JP3222637B2 - 位相シフトマスク - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路の製造
等に用いられる露光用マスクに係わり、特に位相シフト
法を利用して解像度の向上をはかった位相シフトマスク
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体集積回路は高集積化，微細
化の一途を辿っており、その製造に際しては、微細加工
の要としてリソグラフィ技術が重要である。リソグラフ
ィ技術において、例えば光源に関しては、ｇ線，ｉ線，
エキシマレーザ，Ｘ線等種々の光源の採用が検討されて
おり、またレジスト材料に関しても、各光源に適した新
レジスト材料の開発が行われている。さらに、多層レジ
スト法，ＣＥＬ（Contrast Enhancement Layer）法及び
イメージリバース法等のレジスト処理技術に関しても研
究が進められている。

【０００３】これに対し、マスク製作技術に関しては、
これまで十分な検討がなされていなかったが、最近にな
って位相シフト法が提案されている（M.D.Levenson, N.
S.Viswanathan and R.A.Simpson: IEEE Trans. ED-29(1
982)1828）。

【０００４】図２０に位相シフト法の原理を示す。この
Levenson らが提案した位相シフト法は、その原理から
からライン・アンド・スペースのような単純な繰り返し
のパターンには有効であるが、複雑なパターンになると
隣合う開口部を透過する光の位相が同位相となる部分が
生じるため、位相シフト法としての効果が著しく低減す
る。

【０００５】従来の位相シフト法をＤＲＡＭなどの電子
デバイスに適用する場合、セルアレイ部などの単純な繰
り返しパターンが多い部分には有効であるが、セルアレ
イ部から周辺回路へ導出する部分（センスアンプなど）
は複雑なパターン配置をしたものが多く、この部分に従
来の位相シフト法を適用しようとすると、パターンを位
相シフタが配置しやすいように書き換えなければならな
い。このため、従来の位相シフト法は設計的に制約の大
きなものであった。

【０００６】一方、位相シフトマスクのシフタ材料には
次の問題があった。今まで提案されている位相シフタに
は透過性の高いレジスト（ＰＭＭＡなど）やＣＶＤ法や
スパッタ法で形成したＳｉＯ₂ 膜、ＳＯＧ等の塗布で形
成するＳｉＯ₂ 膜、エッチングによりシフタとなる部分
を彫り込んだものなどある。このうちエッチングにより
シフタ層を形成する方式は、エッチングの形状，残渣等
により位相シフタ部と通常の開口部との透過光強度が異
なり、位相シフタ部と通常の開口部で形成される解像パ
ターンに不均一性が生じるといった問題が存在した。ま
た、位相シフタを透過性の高い材料で形成しても、基板
開口部と位相シフタ部を通過する光の強度が異なるのを
避けることはできなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の位
相シフト法においては、ライン・アンド・スペースのよ
うな繰り返しのパターンに交互に位相シフタを配置しな
いと位相シフト法としての十分な効果が得られないと考
えられており、従来の位相シフト法はマスクパターンの
設計上の制約が大きいものと考えられていた。

【０００８】また、エッチングにより位相シフタを形成
する方法には、エッチングの形状，残渣等により基板開
口部を透過した光強度と位相シフタを透過した光強度の
値が異なるといった問題があった。このため、位相シフ
タ部と透明基板の開口部で形成される解像パターンに不
均一性が生じ、露光パターンが所望通り形成されないと
いった問題が生じていた。

【０００９】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、位相シフト法における十
分な解像力を保持しながら、マスクの設計的な制約を小
さくすることのできる位相シフトマスクを提供すること
にある。

【００１０】また、本発明の他の目的は、基板開口部を
透過した光強度と位相シフタを透過した光強度を近付け
ることができ、位相シフタ部と透明基板の開口部で形成
される解像パターンの均一性向上をはかり得る位相シフ
トマスクを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、従来位
相シフトマスクにおける設計的な制約を小さくし、かつ
位相シフト法としての効果が十分得られるように、例え
ば（０°，９０°，１８０°，２７０°）の位相組み合
わせ（隣合うパターンを透過した光の相対位相差が９０
°若しくは１８０°）で位相シフタを配置した位相シフ
トマスクを実現することである。

【００１２】即ち本発明は、透光性基板と、この基板上
に形成された遮光層からなる所定パターンと、この遮光
層で覆われていない開口領域に選択的に形成され、前記
基板を透過するリソグラフィ光に対して位相を、９０
°，１８０°，２７０°シフトする位相シフタ層が形成
された位相シフトマスクにおいて、隣接する開口領域を
透過した光の相対位相差が略１８０°となるように位相
シフタ層を配置した任意の２本の平行な第１の開口部で
囲まれた領域に形成された第２の開口部の全て若しくは
一部が第１の開口部に平行であり、かつ第１の開口部に
垂直な任意の断面における第２の開口部の本数が偶数の
部分では、第２の開口部内で隣接するもの同士の相対位
相差を１８０°とし、かつ第１の開口部とそれに隣接す
る第２の開口部の相対位相差を１８０°とし、第２の開
口部の本数が奇数の部分では、第２の開口部内で隣接す
るもの同士の相対位相差を９０°若しくは１８０°と
し、かつ第１の開口部とそれに隣接する第２の開口部の
相対位相差を９０°若しくは１８０°となるように設定
してなることを特徴とする。

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【作用】本発明において、従来の位相シフトマスクの開
口部にシフタを配置するとき、本来は隣合うパターンが
同位相とならないように０°，１８０°，０°，１８０
°…（隣合うパターンを透過する光の相対位相差が１８
０°）とシフタを交互に配置するが、本発明者らは連続
するパターンに０°，９０°，１８０°，２７０°（隣
合うパターンを透過する光の相対位相差が９０°）のシ
フタを配置し、その解像性を調べた。その結果を図１７
に示す。シフタを０°，９０°，１８０°，２７０°に
配置しても０°，１８０°，０°，１８０°…と配置す
る場合に比べ解像力の低下は少なく、通常露光（全開口
部を透過する光の位相が同位相）に比べ解像性が高いこ
とが判明した。

【００２２】以上の結果から本発明のように、開口部に
シフタを配置するとき、０°，１８０°の位相シフタだ
けでなく、例えば９０°，２７０°の位相シフタを配置
し隣合う開口部を透過する相対位相差を９０°として
も、位相シフト法としての十分な効果が得られる。さら
に、従来は位相シフト法の効果を高めるためライン・ア
ンド・スペースのような周期的なパターンに０°，１８
０°の位相シフタを交互に配置していたため設計的な制
約が大きかったが、例えば９０°，２７０°若しくは１
２０°，２４０°の位相シフタを設けることによって、
位相シフト法としての十分な効果が得られ設計的な自由
度が高くなる。

【００２３】具体的な配置方法としては、高密度メモリ
素子のような電子デバイスのパターンに対しては、例え
ば高密度メモリ素子のメモリセルアレイ内パターンのよ
うな周期的若しくは高い解像性が要求されるパターン部
分には０°，１８０°（隣合うパターンを透過する光の
相対位相差が１８０°）の組み合わせで位相シフタを配
置し、その他のパターン部分（非周期的なパターン）に
は０°，９０°，１８０°，２７０°の位相シフタを隣
合うパターンを透過する光の相対位相差が９０°若しく
は１８０°となるように配置する。

【００２４】一方、位相シフタの形成を、透過性の高い
レジストやＣＶＤ法やスパッタ法で形成したＳｉＯ2
膜、ＳＯＧ等の塗布で形成するＳｉＯ2 膜といった成膜
によって形成する場合、位相シフタと透明基板との露光
波長に対する屈折率を厳密に合わせないと位相シフタと
透明基板との界面での多重反射が起こり、図１８に示す
ように基板開口部を透過した光強度Ｉq と位相シフタを
透過した光強度Ｉs の値が異なってくる。これは、位相
シフタ部と基板の開口部で形成される解像パターン寸法
に不均一性が生じることを意味している。この問題は、
位相シフタと透明基板との屈折率を等しくすることで解
決できるが、位相シフタ膜を成膜で行う以上、両者の屈
折率を厳密に等しくすることは不可能に近い。

【００２５】そこで、基板開口部及び位相シフタ部の両
方に位相シフタ材料と同じバッファ膜を形成することに
より、基板開口部及び位相シフタ部の両方で積極的に多
重反射を生じさせ、これらの多重反射の影響を等しくす
ることにより、位相シフタ部と基板開口部で形成される
解像パターン寸法に不均一が生じないようにしている。
多重反射の影響が等しくなる理由は、後述するようにバ
ッファ膜の膜厚を最適に調整すればよい。ここでは、位
相シフタを成膜で形成してもマスク全面において多重反
射の影響が等しくなり、位相シフタ部と基板開口部で形
成される解像パターン寸法に不均一が生じないようにす
る方法の原理を説明する。

【００２６】図１９に示す透明基板／シフタの２層構造
におけるシフタ内の多重反射について考える。ｎ_q ，ｎ
_s はそれぞれ透明基板、位相シフタの露光波長における
屈折率で、透明基板から位相シフタへの入射光に対して
の振幅透過率をｔ₁ 、位相シフタから透明基板への振幅
反射率をｒ₁ 、位相シフタから空気への振幅透過率、振
幅反射率をそれぞれｔ₂ ，ｒ₂ とする。また、シフタの
厚みをｈとする。波長λ、振幅ａ₀ の光が角度φ₀ で透
明基板へ入射し、空気中へ出て行くときのＬ₁，Ｌ₂ ，
Ｌ₃ …の振幅はａ₀ ｔ₁ ｔ₂ ，ａ₀ ｔ₁ ｔ₂ ｒ₁ ｒ₂ ，
ａ₀ ｔ₁ ｔ₂ （ｒ₁ ｒ₂ ）² …であるから、これらを加
え合わせた干渉波の複素振幅は、 ａ_t ＝ａ₀ ｔ₁ ｔ₂ ＋ａ₀ ｔ₁ ｔ₂ （ｒ₁ ｒ₂ ） exp（ｉδ） ＋ａ₀ ｔ₁ ｔ₂ （ｒ₁ ｒ₂ ）² exp（i2δ）＋… ＝ａ₀ ｔ₁ ｔ₂ ／（１−ｒ₁ ｒ₂ exp（ｉδ）） … (1) で与えられる。

【００２７】ここで、隣合う光束間の位相差δは図１９
より δ＝ｋ｛（ＡＢ＋ＢＣ）ｎ_s −ＡＰ｝ ＝（４πｈｎ／λ）cos φ₁ … (2) である。

【００２８】従って干渉光の強度は、 Ｉt ＝｜ａ_t ｜² ＝ａ₀ ² ｔ₁ ² ｔ₂ ² ／｛１＋（ｒ₁ ｒ₂ ）² −２ｒ₁ ｒ₂ cos δ｝ … (3) ここで、ｒ₁ ，ｒ₂ ，ｔ₁ ，ｔ₂ は垂直入射（φ₁ ＝
０）とすると、 ｒ₁ ＝（ｎ_q −ｎ_s ）／（ｎ_q ＋ｎ_s ） ｒ₂ ＝（１−ｎ_s ）／（１＋ｎ_s ） ｔ₁ ＝２ｎ_q ／（ｎ_s ＋ｎ_q ） ｔ₂ ＝２ｎ_s ／（１＋ｎ_s ） … (4) であるから、入射強度Ｉ_a ＝ａ_o ² に対する透過光強度
Ｉ_t の比は、

【数１】 となり、δは (2)式より δ＝４πｈｎ_s ／λ … (6) となるので、シフタを配接していない開口部に対して位
相がθだけずれるシフタを透過する光のδは (6)式より δθ＝（４πｎ_s ／λ）・λ／｛２（ｎ_s −１）｝・θ／π ＝｛２ｎ_s ／（ｎ_s −１）｝θ … (7) 基板開口部と位相シフタ部を透過する光強度を等しくす
るために、全面に位相シフタと同じ材料を位相角δθだ
け形成する。このとき、(5) 式で表わされるＩ_t／Ｉ_a
は、基板開口部と位相シフタ部で等しくなるので、 cos （δπ＋δθ）＝cos δθ ∴θ＝｛（ｎ_s −１）／２ｎ_s ｝｛ｍ−（ｎ_s ／（ｎ_s −１))｝π … (8) (6)(7)(8) 式より ｈ＝（λ／４ｎ_s ）｛ｍ−（ｎ_s ／（ｎ_s −１））｝ （ｍ＝１，２，３…） … (9) よって、(9) 式を満足する膜厚ｈの位相シフタと同材料
の膜を全面に形成すれば基板開口部と位相シフタ部の多
重反射の影響が同じになりそれぞれの透過光強度が等し
くなる。

【００２９】次に、位相シフタと同材料の膜を全面に形
成しないときのシフタ材料の屈折率の許容範囲について
考える。このとき、基板開口部と位相シフタ部を透過す
る光強度の差が基板開口部の光強度の１％以内が許容範
囲とすると、 ｜（Ｉ_s −Ｉ_q ）／Ｉ_q ）｜≦０．０１ … (10) (5)(10) 式より

【数２】 いま、位相シフタ膜厚の１８０°からのずれ量の許容範
囲が±１０°とすると １７０°≦δ≦１９０° … (12) 透明基板の屈折率ｎ_q は露光波長λにより一様に決まる
ので、(8)(9)式を同時に満足するシフタの屈折率ｎ_s が
シフタ基板界面での多重反射、シフタ膜厚の１８０°か
らのずれ量から見て望ましい値であり、このような屈折
率の値の材料を選ぶべきである。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００３１】（実施例１）図１は本発明の第１の実施例
に係わる位相シフトマスクの構造を示すもので、（ａ）
は平面図、（ｂ）（ｃ）は（ａ）の矢視Ａ−Ａ′断面図
である。まず、図１（ｂ）では、透明基板１上に遮光膜
パターン２が形成されている。透明基板１の材料として
は例えば石英、遮光膜２の材料としては例えば酸化クロ
ムなどがある。さらに、透明基板１上の開口部のある領
域に厚さｔ ｔ＝λ／２（ｎ_s −１）×φ／１８０ … (13) の位相シフタ３が形成されている。但し、λ：露光波
長、ｎ_s ：露光波長における位相シフタの屈折率、φ：
透明開口部101 を透過する光との位相差である。

【００３２】また、１つの開口部に形成される位相シフ
タ３の厚さは、その開口部の領域では同じものとして形
成される。位相シフタ３の材料としては、例えば液相成
長法，スパッタ法，塗布法若しくはＣＶＤ法で形成され
たＳｉＯ₂ 膜などが考えられる。

【００３３】いま、露光光をｉ線（λ＝３６５ｎｍ）、
位相シフタ材料を液相中で形成したＳｉＯ₂ 膜とする
と、位相シフタのｉ線波長での屈折率はｎ_s ＝１．４４
６であるから、位相シフタ３を透過する光と透明開口部
１０１を透過する光との位相差を１８０°としたい場合
は、（13）式より位相シフタ３の膜厚を４０９ｎｍとす
ればよいことが分かる。同様に、位相差を９０°とした
いときは膜厚が２０４．５ｎｍ、位相差を２７０°とし
たいときは膜厚が６１３．５ｎｍの位相シフタ３を形成
すればよいことが分かる。このとき、位相シフタ３の膜
厚誤差の許容範囲は所望の膜厚の±１０％以内である。

【００３４】このように従来のレベンソン型位相シフト
法は、０°と１８０°の位相だけで位相シフトマスクを
形成していたため、隣合うパターンの位相が異なる組み
合わせは（０°，１８０°）の１通りしかなく、そのた
め設計的に制約が大きなものであった。そこで、図１
（ｂ）のように新たに９０°，２７０°の位相シフタを
追加することで、隣合うパターンの位相が異なる組み合
わせは（０°，９０°）（０°，１８０°）（０°，２
７０°）（９０°，１８０°）（９０°，２７０°）
（１８０°，２７０°）の６通りとなり、設計的な制約
が大幅に緩和されることになる。

【００３５】また、図１（ｂ）では透明基板１上に位相
シフタ３を形成する例を示したが、位相シフタは図１
（ｃ）のように彫り込みによって形成してもよい。この
場合、彫り込み量は（13）式で表され、ｎ_s は露光波長
における透明基板の屈折率となることは言うまでもな
い。このとき、彫り込み量誤差の許容範囲は所望の彫り
込み量の±１０％以内である。

【００３６】以上述べたように、従来はレベンソン型位
相シフト法の効果を高めるため１８０°のシフタをライ
ン・アンド・スペースのような繰り返しのパターンに交
互に配置していたため設計的な制約が大きかったが、本
実施例のように、開口部にシフタを配置するとき、例え
ば０°，９０°，１８０°，２７０°のシフタを配置す
ることによって位相シフト法としての十分な効果が得ら
れ、さらには設計的な自由度が高くなる。

【００３７】具体的な配置としては、高密度メモリ素子
のメモリセルアレイパターンのような周期的若しくは高
い解像性が要求されるパターン部分には（０°，１８０
°）の位相組み合わせ（相対位相差１８０°）を用い、
その他のパターンには隣合うパターンの位相が異なる組
み合わせが（０°，９０°），（０°，１８０°），
（０°，２７０°），（９０°，１８０°），（９０
°，２７０°），（１８０°，２７０°）（相対位相差
９０°若しくは１８０°）となるようにシフタを配置す
ることによって、セルアレイ部は高い解像力が得られ、
その他の部分は設計的な制約が緩和される。

【００３８】（実施例２）図２は、本発明の第２の実施
例に係わる位相シフトマスクの製造工程を示す断面図で
ある。本実施例では、液相成長法を用いた位相シフトマ
スクの製造方法について説明する。

【００３９】まず、図２（ａ）に示すように、透明基板
１０上に遮光膜１１からなるパターンを形成する。透明
基板１０としては例えば石英基板、遮光膜１１としては
例えば厚さ１００ｎｍの酸化クロムなどを用いる。

【００４０】次いで、図２（ｂ）に示すように、シフタ
を形成しない透明基板開口部１１０及び１８０°のシフ
タを形成する透明基板開口部１１２上にレジスト１２が
形成されるように、レジストをパターニングする。即
ち、位相を１８０°で除したときの小数部が０．４４以
上０．５５以下の位相シフタが形成される開口部を抜き
パターンとする。このレジストのパターニングには、電
子ビームを用いてもよいし光リソグラフィを用いてもか
まわない。

【００４１】次いで、酸化珪素が過飽和に溶解した液相
中に透明基板を浸し、図２（ｃ）に示すように、透明開
口部に酸化珪素膜１３を成長させる。このとき成長させ
る酸化珪素膜１３の膜厚は、位相シフタを透過した光と
透明基板を透過した光の位相差が９０°に近くなるよう
な膜厚とする。このとき、位相シフタの膜厚誤差の許容
範囲は所望の膜厚の±１０％以内である。いま、露光光
をｉ線（λ＝３６５ｎｍ）とすると、液相成長法を用い
て形成した酸化珪素のｉ線波長での屈折率はｎ_s ＝１．
４４６であるから、このとき形成する酸化珪素膜１３の
膜厚は２０４．５ｎｍに近い値となる。

【００４２】次いで、図２（ｄ）に示すように、レジス
ト１２をＳＨ法やアッシャー法などを用いて剥離する。
次いで、図２（ｅ）に示すように、シフタを形成しない
透明基板開口部１１０及び９０°のシフタを形成する透
明基板開口部１１１上にレジスト１４が形成されるよう
に、レジストをパターニングする。即ち、位相を１８０
°で除したときの値ａ_i が０．９４＜ａ_i となる位相シ
フタが形成される開口部を抜きパターンとする。このレ
ジストのパターニングには、電子ビームを用いてもよい
し光リソグラフィを用いてもかまわない。

【００４３】次いで、酸化珪素が過飽和に溶解した液相
中に透明基板を浸し、図２（ｆ）に示すように、透明開
口部に酸化珪素膜１５を成長させる。このとき成長させ
る酸化珪素膜１５の膜厚は、位相シフタを透過した光と
透明基板を透過した光の位相差が１８０°近くなるよう
な膜厚とする。このとき、位相シフタの膜厚誤差の許容
範囲は所望の膜厚の±１０％以内である。いま、露光光
をｉ線（λ＝３６５ｎｍ）とすると、液相成長法を用い
て形成した酸化珪素のｉ線波長での屈折率はｎ_s ＝１．
４４６であるから、このとき形成する酸化珪素膜の膜厚
は４０９ｎｍに近い値となる。次いで、図２（ｇ）に示
すように、レジストをＳＨ法やアッシャー法などを用い
て剥離する。

【００４４】これにより、第１回目の酸化珪素膜１３の
成長で基板開口部１１１に膜厚２０４．５ｎｍの位相シ
フタ（９０°）が形成され、第２回目の酸化珪素膜１５
の成長で基板開口部１１２に膜厚４０９ｎｍの位相シフ
タ（１８０°）が形成され、第１回及び第２回目の酸化
珪素膜１３，１５の成長で基板開口部１１３に膜厚６１
３．５ｎｍの位相シフタ（２７０°）が形成されること
になる。

【００４５】以上説明したように本実施例の位相シフト
マスク製造方法を用いると、位相シフタの膜厚として９
０°，１８０°，２７０°の３種類が存在するが、遮光
膜パターン形成後のマスク上のレジストパターニングは
２回で済み、マスク製造工程の短縮化がはかれる。さら
に、９０°の位相シフタ（即ち薄い膜厚の位相シフタ）
から先に形成しているため、マスク上の２回目のレジス
トパターニングの際（図２（ｅ））、下地の段差（位相
シフタと遮光膜の段差）の影響を最小限に抑えることが
できる。

【００４６】（実施例３）図３は、本発明の第３の実施
例に係わる位相シフトマスクの製造工程を示す断面図で
ある。本実施例では、液体の酸化珪素膜を塗布する方法
（例えばＳＯＧなど）やスパッタ法、ＣＶＤ法を用いた
位相シフトマスクの製造方法について説明する。

【００４７】まず、図３（ａ）に示すように、透明基板
１６上に遮光膜１７からなるパターンを形成する。透明
基板１６としては例えば石英基板、遮光膜１７としては
例えば厚さ１００ｎｍの酸化クロムなどを用いる。

【００４８】次いで、液体の酸化珪素膜を塗布する方法
（例えばＳＯＧなど）やスパッタ法，ＣＶＤ法を用い
て、図３（ｂ）に示すように、酸化珪素膜１８をマスク
全面に形成する。このとき形成する酸化珪素膜１８の膜
厚は、位相シフタを透過した光と透明基板を透過した光
の位相差が９０°に近くなるような膜厚とする。このと
き、位相シフタの膜厚誤差の許容範囲は所望の膜厚の±
１０％以内である。いま、露光光をｉ線（λ＝３６５ｎ
ｍ）とすると、ＣＶＤ法を用いて形成した酸化珪素のｉ
線波長での屈折率はｎ_s ＝１．４４６であるから、この
とき形成する酸化珪素膜１８の膜厚は２０４．５ｎｍに
近い値となる。

【００４９】次いで、図３（ｃ）に示すように、９０°
のシフタを形成する透明基板開口部１１７及び２７０°
のシフタを形成する透明基板開口部１１９上にレジスト
１９が形成されるように、レジストをパターニングす
る。即ち、位相を１８０°で除したときの小数部が０．
４４以上０．５５以下の位相シフタが形成される開口部
を抜きパターンとする。このレジストのパターニングに
は、電子ビームを用いてもよいし光リソグラフィを用い
てもかまわない。

【００５０】次いで、図３（ｄ）に示すように、シフタ
を形成しない透明基板開口部１１６及び１８０°のシフ
タを形成する透明基板開口部１１８上の酸化珪素膜をエ
ッチングにより除去する。このエッチングは等方性、異
方性いずれの方法を用いてもかまわない。

【００５１】次いで、液体の酸化珪素膜を塗布する方法
（例えばＳＯＧなど）やスパッタ法，ＣＶＤ法を用い
て、図３（ｅ）に示すように、酸化珪素膜２０をマスク
全面に形成する。このとき形成する酸化珪素膜２０の膜
厚は、位相シフタを透過した光と透明基板を透過した光
の位相差が１８０°に近くなるような膜厚とする。この
とき、位相シフタの膜厚誤差の許容範囲は所望の膜厚の
±１０％以内である。いま、露光光をｉ線（λ＝３６５
ｎｍ）とすると、ＣＶＤ法を用いて形成した酸化珪素の
ｉ線波長での屈折率はｎ_s ＝１．４４６であるから、こ
のとき形成する酸化珪素膜２０の膜厚は４０９ｎｍに近
い値となる。

【００５２】次いで、図３（ｆ）に示すように、１８０
°のシフタ形成する透明基板開口部１１８及び２７０°
のシフタを形成する透明基板開口部１１９上にレジスト
２１が形成されるように、レジストをパターニングす
る。即ち、位相を１８０°で除したときの値ａ_i が０．
９４＜ａ_i となる位相シフタが形成される開口部を抜き
パターンとする。このレジストのパターニングには、電
子ビームを用いてもよいし光リソグラフィを用いてもか
まわない。

【００５３】次いで、図３（ｇ）に示すように、シフタ
を形成しない透明基板開口部１１６及び９０°のシフタ
を形成する透明基板開口部１１７上の酸化珪素膜をエッ
チングにより除去する。このエッチングは等方性、異方
性いずれの方法を用いてもかまわない。その後、レジス
トをＳＨ法やアッシャー法などを用いて剥離する。

【００５４】このような実施例であっても、遮光膜パタ
ーン形成後のマスク上のレジストパターニングは２回行
うだけで、位相シフタの膜厚として９０°，１８０°，
２７０°の３種類を形成することができ、第２の実施例
と同様の効果が得られる。

【００５５】（実施例４）図４は、本発明の第４の実施
例に係わる位相シフトマスクの製造方法を示す断面図で
ある。本実施例では、エッチング法を用いた位相シフト
マスクの製造方法について説明する。

【００５６】まず、図４（ａ）に示すように、透明基板
２６上に遮光膜２７からなるパターンを形成する。透明
基板２６としては例えば石英基板、遮光膜２７としては
例えば厚さ１００ｎｍの酸化クロムなどを用いる。

【００５７】次いで、図４（ｂ）に示すように、シフタ
を形成しない透明基板開口部１２０及び１８０°のシフ
タを形成する透明基板開口部１２２上にレジスト２８が
形成されるように、レジストをパターニングする。この
レジストのパターニングには、電子ビームを用いてもよ
いし光リソグラフィを用いてもかまわない。即ち、位相
を１８０°で除したときの小数部が０．４４以上０．５
５以下の位相シフタが形成される開口部を抜きパターン
とする。

【００５８】次いで、図４（ｃ）に示すように、透明基
板２６をエッチングによって彫り込む。このエッチング
は等方性、異方性いずれの方式を用いてもかまわない。
このときエッチングで彫り込む深さは、彫り込み部を透
過した光と透明基板２６を透過した光の位相差が９０°
に近くなるような膜厚とする。このとき、彫り込む深さ
の許容範囲は所望の彫り込み量の±１０％以内である。
いま、露光光をｉ線（λ＝３６５ｎｍ）、透明基板２６
を石英とすると、石英のｉ線波長での屈折率はｎ_s ＝
１．４４６であるから、このとき掘り込む深さは２０
４．５ｎｍに近い値となる。その後、図４（ｄ）に示す
ように、レジスト２８をＳＨ法やアッシャー法などを用
いて剥離する。

【００５９】次いで、図４（ｅ）に示すように、シフタ
を形成しない透明基板開口部１２０及び９０°のシフタ
を形成する透明基板開口部１２１上にレジスト２９が形
成されるように、レジストをパターニングする。即ち、
位相を１８０°で除したときの値ａ_i が０．９４＜ａ_i
となる位相シフタが形成される開口部を抜きパターンと
する。このレジストのパターニングには、電子ビームを
用いてもよいし光リソグラフィを用いてもかまわない。

【００６０】次いで、図４（ｆ）に示すように、透明基
板２６をエッチングによって彫り込む。このエッチング
には、等方性，異方性いずれの方法を用いてもかまわな
い。このときエッチングで彫り込む深さは、彫り込み部
を透過した光と透明基板２６を透過した光の位相差が１
８０°に近くなるような膜厚とする。このとき、彫り込
む深さの許容範囲は所望の彫り込み量の±１０％以内で
ある。いま、露光光をｉ線（λ＝３６５ｎｍ）、透明基
板２６を石英とすると、石英のｉ線波長での屈折率はｎ
_s ＝１．４４６であるから、このとき掘り込む深さは４
０９ｎｍに近い値となる。その後、図４（ｇ）に示すよ
うに、レジスト２９をＳＨ法やアッシャー法などを用い
て剥離する。

【００６１】これにより、第１回目のエッチングで基板
開口部１２１に掘り込み深さ２０４．５ｎｍの位相シフ
タ（９０°）が形成され、第２回目のエッチングで基板
開口部１２２に掘り込み深さ４０９ｎｍの位相シフタ
（１８０°）が形成され、第１回及び第２回目のエッチ
ングで基板開口部１２３に掘り込み深さ６１３．５ｎｍ
の位相シフタ（２７０°）が形成されることになる。

【００６２】以上説明したように本実施例の位相シフト
マスク製造方法を用いると、位相シフタの膜厚として９
０°，１８０°，２７０°の３種類が存在するが、遮光
膜パターン形成後のマスク上のレジストパターニングは
２回ですみ、マスク製造工程の短縮化がはかれる。さら
に９０°の位相シフタ（即ち彫り込みの浅い位相シフ
タ）から先に形成しているため、マスク上の２回目のレ
ジストパターニングの際（図４（ｅ））、下地の段差
（位相シフタと遮光膜の段差）の影響を最小限に抑える
ことができる。

【００６３】（実施例５）図５は、本発明の第５の実施
例に係わる位相シフトマスクの位相シフタの配置例を示
す平面図である。なお、比較のために従来の位相シフタ
の配置例を図６に示す。各図とも周期的なパターンから
なるセルアレイ領域と、非周期的なパターンからなるセ
ンスアンプ領域を点線で囲んである。

【００６４】図６に示す従来例では、０°，１８０°の
位相のみで開口部にシフタを配置している。セルアレイ
部のような周期的なパターンの部分では１８０°に対す
る膜厚のシフタがあれば、隣合う開口部を透過する光の
位相が異なるように配置できる。しかし、セルアレイ部
からの導出部（ここではセンスアンプ部を例にあげてい
る）では、隣合う開口部を透過する光の位相が同位相と
なる部分（図中のｐ，ｑ）が存在する。これらの部分で
は位相シフト法の効果が著しく低下するため、寸法を大
きくしたり、隣合う開口部を透過する光の位相が異なる
ようにパターンを書き換える必要がある。このため、０
°，１８０°の位相のみで開口部にシフタを配置する場
合は設計的に制約が大きいと言える。

【００６５】これに対し図５に示す本実施例では、０
°，１８０°の位相の他に、９０°，２７０°の位相シ
フタを用いた場合のシフタの配置例を示している。この
ように０°，９０°，１８０°，２７０°の４種類の位
相を用いた場合、隣合う開口部を透過する光の位相を異
ならせようとすると、位相差は９０°若しくは１８０°
となる。前記図１７でも分かるように隣合う開口部を透
過する光の位相差は１８０°の方が解像力が高いので、
セルアレイ部のような単純な繰り返しパターンの部分で
は、０°，１８０°，０°，１８０°…とシフタを配置
することが望ましい。それは、例えばＤＲＡＭのセル部
分はトレンチやスタックといった３次元構造をとること
が多く、その分高い解像力が要求されるからである。

【００６６】さらに本実施例では、センスアンプ部にお
いて従来では隣合う開口部を透過する光の位相が同相と
なる部分において、９０°，２７０°といった位相を設
けている。この配置方法によって、センスアンプ部分に
おいても隣合う開口部を透過した光の位相が異なるよう
になり、位相シフト法の効果を持たせることができる。
従って、従来の位相シフト法のように隣合う開口部を透
過する光の位相が同じになる部分が少なくなり、これら
の部分の寸法を大きくしたり、隣合う開口部を透過する
光の位相が異なるようにパターンを書き換えるといった
設計的な制約が小さくなる。

【００６７】（実施例６）図７は、本発明の第６の実施
例に係わる位相シフトマスクの位相シフタ配置例を示す
平面図である。図７（ａ）は従来例であり、０°，１８
０°の位相のみで開口部にシフタを配置している。この
ように従来のレベンソン型位相シフト法は、０°，１８
０°の位相の組み合わせだけで位相シフトマスクを形成
していたため、隣合うパターンの位相が異なる組み合わ
せは（０°，１８０°）の１通りしかなく、そのため図
７（ａ）のパターンｓ，ｑには０°，１８０°のいずれ
の位相を配置しても隣合うパターンの位相が等しくなっ
てしまう。このため、この部分で位相シフト法の効果が
著しく低減してしまう。

【００６８】そこで本実施例では図７（ｂ）のように、
パターンｓ，ｑに新たに９０°，２７０°の位相シフタ
を組み合わせる。これによって、隣合うパターンの位相
が異なる組み合わせは（０°，９０°），（０°，１８
０°），（０°，２７０°），（９０°，１８０°），
（９０°，２７０°），（１８０°，２７０°）の６通
りとなり、隣合うパターンの位相が異なるようになり位
相シフト法としての効果が生じてくる。

【００６９】（実施例７）図８は、本発明の第７の実施
例に係わる位相シフトマスクの位相シフタ配置例を示す
平面図である。この実施例では、隣接する開口部を透過
した光の相対位相差が１８０°に近くなるように位相シ
フタを配置した任意の２本の平行な開口部分で囲まれた
領域（図中の点線内の領域Ｄ_A ）に、前記２本の囲む開
口部分に沿う方向に開口部分が形成されている。さら
に、前記２本の囲む開口部分に沿う方向に垂直な任意の
断面（Ａ−Ａ′断面）における開口部の本数は偶数（図
では２本）である。この場合、隣合う開口部を透過した
光の相対位相を１８０°に近くなるように位相シフタを
配置する。

【００７０】このように配置することによって、隣合う
開口部を透過した光の相対位相は常に１８０°に近くな
るようになり位相シフト法としての効果が十分に発揮さ
れ、本マスクを用いて形成されたパターンには高い解像
力が得られるようになる。

【００７１】（実施例８）図９は、本発明の第８の実施
例に係わる位相シフトマスクの位相シフタ配置例を示す
平面図である。この実施例では、隣接する開口部を透過
した光の相対位相差が１８０°に近くなるように位相シ
フタを配置した任意の２本の平行な開口部分で囲まれた
領域（図中の点線内の領域Ｄ_B ）に、前記２本の囲む開
口部分に沿う方向に開口部分が形成されている。さら
に、前記２本の囲む開口部分に沿う方向に垂直な任意の
断面（Ｂ−Ｂ′断面）における開口部の本数は偶数（図
では３本）である。この場合、隣合う開口部を透過した
光の相対位相を９０°に近くなるように位相シフタを配
置する。

【００７２】このように配置することによって、隣合う
開口部を透過した光の相対位相は常に９０°に近くなる
ようになり位相シフト法としての効果が十分に発揮さ
れ、本マスクを用いて形成されたパターンには高い解像
力が得られるようになる。

【００７３】（実施例９）図１０は、本発明の第９の実
施例に係わる位相シフトマスクの位相シフタ配置例を示
す平面図である。この実施例では、隣接する開口部を透
過した光の相対位相差が１８０°に近くなるように位相
シフタを配置した任意の２本の平行な開口部分で囲まれ
た領域（図中の点線内の領域Ｄ_C ）に、前記２本の囲む
開口部分に沿う方向に開口部分が形成されている。さら
に、前記２本の囲む開口部分に沿う方向に垂直な任意の
断面における開口部の本数は偶数の場合と奇数の場合が
混在している。即ち、Ｃ１−Ｃ１′断面では偶数（図で
は２本）、Ｃ２−Ｃ２′断面、Ｃ３−Ｃ３′断面では奇
数（図ではそれぞれ１本と３本）である。

【００７４】このように偶数箇所が１つ、奇数箇所が複
数の場合、まず偶数の部分の隣接した開口部を透過した
光の相対位相を１８０°に近くなるようにし（即ちＣ１
−Ｃ１′断面においてＱ１を１８０°、Ｒ１を０°に近
い値とし）、次にそれ以外の開口部分においては隣接す
る開口部を透過した光の相対位相を９０°に近くなるよ
うに（即ちＣ２−Ｃ２′断面、Ｃ３−Ｃ３′断面におい
てＰ１を９０°若しくは２７０°に近い値と）する。

【００７５】このように配置することによって、隣合う
開口部を透過した光の相対位相は常に１８０°若しくは
９０°に近くなるようになり位相シフト法としての効果
が十分に発揮され、本マスクを用いて形成されたパター
ンには高い解像力が得られるようになる。

【００７６】（実施例１０）図１１は、本発明の第１０
の実施例に係わる位相シフトマスクの位相シフタ配置例
を示す平面図である。この実施例では、隣接する開口部
を透過した光の相対位相差が１８０°に近くなるように
位相シフタを配置した任意の２本の平行な開口部分で囲
まれた領域（図中の点線内の領域Ｄ_D ）に、前記２本の
囲む開口部分に沿う方向に開口部分が形成されている。
さらに、前記２本の囲む開口部分に沿う方向に垂直な任
意の断面における開口部の本数は偶数の場合と奇数の場
合が混在している。即ちＤ１−Ｄ１′断面、Ｄ２−Ｄ
２′断面では偶数（図では２本）、Ｄ３−Ｄ３′断面で
は奇数（図では３本）である。

【００７７】このように奇数箇所が１つ、偶数箇所が複
数の場合、まず複数ある偶数の部分（図ではＤ１−Ｄ
１′断面とＤ２−Ｄ２′断面）のうち、どちらか一つ
（図ではＤ１−Ｄ１′断面とする）において隣接した開
口部を透過した光の相対位相を１８０°に近くなるよう
にする（即ちＤ１−Ｄ１′断面においてＱ２を１８０
°、Ｒ２を０°に近い値とする）。次にそれ以外の偶数
の部分（図ではＤ２−Ｄ２′断面）において隣接した開
口部を透過した光の相対位相を１８０°に近くなるよう
にする（即ちＤ２−Ｄ２′断面においてＰ２を１８０°
に近い値とする）。このとき、Ｐ２−Ｑ２間の相対位相
差は０°となり、この部分において位相シフト法の効果
が得られなくなる。そこで、Ｐ２若しくはＱ２のいずれ
かを９０°若しくは２７０°に近い値とする。これによ
り、Ｐ２−Ｑ２間の相対位相差は９０°となり、この部
分においても位相シフト法の効果が得られるようにな
る。

【００７８】このように配置することによって、隣合う
開口部を透過した光の相対位相は常に１８０°若しくは
９０°に近くなるようになる。さらに相対位相１８０°
から先に配置することによって、相対位相１８０°の部
分が形成されることになり、マスク全面にわたって相対
位相９０°の場合よりも位相シフト法としての効果が十
分に発揮され（図１７より相対位相９０°よりも１８０
°のほうが位相シフト法としての効果が高い）、本マス
クを用いて形成されたパターンには高い解像力が得られ
るようになる。

【００７９】次に、本発明とは直接的には関係ないが、
以下に２つの参考例（実施例１１，１２）を図面を参照
して説明する。

【００８０】（実施例１１）図１２は本発明の第１１の
実施例に係わる位相シフトマスクの構造を示す断面図で
ある。透明基板５０上に遮光膜パターン５１が形成され
ている。透明基板５０の材料としては例えば石英、遮光
膜５１の材料としては例えば酸化クロムなどを用いた。
石英基板５０上の開口部のある領域に厚さλ／２（ｎ_s
−１）（λ：露光波長、ｎ_s ：露光波長における位相シ
フタの屈折率）の位相シフタ５２が形成されている。位
相シフタ５２の材料としては、例えば液相成長法，スパ
ッタ法若しくはＣＶＤ法で形成されたＳｉＯ₂ 膜などを
用いた。

【００８１】ここまでは従来構造と同じであるが、本実
施例ではさらに、位相シフタ５２と同じ成膜方法で形成
した位相シフタ５２と同じ材料（バッファ膜）５３を、
石英開口部５０１と位相シフタ部５０２の両方の光透過
部を含む領域に均一に形成する。このとき、成膜方法に
よっては遮光膜上に形成される場合もあるが、遮光膜５
１上に形成されたバッファ膜５３は露光の際転写に影響
しない。この位相シフタと同じ材料のバッファ膜５３の
膜厚ｈは露光波長λと位相シフタの屈折率ｎ_sで決定さ
れ、次式で与えられる。

【００８２】 ｈ＝（λ／４ｎ_s ）｛ｍ−ｎ_s ／（ｎ_s −１）｝ … (14) 但し、ｎ_s ：シフタ屈折率，λ：露光波長，ｍ：整数で
ある。

【００８３】いま、露光光をｉ線（λ＝３６５ｎｍ）、
位相シフタ材料を液相中で形成したＳｉＯ₂ 膜とする
と、位相シフタのｉ線波長での屈折率はｎ_s ＝１．４４
６であるから位相シフタ５２の膜厚は４０９ｎｍ、位相
シフタと同じ材料のバッファ膜５３の膜厚はｍ＝５のと
き１１．１ｎｍとなる。

【００８４】即ち、ｉ線に対する位相シフトマスクを液
相成長法を用いて形成するには、石英基板５０上に遮光
膜パターン５１を形成した後、４０９ｎｍの位相シフタ
５２を液相成長法を用いて形成し、さらに同じ方法を用
いて１１．１ｎｍの位相シフタ５２と同じ材料のバッフ
ァ膜５３を石英開口部５０１と位相シフタ部５０２の両
方に形成すればよい。このバッファ膜５３の膜厚の所望
値からのずれの許容範囲は、所望値の±１０％以内であ
る。

【００８５】図１３に露光光をｉ線、位相シフタを液相
成長法を用いたＳｉＯ₂ 膜としたときの、入射強度に対
する透過光の比Ｉ_s の位相角δ依存性を示す。図より、
δ＝０°のときＩ_s は９２．７９３％なのに対して、δ
＝１８０°のときは９３．１０９％となる。これは、液
相成長法を用いてｉ線用位相シフトマスクを形成した場
合、本実施例の手法（位相シフタと同じ膜を石英開口部
と位相シフタ部の両方に均一に形成するといった手法）
を用いないと、位相シフタ部を透過した光強度は石英開
口部を透過した光強度に比べ０．３１６％も高くなって
しまうことが分かる。

【００８６】これを補正するために、位相シフタ部を透
過した光強度と石英開口部を透過した光強度を等しく
し、かつ位相シフタ部を透過した光の位相と石英開口部
を透過した光の位相を１８０°異なるようにするには、
図１３に示すように位相角δに対応する膜厚ｈを、石英
開口部と位相シフタ部の両方に均一に形成すればよいこ
とが分かる。

【００８７】露光光をｉ線（λ＝３６５ｎｍ）、位相シ
フタ材料を液相中で形成したＳｉＯ₂ 膜（ｎ_s ＝１．４
４６）としたときの本実施例に示した膜厚ｈと整数ｍの
値の関係を図１４に示す。図１４よりｍの値によっては
膜厚ｈは負の値となるが、これはマスク製作上不合理で
ある。従って、ｍはｈ≧０となるような値を選ぶべきで
ある。さらに、マスク製作におけるスループットの関係
から膜厚ｈはなるべく薄い値とすることが望ましい。

【００８８】例えばｉ線用位相シフタのＳｉＯ₂ を液相
中（成膜レート約１００ｎｍ／ｈ）で形成すると、図１
４よりｍ＝１０の場合、成膜時間が通常の位相シフトマ
スクの約１２％も余分にかかることになる。また、ｈの
値が小さ過ぎると成膜時間が短時間であるため、均一で
精度の高い膜が形成できない。液相中で位相シフタを形
成する場合、膜厚２０ｎｍ以下では膜の均一性が低いこ
とが知られている。つまり、ｍの値の下限は膜厚の安定
性で決定され、この下限値はマスク製作プロセスによっ
て異なる。以上のことから、液相中でｉ線用の位相シフ
トマスクを形成する場合、図１４に示したようにｍの値
は６から９までが適当であると考えられる。

【００８９】このように本実施例によれば、通常の位相
シフトマスクの作製プロセスを経て形成されたマスクの
全面（透明基板開口部と位相シフタ部）に位相シフタと
同一の材料を形成し、この材料の膜厚を選ぶことによっ
て（膜厚の値は露光波長と位相シフタ材料の屈折率によ
って決まる）、透明基板開口部を透過した光強度と位相
シフタを透過した光強度の値を等しくすることができ
る。これにより、位相シフタ部と透明基板開口部で形成
される解像パターンに不均一性が生じることなく所望通
りパターンが形成されるようになる。

【００９０】（実施例１２）図１５は、本発明の第１２
の実施例における最適屈折率をもつシフタ材料を選ぶ方
法を説明するための図である。第１１の実施例で示した
ように位相シフタと同じ膜を石英開口部と位相シフタ部
の両方に形成する手法を用いないとき、石英開口部の透
過光強度と位相シフタ部の透過光強度の差が許容範囲内
となるようにシフタ材料の屈折率（即ち適したシフタ材
料）を選ばなければならない。いま、石英開口部の透過
光強度と位相シフタ部の透過光強度の差が石英開口部の
光強度の１％以内が許容範囲とすると、前記（11）式の
ようになる。

【００９１】また、位相シフタ膜厚の１８０°からのズ
レ量の許容範囲が±１０度とすると前記（12）式のよう
になる。

【００９２】図４は、ＫｒＦエキシマレーザーを用いた
ときのＩ_s ／Ｉ_q の位相シフタ屈折率ｎ_s 依存性を示し
ている。（12）式を満たすＩ_s ／Ｉ_q の値は、図４の斜
線部で示されている。いま、石英開口部の透過光強度と
位相シフタ部の透過光強度の差が石英開口部の光強度の
１％以内が許容範囲とするシフタの屈折率は、次の関係
を満たすことが必要である。

【００９３】 １．４６≦ｎ_s ≦１．５５ … (15) 次に、石英開口部の透過光強度と位相シフタ部の透過光
強度の差の許容範囲がより厳しく０．０５％とすると、

【数３】 となる。また、位相シフタ膜厚の１８０°からのズレ量
の許容範囲が±１０度とすると、前記（12）式となる。

【００９４】図１５はＫｒＦエキシマレーザーを用いた
ときのＩ_s ／Ｉ_q の位相シフタ屈折率ｎ_s 依存性を示し
ている。(9) 式を満たすＩ_s ／Ｉ_q の値は図１５の斜線
部で示されている。いま、石英開口部の透過光強度と位
相シフタ部の透過光強度の差が石英開口部の光強度の１
％以内が許容範囲とするシフタの屈折率は次の関係を満
たすことが必要である。

【００９５】 １．４８≦ｎ_s ≦１．５３ … (17) ここで、石英開口部の透過光強度と位相シフタ部の透過
光強度の差の許容範囲が石英開口部の光強度の±１％以
内望ましくは±０．５％以内となる根拠について図１６
を用いて説明する。図１６はレジスト寸法の透過光強度
の所望値からのずれ依存性である。図１６よりデバイス
試作に必要な焦点深度±０．５μｍ以上得るには、透過
光強度の所望値からのずれの許容範囲は±１％であるこ
とが分かる。また、図１６より商品デバイス作製に必要
な焦点深度±１．０μｍ以上得るには、透過光強度の所
望値からのずれの許容範囲は±０．５％であることが分
かる。

【００９６】このように本実施例によれば、位相シフタ
と同じ膜を透明基板開口部と位相シフタ部の両方に形成
する手法を用いないとき、石英開口部の透過光強度と位
相シフタ部の透過光強度の差が許容範囲内となるように
シフタ材料の屈折率（即ち適したシフタ材料）を選ぶこ
とによって、位相シフタ部と透明基板開口部で形成され
る解像パターンに不均一性が生じることなく所望通りパ
ターンが形成されるようになる。

【００９７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、０
°，９０°，１８０°，２７０°の位相組み合わせ（隣
合うパターンを透過した光の相対位相差が９０°若しく
は１８０°）で位相シフタを配置することにより、位相
シフト法における十分な解像力を保持しながら、マスク
の設計的な制約を小さくすることのできる位相シフトマ
スクを実現することが可能となる。

【００９８】

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例に係わる位相シフトマスクの構造
を示す平面図と断面図。

【図２】第２の実施例に係わる位相シフトマスクの製造
工程を示す断面図。

【図３】第３の実施例に係わる位相シフトマスクの製造
工程を示す断面図。

【図４】第４の実施例に係わる位相シフトマスクの製造
工程を示す断面図。

【図５】第５の実施例に係わる位相シフトマスクの位相
シフタ配置例を示す平面図。

【図６】比較のために従来の位相シフトマスクのシフタ
配置例を示す平面図。

【図７】第６の実施例に係わる位相シフトマスクの位相
シフタ配置例を示す平面図。

【図８】第７の実施例に係わる位相シフトマスクの位相
シフタ配置例を示す平面図。

【図９】第８の実施例に係わる位相シフトマスクの位相
シフタ配置例を示す平面図。

【図１０】第９の実施例に係わる位相シフトマスクの位
相シフタ配置例を示す平面図。

【図１１】第１０の実施例に係わる位相シフトマスクの
位相シフタ配置例を示す平面図。

【図１２】第１１の実施例に係わる位相シフトマスクの
構造を示す断面図。

【図１３】第１１の実施例における位相角と透過率との
関係を示す特性図。

【図１４】第１１の実施例における膜厚と整数値との関
係を示す特性図。

【図１５】第１２の実施例における最適屈折率を持つシ
フタ材料を選ぶ方法を説明するための図。

【図１６】レジスト寸法の透過光強度の所望値からのず
れ依存性を示す図。

【図１７】本発明の作用を説明するためのもので、デフ
ォーカス値とコントラストとの関係を示す特性図。

【図１８】本発明の作用を説明するためのもので、基板
開口部を透過した光強度Ｉq と位相シフタを透過した光
強度Ｉs の値が異なる様子を示す図。

【図１９】本発明の作用を説明するためのもので、透明
基板／シフタの２層構造におけるシフタ内の多重反射の
様子を示す図。

【図２０】位相シフト法の原理を示す図。

【符号の説明】

１，１０，１６，２６，５０…透明基板 ２，１１，１７，２７，５１，５２…遮光膜 ３，１３，１５，１８，２０…位相シフタ １２，１４，１９，２１，２８，２９…レジスト ５３…バッファ膜 １０１，１１０〜１１３，１１６〜１２３…透明開口部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03F 1/00 - 1/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透光性基板と、この基板上に形成された遮
   光層からなる所定パターンと、この遮光層で覆われてい
   ない開口領域に選択的に形成され、前記基板を透過する
   リソグラフィ光に対して位相を、９０°，１８０°，２
   ７０°シフトする位相シフタ層が形成された位相シフト
   マスクにおいて、 隣接する開口領域を透過した光の相対位相差が略１８０
   °となるように位相シフタ層を配置した任意の２本の平
   行な第１の開口部で囲まれた領域に形成された第２の開
   口部の全て若しくは一部が第１の開口部に平行であり、
   かつ第１の開口部に垂直な任意の断面における第２の開
   口部の本数が偶数の部分では、第２の開口部内で隣接す
   るもの同士の相対位相差を１８０°とし、かつ第１の開
   口部とそれに隣接する第２の開口部の相対位相差を１８
   ０°とし、第２の開口部の本数が奇数の部分では、第２
   の開口部内で隣接するもの同士の相対位相差を９０°若
   しくは１８０°とし、かつ第１の開口部とそれに隣接す
   る第２の開口部の相対位相差を９０°若しくは１８０°
   となるように設定してなることを特徴とする位相シフト
   マスク。