(57)【要約】【課題】露光光線の波長以下の大きさの露光パターンを、低コストかつ高スループットに得ることができるフォトマスク及び露光方法を提供すること。【解決手段】本発明の一態様であるフォトマスク１００は、基板及び遮光膜を有するものである。基板は、入射する露光光線を、被転写体へ向けて透過させるものである。遮光膜は、基板上に形成され、露光光線を遮光するものである。遮光膜には、格子状に配置される、正方形の複数の開口部１１が形成される。【選択図】図６
2012145630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射する露光光線が被転写体へ向けて透過する基板と、
前記基板上に形成された、前記露光光線を遮光する遮光膜と、を備え、
前記遮光膜には、格子状に配置される正ｎ（ｎは、３以上の整数）角形の複数の開口部が形成されている、
フォトマスク。
【請求項２】
前記開口部の最大径が、当該フォトマスクを用いて露光する露光装置の波長λ以上、その波長λを縮小倍率で割った値以下であることを特徴とする、
請求項１に記載のフォトマスク。
【請求項３】
前記複数の開口部のうちの一の開口部と、前記一の開口部に隣接する他の開口部とは、それぞれ異なる回転角で配置されることを特徴とする、
請求項１又は２に記載のフォトマスク。
【請求項４】
前記複数の開口部は、三角格子状に配置されることを特徴とする、
請求項３に記載のフォトマスク。
【請求項５】
前記複数の開口部のうちの第１の開口部と、前記第１の開口部に隣接する６つ開口部とが、それぞれ異なる回転角で配置されることを特徴とする、
請求項４に記載のフォトマスク。
【請求項６】
前記６つの開口部は、中心が正六角形のそれぞれの頂点に配置された第２乃至第７の開口部からなり、
前記第１乃至第７の開口部のそれぞれの回転角は、所定の角度ピッチで、この順に増加することを特徴とする、
請求項５に記載のフォトマスク。
【請求項７】
前記第２乃至第７の開口部は、右回り又は左回りに、この順で配置されることを特徴とする、
請求項６に記載のフォトマスク。
【請求項８】
前記複数の開口部は、前記第１乃至第７の開口部からなる群がハニカム状に配置されることにより構成されることを特徴とする、
請求項６又は７に記載のフォトマスク。
【請求項９】
露光光線を所定の透光率以上透光させる、形状が凸ｍ角形（ｍは３以上の整数）の第１の透光部と、
前記露光光線を前記透光率以上透光させる、前記第１の遮光部が配置された面と同一の面内で前記第１の遮光部に隣接し、形状が凸ｎ角形（ｎは３以上の整数）の第２の透光部と、
前記第１の透光部の外周および前記第２の透光部の外周に接し、前記露光光線を所定の遮光率以上遮光する遮光部と、を備え、
前記第２の透光部に最も近い前記凸ｍ角形の頂点を含む前記凸ｍ角形の第１の辺と、第１の透光部に最も近い前記凸ｎ角形の頂点を含む前記凸ｎ角形の第２の辺と、が平行でない、又は、前記第１の辺と前記第２の辺が平行であるときは前記第１の辺および前記第２の辺は互いに対向しない部分を含み、
ｍが３に等しい場合は前記凸ｍ角形の最長の辺の長さを、ｍが４以上の場合は前記凸ｍ角形の最も長い対角線の長さを第１の開口部径とし、ｎが３に等しい場合は前記凸ｎ角形の最長の辺の長さを、ｎが４以上の場合は前記凸ｎ角形の最も長い対角線の長さを第２の開口部径とするとき、前記第１の開口部径及び前記第２の開口部径の短い方の長さは、前記露光光線の波長を前記露光光線を発生する縮小露光装置の縮小倍率で割った長さ以下である、
フォトマスク。
【請求項１０】
露光光線を所定の透光率以上透光させる、形状が凸ｍ角形（ｍは３以上の整数）の第１の透光部と、前記露光光線を前記透光率以上透光させる、前記第１の遮光部と、が配置された面と同一の面内で前記第１の遮光部に隣接し、形状が凸ｎ角形（ｎは３以上の整数）の第２の透光部と、前記第１の透光部の外周および前記第２の透光部の外周に接し、前記露光光線を所定の遮光率以上遮光する遮光部と、を備え、前記第２の透光部に最も近い前記凸ｍ角形の頂点を含む前記凸ｍ角形の第１の辺と、第１の透光部に最も近い前記凸ｎ角形の頂点を含む前記凸ｎ角形の第２の辺とが平行でない、又は、前記第１の辺と前記第２の辺が平行であるときは前記第１の辺および前記第２の辺は互いに対向しない部分を含むフォトマスクに、
ｍが３に等しい場合は前記凸ｍ角形の最長の辺の長さを、ｍが４以上の場合は前記凸ｍ角形の最も長い対角線の長さを第１の開口部径とし、ｎが３に等しい場合は前記凸ｎ角形の最長の辺の長さを、ｎが４以上の場合は前記凸ｎ角形の最も長い対角線の長さを第２の開口部径とするとき、前記第１の開口部径および前記第２の開口部径の短い方の長さに、前記露光光線を発生する縮小露光装置の縮小倍率を掛けた長さ以上の波長の前記露光光線を照射する、
露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフォトマスク及び露光方法に関し、特に半導体製造プロセスの露光装置で使用されるフォトマスク及び露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の製造プロセスでは、基板上に半導体素子のパターンを形成するプロセスが存在する。一般に、半導体素子のパターン形成技術として、フォトリソグラフィ技術が知られている。近年では、素子の寸法の小型化が進展しているため、フォトリソグラフィ技術に起因する困難が克服されなければ、半導体素子及びその製造技術の発展は妨げられると考えられる。
【０００３】
レイリーの解像力基準によると、光学システムが識別できる最小幅（即ち、解像度）は、光線の波長（λ）に比例し、開口数に逆比例する。波長が短い露光光源又は開口数が大きいレンズを用いると、理論的には解像度が向上し、より小さなパターン幅を実現することができる。しかし、この場合、焦点深度が小さくなるという問題が生じる。
【０００４】
また、フォトリソグラフィ処理における超解像技術（Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：ＲＥＴ）として、変型照明（Ｏｆｆ−Ａｘｉｓ  Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ：ＯＡＩ）、位相シフトマスク（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｍａｓｋ：ＰＳＭ）及び光近接効果補正（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：ＯＰＣ）などが知られている。
【０００５】
光近接効果補正（ＯＰＣ）は、光の回折による影響を補償する技術である。パターン幅が露光光線の波長に近い場合、露光光線は、マスクを透過するときに回折効果を生ずることがある。その結果、回折光の集積により、露光したパターンに歪みが生じる。光近接効果補正（ＯＰＣ）は、回折効果を考慮し、露光したパターンの歪みを補償する。具体的には、マスク上のパターンを修正することにより、集積した回折光が所定のパターン及び幅に一致するようにする。
【０００６】
また、他にも超解像技術が提案されている（特許文献１及び２）。例えば、特許文献１では、フォトニック結晶を用いたマスクが提案されている。特許文献１に記載のマスクは、露光光線を遮光する領域に、その露光波長をフォトニックバンドギャップとするフォトニック結晶を有する。これにより、的確な遮光が可能となり、透光部を透過する露光光線の回折効果を低減させることができる。
【０００７】
特許文献２では、位相マスクが提案されている。特許文献２に記載の位相マスクには、特定波長の露光光線が入射する。そして、位相マスクから出射した０次光と±１次光とによりパターンが形成される。これにより、±１次光の干渉を利用した周期構造と０次光による一様な構造とを同時に作製できる。
【０００８】
近年、半導体素子の微細化に起因したフォトリソグラフィにおける課題は、先端のＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：ＣＭＯＳ）に限ったことではなくなってきている。光通信や光情報処理に適用する半導体光デバイス分野では、微細な屈折率の周期構造（フォトニック結晶構造）を用いることで、特性の著しい改善や新しい機能創出を狙った提案が数多くなされている。フォトニック結晶構造の作製技術としては、例えば、電子線描画（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂｅａｍ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ：ＥＢ）による２次元又は３次元の屈折率周期構造（多次元回折格子）の作製方法が示されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−２１１０７２号公報
【特許文献２】特開２００５−９１７０２号公報
【特許文献３】特開２０００−１９３８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、発明者らは、半導体光デバイスにおける微細構造の作製においては、以下のような課題が有ることを見出した。上述のように、微細なフォトリソグラフィには、理論的な解像の限界、プロセス歩留まりの低下及びコスト上昇といった課題がある。特に、光通信や光情報処理用に適用する半導体光デバイス分野では、使用するウエハ及び作製プロセスがＣＭＯＳとは異なっている。そのため、半導体光デバイス分野では、先端ＣＭＯＳプロセスに導入されている最先端の作製装置を用いて素子を作製することができない。よって、半導体光デバイスの作製には、一般に、先端ＣＭＯＳプロセスと比べて、技術的に古い作製装置及び作製プロセスが適用される。
【００１１】
また、フォトリソグラフィにおける素子の最小寸法は、露光装置の解像限界により決定される。ところが、光通信や光情報処理用に適用するフォトニック結晶構造は、０．１〜０．４μｍ程度の微細な空孔の周期構造である。このような微細構造パターンを得るためには、例えば、露光波長がパターン寸法と同程度又はパターン寸法よりも短い、高価な露光装置が必要である。このような高価な装置としては、例えば、先端ＣＭＯＳプロセスで用いられる、ＫｒＦ（Ｋｒｙｐｔｏｎ  Ｆｌｕｏｒｉｄｅ  ｌａｓｅｒ：ＫｒＦ）やＡｒＦ（Ａｒｇｏｎ  Ｆｌｕｏｒｉｄｅ  ｌａｓｅｒ：ＡｒＦ）などの光源を用いる露光装置が挙げられる。さらに、近接効果補正や位相シフトなどの超解像技術を適用したフォトマスクが必要である。
【００１２】
しかしながら、光近接効果補正を適用すれば、フォトマスクの複雑さが増大し、プロセスのコストが上昇してしまうという欠点が有る。また、特許文献１に記載のマスクの場合も、微細なフォトニック結晶を有するフォトマスクを作製すること自体が高コストである。つまり、従来の位相シフトマスクや光近接効果補正などの超解像技術を適用するには、高価なフォトマスクを作製しなければいけない。さらに、特許文献２に記載の位相マスクの場合も、位相マスクが高価である。加えて、特許文献２に記載の位相マスクは、光の干渉を利用するため、露光波長に依存した一定周期の構造しか作製できないという課題がある。従って、上述のような高価な装置やフォトマスクを用いた半導体光素子の作製は、現状の半導体光素子の販売価格から考えると、現実的ではない。
【００１３】
一方、光によるリソグラフィ以外にも、ＥＢリソグラフィを用いた半導体光素子の作製が考えられる。電子線の波長はｐｍオーダーであり、光の波長の１／１０００００程度である。よって、高価なフォトマスクを用いることなく、０．１〜０．４μｍ程度の微細な空孔の周期構造パターンが、十分に解像可能である。しかし、ＥＢリソグラフィは、電子銃から発生した電子ビームにより露光パターンを直接描画するため、スループットが低いことが課題となっている。現状、ＥＢリソグラフィのスループットは、２００ｍｍウエハで３〜１０枚 / 毎時程度であり、フォトリソグラフィで用いられる縮小投影露光装置のスループットの１／２０〜１／１００に過ぎない。
【００１４】
つまり、現状では、微細な半導体光デバイスの量産に適用可能な低コストかつ高スループットな作製方法は確立されていない。
【００１５】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたものであり、露光光線の波長以下の大きさの露光パターンを、低コストかつ高スループットに得ることができるフォトマスク及び露光方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一態様であるフォトマスクは、入射する露光光線が被転写体へ向けて透過する基板と、前記基板上に形成された、前記露光光線を遮光する遮光膜と、を備え、前記遮光膜には、格子状に配置される正ｎ（ｎは、３以上の整数）角形の複数の開口部が形成されているものである。
【００１７】
本発明の一態様であるフォトマスクは、露光光線を所定の透光率以上透光させる、形状が凸ｍ角形（ｍは３以上の整数）の第１の透光部と、前記露光光線を前記透光率以上透光させる、前記第１の遮光部が配置された面と同一の面内で前記第１の遮光部に隣接し、形状が凸ｎ角形（ｎは３以上の整数）の第２の透光部と、前記第１の透光部の外周および前記第２の透光部の外周に接し、前記露光光線を所定の遮光率以上遮光する遮光部と、を備え、前記第２の透光部に最も近い前記凸ｍ角形の頂点を含む前記凸ｍ角形の第１の辺と、第１の透光部に最も近い前記凸ｎ角形の頂点を含む前記凸ｎ角形の第２の辺と、が平行でない、又は、前記第１の辺と前記第２の辺が平行であるときは前記第１の辺および前記第２の辺は互いに対向しない部分を含み、ｍが３に等しい場合は前記凸ｍ角形の最長の辺の長さを、ｍが４以上の場合は前記凸ｍ角形の最も長い対角線の長さを第１の開口部径とし、ｎが３に等しい場合は前記凸ｎ角形の最長の辺の長さを、ｎが４以上の場合は前記凸ｎ角形の最も長い対角線の長さを第２の開口部径とするとき、前記第１の開口部径及び前記第２の開口部径の短い方の長さは、前記露光光線の波長を前記露光光線を発生する縮小露光装置の縮小倍率で割った長さ以下であるものである。
【００１８】
本発明の一態様である露光方法は、露光光線を所定の透光率以上透光させる、形状が凸ｍ角形（ｍは３以上の整数）の第１の透光部と、前記露光光線を前記透光率以上透光させる、前記第１の遮光部と、が配置された面と同一の面内で前記第１の遮光部に隣接し、形状が凸ｎ角形（ｎは３以上の整数）の第２の透光部と、前記第１の透光部の外周および前記第２の透光部の外周に接し、前記露光光線を所定の遮光率以上遮光する遮光部と、を備え、前記第２の透光部に最も近い前記凸ｍ角形の頂点を含む前記凸ｍ角形の第１の辺と、第１の透光部に最も近い前記凸ｎ角形の頂点を含む前記凸ｎ角形の第２の辺とが平行でない、又は、前記第１の辺と前記第２の辺が平行であるときは前記第１の辺および前記第２の辺は互いに対向しない部分を含むフォトマスクに、ｍが３に等しい場合は前記凸ｍ角形の最長の辺の長さを、ｍが４以上の場合は前記凸ｍ角形の最も長い対角線の長さを第１の開口部径とし、ｎが３に等しい場合は前記凸ｎ角形の最長の辺の長さを、ｎが４以上の場合は前記凸ｎ角形の最も長い対角線の長さを第２の開口部径とするとき、前記第１の開口部径および前記第２の開口部径の短い方の長さに、前記露光光線を発生する縮小露光装置の縮小倍率を掛けた長さ以上の波長の前記露光光線を照射するものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、露光光線の波長以下の大きさの露光パターンを、低コストかつ高スループットに得ることができるフォトマスク及び露光方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】フォトマスクを用いた露光プロセスの概要を説明するための一般的な半導体露光装置６００の要部断面図である。
【図２】比較例１にかかるフォトマスク４００の要部を拡大した上面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面における、開口部を透過した露光光線の被転写体上での光強度分布を示す図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ断面における、開口部を透過した露光光線の被転写体上での光強度分布図である。
【図５】比較例１にかかるフォトマスク４００を用いた場合の被転写体上の２次元的な光強度分布の計算結果を示す図である。
【図６】実施の形態１にかかるフォトマスク１００の要部を拡大した上面図である。
【図７】実施の形態１にかかるフォトマスク１００の要部を更に拡大した上面図である。
【図８】開口部が正六角形の場合の被転写体上の２次元的な光強度分布の計算結果を示す図である。
【図９】実施の形態２にかかるフォトマスク２００の要部を拡大した上面図である。
【図１０】比較例２にかかるフォトマスク５００の要部を拡大した上面図である。
【図１１】比較例２にかかるフォトマスク５００を用いた場合の単一の開口部が作る光強度分布の遮光率ｔ依存性を示す光強度分布図である。
【図１２】実施の形態３にかかるフォトマスク３００の要部を拡大した上面図である。
【図１３】隣接する典型的な開口部の例を示す図である。
【図１４】隣接する典型的な開口部の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面においては、同一要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。
【００２２】
まず、本発明を理解するための準備として、フォトマスクを用いた露光プロセスの概要について説明する。図１は、フォトマスクを用いた露光プロセスの概要を説明するための一般的な半導体露光装置６００の要部断面図である。一般的な半導体露光装置としては、ステッパやスキャナなどの縮小投影露光装置が広く用いられる。縮小投影露光装置は、フォトマスクに描画されたパターンを被転写体に縮小投影することにより、露光パターンを形成する。半導体基板１は、半導体露光装置内のステージ（不図示）上に保持される。例えば、半導体基板１は、Ｓｉ、ＳｉＧｅ、ＩｎＰ又はＧａＡｓなどの材料からなる。
【００２３】
図１に示すように、半導体基板１上には、誘電体膜２が成膜されている。誘電体膜２上には、フォトレジスト膜３が形成されている。フォトレジスト膜３は、例えば、スピン塗付により形成される。但し、フォトレジスト膜３の形成方法については、スピン塗付に限定されない。
【００２４】
フォトレジスト膜３の上方には、例えばマスクホルダー（不図示）により、フォトマスク１０が固定される。フォトマスク１０は、透過性基板４上に遮光膜５が形成されている。透過性基板４は、露光光線６を透過させる基板であり、一般に、ガラスや合成石英により構成される。遮光膜５は、露光光線６を遮光する膜であり、一般に、クロムにより構成される。
【００２５】
つまり、露光光線６は、遮光膜５が形成されていない部分である開口部７を透過して、フォトレジスト膜３に到達する。また、露光光線６は、遮光膜５が形成されている部分である遮光部８によって遮られる。従って、露光光線６は、遮光部８の下方のフォトレジスト膜３には到達しない。これにより、フォトレジスト膜３には、開口部７を透過した露光光線６が明暗パターンとして照射される。これにより、現像後のフォトレジスト膜３には、フォトマスク１０に対応した露光パターンが形成される。
【００２６】
なお、開口部７は、厳密には露光光線６のすべてを透過させる必要はなく、フォトレジスト膜３が露光される以上の量の露光光線を透過させればよい。すなわち、フォトレジスト膜３が露光される光の量を「感光しきい値Ｉｔｈ」、露光光線６の量に対する透過光の量の比を「透過率」と定義すると、開口部７の透過率は、Ｉｔｈを露光光線６の量で割った値以上であればよい。
【００２７】
また、遮光部５も、厳密には露光光線６のすべてを遮光する必要はなく、感光しきい値Ｉｔｈよりも少ない量の露光光線であれば透過させてもよい。すなわち、露光光線６の量に対する、遮光光される露光光線の量の比を「遮光率」と定義すると、開口部７の遮光率は、Ｉｔｈを露光光線６の量で割った値よりも小さい値であればよい。
【００２８】
なお、図１は半導体露光装置の模式図である。従って、図１に示す半導体露光装置６００は、実際の半導体露光装置とは異なる寸法比率で示されている。また、図面の簡略化のため、図１では、露光光線６が通過するコンデンサレンズや投影レンズなどが省略されている。
【００２９】
比較例１
続いて、本発明の実施の形態にかかるフォトマスクの技術的効果を理解するための準備として、比較例１にかかるフォトマスク４００について説明する。図２は、フォトマスク４００の要部を拡大した上面図である。フォトマスク４００は、図２に示すように、円形の開口部４１が三角形の格子状に形成されている。遮光部４２は、開口部４１の間を覆っている。なお、開口部４１は図１に示す開口部７に対応し、遮光部４２は図１に示す遮光部８に対応する。フォトマスク４００の断面構成については、一般的なフォトマスク１０と同様であるので、説明を省略する。
【００３０】
フォトマスク４００では、格子状配置の一例として、開口部４１が三角格子状に配置されている。これにより、開口部４１は、代表的なフォトニック結晶構造パターンを構成している。以下、開口部４１の直径をｄ４とし、開口部４１間の周期をａ４とする。以後、断りがない限り、上面図におけるフォトマスクにかかる寸法表示は、フォトマスク上における実寸法を示す。なお、被転写体（図１の半導体基板１上のフォトレジスト膜３）にかかる寸法表示は、フォトマスクにおける寸法に半導体露光装置の縮小投影倍率を乗算した値を示す。
【００３１】
フォトマスク４００において、開口部４１の開口サイズ（直径ｄ４）を露光光線の波長λの近傍まで小さくすると、露光光線の回折効果が大きくなる。ここで、フォトマスク４００から被転写体（例えば、図１のフォトレジスト膜３）までの実効的な焦点距離をＲとする。また、被転写体上における、露光光線の光軸からの距離をｒとする。この場合、１つの円形の開口部４１を透過した露光光線が被転写体上に作る光強度分布Ｉ（ｒ）は、以下の式（１）及び（２）で表される。
【数１】
2012145630.tif 000003
【数２】
2012145630.tif 000004
なお、式（１）において、Ｊ１は第１種１次Ｂｅｓｓｅｌ関数を示す。
【００３２】
式（１）で表される光強度分布Ｉ（ｒ）は、一般にエアリーディスクと呼ばれ、同心円上に光強度分布が広がる。この広がりの尺度を示す、光強度の最初の零点の光軸からの距離ｒ０は、以下の式（３）で表される。
【数３】
2012145630.tif 000005
【００３３】
式（３）より、開口部４１の直径ｄ４が、露光光線の波長λに対して十分大きくない場合には、被転写体上における光強度分布Ｉ（ｒ）の開口径（開口部４１の直径ｄ４）に対する広がりが顕著になる。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面における、開口部を透過した露光光線のレジスト上での光強度分布を示す図である。この計算においては、露光光線の波長λを３６５ｎｍ（水銀ランプのｉ線の露光波長）、縮小投影露光装置の縮小倍率を１／５、とし、直径ｄ４を１．０、１．２５、１．５μｍと変化させた。式（３）に示すように、開口部の直径が小さくなると、被転写体上の光が広がることがわかる。以下、特に断りが無い限り、上記の条件と同じ露光光線の波長及び縮小倍率を用いて、計算結果を示すこととする。
【００３４】
実際の被転写体上の光強度分布は、複数の開口部４１を透過した露光光線の重ね合わせである。よって、実際の被転写体上での光強度分布Ｉｔｏｔａｌは、以下の式（４）及び（５）で表される。
【数４】
2012145630.tif 000006
【数５】
2012145630.tif 000007
【００３５】
ここで、被転写体上における露光光線の光強度分布の計算結果を示す。図４は、図２のＩＶ−ＩＶ断面における、開口部を透過した露光光線のレジスト上での光強度分布図である。すなわち、図４は、３つの開口部を透過した露光光線の重ね合わせによる、レジスト上での光強度分布を示している。この計算においては、直径ｄ４を１．２μｍで一定とし、三角格子の周期a４を、２．０、２．５、３．０、３．５μｍと変化させた。図４に示すように、周期ａ４が小さくなるほど、すなわち隣接する開口部間の距離が小さくなるほど、干渉の影響で開口部と遮蔽部での光強度のコントラスト差が小さくなり、解像しなくなっていくことがわかる。
【００３６】
次に、図５は、フォトマスク４００を用いた場合の被転写体上の２次元的な光強度分布の計算結果を示す図である。なお、この計算においては、三角格子の周期ａ４を２．１μｍとした。この条件において、開口部４１の直径ｄ４が１．２μｍ及び１．４μｍの場合について、光強度分布を計算した。
【００３７】
図５において、白い部分は光強度が強いことを示し、黒い部分は光強度が弱いことを示す。また、白線で示した等光強度線は、フォトレジスト膜の感光しきい値Ｉｔｈを示す。すなわち、感光しきい値Ｉｔｈよりも光強度が強い領域（図５の白線の内部）のフォトレジスト膜が感光し、露光パターンが形成される。
【００３８】
開口部４１の直径ｄ４が小さい場合（ｄ４＝１．２μｍ）では、光の回折が顕著になり、隣り合う開口部４１間で干渉が起きる。この場合、正三角形の頂点に配置された開口部４１は、それぞれ式（１）で示される同心円状のエアリーディスクを形成する。そのため、被転写体上において、正三角形の頂点に配置された３つの開口部４１のそれぞれから等距離の点では、露光光線の回折光が同位相で重ね合わされる。また、被転写体上において、２つの開口部４１から等距離の点についても、２つの開口部４１からの回折光が、同位相で重ねあわされる。これにより、開口部４１間の被転写体上では、光強度が強い領域及び光強度が弱い領域が周期的に形成され、コントラストの低下を招いてしまう。その結果、図４及び５に示すように、光強度のコントラスト低下により、円形の露光パターンが解像できない。
【００３９】
一方、開口部４１の直径ｄ４が大きい場合（ｄ４＝１．４μｍ）では、光の回折が小さくなり、隣り合う開口部４１間での干渉が抑制される。その結果、図５に示すように、円形の露光パターンを解像できる。しかしながら、開口部４１の直径ｄ４を大きくしてしまうと、露光パターンも大きくなってしまう。そのため、フォトニック結晶作製に要する微細な露光パターンを形成することができなくなってしまう。
【００４０】
実施の形態１
次に、本発明の実施の形態１にかかるフォトマスク１００について説明する。上述のフォトマスク４００での現象を回避してフォトニック結晶構造を得るためには、開口部を透過した後の露光光線の回折効果による広がりを低減する必要がある。そのため、本実施の形態にかかるフォトマスク１００では、開口部の形状が、円形ではなく、正多角形となっている。以下、本実施の形態にかかるフォトマスク１００の構成について、具体的に説明する。
【００４１】
図６は、実施の形態１にかかるフォトマスク１００の要部を拡大した上面図である。フォトマスク１００は、図６に示すように、正方形の開口部１１が格子状に形成されている。遮光部１２は、開口部１１の間を覆っている。図６では、格子状配置の一例として、開口部１１が三角格子状に配置されている。これにより、開口部１１は、代表的なフォトニック結晶構造パターンを構成している。以下、開口部１１の対角線の長さをｄ１とし、開口部１１間の周期をａ１とする。その他の構成は、比較例１にかかるフォトマスク４００と同様であるので、説明を省略する。
【００４２】
図７は、実施の形態１にかかるフォトマスク１００の要部を更に拡大した上面図である。図７では、隣接する開口部を識別するため、隣接する開口部にそれぞれ１１１、１１２及び１１３の符号を付している。また、図７では、フォトマスク１００上における位置を示すため、符号Ａ〜Ｒを付している。符号Ａ〜Ｄは、それぞれ開口部１１１の頂点を示す。符号Ｅ〜Ｈは、それぞれ開口部１１２の頂点を示す。符号Ｋ〜Ｎは、それぞれ開口部１１３の頂点を示す。符号Ｉ、Ｊ、Ｏ〜Ｒは、それぞれ線分の端点を示す。さらに、図７では、符号を明瞭に表示するため、遮光部１２のハッチングを省略している。
【００４３】
図７に示すように、開口部１１１〜１１３の形状は正方形である。そのため、同一の列（図７の縦方向の列）においては、隣接する２つの開口部の端、すなわち、開口部１１１の辺ＡＤ及びと開口部１１２の辺ＦＧから等距離となる被転写体上の線分ＩＪ上で、露光光線の光波が同位相で重ねあわされる。これにより、被転写体上の線分ＩＪ上では、光強度分布が強くなる。
【００４４】
しかし、異なる列間における被転写体上の点においては、隣接する開口部１１３の辺ＮＭ及び開口部１１１の辺ＡＢから等距離となり、露光光線の光波が同位相で重ねあわされる線分の長さが、辺ＡＢおよび辺ＮＭの長さより短くなる。図７の線分ＯＰは、辺ＡＢおよび辺ＮＭからの距離が等しい線分である。このとき、辺ＡＢと辺ＮＭから等距離となり、かつ露光光線の光波が同位相で重ねあわされる線ＯＰの部分は、線分ＱＲのみである。その他の線分ＯＱおよび線分ＲＰ上の点については、辺ＡＢと辺ＮＭからの距離が等しいものの、露光光線の光波が同位相で重ねあわされる、すなわち、辺ＡＢ及び辺ＮＭ上と対向する区間が存在しない。そのため、重ねあわされる露光光線の光波の位相の同一性が緩和される。従って、隣接する異なる列の開口部１１の間における被転写体上の点では、露光光線の光波の干渉の影響を抑制することができる。
【００４５】
以上のように、開口部１１１〜１１３の各辺は、隣接する開口部の辺と平行であるが、一部の辺は隣接する開口部の辺と完全には対向していない。その結果、隣接する開口部の辺がすべて平行かつ対向している場合と比較して、干渉の影響は少ない。従って、開口部の形状が円形である場合と比べて、干渉の影響を抑制することができる。
【００４６】
なお、以上の説明から明らかなように、図６の開口部１１の各辺が、隣接する開口部の辺と完全に対向していなくてもよい。さらには、開口部１１の各辺は、隣接する開口部のすべての辺と平行でなくてもよい。要するに、開口部１１の各辺と、隣接する開口部の各辺が対向する部分の長さ、あるいは平行である部分の長さが短いほど、干渉の影響は抑制される。
【００４７】
従って、フォトマスク１００によれば、被転写体上におけるコントラスト低下を防止し、露光光線の波長よりも小さな直径を有するスポット状の露光パターンを得ることが可能となる。すなわち、フォトマスク１００によれば、露光光線の波長よりも小さな直径を有するスポットパターンにより構成された、フォトニック結晶構造パターンを得ることができる。
【００４８】
フォトマスク１００では、被転写体上における、隣接する開口部間の回折光による影響を低減することができる。換言すれば、開口透過による回折効果が現れる条件下で、隣接する開口部間の回折効果を利用して、露光光線の波長λ以下の寸法を有する露光パターンが得られる。従って、回折の効果が現れるためには、開口部１１の対角線の長さｄ１が、露光光線の波長λを縮小投影露光装置の縮小倍率Ｍ（０＜Ｍ＜１）で割った値以下であることが必要である。
【００４９】
一方、開口部１１の対角線の長さｄ１を小さくし過ぎると、回折効果が顕著になり過ぎるとともに、露光光線の照度低下を招いてしまい、露光パターンが得られなくなる。対角線の長さｄ１が露光光線の波長以下となると、露光光線の伝搬する成分は透過できなくなる。そのため、開口部１１の対角線の長さｄ１が、露光光線の波長λ以上であることが必要である。
【００５０】
以上より、本実施の形態において、本発明の効果が得られる対角線の長さｄ１の条件は、以下の式（６）で表される。
【数６】
2012145630.tif 000008
また、式（６）を書き換えると、波長λは、以下の式（７）で表される。
【数７】
2012145630.tif 000009
すなわち、本実施の形態では、波長に下限がないのではなく、開口部１１の対角線の長さｄ１に縮小倍率Ｍを掛けた長さの波長の露光光線を使用することが可能である。
【００５１】
また、本実施の形態では、開口部の形状を正方形としているが、開口部の形状はこれに限定されない。すなわち、開口部の形状は、正方形を含む任意の正ｎ（ｎは、３以上の整数）角形（すなわち、正多角形）とすることができる。その一例として、正六角形の場合について示す。図８は、開口部が正六角形の場合の被転写体上の２次元的な光強度分布の計算結果を示す図である。この計算においては、三角格子の周期ａは２．１μｍ、開口部の対角線の長さｄは１．２μｍであり、円形の場合の計算例である図５左図と同じ条件を用いた。すなわち、円形の場合は開口部の直径が１．２μｍのときに干渉によってパターンが形成されなかったのに対し、開口部の形状を正六角形とすることで、干渉の影響が抑制され、パターンが形成されることがわかる。
【００５２】
以下では、正ｎ角形の最も長い対角線の長さを、開口部の最大径と定義する。フォトマスク１００では、開口部１１の対角線の長さｄ１が、開口部の最大径に相当する。
【００５３】
また、本実施の形態にかかるフォトマスクは、通常のフォトマスク作製方法により、開口部及び遮光部のパターン配置を変更するのみで作製が可能である。つまり、位相シフトマスクなどの高価なマスクや、電子線照射装置、先端プロセスに適用される露光装置などの高価な装置を要することなく、フォトニック結晶を作製することができる。従って、安価かつ技術的に簡易なプロセスにより、フォトニック結晶を作製することが可能となる。
【００５４】
さらに、本実施の形態にかかるフォトマスクは、開口部の形状が正方形を含む正ｎ角形であるので、開口部が円形で有る場合に比べ、より作製が容易である。一般に、フォトマスク上のパターンは、電子線描画装置やレーザ描画装置などを用いて描画される。よって、パターン形状が正ｎ角形などの直線の多い形状の場合、描画グリッドを大きくすることができる。これにより、本実施の形態にかかるフォトマスクは、より短時間かつ低コストに作製することができる。
【００５５】
実施の形態２
次に、本発明の実施の形態２について、具体的な構成例を示して説明する。図９は、実施の形態２にかかるフォトマスク２００の要部を拡大した上面図である。フォトマスク２００は、実施の形態１にかかるフォトマスク１００と比べ、開口部の形状及び配置が異なる。フォトマスク２００は、正多角形の一つである正六角形の開口部２１を有する。遮光部２２は、開口部２１の間を覆っている、以下、開口部２１の最も長い対角線の長さをｄ２とし、開口部２１間の周期をａ２とする。フォトマスク２００のその他の構成は、フォトマスク１００と同様であるので、説明を省略する。
【００５６】
フォトマスク２００では、１つの開口部２１と、１つの開口部２１に隣接する、中心が正六角形の頂点上に配置された開口部２１とが、互いに異なる回転角を有する。図９では、開口部２１＿０〜２１＿６が、それぞれ異なる回転角を有している。フォトマスク３００は、開口部２１＿０〜２１＿６に相当する、それぞれ回転角が異なる７つの開口部からなる群が、ハニカム状に配置されている。
【００５７】
図９では、基準となる回転角をΔθとすると、開口部２１＿ｍ（ｍは、０以上６以下の整数）の回転角θｍは、以下の式（８）により表される。
【数８】
2012145630.tif 000010
【００５８】
フォトマスク２００では、隣接する開口部の回転角はそれぞれ異なる。そのため、ｍ×Δθの回転角を有する開口部は、ｍがいかなる整数の場合でも、開口部を平行移動させても互いに重ならないようにする必要がある。正ｎ（ｎは３以上の整数）角形は、３６０°／ｎの回転対称性を有するため、回転角の異なる開口部が互いに重ならない条件は、以下の式（９）で表される。
【数９】
2012145630.tif 000011
【００５９】
なお、図９では、基準となる回転角Δθを５°とした。また、中心の開口部２１＿０に対して、周囲の開口部２１の回転角が反時計回り増加する例を掲載した。ただし、図９の構成はあくまで例示であって、整数ｍの選び方はこれに限定されない。また、開口部２１の回転角は時計回りに増加してもよいし、開口部２１＿０〜２１＿６は、正六角形の中心及び頂点の上にランダムに配置されてもよい。
【００６０】
フォトマスク２００によれば、フォトマスク１００と比べて、同一の列（図９の縦方向の列）の隣接する２つの開口部２１の間の被転写体上においても、開口部の端からの距離が異なる。従って、同一の列（図９の縦方向の列）の隣接する２つの開口部２１の間における、露光光線の光波の干渉の影響を抑制することができる。また、隣接する異なる列の開口部２１の間においても、それぞれの開口部２１の端からの距離がランダムになり、被転写体上において重ねあわされる露光光線の光波の位相の同一性がより緩和される。従って、隣接する異なる列の開口部２１の間における、露光光線の光波の干渉の影響をさらに抑制することができる。
【００６１】
その結果、フォトマスク２００によれば、フォトマスク１００と同じ作用及び効果を奏するのみならず、被転写体上におけるコントラスト低下を更に防止し、露光光線の波長よりも小さな直径を有するスポット像を、より容易に得ることが可能となる。すなわち、フォトマスク２００によれば、露光光線の波長よりも小さな直径を有するスポットにより構成されたフォトニック結晶構造パターンを、より容易に得ることができる。
【００６２】
比較例２
次に、後述する本発明の実施の形態３にかかるフォトマスクの技術的効果を理解するための準備として、比較例２にかかるフォトマスクについて説明する。図１０は、比較例２にかかるフォトマスク５００の要部を拡大した上面図である。フォトマスク５００は、図１０に示すように、円形の開口部５１が格子状に形成されている。開口部５１内には、開口部５１と同心円の形状（相似形状）を有する遮光板５３形成されている。遮光部５２は、開口部５１の間を覆っている。これにより、開口部５１と遮光板５３とは、輪帯形状の帯状開口部５４を構成する。つまり、露光光線は、帯状開口部５４を通じて、被転写体に到達する。なお、遮光板５３は、例えば遮光部５２と同じ材料で形成される。以下、開口部５１の直径をｄ５１、遮光板の直径をｄ５３、開口部５１間の周期をａ５とする。フォトマスク５００のその他の構成は、比較例１にかかるフォトマスク４００と同様であるので、説明を省略する。
【００６３】
比較例２にかかるフォトマスク５００の開口部の形状を円形としているが、開口部の形状はこれに限定されない。すなわち、開口部の形状は、真円形ではなく、楕円形であってもよい。また、開口部の形状は、任意の正ｎ（ｎは、３以上の整数）角形とすることができる。
【００６４】
フォトマスク５００では、遮光板５３の大きさにより、帯状開口部５４の大きさが変化する。ここで、遮光板５３による遮光率ｔを定義する。遮光率ｔは、開口部５１の面積と遮光板５３の面積との比により、下記の式（１０）で表される。
【数１０】
2012145630.tif 000012
【００６５】
このときの被転写体上の光強度分布Ｉ（ｒ）は、第１種１次Ｂｅｓｓｅｌ関数Ｊ１を用いて、以下の式（１１）及び（１２）で表される。
【数１１】
2012145630.tif 000013
【数１２】
2012145630.tif 000014
【００６６】
ここで、フォトマスク５００を用いた場合の、被転写体上での露光光線の光強度分布の計算結果を示す。なお、この計算においては、露光光線の波長λを３６５ｎｍ（水銀ランプのｉ線の露光波長）、縮小投影露光装置の縮小倍率を１／５、三角格子の周期ａ５を２．１μｍ、開口部５１の直径ｄ５１を１．４μｍとして光強度分布を計算した。
【００６７】
図１１は、フォトマスク５００を用いた場合の単一の開口部が作る光強度分布の遮光率ｔ依存性を示す光強度分布図である。図１１では、遮光率ｔが０、０．２５、０．５及び０．７５の場合を示している。図１１において、白い部分は光強度が強いことを示し、黒い部分は光強度が弱いことを示す。また、白線で示した等光強度線は、フォトレジスト膜の感光しきい値Ｉｔｈを示す。すなわち、感光しきい値Ｉｔｈよりも光強度が強い領域（図１１の白線の内側部分）のフォトレジスト膜が感光することにより、露光パターンが形成される。
【００６８】
フォトマスク５００を用いた場合、図１１に示すように、開口部５１が遮光されていない場合（遮光率ｔ＝０、すなわち開口部５１が単純な円形開口である場合）では、フォトレジスト膜が感光する円形領域の直径が最大となる。一方、遮光率ｔの値が大きくなるに従って、フォトレジスト膜が感光する円形領域の直径が小さくなる。つまり、遮光率を大きくする、すなわち、遮光板を大きくすることによって、開口部５１の直径が同じであっても、実効的にフォトレジスト膜が感光する円形領域の直径を小さくすることができる。よって、フォトマスク５００によれば、開口部内に相似形状の遮光板を設けることで、単一の開口部により形成される露光パターンのサイズを縮小することが可能となる。
【００６９】
また、露光に用いる縮小投影露光装置の縮小倍率を１／５倍とすると、開口部５１の直径１．４μｍは、フォトレジスト膜３上では３８０ｎｍに対応する。つまり、遮光板が無い場合には、直径が３８０ｎｍ以下の露光パターンを形成することはできない。しかし、上述のように、フォトマスク５００によれば、遮光板により露光パターンのサイズを縮小できるので、露光波長（３６５ｎｍ）以下の直径を有する露光パターンを得ることが可能となる。これにより、フォトマスク５００によれば、露光波長以下の大きさを有する露光パターンを得ることが可能となる。
【００７０】
実施の形態３
次に、本発明の実施の形態３にかかるフォトマスクについて説明する。図１２は、実施の形態３にかかるフォトマスク３００の要部を拡大した上面図である。フォトマスク３００は、正六角形の開口部３１の内部に、開口部３１と同心かつ相似形（正六角形）の遮光板３３が形成される。遮光部３２は、開口部３１の間を覆っている、以下、開口部３１の最も長い対角線の長さをｄ３１、遮光板３３の最も長い対角線の長さをｄ３３、開口部３１間の周期をａ３とする。これにより、開口部３１と遮光板３３とは、輪帯形状の帯状開口部３４を構成する。つまり、露光光線は、帯状開口部３４を通じて、被転写体に到達する。フォトマスク３００のその他の構成は、実施の形態２にかかるフォトマスク２００と同様であるので、説明を省略する。
【００７１】
フォトマスク３００は、開口部３１の内部に遮光板３３を有する。よって、フォトマスク３００は、フォトマスク２００と同じ作用及び効果を奏するのみならず、単一の開口部により形成される露光パターンのサイズを縮小することが可能となる。従って、フォトマスク３００によれば、露光光線の波長よりも小さなサイズの露光パターンを、より容易に得ることが可能となる。すなわち、フォトマスク３００によれば、露光光線の波長よりも小さな直径を有するスポットパターンにより構成されたフォトニック結晶構造パターンを、より容易に得ることができる。
【００７２】
ちなみに、本実施の形態において、被転写体上における露光光線の照度を大きくしたい場合には、図１１に示すように、遮光率ｔを、０．２５以上０．５０以下の範囲とすればよい。また、被転写体上においてフォトレジスト膜が感光する領域をなるべく狭めたい場合には、図１１に示すように、遮光率ｔを、０．５０以上０．７５以下の範囲とすればよい。
【００７３】
その他の実施の形態
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述の実施の形態では、周期的なフォトニック結晶構造を形成するためのパターンを示したが、例示であって本発明のフォトマスクで形成するパターンはこれに限定されない。例えば、一般的な電子回路に加え、イメージセンサや液晶パネルなど大面積を低コストかつ高スループットにパターンニングする際に有効である。
【００７４】
上述の実施の形態におけるフォトマスクの断面構成及び材料はあくまで例示であって、フォトマスクの構成及び材料はこれに限定されない。
【００７５】
上述の実施の形態における露光光線の波長を３６５ｎｍとしたが、あくまで例示である。すなわち、水銀ランプのｇ線又はｈ線又はエキシマレーザ（例えば、ＡｒＦ、ＫｒＦ又はＦ２）によるレーザ光などの、他の波長の露光光線を用いることができる。また縮小倍率を１／５としたが、あくまで例示であって、他の縮小倍率も適用可能である。一般に、縮小倍率が低い方が、解像度が高くなる。
【００７６】
上述の実施の形態では、開口部の配置の例として、三角格子について説明したが、四角格子などの他の格子配置を適用することも可能である。
【００７７】
以上の説明から明らかなように、本発明の開口部は、隣接する開口部の辺同士の配置が所定の条件を満たせばよく、開口部の形状自体は特に限定されない。すなわち、開口部の形状は、正ｎ角形にも限定されず、辺の長さが異なる多角形であってもよい。ただし、多角形は凸多角形であることが望ましい。一般の凸多角形の場合は、最も長い対角線の長さを開口部の最大径とすればよい。
【００７８】
そして、開口部の辺の配置に関しては、隣接する開口部の辺同士が平行でなければよい。あるいは、隣接する開口部の辺同士が平行であっても、一方の辺の一部でも相手の辺に対向していなければよい。本発明では、「辺が対向する」とは、ある辺の上の点から、相手側の辺に垂線を下ろすことができることを意味する。従って、「一方の辺の一部が相手の辺に対向していない」とは、ある辺に、相手側の辺に垂線を下ろすことができない点が含まれることを意味する。
【００７９】
上記の条件を満たす、隣接する典型的な開口部の例を示す。図１３及び１４は、隣接する典型的な開口部の例を示す図である。図１３の符号Ａ〜Ｅは、それぞれ開口部６１の頂点を示し、符号Ｆ〜Ｈは、それぞれ開口部６２の頂点を示す。図１４の符号Ａ〜Ｅは、それぞれ開口部７１の頂点を示し、符号Ｆ〜Ｉは、それぞれ開口部７２の頂点を示す。また、図４の符号Ｊは辺ＥＤ上において頂点Ｊに対向する点を示し、符号Ｋは辺ＦＧ上において頂点Ｅに対向する点を示す。なお、図７、１３及び１４では、符号としてアルファベットを用いているが、図７、１３及び１４の同一のアルファベットは、それぞれ異なる点を示していることは言うまでもない。
【００８０】
例えば、図１３に示すように、隣接する開口部６１及び６２については、開口部６１の辺ＤＥと開口部６２の辺ＧＦとが平行でなければよい。
【００８１】
あるいは、図１４に示すように、隣接する開口部７１及び７２について、開口部７１の辺ＤＥと開口部７２の辺ＧＦとが平行であっても、辺ＤＥまたは辺ＧＦの全体が他方に対向していない、すなわち、辺ＤＥと辺ＧＦとが対向する部分が一部であればよい。図１４に示す例では、辺ＤＥについては線分ＤＪが辺ＧＦに対向しておらず、辺ＧＦについては線分ＫＦが辺ＤＥに対向していない。隣接する開口部の辺が、上記のような位置関係で配置されていれば、大小の差はあるものの、本発明の効果を得ることができる。
【００８２】
なお、前述のように、本発明の効果を得るためには、開口部の対角線の長さが、露光光線の波長λを縮小投影露光装置の縮小倍率Ｍで割った値以下であることが必要である。開口部の形状が一般の凸多角形の場合は、最も長い対角線の長さが、露光光線の波長λを縮小投影露光装置の縮小倍率Ｍで割った値以下であることが必要である。
【００８３】
さらに、開口部の形状が異なる形状の凸多角形である場合は、まず各凸多角形について最も長い対角線（最長対角線）の長さを求める。そして、各多角形の最長対角線の長さを比較したときに最も短い最長対角線の長さが、露光光線の波長λを縮小投影露光装置の縮小倍率Ｍで割った値以下であることが必要である。なお、開口部の形状が三角形の場合は、最も長い辺の長さが、露光光線の波長λを縮小投影露光装置の縮小倍率Ｍで割った値以下であることが必要である。
【００８４】
上記の実施の形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
【００８５】
（付記１）入射する露光光線が被転写体へ向けて透過する基板と、前記基板上に形成された、前記露光光線を遮光する遮光膜と、を備え、前記遮光膜には、格子状に配置される正ｎ（ｎは、３以上の整数）角形の複数の開口部が形成されている、フォトマスク。
【００８６】
（付記２）前記開口部の最大径が、当該フォトマスクを用いて露光する露光装置の波長λ以上、その波長λを縮小倍率で割った値以下であることを特徴とする、付記１に記載のフォトマスク。
【００８７】
（付記３）前記複数の開口部のうちの一の開口部と、前記一の開口部に隣接する他の開口部とは、それぞれ異なる回転角で配置されることを特徴とする、付記１又は２に記載のフォトマスク。
【００８８】
（付記４）前記複数の開口部は、三角格子状に配置されることを特徴とする、付記３に記載のフォトマスク。
【００８９】
（付記５）前記複数の開口部のうちの第１の開口部と、前記第１の開口部に隣接する６つ開口部とが、それぞれ異なる回転角で配置されることを特徴とする、付記４に記載のフォトマスク。
【００９０】
（付記６）前記６つの開口部は、中心が正六角形のそれぞれの頂点に配置された第２乃至第７の開口部からなり、前記第１乃至第７の開口部のそれぞれの回転角は、所定の角度ピッチで、この順に増加することを特徴とする、付記５に記載のフォトマスク。
【００９１】
（付記７）前記第２乃至第７の開口部は、右回り又は左回りに、この順で配置されることを特徴とする、付記６に記載のフォトマスク。
【００９２】
（付記８）前記複数の開口部は、前記第１乃至第７の開口部からなる群がハニカム状に配置されることにより構成されることを特徴とする、付記６又は７に記載のフォトマスク。
【００９３】
（付記９）前記複数の開口部のそれぞれの内側に形成された、前記前記複数の開口部のそれぞれと同心かつ相似形の遮光板、を更に備え、前記複数の開口部及び前記遮光板のそれぞれにより形成される帯状開口部を通じて、前記露光光線が前記基板に入射することを特徴とする、付記１乃至８のいずれか一項に記載のフォトマスク。
【００９４】
（付記１０）前記遮光板の面積を前記開口部の面積で除した値が、０．２５以上０．７５以下であることを特徴とする、付記１乃至９のいずれか一項に記載のフォトマスク。
【００９５】
（付記１１）露光光線を所定の透光率以上透光させる、形状が凸ｍ角形（ｍは３以上の整数）の第１の透光部と、前記露光光線を前記透光率以上透光させる、前記第１の遮光部が配置された面と同一の面内で前記第１の遮光部に隣接し、形状が凸ｎ角形（ｎは３以上の整数）の第２の透光部と、前記第１の透光部の外周および前記第２の透光部の外周に接し、前記露光光線を所定の遮光率以上遮光する遮光部と、を備え、前記第２の透光部に最も近い前記凸ｍ角形の頂点を含む前記凸ｍ角形の第１の辺と、第１の透光部に最も近い前記凸ｎ角形の頂点を含む前記凸ｎ角形の第２の辺と、が平行でない、又は、前記第１の辺と前記第２の辺が平行であるときは前記第１の辺および前記第２の辺は互いに対向しない部分を含み、ｍが３に等しい場合は前記凸ｍ角形の最長の辺の長さを、ｍが４以上の場合は前記凸ｍ角形の最も長い対角線の長さを第１の開口部径とし、ｎが３に等しい場合は前記凸ｎ角形の最長の辺の長さを、ｎが４以上の場合は前記凸ｎ角形の最も長い対角線の長さを第２の開口部径とするとき、前記第１の開口部径及び前記第２の開口部径の短い方の長さは、前記露光光線の波長を前記露光光線を発生する縮小露光装置の縮小倍率で割った長さ以下である、フォトマスク。
【００９６】
（付記１２）露光光線を所定の透光率以上透光させる、形状が凸ｍ角形（ｍは３以上の整数）の第１の透光部と、前記露光光線を前記透光率以上透光させる、前記第１の遮光部と、が配置された面と同一の面内で前記第１の遮光部に隣接し、形状が凸ｎ角形（ｎは３以上の整数）の第２の透光部と、前記第１の透光部の外周および前記第２の透光部の外周に接し、前記露光光線を所定の遮光率以上遮光する遮光部と、を備え、前記第２の透光部に最も近い前記凸ｍ角形の頂点を含む前記凸ｍ角形の第１の辺と、第１の透光部に最も近い前記凸ｎ角形の頂点を含む前記凸ｎ角形の第２の辺とが平行でない、又は、前記第１の辺と前記第２の辺が平行であるときは前記第１の辺および前記第２の辺は互いに対向しない部分を含むフォトマスクに、ｍが３に等しい場合は前記凸ｍ角形の最長の辺の長さを、ｍが４以上の場合は前記凸ｍ角形の最も長い対角線の長さを第１の開口部径とし、ｎが３に等しい場合は前記凸ｎ角形の最長の辺の長さを、ｎが４以上の場合は前記凸ｎ角形の最も長い対角線の長さを第２の開口部径とするとき、前記第１の開口部径および前記第２の開口部径の短い方の長さに、前記露光光線を発生する縮小露光装置の縮小倍率を掛けた長さ以上の波長の前記露光光線を照射する、露光方法。
【符号の説明】
【００９７】
１  半導体基板
２  誘電体膜
３  フォトレジスト膜
４  透過性基板
５  遮光膜
６  露光光線
７、１１、２１、２１＿０〜２１＿６、３１、４１、５１、６１、６２、７１、７２、１１１〜１１３  開口部
８、１２、２２、３２、４２、５２  遮光部
３４、５４  帯状開口部
１０、１００、２００、３００、４００、５００  フォトマスク
６００  半導体露光装置
【図１】
2012145630.tif 000015
【図２】
2012145630.tif 000016
【図３】
2012145630.tif 000017
【図４】
2012145630.tif 000018
【図６】
2012145630.tif 000019
【図７】
2012145630.tif 000020
【図９】
2012145630.tif 000021
【図１０】
2012145630.tif 000022
【図１２】
2012145630.tif 000023
【図１３】
2012145630.tif 000024
【図１４】
2012145630.tif 000025
【図５】
2012145630.tif 000026
【図８】
2012145630.tif 000027
【図１１】
2012145630.tif 000028