JPH0772611A - Phase shift mask - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide the phase shift mask capable of equaling the intensity of the light transmitted through the apertures of a substrate and the intensity of the light transmitted through phase shifters and improving the uniformity of the resolution patterns formed in the apertures of the transparent substrate and phase shifter parts. CONSTITUTION:This phase shift mask is constituted by forming a light shielding film 51 having desired opening patterns on the light transparent substrate 50 and forming the phase shift material 52 for shifting phases with the phases of the transmitted light in a part of the opening patterns. Buffer films 53 consisting of the same material as the phase shift material 52 are formed on both of the transmission parts 501 and the shifter parts 502. The film thickness of these buffer films 53 is specified to h=(lambda/4ns).{m-ns/(ns-1)}, (where, ns: the refractive index of shifters, lambda: an exposing wavelength, m: an integer) so as to equal the transmittance of the light transmitted through the transmission parts 501 and the shifter parts 502.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路の製造
等に用いられる露光用マスクに係わり、特に位相シフト
法を利用して解像度の向上をはかった位相シフトマスク
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure mask used for manufacturing a semiconductor integrated circuit and the like, and more particularly to a phase shift mask having an improved resolution by using a phase shift method.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路は高集積化，微細
化の一途を辿っており、その製造に際しては、微細加工
の要としてリソグラフィ技術が重要である。リソグラフ
ィ技術において、例えば光源に関しては、ｇ線，ｉ線，
エキシマレーザ，Ｘ線等種々の光源の採用が検討されて
おり、またレジスト材料に関しても、各光源に適した新
レジスト材料の開発が行われている。さらに、多層レジ
スト法，ＣＥＬ（Contrast Enhancement Layer）法及び
イメージリバース法等のレジスト処理技術に関しても研
究が進められている。2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor integrated circuits have been highly integrated and miniaturized, and in the manufacturing thereof, a lithography technique is important as a key to fine processing. In lithography technology, for example, g-line, i-line,
The adoption of various light sources such as excimer laser and X-ray is being studied, and regarding resist materials, new resist materials suitable for each light source are being developed. Further, researches are also being conducted on resist processing techniques such as a multilayer resist method, a CEL (Contrast Enhancement Layer) method and an image reverse method.

【０００３】これに対し、マスク製作技術に関しては、
これまで十分な検討がなされていなかったが、最近にな
って位相シフト法が提案されている（M.D.Levenson, N.
S.Viswanathan and R.A.Simpson: IEEE Trans. ED-29(1
982)1828）。On the other hand, regarding the mask manufacturing technique,
The phase shift method has been proposed recently (MDLevenson, N.
S.Viswanathan and RASimpson: IEEE Trans. ED-29 (1
982) 1828).

【０００４】図２０に位相シフト法の原理を示す。この
Levenson らが提案した位相シフト法は、その原理から
からライン・アンド・スペースのような単純な繰り返し
のパターンには有効であるが、複雑なパターンになると
隣合う開口部を透過する光の位相が同位相となる部分が
生じるため、位相シフト法としての効果が著しく低減す
る。FIG. 20 shows the principle of the phase shift method. this
From the principle, the phase shift method proposed by Levenson et al. Is effective for a simple repeating pattern such as line and space, but in the case of a complicated pattern, the phase of the light passing through the adjacent openings is Since a portion having the same phase is generated, the effect of the phase shift method is significantly reduced.

【０００５】従来の位相シフト法をＤＲＡＭなどの電子
デバイスに適用する場合、セルアレイ部などの単純な繰
り返しパターンが多い部分には有効であるが、セルアレ
イ部から周辺回路へ導出する部分（センスアンプなど）
は複雑なパターン配置をしたものが多く、この部分に従
来の位相シフト法を適用しようとすると、パターンを位
相シフタが配置しやすいように書き換えなければならな
い。このため、従来の位相シフト法は設計的に制約の大
きなものであった。When the conventional phase shift method is applied to an electronic device such as a DRAM, it is effective for a portion having many simple repeating patterns such as a cell array portion, but a portion derived from the cell array portion to a peripheral circuit (a sense amplifier or the like). )
Many of them have complicated pattern arrangements, and if the conventional phase shift method is applied to this portion, the pattern must be rewritten so that the phase shifter can easily arrange them. Therefore, the conventional phase shift method has a large design constraint.

【０００６】一方、位相シフトマスクのシフタ材料には
次の問題があった。今まで提案されている位相シフタに
は透過性の高いレジスト（ＰＭＭＡなど）やＣＶＤ法や
スパッタ法で形成したＳｉＯ₂ 膜、ＳＯＧ等の塗布で形
成するＳｉＯ₂ 膜、エッチングによりシフタとなる部分
を彫り込んだものなどある。このうちエッチングにより
シフタ層を形成する方式は、エッチングの形状，残渣等
により位相シフタ部と通常の開口部との透過光強度が異
なり、位相シフタ部と通常の開口部で形成される解像パ
ターンに不均一性が生じるといった問題が存在した。ま
た、位相シフタを透過性の高い材料で形成しても、基板
開口部と位相シフタ部を通過する光の強度が異なるのを
避けることはできなかった。On the other hand, the shifter material of the phase shift mask has the following problems. Until now proposed highly permeable to the phase shifter has a resist (PMMA, etc.) or a CVD method or a sputtering method in forming the SiO ₂ film, SiO ₂ film formed by a coating such as SOG, a portion to be a shifter by etching Some are engraved. Among them, in the method of forming the shifter layer by etching, the transmitted light intensity between the phase shifter section and the normal opening differs depending on the etching shape, residue, etc., and the resolution pattern formed by the phase shifter section and the normal opening There was a problem that non-uniformity occurs in the. Even if the phase shifter is made of a highly transparent material, it is unavoidable that the intensities of light passing through the substrate opening and the phase shifter differ.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の位
相シフト法においては、ライン・アンド・スペースのよ
うな繰り返しのパターンに交互に位相シフタを配置しな
いと位相シフト法としての十分な効果が得られないと考
えられており、従来の位相シフト法はマスクパターンの
設計上の制約が大きいものと考えられていた。As described above, in the conventional phase shift method, a sufficient effect as the phase shift method cannot be obtained unless the phase shifters are alternately arranged in a repeating pattern such as line and space. It is thought that the conventional phase shift method has a large restriction on the design of the mask pattern.

【０００８】また、エッチングにより位相シフタを形成
する方法には、エッチングの形状，残渣等により基板開
口部を透過した光強度と位相シフタを透過した光強度の
値が異なるといった問題があった。このため、位相シフ
タ部と透明基板の開口部で形成される解像パターンに不
均一性が生じ、露光パターンが所望通り形成されないと
いった問題が生じていた。Further, the method of forming the phase shifter by etching has a problem that the intensity of light transmitted through the substrate opening and the intensity of light transmitted through the phase shifter differ depending on the shape of etching, residues, and the like. Therefore, the resolution pattern formed in the phase shifter portion and the opening of the transparent substrate becomes nonuniform, and the exposure pattern cannot be formed as desired.

【０００９】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
で、その目的とするところは、位相シフト法における十
分な解像力を保持しながら、マスクの設計的な制約を小
さくすることのできる位相シフトマスクを提供すること
にある。The present invention has been made in consideration of the above circumstances. An object of the present invention is to provide a phase shift capable of reducing mask design constraints while maintaining sufficient resolution in the phase shift method. To provide a mask.

【００１０】また、本発明の他の目的は、基板開口部を
透過した光強度と位相シフタを透過した光強度を近付け
ることができ、位相シフタ部と透明基板の開口部で形成
される解像パターンの均一性向上をはかり得る位相シフ
トマスクを提供することにある。Another object of the present invention is to make the light intensity transmitted through the substrate opening and the light intensity transmitted through the phase shifter close to each other, and the resolution formed by the phase shifter portion and the opening of the transparent substrate. An object of the present invention is to provide a phase shift mask that can improve the uniformity of patterns.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、従来位
相シフトマスクにおける設計的な制約を小さくし、かつ
位相シフト法としての効果が十分得られるように、例え
ば（０°，９０°，１８０°，２７０°）の位相組み合
わせ（隣合うパターンを透過した光の相対位相差が９０
°若しくは１８０°）で位相シフタを配置した位相シフ
トマスクを実現することである。The gist of the present invention is, for example, (0 °, 90 °, 0 °, 90 °, so as to reduce the design constraint in the conventional phase shift mask and to sufficiently obtain the effect as the phase shift method. 180 °, 270 °) phase combination (relative phase difference of light transmitted through adjacent patterns is 90
Or 180 °) to realize a phase shift mask in which a phase shifter is arranged.

【００１２】即ち、本発明（請求項１）は、透光性基板
上に所望の開口部パターンを有する遮光膜を形成すると
共に、開口部の一部に位相シフタを配置した位相シフト
マスクにおいて、隣接する開口部を透過した光の相対位
相差が略１８０°となるように位相シフタを配置した任
意の２本の平行な開口部で囲まれた領域に形成された開
口部の全て若しくは一部が２本の平行な開口部に平行で
あり、かつ２本の平行な開口部に垂直な任意の断面にお
ける囲まれた開口部の本数が偶数の部分では、囲まれた
開口部内で隣接するものの相対位相を１８０°、囲まれ
た開口部と２本の平行な開口部間で隣接するものの相対
位相を１８０°とし、奇数の部分では、囲まれた開口部
内で隣接するものの相対位相を１８０°、囲まれた開口
部と２本の平行な開口部間で隣接するものの相対位相を
１８０°若しくは９０°となるように設定してなること
を特徴とする。That is, the present invention (claim 1) is a phase shift mask in which a light shielding film having a desired opening pattern is formed on a transparent substrate and a phase shifter is arranged in a part of the opening. All or part of the openings formed in the area surrounded by any two parallel openings in which the phase shifters are arranged so that the relative phase difference of the light transmitted through the adjacent openings is approximately 180 °. Is parallel to the two parallel openings, and in a portion where the number of enclosed openings in an arbitrary cross section perpendicular to the two parallel openings is an even number, even though they are adjacent in the enclosed openings, The relative phase is 180 °, the relative phase of the adjacent one between the enclosed opening and the two parallel openings is 180 °, and the relative phase of the adjacent one in the enclosed opening is 180 ° in the odd-numbered portion. , Enclosed opening and two parallel openings Characterized by comprising setting the relative phase of the adjacent ones so that the 180 ° or 90 ° between parts.

【００１３】また、本発明（請求項２）は、透光性基板
上に所望の開口部パターンを有する遮光膜を形成すると
共に、開口部の一部に位相シフタを配置した位相シフト
マスクにおいて、隣接する開口部を透過した光の相対位
相差が略１８０°となるように位相シフタを配置した任
意の２本の平行な開口部で囲まれた領域に形成された開
口部の全て若しくは一部が２本の平行な開口部に平行で
あり、かつ２本の平行な開口部に垂直な任意の断面にお
ける囲まれた開口部の本数が断面の位置によって奇数の
場合と偶数の場合が存在するとき、偶数部分において隣
接する開口部を透過した光の相対位相を１８０°となる
ようにし、偶数部分に含まれない奇数部分において隣接
する開口部を透過した光の相対位相を９０°若しくは１
８０°となるように設定してなることを特徴とする。Further, the present invention (claim 2) is a phase shift mask in which a light shielding film having a desired opening pattern is formed on a transparent substrate and a phase shifter is arranged in a part of the opening. All or part of the openings formed in the area surrounded by any two parallel openings in which the phase shifters are arranged so that the relative phase difference of the light transmitted through the adjacent openings is approximately 180 °. Is parallel to the two parallel openings, and the number of enclosed openings in an arbitrary cross section perpendicular to the two parallel openings may be odd or even depending on the position of the cross section. At this time, the relative phase of the light transmitted through the adjacent openings in the even part is set to 180 °, and the relative phase of the light transmitted through the adjacent openings in the odd part not included in the even part is 90 ° or 1
It is characterized in that it is set to be 80 °.

【００１４】また、本発明（請求項３）は、透光性基板
上に所望の開口部パターンを有する遮光膜を形成すると
共に、開口部の一部に位相シフタを配置した位相シフト
マスクにおいて、隣接する開口部を透過した光の相対位
相差が略１８０°となるように位相シフタを配置した任
意の２本の平行な開口部で囲まれた領域に形成された開
口部の全て若しくは一部が２本の平行な開口部に平行で
あり、かつ２本の平行な開口部に垂直な任意の断面にお
ける囲まれた開口部の本数が断面の位置によって奇数の
場合と偶数の場合が存在するとき、偶数部分において隣
接した開口部を透過した光の相対位相を１８０°になる
ようにし、その結果奇数部分において隣接する開口部を
透過した光の相対位相が０°になるパターンに対し、こ
の０°になった隣接する開口部を透過した光の相対位相
が９０°となるようにシフタの配置条件を変更してなる
ことを特徴とする。Further, the present invention (claim 3) is a phase shift mask in which a light shielding film having a desired opening pattern is formed on a transparent substrate and a phase shifter is arranged in a part of the opening. All or part of the openings formed in the area surrounded by any two parallel openings in which the phase shifters are arranged so that the relative phase difference of the light transmitted through the adjacent openings is approximately 180 °. Is parallel to the two parallel openings, and the number of enclosed openings in an arbitrary cross section perpendicular to the two parallel openings may be odd or even depending on the position of the cross section. At this time, the relative phase of the light transmitted through the adjacent openings in the even-numbered portion is set to 180 °, and as a result, the relative phase of the light transmitted through the adjacent opening in the odd-numbered portion is set to 0 °, Adjacent to 0 ° That the relative phase of the light openings and transmitted is equal to or formed by changing the arrangement condition of the shifter so that 90 °.

【００１５】また、本発明（請求項４）は、透光性基板
上に所望の開口部パターンを有する遮光膜を形成すると
共に、開口部の一部に位相シフタを配置し、隣接する開
口部の相対位相差が０°，９０°，１８０°，２７０°
のグループよりなる位相シフトマスクにおいて、透明基
板に対する相対位相差を１８０°で除した値ａ_i につい
てその少数部が０．４４から０．５５である第１のパタ
ーングループを抽出し、少数部が０．９４＜ａ_i となる
第２のパターングループを抽出し、第１のグループで描
画することで９０°位相差のシフタパターンを形成し、
第２のグループで描画することで１８０°位相差のシフ
タパターンを形成してなることを特徴とする。Further, according to the present invention (claim 4), a light-shielding film having a desired opening pattern is formed on a transparent substrate, and a phase shifter is arranged in a part of the opening so that the adjacent opening is formed. Relative phase difference of 0 °, 90 °, 180 °, 270 °
In the phase shift mask consisting of the groups, the first pattern group whose minority part is 0.44 to 0.55 is extracted for the value a _i obtained by dividing the relative phase difference with respect to the transparent substrate by 180 °, and the minority part is A second pattern group satisfying 0.94 <a _i is extracted, and a 90 ° phase difference shifter pattern is formed by drawing in the first group,
It is characterized in that a shifter pattern having a 180 ° phase difference is formed by drawing in the second group.

【００１６】一方、本発明（請求項５）は、透光性基板
上に所望の開口パターンを有する遮光膜を形成すると共
に、開口パターンの一部に透過光に対して位相をシフト
する位相シフト材料を形成した位相シフトマスクにおい
て、位相シフト材料が形成されていない開口パターンか
らなる透過部と、位相シフト材料が形成された開口パタ
ーンからなるシフタ部の双方に位相シフト材料と同じ材
料からなるバッファ膜を形成し、透過部及びシフタ部を
通過する光の透過率が略等しくなるようにバッファ膜の
厚みを調整してなることを特徴とする。On the other hand, according to the present invention (Claim 5), a light-shielding film having a desired opening pattern is formed on a transparent substrate, and a phase shift for shifting the phase of the transmitted light in a part of the opening pattern. In the phase shift mask in which the material is formed, a buffer made of the same material as the phase shift material is used for both the transmission portion having the opening pattern in which the phase shift material is not formed and the shifter portion having the opening pattern in which the phase shift material is formed. It is characterized in that a film is formed and the thickness of the buffer film is adjusted so that the transmittances of light passing through the transmission part and the shifter part are substantially equal.

【００１７】より具体的には本発明の特徴は、位相シフ
タを透過性の高いレジスト（ＰＭＭＡ等）やＣＶＤ法や
スパッタ法で形成したＳｉＯ₂ 膜、ＳＯＧ等の塗布で形
成するＳｉＯ₂ 膜等の成膜によって形成し、かつ通常の
位相シフトマスクの作製プロセスを経て形成されたマス
クの全面（基板開口部と位相シフタ部を含む領域）に位
相シフタと同一の材料を位相シフタ形成と同一のプロセ
スで形成する。この全面に形成した位相シフタと同一の
材料の膜厚を次式のように選ぶことにより（膜厚の値は
露光波長と位相シフタ材料の屈折率によって決まる）、
基板開口部を透過した光強度と位相シフタを透過した光
強度の値を等しくすることができる。[0017] than the features specifically, the present invention, SiO ₂ film was formed by the phase shifter having a high permeability resist (PMMA, etc.) or a CVD method or a sputtering method, SiO ₂ film or the like formed by a coating such as SOG The same material as the phase shifter is formed on the entire surface (region including the substrate opening and the phase shifter portion) of the mask formed by the film formation of and the normal phase shift mask manufacturing process. Form in the process. By selecting the film thickness of the same material as the phase shifter formed on this entire surface by the following equation (the value of the film thickness is determined by the exposure wavelength and the refractive index of the phase shifter material),
The values of the light intensity transmitted through the substrate opening and the light intensity transmitted through the phase shifter can be made equal.

【００１８】 ｈ＝（λ／４ｎ_s ）｛ｍ−ｎ_s ／（ｎ_s −１）｝ 但し、ｎ_s ：シフタ屈折率，λ：露光波長，ｍ：整数で
ある。H = (λ / 4n _s ) {m−n _s / (n _s −1)} where n _{s is the} shifter refractive index, λ is the exposure wavelength, and m is an integer.

【００１９】これにより、位相シフタ部と透明基板の開
口部で形成される解像パターンに不均一性が生じること
なく、所望通りパターンが形成されるようになる。上式
よりｍの値によっては膜厚ｈは負の値となるが、これは
マスク製作上不合理である。従って、ｍはｈ≧０となる
ような値を選ぶべきである。さらに、マスク製作におけ
るスループットの関係から膜厚ｈはなるべく薄い値、即
ちｍの値は小さい値とすることが望ましい。しかし、ｈ
の値が小さすぎると成膜時間が短時間であるため、均一
で精度の高い膜が形成できない。マスク作製のスループ
ット、成膜の安定性からｍの値は６から９までが適当で
あると考えられる。As a result, the pattern can be formed as desired without causing nonuniformity in the resolution pattern formed by the phase shifter portion and the opening of the transparent substrate. According to the above equation, the film thickness h becomes a negative value depending on the value of m, but this is unreasonable in mask fabrication. Therefore, m should be selected such that h ≧ 0. Further, it is desirable that the film thickness h is as thin as possible, that is, the value of m is small in view of the throughput in the mask fabrication. But h
If the value of is too small, the film formation time is short, and a uniform and highly accurate film cannot be formed. A value of 6 to 9 is considered to be appropriate in view of the throughput of mask production and the stability of film formation.

【００２０】さらに、透光性基板上にマスクパターンと
位相シフトパターンが形成され、位相シフト材料を透過
した光の位相回転角度の所望値からのずれが±１０°以
内であるとき、位相シフトパターンが形成されていない
開口部を透過した光強度に対する位相シフトパターンが
形成されている開口部を透過した光強度の比が０．９９
〜１．０１、より好ましくは０．９９５〜１．００５と
なるような屈折率の材料を位相シフト材料とする。Further, when the mask pattern and the phase shift pattern are formed on the transparent substrate and the deviation of the phase rotation angle of the light transmitted through the phase shift material from the desired value is within ± 10 °, the phase shift pattern. The ratio of the light intensity transmitted through the opening in which the phase shift pattern is formed to the light intensity transmitted through the opening in which the film is not formed is 0.99.
A material having a refractive index of ˜1.01, more preferably 0.995 to 1.005 is used as the phase shift material.

【００２１】[0021]

【作用】本発明（請求項１〜４）において、従来の位相
シフトマスクの開口部にシフタを配置するとき、本来は
隣合うパターンが同位相とならないように０°，１８０
°，０°，１８０°…（隣合うパターンを透過する光の
相対位相差が１８０°）とシフタを交互に配置するが、
本発明者らは連続するパターンに０°，９０°，１８０
°，２７０°（隣合うパターンを透過する光の相対位相
差が９０°）のシフタを配置し、その解像性を調べた。
その結果を図１７に示す。シフタを０°，９０°，１８
０°，２７０°に配置しても０°，１８０°，０°，１
８０°…と配置する場合に比べ解像力の低下は少なく、
通常露光（全開口部を透過する光の位相が同位相）に比
べ解像性が高いことが判明した。In the present invention (claims 1 to 4), when arranging the shifter in the opening of the conventional phase shift mask, 0 °, 180 ° so that the adjacent patterns should not be in the same phase originally.
°, 0 °, 180 ° ... (relative phase difference of light passing through adjacent patterns is 180 °) and shifters are arranged alternately,
The present inventors have made continuous patterns 0 °, 90 °, 180
A shifter having an angle of 270 ° and a relative phase difference of 270 ° (the relative phase difference of light passing through adjacent patterns was 90 °) was arranged, and the resolution was examined.
The result is shown in FIG. Shifter 0 °, 90 °, 18
0 °, 180 °, 0 °, 1 even at 0 °, 270 °
Compared to the case where it is arranged at 80 ° ...
It was found that the resolution is higher than that in normal exposure (the phase of light transmitted through all apertures is the same phase).

【００２２】以上の結果から本発明のように、開口部に
シフタを配置するとき、０°，１８０°の位相シフタだ
けでなく、例えば９０°，２７０°の位相シフタを配置
し隣合う開口部を透過する相対位相差を９０°として
も、位相シフト法としての十分な効果が得られる。さら
に、従来は位相シフト法の効果を高めるためライン・ア
ンド・スペースのような周期的なパターンに０°，１８
０°の位相シフタを交互に配置していたため設計的な制
約が大きかったが、例えば９０°，２７０°若しくは１
２０°，２４０°の位相シフタを設けることによって、
位相シフト法としての十分な効果が得られ設計的な自由
度が高くなる。From the above results, when the shifters are arranged in the openings as in the present invention, not only the phase shifters of 0 ° and 180 ° but also the phase shifters of 90 ° and 270 ° are arranged and the adjacent openings are arranged. Even if the relative phase difference transmitting 90 ° is 90 °, a sufficient effect as the phase shift method can be obtained. Further, conventionally, in order to enhance the effect of the phase shift method, a periodic pattern such as line-and-space is used for 0 °, 18
Since the 0 ° phase shifters were arranged alternately, the design constraint was large, but for example 90 °, 270 ° or 1
By providing 20 ° and 240 ° phase shifters,
A sufficient effect as a phase shift method can be obtained, and the degree of freedom in design is increased.

【００２３】具体的な配置方法としては、高密度メモリ
素子のような電子デバイスのパターンに対しては、例え
ば高密度メモリ素子のメモリセルアレイ内パターンのよ
うな周期的若しくは高い解像性が要求されるパターン部
分には０°，１８０°（隣合うパターンを透過する光の
相対位相差が１８０°）の組み合わせで位相シフタを配
置し、その他のパターン部分（非周期的なパターン）に
は０°，９０°，１８０°，２７０°の位相シフタを隣
合うパターンを透過する光の相対位相差が９０°若しく
は１８０°となるように配置する。As a specific arrangement method, for a pattern of an electronic device such as a high density memory element, periodicity or high resolution such as a pattern in a memory cell array of the high density memory element is required. The phase shifters are arranged in a combination of 0 ° and 180 ° (the relative phase difference of the light passing through the adjacent patterns is 180 °) in the pattern portions, and 0 ° in the other pattern portions (aperiodic patterns). , 90 °, 180 °, 270 ° phase shifters are arranged so that the relative phase difference of the light transmitted through the adjacent patterns is 90 ° or 180 °.

【００２４】一方、本発明（請求項５）において、位相
シフタの形成を、透過性の高いレジストやＣＶＤ法やス
パッタ法で形成したＳｉＯ₂ 膜、ＳＯＧ等の塗布で形成
するＳｉＯ₂ 膜といった成膜によって形成する場合、位
相シフタと透明基板との露光波長に対する屈折率を厳密
に合わせないと位相シフタと透明基板との界面での多重
反射が起こり、図１８に示すように基板開口部を透過し
た光強度Ｉ_q と位相シフタを透過した光強度Ｉ_s の値が
異なってくる。これは、位相シフタ部と基板の開口部で
形成される解像パターン寸法に不均一性が生じることを
意味している。この問題は、位相シフタと透明基板との
屈折率を等しくすることで解決できるが、位相シフタ膜
を成膜で行う以上、両者の屈折率を厳密に等しくするこ
とは不可能に近い。Meanwhile, in the present invention (Claim 5), the formation of the phase shifter, highly permeable resist, a CVD method or a sputtering method in forming the SiO ₂ film, formed such SiO ₂ film formed by a coating such as SOG When the film is formed by a film, unless the refractive indices of the phase shifter and the transparent substrate with respect to the exposure wavelength are strictly matched, multiple reflection occurs at the interface between the phase shifter and the transparent substrate, and the light passes through the substrate opening as shown in FIG. The value of the light intensity I _q is different from the value of the light intensity I _s transmitted through the phase shifter. This means that non-uniformity occurs in the size of the resolution pattern formed by the phase shifter portion and the opening of the substrate. This problem can be solved by making the refractive indexes of the phase shifter and the transparent substrate equal, but since the phase shifter film is formed by film formation, it is almost impossible to make the refractive indexes of the two strictly equal.

【００２５】そこで本発明では、基板開口部及び位相シ
フタ部の両方に位相シフタ材料と同じバッファ膜を形成
することにより、基板開口部及び位相シフタ部の両方で
積極的に多重反射を生じさせ、これらの多重反射の影響
を等しくすることにより、位相シフタ部と基板開口部で
形成される解像パターン寸法に不均一が生じないように
している。多重反射の影響が等しくなる理由は、後述す
るようにバッファ膜の膜厚を最適に調整すればよい。こ
こでは、位相シフタを成膜で形成してもマスク全面にお
いて多重反射の影響が等しくなり、位相シフタ部と基板
開口部で形成される解像パターン寸法に不均一が生じな
いようにする方法の原理を説明する。Therefore, in the present invention, by forming the same buffer film as the phase shifter material in both the substrate opening and the phase shifter, positive reflection is caused in both the substrate opening and the phase shifter. By equalizing the effects of these multiple reflections, non-uniformity does not occur in the size of the resolution pattern formed by the phase shifter portion and the substrate opening. The reason why the effects of multiple reflection are equal is to adjust the film thickness of the buffer film to an optimum value as described later. Here, even if the phase shifter is formed by film formation, the effect of multiple reflection is equalized over the entire surface of the mask, and the resolution pattern dimension formed in the phase shifter portion and the substrate opening is prevented from becoming nonuniform. The principle will be explained.

【００２６】図１９に示す透明基板／シフタの２層構造
におけるシフタ内の多重反射について考える。ｎ_q ，ｎ
_s はそれぞれ透明基板、位相シフタの露光波長における
屈折率で、透明基板から位相シフタへの入射光に対して
の振幅透過率をｔ₁ 、位相シフタから透明基板への振幅
反射率をｒ₁ 、位相シフタから空気への振幅透過率、振
幅反射率をそれぞれｔ₂ ，ｒ₂ とする。また、シフタの
厚みをｈとする。波長λ、振幅ａ₀ の光が角度φ₀ で透
明基板へ入射し、空気中へ出て行くときのＬ₁，Ｌ₂ ，
Ｌ₃ …の振幅はａ₀ ｔ₁ ｔ₂ ，ａ₀ ｔ₁ ｔ₂ ｒ₁ ｒ₂ ，
ａ₀ ｔ₁ ｔ₂ （ｒ₁ ｒ₂ ）² …であるから、これらを加
え合わせた干渉波の複素振幅は、 ａ_t ＝ａ₀ ｔ₁ ｔ₂ ＋ａ₀ ｔ₁ ｔ₂ （ｒ₁ ｒ₂ ） exp（ｉδ） ＋ａ₀ ｔ₁ ｔ₂ （ｒ₁ ｒ₂ ）² exp（i2δ）＋… ＝ａ₀ ｔ₁ ｔ₂ ／（１−ｒ₁ ｒ₂ exp（ｉδ）） … (1) で与えられる。Consider the multiple reflection in the shifter in the two-layer structure of the transparent substrate / shifter shown in FIG. n _q , n
_s is the refractive index of the transparent substrate and the phase shifter at the exposure wavelength, the amplitude transmittance for incident light from the transparent substrate to the phase shifter is t ₁ , the amplitude reflectance from the phase shifter to the transparent substrate is r ₁ , The amplitude transmittance and the amplitude reflectance from the phase shifter to the air are t ₂ and r ₂ , respectively. The thickness of the shifter is h. When light of wavelength λ and amplitude a ₀ enters the transparent substrate at an angle φ ₀ and goes out into the air, L ₁ , L ₂ ,
The amplitude of L ₃ ... Is a ₀ t ₁ t ₂ , a ₀ t ₁ t ₂ r ₁ r ₂ ,
Since a ₀ t ₁ t ₂ (r ₁ r ₂ ) ² ..., The complex amplitude of the interference wave obtained by adding these is: a _t = a ₀ t ₁ t ₂ + a ₀ t ₁ t ₂ (r ₁ r ₂ ) Exp (iδ) + a ₀ t ₁ t ₂ (r ₁ r ₂ ) ² exp (i 2δ) + ... = a ₀ t ₁ t ₂ / (1-r ₁ r ₂ exp (iδ))… (1) To be

【００２７】ここで、隣合う光束間の位相差δは図１９
より δ＝ｋ｛（ＡＢ＋ＢＣ）ｎ_s −ＡＰ｝ ＝（４πｈｎ／λ）cos φ₁ … (2) である。Here, the phase difference δ between adjacent light beams is shown in FIG.
It is more δ = k {(AB + BC ) n s -AP} = (4πhn / λ) cos φ 1 ... (2).

【００２８】従って干渉光の強度は、 Ｉt ＝｜ａ_t ｜² ＝ａ₀ ² ｔ₁ ² ｔ₂ ² ／｛１＋（ｒ₁ ｒ₂ ）² −２ｒ₁ ｒ₂ cos δ｝ … (3) ここで、ｒ₁ ，ｒ₂ ，ｔ₁ ，ｔ₂ は垂直入射（φ₁ ＝
０）とすると、 ｒ₁ ＝（ｎ_q −ｎ_s ）／（ｎ_q ＋ｎ_s ） ｒ₂ ＝（１−ｎ_s ）／（１＋ｎ_s ） ｔ₁ ＝２ｎ_q ／（ｎ_s ＋ｎ_q ） ｔ₂ ＝２ｎ_s ／（１＋ｎ_s ） … (4) であるから、入射強度Ｉ_a ＝ａ_o ² に対する透過光強度
Ｉ_t の比は、Therefore, the intensity of the interference light is It = | a _t | ² = a ₀ ² t ₁ ² t ₂ ² / {1+ (r ₁ r ₂ ) ² −2r ₁ r ₂ cos δ} (3) where Where r ₁ , r ₂ , t ₁ and t ₂ are normal incidence (φ ₁ =
0), r ₁ = (n _q −n _s ) / (n _q + n _s ) r ₂ = (1−n _s ) / (1 + n _s ) t ₁ = 2n _q / (n _s + n _q ) t ₂ = 2n _s / (1 + n _s ) ... (4) _Therefore , the ratio of the transmitted light intensity It to the incident intensity I _a = a _o ² is:

【数１】 となり、δは (2)式より δ＝４πｈｎ_s ／λ … (6) となるので、シフタを配接していない開口部に対して位
相がθだけずれるシフタを透過する光のδは (6)式より δθ＝（４πｎ_s ／λ）・λ／｛２（ｎ_s −１）｝・θ／π ＝｛２ｎ_s ／（ｎ_s −１）｝θ … (7) 基板開口部と位相シフタ部を透過する光強度を等しくす
るために、全面に位相シフタと同じ材料を位相角δθだ
け形成する。このとき、(5) 式で表わされるＩ_t／Ｉ_a
は、基板開口部と位相シフタ部で等しくなるので、 cos （δπ＋δθ）＝cos δθ ∴θ＝｛（ｎ_s −１）／２ｎ_s ｝｛ｍ−（ｎ_s ／（ｎ_s −１))｝π … (8) (6)(7)(8) 式より ｈ＝（λ／４ｎ_s ）｛ｍ−（ｎ_s ／（ｎ_s −１））｝ （ｍ＝１，２，３…） … (9) よって、(9) 式を満足する膜厚ｈの位相シフタと同材料
の膜を全面に形成すれば基板開口部と位相シフタ部の多
重反射の影響が同じになりそれぞれの透過光強度が等し
くなる。[Equation 1] Therefore, δ becomes δ = 4πhn _s / λ (6) according to Eq. (2), so δ of the light transmitted through the shifter whose phase is shifted by θ with respect to the opening where the shifter is not connected is (6) δθ the equation _{= (4πn s / λ) ·} λ / {2 (n s -1)} · θ / π = {2n s / (n s -1)} θ ... (7) substrate opening and the phase shifter portion In order to equalize the intensity of light transmitted through, the same material as the phase shifter is formed on the entire surface by the phase angle δθ. At this time, I _t / I _a expressed by the equation (5)
Since equal in substrate opening and the phase shifter portion, cos (δπ + δθ) = cos δθ ∴θ = {(n s -1) / 2n s} {m- (n s / (n s -1))} π (8) (6) (7) (8) From the equation, h = (λ / 4n _s ) {m− (n _s / (n _s −1))} (m = 1, 2, 3 ...) (9) Therefore, if a film of the same material as the phase shifter that satisfies the expression (9) is formed on the entire surface, the effects of multiple reflections of the substrate opening and the phase shifter will be the same, and the transmitted light intensity of each will be the same. Are equal.

【００２９】次に、位相シフタと同材料の膜を全面に形
成しないときのシフタ材料の屈折率の許容範囲について
考える。このとき、基板開口部と位相シフタ部を透過す
る光強度の差が基板開口部の光強度の１％以内が許容範
囲とすると、 ｜（Ｉ_s −Ｉ_q ）／Ｉ_q ）｜≦０．０１ … (10) (5)(10) 式よりNext, the allowable range of the refractive index of the shifter material when a film of the same material as the phase shifter is not formed on the entire surface will be considered. At this time, if the difference between the light intensities transmitted through the substrate opening and the phase shifter is within 1% of the light intensity in the substrate opening, the allowable range is | (I _s −I _q ) / I _q ) | ≦ 0. 01 ... (10) (5) From the equation (10)

【数２】 いま、位相シフタ膜厚の１８０°からのずれ量の許容範
囲が±１０°とすると １７０°≦δ≦１９０° … (12) 透明基板の屈折率ｎ_q は露光波長λにより一様に決まる
ので、(8)(9)式を同時に満足するシフタの屈折率ｎ_s が
シフタ基板界面での多重反射、シフタ膜厚の１８０°か
らのずれ量から見て望ましい値であり、このような屈折
率の値の材料を選ぶべきである。[Equation 2] Now, assuming that the allowable range of the shift amount of the phase shifter film thickness from 180 ° is ± 10 °, 170 ° ≦ δ ≦ 190 ° (12) Since the refractive index n _q of the transparent substrate is uniformly determined by the exposure wavelength λ. , The refractive index n _s of the shifter that simultaneously satisfies the expressions (8) and (9) is a desirable value in view of the multiple reflection at the interface of the shifter substrate and the shift amount of the shifter film thickness from 180 °. You should choose the material of the value of.

【００３０】[0030]

【実施例】以下、本発明（請求項１〜４）の実施例を図
面を参照して説明する。Embodiments of the present invention (claims 1 to 4) will be described below with reference to the drawings.

【００３１】（実施例１）図１は本発明の第１の実施例
に係わる位相シフトマスクの構造を示すもので、（ａ）
は平面図、（ｂ）（ｃ）は（ａ）の矢視Ａ−Ａ′断面図
である。まず、図１（ｂ）では、透明基板１上に遮光膜
パターン２が形成されている。透明基板１の材料として
は例えば石英、遮光膜２の材料としては例えば酸化クロ
ムなどがある。さらに、透明基板１上の開口部のある領
域に厚さｔ ｔ＝λ／２（ｎ_s −１）×φ／１８０ … (13) の位相シフタ３が形成されている。但し、λ：露光波
長、ｎ_s ：露光波長における位相シフタの屈折率、φ：
透明開口部101 を透過する光との位相差である。(Embodiment 1) FIG. 1 shows the structure of a phase shift mask according to the first embodiment of the present invention.
Is a plan view, and (b) and (c) are cross-sectional views taken along the line AA ′ of (a). First, in FIG. 1B, the light shielding film pattern 2 is formed on the transparent substrate 1. The material of the transparent substrate 1 is, for example, quartz, and the material of the light shielding film 2 is, for example, chromium oxide. Further, a phase shifter 3 having a thickness t t = λ / 2 (n _s −1) × φ / 180 (13) is formed on the transparent substrate 1 in a region having an opening. Here, λ: exposure wavelength, n _s : refractive index of phase shifter at exposure wavelength, φ:
This is the phase difference with the light that passes through the transparent opening 101.

【００３２】また、１つの開口部に形成される位相シフ
タ３の厚さは、その開口部の領域では同じものとして形
成される。位相シフタ３の材料としては、例えば液相成
長法，スパッタ法，塗布法若しくはＣＶＤ法で形成され
たＳｉＯ₂ 膜などが考えられる。Further, the thickness of the phase shifter 3 formed in one opening is the same in the area of the opening. As a material of the phase shifter 3, for example, a liquid phase growth method, a sputtering method, a coating method or a SiO ₂ film formed by a CVD method can be considered.

【００３３】いま、露光光をｉ線（λ＝３６５ｎｍ）、
位相シフタ材料を液相中で形成したＳｉＯ₂ 膜とする
と、位相シフタのｉ線波長での屈折率はｎ_s ＝１．４４
６であるから、位相シフタ３を透過する光と透明開口部
１０１を透過する光との位相差を１８０°としたい場合
は、（13）式より位相シフタ３の膜厚を４０９ｎｍとす
ればよいことが分かる。同様に、位相差を９０°とした
いときは膜厚が２０４．５ｎｍ、位相差を２７０°とし
たいときは膜厚が６１３．５ｎｍの位相シフタ３を形成
すればよいことが分かる。このとき、位相シフタ３の膜
厚誤差の許容範囲は所望の膜厚の±１０％以内である。Now, exposing light is i-line (λ = 365 nm),
If the phase shifter material is a SiO ₂ film formed in a liquid phase, the refractive index of the phase shifter at the i-line wavelength is n _s = 1.44.
Therefore, if it is desired to set the phase difference between the light passing through the phase shifter 3 and the light passing through the transparent opening 101 to 180 °, the film thickness of the phase shifter 3 should be set to 409 nm from the equation (13). I understand. Similarly, it can be seen that the phase shifter 3 having a film thickness of 204.5 nm can be formed when the phase difference is 90 °, and the phase shifter 3 having a film thickness of 613.5 nm can be formed when the phase difference is 270 °. At this time, the allowable range of the film thickness error of the phase shifter 3 is within ± 10% of the desired film thickness.

【００３４】このように従来のレベンソン型位相シフト
法は、０°と１８０°の位相だけで位相シフトマスクを
形成していたため、隣合うパターンの位相が異なる組み
合わせは（０°，１８０°）の１通りしかなく、そのた
め設計的に制約が大きなものであった。そこで、図１
（ｂ）のように新たに９０°，２７０°の位相シフタを
追加することで、隣合うパターンの位相が異なる組み合
わせは（０°，９０°）（０°，１８０°）（０°，２
７０°）（９０°，１８０°）（９０°，２７０°）
（１８０°，２７０°）の６通りとなり、設計的な制約
が大幅に緩和されることになる。As described above, in the conventional Levenson-type phase shift method, since the phase shift mask is formed only with the phases of 0 ° and 180 °, the combination in which the phases of adjacent patterns are different is (0 °, 180 °). There was only one way, so there were major design constraints. Therefore, in FIG.
By adding new phase shifters of 90 ° and 270 ° as shown in (b), a combination in which the phases of adjacent patterns are different is (0 °, 90 °) (0 °, 180 °) (0 °, 2
70 °) (90 °, 180 °) (90 °, 270 °)
There are six types (180 °, 270 °), which means that design constraints are greatly relaxed.

【００３５】また、図１（ｂ）では透明基板１上に位相
シフタ３を形成する例を示したが、位相シフタは図１
（ｃ）のように彫り込みによって形成してもよい。この
場合、彫り込み量は（13）式で表され、ｎ_s は露光波長
における透明基板の屈折率となることは言うまでもな
い。このとき、彫り込み量誤差の許容範囲は所望の彫り
込み量の±１０％以内である。1B shows an example in which the phase shifter 3 is formed on the transparent substrate 1, the phase shifter shown in FIG.
You may form by engraving like (c). In this case, it is needless to say that the engraving amount is expressed by the equation (13), and n _s is the refractive index of the transparent substrate at the exposure wavelength. At this time, the allowable range of the engraving amount error is within ± 10% of the desired engraving amount.

【００３６】以上述べたように、従来はレベンソン型位
相シフト法の効果を高めるため１８０°のシフタをライ
ン・アンド・スペースのような繰り返しのパターンに交
互に配置していたため設計的な制約が大きかったが、本
実施例のように、開口部にシフタを配置するとき、例え
ば０°，９０°，１８０°，２７０°のシフタを配置す
ることによって位相シフト法としての十分な効果が得ら
れ、さらには設計的な自由度が高くなる。As described above, conventionally, in order to enhance the effect of the Levenson-type phase shift method, 180 ° shifters are alternately arranged in a repetitive pattern such as a line-and-space method, so that there is a large design constraint. However, when the shifter is arranged in the opening as in the present embodiment, by arranging the shifters of 0 °, 90 °, 180 °, and 270 °, for example, a sufficient effect as the phase shift method can be obtained. Furthermore, the degree of freedom in design is increased.

【００３７】具体的な配置としては、高密度メモリ素子
のメモリセルアレイパターンのような周期的若しくは高
い解像性が要求されるパターン部分には（０°，１８０
°）の位相組み合わせ（相対位相差１８０°）を用い、
その他のパターンには隣合うパターンの位相が異なる組
み合わせが（０°，９０°），（０°，１８０°），
（０°，２７０°），（９０°，１８０°），（９０
°，２７０°），（１８０°，２７０°）（相対位相差
９０°若しくは１８０°）となるようにシフタを配置す
ることによって、セルアレイ部は高い解像力が得られ、
その他の部分は設計的な制約が緩和される。As a specific arrangement, (0 °, 180 °) is provided in a pattern portion which requires periodicity or high resolution, such as a memory cell array pattern of a high density memory device.
Phase combination (relative phase difference 180 °)
For other patterns, combinations of adjacent patterns with different phases (0 °, 90 °), (0 °, 180 °),
(0 °, 270 °), (90 °, 180 °), (90
, 270 °), (180 °, 270 °) (relative phase difference 90 ° or 180 °) so that the cell array section can obtain high resolution.
Other parts have relaxed design restrictions.

【００３８】（実施例２）図２は、本発明の第２の実施
例に係わる位相シフトマスクの製造工程を示す断面図で
ある。本実施例では、液相成長法を用いた位相シフトマ
スクの製造方法について説明する。(Embodiment 2) FIG. 2 is a sectional view showing a manufacturing process of a phase shift mask according to a second embodiment of the present invention. In this example, a method of manufacturing a phase shift mask using a liquid phase growth method will be described.

【００３９】まず、図２（ａ）に示すように、透明基板
１０上に遮光膜１１からなるパターンを形成する。透明
基板１０としては例えば石英基板、遮光膜１１としては
例えば厚さ１００ｎｍの酸化クロムなどを用いる。First, as shown in FIG. 2A, a pattern made of the light shielding film 11 is formed on the transparent substrate 10. The transparent substrate 10 is, for example, a quartz substrate, and the light shielding film 11 is, for example, 100 nm thick chromium oxide.

【００４０】次いで、図２（ｂ）に示すように、シフタ
を形成しない透明基板開口部１１０及び１８０°のシフ
タを形成する透明基板開口部１１２上にレジスト１２が
形成されるように、レジストをパターニングする。即
ち、位相を１８０°で除したときの小数部が０．４４以
上０．５５以下の位相シフタが形成される開口部を抜き
パターンとする。このレジストのパターニングには、電
子ビームを用いてもよいし光リソグラフィを用いてもか
まわない。Next, as shown in FIG. 2B, a resist is formed so that the resist 12 is formed on the transparent substrate opening 110 where the shifter is not formed and the transparent substrate opening 112 where the 180 ° shifter is formed. Pattern. That is, the opening portion where the phase shifter is formed in which the fractional part when the phase is divided by 180 ° is 0.44 or more and 0.55 or less is used as a blank pattern. The resist patterning may be performed by using an electron beam or optical lithography.

【００４１】次いで、酸化珪素が過飽和に溶解した液相
中に透明基板を浸し、図２（ｃ）に示すように、透明開
口部に酸化珪素膜１３を成長させる。このとき成長させ
る酸化珪素膜１３の膜厚は、位相シフタを透過した光と
透明基板を透過した光の位相差が９０°に近くなるよう
な膜厚とする。このとき、位相シフタの膜厚誤差の許容
範囲は所望の膜厚の±１０％以内である。いま、露光光
をｉ線（λ＝３６５ｎｍ）とすると、液相成長法を用い
て形成した酸化珪素のｉ線波長での屈折率はｎ_s ＝１．
４４６であるから、このとき形成する酸化珪素膜１３の
膜厚は２０４．５ｎｍに近い値となる。Then, the transparent substrate is dipped in a liquid phase in which silicon oxide is supersaturated and a silicon oxide film 13 is grown in the transparent opening as shown in FIG. 2 (c). The thickness of the silicon oxide film 13 grown at this time is such that the phase difference between the light transmitted through the phase shifter and the light transmitted through the transparent substrate is close to 90 °. At this time, the allowable range of the film thickness error of the phase shifter is within ± 10% of the desired film thickness. Now, assuming that the exposure light is i-line (λ = 365 nm), the refractive index at the i-line wavelength of silicon oxide formed by the liquid phase growth method is n _s = 1.
Since it is 446, the film thickness of the silicon oxide film 13 formed at this time has a value close to 204.5 nm.

【００４２】次いで、図２（ｄ）に示すように、レジス
ト１２をＳＨ法やアッシャー法などを用いて剥離する。
次いで、図２（ｅ）に示すように、シフタを形成しない
透明基板開口部１１０及び９０°のシフタを形成する透
明基板開口部１１１上にレジスト１４が形成されるよう
に、レジストをパターニングする。即ち、位相を１８０
°で除したときの値ａ_i が０．９４＜ａ_i となる位相シ
フタが形成される開口部を抜きパターンとする。このレ
ジストのパターニングには、電子ビームを用いてもよい
し光リソグラフィを用いてもかまわない。Next, as shown in FIG. 2D, the resist 12 is peeled off by using the SH method or the asher method.
Next, as shown in FIG. 2E, the resist is patterned so that the resist 14 is formed on the transparent substrate opening 110 where the shifter is not formed and the transparent substrate opening 111 where the 90 ° shifter is formed. That is, the phase is 180
An opening in which a phase shifter is formed such that the value a _i when divided by ° is 0.94 <a _i is used as a blank pattern. The resist patterning may be performed by using an electron beam or optical lithography.

【００４３】次いで、酸化珪素が過飽和に溶解した液相
中に透明基板を浸し、図２（ｆ）に示すように、透明開
口部に酸化珪素膜１５を成長させる。このとき成長させ
る酸化珪素膜１５の膜厚は、位相シフタを透過した光と
透明基板を透過した光の位相差が１８０°近くなるよう
な膜厚とする。このとき、位相シフタの膜厚誤差の許容
範囲は所望の膜厚の±１０％以内である。いま、露光光
をｉ線（λ＝３６５ｎｍ）とすると、液相成長法を用い
て形成した酸化珪素のｉ線波長での屈折率はｎ_s ＝１．
４４６であるから、このとき形成する酸化珪素膜の膜厚
は４０９ｎｍに近い値となる。次いで、図２（ｇ）に示
すように、レジストをＳＨ法やアッシャー法などを用い
て剥離する。Then, the transparent substrate is dipped in a liquid phase in which silicon oxide is supersaturated and a silicon oxide film 15 is grown in the transparent opening as shown in FIG. 2 (f). The thickness of the silicon oxide film 15 grown at this time is such that the phase difference between the light transmitted through the phase shifter and the light transmitted through the transparent substrate is close to 180 °. At this time, the allowable range of the film thickness error of the phase shifter is within ± 10% of the desired film thickness. Now, assuming that the exposure light is i-line (λ = 365 nm), the refractive index at the i-line wavelength of silicon oxide formed by the liquid phase growth method is n _s = 1.
Since it is 446, the film thickness of the silicon oxide film formed at this time has a value close to 409 nm. Next, as shown in FIG. 2G, the resist is peeled off by using the SH method or the asher method.

【００４４】これにより、第１回目の酸化珪素膜１３の
成長で基板開口部１１１に膜厚２０４．５ｎｍの位相シ
フタ（９０°）が形成され、第２回目の酸化珪素膜１５
の成長で基板開口部１１２に膜厚４０９ｎｍの位相シフ
タ（１８０°）が形成され、第１回及び第２回目の酸化
珪素膜１３，１５の成長で基板開口部１１３に膜厚６１
３．５ｎｍの位相シフタ（２７０°）が形成されること
になる。As a result, a 204.5 nm-thickness phase shifter (90 °) is formed in the substrate opening 111 by the first growth of the silicon oxide film 13 and the second silicon oxide film 15 is formed.
The phase shifter (180 °) having a film thickness of 409 nm is formed in the substrate opening portion 112 by the growth of the film, and the film thickness 61 is formed in the substrate opening portion 113 by the growth of the first and second silicon oxide films 13 and 15.
A 3.5 nm phase shifter (270 °) will be formed.

【００４５】以上説明したように本実施例の位相シフト
マスク製造方法を用いると、位相シフタの膜厚として９
０°，１８０°，２７０°の３種類が存在するが、遮光
膜パターン形成後のマスク上のレジストパターニングは
２回で済み、マスク製造工程の短縮化がはかれる。さら
に、９０°の位相シフタ（即ち薄い膜厚の位相シフタ）
から先に形成しているため、マスク上の２回目のレジス
トパターニングの際（図２（ｅ））、下地の段差（位相
シフタと遮光膜の段差）の影響を最小限に抑えることが
できる。As described above, when the phase shift mask manufacturing method of this embodiment is used, the film thickness of the phase shifter is 9
There are three types, 0 °, 180 °, and 270 °, but the resist patterning on the mask after the formation of the light-shielding film pattern only needs to be performed twice, and the mask manufacturing process can be shortened. Furthermore, a 90 ° phase shifter (that is, a thin film thickness phase shifter)
Since it is formed first, it is possible to minimize the influence of the step of the underlying layer (step between the phase shifter and the light shielding film) at the time of the second resist patterning on the mask (FIG. 2E).

【００４６】（実施例３）図３は、本発明の第３の実施
例に係わる位相シフトマスクの製造工程を示す断面図で
ある。本実施例では、液体の酸化珪素膜を塗布する方法
（例えばＳＯＧなど）やスパッタ法、ＣＶＤ法を用いた
位相シフトマスクの製造方法について説明する。(Embodiment 3) FIG. 3 is a sectional view showing a manufacturing process of a phase shift mask according to a third embodiment of the present invention. In this embodiment, a method of applying a liquid silicon oxide film (for example, SOG), a method of manufacturing a phase shift mask using a sputtering method, and a CVD method will be described.

【００４７】まず、図３（ａ）に示すように、透明基板
１６上に遮光膜１７からなるパターンを形成する。透明
基板１６としては例えば石英基板、遮光膜１７としては
例えば厚さ１００ｎｍの酸化クロムなどを用いる。First, as shown in FIG. 3A, a pattern made of the light shielding film 17 is formed on the transparent substrate 16. The transparent substrate 16 is, for example, a quartz substrate, and the light shielding film 17 is, for example, 100 nm thick chromium oxide.

【００４８】次いで、液体の酸化珪素膜を塗布する方法
（例えばＳＯＧなど）やスパッタ法，ＣＶＤ法を用い
て、図３（ｂ）に示すように、酸化珪素膜１８をマスク
全面に形成する。このとき形成する酸化珪素膜１８の膜
厚は、位相シフタを透過した光と透明基板を透過した光
の位相差が９０°に近くなるような膜厚とする。このと
き、位相シフタの膜厚誤差の許容範囲は所望の膜厚の±
１０％以内である。いま、露光光をｉ線（λ＝３６５ｎ
ｍ）とすると、ＣＶＤ法を用いて形成した酸化珪素のｉ
線波長での屈折率はｎ_s ＝１．４４６であるから、この
とき形成する酸化珪素膜１８の膜厚は２０４．５ｎｍに
近い値となる。Next, as shown in FIG. 3B, a silicon oxide film 18 is formed on the entire surface of the mask by a method of applying a liquid silicon oxide film (eg, SOG), a sputtering method, or a CVD method. The thickness of the silicon oxide film 18 formed at this time is such that the phase difference between the light transmitted through the phase shifter and the light transmitted through the transparent substrate is close to 90 °. At this time, the allowable range of the thickness error of the phase shifter is ±
It is within 10%. Now, let the exposure light be i-line (λ = 365n
m), i of silicon oxide formed by the CVD method
Since the refractive index at the linear wavelength is n _s = 1.446, the film thickness of the silicon oxide film 18 formed at this time has a value close to 204.5 nm.

【００４９】次いで、図３（ｃ）に示すように、９０°
のシフタを形成する透明基板開口部１１７及び２７０°
のシフタを形成する透明基板開口部１１９上にレジスト
１９が形成されるように、レジストをパターニングす
る。即ち、位相を１８０°で除したときの小数部が０．
４４以上０．５５以下の位相シフタが形成される開口部
を抜きパターンとする。このレジストのパターニングに
は、電子ビームを用いてもよいし光リソグラフィを用い
てもかまわない。Then, as shown in FIG. 3C, 90 °
Transparent substrate opening 117 and 270 ° forming the shifter of
The resist is patterned so that the resist 19 is formed on the transparent substrate opening 119 forming the shifter. That is, the fractional part when the phase is divided by 180 ° is 0.
An opening in which a phase shifter of 44 or more and 0.55 or less is formed is used as a blank pattern. The resist patterning may be performed by using an electron beam or optical lithography.

【００５０】次いで、図３（ｄ）に示すように、シフタ
を形成しない透明基板開口部１１６及び１８０°のシフ
タを形成する透明基板開口部１１８上の酸化珪素膜をエ
ッチングにより除去する。このエッチングは等方性、異
方性いずれの方法を用いてもかまわない。Next, as shown in FIG. 3D, the silicon oxide film on the transparent substrate opening 116 where the shifter is not formed and the transparent substrate opening 118 where the shifter of 180 ° is formed is removed by etching. This etching may use either an isotropic method or an anisotropic method.

【００５１】次いで、液体の酸化珪素膜を塗布する方法
（例えばＳＯＧなど）やスパッタ法，ＣＶＤ法を用い
て、図３（ｅ）に示すように、酸化珪素膜２０をマスク
全面に形成する。このとき形成する酸化珪素膜２０の膜
厚は、位相シフタを透過した光と透明基板を透過した光
の位相差が１８０°に近くなるような膜厚とする。この
とき、位相シフタの膜厚誤差の許容範囲は所望の膜厚の
±１０％以内である。いま、露光光をｉ線（λ＝３６５
ｎｍ）とすると、ＣＶＤ法を用いて形成した酸化珪素の
ｉ線波長での屈折率はｎ_s ＝１．４４６であるから、こ
のとき形成する酸化珪素膜２０の膜厚は４０９ｎｍに近
い値となる。Next, as shown in FIG. 3E, a silicon oxide film 20 is formed on the entire surface of the mask by a method of applying a liquid silicon oxide film (eg, SOG), a sputtering method, or a CVD method. The thickness of the silicon oxide film 20 formed at this time is such that the phase difference between the light transmitted through the phase shifter and the light transmitted through the transparent substrate is close to 180 °. At this time, the allowable range of the film thickness error of the phase shifter is within ± 10% of the desired film thickness. Now, let the exposure light be i-line (λ = 365
nm), the refractive index at the i-line wavelength of silicon oxide formed by the CVD method is n _s = 1.446. Therefore, the film thickness of the silicon oxide film 20 formed at this time is close to 409 nm. Become.

【００５２】次いで、図３（ｆ）に示すように、１８０
°のシフタ形成する透明基板開口部１１８及び２７０°
のシフタを形成する透明基板開口部１１９上にレジスト
２１が形成されるように、レジストをパターニングす
る。即ち、位相を１８０°で除したときの値ａ_i が０．
９４＜ａ_i となる位相シフタが形成される開口部を抜き
パターンとする。このレジストのパターニングには、電
子ビームを用いてもよいし光リソグラフィを用いてもか
まわない。Then, as shown in FIG.
Shifter forming transparent substrate openings 118 and 270 °
The resist is patterned so that the resist 21 is formed on the transparent substrate opening 119 that forms the shifter. That is, the value a _i when the phase is divided by 180 ° is 0.
The opening in which the phase shifter with 94 <a _i is formed is used as a blank pattern. The resist patterning may be performed by using an electron beam or optical lithography.

【００５３】次いで、図３（ｇ）に示すように、シフタ
を形成しない透明基板開口部１１６及び９０°のシフタ
を形成する透明基板開口部１１７上の酸化珪素膜をエッ
チングにより除去する。このエッチングは等方性、異方
性いずれの方法を用いてもかまわない。その後、レジス
トをＳＨ法やアッシャー法などを用いて剥離する。Next, as shown in FIG. 3G, the silicon oxide film on the transparent substrate opening 116 where the shifter is not formed and the transparent substrate opening 117 where the shifter of 90 ° is formed is removed by etching. This etching may use either an isotropic method or an anisotropic method. After that, the resist is peeled off by using the SH method or the asher method.

【００５４】このような実施例であっても、遮光膜パタ
ーン形成後のマスク上のレジストパターニングは２回行
うだけで、位相シフタの膜厚として９０°，１８０°，
２７０°の３種類を形成することができ、第２の実施例
と同様の効果が得られる。Even in such an embodiment, the resist patterning on the mask after forming the light-shielding film pattern is performed only twice, and the film thickness of the phase shifter is 90 °, 180 °,
Three kinds of 270 ° can be formed, and the same effect as the second embodiment can be obtained.

【００５５】（実施例４）図４は、本発明の第４の実施
例に係わる位相シフトマスクの製造方法を示す断面図で
ある。本実施例では、エッチング法を用いた位相シフト
マスクの製造方法について説明する。(Embodiment 4) FIG. 4 is a sectional view showing a method of manufacturing a phase shift mask according to a fourth embodiment of the present invention. In this example, a method for manufacturing a phase shift mask using an etching method will be described.

【００５６】まず、図４（ａ）に示すように、透明基板
２６上に遮光膜２７からなるパターンを形成する。透明
基板２６としては例えば石英基板、遮光膜２７としては
例えば厚さ１００ｎｍの酸化クロムなどを用いる。First, as shown in FIG. 4A, a pattern made of the light shielding film 27 is formed on the transparent substrate 26. As the transparent substrate 26, for example, a quartz substrate is used, and as the light shielding film 27, for example, 100 nm-thick chromium oxide is used.

【００５７】次いで、図４（ｂ）に示すように、シフタ
を形成しない透明基板開口部１２０及び１８０°のシフ
タを形成する透明基板開口部１２２上にレジスト２８が
形成されるように、レジストをパターニングする。この
レジストのパターニングには、電子ビームを用いてもよ
いし光リソグラフィを用いてもかまわない。即ち、位相
を１８０°で除したときの小数部が０．４４以上０．５
５以下の位相シフタが形成される開口部を抜きパターン
とする。Next, as shown in FIG. 4B, a resist is formed so that the resist 28 is formed on the transparent substrate opening 120 where the shifter is not formed and the transparent substrate opening 122 where the shifter of 180 ° is formed. Pattern. The resist patterning may be performed by using an electron beam or optical lithography. That is, the fractional part when the phase is divided by 180 ° is 0.44 or more and 0.5
An opening in which a phase shifter of 5 or less is formed is used as a blank pattern.

【００５８】次いで、図４（ｃ）に示すように、透明基
板２６をエッチングによって彫り込む。このエッチング
は等方性、異方性いずれの方式を用いてもかまわない。
このときエッチングで彫り込む深さは、彫り込み部を透
過した光と透明基板２６を透過した光の位相差が９０°
に近くなるような膜厚とする。このとき、彫り込む深さ
の許容範囲は所望の彫り込み量の±１０％以内である。
いま、露光光をｉ線（λ＝３６５ｎｍ）、透明基板２６
を石英とすると、石英のｉ線波長での屈折率はｎ_s ＝
１．４４６であるから、このとき掘り込む深さは２０
４．５ｎｍに近い値となる。その後、図４（ｄ）に示す
ように、レジスト２８をＳＨ法やアッシャー法などを用
いて剥離する。Next, as shown in FIG. 4C, the transparent substrate 26 is engraved by etching. This etching may be either isotropic or anisotropic.
At this time, the etching depth is such that the phase difference between the light transmitted through the carved portion and the light transmitted through the transparent substrate 26 is 90 °.
The film thickness should be close to At this time, the allowable range of the engraving depth is within ± 10% of the desired engraving amount.
Now, exposing light to the i-line (λ = 365 nm), the transparent substrate 26
Is quartz, the refractive index of quartz at the i-line wavelength is n _s =
Since it is 1.446, the depth to be dug at this time is 20
The value is close to 4.5 nm. After that, as shown in FIG. 4D, the resist 28 is peeled off by using the SH method or the asher method.

【００５９】次いで、図４（ｅ）に示すように、シフタ
を形成しない透明基板開口部１２０及び９０°のシフタ
を形成する透明基板開口部１２１上にレジスト２９が形
成されるように、レジストをパターニングする。即ち、
位相を１８０°で除したときの値ａ_i が０．９４＜ａ_i
となる位相シフタが形成される開口部を抜きパターンと
する。このレジストのパターニングには、電子ビームを
用いてもよいし光リソグラフィを用いてもかまわない。Then, as shown in FIG. 4E, a resist is formed so that the resist 29 is formed on the transparent substrate opening 120 where the shifter is not formed and the transparent substrate opening 121 where the 90 ° shifter is formed. Pattern. That is,
The value a _i when the phase is divided by 180 ° is 0.94 <a _i
The opening in which the phase shifter is formed is defined as a blank pattern. The resist patterning may be performed by using an electron beam or optical lithography.

【００６０】次いで、図４（ｆ）に示すように、透明基
板２６をエッチングによって彫り込む。このエッチング
には、等方性，異方性いずれの方法を用いてもかまわな
い。このときエッチングで彫り込む深さは、彫り込み部
を透過した光と透明基板２６を透過した光の位相差が１
８０°に近くなるような膜厚とする。このとき、彫り込
む深さの許容範囲は所望の彫り込み量の±１０％以内で
ある。いま、露光光をｉ線（λ＝３６５ｎｍ）、透明基
板２６を石英とすると、石英のｉ線波長での屈折率はｎ
_s ＝１．４４６であるから、このとき掘り込む深さは４
０９ｎｍに近い値となる。その後、図４（ｇ）に示すよ
うに、レジスト２９をＳＨ法やアッシャー法などを用い
て剥離する。Next, as shown in FIG. 4F, the transparent substrate 26 is engraved by etching. For this etching, either an isotropic method or an anisotropic method may be used. At this time, the etching depth is such that the phase difference between the light transmitted through the carved portion and the light transmitted through the transparent substrate 26 is 1
The film thickness should be close to 80 °. At this time, the allowable range of the engraving depth is within ± 10% of the desired engraving amount. If the exposure light is i-line (λ = 365 nm) and the transparent substrate 26 is quartz, the refractive index of quartz at the i-line wavelength is n.
_{Since s} = 1.446, the depth to be dug at this time is 4
The value is close to 09 nm. Then, as shown in FIG. 4G, the resist 29 is peeled off by using the SH method or the asher method.

【００６１】これにより、第１回目のエッチングで基板
開口部１２１に掘り込み深さ２０４．５ｎｍの位相シフ
タ（９０°）が形成され、第２回目のエッチングで基板
開口部１２２に掘り込み深さ４０９ｎｍの位相シフタ
（１８０°）が形成され、第１回及び第２回目のエッチ
ングで基板開口部１２３に掘り込み深さ６１３．５ｎｍ
の位相シフタ（２７０°）が形成されることになる。As a result, a phase shifter (90 °) having a digging depth of 204.5 nm is formed in the substrate opening 121 in the first etching, and a digging depth in the substrate opening 122 is formed in the second etching. A 409 nm phase shifter (180 °) is formed, and a depth of 613.5 nm is dug into the substrate opening 123 by the first and second etchings.
The phase shifter (270 °) is formed.

【００６２】以上説明したように本実施例の位相シフト
マスク製造方法を用いると、位相シフタの膜厚として９
０°，１８０°，２７０°の３種類が存在するが、遮光
膜パターン形成後のマスク上のレジストパターニングは
２回ですみ、マスク製造工程の短縮化がはかれる。さら
に９０°の位相シフタ（即ち彫り込みの浅い位相シフ
タ）から先に形成しているため、マスク上の２回目のレ
ジストパターニングの際（図４（ｅ））、下地の段差
（位相シフタと遮光膜の段差）の影響を最小限に抑える
ことができる。As described above, when the phase shift mask manufacturing method of this embodiment is used, the film thickness of the phase shifter is 9
There are three types, 0 °, 180 °, and 270 °, but the resist patterning on the mask after forming the light-shielding film pattern only needs to be performed twice, and the mask manufacturing process can be shortened. Further, since the 90 ° phase shifter (that is, the shallowly engraved phase shifter) is formed first, when the second resist patterning on the mask is performed (FIG. 4E), the underlying step (the phase shifter and the light shielding film) is formed. It is possible to minimize the effect of the step).

【００６３】（実施例５）図５は、本発明の第５の実施
例に係わる位相シフトマスクの位相シフタの配置例を示
す平面図である。なお、比較のために従来の位相シフタ
の配置例を図６に示す。各図とも周期的なパターンから
なるセルアレイ領域と、非周期的なパターンからなるセ
ンスアンプ領域を点線で囲んである。(Embodiment 5) FIG. 5 is a plan view showing an arrangement example of phase shifters of a phase shift mask according to a fifth embodiment of the present invention. For comparison, FIG. 6 shows an arrangement example of the conventional phase shifter. In each drawing, a cell array region having a periodic pattern and a sense amplifier region having an aperiodic pattern are surrounded by dotted lines.

【００６４】図６に示す従来例では、０°，１８０°の
位相のみで開口部にシフタを配置している。セルアレイ
部のような周期的なパターンの部分では１８０°に対す
る膜厚のシフタがあれば、隣合う開口部を透過する光の
位相が異なるように配置できる。しかし、セルアレイ部
からの導出部（ここではセンスアンプ部を例にあげてい
る）では、隣合う開口部を透過する光の位相が同位相と
なる部分（図中のｐ，ｑ）が存在する。これらの部分で
は位相シフト法の効果が著しく低下するため、寸法を大
きくしたり、隣合う開口部を透過する光の位相が異なる
ようにパターンを書き換える必要がある。このため、０
°，１８０°の位相のみで開口部にシフタを配置する場
合は設計的に制約が大きいと言える。In the conventional example shown in FIG. 6, the shifters are arranged in the openings only at the phases of 0 ° and 180 °. If there is a shifter having a film thickness of 180 ° in a periodic pattern portion such as a cell array portion, it is possible to arrange the light beams passing through the adjacent openings so that the phases thereof are different from each other. However, in the derivation section from the cell array section (here, the sense amplifier section is taken as an example), there is a section (p, q in the figure) in which the phases of the light transmitted through the adjacent openings are the same. . Since the effect of the phase shift method is remarkably reduced in these portions, it is necessary to increase the size and rewrite the pattern so that the phases of the lights passing through the adjacent openings are different. Therefore, 0
It can be said that there is a large design constraint when the shifter is arranged in the opening with only the phases of 180 ° and 180 °.

【００６５】これに対し図５に示す本実施例では、０
°，１８０°の位相の他に、９０°，２７０°の位相シ
フタを用いた場合のシフタの配置例を示している。この
ように０°，９０°，１８０°，２７０°の４種類の位
相を用いた場合、隣合う開口部を透過する光の位相を異
ならせようとすると、位相差は９０°若しくは１８０°
となる。前記図１７でも分かるように隣合う開口部を透
過する光の位相差は１８０°の方が解像力が高いので、
セルアレイ部のような単純な繰り返しパターンの部分で
は、０°，１８０°，０°，１８０°…とシフタを配置
することが望ましい。それは、例えばＤＲＡＭのセル部
分はトレンチやスタックといった３次元構造をとること
が多く、その分高い解像力が要求されるからである。On the other hand, in this embodiment shown in FIG.
An example of arrangement of shifters in the case of using 90 ° and 270 ° phase shifters in addition to 90 ° and 180 ° phases is shown. When four kinds of phases of 0 °, 90 °, 180 °, and 270 ° are used in this way, when trying to make the phases of lights passing through the adjacent openings different from each other, the phase difference is 90 ° or 180 °.
Becomes As can be seen from FIG. 17, since the phase difference of the light transmitted through the adjacent openings is 180 °, the resolution is higher,
It is desirable to arrange shifters such as 0 °, 180 °, 0 °, 180 ° ... In a simple repeating pattern portion such as a cell array portion. This is because, for example, the cell portion of a DRAM often has a three-dimensional structure such as a trench or a stack, and a high resolution is required accordingly.

【００６６】さらに本実施例では、センスアンプ部にお
いて従来では隣合う開口部を透過する光の位相が同相と
なる部分において、９０°，２７０°といった位相を設
けている。この配置方法によって、センスアンプ部分に
おいても隣合う開口部を透過した光の位相が異なるよう
になり、位相シフト法の効果を持たせることができる。
従って、従来の位相シフト法のように隣合う開口部を透
過する光の位相が同じになる部分が少なくなり、これら
の部分の寸法を大きくしたり、隣合う開口部を透過する
光の位相が異なるようにパターンを書き換えるといった
設計的な制約が小さくなる。Further, in the present embodiment, in the conventional sense amplifier section, phases such as 90 ° and 270 ° are provided in the portions where the phases of the lights passing through the adjacent openings are in phase. According to this arrangement method, the phases of the light transmitted through the adjacent openings are different even in the sense amplifier portion, and the effect of the phase shift method can be provided.
Therefore, as in the conventional phase shift method, there are few portions where the phase of the light passing through the adjacent openings becomes the same, and the size of these portions is increased or the phase of the light passing through the adjacent openings is reduced. Design restrictions such as rewriting patterns differently are reduced.

【００６７】（実施例６）図７は、本発明の第６の実施
例に係わる位相シフトマスクの位相シフタ配置例を示す
平面図である。図７（ａ）は従来例であり、０°，１８
０°の位相のみで開口部にシフタを配置している。この
ように従来のレベンソン型位相シフト法は、０°，１８
０°の位相の組み合わせだけで位相シフトマスクを形成
していたため、隣合うパターンの位相が異なる組み合わ
せは（０°，１８０°）の１通りしかなく、そのため図
７（ａ）のパターンｓ，ｑには０°，１８０°のいずれ
の位相を配置しても隣合うパターンの位相が等しくなっ
てしまう。このため、この部分で位相シフト法の効果が
著しく低減してしまう。(Embodiment 6) FIG. 7 is a plan view showing an example of arrangement of phase shifters of a phase shift mask according to a sixth embodiment of the present invention. FIG. 7A shows a conventional example, which is 0 °, 18
The shifter is arranged in the opening with only the phase of 0 °. As described above, the conventional Levenson-type phase shift method uses 0 °, 18
Since the phase shift mask is formed only by the combination of the phases of 0 °, there is only one combination (0 °, 180 °) in which the phases of the adjacent patterns are different. Therefore, the patterns s and q of FIG. In both cases, the phases of adjacent patterns will be the same regardless of whether the phase is 0 ° or 180 °. Therefore, the effect of the phase shift method is significantly reduced in this portion.

【００６８】そこで本実施例では図７（ｂ）のように、
パターンｓ，ｑに新たに９０°，２７０°の位相シフタ
を組み合わせる。これによって、隣合うパターンの位相
が異なる組み合わせは（０°，９０°），（０°，１８
０°），（０°，２７０°），（９０°，１８０°），
（９０°，２７０°），（１８０°，２７０°）の６通
りとなり、隣合うパターンの位相が異なるようになり位
相シフト法としての効果が生じてくる。Therefore, in this embodiment, as shown in FIG.
Phase shifters of 90 ° and 270 ° are newly combined with the patterns s and q. As a result, the combinations in which the phases of the adjacent patterns are different are (0 °, 90 °), (0 °, 18
0 °), (0 °, 270 °), (90 °, 180 °),
There are 6 patterns of (90 °, 270 °) and (180 °, 270 °), the phases of adjacent patterns are different, and the effect as the phase shift method occurs.

【００６９】（実施例７）図８は、本発明の第７の実施
例に係わる位相シフトマスクの位相シフタ配置例を示す
平面図である。この実施例では、隣接する開口部を透過
した光の相対位相差が１８０°に近くなるように位相シ
フタを配置した任意の２本の平行な開口部分で囲まれた
領域（図中の点線内の領域Ｄ_A ）に、前記２本の囲む開
口部分に沿う方向に開口部分が形成されている。さら
に、前記２本の囲む開口部分に沿う方向に垂直な任意の
断面（Ａ−Ａ′断面）における開口部の本数は偶数（図
では２本）である。この場合、隣合う開口部を透過した
光の相対位相を１８０°に近くなるように位相シフタを
配置する。(Embodiment 7) FIG. 8 is a plan view showing an arrangement example of phase shifters of a phase shift mask according to a seventh embodiment of the present invention. In this embodiment, a region surrounded by any two parallel apertures (indicated by a dotted line in the figure) in which phase shifters are arranged so that the relative phase difference of light transmitted through adjacent apertures is close to 180 °. Area D _A ), an opening portion is formed in a direction along the two surrounding opening portions. Further, the number of openings in an arbitrary section (section AA ') perpendicular to the direction along the two surrounding openings is an even number (two in the figure). In this case, the phase shifter is arranged so that the relative phase of the light transmitted through the adjacent openings is close to 180 °.

【００７０】このように配置することによって、隣合う
開口部を透過した光の相対位相は常に１８０°に近くな
るようになり位相シフト法としての効果が十分に発揮さ
れ、本マスクを用いて形成されたパターンには高い解像
力が得られるようになる。By arranging in this way, the relative phase of the light transmitted through the adjacent openings is always close to 180 °, and the effect of the phase shift method is sufficiently exerted. A high resolution can be obtained for the formed pattern.

【００７１】（実施例８）図９は、本発明の第８の実施
例に係わる位相シフトマスクの位相シフタ配置例を示す
平面図である。この実施例では、隣接する開口部を透過
した光の相対位相差が１８０°に近くなるように位相シ
フタを配置した任意の２本の平行な開口部分で囲まれた
領域（図中の点線内の領域Ｄ_B ）に、前記２本の囲む開
口部分に沿う方向に開口部分が形成されている。さら
に、前記２本の囲む開口部分に沿う方向に垂直な任意の
断面（Ｂ−Ｂ′断面）における開口部の本数は偶数（図
では３本）である。この場合、隣合う開口部を透過した
光の相対位相を９０°に近くなるように位相シフタを配
置する。(Embodiment 8) FIG. 9 is a plan view showing an example of arrangement of phase shifters of a phase shift mask according to an eighth embodiment of the present invention. In this embodiment, a region surrounded by any two parallel apertures (indicated by a dotted line in the figure) in which phase shifters are arranged so that the relative phase difference of light transmitted through adjacent apertures is close to 180 °. Area D _B ), an opening portion is formed in a direction along the two surrounding opening portions. Further, the number of openings in any cross section (BB 'cross section) perpendicular to the direction along the two surrounding openings is an even number (three in the figure). In this case, the phase shifter is arranged so that the relative phase of the light transmitted through the adjacent openings is close to 90 °.

【００７２】このように配置することによって、隣合う
開口部を透過した光の相対位相は常に９０°に近くなる
ようになり位相シフト法としての効果が十分に発揮さ
れ、本マスクを用いて形成されたパターンには高い解像
力が得られるようになる。By arranging in this way, the relative phase of the light transmitted through the adjacent openings is always close to 90 °, and the effect as the phase shift method is sufficiently exhibited. A high resolution can be obtained for the formed pattern.

【００７３】（実施例９）図１０は、本発明の第９の実
施例に係わる位相シフトマスクの位相シフタ配置例を示
す平面図である。この実施例では、隣接する開口部を透
過した光の相対位相差が１８０°に近くなるように位相
シフタを配置した任意の２本の平行な開口部分で囲まれ
た領域（図中の点線内の領域Ｄ_C ）に、前記２本の囲む
開口部分に沿う方向に開口部分が形成されている。さら
に、前記２本の囲む開口部分に沿う方向に垂直な任意の
断面における開口部の本数は偶数の場合と奇数の場合が
混在している。即ち、Ｃ１−Ｃ１′断面では偶数（図で
は２本）、Ｃ２−Ｃ２′断面、Ｃ３−Ｃ３′断面では奇
数（図ではそれぞれ１本と３本）である。(Embodiment 9) FIG. 10 is a plan view showing an arrangement example of phase shifters of a phase shift mask according to a ninth embodiment of the present invention. In this embodiment, a region surrounded by any two parallel apertures (indicated by a dotted line in the figure) in which phase shifters are arranged so that the relative phase difference of light transmitted through adjacent apertures is close to 180 °. Area D _C ), an opening portion is formed in a direction along the two surrounding opening portions. Furthermore, the number of openings in an arbitrary cross section perpendicular to the direction along the two surrounding openings is even and odd. That is, the C1-C1 'section has an even number (two in the figure), the C2-C2' section, and the C3-C3 'section has an odd number (one and three in the figure).

【００７４】このように偶数箇所が１つ、奇数箇所が複
数の場合、まず偶数の部分の隣接した開口部を透過した
光の相対位相を１８０°に近くなるようにし（即ちＣ１
−Ｃ１′断面においてＱ１を１８０°、Ｒ１を０°に近
い値とし）、次にそれ以外の開口部分においては隣接す
る開口部を透過した光の相対位相を９０°に近くなるよ
うに（即ちＣ２−Ｃ２′断面、Ｃ３−Ｃ３′断面におい
てＰ１を９０°若しくは２７０°に近い値と）する。When there is one even-numbered portion and a plurality of odd-numbered portions, the relative phase of the light transmitted through the adjacent openings of the even-numbered portions is first set to be close to 180 ° (that is, C1).
In the −C1 ′ cross section, Q1 is set to 180 ° and R1 is set to a value close to 0 °, and then, in the other opening portions, the relative phase of the light transmitted through the adjacent opening portions is made close to 90 ° (that is, P1 is set to 90 ° or a value close to 270 ° in the C2-C2 ′ cross section and the C3-C3 ′ cross section.

【００７５】このように配置することによって、隣合う
開口部を透過した光の相対位相は常に１８０°若しくは
９０°に近くなるようになり位相シフト法としての効果
が十分に発揮され、本マスクを用いて形成されたパター
ンには高い解像力が得られるようになる。By arranging in this way, the relative phase of the light transmitted through the adjacent openings is always close to 180 ° or 90 °, and the effect of the phase shift method is sufficiently exerted, and the present mask is used. A high resolution can be obtained for the pattern formed by using the pattern.

【００７６】（実施例１０）図１１は、本発明の第１０
の実施例に係わる位相シフトマスクの位相シフタ配置例
を示す平面図である。この実施例では、隣接する開口部
を透過した光の相対位相差が１８０°に近くなるように
位相シフタを配置した任意の２本の平行な開口部分で囲
まれた領域（図中の点線内の領域Ｄ_D ）に、前記２本の
囲む開口部分に沿う方向に開口部分が形成されている。
さらに、前記２本の囲む開口部分に沿う方向に垂直な任
意の断面における開口部の本数は偶数の場合と奇数の場
合が混在している。即ちＤ１−Ｄ１′断面、Ｄ２−Ｄ
２′断面では偶数（図では２本）、Ｄ３−Ｄ３′断面で
は奇数（図では３本）である。(Embodiment 10) FIG. 11 shows a tenth embodiment of the present invention.
6 is a plan view showing an example of arrangement of phase shifters of the phase shift mask according to the example of FIG. In this embodiment, a region surrounded by any two parallel apertures (indicated by a dotted line in the figure) in which phase shifters are arranged so that the relative phase difference of light transmitted through adjacent apertures is close to 180 °. Area D _D ), an opening portion is formed in a direction along the two surrounding opening portions.
Furthermore, the number of openings in an arbitrary cross section perpendicular to the direction along the two surrounding openings is even and odd. That is, D1-D1 'cross section, D2-D
It is even (2 in the figure) in the 2'section and odd (3 in the figure) in the D3-D3 'section.

【００７７】このように奇数箇所が１つ、偶数箇所が複
数の場合、まず複数ある偶数の部分（図ではＤ１−Ｄ
１′断面とＤ２−Ｄ２′断面）のうち、どちらか一つ
（図ではＤ１−Ｄ１′断面とする）において隣接した開
口部を透過した光の相対位相を１８０°に近くなるよう
にする（即ちＤ１−Ｄ１′断面においてＱ２を１８０
°、Ｒ２を０°に近い値とする）。次にそれ以外の偶数
の部分（図ではＤ２−Ｄ２′断面）において隣接した開
口部を透過した光の相対位相を１８０°に近くなるよう
にする（即ちＤ２−Ｄ２′断面においてＰ２を１８０°
に近い値とする）。このとき、Ｐ２−Ｑ２間の相対位相
差は０°となり、この部分において位相シフト法の効果
が得られなくなる。そこで、Ｐ２若しくはＱ２のいずれ
かを９０°若しくは２７０°に近い値とする。これによ
り、Ｐ２−Ｑ２間の相対位相差は９０°となり、この部
分においても位相シフト法の効果が得られるようにな
る。When there is one odd-numbered portion and a plurality of even-numbered portions in this way, first, there are a plurality of even-numbered portions (D1-D in the figure).
In either one of the 1'section and the D2-D2 'section) (the D1-D1' section in the figure), the relative phase of the light transmitted through the adjacent openings is made to be close to 180 ° ( That is, Q2 is 180 in the D1-D1 'cross section.
And R2 are values close to 0 °). Next, the relative phase of the light transmitted through the adjacent apertures is made to be close to 180 ° in other even-numbered portions (D2-D2 'cross section in the figure) (that is, P2 is 180 ° in the D2-D2' cross section).
To a value close to). At this time, the relative phase difference between P2 and Q2 becomes 0 °, and the effect of the phase shift method cannot be obtained in this portion. Therefore, either P2 or Q2 is set to a value close to 90 ° or 270 °. As a result, the relative phase difference between P2 and Q2 becomes 90 °, and the effect of the phase shift method can be obtained in this portion as well.

【００７８】このように配置することによって、隣合う
開口部を透過した光の相対位相は常に１８０°若しくは
９０°に近くなるようになる。さらに相対位相１８０°
から先に配置することによって、相対位相１８０°の部
分が形成されることになり、マスク全面にわたって相対
位相９０°の場合よりも位相シフト法としての効果が十
分に発揮され（図１７より相対位相９０°よりも１８０
°のほうが位相シフト法としての効果が高い）、本マス
クを用いて形成されたパターンには高い解像力が得られ
るようになる。By arranging in this way, the relative phase of the light transmitted through the adjacent openings is always close to 180 ° or 90 °. 180 ° relative phase
When the relative phase is 180 °, the portion having the relative phase of 180 ° is formed, and the effect as the phase shift method is sufficiently exerted as compared with the case of the relative phase of 90 ° over the entire surface of the mask. 180 more than 90 °
The higher the effect of the phase shift method is, the higher the resolving power can be obtained for the pattern formed by using this mask.

【００７９】次に、本発明（請求項５）の実施例を図面
を参照して説明する。Next, an embodiment of the present invention (claim 5) will be described with reference to the drawings.

【００８０】（実施例１１）図１２は本発明の第１１の
実施例に係わる位相シフトマスクの構造を示す断面図で
ある。透明基板５０上に遮光膜パターン５１が形成され
ている。透明基板５０の材料としては例えば石英、遮光
膜５１の材料としては例えば酸化クロムなどを用いた。
石英基板５０上の開口部のある領域に厚さλ／２（ｎ_s
−１）（λ：露光波長、ｎ_s ：露光波長における位相シ
フタの屈折率）の位相シフタ５２が形成されている。位
相シフタ５２の材料としては、例えば液相成長法，スパ
ッタ法若しくはＣＶＤ法で形成されたＳｉＯ₂ 膜などを
用いた。(Embodiment 11) FIG. 12 is a sectional view showing the structure of a phase shift mask according to an eleventh embodiment of the present invention. A light shielding film pattern 51 is formed on the transparent substrate 50. For example, quartz is used as the material of the transparent substrate 50, and chromium oxide or the like is used as the material of the light shielding film 51.
The thickness λ / 2 (n _s
-1) (λ: exposure wavelength, n _s : refractive index of phase shifter at exposure wavelength) phase shifter 52 is formed. As a material of the phase shifter 52, for example, a SiO ₂ film formed by a liquid phase growth method, a sputtering method or a CVD method is used.

【００８１】ここまでは従来構造と同じであるが、本実
施例ではさらに、位相シフタ５２と同じ成膜方法で形成
した位相シフタ５２と同じ材料（バッファ膜）５３を、
石英開口部５０１と位相シフタ部５０２の両方の光透過
部を含む領域に均一に形成する。このとき、成膜方法に
よっては遮光膜上に形成される場合もあるが、遮光膜５
１上に形成されたバッファ膜５３は露光の際転写に影響
しない。この位相シフタと同じ材料のバッファ膜５３の
膜厚ｈは露光波長λと位相シフタの屈折率ｎ_sで決定さ
れ、次式で与えられる。Although the structure so far is the same as the conventional structure, in the present embodiment, the same material (buffer film) 53 as the phase shifter 52 formed by the same film forming method as the phase shifter 52 is further added.
The quartz opening 501 and the phase shifter 502 are uniformly formed in a region including the light transmitting portions. At this time, the light-shielding film 5 may be formed on the light-shielding film depending on the film forming method.
The buffer film 53 formed on 1 does not affect the transfer at the time of exposure. The film thickness h of the buffer film 53 made of the same material as the phase shifter is determined by the exposure wavelength λ and the refractive index n _s of the phase shifter, and is given by the following equation.

【００８２】 ｈ＝（λ／４ｎ_s ）｛ｍ−ｎ_s ／（ｎ_s −１）｝ … (14) 但し、ｎ_s ：シフタ屈折率，λ：露光波長，ｍ：整数で
ある。H = (λ / 4n _s ) {m−n _s / (n _s −1)} (14) where n _{s is the} shifter refractive index, λ is the exposure wavelength, and m is an integer.

【００８３】いま、露光光をｉ線（λ＝３６５ｎｍ）、
位相シフタ材料を液相中で形成したＳｉＯ₂ 膜とする
と、位相シフタのｉ線波長での屈折率はｎ_s ＝１．４４
６であるから位相シフタ５２の膜厚は４０９ｎｍ、位相
シフタと同じ材料のバッファ膜５３の膜厚はｍ＝５のと
き１１．１ｎｍとなる。Now, the exposure light is changed to i-line (λ = 365 nm),
If the phase shifter material is a SiO ₂ film formed in a liquid phase, the refractive index of the phase shifter at the i-line wavelength is n _s = 1.44.
Therefore, the thickness of the phase shifter 52 is 409 nm, and the thickness of the buffer film 53 made of the same material as the phase shifter is 11.1 nm when m = 5.

【００８４】即ち、ｉ線に対する位相シフトマスクを液
相成長法を用いて形成するには、石英基板５０上に遮光
膜パターン５１を形成した後、４０９ｎｍの位相シフタ
５２を液相成長法を用いて形成し、さらに同じ方法を用
いて１１．１ｎｍの位相シフタ５２と同じ材料のバッフ
ァ膜５３を石英開口部５０１と位相シフタ部５０２の両
方に形成すればよい。このバッファ膜５３の膜厚の所望
値からのずれの許容範囲は、所望値の±１０％以内であ
る。That is, in order to form the phase shift mask for the i-line by using the liquid phase growth method, after forming the light shielding film pattern 51 on the quartz substrate 50, the phase shifter 52 of 409 nm is used by the liquid phase growth method. Then, the buffer film 53 of 11.1 nm of the same material as the phase shifter 52 may be formed in both the quartz opening 501 and the phase shifter 502 by using the same method. The allowable range of the deviation of the film thickness of the buffer film 53 from the desired value is within ± 10% of the desired value.

【００８５】図１３に露光光をｉ線、位相シフタを液相
成長法を用いたＳｉＯ₂ 膜としたときの、入射強度に対
する透過光の比Ｉ_s の位相角δ依存性を示す。図より、
δ＝０°のときＩ_s は９２．７９３％なのに対して、δ
＝１８０°のときは９３．１０９％となる。これは、液
相成長法を用いてｉ線用位相シフトマスクを形成した場
合、本実施例の手法（位相シフタと同じ膜を石英開口部
と位相シフタ部の両方に均一に形成するといった手法）
を用いないと、位相シフタ部を透過した光強度は石英開
口部を透過した光強度に比べ０．３１６％も高くなって
しまうことが分かる。FIG. 13 shows the dependence of the ratio I _s of the transmitted light on the incident intensity on the phase angle δ when the exposure light is an i-line and the phase shifter is a SiO ₂ film using a liquid phase growth method. From the figure,
When δ = 0 °, I _s is 92.793%, while δ
When it is 180 °, it becomes 93.109%. This is the method of the present embodiment when the phase shift mask for i-line is formed by using the liquid phase growth method (method in which the same film as the phase shifter is uniformly formed in both the quartz opening and the phase shifter).
It can be seen that the light intensity transmitted through the phase shifter portion is as high as 0.316% as compared with the light intensity transmitted through the quartz opening portion without using.

【００８６】これを補正するために、位相シフタ部を透
過した光強度と石英開口部を透過した光強度を等しく
し、かつ位相シフタ部を透過した光の位相と石英開口部
を透過した光の位相を１８０°異なるようにするには、
図１３に示すように位相角δに対応する膜厚ｈを、石英
開口部と位相シフタ部の両方に均一に形成すればよいこ
とが分かる。In order to correct this, the light intensity transmitted through the phase shifter portion and the light intensity transmitted through the quartz opening portion are made equal, and the phase of the light transmitted through the phase shifter portion and the light transmitted through the quartz opening portion are To make the phases 180 degrees different,
As shown in FIG. 13, it can be seen that the film thickness h corresponding to the phase angle δ should be formed uniformly in both the quartz opening and the phase shifter.

【００８７】露光光をｉ線（λ＝３６５ｎｍ）、位相シ
フタ材料を液相中で形成したＳｉＯ₂ 膜（ｎ_s ＝１．４
４６）としたときの本実施例に示した膜厚ｈと整数ｍの
値の関係を図１４に示す。図１４よりｍの値によっては
膜厚ｈは負の値となるが、これはマスク製作上不合理で
ある。従って、ｍはｈ≧０となるような値を選ぶべきで
ある。さらに、マスク製作におけるスループットの関係
から膜厚ｈはなるべく薄い値とすることが望ましい。The exposure light is the i-line (λ = 365 nm), and the SiO ₂ film ( _ns = 1.4) formed by the phase shifter material in the liquid phase is used.
FIG. 14 shows the relationship between the film thickness h and the value of the integer m shown in this embodiment when the value is set to 46). According to FIG. 14, the film thickness h has a negative value depending on the value of m, but this is unreasonable in mask fabrication. Therefore, m should be selected such that h ≧ 0. Further, it is desirable that the film thickness h be as thin as possible in view of the throughput in the mask fabrication.

【００８８】例えばｉ線用位相シフタのＳｉＯ₂ を液相
中（成膜レート約１００ｎｍ／ｈ）で形成すると、図１
４よりｍ＝１０の場合、成膜時間が通常の位相シフトマ
スクの約１２％も余分にかかることになる。また、ｈの
値が小さ過ぎると成膜時間が短時間であるため、均一で
精度の高い膜が形成できない。液相中で位相シフタを形
成する場合、膜厚２０ｎｍ以下では膜の均一性が低いこ
とが知られている。つまり、ｍの値の下限は膜厚の安定
性で決定され、この下限値はマスク製作プロセスによっ
て異なる。以上のことから、液相中でｉ線用の位相シフ
トマスクを形成する場合、図１４に示したようにｍの値
は６から９までが適当であると考えられる。For example, when SiO ₂ of the phase shifter for i-line is formed in the liquid phase (film formation rate of about 100 nm / h),
4, when m = 10, the film formation time is about 12% longer than that of a normal phase shift mask. On the other hand, if the value of h is too small, the film formation time is short, and a uniform and highly accurate film cannot be formed. When forming a phase shifter in a liquid phase, it is known that the film uniformity is low when the film thickness is 20 nm or less. That is, the lower limit of the value of m is determined by the stability of the film thickness, and the lower limit depends on the mask manufacturing process. From the above, when forming a phase shift mask for i-line in the liquid phase, it is considered appropriate that the value of m is 6 to 9 as shown in FIG.

【００８９】このように本実施例によれば、通常の位相
シフトマスクの作製プロセスを経て形成されたマスクの
全面（透明基板開口部と位相シフタ部）に位相シフタと
同一の材料を形成し、この材料の膜厚を選ぶことによっ
て（膜厚の値は露光波長と位相シフタ材料の屈折率によ
って決まる）、透明基板開口部を透過した光強度と位相
シフタを透過した光強度の値を等しくすることができ
る。これにより、位相シフタ部と透明基板開口部で形成
される解像パターンに不均一性が生じることなく所望通
りパターンが形成されるようになる。As described above, according to this embodiment, the same material as the phase shifter is formed on the entire surface (transparent substrate opening and phase shifter) of the mask formed through the normal phase shift mask manufacturing process. By selecting the film thickness of this material (the film thickness value depends on the exposure wavelength and the refractive index of the phase shifter material), the light intensity transmitted through the transparent substrate opening and the light intensity transmitted through the phase shifter are made equal. be able to. As a result, the pattern can be formed as desired without causing nonuniformity in the resolution pattern formed by the phase shifter portion and the transparent substrate opening.

【００９０】（実施例１２）図１５は、本発明の第１２
の実施例における最適屈折率をもつシフタ材料を選ぶ方
法を説明するための図である。第１１の実施例で示した
ように位相シフタと同じ膜を石英開口部と位相シフタ部
の両方に形成する手法を用いないとき、石英開口部の透
過光強度と位相シフタ部の透過光強度の差が許容範囲内
となるようにシフタ材料の屈折率（即ち適したシフタ材
料）を選ばなければならない。いま、石英開口部の透過
光強度と位相シフタ部の透過光強度の差が石英開口部の
光強度の１％以内が許容範囲とすると、前記（11）式の
ようになる。(Embodiment 12) FIG. 15 shows a twelfth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram for explaining a method of selecting a shifter material having an optimum refractive index in the example of FIG. When the method of forming the same film as the phase shifter on both the quartz aperture and the phase shifter as shown in the eleventh embodiment is not used, the transmitted light intensity of the quartz aperture and the transmitted light intensity of the phase shifter are The index of refraction of the shifter material (i.e. a suitable shifter material) must be chosen so that the difference is within an acceptable range. Now, assuming that the difference between the transmitted light intensity of the quartz aperture and the transmitted light intensity of the phase shifter is within 1% of the light intensity of the quartz aperture, the equation (11) is obtained.

【００９１】また、位相シフタ膜厚の１８０°からのズ
レ量の許容範囲が±１０度とすると前記（12）式のよう
になる。Further, when the allowable range of the shift amount of the phase shifter film thickness from 180 ° is ± 10 degrees, the equation (12) is obtained.

【００９２】図４は、ＫｒＦエキシマレーザーを用いた
ときのＩ_s ／Ｉ_q の位相シフタ屈折率ｎ_s 依存性を示し
ている。（12）式を満たすＩ_s ／Ｉ_q の値は、図４の斜
線部で示されている。いま、石英開口部の透過光強度と
位相シフタ部の透過光強度の差が石英開口部の光強度の
１％以内が許容範囲とするシフタの屈折率は、次の関係
を満たすことが必要である。FIG. 4 shows the dependence of I _s / I _{q on} the phase shifter refractive index n _s when a KrF excimer laser is used. The value of I _s / I _q that satisfies the equation (12) is shown by the shaded area in FIG. Now, the difference between the transmitted light intensity of the quartz aperture and the transmitted light intensity of the phase shifter is within 1% of the light intensity of the quartz aperture within the allowable range. The refractive index of the shifter must satisfy the following relationship. is there.

【００９３】 １．４６≦ｎ_s ≦１．５５ … (15) 次に、石英開口部の透過光強度と位相シフタ部の透過光
強度の差の許容範囲がより厳しく０．０５％とすると、1.46 ≦ n _s ≦ 1.55 (15) Next, assuming that the allowable range of the difference between the transmitted light intensity of the quartz aperture and the transmitted light intensity of the phase shifter is 0.05%,

【数３】 となる。また、位相シフタ膜厚の１８０°からのズレ量
の許容範囲が±１０度とすると、前記（12）式となる。[Equation 3] Becomes Further, when the allowable range of the shift amount of the phase shifter film thickness from 180 ° is ± 10 degrees, the above equation (12) is obtained.

【００９４】図１５はＫｒＦエキシマレーザーを用いた
ときのＩ_s ／Ｉ_q の位相シフタ屈折率ｎ_s 依存性を示し
ている。(9) 式を満たすＩ_s ／Ｉ_q の値は図１５の斜線
部で示されている。いま、石英開口部の透過光強度と位
相シフタ部の透過光強度の差が石英開口部の光強度の１
％以内が許容範囲とするシフタの屈折率は次の関係を満
たすことが必要である。FIG. 15 shows the dependence of I _s / I _{q on} the phase shifter refractive index n _s when a KrF excimer laser is used. The value of I _s / I _q that satisfies the equation (9) is shown by the shaded area in FIG. Now, the difference between the transmitted light intensity of the quartz aperture and the transmitted light intensity of the phase shifter is 1 of the light intensity of the quartz aperture.
It is necessary that the refractive index of the shifter, which is within the allowable range within%, satisfies the following relationship.

【００９５】 １．４８≦ｎ_s ≦１．５３ … (17) ここで、石英開口部の透過光強度と位相シフタ部の透過
光強度の差の許容範囲が石英開口部の光強度の±１％以
内望ましくは±０．５％以内となる根拠について図１６
を用いて説明する。図１６はレジスト寸法の透過光強度
の所望値からのずれ依存性である。図１６よりデバイス
試作に必要な焦点深度±０．５μｍ以上得るには、透過
光強度の所望値からのずれの許容範囲は±１％であるこ
とが分かる。また、図１６より商品デバイス作製に必要
な焦点深度±１．０μｍ以上得るには、透過光強度の所
望値からのずれの許容範囲は±０．５％であることが分
かる。1.48 ≦ n _s ≦ 1.53 (17) Here, the allowable range of the difference between the transmitted light intensity of the quartz aperture and the transmitted light intensity of the phase shifter is ± 1 of the light intensity of the quartz aperture. Fig. 16 shows the reason why it is within ±%, preferably within ± 0.5%
Will be explained. FIG. 16 shows the dependence of the resist size on the intensity of transmitted light from the desired value. From FIG. 16, it can be seen that the allowable range of deviation from the desired value of the transmitted light intensity is ± 1% in order to obtain the focal depth of ± 0.5 μm or more required for the device prototype. Further, it can be seen from FIG. 16 that the allowable range of deviation from the desired value of the transmitted light intensity is ± 0.5% in order to obtain a depth of focus of ± 1.0 μm or more required for manufacturing a commercial device.

【００９６】このように本実施例によれば、位相シフタ
と同じ膜を透明基板開口部と位相シフタ部の両方に形成
する手法を用いないとき、石英開口部の透過光強度と位
相シフタ部の透過光強度の差が許容範囲内となるように
シフタ材料の屈折率（即ち適したシフタ材料）を選ぶこ
とによって、位相シフタ部と透明基板開口部で形成され
る解像パターンに不均一性が生じることなく所望通りパ
ターンが形成されるようになる。As described above, according to this embodiment, when the method of forming the same film as the phase shifter on both the transparent substrate opening and the phase shifter is not used, the transmitted light intensity of the quartz opening and the phase shifter are different. By selecting the refractive index of the shifter material (that is, a suitable shifter material) so that the difference between the transmitted light intensities is within the allowable range, the resolution pattern formed by the phase shifter portion and the transparent substrate opening can have non-uniformity. The pattern is formed as desired without occurring.

【００９７】[0097]

【発明の効果】以上詳述したように本発明（請求項１〜
４）によれば、０°，９０°，１８０°，２７０°の位
相組み合わせ（隣合うパターンを透過した光の相対位相
差が９０°若しくは１８０°）で位相シフタを配置する
ことにより、位相シフト法における十分な解像力を保持
しながら、マスクの設計的な制約を小さくすることので
きる位相シフトマスクを実現することが可能となる。As described in detail above, the present invention (claims 1 to 3)
According to 4), by arranging the phase shifter in a phase combination of 0 °, 90 °, 180 °, and 270 ° (relative phase difference of light transmitted through adjacent patterns is 90 ° or 180 °), phase shift can be achieved. It is possible to realize a phase shift mask that can reduce the design constraint of the mask while maintaining sufficient resolution in the method.

【００９８】また、本発明（請求項５）によれば、透過
部とシフタ部の双方に位相シフト材料と同じ材料からな
るバッファ膜を形成し、このバッファ膜の厚みを最適に
設定することにより、基板開口部を透過した光強度と位
相シフタを透過した光強度を近付けることができ、位相
シフタ部と透明基板の開口部で形成される解像パターン
の均一性向上をはかり得る位相シフトマスクを実現する
ことが可能となる。According to the present invention (Claim 5), a buffer film made of the same material as the phase shift material is formed in both the transmissive portion and the shifter portion, and the thickness of the buffer film is optimally set. , A phase shift mask that can bring the intensity of light transmitted through the substrate opening and the intensity of light transmitted through the phase shifter close to each other and can improve the uniformity of the resolution pattern formed by the phase shifter portion and the opening of the transparent substrate. It can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】第１の実施例に係わる位相シフトマスクの構造
を示す平面図と断面図。FIG. 1 is a plan view and a sectional view showing a structure of a phase shift mask according to a first embodiment.

【図２】第２の実施例に係わる位相シフトマスクの製造
工程を示す断面図。FIG. 2 is a sectional view showing a manufacturing process of a phase shift mask according to a second embodiment.

【図３】第３の実施例に係わる位相シフトマスクの製造
工程を示す断面図。FIG. 3 is a sectional view showing a manufacturing process of a phase shift mask according to a third embodiment.

【図４】第４の実施例に係わる位相シフトマスクの製造
工程を示す断面図。FIG. 4 is a sectional view showing a manufacturing process of a phase shift mask according to a fourth embodiment.

【図５】第５の実施例に係わる位相シフトマスクの位相
シフタ配置例を示す平面図。FIG. 5 is a plan view showing an arrangement example of phase shifters of a phase shift mask according to a fifth embodiment.

【図６】比較のために従来の位相シフトマスクのシフタ
配置例を示す平面図。FIG. 6 is a plan view showing a shifter arrangement example of a conventional phase shift mask for comparison.

【図７】第６の実施例に係わる位相シフトマスクの位相
シフタ配置例を示す平面図。FIG. 7 is a plan view showing an arrangement example of phase shifters of a phase shift mask according to a sixth embodiment.

【図８】第７の実施例に係わる位相シフトマスクの位相
シフタ配置例を示す平面図。FIG. 8 is a plan view showing an arrangement example of phase shifters of a phase shift mask according to a seventh embodiment.

【図９】第８の実施例に係わる位相シフトマスクの位相
シフタ配置例を示す平面図。FIG. 9 is a plan view showing an arrangement example of phase shifters of a phase shift mask according to an eighth embodiment.

【図１０】第９の実施例に係わる位相シフトマスクの位
相シフタ配置例を示す平面図。FIG. 10 is a plan view showing an arrangement example of phase shifters of a phase shift mask according to a ninth embodiment.

【図１１】第１０の実施例に係わる位相シフトマスクの
位相シフタ配置例を示す平面図。FIG. 11 is a plan view showing an arrangement example of phase shifters of a phase shift mask according to a tenth embodiment.

【図１２】第１１の実施例に係わる位相シフトマスクの
構造を示す断面図。FIG. 12 is a sectional view showing the structure of a phase shift mask according to an eleventh embodiment.

【図１３】第１１の実施例における位相角と透過率との
関係を示す特性図。FIG. 13 is a characteristic diagram showing the relationship between the phase angle and the transmittance in the eleventh embodiment.

【図１４】第１１の実施例における膜厚と整数値との関
係を示す特性図。FIG. 14 is a characteristic diagram showing a relationship between film thickness and an integer value in the eleventh embodiment.

【図１５】第１２の実施例における最適屈折率を持つシ
フタ材料を選ぶ方法を説明するための図。FIG. 15 is a diagram for explaining a method of selecting a shifter material having an optimum refractive index in the twelfth embodiment.

【図１６】レジスト寸法の透過光強度の所望値からのず
れ依存性を示す図。FIG. 16 is a diagram showing the dependence of resist size on deviation from a desired value of transmitted light intensity.

【図１７】本発明の作用を説明するためのもので、デフ
ォーカス値とコントラストとの関係を示す特性図。FIG. 17 is a characteristic diagram for explaining the operation of the present invention and showing the relationship between the defocus value and the contrast.

【図１８】本発明の作用を説明するためのもので、基板
開口部を透過した光強度Ｉq と位相シフタを透過した光
強度Ｉs の値が異なる様子を示す図。FIG. 18 is a view for explaining the operation of the present invention, showing how the values of the light intensity Iq transmitted through the substrate opening and the light intensity Is transmitted through the phase shifter are different.

【図１９】本発明の作用を説明するためのもので、透明
基板／シフタの２層構造におけるシフタ内の多重反射の
様子を示す図。FIG. 19 is a view for explaining the operation of the present invention, showing a state of multiple reflection in a shifter in a two-layer structure of a transparent substrate / shifter.

【図２０】位相シフト法の原理を示す図。FIG. 20 is a diagram showing the principle of the phase shift method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１，１０，１６，２６，５０…透明基板 ２，１１，１７，２７，５１，５２…遮光膜 ３，１３，１５，１８，２０…位相シフタ １２，１４，１９，２１，２８，２９…レジスト ５３…バッファ膜 １０１，１１０〜１１３，１１６〜１２３…透明開口部 1, 10, 16, 26, 50 ... Transparent substrate 2, 11, 17, 27, 51, 52 ... Shading film 3, 13, 15, 18, 20 ... Phase shifter 12, 14, 19, 21, 28, 29 ... Resist 53 ... Buffer film 101, 110-113, 116-123 ... Transparent opening

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】透光性基板上に所望の開口部パターンを有
する遮光膜を形成すると共に、開口部の一部に位相シフ
タを配置した位相シフトマスクにおいて、 隣接する開口部を透過した光の相対位相差が略１８０°
となるように位相シフタを配置した任意の２本の平行な
開口部で囲まれた領域に形成された開口部の全て若しく
は一部が前記２本の平行な開口部に平行であり、かつ前
記２本の平行な開口部に垂直な任意の断面における前記
囲まれた開口部の本数が偶数の部分では、前記囲まれた
開口部内で隣接するものの相対位相を１８０°、前記囲
まれた開口部と２本の平行な開口部間で隣接するものの
相対位相を１８０°とし、奇数の部分では、前記囲まれ
た開口部内で隣接するものの相対位相を１８０°、前記
囲まれた開口部と２本の平行な開口部間で隣接するもの
の相対位相を１８０°若しくは９０°となるように設定
してなることを特徴とする位相シフトマスク。1. In a phase shift mask in which a light-shielding film having a desired opening pattern is formed on a transparent substrate and a phase shifter is arranged in a part of the opening, the light transmitted through adjacent openings is Relative phase difference is about 180 °
All or part of the openings formed in the region surrounded by any two parallel openings in which the phase shifter is arranged so that the phase shifter is parallel to the two parallel openings, and In a portion where the number of the enclosed openings in an arbitrary cross section perpendicular to the two parallel openings is an even number, the relative phase of adjacent ones in the enclosed openings is 180 °, and the enclosed openings are And the relative phase of two adjacent openings between the two parallel openings is 180 °, and the odd phase has a relative phase of 180 degrees between the adjacent openings within the enclosed opening, and the enclosed opening is two The phase shift mask is characterized in that the relative phase of adjacent ones is set to 180 ° or 90 °. 【請求項２】透光性基板上に所望の開口部パターンを有
する遮光膜を形成すると共に、開口部の一部に位相シフ
タを配置した位相シフトマスクにおいて、 隣接する開口部を透過した光の相対位相差が略１８０°
となるように位相シフタを配置した任意の２本の平行な
開口部で囲まれた領域に形成された開口部の全て若しく
は一部が前記２本の平行な開口部に平行であり、かつ前
記２本の平行な開口部に垂直な任意の断面における前記
囲まれた開口部の本数が断面の位置によって奇数の場合
と偶数の場合が存在するとき、偶数部分において隣接す
る開口部を透過した光の相対位相を１８０°となるよう
にし、偶数部分に含まれない奇数部分において隣接する
開口部を透過した光の相対位相を９０°若しくは１８０
°となるように設定してなることを特徴とする位相シフ
トマスク。2. A phase shift mask in which a light-shielding film having a desired opening pattern is formed on a transparent substrate and a phase shifter is arranged in a part of the opening, and Relative phase difference is about 180 °
All or part of the openings formed in the region surrounded by any two parallel openings in which the phase shifter is arranged so that the phase shifter is parallel to the two parallel openings, and When the number of enclosed openings in an arbitrary cross section perpendicular to two parallel openings is odd or even depending on the position of the cross section, the light transmitted through the adjacent openings in the even part Of 180 degrees relative to each other, and the relative phase of light transmitted through the adjacent openings in the odd-numbered portions not included in the even-numbered portions is 90 ° or 180 °.
A phase shift mask characterized in that it is set so that it becomes °. 【請求項３】透光性基板上に所望の開口部パターンを有
する遮光膜を形成すると共に、開口部の一部に位相シフ
タを配置した位相シフトマスクにおいて、 隣接する開口部を透過した光の相対位相差が略１８０°
となるように位相シフタを配置した任意の２本の平行な
開口部で囲まれた領域に形成された開口部の全て若しく
は一部が前記２本の平行な開口部に平行であり、かつ前
記２本の平行な開口部に垂直な任意の断面における前記
囲まれた開口部の本数が断面の位置によって奇数の場合
と偶数の場合が存在するとき、偶数部分において隣接し
た開口部を透過した光の相対位相を１８０°になるよう
にし、その結果奇数部分において隣接する開口部を透過
した光の相対位相が０°になるパターンに対し、この０
°になった隣接する開口部を透過した光の相対位相が９
０°となるようにシフタの配置条件を変更してなること
を特徴とする位相シフトマスク。3. A phase shift mask in which a light-shielding film having a desired opening pattern is formed on a translucent substrate and a phase shifter is arranged in a part of the opening so that light transmitted through adjacent openings is Relative phase difference is about 180 °
All or part of the openings formed in the region surrounded by any two parallel openings in which the phase shifter is arranged so that the phase shifter is parallel to the two parallel openings, and When the number of the enclosed openings in an arbitrary cross section perpendicular to the two parallel openings is odd or even depending on the position of the cross section, the light transmitted through the adjacent openings in the even part The relative phase of the light passing through the adjacent openings in the odd-numbered portion is 0 °, and the relative phase of
The relative phase of the light transmitted through the adjacent openings where the angle becomes ° is 9
A phase shift mask, characterized in that the shifter arrangement conditions are changed so as to be 0 °. 【請求項４】透光性基板上に所望の開口部パターンを有
する遮光膜を形成すると共に、開口部の一部に位相シフ
タを配置し、隣接する開口部の相対位相差が０°，９０
°，１８０°，２７０°のグループよりなる位相シフト
マスクにおいて、 透明基板に対する相対位相差を１８０°で除した値ａ_i
についてその少数部が０．４４から０．５５である第１
のパターングループを抽出し、少数部が０．９４＜ａ_i
となる第２のパターングループを抽出し、第１のグルー
プで描画することで９０°位相差のシフタパターンを形
成し、第２のグループで描画することで１８０°位相差
のシフタパターンを形成してなることを特徴とする位相
シフトマスク。4. A light-shielding film having a desired opening pattern is formed on a transparent substrate, and a phase shifter is arranged in a part of the opening so that the relative phase difference between adjacent openings is 0 °, 90 °.
In a phase shift mask consisting of groups of °, 180 ° and 270 °, the value a _{i obtained} by dividing the relative phase difference with respect to the transparent substrate by 180 °
For which the minority part is 0.44 to 0.55
Pattern group is extracted and the decimal part is 0.94 <a _i
Then, the second pattern group is extracted, and a 90 ° phase difference shifter pattern is formed by drawing the first group, and a 180 ° phase difference shifter pattern is formed by drawing the second group. A phase shift mask characterized by the following. 【請求項５】透光性基板上に所望の開口パターンを有す
る遮光膜を形成すると共に、開口パターンの一部に透過
光に対して位相をシフトする位相シフト材料を形成した
位相シフトマスクにおいて、 位相シフト材料が形成されていない開口パターンからな
る透過部と、位相シフト材料が形成された開口パターン
からなるシフタ部の双方に位相シフト材料と同じ材料か
らなるバッファ膜を形成し、透過部及びシフタ部を通過
する光の透過率が略等しくなるようにバッファ膜の厚み
を調整してなることを特徴とする位相シフトマスク。5. A phase shift mask in which a light-shielding film having a desired opening pattern is formed on a transparent substrate and a phase shift material for shifting the phase of the transmitted light is formed in a part of the opening pattern, A buffer film made of the same material as the phase shift material is formed on both the transmissive part having the opening pattern in which the phase shift material is not formed and the shifter part having the opening pattern in which the phase shift material is formed. A phase shift mask characterized in that the thickness of the buffer film is adjusted so that the transmittance of light passing through the portions is substantially equal.