JPH03119355A - マスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、フォトリングラフィで用いるマスクおよびそ
の製造技術に関し、特に、半導体集積回路装置の製造に
用いるマスクに適用して有効な技術に関するものである
。

〔従来の技術〕

近年、半導体集積回路装置においては、回路を構成する
素子や配線の微細化、並びに素子間隔や配線間隔の狭小
化が進められている。

しかし、素子や配線の微細化、並びに素子間隔や配線間
隔の狭小化に伴って、コヒーレント光によってウェハ上
に集積回路パターンを転写するマスクのパターン転写精
度の低下が問題となりつつある。

これを第２４図（ａ）〜（６）により説明すると以下の
とおりである。

すなわち、第２４図（ａ）に示すマスク５０に形成され
た所定の集積回路パターンを投影露光法等によりウェハ
（図示せず）上に転写する際、遮光領域Ｎを挟む一対の
透過領域Ｐｄ、Ｐａの各々を透過した光の位相は、第２
４図（ｂ）に示すように同相であるため、これらの干渉
光が第２４図（Ｃ）に示すように、上記した一対の透過
領域ＰＩ、Ｐ２　に挟まれた遮光領域Ｎにおいて強め合
ってしまう。この結果、第２４図（６）に示すように、
ウェハ上における投影像のコントラストが低下する上、
焦点深度が浅くなり、マスクのパターン転写精度が大幅
に低下してしまう。

このような問題を改善する手段として、マスクを透過す
る光の位相を操作することによって投影像の分解能およ
びコントラストを向上させる位相シフト・リングラフィ
技術が開発されている。位相シフト・リングラフィ技術
については、例えば特公昭６２−５９２９６号公報およ
び特開昭６２−６７５１４号公報に記載がある。

上記特公昭６２−５９２９６号公報には、遮光領域と透
過領域とを備えたマスクにおいて、遮光領域を挟む一対
の透過領域の少なくとも一方に透明材料を設け、露光の
際に各々の透過領域を透過した光の間に位相差を生じさ
せて、これらの光がウェハ上の本来遮光領域となる領域
に右いて干渉して弱め合うようにしたマスク構造につい
て説明されている。

このようなマスクにおける透過光の作用を第２５図（ａ
）〜（ｄ）により説明すると以下のとおりである。

すなわち、第２５図（ａ）に示すマスク５１に形成され
た所定の集積回路パターンを投影露光法等によりウェハ
（図示せず）上に転写する際、遮光領域Ｎを挟む一対の
透過領域Ｐ＋、Ｐｉ　のうち、透明材料５２の設けられ
た透過領域Ｐ２を透過した光の位相と、通常の透過領域
Ｐ、を透過した光の位相との間には、第２５図（ハ）、
（Ｃ）に示すように１８０度の位相差が生じている。し
たがって、一対の透過領域ＰＩ、Ｐ２　を透過した光が
、これら透過領域Ｐ１．Ｐ２　に挟まれた遮光領域Ｎに
おいて干渉して打ち消し合うため、東２５図（ｄ）に示
すように、ウェハ上における投影像のコントラストが改
善され、解像度および焦点深度が向上し、マスク５１の
パターン転写精度が良好となる。

また、上記特開昭６２−６７５１４号公報には、遮光膜
によって形成された遮光領域と遮光膜が除去されて形成
された透過領域とを備えたマスクにおいて、遮光膜にそ
の一部を除去して微細な開ロバターンを形成するととも
に、透過領域か、あるいは開ロバターンのどちらか一方
に位相シフト層を設け、透過領域を透過した光と開ロバ
ターンを透過した光との間に位相差を生じさせて透過領
域を透過した光の振幅分布が横方向に広がらないように
したマスク構造について説明されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記特公昭６２−５９２９６号公報に記載さ
れた従来技術には、以下の問題があることを本発明者は
見出した。

すなわち、一対の透過領域を透過した光の間に位相差を
生じさせる上記従来技術においては、パターンが一次元
的に単純に繰り返し配置されている場合には、透明材料
の配置に問題はないが、パターンが実際の集積回路パタ
ーンのように複雑な場合、透明材料の配置が不可能とな
る場合が生じ、部分的に充分な解像度が得られない箇所
が発生するという問題がある。

例えば第２６図に示すような集積回路パターン５３があ
る場合、透過領域Ｐ２　に透明材料を設ければ、確かに
、遮光領域Ｎ、、　Ｎ２　の解像度は向上する。しかし
、遮光領域Ｎ、の解像度を向上させるために透過領域Ｐ
１　に透明材料を配置すると、透過領域ｐ、、　ｐ、を
透過した光が同相となってしまい遮光領域Ｎ２　の解像
度が低下してしまう。また、遮光領域Ｎ、の解像度を向
上させるため、透過領域Ｐ、のような透過パターンに透
明材料を配置するには、透明材料を透過領域Ｐ、の一部
分に配置すればよいが、そのようにすると同一の透過領
域Ｐ３　内を透過した光において位相の反転が生じ、ウ
ェハ上に不要なパターンが形成されてしまう。したがっ
て、遮光領域Ｎ３　の解像度を向上させることが不可能
となる。

また、パターンが実際の集積回路パターンのように複雑
な場合、上記したように透明材料の配置に制約が生じる
ため、透明材料のパターンデータを自動的に作成するこ
とは困難である。したがって、従来は、光の位相シフト
手段を備えるマスクの製造に際して、透明材料のパター
ンを上記した配置の制約を考慮しながら特別に作成しな
ければならず、マスクの製造に多大な時間と労力とを要
してしまう問題がある。

一方、遮光領域に開ロバターンを形成し、開ロバターン
を透過した光と透過領域を透過した光との間に位相差を
生じさせる特開昭６２−６７５１４号公報の技術におい
ては上記公報と同様、パターンが集積回路パターンのよ
うに複雑で、かつ微細な場合、開ロバターンの配置が困
難となる。例えば遮光領域のパターン幅が細くなると、
開ロバターンの配置が困難となってしまう問題がる。

また、この従来技術においては、透過領域の微細化に伴
い透過領域の隅部の光強度が低下することについて充分
な考慮がなされておらず、投影されたパターン像の隅部
が丸みを帯びてしまう問題がある。

本発明は上記課題に着目してなされたものであり、その
目的は、マスクに形成されたパターンの転写精度を向上
させることのできる技術を提供することにある。

本発明の他の目的は、光の位相をシフトさせる手段を備
えるマスクの製造時間を短縮させることのできる技術を
提供することにある。

本発明の他の目的は、投影像の各辺のみならず、隅部の
解像度も向上させることのできる技術を提供することに
ある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、明
細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

すなわち、請求項１記載の発明は、遮光領域および透過
領域を備え、少なくとも部分的にコヒーレントな光の照
射によって所定パターンを転写するマスクであって、前
記透過領域の一部に透過光の位相をシフトさせる位相シ
フト部を形成し、前記位相シフト部を透過した光と、前
記位相シフト部が形成されていない透過領域を透過した
光との間に位相差が生じ、前記光の干渉光が、前記透過
領域と遮光領域との境界部において弱め合うように、前
記位相シフト部を配置したマスクである。

請求項５および９記載の発明は、位相シフト部のパター
ンデータを遮光領域または透過領域のパターンデータに
基づいて自動的に作成するマスクの製造方法である。

請求項１４記載の発明は、遮光領域および透過領域をマ
スク基板に備え、少なくとも部分的にコヒーレントな光
の照射によって所定パターンを転写するマスクであって
、前記遮光領域の一部に、前記マスク基板の主面に達す
る溝を形成するとともに、前記溝を透過した光と前記透
過領域を透過した光との間に位相差が生じ、前記光の干
渉光が、前記遮光領域の端部において弱め合うように、
前記溝の下方の前記マスク基板に位相シフト溝を形成し
たマスクである。

請求項１８記載の発明は、遮光領域および透過領域をマ
スク基板に備え、少なくとも部分的にコヒーレントな光
の照射によって所定パターンを転写するマスクであって
、前記遮光領域の一部に、前記マスク基板の主面に達す
る溝を形成し、前記溝を透過した光と前記透過領域を透
過した光との間に位相差が生じ、前記光の干渉光が、前
記遮光領域の端部において弱め合うように前記溝の上方
に透明膜を設けるとともに、前記透過領域の隅部にサブ
透過領域を形成したマスクである。

〔作用〕

上記した請求項１記載の発明によれば、露光の際、各々
の透過領域において、位置シフト部を透過した光と、こ
れが形成されていない部分を透過した光とが、透過領域
と遮光領域との境界部分において弱め合うように干渉す
ることにより、ウェハ上に投影される像の輪郭部分のぼ
けが低減し、投影像のコントラストが大幅に改善され、
解像度および焦点深度を大幅に向上させることができる
。

特に、本発明の場合、一つの透過領域の内部で位相差を
生じさせるため、マスク上のパターンが複雑であっても
位相シフト部の配置に制約が生じない。また、遮光領域
のパターン幅が細くなっても、位相シフト部の配置が困
難となることもない。

上記した請求項５および９記載の発明によれば、透明膜
または位相シフト溝のパターンデータを特別に作成する
必要がないため、光の位相シフト手段を備えるマスクの
製造時間を大幅に短縮させることができる。

上記した請求項１４記載の発明によれば、露光の際、透
過領域を透過した光と、遮光領域に形成された溝および
位相シフト溝を透過した光とが、遮光領域の端部におい
て弱め合うように干渉することにより、投影像の輪郭部
分のぼけが低減し、そのコントラストが大幅に改善され
、解像度および焦点深度を大幅に向上させることができ
る。

上記した請求項１８記載の発明によれば、透過領域の隅
部にサブ透過領域を設けたことにより、透過領域の隅部
の光強度が増加するため、投影像の各辺の解像度のみな
らず、隅部の解像度も向上させることが可能となる。

〔実施例１〕 第１図は本発明の一実施例であるマスクの要部断面図、
第２図（ａ）〜（Ｃ）はこのマスクの製造工程を示すマ
スクの要部断面図、第３図（ａ）は第１図に示したマス
クの露光状態を示す断面図、第３図（ハ）〜（６）はこ
のマスクの透過領域を透過した光の振幅および強度を示
す説明図である。

第１図に示す本実施例１のマスク１ａは、例えば半導体
集積回路装置の所定の製造工程で用いられるレチクルで
ある。なふ、本実施例１のマスク１ａには、例えば実寸
の５倍の集積回路パターンの原画が形成されている。

マスク１ａを構成する透明なマスク基板（以下、単に基
板という）２は、例えば屈折率１．４７の合成石英ガラ
ス等からなる。基板２の主面上には、例えば厚さ５００
〜３０００人程の金属層３が所定の形状にパターン形成
されている。

金属層３は、例えばＣｒ膜から構成されており、露光に
際しては遮光領域へとなる。なお、金属層３は、Ｃｒ層
の上層に酸化クロムを積層した積層構造としても良い。

また、金属層３が除去されている部分は、露光に際して
透過領域Ｂとなる。そして、マスクｌａ上に形成された
集積回路パターンの原画は、遮光領域Ａと透過領域Ｂと
によって構成されている。

本実施例１のマスクｌａにおいては、上記した金属層３
のパターン幅よりも僅かに幅広にパターン形成された透
明膜４ａが、その一部を金属層３の輪郭部から透過領域
已にはみ出させた状態でマスクｌａ上に配置されている
。したがって、一つの透過領域Ｂは、透明膜４ａに被覆
された領域と透明膜４ａに被覆されていない領域とから
構成されている。

透明膜４ａは、例えば酸化インジウム（Ｉ　ｎ。

や）からなる。透明膜４ａの材料には、透過率が基板２
に対して充分高く　（少なくとも９０％以上必要）、か
つ基板２との接着性の高い材料が選択されている。透明
膜４ａのはみ出した部分の幅は、例えば透過領域Ｂのパ
ターン幅を２μｍ程とすると、０．５μｍ程である。透
明膜４ａは、透明膜４ａの基板２の主面からの厚さをＸ
Ｉ　、透明膜４ａの屈折率をｒｚ　、露光の際に照射さ
れる光の波長をλとすると、Ｘ＋＝λ／　（２（ｎ、−
１−１）〕の関係を満たすように形成されている。これ
は露光の際、一つの透過領域Ｂを透過した光のうち、透
明膜４ａを透過した光と、通常の透過領域Ｂを透過した
光との間に１８０度の位相差を生じさせるためである。

例えば露光の際に照射される光の波長λを０．３６５．
ｕｍ（ｉ線）、透明膜４ａ（７）屈折￥−ｎを１．５と
した場合には、透明膜４ａの基板２の主面からの厚さＸ
、は、０．３７μｍ程にすれば良い。なあ、図示はしな
いが、マスク１ａには、例えば透明膜４ａを形成する際
、金属層３との位置合わせをするための位置合わせマー
クが形成されている。

次に、本実施例１のマスク１ａの製造方法を第２図（ａ
）〜（Ｃ）により説明する。

まず、合成石英ガラス等からなる透明な基板２の表面を
研磨、洗浄した後、第２図（ａ）に示すように、その主
面上に、例えば草さ５００〜３０００人程のＣｒ等から
なる金属層３をスパッタリング法等により形成する。次
いで、この金属層３の上面に、例えば０．４〜０．８μ
ｍの７オトレジスト（以下、レジストという）５ａを塗
布する。続いて、レジスト５ａをプリベークした後、図
示しない磁気テープ等に予めコード化された半導体集積
回路装置の集積回路パターンデータに基づいて電子線露
光方式等によりレジス）５ａの所定部分に電子線Ｅを照
射する。な右、集積回路パターンデータには、パターン
の位置座標や形状等が記録されている。

次いで、第２図（ｂ）に示すように、例えばレジスト５
ａの露光部分を所定の現像液により除去した後、露出し
た金属層３をドライエツチング法等によりエツチング除
去して所定の形状にパターン形成する。

続いて、レジスト５ａをレジスト剥離液により除去し、
基板２を洗浄、検査した後、第２図（Ｃ）に示すように
、基板２の主面上に酸化インジウム（ＩｎＯイ）等から
なる透明膜４ａをスパッタリング法等により被着する。

この際、透明Ｍ４ａの基板２の主面からの厚さＸｌ　　
は、例えば０．３７μｍ程である。

その後、透明膜４ａの上面に、例えば０．４〜０゜８μ
ｍのレジスト５ｂを塗布し、さらにその上面に、例えば
厚さ０．０５μｍのアルミニウム〈Ａ７２）からなる帯
電防止層６をスパッタリング法等により形成する。

次いで、透明膜４ａのパターンデータに基づいて電子線
露光方式等によりレジス）５ｂに透明膜４ａのパターン
を転写する。

透明膜４ａのパターンデータは、上記した集積回路パタ
ーンデータの遮光領域Ａまたは透過領域Ｂのパターン幅
を拡大または縮小して自動的に作成する。例えば本実施
例１においては、遮光領域Ａのパターン幅を、例えば０
．５〜２．０μｍ程太らせることにより、透明膜４ａの
パターンデータを自動的に作成するようになっている。

その後、現像、透明膜４ａの所定部分のエツチング、レ
ジス）５ｂの除去、さらに洗浄、検査等の工程を経て、
第１図に示したマスク１ａが製造される。

このようにして製造されたマスク１ａを用いてレジスト
が塗布されたウェハ上にマスクｌａ上の集積回路パター
ンを転写するには、例えば以下のようにする。

すなわち、図示しない縮小投影露光装置にマスクｌａお
よびウェハを配置して、マスク１ａ上の集積回路パター
ンの原画を光学的に１１５に縮小してウェハ上に投影す
るとともに、ウェハを順次ステップ状に移動させるたび
に、投影露光を繰り返すことによって、マスクｌａ上の
集積回路パターンをウェハ全面に転写する。

次に、本実施例１の作用を第３図（ａ）〜（ｄ）により
説明する。

第３図（ａ）に示す本実施例１のマスク１ａにおいては
、マスクｌａ上に形成された所定の集積回路パターンの
原画を縮小投影露光法等によりウェハ上に転写する際、
マスク１ａの各々の透過領域已において、透明膜４ａを
透過した光と、通常の透過領域Ｂを透過した光との間に
１８０度の位相差が生じる（第３図（ｂ）、（Ｃ））。

ここで、同一の透過領域Ｂを透過した互いに逆位相の透
過光は、透明膜４ａが透過領域Ｂの周辺に配置されてい
るため、透過領域Ｂと遮光領域Ａとの境界部において弱
め合う。したがって、ウェハ上に投影される像の輪郭部
分のぼけが低減し、投影像のコントラストが大幅に改善
され、解像度および焦点深度が大幅に向上する（第３図
（ｄ））。

なお、光強度は、光の振幅の２乗となるため、ウェハ上
における光振幅の負側の波形は、第３図（社）に示すよ
うに正側に反転される。

このように本実施例１によれば、以下の効果を得ること
が可能となる。

（１）、！光に際して、各々の透過領域Ｂを透過した光
のうち、透明膜４ａを透過した光と、透明膜４ａのない
領域を透過した光との間に１８０度の位相差が生じ、こ
れらの光が遮光領域へと透過領域Ｂとの境界部において
弱め合うようにしたことにより、ウェハ上に投影される
像の輪郭部分のぼけを低減させることが可能となる。こ
の結果、投影像のコントラストを大幅に改善することが
でき、解像度および焦点深度を大幅に向上させることが
可能となる。

（２）、上記（１）により、露光余裕を広くすることが
可能となる。

（３）、一つの透過領域Ｂの内部で位相差を生じさせる
ため、マスクｌａ上のパターンが複雑であっても、透明
膜４ａの配置に制約が生じることがない。

また、遮光領域Ａのパターン幅が細くても透明膜４ａの
配置が困難となることもない。この結果、マスクｌａ上
に形成されたパターンが、集積回路パターンのように複
雑であり、かつ微細であっても、部分的にパターン転写
精度が低下することがなく、マスクｌａ上に形成された
パターン全体の転写精度を大幅に向上させることが可能
となる。

（４）、透明膜４ａのパターンデータを遮光領域Ａまた
は透過領域Ｂのパターンデータに基づいて自動的に作成
することにより、透明膜４ａのパターンデータを短時間
で、かつ容易に作成することができるため、位相シフト
・マスクの製造時間を大幅に短縮させることが可能とな
る。

〔実施例２〕 第４図は本発明の他の実施例であるマスクの要部断面図
、第５図（ａ）は第４図に示したマスクの露光状態を示
す断面図、第５図ら）〜（イ）は第４図に示したマスク
の透過領域を透過した光の振幅および強度を示す説明図
である。

第４図に示す本実施例２のマスク１ｂにおいては、透明
膜４ｂが透過領域Ｂの中央付近に配置されている。

この場合においても、透明膜４ｂを、その厚さｘｌ　が
、Ｘ＋＝λ／　［２（ｎ、　　−１）　）　（７）関係
を満たすように、基板２上に形成することにより、第５
図（ａ）〜（６）で示すように、マスク１ｂの各々の透
過領域Ｂ、Ｂにおいて、透明膜４ｂを透過した光と、通
常の透過領域Ｂを透過した光との間に１８０度の位相差
が生じ（第５図（ｂ）、　（Ｃ））　、これらの光が透
過領域Ｂとそれに隣接する遮光領域Ａ。

Ａとの境界部分において弱め合うことにより、ウェハ上
に投影される像の輪郭部分のぼけを低減することが可能
となる。この結果、投影像のコントラストを大幅に改善
することができ、解像度および焦点深度を大幅に向上さ
せることが可能となる（第５図（６））。

また、この場合、透明膜４ｂのパターンデータは、例え
ば集積回路パターンのパターンデータをポジネガ反転さ
せて得られた透過領域Ｂのパターンを所定寸法幅だけ細
らせることにより自動的に作成すれば良い。

したがって、本実施例２によれば、前記実施例１と同様
の効果を得ることが可能となる。

〔実施例３〕 第６図は本発明の他の実施例であるマスクの要部断面図
、第７図は第６図に示したマスクの要部平面図、第８図
はこのマスクの製造に用いられる集束イオンビーム装置
の構成図、第９図（ａ）、（ｂ）はこのマスクの製造工
程を示すマスクの要部断面図、第１０図は位相シフト溝
のパターンデータの作成手順を示すフロー図、第１１図
（ａ）は第６図に示したマスクの露光状態を示す断面図
、第１１図（ｂ）〜（ｄ）は第６図に示したマスクの透
過領域を透過した光の振幅および強度を示す説明図であ
る。

以下、本実施例３のマスクを第６図および第７図により
説明する。なお、第７図の斜線は遮光領域へを示してい
る。

本実施例３のマスクｌｃにおいては、露光の際に透過領
域Ｂを透過した光に位相差を生じさせる手段として、前
記実施例１の透明膜４ａに代えて位相シフト溝７ａが基
板２に形成されている。

位相シフト溝７ａは、透過領域Ｂの周辺に配置されてい
る。すなわち、位相シフト溝７ａは、金属層３の輪郭部
に沿って配置されている。位相シフト溝７ａの幅は、例
えば透過領域Ｂのパターン幅を２．０μｍとすると、０
．５μｍ程である。そして、位相シフト溝７ａは、その
深さをｄ１基板２の屈折率をｎ２、Ｎ光の際に照射され
る光の波長をλとすると、ｄ＝λ／　（２（ｎ２−１＞
）の関係を満たすように形成されている。これは露光の
際、各々の透過領域Ｂを透過した光のうち、位相シフト
溝７ａを透過した光の位相と、通常の透過領域Ｂを透過
した光の位相との間に１８０度の位相差を生じさせるた
めである。例えば露光の際に照射される光の波長λを０
．３６５μｍ（ｉ線）とした場合には、位相シフト溝７
ａの深さｄは、０゜３９μｍ程にすれば良い。なふ、図
示はしないがマスクＩＣには、例えば位相シフトｍ１　
ａを形成する際に金属層３との位置合わせをするための
位置合わせマークが形成されている。

次に、このマスクＩＣの製造に用いられる集束イオンビ
ーム装Ｗｔ８を第８図により説明する。

装置本体の上部に設けられたイオン源９の内部には、図
示はしないが、例えばガリウム（Ｇａ）等の溶融液体金
属などが収容されている。イオン源９の下方には、引き
出し電極１０が設置されており、その下方には、静電レ
ンズにより構成された第２レンズ電極１１ｂおよび第１
アパーチヤ電極１２ａが設置されている。アパーチャ電
極１２ａの下方には、第２レンズ電極１１ｂ、第２７パ
ーチヤ電極１２ｂ、ビーム照射の０ＮＳＯＦＦを制御す
るブランキング電極１３、さらに第３アパーチヤ電極１
２ｃおよび偏向電極１４が設置されている。

このような各電極の構成によって、イオン源９から放出
されたイオンビームは、上記ブランキング電極１３およ
び偏向電極１４によって制御され、保持器１５に保持さ
れるパターン形成前のマスクＩＣに照射されるようにな
っている。そして、イオンビームは、その走査の際に、
例えば０．０２　Ｘ０３０２μｍのビクセル単位毎に、
ビーム照射時間および走査回数を予め設定することによ
って、金属層３または基板２をエツチング加工できる。

保持器１５は、Ｘ、Ｙ方向に移動可能な試料台１６上に
設置されており、試料台１６は、傍部に設けられたレー
ザーミラー１７を介してレーザー干渉測長器１８によっ
てその位置認識が行われ、試料台駆動モータエ９によっ
てその位置合わせが行われるようになっている。なお、
保持器１５の上方には、二次イオン・二次電子検出器２
０が設電されており、被加工物からの二次イオンおよび
二次電子の発生を検出できるようになっている。

また、上記した二次イオン・二次電子検出器２０の上方
には、電子シャワー放射部２１が設置されており、被加
工物の帯電を防止できるようになっている。

以上に説明した処理系内部は、図中、上記した試料台１
６の下方に示された真空ポンプ２２によって真空状態が
維持される構造となっている。また、上記した各処理系
は、装置本体の外部に設けられた各制御部２３〜２７に
よってその作動が制御されており、各制御部２３〜２７
は、さらに各インターフェイス部２８〜３２を介して制
御コンビコータ３３によって制御される構造となってい
る。制御コンピュータ３３は、ターミナル３４、データ
を記録する磁気ディスク装置３５およびＭＴデツキ３６
を備えている。

次に、本実施例３のマスクＩＣの製造方法を第８図、第
９図（ａ）、（ｂ）および第１０図により説明する。

まず、第９図（ａ）に示すように、研磨、洗浄した基板
２の主面に、例えば５００〜３０００人の金属層３をス
パッタリング法等により形成した後、マスクＩＣを集束
イオンビーム装置８の保持器１５に保持する。

次いで、イオン源９からイオンビームを放出し、このイ
オンビームを上記各電極により、例えば０゜５μｍのビ
ーム径に集束する。この際、１．５μ八へ度のイオンビ
ーム電流が得られる。そして、この集束したイオンビー
ムを予めＭＴデツキ３６の磁気テープに記録された集積
回路パターンのパターンデータに基づいて金属層３の所
定部分に照射し、金属層３をエツチングする。この際、
ビクセル当たりの照射時間は、例えば３　Ｘ　Ｉ　Ｏ−
’秒、ビームの走査回数は、３０回程度である。このよ
うにして、第９図０））に示すように、金属層３をパタ
ーン形成する。なお、金属層３のパターン形成は、前記
実施例１のように電子線露光法等によっても良い。

その後、マスクＩＣに形成された図示しない位置合わせ
マークに所定量のイオンビームを照射し、発生した二次
電子を二次イオン・二次電子検出器２０により検出して
、その検出データにより位置合わせマークの位置座標を
算出する。

そして、算出された位置合わせマークの位置座標をもと
に、イオンビームが位相シフト溝７ａを形成する位置に
照射されるように、試料台１６を移動する。

次いで、位相シフト溝７ａのパターンデータに基づいて
、金属層３の輪郭部に沿って、金属層３のパターン形成
により露出した基板２にイオンビームを照射し、位相シ
フト溝？ａ（第６図）を形成する。この際、集束イオン
ビームによれば、位相シフト溝７ａの深さ、幅等を容易
に、かつ精度良く設定することができる。

位相シフト溝７ａのパターンデータは、遮光領域Ａ（ま
たは透過領域Ｂ）のパターンデータと、遮領域Ａ（また
は透過領域Ｂ）のパターンを拡大または縮小して得られ
たパターンデータとを論理演算することによって作成す
る。

例えば第１０図に示すように、まず、ＬＳＩ回路設計工
程（ステップ１０１　ａ）　、ＣＡＤデザインデータ工
程（１０ｌ　ｂ）　、ブーリアンオア工程（ＩＯＩＣ）
によって集積回路パターンデータを作成した後、サイジ
ング工程（１０２）で、遮光領域Ａのパターン幅を所定
寸法だけ太らせたパターンのデータを作成する。同時に
、リバーストーン工程（１０３）で、集積回路パターン
のパターンデータをポジネガ反転して透過領域Ｂのパタ
ーンのデータを作成する。そして、これらのパターンデ
ータの論理積（ＡＮＤ）をとる（１０４）ことによって
位相シフト溝７ａのパターンデータを自動的に作成する
（１０５）。

次に、位相シフト溝７ａを形成した後、マスクＩＣに形
成された位相シフト溝７ａの底面を、例えばフレオン（
ＣＦ４）系のガスプラズマにより、ドライエツチングし
て平坦化する。このように位相シフト溝７ａの底面を平
坦化することによって、この溝を透過する光の位相の操
作性を向上させることが可能となる。なお、ドライエツ
チング処理に際しては、フレオン系のガスを、例えばＱ
、１Ｔｏｒｒに減圧されたプラズマドライエツチング処
理室内に２９ｓｅｃ／ｍｉｎ供給する。

このようにして第６図および第７図に示したマスクＩＣ
が製造される。

次に、本実施例３のマスクＩＣの作用を第１１図（ａ）
〜（６）により説明する。

第１１図（ａ）に示すマスクＩＣ上の所定の集積回路パ
ターンの原画を縮小投影露光法等により転写する際、マ
スクｌｃの各々の透過領域已において、位相シフト溝７
ａを透過した光と、通常の透過領域Ｂを透過した光との
間には、１８０度の位相差が生じる（第１１図ら）、　
　（Ｃ））。

ここで、同一の透過領域Ｂを透過した互いに逆位相の透
過光は、位相シフト溝７ａがマスクＩＣ上の透過領域Ｂ
の周辺に配置されているため、透過領域Ｂと遮光領域Ａ
との境界部において弱め合う。したがって、ウェハ上に
投影される像の輪郭部分のぼけが低減し、投影像のコン
トラストが大幅に改善され、解像度および焦点深度が大
幅に向上する（第１１図（ｄ））。なお、光強度は、光
の振幅の２乗となるため、ウェハ上における光振幅の負
側の波形は、第１１図（６）に示すように正側に反転さ
れる。

このように本実施例３によれば、以下の効果を得ること
ができる。

（１）、露光に際して、各々の透過領域Ｂを透過した光
のうち、位相シフト溝７ａを透過した光と、通常の透過
領域Ｂを透過した光との間に１８０度の位相差が生じ、
これら光が遮光領域Ａと透過領域Ｂとの境界部分におい
て弱め合うようにしたことにより、ウェハ上に投影され
る像の輪郭部分のぼけを低減させることが可能となる。

この結果、投影像のコントラストを大幅に改善すること
ができ、解像度および焦点深度を大幅に向上させること
が可能となる。

（２）、上記（１）により、露光余裕を広くすることが
可能となる。

（３）、一つの透過領域Ｂの内部で位相差を生じさせる
ため、マスクＩＣ上のパターンが複雑であっても、位相
シフト溝７ａの配置に制約が生じない。

また、遮光領域Ａのパターン幅が細くても位相シフ）１
７　ａの配置が困難となることもない。この結果、マス
クＩＣ上に形成されたパターンが、集積回路パターンの
ように、複雑であり、かつ微細であっても、部分的にパ
ターン転写精度が低下することがなく、マスクＩＣ上に
形成されたパターン全体の転写精度を大幅に向上させる
ことが可能となる。

（４）　　位相シフト溝７ａのパターンデータを遮光領
域Ａまたは透過領域Ｂのパターンデータに基づいて自動
的に作成することにより、位相シフト溝７ａのパターン
データを容易に作成することができ、かつその作成時間
を大幅に短縮することが可能となる。

（５）、光の位相シフト手段を前記実施例１．２の透明
膜に代えて位相シフト溝７ａとしたことにより、マスク
ＩＣの製造に際して透明膜の形成工程を必要としない。

（６）９　　上記（４）および（５）に加えて、金属層
３を集束イオンビームによってパターンデータする際、
位相シフト溝７ａを併せて形成することにより、光の位
相シフト手段として透明膜を用いたマスクよりもマスク
の製造プロセスを容易にすることができ、かつその製造
時間を大幅に短縮させることが可能となる。

（力９位相シフトマスクの製造プロセスを容易にするこ
とが可能となるため、光の位相シフト手段として透明膜
を用いたマスクよりも外観欠陥や異物の付着あるいは傷
等を大幅に低減することが可能となる。

（８）２位相シフトａＴＨの場合、位相シフト用の透明
膜のようにマスク製造後の照射光や露光光により、例え
ば膜質が劣化したり、透過率が劣化したり、あるいは基
板２との接着性が劣化したりすることがない。

（９）、上記（８）により、光の位相シフト手段として
透明膜を用いたマスクよりもマスク寿命を向上させるこ
とが可能となる。

σＱ、上記〔８〕により、光の位相シフト手段として透
明膜を用いたマスクよりも光の位相操作精度を長期にわ
たって保持することが可能となる。

０り１位相シフ）１７ａの場合、光の位相シフト手段と
して透明膜を用いた場合のような膜質や透過率あるいは
接着性の劣化、並びに膜の剥離等を考慮する必要がない
ため、マスクＩＣに対して高温中におけるオゾン硫酸洗
浄や高圧水スクラブ洗浄等の処理を施すことが可能とな
る。

叩、上記αＤにより、光の位相シフト手段として透明膜
を用いたマスクよりも異物の除去処理を良好に行うこと
が可能となる。

〔実施例４〕 第１２図は本発明の他の実施例であるマスクの要部断面
図、第１３図（ａ）は第１２図に示したマスクの露光状
態を示す断面図、第１３図（ｂ）〜（ｄ）は第１２図に
示したマスクの透過領域を透過した光の振幅および強度
を示す説明図である。

第１２図に示す本実施例４のマスク１ｄにおいては、位
相シフト溝７ｂが透過領域Ｂの中央付近に配置されてい
る。

この場合においても、位相シフト溝７ｂを、その深さｄ
が、ｄ＝λ／　（２（ｎ、　−１）　〕の関係を満たす
ように基板２に形成することにより、第１３図（ａ）〜
（６）で示すように、マスク１ｄの各々の透過領域Ｂ、
Ｂにおいて、位相シフト溝７ｂを透過した光と通常の透
過領域Ｂを透過した光との間に１８０度の位相差が生じ
（第１３図（ｂ）、（Ｃ））、これらの光が透過領域Ｂ
とそれに隣接する遮光領域Ａ、Ａとの境界部分において
弱め合うことにより、ウェハ上に投影される像の輪郭部
分のぼけを低減することが可能となる。この結果、投影
像のコントラストを大幅に改善することができ、解像度
および焦点深度を大幅に向上させることが可能となる（
第１３図（６））。

また、この場合、位相シフト溝７ｂのパターンデータは
、例えば集積回路パターンのパターンデータをポジネガ
反転させて得られた透過領域Ｂのパターンを所定寸法幅
だけ細らせることにより自動的に作成すれば良い。

したがって、本実施例４によれば、前記実施例３と同様
の効果を得ることが可能となる。

〔実施例５〕 第１４図は本発明のさらに他の実施例であるマスクの要
部断面図、第１５図は第１４図に示したマスクの要部平
面図、第１６図は溝およびサブ透過領域のパターンデー
タ作成例を説明するためのマスクの要部平面図、第１７
図は第１６図に示した溝およびサブ透過領域のパターン
データの作成手順を示すフロー図、第１８図（ａ）〜（
ｉ）は第１６図に示した溝およびサブ透過領域のパター
ンの作成工程におけるパターン形状を示す説明図、第１
９図（ａ）は第１４図および第１５図のマスクの露光状
態を示す断面図、第１９図（５）〜（６）は第１４図お
よび第１５図に示したマスクの透過領域を透過した光の
振幅および強度を示す説明図である。

以下、本実施例５のマスク１ｅを第１４図および第１５
図により説明する。

本実施例５のマスクＩＣにおいては、遮光領域Ａを構成
する金属層３に、その上面から基板２の主面に達する溝
３７が複数箇所設けられている。

溝３７は、第１５図に示すように、矩形状の透過領域Ｂ
、Ｂを囲むように、透過領域Ｂの各辺に沿って平行に配
置されている。溝３７の幅は、例えば０．５μｍ程であ
る。

溝３７の上部には、例えば屈折率が１．５の酸化インジ
ウム（Ｉｎｋ、）等からなる透明膜４Ｃが設けられてい
る。

マスク１ｅは、透明膜４Ｃによって、露光に際して透明
膜４Ｃおよび溝３７を透過した光と、透過領域Ｂを透過
した光との間に位相差が生じる構造となっている。

透明膜４Ｃは、透明膜４Ｃの基板２の主面からの厚さを
Ｘ２　とすると、前記実施例１と同様、Ｘ＝λ／　（２
（ｎ、　−１）　）の関係を満たすように形成されてい
る。これは、露光の際、マスクＩＣに照射された光のう
ち、透明膜４Ｃおよび溝３７を透過した光の位相と、透
過領域Ｂを透過した光の位相との間に１８０度の位相差
を生じさせるためである。例えば露光の際に照射される
光の波長λを０．３６５μｍ（ｉ線）とした場合には、
透明膜４Ｃの基板２の主面からの厚さＸ、は、０．３７
μｍ程とすれば良い。

さらに、本実施例５においては、第１５図に示すように
、矩形状の透過領域Ｂの四隅に、例えば０、５　Ｘｏ、
　５μｍ程の寸法を有する矩形状のサブ透過領域Ｃが設
けられている。これは、現像後にウェハ上に形成される
パターンの四隅が、集積回路パターンの微細化につれて
、マスクｌｅ上の集積回路パターンと異なり直角になら
ず丸みを帯びてしまう不具合を防止するためである。す
なわち、集積回路パターンにおいて、光強度が最も低下
し易く、歪みが大きくなってしまう四隅に、サブ透過領
域Ｃを設けることによって、四隅付近の光強度を増加さ
せて投影像を補正している。なお、図示はしないが、マ
スクＩＣには、例えば溝３７や透明膜４Ｃを形成する際
、それらと金属層３との位置合わせをするための位置合
わせマークが形成されている。

このようなマスクｌｅを製造するには、例えば次によう
にする。

すなわち、まず、研磨、洗浄した基板２の主面に、例え
ば５００〜３０００人程の金属層３をスパッタリング法
等により形成した後、これを前記実施例３で説明した集
束イオンビーム装置８の保持器１５に保持する。

次いで、予めＭＴデツキ３６の磁気テープに記録されて
いる集積回路パターンデータに基づいて、基板２の主面
上の金属層３を集束イオンビームによりパターン形成す
る。

その後、同じ＜ＭＴデツキ３６の磁気テープに予め記録
されている溝３７およびサブ透過領域Ｃのパターンデー
タに基づいて、基板２の主面上の金属層３に集束イオン
ビームを照射し、金属層３に溝３７を形成する。

溝３７およびサブ透過領域Ｃのパターンデータは、後述
するように、矩形状の透過領域已に対する配置規則を設
定しておくことによって、自動的に作成されるようにな
っている。

そして、集積回路パターンのパターンデータと溝３７お
よびサブ透過領域Ｃのパターンデータとに基づいて透明
膜４Ｃのパターンデータを作成し、これに基づいて透明
膜４ＣをマスクＩＣ上に前記実施例１と同様にして形成
する。

ここで、第１６図に示すような集積回路パターンを例と
して、それに形成された溝３７およびサブ透過領域Ｃの
パターンデータの作成方法を第１７図のフロー図に沿っ
て、第１８図（ａ）〜（ｉ）を用いて説明する。なお、
第１６図には、図面を見易（するため、透明膜４Ｃは図
示しない。また、第１８図（ａ）〜（ｉ）の斜線は各工
程で作成されたパターンを示している。

まず、ＬＳＩ回路設計工程、ＣＡＤデザインデータ工程
、ブーリアンオア工程によって、第１８図（ａ）に示す
ように透過領域Ｂのパターン３８のデータを作成する（
ステップ１０１ａ〜１０１　ｃ）。

続いて、サイジング１の工程により、第１８図（ｂ）に
示すように、透過領域Ｂのパターン幅を、例えば２．０
μｍ程太６せたパターン３９を作成する（１０２　ａ）
。

同時に、サイジング２の工程により、第１８図（Ｃ））
に示すように、透過領域Ｂのパターン幅を、例えば１．
０μｍ程太６せたパターン４０を作成する（１０２　ｂ
）。

次いで、コーナクリッピング工程により、第１８図（６
）に示すように、パターン３９の隅部のみを抽出したパ
ターン４１のデータを作成した後（１０３ａ）、作成さ
れたパターン４１のデータをリバーストーン工程により
ポジネガ反転させて、第１８図（ｅ）に示すパターン４
２のデータを作成する（１０４　ａ）。

また、一方では、上記サイジング２の工程で作成された
パターン４０をリバーストーン工程によりポジネガ反転
させて、第１８図（０に示すパターン４３のデータを作
成する（１０３ｂ）。

そして、第１８図（ｂ）、　　（ｅ）、　　（ｆ）に示
したパターン３９．４２．４３のデータの論理積をとる
ことにより、第１８図（ｇ）に示すように溝３７のパタ
ーン４４のデータを作成する（１０５　ａ、　　ｌ　Ｏ
６ａ）。

一方、第１８図（Ｃ）で示したパターン４０のデータと
第１８図（ｄ）で示したパターン４１のデータとの論理
積をとることによって、第１８図（社）に示すパターン
４５のデータを作成する（１０４　ｂ）。

続いて、作成されたパターン４５０面積すが、パターン
４１の面積ａの１／２よりも小さいか否かを判定する（
１０５　ｂ）。この結果、面積すが面積ａの１／２より
小さいパターンのみを選択し、第１８図（１）に示すサ
ブ透過領域Ｃのパターン４６のデータを作成する（１０
６　ｂ）。パターン４５の面積を所定値と比較した理由
は、透過領域Ｂのパターン３８の凸状の隅部のみにサブ
透過領域Ｃを付加するためである。

次に、本実施例５の作用を第１９図（ａ）〜（ｄ）によ
り説明する。

第１９図（ａ）に示すマスクＩＣ上の所定の集積回路パ
ターンの原画を縮小露光法等によりウェハ上に転写する
際、マスクＩＣの各々の透過領域Ｂにおいて、透明膜４
Ｃおよび溝３７を透過した光と、透過領域Ｂを透過した
光との間には、１８０度の位相差が生じる（第１９図（
ｂ）、（Ｃ））。

ここで、透明膜４Ｃ右よび溝３７を透過した光と、透過
領域Ｂを透過した光とが、透過領域已に隣接する遮光領
域へ、への端部において弱め合う。

したがって、ウェハ上に投影される像の輪郭部分のぼけ
が低減し、投影像のコントラストが大幅に改善され、解
像度および焦点深度が大幅に向上する。な右、光強度は
、光の振幅の２乗となるため、ウェハ上における光振幅
の負側の波形は、第１９図（６）に示すように、正側に
反転される。

このように本実施例５によれば、以下の効果を得ること
が可能となる。

（１）、　　！光に際して、マスク１ｅに照射された光
のうち、透明膜４Ｃおよび溝３７を透過した光と、透過
領域Ｂを透過した光との間に１８０度の位相差が生じ、
これら光が遮光領ＩＡの端部において弱め合うようにし
たことにより、ウェハ上に投影される像の輪郭部分のぼ
けを低減させることが可能となる。この結果、投影像の
コントラストを大幅に改善することができ、解像度およ
び焦点深度を大幅に向上させることが可能となる。

（２）、上記（１）により、露光余裕を広くすることが
可能となる。

（３）、上記（１）により、パターン転写精度を向上さ
せることが可能となる。

（４）、透過領域Ｂの四隅にサブ透過領域Ｃを設けたこ
とにより、投影像の四隅の光強度が増加するため、その
解像度を向上させることが可能となり、パターン転写精
度をさらに向上させることが可能となる。

（５）、溝３７および透明膜４Ｃのパターンを自動的に
作成することにより、位相シフトマスクの製造時間を従
来よりも大幅に短縮させることが可能となる。

〔実施例６〕 第２０図は本発明のさらに他の実施例を示すマスクの要
部断面図、第２１図はこのマスクの要部平面図、第２２
図（ａ）は第２０図および第２１図のマスクの露光状態
を示す断面図、第２２図ら）〜（６）は透過領域を透過
した光の振幅および強度を示す説明図である。

以下、本実施例６のマスク１ｆを第２０図および第２１
図により説明する。

本実施例６のマスク１ｆにおいては、露光に際して溝３
７を透過した光と透過領域Ｂを透過した光との間に位相
差を生じさせる手段として、前記実施例５の透明膜４Ｃ
に代えて位相シフト溝７Ｃが溝３７の下部の基板２に形
成されている。

位相シフト溝７Ｃは、その深さをｄ１基板２の屈折率を
ｎ２、Ｎ先光の波長をλとすると、前記実施例３と同様
、ｄ＝λ／　［２（ｎ、−１＞）の関係を満たすように
形成されている。

例えば光の波長λを、０゜３６５μｍ（ｉ線）とした場
合、位相シフト溝７ｂの深さｄは０．３９μｍ程とすれ
ば良い。

位相シフト溝７Ｃの底面は、そこを透過する光の操作性
を向上させるため、前記実施例３と同様にプラズマドラ
イエツチング処理が施され略平坦化されている。位相シ
フト溝７Ｃは、例えば溝３７を形成する際、集束イオン
ビームの走査回数を増やして基板２を深さｄだけエツチ
ングすることにより形成する。

また、本実施例６においても前記実施例５と同様、′ｓ
２１図に示すように、矩形状の透過領域Ｂの四隅に、例
えば０．５　Ｘｏ、　５μｍ程の矩形状のサブ透過領域
Ｃが設けられている。なお、図示はしないが、マスク１
ｆには、例えば溝３７やサブ透過領域Ｃを形成する際、
それらと金属層３との位置合わせをするための位置合わ
せマークが形成されている。

溝３７およびサブ透過領域Ｃのパターンデータは、例え
ば前記実施例５と同様にして作成する。

また、この場合、位相シフト溝７Ｃのパターンデータは
、溝３７のパターンデータと同一である。

次に、本実施例６の作用を第２２図（ａ）〜（ｄ）によ
り説明する。

第２２図（ａ）に示すマスクｌｆ上の所定の集積回路パ
ターンの原画を縮小露光法等によりウェハ上に転写する
際、溝３７および位相シフト溝７ｃを透過した光と、透
過領域Ｂを透過した光との間には１８０度の位相差が生
じる（第１３図（ｂ）、（Ｃ））。

ここで、マスク１ｆに照射された光のうち、溝３７およ
び位相シフト溝７Ｃを透過した光と、透過領域Ｂを透過
した光とが、透過領域已に隣接する遮光領域Ａ、Ａの端
部において弱め合う。したがって、ウェハ上に投影され
る像の輪郭部分のぼけが低減し、投影像のコントラスト
が大幅に改善され、解像度右よび焦点深度が大幅に向上
する（第２２図（社））。なお、光強度は、光の振幅の
２乗となるため、ウェハ上における光振幅の負側の波形
は、第２２図（ｄ）に示すように正側に反転される。

以上、本実施例６においては、前記実施例５の（１）〜
（５）の効果の他に、以下の効果を得ることが可能とな
る。

（１）、光の位相シフト手段を透明膜４Ｃに代えて位相
シフト溝７ｃとしたことにより、マスク１ｆの製造に際
して位相シフト用の透明膜の形成工程を必要としない。

り２）、上記（１）に加えて、集束イオンビームによっ
て金属層３に溝３７を形成する際、位相シフト溝７Ｃを
併せて形成することにより、前記実施例５のマスク１ｅ
よりも位相シフトマスクの製造プロセスを容易にするこ
とができ、かつその製造時間を大幅に短縮させることが
可能となる。

（３）１位相シフトマスクの製造プロセスを容易にする
ことが可能となるため、前記実施例５のマスクｌｅより
も外観欠陥や異物の付着、傷等を大幅に低減することが
可能となる。

（４）６位相シフ、ト溝７Ｃの場合、位相シフト用の透
明膜のようにマスク製造後の照射光や露光光により、例
えば膜質が劣化したり、透過率が劣化したり、あるいは
基板２との接着性が劣化したりすることがない。

（５）、上記（４）により、光の位相シフト手段として
透明膜を用いたマスクよりも寿命を向上させることが可
能となる。

（６）、上記（４）により、光の位相シフト手段として
透明膜を用いたマスクよりも光の位相操作精度を長期に
わたって保持することが可能となる。

（７）０位相シフト溝７Ｃの場合、光の位相シフト手段
として透明膜を用いた場合のような膜質や透過率あるい
は接着性の劣化、並びに膜の剥離等を考慮する必要がな
いため、マスク１ｆに対して高温でのオゾン硫酸洗浄や
高圧水スクラブ洗浄等の処理を施すことが可能となる。

（８〕、上記（７）により、光の位相シフト手段として
透明膜を用いたマスクよりも異物の除去処理を良好に行
うことが可能となる。

〔実施例７〕 第２３図は本発明のさらに他の実施例を示すマスクの要
部断面図である。

第２３図に示す本実施例７のマスク１ｇにおいては、遮
光領域Ａを挟む一対の透通領域Ｂ、Ｂの少なくとも一方
に位相シフト溝７ｄが形成されている。

位相シフト溝７ｄの底面は、そこを透過する光の位相の
操作性を向上させるため、前記実施例３と同様にプラズ
マドライエツチング処理が施され略平坦化されている。

本実施例７は、光の位相をシフトさせる意味に右いて、
一対の透過領域の一方に透明膜を設ける従来の技術と同
様であり、例えばメモリセルのように集積回路パターン
が単純に配置されるような部分にふいて適用することが
可能である。

位相シフト溝７ｄは、例えば前記実施例６と同様、金属
層３を集束イオンビームによりエツチングして透過領域
Ｂを形成する際、ビームの走査回数を増やして基板２を
深さｄだけエツチングして形成する。

以上、本実施例７によれば、以下の効果を得ることが可
能となる。

（１）、ｉ！光に際して、遮光領域Ａを挟む一対の透過
領域Ｅ、Ｂの各々の透過領域Ｂを透過した光の開に１８
０度の位相差を生じさせたことにより、遮光領域Ａを挟
む各々の透過領域Ｂを透過した光が、遮光領域へにおい
て弱め合うため、一対の透過領域已に挟まれた遮光領域
Ａの像の解像度が向上し、パターン転写精度を向上させ
ることが可能となる。

（２）、光の位相シフト手段を従来の透明膜に代えて位
相シフト溝７ｄとしたことにより、マスクＩｇの製造に
際して透明膜の形成工程を必要としない。

（３）、上記（２）に加えて、金属層３を集束イオンビ
ームによってパターンニングする際、位相シフト溝７ｄ
を併せて形成することにより、従来よりも位相シフトマ
スクの製造プロセスを容易にすることができ、かつその
製造時間を大幅に短縮させることが可能となる。

（４）１位相シフトマスクの製造プロセスを容易にする
ことが可能となるため、従来よりも外観欠陥や異物の付
着、傷等を大幅に低減することが可能となる。

（５）１位相シフト溝７ｄの場合、従来の位相シフト用
の透明膜のようにマスク製造後の照射光や露光光により
、例えば膜質や透過率あるいは接着性が劣化することが
ない。

（６）、上記（５）により、光の位相シフト手段を備え
るマスクの寿命を従来よりも向上させることが可能とな
る。

（７）、上記（５）により、光の位相操作精度を従来よ
りも長期にわたって保持することができる。

（８）６位相シフト溝７ｄは、位相シフト用の透明膜の
ような膜質や透過率あるいは接着性の劣化、並びに膜の
剥離等を考慮する必要がないため、マスク１ｇに対して
高温でのオゾン硫酸洗浄や高圧水スクラブ洗浄等の処理
を施すことが可能となる。

（９）、上記（８）により、透明膜を用いたマスクより
も異物の除去処理を良好に行うことが可能となる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。

例えば前記実施例３においては、位相シフト溝のパター
ンデータを遮光領域のパターンを拡大して作成されたパ
ターンデータと透過領域のパターンデータとの論理積を
とることによって作成した場合について説明したが、こ
れに限定されるものではなく種々変更可能であり、例え
ば遮光領域のパターンを拡大して作成されたパターンか
ら元の遮光領域のパターンの差をとって作成しても良い
。

また、前記実施例１．　２．　５において、透明膜を酸
化インジウムとした場合について説明したが、これに限
定されるものではなく、例えば二酸化ケイ素、窒化シリ
コン、フッ化マグネシウムあるいはポリメチルメタクリ
レート等でも良い。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体集積回路装置
の製造工程に用いられるマスクに適用した場合について
説明したが、これに限定されず種々適用可能であり、フ
ォトリソグラフィ技術により、所定の基板上に所定のパ
ターンを転写することを必要とする技術分野に適用可能
である。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりで
ある。

すなわち、請求項１記載の発明によれば、露光の際、各
々の透過領域において、透明膜あるいは位相シフト溝を
透過した光と、これらが形成されていない部分を透過し
た光とが、透過領域と遮光領域との境界部分において弱
め合うように干渉させることにより、ウェハ上に投影さ
れる像の輪郭部分のぼけが低減し、投影像のコントラス
トが大幅に改善され、解像度および焦点深度を大幅に向
上させることができる。特に、この場合、一つの透過領
域を透過した光の中で位相差を生じさせるため、マスク
上のパターンが複雑であっても°透明膜の配置に制約が
生じない。また、遮光領域のパターン幅が細くとも透明
膜の配置が困難となることもない。この結果、マスク上
のパターンが集積回路パターンのように複雑であり、か
つ微細であっても、部分的にパターン転写精度が低下す
ることがなく、マスク上に形成されたパターン全体の転
写精度を大幅に向上させることが可能となる。

請求項５または９記載の発明によれば、透明膜または位
相シフト溝のパターンデータを特別に作成する必要がな
いため、光の位相シフト手段を備えるマスクの製造時間
を大幅に短縮させることができる。

請求項１４記載の発明によれば、露光の際、透過領域を
透過した光と、遮光領域に形成された溝および位相シフ
ト溝を透過した光とが、遮光領域の端部において弱め合
うように干渉させることにより、ウェハ上に投影される
像の輪郭部分のぼけが低減し、投影像のコントラストが
大幅に改善され、解像度および焦点深度を大幅に向上さ
せることができる。この結果、パターン転写精度を向上
させることが可能となる。

請求項１８記載の発明によれば、透過領域の隅部に設け
られたサブ透過領域により、透過領域の隅部の光強度が
増加するため、投影像の各辺の解像度のみならず投影像
の隅部の解像度も向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるマスクの要部断面図、 第２図（ａ）〜（Ｃ）はこのマスクの製造工程を示すマ
スクの要部断面図、 第３図（ａ）は第１図のマスクの露光状態を示す断面図
、 第３図ら）〜（社）はこのマスクの透過領域を透過した
光の振幅および強度を示す説明図、 第４図は本発明の他の実施例であるマスクの要部断面図
、 第５図（ａ）は第４図に示したマスクの露光状態を示す
断面図、 第５図ら〕〜（社）は第４図に示したマスクの透過領域
を透過した光の振幅および強度を示す説明図、第６図は
本発明の他の実施例であるマスクの要部断面図、 第７図は第６図に示したマスクの要部平面図、第８図は
このマスクの製造に用いられる集束イオンビーム装置の
構成図、 第９１ｆｆｌ（ａ）、υはこのマスクの製造工程を示す
マスクの要部断面図、 第１０図は位相シフト溝のパターンデータの作成手順を
示すフロー図、 第１１図（ａ）は第６図に示したマスクの露光状態を示
す断面図、 第１１図（ハ）〜（社）は第６図に示したマスクの透過
領域を透過した光の振幅および強度を示す説明図、第１
２図は本発明の他の実施例であるマスクの要部断面図、 第１３図（ａ）は第１２図に示したマスクの露光状態を
示す断面図、 第１３図（ｂ）〜（６）は第１２図に示したマスクの透
過領域を透過した光の振幅および強度を示す説明図、 第１４図は本発明のさらに他の実施例であるマスク、の
要部断面図、 第１５図は第１４図に示したマスクの要部平面図、 第１６図は溝およびサブ透過領域のパターンデータ作成
例を説明するためのマスクの要部平面図、第１７図は第
１６図に示した溝およびサブ透過領域のパターンデータ
の作成手順を示すフロー図、第１８図（ａ）〜（ｉ）は
第１６図に示した溝およびサブ透過領域のパターンの作
成工程におけるパターン形状を示す説明図、 第１９図（ａ）は第１４図および第１５図のマスクの露
光状態を示す断面図、 第１９図（ｂ）〜（６）は第１４図および第１５図に示
したマスクの透過領域を透過した光の振幅および強度を
示す説明図、 第２０図は本発明のさらに他の実施例を示すマスクの要
部断面図、 第２１図はこのマスクの要部平面図、 第２２図（ａ）は第２０図および第２１図のマスクの露
光状態を示す断面図、 第２２図（ｂ）〜（６）は透過領域を透過した光の振幅
および強度を示す説明図、 第２３図は本発明のさらに他の実施例を示すマスクの要
部断面図、 第２４図（ａ）は従来のマスクの露光状態を示す断面図
、 第２４図（ハ）〜（６）は従来のマスクの透過領域を透
過した光の振幅および強度を示す説明図、第２５図（ａ
）は従来のマスクの露光状態を示す断面図、 第２５図ら）〜（社）は従来のマスクの透過領域を透過
した光の振幅および強度を示す説明図、第２６図は従来
のマスクを示す部分平面図である。 １ａ〜１ｇ・・・マスク、２・・・マスク基板、３・・
・金属層、４ａ〜４Ｃ・・・透明膜、５ａ。 ５ｂ・・・レジスト、６・・・帯電防止層、７ａ〜７ｄ
・・・位相シフト溝、８・・・集束イオンビーム装置、
９・・・イオン源、１０・・・引き出し電極、ｌｌａ、
ｌｌｂ・・・第１、第２レンズ電極、１２ａ〜１２Ｃ・
・・第１〜第３アパーチヤ電極、１３・・・ブランキン
グ電極、１４・・・偏向電極、１５・・・保持器、１６
・・・試料台、１７・・・レーザーミラー　１８・・・
レーザー干渉測長器、１９・・・試料台駆動モーフ、２
０・・・二次イオン・二次電子検出器、２１・・・電子
シャワー放射部、２２・・・真空ポンプ、２３〜２７・
・・制御部、２８〜３２・・・インターフェイス部、３
３・・・制御コンピユータ、３４・・・ターミナル、３
５・・・磁気ディスク装置、３６・・・ＭＴデツキ、３
７・・・溝、３８〜４６・・・パターン、Ａ・・・遮光
領域、Ｂパ・・透過領域、Ｃ・・・サブ透過領域、Ｅ・
・・電子線、５０．５１・・・従来のマスク、５２・・
・透明材料、５３・・・集積回路パターン、Ｐ−Ｐ　ｓ
　　・・・従来のマスクにふける透過領域、Ｎ　’＝　
Ｎ　ｓ　　・・・従来のマスクにおける遮光領域。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、遮光領域および透過領域を備え、少なくとも部分的
   にコヒーレントな光の照射によって所定パターンを転写
   するマスクであって、前記透過領域の一部に透過光の位
   相をシフトさせる位相シフト部を形成し、前記位相シフ
   ト部を透過した光と、前記位相シフト部が形成されてい
   ない透過領域を透過した光との間に位相差が生じ、前記
   光の干渉光が、前記透過領域と遮光領域との境界部にお
   いて弱め合うように、前記位相シフト部を配置したこと
   を特徴とするマスク。 ２、前記位相シフト部が透明膜であり、前記透明膜を前
   記透過領域の周辺に配置したことを特徴とする請求項１
   記載のマスク。 ３、前記位相シフト部が透明膜であり、前記透明膜を前
   記透過領域の中央に配置したことを特徴とする請求項１
   記載のマスク。 ４、前記透明膜のマスク基板の主面からの厚さをＸ、前
   記透明膜の屈折率をｎ＿１、照射される光の波長をλと
   すると、前記透明膜の厚さＸは、Ｘ＝λ／〔２（ｎ＿１
   −１）〕の関係を満たすことを特徴とする請求項２また
   は３記載のマスク。 ５、請求項２または３記載のマスクを製造する際、前記
   透明膜のパターンデータを前記遮光領域または前記透過
   領域のパターンを拡大または縮小することによって自動
   的に作成することを特徴とするマスクの製造方法。 ６、前記位相シフト部がマスク基板に形成された位相シ
   フト溝であり、前記位相シフト溝を前記透過領域の周辺
   に配置したことを特徴とする請求項１記載のマスク。 ７、前記位相シフト部がマスク基板に形成された位相シ
   フト溝であり、前記位相シフト溝を前記透過領域の中央
   に配置したことを特徴とする請求項１記載のマスク。 ８、前記位相シフト溝の深さをｄ、前記マスク基板の屈
   折率をｎ＿２、照射される光の波長をλとすると、位相
   シフト溝の深さｄは、ｄ＝λ／〔２（ｎ＿２−１）〕の
   関係を満たすことを特徴とする請求項６または７記載の
   マスク。 ９、請求項６または７記載のマスクを製造する際、前記
   位相シフト溝のパターンデータを、前記遮光領域または
   前記透過領域のパターンデータと前記遮光領域または前
   記透過領域のパターンを拡大または縮小して得られたパ
   ターンデータとを論理演算することによって自動的に作
   成することを特徴とするマスクの製造方法。 １０、請求項６記載のマスクを製造する際、前記位相シ
   フト溝のパターンデータを、前記透過領域のパターンデ
   ータと前記遮光領域のパターンを拡大して得られたパタ
   ーンデータとの論理積によって自動的に作成することを
   特徴とするマスクの製造方法。 １１、請求項７記載のマスクを製造する際、前記位相シ
   フト溝のパターンデータを前記透過領域のパターンデー
   タを縮小することによって自動的に作成することを特徴
   とするマスクの製造方法。 １２、請求項６または７記載のマスクを製造する際、前
   記透過領域および前記位相シフト溝を集束イオンビーム
   によって同時に形成することを特徴とするマスクの製造
   方法。 １３、請求項６または７記載のマスクを製造する際、前
   記位相シフト溝をマスク基板に形成した後、前記位相シ
   フト溝の底面をドライエッチング処理によって平坦化す
   ることを特徴とするマスクの製造方法。 １４、遮光領域および透過領域をマスク基板に備え、少
   なくとも部分的にコヒーレントな光の照射によって所定
   パターンを転写するマスクであって、前記遮光領域の一
   部に、前記マスク基板の主面に達する溝を形成するとと
   もに、前記溝を透過した光と前記透過領域を透過した光
   との間に位相差が生じ、前記光の干渉光が、前記遮光領
   域の端部において弱め合うように、前記溝の下方のマス
   ク基板に位相シフト溝を形成したことを特徴とするマス
   ク。 １５、前記位相シフト溝の深さをｄ、前記マスク基板の
   屈折率をｎ＿２、照射される光の波長をλとすると、位
   相シフト溝の深さｄは、ｄ＝λ／〔２（ｎ＿２−１）〕
   の関係を満たすことを特徴とする請求項１４記載のマス
   ク。 １６、請求項１４記載のマスクを製造する際、前記溝お
   よび前記位相シフト溝を、集束イオンビームによって同
   時に形成することを特徴とするマスクの製造方法。 １７、請求項１４記載のマスクを製造する際、前記位相
   シフト溝をマスク基板に形成した後、前記位相シフト溝
   の底面をドライエッチング処理によって平坦化すること
   を特徴とするマスクの製造方法。 １８、遮光領域および透過領域をマスク基板に備え、少
   なくとも部分的にコヒーレントな光の照射によって所定
   パターンを転写するマスクであって、前記遮光領域の一
   部に、前記マスク基板の主面に達する溝を形成し、前記
   溝を透過した光と前記透過領域を透過した光との間に位
   相差が生じ、前記光の干渉光が、前記遮光領域の端部に
   おいて弱め合うように、前記溝の上方に透明膜を設ける
   とともに、前記透過領域の隅部にサブ透過領域を形成し
   たことを特徴とするマスク。 １９、遮光領域を挟む一対の透過領域をマスク基板上に
   備え、少なくとも部分的にコヒーレントな光の照射によ
   って所定パターンを転写するマスクであって、前記一対
   の透過領域のどちらか一方に各々の透過領域を透過した
   光の間に位相差を生じさせる位相シフト溝を形成したこ
   とを特徴とするマスク。 ２０、前記位相シフト溝の深さをｄ、前記マスク基板の
   屈折率をｎ＿２、照射される光の波長をλとすると、位
   相シフト溝の深さｄは、ｄ＝λ／〔２（ｎ＿２−１）〕
   の関係を満たすことを特徴とする請求項１９記載のマス
   ク。 ２１、請求項１９記載のマスクを製造する際、前記透過
   領域および前記位相シフト溝を集束イオンビームによっ
   て同時に形成することを特徴とするマスクの製造方法。