JPH07219204A - ハーフトーン型位相シフトマスク及びその製造方法並びにパターン転写方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多数の微小透光部からなる遮光領域の形成範
囲を最少限に押さえつつ重ね露光による欠陥の発生のお
それを防止できるハーフトーン型位相シフトマスク及び
その製造方法並びに該ハーフトーン型位相シフトマスク
を用いたパターン転写方法を提供する。 【構成】 略正方形状をなした転写領域Ｉと該転写領域
Ｉの周辺の非転写領域Ｉn との境界に隣接する非転写領
域であるはみだし領域ΔＩ内を実質的に露光に寄与しな
い強度の露光光を透過させる半透光部で構成し、かつ、
該はみだし領域ΔＩ内であって転写領域Ｉの輪郭を仕切
る正方形の４隅の各一辺に接する部位に、半透光部に解
像限界以下の大きさの多数の微小透光部を設けて構成し
た略正方形状の遮光部６をそれぞれ１個ずつ設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マスクを通過する露光
光間に位相差を与えることにより、転写パターンの解像
度を向上できるようにした位相シフトマスクであって、
遮光部を実質的に露光に寄与しない強度の光を透過させ
ると同時に透過光の位相をずらす半透光膜で構成し、こ
の遮光部と透光部との境界部近傍を通過した光が互いに
打ち消しあうようにして境界部のコントラストを良好に
保持できるようにしたいわゆるハーフトーン型位相シフ
トマスク及びその製造方法並びに該ハーフトーン型位相
シフトマスクを用いたパターン転写方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ＬＳＩ製造などにおいては、微細
パターン転写のマスクたるフォトマスクの１つとして位
相シフトマスクが用いられる。この位相シフトマスク
は、マスクを通過する露光光間に位相差を与えることに
より、転写パターンの解像度を向上できるようにしたも
のである。この位相シフトマスクの１つに、特に、単一
のホール、ドットまたはライン、スペース等の孤立した
パターン転写に適したものとして、特開平４−１３６８
５４号公報に記載の位相シフトマスクが知られている。

【０００３】図７は特開平４−１３６８５４号公報に記
載の位相シフトマスクの断面図、図８は図７におけるＡ
矢視図である。これらの図に示されるように、この公報
記載の位相シフトマスク３１は、透明基板３２上に実質
的に露光に寄与しない強度の光を透過させると同時に通
過する光の位相をシフトさせる半透光膜３３を形成し、
次いで、該透明基板３２の中央部の転写領域Ｉに、前記
半透光膜３３の一部を選択的に除去することにより、実
質的に露光に寄与する強度の光を透過させる透光部３４
と実質的に露光に寄与しない強度の光を透過させる半透
光部３５とで構成するマスクパターンを形成したもので
ある。そして、この位相シフトマスク３１は、半透光部
３５を通過する光の位相をシフトさせて該半透光部３５
を通過した光の位相が上記透光部３４を通過した光の位
相に対して実質的に反転する関係になるようにすること
により、前記透光部３４と半透光部３５との境界近傍を
通過して回折により回り込んだ光が互いに打ち消しあう
ようにして境界部のコントラストを良好に保持できるよ
うにしたものである。このタイプの位相シフトマスク
は、いわゆるハーフトーン型位相シフトマスクと俗称さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この位相シ
フトマスクは、通常、半導体製造に用いられる露光装置
である縮小投影露光装置（ステッパー）のマスク（レテ
ィクル）として用いられる。このステッパーは、レティ
クルを露光光で投影して得られる投影像を投影レンズで
縮小し、被転写体である半導体ウエハ上に結像させて縮
小投影露光を行うものである。この縮小投影露光は、通
常、１枚の半導体ウエハ上の異なる位置に同一のレティ
クルのパターンを繰り返し転写して露光し、１枚のウエ
ハから多数の半導体チップを得るものである。このた
め、このステッパーを用いてパターン転写を行うとき
は、図７に示されるように、ステッパーに備えられた被
覆部材（アパーチャー）３７によって位相シフトマスク
３１（レティクル）の転写領域Ｉのみを露出させるよう
に周縁領域を被覆して露光を行う。

【０００５】しかしながら、このアパーチャー３７は、
精度よく（例えば１μｍ以下の精度）転写領域のみを露
出させるように設置することは機械精度的に難しく、多
くの場合、露出部（照射領域）が転写領域の外周周辺の
非転写領域にはみ出てしまう。また、アパーチャーが仮
に高精度であってはみ出し部がない場合であっても、ア
パーチャーと被転写体との間に距離があることから露光
光が回折して非転写領域に達する。

【０００６】このように、アパーチャー３７が本来の転
写領域よりも広い範囲に露光光を通過させた場合、次の
問題のあることがわかった。すなわち、ハーフトーン型
位相シフトマスク３１は、通常、非転写領域に実質的に
露光に寄与しない強度の光を通過させる半透光膜３３が
形成されている。このため、上述のように、アパーチャ
ー３７が本来の転写領域よりも広い範囲に露光光を通過
させると、このはみ出した部分（はみ出し領域）で実質
的に露光に寄与しない強度の光による露光（転写像の形
成）がなされる。勿論、このはみ出し部分があっても１
回の露光では何等問題は生じない。しかし、このはみ出
して露光された部分（はみ出し露光部＝はみ出し像）が
転写領域に重なったり、あるいは、次の露光の際に同様
にはみ出して露光された部分と重なる場合が生じ、この
重ね露光によって、１回の露光では実質的に露光に寄与
しない露光量であっても、それらが加算されて露光に寄
与する量に達する場合がある。したがって、これによ
り、本来は露光されるべきでない領域に結果的に露光が
施されたと同様のことが起こり、欠陥が発生する。以
下、この点を具体的に説明する。

【０００７】図９ははみ出し露光部が重なる現象を示す
説明図である。この図９では説明を簡単にするために露
光対象たるレジストを塗布したウエハ（被転写体）上に
隣接して４個の転写を行った場合を想定したものであっ
て、実線で囲まれる領域ＥI1、ＥI2、ＥI3、ＥI4が転写
領域であり、それぞれの転写領域の外側の点線で囲まれ
る部分がはみ出し部ΔＥI1、ΔＥI2、ΔＥI3、ΔＥI4で
ある。上記各転写領域の寸法（縦及び横）はＩ、実際の
アパーチャーの光通過孔の寸法（縦及び横）はＩ´、は
み出し部の寸法（幅）はΔＩである。なお、転写領域Ｅ
I1、ＥI2、ＥI3、ＥI4の相互位置関係は、ステッパーの
ＸーＹステージ等によって正確に隣合わせになるように
に設定される。また、図９では説明をわかり易くするた
めに、はみ出し部ΔＥI1、ΔＥI2、ΔＥI3、ΔＥI4を拡
大して示してある。

【０００８】図９から明らかなように、はみ出し部ΔＥ
I1、ΔＥI2、ΔＥI3、ΔＥI4は、転写領域ＥI1，ＥI2、
ＥI3、ＥI4に重なる部分や、これにさらに相互にも重な
る部分が生ずる。これら重なり部分をそれぞれδＥI12
、δＥI24 、δＥI34 、δＥI13 、δＥI1234 、δＥI
2134 、δＥI3124 、δＥI4123 とすると、転写領域内
の重なり部分及び領域δＥI12 、δＥI24 、δＥI34 、
δＥI13 の露光回数は共に２回であるが、重なり部分δ
ＥI1234 、δＥI2134 、δＥI3124 、δＥI4123は４回
となる。いま、半透光膜３２の光強度透過率を７％とす
ると、２回露光の部分には光透過率１４％の膜を通過し
た場合と同じ量の露光が、さらに、４回露光の部分には
光透過率２８％の膜を通過した場合と同じ量の露光がそ
れぞれ行われることになる。このため、これら重なり部
分では、プロセス条件によっては実質的に露光に寄与す
る強度に達する露光が行われる場合が生ずる。その結
果、この露光を行った後、レジストを現像し、所定のエ
ッチング等をしてパターンを形成したウエハには、本来
は形成すべきでない部分に不要なパターンが形成される
ことになり、パターン欠陥が発生してしまうことにな
る。

【０００９】この問題を解決するために、転写領域と非
転写領域との境界に隣接する非転写領域に遮光部を設
け、転写領域と非転写領域との境界部における露光光の
もれを低減する技術が知られている。例えば、第５４回
応用物理学会学術講演会予稿集２８ａ−ＳＨＦ−２１
（１９９３年）には、転写領域と非転写領域との境界に
隣接する非転写領域の半透光膜に、露光光の解像限界以
下の微小透光部をリソグラフィー法によって多数形成す
ることにより、該マスク周辺部における露光光の透過率
を低減する技術が開示されている。すなわち、半透光膜
に解像限界以下の多数の微小透光部を設け、その半透光
部と微小透光部との面積比率Ｗ＝√Ｔ（Ｔ：透過率）と
することにより露光光を照射したときにその多数の微小
透光部を設けたマスク周辺部は遮光され、マスク周辺部
の露光光のもれを防止することができる（図１０参
照）。この方法によれば、非転写領域における露光光の
解像限界以下の微小透光部の形成を、転写領域における
マスクパターンの形成と同じ工程で行うことができるた
め、例えば転写領域に周辺部に遮光性膜を選択的に設け
るなどの方法に比べ、工程を増加させることがなく、転
写領域と非転写領域との境界に隣接する非転写領域を遮
光することができるという利点がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように周辺部全域に遮光部を設けた場合、周辺部におい
て発生するピンホール等の欠陥を検出することは不可能
であった。すなわち、基板上に半透光膜が形成された位
相シフトマスクブランクの上に、通常のリソグラフィー
法を用いて、マスクパターン及び転写領域の周辺部の多
数の遮光部のパターニングを同時に行うときに、ゴミの
付着などの原因から半透光膜にピンホール等の欠陥が発
生する場合がある。しかしながら、上述のような転写領
域の周辺部に多数の微小透光部が形成されると、この部
分におけるピンホール等の欠陥の検出が困難であるとい
う問題点があった。そして、このピンホールが解像限界
以上の大きさである場合、非転写基板上のレジストに不
要なパターンを形成してしまい、またピンホールがレジ
スト解像限界以下の大きさである場合も、前記微小透光
部がつながってレジスト解像限界以上の透光部を形成し
てしまう可能性が高く、同様の問題点が発生する。転写
領域に隣接する非転写領域は、すでに説明したようにス
テッパーにて転写する際に互いに隣り合うウエハ露光エ
リアからはみ出してしまうため、この領域におけるピン
ホールの発生は、ウエハ露光エリアへの不要なパターン
の発生に繋がる。したがって、実際問題として、全ての
重なり部分を遮光するために設けた多数の微小透光部に
よって欠陥発生の可能性が高くなってしまい、特に、２
回重なり部分に設けた多数の微小透光部は、遮光するこ
とによる被転写基板へのパターン欠陥の防止効果より
も、マスクにピンホール等の欠陥が発生することによる
被転写基板へのパターン欠陥発生の危険性のほうが高く
なるおそれがあり、その結果マスクの信頼性を損ねてし
まうおそれがあるという問題点があった。

【００１１】また、電子線描画装置にパターンデータ及
びそのパターンデータの配置データを記憶させ、パター
ン描画を自動処理させる際に、上記のように、転写領域
の周辺部全域に多数の微小透光部からなる遮光部を形成
する場合、パターンデータ数が膨大になり、描画に通常
長い時間を要する。さらに、異なるサイズの転写領域を
有するマスクを製造する際、その転写領域のサイズに合
わせてパターンデータを作製する必要があり、データ処
理の負荷が増すという問題点もあった。

【００１２】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、多数の微小透光部からなる遮光領域の
形成範囲を最少限に押さえつつ重ね露光による欠陥の発
生のおそれを防止できるハーフトーン型位相シフトマス
ク及びその製造方法並びに該ハーフトーン型位相シフト
マスクを用いたパターン転写方法を提供することを目的
とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明にかかるハーフトーン型位相シフトマスク
は、 （構成１） 微細パターン転写用のマスクであって、透
明基板上の転写領域に形成するマスクパターンを、実質
的に露光に寄与する強度の露光光を透過させる透光部と
実質的に露光に寄与しない強度の露光光を透過させる半
透光部とで構成し、かつこの半透光部を通過する光の位
相をシフトさせて該半透光部を通過した光の位相と前記
透光部を通過した光の位相とを異ならしめることによ
り、前記透光部と半透光部との境界近傍を通過した光が
互いに打ち消し合うようにして境界部のコントラストを
良好に保持できるようにしたハーフトーン型位相シフト
マスクであって、前記転写領域と該転写領域の周辺の非
転写領域との境界に隣接する非転写領域を実質的に露光
に寄与しない強度の露光光を透過させる半透光部で構成
し、かつ、前記転写領域に隣接する非転写領域の半透光
部に、解像限界以下の微小透光部を多数配列することに
より露光光を遮光させる遮光領域を設けたハーフトーン
型位相シフトマスクにおいて、このハーフトーン型位相
シフトマスクを用い、かつ、該ハーフトーン型位相シフ
トマスクの転写領域には確実に投影光が照射されるがそ
の周辺の非転写領域にはできるだけ投影光が照射されな
いように可能なかぎり投影光の照射範囲を規制する開口
領域を有するアパーチャーを用いて被転写体上に転写位
置を変えながら繰返し投影露光を行うことにより、該ハ
ーフトーン型位相シフトマスクの転写領域の像が被転写
体上に互いの境界が近接するようにして次々と形成され
るようにした場合において、前記ハーフトーン型位相シ
フトマスクの転写領域の像を転写像とし、前記開口領域
を通過して転写領域からはみだして投影光が照射される
可能性のある非転写領域をはみ出し領域とし、このはみ
出し領域の被転写体上の像をはみ出し像とそれぞれした
とき、互いに隣接する転写像とはみ出し像が重なること
によって実質的に露光に寄与する露光量に達する可能性
のあるはみ出し領域又は該はみ出し領域とその近傍の領
域のみに前記遮光領域を設けるようにしたことを特徴と
する構成、及び、 （構成２） 微細パターン転写用のマスクであって、透
明基板上の転写領域に形成するマスクパターンを、実質
的に露光に寄与する強度の露光光を透過させる透光部と
実質的に露光に寄与しない強度の露光光を透過させる半
透光部とで構成し、かつこの半透光部を通過する光の位
相をシフトさせて該半透光部を通過した光の位相と前記
透光部を通過した光の位相とを異ならしめることによ
り、前記透光部と半透光部との境界近傍を通過した光が
互いに打ち消し合うようにして境界部のコントラストを
良好に保持できるようにしたハーフトーン型位相シフト
マスクであって、前記転写領域と該転写領域の周辺の非
転写領域との境界に隣接する非転写領域を実質的に露光
に寄与しない強度の露光光を透過させる半透光部で構成
し、かつ、前記転写領域に隣接する非転写領域の半透光
部に、解像限界以下の微小透光部を多数配列することに
より露光光を遮光させる遮光領域を設けたハーフトーン
型位相シフトマスクにおいて、前記転写領域を仕切る形
状が長方形又は正方形であって、前記遮光領域をこの長
方形または正方形の各角部の近傍に設けたことを特徴と
する構成とした。

【００１４】また、本発明にかかるハーフトーン型位相
シフトマスクの製造方法は、 （構成３） 構成１又は２のハーフトーン型位相シフト
マスクを製造するハーフトーン型位相シフトマスクの製
造方法において、透明基板上に形成された半透光膜上に
レジストを形成し、次に、前記レジストに対して転写領
域にマスクパターンを形成するとともに前記はみ出し領
域又は該はみ出し領域とその近傍の領域に遮光領域を形
成するためのパターン露光を施し、現像してレジストパ
ターンを形成し、次に、前記レジストパターンをマスク
にして半透光膜をエッチングすることにより、転写領域
にマスクパターンが形成され、かつ、前記はみ出し領域
又は該はみ出し領域とその近傍の領域に遮光領域が形成
されたハーフトーン型位相シフトマスクを得ることを特
徴とした構成とした。

【００１５】さらに、本発明にかかるパターン転写法方
法は、 （構成４） 構成１又は２のハーフトーン型位相シフト
マスクを用い、ステップアンドリピート方式を用いて、
被転写体上に転写位置を変えながら繰返し投影露光を行
うことにより、該ハーフトーン型位相シフトマスクの転
写領域の像が被転写体上に互いの境界が近接して次々と
形成されるようにして、被転写体にマスクパターンを多
数転写することを特徴とした構成としたものである。

【００１６】

【作用】上述の構成１及び２によれば、互いに隣接する
転写像のはみ出し像が重なることによって実質的に露光
に寄与する露光量に達する可能性のあるはみ出し領域又
は該はみ出し領域とその近傍の領域のみに前記遮光領域
を設けるようにしたことにより、実際に最もパターン欠
陥の原因となる部分であるはみ出し像の重なりが例えば
４回の部分については実質的な露光回数を２回以下、す
なわち、実際のパターン転写にほとんど影響がないレベ
ルにとどめることができ、重ね露光によって被転写パタ
ーンにパターン欠陥が発生することを実質的に防止する
ことができる。また、これにより、遮光領域の形成範囲
を最少限に押さえることができるから、それ以外の非転
写領域における欠陥検査を行うことができ、欠陥保証に
対する信頼性を向上させることができる。したがって、
結果的に被転写体に不用なパターンを形成する可能性を
低減することができる。

【００１７】また、構成２によれば、マスクパターンの
形成と遮光領域の形成を一工程で行うことができ、工程
の簡略化が可能である。

【００１８】さらに、構成３によれば、被転写基板への
不用なパターン転写を防止した優れた転写が可能であ
る。

【００１９】

【実施例】図１は本発明の一実施例にかかるハーフトー
ン型位相シフトマスクの平面図、図２は遮光領域６の部
分拡大図、図３は図１におけるＢ−Ｂ線における断面
図、図４は一実施例にかかるハーフトーン型位相シフト
マスクの製造工程説明図、図５は一実施例のハーフトー
ン型位相シフトマスクを使用して繰返し転写した際の互
いに隣接する転写像のはみ出し像が重なる様子の説明図
である。以下、これらの図を参照にしながら一実施例を
説明する。

【００２０】図１及び図２において、符号１はハーフト
ーン型位相シフトマスク、符号２は透明基板、符号３は
半透光膜、符号４は透光部、符号５は半透光部、符号６
は遮光領域である。

【００２１】ハーフトーン型位相シフトマスク１は、透
明基板２の全面に半透光膜３を形成し、透明基板２の中
央部の正方形状をなしたマスクパターン転写領域Ｉ内
に、この半透光膜３の一部を除去して透光部４と半透光
部５とで構成するホールあるいはスペース等のマスクパ
ターンを形成したものである。そして、透明基板２上の
外周周辺に残された半透光膜３の上であって、マスクパ
ターン転写領域Ｉと、該転写領域以外の非転写領域Ｉn
との境界に隣接する非転写領域の特定の領域のみに、所
定以上の大きさを有する遮光領域６を形成したものであ
る。なお、半透光膜３は実質的に露光に寄与しない強度
の光を透過する光透過特性と、この透過光の位相を所定
量ずらす位相シフト特性との双方の特性を兼ね備えた膜
であり、本実施例はこの特性を単層の膜で実現するハー
フトーン型位相シフトマスクの例である。

【００２２】透明基板２は、主表面を鏡面研摩した石英
ガラス基板（寸法；縦６インチ×横６インチ×厚さ０．
２５インチ）である。

【００２３】半透光膜３は、膜厚１３０ｎｍの酸化Ｃｒ
膜であり、波長３６５ｎｍの露光光に対する透過率が７
％である。また、同波長の露光光の位相を１８０°シフ
トさせる。

【００２４】また、遮光領域６は、図２にその拡大図を
示したように、半透光膜３に、ホール状の微小透光部６
１（ホールサイズ１μｍ）を一定の間隔をおいて（ホー
ルピッチ２．２μｍ）多数形成したホールアレイがパタ
ーニングされた２ｍｍ角のブロックであり、微小透光部
６１と微小半透光部６２とが交互に配列されたものであ
って、互いに隣り合う部分を通過する光波の位相が反転
していることから、回折と干渉の作用によって結果的に
光を遮断する作用をなすものである。この遮光領域６
は、透明基板２上の中央部の転写領域Ｉ（１０ｃｍ×１
０ｃｍ）の正方形の４隅の各一辺に接する部位に、２ｍ
ｍ角のブロックをそれぞれ１個ずつ設け、合計８ブロッ
ク配置したものである（図１参照）。

【００２５】この構成のハーフトーン型位相シフトマス
ク１は以下のようにして製造することができる。

【００２６】まず、透明基板２上に、クロムをターゲッ
トとし、スパッタガスにＡｒ＋Ｏ2を用いたスパッタリ
ング法により、膜厚が１３０ｎｍの酸化クロムからなる
半透光膜３を形成する（図４（ａ）参照）。次に、ポジ
型電子線レジスト（ＺＥＰ−５２０：日本ゼオン社製）
を塗布して膜厚６００ｎｍのレジスト膜８ａを形成し、
ベークした後、透明基板２上の転写領域Ｉ内におけるレ
ジストに所望のマスクパターンの電子線描画を施し、さ
らに１μｍ角のパターンが２．２μｍのピッチで配列し
た２ｍｍ角のブロックを転写領域Ｉの角部に隣接する非
転写領域Ｉn に角部ごとに２箇所ずつ、計８箇所描画す
る（図４（ｂ）参照）。このときのブロックの配置は、
各角部において、転写領域Ｉの頂点から２ｍｍ間での各
辺に隣接するように配置される。次に、所定の現像液で
レジスト液を現像し、レジストパターン８を形成する
（図４（ｃ））。

【００２７】次に、レジストパターン８をマスクにし
て、半透光膜３ａを所定のエッチング液によりエッチン
グし（図４（ｄ）参照）、レジストを剥離して、ハーフ
トーン型位相シフトマスク１を得る（図４（ｅ）参
照）。

【００２８】上述の構成のーフトーン型位相シフトマス
ク１によれば、半透光部５の透過率が７％であるので、
この半透光部５において実質的に露光に寄与しない強度
の光を通過させる。また、半透光部５は、通過する光の
位相を１８０°シフトさせる位相シフト機能を担ってい
る。したがって、この一実施例のハーフートーン型位相
シフトマスク１を用いてパターン転写を行うと、透光部
４と半透光部５との境界部近傍を通過して回折によって
回り込んだ光が互いに打ち消し合い、境界部のコントラ
ストを良好に保持できるから、高解像度の露光が可能と
なる。

【００２９】また、いま、このハーフトーン型位相シフ
トマスク１をレティクルとしてステッパーに装着して繰
り返しパターン転写を行う場合において、図１及び図３
に示されるように、ステッパーのアパーチャー７の開口
領域がレティクルたるハーフトーン型位相シフトマスク
１の転写領域Ｉより大きいために、アパーチャーを７を
通過した投影光の照射領域Ｉ´が非転写領域にはみ出し
て照射されるはみ出し領域ΔＩが生じている場合を考え
る。そうすると、被転写体上には、このはみ出し領域Δ
Ｉによる像であるはみ出し像が形成される。

【００３０】図５は、説明を簡単にするために、被転写
体上に転写像が互いに左右・上下に近接して４個形成さ
れる場合において、互いに隣接する転写像のはみ出し像
によって重なり露光が生ずる様子を模式的に示したもの
である。

【００３１】図５において、４個の転写像は、それぞれ
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの露光操作によって転写したものであ
り、実線で囲まれる領域ＥI1、ＥI2、ＥI3、ＥI4が転写
像であり、それぞれの転写像の外側の点線で囲まれる部
分がはみ出し像である。図５に示されるように、はみ出
し像及び転写像が重なって形成されるトータル回数は、
図の領域ＥＩ12、ＥＩ13、ＥＩ24、ＥＩ34がそれぞれ２
回であり、領域ＥＩ14、ＥＩ23がそれぞれ４回である
が、領域ＥＩ14、ＥＩ23が転写される部分のハーフトー
ン型位相シフトマスクには遮光領域６が設けられている
ので、露光の回数としては上記全ての領域で実質的に２
回にとどまることになる。したがって、はみ出し像及び
転写像の形成回数がそのまま露光の回数になっていた従
来の場合（図９参照）のように、４回の重ね露光が行わ
れることはない。

【００３２】これにより、上記アパーチャー７の光通過
領域とハーフトーン型位相シフトマスクの転写領域との
間に多少のずれがあった場合にも、このずれに基づく露
光の欠陥が生ずることを効果的に防止することができ
る。

【００３３】さらに、本実施例においては、多数配列し
た微小透光部からなる遮光領域が、従来に比べて少ない
ので、欠陥発生率が少なく、また描画時間も低減するこ
とができる。

【００３４】また、本実施例では、２ｍｍ角のブロック
を配置することにより遮光領域を形成しているので、転
写領域の大きさが異なるマスクに対しても、すでに遮光
ブロックとして１度データを作製しておけば、そのデー
タによって得られるブロックの配置位置を変える操作を
加えるだけで対応することができるので、簡単なデータ
処理によって処理することが可能になる。

【００３５】なお、上記実施例では遮光領域６の微小透
光部６１を１μｍ角とし、ピッチを２．２μｍとして配
列したが、これに限られるものではなく、微小半透光部
６２の面積×√Ｔ＝微小透光部６１の面積（Ｔ：透過
率）という関係を満たす配列関係であればどのようなも
のであってもよい。但し、例えば、上記実施例のよう
に、半透光部の透過率が７％の場合で、ピッチを上記実
施例と同様とした場合においては、（微小半透光部６２
の面積／微小透光部６１の面積）×√Ｔ＝０．７〜１．
３の関係を満たせばよい。また、微小透光部６１として
上記実施例では、１μｍ角の正方形の場合を掲げたが、
上記のような関係を満たすものであれば長方形等の他の
形状であってもよい。

【００３６】また、遮光領域６のブロックのサイズは２
ｍｍ角に限らず、ステッパーのアパーチャーの位置制御
精度によって、適宜決定することができる。

【００３７】さらに、上記一実施例では、遮光領域６
を、転写領域Ｉの正方形の４隅の各一辺に接する部位に
各１個設ける例を掲げたが、要するに、はみ出し像が重
なった場合でも実質的な重ね露光が所定以上にならない
ような配置であればどのような配置であってもよい。す
なわち、例えば、図６（ａ）、（ｂ）又は（ｃ）のよう
な配置にしてもよい。特に、図６（ｃ）の場合は、重ね
露光をより少なくしてはみだし領域による実質的な露光
を１回のみにとどめることができる。

【００３８】また、上述の一実施例では、半透光膜に酸
化Ｃｒ膜を用いたが、それ以外にもタングステンとシリ
コン及び酸素からなる単層膜、モリブデンとシリコン及
び酸素からなる単層膜、タンタルとシリコン及び酸素か
らなる単層膜あるいは、これらに窒素及び／又は炭素を
含ませたものであってもよい。

【００３９】さらに、半透光膜を２層の膜すなわち、Ｓ
ＯＧ膜等の高透過率膜と薄い金属膜等の低透過率膜とで
構成し、低透過率膜としては、Ｃｒ膜あるいは、酸化ク
ロムもしくは炭化クロムが含まれるものでもよく、ある
いは、モリブデンシリサイド、タンタルシリサイド、タ
ングステンシリサイドのうちの１又は２以上を含むも
の、あるいは、これらに窒素及び／又は酸素を含ませた
ものであってもよい。

【００４０】また、本実施例では、電子線描画によって
パターン露光を行ったが、レーザ描画又はその他露光方
法を用いてもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、転写領
域と該転写領域の周辺の非転写領域との境界に隣接する
非転写領域を実質的に露光に寄与しない強度の露光光を
透過させる半透光部で構成し、かつ、転写領域に隣接す
る非転写領域の半透光部に、解像限界以下の透光部を多
数配列することにより露光光を遮光させる遮光領域を設
けたハーフトーン型位相シフトマスクにおいて、該ハー
フトーン型位相シフトマスクをレティクルとして投影光
の照射領域をできるだけレティクルの転写領域に規制す
るアパーチャーを有するステッパーに装着して繰り返し
パターン転写を行う場合において、ハーフトーン型位相
シフトマスクの転写領域の像を転写像とし、アパーチャ
ーを通過して転写領域からはみ出して投影光が照射され
る可能性のある非転写領域をはみ出し領域とし、このは
み出し領域の被転写体上の像をはみ出し像とそれぞれし
たとき、互いに隣接する転写像のはみ出し像が重なるこ
とによって実質的に露光に寄与する露光量に達する可能
性のあるはみ出し領域又は該はみ出し領域とその近傍の
領域のみに前記遮光領域を設けるようにしたことを特徴
とする構成としたことにより、遮光領域の形成範囲を必
要最少限に押さえつつ、アパーチャーの光通過領域とハ
ーフトーン型位相シフトマスクの転写領域との間に多少
のずれがあった場合にも、このずれに基づく露光の欠陥
が生ずるおそれを効果的に防止することを可能にし、こ
れによって、欠陥の検出が困難な領域を低減して、欠陥
保証に対する信頼性が高く、パターン転写の際に不要な
パターンが転写することを防止できるハーフトーン型位
相シフトマスクを得ているものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかるハーフトーン型位相
シフトマスクの平面図である。

【図２】図１における遮光領域６の部分拡大図である。

【図３】図１におけるＢ−Ｂ線における断面図である。

【図４】一実施例にかかるハーフトーン型位相シフトマ
スクの製造工程説明図である。

【図５】一実施例のハーフトーン型位相シフトマスクを
使用して繰返し転写した際の互いに隣接する転写像のは
み出し像が重なる様子の説明図である。

【図６】一実施例にかかるハーフトーン型位相シフトマ
スクの変形例の平面図である。

【図７】従来の位相シフトマスクの断面図である。

【図８】図７におけるＡ矢視図である。

【図９】はみ出し露光部が重なる現象を示す説明図であ
る。

【図１０】遮光領域を半透光部に多数の微小透光部で構
成したハーフトーン型位相シフトマスクの説明図。

【符号の説明】 １…ハーフトーン型位相シフトマスク、２…透明基板、
３…半透光膜、４…透光部、５…半透光部、６…遮光領
域、７…アパーチャー、６１…微小透光部、６２…微小
半透光部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 7352−4Ｍ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５２８

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微細パターン転写用のマスクであって、
   透明基板上の転写領域に形成するマスクパターンを、実
   質的に露光に寄与する強度の露光光を透過させる透光部
   と実質的に露光に寄与しない強度の露光光を透過させる
   半透光部とで構成し、かつこの半透光部を通過する光の
   位相をシフトさせて該半透光部を通過した光の位相と前
   記透光部を通過した光の位相とを異ならしめることによ
   り、前記透光部と半透光部との境界近傍を通過した光が
   互いに打ち消し合うようにして境界部のコントラストを
   良好に保持できるようにしたハーフトーン型位相シフト
   マスクであって、 前記転写領域と該転写領域の周辺の非転写領域との境界
   に隣接する非転写領域を実質的に露光に寄与しない強度
   の露光光を透過させる半透光部で構成し、かつ、前記転
   写領域に隣接する非転写領域の半透光部に、解像限界以
   下の微小透光部を多数配列することにより露光光を遮光
   させる遮光領域を設けたハーフトーン型位相シフトマス
   クにおいて、 このハーフトーン型位相シフトマスクを用い、かつ、該
   ハーフトーン型位相シフトマスクの転写領域には確実に
   投影光が照射されるがその周辺の非転写領域にはできる
   だけ投影光が照射されないように可能なかぎり投影光の
   照射範囲を規制する開口領域を有するアパーチャーを用
   いて被転写体上に転写位置を変えながら繰返し投影露光
   を行うことにより、該ハーフトーン型位相シフトマスク
   の転写領域の像が被転写体上に互いの境界が近接するよ
   うにして次々と形成されるようにした場合において、 前記ハーフトーン型位相シフトマスクの転写領域の像を
   転写像とし、前記開口領域を通過して転写領域からはみ
   だして投影光が照射される可能性のある非転写領域をは
   み出し領域とし、このはみ出し領域の被転写体上の像を
   はみ出し像とそれぞれしたとき、 互いに隣接する転写像とはみ出し像が重なることによっ
   て実質的に露光に寄与する露光量に達する可能性のある
   はみ出し領域又は該はみ出し領域とその近傍の領域のみ
   に前記遮光領域を設けるようにしたことを特徴とするハ
   ーフトーン型位相シフトマスク。
2. 【請求項２】 微細パターン転写用のマスクであって、
   透明基板上の転写領域に形成するマスクパターンを、実
   質的に露光に寄与する強度の露光光を透過させる透光部
   と実質的に露光に寄与しない強度の露光光を透過させる
   半透光部とで構成し、かつこの半透光部を通過する光の
   位相をシフトさせて該半透光部を通過した光の位相と前
   記透光部を通過した光の位相とを異ならしめることによ
   り、前記透光部と半透光部との境界近傍を通過した光が
   互いに打ち消し合うようにして境界部のコントラストを
   良好に保持できるようにしたハーフトーン型位相シフト
   マスクであって、 前記転写領域と該転写領域の周辺の非転写領域との境界
   に隣接する非転写領域を実質的に露光に寄与しない強度
   の露光光を透過させる半透光部で構成し、かつ、前記転
   写領域に隣接する非転写領域の半透光部に、解像限界以
   下の微小透光部を多数配列することにより露光光を遮光
   させる遮光領域を設けたハーフトーン型位相シフトマス
   クにおいて、 前記転写領域を仕切る形状が長方形又は正方形であっ
   て、前記遮光領域をこの長方形または正方形の各角部の
   近傍に設けたことを特徴とするハーフトーン型位相シフ
   トマスク。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のハーフトーン型
   位相シフトマスクを製造するハーフトーン型位相シフト
   マスクの製造方法において、 透明基板上に形成された半透光膜上にレジストを形成
   し、 次に、前記レジストに対して転写領域にマスクパターン
   を形成するとともに前記はみ出し領域又は該はみ出し領
   域とその近傍の領域に遮光領域を形成するためのパター
   ン露光を施し、現像してレジストパターンを形成し、 次に、前記レジストパターンをマスクにして半透光膜を
   エッチングすることにより、転写領域にマスクパターン
   が形成され、かつ、前記はみ出し領域又は該はみ出し領
   域とその近傍の領域に遮光領域が形成されたハーフトー
   ン型位相シフトマスクを得ることを特徴としたハーフト
   ーン型位相シフトマスクの製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１又は２に記載のハーフトーン型
   位相シフトマスクを用い、ステップアンドリピート方式
   を用いて、被転写体上に転写位置を変えながら繰返し投
   影露光を行うことにより、該ハーフトーン型位相シフト
   マスクの転写領域の像が被転写体上に互いの境界が近接
   して次々と形成されるようにして、被転写体にマスクパ
   ターンを多数転写することを特徴としたパターン転写方
   法。