JP3072006B2 - フォトマスク - Google Patents
フォトマスクInfo
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- JP3072006B2 JP3072006B2 JP22219094A JP22219094A JP3072006B2 JP 3072006 B2 JP3072006 B2 JP 3072006B2 JP 22219094 A JP22219094 A JP 22219094A JP 22219094 A JP22219094 A JP 22219094A JP 3072006 B2 JP3072006 B2 JP 3072006B2
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- shielding
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- 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
- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
- G03F1/30—Alternating PSM, e.g. Levenson-Shibuya PSM; Preparation thereof
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路の製造
に用いるフォトマスクに係わり、特に位相シフト法を利
用するフォトマスクに関する。
に用いるフォトマスクに係わり、特に位相シフト法を利
用するフォトマスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光リソグラフィー技術の進歩は目
ざましく、露光光の短波長化（ｉ線の３６５ｎｍ，Ｋｒ
Ｆエキシマレーザの２４８ｎｍ）や投影露光装置の高性
能化、レンズの高ＮＡ化によって、より微細なレジスト
パターンをウェハ上に形成できるようになってきた。ま
た、フォトマスクや輪帯照明等の超解像技術によって、
解像力や焦点深度の向上も図られるようになってきてい
る。
ざましく、露光光の短波長化（ｉ線の３６５ｎｍ，Ｋｒ
Ｆエキシマレーザの２４８ｎｍ）や投影露光装置の高性
能化、レンズの高ＮＡ化によって、より微細なレジスト
パターンをウェハ上に形成できるようになってきた。ま
た、フォトマスクや輪帯照明等の超解像技術によって、
解像力や焦点深度の向上も図られるようになってきてい
る。
【０００３】投影露光装置の解像度を向上させる手法と
して、マスク上の隣接する２箇所の透明部分を透過する
光の位相を変えればよいことが知られている。従来、マ
スク上の隣接する２箇所の透明部分を透過する光の位相
を変化させるマスクパターンに関しては、（IEEE Tran
s. on Electron Devices, Vol. ED-29,No.12 (1982) p1
828）における Marc D. Levenson 等による（Improving
Resolution in Photolithography with a Phase-Shift
ing Mask ) 、と題する文献において論じられている。
して、マスク上の隣接する２箇所の透明部分を透過する
光の位相を変えればよいことが知られている。従来、マ
スク上の隣接する２箇所の透明部分を透過する光の位相
を変化させるマスクパターンに関しては、（IEEE Tran
s. on Electron Devices, Vol. ED-29,No.12 (1982) p1
828）における Marc D. Levenson 等による（Improving
Resolution in Photolithography with a Phase-Shift
ing Mask ) 、と題する文献において論じられている。
【０００４】本文献では、隣接する透光部の一方に位相
を反転させるためのシフタとして、膜厚をｄth、屈折率
をｎ、露光波長をλとするとき、 ｄth＝λ／２（ｎ−１） の関係を満たすように形成したマスクを用いている。こ
れにより、シフタを通過した光は他の透過光と逆位相
（１８０度のずれ）であるため、パターン境界部で光強
度が０となり、パターンが分離し解像度が向上する。
を反転させるためのシフタとして、膜厚をｄth、屈折率
をｎ、露光波長をλとするとき、 ｄth＝λ／２（ｎ−１） の関係を満たすように形成したマスクを用いている。こ
れにより、シフタを通過した光は他の透過光と逆位相
（１８０度のずれ）であるため、パターン境界部で光強
度が０となり、パターンが分離し解像度が向上する。
【０００５】上記位相シフト法による高解像度を実現す
るマスク形状として、図１１（ａ）に示すように、隣合
う開口部の片方に透明で屈折率が空気と異なる媒質を設
ける方法（シフタ形成型）では、例えば特開昭５８−１
７３７４４号公報が挙げられる。なお、図において、１
は透光性基板、２は遮光部材、３は位相シフト膜であ
る。このシフタ形成型では、基板と同一の屈折率を有す
る位相シフト膜を精度良く堆積させることが困難であ
り、さらに位相シフト膜における多重反射が問題とな
る。
るマスク形状として、図１１（ａ）に示すように、隣合
う開口部の片方に透明で屈折率が空気と異なる媒質を設
ける方法（シフタ形成型）では、例えば特開昭５８−１
７３７４４号公報が挙げられる。なお、図において、１
は透光性基板、２は遮光部材、３は位相シフト膜であ
る。このシフタ形成型では、基板と同一の屈折率を有す
る位相シフト膜を精度良く堆積させることが困難であ
り、さらに位相シフト膜における多重反射が問題とな
る。
【０００６】また、図１１（ｂ）に示すように、透明基
板をエッチング等にて掘り込み形成する方法（掘り込み
型）などについては、例えば特開昭６２−１８９４６８
号公報に開示されている。しかし、掘り込み型では、
（J.Vac. Sci.Technol. B 10(6) (1992) p3055）におけ
るR.L. Kostelak らによる（Exposure characteristics
of alternate aperture phase-shifting masks fabrica
ted using a subtractive process）において、異方性
エッチングにより掘り込み部を形成した場合、透過する
光量が非掘り込み部に対して低下することにより、掘り
込み部と非掘り込み部にそれぞれ対応するレジストパタ
ーンの寸法が異なることが報告されている。具体的に
は、掘り込み部の側壁の影響で、掘り込み部を透過する
光量が非掘り込み部に対して低下することによって、対
応するレジストパターンに寸法差が生じる。
板をエッチング等にて掘り込み形成する方法（掘り込み
型）などについては、例えば特開昭６２−１８９４６８
号公報に開示されている。しかし、掘り込み型では、
（J.Vac. Sci.Technol. B 10(6) (1992) p3055）におけ
るR.L. Kostelak らによる（Exposure characteristics
of alternate aperture phase-shifting masks fabrica
ted using a subtractive process）において、異方性
エッチングにより掘り込み部を形成した場合、透過する
光量が非掘り込み部に対して低下することにより、掘り
込み部と非掘り込み部にそれぞれ対応するレジストパタ
ーンの寸法が異なることが報告されている。具体的に
は、掘り込み部の側壁の影響で、掘り込み部を透過する
光量が非掘り込み部に対して低下することによって、対
応するレジストパターンに寸法差が生じる。
【０００７】また、同論文にて、図１１（ｃ）に示すよ
うに、等方性エッチングにより掘り込みを形成した場合
にはレジスト寸法差の程度が減少することも報告されて
いる。さらに、（SPIE. Vol. 1927 (1993) p28）におけ
る、Christophe Pierratらによる（Phase-Shifting Mas
k Topography Effects on Lithographic Image Qualit
y）の中では、レジスト寸法差を補正する方法として、
図１１（ｄ）に示すように、異方性エッチングにより１
８０度位相差分だけ垂直に掘り込んだ後、等方性エッチ
ングにより掘り込み部の側壁をエッチングすることで、
レジスト寸法差の程度を低減する方法が提案されてい
る。
うに、等方性エッチングにより掘り込みを形成した場合
にはレジスト寸法差の程度が減少することも報告されて
いる。さらに、（SPIE. Vol. 1927 (1993) p28）におけ
る、Christophe Pierratらによる（Phase-Shifting Mas
k Topography Effects on Lithographic Image Qualit
y）の中では、レジスト寸法差を補正する方法として、
図１１（ｄ）に示すように、異方性エッチングにより１
８０度位相差分だけ垂直に掘り込んだ後、等方性エッチ
ングにより掘り込み部の側壁をエッチングすることで、
レジスト寸法差の程度を低減する方法が提案されてい
る。
【０００８】しかし、図１１（ｃ）（ｄ）の方法を用い
た場合、遮光部材の庇が形成されることから遮光部エッ
ジが構造的に脆弱となり、この部分がマスク洗浄等の工
程で欠けてしまうなど欠陥の原因となることが考えられ
る。また、掘り込み部側壁のエッチング量も開口部サイ
ズによってレジスト寸法差を抑える最適値が異なること
が考えられる。
た場合、遮光部材の庇が形成されることから遮光部エッ
ジが構造的に脆弱となり、この部分がマスク洗浄等の工
程で欠けてしまうなど欠陥の原因となることが考えられ
る。また、掘り込み部側壁のエッチング量も開口部サイ
ズによってレジスト寸法差を抑える最適値が異なること
が考えられる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このように従来、位相
シフト法を適用するフォトマスクにおいては、シフタ形
成型ではそのマスク形成が困難であり、掘り込み型では
掘り込み部と非掘り込み部とにそれぞれ対応するレジス
トの寸法に差が生じる。また、寸法差を回避するのに掘
り込み部側壁位置を等方性エッチング等で遮光部側にず
らす方法では、遮光部エッジが構造的に脆弱になり欠け
やすくなるなど作成上の問題が生じる。
シフト法を適用するフォトマスクにおいては、シフタ形
成型ではそのマスク形成が困難であり、掘り込み型では
掘り込み部と非掘り込み部とにそれぞれ対応するレジス
トの寸法に差が生じる。また、寸法差を回避するのに掘
り込み部側壁位置を等方性エッチング等で遮光部側にず
らす方法では、遮光部エッジが構造的に脆弱になり欠け
やすくなるなど作成上の問題が生じる。
【００１０】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、位相シフト法により得
られる高解像のパターン転写を可能とせしめるフォトマ
スクを提供することにある。
ので、その目的とするところは、位相シフト法により得
られる高解像のパターン転写を可能とせしめるフォトマ
スクを提供することにある。
【００１１】より具体的には、位相シフト膜を用いるこ
となく作成が容易であり、掘り込み部側壁に起因するレ
ジストの寸法差が少なく、且つ遮光部材の庇が形成され
ることもなく機械的強度の大きいフォトマスクを提供す
ることにある。
となく作成が容易であり、掘り込み部側壁に起因するレ
ジストの寸法差が少なく、且つ遮光部材の庇が形成され
ることもなく機械的強度の大きいフォトマスクを提供す
ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、次のような構成を採用している。即ち、本
発明は、投影光学系を介して所定のパターンを被露光基
板上に露光するために用いられるフォトマスクにおい
て、露光光に対して光学的に透明な基板上に、露光光を
遮光する遮光部材によって遮光部と透光部とが形成され
たパターンを有し、透光部の透明基板形状が全て凹状
で、この凹部の側壁が遮光部材のエッジと略一致する垂
直形状であり、且つ隣合う透光部の凹部深さが異なるこ
とを特徴とする。
に本発明は、次のような構成を採用している。即ち、本
発明は、投影光学系を介して所定のパターンを被露光基
板上に露光するために用いられるフォトマスクにおい
て、露光光に対して光学的に透明な基板上に、露光光を
遮光する遮光部材によって遮光部と透光部とが形成され
たパターンを有し、透光部の透明基板形状が全て凹状
で、この凹部の側壁が遮光部材のエッジと略一致する垂
直形状であり、且つ隣合う透光部の凹部深さが異なるこ
とを特徴とする。
【００１３】
【００１４】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は、次のものがあげられる。 (1) 隣合う透光部の位相が異なること。 (2) 隣合う透光部の位相が１８０度異なること。 (3) 隣合う透光部の一方の凹部深さをＤ1 、他方の凹部
深さをＤ2 とするとき、 Ｄ1 ＝（２ｍ−１）λ／２（ｎ−１） Ｄ2 ＝ｍλ／（ｎ−１） （ｍは１以上の整数、ｎ：透明基板屈折率、λ：露光波
長） の関係をほぼ満たすように設定したこと。 (4) 隣合う透光部を同時にエッチングして掘り込む深さ
をｄ1 、隣合う透光部の間に位相差を与えるために透明
基板をエッチングして掘り込む深さをｄ2 するとき、 ｄ1 ＝Ｄ1 ＝（２ｍ−１）λ／２（ｎ−１） ｄ2 ＝Ｄ2 −Ｄ1 ＝λ／２（ｎ−１） の関係をほぼ満たすように設定したこと。 (5) 隣合う透光部の一方の凹部深さをＤ1 、他方の凹部
深さをＤ2 とするとき、 Ｄ1 ＝λ／２（ｎ−１） Ｄ2 ＝２Ｄ1 の関係をほぼ満たすように設定したこと。 (6) 隣合う透光部の一方の凹部深さをＤ1 、他方の凹部
深さをＤ2 とするとき、 ｜Ｄ1 −Ｄ2 ｜＝λ／２（ｎ−１）−δ ０＜δ ＜λ／１６（ｎ−１）（ｎ ：透明基板屈折率、λ：露光波長） の関係をほぼ満たすように設定したこと。 (7) 隣合う透光部の一方の凹部深さをＤ1 、他方の凹部
深さをＤ2 とするとき、 Ｄ1 ＝（２ｍ−１）λ／２（ｎ−１）＋δ1 Ｄ2 ＝ｍλ／（ｎ−１）＋δ2 ０≦δ1 −δ2 ＜λ／１６（ｎ−１）， ｜δ1 ｜，｜δ2 ｜＜λ／１６（ｎ−１） （ｍは１以上の整数、ｎ：透明基板屈折率、λ：露光波
長） の関係をほぼ満たすように設定したこと。ここで、λ1
＝λ2 ＝０の時は (3)と同様になる。 (8) 透明基板をエッチングするための異方性エッチング
法として、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法を用い
たこと。
は、次のものがあげられる。 (1) 隣合う透光部の位相が異なること。 (2) 隣合う透光部の位相が１８０度異なること。 (3) 隣合う透光部の一方の凹部深さをＤ1 、他方の凹部
深さをＤ2 とするとき、 Ｄ1 ＝（２ｍ−１）λ／２（ｎ−１） Ｄ2 ＝ｍλ／（ｎ−１） （ｍは１以上の整数、ｎ：透明基板屈折率、λ：露光波
長） の関係をほぼ満たすように設定したこと。 (4) 隣合う透光部を同時にエッチングして掘り込む深さ
をｄ1 、隣合う透光部の間に位相差を与えるために透明
基板をエッチングして掘り込む深さをｄ2 するとき、 ｄ1 ＝Ｄ1 ＝（２ｍ−１）λ／２（ｎ−１） ｄ2 ＝Ｄ2 −Ｄ1 ＝λ／２（ｎ−１） の関係をほぼ満たすように設定したこと。 (5) 隣合う透光部の一方の凹部深さをＤ1 、他方の凹部
深さをＤ2 とするとき、 Ｄ1 ＝λ／２（ｎ−１） Ｄ2 ＝２Ｄ1 の関係をほぼ満たすように設定したこと。 (6) 隣合う透光部の一方の凹部深さをＤ1 、他方の凹部
深さをＤ2 とするとき、 ｜Ｄ1 −Ｄ2 ｜＝λ／２（ｎ−１）−δ ０＜δ ＜λ／１６（ｎ−１）（ｎ ：透明基板屈折率、λ：露光波長） の関係をほぼ満たすように設定したこと。 (7) 隣合う透光部の一方の凹部深さをＤ1 、他方の凹部
深さをＤ2 とするとき、 Ｄ1 ＝（２ｍ−１）λ／２（ｎ−１）＋δ1 Ｄ2 ＝ｍλ／（ｎ−１）＋δ2 ０≦δ1 −δ2 ＜λ／１６（ｎ−１）， ｜δ1 ｜，｜δ2 ｜＜λ／１６（ｎ−１） （ｍは１以上の整数、ｎ：透明基板屈折率、λ：露光波
長） の関係をほぼ満たすように設定したこと。ここで、λ1
＝λ2 ＝０の時は (3)と同様になる。 (8) 透明基板をエッチングするための異方性エッチング
法として、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法を用い
たこと。
【００１５】また、本発明は、投影光学系を介して所定
のパターンを被露光基板上に露光するために用いられる
フォトマスクにおいて、露光光に対して光学的に透明な
基板上に、露光光を遮光する遮光部材によって遮光部と
透光部とが形成されたパターンを有し、隣合う透光部を
透過する露光光に位相差を与えるために隣合う透光部の
少なくとも一方の透明基板形状が凹状に形成され、且つ
遮光部材の膜厚ｘが露光波長λに対して λ≦ｘ≦２λ の範囲に設定されていることを特徴とする。
のパターンを被露光基板上に露光するために用いられる
フォトマスクにおいて、露光光に対して光学的に透明な
基板上に、露光光を遮光する遮光部材によって遮光部と
透光部とが形成されたパターンを有し、隣合う透光部を
透過する露光光に位相差を与えるために隣合う透光部の
少なくとも一方の透明基板形状が凹状に形成され、且つ
遮光部材の膜厚ｘが露光波長λに対して λ≦ｘ≦２λ の範囲に設定されていることを特徴とする。
【００１６】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は、次のものがあげられる。 (1) 隣合う透光部において、掘り込み透光部における光
強度と非掘り込み透光部における光強度とのピーク比が
０．９以上となるように遮光部材の膜厚ｘを設定したこ
と。 (2) 隣合う透光部の位相が異なること。 (3) 隣合う透光部の位相が１８０度異なること。 (4) 隣合う透光部において、一方が掘り込み透光部で他
方が非掘り込み透光部であり、掘り込み透光部の深さ
を、λ／２（ｎ−１）の関係をほぼ満たすように設定し
たこと。
は、次のものがあげられる。 (1) 隣合う透光部において、掘り込み透光部における光
強度と非掘り込み透光部における光強度とのピーク比が
０．９以上となるように遮光部材の膜厚ｘを設定したこ
と。 (2) 隣合う透光部の位相が異なること。 (3) 隣合う透光部の位相が１８０度異なること。 (4) 隣合う透光部において、一方が掘り込み透光部で他
方が非掘り込み透光部であり、掘り込み透光部の深さ
を、λ／２（ｎ−１）の関係をほぼ満たすように設定し
たこと。
【００１７】本発明によれば、掘り込み量を上記に示す
ように設定することにより、導波路効果を双方の開口部
通過に同等に生じせしめることが可能となる。さらに、
本発明では、導波路中を進む電磁波の位相速度の変化を
考慮した凹部深さの差とすることにより、デフォーカス
位置においても対称な光強度分布を得ることができる。
これによって双方を通過する光強度を等しくでき、寸法
差のないレジストパターンを形成することが可能とな
る。そしてこの場合、位相シフト膜を形成する必要がな
いことから、その作成が容易となる。さらに、遮光部材
に庇が形成されることもないので、機械的強度を十分大
きくすることができる。
ように設定することにより、導波路効果を双方の開口部
通過に同等に生じせしめることが可能となる。さらに、
本発明では、導波路中を進む電磁波の位相速度の変化を
考慮した凹部深さの差とすることにより、デフォーカス
位置においても対称な光強度分布を得ることができる。
これによって双方を通過する光強度を等しくでき、寸法
差のないレジストパターンを形成することが可能とな
る。そしてこの場合、位相シフト膜を形成する必要がな
いことから、その作成が容易となる。さらに、遮光部材
に庇が形成されることもないので、機械的強度を十分大
きくすることができる。
【００１８】また、本発明によれば、遮光部材の膜厚を
上記に示すようにすることによって、導波路効果を双方
の開口部通過に同等に生じせしめることが可能となる。
これによって双方を通過する光強度差を改善でき、レジ
ストパターン形成において寸法差を低減することが可能
となる。この場合も、位相シフト膜を形成する必要はな
く、さらに遮光部材の庇が形成される等の不都合もな
い。
上記に示すようにすることによって、導波路効果を双方
の開口部通過に同等に生じせしめることが可能となる。
これによって双方を通過する光強度差を改善でき、レジ
ストパターン形成において寸法差を低減することが可能
となる。この場合も、位相シフト膜を形成する必要はな
く、さらに遮光部材の庇が形成される等の不都合もな
い。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。 （実施例１）図１は、本発明の第１の実施例に係わるフ
ォトマスクの概略構成を示す断面図である。露光光に対
し透明な透光性基板１１の下面に、開口パターンを有す
る遮光部材１２が形成され、開口パターンにおいて基板
１１は一部が深さＤ1 までエッチングされ、一部が深さ
Ｄ2 までエッチングされている。ここで、Ｄ1 ，Ｄ
2は、 Ｄ1 ＝（２ｍ−１）λ／２（ｎ−１） Ｄ2 ＝ｍλ／（ｎ−１） （ｍは１以上の整数、ｎ：透明基板屈折率、λ：露光波
長）の関係を満たすように設定されている。そして、 Ｄ1 −Ｄ2 ＝λ／２（ｎ−１） となり、隣合う開口パターンで相互に１８０度の位相差
を持たせるようになっている。なお、本実施例で用いる
投影露光装置の基本的な構成は従来の装置と同一であ
る。
する。 （実施例１）図１は、本発明の第１の実施例に係わるフ
ォトマスクの概略構成を示す断面図である。露光光に対
し透明な透光性基板１１の下面に、開口パターンを有す
る遮光部材１２が形成され、開口パターンにおいて基板
１１は一部が深さＤ1 までエッチングされ、一部が深さ
Ｄ2 までエッチングされている。ここで、Ｄ1 ，Ｄ
2は、 Ｄ1 ＝（２ｍ−１）λ／２（ｎ−１） Ｄ2 ＝ｍλ／（ｎ−１） （ｍは１以上の整数、ｎ：透明基板屈折率、λ：露光波
長）の関係を満たすように設定されている。そして、 Ｄ1 −Ｄ2 ＝λ／２（ｎ−１） となり、隣合う開口パターンで相互に１８０度の位相差
を持たせるようになっている。なお、本実施例で用いる
投影露光装置の基本的な構成は従来の装置と同一であ
る。
【００２０】図２は、本実施例マスクの製造工程を示す
断面図である。まず、図２（ａ）に示すように、透光性
の基板１１の下面に遮光部材１２のパターンを形成す
る。その後、図２（ｂ）に示すように、遮光部材１２を
エッチングマスクとして異方性エッチング法、例えばＲ
ＩＥ法により基板１１を、 ｄ1 ＝（２ｍ−１）λ／２（ｎ−１） だけ垂直にエッチングする。
断面図である。まず、図２（ａ）に示すように、透光性
の基板１１の下面に遮光部材１２のパターンを形成す
る。その後、図２（ｂ）に示すように、遮光部材１２を
エッチングマスクとして異方性エッチング法、例えばＲ
ＩＥ法により基板１１を、 ｄ1 ＝（２ｍ−１）λ／２（ｎ−１） だけ垂直にエッチングする。
【００２１】次いで、図２（ｃ）に示すように、下面全
体にレジスト１３を塗布する。その後、図２（ｄ）に示
すように、開口部を１つおきに覆うレジストパターンが
得られるように、荷電粒子（例、電子）又は光を用いて
露光・現像を行う。そして、レジスト１３をエッチング
マスクとしてＲＩＥ法によって、 ｄ2 ＝λ／２（ｎ−１） だけ基板１１を垂直にエッチングする。このｄ2 が、１
８０度の位相差を与える量（Ｄ1 −Ｄ2 ）である。最後
に、図２（ｅ）に示すように、レジスト１３を剥離す
る。
体にレジスト１３を塗布する。その後、図２（ｄ）に示
すように、開口部を１つおきに覆うレジストパターンが
得られるように、荷電粒子（例、電子）又は光を用いて
露光・現像を行う。そして、レジスト１３をエッチング
マスクとしてＲＩＥ法によって、 ｄ2 ＝λ／２（ｎ−１） だけ基板１１を垂直にエッチングする。このｄ2 が、１
８０度の位相差を与える量（Ｄ1 −Ｄ2 ）である。最後
に、図２（ｅ）に示すように、レジスト１３を剥離す
る。
【００２２】これにより、透光部の凹部深さＤ1 ，Ｄ2
は Ｄ1 ＝ｄ1 Ｄ2 ＝ｄ1 ＋ｄ2 となり、隣接する透光部で透過光の位相差を１８０度に
することができる。
は Ｄ1 ＝ｄ1 Ｄ2 ＝ｄ1 ＋ｄ2 となり、隣接する透光部で透過光の位相差を１８０度に
することができる。
【００２３】また、上記方法以外の製造方法について、
図３を参照して説明する。まず、図３（ａ）に示すよう
に、透光性の基板１１の下面に遮光部材１２のパターン
を形成した後、下面全面にレジスト１４を塗布する。そ
の後、図３（ｂ）に示すように、荷電粒子又は光を用い
て露光・現像することによって開口部を１つおきに覆う
ようにレジストパターンを形成する。
図３を参照して説明する。まず、図３（ａ）に示すよう
に、透光性の基板１１の下面に遮光部材１２のパターン
を形成した後、下面全面にレジスト１４を塗布する。そ
の後、図３（ｂ）に示すように、荷電粒子又は光を用い
て露光・現像することによって開口部を１つおきに覆う
ようにレジストパターンを形成する。
【００２４】次いで、図３（ｃ）に示すように、このレ
ジスト１４をエッチングマスクとしてＲＩＥ法により基
板１１を深さｄ2 だけ垂直にエッチングする。レジスト
１４の剥離後、図３（ｄ）に示すように、今度は遮光部
材１２をエッチングマスクとして、基板１１をｄ1 の深
さだけＲＩＥ法により垂直にエッチングする。これによ
り、図１に示す構成のフォトマスクを得ることができ
る。
ジスト１４をエッチングマスクとしてＲＩＥ法により基
板１１を深さｄ2 だけ垂直にエッチングする。レジスト
１４の剥離後、図３（ｄ）に示すように、今度は遮光部
材１２をエッチングマスクとして、基板１１をｄ1 の深
さだけＲＩＥ法により垂直にエッチングする。これによ
り、図１に示す構成のフォトマスクを得ることができ
る。
【００２５】なお、基板１１を一様に掘り込むエッチン
グ量 ｄ1 ＝（２ｍ−１）λ／２（ｎ−１） においては、ｍ＝１程度が望ましい。また、厳密に該エ
ッチング量を満たす必要は必ずしもない。さらに、隣合
う開口部の位相差を形成する掘り込み量の差 ｄ2 ＝λ／２（ｎ−１） についても、厳密にこの値である必要は必ずしもない。
グ量 ｄ1 ＝（２ｍ−１）λ／２（ｎ−１） においては、ｍ＝１程度が望ましい。また、厳密に該エ
ッチング量を満たす必要は必ずしもない。さらに、隣合
う開口部の位相差を形成する掘り込み量の差 ｄ2 ＝λ／２（ｎ−１） についても、厳密にこの値である必要は必ずしもない。
【００２６】図４以下に、本実施例におけるフォトマス
クを用いた場合にウェハ面上で得られる光強度分布のシ
ミュレーション結果を示す。シミュレーションに用いた
パラメータは以下の通りである。
クを用いた場合にウェハ面上で得られる光強度分布のシ
ミュレーション結果を示す。シミュレーションに用いた
パラメータは以下の通りである。
【００２７】露光装置の縮小率：１／５ 露光波長λ＝２４８ｎｍ（ＫｒＦエキシマレーザ光） 投影光学系の開口数ＮＡ＝０．５ コヒーレンスファクタσ＝０．３ ０．７５μｍＬ／Ｓ（マスク上寸法）ライン：スペース
＝１：１（寸法比） マスク基板屈折率ｎ＝１．５ 遮光材屈折率ｎ＝２．５−２．０ｉ、膜厚１００ｎｍ シミュレーションでは、マスクに対して垂直に入射する
光に対してマスクパターン面通過直後の光の振幅・位相
分布をマスクウェル方程式から数値計算により直接求
め、得られた結果を、部分コヒーレント結像理論におけ
るマスクの複素振幅透過率分布として用いることにより
ウェハ面上での光強度分布を得ている。
＝１：１（寸法比） マスク基板屈折率ｎ＝１．５ 遮光材屈折率ｎ＝２．５−２．０ｉ、膜厚１００ｎｍ シミュレーションでは、マスクに対して垂直に入射する
光に対してマスクパターン面通過直後の光の振幅・位相
分布をマスクウェル方程式から数値計算により直接求
め、得られた結果を、部分コヒーレント結像理論におけ
るマスクの複素振幅透過率分布として用いることにより
ウェハ面上での光強度分布を得ている。
【００２８】図４は、開口部を一様に掘り込む量をｄ1
としてそれぞれに対して計算を行った結果得られた光強
度分布を示している（ジャストフォーカス位置）。ま
た、図５は、一様に掘り込む量ｄ1 に対する隣合う開口
部に対応する光強度のピーク比を示している。
としてそれぞれに対して計算を行った結果得られた光強
度分布を示している（ジャストフォーカス位置）。ま
た、図５は、一様に掘り込む量ｄ1 に対する隣合う開口
部に対応する光強度のピーク比を示している。
【００２９】このように、従来の掘り込み型位相シフト
マスク（ｄ1 ＝０）では、掘り込み部の光強度の低下が
計算によっても得られる。これが現像後のレジスト寸法
差になると考えられる。一方、一様に掘り込む量ｄ1 を
増すに従って、掘り込み量の小さな開口部に対応する光
強度が低下していき、掘り込み量ｄ1 がλ／２（ｎ−
１）、即ちｎ＝１．５なのでｄ1 がλでほぼピーク値が
等しくなっていることが分かる。
マスク（ｄ1 ＝０）では、掘り込み部の光強度の低下が
計算によっても得られる。これが現像後のレジスト寸法
差になると考えられる。一方、一様に掘り込む量ｄ1 を
増すに従って、掘り込み量の小さな開口部に対応する光
強度が低下していき、掘り込み量ｄ1 がλ／２（ｎ−
１）、即ちｎ＝１．５なのでｄ1 がλでほぼピーク値が
等しくなっていることが分かる。
【００３０】このように本実施例によれば、透光部の透
明基板形状を全て凹状とし、隣合う透光部の深さＤ1 ，
Ｄ2 を、例えば Ｄ1 ＝λ／２（ｎ−１） Ｄ2 ＝２Ｄ1 ＝λ／（ｎ−１） とし、隣合う透光部で１８０度の位相差を持たせている
ので、高解像レジストパターンを得ることが可能とな
る。また、位相シフト膜を形成する必要はなく、基板を
エッチングするのみで作成できるので、従来のシフタ形
成型に比してその作成が容易である。さらに、全ての透
光部を凹状に形成することにより、レジスト寸法差を少
なくすることができる。また、等方性エッチングを用い
た場合と異なり、遮光部材１２の庇ができることはな
く、構造的に強固である利点がある。
明基板形状を全て凹状とし、隣合う透光部の深さＤ1 ，
Ｄ2 を、例えば Ｄ1 ＝λ／２（ｎ−１） Ｄ2 ＝２Ｄ1 ＝λ／（ｎ−１） とし、隣合う透光部で１８０度の位相差を持たせている
ので、高解像レジストパターンを得ることが可能とな
る。また、位相シフト膜を形成する必要はなく、基板を
エッチングするのみで作成できるので、従来のシフタ形
成型に比してその作成が容易である。さらに、全ての透
光部を凹状に形成することにより、レジスト寸法差を少
なくすることができる。また、等方性エッチングを用い
た場合と異なり、遮光部材１２の庇ができることはな
く、構造的に強固である利点がある。
【００３１】なお、本実施例で述べたフォトマスクの製
造方法については、必ずしも上記方法によって作成され
る必要はない。例えば等方性エッチングを組み合わせて
もよく、また基板上に一様に透明材を形成しそれをエッ
チングするなどの加工を加える等の方法をもって作成し
てもよい。 （実施例２）図６は、本発明の第２の実施例に係わるフ
ォトマスクの概略構成を示す断面図である。なお、図１
と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省
略する。また、本実施例で用いる投影露光装置の基本的
な構成は従来の装置と同一である。
造方法については、必ずしも上記方法によって作成され
る必要はない。例えば等方性エッチングを組み合わせて
もよく、また基板上に一様に透明材を形成しそれをエッ
チングするなどの加工を加える等の方法をもって作成し
てもよい。 （実施例２）図６は、本発明の第２の実施例に係わるフ
ォトマスクの概略構成を示す断面図である。なお、図１
と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省
略する。また、本実施例で用いる投影露光装置の基本的
な構成は従来の装置と同一である。
【００３２】透光性のマスク基板１１の下面に、開口パ
ターンを有する遮光部材１２が形成され、隣接する開口
パターンの一方において基板１１は深さｄ2 だけ垂直に
エッチングされている。ここで、遮光部材１２の膜厚ｘ
は従来に比して十分に厚く形成されている。
ターンを有する遮光部材１２が形成され、隣接する開口
パターンの一方において基板１１は深さｄ2 だけ垂直に
エッチングされている。ここで、遮光部材１２の膜厚ｘ
は従来に比して十分に厚く形成されている。
【００３３】図７以下に、本実施例におけるフォトマス
クを用いた場合にウェハ面上で得られる光強度分布のシ
ミュレーション結果を示す。シミュレーションに用いた
パラメータは以下の通りである。
クを用いた場合にウェハ面上で得られる光強度分布のシ
ミュレーション結果を示す。シミュレーションに用いた
パラメータは以下の通りである。
【００３４】露光装置の縮小率：１／５ 露光波長λ＝２４８ｎｍ（ＫｒＦエキシマレーザ光） 投影光学系の開口数ＮＡ＝０．５ コヒーレンスファクタσ＝０．３ ０．７５μｍＬ／Ｓ（マスク上寸法）ライン：スペース
＝１：１（寸法比） マスク基板屈折率ｎ＝１．５ 遮光材屈折率（ａ）ｎ＝２．５−２．０ｉ、（ｂ）４．
０−２．０ｉ シミュレーションでは、マスクに対して垂直に入射する
光に対してマスクパターン面通過直後の光の振幅・位相
分布をマスクウェル方程式から数値計算により直接求
め、得られた結果を、部分コヒーレント結像理論におけ
るマスクの複素振幅透過率分布として用いることにより
ウェハ面上での光強度分布を得ている。
＝１：１（寸法比） マスク基板屈折率ｎ＝１．５ 遮光材屈折率（ａ）ｎ＝２．５−２．０ｉ、（ｂ）４．
０−２．０ｉ シミュレーションでは、マスクに対して垂直に入射する
光に対してマスクパターン面通過直後の光の振幅・位相
分布をマスクウェル方程式から数値計算により直接求
め、得られた結果を、部分コヒーレント結像理論におけ
るマスクの複素振幅透過率分布として用いることにより
ウェハ面上での光強度分布を得ている。
【００３５】図７（ａ）（ｂ）は、遮光部膜厚をｘとし
てそれぞれに対して計算を行った結果得られた光強度分
布を示している（ジャストフォーカス位置）。（ａ）は
遮光膜屈折率ｎ＝２．５−２．０ｉ、（ｂ）は遮光膜屈
折率ｎ＝４．０−２．０ｉとした場合である。また、図
８は、遮光部膜厚ｘに対する隣合う開口部に対応する光
強度のピーク比を示している。
てそれぞれに対して計算を行った結果得られた光強度分
布を示している（ジャストフォーカス位置）。（ａ）は
遮光膜屈折率ｎ＝２．５−２．０ｉ、（ｂ）は遮光膜屈
折率ｎ＝４．０−２．０ｉとした場合である。また、図
８は、遮光部膜厚ｘに対する隣合う開口部に対応する光
強度のピーク比を示している。
【００３６】このように、従来の掘り込み型位相シフト
マスクでは、掘り込み部の光強度の低下が計算によって
も得られる。これが現像後のレジスト寸法差になると考
えられる。一方、遮光部膜厚ｘを増すに従って、非掘り
込み開口部に対応する光強度が低下していき、膜厚ｘが
λ≦ｘ≦２λ（λ：露光波長）のところで、ピーク比が
０．９以上となり、レジスト寸法差が改善される膜厚が
存在することが分かる。また、その最適膜厚は遮光部屈
折率・消衰係数に依存することが計算により導かれてい
る。
マスクでは、掘り込み部の光強度の低下が計算によって
も得られる。これが現像後のレジスト寸法差になると考
えられる。一方、遮光部膜厚ｘを増すに従って、非掘り
込み開口部に対応する光強度が低下していき、膜厚ｘが
λ≦ｘ≦２λ（λ：露光波長）のところで、ピーク比が
０．９以上となり、レジスト寸法差が改善される膜厚が
存在することが分かる。また、その最適膜厚は遮光部屈
折率・消衰係数に依存することが計算により導かれてい
る。
【００３７】このように本実施例によれば、遮光部材１
２の膜厚ｘを厚くすることにより、導波路効果を双方の
開口部通過に同等に生じせしめることが可能となる。こ
れによって双方を通過する光強度差を改善でき、レジス
トパターン形成において寸法差を低減することが可能と
なる。さらに、位相シフト膜を形成する必要がないこ
と、遮光部材１２の庇ができないことから、第１の実施
例と同様の効果が得られる。
２の膜厚ｘを厚くすることにより、導波路効果を双方の
開口部通過に同等に生じせしめることが可能となる。こ
れによって双方を通過する光強度差を改善でき、レジス
トパターン形成において寸法差を低減することが可能と
なる。さらに、位相シフト膜を形成する必要がないこ
と、遮光部材１２の庇ができないことから、第１の実施
例と同様の効果が得られる。
【００３８】また、上記の遮光部膜厚ｘを有するマスク
として、実施例にて述べた単純掘り込み型位相シフトマ
スク以外にも、例えば従来技術にて述べた位相シフト部
形成法を用いたマスクに対して適用することについても
何等支障を生じない。また、遮光部材として膜厚方向に
屈折率の異なる層を多段に形成してあるものを用いても
よい。 （実施例３）次に、本発明の第３の実施例について説明
する。第１の実施例では、ジャストフォーカス時におけ
るウェハ面に形成される像強度分布のピーク強度が揃っ
てくることが、マスク面においてマクスウェル方程式を
厳密に解くシミュレーションを用いて得られている。し
かし、本発明者らがフォーカス位置をずらした所での計
算を行った結果、像強度分布がデフォーカスに対して非
対称に変化する結果が得られている。これは、導波路効
果によって位相速度が自由空間中のものと異なることに
よると考えられる。その結果、上記第１の実施例の条件
においては、フォーカスマージンが十分に広がらない場
合がある。
として、実施例にて述べた単純掘り込み型位相シフトマ
スク以外にも、例えば従来技術にて述べた位相シフト部
形成法を用いたマスクに対して適用することについても
何等支障を生じない。また、遮光部材として膜厚方向に
屈折率の異なる層を多段に形成してあるものを用いても
よい。 （実施例３）次に、本発明の第３の実施例について説明
する。第１の実施例では、ジャストフォーカス時におけ
るウェハ面に形成される像強度分布のピーク強度が揃っ
てくることが、マスク面においてマクスウェル方程式を
厳密に解くシミュレーションを用いて得られている。し
かし、本発明者らがフォーカス位置をずらした所での計
算を行った結果、像強度分布がデフォーカスに対して非
対称に変化する結果が得られている。これは、導波路効
果によって位相速度が自由空間中のものと異なることに
よると考えられる。その結果、上記第１の実施例の条件
においては、フォーカスマージンが十分に広がらない場
合がある。
【００３９】そこで、本実施例では、デフォーカスを考
慮した焦点深度の評価を行って、より高解像、大焦点深
度のパターン転写を可能とする。本実施例に係わるフォ
トマスクの概略構成は図１と同様である。露光光に対し
透明な透光性基板１１の下面に、開口パターンを有する
遮光部材１２が形成され、開口パターンにおいて基板１
１は一部が深さＤ1 までエッチングされ、一部が深さＤ
2 までエッチングされている。ここで、Ｄ1 ，Ｄ2 は、 Ｄ1 ＝（２ｍ−１）λ／２（ｎ−１）＋δ1 Ｄ2 ＝ｍλ／（ｎ−１）＋δ2 ０≦δ1 −δ2 ＜δ／１６（ｎ−１） ｜δ1 ｜，｜δ2 ｜＜λ／１６（ｎ−１） （ｍは１以上の整数、ｎ：透明基板屈折率、λ：露光波
長）の関係を満たすように設定されている。なお、本実
施例で用いる投影露光装置の基本的な構成は従来の装置
と同一である。また、マスクの製造方法としては、前記
図２又は図３に示した方法を用いればよい。
慮した焦点深度の評価を行って、より高解像、大焦点深
度のパターン転写を可能とする。本実施例に係わるフォ
トマスクの概略構成は図１と同様である。露光光に対し
透明な透光性基板１１の下面に、開口パターンを有する
遮光部材１２が形成され、開口パターンにおいて基板１
１は一部が深さＤ1 までエッチングされ、一部が深さＤ
2 までエッチングされている。ここで、Ｄ1 ，Ｄ2 は、 Ｄ1 ＝（２ｍ−１）λ／２（ｎ−１）＋δ1 Ｄ2 ＝ｍλ／（ｎ−１）＋δ2 ０≦δ1 −δ2 ＜δ／１６（ｎ−１） ｜δ1 ｜，｜δ2 ｜＜λ／１６（ｎ−１） （ｍは１以上の整数、ｎ：透明基板屈折率、λ：露光波
長）の関係を満たすように設定されている。なお、本実
施例で用いる投影露光装置の基本的な構成は従来の装置
と同一である。また、マスクの製造方法としては、前記
図２又は図３に示した方法を用いればよい。
【００４０】図９以下に、本実施例におけるフォトマス
クを用いた場合にウェハ面上で得られる光強度分布のシ
ミュレーション結果を示す。シミュレーションに用いた
パラメータは、第１の実施例と全く同様とした。
クを用いた場合にウェハ面上で得られる光強度分布のシ
ミュレーション結果を示す。シミュレーションに用いた
パラメータは、第１の実施例と全く同様とした。
【００４１】シミュレーションでは、マスクに対して垂
直に入射する光に対してマスクパターン面通過直後の光
の振幅・位相分布をマスクウェル方程式から数値計算に
より直接求め、得られた結果を、部分コヒーレント結像
理論におけるマスクの複素振幅透過率分布として用いる
ことによりウェハ面上での光強度分布を得ている。
直に入射する光に対してマスクパターン面通過直後の光
の振幅・位相分布をマスクウェル方程式から数値計算に
より直接求め、得られた結果を、部分コヒーレント結像
理論におけるマスクの複素振幅透過率分布として用いる
ことによりウェハ面上での光強度分布を得ている。
【００４２】図９は、開口部を一様に掘り込む量を２４
８ｎｍとし、隣り合う開口部の深さの差を２４８＋δｎ
ｍとしして計算した時の光強度分布を示している。δの
大きさに係わらず、フォーカス位置ではピーク値は等し
いが、δ＝０ｎｍでは焦点のずれに伴いピーク値が異な
っている。δ＝７．７５ｎｍでは焦点のずれに伴いピー
ク値の異なりが更に大きくなっている。δ＝−７．７５
ｎｍでは焦点のずれがあってもピーク値は等しくなって
いる。δ＝−１５．５ｎｍでは焦点のずれに伴いピーク
値が異なっている。
８ｎｍとし、隣り合う開口部の深さの差を２４８＋δｎ
ｍとしして計算した時の光強度分布を示している。δの
大きさに係わらず、フォーカス位置ではピーク値は等し
いが、δ＝０ｎｍでは焦点のずれに伴いピーク値が異な
っている。δ＝７．７５ｎｍでは焦点のずれに伴いピー
ク値の異なりが更に大きくなっている。δ＝−７．７５
ｎｍでは焦点のずれがあってもピーク値は等しくなって
いる。δ＝−１５．５ｎｍでは焦点のずれに伴いピーク
値が異なっている。
【００４３】また、図１０は、得られた空間像強度分布
からＥＤｔｒｅｅを示したものである。横軸はｌｏｇ
（露光量）、縦軸はデフォーカス位置であり、実線，破
線で囲まれた領域はぞれぞれシフタ，非シフタ部線幅が
所望線幅の±１０％以内の変動となる露光量，フォーカ
ス領域を示している。これらの点から、δ＝−８ｎｍ程
度にしたときシフタ部、非シフタ部の寸法差が最小化す
る。また、ＥＤｔｒｅｅ中に矩形のウィンドウの縦軸幅
で表わされる露光量裕度を１０％まで許容した時の許容
フォーカス変動量をＤＯＦとするとき、δ＝−８ｎｍ程
度とした場合にＤＯＦマージンが最大となることが分か
った。
からＥＤｔｒｅｅを示したものである。横軸はｌｏｇ
（露光量）、縦軸はデフォーカス位置であり、実線，破
線で囲まれた領域はぞれぞれシフタ，非シフタ部線幅が
所望線幅の±１０％以内の変動となる露光量，フォーカ
ス領域を示している。これらの点から、δ＝−８ｎｍ程
度にしたときシフタ部、非シフタ部の寸法差が最小化す
る。また、ＥＤｔｒｅｅ中に矩形のウィンドウの縦軸幅
で表わされる露光量裕度を１０％まで許容した時の許容
フォーカス変動量をＤＯＦとするとき、δ＝−８ｎｍ程
度とした場合にＤＯＦマージンが最大となることが分か
った。
【００４４】このように本実施例によれば、透光部の透
明基板形状を全て凹状とし、隣合う透光部の深さＤ1 ，
Ｄ2 を、例えば Ｄ1 ＝λ／２（ｎ−１）＝２４８ｎｍ Ｄ2 ＝２Ｄ1 ＋δ＝２×２４８−８＝４８８ｎｍ とすることにより、高解像且つデフォーカス時において
もマスクの立体構造に起因する寸法差の発生を十分に抑
制することができるレジストパターンを得ることができ
る。また、第１の実施例と同様に、位相シフト膜を形成
する必要がなく従来のシフタ形成型に比してその作成が
容易であり。全ての透光部を凹状に形成することにより
レジスト寸法差を少なくすることができ、等方性エッチ
ングを用いた場合と異なり構造的に強固である利点があ
る。
明基板形状を全て凹状とし、隣合う透光部の深さＤ1 ，
Ｄ2 を、例えば Ｄ1 ＝λ／２（ｎ−１）＝２４８ｎｍ Ｄ2 ＝２Ｄ1 ＋δ＝２×２４８−８＝４８８ｎｍ とすることにより、高解像且つデフォーカス時において
もマスクの立体構造に起因する寸法差の発生を十分に抑
制することができるレジストパターンを得ることができ
る。また、第１の実施例と同様に、位相シフト膜を形成
する必要がなく従来のシフタ形成型に比してその作成が
容易であり。全ての透光部を凹状に形成することにより
レジスト寸法差を少なくすることができ、等方性エッチ
ングを用いた場合と異なり構造的に強固である利点があ
る。
【００４５】なお、本発明は上述した各実施例に限定さ
れるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々
変形して実施することができる。例えば、第１及び第２
の実施例を組み合わせてマスクを構成することも可能で
ある。この場合、透過部を全て凹型にすることと、遮光
部材の膜厚ｘを厚くすることによる相乗効果で、レジス
ト寸法差をより少なくすることが可能となる。
れるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々
変形して実施することができる。例えば、第１及び第２
の実施例を組み合わせてマスクを構成することも可能で
ある。この場合、透過部を全て凹型にすることと、遮光
部材の膜厚ｘを厚くすることによる相乗効果で、レジス
ト寸法差をより少なくすることが可能となる。
【００４６】
【発明の効果】以上詳述したように本発明（請求項１〜
３）によれば、露光光に対して光学的に透明な基板上
に、露光光を遮光する遮光部材によって遮光部と透光部
とを有するパターンを形成し、透光部の透明基板形状を
全て凹状とし、且つ隣合う透光部の深さを異なるように
することにより、位相シフト法により得られる高解像の
パターン転写を可能とせしめるフォトマスク及びその製
造方法を実現することが可能となる。特に、本発明（請
求項２，３）では、デフォーカス位置においてもマスク
の立体構造に起因する寸法差の発生を十分に抑制するこ
とができる。
３）によれば、露光光に対して光学的に透明な基板上
に、露光光を遮光する遮光部材によって遮光部と透光部
とを有するパターンを形成し、透光部の透明基板形状を
全て凹状とし、且つ隣合う透光部の深さを異なるように
することにより、位相シフト法により得られる高解像の
パターン転写を可能とせしめるフォトマスク及びその製
造方法を実現することが可能となる。特に、本発明（請
求項２，３）では、デフォーカス位置においてもマスク
の立体構造に起因する寸法差の発生を十分に抑制するこ
とができる。
【００４７】また、本発明（請求項４）によれば、隣合
う透光部を透過する露光光に位相差を与えるために隣合
う透光部の少なくとも一方の透明基板形状が凹状に形成
され、且つ遮光部材の膜厚ｘが露光波長λに対してλ≦
ｘ≦２λの範囲に設定することにより、位相シフト法に
より得られる高解像のパターン転写を可能とせしめるフ
ォトマスクを実現することが可能となる。
う透光部を透過する露光光に位相差を与えるために隣合
う透光部の少なくとも一方の透明基板形状が凹状に形成
され、且つ遮光部材の膜厚ｘが露光波長λに対してλ≦
ｘ≦２λの範囲に設定することにより、位相シフト法に
より得られる高解像のパターン転写を可能とせしめるフ
ォトマスクを実現することが可能となる。
【図１】第１の実施例に係わるフォトマスクの概略構成
を示す断面図。
を示す断面図。
【図２】第１の実施例におけるフォトマスクの製造工程
の一例を示す断面図。
の一例を示す断面図。
【図３】第１の実施例におけるフォトマスクの製造工程
の他の例を示す断面図。
の他の例を示す断面図。
【図４】一様に掘り込むエッチング量ｄ1 対する光強度
分布を示す特性図。
分布を示す特性図。
【図５】一様に掘り込むエッチング量ｄ1 に対する光強
度のピーク比を示す特性図。
度のピーク比を示す特性図。
【図６】第２の実施例に係わるフォトマスクの概略構成
を示す断面図。
を示す断面図。
【図７】遮光部材の膜厚ｘに対する光強度分布を示す特
性図。
性図。
【図８】遮光部材の膜厚ｘに対する光強度のピーク比を
示す特性図。
示す特性図。
【図９】第３の実施例におけるウェハ面上の光強度分布
のデフォーカス依存性を示す図。
のデフォーカス依存性を示す図。
【図１０】第３の実施例におけるウェハ面上の光強度分
布より得られるＥＤｔｒｅｅを示す図。
布より得られるＥＤｔｒｅｅを示す図。
【図１１】位相シフト法による高解像度を実現する従来
のマスク形状を示す断面図。
のマスク形状を示す断面図。
１１…透明基板 １２…遮光部材 １３，１４…レジスト
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−307260（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−130651（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03F 1/00 - 1/16
Claims (4)
- 【請求項１】投影光学系を介して所定のパターンを被露
光基板上に露光するために用いられるフォトマスクにお
いて、 露光光に対して光学的に透明な基板上に、露光光を遮光
する遮光部材によって遮光部と透光部とが形成されたパ
ターンを有し、透光部の透明基板形状が全て凹状で、こ
の凹部の側壁が遮光部材のエッジと略一致する垂直形状
であり、且つ隣合う透光部の一方の凹部深さをＤ1 、他
方の凹部深さをＤ2 とするとき、 Ｄ1 ＝（２ｍ−１）λ／２（ｎ−１） Ｄ2 ＝ｍλ／（ｎ−１） （ｍは１以上の整数、ｎ：透明基板屈折率、λ：露光波
長） の関係をほぼ満たすように設定してなることを特徴とす
るフォトマスク。 - 【請求項２】投影光学系を介して所定のパターンを被露
光基板上に露光するために用いられるフォトマスクにお
いて、 露光光に対して光学的に透明な基板上に、露光光を遮光
する遮光部材によって遮光部と透光部とが形成されたパ
ターンを有し、透光部の透明基板形状が全て凹状で、こ
の凹部の側壁が遮光部材のエッジと略一致する垂直形状
であり、且つ隣合う透光部の一方の凹部深さをＤ1 、他
方の凹部深さをＤ2 とするとき、 ｜Ｄ1 −Ｄ2｜＝λ／２（ｎ−１）−δ０＜δ ＜λ／１６（ｎ−１）（ｎ ：透明基板屈折率、λ：露光波長） であることを特徴とするフォトマスク。 - 【請求項３】投影光学系を介して所定のパターンを被露
光基板上に露光するために用いられるフォトマスクにお
いて、 露光光に対して光学的に透明な基板上に、露光光を遮光
する遮光部材によって遮光部と透光部とが形成されたパ
ターンを有し、透光部の透明基板形状が全て凹状で、こ
の凹部の側壁が遮光部材のエッジと略一致する垂直形状
であり、且つ隣合う透光部の一方の凹部深さをＤ1 、他
方の凹部深さをＤ2 とするとき、 Ｄ1 ＝（２ｍ−１）λ／２（ｎ−１）＋δ1 Ｄ2 ＝ｍλ／（ｎ−１）＋δ2 ０≦δ1 −δ2 ＜λ／１６（ｎ−１）， ｜δ1 ｜，｜δ2 ｜＜λ／１６（ｎ−１） （ｍは１以上の整数、ｎ：透明基板屈折率、λ：露光波
長） の関係をほぼ満たすように設定してなることを特徴とす
るフォトマスク。 - 【請求項４】投影光学系を介して所定のパターンを被露
光基板上に露光するために用いられるフォトマスクにお
いて、 露光光に対して光学的に透明な基板上に、露光光を遮光
する遮光部材によって遮光部と透光部とが形成されたパ
ターンを有し、隣合う透光部を透過する露光光に位相差
を与えるために隣合う透光部の少なくとも一方の透明基
板形状が凹状に形成され、且つ遮光部材の膜厚ｘが露光
波長λに対して λ≦ｘ≦２λ の範囲に設定されていることを特徴とするフォトマス
ク。
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