(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光光に対して透過性を有する透過性基板上に孤立した遮光性パターンが形成されたフォトマスクであって、
前記遮光性パターンは、遮光膜よりなる遮光膜領域と、前記透過性基板のうち前記遮光性パターンが形成されていない光透過領域に対して反転位相を有する位相シフト領域とから構成されており、
前記位相シフト領域の幅は、同一の幅を有する前記遮光膜の遮光性と比べて前記位相シフト領域の遮光性が同程度以上になるように設定されており、
前記遮光性パターンは、少なくとも、第１のライン幅を有する第１の遮光性パターン領域と、前記第１の遮光性パターン領域よりもライン幅の広い第２のライン幅を有する第２の遮光性パターン領域とを有し、
前記第１の遮光性パターン領域には、前記位相シフト領域となる第１の位相シフト領域が前記遮光膜領域に囲まれて形成されており、
前記第２の遮光性パターン領域には、前記位相シフト領域が形成されていないことを特徴とするフォトマスク。
【請求項２】
請求項１に記載のフォトマスクにおいて、
前記遮光膜領域の外形形状は前記遮光性パターンの形状と同一であることを特徴とするフォトマスク。
【請求項３】
請求項１に記載のフォトマスクにおいて、
前記遮光性パターンのうち、角部を有する第３の遮光性パターン領域の角部若しくはその内側には、前記位相シフト領域となる第２の位相シフト領域が設けられていることを特徴とするフォトマスク。
【請求項４】
請求項１又は３に記載のフォトマスクにおいて、
前記遮光性パターンのうち、端部を有する第４の遮光性パターン領域の端部若しくはその内側には、前記位相シフト領域となる第３の位相シフト領域が設けられていることを特徴とするフォトマスク。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載のフォトマスクにおいて、
前記第１の位相シフト領域の幅をＷｍとしたときに、
Ｗｍ≦（０．４×λ／ＮＡ）×Ｍ
（但し、λは露光光の波長であり、ＮＡは露光機の縮小投影光学系の開口数であり、Ｍは該縮小投影光学系の倍率である）であることを特徴とするフォトマスク。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載のフォトマスクにおいて、
前記第１の遮光性パターン領域の第１のライン幅をＬｍとしたときに、
Ｌｍ≦（０．８×λ／ＮＡ）×Ｍであることを特徴とするフォトマスク。
【請求項７】
請求項６に記載のフォトマスクにおいて、
前記第２の遮光性パターン領域の第２のライン幅をＬｍ２としたときに、
Ｌｍ２＞（０．８×λ／ＮＡ）×Ｍであることを特徴とするフォトマスク。
【請求項８】
請求項６又は７に記載のフォトマスクにおいて、
前記第１の位相シフト領域の幅をＷｍとしたときに、
Ｗｍ≦（（０．８×λ／ＮＡ）×Ｍ）−Ｌｍ且つＷｍ≦Ｌｍであることを特徴とするフォトマスク。
【請求項９】
請求項６又は７に記載のフォトマスクにおいて、
前記第１の位相シフト領域の幅をＷｍとしたときに、
０．５×（（（（０．８×λ／ＮＡ）×Ｍ）−Ｌｍ）／２）≦Ｗｍ≦１．５×（（（（０．８×λ／ＮＡ）×Ｍ）−Ｌｍ）／２）且つＷｍ≦Ｌｍであることを特徴とするフォトマスク。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１つに記載のフォトマスクにおいて、
前記位相シフト領域の前記光透過領域に対する位相差は、前記露光光の波長に対して（１７０＋３６０×ｎ）〜（１９０＋３６０×ｎ）度（但し、ｎは整数）であることを特徴とするフォトマスク。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１つに記載のフォトマスクにおいて、
前記位相シフト領域の前記光透過領域に対する位相差は、前記透過性基板における前記位相シフト領域となる部分が彫り込まれることによって設けられていることを特徴とするフォトマスク。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか１つに記載のフォトマスクにおいて、
前記位相シフト領域の前記光透過領域に対する位相差は、前記透過性基板における前記光透過領域となる部分が彫り込まれることによって設けられていることを特徴とするフォトマスク。
【請求項１３】
請求項１〜１０のいずれか１つに記載のフォトマスクにおいて、
前記位相シフト領域の前記光透過領域に対する位相差は、前記透過性基板における前記光透過領域以外となる部分の上に位相シフター層が形成されることによって設けられており、
前記位相シフター層は、前記遮光膜領域における前記遮光膜の下側に形成されていることを特徴とするフォトマスク。
【請求項１４】
請求項１〜１０のいずれか１つに記載のフォトマスクにおいて、
前記位相シフト領域の前記光透過領域に対する位相差は、前記透過性基板における前記光透過領域以外となる部分の上に位相シフター層が形成されることによって設けられており、
前記位相シフター層は、前記遮光膜領域における前記遮光膜の上側に形成されていることを特徴とするフォトマスク。
【請求項１５】
請求項１〜１０のいずれか１つに記載のフォトマスクにおいて、
前記位相シフト領域の前記光透過領域に対する位相差は、前記透過性基板における前記位相シフト領域以外となる部分の上に位相シフター層が形成されることによって設けられており、
前記位相シフター層は、前記遮光膜領域における前記遮光膜の下側に形成されていることを特徴とするフォトマスク。
【請求項１６】
請求項１〜１０のいずれか１つに記載のフォトマスクにおいて、
前記位相シフト領域の前記光透過領域に対する位相差は、前記透過性基板における前記位相シフト領域以外となる部分の上に位相シフター層が形成されることによって設けられており、
前記位相シフター層は、前記遮光膜領域における前記遮光膜の上側に形成されていることを特徴とするフォトマスク。
【請求項１７】
露光光に対して透過性を有する透過性基板上に形成された遮光膜領域と位相シフト領域とから構成されている孤立した遮光性パターンを備えたフォトマスクの作成方法であって、
前記透過性基板上に遮光膜を形成する工程（ａ）と、
前記遮光膜をパターン化して、前記透過性基板上における前記遮光性パターン形成領域に遮光膜パターンを形成する工程（ｂ）と、
前記工程（ｂ）の後に、前記遮光膜パターンの内側における前記位相シフト領域に位置する部分を除去して開口部を形成する工程（ｃ）とを備え、
前記位相シフト領域は、前記透過性基板のうち前記遮光性パターンが形成されていない光透過領域に対して反転位相を有しており、
前記位相シフト領域の幅は、同一の幅を有する前記遮光膜の遮光性と比べて前記位相シフト領域の遮光性が同程度以上になるように設定されており、
前記遮光性パターンは、少なくとも、第１のライン幅を有する第１の遮光性パターン領域と、前記第１の遮光性パターン領域よりもライン幅の広い第２のライン幅を有する第２の遮光性パターン領域とを有し、
前記第１の遮光性パターン領域には、前記位相シフト領域となる第１の位相シフト領域が前記遮光膜領域に囲まれて形成されており、
前記第２の遮光性パターン領域には、前記位相シフト領域が形成されていないことを特徴とするフォトマスクの作成方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載のフォトマスクの作成方法において、
前記工程（ｃ）は、前記開口部を形成した後に、前記透過性基板における前記開口部の下側の部分を、該部分と前記光透過領域との間に前記露光光の波長に対して（１７０＋３６０×ｎ）〜（１９０＋３６０×ｎ）度（但し、ｎは整数）の位相差が生じるように彫り込む工程を含むことを特徴とするフォトマスクの作成方法。
【請求項１９】
請求項１７に記載のフォトマスクの作成方法において、
前記工程（ｂ）は、前記遮光膜パターンを形成した後に、前記透過性基板における前記遮光膜パターンの外側の部分を、該部分と前記位相シフト領域との間に前記露光光の波長に対して（１７０＋３６０×ｎ）〜（１９０＋３６０×ｎ）度（但し、ｎは整数）の位相差が生じるように彫り込む工程を含むことを特徴とするフォトマスクの作成方法。
【請求項２０】
請求項１７に記載のフォトマスクの作成方法において、
前記工程（ａ）は、前記遮光膜の下側に、前記露光光の波長に対して（１７０＋３６０×ｎ）〜（１９０＋３６０×ｎ）度（但し、ｎは整数）の位相反転を生じる位相シフター層を形成する工程を含み、
前記工程（ｃ）は、前記開口部を形成した後に、前記位相シフター層における前記開口部の下側の部分を除去する工程を含むことを特徴とするフォトマスクの作成方法。
【請求項２１】
請求項１７に記載のフォトマスクの作成方法において、
前記工程（ａ）は、前記遮光膜の下側に、前記露光光の波長に対して（１７０＋３６０×ｎ）〜（１９０＋３６０×ｎ）度（但し、ｎは整数）の位相反転を生じる位相シフター層を形成する工程を含み、
前記工程（ｂ）は、前記遮光膜パターンを形成した後に、前記位相シフター層における前記遮光膜パターンの外側の部分を除去する工程を含むことを特徴とするフォトマスクの作成方法。
【請求項２２】
請求項１７に記載のフォトマスクの作成方法において、
前記工程（ｂ）の後で、前記工程（ｃ）の前に、前記遮光膜パターンを含む前記透過性基板上に、前記露光光の波長に対して（１７０＋３６０×ｎ）〜（１９０＋３６０×ｎ）度（但し、ｎは整数）の位相反転を生じる位相シフター層を形成する工程をさらに備え、
前記工程（ｃ）は、前記開口部を形成する前に、前記位相シフター層における前記位相シフト領域に位置する部分を除去する工程を含むことを特徴とするフォトマスクの作成方法。
【請求項２３】
露光光に対して透過性を有する透過性基板上に形成された遮光膜領域と位相シフト領域とから構成されている孤立した遮光性パターンを備えたフォトマスクの作成方法であって、
前記透過性基板上に遮光膜を形成する工程（ａ）と、
前記工程（ａ）の後に、前記遮光膜における前記位相シフト領域に位置する部分を除去して開口部を形成する工程（ｂ）と、
前記工程（ｂ）の後に、前記遮光膜をパターン化して、前記透過性基板上における前記遮光性パターン形成領域に前記開口部を内側に有する遮光膜パターンを形成する工程（ｃ）とを備え、
前記位相シフト領域は、前記透過性基板のうち前記遮光性パターンが形成されていない光透過領域に対して反転位相を有しており、
前記位相シフト領域の幅は、同一の幅を有する前記遮光膜の遮光性と比べて前記位相シフト領域の遮光性が同程度以上になるように設定されており、
前記遮光性パターンは、少なくとも、第１のライン幅を有する第１の遮光性パターン領域と、前記第１の遮光性パターン領域よりもライン幅の広い第２のライン幅を有する第２の遮光性パターン領域とを有し、
前記第１の遮光性パターン領域には、前記位相シフト領域となる第１の位相シフト領域が前記遮光膜領域に囲まれて形成されており、
前記第２の遮光性パターン領域には、前記位相シフト領域が形成されていないことを特徴とするフォトマスクの作成方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載のフォトマスクの作成方法において、
前記工程（ｂ）は、前記開口部を形成した後に、前記透過性基板における前記開口部の下側の部分を、該部分と前記光透過領域との間に前記露光光の波長に対して（１７０＋３６０×ｎ）〜（１９０＋３６０×ｎ）度（但し、ｎは整数）の位相差が生じるように彫り込む工程を含むことを特徴とするフォトマスクの作成方法。
【請求項２５】
請求項２３に記載のフォトマスクの作成方法において、
前記工程（ａ）は、前記遮光膜の下側に、前記露光光の波長に対して（１７０＋３６０×ｎ）〜（１９０＋３６０×ｎ）度（但し、ｎは整数）の位相反転を生じる位相シフター層を形成する工程を含み、
前記工程（ｃ）は、前記遮光膜パターンを形成した後に、前記位相シフター層における前記遮光膜パターンの外側の部分を除去する工程を含むことを特徴とするフォトマスクの作成方法。
【請求項２６】
請求項２３に記載のフォトマスクの作成方法において、
前記工程（ａ）は、前記遮光膜の下側に、前記露光光の波長に対して（１７０＋３６０×ｎ）〜（１９０＋３６０×ｎ）度（但し、ｎは整数）の位相反転を生じる位相シフター層を形成する工程を含み、
前記工程（ｂ）は、前記開口部を形成した後に、前記位相シフター層における前記開口部の下側の部分を除去する工程を含むことを特徴とするフォトマスクの作成方法。
【請求項２７】
請求項２３に記載のフォトマスクの作成方法において、
前記工程（ｂ）の後で、前記工程（ｃ）の前に、前記開口部を含む前記遮光膜上に、前記露光光の波長に対して（１７０＋３６０×ｎ）〜（１９０＋３６０×ｎ）度（但し、ｎは整数）の位相反転を生じる位相シフター層を形成する工程をさらに備え、
前記工程（ｃ）は、前記遮光膜パターンを形成する前に、前記位相シフター層における前記遮光膜領域の外側の部分を除去する工程を含むことを特徴とするフォトマスクの作成方法。
【請求項２８】
請求項１７〜２７のいずれか１つに記載のフォトマスクの作成方法において、
前記位相シフト領域の幅をＷｍとしたときに、
Ｗｍ≦（０．４×λ／ＮＡ）×Ｍ
（但し、λは露光光の波長であり、ＮＡは露光機の縮小投影光学系の開口数であり、Ｍは該縮小投影光学系の倍率である）であることを特徴とするフォトマスクの作成方法。
【請求項２９】
請求項１７〜２７のいずれか１つに記載のフォトマスクの作成方法において、
前記遮光性パターンの幅をＬｍとしたときに、
Ｌｍ≦（０．８×λ／ＮＡ）×Ｍであることを特徴とするフォトマスクの作成方法。
【請求項３０】
請求項２９に記載のフォトマスクの作成方法において、
前記位相シフト領域の幅をＷｍとしたときに、
Ｗｍ≦（（０．８×λ／ＮＡ）×Ｍ）−Ｌｍ且つＷｍ≦Ｌｍであることを特徴とするフォトマスクの作成方法。
【請求項３１】
請求項２９に記載のフォトマスクの作成方法において、
前記位相シフト領域の幅をＷｍとしたときに、
０．５×（（（（０．８×λ／ＮＡ）×Ｍ）−Ｌｍ）／２）≦Ｗｍ≦１．５×（（（（０．８×λ／ＮＡ）×Ｍ）−Ｌｍ）／２）且つＷｍ≦Ｌｍであることを特徴とするフォトマスクの作成方法。
【発明の詳細な説明】
［技術分野］
本発明は、半導体装置又は液晶表示装置の製造に用いられるパターン露光用のフォトマスク、その作成方法及びそのフォトマスクを用いたパターン形成方法に関し、さらには、フォトマスク用のパターンレイアウト作成方法及びマスク描画データ作成方法に関する。
【０００１】
［背景技術］
近年、半導体を用いることにより実現される大規模集積回路装置（以下、ＬＳＩと称する。）の微細化が進展した結果、ＬＳＩ製造工程の一つであるリソグラフィ工程において、マスクパターンと加工パターン（例えばレジスト膜に対するパターン転写により形成されたレジストパターン）との間の形状誤差又は寸法誤差が無視できなくなってきた。
【０００２】
また、ＬＳＩにおけるパターン寸法の微細化が、光源の波長（以下、波長λと称する）又は露光機の投影光学系の開口数（以下、開口数ＮＡと称する）等により定義される解像限界程度まで進んできた結果、ＬＳＩ製造における歩留に関わる製造余裕度、例えばフォーカス深度等も著しく低下してきている。
【０００３】
従来のパターン形成方法により所定形状のレジストパターンを形成する場合、例えばクロム等の金属よりなる遮光膜を用いて透過性基板上に所定形状の遮光性パターンつまりマスクパターンを形成した後、該マスクパターンが形成された透過性基板をマスクとしてレジスト膜が塗布されたウェハに対して露光を行なうことによって、マスクパターンと相似した形状を有する光強度分布をレジスト膜中に投影し、その後、レジスト膜を現像することによって所定形状のレジストパターンを形成する。
【０００４】
前述のようなパターン形成方法においては一般的に縮小投影露光機が用いられる。縮小投影露光機は、所望のパターンの寸法を数倍に拡大したマスクパターンが形成された透過性基板、つまりフォトマスクを用いて、基板となるウェハ上に形成された感光性樹脂よりなるレジスト膜に対して縮小投影露光を行なうことによってパターン形成を行なう。
【０００５】
図３２（ａ）は、最小寸法が解像度よりも十分大きいパターンの一例を示しており、図３２（ｂ）は、従来のフォトマスクを用いて図３２（ａ）に示すパターンを形成するときに例えばレジスト膜中に投影される光強度分布のシミュレーション結果を示している。
【０００６】
具体的には、開口数ＮＡが０．６、波長λが０．１９３μｍであるときの解像度が０．１３μｍ程度となる一方、図３２（ａ）に示すパターンの最小寸法は０．３９μｍ（解像度の約３倍）程度である。また、従来のフォトマスクには、図３２（ａ）に示すパターンの寸法を露光機の倍率Ｍ（縮小率の逆数）だけ拡大したマスクパターンが形成される。このとき、図３２（ｂ）に示すように、図３２（ａ）に示すパターンつまりマスクパターンと相似した形状の光強度分布が実現されている。尚、図３２（ｂ）においては、２次元の相対座標系における相対光強度（露光光の光強度を１としたときの光強度）の等高線を用いて光強度分布を示している。
【０００７】
図３３（ａ）は、最小寸法が解像度程度であるパターンの一例を示しており、図３３（ｂ）は、従来のフォトマスクを用いて図３３（ａ）に示すパターンを形成するときに例えばレジスト膜中に投影される光強度分布のシミュレーション結果を示している。
【０００８】
具体的には、開口数ＮＡが０．６、波長λが０．１９３μｍであるときの解像度が０．１３μｍ程度となる一方、図３３（ａ）に示すパターンの最小寸法も０．１３μｍ程度である。また、従来のフォトマスクには、図３３（ａ）に示すパターンの寸法を倍率Ｍだけ拡大したマスクパターンが形成される。このとき、図３３（ｂ）に示すように、図３３（ａ）に示すパターンつまりマスクパターンと相似した形状から著しく歪んだ光強度分布が実現されている。尚、図３３（ｂ）においても、２次元の相対座標系における相対光強度の等高線を用いて光強度分布を示している。
【０００９】
すなわち、パターンの最小寸法が解像度程度に微細化されると、フォトマスク上のマスクパターンの線幅も細くなるので、露光光がフォトマスクを通過するときに回折現象が生じやすくなる。具体的には、マスクパターンの線幅が細くなると、マスクパターンの裏側に露光光が回り込みやすくなる結果、マスクパターンによって露光光を十分に遮光できなくなるので、微細パターンを形成することが非常に困難になる。
【００１０】
そこで、解像度程度以下の寸法を有するパターンを形成するために、マスクパターンとして透過性基板上に遮光膜よりなる遮光性パターンを形成すると共に、透過性基板における光透過領域（遮光性パターンが形成されていない部分）に対して透過光が１８０度の位相反転を起こす位相シフターを作成する方法（第１の従来例）がＨ．Ｙ．Ｌｉｕ等により提案されている（Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ、Ｖｏｌ．３３３４、Ｐ．２（１９９８））。この方法においては、光透過領域と位相シフターとに挟まれた遮光膜によって、解像度程度以下の寸法を有するパターンを形成できることが利用されている。
【００１１】
以下、第１の従来例に係るパターン形成方法について、図３４（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。
【００１２】
図３４（ａ）は第１の従来例において用いられる第１のフォトマスクの平面図を示しており、図３４（ｂ）は図３４（ａ）のI−I線における断面図を示している。図３４（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１のフォトマスクを構成する第１の透過性基板１０上には遮光膜１１が形成されていると共に、遮光膜１１には第１の開口部１２及び第２の開口部１３が、（解像度×倍率Ｍ）よりも小さい幅を有する遮光膜領域１１ａを介して形成されている。また、第１の開口部１２を介して第１の透過性基板１０を透過する光と、第２の開口部１３を介して第１の透過性基板１０を透過する光との間の位相差が１８０度となるように、第１の透過性基板１０における第２の開口部１３の下側の部分が彫り込まれている。これにより、第１の透過性基板１０における第１の開口部１２が形成されている部分が通常の光透過領域となる一方、第１の透過性基板１０における第２の開口部１３が形成されている部分が位相シフターとなるので、第１の開口部１２と第２の開口部１３とに挟まれた遮光膜領域１１ａによって、所望のライン幅が解像度程度以下のパターンを形成することができる。
【００１３】
図３４（ｃ）は第１の従来例において用いられる第２のフォトマスクの平面図を示している。図３４（ｃ）に示すように、第２のフォトマスクを構成する第２の透過性基板２０上には遮光膜よりなる遮光性パターン２１が形成されている。
【００１４】
第１の従来例においては、図３４（ａ）に示す第１のフォトマスクにおける遮光膜領域１１ａにより形成されるラインパターンと、図３４（ｃ）に示す第２のフォトマスクにおける遮光性パターン２１により形成されるパターンとを組み合わせることにより、所望のパターンが形成される。
【００１５】
具体的には、第１の従来例においては、図３４（ａ）に示す第１のフォトマスクを用いて、ポジ型レジストよりなるレジスト膜が塗布された基板に対して露光を行なった後、第１のフォトマスクを用いた露光によって形成された潜像と、図３４（ｃ）に示す第２のフォトマスクを用いた露光によって形成される潜像とにより所望のパターンが形成されるように位置合わせを行なう。その後、第２のフォトマスクを用いて露光を行なった後、レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する。これにより、第１のフォトマスクのみを用いた露光後に現像を行なった場合に形成される余分なパターン（所望のパターン以外の他のパターン）を、第２のフォトマスクを用いた露光により除去することができる。その結果、第２のフォトマスクのみを用いた露光によっては形成することができない解像度程度以下の線幅を有するパターンを形成することができる。
【００１６】
図３４（ｄ）は、第１の従来例に係るパターン形成方法、つまり、図３４（ａ）に示す第１のフォトマスク及び図３４（ｃ）に示す第２のフォトマスクを用いたパターン形成方法により形成されたレジストパターンを示している。
【００１７】
図３４（ｄ）に示すように、被露光基板３０上にはレジストパターン３１が形成されており、レジストパターン３１は解像度程度以下の線幅を有するラインパターン３１ａを有している。
【００１８】
また、Ｈ．Ｙ．Ｌｉｕ等の方法とは別に、通常の透過性基板部分つまり光透過領域と位相シフターとの境界によってパターンが形成される効果を用いて、光透過領域と位相シフターとの間に遮光膜を設けることなく、波長λよりも小さい線幅のパターンを形成する方法（第２の従来例）が渡邊等によって提案されている（第５１回応用物理学会学術講演会予稿集 、Ｐ４９０）。
【００１９】
以下、第２の従来例に係るパターン形成方法について、図３５を参照しながら説明する。
【００２０】
図３５は第２の従来例において用いられるフォトマスクの平面図を示している。図３５に示すように、フォトマスクを構成する透過性基板４０上に周期的な配列を有する複数の位相シフター４１が設けられている。
【００２１】
第２の従来例においては、位相シフター４１によって、波長λよりも小さい線幅を有する複数のラインパターンが周期的に配列されたパターンを形成することができる。
【００２２】
しかしながら、第１の従来例においては、解像度程度以下の線幅を有するパターンを形成するために、（解像度×倍率Ｍ）以下の幅を有する遮光膜領域が、（解像度×倍率Ｍ）以上の幅を有する位相シフター及び光透過領域により挟まれた構造を有する位相シフトマスク（第１のフォトマスク）を用いる必要がある。すなわち、第１のフォトマスクにより形成されるパターンは特定の条件を満たすときだけ解像度程度以下の線幅を有するので、任意の形状を有するパターンを第１のフォトマスクのみによって実現することはできない。
【００２３】
従って、通常のＬＳＩのパターンレイアウト等の様に複雑な形状を有するパターンを作成するために、第１の従来例においては、位相シフトマスクとは別のマスク（第２のフォトマスク）を用いた露光が必須となる。その結果、マスク費用の増加、又はリソグラフィにおける工程数の増加に起因するスループットの低下及び製造コストの増加が発生する。
【００２４】
また、第２のフォトマスクとしては位相シフトマスクではない通常のマスクを用いるため、第１のフォトマスクと第２のフォトマスクとを用いた露光を組み合わせたとしても、第２のフォトマスクにより形成されるパターンの寸法は解像度程度以上になる結果、解像度程度以下の寸法で形成可能なパターンは限定されることになる。すなわち、第１の従来例は、前述の条件で位相シフターと光透過領域とを隣り合わせに配置可能な場合、例えば活性領域上のゲートパターンのみを形成する場合等に限定して使用される。
【００２５】
一方、第２の従来例、つまり光透過領域と位相シフターとの間に遮光膜を設けることなくパターンを形成する方法によると、波長λよりも小さい線幅のパターンが繰り返されている場合にしか使用できないので、任意の寸法又は形状を有するパターンをこの方法のみによって形成することができないという問題がある。
【００２６】
また、第２の従来例においては、透過性基板の光透過領域と位相シフターとの境界で急激に位相が変化する部分を作成しなければならない一方、透過性基板に対してウェットエッチングを行なうことによって位相シフターを作成する従来のマスク作成方法を用いた場合、透過性基板を彫り込んで形成される位相シフターの境界を垂直にすることができない。さらに、透過性基板に対してエッチングを行なうときに、透過性基板における位相シフターの側方の領域にもエッチングが進むので、位相シフターの寸法制御も困難になる。その結果、高精度な微細パターンを形成できるマスクを作成することが極めて困難になってしまうという問題が生じる。
【００２７】
また、第２の従来例においては、位相シフト効果を利用することによって形成されるパターンの寸法が波長λの半分程度の寸法に限定されている一方、それ以上の寸法のパターンを、遮光膜よりなるマスクパターンを用いて形成した場合には、形成可能なパターンの最小寸法は解像度程度となる。このため、位相シフト効果と、遮光膜による遮光効果とを同時に実現する１枚のマスクを用いてパターンを形成すると、形成されたパターンのとりうる寸法に不連続が生じる。その結果、任意の寸法を有するパターンを１枚のマスクによって形成するときのプロセスマージンが極めて小さくなり、場合によっては１枚のマスクによりパターン形成を行なうことが不可能になるという問題が生じる。
【００２８】
［発明の開示］
前記に鑑み、本発明は、位相シフト効果を実現する１枚のマスクを用いた露光によって、解像度程度以下の寸法を含む任意の寸法のパターンを任意の形状について形成できるようにすることを目的とする。
【００２９】
前記の目的を達成するために、本発明に係るフォトマスクは、光源に対して透過性を有する透過性基板上に孤立した遮光性パターンが形成されたフォトマスクを前提とし、遮光性パターンは、遮光膜よりなる遮光膜領域と、透過性基板のうち遮光性パターンが形成されていない光透過領域に対して位相差を有する位相シフト領域とから構成されており、位相シフト領域の幅は、同一の幅を有する遮光膜の遮光性と比べて位相シフト領域の遮光性が同程度以上になるように設定されている。
【００３０】
本発明のフォトマスクによると、遮光性パターンが遮光膜領域と、光透過領域に対して位相差を有する位相シフト領域とから構成されていると共に、位相シフト領域の幅が、同一の幅を有する遮光膜の遮光性と比べて位相シフト領域の遮光性が同程度以上になるように設定されている。これによって、遮光性パターンのうち遮光膜領域の裏側に回折現象によって回り込んだ透過光を、位相シフト領域を透過した光によって打ち消すことができるので、解像度程度以下の寸法を有するパターンを形成する場合にも、遮光性パターンと相似した形状を有する光強度分布を得ることができる。従って、位相シフト効果を実現する本発明のフォトマスクのみを用いた露光によって、解像度程度以下の寸法を含む任意の寸法のパターンを任意の形状について形成することができる。
【００３１】
本発明のフォトマスクにおいて、遮光膜領域の外形形状は遮光性パターンの形状と同一であり、位相シフト領域は遮光膜領域の内側に設けられていることが好ましい。
【００３２】
このようにすると、遮光性パターンの周縁部の裏側に回折現象によって回り込んだ透過光を、位相シフト領域を透過した光によって確実に打ち消すことができる。
【００３３】
本発明のフォトマスクにおいて、位相シフト領域は、少なくとも遮光性パターンの角部若しくはその内側又は遮光性パターンの端部若しくはその内側に設けられていることが好ましい。
【００３４】
このようにすると、遮光性パターンの角部又は端部の裏側に回折現象によって回り込んだ透過光を、位相シフト領域を透過した光によって確実に打ち消すことができる。
【００３５】
尚、本明細書において、角部とは、パターン側で測定した角度が０度よりも大きく且つ１８０度未満である部分を意味する。
【００３６】
本発明のフォトマスクにおいて、位相シフト領域の幅をＷｍとしたときに、
Ｗｍ≦（０．４×λ／ＮＡ）×Ｍ（但し、λは光源の波長であり、ＮＡは露光機の縮小投影光学系の開口数であり、Ｍは該縮小投影光学系の倍率である）であることが好ましい。
【００３７】
このようにすると、位相シフト領域の遮光性が、同一の幅を有する遮光膜の遮光性と比べて確実に同程度以上になる。
【００３８】
本発明のフォトマスクにおいて、位相シフト領域が設けられる遮光性パターンの幅をＬｍとしたときに、
Ｌｍ≦（０．８×λ／ＮＡ）×Ｍであることが好ましい。
【００３９】
このようにすると、遮光性パターンに位相シフト領域を設けることによって遮光性パターンの遮光効果を向上させることができる。
【００４０】
Ｌｍ≦（０．８×λ／ＮＡ）×Ｍである場合、位相シフト領域の幅をＷｍとしたときに、
Ｗｍ≦（（０．８×λ／ＮＡ）×Ｍ）−Ｌｍ且つＷｍ≦Ｌｍであることが好ましい。
【００４１】
このようにすると、遮光性パターンの遮光効果を確実に向上させることができる。
【００４２】
Ｌｍ≦（０．８×λ／ＮＡ）×Ｍである場合、位相シフト領域の幅をＷｍとしたときに、
０．５×（（（（０．８×λ／ＮＡ）×Ｍ）−Ｌｍ）／２）≦Ｗｍ≦１．５×（（（（０．８×λ／ＮＡ）×Ｍ）−Ｌｍ）／２）且つＷｍ≦Ｌｍであることことが好ましい。
【００４３】
このようにすると、遮光性パターンの遮光効果を大きく向上させることができる。
【００４４】
本発明のフォトマスクにおいて、位相シフト領域の光透過領域に対する位相差は、光源の波長に対して（１７０＋３６０×ｎ）〜（１９０＋３６０×ｎ）度（但し、ｎは整数）であることが好ましい。
【００４５】
このようにすると、遮光性パターンの遮光効果を確実に向上させることができる。
【００４６】
本発明のフォトマスクにおいて、位相シフト領域の光透過領域に対する位相差は、透過性基板における光透過領域となる部分及び位相シフト領域となる部分のうちの少なくとも一方が彫り込まれることによって設けられていることが好ましい。
【００４７】
このようにすると、位相シフト領域と光透過領域との間に確実に位相差を設けることができる。
【００４８】
本発明のフォトマスクにおいて、位相シフト領域の光透過領域に対する位相差は、透過性基板における光透過領域以外となる部分及び位相シフト領域以外となる部分のうちのいずれか一方の上に位相シフター層が形成されることによって設けられていることが好ましい。
【００４９】
このようにすると、位相シフト領域と光透過領域との間に確実に位相差を設けることができる。また、位相シフター層が形成される場合、位相シフター層は、遮光膜領域の下側に形成されていてもよいし、又は遮光膜領域の上側に形成されていてもよい。
【００５０】
本発明に係るパターン形成方法は、本発明のフォトマスクを用いたパターン形成方法を前提とし、基板上にレジスト膜を形成する工程と、本発明のフォトマスクを用いてレジスト膜に対してパターン露光を行なう工程と、パターン露光されたレジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程とを備えている。
【００５１】
本発明のパターン形成方法によると、本発明のフォトマスクを用いているため、解像度程度以下の寸法を有するパターンを形成する場合にも、解像度程度以上の寸法を有するパターンを形成する場合と同程度の遮光性パターンによる遮光効果が得られるので、本発明のフォトマスクのみを用いた露光によって、解像度程度以下の寸法を含む任意の寸法のパターンを任意の形状について形成することができる。
【００５２】
本発明のパターン形成方法において、パターン露光を行なう工程は斜入射照明法を用いることことが好ましい。
【００５３】
このようにすると、微細なパターンに対して焦点深度等のプロセスマージンを向上させることができる。
【００５４】
本発明のパターン形成方法において、レジスト膜はポジ型レジストよりなることが好ましい。
【００５５】
このようにすると、本発明のフォトマスクを用いたパターン露光によって、微細なレジストパターンを確実に形成することができる。逆に、ホールパターン等のように微細なレジスト除去領域を形成するためにはネガ型レジストを用いれば良い。
【００５６】
本発明に係るフォトマスクの作成方法は、光源に対して透過性を有する透過性基板上に形成された遮光膜領域と位相シフト領域とから構成されている孤立した遮光性パターンを備えたフォトマスクの作成方法を前提とし、透過性基板上に遮光膜を形成する工程と、遮光膜をパターン化して遮光膜領域の外形を形成する工程と、遮光膜における位相シフト領域に位置する部分を除去して開口部を形成する工程とを備え、位相シフト領域は、透過性基板の光透過領域に対して位相差を有しており、位相シフト領域の幅は、同一の幅を有する遮光膜の遮光性と比べて位相シフト領域の遮光性が同程度以上になるように設定されている。
【００５７】
本発明のフォトマスクの作成方法によると、遮光膜領域の外形を形成するためのパターンニング工程と、位相シフト領域となる開口部を形成するためのパターンニング工程とを独立して行なうため、遮光膜領域の外形寸法つまり遮光性パターンの寸法、及び位相シフト領域の寸法をそれぞれ正確に制御できるので、本発明のフォトマスクを確実に作成することができる。
【００５８】
本発明のフォトマスクの作成方法において、開口部を形成する工程は、開口部を形成した後に、透過性基板における開口部の下側の部分を、該部分と光透過領域との間に光源の波長に対して（１７０＋３６０×ｎ）〜（１９０＋３６０×ｎ）度（但し、ｎは整数）の位相差が生じるように彫り込む工程を含むことが好ましい。
【００５９】
このようにすると、遮光性パターンの遮光効果が確実に向上するように位相シフト領域を形成することができる。また、この場合、開口部を形成する工程を、遮光膜領域の外形を形成する工程よりも前に行なうことが好ましい。このようにすると、開口部が形成された遮光膜をマスクとして透過性基板に対してエッチングを行なうことができるため、遮光膜領域の外形を形成した後に開口部を形成する場合のようにレジストパターンを用いて開口部形成と基板エッチングとを連続的に行なう必要がないので、本発明のフォトマスクを簡単に作成することができる。
【００６０】
本発明のフォトマスクの作成方法において、遮光膜領域の外形を形成する工程は、遮光膜領域の外形を形成した後に、透過性基板における遮光膜領域の外側の部分を、該部分と位相シフト領域との間に光源の波長に対して（１７０＋３６０×ｎ）〜（１９０＋３６０×ｎ）度（但し、ｎは整数）の位相差が生じるように彫り込む工程を含むことが好ましい。
【００６１】
このようにすると、遮光性パターンの遮光効果が確実に向上するように位相シフト領域を形成することができる。また、微小面積の開口部の下側の透過性基板を彫り込むことによって、光透過領域と位相シフト領域との間に位相差を設ける場合と比べて、本発明のフォトマスクを簡単に作成できる。
【００６２】
本発明のフォトマスクの作成方法において、遮光膜を形成する工程は、遮光膜の下側に、光源の波長に対して（１７０＋３６０×ｎ）〜（１９０＋３６０×ｎ）度（但し、ｎは整数）の位相反転を生じる位相シフター層を形成する工程を含み、開口部を形成する工程は、開口部を形成した後に、位相シフター層における開口部の下側の部分を除去する工程を含むことが好ましい。
【００６３】
このようにすると、遮光性パターンの遮光効果が確実に向上するように位相シフト領域を形成することができる。また、透過性基板を彫り込むことによって、光透過領域と位相シフト領域との間に位相差を設ける場合と比べて、エッチング工程の管理が簡単になって位相エラーが低減すると共に、位相シフター層のエッジ部分を垂直にすることが簡単になる。また、この場合、開口部を形成する工程を、遮光膜領域の外形を形成する工程よりも前に行なうことが好ましい。このようにすると、開口部が形成された遮光膜をマスクとして位相シフター層に対してエッチングを行なうことができるため、遮光膜領域の外形を形成した後に開口部を形成する場合のようにレジストパターンを用いて開口部形成とシフター層エッチングとを連続的に行なう必要がないので、本発明のフォトマスクを簡単に作成することができる。
【００６４】
本発明のフォトマスクの作成方法において、遮光膜を形成する工程は、遮光膜の下側に、光源の波長に対して（１７０＋３６０×ｎ）〜（１９０＋３６０×ｎ）度（但し、ｎは整数）の位相反転を生じる位相シフター層を形成する工程を含み、遮光膜領域の外形を形成する工程は、遮光膜領域の外形を形成した後に、位相シフター層における遮光膜領域の外側の部分を除去する工程を含むことが好ましい。
【００６５】
このようにすると、遮光性パターンの遮光効果が確実に向上するように位相シフト領域を形成することができる。また、透過性基板を彫り込むことによって、光透過領域と位相シフト領域との間に位相差を設ける場合と比べて、エッチング工程の管理が簡単になって位相エラーが低減すると共に、位相シフター層のエッジ部分を垂直にすることが簡単になる。また、微小面積の開口部の下側の位相シフター層を除去することによって、光透過領域と位相シフト領域との間に位相差を設ける場合と比べて、本発明のフォトマスクを簡単に作成できる。また、この場合、遮光膜領域の外形を形成する工程を、開口部を形成する工程よりも前に行なうことが好ましい。このようにすると、遮光膜領域の外形が形成され且つ開口部が形成される前の遮光膜をマスクとして位相シフター層に対してエッチングを行なうことができるため、開口部を形成した後に遮光膜領域の外形を形成する場合のようにレジストパターンを用いて遮光膜領域の外形形成とシフター層エッチングとを連続的に行なう必要がないので、本発明のフォトマスクを簡単に作成することができる。
【００６６】
本発明のフォトマスクの作成方法において、開口部を形成する工程を、遮光膜領域の外形を形成する工程よりも前に行ない、開口部を形成する工程と遮光膜領域の外形を形成する工程との間に、透過性基板上に、光源の波長に対して（１７０＋３６０×ｎ）〜（１９０＋３６０×ｎ）度（但し、ｎは整数）の位相反転を生じる位相シフター層を形成する工程をさらに備え、遮光膜領域の外形を形成する工程は、遮光膜領域の外形を形成する前に、位相シフター層における遮光膜領域の外側の部分を除去する工程を含むことが好ましい。
【００６７】
このようにすると、遮光性パターンの遮光効果が確実に向上するように位相シフト領域を形成することができる。また、透過性基板を彫り込むことによって、光透過領域と位相シフト領域との間に位相差を設ける場合と比べて、エッチング工程の管理が簡単になって位相エラーが低減すると共に、位相シフター層のエッジ部分を垂直にすることが簡単になる。さらに、位相シフター層に対するパターニング工程で欠陥が発生した場合、該欠陥を位相シフター層を再形成することによって修復できるため、位相シフター層形成工程よりも前の工程を繰り返す必要がないので、スループットが向上する。
【００６８】
本発明のフォトマスクの作成方法において、遮光膜領域の外形を形成する工程を、開口部を形成する工程よりも前に行ない、遮光膜領域の外形を形成する工程と開口部を形成する工程との間に、透過性基板上に、光源の波長に対して（１７０＋３６０×ｎ）〜（１９０＋３６０×ｎ）度（但し、ｎは整数）の位相反転を生じる位相シフター層を形成する工程をさらに備え、開口部を形成する工程は、開口部を形成する前に、位相シフター層における位相シフト領域に位置する部分を除去する工程を含むことが好ましい。
【００６９】
このようにすると、遮光性パターンの遮光効果が確実に向上するように位相シフト領域を形成することができる。また、透過性基板を彫り込むことによって、光透過領域と位相シフト領域との間に位相差を設ける場合と比べて、エッチング工程の管理が簡単になって位相エラーが低減すると共に、位相シフター層のエッジ部分を垂直にすることが簡単になる。さらに、位相シフター層に対するパターニング工程で欠陥が発生した場合、該欠陥を位相シフター層を再形成することによって修復できるため、位相シフター層形成工程よりも前の工程を繰り返す必要がないので、スループットが向上する。
【００７０】
本発明のフォトマスクの作成方法において、位相シフト領域の幅をＷｍとしたときに、
Ｗｍ≦（０．４×λ／ＮＡ）×Ｍ（但し、λは光源の波長であり、ＮＡは露光機の縮小投影光学系の開口数であり、Ｍは該縮小投影光学系の倍率である）であることが好ましい。
【００７１】
このようにすると、位相シフト領域の遮光性が、同一の幅を有する遮光膜の遮光性と比べて確実に同程度以上になる。
【００７２】
本発明のフォトマスクの作成方法において、位相シフト領域が設けられる遮光性パターンの幅をＬｍとしたときに、
Ｌｍ≦（０．８×λ／ＮＡ）×Ｍであることが好ましい。
【００７３】
このようにすると、遮光性パターンに位相シフト領域を設けることによって遮光性パターンの遮光効果を向上させることができる。
【００７４】
Ｌｍ≦（０．８×λ／ＮＡ）×Ｍである場合、位相シフト領域の幅をＷｍとしたときに、
Ｗｍ≦（（０．８×λ／ＮＡ）×Ｍ）−Ｌｍ且つＷｍ≦Ｌｍであることが好ましい。
【００７５】
このようにすると、遮光性パターンの遮光効果を確実に向上させることができる。
【００７６】
Ｌｍ≦（０．８×λ／ＮＡ）×Ｍである場合、位相シフト領域の幅をＷｍとしたときに、
０．５×（（（（０．８×λ／ＮＡ）×Ｍ）−Ｌｍ）／２）≦Ｗｍ≦１．５×（（（（０．８×λ／ＮＡ）×Ｍ）−Ｌｍ）／２）且つＷｍ≦Ｌｍであることことが好ましい。
【００７７】
このようにすると、遮光性パターンの遮光効果を大きく向上させることができる。
【００７８】
本発明に係るパターンレイアウト作成方法は、光源に対して透過性を有する透過性基板上に形成された遮光膜領域と位相シフト領域とから構成されている孤立した遮光性パターンを備えたフォトマスクのパターンレイアウト作成方法を前提とし、遮光性パターンと対応するパターンレイアウトのうちから（０．８×λ／ＮＡ）×Ｍ（但し、λは光源の波長であり、ＮＡは露光機の縮小投影光学系の開口数であり、Ｍは該縮小投影光学系の倍率である）以下の幅Ｌ×Ｍを有するラインパターンを抽出する工程と、抽出されたラインパターンの内側に（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）×Ｍ以下の幅Ｗ×Ｍ（但し、Ｗ≦Ｌ）を有する位相シフト領域を配置する工程とを備えている。
【００７９】
本発明のパターンレイアウト作成方法によると、遮光性パターンと対応するパターンレイアウトのうちから（０．８×λ／ＮＡ）×Ｍ以下の幅Ｌ×Ｍを有するラインパターンを抽出した後、抽出されたラインパターンの内側に（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）×Ｍ以下の幅Ｗ×Ｍ（但し、Ｗ≦Ｌ）を有する位相シフト領域を配置する。このため、遮光性パターンにおける遮光効果が弱くなる部分に、遮光効果を強調できる位相シフト領域つまりマスクエンハンサーを配置することができるので、ウェハ上に投影される光強度分布をパターンレイアウトに対して歪みの少ない形状で形成することができる。従って、解像度程度以下の寸法を含む任意の寸法のパターンを任意の形状について形成できるフォトマスクのパターンレイアウトの作成が可能となる。
【００８０】
本発明のパターンレイアウト作成方法において、
０．５×（（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２）≦Ｗ≦１．５×（（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２）且つＷ≦Ｌであることが好ましい。
【００８１】
このようにすると、遮光性パターンの遮光効果を大きく向上させることができる。
【００８２】
本発明のパターンレイアウト作成方法において、ラインパターンを抽出する工程は、パターンレイアウトのうちからパターン角部又はパターン端部を抽出する工程を含み、位相シフト領域を配置する工程は、抽出されたパターン角部若しくはその内側又は抽出されたパターン端部若しくはその内側に（０．５×λ／ＮＡ）×Ｍ四方以下の寸法を有する位相シフト領域を配置する工程を含むことが好ましい。
【００８３】
このようにすると、遮光性パターンの角部又は端部の裏側に回折現象によって回り込んだ透過光を、位相シフト領域を透過した光によって確実に打ち消すことができる。
【００８４】
本発明に係るマスク描画データ作成方法は、光源に対して透過性を有する透過性基板上に形成された遮光膜領域と、透過性基板の光透過領域に対して位相差を有する位相シフト領域とから構成されている孤立した遮光性パターンを備えたフォトマスクのマスク描画データ作成方法を前提とし、遮光性パターンと対応するパターンレイアウトのうちから（０．８×λ／ＮＡ）×Ｍ（但し、λは光源の波長であり、ＮＡは露光機の縮小投影光学系の開口数であり、Ｍは該縮小投影光学系の倍率である）以下の幅Ｌ×Ｍを有するラインパターンを抽出して、抽出されたラインパターンの内側に（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）×Ｍ以下の幅Ｗ×Ｍ（但し、Ｗ≦Ｌ）を有する位相シフト領域を遮光性パターンの遮光効果が最大となるように配置した後に、試験露光又は露光シミュレーションの結果に基づいて位相シフト領域の寸法を調整する工程を備えている。
【００８５】
本発明のマスク描画データ作成方法によると、位相シフト領域を遮光性パターンの遮光効果が最大となるように配置した後に、試験露光又は露光シミュレーションの結果に基づいて位相シフト領域の寸法を調整するため、フォトマスクを用いた露光によって形成されるパターンの寸法が設計値と等しくなるように位相シフト領域の寸法を調整することができる。このため、パターンの後退等を防止できるマスク描画データを作成できるので、該マスク描画データに従って形成されたフォトマスクを用いて露光を行なうことによって、微細パターンを高精度で形成することができる。
【００８６】
本発明のマスク描画データ作成方法において、位相シフト領域の寸法を調整する工程は、フォトマスクを用いた露光によって形成されるパターンの幅が設計値よりも大きくなる部分と対応する前記位相シフト領域の幅を縮小すると共に、前記フォトマスクを用いた露光によって形成されるパターンの幅が設計値よりも小さくなる部分と対応する前記位相シフト領域の幅を拡大する工程を含むであることが好ましい。
【００８７】
このようにすると、フォトマスクを用いた露光によって形成されるパターンの寸法を設計値と確実に等しくすることができる。
【００８８】
［発明を実施するための最良の形態］
〈第１の実施形態〉
以下、本発明の第１の実施形態に係るフォトマスクについて図面を参照しながら説明する。尚、第１の実施形態において、ＮＡは露光機の縮小投影光学系の開口数（例えば０．６）を示し、λは露光光つまり光源の波長（例えば０．１９３μｍ）を示し、Ｍは露光機の縮小投影光学系の倍率（例えば４又は５）を示すものとする。
【００８９】
図１は、第１の実施形態に係るフォトマスクの基本的な構造を示している。
【００９０】
図１に示すように、透過性基板１００上に遮光膜よりなる遮光膜領域１０１が形成されていると共に、遮光膜領域１０１の内側に位相シフト領域１０２が設けられている。このとき、位相シフト領域１０２を含む遮光膜領域１０１の幅はＬ×Ｍであり、位相シフト領域１０２の幅はＷ×Ｍであり、遮光膜領域１０１における位相シフト領域１０２を囲む部分の幅はＳ×Ｍである。また、位相シフト領域１０２は、例えば遮光膜領域１０１となる遮光膜に位相シフト領域１０２と同一の外形を有する開口部を設けると共に該開口部の下側の透過性基板１００を、透過光の波長（波長λより換算される）の半分の光路差が生じる厚みだけ除去することにより形成されている。これにより、位相シフト領域１０２を透過する光は、透過性基板１００の光透過領域（遮光膜領域１０１も位相シフト領域１０２も設けられていない部分）を透過する光に対して約１８０度の位相差を生じる。
【００９１】
第１の実施形態の特徴は、遮光膜領域１０１と位相シフト領域１０２とにより遮光性パターンが構成されていることである。すなわち、例えば図１に示すフォトマスクを用いることによって、ウェハ上に幅Ｌのパターンを形成することができる。例えば、ウェハ上での所望のパターンの寸法（又は設計値）が０．１μｍであるとすると、Ｌ＝０．１μｍであるので、倍率Ｍ＝４の露光機を用いる場合、フォトマスク上での遮光性パターンの寸法はＭ×Ｌ＝０．１×４＝０．４μｍとなる。
【００９２】
図２は被露光基板上に形成しようとする所望の設計パターンの平面図である。
【００９３】
図３（ａ）は、図２に示すパターンを形成するための第１の比較例に係るフォトマスクの平面図である。
【００９４】
第１の比較例に係るフォトマスクにおいては、図３（ａ）に示すように、露光光源に対して高い透過率を有するガラス等よりなる透過性基板１１０上に、所望のパターンの寸法（通常は設計値）をＭ倍した寸法を有するクロム膜等の遮光膜のみよりなる遮光性パターン１１１が形成されている。例えば、所望のパターンの外形幅が１μｍである場合、遮光性パターン１１１の外形幅はＭμｍである。尚、透過性基板１１０における遮光性パターン１１１の外側の領域１１０ａは光透過領域となる。また、露光光源としては、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ光（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ光（１９３ｎｍ）、又はＦ２エキシマレーザ光（１５７ｎｍ）等を用いることができる。
【００９５】
図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すフォトマスクを用いてレジスト膜に対して露光を行なったときにレジスト膜中に投影される光強度分布のシミュレーション結果を示している。尚、光強度分布のシミュレーションにおいて使用した光学条件は、波長λ＝０．１９３μｍ、開口数ＮＡ＝０．６、干渉度σ＝０．８である。また、図３（ｂ）においては、２次元の相対座標系における相対光強度の等高線を用いて光強度分布を示している。
【００９６】
図３（ａ）に示すフォトマスクを用いた場合、遮光性パターン１１１のうち、ライン幅の細い部分（例えば領域Ｒ１）、ライン端（例えば領域Ｒ２）又はパターンコーナー（角部；例えば領域Ｒ３）等では回折現象によって光が遮光膜の裏側に回り込むため、遮光性パターン１１１をマスクとして露光光を十分に遮光することができない。その結果、図３（ｂ）に示すように、光強度分布が、遮光性パターン１１１つまり所望のパターンと相似した形状から著しく歪んでしまう。また、前記の光学条件より定まる解像度程度以下、具体的には０．１３μｍ程度以下のライン幅を有するパターンを形成しようとする領域（例えば領域Ｒ１’又はＲ２’）においては、光強度分布における相対光強度の等高線間隔が広くなっている。このため、露光量のばらつきに伴うパターン寸法のばらつきが大きくなり、それによってレジスト膜の露光マージンが小さくなるので、安定したパターン形状を得ることが非常に困難になる。
【００９７】
図３（ｃ）は、図３（ｂ）に示す相対光強度の等高線のうちレジスト膜の現像後に形成されるレジストパターンの形状を表すと考えられる等高線の形状と、所望のパターン形状とを比較した結果を示している。
【００９８】
図３（ｃ）に示すように、予想されるレジストパターンの形状においては、ライン端（例えば領域Ｒ２’）又はパターンコーナー（例えば領域Ｒ３’）が所望のパターン形状から後退していると共に、０．１３μｍ（解像度）程度以下のライン幅を有する部分（例えば領域Ｒ１’）が所望のパターン形状よりも細くなっている。
【００９９】
そこで、本件発明者は、遮光性パターンのうち、（Ｍ×解像度）程度以下のライン幅を有する部分の内側、ライン端又はパタンコーナー等に、通常の光透過領域の透過光に対して約１８０度の位相差を有する透過光を発生させる位相シフト領域を設けたフォトマスク、つまり第１の実施形態に係るフォトマスクを作成してみた。
【０１００】
図４（ａ）は、図２に示すパターンを形成するための第１の実施形態に係るフォトマスクの平面図である。
【０１０１】
第１の実施形態に係るフォトマスクにおいては、図４（ａ）に示すように、透過性基板１２０上に、所望のパターンの寸法をＭ倍した外形寸法を有するクロム膜等の遮光膜よりなる遮光膜領域１２１が形成されている。例えば、所望のパターンの外形幅が１μｍである場合、遮光膜領域１２１の外形幅はＭμｍである。尚、透過性基板１２０における遮光膜領域１２１の外側の領域１２０ａは光透過領域となる。また、遮光膜領域１２１の内側に、光透過領域１２０ａの透過光に対して約１８０度の位相差を有する透過光を発生させ且つ光透過領域１２０ａとほぼ等価な透過率を有する位相シフト領域１２２が形成されている。さらに、遮光膜領域１２１と位相シフト領域１２２とによって遮光性パターンが構成されている。
【０１０２】
具体的には、位相シフト領域１２２は、遮光性パターンのうち、Ｍ×０．１３μｍ（解像度）程度以下のライン幅を有する部分（例えば領域ｒ１）の内側、ライン端（例えば領域ｒ２）又はパターンコーナー（例えば領域ｒ３）等に設けられている。また、位相シフト領域１２２は、例えば遮光膜領域１２１となる遮光膜に位相シフト領域１２２と同一の外形を有する開口部を設けると共に該開口部の下側の透過性基板１２０を、透過光の波長（波長λより換算される）の半分の光路差が生じる厚みだけ除去することにより形成されている。
【０１０３】
図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すフォトマスクを用いてレジスト膜に対して露光を行なったときにレジスト膜中に投影される光強度分布のシミュレーション結果を示している。尚、光強度分布のシミュレーションにおいて使用した光学条件は、波長λ＝０．１９３μｍ、開口数ＮＡ＝０．６、干渉度σ＝０．８である。また、図４（ｂ）においては、２次元の相対座標系における相対光強度の等高線を用いて光強度分布を示している。
【０１０４】
図４（ｂ）に示すように、図４（ａ）に示すフォトマスクにより得られる光強度分布は、遮光膜領域１２１と位相シフト領域１２２とによって構成される遮光性パターン、つまり所望のパターンと相似した形状を有している。また、光強度分布における相対光強度の等高線間隔も全体的に狭くなっている。このため、露光量のばらつきに伴うパターン寸法のばらつきが小さくなり、それによってレジスト膜の露光マージンが大きくなるので、安定したパターン形状を得ることが容易になる。
【０１０５】
図４（ｃ）は、図４（ｂ）に示す相対光強度の等高線のうちレジスト膜の現像後に形成されるレジストパターンの形状を表すと考えられる等高線の形状と、所望のパターン形状とを比較した結果を示している。
【０１０６】
図４（ｃ）に示すように、予想されるレジストパターンの形状においては、第１の比較例に係るフォトマスクを用いた場合に生じたような、ライン端（例えば領域ｒ２’）又はパターンコーナー（例えば領域ｒ３’）が所望のパターン形状から後退してしまう事態、又は、０．１３μｍ（解像度）程度以下のライン幅を有する部分（例えば領域ｒ１’）が所望のパターン形状よりも細くなる事態は発生していない。すなわち、第１の実施形態に係るフォトマスクを用いた場合には、所望の形状を有するパターンを形成することができる。
【０１０７】
以上に説明した結果から、本件発明者は、フォトマスク上に光透過領域と、光透過領域に対して１８０度の位相差を有する位相シフト領域とを所定の条件を満たすように配置した場合に、位相シフト領域が遮光膜領域よりも優れた遮光性を発揮するという原理を見出した。
【０１０８】
以下、前述の所定の条件を特定するために、まず、遮光性パターンとして遮光膜のみ又は位相シフターのみを用いた構造における遮光特性について図面を参照しながら説明する。
【０１０９】
図５（ａ）は、透過性基板上に遮光膜のみよりなる遮光性パターンが形成されたマスク（以下、第２の比較例に係るフォトマスクと称する）の平面図を示している。図５（ａ）に示すように、透過性基板１３０上にクロム膜等の遮光膜よりなる幅（Ｌ×Ｍ）の孤立ラインパターン１３１が形成されている。
【０１１０】
図５（ｂ）は、透過性基板上に位相シフターのみよりなる遮光性パターンが形成されたマスク（以下、第３の比較例に係るフォトマスクと称する）の平面図を示している。図５（ｂ）に示すように、透過性基板１４０上に位相シフターよりなる幅（Ｌ×Ｍ）の孤立ラインパターン１４１が形成されている。
【０１１１】
図５（ｃ）〜（ｅ）は、幅Ｌをそれぞれ０．０６μｍ、０．１０μｍ、０．１６μｍと変化させた場合における第２及び第３の比較例に係るフォトマスクの２点ＡＢ間を透過した光の光強度（相対光強度）分布のシミュレーション結果（光学条件：波長λ＝０．１９３μｍ、開口数ＮＡ＝０．６、干渉度σ＝０．８）を示している。尚、図５（ｃ）〜（ｅ）において、第２の比較例に係るフォトマスクの２点ＡＢ間を透過した光の光強度分布を破線で示しており、第３の比較例に係るフォトマスクの２点ＡＢ間を透過した光の光強度分布を実線で示している。また、図５（ｃ）〜（ｅ）において、横軸の原点、つまり孤立ラインパターン１３１又は孤立ラインパターン１４１の中央部分での光強度が小さいほど、各マスクによる遮光効果が大きいと判断することができる。
【０１１２】
図５（ｆ）は、幅Ｌを連続的に変化させた場合における孤立ラインパターン１３１（第２の比較例に係るフォトマスク）及び孤立ラインパターン１４１（第３の比較例に係るフォトマスク）のそれぞれの中央部分を透過した光の光強度（相対光強度）変化のシミュレーション結果（光学条件：波長λ＝０．１９３μｍ、開口数ＮＡ＝０．６、干渉度σ＝０．８）を示している。尚、図５（ｆ）において、孤立ラインパターン１３１の中央部分を透過した光の光強度変化を破線で示しており、孤立ラインパターン１４１の中央部分を透過した光の光強度変化を実線で示している。
【０１１３】
図５（ｃ）〜（ｅ）及び図５（ｆ）に示すように、幅Ｌが解像度程度つまり０．１３μｍ程度よりも小さくなると、遮光膜よりも位相シフターの方が遮光効果が高くなる一方、幅Ｌが０．１３μｍ程度よりも大きくなると、位相シフターによる遮光効果は遮光膜よりも低くなる。すなわち、位相シフターの遮光効果が遮光膜よりも高くなる最大幅Ｌは０．１３μｍ程度である。
【０１１４】
また、図５（ｆ）に示すように、位相シフターによる遮光効果が最大になるのは、幅Ｌが０．１０μｍ付近である。
【０１１５】
図６は、波長λ及び開口数ＮＡを色々変化させた場合における、位相シフターの遮光効果が遮光膜（クロム膜）よりも高くなる最大幅Ｌのシミュレーション結果をλ／ＮＡに対してプロットした様子を示している。
【０１１６】
図６に示すように、位相シフターの遮光効果が遮光膜よりも高くなる最大幅Ｌとλ／ＮＡとの間にはＬ＝０．４×λ／ＮＡで表される関係が近似的に成り立っている。すなわち、透過性基板上に形成された位相シフターよりなる孤立ラインパターンは、その幅（Ｌ×Ｍ）が（０．４×λ／ＮＡ）×Ｍ以下のとき、遮光膜よりなる孤立ラインパターンよりも高い遮光効果を有する。
【０１１７】
図７は、波長λ及び開口数ＮＡを色々変化させた場合における、位相シフターの遮光効果が最大となる幅Ｌのシミュレーション結果をλ／ＮＡに対してプロットした様子を示している。
【０１１８】
図７に示すように、位相シフターの遮光効果が最大となる幅Ｌとλ／ＮＡとの間にはＬ＝（０．８／３）×λ／ＮＡで表される関係が近似的に成り立っている。すなわち、透過性基板上に形成された位相シフターよりなる孤立ラインパターンは、その幅（Ｌ×Ｍ）が（（０．８／３）×λ／ＮＡ）×Ｍ程度のとき、最大の遮光効果を有する。
【０１１９】
以上に説明した結果から、本件発明者は、所定の寸法以下の位相シフターが遮光膜により囲まれた構造によって、つまり位相シフト領域が遮光膜領域により囲まれた構造によって、高い遮光性を有する遮光性パターンを実現できることを見出した。
【０１２０】
以下、位相シフターによって遮光膜の遮光性を強調できる条件を特定するために、位相シフト領域と遮光膜領域とが組み合わされた構造を有する遮光性パターンの遮光特性について図面を参照しながら説明する。
【０１２１】
図８（ａ）は、位相シフト領域と遮光膜領域とが組み合わされた構造を有する遮光性パターンが形成されたマスク、つまり第１の実施形態に係るフォトマスクの平面図を示している。図８（ａ）に示すように、透過性基板１５０上に遮光膜領域１５１が位相シフト領域１５２を囲むように形成されており、遮光膜領域１５１と位相シフト領域１５２とによって遮光性パターンが構成されている。また、位相シフト領域１５２を含む遮光膜領域１５１の幅は（Ｌ×Ｍ）であり、位相シフト領域１５２の幅は（Ｗ×Ｍ）であり、遮光膜領域１５１における位相シフト領域１５２を囲む部分の幅は（Ｓ×Ｍ）である。すなわち、Ｌ＝Ｗ＋２Ｓである。
【０１２２】
図８（ｂ）〜（ｄ）は、幅Ｌをそれぞれ０．１０μｍ、０．１４μｍ、０．１８μｍと変化させた場合においてさらに幅Ｗを色々変化させた場合における、図８（ａ）に示すマスク上の２点ＡＢ間を透過した光の光強度（相対光強度）分布のシミュレーション結果（光学条件：波長λ＝０．１９３μｍ、開口数ＮＡ＝０．６、干渉度σ＝０．８）を示している。
【０１２３】
図８（ｅ）は、幅Ｌを色々変化させた場合においてさらに幅Ｗを色々変化させた場合における、図８（ａ）に示すマスク上の遮光性パターンの中央部分を透過した光の光強度（相対光強度）変化のシミュレーション結果（光学条件：波長λ＝０．１９３μｍ、開口数ＮＡ＝０．６、干渉度σ＝０．８）を示している。
【０１２４】
図９は、図８（ｂ）〜（ｄ）及び図８（ｅ）に基づき得られた、遮光膜（クロム膜）のみを用いた構造（Ｗ＝０に相当）よりも位相シフト領域と遮光膜領域とが組み合わされた構造の遮光効果が高くなる（光強度が低くなる）最大幅Ｗのシミュレーション結果を幅Ｌに対してプロットした様子を示している。
【０１２５】
ところで、前述の位相シフターのみによる遮光効果の特性によれば、遮光膜の内側に位相シフターが、光透過領域（透過性基板における遮光性パターンが形成されていない領域）によって０．４×λ／ＮＡ以内の距離で囲まれるように、言い換えると、Ｗ＋Ｓ≦０．４×λ／ＮＡを満たすように配置されている場合に、その構造を有する遮光性パターンは遮光膜のみからなる同一寸法の遮光性パターンよりも高い遮光効果を実現すると予想される。尚、Ｗ＋Ｓ≦０．４×λ／ＮＡを満たす場合、Ｌ≦（０．８×λ／ＮＡ）−Ｗが成り立つので、Ｌ≦（０．８×λ／ＮＡ）が成り立つ。
【０１２６】
一方、図９に示すように、位相シフト領域と遮光膜領域とが組み合わされた構造の遮光効果が遮光膜のみを用いた構造よりも高くなる最大幅Ｗと、幅Ｌとの間にはＷ＝（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌで表される関係が近似的に成り立っている。すなわち、例えば幅（Ｌ×Ｍ）の遮光膜の内側に幅（Ｗ×Ｍ）の開口部を形成すると共に該開口部を位相シフト領域として用いる場合、Ｗ≦（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌを満たせば、幅（Ｌ×Ｍ）の遮光膜をそのまま用いた場合よりも遮光効果を向上させることができる。尚、Ｗ≦（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌを満たす場合、Ｗ＋Ｓ≦０．４×λ／ＮＡが成り立つので、図９に示す結果は前述の予想と一致する。また、Ｌ≦０．４×λ／ＮＡの場合には、Ｗ＝Ｌとしても、つまり位相シフターのみによって遮光性パターンを形成しても、遮光膜のみによって遮光性パターンを形成した場合よりも遮光効果を向上させることができる。
【０１２７】
以上に説明した結果から、本件発明者は、幅（Ｌ×Ｍ）が（０．８×λ／ＮＡ）×Ｍ以下の遮光性パターンにおいては、その内側に、幅（Ｗ×Ｍ）が（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）×Ｍ以下の位相シフト領域つまり開口部を設けることによって、遮光性パターンの遮光効果が高くなることを見出した。以下、前述の条件を満たすように遮光性パターンの内側に形成された位相シフト領域をマスクエンハンサーと称するものとする。
【０１２８】
図１０は、図８（ｂ）〜（ｄ）及び図８（ｅ）に基づき得られた、マスクエンハンサーの遮光効果が最大となる幅Ｗのシミュレーション結果を幅Ｌに対してプロットした様子を示している。
【０１２９】
図１０に示すように、マスクエンハンサーの遮光効果が最大となる幅Ｗと幅Ｌとの間にはＷ＝（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２で表される関係が近似的に成り立っている。すなわち、例えば幅（Ｌ×Ｍ）の遮光膜の内側に幅（Ｗ×Ｍ）の開口部を形成すると共に該開口部をマスクエンハンサーとして用いる場合、Ｗ＝（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２を満たせば、マスクエンハンサーは最大の遮光効果を発揮する。
【０１３０】
また、本件発明者は、遮光膜とその内側に設けられたマスクエンハンサーとから構成される遮光性パターンの幅を（Ｌ×Ｍ）とし、マスクエンハンサーの幅を（Ｗ×Ｍ）とすると、Ｗ≦（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌを満たしていれば、マスクエンハンサーが遮光性パターンの中央部に位置していなくても、マスクエンハンサーによる遮光性向上効果があることを見出した。
【０１３１】
図１１（ａ）は、マスクエンハンサーが遮光性パターンの中央部から位置ずれして配置されたマスクの平面図を示している。図１１（ａ）に示すように、透過性基板１６０上に遮光膜領域１６１がマスクエンハンサー１６２を囲むように形成されており、遮光膜領域１６１とマスクエンハンサー１６２とによって遮光性パターンが形成されている。また、マスクエンハンサー１６２を含む遮光膜領域１６１の幅、つまり遮光性パターンの幅は（Ｌ×Ｍ）であり、マスクエンハンサー１６２の幅は（Ｗ×Ｍ）であり、遮光性パターンの中心線とマスクエンハンサー１６２の中心線との間のずれ幅は（ｄ×Ｍ）である。
【０１３２】
図１１（ｂ）は、幅Ｌを０．１４μｍ、幅Ｗを０．０６μｍとしてずれ幅ｄを−０．０３μｍから０．０３μｍまで変化させた場合における、図１１（ａ）に示すマスク上の２点ＡＢ間を透過した光の光強度（相対光強度）分布のシミュレーション結果（光学条件：波長λ＝０．１９３μｍ、開口数ＮＡ＝０．６、干渉度σ＝０．８）を示している。
【０１３３】
図１１（ｂ）に示すように、マスクエンハンサーによる遮光効果は、遮光性パターン上におけるマスクエンハンサーの位置に関わらず略同程度である。また、マスクエンハンサーの位置ずれ量が０．０６μｍ×Ｍ（ｄ＝−０．０３μｍの場合とｄ＝０．０３μｍの場合との間のずれ量）であるのに対して、光強度分布自体の位置ずれ量は０．０２μｍ程度であって、マスクエンハンサーの位置ずれが光強度分布に及ぼす影響は小さい。従って、マスクエンハンサーを用いた遮光性パターン構造においては、マスクエンハンサーの形成位置制御がさほど重要ではないことがわかる。
【０１３４】
以上に説明したように、第１の実施形態によると、幅（Ｌ×Ｍ）が（０．８×λ／ＮＡ）×Ｍ以下の遮光性パターンの内側に、幅（Ｗ×Ｍ）が（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）×Ｍ以下のマスクエンハンサーを設けているため、遮光性パターンのうち遮光膜領域の裏側に回折現象によって回り込んだ透過光が、マスクエンハンサーを透過した光によって打ち消されるので、遮光性パターンの遮光効果が向上する。このとき、Ｗ＝（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２を満たすようにマスクエンハンサーを設けることによって、遮光性パターンの遮光効果を最大にすることができる。また、Ｌ≦０．４×λ／ＮＡの場合には、Ｗ＝Ｌとしても、つまり位相シフターのみによって遮光性パターンを形成しても、遮光膜のみによって遮光性パターンを形成した場合よりも遮光効果を向上させることができる。
【０１３５】
以下、マスクエンハンサーの幅を最適化した場合に得られる遮光性について図面を参照しながら説明する。
【０１３６】
図１２（ａ）〜（ｃ）は、遮光性パターンの幅を（Ｌ×Ｍ）としてＬを０．２６μｍから０．１０μｍまで変化させた場合における、遮光性パターンが遮光膜のみからなる単純遮光膜マスク（以下、第４の比較例に係るフォトマスクと称する）、ハーフトーン位相シフトマスク（以下、第５の比較例に係るフォトマスクと称する）、及び遮光性パターンに含まれるマスクエンハンサーの幅が最適化された本実施形態のマスクのそれぞれを用いたときの光強度分布のシミュレーション結果を示している。
【０１３７】
図１２（ｄ）〜（ｆ）は、遮光性パターンの幅を（Ｌ×Ｍ）としてＬを０．２６μｍから０．１０μｍまで変化させた場合における、第４の比較例、第５の比較例及び本実施形態のフォトマスクを、図１３に示すような輪帯露光（露光機の光源の中心に、光源半径の２／３の遮光フィルターが設けられている）と組み合わせて用いたときの光強度分布のシミュレーション結果を示している。
【０１３８】
尚、図１２（ａ）〜（ｆ）に示す光強度分布のシミュレーションにおいて使用した光学条件は、波長λ＝０．１９３μｍ、開口数ＮＡ＝０．６、干渉度σ＝０．８であり、０．８×λ／ＮＡ≒０．２６μｍ及び（０．８／３）×λ／ＮＡ≒０．０９μｍが成り立つ。また、図１２（ａ）〜（ｆ）に示す光強度分布は遮光性パターンの中央部を原点として遮光性パターンを横断する方向に沿って計算されたものである。
【０１３９】
図１２（ａ）に示すように、単純遮光膜マスクを用いた場合には、Ｌが０．８×λ／ＮＡ（０．２６μｍ）よりも小さくなるにつれて、遮光性パターンの遮光効果が弱まって、露光マージンが急激に低下する。
【０１４０】
また、図１２（ｂ）に示すように、ハーフトーン位相シフトマスクを用いた場合にも、Ｌが小さくなるにつれて、遮光性パターンの遮光効果が弱まって、露光マージンが急激に低下する。
【０１４１】
一方、図１２（ｃ）に示すように、最適化されたマスクエンハンサー構造を有する本実施形態のマスクを用いた場合、Ｌが０．８×λ／ＮＡから（０．８／３）×λ／ＮＡ（約０．１０μｍ）までの全ての範囲において同程度の遮光効果が得られることがわかる。尚、前述のように、Ｌが０．８×λ／ＮＡ以上の場合には、遮光膜のみを用いた通常の遮光性パターンによって十分な遮光効果が得られるので、マスクエンハンサー構造の利用によりＬが（０．８／３）×λ／ＮＡ以上の任意の寸法において十分な遮光効果を実現することができる。また、本実施形態において、Ｌ＝（０．８／３）×λ／ＮＡが解像限界を意味するものではなく、Ｌが（０．８／３）×λ／ＮＡ以下の場合にも、マスクエンハンサーを用いることによってパターン形成が可能であることは明らかである。
【０１４２】
また、図１２（ａ）及び図１２（ｄ）、又は図１２（ｂ）及び図１２（ｅ）に示すように、単純遮光膜マスク又はハーフトーン位相シフトマスクは輪帯露光と組み合わせて用いることによって遮光性の低下を生じてしまう。それに対して、図１２（ｃ）及び図１２（ｆ）に示すように、本実施形態のマスクを輪帯露光と組み合わせて用いても遮光性の低下は生じない。
【０１４３】
尚、本実施形態のマスクを輪帯露光と組み合わせることによって生じる効果については後述する。
【０１４４】
以下、マスクエンハンサーを含む遮光性パターンの幅を（Ｌ×Ｍ）とし、マスクエンハンサーの幅を（Ｗ×Ｍ）としたときのＬとＷの関係について図面を参照しながら説明する。
【０１４５】
図１４（ａ）は、横軸をＬ、縦軸をＷとして、Ｗ＝Ｌ及びＷ＝α×（Ａ−Ｌ）／２（但し、Ａ＝０．８×λ／ＮＡであり、α＝０．５、１．０、１．５及び２．０である）のそれぞれと対応するグラフを示したものである。ここで、Ｗ＝α×（Ａ−Ｌ）／２は、マスクエンハンサーの幅（Ｗ×Ｍ）に関する条件Ｗ≦（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ＝Ａ−Ｌ（但し、Ｗ≦Ｌ）を満たしている。また、フォトマスク上に形成できる最小寸法を無視すると、マスクエンハンサーの幅（Ｗ×Ｍ）に関してＷ≦Ｌの条件が成り立つ。
【０１４６】
図１４（ａ）において、Ｗ＝ＬとＷ＝α×（Ａ−Ｌ）／２との交点に●を示しており、該交点におけるＬの値はα×Ａ／（２＋α）である。
【０１４７】
前述のようにマスクエンハンサーはＬ＜Ａの条件を満たす遮光性パターンに設けられる一方、図１４（ａ）に示すように、Ｌ＜Ａなる条件でＬが小さくなるにつれてＷ＝α×（Ａ−Ｌ）／２の値は大きくなって、●の点でＷとＬとが一致する。すなわち、これよりも小さいＬについては遮光性パターンを位相シフターのみで形成することができる。例えばα＝１のとき、Ｌ＝Ａ／３未満の遮光性パターンを位相シフターのみで形成してもよい。
【０１４８】
図１４（ｂ）は、横軸をＬ、縦軸をＷとして、Ｗ＝Ｌ−２Ｅ及びＷ＝α×（Ａ−Ｌ）／２（但し、Ａ＝０．８×λ／ＮＡであり、α＝０．５、１．０、１．５及び２．０である）のそれぞれと対応するグラフを示したものである。ここで、（Ｅ×Ｍ）はフォトマスク上に形成できる最小寸法であり、例えばフォトマスク描画装置の重ね合わせ精度程度の値を意味している。また、マスクエンハンサーを含む遮光性パターンの幅（Ｌ×Ｍ）、及びマスクエンハンサーの幅（Ｗ×Ｍ）が最小寸法（Ｅ×Ｍ）以上であることはいうまでもない。また、このとき、マスクエンハンサーの両側には、幅が少なくとも（Ｅ×Ｍ）以上の遮光膜を残す必要があるので、マスクエンハンサーの幅（Ｗ×Ｍ）に関してＷ≦Ｌ−２Ｅの条件が成り立つ。
【０１４９】
図１４（ｂ）において、Ｗ＝Ｌ−２ＥとＷ＝α×（Ａ−Ｌ）／２との交点に●を示しており、該交点におけるＬの値は（α×Ａ＋４×Ｅ）／（２＋α）である。
【０１５０】
図１４（ａ）と同じく図１４（ｂ）に示すように、Ｌ＜Ａなる条件でＬが小さくなるにつれてＷ＝α×（Ａ−Ｌ）／２の値は大きくなって、●の点でＷとＬ−２Ｅとが一致する。すなわち、これよりも小さいＬについてはマスクエンハンサーの両側に幅が（Ｅ×Ｍ）の遮光膜を必ず残すようにして、Ｌが小さくなるにつれてマスクエンハンサーの幅のみを小さくしていく。例えばα＝１のとき、Ｌ＝（Ａ＋４×Ｅ）／３未満の遮光性パターンにおいては、マスクエンハンサーの幅のみを変化させる。
【０１５１】
また、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように、マスクエンハンサーの幅（Ｗ×Ｍ）が、Ｗ≦２×（Ａ−Ｌ）／２＝Ａ−Ｌの条件とＷ≦Ｌ又はＷ≦Ｌ−２Ｅの条件とが満たされる範囲内で決定されていれば、マスクエンハンサーによって遮光性を向上させることができる。また、Ｗ＝（Ａ−Ｌ）／２の条件とＬ≧Ａ／３の条件とが満たされるときにマスクエンハンサーの遮光性が最大になるが、０．５×（Ａ−Ｌ）／２≦Ｗ≦１．５×（Ａ−Ｌ）／２の条件とＷ≦Ｌ又はＷ≦Ｌ−２Ｅの条件とが満たされていれば、マスクエンハンサーによる遮光性向上効果は十分に得られる。
【０１５２】
以下、マスクエンハンサーの透過率及び位相と、マスクエンハンサーによる遮光効果との関係について説明する。
【０１５３】
図１５は、遮光性パターンの幅を（Ｌ×Ｍ）としてＬ＝０．１０μｍでマスクエンハンサーの幅が最適化された本実施形態のマスクにおいて、マスクエンハンサーとしての位相シフト領域の透過率及び位相を変化させたときの遮光効果の変化をシミュレーションした結果を示している。尚、遮光効果の評価式としては（Ｆ（Ｘ、Ｙ）−Ｆ（１８０、１．０））／Ｆ（１８０、１．０）を用いている（但し、Ｘは位相、Ｙは透過率強度（位相透過率を２乗した値であって、光透過領域の透過率強度が１である）、Ｆ（Ｘ、Ｙ）は遮光性パターン中心での光強度を表している）。また、図１５において、遮光効果の評価式が１．０、２．０及び３．０となるときの透過率及び位相の値をそれぞれプロットしている。
【０１５４】
ここで、遮光効果の評価式が１となるところ、つまり透過率及び位相の変化に伴う光強度変化が最小光強度Ｆ（１８０、１．０）と等しくなるところを、マスクエンハンサーによる遮光効果の許容限界とすると、図１５に示すように、マスクエンハンサーの光透過領域に対する位相差は、（１７０＋３６０×ｎ）〜（１９０＋３６０×ｎ）度（但し、ｎは整数）であることが好ましい。また、マスクエンハンサーの透過率強度は光透過領域の８０％以上であることが好ましい。
【０１５５】
尚、以上の説明においては、遮光性パターンがラインパターンとして形成されている場合を前提としてきたが、遮光膜の内側にマスクエンハンサーが少なくとも２方向から光透過領域によって０．４×λ／ＮＡ以内の距離で囲まれるように配置されている場合にマスクエンハンサーによる遮光性向上効果が生じる。従って、遮光性パターンの角部若しくはその内側、又はラインパターンとして形成された遮光性パターンの端部若しくはその内側にマスクエンハンサーを配置した場合にも、マスクエンハンサーによる遮光効果の向上が生じ、それによって所望の遮光性パターンに忠実に相似した形状を有する微細パターンの形成が可能となる。
【０１５６】
〈第２の実施形態〉
以下、本発明の第２の実施形態に係るパターン形成方法について図面を参照しながら説明する。尚、第２の実施形態に係るパターン形成方法は、第１の実施形態に係るフォトマスクを用いたパターン形成方法である。また、第２の実施形態において、Ｍは露光機の縮小投影光学系の倍率を示すものとする。
【０１５７】
図１６（ａ）〜（ｅ）は、第２の実施形態に係るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
【０１５８】
まず、図１６（ａ）に示すように、基板２００上に金属膜又は絶縁膜よりなる被エッチング膜２０１を形成する。このとき、基板２００上には予め下地絶縁膜、下地配線又はトランジスタ等の能動素子等が形成されていてもよい。
【０１５９】
次に、図１６（ｂ）に示すように、被エッチング膜２０１上にレジスト膜２０２を形成する。
【０１６０】
尚、本実施形態においては、レジスト膜２０２の材料として、感光した箇所が現像によって除去されるポジ型レジストを用いるが、ホールパターン等のように微細なレジスト除去領域を形成するためにはネガ型レジストを用いれば良い。
【０１６１】
次に、図１６（ｃ）に示すように、第１の実施形態に係るフォトマスク、つまりマスクエンハンサー構造を有する遮光性パターン２０３ａが形成されたフォトマスク２０３を用いて、レジスト膜２０２に対してパターン露光を行なう。具体的には、露光光２０４をフォトマスク２０３に照射することによって生じた透過光２０５をレジスト膜２０２の所定箇所に照射する。
【０１６２】
次に、図１６（ｄ）に示すように、パターン露光されたレジスト膜２０２を現像してレジストパターン２０２Ａを形成する。
【０１６３】
次に、図１６（ｅ）に示すように、レジストパターン２０２Ａをエッチングマスクとして、被エッチング膜２０１に対してエッチングを行なって、被エッチング膜２０１よりなるパターン２０１Ａを形成する。
【０１６４】
第２の実施形態によると、第１の実施形態に係るフォトマスクを用いてパターン露光を行なうため、解像度程度以下の寸法を有するレジストパターン２０２Ａ又はパターン２０１Ａを形成する場合にも、解像度程度以上の寸法を有するパターンを形成する場合と同程度の遮光性パターン２０３ａによる遮光効果が得られるので、第１の実施形態に係るフォトマスクのみを用いた露光によって、解像度程度以下の寸法を含む任意の寸法のレジストパターン２０２Ａ又はパターン２０１Ａを任意の形状について形成することができる。
【０１６５】
ところで、本件発明者はマスクエンハンサーを用いることによって、遮光性向上効果に加えて、フォーカス特性等のプロセスマージンを向上させる特有の効果が得られることを見出した。以下、このプロセスマージン向上効果について図面を参照しながら説明する。
【０１６６】
図１７（ａ）〜（ｃ）は、通常露光、輪帯露光及び四重極露光のそれぞれにおける光源形状を示している。ここで、輪帯露光及び四重極露光はそれぞれ斜入射露光の一つである。
【０１６７】
図１８（ａ）は、遮光性パターンの幅を（Ｌ×Ｍ）としてＬを０．１０μｍから０．２５μｍまで変化させながら図１７（ａ）に示す通常露光を行なった場合における、単純遮光膜マスク（第４の比較例に係るフォトマスク）、ハーフトーン位相シフトマスク（第５の比較例に係るフォトマスク）、及びマスクエンハンサーの幅が最適化された第１の実施形態に係るフォトマスク（以下、本発明のフォトマスクと称する）のそれぞれを用いたときのＤＯＦ（Ｄｅｐｔｈ  ｏｆ  Ｆｏｃｕｓ：焦点深度）値のシミュレーション結果を示している。
【０１６８】
図１８（ｂ）は、遮光性パターンの幅を（Ｌ×Ｍ）としてＬを０．０５μｍから０．２５μｍまで変化させながら図１７（ｂ）に示す輪帯露光を行なった場合における、第４の比較例、第５の比較例及び本発明のフォトマスクのそれぞれを用いたときのＤＯＦ値のシミュレーション結果を示している。
【０１６９】
図１８（ｃ）は、遮光性パターンの幅を（Ｌ×Ｍ）としてＬを０．０５μｍから０．３０μｍまで変化させながら図１７（ｃ）に示す四重極露光を行なった場合における、第４の比較例、第５の比較例及び本発明のフォトマスクのそれぞれを用いたときのＤＯＦ値のシミュレーション結果を示している。
【０１７０】
尚、図１８（ａ）〜（ｃ）においては、フォーカス位置に依存して変化する線幅（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ：以下、ＣＤと称する）の値を任意のＬを実現する条件下でシミュレーションすることによって、フォーカス位置が０のときのＣＤに対するＣＤ変動幅が１０％以内になるフォーカス位置の許容幅をＤＯＦ値として求めている。
【０１７１】
図１８（ａ）〜（ｃ）に示すように、ハーフトーン位相シフトマスクにおいては、輪帯照明法又は四重極照明法等の斜入射照明法を用いることによる焦点深度の向上効果（通常露光を基準としての）が、単純遮光膜マスクと同程度しか見られない。それに対して、マスクエンハンサー構造を有する本発明のフォトマスクにおいては、Ｌが小さくなるに伴って、斜入射照明法を用いることによる焦点深度の向上効果が顕著に見られる。
【０１７２】
すなわち、マスクエンハンサーは遮光性向上効果を有するのみならず、斜入射照明法と組み合わせることによって焦点深度等のプロセスマージン向上効果も有するようになる。言い換えると、遮光効果が最大になるように調整されたマスクエンハンサーは斜入射照明法と組み合わせることにより非常に優れた露光量特性とフォーカス特性とを有する。従って、０．８×λ／ＮＡ以下の任意の寸法を有するパターンを形成するときには、フォトマスク上の遮光性パターンにマスクエンハンサーを設けると共に斜入射露光を行なうことによって、従来のフォトマスクでは作成できない微細パターンを実現することができると共に、高いプロセスマージンを確保してＬＳＩ製造において高い歩留りを実現することができる。
【０１７３】
〈第３の実施形態〉
以下、本発明の第３の実施形態に係るフォトマスクの作成方法について図面を参照しながら説明する。尚、第３の実施形態に係るフォトマスクの作成方法は、第１の実施形態に係るフォトマスク、つまり透過性基板上に形成された遮光膜領域とマスクエンハンサーとから構成されている孤立した遮光性パターンを備えたフォトマスクの作成方法である。また、第３の実施形態において、ＮＡは露光機の縮小投影光学系の開口数を示し、λは露光光つまり光源の波長を示し、Ｍは露光機の縮小投影光学系の倍率を示すものとする。
【０１７４】
図１９（ａ）〜（ｇ）は、第３の実施形態に係るフォトマスクの作成方法の各工程を示す断面図である。また、図１９（ｈ）〜（ｌ）は、それぞれ図１９（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｆ）及び（ｇ）と対応する平面図である。
【０１７５】
まず、図１９（ａ）に示すように、例えば石英ガラス等よりなる透過性基板３００上に例えばクロム化合物等よりなる遮光膜３０１を堆積した後、遮光膜３０１の上にレジストを塗布して第１のレジスト膜３０２を形成する。
【０１７６】
次に、電子線（ＥＢ）描画機等のマスク描画装置を用いて第１のレジスト膜３０２に対してパターン描画を行なった後、第１のレジスト膜３０２を現像して、図１９（ｂ）又は図１９（ｈ）に示すように、マスクパターン形成領域を覆う第１のレジストパターン３０２Ａを作成する。
【０１７７】
次に、第１のレジストパターン３０２Ａをマスクとして遮光膜３０１に対してエッチングを行なって、図１９（ｃ）又は図１９（ｉ）に示すように、遮光膜３０１よりなるマスクパターン３０１Ａを形成した後、第１のレジストパターン３０２Ａを除去する。図１９（ｃ）に示す工程が終了した段階で、マスクパターン３０１Ａに欠陥が存在する場合には、従来用いられているマスク製造方法における修復工程等を行なう。
【０１７８】
次に、図１９（ｄ）に示すように、マスクパターン３０１Ａが形成された透過性基板３００上にレジストを塗布して第２のレジスト膜３０３を形成する。
【０１７９】
次に、マスク描画装置を用いて第２のレジスト膜３０３に対してパターン描画を行なった後、第２のレジスト膜３０３を現像して、図１９（ｅ）又は図１９（ｊ）に示すように、マスクエンハンサー形成領域に開口部を有する第２のレジストパターン３０３Ａを形成する。尚、マスクエンハンサー形成領域は必ずマスクパターン３０１Ａの内側に存在するので、第２のレジストパターン３０３Ａの開口部は必ずマスクパターン３０１Ａ上に存在する。
【０１８０】
次に、図１９（ｆ）又は図１９（ｋ）に示すように、第２のレジストパターン３０３Ａをマスクとしてマスクパターン３０１Ａに対してエッチングを行なって、マスクパターン３０１Ａに開口部３０４を形成する。
【０１８１】
次に、第２のレジストパターン３０３Ａをマスクとして透過性基板３００に対してエッチングを行なって、図１９（ｇ）又は図１９（ｌ）に示すように、透過性基板３００における開口部３０４の下側の部分を、透過光が露光光に対して１８０度の位相反転を生じる厚さだけ除去した後、第２のレジストパターン３０３Ａを除去する。このとき、マスクパターン３０１Ａがわずかにオーバーハングするように透過性基板３００を彫り込んでおく。
【０１８２】
以上に説明したように、第３の実施形態によると、透過性基板３００上の遮光膜３０１をパターン化してマスクパターン３０１Ａを形成した後、マスクパターン３０１Ａにマスクエンハンサー形成領域に位置する開口部３０４を形成し、その後、透過性基板３００における開口部３０４の下側の部分を彫り込む。このため、マスクエンハンサーと、マスクパターン３０１Ａの外側の透過性基板３００つまり光透過領域との間に位相差を設けることができるので、開口部３０４の幅つまりマスクエンハンサーの幅を、同一の幅を有する遮光膜の遮光性と比べてマスクエンハンサーの遮光性が同程度以上になるように設定することによって、第１の実施形態に係るフォトマスクを形成することができる。
【０１８３】
ところで、第１の実施形態に係るフォトマスクにおいて重要なパラメータは、マスクエンハンサーを含む遮光性パターンの幅、つまり開口部３０４を含むマスクパターン３０１Ａの幅（Ｌ×Ｍ）と、マスクエンハンサーの幅つまり開口部３０４の幅（Ｗ×Ｍ）である（図１９（ｇ）参照）。
【０１８４】
一方、第３の実施形態によると、マスクパターン３０１Ａを形成するためのパターンニング工程と、開口部３０４を形成するためのパターンニング工程とを独立して行なうため、遮光性パターンの寸法及びマスクエンハンサーの寸法をそれぞれ正確に制御できるので、第１の実施形態に係るフォトマスクを確実に作成することができる。
【０１８５】
尚、第３の実施形態において、透過性基板３００の材料として石英ガラスを用いたが、これに限られず、弗化カルシウム等を用いてもよい。
【０１８６】
また、第３の実施形態において、遮光膜３０１の材料としてクロム化合物を用いたが、これに限られず、クロム、シリコン若しくはジルコニウム等の金属又はそれらの化合物等を用いてもよい。
【０１８７】
また、第３の実施形態において、開口部３０４の幅つまりマスクエンハンサーの幅を（Ｗ×Ｍ）としたときに、Ｗ≦０．４×λ／ＮＡであることが好ましい。このようにすると、マスクエンハンサーの遮光性が、同一の幅を有する遮光膜の遮光性と比べて確実に同程度以上になる。
【０１８８】
また、第３の実施形態において、開口部３０４を含むマスクパターン３０１Ａの幅、つまり遮光性パターンの幅を（Ｌ×Ｍ）としたときに、Ｌ≦０．８×λ／ＮＡであることが好ましい。このようにすると、マスクパターン３０１Ａに開口部３０４つまりマスクエンハンサーを設けることによって、遮光性向上効果が生じる。このとき、Ｗ≦（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ且つＷ≦Ｌ又はＷ≦Ｌ−２Ｅ（但し、（Ｅ×Ｍ）はフォトマスク上に形成できる最小寸法）であると、遮光性向上効果が確実に生じる。また、０．５×（（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２）≦Ｗ≦１．５×（（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２）且つＷ≦Ｌ又はＷ≦Ｌ−２Ｅであると、遮光性向上効果を大きくすることができる。さらに、Ｗ＝（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２（但しＬ≧（０．８×λ／ＮＡ）／３）であると、遮光性向上効果を最大にすることができる。
【０１８９】
また、第３の実施形態において、透過性基板３００における開口部３０４の下側の部分を、透過光が露光光に対して１８０度の位相反転を生じる厚さだけ除去したが、これに代えて、透過性基板３００における開口部３０４の下側の部分を、透過光が露光光に対して（１７０＋３６０×ｎ）〜（１９０＋３６０×ｎ）度（但し、ｎは整数）の位相反転を生じる厚さだけ除去してもよい。
【０１９０】
また、第３の実施形態において、透過性基板３００の光透過領域の表面状態と、透過性基板３００のマスクエンハンサー部分の表面状態とを等価にして透過率の調整を行なえるようにするために、図１９（ｇ）に示す工程の後に、透過性基板３００の全面に対してエッチングを行なってもよい。
【０１９１】
また、第３の実施形態において、マスクパターン３０１Ａを形成するためのパターンニング工程（図１９（ｃ））の後に開口部３０４を形成するためのパターンニング工程（図１９（ｆ））を行なったが、これに代えて、開口部３０４を形成するためのパターンニング工程の後にマスクパターン３０１Ａを形成するためのパターンニング工程を行なってもよい。
【０１９２】
以下、第３の実施形態に係るフォトマスクの作成方法が、マスクエンハンサーの特性によって、従来のフォトマスクの作成方法と比べて有利になる点について説明する。
【０１９３】
第１に、従来のフォトマスクの作成方法においては、透過性基板を彫り込むことによって位相シフターとなる溝を形成する場合に、該溝の壁面を垂直にすることが困難であるため、光透過領域と位相シフターとの境界で透過光に急激な位相変化を発生させられず、その結果、十分な位相シフト効果が得られなかった。それに対して、第３の実施形態においては、開口部３０４の下側の透過性基板３００を彫り込むことによってマスクエンハンサーとなる溝を形成する一方、マスクエンハンサーの寸法は開口部３０４の幅によって制御することができる。このため、図１９（ｇ）に示すように、開口部３０４の下側の透過性基板３００を、マスクパターン３０１Ａがわずかにオーバーハングするように彫り込むことによって、言い換えると、マスクエンハンサーとなる溝をマスクパターン３０１Ａの下側に潜り込むように設けることによって、開口部３０４の下側にマスクエンハンサーとなる溝をその壁面が完全に垂直になるように形成するのと同等の効果が得られる。すなわち、透過性基板３００に対するエッチングによって形成される溝の壁面形状の影響を受けることなく、マスクエンハンサーによる遮光効果を実現することができる。
【０１９４】
第２に、位相シフトマスクを作成する場合、一般的に、位相シフターを形成するための基板エッチングを行なうときに発生したエッチング残り又は欠陥等を修復できないため、位相シフト効果が十分に得られないという問題がある。それに対して、第３の実施形態においても、マスクエンハンサーを形成するための基板エッチングを行なうときに欠陥等が発生する場合がある一方、マスクエンハンサーは遮光性向上効果を発生させるためのものであって、遮光性向上効果にマスクエンハンサー内の欠陥が大きな影響を及ぼすことは少ない。従って、マスクエンハンサー内の欠陥を修復する必要が生じにくくなるので、位相シフトマスク作成上の歩留り低下が起こりにくい。
【０１９５】
図２０（ａ）は、第１の実施形態に係るフォトマスクにおいてマスクエンハンサー内に位相反転しない欠陥（白欠陥）が生じている様子を示す図である。図２０（ａ）に示すように、透過性基板３５０上に遮光膜領域３５１がマスクエンハンサー３５２を囲むように形成されており、遮光膜領域３５１とマスクエンハンサー３５２とによって遮光性パターンが構成されている。また、マスクエンハンサー３５２内には位相反転しない欠陥３５３が生じている。また、マスクエンハンサー３５２を含む遮光膜領域３５１の幅は（Ｌ×Ｍ）であり、マスクエンハンサー３５２の幅は（Ｗ×Ｍ）であり、欠陥３５３の幅は（Ｐ×Ｍ）である。
【０１９６】
図２０（ｂ）〜（ｄ）は、幅Ｌをそれぞれ０．１０μｍ、０．１４μｍ、０．１８μｍと変化させた場合においてマスクエンハンサー３５２の遮光効果が最大となる幅Ｗに対して幅Ｐを色々変化させた場合における、図２０（ａ）に示すマスク上の２点ＡＢ間を透過した光の光強度（相対光強度）分布のシミュレーション結果（光学条件：波長λ＝０．１９３μｍ、開口数ＮＡ＝０．６、干渉度σ＝０．８）を示している。
【０１９７】
図２０（ｂ）〜（ｄ）に示すように、幅Ｐが０．０５μｍ程度以下の欠陥３５３がマスクエンハンサー３５２内に存在していても、欠陥３５３が存在していない場合と同程度の光強度分布が得られており、遮光性向上効果の劣化は生じていない。つまり、マスクエンハンサー構造は幅０．０５μｍ程度までの位相反転しない欠陥に対して強い構造を有している。
【０１９８】
図２１（ａ）は、第１の実施形態に係るフォトマスクにおいてマスクエンハンサー内に遮光膜よりなるエッチング残り（黒欠陥又はゴミ欠陥）が生じている様子を示す図である。図２１（ａ）に示すように、透過性基板３６０上に遮光膜領域３６１がマスクエンハンサー３６２を囲むように形成されており、遮光膜領域３６１とマスクエンハンサー３６２とによって遮光性パターンが構成されている。また、マスクエンハンサー３６２内には遮光膜よりなるエッチング残り３６３が生じている。また、マスクエンハンサー３６２を含む遮光膜領域３６１の幅は（Ｌ×Ｍ）であり、マスクエンハンサー３６２の幅は（Ｗ×Ｍ）であり、エッチング残り３６３の幅は（Ｐ×Ｍ）である。
【０１９９】
図２１（ｂ）〜（ｄ）は、幅Ｌをそれぞれ０．１０μｍ、０．１４μｍ、０．１８μｍと変化させた場合においてマスクエンハンサー３６２の遮光効果が最大となる幅Ｗに対して幅Ｐを色々変化させた場合における、図２１（ａ）に示すマスク上の２点ＡＢ間を透過した光の光強度（相対光強度）分布のシミュレーション結果（光学条件：波長λ＝０．１９３μｍ、開口数ＮＡ＝０．６、干渉度σ＝０．８）を示している。
【０２００】
図２１（ｂ）〜（ｄ）に示すように、幅Ｐが０．０５μｍ程度以下のエッチング残り３６３がマスクエンハンサー３６２内に存在していても、エッチング残り３６３が存在していない場合と同程度の光強度分布が得られており、遮光性向上効果の劣化は生じていない。つまり、マスクエンハンサー構造は幅０．０５μｍ程度までのエッチング残りに対して強い構造を有している。
【０２０１】
第３に、一般的に、ＥＢ描画機等のマスク描画装置を用いて直接形成可能な遮光膜パターンの最小線幅には限界が存在している。それに対して、第３の実施形態においては、マスクパターン３０１Ａを形成するためのパターンニング工程と、開口部３０４つまりマスクエンハンサーを形成するためのパターンニング工程とを独立して行なう。このため、開口部３０４を囲むマスクパターン３０１Ａの線幅、つまりマスクエンハンサーを囲む遮光膜パターン（遮光膜領域）の線幅として、マスク描画装置の重ね合わせマージンまでの微小な線幅を使用することができる。このとき、例えばＥＢ描画機の重ね合わせマージンは、ＥＢ描画機により形成可能な最小パターン幅よりも小さいので、マスクパターンとマスクエンハンサーとを２回のパターンニング工程において別々に形成する第３の実施形態によって、従来よりも細い遮光膜パターンを形成することができる。但し、第３の実施形態においては、マスクパターンとマスクエンハンサーとをそれぞれ別のパターンニング工程において形成する結果、マスクエンハンサーがマスクパターンの中央部に配置されないという位置ずれが起こりうる。しかし、第１の実施形態において図１１を用いて説明したように、マスクエンハンサーが位置ずれしたフォトマスクを用いた露光を行なっても、光強度分布に生じる影響は小さい。
【０２０２】
〈第３の実施形態の第１変形例〉
以下、本発明の第３の実施形態の第１変形例に係るフォトマスクの作成方法について図面を参照しながら説明する。
【０２０３】
尚、第３の実施形態の第１変形例が第３の実施形態と異なっている点は次の通りである。すなわち、第３の実施形態においては、開口部を形成するためのパターニング工程を、マスクパターンを形成するためのパターニング工程の後に行なうのに対して、第３の実施形態の第１変形例においては、開口部を形成するためのパターニング工程を、マスクパターンを形成するためのパターニング工程よりも前に行なうことである。
【０２０４】
図２２（ａ）〜（ｇ）は、第３の実施形態の第１変形例に係るフォトマスクの作成方法の各工程を示す断面図である。また、図２２（ｈ）〜（ｋ）は、それぞれ図２２（ｂ）、（ｃ）、（ｆ）及び（ｇ）と対応する平面図である。
【０２０５】
まず、図２２（ａ）に示すように、例えば石英ガラス等よりなる透過性基板３１０上に例えばクロム化合物等よりなる遮光膜３１１を堆積した後、遮光膜３１１の上にレジストを塗布して第１のレジスト膜３１２を形成する。
【０２０６】
次に、マスク描画装置を用いて第１のレジスト膜３１２に対してパターン描画を行なった後、第１のレジスト膜３１２を現像して、図２２（ｂ）又は図２２（ｈ）に示すように、マスクエンハンサー形成領域に開口部を有する第１のレジストパターン３１２Ａを形成する。
【０２０７】
次に、第１のレジストパターン３１２Ａをマスクとして遮光膜３１１に対してエッチングを行なって、図２２（ｃ）又は図２２（ｉ）に示すように、遮光膜３１１に開口部３１３を形成した後、第１のレジストパターン３１２Ａを除去する。
【０２０８】
次に、図２２（ｄ）に示すように、開口部３１３が形成された遮光膜３１１をマスクとして透過性基板３１０に対してエッチングを行なって、透過性基板３１０における開口部３１３の下側の部分を、透過光が露光光に対して１８０度の位相反転を生じる厚さだけ除去する。このとき、遮光膜３１１がわずかにオーバーハングするように透過性基板３１０を彫り込んでおく。
【０２０９】
次に、図２２（ｅ）に示すように、開口部３１３を含む遮光膜３１１の上にレジストを塗布して第２のレジスト膜３１４を形成する。
【０２１０】
次に、マスク描画装置を用いて第２のレジスト膜３１４に対してパターン描画を行なった後、第２のレジスト膜３１４を現像して、図２２（ｆ）又は図２２（ｊ）に示すように、マスクパターン形成領域を覆う第２のレジストパターン３１４Ａを作成する。
【０２１１】
次に、第２のレジストパターン３１４Ａをマスクとして遮光膜３１１に対してエッチングを行なって、図２２（ｇ）又は図２２（ｋ）に示すように、遮光膜３１１よりなり開口部３１３を有するマスクパターン３１１Ａを形成した後、第２のレジストパターン３１４Ａを除去する。
【０２１２】
以上に説明したように、第３の実施形態の第１変形例によると、透過性基板３１０上の遮光膜３１１にマスクエンハンサー形成領域に位置する開口部３１３を形成した後、透過性基板３１０における開口部３１３の下側の部分を彫り込み、その後、遮光膜３１１をパターン化して、開口部３１３を有するマスクパターン３１１Ａを形成する。このため、マスクエンハンサーと、マスクパターン３１１Ａの外側の透過性基板３１０つまり光透過領域との間に位相差を設けることができるので、開口部３１３の幅つまりマスクエンハンサーの幅を、同一の幅を有する遮光膜の遮光性と比べてマスクエンハンサーの遮光性が同程度以上になるように設定することによって、第１の実施形態に係るフォトマスクを形成することができる。
【０２１３】
また、第３の実施形態の第１変形例によると、マスクパターン３１１Ａを形成するためのパターンニング工程と、開口部３１３を形成するためのパターンニング工程とを独立して行なうため、開口部３１３を含むマスクパターン３１１Ａの寸法つまり遮光性パターンの寸法、及びマスクエンハンサーの寸法をそれぞれ正確に制御できるので、第１の実施形態に係るフォトマスクを確実に作成することができる。
【０２１４】
また、第３の実施形態の第１変形例によると、開口部３１３を形成するためのパターンニング工程を、マスクパターン３１１Ａを形成するためのパターンニング工程よりも先に行なうため、開口部３１３が形成された遮光膜３１１をマスクとして透過性基板３１０に対してエッチングを行なうことができる。このため、マスクパターンを形成した後に開口部を形成する場合（例えば第３の実施形態）のようにレジストパターンを用いて開口部形成と基板エッチングとを連続的に行なう必要がないので、第１の実施形態に係るフォトマスクを簡単に作成することができる。
【０２１５】
また、第３の実施形態の第１変形例によると、マスクパターン３１１Ａを形成する前に基板エッチングを行なうため、マスクパターン３１１Ａを形成するときに、マスク描画装置の重ね合わせずれに起因して、開口部３１３を囲む遮光膜領域が消失しても問題が生じない。その理由は、重ね合わせずれによって遮光膜領域が消失する可能性がある寸法においては、遮光性パターンが位相シフターのみによって形成されていても、遮光性向上効果が生じるからである。
【０２１６】
また、第３の実施形態の第１変形例に係るフォトマスクの作成方法が、マスクエンハンサーの特性によって、従来のフォトマスクの作成方法と比べて有利になる点については、第３の実施形態と同様である。
【０２１７】
尚、第３の実施形態の第１変形例において、透過性基板３１０の材料として石英ガラスを用いたが、これに限られず、弗化カルシウム等を用いてもよい。
【０２１８】
また、第３の実施形態の第１変形例において、遮光膜３１１の材料としてクロム化合物を用いたが、これに限られず、クロム、シリコン若しくはジルコニウム等の金属又はそれらの化合物等を用いてもよい。
【０２１９】
また、第３の実施形態の第１変形例において、開口部３１３の幅つまりマスクエンハンサーの幅を（Ｗ×Ｍ）としたときに、Ｗ≦０．４×λ／ＮＡであることが好ましい。
【０２２０】
また、第３の実施形態の第１変形例において、開口部３１３を含むマスクパターン３１１Ａの幅、つまり遮光性パターンの幅を（Ｌ×Ｍ）としたときに、Ｌ≦０．８×λ／ＮＡであることが好ましい。このとき、Ｗ≦（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ且つＷ≦Ｌ若しくはＷ≦Ｌ−２Ｅであること、又は０．５×（（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２）≦Ｗ≦１．５×（（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２）且つＷ≦Ｌ若しくはＷ≦Ｌ−２Ｅであることが好ましい。
【０２２１】
また、第３の実施形態の第１変形例において、透過性基板３１０における開口部３１３の下側の部分を、透過光が露光光に対して１８０度の位相反転を生じる厚さだけ除去したが、これに代えて、透過性基板３１０における開口部３１３の下側の部分を、透過光が露光光に対して（１７０＋３６０×ｎ）〜（１９０＋３６０×ｎ）度（但し、ｎは整数）の位相反転を生じる厚さだけ除去してもよい。
【０２２２】
また、第３の実施形態の第１変形例において、透過性基板３１０の光透過領域の表面状態と、透過性基板３１０のマスクエンハンサー部分の表面状態とを等価にして透過率の調整を行なえるようにするために、図２２（ｇ）に示す工程の後に、透過性基板３１０の全面に対してエッチングを行なってもよい。
【０２２３】
〈第３の実施形態の第２変形例〉
以下、本発明の第３の実施形態の第２変形例に係るフォトマスクの作成方法について図面を参照しながら説明する。
【０２２４】
尚、第３の実施形態の第２変形例が第３の実施形態と異なっている点は次の通りである。すなわち、第３の実施形態においては、透過性基板における開口部の下側の部分を除去するのに対して、第３の実施形態の第２変形例においては、透過性基板におけるマスクパターンの外側の部分を除去することである。
【０２２５】
図２３（ａ）〜（ｈ）は、第３の実施形態の第２変形例に係るフォトマスクの作成方法の各工程を示す断面図である。また、図２３（ｉ）〜（ｍ）は、それぞれ図２３（ｂ）、（ｃ）、（ｆ）、（ｇ）及び（ｈ）と対応する平面図である。
【０２２６】
まず、図２３（ａ）に示すように、例えば石英ガラス等よりなる透過性基板３２０上に例えばクロム化合物等よりなる遮光膜３２１を堆積した後、遮光膜３２１の上にレジストを塗布して第１のレジスト膜３２２を形成する。
【０２２７】
次に、マスク描画装置を用いて第１のレジスト膜３２２に対してパターン描画を行なった後、第１のレジスト膜３２２を現像して、図２３（ｂ）又は図２３（ｉ）に示すように、マスクパターン形成領域を覆う第１のレジストパターン３２２Ａを作成する。
【０２２８】
次に、第１のレジストパターン３２２Ａをマスクとして遮光膜３２１に対してエッチングを行なって、図２３（ｃ）又は図２３（ｊ）に示すように、遮光膜３２１よりなるマスクパターン３２１Ａを形成した後、第１のレジストパターン３２２Ａを除去する。
【０２２９】
次に、図２３（ｄ）に示すように、マスクパターン３２１Ａを用いて透過性基板３２０に対してエッチングを行なって、透過性基板３２０におけるマスクパターン３２１Ａの外側の部分を、透過光が露光光に対して１８０度の位相反転を生じる厚さだけ除去する。このとき、マスクパターン３２１Ａがわずかにオーバーハングするように透過性基板３２０を彫り込んでおく。
【０２３０】
次に、図２３（ｅ）に示すように、マスクパターン３２１Ａを含む透過性基板３２０の上にレジストを塗布して第２のレジスト膜３２３を形成する。
【０２３１】
次に、マスク描画装置を用いて第２のレジスト膜３２３に対してパターン描画を行なった後、第２のレジスト膜３２３を現像して、図２３（ｆ）又は図２３（ｋ）に示すように、マスクエンハンサー形成領域に開口部を有する第２のレジストパターン３２３Ａを作成する。
【０２３２】
次に、図２３（ｇ）又は図２３（ｌ）に示すように、第２のレジストパターン３２３Ａをマスクとしてマスクパターン３２１Ａに対してエッチングを行なって、マスクパターン３２１Ａに開口部３２４を形成した後、図２３（ｈ）又は図２３（ｍ）に示すように、第２のレジストパターン３２３Ａを除去する。
【０２３３】
以上に説明したように、第３の実施形態の第２変形例によると、透過性基板３２０上の遮光膜３２１をパターン化してマスクパターン３２１Ａを形成した後、透過性基板３２０におけるマスクパターン３２１Ａの外側の部分を彫り込み、その後、マスクパターン３２１Ａにマスクエンハンサー形成領域に位置する開口部３２４を形成する。このため、マスクエンハンサーと、マスクパターン３２１Ａの外側の透過性基板３２０つまり光透過領域との間に位相差を設けることができるので、開口部３２４の幅つまりマスクエンハンサーの幅を、同一の幅を有する遮光膜の遮光性と比べてマスクエンハンサーの遮光性が同程度以上になるように設定することによって、第１の実施形態に係るフォトマスクを形成することができる。
【０２３４】
また、第３の実施形態の第２変形例によると、マスクパターン３２１Ａを形成するためのパターンニング工程と、開口部３２４を形成するためのパターンニング工程とを独立して行なうため、開口部３２４を含むマスクパターン３２１Ａの寸法つまり遮光性パターンの寸法、及びマスクエンハンサーの寸法をそれぞれ正確に制御できるので、第１の実施形態に係るフォトマスクを確実に作成することができる。
【０２３５】
また、第３の実施形態の第２変形例によると、透過性基板３２０におけるマスクパターン３２１Ａの外側の部分を彫り込むことによって、マスクエンハンサーと光透過領域との間に位相差を設けるため、該位相差を、微小面積の開口部の下側の透過性基板を彫り込むことによって設ける場合（第３の実施形態又は第３の実施形態の第１変形例）と比べて、第１の実施形態に係るフォトマスクを簡単に作成できる。
【０２３６】
また、第３の実施形態の第２変形例によると、開口部３２４の形成前に基板エッチングを行なうため、開口部３２４を形成するときに、マスク描画装置の重ね合わせずれに起因して、開口部３２４を囲む遮光膜領域が消失しても問題が生じない。その理由は、重ね合わせずれによって遮光膜領域が消失する可能性がある寸法においては、遮光性パターンが位相シフターのみによって形成されていても、遮光性向上効果が生じるからである。
【０２３７】
また、第３の実施形態の第２変形例に係るフォトマスクの作成方法が、マスクエンハンサーの特性によって、従来のフォトマスクの作成方法と比べて有利になる点については、第３の実施形態と同様である。
【０２３８】
尚、第３の実施形態の第２変形例において、透過性基板３２０の材料として石英ガラスを用いたが、これに限られず、弗化カルシウム等を用いてもよい。
【０２３９】
また、第３の実施形態の第２変形例において、遮光膜３２１の材料としてクロム化合物を用いたが、これに限られず、クロム、シリコン若しくはジルコニウム等の金属又はそれらの化合物等を用いてもよい。
【０２４０】
また、第３の実施形態の第２変形例において、開口部３２４の幅つまりマスクエンハンサーの幅を（Ｗ×Ｍ）としたときに、Ｗ≦０．４×λ／ＮＡであることが好ましい。
【０２４１】
また、第３の実施形態の第２変形例において、開口部３２４を含むマスクパターン３２１Ａの幅、つまり遮光性パターンの幅を（Ｌ×Ｍ）としたときに、Ｌ≦０．８×λ／ＮＡであることが好ましい。このとき、Ｗ≦（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ且つＷ≦Ｌ若しくはＷ≦Ｌ−２Ｅであること、又は０．５×（（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２）≦Ｗ≦１．５×（（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２）且つＷ≦Ｌ若しくはＷ≦Ｌ−２Ｅであることが好ましい。
【０２４２】
また、第３の実施形態の第２変形例において、透過性基板３２０におけるマスクパターン３２１Ａの外側の部分を、透過光が露光光に対して１８０度の位相反転を生じる厚さだけ除去したが、これに代えて、透過性基板３２０におけるマスクパターン３２１Ａの外側の部分を、透過光が露光光に対して（１７０＋３６０×ｎ）〜（１９０＋３６０×ｎ）度（但し、ｎは整数）の位相反転を生じる厚さだけ除去してもよい。
【０２４３】
また、第３の実施形態の第２変形例において、透過性基板３２０の光透過領域の表面状態と、透過性基板３２０のマスクエンハンサー部分の表面状態とを等価にして透過率の調整を行なえるようにするために、図２３（ｈ）に示す工程の後に、透過性基板３２０の全面に対してエッチングを行なってもよい。
【０２４４】
〈第４の実施形態〉
以下、本発明の第４の実施形態に係るフォトマスクの作成方法について図面を参照しながら説明する。尚、第４の実施形態に係るフォトマスクの作成方法は、第１の実施形態に係るフォトマスク、つまり透過性基板上に形成された遮光膜領域とマスクエンハンサーとから構成されている孤立した遮光性パターンを備えたフォトマスクの作成方法である。また、第４の実施形態において、ＮＡは露光機の縮小投影光学系の開口数を示し、λは露光光つまり光源の波長を示し、Ｍは露光機の縮小投影光学系の倍率を示すものとする。
【０２４５】
図２４（ａ）〜（ｇ）は、第４の実施形態に係るフォトマスクの作成方法の各工程を示す断面図である。また、図２４（ｈ）〜（ｌ）は、それぞれ図２４（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｆ）及び（ｇ）と対応する平面図である。
【０２４６】
まず、図２４（ａ）に示すように、例えば石英ガラス等よりなる透過性基板４００上に、例えばＳＯＧ（Ｓｐｉｎ  ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）膜等よりなり且つ透過光が露光光に対して１８０度の位相反転を生じる厚さを有する位相シフター層４０１を形成する。その後、位相シフター層４０１の上に例えばクロム化合物等よりなる遮光膜４０２を堆積した後、遮光膜４０２の上にレジストを塗布して第１のレジスト膜４０３を形成する。
【０２４７】
次に、マスク描画装置を用いて第１のレジスト膜４０３に対してパターン描画を行なった後、第１のレジスト膜４０３を現像して、図２４（ｂ）又は図２４（ｈ）に示すように、マスクパターン形成領域を覆う第１のレジストパターン４０３Ａを作成する。
【０２４８】
次に、第１のレジストパターン４０３Ａをマスクとして遮光膜４０２に対してエッチングを行なって、図２４（ｃ）又は図２４（ｉ）に示すように、遮光膜４０２よりなるマスクパターン４０２Ａを形成した後、第１のレジストパターン４０３Ａを除去する。
【０２４９】
次に、図２４（ｄ）に示すように、マスクパターン４０２Ａが形成された透過性基板４００上にレジストを塗布して第２のレジスト膜４０４を形成する。
【０２５０】
次に、マスク描画装置を用いて第２のレジスト膜４０４に対してパターン描画を行なった後、第２のレジスト膜４０４を現像して、図２４（ｅ）又は図２４（ｊ）に示すように、マスクエンハンサー形成領域に開口部を有する第２のレジストパターン４０４Ａを形成する。
【０２５１】
次に、図２４（ｆ）又は図２４（ｋ）に示すように、第２のレジストパターン４０４Ａをマスクとしてマスクパターン４０２Ａ及び位相シフター層４０１に対して順次エッチングを行なって、マスクパターン４０２Ａに開口部４０５を形成すると共に、位相シフター層４０１における開口部４０５の下側の部分を除去する。その後、図２４（ｇ）又は図２４（ｌ）に示すように、第２のレジストパターン４０４Ａを除去する。
【０２５２】
以上に説明したように、第４の実施形態によると、透過性基板４００上に形成された位相シフター層４０１上の遮光膜４０２をパターン化してマスクパターン４０２Ａを形成した後、マスクパターン４０２Ａにマスクエンハンサー形成領域に位置する開口部４０５を形成し、その後、位相シフター層４０１における開口部４０５の下側の部分を除去する。このため、マスクエンハンサーと、マスクパターン４０２Ａの外側の透過性基板４００つまり光透過領域との間に位相差を設けることができるので、開口部４０５の幅つまりマスクエンハンサーの幅を、同一の幅を有する遮光膜の遮光性と比べてマスクエンハンサーの遮光性が同程度以上になるように設定することによって、第１の実施形態に係るフォトマスクを形成することができる。
【０２５３】
また、第４の実施形態によると、マスクパターン４０２Ａを形成するためのパターンニング工程と、開口部４０５を形成するためのパターンニング工程とを独立して行なうため、開口部４０５を含むマスクパターン４０２Ａの寸法つまり遮光性パターンの寸法、及びマスクエンハンサーの寸法をそれぞれ正確に制御できるので、第１の実施形態に係るフォトマスクを確実に作成することができる。
【０２５４】
また、第４の実施形態によると、位相シフター層４０１における開口部４０５の下側の部分を除去することによって、光透過領域とマスクエンハンサーとの間に位相差を設けるので、該位相差を設けるために透過性基板４００を彫り込む場合と比べて、エッチング工程の管理が簡単になって位相エラーが低減すると共に、位相シフター層４０１のエッジ部分を垂直にすることが簡単になる。
【０２５５】
また、第４の実施形態によると、位相シフター層４０１に対するエッチングにおいては、透過性基板４００に対するエッチングと異なって、遮光膜パターンの存在が必須ではないので、開口部４０５を形成するときに、マスク描画装置の重ね合わせずれに起因して、開口部４０５を囲む遮光膜領域が消失しても問題が生じない。
【０２５６】
また、第４の実施形態に係るフォトマスクの作成方法が、マスクエンハンサーの特性によって、従来のフォトマスクの作成方法と比べて有利になる点については、第３の実施形態と同様である。
【０２５７】
尚、第４の実施形態において、透過性基板４００の材料として石英ガラスを用いたが、これに限られず、弗化カルシウム等を用いてもよい。
【０２５８】
また、第４の実施形態において、位相シフター層４０１の材料として、透過光が露光光に対して１８０度の位相反転を生じるＳＯＧ膜を用いたが、これに限られず、透過光が露光光に対して（１７０＋３６０×ｎ）〜（１９０＋３６０×ｎ）度（但し、ｎは整数）の位相反転を生じる任意の透過性膜を用いることができる。
【０２５９】
また、第４の実施形態において、遮光膜４０２の材料としてクロム化合物を用いたが、これに限られず、クロム、シリコン若しくはジルコニウム等の金属又はそれらの化合物等を用いてもよい。
【０２６０】
また、第４の実施形態において、開口部４０５の幅つまりマスクエンハンサーの幅を（Ｗ×Ｍ）としたときに、Ｗ≦０．４×λ／ＮＡであることが好ましい。
【０２６１】
また、第４の実施形態において、開口部４０５を含むマスクパターン４０２Ａの幅、つまり遮光性パターンの幅を（Ｌ×Ｍ）としたときに、Ｌ≦０．８×λ／ＮＡであることが好ましい。このとき、Ｗ≦（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ且つＷ≦Ｌ若しくはＷ≦Ｌ−２Ｅであること、又は０．５×（（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２）≦Ｗ≦１．５×（（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２）且つＷ≦Ｌ若しくはＷ≦Ｌ−２Ｅであることが好ましい。
【０２６２】
〈第４の実施形態の第１変形例〉
以下、本発明の第４の実施形態の第１変形例に係るフォトマスクの作成方法について図面を参照しながら説明する。
【０２６３】
尚、第４の実施形態の第１変形例が第４の実施形態と異なっている点は次の通りである。すなわち、第４の実施形態においては、位相シフター層における開口部の下側の部分を除去するのに対して、第４の実施形態の第１変形例においては、位相シフター層におけるマスクパターンの外側の部分を除去することである。
【０２６４】
図２５（ａ）〜（ｈ）は、第４の実施形態の第１変形例に係るフォトマスクの作成方法の各工程を示す断面図である。また、図２５（ｉ）〜（ｎ）は、それぞれ図２５（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｆ）、（ｇ）及び（ｈ）と対応する平面図である。
【０２６５】
まず、図２５（ａ）に示すように、例えば石英ガラス等よりなる透過性基板４１０上に、例えばＳＯＧ膜等よりなり且つ透過光が露光光に対して１８０度の位相反転を生じる厚さを有する位相シフター層４１１を形成する。その後、位相シフター層４１１の上に例えばクロム化合物等よりなる遮光膜４１２を堆積した後、遮光膜４１２の上にレジストを塗布して第１のレジスト膜４１３を形成する。
【０２６６】
次に、マスク描画装置を用いて第１のレジスト膜４１３に対してパターン描画を行なった後、第１のレジスト膜４１３を現像して、図２５（ｂ）又は図２５（ｉ）に示すように、マスクパターン形成領域を覆う第１のレジストパターン４１３Ａを作成する。
【０２６７】
次に、第１のレジストパターン４１３Ａをマスクとして遮光膜４１２に対してエッチングを行なって、図２５（ｃ）又は図２５（ｊ）に示すように、遮光膜４１２よりなるマスクパターン４１２Ａを形成した後、第１のレジストパターン４１３Ａを除去する。
【０２６８】
次に、図２５（ｄ）又は図２５（ｋ）に示すように、マスクパターン４１２Ａを用いて位相シフター層４１１に対してエッチングを行なって、位相シフター層４１１におけるマスクパターン４１２Ａの外側の部分を除去する。
【０２６９】
次に、図２５（ｅ）に示すように、マスクパターン４１２Ａを含む透過性基板４１０上にレジストを塗布して第２のレジスト膜４１４を形成する。
【０２７０】
次に、マスク描画装置を用いて第２のレジスト膜４１４に対してパターン描画を行なった後、第２のレジスト膜４１４を現像して、図２５（ｆ）又は図２５（ｌ）に示すように、マスクエンハンサー形成領域に開口部を有する第２のレジストパターン４１４Ａを形成する。
【０２７１】
次に、図２５（ｇ）又は図２５（ｍ）に示すように、第２のレジストパターン４１４Ａをマスクとしてマスクパターン４１２Ａに対してエッチングを行なって、マスクパターン４１２Ａに開口部４１５を形成する。その後、図２５（ｈ）又は図２５（ｎ）に示すように、第２のレジストパターン４１４Ａを除去する。
【０２７２】
以上に説明したように、第４の実施形態の第１変形例によると、透過性基板４１０上に形成された位相シフター層４１１上の遮光膜４１２をパターン化してマスクパターン４１２Ａを形成した後、位相シフター層４１１におけるマスクパターン４１２Ａの外側の部分を除去し、その後、マスクパターン４１２Ａにマスクエンハンサー形成領域に位置する開口部４１５を形成する。このため、マスクエンハンサーと、マスクパターン４１２Ａの外側の透過性基板４１０つまり光透過領域との間に位相差を設けることができるので、開口部４１５の幅つまりマスクエンハンサーの幅を、同一の幅を有する遮光膜の遮光性と比べてマスクエンハンサーの遮光性が同程度以上になるように設定することによって、第１の実施形態に係るフォトマスクを形成することができる。
【０２７３】
また、第４の実施形態の第１変形例によると、マスクパターン４１２Ａを形成するためのパターンニング工程と、開口部４１５を形成するためのパターンニング工程とを独立して行なうため、開口部４１５を含むマスクパターン４１２Ａの寸法つまり遮光性パターンの寸法、及びマスクエンハンサーの寸法をそれぞれ正確に制御できるので、第１の実施形態に係るフォトマスクを確実に作成することができる。
【０２７４】
また、第４の実施形態の第１変形例によると、位相シフター層４１１におけるマスクパターン４１２Ａの外側の部分を除去することによって、光透過領域とマスクエンハンサーとの間に位相差を設けるので、該位相差を設けるために透過性基板４１０を彫り込む場合と比べて、エッチング工程の管理が簡単になって位相エラーが低減すると共に、位相シフター層４１１のエッジ部分を垂直にすることが簡単になる。また、前述の位相差を設けるために微小面積の開口部４１５の下側の位相シフター層４１１を除去する場合と比べて、第１の実施形態に係るフォトマスクを簡単に作成することができる。さらに、開口部４１５が形成される前のマスクパターン４１２Ａを用いて位相シフター層４１１に対してエッチングを行なうため、開口部を形成した後にマスクパターンを形成する場合のようにレジストパターンを用いてマスクパターン形成とシフター層エッチングとを連続的に行なう必要がないので、第１の実施形態に係るフォトマスクを簡単に作成することができる。
【０２７５】
また、第４の実施形態の第１変形例に係るフォトマスクの作成方法が、マスクエンハンサーの特性によって、従来のフォトマスクの作成方法と比べて有利になる点については、第３の実施形態と同様である。
【０２７６】
尚、第４の実施形態の第１変形例において、透過性基板４１０の材料として石英ガラスを用いたが、これに限られず、弗化カルシウム等を用いてもよい。
【０２７７】
また、第４の実施形態の第１変形例において、位相シフター層４１１の材料として、透過光が露光光に対して１８０度の位相反転を生じるＳＯＧ膜を用いたが、これに限られず、透過光が露光光に対して（１７０＋３６０×ｎ）〜（１９０＋３６０×ｎ）度（但し、ｎは整数）の位相反転を生じる任意の透過性膜を用いることができる。
【０２７８】
また、第４の実施形態の第１変形例において、遮光膜４１２の材料としてクロム化合物を用いたが、これに限られず、クロム、シリコン若しくはジルコニウム等の金属又はそれらの化合物等を用いてもよい。
【０２７９】
また、第４の実施形態の第１変形例において、開口部４１５の幅つまりマスクエンハンサーの幅を（Ｗ×Ｍ）としたときに、Ｗ≦０．４×λ／ＮＡであることが好ましい。
【０２８０】
また、第４の実施形態の第１変形例において、開口部４１５を含むマスクパターン４１２Ａの幅、つまり遮光性パターンの幅を（Ｌ×Ｍ）としたときに、Ｌ≦０．８×λ／ＮＡであることが好ましい。このとき、Ｗ≦（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ且つＷ≦Ｌ若しくはＷ≦Ｌ−２Ｅであること、又は０．５×（（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２）≦Ｗ≦１．５×（（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２）且つＷ≦Ｌ若しくはＷ≦Ｌ−２Ｅであることが好ましい。
【０２８１】
〈第４の実施形態の第２変形例〉
以下、本発明の第４の実施形態の第２変形例に係るフォトマスクの作成方法について図面を参照しながら説明する。
【０２８２】
尚、第４の実施形態の第２変形例が第４の実施形態と異なっている点は次の通りである。すなわち、第４の実施形態においては、開口部を形成するためのパターニング工程を、マスクパターンを形成するためのパターニング工程の後に行なうと共に位相シフター層における開口部の下側の部分を除去するのに対して、第４の実施形態の第２変形例においては、開口部を形成するためのパターニング工程を、マスクパターンを形成するためのパターニング工程よりも前に行なうと共に位相シフター層におけるマスクパターンの外側の部分を除去することである。
【０２８３】
図２６（ａ）〜（ｇ）は、第４の実施形態の第２変形例に係るフォトマスクの作成方法の各工程を示す断面図である。また、図２６（ｈ）〜（ｋ）は、それぞれ図２６（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）及び（ｇ）と対応する平面図である。
【０２８４】
まず、図２６（ａ）に示すように、例えば石英ガラス等よりなる透過性基板４２０上に、例えばＳＯＧ膜等よりなり且つ透過光が露光光に対して１８０度の位相反転を生じる厚さを有する位相シフター層４２１を形成する。その後、位相シフター層４２１の上に例えばクロム化合物等よりなる遮光膜４２２を堆積した後、遮光膜４２２の上にレジストを塗布して第１のレジスト膜４２３を形成する。
【０２８５】
次に、マスク描画装置を用いて第１のレジスト膜４２３に対してパターン描画を行なった後、第１のレジスト膜４２３を現像して、図２６（ｂ）又は図２６（ｈ）に示すように、マスクエンハンサー形成領域に開口部を有する第１のレジストパターン４２３Ａを形成する。
【０２８６】
次に、第１のレジストパターン４２３Ａをマスクとして遮光膜４２２に対してエッチングを行なって、図２６（ｃ）又は図２６（ｉ）に示すように、遮光膜４２２に開口部４２４を形成した後、第１のレジストパターン４２３Ａを除去する。
【０２８７】
次に、図２６（ｄ）に示すように、開口部４２４を含む遮光膜４２２上にレジストを塗布して第２のレジスト膜４２５を形成する。
【０２８８】
次に、マスク描画装置を用いて第２のレジスト膜４２５に対してパターン描画を行なった後、第２のレジスト膜４２５を現像して、図２６（ｅ）又は図２６（ｊ）に示すように、マスクパターン形成領域を覆う第２のレジストパターン４２５Ａを作成する。
【０２８９】
次に、図２６（ｆ）に示すように、第２のレジストパターン４２５Ａをマスクとして遮光膜４２２及び位相シフター層４２１に対して順次エッチングを行なって、遮光膜４２２よりなり開口部４２４を有するマスクパターン４２２Ａを形成すると共に、位相シフター層４２１におけるマスクパターン４２２Ａの外側の部分を除去する。その後、図２６（ｇ）又は図２６（ｋ）に示すように、第２のレジストパターン４２５Ａを除去する。
【０２９０】
以上に説明したように、第４の実施形態の第２変形例によると、透過性基板４２０上に形成された位相シフター層４２１上の遮光膜４２２にマスクエンハンサー形成領域に位置する開口部４２４を形成した後、遮光膜４２２をパターン化して、開口部４２４を有するマスクパターン４２２Ａを形成し、その後、位相シフター層４２１におけるマスクパターン４２２Ａの外側の部分を除去する。このため、マスクエンハンサーと、マスクパターン４２２Ａの外側の透過性基板４２０つまり光透過領域との間に位相差を設けることができるので、開口部４２４の幅つまりマスクエンハンサーの幅を、同一の幅を有する遮光膜の遮光性と比べてマスクエンハンサーの遮光性が同程度以上になるように設定することによって、第１の実施形態に係るフォトマスクを形成することができる。
【０２９１】
また、第４の実施形態の第２変形例によると、マスクパターン４２２Ａを形成するためのパターンニング工程と、開口部４２４を形成するためのパターンニング工程とを独立して行なうため、開口部４２４を含むマスクパターン４２２Ａの寸法つまり遮光性パターンの寸法、及びマスクエンハンサーの寸法をそれぞれ正確に制御できるので、第１の実施形態に係るフォトマスクを確実に作成することができる。
【０２９２】
また、第４の実施形態の第２変形例によると、位相シフター層４２１におけるマスクパターン４２２Ａの外側の部分を除去することによって、光透過領域とマスクエンハンサーとの間に位相差を設けるので、該位相差を設けるために透過性基板４２０を彫り込む場合と比べて、エッチング工程の管理が簡単になって位相エラーが低減すると共に、位相シフター層４２１のエッジ部分を垂直にすることが簡単になる。また、前述の位相差を設けるために微小面積の開口部４２４の下側の位相シフター層４２１を除去する場合と比べて、第１の実施形態に係るフォトマスクを簡単に作成することができる。
【０２９３】
また、第４の実施形態の第２変形例によると、位相シフター層４２１に対するエッチングにおいては、透過性基板４２０に対するエッチングと異なって、遮光膜パターンの存在が必須ではないので、マスクパターン４２２Ａを形成するときに、マスク描画装置の重ね合わせずれに起因して、開口部４２４を囲む遮光膜領域が消失しても問題が生じない。
【０２９４】
また、第４の実施形態の第２変形例に係るフォトマスクの作成方法が、マスクエンハンサーの特性によって、従来のフォトマスクの作成方法と比べて有利になる点については、第３の実施形態と同様である。
【０２９５】
尚、第４の実施形態の第２変形例において、透過性基板４２０の材料として石英ガラスを用いたが、これに限られず、弗化カルシウム等を用いてもよい。
【０２９６】
また、第４の実施形態の第２変形例において、位相シフター層４２１の材料として、透過光が露光光に対して１８０度の位相反転を生じるＳＯＧ膜を用いたが、これに限られず、透過光が露光光に対して（１７０＋３６０×ｎ）〜（１９０＋３６０×ｎ）度（但し、ｎは整数）の位相反転を生じる任意の透過性膜を用いることができる。
【０２９７】
また、第４の実施形態の第２変形例において、遮光膜４２２の材料としてクロム化合物を用いたが、これに限られず、クロム、シリコン若しくはジルコニウム等の金属又はそれらの化合物等を用いてもよい。
【０２９８】
また、第４の実施形態の第２変形例において、開口部４２４の幅つまりマスクエンハンサーの幅を（Ｗ×Ｍ）としたときに、Ｗ≦０．４×λ／ＮＡであることが好ましい。
【０２９９】
また、第４の実施形態の第２変形例において、開口部４２４を含むマスクパターン４２２Ａの幅、つまり遮光性パターンの幅を（Ｌ×Ｍ）としたときに、Ｌ≦０．８×λ／ＮＡであることが好ましい。このとき、Ｗ≦（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ且つＷ≦Ｌ若しくはＷ≦Ｌ−２Ｅであること、又は０．５×（（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２）≦Ｗ≦１．５×（（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２）且つＷ≦Ｌ若しくはＷ≦Ｌ−２Ｅであることが好ましい。
【０３００】
〈第４の実施形態の第３変形例〉
以下、本発明の第４の実施形態の第３変形例に係るフォトマスクの作成方法について図面を参照しながら説明する。
【０３０１】
尚、第４の実施形態の第３変形例が第４の実施形態と異なっている点は次の通りである。すなわち、第４の実施形態においては、開口部を形成するためのパターニング工程を、マスクパターンを形成するためのパターニング工程の後に行なうのに対して、第４の実施形態の第３変形例においては、開口部を形成するためのパターニング工程を、マスクパターンを形成するためのパターニング工程よりも前に行なうことである。
【０３０２】
図２７（ａ）〜（ｇ）は、第４の実施形態の第３変形例に係るフォトマスクの作成方法の各工程を示す断面図である。また、図２７（ｈ）〜（ｌ）は、それぞれ図２７（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｆ）及び（ｇ）と対応する平面図である。
【０３０３】
まず、図２７（ａ）に示すように、例えば石英ガラス等よりなる透過性基板４３０上に、例えばＳＯＧ膜等よりなり且つ透過光が露光光に対して１８０度の位相反転を生じる厚さを有する位相シフター層４３１を形成する。その後、位相シフター層４３１の上に例えばクロム化合物等よりなる遮光膜４３２を堆積した後、遮光膜４３２の上にレジストを塗布して第１のレジスト膜４３３を形成する。
【０３０４】
次に、マスク描画装置を用いて第１のレジスト膜４３３に対してパターン描画を行なった後、第１のレジスト膜４３３を現像して、図２７（ｂ）又は図２７（ｈ）に示すように、マスクエンハンサー形成領域に開口部を有する第１のレジストパターン４３３Ａを形成する。
【０３０５】
次に、第１のレジストパターン４３３Ａをマスクとして遮光膜４３２に対してエッチングを行なって、図２７（ｃ）又は図２７（ｉ）に示すように、遮光膜４３２に開口部４３４を形成した後、第１のレジストパターン４３３Ａを除去する。
【０３０６】
次に、図２７（ｄ）又は図２７（ｊ）に示すように、開口部４３４が形成された遮光膜４３２をマスクとして位相シフター層４３１に対してエッチングを行なって、位相シフター層４３１における開口部４３４の下側の部分を除去する。
【０３０７】
次に、図２７（ｅ）に示すように、開口部４３４を含む遮光膜４３２の上にレジストを塗布して第２のレジスト膜４３５を形成する。
【０３０８】
次に、マスク描画装置を用いて第２のレジスト膜４３５に対してパターン描画を行なった後、第２のレジスト膜４３５を現像して、図２７（ｆ）又は図２７（ｋ）に示すように、マスクパターン形成領域を覆う第２のレジストパターン４３５Ａを作成する。
【０３０９】
次に、第２のレジストパターン４３５Ａをマスクとして遮光膜４３２に対してエッチングを行なって、図２７（ｇ）又は図２７（ｌ）に示すように、遮光膜４３２よりなり開口部４３４を有するマスクパターン４３２Ａを形成した後、第２のレジストパターン４３５Ａを除去する。
【０３１０】
以上に説明したように、第４の実施形態の第３変形例によると、透過性基板４３０上に形成された位相シフター層４３１上の遮光膜４３２にマスクエンハンサー形成領域に位置する開口部４３４を形成した後、位相シフター層４３１における開口部４３４の下側の部分を除去し、その後、遮光膜４３２をパターン化して、開口部４３４を有するマスクパターン４３２Ａを形成する。このため、マスクエンハンサーと、マスクパターン４３２Ａの外側の透過性基板４３０つまり光透過領域との間に位相差を設けることができるので、開口部４３４の幅つまりマスクエンハンサーの幅を、同一の幅を有する遮光膜の遮光性と比べてマスクエンハンサーの遮光性が同程度以上になるように設定することによって、第１の実施形態に係るフォトマスクを形成することができる。
【０３１１】
また、第４の実施形態の第３変形例によると、マスクパターン４３２Ａを形成するためのパターンニング工程と、開口部４３４を形成するためのパターンニング工程とを独立して行なうため、開口部４３４を含むマスクパターン４３２Ａの寸法つまり遮光性パターンの寸法、及びマスクエンハンサーの寸法をそれぞれ正確に制御できるので、第１の実施形態に係るフォトマスクを確実に作成することができる。
【０３１２】
また、第４の実施形態の第３変形例によると、位相シフター層４３１における開口部４３４の下側の部分を除去することによって、光透過領域とマスクエンハンサーとの間に位相差を設けるので、該位相差を設けるために透過性基板４３０を彫り込む場合と比べて、エッチング工程の管理が簡単になって位相エラーが低減すると共に、位相シフター層４３１のエッジ部分を垂直にすることが簡単になる。
【０３１３】
また、第４の実施形態の第３変形例によると、開口部４３４を形成するためのパターンニング工程を、マスクパターン４３２Ａを形成するためのパターンニング工程よりも先に行なうため、開口部４３４が形成された遮光膜４３２をマスクとして位相シフター層４３１に対してエッチングを行なうことができる。このため、マスクパターンを形成した後に開口部を形成する場合（例えば第４の実施形態）のようにレジストパターンを用いて開口部形成と基板エッチングとを連続的に行なう必要がないので、第１の実施形態に係るフォトマスクを簡単に作成することができる。
【０３１４】
また、第４の実施形態の第３変形例に係るフォトマスクの作成方法が、マスクエンハンサーの特性によって、従来のフォトマスクの作成方法と比べて有利になる点については、第３の実施形態と同様である。
【０３１５】
尚、第４の実施形態の第３変形例において、透過性基板４３０の材料として石英ガラスを用いたが、これに限られず、弗化カルシウム等を用いてもよい。
【０３１６】
また、第４の実施形態の第３変形例において、位相シフター層４３１の材料として、透過光が露光光に対して１８０度の位相反転を生じるＳＯＧ膜を用いたが、これに限られず、透過光が露光光に対して（１７０＋３６０×ｎ）〜（１９０＋３６０×ｎ）度（但し、ｎは整数）の位相反転を生じる任意の透過性膜を用いることができる。
【０３１７】
また、第４の実施形態の第３変形例において、遮光膜４３２の材料としてクロム化合物を用いたが、これに限られず、クロム、シリコン若しくはジルコニウム等の金属又はそれらの化合物等を用いてもよい。
【０３１８】
また、第４の実施形態の第３変形例において、開口部４３４の幅つまりマスクエンハンサーの幅を（Ｗ×Ｍ）としたときに、Ｗ≦０．４×λ／ＮＡであることが好ましい。
【０３１９】
また、第４の実施形態の第３変形例において、開口部４３４を含むマスクパターン４２２Ａの幅、つまり遮光性パターンの幅を（Ｌ×Ｍ）としたときに、Ｌ≦０．８×λ／ＮＡであることが好ましい。このとき、Ｗ≦（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ且つＷ≦Ｌ若しくはＷ≦Ｌ−２Ｅであること、又は０．５×（（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２）≦Ｗ≦１．５×（（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２）且つＷ≦Ｌ若しくはＷ≦Ｌ−２Ｅであることが好ましい。
【０３２０】
〈第５の実施形態〉
以下、本発明の第５の実施形態に係るフォトマスクの作成方法について図面を参照しながら説明する。尚、第５の実施形態に係るフォトマスクの作成方法は、第１の実施形態に係るフォトマスク、つまり透過性基板上に形成された遮光膜領域とマスクエンハンサーとから構成されている孤立した遮光性パターンを備えたフォトマスクの作成方法である。また、第５の実施形態において、ＮＡは露光機の縮小投影光学系の開口数を示し、λは露光光つまり光源の波長を示し、Ｍは露光機の縮小投影光学系の倍率を示すものとする。
【０３２１】
図２８（ａ）〜（ｇ）は、第５の実施形態に係るフォトマスクの作成方法の各工程を示す断面図である。また、図２８（ｈ）〜（ｌ）は、それぞれ図２８（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｆ）及び（ｇ）と対応する平面図である。
【０３２２】
まず、図２８（ａ）に示すように、例えば石英ガラス等よりなる透過性基板５００上に例えばクロム化合物等よりなる遮光膜５０１を堆積した後、遮光膜５０１の上にレジストを塗布して第１のレジスト膜５０２を形成する。
【０３２３】
次に、マスク描画装置を用いて第１のレジスト膜５０２に対してパターン描画を行なった後、第１のレジスト膜５０２を現像して、図２８（ｂ）又は図２８（ｈ）に示すように、マスクエンハンサー形成領域に開口部を有する第１のレジストパターン５０２Ａを形成する。
【０３２４】
次に、第１のレジストパターン５０２Ａをマスクとして遮光膜５０１に対してエッチングを行なって、図２８（ｃ）又は図２８（ｉ）に示すように、遮光膜５０１に開口部５０３を形成した後、第１のレジストパターン５０２Ａを除去する。
【０３２５】
次に、図２８（ｄ）に示すように、開口部５０３を含む遮光膜５０１上に、例えばＳＯＧ膜等よりなり且つ透過光が露光光に対して１８０度の位相反転を生じる厚さを有する位相シフター層５０４を形成する。その後、位相シフター層５０４上に、レジストを塗布して第２のレジスト膜５０５を形成する。
【０３２６】
次に、マスク描画装置を用いて第２のレジスト膜５０５に対してパターン描画を行なった後、第２のレジスト膜５０５を現像して、図２８（ｅ）又は図２８（ｊ）に示すように、マスクパターン形成領域を覆う第２のレジストパターン５０５Ａを作成する。
【０３２７】
次に、第２のレジストパターン５０５Ａをマスクとして位相シフター層５０４に対してエッチングを行なって、図２８（ｆ）又は図２８（ｋ）に示すように、位相シフター層５０４におけるマスクパターン形成領域の外側の部分を除去した後、第２のレジストパターン５０５Ａを除去する。
【０３２８】
次に、図２８（ｇ）又は図２８（ｌ）に示すように、パターン化された位相シフター層５０４をマスクとして遮光膜５０１に対してエッチングを行なって、遮光膜５０１よりなり開口部５０３を有するマスクパターン５０１Ａを形成する。このとき、開口部５０３を含むマスクパターン５０１Ａは位相シフター層５０４により覆われている。
【０３２９】
以上に説明したように、第５の実施形態によると、透過性基板５００上の遮光膜５０１にマスクエンハンサー形成領域に位置する開口部５０３を形成した後、透過性基板５００上に位相シフター層５０４を形成し、その後、位相シフター層５０４におけるマスクパターン形成領域の外側の部分を除去した後、遮光膜５０１をパターン化して、開口部５０３を有するマスクパターン５０１Ａを位相シフター層５０４により覆われるように形成する。このため、マスクエンハンサーと、マスクパターン５０１Ａの外側の透過性基板５００つまり光透過領域との間に位相差を設けることができるので、開口部５０３の幅つまりマスクエンハンサーの幅を、同一の幅を有する遮光膜の遮光性と比べてマスクエンハンサーの遮光性が同程度以上になるように設定することによって、第１の実施形態に係るフォトマスクを形成することができる。
【０３３０】
また、第５の実施形態によると、マスクパターン５０１Ａを形成するためのパターンニング工程と、開口部５０３を形成するためのパターンニング工程とを独立して行なうため、開口部５０３を含むマスクパターン５０１Ａの寸法つまり遮光性パターンの寸法、及びマスクエンハンサーの寸法をそれぞれ正確に制御できるので、第１の実施形態に係るフォトマスクを確実に作成することができる。
【０３３１】
また、第５の実施形態によると、位相シフター層５０４におけるマスクパターン５０１Ａの外側の部分を除去することによって、光透過領域とマスクエンハンサーとの間に位相差を設けるので、該位相差を設けるために透過性基板５００を彫り込む場合と比べて、エッチング工程の管理が簡単になって位相エラーが低減すると共に、位相シフター層５０４のエッジ部分を垂直にすることが簡単になる。
【０３３２】
また、第５の実施形態によると、位相シフター層５０４に対するパターニング工程で欠陥が発生した場合、該欠陥を位相シフター層５０４を再形成することによって修復できるため、位相シフター層形成工程よりも前の工程を繰り返す必要がないので、スループットが向上する。
【０３３３】
また、第５の実施形態に係るフォトマスクの作成方法が、マスクエンハンサーの特性によって、従来のフォトマスクの作成方法と比べて有利になる点については、第３の実施形態と同様である。
【０３３４】
尚、第５の実施形態において、透過性基板５００の材料として石英ガラスを用いたが、これに限られず、弗化カルシウム等を用いてもよい。
【０３３５】
また、第５の実施形態において、遮光膜５０１の材料としてクロム化合物を用いたが、これに限られず、クロム、シリコン若しくはジルコニウム等の金属又はそれらの化合物等を用いてもよい。
【０３３６】
また、第５の実施形態において、位相シフター層５０４の材料として、透過光が露光光に対して１８０度の位相反転を生じるＳＯＧ膜を用いたが、これに限られず、透過光が露光光に対して（１７０＋３６０×ｎ）〜（１９０＋３６０×ｎ）度（但し、ｎは整数）の位相反転を生じる任意の透過性膜を用いることができる。
【０３３７】
また、第５の実施形態において、開口部５０３の幅つまりマスクエンハンサーの幅を（Ｗ×Ｍ）としたときに、Ｗ≦０．４×λ／ＮＡであることが好ましい。
【０３３８】
また、第５の実施形態において、開口部５０３を含むマスクパターン５０１Ａの幅、つまり遮光性パターンの幅を（Ｌ×Ｍ）としたときに、Ｌ≦０．８×λ／ＮＡであることが好ましい。このとき、Ｗ≦（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ且つＷ≦Ｌ若しくはＷ≦Ｌ−２Ｅであること、又は０．５×（（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２）≦Ｗ≦１．５×（（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２）且つＷ≦Ｌ若しくはＷ≦Ｌ−２Ｅであることが好ましい。
【０３３９】
〈第５の実施形態の変形例〉
以下、本発明の第５の実施形態の変形例に係るフォトマスクの作成方法について図面を参照しながら説明する。
【０３４０】
尚、第５の実施形態の変形例が第５の実施形態と異なっている点は次の通りである。すなわち、第５の実施形態においては、開口部を形成するためのパターニング工程を、マスクパターンを形成するためのパターニング工程よりも前に行なうと共に位相シフター層におけるマスクパターンの外側の部分を除去するのに対して、第５の実施形態の変形例においては、開口部を形成するためのパターニング工程を、マスクパターンを形成するためのパターニング工程の後に行なうと共に位相シフター層における開口部の下側の部分を除去することである。
【０３４１】
図２９（ａ）〜（ｇ）は、第５の実施形態の変形例に係るフォトマスクの作成方法の各工程を示す断面図である。また、図２９（ｈ）〜（ｌ）は、それぞれ図２９（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｆ）及び（ｇ）と対応する平面図である。
【０３４２】
まず、図２９（ａ）に示すように、例えば石英ガラス等よりなる透過性基板５１０上に例えばクロム化合物等よりなる遮光膜５１１を堆積した後、遮光膜５１１の上にレジストを塗布して第１のレジスト膜５１２を形成する。
【０３４３】
次に、マスク描画装置を用いて第１のレジスト膜５１２に対してパターン描画を行なった後、第１のレジスト膜５１２を現像して、図２９（ｂ）又は図２９（ｈ）に示すように、マスクパターン形成領域を覆う第１のレジストパターン５１２Ａを作成する。
【０３４４】
次に、第１のレジストパターン５１２Ａをマスクとして遮光膜５１１に対してエッチングを行なって、図２９（ｃ）又は図２９（ｉ）に示すように、遮光膜５１１よりなるマスクパターン５１１Ａを形成した後、第１のレジストパターン５１２Ａを除去する。
【０３４５】
次に、図２９（ｄ）に示すように、マスクパターン５１１Ａを含む透過性基板５１０上に、例えばＳＯＧ膜等よりなり且つ透過光が露光光に対して１８０度の位相反転を生じる厚さを有する位相シフター層５１３を形成する。その後、位相シフター層５１３上に、レジストを塗布して第２のレジスト膜５１４を形成する。
【０３４６】
次に、マスク描画装置を用いて第２のレジスト膜５１４に対してパターン描画を行なった後、第２のレジスト膜５１４を現像して、図２９（ｅ）又は図２９（ｊ）に示すように、マスクエンハンサー形成領域に開口部を有する第２のレジストパターン５１４Ａを形成する。
【０３４７】
次に、第２のレジストパターン５１４Ａをマスクとして位相シフター層５１３に対してエッチングを行なって、図２９（ｆ）又は図２９（ｋ）に示すように、位相シフター層５１３におけるマスクエンハンサー形成領域に位置する部分を除去した後、第２のレジストパターン５１４Ａを除去する。
【０３４８】
次に、図２９（ｇ）又は図２９（ｌ）に示すように、パターン化された位相シフター層５１３をマスクとしてマスクパターン５１１Ａに対してエッチングを行なって、マスクパターン５１１Ａに開口部５１５を形成する。
【０３４９】
以上に説明したように、第５の実施形態の変形例によると、透過性基板５１０上の遮光膜５１１をパターン化してマスクパターン５１１Ａを形成した後、透過性基板５１０上に位相シフター層５１３を形成し、その後、位相シフター層５１３におけるマスクエンハンサー形成領域に位置する部分を除去した後、マスクパターン５１１Ａにマスクエンハンサー形成領域に位置する開口部５１５を形成する。このため、マスクエンハンサーと、マスクパターン５１１Ａの外側の透過性基板５１０つまり光透過領域との間に位相差を設けることができるので、開口部５１５の幅つまりマスクエンハンサーの幅を、同一の幅を有する遮光膜の遮光性と比べてマスクエンハンサーの遮光性が同程度以上になるように設定することによって、第１の実施形態に係るフォトマスクを形成することができる。
【０３５０】
また、第５の実施形態の変形例によると、マスクパターン５１１Ａを形成するためのパターンニング工程と、開口部５１５を形成するためのパターンニング工程とを独立して行なうため、開口部５１５を含むマスクパターン５１１Ａの寸法つまり遮光性パターンの寸法、及びマスクエンハンサーの寸法をそれぞれ正確に制御できるので、第１の実施形態に係るフォトマスクを確実に作成することができる。
【０３５１】
また、第５の実施形態の変形例によると、位相シフター層５１３におけるマスクエンハンサー形成領域に位置する部分を除去することによって、光透過領域とマスクエンハンサーとの間に位相差を設けるので、該位相差を設けるために透過性基板５１０を彫り込む場合と比べて、エッチング工程の管理が簡単になって位相エラーが低減すると共に、位相シフター層５１３のエッジ部分を垂直にすることが簡単になる。
【０３５２】
また、第５の実施形態の変形例によると、位相シフター層５１３に対するパターニング工程で欠陥が発生した場合、該欠陥を位相シフター層５１３を再形成することによって修復できるため、位相シフター層形成工程よりも前の工程を繰り返す必要がないので、スループットが向上する。
【０３５３】
また、第５の実施形態の変形例に係るフォトマスクの作成方法が、マスクエンハンサーの特性によって、従来のフォトマスクの作成方法と比べて有利になる点については、第３の実施形態と同様である。
【０３５４】
尚、第５の実施形態の変形例において、透過性基板５１０の材料として石英ガラスを用いたが、これに限られず、弗化カルシウム等を用いてもよい。
【０３５５】
また、第５の実施形態の変形例において、遮光膜５１１の材料としてクロム化合物を用いたが、これに限られず、クロム、シリコン若しくはジルコニウム等の金属又はそれらの化合物等を用いてもよい。
【０３５６】
また、第５の実施形態の変形例において、位相シフター層５１３の材料として、透過光が露光光に対して１８０度の位相反転を生じるＳＯＧ膜を用いたが、これに限られず、透過光が露光光に対して（１７０＋３６０×ｎ）〜（１９０＋３６０×ｎ）度（但し、ｎは整数）の位相反転を生じる任意の透過性膜を用いることができる。
【０３５７】
また、第５の実施形態の変形例において、開口部５１５の幅つまりマスクエンハンサーの幅を（Ｗ×Ｍ）としたときに、Ｗ≦０．４×λ／ＮＡであることが好ましい。
【０３５８】
また、第５の実施形態の変形例において、開口部５１５を含むマスクパターン５１１Ａの幅、つまり遮光性パターンの幅を（Ｌ×Ｍ）としたときに、Ｌ≦０．８×λ／ＮＡであることが好ましい。このとき、Ｗ≦（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ且つＷ≦Ｌ若しくはＷ≦Ｌ−２Ｅであること、又は０．５×（（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２）≦Ｗ≦１．５×（（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２）且つＷ≦Ｌ若しくはＷ≦Ｌ−２Ｅであることが好ましい。
【０３５９】
〈第６の実施形態〉
以下、本発明の第６の実施形態に係るパターンレイアウト作成方法及びマスク描画データ作成方法について図面を参照しながら説明する。尚、第６の実施形態に係るパターンレイアウト作成方法及びマスク描画データ作成方法は、第１の実施形態に係るフォトマスク、つまりマスクエンハンサー構造を有するフォトマスクを用いたパターン形成方法（第２の実施形態に係るパターン形成方法）を想定した、マスクエンハンサー構造を有するフォトマスクを作成するためのパターンレイアウト作成方法及びマスク描画データ作成方法である。また、第６の実施形態において、ＮＡは露光機の縮小投影光学系の開口数を示し、λは露光光つまり光源の波長を示し、Ｍは露光機の縮小投影光学系の倍率を示すものとする。
【０３６０】
図３０は、第６の実施形態に係るパターンレイアウト作成方法及びマスク描画データ作成方法のフロー図である。
【０３６１】
まず、パターンレイアウト作成方法について説明する。
【０３６２】
ステップＳ１において、フォトマスク上に形成しようとするマスクパターン（遮光性パターン）のパターンレイアウトを作成する。
【０３６３】
ステップＳ２において、ステップＳ１で作成したパターンレイアウトのうちから、（Ｑ×λ／ＮＡ）×Ｍ（但し、Ｑは０．８以下の所定値）以下の幅Ｌ×Ｍを有するラインパターンを抽出する。このとき、パターンレイアウトのうちから、パターン端部、パターンコーナー又はその他必要な部分も合わせて抽出してもよい。
【０３６４】
ステップＳ３において、ステップＳ２で抽出されたラインパターン、パターン端部又はパターンコーナー等のそれぞれの内側を、マスクエンハンサーを表すパターン（以下、単にマスクエンハンサーと称する場合がある）の配置位置として決定する。
【０３６５】
ステップＳ４において、ステップＳ３で決定された配置位置にそれぞれ配置されるマスクエンハンサーの寸法を、各マスクエンハンサーを含有するラインパターン等の寸法に基づき設定する。このとき、幅Ｌ×Ｍを有するラインパターンであれば、該ラインパターンの内側に配置されるマスクエンハンサーの幅をＷ×Ｍとして、Ｗ＝（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２（但し、Ｌ≧（０．８×λ／ＮＡ））に設定する。また、マスクエンハンサー同士が所定の間隔（例えば隣り合うマスクエンハンサー同士を分離して形成するために最低限必要な間隔）よりも狭い間隔で配置されている場合、又はマスクエンハンサー同士が重なり合って配置されている場合等には、該マスクエンハンサー同士を一つに結合する。さらに、所定の寸法（例えばマスク描画装置の解像度）よりも小さいマスクエンハンサーを消滅させる。
【０３６６】
次に、マスク描画データ作成方法について説明する。
【０３６７】
ステップＳ５において、ステップＳ４でマスクエンハンサーが配置されたパターンレイアウトを有するマスクパターンによって、露光後に所望の寸法を有するパターン形成が実現できるように、マスクエンハンサーの寸法調整を行なう。
【０３６８】
ステップＳ６において、ステップＳ５で寸法調整されたパターンレイアウトに基づき、マスクパターンと対応したマスクパターン形成用データ、マスクエンハンサーを表すパターンと対応したマスクエンハンサー形成用データ、及びマスクパターンからマスクエンハンサーを表すパターンを引き去った残りのパターンと対応した遮光膜領域形成用データを出力する。
【０３６９】
以下、ステップＳ１〜Ｓ４（パターンレイアウト作成段階）について図３１（ａ）〜（ｄ）を参照しながら具体的に説明する。
【０３７０】
図３１（ａ）は、ステップＳ１で作成されたパターンレイアウトの一例を示している。
【０３７１】
図３１（ｂ）は、ステップＳ２で図３１（ａ）に示すパターンレイアウトのうちから抽出されたラインパターン、パターン端部及びパターンコーナーを示している。図３１（ｂ）に示すように、パターンレイアウト６００のうちから、（０．８×λ／ＮＡ）×Ｍ以下の幅Ｌ×Ｍを有するラインパターン６０１及び６０２、並びにパターン端部６０３及びパターンコーナー６０４を抽出する。
【０３７２】
図３１（ｃ）は、ステップＳ３で図３１（ｂ）に示すラインパターン等の内側に配置されたマスクエンハンサーを示している。図３１（ｃ）に示すように、ラインパターン６０１の中央部にはライン用マスクエンハンサー６１１ａが配置されていると共にラインパターン６０１の端部には端部用マスクエンハンサー６１１ｂが配置されている。また、ラインパターン６０２の中央部にはライン用マスクエンハンサー６１２が配置されており、パターン端部６０３には端部用マスクエンハンサー６１３が配置されており、パターンコーナー６０４にはコーナー用マスクエンハンサー６１４が配置されている。
【０３７３】
図３１（ｄ）は、ステップＳ４で図３１（ｃ）に示すラインパターン等の寸法に基づいて決定された寸法を有するマスクエンハンサーが配置されたパターンレイアウトを示している。
【０３７４】
具体的には、パターンレイアウト６００のうち（０．８×λ／ＮＡ）×Ｍ以下の幅Ｌ×Ｍを有するラインパターン６０１及び６０２のそれぞれの中央部に対しては、まず、例えばＷ＝（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２で定義される幅Ｗ×Ｍを有するライン用マスクエンハンサー６１１ａ及び６１２を配置する。但し、Ｌが（０．８×λ／ＮＡ）／３未満である場合、又は、Ｗ＝（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２で定義される幅のマスクエンハンサーつまり開口部を作成するときに該開口部を囲む遮光膜領域の線幅がマスク描画装置によって作成可能な所定の最小線幅よりも小さくなる場合には、マスクエンハンサーを囲む遮光膜領域の線幅を前述の所定の最小線幅として、該所定の最小線幅をラインパターンの幅から差し引くことによってマスクエンハンサーの幅を決定する。また、マスクエンハンサーの幅が、遮光膜領域の内側にマスクエンハンサーを作成するために最低限必要な寸法、つまり前述の所定の最小線幅よりも小さい場合には、マスクエンハンサーを消滅させる。
【０３７５】
尚、第３〜第５の実施形態（変形例を含む）に係るフォトマスクの作成方法を用いる場合には、前述の所定の最小線幅はマスク描画装置の重ね合わせマージン程度の寸法となる。
【０３７６】
また、第３の実施形態の第１変形例及び第２変形例に係るフォトマスクの作成方法を用いる場合、Ｌが（０．８×λ／ＮＡ）／３未満のラインパターンについては、遮光膜領域のない位相シフターのみの構造で形成しても、マスクエンハンサー構造を用いる場合と同等の効果が得られる。
【０３７７】
一方、パターンレイアウト６００のうちラインパターン６０１の端部、パターン端部６０３及びパターンコーナー６０４のそれぞれに対しては、まず、（０．８×λ／ＮＡ）／３×Ｍ四方の寸法を有する端部用マスクエンハンサー６１１ｂ及び６１３並びにコーナー用マスクエンハンサー６１４を、各マスクエンハンサーが少なくとも前述の所定の最小線幅を有する遮光膜領域によって囲まれるように配置する。その後、配置されたマスクエンハンサー同士がオーバーラップする場合、又はマスクエンハンサー間のギャップがマスクエンハンサーを分離して形成するために最低限必要な距離よりも小さい場合には、マスクエンハンサー同士を結合する。このとき、マスクエンハンサーの寸法が（０．５×λ／ＮＡ）×Ｍよりも大きくなる場合には、該寸法が（０．５×λ／ＮＡ）×Ｍ以下になるように再設定する。
【０３７８】
以上に説明したように、ステップＳ１〜Ｓ４によって、遮光性が弱まるラインパターンの中央部に遮光性を最大にするマスクエンハンサーが配置され、且つパターンコーナ及びパターン端部にもマスクエンハンサーが配置されたパターンレイアウトを作成することができる。これによって、パターンレイアウトのうち少なくとも（０．８×λ／ＮＡ）／３×Ｍ程度以上の幅を有する部分によって、同程度の遮光性を実現することができる。
【０３７９】
続いて、ステップＳ１〜Ｓ４でマスクエンハンサー及びそれを含有するパターンレイアウトが作成された後のステップＳ５及びＳ６（マスク描画データ作成段階）について図３１（ｅ）〜（ｇ）を参照しながら具体的に説明する。
【０３８０】
図３１（ｅ）は、ステップＳ５で図３１（ｄ）に示すマスクエンハンサーの寸法調整が行なわれたパターンレイアウトを示している。
【０３８１】
具体的には、図３１（ｅ）に示すように、試験露光を行なって露光後に形成されるパターンの幅が設計値よりも小さくなる部分（例えば領域Ｒ１）に対しては、対応するマスクエンハンサー（例えばライン用マスクエンハンサー６１１ａ）の幅を拡大する一方、露光後に形成されるパターンの幅が設計値よりも大きくなる部分（例えば領域Ｒ２）に対しては、対応するマスクエンハンサー（例えばライン用マスクエンハンサー６１２）の幅を縮小する。このとき、マスクエンハンサーの寸法調整と共に、パターンレイアウトの外形寸法つまりマスクパターンの寸法調整を行なってもよい。尚、図３１（ｅ）において、オリジナルのパターンレイアウト６００の外形を破線で示し、寸法調整されたパターンレイアウト６００Ａの外形を実線で示している。
【０３８２】
図３１（ｆ）は、ステップＳ６で図３１（ｅ）に示す寸法調整後のパターンレイアウトに基づき決定されたマスクパターン形成用データを示し、図３１（ｇ）は、ステップＳ６で図３１（ｅ）に示す寸法調整後のパターンレイアウトに基づき決定されたマスクエンハンサー形成用データを示している。
【０３８３】
尚、最終的に作成されるフォトマスクにおいては、マスクパターンからマスクエンハンサーを表すパターンを引き去ったパターンが遮光膜領域に相当し、マスクエンハンサーを表すパターンは遮光膜に設けられる開口部に相当する。
【０３８４】
以上に説明したように、第６の実施形態に係るパターンレイアウト作成方法によると、遮光性パターンと対応するパターンレイアウト６００のうちから（０．８×λ／ＮＡ）×Ｍ以下の幅Ｌ×Ｍを有するラインパターンを抽出した後、ラインパターンの内側に（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）×Ｍ以下の幅Ｗ×Ｍを有するマスクエンハンサーを配置する。このため、遮光性パターンにおける遮光効果が弱くなる部分に、遮光効果を強調できるマスクエンハンサーを配置することができるので、ウェハ上に投影される光強度分布をパターンレイアウトに対して歪みの少なくない形状で形成することができる。従って、解像度程度以下の寸法を含む任意の寸法のパターンを任意の形状について形成できるフォトマスクのパターンレイアウトの作成が可能となる。
【０３８５】
また、第６の実施形態に係るパターンレイアウト作成方法によると、マスクエンハンサーの幅Ｗ×Ｍについて、Ｗ＝（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２に設定しているので、マスクエンハンサーの遮光効果が最大になる。
【０３８６】
また、第６の実施形態に係るパターンレイアウト作成方法によると、ラインパターンを抽出するときに、パターン端部及びパターンコーナーを抽出すると共に、パターン端部及びパターンコーナーのそれぞれの内側に（０．５×λ／ＮＡ）×Ｍ四方以下の寸法を有するマスクエンハンサーを配置する。このため、遮光性パターンのパターン端部又はパターンコーナーの裏側に回折現象によって回り込んだ透過光を、マスクエンハンサーを透過した光によって確実に打ち消すことができる。
【０３８７】
また、第６の実施形態に係るマスク描画データ作成方法によると、マスクエンハンサーを遮光性パターンの遮光効果が最大となるように配置した後に、つまり第６の実施形態に係るパターンレイアウト作成方法を実施した後に、試験露光の結果に基づいてマスクエンハンサーの寸法を調整するため、露光後に形成されるパターンの寸法が設計値と等しくなるようにマスクエンハンサーの寸法を調整することができる。このため、パターンの後退等を防止できるマスク描画データを作成できるので、該マスク描画データに従って形成されたフォトマスクを用いて露光を行なうことによって、微細パターンを高精度で形成することができる。
【０３８８】
また、第６の実施形態に係るマスク描画データ作成方法によると、露光後に形成されるパターンの幅が設計値よりも大きくなる部分と対応するマスクエンハンサーの幅を縮小すると共に、露光後に形成されるパターンの幅が設計値よりも小さくなる部分と対応するマスクエンハンサーの幅を拡大する。このため、露光後に形成されるパターンの幅を設計値と確実に等しくすることができる。
【０３８９】
尚、第６の実施形態に係るパターンレイアウト作成方法において、ラインパターンの幅をＬ×Ｍ、マスクエンハンサーの幅をＷ×Ｍとしたときに、Ｗ＝（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２に設定することによって、マスクエンハンサーを含むラインパターンの遮光効果を最大にしたが、これに代えて、０．５×（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２≦Ｗ≦１．５×（（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ）／２（但し、Ｗ≦Ｌ又はＷ≦Ｌ−２Ｅ；（Ｅ×Ｍ）はフォトマスク上に形成できる最小寸法）に設定してもマスクエンハンサーによる遮光性向上効果は十分に得られる。また、少なくともＷ≦（０．８×λ／ＮＡ）−Ｌ（但し、Ｗ≦Ｌ又はＷ≦Ｌ−２Ｅ）に設定すれば、マスクエンハンサーによる遮光性向上効果が生じる。
【０３９０】
また、第６の実施形態に係るマスク描画データ作成方法において、試験露光を行なった結果に基づきマスクエンハンサーの寸法調整を行なったが、これに代えて、露光シミュレーションを行なった結果に基づきマスクエンハンサーの寸法調整を行なってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の第１の実施形態に係るフォトマスクの基本的な構造を示す図である。
【図２】図２は被露光基板上に形成しようとする所望の設計パターンの平面図である。
【図３】図３（ａ）は図２に示すパターンを形成するための第１の比較例に係るフォトマスクの平面図であり、図３（ｂ）は第１の比較例に係るフォトマスクを用いてレジスト膜に対して露光を行なったときにレジスト膜中に投影される光強度分布のシミュレーション結果を示す図であり、図３（ｃ）は図３（ｂ）に示すシミュレーション結果のうちレジストパターンの形状を表す光強度の等高線の形状と所望のパターン形状とを比較した結果を示す図である。
【図４】図４（ａ）は図２に示すパターンを形成するための本発明の第１の実施形態に係るフォトマスクの平面図であり、図４（ｂ）は第１の実施形態に係るフォトマスクを用いてレジスト膜に対して露光を行なったときにレジスト膜中に投影される光強度分布のシミュレーション結果を示す図であり、図４（ｃ）は図４（ｂ）に示すシミュレーション結果のうちレジストパターンの形状を表す光強度の等高線の形状と所望のパターン形状とを比較した結果を示す図である。
【図５】図５（ａ）は第２の比較例に係るフォトマスクの平面図であり、図５（ｂ）は第３の比較例に係るフォトマスクの平面図であり、図５（ｃ）〜（ｅ）は幅Ｌをそれぞれ０．０６μｍ、０．１０μｍ、０．１６μｍと変化させた場合における第２及び第３の比較例に係るフォトマスクのそれぞれの２点ＡＢ間を透過した光の光強度分布のシミュレーション結果を示す図であり、図５（ｆ）は幅Ｌを連続的に変化させた場合における第２及び第３の比較例に係るフォトマスクのそれぞれの孤立ラインパターンの中央部分を透過した光の光強度変化のシミュレーション結果を示す図である。
【図６】図６は波長λ及び開口数ＮＡを色々変化させた場合における、位相シフターの遮光効果が遮光膜よりも高くなる最大幅Ｌのシミュレーション結果をλ／ＮＡに対してプロットした様子を示す図である。
【図７】図７は波長λ及び開口数ＮＡを色々変化させた場合における、位相シフターの遮光効果が最大となる幅Ｌのシミュレーション結果をλ／ＮＡに対してプロットした様子を示す図である。
【図８】図８（ａ）は本発明の第１の実施形態に係るフォトマスクの平面図であり、図８（ｂ）〜（ｄ）は幅Ｌをそれぞれ０．１０μｍ、０．１４μｍ、０．１８μｍと変化させた場合においてさらに幅Ｗを色々変化させた場合における図８（ａ）に示すマスク上の２点ＡＢ間を透過した光の光強度分布のシミュレーション結果を示す図であり、図８（ｅ）は幅Ｌを色々変化させた場合においてさらに幅Ｗを色々変化させた場合における図８（ａ）に示すマスク上の遮光性パターンの中央部分を透過した光の光強度変化のシミュレーション結果を示す図である。
【図９】図９はマスクエンハンサーの遮光効果が遮光膜よりも高くなる最大幅Ｗのシミュレーション結果を幅Ｌに対してプロットした様子を示す図である。
【図１０】図１０はマスクエンハンサーの遮光効果が最大となる幅Ｗのシミュレーション結果を幅Ｌに対してプロットした様子を示す図である。
【図１１】図１１（ａ）はマスクエンハンサーが遮光性パターンの中央部から位置ずれして配置されたマスクの平面図であり、図１１（ｂ）はマスクエンハンサーのずれ幅を変化させた場合における図１１（ａ）に示すマスク上の２点ＡＢ間を透過した光の光強度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図１２】図１２（ａ）〜（ｃ）は遮光性パターンの幅を色々変化させた場合における第４の比較例に係るフォトマスク、第５の比較例に係るフォトマスク、及びマスクエンハンサーが最適化された本発明の第１の実施形態に係るフォトマスクのそれぞれを用いたときの光強度分布のシミュレーション結果を示す図であり、図１２（ｄ）〜（ｆ）は遮光性パターンの幅を色々変化させた場合における第４の比較例に係るフォトマスク、第５の比較例に係るフォトマスク、及びマスクエンハンサーが最適化された本発明の第１の実施形態に係るフォトマスクのそれぞれを輪帯露光と組み合わせて用いたときの光強度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図１３】図１３は輪帯露光の光源形状を示す図である。
【図１４】図１４（ａ）は、Ｗ＝Ｌ及びＷ＝α×（Ａ−Ｌ）／２（但し、Ａ＝０．８×λ／ＮＡであり、α＝０．５、１．０、１．５及び２．０である）のそれぞれと対応するグラフを示す図であり、図１４（ｂ）は、Ｗ＝Ｌ−２Ｅ及びＷ＝α×（Ａ−Ｌ）／２（但し、Ａ＝０．８×λ／ＮＡであり、α＝０．５、１．０、１．５及び２．０である）のそれぞれと対応するグラフを示す図である。
【図１５】図１５は本発明の第１の実施形態に係るフォトマスクにおいてマスクエンハンサーとしての位相シフト領域の透過率及び位相を変化させたときの遮光効果の変化をシミュレーションした結果を示す図である。
【図１６】図１６（ａ）〜（ｅ）は本発明の第２の実施形態に係るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
【図１７】図１７（ａ）〜（ｃ）は通常露光、輪帯露光及び四重極露光のそれぞれにおける光源形状を示す図である。
【図１８】図１８（ａ）は本発明の第１の実施形態に係るフォトマスクを用いて通常露光を行なったときのＤＯＦ値のシミュレーション結果を示す図であり、図１８（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係るフォトマスクを用いて輪帯露光を行なったときのＤＯＦ値のシミュレーション結果を示す図であり、図１８（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係るフォトマスクを用いて四重極露光を行なったときのＤＯＦ値のシミュレーション結果を示す図である。
【図１９】図１９（ａ）〜（ｇ）は本発明の第３の実施形態に係るフォトマスクの作成方法の各工程を示す断面図であり、図１９（ｈ）〜（ｌ）はそれぞれ図１９（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｆ）及び（ｇ）と対応する平面図である。
【図２０】図２０（ａ）は本発明の第１の実施形態に係るフォトマスクにおいてマスクエンハンサー内に位相反転しない欠陥が生じている様子を示す図であり、図２０（ｂ）〜（ｄ）は幅Ｌをそれぞれ０．１０μｍ、０．１４μｍ、０．１８μｍと変化させた場合における図２０（ａ）に示すマスク上の２点ＡＢ間を透過した光の光強度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図２１】図２１（ａ）は本発明の第１の実施形態に係るフォトマスクにおいてマスクエンハンサー内に遮光膜よりなるエッチング残りが生じている様子を示す図であり、図２１（ｂ）〜（ｄ）は幅Ｌをそれぞれ０．１０μｍ、０．１４μｍ、０．１８μｍと変化させた場合における図２１（ａ）に示すマスク上の２点ＡＢ間を透過した光の光強度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図２２】図２２（ａ）〜（ｇ）は本発明の第３の実施形態の第１変形例に係るフォトマスクの作成方法の各工程を示す断面図であり、図２２（ｈ）〜（ｋ）はそれぞれ図２２（ｂ）、（ｃ）、（ｆ）及び（ｇ）と対応する平面図である。
【図２３】図２３（ａ）〜（ｈ）は本発明の第３の実施形態の第２変形例に係るフォトマスクの作成方法の各工程を示す断面図であり、図２３（ｉ）〜（ｍ）はそれぞれ図２３（ｂ）、（ｃ）、（ｆ）、（ｇ）及び（ｈ）と対応する平面図である。
【図２４】図２４（ａ）〜（ｇ）は本発明の第４の実施形態に係るフォトマスクの作成方法の各工程を示す断面図であり、図２４（ｈ）〜（ｌ）は図２４（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｆ）及び（ｇ）と対応する平面図である。
【図２５】図２５（ａ）〜（ｈ）は本発明の第４の実施形態の第１変形例に係るフォトマスクの作成方法の各工程を示す断面図であり、図２５（ｉ）〜（ｎ）はそれぞれ図２５（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｆ）、（ｇ）及び（ｈ）と対応する平面図である。
【図２６】図２６（ａ）〜（ｇ）は本発明の第４の実施形態の第２変形例に係るフォトマスクの作成方法の各工程を示す断面図であり、図２６（ｈ）〜（ｋ）はそれぞれ図２６（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）及び（ｇ）と対応する平面図である。
【図２７】図２７（ａ）〜（ｇ）は本発明の第４の実施形態の第３変形例に係るフォトマスクの作成方法の各工程を示す断面図であり、図２７（ｈ）〜（ｌ）はそれぞれ図２７（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｆ）及び（ｇ）と対応する平面図である。
【図２８】図２８（ａ）〜（ｇ）は本発明の第５の実施形態に係るフォトマスクの作成方法の各工程を示す断面図であり、図２８（ｈ）〜（ｌ）はそれぞれ図２８（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｆ）及び（ｇ）と対応する平面図である。
【図２９】図２９（ａ）〜（ｇ）は本発明の第５の実施形態の変形例に係るフォトマスクの作成方法の各工程を示す断面図であり、図２９（ｈ）〜（ｌ）はそれぞれ図２９（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｆ）及び（ｇ）と対応する平面図である。
【図３０】図３０は本発明の第６の実施形態に係るパターンレイアウト作成方法及びマスク描画データ作成方法のフロー図である。
【図３１】図３１（ａ）は本発明の第６の実施形態に係るパターンレイアウト作成方法のステップＳ１で作成されたパターンレイアウトの一例を示す図であり、図３１（ｂ）は本発明の第６の実施形態に係るパターンレイアウト作成方法のステップＳ２で（ａ）に示すパターンレイアウトのうちから抽出されたラインパターン、パターン端部及びパターンコーナーを示す図であり、図３１（ｃ）は本発明の第６の実施形態に係るパターンレイアウト作成方法のステップＳ３で図３１（ｂ）に示すラインパターン等の内側に配置されたマスクエンハンサーを示す図であり、図３１（ｄ）は本発明の第６の実施形態に係るパターンレイアウト作成方法のステップＳ４で図３１（ｃ）に示すラインパターン等の寸法に基づいて決定された寸法を有するマスクエンハンサーが配置されたパターンレイアウトを示す図であり、図３１（ｅ）は本発明の第６の実施形態に係るマスク描画データ作成方法のステップＳ５で図３１（ｄ）に示すマスクエンハンサーの寸法調整が行なわれたパターンレイアウトを示す図であり、図３１（ｆ）は本発明の第６の実施形態に係るマスク描画データ作成方法のステップＳ６で図３１（ｅ）に示す寸法調整後のパターンレイアウトに基づき決定されたマスクパターン形成用データを示す図であり、図３１（ｇ）は本発明の第６の実施形態に係るマスク描画データ作成方法のステップＳ６で図３１（ｅ）に示す寸法調整後のパターンレイアウトに基づき決定されたマスクエンハンサー形成用データを示す図である。
【図３２】図３２（ａ）は最小寸法が解像度よりも十分大きいパターンの一例を示す図であり、図３２（ｂ）は従来のフォトマスクを用いて図３２（ａ）に示すパターンを形成するときに投影される光強度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図３３】図３３（ａ）は最小寸法が解像度程度であるパターンの一例を示す図であり、図３３（ｂ）は従来のフォトマスクを用いて図３３（ａ）に示すパターンを形成するときに投影される光強度分布のシミュレーション結果を示す図である。
【図３４】図３４（ａ）は第１の従来例に係るパターン形成方法において用いられる第１のフォトマスクの平面図であり、図３４（ｂ）は図３４（ａ）のI−I線における断面図であり、図３４（ｃ）は第１の従来例に係るパターン形成方において用いられる第２のフォトマスクの平面図であり、図３４（ｄ）は図３４（ａ）に示す第１のフォトマスク及び図３４（ｃ）に示す第２のフォトマスクを用いたパターン形成方法により形成されたレジストパターンを示す図である。
【図３５】図３５は第２の従来例に係るパターン形成方法において用いられるフォトマスクの平面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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