CN1373861A - 光掩膜、其制作方法及使用了该掩膜的模样形成方法 - Google Patents

光掩膜、其制作方法及使用了该掩膜的模样形成方法 Download PDF

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Abstract

在由掩膜组成的透射性基板100上形成有由遮光膜区域101和移相区102构成的孤立的遮光性模样。移相区102相对于透射性基板100的光透射区具有位相差。还有,移相区102的宽度被设定为与具有同一宽度的遮光膜的遮光性能相比移相区102的遮光性能在同等程度以上。

Description

光掩膜、其制作方法及使用了该掩膜的模样形成方法
技术领域
本发明涉及一种用于半导体装置或液晶显示装置的制造的模样曝光用的光掩膜、其制作方法及使用了该掩膜的模样形成方法，还涉及光掩膜用的模样设计图制作方法及掩膜绘制数据制作方法。
背景技术
近年，随着通过使用半导体所实现的大规模集成电路(以下称为LSI)的精细化的进展，在LSI制造工序之一的平版印刷工序中，掩膜模样和加工模样(例如由相对于抗蚀膜的模样复制所形成的抗蚀剂模样)之间的形状误差或尺寸误差不容忽视。
还有，随着LSI上的模样尺寸的精细化进展到由光源的波长(以下称为波长λ)或曝光机的投影光学系统的数值孔径(以下称为数值孔径NA)所定义的析象分辨极限，LSI制造上的与产品合格率相关的制造宽裕度、比如聚焦深度等显著下降。
在根据以往的模样形成方法形成规定形状的抗蚀膜的情况下，例如，在用由铬等金属组成的遮光膜在透射性基板上形成了规定形状的遮光性模样即掩膜模样后，把形成有该掩膜模样的透射性基板作为掩膜对涂敷有抗蚀膜的晶片进行曝光，由此，把具有和掩膜模样相似形状的光强度分布投影在抗蚀膜中，然后，通过使抗蚀膜显影形成规定模样的抗蚀膜模样。
在上述那样的模样形成方法中一般使用缩小投影曝光机。缩小投影曝光机用形成有把所要求的模样尺寸放大了几倍的掩膜模样的透射性基板、即用光掩膜通过对由被形成于基板的晶片上的感光树脂组成的抗蚀膜进行缩小投影曝光而实现模样形成。
图32(a)表示最小尺寸还比析象度还大得多的模样的一例，图32(b)表示用以往的光掩膜形成图32(a)所示的模样时被投影在抗蚀膜中的光强度分布的模拟结果。
具体来说，在数值孔径NA为0.6、波长λ为0.193μm时的析象度为0.13μm左右，另一方面，图32(a)所示的模样的最小尺寸为0.39μm(约析象度的3倍)左右。还有，在以往的光掩膜上形成有把图32(a)所示的模样的尺寸放大了曝光机的倍率M(缩小率的倒数)后的掩膜模样。此时，如图32(b)所示，可以实现和图32(a)所示的模样即掩膜模样相似的形状的光强度分布。还有，在图32(b)中，用在2维的相对坐标系中的相对光强度(以曝光的光强度为1时的光强度)的等高线表示光强度分布。
图33(a)表示最小尺寸与析象度相当的模样的一例，图33(b)表示用以往的光掩膜形成图32(a)所示的模样时被投影在抗蚀膜中的光强度分布的模拟结果。
具体来说，在数值孔径NA为0.6、波长λ为0.193μm时的析象度为0.13μm左右，另一方面，图33(a)所示的模样的最小尺寸也是0.13μm左右。还有，在以往的光掩膜上形成有把图33(a)所示的模样的尺寸放大了曝光机的倍率M后的掩膜模样。此时，如图33(b)所示，可以实现由和图33(a)所示的模样即掩膜模样相似的形状显著畸变了的光强度分布。还有，在图33(b)中也用在2维的相对坐标系中的相对光强度的等高线表示光强度分布。
也就是说，当模样的最小尺寸被细微化到析象度的程度时，光掩膜上的掩膜模样的线宽也变细，因此，当曝光光穿过光掩膜时容易产生衍射现象。具体来说，当掩膜模样的线宽变细时，曝光光容易绕到掩膜模样的背侧，其结果导致掩膜模样无法充分遮挡曝光光，因此，非常难以形成微细模样。
于是，为了形成具有析象度以下的尺寸的模样，在透射性基板上形成由遮光膜组成的遮光性模样作为掩膜模样，同时，由H.Y.Liu等人提出了(Proc.SPIE，Vol.3334，P.2(1998))实现透射光对在透射性基板上光透射区(没形成遮光性模样的部分)产生180度倒相的移相区的方法(第1以往例)。在此方法中，借助于被夹在光透射区和移相区之间的遮光膜可以形成具有析象度以下的尺寸的模样。
下面参照图34(a)～(d)对与第1以往例相关的模样形成方法进行说明。
图34(a)表示用于第1以往例中的第1光掩膜的俯视图，图34(b)表示在图34(a)的I-I线上的剖视图。如图34(a)及图34(b)所示，在构成第1光掩膜的第1透射性基板10上形成有遮光膜11，同时，在遮光膜11上隔着具有宽度比(析象度×倍率M)小的遮光膜区域11a形成有第1开口部12及第2开口部13。还有，在第1透射性基板10上的第2开口部13的下方的部分被刻入，使得通过第1开口部12透过第1透射性基板10的光和通过第2开口部13透过第1透射性基板10的光之间的位相差为180度。由此，在第1透射性基板10上的形成有第1开口部12的部分成为通常的光透射区，另一方面，在第1透射性基板10上的形成有第2开口部13的部分成为移相区，因此，借助于被夹在第1开口部12和第2开口部13之间的遮光膜区域11a可以形成所要求的线宽在析象度程度以下的模样。
图34(c)表示用于第1以往例中的第2光掩膜的俯视图。如图34(c)所示，在构成第2光掩膜的第2透射性基板20上形成有由遮光膜组成的遮光性模样21。
在第1以往例中，通过组合在图34(a)所示的第1光掩膜上的由遮光膜区域11a形成的线模样和在图34(c)所示的第2光掩膜上的由遮光性模样21形成的模样形成所要求的模样。
具体来说，在第1以往例中，在用图34(a)所示的第1光掩膜对涂敷有由正片型抗蚀剂组成的抗蚀膜的基板进行了曝光后进行对位，使得借助于使用了第1光掩膜的曝光所形成的潜像和用图34(c)所示的第2光掩膜的曝光所形成的潜像形成所要求的模样。然后，在用第2光掩膜进行了曝光后使抗蚀膜显影并形成抗蚀模样。由此，可以通过使用了第2光掩膜的曝光除去在只用第1光掩膜进行了曝光后进行显影的情况下所形成的多余的模样(所要求的模样之外的其他模样)。结果，可以形成通过只用了第2光掩膜的曝光所不能形成的具有析象度程度以下的线宽的模样。
图34(d)表示借助于与第1以往例相关的模样形成方法、即使用了图34(a)所示的第1光掩膜及图34(c)所示的第2光掩膜的模样形成方法所形成的抗蚀模样。
如图34(d)所示，在被曝光基板30上形成有抗蚀模样31，抗蚀模样31具有析象度程度以下的线宽的线模样31a。
还有，与H.Y.Liu等的方法不同，渡边等提出了不在光透射区和移相区之间设置遮光膜而使用借助于通常的透射性基板部分即光透射区和移相区的边界形成模样的效应形成线宽比波长λ小的模样的方法(第2以往例、第51次应用物理学会学术报告会预交文集)。
以下参照图35对与第2以往例相关的模样形成方法进行说明。
图35表示用于第2以往例中的光掩膜的俯视图。如图35所示，在构成光掩膜的透射性基板40上设有具有周期性排列的多个移相区41。
在第2以往例中，可以借助于移相区41形成周期性地排列有多个线宽比波长λ小的线模样的模样。
但是，在第1以往例中，为了形成线宽在析象度程度以下的模样，需要用具有宽度在(析象度×倍率M)以下的遮光膜区域被宽度在(析象度×倍率M)以上的移相区及光透射区夹着的构造的移相掩膜(第1光掩膜)。也就是说，只在由第1光掩膜形成的模样满足特定的条件时才具有在析象度程度以下的线宽，因此，只借助于第1光掩膜不能实现具有任意形状的模样。
因此，为了制作象通常的LSI的模样设计等那样具有复杂形状的模样，在第1以往例中，需要进行使用了与移相掩膜不同的掩膜(第2光掩膜)的曝光。其结果导致掩膜费用的增加或由在光刻中的工序数的增加而引起的产量下降及制造成本的增加。
还有，因为把并非移相掩膜的通常掩膜用作第2光掩膜，即便组合使用了第1光掩膜和第2光掩膜的曝光，由第2光掩膜形成的模样的尺寸也会在析象度程度以上，其结果导致在析象度程度以下的尺寸下可形成的模样是有限的。也就是说，第1以往例限定于在上述条件下可相邻地配设移相区和光透射区的情况下、比如只形成活性区上的门式模样的情况下被使用。
另一方面，根据不在光透射区和移相区之间设置遮光膜而形成模样的方法，第2以往例只在线宽比波长λ小的模样重复的情况下使用，因此，会有这样的问题，即只借助于此方法无法形成具有任意尺寸或形状的模样。
还有，在第2以往例中，必须在透射性基板的光透射区和移相区的边界上制成位相变化剧烈的部分，另一方面，在使用了通过对透射性基板进行湿式蚀刻制成移相区的以往的掩膜制成方法的情况下，无法使通过刻入透射性基板所形成的移相区的边界垂直。还有，在对透射性基板进行湿式蚀刻时，蚀刻也在透射性基板上的移相区的侧面的区域上进行，因此，对移相区的尺寸控制变得困难。其结果会产生这样的问题，即制成可以形成高精度的细微模样的掩膜极其困难。
还有，在第2以往例中，利用移相效应所形成的模样的尺寸被限定在波长λ一半程度的尺寸范围内，另一方面，在用由遮光膜组成的掩膜模样形成尺寸在其之上的模样的情况下，可形成的模样的最小尺寸为析象度程度。因此，在用同时实现移相效应和借助于遮光膜的遮光效应的1张掩膜形成模样时，在所形成的模样的可获得的尺寸上产生不连续。其结果会产生如下问题，即用1张掩膜形成具有任意尺寸的模样时的处理余量极小，在某些情况下用1张掩膜无法进行模样的形成。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于可以通过使用了实现移相效应的1张掩膜的曝光对任意形状形成包括析象度程度以下的尺寸的任意尺寸的模样。
为了实现上述目的，与本发明相关的光掩膜以在对光源具有透射性的透射性基板上形成有孤立的遮光性模样的光掩膜为前提，遮光性模样是由由遮光膜组成的遮光膜区域和对透射性基板之中没形成有遮光性模样的光透射区具有位相差的移相区构成，移相区的宽度被设定为与具有同一宽度的遮光膜的遮光性能相比移相区的遮光性能在同等程度以上。
根据本发明的光掩膜，遮光性模样是由遮光膜区域和对光透射区具有位相差的移相区构成，同时，移相区的宽度被设定为与具有同一宽度的遮光膜的遮光性能相比移相区的遮光性能在同等程度以上。由此，可以借助于透过移相区的光消除因衍射现象而绕进遮光性模样之中的遮光膜区域的背侧的透射光，因此，在形成具有析象度程度以下的尺寸的模样的情况下，可以得到形状与遮光性模样相似的光强度分布。因此，通过只用了实现移相效应的本发明的光掩膜的曝光可以对任意形状形成包括析象度程度以下的尺寸的任意尺寸的模样。
在本发明的光掩膜中，遮光膜区域的轮廓形状最好和遮光性模样的形状一样，移相区最好被设在遮光膜区域的内侧。
这样，可以借助于透过移相区的光可靠地消除因衍射现象而绕进遮光性模样的边缘部的背侧的透射光。
在本发明的光掩膜中，移相区最好至少被设在遮光性模样的角部或其内侧或者遮光性模样的端部或其内侧。
这样，可以借助于透过移相区的光可靠地消除因衍射现象而绕进遮光性模样的角部或端部的背侧的透射光。
还有，在本说明书中，角部是指在模样一侧测定的角度大于0度且小于180度的部分。
在本发明的光掩膜中，假设移相区的宽度为Wm，则最好满足Wm≤(0.4×λ/NA)×M(这里，λ为光源的波长，NA为曝光机的缩小投影光学系统的数值孔径，M为该缩小投影光学系统的倍率)。
这样，移相区的遮光性能与具有同一宽度的遮光膜的遮光性能相比确实在同等程度以上。
在本发明的光掩膜中，假设设有移相区的遮光性模样的宽度为Lm，则最好满足Lm≤(0.8×λ/NA)×M。
这样，通过在遮光性模样上设置移相区可以提高遮光性模样的遮光效果。
在满足Lm≤(0.8×λ/NA)×M的情况下，假设移相区的宽度为Wm，则最好满足Wm≤(0.8×λ/NA)×M-Lm且Wm≤Lm。
这样，可以确实提高遮光性模样的遮光效果。
在Lm≤(0.8×λ/NA)×M的情况下，假设移相区的宽度为Wm，则最好满足0.5×((((0.8×λ/NA)×M)-Lm)/2)≤Wm≤1.5×((((0.8×λ/NA)×M)-Lm)/2)且Wm≤Lm。
这样，可以极大地提高遮光性模样的遮光效果。
在本发明的光掩膜中，移相区相对于光透射区的位相差相对于光源的波长最好为(170+360×n)～(190+360×n)度(这里，n为整数)。
这样，可以确实提高遮光性模样的遮光效果。
在本发明的光掩膜中，最好通过在透射性基板上的成为光透射区的部分及成为移相区的部分之中的至少一方被刻入而设置移相区相对于光透射区的位相差。
这样，可以在移相区和光透射区之间可靠地设置位相差。
在本发明的光掩膜中，移相区相对于光透射区的位相差最好通过在透射性基板上的成为光透射区以外的部分及成为移相区的部分之中的某一方之上形成有移相层而被设置。
这样，可以在移相区和光透射区之间可靠地设置位相差。还有，在形成有移相层的情况下，移相层既可以被形成于遮光膜区域的下侧，也可以被形成于遮光膜区域的上侧。
与本发明相关的模样形成方法以使用了本发明的光掩膜的模样形成方法为前提，具备有在基板上形成抗蚀膜的工序、用本发明的光掩膜对抗蚀膜进行模样曝光的工序、对被模样曝光了的抗蚀膜进行显影并形成抗蚀模样的工序。
根据本发明的模样形成方法，使用本发明的光掩膜，因此，在形成具有析象度程度以下的尺寸的模样的情况下，可以通过遮光性模样得到和形成具有析象度程度以上的尺寸的模样的情形同等程度的遮光效果，因此，借助于只使用了本发明的光掩膜的曝光可以对任意形状形成包括析象度程度以下的尺寸的任意尺寸的模样。
在本发明的模样形成方法中，进行模样曝光的工序最好使用斜入射法。
这样，可以对微细的模样提高焦深等处理余量。
在本发明的模样形成方法中，抗蚀膜最好是由正片型抗蚀剂组成的。
这样，借助于使用了本发明的光掩膜的模样曝光可以可靠地形成微细的抗蚀模样。相反，为了形成孔模样等那样微细的抗蚀消去区，只要用负片型抗蚀剂即可。
与本发明相关的光掩膜的制作方法以具备了由在对光源具有透射性的透射性基板上形成的遮光膜区域和移相区构成的孤立的遮光性模样的光掩膜的制作方法为前提，具备有在透射性基板上形成遮光膜的工序、把遮光膜模样化并形成遮光膜区域的轮廓的工序、消去位于遮光膜上的移相区上的部分并形成开口部的工序，移相区相对于透射性基板的光透射区具有位相差，移相区的宽度被设定为与具有同一宽度的遮光膜的遮光性能相比移相区的遮光性能在同等程度以上。
根据本发明的光掩膜的制作方法，用于形成遮光膜区域的轮廓的模样化工序和用于形成移相区的开口部的模样化工序独立进行，因此，可以分别正确地控制遮光膜区域的轮廓尺寸即遮光性模样的尺寸及移相区的尺寸，因此，可以可靠地制成本发明的光掩膜。
在本发明的光掩膜的制作方法中，形成开口部的工序最好包括在形成开口部后刻入透射性基板上的开口部的下侧的部分的工序，使得在该部分和光透射区之间相对于光源的波长产生(170+360×n)～(190+360×n)度(这里，n为整数)的位相差。
这样，可以形成移相区，使得遮光性模样的遮光效果得以可靠地提高。还有，在此情况下，最好在形成遮光膜区域的轮廓的工序之前进行形成开口部的工序。这样，可以把形成有开口部的遮光膜作为掩膜对透射性基板进行蚀刻，因此，不必象在形成了遮光膜区域的轮廓之后形成开口部的情形那样用抗蚀模样连续进行开口部形成和基板蚀刻，因此，可以简单地制成本发明的光掩膜。
在本发明的光掩膜的制作方法中，形成遮光膜区域的轮廓的工序最好包括在形成遮光膜区域的轮廓之后刻入透射性基板上的遮光膜区域的外侧部分的工序，使得在该部分和移相区之间相对于光源的波长产生(170+360×n)～(190+360×n)度(这里，n为整数)的位相差。
这样，可以形成移相区，使得遮光性模样的遮光效果得以可靠地提高。还有，与在光透射区和移相区之间设置位相差的情形相比，通过刻入微小面积的开口部的下侧的透射性基板可以简单地制成本发明的光掩膜。
在本发明的光掩膜的制作方法中，形成遮光膜的工序最好包括在遮光膜的下侧形成相对于光源的波长产生(170+360×n)～(190+360×n)度(这里，n为整数)的倒相的移相层的工序，形成开口部的工序最好包括在形成了开口部后消去移相层上的开口部的下侧的部分的工序。
这样，可以形成移相区，使得遮光性模样的遮光效果得以可靠地提高。还有，与在光透射区和移相区之间设置位相差的情形相比，通过刻入透射性基板可以使蚀刻工序的管理变得简单、使位相误差减少并同时易于使移相层的边缘部分垂直。还有，在此情况下，最好在形成遮光膜区域的轮廓的工序之前进行形成开口部的工序。这样，可以把形成有开口部的遮光膜作为掩膜对移相层进行蚀刻，因此，不必象在形成了遮光膜区域的轮廓之后形成开口部的情形那样用抗蚀模样连续进行开口部形成和移相层蚀刻，因此，可以简单地制成本发明的光掩膜。
在本发明的光掩膜的制作方法中，形成遮光膜的工序最好包括在遮光膜的下侧形成相对于光源的波长产生(170+360×n)～(190+360×n)度(这里，n为整数)的倒相的移相层的工序，形成遮光膜区域的轮廓的工序最好包括在形成了遮光膜区域的轮廓之后消去移相层上的遮光膜区域的外侧部分的工序。
这样，可以形成移相区，使得遮光性模样的遮光效果得以可靠地提高。还有，与在光透射区和移相区之间设置位相差的情形相比，通过刻入透射性基板可以使蚀刻工序的管理变得简单、使位相误差减少并同时易于使移相层的边缘部分垂直。还有，与在光透射区和移相区之间设置位相差的情形相比，通过消去微小面积的开口部的下侧的移相层可以简单地制成本发明的光掩膜。还有，在此情况下，最好在形成开口部的工序之前进行形成遮光膜区域的轮廓的工序。这样，可以把形成有遮光膜区域的轮廓且形成有开口部前的遮光膜作为掩膜对移相层进行蚀刻，因此，不必象在形成了开口部之后形成遮光膜区域的轮廓的情形那样用抗蚀模样连续进行遮光膜区域的轮廓形成和移相层蚀刻，因此，可以简单地制成本发明的光掩膜。
在本发明的光掩膜的制作方法中，在形成遮光膜区域的轮廓的工序之前进行形成开口部的工序，在形成开口部的工序和形成遮光膜区域的轮廓的工序之间还具备有在透射性基板上形成相对于光源的波长产生(170+360×n)～(190+360×n)度(这里，n为整数)的倒相的移相层的工序，形成遮光膜区域的轮廓的工序最好包括在形成遮光膜区域的轮廓之前消去移相层上的遮光膜区域的外侧部分的工序。
这样，可以形成移相区，使得遮光性模样的遮光效果得以可靠地提高。还有，与在光透射区和移相区之间设置位相差的情形相比，通过刻入透射性基板可以使蚀刻工序的管理变得简单、使位相误差减少并同时易于使移相层的边缘部分垂直。还有，当在对移相层的模样化工序中产生了缺陷的情况下，可以通过再形成移相层修复该缺陷，因此，不必重复在移相层形成工序前的工序，因此，可以提高产量。
在本发明的光掩膜的制作方法中，在形成开口部的工序之前进行形成遮光膜区域的轮廓的工序，在形成遮光膜区域的轮廓的工序和形成开口部的工序之间还具备有在透射性基板上形成相对于光源的波长产生(170+360×n)～(190+360×n)度(这里，n为整数)的倒相的移相层的工序，形成开口部的工序最好包括在形成开口部之前消去位于移相层上的移相区上的部分的工序。
这样，可以形成移相区，使得遮光性模样的遮光效果得以可靠地提高。还有，与在光透射区和移相区之间设置位相差的情形相比，通过刻入透射性基板可以使蚀刻工序的管理变得简单、使位相误差减少并同时易于使移相层的边缘部分垂直。还有，当在对移相层的模样化工序中产生了缺陷的情况下，可以通过再形成移相层修复该缺陷，因此，不必重复在移相层形成工序前的工序，因此，可以提高产量。
在本发明的光掩膜的制作方法中，在假设了移相区的宽度为Wm时，最好满足Wm≤(0.4×λ/NA)×M(这里，λ为光源的波长，NA为曝光机的缩小投影光学系统的数值孔径，M为该缩小投影光学系统的倍率)。
这样，移相区的遮光性能与具有同一宽度的遮光膜的遮光性能相比确实在同等程度以上。
在本发明的光掩膜的制作方法中，假设设有移相区的遮光性模样的宽度为Lm，则最好满足Lm≤(0.8×λ/NA)×M。
这样，通过在遮光性模样上设置移相区可以提高遮光性模样的遮光效果。
在满足Lm≤(0.8×λ/NA)×M的情况下，假设移相区的宽度为Wm，则最好满足Wm≤(0.8×λ/NA)×M-Lm且Wm≤Lm。
这样，可以确实提高遮光性模样的遮光效果。
在Lm≤(0.8×λ/NA)×M的情况下，假设移相区的宽度为Wm，则最好满足0.5×((((0.8×λ/NA)×M)-Lm)/2)≤Wm≤1.5×((((0.8×λ/NA)×M)-Lm)/2)且Wm≤Lm。
这样，可以极大地提高遮光性模样的遮光效果。
与本发明相关的模样设计制作方法以具备了由在对光源具有透射性的透射性基板上形成的遮光膜区域和移相区构成的孤立的遮光性模样的光掩膜的模样设计制作方法为前提，具备有从与遮光性模样对应的模样设计之中抽出具有(0.8×λ/NA)×M(这里，λ为光源的波长，NA为曝光机的缩小投影光学系统的数值孔径，M为该缩小投影光学系统的倍率)以下的宽度L×M的线模样的工序、和在被抽出的线模样的内侧配设具有((0.8×λ/NA)-L)×M以下的宽度W×M(这里W≤L)的移相区的工序。
根据本发明的模样设计制作方法，在从与遮光性模样对应的模样设计之中抽出了具有(0.8×λ/NA)×M以下的宽度L×M的线模样之后在被抽出的线模样的内侧配设具有((0.8×λ/NA)-L)×M以下的宽度W×M(这里W≤L)的移相区。因此，在遮光性模样上的遮光效果变弱的部分上可以配设能够突出遮光效果的移相区即掩膜增强区，因此，能够以对模样设计失真少的形状形成被投影在晶片上的光强度分布。因此，可以制成能够对任意形状形成包括析象度程度以下的尺寸的任意尺寸的模样的光掩膜的模样设计。
在本发明的模样设计制作方法中，最好满足0.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)≤W≤1.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)且W≤L。
这样，可以极大地提高遮光性模样的遮光效果。
在本发明的模样设计制作方法中，抽出线模样的工序最好包括从模样设计之中抽出模样角部或模样端部的工序，配设移相区的工序最好包括在被抽出的模样角部或其内侧或被抽出的模样端部其内侧配设具有(0.5×λ/NA)×M见方以下的尺寸的移相区的工序。
这样，借助于衍射到遮光性模样角部或端部的内侧的现象可以通过透过移相区的光可靠地消除绕进来的透射光。
与本发明相关的掩膜绘制数据制作方法以具备了由在对光源具有透射性的透射性基板上形成的遮光膜区域和对透射性基板的光透射区具有位相差的移相区构成的孤立的遮光性模样的光掩膜的掩膜绘制数据制作方法为前提，具备有如下工序，即从与遮光性模样对应的模样设计之中抽出具有(0.8×λ/NA)×M(这里，λ为光源的波长，NA为曝光机的缩小投影光学系统的数值孔径，M为该缩小投影光学系统的倍率)以下的宽度L×M的线模样、在被抽出的线模样的内侧配设了具有((0.8×λ/NA)-L)×M以下的宽度W×M(这里W≤L)的移相区并使得遮光性模样的遮光效果达到最大后，根据试曝光或曝光模拟的结果调节移相区的尺寸的工序。
根据本发明的掩膜绘制数据制作方法，在配设了移相区使得遮光性模样的遮光效果达到最大后，根据试曝光或曝光模拟的结果调节移相区的尺寸，因此，可以调节移相区的尺寸，使得由使用了光掩膜的曝光所形成的模样的尺寸和设计值相等。因此，可以制成可以防止模样向后退等的掩膜绘制数据，因此，通过进行使用了依照该掩膜绘制数据所形成的光掩膜的曝光可以以高精度形成微细模样。
在本发明的掩膜绘制数据制作方法中，调节移相区的尺寸的工序最好包括缩小与由使用了光掩膜的曝光所形成的模样的宽度比设计值大的部分对应的上述移相区的宽度且放大与由使用了上述光掩膜的曝光所形成的模样的宽度比设计值小的部分对应的上述移相区的宽度的工序。
这样，可以使由使用了光掩膜的曝光所形成的模样的尺寸可靠地与设计值相等。
附图的简单说明
图1为表示与本发明的实施例1相关的光掩膜的基本构造的图。
图2为要在被曝光基板上形成的所要求的设计模样的俯视图。
图3(a)为与用于形成图2所示的模样的比较例1相关的光掩膜的俯视图，图3(b)为表示在用与比较例1相关的光掩膜对抗蚀膜进行曝光时被投影到抗蚀膜中的光强度分布的模拟结果的图，图3(c)为表示对图3(b)所示的模拟结果中的表示抗蚀模样的形状的光强度的等高线的形状和所要求的模样形状进行了比较后的结果的图。
图4(a)为与用于形成图2所示的模样的本发明的实施例1相关的光掩膜的俯视图，图4(b)为表示在用与实施例1相关的光掩膜对抗蚀膜进行曝光时被投影到抗蚀膜中的光强度分布的模拟结果的图，图4(c)为表示对图4(b)所示的模拟结果中的表示抗蚀模样的形状的光强度的等高线的形状和所要求的模样形状进行了比较后的结果的图。
图5(a)为与比较例2相关的光掩膜的俯视图，图5(b)为与比较例3相关的光掩膜的俯视图，图5(c)～(e)为表示在使宽度L分别改变了0.06μm、0.10μm、0.16μm的情况下透射过与比较例2及3相关的各光掩膜的2点AB间的光的光强度分布的模拟结果的图，图5(f)为表示在使宽度L连续改变的情况下透射过与比较例2及3相关的各光掩膜的孤立线模样的中央部分的光的光强度变化的模拟结果的图。
图6为表示在使波长λ及数值孔径NA做各种改变的情况下移相区的遮光效果比遮光膜的高的最大宽度L的模拟结果与λ/NA的关系的图。
图7为表示在使波长λ及数值孔径NA做各种改变的情况下移相区的遮光效果达到最大的宽度L的模拟结果与λ/NA的关系的图。
图8(a)为与本发明的实施例1相关的光掩膜的俯视图，图8(b)～(d)为表示在使宽度L分别改变了0.10μm、0.14μm、0.18μm的情况下进一步使宽度W做各种变化的情况下透射过图8(a)所示的掩膜上的2点AB间的光的光强度分布的模拟结果的图，图8(e)为表示在使宽度L做各种变化的情况下进一步使宽度W做各种变化的情况下透射过图8(a)所示的掩膜上的遮光性模样的中央部分的光的光强度变化的模拟结果的图。
图9为表示掩膜增强区的遮光效果比遮光膜高的最大宽度W的模拟结果与宽度L的关系的图。
图10为表示掩膜增强区的遮光效果达到最大的宽度W的模拟结果与宽度L的关系的图。
图11(a)为掩膜增强区偏离遮光性模样的中部被配设后的掩膜的俯视图，图11(b)为表示在改变掩膜增强区的偏离宽度的情况下透射过图11(a)所示的掩膜上的2点AB间的光的光强度分布的模拟结果的图。
图12(a)～(c)为表示在分别使用了使遮光性模样的宽度做各种变化的情况下的与比较例4相关的光掩膜、与比较例5相关的光掩膜及与掩膜增强区被最优化后的本发明的实施例1相关的光掩膜时的光强度变化的模拟结果的图。图12(d)～(f)为表示在分别把使遮光性模样的宽度做各种变化的情况下的与比较例4相关的光掩膜、与比较例5相关的光掩膜及与掩膜增强区被最优化后的本发明的实施例1相关的光掩膜和环形曝光组合使用时的光强度变化的模拟结果的图。
图13为表示环形曝光的光源形状的图。
图14(a)为表示分别与W＝L及W＝α×(A-L)/2(这里，A＝0.8×λ/NA，α＝0.5、1.0、1.5及2.0)对应的曲线的图，图14(b)为表示分别与W＝L-2E及W＝α×(A-L)/2(这里，A＝0.8×λ/NA，α＝0.5、1.0、1.5及2.0)对应的曲线的图。
图15为表示模拟了在与本发明的实施例1相关的光掩膜中改变了作为掩膜增强区的移相区的透射率及位相时的遮光效果的变化的结果的图。
图16(a)～(e)为表示与本发明的实施例2相关的模样形成方法的各工序的剖视图。
图17(a)～(c)为表示分别在通常曝光、环形曝光及四极曝光中的光源形状的图。
图18(a)为表示在使用与本发明的实施例1相关的光掩膜进行通常曝光时的DOF值的模拟结果的图，图18(b)为表示在使用与本发明的实施例1相关的光掩膜进行环形曝光时的DOF值的模拟结果的图，图18(c)为表示在使用与本发明的实施例1相关的光掩膜进行四极曝光时的DOF值的模拟结果的图。
图19(a)～(g)为表示与本发明的实施例3相关的光掩膜的制作方法的各工序的剖视图，图19(h)～(l)分别为与图19(b)、(c)、(e)、(f)及(g)对应的俯视图。
图20(a)为表示在与本发明的实施例1相关的光掩膜中在掩膜增强区内产生不倒相的缺陷的情形的图，图20(b)～(d)为表示在使宽度L分别改变了0.10μm、0.14μm、0.18μm的情况下透射过图20(a)所示的掩膜上的2点AB间的光的光强度分布的模拟结果的图。
图21(a)为表示在与本发明的实施例1相关的光掩膜中在掩膜增强区内产生由遮光膜组成蚀刻残余的情形的图，图21(b)～(d)为表示在使宽度L分别改变了0.10μm、0.14μm、0.18μm的情况下透射过图21(a)所示的掩膜上的2点AB间的光的光强度分布的模拟结果的图。
图22(a)～(g)为表示与本发明的实施例3的变换例1相关的光掩膜的制作方法的各工序的剖视图，图22(h)～(k)分别为与图22(b)、(c)、(f)及(g)对应的俯视图。
图23(a)～(h)为表示与本发明的实施例3的变换例2相关的光掩膜的制作方法的各工序的剖视图，图23(i)～(m)分别为与图23(b)、(c)、(f)、(g)及(h)对应的俯视图。
图24(a)～(g)为表示与本发明的实施例4相关的光掩膜的制作方法的各工序的剖视图，图24(h)～(l)分别为与图24(b)、(c)、(e)、(f)及(g)对应的俯视图。
图25(a)～(h)为表示与本发明的实施例4的变换例1相关的光掩膜的制作方法的各工序的剖视图，图25(i)～(n)分别为与图25(b)、(c)、(d)、(f)、(g)及(h)对应的俯视图。
图26(a)～(g)为表示与本发明的实施例4的变换例2相关的光掩膜的制作方法的各工序的剖视图，图26(h)～(k)分别为与图26(b)、(c)、(e)及(g)对应的俯视图。
图27(a)～(g)为表示与本发明的实施例4的变换例3相关的光掩膜的制作方法的各工序的剖视图，图27(h)～(l)分别为与图27(b)、(c)、(d)、(f)及(g)对应的俯视图。
图28(a)～(g)为表示与本发明的实施例5相关的光掩膜的制作方法的各工序的剖视图，图28(h)～(l)分别为与图28(b)、(c)、(e)、(f)及(g)对应的俯视图。
图29(a)～(g)为表示与本发明的实施例5的变换例相关的光掩膜的制作方法的各工序的剖视图，图29(h)～(l)分别为与图29(b)、(c)、(e)、(f)及(g)对应的俯视图。
图30为与本发明的实施例6相关的模样设计制作方法及掩膜绘制数据制作方法的流程图。
图31(a)为表示在与本发明的实施例6相关的模样设计制作方法的步骤S1中制成的模样设计的一例的图，图31(b)为表示在与本发明的实施例6相关的模样设计制作方法的步骤S2中从(a)所示的模样设计之中抽出的线模样、模样端部及模样角部的图，图31(c)为表示在与本发明的实施例6相关的模样设计制作方法的步骤S3中被配设在图31(b)所示的线模样等的内侧的掩膜增强区的图，图31(d)为表示在与本发明的实施例6相关的模样设计制作方法的步骤S4中被配设了具有根据图31(c)示的线模样等的尺寸所决定尺寸的掩膜增强区的模样设计的图，图31(e)为表示在与本发明的实施例6相关的模样设计制作方法的步骤S5中被进行了图31(d)所示的掩膜增强区的尺寸调节后的模样设计的图，图31(f)为表示在与本发明的实施例6相关的模样设计制作方法的步骤S6中根据图31(e)所示的尺寸调节后的模样设计所决定的掩膜模样形成用的数据的图，图31(g)为表示在与本发明的实施例6相关的模样设计制作方法的步骤S6中根据图31(e)所示的尺寸调节后的模样设计所决定的掩膜增强区形成用的数据的图。
图32(a)为表示最小尺寸比析象度大得多的模样的一例的图，图32(b)为表示在用以往的光掩膜形成图32(a)所示的模样时所投影的光强度分布的模拟结果的图。
图33(a)为表示最小尺寸为析象度程度的模样的一例的图，图33(b)为表示在用以往的光掩膜形成图33(a)所示的模样时所投影的光强度分布的模拟结果的图。
图34(a)为被用于与以往例1相关的模样形成方法的第1光掩膜的俯视图，图34(b)为沿图34(a)的I-I线的剖视图，图34(c)为被用于与以往例1相关的模样形成方法的第2光掩膜的俯视图，图34(d)为表示由使用了图34(a)所示的第1光掩膜及图34(c)所示的第2光掩膜的模样形成方法所形成的抗蚀模样的图。
图35为被用于与以往例2相关的模样形成方法的光掩膜的俯视图。
实施发明的最佳实施例
实施例1
以下参照附图对与本发明的实施例1相关的光掩膜进行说明。还有，在实施例1中，假设NA表示曝光机的缩小投影光学系统的数值孔径(比如0.6)、λ表示曝光光即光源的波长(比如0.193μm)、M表示曝光机的缩小投影光学系统的倍率(比如4或5)。
图1表示与实施例1相关的光掩膜的基本构造。
如图1所示，在透射性基板100上形成有由遮光膜组成的遮光膜区域101，同时，在遮光膜区域101的内侧设有移相区102。此时，包含移相区102的遮光膜区域101的宽度为L×M，移相区102的宽度为W×M，包围遮光膜区域101上的移相区102的部分的宽度为S×M。还有，移相区102是通过比如在成为遮光膜区域101的遮光膜上设置和移相区102具有同一轮廓的开口部并只除去产生透射光的波长(从波长λ换算)的一半的光程差的厚度的该开口部下侧的透射性基板100而形成的。由此，透过移相区102的光相对于透过透射性基板100的光透射区(遮光膜区域101和移相区102都没设的部分)的光产生约180度的位相差。
实施例1的特性在于遮光性模样是由遮光膜区域101和移相区102构成的。也就是说，通过使用比如图1所示的光掩膜可以在晶片上形成宽度L的模样。例如，假设晶片上的所要求的模样尺寸(或设计值)为0.1μm，则L＝0.1μm，因此，在使用倍率M＝4的曝光机的情况下，光掩膜上的遮光性模样的尺寸为M×L＝0.1×4＝0.4μm。
图2为要在被曝光基板上形成的所要求的设计模样的俯视图。
图3(a)为与用于形成图2所示的模样的比较例1相关的光掩膜的俯视图。
如图3(a)所示，在与比较例1相关的光掩膜中，在由对曝光光源具有高透射率的玻璃等组成的透射性基板110上形成有只由尺寸为所要求的模样尺寸(通常为设计值)M倍的铬膜等遮光膜组成的遮光性模样111。例如，在所要求的模样的轮廓宽度为1μm的情况下，遮光性模样111的轮廓宽度为Mμm。还有，透射性基板110上的遮光性模样111的外侧区域110a为光透射区。还有，可以把i线(365nm)、KrF受激准分子激光(248nm)、ArF受激准分子激光(193nm)或F2受激准分子激光(157nm)作为曝光光源。
图3(b)表示在用图3(a)所示的光掩膜对抗蚀膜进行曝光时被投影到抗蚀膜中的光强度分布的模拟结果。还有，在光强度分布的模拟中使用的光学条件是波长λ＝0.193μm、数值孔径NA＝0.6、干涉度σ＝0.8。还有，在图3(b)中，用在2维的相对坐标系中的相对光强度的等高线表示光强度分布。
在使用了图3(a)所示的光掩膜的情况下，在遮光性模样111之中线宽度细的部分(例如区域R1)、线端(例如区域R2)或模样角区(角部，例如区域R3)，光会因衍射现象而绕到遮光膜的背侧，因此，把遮光性模样111作为掩膜不能完全遮住曝光光。其结果如图3(b)所示，光强度分布显著偏离遮光性模样111即与所要求的模样相似的形状。还有，在想要形成具有由上述光学条件所定的析象度程度以下、具体来说0.13μm程度以下的线宽的模样的区域(例如区域R1’或R2’)中，在光强度分布中的相对光强度的等高线间隔加大。因此，由曝光量的不一致性而产生的模样尺寸的不一致性增加，由此，抗蚀膜的曝光允许量减小，因此，要得到稳定的模样形状变得非常困难。
图3(c)为表示对图3(b)所示的相对光强度的等高线中的被认为表示在抗蚀膜显影后所形成的抗蚀模样的形状的等高线的形状和所要求的模样形状进行了比较后的结果。
如图3(c)所示，在所预期的抗蚀模样的形状中，线端(例如区域R2’)或模样角区(例如区域R3’)都从所要求的模样形状后退，同时，具有0.13μm(析象度)程度以下的线宽的部分(例如区域R1’)比所要求的模样形状细。
于是，本发明者试制了在遮光性模样中的线宽在(M×析象度)程度以下的部分的内侧、线端或模样角区等上设置了相对于通常的光透射区的透射光产生具有约180度的位相差的透射光的移相区的光掩膜即与实施例1相关的光掩膜。
图4(a)为与用于形成图2所示的模样的实施例1相关的光掩膜的俯视图。
如图4(a)所示，在与实施例1相关的光掩膜中，在透射性基板120上形成有由轮廓尺寸为所要求的模样尺寸M倍的铬膜等遮光膜组成的遮光膜区域121。例如，在所要求的模样的轮廓宽度为1μm的情况下，遮光膜区域121的轮廓宽度为Mμm。还有，透射性基板120上的遮光膜区域121的外侧区域120a为光透射区。还有，在遮光膜区域121的内侧形成有相对于光透射区120a的透射光产生具有约180度的位相差的透射光且透射率和光透射区120a的透射率几乎等价的移相区122。还有，遮光性模样是由遮光膜区域121和移相区122构成的。
具体来说，移相区122被设在遮光性模样之中的线宽在M×0.13μm(析象度)程度以下的部分(例如区域r1)的内侧、线端(例如区域r2)或模样角区(例如区域r3)等上。还有，移相区122移是通过比如在成为遮光膜区域121的遮光膜上设置和移相区122具有同一轮廓的开口部并只除去产生透射光的波长(从波长λ换算)的一半的光程差的厚度的该开口部下侧的透射性基板120而形成的。
图4(b)表示在用图4(a)所示的光掩膜对抗蚀膜进行曝光时被投影到抗蚀膜中的光强度分布的模拟结果。还有，在光强度分布的模拟中使用的光学条件是波长λ＝0.193μm、数值孔径NA＝0.6、干涉度σ＝0.8。还有，在图4(b)中，用在2维的相对坐标系中的相对光强度的等高线表示光强度分布。
如图4(b)所示，由图4(a)所示的光掩膜得到的光强度分布具有和由遮光膜区域121和移相区122构成的遮光性模样即所要求的模样相似的形状。还有，在光强度分布中的相对光强度的等高线间隔还整体变窄。因此，由曝光量的不一致性而产生的模样尺寸的不一致性减小，由此，抗蚀膜的曝光允许量增大，因此，得到稳定的模样形状变得容易。
图4(c)为表示对图4(b)所示的相对光强度的等高线中的被认为表示在抗蚀膜显影后所形成的抗蚀模样的形状的等高线的形状和所要求的模样形状进行了比较后的结果。
如图4(c)所示，在所预期的抗蚀模样的形状中，不会产生在使用了与比较例1相关的光掩膜的情况下所产生的情形、即线端(例如区域r2’)或模样角区(例如区域r3’)都从所要求的模样形状后退的情形、或具有0.13μm(析象度)程度以下的线宽的部分(例如区域r1’)比所要求的模样形状细的情形。也就是说，在使用了与实施例1相关的光掩膜的情况下可以形成具有所要求的形状的模样。
本发明者从以上所说明的结果发现这样的原理，即在光掩膜上配设了光透射区、对光透射区有180度的位相差的移相区并使之满足规定的条件的情况下，移相区发挥比遮光膜区域更好的遮光性能。
下面，为了特定上述规定的条件，首先，参照附图对只把遮光膜或移相区用作遮光性模样的构造的遮光特性进行说明。
图5(a)表示在透射性基板上形成有只由遮光膜组成的遮光性模样的掩膜(以下称为与比较例2相关的光掩膜)的俯视图。如图5(a)所示，在透射性基板130上形成有由铬膜等遮光膜组成的宽度(L×M)的孤立线模样131。
图5(b)表示在透射性基板上形成有只由移相区组成的遮光性模样的掩膜(以下称为与比较例3相关的光掩膜)的俯视图。如图5(b)所示，在透射性基板140上形成有由移相区组成的宽度(L×M)的孤立线模样141。
图5(c)～(e)表示在使宽度L分别改变了0.06μm、0.10μm、0.16μm的情况下透射过与比较例2及3相关的各光掩膜的2点AB间的光的光强度(相对光强度)分布的模拟结果(光学条件：波长λ＝0.193μm、数值孔径NA＝0.6、干涉度σ＝0.8)。还有，在图5(c)～(e)中，用虚线表示透射过与比较例2相关的光掩膜的2点AB间的光的光强度分布，用实线表示透射过与比较例3相关的光掩膜的2点AB间的光的光强度分布。还有，在图5(c)～(e)中可以判断，横轴的原点即孤立线模样131或孤立线模样141的中间部分上的光强度越小、基于各掩膜的遮光效果越大。
图5(f)表示在使宽度L连续改变的情况下透射过孤立线模样131(与比较例2相关的光掩膜)及孤立线模样141(与比较例3相关的光掩膜)各自的中央部分的光的光强度(相对光强度)变化的模拟结果(光学条件：波长λ＝0.193μm、数值孔径NA＝0.6、干涉度σ＝0.8)。还有，在图图5(f)中，用虚线表示透射过孤立线模样131的中央部分的光的光强度变化，用实线表示透射过孤立线模样141的中央部分的光的光强度变化。
如图5(c)～(e)及图5(f)所示，当宽度L小于析象度程度即0.13μm的程度时，与遮光膜相比，移相区的遮光效果更好，另一方面，当宽度L大于0.13μm的程度时，基于移相区的遮光效果比遮光膜的差。也就是说，移相区的遮光效果比遮光膜的遮光效果好的最大宽度L为0.13μm的程度。
还有，如图5(f)所示，基于移相区的遮光效果达到最好时，宽度L在0.10μm附近。
图6表示在使波长λ及数值孔径NA做各种改变的情况下移相区的遮光效果比遮光膜(铬膜)的高的最大宽度L的模拟结果与λ/NA的关系。
如图6所示，在移相区的遮光效果比遮光膜的高的最大宽度L和λ/NA之间，用L＝0.4×λ/NA所表示的关系近似成立。也就是说，由在透射性基板上所形成的移相区组成的孤立线模样在其宽度(L×M)小于(0.4×λ/NA)×M时具有比由遮光膜组成的孤立线模样更好的遮光效果。
图7为表示在使波长λ及数值孔径NA做各种改变的情况下移相区的遮光效果达到最大的宽度L的模拟结果与λ/NA的关系的图。
如图7所示，在移相区的遮光效果达到最大的宽度L和λ/NA之间，用L＝(0.8/3)×λ/NA所表示的关系近似成立。也就是说，由在透射性基板上所形成的移相区组成的孤立线模样在其宽度(L×M)为((0.8/3)×λ/NA)×M时具有最大的遮光效果。
本发明者从以上所说明的结果发现，借助于在规定的尺寸以下的移相区被遮光膜围住的构造、即借助于移相区被遮光膜区域围住的构造可以实现具有高遮光性能的遮光性模样。
下面，为了特定可以借助于移相区突出遮光膜的遮光性能的条件，参照附图对具有组合了移相区和遮光膜区域的构造的遮光性模样的遮光特性进行说明。
图8(a)表示形成有具有组合了移相区和遮光膜区域的构造的遮光性模样的掩膜即与实施例1相关的光掩膜的俯视图。如图8(a)所示，遮光膜区域151被形成于透射性基板150上使之包围移相区152，遮光性模样是由遮光膜区域151和移相区152构成的。还有，包含移相区152的遮光膜区域151的宽度为(L×M)，移相区152的宽度为(W×M)，包围遮光膜区域151上的移相区152的部分的宽度为(S×M)。也就是说，L＝W+2S。
图8(b)～(d)表示在使宽度L分别改变了0.10μm、0.14μm、0.18μm的情况下进一步使宽度W做各种变化的情况下透射过图8(a)所示的掩膜上的2点AB间的光的光强度(相对光强度)分布的模拟结果(光学条件：波长λ＝0.193μm、数值孔径NA＝0.6、干涉度σ＝0.8)。
图8(e)表示在使宽度L做各种变化的情况下进一步使宽度W做各种变化的情况下透射过图8(a)所示的掩膜上的遮光性模样的中央部分的光的光强度(相对光强度)变化的模拟结果(光学条件：波长λ＝0.193μm、数值孔径NA＝0.6、干涉度σ＝0.8)。
图9表示组合了移相区和遮光膜区域的构造的的遮光效果比只使用了根据图8(b)～(d)及图8(e)得到的遮光膜(铬膜)的构造(相当于W＝0)的高(光强度降低)的最大宽度W的模拟结果与宽度L的关系。
但是，根据只基于上述移相区的遮光效果的特性，在移相区被配设在遮光膜的内侧、使之被光透射区(透射性基板之中没形成有遮光性模样的区域)包围在0.4×λ/NA以内的距离、换言之满足W+S≤0.4×λ/NA的情况下，可以预料，具有该构造的遮光性模样可以实现比只由遮光膜组成的同一尺寸的遮光性模样更高的遮光效果。还有，在满足W+S≤0.4×λ/NA的情况下，L≤(0.8×λ/NA)-W成立，因此，L≤(0.8×λ/NA)成立。
另一方面，如图9所示，在组合了移相区和遮光膜区域的构造的的遮光效果比只使用了遮光膜的构造的高的最大宽度W和宽度L之间，用W＝(0.8×λ/NA)-L表示的关系近似成立。也就是说，在比如宽度(L×M)的遮光膜的内侧形成宽度(W×M)的开口部并把该开口部用作移相区的情况下，如果满足W≤(0.8×λ/NA)-L，则与原封不动地使用了宽度(L×M)的遮光膜的情形相比可以改善遮光效果。还有，在满足W≤(0.8×λ/NA)-L的情况下，W+S≤0.4×λ/NA成立，因此，图9所示的结果和上述预料一致。还有，在L≤0.4×λ/NA的情况下，即便W＝L、也就是说即便只由移相区形成遮光性模样，与只由遮光膜形成遮光性模样的情形相比也可以改善遮光效果。
本发明者从以上所说明的结果发现，在宽度(L×M)小于等于(0.8×λ/NA)×M的遮光性模样中，通过在其内侧设置宽度(W×M)在((0.8×λ/NA)-L)×M以下的移相区即开口部可以提高遮光性模样的遮光效果。以下把满足上述条件被形成于遮光性模样的内侧的移相区称为掩膜增强区。
图10表示根据图8(b)～(d)及图8(e)得到的掩膜增强区的遮光效果达到最大的宽度W的模拟结果与宽度L的关系。
如图10所示，在掩膜增强区的遮光效果达到最大的宽度W和宽度L之间，用W＝((0.8×λ/NA)-L)/2表示的关系近似成立。也就是说，在比如宽度(L×M)的遮光膜的内侧形成宽度(W×M)的开口部并把该开口部用作掩膜增强区的情况下，如果满足W＝((0.8×λ/NA)-L)/2，则掩膜增强区可以发挥最大的遮光效果。
本发明者还发现，假设由遮光膜和被设在其内侧的掩膜增强区构成的遮光性模样的宽度为(L×M)、掩膜增强区的宽度为(W×M)，如果满足W≤(0.8×λ/NA)-L，则即使掩膜增强区不位于遮光性模样的中部，也会有因掩膜增强区而改善遮光性能的效果。
图11(a)表示掩膜增强区偏离遮光性模样的中部被配设后的掩膜的俯视图。如图11(a)所示，在透射性基板160上形成有遮光膜区域161，使之包围掩膜增强区162，遮光性模样是由遮光膜区域161和掩膜增强区162形成的。还有，包含掩膜增强区162的遮光膜区域161的宽度即遮光性模样的宽度为(L×M)，掩膜增强区162的宽度为(W×M)，遮光性模样的中心线和掩膜增强区162的中心线之间的偏离宽度为(d×M)。
图11(b)表示在假设宽度L为0.14μm、宽度W为0.06μm、使偏离宽度d从-0.03μm变到0.03μm的情况下透射过图11(a)所示的掩膜上的2点AB间的光的光强度(相对光强度)分布的模拟结果(光学条件：波长λ＝0.193μm、数值孔径NA＝0.6、干涉度σ＝0.8)。
如图11(b)所示，基于掩膜增强区的遮光效果大致是同等的程度而与遮光性模样上的掩膜增强区的位置无关。还有，相对于掩膜增强区的位置偏离量为0.06μm×M(d＝-0.03μm的情形和d＝0.03μm的情形之间的偏离量)，其光强度分布本身的位置偏离量为0.02μm的程度，掩膜增强区的位置偏离对光强度分布的影响小。由此可知，在使用了掩膜增强区的遮光性模样构造中，掩膜增强区的形成位置控制并不是那么重要。
如以上所说明，根据实施例1，在宽度(L×M)小于等于(0.8×λ/NA)×M的遮光性模样的内侧设置宽度(W×M)在((0.8×λ/NA)-L)×M以下的掩膜增强区，因此，因衍射现象而绕进了遮光性模样之中的遮光膜区域的背侧的透射光会被透射过掩膜增强区的光消除，因此，可以改善遮光性模样的遮光效果。此时，通过设置掩膜增强区使之满足W＝((0.8×λ/NA)-L)/2，可以使遮光性模样的遮光效果达到最大。还有，在L≤0.4×λ/NA的情况下，即便W＝L、也就是说即便只由移相区形成遮光性模样，与只由遮光膜形成遮光性模样的情形相比也可以改善遮光效果。
以下参照附图对在最优化了掩膜增强区的宽度的情况下得到的遮光性能进行说明。
图12(a)～(c)表示在分别使用了在把遮光性模样的宽度设为(L×M)并使L从0.26μm变到0.10μm的情况下的遮光性模样只由遮光膜组成的纯遮光膜掩膜(以下称为与比较例4相关的光掩膜)、半色调移相掩膜(以下称为与比较例5相关的光掩膜)及被包含于遮光性模样中的掩膜增强区的宽度被最优化后的本实施例的掩膜时的光强度变化的模拟结果。
图12(d)～(f)表示在把假设遮光性模样的宽度为(L×M)、使L从0.26μm变到0.10μm的情况下的比较例4、比较例5及本实施例的光掩膜和图13所示的环形曝光(在曝光机的光源中心设有光源半径的2/3的遮光滤光片)组合使用时的光强度分布的模拟结果。
还有，在图12(a)～(f)所示的光强度分布的模拟结果中使用的光学条件是波长λ＝0.193μm、数值孔径NA＝0.6、干涉度σ＝0.8，0.8×λ/NA0.26μm及(0.8/3)×λ/NA0.09μm成立。还有，图12(a)～(f)所示的光强度分布是把遮光性模样的中央作为原点并沿横断遮光性模样的方向计算得到的。
如图12(a)所示，在只使用遮光膜掩膜的情况下，L越比0.8×λ/NA(0.26μm)小，遮光性模样的遮光效果变得越弱，曝光允许量急剧降低。
还有，如图12(b)所示，在使用了半色调移相掩膜的情况下，L变得越小，遮光性模样的遮光效果变得越弱，曝光允许量急剧降低。
另一方面，如图12(c)所示，在使用了具有被最优化了的掩膜增强区构造的本实施例的掩膜的的情况下，L在从0.8×λ/NA到(0.8/3)×λ/NA(约0.10μm)的整个范围内可以得到同等程度的遮光效果。还有，如上所述，当L在0.8×λ/NA以上时，可以通过只使用了遮光膜的通常的遮光性模样得到足够的遮光效果，因此，通过对掩膜增强区构造的利用可以在L大于(0.8/3)×λ/NA的任意尺寸上实现足够的遮光效果。还有，从本实施例中可知，L＝(0.8/3)×λ/NA并不意味着析象分辨极限，即便L在(0.8/3)×λ/NA以下，也可以通过使用掩膜增强区形成模样。
还有，如图12(a)及图12(d)、或图12(b)及图12(e)所示，单纯的遮光膜掩膜或半色调移相掩膜通过和环形曝光组合使用会产生遮光性能的下降。与此相对，如图12(c)及图12(f)所示，把本实施例的掩膜和环形曝光组合使用不会产生遮光性能的下降。
还有，关于因把本实施例的掩膜和环形曝光组合使用所产生的效果将在后面叙述。
下面参照附图对在假设包含掩膜增强区的遮光性模样的宽度为(L×M)、掩膜增强区的宽度为(W×M)时的L和W的关系进行说明。
图14(a)表示在把横轴设为L、纵轴设为W时分别与W＝L及W＝α×(A-L)/2(这里，A＝0.8×λ/NA，α＝0.5、1.0、1.5及2.0)对应的曲线。这里，W＝α×(A-L)/2满足与掩膜增强区的宽度(W×M)有关的条件W≤(0.8×λ/NA)-L＝A-L(这里，W≤L)。还有，如果忽视可在光掩膜上形成的最小尺寸，则对于掩膜增强区的宽度(W×M)条件W≤L成立。
在图14(a)中，在W＝L和W＝α×(A-L)/2的交点上用●表示，该交点上的L值为α×A/(2+α)。
如上所述，掩膜增强区被设在满足L＜A的条件的遮光性模样上，另一方面，如图14(a)所示，在L＜A的条件中，L变得越小，W＝α×(A-L)/2的值变得越大，在●上W与L一致。也就是说，对于较此小的L可以只由移相区形成遮光性模样。例如，在α＝1时，也可以只由移相区形成L＝A/3不到的遮光性模样。
图14(b)表示在把横轴设为L、纵轴设为W时分别与W＝L-2E及W＝α×(A-L)/2(这里，A＝0.8×λ/NA，α＝0.5、1.0、1.5及2.0)对应的曲线。这里，(E×M)为可在光掩膜上形成的最小尺寸，意味着比如光掩膜绘制装置的重叠精度程度的值。还有，包含掩膜增强区的遮光性模样的宽度(L×M)及掩膜增强区的宽度(W×M)当然是在最小尺寸(E×M)之上。还有，此时，需要在掩膜增强区的两侧留下宽度至少在(E×M)以上的遮光膜，因此，对于掩膜增强区的宽度(W×M)，条件W≤L-2E成立。
在图14(b)中，W＝L-2E和W＝α×(A-L)/2的交点上用●表示，该交点上的L值为(α×A+4×E)/(2+α)。
和图14(a)一样，如图14(b)所示，在L＜A的条件下L变得越小，W＝α×(A-L)/2的值变得越大，在●上W与L-2E一致。也就是说，对于较此小的L，随着L变小，只是掩膜增强区的宽度变小，使得在掩膜增强区的两侧必须留下宽度为(E×M)的遮光膜。例如，在α＝1时，在L＝(A+4×E)/3不到的遮光性模样中只改变掩膜增强区的宽度。
还有，如图14(a)及图14(b)所示，如果掩膜增强区的宽度(W×M)在满足条件W≤2×(A-L)/2＝A-L和条件W≤L或W≤L-2E的范围内被决定，则可以借助于掩膜增强区提高遮光性能。还有，当条件W＝(A-L)/2和条件L≥A/3被满足时，掩膜增强区的遮光性能达到最大，但如果条件0.5×(A-L)/2≤W≤1.5×(A-L)/2和条件W≤L或W≤L-2E被满足，则足以得到由掩膜增强区引起的提高遮光性能的效果。
以下对掩膜增强区的透射率及位相和基于掩膜增强区的遮光效果的关系进行说明。
图15为表示模拟了在假设遮光性模样的宽度为(L×M)，在L＝0.10μm的条件下掩膜增强区的宽度被最优化后的本实施例的光掩膜中，改变了作为掩膜增强区的移相区的透射率及位相时的遮光效果的变化的结果。还有，把(F(X，Y)-F(180，1.0))/F(180、1.0)用作遮光效果的评价式(这里，X为位相，Y为透射率强度(透射率的平方后的值，光透射区的透射率强度为1)，F(X，Y)表示在遮光性模样中心处的光强度)。还有，在图15中分别表示了在遮光效果的评价式为1.0、2.0及3.0时的透射率和位相的值的关系。
这里，如图15所示，当把遮光效果的评价式为1的情形即随着透射率即位相的变化所产生的光强度变化等于最小光强度F(180，1.0)的情形作为基于掩膜增强区的遮光效果的容许界限时，掩膜增强区相对于光透射区的位相差最好为(170+360×n)～(190+360×n)度(这里，n为整数)。还有，掩膜增强区的透射率强度最好为光透射区的80％以上。
还有，在以上的说明中，把遮光性模样作为线模样被形成的情形作为前提，但在掩膜增强区被配设在遮光膜的内侧使之至少从2个方向被光透射区包围在0.4×λ/NA以内的距离的情况下会产生基于掩膜增强区的遮光性能提高的效果。因此，在遮光性模样的角部或其内侧、或作为线模样被形成的遮光性模样的端部或其内侧配设了掩膜增强区的情况下也会产生基于掩膜增强区的遮光效果的提高，由此，可以形成具有与所要求的遮光性模样逼真相似的形状的微细模样。
实施例2
下面参照附图对与本发明的实施例2相关的模样形成方法进行说明。还有，与实施例2相关的模样形成方法为使用了与实施例1相关的光掩膜的模样形成方法。另外，在实施例2中，M表示曝光机的缩小投影光学系统的倍率。
图16(a)～(e)为表示与实施例2相关的模样形成方法的各工序的剖视图。
首先，如图16(a)所示，在基板200上形成由金属膜或绝缘膜组成的被蚀刻膜201。此时，在基板200上也可以预先形成有底层绝缘膜、底层布线或晶体管等有源元件等。
其次，如图16(b)所示，在被蚀刻膜201上形成抗蚀膜202。
还有，在本实施例中，把通过显影除去感光之处的正片型抗蚀剂用作抗蚀膜202的材料，但为了形成孔模样等那样微细的抗蚀消去区，使用负片型抗蚀剂即可。
接着，如图16(c)所示，使用与实施例1相关的光掩膜、即形成有具有掩膜增强区构造的遮光性模样203a的光掩膜203对抗蚀膜202进行模样曝光。具体来说，把通过使曝光光204照射在光掩膜203上产生的透射光205照射在抗蚀膜202的规定处。
接着，如图16(d)所示，使经模样曝光了的抗蚀膜202显影并形成抗蚀模样202A。
接着，如图16(e)所示，把抗蚀模样202A作为蚀刻掩膜对被蚀刻膜201进行蚀刻，形成由被蚀刻膜201组成的模样201A。
根据实施例2，因使用与实施例1相关的光掩膜进行模样曝光，即便在形成具有析象度程度以下的尺寸的抗蚀模样202A或模样201A的情况下也可以得到和在形成具有析象度程度以上的尺寸的模样的情形同等程度的基于遮光性模样203a的遮光效果，因此，借助于只使用了与实施例1相关的光掩膜的曝光可以对任意形状形成包括析象度程度以下的尺寸的任意尺寸的抗蚀模样202A或模样201A。
但是，本发明者发现，通过使用掩膜增强区，除了具有改善遮光性能的效果之外还可以得到改善聚焦特性等处理余量的特有效果。以下参照附图对改善处理余量的效果进行说明。
图17(a)～(c)表示分别在通常曝光、环形曝光及四极曝光中的光源形状。这里，环形曝光及四极曝光各为斜入射曝光的一种。
图18(a)表示在分别使用了在假设遮光性模样的宽度为(L×M)并使L从0.10μm变到0.25μm进行图17(a)所示的通常曝光的情况下的单纯遮光膜掩膜(与比较例4相关的光掩膜)、半色调移相掩膜(与比较例5相关的光掩膜)及与掩膜增强区被最优化后的实施例1相关的光掩膜(以下称为本发明的光掩膜)时的DOF(Depth of Focus：聚焦深度)值的模拟结果。
图18(b)表示在分别使用了在假设遮光性模样的宽度为(L×M)并使L从0.05μm变到0.25μm进行图17(b)所示的环形曝光的情况下的比较例4、比较例5及本发明的光掩膜时的DOF值的模拟结果。
图18(c)表示在分别使用了在假设遮光性模样的宽度为(L×M)并使L从0.05μm变到0.30μm进行图17(c)所示的四极曝光的情况下的比较例4、比较例5及本发明的光掩膜时的DOF值的模拟结果。
还有，在图18(a)～(c)中，通过在实现任意的L的条件下模拟随着聚焦位置变化的线宽度(Critical Dimension：以下称为CD)的值求得相对于聚焦位置为0时的CD的CD变动范围在10％以内的聚焦位置的允许范围作为DOF值。
如图18(a)～(c)所示，在半色调移相掩膜中，基于使用环形照明法或四极照明法等斜入射照明法的聚焦深度的改善效果(以通常曝光为基准)只和单纯遮光膜具有同等的程度。与此相对，在具有掩膜增强区构造的本发明的光掩膜中，L变得越小，因使用斜入射照明法所引起的聚焦深度的改善效果越明显。
也就是说，掩膜增强区不仅具有改善遮光性能的效果，通过和斜入射照明法组合还具有改善聚焦深度等处理余量的效果。换言之，通过和斜入射照明法组合，遮光效果被调节成最大的掩膜增强区具有非常优良的曝光量特性和聚焦特性。因此，在形成具有0.8×λ/NA以下的任意尺寸的模样时，通过在光掩膜上的遮光性模样设置掩膜增强区并进行斜入射曝光可以实现用以往的光掩膜制作不了的微细模样，同时还可以确保高的处理余量并在LSI制造中实现高的材料利用率。
实施例3
下面参照附图对与本发明的实施例3相关的光掩膜的制作方法进行说明。还有，与实施例3相关的光掩膜的制作方法为具备了由被形成于与实施例1相关的光掩膜即透射性基板上的遮光膜区域和掩膜增强区构成的孤立的遮光性模样的光掩膜的制作方法。还有，在实施例3中，假设NA表示曝光机的缩小投影光学系统的数值孔径、λ表示曝光光即光源的波长、M表示曝光机的缩小投影光学系统的倍率。
图19(a)～(g)为表示与实施例3相关的光掩膜的制作方法的各工序的剖视图，图19(h)～(l)分别为与图19(b)、(c)、(e)、(f)及(g)对应的俯视图。
首先，如图19(a)所示，当在由比如石英玻璃组成的透射性基板300上沉积了由比如铬化合物等组成的遮光膜301后，在遮光膜301之上涂敷抗蚀剂形成第1抗蚀膜302。
其次，在用电子束(EB)曝光机等掩膜绘制装置对第1抗蚀膜302进行了模样绘制之后，如19(b)或图19(h)所示，对第1抗蚀膜302进行显影，制成覆盖掩膜模样形成区的第1抗蚀模样302A。
接着，把第1抗蚀模样302A作为掩膜对遮光膜301进行蚀刻，如图19(c)或图19(i)所示，在形成了由遮光膜301组成的掩膜模样301A后除去第1抗蚀模样302A。在图19(c)所示的工序结束后的阶段，即便在掩膜模样301A存在缺陷，也可以进行在以往所用的掩膜制造方法中的修复工序。
接着，如图19(d)所示，在形成有掩膜模样301A的透射性基板300上涂敷抗蚀剂并形成第2抗蚀膜303。
接着，在使用掩膜绘制装置对第2抗蚀膜303进行了模样绘制之后，如19(e)或图19(j)所示，对第2抗蚀膜303进行显影，形成在掩膜增强区形成区域上具有开口部的第2抗蚀模样303A。还有，因掩膜增强区形成区域肯定是在掩膜模样301A的内侧，第2抗蚀模样303A的开口部肯定存在于掩膜模样301A上。
接着，如图19(f)或图19(k)所示，在把第2抗蚀模样303A作为掩膜对掩膜模样301A进行蚀刻并在掩膜模样301A上形成开口部304。
接着，如图19(g)或图19(l)所示，把第2抗蚀模样303A作为掩膜对透射性基板300进行蚀刻，在除去了产生180度倒相的厚度的在透射性基板300中的开口部304的下侧部分后除去第2抗蚀模样303A。此时，刻入透射性基板300使得掩膜模样301A稍微撑出。
如以上所说明，根据实施例3，在模样化透射性基板300上的遮光膜301并形成了掩膜模样301A后，在掩膜模样301A上形成位于掩膜增强区形成区域的开口部304，然后，刻入透射性基板300中的开口部304的下侧部分。因此，可以在掩膜增强区和掩膜模样301A的外侧的透射性基板300即光透射区之间设置位相差，因此，设定开口部304的宽度即掩膜增强区的宽度，使得与具有同一宽度的遮光膜的遮光性能相比、掩膜增强区的遮光性能在同等程度以上，由此可以形成与实施例1相关的光掩膜。
但是，在与实施例1相关的光掩膜中重要的参数为包括掩膜增强区的遮光性模样的宽度即包括开口部304的掩膜模样301A的宽度(L×M)和掩膜增强区的宽度即开口部304的宽度(W×M)(参照图19(g))。
另一方面，根据实施例3，因独立进行用于形成掩膜模样301A的模样化工序和用于形成开口部304的模样化工序，可以分别正确地控制遮光性模样的尺寸及掩膜增强区的尺寸，因此，可以可靠地制成与实施例1相关的光掩膜。
还有，在实施例3中把石英玻璃用作透射性基板300的材料，但并不限于此，也可以使用氟化钙等。
还有，在实施例3中把铬化合物用作遮光膜301的材料，但并不限于此，也可以使用铬、硅或锆等金属或其化合物等。
还有，在实施例3中，当开口部304的宽度即掩膜增强区的宽度为(W×M)时，最好满足W≤0.4×λ/NA。这样可以保证掩膜增强区的遮光性能与具有同一宽度的遮光膜的遮光性能相比在同等程度以上。
还有，在实施例3中，当包括开口部304的掩膜模样301A的宽度即遮光性模样的宽度为(L×M)时，最好满足L≤0.8×λ/NA。这样可以通过在掩膜模样301A上设置开口部304即掩膜增强区产生改善遮光性能的效果。此时，如果W≤(0.8×λ/NA)-L且W≤L或W≤L-2E(这里，(E×M)为可在光掩膜上形成的最小尺寸)，则确实可以产生改善遮光性能的效果。还有，如果满足0.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)≤W≤1.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)且W≤L或W≤L-2E，则可以增大改善遮光性能的效果。还有，如果W＝((0.8×λ/NA)-L)/2(这里，L≥(0.8×λ/NA)/3)，则可以使改善遮光性能的效果达到最大。
还有，在实施例3中只除去了透射光对曝光光产生180度倒相的厚度的在透射性基板300中的开口部304的下侧部分，但取而代之，也可以只除去透射光对曝光光产生(170+360×n)～(190+360×n)度(这里，n为整数)的倒相的厚度的在透射性基板300中的开口部304的下侧部分。
还有，在实施例3中设置成使透射性基板300的光透射区的表面状态和透射性基板300的掩膜增强区部分的表面状态等价并可以进行透射率的调节，因此，在图19(g)所示的工序后也可以对整个透射性基板300进行蚀刻。
还有，在实施例3中在用于形成掩膜模样301A的模样化工序(图19(c))之后进行了用于形成开口部304的模样化工序(图19(f))，但取而代之，也可以在用于形成开口部304的模样化工序之后进行用于形成掩膜模样301A的模样化工序。
以下，借助于掩膜增强区的特性对与实施例3相关的光掩膜的制作方法比以往的光掩膜的制作方法好的方面进行说明。
第1，在以往的光掩膜的制作方法中，在通过刻入透射性基板形成成为移相区的槽的情况下，难以使该槽的壁面垂直，因此，在光透射区和移相区的边界上不会对透射光产生急剧的位相变化，其结果是得不到足够移相效果。与此相对，在实施例3中，通过刻入开口部304的下侧的透射性基板300形成成为掩膜增强区的槽，另一方面，可以借助于开口部304的宽度控制掩膜增强区的尺寸。因此，如图19(g)所示，刻入开口部304的下侧的透射性基板300使得掩膜模样301A稍微撑出，换言之，设置成为掩膜增强区的槽使之藏在掩膜模样301A的下侧，由此得到和在开口部304的下侧形成成为掩膜增强区的槽使得其壁面完全垂直的情形同等的效果。也就是说，可以不受通过对透射性基板300的蚀刻所形成的槽的壁面形状的影响、实现基于掩膜增强区的遮光效果。
第2，在制成移相区的情况下，一般来说，由于不能修复在进行用于形成移相区的基板蚀刻时产生的蚀刻残余或缺陷等，会有不能充分得到移相效果的问题。与此相对，在实施例3中，在进行用于形成掩膜增强区的基板蚀刻时可能产生缺陷等，另一方面，掩膜增强区是用于产生提高遮光性能的效果的，掩膜增强区内的缺陷很少会对提高遮光性能的效果产生大的影响。因此，不易产生修复掩膜增强区内的缺陷的必要，因此，不易导致在移相区制作上的材料利用率降低的问题。
图20(a)为表示在与实施例1相关的光掩膜中在掩膜增强区内产生不倒相的缺陷(白缺陷)的情形的图。如图20(a)所示，在透射性基板350上形成有遮光膜区域351、使之包围掩膜增强区352，遮光性模样是由遮光膜区域351和掩膜增强区352构成的。还有，在掩膜增强区352内产生不倒相的缺陷353。还有，包括掩膜增强区352的遮光膜区域351的宽度为(L×M)，掩膜增强区352的宽度为(W×M)，缺陷353的宽度为(P×M)。
图20(b)～(d)表示在使宽度L分别改变了0.10μm、0.14μm、0.18μm的情况下使宽度P相对于掩膜增强区352的遮光效果达到最大的宽度W作各种各样变化的情况下透射过图20(a)所示的掩膜上的2点AB间的光的光强度(相对光强度)分布的模拟结果(光学条件：波长λ＝0.193μm、数值孔径NA＝0.6、干涉度σ＝0.8)。
如图20(b)～(d)所示，即便在掩膜增强区352内存在宽度小于0.05μm程度的缺陷353也可以得到和缺陷353不存在的情形同等程度的光强度分布，不会导致改善遮光性能的效果变差。也就是说，掩膜增强区构造具有不怕受宽度0.05μm程度以内的不倒相的缺陷影响的构造。
图21(a)为表示在与实施例1相关的光掩膜中在掩膜增强区内产生由遮光膜组成蚀刻残余(黑缺陷或尘粒缺陷)的情形的图。如图21(a)所示，在透射性基板360上形成有遮光膜区域361、使之包围掩膜增强区362，遮光性模样是由遮光膜区域361和掩膜增强区362构成的。还有，在掩膜增强区362内产生由遮光膜组成的蚀刻残余363。还有，包括掩膜增强区362的遮光膜区域361的宽度为(L×M)，掩膜增强区362的宽度为(W×M)，蚀刻残余363的宽度为(P×M)。
图21(b)～(d)为表示在使宽度L分别改变了0.10μm、0.14μm、0.18μm的情况下使宽度P相对于掩膜增强区362的遮光效果达到最大的宽度W作各种各样变化的情况下透射过图21(a)所示的掩膜上的2点AB间的光的光强度(相对光强度)分布的模拟结果(光学条件：波长λ＝0.193μm、数值孔径NA＝0.6、干涉度σ＝0.8)。
如图21(b)～(d)所示，即便在掩膜增强区362内存在宽度小于0.05μm程度的蚀刻残余363也可以得到和蚀刻残余363不存在的情形同等程度的光强度分布，不会导致改善遮光性能的效果变差。也就是说，掩膜增强区构造具有不怕受宽度0.05μm程度以内的蚀刻残余影响的构造。
第3，一般来说，在可用EB曝光机等掩膜绘制装置直接形成的遮光膜模样的最小线宽上存在界限。与此相对，在实施例3中独立进行用于形成掩膜模样301A的模样化工序和用于形成开口部304即掩膜增强区的模样化工序。因此，可以使用掩膜绘制装置的重叠容许极限以内的微小线宽作为包围开口部304的掩膜模样301A的线宽即包围掩膜增强区的遮光膜模样(遮光膜区域)的线宽。此时，比如EB曝光机的重叠容许极限比可由EB曝光机形成的最小模样宽度小，因此，借助于在2次的模样化工序中分别形成掩膜模样和掩膜增强区的实施例3可以形成比以往更细的遮光膜模样。但是，在实施例3中，在各自不同的模样化工序中形成掩膜模样和掩膜增强区的结果可能引起掩膜增强区没被配设在掩膜模样的中央部上的位置偏离。但是，如在实施例1中用图11所说明的那样，即便使用了掩膜增强区错位了的光掩膜进行曝光，对光强度分布产生的影响也小。
实施例3的变换例1
下面参照附图对与本发明的实施例3的变换例1相关的光掩膜的制作方法进行说明。
还有，实施例3的变换例1和实施例3不同的点在于如下。具体来说，在实施例3中，在用于形成掩膜模样的模样化工序之后进行用于形成开口部的模样化工序，与此相对，在实施例3的变换例1中，在用于形成掩膜模样的模样化工序之前进行用于形成开口部的模样化工序。
图22(a)～(g)为表示与实施例3的变换例1相关的光掩膜的制作方法的各工序的剖视图。还有，图22(h)～(k)分别为与图22(b)、(c)、(f)及(g)对应的俯视图。
首先，如图22(a)所示，当在由比如石英玻璃组成的透射性基板310上沉积了由比如铬化合物等组成的遮光膜311后，在遮光膜311之上涂敷抗蚀剂形成第1抗蚀膜312。
其次，在用掩膜绘制装置对第1抗蚀膜312进行了模样绘制之后，如22(b)或图22(h)所示，对第1抗蚀膜312进行显影，形成在掩膜增强区形成区域上具有开口部的第1抗蚀模样312A。
接着，把第1抗蚀模样312A作为掩膜对遮光膜311进行蚀刻，如图22(c)或图22(i)所示，当在遮光膜311上形成开口部313后除去第1抗蚀模样312A。
接着，如图22(d)所示，把形成有开口部313的遮光膜311作为掩膜对透射性基板310进行蚀刻，只除去透射光对曝光光产生180度倒相的厚度的在透射性基板310中的开口部313的下侧部分。此时，事先刻好透射性基板310，使得遮光膜311稍微撑出。
接着，如图22(e)所示，在包括开口部313的遮光膜311之上涂敷抗蚀剂并形成第2抗蚀膜314。
接着，在用掩膜绘制装置对第2抗蚀膜314进行了模样绘制之后，如22(f)或图22(j)所示，对第2抗蚀膜314进行显影，制成覆盖掩膜模样形成区的第2抗蚀模样314A。
接着，把第2抗蚀模样314A作为掩膜对遮光膜311进行蚀刻，如图22(g)或图22(k)所示，在形成了由遮光膜311组成的具有开口部313的掩膜模样311A后除去第2抗蚀模样314A。
如以上所说明，根据实施例3的变换例1，在透射性基板310上的遮光膜311上形成了位于掩膜增强区形成区域上的开口部313后，刻入透射性基板310中的开口部313的下侧部分，然后，对遮光膜311进行模样化并形成具有开口部313的掩膜模样311A。因此，可以在掩膜增强区和掩膜模样311A的外侧的透射性基板310即光透射区之间设置位相差，因此，设定开口部313的宽度即掩膜增强区的宽度，使得与具有同一宽度的遮光膜的遮光性能相比、掩膜增强区的遮光性能在同等程度以上，由此可以形成与实施例1相关的光掩膜。
还有，根据实施例3的变换例1，因独立进行用于形成掩膜模样311A的模样化工序和用于形成开口部313的模样化工序，可以分别正确地控制包括开口部313的掩膜模样311A的尺寸即遮光性模样的尺寸及掩膜增强区的尺寸，因此，可以可靠地制成与实施例1相关的光掩膜。
还有，根据实施例3的变换例1，因在进行用于形成掩膜模样311A的模样化工序之前进行用于形成开口部313的模样化工序，可以把形成有开口部313的遮光膜311作为掩膜对透射性基板310进行蚀刻。因此，不必象在形成了掩膜模样后形成开口部的情形(比如实施例3)那样用抗蚀模样连续进行开口部形成和基板蚀刻，可以简单地制成与实施例1相关的光掩膜。
还有，根据实施例3的变换例1，因在形成掩膜模样311A之前进行基板蚀刻，在形成掩膜模样311A时，因掩膜绘制装置的重叠偏差使得即便包围开口部313的遮光膜区域消失也不会产生问题。其理由是：在因重叠偏差导致遮光膜区域有可能消失的尺寸中，即便遮光性模样只由移相区形成，也会产生提高遮光性能的效果。
还有，由于掩膜增强区的特性，在比以往的光掩膜的制作方法好的方面，与实施例3的变换例1相关的光掩膜的制作方法与实施例3一样。
还有，在实施例3的变换例1中把石英玻璃用作了透射性基板310的材料，但并不限于此，也可以使用氟化钙等。
还有，在实施例3的变换例1中把铬化合物用作遮光膜311的材料，但并不限于此，也可以使用铬、硅或锆等金属或其化合物等。
还有，在实施例3的变换例1中，当开口部313的宽度即掩膜增强区的宽度为(W×M)时，最好满足W≤0.4×λ/NA。
还有，在实施例3的变换例1中，当包括开口部313的掩膜模样311A的宽度即遮光性模样的宽度为(L×M)时，最好满足L≤0.8×λ/NA。此时，最好满足W≤(0.8×λ/NA)-L且W≤L或W≤L-2E、或满足0.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)≤W≤1.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)且W≤L或W≤L-2E。
还有，在实施例3的变换例1中，只除去了透射光对曝光光产生180度倒相的厚度的在透射性基板310中的开口部313的下侧部分，但取而代之，也可以只除去透射光对曝光光产生(170+360×n)～(190+360×n)度(这里，n为整数)的倒相的厚度的在透射性基板310中的开口部313的下侧部分。
还有，在实施例3的变换例1中，设置成使透射性基板310的光透射区的表面状态和透射性基板310的掩膜增强区部分的表面状态等价并可以进行透射率的调节，因此，在图22(g)所示的工序后也可以对整个透射性基板310进行蚀刻。
实施例3的变换例2
下面参照附图对与本发明的实施例3的变换例2相关的光掩膜的制作方法进行说明。
还有，实施例3的变换例2和实施例3不同的点在于如下。具体来说，在实施例3中除去透射性基板中的开口部的下侧部分，与此相对，在实施例3的变换例2中除去透射性基板中的掩膜模样的外侧部分。
图23(a)～(g)为表示与实施例3的变换例2相关的光掩膜的制作方法的各工序的剖视图。还有，图23(i)～(m)分别为与图23(b)、(c)、(f)、(g)及(h)对应的俯视图。
首先，如图23(a)所示，当在由比如石英玻璃组成的透射性基板320上沉积了由比如铬化合物等组成的遮光膜321后，在遮光膜321之上涂敷抗蚀剂形成第1抗蚀膜322。
其次，在用掩膜绘制装置对第1抗蚀膜322进行了模样绘制之后，如23(b)或图23(i)所示，对第1抗蚀膜322进行显影，制成覆盖掩膜增强区形成区域的第1抗蚀模样322A。
接着，把第1抗蚀模样322A作为掩膜对遮光膜321进行蚀刻，如图23(c)或图23(j)所示，在形成了由遮光膜321组成的掩膜模样321A后除去第1抗蚀模样322A。
接着，如图23(d)所示，用掩膜模样321A对透射性基板320进行蚀刻，只除去透射光对曝光光产生180度倒相的厚度的在透射性基板320中的掩膜模样321A的外侧部分。此时，事先刻好透射性基板320，使得掩膜模样321A稍微撑出。
接着，如图23(e)所示，在包括掩膜模样321A的透射性基板320之上涂敷抗蚀剂并形成第2抗蚀膜323。
接着，在用掩膜绘制装置对第2抗蚀膜323进行了模样绘制之后，如23(f)或图23(k)所示，对第2抗蚀膜323进行显影，制成在掩膜增强区形成区域上带有开口部的第2抗蚀模样323A。
接着，如图23(g)或图23(l)所示，把第2抗蚀模样323A作为掩膜对掩膜模样321A进行蚀刻，当在掩膜模样321A上形成了开口部324后，如图23(h)或图23(m)所示，除去第2抗蚀模样323A。
如以上所说明，根据实施例3的变换例2，在对透射性基板320上的遮光膜321进行模样化并形成了掩膜模样321A后，刻入透射性基板320中的掩膜模样321A的外侧部分，然后，在掩膜模样321A上形成位于掩膜增强区形成区域上的开口部324。因此，可以在掩膜增强区和掩膜模样321A的外侧的透射性基板320即光透射区之间设置位相差，因此，设定开口部324的宽度即掩膜增强区的宽度，使得与具有同一宽度的遮光膜的遮光性能相比、掩膜增强区的遮光性能在同等程度以上，由此可以形成与实施例1相关的光掩膜。
还有，根据实施例3的变换例2，因独立进行用于形成掩膜模样321A的模样化工序和用于形成开口部324的模样化工序，可以分别正确地控制包括开口部324的掩膜模样321A的尺寸即遮光性模样的尺寸及掩膜增强区的尺寸，因此，可以可靠地制成与实施例1相关的光掩膜。
还有，根据实施例3的变换例2，刻入透射性基板320中的掩膜模样321A的外侧部分，由此，在掩膜增强区和光透射区之间设置位相差，因此，与通过刻入微小面积的开口部的下侧的透射性基板设置该位相差的情形(实施例3或实施例3的变换例1)相比，可以简单地制成与实施例1相关的光掩膜。
还有，根据实施例3的变换例2，因在形成开口部324之前进行基板蚀刻，在形成开口部324时，因掩膜绘制装置的重叠偏差使得即便包围开口部324的遮光膜区域消失也不会产生问题。其理由是：在因重叠偏差导致遮光膜区域有可能消失的尺寸中，即便遮光性模样只由移相区形成，也会产生提高遮光性能的效果。
还有，由于掩膜增强区的特性，在比以往的光掩膜的制作方法好的方面，与实施例3的变换例2相关的光掩膜的制作方法与实施例3一样。
还有，在实施例3的变换例2中，把石英玻璃用作了透射性基板320的材料，但并不限于此，也可以使用氟化钙等。
还有，在实施例3的变换例2中，把铬化合物用作遮光膜321的材料，但并不限于此，也可以使用铬、硅或锆等金属或其化合物等。
还有，在实施例3的变换例2中，当开口部324的宽度即掩膜增强区的宽度为(W×M)时，最好满足W≤0.4×λ/NA。
还有，在实施例3的变换例2中，当包括开口部324的掩膜模样321A的宽度即遮光性模样的宽度为(L×M)时，最好满足L≤0.8×λ/NA。此时，最好满足W≤(0.8×λ/NA)-L且W≤L或W≤L-2E、或满足0.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)≤W≤1.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)且W≤L或W≤L-2E。
还有，在实施例3的变换例2中，只除去了透射光对曝光光产生180度倒相的厚度的在透射性基板320中的掩膜模样321A的外侧部分，但取而代之，也可以只除去透射光对曝光光产生(170+360×n)～(190+360×n)度(这里，n为整数)的倒相的厚度的在透射性基板320中的掩膜模样321A的外侧部分。
还有，在实施例3的变换例2中，设置成使透射性基板320的光透射区的表面状态和透射性基板320的掩膜增强区部分的表面状态等价并可以进行透射率的调节，因此，在图23(h)所示的工序后也可以对整个透射性基板320进行蚀刻。
实施例4
下面参照附图对与本发明的实施例4相关的光掩膜的制作方法进行说明。还有，与实施例4相关的光掩膜的制作方法为具备有由与实施例1相关的光掩膜即被形成于透射性基板上的遮光膜区域和掩膜增强区构成的孤立的遮光性模样的光掩膜的制作方法。还有，在实施例4中，假设NA表示曝光机的缩小投影光学系统的数值孔径、λ表示曝光光即光源的波长、M表示曝光机的缩小投影光学系统的倍率。
图24(a)～(g)为表示与本发明的实施例4相关的光掩膜的制作方法的各工序的剖视图，图24(h)～(1)分别为与图24(b)、(c)、(e)、(f)及(g)对应的俯视图。
首先，如图24(a)所示，在由比如石英玻璃组成的透射性基板400上形成由比如SOG(Spin on Glass)膜等组成且具有透射光对曝光光产生180度倒相的厚度的移相层401。然后，当在移相层401上沉积了由比如铬化合物等组成的遮光膜402后，在遮光膜402之上涂敷抗蚀剂形成第1抗蚀膜403。
其次，在用掩膜绘制装置对第1抗蚀膜403进行了模样绘制之后，如24(b)或图24(h)所示，对第1抗蚀膜403进行显影，制成覆盖掩膜模样形成区的第1抗蚀模样403A。
接着，把第1抗蚀模样403A作为掩膜对遮光膜402进行蚀刻，如图24(c)或图24(i)所示，在形成了由遮光膜402组成的掩膜模样402A后除去第1抗蚀模样403A。
接着，如图24(d)所示，在形成有掩膜模样402A的透射性基板400上涂敷抗蚀剂并形成第2抗蚀膜404。
接着，在使用掩膜绘制装置对第2抗蚀膜404进行了模样绘制之后，如24(e)或图24(j)所示，对第2抗蚀膜404进行显影，形成在掩膜增强区形成区域上具有开口部的第2抗蚀模样404A。
接着，如图24(f)或图24(k)所示，在把第2抗蚀模样404A作为掩膜对掩膜模样402A及移相层401依次进行蚀刻，在掩膜模样402A上形成开口部405，同时，除去在移相层401中的开口部405的下侧部分。然后，如图24(g)或图24(l)所示，除去第2抗蚀模样404A。
如以上所说明，根据实施例4，在对被形成于透射性基板400上的移相层401上的遮光膜402进行模样化并形成了掩膜模样402A后，在掩膜模样402A形成位于掩膜增强区形成区域的开口部405，然后，除去移相层401中的开口部405的下侧部分。因此，可以在掩膜增强区和掩膜模样402A的外侧的透射性基板400即光透射区之间设置位相差，因此，设定开口部405的宽度即掩膜增强区的宽度，使得与具有同一宽度的遮光膜的遮光性能相比、掩膜增强区的遮光性能在同等程度以上，由此可以形成与实施例1相关的光掩膜。
还有，根据实施例4，因独立进行用于形成掩膜模样402A的模样化工序和用于形成开口部405的模样化工序，可以分别正确地控制包括开口部405的掩膜模样402A的尺寸即遮光性模样的尺寸及掩膜增强区的尺寸，因此，可以可靠地制成与实施例1相关的光掩膜。
还有，根据实施例4，通过除去移相层401中的开口部405的下侧部分在在光透射区和掩膜增强区之间设置位相差，因此，和为了设置该位相差而刻入透射性基板400的情形相比，蚀刻工序的管理变得简单，位相误差减低，同时，使移相层401的边缘部分垂直变得更简单。
还有，根据实施例4，在对移相层401的蚀刻中，与对透射性基板400的蚀刻不同，遮光膜模样的存在不是必要的，因此，在形成开口部405时，因掩膜绘制装置的重叠偏差使得即便包围开口部405的遮光膜区域消失也不会产生问题。
还有，由于掩膜增强区的特性，在比以往的光掩膜的制作方法好的方面，与实施例4相关的光掩膜的制作方法与实施例3一样。
还有，在实施例4中，把石英玻璃用作了透射性基板400的材料，但并不限于此，也可以使用氟化钙等。
还有，在实施例4中，使用了透射光对曝光光产生180度倒相的SOG膜作为移相层401的材料，但并不限于此，也可以使用透射光对曝光光产生(170+360×n)～(190+360×n)度(这里，n为整数)的倒相的任意的透射膜。
还有，在实施例4中，把铬化合物用作遮光膜402的材料，但并不限于此，也可以使用铬、硅或锆等金属或其化合物等。
还有，在实施例4中，当开口部405的宽度即掩膜增强区的宽度为(W×M)时，最好满足W≤0.4×λ/NA。
还有，在实施例4中，当包括开口部405的掩膜模样402A的宽度即遮光性模样的宽度为(L×M)时，最好满足L≤0.8×λ/NA。此时，最好满足W≤(0.8×λ/NA)-L且W≤L或W≤L-2E、或满足0.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)≤W≤1.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)且W≤L或W≤L-2E。
实施例4的变换例1
下面参照附图对与本发明的实施例4的变换例1相关的光掩膜的制作方法进行说明。
还有，实施例4的变换例1和实施例4不同的点在于如下。具体来说，在实施例4中除去在移相层中的开口部的下侧部分，与此相对，在实施例4的变换例1中除去在移相层中的掩膜模样的外侧部分。
图25(a)～(h)为表示与实施例4的变换例1相关的光掩膜的制作方法的各工序的剖视图，图25(i)～(n)分别为与图25(b)、(c)、(d)、(f)、(g)及(h)对应的俯视图。
首先，如图25(a)所示，当在由比如石英玻璃组成的透射性基板410上形成由比如SOG膜等组成且具有透射光对曝光光产生180度倒相的厚度的移相层411。然后，当在移相层411上沉积了由比如铬化合物等组成的遮光膜412后，在遮光膜412之上涂敷抗蚀剂形成第1抗蚀膜413。
其次，在用掩膜绘制装置对第1抗蚀膜413进行了模样绘制之后，如25(b)或图25(i)所示，对第1抗蚀膜413进行显影，制成覆盖掩膜增强区形成区域的第1抗蚀模样413A。
接着，把第1抗蚀模样413A作为掩膜对遮光膜412进行蚀刻，如图25(c)或图25(j)所示，在形成了由遮光膜412组成的掩膜模样412A后除去第1抗蚀模样413A。
接着，如图25(d)或图25(k)所示，用掩膜模样412A对移相层411进行蚀刻，除去在移相层411中的掩膜模样412A的外侧部分。
接着，如图25(e)所示，在包括掩膜模样412A的透射性基板410之上涂敷抗蚀剂并形成第2抗蚀膜414。
接着，在用掩膜绘制装置对第2抗蚀膜414进行了模样绘制之后，如25(f)或图25(l)所示，对第2抗蚀膜414进行显影，形成在掩膜增强区形成区域上带有开口部的第2抗蚀模样414A。
接着，如图25(g)或图25(m)所示，把第2抗蚀模样414A作为掩膜对掩膜模样412A进行蚀刻，在掩膜模样412A上形成了开口部415。然后，如图25(h)或图25(n)所示，除去第2抗蚀模样414A。
如以上所说明，根据实施例4的变换例1，在对被形成于透射性基板410上的移相层411上的遮光膜412进行模样化并形成了掩膜模样412A后，除去移相层411中的掩膜模样412A的外侧部分，然后，在掩膜模样412A上形成位于掩膜增强区形成区域上的开口部415。因此，可以在掩膜增强区和掩膜模样412A的外侧的透射性基板410即光透射区之间设置位相差，因此，设定开口部415的宽度即掩膜增强区的宽度，使得与具有同一宽度的遮光膜的遮光性能相比、掩膜增强区的遮光性能在同等程度以上，由此可以形成与实施例1相关的光掩膜。
还有，根据实施例4的变换例1，因独立进行用于形成掩膜模样412A的模样化工序和用于形成开口部415的模样化工序，可以分别正确地控制包括开口部415的掩膜模样412A的尺寸即遮光性模样的尺寸及掩膜增强区的尺寸，因此，可以可靠地制成与实施例1相关的光掩膜。
还有，根据实施例4的变换例1，通过除去移相层411中的掩膜模样412A的外侧部分在光透射区和掩膜增强区之间设置位相差，因此，和为了设置该位相差而刻入透射性基板410的情形相比，蚀刻工序的管理变得简单，位相误差减低，同时，使移相层411的边缘部分垂直变得更简单。还有，和为了设置上述位相差而除去微小面积的开口部415的下侧的移相层411的情形相比，可以更简单地制成与实施例1相关的光掩膜。还有，因用开口部415被形成前的掩膜模样412A对移相层411进行蚀刻，不必象在形成开口部后形成掩膜模样的情形那样用抗蚀模样连续进行掩膜模样形成和移相层蚀刻，因此，可以更简单地制成与实施例1相关的光掩膜。
还有，由于掩膜增强区的特性，在比以往的光掩膜的制作方法好的方面，与实施例4的变换例1相关的光掩膜的制作方法与实施例3一样。
还有，在实施例4的变换例1中，把石英玻璃用作了透射性基板410的材料，但并不限于此，也可以使用氟化钙等。
还有，在实施例4的变换例1中，使用了透射光对曝光光产生180度倒相的SOG膜作为移相层411的材料，但并不限于此，也可以使用透射光对曝光光产生(170+360×n)～(190+360×n)度(这里，n为整数)的倒相的任意的透射膜。
还有，在实施例4的变换例1中，把铬化合物用作了遮光膜412的材料，但并不限于此，也可以使用铬、硅或锆等金属或其化合物等。
还有，在实施例4的变换例1中，当开口部415的宽度即掩膜增强区的宽度为(W×M)时，最好满足W≤0.4×λ/NA。
还有，在实施例4的变换例1中，当包括开口部415的掩膜模样412A的宽度即遮光性模样的宽度为(L×M)时，最好满足L≤0.8×λ/NA。此时，最好满足W≤(0.8×λ/NA)-L且W≤L或W≤L-2E、或满足0.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)≤W≤1.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)且W≤L或W≤L-2E。
实施例4的变换例2
下面参照附图对与本发明的实施例4的变换例2相关的光掩膜的制作方法进行说明。
还有，实施例4的变换例2和实施例4不同的点在于如下。具体来说，在实施例4中，在用于形成掩膜模样的模样化工序之后进行用于形成开口部的模样化工序并除去在移相层中的开口部的下侧部分，与此相对，在实施例4的变换例2中，在用于形成掩膜模样的模样化工序之前进行用于形成开口部的模样化工序并除去在移相层中的掩膜模样的外侧部分。
图26(a)～(g)为表示与实施例4的变换例2相关的光掩膜的制作方法的各工序的剖视图。还有，图26(h)～(k)分别为与图26(b)、(c)、(e)及(g)对应的俯视图。
首先，如图26(a)所示，当在由比如石英玻璃组成的透射性基板420上形成由比如SOG膜等组成且具有透射光对曝光光产生180度倒相的厚度的移相层421。然后，当在移相层421上沉积了由比如铬化合物等组成的遮光膜422后，在遮光膜422之上涂敷抗蚀剂形成第1抗蚀膜423。
其次，在用掩膜绘制装置对第1抗蚀膜423进行了模样绘制之后，如26(b)或图26(h)所示，对第1抗蚀膜423进行显影，形成在掩膜增强区形成区域上带有开口部的第1抗蚀模样423A。
接着，把第1抗蚀模样423A作为掩膜对遮光膜422进行蚀刻，如图26(c)或图26(i)所示，在遮光膜422上形成了开口部424后除去第1抗蚀模样423A。
接着，如图26(d)所示，在包括开口部424的遮光膜422上涂敷抗蚀剂并形成第2抗蚀膜425。
接着，在使用掩膜绘制装置对第2抗蚀膜425进行了模样绘制之后，如26(e)或图26(j)所示，对第2抗蚀膜425进行显影，制成覆盖掩膜模样形成区的第2抗蚀模样425A。
接着，如图26(f)所示，在把第2抗蚀模样425A作为掩膜对遮光膜422及移相层421依次进行蚀刻，形成由遮光膜422组成的带有开口部424的掩膜模样422A，同时，除去在移相层421中的掩膜模样422A的外侧部分。然后，如图26(g)或图26(k)所示，除去第2抗蚀模样425A。
如以上所说明，根据实施例4的变换例2，在被形成于透射性基板420上的移相层421上的遮光膜422上形成了位于掩膜增强区形成区域上的开口部424后，把遮光膜422模样化并形成带有开口部424的掩膜模样422A，然后，除去在移相层421中的掩膜模样422A的外侧部分。因此，可以在掩膜增强区和掩膜模样422A的外侧的透射性基板420即光透射区之间设置位相差，因此，设定开口部424的宽度即掩膜增强区的宽度，使得与具有同一宽度的遮光膜的遮光性能相比、掩膜增强区的遮光性能在同等程度以上，由此可以形成与实施例1相关的光掩膜。
还有，根据实施例4的变换例2，因独立进行用于形成掩膜模样422A的模样化工序和用于形成开口部424的模样化工序，可以分别正确地控制包括开口部424的掩膜模样422A的尺寸即遮光性模样的尺寸及掩膜增强区的尺寸，因此，可以可靠地制成与实施例1相关的光掩膜。
还有，根据实施例4的变换例2，通过除去移相层421中的掩膜模样422A的外侧部分在光透射区和掩膜增强区之间设置位相差，因此，和为了设置该位相差而刻入透射性基板420的情形相比，蚀刻工序的管理变得简单，位相误差减低，同时，使移相层421的边缘部分垂直变得更简单。还有，和为了设置上述位相差而除去微小面积的开口部424的下侧的移相层421的情形相比，可以更简单地制成与实施例1相关的光掩膜。
还有，根据实施例4的变换例2，在对移相层421的蚀刻中，与对透射性基板420的蚀刻不同，遮光膜模样的存在不是必要的，因此，在形成掩膜模样422A时，因掩膜绘制装置的重叠偏差使得即便包围开口部424的遮光膜区域消失也不会产生问题。
还有，由于掩膜增强区的特性，在比以往的光掩膜的制作方法好的方面，与实施例4的变换例2相关的光掩膜的制作方法与实施例3一样。
还有，在实施例4的变换例2中，把石英玻璃用作了透射性基板420的材料，但并不限于此，也可以使用氟化钙等。
还有，在实施例4的变换例2中，使用了透射光对曝光光产生180度倒相的SOG膜作为移相层421的材料，但并不限于此，也可以使用透射光对曝光光产生(170+360×n)～(190+360×n)度(这里，n为整数)的倒相的任意的透射膜。
还有，在实施例4的变换例2中，把铬化合物用作遮光膜422的材料，但并不限于此，也可以使用铬、硅或锆等金属或其化合物等。
还有，在实施例4的变换例2中，当开口部424的宽度即掩膜增强区的宽度为(W×M)时，最好满足W≤0.4×λ/NA。
还有，在实施例4的变换例2中，当包括开口部424的掩膜模样422A的宽度即遮光性模样的宽度为(L×M)时，最好满足L≤0.8×λ/NA。此时，最好满足W≤(0.8×λ/NA)-L且W≤L或W≤L-2E、或满足0.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)≤W≤1.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)且W≤L或W≤L-2E。
实施例4的变换例3
下面参照附图对与本发明的实施例4的变换例3相关的光掩膜的制作方法进行说明。
还有，实施例4的变换例3和实施例4不同的点在于如下。具体来说，在实施例4中，在用于形成掩膜模样的模样化工序之后进行用于形成开口部的模样化工序，与此相对，在实施例4的变换例3中，在用于形成掩膜模样的模样化工序之前进行用于形成开口部的模样化工序。
图27(a)～(g)为表示与本发明的实施例4的变换例3相关的光掩膜的制作方法的各工序的剖视图，图27(h)～(l)分别为与图27(b)、(c)、(d)、(f)及(g)对应的俯视图。
首先，如图27(a)所示，当在由比如石英玻璃组成的透射性基板430上形成由比如SOG膜等组成且具有透射光对曝光光产生180度倒相的厚度的移相层431。然后，当在移相层431上沉积了由比如铬化合物等组成的遮光膜432后，在遮光膜432之上涂敷抗蚀剂形成第1抗蚀膜433。
其次，在用掩膜绘制装置对第1抗蚀膜433进行了模样绘制之后，如27(b)或图27(h)所示，对第1抗蚀膜433进行显影，形成在掩膜增强区形成区域上具有开口部的第1抗蚀模样433A。
接着，把第1抗蚀模样433A作为掩膜对遮光膜432进行蚀刻，如图27(c)或图27(i)所示，当在遮光膜432上形成了开口部434后除去第1抗蚀模样433A。
接着，如图27(d)或图27(j)所示，用把形成有开口部434的遮光膜432作为掩膜对移相层431进行蚀刻，除去在移相层431中的开口部434的下侧部分。
接着，如图27(e)所示，在包括开口部434的遮光膜432上涂敷抗蚀剂并形成第2抗蚀膜435。
接着，在使用掩膜绘制装置对第2抗蚀膜435进行了模样绘制之后，如27(f)或图27(k)所示，对第2抗蚀膜435进行显影，制成覆盖掩膜模样形成区的第2抗蚀模样435A。
接着，如图27(g)及27(l)所示，在把第2抗蚀模样435A作为掩膜对遮光膜432进行蚀刻，在形成由遮光膜432组成的带有开口部434的掩膜模样432A后，除去第2抗蚀模样435A。
如以上所说明，根据实施例4的变换例3，在被形成于透射性基板430上的移相层431上的遮光膜432上形成了位于掩膜增强区形成区域上的开口部434后，除去在移相层431中的开口部434的下侧部分，然后，把遮光膜432模样化并形成带有开口部434的掩膜模样432A。因此，可以在掩膜增强区和掩膜模样432A的外侧的透射性基板430即光透射区之间设置位相差，因此，设定开口部434的宽度即掩膜增强区的宽度，使得与具有同一宽度的遮光膜的遮光性能相比、掩膜增强区的遮光性能在同等程度以上，由此可以形成与实施例1相关的光掩膜。
还有，根据实施例4的变换例3，因独立进行用于形成掩膜模样432A的模样化工序和用于形成开口部434的模样化工序，可以分别正确地控制包括开口部434的掩膜模样432A的尺寸即遮光性模样的尺寸及掩膜增强区的尺寸，因此，可以可靠地制成与实施例1相关的光掩膜。
还有，根据实施例4的变换例3，通过除去移相层431中的开口部434的下侧部分在光透射区和掩膜增强区之间设置位相差，因此，和为了设置该位相差而刻入透射性基板430的情形相比，蚀刻工序的管理变得简单，位相误差减低，同时，使移相层431的边缘部分垂直变得更简单。
还有，根据实施例4的变换例3，因在进行用于形成掩膜模样432A的模样化工序之前进行用于形成开口部434的模样化工序，可以把形成有开口部434的遮光膜432作为掩膜对移相层431进行蚀刻。因此，不必象在形成了掩膜模样后形成开口部的情形(比如实施例4)那样用抗蚀模样连续进行开口部形成和基板蚀刻，可以简单地制成与实施例1相关的光掩膜。
还有，由于掩膜增强区的特性，在比以往的光掩膜的制作方法好的方面，与实施例4的变换例3相关的光掩膜的制作方法与实施例3一样。
还有，在实施例4的变换例3中，把石英玻璃用作了透射性基板430的材料，但并不限于此，也可以使用氟化钙等。
还有，在实施例4的变换例3中，使用了透射光对曝光光产生180度倒相的SOG膜作为移相层431的材料，但并不限于此，也可以使用透射光对曝光光产生(170+360×n)～(190+360×n)度(这里，n为整数)的倒相的任意的透射膜。
还有，在实施例4的变换例3中，把铬化合物用作遮光膜432的材料，但并不限于此，也可以使用铬、硅或锆等金属或其化合物等。
还有，在实施例4的变换例3中，当开口部434的宽度即掩膜增强区的宽度为(W×M)时，最好满足W≤0.4×λ/NA。
还有，在实施例4的变换例3中，当包括开口部434的掩膜模样422A的宽度即遮光性模样的宽度为(L×M)时，最好满足L≤0.8×λ/NA。此时，最好满足W≤(0.8×λ/NA)-L且W≤L或W≤L-2E、或满足0.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)≤W≤1.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)且W≤L或W≤L-2E。
实施例5
下面参照附图对与本发明的实施例5相关的光掩膜的制作方法进行说明。还有，与实施例5相关的光掩膜的制作方法为具备有由与实施例1相关的光掩膜即被形成于透射性基板上的遮光膜区域和掩膜增强区构成的孤立的遮光性模样的光掩膜的制作方法。还有，在实施例5中，假设NA表示曝光机的缩小投影光学系统的数值孔径、λ表示曝光光即光源的波长、M表示曝光机的缩小投影光学系统的倍率。
图28(a)～(g)为表示与本发明的实施例5相关的光掩膜的制作方法的各工序的剖视图。还有，图28(h)～(l)分别为与图28(b)、(c)、(e)、(f)及(g)对应的俯视图。
首先，如图28(a)所示，当在由比如石英玻璃组成的透射性基板500上沉积了由比如铬化合物等组成的遮光膜501后，在遮光膜501之上涂敷抗蚀剂形成第1抗蚀膜502。
其次，在用掩膜绘制装置对第1抗蚀膜502进行了模样绘制之后，如28(b)或图28(h)所示，对第1抗蚀膜502进行显影，形成在掩膜模样形成区带有开口部的第1抗蚀模样502A。
接着，把第1抗蚀模样502A作为掩膜对遮光膜501进行蚀刻，如图28(c)或图28(i)所示，在遮光膜501上形成了开口部503后除去第1抗蚀模样502A。
接着，如图28(d)所示，当在包括开口部503的遮光膜501上形成由比如SOG膜等组成且具有透射光对曝光光产生180度倒相的厚度的移相层504。然后，在移相层504上涂敷抗蚀剂并形成第2抗蚀膜505。
其次，在用掩膜绘制装置对第2抗蚀膜505进行了模样绘制之后，如28(e)或图28(j)所示，对第2抗蚀膜505进行显影，制成覆盖掩膜增强区形成区域的第2抗蚀模样505A。
接着，如图28(f)或28(k)所示，把第2抗蚀模样505A作为掩膜对移相层504进行蚀刻，在除去了在移相层504中的掩膜模样形成区域的外侧部分后除去第2抗蚀模样505A。
接着，如图28(g)或28(l)所示，把模样化了的移相层504作为掩膜对遮光膜501进行蚀刻，形成由遮光膜501组成的具有开口部503的掩膜模样501A。此时，包括开口部503的掩膜模样501A被移相层504覆盖。
如以上所说明，根据实施例5，在透射性基板500上的遮光膜501上形成了位于掩膜增强区形成区域的开口部503后，在透射性基板500上形成移相层504，然后，在除去了移相层504中的掩膜模样形成区域的外侧部分后，对遮光膜501进行模样化，形成带有开口部503的掩膜模样501A使之被移相层504覆盖。因此，可以在掩膜增强区和掩膜模样501A的外侧的透射性基板500即光透射区之间设置位相差，因此，设定开口部503的宽度即掩膜增强区的宽度，使得与具有同一宽度的遮光膜的遮光性能相比、掩膜增强区的遮光性能在同等程度以上，由此可以形成与实施例1相关的光掩膜。
还有，根据实施例5，因独立进行用于形成掩膜模样501A的模样化工序和用于形成开口部503的模样化工序，可以分别正确地控制包括开口部503的掩膜模样501A的尺寸即遮光性模样的尺寸及掩膜增强区的尺寸，因此，可以可靠地制成与实施例1相关的光掩膜。
还有，根据实施例5，通过除去移相层504中的掩膜模样501A的外侧部分而在光透射区和掩膜增强区之间设置位相差，因此，和为了设置该位相差而刻入透射性基板500的情形相比，蚀刻工序的管理变得简单，位相误差减低，同时，使移相层504的边缘部分垂直变得更简单。
还有，根据实施例5，在对移相层504的模样化工序中产生了缺陷的情况下，可以通过再形成移相层504修复该缺陷，因此，不必重复在移相层形成工序前的工序，因此，可以提高产量。
还有，由于掩膜增强区的特性，在比以往的光掩膜的制作方法好的方面，与实施例5相关的光掩膜的制作方法与实施例3一样。
还有，在实施例5中，把石英玻璃用作了透射性基板500的材料，但并不限于此，也可以使用氟化钙等。
还有，在实施例5中，把铬化合物用作了遮光膜501的材料，但并不限于此，也可以使用铬、硅或锆等金属或其化合物等。
还有，在实施例5中，使用了透射光对曝光光产生180度倒相的SOG膜作为移相层504的材料，但并不限于此，也可以使用透射光对曝光光产生(170+360×n)～(190+360×n)度(这里，n为整数)的倒相的任意的透射膜。
还有，在实施例5中，当开口部503的宽度即掩膜增强区的宽度为(W×M)时，最好满足W≤0.4×λ/NA。
还有，在实施例5中，当包括开口部503的掩膜模样501A的宽度即遮光性模样的宽度为(L×M)时，最好满足L≤0.8×λ/NA。此时，最好满足W≤(0.8×λ/NA)-L且W≤L或W≤L-2E、或满足0.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)≤W≤1.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)且W≤L或W≤L-2E。
实施例5的变换例
下面参照附图对与本发明的实施例5的变换例相关的光掩膜的制作方法进行说明。
还有，实施例5的变换例和实施例5不同的点在于如下。具体来说，在实施例5中，在用于形成掩膜模样的模样化工序之前进行用于形成开口部的模样化工序并除去在移相层中的掩膜模样的外侧部分，与此相对，在实施例5的变换例中，在用于形成掩膜模样的模样化工序之后进行用于形成开口部的模样化工序并除去在移相层中的开口部的下侧部分。
图29(a)～(g)为表示与实施例5的变换例相关的光掩膜的制作方法的各工序的剖视图，图29(h)～(l)分别为与图29(b)、(c)、(e)、(f)及(g)对应的俯视图。
首先，如图29(a)所示，当在由比如石英玻璃组成的透射性基板510上沉积了由比如铬化合物等组成的遮光膜511后，在遮光膜511之上涂敷抗蚀剂并形成第1抗蚀膜512。
其次，在用掩膜绘制装置对第1抗蚀膜512进行了模样绘制之后，如29(b)或图29(h)所示，对第1抗蚀膜512进行显影，制成覆盖掩膜模样形成区的第1抗蚀模样512A。
接着，把第1抗蚀模样512A作为掩膜对遮光膜511进行蚀刻，如图29(c)或图29(i)所示，在形成了由遮光膜511组成的掩膜模样511A后除去第1抗蚀模样512A。
接着，如图29(d)所示，在包括掩膜模样511A的透射性基板510上形成由比如SOG膜等组成且具有透射光对曝光光产生180度倒相的厚度的移相层513。然后，在移相层513上涂敷抗蚀剂并形成第2抗蚀膜514。
其次，在用掩膜绘制装置对第2抗蚀膜514进行了模样绘制之后，如29(e)或图29(j)所示，对第2抗蚀膜514进行显影，形成在掩膜增强区形成区域上带有开口部的第2抗蚀模样514A。
接着，如图29(f)或29(k)所示，把第2抗蚀模样514A作为掩膜对移相层513进行蚀刻，在除去了位于移相层513中的掩膜增强区形成区域的部分后除去第2抗蚀模样514A。
接着，如图29(g)或29(l)所示，把模样化了的移相层513作为掩膜对掩膜模样511A进行蚀刻，在掩膜模样511A上形成开口部515。如以上所说明，根据实施例5的变换例，在对透射性基板510上的遮光膜511进行模样化并形成了掩膜模样511A后，在透射性基板510上形成移相层513，然后，在除去了移相层513中的位于掩膜增强区形成区域上的部分后在掩膜模样511A上形成位于掩膜增强区形成区域上的开口部515。因此，可以在掩膜增强区和掩膜模样511A的外侧的透射性基板510即光透射区之间设置位相差，因此，设定开口部515的宽度即掩膜增强区的宽度，使得与具有同一宽度的遮光膜的遮光性能相比、掩膜增强区的遮光性能在同等程度以上，由此可以形成与实施例1相关的光掩膜。
还有，根据实施例5的变换例，因独立进行用于形成掩膜模样511A的模样化工序和用于形成开口部515的模样化工序，可以分别正确地控制包括开口部515的掩膜模样511A的尺寸即遮光性模样的尺寸及掩膜增强区的尺寸，因此，可以可靠地制成与实施例1相关的光掩膜。
还有，根据实施例5的变换例，通过除去移相层513中的位于掩膜增强区形成区域上的部分而在光透射区和掩膜增强区之间设置位相差，因此，和为了设置该位相差而刻入透射性基板510的情形相比，蚀刻工序的管理变得简单，位相误差减低，同时，使移相层513的边缘部分垂直变得更简单。
还有，根据实施例5的变换例，在对移相层513的模样化工序中产生了缺陷的情况下，可以通过再形成移相层513来修复该缺陷，因此，不必重复在移相层形成工序前的工序，因此，可以提高产量。
还有，由于掩膜增强区的特性，在比以往的光掩膜的制作方法好的方面，与实施例5的变换例相关的光掩膜的制作方法与实施例3一样。
还有，在实施例5的变换例中把石英玻璃用作了透射性基板510的材料，但并不限于此，也可以使用氟化钙等。
还有，在实施例5的变换例中，把铬化合物用作了遮光膜511的材料，但并不限于此，也可以使用铬、硅或锆等金属或其化合物等。
还有，在实施例5的变换例中，使用了透射光对曝光光产生180度倒相的SOG膜作为移相层513的材料，但并不限于此，也可以使用透射光对曝光光产生(170+360×n)～(190+360×n)度(这里，n为整数)的倒相的任意的透射膜。
还有，在实施例5的变换例中，当开口部515的宽度即掩膜增强区的宽度为(W×M)时，最好满足W≤0.4×λ/NA。
还有，在实施例5的变换例中，当包括开口部515的掩膜模样511A的宽度即遮光性模样的宽度为(L×M)时，最好满足L≤0.8×λ/NA。此时，最好满足W≤(0.8×λ/NA)-L且W≤L或W≤L-2E、或满足0.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)≤W≤1.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)且W≤L或W≤L-2E。
实施例6
下面参照附图对与本发明的实施例6相关的模样设计制作方法及掩膜绘制数据制作方法进行说明。还有，与实施例6相关的模样设计制作方法及掩膜绘制数据制作方法是假设使用了与实施例1相关的光掩膜即具有掩膜增强区构造的光掩膜的模样形成方法的、用于制成具有掩膜增强区构造的光掩膜的模样设计制作方法及掩膜绘制数据制作方法。还有，在实施例6中，假设NA表示曝光机的缩小投影光学系统的数值孔径、λ表示曝光光即光源的波长、M表示曝光机的缩小投影光学系统的倍率。
图30为与实施例6相关的模样设计制作方法及掩膜绘制数据制作方法的流程图。
首先，说明模样设计制作方法。
在步骤S1中，制成要在光掩膜上形成的掩膜模样(遮光性模样)的模样设计。
在步骤S2中，从在步骤S1中制成的模样设计之中抽出宽度L×M在(Q×λ/NA)×M(这里，Q为0.8以下的规定值)以下的线模样。此时，也可以从模样设计之中一并抽出模样端部、模样角部或其他必需的部分。
在步骤S3中，把在步骤S2中抽出的线模样、模样端部或模样角部等各自的内侧决定为表示掩膜增强区的模样(以下有可能只称为掩膜增强区)的配设位置。
在步骤S4中，根据含有各掩膜增强区的线模样等的尺寸设定分别被配设在在步骤S3中决定的配设位置上的掩膜增强区的尺寸。此时，如果是具有宽度L×M的线模样，则把被配设在该线模样的内侧的掩膜增强区的宽度设定为W×M，W＝((0.8×λ/NA)-L)/2(这里，L≥(0.8×λ/NA))。还有，在掩膜增强区之间以比规定的间隔(例如为了分开形成相邻的各掩膜增强区所必须的最低限度的间隔)窄的间隔被配设的情况下、或各掩膜增强区被相互重叠着配设的情况下，把该各掩膜增强区结合为一体。而且，消灭小于规定的尺寸(比如掩膜绘制装置的析象度)的掩膜增强区。
下面对掩膜绘制数据的制作方法进行说明。
在步骤S5中，借助于具有在步骤S4中被配设了掩膜增强区的模样设计的掩膜模样进行掩膜增强区的尺寸调节，使得在曝光后可以实现具有所要求的尺寸的模样形成。
在步骤S6中，根据在步骤S5中被进行了尺寸调节的模样设计输出和掩膜模样对应的掩膜模样形成用数据、和表示掩膜增强区的模样对应的掩膜增强区形成用数据、及和从掩膜模样减去表示掩膜增强区的模样后留下的模样对应的遮光膜区域形成用数据。
以下参照图31(a)～(d)对步骤S1～S4(模样设计制作阶段)进行具体说明。
图31(a)表示在步骤S1中制成的模样设计的一例。
图31(b)表示从图31(a)所示的模样设计之中抽出的线模样、模样端部及模样角部。如图31(b)所示，从模样设计600之中抽出宽度L×M在(0.8×λ/NA)×M以下的线模样601及602和模样端部603及模样角部604。
图31(c)表示在步骤S3中被配设在图31(b)所示的线模样等的内侧的掩膜增强区。如图31(c)所示，在线模样601的中部配设有线用的掩膜增强区611a，且在线模样601的端部配设有端部用的掩膜增强区611b。还有，在线模样602的中部配设有线用的掩膜增强区612，在模样端部603上配设有端部用的掩膜增强区613，在模样角部604上配设有角部用的掩膜增强区614。
图31(d)表示在步骤S4中被配设了具有根据图31(c)示的线模样等的尺寸所决定尺寸的掩膜增强区的模样设计。
具体来说，首先，对于模样设计600之中宽度L×M在(0.8×λ/NA)×M以下的线模样601及602各自的中部配设比如具有由W＝((0.8×λ/NA)-L)/2定义的宽度(W×M)的线用的掩膜增强区611a及612。这里，在L不到(0.8×λ/NA)/3的情况下、或在制成具有由W＝((0.8×λ/NA)-L)/2定义的宽度的掩膜增强区即开口部时包围该开口部的遮光膜区域的线宽比用掩膜绘制装置可制成的规定的最小线宽小的情况下，把包围掩膜增强区的遮光膜区域的线宽作为上述规定的最小线宽，通过从线模样的宽度减去该规定的最小线宽决定掩膜增强区的宽度。还有，在掩膜增强区的宽度比在遮光膜区域的内侧制成掩膜增强区所需要的最低限度的尺寸即上述规定的最小线宽小的情况下使掩膜增强区消灭。
还有，在使用与实施例3～5(包括变换例)相关的光掩膜的制作方法的情况下，上述规定的最小线宽为掩膜绘制装置的重叠容许极限程度的尺寸。
还有，在使用与实施例3的变换例1及变换例2相关的光掩膜的制作方法的情况下，对于L不到(0.8×λ/NA)/3的线模样，即便仅以无遮光膜区域的移相区的构造形成也可以得到和使用掩膜增强区构造的情形同等程度的效果。
另一方面，首先，对于模样设计600之中的线模样601的端部、模样端部603及模样角部604各部配设具有(0.8×λ/NA)/3×M见方的尺寸的端部用的掩膜增强区611b及613和角部用的掩膜增强区614，使得各掩膜增强区至少被具有上述规定的最小线宽的遮光膜区域包围。然后，在被配设的掩膜增强区之间有重叠的情况下、或掩膜增强区之间的间隙比为了分开形成掩膜增强区所必须的最低限度的距离小的情况下，结合各掩膜增强区。此时，在掩膜增强区的尺寸比(0.5×λ/NA)×M大的情况下再进行设定，使得该尺寸在(0.5×λ/NA)×M以下。
如以上所说明，通过步骤S1～S4，使遮光性能变成最大的掩膜增强区被配设在遮光性能减弱的线模样的中部，且可以制成在模样角部及模样端部上也配设有掩膜增强区的模样设计。由此，借助于模样设计之中的至少具有(0.8×λ/NA)/3×M程度以上的宽度的部分可以实现同等程度的遮光性能。
接着，参照图31(e)～(g)对在步骤S1～S4中制成掩膜增强区及包括该区的模样设计后的步骤S5及S6(掩膜绘制数据制作阶段)进行具体说明。
图31(e)表示在步骤S5中被进行了图31(d)所示的掩膜增强区的尺寸调节后的模样设计。
具体来说，如图31(e)所示，对于进行试曝光并在曝光后形成的模样的宽度比设计值小的部分(例如区域R1)扩大对应的掩膜增强区(例如线用的掩膜增强区611a)的宽度，另一方面，对于在曝光后形成的模样的宽度比设计值大的部分(例如区域R2)缩小对应的掩膜增强区(例如线用的掩膜增强区612)的宽度。此时，也可以在进行掩膜增强区的尺寸调节的同时对模样设计的轮廓尺寸即掩膜模样的尺寸进行调节。还有，在图31(e)中，用虚线表示本来的模样设计600的轮廓，用实线表示被进行尺寸调节后的模样设计600A的轮廓。
图31(f)表示在步骤S6中根据图31(e)所示的尺寸调节后的模样设计所决定的掩膜模样形成用的数据，图31(g)表示在步骤S6中根据图31(e)所示的尺寸调节后的模样设计所决定的掩膜增强区形成用的数据。
还有，在最后制成的光掩膜中，从掩膜模样去掉表示掩膜增强区的模样后的模样与遮光膜区域相当，表示掩膜增强区的模样与被设在遮光膜上的开口部相当。
如以上所说明，根据与实施例6相关的模样设计制作方法，在从与遮光性模样对应的模样设计600之中抽出了宽度L×M在(0.8×λ/NA)×M以下的线模样后，在线模样的内侧配设宽度W×M在((0.8×λ/NA)-L)×M以下的掩膜增强区。因此，可以在遮光性模样中的遮光效果减弱的部分上配设可以突出遮光效果的掩膜增强区，因此，可以用对模样设计失真少的形状形成被投影在晶片上的光强度分布。因此，可以制成能够对任意形状形成包括析象度程度以下的尺寸的任意尺寸的模样的光掩膜的模样设计。
还有，根据与实施例6相关的模样设计制作方法，对掩膜增强区的宽度W×M设定W＝((0.8×λ/NA)-L)/2，因此，掩膜增强区的遮光效果达到最大。
还有，根据与实施例6相关的模样设计制作方法，在抽出线模样时抽出模样端部及模样角部，同时，在模样端部及模样角部各自的内侧配设具有(0.5×λ/NA)×M见方以下的尺寸的掩膜增强区。因此，可以借助于透过掩膜增强区的光可靠地消除因衍射现象而绕进遮光性模样的模样端部或模样角部的背侧的透射光。
还有，根据与实施例6相关的掩膜绘制数据制作方法，在配设了掩膜增强区使得遮光性模样的遮光效果达到最大后、即在实施了与实施例6相关的模样设计制作方法后，根据试曝光结果调节掩膜增强区尺寸，因此，可以调节掩膜增强区的尺寸，使得曝光后所形成的模样的尺寸和设计值相等。因此，可以制成可以防止模样向后退等的掩膜绘制数据，因此，通过进行使用了依照该掩膜绘制数据所形成的光掩膜的曝光可以以高精度形成微细模样。
还有，根据与实施例6相关的掩膜绘制数据制作方法，对于在曝光后形成的模样的宽度比设计值大的部分缩小对应的掩膜增强区的宽度，同时，对于在曝光后形成的模样的宽度比设计值小的部分扩大对应的掩膜增强区的宽度。因此，可以使曝光后所形成的模样的宽度确实和设计值相等。
还有，在与实施例6相关的模样设计制作方法中，在假设了线模样的宽度为(L×M)、掩膜增强区的宽度为(W×M)时，通过设定W＝((0.8×λ/NA)-L)/2使包括掩膜增强区的线模样的遮光效果达到了最大，但也可以取而代之，通过设定0.5×((0.8×λ/NA)-L)/2≤W≤1.5×((0.8×λ/NA)-L)/2(这里，W≤L或W≤L-2E，(E×M)为可在光掩膜上形成的最小尺寸)足以得到提高基于掩膜增强区的遮光性能的效果。还有，如果至少设定W≤(0.8×λ/NA)-L(这里，W≤L或W≤L-2E)，则产生提高基于掩膜增强区的遮光性能的效果。
还有，在与实施例6相关的掩膜绘制数据制作方法中，根据进行了试曝光的结果对掩膜增强区的尺寸进行了调节，但也可以取而代之，根据进行了曝光模拟的结果对掩膜增强区的尺寸进行调节。

Claims (34)

1.一种光掩膜，是在对光源具有透射性的透射性基板上形成有孤立的遮光性模样的光掩膜，其特征在于上述遮光性模样是由由遮光膜组成的遮光膜区域和对上述透射性基板之中没形成有上述遮光性模样的光透射区具有位相差的移相区构成，上述移相区的宽度被设定为与具有同一宽度的上述遮光膜的遮光性能相比上述移相区的遮光性能在同等程度以上。
2.根据权利要求1所述的光掩膜，其特征在于上述遮光膜区域的轮廓形状和上述遮光性模样的形状一样，上述移相区被设在上述遮光膜区域的内侧。
3.根据权利要求1所述的光掩膜，其特征在于上述移相区至少被设在上述遮光性模样的角部或其内侧或者上述遮光性模样的端部或其内侧。
4.根据权利要求1所述的光掩膜，其特征在于当假设了上述移相区的宽度为Wm时，满足Wm≤(0.4×λ/NA)×M(这里，λ为光源的波长，NA为曝光机的缩小投影光学系统的数值孔径，M为该缩小投影光学系统的倍率)。
5.根据权利要求1所述的光掩膜，其特征在于当假设了遮光性模样的宽度为Lm时，满足Lm≤(0.8×λ/NA)×M。
6.根据权利要求5所述的光掩膜，其特征在于当假设了移相区的宽度为Wm时，满足Wm≤((0.8×λ/NA)×M)-Lm且Wm≤Lm。
7.根据权利要求5所述的光掩膜，其特征在于当假设了移相区的宽度为Wm时，满足0.5×((((0.8×λ/NA)×M)-Lm)/2)≤Wm≤1.5×((((0.8×λ/NA)×M)-Lm)/2)且Wm≤Lm。
8.根据权利要求1所述的光掩膜，其特征在于上述移相区相对于上述光透射区的位相差相对于上述光源的波长为(170+360×n)～(190+360×n)度(这里，n为整数)。
9.根据权利要求1所述的光掩膜，其特征在于通过在上述透射性基板上的成为上述光透射区的部分及成为上述移相区的部分之中的至少一方被刻入而设置上述移相区相对于上述光透射区的位相差。
10.根据权利要求1所述的光掩膜，其特征在于通过在上述透射性基板上的成为上述光透射区以外的部分及成为上述移相区的部分之中的某一方之上形成有移相层而设置上述移相区相对于上述光透射区的位相差。
11.根据权利要求10所述的光掩膜，其特征在于上述移相层被形成于上述遮光膜区域的下侧。
12.根据权利要求10所述的光掩膜，其特征在于上述移相层被形成于上述遮光膜区域的上侧。
13.一种模样形成方法，其特征在于是使用了根据权利要求1～12的任一项所述的光掩膜的模样形成方法，具备有在基板上形成抗蚀膜的工序、用上述光掩膜对上述抗蚀膜进行模样曝光的工序、和对被模样曝光了的上述抗蚀膜进行显影并形成抗蚀模样的工序。
14.根据权利要求13所述的模样形成方法，其特征在于进行上述模样曝光的工序使用斜入射法。
15.根据权利要求13所述的模样形成方法，其特征在于上述抗蚀膜是由正片型抗蚀剂组成的。
16.一种光掩膜的制作方法，是具备了由在对光源具有透射性的透射性基板上形成的遮光膜区域和移相区构成的孤立的遮光性模样的光掩膜的制作方法，其特征在于具备有在上述透射性基板上形成遮光膜的工序、把上述遮光膜模样化并形成上述遮光膜区域的轮廓的工序、和消去位于上述遮光膜上的上述移相区上的部分并形成开口部的工序，上述移相区相对于上述透射性基板的光透射区具有位相差，上述移相区的宽度被设定为与具有同一宽度的上述遮光膜的遮光性能相比上述移相区的遮光性能在同等程度以上。
17.根据权利要求16所述的光掩膜的制作方法，其特征在于形成上述开口部的工序包括在形上述成开口部后刻入上述透射性基板上的上述开口部的下侧的部分的工序，使得在该部分和上述光透射区之间相对于上述光源的波长产生(170+360×n)～(190+360×n)度(这里，n为整数)的位相差。
18.根据权利要求17所述的光掩膜的制作方法，其特征在于在形成上述遮光膜区域的轮廓的工序之前进行形成上述开口部的工序。
19.根据权利要求16所述的光掩膜的制作方法，其特征在于形成上述遮光膜区域的轮廓的工序包括在形成上述遮光膜区域的轮廓之后刻入上述透射性基板上的上述遮光膜区域的外侧部分的工序，使得在该部分和上述移相区之间相对于上述光源的波长产生(170+360×n)～(190+360×n)度(这里，n为整数)的位相差。
20.根据权利要求16所述的光掩膜的制作方法，其特征在于形成上述遮光膜的工序包括在上述遮光膜的下侧形成相对于上述光源的波长产生(170+360×n)～(190+360×n)度(这里，n为整数)的倒相的移相层的工序、形成上述开口部的工序包括在形成了上述开口部后消去上述移相层上的上述开口部的下侧的部分的工序。
21.根据权利要求20所述的光掩膜的制作方法，其特征在于在形成上述遮光膜区域的轮廓的工序之前进行形成上述开口部的工序。
22.根据权利要求16所述的光掩膜的制作方法，其特征在于形成上述遮光膜的工序包括在上述遮光膜的下侧形成相对于上述光源的波长产生(170+360×n)～(190+360×n)度(这里，n为整数)的倒相的移相层的工序，形成上述遮光膜区域的轮廓的工序包括在形成了上述遮光膜区域的轮廓之后消去在上述移相层上的上述遮光膜区域的外侧部分的工序。
23.根据权利要求22所述的光掩膜的制作方法，其特征在于在形成上述开口部的工序之前进行形成上述遮光膜区域的轮廓的工序。
24.根据权利要求16所述的光掩膜的制作方法，其特征在于在形成上述遮光膜区域的轮廓的工序之前进行形成上述开口部的工序，在形成上述开口部的工序和形成上述遮光膜区域的轮廓的工序之间还具备有在上述透射性基板上形成相对于上述光源的波长产生(170+360×n)～(190+360×n)度(这里，n为整数)的倒相的移相层的工序，形成上述遮光膜区域的轮廓的工序包括在形成上述遮光膜区域的轮廓之前消去在上述移相层上的上述遮光膜区域的外侧部分的工序。
25.根据权利要求16所述的光掩膜的制作方法，其特征在于在形成上述开口部的工序之前进行形成上述遮光膜区域的轮廓的工序，在形成上述遮光膜区域的轮廓的工序和形成上述开口部的工序之间还具备有在上述透射性基板上形成相对于上述光源的波长产生(170+360×n)～(190+360×n)度(这里，n为整数)的倒相的移相层的工序，形成上述开口部的工序包括在形成上述开口部之前消去位于上述移相层上的上述移相区上的部分的工序。
26.根据权利要求16所述的光掩膜的制作方法，其特征在于在假设了上述移相区的宽度为Wm时，最好满足Wm≤(0.4×λ/NA)×M(这里，λ为光源的波长，NA为曝光机的缩小投影光学系统的数值孔径，M为该缩小投影光学系统的倍率)。
27.根据权利要求16所述的光掩膜的制作方法，其特征在于假设上述遮光性模样的宽度为Lm，则最好满足Lm≤(0.8×λ/NA)×M。
28.根据权利要求27所述的光掩膜的制作方法，其特征在于假设上述移相区的宽度为Wm，则最好满足Wm≤((0.8×λ/NA)×M)-Lm且Wm≤Lm。
29.根据权利要求27所述的光掩膜的制作方法，其特征在于假设上述移相区的宽度为Wm，则最好满足0.5×((((0.8×λ/NA)×M)-Lm)/2)≤Wm≤1.5×((((0.8×λ/NA)×M)-Lm)/2)且Wm≤Lm。
30.一种模样设计制作方法，是具备了由在对光源具有透射性的透射性基板上形成的遮光膜区域和移相区构成的孤立的遮光性模样的光掩膜的模样设计制作方法，其特征在于具备有从与上述遮光性模样对应的模样设计之中抽出具有(0.8×λ/NA)×M(这里，λ为光源的波长，NA为曝光机的缩小投影光学系统的数值孔径，M为该缩小投影光学系统的倍率)以下的宽度L×M的线模样的工序、和在被抽出的上述线模样的内侧配设具有((0.8×λ/NA)-L)×M以下的宽度W×M(这里W≤L)的移相区的工序。
31.根据权利要求30所述的模样设计制作方法，其特征在于满足0.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)≤W≤1.5×(((0.8×λ/NA)-L)/2)且W≤L。
32.根据权利要求30所述的模样设计制作方法，其特征在于抽出上述线模样的工序包括从上述模样设计之中抽出模样角部或模样端部的工序，配设上述移相区的工序包括在被抽出的上述模样角部或其内侧或者被抽出的上述模样端部或其内侧配设具有(0.5×λ/NA)×M见方以下的尺寸的移相区的工序。
33一种掩膜绘制数据制作方法，是具备了由在对光源具有透射性的透射性基板上形成的遮光膜区域和移相区构成的孤立的遮光性模样的光掩膜的掩膜绘制数据制作方法，其特征在于具备有如下工序，即从与上述遮光性模样对应的模样设计之中抽出具有(0.8×λ/NA)×M(这里，λ为光源的波长，NA为曝光机的缩小投影光学系统的数值孔径，M为该缩小投影光学系统的倍率)以下的宽度L×M的线模样、在被抽出的上述线模样的内侧配设了具有((0.8×λ/NA)-L)×M以下的宽度W×M(这里W≤L)的移相区并使得上述遮光性模样的遮光效果达到最大后，根据试曝光或曝光模拟的结果调节上述移相区的尺寸的工序。
34.根据权利要求33所述的掩膜绘制数据制作方法，其特征在于调节上述移相区的尺寸的工序包括缩小与由使用了上述光掩膜的曝光所形成的模样的宽度比设计值大的部分对应的上述移相区的宽度且放大与由使用了上述光掩膜的曝光所形成的模样的宽度比设计值小的部分对应的上述移相区的宽度的工序。
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