に
開示された位相シフトマスクによる位相シフト露光法に
ついて説明する。まず、図１２（ａ）を参照して、位相
シフトマスク２００の断面構造について説明する。この
位相シフトマスク２００は、ガラス基板２１０上に形成
されたクロムマスクパターン２２０と、ガラス基板２１
０が露出する光透過部２３０とを有している。さらに、
光透過部２３０には、１つ置きにシリコン酸化膜などの
透明絶縁膜よりなる位相シフト２４０が設けられてい
る。
【０００８】次に、図１２（ｂ）を参照して、位相シフ
トマスク上の露光光の電場について説明する。この位相
シフトマスク２００を透過した露光光による位相シフト
マスク上の露光光の電場は、交互に１８０°位相が反転
して構成されている。したがって、光の緩衝効果によ
り、光の重なりあう隣り合ったパターン像においては、
互いに打消しあうことになる。次に、図１２（ｃ）を参
照して、半導体ウエハ上の露光光の光強度について説明
する。半導体ウエハ上の露光光の光強度は、図に示すよ
うに、光強度の差が明確となり、パターン像の解像度の
向上を図ることが可能となっている。
トマスク上の露光光の電場について説明する。この位相
シフトマスク２００を透過した露光光による位相シフト
マスク上の露光光の電場は、交互に１８０°位相が反転
して構成されている。したがって、光の緩衝効果によ
り、光の重なりあう隣り合ったパターン像においては、
互いに打消しあうことになる。次に、図１２（ｃ）を参
照して、半導体ウエハ上の露光光の光強度について説明
する。半導体ウエハ上の露光光の光強度は、図に示すよ
うに、光強度の差が明確となり、パターン像の解像度の
向上を図ることが可能となっている。
【０００９】しかしながら、上記位相シフトマスクを用
いた位相シフト露光法は、ライン・アンド・スペースな
どの周期的なパターンに対しては非常に有効である。し
かし、パターンが複雑な場合には、位相シフトの配置が
非常に困難となり、任意のパターンには設定できないと
いう問題点がある。
いた位相シフト露光法は、ライン・アンド・スペースな
どの周期的なパターンに対しては非常に有効である。し
かし、パターンが複雑な場合には、位相シフトの配置が
非常に困難となり、任意のパターンには設定できないと
いう問題点がある。
【００１０】そこで、さらに上記問題点を解決する位相
シフトマスクとして、たとえば、「ＪＪＡＰ Ｓｅｒｉ
ｅｓ５ Ｐｒｏｃ． ｏｆ １９９１ Ｉｎｔｅｒｎ．
Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
ｐｐ．３−９」および「特開平４−１３６８５４号公
報」において、減衰型位相シフトマスクが開示されてい
る。以下、この特開平４−１３６８５４号公報に開示さ
れた、減衰型位相シフトマスクについて説明する。
シフトマスクとして、たとえば、「ＪＪＡＰ Ｓｅｒｉ
ｅｓ５ Ｐｒｏｃ． ｏｆ １９９１ Ｉｎｔｅｒｎ．
Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
ｐｐ．３−９」および「特開平４−１３６８５４号公
報」において、減衰型位相シフトマスクが開示されてい
る。以下、この特開平４−１３６８５４号公報に開示さ
れた、減衰型位相シフトマスクについて説明する。
【００１１】まず、図１３（ａ）を参照して、減衰型位
相シフトマスク３００の構造について説明する。この減
衰型位相シフトマスク５００は、露光光を透過する石英
基板３１０と、この石英基板３１０の主表面上に形成さ
れ、石英基板３１０の主表面を露出する光透過部３３０
と、透過する露光光の位相を前記透過部３３０を透過す
る露光光の位相に対して１８０°の位相角を与える位相
シフト膜２００とを含む所定の露光パターンである位相
シフトパターンを含んでいる。また、上述した位相シフ
ト膜３２０は、透過する露光光の透過率を５〜２０％と
するクロム層３２０ａと、光透過部３３０を透過する露
光光との位相角が１８０°となるシフト層３２０ｂとの
二重構造となっている。また、近年において、上記位相
シフタ部３２０は、クロムの酸化物、クロムの酸化窒化
物、クロムの酸化窒化炭化物、モリブデンシリサイドの
酸化物およびモリブデンシリサイドの酸化窒化物などか
らなる１層構造の位相シフト部が形成される場合もあ
る。
相シフトマスク３００の構造について説明する。この減
衰型位相シフトマスク５００は、露光光を透過する石英
基板３１０と、この石英基板３１０の主表面上に形成さ
れ、石英基板３１０の主表面を露出する光透過部３３０
と、透過する露光光の位相を前記透過部３３０を透過す
る露光光の位相に対して１８０°の位相角を与える位相
シフト膜２００とを含む所定の露光パターンである位相
シフトパターンを含んでいる。また、上述した位相シフ
ト膜３２０は、透過する露光光の透過率を５〜２０％と
するクロム層３２０ａと、光透過部３３０を透過する露
光光との位相角が１８０°となるシフト層３２０ｂとの
二重構造となっている。また、近年において、上記位相
シフタ部３２０は、クロムの酸化物、クロムの酸化窒化
物、クロムの酸化窒化炭化物、モリブデンシリサイドの
酸化物およびモリブデンシリサイドの酸化窒化物などか
らなる１層構造の位相シフト部が形成される場合もあ
る。
【００１２】この減衰型位相シフトマスクを用いること
により、パターンが複雑な場合であっても露光が可能と
なり、近年の露光方法の主流となってきている。
により、パターンが複雑な場合であっても露光が可能と
なり、近年の露光方法の主流となってきている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
半導体装置は、非常に複雑な断面構造を有するものが多
い。したがって、レジスト膜を上述した減衰型位相シフ
トマスクを用いて露光しようとした場合、レジスト膜の
下地に段差が生じていることが多い。そのため、同一の
露光工程であっても、場所により最適な焦点位置が異な
る場合がある。
半導体装置は、非常に複雑な断面構造を有するものが多
い。したがって、レジスト膜を上述した減衰型位相シフ
トマスクを用いて露光しようとした場合、レジスト膜の
下地に段差が生じていることが多い。そのため、同一の
露光工程であっても、場所により最適な焦点位置が異な
る場合がある。
【００１４】たとえば、図１４〜図１６を参照して、下
地基板１２に段差を有し、この段差を有する基板１２上
にレジスト膜１４を形成し、このレジスト膜１４を露光
する場合について説明する。
地基板１２に段差を有し、この段差を有する基板１２上
にレジスト膜１４を形成し、このレジスト膜１４を露光
する場合について説明する。
【００１５】まず、図１４を参照して、レジスト膜１４
の左側の領域に焦点位置を合わせた場合について説明す
る。この場合、レジスト膜１４の左側の領域において
は、所望のパターン形状１４ａを形成することができ
る。一方、レジスト膜１４の右側の領域においては、パ
ターン１４ｂの径は予定より小さく仕上がってしまう。
の左側の領域に焦点位置を合わせた場合について説明す
る。この場合、レジスト膜１４の左側の領域において
は、所望のパターン形状１４ａを形成することができ
る。一方、レジスト膜１４の右側の領域においては、パ
ターン１４ｂの径は予定より小さく仕上がってしまう。
【００１６】次に、図１５を参照して、レジスト膜１４
の右側の領域に焦点位置を合わせた場合について説明す
る。この場合、レジスト膜１４の右側の領域において
は、所望のパターン形状１４ｂを形成することができ
る。一方、レジスト膜１４の左側の領域においては、パ
ターン１４ａの径は、予定より大きく仕上がってしま
う。
の右側の領域に焦点位置を合わせた場合について説明す
る。この場合、レジスト膜１４の右側の領域において
は、所望のパターン形状１４ｂを形成することができ
る。一方、レジスト膜１４の左側の領域においては、パ
ターン１４ａの径は、予定より大きく仕上がってしま
う。
【００１７】次に、図１６を参照して、段差の中間部分
に焦点位置を合わせた場合について説明する。この場
合、レジスト膜１４の左側の領域においては、パターン
１４ａの径は予定より大きく仕上がり、レジスト膜１４
の右側の領域においては、パターン１４ｂは予定より小
さく仕上がってしまう。
に焦点位置を合わせた場合について説明する。この場
合、レジスト膜１４の左側の領域においては、パターン
１４ａの径は予定より大きく仕上がり、レジスト膜１４
の右側の領域においては、パターン１４ｂは予定より小
さく仕上がってしまう。
【００１８】以上のように、レジスト膜に段差が生じた
場合、同一の露光工程において、すべての領域で最適な
焦点位置を得ることができず、所望のパターン形状をレ
ジスト膜に形成することができないという問題点があ
る。
場合、同一の露光工程において、すべての領域で最適な
焦点位置を得ることができず、所望のパターン形状をレ
ジスト膜に形成することができないという問題点があ
る。
【００１９】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたもので、被露光材に段差が生じた場合であって
も、すべての領域で所望のパターンを精度よく露光する
ことのできる、減衰型位相シフトマスクを用いた露光方
法を提供することを目的とする。
なされたもので、被露光材に段差が生じた場合であって
も、すべての領域で所望のパターンを精度よく露光する
ことのできる、減衰型位相シフトマスクを用いた露光方
法を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】この発明に基づいた減衰
型位相シフトマスクを用いた露光方法の１つの局面によ
れば、透明基板が露出する第１光透過部および第２光透
過部とを、上記第１光透過部および第２光透過部を取囲
むように前記透明基板上に形成された位相シフト膜とを
有する減衰型位相シフトマスクを備えた露光装置を用い
て、上記第１光透過部の領域の上記露光装置の投影レン
ズからの距離が第１の距離である第１被露光領域と、上
記第２光透過部の領域の上記露光装置の投影レンズから
の距離が第２の距離である第２被露光領域とを有する被
露光材を露光する、減衰型位相シフトマスクを用いた露
光方法であって、上記第２光透過部を透過する露光光に
所定の位相角を与え、上記位相角と、上記第２光透過部
のホールサイズとから、上記第１の距離と上記第２の距
離との差の最適値を求める工程を備えている。
型位相シフトマスクを用いた露光方法の１つの局面によ
れば、透明基板が露出する第１光透過部および第２光透
過部とを、上記第１光透過部および第２光透過部を取囲
むように前記透明基板上に形成された位相シフト膜とを
有する減衰型位相シフトマスクを備えた露光装置を用い
て、上記第１光透過部の領域の上記露光装置の投影レン
ズからの距離が第１の距離である第１被露光領域と、上
記第２光透過部の領域の上記露光装置の投影レンズから
の距離が第２の距離である第２被露光領域とを有する被
露光材を露光する、減衰型位相シフトマスクを用いた露
光方法であって、上記第２光透過部を透過する露光光に
所定の位相角を与え、上記位相角と、上記第２光透過部
のホールサイズとから、上記第１の距離と上記第２の距
離との差の最適値を求める工程を備えている。
【００２１】次に、この発明に基づいた減衰型位相シフ
トマスクを用いた露光方法の他の局面によれば、透明基
板が露出する第１光透過部および第２光透過部と、上記
第１光透過部および第２光透過部を取囲むように上記透
明基板上に形成された位相シフト膜とを有する減衰型位
相シフトマスクを備えた露光装置を用いて、上記第１光
透過部の領域の上記露光装置の投影レンズからの距離が
第１の距離である第１被露光領域と、上記第２光透過部
の領域の上記露光装置の投影レンズからの距離が第２の
距離である第２被露光領域とを有する被露光材を露光す
る、減衰型位相シフトマスクを用いた露光方法であっ
て、上記第２光透過部を透過する露光光に所定の位相角
を与え、上記位相角と、上記第２光透過部のホールサイ
ズと、上記第２光透過部の周囲近傍の上記位相シフト膜
の透過率を上記第１光透過部の周囲近傍の上記位相シフ
ト膜の透過率と異ならせ、上記第２光透過部の周囲近傍
の上記位相シフト膜の透過率とから上記第１の距離と上
記第２の距離との差の最適値を求める工程を備えてい
る。
トマスクを用いた露光方法の他の局面によれば、透明基
板が露出する第１光透過部および第２光透過部と、上記
第１光透過部および第２光透過部を取囲むように上記透
明基板上に形成された位相シフト膜とを有する減衰型位
相シフトマスクを備えた露光装置を用いて、上記第１光
透過部の領域の上記露光装置の投影レンズからの距離が
第１の距離である第１被露光領域と、上記第２光透過部
の領域の上記露光装置の投影レンズからの距離が第２の
距離である第２被露光領域とを有する被露光材を露光す
る、減衰型位相シフトマスクを用いた露光方法であっ
て、上記第２光透過部を透過する露光光に所定の位相角
を与え、上記位相角と、上記第２光透過部のホールサイ
ズと、上記第２光透過部の周囲近傍の上記位相シフト膜
の透過率を上記第１光透過部の周囲近傍の上記位相シフ
ト膜の透過率と異ならせ、上記第２光透過部の周囲近傍
の上記位相シフト膜の透過率とから上記第１の距離と上
記第２の距離との差の最適値を求める工程を備えてい
る。
【００２２】次に、この発明に基づいた減衰型位相シフ
トマスクを用いた露光方法のさらに他の局面によれば、
透明基板の上に形成された位相シフト膜と、上記位相シ
フト膜の所定の位置に、上記透明基板が露出する第１光
透過部を所定の間隔で複数個配置した第１パターンと、
上記透明基板が露出する第２光透過部を所定の間隔で複
数個配置した第２パターンとを有する減衰型位相シフト
マスクを備えた露光装置を用いて、上記第１パターンの
領域の上記露光装置の投影レンズからの距離が第１の距
離である第１被露光領域と、上記第２パターンの領域の
上記露光装置の投影レンズからの距離が第２の距離であ
る第２被露光領域とを有する被露光材を露光する減衰型
位相シフトマスクを用いた露光方法であって、上記第２
光透過部を透過する露光光に所定の位相角を与え、上記
位相角と、上記第２光透過部のホールサイズと、上記第
２光透過部の間隔とから上記第１の距離と上記第２の距
離との差の最適値を求める工程を備えている。
トマスクを用いた露光方法のさらに他の局面によれば、
透明基板の上に形成された位相シフト膜と、上記位相シ
フト膜の所定の位置に、上記透明基板が露出する第１光
透過部を所定の間隔で複数個配置した第１パターンと、
上記透明基板が露出する第２光透過部を所定の間隔で複
数個配置した第２パターンとを有する減衰型位相シフト
マスクを備えた露光装置を用いて、上記第１パターンの
領域の上記露光装置の投影レンズからの距離が第１の距
離である第１被露光領域と、上記第２パターンの領域の
上記露光装置の投影レンズからの距離が第２の距離であ
る第２被露光領域とを有する被露光材を露光する減衰型
位相シフトマスクを用いた露光方法であって、上記第２
光透過部を透過する露光光に所定の位相角を与え、上記
位相角と、上記第２光透過部のホールサイズと、上記第
２光透過部の間隔とから上記第１の距離と上記第２の距
離との差の最適値を求める工程を備えている。
【００２３】
【作用】この発明に基づいた減衰型位相シフトマスクを
用いた露光方法の１つの局面によれば、第２光透過部を
透過する露光光の位相角と、第２光透過部のホールサイ
ズとから第１の距離と第２の距離との差の最適値を求め
ている。これにより、第１光透過部を透過した露光光の
最適焦点位置に第１被露光領域が位置し、第２光透過部
を透過した露光光の最適焦点位置に第２被露光領域が位
置することとなる。その結果、露光装置の投影レンズか
らの距離が異なる第１および第２被露光領域であって
も、それぞれの領域で最適焦点位置により露光を行なう
ことができ、所望のパターンを露光することが可能とな
る。
用いた露光方法の１つの局面によれば、第２光透過部を
透過する露光光の位相角と、第２光透過部のホールサイ
ズとから第１の距離と第２の距離との差の最適値を求め
ている。これにより、第１光透過部を透過した露光光の
最適焦点位置に第１被露光領域が位置し、第２光透過部
を透過した露光光の最適焦点位置に第２被露光領域が位
置することとなる。その結果、露光装置の投影レンズか
らの距離が異なる第１および第２被露光領域であって
も、それぞれの領域で最適焦点位置により露光を行なう
ことができ、所望のパターンを露光することが可能とな
る。
【００２４】次に、この発明に基づいた減衰型位相シフ
トマスクを用いた露光方法の他の局面によれば、第２光
透過部を透過する露光光の位相角と、第２光透過部のホ
ールサイズと、第２光透過部の周囲近傍の位相シフト膜
の透過率とから第１の距離と第２の距離との差の最適値
を求めている。これにより、第１光透過部を透過した露
光光の最適焦点位置に、第１被露光領域が位置し、第２
光透過部を透過した露光光の最適焦点位置に第２被露光
領域が位置することとなる。その結果、露光装置の投影
レンズからの距離が異なる第１および第２被露光領域で
あっても、それぞれの領域に最適焦点位置により露光を
行なうことが可能となり、それぞれの領域に所望のパタ
ーンを露光することが可能となる。
トマスクを用いた露光方法の他の局面によれば、第２光
透過部を透過する露光光の位相角と、第２光透過部のホ
ールサイズと、第２光透過部の周囲近傍の位相シフト膜
の透過率とから第１の距離と第２の距離との差の最適値
を求めている。これにより、第１光透過部を透過した露
光光の最適焦点位置に、第１被露光領域が位置し、第２
光透過部を透過した露光光の最適焦点位置に第２被露光
領域が位置することとなる。その結果、露光装置の投影
レンズからの距離が異なる第１および第２被露光領域で
あっても、それぞれの領域に最適焦点位置により露光を
行なうことが可能となり、それぞれの領域に所望のパタ
ーンを露光することが可能となる。
【００２５】次に、この発明に基づいた減衰型位相シフ
トマスクを用いた露光方法のさらに他の局面によれば、
第２パターンの第２光透過部を透過する露光光の位相角
と、第２パターンの第２光透過部のホールサイズと、第
２パターンの第２光透過部の間隔とから第１の距離と第
２の距離との差の最適値を求めている。
トマスクを用いた露光方法のさらに他の局面によれば、
第２パターンの第２光透過部を透過する露光光の位相角
と、第２パターンの第２光透過部のホールサイズと、第
２パターンの第２光透過部の間隔とから第１の距離と第
２の距離との差の最適値を求めている。
【００２６】これにより、第１パターンを透過した露光
光の最適焦点位置に、第１被露光領域が位置し、第２パ
ターンを透過した露光光の最適焦点位置に第２被露光領
域が位置することとなる。その結果、露光装置の投影レ
ンズからの距離が異なる第１および第２被露光領域であ
っても、それぞれの領域に最適焦点位置により露光を行
なうことが可能となり、それぞれの領域に所望のパター
ンを露光することが可能となる。
光の最適焦点位置に、第１被露光領域が位置し、第２パ
ターンを透過した露光光の最適焦点位置に第２被露光領
域が位置することとなる。その結果、露光装置の投影レ
ンズからの距離が異なる第１および第２被露光領域であ
っても、それぞれの領域に最適焦点位置により露光を行
なうことが可能となり、それぞれの領域に所望のパター
ンを露光することが可能となる。
【００２７】
【実施例】以下、この発明に基づいた減衰型位相シフト
マスクを用いた露光方法の第１の実施例について図を参
照して説明する。
マスクを用いた露光方法の第１の実施例について図を参
照して説明する。
【００２８】まず、図１（ａ）を参照して、この実施例
に用いる減衰型位相シフトマスク１００の断面構造につ
いて説明する。石英基板２の所定の位置に、石英基板２
が露出するホール径が０．４０μｍの第１光透過部６と
第２光透過部８およびホール径が０．３５μｍの第３光
透過部１０が設けられ、その他の領域は位相シフト膜４
により覆われている。本実施例においては、この位相シ
フト膜４は、クロムの酸化物、クロムの酸化窒化物、ク
ロムの酸化窒化炭化物、モリブデンシリサイドの酸化物
およびモリブデンシリサイドの酸化窒化物などからなる
単層膜が形成されており、透過する露光光に１８０°の
位相角を与え、かつ、透過率を１０％としている。
に用いる減衰型位相シフトマスク１００の断面構造につ
いて説明する。石英基板２の所定の位置に、石英基板２
が露出するホール径が０．４０μｍの第１光透過部６と
第２光透過部８およびホール径が０．３５μｍの第３光
透過部１０が設けられ、その他の領域は位相シフト膜４
により覆われている。本実施例においては、この位相シ
フト膜４は、クロムの酸化物、クロムの酸化窒化物、ク
ロムの酸化窒化炭化物、モリブデンシリサイドの酸化物
およびモリブデンシリサイドの酸化窒化物などからなる
単層膜が形成されており、透過する露光光に１８０°の
位相角を与え、かつ、透過率を１０％としている。
【００２９】また、第２光透過部８は、透過する露光光
に２０°の位相角を与えるために、透明石英基板２が所
定深さｄ2 掘られている。さらに、第３光透過部１０
は、透過する露光光に１０°の位相角を与えるために、
石英基板２が所定深さｄ1 掘られている。
に２０°の位相角を与えるために、透明石英基板２が所
定深さｄ2 掘られている。さらに、第３光透過部１０
は、透過する露光光に１０°の位相角を与えるために、
石英基板２が所定深さｄ1 掘られている。
【００３０】次に、図１（ｂ）を参照して、上述した減
衰型位相シフトマスク１００により露光／現像されたレ
ジスト膜について説明する。このレジスト膜１４は、段
差を有する基板１２の上に形成されており、この段差が
レジスト膜１４の表面にも反映されている。したがっ
て、段差を境として、レジスト膜１４の左側の領域Ａ1
と右側の領域Ａ2 とは、投影レンズ１０１までの距離
（図中ｈ1 ，ｈ2 ）が異なることとなる。
衰型位相シフトマスク１００により露光／現像されたレ
ジスト膜について説明する。このレジスト膜１４は、段
差を有する基板１２の上に形成されており、この段差が
レジスト膜１４の表面にも反映されている。したがっ
て、段差を境として、レジスト膜１４の左側の領域Ａ1
と右側の領域Ａ2 とは、投影レンズ１０１までの距離
（図中ｈ1 ，ｈ2 ）が異なることとなる。
【００３１】レジスト膜１４の第１光透過部６に対応す
る位置には、ホール径が０．３５μｍのホール１６が形
成され、レジスト膜１４の第２光透過部８に対応する位
置にはホール径が０．３５μｍのホール１８が形成さ
れ、レジスト膜１４の第３光透過部１０に対応する位置
には、ホール径０．３０μｍのホール２０が形成されて
いる。ここで、一般的に減衰型位相シフトマスクを用い
てレジスト膜に露光を行なう場合、たとえばレジスト膜
に０．３０μｍのホールを設けたい場合、減衰型位相シ
フトマスク側の光透過部のホール径は０．３５μｍのよ
うに０．０５μｍ大きく設定することが知られている。
る位置には、ホール径が０．３５μｍのホール１６が形
成され、レジスト膜１４の第２光透過部８に対応する位
置にはホール径が０．３５μｍのホール１８が形成さ
れ、レジスト膜１４の第３光透過部１０に対応する位置
には、ホール径０．３０μｍのホール２０が形成されて
いる。ここで、一般的に減衰型位相シフトマスクを用い
てレジスト膜に露光を行なう場合、たとえばレジスト膜
に０．３０μｍのホールを設けたい場合、減衰型位相シ
フトマスク側の光透過部のホール径は０．３５μｍのよ
うに０．０５μｍ大きく設定することが知られている。
【００３２】次に、図２を参照して、減衰型位相シフト
マスク１００に形成されるマスクホールサイズと、第２
光透過部６および第３光透過部８を透過する露光光に与
えられる位相角と、焦点移動の関係について説明する。
図２は、露光光の波長（λ）が３６５ｎｍ、露光装置の
開口数（ＮＡ）＝０．５７、コヒーレンシ（σ）＝０．
４、位相角２０°の条件下におけるマスクホールサイズ
（μｍ）と焦点移動（μｍ）の関係を示したものであ
る。
マスク１００に形成されるマスクホールサイズと、第２
光透過部６および第３光透過部８を透過する露光光に与
えられる位相角と、焦点移動の関係について説明する。
図２は、露光光の波長（λ）が３６５ｎｍ、露光装置の
開口数（ＮＡ）＝０．５７、コヒーレンシ（σ）＝０．
４、位相角２０°の条件下におけるマスクホールサイズ
（μｍ）と焦点移動（μｍ）の関係を示したものであ
る。
【００３３】本実施例によれば、マスクホールサイズが
０．４０μｍの場合、焦点移動（μｍ）は図２に示すグ
ラフから０．３μｍであることがわかる。したがって、
図１において、領域Ａ1 の最適焦点位置に対して、領域
Ａ2 の最適焦点位置は、０．３μｍ移動していることに
なる。その結果、領域Ａ1 と領域Ａ2 との段差が０．３
μｍであれば、領域Ａ1 と領域Ａ2 において、同一の露
光工程で同時に、最適焦点位置でマスクホールサイズ
０．４０μｍの露光を行なうことができる。
０．４０μｍの場合、焦点移動（μｍ）は図２に示すグ
ラフから０．３μｍであることがわかる。したがって、
図１において、領域Ａ1 の最適焦点位置に対して、領域
Ａ2 の最適焦点位置は、０．３μｍ移動していることに
なる。その結果、領域Ａ1 と領域Ａ2 との段差が０．３
μｍであれば、領域Ａ1 と領域Ａ2 において、同一の露
光工程で同時に、最適焦点位置でマスクホールサイズ
０．４０μｍの露光を行なうことができる。
【００３４】また、マスクホールサイズが０．３５μｍ
の場合、図２から焦点移動（μｍ）は、０．６μｍとな
っている。ここで、露光光に与えられる位相角と焦点移
動との関係は、図３に示すように位相角が０〜２０°の
範囲内では、ほぼ正比例の関係にある。したがって、ホ
ール径が０．３５μｍの第３光透過部を透過する露光光
に与える位相角を１０°にすれば、焦点移動が０．３μ
ｍとなり、第２光透過部を透過する露光光と同じ結果を
得ることが可能となる。
の場合、図２から焦点移動（μｍ）は、０．６μｍとな
っている。ここで、露光光に与えられる位相角と焦点移
動との関係は、図３に示すように位相角が０〜２０°の
範囲内では、ほぼ正比例の関係にある。したがって、ホ
ール径が０．３５μｍの第３光透過部を透過する露光光
に与える位相角を１０°にすれば、焦点移動が０．３μ
ｍとなり、第２光透過部を透過する露光光と同じ結果を
得ることが可能となる。
【００３５】以上、この第１の実施例によれば、第２お
よび第３光透過部を透過する露光光の位相角と、第２お
よび第３光透過部のホールサイズとから、領域Ａ1 と領
域Ａ 2 とから露光装置の投影レンズまでの距離の差、つ
まり基板の段差に対応するそれぞれの最適焦点位置を決
定することが可能となる。その結果、レジスト膜に段差
が生じている場合であっても、同一の減衰型位相シフト
マスクを用いて、同時に最適焦点位置で露光を行なうこ
とが可能となる。
よび第３光透過部を透過する露光光の位相角と、第２お
よび第３光透過部のホールサイズとから、領域Ａ1 と領
域Ａ 2 とから露光装置の投影レンズまでの距離の差、つ
まり基板の段差に対応するそれぞれの最適焦点位置を決
定することが可能となる。その結果、レジスト膜に段差
が生じている場合であっても、同一の減衰型位相シフト
マスクを用いて、同時に最適焦点位置で露光を行なうこ
とが可能となる。
【００３６】次に、この発明に基づいた減衰型位相シフ
トマスクを用いた露光方法の第２の実施例について図を
参照して説明する。まず、図４（ａ）を参照して、この
実施例に用いる減衰型位相シフトマスク１１０の断面構
造について説明する。石英基板２の所定の位置に、石英
基板２が露出するホール径が０．４５μｍの第１光透過
部２２と第２光透過部２４およびホール径が０．４μｍ
の第３光透過部２６が設けられ、その他の領域は位相シ
フト膜４により覆われている。この位相シフト膜４は、
上述した第１の実施例と同一の材料により形成され、透
過する露光光に１８０°の位相差を与えかつ透過率を１
０％としている。
トマスクを用いた露光方法の第２の実施例について図を
参照して説明する。まず、図４（ａ）を参照して、この
実施例に用いる減衰型位相シフトマスク１１０の断面構
造について説明する。石英基板２の所定の位置に、石英
基板２が露出するホール径が０．４５μｍの第１光透過
部２２と第２光透過部２４およびホール径が０．４μｍ
の第３光透過部２６が設けられ、その他の領域は位相シ
フト膜４により覆われている。この位相シフト膜４は、
上述した第１の実施例と同一の材料により形成され、透
過する露光光に１８０°の位相差を与えかつ透過率を１
０％としている。
【００３７】また、第２光透過部２４と第３光透過部２
６とは、透過する露光光に１０°の位相角を与えるため
に、透明石英基板２が深さｄ1 掘られている。
６とは、透過する露光光に１０°の位相角を与えるため
に、透明石英基板２が深さｄ1 掘られている。
【００３８】さらに、第３光透過部２６の周囲近傍の位
相シフト膜４の上には、透過率が５０％のクロムなどか
らなる透過率調整膜２８が形成されている。したがっ
て、この透過率調整膜２８が形成された領域の実質的な
透過率は５％となる。
相シフト膜４の上には、透過率が５０％のクロムなどか
らなる透過率調整膜２８が形成されている。したがっ
て、この透過率調整膜２８が形成された領域の実質的な
透過率は５％となる。
【００３９】次に、図４（ｂ）を参照して、上述した減
衰型位相シフトマスク１１０により露光／現像されたレ
ジスト膜について説明する。このレジスト膜１４は、段
差を有する基板１２の上に形成されており、この段差が
レジスト膜１４の表面にも反映されている。したがっ
て、段差を境として、レジスト膜１４の左側の領域Ａ1
と、右側の領域Ａ2 とは、投影レンズ１０１までの距離
（図中ｈ1 ，ｈ2 ）が異なることとなる。
衰型位相シフトマスク１１０により露光／現像されたレ
ジスト膜について説明する。このレジスト膜１４は、段
差を有する基板１２の上に形成されており、この段差が
レジスト膜１４の表面にも反映されている。したがっ
て、段差を境として、レジスト膜１４の左側の領域Ａ1
と、右側の領域Ａ2 とは、投影レンズ１０１までの距離
（図中ｈ1 ，ｈ2 ）が異なることとなる。
【００４０】レジスト膜１４の第１光透過部６に対応す
る位置には、ホール径が０．４μｍのホール２８が形成
され、レジスト膜１４の第２光透過部２４に対応する位
置には、ホール径が０．４μｍのホール３０が形成さ
れ、レジスト膜１４の第３光透過部２６に対応する位置
には、ホール径が０．３５μｍのホール３２が形成され
ている。
る位置には、ホール径が０．４μｍのホール２８が形成
され、レジスト膜１４の第２光透過部２４に対応する位
置には、ホール径が０．４μｍのホール３０が形成さ
れ、レジスト膜１４の第３光透過部２６に対応する位置
には、ホール径が０．３５μｍのホール３２が形成され
ている。
【００４１】次に、図５および図６を参照して、減衰型
位相シフトマスク１１０に形成されるマスクホールサイ
ズと、第２光透過部２４、第３光透過部２６を透過する
露光光に与えられる位相角（本実施例によれば１０°）
と、第３光透過部２６の周囲近傍の位相シフト膜４の透
過率と焦点移動の関係について説明する。
位相シフトマスク１１０に形成されるマスクホールサイ
ズと、第２光透過部２４、第３光透過部２６を透過する
露光光に与えられる位相角（本実施例によれば１０°）
と、第３光透過部２６の周囲近傍の位相シフト膜４の透
過率と焦点移動の関係について説明する。
【００４２】図５は、マスクホール径が０．４５μｍ、
露光光の波長がλ＝３６５ｎｍ、露光装置の開口数（Ｎ
Ａ）＝０．５７、露光装置のコヒーレンシ（σ）＝０．
４の条件下における第３光透過部の周囲近傍の位相シフ
トマスクの透過率（％）と焦点移動（μｍ）の関係につ
いて示したものである。また、図６は、マスクホール径
が０．４０μｍであり、その他の条件は図５に示された
ものと同一の場合についての第３光透過部の周囲近傍の
位相シフトマスクの透過率（％）と焦点移動（μｍ）の
関係を示したものである。
露光光の波長がλ＝３６５ｎｍ、露光装置の開口数（Ｎ
Ａ）＝０．５７、露光装置のコヒーレンシ（σ）＝０．
４の条件下における第３光透過部の周囲近傍の位相シフ
トマスクの透過率（％）と焦点移動（μｍ）の関係につ
いて示したものである。また、図６は、マスクホール径
が０．４０μｍであり、その他の条件は図５に示された
ものと同一の場合についての第３光透過部の周囲近傍の
位相シフトマスクの透過率（％）と焦点移動（μｍ）の
関係を示したものである。
【００４３】図５から、マスクホール径が０．４５μｍ
の場合、マスク透過率（％）が１０％の場合、焦点移動
は０．２３μｍとなる。したがって、領域Ａ1 と領域Ａ
2 の段差が０．２３μｍであれば、領域Ａ1 と領域Ａ2
において、同一の露光工程で同時に最適焦点位置で露光
をすることが可能となる。また、マスクホール径が０．
４μｍの場合は、同じ焦点移動の量を得ようとすれば、
マスク透過率（％）は５％程度であればよいことがわか
る。したがって、減衰型位相シフトマスク１１０の第３
光透過部の周囲近傍の透過率を本実施例に示すように５
％とすることで、すべての領域において、最適焦点位置
により露光を行なうことが可能となる。
の場合、マスク透過率（％）が１０％の場合、焦点移動
は０．２３μｍとなる。したがって、領域Ａ1 と領域Ａ
2 の段差が０．２３μｍであれば、領域Ａ1 と領域Ａ2
において、同一の露光工程で同時に最適焦点位置で露光
をすることが可能となる。また、マスクホール径が０．
４μｍの場合は、同じ焦点移動の量を得ようとすれば、
マスク透過率（％）は５％程度であればよいことがわか
る。したがって、減衰型位相シフトマスク１１０の第３
光透過部の周囲近傍の透過率を本実施例に示すように５
％とすることで、すべての領域において、最適焦点位置
により露光を行なうことが可能となる。
【００４４】以上、この第２の実施例によれば、第２光
透過部および第３光透過部を透過する露光光の位相角
と、第２光透過部および第３光透過部のホールサイズ
と、第２光透過部および第３光透過部の周囲近傍の位相
シフト部の透過率とから、段差を有するレジスト膜に対
して、最適焦点位置により露光を行なうことを可能とし
ている。また、本実施例によれば、第１の実施例と比較
して、第３光透過部の周囲近傍の減衰型位相シフトマス
クの透過率を調整することにより、第２光透過部および
第３光透過部に位相角を与えるための基板に設けられる
溝の深さを同一にすることができるため、減衰型位相シ
フトマスクの製造も容易になる。
透過部および第３光透過部を透過する露光光の位相角
と、第２光透過部および第３光透過部のホールサイズ
と、第２光透過部および第３光透過部の周囲近傍の位相
シフト部の透過率とから、段差を有するレジスト膜に対
して、最適焦点位置により露光を行なうことを可能とし
ている。また、本実施例によれば、第１の実施例と比較
して、第３光透過部の周囲近傍の減衰型位相シフトマス
クの透過率を調整することにより、第２光透過部および
第３光透過部に位相角を与えるための基板に設けられる
溝の深さを同一にすることができるため、減衰型位相シ
フトマスクの製造も容易になる。
【００４５】次に、この発明に基づいた減衰型位相シフ
トマスクを用いた露光方法の第３の実施例について図を
参照して説明する。
トマスクを用いた露光方法の第３の実施例について図を
参照して説明する。
【００４６】まず、図７（ａ）を参照して、この実施例
に用いる減衰型位相シフトマスク１３０の断面構造につ
いて説明する。石英基板２の所定の位置に、透明石英基
板２が露出するホール径が０．４５μｍの第１光透過部
３４がピッチ２．０μｍで配置された第１パターンＰ1
と、石英基板２が露出するホール径が０．４５μｍの第
２光透過部３６がピッチ２．０μｍで配置された第２パ
ターンＰ2 と、石英基板２が露出するホール径が０．４
５μｍの第３光透過部３８がピッチ０．７で配置された
第３パターンＰ3 とを有している。位相シフト膜４は、
第１および第２実施例と同じ材質の膜から形成されてお
り、透過する露光光に１８０°の位相角を与え、かつ、
透過率を１０％としている。また、第２光透過部３６
は、透過する露光光に１０°の位相角を与えるために石
英基板２が深さｄ1 掘られており、さらに第３光透過部
３８は、透過する露光光に２０°の位相角を与えるため
に透明石英基板２が深さｄ2 掘られている。
に用いる減衰型位相シフトマスク１３０の断面構造につ
いて説明する。石英基板２の所定の位置に、透明石英基
板２が露出するホール径が０．４５μｍの第１光透過部
３４がピッチ２．０μｍで配置された第１パターンＰ1
と、石英基板２が露出するホール径が０．４５μｍの第
２光透過部３６がピッチ２．０μｍで配置された第２パ
ターンＰ2 と、石英基板２が露出するホール径が０．４
５μｍの第３光透過部３８がピッチ０．７で配置された
第３パターンＰ3 とを有している。位相シフト膜４は、
第１および第２実施例と同じ材質の膜から形成されてお
り、透過する露光光に１８０°の位相角を与え、かつ、
透過率を１０％としている。また、第２光透過部３６
は、透過する露光光に１０°の位相角を与えるために石
英基板２が深さｄ1 掘られており、さらに第３光透過部
３８は、透過する露光光に２０°の位相角を与えるため
に透明石英基板２が深さｄ2 掘られている。
【００４７】次に、図７（ｂ）を参照して、上述した減
衰型位相シフトマスク１３０により露光／現像されたレ
ジスト膜について説明する。
衰型位相シフトマスク１３０により露光／現像されたレ
ジスト膜について説明する。
【００４８】このレジスト膜１４は、段差を有する基板
１２の上に形成されており、この段差がレジスト膜１４
の表面にも反映されている。したがって、段差を境とし
て、レジスト膜１４の左側の領域Ａ1 と右側の領域Ａ2
とは、投影レンズ１０１までの距離（ｈ1 ，ｈ2 ）が異
なることになる。
１２の上に形成されており、この段差がレジスト膜１４
の表面にも反映されている。したがって、段差を境とし
て、レジスト膜１４の左側の領域Ａ1 と右側の領域Ａ2
とは、投影レンズ１０１までの距離（ｈ1 ，ｈ2 ）が異
なることになる。
【００４９】次に、レジスト膜１４の第１パターンＰ1
に対応する位置には、ホール径が０．４μｍのホール４
０がピッチ２．０μｍで形成され、レジスト膜１４の第
２パターンＰ2 に対応する位置には、ホール径が０．４
μｍのホール４２がピッチ２．０で形成され、レジスト
膜１４の第３パターンＰ3 に対応する位置には、ホール
径０．４μｍのホール４４がピッチ０．７で形成されて
いる。
に対応する位置には、ホール径が０．４μｍのホール４
０がピッチ２．０μｍで形成され、レジスト膜１４の第
２パターンＰ2 に対応する位置には、ホール径が０．４
μｍのホール４２がピッチ２．０で形成され、レジスト
膜１４の第３パターンＰ3 に対応する位置には、ホール
径０．４μｍのホール４４がピッチ０．７で形成されて
いる。
【００５０】次に、図８を参照して、第２パターンおよ
び第３パターンを透過する露光光の位相角と、第２パタ
ーンおよび第３パターンのホールサイズおよび第２パタ
ーンおよび第３パターンの第２光透過部および第３光透
過部の間隔と焦点移動の関係について説明する。ここ
で、図８は、露光光の波長が２４８ｎｍ、露光装置の開
口数（ＮＡ）＝０．５、コヒーレンシ（σ）＝０．４、
位相角が１０°、マスクホールサイズが０．４５μｍの
条件における、マスクホールのピッチと焦点移動の関係
を示す図である。同図から、マスクホールのピッチが
２．０μｍの場合、焦点移動が０．２μｍであることが
わかる。したがって、領域Ａ1 と領域Ａ2 の段差が０．
２であれば、領域Ａ1 と領域Ａ2 において同一の露光工
程で同時に最適焦点位置で露光することができる。
び第３パターンを透過する露光光の位相角と、第２パタ
ーンおよび第３パターンのホールサイズおよび第２パタ
ーンおよび第３パターンの第２光透過部および第３光透
過部の間隔と焦点移動の関係について説明する。ここ
で、図８は、露光光の波長が２４８ｎｍ、露光装置の開
口数（ＮＡ）＝０．５、コヒーレンシ（σ）＝０．４、
位相角が１０°、マスクホールサイズが０．４５μｍの
条件における、マスクホールのピッチと焦点移動の関係
を示す図である。同図から、マスクホールのピッチが
２．０μｍの場合、焦点移動が０．２μｍであることが
わかる。したがって、領域Ａ1 と領域Ａ2 の段差が０．
２であれば、領域Ａ1 と領域Ａ2 において同一の露光工
程で同時に最適焦点位置で露光することができる。
【００５１】また、マスクホールのピッチがたとえば
０．７の場合、図８から焦点移動は約０．１μｍとなる
ことがわかる。したがって、図３の位相角と焦点移動の
グラフで示したように、位相角が０〜２０°の範囲では
位相角と焦点移動は正比例の関係にあるため、マスクホ
ールのピッチが０．７の場合においては、位相角を２０
°とすることで、焦点移動を０．２μｍにすることがで
きる。したがって、図７（ａ）に示した減衰型位相シフ
トマスク１３０を用いることにより、図７（ｂ）に示す
段差が０．２μｍを有するレジスト膜１４に対して、す
べてのレジスト膜１４の領域において、最適焦点位置に
より露光を行なうことが可能となる。
０．７の場合、図８から焦点移動は約０．１μｍとなる
ことがわかる。したがって、図３の位相角と焦点移動の
グラフで示したように、位相角が０〜２０°の範囲では
位相角と焦点移動は正比例の関係にあるため、マスクホ
ールのピッチが０．７の場合においては、位相角を２０
°とすることで、焦点移動を０．２μｍにすることがで
きる。したがって、図７（ａ）に示した減衰型位相シフ
トマスク１３０を用いることにより、図７（ｂ）に示す
段差が０．２μｍを有するレジスト膜１４に対して、す
べてのレジスト膜１４の領域において、最適焦点位置に
より露光を行なうことが可能となる。
【００５２】なお、上記第１、第２および第３の実施例
においては、露光装置の開口数（ＮＡ）およびコヒーレ
ンシ（σ）の値を固定の値としていたが、開口数（Ｎ
Ａ）と焦点移動との間には、図９に示すような関係を有
している。したがって、開口数が変化する場合、それに
伴って焦点移動も変化することに注意する必要がある。
また、コヒーレンシ（σ）の値と焦点移動の間にも図１
０に示すような関係を有している。したがって、コヒー
レンシ（σ）が変化する場合、それに伴って焦点移動も
変化することに注意する必要がある。
においては、露光装置の開口数（ＮＡ）およびコヒーレ
ンシ（σ）の値を固定の値としていたが、開口数（Ｎ
Ａ）と焦点移動との間には、図９に示すような関係を有
している。したがって、開口数が変化する場合、それに
伴って焦点移動も変化することに注意する必要がある。
また、コヒーレンシ（σ）の値と焦点移動の間にも図１
０に示すような関係を有している。したがって、コヒー
レンシ（σ）が変化する場合、それに伴って焦点移動も
変化することに注意する必要がある。
【００５３】
【発明の効果】この発明に基づいた減衰型位相シフトマ
スクを用いた露光方法の１つの局面によれば、第２光透
過部を透過する露光光の位相角と、第２光透過部のホー
ルサイズとから第１の距離と第２の距離との差の最適値
を求めている。これにより、第１光透過部を透過した露
光光の最適焦点位置に第１被露光領域が位置し、第２光
透過部を透過した露光光の最適焦点位置に第２被露光領
域が位置することとなる。その結果、露光装置の投影レ
ンズからの距離が異なる第１および第２被露光領域であ
っても、それぞれの領域で最適焦点位置により露光を行
なうことができ、所望のパターンを露光することが可能
となる。
スクを用いた露光方法の１つの局面によれば、第２光透
過部を透過する露光光の位相角と、第２光透過部のホー
ルサイズとから第１の距離と第２の距離との差の最適値
を求めている。これにより、第１光透過部を透過した露
光光の最適焦点位置に第１被露光領域が位置し、第２光
透過部を透過した露光光の最適焦点位置に第２被露光領
域が位置することとなる。その結果、露光装置の投影レ
ンズからの距離が異なる第１および第２被露光領域であ
っても、それぞれの領域で最適焦点位置により露光を行
なうことができ、所望のパターンを露光することが可能
となる。
【００５４】次に、この発明に基づいた減衰型位相シフ
トマスクを用いた露光方法の他の局面によれば、第２光
透過部を透過する露光光の位相角と、第２光透過部のホ
ールサイズと、第２光透過部の周囲近傍の位相シフトの
透過率とから第１の距離と第２の距離との差の最適値を
求めている。これにより、第１光透過部を透過した露光
光の最適焦点位置に、第１被露光領域が位置し、第２光
透過部を透過した露光光の最適焦点位置に第２被露光領
域が位置することとなる。その結果、露光装置の投影レ
ンズからの距離が異なる第１および第２被露光領域であ
っても、それぞれの領域に最適焦点位置により露光を行
なうことが可能となり、それぞれの領域に所望のパター
ンを露光することが可能となる。
トマスクを用いた露光方法の他の局面によれば、第２光
透過部を透過する露光光の位相角と、第２光透過部のホ
ールサイズと、第２光透過部の周囲近傍の位相シフトの
透過率とから第１の距離と第２の距離との差の最適値を
求めている。これにより、第１光透過部を透過した露光
光の最適焦点位置に、第１被露光領域が位置し、第２光
透過部を透過した露光光の最適焦点位置に第２被露光領
域が位置することとなる。その結果、露光装置の投影レ
ンズからの距離が異なる第１および第２被露光領域であ
っても、それぞれの領域に最適焦点位置により露光を行
なうことが可能となり、それぞれの領域に所望のパター
ンを露光することが可能となる。
【００５５】次に、この発明に基づいた減衰型位相シフ
トマスクを用いた露光方法のさらに他の局面によれば、
第２パターンの第２光透過部を透過する露光光の位相角
と、第２パターンの第２光透過部のホールサイズと、第
２パターンの第２光透過部の間隔とから第１の距離と第
２の距離との差の最適値を求めている。
トマスクを用いた露光方法のさらに他の局面によれば、
第２パターンの第２光透過部を透過する露光光の位相角
と、第２パターンの第２光透過部のホールサイズと、第
２パターンの第２光透過部の間隔とから第１の距離と第
２の距離との差の最適値を求めている。
【００５６】これにより、第１パターンを透過した露光
光の最適焦点位置に、第１被露光領域が位置し、第２パ
ターンを透過した露光光の最適焦点位置に第２被露光領
域が位置することとなる。その結果、露光装置の投影レ
ンズからの距離が異なる第１および第２被露光領域であ
っても、それぞれの領域に最適焦点位置により露光を行
なうことが可能となり、それぞれの領域に所望のパター
ンを露光することが可能となる。
光の最適焦点位置に、第１被露光領域が位置し、第２パ
ターンを透過した露光光の最適焦点位置に第２被露光領
域が位置することとなる。その結果、露光装置の投影レ
ンズからの距離が異なる第１および第２被露光領域であ
っても、それぞれの領域に最適焦点位置により露光を行
なうことが可能となり、それぞれの領域に所望のパター
ンを露光することが可能となる。
【図１】 （ａ）は、この発明に基づいた第１の実施例
に用いられる減衰型位相シフトマスクの構造を示す断面
図である。（ｂ）は、（ａ）で説明した減衰型位相シフ
トマスクを用いて形成されるレジスト膜の断面構造図で
ある。
に用いられる減衰型位相シフトマスクの構造を示す断面
図である。（ｂ）は、（ａ）で説明した減衰型位相シフ
トマスクを用いて形成されるレジスト膜の断面構造図で
ある。
【図２】 この発明に基づいた第１の実施例におけるマ
スクホールサイズと焦点移動の関係を示す図である。
スクホールサイズと焦点移動の関係を示す図である。
【図３】 位相角と焦点移動の関係を示す図である。
【図４】 （ａ）は、この発明に基づいた第２の実施例
に用いられる減衰型位相シフトマスクの構造を示す断面
図である。（ｂ）は、（ａ）で説明した減衰型位相シフ
トマスクを用いて形成されるレジスト膜の断面構造図で
ある。
に用いられる減衰型位相シフトマスクの構造を示す断面
図である。（ｂ）は、（ａ）で説明した減衰型位相シフ
トマスクを用いて形成されるレジスト膜の断面構造図で
ある。
【図５】 この発明に基づいた第２の実施例におけるマ
スク透過率と焦点移動の関係を示す第１の図である。
スク透過率と焦点移動の関係を示す第１の図である。
【図６】 この発明に基づいた第２の実施例におけるマ
スク透過率と焦点移動の関係を示す第２の図である。
スク透過率と焦点移動の関係を示す第２の図である。
【図７】 （ａ）は、この発明に基づいた第３の実施例
に用いられる減衰型位相シフトマスクの構造を示す断面
図である。（ｂ）は、（ａ）で説明した減衰型位相シフ
トマスクを用いて形成されるレジスト膜の断面構造図で
ある。
に用いられる減衰型位相シフトマスクの構造を示す断面
図である。（ｂ）は、（ａ）で説明した減衰型位相シフ
トマスクを用いて形成されるレジスト膜の断面構造図で
ある。
【図８】 マスクホールのピッチと焦点移動の関係を示
す図である。
す図である。
【図９】 開口数（ＮＡ）と焦点移動の関係を示す図で
ある。
ある。
【図１０】 コヒーレンシ（σ）と焦点移動の関係を示
す図である。
す図である。
【図１１】 （ａ）は、従来のフォトマスクの構造を示
す断面図である。（ｂ）は、フォトマスク上の露光光の
電場を示す図である。（ｃ）は、半導体ウエハ上の露光
光の光強度を示す図である。
す断面図である。（ｂ）は、フォトマスク上の露光光の
電場を示す図である。（ｃ）は、半導体ウエハ上の露光
光の光強度を示す図である。
【図１２】 （ａ）は、従来の位相シフトマスクの構造
を示す断面図である。（ｂ）は、フォトマスク上の露光
光の電場を示す図である。（ｃ）は、半導体ウエハ上の
露光光の光強度を示す図である。
を示す断面図である。（ｂ）は、フォトマスク上の露光
光の電場を示す図である。（ｃ）は、半導体ウエハ上の
露光光の光強度を示す図である。
【図１３】 （ａ）は、減衰型位相シフトマスクの構造
を示す図である。（ｂ）は、フォトマスク上の露光光の
電場を示す図である。（ｃ）は、半導体ウエハ上の露光
光の光強度を示す図である。
を示す図である。（ｂ）は、フォトマスク上の露光光の
電場を示す図である。（ｃ）は、半導体ウエハ上の露光
光の光強度を示す図である。
【図１４】 減衰型位相シフトマスクを用いた露光方法
の問題点を示す第１の図である。
の問題点を示す第１の図である。
【図１５】 減衰型位相シフトマスクを用いた露光方法
の問題点を示す第２の図である。
の問題点を示す第２の図である。
【図１６】 減衰型位相シフトマスクを用いた露光方法
の問題点を示す第３の図である。
の問題点を示す第３の図である。
２ 石英基板、４ 位相シフト膜、６，２２，３４ 第
１光透過部、８，２４，３６ 第２光透過部、１０，２
６，３８ 第３光透過部、２８ 透過率調整膜、１０
０，１１０，１３０ 減衰型位相シフトマスク。なお、
図中同一符号は、同一または相当部分を示す。
１光透過部、８，２４，３６ 第２光透過部、１０，２
６，３８ 第３光透過部、２８ 透過率調整膜、１０
０，１１０，１３０ 減衰型位相シフトマスク。なお、
図中同一符号は、同一または相当部分を示す。
Claims (3)
- 【請求項１】 透明基板が露出する第１光透過部および
第２光透過部と、前記第１光透過部および前記第２光透
過部を取囲むように前記透明基板上に形成された位相シ
フト膜とを有する減衰型位相シフトマスクを備えた露光
装置を用いて、前記第１光透過部の領域の前記露光装置
の投影レンズからの距離が第１の距離である第１被露光
領域と、前記第２光透過部の領域の前記露光装置の投影
レンズからの距離が第２の距離である第２被露光領域と
を有する被露光材を露光する、減衰型位相シフトマスク
を用いた露光方法であって、 前記第２光透過部を透過する露光光に所定の位相角を与
え、前記位相角と、 前記第２光透過部のホールサイズとから前記第１の距離
と前記第２の距離との差の最適値を求める工程を備え
た、減衰型位相シフトマスクを用いた露光方法。 - 【請求項２】 透明基板が露出する第１光透過部および
第２光透過部と、前記第１光透過部および前記第２光透
過部を取囲むように前記透明基板上に形成された位相シ
フト膜とを有する減衰型位相シフトマスクを備えた露光
装置を用いて、前記第１光透過部の領域の前記露光装置
の投影レンズからの距離が第１の距離である第１被露光
領域と、前記第２光透過部の領域の前記露光装置の投影
レンズからの距離が第２の距離である第２被露光領域と
を有する被露光材を露光する、減衰型位相シフトマスク
を用いた露光方法であって、 前記第２光透過部を透過する露光光に所定の位相角を与
え、 前記位相角と、前記第２光透過部のホールサイズと、 前記第２光透過部の周囲近傍の前記位相シフト膜の透過
率を前記第１光透過部の周囲近傍の前記位相シフト膜の
透過率と異ならせ、前記第２光透過部の周囲近傍の前記
位相シフト膜の透過率とから前記第１の距離と前記第２
の距離との差の最適値を求める工程を備えた、減衰型位
相シフトマスクを用いた露光方法。 - 【請求項３】 透明基板の上に形成された位相シフト膜
と、前記位相シフト膜の所定の位置に、前記透明基板が
露出する第１光透過部を所定の間隔で複数個配置した第
１パターンと、前記透明基板が露出する第２光透過部を
所定の間隔で複数個配置した第２パターンとを有する減
衰型位相シフトマスクを備えた露光装置を用いて、前記
第１パターンの領域の前記露光装置の投影レンズからの
距離が第１の距離である第１被露光領域と、前記第２パ
ターンの領域の前記露光装置の投影レンズからの距離が
第２の距離である第２被露光領域とを有する被露光材を
露光する減衰型位相シフトマスクを用いた露光方法であ
って、 前記第２光透過部を透過する露光光に所定の位相角を与
え、前記位相角と、 前記第２光透過部のホールサイズと、 前記第２光透過部の間隔とから前記第１の距離と前記第
２の距離との差の最適値を求める工程を備えた、減衰型
位相シフトマスクを用いた露光方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15841994A JP3315254B2 (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | 減衰型位相シフトマスクを用いた露光方法 |
| US08/440,611 US5644381A (en) | 1994-07-11 | 1995-05-15 | Method of exposure employing phase shift mask of attenuation type |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15841994A JP3315254B2 (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | 減衰型位相シフトマスクを用いた露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0831711A true JPH0831711A (ja) | 1996-02-02 |
| JP3315254B2 JP3315254B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=15671349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15841994A Expired - Fee Related JP3315254B2 (ja) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | 減衰型位相シフトマスクを用いた露光方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5644381A (ja) |
| JP (1) | JP3315254B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114236972A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-03-25 | Tcl华星光电技术有限公司 | 显示面板及其制备方法、显示装置 |
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|---|---|---|---|---|
| US6001512A (en) * | 1998-04-28 | 1999-12-14 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. | Method of blind border pattern layout for attenuated phase shifting masks |
| US20050126096A1 (en) * | 2003-12-12 | 2005-06-16 | Ronald Obenhaus | Modular deck |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54127284A (en) * | 1978-03-27 | 1979-10-03 | Cho Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai | Method of forming reflective pattern |
| JPS5762052A (en) * | 1980-09-30 | 1982-04-14 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Original plate to be projected for use in transmission |
| US4355892A (en) * | 1980-12-18 | 1982-10-26 | Censor Patent- Und Versuchs-Anstalt | Method for the projection printing |
| EP0090924B1 (en) * | 1982-04-05 | 1987-11-11 | International Business Machines Corporation | Method of increasing the image resolution of a transmitting mask and improved masks for performing the method |
| JP2564337B2 (ja) * | 1987-12-04 | 1996-12-18 | 株式会社日立製作所 | マスク及びパターン転写方法並びに半導体集積回路の製造方法 |
| JP3153230B2 (ja) * | 1990-09-10 | 2001-04-03 | 株式会社日立製作所 | パタン形成方法 |
| JP3105234B2 (ja) * | 1990-09-28 | 2000-10-30 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置の製造方法 |
| JP2889047B2 (ja) * | 1992-05-28 | 1999-05-10 | 三菱電機株式会社 | 反射型フォトマスクの製造方法，反射型フォトマスク及びそれを用いた半導体基板の露光方法 |
| JPH0695354A (ja) * | 1992-09-10 | 1994-04-08 | Fujitsu Ltd | 光学マスク |
| US5411824A (en) * | 1993-01-21 | 1995-05-02 | Sematech, Inc. | Phase shifting mask structure with absorbing/attenuating sidewalls for improved imaging |
-
1994
- 1994-07-11 JP JP15841994A patent/JP3315254B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-05-15 US US08/440,611 patent/US5644381A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114236972A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-03-25 | Tcl华星光电技术有限公司 | 显示面板及其制备方法、显示装置 |
| CN114236972B (zh) * | 2021-12-13 | 2023-06-27 | Tcl华星光电技术有限公司 | 显示面板及其制备方法、显示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5644381A (en) | 1997-07-01 |
| JP3315254B2 (ja) | 2002-08-19 |
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