JP2000112111A - フォトマスク、その製造方法及び露光方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】フォトマスクの作製において、電子線による近
接効果の影響を低減しながらＥＢ描画時間を短くする。
また、使用時の光による近接効果を低減する。 【解決手段】互いに対向して固定された複数の透明基体
Ａ，Ｂと、露光時に被感光層に潜像パターンを形成する
際の遮光体を全体として構成し、それぞれ異なる透明基
体Ａ，Ｂ上に配置された異なる疎密度の複数のパターン
Ｐ１，Ｐ２とを有する。複数のパターンＰ１，Ｐ２は、
潜像パターン上でパターンサイズが近づくように、疎密
度に応じて異なる所定サイズを有する。このフォトマス
ク１は、複数のパターンＰ１，Ｐ２の分離を原パターン
からの抽出によって行うことで製造される。また、露光
では、異なる疎密度の複数のパターンＰ１，Ｐ２が形成
されたマスクを重ねて用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ハ上のレジスト等の被感光層を露光する時に用いるフォ
トマスク及びその製造方法と、露光方法とに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置は年々集積度が上がり、しか
も異なる機能を取り込んだシステム化の方向で開発が進
められている。このため、同じチップ上でもパターンの
疎密度が異なる領域が存在する。たとえば、マイクロコ
ンピュータ等のメモリ混載ロジックＬＳＩにおいて、ト
ランジスタのゲートパターンは、メモリ部では微細パタ
ーンが繰り返し配置されているが、ロジック部はパター
ン配置にランダム性があり、このため孤立したパターン
も存在する。

【０００３】このような疎密度が異なるパターン用のフ
ォトマスクを製造する場合、フォトマスク作製の過程で
用いられる電子線リソグラフィにおける近接効果によ
り、孤立したパターンと、密集したパターンとの双方を
精度良く形成することができないという問題がある。

【０００４】この近接効果を低減するための方法は、古
くからいろいろな方法が提案されている。たとえば、電
子ビーム（ＥＢ）で描画する領域を細かく分割し、それ
ぞれの領域内でのパターン密度を面積計算等により求
め、その密度に応じて照射するＥＢのドーズ量を調整す
る技術（以下、ＥＢドーズ量調整による方法）が提案さ
れている。

【０００５】また、ＥＢがレジストを透過して下地で反
射することによる散乱（後方散乱）を防止する目的で、
最初のＥＢ描画後に、ドーズ量を下げた反転パターンの
ＥＢ描画を行って、後方散乱の影響をパターンの全領域
で均一化する技術（以下、ゴースト露光による方法）が
提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、これら近接
効果による影響を低減する従来のフォトマスクパターン
の形成方法では、それぞれ以下に示す課題があった。

【０００７】前記ＥＢドーズ量調整による方法では、細
かな領域ごとにパターン密度を計算し、それに応じてド
ーズ量を変えながらＥＢ描画することから、計算時間が
長く、またドーズ量が安定する時間を含めるとＥＢ描画
に多大な時間を要する。また、領域の境界付近では近接
効果による影響を無視できない。一方、前記ゴースト露
光による方法において、２回の露光を行うためＥＢ描画
時間が長い。したがって、この何れの方法によってもＥ
Ｂ描画のスループットが低く、これによるコスト増を招
いていた。

【０００８】また、半導体ウエハ上のレジストにフォト
マスクパターンを転写して、潜像パターンを形成する場
合、光による近接効果によって、設計寸法が同一なパタ
ーンでも、孤立したパターンと密集したパターンでは現
像後に出来たパターンの寸法が異なることがある。

【０００９】本発明の目的は、電子線等による近接効果
の影響を低減しながら、ＥＢ描画時間等のマスクパター
ン形成時間を短くでき、また、使用時の光による近接効
果を低減するようなパターンサイズの補正が容易な構造
のフォトマスク、その製造方法、及び露光方法を提供す
ることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係るフォトマス
クは、露光時に被感光層上に潜像パターンを形成する際
に用いるフォトマスクであって、互いに対向して固定さ
れた複数の透明基体と、前記潜像パターンを形成する際
の遮光体を全体として構成し、それぞれ異なる前記透明
基体上に配置された異なる疎密度の複数のパターンとを
有する。好適には、前記複数のパターンは、前記潜像パ
ターン上のサイズが近づくように、疎密度に応じて異な
る所定サイズを有する。また、本発明のフォトマスクで
は、互いにスペースをおいて対向する第１および第２透
明基体を有し、前記第１透明基体に、互いに近接し露光
時に干渉する複数のパターンからなる密集パターンが配
置され、前記第２透明基体に、単一の、または露光時に
互いに干渉しない程度に離れた複数のパターンからなる
孤立パターンが配置されている。

【００１１】このフォトマスクでは、前記複数のパター
ンを、前記複数の透明基体の対向面に配置してもよく、
また前記複数の透明基体の一方側の面に配置してもよ
い。さらに、前記複数のパターンを、単一の透明基体の
異なる主面に形成してもよい。

【００１２】本発明に係るフォトマスクの製造方法は、
被感光層上に潜像パターンを形成する際に用いるフォト
マスクの製造方法であって、設計後の原パターンデータ
から、疎密度が異なる複数のパターンをデータ上で生成
する工程と、当該生成したパターンのデータに基づい
て、疎密度が異なる複数のマスクパターンを異なる透明
基体の一主面上にそれぞれ形成する工程と、マスクパタ
ーンが形成された複数の透明基体を、互いに距離をおい
て対向させて固定する工程とを有する。前記複数のマス
クパターンを単一基体の異なる主面にそれぞれ形成して
もよい。なお、この場合、透明基体同士を固定する工程
は存在しない。

【００１３】好適には、前記複数のマスクパターンを形
成する工程では、疎密度が異なるマスクパターン同士の
サイズが近づくように、電子線リソグラフィ条件を調整
する。

【００１４】このような本発明のフォトマスクの製造方
法では、密集パターンと孤立パターンの形成を、それぞ
れに適した条件の別のリソグラフィにより形成すること
ができる。このため電子線等のドーズ量のみならず、レ
ジストの種類や膜厚等を含め調整可能なパラメータが多
く、疎密度に応じたパターン形成が容易である。電子線
描画の場合、描画時間は描画パターンの面積に比例する
が、この方法では密集パターンと孤立パターンは原パタ
ーンを分離して生成されているため、２度の電子線描画
といっても描画時間は１度で行う場合と殆ど変わらな
い。また、製造したフォトマスクの使用時において、光
近接効果によりパターンの転写精度の低下を防止するた
めにパターンサイズをマスク上で調整する場合、密集パ
ターンと孤立パターンが分かれているので、この調整が
容易である。さらに、孤立パターン等の一方のみ微細パ
ターンの形成が要求される場合に、各種位相シフトの適
用が容易である。

【００１５】本発明に係る露光方法は、被感光層上にフ
ォトマスクを介在させて光を投射し、被感光層に潜像パ
ターンを形成する露光方法であって、前記露光の際に、
前記潜像パターンを形成する際の遮光体を全体として構
成し疎密度が異なるパターンがそれぞれ形成された複数
のフォトマスクを重ねて用いる。また、本発明に係る他
の露光方法では、前記露光の際に、前記潜像パターンを
形成する際の遮光体を全体として構成し疎密度が異なる
２種類のパターンが一方と他方の主面に分けて形成され
ているフォトマスクを用いる。

【００１６】

【発明の実施の形態】第１実施形態 図１（Ａ）は、本実施形態に係るフォトマスクの概略断
面図、図１（Ｂ）および（Ｃ）は当該フォトマスクを構
成する２枚のマスクの概略平面図である。

【００１７】フォトマスク１は、密集部用マスクと孤立
部用マスクとをスペーサ２を介して所定間隔をおいて対
向させて張り合わせたものである。密集部用マスクでは
石英ガラスＡの一主面に密集パターンＰ１が形成され、
孤立部用マスクでは石英ガラスＢの一主面に孤立パター
ンＰ２が形成されている。本実施形態においては、密集
パターンＰ１および孤立パターンＰ２が、石英ガラスＡ
とＢの対向面にそれぞれ形成されている。

【００１８】このようなフォトマスク１の構造では、そ
のパターン形成時のＥＢ描画において近接効果の影響が
大きな密集パターンＰ１を孤立パターンＰ２とは別に形
成することができ、それぞれのパターンに適した描画条
件、例えば描画エリア（パターンサイズ）または電子ビ
ームのエネルギー密度等をパターンの疎密に応じて個別
に設定することができる。また、ＥＢレジストの種類や
膜厚条件も、パターンの疎密度に応じて変えることがで
きる。密集パターンＰ１と孤立パターンＰ２のパターン
サイズを変えることができるので、フォトマスク１を用
いて半導体ウエハ上のレジスト等を露光する際において
も、近接効果の影響をパターンサイズ調整によって低減
または相殺して所望の潜像パターンを得ることができ
る。

【００１９】ここで、一つのＬＳＩパターンのどの部分
を密集パターンＰ１とし、どの部分を孤立パターンＰ２
とするかは、そのパターンの疎密度に応じて決められ
る。疎密度をどのようなエリアで定義するかは任意であ
り、例えば、各機能ブロック、任意のサイズに仕切った
各領域、機能ブロック内を更に任意のサイズに仕切った
各領域等において定義することができる。また、疎密度
を定義するエリアを決めずに、例えばパターン抽出法に
よって、実際に密集度が高いパターンと密集度が低いパ
ターンとを分離し、それぞれを異なるマスク上に形成す
るようにしてもよい。

【００２０】このうち最も簡単なパターン分離法とし
て、例えばメモリ混載ロジックＬＳＩのメモリ部のよう
に微細パターンが繰り返し配置されている機能ブロック
を密集パターンとし、その他のブロック（ロジック部を
含む）を孤立パターンとすることができる。図１は、こ
の方法によってパターン分離がされたものであり、その
平面図（図１（Ｂ），（Ｃ））には密集パターンＰ１と
孤立パターンＰ２が一つずつ描かれている。密集パター
ンＰ１と孤立パターンＰ２は補完関係にある。すなわ
ち、密集部用マスクにおける密集パターンＰ１以外の部
分はパターンが形成されていない光透過部であり、ま
た、孤立部用マスクにおける孤立パターンＰ２以外の領
域はパターンが形成されていない光透過部である。した
がって、密集パターンＰ１および孤立パターンＰ２が全
体として、フォトマスク１を用いて行う露光時の遮光体
を構成する。

【００２１】一方、機能ブロックとは無関係に、全体の
パターンを所定サイズの領域、例えば１０００μｍ×１
０００μｍの領域に区分して、その疎密度に応じてパタ
ーンを分離する方法がある。

【００２２】このパターン分離方法を用いた場合におい
て、図２（Ａ）に、設計データに基づくパターン（原パ
ターン）の例を、図２（Ｂ）に、２枚のマスクに対応し
て２つに分離した後のパターンを示す。また、図２
（Ｃ）に、分離したパターンをそれぞれ図１に示す密集
部用マスク上と孤立部用マスク上に形成し、この２枚の
マスクを重ねて露光を行ったときのレジスト潜像イメー
ジを示す。

【００２３】図２（Ａ）は、ロジック部内を幾つもの領
域に区分けしたことにより、原パターンＰ０の密集パタ
ーンが領域Ｅ１に、孤立パターンが領域Ｅ２になった場
合を示している。ＥＢ描画をパターンの疎密に関係なく
一括して行うと、一般に、孤立パターンで所望のサイズ
としながら密集パターンで近接効果の影響を極力低減す
ることは困難である。しかし、この図の場合はパターン
の疎密度が領域間で異なっているので、図２（Ｂ）に示
すように、原パターンＰ０を密集パターンＰ１と孤立パ
ターンＰ２とに分離することができる。図１のフォトマ
スク１において、密集パターンＰ１を密集部用マスクに
配置し、孤立パターンＰ２を孤立部用マスクに配置する
ことによって、各パターンに適した条件でＥＢ描画がで
きる。したがって、図２（Ｃ）に示すように、フォトマ
スク１を用いて露光を行うと、半導体ウエハ上のレジス
トにおいて、原パターンＰ０を忠実に転写した潜像パタ
ーン１００が得られる。

【００２４】上記説明では、全体のパターンを機能ブロ
ック又は所定サイズの領域で区切って、疎密度が高い領
域のパターンを密集パターン、疎密度が低い領域のパタ
ーンを孤立パターンを定義した。このパターンの定義の
ほか、本発明では、露光時に近接効果によるパターン形
状の干渉が生じる程度に近接したパターン群を“密集パ
ターン”、単一パターンまたは露光時に近接効果による
パターン形状の干渉が生じないほど距離が遠いパターン
群を“孤立パターン”と定義することができる。この後
者の定義によれば、メモリ部内では殆どが一様な微細パ
ターンからなるので密集パターンといえるが、ロジック
部内では密集パターンと孤立パターンが混在している。
つぎに、この定義に則るパターンが抽出可能な方法につ
いて説明する。

【００２５】図３〜図８は、図形演算によってパターン
を抽出し、分離する方法の各工程を示す説明図である。

【００２６】図４において、図３に示す原パターンＰ０
の外側ラインを平面上で直交する方向に外側へｄ１だけ
シフト（プラスシフト）させる。シフト量ｄ１は、密集
パターンのパターン間隔Ｄ１とすると、ｄ１≧Ｄ１／２
を満たすように決められる。このリサイズによって、原
パターンＰ０が全体的に一回り大きくなるとともに、密
集パターン同士が重なって一つの平面パターンＰ３が生
成される。

【００２７】図５において、パターンＰ３の外側ライン
を今度は内側にｄ２だけシフト（マイナスシフト）させ
る。シフト量ｄ２は、孤立パターンのパターン幅をＤ２
とすると、ｄ２≧Ｄ２／２を満たすように決められる。
このリサイズによって、パターンＰ１が一回り小さくな
るとともに、孤立パターン部分が消滅して一つの矩形パ
ターンＰ４が生成される。

【００２８】図６において、パターンＰ４の外側ライン
を外側にｄ３だけプラスシフトさせる。シフト量ｄ３
は、上記２度のリサイズの際のシフト量の差、即ちｄ３
＝（ｄ２−ｄ１）に決められる。このリサイズによっ
て、元の原パターンＰ０における密集パターン部の外郭
と同じ大きさの矩形パターンＰ５が生成される。

【００２９】このパターンＰ５と、元の原パターンＰ０
とを重ね合わせて差分をとれば、図７に示すように、孤
立パターンＰ２のみ抽出することができる。また、抽出
した孤立パターンＰ２を原パターンＰ０から差し引け
ば、図８に示すように、密集パターンＰ１が得られる。

【００３０】このパターン分離方法では、上記例に示し
たようなパターン抽出とパターン分離が、広範囲で複雑
に入り組んだパターン全域において一括して行うことが
できる。また、パターンを細かな領域に区分けする図２
の方法では、領域境界とパターンの疎密が一致しないこ
とも多いが、このパターン抽出を用いた方法では、パタ
ーン分離箇所がパターンの疎密境界と一致する利点があ
る。

【００３１】つぎに、フォトマスクの製造方法について
説明する。図９（Ａ）〜図９（Ｄ）は、密集部マスクの
製造を例として各マスク形成過程を示す断面図である。

【００３２】図９（Ａ）において、用意した石英ガラス
Ａの一主面に、遮光体となるＣｒ膜４を、例えばスパッ
タリングにより成膜する。また、Ｃｒ膜４上にＥＢ描画
用レジスト６ａを塗布し、加熱により不要な溶剤を揮発
させた後、ＥＢ描画を行う。

【００３３】図９（Ｂ）において、ＥＢ描画後の現像に
よって、所定のレジストパターン６が形成される。この
レジストパターン６のサイズは、上記レジストの種類，
膜厚、または、ＥＢの描画領域、エネルギー密度、ビー
ム径等の各種条件によって変化する。密集部マスクの作
製では、ＥＢ描画における近接効果の影響を極力低減で
きる条件、或いは近接効果があっても所定サイズおよび
所定のレジスト断面形状が得られるような条件を選択し
て用いる。この所定サイズは、後で完成後のフォトマス
クを用いて半導体ウエハにパターン転写する際のパター
ン転写精度をも考慮して決めることが望ましい。

【００３４】図９（Ｃ）において、レジストパターン６
をマスクとしてＣｒ膜４をエッチングする。このエッチ
ングでは、通常、ウエットエッチングを、そのオーバー
エッチング量を制御しながら行う。その後、レジストパ
ターン６を除去すると、図９（Ｄ）に示す密集パターン
Ｐ１が得られる。

【００３５】本実施形態では、孤立部マスクにおいても
同様な方法によってＣｒ等の遮光材料からなる孤立パタ
ーンＰ２を形成する。

【００３６】その後、密集部用マスクと孤立部用マスク
との間にスペーサ２を介在させて、両マスクを張り合わ
せることにより、図１に示すフォトマスク１を完成させ
る。

【００３７】なお、このようにして完成したフォトマス
ク１を用いて、半導体ウエハ上で実際に露光を行った。
ウエハ上の最小寸法が０．２μｍとなるマスク箇所を測
長ＳＥＭで測定したところ、密集パターンの最小寸法
（メモリ部のメモリトランジスタのゲート長）と孤立パ
ターンの最小寸法（ロジック部における孤立したトラン
ジスタのゲート長）はともに、ほぼ０．２μｍに出来上
がっていた。

【００３８】第２実施形態 図１０は、本実施形態に係るフォトマスクの概略構成を
示す断面図である。このフォトマスク１０では、密集パ
ターンＰ１と孤立パターンＰ２が、対応する透明基体
（石英ガラスＡまたはＢ）の一方側の主面に形成されて
いる。この図示例では、孤立パターンＰ２が石英ガラス
Ｂの外面に形成されている。

【００３９】第３実施形態 図１１は、本実施形態に係るフォトマスクの概略構成を
示す断面図である。このフォトマスク２０では、単一な
透明基体（石英ガラス）の一方と他方の主面それぞれ
に、密集パターンＰ１と孤立パターンＰ２が形成されて
いる。

【００４０】上述した第１〜第３実施形態では、密集パ
ターンと孤立パターンが、異なるマスク基体上に形成さ
れていることから、それぞれに適した条件でパターン形
成ができる。そのため、ＥＢ描画時の近接効果の影響を
低減でき、所望のマスクパターンが得られる利点があ
る。また、パターン疎密に応じたパターンサイズ調整が
フォトマスク上で出来ることから、完成したフォトマス
クを用いた露光における光近接効果の影響を相殺するよ
うにサイズ補正を行って、レジスト潜像パターンを設計
通りに精度よく形成できるという利点がある。

【００４１】従来のパターンサイズ調整は、設計時ある
いはマスク形成時に原パターンにバイアスをかけて行っ
ていたが、この従来の方法では、調整できる最小単位が
グリッドサイズに制限されて細かな調整ができない。こ
れに対し、本実施形態の方法ではパターンサイズ調整が
ＥＢ描画条件等で行えるので、より細かな調整が可能で
ある。

【００４２】変形例 本発明の実施形態では、位相シフト法を用いた微細パタ
ーンの形成が可能である。位相シフト法には、レベンソ
ン方式、多段方式、補助パターン方式、エッジ強調方
式、シフタ遮光方式、クロムレス方式等種々あり、これ
らの適用も可能であるが、ここでは、一例としてハーフ
トーン位相シフト方式を説明する。

【００４３】図１２は、孤立部用マスクにハーフトーン
位相シフト方式を適用した場合のマスク配置を示す図で
ある。孤立部用マスクにおいて、孤立パターンＰ２は半
透明の材料、例えば、通常、４％以上で最大１０％程度
の光透過率を持つハーフトーン膜から形成されている。
ハーフトーン膜の材料は、ＣｒＯＮ等のクロム系，Ｍｏ
ＳｉＯＮ等のモリブデン系，ＷＳｉＯＮ等のタングステ
ン系，ＳｉＮ等のシリコン系の何れでもよい。この孤立
パターンＰ２が形成されていない石英ガラス部分Ｂａ
は、位相シフト部と称され、孤立パターンＰ２の形成面
から所定量エッチングされている。このため、露光時に
孤立パターンＰ２を透過する光の位相が０度であるのに
対し、位相シフト部Ｂａを透過する光の位相は１８０度
となっている。透過光の位相が１８０度異なるとその境
界では位相が打ち消しあって、光強度が零となり、その
結果、光強度分布の裾の拡がりを抑えることができる。
このため、位相シフト法が適用された孤立パターンを用
いると、露光波長に応じた限界以下の寸法を有するパタ
ーンも解像することができる。したがって、動作速度が
速いトランジスタ等の形成が可能となる。

【００４４】図１３（Ａ）〜図１３（Ｅ）は、ハーフト
ーン位相シフト方式を適用した孤立部用マスクの各製造
過程を示す断面図である。図１３（Ａ）において、石英
ガラスＢ上にハーフトーン膜８とレジスト６ａをそれぞ
れ成膜した後、ＥＢ露光を行う。このＥＢ露光は、基体
が透明ガラスでありレジスト６ａの下地に半透過性の膜
が存在することから、図示のように裏面側からＥＢ露光
することもできる。その場合、ＥＢ露光がレジスト６ａ
上のゴミ等の遮光異物の影響を受けない。

【００４５】図９（Ａ），（Ｂ）と同様にして、レジス
トパターンの形成（図１３（Ｂ））とパターニング（図
１３（Ｃ））を行う。

【００４６】つぎに本例では、図１３（Ｄ）に示すよう
に、石英ガラスＢの表出面をエッチングにより削り、位
相シフト部Ｂａを形成する。その後、レジストパターン
６を除去することにより、図１３（Ｅ）に示す孤立部用
マスクを完成させる。

【００４７】このようにして完成したフォトマスクを用
いて、半導体ウエハ上に実際に露光を行った。ウエハ上
の最小寸法が０．１５μｍとなるマスク箇所を測長ＳＥ
Ｍで測定したところ、密集パターンの最小寸法（メモリ
部のメモリトランジスタのゲート長）と孤立パターンの
最小寸法（ロジック部における孤立したトランジスタの
ゲート長）はともに、ほぼ０．１５μｍで出来上がって
いた。

【００４８】本発明の実施形態では、この位相シフトの
適用のほか、前記第１〜第３実施形態に対し種々の変形
が可能である。たとえば、露光方法に関しては、第１お
よび第２実施形態のように２枚のマスクを張り合わせて
一つのフォトマスクとする必要はなく、精度よく２枚の
マスクを重ねて露光すれば、前記したと同じ効果を奏す
る。また、遮光体の材料もＣｒに限らず、写真乳剤（エ
マルジョン）でもよいし、透明基体も石英ガラスに限ら
ない。

【００４９】

【発明の効果】本発明に係るフォトマスク、その製造方
法及び露光方法によれば、電子線等による近接効果の影
響を低減しながら、ＥＢ描画時間等のマスクパターン形
成時間を短くでき、また、使用時の光による近接効果を
低減するようなパターンサイズの補正が容易な構造のフ
ォトマスク、その製造方法、及び露光方法を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係るフ
ォトマスクの概略断面図、図１（Ｂ）および（Ｃ）は当
該フォトマスクを構成する２枚のマスクの概略平面図で
ある。

【図２】図２は、パターンを分離した状態で重ねて一括
露光する方法の概略を説明するための図であり、図２
（Ａ）に原パターンの例、図２（Ｂ）に分離後のパター
ン、図２（Ｃ）に露光後のレジスト潜像パターンを示
す。

【図３】図３は、図形演算を用いてパターンを抽出し、
分離する方法の各工程を示す説明図であり、原パターン
Ｐ０を示す図である。

【図４】図４は、図３に続いて生成されるパターンＰ３
を示す図である。

【図５】図５は、図４に続いて生成されるパターンＰ４
を示す図である。

【図６】図６は、図５に続いて生成されるパターンＰ５
を示す図である。

【図７】図７は、パターンＰ５を用いて抽出された孤立
パターンＰ２を示す図である。

【図８】図８は、孤立パターンＰ２を用いて抽出された
密集パターンＰ１を示す図である。

【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｄ）は、密集部マスクの製
造を例として各マスク形成過程を示す断面図である。

【図１０】図１０は、本発明の第２実施形態に係るフォ
トマスクの概略断面図である。

【図１１】図１１は、本発明の第３実施形態に係るフォ
トマスクの概略断面図である。

【図１２】図１２は、孤立部用マスクにハーフトーン位
相シフト方式を適用した場合のマスク配置を示す図であ
る。

【図１３】図１３（Ａ）〜図１３（Ｅ）は、ハーフトー
ン位相シフト方式を適用した孤立部用マスクの各製造過
程を示す断面図である。

【符号の説明】

１，１０，２０…フォトマスク、２…スペーサ、４…Ｃ
ｒ膜、６…レジストパターン、６ａ…フォトレジスト、
８…ハーフトーン膜、Ａ，Ｂ，Ｃ…石英ガラス（透明基
体）、Ｂａ…位相シフト部、Ｐ０…原パターン、Ｐ１…
密集パターン、Ｐ２…孤立パターン、Ｐ３〜Ｐ５…リサ
イズ後のパターン、ｄ１〜ｄ３…リサイズ値、ＥＢ…電
子ビーム。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】露光時に被感光層上に潜像パターンを形成
   する際に用いるフォトマスクであって、 互いに対向して固定された複数の透明基体と、 前記潜像パターンを形成する際の遮光体を全体として構
   成し、それぞれ異なる前記透明基体上に配置された異な
   る疎密度の複数のパターンとを有するフォトマスク。
2. 【請求項２】前記複数のパターンは、前記潜像パターン
   上のサイズが近づくように、疎密度に応じて異なる所定
   サイズを有する請求項１に記載のフォトマスク。
3. 【請求項３】互いにスペースをおいて対向する第１およ
   び第２透明基体を有し、 前記第１透明基体に、互いに近接し露光時に干渉する複
   数のパターンからなる密集パターンが配置され、 前記第２透明基体に、単一の、または露光時に互いに干
   渉しない程度に離れた複数のパターンからなる孤立パタ
   ーンが配置されている請求項１に記載のフォトマスク。
4. 【請求項４】前記密集パターンおよび前記孤立パターン
   は、殆ど光を透過させない遮光材料からなる請求項３に
   記載のフォトマスク。
5. 【請求項５】前記密集パターンは、殆ど光を透過させな
   い遮光材料からなり、 前記孤立パターンは、４％以上の光透過率をもった半透
   明材料からなる請求項３に記載のフォトマスク。
6. 【請求項６】前記複数のパターンは、前記複数の透明基
   体の対向面に配置されている請求項１に記載のフォトマ
   スク。
7. 【請求項７】前記複数のパターンは、前記複数の透明基
   体の一方側の面に配置されている請求項１に記載のフォ
   トマスク。
8. 【請求項８】露光時に被感光層上に潜像パターンを形成
   する際に用いるフォトマスクであって、 単一の透明基体と、 当該透明基体の一方の主面上に配置され、互いに近接し
   露光時に干渉する複数のパターンからなる密集パターン
   と、 前記透明基体の他方の主面上に配置され、単一の、また
   は露光時に互いに干渉しない程度に離れた複数のパター
   ンからなり、前記密集パターンとともに前記潜像パター
   ンを形成する際の遮光体を構成する孤立パターンとを有
   するフォトマスク。
9. 【請求項９】露光時に被感光層上に潜像パターンを形成
   する際に用いるフォトマスクの製造方法であって、 設計後の原パターンデータから、疎密度が異なる複数の
   パターンをデータ上で生成する工程と、 当該生成したパターンのデータに基づいて、疎密度が異
   なる複数のマスクパターンを異なる透明基体の一主面上
   にそれぞれ形成する工程と、 マスクパターンが形成された複数の透明基体を、互いに
   距離をおいて対向させて固定する工程とを有するフォト
   マスクの製造方法。
10. 【請求項１０】前記複数のマスクパターンを形成する工
    程では、前記潜像パターン上のサイズが互いに近づくよ
    うに、疎密度に応じて前記マスクパターンのサイズを調
    整する請求項９に記載のフォトマスクの製造方法。
11. 【請求項１１】前記複数のマスクパターンを形成する工
    程では、疎密度が異なるマスクパターン同士のサイズが
    近づくように、電子線リソグラフィ条件を調整する請求
    項９に記載のフォトマスクの製造方法。
12. 【請求項１２】露光時に被感光層上に潜像パターンを形
    成する際に用いるフォトマスクの製造方法であって、 設計後の原パターンデータから、疎密度が異なる複数の
    パターンをデータ上で生成する工程と、 当該生成したパターンのデータに基づいて、疎密度が異
    なる複数のマスクパターンをそれぞれ透明基体の一方と
    他方の主面上に形成する工程とを有するフォトマスクの
    製造方法。
13. 【請求項１３】被感光層上にフォトマスクを介在させて
    光を投射し、被感光層に潜像パターンを形成する露光方
    法であって、 前記露光の際に、前記潜像パターンを形成する際の遮光
    体を全体として構成し疎密度が異なるパターンがそれぞ
    れ形成された複数のフォトマスクを重ねて用いる露光方
    法。
14. 【請求項１４】前記複数のフォトマスクは、前記潜像パ
    ターン上のサイズが互いに近づくように、疎密度に応じ
    て異なる所定サイズを有する請求項１３に記載の露光方
    法。
15. 【請求項１５】被感光層上にフォトマスクを介在させて
    光を投射し、被感光層に潜像パターンを形成する露光方
    法であって、 前記露光の際に、前記潜像パターンを形成する際の遮光
    体を全体として構成し疎密度が異なる２種類のパターン
    が一方と他方の主面に分けて形成されているフォトマス
    クを用いる露光方法。