JPH1172902A - 位相シフトマスク及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光近接効果の高精度の補正を可能とし、解像度
の高い半導体パターンを形成する。 【解決手段】クオーツ基板１のシフタ配置領域に溝が形
成され、この溝内に同一材料からなるアテニュエイティ
ッド位相シフタ３が埋め込み形成され、溝の深さは最も
薄い部分がｄで、露光すべきパターンの疎密に応じて
（２ｎ−１）ｄ（ｎは１以上の整数）の深さに設定され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光リソグラフィ装
置に用いられる位相シフトマスク及びその製造方法に関
し、特に半透明膜を用いて光の位相をシフトさせる場合
に使用されるものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、アテニュエイティッド位相シフ
トマスクは、特にコンタクトホールの露光マージンの増
加に有効であることが知られている。また、解像パター
ンの微細化に伴って、特にライン＆スペースパターンの
場合には光近接効果の影響が無視できなくなりつつあ
り、解像パターンの設計時でのリサイズ等の対策が必要
になっている。

【０００３】光近接効果とは、パターンの疎密による寸
法差やパターン端部における丸まりや後退減少が生じる
ことをいう。従来、コンタクトホールパターンの場合に
は孤立配置が多くパターンが密集していなかったため、
光近接効果の影響が少ないとされていたが、解像パター
ンの微細化に伴ってコンタクトホールでさえもパターン
の配置や疎密の影響が無視できなくなることが予想され
る。

【０００４】このような光近接効果により、例えばマス
ク上同一のパターン寸法であっても孤立パターンと繰り
返しの密集パターンとではウェハ上では異なった寸法に
なる。この現象がデバイスの製造工程で生じると、解像
パターンの微細化が困難となる。そして、デバイスの性
能を劣化させる要因となり、半導体パターンのさらなる
高集積化を困難なものとしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように従
来の位相シフトマスクでは、光近接効果が無視できなく
なり、この現象がデバイスの製造工程で生じると、解像
パターンの微細化が困難となる。そして、デバイスの性
能を劣化させる要因となり、半導体パターンのさらなる
高集積化が困難である。

【０００６】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、その目的とするところは、光近接効果を高精
度に補正し、解像度の高い半導体パターンを形成するこ
とを可能とする位相シフトマスク及びその製造方法を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
位相シフトマスクは、露光光に対して透明な基板の一主
面側に露光光に対して半透明な位相シフタを露光すべき
パターンとは逆パターンに形成し、透明部を通過する光
と位相シフタ部を通過する光との間に（２ｎ−１）π
（ｎは整数）の位相差を持たせた位相シフトマスクにお
いて、露光すべきパターンの疎密に応じて前記位相シフ
タの光透過率を可変設定してなることを特徴とする。

【０００８】また、本発明の請求項２に係る位相シフト
マスクは、請求項１記載の位相シフトマスクにおいて、
前記位相シフタの光透過率を可変するために、該シフタ
の膜厚を変えたことを特徴とする。

【０００９】また、本発明の請求項３に係る位相シフト
マスクは、請求項１記載の位相シフトマスクにおいて、
前記位相シフタの光透過率を可変するために、該シフタ
の材質を変えたことを特徴とする。

【００１０】また、本発明の請求項４に係る位相シフト
マスクは、請求項１記載の位相シフトマスクにおいて、
前記透明基板のシフタ配置領域に溝が形成され、該溝内
に同一材料からなる位相シフタが埋め込み形成され、該
溝の深さは最も薄い部分がｄで、露光すべきパターンの
疎密に応じて（２ｎ−１）ｄ（ｎは１以上の整数）の深
さに設定されていることを特徴とする。

【００１１】また、本発明の請求項５に係る位相シフト
マスクは、請求項１記載の位相シフトマスクにおいて、
前記透明基板上に位相シフタが堆積し、該位相シフタに
溝が形成され、透明部以外の該溝の形成位置における位
相シフタの膜厚は最も薄い部分がｄで、露光すべきパタ
ーンの疎密に応じて（２ｎ−１）ｄ（ｎは１以上の整
数）に設定されていることを特徴とする。

【００１２】また、本発明の請求項６に係る位相シフト
マスクの製造方法は、露光光に対して透明な基板の一主
面に、露光すべきパターンとは逆パターンに溝を形成
し、且つ溝の深さを最小がｄで露光すべきパターンの疎
密に応じて（２ｎ−１）ｄの深さに形成する工程と、前
記溝内を埋め込むように前記透明基板上に露光光に対し
て半透明な位相シフタを堆積する工程と、前記位相シフ
タをエッチバックして基板表面を平坦化する工程とを含
むことを特徴とする。

【００１３】（作用）位相シフトマスクに入射した照明
光は、位相シフタの無い箇所では位相は変化せず、同一
の位相で透過する。一方、位相シフタのある箇所では位
相シフタの無い箇所に対して（２ｎ−１）πだけ位相が
変化する。従って、位相シフタによりシフトした位相は
それぞれ同一位相を保持する。

【００１４】例えば、疎のパターンを露光する場合、隣
接する露光パターン同士の照明光が干渉して像がぼやけ
ることは少ない。従って、透過率の低い位相シフタを各
露光パターン間の領域に対応して配置し、光近接効果の
補正を少な目に設定する。このように配置された位相シ
フタにより透過する照明光は、位相シフタを介さずに透
過した照明光に対して位相が変化し、その振幅は正負逆
となる。

【００１５】ここで、実際にパターンに照明される光強
度は位相シフタを介する光と介さない光とのそれぞれ正
負逆となった振幅を加算したものの２乗に比例するもの
であるため、各露光パターン間の領域での光強度は減少
し、エッジの効いた露光パターンを形成することが可能
となる。

【００１６】これに対して密集パターンを露光する場
合、隣接する露光パターン同士の照明光が接近するため
互いに干渉し、パターンが疎の場合に比べて像がぼやけ
る。従って、透過率の高い位相シフタを隣接する露光パ
ターン間の領域に対応して配置し、光近接効果の補正を
高めに設定する。このように配置された位相シフタによ
り透過する照明光は、位相シフタを介さずに透過した照
明光に対して位相が変化し、その振幅は正負逆となる。

【００１７】ここで、実際にパターンに照明される光強
度は上記疎のパターンを露光する場合と同様に位相シフ
タを介する光と介さない光とのそれぞれ正負逆となった
振幅を加算したものの２乗に比例するものである。しか
しながら、上記疎のパターンを露光する場合に比べて透
過率の高い位相シフタを隣接する露光パターン間の領域
に対応して配置しているため、各露光パターン間の領域
での光強度は大きく減少し、エッジの効いた露光パター
ンを形成することが可能となる。

【００１８】このように、マスクに設けられる複数の位
相シフタの位相を同一に保持しつつ、かつ各位相シフタ
の光透過率を可変設定して用いることで、光近接効果に
よる影響を高精度に補正可能となり、解像度の高い半導
体パターンを形成することが可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態を説明する。 （第１実施形態）図１は、本発明の第１実施形態に係る
クオーツマスク基板堀り込み型３次元構造アテニュエイ
ティッド位相シフトマスクの製造工程を示す断面図であ
る。図１に示すように、まず厚さ６ｄのクオーツ等から
なる透明な基板１に第一のレジスト２を塗布し、マスク
を用いて露光を行いレジストパターンを形成する。この
レジストパターンをマスクとして例えばＲＩＥ（反応性
イオンエッチング）等の異方性エッチング技術を用いて
エッチングし、基板１に深さ５ｄの溝部を形成する（図
１（ａ））。

【００２０】次に、形成された深さ５ｄの溝部に例えば
ＣＶＤ法等によりアテニュエイティッド位相シフタ３を
堆積する（図１（ｂ））。アテニュエイティッド位相シ
フタ３としては、例えばＳｉＮ、ＭｏＳｉ、あるいはα
―Ｃａｒｂｏｎ等の半透明性材料が用いられる。そし
て、アテニュエイティッド位相シフタ３が堆積したＳｉ
Ｏ₂ 基板上を例えばＣＭＰあるいはエッチバック等によ
り平坦化して基板１を露出する（図１（ｃ））。

【００２１】次に、図１（ａ）と同様の工程により、エ
ッチングして深さ３ｄの溝部を形成し（図１（ｄ））、
アテニュエイティッド位相シフタ３を堆積させ（図１
（ｅ））、その表面をＣＭＰあるいはエッチバック等に
より平坦化して基板１を露出する（図１（ｆ））。

【００２２】さらに、図１（ａ）と同様の工程により深
さｄの溝部を形成し（図１（ｇ））、アテニュエイティ
ッド位相シフタ３を堆積させ（図１（ｈ））、その表面
をＣＭＰあるいはエッチバック等により表面を平坦化し
て基板１を露出する（図１（ｉ））。

【００２３】上記図１（ａ）〜（ｉ）までの工程によ
り、マスクとなる基板１に位相シフタとなるアテニュエ
イティッド位相シフタ３が３個形成される。このように
形成された位相シフタはそれぞれ深さが５ｄ，３ｄ，ｄ
と異なるため、マスク上面から入射した照明光に対して
その深さに応じた透過率を与える。

【００２４】すなわち、透明なクオーツ等からなる基板
１を透過率１００％として考え、例えば深さｄの溝部に
埋め込まれたアテニュエイティッド位相シフタ３は、透
過率ｋとする。この場合、深さ３ｄの溝部に埋め込まれ
たアテニュエイティッド位相シフタ３は透過率ｋ³ とな
る。また、深さ５ｄの溝部に埋め込まれたアテニュエイ
ティッド位相シフタ３は透過率ｋ⁵ となる。ここで、照
明光の波長をλとすると、ｄ＝λ／２（ｎ−１）である
ため透過光は基板１を透過した光に対してθ＋１８０
°，θ＋５４０°，θ＋９００°となる。従って、それ
ぞれの透過光は同一の位相を保持する。

【００２５】次に、このように形成された位相シフトマ
スクを用いて実際に光露光を行いコンタクトホールパタ
ーンを形成する場合を図３及び図４を用いて説明する。
図３及び図４において横軸は長さ、縦軸は上からそれぞ
れ振幅、強度、マスクパターンの平面配置を示す。

【００２６】また、図３は本発明を適用した例としてシ
フタ膜厚を３ｄとし、位相差をθ±５４０°とした場合
を示し、図３（ａ）は面積ａ² の３個のコンタクトホー
ルがそれぞれ２ａのピッチで配置される場合の露光を示
し、図３（ｂ）は面積ａ² の３個のコンタクトホールが
ａのピッチで配置される場合を示す。

【００２７】また、図４は従来から用いられている位相
シフタを適用した例としてシフタ膜厚をｄとし、位相差
をθ±１８０°とした場合を示し、図４（ａ）は面積ａ
² の３個のコンタクトホールがａのピッチで配置される
場合の露光を示し、図４（ｂ）は面積ａ² の３個のコン
タクトホールがａのピッチで配置される場合を示す。

【００２８】まず、面積ａ² のコンタクトホールが２ａ
のピッチで配置される場合について考える。面積ａ² の
コンタクトホールが２ａのピッチで配置される場合、通
常のアテニュエイティッド位相シフタを持たないマスク
であれば、各コンタクトホールを挟む領域においては位
相シフタを設けずに完全に遮光するものであり、透過率
は０である。この場合、光の干渉作用等によりコンタク
トホール形成部分の中心に頂点を持つ振幅分布となり、
かつ隣接するコンタクトホール形成部分が近接している
ため、この振幅分布の頂点を結ぶ中間位置においては光
の振幅は０とはならず、ぼやけた像となり、解像度の高
いコンタクトホールを形成することは困難である。

【００２９】上記位相シフタを持たない場合に対して、
各コンタクトホールを挟む領域への入射光が透過するマ
スクに厚さｄのアテニュエイティッド位相シフタを図４
（ａ）に示すように設けると、上記振幅分布の２つの頂
点の谷間に頂点を有し、透明部を通過する照明光の振幅
分布に対して反転された振幅分布が生じる。

【００３０】ここで、実際に形成されるマスクパターン
は振幅の２乗に比例する光強度で定まるものであり、こ
の光強度は透明部を通過した照明光の振幅分布とアテニ
ュエイティッド位相シフタを通過する照明光により現れ
た振幅分布を加算して２乗したものとなる。図４（ａ）
に示す場合、コンタクトホール形成領域の中間点におい
て透明部を通過する照明光による振幅と位相シフタ配置
部を通過する照明光による振幅とは等しくないため光強
度は０とはならない。また、コンタクトホール形成領域
の端部においてもアテニュエイティッド位相シフタによ
る振幅が大きくなるため、光強度分布が本来形成すべき
寸法であるａより小さくなる。従って、このアテニュエ
イティッド位相シフタは適当でないことが分かる。

【００３１】これに対して位相シフタの膜厚をｄから３
ｄに厚くした場合の振幅及び光強度分布は、位相シフタ
の光透過率の関係から変動する。すなわち、シフタ膜厚
がｄの場合の位相シフタの光透過率をｋとすると、図３
（ａ）に示すシフタ膜厚が３ｄの場合は膜厚が３倍とな
っているためｋ³ となる。従って、膜厚がｄの場合に比
べて位相シフタ配置部を通過する照明光による反転され
た振幅分布が小さくなる。

【００３２】これにより、コンタクトホール形成領域の
中間点において透明部を通過する照明光による振幅と位
相シフタ配置部を通過する照明光による振幅とが等しく
なるため光強度は０となり、エッジの効いたコンタクト
ホールパターンを形成することができる。また、形成す
べき寸法ａが狭まることもない。

【００３３】次に、面積ａ² のコンタクトホールがピッ
チａで配置される場合、すなわち上記図３（ａ）及び図
４（ａ）に示したピッチ２ａの場合よりも密にパターン
を形成する場合について説明する。

【００３４】通常のアテニュエイティッド位相シフタを
持たないマスクであれば、各コンタクトホールを挟む領
域に対応するマスク位置が遮光部となる。この場合、図
４（ｂ）に示すように振幅分布は図４（ａ）に示したピ
ッチ２ａの場合と同様にコンタクトホール形成部分の中
心を頂点とする振幅分布となり、頂点を挟む領域では振
幅は０とならない。ピッチ２ａの場合と異なるのは、コ
ンタクトホール形成領域を挟む領域の幅がａと狭いため
隣接するコンタクトホールによる振幅分布が重なり合
い、その中間位置においてより大きな振幅となる。

【００３５】各コンタクトホールを挟む領域に対応する
マスク位置に厚さｄのアテニュエイティッド位相シフタ
を設けた場合、上記遮光部を設けた場合と正負が逆で、
その部分の中心に頂点を有する振幅分布が現れる。ここ
で、図４（ａ）におけるピッチ２ａの場合と比較して、
位相シフタを透過しない光による振幅分布がコンタクト
ホール形成領域を挟む領域において大きいため、位相シ
フタを透過する光の振幅と位相シフタを透過しない光の
振幅とがつり合い、コンタクトホールを挟む領域での光
強度はほぼ０となる。従って、解像度の高いエッジの効
いたマスクパターンを形成することができる。

【００３６】これに対して位相シフタの膜厚をｄから３
ｄに厚くした場合の振幅及び光強度分布は、光透過率の
関係から変動する。すなわち、図３（ｂ）に示すよう
に、図４（ｂ）と同様に振幅は各コンタクトホール形成
領域を挟む部分に遮光部を設けた場合の振幅とアテニュ
エイティッド位相シフタによる正負逆の振幅との和とな
るが、アテニュエイティッド位相シフタは図４（ｂ）に
比較して厚いため光透過率がｋからｋ³ へと低くなる。

【００３７】従って、位相シフタによる振幅分布は図４
（ｂ）の場合に比較して小さくなり、透明部及び位相シ
フタ配置部による振幅分布を加算した場合であっても振
幅が０とならず、光近接効果を充分に補正することはで
きない。従って、光強度分布は解像度の低いものとな
り、各コンタクトホールを挟む領域にも光が照射される
ため、高精度のリソグラフィが困難となる。

【００３８】このように、マスクを透過する光を厚さの
異なるアテニュエイティッド位相シフタで位相を同一に
保持したままその透過率をパターンの疎密に応じて変化
させるため、光近接効果による解像度の低い振幅分布を
補正して解像度の高い半導体パターンを形成することが
可能となる。従って、半導体パターンのさらなる高集積
化が可能となる。

【００３９】次に、上記実施形態に係る３次元構造アテ
ニュエイティッド位相シフトマスクで種々のマスクパタ
ーンを露光した場合のシミュレーションデータを図５〜
図７に示す。露光装置には波長２４８ｎｍのシングルバ
ンドＫｒＦエキシマレーザ光を用いた。図５においては
ＮＡ＝０．５、σ＝０．６の照明条件で計算した。また
図６及び７においてはＮＡ＝０．６、σ＝０．３の照明
条件で計算し、ベストフォーカスでの値を示した。ま
た、露光するコンタクトホールパターンは一辺ａ＝０．
２５μｍの正方形である。また、横軸は位置、縦軸は空
間像強度であり、図６，７に関しては横軸に空間像強度
に設けられた位相シフトマスクの透過位置を示してあ
る。

【００４０】通常のアテニュエイティッド位相シフトマ
スクでのシフタ部分の位相はマスク透過部分の入射光の
位相θに対してθ＋１８０°、シフタ部分の膜厚はｄ、
シフタの透過率は０．０６（６％）とする。従って、θ
＋５４０°の位相を持つシフタ膜厚は３ｄで透過率は
０．０６³ ＝０．０００２１６（０．０２１６％）とな
る。

【００４１】図５は面積ａ² の正方形コンタクトホール
が孤立配置されているパターンのパターン中央部での２
次元空間像強度を示す。また、図５（ａ）はシフタ部分
の位相はθ＋１８０°、シフタ部分の膜厚はｄ、シフタ
の透過率は０．０６とし、図５（ｂ）は位相はθ＋５４
０°、膜厚は３ｄ、透過率は０．０６³ とした。

【００４２】図５（ａ）に示すようにシフタの透過率が
０．０６と高くなっているため、コンタクトホールの形
成領域の周辺部において強度分布が大きく生じている。
この強度分布はアテニュエイティッド位相シフタによる
逆位相の振幅分布が光近接効果を補正するのに必要な振
幅分布を超えているため現れたもので、解像度の低いぼ
やけた像が形成される。

【００４３】これに対して図５（ｂ）に示すようにシフ
タの膜厚を厚くすることにより透過率を低くすること
で、光近接効果を補正するのに適当な逆位相の振幅分布
が生じ、コンタクトホール形成領域の周辺部においての
強度分布がほぼ０となる。従って、解像度の高いエッジ
の効いた像を形成することができる。

【００４４】図６は各コンタクトホールが疎に配置され
てる場合の例であり、面積ａ² の正方形コンタクトホー
ルが３ａのピッチで配置されているパターンのパターン
中央部での２次元空間像強度を示す。図６（ａ）はシフ
タ部分の位相はθ＋１８０°、シフタ部分の膜厚はｄ、
シフタの透過率は０．０６とし、図６（ｂ）は位相はθ
＋５４０°、膜厚は３ｄ、透過率は０．０６³ ＝０．０
００２１６とした。

【００４５】このようにパターンを疎に配置した場合
も、図６（ａ）に示す透過率の高い場合であると光近接
効果を補正するのに適当な振幅以上の逆位相の振幅分布
が位相シフタにより生じるため、隣接するコンタクトホ
ールの中間領域にサイドローブが生じ、０．２程度の強
度分布が見られる。従って、解像度の低いぼやけた像が
形成される。

【００４６】これに対して図６（ｂ）に示すように透過
率を低くした場合、適当な光近接効果の補正がなされる
ため、アテニュエイティッド位相シフタ部を通過する照
明光により隣接するコンタクトホールの中間領域のサイ
ドローブを無くすることができる。従って、解像度の高
い像を形成できる。

【００４７】図７は隣接するコンタクトホールパターン
が密に配置されている場合の例であり、面積ａ² の正方
形コンタクトホールが２ａのピッチで配置されているパ
ターンのパターン中央部での２次元空間像強度を示す。
図７（ａ）はシフタ部分の位相はθ＋１８０°、シフタ
部分の膜厚はｄ、シフタの透過率は０．０６であり、図
７（ｂ）はシフタ部分の位相はθ＋５４０°、シフタ部
分の膜厚は３ｄ、シフタの透過率は０．０６³ ＝０．０
００２１６とする。

【００４８】図７（ａ）及び（ｂ）を比較して分かるよ
うに、上記図５，６で示した場合と逆に、アテニュエイ
ティッド位相シフタの透過率が高い図７（ａ）の場合の
方が光近接効果の補正が十分なされ、エッジの効いたパ
ターンが形成され、透過率の低い図７（ｂ）の場合は透
過率の高い場合に比べてぼやけた像が形成される。これ
は、隣接するコンタクトホールが密に配置されるため、
それぞれのコンタクトホールに照射される照明光の振幅
分布が重なり合い、疎に配置されている場合に比較して
位相シフタによる大きな補正が必要だからである。露光
パターンをさらに密に配置すればこの傾向はさらに大き
くなる。

【００４９】このように、露光するパターンの疎密に応
じて最適な位相シフタの膜厚を選択することにより、光
近接効果のさらなる高精度の補正が可能となる。 （第２実施形態）図２は、本発明の第２実施形態に係る
シフタ膜掘り込み型３次元構造アテニュエイティッド位
相シフトマスクの製造工程を示す断面図である。図２に
示すように、まずクオーツ基板１上に厚さ５ｄのアテニ
ュエイティッド位相シフタ３を堆積する（図２
（ａ））。ここで、照明光の波長をλとすると、ｄ＝λ
／２（ｎ−１）が成り立つとする。

【００５０】そして、この堆積したアテニュエイティッ
ド位相シフタ３上に第１のレジスト２を塗布し、露光し
て第１の透過光部に開口部を有するレジストパターンを
形成する。そして、このレジストパターン上から例えば
ＲＩＥ等によりエッチングし、深さ５ｄの溝部を形成す
る（図２（ｂ））。この溝部はアテニュエイティッド位
相シフタ３を貫通しており、クオーツ基板１まで達す
る。

【００５１】次に、この深さ５ｄの溝部を有する基板上
に第２のレジストマスクを塗布し、上記（図２（ｂ））
の工程と同様にして第２の透過光部を有するレジストパ
ターンを形成する。そして、このレジストパターン上か
らＲＩＥ法等によりエッチングし、深さ４ｄの溝部を形
成する（図２（ｃ））。さらに、上記（図２（ｃ））の
工程と同様の工程により深さ２ｄの溝部を形成し（図２
（ｄ））、レジスト２を除去すると、深さの異なるアテ
ニュエイティッド位相シフタ３を有する位相シフトマス
クが形成される（図２（ｅ））。

【００５２】このように形成された位相シフトマスク
は、クオーツ基板１上に堆積したアテニュエイティッド
位相シフタ３に溝部を形成してシフタ３自体の厚さを違
えることにより光透過率を変化させている。すなわち、
深さ５ｄの溝部の形成された部分にはアテニュエイティ
ッドシフトはなく光の減衰は無い。従って、光透過率は
１となる。また、深さ４ｄの溝部の形成された部分のア
テニュエイティッド位相シフタ３の膜厚はｄとなる。こ
の溝部における光透過率をｋとする。

【００５３】一方、深さ２ｄの溝部の形成された部分の
アテニュエイティッドシフタの膜厚は３ｄとなり、光透
過率はｋ³ となる。さらに、溝部の形成されない部分の
アテニュエイティッドシフタの膜厚は５ｄであり、光透
過率はｋ⁵ となる。

【００５４】また、上記したようにｄ＝λ／２（ｎ−
１）が成立するため、上記溝部における位相はそれぞれ
θ，θ＋１８０°，θ＋５４０°，θ＋９００°とな
り、深さ５ｄの光透過率が１である部分に対する位相が
反転しかつ同一に保持されながら光透過率を変化させる
ことができる。従って、上記第１実施形態に示した図
１，２と同様に解像度の高いコンタクトホールを形成す
ることができる。

【００５５】なお、上記第１，２実施形態においては本
発明に係る位相シフトマスクを用いてコンタクトホール
を形成する場合を示したが、コンタクトホール以外のパ
ターンを形成する場合であっても本位相シフトマスクを
適用可能であることは勿論である。

【００５６】また、アテニュエイティッド位相シフタ３
の膜厚をそれぞれｄ，３ｄ，５ｄと変化させる場合を示
したが、（２ｎ−１）ｄ（ｎ＝１，２，…）を満足する
位相シフタ３の膜厚であれば本発明を適用可能であるこ
とは勿論である。

【００５７】また、複数の位相シフタの膜厚をそれぞれ
変化させることにより光透過率を制御する場合を示した
が、例えばパターンの疎密に応じて光透過率の異なる材
質からなる複数の位相シフタを用いること、あるいは同
一の材質からなる複数の位相シフタに透過率を変化させ
るイオンを注入し、この注入するイオン量を変化させる
こと等により光透過率を制御する場合であっても本発明
を適用可能であることは勿論である。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の位相シフト
マスク及びその製造方法によれば、マスクに設けられる
複数の位相シフタを通過する光の位相を透明部を通過す
る光に対して（２ｎ−１）πの位相差を持たせ、かつ露
光すべきパターンの疎密に応じて位相シフタの光透過率
を可変設定することで、光近接効果を高精度に補正可能
となり、解像度の高い半導体パターンを形成することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態におけるクオーツマスク
基板掘り込み型３次元構造アテニュエイティッド位相シ
フトマスクの製造工程を示す断面図。

【図２】本発明の第２実施形態に係るシフタ膜掘り込み
型３次元構造アテニュエイティッド位相シフトマスクの
製造工程を示す断面図。

【図３】本発明の第１，第２実施形態に係る３次元構造
アテニュエイティッド位相シフトマスクの作用を示す断
面図。

【図４】本発明の第１，第２実施形態に係る３次元構造
アテニュエイティッド位相シフトマスクの作用を示す断
面図。

【図５】面積ａ² の正方形コンタクトホールが孤立配置
されているパターンのパターン中央部での２次元空間像
強度を示す図。

【図６】面積ａ² の正方形コンタクトホールが３ａのピ
ッチで配置されているパターンのパターン中央部での２
次元空間像強度を示す図。

【図７】面積ａ² の正方形コンタクトホールが２ａのピ
ッチで配置されているパターンのパターン中央部での２
次元空間像強度を示す図。

【符号の説明】

１…クオーツ ２…レジスト ３…アテニュエイティッド位相シフタ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 露光光に対して透明な基板の一主面側に
   露光光に対して半透明な位相シフタを露光すべきパター
   ンとは逆パターンに形成し、透明部を通過する光と位相
   シフタ部を通過する光との間に（２ｎ−１）π（ｎは整
   数）の位相差を持たせた位相シフトマスクにおいて、 露光すべきパターンの疎密に応じて前記位相シフタの光
   透過率を可変設定してなることを特徴とする位相シフト
   マスク。
2. 【請求項２】 請求項１記載の位相シフトマスクにおい
   て、前記位相シフタの光透過率を可変するために、該シ
   フタの膜厚を変えたことを特徴とする位相シフトマス
   ク。
3. 【請求項３】 請求項１記載の位相シフトマスクにおい
   て、前記位相シフタの光透過率を可変するために、該シ
   フタの材質を変えたことを特徴とする位相シフトマス
   ク。
4. 【請求項４】 請求項１記載の位相シフトマスクにおい
   て、前記透明基板のシフタ配置領域に溝が形成され、該
   溝内に同一材料からなる位相シフタが埋め込み形成さ
   れ、該溝の深さは最も薄い部分がｄで、露光すべきパタ
   ーンの疎密に応じて（２ｎ−１）ｄ（ｎは１以上の整
   数）の深さに設定されていることを特徴とする位相シフ
   トマスク。
5. 【請求項５】 請求項１記載の位相シフトマスクにおい
   て、前記透明基板上に位相シフタが堆積し、該位相シフ
   タに溝が形成され、透明部以外の該溝の形成位置におけ
   る位相シフタの膜厚は最も薄い部分がｄで、露光すべき
   パターンの疎密に応じて（２ｎ−１）ｄ（ｎは１以上の
   整数）に設定されていることを特徴とする位相シフトマ
   スク。
6. 【請求項６】 露光光に対して透明な基板の一主面に、
   露光すべきパターンとは逆パターンに溝を形成し、且つ
   溝の深さを最小がｄで露光すべきパターンの疎密に応じ
   て（２ｎ−１）ｄの深さに形成する工程と、前記溝内を
   埋め込むように前記透明基板上に露光光に対して半透明
   な位相シフタを堆積する工程と、前記位相シフタをＣＭ
   Ｐあるいはエッチバックすることにより基板表面を平坦
   化する工程とを含むことを特徴とする位相シフトマスク
   の製造方法。