JP2000305247A

JP2000305247A - フォトマスク、パターン形成方法及びデバイス製造方法

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Publication number: JP2000305247A
Application number: JP11493999A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Unno; 靖行吽野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-04-22
Filing date: 1999-04-22
Publication date: 2000-11-02
Anticipated expiration: 2019-04-22
Also published as: JP4402195B2

Abstract

(57)【要約】【課題】従来は不可能であったような微細なホールパ
ターンの形成を可能とするフォトマスクを提供する。【解決手段】露光波長λ、開口数ＮＡの光学系を有す
る投影露光装置で用いられるフォトマスクであって、該
フォトマスク上のパターンは縦横方向に周期ｄを有する
二次元格子状の複数の領域から構成され、該複数の領域
から任意に抽出した縦２、横２の隣接する４個の領域を
透過する光束は、時計回り、或いは反時計回りの方向に
おいて、０、π／２、π、３π／２［ラジアン］の相対
位相を有しており、更に、 λ／（４ＮＡ）≦ｄ／２＜λ／（２ＮＡ）の関係を満足する

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、投影露光装置を用
いて周期的なホールパターンを形成する方法及びその方
法に使用するフォトマスクに関するものであり、特に従
来よりも微細なパターンを形成することが可能な方法及
びその方法に使用するフォトマスクに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体集積回路における高集積化
の進展は目ざましく、それに伴い、半導体基板（ウェ
ハ）上に形成される回路パターンも益々微細になってい
る。パターン形成には、通常、ステッパ、スキャナ、等
の投影露光装置が使用されるが、装置の解像度を向上さ
せるため、従来、投影レンズの高ＮＡ化（ＮＡ：開口
数）、露光光の短波長化が追求されてきた。更に最近で
は、転写パターンが描かれた原板（フォトマスク、或い
はレチクル）を透過する光の位相を制御する位相シフト
マスクも実用化段階に入ってきている。

【０００３】回路パターンを構成する要素としては、ラ
イン＆スペースパターンと呼ばれる周期的な線状パター
ンと、ホールパターンと呼ばれる周期的な点状パターン
が必要となり、現状ではそれらの何れに対しても１００
〜１５０ｎｍレベルのパターンサイズが要求されてい
る。

【０００４】図１２を用いて投影露光装置の概略を説明
する。１０１は光源を含む照明光学系であり１０２は照
明光束を表す。光源として、現在ではＫｒＦレーザ（波
長：２４８ｎｍ）或いはＡｒＦレーザ（波長：１９３ｎ
ｍ）が広く用いられている。次に１０３は回路パターン
が描かれたフォトマスク（或いはレチクル）であり、照
明光束１０２により照明される。フォトマスク１０３で
発生した回折光束１０４は、投影レンズ１０５を介して
像空間へと導かれ、半導体基板（ウェハ）１０６上にお
いて回路パターンの像を形成する。ウェハ１０６上には
フォトレジストが塗布されており、感光されたフォトレ
ジストを現像し、更にエッチングプロセスを経ることに
よって、半導体基板１０６上に回路パターンが形成され
る。フォトレジストとして、現像処理によって光の当た
った部分のフォトレジストが除去されるタイプをポジ
型、逆に光の当たらない部分のフォトレジストが除去さ
れるタイプをネガ型という。

【０００５】図１３には、フォトマスクの一例と、その
フォトマスクによって形成される像を示す。まず（Ａ）
はフォトマスクであり、遮光部１０７の中に５×５＝２
５個の矩形開口部（１０８等）が形成されている。ここ
で、開口部のピッチは縦方向、横方向ともｄ、開口部の
大きさは、縦方向、横方向ともｄ／２とする。このフォ
トマスクはホールパターンの形成に用いられる。（Ｂ）
には（Ａ）のフォトマスクによって半導体基板上に形成
されるパターンを示す。１０９は半導体基板上に塗布さ
れたポジ型のフォトレジストであり、１１０等で示す黒
い点は、感光、現像によりフォトレジストの一部が取り
除かれた状態を示す。形成されるホールパターンの大き
さは、投影レンズの結像倍率を１として、フォトマスク
の開口部の大きさと等しくｄ／２となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のフォトマスクを
用いた露光方法では、パターンサイズが小さくなってい
くと、回折光束が投影レンズで捕らえられなくなり、最
終的に像が形成されなくなる。そして、波長λと投影レ
ンズの開口数ＮＡを用いれば、形成可能な最小のパター
ンサイズは、

【０００７】

【数３】

【０００８】によって制限される。λ＝２４８ｎｍ、Ｎ
Ａ＝０．６といった典型的な値を代入してみれば、約２
００ｎｍがパターンサイズの最小値となる。この値で
は、最新のデバイス製造で要求される微細構造を作製す
ることはできない。

【０００９】そこで、解像度を向上させるために位相シ
フトマスクが使用される。図１４には、図１３（ａ）で
示したフォトマスクと同様のサイズのパターンを位相シ
フトマスクで形成した例を示す。図中、数字の０と１８
０は、開口を透過した光束の位相（単位は度）を表し、
波長に換算すると、０度と１８０度は半波長分のずれに
相当する。この場合の解像限界パターンサイズは、

【００１０】

【数４】

【００１１】で制限され、上と同様の条件を代入する
と、最小値は約１５０ｎｍまで達する。

【００１２】しかしながら、半導体デバイスの性能向上
に伴い、今後は更に小さなパターンサイズが要求される
のは当然であり、従来の位相シフトマスクではその要求
に答えることができない。

【００１３】ホールパターンに対する解像度を更に向上
させるために、ライン＆スペースパターン用の位相シフ
トマスクを用いて一次元の周期パターンを形成し、次に
マスク或いはウェハを９０度回転させて同じパターンを
多重露光し、２つのライン＆スペースパターンの交点部
分をホールとして用いようとする試みが、例えば、特開
平１０−１２５４３号公報に開示されている。この方法
によると、図１４に示した位相シフトマスクを用いる場
合に比較して確かに解像度は向上するが、ホールパター
ンの形成のために２回の露光が必要となり、スループッ
トの観点から、デバイス製造において実用的に使われて
いくとは考えられない。

【００１４】特開平５−２４９６４９号公報では、位相
シフト量が０、π／２、π、３π／２［ラジアン］とな
る４つの矩形領域から構成される位相シフトマスクを用
いて、４つの領域境界に対応する像面位置において光強
度がゼロとなる現象を用いて、ネガレジスト中に微細な
ホールパターンを形成する方法が開示されている。しか
しながら、同公報の図１を引用した図１５（ｂ）を参照
すると、Ａ−Ａ’面においても、Ｂ−Ｂ’面において
も、中間点で分断して見たときの各々の光強度分布は、
２つの肩を有する分布となっており、２つの肩の間の光
強度分布が弱い。このような分布となっているのは、領
域１、２、３、４の各辺が露光波長に対して相対的に長
く、２次以上の高次回折光が干渉しているからである。
Ｂ−Ｂ’面における２つの肩の間の光強度が弱い部分
は、レジストの溶解と非溶解との間の光強度の閾値が設
定可能な範囲を狭めており、従って、使用可能なレジス
トの種類が限定されたり、必要とする露光量が増大する
といった問題がある。

【００１５】本発明は、従来は不可能であったような微
細なホールパターンの形成を可能とするフォトマスクを
提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記問題点に鑑み、本発
明では、露光波長λ、開口数ＮＡの光学系を有する投影
露光装置で用いられるフォトマスクであって、該フォト
マスク上のパターンは縦横方向に周期ｄを有する二次元
格子状の複数の領域から構成され、該複数の領域から任
意に抽出した縦２、横２の隣接する４個の領域を透過す
る光束は、時計回り、或いは反時計回りの方向におい
て、０、π／２、π、３π／２［ラジアン］の相対位相
を有しており、更に、

【００１７】

【数５】

【００１８】の関係を満足することを特徴とするフォト
マスク、及び、前記パターンは透明な基板上に形成さ
れ、該基板の厚さ分布を制御することにより、前記０、
π／２、π、３π／２［ラジアン］の相対位相を発生さ
せることを特徴とする前記に記載のフォトマスク、及
び、前記に記載のフォトマスクを原板として用いて、基
板上に微細なパターンを形成することを特徴とするパタ
ーン形成方法、を提供することにより、コンタクトホー
ルに関する従来の解像限界を打ち破るものである。

【００１９】また、本発明によるフォトマスクは、上記
のフォトマスクにおいて、前記パターンは透明な基板上
に形成され、該基板の厚さ分布を制御することにより、
前記０、π／２、π、３π／２［ラジアン］の相対位相
を発生させることを特徴とする。

【００２０】更に、本発明によるフォトマスクは、上記
のフォトマスクにおいて、前記複数の領域の各々の全面
は、開口部であることを特徴とする。

【００２１】更に、本発明によるフォトマスクは、上記
のフォトマスクにおいて、前記複数の領域の各々は、遮
光部と該遮光部に囲まれた開口部を有することを特徴と
する。

【００２２】また、本発明によるパターン形成方法は、
基板上にパターンを形成するパターン形成方法におい
て、上記のフォトマスクを原板として用いて基板を露光
する工程を有することを特徴とする。

【００２３】更に、本発明によるパターン形成方法は、
基板上にパターンを形成するパターン形成方法におい
て、上記のフォトマスクを原板として用いて基板を露光
する工程と、パターンを形成する所望の位置に開口部を
有するフォトマスクを原板として用いて前記基板を露光
するステップと、を有することを特徴とする。

【００２４】本発明によるデバイスの製造方法は、上記
のパターン形成方法を用いてデバイスパターンを感光基
板上に転写するステップと、前記感光基板を現像するス
テップとを有することを特徴とする。

【００２５】また、本発明によるデバイスの製造方法
は、上記のデバイスの製造方法において、前記デバイス
が集積回路であることを特徴とする。

【００２６】本発明は、ネガレジスト、ポジレジストの
双方に適用でき、特にポジレジストでさえも微細なパタ
ーンを形成できる点がその特徴である。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態について、図１
を用いて説明する。図１は、ウェハ上にホールパターン
を形成するために用いられるフォトマスクであり、遮光
部１の中に５×５＝２５個の矩形開口部が形成されてい
る。開口部のピッチは縦方向、横方向ともｄ、開口部の
大きさは、縦方向、横方向ともｄ／２とする。

【００２８】ここで本発明のフォトマスクの特徴を説明
する。図１に示すように、２５個の開口部は、そこを透
過した光束に対して４種類の位相変化を与える。まず、
２で示す開口からの透過光を位相０として、他の部分の
位相を表現する上での基準とする。そうすると、３で示
す開口からの透過光は、開口２の透過光に比べて９０度
位相が進んでいる。同様に、４で示す開口からの透過光
は１８０度、５で示す開口からの透過光は２７０度位相
が進んでいる。使用する光の波長をλとすれば、９０度
の位相差はλ／４、１８０度の位相差はλ／２、２７０
度の位相差は３λ／４に対応する。更にフォトマスクの
特徴として、縦２、横２の隣接する４つの開口部に着目
した場合、何れの位置においても、透過光の位相が０→
９０→１８０→２７０→０、或いは、０→２７０→１８
０→９０→０と規則的に変化していることが挙げられ
る。本発明のフォトマスクは、透過光の位相を制御して
いるという意味で一種の位相シフトマスクということも
できるが、その構成が図１４に示した従来の位相シフト
マスクとは全く異なることは明らかである。

【００２９】次に、本発明のフォトマスクを用いて実現
される解像度の向上について、シミュレーションの結果
を参照しながら説明する。ここでシミュレーションの条
件としては、ＫｒＦエキシマステッパの使用を想定し
て、波長２４８ｎｍ、ＮＡ＝０．６、コヒーレンスパラ
メータσ＝０．２、そしてパターンの大きさとして、ｄ
／２＝１２０ｎｍとする。この条件では、式（２）によ
れば、従来の位相シフトマスクを用いても像が得られな
いことになる。そこで比較のため、まず図１４に示した
従来の位相シフトマスクに対して、上記の条件でシミュ
レーションを行った結果を図２に示す。周辺部のみ、か
ろうじてパターンらしきものが形成されているが、所望
のホールパターンは得られていない。次に、図１に示し
たフォトマスクに対して同様のシミュレーションを行っ
た結果を図３に示す。図は光強度の分布を表しており、
白い部分では光強度が強く、黒い部分では光強度が弱く
なっている。図から明らかなように、明確に明暗の光強
度パターンが形成されている。

【００３０】また、図３のＡ−Ａ’断面及びＢ−Ｂ’断
面の光強度分布を図４に示す。図４から明らかなよう
に、光強度分布の形状は、なだらかな丸い山と丸い谷か
らなり、特開平５−２４９６４９号公報の技術に見られ
るような、２次以上の高次回折光による干渉が見られな
い。

【００３１】理論検討の結果、本発明のフォトマスクを
用いることによって形成可能なパターンサイズは、

【００３２】

【数６】

【００３３】の範囲であることが示される。従来の位相
シフトマスクによって与えられる最小パターンサイズは
式（２）で与えられる通りであり、それに比較して本発
明のフォトマスクを用いれば１／√２倍の大きさを有す
るパターンの形成が可能であることが分かる。

【００３４】本発明のフォトマスクに対して、ポジ型の
フォトレジストを使用することにすれば図３で光強度の
強い部分にホールパターンが形成され、一方ネガ型のフ
ォトレジストを使用する場合には光強度の弱い部分にホ
ールパターンが形成される。但しパターンサイズが大き
くなると、高次回折光の影響でパターン像強度分布形状
に乱れが発生し、特にポジ型のフォトレジストを用いる
際には正確なパターン転写が困難となる。検討の結果、
ポジ型のフォトレジストを使用しても良好なパターン転
写が可能なパターンサイズは、

【００３５】

【数７】

【００３６】の範囲であることが分かった。

【００３７】式（３）と（４）を考慮すると、本発明の
フォトマスクを有効に使用することが可能なパターンサ
イズの範囲として、

【００３８】

【数８】

【００３９】が得られる。

【００４０】図５は、図１に示したフォトマスクから開
口部の間に存在した遮光部を除いたものであり、パター
ンの外側にのみ遮光部１０を有している。この場合も、
波長２４８ｎｍ、ＮＡ＝０．６、コヒーレンスパラメー
タσ＝０．２、パターンの大きさｄ／２＝１２０ｎｍの
条件でシミュレーションを行えば、図３と同様の光強度
分布が得られる。但し光強度の絶対値は大きくなる。図
５のフォトマスクは、図１のフォトマスクに比較して作
製が容易であるという利点がある。

【００４１】次に、本発明のホールパターン作製用フォ
トマスクを用いて、より複雑な形状のパターンを形成す
る方法について説明する。まず図６は、図１或いは図５
のフォトマスクを用いて、ポジ型のフォトレジスト中に
形成されたホールパターンの潜像を表す。２０がフォト
レジストが塗布されたウェハであり、２１がホールパタ
ーンの潜像である。また図７は、ポジ型のフォトレジス
トに対して与えられる露光量と、露光後のレジスト溶解
速度の関係を表す。溶解速度がゼロまたは非常に遅い状
態では、レジストは現像液中で溶解することなく、ウェ
ハ上に残ったままとなる。実際に、露光量が低い状態で
はレジストの溶解速度はほとんどゼロのままであり、レ
ジストが現像液に溶解するようになるには閾値Ｅth以上
の露光量が必要となる。

【００４２】本実施例では、まず最初に図６のホールパ
ターンを露光する際には、ホールパターンの潜像部の露
光量をＥ１としている。Ｅ１はＥthより小さい値である
ため、この状態のレジストを現像液に浸してもレジスト
の溶解が進むことはない。そこで次に、図８に示すマス
クを用いた多重露光を行う。図８のマスクは、遮光部２
２に対して、２３，２４の開口部から成るパターンを有
している。そこで、図６のウェハに対して、露光量Ｅ１
で図８のレチクルを用いた露光を行う。すると、図７か
ら分かるように、Ｅ１の露光量で２回露光された部分
は、トータルな露光量が２×Ｅ１となってＥthを越える
ため、現像液に溶解するようになる。そのため、図９に
示すようなホールパターンの集合を得ることが可能とな
る。図９中、２０は図６と同様のウェハであり、２５が
レジスト中に形成されたホールパターンを表す。即ちこ
こで示した方法によると、図８で表すパターンの開口部
の形状にしたがって、微細なホールパターンの集合を得
ることが可能となる。

【００４３】次に、本発明のフォトマスクを実際に作製
する方法を説明する。図５に示した４レベルの位相シフ
トパターンを作製する方法を例に説明を行う。透明な基
板の表面を階段形状に加工するために、バイナリオプテ
ィクス素子の作製方法を応用することができる。バイナ
リオプティクス素子は、回折光学素子の一種であり、ブ
レーズド形状の表面を階段形状で近似したものである。
その作製には、半導体素子製造技術を応用することがで
き、微細なパターンを高精度に得ることができる。作製
のためには、マスクパターンを用いた露光、現像、エッ
チングのプロセスが複数回繰り返される。まず図１０に
は、作製に用いる２枚のマスクを示す。マスクＡは、遮
光部３０と開口部３１から構成されており、開口部は一
辺ｄの正方形となっている。また、遮光部と開口部は十
字格子状に一つ飛びに配置される。一方マスクＢは、遮
光部３２と開口部３３から構成され、開口部はｄ×５ｄ
の大きさの長方形となっている。また遮光部と開口部は
上下方向に一つ飛びに配置される。

【００４４】図１１を用いて、４レベルの位相シフトマ
スクを作製する方法を説明する。図１１（ａ）に示す４
０は、本発明のフォトマスクを作製するための基板であ
り、開口部４１にマスクパターンが形成される。図１１
（ａ）の基板に対して、まず図１０のマスクＡを用いた
露光が行われる。基板４０にはポジ型のフォトレジスト
が塗布されており、図１１（ｂ）に示すように、マスク
Ａの開口部３１に対応した部分にパターン４２が形成さ
れる。斜線で示したパターン４２の部分は、現像によっ
てレジストが取り除かれ、その後エッチングによって基
板の一部が削り取られる。その際、エッチングの深さ
は、基板の屈折率をｎ、使用波長をλとして、

【００４５】

【数９】

【００４６】で与えられる。次に図１１（ｂ）の基板に
対して、改めてフォトレジストの塗布が行われ、今度は
マスクＢを用いた露光が行われる。そして開口部３３に
対応した部分４３，４４にパターンが形成され、その部
分が、

【００４７】

【数１０】

【００４８】の深さだけエッチングされる。斜線部４４
の位置は第１回目の露光の際もエッチングされているた
め、合計のエッチング量は、

【００４９】

【数１１】

【００５０】となる。一方斜線部４３は第２回目の露光
の際のみエッチングされるため、エッチング量は、

【００５１】

【数１２】

【００５２】となる。また斜線部４２は第１回目の露光
の際のみエッチングされるため、エッチング量は、

【００５３】

【数１３】

【００５４】となる。最後に４５の部分は全くエッチン
グをされないため、基板の厚さは元の状態のままであ
る。以上の結果、基板上には４段の深さ分布が形成さ
れ、基板を透過する光束に対しては、深さ、

【００５５】

【数１４】

【００５６】が９０度（波長換算でλ／４）の位相変化
量を与えることになる。

【００５７】図１０で示したマスクＡ、マスクＢを用い
てパターンの露光転写を行う代わりに、電子ビーム露光
装置を用いて、レジスト塗布後に、両マスクの開口部に
対応した部分のみに電子ビームを直接照射して、レジス
トを感光させる方法も可能である。その場合にはマスク
Ａ、Ｂを作製する手間を省くことができる。

【００５８】次に、上記説明したフォトマスクを使用し
た露光装置を用いて半導体デバイスを製造する方法の実
施例を説明する。

【００５９】図１５は半導体デバイス（ＩＣ（集積回
路）やＬＳＩ（大規模集積回路）等の半導体チップ、あ
るいは液晶パネルやＣＣＤ等）の製造のフローを示す。
ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計
を行なう。ステップ２（マスク製作）では設計した回路
パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ
３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハ
を製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と
呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグ
ラフィ技術によつてウエハ上に実際の回路を形成する。
次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステッ
プ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化
する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボン
ディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工
程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製さ
れた半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等
の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが
完成し、これが出荷（ステップ７）される。図１６は上
記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ１１
（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステッブ１２
（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステッ
プ１３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって
形成する。ステップ１４（イオン打込み）ではウエハに
イオンを打ち込む。ステップ１５（レジスト処理）では
ウエハに感光剤を塗布する。ステップ１６（露光）では
上記説明したフォトマスクを備える露光装置によってマ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ
１７（現像）では露光したウエハを現像する。ステツプ
１８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分
を削り取る。ステッブ１９（レジスト剥離）ではエッチ
ングが済んで不要となったレジストを取り除く。これら
のステップを繰り返し行なうことによつて、ウエハ上に
多重に回路パターンが形成される本実施例の製造方法を
用いれば、従来は製造が難しかった高集積度の半導体デ
バイスを製造することができる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明を用いれ
ば、従来は不可能であったような微細なホールパターン
の形成が可能となる。

【００６１】また、本発明によれば、２次以上の高次回
折光による干渉がないので、基板上に照射される光強度
の分布は丸山形となる。よって、レジストの溶解と非溶
解との間の光強度の閾値が設定可能な範囲が広くなり、
従って、使用可能なレジストの種類が増え、必要とする
露光量が減少する。

【００６２】更に、本発明によれば、ネガ型のフォトレ
ジストだけでなく、ポジ型のフォトレジストを使用して
も、基板上に微細なパターンを形成することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態によるフォトマスクの一例の
平面図である。

【図２】従来の位相シフトマスクによって得られる光強
度分布図である。

【図３】本発明の実施形態によるフォトマスクによって
得られる光強度分布図である。

【図４】図３のＡ−Ａ’断面及びＢ−Ｂ’断面の光強度
分布を示す図である。

【図５】本発明の実施形態によるフォトマスクの別の一
例の平面図である。

【図６】本発明の実施形態によるフォトマスクによって
レジスト中に形成される潜像の図である。

【図７】露光量とレジスト溶解速度の関係を示すグラフ
である。

【図８】本発明の実施形態によるパターン形成方法に使
用する多重露光用のマスクパターンの一例の平面図であ
る。

【図９】本発明の実施形態によるパターン形成方法によ
る多重露光によって形成されるホールパターンの図であ
る。

【図１０】本発明の実施形態によるフォトマスクを作製
するために用いられる２枚のマスクの平面図である。

【図１１】本発明の実施形態によるフォトマスクを作製
するプロセス説明図である。

【図１２】従来例による投影露光装置の説明図である。

【図１３】マスクパターン（ａ）とウェハ上に形成され
る像（ｂ）の関係を示す図である。

【図１４】従来例による位相シフトマスクの平面図であ
る。

【図１５】本発明の実施形態によるフォトマスクを使用
した露光装置により半導体デバイスを製造する方法の各
工程を示す図である。

【図１６】図１５のウエハプロセスの各工程を示す図で
ある。

【図１７】別の従来例による位相シフトマスクの平面図
と、光強度分布を示す図である。

【符号の説明】

１、１０、２２、３０、３２遮光部２、３、４、５、２３、２４、３１、３３、４１開口
部２０ウェハ２１ホールパターンの潜像２５ホールパターン４０基板４２、４３、４４、４５パターン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】露光波長λ、開口数ＮＡの光学系を有す
る投影露光装置で用いられるフォトマスクであって、該
フォトマスク上のパターンは縦横方向に周期ｄを有する
二次元格子状の４個の領域を有し、当該４個の領域はこ
れらを透過する光束が、時計回り、或いは反時計回りの
方向において、０、π／２、π、３π／２［ラジアン］
の相対位相を有するように構成してあり、更に、【数１】の関係を満足することを特徴とするフォトマスク。
【請求項２】露光波長λ、開口数ＮＡの光学系を有す
る投影露光装置で用いられるフォトマスクであって、該
フォトマスク上のパターンは縦横方向に周期ｄを有する
二次元格子状の複数の領域から構成され、該複数の領域
から任意に抽出した縦２、横２の隣接する４個の領域を
透過する光束は、時計回り、或いは反時計回りの方向に
おいて、０、π／２、π、３π／２［ラジアン］の相対
位相を有しており、更に、【数２】の関係を満足することを特徴とするフォトマスク。
【請求項３】前記パターンは透明な基板上に形成さ
れ、該基板の厚さ分布を制御することにより、前記０、
π／２、π、３π／２［ラジアン］の相対位相を発生さ
せることを特徴とする請求項１又は２に記載のフォトマ
スク。
【請求項４】前記複数の領域の各々の全面は、開口部
であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項
に記載のフォトマスク。
【請求項５】前記複数の領域の各々は、遮光部と該遮
光部に囲まれた開口部を有することを特徴とする請求項
１乃至３のいずれか１項に記載のフォトマスク。
【請求項６】基板上にパターンを形成するパターン形
成方法において、請求項１乃至５のいずれか１項に記載
のフォトマスクを原板として用いて基板を露光する工程
を有することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項７】基板上にパターンを形成するパターン形
成方法において、請求項１乃至５のいずれか１項に記載
のフォトマスクを原板として用いて基板を露光する工程
と、パターンを形成する所望の位置に開口部を有するフ
ォトマスクを原板として用いて前記基板を露光するステ
ップと、を有することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項８】請求項６又は７に記載のパターン形成方
法を用いてデバイスのデバイスパターンを感光基板上に
転写するステップと、前記感光基板を現像するステップ
とを有することを特徴とするデバイスの製造方法。
【請求項９】請求項８に記載のデバイスの製造方法に
おいて、前記デバイスは集積回路であることを特徴とす
るデバイスの製造方法。