JPH11109603A - フォトマスクおよび半導体装置の製造方法 - Google Patents

フォトマスクおよび半導体装置の製造方法

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JPH11109603A
JPH11109603A JP27296197A JP27296197A JPH11109603A JP H11109603 A JPH11109603 A JP H11109603A JP 27296197 A JP27296197 A JP 27296197A JP 27296197 A JP27296197 A JP 27296197A JP H11109603 A JPH11109603 A JP H11109603A
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pitch
photomask
pattern
opening
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JP27296197A
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Teruhiro Nakae
彰宏 中江
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • 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
    • G03F1/36—Masks having proximity correction features; Preparation thereof, e.g. optical proximity correction [OPC] design processes
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • 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
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピッチの大きな矩形パターンに対しても、焦
点深度が向上するフォトマスクとそれを用いた半導体装
置の製造方法を得る。 【解決手段】 透明基板１１の主表面上の第１の方向に
おいて、第１の開口部を隔て、露光装置における露光光
の波長をλ、開口数をＮＡ、コヒーレンス度をσとした
とき、Ｐ1＞２λ／ＮＡ（１＋σ）なる関係を満たす第
１のピッチＰ1で配設されるとともに、第１のピッチよ
りも小さい第２のピッチで第１の方向に配設された第２
の開口部１２が設けられた遮光部１４とを備えたもので
ある。また、このフォトマスクを半導体装置の製造工程
であるフォトリソグラフィー工程に適用したものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置を製
造するためのフォトリソグラフィー工程におけるフォト
マスクに関するもので、特に、ピッチが大きいマスクパ
ターンの遮光部に小さな開口部を設けることによってマ
スクパターンの焦点深度を向上させるフォトマスクに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体素子の高速化、高集積化の
要求に伴い、パターンの微細化の必要性がますます高く
なってきている。しかも、この微細パターンは高集積化
にともなう起伏の激しい高段差上で精度よく形成されな
ければならず、解像度のみならず大きな焦点深度が要求
される。ところで、フォトリソグラフィー技術で用いら
れるフォトマスクには、通常、配線のようなピッチが小
さく非常に微細なパターンから周辺回路のようなピッチ
の非常に大きなパターンまで大小さまざまなパターンが
同一平面上に混在して配置されている。このうち微細な
パターンに関しては、後述する各種の超解像技術が考案
されており焦点深度や解像度の向上が図られている。し
かし、これらの技術はピッチの大きなパターンに対して
は効果がなく、高段差に対応できる焦点深度が得られな
いという問題点があった。
【０００３】以下に、このような従来のフォトマスクを
用いた場合におけるフォトリソグラフィー技術について
説明する。
【０００４】まず、従来の円形光源法を用いた投影露光
装置によるマスクパターンの転写過程について説明す
る。
【０００５】図１５は、フォトリソグラフィー技術で用
いられる従来の円形照明法による縮小投影露光装置の構
成概略図を示したものである。以下に、この縮小投影露
光装置によるウエハ上へのマスクパターンの転写過程に
ついて説明する。
【０００６】図１５を参照して、円形光源６から発した
光は（光の光路を実線で示す）、集光レンズ７で集光さ
れた後、フォトマスク１全面を垂直に照明する。フォト
マスク１を照明した光はフォトマスク１上に形成された
マスクパターン３によって回折を受けた後、マスクパタ
ーン３のピッチに応じた方向に出射する。出射した回折
光は投影レンズ７によって集光され、投影レンズの瞳面
８内を通過した後、投影レンズ７によって縮小され、ウ
エハ上のベストフォーカスの位置にマスクパターン３の
光学像を形成する。ウエハ４上には、例えば、レジスト
が塗布されており、通常のフォトリソグラフィー工程を
経てマスクパターン３に対応したレジストパターン５が
得られる。
【０００７】次に、フォトマスクで回折した回折光とマ
スクパターンのピッチとの関係についてさらに詳しく説
明する。
【０００８】図１６及び図１７は、上記フォトマスク上
に配置されたマスクパターンの拡大平面図で、それぞ
れ、ｘ方向に大きなピッチをもつパターン部分と解像限
界付近にある小さなピッチをもつパターン部分を示した
ものである。また、図１８及び図１９はそれぞれ、図１
６のＩＩＩ−ＩＩＩ部及び図１７のＩＶ−ＩＶ部の断面
図である。これらの図において、１はフォトマスク、２
は透明基板、３はクロムなどの金属薄膜等からなる遮光
部、９は遮光部３間の開口部である。
【０００９】図１６に示すマスクパターンは、複数の矩
形状の遮光部３ａが周期的に配置され、ｘ方向に大きな
ピッチＰxL及びｙ方向にピッチＰyLを有したものである
とする。また、図１７に示すマスクパターンは、複数の
ライン状の遮光部３ｂが周期的に配置され、ｘ方向に小
さなピッチＰxsを有するラインアンドスペースパターン
であるとする。
【００１０】図２０及び図２１はそれぞれ、このフォト
マスクの図１６及び図１７に示すマスクパターンによる
回折光の光路を示した概念図である。両図において、１
はフォトマスク、３はマスクパターン、４はウエハ、７
は投影レンズ、８は瞳面、５０は０次回折光、５１及び
５２はそれぞれ、−１次回折光、＋１次回折光、５３及
び５４はそれぞれ、−２次回折光、＋２次回折光であ
る。
【００１１】フォトマスクに入射した入射光（照明光）
は、マスクパターンによって回折されるが、各回折光の
光軸に対する出射角度はマスクパターンのピッチと回折
光の次数によって決定される。一般に、光軸に対する１
次回折光の出射角度をθ、光の波長をλ、マスクパター
ンのピッチをＰとすると、Ｓｉｎθ＝λ／Ｐという関係
があり、また、次数が高い程、出射角度は大きくなる。
【００１２】図２０を参照して、パターンピッチが大き
い場合は、−１次回折光５１ａ及びこれと光軸について
対称な＋１次回折光５２ａの出射角度θが小さくなると
ともに、−２次回折光５３ａ及びこれと光軸について対
称な＋２次回折光５４ａなどの高次の回折光の出射角度
も同時に小さくなり、多次数の回折光が、投影レンズ７
の瞳面８を通過する。瞳面８を通過した各回折光は互い
に干渉し、ウエハ４上のベストフォーカスの位置に光学
像を形成する。
【００１３】一方、図２１を参照して、ピッチが小さく
解像限界に近い場合は、各回折光の出射角度が大きくな
るため、高次の２次回折光５３ａ及び５４ａなどは瞳面
８外に除外され、瞳面８を通過する回折光が０次回折光
５０と１次回折光５１及び５２のみとなる。
【００１４】このように、マスクパターンのピッチの大
きさに応じて、回折光の出射角度が異なり、ピッチが大
きくなればなるほど多次数の回折光によって光学像が形
成されることになる。
【００１５】次に、図２２（ａ）及び（ｂ）はそれぞ
れ、図２０及び図２１における回折光を瞳面上の光源像
として見た場合の概念図である。図において、６０は０
次回折光の光源像、６１及び６２はそれぞれ、−１次回
折、＋１次回折光の光源像、６３及び６４はそれぞれ、
−２次回折光、＋２次回折光、８は瞳面である。
【００１６】なお、図に示したように、０次回折光の光
源像６０と１次回折光の光源像６１又は６２の中心間距
離は、λ／Ｐに等しく、また、瞳面８の半径は、投影レ
ンズの開口数ＮＡに等しいという関係にある。また、各
光源像の中心は、図２０及び図２１に示した各回折光の
光軸と一致する。
【００１７】まず、図２２（ａ）を参照して、パターン
ピッチが大きい場合は、図２０で説明したように、回折
光の出射角度が小さくなるのに応じて各回折光の光源像
６１ないし６４が瞳面８の中心に集まり互いに重なりあ
ったような状態になる。これに対し、図２２（ｂ）で
は、パターンピッチが小さいため、回折光の出射角度が
大きくなり、これにともなって、各光源像は瞳面８の中
心から遠ざかり、２次回折光の光源像６３及び６４が瞳
面８から完全に除外されたような状態となっていること
がわかる。
【００１８】ここで、マスクパターンのピッチの大きさ
について説明する。
【００１９】図２３は、マスクパターンのピッチの変化
にともなう回折光の光源像を示した概念図である。図
中、（ａ）はピッチがちょうど解像限界にあるときの光
源像の状態を示したもので、１次回折光の光源像６１及
び６２の中心が瞳面８の外周上にあり、２次回折光の光
源像６３及び６４は、瞳面８から完全に除外された状態
である。これよりピッチが小さくなると、１次回折光６
１及び６２までもがしだいに瞳面８から除外されるよう
になるので光学像が形成されなくなってくる。すなわ
ち、明暗のコントラストをもった光学像を形成するため
には、少なくとも０次回折光と±１次回折光のいずれか
との干渉が必要となる。また、ピッチが解像限界にある
ときのマスクパターンのピッチをＰ、投影露光装置の開
口数をＮＡ、コヒーレンシーをσとすると、 Ｐ＝λ／ＮＡ・・・・・・・・・・・・（１） なる関係がある。
【００２０】次に、図２３（ｂ）は、（ａ）の場合にく
らべて、若干ピッチが大きくなり解像限界付近にあると
きの光源像の状態を示したもので、１次以上の回折光の
光源像が全体的に瞳面８の中心に集まるが、依然として
２次回折光の光源像６３及び６４が瞳面８外に除外され
た状態である。ただし、この場合の２次回折光の光源像
６３及び６４は瞳面８の外周と外接しており、２次回折
光が瞳面から完全に除外される最小のピッチを示してい
る。この状態におけるピッチをＰとすると Ｐ＝２λ／ＮＡ（１＋σ）・・・・・・・・（２） なる関係がある。
【００２１】次に、図２３（ｃ）は、（ｂ）の場合より
もさらに、ピッチが大きくなり２次回折光の光源像６３
及び６４が瞳面８内に入り、少なからず光学像の形成に
寄与するようになるときの状態を示している。すなわ
ち、このときのピッチをＰとすると、 Ｐ＞２λ／ＮＡ（１＋σ）・・・・・・・・（３） である。
【００２２】以上から、解像限界付近の小さなピッチと
は、式（１）ないし（３）から、 λ／ＮＡ≦Ｐ＜２λ／ＮＡ（１＋σ）・・・・・（４） を満たすピッチ、すなわち、２次回折光の光源像が少な
くとも瞳面内に入らず、かつ、光学像の形成が可能なピ
ッチであると定義する。逆に大きなピッチとは、式
（３）を満たすピッチ、すなわち、２次以上の回折光が
少なからず瞳面内に入り、光学像の形成に寄与する場合
であると定義する。
【００２３】次に、上記回折光と焦点深度との関係につ
いて説明する。
【００２４】一般に、焦点深度とは、ウエハ上のベスト
フォーカス位置を基準とし、その上下のデフォーカスの
位置にどれくらい明暗のコントラストをもった光学像が
再現できるかを示したものである。例えば、図２１に示
すように、マスクパターンのピッチが小さく、０次回折
光５０及び±１次回折光５１及び５２のみが瞳面８を通
過する場合には、これら３つの回折光は、０次回折光５
０ｂ、１次回折光５１ｂ及び５２ｂとなって異なる光路
をたどりながら、ウエハ４上のベストフォーカスの位置
に互いの干渉によって光学像を形成する（このような干
渉の態様を３光束干渉という）。しかし、ベストフォー
カス位置から上下にデフォーカスした位置では、０次回
折光５０ｂと１次回折光５１ｂ及び５２ｂとの位相がず
れるため（１次回折光５１ｂと５２ｂは光軸に対して対
称となるため位相はずれない）、デフォーカスとともに
しだいに光学像のコントラストが低下していく。
【００２５】また、図２０に示す場合のように、マスク
パターンのピッチが大きく、０次回折光５０及び±１次
回折光５１、５２のみならず、２次回折光５３及び５４
が瞳面８内を通過する場合には、さらに光路の異なる２
次回折光が光学像の形成に寄与するようになるので、光
学像のコントラストの低下はさらに顕著となる。図示し
ないが、さらにピッチが大きくなると３次、４次以上の
回折光が加わり、コントラストの低下は一層顕著となる
ことは言うまでもない。
【００２６】このように、ピッチの大きなパターンでは
焦点深度が低下することとなるが、以下に、このマスク
パターンでの焦点深度についてのシュミレーション結果
を示す。
【００２７】図２４及び図２５はそれぞれ、図１６に示
したピッチの大きなマスクパターンによるベストフォー
カス時とデフォーカス時における光学像の光の強度分布
をシミュレーションした結果を示したものである。
【００２８】このシュミレーションで用いたマスクパタ
ーンは、図１６に示すマスクパターンと同様で、ピッチ
ＰxLが１．５μｍ、遮光部間の開口部の間隔Ｄxが０．
３μｍ、光学条件としては、露光光の波長が２４８ｎｍ
（ＫｒＦエキシマレーザー）、開口数ＮＡが０．５５、
コヒーレンシーσが０．８のものを用いた。また、図２
４におけるベストフォーカスの位置を０μｍとした場
合、図２５のデフォーカス値は０．４μｍである。さら
に、両図における縦軸は、光の強度を規格化したもので
１は最大強度をあらわし、強度に応じて濃淡の色分けが
されている。
【００２９】図２４及び図１６を参照して、ｘ方向にお
ける光の強度分布を見ると、遮光部３ａの中央部に対応
するもっとも光の強度が弱い、０〜０．１の強度からも
っとも強い周辺の開口部にかけて、ゆるやかに傾斜した
強度分布となっている。また、強度がもっとも弱い中央
部領域間のｘ方向における間隔ｄ1は約０．５μｍであ
った。一方、図２５及び図１６を参照して、デフォーカ
スにおける強度分布も、ベストフォーカス時と同様に、
中央部から周辺部にかけてしだいに強度が強くなってい
くが、強度がもっとも弱い、０〜０．１の中央部領域の
ｘ方向における間隔ｄ2が約０．８μｍとなっており、
ベストフォーカス時とくらべて大きくなっていることが
わかる。これは、ｘ方向における強度分布の傾斜がより
ゆるやかになり、コントラストが低下したことを示すも
のである。
【００３０】このように、ピッチが大きなマスクパター
ンでは、光学像が光路の異なる多数の回折光から形成さ
れるため（このような干渉の態様を多光束干渉とい
う）、焦点深度が著しく低下することとなる。
【００３１】以上に述べた内、ピッチが小さいマスクパ
ターンに対しては、さらに焦点深度を向上させる技術が
提案されている。
【００３２】例えば、図２６は、■Illumination Modif
ication of an Optical Aligner■,KTI Microelectroni
cs Seminar,pp.217-230(1989)に示されている変形照明
法を説明するための図で、フォトマスクで回折した回折
光の光路を示した概念図である。変形照明法は以下に述
べるように、解像限界に近いピッチを有する小さなパタ
ーンにおける回折光を制御することによって焦点深度を
向上させる技術である。
【００３３】図において、フォトマスク１は図１７にお
ける従来のフォトマスクと同じものであり、解像限界付
近のピッチＰxsをもつ小さなラインアンドスペースパタ
ーン３ｂが配置されているものとする。他の符号は、図
２１の符号と同じ又はそれに相当するものである。
【００３４】図２６を参照して、変形照明法は、解像限
界付近のピッチＰxsをもつ小さなパターンにおける３光
束干渉において（０次回折光及び±１次回折光の干渉に
よる光学像形成）、フォトマスク１からの０次回折光５
０と±１次回折光５１又は５２のうちの一方のみが（例
えば、１次回折光５２）、投影レンズ７の瞳面８内に入
り、しかも、瞳面８において概ね対称の位置を通るよう
に、入射光の入射角度αを選ぶものである。このような
方法により、干渉する回折光を減らし（このような干渉
の態様を２光束干渉という）、かつ光学像を形成する回
折光が対称の光路をもつようにしたのでデフォーカス位
置においても光学像の明暗のコントラストが低下せず焦
点深度を向上させることができる。
【００３５】次に、図２７（ａ）及び（ｂ）ないし
（ｃ）はそれぞれ、例えば、■Improving Resolution i
n Photolithography with a Phase Shifting Mask■,IE
EE Trans.Electron Devices,ED-29,pp.1828-1836(1982)
に示されているレベンソン型位相シフト法におけるフォ
トマスクの断面図とこのマスクを透過した光の振幅及び
光の強度を示した概念図である。
【００３６】レベンソン型位相シフト法は、上記の変形
照明法と同様に、解像限界付近のピッチを有する小さな
パターンでの回折光を制御することによって解像度や焦
点深度を向上させるものである。変形照明法における場
合と同様に、図におけるフォトマスクは図１６に示す従
来のフォトマスクと同じものであり、解像限界付近のピ
ッチＰxsをもつ小さなラインアンドスペースパターンが
配置されているものとする。
【００３７】レベンソン型位相シフト法では、フォトマ
スク１上のピッチの小さいマスクパターン３ｂの隣接す
る開口部のどちらか一方に透明な薄膜９０を設け
（（ａ））、互いに隣接する透過光５５と５６との位相
を１８０度反転させることによって、それぞれの光の振
幅７０及び７１とが重なった部分での光の振幅を打ち消
し（（ｂ））、解像度の高い光の強度８０を得るもので
ある（（ｃ））。また、位相を１８０度反転させている
ので、隣接する開口部からの０次回折光が互いに打ち消
しあうので、光学像の形成が対称な光路をもつ±１次回
折光のみによる２光束干渉になり焦点深度も同時に向上
する。
【００３８】また、他の従来例として、特開平７−３６
１７４号公報には微細な矩形パターンの開口部をストラ
イブ状にして微細パターンの解像度を向上させる技術な
どが開示されている。
【００３９】以上説明した従来技術は、いずれも、解像
限界付近のピッチを有する小さなマスクパターンから発
生する回折光を制御することによって、焦点深度や解像
力を向上させたものである。ところが、解像限界付近以
上の大きなピッチをもったマスクパターンでは、もとも
と多次数の回折光により光学像が形成されているため、
変形照明法においては回折光を減じることができず、ま
た、位相シフト法においても、隣り合う開口部間の間隔
が大きいため、光が干渉せず適用が困難であった。
【００４０】
【発明が解決しようとする課題】従来技術は以上のよう
に構成されているので、ピッチの小さなマスクパターン
に対しては焦点深度が向上するという効果があるが、ピ
ッチが大きなパターンに対しては適用できず効果がない
という問題点があった。
【００４１】この発明はこれらの問題点を解決するため
になされたもので、ピッチの大きいマスクパターンにお
いても焦点深度が向上できるフォトマスクを得るもので
ある。さらに、このフォトマスクを半導体製造における
フォトリソグラフィー工程に適用することによって精度
の高いレジストパターンが形成でき、信頼性の高い半導
体装置を得るものである。
【００４２】
【課題を解決するための手段】透明基板とこの透明基板
の主表面上の第１の方向において、第１の開口部を隔
て、露光装置における露光光の波長をλ、開口数をＮ
Ａ、コヒーレンス度をσとしたとき、Ｐ1＞２λ／ＮＡ
（１＋σ）なる関係を満たす第１のピッチＰ1で配設さ
れるとともに、第１のピッチよりも小さい第２のピッチ
で第１の方向に配設され、透過する露光光の強度が第１
の開口部を透過する露光光の強度よりも小さい第２の開
口部を有する遮光部とを備えたものである。
【００４３】さらに、第１の方向における第１の開口部
の幅に対する第１のピッチの比が３以上とするものであ
る。
【００４４】また、透明基板の主表面上に、第２の開口
部における露光光の透過率を減じるための半透明材料か
らなる薄膜をさらに備えたものである。
【００４５】また、第１の方向における第２のピッチの
平均値が、露光装置における露光光の波長をλ、開口数
をＮＡ、コヒーレンス度をσと表したとき、λ／ＮＡに
等しいか、又はより大きく、かつ、２λ／ＮＡ（１＋
σ）より小さくなるように第２の開口部が設定されたも
のである。
【００４６】また、レジストを塗布する工程と上記いず
れかのフォトマスクを用いてレジストを露光する工程と
露光されたレジストを現像し、第１のピッチでレジスト
パターンを形成する工程とを備えたものである。
【００４７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．本願発明にかかる実施の形態１について
説明する。
【００４８】図１は、実施の形態１によるフォトマスク
の平面図であり、マスク上には、図１６に示す従来のフ
ォトマスクのマスクパターンによって形成されるべきレ
ジストパターンと同様のレジストパターンを形成するた
めのマスクパターンが描かれている。また、図２は、図
１におけるＩ−Ｉ線部の断面図を示したものである。
【００４９】両図において、１０は本実施の形態による
フォトマスク、１１は透明基板、１２はスリット状の開
口部、１３はクロム等の金属薄膜からなる遮光部、１４
は遮光部１３から構成された遮光パターン、１５は遮光
パターン間の開口部である。
【００５０】図１を参照して、フォトマスク１０は、透
明基板１１の主表面上に、第２の開口部として設けられ
たスリット状の開口部１２ａ及び１２ｂによって、遮光
部１３ａ及び１３ｂないし１３ｃに分割された矩形状の
遮光パターン１４を第１の方向としてのｘ方向及びこれ
と垂直なｙ方向にそれぞれ、第１のピッチとしてのＰxL
及びＰyLで配設したものである。このときのピッチＰxL
は露光装置における露光光の波長をλ、開口数をＮＡ、
コヒーレンス度をσとしたとき、Ｐ＞２λ／ＮＡ（１＋
σ）なる関係を満たす大きなピッチであるが、さらに第
１の開口部としての開口部１５のｘ方向における幅Ｄx
に対する比が３以上であることが望ましい。このような
比にすることによって、同時に光学像のコントラストを
向上させることができる。
【００５１】このように構成されたフォトマスクでは、
マスクに入射する露光光から見たピッチが本来のピッチ
ＰxLとは異なったものとなる。すなわち、スリット状の
開口部１２を有することによって、本来のピッチＰ
xLが、図１に示すように、第２のピッチとして、遮光部
１３ａとスリット状の開口部１２ａとを対にしたピッチ
ｐx1と遮光部１３ｃと隣り合う遮光パターン１４の遮光
部１３ａとの間の開口部１５の幅を対にしたピッチｐx2
とに分割される。したがって、露光光から見たピッチは
これら第２のピッチの平均値と考えられ、その平均値を
ＰaveとするとＰave＝（２ｐx1＋ｐx2）／３と計算され
る。この平均ピッチＰaveは、本来のピッチＰxLよりも
小さくなる。つまり、このような第２の開口部を設ける
ことによって、より小さなピッチにすることができる。
【００５２】また、このスリット状の開口部１２の幅Ｓ
xは、開口部１５である幅Ｄxを透過する露光光の強度よ
りも小さいものであればよく、例えば、露光光にＫｒＦ
エキシマレーザー（波長λ＝２４８ｎｍ）を用いた場
合、その解像限界以下である約０．１μｍ程度とすれば
よい。
【００５３】図３は、図１におけるフォトマスクのＩ−
Ｉ線部の断面図及びこのフォトマスクを透過した露光光
による光学像の強度分布を示した概念図である。図３に
おいて、８１は開口部１５を透過した光の強度部分、８
２はスリット状の開口部１２を透過した光の強度部分で
ある。
【００５４】通常、レジストパターンは、ウエハ上のレ
ジストを露光光によって感光し、露光部と未露光部との
現像液に対する溶解度差を利用して形成される。本来、
スリット状の開口部１２は露光されない部分であるが、
図３に示すように、このスリット状の開口部１２の幅は
露光光がほとんど透過できない程度に小さくしてあるの
で、その光の強度８２は非常に弱く、露光されるべき露
光光の強度８１に対し無視することができるためレジス
トパターンの形成には全く影響しない。したがって、ス
リット状の開口部１２によって分割された遮光部１３ａ
及び１３ｂないし１３ｃから構成されるパターンを一つ
の遮光部とみなすことができる。逆に、開口部１５を透
過した光の強度とスリット状の開口部１２を透過した光
の強度との差があまり大きくなくても、その僅かな強度
差でもレジストパターン形成に影響のないレジストを適
宜選択すればよい。
【００５５】また、スリット状の開口部の本数や配列
は、以下に述べるように２次以上の高次の回折光が瞳面
内を通過しない、すなわち平均ピッチが限界解像付近の
小さなピッチとなるようにパターン配置や光学条件など
に応じて設定すればよい。例えば、図１に示すフォトマ
スクでは、本来の遮光部が２本のスリット状の開口部１
２ａ及び１２ｂによって等分割されたものが示されてい
る。
【００５６】次に、円形光源法を用いた投影露光装置に
おけるこのフォトマスク１０による回折光について説明
する。
【００５７】図４は、このフォトマスクによる回折光の
光路を示した概念図である。図において、１０はフォト
マスク、５０は０次回折光、５１及び５２はそれぞれ、
−１次回折光、＋１次回折光、５３及び５４はそれぞ
れ、−２次回折光、＋２次回折光、７は投影露光装置の
投影レンズ、８は投影レンズの瞳面、４はウエハであ
る。
【００５８】上述したように、本フォトマスクは、マス
クパターンの平均ピッチが限界解像付近の小さなピッチ
となるよう設定するものであり、このマスクパターンで
回折された回折光は、図４に示すように、０次回折光５
０ａ及び±１次回折光５１ａ、５２ａのみが瞳面８内を
通過し、２次回折光５３ａ及び５４ａなどの高次の回折
光は瞳面８外に除外され通過できないようにしている。
【００５９】また、図５（ａ）及び（ｂ）は、図４の瞳
面８上における回折光の光源像の状態を示した概念図
で、平均ピッチが２通りに設定された場合を示したもの
である。図５において、６０は０次回折光の光源像、６
１及び６２はそれぞれ、−１次回折光、＋１次回折光、
６３及び６４はそれぞれ、−２次回折光、＋２次回折
光、８は瞳面である。
【００６０】図５（ａ）は、平均ピッチＰaveが、露光
光の波長をλ、投影露光装置の開口数をＮＡ、コヒーレ
ンシーをσとすると、Ｐave＝２λ／ＮＡ（１＋σ）と
なるように設定されたときの光源像を、また、（ｂ）
は、ピッチがちょうど解像限界となるよう調節されたと
きの光源像を示したもので、このときのＰaveは、Ｐave
＝λ／ＮＡである。図からわかるように、いずれの場合
も、２次以上の高次の回折光の光源像が瞳面内に入らな
いようにピッチが設定されている。
【００６１】さらに、（ａ）における平均ピッチは設定
後の最大平均ピッチを示したものであり、これ以上大き
なピッチに設定すると、２次回折光の光源像６３及び６
４が瞳面８内に入ってしまう。また、（ｂ）における平
均ピッチは設定後の最小平均ピッチを示したものであ
り、これ以上小さくピッチを設定すると、１次回折光の
光源像６１及び６２までもが除外されるようになりしだ
いに光学像が得られなくなってくる。
【００６２】すなわち、設定後の平均ピッチをＰaveと
するとピッチＰaveは、 λ／ＮＡ≦Ｐave＜２λ／ＮＡ（１＋σ）・・・・・（５） の範囲となるように設定することが望ましい。これは式
（４）で示した限界解像付近のピッチと同じである。
【００６３】次に、本フォトマスクを用いた場合の焦点
深度についてのシュミレーション結果について説明す
る。
【００６４】図６及び図７は、それぞれ本実施の形態に
よるフォトマスクを用いたときのベストフォーカス時と
デフォーカス時における光学像の光の強度分布をシミュ
レーションした結果を示したものである。
【００６５】このシュミレーションで用いたフォトマス
クのパターンは、図１に示すマスクパターンと同様で、
スリット状の開口部１２の幅Ｓxが０．１μｍ、ピッチ
ＰxLが１．５μｍ、遮光部間の開口部の間隔Ｄxが０．
３μｍ、ピッチｐx1及びｐx2がそれぞれ、０．４μｍ及
び０．７μｍ（したがって、ピッチの平均値は０．５μ
ｍである）、光学条件としては、露光光の波長が２４８
ｎｍ（ＫｒＦエキシマレーザー）、開口数ＮＡが０．５
５、コヒーレンシーσが０．８のものを用いた。また、
図６におけるベストフォーカスの位置を０μｍとした場
合、図７のデフォーカス値は０．４μｍである。さら
に、両図における縦軸は、光の強度を規格化したもの
で、１は最大強度をあらわし、強度に応じて濃淡の色分
けがされている。
【００６６】図６及び図１を参照して、ｘ方向における
光の強度分布を見ると、遮光部３ａに対応する中央部の
もっとも光の強度が弱い、０．１〜０．２の強度から周
辺の開口部にかけてしだいにその強度が強くなる。ま
た、隣り合う、強度がもっとも弱い中央部領域間のｘ方
向における間隔ｄ3は約０．６μｍであった。
【００６７】一方、図７及び図１を参照して、デフォー
カスにおける強度分布も、ベストフォーカス時と同様
に、中央部から周辺部にかけてしだいに強度が強くなっ
ていくが、強度がもっとも弱い、０．１〜０．２の中央
部領域がスリット状の開口部にともなって３つの円形状
の領域に分離している。このとき、隣り合う外側の円形
状領域間の間隔ｄ4は、約０．７μｍであった。したが
って、ｘ方向におけるこの円形状の領域から周辺にかけ
ての強度分布の傾斜はベストフォーカス時とくらべてほ
とんど変化していないことがわかる。すなわち、光学像
のコントラストがデフォーカス時においてもほとんど低
下せず焦点深度が向上している。
【００６８】次に、本実施の形態によるフォトマスクの
製造方法について説明する。
【００６９】図８（ａ）〜（ｄ）は、本フォトマスクの
製造工程断面図を示したものである。図において、１１
は透明基板、１３は遮光部、１６はクロム等の金属薄
膜、１７はレジストパターンである。
【００７０】図８を参照して、まず、（ａ）に示すよう
に、透明基板１１上にクロム等の金属薄膜１６をスパッ
タやＣＶＤなどの方法により形成する。次に、（ｂ）に
示すように、この金属薄膜１６上にレジストを塗布し、
ＥＢ描画装置などの露光装置を用いて所望のパターンを
描画し、その後、現像により所望のレジストパターン１
７を形成する。次に、（ｃ）に示すように、このレジス
トパターン１７をマスクにして金属薄膜１６をドライエ
ッチングすることにより金属薄膜１６をパターニング
し、その後、不用なレジストを除去することによって、
（ｄ）に示す金属薄膜１６からなる遮光部１３のマスク
パターンを得る。
【００７１】以上のように、本実施の形態１によるフォ
トマスクは、元来、大きなピッチをもった矩形状パター
ンの遮光部分にスリット状の開口部を設けピッチを小さ
く設定することによって、０次回折光及び±１次回折光
のみを瞳面内に通過させ、２次以上の高次の回折光を瞳
面外に除外するものである。これによって、２次以上の
回折光を含んだ多光束干渉を３光束干渉にすることがで
きるため、大きなピッチを有する矩形状パターンにおい
ても焦点深度が向上するという効果を奏するものであ
る。
【００７２】次に、このフォトマスクを使用して、半導
体装置を製造する方法について説明する。通常、ＵＬＳ
Ｉなどの半導体装置は、ウエハプロセスを用いて製造さ
れる。ウエハプロセスには、さまざま工程があるが、概
略一連の工程を何度も繰り返すことによってウエハ上に
素子が形成されていく。この一連の工程について、以下
に説明する。
【００７３】まず、最初に、ウエハ全面に薄膜を形成す
る。この工程では、ＣＶＤやスパッタ法などによってシ
リコンやアルミニウムなどの薄膜が形成される。次に、
この薄膜を所望のパターンに加工する。この工程は大き
く二つに分けられ、一つはフォトリソグラフィー工程
で、もう一つはエッチング工程である。フォトリソグラ
フィー工程は、薄膜をエッチングするマスクとなるレジ
ストパターンを形成する工程である。この工程は、ま
ず、ウエハ全面にレジストを塗布する工程、次に、遮光
膜によって所望のパターンが形成されたフォトマスクを
用いてレジストを露光装置によって露光する工程、さら
に、これを現像する工程からなり、マスクに描かれた所
望のレジストパターンを得る。次に、このレジストパタ
ーンをマスクにし、エッチング装置を用いて薄膜をエッ
チングした後、不用のレジストを除去することによっ
て、薄膜からなる所望のパターンが形成される。半導体
装置はこのような工程を何度も繰り返し、パターンを積
層していくことによって形成されていく。
【００７４】以上のような一連の工程のうちでもっとも
重要なプロセスがフォトリソグラフィー工程であり、い
かに精度の高いレジストパターンを形成するかが大きな
ポイントとなる。特に、露光工程における焦点深度の問
題は、高集積化にともなう高段差上でのレジストパター
ン形成にとって、もっとも重要な要素である。したがっ
て、このような露光工程で本実施の形態によるフォトマ
スクを適用することによって、精度の高いレジストパタ
ーンを得ることができるという効果を奏し、ひいては、
信頼性の高い半導体装置を得ることができるものであ
る。
【００７５】実施の形態２．なお、実施の形態１では、
スリット状の開口部によってピッチを小さく設定した
が、実施の形態２は、これを複数の矩形状の開口部によ
って行うものである。図９は、実施の形態２に係るフォ
トマスクの平面図を示したものである。図９において、
２０は本実施の形態に係るフォトマスク、２１は矩形状
の開口部、２２は遮光部、２３は遮光パターンである。
【００７６】本フォトマスクは、図９に示すように、実
施の形態１におけるスリット状の開口部を第２の開口部
として同じ幅Ｓxをもつ複数の矩形状の開口部２１に置
き換えたもので、例えば、開口部上を通る矢印Ａ線部に
おけるピッチは、実施の形態１の場合と同様に、第２の
ピッチとしてのピッチｐx1及びｐx2の平均値となって、
本来のピッチＰxLにくらべて小さなピッチとなる。とこ
ろが、矩形状の開口部間を通る矢印Ｂ線部又は最外側の
開口部と遮光部２２のエッジとの間を通るＣ線部のピッ
チは本来のピッチＰxLと変わっていない。しかし、これ
ら開口部間の遮光部の幅を露光光によって解像できない
程度に十分小さくなるように設定することによって、そ
の影響を無視することができる。
【００７７】また、これら矩形状の開口部面積や配列な
どは、パターン配置や光学条件に応じて適宜設定すれば
よい。
【００７８】このようなパターン構成とすることによっ
て、実施の形態１におけると同様に、ピッチを小さく設
定し焦点深度が向上するという効果を奏する。
【００７９】また、実施の形態１と同様に、本実施の形
態におけるフォトマスクを半導体製造工程に適用するこ
とによって、信頼性の高い半導体装置が得られるという
効果を奏する。
【００８０】実施の形態３．実施の形態１ではｘ方向の
みのピッチを考慮したが、実施の形態３では、ｘ方向だ
けでなくｙ方向にも同時に大きなピッチを有する矩形状
パターンの場合には、ｙ方向に対するピッチに対して
も、ピッチが小さくなるように開口部が設けられたもの
である。
【００８１】図１０は、実施の形態３によるフォトマス
クの平面図を示したものである。図１０において、３０
は本実施の形態によるフォトマスク、３１は透明基板、
３２はｘ方向に幅をもつスリット状の開口部、３３はク
ロムなどの金属薄膜等からなる遮光部、３４はｙ方向に
幅をもつスリット状の開口部、３５は遮光部３２からな
る遮光パターン、３６は遮光パターン３５間のｙ方向に
おける開口部、３７は遮光パターン３５間のｘ方向にお
ける開口部である。
【００８２】図１０を参照して、本フォトマスク３０
は、透明基板３１の主表面上に、第２の開口部として設
けられたスリット状の開口部３２ａ、３２ｂ及びこれと
垂直な方向をもつスリット状開口部３４によって、遮光
部３３ａないし３３ｆに分割された矩形状の遮光パター
ン３５を第１の方向としてのｘ方向及びｙ方向にそれぞ
れ、大きな第１のピッチとしてのＰxL及びＰyLで配設し
たものである。このときのピッチＰxL及びＰyLは露光装
置における露光光の波長をλ、開口数をＮＡ、コヒーレ
ンス度をσとしたとき、ＰxL（ＰyL）＞２λ／ＮＡ（１
＋σ）なる関係を満たす大きなピッチであるが、さらに
ｘ方向及びｙ方向における第１の開口部としての開口部
３６及び３７の幅Ｄx及びＤyに対する比がいずれも３以
上であることが望ましい。このような比にすることによ
って、同時に光学像のコントラストを向上させることが
できる。
【００８３】このようなスリット状の開口部を設けるこ
とによって、ｘ方向のピッチが第２のピッチとしてのｐ
x1及びｐx2の平均値に、またｙ方向のピッチがｐy1及び
ｐy2の平均値となり、ｘ方向及びｙ方向の両方向におい
てそれぞれ、本来のピッチＰxL及びＰyLよりも小さな平
均ピッチにすることは実施の形態１と同様である。
【００８４】また、スリット状の開口幅Ｓx及びＳyはそ
れぞれ、開口部３６及び開口部３７の幅Ｄx及びＤyより
も小さいものであればよく、例えば、ともに使用する露
光光によって解像できず、レジストパターン形成に影響
しない程度の幅とし、その本数や配列は、設定後のそれ
ぞれのピッチが式（５）の範囲内となるよう、パターン
配置や光学条件に応じて設定すればよいことも同様であ
る。
【００８５】このようなパターン構成とすることによっ
て、実施の形態１の図４に示したような３光束干渉によ
る光学像形成をｘ方向及びｙ方向においても得ることが
でき、２次元的な矩形状パターンに対して焦点深度が向
上するという効果を奏する。
【００８６】また、本実施の形態１と同様に、本実施の
形態におけるフォトマスクを半導体製造工程に適用する
ことによって、信頼性の高い半導体装置が得られるとい
う効果を奏する。
【００８７】実施の形態４．実施の形態４は、半透明材
料からなる膜を設けることによって、実施の形態１によ
るフォトマスクのスリット状の開口部における光の透過
率を抑制し、スリット状の開口幅を拡大させることを可
能にしたものである。
【００８８】図１１は、本実施の形態４によるフォトマ
スクの平面図、図１２は図１１のＩＩ−ＩＩ線部の断面
図を示したものである。両図において、４０は本実施の
形態によるフォトマスク、４１は透明基板、４２はスリ
ット状の開口部、４３はクロムなどの金属薄膜等からな
る遮光部、４４は遮光部４３から構成された遮光パター
ン、４５は遮光パターン４４間の開口部、９１は半透明
材料からなる薄膜である。
【００８９】図１１及び図１２を参照して、本実施の形
態４によるフォトマスク４０は、透明基板４１の主表面
上に、第１のピッチとしてのピッチＰxLで配設された半
透明材料からなる矩形状の薄膜９１上に第２の開口部と
して設けられたスリット状の開口部４２ａ及び４２ｂに
よって、遮光部４３ａ及び４３ｂないし４３ｃに分割さ
れた矩形状の遮光パターン４４を配設したものである。
このときのピッチＰxLは露光装置における露光光の波長
をλ、開口数をＮＡ、コヒーレンス度をσとしたとき、
ＰxL＞２λ／ＮＡ（１＋σ）なる関係を満たす大きなピ
ッチであるが、第１の開口部である開口部３６の幅Ｄx
に対する比が３以上ありることが望ましい。このような
比にすることによって、光学像のコントラストを向上さ
せることができる。
【００９０】このようなパターン構成とすることによっ
て、第１の方向としてのｘ方向に大きなピッチＰxLを、
第２のピッチとしてのピッチｐx3及びｐx4の平均値とし
て小さく設定し、２次以上の高次の回折光を瞳面外から
除外するという点においては実施の形態１と同様である
が、スリット状の開口部４２が半透明材料からなる薄膜
９１を介して形成されているので、スリット状の開口部
４２を透過する光がこの半透明材料からなる薄膜９１に
よって弱められている点が異なる。
【００９１】図１３は、図１１におけるフォトマスクの
ＩＩ−ＩＩ線部の断面図とこのフォトマスクを透過した
入射光の光の強度分布を示した概念図である。図１３に
おいて、８１は遮光パターン４４間の開口部４５を透過
した光の強度、８２はスリット状の開口部４２を透過し
た光の強度である。
【００９２】通常、スリットの開口幅を拡げれば、この
部分における透過光の光の強度は強くなるが、本実施の
形態では、半透明材料からなる薄膜９１が介在している
ので光の強度が弱められる。したがって、実施の形態１
においてレジストパターンの形成に影響しないスリット
状の開口部１２からの透過光の強度まで許容できるとす
れば、その分、スリット幅Ｓx2をＳxよりも大きくする
ことができる。例えば、半透明材料として、透過率が３
０％以上のＭＯＳＩＯＮ膜やＣｒＯＮ膜などを用いた場
合、実施の形態１では、スリット幅Ｓxが露光光にＫｒ
Ｆエキシマレーザー（波長λ＝２４８ｎｍ）を用いた場
合、約０．１μｍであるが、本実施の形態では、スリッ
ト上の開口幅を約０．１４μｍ程度にまで拡大できる。
したがって、このような微細なスリット状の開口部を有
するフォトマスクの作成が非常に容易になる。
【００９３】次に、本実施の形態によるフォトマスクの
製造方法について説明する。
【００９４】図１４（ａ）〜（ｅ）は、本フォトマスク
の製造工程断面図である。図１４において、４１は透明
基板、４３は遮光部、４６はクロム等からなる金属薄
膜、４７及び４８はレジストパターン、９１は半透明薄
膜部、９２は半透明材料からなる薄膜である。
【００９５】図１４を参照して、まず、（ａ）に示すよ
うに、透明基板４１上にスパッタやＣＶＤなどの方法に
よりＭＯＳＩＯＮなどの半透明材料からなる薄膜９２を
形成し、その上に所望のレジストパターン３７を形成す
る。次に、（ｂ）に示すように、レジストパターン４７
をマスクにして薄膜９２をドライエッチングにより、パ
ターンニングし、残ったレジストを除去することにより
半透明薄膜部９１からなるパターンを形成する。次に、
（ｃ）に示すように、透明基板４１及び半透明薄膜部９
１上にクロム等からなる金属薄膜４６を形成し、その上
に、所望のレジストパターン４８を形成する。次に、
（ｄ）に示すように、レジストパターン４８をマスクに
して、金属薄膜４６をドライエッチングによりパターン
ニングし、その後、残った不用なレジストを除去して、
（ｅ）に示すような半透明薄膜部９１上に金属薄膜４６
からなる遮光部４３のパターンが形成された構造を得
る。
【００９６】このように、本実施の形態では、実施の形
態１におけると同様の効果を奏しながら、同時にフォト
マスクの作成が容易になるという効果を奏するものであ
る。
【００９７】また、実施の形態１と同様に、本実施の形
態におけるフォトマスクを半導体製造工程に適用するこ
とによって、信頼性の高い半導体装置が得られるという
効果を奏する。
【００９８】なお、本実施の形態では、ｘ方向に大きな
ピッチをもつ場合を考慮したが、ｙ方向にも同時に大き
なピッチをもつ矩形状のパターンであれば、実施の形態
２と同様なパターン構成とすればよい。この場合、実施
の形態３と同様、２次元的な矩形状のパターンに対して
焦点深度が向上することはいうまでもない。
【００９９】以上の実施の形態ではスリット状の開口部
や複数の矩形状の開口部を設けたが、一定方向のピッチ
を小さくできるようなものであれば、どのような形状の
開口部であってもよい。
【０１００】また、本実施の形態では、円形照明法にお
ける場合を示したが、これを前述した変形照明法に適用
してもよく、この場合、さらに焦点深度が向上すること
は言うまでもない。
【０１０１】さらに、他の従来技術、例えば、前述した
レベンソン型位相シフト法と併用することによって、大
小さまざまなピッチを有するパターンが混在するフォト
マスクに対し、全体の焦点深度を向上させることができ
る。
【０１０２】さらに、また、本実施の形態によるフォト
マスクに対して適用されるレジストは、遮光部分のレジ
ストが残存する、いわゆるポジ型レジストのみならず、
遮光部分のレジストが溶解する、いわゆるネガ型レジス
トに適用しても同様の効果を奏するものである。ネガ型
レジストに適用した場合は、矩形状のホールパターンが
形成される。
【０１０３】
【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に示すような効果を奏する。
【０１０４】大きなピッチを有する矩形状の遮光部に開
口部を設けピッチを小さくすることによって、光学像形
成に寄与する回折光を減じることができ、このため、焦
点深度を向上させることができる。
【０１０５】さらに、矩形状の遮光部間の幅に対する矩
形状の遮光部のピッチの比が３以上とすることによっ
て、同時にコントラストの高い光学像を形成することが
できる。
【０１０６】さらに、また、ピッチの平均値が、λ／Ｎ
Ａ以上で、かつ、２λ／ＮＡ(1＋σ）よりも小さくなる
ようにすることによって、焦点深度をさらに向上させる
ことができる。
【０１０７】また、矩形状の遮光部の開口部に半透明膜
を介在させることにより、該開口部での露光光の透過率
を下げることができ、このため、開口部の幅を拡大する
ことが可能となり、フォトマスクの作成が容易になる。
【０１０８】また、フォトリソグラフィー工程に上記フ
ォトマスクを用いることにより、精度の高いレジストパ
ターン形成ができ、このため、信頼性の高い半導体装置
を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１を示すフォトマスク
の平面図である。
【図２】 この発明の実施の形態１を示すフォトマスク
の断面図である。
【図３】 この発明の実施の形態１を示すフォトマスク
の断面図及び露光光の強度分布を示した概念図である。
【図４】 この発明の実施の形態１における回折光の光
路を示した概念図である。
【図５】 この発明の実施の形態１における回折光によ
る光学像を示した概念図である
【図６】 この発明の実施の形態１におけるベストフォ
ーカス時の光学像の光の強度分布をシミュレーションし
た結果を示した光強度分布図である。
【図７】 この発明の実施の形態１におけるデフォーカ
ス時の光学像の光の強度分布をシミュレーションした結
果を示した光強度分布図である。
【図８】 この発明の実施の形態１におけるフォトマス
クの製造工程断面図である。
【図９】 この発明の実施の形態２におけるフォトマス
クの平面図である。
【図１０】 この発明の実施の形態３を示すフォトマス
クの平面図である。
【図１１】 この発明の実施の形態４を示すフォトマス
クの平面図である
【図１２】 この発明の実施の形態４を示すフォトマス
クの断面図である
【図１３】 この発明の実施の形態４におけるフォトマ
スクの平面図及び透過光の強度分布を示す概念図であ
る。
【図１４】 この発明の実施の形態４におけるフォトマ
スクの製造工程断面図である。
【図１５】 従来の縮小投影露光装置の構成概略図であ
る。
【図１６】 従来のピッチが大きいパターン部分を示す
フォトマスクの平面図である。
【図１７】 従来のピッチが小さいパターン部分を示す
フォトマスクの平面図である。
【図１８】 従来のピッチが大きいパターン部分を示す
フォトマスクの断面図である。
【図１９】 従来のピッチが小さいパターン部分を示す
フォトマスクの平面図である。
【図２０】 従来のフォトマスクによる回折光の光路を
示した概念図である。
【図２１】 従来のフォトマスクによる回折光の光路を
示した概念図である。
【図２２】 従来のフォトマスクによる回折光の光源像
を示す概念図である。
【図２３】 従来のフォトマスクによる回折光の光源像
を示す概念図である。
【図２４】 従来のフォトマスクにおけるベストフォー
カス時の光学像の光の強度分布をシミュレーションした
結果である。
【図２５】 従来のフォトマスクにおけるデフォーカス
時の光学像の光の強度分布をシミュレーションした結果
である。
【図２６】 従来の変形照明法を説明するための概念図
である。
【図２７】 従来のレベンソン型位相シフト法を説明す
るための概念図である。
【符号の説明】
１０ フォトマスク、 １１ 透明基板 １２ スリット状の開口部、 １３ 遮光部、 １４
遮光パターン １５ 遮光パターン間の開口部、 ２０ フォトマス
ク、２１ 矩形状の開口部、 ２２ 遮光部、 ２３
遮光パターン ３０ フォトマスク、 ３１ 透明基板、 ３２ スリ
ット状の開口部 ３３ 遮光部、 ３４ スリット状の開口部、 ３５
遮光パターン ３６ 遮光パターン間の開口部、 ９１ 半透明膜

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 透明基板と、 前記透明基板の主表面上の第１の方向において、第１の
    開口部を隔て、露光装置における露光光の波長をλ、開
    口数をＮＡ、コヒーレンス度をσとしたとき、Ｐ1＞２
    λ／ＮＡ(1＋σ）なる関係を満たす第１のピッチＰ1で
    配設されるとともに、前記第１のピッチよりも小さい第
    ２のピッチで前記第１の方向に配設され、透過する露光
    光の強度が前記第１の開口部を透過する露光光の強度よ
    りも小さい第２の開口部が設けられた遮光部とを備えた
    フォトマスク。
  2. 【請求項２】 第１の方向における第１の開口部の幅に
    対する第１のピッチの比が３以上であることを特徴とす
    る請求項１記載のフォトマスク。
  3. 【請求項３】 透明基板の主表面上に、第２の開口部に
    おける露光光の透過率を減じるための半透明材料からな
    る薄膜をさらに備えたことを特徴とするフォ請求項１な
    いし２のいずれか１項記載のフォトマスク。
  4. 【請求項４】 第１の方向における第２のピッチの平均
    値が、露光装置における露光光の波長をλ、開口数をＮ
    Ａ、コヒーレンス度をσと表したとき、λ／ＮＡ以上
    で、かつ、２λ／ＮＡ(1＋σ）よりも小さくなるように
    第２の開口部が設けられたことを特徴とする請求項１な
    いし３のいずれか１項記載のフォトマスク。
  5. 【請求項５】 レジストを塗布する工程と、請求項１な
    いし４のいずれか１項記載のフォトマスクを用いて前記
    レジストを露光する工程と、 前記露光されたレジストを現像し、第１のピッチでレジ
    ストパターンを形成する工程とを備えた半導体装置の製
    造方法。
JP27296197A 1997-10-06 1997-10-06 フォトマスクおよび半導体装置の製造方法 Pending JPH11109603A (ja)

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