JP3257232B2 - Phase shift mask - Google Patents
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、半導体装置製
造工程において各種パターン形成技術等に用いられる位
相シフトマスク、より詳しくは補助パターン方式の位相
シフトマスクに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase shift mask used for various pattern forming techniques in a semiconductor device manufacturing process, and more particularly to an auxiliary pattern type phase shift mask.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体装置の製造におけるパターン転写
工程、所謂リソグラフィ工程で使用されるフォトマスク
が、フォトマスク上のパターン形状をウエハ上に形成さ
れたレジスト材料に転写するために用いられている。半
導体装置等におけるパターン加工の寸法は年々微細化し
ている。そして、遮光領域と光透過領域とから構成され
たパターン領域のみを備えた従来型のフォトマスクで
は、リソグラフィ工程で使用する露光装置の露光光の波
長程度の解像度を得ることができず、半導体装置等の製
造において要求される解像度を得ることが困難になりつ
つある。そこで、近年、このような従来型のフォトマス
クに替わって、光の位相を異ならせる位相シフト領域を
具備した、所謂位相シフトマスクが用いられるようにな
ってきた。位相シフトマスクを用いることによって、従
来型のフォトマスクでは形成不可能な微細パターンの形
成が可能とされている。2. Description of the Related Art A photomask used in a pattern transfer step in the manufacture of a semiconductor device, a so-called lithography step, is used to transfer a pattern shape on a photomask to a resist material formed on a wafer. The dimensions of pattern processing in semiconductor devices and the like are becoming finer year by year. In a conventional photomask including only a pattern region including a light-shielding region and a light-transmitting region, a resolution of about the wavelength of exposure light of an exposure apparatus used in a lithography process cannot be obtained. It is becoming difficult to obtain the resolution required in manufacturing such as. Therefore, in recent years, a so-called phase shift mask having a phase shift region for changing the phase of light has been used in place of such a conventional photomask. By using a phase shift mask, it is possible to form a fine pattern that cannot be formed by a conventional photomask.
【０００３】ウエハ上に形成されたレジスト材料にコン
タクトホールやビアホール、スルーホールに代表される
孤立パターンを形成するために、リム方式位相シフトマ
スクあるいは補助パターン方式位相シフトマスクと呼ば
れる位相シフトマスク、若しくはハーフトーン方式位相
シフトマスクが検討されている。In order to form an isolated pattern typified by contact holes, via holes, and through holes in a resist material formed on a wafer, a phase shift mask called a rim type phase shift mask or an auxiliary pattern type phase shift mask, or Halftone phase shift masks are being studied.
【０００４】リム方式位相シフトマスクは、図２０の
（Ａ）の模式的な部分平面図及び図２０の（Ｂ）の一部
断面図に示すように、透明材料から成る基体１０に形成
された、凹部から成る光透過領域１００と、遮光領域１
２と、光透過領域１００と遮光領域１２との間に設けら
れた位相シフト領域１０２から構成されている。位相シ
フト領域１０２における基体１０の厚さと、光透過領域
１００における基体１０の厚さが異なる。その結果、光
透過領域１００を通過する光の位相と、位相シフト領域
１０２を通過する光の位相が、例えば１８０度、相違す
る。As shown in a schematic partial plan view of FIG. 20A and a partial sectional view of FIG. 20B, a rim type phase shift mask is formed on a substrate 10 made of a transparent material. , A light transmitting region 100 composed of a concave portion, and a light shielding region 1
2 and a phase shift region 102 provided between the light transmitting region 100 and the light shielding region 12. The thickness of the substrate 10 in the phase shift region 102 and the thickness of the substrate 10 in the light transmission region 100 are different. As a result, the phase of the light passing through the light transmission region 100 and the phase of the light passing through the phase shift region 102 differ, for example, by 180 degrees.
【０００５】また、補助パターン方式位相シフトマスク
は、図２１の（Ａ）の模式的な部分平面図及び図２１の
（Ｂ）の一部断面図に示すように、基体１０に形成され
た、凹部から成る光透過領域１００と、遮光領域１２
と、光透過領域１００に近接した遮光領域内に設けられ
た補助パターン領域１０４から構成されている（例え
ば、特開平４−２１６５４９号公報の平面配置図を参
照）。光透過領域１００と補助パターン領域１０４の間
には遮光領域１２Ａが存在する。補助パターン領域１０
４における基体１０の厚さと、光透過領域１００におけ
る基体１０の厚さが異なる。その結果、光透過領域１０
０を通過する光の位相と、補助パターン領域１０４を通
過する光の位相が、例えば１８０度、相違する。The auxiliary pattern type phase shift mask is formed on a substrate 10 as shown in a schematic partial plan view of FIG. 21A and a partial sectional view of FIG. A light transmitting region 100 comprising a concave portion and a light shielding region 12
And an auxiliary pattern area 104 provided in a light shielding area adjacent to the light transmitting area 100 (see, for example, a plan layout diagram of Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-216549). A light-shielding region 12A exists between the light-transmitting region 100 and the auxiliary pattern region 104. Auxiliary pattern area 10
4 and the thickness of the substrate 10 in the light transmission region 100 are different. As a result, the light transmission region 10
The phase of the light passing through 0 and the phase of the light passing through the auxiliary pattern area 104 are different by, for example, 180 degrees.
【０００６】更に、ハーフトーン方式位相シフトマスク
は、図２２の（Ａ）の模式的な部分平面図及び図２２の
（Ｂ）の一部断面図に示すように、基体１０に形成され
た、凹部から成る光透過領域１００と、半遮光領域１０
６とから構成されている。半遮光領域１０６における基
体１０の厚さと、光透過領域１００における基体１０の
厚さが異なる。その結果、光透過領域１００を通過する
光の位相と、半遮光領域１０６を通過する光の位相が、
例えば１８０度、相違する。Further, as shown in a schematic partial plan view of FIG. 22A and a partial cross-sectional view of FIG. 22B, the halftone type phase shift mask is formed on the base 10. A light-transmitting region 100 composed of a concave portion and a semi-light-shielding region 10
6 is comprised. The thickness of the base 10 in the semi-light-shielding region 106 is different from the thickness of the base 10 in the light transmission region 100. As a result, the phase of the light passing through the light transmitting region 100 and the phase of the light passing through the semi-shielding region 106 are
For example, it differs by 180 degrees.
【０００７】これらの３つの方式は、いずれも、例えば
コンタクトホールやビアホール、スルーホールに代表さ
れる孤立パターン（以下、一括してコンタクトホールと
呼ぶ）の形成に顕著に効果があることが知られている。It is known that any of these three methods is remarkably effective in forming an isolated pattern (hereinafter collectively referred to as a contact hole) typified by, for example, a contact hole, a via hole, and a through hole. ing.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところが、これらの方
式には、以下に説明する問題がある。即ち、これらの方
式は、例えばコンタクトホールの形成に顕著に効果があ
るが、マスク上のコンタクトホールパターンを、近接さ
せることができないという甚だしい欠点がある。例え
ば、０．３μｍ径のコンタクトホールパターンをパター
ンピッチ０．６μｍで２次元的にマスク上に無数に配列
した場合を、以下考える。However, these systems have the following problems. That is, these methods are remarkably effective for forming a contact hole, for example, but have a serious drawback that a contact hole pattern on a mask cannot be brought close. For example, consider the case where a contact hole pattern having a diameter of 0.3 μm is two-dimensionally arrayed innumerably on a mask at a pattern pitch of 0.6 μm.
【０００９】ここで、パターンピッチとは隣接するコン
タクトホールパターンの中心間の距離を意味する。尚、
以下においては、マスク上に形成されたコンタクトホー
ルパターンの大きさを、ウエハ上のレジストに形成すべ
きコンタクトホールの大きさで表現する。言い換えれ
ば、マスクに形成されたコンタクトホールパターンを５
倍の縮小倍率を有する縮小光学系にてレジストに転写す
る場合、ウエハ上のレジストに形成すべきパターンの大
きさをＸμｍとすれば、マスク上のパターンは５Ｘμｍ
となるが、以下の説明では、Ｘμｍのパターンと表現す
る。Here, the pattern pitch means a distance between centers of adjacent contact hole patterns. still,
In the following, the size of a contact hole pattern formed on a mask is represented by the size of a contact hole to be formed in a resist on a wafer. In other words, the contact hole pattern formed on the mask is
When transferring to a resist by a reduction optical system having a reduction magnification of 2 ×, if the size of the pattern to be formed on the resist on the wafer is X μm, the pattern on the mask is 5 × μm.
However, in the following description, it is expressed as a pattern of X μm.
【００１０】リム方式位相シフトマスクにおいては、典
型的には、図２０に示した光透過領域１００の大きさは
０．４２μｍ、位相シフト領域１０２の大きさは０．１
５μｍとなる。従って、光透過領域１００とその両側に
設けられた位相シフト領域１０２を合わせた大きさは、
０．４２＋０．１５×２＝０．７２μｍとなる。従っ
て、パターンピッチを０．６μｍとした場合、隣接した
位相シフト領域１０２が重なり合い、０．３μｍ径のコ
ンタクトホールパターンをパターンピッチ０．６μｍで
２次元的にマスク上に無数に配列することは不可能であ
る。In the rim type phase shift mask, typically, the size of the light transmission region 100 shown in FIG. 20 is 0.42 μm, and the size of the phase shift region 102 is 0.1
5 μm. Therefore, the combined size of the light transmission region 100 and the phase shift regions 102 provided on both sides thereof is:
0.42 + 0.15 × 2 = 0.72 μm. Therefore, when the pattern pitch is 0.6 μm, the adjacent phase shift regions 102 overlap, and it is impossible to two-dimensionally arrange the contact hole patterns having a diameter of 0.3 μm two-dimensionally on the mask at the pattern pitch of 0.6 μm. It is possible.
【００１１】補助パターン方式位相シフトマスクにおい
ては、図２１に示した光透過領域１００と遮光領域１２
Ａとその両側に設けられた補助パターン領域１０４を合
わせた大きさは、典型的には０．８８μｍとなる。従っ
て、補助パターン方式位相シフトマスクにおいても、パ
ターンピッチを０．６μｍとした場合、隣接した補助パ
ターン領域１０４が重なり合い、０．３μｍ径のコンタ
クトホールパターンをパターンピッチ０．６μｍで２次
元的にマスク上に無数に配列することは不可能である。In the auxiliary pattern type phase shift mask, the light transmitting region 100 and the light shielding region 12 shown in FIG.
The combined size of A and the auxiliary pattern regions 104 provided on both sides thereof is typically 0.88 μm. Accordingly, even in the auxiliary pattern method phase shift mask, when a 0.6μm pattern pitch, adjacent auxiliary Pas
The turn regions 104 overlap each other, and it is impossible to two-dimensionally arrange a contact hole pattern having a diameter of 0.3 μm two-dimensionally on a mask at a pattern pitch of 0.6 μm.
【００１２】一方、半遮光領域１０６の光透過率が１６
％であるハーフトーン方式位相シフトマスクにおいて
は、図２２に示した光透過領域１００の大きさは、典型
的には０．３７μｍとなる。従って、ハーフトーン方式
位相シフトマスクにおいては、パターンピッチを０．６
μｍとした場合、隣接した光透過領域１００が重なり合
うことはない。即ち、０．３μｍ径のコンタクトホール
パターンをパターンピッチ０．６μｍで２次元的にマス
ク上に無数に配列することが可能である。更には、半遮
光領域１０６における光の振幅透過率をより小さくすれ
ば、光透過領域１００の大きさを０．３０μｍに近づけ
ることができる。On the other hand, the light transmittance of the semi-shielding region 106 is 16
%, The size of the light transmission region 100 shown in FIG. 22 is typically 0.37 μm. Therefore, in the halftone phase shift mask, the pattern pitch is set to 0.6.
In the case of μm, the adjacent light transmitting regions 100 do not overlap. That is, it is possible to countlessly arrange a contact hole pattern having a diameter of 0.3 μm two-dimensionally on a mask at a pattern pitch of 0.6 μm. Further, when the amplitude transmittance of the light in the semi-shielding region 106 is further reduced, the size of the light transmitting region 100 can be made closer to 0.30 μm.
【００１３】しかしながら、ハーフトーン方式位相シフ
トマスクにおいては、マスク上のパターンピッチが小さ
くなるに従い、隣接する光透過領域１００を透過した光
相互の干渉が生じる。その結果、所望のパターン以外の
パターンが、ウエハ上のレジストに形成されてしまうと
いう問題がある。例えば、ＮＡ＝０．４５、パーシャル
コヒーレンシー０．３、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシ
マレーザを用いた半導体露光装置を用いた場合、パター
ンピッチが小さくなるに従い、マスク上の隣接する光透
過領域１００を通過した光の相互干渉、一般に光近接効
果と称される物理現象が生じる。その結果、パターン転
写に寄与する光強度の一次ピークの他にも、不要なパタ
ーンを形成する二次ピークが生じる。二次ピークの光強
度が例えば０．３以上になると、一般に不要なパターン
がレジストに形成される。図２３に、デフォーカス量
（焦点深度）をパラメータとして、パターンピッチを変
化させたときの二次ピークの光強度を示す。尚、図２３
及び次に説明する図２４においては、コンタクトホール
パターン径は０．３μｍである。従って、ハーフトーン
方式位相シフトマスクにおいては、０．３μｍ径のコン
タクトホールパターンをパターンピッチ０．６μｍで２
次元的にマスク上に無数に配列することは、光近接効果
といった物理現象から不可能である。However, in the halftone type phase shift mask, as the pattern pitch on the mask becomes smaller, interference of light transmitted through the adjacent light transmitting regions 100 occurs. As a result, there is a problem that a pattern other than the desired pattern is formed on the resist on the wafer. For example, when a semiconductor exposure apparatus using a KrF excimer laser having a NA of 0.45, a partial coherency of 0.3, and a wavelength of 248 nm is used, as the pattern pitch becomes smaller, the light passes through the adjacent light transmitting region 100 on the mask. A mutual phenomenon of light, a physical phenomenon generally called an optical proximity effect occurs. As a result, in addition to the primary peak of the light intensity contributing to the pattern transfer, a secondary peak forming an unnecessary pattern is generated. When the light intensity of the secondary peak becomes, for example, 0.3 or more, an unnecessary pattern is generally formed on the resist. FIG. 23 shows the light intensity of the secondary peak when the pattern pitch is changed using the defocus amount (depth of focus) as a parameter. Note that FIG.
24, the contact hole pattern diameter is 0.3 μm. Therefore, in a halftone type phase shift mask, a contact hole pattern having a diameter of 0.3 μm is formed with a pattern pitch of 0.6 μm.
It is impossible to dimensionally arrange on a mask countlessly due to a physical phenomenon such as the optical proximity effect.
【００１４】位相シフト方式を用いない従来のフォトマ
スクにおいても、ハーフトーン方式位相シフトマスクと
同様に、０．３μｍ径のコンタクトホールパターンをパ
ターンピッチ０．６μｍで２次元的にフォトマスク上に
無数に配列することは、光近接効果によって二次ピーク
の光強度が０．３以上となるために、不可能である。例
えば、ＮＡ＝０．４５、パーシャルコヒーレンシー０．
３、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザを用いた半
導体露光装置を用いた場合、デフォーカス量をパラメー
タとして、パターンピッチを変化させたときの二次ピー
クの光強度を、図２４に示す。In a conventional photomask not using a phase shift method, a contact hole pattern having a diameter of 0.3 μm is two-dimensionally formed on a photomask two-dimensionally at a pattern pitch of 0.6 μm, similarly to a halftone type phase shift mask. Is not possible because the light intensity of the secondary peak becomes 0.3 or more due to the optical proximity effect. For example, NA = 0.45, partial coherency 0.
3. When a semiconductor exposure apparatus using a KrF excimer laser with a wavelength of 248 nm is used, FIG. 24 shows the light intensity of the secondary peak when the pattern pitch is changed using the defocus amount as a parameter.
【００１５】位相シフトマスクにおいて、図２５に示す
ように、第１の光透過領域１１０と第２の光透過領域１
１２を千鳥状に配列し、第１の光透過領域１１０を通過
した光の位相と第２の光透過領域１１２を通過した光の
位相とを異ならせることによって、０．３μｍ径のコン
タクトホールパターンをパターンピッチ０．６μｍで２
次元的にマスク上に無数に配列することが可能である。
尚、図２５においては、図を明確化するために第１及び
第２の光透過領域１１０，１１２に斜線を付した。In the phase shift mask, as shown in FIG. 25, a first light transmitting region 110 and a second light transmitting region 1
12 are arranged in a zigzag pattern, and the phase of light passing through the first light transmitting region 110 and the phase of light passing through the second light transmitting region 112 are made different from each other to form a contact hole pattern having a diameter of 0.3 μm. With a pattern pitch of 0.6 μm
It is possible to dimensionlessly arrange on a mask in a dimension.
In FIG. 25, the first and second light transmitting regions 110 and 112 are hatched for clarity.
【００１６】外周部の第１及び第２の光透過領域以外の
位置に配列された第１若しくは第２の光透過領域１１
０，１１２を通過する光は、それらの周囲に配置された
第２若しくは第１の光透過領域１１２，１１０を通過す
る光と干渉し、その結果、シャープなパターンをレジス
トに形成することができる。しかしながら、外周部の第
１及び第２の光透過領域の外側の領域には、位相シフト
領域が形成されていない。それ故、これらの外周部の第
１及び第２の光透過領域を通過する光によっては、シャ
ープなパターンをレジストに形成することができない。
そのため、例えば２つ以上の有限個のコンタクトホール
パターンを形成することは極めて困難である。The first or second light transmitting region 11 arranged at a position other than the first and second light transmitting regions on the outer peripheral portion.
The light passing through 0,112 interferes with the light passing through the second or first light transmitting regions 112,110 arranged around them, and as a result, a sharp pattern can be formed on the resist. . However, no phase shift region is formed in the outer peripheral region outside the first and second light transmission regions. Therefore, a sharp pattern cannot be formed on the resist by the light passing through the first and second light transmitting regions on these outer peripheral portions.
Therefore, it is extremely difficult to form, for example, two or more finite contact hole patterns.
【００１７】従って、本発明の目的は、有限個のコンタ
クトホール等の微細な孤立パターンを微小パターンピッ
チで形成することを可能にする位相シフトマスクを提供
することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a phase shift mask capable of forming a fine isolated pattern such as a finite number of contact holes at a fine pattern pitch.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の第１の態様に係る位相シフトマスクは、透
明な材料から成る基体に形成された遮光領域及び光透過
領域を備え、この光透過領域は、（イ）第１の光透過領
域と、（ロ）該第１の光透過領域に隣接して設けられた
第２の光透過領域と、（ハ）第１の光透過領域が配置さ
れていない第２の光透過領域の側方の領域に設けられた
第１の補助光透過領域と、（ニ）第２の光透過領域が配
置されていない第１の光透過領域の側方の領域に設けら
れた第２の補助光透過領域、から構成され、第１の光透
過領域を通過した光の位相と、第２の光透過領域及び第
２の補助光透過領域を通過した光の位相とが異なり、第
２の光透過領域を通過した光の位相と、第１の補助光透
過領域を通過した光の位相とが異なることを特徴とす
る。According to a first aspect of the present invention, there is provided a phase shift mask comprising a light-shielding region and a light-transmitting region formed on a base made of a transparent material. The light transmitting area includes (a) a first light transmitting area, (b) a second light transmitting area provided adjacent to the first light transmitting area, and (c) a first light transmitting area. A first auxiliary light transmitting region provided in a region on the side of the second light transmitting region where the region is not disposed, and (d) a first light transmitting region where the second light transmitting region is not disposed. , A second auxiliary light transmitting area provided in a side area of the first light transmitting area, and a phase of light passing through the first light transmitting area, and a second light transmitting area and a second auxiliary light transmitting area. The phase of the light passing therethrough is different, and the phase of the light passing through the second light transmitting region and the light passing through the first auxiliary light transmitting region are different. Wherein the and the different phases.
【００１９】本発明の第１の態様に係る位相シフトマス
クにおいては、光透過領域を、１つの第１の光透過領
域、１つの第２の光透過領域、３つの第１の補助光透過
領域及び３つの第２の補助光透過領域から構成し、第１
及び第２の光透過領域の平面形状を正方形とし、第１及
び第２の補助光透過領域の平面形状を長方形とすること
ができる。[0019] In the phase shift mask according to the first aspect of the present invention, the light transmitting region is formed of one first light transmitting region, one second light transmitting region, and three first auxiliary light transmitting regions. And three second auxiliary light transmitting areas,
The planar shape of the second light transmitting region can be square, and the planar shape of the first and second auxiliary light transmitting regions can be rectangular.
【００２０】あるいは又、本発明の第１の態様に係る位
相シフトマスクにおいては、光透過領域を構成する第１
の光透過領域の数をＭ、第２の光透過領域の数をＮとし
た場合、 １≦Ｍ、１≦Ｎ、３≦Ｍ＋Ｎ とし、第１の光透過領域と第２の光透過領域を千鳥状に
配列することができる。Alternatively, in the phase shift mask according to the first aspect of the present invention, the first shift mask that constitutes the light transmitting region is provided.
Where M is the number of light transmitting regions and N is the number of second light transmitting regions, 1 ≦ M, 1 ≦ N, 3 ≦ M + N, and the first light transmitting region and the second light transmitting region They can be arranged in a staggered pattern.
【００２１】本発明の第１の態様に係る位相シフトマス
クにおいては、第１の光透過領域の中心から第２の光透
過領域の中心までの距離をＬ、第１の光透過領域の中心
と第２の光透過領域の中心とを結ぶ直線に沿った第１の
光透過領域の長さ及び第２の光透過領域の長さをそれぞ
れＬ1及びＬ2としたとき、１．５≦Ｌ／（Ｌ1＋Ｌ2）≦
３．０、より好ましくは、１．５≦Ｌ／（Ｌ1＋Ｌ2）≦
２．０の関係を満たすことが望ましい。Ｌ／（Ｌ1＋Ｌ
2）の値が１．５未満では、隣接する第１及び第２の光
透過領域相互の光干渉によってコントラストが低下し、
ウエハ上のレジストが全面に亙って略一様に露光される
虞れがある。また、Ｌ／（Ｌ1＋Ｌ2）の値が３を越えた
のでは、隣接する第１及び第２の光透過領域相互の光干
渉が弱くなりすぎ、所望のパターンをウエハ上のレジス
トに形成できなくなる。また、デフォーカス量（焦点深
度）が小さくなり、マスクに形成されたパターンをウエ
ハ上のレジストに露光・転写することが困難になる。In the phase shift mask according to the first aspect of the present invention, the distance from the center of the first light transmitting region to the center of the second light transmitting region is L, and the distance between the center of the first light transmitting region is L. When the length of the first light transmission region and the length of the second light transmission region along a straight line connecting to the center of the second light transmission region are L1 and L2, respectively, 1.5 ≦ L / ( L1 + L2) ≦
3.0, more preferably 1.5 ≦ L / (L1 + L2) ≦
It is desirable to satisfy the relationship of 2.0. L / (L1 + L
When the value of 2) is less than 1.5, the contrast is reduced due to the light interference between the adjacent first and second light transmitting regions,
There is a possibility that the resist on the wafer is exposed substantially uniformly over the entire surface. On the other hand, if the value of L / (L1 + L2) exceeds 3, the light interference between the adjacent first and second light transmitting regions becomes too weak, and a desired pattern cannot be formed on the resist on the wafer. Also, the defocus amount (depth of focus) becomes small, and it becomes difficult to expose and transfer the pattern formed on the mask to the resist on the wafer.
【００２２】上記の目的を達成するための本発明の第２
の態様に係る位相シフトマスクは、透明な材料から成る
基体に形成された遮光領域及び光透過領域を備え、この
光透過領域は、（イ）千鳥状に配列された第１及び第２
の光透過領域と、（ロ）外周部の第１若しくは第２の光
透過領域に隣接して設けられた補助光透過領域、から構
成され、第１の光透過領域を通過した光の位相と、第２
の光透過領域を通過した光の位相とが異なり、補助光透
過領域を通過した光の位相と、この補助光透過領域に隣
接した外周部の第１若しくは第２の光透過領域を通過し
た光の位相とが異なることを特徴とする。The second object of the present invention for achieving the above object.
The phase shift mask according to the aspect includes a light-shielding region and a light-transmitting region formed on a base made of a transparent material, and the light-transmitting region includes (a) first and second staggered arrangements.
And (ii) an auxiliary light transmitting region provided adjacent to the first or second light transmitting region on the outer peripheral portion, and the phase of light passing through the first light transmitting region , Second
Is different from the phase of the light passing through the light transmitting region, and the phase of the light passing through the auxiliary light transmitting region and the light passing through the first or second light transmitting region on the outer peripheral portion adjacent to the auxiliary light transmitting region. Are different from each other in phase.
【００２３】第１の態様に係る位相シフトマスクと第２
の態様に係る位相シフトマスクが相違する点は以下のと
おりである。即ち、第１の態様に係る位相シフトマスク
においては、第１及び第２の光透過領域の少なくとも１
つの側方の領域に補助光透過領域が存在するが、第１及
び第２の光透過領域の全ての側方の領域に補助光透過領
域が存在する場合はない。更に、第１若しくは第２の光
透過領域の少なくとも１つの側方の領域に、第２若しく
は第１の光透過領域が存在するが、第１若しくは第２の
光透過領域の全ての側方の領域に第２若しくは第１の光
透過領域が存在する場合はない。The phase shift mask according to the first embodiment and the second
The point that the phase shift mask according to the aspect is different is as follows. That is, in the phase shift mask according to the first aspect, at least one of the first and second light transmitting regions is provided.
Although the auxiliary light transmitting region exists in one side region, there is no case where the auxiliary light transmitting region exists in all the side regions of the first and second light transmitting regions. Furthermore, the second or first light transmitting region exists in at least one side region of the first or second light transmitting region, but is located on all side surfaces of the first or second light transmitting region. There is no case where the region has the second or first light transmitting region.
【００２４】一方、第２の態様に係る位相シフトマスク
においては、第１若しくは第２の光透過領域の１つある
いは幾つかは、第２若しくは第１の光透過領域に囲まれ
ている。外周部の第１若しくは第２の光透過領域の少な
くとも１つの側方の領域に補助光透過領域が存在する
が、外周部の第１及び第２の光透過領域の全ての側方の
領域に補助光透過領域が存在する場合はない。更に、外
周部の第１若しくは第２の光透過領域の少なくとも１つ
の側方の領域に、第２若しくは第１の光透過領域が存在
するが、外周部の第１若しくは第２の光透過領域の全て
の側方の領域に第２若しくは第１の光透過領域が存在す
る場合はない。On the other hand, in the phase shift mask according to the second aspect, one or some of the first and second light transmitting regions are surrounded by the second or first light transmitting region. The auxiliary light transmission region exists in at least one side region of the first or second light transmission region in the outer peripheral portion, but the auxiliary light transmission region exists in all the side regions of the first and second light transmission regions in the outer peripheral portion. There is no auxiliary light transmission area. Further, the second or first light transmitting region exists in at least one lateral region of the first or second light transmitting region on the outer peripheral portion, but the first or second light transmitting region on the outer peripheral portion exists. There is no case where the second or first light transmitting region exists in all the side regions.
【００２５】尚、本発明の位相シフトマスクにおいて
は、第１及び第２の光透過領域にほぼ相当するパターン
が、ウエハ上のレジストに露光、転写される。一方、補
助光透過領域に相当するパターンは、ウエハ上のレジス
トに露光、転写されることはない。また、或る領域（例
えば第１の光透過領域）を通過した光の位相と、他の領
域（例えば第２の光透過領域）を通過した光の位相は、
１８０度相違していることが好ましいが、この値に限定
するものではない。第１及び第２の光透過領域を千鳥状
に配列する場合には、如何なる配列パターンとすること
もできるが、これらの光透過領域の中心が、直交する格
子点の上に配置されていることが望ましい。In the phase shift mask of the present invention, a pattern substantially corresponding to the first and second light transmitting regions is exposed and transferred to a resist on a wafer. On the other hand, the pattern corresponding to the auxiliary light transmitting region is not exposed and transferred to the resist on the wafer. Further, the phase of light passing through a certain region (for example, a first light transmitting region) and the phase of light passing through another region (for example, a second light transmitting region) are
The difference is preferably 180 degrees, but it is not limited to this value. When the first and second light transmitting regions are arranged in a zigzag pattern, any arrangement pattern can be used. However, the centers of these light transmitting regions are arranged on orthogonal lattice points. Is desirable.
【００２６】本発明の位相シフトマスクにおいては、本
発明の位相シフトマスクを特徴付ける光透過領域以外の
領域に、種々の光透過領域を有するパターンが形成され
ているが、これらの種々のパターンの形状は任意であ
る。In the phase shift mask of the present invention, patterns having various light transmitting regions are formed in regions other than the light transmitting region which characterizes the phase shift mask of the present invention. Is optional.
【００２７】[0027]
【作用】本発明の位相シフトマスクにおいては、第１及
び第２の光透過領域のそれぞれの周囲に、第２及び第１
の光透過領域並びに第２及び第１の補助光透過領域が配
置されている。その結果、第１及び第２の光透過領域を
通過した光は、それらの周囲に配置された第２及び第１
の光透過領域並びに第２及び第１の補助光透過領域を通
過した光と相互に干渉し、シャープな形状を有する光強
度プロファイルを得ることができ、しかも、光近接効果
の影響を小さくすることができる。その結果、位相シフ
トマスクに形成されたパターンをレジストに正確に且つ
シャープに露光・転写することが可能になる。According to the phase shift mask of the present invention, the first and second light transmitting regions are respectively surrounded by the second and first light transmitting regions.
And a second and a first auxiliary light transmitting region. As a result, the light that has passed through the first and second light transmitting regions is reflected by the second and first light transmitting regions disposed around them.
The light passing through the light transmission region and the second and first auxiliary light transmission regions, thereby obtaining a light intensity profile having a sharp shape, and reducing the influence of the optical proximity effect. Can be. As a result, it is possible to accurately and sharply expose and transfer the pattern formed on the phase shift mask to the resist.
【００２８】[0028]
【実施例】以下、図面を参照して、実施例に基づき本発
明を説明する。尚、図面において、同一参照番号は同一
要素を意味する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numbers refer to the same elements.
【００２９】ウエハ上に形成されたレジスト材料に対し
て露光光により転写パターン形状等を形成するとき、縮
小投影に使用されるものをレティクル、一対一投影に使
用されるものをマスクと称したり、あるいは原盤に相当
するものをレティクル、それを複製したものをマスクと
称したりすることがあるが、本明細書においては、この
ような種々の意味におけるレティクルやマスクを総称し
てマスクと呼ぶ。When a transfer pattern shape or the like is formed on a resist material formed on a wafer by exposure light, the one used for reduction projection is called a reticle, the one used for one-to-one projection is called a mask, Alternatively, a reticle corresponding to the master may be referred to as a reticle, and a copy of the reticle may be referred to as a mask. In this specification, reticles and masks having such various meanings are collectively referred to as masks.
【００３０】（実施例−１）実施例−１は、本発明の第
１の態様に係る位相シフトマスクに関する。実施例−１
の位相シフトマスクは、図１及び図２に示すように、透
明な材料から成る基体１０に形成された遮光領域１２及
び光透過領域を備えている。尚、図１は模式的な部分平
面図であり、図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った模式
的な一部断面図である。尚、図１の平面図においては、
図を明確化するために第１及び第２の光透過領域２０，
３０、並びに第１及び第２の補助光透過領域２２，３２
に異なるパターンの斜線を付した。Example 1 Example 1 relates to a phase shift mask according to the first embodiment of the present invention. Example-1
As shown in FIGS. 1 and 2, the phase shift mask includes a light-shielding region 12 and a light-transmitting region formed on a substrate 10 made of a transparent material. 1 is a schematic partial plan view, and FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view along the line II-II in FIG. In the plan view of FIG. 1,
In order to clarify the drawing, the first and second light transmitting regions 20,
30 and first and second auxiliary light transmitting regions 22 and 32
Are hatched with different patterns.
【００３１】この光透過領域は、（イ）第１の光透過領
域２０と、（ロ）第１の光透過領域２０に隣接して設け
られた第２の光透過領域３０と、（ハ）第１の光透過領
域２０が配置されていない第２の光透過領域の側方の領
域に設けられた第１の補助光透過領域２２と、（ニ）第
２の光透過領域３０が配置されていない第１の光透過領
域の側方の領域に設けられた第２の補助光透過領域３２
から構成されている。第１の光透過領域２０と第２の光
透過領域３０との間には遮光領域１２が形成されてい
る。第１の光透過領域２０と第２の補助光透過領域３２
の間、第２の光透過領域３０と第１の補助光透過領域２
２の間、並びに第１の補助光透過領域２２と第２の補助
光透過領域３２の間には、遮光領域１２が形成されてい
る。The light transmitting area includes (a) a first light transmitting area 20, (b) a second light transmitting area 30 provided adjacent to the first light transmitting area 20, and (c) A first auxiliary light transmitting region 22 provided in a region on the side of the second light transmitting region where the first light transmitting region 20 is not disposed, and (d) a second light transmitting region 30 are disposed. second auxiliary light transmission region provided in a region on the side of the first light transmitting region is not 3 2
It is composed of The light blocking region 12 is formed between the first light transmitting region 20 and the second light transmitting region 30. First light transmission area 20 and second auxiliary light transmission area 32
Between the second light transmitting region 30 and the first auxiliary light transmitting region 2
2, and between the first auxiliary light transmitting region 22 and the second auxiliary light transmitting region 32, the light shielding region 12 is formed.
【００３２】そして、第１の光透過領域２０を通過した
光の位相と、第２の光透過領域３０及び第２の補助光透
過領域３２を通過した光の位相とは例えば１８０度異な
る。更に、第２の光透過領域３０を通過した光の位相
と、第１の補助光透過領域２２を通過した光の位相とは
例えば１８０度異なる。実施例−１においては、それぞ
れの領域における基体１０の厚さを変えることによっ
て、具体的には基体１０に凹部を形成することによっ
て、各領域を通過する光の位相を相対的に変化させてい
る。露光光の波長をλ、基体１０を構成する材料の屈折
率をｎとした場合、凹部の深さｄの値は、ｄ＝λ／（２
（ｎ−１））を満足する値である。The phase of the light passing through the first light transmitting region 20 differs from the phase of the light passing through the second light transmitting region 30 and the second auxiliary light transmitting region 32 by, for example, 180 degrees. Further, the phase of the light passing through the second light transmitting region 30 and the phase of the light passing through the first auxiliary light transmitting region 22 are different by, for example, 180 degrees. In Example 1, the phase of light passing through each region is relatively changed by changing the thickness of the base 10 in each region, specifically, by forming a concave portion in the base 10. I have. Assuming that the wavelength of the exposure light is λ and the refractive index of the material forming the base 10 is n, the value of the depth d of the concave portion is d = λ / (2
(N-1)).
【００３３】実施例−１においては、光透過領域は、１
つの第１の光透過領域２０、１つの第２の光透過領域３
０、３つの第１の補助光透過領域２２及び３つの第２の
補助光透過領域３２から構成されている。第１及び第２
の光透過領域２０，３０の平面形状は正方形であり、第
１及び第２の補助光透過領域２２，３２の平面形状は長
方形である。In the first embodiment, the light transmitting area is 1
One first light transmitting region 20, one second light transmitting region 3
0, three first auxiliary light transmitting regions 22 and three second auxiliary light transmitting regions 32. First and second
The planar shapes of the light transmitting regions 20 and 30 are square, and the planar shapes of the first and second auxiliary light transmitting regions 22 and 32 are rectangular.
【００３４】各領域の配置状態、大きさ、露光条件等の
諸元を以下に例示する。 露光波長 ２４８ｎｍ レンズ開口数（ＮＡ） ０．４５ 第１の光透過領域のパターンサイズ ０．３μｍ 第２の光透過領域のパターンサイズ ０．３μｍ 第１の補助光透過領域のパターンサイズ 長辺 ０．４５μｍ 短辺 ０．１５μｍ 第２の補助光透過領域のパターンサイズ 長辺 ０．４５μｍ 短辺 ０．１５μｍ パターンピッチ（Ｌ） ０．６μｍ Ｌ／（Ｌ1＋Ｌ2） ２ 第１の光透過領域の中心から 第２の補助光透過領域中心までの距離 ０．４２５μｍ 第２の光透過領域の中心から 第１の補助光透過領域中心までの距離 ０．４２５μｍ 第１の光透過領域を通過する光の位相 ０度 第２の光透過領域を通過する光の位相 １８０度 第１の補助光透過領域を通過する光の位相 ０度 第２の補助光透過領域を通過する光の位相 １８０度The specifications of the arrangement state, size, exposure conditions and the like of each area are exemplified below. Exposure wavelength 248 nm Lens numerical aperture (NA) 0.45 Pattern size of first light transmission area 0.3 μm Pattern size of second light transmission area 0.3 μm Pattern size of first auxiliary light transmission area Long side 0. 45 μm Short side 0.15 μm Pattern size of second auxiliary light transmission area Long side 0.45 μm Short side 0.15 μm Pattern pitch (L) 0.6 μm L / (L1 + L2) 2 From the center of first light transmission area Distance to the center of the second auxiliary light transmission area 0.425 μm Distance from the center of the second light transmission area to the center of the first auxiliary light transmission area 0.425 μm Phase of light passing through the first light transmission area 0 degree Phase of light passing through the second light transmitting region 180 degrees Phase of light passing through the first auxiliary light transmitting region 0 degree Phase of light passing through the second auxiliary light transmitting region 180 degrees
【００３５】第１及び第２の補助光透過領域２２，３２
の短辺の大きさ、並びに第１の光透過領域２０の中心か
ら第２の補助光透過領域３２の中心までの距離、及び第
２の光透過領域３０の中心から第１の補助光透過領域２
２の中心までの距離は、第１及び第２の補助光透過領域
２２，３２を通過する光と、第２及び第１の光透過領域
３０，２０を通過する光との間で十分に光の干渉作用を
生じさせる大きさ並びに距離とする。更に、第１及び第
２の補助光透過領域２２，３２の短辺の大きさは、第１
及び第２の補助光透過領域２２，３２を通過する光によ
ってウエハ上に形成されたレジストが露光されない大き
さとする。第１及び第２の補助光透過領域２２，３２の
短辺の大きさは、例えば０．１３μｍとすることもでき
る。First and second auxiliary light transmitting areas 22 and 32
, The distance from the center of the first light transmission region 20 to the center of the second auxiliary light transmission region 32, and the distance from the center of the second light transmission region 30 to the first auxiliary light transmission region 2
The distance to the center of 2 is sufficient between the light passing through the first and second auxiliary light transmitting regions 22 and 32 and the light passing through the second and first light transmitting regions 30 and 20. And a distance that causes interference. Further, the size of the short sides of the first and second auxiliary light transmitting regions 22 and 32 is the first size.
The size of the resist formed on the wafer is not exposed by light passing through the second auxiliary light transmitting regions 22 and 32. The size of the short side of the first and second auxiliary light transmitting regions 22 and 32 may be, for example, 0.13 μm.
【００３６】第１の光透過領域２０の周囲には、第２の
光透過領域３０及び第２の補助光透過領域３２が形成さ
れており、第１の光透過領域２０を通過した光の位相
と、第２の光透過領域３０及び第２の補助光透過領域３
２を通過した光の位相とは、例えば１８０度相違する。
従って、第１の光透過領域２０を通過した光と、第２の
光透過領域３０及び第２の補助光透過領域３２を通過し
た光とが干渉して、第１の光透過領域２０に基づいたパ
ターンを、ウエハ上のレジストに正確に且つシャープに
露光・転写することができる。A second light transmission region 30 and a second auxiliary light transmission region 32 are formed around the first light transmission region 20, and the phase of light passing through the first light transmission region 20 is formed. And the second light transmitting region 30 and the second auxiliary light transmitting region 3
For example, the phase of the light passing through 2 differs by 180 degrees.
Therefore, the light that has passed through the first light transmitting region 20 and the light that has passed through the second light transmitting region 30 and the second auxiliary light transmitting region 32 interfere with each other, and The exposed pattern can be accurately and sharply exposed and transferred to the resist on the wafer.
【００３７】一方、第２の光透過領域３０の周囲には、
第１の光透過領域２０及び第１の補助光透過領域２２が
形成されており、第２の光透過領域３０を通過した光の
位相と、第１の光透過領域２０及び第１の補助光透過領
域２２を通過した光の位相とは、例えば１８０度相違す
る。従って、第２の光透過領域３０を通過した光と、第
１の光透過領域２０及び第１の補助光透過領域２２を通
過した光とが干渉して、第２の光透過領域３０に基づい
たパターンを、ウエハ上のレジストに正確に且つシャー
プに露光・転写することができる。On the other hand, around the second light transmitting region 30,
A first light transmission region 20 and a first auxiliary light transmission region 22 are formed, and the phase of light passing through the second light transmission region 30 and the first light transmission region 20 and the first auxiliary light The phase of the light that has passed through the transmission region 22 differs, for example, by 180 degrees. Therefore, the light passing through the second light transmitting region 30 and the light passing through the first light transmitting region 20 and the first auxiliary light transmitting region 22 interfere with each other, and The exposed pattern can be accurately and sharply exposed and transferred to the resist on the wafer.
【００３８】以下、実施例−１の位相シフトマスクの作
製方法を、図３及び図４を参照して説明する。Hereinafter, a method of manufacturing the phase shift mask of Example 1 will be described with reference to FIGS.
【００３９】［工程−１００］石英等の透明な材料から
成る基体１０上に、例えばクロム等から成る遮光層１２
Ａをスパッタリング法にて成膜する。その後、遮光層１
２Ａ上に電子線に感光するレジストを塗布して感光層４
０を形成し、図３の（Ａ）に示す構造を得る。[Step-100] A light-shielding layer 12 made of, for example, chromium is formed on a substrate 10 made of a transparent material such as quartz.
A is formed by a sputtering method. Then, the light shielding layer 1
2A, a resist sensitive to an electron beam is applied to form a photosensitive layer 4
0 is formed to obtain the structure shown in FIG.
【００４０】［工程−１１０］次に、描画装置からの電
子線による第１の描画工程において、図３の（Ａ）に示
す描画領域２０Ａ，２２Ａを設定し、加速電圧２０ｋＶ
の電子線による描画を行い、感光層４０に所望のレジス
トパターンを形成する。尚、この描画領域２０Ａ，２２
Ａは、第１の光透過領域形成予定領域及び第１の補助光
透過領域形成予定領域に相当する。その後、感光層４０
の現像工程を経て図３の（Ｂ）に示す構造を得る。[Step-110] Next, in a first drawing step using an electron beam from a drawing apparatus, drawing areas 20A and 22A shown in FIG. 3A are set, and an acceleration voltage of 20 kV is set.
To form a desired resist pattern on the photosensitive layer 40. The drawing areas 20A, 22
A corresponds to a first light transmission area forming area and a first auxiliary light transmission area forming area. Thereafter, the photosensitive layer 40
Through the development step described above, the structure shown in FIG. 3B is obtained.
【００４１】［工程−１２０］次いで、反応性イオンエ
ッチング法を用いて塩素及び酸素の混合ガスで遮光層１
２Ａをエッチングし、更に、四フッ化炭素及び酸素の混
合ガスによるプラズマ中で基体１０をエッチングした
後、感光層４０を剥離する（図３の（Ｃ）参照）。これ
によって、第１の光透過領域２０及び第１の補助光透過
領域２２が形成される。尚、エッチングされた基体１０
の深さｄの値は、露光光の波長をλ、基体１０を構成す
る材料の屈折率をｎとした場合、ｄ＝λ／（２（ｎ−
１））を満足する値である。[Step-120] Next, the light-shielding layer 1 is mixed with a mixed gas of chlorine and oxygen using a reactive ion etching method.
After etching 2A and further etching the substrate 10 in plasma with a mixed gas of carbon tetrafluoride and oxygen, the photosensitive layer 40 is peeled off (see FIG. 3C). Thereby, the first light transmission region 20 and the first auxiliary light transmission region 22 are formed. The etched substrate 10
When the wavelength of the exposure light is λ and the refractive index of the material constituting the base 10 is n, d = λ / (2 (n−
This value satisfies 1)).
【００４２】［工程−１３０］その後、電子線で感光す
るレジストを全面に塗布して感光層４２を形成し、更に
その上に帯電防止層（図示せず）を塗布した後、図４の
（Ａ）に示すような描画領域３０Ａ，３２Ａを設定す
る。この描画領域３０Ａ，３２Ａは、第２の光透過領域
形成予定領域及び第２の補助光透過領域形成予定領域に
相当する。[Step-130] Thereafter, a resist sensitive to an electron beam is applied on the entire surface to form a photosensitive layer 42, and an antistatic layer (not shown) is further applied thereon. The drawing areas 30A and 32A as shown in A) are set. The drawing areas 30A and 32A correspond to a second light transmitting area forming area and a second auxiliary light transmitting area forming area.
【００４３】［工程−１４０］次いで、感光層４２の現
像工程（図４の（Ｂ）参照）、塩素ガス及び酸素の混合
ガスによるプラズマ中での遮光層１２Ａのエッチング工
程（図４の（Ｃ）参照）、帯電防止層及び感光層４２の
剥離工程を経て、最終的に図１及び図２に示した構造の
位相シフトマスクを得ることができる。遮光領域１２は
遮光層１２Ａから構成されている。[Step-140] Next, the step of developing the photosensitive layer 42 (see FIG. 4B) and the step of etching the light-shielding layer 12A in a plasma with a mixed gas of chlorine gas and oxygen (FIG. 4C). )), And through a step of separating the antistatic layer and the photosensitive layer 42, a phase shift mask having the structure shown in FIGS. 1 and 2 can be finally obtained. The light-shielding region 12 is composed of a light-shielding layer 12A.
【００４４】実施例−１の位相シフトマスクを用いて、
かかる位相シフトマスクに形成されたパターンをウエハ
上のレジストに露光・転写した。図５に、デフォーカス
量と、レジストに形成されたコンタクトホールパターン
径との関係を示す。尚、第１及び第２の光透過領域２
０，３０並びに第１及び第２の補助光透過領域２２，３
２のパターンサイズ等は上述のとおりである。パターン
ピッチ（Ｌ）のみを、０．６０、０．７５、０．９０μ
ｍと変化させた。Using the phase shift mask of Embodiment 1,
The pattern formed on the phase shift mask was exposed and transferred to a resist on a wafer. FIG. 5 shows the relationship between the defocus amount and the diameter of the contact hole pattern formed in the resist. The first and second light transmitting regions 2
0, 30 and the first and second auxiliary light transmitting areas 22, 3
The pattern size and the like of No. 2 are as described above. Only the pattern pitch (L) is 0.60, 0.75, 0.90μ
m.
【００４５】図５から明らかなように、パターンピッチ
（Ｌ）が変化しても、ウエハ上のレジストにおけるコン
タクトホールパターン径の変動は小さい。レジストにお
けるコンタクトホールパターン径の変動を±１０％とし
た場合のデフォーカス量（焦点深度）は、以下のとおり
である。尚、図５において、パターンピッチが０．７５
μｍのグラフと０．９０μｍのグラフはほぼ重なってい
る。 パターンピッチ（Ｌ） デフォーカス量 ０．６０μｍ 約±１．０μｍ ０．７５μｍ 約±０．８μｍ ０．９０μｍ 約±０．８μｍAs is clear from FIG. 5, even if the pattern pitch (L) changes, the change in the contact hole pattern diameter in the resist on the wafer is small. The defocus amount (depth of focus) when the variation of the contact hole pattern diameter in the resist is ± 10% is as follows. In FIG. 5, the pattern pitch is 0.75.
The graph of μm and the graph of 0.90 μm almost overlap. Pattern pitch (L) Defocus amount 0.60 μm About ± 1.0 μm 0.75 μm About ± 0.8 μm 0.90 μm About ± 0.8 μm
【００４６】実用的なデフォーカス量は±０．７５μｍ
であり、実施例−１の位相シフトマスクは十分なるデフ
ォーカス量を有することが判った。The practical defocus amount is ± 0.75 μm
It was found that the phase shift mask of Example 1 had a sufficient defocus amount.
【００４７】（比較例−１）図６の（Ａ）及び（Ｂ）に
模式的な部分平面図及び一部断面図を示す従来のフォト
マスクを用いて、かかるフォトマスクに形成されたパタ
ーンをウエハ上のレジストに露光・転写した。尚、平面
形状が正方形の光透過領域１００の数は２つである。フ
ォトマスクに形成されたパターンの諸元を、以下のとお
りとした。 露光波長 ２４８ｎｍ レンズ開口数（ＮＡ） ０．４５ 光透過領域のパターンサイズ ０．３μｍ パターンピッチ（Ｌ） ０．６，０．７５，
０．９μｍComparative Example 1 Using a conventional photomask whose schematic partial plan view and partial cross-sectional view are shown in FIGS. 6A and 6B, the pattern formed on the photomask is Exposure and transfer to resist on wafer. The number of the light transmitting regions 100 having a square planar shape is two. The specifications of the pattern formed on the photomask were as follows. Exposure wavelength 248 nm Lens numerical aperture (NA) 0.45 Pattern size of light transmission area 0.3 μm Pattern pitch (L) 0.6, 0.75
0.9 μm
【００４８】デフォーカス量と、レジストに形成された
コンタクトホールパターン径との関係を、図７に示す。
図７から明らかなように、いずれのパターンピッチにお
いても、レジストにおけるコンタクトホールパターン径
の変動を±１０％とした場合のデフォーカス量（焦点深
度）は±０．５μｍ以下であり、実用的なデフォーカス
量である±０．７５μｍを得ることはできなかった。FIG. 7 shows the relationship between the defocus amount and the diameter of the contact hole pattern formed in the resist.
As is clear from FIG. 7, at any pattern pitch, the defocus amount (depth of focus) when the variation of the contact hole pattern diameter in the resist is ± 10% is ± 0.5 μm or less, which is practical. A defocus amount of ± 0.75 μm could not be obtained.
【００４９】（実施例−２）実施例−２も、本発明の第
１の態様に係る位相シフトマスクに関する。実施例−２
の位相シフトマスクの部分平面図を図８に示す。尚、実
施例−２の位相シフトマスクの断面構造は、実質的には
実施例−１にて説明した位相シフトマスクの断面構造と
同様とすることができる。(Embodiment 2) Embodiment 2 also relates to the phase shift mask according to the first aspect of the present invention. Example-2
FIG. 8 shows a partial plan view of the phase shift mask of FIG. The cross-sectional structure of the phase shift mask of the second embodiment can be substantially the same as the cross-sectional structure of the phase shift mask described in the first embodiment.
【００５０】実施例−２においては、光透過領域を構成
する第１の光透過領域２０の数をＭ、第２の光透過領域
３０の数をＮとした場合、 Ｍ＝２、Ｎ＝１ とした。また、第１の光透過領域２０と第２の光透過領
域３０は千鳥状に配列されている。第１及び第２の光透
過領域２０，３０の平面形状は正方形であり、第１及び
第２の補助光透過領域２２，３２の平面形状は長方形で
ある。各領域の配置状態、大きさ、露光条件等の諸元
は、実施例１と同様とした。尚、一部の補助光透過領域
のパターンサイズを、（長辺）×（短辺）＝０．２２５
×０．１５μｍとした。In the embodiment 2, when the number of the first light transmitting regions 20 constituting the light transmitting region is M and the number of the second light transmitting regions 30 is N, M = 2, N = 1 And Further, the first light transmitting region 20 and the second light transmitting region 30 are arranged in a staggered manner. The planar shapes of the first and second light transmitting regions 20 and 30 are square, and the planar shapes of the first and second auxiliary light transmitting regions 22 and 32 are rectangular. The specifications such as the arrangement state, size, and exposure conditions of each region were the same as in Example 1. In addition, the pattern size of a part of the auxiliary light transmission area is set to (long side) × (short side) = 0.225.
× 0.15 μm.
【００５１】実施例−２の位相シフトマスクの作製方法
は、実施例−１と同様とすることができるので、詳細な
説明は省略する。Since the method of manufacturing the phase shift mask of the embodiment 2 can be the same as that of the embodiment 1, the detailed description is omitted.
【００５２】実施例−２の位相シフトマスクを用いて、
かかる位相シフトマスクに形成されたパターンをウエハ
上のレジストに露光・転写した。デフォーカス量と、レ
ジストに形成されたコンタクトホールパターン径との関
係を、図９に示す。パターンピッチ（Ｌ）は、０．６
０、０．７５、０．９０μｍと変化させた。図９から明
らかなように、パターンピッチ（Ｌ）が変化しても、ウ
エハ上のレジストにおけるコンタクトホールパターン径
の変動は小さい。レジストにおけるコンタクトホールパ
ターン径の変動を±１０％とした場合のデフォーカス量
（焦点深度）は、以下のとおりである。 パターンピッチ（Ｌ） デフォーカス量 ０．６０μｍ 約±１．０μｍ ０．７５μｍ 約±０．７５μｍ ０．９０μｍ 約±０．７５μｍUsing the phase shift mask of the embodiment-2,
The pattern formed on the phase shift mask was exposed and transferred to a resist on a wafer. FIG. 9 shows the relationship between the defocus amount and the diameter of the contact hole pattern formed in the resist. The pattern pitch (L) is 0.6
0, 0.75, and 0.90 μm. As is clear from FIG. 9, even when the pattern pitch (L) changes, the variation in the contact hole pattern diameter in the resist on the wafer is small. The defocus amount (depth of focus) when the variation of the contact hole pattern diameter in the resist is ± 10% is as follows. Pattern pitch (L) Defocus amount 0.60 μm About ± 1.0 μm 0.75 μm About ± 0.75 μm 0.90 μm About ± 0.75 μm
【００５３】実用的なデフォーカス量は±０．７５μｍ
であり、実施例−２の位相シフトマスクは十分なるデフ
ォーカス量を有することが判った。The practical defocus amount is ± 0.75 μm
It was found that the phase shift mask of Example 2 had a sufficient defocus amount.
【００５４】（比較例−２）図１０に模式的な部分平面
図を示す従来のフォトマスクを用いて、かかるフォトマ
スクに形成されたパターンをウエハ上のレジストに露光
・転写した。尚、光透過領域１００の数は３つであり、
断面構造は図６の（Ｂ）に示したと同様の構造を有す
る。フォトマスクに形成されたパターンの諸元は、比較
例−１と同様とした。Comparative Example 2 Using a conventional photomask whose schematic partial plan view is shown in FIG. 10, a pattern formed on the photomask was exposed and transferred to a resist on a wafer. The number of the light transmission areas 100 is three,
The cross-sectional structure has the same structure as that shown in FIG. The specifications of the pattern formed on the photomask were the same as in Comparative Example-1.
【００５５】デフォーカス量と、レジストに形成された
コンタクトホールパターン径との関係を、図１１に示
す。図１１から明らかなように、いずれのパターンピッ
チにおいても、レジストにおけるコンタクトホールパタ
ーン径の変動を±１０％とした場合のデフォーカス量
（焦点深度）は±０．５μｍ以下であり、実用的なデフ
ォーカス量である±０．７５μｍを得ることはできなか
った。FIG. 11 shows the relationship between the defocus amount and the diameter of the contact hole pattern formed in the resist. As is clear from FIG. 11, the defocus amount (depth of focus) when the variation of the contact hole pattern diameter in the resist is ± 10% is ± 0.5 μm or less at any pattern pitch, which is practical. A defocus amount of ± 0.75 μm could not be obtained.
【００５６】（実施例−３）実施例−３も、本発明の第
１の態様に係る位相シフトマスクに関する。実施例−３
の位相シフトマスクの部分平面図を図１２に示す。実施
例−３においては、光透過領域を構成する第１の光透過
領域２０の数をＭ、第２の光透過領域３０の数をＮとし
た場合、 Ｍ＝２、Ｎ＝２ とした。また、第１の光透過領域２０と第２の光透過領
域３０は千鳥状に配列されている。第１及び第２の光透
過領域２０，３０の平面形状は正方形であり、第１及び
第２の補助光透過領域２２，３２の平面形状は長方形で
ある。各領域の配置状態、大きさ、露光条件等の諸元
は、実施例１と同様とした。Example 3 Example 3 also relates to the phase shift mask according to the first embodiment of the present invention. Example-3
FIG. 12 shows a partial plan view of the phase shift mask of FIG. In Example 3, when the number of the first light transmitting regions 20 constituting the light transmitting region is M and the number of the second light transmitting regions 30 is N, M = 2 and N = 2. Further, the first light transmitting region 20 and the second light transmitting region 30 are arranged in a staggered manner. The planar shapes of the first and second light transmitting regions 20 and 30 are square, and the planar shapes of the first and second auxiliary light transmitting regions 22 and 32 are rectangular. The specifications such as the arrangement state, size, and exposure conditions of each region were the same as in Example 1.
【００５７】実施例−３の位相シフトマスクの作製方法
は、実施例−１と同様とすることができるので、詳細な
説明は省略する。The manufacturing method of the phase shift mask of the embodiment-3 can be the same as that of the embodiment-1, so that the detailed description is omitted.
【００５８】実施例−３の位相シフトマスクを用いて、
かかる位相シフトマスクに形成されたパターンをウエハ
上のレジストに露光・転写した。デフォーカス量と、レ
ジストに形成されたコンタクトホールパターン径との関
係を、図１３に示す。パターンピッチ（Ｌ）は、０．６
０、０．７５、０．９０μｍと変化させた。図１３から
明らかなように、パターンピッチ（Ｌ）が変化しても、
ウエハ上のレジストにおけるコンタクトホールパターン
径の変動は小さい。レジストにおけるコンタクトホール
パターン径の変動を±１０％とした場合のデフォーカス
量（焦点深度）は、以下のとおりである。 パターンピッチ（Ｌ） デフォーカス量 ０．６０μｍ 約±１．０μｍ ０．７５μｍ 約±０．８μｍ ０．９０μｍ 約±０．７５μｍUsing the phase shift mask of the third embodiment,
The pattern formed on the phase shift mask was exposed and transferred to a resist on a wafer. FIG. 13 shows the relationship between the defocus amount and the diameter of the contact hole pattern formed in the resist. The pattern pitch (L) is 0.6
0, 0.75, and 0.90 μm. As is clear from FIG. 13, even if the pattern pitch (L) changes,
The variation of the contact hole pattern diameter in the resist on the wafer is small. The defocus amount (depth of focus) when the variation of the contact hole pattern diameter in the resist is ± 10% is as follows. Pattern pitch (L) Defocus amount 0.60 μm About ± 1.0 μm 0.75 μm About ± 0.8 μm 0.90 μm About ± 0.75 μm
【００５９】実用的なデフォーカス量は±０．７５μｍ
であり、実施例−２の位相シフトマスクは十分なるデフ
ォーカス量を有することが判った。The practical defocus amount is ± 0.75 μm
It was found that the phase shift mask of Example 2 had a sufficient defocus amount.
【００６０】（比較例−３）図１４に模式的な部分平面
図を示す従来のフォトマスクを用いて、かかるフォトマ
スクに形成されたパターンをウエハ上のレジストに露光
・転写した。尚、光透過領域１００の数は４つであり、
断面構造は図６の（Ｂ）に示したと同様の構造を有す
る。フォトマスクに形成されたパターンの諸元は、比較
例−１と同様とした。Comparative Example 3 Using a conventional photomask whose schematic partial plan view is shown in FIG. 14, the pattern formed on the photomask was exposed and transferred to a resist on a wafer. The number of the light transmission areas 100 is four,
The cross-sectional structure has the same structure as that shown in FIG. The specifications of the pattern formed on the photomask were the same as in Comparative Example-1.
【００６１】デフォーカス量と、レジストに形成された
コンタクトホールパターン径との関係を、図１５に示
す。図１５から明らかなように、いずれのパターンピッ
チにおいても、レジストにおけるコンタクトホールパタ
ーン径の変動を±１０％とした場合のデフォーカス量
（焦点深度）は±０．５μｍ以下であり、実用的なデフ
ォーカス量である±０．７５μｍを得ることはできなか
った。FIG. 15 shows the relationship between the defocus amount and the diameter of the contact hole pattern formed in the resist. As is clear from FIG. 15, the defocus amount (depth of focus) is ± 0.5 μm or less when the variation of the contact hole pattern diameter in the resist is ± 10% at any pattern pitch, which is practical. A defocus amount of ± 0.75 μm could not be obtained.
【００６２】（実施例−４）実施例−４は、本発明の第
２の態様に係る位相シフトマスクに関する。実施例−４
の位相シフトマスクの模式的な部分平面図を、図１６に
示す。尚、実施例−４の位相シフトマスクの断面構造
は、実質的には実施例−１にて説明した位相シフトマス
クと同様の断面構造とすることができる。Example 4 Example 4 relates to a phase shift mask according to the second aspect of the present invention. Example-4
FIG. 16 shows a schematic partial plan view of the phase shift mask of FIG. The cross-sectional structure of the phase shift mask of the fourth embodiment can be substantially the same as that of the phase shift mask described in the first embodiment.
【００６３】実施例−４の位相シフトマスクも、透明な
材料から成る基体１０に形成された遮光領域１２及び光
透過領域を備えている。The phase shift mask of the fourth embodiment also has a light-shielding region 12 and a light-transmitting region formed on a substrate 10 made of a transparent material.
【００６４】この光透過領域は、（イ）千鳥状に配列さ
れた第１及び第２の光透過領域５０，６０と、（ロ）外
周部の第１若しくは第２の光透過領域に隣接して設けら
れた補助光透過領域７０から構成されている。そして、
第１の光透過領域５０を通過した光の位相と、第２の光
透過領域６０を通過した光の位相とが、例えば１８０度
異なり、補助光透過領域７０を通過した光の位相と、こ
の補助光透過領域７０に隣接した外周部の第１若しくは
第２の光透過領域を通過した光の位相とが、例えば１８
０度異なる。The light transmitting region is adjacent to (a) the first and second light transmitting regions 50 and 60 arranged in a staggered pattern and (b) the first or second light transmitting region on the outer peripheral portion. The auxiliary light transmission region 70 is provided. And
The phase of the light passing through the first light transmitting region 50 and the phase of the light passing through the second light transmitting region 60 are, for example, 180 degrees different from each other. The phase of light that has passed through the first or second light transmission region on the outer peripheral portion adjacent to the auxiliary light transmission region 70 is, for example, 18
0 degrees different.
【００６５】第１の光透過領域５０と第２の光透過領域
６０との間には遮光領域１２が形成されている。また、
第１及び第２の光透過領域５０，６０と補助光透過領域
７０の間、隣接する補助光透過領域の間にも遮光領域１
２が形成されている。The light shielding area 12 is formed between the first light transmitting area 50 and the second light transmitting area 60. Also,
The light shielding region 1 is also provided between the first and second light transmitting regions 50 and 60 and the auxiliary light transmitting region 70 and between the adjacent auxiliary light transmitting regions.
2 are formed.
【００６６】実施例−４においては、光透過領域は、４
つの第１の光透過領域５０、１つの第２の光透過領域６
０、１２の補助光透過領域７０から構成されている。４
つの第１の光透過領域５０が、外周部の第１の光透過領
域に相当する。実施例−４においては、外周部の第２の
光透過領域は存在しない。第１及び第２の光透過領域５
０，６０の平面形状は正方形であり、補助光透過領域７
０の平面形状は長方形である。実施例−４においては、
外周部の第１の光透過領域５０に隣接して補助光透過領
域７０が設けられており、第２の光透過領域６０は４つ
の第１の光透過領域５０に囲まれている。In Example-4, the light transmitting area is 4
One first light transmitting region 50, one second light transmitting region 6
0 and 12 auxiliary light transmitting areas 70. 4
One first light transmitting region 50 corresponds to a first light transmitting region on the outer peripheral portion. In Example-4, there is no second light transmission region in the outer peripheral portion. First and second light transmitting regions 5
The plane shape of 0,60 is a square, and the auxiliary light transmitting area 7
The plane shape of 0 is a rectangle. In Example-4,
An auxiliary light transmission region 70 is provided adjacent to the first light transmission region 50 on the outer peripheral portion, and the second light transmission region 60 is surrounded by four first light transmission regions 50.
【００６７】第１の光透過領域５０を通過した光の位相
と、第２の光透過領域６０を通過した光の位相とは、例
えば１８０度、異なる。また、補助光透過領域７０を通
過した光の位相と、この補助光透過領域７０に隣接した
外周部の第１の光透過領域５０を通過した光の位相と
は、例えば１８０度、異なる。The phase of the light passing through the first light transmitting region 50 differs from the phase of the light passing through the second light transmitting region 60 by, for example, 180 degrees. Further, the phase of the light that has passed through the auxiliary light transmitting region 70 and the phase of the light that has passed through the first light transmitting region 50 in the outer peripheral portion adjacent to the auxiliary light transmitting region 70 are different, for example, by 180 degrees.
【００６８】各領域の配置状態、大きさ、露光条件等の
諸元は、概ね実施例−１に例示したと同様である。但
し、一部の補助光透過領域のパターンサイズを、（長
辺）×（短辺）＝０．２２５×０．１５μｍとした。The arrangement state, size, exposure conditions, etc. of each region are almost the same as those exemplified in the first embodiment. However, the pattern size of a part of the auxiliary light transmission region was (long side) × (short side) = 0.225 × 0.15 μm.
【００６９】実施例−４の位相シフトマスクは、実質的
には、実施例−１と同様の作製方法で作製することがで
きるので、詳細な説明は省略する。Since the phase shift mask of the fourth embodiment can be manufactured by substantially the same manufacturing method as that of the first embodiment, a detailed description is omitted.
【００７０】実施例−４においては、第１の光透過領域
５０の周囲には、第２の光透過領域６０及び補助光透過
領域７０が形成されており、第１の光透過領域５０を通
過した光の位相と、第２の光透過領域６０及び補助光透
過領域７０を通過した光の位相とは、例えば１８０度相
違する。従って、第１の光透過領域５０を通過した光
と、第２の光透過領域６０及び補助光透過領域７０を通
過した光とが干渉して、第１の光透過領域５０に基づい
たパターンを、ウエハ上のレジストに正確に且つシャー
プに露光・転写することができる。In the fourth embodiment, a second light transmitting region 60 and an auxiliary light transmitting region 70 are formed around the first light transmitting region 50, and pass through the first light transmitting region 50. The phase of the transmitted light and the phase of the light that has passed through the second light transmission region 60 and the auxiliary light transmission region 70 differ, for example, by 180 degrees. Therefore, the light that has passed through the first light transmitting region 50 and the light that has passed through the second light transmitting region 60 and the auxiliary light transmitting region 70 interfere with each other to form a pattern based on the first light transmitting region 50. It is possible to accurately and sharply expose and transfer the resist on the wafer.
【００７１】一方、第２の光透過領域６０の周囲には、
第１の光透過領域５０が形成されており、第２の光透過
領域６０を通過した光の位相と、第１の光透過領域５０
を通過した光の位相とは、例えば１８０度相違する。従
って、第２の光透過領域６０を通過した光と、第１の光
透過領域５０を通過した光とが干渉して、第２の光透過
領域６０に基づいたパターンを、ウエハ上のレジストに
正確に且つシャープに露光・転写することができる。On the other hand, around the second light transmitting area 60,
A first light transmitting region 50 is formed, and the phase of light passing through the second light transmitting region 60 and the first light transmitting region 50
Differs from the phase of light passing through, for example, 180 degrees. Therefore, the light passing through the second light transmitting region 60 and the light passing through the first light transmitting region 50 interfere with each other, and a pattern based on the second light transmitting region 60 is formed on the resist on the wafer. Exposure and transfer can be performed accurately and sharply.
【００７２】以上、本発明の位相シフトマスクを好まし
い実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例
に限定されるものではない。実施例にて説明した各種の
数値は例示であり、適宜変更することができる。第１及
び第２の光透過領域の平面形状は正方形に限定されず、
長方形、多角形、円等の平面形状とすることができる。
第１及び第２の補助光透過領域も長方形に限定されず、
第１及び第２の光透過領域の平面形状に依存して適宜変
更することができる。Although the phase shift mask of the present invention has been described based on the preferred embodiments, the present invention is not limited to these embodiments. The various numerical values described in the embodiments are examples, and can be changed as appropriate. The planar shape of the first and second light transmission regions is not limited to a square,
It can be a planar shape such as a rectangle, a polygon, and a circle.
The first and second auxiliary light transmitting regions are not limited to rectangles, either.
It can be changed as appropriate depending on the planar shape of the first and second light transmitting regions.
【００７３】各実施例においては、第１及び第２の光透
過領域、第１及び第２の補助光透過領域、補助光透過領
域を通過する光の位相を異ならせるために、基体１０に
凹部を形成したが、他の手段によって光の位相を異なら
せることもできる。In each embodiment, in order to make the phases of the light passing through the first and second light transmitting regions, the first and second auxiliary light transmitting regions, and the light passing through the auxiliary light transmitting regions different, the concave portions are formed in the base 10. Is formed, but the phase of light can be made different by other means.
【００７４】例えば、図１７の（Ａ）及び（Ｂ）に模式
的な一部断面図を示すように、例えば、第２の光透過領
域３０及び第２の補助光透過領域３２にＳＯＧ（Spin O
n Glass）から成る位相シフト層１４を形成する。この
位相シフト層１４の厚さｄ’は、露光光の波長をλ、位
相シフト層を構成する材料の屈折率をｎ’とした場合、
ｄ’＝λ／（２（ｎ’−１））を満足する値とする。
尚、図１７の（Ａ）においては、位相シフト層１４は遮
光領域１２の上にも延びている。一方、図１７の（Ｂ）
においては、位相シフト層１４は遮光領域１２の下に形
成されている。For example, as shown in FIGS. 17A and 17B, SOG (Spin) is applied to the second light transmitting region 30 and the second auxiliary light transmitting region 32, for example. O
A phase shift layer 14 made of n glass) is formed. The thickness d ′ of the phase shift layer 14 is as follows, where λ is the wavelength of the exposure light and n ′ is the refractive index of the material forming the phase shift layer.
A value satisfying d ′ = λ / (2 (n′−1)) is set.
In FIG. 17A, the phase shift layer 14 also extends over the light shielding region 12. On the other hand, FIG.
In, the phase shift layer 14 is formed below the light shielding region 12.
【００７５】第１及び第２の光透過領域等の配置は例示
であり、如何なる配置・配列とすることもできる。例え
ば、図１８の（Ａ）には、２つの第１の光透過領域２０
及び１つの第２の光透過領域３０が一直線に千鳥状に
（交互に）配列された本発明の第１の態様に係る位相シ
フトマスクを示す。図１８の（Ｂ）及び図１９の（Ａ）
には、３つの第１の光透過領域２０及び２つの第２の光
透過領域３０が千鳥状に配列された本発明の第１の態様
に係る位相シフトマスクを示す。尚、図１８及び図１９
においては、各領域の配置関係のみを示した。The arrangement of the first and second light transmission areas and the like is merely an example, and any arrangement and arrangement can be adopted. For example, FIG. 18A shows two first light transmitting regions 20.
1 shows a phase shift mask according to a first embodiment of the present invention in which one second light transmitting region 30 is arranged in a staggered (alternating) manner in a straight line. (B) of FIG. 18 and (A) of FIG.
3 shows a phase shift mask according to a first embodiment of the present invention, in which three first light transmitting regions 20 and two second light transmitting regions 30 are arranged in a staggered manner. 18 and FIG.
In the above, only the arrangement relation of each region is shown.
【００７６】図１９の（Ｂ）には、４つの第１の光透過
領域５０及び３つの第２の光透過領域６０Ａ，６０Ｂが
千鳥状に配列された本発明の第２の態様に係る位相シフ
トマスクを示す。３つの第２の光透過領域の内の１つ
（６０Ａ）は、４つの第１の光透過領域５０に囲まれて
いる。残りの第２の光透過領域６０Ｂは外周部に位置す
る。外周部に位置する４つの第１の光透過領域５０並び
に２つの第２の光透過領域６０Ｂに隣接して、補助光透
過領域７０Ａ，７０Ｂが設けられている。補助光透過領
域７０Ａを通過した光の位相と、この補助光透過領域７
０Ａに隣接した外周部の第１の光透過領域５０を通過し
た光の位相とが、例えば１８０度、異なる。一方、補助
光透過領域７０Ｂを通過した光の位相と、この補助光透
過領域７０Ｂに隣接した外周部の第２の光透過領域６０
Ｂを通過した光の位相とも、例えば１８０度、異なる。FIG. 19B shows a phase according to a second embodiment of the present invention in which four first light transmitting regions 50 and three second light transmitting regions 60A and 60B are arranged in a staggered manner. 3 shows a shift mask. One of the three second light transmitting regions (60A) is surrounded by four first light transmitting regions 50. The remaining second light transmission region 60B is located at the outer peripheral portion. Auxiliary light transmitting regions 70A and 70B are provided adjacent to the four first light transmitting regions 50 and the two second light transmitting regions 60B located on the outer peripheral portion. The phase of the light passing through the auxiliary light transmitting area 70A and the
The phase of the light passing through the first light transmission region 50 in the outer peripheral portion adjacent to 0A is different, for example, by 180 degrees. On the other hand, the phase of the light that has passed through the auxiliary light transmitting region 70B and the second light transmitting region 60 on the outer peripheral portion adjacent to the auxiliary light transmitting region 70B.
The phase of the light passing through B is also different, for example, by 180 degrees.
【００７７】位相シフトマスクの作製工程で用いた各種
材料も適宜変更することができる。基体１０は、石英以
外にも、通常のガラス、適宜各種成分を添加したガラス
等から構成することができる。遮光層１２Ａを構成する
材料はクロムに限定されず、酸化クロム、クロム上に積
層された酸化クロム、高融点金属（Ｗ、Ｍｏ、Ｂｅ
等）、タンタル、アルミニウムやＭｏＳｉ2等の金属シ
リサイドなど、光を適当量遮光することができる材料を
用いることができる。また、位相シフト層１４は、ＳＯ
Ｇから構成する代わりに、ポリメチルメタクリレート、
フッ化マグネシウム、二酸化チタン、ポリイミド樹脂、
二酸化珪素、酸化インジウム、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、各種
レジスト等、透明な材料であればよい。感光層４０，４
２の形成の際、ポジ型レジストの代わりにネガ型レジス
トを用いてもよい。この場合、電子線描画領域はポジ型
レジストの場合と逆になる点が異なる。Various materials used in the process of manufacturing the phase shift mask can be appropriately changed. The base 10 can be made of ordinary glass, glass to which various components are added as appropriate, in addition to quartz. The material constituting the light-shielding layer 12A is not limited to chromium, but may be chromium oxide, chromium oxide laminated on chromium, high melting point metal (W, Mo, Be).
Etc.), a material capable of blocking an appropriate amount of light, such as tantalum, metal silicide such as aluminum and MoSi 2, and the like. Further, the phase shift layer 14 is made of SO
Instead of being composed of G, polymethyl methacrylate,
Magnesium fluoride, titanium dioxide, polyimide resin,
Any transparent material such as silicon dioxide, indium oxide, SiO 2 , SiN, and various resists may be used. Photosensitive layers 40, 4
In forming 2, a negative resist may be used instead of the positive resist. In this case, the electron beam drawing area is different from the case of the positive resist in that it is reversed.
【００７８】[0078]
【発明の効果】本発明の位相シフトマスクにおいては、
第１の光透過領域を通過する光と第２の光透過領域を通
過する光の干渉だけでなく、第１（第２）の光透過領域
を通過する光と第２（第１）の補助光透過領域を通過す
る光の干渉を生じさせることによって、有限個のコンタ
クトホールやビアホール、スルーホールに代表される微
細な孤立パターンを微小パターンピッチで形成すること
ができる。しかも、位相シフトマスクに形成されたパタ
ーンを、ウエハ上のレジストにシャープに転写すること
ができる。更には、十分な大きさのデフォーカス量（焦
点深度）を得ることができる。補助光透過領域のパター
ンサイズを最適化することによって、補助光透過領域を
通過した光による光の干渉を確実に生じさせ且つウエハ
上のレジストに不要なパターンが形成されることはな
い。本発明の位相シフトマスクを用いることによって、
半導体装置に要求される２つ以上の並置されたコンタク
トホール等を歩留まり良く生産することができ、半導体
装置の製造コストを低減することができる。According to the phase shift mask of the present invention,
Not only interference between light passing through the first light transmitting region and light passing through the second light transmitting region, but also light passing through the first (second) light transmitting region and the second (first) auxiliary. By causing interference of light passing through the light transmitting region, a fine isolated pattern represented by a finite number of contact holes, via holes, and through holes can be formed at a fine pattern pitch. Moreover, the pattern formed on the phase shift mask can be sharply transferred to the resist on the wafer. Further, a sufficiently large defocus amount (depth of focus) can be obtained. By optimizing the pattern size of the auxiliary light transmitting area, light interference caused by light passing through the auxiliary light transmitting area is surely caused, and unnecessary patterns are not formed on the resist on the wafer. By using the phase shift mask of the present invention,
Two or more juxtaposed contact holes and the like required for a semiconductor device can be produced with high yield, and the manufacturing cost of the semiconductor device can be reduced.
【図１】実施例−１の位相シフトマスクの模式的な部分
平面図である。FIG. 1 is a schematic partial plan view of a phase shift mask of Example-1.
【図２】実施例−１の位相シフトマスクの模式的な一部
断面図である。FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view of a phase shift mask of Example-1.
【図３】実施例−１の位相シフトマスクの作製工程を説
明するための、基体等の模式的な一部断面図である。FIG. 3 is a schematic partial cross-sectional view of a base and the like for explaining a manufacturing process of the phase shift mask of Example-1.
【図４】図３に引き続き、実施例−１の位相シフトマス
クの作製工程を説明するための、基体等の模式的な一部
断面図である。FIG. 4 is a schematic partial cross-sectional view of a substrate and the like for explaining a manufacturing step of the phase shift mask of Example 1 following FIG. 3;
【図５】実施例−１の位相シフトマスクにおける、デフ
ォーカス量と、レジストに形成されたコンタクトホール
パターン径との関係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the amount of defocus and the diameter of a contact hole pattern formed in a resist in the phase shift mask of Example-1.
【図６】比較例−１の従来のフォトマスクの模式的な部
分平面図及び一部断面図である。FIG. 6 is a schematic partial plan view and a partial cross-sectional view of a conventional photomask of Comparative Example-1.
【図７】比較例−１の従来のフォトマスクにおけるデフ
ォーカス量と、レジストに形成されたコンタクトホール
パターン径との関係を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing a relationship between a defocus amount in a conventional photomask of Comparative Example 1 and a diameter of a contact hole pattern formed in a resist.
【図８】実施例−２の位相シフトマスクの模式的な部分
平面図である。FIG. 8 is a schematic partial plan view of a phase shift mask of Example-2.
【図９】実施例−２の位相シフトマスクにおけるデフォ
ーカス量と、レジストに形成されたコンタクトホールパ
ターン径との関係を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing a relationship between a defocus amount and a diameter of a contact hole pattern formed in a resist in the phase shift mask of Example-2.
【図１０】比較例−２の従来のフォトマスクの模式的な
部分平面図である。FIG. 10 is a schematic partial plan view of a conventional photomask of Comparative Example-2.
【図１１】比較例−２の従来のフォトマスクにおけるデ
フォーカス量と、レジストに形成されたコンタクトホー
ルパターン径との関係を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing the relationship between the defocus amount and the diameter of a contact hole pattern formed in a resist in a conventional photomask of Comparative Example-2.
【図１２】実施例−３の位相シフトマスクの模式的な部
分平面図である。FIG. 12 is a schematic partial plan view of a phase shift mask of Example-3.
【図１３】実施例−３の位相シフトマスクにおけるデフ
ォーカス量と、レジストに形成されたコンタクトホール
パターン径との関係を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing a relationship between a defocus amount and a diameter of a contact hole pattern formed in a resist in the phase shift mask of Example-3.
【図１４】比較例−３の従来のフォトマスクの模式的な
部分平面図である。FIG. 14 is a schematic partial plan view of a conventional photomask of Comparative Example-3.
【図１５】比較例−３の従来のフォトマスクにおけるデ
フォーカス量と、レジストに形成されたコンタクトホー
ルパターン径との関係を示すグラフである。FIG. 15 is a graph showing the relationship between the defocus amount and the diameter of a contact hole pattern formed in a resist in a conventional photomask of Comparative Example-3.
【図１６】実施例−４の位相シフトマスクの模式的な部
分平面図である。FIG. 16 is a schematic partial plan view of a phase shift mask of Example-4.
【図１７】本発明の位相シフトマスクの別の構成を示す
模式的な一部断面図である。FIG. 17 is a schematic partial sectional view showing another configuration of the phase shift mask of the present invention.
【図１８】本発明の第１の態様に係る位相シフトマスク
の別の形態の模式的な部分平面図である。FIG. 18 is a schematic partial plan view of another form of the phase shift mask according to the first embodiment of the present invention.
【図１９】本発明の第１及び第２の態様に係る位相シフ
トマスクの別の形態の模式的な部分平面図である。FIG. 19 is a schematic partial plan view of another embodiment of the phase shift mask according to the first and second aspects of the present invention.
【図２０】従来のリム方式位相シフトマスクの構造を示
す模式的な部分平面図及び一部断面図である。FIG. 20 is a schematic partial plan view and a partial cross-sectional view showing the structure of a conventional rim type phase shift mask.
【図２１】従来の補助パターン方式位相シフトマスクの
構造を示す模式的な部分平面図及び一部断面図である。FIG. 21 is a schematic partial plan view and a partial sectional view showing the structure of a conventional auxiliary pattern type phase shift mask.
【図２２】従来のハーフトーン方式位相シフトマスクの
構造を示す模式的な部分平面図及び一部断面図である。FIG. 22 is a schematic partial plan view and a partial cross-sectional view showing the structure of a conventional halftone type phase shift mask.
【図２３】従来のハーフトーン方式位相シフトマスクに
おける、パターンピッチを変化させたときの二次ピーク
の光強度を示すグラフである。FIG. 23 is a graph showing light intensity of a secondary peak when a pattern pitch is changed in a conventional halftone phase shift mask.
【図２４】従来のマスクにおける、パターンピッチを変
化させたときの二次ピークの光強度を示すグラフであ
る。FIG. 24 is a graph showing light intensity of a secondary peak when a pattern pitch is changed in a conventional mask.
【図２５】第１の光透過領域と第２の光透過領域を千鳥
状に配列した、従来の位相シフトマスクの模式的な部分
平面図である。FIG. 25 is a schematic partial plan view of a conventional phase shift mask in which first light transmission regions and second light transmission regions are arranged in a staggered manner.
１０ 基体 １２，１２Ａ 遮光領域 １４ 位相シフト層 ２０，５０ 第１の光透過領域 ２２ 第１の補助光透過領域 ３０，６０ 第２の光透過領域 ３２ 第２の補助光透過領域 ４０，４２ 感光層 ７０，７０Ａ，７０Ｂ 補助光透過領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Substrate 12, 12A Light shielding area 14 Phase shift layer 20, 50 First light transmitting area 22 First auxiliary light transmitting area 30, 60 Second light transmitting area 32 Second auxiliary light transmitting area 40, 42 Photosensitive layer 70, 70A, 70B Auxiliary light transmission area
Claims (5)
領域及び光透過領域を備え、該光透過領域は、 （イ）第１の光透過領域と、 （ロ）該第１の光透過領域に隣接して設けられた第２の
光透過領域と、 （ハ）第１の光透過領域が配置されていない第２の光透
過領域の側方の領域に設けられた第１の補助光透過領域
と、 （ニ）第２の光透過領域が配置されていない第１の光透
過領域の側方の領域に設けられた第２の補助光透過領
域、 から構成され、 第１の光透過領域を通過した光の位相と、第２の光透過
領域及び第２の補助光透過領域を通過した光の位相とが
異なり、 第２の光透過領域を通過した光の位相と、第１の補助光
透過領域を通過した光の位相とが異なり、 第１の光透過領域及び第２の光透過領域に基づいたパタ
ーンがレジストに転写され、補助光透過領域に基づいた
パターンはレジストに転写されることがない ことを特徴
とする位相シフトマスク。1. A light-shielding region and a light-transmitting region formed on a base made of a transparent material, the light-transmitting region comprising: (a) a first light-transmitting region; and (b) the first light-transmitting region. A second light transmitting region provided adjacent to the region; and (c) a first auxiliary light provided in a region beside the second light transmitting region where the first light transmitting region is not disposed. And (d) a second auxiliary light transmitting region provided in a region on the side of the first light transmitting region where the second light transmitting region is not arranged. The phase of light that has passed through the region is different from the phase of light that has passed through the second light transmission region and the second auxiliary light transmission region, and the phase of light that has passed through the second light transmission region and the first and the phase of light passing through the auxiliary light transmission region Ri is Do different, based on the first light transmitting region and a second light transmitting region pattern
Pattern is transferred to the resist and is based on the auxiliary light transmission area.
A phase shift mask, wherein a pattern is not transferred to a resist .
１つの第２の光透過領域、３つの第１の補助光透過領域
及び３つの第２の補助光透過領域から構成され、 第１及び第２の光透過領域の平面形状は正方形であり、 第１及び第２の補助光透過領域の平面形状は長方形であ
ることを特徴とする請求項１に記載の位相シフトマス
ク。2. The light-transmitting region includes one first light-transmitting region,
The first and second light transmitting regions are formed of one second light transmitting region, three first auxiliary light transmitting regions, and three second auxiliary light transmitting regions. 2. The phase shift mask according to claim 1, wherein the planar shapes of the first and second auxiliary light transmitting regions are rectangular.
数をＭ、第２の光透過領域の数をＮとした場合、 １≦Ｍ、１≦Ｎ、３≦Ｍ＋Ｎ であり、第１の光透過領域と第２の光透過領域は千鳥状
に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の位
相シフトマスク。3. When the number of first light transmitting regions constituting the light transmitting region is M and the number of second light transmitting regions is N, 1 ≦ M, 1 ≦ N, 3 ≦ M + N, The phase shift mask according to claim 1, wherein the first light transmission region and the second light transmission region are arranged in a staggered manner.
領域の中心までの距離をＬ、第１の光透過領域の中心と
第２の光透過領域の中心とを結ぶ直線に沿った第１の光
透過領域の長さ及び第２の光透過領域の長さをそれぞれ
Ｌ1及びＬ2としたとき、 １．５≦Ｌ／（Ｌ1＋Ｌ2）≦３．０ であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれ
か１項に記載の位相シフトマスク。4. The distance from the center of the first light transmitting region to the center of the second light transmitting region is L, and a distance connecting the center of the first light transmitting region and the center of the second light transmitting region is L. When the length of the first light transmission region and the length of the second light transmission region are L1 and L2, respectively, 1.5 ≦ L / (L1 + L2) ≦ 3.0. The phase shift mask according to claim 1.
領域及び光透過領域を備え、該光透過領域は、 （イ）千鳥状に配列された第１及び第２の光透過領域
と、 （ロ）外周部の第１若しくは第２の光透過領域に隣接し
て設けられた補助光透過領域、 から構成され、 第１の光透過領域を通過した光の位相と、第２の光透過
領域を通過した光の位相とが異なり、 補助光透過領域を通過した光の位相と、該補助光透過領
域に隣接した外周部の第１若しくは第２の光透過領域を
通過した光の位相とが異なり、 第１の光透過領域及び第２の光透過領域に基づいたパタ
ーンがレジストに転写され、補助光透過領域に基づいた
パターンはレジストに転写されることがない ことを特徴
とする位相シフトマスク。5. A light-shielding region and a light-transmitting region formed on a base made of a transparent material, the light-transmitting region comprising: (a) first and second light-transmitting regions arranged in a staggered manner; (B) an auxiliary light transmitting region provided adjacent to the first or second light transmitting region on the outer peripheral portion, wherein the phase of light passing through the first light transmitting region and the second light transmitting region The phase of the light that has passed through the region is different from the phase of the light that has passed through the auxiliary light transmitting region, and the phase of the light that has passed through the first or second light transmitting region on the outer peripheral portion adjacent to the auxiliary light transmitting region. pattern which but varies, based on the first light transmitting region and a second light transmitting region
Pattern is transferred to the resist and is based on the auxiliary light transmission area.
A phase shift mask, wherein a pattern is not transferred to a resist .
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