JP2000181048A - フォトマスクおよびその製造方法、並びにそれを用いた露光方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 透過部に対する半透過部の透過率および位相
差を考慮することによって、レジストに正確なレジスト
段差を形成するフォトマスクを提供する。 【解決手段】 フォトマスク１における半透過部１２
は、該半透過部１２を透過する露光光と透過部１１を透
過する露光光との間に発生する干渉を抑制するように、
透過部１１に対する位相差が設定されている。このフォ
トマスク１を用いて露光を行うことによって、レジスト
ホール５１およびレジスト段差５２が所定範囲（ハーフ
領域２２）内に確実に形成されたレジスト５を得ること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子の製造
に用いるフォトマスクおよびその製造方法、並びに該フ
ォトマスクを用いてなされる露光方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体素子の製造において
は、図２（ａ）・（ｂ）に示すように、下層配線層７の
上に形成されている層間絶縁膜６にスルーホール６１と
配線溝とを形成し、配線材料を埋め込む手法が用いられ
ている。

【０００３】この場合の層間絶縁膜６は、図２（ｂ）に
示すように、周囲の領域（以下、基本領域２１とする）
から層間絶縁膜６が完全に除去されたスルーホール６１
に相当するスルーホール領域２３を有している上に、さ
らに、基本領域２１と比較して層間絶縁膜６の層厚がほ
ぼ半分（１／２）となるハーフ領域２２を有している。
そしてこのハーフ領域２２と基本領域２１とで図２
（ａ）に示すような段差形状６２が構成される。層間絶
縁膜６に上記段差形状６２を形成する方法としては、従
来技術の組み合わせにより、たとえば、以下に示す２種
類の方法を挙げることができる。

【０００４】第一の方法は、ハーフエッチングを用いる
方法である。この方法では、図１１（ａ）に示すよう
に、まず、最上層からレジスト５、層間絶縁膜６、下層
配線層７の順で形成されたウエハに対してハーフ領域２
２（図２（ｂ）参照）の露光・現像を行う（図中矢
印）。

【０００５】次に、図１１（ｂ）に示すように、現像後
レジスト５が除去されたハーフ領域２２に対してハーフ
エッチング処理を施し、層間絶縁膜６を元の層厚の半分
程度にエッチングして、段差形状６２を形成する。

【０００６】その後、図１１（ｃ）に示すように、再度
レジスト５を塗布した後、スルーホール領域２３（図２
（ｂ）参照）の露光・現像を行う（図中矢印）。そして
図１１（ｄ）に示すように、スルーホール領域２３の層
間絶縁膜６にエッチング処理を施し、スルーホール６１
を形成する。

【０００７】第二の方法は、ハーフ露光を行う方法であ
る。この方法では、まず、図１２（ａ）に示すように、
図１１（ａ）に示したものと同一の構成を有するウエハ
において、ハーフ領域２２に対してハーフ露光（露光後
のレジスト５の層厚が元の半分程度になる露光、図中矢
印）を行う。その後、スルーホール領域２３に対して不
足する露光量を追加露光する。その結果、図１２（ｂ）
に示すように、レジスト５にレジストホール１０１とレ
ジスト段差１０２とが形成される。

【０００８】その後、図１２（ｃ）に示すように、スル
ーホール領域２３のエッチングを行って層間絶縁膜６を
除去してスルーホール６１を形成した後、図１２（ｄ）
に示すように、ハーフ領域２２のレジスト５を除去（ア
ッシング）する。最後に、図１２（ｅ）に示すように、
ハーフエッチング工程により層間絶縁膜６に段差形状６
２を形成する。

【０００９】さらに、上記段差形状６２を形成する他の
方法として、透過率階調を具備したフォトマスク、すな
わち、遮光部、半透過部、および透過部を設けたフォト
マスクを用いて露光・現像工程を行う技術が知られてい
る。

【００１０】上記技術としては、たとえば、特開昭６
３−１８３５１号公報、特開平６−２７６３６号公
報、あるいは特開平７−４９４１０号公報に開示され
ている技術などが挙げられる。

【００１１】上記の技術では、半透過部として、酸化
クロム（ＣｒＯ）からなる半透明膜を用い、遮光部にク
ロム（Ｃｒ）膜を用いている。また、上記の技術で
は、半透過部として、光を吸収する物質を混入させた酸
化シリコン（ＳｉＯ₂ ）膜を用いるとともに、遮光部と
して、酸化クロム／クロム／酸化クロム（ＣｒＯ／Ｃｒ
／ＣｒＯ）の３層構造を有する遮光膜を用いている。さ
らに、上記の技術では、クロム化合物を用いたフォト
マスクにおいて、クロム化合物の膜厚を変えることによ
って遮光部や半透過部を形成している。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した各
技術には、下記のような問題点がある。まず、上記第一
の方法は、従来技術を活用した一般的な手法であるが、
レジスト塗布工程、露光・現像工程、エッチング工程と
いう一連の過程を２回繰り返す必要があり、工程数が非
常に増加する。そのため、スループットが低下するとと
もに、半導体素子にダストの付着する機会が増えるた
め、デバイスの歩留りが低下するおそれがある。

【００１３】また、上記第二の方法は、露光・現像工程
を２回行う以外の工程は全て１回で済むので、上記第一
の方法に比べると工程数が削減される。しかしながら、
露光・現像工程に際して２枚のフォトマスクを用いるた
め、ハーフ領域２２の露光パターンとスルーホール領域
２３の露光パターンとのアライメント精度が必要とな
る。

【００１４】上記各露光パターンのアライメント精度
は、２枚のフォトマスクをステッパでそれぞれアライメ
ントする際の精度と、２枚のフォトマスク自身の相対位
置精度（フォトマスクの重ね合わせ精度）とによって決
定される。そのため、何れも非常に高精度が要求される
ことになり、現像・露光工程における不安定要素となり
得る。

【００１５】このように上記の各方法では、複数回の露
光・現像を必要としたり、フォトマスクの高精度な位置
合わせを必要としたりするため、層間絶縁膜６に段差形
成する工程の煩雑化を招来している。

【００１６】これに対して、上記〜の各技術では、
１枚のフォトマスクに遮光部および透過部に加えて半透
過部を備えているものを用いている。そのため、１回の
露光・現像で、レジスト５に図１２（ｂ）に示すような
レジスト段差１０２を形成することが可能である。それ
ゆえ、層間絶縁膜６に段差形状６２を形成するに当たっ
て複数回の露光・現像や高精度なフォトマスクの位置合
わせが必要なく、段差形成工程をより短縮化・簡素化す
ることが可能である。

【００１７】しかしながら、上記〜の各技術では、
１枚のフォトマスクに具備されている透過部および半透
過部の具体的な構成に関して見た場合、透過率階調につ
いては言及されているものの、透過部に対する半透過部
の位相差設定については何ら言及されていない。

【００１８】半導体素子の製造においては、スルーホー
ル６１や配線溝がより精細となっているが、このような
精細な露光パターンを、透過率階調を有するフォトマス
クを用いて正確にレジスト５に転写するためには、透過
部に対する半透過部の位相差制御が不可欠となってく
る。それゆえ、上記〜の各技術では、レジスト５に
対して所望のレジスト段差１０２を確実に形成すること
ができないという問題点を招来する。

【００１９】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたものであって、その目的は、半透過部の透過部
に対する透過率および位相差を考慮することによって、
レジスト上に正確なレジスト段差を形成することができ
るフォトマスクと、該フォトマスクの製造方法と、さら
に、該フォトマスクを用いた露光方法とを提供すること
にある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
フォトマスクは、上記の課題を解決するために、所定パ
ターンを露光するために用いられ、露光光を透過する透
過部と、露光光を実質的に遮断する遮光部と、透過率が
上記透過部の透過率よりも低くなるように設定された半
透過部とを備えているフォトマスクにおいて、上記半透
過部は、該半透過部を透過する露光光と透過部を透過す
る露光光との間に発生する干渉を抑制するように、透過
部に対する位相差を設定していることを特徴としてい
る。

【００２１】上記請求項１記載の構成によれば、上記半
透過部では、透過部に対する透過率だけでなく、位相差
も考慮しているので、透過部を透過する露光光と半透過
部を透過する光との干渉が抑制される。その結果、半透
過部では、上記干渉により透過率が大幅に変化するよう
な箇所が発生しなくなり、ほぼ全域でほぼ適正な光強度
を実現することができる。

【００２２】そのため、上記フォトマスクを用いてレジ
ストを露光・現像すると、レジスト残りやレジスト減り
がほとんど発生しないので、所望のレジストパターンを
確実に形成することができる。それゆえ、たとえばレジ
スト上に、層厚が元のほぼ１／２となる領域を有するレ
ジスト段差を、確実かつ効率的に形成することが可能と
なる。

【００２３】上記レジスト段差が確実に形成されること
により、エッチング処理やアッシング処理を施せば、半
導体素子上の層間絶縁膜に所望の段差形状を確実かつ容
易に形成することが可能になる。それゆえ、半導体素子
の製造において、層間絶縁膜に対して、より精細な構造
のスルーホールや配線溝をより効率的に形成することが
できる。

【００２４】本発明の請求項２記載のフォトマスクは、
上記の課題を解決するために、請求項１記載の構成に加
えて、上記透過部および半透過部の透過率が異なること
により生ずる、透過部を透過した露光光のシフトに基づ
いて、該透過部の形状を変化させることを特徴としてい
る。

【００２５】上記のように透過部および半透過部の透過
率が異なっていると、該透過部を透過した露光光は、半
透過部を透過した露光光に比べて、照射面積が拡大する
ようにシフトする場合がある。そこで、上記請求項２記
載の構成では、上記シフトに基づいて透過部の形状を変
化させている。そのため、露光に際して生じる上記シフ
トを解消し、所望のレジストパターンをより確実に形成
することができる。

【００２６】本発明の請求項３記載のフォトマスクは、
上記の課題を解決するために、請求項１または２記載の
構成に加えて、上記半透過部は、シリサイドの酸窒化物
からなる半透明膜を備えていることを特徴としている。

【００２７】上記請求項３記載の構成によれば、半透過
部に、シリサイドの酸窒化物からなる半透明膜を用いて
いるので、酸素あるいは窒素の含有率を変化させること
により、半透明膜の透過率や位相差を変化させることが
できる。それゆえ、半透過部における透過率や位相差を
容易に制御することができる。

【００２８】本発明の請求項４記載のフォトマスクは、
上記の課題を解決するために、請求項３記載の構成に加
えて、上記半透過部の透過率が、透過部の透過率に対し
て１０〜３０％の範囲内にある場合、該半透過部の位相
差は、上記透過部に対して５０〜７０°の範囲内にある
ことを特徴としている。

【００２９】上記請求項４記載の構成によれば、半透過
部としてシリサイドの酸窒化物を用いた場合に、半透過
部の透過率と位相差とが上記範囲内とすれば、半透過部
に生じる露光光の干渉をより一層効果的に抑制して、所
望のレジストパターンをより確実に形成することができ
る。

【００３０】本発明の請求項５記載のフォトマスクの製
造方法は、上記の課題を解決するために、透明基板上
に、該透明基板よりも低い光の透過率を有する半透明膜
を形成し、さらにその上に光を遮断する遮光膜を形成す
る２層構造膜形成工程と、上記遮光膜上にさらにレジス
トを層状に形成した後、電子ビームで露光する露光工程
と、上記露光工程によりレジストが除去された領域から
半透明膜および遮光膜を除去する２層構造膜除去工程
と、上記露光工程によりレジスト上に形成された、元の
レジストよりも薄い層厚となっている薄層領域から、レ
ジストを除去するレジスト除去工程と、レジストが除去
された上記薄層領域から遮光膜を除去する遮光膜除去工
程とを含むことを特徴としている。

【００３１】上記請求項５記載の方法によれば、透明基
板上に半透明膜および遮光膜からなる２層構造膜を形成
しているため、上述したフォトマスクを容易に形成する
ことができる。また、半透明膜および遮光膜のパターニ
ングをレジストにより行っているため、フォトマスクに
対して所望の露光パターンを効率的かつ確実に形成する
ことができる。

【００３２】本発明の請求項６記載の露光方法は、上記
の課題を解決するために、請求項１ないし４の何れか１
項に記載のフォトマスクを用いて、層状に形成されたレ
ジストを露光することにより、該レジストに層厚が異な
る段差を形成することを特徴としている。

【００３３】上記請求項６記載の方法によれば、たとえ
ば、段差を有するレジストパターンを１回の露光のみで
しかも確実に形成することができる。それゆえ、露光工
程の簡素化を図ることができるとともに、このような露
光を必要とする、たとえば半導体素子の製造工程を簡素
化することもできる。

【００３４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
１ないし図１０に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。なお、本発明はこれに限定されるものではない。

【００３５】本発明にかかるフォトマスクは、半導体素
子の層間絶縁膜に段差形状を形成することを目的とし
て、１回の露光・現像で、レジスト上にレジスト段差
（段差）を形成するために用いられるものである。

【００３６】そのため、１枚のフォトマスクに、高い透
過率で露光光を透過する透過部、透過率が上記透過部の
透過率よりも低くなるように設定された半透過部、およ
び露光光を実質的に遮断する遮光部をそれぞれ設定した
上で、透過部に対する半透過部の位相差を、上記半透過
部を透過する露光光と透過部を透過する露光光との間に
発生する干渉を抑制するように最適化している。

【００３７】まず、半導体素子における層間絶縁膜の形
成について説明する。図２（ａ）に示すように、下層配
線層７上に層間絶縁膜６が形成されたウエハを例とする
と、該層間絶縁膜６には、下層配線層７を露出するため
のスルーホール６１が形成され、さらにその周囲に配線
溝となる段差形状６２が形成されている。この段差形状
６２は、少なくとも、形成された当初の層厚を有する領
域と、層間絶縁膜６の層厚が当初のほぼ半分（１／２）
となる領域とからなっている。

【００３８】なお、以下の説明では、図２（ｂ）に示す
ように、上記形成された当初の層厚を有する領域に相当
する領域を基本領域２１とし、層厚が当初のほぼ半分
（１／２）となる領域に相当する領域をハーフ領域２２
とし、スルーホール６１に相当する領域をスルーホール
領域２３とする。

【００３９】上記層間絶縁膜６に段差形状６２は、レジ
ストを用いたエッチングにより形成されるが、この段差
形状６２に相当する正確なレジストパターンを露光する
ためには、少なくとも３階調の透過率設定を有するフォ
トマスクが用いられる。このフォトマスクを用いた段差
形状６２の形成過程について説明する。

【００４０】まず、図３（ａ）に示すように、下層配線
層７上に層間絶縁膜６を形成したウエハの層間絶縁膜６
上に、さらに層状のレジスト５を形成し、フォトマスク
１を介して露光する。このフォトマスク１は透過部１
１、半透過部１２、および遮光部１３を有している。そ
の後、現像することにより、図３（ｂ）に示すように、
レジストホール５１およびレジスト段差５２を有するレ
ジスト５が形成される。

【００４１】このとき、遮光部１３に相当する領域は上
記基本領域２１であり、ウエハ上のレジスト５がそのま
ま残存する。半透過部１２に相当する領域は上記ハーフ
領域２２であり、現像後、レジスト５が元の層厚のほぼ
１／２となる。このハーフ領域２２によりレジスト段差
５２が形成される。透過部１１に相当する領域は上記ス
ルーホール領域２３であり、レジスト５が完全に除去さ
れてレジストホール５１となる。

【００４２】その後、図３（ｃ）に示すように、レジス
トホール５１（スルーホール領域２３）にエッチングを
行うことにより、層間絶縁膜６を除去して下層配線層７
を露出させてスルーホール６１を形成した後、図３
（ｄ）に示すように、ハーフ領域２２のレジスト５を除
去（アッシング）する。最後に、図３（ｅ）に示すよう
に、ハーフエッチング工程により、ハーフ領域２２にお
ける層間絶縁膜６を元の厚さの半分程度にエッチング
し、層間絶縁膜６に段差形状６２を形成する。

【００４３】このように層間絶縁膜６に段差形状６２を
形成するためには、エッチングにおけるマスキング材料
となるレジスト５に対して、ハーフ領域２２にレジスト
段差５２を設ける必要がある。

【００４４】ここで、上記フォトマスク１では、ハーフ
領域２２にレジスト段差５２を形成するために、透過部
１１の透過率に対して、半透過部１２における透過率を
厳密に設定している。つまり、透過部１１の透過率は、
透過部１１を透過した露光光がレジスト５を完全に除去
し得る光強度であるとすれば、半透過部１２の透過率
は、半透過部１２を透過した露光光がレジスト５を元の
層厚のほぼ１／２程度にする光強度となるように設定さ
れている。

【００４５】しかしながら、半透過部１２では、単に透
過部１１に対する透過率を設定するだけでは、レジスト
５に確実なレジスト段差５２を形成することができな
い。さらに半透過部１２では、透過部１１に対する位相
差も設定する必要がある。

【００４６】上記位相差の設定について、図４（ａ）に
示すように、透過部１１に対する半透過部１２の位相差
が１８０°付近であるフォトマスク１０を用いてレジス
ト５を露光した状況を例に挙げて説明する。

【００４７】上記フォトマスク１０は、図４（ａ）に示
すように、透明基板２上に半透明膜３および遮光膜４の
２層構造膜が形成された３層構造となっている。また、
上記透明基板２の露出している部位が透過部１１であ
り、透明基板２を覆う半透明膜３の露出している部位が
半透過部１２であり、透明基板２・半透明膜３を覆って
いる遮光膜４の部位が遮光部１３である。

【００４８】このとき、上記半透過部１２の透過率は、
上述したように、半透明膜３を介してレジスト５を露光
した際に、その層厚が元の層厚のほぼ半分となるように
露光され得る光強度ｅ₀ に設定されているが、透過部１
１（透明基板２）に対する位相差については特に考慮さ
れていない。

【００４９】上記透過部１１の透明基板２に対する半透
過部１２の半透明膜３の位相差が１８０°付近の場合、
透過部１１と半透過部１２との境界線１４上では、逆位
相の光干渉効果によって、光強度が０となる部位が生ず
る。具体的には、縦軸を光強度ｅとし横軸をウエハ上の
位置Ｐとした光強度分布のグラフにおいて、図４（ｂ）
に示すように、上記境界線１４上に、光強度が０となる
点Ｐ₀ が生じる。そのため、上記フォトマスク１０を用
いてレジスト５を露光・現像すると、図４（ｃ）のレジ
スト断面図に示すように、上記点Ｐ₀ に相当する部位で
は光強度が０となることから、レジスト残り５３が発生
する。

【００５０】また、透過部１１における透明基板２の一
次回折光と、半透過部１２における半透明膜３の透過光
とが互いに同位相となり干渉する位置（図中では、長方
形状のハーフ領域２２において、短い側の辺と中央のレ
ジストホール５１との中間近傍となる位置）では、光強
度の二次ピークＰ₁ が生じる。そのため、図４（ｃ）に
示すように、この二次ピークＰ₁ に相当する部位におい
ては、レジスト５が所望の層厚より減少するレジスト減
り５４が発生する。

【００５１】すなわち、上述した半透明膜３の透過率
が、図４（ｂ）における破線で示すような、適正な光強
度ｅ₀ に設定されたとしても、透過部１１における透明
基板２に対する半透過部１２における半透明膜３の位相
差を設定しなければ、点Ｐ₀ では光強度差ΔＩ＝Δ
Ｉ₀ 、二次ピークＰ₁ では光強度差ΔＩ＝ΔＩ₁ が発生
することになる。

【００５２】したがって、位相差を考慮しない上記フォ
トマスク１０は、半透明膜３に、最大でΔＩ₀ ＋ΔＩ₁
の光強度差が生じている状態で露光に用いられることに
なる。その結果、上記フォトマスク１０を用いた露光・
現像では、図４（ｄ）に示すように、レジスト５にレジ
スト段差５２を確実に形成することができない。

【００５３】上記レジスト段差５２は、図４（ｄ）中で
は、理想的には、周囲を基本領域２１で囲まれ、破線部
も含めたほぼ長方形状の領域となるハーフ領域２２に形
成されるはずである。しかしながら、スルーホール領域
２３の周囲である点Ｐ₀ に相当する部位に、元の１／２
以上の層厚を有するレジスト残り５３が発生し、さら
に、上記二次ピークＰ₁ に相当する部位にはレジスト減
り５４が発生する（図中破線で示す円形）。

【００５４】したがって、透過部１１に対する半透過部
１２の透過率だけを適正な値に設定しても、透過部１１
に対する半透過部１２の位相差を考慮しない限り、正確
なレジスト段差５２を有するレジスト５を得ることがで
きないことになる。正確なレジスト段差５２を形成でき
なければ、層間絶縁膜６に正確なハーフ領域２２を形成
することができなくなり、結果的に所望の段差形状６２
を有する層間絶縁膜６が得られなくなる。

【００５５】そこで、本発明のフォトマスク１では、半
透過部１２において、透過部１１に対する透過率だけで
なく位相差も設定したものを用いている。

【００５６】図１（ａ）に示すように、上記フォトマス
ク１としては、上述したフォトマスク１０と同様に３層
構造（透明基板２・半透明膜３・遮光膜４）のものが用
いられる。透明基板２の露出している部位は透過部１１
であり、透明基板２を覆う半透明膜３の露出している部
位が半透過部１２であり、透明基板２・半透明膜３を覆
っている遮光膜４の部位が遮光部１３である。

【００５７】このときの半透過部１２の透過率は、上記
適正な光強度ｅ₀ となるように設定されている。さら
に、この透過率に加えて、透過部１１に対する半透過部
１２の位相差も最適化されている。本発明では、レジス
ト５にレジスト段差５２を確実に形成するために、半透
過部１２を透過する露光光と透過部１１を透過する露光
光との間に発生する干渉を抑制するように位相差が設定
される。

【００５８】そのため、図１（ｂ）の光強度分布のグラ
フに示すように、半透過部１２の透過率は、ほぼ全域で
ほぼ適正な光強度ｅ₀ となる。換言すれば、半透明膜３
においては、露光光がほとんど干渉しないため、光強度
差ΔＩがほぼ０となり、上述したフォトマスク１０のよ
うな光強度差ΔＩ＝ΔＩ₀ ＋ΔＩ₁ は発生しない。

【００５９】それゆえ、上記フォトマスク１を用いてレ
ジスト５を露光・現像すると、図１（ｃ）のレジスト断
面図に示すように、ハーフ領域２２において、レジスト
ホール５１の近傍でのレジスト残り５３やレジスト減り
５４の発生を回避することができる。したがって、ハー
フ領域２２では、レジスト５の層厚が元のほぼ１／２と
なり、所望のレジスト段差５２を形成することができ
る。

【００６０】しかも、図１（ｄ）のレジスト平面図に示
すように、ハーフ領域２２は、フォトマスク１に形成さ
れた露光パターンにほぼしたがったレジストパターンに
形成されている。すなわち、ハーフ領域２２は、周囲を
基本領域２１に囲まれたほぼ長方形状の領域となり、さ
らに中央部に基本領域２１と接するようにスルーホール
領域２３が形成されている。そのため、レジスト５に対
して確実なレジスト段差５２を効率的に形成することが
できる。

【００６１】上記レジスト段差５２が形成されたレジス
ト５に対して、エッチング処理およびアッシング処理を
施せば、図２（ａ）・（ｂ）に示すような、所望の段差
形状６２およびハーフ領域２２が形成された層間絶縁膜
６を得ることができる。

【００６２】上記半透過部１２においては、図４（ｃ）
・（ｄ）に示すようなレジスト残り５３・レジスト減り
５４を回避できる透過率および位相差の適正な数値は特
に限定されるものではなく、たとえば、露光工程に用い
られる露光装置の光源や、レジスト５として用いられる
材質の性能、形成されるレジスト５の層厚などにより適
宜変動する。

【００６３】また、上記半透過部１２の透過率および位
相差は、半透明膜３の膜厚により同時に変化する場合が
あるため、半透過部１２における透過率・位相差の設定
に際しては、半透明膜３の膜厚も適正に設定されること
が非常に好ましい。

【００６４】たとえば、本実施の形態では、後述するよ
うに半透明膜３としてモリブデンシリサイドの酸窒化物
（ＭｏＳｉＯ_X Ｎ_Y ）を用いている。このとき、半透過
部１２の透過率は、透過部１１の透過率に対して１０〜
３０％の範囲内であることが好ましく、１５％前後であ
ることが特に好ましい。また、透過部１１に対する位相
差は５０〜７０°の範囲内であることが好ましく、６０
°前後であることが特に好ましい。なお、上記半透過部
１２の透過率および位相差については後述する。

【００６５】本発明のフォトマスク１では、上述した半
透過部１２にて、透過部１１に対する透過率および位相
差を適正に設定することに加えて、さらに、半透過部１
２および遮光部１３を含む露光パターンのサイズを、適
正に調整することがより好ましい。

【００６６】たとえば、層間絶縁膜６に上記スルーホー
ル６１および段差形状６２を形成するために、図５
（ａ）に示すように、基本領域２１に周辺を囲まれるよ
うに長方形状のハーフ領域２２を設け、このハーフ領域
２２の中央部に基本領域２１に接触するようにしてスル
ーホール６１を設ける露光パターンを用いるとする。こ
の場合に用いられるフォトマスク１では、基本領域２１
が遮光部１３、ハーフ領域２２が半透過部１２、スルー
ホール６１が透過部１１に相当する。

【００６７】ところが、上記フォトマスク１で、図３
（ａ）に示すように、層間絶縁膜６上に形成されたレジ
スト５を露光・現像すると、半透過部１２と透過部１１
との透過率の差により、図５（ｂ）に示すように、ウエ
ハ上でのレジストパターンがシフトして、露光パターン
通りの所望のレジストパターンが得られない。

【００６８】具体的には、基本領域２１に接するように
形成されるはずのスルーホール領域２３が、図５（ｂ）
に示すように、露光光の照射領域が拡大し、基本領域２
１を幅ΔＷ侵食するようにシフトする（このときの幅Δ
Ｗをシフト幅ΔＷとする）。このシフト幅ΔＷの発生に
より、スルーホール領域２３は図５（ａ）に示すような
理想的なサイズよりも大きくなるため、層間絶縁膜６に
所望のスルーホール６１を形成することができなくな
る。

【００６９】そこで、本発明のフォトマスク１では、上
記透過部１１および半透過部１２の透過率が異なること
により生ずる、透過部１１を透過した露光光のシフト
（シフト幅ΔＷ）に基づいて、上記透過部１１の形状
を、実際に形成する形状から変化させている。本実施の
形態では、図６（ａ）に示すように、スルーホール領域
２３の大きさを、ハーフ領域２２に対して小さくなるよ
うに設定している。

【００７０】スルーホール領域２３はフォトマスク１に
おける透過部１１に相当するので、半透過部１２に相当
するハーフ領域２２よりも露光光の透過率が高くなる。
そのため、露光時にシフト幅ΔＷが発生する。それゆ
え、このシフト幅ΔＷに基づいて透過部１１（スルーホ
ール領域２３）のサイズをΔＭだけ小さくする（縮小幅
ΔＭとする）。

【００７１】これによって、図６（ｂ）に示すように、
図５（ａ）で示したような理想的な露光パターンに近
い、所望のレジストパターン（基本領域２１に接するス
ルーホール領域２３を有するレジストパターン）を得る
ことができる。なお、上記シフト幅ΔＷは、フォトマス
ク１や露光装置の構成によって適宜変化するパラメータ
であるので、特に数値として限定されるものではない。

【００７２】たとえば、図７のグラフに示すように、上
記シフト幅ΔＷと縮小幅ΔＭとの関係について見ると、
縮小幅ΔＭが０である露光パターン（図５（ａ）参照）
で露光すれば、スルーホール領域２３のシフト幅ΔＷは
最大となる（図５（ｂ）参照）。そこで、縮小幅ΔＭを
大きくしていくと、シフト幅ΔＷが０になる点Ｍ₀ に達
する。それゆえ、縮小幅ΔＭ＝Ｍ₀ とした露光パターン
（図６（ａ）参照）を用いれば、適正なスルーホール６
１が形成されることになる（図６（ｂ）参照）。ただ
し、この縮小幅ΔＭ＝Ｍ₀ は露光装置の光源や、フォト
マスク１における半透過部１２・透過部１１の透過率な
どにより適宜変化するものである。

【００７３】次に、上述した本発明のフォトマスク１の
製造方法について説明する。上記フォトマスク１の製造
に当たっては、少なくとも、２層構造膜形成工程と、露
光工程と、２層構造膜除去工程と、レジスト除去工程
と、遮光膜除去工程との５工程が実施される。

【００７４】まず、透明基板２上に半透明膜３を形成
し、さらにこの半透明膜３の上に遮光膜４を形成する。
つまり、透明基板２上に、半透明膜３および遮光膜４か
らなる２層構造膜を形成することによって、図８（ａ）
に示すような３層構造１ａを得る（２層構造膜形成工
程）。

【００７５】上記半透明膜３としては所望の透過率を得
られる材質であれば限定されるものではないが、たとえ
ば、シリサイドの酸化物、窒化物、あるいは酸窒化物が
好ましく、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）の酸化物
（ＭｏＳｉＯ_X ）、窒化物（ＭｏＳｉＮ_Y ）、あるいは
酸窒化物（ＭｏＳｉＯ_X Ｎ_Y ）がより好ましく、ＭｏＳ
ｉＯ_X Ｎ_Y が特に好ましい。なお、上記各化学式中の酸
素数を示すＸおよび窒素数を示すＹは、Ｘ＞０、Ｙ＞０
である。

【００７６】上記ＭｏＳｉＯ_X Ｎ_Y からなる半透明膜３
（ＭｏＳｉＯ_X Ｎ_Y 膜）の形成方法としては、たとえ
ば、アルゴン（Ａｒ）、酸素（Ｏ₂ ）、および窒素（Ｎ
₂ ）の各ガスを含む雰囲気下で実施される反応性スパッ
タ法を挙げることができる。

【００７７】ＭｏＳｉＯ_X Ｎ_Y 膜を半透明膜３に用いる
と、酸素（Ｏ）あるいは窒素（Ｎ）の含有率を変化させ
ることにより、透明基板２に対する透過率や位相差を制
御することができる。そのため、上記各化学式中の酸素
数を示すＸおよび窒素数を示すＹは、具体的な数値とし
て特に限定されるものではなく、透過率や位相差によっ
て変動する。

【００７８】なお、ＭｏＳｉＯ_X Ｎ_Y 膜では、一般的
に、ＯあるいはＮ含有量を増加させると透過率や位相差
がともに低下する傾向にある。また、位相差、透過率は
ＭｏＳｉＯ_X Ｎ_Y 膜の膜厚により同時に変化するため、
上述したように、ＭｏＳｉＯ_XN_Y 膜の膜厚の設定も重要
となる。

【００７９】本実施の形態において半透明膜３として用
いられるＭｏＳｉＯ_X Ｎ_Y 膜の透過率は、透明基板２の
透過率に対して１０〜３０％の範囲内が好ましく、１５
％前後が特に好ましい。また、位相差は、透明基板２に
対して５０〜７０°の範囲内が好ましく、６０°前後が
特に好ましい。さらにＭｏＳｉＯ_X Ｎ_Y 膜の膜厚は、５
００〜７００Åの範囲内であり、６００Å前後であるこ
とが好ましい。ただし、上記透過率や位相差、膜厚は、
上述したように、露光装置の光源やレジスト５の種類な
どによって適宜設定されるものである。

【００８０】また、遮光膜４としては薄膜で十分な遮光
性を有する材質であれば限定されるものではないが、た
とえばクロム（Ｃｒ：１００ｎｍの膜厚で光学濃度が約
３．０）が特に好ましい。この遮光膜４の形成方法とし
ては、たとえばスパッタ法を好適に用いることができ
る。

【００８１】次に、図８（ａ）に示すように、この３層
構造１ａの上に、さらに、レジスト８（たとえばＥＢレ
ジスト：商品名ＺＥＰ８１０Ｓ、日本ゼオン製）を所望
の厚さとなるように塗布する。このレジスト８は、上述
したレジスト５と同じものであってもよいし、異なるも
のであってもよい。

【００８２】上記レジスト８の層厚としては特に限定さ
れるものではないが、４５００〜５５００Å程度である
ことが好ましい。このレジスト８に対して、電子ビーム
露光（図中矢印）により、透過部１１および半透過部１
２に相当する領域の露光を行う（露光工程）。上記透過
部１１に相当する領域に対しては現像後にレジスト８が
完全に除去されるように露光がなされる。また、上記半
透過部１２に相当する領域に対しては、現像後にレジス
ト８の層厚が元の約１／２となるように露光量を調整し
て露光がなされる。

【００８３】上記電子ビーム露光では、透過部１１およ
び半透過部１２に相当する領域に対して、同じ基準値を
基にして走査することによって露光がなされるため、位
置精度が非常に優れている。それゆえ、先に半透過部１
２に相当する領域の露光がなされた後に、透過部１１に
相当する領域に追加露光がなされても、位置ずれが生ず
ることがなく、所望の露光を行うことができる。

【００８４】この電子ビーム露光によって、図８（ｂ）
に示すように、３層構造１ａ上に、レジスト８がそのま
ま残存する残存領域３１、元のレジスト８よりも薄い層
厚（この場合、元の約１／２）となっている薄層領域３
２（半透過部１２に相当）、レジスト８が除去された除
去領域３３（透過部１１に相当）を有するレジストパタ
ーンが形成される。

【００８５】その後、図８（ｃ）に示すように、エッチ
ングにより除去領域３３の遮光膜４および半透明膜３を
除去して、透明基板２を露出させて透過部１１を形成す
る（２層構造膜除去工程）。

【００８６】具体的には、まず、図８（ｂ）に示すレジ
ストパターンが形成された３層構造１ａに対して、先に
遮光膜４のドライエッチングを実施する。遮光膜４がク
ロム膜であれば、エッチングガスとしてＣｌ₂ またはＣ
Ｈ₂ Ｃｌ₂ とＯ₂ との混合ガスを使用するドライエッチ
ングを好適に用いることができる。これら混合ガスは、
下層である半透明膜３（ＭｏＳｉＯ_X Ｎ_Y 膜）に対する
エッチングの選択性が十分であるため、半透明膜３の劣
化は全く発生しない。

【００８７】そして、遮光膜４の除去が済んだ後に、半
透明膜３のドライエッチングを実施する。このエッチン
グに際しては、残存領域３１におけるレジスト８と下層
の遮光膜４とがマスクとなる。半透明膜３がＭｏＳｉＯ
_X Ｎ_Y 膜であり、遮光膜４がクロム膜であれば、エッチ
ングガスとしてＣＦ₄ およびＯ₂ の混合ガスを使用する
ドライエッチングを好適に用いることができる。この混
合ガスを用いれば、マスキング材料としてのレジスト８
および遮光膜４（クロム膜）に対するエッチングの選択
性が十分となり、半透明膜３のみを効果的に除去するこ
とができる。

【００８８】さらに、図８（ｄ）に示すように、アッシ
ングによって薄層領域３２のレジスト８を除去する（レ
ジスト除去工程）。このアッシングとしては、たとえ
ば、Ｏ₂ プラズマアッシング法を好適に用いることがで
きる。

【００８９】最後に、図８（ｅ）に示すように、薄層領
域３２における遮光膜４をエッチングにより除去し、半
透明膜３を露出させて半透過部１２を形成する（遮光膜
除去工程）。このとき遮光膜４がクロム膜であれば上述
したようなドライエッチングを好適に用いることができ
る。なお、残存領域３１のレジスト８は除去されて遮光
膜４が露出され、遮光部１３となる。以上の過程によっ
て、本発明にかかるフォトマスク１を製造する。

【００９０】ここで、透過部１１のサイズは、上述した
ように、露光時における露光光のシフトが考慮されたサ
イズとなっている。また、半透明膜３における透明基板
２に対する透過率および位相差は、材質の選定時におい
て決定される。

【００９１】上述した本発明にかかるフォトマスク１の
具体的な構成について、以下の実施例に基づいて説明す
る。

【００９２】〔実施例〕本実施例では、透明基板２とし
て石英基板を用い、この透明基板２上に、モリブデンシ
リサイドの酸窒化物（ＭｏＳｉＯ_X Ｎ_Y ）からなる半透
明膜３を形成し、さらにその上にクロム（Ｃｒ）からな
る遮光膜４を形成した後、上述した製造方法により、本
発明にかかるフォトマスク１を製造した（図８（ａ）〜
（ｅ）および上述したフォトマスク１の製造方法を参
照）。

【００９３】得られるフォトマスク１で半透過部１２と
なるＭｏＳｉＯ_X Ｎ_Y 膜（半透明膜３）における透過率
の設定値は、前述したように、露光時に用いられる露光
装置の光源やレジスト５の種類・層厚などにより変化す
る。そこで、反応性スパッタの際に、上記各ガスの含有
率を制御することにより、ＭｏＳｉＯ_X Ｎ_Y 膜のＯまた
はＮの含有量を変化させて、ＭｏＳｉＯ_X Ｎ_Y 膜の透過
率（露光光の吸収係数）および位相差（露光光の屈折
率）を所望の値に設定した。

【００９４】本実施例では、上記半透過部１２における
半透明膜３（ＭｏＳｉＯ_X Ｎ_Y 膜）の膜厚を６００Åと
した場合、半透明膜３の形成時にＯまたはＮの含有量を
変化させることによって、透過率を、透明基板２（すな
わち透過部１１）の透過率の約１５％に設定するととも
に、透明基板２に対する位相差を約６０°付近に設定し
た。

【００９５】この透過率または位相差と半透明膜３（Ｍ
ｏＳｉＯ_X Ｎ_Y 膜）の膜厚との関係とを図９のグラフに
示す。縦軸は透過率（％）または位相差（deg.＝°）で
あり、横軸が半透明膜３の膜厚（Å）である。このグラ
フでは、半透明膜３の膜厚に対するＫｒＦエキシマレー
ザーにおける透過率・位相差の依存性について示してい
る。半透明膜３の膜厚が増加するに伴い位相差（破線）
は比例して増加している。一方、透過率（実線）は、半
透明膜３の膜厚が小さければ小さいほど高くなるが、逆
に膜厚が大きくなればなるほど０に近づく。すなわち、
透過率は、半透明膜３の膜厚に反比例するように変化す
る。

【００９６】このグラフでは、破線で示す位相差の変化
と実線で示す透過率のグラフとが交差する付近が特に好
ましい透過率および位相差の関係を示すことになる。そ
れゆえ、露光装置の光源としてＫｒＦエキシマレーザー
を用い、レジスト５としてこれに対応するものを用いた
場合は、半透明膜３（ＭｏＳｉＯ_X Ｎ_Y 膜）の透過率は
１０〜３０％の範囲内が好ましく、約１５％が特に好ま
しい。同様に、位相差は５０〜７０°の範囲内が好まし
く、約６０°となることが特に好ましい。

【００９７】なお、このときの半透明膜３の膜厚は、図
９からもわかる通り、５００〜７００Åの範囲内である
ことが好ましく、６００Å前後であることが好ましい。

【００９８】上記の条件を満たす半透明膜３を有するフ
ォトマスク１は、層間絶縁膜６に所望の段差形状６２を
十分に形成し得る光学的性能を得るものとなっている。

【００９９】ここで、上記半透過部１２の透過部１１に
対する透過率が約１５％である場合に、位相差を変化さ
せたときの、フォトマスク１を透過した露光光のウエハ
上での光強度分布を図１０（ａ）〜（ｆ）に示す。この
図１０（ａ）〜（ｆ）では、上記露光光の強度を等高線
で表しており、ウエハ上では基本領域２１、ハーフ領域
２２およびスルーホール領域２３が図５（ａ）に示すよ
うな形状で模式的に区分されている。なお、説明の便宜
上、図１０（ａ）〜（ｆ）では、図５（ａ）に示すよう
な形状の左半分に相当する領域のみ図示してある。

【０１００】また、図中Ａで示すハーフ領域２２のライ
ン幅が０．２５μｍ、スルーホール領域２３のサイズが
０．２５μｍ×０．２５μｍ、露光光の波長が２４８ｎ
ｍ、露光装置の光学系の開口数（ＮＡ）が０．５５とな
っている。

【０１０１】図１０（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ位相差
５０°、６０°、７０°、８０°、１００°、および１
３０°の場合を示している。図１０（ａ）に示すよう
に、位相差が５０°では、スルーホール領域２３近傍の
ハーフ領域２２で露光光の強度が若干狭くなっている部
位Ｓ₁ が見られる。このように位相差が小さ過ぎると、
光強度が強くなって、上記Ｓ₁ のような部位が生じるた
め、レジスト５が所望の形状にパターニングされにくく
なる。

【０１０２】一方、図１０（ｃ）〜（ｆ）に示すよう
に、位相差が７０°を超えると、スルーホール領域２３
近傍のハーフ領域２２に露光光の照射範囲が大きくなる
部位Ｓ₂ が見られる。特に、図１０（ｅ）・（ｆ）に示
すように、位相差が大きくなるに伴い、このＳ₂ の範囲
が広くなる上に、スルーホール領域２３との間に露光光
が照射されない不連続な領域Ｓ₃ が生じる。

【０１０３】このように位相差が大き過ぎると、上記Ｓ
₂ やＳ₃ のような部位が生じる。上記Ｓ₂ は、図４
（ｂ）〜（ｄ）において説明したレジスト減り５４が生
じる二次ピークＰ₁ に相当し、Ｓ₃ は、図４（ｂ）〜
（ｄ）において説明したレジスト残り５３が生じる点Ｐ
₀ に相当する。それゆえ、位相差が大き過ぎると、レジ
スト５上に不要な凹凸が形成されることになる。

【０１０４】これに対して、図１０（ｂ）に示すよう
に、位相差が６０°である場合には、露光光に上記Ｓ₁
〜Ｓ₃ が生じない。すなわち、露光光の光強度に不連続
な部位が生じず、滑らかに光強度が変化する。それゆ
え、レジスト５を露光した場合にレジスト残り５３やレ
ジスト減り５４の発生を回避することができる。

【０１０５】以上の結果から、半透過部１２において、
半透明膜３としてＭｏＳｉＯ_X Ｎ_Y膜を用い、膜厚を約
６００Å、透過部１１に対する透過率を約１５％とした
場合には、透過部１１に対する位相差を約６０°とする
ことが適正であることがわかる。

【０１０６】したがって、上記位相差を適正に設定した
本発明のフォトマスク１では、微細な露光パターンであ
っても、たとえば図１（ｃ）・（ｄ）に示すような、不
要な凹凸のない正確なレジスト段差５２を有するレジス
ト５を得ることができる。その結果、図３（ｃ）〜
（ｅ）に示す各工程を繰り返すことにより、層間絶縁膜
６に非常に精密な段差形状６２を形成することが可能に
なる。

【０１０７】上記フォトマスク１を用いた露光・現像に
より形成された、図２に示すような層間絶縁膜６上に、
ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）で銅（Ｃｕ）層
などを形成した後、さらにＣＭＰ（Chmical Mechanical
Polishing）を１回実施することで、下層配線層７との
接合部および上層の埋め込み配線の形成を同時に行うこ
とが可能となる。

【０１０８】なお、本発明では、フォトマスクを用いて
レジストにレジスト段差を形成するに当たり、半透過部
の透過率は、元の層厚のほぼ１／２となるような光強度
となっているが、本発明にかかるフォトマスクおよび露
光方法は、このような露光に限定されるものではない。
本発明のフォトマスクおよび露光方法は、たとえば、光
強度の異なる露光を一度で行う場合に好適に用いられる
ものである。

【０１０９】

【発明の効果】本発明の請求項１記載のフォトマスク
は、以上のように、所定パターンを露光するために用い
られ、露光光を透過する透過部と、露光光を実質的に遮
断する遮光部と、透過率が上記透過部の透過率よりも低
くなるように設定された半透過部とを備えているフォト
マスクにおいて、上記半透過部は、該半透過部を透過す
る露光光と透過部を透過する露光光との間に発生する干
渉を抑制するように、透過部に対する位相差を設定して
いる構成である。

【０１１０】それゆえ、上記構成では、半透過部のほぼ
全域でほぼ適正な光強度を実現し、所望のレジストパタ
ーンを確実に形成することができるという効果を奏す
る。

【０１１１】本発明の請求項２記載のフォトマスクは、
以上のように、請求項１記載の構成に加えて、上記透過
部および半透過部の透過率が異なることにより生ずる、
透過部を透過した露光光のシフトに基づいて、該透過部
の形状を変化させる構成である。

【０１１２】それゆえ、上記構成では、実際に形成する
所定パターンを確実に露光することができるという効果
を奏する。

【０１１３】本発明の請求項３記載のフォトマスクは、
以上のように、請求項１または２記載の構成に加えて、
上記半透過部は、シリサイドの酸窒化物からなる半透明
膜を備えている構成である。

【０１１４】それゆえ、上記構成では、半透明膜の透過
率や位相差を適宜変化させることが可能になるので、半
透過部における透過率や位相差を容易に制御することが
できるという効果を奏する。

【０１１５】本発明の請求項４記載のフォトマスクは、
以上のように、請求項３記載の構成に加えて、上記半透
過部の透過率が、透過部の透過率に対して１０〜３０％
の範囲内にある場合、該半透過部の位相差は、上記透過
部に対して５０〜７０°の範囲内にある構成である。

【０１１６】それゆえ、上記構成では、所望のレジスト
パターンをより確実に形成することができるという効果
を奏する。

【０１１７】本発明の請求項５記載のフォトマスクの製
造方法は、以上のように、透明基板上に、該透明基板よ
りも低い光の透過率を有する半透明膜を形成し、さらに
その上に光を遮断する遮光膜を形成する２層構造膜形成
工程と、上記遮光膜上にさらにレジストを層状に形成し
た後、電子ビームで露光する露光工程と、上記露光工程
によりレジストが除去された領域から半透明膜および遮
光膜を除去する２層構造膜除去工程と、上記露光工程に
よりレジスト上に形成された、元のレジストよりも薄い
層厚となっている薄層領域から、レジストを除去するレ
ジスト除去工程と、レジストが除去された上記薄層領域
から遮光膜を除去する遮光膜除去工程とを含む方法であ
る。

【０１１８】それゆえ、上記方法では、容易に上述した
フォトマスクを形成することができるという効果を奏す
る。また、フォトマスク上に所望の露光パターンを効率
的かつ確実に形成することができるという効果も併せて
奏する。

【０１１９】本発明の請求項６記載の露光方法は、以上
のように、請求項１ないし４の何れか１項に記載のフォ
トマスクを用いて、層状に形成されたレジストを露光す
ることにより、該レジストに層厚が異なる段差を形成す
る方法である。

【０１２０】それゆえ、上記方法では、露光工程の簡素
化を図ることができるとともに、このような露光を必要
とする、たとえば半導体素子の製造工程を簡素化するこ
とができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の実施の一形態にかかるフォ
トマスクの構成を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）
に示すフォトマスクを介した露光光の光強度の分布を示
すグラフであり、（ｃ）は、（ａ）に示すフォトマスク
で露光した場合に形成されるレジストの構造を示す断面
図であり、（ｄ）は、（ｃ）に示すレジストの平面図で
ある。

【図２】（ａ）は、図１（ａ）に示すフォトマスクによ
り形成される層間絶縁膜の構造を示す断面図であり、
（ｂ）は、（ａ）に示す層間絶縁膜の平面図である。

【図３】（ａ）〜（ｅ）は、図１（ａ）に示すフォトマ
スクを用いて層間絶縁膜に段差形状およびスルーホール
を形成する工程を示す説明図である。

【図４】（ａ）は、図１（ａ）に示すフォトマスクとは
異なる位相差を有するフォトマスクの構成を示す断面図
であり、（ｂ）は、（ａ）に示すフォトマスクを介した
露光光の光強度の分布を示すグラフであり、（ｃ）は、
（ａ）に示すフォトマスクで露光した場合に形成される
レジストの構造を示す断面図であり、（ｄ）は、（ｃ）
に示すレジストの平面図である。

【図５】（ａ）は、図１（ａ）に示すフォトマスクにお
いて、露光時におけるスルーホール領域のシフトを考慮
しない場合の露光パターンを示す模式図であり、（ｂ）
は、（ａ）に示す露光パターンにより得られる実際のレ
ジストパターンを示す模式図である。

【図６】（ａ）は、図１（ａ）に示すフォトマスクにお
いて、露光時におけるスルーホール領域のシフトを考慮
した場合の露光パターンを示す模式図であり、（ｂ）
は、（ａ）に示す露光パターンにより得られる実際のレ
ジストパターンを示す模式図である。

【図７】図５（ａ）・（ｂ）および図６（ａ）・（ｂ）
に示すフォトマスクにおける露光パターンの縮小幅ΔＭ
とレジストパターンのシフト幅ΔＷとの関係を示すグラ
フである。

【図８】（ａ）〜（ｅ）は、図１（ａ）に示すフォトマ
スクを製造する工程を示す説明図である。

【図９】図１（ａ）に示すフォトマスクにおける半透過
部の透過率および位相差と膜厚との関係を示すグラフで
ある。

【図１０】（ａ）〜（ｆ）は、図１（ａ）に示すフォト
マスクにおける半透過部の透過率を１５％とした際に、
位相差を変化させて得られる露光光の光強度の分布を示
す図である。

【図１１】（ａ）〜（ｄ）は、従来のフォトマスクによ
り層間絶縁膜にスルーホールおよび段差形状を形成する
工程の一例を示す説明図である。

【図１２】（ａ）〜（ｅ）は、従来のフォトマスクによ
り層間絶縁膜にスルーホールおよび段差形状を形成する
工程の他の例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ フォトマスク ２ 透明基板 ３ 半透明膜 ４ 遮光膜 ５ レジスト ６ 層間絶縁膜 １１ 透過部 １２ 半透過部 １３ 遮光部 ２１ 基本領域 ２２ ハーフ領域 ２３ スルーホール領域 ３２ 薄層領域

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定パターンを露光するために用いられ、
   露光光を透過する透過部と、露光光を実質的に遮断する
   遮光部と、透過率が上記透過部の透過率よりも低くなる
   ように設定された半透過部とを備えているフォトマスク
   において、 上記半透過部は、該半透過部を透過する露光光と透過部
   を透過する露光光との間に発生する干渉を抑制するよう
   に、透過部に対する位相差を設定していることを特徴と
   するフォトマスク。
2. 【請求項２】上記透過部および半透過部の透過率が異な
   ることにより生ずる、透過部を透過した露光光のシフト
   に基づいて、該透過部の形状を変化させることを特徴と
   する請求項１記載のフォトマスク。
3. 【請求項３】上記半透過部は、シリサイドの酸窒化物か
   らなる半透明膜を備えていることを特徴とする請求項１
   または２記載のフォトマスク。
4. 【請求項４】上記半透過部の透過率が、透過部の透過率
   に対して１０〜３０％の範囲内にある場合、該半透過部
   の位相差は、上記透過部に対して５０〜７０°の範囲内
   にあることを特徴とする請求項３記載のフォトマスク。
5. 【請求項５】透明基板上に、該透明基板よりも低い光の
   透過率を有する半透明膜を形成し、さらにその上に光を
   遮断する遮光膜を形成する２層構造膜形成工程と、 上記遮光膜上にさらにレジストを層状に形成した後、電
   子ビームで露光する露光工程と、 上記露光工程によりレジストが除去された領域から半透
   明膜および遮光膜を除去する２層構造膜除去工程と、 上記露光工程によりレジスト上に形成された、元のレジ
   ストよりも薄い層厚となっている薄層領域から、レジス
   トを除去するレジスト除去工程と、 レジストが除去された上記薄層領域から遮光膜を除去す
   る遮光膜除去工程とを含むことを特徴とするフォトマス
   クの製造方法。
6. 【請求項６】請求項１ないし４の何れか１項に記載のフ
   ォトマスクを用いて、層状に形成されたレジストを露光
   することにより、該レジストに層厚が異なる段差を形成
   することを特徴とする露光方法。