JP2002229181A - 位相シフトマスクおよびそれを用いたパターン形成方法 - Google Patents
位相シフトマスクおよびそれを用いたパターン形成方法Info
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- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 形成可能な最小パターン要素寸法が光近接効
果により増大するのを効果的に抑制できるレベンソン型
位相シフトマスクを提供する。 【解決手段】 透光性基板２１上に、孤立パターン要素
形成用の遮光部２２ａと、周期パターン要素を形成する
ための複数の遮光部２２ｂを形成する。遮光部２２ａの
両側に位相シフト部２３ａと透光部２４ａを配置し、各
遮光部２２ｂの両側に位相シフト部２３ｂと透光部２４
ｂを配置する。透光性基板２１の残部を遮光部２２ｃで
覆う。位相シフト部２３ａの幅ＷP1を位相シフト部２３
ｂの幅ＷP2とほぼ等しくする。
果により増大するのを効果的に抑制できるレベンソン型
位相シフトマスクを提供する。 【解決手段】 透光性基板２１上に、孤立パターン要素
形成用の遮光部２２ａと、周期パターン要素を形成する
ための複数の遮光部２２ｂを形成する。遮光部２２ａの
両側に位相シフト部２３ａと透光部２４ａを配置し、各
遮光部２２ｂの両側に位相シフト部２３ｂと透光部２４
ｂを配置する。透光性基板２１の残部を遮光部２２ｃで
覆う。位相シフト部２３ａの幅ＷP1を位相シフト部２３
ｂの幅ＷP2とほぼ等しくする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
工程の一つであるフォトリソグラフィ工程で使用される
露光用マスクに関し、さらに言えば、光近接効果を効果
的に抑制して解像度をさらに向上できるレベンソン型の
位相シフトマスクと、その位相シフトマスクを用いたパ
ターン形成方法に関する。
工程の一つであるフォトリソグラフィ工程で使用される
露光用マスクに関し、さらに言えば、光近接効果を効果
的に抑制して解像度をさらに向上できるレベンソン型の
位相シフトマスクと、その位相シフトマスクを用いたパ
ターン形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体素子の動作速度の高速化と
高集積化がいっそう進んでおり、それに伴って半導体素
子を構成する層の各種パターンをさらに微細化すること
が必要となっている。
高集積化がいっそう進んでおり、それに伴って半導体素
子を構成する層の各種パターンをさらに微細化すること
が必要となっている。
【０００３】最近では、設計ルールが露光光の波長（露
光波長）の半分程度にまで縮小されてきているため、露
光波長の半分程度あるいはそれ以下の大きさを持つパタ
ーンの形成は、通常の露光方法では極めて困難である。
そこで、従来より、種々の「超解像技術」が検討されて
いる。
光波長）の半分程度にまで縮小されてきているため、露
光波長の半分程度あるいはそれ以下の大きさを持つパタ
ーンの形成は、通常の露光方法では極めて困難である。
そこで、従来より、種々の「超解像技術」が検討されて
いる。
【０００４】「超解像技術」の一つとして、従来より
「位相シフトマスク」が知られている。「位相シフトマ
スク」とは、透光性基板の透光部（開口部）に選択的に
位相反転層（位相シフト層）を設けることにより、隣接
する透光部を透過した露光光の回折の影響を除去し、も
って解像度を向上させるようにしたマスクである。
「位相シフトマスク」が知られている。「位相シフトマ
スク」とは、透光性基板の透光部（開口部）に選択的に
位相反転層（位相シフト層）を設けることにより、隣接
する透光部を透過した露光光の回折の影響を除去し、も
って解像度を向上させるようにしたマスクである。
【０００５】「位相シフトマスク」の中でもとりわけ解
像性能が向上するものが、「レベンソン型」の位相シフ
トマスクである（例えば特公昭６２−５０８１１号公報
参照）。「レベンソン型位相シフトマスク」では、透光
性基板の隣接する透光部に一つおきに位相シフト層を設
けることにより、それら透光部を透過した露光光が互い
に逆位相となるようにしてそれら露光光間の干渉を抑制
する。このように、透過した露光光間の干渉を抑制する
ことにより、解像性能を向上させるものである。
像性能が向上するものが、「レベンソン型」の位相シフ
トマスクである（例えば特公昭６２−５０８１１号公報
参照）。「レベンソン型位相シフトマスク」では、透光
性基板の隣接する透光部に一つおきに位相シフト層を設
けることにより、それら透光部を透過した露光光が互い
に逆位相となるようにしてそれら露光光間の干渉を抑制
する。このように、透過した露光光間の干渉を抑制する
ことにより、解像性能を向上させるものである。
【０００６】「レベンソン型位相シフトマスク」は、周
期的に配置されたパターン要素の解像度と焦点深度の向
上に極めて有効であり、露光光の波長の半分程度あるい
はそれ以下の大きさの超微細パターンも解像できる。こ
のため、露光光の波長の半分程度あるいはそれ以下の大
きさのパターンの形成を実現する技術として、「レベン
ソン型位相シフトマスク」が最も有望であると考えられ
ている。
期的に配置されたパターン要素の解像度と焦点深度の向
上に極めて有効であり、露光光の波長の半分程度あるい
はそれ以下の大きさの超微細パターンも解像できる。こ
のため、露光光の波長の半分程度あるいはそれ以下の大
きさのパターンの形成を実現する技術として、「レベン
ソン型位相シフトマスク」が最も有望であると考えられ
ている。
【０００７】図１８は、形成されるべき回路パターンあ
るいは素子パターン（以下、回路／素子パターンとい
う）の一例を示している。図１８の回路／素子パターン
１１０は、ゲート絶縁膜上に形成された導電膜をパター
ン化して、ＭＯＳ（Metal-Oxide-Semiconductor）トラ
ンジスタのゲート電極とそれらに接続された配線をゲー
ト絶縁膜上に形成するのに用いるものであり、任意のフ
ォトレジストにより形成される。
るいは素子パターン（以下、回路／素子パターンとい
う）の一例を示している。図１８の回路／素子パターン
１１０は、ゲート絶縁膜上に形成された導電膜をパター
ン化して、ＭＯＳ（Metal-Oxide-Semiconductor）トラ
ンジスタのゲート電極とそれらに接続された配線をゲー
ト絶縁膜上に形成するのに用いるものであり、任意のフ
ォトレジストにより形成される。
【０００８】図１８の回路／素子パターン１１０は、孤
立した一つのＬ字形パターン要素１１３ａからなる孤立
パターン部１１３と、近接して配置された複数の直線状
パターン要素１１４ａからなる周期パターン部１１４と
を有している。孤立パターン部１１３は、Ｌ字形のパタ
ーン要素１１３ａのみを含み、パターン要素１１３ａの
近傍（周囲）には他のパターン要素は存在していない。
周期パターン部１１４は、複数の直線状パターン要素１
１４ａを平行に等間隔で配置したものであり、「ライン
・アンド・スペース（Ｌ／Ｓ）パターン」とも呼ばれ
る。
立した一つのＬ字形パターン要素１１３ａからなる孤立
パターン部１１３と、近接して配置された複数の直線状
パターン要素１１４ａからなる周期パターン部１１４と
を有している。孤立パターン部１１３は、Ｌ字形のパタ
ーン要素１１３ａのみを含み、パターン要素１１３ａの
近傍（周囲）には他のパターン要素は存在していない。
周期パターン部１１４は、複数の直線状パターン要素１
１４ａを平行に等間隔で配置したものであり、「ライン
・アンド・スペース（Ｌ／Ｓ）パターン」とも呼ばれ
る。
【０００９】図１８の回路／素子パターン１１０は、実
際には、Ｌ字形パターン要素１１３ａと直線状パターン
要素１１４ａ以外にも種々のパターン要素を有している
が、説明を簡単にするために、図１８ではそれらは省略
されている。
際には、Ｌ字形パターン要素１１３ａと直線状パターン
要素１１４ａ以外にも種々のパターン要素を有している
が、説明を簡単にするために、図１８ではそれらは省略
されている。
【００１０】図１６は、図１８の回路／素子パターン１
１０を形成するために使用される従来の「レベンソン型
位相シフトマスク」の一例を示し、図１７は、同じ回路
／素子パターン１１０を形成するために使用される「通
常のマスク」の一例を示している。
１０を形成するために使用される従来の「レベンソン型
位相シフトマスク」の一例を示し、図１７は、同じ回路
／素子パターン１１０を形成するために使用される「通
常のマスク」の一例を示している。
【００１１】図１６の従来の位相シフトマスク１２０
は、ポジ型であり、図１８の回路／素子パターン１１０
の孤立パターン部１１３のパターン要素１１３ａを形成
するためのＬ字形遮光部１２２ａと、回路／素子パター
ン１１０の周期パターン部１１４のパターン要素１１４
ａを形成するための６個の直線状遮光部１２２ｂとを有
している。位相シフトマスク１２０はまた、Ｌ字形遮光
部１２２ａに隣接して形成された矩形の位相シフト部１
２３ａと、６個の直線状遮光部１２２ｂの間のスペース
に一つおきに配置された３個の帯状の位相シフト部１２
３ｂとを有している。位相シフトマスク１２０のＬ字形
遮光部１２２ａ、１２２ｂ、位相シフト部１２３ａ、１
２３ｂ以外の領域は、透光部１２４となっている。
は、ポジ型であり、図１８の回路／素子パターン１１０
の孤立パターン部１１３のパターン要素１１３ａを形成
するためのＬ字形遮光部１２２ａと、回路／素子パター
ン１１０の周期パターン部１１４のパターン要素１１４
ａを形成するための６個の直線状遮光部１２２ｂとを有
している。位相シフトマスク１２０はまた、Ｌ字形遮光
部１２２ａに隣接して形成された矩形の位相シフト部１
２３ａと、６個の直線状遮光部１２２ｂの間のスペース
に一つおきに配置された３個の帯状の位相シフト部１２
３ｂとを有している。位相シフトマスク１２０のＬ字形
遮光部１２２ａ、１２２ｂ、位相シフト部１２３ａ、１
２３ｂ以外の領域は、透光部１２４となっている。
【００１２】図１６では、透光部１２４を透過する露光
光には位相の変化がないので、透光部１２４には「０」
の文字が付されており、位相シフト部１２３ａ、１２３
ｂを透過する露光光にはπ（１８０゜）の位相変化があ
るので、位相シフト部１２３ａ、１２３ｂには「π」の
文字が付されている。
光には位相の変化がないので、透光部１２４には「０」
の文字が付されており、位相シフト部１２３ａ、１２３
ｂを透過する露光光にはπ（１８０゜）の位相変化があ
るので、位相シフト部１２３ａ、１２３ｂには「π」の
文字が付されている。
【００１３】遮光部１２２ａは、回路／素子パターン１
１０のパターン要素１１３ａと同じ形状を持つ。遮光部
１２２ｂの各々は、回路／素子パターン１１０の対応す
るパターン要素１１３ｂと同じ形状を持つ。
１０のパターン要素１１３ａと同じ形状を持つ。遮光部
１２２ｂの各々は、回路／素子パターン１１０の対応す
るパターン要素１１３ｂと同じ形状を持つ。
【００１４】図１７の従来の通常マスク１３０は、位相
シフトマスク１２０と同じポジ型であり、図１６の位相
シフトマスク１２０の遮光部１２２ａ、１２２ｂと位相
シフト部１２３ａ、１２３ｂを覆う矩形の遮光部１３２
を持っている。通常マスク１３０の遮光部１３２以外の
部分は透光部１３４とされている。通常マスク１３０の
遮光部１３２は、位相シフトマスク１２０の遮光部１２
２ａ、１２２ｂと位相シフト部１２３ａ、１２３ｂに対
して次のような位置関係にある。
シフトマスク１２０と同じポジ型であり、図１６の位相
シフトマスク１２０の遮光部１２２ａ、１２２ｂと位相
シフト部１２３ａ、１２３ｂを覆う矩形の遮光部１３２
を持っている。通常マスク１３０の遮光部１３２以外の
部分は透光部１３４とされている。通常マスク１３０の
遮光部１３２は、位相シフトマスク１２０の遮光部１２
２ａ、１２２ｂと位相シフト部１２３ａ、１２３ｂに対
して次のような位置関係にある。
【００１５】すなわち、仮に、通常マスク１３０を位相
シフトマスク１２０に重ねたとすると、通常マスク１３
０の遮光部１３２の上端１３２ａは、位相シフトマスク
１２０の遮光部１２２ａ、１２２ｂの上端１２２ａａ、
１２２ｂａとほぼ一致する。また、位相シフトマスク１
２０の位相シフト部１２３ａ、１２３ｂの上端１２３ａ
ａ、１２３ｂａは、通常マスク１３０の遮光部１３２の
上端１３２ａより上方に位置し、透光部１３４内にあ
る。
シフトマスク１２０に重ねたとすると、通常マスク１３
０の遮光部１３２の上端１３２ａは、位相シフトマスク
１２０の遮光部１２２ａ、１２２ｂの上端１２２ａａ、
１２２ｂａとほぼ一致する。また、位相シフトマスク１
２０の位相シフト部１２３ａ、１２３ｂの上端１２３ａ
ａ、１２３ｂａは、通常マスク１３０の遮光部１３２の
上端１３２ａより上方に位置し、透光部１３４内にあ
る。
【００１６】次に、以上の構成を持つ位相シフトマスク
１２０と通常マスク１３０を用いて、二重露光により図
１８の回路／素子パターン１１０を形成する方法につい
て説明する。
１２０と通常マスク１３０を用いて、二重露光により図
１８の回路／素子パターン１１０を形成する方法につい
て説明する。
【００１７】第１露光ステップでは、パターン形成対象
１１２（例えば、ゲート絶縁膜の上に形成されたポリシ
リコン膜）の上に形成されたフォトレジスト膜（図示せ
ず）に対して、図１６の位相シフトマスク１２０を用い
て露光光が照射せしめられる。この時、フォトレジスト
膜には、位相シフトマスク１２０のＬ字形遮光部１２２
ａと１２２ｂと同じ形状の潜像が形成される。この第１
露光ステップにより、位相シフト層１２３ａと１２３ｂ
の上端１２３ａａと１２３ｂａに対応する箇所におい
て、０−π位相エッジに起因する不要な潜像がフォトレ
ジスト膜中に生じる。そこで、その０−π位相エッジを
除去するために、次のようにして第２露光ステップが行
われる。
１１２（例えば、ゲート絶縁膜の上に形成されたポリシ
リコン膜）の上に形成されたフォトレジスト膜（図示せ
ず）に対して、図１６の位相シフトマスク１２０を用い
て露光光が照射せしめられる。この時、フォトレジスト
膜には、位相シフトマスク１２０のＬ字形遮光部１２２
ａと１２２ｂと同じ形状の潜像が形成される。この第１
露光ステップにより、位相シフト層１２３ａと１２３ｂ
の上端１２３ａａと１２３ｂａに対応する箇所におい
て、０−π位相エッジに起因する不要な潜像がフォトレ
ジスト膜中に生じる。そこで、その０−π位相エッジを
除去するために、次のようにして第２露光ステップが行
われる。
【００１８】第２露光ステップでは、第１露光ステップ
で潜像が形成されたフォトレジスト膜に対して、第１露
光ステップで用いたのと同じ露光光が通常マスク１３０
を用いて照射せしめられる。これによって、その潜像中
に存在する０−π位相エッジが消滅する。
で潜像が形成されたフォトレジスト膜に対して、第１露
光ステップで用いたのと同じ露光光が通常マスク１３０
を用いて照射せしめられる。これによって、その潜像中
に存在する０−π位相エッジが消滅する。
【００１９】その後、こうして潜像が形成されたフォト
レジスト膜を公知の現像液を用いて現像すると、露光光
が照射された部分が選択的に除去されて潜像が顕在化す
る、つまり、フォトレジスト膜がパターン化される。そ
の結果、パターン形成対象１１２の上に図１８に示す回
路／素子パターン１１０が形成される。
レジスト膜を公知の現像液を用いて現像すると、露光光
が照射された部分が選択的に除去されて潜像が顕在化す
る、つまり、フォトレジスト膜がパターン化される。そ
の結果、パターン形成対象１１２の上に図１８に示す回
路／素子パターン１１０が形成される。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した構成
を持つ位相シフトマスク１２０と通常マスク１３０を用
いるパターン形成方法では、次のような問題がある。
を持つ位相シフトマスク１２０と通常マスク１３０を用
いるパターン形成方法では、次のような問題がある。
【００２１】すなわち、図１６の位相シフトマスク１２
０の遮光部１２２ｂと位相シフト部１２３ｂが周期的に
配置された領域を透過した露光光の強度分布と、同マス
ク１２０の遮光部１２２ａと位相シフト部１２３ａが孤
立して配置された領域を透過する露光光の強度分布と
が、大きく異なることである。これは、「光近接効果」
に起因すると解される。その結果、形成（識別）可能な
パターン要素の最小寸法の増大、という問題が生じるの
である。
０の遮光部１２２ｂと位相シフト部１２３ｂが周期的に
配置された領域を透過した露光光の強度分布と、同マス
ク１２０の遮光部１２２ａと位相シフト部１２３ａが孤
立して配置された領域を透過する露光光の強度分布と
が、大きく異なることである。これは、「光近接効果」
に起因すると解される。その結果、形成（識別）可能な
パターン要素の最小寸法の増大、という問題が生じるの
である。
【００２２】図１９は、位相シフトマスク１２０におい
て、周期的に配置された遮光部１２２ｂと位相シフト部
１２３ｂの幅をそれぞれ０．１μｍ、０．２μｍとし、
孤立して配置された遮光部１２２ａと位相シフト部１２
３ａの幅をそれぞれ０．１μｍ、１．６μｍとした場合
の、透過光の光強度を相対値で示している。図１９にお
いて、横軸は直線状遮光部１２２ａまたは１２２ｂの中
心線に対して直交する方向の距離を示しており、位置
「０」は直線状遮光部１２２ａまたは１２２ｂの中心線
上の位置を示す。
て、周期的に配置された遮光部１２２ｂと位相シフト部
１２３ｂの幅をそれぞれ０．１μｍ、０．２μｍとし、
孤立して配置された遮光部１２２ａと位相シフト部１２
３ａの幅をそれぞれ０．１μｍ、１．６μｍとした場合
の、透過光の光強度を相対値で示している。図１９にお
いて、横軸は直線状遮光部１２２ａまたは１２２ｂの中
心線に対して直交する方向の距離を示しており、位置
「０」は直線状遮光部１２２ａまたは１２２ｂの中心線
上の位置を示す。
【００２３】図１９より明らかなように、孤立して配置
された遮光部１２２ａと位相シフト部１２３ａの領域を
透過した露光光の光強度は、遮光部１２２ａの中心線か
ら離れるにつれて増加しているが、その増加の度合い
は、周期的に配置された遮光部１２２ｂと位相シフト部
１２３ｂの領域を透過した露光光の光強度の増加度合い
に比べて小さくなっている。このため、図２０に示すよ
うに、フォトレジスト膜に対して形成可能な最小パター
ン要素寸法は、パターン要素間の距離が０．５μｍより
大きくなると（つまり、孤立状態になるにつれて）急激
に大きくなっていることが分かる。
された遮光部１２２ａと位相シフト部１２３ａの領域を
透過した露光光の光強度は、遮光部１２２ａの中心線か
ら離れるにつれて増加しているが、その増加の度合い
は、周期的に配置された遮光部１２２ｂと位相シフト部
１２３ｂの領域を透過した露光光の光強度の増加度合い
に比べて小さくなっている。このため、図２０に示すよ
うに、フォトレジスト膜に対して形成可能な最小パター
ン要素寸法は、パターン要素間の距離が０．５μｍより
大きくなると（つまり、孤立状態になるにつれて）急激
に大きくなっていることが分かる。
【００２４】そこで、本発明の目的は、形成可能な最小
パターン要素寸法が上述した「光近接効果」に起因して
増大するのを効果的に抑制できるレベンソン型の位相シ
フトマスクおよびそれを用いたパターン形成方法を提供
することにある。
パターン要素寸法が上述した「光近接効果」に起因して
増大するのを効果的に抑制できるレベンソン型の位相シ
フトマスクおよびそれを用いたパターン形成方法を提供
することにある。
【００２５】本発明の他の目的は、解像度をいっそう改
善できるレベンソン型の位相シフトマスクおよびそれを
用いたパターン形成方法を提供することにある。
善できるレベンソン型の位相シフトマスクおよびそれを
用いたパターン形成方法を提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】（１） 本発明の位相シ
フトマスクは、少なくとも一つの第１パターン要素と、
周期的に配置された複数の第２パターン要素とを含むパ
ターンを形成するために使用するものであって、透光性
基板と、前記透光性基板上に形成された、前記少なくと
も一つの第１パターン要素を形成するための第１遮光部
を含む第１パターン領域と、前記透光性基板上に形成さ
れた、前記複数の第２パターン要素を形成するための複
数の第２遮光部を含む第２パターン領域とを備え、前記
第１パターン領域では、前記第１遮光部の片側に第１位
相シフト部が形成されると共に、前記第１遮光部の前記
第１位相シフト部とは反対側に第１透光部が形成されて
おり、前記第２パターン領域では、前記複数の第２遮光
部の各々の片側に第２位相シフト部が形成されると共
に、前記第２遮光部の前記第２位相シフト部とは反対側
に第２透光部が形成されており、前記第１パターン領域
の前記第１位相シフト部の幅は、前記第１パターン領域
を透過した露光光の光強度が前記第２パターン領域を透
過した露光光の光強度とほぼ等しくなるように、前記第
２パターン領域の前記第２位相シフト部の幅と一定の関
係を満たすように設定されており、前記第１パターン領
域では、前記第１位相シフト部および前記第１透光部を
囲むように第３遮光部が前記透光性基板上に形成され、
前記第２パターン領域では、前記第２位相シフト部およ
び前記第２透光部を囲むように第４遮光部が形成されて
いる。
フトマスクは、少なくとも一つの第１パターン要素と、
周期的に配置された複数の第２パターン要素とを含むパ
ターンを形成するために使用するものであって、透光性
基板と、前記透光性基板上に形成された、前記少なくと
も一つの第１パターン要素を形成するための第１遮光部
を含む第１パターン領域と、前記透光性基板上に形成さ
れた、前記複数の第２パターン要素を形成するための複
数の第２遮光部を含む第２パターン領域とを備え、前記
第１パターン領域では、前記第１遮光部の片側に第１位
相シフト部が形成されると共に、前記第１遮光部の前記
第１位相シフト部とは反対側に第１透光部が形成されて
おり、前記第２パターン領域では、前記複数の第２遮光
部の各々の片側に第２位相シフト部が形成されると共
に、前記第２遮光部の前記第２位相シフト部とは反対側
に第２透光部が形成されており、前記第１パターン領域
の前記第１位相シフト部の幅は、前記第１パターン領域
を透過した露光光の光強度が前記第２パターン領域を透
過した露光光の光強度とほぼ等しくなるように、前記第
２パターン領域の前記第２位相シフト部の幅と一定の関
係を満たすように設定されており、前記第１パターン領
域では、前記第１位相シフト部および前記第１透光部を
囲むように第３遮光部が前記透光性基板上に形成され、
前記第２パターン領域では、前記第２位相シフト部およ
び前記第２透光部を囲むように第４遮光部が形成されて
いる。
【００２７】（２） 本発明の位相シフトマスクでは、
透光性基板上に、少なくとも一つの第１パターン要素を
形成するための第１遮光部を含む第１パターン領域と、
複数の第２パターン要素を形成するための複数の第２遮
光部を含む第２パターン領域とを備えている。第１パタ
ーン領域では、第１遮光部の両側にそれぞれ第１位相シ
フト部と第１透光部が形成され、第２パターン領域で
は、複数の第２遮光部の各々の両側に第２位相シフト部
と第２位相シフト部が形成されている。そして、第１パ
ターン領域の第１位相シフト部の幅は、第１パターン領
域を透過した露光光の光強度が第２パターン領域を透過
した露光光の光強度とほぼ等しくなるように、第２パタ
ーン領域の第２位相シフト部の幅と一定の関係を満たす
ように設定されている。
透光性基板上に、少なくとも一つの第１パターン要素を
形成するための第１遮光部を含む第１パターン領域と、
複数の第２パターン要素を形成するための複数の第２遮
光部を含む第２パターン領域とを備えている。第１パタ
ーン領域では、第１遮光部の両側にそれぞれ第１位相シ
フト部と第１透光部が形成され、第２パターン領域で
は、複数の第２遮光部の各々の両側に第２位相シフト部
と第２位相シフト部が形成されている。そして、第１パ
ターン領域の第１位相シフト部の幅は、第１パターン領
域を透過した露光光の光強度が第２パターン領域を透過
した露光光の光強度とほぼ等しくなるように、第２パタ
ーン領域の第２位相シフト部の幅と一定の関係を満たす
ように設定されている。
【００２８】よって、第１パターン領域と第２パターン
領域を透過した露光光の光強度分布をほぼ同一にするこ
とができる。よって、「光近接効果」が効果的に抑制さ
れる。その結果、本発明の位相シフトマスクを用いて形
成可能な最小パターン要素寸法のバラツキが格段に低減
され、したがって解像度を改善できる。
領域を透過した露光光の光強度分布をほぼ同一にするこ
とができる。よって、「光近接効果」が効果的に抑制さ
れる。その結果、本発明の位相シフトマスクを用いて形
成可能な最小パターン要素寸法のバラツキが格段に低減
され、したがって解像度を改善できる。
【００２９】さらに、本発明の位相シフトマスクでは、
第１パターン領域において第１位相シフト部および第１
透光部を囲むように第３遮光部が透光性基板上に形成さ
れ、第２パターン領域において第２位相シフト部および
第２透光部を囲むように第４遮光部が形成されている。
このため、第１パターン領域と第２パターン領域の双方
において０−π位相エッジが存在しなくなり、したがっ
て０−π位相エッジの逆位相干渉が防止される。
第１パターン領域において第１位相シフト部および第１
透光部を囲むように第３遮光部が透光性基板上に形成さ
れ、第２パターン領域において第２位相シフト部および
第２透光部を囲むように第４遮光部が形成されている。
このため、第１パターン領域と第２パターン領域の双方
において０−π位相エッジが存在しなくなり、したがっ
て０−π位相エッジの逆位相干渉が防止される。
【００３０】よって、０−π位相エッジに起因する不要
な潜像を除去することが不要となるから、次の露光ステ
ップでは、第３遮光部と第４遮光部に対応する箇所を露
光させれば、少なくとも一つの第１パターン要素と周期
的に配置された複数の第２パターン要素とを含む所望の
パターンを形成できる。
な潜像を除去することが不要となるから、次の露光ステ
ップでは、第３遮光部と第４遮光部に対応する箇所を露
光させれば、少なくとも一つの第１パターン要素と周期
的に配置された複数の第２パターン要素とを含む所望の
パターンを形成できる。
【００３１】（３） 本発明の位相シフトマスクの好ま
しい例では、前記少なくとも一つの第１パターン要素
が、孤立した一つのパターン要素とされる。本発明はこ
のような孤立パターン要素に適用するのが好ましいから
である。
しい例では、前記少なくとも一つの第１パターン要素
が、孤立した一つのパターン要素とされる。本発明はこ
のような孤立パターン要素に適用するのが好ましいから
である。
【００３２】この好ましい例では、前記第１パターン領
域の前記第１位相シフト部の幅は、前記第２パターン領
域の前記第２位相シフト部の幅の０．９倍〜１．４倍の
範囲に設定されるのが好ましく、ほぼ同一にするのがよ
り好ましい。０．９倍〜１．４倍の範囲であれば本発明
の利点が得られるからであり、またほぼ同一であれば、
本発明の利点が最も顕著に現れるからである。
域の前記第１位相シフト部の幅は、前記第２パターン領
域の前記第２位相シフト部の幅の０．９倍〜１．４倍の
範囲に設定されるのが好ましく、ほぼ同一にするのがよ
り好ましい。０．９倍〜１．４倍の範囲であれば本発明
の利点が得られるからであり、またほぼ同一であれば、
本発明の利点が最も顕著に現れるからである。
【００３３】本発明の位相シフトマスクの他の好ましい
例では、前記少なくとも一つの第１パターン要素が、前
記複数の第２パターン要素間のスペースよりも大きいス
ペースで周期的に配置された複数のパターン要素とされ
る。この好ましい例では、前記パターン要素間のスペー
スが、前記複数の第２パターン要素間のスペースの約２
倍以上であるのが好ましい。このような場合にも、前記
少なくとも一つの第１パターン要素が孤立した一つのパ
ターン要素である場合と同様に解されるからである。
例では、前記少なくとも一つの第１パターン要素が、前
記複数の第２パターン要素間のスペースよりも大きいス
ペースで周期的に配置された複数のパターン要素とされ
る。この好ましい例では、前記パターン要素間のスペー
スが、前記複数の第２パターン要素間のスペースの約２
倍以上であるのが好ましい。このような場合にも、前記
少なくとも一つの第１パターン要素が孤立した一つのパ
ターン要素である場合と同様に解されるからである。
【００３４】さらに、前記第１パターン領域の前記第１
位相シフト部の幅は、前記第２パターン領域の前記第２
位相シフト部の幅の０．９倍〜１．４倍の範囲に設定さ
れるのが好ましく、ほぼ同一にするのがより好ましい。
０．９倍〜１．４倍の範囲であれば本発明の利点が得ら
れるからであり、またほぼ同一であれば、本発明の利点
が最も顕著に現れるからである。
位相シフト部の幅は、前記第２パターン領域の前記第２
位相シフト部の幅の０．９倍〜１．４倍の範囲に設定さ
れるのが好ましく、ほぼ同一にするのがより好ましい。
０．９倍〜１．４倍の範囲であれば本発明の利点が得ら
れるからであり、またほぼ同一であれば、本発明の利点
が最も顕著に現れるからである。
【００３５】本発明の位相シフトマスクのさらに他の好
ましい例では、前記第１パターン領域に形成された前記
第３遮光部と、前記第２パターン領域に形成された前記
第４遮光部が、互いに接続されて一体化される。この場
合には、本発明の位相シフトマスクを用いる１回目の露
光ステップの次に行われる２回目の露光ステップで使用
するマスクにおいて、前記第３遮光部と前記第４遮光部
を露光させるためのパターン要素の形状が簡単になると
いう利点がある。
ましい例では、前記第１パターン領域に形成された前記
第３遮光部と、前記第２パターン領域に形成された前記
第４遮光部が、互いに接続されて一体化される。この場
合には、本発明の位相シフトマスクを用いる１回目の露
光ステップの次に行われる２回目の露光ステップで使用
するマスクにおいて、前記第３遮光部と前記第４遮光部
を露光させるためのパターン要素の形状が簡単になると
いう利点がある。
【００３６】（４） 本発明のパターン形成方法は、上
記（１）で述べた本発明の位相シフトマスクを使用する
パターン形成方法であって、（ａ） 上記（１）または
（３）で述べた本発明の位相シフトマスクのいずれかを
第１マスクとして準備し、（ｂ） 前記第１マスクの前
記第１遮光部の全体を覆う第５遮光部と、前記第１マス
クの前記第２遮光部の全体を覆う第６遮光部と、前記第
１マスクの前記第３遮光部および第４遮光部を露光する
ための第３透光部とを透光性基板上に備えており、且つ
位相シフトを利用しない第２マスクを準備し、（ｃ）
パターン形成対象上に形成されたフォトレジスト膜を前
記第１マスクを用いて選択的に露光し、（ｄ） 前記
（ｃ）における露光の後に前記フォトレジスト膜を前記
第２マスクを用いて選択的に露光し、（ｅ） 前記
（ｄ）における露光の後に前記フォトレジスト膜を現像
するものである。
記（１）で述べた本発明の位相シフトマスクを使用する
パターン形成方法であって、（ａ） 上記（１）または
（３）で述べた本発明の位相シフトマスクのいずれかを
第１マスクとして準備し、（ｂ） 前記第１マスクの前
記第１遮光部の全体を覆う第５遮光部と、前記第１マス
クの前記第２遮光部の全体を覆う第６遮光部と、前記第
１マスクの前記第３遮光部および第４遮光部を露光する
ための第３透光部とを透光性基板上に備えており、且つ
位相シフトを利用しない第２マスクを準備し、（ｃ）
パターン形成対象上に形成されたフォトレジスト膜を前
記第１マスクを用いて選択的に露光し、（ｄ） 前記
（ｃ）における露光の後に前記フォトレジスト膜を前記
第２マスクを用いて選択的に露光し、（ｅ） 前記
（ｄ）における露光の後に前記フォトレジスト膜を現像
するものである。
【００３７】（５） 本発明のパターン形成方法では、
上記（１）で述べた本発明の位相シフトマスクを第１マ
スクとして用いて、フォトレジスト膜に対して１回目の
露光を行い、続いて、上記（ｂ）で述べた構成を持つ第
２マスクを用いて、同じフォトレジスト膜に対して２回
目の露光を行うことによって、所望のパターンをフォト
レジスト膜に形成する。このため、「光近接効果」が効
果的に抑制され、その結果、本発明のパターン形成方法
を用いて形成可能な最小パターン要素寸法のバラツキが
格段に低減され、したがって解像度を改善できる。
上記（１）で述べた本発明の位相シフトマスクを第１マ
スクとして用いて、フォトレジスト膜に対して１回目の
露光を行い、続いて、上記（ｂ）で述べた構成を持つ第
２マスクを用いて、同じフォトレジスト膜に対して２回
目の露光を行うことによって、所望のパターンをフォト
レジスト膜に形成する。このため、「光近接効果」が効
果的に抑制され、その結果、本発明のパターン形成方法
を用いて形成可能な最小パターン要素寸法のバラツキが
格段に低減され、したがって解像度を改善できる。
【００３８】また、第１マスクを用いた露光の際にその
第３遮光部と第４遮光部によって露光されなかったフォ
トレジスト膜の箇所は、第２マスクを用いた露光によっ
て露光せしめられるので、第１マスクが第３遮光部と第
４遮光部を有することに起因する悪影響は生じない。
第３遮光部と第４遮光部によって露光されなかったフォ
トレジスト膜の箇所は、第２マスクを用いた露光によっ
て露光せしめられるので、第１マスクが第３遮光部と第
４遮光部を有することに起因する悪影響は生じない。
【００３９】（６） 本発明のパターン形成方法の好ま
しい例では、前記第２マスクを前記第１マスクと重ねた
時に、前記第２マスクの前記第５遮光部の一方の縁が、
前記第１マスクの前記第１位相シフト部の内側に位置す
ると共に、前記第２マスクの前記第５遮光部の他方の縁
が、前記第１マスクの前記第１透光部の内側に位置し、
また、前記第２マスクの前記第６遮光部の一方の縁が、
その縁の側にある前記第１マスクの前記第２位相シフト
部または前記第２透光部の内側に位置すると共に、前記
第２マスクの第６遮光部の他方の縁が、その縁の側にあ
る前記第１マスクの前記第２位相シフト部または前記第
２透光部の内側に位置する。前記第１マスクによって形
成された前記フォトレジスト膜の潜像に対して、前記
（ｄ）において前記第２マスクが悪影響を及ぼすのを防
止できるからである。
しい例では、前記第２マスクを前記第１マスクと重ねた
時に、前記第２マスクの前記第５遮光部の一方の縁が、
前記第１マスクの前記第１位相シフト部の内側に位置す
ると共に、前記第２マスクの前記第５遮光部の他方の縁
が、前記第１マスクの前記第１透光部の内側に位置し、
また、前記第２マスクの前記第６遮光部の一方の縁が、
その縁の側にある前記第１マスクの前記第２位相シフト
部または前記第２透光部の内側に位置すると共に、前記
第２マスクの第６遮光部の他方の縁が、その縁の側にあ
る前記第１マスクの前記第２位相シフト部または前記第
２透光部の内側に位置する。前記第１マスクによって形
成された前記フォトレジスト膜の潜像に対して、前記
（ｄ）において前記第２マスクが悪影響を及ぼすのを防
止できるからである。
【００４０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について添付図面を参照しながら説明する。
について添付図面を参照しながら説明する。
【００４１】（第１実施形態）図３は、図１に示す本発
明の第１実施形態の位相シフトマスク２０を用いて形成
されるべき回路／素子パターン１０を示す。この回路／
素子パターン１０は、ゲート絶縁膜上に形成された導電
膜をパターン化して、ＭＯＳトランジスタのゲート電極
とそれらに接続された配線をゲート絶縁膜上に形成する
のに用いるものであり、任意のフォトレジストにより形
成される。
明の第１実施形態の位相シフトマスク２０を用いて形成
されるべき回路／素子パターン１０を示す。この回路／
素子パターン１０は、ゲート絶縁膜上に形成された導電
膜をパターン化して、ＭＯＳトランジスタのゲート電極
とそれらに接続された配線をゲート絶縁膜上に形成する
のに用いるものであり、任意のフォトレジストにより形
成される。
【００４２】図３の回路／素子パターン１０は、孤立し
た一つのＬ字形パターン要素１３ａからなる孤立パター
ン部１３と、近接して平行に配置された６本の直線状パ
ターン要素１４ａからなるＬ／Ｓ周期パターン部１４と
を有している。孤立パターン部１３は、Ｌ字形のパター
ン要素１３ａのみを含み、そのパターン要素１３ａの近
傍（周囲）には他のパターン要素は存在していない。周
期パターン部１４は、同じ形状を持つ６本の直線状パタ
ーン要素１４ａを平行に等間隔で配置したものである。
Ｌ字形パターン要素１３ａの幅はＷ13（＝０．１μｍ）
である。直線状パターン要素１４ａの幅はいずれもＷ14
（＝０．１μｍ）であり、それらの間のスペースはいず
れもＳ14（＝０．２μｍ）である。
た一つのＬ字形パターン要素１３ａからなる孤立パター
ン部１３と、近接して平行に配置された６本の直線状パ
ターン要素１４ａからなるＬ／Ｓ周期パターン部１４と
を有している。孤立パターン部１３は、Ｌ字形のパター
ン要素１３ａのみを含み、そのパターン要素１３ａの近
傍（周囲）には他のパターン要素は存在していない。周
期パターン部１４は、同じ形状を持つ６本の直線状パタ
ーン要素１４ａを平行に等間隔で配置したものである。
Ｌ字形パターン要素１３ａの幅はＷ13（＝０．１μｍ）
である。直線状パターン要素１４ａの幅はいずれもＷ14
（＝０．１μｍ）であり、それらの間のスペースはいず
れもＳ14（＝０．２μｍ）である。
【００４３】図３の回路／素子パターン１０は、実際に
は、Ｌ字形パターン要素１３ａと直線状パターン要素１
４ａ以外にも種々のパターン要素を有しているが、説明
を簡単にするために、図３ではそれらは省略されてい
る。
は、Ｌ字形パターン要素１３ａと直線状パターン要素１
４ａ以外にも種々のパターン要素を有しているが、説明
を簡単にするために、図３ではそれらは省略されてい
る。
【００４４】図１は、本発明の第１実施形態の位相シフ
トマスク２０の構成を示す概略平面図、図４はそのＡ−
Ａ線に沿った断面図である。この位相シフトマスク２０
は、「レベンソン型」である。
トマスク２０の構成を示す概略平面図、図４はそのＡ−
Ａ線に沿った断面図である。この位相シフトマスク２０
は、「レベンソン型」である。
【００４５】位相シフトマスク２０は、ポジ型であり、
図３の回路／素子パターン１０の孤立パターン部１３に
対応する第１パターン領域Ｒ１と、回路／素子パターン
１０の周期パターン部１４に対応する第２パターン領域
Ｒ２を、透光性基板２１の一つの主面上に備えている。
図３の回路／素子パターン１０の孤立パターン部１３に
対応する第１パターン領域Ｒ１と、回路／素子パターン
１０の周期パターン部１４に対応する第２パターン領域
Ｒ２を、透光性基板２１の一つの主面上に備えている。
【００４６】第１パターン領域Ｒ１には、孤立パターン
部１３のＬ字形のパターン要素１３ａを形成するための
Ｌ字形の遮光部２２ａが形成されている。遮光部２２ａ
の一方の側には、Ｌ字形に屈曲した帯状の位相シフト部
２３ａが隣接して形成され、遮光部２２ａの他方の側に
は、Ｌ字形に屈曲した帯状の透光部２４ａが隣接して形
成されている。つまり、遮光部２２ａは、帯状の位相シ
フト部２３ａと透光部２４ａによって挟まれている。位
相シフト部２３ａと透光部２４ａは、遮光部２２ａに沿
って且つその全長にわたって延在している。
部１３のＬ字形のパターン要素１３ａを形成するための
Ｌ字形の遮光部２２ａが形成されている。遮光部２２ａ
の一方の側には、Ｌ字形に屈曲した帯状の位相シフト部
２３ａが隣接して形成され、遮光部２２ａの他方の側に
は、Ｌ字形に屈曲した帯状の透光部２４ａが隣接して形
成されている。つまり、遮光部２２ａは、帯状の位相シ
フト部２３ａと透光部２４ａによって挟まれている。位
相シフト部２３ａと透光部２４ａは、遮光部２２ａに沿
って且つその全長にわたって延在している。
【００４７】第２パターン領域Ｒ２には、周期パターン
部１４の直線状のパターン要素１４ａを形成するための
６個の直線状の遮光部２２ｂが等間隔に並列して形成さ
れている。各々の遮光部２２ｂの一方の側には、帯状の
位相シフト部２３ｂが隣接して形成され、遮光部２２ｂ
の他方の側には、帯状の透光部２４ｂが隣接して形成さ
れている。つまり、各々の遮光部２２ｂは、位相シフト
部２３ｂと透光部２４ｂによって挟まれている。位相シ
フト部２３ｂと透光部２４ｂは、対応する遮光部２２ｂ
に沿って且つその全長にわたって延在している。
部１４の直線状のパターン要素１４ａを形成するための
６個の直線状の遮光部２２ｂが等間隔に並列して形成さ
れている。各々の遮光部２２ｂの一方の側には、帯状の
位相シフト部２３ｂが隣接して形成され、遮光部２２ｂ
の他方の側には、帯状の透光部２４ｂが隣接して形成さ
れている。つまり、各々の遮光部２２ｂは、位相シフト
部２３ｂと透光部２４ｂによって挟まれている。位相シ
フト部２３ｂと透光部２４ｂは、対応する遮光部２２ｂ
に沿って且つその全長にわたって延在している。
【００４８】第１パターン領域Ｒ１と第２パターン領域
Ｒ２以外の領域には、残余遮光部２２ｃが形成されてい
る。この構成は、残余領域が透光部１２４となっている
従来の位相シフトマスク１２０（図１６を参照）と大き
く異なる点である。
Ｒ２以外の領域には、残余遮光部２２ｃが形成されてい
る。この構成は、残余領域が透光部１２４となっている
従来の位相シフトマスク１２０（図１６を参照）と大き
く異なる点である。
【００４９】Ｌ字形遮光部２２ａ、直線状遮光部２２ｂ
および残余遮光部２２ｃは、透光性基板２１の表面に遮
光層２２（図４を参照）を形成した後、その遮光層２２
をパターン化して形成される。Ｌ字形の位相シフト部２
３ａと直線状の位相シフト部２３ｂは、透光性基板２１
の表面に位相シフト層２３（図４を参照）を形成した
後、その位相シフト層２３をパターン化して形成され
る。透光部２４ａ、２４ｂは、遮光層２２と位相シフト
層２３とが存在しない部分により形成される。
および残余遮光部２２ｃは、透光性基板２１の表面に遮
光層２２（図４を参照）を形成した後、その遮光層２２
をパターン化して形成される。Ｌ字形の位相シフト部２
３ａと直線状の位相シフト部２３ｂは、透光性基板２１
の表面に位相シフト層２３（図４を参照）を形成した
後、その位相シフト層２３をパターン化して形成され
る。透光部２４ａ、２４ｂは、遮光層２２と位相シフト
層２３とが存在しない部分により形成される。
【００５０】図１では、透光部２４ａ、２４ｂを透過す
る露光光には位相の変化がないので、透光部２４ａ、２
４ｂには「０」の文字が付されており、位相シフト部２
３ａ、２３ｂを透過する露光光にはπ（１８０゜）の位
相変化があるので、位相シフト部２３ａ、２３ｂには
「π」の文字が付されている。
る露光光には位相の変化がないので、透光部２４ａ、２
４ｂには「０」の文字が付されており、位相シフト部２
３ａ、２３ｂを透過する露光光にはπ（１８０゜）の位
相変化があるので、位相シフト部２３ａ、２３ｂには
「π」の文字が付されている。
【００５１】第１パターン領域Ｒ１では、Ｌ字形遮光部
２２ａは、図３の回路／素子パターン１０の孤立パター
ン部１３のＬ字形パターン要素１３ａと同じ形状を持
つ。遮光部２２ａの幅ＷS1は、Ｌ字形パターン要素１３
ａの幅Ｗ13に等しい。すなわち、ＷS1＝Ｗ13＝０．１μ
ｍである。
２２ａは、図３の回路／素子パターン１０の孤立パター
ン部１３のＬ字形パターン要素１３ａと同じ形状を持
つ。遮光部２２ａの幅ＷS1は、Ｌ字形パターン要素１３
ａの幅Ｗ13に等しい。すなわち、ＷS1＝Ｗ13＝０．１μ
ｍである。
【００５２】Ｌ字形位相シフト部２３ａは、Ｌ字形遮光
部２２ａに沿って延在していて、そのパターン要素１３
ａとほぼ同じ形状を持つ。位相シフト部２３ａの幅ＷP1
は、第２パターン領域Ｒ２の直線状位相シフト部２３ｂ
の幅ＷP2に等しい。位相シフト部２３ｂの幅ＷP2は、回
路／素子パターン１０のパターン要素１４ａ間のスペー
スＳ14に等しいので、ＷP1＝ＷP2＝Ｓ14＝０．２μｍと
なる。
部２２ａに沿って延在していて、そのパターン要素１３
ａとほぼ同じ形状を持つ。位相シフト部２３ａの幅ＷP1
は、第２パターン領域Ｒ２の直線状位相シフト部２３ｂ
の幅ＷP2に等しい。位相シフト部２３ｂの幅ＷP2は、回
路／素子パターン１０のパターン要素１４ａ間のスペー
スＳ14に等しいので、ＷP1＝ＷP2＝Ｓ14＝０．２μｍと
なる。
【００５３】Ｌ字形透光部２４ａは、Ｌ字形遮光部２２
ａに沿って延在していて、その遮光部２２ａとほぼ同じ
形状を持つ。透光部２４ａの幅ＷO1は、Ｌ字形位相シフ
ト部２３ａの幅ＷP1に等しい。つまり、ＷO1＝ＷP1＝
０．２μｍである。
ａに沿って延在していて、その遮光部２２ａとほぼ同じ
形状を持つ。透光部２４ａの幅ＷO1は、Ｌ字形位相シフ
ト部２３ａの幅ＷP1に等しい。つまり、ＷO1＝ＷP1＝
０．２μｍである。
【００５４】第２パターン領域Ｒ２では、直線状遮光部
２２ｂの各々は、回路／素子パターン１０の周期パター
ン部１４の直線状パターン要素１４ａと同じ形状を持
つ。これら遮光部２２ｂの幅ＷS2は、直線状パターン要
素１４ａの幅Ｗ14に等しい。すなわち、ＷS2＝Ｗ14＝
０．１μｍである。
２２ｂの各々は、回路／素子パターン１０の周期パター
ン部１４の直線状パターン要素１４ａと同じ形状を持
つ。これら遮光部２２ｂの幅ＷS2は、直線状パターン要
素１４ａの幅Ｗ14に等しい。すなわち、ＷS2＝Ｗ14＝
０．１μｍである。
【００５５】直線状位相シフト部２３ｂの各々は、対応
する直線状パターン要素１３ｂに平行に延在していて、
そのパターン要素１３ｂとほぼ同じ形状を持つ。これら
位相シフト部２３ｂの幅ＷP2は、第１パターン領域Ｒ１
のＬ字形位相シフト部２４ａの幅ＷP1に等しい。位相シ
フト部２３ｂの幅ＷP2は、回路／素子パターン１０のパ
ターン要素１４ａ間のスペースＳ14に等しいので、ＷP2
＝ＷP1＝Ｐ14＝０．２μｍとなる。
する直線状パターン要素１３ｂに平行に延在していて、
そのパターン要素１３ｂとほぼ同じ形状を持つ。これら
位相シフト部２３ｂの幅ＷP2は、第１パターン領域Ｒ１
のＬ字形位相シフト部２４ａの幅ＷP1に等しい。位相シ
フト部２３ｂの幅ＷP2は、回路／素子パターン１０のパ
ターン要素１４ａ間のスペースＳ14に等しいので、ＷP2
＝ＷP1＝Ｐ14＝０．２μｍとなる。
【００５６】直線状透光部２４ｂの各々は、対応する直
線状パターン要素１３ｂに平行に延在していて、そのパ
ターン要素１３ｂとほぼ同じ形状を持つ。これら透光部
２４ｂの幅ＷO2は、位相シフト部２３ｂの幅ＷP2に等し
い。つまり、ＷO2＝ＷP2＝０．２μｍである。
線状パターン要素１３ｂに平行に延在していて、そのパ
ターン要素１３ｂとほぼ同じ形状を持つ。これら透光部
２４ｂの幅ＷO2は、位相シフト部２３ｂの幅ＷP2に等し
い。つまり、ＷO2＝ＷP2＝０．２μｍである。
【００５７】透光性基板２１の表面の第１パターン領域
Ｒ１と第２パターン領域Ｒ２以外の部分は、残余遮光部
２２ｃによって覆われている。
Ｒ１と第２パターン領域Ｒ２以外の部分は、残余遮光部
２２ｃによって覆われている。
【００５８】直線状遮光部２２ｂはいずれも、位相シフ
ト部２３ｂおよび透光部２４ｂと同じ長さを持ってお
り、位相シフト部２３ｂおよび透光部２４ｂの両端にお
いて残余遮光部２２ｃと接合されている。
ト部２３ｂおよび透光部２４ｂと同じ長さを持ってお
り、位相シフト部２３ｂおよび透光部２４ｂの両端にお
いて残余遮光部２２ｃと接合されている。
【００５９】本発明の第１実施形態の位相シフトマスク
２０では、上述したように、透光性基板２１の表面にお
いて、一つの孤立したパターン要素１３ａを含む第１パ
ターン領域Ｒ１と、その第１パターン領域Ｒ１から十分
離れて形成された周期的に配置された６本の遮光部２２
ｂを含む第２パターン領域Ｒ２とが形成されており、し
かも、第１パターン領域Ｒ１と第２パターン領域Ｒ２以
外の箇所が残余遮光部２２ｃで覆われている。さらに、
第１パターン領域Ｒ１のＬ字形位相シフト部２３ａの幅
ＷP1は、第２パターン領域Ｒ２の直線状位相シフト部２
２ｂの幅ＷP2と等しく設定されている（ＷP1＝ＷP2）。
２０では、上述したように、透光性基板２１の表面にお
いて、一つの孤立したパターン要素１３ａを含む第１パ
ターン領域Ｒ１と、その第１パターン領域Ｒ１から十分
離れて形成された周期的に配置された６本の遮光部２２
ｂを含む第２パターン領域Ｒ２とが形成されており、し
かも、第１パターン領域Ｒ１と第２パターン領域Ｒ２以
外の箇所が残余遮光部２２ｃで覆われている。さらに、
第１パターン領域Ｒ１のＬ字形位相シフト部２３ａの幅
ＷP1は、第２パターン領域Ｒ２の直線状位相シフト部２
２ｂの幅ＷP2と等しく設定されている（ＷP1＝ＷP2）。
【００６０】このため、第１パターン領域Ｒ１において
０−π位相エッジの逆位相干渉が抑制されて、第２パタ
ーン領域Ｒ２を透過した露光光の光強度を、第１パター
ン領域Ｒ１を透過した露光光の光強度とほぼ等しくする
ことができる。つまり、第１パターン領域Ｒ１と第２パ
ターン領域Ｒ２を透過した露光光の光強度分布をほぼ同
一にすることができる。よって、「光近接効果」が効果
的に抑制される。その結果、位相シフトマスク２０を用
いて形成可能な最小パターン要素寸法のバラツキを格段
に低減でき、したがって解像度を改善できる。これは、
良品率の向上に大きく寄与する。
０−π位相エッジの逆位相干渉が抑制されて、第２パタ
ーン領域Ｒ２を透過した露光光の光強度を、第１パター
ン領域Ｒ１を透過した露光光の光強度とほぼ等しくする
ことができる。つまり、第１パターン領域Ｒ１と第２パ
ターン領域Ｒ２を透過した露光光の光強度分布をほぼ同
一にすることができる。よって、「光近接効果」が効果
的に抑制される。その結果、位相シフトマスク２０を用
いて形成可能な最小パターン要素寸法のバラツキを格段
に低減でき、したがって解像度を改善できる。これは、
良品率の向上に大きく寄与する。
【００６１】これに対し、上述した従来の位相シフトマ
スク１２０（図１６参照）では、孤立したＬ字形遮光部
１２２ａに隣接して配置された位相シフト部１２３ａの
幅が、周期的に配置された直線状遮光部１２２ｂに隣接
して配置された位相シフト部１２３ｂの幅に比べて非常
に大きいため、位相シフト部１２３ａと透光部１２４の
境界付近において生じる０−π位相エッジの逆位相干渉
が非常に強くなり、その結果、Ｌ字形遮光部１２２ａか
らかなり離れた範囲まで光強度が低く抑制されてしま
う。その結果、透過した露光光の強度分布が不均一とな
る。この問題点は、本発明の位相シフトマスク２０によ
れば解消できるのである。
スク１２０（図１６参照）では、孤立したＬ字形遮光部
１２２ａに隣接して配置された位相シフト部１２３ａの
幅が、周期的に配置された直線状遮光部１２２ｂに隣接
して配置された位相シフト部１２３ｂの幅に比べて非常
に大きいため、位相シフト部１２３ａと透光部１２４の
境界付近において生じる０−π位相エッジの逆位相干渉
が非常に強くなり、その結果、Ｌ字形遮光部１２２ａか
らかなり離れた範囲まで光強度が低く抑制されてしま
う。その結果、透過した露光光の強度分布が不均一とな
る。この問題点は、本発明の位相シフトマスク２０によ
れば解消できるのである。
【００６２】次に、本発明の第１実施形態のパターン形
成方法について説明する。この方法では、上述した構成
を持つ第１実施形態の位相シフトマスク２０と共に図２
に示すマスク３０を使用するので、そのマスク３０の構
成について先に説明する。なお、マスク３０は通常のも
のであり、「レベンソン型」ではない。
成方法について説明する。この方法では、上述した構成
を持つ第１実施形態の位相シフトマスク２０と共に図２
に示すマスク３０を使用するので、そのマスク３０の構
成について先に説明する。なお、マスク３０は通常のも
のであり、「レベンソン型」ではない。
【００６３】このパターン形成方法で使用する投影光学
系の開口数（ＮＡ）は０．６８、証明光学系のコヒーレ
ンス・ファクター（σ）は０．３である。
系の開口数（ＮＡ）は０．６８、証明光学系のコヒーレ
ンス・ファクター（σ）は０．３である。
【００６４】マスク３０は、位相シフトマスク２０と同
じポジ型であり、図１に示した位相シフトマスク２０の
第１パターン領域Ｒ１と重なる位置にＬ字形に屈曲した
遮光部３２ａを持ち、その位相シフトマスク２０の第２
パターン領域Ｒ２と重なる位置に矩形の遮光部３２ｂを
持っている。マスク３０の遮光部３２ａと３２ｂ以外の
部分は透光部３４とされている。
じポジ型であり、図１に示した位相シフトマスク２０の
第１パターン領域Ｒ１と重なる位置にＬ字形に屈曲した
遮光部３２ａを持ち、その位相シフトマスク２０の第２
パターン領域Ｒ２と重なる位置に矩形の遮光部３２ｂを
持っている。マスク３０の遮光部３２ａと３２ｂ以外の
部分は透光部３４とされている。
【００６５】仮に、マスク３０を位相シフトマスク２０
に重ねたとすると、マスク３０のＬ字形遮光部３２ａの
上端３２ａａは、位相シフトマスク２０のＬ字形遮光部
２２ａの上端２２ａａおよびＬ字形透光部２４ａの上端
２４ａａにほぼ一致する。Ｌ字形遮光部３２ａの右端
（図示せず）も、これと同様である。他方、マスク３０
のＬ字形遮光部３２ａの一方のＬ字形側縁３２ａｂは、
位相シフトマスク２０のＬ字形位相シフト部２３ａのＬ
字形側縁２３ａｂよりも内側に位置する、つまりＬ字形
位相シフト部２３ａの中にある。マスク３０のＬ字形遮
光部３２ａの他方のＬ字形側縁３２ａｃは、位相シフト
マスク２０の透光部２４ａのＬ字形側縁２４ａｂよりも
内側に位置する、つまりＬ字形透光部２４ａの中にあ
る。このようにするのは、マスク３０のＬ字形遮光部３
２ａがパターン要素１３ａに対して悪影響を与えるのを
避けるためである。
に重ねたとすると、マスク３０のＬ字形遮光部３２ａの
上端３２ａａは、位相シフトマスク２０のＬ字形遮光部
２２ａの上端２２ａａおよびＬ字形透光部２４ａの上端
２４ａａにほぼ一致する。Ｌ字形遮光部３２ａの右端
（図示せず）も、これと同様である。他方、マスク３０
のＬ字形遮光部３２ａの一方のＬ字形側縁３２ａｂは、
位相シフトマスク２０のＬ字形位相シフト部２３ａのＬ
字形側縁２３ａｂよりも内側に位置する、つまりＬ字形
位相シフト部２３ａの中にある。マスク３０のＬ字形遮
光部３２ａの他方のＬ字形側縁３２ａｃは、位相シフト
マスク２０の透光部２４ａのＬ字形側縁２４ａｂよりも
内側に位置する、つまりＬ字形透光部２４ａの中にあ
る。このようにするのは、マスク３０のＬ字形遮光部３
２ａがパターン要素１３ａに対して悪影響を与えるのを
避けるためである。
【００６６】また、マスク３０の矩形遮光部３２ｂの上
端３２ｂａは、位相シフトマスク２０の直線状位相シフ
ト部２３ｂの上端２３ｂａおよび直線状透光部２４ｂの
上端２４ｂａにほぼ一致する。矩形遮光部３２ｂの下端
（図示せず）も、これと同様である。他方、マスク３０
の矩形遮光部３２ｂの一方の直線状側縁３２ｂｂは、位
相シフトマスク２０の直線状透光部２４ｂ（図１で右端
に配置されたもの）の側縁２３ｂｂよりも内側に位置す
る、つまり、その直線状透光部２４ｂの中にある。マス
ク３０の矩形遮光部３２ｂの他方の直線状側縁３２ｂｃ
は、位相シフトマスク２０の直線状透光部２４ｂ（図１
で左端に配置されたもの）の直線状側縁２４ｂｃよりも
内側に位置する、つまり、その直線状透光部２４ｂの中
にある。このようにするのは、マスク３０の矩形遮光部
３２ｂがパターン要素１４ａに対して悪影響を与えるの
を避けるためである。
端３２ｂａは、位相シフトマスク２０の直線状位相シフ
ト部２３ｂの上端２３ｂａおよび直線状透光部２４ｂの
上端２４ｂａにほぼ一致する。矩形遮光部３２ｂの下端
（図示せず）も、これと同様である。他方、マスク３０
の矩形遮光部３２ｂの一方の直線状側縁３２ｂｂは、位
相シフトマスク２０の直線状透光部２４ｂ（図１で右端
に配置されたもの）の側縁２３ｂｂよりも内側に位置す
る、つまり、その直線状透光部２４ｂの中にある。マス
ク３０の矩形遮光部３２ｂの他方の直線状側縁３２ｂｃ
は、位相シフトマスク２０の直線状透光部２４ｂ（図１
で左端に配置されたもの）の直線状側縁２４ｂｃよりも
内側に位置する、つまり、その直線状透光部２４ｂの中
にある。このようにするのは、マスク３０の矩形遮光部
３２ｂがパターン要素１４ａに対して悪影響を与えるの
を避けるためである。
【００６７】次に、上述した構成を持つ第１実施形態の
位相シフトマスク２０と通常のマスク３０とを用いたパ
ターン形成方法について、図１４と図１５を参照しなが
ら説明する。
位相シフトマスク２０と通常のマスク３０とを用いたパ
ターン形成方法について、図１４と図１５を参照しなが
ら説明する。
【００６８】まず最初に、図１４に示すように、パター
ン形成対象１２（例えば、ゲート絶縁膜の上に形成され
たポリシリコン膜）の上に、フォトレジスト膜７０を所
定厚さで形成する。
ン形成対象１２（例えば、ゲート絶縁膜の上に形成され
たポリシリコン膜）の上に、フォトレジスト膜７０を所
定厚さで形成する。
【００６９】次に、ＫｒＦエキシマ・レーザ光（波長：
２４８ｎｍ）を露光光として使用し、本発明の第１実施
形態の位相シフトマスク２０（図１参照）を用いて、公
知の方法により、フォトレジスト膜７０に露光光を投影
・照射する。これが１回目の露光ステップである。
２４８ｎｍ）を露光光として使用し、本発明の第１実施
形態の位相シフトマスク２０（図１参照）を用いて、公
知の方法により、フォトレジスト膜７０に露光光を投影
・照射する。これが１回目の露光ステップである。
【００７０】すると、位相シフトマスク２０のＬ字形位
相シフト部２３ａおよび直線状位相シフト部２３ｂと、
Ｌ字形透光部２４ａおよび直線状透光部２４ｂに対応す
る箇所において、フォトレジスト膜７０が露光せしめら
れる。その結果、フォトレジスト膜７０の中に潜像が形
成される。この潜像は、位相シフトマスク２０のＬ字形
位相シフト部２３ａ、直線状位相シフト部２３ｂ、Ｌ字
形透光部２４ａおよび直線状透光部２４ｂに対応してそ
れぞれ形成されるＬ字形露光部７３ａ、直線状露光部７
３ｂ、Ｌ字形露光部７４ａおよび直線状露光部７４ｂを
含む。これらの露光部７３ａ、７３ｂ、７４ａおよび７
４ｂ以外の部分は未露光である。
相シフト部２３ａおよび直線状位相シフト部２３ｂと、
Ｌ字形透光部２４ａおよび直線状透光部２４ｂに対応す
る箇所において、フォトレジスト膜７０が露光せしめら
れる。その結果、フォトレジスト膜７０の中に潜像が形
成される。この潜像は、位相シフトマスク２０のＬ字形
位相シフト部２３ａ、直線状位相シフト部２３ｂ、Ｌ字
形透光部２４ａおよび直線状透光部２４ｂに対応してそ
れぞれ形成されるＬ字形露光部７３ａ、直線状露光部７
３ｂ、Ｌ字形露光部７４ａおよび直線状露光部７４ｂを
含む。これらの露光部７３ａ、７３ｂ、７４ａおよび７
４ｂ以外の部分は未露光である。
【００７１】こうして１回目の露光ステップが完了する
と、次に、位相シフトマスク２０を通常のマスク３０に
代えて同様の露光処理を行う。これが２回目の露光ステ
ップである。
と、次に、位相シフトマスク２０を通常のマスク３０に
代えて同様の露光処理を行う。これが２回目の露光ステ
ップである。
【００７２】すなわち、露光光の照射が完了したフォト
レジスト膜７０（図１４参照）に対して、マスク３０を
用いて露光光を投影・照射する。マスク３０のＬ字形遮
光部３２ａは、フォトレジスト膜７０のＬ字形露光部７
３ａと７３ｂの全体を覆っており、マスク３０の矩形遮
光部３２ｂは、フォトレジスト膜７０の直線状露光部７
３ｃと７３ｄの全体を覆っているので、これらの露光部
７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄはマスク３０を用いた
露光光の影響を受けない。しかし、露光部７３ａ、７３
ｂ、７３ｃ、７３ｄ以外の部分、すなわちフォトレジス
ト膜７０の未露光部は、露光光の照射を受ける。その結
果、図１５に示すように、フォトレジスト膜７０の未露
光部に残余露光部７３ｅが形成される。
レジスト膜７０（図１４参照）に対して、マスク３０を
用いて露光光を投影・照射する。マスク３０のＬ字形遮
光部３２ａは、フォトレジスト膜７０のＬ字形露光部７
３ａと７３ｂの全体を覆っており、マスク３０の矩形遮
光部３２ｂは、フォトレジスト膜７０の直線状露光部７
３ｃと７３ｄの全体を覆っているので、これらの露光部
７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄはマスク３０を用いた
露光光の影響を受けない。しかし、露光部７３ａ、７３
ｂ、７３ｃ、７３ｄ以外の部分、すなわちフォトレジス
ト膜７０の未露光部は、露光光の照射を受ける。その結
果、図１５に示すように、フォトレジスト膜７０の未露
光部に残余露光部７３ｅが形成される。
【００７３】こうして、第１および第２の露光ステップ
を経て、図３に示す所望の回路／素子パターン１０と実
質的に同じ形を持つ潜像がフォトレジスト膜７０の中に
形成される。
を経て、図３に示す所望の回路／素子パターン１０と実
質的に同じ形を持つ潜像がフォトレジスト膜７０の中に
形成される。
【００７４】本発明のパターン形成方法では、先に述べ
た従来のパターン形成方法とは異なり、１回目の露光ス
テップにおいて０−π位相エッジに起因する不要な潜像
がフォトレジスト膜７０中に生じない。このため、２回
目の露光ステップは、１回目の露光ステップで露光され
なかった部分を露光するために行われる。
た従来のパターン形成方法とは異なり、１回目の露光ス
テップにおいて０−π位相エッジに起因する不要な潜像
がフォトレジスト膜７０中に生じない。このため、２回
目の露光ステップは、１回目の露光ステップで露光され
なかった部分を露光するために行われる。
【００７５】その後、従来より公知の現像液を用いてフ
ォトレジスト膜７０を現像すれば、潜像が顕在化する、
つまり、フォトレジスト膜７０がパターン化される。そ
の結果、パターン形成対象１２の上に図３に示す回路／
素子パターン１０が形成される。
ォトレジスト膜７０を現像すれば、潜像が顕在化する、
つまり、フォトレジスト膜７０がパターン化される。そ
の結果、パターン形成対象１２の上に図３に示す回路／
素子パターン１０が形成される。
【００７６】こうして回路／素子パターン１０が得られ
ると、その回路／素子パターン１０をマスクとして、パ
ターン形成対象１２（例えばポリシリコン膜）のエッチ
ングを行うと、回路／素子パターン１０がパターン形成
対象１２に転写される。
ると、その回路／素子パターン１０をマスクとして、パ
ターン形成対象１２（例えばポリシリコン膜）のエッチ
ングを行うと、回路／素子パターン１０がパターン形成
対象１２に転写される。
【００７７】以上説明したように、本発明の第１実施形
態のパターン形成方法では、位相シフトマスク２０を第
１マスクとして用いて、フォトレジスト膜７０に対して
一回目の露光を行い、続いて、通常マスク３０を用い
て、同じフォトレジスト膜７０に対して二回目の露光を
行うことによって、所望の回路／素子パターン１０の潜
像をフォトレジスト膜７０の中に形成する。このため、
位相シフトマスク２０の第１パターン領域Ｒ１の透過光
強度が、同マスク２０の第２パターン領域Ｒ２の透過光
強度とほぼ等しくなり、「光近接効果」を効果的に抑制
できる。
態のパターン形成方法では、位相シフトマスク２０を第
１マスクとして用いて、フォトレジスト膜７０に対して
一回目の露光を行い、続いて、通常マスク３０を用い
て、同じフォトレジスト膜７０に対して二回目の露光を
行うことによって、所望の回路／素子パターン１０の潜
像をフォトレジスト膜７０の中に形成する。このため、
位相シフトマスク２０の第１パターン領域Ｒ１の透過光
強度が、同マスク２０の第２パターン領域Ｒ２の透過光
強度とほぼ等しくなり、「光近接効果」を効果的に抑制
できる。
【００７８】また、１回目の露光ステップで位相シフト
マスク２０の残余遮光部２２ｃによって露光されなかっ
たフォトレジスト膜７０の部分は、通常マスク３０を用
いた２回目の露光ステップにおいて露光されるので、マ
スク２０のに第１パターン領域Ｒ１と第２パターン領域
Ｒ２以外の箇所に設けた残余遮光部２２ｃが悪影響を及
ぼすことはない。
マスク２０の残余遮光部２２ｃによって露光されなかっ
たフォトレジスト膜７０の部分は、通常マスク３０を用
いた２回目の露光ステップにおいて露光されるので、マ
スク２０のに第１パターン領域Ｒ１と第２パターン領域
Ｒ２以外の箇所に設けた残余遮光部２２ｃが悪影響を及
ぼすことはない。
【００７９】図６と図７は、発明者の行った実験結果を
示す。
示す。
【００８０】図６は、位相シフトマスク２０の第２パタ
ーン領域Ｒ２に周期的に配置された遮光部２２ｂと位相
シフト部２３ｂの幅をそれぞれ０．１μｍ、０．２μｍ
とし、同マスク２０の第１パターン領域Ｒ１に孤立して
配置された遮光部２２ａと位相シフト部２３ａの幅をそ
れぞれ０．１μｍ、１．６μｍとして測定した、透過光
の光強度を相対値で示している。図６において位置
「０」は、遮光部２２ａまたは２２ｂの中心線を示し、
横軸はその中心からの距離を示す。この距離は、遮光部
２２ａまたは２２ｂに直交する方向で測定したものであ
る。
ーン領域Ｒ２に周期的に配置された遮光部２２ｂと位相
シフト部２３ｂの幅をそれぞれ０．１μｍ、０．２μｍ
とし、同マスク２０の第１パターン領域Ｒ１に孤立して
配置された遮光部２２ａと位相シフト部２３ａの幅をそ
れぞれ０．１μｍ、１．６μｍとして測定した、透過光
の光強度を相対値で示している。図６において位置
「０」は、遮光部２２ａまたは２２ｂの中心線を示し、
横軸はその中心からの距離を示す。この距離は、遮光部
２２ａまたは２２ｂに直交する方向で測定したものであ
る。
【００８１】図６より明らかなように、孤立して配置さ
れた遮光部２２ａと位相シフト部２３ａを含む第１パタ
ーン領域Ｒ１における光強度（実線のカーブ）は、遮光
部２２ａの中心から離れるにつれて増加しているが、そ
の増加の度合いが、周期的に配置された遮光部２２ｂと
位相シフト部２３ｂを含む第２パターン領域Ｒ２におけ
る光強度（破線のカーブ）の増加度合いとほぼ同じにな
っている。このため、フォトレジスト膜７０に対して形
成可能な最小パターン要素寸法は、パターン要素間の距
離が０．５μｍより大きくなっても（つまり、孤立状態
になっても）ほとんど変わらないことが分かる。
れた遮光部２２ａと位相シフト部２３ａを含む第１パタ
ーン領域Ｒ１における光強度（実線のカーブ）は、遮光
部２２ａの中心から離れるにつれて増加しているが、そ
の増加の度合いが、周期的に配置された遮光部２２ｂと
位相シフト部２３ｂを含む第２パターン領域Ｒ２におけ
る光強度（破線のカーブ）の増加度合いとほぼ同じにな
っている。このため、フォトレジスト膜７０に対して形
成可能な最小パターン要素寸法は、パターン要素間の距
離が０．５μｍより大きくなっても（つまり、孤立状態
になっても）ほとんど変わらないことが分かる。
【００８２】なお、以上の説明では、第１パターン領域
Ｒ１の位相シフトマスク２０のＬ字形位相シフト部２３
ａの幅ＷP1が、第２パターン領域Ｒ２の直線状位相シフ
ト部２３ｂの幅ＷP2に等しくされている（ＷP1＝ＷP2＝
０．２μｍ）。しかし、位相シフト部２３ａの幅ＷP1は
位相シフト部２３ｂの幅ＷP2に必ずしも等しくなくても
よい。図７より明らかなように、ＷP1＝０．１８μｍ〜
０．２８μｍの範囲であれば、つまりＷP1＝（０．９〜
１．４）×ＷP2の範囲であっても、ほぼ同じ効果が得ら
れる。
Ｒ１の位相シフトマスク２０のＬ字形位相シフト部２３
ａの幅ＷP1が、第２パターン領域Ｒ２の直線状位相シフ
ト部２３ｂの幅ＷP2に等しくされている（ＷP1＝ＷP2＝
０．２μｍ）。しかし、位相シフト部２３ａの幅ＷP1は
位相シフト部２３ｂの幅ＷP2に必ずしも等しくなくても
よい。図７より明らかなように、ＷP1＝０．１８μｍ〜
０．２８μｍの範囲であれば、つまりＷP1＝（０．９〜
１．４）×ＷP2の範囲であっても、ほぼ同じ効果が得ら
れる。
【００８３】（第２実施形態）図１０は、図８に示す本
発明の第２実施形態の位相シフトマスク５０を用いて形
成されるべき回路／素子パターン４０を示す。この回路
／素子パターン４０は、第１実施形態と同様に、ＭＯＳ
トランジスタのゲート電極とそれらに接続された配線を
ゲート絶縁膜上に形成するのに用いるものであり、任意
のフォトレジストにより形成される。
発明の第２実施形態の位相シフトマスク５０を用いて形
成されるべき回路／素子パターン４０を示す。この回路
／素子パターン４０は、第１実施形態と同様に、ＭＯＳ
トランジスタのゲート電極とそれらに接続された配線を
ゲート絶縁膜上に形成するのに用いるものであり、任意
のフォトレジストにより形成される。
【００８４】図１０では、回路／素子パターン４０のＬ
／Ｓ周期パターン部４３のみが示されているが、実際
は、Ｌ／Ｓ周期パターン部４３と共に、図３のＬ／Ｓ周
期パターン部１４と同じ構成のＬ／Ｓ周期パターン部
（図示せず）をさらに有している。つまり、回路／素子
パターン４０は、図３の回路／素子パターン１０におい
て、孤立パターン部１３に代えてＬ／Ｓ周期パターン部
４３を設けたものである。
／Ｓ周期パターン部４３のみが示されているが、実際
は、Ｌ／Ｓ周期パターン部４３と共に、図３のＬ／Ｓ周
期パターン部１４と同じ構成のＬ／Ｓ周期パターン部
（図示せず）をさらに有している。つまり、回路／素子
パターン４０は、図３の回路／素子パターン１０におい
て、孤立パターン部１３に代えてＬ／Ｓ周期パターン部
４３を設けたものである。
【００８５】回路／素子パターン４０のＬ／Ｓ周期パタ
ーン部４３には、等間隔で平行に配置された６本の直線
状のパターン要素４３ａを含んでいる。Ｌ／Ｓ周期パタ
ーン部４３の近傍（周囲）には他のパターン要素は存在
していない。パターン要素４３ａの幅はいずれもＷ
43（＝０．１μｍ）であり、それらの間のスペースはＳ
43（＝０．５μｍ）である。
ーン部４３には、等間隔で平行に配置された６本の直線
状のパターン要素４３ａを含んでいる。Ｌ／Ｓ周期パタ
ーン部４３の近傍（周囲）には他のパターン要素は存在
していない。パターン要素４３ａの幅はいずれもＷ
43（＝０．１μｍ）であり、それらの間のスペースはＳ
43（＝０．５μｍ）である。
【００８６】図８は、本発明の第２実施形態の位相シフ
トマスク５０の構成を示す概略平面図、図１１はそのＣ
−Ｃ線に沿った断面図である。この位相シフトマスク５
０は、「レベンソン型」である。
トマスク５０の構成を示す概略平面図、図１１はそのＣ
−Ｃ線に沿った断面図である。この位相シフトマスク５
０は、「レベンソン型」である。
【００８７】位相シフトマスク５０は、図１０の回路／
素子パターン４０の周期パターン部４３に対応する第１
パターン領域Ｒ１’と、回路／素子パターン４０の周期
パターン部１４（図示せず）に対応する第２パターン領
域（図示せず）を、透光性基板５１の一つの主面上に備
えている。
素子パターン４０の周期パターン部４３に対応する第１
パターン領域Ｒ１’と、回路／素子パターン４０の周期
パターン部１４（図示せず）に対応する第２パターン領
域（図示せず）を、透光性基板５１の一つの主面上に備
えている。
【００８８】第１パターン領域Ｒ１’には、周期パター
ン部４３のパターン要素４３ａを形成するための６個の
直線状の遮光部５２ａが等間隔に並列して形成されてい
る。各々の遮光部５２ａの一方の側には、帯状の位相シ
フト部４３ａが隣接して形成され、遮光部５２ａの他方
の側には、帯状の透光部５４ａが隣接して形成されてい
る。つまり、各々の遮光部５２ａは、位相シフト部５３
ａと透光部５４ａによって挟まれている。
ン部４３のパターン要素４３ａを形成するための６個の
直線状の遮光部５２ａが等間隔に並列して形成されてい
る。各々の遮光部５２ａの一方の側には、帯状の位相シ
フト部４３ａが隣接して形成され、遮光部５２ａの他方
の側には、帯状の透光部５４ａが隣接して形成されてい
る。つまり、各々の遮光部５２ａは、位相シフト部５３
ａと透光部５４ａによって挟まれている。
【００８９】第１パターン領域Ｒ１’と第２パターン領
域Ｒ２以外の領域は、残余遮光部５２ｃで覆われてい
る。
域Ｒ２以外の領域は、残余遮光部５２ｃで覆われてい
る。
【００９０】遮光部５２ａ、５２ｃは、透光性基板５１
の表面に遮光層５２を形成した後、その遮光層５２をパ
ターン化して形成される。位相シフト部５３ａは、透光
性基板５１の表面に位相シフト層５３を形成した後、そ
の位相シフト層５３をパターン化して形成される。透光
部５４ａは、遮光層５２と位相シフト層５３が存在しな
い部分である。
の表面に遮光層５２を形成した後、その遮光層５２をパ
ターン化して形成される。位相シフト部５３ａは、透光
性基板５１の表面に位相シフト層５３を形成した後、そ
の位相シフト層５３をパターン化して形成される。透光
部５４ａは、遮光層５２と位相シフト層５３が存在しな
い部分である。
【００９１】第１パターン領域Ｒ１’では、直線状遮光
部５２ａは、図１０の回路／素子パターン４０の周期パ
ターン部４３の直線状パターン要素４３ａと同じ形状を
持つ。遮光部５２ａの幅Ｗ51’は、パターン要素４３ａ
の幅Ｗ43に等しい。すなわち、ＷS1’＝Ｗ43＝０．１μ
ｍである。
部５２ａは、図１０の回路／素子パターン４０の周期パ
ターン部４３の直線状パターン要素４３ａと同じ形状を
持つ。遮光部５２ａの幅Ｗ51’は、パターン要素４３ａ
の幅Ｗ43に等しい。すなわち、ＷS1’＝Ｗ43＝０．１μ
ｍである。
【００９２】帯状位相シフト部５３ａは、直線状遮光部
５２ａに沿って延在している。位相シフト部５３ａの幅
ＷP1’は、第２パターン領域Ｒ２の直線状位相シフト部
２３ｂの幅ＷP2に等しい。この位相シフト部２３ｂの幅
ＷP2は、回路／素子パターン１０のパターン要素１４ａ
間のスペースＳ14に等しいので、ＷP1’＝ＷP2＝Ｐ14＝
０．２μｍとなる。
５２ａに沿って延在している。位相シフト部５３ａの幅
ＷP1’は、第２パターン領域Ｒ２の直線状位相シフト部
２３ｂの幅ＷP2に等しい。この位相シフト部２３ｂの幅
ＷP2は、回路／素子パターン１０のパターン要素１４ａ
間のスペースＳ14に等しいので、ＷP1’＝ＷP2＝Ｐ14＝
０．２μｍとなる。
【００９３】帯状透光部５４ａは、直線状遮光部５２ａ
に沿って延在している。透光部５４ａの幅ＷO1’は、位
相シフト部２３ａの幅ＷP2に等しい。つまり、ＷO1’＝
ＷP2＝０．２μｍである。
に沿って延在している。透光部５４ａの幅ＷO1’は、位
相シフト部２３ａの幅ＷP2に等しい。つまり、ＷO1’＝
ＷP2＝０．２μｍである。
【００９４】透光性基板５１の表面の第１パターン領域
Ｒ１’と第２パターン領域Ｒ２を除く領域は、残余遮光
部５２ｃによって覆われている。
Ｒ１’と第２パターン領域Ｒ２を除く領域は、残余遮光
部５２ｃによって覆われている。
【００９５】直線状遮光部５２ａは、いずれも同じ長さ
を持っており、位相シフト部５３ａと透光部５４ａの端
部において残余遮光部２２ｃと接合されている。
を持っており、位相シフト部５３ａと透光部５４ａの端
部において残余遮光部２２ｃと接合されている。
【００９６】本発明の第２実施形態の位相シフトマスク
５０では、上述したように、透光性基板５１の表面にお
いて、６本の遮光部５２ａを含む第１パターン領域Ｒ
１’と、その第１パターン領域Ｒ１’から離れて形成さ
れた、周期的に配置された６本の遮光部２２ｂを含む第
２パターン領域Ｒ２とを有している。そして、第１パタ
ーン領域Ｒ１’の位相シフト部５３ａの幅ＷP1’は、第
２パターン領域Ｒ２の位相シフト部２３ｂの幅ＷP2と等
しく設定されている（ＷP1’＝ＷP2）。このため、第１
パターン領域Ｒ１’の透過光強度を第２パターン領域Ｒ
２の透過光強度とほぼ等しくできる。
５０では、上述したように、透光性基板５１の表面にお
いて、６本の遮光部５２ａを含む第１パターン領域Ｒ
１’と、その第１パターン領域Ｒ１’から離れて形成さ
れた、周期的に配置された６本の遮光部２２ｂを含む第
２パターン領域Ｒ２とを有している。そして、第１パタ
ーン領域Ｒ１’の位相シフト部５３ａの幅ＷP1’は、第
２パターン領域Ｒ２の位相シフト部２３ｂの幅ＷP2と等
しく設定されている（ＷP1’＝ＷP2）。このため、第１
パターン領域Ｒ１’の透過光強度を第２パターン領域Ｒ
２の透過光強度とほぼ等しくできる。
【００９７】よって、第１実施形態の場合と同様に、第
１パターン領域Ｒ１’において０−π位相エッジの逆位
相干渉が抑制されることになり、「光近接効果」が効果
的に抑制される。これにより、位相シフトマスク５０を
用いて形成可能な最小パターン要素寸法のバラツキを格
段に低減でき、したがって解像度を改善できる。これ
は、良品率の向上に大きく寄与する。
１パターン領域Ｒ１’において０−π位相エッジの逆位
相干渉が抑制されることになり、「光近接効果」が効果
的に抑制される。これにより、位相シフトマスク５０を
用いて形成可能な最小パターン要素寸法のバラツキを格
段に低減でき、したがって解像度を改善できる。これ
は、良品率の向上に大きく寄与する。
【００９８】図９は、本発明の第２実施形態のパターン
形成方法に使用するマスク６０の構成を示す概略平面
図、図１２はそのＤ−Ｄ線に沿った断面図である。この
マスク６０は、通常のものであり、「レベンソン型」で
はない。
形成方法に使用するマスク６０の構成を示す概略平面
図、図１２はそのＤ−Ｄ線に沿った断面図である。この
マスク６０は、通常のものであり、「レベンソン型」で
はない。
【００９９】マスク６０は、図８に示した位相シフトマ
スク５０の第１パターン領域Ｒ１’と重なる位置に６本
の直線状の遮光部６２ａを持ち、同マスク５０の第２パ
ターン領域Ｒ２と重なる位置に矩形の遮光部３２ｂを持
っている。マスク６０の遮光部６２ａと３２ｂ以外の部
分は透光部６４とされている。
スク５０の第１パターン領域Ｒ１’と重なる位置に６本
の直線状の遮光部６２ａを持ち、同マスク５０の第２パ
ターン領域Ｒ２と重なる位置に矩形の遮光部３２ｂを持
っている。マスク６０の遮光部６２ａと３２ｂ以外の部
分は透光部６４とされている。
【０１００】仮に、マスク６０を位相シフトマスク５０
に重ねたとすると、マスク６０の直線状遮光部６２ａの
上端６２ａａは、位相シフトマスク５０の第１パターン
領域Ｒ１’の直線状位相シフト部５３ａの上端５３ａａ
および直線状透光部５４ａの上端５４ａａにほぼ一致す
る。直線状遮光部６２ａの下端６２ａｂは、位相シフト
マスク５０の直線状位相シフト部５３ａの下端５３ａｂ
および直線状透光部５４ａの下端５４ａｂにほぼ一致す
る。
に重ねたとすると、マスク６０の直線状遮光部６２ａの
上端６２ａａは、位相シフトマスク５０の第１パターン
領域Ｒ１’の直線状位相シフト部５３ａの上端５３ａａ
および直線状透光部５４ａの上端５４ａａにほぼ一致す
る。直線状遮光部６２ａの下端６２ａｂは、位相シフト
マスク５０の直線状位相シフト部５３ａの下端５３ａｂ
および直線状透光部５４ａの下端５４ａｂにほぼ一致す
る。
【０１０１】他方、マスク６０の直線状遮光部６２ａの
一方の側縁６２ａｃは、位相シフトマスク５０の対応す
る直線状位相シフト部５３ａの側縁５３ａｃよりも内側
に位置する、つまり位相シフト部５３ａの中にある。マ
スク６０の直線状遮光部６２ａの他方の側縁６２ａｄ
は、位相シフトマスク５０のの対応する直線状透光部５
４ａの側縁５４ａｃよりも内側に位置する、つまり透光
部５４ａの中にある。このようにするのは、マスク６０
の遮光部６２ａがパターン要素４３ａに対して悪影響を
与えるのを避けるためである。
一方の側縁６２ａｃは、位相シフトマスク５０の対応す
る直線状位相シフト部５３ａの側縁５３ａｃよりも内側
に位置する、つまり位相シフト部５３ａの中にある。マ
スク６０の直線状遮光部６２ａの他方の側縁６２ａｄ
は、位相シフトマスク５０のの対応する直線状透光部５
４ａの側縁５４ａｃよりも内側に位置する、つまり透光
部５４ａの中にある。このようにするのは、マスク６０
の遮光部６２ａがパターン要素４３ａに対して悪影響を
与えるのを避けるためである。
【０１０２】次に、上述した構成を持つ第２実施形態の
位相シフトマスク５０と、上述した構成を持つ通常のマ
スク６０を用いたパターン形成方法について説明する。
位相シフトマスク５０と、上述した構成を持つ通常のマ
スク６０を用いたパターン形成方法について説明する。
【０１０３】まず最初に、パターン形成対象１２の上
に、フォトレジスト膜７０を所定厚さで形成する。
に、フォトレジスト膜７０を所定厚さで形成する。
【０１０４】次に、第１実施形態で使用したのと同じ露
光光を、本発明の第２実施形態の位相シフトマスク５０
（図８参照）を用いて、公知の方法により、フォトレジ
スト膜７０に投影・照射する。すると、位相シフトマス
ク５０の直線状透光部５３ａおよび直線状位相シフト部
５４ａに対応する箇所において、フォトレジスト膜７０
が露光せしめられる。その結果、フォトレジスト膜７０
の中に潜像が形成される。この潜像は、位相シフトマス
ク５０の透光部５３ａと位相シフト部５４ａに対応して
それぞれ形成される直線状露光部を含む。これらの露光
部を除く部分は、未露光である。
光光を、本発明の第２実施形態の位相シフトマスク５０
（図８参照）を用いて、公知の方法により、フォトレジ
スト膜７０に投影・照射する。すると、位相シフトマス
ク５０の直線状透光部５３ａおよび直線状位相シフト部
５４ａに対応する箇所において、フォトレジスト膜７０
が露光せしめられる。その結果、フォトレジスト膜７０
の中に潜像が形成される。この潜像は、位相シフトマス
ク５０の透光部５３ａと位相シフト部５４ａに対応して
それぞれ形成される直線状露光部を含む。これらの露光
部を除く部分は、未露光である。
【０１０５】こうして、１回目の露光ステップが完了す
る。次に、位相シフトマスク５０を通常のマスク６０に
代えて同様の露光処理を行う。これが２回目の露光ステ
ップである。
る。次に、位相シフトマスク５０を通常のマスク６０に
代えて同様の露光処理を行う。これが２回目の露光ステ
ップである。
【０１０６】すなわち、露光光の照射が完了したフォト
レジスト膜７０に対して、マスク６０を用いて露光光を
投影・照射する。マスク６０の遮光部６２ａは、フォト
レジスト膜７０の露光部の全体を覆っているので、これ
らの露光部はマスク６０を用いる露光ステップの影響を
受けない。しかし、これら露光部以外の部分、すなわち
フォトレジスト膜７０の未露光部は、露光光の照射を受
ける。その結果、フォトレジスト膜７０の未露光部に新
たに露光部が形成される。
レジスト膜７０に対して、マスク６０を用いて露光光を
投影・照射する。マスク６０の遮光部６２ａは、フォト
レジスト膜７０の露光部の全体を覆っているので、これ
らの露光部はマスク６０を用いる露光ステップの影響を
受けない。しかし、これら露光部以外の部分、すなわち
フォトレジスト膜７０の未露光部は、露光光の照射を受
ける。その結果、フォトレジスト膜７０の未露光部に新
たに露光部が形成される。
【０１０７】こうして、第１および第２の露光ステップ
を経て、図１０に示す所望の回路／素子パターン４０と
実質的に同じ形を持つ潜像がフォトレジスト膜７０の中
に形成される。
を経て、図１０に示す所望の回路／素子パターン４０と
実質的に同じ形を持つ潜像がフォトレジスト膜７０の中
に形成される。
【０１０８】その後、従来より公知の現像液を用いてフ
ォトレジスト膜７０を現像すれば、潜像が顕在化する、
つまり、フォトレジスト膜７０がパターン化される。そ
の結果、パターン形成対象１２の上に図１０に示す回路
／素子パターン４０が形成される。
ォトレジスト膜７０を現像すれば、潜像が顕在化する、
つまり、フォトレジスト膜７０がパターン化される。そ
の結果、パターン形成対象１２の上に図１０に示す回路
／素子パターン４０が形成される。
【０１０９】こうして回路／素子パターン４０が得られ
ると、その回路／素子パターン４０をマスクとして、パ
ターン形成対象１２（例えばポリシリコン膜）のエッチ
ングを行うと、回路／素子パターン４０がパターン形成
対象１２に転写される。
ると、その回路／素子パターン４０をマスクとして、パ
ターン形成対象１２（例えばポリシリコン膜）のエッチ
ングを行うと、回路／素子パターン４０がパターン形成
対象１２に転写される。
【０１１０】以上説明したところから明らかなように、
第１実施形態のパターン形成方法で述べたのと同じ理由
により、第２実施形態のパターン形成方法においても第
１実施形態と同じ効果が得られる。
第１実施形態のパターン形成方法で述べたのと同じ理由
により、第２実施形態のパターン形成方法においても第
１実施形態と同じ効果が得られる。
【０１１１】図１３は、発明者の行った実験結果を示
す。
す。
【０１１２】図１３より明らかなように、周期的に配置
された遮光部５２ａと位相シフト部５３ａと透光部５４
ａを含む第１パターン領域Ｒ１’の光強度（実線のカー
ブ）は、遮光部５２ａの中心から離れるにつれて増加し
ているが、その増加の度合いは、周期的に配置された遮
光部２２ｂと位相シフト部２３ｂを含む第２パターン領
域Ｒ２の光強度（破線のカーブ）の増加度合いとほぼ同
じになっている。このため、フォトレジスト膜７０に対
して形成可能な最小パターン要素寸法は、パターン要素
間の距離が０．５μｍより大きくなっても（つまり、孤
立状態になっても）ほとんど変わらないことが分かる。
された遮光部５２ａと位相シフト部５３ａと透光部５４
ａを含む第１パターン領域Ｒ１’の光強度（実線のカー
ブ）は、遮光部５２ａの中心から離れるにつれて増加し
ているが、その増加の度合いは、周期的に配置された遮
光部２２ｂと位相シフト部２３ｂを含む第２パターン領
域Ｒ２の光強度（破線のカーブ）の増加度合いとほぼ同
じになっている。このため、フォトレジスト膜７０に対
して形成可能な最小パターン要素寸法は、パターン要素
間の距離が０．５μｍより大きくなっても（つまり、孤
立状態になっても）ほとんど変わらないことが分かる。
【０１１３】上述した第１および第２の実施形態では、
Ｌ字形のパターン要素と直線状のパターン要素について
説明しているが、本発明はこれらに限定されないことは
言うまでもない。他の任意の形状のパターン要素につい
ても、本発明は適用が可能である。
Ｌ字形のパターン要素と直線状のパターン要素について
説明しているが、本発明はこれらに限定されないことは
言うまでもない。他の任意の形状のパターン要素につい
ても、本発明は適用が可能である。
【０１１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の位相シフ
トマスクおよびそれを用いたパターン形成方法によれ
ば、形成可能な最小パターン要素寸法が「光近接効果」
に起因して増大するのを効果的に抑制できる。また、解
像度をいっそう改善できる。
トマスクおよびそれを用いたパターン形成方法によれ
ば、形成可能な最小パターン要素寸法が「光近接効果」
に起因して増大するのを効果的に抑制できる。また、解
像度をいっそう改善できる。
【図１】本発明の第１実施形態の位相シフトマスクの構
成を示す概略平面図であり、本発明の第１実施形態のパ
ターン形成方法で使用される。
成を示す概略平面図であり、本発明の第１実施形態のパ
ターン形成方法で使用される。
【図２】本発明の第１実施形態のパターン形成方法で使
用される通常マスクの構成を示す概略平面図である。
用される通常マスクの構成を示す概略平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態のパターン形成方法によ
り形成されるべき回路／素子パターンを示す概略平面図
である。
り形成されるべき回路／素子パターンを示す概略平面図
である。
【図４】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態の位相シフトマスクを用
いて得た、透過光の光強度と位置との関係を示すグラフ
である。
いて得た、透過光の光強度と位置との関係を示すグラフ
である。
【図７】本発明の第１実施形態の位相シフトマスクの変
形例を用いて得た、透過光の光強度と位置との関係を示
すグラフである。
形例を用いて得た、透過光の光強度と位置との関係を示
すグラフである。
【図８】本発明の第２実施形態の位相シフトマスクの構
成を示す概略平面図であり、本発明の第２実施形態のパ
ターン形成方法で使用される。
成を示す概略平面図であり、本発明の第２実施形態のパ
ターン形成方法で使用される。
【図９】本発明の第２実施形態のパターン形成方法で使
用される通常マスクの構成を示す概略平面図である。
用される通常マスクの構成を示す概略平面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態のパターン形成方法に
より形成されるべき回路／素子パターンを示す概略平面
図である。
より形成されるべき回路／素子パターンを示す概略平面
図である。
【図１１】図８のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図１２】図９のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図１３】本発明の第２実施形態の位相シフトマスクを
用いて得た、透過光の光強度と位置との関係を示すグラ
フである。
用いて得た、透過光の光強度と位置との関係を示すグラ
フである。
【図１４】本発明の第１実施形態のパターン形成方法に
おいて、図１に示す第１実施形態の位相シフトマスクを
用いてフォトレジスト膜の中に形成された潜像を示す概
略平面図である。
おいて、図１に示す第１実施形態の位相シフトマスクを
用いてフォトレジスト膜の中に形成された潜像を示す概
略平面図である。
【図１５】本発明の第１実施形態のパターン形成方法に
おいて、図１に示す第１実施形態の位相シフトマスクと
図２に示す通常マスクを用いてフォトレジスト膜の中に
形成された潜像を示す概略平面図である。
おいて、図１に示す第１実施形態の位相シフトマスクと
図２に示す通常マスクを用いてフォトレジスト膜の中に
形成された潜像を示す概略平面図である。
【図１６】従来の位相シフトマスクの構成の一例を示す
概略平面図であり、従来のパターン形成方法で使用され
る。
概略平面図であり、従来のパターン形成方法で使用され
る。
【図１７】従来のパターン形成方法で使用される通常マ
スクの構成の一例を示す概略平面図である。
スクの構成の一例を示す概略平面図である。
【図１８】従来のパターン形成方法により形成されるべ
き回路／素子パターンを示す概略平面図である。
き回路／素子パターンを示す概略平面図である。
【図１９】従来の位相シフトマスクを用いて得た、透過
光の光強度と位置との関係を示すグラフである。
光の光強度と位置との関係を示すグラフである。
【図２０】従来のパターン形成方法においてフォトレジ
スト膜に対して形成可能な最小パターン要素寸法とパタ
ーン要素間距離との関係を示すグラフである。
スト膜に対して形成可能な最小パターン要素寸法とパタ
ーン要素間距離との関係を示すグラフである。
１０ 回路／素子パターン １３ 孤立パターン部 １３ａ Ｌ字形パターン要素 １４ Ｌ／Ｓ周期パターン部 １４ａ 直線状パターン要素 ２０ 位相シフトマスク Ｒ１ 第１パターン領域 Ｒ２ 第２パターン領域 ２１ 透光性基板 ２２ 遮光層 ２２ａ Ｌ字形遮光部 ２２ｂ 直線状遮光部 ２２ｃ 残余遮光部 ２３ 位相シフト層 ２３ａ Ｌ字形位相シフト部 ２３ｂ 直線状位相シフト部 ２４ａ Ｌ字形透光部 ２４ｂ 直線状透光部 ３０ 通常マスク ３２ａ Ｌ字形遮光部 ３２ｂ 矩形遮光部 ３４ 透光部 ４０ 回路／素子パターン ４３ Ｌ／Ｓ周期パターン部 ４３ａ 直線状パターン要素 Ｒ１’ 第１パターン領域 ５０ 位相シフトマスク ５１ 透光性基板 ５２ 遮光層 ５２ａ 直線状遮光部 ５２ｃ 残余遮光部 ５３ 位相シフト層 ５３ａ 直線状位相シフト部 ５４ａ 直線状透光部 ６０ 通常マスク ６２ａ 直線状遮光部 ６４ 透光部 ７０ フォトレジスト膜 ７３ａ、７３ｂ Ｌ字形露光部 ７３ｃ、７３ｄ 直線状露光部 ７３ｅ 残余露光部
Claims (9)
- 【請求項１】 少なくとも一つの第１パターン要素と、
周期的に配置された複数の第２パターン要素とを含むパ
ターンを形成するために使用するものであって、 透光性基板と、 前記透光性基板上に形成された、前記少なくとも一つの
第１パターン要素を形成するための第１遮光部を含む第
１パターン領域と、 前記透光性基板上に形成された、前記複数の第２パター
ン要素を形成するための複数の第２遮光部を含む第２パ
ターン領域とを備え、 前記第１パターン領域では、前記第１遮光部の片側に第
１位相シフト部が形成されると共に、前記第１遮光部の
前記第１位相シフト部とは反対側に第１透光部が形成さ
れており、 前記第２パターン領域では、前記複数の第２遮光部の各
々の片側に第２位相シフト部が形成されると共に、前記
第２遮光部の前記第２位相シフト部とは反対側に第２透
光部が形成されており、 前記第１パターン領域の前記第１位相シフト部の幅は、
前記第１パターン領域を透過した露光光の光強度が前記
第２パターン領域を透過した露光光の光強度とほぼ等し
くなるように、前記第２パターン領域の前記第２位相シ
フト部の幅と一定の関係を満たすように設定されてお
り、 前記第１パターン領域では、前記第１位相シフト部およ
び前記第１透光部を囲むように第３遮光部が前記透光性
基板上に形成され、前記第２パターン領域では、前記第
２位相シフト部および前記第２透光部を囲むように第４
遮光部が形成されている位相シフトマスク。 - 【請求項２】 前記少なくとも一つの第１パターン要素
が、孤立した一つのパターン要素である請求項１に記載
の位相シフトマスク。 - 【請求項３】 前記第１パターン領域の前記第１位相シ
フト部の幅が、前記第２パターン領域の前記第２位相シ
フト部の幅の０．９倍〜１．４倍の範囲に設定されてい
る請求項１または２に記載の位相シフトマスク。 - 【請求項４】 前記少なくとも一つの第１パターン要素
が、前記複数の第２パターン要素間のスペースよりも大
きいスペースで周期的に配置された複数のパターン要素
である請求項１に記載の位相シフトマスク。 - 【請求項５】 前記パターン要素間のスペースが、前記
複数の第２パターン要素間のスペースの約２倍以上であ
る請求項４に記載の位相シフトマスク。 - 【請求項６】 前記第１パターン領域の前記第１位相シ
フト部の幅が、前記第２パターン領域の前記第２位相シ
フト部の幅の０．９倍〜１．４倍の範囲に設定されてい
る請求項４または５に記載の位相シフトマスク。 - 【請求項７】 前記第１パターン領域に形成された前記
第３遮光部と、前記第２パターン領域に形成された前記
第４遮光部が、互いに接続されて一体化されている請求
項１〜６のいずれかに記載の位相シフトマスク。 - 【請求項８】 （ａ） 請求項１〜７のいずれに記載の
位相シフトマスクを第１マスクとして準備し、（ｂ）
前記第１マスクの前記第１遮光部の全体を覆う第５遮光
部と、前記第１マスクの前記第２遮光部の全体を覆う第
６遮光部と、前記第１マスクの前記第３遮光部および第
４遮光部を露光するための第３透光部とを透光性基板上
に備えており、且つ位相シフトを利用しない第２マスク
を準備し、（ｃ） パターン形成対象上に形成されたフ
ォトレジスト膜を前記第１マスクを用いて選択的に露光
し、（ｄ） 前記（ｃ）における露光の後に前記フォト
レジスト膜を前記第２マスクを用いて選択的に露光し、
（ｅ） 前記（ｄ）における露光の後に前記フォトレジ
スト膜を現像するパターン形成方法。 - 【請求項９】 前記第２マスクを前記第１マスクと重ね
た時に、前記第２マスクの前記第５遮光部の一方の縁
が、前記第１マスクの前記第１位相シフト部の内側に位
置すると共に、前記第２マスクの前記第５遮光部の他方
の縁が、前記第１マスクの前記第１透光部の内側に位置
し、また、前記第２マスクの前記第６遮光部の一方の縁
が、その縁の側にある前記第１マスクの前記第２位相シ
フト部または前記第２透光部の内側に位置すると共に、
前記第２マスクの第６遮光部の他方の縁が、その縁の側
にある前記第１マスクの前記第２位相シフト部または前
記第２透光部の内側に位置するように、前記第２マスク
の前記第５遮光部と前記第６遮光部が形成されている請
求項８に記載のパターン形成方法。
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