JPH0561180A - ホトマスク及びこれを用いたパターン形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 断面がオーバーハング形状のレジストパタン
の当該オーバーハング形状を非対称なものとできるホト
マスク及びこれを用いたパターン形成方法を提供する。 ［構成］ 石英ガラス基板２７に設けた遮光部２３の周
囲の所定部分に、露光光の透過率が遮光部２３の透過率
より大きくかつ石英ガラス基板の遮光部２３を設けてい
ない部分の透過率より小さい減光部２５を、設ける。減
光部２５は、個別遮光パターン２５ａを投影露光光学系
の解像限界以下のピッチで配列したパターンで構成す
る。遮光部２３は従来の遮光膜及びまたは位相シフト法
用シフタのエッジラインで構成する。このホトマスク２
１を介しレジストを露光する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、投影露光法で使用す
るホトマスク及びこれを用いたパターン形成方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】投影露光法によるホトリソグラフィ技術
の分野においても、半導体装置の高集積化に対応できる
技術が種々提案されている。

【０００３】例えば文献ａ（アイイーイーイー トラン
ザクション エレクトロン デバイス（ＩＥＥＥ Ｔｒ
ａｎ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ，Ｖｏｌ．ＥＤ
−２９（１９８２），ｐ．１８２８）には、位相シフト
法と称される技術が開示されている。この技術は、ホト
マスクの遮光部及び光透過部と対向するレジスト部分各
々での光コントラストを上げるためにホトマスクに露光
光の位相をずらすための薄膜（シフタ）を部分的に設け
投影露光法の解像力を向上させる技術である。特公昭６
２ー５９２９６号公報には、この位相シフト法をライン
アンドスペスパターン用のホトマスクに適用した例が開
示されている。

【０００４】また、この出願の出願人に係る文献ｂ（応
用物理学会（１９９０．９．２７）講演番号２７ｐ−Ｚ
Ｇ−３）には、位相シフト法を微細な孤立パターン形成
に適用した例が開示されている。具体的には、位相シフ
ト法用のシフタのエッジラインが光の干渉効果により遮
光部として機能することに着目しこのエッジラインと対
向するレジスト部分に非常に細い未露光部を形成する技
術であった。例えば現在のＬＳＩ製造に用いられている
通常のクロムマスクを用いｉ線ステッパで露光した場合
０．３〜０．４μｍのパターン形成が限界であるのに対
し、文献ｃに開示の技術ではポジ型レジストにあっては
幅０．１５μｍ程度の島状パターンが安定に形成でき、
ネガ型レジストにあっては幅０．１５μｍの溝状パター
ンが安定に形成できた。さらに、これら島状及び溝状パ
ターンの幅は露光量を変えることによっても制御できる
という利点が得られた。

【０００５】また、この出願の出願人に係る文献ｃ（ジ
ャパニーズ ジャーナルオブ アプライド フィジック
ス（Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐ
ｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ），Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．１
０，（１０．１９８９），ｐｐ．２０５３−２０５７）
には、ＬＭＲ−ＵＶと称されるネガ型レジストを投影露
光法により露光しレジストパターンを得る技術が開示さ
れている。この技術によれば、開口数０．４２のｉ線ス
テッパでホールパターンを形成した場合、開口寸法が
０．３５μｍまで、断面がオーバハング形状で然もこの
形状が良好なホールパターンが得られるという。この技
術は、ＧａＡｓ半導体装置、表面弾性波素子などリフト
オフ法が多用される素子作製に有用であるという。な
お、ＬＭＲ−ＵＶレジストは、ノボラック樹脂のナフト
キノンジアジドスルホン酸エステルから成るネガ型レジ
ストでありｉ線に対する吸光係数が３．８μｍ^-1と従来
のものに比べ大きいレジストである。冨士薬品工業
（株）より商品名ＦＳＭＲとして市販されている。

【０００６】文献ｃの技術の応用例として、例えばＧａ
Ａｓを用いた高電子移動度トランジスタ（以下、ＨＥＭ
Ｔと略称する。）であってリセス構造を有するＨＥＭＴ
の作製技術がある。図１３（Ａ）及び（Ｂ）と図１４
（Ａ）及び（Ｂ）とはその説明に供する工程図である。
何れの図も素子断面図によって示してある。

【０００７】この作製方法によれば、先ず、ＧａＡｓ基
板１１上に断面がオーバーハング状の開口部１３ａを有
するレジストパターン１３が形成される（図１３
（Ａ））。次に、このレジストパターン１３がマスクと
され好適なエッチング手段によってＧａＡｓ基板１１に
リセス１５が形成される（図１３（Ｂ））。次に、この
試料全面上に異方性の強い成膜技術によりゲート電極形
成材１７が形成される（図１４（Ａ））。リセス１５に
はその、開口部１３ａの開口口と対向する部分にのみゲ
ート電極形成材１７が形成される。次に、リフトオフ法
によりゲート電極形成材１７の不要部分が除去されリセ
ス１５内の所定位置にゲート電極１７ａが形成される
（図１４（Ｂ））。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
いずれの技術においてもレジストパタン１３の開口部１
３ａ（図１３（Ａ）参照）のオーバーハング形状を非対
称にすることができないという問題点があった。このた
め、ゲート電極１７ａ及びソース領域間の距離Ｘ１（図
１４（Ｂ）参照）と、ゲート電極１７ａ及びドレイン領
域間の距離Ｘ２とは、ほぼ等しい状態で形成されてしま
い、オフセットゲート（Ｘ１≠Ｘ２の構成のゲート）を
簡易に形成することができなかった。オフセットゲート
を得るため基板を傾けてゲート電極形成材の入射方向を
偏らせる等の工夫もなされているがこれは容易ではな
い。

【０００９】この発明はこのような点に鑑みなされたも
のであり従ってこの発明の目的は、断面がオーバーハン
グ形状のレジストパタンの当該オーバーハング形状を非
対称なものとできるホトマスク及びこれを用いたパター
ン形成方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、この出願の第一発明によれば、光透過性を有する基
板の一部に遮光部を具えるホトマスクにおいて、光透過
性を有する基板の遮光部の周囲の所定部分に、露光光の
透過率が前記遮光部の透過率より大きくかつ前記基板の
前記該遮光部を設けていない部分の透過率より小さい減
光部を、具えたことを特徴とする。

【００１１】ここで、この第一発明でいう所定部分と
は、例えば断面がオーバーハング状の開口部を有しかつ
その形状が非対称なレジストパタン（図１３参照）を形
成するためのホトマスクの例でいえば、ホトマスクの遮
光部の周囲の、レジストでのオーバーハングの食い込み
を大きくしたい側部分ということになる。また減光部の
透過率をどの程度とするかはオーバーハングの食い込み
をどの程度にするかに応じて決定すれば良い。

【００１２】なお、この第一発明の実施に当たり、前述
の遮光部は、例えば一般のホトマスクで使用されている
クロム膜などの遮光膜で構成しても良く、若しくは、既
に説明した位相シフト法のシフタのエッジ部で構成して
も良く、または、シフタのエッジ部及び遮光膜双方で構
成しても良い。

【００１３】また、前述の減光部は、露光光を目的通り
減衰できればその構成は問わない。しかし、例えば、個
別遮光膜パターンを投影露光光学系の解像限界以下のピ
ッチで配列したパターンで構成するのが好適である。そ
の場合は、個別遮光膜パターンを、前述の遮光部のエッ
ジライン沿う方向に配列するか、または、前述の遮光部
のエッジラインに平行に配列するのが好適である。個別
遮光膜パターンの長さ及び又は本数によって減光部の面
積を容易に規定できるからである。また、個別遮光膜パ
ターンの幅及びまたは配列ピッチによって減光の程度を
制御できるからである。

【００１４】また、減光部は薄膜で構成しても良い。そ
の場合、減光部は２種類以上の薄膜で構成しても良い。
薄膜としては例えばアルミニウム、クロムなどの金属の
薄膜、金属の酸化膜など種々のもので構成できる。減光
部を薄膜で構成した場合減光の程度は薄膜の膜厚によっ
て制御することができる。また、この薄膜の面積によっ
て減光部の面積を制御できる。

【００１５】また、この出願の第二発明のパターン形成
方法によれば、第一発明のホトマスクを介し吸光係数の
大きなネガ型レジストを露光することを特徴とする。こ
こで吸収係数の大きなとは好ましくは１μｍ^-1より大き
な値をいう。用いて好適なレジストとしては、ノボラッ
ク樹脂のナフトキノンジアジドスルホン酸エステルから
成るレジスト例えばＬＭＲ−ＵＶを挙げることができ
る。

【００１６】

【作用】この出願の第一発明の構成によれば、減光部と
対向するレジスト部分は光透過部と対向するレジスト部
分より弱い露光量で露光される。レジストがネガ型レジ
ストの場合では、レジスト表面から露光強度に応じた厚
さ分現像液に対する不溶化が起こることを考えると、減
光部を介し露光されたレジスト部分の下層部分では光透
過部を介して露光されたレジスト部分に比べ現像液に対
する不溶化の程度が小さくなる。このため、減光部を介
し露光されたレジスト部分の下層は光透過部を介して露
光されたレジスト部分の下層より現像工程おいてより多
く除去される様になるのでオーバーハング形状に非対称
性を生じさせることができる。

【００１７】また、この出願の第二発明によれば、オー
バーハング形状が非対称なレジストパターンを容易に得
ることができる。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明のホトマスク
及びこれを用いたパターン形成方法の実施例についてそ
れぞれ説明する。なお、以下の説明に用いる各図はこの
発明が理解できる程度に各構成成分の寸法、形状及び配
置関係を概略的に示してある。また、以下の各図では同
様な構成成分について同一の番号を付して示してある。

【００１９】１．第一発明の各実施例の説明 １−１．第１実施例 図１（Ａ）及び（Ｂ）は第１実施例のホトマスク２１の
説明に供する図である。特に、図１（Ａ）は第１実施例
のホトマスク２１を遮光部２３及び減光部２５形成面側
から見て示した平面図、図１（Ｂ）はこのホトマスク２
１を図１（Ａ）のＩ−Ｉ線に沿って切って示した断面図
である。

【００２０】第１実施例のホトマスク２１は、光透過性
を有する基板２７としての例えばホトマスク用基板とし
て多用されている石英ガラス基板２７（以下、基板２７
と略称することもある。）と、この基板２７に設けられ
た遮光部２３と、この遮光部２３周囲の所定部分に設け
られ露光光の透過率が遮光部２３の透過率より大きくか
つ基板２７の遮光部２３を設けていない部分の透過率よ
り小さい減光部２５とを具えた構成となっている。

【００２１】遮光部２３はこの場合一般のホトマスクで
多用されている例えばクロム膜で構成してある。

【００２２】減光部２５は、遮光部２３周囲の基板部分
上であって、レジストパターン上でオーバーハングの食
い込みを大きくしたい側部分上に設けてある。そして、
この第１実施例の減光部２５は、平面形状が長尺な遮光
膜パターン２５ａを基板２７上に投影露光光学系の解像
限界以下のピッチＰ（図１（Ａ）参照）で然も長手方向
が遮光部２３のエッジライン２３ａに対し垂直になるよ
うにかつその端部が遮光部２３に接するように複数本配
列したパターンで構成してある。個々の遮光膜パターン
２５ａは例えばクロム膜で構成できる。個々の遮光膜パ
ターン２５ａの長さ及び本数は形成したいレジストパタ
ーンの形状に応じ決定する。また、投影露光光学系の解
像限界以下のピッチとは、投影露光装置の露光波長を
λ、開口数をＮＡと表したとき、０．６λ／ＮＡ以下の
値のことである。

【００２３】投影露光装置の露光光の波長λを３６５ｎ
ｍと仮定し、開口数ＮＡを０．４２と仮定し及びコヒー
レンスファクターを０．５と仮定したた場合で、遮光部
２３の幅Ｗ１（図１（Ａ）参照）を０．４μｍ（ただ
し、レジスト上での寸法。以下、断わりなき限り同
様。）とし、減光部２５の個々の遮光パターン２５ａの
幅Ｗ２（図 1（Ａ）参照）を０．１μｍとし、遮光パタ
ーン２５ａのピッチＰを０．４μｍとした第１実施例の
ホトマスク２１を用いた場合にウエハ面（レジスト面）
に投影される像での光強度分布を計算により求めた。そ
の結果を図２に示す。なお、図２において、横軸は投影
像での遮光部２３（図１参照）の中心と対向する位置を
原点とした場合の図１（Ａ）のＩ−Ｉ線に沿った位置
（単位はμｍ）を示し、縦軸は相対的な光強度を示して
いる。さらに、領域Ａはホトマスク２１の遮光部２３と
対向するウエハ部分を示し、領域Ｂはホトマスク２１の
減光部２５と対向するウエハ部分を示し、領域Ｃは基板
２７と直接すなわち光透過部と対向するウエハ部分を示
す。

【００２４】図２から明らかなように、第１実施例のホ
トマスク２１によれば、減光部２５と対向するウエハ部
分は光透過部と対向するウエハ部分より光強度が低下す
るというように、遮光部２３の両側で光強度分布が非対
称となことが分かる。

【００２５】１−２．第２実施例 図３（Ａ）及び（Ｂ）は第２実施例のホトマスク３１の
説明に供する平面図及び断面図である。いずれの図も図
１（Ａ）及び（Ｂ）と同様な位置での平面図及び断面図
である。

【００２６】この第２実施例の第１実施例との相違点
は、個別遮光パターン２５ａを基板２７上に投影露光光
学系の解像限界以下のピッチＰ（図３（Ａ）参照）で然
も遮光部２３のエッジライン２３ａに平行になるように
複数本配列することにより減光部２５を構成したことで
ある。

【００２７】この第２実施例のホトマスク３１において
も第１実施例の場合と同様に非対称な光強度分布が得ら
れる。

【００２８】１−３．第３実施例 図４（Ａ）及び（Ｂ）は第３実施例のホトマスク４１の
説明に供する平面図及び断面図である。いずれの図も図
１（Ａ）及び（Ｂ）と同様な位置での平面図及び断面図
である。

【００２９】この第３実施例の第１実施例との相違点
は、減光部を一体の薄膜２９で構成したことである。薄
膜２９は例えばアルミニウム膜、クロム膜などの金属
膜、酸化タンタル膜、酸化錫膜などの酸化膜の中から選
ばれた１種以上の薄膜であって所定の透過率が得られる
膜厚の薄膜で構成できる。薄膜から成る減光部２９の透
過率は９０％以下とするのが好適である。なお、遮光部
２３を構成した薄膜と同じ材質の薄膜で減光部２９を構
成する場合はその膜厚を遮光部２３のそれより薄くする
ことにより透過率制御ができる。また、薄膜２９の面積
は、形成したいレジストパタンの寸法に応じ決定する。

【００３０】この第３実施例のホトマスク４１において
薄膜から成る減光部２９の透過率を５６％とした場合第
１実施例の場合と同様な非対称な光強度分布が得られる
ことが分かった。

【００３１】１−４．第４実施例 図５（Ａ）及び（Ｂ）は第４実施例のホトマスク５１の
説明に供する平面図及び断面図である。いずれの図も図
１（Ａ）及び（Ｂ）と同様な位置での平面図及び断面図
である。

【００３２】この第４実施例の第１実施例との相違点
は、遮光部を位相シフト法用のシフタ３１のエッジライ
ン３１ａで構成したことである。この場合、第１実施例
に比べより微細なスペースパターンが得られる。なお、
図５（Ａ）の平面図においてはシフタ３１を明確にする
ために該当部分にハッチングを付してある（以下の該当
図において同じ。）。

【００３３】投影露光装置の露光光の波長λを３６５ｎ
ｍと仮定し、開口数ＮＡを０．４２と仮定し及びコヒー
レンスファクターを０．５と仮定したた場合で、減光部
２５の個々の遮光パターン２５ａの幅Ｗ２（図 1（Ａ）
参照）を０．１μｍとし、遮光パターン２５ａのピッチ
Ｐを０．４μｍとした第４実施例のホトマスク５１を用
いた場合にウエハ面（レジスト面）に投影される像での
光強度分布を計算により求めた。その結果を図６に示
す。なお、図６の各軸は図２と同様である。ただし、図
６において領域Ｃはシフタ３１と対向するウエハ部分に
なる。また、シフタ３１のエッジライン３１ａで構成さ
れる遮光部は非常に細いため、図６での領域Ａは図２に
比べ狭くなる。

【００３４】この第４実施例のホトマスク５１において
も、図６から明らかなように、第１実施例のホトマスク
２１と同様に、遮光部２３の両側で光強度分布が非対称
となことが分かる。

【００３５】１−５．第５実施例 図７は第５実施例のホトマスク６１の説明に供する平面
図である。図１（Ａ）と同様な位置での平面図である。

【００３６】この第５実施例のホトマスク６１は第４実
施例のホトマスク５１の変形型である。第４実施例のホ
トマスク５１との相違点は、個別遮光パタン２５ａをシ
フタ３１のエッジライン３１ａに平行に複数本配列する
ことにより減光部２５を構成したことである。

【００３７】この第５実施例のホトマスクにおいても第
４実施例の場合と同様に非対称な光強度分布が得られ
る。

【００３８】１−６．第６実施例、第７実施例 図８（Ａ）は第６実施例のホトマスク７１の説明に供す
る平面図、第８図（Ｂ）は第７実施例のホトマスク８１
の説明に供するである。何れの図も図１（Ａ）と同様な
位置での平面図である。

【００３９】この第６実施例のホトマスク７１は第４実
施例のホトマスク５１の変形型であり、第７実施例のホ
トマスク８１は第５実施例のホトマスク６１の変形型で
ある。第４及び第５実施例のホトマスク４１、５１で
は、いずれも、減光部２５を基板２７のシフタ３１を設
けていない部分上に設けていたが、この第６及び第７実
施例ではシフタ側に減光部２５を設けている。減光部２
５とシフタ３１との積層順は何れが下で何れが上でも良
い。

【００４０】この第６及び第７実施例のホトマスク７
１、８１においても第４実施例の場合と同様に非対称な
光強度分布が得られる。

【００４１】１−７．第８実施例、第９実施例 図９（Ａ）は第８実施例のホトマスク９１の説明に供す
る断面図、第９図（Ｂ）は第７実施例のホトマスク１０
１の説明に供する断面図である。何れの図も図５（Ｂ）
と同様な位置での断面図である。

【００４２】この第８実施例のホトマスク９１は第４実
施例のホトマスク５１の変形型であり、第９実施例のホ
トマスク１０１は第５実施例のホトマスク６１の変形型
である。第４及び第５実施例のホトマスク４１、５１で
は、いずれも、減光部は個別遮光パタン２５ａを露光光
学系の解像限界以下のピッチで配列したパターンにより
構成していたが、この第８及び第９実施例では減光部を
薄膜２９で構成している。具体的には、第８実施例のホ
トマスクは９１では基板２７上に薄膜から成る減光部２
９とシフタ３１とを並置して設けている。第９実施例で
は薄膜から成る減光部２９をシフタ３１に重ねて設けて
いる。薄膜から成る減光部２９は実施例３と同様に構成
すれば良い。薄膜から成る減光部２９とシフタ３１との
積層順は何れが上で何れが下でも良い。

【００４３】１−８．第１０実施例、第１１実施例 図１０（Ａ）及び（Ｂ）は第１０実施例のホトマスク１
１１の説明に供する平面図及び断面図、第１１図（Ａ）
及び（Ｂ）は第１１実施例のホトマスク１２１の説明に
供する平面図及び断面図である。何れの図も図１（Ａ）
及び（Ｂ）と同様な位置で示してある。

【００４４】この第１０実施例のホトマスク１１１は第
４実施例のホトマスク５１の変形型と考えることがで
き、第１１実施例のホトマスク１２１は第５実施例のホ
トマスク６１の変形型と考えることができる。第４及び
第５実施例のホトマスク４１、５１では、いずれも、遮
光部はシフタ３１のエッジライン３１ａのみで構成して
いたが、この第１０及び第１１実施例ではシフタ３１の
エッジライン３１ａにほぼ重なるように幅Ｓの遮光膜３
３をさらに設けている。シフタ３１のエッジライン３１
ａのみで遮光部を構成した場合シフタのエッジの加工性
が悪いと光強度分布が劣化することが多いが、遮光膜３
３を共用することによりこれを改善できる。ただし、遮
光膜３３の幅Ｓがあまり大きいと位相シフト効果が得ら
れなくなるので、この幅Ｓは０．５λ／ＮＡ以下とする
のが好ましい。

【００４５】２．第二発明の各実施例の説明 ２−１．直径が３インチのシリコン基板にスピコート法
によりネガ型レジストとしてのＦＳＭＲ（冨士薬品工業
（株）製）を１μｍの膜厚に塗布する。次に、レジスト
塗布済みのこのシリコン基板をホットプレートを用い７
０℃の温度で６０秒間ベーキングする。

【００４６】次に、図１を用いて説明した第１実施例の
ホトマスク２１であって、遮光部２３の幅Ｗ１を０．４
μｍ、減光部２５の個別遮光パターン２５ａの幅Ｗ２を
０．２μｍ及び長さＬを０．５μｍ、個別遮光パターン
２５ａのピッチＰを０．４μｍとした第１実施例のホト
マスク２１を装着したｉ線投影露光装置（ＲＡ１０１Ｖ
ＬＩＩ（（株）日立製作所製）を用い、上述のベーキン
グ済みレジストを３００ｍＪ／ｃｍ² の露光量で露光す
る。露光済みのレジストをホットプレートを用い１１０
℃の温度で６０秒間ベーキングし、続いて、ＦＳＭＲ専
用現像液によりスプレー法により現像してレジストパタ
ーンを得る。

【００４７】得られたレジストパターンの断面形状を走
査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって観察するために、レ
ジストパターン形成済みシリコン基板を割る等の所定の
処理を行ない、その後このシリコン基板をＳＥＭにセッ
トし観察する。

【００４８】図１２は、この実施例で得たレジストパタ
ーン１３１の断面のＳＥＭによる写真を模写した図であ
る。

【００４９】図１２において、ａはホトマスク２１の遮
光部２３により形成された開口部の開口口での寸法であ
り、ｂはホトマスク２１の減光部２５により形成された
オバーハングの寸法であり、ｃはホトマスク２１の減光
部２５を設けていない側により形成されたオバーハング
の寸法である。この実施例のレジストパタンでは、ａ＝
０．３５μｍ、ｂ＝０．３５μｍ、ｃ＝０．１μｍであ
った。

【００５０】ホトマスクの減光部と対向するレジスト部
分には減光部を設けない場合に比べ食い込みの大きなオ
ーバーハングが形成されることが分かる。従って、この
出願の第一発明のホトマスクでは、非対称なオーバ−ハ
ング形状の開口部を有するレジストパターンを容易に形
成できることが理解できる。

【００５１】２−２．第２実施例のホトマスク３１（図
３参照）であって、遮光部２３の幅Ｗ１を０．４μｍ、
減光部２５の個別遮光パターン２５ａの幅Ｗ２を０．２
μｍ及び長さＬを５μｍ、個別遮光パターン２５ａのピ
ッチＰを０．４μｍその本数を５本とした第２実施例の
ホトマスク３１を用いたこと以外は、２−１の項のパタ
ーニング実験と同様な実験を行なう。この場合も、２−
１項で得られたと同様な、非対称なオーバ−ハング形状
の開口部を有するレジストパターンが形成できた。

【００５２】２−３．第４実施例のホトマスク５１（図
５参照）であって、減光部２５の個別遮光パターン２５
ａの幅Ｗ２を０．２μｍ及び長さＬを１μｍ、個別遮光
パターン２５ａのピッチＰを０．４μｍとした第４実施
例のホトマスク５１を用いたこと以外は、２−１の項の
パターニング実験と同様な実験を行なう。なお、シフタ
３１はこの場合電子線レジストＯＥＢＲ−１００（東京
応化工業（株）製レジスト）の膜厚３５０ｎｍの皮膜で
構成している。この場合は、図１２に示した各部の寸法
が、ａ＝０．２μｍ、ｂ＝０．７５μｍ、ｃ＝０．１μ
ｍのレジストパターンが得られた。

【００５３】２−４．第５実施例のホトマスク６１（図
７参照）であって、減光部２５の個別遮光パターン２５
ａの幅Ｗ２を０．２μｍ及び長さＬを５μｍ、個別遮光
パターン２５ａのピッチＰを０．４μｍとしその本数を
５本とした第５実施例のホトマスク６１を用いたこと以
外は、２−１の項のパターニング実験と同様な実験を行
なう。この場合も、２−３項で得られたと同様な、非対
称なオーバ−ハング形状の開口部を有するレジストパタ
ーンが形成できた。

【００５４】３．比較例 上述の２−１項〜２−４項で用いた各実施例のホトマス
クの構成から減光部を除いた構成の比較例のホトマスク
を作製し、これら比較例のホトマスクを用いたこと以外
は２−１の項のパターニング実験と同様な実験をそれぞ
れ行なう。ただし、露光量は２４０ｍＪ／ｃｍ² として
いる。

【００５５】比較例のホトマスクを用いた場合、図１２
のａの寸法は実施例と同様になったがｂの寸法とｃの寸
法とはほぼ同じとなってしまい、非対称なオーバ−ハン
グ形状の開口部を有するレジストパターンは形成できな
かった。

【００５６】上述においてはこの出願の各発明の実施例
について説明したがこれらの発明は上述の実施例に限ら
れるものではなく以下に説明するような変更を加えるこ
とができる。

【００５７】例えば減光部の個別遮光パターンの形状は
設計に応じ他の形状にできる。また、個別遮光パターン
の配置も実施例以外の好適な配置とできる。

【００５８】また、上述の実施例ではレジストとしてＦ
ＳＭＲを用いたが、これ以外のネガ型レジストであって
も実施例と同様な効果が期待できる。

【００５９】また、上述の実施例中の減光部の透過率、
個別遮光パターンの寸法、レジストの膜厚、レジストの
ベーキング条件などの数値的条件は単なる一例であり設
計に応じ変更できることは明らかである。

【００６０】

【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、こ
の出願の第一発明のホトマスクによれば、ネガ型レジス
トに対しスペースパターンを与える遮光部の周囲の所定
部分に、光の透過率を遮光部を設けていない部分より減
少させる減光部を設けたので、レジストの、遮光部周囲
と対向する領域での光強度分布が遮光部と対向する部分
を中心に非対称となる。このため、現像液に対する溶解
特性も非対称となるので、非対称なオーバーハング形状
を断面に持つレジストパターンが容易に形成できる。

【００６１】また、この出願の第二発明のパターン形成
方法によれば、非対称な打オーバーハング形状を持つレ
ジストパターンが容易に形成できるので、例えば、リセ
スゲート構造のＨＥＭＴであってオフセットゲートを有
するＨＥＭＴの形成も容易に行なうことができる。ま
た、このようなＨＥＭＴ以外の半導体素子製造への応用
も期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）及び（Ｂ）は第一発明の第１実施例の説
明に供する平面図及び断面図である。

【図２】第１実施例のホトマスクの投影像での光強度分
布を示した図である。

【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は第一発明の第２実施例の説
明に供する平面図及び断面図である。

【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は第一発明の第３実施例の説
明に供する平面図及び断面図である。

【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は第一発明の第４実施例の説
明に供する平面図及び断面図である。

【図６】第４実施例のホトマスクの投影像での光強度分
布を示した図である。

【図７】第一発明の第５実施例の説明に供する平面図で
ある。

【図８】（Ａ）及び（Ｂ）は第一発明の第６、第７実施
例の説明に供する平面図である。

【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は第一発明の第８、第９実施
例の説明に供する断面図である。

【図１０】（Ａ）及び（Ｂ）は第一発明の第１０実施例
の説明に供する平面図及び断面図である。

【図１１】（Ａ）及び（Ｂ）は第一発明の第１１実施例
の説明に供する平面図及び断面図である。

【図１２】第二発明のパターン形成方法の説明に供する
図である。

【図１３】（Ａ）及び（Ｂ）は従来技術の説明に供する
工程図である。

【図１４】（Ａ）及び（Ｂ）は従来技術の説明に供する
図１３に続く工程図である。

【符号の説明】

２１：第１実施例のホトマスク ２３：遮光部 ２３ａ：遮光部のエッジライン ２５：減光部 ２５ａ：減光部の個別遮光パターン ２７：光透過性を有する基板 ２９：薄膜から成る減光部 ３１：位相シフト法用シフタ ３１ａ：シフタのエッジラインで構成される遮光部 ３３：遮光膜 １３３：実施例で得られたレジストパターン

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光透過性を有する基板の一部に遮光部を
   具えるホトマスクにおいて、 光透過性を有する基板の遮光部の周囲の所定部分に、露
   光光の透過率が前記遮光部の透過率より大きくかつ前記
   基板の前記遮光部を設けていない部分の透過率より小さ
   い減光部を、具えたことを特徴とするホトマスク。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のホトマスクにおいて、 前記遮光部を、遮光膜及び位相シフト法用シフタのエッ
   ジ部の双方または一方で構成したことを特徴とするホト
   マスク。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のホトマスクにおいて、 前記減光部を、個別遮光膜パターンを投影露光光学系の
   解像限界以下のピッチで配列したパターンで構成したこ
   とを特徴とするホトマスク。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のホトマスクにおいて、 前記個別遮光膜パターンは、前記遮光部のエッジライン
   に沿う方向に配列し、または、前記遮光部のエッジライ
   ンに平行に配列してあることを特徴とするホトマスク。
5. 【請求項５】 請求項１に記載のホトマスクにおいて、 前記減光部を薄膜で構成したことを特徴とするホトマス
   ク。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項に記載のホ
   トマスクを介し吸光係数の大きなネガ型レジストを露光
   することを特徴とするパターン形成方法。
7. 【請求項７】 請求項６に記載のパターン形成方法にお
   いて、 前記レジストをノボラック樹脂のナフトキノンジアジド
   スルホン酸エステルから成るレジストとしたことを特徴
   とするパターン形成方法。