JP4197540B2 - フォトマスク、その作成方法及びそのフォトマスクを用いたパターン形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体集積回路装置等の製造に用いられる微細パターン形成用のフォトマスク及びそのマスクを用いたパターン形成方法に関する。

近年、半導体を用いて実現する大規模集積回路装置（以下、ＬＳＩと称する）の高集積化のために、回路パターンの微細化がますます必要となってきている。その結果、回路を構成する配線パターンの細線化が非常に重要となってきた。

以下、従来の光露光システムによる配線パターンの細線化について、ポジ型レジストプロセスを用いる場合を例として説明する。ここで、ラインパターンとは、レジスト膜における露光光によって感光されない部分、つまり現像後に残存するレジスト部分（レジストパターン）である。また、スペースパターンとは、レジスト膜における露光光によって感光される部分、つまり現像によりレジストが除去されてなる開口部分（レジスト除去パターン）である。尚、ポジ型レジストプロセスに代えてネガ型レジストプロセスを用いる場合、前述のラインパターン及びスペースパターンのそれぞれの定義を入れ替えればよい。

従来、光露光システムを用いてパターン形成を行う場合、石英等からなる透明な基板（透過性基板）上にＣｒ（クロム）等からなる遮光パターンが所望のパターンと対応するように描かれたフォトマスクを用いていた。このようなフォトマスクにおいては、Ｃｒパターンが存在する領域は、ある波長の露光光を透過させない（実質的に透過率０％の）遮光部となる一方、Ｃｒパターンが存在しない領域（開口部）は、前述の露光光に対して透過性基板と同等の透過率（実質的に１００％の透過率）を持つ透光部となる。また、当該フォトマスクにおいては、全てのマスクパターンが透過性基板の上に描かれていると共に、露光時には透過性基板の裏面側（マスクパターンが設けられていない側）から照射された光が透過性基板を透過した後にマスクパターンに照射されることになる。よって、本願においてマスクパターンの露光光に対する透過率を議論する場合、マスクパターン各部の絶対的な透過率ではなく、透過性基板の透過率（１００％）を基準とした相対透過率を用いる。

前述のフォトマスクを用いて、レジストが塗布されたウェハの露光を行った場合、マスクを透過した光の像がウェハ上に投影される。このとき、マスクの遮光部はレジストの非感光部と対応すると共にマスクの開口部（透光部）はレジストの感光部と対応し、その結果、ウェハ上に所望のレジストパターンを形成できる。従って、このようなフォトマスク、つまり、ある波長の露光光に対する遮光部及び透光部から構成されるフォトマスクはバイナリーマスクと呼ばれる。

しかしながら、前述のバイナリーマスクを用いて露光波長（露光光の波長）以下の微細パターンを高い寸法精度で形成することは、光の回折現象のために困難となる。その理由は以下の通りである。すなわち、マスクを透過してウェハ上に投影される光の回折像の強度振幅が減少するため、非回折光となる０次光の比率、つまり光学像におけるノイズ成分の比率が大きくなるので、鮮明な像が得られなくなる。その結果、マスク上のパターンの寸法誤差が光の投影像において強調されてしまうので、所望の寸法精度でパターン形成を行うことも困難となってしまう。このような現象をＭＥＦ（マスクエラーファクター）の増加と呼ぶ。高精度の寸法制御によるパターン形成が要求される近年のＬＳＩにおいては、このＭＥＦの低減が特に重要な課題となってきている。

また、光の回折現象が引き起こすその他の問題として、マスクパターンを矩形状に形成したとしても、当該マスクパターンの露光によって形成されるレジストパターンの角部が丸くなる現象がある。特に、線幅の細いライン状のレジストパターンの形成においては、当該レジストパターンの角部の丸みは当該レジストパターンのライン端部の後退現象をもたらすことになる。このような現象はＬＳＩの集積化において重大な欠点となる。

図２６（ａ）及び（ｂ）は、上記のレジストパターンの角部の丸みがＬＳＩの集積化に及ぼす悪影響を説明するための図である。具体的には、図２６（ａ）は、トランジスタが配置されたレイアウトパターンの一例を示すものである。図２６（ａ）に示すように、活性領域を表す活性層パターン１１の上に、トランジスタのゲート電極を表すゲート層パターン１２が配置されている。また、活性層パターン１１におけるゲート層パターン１２の両側には、ソース領域又はドレイン領域と接続されるコンタクトを表すコンタクトパターン１３が配置されている。ここで、ＬＳＩの集積化を高め、高密度にトランジスタを配置するためには、互いに隣接するトランジスタを表すゲート層パターン１２同士の間の領域（以下「対向領域」と称する）と、当該対向領域におけるゲート層パターン１２の活性層パターン１１からの突き出し量とを縮小する必要がある。そのため、図２６（ａ）に示すように、前記対向領域におけるゲート層パターン１２の突き出し量Ａは、前記対向領域の反対側の領域（以下「非対向領域」と称する）におけるゲート層パターン１２の突き出し量Ｂと比べて小さくなる。

図２６（ｂ）は、図２６（ａ）に示すレイアウトパターンの各レイヤ毎のパターンをそれぞれマスクパターンとして露光を行ったときに形成される各レイヤ毎のレジストパターンの形状を重ね合わせて示したものである。具体的には、図２６（ｂ）に示すように、活性層パターン１１と対応するレジストパターン２１の形状と、ゲート層パターン１２と対応するレジストパターン２２の形状と、コンタクトパターン１３と対応するレジストパターン２３の形状とが重ね合わせられている。また、図２６（ｂ）に示すように、ゲート層パターン１２と対応するレジストパターン２２においては、ライン端部が丸くなり所定のマスク寸法（つまりゲート層パターン１２の寸法）と比べて後退している。このとき、ゲート層パターン１２において相対的に大きい突き出し量Ｂを確保した非対向領域側では、レジストパターン２２における活性領域端部上でのゲート長方向の幅として、活性領域中央部上での所望のゲート長Ｌｇ０が実現される。しかし、ゲート層パターン１２において突き出し量Ａを十分に確保できていない対向領域側では、レジストパターン２２における活性領域端部上でのゲート長方向の幅Ｌｇ１が所望のゲート長Ｌｇ０よりも小さくなってしまう。このように活性領域端部上で十分なゲート長を確保できない箇所が存在する場合、当該箇所においてソース・ドレイン間のリーク電流が増加する結果、ＬＳＩとして正常に動作しなくなる。

以上のように、レジストパターンの角部が丸くなる現象は、複数のトランジスタが隣接する回路レイアウトにおいてゲート層パターンの対向領域の縮小と当該対向領域におけるゲート突き出し量の縮小とを困難とするので、レジストパターンの角部が丸くなる現象の防止はＬＳＩの集積化における重要な課題となる。

それに対して、レジストパターンにおける角部の丸みを防止するために、マスクパターンの角部の周辺に光を遮光するパターンを設ける方法が提案されている（例えば特許文献１）。図２７（ａ）及び（ｂ）は、特許文献１に開示された方法、具体的には、レジストパターンにおける角部の丸みを防止するために透過率調整膜を用いる方法を説明するための図である。図２７（ａ）は露光によって形成しようとする所望のパターンを表す図である。図２７（ａ）に示すように、所望のパターンは、互いに隣接する複数の矩形状パターン３０である。また、図２７（ｂ）は、図２７（ａ）に示す所望のパターンを形成するためのフォトマスクの平面構成を示す図である。尚、図２７（ｂ）において、透過性基板については斜視図的に示している。図２７（ｂ）に示すように、透過性基板５０上に、所望のパターンに対応する遮光部５１が設けられている。さらに、遮光部５１間の透光部５４の配置領域のうち当該領域が互いに交差する箇所（透光部交差箇所）５２には透過率調整膜５３が設けられている。透過率調整膜５３は透光部５４を透過する光の量を調整するためのものであり、透光部交差箇所５２に透過率調整膜５３を設けることにより、当該箇所５２を透過する光の量を減少させることができる。これにより、透光部交差箇所５２を過剰に光が透過することを防止できるので、透光部交差箇所５２及びその周辺と対応するレジストパターン角部が丸くなることを抑制できる。
特開平７−２１９２０７号公報

以上に述べた特許文献１に開示された方法、つまり透光部交差箇所に透過率調整膜を設ける方法によって、レジストパターンの角部の丸みを抑制することが可能になるものの、当該従来技術によっては微細パターン形成時にレジストパターンの対向領域の寸法におけるＭＥＦの増加を抑制することはできない。そのため、ゲート層パターンの対向領域を縮小することが困難になるので、高密度にトランジスタを配置してＬＳＩの集積化を実現することができなくなる。

前記に鑑み、本発明は、レジストパターンの角部の丸みを抑制でき、且つパターン対向領域においてＭＥＦの低減効果を得られるフォトマスク及びそのフォトマスクを用いたパターン形成方法を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明に係るフォトマスクは、露光光に対して透光性を有する透過性基板上にマスクパターンが設けられたフォトマスクであって、前記露光光を部分的に透過させる半遮光部と、前記半遮光部に取り囲まれ且つ前記露光光に対して透光性を有する第１の透光部と、前記マスクパターンを取り囲み且つ前記露光光に対して透光性を有する第２の透光部とを前記透過性基板上にさらに備え、前記マスクパターンは、前記半遮光部の少なくとも一部分及び前記第１の透光部を挟んで互いに対向するように配置された第１のパターン領域及び第２のパターン領域を有し、前記半遮光部と前記第１の透光部と前記第２の透光部とは、前記露光光を互いに同位相で透過させる。

また、本発明に係るフォトマスクの作成方法は、前記本発明のフォトマスクを作成する方法であって、前記本発明のフォトマスクにおいて、前記第１のパターン領域及び前記第２のパターン領域が、前記透光部を透過する前記露光光に対して反転位相で前記露光光を透過させる位相シフター部により構成されている場合において、前記透過性基板上に半遮光膜を形成する工程（ａ）と、前記第１の透光部となる領域、前記第２の透光部となる領域、前記第１のパターン領域及び前記第２のパターン領域のそれぞれに位置する前記半遮光膜を除去する工程（ｂ）と、前記工程（ｂ）の後に、前記第１のパターン領域及び前記第２のパターン領域のそれぞれに位置する前記透過性基板を所定の深さだけ掘り下げ、それにより前記位相シフター部を形成する工程（ｃ）とを備えている。

また、本発明に係るパターン形成方法は、上記本発明のフォトマスクを用いたパターン形成方法であって、基板上にレジスト膜を形成する工程（ａ）と、前記レジスト膜に前記フォトマスクを介して前記露光光を照射する工程（ｂ）と、前記露光光を照射された前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程（ｃ）とを備えている。

本発明によると、マスクパターンの対向領域に存在する透光部と各パターン領域との間に半遮光部を介在させるので、レジストパターンの角部の丸み及びそれに伴う端部の後退を抑制できると共にパターン対向領域においてもＭＥＦを低減させることができる。従って、例えば複数のトランジスタが隣接する回路レイアウトを有するパターンの形成に本発明を適用した場合には、ゲート層パターンの対向領域の縮小と当該対向領域におけるゲート突き出し量の縮小とが可能になるので、高密度にトランジストを配置してＬＳＩの集積化を実現することができる。

（前提事項）
本発明の各実施形態を説明するに当たっての前提事項について説明する。

通常、フォトマスクは縮小投影型の露光機で使用されるため、マスク上のパターン寸法を議論する場合には縮小倍率を考慮しなければならない。しかし、以下の各実施形態を説明する際には、混乱を避けるため、形成しようとする所望のパターン（例えばレジストパターン）と対応させてマスク上のパターン寸法を説明する場合、特に断らない限り縮小倍率で該寸法を換算した値を用いている。具体的には、Ｍ分の１縮小投影システムにおいて、幅Ｍ×１００ｎｍのマスクパターンによって幅１００ｎｍのレジストパターンを形成した場合にも、マスクパターン幅及びレジストパターン幅は共に１００ｎｍであると表現する。

また、本発明の各実施形態においては、特に断らない限り、Ｍ及びＮＡは露光機の縮小投影光学系の縮小倍率及び開口数をそれぞれ表し、λは露光光の波長を表すものとする。

また、本発明の各実施形態において、種々の光学特性における効果が得られるパターン寸法を規定する場合において当該パターン寸法の上限のみを記載している場合、当該パターン寸法の下限は０．０２×λ／ＮＡ×Ｍであるとする。その理由は、単独で存在するパターンの寸法が０．０２×λ／ＮＡ×Ｍ程度以下になると、当該パターンが開口部であっても又は遮光部であっても、当該パターンによって有意な光学特性的効果が得られることがないことは経験的上明らかなためである。例えば、パターン寸法が０．８×λ／ＮＡ×Ｍ以下で特定の効果が得られると記載している場合、当該特定の効果が得られるパターン寸法の範囲は０．０２×λ／ＮＡ×Ｍ以上で且つ０．８×λ／ＮＡ×Ｍ以下であること意味することになる。

また、本発明の各実施形態において、パターン形成については、レジストの非感光領域がレジストパターンとなるポジ型レジストプロセスを想定して説明する。尚、ポジ型レジストプロセスに代えてネガ型レジストプロセスを用いる場合、ネガ型レジストプロセスにおいては、レジストの非感光領域が除去されるので、ポジ型レジストプロセスにおけるレジストパターンをスペースパターンと読み替えればよい。

また、本発明の各実施形態において、フォトマスクとしては透過型マスクを前提として説明する。尚、透過型マスクに代えて反射型マスクを前提とする場合、反射型マスクにおいては、透過型マスクの透光領域及び遮光領域がそれぞれ反射領域及び非反射領域となるので、透過型マスクの透過現象を反射現象と読み替えればよい。具体的は、透過型マスクの透過性基板を、露光光を反射する反射性膜が表面に形成された基板と読み替え、透光部又は透光領域を反射部又は反射領域と読み替え、遮光部を非反射部と読み替えればよい。さらに、透過型マスクにおける光を部分的に透過する領域を反射型マスクにおける光を部分的に反射する領域と読み替えればよく、透過率を反射率と読み替えればよい。また、半遮光部を半反射部と読み替えればよい。尚、反射型マスクにおいて、位相シフター部とは、反射部で反射される光に対して位相差を生じるように光を反射する領域である。

また、以下の各実施形態においてマスクパターンの透過率を議論する場合、マスクパターン各部の絶対的な透過率ではなく、透過性基板の露光光に対する透過率を基準（１００％）とした相対透過率を用いる。従って、透過型マスクに代えて反射型マスクを対象として透過率を反射率に読み替える場合においても、マスクパターン各部の絶対的な反射率ではなく、反射性膜が表面に形成された基板の露光光に対する反射率を基準（１００％）とした相対反射率を用いる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係るフォトマスクについて図面を参照しながら説明する。

図１（ａ）は所望のレジストパターン形状を表す図であり、図１（ｂ）は第１の実施形態に係るフォトマスクの平面図である。尚、図１（ｂ）において、透過性基板については斜視図的に示している。

図１（ａ）に示すように、所望のパターンは、互いに近接して対向する一対の矩形状のレジストパターン２００である。

図１（ｂ）に示すように、本実施形態のフォトマスクにおいては、透過性基板１００上の十分に広い領域に亘って透光部１０４（第２の透光部１０４Ｂ）が設けられている。また、露光によりウェハ上に形成しようとするレジストパターン（所望のパターン）２００と対応する位置の透過性基板１００上には、一対の矩形状の遮光部１０１よりなるマスクパターンが設けられている。本実施形態においては、レジストパターン２００と対応する当該マスクパターンは、互いに近接して対向する一対のパターン領域（一対の遮光部１０１）を有する。また、本実施形態の特徴として、前記一対のパターン領域の間の領域（パターン対向領域）１０５に位置する第１の透光部１０４Ａと各パターン領域（つまり各遮光部１０１）との間には半遮光部１０２が介在する。言い換えると、対向領域１０５においては、各パターン領域である各遮光部１０１から半遮光部１０２を挟んで離れた位置に第１の透光部１０４Ａが設けられている。また、本実施形態においては、パターン対向領域１０５側の角部を含む各遮光部１０１（つまり各パターン領域）の角部の周辺にも半遮光部１０２が配置されている。尚、各遮光部１０１の角部の周辺に形成されている半遮光部１０２の幅は、各遮光部１０１の角部以外の部分の周辺に形成されている半遮光部１０２の幅よりも大きい。言い換えると、各遮光部１０１の角部の周辺に形成されている半遮光部１０２は、各遮光部１０１の角部以外の部分の周辺に形成されている半遮光部１０２から突出するように設けられている。

以上に説明した本実施形態のフォトマスクの構成によると、パターン対向領域においてもＭＥＦを低減させることができると共に、形成されるレジストパターンの角部の丸み及びそれに伴う端部の後退を抑制できる。従って、例えば複数のトランジスタが隣接する回路レイアウトを有するパターンの形成に本実施形態のフォトマスクを適用した場合には、ゲート層パターンの対向領域の縮小と当該対向領域におけるゲート突き出し量の縮小とが可能になるので、高密度にトランジストを配置してＬＳＩの集積化を実現することができる。

また、本実施形態においては、半遮光部１０２はパターン対向領域１０５の第１の透光部１０４Ａを取り囲むように配置されている。このような構成は、特にレジストパターン間のスペース寸法が微細になる場合に望ましい構成である。

また、本実施形態においては、半遮光部１０２はマスクパターンの周縁部（つまり各パターン領域となる遮光部１０１の周縁部）を取り囲むように配置されている。このような構成により、マスクパターン作成において近接効果補正（ＯＰＣ）の実施を容易に行うことができる。

尚、遮光部１０１とは実質的に光を透過させない部分である。但し、実用上、遮光部１０１が露光光に対して１％程度の透過率を有していてもよいが、その場合においても、遮光部１０１の効果は透過率が０％の遮光部と実質的に同等であるものとする。また、半遮光部１０２は部分的に光を透過させる部分である。別の表現をするならば、半遮光部１０２は、同時に存在する遮光部１０１よりも光を透過させ、且つ、同時に存在する透光部１０４Ａ及び１０４Ｂよりも光を透過させない部分である。ここで、半遮光部１０２を透過する光と透光部１０４Ａ及び１０４Ｂを透過する光とは同位相の関係（具体的には両者の位相差が（−３０＋３６０×ｎ）度以上で且つ（３０＋３６０×ｎ）度以下（但しｎは整数）となる関係）にある。

図１（ｃ）は、図１（ｂ）の平面図に示すフォトマスクの断面構成の一例を示している。具体的には、図１（ｃ）は、図１（ｂ）に示される線分ＡＢに対応する部分の断面構造を表している。図１（ｃ）に示すように、本実施形態においては、透過性基板の一例として石英基板１１０を用いており、透光部１０４Ａ及び１０４Ｂは石英基板１１０の露出領域である。半遮光部１０２は、例えばＭｏよりなる金属薄膜１１２を半遮光膜として石英基板１１０上に堆積することによって形成されている。金属薄膜１１２の構成材料としては、Ｍｏの他に例えばＴａ等を用いることができる。具体的には、厚さ１０〜３０ｎｍ程度の金属薄膜１１２によって、波長１９３ｎｍの光に対して５〜５０％程度の透過率を実現することができる。遮光部１０１は、金属薄膜１１２の上に例えばＣｒ膜１１１を遮光膜としてさらに積層することによって形成されている。具体的には、厚さ５０ｎｍ程度のＣｒ膜１１１を単独で例えば石英基板１１０上に堆積した場合、波長１９３ｎｍの光に対して１％程度の透過率を持つ遮光部１０１を実現でき、厚さ１００ｎｍ程度のＣｒ膜１１２を単独で例えば石英基板１１０上に堆積した場合、波長１９３ｎｍの光に対して０．１％未満の透過率を持つ遮光部１０１を実現できる。よって、本実施形態のように、例えばＭｏよりなる金属薄膜１１２の上にＣｒ膜１１１を積層した場合には、実質的に光を透過させない遮光部１０１を実現できる。

以下、上記のように構成された本実施形態のフォトマスクが、ウェハ上にパターンを形成する上で優れたパターン形成特性、具体的には、ＭＥＦ低減効果と、レジストパターンの角部の丸みの抑制効果とを発揮することをシミュレーション結果に基づいて説明する。尚、以下の説明においては、特に断らない限り、シミュレーションにおける光学計算の露光条件は、露光波長λが１９３ｎｍ、開口数ＮＡが０．８５である。また、照明条件としては、外径の干渉度が０．８、内径の干渉度が０．５３となる２／３輪帯照明を用いる。また、半遮光部の露光光に対する透過率は１５％である。

図２（ａ）、（ｂ）、図３（ａ）、（ｂ）及び図４（ａ）、（ｂ）は、本実施形態のフォトマスクによってレジストパターンの角部の丸みの抑制が可能なことを説明するための図である。尚、図２（ａ）、（ｂ）、図３（ａ）、（ｂ）及び図４（ａ）、（ｂ）において、パターン対向領域及びその周辺部をパターン対向方向に拡大して示している。

まず、図２（ａ）は、遮光部のみによって構成された比較例のフォトマスクの平面構成を表している。具体的には、図２（ａ）に示すフォトマスクにおいては、互いに近接して対向する一対の矩形パターン（遮光部１０１）がマスクパターンとして設けられている。ここで、各矩形パターンのサイズは６００ｎｍ×２００ｎｍであり、矩形パターンの間隔（対向間隔）、つまり矩形パターンの対向方向における対向領域の長さ（対向長）はＳである。尚、図２（ａ）に示すフォトマスクにおいては、矩形パターンの対向方向と垂直な方向における対向領域の幅（対向幅）が、各矩形パターンの２００ｎｍの長さの辺によって規定されるように、各矩形パターンが配置されている。以下、図２（ａ）に示すフォトマスクを「Ｔｙｐｅ１」と称する。

図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すフォトマスクに対して露光を行い、それによって、対向間隔の仕上がり寸法（ＣＤ値）が８０ｎｍとなるように一対のレジストパターンを形成した様子をシミュレーションした結果を示す。図２（ｂ）に示すシミュレーション結果から分かるように、図２（ａ）に示すフォトマスクによって形成される一対のレジストパターン１１９においては角部が丸くなる結果、対向間隔のＣＤ値が８０ｎｍとなるのは、丸くなったライン端部の先端のみである。すなわち、各レジストパターン１１９における対向間隔のＣＤ値が８０ｎｍとなる箇所の近傍ではパターン幅を十分に確保することができない。

図３（ａ）は、図２（ａ）に示すフォトマスクに対して、矩形パターン（遮光部１０１）の対向領域の周辺（具体的には対向領域の上側領域及び下側領域）に３００ｎｍ×１００ｎｍのサイズの半遮光部１０２が設けられたフォトマスクの平面構成を表している。尚、図３（ａ）に示すフォトマスクにおいては、各矩形パターンとオーバーラップするように半遮光部１０２が設けられている。ここで、各矩形パターン（遮光部１０１）と半遮光部１０２とのオーバーラップ幅は、（１００ｎｍ−Ｓｎｍ）／２となる。以下、図３（ａ）に示すフォトマスクを「Ｔｙｐｅ２」と称する。

図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すフォトマスクに対して露光を行い、それによって、対向間隔の仕上がり寸法（ＣＤ値）が８０ｎｍとなるように一対のレジストパターンを形成した様子をシミュレーションした結果を示す。図３（ｂ）に示すシミュレーション結果から分かるように、図３（ａ）に示すフォトマスクによって形成される一対のレジストパターン１１９においては角部が丸くなることが抑制されており、その結果、各レジストパターン１１９における対向間隔のＣＤ値が８０ｎｍとなる箇所の近傍でもパターン幅を十分に確保することができる。

図４（ａ）は、図３（ａ）に示すフォトマスクに対して、各矩形パターン（遮光部１０１）と対向領域内の第１の透光部１０４Ａとの間にさらに半遮光部１０２が設けられたフォトマスクの平面構成を表している。以下、図４（ａ）に示すフォトマスクを「Ｔｙｐｅ３」と称する。尚、「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスクは、図３（ａ）に示すフォトマスクの矩形パターン（遮光部１０１）の一部（対向領域の近傍部分）を半遮光部１０２に置き換えたものであり、対向間隔Ｓは、対向領域のうち半遮光部１０２を除いた部分（つまり第１の透光部１０４Ａ）の対向方向の長さを意味するものとする。ここで、各矩形パターン（遮光部１０１）と対向領域内の第１の透光部１０４Ａとの間に位置する半遮光部１０２の幅は、（１００ｎｍ−Ｓｎｍ）／２となる。

図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すフォトマスクに対して露光を行い、それによって、対向間隔の仕上がり寸法（ＣＤ値）が８０ｎｍとなるように一対のレジストパターンを形成した様子をシミュレーションした結果を示す。図４（ｂ）に示すシミュレーション結果から分かるように、図３（ｂ）に示す「Ｔｙｐｅ２」のシミュレーション結果と同様に、図４（ａ）に示すフォトマスクによって形成される一対のレジストパターン１１９においても角部が丸くなることが抑制されており、その結果、各レジストパターン１１９における対向間隔のＣＤ値が８０ｎｍとなる箇所の近傍でもパターン幅を十分に確保することができる。

図５（ａ）〜（ｃ）は、「Ｔｙｐｅ２」及び「Ｔｙｐｅ３」のそれぞれのフォトマスクを用いて露光を行った場合における対向間隔のＣＤ値のＭＥＦを比較した結果を示す。具体的には、図５（ａ）は、図３（ａ）の「Ｔｙｐｅ２」のフォトマスクに対してパターン対向間隔Ｓを変化させながら露光を行った場合におけるレジストパターンの対向間隔のＣＤ値をシミュレーションした結果を示す。また、図５（ｂ）は、図４（ａ）の「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスクに対してパターン対向間隔Ｓを変化させながら露光を行った場合におけるレジストパターンの対向間隔のＣＤ値をシミュレーションした結果を示す。さらに、図５（ｃ）は、ＭＥＦ＝ΔＣＤ／ΔＳで定義される計算式に図５（ａ）及び（ｂ）に示す結果を代入することによって求めた、「Ｔｙｐｅ２」及び「Ｔｙｐｅ３」のそれぞれのフォトマスクにより形成されるレジストパターンの対向間隔のＣＤ値のＭＥＦを示す。

一般に、レジストパターンであってもスペースパターンであっても、λ／ＮＡよりも大きいパターンであれば１程度のＭＥＦを実現できる一方、λ／ＮＡよりも小さいパターンの場合にはＭＥＦの増大は避けられず、特に０．５×λ／ＮＡ以下のパターンにおいてはＭＥＦの増大が顕著である。これは、マスクパターンの対向間隔がλ／ＮＡ以下になると、ＭＥＦを低減するための対策を実施することが好ましいことを意味する。

図５（ｃ）に示すように、「Ｔｙｐｅ２」のフォトマスクによると、対向間隔のＣＤ値が１６０ｎｍであるときは１程度のＭＥＦでレジストパターンを形成できるが、対向間隔のＣＤ値が８０ｎｍまで縮小するとＭＥＦは４程度まで増加する。ＭＥＦが４程度になると、マスク寸法が１ｎｍ程度変動するだけで、レジスト寸法が４ｎｍも変動することになる。このような状況では、レジストパターンを安定して形成することが困難となる。尚、「Ｔｙｐｅ２」のフォトマスクによって対向間隔のＣＤ値を８０ｎｍにする場合のマスクパターンの対向間隔Ｓは４９ｎｍである。

また、図５（ｃ）に示すように、「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスクによると、対向間隔のＣＤ値が１６０ｎｍであるときは１以下のＭＥＦでレジストパターンを形成でき、対向間隔のＣＤ値が８０ｎｍまで縮小してもＭＥＦを３以下に抑制することができる。尚、「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスクによって対向間隔のＣＤ値を８０ｎｍにする場合、マスクパターンの対向間隔Ｓは２２ｎｍであり、対向領域内に配置される半遮光部１０２の幅（対向方向の長さ）は３９ｎｍである。また、「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスクによって対向間隔のＣＤ値のＭＥＦが４以上に増大するのは、当該ＣＤ値が６０ｎｍ程度まで縮小したときである。このとき、マスクパターンの対向間隔Ｓは１８ｎｍであり、対向領域内に配置される半遮光部１０２の幅（対向方向の長さ）は４１ｎｍである。

以上に説明したように、「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスクつまり本実施形態のフォトマスクによると、「Ｔｙｐｅ２」のフォトマスクと比べて、微小寸法のＣＤを実現するときのＭＥＦの増大を抑制することができる。具体的には、ＭＥＦの増大を抑制してレジストパターンを安定して形成するためには、「Ｔｙｐｅ２」のフォトマスクにおいてはレジストパターンの対向間隔のＣＤ値を８０ｎｍ程度までしか縮小できないが、「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスクにおいては当該ＣＤ値を６０ｎｍ程度近くまで縮小することができる。

従って、対向間隔がλ／ＮＡ（上記シミュレーションの場合、λ／ＮＡの値は２２７ｎｍである）よりも小さいパターンの形成においては、「Ｔｙｐｅ３」つまり本実施形態のフォトマスクの構成、具体的にはパターン対向領域に位置する透光部と各パターン領域（本実施形態では遮光部）との間に半遮光部が介在する構成によって、レジストパターンにおける対向間隔のＭＥＦを改善することができる。このＭＥＦ改善効果は、対向間隔が０．５×λ／ＮＡ以下のパターンの形成において特に顕著に発揮される。但し、フォトマスク上において分離したパターン領域の対向間隔として光学的に有意であるためには、０．０２×λ／ＮＡ以上の寸法が必要である。

以下、本実施形態によるＭＥＦ改善効果について原理的に説明する。レジストパターンの角部が丸くなる原因は、対応するマスクパターンの角部において遮光部が透光部に取り囲まれているために透光部を透過して遮光部の裏側に回り込む光が過剰になること、つまり、マスクパターンの角部の遮光効果が十分ではないことである。

それに対して、「Ｔｙｐｅ２」のフォトマスクのように、パターン対向領域側のマスクパターンの角部の周辺に半遮光部を設けると、当該対向領域に孤立した透光部が存在することになる。この状況において、マスクパターンとなる遮光部を拡大することによって孤立透光部を縮小すれば、当該透光部を透過する光は大幅に減少することになる。これが、「Ｔｙｐｅ２」のフォトマスクにおいてパターン対向領域のＭＥＦが増大してしまう原因と考えられる。

一方、「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスクつまり本実施形態のフォトマスクのように、パターン対向領域の透光部を半遮光部によって取り囲み、当該半遮光部を拡大することよって透光部を縮小すれば、当該透光部の減少量に伴うパターン対向領域の透過光の減少量も抑制される。なぜなら、半遮光部は透光部としての性質も有するので、半遮光部を拡大して透光部を縮小した場合、遮光部を拡大して透光部を縮小した場合と比べて、透光部の縮小量を実質的に半分程度に抑制できるからである。但し、半遮光部を透過する際に露光光の振幅が５０％減少すること、つまり半遮光部の露光光に対する透過率が２５％であることを前提とする。

すなわち、本実施形態によるＭＥＦ改善効果（低減効果）は、半遮光部の露光光に対する透過率が高くなるに従って高くなる。具体的には、上記シミュレーションでは半遮光部の透過率を１５％としたが、遮光部に対して半遮光部の露光光を透過させる効果（つまり半遮光部の配置に伴う透光部の実質的な縮小量を抑制できる効果）を得るためには、半遮光部の透過率を少なくとも５％以上に、好ましくは１０％以上にすることが望ましい。

また、本実施形態のフォトマスクによってレジストパターンの角部の丸みを抑制するためには、半遮光部に対して、過剰な露光光を遮光する効果が要求される。このような遮光効果を実現するためには、半遮光部の透過率を大きくても３０％以下に、好ましくは２０％以下にすることが望ましい。

従って、本実施形態のフォトマスクによってＭＥＦ低減効果とレジストパターン角部の丸みの抑制効果とを同時に得るためには、半遮光部の透過率を５％以上で且つ３０％以下にすることが望ましく、特に両効果を十分に得るためには、半遮光部の透過率を１０％以上で且つ２０％以下にすることが好ましい。

ところで、ここまで、パターン対向領域に設けられた透光部におけるパターン対向方向と垂直な方向の幅が、各矩形パターン（一対の遮光部）における当該垂直な方向に延びる辺の長さ（２００ｎｍ）と一致する場合を例として説明を行ってきたが、本実施形態はこれに限定されるものではない。

図６（ａ）及び（ｂ）は、図４（ａ）に示す「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスク、つまり本実施形態のフォトマスクの平面構成のバリエーションを示している。図６（ａ）及び（ｂ）に示すフォトマスクが図４（ａ）に示す「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスクと異なっている点は、パターン対向領域に設けられた透光部におけるパターン対向方向と垂直な方向の幅が、各矩形パターン（一対の遮光部）における当該垂直な方向に延びる辺の長さと異なっていることである。尚、図６（ａ）及び（ｂ）において、パターン対向領域及びその周辺部をパターン対向方向に拡大して示している。

具体的には、図６（ａ）及び（ｂ）に示すフォトマスクにおいては、図４（ａ）に示す「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスクと同様に、１００ｎｍ離れて対向する一対の矩形パターン（遮光部１０１）がマスクパターンとして設けられている。ここで、図６（ａ）に示すフォトマスクのパターン対向領域には、パターン対向方向の長さがＳ、パターン対向方向と垂直な方向の幅Ｒが２４０ｎｍの第１の透光部１０４Ａが配置されている。また、図６（ｂ）に示すフォトマスクのパターン対向領域には、パターン対向方向の長さがＳ、パターン対向方向と垂直な方向の幅Ｒが１４０ｎｍの第１の透光部１０４Ａが配置されている。さらに、図６（ａ）及び（ｂ）に示すフォトマスクのパターン対向領域及びその周辺には第１の透光部１０４Ａを取り囲むように半遮光部１０２が配置されている。尚、半遮光部１０２のうちパターン対向領域の上側領域及び下側領域のそれぞれに配置されている部分のサイズは３００ｎｍ×１００ｎｍである。

図６（ｃ）は、図６（ａ）及び（ｂ）に示すフォトマスクを用いて形成したレジストパターンの対向間隔のＣＤ値のＭＥＦをシミュレーションにより求めた結果を示す図である。図６（ｃ）に示すように、図６（ａ）に示すフォトマスク（幅Ｒが２４０ｎｍの透光部１０４Ａがパターン対向領域に配置されている）によると、対向間隔のＣＤ値が８０ｎｍであるときのＭＥＦは３程度であり、「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスク（図４（ａ）に示すフォトマスク（幅Ｒが２００ｎｍの透光部１０４Ａがパターン対向領域に配置されている））と同程度である。また、図６（ｃ）に示すように、図６（ｂ）に示すフォトマスク（幅Ｒが１４０ｎｍの透光部１０４Ａがパターン対向領域に配置されている）によると、対向間隔のＣＤ値が８０ｎｍであるときのＭＥＦは２．５程度であり、「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスクと比べてＭＥＦがさらに減少している。

以上に説明したように、本実施形態において、レジストパターンの対向間隔のＣＤ値を縮小した場合にもレジストパターンを安定して形成できるようにするためには、パターン対向領域の透光部を半遮光部によって取り囲み、且つ当該透光部のパターン対向方向と垂直な方向の幅を各矩形パターン（遮光部）の当該垂直な方向に延びる辺の長さ（つまり対向幅）よりも小さくする。

また、本実施形態においては、パターン対向領域に設ける半遮光部を、マスクパターンの周縁部（つまり各パターン領域となる遮光部の周縁部）を取り囲むように配置しているため、対向領域近傍の寸法を含むレジストパターンの寸法を調整するための近接効果補正を容易に実施することができる。すなわち、対向領域近傍以外の他の領域に形成されるレジストパターンの寸法の調整についても、半遮光部の形状を変えることによって実施することができる。従って、マスクパターンの周縁部を取り囲むように半遮光部を配置することによって、レジストパターンの寸法の補正を行うために遮光部の寸法と半遮光部の寸法とを同時に調整する必要がなくなるので、近接効果補正の実施が容易になる。

尚、上記のシミュレーションにおいて用いた「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスク（本実施形態のフォトマスク）において、パターン対向領域の周辺に設けられる半遮光部におけるパターン対向方向の寸法（長さ）を、遮光部よりなるパターン領域の対向間隔と同じに設定した。しかしながら、本実施形態のフォトマスクにおいてＭＥＦを低減させるためには、パターン対向領域の透光部と各パターン領域を構成する遮光部との間に半遮光部が介在すれば良いのであって、パターン対向領域周辺の半遮光部におけるパターン対向方向の寸法は、パターン領域の対向間隔よりも長くても短くても良い。但し、レジストパターンの角部の丸みを防止するためには、パターン対向領域及びその周辺に配置された半遮光部におけるパターン対向方向と垂直な方向の寸法（幅）は、遮光部よりなるパターン領域の当該垂直な方向の寸法（対向幅）よりも大きくすることが好ましい。言い換えると、半遮光部がパターン対向領域内だけではなくその外側（周辺）にも配置されていることが好ましい。

以下、上記のパターン対向領域の寸法と半遮光部及び透光部のそれぞれの外形形状の寸法との関係について図７（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。ここで、図７（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態のフォトマスクの平面構成のバリエーションを示している。

図７（ａ）〜（ｃ）に示すフォトマスクにおいては、対向間隔Ｔで互いに近接する一対の矩形パターン（遮光部１０１）がマスクパターンとして設けられている。ここで、各遮光部１０１におけるパターン対向方向と垂直な方向の寸法（幅）はＨである。但し、図７（ｃ）に示すフォトマスクにおいては、一方の矩形パターンを構成する遮光部１０１におけるパターン対向方向と垂直な方向の寸法（幅）はＨよりも大きく設定されている。また、図７（ａ）〜（ｃ）に示すフォトマスクにおいては、パターン対向領域及びその周辺には半遮光部１０２が設けられている。ここで、半遮光部１０２の外形形状におけるパターン対向方向の寸法はＶであり、当該外形形状におけるパターン対向方向と垂直な方向の寸法はＵである。但し、寸法Ｖは、半遮光部１０２のうちパターン対向領域の周辺に配置されている部分について規定する。また、パターン対向領域に位置する半遮光部１０２の内部には、パターン対向方向と垂直な方向の寸法がＲの第１の透光部１０４Ａが設けられている。

尚、半遮光部１０２の外形形状におけるパターン対向方向の寸法Ｖについては、図７（ａ）に示すように、遮光部１０１よりなる矩形パターンの対向間隔Ｔよりも長くてもよいし、又は、図７（ｂ）に示すように、対向間隔Ｔよりも短くてもよい。尚、図７（ｃ）に示すように、互いに近接して対向する矩形パターン（遮光部１０１）のそれぞれの寸法が異なる場合には、パターン対向方向と垂直な方向の寸法が短い方の矩形パターンにおける当該垂直な方向の寸法によって、対向幅（パターン対向領域の幅）が規定されるものとする。すなわち、図７（ａ）〜（ｃ）に示すフォトマスクにおいては対向幅はＨである。

また、本実施形態においては、図７（ａ）〜（ｃ）に示す各フォトマスクのように、第１の透光部１０４Ａにおけるパターン対向方向と垂直な方向の寸法Ｒは対向幅Ｈよりも小さいことが望ましい。但し、第１の透光部１０４Ａが光学的に有意であるためには、寸法Ｒは０．０２×λ／ＮＡ以上であることが好ましい。また、半遮光部１０２の外形形状におけるパターン対向方向と垂直な方向の寸法Ｕは対向幅Ｈよりも大きくすることが好ましい。但し、寸法Ｕがλ／ＮＡ以上になると、半遮光部１０２による効果が十分に得られるので、寸法Ｕがλ／ＮＡ程度あれば、寸法Ｕをそれよりも大きくする格別の意義はない。

また、本実施形態において、パターン対向領域に設けられる半遮光部１０２は必ずしも遮光部１０１よりなる矩形パターンと接触する必要はなく、例えば図８（ａ）に示すように、半遮光部１０２と遮光部１０１との間に、フォトマスクにより形成される光学像に影響を及ぼさない程度の寸法を持つ透光部が介在することにより、半遮光部１０２と遮光部１０１とが離隔していてもよい。ここで、本実施形態のフォトマスクと同様に、遮光部１０１から見て半遮光部１０２を挟んで離れた位置に第１の透光部１０４Ａが設けられている必要がある。尚、半遮光膜の上に遮光膜が積層された本実施形態のマスク構造においては、半遮光部１０２が遮光部１０１に接触して設けられている方が、マスク加工が容易になる。

また、本実施形態において、パターン対向領域に設けられる半遮光部１０２は必ずしも第１の透光部１０４Ａを完全に取り囲んでいる必要はなく、例えば図８（ｂ）に示すように、半遮光部１０２を分断するように、フォトマスクにより形成される光学像に影響を及ぼさない程度の寸法を持つ透光部が配置されていても良い。

また、本実施形態において、例えば図８（ｃ）に示すように、図８（ａ）に示すマスク構成と図８（ｂ）に示すマスク構成とを組み合わせたマスク構成を用いても良い。

さらに、図９に示すように、例えば図１（ａ）に示す本実施形態のマスクパターン（一対の遮光部１０１）をパターン対向方向と垂直な方向に複数配列する場合には、言い換えると、パターン対向領域同士を当該垂直な方向に隣接させる場合には、各パターン対向領域の周辺に設けられる半遮光部１０２が互いに接続されていてもよい。言い換えると、一対の遮光部１０１からそれぞれ構成される各マスクパターンに対して半遮光部１０２が連続的に設けられていても良い。

（第１の実施形態の第１変形例）
以下、本発明の第１の実施形態の第１変形例に係るフォトマスクについて図面を参照しながら説明する。

図１０（ａ）は所望のレジストパターン形状を表す図であり、図１０（ｂ）は第１の実施形態の第１変形例に係るフォトマスクの平面図である。尚、図１０（ｂ）において、透過性基板については斜視図的に示している。

図１０（ａ）に示すように、所望のパターンは、互いに近接して対向する一対の矩形状のレジストパターン２００である。

図１０（ｂ）に示すように、本変形例のフォトマスクにおいては、透過性基板１００上の十分に広い領域に亘って透光部１０４（第２の透光部１０４Ｂ）が設けられている。また、露光によりウェハ上に形成しようとするレジストパターン（所望のパターン）２００と対応する位置の透過性基板１００上には、互いに近接して対向する一対の矩形状の位相シフター部１０３よりなるマスクパターンが設けられている。すなわち、本変形例が第１の実施形態と異なっている点は、マスクパターンが遮光部ではなく位相シフター部１０３によって構成されている点である。尚、本変形例においても、第１の実施形態と同様に、レジストパターン２００と対応する当該マスクパターンは、互いに近接して対向する一対のパターン領域（一対の位相シフター部１０３）を有する。また、本変形例の特徴として、前記一対のパターン領域の間の領域（パターン対向領域）１０５に位置する第１の透光部１０４Ａと各パターン領域（つまり各位相シフター部１０３）との間には半遮光部１０２が介在する。言い換えると、対向領域１０５においては、各パターン領域である各位相シフター部１０３から半遮光部１０２を挟んで離れた位置に第１の透光部１０４Ａが設けられている。また、本変形例においては、パターン対向領域１０５側の角部を含む各位相シフター部１０３（つまり各パターン領域）の角部の周辺にも半遮光部１０２が配置されている。

以上に説明した本変形例のフォトマスクの構成によると、マスクパターンとして遮光部に代えて位相シフター部を用いた場合にも、パターン対向領域においてＭＥＦを低減させることができると共に、形成されるレジストパターンの角部の丸み及びそれに伴う端部の後退を抑制できる。従って、例えば複数のトランジスタが隣接する回路レイアウトを有するパターンの形成に本変形例のフォトマスクを適用した場合には、ゲート層パターンの対向領域の縮小と当該対向領域におけるゲート突き出し量の縮小とが可能になるので、高密度にトランジストを配置してＬＳＩの集積化を実現することができる。

また、本変形例においては、第１の実施形態と同様に、半遮光部１０２はパターン対向領域１０５の第１の透光部１０４Ａを取り囲むように配置されている。このような構成は、特にレジストパターン間のスペース寸法が微細になる場合に望ましい構成である。

また、本変形例においては、第１の実施形態と同様に、半遮光部１０２はマスクパターンの周縁部（つまり各パターン領域となる位相シフター部１０３の周縁部）を取り囲むように配置されている。このような構成により、マスクパターン作成において近接効果補正（ＯＰＣ）の実施を容易に行うことができる。

尚、本変形例において、半遮光部１０２は第１の実施形態と同様に定義されるものである。また、位相シフター部１０３は光を透過させるが、位相シフター部１０３を透過する光と、透光部１０４Ａ及び１０４Ｂを透過する光とは反対位相の関係（具体的には両者の位相差が（１５０＋３６０×ｎ）度以上で且つ（２１０＋３６０×ｎ）度以下（但しｎは整数）となる関係）にある。但し、本変形例においては、遮光部に代えて用いる位相シフター部１０３としては、低透過率の位相シフター部を想定している。一般に、マスクパターンとして遮光部に代えて位相シフター部を用いると、微細パターンの解像性が向上する。尚、低透過率の位相シフター部とは、当該位相シフター部の幅を大きくした場合にも当該位相シフター部の中心と対応するレジストが感光されないものを意味し、具体的な透過率は大きくても１５％未満であり、好ましくは９％以下である。

図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）の平面図に示すフォトマスクの断面構成の一例を示している。具体的には、図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）に示される線分ＡＢに対応する部分の断面構造を表している。図１０（ｃ）に示すように、本変形例においては、透過性基板の一例として石英基板１１０を用いており、透光部１０４Ａ及び１０４Ｂは石英基板１１０の露出領域である。半遮光部１０２は、例えばＭｏよりなる金属薄膜１１２を半遮光膜として石英基板１１０上に堆積することによって形成されている。金属薄膜１１２の構成材料としては、Ｍｏの他に例えばＴａ等を用いることができる。具体的には、厚さ１０〜３０ｎｍ程度の金属薄膜１１２によって、波長１９３ｎｍの光に対して５〜５０％程度の透過率を実現することができる。位相シフター部１０３は、金属薄膜１１２の上に例えばＳｉＯ_２ 膜１１３等の露光光を透過する膜を当該露光光の位相が反転する厚さ（ＳｉＯ_２ 膜の場合には約１８０ｎｍ）だけ位相シフト膜としてさらに積層することによって形成されている。

以下、上記のように構成された本変形例のフォトマスクが、第１の実施形態と同様に、ウェハ上にパターンを形成する上で優れたパターン形成特性、具体的には、ＭＥＦ低減効果と、レジストパターンの角部の丸みの抑制効果とを発揮することをシミュレーション結果に基づいて説明する。尚、シミュレーションにおける光学計算の露光条件は、露光波長λが１９３ｎｍ、開口数ＮＡが０．８５である。また、照明条件としては、外径の干渉度が０．８、内径の干渉度が０．５３となる２／３輪帯照明を用いる。また、半遮光部の露光光に対する透過率は１５％であり、位相シフター部の露光光に対する透過率は６％である。

尚、幅が十分に広い（具体的には幅がλ／ＮＡよりも大きい）マスクパターンとして位相シフター部を用いる場合には、当該位相シフター部の露光光に対する透過率は９％よりも低いことが望ましい。それに対して、本変形例のように、半遮光膜の上に露光光の位相を反転させる位相シフト膜を積層したマスク構造を用いた場合には、半遮光部の透過率よりも低い透過率を有する位相シフター部を容易に形成できるので、上記９％よりも低い透過率を有する位相シフター部を容易に形成することができる。但し、マスクパターンとなる位相シフター部としての有意な効果を得るためには、当該位相シフター部の露光光に対する透過率は少なくとも３％以上であることが望ましい。

図１１（ａ）、（ｂ）、図１２（ａ）、（ｂ）及び図１３（ａ）、（ｂ）は、本変形例のフォトマスクによってレジストパターンの角部の丸みの抑制が可能なことを説明するための図である。尚、図１１（ａ）、（ｂ）、図１２（ａ）、（ｂ）及び図１３（ａ）、（ｂ）において、パターン対向領域及びその周辺部をパターン対向方向に拡大して示している。

まず、図１１（ａ）は、位相シフター部のみによって構成された比較例のフォトマスクの平面構成を表している。具体的には、図１１（ａ）に示すフォトマスクにおいては、互いに近接して対向する一対の矩形パターン（位相シフター部１０３）がマスクパターンとして設けられている。ここで、各矩形パターンのサイズは６００ｎｍ×２００ｎｍであり、矩形パターンの間隔（対向間隔）、つまり矩形パターンの対向方向における対向領域の長さ（対向長）はＳである。尚、図１１（ａ）に示すフォトマスクにおいては、矩形パターンの対向方向と垂直な方向における対向領域の幅（対向幅）が、各矩形パターンの２００ｎｍの長さの辺によって規定されるように、各矩形パターンが配置されている。すなわち、図１１（ａ）に示すフォトマスクは、図２（ａ）に示すフォトマスクにおける遮光部１０１を位相シフター部１０３に置き換えた構成を有しており、その他の構成は図２（ａ）に示すフォトマスクと同様である。以下、図１１（ａ）に示すフォトマスクを「Ｔｙｐｅ１」と称する。

図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示すフォトマスクに対して露光を行い、それによって、対向間隔の仕上がり寸法（ＣＤ値）が８０ｎｍとなるように一対のレジストパターンを形成した様子をシミュレーションした結果を示す。図１１（ｂ）に示すシミュレーション結果から分かるように、図１１（ａ）に示すフォトマスクによって形成される一対のレジストパターン１１９においては角部が丸くなる結果、対向間隔のＣＤ値が８０ｎｍとなるのは、丸くなったライン端部の先端のみである。すなわち、各レジストパターン１１９における対向間隔のＣＤ値が８０ｎｍとなる箇所の近傍ではパターン幅を十分に確保することができない。

図１２（ａ）は、図１１（ａ）に示すフォトマスクに対して、矩形パターン（位相シフター部１０３）の対向領域の周辺（具体的には対向領域の上側領域及び下側領域）に３００ｎｍ×１００ｎｍのサイズの半遮光部１０２が設けられたフォトマスクの平面構成を表している。尚、図１２（ａ）に示すフォトマスクにおいては、各矩形パターンとオーバーラップするように半遮光部１０２が設けられている。ここで、各矩形パターン（位相シフター部１０３）と半遮光部１０２とのオーバーラップ幅は、（１００ｎｍ−Ｓｎｍ）／２となる。すなわち、図１２（ａ）に示すフォトマスクは、図３（ａ）に示すフォトマスクにおける遮光部１０１を位相シフター部１０３に置き換えた構成を有しており、その他の構成は図３（ａ）に示すフォトマスクと同様である。以下、図１２（ａ）に示すフォトマスクを「Ｔｙｐｅ２」と称する。

図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示すフォトマスクに対して露光を行い、それによって、対向間隔の仕上がり寸法（ＣＤ値）が８０ｎｍとなるように一対のレジストパターンを形成した様子をシミュレーションした結果を示す。図１２（ｂ）に示すシミュレーション結果から分かるように、図１２（ａ）に示すフォトマスクによって形成される一対のレジストパターン１１９においては角部が丸くなることが抑制されており、その結果、各レジストパターン１１９における対向間隔のＣＤ値が８０ｎｍとなる箇所の近傍でもパターン幅を十分に確保することができる。

図１３（ａ）は、図１２（ａ）に示すフォトマスクに対して、各矩形パターン（位相シフター部１０３）と対向領域内の第１の透光部１０４Ａとの間にさらに半遮光部１０２が設けられたフォトマスクの平面構成を表している。すなわち、図１３（ａ）に示すフォトマスクは、図４（ａ）に示すフォトマスクにおける遮光部１０１を位相シフター部１０３に置き換えた構成を有しており、その他の構成は図４（ａ）に示すフォトマスクと同様である。以下、図１３（ａ）に示すフォトマスクを「Ｔｙｐｅ３」と称する。尚、「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスクは、図１２（ａ）に示すフォトマスクの矩形パターン（位相シフター部１０３）の一部（対向領域の近傍部分）を半遮光部１０２に置き換えたものであり、対向間隔Ｓは、対向領域のうち半遮光部１０２を除いた部分（つまり透光部１０４Ａ）の対向方向の長さを意味するものとする。ここで、各矩形パターン（位相シフター部１０３）と対向領域内の第１の透光部１０４Ａとの間に位置する半遮光部１０２の幅は、（１００ｎｍ−Ｓｎｍ）／２となる。

図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に示すフォトマスクに対して露光を行い、それによって、対向間隔の仕上がり寸法（ＣＤ値）が８０ｎｍとなるように一対のレジストパターンを形成した様子をシミュレーションした結果を示す。図１３（ｂ）に示すシミュレーション結果から分かるように、図１２（ｂ）に示す「Ｔｙｐｅ２」のシミュレーション結果と同様に、図１３（ａ）に示す「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスク、つまり本変形例のフォトマスクによって形成される一対のレジストパターン１１９においても角部が丸くなることが抑制されており、その結果、各レジストパターン１１９における対向間隔のＣＤ値が８０ｎｍとなる箇所の近傍でもパターン幅を十分に確保することができる。

図１４は、「Ｔｙｐｅ２」及び「Ｔｙｐｅ３」のそれぞれのフォトマスクを用いた露光により形成されるレジストパターンの対向間隔のＣＤ値のＭＥＦをシミュレーションにより求めた結果を比較して示す図である。

図１４に示すように、「Ｔｙｐｅ２」のフォトマスクによると、対向間隔のＣＤ値が１６０ｎｍであるときは１程度のＭＥＦでレジストパターンを形成できるが、対向間隔のＣＤ値が８０ｎｍまで縮小するとＭＥＦは５程度まで増加しており、マスクパターンとして遮光部を用いた場合（図５（ａ）参照）と比較して、ＭＥＦがさらに劣化している。尚、「Ｔｙｐｅ２」のフォトマスクによって対向間隔のＣＤ値を８０ｎｍにする場合のマスクパターンの対向間隔Ｓは６８ｎｍである。

一般に、位相シフター部をマスクパターンに用いると、細線パターンの形成には有利になるものの、図１４に示す「Ｔｙｐｅ２」のフォトマスクの結果によれば、位相シフター部をマスクパターンに用いると、パターン対向領域の微小化には逆に不利になることが分かる。

また、図１４に示すように、「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスクによると、対向間隔のＣＤ値が１６０ｎｍであるときは１以下のＭＥＦでレジストパターンを形成でき、対向間隔のＣＤ値が８０ｎｍまで縮小してもＭＥＦを３程度に抑制することができる。すなわち、対向間隔のＣＤ値が８０ｎｍまで縮小した場合のＭＥＦを、マスクパターンとして遮光部を用いた場合（図５（ａ）参照）と同程度に抑制することができる。尚、「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスクによって対向間隔のＣＤ値を８０ｎｍにする場合、マスクパターンの対向間隔Ｓは４２ｎｍであり、対向領域内に配置される半遮光部１０２の幅（対向方向の長さ）は２９ｎｍである。また、「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスクによって対向間隔のＣＤ値のＭＥＦが４以上に増大するのは、当該ＣＤ値が６４ｎｍ程度まで縮小したときである。このとき、マスクパターンの対向間隔Ｓは３６ｎｍであり、対向領域内に配置される半遮光部１０２の幅（対向方向の長さ）は３２ｎｍである。

以上に説明したように、「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスクつまり本変形例のフォトマスクによると、「Ｔｙｐｅ２」のフォトマスクと比べて、微小寸法のＣＤを実現するときのＭＥＦの増大を抑制することができる。具体的には、ＭＥＦの増大を抑制してレジストパターンを安定して形成するためには、「Ｔｙｐｅ２」のフォトマスクにおいてはレジストパターンの対向間隔のＣＤ値を９０ｎｍ程度までしか縮小できないが、「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスクにおいては当該ＣＤ値を６０ｎｍ程度近くまで縮小することができる。

従って、対向間隔がλ／ＮＡ（上記シミュレーションの場合、λ／ＮＡの値は２２７ｎｍである）よりも小さいパターンの形成においては、「Ｔｙｐｅ３」つまり本変形例のフォトマスクの構成、具体的にはパターン対向領域に位置する透光部と各パターン領域（本変形例では位相シフター部）との間に半遮光部が介在する構成によって、レジストパターンにおける対向間隔のＭＥＦを改善することができる。このＭＥＦ改善効果は、対向間隔が０．５×λ／ＮＡ以下のパターンの形成において特に顕著に発揮される。但し、フォトマスク上において分離したパターン領域の対向間隔として光学的に有意であるためには、０．０２×λ／ＮＡ以上の寸法が必要である。

以下、本変形例によるＭＥＦ改善効果について原理的に説明する。レジストパターンの角部が丸くなる原因は、対応するマスクパターンの角部において位相シフター部が透光部に取り囲まれているために透光部を透過して位相シフター部の裏側に回り込む光が過剰になること、つまり、マスクパターンの角部の遮光効果が十分ではないことである。

それに対して、「Ｔｙｐｅ２」のフォトマスクのように、パターン対向領域側のマスクパターンの角部の周辺に半遮光部を設けると、当該対向領域に孤立した透光部が存在することになる。この状況において、マスクパターンとなる位相シフター部を拡大することによって孤立透光部を縮小すれば、当該透光部を透過する光は大幅に減少することになる。ここで、位相シフター部は光を部分的に遮光する性質のみならず、透光部を透過する光を打ち消す作用も有している。そのため、マスクパターンとして遮光部を用いた場合と比べて、同じ大きさの透光部を透過する光はさらに大幅に減少することになる。これが、「Ｔｙｐｅ２」のフォトマスクにおいてパターン対向領域のＭＥＦが増大してしまう原因と考えられる。

一方、「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスクつまり本変形例のフォトマスクのように、パターン対向領域の透光部とマスクパターンとなる位相シフター部との間に半遮光部を介在させておけば、マスクパターンが位相シフター部から構成されていたとしても、第１の実施形態と同様に、半遮光部を拡大することよって透光部を縮小でき、それによって当該透光部の減少量に伴うパターン対向領域の透過光の減少量を抑制することができる。

すなわち、本変形例によるＭＥＦ改善効果（低減効果）は、マスクパターンが位相シフター部から構成される場合に特に顕著に発揮されるものである。

尚、本変形例のフォトマスクによってＭＥＦ低減効果とレジストパターン角部の丸みの抑制効果とを同時に得るためには、第１の実施形態と同様に、半遮光部の透過率を５％以上で且つ３０％以下にすることが望ましく、特に両効果を十分に得るためには、半遮光部の透過率を１０％以上で且つ２０％以下にすることが好ましい。

また、本変形例において、レジストパターンの対向間隔のＣＤ値を縮小した場合にもレジストパターンを安定して形成できるようにするためには、第１の実施形態と同様に、パターン対向領域の透光部を半遮光部によって取り囲み、且つ当該透光部のパターン対向方向と垂直な方向の幅を各矩形パターン（位相シフター部）の当該垂直な方向に延びる辺の長さ（つまり対向幅）よりも小さくする。

また、本変形例においても、第１の実施形態と同様に、パターン対向領域に設ける半遮光部を、マスクパターンの周縁部（つまり各パターン領域となる位相シフター部の周縁部）を取り囲むように配置しているため、対向領域近傍の寸法を含むレジストパターンの寸法を調整するための近接効果補正を容易に実施することができる。

また、本変形例においても、第１の実施形態と同様に、パターン対向領域周辺の半遮光部におけるパターン対向方向の寸法は、パターン領域の対向間隔よりも長くても短くても良い。但し、レジストパターンの角部の丸みを防止するためには、パターン対向領域及びその周辺に配置された半遮光部におけるパターン対向方向と垂直な方向の寸法（幅）は、位相シフター部よりなるパターン領域の当該垂直な方向の寸法（対向幅）よりも大きくすることが好ましいこと（つまり、半遮光部がパターン対向領域内だけではなくその外側（周辺）にも配置されていることが好ましいこと）は、第１の実施形態と同様である。

また、本変形例において、パターン対向領域に設けられる半遮光部１０２は必ずしも位相シフター部１０３よりなる矩形パターンと接触する必要はなく、半遮光部１０２と位相シフター部１０３との間に、フォトマスクにより形成される光学像に影響を及ぼさない程度の寸法を持つ透光部が介在することにより、半遮光部１０２と位相シフター部１０３とが離隔していてもよい。

また、本変形例において、パターン対向領域に設けられる半遮光部１０２は必ずしも第１の透光部１０４Ａを完全に取り囲んでいる必要はなく、半遮光部１０２を分断するように、フォトマスクにより形成される光学像に影響を及ぼさない程度の寸法を持つ透光部が配置されていても良い。

さらに、例えば図１０（ａ）に示す本変形例のマスクパターン（一対の位相シフター部１０３）をパターン対向方向と垂直な方向に複数配列する場合には、言い換えると、パターン対向領域同士を当該垂直な方向に隣接させる場合には、各パターン対向領域の周辺に設けられる半遮光部１０２が互いに接続されていてもよい。言い換えると、一対の位相シフター部１０３からそれぞれ構成される各マスクパターンに対して半遮光部１０２が連続的に設けられていても良い。

また、上記シミュレーションでは半遮光部の透過率を１５％としたが、位相シフター部に対して半遮光部の露光光を透過させる効果（つまり、半遮光部の配置に伴う透光部の実質的な縮小量を抑制できる効果）を得るためには、第１の実施形態と同様に、半遮光部の透過率を少なくとも５％以上に、好ましくは１０％以上にすることが望ましい。また、本変形例のフォトマスクによってレジストパターンの角部の丸みを抑制するためには、半遮光部に対して、過剰な露光光を遮光する効果が要求されるが、そのためには、第１の実施形態と同様に、半遮光部の透過率を大きくても３０％以下に、好ましくは２０％以下にすることが望ましい。

ところで、ここまで、本変形例のフォトマスクにおいては、互いに対向する一対のパターン領域がいずれも位相シフター部であると説明してきたが、これに代えて、例えば図１５に示すように、互いに対向する一対のパターン領域の一方が位相シフター部１０３であり、他方が遮光部１０１であってもよい。尚、図１５に示すフォトマスクにおいても、パターン対向領域に位置する第１の透光部１０４Ａと各パターン領域（つまり位相シフター部１０３及び遮光部１０１のそれぞれ）との間には半遮光部１０２が介在する。言い換えると、パターン対向領域においては、各パターン領域となる位相シフター部１０３及び遮光部１０１のそれぞれから半遮光部１０２を挟んで離れた位置に第１の透光部１０４Ａが設けられている。また、パターン対向領域側の角部を含む位相シフター部１０３及び遮光部１０１のそれぞれの角部の周辺にも半遮光部１０２が配置されている。

図１６（ａ）及び（ｂ）は、図１５の平面図に示すフォトマスクの断面構成のバリエーションを示している。具体的には、図１６（ａ）及び（ｂ）は、図１５に示される線分ＡＢ及び線分ＣＤのそれぞれに対応する部分の断面構造を表している。

まず、図１６（ａ）に示すフォトマスクにおいては、例えば石英よりなる透過性基板１５０の上に、透光部１０４Ａ及び１０４Ｂとの間で露光光に対して同位相の位相差（つまり（−３０＋３６０×ｎ）度以上で且つ（３０＋３６０×ｎ）度以下（但しｎは整数）の位相差）を生じる半透明の半遮光膜１５１が形成されている。以下、同位相の位相差を生じるとは、（−３０＋３６０×ｎ）度以上で且つ（３０＋３６０×ｎ）度以下（但しｎは整数）の位相差を生じることを意味するものとする。このような半遮光膜１５１の一例として、前記ｎを０とする（つまり、−３０度以上で且つ３０度以下の位相差を生じる）金属薄膜を用いることができる。ここで、透光部１０４Ａ及び１０４Ｂは、透過性基板１５０の露出領域であり、半遮光部１０２は、透過性基板１５０上に堆積された半遮光膜１５１の露出領域である。また、半遮光膜１５１の上には、透光部１０４Ａ及び１０４Ｂとの間で露光光に対して反対位相の位相差（つまり（１５０＋３６０×ｎ）度以上で且つ（２１０＋３６０×ｎ）度以下（但しｎは整数）の位相差）を生じる位相シフト膜１５２が形成されている。位相シフト膜１５２の材料としては、例えばＳｉＯ_２ を主成分とする透明なガラス材料を用いることができる。以下、反対位相の位相差を生じるとは、（１５０＋３６０×ｎ）度以上で且つ（２１０＋３６０×ｎ）度以下（但しｎは整数）の位相差を生じることを意味するものとする。ここで、位相シフター部１０３は、半遮光膜１５１上に堆積された位相シフト膜１５２の露出領域である。さらに、遮光部１０１は、位相シフト膜１５２の上に、露光光を実質的に透過させない遮光膜１５３をさらに積層することによって形成されている。

以上に説明した、図１６（ａ）に示すマスク構成によると、半遮光膜１５１、位相シフト膜１５２及び遮光膜１５３が順次積層された透過性基板１５０を用意し、遮光膜１５３、位相シフト膜１５２及び半遮光膜１５１のそれぞれを選択的に除去することにより、透光部１０４Ａ及び１０４Ｂ、遮光部１０１、半遮光部１０２並びに位相シフター部１０３からなる任意のマスクレイアウトを形成することができる。特に、半遮光膜１５１として金属薄膜を用いた場合には、半遮光膜１５１の加工精度が向上するので、マスクパターンとなる遮光部１０１又は位相シフター部１０３の周囲に配置される半遮光部１０２の加工精度が向上する。

次に、図１６（ｂ）に示すフォトマスクにおいては、例えば石英よりなる透過性基板１５０の上に、透過性基板１５０（掘り下げられていない部分）との間で露光光に対して反対位相の位相差を生じる半透明の第１の位相シフト膜１５４が形成されている。第１の位相シフト膜１５４の材料としては、例えば酸化シリコンと金属との化合物（ＭｏＳｉＯ_２ 等）を用いることができる。ここで、透光部１０４Ａ及び１０４Ｂは、第１の位相シフト膜１５４が除去され且つ当該除去箇所に位置する透過性基板１５０が露光光に反対位相の位相差を生じさせる厚さだけ掘り下げられている領域である。また、第１の位相シフト膜１５４の上には、透過性基板１５０（掘り下げられていない部分）との間で露光光に対して反対位相の位相差を生じる第２の位相シフト膜１５２（図１６（ａ）に示すフォトマスクの位相シフト膜１５２と同じ）が積層されている。ここで、半遮光部１０２は、透過性基板１５０上に堆積された第１の位相シフト膜１５４の露出領域であり、位相シフター部１０３は、第１の位相シフト膜１５４上に堆積された第２の位相シフト膜１５２の露出領域である。さらに、遮光部１０１は、第２の位相シフト膜１５２の上に、露光光を実質的に透過させない遮光膜１５３をさらに積層することによって形成されている。

以上に説明した、図１６（ｂ）に示すマスク構成によると、各部分の間の位相差を位相シフト膜の形成及び加工によってそれぞれ独立して制御できるので、各部分の間の位相差を正確に制御することができる。

尚、図１６（ａ）及び（ｂ）のそれぞれに示すフォトマスクにおいて、半遮光膜１５１並びに位相シフト膜１５２及び１５４等を単層膜として扱ったが、これらの膜のそれぞれが多層膜として構成されていてもよいことは言うまでもない。

（第１の実施形態の第２変形例）
以下、本発明の第１の実施形態の第２変形例に係るフォトマスクについて図面を参照しながら説明する。

図１７（ａ）は所望のレジストパターン形状を表す図であり、図１７（ｂ）は第１の実施形態の第２変形例に係るフォトマスクの平面図である。尚、図１７（ｂ）において、透過性基板については斜視図的に示している。

図１７（ａ）に示すように、所望のパターンは、互いに近接して対向する一対の矩形状のレジストパターン２００である。

図１７（ｂ）に示すように、本変形例のフォトマスクにおいては、透過性基板１００上の十分に広い領域に亘って透光部１０４（第２の透光部１０４Ｂ）が設けられている。また、露光によりウェハ上に形成しようとするレジストパターン（所望のパターン）２００と対応する位置の透過性基板１００上には、互いに近接して対向する一対の矩形状の位相シフター部１０３よりなるマスクパターンが設けられている。すなわち、本変形例においては、第１の実施形態の第１変形例と同様に、マスクパターンが遮光部ではなく位相シフター部１０３によって構成されている。尚、本変形例においても、第１の実施形態の第１変形例と同様に、レジストパターン２００と対応する当該マスクパターンは、互いに近接して対向する一対のパターン領域（一対の位相シフター部１０３）を有する。また、本変形例の特徴として、前記一対のパターン領域の間の領域（パターン対向領域）１０５に位置する第１の透光部１０４Ａと各パターン領域（つまり各位相シフター部１０３）との間には半遮光部１０２が介在する。言い換えると、対向領域１０５においては、各パターン領域である各位相シフター部１０３から半遮光部１０２を挟んで離れた位置に第１の透光部１０４Ａが設けられている。また、本変形例においては、パターン対向領域１０５側の角部を含む各位相シフター部１０３（つまり各パターン領域）の角部の周辺にも半遮光部１０２が配置されている。

以上に説明した本変形例のフォトマスクの構成によると、マスクパターンとして遮光部に代えて位相シフター部を用いた場合にも、パターン対向領域においてＭＥＦを低減させることができると共に、形成されるレジストパターンの角部の丸み及びそれに伴う端部の後退を抑制できる。従って、例えば複数のトランジスタが隣接する回路レイアウトを有するパターンの形成に本変形例のフォトマスクを適用した場合には、ゲート層パターンの対向領域の縮小と当該対向領域におけるゲート突き出し量の縮小とが可能になるので、高密度にトランジストを配置してＬＳＩの集積化を実現することができる。

また、本変形例においては、第１の実施形態と同様に、半遮光部１０２はパターン対向領域１０５の第１の透光部１０４Ａを取り囲むように配置されている。このような構成は、特にレジストパターン間のスペース寸法が微細になる場合に望ましい構成である。

また、本変形例においては、第１の実施形態と同様に、半遮光部１０２はマスクパターンの周縁部（つまり各パターン領域となる位相シフター部１０３の周縁部）を取り囲むように配置されている。このような構成により、マスクパターン作成において近接効果補正（ＯＰＣ）の実施を容易に行うことができる。

また、本変形例において、半遮光部１０２は第１の実施形態と同様に定義されるものである。また、位相シフター部１０３は光を透過させるが、位相シフター部１０３を透過する光と、透光部１０４Ａ及び１０４Ｂを透過する光とは反対位相の関係（具体的には両者の位相差が（１５０＋３６０×ｎ）度以上で且つ（２１０＋３６０×ｎ）度以下（但しｎは整数）となる関係）にある。

尚、第１の実施形態の第１変形例においては、遮光部に代えて用いる位相シフター部１０３として、低透過率の位相シフター部を想定したが、本変形例においては、当該位相シフター部１０３として、高透過率の位相シフター部を想定している。すなわち、第１の実施形態の第１変形例においては、半遮光膜の上に位相シフター膜を積層することによって位相シフター部１０３を形成していたため、構造上、位相シフター部１０３の透過率は前記半遮光膜の透過率よりも低くならざるをえなかった。それに対して、本変形例では、後述するように、位相シフター部１０３の透過率を前記半遮光膜の透過率よりも高くすることができる。尚、低透過率の位相シフター部とは、当該位相シフター部の幅を大きくした場合にも当該位相シフター部の中心と対応するレジストが感光されないものを意味し、具体的な透過率は大きくても１５％未満であり、好ましくは９％以下である。また、高透過率の位相シフター部とは、当該位相シフター部の幅を大きくした場合に当該位相シフター部の中心と対応するレジストが感光されるものを意味し、具体的な透過率は少なくとも１５％以上であり、好ましくは２５％以上である。

また、本変形例では、形成するレジストパターンがλ／ＮＡの半分以下の線幅を持つ細線パターンである場合を対象として、高透過率の位相シフター部１０３を用いている。λ／ＮＡの半分以下の線幅を持つ細線パターンの形成においては、レジストパターンの形状において角部の丸みとして現れていた問題の現象は、ライン端部の先細り現象やライン端部の後退現象として顕著に現れる。

図１７（ｃ）は、図１７（ｂ）の平面図に示すフォトマスクの断面構成の一例を示している。具体的には、図１７（ｃ）は、図１７（ｂ）に示される線分ＡＢに対応する部分の断面構造を表している。図１７（ｃ）に示すように、本変形例においては、透過性基板の一例として石英基板１１０を用いており、透光部１０４Ａ及び１０４Ｂは石英基板１１０の露出領域である。半遮光部１０２は、例えばＭｏよりなる金属薄膜１１２を半遮光膜として石英基板１１０上に堆積することによって形成されている。金属薄膜１１２の構成材料としては、Ｍｏの他に例えばＴａ等を用いることができる。具体的には、厚さ１０〜３０ｎｍ程度の金属薄膜１１２によって、波長１９３ｎｍの光に対して５〜５０％程度の透過率を実現することができる。位相シフター部１０３は、半遮光部１０２となる金属薄膜（半遮光膜）１１２に開口部を設け、且つ当該開口部に位置する石英基板１１０を露光光の位相が反転する厚さだけ掘り下げることによって形成されている。すなわち、位相シフター部１０３は石英基板１１０の掘り下げ部１１５として形成されている。このような構成により、位相シフター部１０３が、透過性基板と同等の透過率を持つ材料によって形成されるので、本変形例のフォトマスクを、非常に高い透過率を持つ位相シフター部１０３を用いて実現することができる。

以下、上記のように構成された本変形例のフォトマスクが、第１の実施形態と同様に、ウェハ上にパターンを形成する上で優れたパターン形成特性、具体的には、ＭＥＦ低減効果と、レジストパターンの角部の丸みの抑制効果（特にライン端部の先細りの抑制効果）とを発揮することをシミュレーション結果に基づいて説明する。尚、シミュレーションにおける光学計算の露光条件は、露光波長λが１９３ｎｍ、開口数ＮＡが０．８５である。また、照明条件としては、外径の干渉度が０．８、内径の干渉度が０．５３となる２／３輪帯照明を用いる。また、半遮光部の露光光に対する透過率は１５％であり、位相シフター部の露光光に対する透過率は１００％である。

尚、解像限界近い寸法つまり０．４×λ／ＮＡ以下の寸法を持つ細線パターンの形成においてマスクパターンとして位相シフター部を用いる場合には、当該位相シフター部の露光光に対する透過率は高い程望ましく、理想的には１００％の透過率が最も望ましい。それに対して、本変形例のように、半遮光膜の内部に開口部を設け、当該開口部領域に位相シフター部を設けるマスク構造を用いた場合には、半遮光部の透過率よりも高い透過率を有する位相シフター部を容易に形成できる。また、第１の実施形態で述べたように、半遮光部の透過率は３０％以下であることが望ましいので、半遮光部となる半遮光膜の内部に開口部を設けることによって３０％を超える透過率を持つ位相シフター部を容易に実現できる本変形例のマスク構成は、特に細線パターンの形成にとって好ましいものである。

図１８（ａ）、（ｂ）、図１９（ａ）、（ｂ）及び図２０（ａ）、（ｂ）は、本変形例のフォトマスクによってレジストパターンのライン端部の先細りの抑制が可能なことを説明するための図である。尚、図１８（ａ）、（ｂ）、図１９（ａ）、（ｂ）及び図２０（ａ）、（ｂ）において、パターン対向領域及びその周辺部をパターン対向方向に拡大して示している。

まず、図１８（ａ）は、位相シフター部のみによって構成された比較例のフォトマスクの平面構成を表している。具体的には、図１８（ａ）に示すフォトマスクにおいては、互いに近接して対向する一対の矩形パターン（位相シフター部１０３）がマスクパターンとして設けられている。ここで、各矩形パターンのサイズは６００ｎｍ×７５ｎｍであり、矩形パターンの間隔（対向間隔）、つまり矩形パターンの対向方向における対向領域の長さ（対向長）はＳである。尚、図１８（ａ）に示すフォトマスクにおいては、矩形パターンの対向方向と垂直な方向における対向領域の幅（対向幅）が、各矩形パターンの７５ｎｍの長さの辺によって規定されるように、各矩形パターンが配置されている。以下、図１８（ａ）に示すフォトマスクを「Ｔｙｐｅ１」と称する。

図１８（ｂ）は、図１８（ａ）に示すフォトマスクに対して露光を行い、それによって、対向間隔の仕上がり寸法（ＣＤ値）が６６ｎｍとなるように一対のレジストパターンを形成した様子をシミュレーションした結果を示す。図１８（ｂ）に示すシミュレーション結果から分かるように、図１８（ａ）に示すフォトマスクによって形成される一対のレジストパターン１１９においてはライン端部が先細りする結果、対向間隔のＣＤ値が６６ｎｍとなるのは、先細りしたライン端部の先端のみである。すなわち、各レジストパターン１１９における対向間隔のＣＤ値が６６ｎｍとなる箇所の近傍ではパターン幅を十分に確保することができない。

図１９（ａ）は、図１８（ａ）に示すフォトマスクに対して、矩形パターン（位相シフター部１０３）の対向領域の周辺（具体的には対向領域の上側領域及び下側領域）に３００ｎｍ×１００ｎｍのサイズの半遮光部１０２が設けられたフォトマスクの平面構成を表している。尚、図１９（ａ）に示すフォトマスクにおいては、各矩形パターンとオーバーラップするように半遮光部１０２が設けられている。ここで、各矩形パターン（位相シフター部１０３）と半遮光部１０２とのオーバーラップ幅は、（１００ｎｍ−Ｓｎｍ）／２となる。以下、図１９（ａ）に示すフォトマスクを「Ｔｙｐｅ２」と称する。

図１９（ｂ）は、図１９（ａ）に示すフォトマスクに対して露光を行い、それによって、対向間隔の仕上がり寸法（ＣＤ値）が６６ｎｍとなるように一対のレジストパターンを形成した様子をシミュレーションした結果を示す。図１９（ｂ）に示すシミュレーション結果から分かるように、図１９（ａ）に示すフォトマスクによって形成される一対のレジストパターン１１９においてはライン端部の先細りが抑制されており、その結果、各レジストパターン１１９における対向間隔のＣＤ値が６６ｎｍとなる箇所の近傍でもパターン幅を十分に確保することができる。

図２０（ａ）は、図１９（ａ）に示すフォトマスクに対して、各矩形パターン（位相シフター部１０３）と対向領域内の第１の透光部１０４Ａとの間にさらに半遮光部１０２が設けられたフォトマスクの平面構成を表している。以下、図２０（ａ）に示すフォトマスクを「Ｔｙｐｅ３」と称する。尚、「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスクは、図１９（ａ）に示すフォトマスクの矩形パターン（位相シフター部１０３）の一部（対向領域の近傍部分）を半遮光部１０２に置き換えたものであり、対向間隔Ｓは、対向領域のうち半遮光部１０２を除いた部分（つまり透光部１０４Ａ）の対向方向の長さを意味するものとする。ここで、各矩形パターン（位相シフター部１０３）と対向領域内の第１の透光部１０４Ａとの間に位置する半遮光部１０２の幅は、（１００ｎｍ−Ｓｎｍ）／２となる。

図２０（ｂ）は、図２０（ａ）に示すフォトマスクに対して露光を行い、それによって、対向間隔の仕上がり寸法（ＣＤ値）が６６ｎｍとなるように一対のレジストパターンを形成した様子をシミュレーションした結果を示す。図２０（ｂ）に示すシミュレーション結果から分かるように、図１９（ｂ）に示す「Ｔｙｐｅ２」のシミュレーション結果と同様に、図２０（ａ）に示す「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスク、つまり本変形例のフォトマスクによって形成される一対のレジストパターン１１９においてもライン端部の先細りが抑制されており、その結果、各レジストパターン１１９における対向間隔のＣＤ値が６６ｎｍとなる箇所の近傍でもパターン幅を十分に確保することができる。

図２１は、「Ｔｙｐｅ２」及び「Ｔｙｐｅ３」のそれぞれのフォトマスクを用いた露光により形成されるレジストパターンの対向間隔のＣＤ値のＭＥＦをシミュレーションにより求めた結果を比較して示す図である。

図２１に示すように、「Ｔｙｐｅ２」のフォトマスクによると、対向間隔のＣＤ値が１００ｎｍである場合にも１程度のＭＥＦでレジストパターンを形成することが困難である。さらに、対向間隔のＣＤ値が６６ｎｍまで縮小するとＭＥＦは４程度まで増加する。尚、「Ｔｙｐｅ２」のフォトマスクによって対向間隔のＣＤ値を６６ｎｍにする場合のマスクパターンの対向間隔Ｓは７２ｎｍである。

また、図２１に示すように、「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスクによると、対向間隔のＣＤ値が１００ｎｍであるときは１以下のＭＥＦでレジストパターンを形成でき、対向間隔のＣＤ値が６６ｎｍまで縮小してもＭＥＦを２以下に抑制することができる。すなわち、「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスクによって非常に優れたＭＥＦの改善効果が得られる。尚、「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスクによって対向間隔のＣＤ値を６６ｎｍにする場合、マスクパターンの対向間隔Ｓは２４ｎｍであり、対向領域内に配置される半遮光部１０２の幅（対向方向の長さ）は３８ｎｍである。また、「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスクによって対向間隔のＣＤ値のＭＥＦが４以上に増大するのは、当該ＣＤ値が４０ｎｍ程度まで縮小したときである。このとき、マスクパターンの対向間隔Ｓは３２ｎｍであり、対向領域内に配置される半遮光部１０２の幅（対向方向の長さ）は３４ｎｍである。

以上に説明したように、「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスクつまり本変形例のフォトマスクによると、「Ｔｙｐｅ２」のフォトマスクと比べて、微小寸法のＣＤを実現するときのＭＥＦの増大を抑制することができる。具体的には、ＭＥＦの増大を抑制してレジストパターンを安定して形成するためには、「Ｔｙｐｅ２」のフォトマスクにおいてはレジストパターンの対向間隔のＣＤ値を６６ｎｍ程度までしか縮小できないが、「Ｔｙｐｅ３」のフォトマスクにおいては当該ＣＤ値を４０ｎｍ程度近くまで縮小することができる。

従って、対向間隔がλ／ＮＡ（上記シミュレーションの場合、λ／ＮＡの値は２２７ｎｍである）よりも小さいパターンの形成においては、「Ｔｙｐｅ３」つまり本変形例のフォトマスクの構成、具体的にはパターン対向領域に位置する透光部と各パターン領域（本変形例では位相シフター部）との間に半遮光部が介在する構成によって、レジストパターンにおける対向間隔のＭＥＦを改善することができる。このＭＥＦ改善効果は、対向間隔が０．５×λ／ＮＡ以下のパターンの形成において特に顕著に発揮される。但し、フォトマスク上において分離したパターン領域の対向間隔として光学的に有意であるためには、０．０２×λ／ＮＡ以上の寸法が必要である。

本変形例によるＭＥＦ改善効果の原理は第１の実施形態の第１変形例と同様である。すなわち、本変形例によるＭＥＦ改善効果（低減効果）は、細線パターンを形成するためにマスクパターンが非常に高い透過率を持つ位相シフター部から構成される場合に特に顕著に発揮されるものである。尚、高い透過率を持つ位相シフター部とは、当該位相シフター部の幅を大きくした場合に当該位相シフター部の中心と対応するレジストが感光されるものを意味し、具体的な透過率は少なくとも１５％以上であり、好ましくは２５％以上である。すなわち、非常に高い透過率を持つ位相シフター部とは、２５％以上の透過率を持つ位相シフター部を意味する。

尚、本変形例のフォトマスクによってＭＥＦ低減効果とレジストパターン角部の丸みの抑制効果とを同時に得るためには、第１の実施形態と同様に、半遮光部の透過率を５％以上で且つ３０％以下にすることが望ましく、特に両効果を十分に得るためには、半遮光部の透過率を１０％以上で且つ２０％以下にすることが好ましい。

また、本変形例において、レジストパターンの対向間隔のＣＤ値を縮小した場合にもレジストパターンを安定して形成できるようにするためには、第１の実施形態と同様に、パターン対向領域の透光部を半遮光部によって取り囲み、且つ当該透光部のパターン対向方向と垂直な方向の幅を各矩形パターン（位相シフター部）の当該垂直な方向に延びる辺の長さ（つまり対向幅）よりも小さくする。

また、本変形例においても、第１の実施形態と同様に、パターン対向領域に設ける半遮光部を、マスクパターンの周縁部（つまり各パターン領域となる位相シフター部の周縁部）を取り囲むように配置しているため、対向領域近傍の寸法を含むレジストパターンの寸法を調整するための近接効果補正を容易に実施することができる。

また、本変形例においても、第１の実施形態と同様に、パターン対向領域周辺の半遮光部におけるパターン対向方向の寸法は、パターン領域の対向間隔よりも長くても短くても良い。但し、レジストパターンの角部の丸みを防止するためには、パターン対向領域及びその周辺に配置された半遮光部におけるパターン対向方向と垂直な方向の寸法（幅）は、位相シフター部よりなるパターン領域の当該垂直な方向の寸法（対向幅）よりも大きくすることが好ましいこと（つまり、半遮光部がパターン対向領域内だけではなくその外側（周辺）にも配置されていることが好ましいこと）は、第１の実施形態と同様である。

また、本変形例において、パターン対向領域に設けられる半遮光部１０２は必ずしも位相シフター部１０３よりなる矩形パターンと接触する必要はなく、半遮光部１０２と位相シフター部１０３との間に、フォトマスクにより形成される光学像に影響を及ぼさない程度の寸法を持つ透光部が介在することにより、半遮光部１０２と位相シフター部１０３とが離隔していてもよい。

また、本変形例において、パターン対向領域に設けられる半遮光部１０２は必ずしも第１の透光部１０４Ａを完全に取り囲んでいる必要はなく、半遮光部１０２を分断するように、フォトマスクにより形成される光学像に影響を及ぼさない程度の寸法を持つ透光部が配置されていても良い。

さらに、例えば図１７（ａ）に示す本変形例のマスクパターン（一対の位相シフター部１０３）をパターン対向方向と垂直な方向に複数配列する場合には、言い換えると、パターン対向領域同士を当該垂直な方向に隣接させる場合には、各パターン対向領域の周辺に設けられる半遮光部１０２が互いに接続されていてもよい。言い換えると、一対の位相シフター部１０３からそれぞれ構成される各マスクパターンに対して半遮光部１０２が連続的に設けられていても良い。

ところで、ここまで、本変形例のフォトマスクにおいては、互いに対向する一対のパターン領域がいずれも位相シフター部であると説明してきたが、これに代えて、例えば図２２に示すように、互いに対向する一対のパターン領域の一方が位相シフター部１０３であり、他方が遮光部１０１であってもよい。尚、図２２に示すフォトマスクにおいても、パターン対向領域に位置する第１の透光部１０４Ａと各パターン領域（つまり位相シフター部１０３及び遮光部１０１のそれぞれ）との間には半遮光部１０２が介在する。言い換えると、パターン対向領域においては、各パターン領域となる位相シフター部１０３及び遮光部１０１のそれぞれから半遮光部１０２を挟んで離れた位置に第１の透光部１０４Ａが設けられている。また、パターン対向領域側の角部を含む位相シフター部１０３及び遮光部１０１のそれぞれの角部の周辺にも半遮光部１０２が配置されている。

図２３（ａ）〜（ｄ）は、図２２の平面図に示すフォトマスクの断面構成のバリエーションを示している。具体的には、図２３（ａ）〜（ｄ）は、図２２に示される線分ＡＢ及び線分ＣＤのそれぞれに対応する部分の断面構造を表している。尚、図２３（ａ）〜（ｄ）に示す本変形例のフォトマスクの断面構成が第１の実施形態の第１変形例と異なっている点は、半遮光部の透過率よりも高い透過率を有する位相シフター部を形成できることである。

まず、図２３（ａ）に示すフォトマスクにおいては、例えば石英よりなる透過性基板１６０の上に、透光部１０４Ａ及び１０４Ｂとの間で露光光に対して同位相の位相差（つまり（−３０＋３６０×ｎ）度以上で且つ（３０＋３６０×ｎ）度以下（但しｎは整数）の位相差）を生じる半透明の半遮光膜１６１が形成されている。以下、同位相の位相差を生じるとは、（−３０＋３６０×ｎ）度以上で且つ（３０＋３６０×ｎ）度以下（但しｎは整数）の位相差を生じることを意味するものとする。このような半遮光膜１６１の一例として、前記ｎを０とする（つまり、−３０度以上で且つ３０度以下の位相差を生じる）金属薄膜を用いることができる。ここで、透光部１０４Ａ及び１０４Ｂは、透過性基板１６０の露出領域であり、半遮光部１０２は、透過性基板１６０上に堆積された半遮光膜１６１の露出領域である。また、透過性基板１６０における位相シフター部１０３の形成領域は、透光部１０４Ａ及び１０４Ｂとの間で露光光に対して反対位相の位相差（つまり（１５０＋３６０×ｎ）度以上で且つ（２１０＋３６０×ｎ）度以下（但しｎは整数）の位相差）を生じる厚さだけ掘り下げられている。これにより、位相シフター部１０３が透過性基板１６０の掘り下げ部１６０ａとして形成される。以下、反対位相の位相差を生じるとは、（１５０＋３６０×ｎ）度以上で且つ（２１０＋３６０×ｎ）度以下（但しｎは整数）の位相差を生じることを意味するものとする。さらに、遮光部１０１は、半遮光膜１６１の上に、露光光を実質的に透過させない遮光膜１６２をさらに積層することによって形成されている。

以上に説明した、図２３（ａ）に示すマスク構成によると、半遮光膜１６１及び遮光膜１６２が順次積層された透過性基板１６０を用意し、遮光膜１６２及び半遮光膜１６１のそれぞれを選択的に除去すると共に透過性基板１６０を掘り下げることにより、透光部１０４Ａ及び１０４Ｂ、遮光部１０１、半遮光部１０２並びに位相シフター部１０３からなる任意のマスクレイアウトを形成することができる。特に、半遮光膜１６１として金属薄膜を用いた場合には、半遮光膜１６１の加工精度が向上するので、マスクパターンとなる遮光部１０１又は位相シフター部１０３の周囲に配置される半遮光部１０２の加工精度が向上する。

次に、図２３（ｂ）に示すフォトマスクにおいては、例えば石英よりなる透過性基板１６０の上に、透過性基板１６０の露出領域（本マスクでは位相シフター部１０３となる）との間で露光光に対して反対位相の位相差を生じる位相シフト膜１６３が形成されている。位相シフト膜１６３の材料としては、例えばＳｉＯ_２ を主成分とする透明なガラス材料を用いることができる。ここで、透光部１０４Ａ及び１０４Ｂは、透過性基板１６０上に堆積された位相シフト膜１６３の露出領域であり、位相シフター部１０３は、位相シフト膜１６３が除去された箇所に位置する透過性基板１６０の露出領域である。また、位相シフト膜１６３の上には、透光部１０４Ａ及び１０４Ｂとの間で露光光に対して同位相の位相差を生じる半透明の半遮光膜１６１が積層されている。ここで、半遮光部１０２は、位相シフト膜１６３上に堆積された半遮光膜１６１の露出領域である。さらに、遮光部１０１は、半遮光膜１６１の上に、露光光を実質的に透過させない遮光膜１６２を積層することによって形成されている。

以上に説明した、図２３（ｂ）に示すマスク構成によると、位相シフト膜１６３を用いることにより、当該位相シフト膜１６３の膜厚によって位相シフター部１０３の位相を調整することができる。よって、透過性基板１６０の掘り下げ深さによって位相シフター部１０３の位相を調整する場合と比べて、位相シフター部１０３の位相制御の精度が向上する。

次に、図２３（ｃ）に示すフォトマスクにおいては、例えば石英よりなる透過性基板１６０の上に、透過性基板１６０の露出領域（但し掘り下げられていない部分）との間で露光光に対して反対位相の位相差を生じる半透明の位相シフト膜１６４が形成されている。位相シフト膜１６４の材料としては、例えば酸化シリコンと金属との化合物（ＭｏＳｉＯ_２ 等）を用いることができる。ここで、透光部１０４Ａ及び１０４Ｂは、位相シフト膜１６４が除去され且つ当該除去箇所に位置する透過性基板１６０が露光光に反対位相の位相差を生じさせる厚さだけ掘り下げられている領域である。また、位相シフター部１０３は、位相シフト膜１６４が除去された箇所に位置する透過性基板１６０の露出領域である。また、半遮光部１０２は、透過性基板１６０上に堆積された位相シフト膜１６４の露出領域である。さらに、遮光部１０１は、位相シフト膜１６４の上に、露光光を実質的に透過させない遮光膜１６２を積層することによって形成されている。

ところで、本発明のフォトマスクの平面構成においては、本発明の原理より、透光部について位相シフター部よりも微細なパターンが必要となることはない。また、一般に、位相シフター部となる透過性基板の掘り下げ部はエッチング工程によって形成される。しかし、エッチング工程において加工パターンが微細になると、当該パターンの寸法に依存して掘り下げ深さが変化するマイクロローディング効果が発生する。それに対して、図２３（ｃ）に示す構成によると、透過性基板１６０の掘り下げ部が位相シフター部１０３ではなく透光部１０４Ａ及び１０４Ｂとなると共に、前述のように、本発明のフォトマスクの構成おいては、透光部１０４Ａ及び１０４Ｂについて位相シフター部１０３よりも微細なパターンが必要となることはない。このため、透過性基板１６０を掘り下げる際にマイクロローディング効果を回避できるので、マスク加工が容易になる。

次に、図２３（ｄ）に示すフォトマスクにおいては、例えば石英よりなる透過性基板１６０の上に、透過性基板１６０の露出領域（本マスクでは透光部１０４Ａ及び１０４Ｂとなる）との間で露光光に対して反対位相の位相差を生じる第１の位相シフト膜１６３（図２３（ｂ）に示すフォトマスクの位相シフト膜１６３と同じ）が形成されている。ここで、透光部１０４Ａ及び１０４Ｂは、透過性基板１６０の露出領域であり、位相シフター部１０３は、透過性基板１６０上に堆積された第１の位相シフト膜１６３の露出領域である。また、第１の位相シフト膜１６３の上には、透光部１０４Ａ及び１０４Ｂとの間で露光光に対して反対位相の位相差を生じる半透明の第２の位相シフト膜１６４（図２３（ｃ）に示すフォトマスクの位相シフト膜１６４と同じ）が積層されている。ここで、半遮光部１０２は、第１の位相シフト膜１６３上に堆積された第２の位相シフト膜１６４の露出領域である。さらに、遮光部１０１は、第２の位相シフト膜１６４の上に、露光光を実質的に透過させない遮光膜１６２を積層することによって形成されている。

以上に説明した、図２３（ｄ）に示すマスク構成によると、位相シフト膜１６３を用いることにより、当該位相シフト膜１６３の膜厚によって位相シフター部１０３の位相を調整することができる。よって、透過性基板１６０の掘り下げ深さによって位相シフター部１０３の位相を調整する場合と比べて、位相シフター部１０３の位相制御の精度が向上する。

ところで、図２３（ｂ）〜（ｄ）に示す断面構成を有するフォトマスクにおいては、反対位相の位相差を生じる位相シフター部となる膜の膜厚や、同位相の位相差を生じる半遮光部となる膜の膜厚として、位相調整のために数百ｎｍ程度必要である。それに対して、図２３（ａ）に示す断面構成を有するフォトマスクにおいては、半遮光部１０２として、高々数十ｎｍ程度の厚さの薄膜を用いるため、マスク加工のためのパターニングにおいて微細加工が容易となる。ここで、当該薄膜として使用できる金属材料としては、例えば、Ｃｒ（クロム）、Ｔａ（タンタル）、Ｚｒ（ジルコニュウム）、Ｍｏ（モリブデン）及びＴｉ（チタン）等の金属並びにそれらの合金がある。具体的な合金としては、Ｔａ−Ｃｒ合金、及びＺｒ、Ｍｏ又はＴｉとＳｉとの化合物等がある。

以上のように、図２３（ａ）に示す断面構成を有するフォトマスクによると、加工対象となる膜が金属薄膜よりなる半遮光膜１６１であるため、マスク加工における微細加工が容易となる。すなわち、図２３（ａ）に示すフォトマスクは、マスク加工が容易な点で優れている。

尚、図２３（ａ）〜（ｄ）のそれぞれに示すフォトマスクにおいて、半遮光膜１６１並びに位相シフト膜１６３及び１６４等を単層膜として扱ったが、これらの膜のそれぞれが多層膜として構成されていてもよいことは言うまでもない。

（第１の実施形態の第３変形例）
以下、本発明の第１の実施形態の第３変形例に係るフォトマスクについて図面を参照しながら説明する。

図２８（ａ）は所望のレジストパターン形状を表す図であり、図２８（ｂ）は第１の実施形態の第３変形例に係るフォトマスクの平面図である。尚、図２８（ｂ）において、透過性基板については図示を省略している。

図２８（ａ）に示すように、所望のパターンは、マトリックス状に互いに近接して配置された複数の矩形状のレジストパターン２００である。各レジストパターン２００は短辺同士及び長辺同士がそれぞれ対向するように隣接している。

図２８（ｂ）に示すように、本変形例のフォトマスクにおいては、透過性基板（図示省略）上の十分に広い領域に亘って透光部１０４（第２の透光部１０４Ｂ）が設けられている。また、露光によりウェハ上に形成しようとするレジストパターン（所望のパターン）２００と対応する位置の透過性基板１上には、複数の矩形状の位相シフター部１０３よりなるマスクパターンが設けられている。すなわち、本変形例においては、第１の実施形態の第１変形例と同様に、マスクパターンが遮光部ではなく位相シフター部１０３によって構成されている。尚、本変形例においては、レジストパターン２００と対応する当該マスクパターンは、マトリックス状に互いに近接して配置された複数のパターン領域（複数の位相シフター部１０３）を有する。また、本変形例の特徴として、複数のパターン領域のうち短辺同士が互いに対向するパターン領域同士の間の領域（対向間隔が最小であるパターン対向領域１０５）に位置する第１の透光部１０４Ａと各パターン領域（つまり各位相シフター部１０３）との間には半遮光部１０２が介在する。言い換えると、パターン対向領域１０５においては、各パターン領域である各位相シフター部１０３から半遮光部１０２を挟んで離れた位置に第１の透光部１０４Ａが設けられている。また、本変形例においては、パターン対向領域１０５側の角部を含む各位相シフター部１０３（つまり各パターン領域）の角部の周辺にも半遮光部１０２が配置されている。さらに、本変形例においては、複数のパターン領域のうち長辺同士が互いに対向するパターン領域同士（両者の対向間隔はパターン対向領域１０５の間隔と比較して大きい）の間には第２の透光部１０４Ｂが介在する。

以上に説明した本変形例のフォトマスクの構成によると、マスクパターンとして遮光部に代えて位相シフター部を用いた場合にも、パターン対向領域においてＭＥＦを低減させることができると共に、形成されるレジストパターンの角部の丸み及びそれに伴う端部の後退を抑制できる。従って、例えば複数のトランジスタが隣接する回路レイアウトを有するパターンの形成に本変形例のフォトマスクを適用した場合には、ゲート層パターンの対向領域の縮小と当該対向領域におけるゲート突き出し量の縮小とが可能になるので、高密度にトランジストを配置してＬＳＩの集積化を実現することができる。

また、本変形例においては、第１の実施形態と同様に、半遮光部１０２はパターン対向領域１０５の第１の透光部１０４Ａを取り囲むように配置されている。このような構成は、特にレジストパターン間のスペース寸法が微細になる場合に望ましい構成である。

また、本変形例においては、第１の実施形態と同様に、半遮光部１０２はマスクパターンの周縁部（つまり各パターン領域となる位相シフター部１０３の周縁部）を取り囲むように配置されている。このような構成により、マスクパターン作成において近接効果補正（ＯＰＣ）の実施を容易に行うことができる。

また、本変形例において、半遮光部１０２は第１の実施形態と同様に定義されるものである。また、位相シフター部１０３は光を透過させるが、位相シフター部１０３を透過する光と、透光部１０４Ａ及び１０４Ｂを透過する光とは反対位相の関係（具体的には両者の位相差が（１５０＋３６０×ｎ）度以上で且つ（２１０＋３６０×ｎ）度以下（但しｎは整数）となる関係）にある。

尚、第１の実施形態の第１変形例においては、遮光部に代えて用いる位相シフター部１０３として、低透過率の位相シフター部を想定したが、本変形例においては、当該位相シフター部１０３として、第１の実施形態の第２変形例と同様に、高透過率の位相シフター部を想定している。すなわち、本変形例のフォトマスクは、図１７（ｃ）に示す第１の実施形態の第２変形例のフォトマスクと同様の断面構成を有する。

また、本変形例では、形成するレジストパターンがλ／ＮＡの半分以下の線幅を持つ細線パターンである場合を対象として、高透過率の位相シフター部１０３を用いている。λ／ＮＡの半分以下の線幅を持つ細線パターンの形成においては、レジストパターンの形状において角部の丸みとして現れていた問題の現象は、ライン端部の先細り現象やライン端部の後退現象として顕著に現れる。

上記のように構成された本変形例のフォトマスクは、第１の実施形態の第２変形例と同様に、ウェハ上にパターンを形成する上で優れたパターン形成特性、具体的には、ＭＥＦ低減効果と、レジストパターンの角部の丸みの抑制効果（特にライン端部の先細りの抑制効果）とを発揮する。

尚、本変形例のフォトマスクによってＭＥＦ低減効果とレジストパターン角部の丸みの抑制効果とを同時に得るためには、第１の実施形態の第２変形例と同様に、半遮光部の透過率を５％以上で且つ３０％以下にすることが望ましく、特に両効果を十分に得るためには、半遮光部の透過率を１０％以上で且つ２０％以下にすることが好ましい。

また、本変形例において、レジストパターンの対向間隔のＣＤ値を縮小した場合にもレジストパターンを安定して形成できるようにするためには、第１の実施形態の第２変形例と同様に、パターン対向領域の透光部を半遮光部によって取り囲み、且つ当該透光部のパターン対向方向と垂直な方向の幅を各矩形パターン（位相シフター部）の当該垂直な方向に延びる辺の長さ（つまり対向幅）よりも小さくする。

また、本変形例においても、第１の実施形態の第２変形例と同様に、パターン対向領域に設ける半遮光部を、マスクパターンの周縁部（つまり各パターン領域となる位相シフター部の周縁部）を取り囲むように配置しているため、対向領域近傍の寸法を含むレジストパターンの寸法を調整するための近接効果補正を容易に実施することができる。

また、本変形例においても、第１の実施形態の第２変形例と同様に、パターン対向領域周辺の半遮光部におけるパターン対向方向の寸法は、パターン領域の対向間隔よりも長くても短くても良い。但し、レジストパターンの角部の丸みを防止するためには、パターン対向領域及びその周辺に配置された半遮光部におけるパターン対向方向と垂直な方向の寸法（幅）は、位相シフター部よりなるパターン領域の当該垂直な方向の寸法（対向幅）よりも大きくすることが好ましいこと（つまり、半遮光部がパターン対向領域内だけではなくその外側（周辺）にも配置されていることが好ましいこと）は、第１の実施形態と同様である。

また、本変形例において、パターン対向領域に設けられる半遮光部１０２は必ずしも位相シフター部１０３よりなる矩形パターンと接触する必要はなく、半遮光部１０２と位相シフター部１０３との間に、フォトマスクにより形成される光学像に影響を及ぼさない程度の寸法を持つ透光部が介在することにより、半遮光部１０２と位相シフター部１０３とが離隔していてもよい。

また、本変形例において、パターン対向領域に設けられる半遮光部１０２は必ずしも第１の透光部１０４Ａを完全に取り囲んでいる必要はなく、半遮光部１０２を分断するように、フォトマスクにより形成される光学像に影響を及ぼさない程度の寸法を持つ透光部が配置されていても良い。

また、本変形例において、各パターン対向領域１０５の周辺に設けられる半遮光部１０２が、複数のパターン領域の長辺同士が対向する方向において互いに接続されていてもよい。言い換えると、複数の位相シフター部１０３から構成されるマスクパターンに対して半遮光部１０２が連続的に設けられていても良い。

また、本変形例において、パターン対向領域１０５を挟む一対のパターン領域の一方が位相シフター部１０３であり、他方が遮光部であってもよい。

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係るフォトマスクの作成方法について図面を参照しながら説明する。

図２９は本実施形態に係るフォトマスクの作成方法によって形成しようとするフォトマスクの平面図である。図２９に示すフォトマスクの基本構成は、図１７（ｂ）に示す第１の実施形態の第２変形例に係るフォトマスクの基本構成と同様である。すなわち、図２９に示すフォトマスクに設けられているマスクパターンは、互いに近接して対向する一対の矩形状の位相シフター部１０３（一対のパターン領域）よりなる。また、当該一対のパターン領域の間の領域（パターン対向領域）に位置する第１の透光部１０４Ａと各パターン領域（つまり各位相シフター部１０３）との間には半遮光部１０２が介在する。また、前記パターン対向領域側の角部を含む各位相シフター部１０３（つまり各パターン領域）の角部の周辺にも半遮光部１０２が配置されている。具体的には、半遮光部１０２は前記パターン対向領域の第１の透光部１０４Ａを取り囲むと共に前記マスクパターンの周縁部（つまり各パターン領域となる位相シフター部１０３の周縁部）を取り囲むように配置されている。

尚、図２９において、透過性基板１００（第２の透光部１０４Ｂ）の図示を省略している。また、図２９に示すように、透過性基板上におけるマスクパターン形成領域と異なる他の領域上には、例えばアライメントマークとして用いられる遮光部１０１が設けられている。

図３０（ａ）〜（ｊ）は本実施形態に係るフォトマスクの作成方法の各工程を示す断面図（図２９のＡＢ線の断面構成を示す）であり、図３１（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ図３０（ｃ）、（ｇ）、（ｊ）の断面図に対応する平面図である。但し、図３１（ａ）〜（ｃ）においては、マスクパターン形成領域のみを図示している。

まず、図３０（ａ）に示すように、透過性基板である例えば石英基板１１０上に半遮光膜として例えばＭｏよりなる金属薄膜１１２及び遮光膜として例えばＣｒ膜１１１を順次形成した後、Ｃｒ膜１１１の上にレジスト膜１２１を形成する。

次に、図３０（ｂ）に示すように、リソグラフィによりレジスト膜１２１をパターン化して、遮光部１０１となる領域及び半遮光部１０２となる領域をそれぞれ覆うレジストパターン１２１Ａを形成する。

次に、レジストパターン１２１ＡをマスクとしてＣｒ膜１１１及び金属薄膜１１２に対して順次エッチングを行って、図３０（ｃ）及び図３１（ａ）に示すように、透光部１０４Ａ及び１０４Ｂとなる領域並びに位相シフター部１０３となる領域（マスクパターンを構成する一対のパターン領域）のそれぞれに位置するＣｒ膜１１１及び金属薄膜１１２を除去した後、図３０（ｄ）に示すように、レジストパターン１２１Ａを除去する。これにより、透光部１０４Ａ及び１０４Ｂとなる領域並びに位相シフター部１０３となる領域のそれぞれにおいては石英基板１１０の表面が露出する。

次に、図３０（ｅ）に示すように、パターニングされたＣｒ膜１１１の上及び石英基板１１０の上にレジスト膜１２２を形成した後、図３０（ｆ）に示すように、リソグラフィによりレジスト膜１２２をパターン化して、第２の透光部１０４Ｂとなる領域を覆うレジストパターン１２２Ａを形成する。ここで、位相シフター部１０３となる領域の近傍（マスク合わせマージン程度）を除くＣｒ膜１１１（遮光部１０１となる領域及び半遮光部１０２となる領域をそれぞれ覆う）がレジストパターン１２２Ａによって覆われていてもよい。

次に、レジストパターン１２２Ａ及びＣｒ膜１１１の一部分をマスクとして石英基板１１０に対してエッチングを行って、位相シフター部１０３となる領域（マスクパターンを構成する一対のパターン領域）に位置する石英基板１１０を透過光の位相が反転する分だけ掘り下げ、それにより、図３０（ｇ）及び図３１（ｂ）に示すように、位相シフター部１０３となる掘り下げ部１１５を形成した後、図３０（ｈ）に示すように、レジストパターン１２２Ａを除去する。このとき、掘り下げ部１１５の開口幅は、Ｃｒ膜１１１の開口幅と実質的に同じになる。

次に、図３０（ｉ）に示すように、遮光部１０１となる領域を覆うレジストパターン１２３Ａを形成した後、レジストパターン１２３ＡをマスクとしてＣｒ膜１１１（遮光部１０１となる領域及び半遮光部１０２となる領域をそれぞれ覆う）に対してエッチングを行って、半遮光部１０２となる領域に位置するＣｒ膜１１１を除去する。その後、レジストパターン１２３Ａを除去する。これにより、図３０（ｊ）及び図３１（ｃ）に示すように、遮光部１０１となる領域のみにＣｒ膜１１１が残り、半遮光部１０２となる領域において金属薄膜１１２が露出する。すなわち、図２９に示すフォトマスクが完成する。

尚、本実施形態では、図１７（ｂ）及び（ｃ）に示す第１の実施形態の第２変形例に係るフォトマスクを形成する場合を例として説明したが、マスクパターンを構成する一対のパターン領域が共に遮光部１０１よりなる場合（つまり図１（ｂ）及び（ｃ）に示す第１の実施形態に係るフォトマスクを形成する場合）には、図３０（ｃ）及び図３１（ａ）に示す工程で、マスクパターンを構成する一対のパターン領域に位置するＣｒ膜１１１及び金属薄膜１１２を残存させ、図３０（ｅ）に示す工程、図３０（ｆ）に示す工程、図３０（ｇ）及び図３１（ｂ）に示す工程、並びに図３０（ｈ）に示す工程を省略し、図３０（ｉ）に示す工程で、マスクパターンを構成する一対のパターン領域に位置するＣｒ膜１１１及び金属薄膜１１２を残存させればよい。或いは、マスクパターンを構成する一対のパターン領域のうちの一方のパターン領域が位相シフター部１０３よりなると共に他方のパターン領域が遮光部１０１よりなる場合には、図３０（ｃ）及び図３１（ａ）に示す工程で、前記一方のパターン領域に位置するＣｒ膜１１１及び金属薄膜１１２については除去すると共に前記他方のパターン領域に位置するＣｒ膜１１１及び金属薄膜１１２については残存させ、図３０（ｇ）及び図３１（ｂ）に示す工程で、前記一方のパターン領域に位置する石英基板１１０を透過光の位相が反転する分だけ掘り下げ、それにより、位相シフター部１０３となる掘り下げ部１１５を形成し、図３０（ｉ）に示す工程で、前記他方のパターン領域に位置するＣｒ膜１１１及び金属薄膜１１２を残存させればよい。

（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係るパターン形成方法、具体的には第１の実施形態又はその変形例のいずれかに係るフォトマスク（以下、本発明のフォトマスクと称する）を用いたパターン形成方法について図面を参照しながら説明する。

図２４（ａ）〜（ｄ）は、第３の実施形態に係るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。

まず、図２４（ａ）に示すように、基板３００上に、例えば金属膜又は絶縁膜等の被加工膜３０１を形成した後、図２４（ｂ）に示すように、被加工膜３０１の上に、例えばポジ型のレジスト膜３０２を形成する。

次に、図２４（ｃ）に示すように、本発明のフォトマスク、例えば図１７（ａ）〜（ｃ）に示す構成を有する第１の実施形態の第２変形例に係るフォトマスクを介して露光光３０３をレジスト膜３０２に対して照射する。これにより、当該フォトマスクを透過した露光光３０４によってレジスト膜３０２が露光される。このとき、前記フォトマスクにおけるマスクパターンは一対の位相シフター部１０３から構成されていると共に、当該一対の位相シフター部１０３は半遮光部１０２によって取り囲まれている。また、一対の位相シフター部１０３同士の間には第１の透光部１０４Ａが半遮光部１０２によって取り囲まれるように配置されている。尚、半遮光部１０２は、石英基板１１０上に堆積された金属薄膜（半遮光膜）１１２の露出領域であり、位相シフター部１０３は、金属薄膜１１２の除去箇所に位置する石英基板１１０の掘り下げ部１１５である。

尚、図２４（ｃ）に示す露光工程では、例えば斜入射露光（斜入射照明）用の光源を用いてレジスト膜３０２に対して露光を行なう。このとき、図２４（ｃ）に示すように、現像工程でレジストが溶解するに足りる露光エネルギーが照射されるのは、前記フォトマスクにおける前記マスクパターン以外の領域（つまり透光部１０４Ａ及び１０４Ｂ並びに半遮光部１０２）と対応するレジスト膜３０２の潜像部分３０２ａのみである。

次に、レジスト膜３０２に対して現像を行って潜像部分３０２ａを除去することにより、図２４（ｄ）に示すように、前記フォトマスクにおける前記マスクパターンと対応するレジストパターン（つまり一対の位相シフター部１０３と対応する一対のレジストパターン）３０５を形成する。

以上に説明した本実施形態によると、本発明のフォトマスク（具体的には第１の実施形態又はその変形例に係るフォトマスク）を用いたパターン形成方法であるため、第１の実施形態又はその変形例と同様の効果が得られる。

また、本実施形態において、レジストが塗布された基板（ウェハ）に対して本発明のフォトマスクを介して露光を行う際に斜入射露光用の光源を用いると、本発明の効果（つまりレジストパターンの角部の丸み及びそれに伴う端部の後退の抑制効果並びにパターン対向領域におけるＭＥＦの低減効果）が特に顕著に発揮されるので、より微細なパターンの形成が可能となる。ここで、斜入射露光用の光源とは、図２５（ａ）に示すような通常露光用の光源に対して、垂直入射成分（光源からフォトマスクに対して垂直に入射する露光光の成分）が取り除かれた、例えば図２５（ｂ）〜（ｄ）に示すような光源を意味する。代表的な斜入射露光用の光源としては、図２５（ｂ）に示す輪帯露光用の光源、並びに図２５（ｃ）及び（ｄ）に示す四重極露光用の光源がある。尚、目的のパターンに若干依存するが、一般に、輪帯露光用の光源よりも四重極露光用の光源の方がコントラストの強調又はＤＯＦの拡大において効果的である。

以上に説明したように、本発明はフォトマスク及びパターン形成方法に関し、半導体集積回路装置等の製造に用いられる微細パターン形成に適用した場合に非常に有用である。

図１（ａ）は本発明の第１の実施形態に係るフォトマスクによって形成しようとする所望のレジストパターン形状を表す図であり、図１（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係るフォトマスクの平面図であり、図１（ｃ）は図１（ｂ）に示される線分ＡＢに対応する部分の断面図である。 図２（ａ）は、遮光部のみによって構成された比較例のフォトマスクの平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すフォトマスクに対して露光を行うことによって一対のレジストパターンを形成した様子をシミュレーションした結果を示す図である。 図３（ａ）は、図２（ａ）に示すフォトマスクにおける遮光部の対向領域の周辺に半遮光部がさらに設けられたフォトマスクの平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すフォトマスクに対して露光を行うことによって一対のレジストパターンを形成した様子をシミュレーションした結果を示す図である。 図４（ａ）は、図３（ａ）に示すフォトマスクおける遮光部と対向領域内の透光部との間に半遮光部がさらに設けられたフォトマスクの平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すフォトマスクに対して露光を行うことによって一対のレジストパターンを形成した様子をシミュレーションした結果を示す図である。 図５（ａ）は、図３（ａ）に示すフォトマスクに対してパターン対向間隔Ｓを変化させながら露光を行った場合におけるレジストパターンの対向間隔のＣＤ値をシミュレーションした結果を示す図であり、図５（ｂ）は、図４（ａ）に示すフォトマスクに対してパターン対向間隔Ｓを変化させながら露光を行った場合におけるレジストパターンの対向間隔のＣＤ値をシミュレーションした結果を示す図であり、図５（ｃ）は、図３（ａ）及び図４（ａ）のそれぞれに示すフォトマスクにより形成されるレジストパターンの対向間隔のＣＤ値のＭＥＦをシミュレーションにより求めた結果を示す図である。 図６（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係るフォトマスクの平面構成のバリエーションを示す図であり、図６（ｃ）は、図６（ａ）及び（ｂ）のそれぞれに示すフォトマスクにより形成されるレジストパターンの対向間隔のＣＤ値のＭＥＦをシミュレーションにより求めた結果を示す図である。 図７（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係るフォトマスクの平面構成のバリエーションを示す図である。 図８（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係るフォトマスクの平面構成のバリエーションを示す図である。 図９は、本発明の第１の実施形態に係るフォトマスクの平面構成のバリエーションを示す図である。 図１０（ａ）は本発明の第１の実施形態の第１変形例に係るフォトマスクによって形成しようとする所望のレジストパターン形状を表す図であり、図１０（ｂ）は本発明の第１の実施形態の第１変形例に係るフォトマスクの平面図であり、図１０（ｃ）は図１０（ｂ）に示される線分ＡＢに対応する部分の断面図である。 図１１（ａ）は、位相シフター部のみによって構成された比較例のフォトマスクの平面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示すフォトマスクに対して露光を行うことによって一対のレジストパターンを形成した様子をシミュレーションした結果を示す図である。 図１２（ａ）は、図１１（ａ）に示すフォトマスクにおける位相シフター部の対向領域の周辺に半遮光部がさらに設けられたフォトマスクの平面図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示すフォトマスクに対して露光を行うことによって一対のレジストパターンを形成した様子をシミュレーションした結果を示す図である。 図１３（ａ）は、図１２（ａ）に示すフォトマスクおける位相シフター部と対向領域内の透光部との間に半遮光部がさらに設けられたフォトマスクの平面図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に示すフォトマスクに対して露光を行うことによって一対のレジストパターンを形成した様子をシミュレーションした結果を示す図である。 図１４は、図１２（ａ）及び図１３（ａ）のそれぞれに示すフォトマスクにより形成されるレジストパターンの対向間隔のＣＤ値のＭＥＦをシミュレーションにより求めた結果を示す図である。 図１５は、本発明の第１の実施形態の第１変形例に係るフォトマスクの平面構成のバリエーションを示す図である。 図１６（ａ）及び（ｂ）は、図１５に示される線分ＡＢ及び線分ＣＤのそれぞれに対応する部分の断面図である。 図１７（ａ）は本発明の第１の実施形態の第２変形例に係るフォトマスクによって形成しようとする所望のレジストパターン形状を表す図であり、図１７（ｂ）は本発明の第１の実施形態の第２変形例に係るフォトマスクの平面図であり、図１７（ｃ）は図１７（ｂ）に示される線分ＡＢに対応する部分の断面図である。 図１８（ａ）は、位相シフター部のみによって構成された比較例のフォトマスクの平面図であり、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）に示すフォトマスクに対して露光を行うことによって一対のレジストパターンを形成した様子をシミュレーションした結果を示す図である。 図１９（ａ）は、図１８（ａ）に示すフォトマスクにおける位相シフター部の対向領域の周辺に半遮光部がさらに設けられたフォトマスクの平面図であり、図１９（ｂ）は、図１９（ａ）に示すフォトマスクに対して露光を行うことによって一対のレジストパターンを形成した様子をシミュレーションした結果を示す図である。 図２０（ａ）は、図１９（ａ）に示すフォトマスクおける位相シフター部と対向領域内の透光部との間に半遮光部がさらに設けられたフォトマスクの平面図であり、図２０（ｂ）は、図２０（ａ）に示すフォトマスクに対して露光を行うことによって一対のレジストパターンを形成した様子をシミュレーションした結果を示す図である。 図２１は、図１９（ａ）及び図２０（ａ）のそれぞれに示すフォトマスクにより形成されるレジストパターンの対向間隔のＣＤ値のＭＥＦをシミュレーションにより求めた結果を示す図である。 図２２は、本発明の第１の実施形態の第２変形例に係るフォトマスクの平面構成のバリエーションを示す図である。 図２３（ａ）〜（ｄ）は、図２２に示される線分ＡＢ及び線分ＣＤのそれぞれに対応する部分の断面図である。 図２４（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第３の実施形態に係るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。 図２５（ａ）は通常露光用の光源の形状を示す図であり、図２５（ｂ）〜（ｄ）は斜入射露光用の光源の形状を示す図である。 図２６（ａ）及び（ｂ）は、レジストパターンの角部の丸みがＬＳＩの集積化に及ぼす悪影響を説明するための図である。 図２７（ａ）及び（ｂ）は、レジストパターンにおける角部の丸みを防止するために透過率調整膜を用いる従来技術を説明するための図である。 図２８（ａ）は本発明の第１の実施形態の第３変形例に係るフォトマスクによって形成しようとする所望のレジストパターン形状を表す図であり、図２８（ｂ）は本発明の第１の実施形態の第３変形例に係るフォトマスクの平面図である。 図２９は本発明の第２の実施形態に係るフォトマスクの作成方法によって形成しようとするフォトマスクの平面図である。 図３０（ａ）〜（ｊ）は本発明の第２の実施形態に係るフォトマスクの作成方法の各工程を示す断面図である。 図３１（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ図３０（ｃ）、（ｇ）、（ｊ）の断面図に対応する平面図である。

符号の説明

１００ 透過性基板
１０１ 遮光部
１０２ 半遮光部
１０３ 位相シフター部
１０４Ａ 第１の透光部
１０４Ｂ 第２の透光部
１０５ 対向領域
１１０ 石英基板
１１１ 遮光膜（Ｃｒ膜）
１１２ 半遮光膜（金属薄膜）
１１３ 位相シフト膜（ＳｉＯ_２ 膜）
１１５ 掘り下げ部
１１９ レジストパターン
１２１ レジスト膜
１２１Ａ レジストパターン
１２２ レジスト膜
１２２Ａ レジストパターン
１２３Ａ レジストパターン
１５０ 透過性基板
１５１ 半遮光膜
１５２ 位相シフト膜
１５３ 遮光膜
１５４ 位相シフト膜
１６０ 透過性基板
１６０ａ 掘り下げ部
１６１ 半遮光膜
１６２ 遮光膜
１６３ 位相シフト膜
１６４ 位相シフト膜
２００ 所望のパターン
３００ 基板
３０１ 被加工膜
３０２ レジスト膜
３０２ａ 潜像部分
３０３ 露光光
３０４ フォトマスクを透過した露光光
３０５ レジストパターン

Claims (29)

1. 露光光に対して透光性を有する透過性基板上にマスクパターンが設けられたフォトマスクであって、
   前記露光光を部分的に透過させる半遮光部と、前記半遮光部に取り囲まれ且つ前記露光光に対して透光性を有する第１の透光部と、前記マスクパターンを取り囲み且つ前記露光光に対して透光性を有する第２の透光部とを前記透過性基板上にさらに備え、
   前記マスクパターンは、前記半遮光部の少なくとも一部分及び前記第１の透光部を挟んで互いに対向するように配置された第１のパターン領域及び第２のパターン領域を有し、
   前記半遮光部と前記第１の透光部と前記第２の透光部とは、前記露光光を互いに同位相で透過させることを特徴とするフォトマスク。
2. 請求項１に記載のフォトマスクにおいて、
   前記半遮光部は、前記第１のパターン領域及び前記第２のパターン領域のうちの少なくとも一方のパターン領域における前記第１の透光部側に位置する角部の周辺にも配置されていることを特徴とするフォトマスク。
3. 請求項１又は２に記載のフォトマスクにおいて、
   前記第２の透光部は、前記半遮光部と前記第１のパターン領域と前記第２のパターン領域とからなる領域の周縁部を取り囲むように配置されていることを特徴とするフォトマスク。
4. 請求項１に記載のフォトマスクにおいて、
   前記第２の透光部は、前記第１のパターン領域及び前記第２のパターン領域のそれぞれの周縁部を取り囲むように配置されており、それによって前記第１のパターン領域及び前記第２のパターン領域のそれぞれは前記半遮光部から離間していることを特徴とするフォトマスク。
5. 請求項１に記載のフォトマスクにおいて、
   前記半遮光部は、前記第１のパターン領域及び前記第２のパターン領域のそれぞれの周縁部を取り囲むように配置されていることを特徴とするフォトマスク。
6. 請求項５に記載のフォトマスクにおいて、
   前記第１のパターン領域及び前記第２のパターン領域のそれぞれの角部の周辺に位置する前記半遮光部の幅は、当該各角部以外の前記第１のパターン領域及び前記第２のパターン領域のそれぞれの周辺に位置する前記半遮光部の幅よりも大きいことを特徴とするフォトマスク。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のフォトマスクにおいて、
   前記半遮光部は、前記透光部を基準として前記露光光を（−３０＋３６０×ｎ）度以上で且つ（３０＋３６０×ｎ）度以下の位相差で透過させることを特徴とするフォトマスク（但しｎは整数）。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のフォトマスクにおいて、
   前記露光光に対する前記半遮光部の透過率は５％以上で且つ３０％以下であることを特徴とするフォトマスク。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のフォトマスクにおいて、
   前記第１のパターン領域と前記第２のパターン領域との間隔はＭ×λ／ＮＡ以下であることを特徴とするフォトマスク（但し、λは前記露光光の波長であり、Ｍ及びＮＡは露光機の縮小投影光学系の縮小倍率及び開口数である）。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載のフォトマスクにおいて、
    前記第１のパターン領域と前記第２のパターン領域との対向方向と垂直な方向における前記第１の透光部の寸法は、当該垂直な方向における前記第１のパターン領域及び前記第２のパターン領域のそれぞれの寸法よりも小さいことを特徴とするフォトマスク。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載のフォトマスクにおいて、
    前記第１のパターン領域及び前記第２のパターン領域はそれぞれ矩形状を有することを特徴とするフォトマスク。
12. 請求項１１に記載のフォトマスクにおいて、
    前記第１のパターン領域の短辺と前記第２のパターン領域の短辺とが対向していることを特徴とするフォトマスク。
13. 請求項１２に記載のフォトマスクにおいて、
    前記第１のパターン領域の短辺の寸法と前記第２のパターン領域の短辺の寸法とは同じであることを特徴とするフォトマスク。
14. 請求項１２に記載のフォトマスクにおいて、
    前記第１のパターン領域の短辺の寸法は、前記第２のパターン領域の短辺の寸法と比べて小さいことを特徴とするフォトマスク。
15. 請求項１１に記載のフォトマスクにおいて、
    前記第１のパターン領域の短辺と前記第２のパターン領域の長辺とが対向していることを特徴とするフォトマスク。
16. 請求項１〜１５のいずれか１項に記載のフォトマスクにおいて、
    前記半遮光部は、厚さ３０ｎｍ以下の金属薄膜よりなることを特徴とするフォトマスク。
17. 請求項１〜１６のいずれか１項に記載のフォトマスクにおいて、
    前記第１のパターン領域及び前記第２のパターン領域はそれぞれ、前記露光光を実質的に透過させない遮光部により構成されていることを特徴とするフォトマスク。
18. 請求項１〜１６のいずれか１項に記載のフォトマスクにおいて、
    前記第１のパターン領域及び前記第２のパターン領域はそれぞれ、前記透光部を透過する前記露光光に対して反転位相で前記露光光を透過させる位相シフター部により構成されていることを特徴とするフォトマスク。
19. 請求項１〜１６のいずれか１項に記載のフォトマスクにおいて、
    前記第１のパターン領域及び前記第２のパターン領域のうちの一方のパターン領域は、前記露光光を実質的に透過させない遮光部により構成されており、他方のパターン領域は、前記透光部を透過する前記露光光に対して反転位相で前記露光光を透過させる位相シフター部により構成されていることを特徴とするフォトマスク。
20. 請求項１７又は１９に記載のフォトマスクにおいて、
    前記遮光部は、前記露光光に対して１％以下の透過率を持つことを特徴とするフォトマスク。
21. 請求項１７、１９又は２０のいずれか１項に記載のフォトマスクにおいて、
    前記半遮光部は、前記透過性基板上に形成された半遮光膜より構成され、
    前記遮光部は、前記半遮光膜上にさらに積層された遮光膜より構成されていることをフォトマスク。
22. 請求項１８又は１９に記載のフォトマスクにおいて、
    前記位相シフター部は、前記透光部を基準として前記露光光を（１５０＋３６０×ｎ）度以上で且つ（２１０＋３６０×ｎ）度以下の位相差で透過させることを特徴とするフォトマスク（但しｎは整数）。
23. 請求項１８、１９又は２２のいずれか１項に記載のフォトマスクにおいて、
    前記半遮光部は、前記透過性基板上に形成された半遮光膜より構成され、
    前記位相シフター部は、前記半遮光膜上にさらに積層された位相シフト膜より構成されていることを特徴とするフォトマスク。
24. 請求項１８、１９又は２２のいずれか１項に記載のフォトマスクにおいて、
    前記半遮光部は、前記透過性基板上に形成された半遮光膜より構成され、
    前記位相シフター部は、前記半遮光膜に形成された開口部より構成されていることを特徴とするフォトマスク。
25. 請求項２４に記載のフォトマスクにおいて、
    前記位相シフター部となる前記開口部に位置する前記透過性基板は掘り下げられていることを特徴とするフォトマスク。
26. 請求項１８に記載のフォトマスクの作成方法であって、
    前記透過性基板上に半遮光膜を形成する工程（ａ）と、
    前記第１の透光部となる領域、前記第２の透光部となる領域、前記第１のパターン領域及び前記第２のパターン領域のそれぞれに位置する前記半遮光膜を除去する工程（ｂ）と、
    前記工程（ｂ）の後に、前記第１のパターン領域及び前記第２のパターン領域のそれぞれに位置する前記透過性基板を所定の深さだけ掘り下げ、それにより前記位相シフター部を形成する工程（ｃ）とを備えていることを特徴とするフォトマスクの作成方法。
27. 請求項１〜２５のいずれか１項に記載のフォトマスクを用いたパターン形成方法であって、
    基板上にレジスト膜を形成する工程（ａ）と、
    前記レジスト膜に前記フォトマスクを介して前記露光光を照射する工程（ｂ）と、
    前記露光光を照射された前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程（ｃ）とを備えていることを特徴とするパターン形成方法。
28. 請求項２７に記載のパターン形成方法において、
    前記工程（ｂ）で斜入射照明法を用いることを特徴とするパターン形成方法。
29. 請求項２７又は２８に記載のパターン形成方法において、
    前記レジスト膜はポジ型レジストからなり、
    前記工程（ｃ）において、前記レジストパターンとして、前記第１のパターン領域と対応する第１のレジストパターンと、前記第２のパターン領域と対応する第２のレジストパターンとが形成されることを特徴とするパターン形成方法。

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