(57)【要約】【課題】  孤立したパターンホールの受光不足を補うことができるフォトマスク及びその製造方法を提供する。【解決手段】  本発明によるフォトマスク（30）は、透明基板（14）と、透明基板（14）の全面を覆う位相反転透光層（15）と、位相反転透光層（15）の予め選択された特定の領域で、密な間隔で且つ集団で形成された複数の小寸法透光ホール（21,22,23,24）とを含む。小寸法透光ホール（21,22,23,24）及び位相反転透光層（15）を通過する光が互いにサイドローブ現象等を強く起こすことにより、光強度を増大させる。本発明によるフォトマスクの製造方法は、透明基板（14）の全面に位相反転透光層（15）を形成する工程と、位相反転透光層（15）にパターンを形成して、位相反転透光層（15）の予め選択された特定の領域に密な間隔で且つ集団で複数の小寸法透光ホール（21,22,23,24）を形成する工程を含む。【選択図】      図４
2005196185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な基板と、
前記透明な基板の全面を覆う位相反転透光層と、
前記位相反転透光層の予め決められた領域に密な間隔で且つ集団で形成された複数の小寸法透光ホールと、を有することを特徴とするフォトマスク。
【請求項２】
前記位相反転透光層は、減衰型位相反転透光層である請求項１に記載のフォトマスク。
【請求項３】
前記位相反転透光層は、透光率が３％〜１２％である請求項１に記載のフォトマスク。
【請求項４】
前記小寸法透光ホールの間に配置された位相反転透光層は、前記小寸法透光ホールの外側に配置された位相反転透光層よりも大きい透光率を有する請求項１に記載のフォトマスク。
【請求項５】
前記小寸法透光ホールの間に配置された位相反転透光層は、透光率が５％〜１２％であり、前記小寸法透光ホールの外側に配置された位相反転透光層は、透光率が３％〜７％である請求項４に記載のフォトマスク。
【請求項６】
前記小寸法透光ホールの間に配置された位相反転透光層は、Ｃｒの単一の層構造を有し、前記小寸法透光ホールの外側に配置された位相反転透光層は、Ｃｒ／ＭｏＳｉＮ、Ｃｒ／Ｓｉ3Ｎ4、Ｃｒ／ＳｉＯ2の中から選択された多層構造を有する請求項４に記載のフォトマスク。
【請求項７】
前記小寸法透光ホールは、互いに均一な間隔で離間する請求項１に記載のフォトマスク。
【請求項８】
前記小寸法透光ホールは、０．０２μｍ〜０．０６μｍの寸法を有する請求項１に記載のフォトマスク。
【請求項９】
フォトマスクの製造方法であって、
透明な基板の全面に位相反転透光層を形成する工程と、
前記位相反転透光層をパターニングすることによって、前記位相反転透光層の予め選択された領域に密な間隔で且つ集団で複数の小寸法透光ホールを形成する工程と、を有することを特徴とする製造方法。
【請求項１０】
フォトマスクの製造方法であって、
透明な基板の全面に第１の位相反転透光層及び第２の位相反転透光層を順番に積層させる工程と、
前記第１及び第２の位相反転透光層をパターニングすることによって、前記第１及び第２の位相反転透光層の予め選択された領域に密な間隔で且つ集団で複数の小寸法透光ホールを形成する工程と、
前記小寸法透光ホールの間に配置された前記第２の位相反転透光層を除去する工程と、を有することを特徴とする製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子の製造に使われるフォトマスクに関し、より詳細には、透明基板を位相反転透光層で覆った後、位相反転透光層のうちの孤立したパターンホールの形成領域に小寸法の透光ホールを密な間隔で且つ集団で、即ち、透光ホール及び位相反転透光パターンを通過する光が相互干渉現象、例えば、サイドローブ現象を引き起こすように形成し、サイドローブ現象により光強度が増大したとき、孤立したパターンホールが光を十分に受けることができるフォトマスク及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、半導体素子の高集積化に伴い、半導体素子を構成する各構成要素の幾何学的な構造もますます微細化している傾向にあり、これにより、構成要素をパターニングするためのフォトマスクの構造も大きく変化している。
このような従来の技術の半導体素子製造用フォトマスク１０は、図１に示すように、透明な基板４と、この透明基板４の上に互いに間隔をおいて形成される遮光層５と、この遮光層５を開口して形成された透光ホール６、７とを有している。この構造では、光源１００から光が出力され、この光が透光ホール６、７を通って半導体基板１の上のパターン構造部２に照射されると、透光ホール６、７の形状に対応する潜像がパターン構造部２に形成される。次いで、一連の処理工程を完了させると、潜像に対応するパターンホールＨ１、Ｈ２がパターン構造部２に形成される。
この時、いくつかのパターンホールＨ２は、他のパターンホールＨ１と異なり、パターン構造部２の固有の特徴に応じて半導体基板１の一部に孤立して形成される必要がある。従来、このような孤立したパターンホールＨ２を考慮して、図２に示すように、フォトマスク１０の一部に、透光ホール６と離れて配置された孤立した透光ホール７が形成される。
【０００３】
このような従来のフォトマスクにおいて、通常、グループをなす透光ホール６を透過して、グループをなすパターンホールＨ１の形成に寄与する光は、相乗的な作用のため、孤立した透光ホール７を透過して孤立したパターンホールＨ２の形成に寄与する光よりも強い光強度分布を有していることが一般的である。
このように集団の透光ホール６を透過した光が孤立した透光ホール７を透過した光よりも強い光強度分布を有する状況において、別途の措置なしに構造部の一連のパターニング処理を行うと、グループをなすパターンホールＨ１は、それに必要な十分な強度の光を困難なしに受け、一連の処理工程が完了した後、適正な形状を自然に形成する。グループをなすパターンホールＨ１と異なり、孤立したパターンホールＨ２は、それに必要な十分な強度の光を全く受けることができず、一連の処理工程が完了しても、適正な形状を形成することができない。その結果、最終的に完成する半導体素子はその品質が大きく低下する。
【０００４】
従来、このような孤立したパターンホールＨ２の不良の問題を考慮して、図２に示すように、孤立した透光ホール７の周辺に一連のセリフホール７ａを追加して配置し、このセリフホール７ａを介して、孤立したパターンホールＨ２に出力される光の量を最大にし、孤立したパターンホールＨ２がある程度改善された強度の光を受け入れるようにしていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のように孤立した透光ホール７の周辺にセリフホール７ａを追加して配置しても、グループをなす透光ホール６と孤立した透光ホール７の間には、基本的な光強度分布の差が歴然と存在しているため、孤立したパターンホール７の受光不足を単にセリフホール７ａを追加する措置だけで解決することは決して容易ではない。更に、孤立した透光ホール７の周辺にセリフホール７ａを追加して配置するためには、複雑な処理工程を追加しなければならない。その結果、全体的な製品の生産高が大きく低下し、生産コストが上昇するという問題点が発生する。
【０００６】
本発明の目的は、上述した問題を解決するために、透明基板を位相反転透光層で覆った後、この位相反転透光層のうちの孤立したパターンホールの形成領域に小寸法の透光ホールを密な間隔で且つ集団で、即ち、透光ホール及び位相反転透光パターンを通過する光が、相互干渉現象、例えばサイドローブ現象を引き起こすように形成し、サイドローブ現象による光強度の増大によって、孤立したパターンホールの受光不足が補償されるようにすることにある。
本発明の他の目的は、小寸法の透光ホールを透明基板の孤立したパターンホール形成領域に密集させて形成し、通常不良ファクターと見做されていたサイドローブ現象を、孤立したパターンホールの受光不足を補う用途として逆に利用し、それにより、全体工程手順内でセリフホール追加形成作業を自然に排除し、これに起因した製品生産効率の低下、生産コストの上昇などの問題点を予め防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係るフォトマスクは、透明基板と、透明基板の全面を覆う位相反転透光層と、位相反転透光層の予め選択された特定の領域に、密な間隔で且つ集団で形成された小寸法透光ホールとを含んでいることを特徴とする。
又、上記目的を達成するために、本発明に係るフォトマスクの製造方法は、透明基板の全面に位相反転透光層を形成する工程と、位相反転透光層にパターンを形成して、位相反転透光層の予め選択された特定の領域に密な間隔で且つ集団で小寸法透光ホールを形成する工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように、本発明では、透明基板を位相反転透過層で覆った後、この位相反転透光層のうちの孤立したパターンホールの形成領域に小寸法の透光ホールを、密な間隔で且つ集団で、即ち、この透光ホール及び位相反転透光パターンを通過する光が相互干渉現象、例えばサイドローブ現象を引き起こすように形成し、サイドローブ現象により光強度の増大させ、孤立したパターンホールの受光不足を自然に補うようにすることができる。
このように、本発明の実施形態によれば、小寸法の透光ホールが透明基板のうちの孤立したパターンホールの形成領域に密に且つ集団で形成され、通常不良ファクターとして見做されているサイドローブ現象を、孤立したパターンホールの受光不足を補う用途として逆に利用することにより、全体の工程手順内のセリフホール追加形成作業は当然に排除され、その結果、製品生産効率の低下、生産コストの上昇などの問題点を解決を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本発明によるフォトマスク及びその製造方法を説明する。
図３及び図４に示すように、本発明によるフォトマスク３０は、透明な基板１４と、この透明な基板１４の全面を覆う位相反転透光層１５と、この位相反転透光層１５を開口することによって形成された透光ホール１６、２０とを含んでいる。この場合、透明基板１４として、例えば、ガラス基板又は石英基板等が選択的に使用されるのがよい。位相反転透光層１５として、好ましくは、減衰型位相反転透光層が選択される。
【００１０】
この状態で、光源１００から出力された一連の光が透光ホール１６、２０を通って半導体基板１１のパターン構造部１２に照射されると、パターン構造部１２に透光ホール１６、２０の形状に対応する一連の潜像が形成される。次いで、一連の処理工程を終えると、パターン構造部１２に潜像に対応する一連のパターンホールＨ１、Ｈ２が形成される。
この時、いくつかのパターンホールＨ２は、他のパターンホールＨ１と異なり、パターン構造部１２の固有な特徴に応じて半導体基板１１の一部に孤立して形成される必要がある。本発明では、このような孤立したパターンホールＨ２を考慮して、図示のように、位相反転透光層１５のうちの孤立したパターンホールの形成領域Ｉにおいて、グループをなすパターンホールの形成領域Ｇの透光ホール１６から離れて孤立した透光ホール２０を形成する方法を提供する。
このような場合、上述したように、グループをなす透光ホール１６を透過して、グループをなすパターンホールＨ１を形成するのに寄与する光は、相乗的な作用のため、孤立した透光ホール２０を透過して孤立したパターンホールＨ２を形成するのに寄与する光よりも強い光強度分布を有していることが一般的である。
グループをなす透光ホール１６を透過した光が、孤立した透光ホール２０を透過した光よりも強い光強度分布を有している場合、もしいかなる別の工程もなしに構造物の一連のパターニング処理を行えば、グループをなすパターンホールＨ１は、それに必要な十分な強度の光を困難なしに受けることができる。かくして、一連の処理工程を終えると、グループをなすパターンホールＨ１は適正な形状を自然に有する。グループをなすパターンホールＨ１と異なり、孤立したパターンホールＨ２は、それに必要な十分な強度の光を全く受けることができない。かくして、一連の処理工程を終えたとき、孤立したパターンホールＨ２は、適正な形状を有することができず、結局、仕上げられた半導体素子の品質が大きく低下するという問題点を避けられない。
【００１１】
本発明では、孤立したパターンホールＨ２のこのような欠点を考慮して、図５ａ及び図５ｂに示すように、孤立した透光ホール２０は、密な間隔で且つ集団で形成された複数の小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４を有している。小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４の個数は、場合に応じて変えてもよい。
この時、小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４は、位相反転透光層１５を隔壁として使用して、均一な間隔で互いに間隔をおいている。小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４は、好ましくは、０．０２μｍ〜０．０６μｍの寸法を有している。この場合、小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４のそれぞれの間に配置された位相反転透光層１５ａ及び小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４の外側に配置された位相反転透光層１５ｂは、好ましくは、３％〜１２％の透光率を有している。
位相反転透光層１５ａを隔壁として使用して、位相反転透光層１５の孤立したパターンホール形成領域Ｉにおいて小寸法の透光ホール２１、２２、２３、２４が密な間隔で且つ集団で形成される場合、透光ホール２１、２２、２３、２４及び位相反転透光層１５ａを通過する光は、一連の相互干渉現象、例えば、サイドローブ現象を引き起こす。かくして、光強度がサイドローブ現象に起因して増大するので、孤立したパターンホールＨ２は、それ自体の受光不足を自然に補うことができ、光を十分に受ける。
このように小寸法の透光ホール２１、２２、２３、２４を透明な基板１４の孤立したパターンホール形成領域Ｉに集団で形成した後、通常は不良ファクターと見做されているサイドローブ現象を使用して、孤立したパターンホールＨ２の受光不足を補うことを可能にすると、全工程中のセリフホールを追加して形成する工程が当然に省略され、それにより、製品生産効率の低下及び生産コストの上昇などの問題点を予め防止することができる。
【００１２】
以下、小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４それぞれの間の光強度分布に対する説明を通じて、サイドローブ現象を基礎とする本発明に固有の孤立したパターンホールＨ２を形成する工程をより詳細に説明する。
図５ａの線Ｂ−Ｂ′における断面を見た時、図６から分かるように、位相反転透光層１５ａによって区分された小寸法の透光ホール２１、２４を通過する光は、入射した光の１００％であり且つ正（＋）の振幅を有し、小寸法透光ホール２１、２４の外側に配置された位相反転透光層１５ｂを通過する光は、入射した光の３％〜１２％の範囲であり且つ負（−）の振幅を有し、小寸法透光ホール２１、２４の中間に配置された位相反転透光層１５ａを通過する光は、入射した光の３％〜１２％の範囲であり且つ負（−）の振幅を有している。
又、図５ａの線Ｃ−Ｃ′における断面を見た時、図６から分かるように、位相反転透光層１５ａによって区分された小寸法の透光ホール２２、２３を通過する光は、入射した光の１００％であり且つ正（＋）の振幅を有し、小寸法透光ホール２２、２３の外側に配置された位相反転透光層１５ｂを通過する光は、入射した光の３％〜１２％の範囲であり且つ負（−）の振幅を有し、小寸法透光ホール２２、２３の中間に配置された位相反転透光層１５ａを通過する光は、入射した光の３％〜１２％の範囲であり且つ負（−）の振幅を有している。
【００１３】
図５ａの線Ｂ−Ｂ′における断面及び線Ｃ−Ｃ′における断面を光学的に重ねて見た時、小寸法の透光ホール２１、２４を通過した光及び小寸法の透光ホール２２、２３を通過した光の振幅は重ならない。従って、その光自体の振幅に対応する光強度の変化以外の別の光強度の変化は、半導体基板１１（パターン構造部）では起こらない。
しかしながら、小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４の中間に配置された位相反転透光層１５ａを通過した光、即ち、共通地点ＣＰを通過した光の振幅は、互いに重なる。この場合、一連のサイドローブ現象が半導体基板（つまり、パターン構造部）で強く起こり、その結果、光強度が一定の範囲又はそれ以上増大する。結局、図８ａに示すように、小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４による正規の潜像１２ｂ以外に、サイドローブ現象による潜像１２ａがパターン構造部１２に速やかに形成される。
【００１４】
次に、図５ｂの線Ａ−Ａ′における断面を見た時、図７ａに示すように、位相反転透光層１５ａによって区分された小寸法の透光ホール２１を通過する光は、入射した光の１００％であり且つ正（＋）の振幅を有し、小寸法透光ホール２１の外側に配置する位相反転透光層１５ｂを通過する光は、入射した光の３％〜１２％の範囲であり且つ負（−）の振幅を有し、小寸法透光ホール２１、２２の中間に配置する位相反転透光層１５ａを通過する光は、入射した光の３％〜１２％の範囲であり且つ負（−）の振幅を有している。
又、図５ｂの線Ａ′−Ａ″における断面を見た時、図７ａに示すように、位相反転透光層１５ａによって区分された小寸法の透光ホール２２を通過する光は、入射した光の１００％であり且つ正（＋）の振幅を有し、小寸法透光ホール２２の外側に配置する位相反転透光層１５ｂを通過する光は、入射した光の３％〜１２％の範囲であり且つ負（−）の振幅を有し、小寸法透光ホール２１、２２の中間に配置する位相反転透光層１５ａを通過する光は、入射した光の３％〜１２％の範囲であり且つ負（−）の振幅を有している。
【００１５】
この時、図５ｂの線Ａ−Ａ′における断面及び線Ａ′−Ａ″における断面を光学的に重ねて見た時、小寸法の透光ホール２１を通過した光及び小寸法の透光ホール２２を通過した光の振幅は、互いに重ならない。従って、その光自体の振幅に対応する光強度の変化以外の別の光強度の変化は、半導体基板１１（パターン構造部）では起こらない。
しかしながら、小寸法透光ホール２１、２２の中間に配置された位相反転透光層１５ａを通過した光、即ち、共通地点Ａ′を通過した光の振幅は、互いに重なる。この場合、一連のサイドローブ現象が半導体基板（つまり、パターン構造部）で強く起こり、その結果、光強度が一定の範囲又はそれ以上増大する。結局、図８ａに示すように、小寸法透光ホール２１、２２による正規の潜像１２ｂ以外に、サイドローブ現象による潜像１２ｃがパターン構造部１２に速やかに形成される。
【００１６】
そして、図５ｂの線Ｄ−Ｄ′における断面を見た時、図７ｂに示すように、位相反転透光層１５ａによって区分された小寸法の透光ホール２３を通過する光は、入射した光の１００％であり且つ正（＋）の振幅を有し、小寸法透光ホール２３の外側に配置された位相反転透光層１５ｂを通過する光は、入射した光の３％〜１２％の範囲であり且つ負（−）の振幅を有し、小寸法透光ホール２３、２１の中間に配置された位相反転透光層１５ａを通過する光は、入射した光の３％〜１２％の範囲であり且つ負（−）の振幅を有している。
又、図５ｂの線Ｄ′−Ｄ″における断面を見た時、図７ｂに示すように、位相反転透光層１５ａによって区分された小寸法の透光ホール２１を通過する光は、入射した光の１００％であり且つ正（＋）の振幅を有し、小寸法透光ホール２１の外側に配置された位相反転透光層１５ｂを通過する光は、入射した光の３％〜１２％の範囲であり且つ負（−）の振幅を有し、小寸法透光ホール２３、２１の中間に配置された位相反転透光層１５ａを通過する光は、入射した光の３％〜１２％の範囲であり且つ負（−）の振幅を有している。
【００１７】
この時、図５ｂの線Ｄ−Ｄ′における断面及び線Ｄ′−Ｄ″における断面を光学的に重ねて見た時、小寸法の透光ホール２３を通過した光及び小寸法の透光ホール２１を通過した光の振幅は重ならない。従って、その光自体の振幅に対応する光強度の変化以外の別の光強度の変化は、半導体基板１１（パターン構造部）では起こらない。
しかしながら、小寸法透光ホール２３、２１の中間に配置された位相反転透光層１５ａを通過した光、即ち、共通地点Ｄ′を通過した光の振幅は、互いに重なる。この場合、一連のサイドローブ現象が半導体基板１１（つまり、パターン構造部）で強く起こり、その結果、光強度が一定の範囲又はそれ以上増大する。結局、図８ａに示すように、小寸法透光ホール２３、２１による正規の潜像１２ｂ以外に、サイドローブ現象による潜像１２ｄがパターン構造部１２に速やかに形成される。
【００１８】
次に、図５ｂの線Ｅ−Ｅ′における断面を見た時、図７ｃに示すように、位相反転透光層１５ａによって区分された小寸法の透光ホール２３を通過する光は、入射した光の１００％であり且つ正（＋）の振幅を有し、小寸法透光ホール２３の外側に配置された位相反転透光層１５ｂを通過する光は、入射した光の３％〜１２％の範囲であり且つ負（−）の振幅を有し、小寸法透光ホール２３、２４の中間に配置された位相反転透光層１５ａを通過する光は、入射した光の３％〜１２％の範囲であり且つ負（−）の振幅を有している。
又、図５ｂの線Ｅ′−Ｅ″における断面を見た時、図７ｃに示すように、位相反転透光層１５ａによって区分された小寸法の透光ホール２４を通過する光は、入射した光の１００％であり且つ正（＋）の振幅を有し、小寸法透光ホール２４の外側に配置された位相反転透光層１５ｂを通過する光は、入射した光の３％〜１２％の範囲であり且つ負（−）の振幅を有し、小寸法透光ホール２３、２４の中間に配置された位相反転透光層１５ａを通過する光は、入射した光の３％〜１２％の範囲であり且つ負（−）の振幅を有している。
【００１９】
この時、図５ｂの線Ｅ−Ｅ′における断面及び線Ｅ′−Ｅ″における断面を光学的に重ねて見た時、小寸法の透光ホール２３を通過した光及び小寸法の透光ホール２４を通過した光の振幅は重ならない。従って、その光自体の振幅に対応する光強度の変化以外の別の光強度の変化は、半導体基板１１（パターン構造部）では起こらない。
しかしながら、小寸法透光ホール２３、２４の中間に配置された位相反転透光層１５ａを通過した光、即ち、共通地点Ｅ′を通過した光の振幅は、互いに振幅が重なる。この場合、一連のサイドローブ現象が半導体基板（つまり、パターン構造部）で強く起こり、その結果、光強度が一定の範囲又はそれ以上増大する。結局、図８ａに示すように、小寸法透光ホール２３、２４による正規の潜像１２ｂ以外に、サイドローブ現象による潜像１２ｅがパターン構造部１２に速やかに形成される。
【００２０】
その外に、図５ｂの線Ｆ−Ｆ′における断面を見た時、図７ｄに示すように、位相反転透光層１５ａによって区分された小寸法の透光ホール２４を通過する光は、入射した光の１００％であり且つ正（＋）の振幅を有し、小寸法透光ホール２４の外側に配置された位相反転透光層１５ｂを通過する光は、入射した光の３％〜１２％の範囲であり且つ負（−）の振幅を有し、小寸法透光ホール２４、２２の中間に配置された位相反転透光層１５ａを通過する光は、入射した光の３％〜１２％の範囲であり且つ負（−）の振幅を有している。
又、図５ｂの線Ｆ′−Ｆ″における断面を見た時、図７ｄに示すように、位相反転透光層１５ａによって区分された小寸法の透光ホール２２を通過する光は、入射した光の１００％であり且つ正（＋）の振幅を有し、小寸法透光ホール２２の外側に配置された位相反転透光層１５ｂを通過する光は、入射した光の３％〜１２％の範囲であり且つ負（−）の振幅を有し、小寸法透光ホール２４、２２の中間に配置された位相反転透光層１５ａを通過する光は、入射した光の３％〜１２％の範囲であり且つ負（−）の振幅を有している。
【００２１】
この時、図５ｂの線Ｆ−Ｆ′における断面及び線Ｆ′−Ｆ″における断面を光学的に重ねて見た時、小寸法の透光ホール２４を通過した光及び小寸法の透光ホール２２を通過した光の振幅は重ならない。従って、その光自体の振幅に対応する光強度の変化以外の別の光強度の変化は、半導体基板１１（パターン構造部）では起こらない。
しかしながら、小寸法透光ホール２４、２２の中間に配置された位相反転透光層を通過した光、即ち、共通地点Ｆ′を通過した光の振幅は、互いに重なる。この場合、一連のサイドローブ現象が半導体基板（つまり、パターン構造部）で強く起こり、その結果、光強度が一定の範囲又はそれ以上増大する。結局、図８ａに示すように、小寸法透光ホール２４、２２による正規の潜像１２ｂ以外に、サイドローブ現象による潜像１２ｆがパターン構造部１２に速やかに形成される。
【００２２】
このように各潜像が形成された状態の下、引続いて一連の処理工程を完了させると、図８ｂに示すように、パターン構造部１２にはグループをなすパターンホールＨ１の形状とほぼ等しい適正な形状の孤立したパターンホールＨ２が形成される。このような孤立したパターンホールＨ２の適正化には、通常は不良ファクターと見做されるサイドローブ現象が大きく寄与していることに注目すべきである。
【００２３】
一方、このような本発明を実施するにおいて、先に図３及び図４に示したように、グループをなすパターンホールの形成領域Ｇに配置された各透光ホール１６は、孤立したパターンホール形成領域Ｉに配置された孤立した透光ホール２０と同じように、位相反転透光層１５を隔壁として使用して分割されている。この場合、この透光ホール１６でも一連のサイドローブ現象が起こるのではないかとの疑問が生じる。サイドローブ現象は、孤立したパターンホールＨ２の場合と異なり、グループをなすパターンホールＨ１の形成においては悪影響を及ぼす。
しかしながら、各透光ホール１６の隔壁を構成する位相反転透光層１５の幅Ｄ２は、孤立した透光ホール２０、即ち、小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４の隔壁を構成する位相反転透光層１５ａの幅Ｄ１に比べて大きいので、各透光ホール１６の密な間隔は、小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４の密な間隔に比べて粗くなっている。従って、たとえグループをなすパターンホールの形成領域Ｇに配置された各透光ホール１６が、孤立したパターンホールの形成領域Ｉに配置された孤立した透光ホール２０と同じように、位相反転透光層１５を隔壁として分割された構造を有しているとしても、透光ホール１６は、過剰なサイドローブ現象による悪影響を回避することができる。
【００２４】
以下、上述した構成を有する本発明に係るフォトマスクの製造方法を詳細に説明する。
まず、本実施形態では、図９ａに示すように、一連の化学気相蒸着工程を行い、透明な基板１４、例えば、石英基板の上に一連の位相反転透光層に使用されるＣｒ層１５ｓを形成する。この場合、Ｃｒ層１５ｓは、例えば、３％〜１２％の透光率を持つ。
次いで、本実施形態では、Ｃｒ層１５ｓの上に感光膜を蒸着し、感光膜を選択的にエッチングして、開口部が小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４の形成領域に対応する一連の感光膜パターン１０１を形成する。
その後、本実施形態では、感光膜パターン１０１をエッチングマスクとして使用して、透明な基板１４の表面の一部が露出するようにＣｒ層１５ｓをドライエッチングすると、図９ｂに示すように、位相反転透光層１５ａ、１５ｂのうちの孤立したパターンホールの形成領域Ｉにおいて、複数の小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４が密な間隔で且つ集団で形成される。次いで、フォトマスクを製造する処理工程を仕上げる。図示していないけれども、小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４を形成する手順の範囲内で、透光ホール１６を位相反転透光層１５のうちのグループをなすパターンホールの形成領域Ｇに同時に形成しても良い。
【００２５】
一方、本実施形態において、小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４の間に配置された位相反転透光層１５ａの透光率を最大値として決めれば、位相反転透光層１５ａを通過した光に起因したサイドローブ現象は、位相反転透光層１５ａの透光率の増加に比例して更に強力に発生させることができ、結局、本発明では、孤立したパターンホールＨ２の形成がより容易になる。
しかし、上記説明のように、小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４の間に配置された位相反転透光層１５ａが、小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４の外側に配置された位相反転透光層１５ｂと同じ透光率３％〜１２％を有しているため、もし小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４の間に配置された位相反転透光層１５ａの透光率を別途の工程なしに増大させると、小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４の外側に配置された位相反転透光層１５ｂの透光率も不必要に増大することになる。孤立した透光ホール２０と同様、位相反転透光層１５ｂによって区分されているグループパターンホール形成領域Ｇの各透光ホール１６もやはり大きな影響を受け、その結果、不必要なサイドローブの増大によって、全体的なパターンホールの品質を低下させるという問題点が引き起こされる。
【００２６】
このような問題点を充分に考慮して、本発明の第２の実施形態では、図１０及び図１１に示すように、小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４の間に配置された位相反転透光層１５ａを、例えばＣｒの単一層構造で形成し、小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４の外側に配置された位相反転透光層１５ｂを、Ｃｒ／ＭｏＳｉＮ、Ｃｒ／Ｓｉ3Ｎ4、Ｃｒ／ＳｉＯ2等の多層構造１５ｃ、１５ｄで形成する。かくして、小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４の間に配置された位相反転透光層１５ａは、小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４の外側に配置された位相反転透光層１５ｂよりも高い透光率を有する。
この場合、小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４の間に配置された位相反転透光層１５ａは、好ましくは、５％〜１２％の透光率を有し、小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４の外側に配置された位相反転透光層１５ｂは、好ましくは、３％〜７％の透光率を有する。
【００２７】
上述したように、最適な透光率を有する位相反転透光層１５ａを通過した光に起因したサイドローブ現象は、位相反転透光層１５ａの透光率の増大に比例して、より強力に発生する。結局、孤立したパターンホールＨ２は、前述の実施形態よりも容易に形成される。
本発明の第２の実施形態において、小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４の外側に配置された位相反転透光層１５ｂは、小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４の間に配置された位相反転透光層１５ａと異なる透光率を有しているため、たとえ位相反転透光層１５ａの透光率が増大しても、位相反転透光層１５ｂを通過する光は、位相反転透光層１５ａの透光率による影響を受けない。更に、たとえ位相反転透光層１５を、孤立した透光ホール２０と同様、隔壁として使用しているとしても、グループパターンホール形成領域Ｇの各透光ホール１６は、位相反転透光層１５ａの透光率による影響を受けない。その結果、不必要なサイドローブの増大によって、全体的なパターンホールの品質を低下させるという問題点が解消される。
【００２８】
一方、本発明の第２の実施形態において、最終的に形成される孤立したパターンホールＨ２の寸法は、小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４の間に配置された位相反転透光層１５ａの透光率の変化に応じて変化する。この事実に基づき、本発明では、小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４の間に配置された位相反転透光層１５ａの透光率を柔軟に調整するのがよい。かくして、最終的に形成される孤立したパターンホールＨ２の寸法を、予め定められた設計面積に合わせて柔軟に調整し、それにより、全体的なパターンホールを形成する工程を効率的に行うことを可能にする。
【００２９】
以下、上述した構成を有する本発明の第２の実施形態のフォトマスクの製造方法を詳細に説明する。
図１２ａに示すように、位相反転透光層１５として使用されるＣｒ層１５ｃ及びＭｏＳｉＮ層１５ｄを透明基板１４、例えば石英基板の上に化学気相蒸着工程によって順次積層させる。この場合、ＭｏＳｉＮ層１５ｄは、状況に応じて、Ｓｉ3Ｎ4層、ＳｉＯ2層等と置き換えても良い。
引続いて、Ｃｒ層１５ｃ／ＭｏＳｉＮ層１５ｄの上に感光膜を積層させ、感光膜を選択的にエッチングして、小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４の領域に対応する感光膜パターン１０２を形成する。
次いで、感光膜パターン１０２をエッチングマスクとして使用して、透明基板１４の表面の一部が露出するようにＣｒ層１５ｃ／ＭｏＳｉＮ層１５ｄをドライエッチングすることにより、図１２ｂに示すように、位相反転透光層１５のうちの孤立したパターンホールの形成領域Ｉで、密な間隔で且つ集団の小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４が形成される。図示してはいないけれども、透光ホール１６を、小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４の形成工程の範囲内で、位相反転透光層１５のグループパターンホール形成領域Ｇに同時に形成してもよい。その後、感光膜パターン１０２を除去する。
【００３０】
その後、Ｃｒ層１５ｃ／ＭｏＳｉＮ層１５ｄ及び小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４を含む半導体基板の上に、感光膜１０３ａを積層させる。感光膜１０３ａを選択的にエッチングして、図１２ｃに示したように、小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４の間に配置されたＣｒ層／ＭｏＳｉＮ層１５ｃ、１５ｄを露出させる感光膜パターン１０３を形成する。
引続いて、感光膜パターン１０３をエッチングマスクとして使用して、小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４の間に配置されたＣｒ層１５ｃ／ＭｏＳｉＮ層１５ｄをドライエッチングによって選択的に除去する。
上記処理工程が完了したら、図１２ｄに示すように、小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４の間に配置された位相反転透光層１５ａは、例えばＣｒの単一層構造を有し、従って、Ｃｒ／ＭｏＳｉＮ層等の多層構造１５ｃ、１５ｄを有する小寸法透光ホール２１、２２、２３、２４の外側に配置された位相反転透光層１５ｂよりも高い透光率を有する。その結果、位相反転透光層１５ｂを通過した光によって、強いサイドローブ現象は生じない。
【００３１】
上述したように、フォトマスク及びそれを製造する方法は、以下の利点を有する。
透明基板は、位相反転透光層によって覆われており、小寸法透光ホールは、位相反転透光層の孤立したパターンホール領域に密な間隔で且つ集団で形成され、透光ホール及び位相反転透光層を通過した光は、サイドローブ現象等の一連の相互干渉現象を生じさせるように案内され、その結果、光強度がサイドローブ現象によって増大したとき、孤立したパターンホールは、十分な光を受ける。
加えて、透明な基板の孤立したパターンホール領域に小寸法透光ホールを集団で形成した後、不良ファクターとして考えられているサイドローブ現象を、孤立したパターンホールが光を十分に受けることを可能にするのに使用すれば、セリフホールを追加的に形成する工程を当然に省略でき、それにより、製品の歩留まりを改善し且つ生産コストの増大を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来の技術のフォトマスクを概念的に示した例示図である。
【図２】従来の技術のフォトマスクを概念的に示した例示図である。
【図３】本発明によるフォトマスクを概念的に示した例示図である。
【図４】本発明によるフォトマスクを概念的に示した例示図である。
【図５ａ】本発明による孤立した透光ホールを拡大して示した例示図である。
【図５ｂ】本発明による孤立した透光ホールを拡大して示した例示図である。
【図６】本発明によるフォトマスクの第１領域を透光した光の振幅及び強度変化を示したグラフである。
【図７ａ】本発明によるフォトマスクの第２領域を透光した光の振幅及び強度変化を示したグラフである。
【図７ｂ】本発明によるフォトマスクの第２領域を透光した光の振幅及び強度変化を示したグラフである。
【図７ｃ】本発明によるフォトマスクの第２領域を透光した光の振幅及び強度変化を示したグラフである。
【図７ｄ】本発明によるフォトマスクの第２領域を透光した光の振幅及び強度変化を示したグラフである。
【図８ａ】本発明の実施形態であるフォトマスクの孤立したパターンホールの形成過程を概念的に示した例示図である。
【図８ｂ】本発明の実施形態であるフォトマスクの孤立したパターンホールの形成過程を概念的に示した例示図である。
【図９ａ】本発明の実施形態であるフォトマスクの製造過程を順次に示した工程順序図である。
【図９ｂ】本発明の実施形態であるフォトマスクの製造過程を順次に示した工程順序図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態であるフォトマスクの孤立した透光ホールを拡大して示した例示図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態であるフォトマスクの孤立した透光ホールを拡大して示した例示図である。
【図１２ａ】本発明の第２の実施形態であるフォトマスクの製造過程を順次に示した工程順序図である。
【図１２ｂ】本発明の第２の実施形態であるフォトマスクの製造過程を順次に示した工程順序図である。
【図１２ｃ】本発明の第２の実施形態であるフォトマスクの製造過程を順次に示した工程順序図である。
【図１２ｄ】本発明の第２の実施形態であるフォトマスクの製造過程を順次に示した工程順序図である。
【符号の説明】
【００３３】
１１  半導体基板
１２  パターン構造部
１４  透明な基板
１５  位相反転透光層
１５ａ  小寸法透光ホールの間に配置された位相反転透光層
１５ｂ  小寸法透光ホールの外側に配置された位相反転透光層
１５ｃ  Ｃｒ層
１５ｄ  ＭｏＳｉＮ層
１６  透光ホール
２１、２２、２３、２４  小寸法透光ホール
３０  フォトマスク
１００  光源
【図１】
2005196185.tif 000003
【図２】
2005196185.tif 000004
【図３】
2005196185.tif 000005
【図４】
2005196185.tif 000006
【図５ａ】
2005196185.tif 000007
【図５ｂ】
2005196185.tif 000008
【図６】
2005196185.tif 000009
【図７ａ】
2005196185.tif 000010
【図７ｂ】
2005196185.tif 000011
【図７ｃ】
2005196185.tif 000012
【図７ｄ】
2005196185.tif 000013
【図８ａ】
2005196185.tif 000014
【図８ｂ】
2005196185.tif 000015
【図９ａ】
2005196185.tif 000016
【図９ｂ】
2005196185.tif 000017
【図１０】
2005196185.tif 000018
【図１１】
2005196185.tif 000019
【図１２ａ】
2005196185.tif 000020
【図１２ｂ】
2005196185.tif 000021
【図１２ｃ】
2005196185.tif 000022
【図１２ｄ】
2005196185.tif 000023