JPH1083061A - 位相シフトマスク、位相シフトマスクの製造方法および位相シフトマスクを用いたパターン形成方法 - Google Patents
位相シフトマスク、位相シフトマスクの製造方法および位相シフトマスクを用いたパターン形成方法Info
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- JPH1083061A JPH1083061A JP23646696A JP23646696A JPH1083061A JP H1083061 A JPH1083061 A JP H1083061A JP 23646696 A JP23646696 A JP 23646696A JP 23646696 A JP23646696 A JP 23646696A JP H1083061 A JPH1083061 A JP H1083061A
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
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- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
- G03F1/32—Attenuating PSM [att-PSM], e.g. halftone PSM or PSM having semi-transparent phase shift portion; Preparation thereof
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 少ないマスク数で、簡易な構成の露光装置を
用いてポジ型フォトレジストに微細なピッチでホールパ
ターンを精度よく形成する。 【解決手段】 第１の光透過領域Ｔａ1 において透明基
板１の表面が露出しており、第２の光透過領域Ｔａ2 お
いて透明基板１の表面上に半遮光膜が形成されており、
第３の光透過領域Ｔｎ1 において透明基板１の表面に溝
１ａが形成されており、第４の光透過領域Ｔｎ2 におい
て透明基板１の表面上に半遮光膜３と位相シフタ層５と
が積層して形成されており、遮光領域Ｓにおいて透明基
板１の表面上に半遮光膜３と位相シフタ層５と遮光膜７
とが積層して形成されている。
用いてポジ型フォトレジストに微細なピッチでホールパ
ターンを精度よく形成する。 【解決手段】 第１の光透過領域Ｔａ1 において透明基
板１の表面が露出しており、第２の光透過領域Ｔａ2 お
いて透明基板１の表面上に半遮光膜が形成されており、
第３の光透過領域Ｔｎ1 において透明基板１の表面に溝
１ａが形成されており、第４の光透過領域Ｔｎ2 におい
て透明基板１の表面上に半遮光膜３と位相シフタ層５と
が積層して形成されており、遮光領域Ｓにおいて透明基
板１の表面上に半遮光膜３と位相シフタ層５と遮光膜７
とが積層して形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、位相シフトマス
ク、その位相シフトマスクの製造方法、およびその位相
シフトマスクを用いたパターン形成方法に関するもので
ある。
ク、その位相シフトマスクの製造方法、およびその位相
シフトマスクを用いたパターン形成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（以下、単にウェハと称す）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。
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（以下、単にウェハと称す）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。
【０００３】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。しかし、パターンの微細化はとどまるところ
を知らず、パターンの解像度向上への要求もさらに強い
ものとなってきている。
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。しかし、パターンの微細化はとどまるところ
を知らず、パターンの解像度向上への要求もさらに強い
ものとなってきている。
【０００４】このフォトリソグラフィ技術とは、ウェハ
上に塗布されたフォトレジストにマスク（原画）状のパ
ターンを転写し、その転写されたフォトレジストを用い
て下層の被エッチング膜をパターニングする技術であ
る。このフォトレジストの転写時において、フォトレジ
ストに現像処理が施されるが、この現像処理によって光
の当たった部分のフォトレジストが除去されるタイプを
ポジ型、光の当たらない部分のフォトレジストが除去さ
れるタイプをネガ型のフォトレジストという。
上に塗布されたフォトレジストにマスク（原画）状のパ
ターンを転写し、その転写されたフォトレジストを用い
て下層の被エッチング膜をパターニングする技術であ
る。このフォトレジストの転写時において、フォトレジ
ストに現像処理が施されるが、この現像処理によって光
の当たった部分のフォトレジストが除去されるタイプを
ポジ型、光の当たらない部分のフォトレジストが除去さ
れるタイプをネガ型のフォトレジストという。
【０００５】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） と表わされる。ここで、λは使用する光の波長（ｎ
ｍ）、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） と表わされる。ここで、λは使用する光の波長（ｎ
ｍ）、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。
【０００６】上式からわかるように、解像限界Ｒの向上
を図るためには、すなわち微細パターンを得るために
は、ｋ1 とλとの値を小さくし、ＮＡの値を大きくする
方法が考えられる。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。
を図るためには、すなわち微細パターンを得るために
は、ｋ1 とλとの値を小さくし、ＮＡの値を大きくする
方法が考えられる。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。
【０００７】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が生じ
てくる。
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が生じ
てくる。
【０００８】そこで、光源やレンズではなく、フォトマ
スクを改良することにより、パターンの微細化を図る研
究がなされている。最近では、パターンの解像度を向上
させるフォトマスクとして位相シフトマスクが注目され
ている。以下、この位相シフトマスクの構造およびその
原理について通常のフォトマスクと比較して説明する。
なお位相シフトマスクについては、レベンソン方式およ
びハーフトーン方式について説明する。
スクを改良することにより、パターンの微細化を図る研
究がなされている。最近では、パターンの解像度を向上
させるフォトマスクとして位相シフトマスクが注目され
ている。以下、この位相シフトマスクの構造およびその
原理について通常のフォトマスクと比較して説明する。
なお位相シフトマスクについては、レベンソン方式およ
びハーフトーン方式について説明する。
【０００９】図２３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、通常の
フォトマスクを使用したときのマスクの断面、マスク上
の電場およびウェハ上の光強度を示す図である。図２３
（ａ）を参照して、通常のフォトマスクは、ガラス基板
１０１上に金属マスクパターン１０３が形成された構成
を有している。このような通常のフォトマスクでは、マ
スク上の電場は、図２３（ｂ）に示すように金属マスク
パターン１０３で空間的にパルス変調された電場とな
る。
フォトマスクを使用したときのマスクの断面、マスク上
の電場およびウェハ上の光強度を示す図である。図２３
（ａ）を参照して、通常のフォトマスクは、ガラス基板
１０１上に金属マスクパターン１０３が形成された構成
を有している。このような通常のフォトマスクでは、マ
スク上の電場は、図２３（ｂ）に示すように金属マスク
パターン１０３で空間的にパルス変調された電場とな
る。
【００１０】しかし、図２３（ｃ）を参照して、パター
ンが微細化すると、フォトマスクを透過した露光光は光
の回折効果のためにウェハ上の非露光領域（金属マスク
パターン１０３により露光光の透過が遮られた領域）に
も回り込む。このため、ウェハ上の非露光領域にも光が
照射されてしまい、光のコントラスト（ウェハ上の露光
領域と非露光領域との光強度の差）が低下する。結果と
して、解像度が低下し、微細なパターンの転写を行なう
ことが困難となる。
ンが微細化すると、フォトマスクを透過した露光光は光
の回折効果のためにウェハ上の非露光領域（金属マスク
パターン１０３により露光光の透過が遮られた領域）に
も回り込む。このため、ウェハ上の非露光領域にも光が
照射されてしまい、光のコントラスト（ウェハ上の露光
領域と非露光領域との光強度の差）が低下する。結果と
して、解像度が低下し、微細なパターンの転写を行なう
ことが困難となる。
【００１１】図２４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、レベン
ソン方式の位相シフトマスクを使用したときのマスク断
面、マスク上の電場およびウェハ上の光強度を示す図で
ある。まず図２４（ａ）を参照して、位相シフトマスク
では、通常のフォトマスクに位相シフタと呼ばれる光学
部材１０５が設けられている。
ソン方式の位相シフトマスクを使用したときのマスク断
面、マスク上の電場およびウェハ上の光強度を示す図で
ある。まず図２４（ａ）を参照して、位相シフトマスク
では、通常のフォトマスクに位相シフタと呼ばれる光学
部材１０５が設けられている。
【００１２】すなわち、ガラス基板１０１上に金属マス
クパターン１０３が形成され、露光領域と遮光領域とが
設けられ、この露光領域の１つおきに位相シフタ１０５
が設けられている。この位相シフタ１０５は、透過光の
位相を１８０°変換する役割をなすものである。
クパターン１０３が形成され、露光領域と遮光領域とが
設けられ、この露光領域の１つおきに位相シフタ１０５
が設けられている。この位相シフタ１０５は、透過光の
位相を１８０°変換する役割をなすものである。
【００１３】図２４（ｂ）を参照して、上述のように位
相シフタ１０５を露光領域の１つおきに設けたため、位
相シフトマスクを透過した光によるマスク上の電場は、
その位相が交互に１８０度反転して構成される。このよ
うに隣接する露光領域間で光の位相が互いに逆位相とな
るため、光の干渉効果により逆位相の光の重なり合う部
分において光が互いに打消し合うことになる。
相シフタ１０５を露光領域の１つおきに設けたため、位
相シフトマスクを透過した光によるマスク上の電場は、
その位相が交互に１８０度反転して構成される。このよ
うに隣接する露光領域間で光の位相が互いに逆位相とな
るため、光の干渉効果により逆位相の光の重なり合う部
分において光が互いに打消し合うことになる。
【００１４】この結果、図２４（ｃ）に示すように、露
光領域間の境界において光の強度が小さくなり、ウェハ
上の露光領域と非露光領域とにおける光の強度差を十分
に確保することができる。これにより解像度の向上を図
ることが可能となり、微細なパターンの転写を行なうこ
とができる。
光領域間の境界において光の強度が小さくなり、ウェハ
上の露光領域と非露光領域とにおける光の強度差を十分
に確保することができる。これにより解像度の向上を図
ることが可能となり、微細なパターンの転写を行なうこ
とができる。
【００１５】図２５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、ハーフ
トーン方式の位相シフトマスクを使用したときのマスク
断面、マスク上の電場およびウェハ上の光強度を示す図
である。まず図２５（ａ）を参照して、このハーフトー
ン方式の位相シフトマスクにおいても、上述のレベンソ
ン方式と同様、位相シフタと呼ばれる光学部材１０６が
設けられている。
トーン方式の位相シフトマスクを使用したときのマスク
断面、マスク上の電場およびウェハ上の光強度を示す図
である。まず図２５（ａ）を参照して、このハーフトー
ン方式の位相シフトマスクにおいても、上述のレベンソ
ン方式と同様、位相シフタと呼ばれる光学部材１０６が
設けられている。
【００１６】ただし、光学部材１０６は、ガラス基板１
０１上の半遮光膜１０３上にのみ形成されており、位相
シフタ１０６と半透明膜１０３との２層構造が設けられ
ている。この位相シフタ１０６は、上述と同様、透過光
の位相を１８０°変換する役割をなすものであり、半透
明膜１０３は、露光光を完全に遮ることなく露光光の強
度を減衰させる役割をなすものである。
０１上の半遮光膜１０３上にのみ形成されており、位相
シフタ１０６と半透明膜１０３との２層構造が設けられ
ている。この位相シフタ１０６は、上述と同様、透過光
の位相を１８０°変換する役割をなすものであり、半透
明膜１０３は、露光光を完全に遮ることなく露光光の強
度を減衰させる役割をなすものである。
【００１７】図２５（ｂ）を参照して、上述のように位
相シフタ１０６と半透明膜１０３との２層構造を設けた
ため、マスク上の電場は、その位相が交互に１８０°変
換して構成され、かつ一方の位相の強度が他方の位相の
強度より小さくなる。つまり、位相シフタ１０６を透過
したことにより位相が１８０°変換され、かつ半透明膜
１０３を透過したことにより、現像後にフォトレジスト
を所定膜厚残存させるように光の強度が減衰する。隣接
する露光領域間で光の位相は互いに逆位相となるため、
逆位相の光が重なり合う部分において光が互いに打消し
合うことになる。
相シフタ１０６と半透明膜１０３との２層構造を設けた
ため、マスク上の電場は、その位相が交互に１８０°変
換して構成され、かつ一方の位相の強度が他方の位相の
強度より小さくなる。つまり、位相シフタ１０６を透過
したことにより位相が１８０°変換され、かつ半透明膜
１０３を透過したことにより、現像後にフォトレジスト
を所定膜厚残存させるように光の強度が減衰する。隣接
する露光領域間で光の位相は互いに逆位相となるため、
逆位相の光が重なり合う部分において光が互いに打消し
合うことになる。
【００１８】この結果、図２５（ｃ）に示すように、露
光パターンのエッジで位相が反転し、露光パターンのエ
ッジでの光強度を小さくすることができる。その結果、
半透明膜１０３を透過した領域と透過しない領域との露
光光の光強度の差が大きくなり、パターン像の解像度を
上げることが可能となる。
光パターンのエッジで位相が反転し、露光パターンのエ
ッジでの光強度を小さくすることができる。その結果、
半透明膜１０３を透過した領域と透過しない領域との露
光光の光強度の差が大きくなり、パターン像の解像度を
上げることが可能となる。
【００１９】一般に、ネガ型フォトレジストの場合、現
像過程において高分子の膨潤があるため、位相シフトマ
スクが用いられるようなより高い解像度の必要なパター
ンに対してはポジ型フォトレジストが用いられる。この
ポジ型フォトレジストを用いた場合に、微細なホールパ
ターンを形成する方法が、本願発明者により特願平８−
１８４８７６号（平成８年７月１５日付出願、「位相シ
フトマスクを用いた露光装置およびパターン形成方
法」）で提案されている。以下、この技術を従来例とし
て説明する。
像過程において高分子の膨潤があるため、位相シフトマ
スクが用いられるようなより高い解像度の必要なパター
ンに対してはポジ型フォトレジストが用いられる。この
ポジ型フォトレジストを用いた場合に、微細なホールパ
ターンを形成する方法が、本願発明者により特願平８−
１８４８７６号（平成８年７月１５日付出願、「位相シ
フトマスクを用いた露光装置およびパターン形成方
法」）で提案されている。以下、この技術を従来例とし
て説明する。
【００２０】図２６は、従来の位相シフトマスクを用い
た露光装置の構成を示す模式図である。また図２７と図
２８とは、この露光に用いられる２枚の位相シフトマス
クの構成を概略的に示す平面図であり、図２９は図２７
のＦ−Ｆ線に沿う概略断面図である。
た露光装置の構成を示す模式図である。また図２７と図
２８とは、この露光に用いられる２枚の位相シフトマス
クの構成を概略的に示す平面図であり、図２９は図２７
のＦ−Ｆ線に沿う概略断面図である。
【００２１】まず図２６を参照して、従来の位相シフト
マスクを用いた露光方法では、干渉露光が適用される。
つまり、２枚の位相シフトマスク２１０Ａ、２１０Ｂを
別個に透過させた露光光を互いに干渉させて、この干渉
合成された露光光によりフォトレジストが露光される。
マスクを用いた露光方法では、干渉露光が適用される。
つまり、２枚の位相シフトマスク２１０Ａ、２１０Ｂを
別個に透過させた露光光を互いに干渉させて、この干渉
合成された露光光によりフォトレジストが露光される。
【００２２】具体的には、まず光源２５２から発せられ
た露光光２６０がコンデンサレンズ２５４により集光さ
れる。この集光途中において、露光光２６０はビームス
プリッタ２５８により２方向へ分光される。つまり、１
／２の光量の一方の露光光２６０Ａは、ビームスプリッ
タ２５８によりその光路を入射方向に対して９０°の方
向に反射され、他方の１／２の光量の露光光２６０Ｂは
ビームスプリッタ２５８を透過する。
た露光光２６０がコンデンサレンズ２５４により集光さ
れる。この集光途中において、露光光２６０はビームス
プリッタ２５８により２方向へ分光される。つまり、１
／２の光量の一方の露光光２６０Ａは、ビームスプリッ
タ２５８によりその光路を入射方向に対して９０°の方
向に反射され、他方の１／２の光量の露光光２６０Ｂは
ビームスプリッタ２５８を透過する。
【００２３】一方の露光光２６０Ａは第１の位相シフト
マスク２１０Ａを透過した後、反射鏡２６２Ａによって
反射され、第１の補正器２６４Ａを透過する。
マスク２１０Ａを透過した後、反射鏡２６２Ａによって
反射され、第１の補正器２６４Ａを透過する。
【００２４】また、他方の露光光２６０Ｂは、第２の位
相シフトマスク２１０Ｂを透過した後、反射鏡２６２Ｂ
によって反射され、第２の補正器２６４Ｂを透過する。
相シフトマスク２１０Ｂを透過した後、反射鏡２６２Ｂ
によって反射され、第２の補正器２６４Ｂを透過する。
【００２５】このように第１の補正器２６４Ａを透過し
た一方の露光光２６０Ａと第２の補正器２６２Ｂを透過
した他方の露光光２６０Ｂとがビームスプリッタ２６６
によって干渉合成される。つまり、このビームスプリッ
タ２６６は、一方の露光光２６０Ａを透過し、かつ他方
の露光光２６０Ｂを入射方向に対して９０°の方向に反
射する。
た一方の露光光２６０Ａと第２の補正器２６２Ｂを透過
した他方の露光光２６０Ｂとがビームスプリッタ２６６
によって干渉合成される。つまり、このビームスプリッ
タ２６６は、一方の露光光２６０Ａを透過し、かつ他方
の露光光２６０Ｂを入射方向に対して９０°の方向に反
射する。
【００２６】この干渉合成された露光光２６０Ｃが、縮
小レンズなどで構成された投影光学系２６８を透過し
て、ウェハ２８４上に塗布されたフォトレジストに照射
される。
小レンズなどで構成された投影光学系２６８を透過し
て、ウェハ２８４上に塗布されたフォトレジストに照射
される。
【００２７】この干渉露光に用いられた第１の位相シフ
トマスク２１０Ａは、図２７と図２９とに示すように、
第１および第２の光透過部Ｔａ、Ｔｎと遮光領域Ｓとを
有するレベンソン型の位相シフトマスクであり、透明基
板２０１と遮光膜２０３とを有している。
トマスク２１０Ａは、図２７と図２９とに示すように、
第１および第２の光透過部Ｔａ、Ｔｎと遮光領域Ｓとを
有するレベンソン型の位相シフトマスクであり、透明基
板２０１と遮光膜２０３とを有している。
【００２８】第２の光透過領域Ｔｎには、透明基板２０
１の表面に溝２０１ａが形成されている。これにより、
第１および第２の光透過領域Ｔａ、Ｔｎは、互いに１８
０°異なった位相で露光光を透過することになる。この
第１および第２の光透過領域Ｔａ、Ｔｎに挟まれる領域
には、遮光膜３によって覆われた遮光領域Ｓが配置され
ている。また第１および第２の光透過領域Ｔａ、Ｔｎと
遮光領域Ｓとの各平面パターンは、図中Ｙ方向に向かう
一直線に近いライン上のものである。
１の表面に溝２０１ａが形成されている。これにより、
第１および第２の光透過領域Ｔａ、Ｔｎは、互いに１８
０°異なった位相で露光光を透過することになる。この
第１および第２の光透過領域Ｔａ、Ｔｎに挟まれる領域
には、遮光膜３によって覆われた遮光領域Ｓが配置され
ている。また第１および第２の光透過領域Ｔａ、Ｔｎと
遮光領域Ｓとの各平面パターンは、図中Ｙ方向に向かう
一直線に近いライン上のものである。
【００２９】また、第２の位相シフトマスク２１０Ｂ
は、図２８に示すように、上述した第１の位相シフトマ
スク２１０Ａと略同一の構成を有している。ただし、第
２の位相シフトマスク２１０Ｂでは、第１および第２の
光透過領域Ｔａ、Ｔｎと遮光領域Ｓとが図中Ｘ方向に向
かって一直線に近いライン上に形成されている。このた
め、第２の位相シフトマスク２１０ＢにおけるＧ−Ｇ線
に沿う断面が図２９に示す断面構造に対応する。
は、図２８に示すように、上述した第１の位相シフトマ
スク２１０Ａと略同一の構成を有している。ただし、第
２の位相シフトマスク２１０Ｂでは、第１および第２の
光透過領域Ｔａ、Ｔｎと遮光領域Ｓとが図中Ｘ方向に向
かって一直線に近いライン上に形成されている。このた
め、第２の位相シフトマスク２１０ＢにおけるＧ−Ｇ線
に沿う断面が図２９に示す断面構造に対応する。
【００３０】次に、このような第１および第２の位相シ
フトマスク２１０Ａ、２１０Ｂを用いて干渉露光された
場合のフォトレジスト上の光強度の分布について説明す
る。
フトマスク２１０Ａ、２１０Ｂを用いて干渉露光された
場合のフォトレジスト上の光強度の分布について説明す
る。
【００３１】図３０（ａ）は干渉露光における第１およ
び第２の位相シフトマスクの重なり具合を示す概略平面
図であり、図３０（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は図３０
（ａ）のＣ1 −Ｃ1 線、Ｄ1 −Ｄ1 線およびＥ1 −Ｅ1
線に沿うウェハ上の光強度を示す図である。
び第２の位相シフトマスクの重なり具合を示す概略平面
図であり、図３０（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は図３０
（ａ）のＣ1 −Ｃ1 線、Ｄ1 −Ｄ1 線およびＥ1 −Ｅ1
線に沿うウェハ上の光強度を示す図である。
【００３２】まず図３０（ａ）を参照して、フォトレジ
ストには、上述したように第１および第２の位相シフト
マスク２１０Ａ、２１０Ｂの像が同時にフォトレジスト
に露光される。この際、一直線上に延びる第１の位相シ
フトマスク２１０Ａのパターンが、一直線上に延びる第
２の位相シフトマスク２１０Ｂのパターンと略直交する
ように干渉露光される。
ストには、上述したように第１および第２の位相シフト
マスク２１０Ａ、２１０Ｂの像が同時にフォトレジスト
に露光される。この際、一直線上に延びる第１の位相シ
フトマスク２１０Ａのパターンが、一直線上に延びる第
２の位相シフトマスク２１０Ｂのパターンと略直交する
ように干渉露光される。
【００３３】ここで、第１の位相シフトマスク２１０Ａ
の第１の光透過領域Ｔａと第２の位相シフトマスク２１
０Ｂの第１の光透過領域Ｔａとが重なる領域では、両領
域を透過した露光光は、互いに同一の位相を有してい
る。このため、これらの露光光は互いに強め合い、この
領域における露光光の強度が最も大きくなる。また第２
の光透過領域Ｔｎ同士が重なり合う領域においても、上
述と同様、露光光が互いに強め合うことになるため、露
光光の強度は最も大きくなる。
の第１の光透過領域Ｔａと第２の位相シフトマスク２１
０Ｂの第１の光透過領域Ｔａとが重なる領域では、両領
域を透過した露光光は、互いに同一の位相を有してい
る。このため、これらの露光光は互いに強め合い、この
領域における露光光の強度が最も大きくなる。また第２
の光透過領域Ｔｎ同士が重なり合う領域においても、上
述と同様、露光光が互いに強め合うことになるため、露
光光の強度は最も大きくなる。
【００３４】また遮光領域Ｓと第１の光透過領域Ｔａ
（もしくは第２の光透過領域Ｔｎ）とが重なり合う領域
では、露光光の強度は実質的に第１の光透過領域Ｔａ
（もしくは第２の光透過領域Ｔｎ）を透過した露光光の
強度のみとなる。このため、第１の光透過領域Ｔａ同士
（もしくは第２の光透過領域Ｔｎ同士）が互いに重なり
合う領域よりも、第１の光透過領域Ｔａ（もしくは２の
光透過領域Ｔｎ）と遮光領域Ｓとが重なり合う領域の露
光光の光強度は低くなる。
（もしくは第２の光透過領域Ｔｎ）とが重なり合う領域
では、露光光の強度は実質的に第１の光透過領域Ｔａ
（もしくは第２の光透過領域Ｔｎ）を透過した露光光の
強度のみとなる。このため、第１の光透過領域Ｔａ同士
（もしくは第２の光透過領域Ｔｎ同士）が互いに重なり
合う領域よりも、第１の光透過領域Ｔａ（もしくは２の
光透過領域Ｔｎ）と遮光領域Ｓとが重なり合う領域の露
光光の光強度は低くなる。
【００３５】また第１の光透過領域Ｔａと第２の光透過
領域Ｔｎとが重なり合う領域においては、両領域を透過
した露光光は互いに逆の位相を有することとなる。この
ため、これらの露光光は互いに打消し合い、この領域に
おける露光光の強度は実質０となる。
領域Ｔｎとが重なり合う領域においては、両領域を透過
した露光光は互いに逆の位相を有することとなる。この
ため、これらの露光光は互いに打消し合い、この領域に
おける露光光の強度は実質０となる。
【００３６】以上より、図３０（ａ）と（ｂ）とを参照
して、Ｃ1 −Ｃ1 線に沿う部分の露光光の強度は、第１
の光透過領域Ｔａ同士が重なり合う領域では最も高くな
る。また、第１の光透過領域Ｔａと遮光領域Ｓとが重な
り合う領域では、露光光の強度は第１の光透過領域Ｔａ
同士が重なり合う領域よりも低くなる。また第１の光透
過領域Ｔａと第２の光透過領域Ｔｎとが重なり合う領域
では、露光光の強度は実質０となる。
して、Ｃ1 −Ｃ1 線に沿う部分の露光光の強度は、第１
の光透過領域Ｔａ同士が重なり合う領域では最も高くな
る。また、第１の光透過領域Ｔａと遮光領域Ｓとが重な
り合う領域では、露光光の強度は第１の光透過領域Ｔａ
同士が重なり合う領域よりも低くなる。また第１の光透
過領域Ｔａと第２の光透過領域Ｔｎとが重なり合う領域
では、露光光の強度は実質０となる。
【００３７】次に図３０（ａ）と（ｃ）とを参照して、
Ｄ1 −Ｄ1 線に沿う部分の露光光の強度は、第２の光透
過領域Ｔｎ同士が重なり合う領域では最も高くなる。ま
た、第２の光透過領域Ｔｎと遮光領域Ｓとが重なり合う
領域では、露光光の強度は第２の光透過領域Ｔｎ同士が
重なり合う領域よりも低くなる。また、第１の光透過領
域Ｔａと第２の光透過領域Ｔｎとが重なり合う領域で
は、露光光の強度は実質０となる。
Ｄ1 −Ｄ1 線に沿う部分の露光光の強度は、第２の光透
過領域Ｔｎ同士が重なり合う領域では最も高くなる。ま
た、第２の光透過領域Ｔｎと遮光領域Ｓとが重なり合う
領域では、露光光の強度は第２の光透過領域Ｔｎ同士が
重なり合う領域よりも低くなる。また、第１の光透過領
域Ｔａと第２の光透過領域Ｔｎとが重なり合う領域で
は、露光光の強度は実質０となる。
【００３８】次に図３０（ａ）と（ｄ）とを参照して、
Ｅ1 −Ｅ1 線に沿う部分の露光光の強度は、第１の光透
過領域Ｔａ（もしくは第２の光透過領域Ｔｎ）との遮光
領域Ｓとが重なり合う領域では比較的高くなる。また、
遮光領域Ｓ同士が重なり合う領域では、露光光の強度は
実質０となる。
Ｅ1 −Ｅ1 線に沿う部分の露光光の強度は、第１の光透
過領域Ｔａ（もしくは第２の光透過領域Ｔｎ）との遮光
領域Ｓとが重なり合う領域では比較的高くなる。また、
遮光領域Ｓ同士が重なり合う領域では、露光光の強度は
実質０となる。
【００３９】このような露光光の強度分布でポジ型のフ
ォトレジストを露光・現像することにより、スライスレ
ベルＳＬ以上の露光強度を有する部分のフォトレジスト
が除去されてホールパターンが形成される。
ォトレジストを露光・現像することにより、スライスレ
ベルＳＬ以上の露光強度を有する部分のフォトレジスト
が除去されてホールパターンが形成される。
【００４０】なおここでスライスレベルＳＬとは、現像
によりレジストが除去されるか否か（もしくは残存され
るか否か）の基準となる光強度を示している。
によりレジストが除去されるか否か（もしくは残存され
るか否か）の基準となる光強度を示している。
【００４１】
【発明が解決しようとする課題】以上のような２枚の位
相シフトマスクを用いて干渉露光を行なうことにより、
ポジ型フォトレジストに微細なピッチでホールパターン
を精度よく形成することが可能となる。
相シフトマスクを用いて干渉露光を行なうことにより、
ポジ型フォトレジストに微細なピッチでホールパターン
を精度よく形成することが可能となる。
【００４２】しかしながら、この方法においては、２枚
の位相シフトマスクを透過した露光光を干渉させねばな
らないため、少なくとも位相シフトマスクを２枚準備し
なければならないという問題点があった。
の位相シフトマスクを透過した露光光を干渉させねばな
らないため、少なくとも位相シフトマスクを２枚準備し
なければならないという問題点があった。
【００４３】また、２枚の位相シフトマスクの像を同時
にフォトレジストに露光する必要から、露光装置の構成
が複雑にならざるを得ないという問題点もあった。
にフォトレジストに露光する必要から、露光装置の構成
が複雑にならざるを得ないという問題点もあった。
【００４４】それゆえ、本発明の目的は、少ないマスク
数で、簡易な構成の露光装置を用いてポジ型フォトレジ
ストに微細なピッチでホールパターンを精度よく形成で
きる位相シフトマスク、その位相シフトマスクの製造方
法およびその位相シフトマスクを用いたパターン形成方
法を提供することである。
数で、簡易な構成の露光装置を用いてポジ型フォトレジ
ストに微細なピッチでホールパターンを精度よく形成で
きる位相シフトマスク、その位相シフトマスクの製造方
法およびその位相シフトマスクを用いたパターン形成方
法を提供することである。
【００４５】
【課題を解決するための手段】本発明の位相シフトマス
クは、基板と、半遮光膜と、位相シフト膜と、遮光膜と
を備えている。基板は、露光光を透過する第１、第２、
第３および第４の光透過領域と露光光の透過を遮る遮光
領域とを有し、かつ第３の光透過領域が第１および第２
の光透過領域を透過する露光光の位相と異なった位相で
露光光を透過するように第３の光透過領域の主表面に溝
を有している。半遮光膜は、第２および第４の光透過領
域を覆い、第１および第３の光透過領域を露出するよう
に基板の主表面上に形成され、かつ露光光の強度を減衰
させる。位相シフト膜は、第４の光透過領域を透過する
露光光の位相が第１および第２の光透過領域を透過する
露光光の位相と異なった位相となるように、かつ第３の
光透過領域を透過する露光光の位相と実質的に同じ位相
となるように第４の光透過領域を覆い、第１、第２およ
び第３の光透過領域を露出するように基板の主表面上に
形成されている。遮光膜は遮光領域を覆い、第１、第
２、第３および第４の光透過領域を露出するように基板
の主表面上に形成されている。
クは、基板と、半遮光膜と、位相シフト膜と、遮光膜と
を備えている。基板は、露光光を透過する第１、第２、
第３および第４の光透過領域と露光光の透過を遮る遮光
領域とを有し、かつ第３の光透過領域が第１および第２
の光透過領域を透過する露光光の位相と異なった位相で
露光光を透過するように第３の光透過領域の主表面に溝
を有している。半遮光膜は、第２および第４の光透過領
域を覆い、第１および第３の光透過領域を露出するよう
に基板の主表面上に形成され、かつ露光光の強度を減衰
させる。位相シフト膜は、第４の光透過領域を透過する
露光光の位相が第１および第２の光透過領域を透過する
露光光の位相と異なった位相となるように、かつ第３の
光透過領域を透過する露光光の位相と実質的に同じ位相
となるように第４の光透過領域を覆い、第１、第２およ
び第３の光透過領域を露出するように基板の主表面上に
形成されている。遮光膜は遮光領域を覆い、第１、第
２、第３および第４の光透過領域を露出するように基板
の主表面上に形成されている。
【００４６】本発明の位相シフトマスクでは、互いに位
相もしくは透過光の強度の異なる第１〜第４の光透過領
域が設けられている。この第１〜第４の光透過領域を適
切に配置することで、従来例と同様の露光光の強度分布
状態を作ることができる。よって、１枚の位相シフトマ
スクのみで、ポジ型フォトレジストに微細なピッチでホ
ールパターンを精度よく形成することができる。
相もしくは透過光の強度の異なる第１〜第４の光透過領
域が設けられている。この第１〜第４の光透過領域を適
切に配置することで、従来例と同様の露光光の強度分布
状態を作ることができる。よって、１枚の位相シフトマ
スクのみで、ポジ型フォトレジストに微細なピッチでホ
ールパターンを精度よく形成することができる。
【００４７】また、１枚の位相シフトマスクの像のみを
フォトレジストに露光すればよいため、従来例のように
露光装置の構成を複雑にする必要はない。よって、簡易
な構成の露光装置でポジ型のフォトレジストに微細なピ
ッチでホールパターンを精度よく形成することができ
る。
フォトレジストに露光すればよいため、従来例のように
露光装置の構成を複雑にする必要はない。よって、簡易
な構成の露光装置でポジ型のフォトレジストに微細なピ
ッチでホールパターンを精度よく形成することができ
る。
【００４８】上記局面において好ましくは、遮光領域に
は、基板の主表面上に半遮光膜と位相シフト膜とが形成
されている。
は、基板の主表面上に半遮光膜と位相シフト膜とが形成
されている。
【００４９】上記局面において好ましくは、基板の主表
面には平面形状が略四角形の第１および第２の平面領域
を有している。第１の平面領域の四隅には互いに分離し
た４つの遮光領域が配置されている。第１の平面領域の
平面形状を規定する各辺に沿う領域であって遮光領域に
挟まれる各領域には、第２の光透過領域が各々配置され
ている。第１の平面領域内に配置された第２の光透過領
域の各々に接するように第１の平面領域の略中心部に第
１の光透過領域が配置されている。第２の平面領域の四
隅には互いに分離した４つの遮光領域が配置されてい
る。第２の平面領域の平面形状を規定する各辺に沿う領
域であって遮光領域に挟まれる各領域には第４の光透過
領域が各々配置されている。第２の平面領域内に配置さ
れた第４の光透過領域の各々に接するように第２の平面
領域の略中心部に第３の光透過領域が配置されている。
面には平面形状が略四角形の第１および第２の平面領域
を有している。第１の平面領域の四隅には互いに分離し
た４つの遮光領域が配置されている。第１の平面領域の
平面形状を規定する各辺に沿う領域であって遮光領域に
挟まれる各領域には、第２の光透過領域が各々配置され
ている。第１の平面領域内に配置された第２の光透過領
域の各々に接するように第１の平面領域の略中心部に第
１の光透過領域が配置されている。第２の平面領域の四
隅には互いに分離した４つの遮光領域が配置されてい
る。第２の平面領域の平面形状を規定する各辺に沿う領
域であって遮光領域に挟まれる各領域には第４の光透過
領域が各々配置されている。第２の平面領域内に配置さ
れた第４の光透過領域の各々に接するように第２の平面
領域の略中心部に第３の光透過領域が配置されている。
【００５０】上記局面において好ましくは、第１の平面
領域内の１の遮光領域と第２の平面領域内の１の遮光領
域とは第１および第２の平面領域によって共有されてい
る。
領域内の１の遮光領域と第２の平面領域内の１の遮光領
域とは第１および第２の平面領域によって共有されてい
る。
【００５１】上記局面において好ましくは、基板の主表
面において第１および第３の光透過領域が遮光領域を挟
んで所定方向に並走する第３の平面領域をさらに備えて
いる。
面において第１および第３の光透過領域が遮光領域を挟
んで所定方向に並走する第３の平面領域をさらに備えて
いる。
【００５２】このように第１および第３の光透過領域を
配置することで、ホールパターンのみならず、ライン／
スペースのパターンも形成することができる。よって、
単なるハーフトーン方式の位相シフトマスクとを比較し
て各種形状のパターンに適用することが可能となる。
配置することで、ホールパターンのみならず、ライン／
スペースのパターンも形成することができる。よって、
単なるハーフトーン方式の位相シフトマスクとを比較し
て各種形状のパターンに適用することが可能となる。
【００５３】本発明の位相シフトマスクの製造方法は以
下の工程を備えている。まず第１、第２、第３および第
４の光透過領域と遮光領域とを有する基板の主表面上に
露光光の強度を減衰させる半遮光膜と、露光光の位相を
変化させる位相シフト膜と、露光光の透過を遮る遮光膜
とが順次形成される。そして第１、第２および第３の光
透過領域において遮光膜と位相シフト膜とが順次除去さ
れて、半遮光膜の表面が露出される。そして第１および
第３の光透過領域において半遮光膜が除去されて基板の
主表面が露出される。そして第３の光透過領域において
基板の主表面に溝が形成される。そして第１の光透過領
域において半遮光膜が除去されて、前記基板の主表面が
露出される。そして第４の光透過領域において遮光膜が
除去されて位相シフト膜の表面が露出される。
下の工程を備えている。まず第１、第２、第３および第
４の光透過領域と遮光領域とを有する基板の主表面上に
露光光の強度を減衰させる半遮光膜と、露光光の位相を
変化させる位相シフト膜と、露光光の透過を遮る遮光膜
とが順次形成される。そして第１、第２および第３の光
透過領域において遮光膜と位相シフト膜とが順次除去さ
れて、半遮光膜の表面が露出される。そして第１および
第３の光透過領域において半遮光膜が除去されて基板の
主表面が露出される。そして第３の光透過領域において
基板の主表面に溝が形成される。そして第１の光透過領
域において半遮光膜が除去されて、前記基板の主表面が
露出される。そして第４の光透過領域において遮光膜が
除去されて位相シフト膜の表面が露出される。
【００５４】本発明の位相シフトマスクの製造方法で
は、パターニングされた半遮光膜などをマスクとしてエ
ッチングを施すことで基板に溝が形成される。つまり半
遮光膜などがパターニングされた後に下地のシフタパタ
ーンが形成される。このため、下地のシフタパターンを
形成した後に、半遮光膜が成膜されてパターニングされ
る必要はない。このため、半遮光膜のパターニング時
に、下地のシフトパターンに合せるための高精度のアラ
イメントは不要となる。
は、パターニングされた半遮光膜などをマスクとしてエ
ッチングを施すことで基板に溝が形成される。つまり半
遮光膜などがパターニングされた後に下地のシフタパタ
ーンが形成される。このため、下地のシフタパターンを
形成した後に、半遮光膜が成膜されてパターニングされ
る必要はない。このため、半遮光膜のパターニング時
に、下地のシフトパターンに合せるための高精度のアラ
イメントは不要となる。
【００５５】また、基板の主表面上に半遮光膜と位相シ
フト膜と遮光膜とが順次形成されてブランクスが形成さ
れる。このようにブランクスを形成した後は、フォトレ
ジスト以外の膜を形成する必要はない。このため、ブラ
ンクスの膜もしくは基板をパターニングした後に新たに
成膜を行なうことによる膜の欠陥の発生が防止される。
したがって、欠陥の少ない位相シフトマスクを作成する
ことができる。
フト膜と遮光膜とが順次形成されてブランクスが形成さ
れる。このようにブランクスを形成した後は、フォトレ
ジスト以外の膜を形成する必要はない。このため、ブラ
ンクスの膜もしくは基板をパターニングした後に新たに
成膜を行なうことによる膜の欠陥の発生が防止される。
したがって、欠陥の少ない位相シフトマスクを作成する
ことができる。
【００５６】本発明の位相シフトマスクを用いたパター
ン形成方法は、ウェハに塗布されたフォトレジストの所
定領域に位相シフトマスクを用いて露光を行なうパター
ン形成方法である。このパターン形成方法に用いられる
位相シフトマスクは、基板と、半遮光膜と、位相シフト
マスクと、遮光膜とを備えている。基板は、露光光を透
過する第１、第２、第３および第４の光透過領域と露光
光の透過を遮る遮光領域とを有し、かつ第３の光透過領
域が第１および第２の光透過領域を透過する露光光の位
相と異なった位相で露光光を透過するように第３の光透
過領域の主表面に溝を有している。半遮光膜は、第２お
よび第４の光透過領域を覆い、第１および第３の光透過
領域を露出するように基板の主表面上に形成され、かつ
露光光の強度を減衰させる。位相シフト膜は、第４の光
透過領域を透過する露光光の位相が、第１および第２の
光透過領域を透過する露光光の位相と異なった位相とな
るように、かつ第３の光透過領域を透過する露光光の位
相と実質的に同じ位相となるように第４の光透過領域を
覆い、第１、第２および第３の光透過領域を露出するよ
うに基板の主表面上に形成されている。遮光膜は、遮光
領域を覆い、第１、第２および第３の光透過領域を露出
するように基板の主表面上に形成されている。そしてフ
ォトレジストはポジ型のフォトレジストであって、フォ
トレジストを現像することによりフォトレジスト表面に
位相シフトマスクの第１および第３の光透過領域が照射
された領域にホールパターンが形成される。
ン形成方法は、ウェハに塗布されたフォトレジストの所
定領域に位相シフトマスクを用いて露光を行なうパター
ン形成方法である。このパターン形成方法に用いられる
位相シフトマスクは、基板と、半遮光膜と、位相シフト
マスクと、遮光膜とを備えている。基板は、露光光を透
過する第１、第２、第３および第４の光透過領域と露光
光の透過を遮る遮光領域とを有し、かつ第３の光透過領
域が第１および第２の光透過領域を透過する露光光の位
相と異なった位相で露光光を透過するように第３の光透
過領域の主表面に溝を有している。半遮光膜は、第２お
よび第４の光透過領域を覆い、第１および第３の光透過
領域を露出するように基板の主表面上に形成され、かつ
露光光の強度を減衰させる。位相シフト膜は、第４の光
透過領域を透過する露光光の位相が、第１および第２の
光透過領域を透過する露光光の位相と異なった位相とな
るように、かつ第３の光透過領域を透過する露光光の位
相と実質的に同じ位相となるように第４の光透過領域を
覆い、第１、第２および第３の光透過領域を露出するよ
うに基板の主表面上に形成されている。遮光膜は、遮光
領域を覆い、第１、第２および第３の光透過領域を露出
するように基板の主表面上に形成されている。そしてフ
ォトレジストはポジ型のフォトレジストであって、フォ
トレジストを現像することによりフォトレジスト表面に
位相シフトマスクの第１および第３の光透過領域が照射
された領域にホールパターンが形成される。
【００５７】本発明の位相シフトマスクを用いたパター
ン形成方法では、１枚のマスクで、簡易な構成の露光装
置を用いてポジ型フォトレジストに微細なピッチでホー
ルパターンを精度よく形成することができる。
ン形成方法では、１枚のマスクで、簡易な構成の露光装
置を用いてポジ型フォトレジストに微細なピッチでホー
ルパターンを精度よく形成することができる。
【００５８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図に基づいて説明する。
て図に基づいて説明する。
【００５９】図１は、本発明の一実施の形態における位
相シフトマスクの構成を概略的に示す平面図である。ま
た図２と図３とは、図１のＡ−Ａ線とＢ−Ｂ線とに沿う
概略断面図である。
相シフトマスクの構成を概略的に示す平面図である。ま
た図２と図３とは、図１のＡ−Ａ線とＢ−Ｂ線とに沿う
概略断面図である。
【００６０】図１〜図３を参照して、本実施の形態の位
相シフトマスクは、たとえばホールパターン形成領域
（図２）とライン／スペースパターン形成領域（図３）
とを有している。
相シフトマスクは、たとえばホールパターン形成領域
（図２）とライン／スペースパターン形成領域（図３）
とを有している。
【００６１】ホールパターン形成領域においては、第
１、第２、第３および第４の光透過領域Ｔａ1 、Ｔ
ａ2 、Ｔｎ1 、Ｔｎ2 と遮光領域Ｓが配置されている。
第１の光透過領域Ｔａ1 においては、透明基板１の表面
は露出している。また第２の光透過領域Ｔａ2 では、透
明基板１の表面上に半遮光膜３が形成されており、その
半遮光膜３の表面は露出している。また第３の光透過領
域Ｔｎ1 では、透明基板１の表面に溝１ａが形成されて
いる。この溝１ａにより第３の光透過領域Ｔｎ1 を透過
する露光光の位相は、第１の光透過領域Ｔａ1 を透過す
る露光光の位相と実質１８０°異なる。また第４の光透
過領域Ｔｎ2 においては透明基板１の表面上に半遮光膜
３と位相シフト膜５とが順に積層して形成されており、
位相シフト膜５の表面は露出している。
１、第２、第３および第４の光透過領域Ｔａ1 、Ｔ
ａ2 、Ｔｎ1 、Ｔｎ2 と遮光領域Ｓが配置されている。
第１の光透過領域Ｔａ1 においては、透明基板１の表面
は露出している。また第２の光透過領域Ｔａ2 では、透
明基板１の表面上に半遮光膜３が形成されており、その
半遮光膜３の表面は露出している。また第３の光透過領
域Ｔｎ1 では、透明基板１の表面に溝１ａが形成されて
いる。この溝１ａにより第３の光透過領域Ｔｎ1 を透過
する露光光の位相は、第１の光透過領域Ｔａ1 を透過す
る露光光の位相と実質１８０°異なる。また第４の光透
過領域Ｔｎ2 においては透明基板１の表面上に半遮光膜
３と位相シフト膜５とが順に積層して形成されており、
位相シフト膜５の表面は露出している。
【００６２】そして遮光領域Ｓでは、透明基板１の表面
上に半遮光膜３と位相シフト膜５と遮光膜７とが順に積
層して形成されており、遮光膜７の表面が露出してい
る。
上に半遮光膜３と位相シフト膜５と遮光膜７とが順に積
層して形成されており、遮光膜７の表面が露出してい
る。
【００６３】半遮光膜３は、実質５０％の透過率を有し
ており、透過する露光光の強度を減衰させる役割をなし
ている。また位相シフト膜５は、透過する露光光の透過
光量を変化させることなく、位相を実質１８０度反転さ
せる役割をなしている。遮光膜７は、露光光の透過を遮
る役割をなしている。
ており、透過する露光光の強度を減衰させる役割をなし
ている。また位相シフト膜５は、透過する露光光の透過
光量を変化させることなく、位相を実質１８０度反転さ
せる役割をなしている。遮光膜７は、露光光の透過を遮
る役割をなしている。
【００６４】これにより、第２の光透過領域Ｔａ2 を透
過する露光光は、第１の光透過領域Ｔａ1 を透過する露
光光と同一の位相で、かつ相対的に５０％に減衰された
強度となる。また第３の光透過領域Ｔｎ1 を透過する露
光光は、第１の光透過領域Ｔａ1 を透過する露光光と実
質的に１８０°異なる位相を有し、かつ同一の強度とな
る。また第４の光透過領域Ｔｎ2 を透過する露光光は、
第１の光透過領域Ｔａ 1 を透過する露光光と実質的に１
８０°異なる位相を有し、かつ相対的に５０％減衰され
た強度となる。
過する露光光は、第１の光透過領域Ｔａ1 を透過する露
光光と同一の位相で、かつ相対的に５０％に減衰された
強度となる。また第３の光透過領域Ｔｎ1 を透過する露
光光は、第１の光透過領域Ｔａ1 を透過する露光光と実
質的に１８０°異なる位相を有し、かつ同一の強度とな
る。また第４の光透過領域Ｔｎ2 を透過する露光光は、
第１の光透過領域Ｔａ 1 を透過する露光光と実質的に１
８０°異なる位相を有し、かつ相対的に５０％減衰され
た強度となる。
【００６５】たとえば露光光にｉ線を用いる場合には、
半遮光膜３は、１５０Åの膜厚を有するＭｏＳｉ膜であ
る。位相シフト膜５は、たとえば１７００Åの膜厚を有
する、屈折率２．０９のシリコン窒化膜である。遮光膜
７は、たとえば酸化クロム（ＣｒＯx ）膜７ａとクロム
（Ｃｒ）膜７ｂと酸化クロム膜７ｃとの３層積層構造よ
りなっている。酸化クロム膜７ａ、クロム膜７ｂおよび
酸化クロム膜７ｃは、各々３００Å、７００Å、３００
Åの膜厚を有している。また透明基板はたとえば石英よ
りなっており、その透明基板１に設けられる溝１ａの深
さはたとえば４１５０Åである。
半遮光膜３は、１５０Åの膜厚を有するＭｏＳｉ膜であ
る。位相シフト膜５は、たとえば１７００Åの膜厚を有
する、屈折率２．０９のシリコン窒化膜である。遮光膜
７は、たとえば酸化クロム（ＣｒＯx ）膜７ａとクロム
（Ｃｒ）膜７ｂと酸化クロム膜７ｃとの３層積層構造よ
りなっている。酸化クロム膜７ａ、クロム膜７ｂおよび
酸化クロム膜７ｃは、各々３００Å、７００Å、３００
Åの膜厚を有している。また透明基板はたとえば石英よ
りなっており、その透明基板１に設けられる溝１ａの深
さはたとえば４１５０Åである。
【００６６】ホールパターン形成領域では、これらの第
１〜第４の光透過領域と遮光領域とが、略正方形の平面
形状を有し、かつ碁盤目状に配置されている。
１〜第４の光透過領域と遮光領域とが、略正方形の平面
形状を有し、かつ碁盤目状に配置されている。
【００６７】より具体的には、平面形状が略四角形の第
１および第２の領域Ｒ1 、Ｒ2 を規定した場合、第１の
領域Ｒ1 の四隅には４つの互いに分離された遮光領域Ｓ
が配置されており、これらの遮光領域Ｓ間に挟まれる領
域には第２の光透過領域Ｔａ 2 が各々配置されている。
またこの第１の領域Ｒ1 の略中心部には、第１の光透過
領域Ｔａ1 が第２の光透過領域Ｔａ2 に接し、かつその
四方を取り囲まれるように配置されている。
１および第２の領域Ｒ1 、Ｒ2 を規定した場合、第１の
領域Ｒ1 の四隅には４つの互いに分離された遮光領域Ｓ
が配置されており、これらの遮光領域Ｓ間に挟まれる領
域には第２の光透過領域Ｔａ 2 が各々配置されている。
またこの第１の領域Ｒ1 の略中心部には、第１の光透過
領域Ｔａ1 が第２の光透過領域Ｔａ2 に接し、かつその
四方を取り囲まれるように配置されている。
【００６８】また第２の領域Ｒ2 では、その四隅に４つ
の互いに分離された遮光領域Ｓが配置されており、これ
らの遮光領域Ｓ間に挟まれる領域には第４の光透過領域
Ｔｎ 2 が各々配置されている。またこの第２の領域Ｒ2
の略中心部には、第３の光透過領域Ｔｎ1 が第４の光透
過領域Ｔｎ2 に接し、かつその四方を取り囲まれるよう
に配置されている。
の互いに分離された遮光領域Ｓが配置されており、これ
らの遮光領域Ｓ間に挟まれる領域には第４の光透過領域
Ｔｎ 2 が各々配置されている。またこの第２の領域Ｒ2
の略中心部には、第３の光透過領域Ｔｎ1 が第４の光透
過領域Ｔｎ2 に接し、かつその四方を取り囲まれるよう
に配置されている。
【００６９】この第１および第２の光透過領域Ｒ1 、Ｒ
2 は、１の遮光領域Ｓを共有している。
2 は、１の遮光領域Ｓを共有している。
【００７０】また隣り合う第１の領域Ｒ1 間の領域に
は、２つの第４の領域Ｔｎ2 が遮光領域Ｓを挟むように
配置されている。また隣り合う第２の領域Ｒ2 間の領域
には、２つの第２の光透過領域Ｔａ2 が遮光領域Ｓを挟
むように配置されている。
は、２つの第４の領域Ｔｎ2 が遮光領域Ｓを挟むように
配置されている。また隣り合う第２の領域Ｒ2 間の領域
には、２つの第２の光透過領域Ｔａ2 が遮光領域Ｓを挟
むように配置されている。
【００７１】またライン／スペースパターン形成領域で
は、第１の光透過領域Ｔａ1 と第３の光透過領域Ｔｎ1
とが、遮光領域Ｓを挟んで図中矢印Ｙ方向に並走するよ
うに配置されている。
は、第１の光透過領域Ｔａ1 と第３の光透過領域Ｔｎ1
とが、遮光領域Ｓを挟んで図中矢印Ｙ方向に並走するよ
うに配置されている。
【００７２】次に、本実施の形態の位相シフトマスクを
用いたパターン形成方法について説明する。
用いたパターン形成方法について説明する。
【００７３】図４は、本発明の一実施の形態における位
相シフトマスクを用いたパターン形成方法を説明するた
めの図である。図４（ａ）は、本発明の一実施の形態に
おける位相シフトマスクのホールパターン形成領域の構
成を概略的に示す平面図であり、図４（ｂ）、（ｃ）お
よび（ｄ）は、図４（ａ）のＣ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線および
Ｅ−Ｅ線に沿うウェハ上の光強度を示す図である。
相シフトマスクを用いたパターン形成方法を説明するた
めの図である。図４（ａ）は、本発明の一実施の形態に
おける位相シフトマスクのホールパターン形成領域の構
成を概略的に示す平面図であり、図４（ｂ）、（ｃ）お
よび（ｄ）は、図４（ａ）のＣ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線および
Ｅ−Ｅ線に沿うウェハ上の光強度を示す図である。
【００７４】図４（ａ）と図４（ｂ）とを参照して、第
１の光透過領域Ｔａ1 では、露光光の強度が実質減衰さ
れることなく露光光が透過されるため、ウェハ上の光強
度は最も高くなる。また第２の光透過領域Ｔａ2 では、
露光光の強度は減衰されるため、ウェハ上の光強度は第
１の光透過領域Ｔａ1 よりも低くなる。また遮光領域Ｓ
では、露光光の透過は遮られるため、ウェハ上の光強度
は実質０となる。
１の光透過領域Ｔａ1 では、露光光の強度が実質減衰さ
れることなく露光光が透過されるため、ウェハ上の光強
度は最も高くなる。また第２の光透過領域Ｔａ2 では、
露光光の強度は減衰されるため、ウェハ上の光強度は第
１の光透過領域Ｔａ1 よりも低くなる。また遮光領域Ｓ
では、露光光の透過は遮られるため、ウェハ上の光強度
は実質０となる。
【００７５】図４（ａ）と図４（ｃ）とを参照して、第
３の光透過領域Ｔｎ1 では、露光光の強度が実質減衰さ
れることなく露光光が透過されるため、ウェハ上の光強
度は第１の光透過領域Ｔａ1 と実質同一となり、最も高
くなる。また第４の光透過領域Ｔｎ2 では、露光光の強
度は減衰されるため、ウェハ上の光強度は第３の光透過
領域Ｔｎ1 よりも低くなり、第２の光透過領域Ｔａ2 と
実質同じとなる。また遮光領域Ｓでは、上述したように
ウェハ上の光強度は０となる。
３の光透過領域Ｔｎ1 では、露光光の強度が実質減衰さ
れることなく露光光が透過されるため、ウェハ上の光強
度は第１の光透過領域Ｔａ1 と実質同一となり、最も高
くなる。また第４の光透過領域Ｔｎ2 では、露光光の強
度は減衰されるため、ウェハ上の光強度は第３の光透過
領域Ｔｎ1 よりも低くなり、第２の光透過領域Ｔａ2 と
実質同じとなる。また遮光領域Ｓでは、上述したように
ウェハ上の光強度は０となる。
【００７６】図４（ａ）と図４（ｄ）とを参照して、第
２および第４の光透過領域Ｔａ2 、Ｔｎ2 を透過する露
光光の強度は、上述したように、第１および第３の光透
過領域Ｔａ1 、Ｔｎ1 よりも低くなる。また遮光領域Ｓ
では、上述したようにウェハ上の光強度は実質０とな
る。
２および第４の光透過領域Ｔａ2 、Ｔｎ2 を透過する露
光光の強度は、上述したように、第１および第３の光透
過領域Ｔａ1 、Ｔｎ1 よりも低くなる。また遮光領域Ｓ
では、上述したようにウェハ上の光強度は実質０とな
る。
【００７７】以上より、本実施の形態の位相シフトマス
クを用いた場合のウェハ上の光強度の平面的分布は図５
に示すようになる。
クを用いた場合のウェハ上の光強度の平面的分布は図５
に示すようになる。
【００７８】図５を参照して、図中黒い部分は光強度の
小さい領域を示しており、白い部分は光強度の大きい領
域を示している。そして図５中Ｃ−Ｃ線とＤ−Ｄ線とＥ
−Ｅ線との各々は、図４（ａ）中のＣ−Ｃ線とＤ−Ｄ線
とＥ−Ｅ線とに対応している。
小さい領域を示しており、白い部分は光強度の大きい領
域を示している。そして図５中Ｃ−Ｃ線とＤ−Ｄ線とＥ
−Ｅ線との各々は、図４（ａ）中のＣ−Ｃ線とＤ−Ｄ線
とＥ−Ｅ線とに対応している。
【００７９】このような露光処理が施された後、通常の
現像処理を行なうことにより、ポジ型フォトレジストの
場合、明部（図５中の白色の領域）のフォトレジストが
溶解除去され、ホールパターンが形成される。
現像処理を行なうことにより、ポジ型フォトレジストの
場合、明部（図５中の白色の領域）のフォトレジストが
溶解除去され、ホールパターンが形成される。
【００８０】なお、図４に示す本実施の形態の位相シフ
トマスクにより得られるウェハ上の光強度の平面的分布
は、図３０に示した干渉露光によるウェハ上の光強度の
平面的分布と実質的に同一であることがわかる。つま
り、本実施の形態の位相シフトマスクを用いることによ
り、１枚の位相シフトマスクで、干渉露光を行なった場
合と実質同一の露光光の強度の平面的分布が得られる。
トマスクにより得られるウェハ上の光強度の平面的分布
は、図３０に示した干渉露光によるウェハ上の光強度の
平面的分布と実質的に同一であることがわかる。つま
り、本実施の形態の位相シフトマスクを用いることによ
り、１枚の位相シフトマスクで、干渉露光を行なった場
合と実質同一の露光光の強度の平面的分布が得られる。
【００８１】次に、本実施の形態の位相シフトマスクの
製造方法について説明する。図６〜図１１と図１２〜図
１７とは、本発明の一実施の形態における位相シフトマ
スクのホールパターン形成領域とライン／スペースパタ
ーン形成領域との製造方法を工程順に示す概略断面図で
る。
製造方法について説明する。図６〜図１１と図１２〜図
１７とは、本発明の一実施の形態における位相シフトマ
スクのホールパターン形成領域とライン／スペースパタ
ーン形成領域との製造方法を工程順に示す概略断面図で
る。
【００８２】まず図６と図１２とを参照して、たとえば
石英よりなる透明基板１の表面上に、半遮光膜３と位相
シフト膜５と遮光膜７とが順次形成され、ブランクスが
形成される。
石英よりなる透明基板１の表面上に、半遮光膜３と位相
シフト膜５と遮光膜７とが順次形成され、ブランクスが
形成される。
【００８３】半遮光膜３はたとえばスパッタリングによ
り形成され、１５０Åの膜厚のＭｏＳｉ膜よりなる。ま
た位相シフト膜５は、たとえば減圧ＣＶＤ（Chemical V
aporDeposition ）法で形成され、１７００Åの膜厚を
有するシリコン窒化膜よりなる。また遮光膜７は酸化ク
ロム膜７ａ（膜厚３００Å）とクロム膜７ｂ（膜厚７０
０Å）と酸化クロム膜７ｃ（膜厚３００Å）との３層積
層構造により形成される。
り形成され、１５０Åの膜厚のＭｏＳｉ膜よりなる。ま
た位相シフト膜５は、たとえば減圧ＣＶＤ（Chemical V
aporDeposition ）法で形成され、１７００Åの膜厚を
有するシリコン窒化膜よりなる。また遮光膜７は酸化ク
ロム膜７ａ（膜厚３００Å）とクロム膜７ｂ（膜厚７０
０Å）と酸化クロム膜７ｃ（膜厚３００Å）との３層積
層構造により形成される。
【００８４】この遮光膜７上に、電子ビーム（ＥＢ）レ
ジスト２１ａが塗布される。この後、このＥＢレジスト
２１ａが、電子ビーム（ＥＢ）描画などにより所望の形
状にパターニングされる。
ジスト２１ａが塗布される。この後、このＥＢレジスト
２１ａが、電子ビーム（ＥＢ）描画などにより所望の形
状にパターニングされる。
【００８５】図７と図１３とを参照して、これにより、
ホールパターン形成領域では第４の光透過領域Ｔｎ2 と
遮光領域Ｓとに、またライン／スペースパターン形成領
域では遮光領域Ｓにレジストパターン２１ａが残存され
る。このレジストパターン２１ａをマスクとして、まず
遮光膜７がウエットエッチングにより除去される。この
後、遮光膜７のパターンについて、欠陥の検査および修
正が行なわれる。そしてレジストパターン２１ａをマス
クとしたままで、シリコン窒化膜よりなる位相シフト膜
５に、ＣＦ4 ／Ｏ2 によるリアクティブイオンエッチン
グ（ＲＩＥ）が施される。
ホールパターン形成領域では第４の光透過領域Ｔｎ2 と
遮光領域Ｓとに、またライン／スペースパターン形成領
域では遮光領域Ｓにレジストパターン２１ａが残存され
る。このレジストパターン２１ａをマスクとして、まず
遮光膜７がウエットエッチングにより除去される。この
後、遮光膜７のパターンについて、欠陥の検査および修
正が行なわれる。そしてレジストパターン２１ａをマス
クとしたままで、シリコン窒化膜よりなる位相シフト膜
５に、ＣＦ4 ／Ｏ2 によるリアクティブイオンエッチン
グ（ＲＩＥ）が施される。
【００８６】図８と図１４とを参照して、これにより、
第１、第２および第３の光透過領域Ｔａ1 、Ｔａ2 、Ｔ
ｎ1 において半遮光膜３の表面が露出する。この後、レ
ジストパターン２１ａが除去される。
第１、第２および第３の光透過領域Ｔａ1 、Ｔａ2 、Ｔ
ｎ1 において半遮光膜３の表面が露出する。この後、レ
ジストパターン２１ａが除去される。
【００８７】なお、遮光膜７は、位相シフト膜５のエッ
チングに対して耐エッチング性を有することが好まし
い。なぜならば、位相シフト膜５のエッチング時には、
通常遮光膜７の一部表面がレジストパターン２１ｂから
露出し、この露出部分の遮光膜７が位相シフト膜５のエ
ッチング時にエッチングされてしまうと正確な形状に遮
光膜７および位相シフト膜５とを形成することができな
くなるからである。
チングに対して耐エッチング性を有することが好まし
い。なぜならば、位相シフト膜５のエッチング時には、
通常遮光膜７の一部表面がレジストパターン２１ｂから
露出し、この露出部分の遮光膜７が位相シフト膜５のエ
ッチング時にエッチングされてしまうと正確な形状に遮
光膜７および位相シフト膜５とを形成することができな
くなるからである。
【００８８】図９と図１５とを参照して、ＥＢレジスト
２１ｂが塗布された後、ＥＢ描画などにより所定の形状
にパターニングされる。これにより、第３の光透過領域
Ｔｎ 1 が少なくとも露出するようにレジストパターン２
１ｂが形成される。このレジストパターン２１ｂをマス
クとして、まずＭｏＳｉ膜よりなる半遮光膜３にＣＦ 4
／Ｏ2 によってＲＩＥが施され、透明基板１の表面が露
出する。この後さらに、露出した透明基板１の表面にＣ
ＨＦ3 ／ＣＯ2 ／ＡｒによるＲＩＥを施すことにより、
透明基板１に溝１ａが形成される。この後、レジストパ
ターン２１ｂが除去される。
２１ｂが塗布された後、ＥＢ描画などにより所定の形状
にパターニングされる。これにより、第３の光透過領域
Ｔｎ 1 が少なくとも露出するようにレジストパターン２
１ｂが形成される。このレジストパターン２１ｂをマス
クとして、まずＭｏＳｉ膜よりなる半遮光膜３にＣＦ 4
／Ｏ2 によってＲＩＥが施され、透明基板１の表面が露
出する。この後さらに、露出した透明基板１の表面にＣ
ＨＦ3 ／ＣＯ2 ／ＡｒによるＲＩＥを施すことにより、
透明基板１に溝１ａが形成される。この後、レジストパ
ターン２１ｂが除去される。
【００８９】この半遮光膜３と透明基板１とのエッチン
グに対して、遮光膜７が耐エッチング性を有することが
好ましい。なぜならば、上述したように半遮光膜３など
のエッチング時には、レジストパターン２１ｂから遮光
膜７の一部表面が露出するため、遮光膜７が半遮光膜３
などのエッチングに対して耐エッチング性を有していな
いと遮光膜７などを所望の形状に形成することができな
くなるからである。図１０と図１６とを参照して、ＥＢ
レジスト２１ｃが塗布された後、ＥＢ描画などにより所
定の形状にパターニングされる。これにより、第１の光
透過領域Ｔａ1 が露出するようにレジストパターン２１
ｃが形成される。このレジストパターン２１ｃをマスク
としてＣＦ4 ／Ｏ2 によるＲＩＥを施すことにより、半
遮光膜３が除去され、透明基板１の表面が露出する。こ
の後、レジストパターン２１ｃが除去される。
グに対して、遮光膜７が耐エッチング性を有することが
好ましい。なぜならば、上述したように半遮光膜３など
のエッチング時には、レジストパターン２１ｂから遮光
膜７の一部表面が露出するため、遮光膜７が半遮光膜３
などのエッチングに対して耐エッチング性を有していな
いと遮光膜７などを所望の形状に形成することができな
くなるからである。図１０と図１６とを参照して、ＥＢ
レジスト２１ｃが塗布された後、ＥＢ描画などにより所
定の形状にパターニングされる。これにより、第１の光
透過領域Ｔａ1 が露出するようにレジストパターン２１
ｃが形成される。このレジストパターン２１ｃをマスク
としてＣＦ4 ／Ｏ2 によるＲＩＥを施すことにより、半
遮光膜３が除去され、透明基板１の表面が露出する。こ
の後、レジストパターン２１ｃが除去される。
【００９０】この後、図１１と図１７とを参照して、Ｅ
Ｂレジスト２１ｄが塗布された後、ＥＢ描画などにより
所定の形状にパターニングされる。これにより、第４の
光透過領域Ｔｎ2 が露出するようにレジストパターン２
１ｄが形成される。このレジストパターン２１ｄをマス
クとしてウエットエッチングすることにより、位相シフ
タ膜５の表面が露出するまで遮光膜７が除去される。そ
して遮光膜７のパターンについて、欠陥の検査および修
正が行なわれる。この後、レジストパターン２１ｄが除
去されることにより、図１〜図３に示す本実施の形態の
位相シフトマスクが完成する。
Ｂレジスト２１ｄが塗布された後、ＥＢ描画などにより
所定の形状にパターニングされる。これにより、第４の
光透過領域Ｔｎ2 が露出するようにレジストパターン２
１ｄが形成される。このレジストパターン２１ｄをマス
クとしてウエットエッチングすることにより、位相シフ
タ膜５の表面が露出するまで遮光膜７が除去される。そ
して遮光膜７のパターンについて、欠陥の検査および修
正が行なわれる。この後、レジストパターン２１ｄが除
去されることにより、図１〜図３に示す本実施の形態の
位相シフトマスクが完成する。
【００９１】次に、本実施の形態の位相シフトマスクを
用いた場合のデフォーカスに対する露光光の強度の低下
についてシミュレーションを行なった。以下、そのシミ
ュレーションの方法および結果について説明する。
用いた場合のデフォーカスに対する露光光の強度の低下
についてシミュレーションを行なった。以下、そのシミ
ュレーションの方法および結果について説明する。
【００９２】まず、本実施の形態の位相シフトマスクと
して、図１において第１〜第４の光透過領域と遮光領域
の各平面形状の縦横の寸法Ｌ1 、Ｌ2 を各々０．１４μ
ｍとしたものを用いた。
して、図１において第１〜第４の光透過領域と遮光領域
の各平面形状の縦横の寸法Ｌ1 、Ｌ2 を各々０．１４μ
ｍとしたものを用いた。
【００９３】また比較の試料として、図１８に示すよう
に本実施の形態の位相シフトマスク（図１）の構成から
減衰透過領域（第２および第４の光透過領域Ｔａ2 、Ｔ
ｎ2）を除き、第１および第３の光透過領域Ｔａ1 、Ｔ
ｎ1 とを交互に規則正しく配置したものを用いた。この
試料においては、第１および第３の光透過領域Ｔａ1、
Ｔｎ1 の縦横の寸法Ｌ3 を０．２μｍとし、第１および
第３の光透過領域Ｔａ 1 、Ｔｎ1 の間の寸法Ｌ4 を０．
２μｍとした。
に本実施の形態の位相シフトマスク（図１）の構成から
減衰透過領域（第２および第４の光透過領域Ｔａ2 、Ｔ
ｎ2）を除き、第１および第３の光透過領域Ｔａ1 、Ｔ
ｎ1 とを交互に規則正しく配置したものを用いた。この
試料においては、第１および第３の光透過領域Ｔａ1、
Ｔｎ1 の縦横の寸法Ｌ3 を０．２μｍとし、第１および
第３の光透過領域Ｔａ 1 、Ｔｎ1 の間の寸法Ｌ4 を０．
２μｍとした。
【００９４】なお、上記からわかるように両試料の各寸
法は、両試料を用いて形成されるホールパターンの間隔
が約０．２μｍとなるように設定されている。
法は、両試料を用いて形成されるホールパターンの間隔
が約０．２μｍとなるように設定されている。
【００９５】これらの両位相シフトマスクを用いて、ジ
ャストフォーカスのときと１．０μｍのデフォーカスの
ときとの双方についてのホールパターンの光学像を調べ
た。なお、露光の条件として開口数ＮＡを０．５５と
し、コヒーレンシーσを０．２とし、露光光をＫｒＦ光
とした。その結果を図１９〜図２２に示す。
ャストフォーカスのときと１．０μｍのデフォーカスの
ときとの双方についてのホールパターンの光学像を調べ
た。なお、露光の条件として開口数ＮＡを０．５５と
し、コヒーレンシーσを０．２とし、露光光をＫｒＦ光
とした。その結果を図１９〜図２２に示す。
【００９６】図１９と図２０とは、本実施の形態の位相
シフトマスクを用いてジャストフォーカスとしたときと
１．０μｍのデフォーカスとしたときとのフォトレジス
ト上での光学像を示す図である。図１９と図２０とから
明らかなように、本実施の形態の位相シフトマスクを用
いてジャストフォーカス（Ｚ＝０μｍ）としたときのピ
ーク強度は〜０．８であった。これに対して、１．０μ
ｍのデフォーカス（Ｚ＝１．０μｍ）としたときのピー
ク強度は〜０．６であった。この結果より、本実施の形
態の位相シフトマスクでは、１．０μｍのデフォーカス
とすると、ジャストフォーカスのときと比較してピーク
強度が約７５％に低下していることがわかる。
シフトマスクを用いてジャストフォーカスとしたときと
１．０μｍのデフォーカスとしたときとのフォトレジス
ト上での光学像を示す図である。図１９と図２０とから
明らかなように、本実施の形態の位相シフトマスクを用
いてジャストフォーカス（Ｚ＝０μｍ）としたときのピ
ーク強度は〜０．８であった。これに対して、１．０μ
ｍのデフォーカス（Ｚ＝１．０μｍ）としたときのピー
ク強度は〜０．６であった。この結果より、本実施の形
態の位相シフトマスクでは、１．０μｍのデフォーカス
とすると、ジャストフォーカスのときと比較してピーク
強度が約７５％に低下していることがわかる。
【００９７】図２１と図２２とは、図１８に示す位相シ
フトマスクを用いてジャストフォーカスとしたときと
１．０μｍのデフォーカスとしたときとのフォトレジス
ト上での光学像を示す図である。
フトマスクを用いてジャストフォーカスとしたときと
１．０μｍのデフォーカスとしたときとのフォトレジス
ト上での光学像を示す図である。
【００９８】図２１と図２２とから明らかなように、図
１８に示す位相シフトマスクを用いて、ジャストフォー
カス（Ｚ＝０μｍ）としたときの露光光のピーク強度は
〜０．７であった。これに対して、１．０μｍのデフォ
ーカス（Ｚ＝１．０μｍ）としたときの露光光のピーク
強度は〜０．３５であった。この結果より、図１８に示
す位相シフトマスクでは、１．０μｍのデフォーカスと
すると、ジャストフォーカスのときと比較して、露光光
のピーク強度が約５０％低くなることがわかる。
１８に示す位相シフトマスクを用いて、ジャストフォー
カス（Ｚ＝０μｍ）としたときの露光光のピーク強度は
〜０．７であった。これに対して、１．０μｍのデフォ
ーカス（Ｚ＝１．０μｍ）としたときの露光光のピーク
強度は〜０．３５であった。この結果より、図１８に示
す位相シフトマスクでは、１．０μｍのデフォーカスと
すると、ジャストフォーカスのときと比較して、露光光
のピーク強度が約５０％低くなることがわかる。
【００９９】上記のシミュレーションの結果より、本実
施の形態の位相シフトマスクの方が、図１８に示す位相
シフトマスクよりも、デフォーカスに対する露光光のピ
ーク強度の低下が相対的に低いことがわかった。つま
り、本実施の形態の位相シフトマスクのように、露光光
の強度を減衰する減衰透過領域（第２および第４の光透
過領域Ｔａ2 、Ｔｎ2 ）を設けることにより、デフォー
カスに対する光強度の低下を相対的に小さくできること
が判明した。
施の形態の位相シフトマスクの方が、図１８に示す位相
シフトマスクよりも、デフォーカスに対する露光光のピ
ーク強度の低下が相対的に低いことがわかった。つま
り、本実施の形態の位相シフトマスクのように、露光光
の強度を減衰する減衰透過領域（第２および第４の光透
過領域Ｔａ2 、Ｔｎ2 ）を設けることにより、デフォー
カスに対する光強度の低下を相対的に小さくできること
が判明した。
【０１００】なお、図１９〜図２２において、図中の実
線は露光光の光強度の等高線を示しており、その等高線
に示された数値は露光光の強度を示している。
線は露光光の光強度の等高線を示しており、その等高線
に示された数値は露光光の強度を示している。
【０１０１】また、図１９、２０と図２１、２２とで光
学像のスケールが異なっているが、単にスケールが異な
っているだけで、縮小倍率などの露光条件は上述した以
外は全て同一である。
学像のスケールが異なっているが、単にスケールが異な
っているだけで、縮小倍率などの露光条件は上述した以
外は全て同一である。
【０１０２】本実施の形態の位相シフトマスクでは、図
１〜図３に示すように互いに位相もしくは透過光の強度
の異なる第１〜第４の光透過領域Ｔａ1 、Ｔａ2 、Ｔｎ
1 、Ｔｎ2 が設けられている。この第１〜第４の光透過
領域をたとえば図１に示すように平面的に適切に配置す
ることで、図３０に示すように干渉露光を用いた従来例
と実質同一の露光光の分布状態（図４）を得ることがで
きる。よって、１枚の位相シフトマスクのみで、ポジ型
フォトレジストに微細なピッチでホールパターンを精度
よく形成することができる。
１〜図３に示すように互いに位相もしくは透過光の強度
の異なる第１〜第４の光透過領域Ｔａ1 、Ｔａ2 、Ｔｎ
1 、Ｔｎ2 が設けられている。この第１〜第４の光透過
領域をたとえば図１に示すように平面的に適切に配置す
ることで、図３０に示すように干渉露光を用いた従来例
と実質同一の露光光の分布状態（図４）を得ることがで
きる。よって、１枚の位相シフトマスクのみで、ポジ型
フォトレジストに微細なピッチでホールパターンを精度
よく形成することができる。
【０１０３】また１枚の位相シフトマスクの像のみをフ
ォトレジストに露光すればよいため、図２６に示す従来
例のように露光装置の構成を複雑にする必要はない。よ
って、簡易な構成の露光装置でポジ型のフォトレジスト
に微細なピッチでホールパターンを精度よく形成するこ
とができる。
ォトレジストに露光すればよいため、図２６に示す従来
例のように露光装置の構成を複雑にする必要はない。よ
って、簡易な構成の露光装置でポジ型のフォトレジスト
に微細なピッチでホールパターンを精度よく形成するこ
とができる。
【０１０４】また上述したように、本実施の形態の位相
シフトマスクでは、第２および第４の光透過領域Ｔ
ａ2 、Ｔｎ2 のような減衰透過領域が設けられている。
このため、減衰透過領域のない位相シフトマスク（図１
８）に比較して、デフォーカスに対する露光光の強度の
低下を相対的に小さくすることが可能である。
シフトマスクでは、第２および第４の光透過領域Ｔ
ａ2 、Ｔｎ2 のような減衰透過領域が設けられている。
このため、減衰透過領域のない位相シフトマスク（図１
８）に比較して、デフォーカスに対する露光光の強度の
低下を相対的に小さくすることが可能である。
【０１０５】また、互いに位相もしくは透過光の強度の
異なる第１〜第４の光透過領域Ｔａ 1 、Ｔａ2 、Ｔ
ｎ1 、Ｔｎ2 が設けられている。このため、図１に示す
ようにホールパターン形成領域とライン／スペースパタ
ーン形成領域との双方を形成することができ、この双方
において、高い解像度でパターンを形成することが可能
となる。よって、単なるハーフトーン型の位相シフトマ
スクに比較して、各種形状のパターンに適用できるとい
う利点もある。
異なる第１〜第４の光透過領域Ｔａ 1 、Ｔａ2 、Ｔ
ｎ1 、Ｔｎ2 が設けられている。このため、図１に示す
ようにホールパターン形成領域とライン／スペースパタ
ーン形成領域との双方を形成することができ、この双方
において、高い解像度でパターンを形成することが可能
となる。よって、単なるハーフトーン型の位相シフトマ
スクに比較して、各種形状のパターンに適用できるとい
う利点もある。
【０１０６】また本実施の形態の位相シフトマスクの製
造方法では、図８と図９とに示すようにパターニングさ
れた半遮光膜３をマスクとしてエッチングすることで透
明基板１に溝１ａが形成される。つまり、半遮光膜３な
どをパターニングした後に下地のシフタパターンが形成
される。このため、下地のシフタパターンを形成した後
に、この下地のシフタパターンに合せて半遮光膜３をパ
ターニングする必要がない。したがって、半遮光膜３な
どのパターニング時に下地のシフタパターンに合せるた
めの高精度なアライメントは不要となる。
造方法では、図８と図９とに示すようにパターニングさ
れた半遮光膜３をマスクとしてエッチングすることで透
明基板１に溝１ａが形成される。つまり、半遮光膜３な
どをパターニングした後に下地のシフタパターンが形成
される。このため、下地のシフタパターンを形成した後
に、この下地のシフタパターンに合せて半遮光膜３をパ
ターニングする必要がない。したがって、半遮光膜３な
どのパターニング時に下地のシフタパターンに合せるた
めの高精度なアライメントは不要となる。
【０１０７】また、図６に示すように、透明基板１の表
面上に半遮光膜３と位相シフト膜５と遮光膜７とが順次
形成されてブランクスが形成される。このようにブラン
クスが形成された後は、フォトレジスト以外の膜は形成
されない。このため、ブランクスの膜もしくは透明基板
１をパターニングした後に、新たに成膜を行なうことに
よる膜の欠陥の発生は防止される。したがって、欠陥の
少ない位相シフトマスクを製造することができる。
面上に半遮光膜３と位相シフト膜５と遮光膜７とが順次
形成されてブランクスが形成される。このようにブラン
クスが形成された後は、フォトレジスト以外の膜は形成
されない。このため、ブランクスの膜もしくは透明基板
１をパターニングした後に、新たに成膜を行なうことに
よる膜の欠陥の発生は防止される。したがって、欠陥の
少ない位相シフトマスクを製造することができる。
【０１０８】また本実施の形態の位相シフトマスクを用
いたパターン形成方法では、１枚のマスクで、簡易な構
成の露光装置を用いてポジ型フォトレジストに微細なピ
ッチでホールパターンを精度よく形成することができ
る。
いたパターン形成方法では、１枚のマスクで、簡易な構
成の露光装置を用いてポジ型フォトレジストに微細なピ
ッチでホールパターンを精度よく形成することができ
る。
【０１０９】なお、上記の実施の形態における各部の材
質および寸法についてはこれに限定されるものではな
く、以下の（１）〜（５）の材質および寸法であっても
よい。
質および寸法についてはこれに限定されるものではな
く、以下の（１）〜（５）の材質および寸法であっても
よい。
【０１１０】（１） たとえば上記実施の形態と同様、
ｉ線を用いた場合でも、位相シフト膜５にシリコン窒化
膜の代わりにシリコン酸化膜が用いられてもよい。この
場合、シリコン酸化膜の屈折率は１．４５であり、その
膜厚は４１５０Åであり、プラズマＣＶＤ法により形成
される。なおこれ以外の材質、膜厚および製造方法につ
いては上述した実施の形態と同様である。
ｉ線を用いた場合でも、位相シフト膜５にシリコン窒化
膜の代わりにシリコン酸化膜が用いられてもよい。この
場合、シリコン酸化膜の屈折率は１．４５であり、その
膜厚は４１５０Åであり、プラズマＣＶＤ法により形成
される。なおこれ以外の材質、膜厚および製造方法につ
いては上述した実施の形態と同様である。
【０１１１】（２） またｉ線を用いる場合に、半遮光
膜３にＭｏＳｉ膜の代わりにスパッタリングにより形成
された１００Åの膜厚のクロム膜が用いられてもよい。
なおこれ以外の材質、膜厚および製造方法については上
述した実施の形態もしくは上記（１）と同様である。
膜３にＭｏＳｉ膜の代わりにスパッタリングにより形成
された１００Åの膜厚のクロム膜が用いられてもよい。
なおこれ以外の材質、膜厚および製造方法については上
述した実施の形態もしくは上記（１）と同様である。
【０１１２】（３） またｉ線の代わりにＫｒＦ光が用
いられてもよい。この場合、位相シフト膜５はプラズマ
ＣＶＤ法により形成された２５００Åの膜厚を有する屈
折率１．５０のシリコン酸化膜でもよい。また半遮光膜
３はスパッタリングにより形成された７０Åの膜厚を有
するクロム膜でもよい。また図１における溝１ａの深さ
は２５００Åである。また遮光膜７は、３００Åの膜厚
の酸化クロム膜７ａと、７００Åの膜厚のクロム膜７ｂ
と、３００Åの膜厚の酸化クロム７ｃとの３層積層構造
よりなっていてもよい。
いられてもよい。この場合、位相シフト膜５はプラズマ
ＣＶＤ法により形成された２５００Åの膜厚を有する屈
折率１．５０のシリコン酸化膜でもよい。また半遮光膜
３はスパッタリングにより形成された７０Åの膜厚を有
するクロム膜でもよい。また図１における溝１ａの深さ
は２５００Åである。また遮光膜７は、３００Åの膜厚
の酸化クロム膜７ａと、７００Åの膜厚のクロム膜７ｂ
と、３００Åの膜厚の酸化クロム７ｃとの３層積層構造
よりなっていてもよい。
【０１１３】（４） またＫｒＦ光を用いる場合に、位
相シフト膜５にシリコン酸化膜の代わりにシリコン窒化
膜が用いられてもよい。この場合、シリコン窒化膜の屈
折率は２．２７であり、その膜厚は１０００Åであり、
減圧熱ＣＶＤ法により形成される。なおこれ以外の材
質、膜厚および製造方法については上記（４）と同様で
ある。
相シフト膜５にシリコン酸化膜の代わりにシリコン窒化
膜が用いられてもよい。この場合、シリコン窒化膜の屈
折率は２．２７であり、その膜厚は１０００Åであり、
減圧熱ＣＶＤ法により形成される。なおこれ以外の材
質、膜厚および製造方法については上記（４）と同様で
ある。
【０１１４】（５） またＫｒＦ光を用いる場合にも、
半遮光膜３にクロム膜の代わりに１００Åの膜厚のＭｏ
Ｓｉ膜が用いられてもよい。なおこれ以外の材質、膜厚
および製造方法については、上記（３）もしくは（４）
と同様である。
半遮光膜３にクロム膜の代わりに１００Åの膜厚のＭｏ
Ｓｉ膜が用いられてもよい。なおこれ以外の材質、膜厚
および製造方法については、上記（３）もしくは（４）
と同様である。
【０１１５】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【０１１６】
【発明の効果】本発明の位相シフトマスクでは、互いに
位相もしくは透過光の強度の異なる第１〜第４の光透過
領域が設けられている。この第１〜第４の光透過領域を
適切に配置することで、従来例と同様の露光光の分布状
態を作ることができる。よって、１枚の位相シフトマス
クのみで、ポジ型フォトレジストに微細なピッチでホー
ルパターンを精度よく形成することができる。
位相もしくは透過光の強度の異なる第１〜第４の光透過
領域が設けられている。この第１〜第４の光透過領域を
適切に配置することで、従来例と同様の露光光の分布状
態を作ることができる。よって、１枚の位相シフトマス
クのみで、ポジ型フォトレジストに微細なピッチでホー
ルパターンを精度よく形成することができる。
【０１１７】また１枚の位相シフトマスクの像のみをフ
ォトレジストに露光すればよいため、従来例のように露
光装置の構成を複雑にする必要はない。よって、簡易な
構成の露光装置でポジ型のフォトレジストに微細なピッ
チでホールパターンを精度よく形成することができる。
ォトレジストに露光すればよいため、従来例のように露
光装置の構成を複雑にする必要はない。よって、簡易な
構成の露光装置でポジ型のフォトレジストに微細なピッ
チでホールパターンを精度よく形成することができる。
【０１１８】また第１および第３の光透過領域を適切に
配置することで、ホールパターンのみならず、ライン／
スペースのパターンも形成することができる。よって、
通常のハーフトーン型の位相シフトマスクよりも各種形
状のパターンに適用することができる。
配置することで、ホールパターンのみならず、ライン／
スペースのパターンも形成することができる。よって、
通常のハーフトーン型の位相シフトマスクよりも各種形
状のパターンに適用することができる。
【０１１９】本発明の位相シフトマスクの製造方法で
は、パターニングされた半遮光膜などをマスクとしてエ
ッチングをすることで基板に溝が形成される。つまり、
半遮光膜などをパターニングした後に下地のシフタパタ
ーンが形成される。このため、下地のシフタパターンを
形成した後に、この下地のシフタパターンに合せて半遮
光膜等をパターニングする必要がない。このため、半遮
光膜などのパターニング時に下地のシフタパターンに合
せるための高精度なアライメントは不要となる。
は、パターニングされた半遮光膜などをマスクとしてエ
ッチングをすることで基板に溝が形成される。つまり、
半遮光膜などをパターニングした後に下地のシフタパタ
ーンが形成される。このため、下地のシフタパターンを
形成した後に、この下地のシフタパターンに合せて半遮
光膜等をパターニングする必要がない。このため、半遮
光膜などのパターニング時に下地のシフタパターンに合
せるための高精度なアライメントは不要となる。
【０１２０】また基板の主表面上に半遮光膜と位相シフ
ト膜と遮光膜とが順次形成されてブランクスが形成され
る。このようにブランクスを形成した後は、フォトレジ
スト以外の膜を形成する必要はない。このため、ブラン
クスの膜もしくは基板をパターニングした後に新たに成
膜を行なうことによる膜の欠陥の発生を防止される。し
たがって、欠陥の少ない位相シフトマスクを作成するこ
とができる。
ト膜と遮光膜とが順次形成されてブランクスが形成され
る。このようにブランクスを形成した後は、フォトレジ
スト以外の膜を形成する必要はない。このため、ブラン
クスの膜もしくは基板をパターニングした後に新たに成
膜を行なうことによる膜の欠陥の発生を防止される。し
たがって、欠陥の少ない位相シフトマスクを作成するこ
とができる。
【０１２１】本発明の位相シフトマスクを用いたパター
ン形成方法では、１枚のマスクで、簡易な構成の露光装
置を用いてポジ型フォトレジストに微細なピッチでホー
ルパターンを精度よく形成することができる。
ン形成方法では、１枚のマスクで、簡易な構成の露光装
置を用いてポジ型フォトレジストに微細なピッチでホー
ルパターンを精度よく形成することができる。
【図１】 本発明の一実施の形態における位相シフトマ
スクの構成を概略的に示す平面図である。
スクの構成を概略的に示す平面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ線に沿う概略断面図である。
【図３】 図１のＢ−Ｂ線に沿う概略断面図である。
【図４】 本発明の一実施の形態における位相シフトマ
スクを用いたパターン形成方法を説明するための図であ
り、（ａ）は本発明の一実施の形態における位相シフト
マスクの構成を概略的に示す平面図であり、（ｂ）は
（ａ）のＣ−Ｃ線に沿うウェハ上の光強度を示し、
（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ線に沿うウェハ上の光強度を示
し、（ｄ）は（ａ）のＥ−Ｅ線に沿うウェハ上の光強度
を示している。
スクを用いたパターン形成方法を説明するための図であ
り、（ａ）は本発明の一実施の形態における位相シフト
マスクの構成を概略的に示す平面図であり、（ｂ）は
（ａ）のＣ−Ｃ線に沿うウェハ上の光強度を示し、
（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ線に沿うウェハ上の光強度を示
し、（ｄ）は（ａ）のＥ−Ｅ線に沿うウェハ上の光強度
を示している。
【図５】 本発明の一実施の形態における位相シフトマ
スクを用いた場合の光学像を示す図である。
スクを用いた場合の光学像を示す図である。
【図６】 本発明の一実施の形態における位相シフトマ
スクのホールパターン形成領域の製造方法の第１工程を
示す概略断面図である。
スクのホールパターン形成領域の製造方法の第１工程を
示す概略断面図である。
【図７】 本発明の一実施の形態における位相シフトマ
スクのホールパターン形成領域の製造方法の第２工程を
示す概略断面図である。
スクのホールパターン形成領域の製造方法の第２工程を
示す概略断面図である。
【図８】 本発明の一実施の形態における位相シフトマ
スクのホールパターン形成領域の製造方法の第３工程を
示す概略断面図である。
スクのホールパターン形成領域の製造方法の第３工程を
示す概略断面図である。
【図９】 本発明の一実施の形態における位相シフトマ
スクのホールパターン形成領域の製造方法の第４工程を
示す概略断面図である。
スクのホールパターン形成領域の製造方法の第４工程を
示す概略断面図である。
【図１０】 本発明の一実施の形態における位相シフト
マスクのホールパターン形成領域の製造方法の第５工程
を示す概略断面図である。
マスクのホールパターン形成領域の製造方法の第５工程
を示す概略断面図である。
【図１１】 本発明の一実施の形態における位相シフト
マスクのホールパターン形成領域の製造方法の第６工程
を示す概略断面図である。
マスクのホールパターン形成領域の製造方法の第６工程
を示す概略断面図である。
【図１２】 本発明の一実施の形態における位相シフト
マスクのライン／スペースパターン形成領域の製造方法
の第１工程を示す概略断面図である。
マスクのライン／スペースパターン形成領域の製造方法
の第１工程を示す概略断面図である。
【図１３】 本発明の一実施の形態における位相シフト
マスクのライン／スペースパターン形成領域の製造方法
の第２工程を示す概略断面図である。
マスクのライン／スペースパターン形成領域の製造方法
の第２工程を示す概略断面図である。
【図１４】 本発明の一実施の形態における位相シフト
マスクのライン／スペースパターン形成領域の製造方法
の第３工程を示す概略断面図である。
マスクのライン／スペースパターン形成領域の製造方法
の第３工程を示す概略断面図である。
【図１５】 本発明の一実施の形態における位相シフト
マスクのライン／スペースパターン形成領域の製造方法
の第４工程を示す概略断面図である。
マスクのライン／スペースパターン形成領域の製造方法
の第４工程を示す概略断面図である。
【図１６】 本発明の一実施の形態における位相シフト
マスクのライン／スペースパターン形成領域の製造方法
の第５工程を示す概略断面図である。
マスクのライン／スペースパターン形成領域の製造方法
の第５工程を示す概略断面図である。
【図１７】 本発明の一実施の形態における位相シフト
マスクのライン／スペースパターン形成領域の製造方法
の第６工程を示す概略断面図である。
マスクのライン／スペースパターン形成領域の製造方法
の第６工程を示す概略断面図である。
【図１８】 デフォーカスに対する露光光の強度の低下
のシミュレーションにおいて、比較用の位相シフトマス
クの構成を概略的に示す平面図である。
のシミュレーションにおいて、比較用の位相シフトマス
クの構成を概略的に示す平面図である。
【図１９】 本発明の一実施の形態における位相シフト
マスクにおいてジャストフォーカスとしたときの光学像
を示す図である。
マスクにおいてジャストフォーカスとしたときの光学像
を示す図である。
【図２０】 本発明の一実施の形態における位相シフト
マスクにおいて１．０μｍのデフォーカスとしたときの
光学像を示す図である。
マスクにおいて１．０μｍのデフォーカスとしたときの
光学像を示す図である。
【図２１】 図１８に示す位相シフトマスクにおいてジ
ャストフォーカスとしたときの光学像を示す図である。
ャストフォーカスとしたときの光学像を示す図である。
【図２２】 図１８に示す位相シフトマスクにおいて
１．０μｍのデフォーカスとしたときの光学像を示す図
である。
１．０μｍのデフォーカスとしたときの光学像を示す図
である。
【図２３】 従来のフォトマスクを使用したときのマス
ク断面、マスク上の電場およびウェハ上の光強度につい
て説明するための図である。
ク断面、マスク上の電場およびウェハ上の光強度につい
て説明するための図である。
【図２４】 レベンソン方式の位相シフトマスクを使用
したときのマスク断面、マスク上の電場およびウェハ上
の光強度について説明するための図である。
したときのマスク断面、マスク上の電場およびウェハ上
の光強度について説明するための図である。
【図２５】 ハーフトーン方式の位相シフトマスクを使
用したときのマスク断面、マスク上の電場およびウェハ
上の光強度について説明するための図である。
用したときのマスク断面、マスク上の電場およびウェハ
上の光強度について説明するための図である。
【図２６】 従来の位相シフトマスクを用いた露光方法
を説明するための露光装置の模式図である。
を説明するための露光装置の模式図である。
【図２７】 従来の露光方法に用いられる第１の位相シ
フトマスクの構成を概略的に示す平面図である。
フトマスクの構成を概略的に示す平面図である。
【図２８】 従来の露光方法に用いられる第２の位相シ
フトマスクの構成を概略的に示す平面図である。
フトマスクの構成を概略的に示す平面図である。
【図２９】 図２７のＦ−Ｆ線に沿う概略断面図であ
る。
る。
【図３０】 従来の位相シフトマスクを用いたパターン
形成方法を説明するための図であり、（ａ）は第１およ
び第２の位相シフトマスクを重ねた様子を示す平面図で
あり、（ｂ）は（ａ）のＣ1 −Ｃ1 線に沿うウェハ上の
光強度を示し、（ｃ）は（ａ）のＤ1 −Ｄ1 線に沿うウ
ェハ上の光強度を示し、（ｄ）は（ａ）のＥ1 −Ｅ1 線
に沿うウェハ上の光強度を示している。
形成方法を説明するための図であり、（ａ）は第１およ
び第２の位相シフトマスクを重ねた様子を示す平面図で
あり、（ｂ）は（ａ）のＣ1 −Ｃ1 線に沿うウェハ上の
光強度を示し、（ｃ）は（ａ）のＤ1 −Ｄ1 線に沿うウ
ェハ上の光強度を示し、（ｄ）は（ａ）のＥ1 −Ｅ1 線
に沿うウェハ上の光強度を示している。
１ 透明基板、３ 半遮光膜、５ 位相シフト膜、７
遮光膜、１ａ 溝、Ｔａ1 第１の光透過領域、Ｔａ2
第２の光透過領域、Ｔｎ1 第３の光透過領域、Ｔｎ
2 第４の光透過領域、Ｓ 遮光領域。
遮光膜、１ａ 溝、Ｔａ1 第１の光透過領域、Ｔａ2
第２の光透過領域、Ｔｎ1 第３の光透過領域、Ｔｎ
2 第４の光透過領域、Ｓ 遮光領域。
Claims (7)
- 【請求項１】 露光光を透過する第１、第２、第３およ
び第４の光透過領域と露光光の透過を遮る遮光領域とを
有し、かつ前記第３の光透過領域が前記第１および第２
の光透過領域を透過する露光光の位相と異なった位相で
露光光を透過するように前記第３の光透過領域の主表面
に溝を有する基板と、 前記第２および第４の光透過領域を覆い、前記第１およ
び第３の光透過領域を露出するように前記基板の主表面
上に形成され、かつ露光光の強度を減衰させる半遮光膜
と、 前記第４の光透過領域を透過する露光光の位相が前記第
１および第２の光透過領域を透過する露光光の位相と異
なった位相となるように、かつ前記第３の光透過領域を
透過する露光光の位相と実質的に同じ位相となるように
前記第４の光透過領域を覆い、前記第１、第２および第
３の光透過領域を露出するように前記基板の主表面上に
形成された位相シフト膜と、 前記遮光領域を覆い、前記第１、第２、第３および第４
の光透過領域を露出するように前記基板の主表面上に形
成された遮光膜とを備えた、位相シフトマスク。 - 【請求項２】 前記遮光領域には、前記基板の主表面上
に前記半遮光膜と前記位相シフト膜とが形成されてい
る、請求項１に記載の位相シフトマスク。 - 【請求項３】 前記基板の主表面には平面形状が略四角
形の第１および第２の平面領域を有し、 前記第１の平面領域の四隅には互いに分離した４つの前
記遮光領域が配置されており、 前記第１の平面領域の平面形状を規定する各辺に沿う領
域であって前記遮光領域に挟まれる各領域には、前記第
２の光透過領域が各々配置されており、 前記第１の平面領域内に配置された前記第２の光透過領
域の各々に接するように前記第１の平面領域の略中心部
に前記第１の光透過領域が配置されており、 前記第２の平面領域の四隅には互いに分離した４つの前
記遮光領域が配置されおり、 前記第２の平面領域の平面形状を規定する各辺に沿う領
域であって前記遮光領域に挟まれる各領域には前記第４
の光透過領域が各々配置されており、 前記第２の平面領域内に配置された前記第４の光透過領
域の各々に接するように前記第２の平面領域の略中心部
に前記第３の光透過領域が配置されている、請求項１に
記載の位相シフトマスク。 - 【請求項４】 前記第１の平面領域内の１の前記遮光領
域と前記第２の平面領域内の１の前記遮光領域とは前記
第１および第２の平面領域によって共有されている、請
求項３に記載の位相シフトマスク。 - 【請求項５】 前記基板の主表面において前記第１およ
び第３の光透過領域が前記遮光領域を挟んで所定方向に
並走する第３の平面領域をさらに有する、請求項３に記
載の位相シフトマスク。 - 【請求項６】 第１、第２、第３および第４の光透過領
域と遮光領域とを有する基板の主表面上に、露光光の強
度を減衰させる半遮光膜と、露光光の位相を変化させる
位相シフト膜と、露光光の透過を遮る遮光膜とを順次形
成する工程と、 前記第１、第２および第３の光透過領域において前記遮
光膜と前記位相シフト膜とを順次除去して前記半遮光膜
の表面を露出させる工程と、 前記第１および第３の光透過領域において前記半遮光膜
を除去して前記基板の主表面を露出させる工程と、 前記第３の光透過領域において前記基板の主表面に溝を
形成する工程と、 前記第１の光透過領域において前記半遮光膜を除去して
前記基板の主表面を露出させる工程と、 前記第４の光透過領域において前記遮光膜を除去して前
記位相シフト膜の表面を露出させる工程とを備えた、位
相シフトマスクの製造方法。 - 【請求項７】 ウェハに塗布されたフォトレジストの所
定領域に位相シフトマスクを用いて露光を行なうパター
ン形成方法であって、 前記位相シフトマスクは、 露光光を透過する第１、第２、第３および第４の光透過
領域と露光光の透過を遮る遮光領域とを有し、かつ前記
第３の光透過領域が前記第１および第２の光透過領域を
透過する露光光の位相と異なった位相で露光光を透過す
るように前記第３の光透過領域の主表面に溝を有する基
板と、 前記第２および第４の光透過領域を覆い、前記第１およ
び第３の光透過領域を露出するように前記基板の主表面
上に形成され、かつ露光光の強度を減衰させる半遮光膜
と、 前記第４の光透過領域を透過する露光光の位相が前記第
１および第２の光透過領域を透過する露光光の位相と異
なった位相となるように、かつ前記第３の光透過領域を
透過する露光光の位相と実質的に同じ位相となるように
前記第４の光透過領域を覆い、前記第１、第２および第
３の光透過領域を露出するように前記基板の主表面上に
形成された位相シフト膜と、 前記遮光領域を覆い前記第１、第２、第３および第４の
光透過領域を露出するように前記基板の主表面上に形成
された遮光膜とを備えており、 前記フォトレジストはポジ型フォトレジストであって、
前記フォトレジストを現像することにより前記フォトレ
ジスト表面の前記位相シフトマスクの前記第１および第
３の光透過領域が照射された領域にホールパターンを形
成する、位相シフトマスクを用いたパターン形成方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23646696A JPH1083061A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | 位相シフトマスク、位相シフトマスクの製造方法および位相シフトマスクを用いたパターン形成方法 |
| US08/780,266 US5744268A (en) | 1996-09-06 | 1997-01-08 | Phase shift mask, method of manufacturing a phase shift mask and method of forming a pattern with phase shift mask |
| KR1019970003287A KR100201039B1 (ko) | 1996-09-06 | 1997-02-03 | 위상 시프트 마스크, 위상 시프트 마스크의 제조 방법 및 위상 시프트 마스크를 사용한 패턴 형성 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23646696A JPH1083061A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | 位相シフトマスク、位相シフトマスクの製造方法および位相シフトマスクを用いたパターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1083061A true JPH1083061A (ja) | 1998-03-31 |
Family
ID=17001169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23646696A Withdrawn JPH1083061A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | 位相シフトマスク、位相シフトマスクの製造方法および位相シフトマスクを用いたパターン形成方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH1083061A (ja) |
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| Publication number | Publication date |
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