(57)【要約】【課題】偏光状態の変化に対するＣＤ誤差敏感度が小さい位相シフトマスクを提供する。【解決手段】位相シフトマスクは、交互に配置された２種類の透過領域１０１、１０２を含む透過基板ＳＵＢと、透過基板ＳＵＢの表面に２種類の透過領域１０１、１０２によって挟まれるように配置された遮光膜（吸収体）ｍとを備える。２種類の透過領域は、位相シフト用の掘り込み（溝）Ｔを有する第１透過領域１０１と、掘り込みを有しない第２透過領域１０２とを含む。掘り込みの側壁とそれに近接する遮光膜ｍの側壁との間の領域１１０において、透過基板ＳＵＢの表面が露出していて、これにより２段の階段形状が構成されている。【選択図】図３Ａ
2009025553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交互に配置された２種類の透過領域を含む基板と、前記基板の表面に前記２種類の透過領域によって挟まれるように配置された吸収体とを備える位相シフトマスクであって、
前記２種類の透過領域は、位相シフト用の掘り込み部を有する第１透過領域と掘り込み部を有しない第２透過領域とを含み、
前記掘り込み部の側壁とそれに近接する前記吸収体の側壁との間において前記基板の表面が露出していて、これにより２段の階段形状が構成されている、
ことを特徴とする位相シフトマスク。
【請求項２】
前記第１透過領域の面の高さと前記第２透過領域の面の高さとの差である位相シフタの厚さをｄ、前記基板の屈折率をｎ、露光光の波長をλとしたときに、
（１７０／１８０）λ／２（ｎ−１）≦ｄ≦λ／２（ｎ−１）
を満たすことを特徴とする請求項１に記載の位相シフトマスク。
【請求項３】
交互に配置された第１透過領域および第２透過領域を含む基板と、前記基板の表面に前記第１透過領域と前記第２透過領域とによって挟まれるように配置された吸収体とを備え、前記第１透過領域の面の高さと前記第２透過領域の面の高さとの差によって位相シフタが形成された位相シフトマスクであって、
前記第１透過領域および前記第２透過領域のうち少なくとも前記第１透過領域が掘り込み部を有し、
隣接する前記吸収体の対向する側壁の間に形成されている開口部の幅が前記基板の深さ方向に向かって広がっていて、
前記掘り込み部の幅が前記基板の深さ方向に向かって広がっている、
ことを特徴とする位相シフトマスク。
【請求項４】
前記第１透過領域の面の高さと前記第２透過領域の面の高さとの差である位相シフタの厚さをｄ、前記基板の屈折率をｎ、露光光の波長をλとしたときに、
（１７０／１８０）λ／２（ｎ−１）≦ｄ≦λ／２（ｎ−１）
を満たすことを特徴とする請求項３に記載の位相シフトマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相シフトマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィ工程は、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、レジスト除去の工程を含む。露光工程では、マスクのパターンをウエハに塗布した感光性物質（レジスト）に露光装置を使用して転写して潜像パターンを形成する。露光工程では、解像度、重ね合わせ精度、スループットの３つのパラメータが重要である。解像度は、正確にパターンを転写することができる最小寸法、重ね合わせ精度は、ウエハにパターンを重ね合わせる際の精度、スループットは、単位時間当たり処理される枚数である。
【０００３】
フォトリソグラフィ技術を用いてデバイスを製造する際に、露光装置は、マスクに形成されたパターンを投影光学系によってウエハに投影する。投影光学系は、マスクのパターンからの回折光をウエハ上で干渉及び結像させる。
【０００４】
投影露光装置の解像度Ｒは、光源の波長λと投影光学系の開口数（ＮＡ）とを用いて（１）式として示すレーリーの式で与えられる。
【０００５】
Ｒ  ＝  ｋ１（λ／ＮＡ）
ここで、ｋ１は現像プロセスなどによって定まる定数であり、通常露光の場合には、ｋ１は約０．５〜０．７である。
【０００６】
近年のデバイスの高集積化に対応して、ウエハに転写されるパターンの微細化、即ち、高解像度化が益々要求されている。高解像力を得るには、（１）式より、開口数ＮＡを大きくすること、及び、波長λを小さくすることが有効であることが分かる。
【０００７】
そのため、高解像化するために高ＮＡ化が進められ、投影光学系の最終レンズとレジスト面との間に水などの液体を浸漬した液浸露光装置の開発が進み、ＮＡが１以上の液浸露光装置が計画されている。水の場合、屈折率は約１．４４である。
【０００８】
しかし、高ＮＡ化が進むにつれ、結像性能への光の偏光の影響が無視できなくなる。光のウエハへの入射角が大きいほど、光の偏光方向による結像性能に差を生じてしまうためである。そのため、結像性能の向上に有利な偏光のみを用いてマスクを照明する技術が提案されている（特許文献１）。
【０００９】
一方、ｋ１を小さくするための工夫として、細いラインパターンの解像性をよくするために、レベンソン型位相シフトマスクが一般に用いられている（非特許文献１）。レベンソン型位相シフトのパターンは、図２１のように遮光部のラインパターンをはさんでガラス基板上に片側のみ１８０°（π）の位相差を生じさせるようにガラス基板を掘り込んである。位相差のある部分は、位相シフタまたはシフタといわれる。このような位相シフトマスクパターンは、図２２の小σ照明といわれるようなコヒーレンシーの高い照明によって図２３のようにウエハ上に転写される。小σ照明においても、偏光の方向を１方向にし、マスク上のパターンの方向を１方向にし、結像性能に優位な偏光のみによって照明する方法も開示されている（特許文献２）。
【００１０】
位相シフトマスクでは、「０／π差」と呼ばれる問題が発生する。「０／π差」とは、図２１におけるような単なる開口部と、位相シフト部として掘り下げられた開口部とで、寸法差が生じるという問題である。すなわち、両開口部の平面的に見た寸法が等しくても実際には光強度に差が出てしまい、露光結果に寸法差が生じるというものである。特許文献２で詳しく述べられているが、位相シフトマスクは、実際には、図２４のように、クロムなどの吸収体の下をアンダーカットといわれるような掘り込みをいれ、クロムを庇のような形状にした構造を有する。このような構造により、掘り込み部の側壁での反射の影響をなくし、露光結果の寸法差が低減することができる。最近では、開口部のうち、位相０に対応する部分と位相πに対応する部分とで開口部寸法に差をもたせて、結果的に寸法差に相当する分を補正する方法が用いられる。すなわち、掘り込み部に図２４のようにバイアス（ｂｉａｓ）とよばれる寸法差を加えるものである。
【００１１】
特許文献３では、「０／π差」を解消するために、マスク上の寸法でピッチ４８０ｎｍ（これは、ウエハ上でのピッチ１２０ｎｍ、ライン幅６０ｎｍ、スペース幅６０ｎｍに相当する。）であるときに、庇部の長さを８０ｎｍとし、０／π寸法差としてマスク上で６０ｎｍ（片側３０ｎｍ）の差が設けられている。庇部の長さは０．２λ以上（波長ＡｒＦだと４０ｎｍ以上）であれば良いとされている。
【００１２】
ここで、ピッチ９０ｎｍ、ライン幅Ｌ３２ｎｍ、スペース幅Ｓ５８ｎｍの像を得るために、４倍マスクでピッチ３６０ｎｍ、ライン幅Ｌ１２８ｎｍ、スペース幅Ｓ２２４ｎｍのパターンを想定する。この場合、吸収体による遮光部をライン部とすると、吸収体の幅１２８ｎｍに庇部の長さとして４０ｎｍ以上とるのは難しくなる。
【００１３】
そこで、実際に、波長ＡｒＦ（１９３ｎｍ）、ＮＡ＝１．３５の露光装置で、ピッチ９０ｎｍ、ライン幅Ｌ３２ｎｍの像を得るため、４倍マスク上の寸法でピッチ３６０ｎｍ、ライン幅Ｌ１２８ｎｍのパターンの結像についてシミュレーションした。クロムの膜厚は１０３ｎｍとした。
【００１４】
「０／π差」問題は、図２５Ａを参照して説明すると、掘り込み部と非掘り込み部とで、両開口部を平面的に見た寸法が等しくても、光強度に差が出てしまう問題である。掘り込み部と非掘り込み部とで光強度のピーク差が大きいほど、寸法差が大きく生じたり、像シフトが大きく生じたりする。
【００１５】
そこで、アンダーカットの量とバイアスの量を変化させて、掘り込み部と非掘り込み部とで光強度のピーク差を調べた。マスクをＴＥ偏光の偏光照明によって照明し、投影光学系に入射させパターンを結像させるシミュレーションを行った。マスクは断面構造、すなわち３次元構造が波長より小さいので、３次元構造を忠実に再現し電磁場解析によりマスクによる回折光を求めた。位相シフトマスクは、通常コヒーレント照明をするので、電磁場解析においてマスクへの入射波はマスクに対して垂直入射とした。
【００１６】
この結果を図２５Ｂに示す。ここで、アンダーカットの量は掘り込み部の幅を大きくする方をプラスとし、バイアスの量は吸収体の幅Ｓを大きくする方をプラスとした。基準はもともとのライン幅Ｌ１２８ｎｍ、スペース幅Ｓ２２４ｎｍとなる位置とした。
【００１７】
図２５Ｂでは、横軸にアンダーカットの量を示し、縦軸に掘り込み部の光強度のピーク（Ｉ２）と非掘り込み部の光強度のピーク（Ｉ１）とでベストフォーカスでの光強度のピーク差（Ｉ２−Ｉ１）を示した。図２５Ｂでは、バイアス量を変化させてあり、バイアス量とアンダーカットの組み合わせをいくつか示している。
【００１８】
この結果によると、光強度のピーク差（Ｉ２−Ｉ１）がゼロに近くなるバイアス量とアンダーカット量の組み合わせはいくつかあり、「０／π差」問題が解消するように思われるかもしれない。しかし、これらの組み合わせのうちどれを選んだら良いのか、すなわちバイアス量とアンダーカット量をどのように設定すれば良いのかが分からない。
【００１９】
また、マスクの断面構造も特許文献４、５のような多様な構造が提案されているが、波長以下のピッチを解像させるための構造としてはどのようなものが最適かはわかっていない。
【特許文献１】特開２００６−１３５３４６号公報
【特許文献２】特開平５−１０９６０１号公報
【特許文献３】特開２００５−３４５９６０号公報
【特許文献４】特開２００５−１８２０３１号公報
【特許文献５】特開２００５−３２１６４１号公報
【非特許文献１】ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ  Ｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅｓ，  Ｖｏｌ．ＥＤ−２９，  Ｎｏ．１２，  ＤＥＣＥＭＢＥＲ  １９８２，  ｐｐ．１８２８−１８３６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
このようにパターンの寸法が微細化するにつれて、ハーフピッチまたは吸収体の幅が４５ｎｍより小さくなると、従来は、アンダーカットが十分に取れなくなりアンダーカットの補正のみでは「０／π差」を補正することができなかった。また、バイアスを考慮しても、これらの量をどのように設定すれば良いのかが分かっていなかった。
【００２１】
また、マスクの構造が波長以下になると、マスクの３次元構造により偏光方向により回折効率が変化することが考えられるが、これが露光性能にどれだけ影響を与えるかは明らかではない。
【００２２】
一方、偏光照明を用いる場合において、偏光の方向は露光装置により若干の誤差を含んでいる。所望の偏光方向からのずれは全光量に対して±１％程度の非常に少ないものであるが、露光装置間の機差や、偏光制御による誤差や、露光による硝材の複屈折量の変化による時間的な変化などにより誤差が生じてしまう。
【００２３】
本発明は、上記の課題認識を基礎としてなされたものであり、例えば、偏光状態の変化に対するＣＤ誤差敏感度が小さい位相シフトマスク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】
【００２４】
本発明の第１の側面は、交互に配置された２種類の透過領域を含む基板と、前記基板の表面に前記２種類の透過領域によって挟まれるように配置された吸収体とを備える位相シフトマスクに関する。前記２種類の透過領域は、位相シフト用の掘り込みを有する第１透過領域と掘り込みを有しない第２透過領域とを含み、前記掘り込みの側壁とそれに近接する前記吸収体の側壁との間において前記基板の表面が露出していて、これにより２段の階段形状が構成される。
【００２５】
本発明の第２の側面は、交互に配置された第１透過領域および第２透過領域を含む基板と、前記基板の表面に前記第１透過領域と前記第２透過領域とによって挟まれるように配置された吸収体とを備え、前記第１透過領域の面の高さと前記第２透過領域の面の高さとの差によって位相シフタが形成された位相シフトマスクに関する。前記第１透過領域および前記第２透過領域のうち少なくとも前記第１透過領域は掘り込みを有し、隣接する前記吸収体の対向する側壁の間に形成されている開口部の幅が前記基板の深さ方向に向かって広がっていて、前記掘り込み部の幅が前記基板の深さ方向に向かって広がっている。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、例えば、偏光状態の変化に対するＣＤ誤差敏感度が小さい位相シフトマスクが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。
【００２８】
図１は、本発明の好適な実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図である。露光装置１００は、照明光学系ＩＬと、マスクステージ２３と、投影光学系２４と、ウエハステージ２７と、制御部２９とを備える。マスクステージ２３は、マスク２２を保持し、ウエハステージ２７は、ウエハ２６を保持する。露光装置１００は、マスク２２に形成されたパターンを投影光学系２４によってマスク２２に投影し、これによってウエハ２６を露光する。なお、マスクは、レチクルまたは原版と呼ばれることもある。
【００２９】
露光装置１００は、例えば、液浸露光装置として構成されてもよいし、液体を使わない通常の露光装置として構成されてもよい。また、露光装置は、ステップアンドスキャン方式の露光装置として構成されてもよいし、ステップアンドリピート方式として構成されてもよいし、他の方式として構成されてもよい。
【００３０】
照明光学系ＩＬは、光源１から提供される光を使ってマスク２２を照明する。照明光学系ＩＬは、例えば、偏光制御部２、光束形状変換部３、光束変更部４、結像光学系５、偏光制御部６、オプティカルインテグレータ７、可変絞り８、集光光学系９、結像光学系２０および検出部２８を含んで構成されうる。
【００３１】
光源１は、例えば、波長約１９３ｎｍの光を発生するＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍの光を発生するＫｒＦエキシマレーザー波長約１５３ｎｍの光を発生するＦ２レーザー等を使用しうる。光源１として、レーザーが使用される場合、コヒーレントなレーザー光束をインコヒーレント化するインコヒーレント化光学系を使用することが好ましい。また、光源１は、レーザーに限定されるものではなく、水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。
【００３２】
偏光照明を採用する場合、光源１がレーザーであればレーザーの直線偏光をそのまま利用することができる。また、レーザーの設置状態による出射レーザー光の偏光方向の違い、及び不図示のレーザー引き回し光学系の構成によらず、照明光学系に直線偏光を一定に入射する必要がある。そこで、偏光制御部２には、λ／２位相板を配置し、Ｘ偏光入射にする構成が望ましい。無偏光照明を採用する場合、位相解消板（又は位相調節板）を光路に挿入し、直線偏光をランダムな偏光に変換する。
【００３３】
光束形状変換部３は、光源１からの光をフーリエ変換面（投影光学系２４の瞳と共役な面）において円形や輪帯形状、多重極状等必要に応じて所望の形状分布の光束に変更する。前記フーリエ変換面での分布を基本形状とし、光束変更部４による形状変更や、倍率可変の結像光学系５による大きさ変更や、絞り部材による制限等により、被照射面において所望の有効光源形状が形成される。
【００３４】
光束形状変換部３は、フライアイレンズ、内面反射を用いた光学パイプ、回折光学素子等の少なくとも１つを含むオプティカルインテグレータや、リレー光学系、集光光学系、ミラー等を含んで構成されうる。
【００３５】
前記フーリエ変換面の近傍には、光束変更部４が配置されている。光束変更部４は、円錐型光学素子や平行平面板や適当な形状の絞り部材（例えば輪帯開口絞りや４重極開口絞りや円形絞り等）、４角錐型光学素子または倍率を変更するための拡大／縮小ビームエキスパンダー等を含んで構成されうる。光束変更部４は、光束形状変換部３により基本形状に変更された光束の形状や大きさを更に変更する。光束変更部４は、光路から待避することもできる。
【００３６】
光束変更部４を出射した光束は、倍率可変の結像光学系５により倍率が変更され、偏光制御部６に入射する。
【００３７】
偏光制御部６は、複数種類のλ／２位相板を含みうる。偏光制御部６は、例えば、直線偏光の偏光方向を変更する機能を有する。或いは、偏光制御部６は、λ／２位相板の複数の領域に対して所定の偏光状態を設定し、タンジェンシャル偏光照明やラディアル偏光照明に変換する機能を有する。
【００３８】
オプティカルインテグレータ７は、射出面近傍に複数の２次光源を形成し、マスク２２を均一に照明する。オプティカルインテグレータ７の後には、集光光学系９、マスキングブレード１９が配置されている。集光光学系９の光路には、ハーフミラー等の光分割素子が配置されている。光分割素子は、それに入射した光を、マスク２２に向かう光と検出部２８に向かう光とに分割する。検出部２８は、ウエハ２６に入射する光をモニターするために使用されうる。
【００３９】
マスク２２の近傍には、マスク２２と投影光学系２４との間に挿入すること及びそこから取り出しが可能で、有効光源分布や偏光の状態を測定するための検出部２１が配置されている。検出部２１の具体的な例については、例えば、特開２００６−３０３１９６号公報や特開２００６−２７９０１７号公報に記載されている。
【００４０】
ウエハステージ２７と投影光学系２４との間に挿入すること及びそこから取り出しが可能に構成された偏光状態を検出する検出部２５が配置されている。検出部２５は、例えば、２つのセンサーを含み、偏光成分毎（例えば、Ｘ方向偏光成分とＹ方向偏光成分）に露光量を計測可能に構成されうる。
【００４１】
結像光学系２０は、マスキングブレード１９によって形状が規制された光でマスク２２を照明する。マスク２２から出射した回折光は、投影光学系２４によってウエハ２６上に投影される。マスク２２とウエハ２６とは、光学的に共役の関係に配置される。
【００４２】
図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ〜図４Ｃは、マスク断面を模式的に示す図である。マスクステージ２３は、マスク２２を保持した状態で不図示の駆動機構によって駆動される。マスクステージ２３及び投影光学系２４は、例えば、床等に載置されたベースフレームによってダンパ等を介して支持されるステージ鏡筒定盤上に設けられる。マスクステージ２３の駆動機構としては、例えば、リニアモータを採用することができる。
【００４３】
投影光学系２４は、マスク２２に形成されたパターンを経た回折光をウエハ上に結像させる。投影光学系２４としては、例えば、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系（カタディオプトリック光学系）を使用することができる。或いは、投影光学系２４として、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォームなどの回折光学素子とを有する光学系等を使用してもよい。色収差の補正が必要な場合には、互いに分散値（アッベ値）の異なるガラス材からなる複数のレンズ素子を使用したり、回折光学素子をレンズ素子と逆方向の分散が生じるように構成したりする。  ウエハステージ２７は、ウエハ２６を保持した状態で不図示の駆動機構によって駆動される。ウエハステージ２７の駆動機構としては、例えば、リニアモータを採用することができる。マスクステージ２３とウエハステージ２７の位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動されうる。
【００４４】
図２Ａ、図２Ｂは、フーリエ変換面における有効光源の例示的な形状を説明する。図２Ａ、図２Ｂにおいて、白抜きの部分が光の入射部分である。図２Ａは、小σ照明を示している。σとは、照明光学系ＩＬのＮＡと投影光学系のＮＡとの比であり、σは、例えば０．２以下である。偏光方向は、マスクパターンにおける微細ピッチの周期をなす方向と直交する方向に一致させるようにする。照明光学系ＩＬのＮＡはｎｏ・ｓｉｎθｉｌ（照明側媒質の屈折率ｎｏは通常１、θｉｌは最大入射角）であり、投影光学系２４のＮＡはｎｆ・ｓｉｎθ（像側媒質の屈折率ｎｆは水の場合１．４４、θは最大入射角）である。
【００４５】
１方向のみに最適化するには、有効光源は、例えば図２Ｂのような形状にするとよい。この有効光源は、Ｘ＝±（１−σＸ）をそれぞれ中心とする半径１の２つの円が重なる領域である。σＸは、照明光学系ＩＬのＸ軸上のＮＡと投影光学系２４のＮＡとの比であり、例えば０．２以下である。
【００４６】
Ｘ方向に周期をなす微細ピッチのパターンを使用する場合を考える。図２Ｂの有効光源から出射された光は、有効光源の中心を通るＸ軸上（Ｙ＝０）の−σＸ≦Ｘ≦σＸに０次回折光が入射しかつ±１次回折光も瞳に入射する場合、Ｘ軸上でない（Ｙ＝０でない）領域内に０次回折光が入射する光も全て±１次回折光が瞳に入射する。
【００４７】
図３Ａおよび図３Ｂ、本発明の第１実施形態の位相シフトマスクの断面形状を模式的に示す図である。第１実施形態の位相シフトマスクは、交互に配置された２種類の透過領域１０１、１０２を含む透過基板ＳＵＢと、透過基板ＳＵＢの表面に２種類の透過領域１０１、１０２によって挟まれるように配置された遮光膜（吸収体）ｍとを備える。２種類の透過領域は、位相シフト用の掘り込み（溝）Ｔを有する第１透過領域１０１と、掘り込みを有しない第２透過領域１０２とを含む。掘り込みの側壁とそれに近接する遮光膜ｍの側壁との間の領域１１０において、透過基板ＳＵＢの表面が露出していて、これにより２段の階段形状が構成されている。
【００４８】
第１透過領域１０１の掘り込み部（溝）Ｔの縦方向（透過基板ＳＵＢの深さ方向）の量（即ち、掘り込み量）ｄは、露光光の波長λと透明基板ＳＵＢの屈折率ｎに依存し、一般にｄ＝λ／２（ｎ−１）である。
【００４９】
以下、第２実施形態の位相シフトマスクの構成をより詳しく説明する。位相シフト用の掘り込み部（溝）Ｔの横方向幅は、ライン部Ｌ（遮光部ｍに対応）およびスペース部Ｓ（透過領域１０１、１０２に対応）で構成されるラインアンドスペースパターンにおけるスペース部Ｓの幅とその両側に設けられたアンダーカットの量との和である。
【００５０】
この位相シフタ用の掘り込み部Ｔは、通常、ドライエッチングにより深さ方向の掘り込みをし、次いでウエットエッチングにより横方向にアンダーカットの幅を広げるよことによって形成されうる。
【００５１】
遮光膜ｍの幅は、ライン部Ｌの幅とほぼ同じ幅であるが、第１透過領域（掘り込み部）１０１と第２透過領域（非掘り込み部）１０２とで開口幅を変えて、バイアスを与えている。
【００５２】
通常、シングルトレンチ構造の位相シフトマスクは、図２４のような断面構造を有するが、アンダーカットとバイアスの量を最適化すると、図３Ａのようになり、遮光膜（吸収体）ｍによる庇はなくなり、掘り込み部はもはやアンダーカットとはいえない。そこで、位相シフタである第１透過領域（掘り込み部）１０１の設計スペース幅からの差をバイアス量として、ｓｂｉａｓとよぶことにする。
【００５３】
また、遮光膜（吸収体）ｍの設計ライン幅からの差をバイアス量として、ａｂｉａｓとよぶことにする。ａｂｉａｓは、第１透過領域（掘り込み部）１０１にのみ寸法差を加えるものである。
【００５４】
ｓｂｉａｓは、スペース部分の１つの端部のバイアス量であり、スペース部Ｓの幅を大きくする方向をプラスとする。ａｂｉａｓは、遮光膜（吸収体）ｍの幅を大きくするほうをプラスとし、掘り込み部１０１に対してのみバイアスを加える。基準は、設計ライン幅Ｌ、および、設計スペース幅Ｓで規定される位置とした。
【００５５】
このとき、
ａｂｉａｓ＜０，
ｓｂｉａｓ＞０，
｜ａｂｉａｓ｜  ＞  ｜ｓｂｉａｓ｜
（１７０／１８０）λ／２（ｎ−１）≦ｄ≦λ／２（ｎ−１）
であることが好ましい。
【００５６】
マスクを構成する物質を説明すると、光の吸収体である遮光膜ｍは、例えばクロムで構成され、透明基板ＳＵＢは、例えば石英ガラスで構成される。マスクの製法としては、通常の方法を用いることができ、ドライエッチングによって遮光膜ｍの領域を決定した後に、透明基板ＳＵＢをドライエッチングにより深さ方向に掘り込めばよい。アンダーカットがなくなるので、横方向の掘り込みをする必要がなくなり、ウエットエッチング工程を省略することができる。よって、工程を簡略化することができる。また、図３Ｂのように、掘り込み部分は、多少丸まっていてもよい。
【００５７】
図４Ａ〜図４Ｃは、本発明の第２実施形態の位相シフトマスクの断面形状を模式的に示す図である。この位相シフトマスクは、交互に配置された第１透過領域１０１’および第２透過領域１０２’を含む透過基板ＳＵＢと、透過基板ＳＵＢの表面に第１透過領域１０１’と第２透過領域１０２’とによって挟まれるように配置された遮光膜（吸収体）ｍとを備える。第１透過領域１０１’の面の高さと第２透過領域１０２’の面の高さとの差によって位相シフタが形成されている。
【００５８】
第１透過領域１０１’および第２透過領域のうち少なくとも第１透過領域１０１’が掘り込み部Ｔを有する。隣接する遮光膜（吸収体）ｍの対向する側壁の間に形成されている開口部１２０の幅は、透過基板ＳＵＢの深さ方向に向かって広がっている。掘り込み部Ｔの幅が透過基板ＳＵＢの深さ方向に向かって広がっている。
【００５９】
第１透過領域１０１’の面の高さと第２透過領域１２’の面の高さとの差である位相シフタの厚さをｄ、透過基板ＳＵＢの屈折率をｎ、露光光の波長をλとしたときに、
（１７０／１８０）λ／２（ｎ−１）≦ｄ≦λ／２（ｎ−１）
を満たすことが好ましい。
【００６０】
以下、第２実施形態の位相シフトマスクの構成をより詳しく説明する。遮光膜（吸収体）ｍの側壁角をａｔａｐｅｒとし、透明基板ＳＵＢのシフタ部である掘り込み部Ｔの側壁角をｓｔａｐｅｒとする。ここで、透明基板ＳＵＢの法線を基準として側壁角を定義する。また、開口部の幅が基板の深さ方向に向かって狭くなる向きをプラスとする。このとき、
ａｔａｐｅｒ≦０，
ｓｔａｐｅｒ≦０
であることが好ましい。即ち、側壁角ａｔａｐｅｒ，ｓｔａｐｅｒは、深さ方向に向かって開口部の幅が広くなる角度であることが好ましい。
【００６１】
ａｂｉａｓ，ｓｂｉａｓは、図３Ａ、図３Ｂと同じ定義とするが、基準位置は、遮光膜（吸収体）ｍと透明基板ＳＵＢとが接する面におけるスペースおよびラインの境界とする。ここで、
ａｂｉａｓ  ≦０，
ｓｂｉａｓ  ≧０，
｜ａｂｉａｓ｜  ≧  ｜ｓｂｉａｓ｜
であることが好ましい。
【００６２】
ｓｔａｐｅｒとａｔａｐｅｒとは、ほぼ同じであることが好ましい。ｓｔａｐｅｒとａｔａｐｅｒのどちらか一方の側壁角を鋭角、他方を略直角としてもよいし、ｓｔａｐｅｒ，ａｔａｐｅｒを互いに異なるものとして最適化してもよい。しかし、シフタの傾き角ｓｔａｐｅｒの方がＴＥ偏光の１次回折効率に効きやすく、重要である。以下では、ｓｔａｐｅｒ，ａｔａｐｅｒを単にｔａｐｅｒとも表記する。
【００６３】
側壁角（ｔａｐｅｒ）の大きさは、遮光膜（吸収体）ｍの厚さ（ｔ（ｎｍ））に関係し、遮光膜ｍの厚さが小さいほど大きくすべきであるが、ピッチや遮光膜の線幅にも依存する。ピッチや遮光膜の線幅が小さくなるほど側壁角（ｔａｐｅｒ）の大きさを大きくするとよい。
【００６４】
また、この構造は、図１９Ｃに例示するようなデュアルトレンチ構造にも適用が可能である。一般的なデュアルトレンチ構造は、図１９Ａに示すような断面形状を有し、クロムの両側の領域で基板が掘り込まれ、隣りあう透過領域に位相差が生じるように透過領域の一方がさらに深く掘り込まれている。
【００６５】
デュアルトレンチ構造においては、隣りあう透過領域の両方が掘り込まれているので、透過領域の一方にのみ寸法差を加えるバイアス（ａｂｉａｓ）はなくてもよい。また、図１９Ｂのようなアンダーカットに相当するｓｂｉａｓは、少しだけ加えたほうがよいが、構造上の理由によりｓｂｉａｓを大きくすることは難しい。
【００６６】
シングルトレンチ構造と同様に、遮光膜（吸収体）の厚さ（ｔ（ｎｍ））は厚い方がＴＥ偏光の１次回折効率が大きくなる。また、側壁角（ｔａｐｅｒ）が図１９Ｃのような逆テーパーになると、ＴＥ偏光の１次回折効率が大きくなり、同時に０次回折効率が小さくなる。しかし、逆テーパーをシングルトレンチ構造ほど大きくすることは構造上の理由により難しいので、ＴＥ偏光の１次回折効率を向上させるためには吸収体の厚さ（ｔ（ｎｍ））をシングルトレンチ構造より大きくするなどの調整が望ましい。
【００６７】
また、シングルトレンチ構造において、図４Ａの代わりに、図４Ｂ、図４Ｃのような構造を採用してもよい。側壁角（ｔａｐｅｒ）を逆テーパーとする際、透明基板または遮光膜（吸収体）の傾き角の線上に接するように段をつけても効果は同じであり、吸収体に段をつける代わりに、透明基板のみに段をつけてもいい。また、この構造はデュアルトレンチ構造にも適用が可能である。
【００６８】
図４Ａのようなマスクの製法としては、通常の方法を用いることができ、ドライエッチングによって遮光膜ｍの領域を決定した後に、透明基板ＳＵＢをドライエッチングにより深さ方向に掘り込めばよい。テーパーの形状（角度）はエッチング条件によって制御することができる。
【００６９】
テーパーを形成できないような場合は図４Ｂのようにテーパー角と接するように段状の構造としてもよい。遮光膜（吸収体）を傾斜または段状の構造とすることが難しい場合、図４Ｃのように傾斜させなくても、前述の理由でＴＥ偏光の１次回折効率を向上させる効果は得られる。
【００７０】
図４Ｃのような構造にするには、例えば、特開２００５−３２１６４１号公報に開示されているような方法を用いることができる。すなわち、基板の１段目を形成するためにドライエッチングを１回、２段目を形成するためにウエットエッチングを１回、遮光膜を部分的に除去するためにドライエッチングを１回行うことによって図４Ｃのような構造を得ることができる。吸収体も同様な方法で、２段の構造にするか、スパッタ、真空蒸着などによる製膜を２回行い２層にするなどで作成が可能である。
【００７１】
ここで、位相シフトマスクの理想的な断面構造が図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ〜４Ｃとなる根拠を説明する。マスクの３次元構造を忠実に再現し電磁場解析により、同じエネルギーのＴＥ偏光とＴＭ偏光が入射した場合のマスクによる回折光を求める。実際は、偏光照明を用いた場合、ＴＥ偏光の割合の大きな光をマスクに入射させるので、露光時は、回折光のＴＥ偏光とＴＭ偏光の割合はこれと同じではない。
【００７２】
ＴＥ偏光とＴＭ偏光の回折光（効率）が回折角ごとにそれぞれ求められ、これらの回折光の振幅と位相が結像に関して重要な役割を持っている。マスクに対して垂直に入射して直進する０次光はパターンの結像に関与せず一様なボケ光となる。微細パターンでは、最も割合の大きい１次光はパターンの結像に関与する重要な光であり、それよりも回折角が大きい高次光は光学系の内部を通らないため結像に関与しない。１次回折光においてもＴＥ偏光の１次回折光は干渉性が強く微細パターンの結像に寄与するが、回折角が９０度に近づくとＴＭ偏光の１次回折光は干渉性が弱くなり微細パターンの結像に寄与しなくなる。したがって、回折光の全強度の中でＴＥ偏光の１次回折光の占める割合が重要である。
【００７３】
０次回折光は、ライン幅とスペース幅が等しいＬ／Ｓ周期パターンの周期が無限大の場合は、スカラー回折ではゼロになるはずであるが、マスクの３次元構造を考えるとゼロにはならない。
【００７４】
特に０次回折光は一様なボケ光となるばかりでなく、投影光学系の収差、特にデフォーカスに対して像性能を悪化させる。１次回折光と０次回折光との干渉はデフォーカス時に位相差が大きく出るためである。
【００７５】
図３、４のような断面構造をもつマスクでは、ＴＥ偏光の０次回折光は低く抑えられ、ＴＥ偏光の１次回折光の効率は大きい。このことをシミュレーション結果により以下で示す。シミュレーション条件は、次のとおりとした。即ち、波長がＡｒＦ（１９３ｎｍ）、ＮＡ＝１．３５の露光装置でウエハ上ピッチ９０ｎｍ、ライン幅Ｌ３２ｎｍの像を形成するために、４倍マスク上のパターン寸法がピッチ３６０ｎｍ、ライン幅Ｌ１２８ｎｍの位相シフトマスクを用いるものとした。クロムの膜厚は１０３ｎｍとした。
【００７６】
図５Ａは、シミュレーションによって求めた投影光学系に入射するＴＥ偏光の０次回折光とＴＥ偏光の１次回折光との振幅の比を示す図である。図５Ｂは、シミュレーションによって求めた投影光学系に入射するＴＥ偏光の１次回折光とＴＭ偏光の１次回折光との振幅比を示す図である。
【００７７】
図５Ａにおいて、横軸にアンダーカットをとり、バイアスをパラメータにして、縦軸にＴＥ偏光の０次回折光と１次回折光の振幅の比をとっている。ＴＥ偏光の０次回折光は、前に述べた理由で、小さい方が望ましい。
【００７８】
従来からの「０／π差」のアンダーカットのみによる補正ではアンダーカットを大きくすると、ＴＥ偏光の１次回折光に対するＴＥ偏光の０次回折光の比率が少なくなっていくが、線幅１２８ｎｍではアンダーカットを６０ｎｍもとることはできない。
【００７９】
バイアスを大きくしてゆくと、バイアス＝−４５ｎｍ、アンダーカット＝１０ｎｍにおいて、ＴＥ偏光の１次回折光に対するＴＥ偏光の０次回折光の比率が最も小さくなる。
【００８０】
図５Ｂにおいて、横軸にアンダーカットをとり、バイアスをパラメータにして、縦軸にＴＥ偏光の１次回折光とＴＭ偏光の１次回折光との振幅の比をとっている。ＴＥ偏光の１次回折効率は、ＴＭ偏光の１次回折効率より大きい方が望ましく、これらの比は大きい方が望ましい。アンダーカットを大きくすると、ＴＭ偏光の１次回折光に対するＴＥ偏光の１次回折効率の比率は逆に小さくなるが、バイアスを大きくし、アンダーカットを小さくすると、ＴＭ偏光の１次回折光に対するＴＥ偏光の１次回折効率の比率が大きくなる。図５Ａ、図５Ｂにおいて、バイアスとアンダーカットとの良好な組み合わせを○で示し、従来のアンダーカット（＝６０、バイアス＝０）を△で示した。）
マスク構造のパラメータであるアンダーカットとバイアスの変化により、ＴＥ偏光の０次回折光、１次回折光の効率が変化していることが図５Ａ、図５Ｂに示されたが、これが像性能とどのように結びついているかを次に示す。
【００８１】
ここでの像強度分布の計算においては、ＴＥ偏光の偏光照明としたが、簡単化のためＴＥ偏光のみの回折光を投影光学系に入射させて結像させるシミュレーションを行った。像強度分布では「０／π差」により図２５Ａのような掘り込み部と非掘り込み部とで光強度のピーク値に差が出てしまうが、その差はデフォーカスにより大きくなる傾向がある。デフォーカスを変化させて光強度のピーク差（Ｉ１−Ｉ２）を求め、許容深度内での変化量の幅Δ（Ｉ１−Ｉ２）を求めた。
【００８２】
その結果を図６Ａに示す。図６Ａは、横軸にアンダーカットをとり、バイアスをパラメータにしており、縦軸に光強度のピーク差の許容深度内での変化量の幅Δ（Ｉ１−Ｉ２）を示している。
【００８３】
従来からのアンダーカットのみによる補正ではアンダーカットを大きくしてゆくとΔ（Ｉ１−Ｉ２）は少なくなっていくが、バイアス＝０、アンダーカット＝６０ｎｍでもΔ（Ｉ１−Ｉ２）はかなり大きい。従来の構造におけるバイアスとアンダーカットとの組み合わせを△で示す。
【００８４】
ところが、バイアスをマイナス方向に大きくしていき、バイアス＝−４０ｎｍ、アンダーカット＝１０ｎｍではΔ（Ｉ１−Ｉ２）は最小となる。これを最適構造（バイアスとアンダーカットの最適値）と考える。このバイアスとアンダーカットの組み合わせを○で示す。
【００８５】
図２５Ｂも参照すると、これらの組み合わせにおいて、ベストフォーカスでの（Ｉ１−Ｉ２）がゼロに近いことが理解される。加えて、図６Ａより、許容深度内での変化量、すなわちデフォーカスによる悪化も少ないことが示されている。
【００８６】
したがって、図５ＡのＴＥ偏光の０次回折光の比と比較して、０次回折光の割合が小さいほど、許容深度内にわたって光強度のピーク値に差が少ないことがわかる。
【００８７】
次に偏光度ＲｏＰが１％変化したときのＣＤ変化を求める。偏光度ＲｏＰとは、ある方向の直線偏光の強度が全強度に占める割合をいう。ここでは、偏光度としてＴＥ偏光の全強度に占める割合を９５％とした偏光照明を基準とし像強度分布をおこない、偏光度が１％変化したときの偏光照明とした像強度分布をおこないＣＤ変化を求めた。
【００８８】
偏光度は９０％以上であればほぼ所望の直線偏光と考えてよく、偏光度の基準は露光装置が採用するもので、９５％は重要な数字ではない。偏光度の基準はたとえば９３％とか９８％とかであってもよい。偏光度ＲｏＰは９０％以上であれば偏光度が１％変化したときのＣＤ変化もほとんど変わらない。
【００８９】
図６Ｂに結果を示す。アンダーカットを小さくしていくとＣＤ変化は小さくなる。もちろん、偏光度ＲｏＰが変化してもＣＤ変化は小さいほうが望ましい。したがって、図６Ａの１次回折光のＴＥ偏光の比と比較して、ＴＥ偏光の１次回折光の効率が大きいほど、偏光度が変化してもＣＤ変化は小さいことがわかる。
【００９０】
この場合、さきほどのＴＥ偏光の０次回折効率から求めたバイアスとアンダーカットの最適値は、ＴＥ偏光の１次回折効率から求めた最適値と一致した。
【００９１】
このように、最適な構造とはＴＥ偏光の０次回折光が最小となり、かつ、ＴＥ偏光の１次回折光とＴＭ偏光の１次回折効率の振幅比が大きいほど良いことがわかる。検討の結果、ＴＥ偏光の１次回折光とＴＭ偏光の１次回折効率の振幅比は１以上、望ましくは１．１から１．２以上が良いことがわかった。
【００９２】
さらに細い線幅をシミュレーションした。シミュレーション条件は、波長がＡｒＦ（１９３ｎｍ）、ＮＡ＝１．３５の露光装置で、ウエハ上ピッチ７４ｎｍ、ライン幅Ｌ２６ｎｍの像を形成するために、４倍マスク上のパターン寸法、ピッチ２９６ｎｍ、ライン幅Ｌは１０４ｎｍの位相シフトマスクを用いる。クロムの膜厚は１０３ｎｍとした。
【００９３】
図７Ａは、ＴＥ偏光の０次回折光の振幅と１次回折光の振幅との比を示す。図７Ｂは、ＴＥ偏光の１次回折光の振幅とＴＭ偏光の１次回折光の振幅との比を示す。
【００９４】
図７Ａ、横軸にアンダーカットをとり、バイアスをパラメータにして、縦軸にＴＥ偏光の０次回折光とＴＥ偏光の１次回折光の振幅の比をとっている。図７Ｂは、横軸にアンダーカットをとり、バイアスをパラメータにして、縦軸にＴＥ偏光の１次回折光とＴＭ偏光の１次回折光の振幅の比をとっている。
【００９５】
この条件では、図７ＡよりＴＥ偏光の０次回折光が最小となるようなバイアス＝−５０ｎｍ、アンダーカット＝２０ｎｍでは、図７ＢよりＴＥ偏光の１次回折光とＴＭ偏光の１次回折光の比が１以下になってしまう。すなわち、ＴＭ偏光の１次回折光効率のほうがＴＥ偏光の１次回折効率よりも大きくなってしまう。
【００９６】
そして、同様に掘り込み部と非掘り込み部のピーク強度の差を許容深度内での変化量の幅Δ（Ｉ１−Ｉ２）として求め、偏光度ＲｏＰが１％変化したときのＣＤ変化を求めた。この結果を示す図８Ａ、図８Ｂより、次のことが予想される。
【００９７】
この条件下では、ＴＥ偏光の０次回折光が最小となるようなバイアス＝−５０ｎｍ、アンダーカット＝２０ｎｍ（このバイアスとアンダーカットの組み合わせを○で示す。）では、許容深度内でのピーク差変化量の幅Δ（Ｉ１−Ｉ２）は最小になるが、偏光度が１％変化したときのＣＤ変化が０．１５ｎｍを超えてしまう。
【００９８】
線幅が細くなり、ＣＤ制御が厳しくなってくるにもかかわらず、偏光度のわずかな変化によりＣＤ変化が無視できなくなる可能性がある。
【００９９】
このため、マスクの３次元構造をさらに変化させて、掘り込み部の深さ、吸収体の厚さ、ガラス基板と吸収体の側壁角などの影響を調べ、図４Ａ〜図４Ｃのようなマスク構造にする。これにより、ＴＥ偏光の０次回折光が最小となり、かつ、ＴＥ偏光とＴＭ偏光の１次回折効率の比が１以上になる。
【０１００】
掘り込み角は、
（１７０／１８０）λ／２（ｎ−１）≦ｄ≦λ／２（ｎ−１）
とするとＴＥ偏光の０次回折光が小さくなる。
【０１０１】
しかしながら、一般的に線幅が小さくなるとピッチが多少大きくなっても、ＴＥ偏光の０次回折光を小さくするような構造は、ＴＥ偏光の１次回折光とＴＭ偏光の１次回折光の振幅比は１以下となってしまう。特に吸収体の厚さが薄くなるとＴＥ偏光の１次回折光の回折効率が悪い。
【０１０２】
特開２００５−１８２０３１号公報にあるように、吸収体の厚さを厚くするほどＴＥ偏光の回折効率は良くなるが、吸収体層の厚さｔを波長λよりも大きくするのは、波長以下の微細構造では現実的ではない。そこで、吸収体層の厚さｔを波長λよりも小さい範囲で、また、ガラス基板と吸収体の側壁のテーパー角を変化させてＴＥ偏光の０次、１次回折光の回折効率を調べ最適な構造を求める。
【０１０３】
まず、従来のようなバイアスなしのアンダーカット５０ｎｍで、吸収体層の厚さｔとガラス基板と吸収体の側壁のテーパー角を変化させてＴＥ偏光の０次、１次回折光の回折効率を調べた。ガラス基板と吸収体の側壁のテーパー角は同じ傾き角にした。
【０１０４】
図９Ａは、横軸に吸収体層の厚さｔをとり、縦軸にテーパー角をとり、ＴＥ偏光の０次回折光と１次回折光の振幅の比の等高線マップを示している。図９Ｂは、横軸に吸収体層の厚さｔをとり、縦軸にテーパー角をとり、ＴＥ偏光の１次回折光とＴＭ偏光の１次回折光との振幅の比の等高線マップを示している。マップの濃い色の部分が望ましい部分である。そのうち丸で囲んだ部分が両者の総合的に最適な部分である。
【０１０５】
これらの結果から、バイアス＝０、アンダーカット＝５０ｎｍでは、最適な構造は、
ｔ＝７０〜９０（ｎｍ）、ｔａｐｅｒ＝−１０（ｄｅｇ．）
となる。また、前述したようにアンダーカット＝５０ｎｍは構造上、実現することは難しいので、図７Ａより、ＴＥ偏光の０次回折光の小さくなるバイアスとアンダーカットの組み合わせのうちで、バイアス＝−３０ｎｍ、アンダーカット＝３０ｎｍとして同様に調べた。
【０１０６】
図１０Ａにおいて、ＴＥ偏光の０次回折光と１次回折光の振幅比、図１０Ｂにおいて、ＴＥ偏光の１次回折光とＴＭ偏光の１次回折光との振幅比の等高線マップを示す。丸で囲んだ部分が両者の総合的に最適な部分である。
【０１０７】
バイアス＝−３０ｎｍ、アンダーカット＝３０ｎｍでは、最適な構造は、
１０３≦ｔ≦１４６（ｎｍ）、−１０≦ｔａｐｅｒ≦０（ｄｅｇ．）
となる。この条件では吸収体の厚さと側壁角の最適な関係を調べると、吸収体の厚さ（ｔ（ｎｍ））と側壁角（ｔａｐｅｒ（ｄｅｇ．））の関係は、
ｔａｐｅｒ≦０．１５ｔ−２０．０
であった。このような構造では、ＴＥ偏光の０次回折効率を低く、ＴＥ偏光の１次回折効率を１以上に大きくすることができる。ＴＥ偏光の０次回折光は、パターン周辺が遮光されたマスクでは０．１程度以下であることが望ましい。
【０１０８】
パターン周辺に光が透過するマスクにおいては０次回折光がどの程度かはパターンによるので一概には言えない。
【０１０９】
ここでは、０／π差問題があり、マスク構造が波長以下の微細構造をもつために偏光度変化に非常に敏感である位相シフトマスクを例にしたが、バイナリーマスクでもハーフトーンマスクでも同様な考え方が適用できる。この場合、マスクからの回折光が、基本周期を解像に関与する次数（０次回折光と特に１次回折光）のＴＥ偏光とＴＭ偏光の振幅比が１以上の回折効率であり、かつ瞳を通過する基本周期の解像に関与しない次数（高次回折光）の回折効率を最小にすればよい。たとえば、バイナリーマスクやハーフトーンマスクでも図２０のような構造にすればＴＥ偏光の回折効率を大きくすることができる。遮光膜ｍを半透過膜とするとハーフトーンマスクの場合に対応する。
【０１１０】
このように、マスクの断面構造により、基本周期の解像に関与するＴＥ偏光の回折光（１次回折光）の効率が違ってくる。このことによって０／π差問題を起こしたり、ある方向の直線偏光の通過のしやすさが異なってくる。
【０１１１】
結果として像面上でパターンのＣＤの精度が変わるため、ＣＤ誤差の少なくなるようなマスク構造を提案してきた。
【０１１２】
しかしながら、マスクは０／π差問題を第一に解消すべきであるから、０／π差問題を解消するような構造を考えていくと、ＴＥ偏光の１次回折効率はＴＭ偏光の１次回折効率との振幅の比より小さくなってしまう場合も多々ありうる。
【０１１３】
このようなマスクを用いた場合には、偏光誤差に対するＣＤエラーの敏感度が大きいので露光装置側で偏光制御を厳しくしなければならない。
【０１１４】
どれだけ厳しくするかは、偏光度の変化に対するＣＤ変化に依存し、またＴＥ偏光の１次回折効率に依存する。許容されうるＣＤエラーの許容値内に抑えるように偏光制御をしなければならない。すなわち偏光制御は偏光度誤差の許容値以下にしなければならない。
【０１１５】
許容される偏光度誤差ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔは、ＣＤエラーの許容値ＣＤ＿ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔ（ｎｍ）を偏光度１％の変化に対するＣＤ変化（ＣＤ＿ＲＯＰ）で割ると求められる。
【０１１６】
ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔ＝ＣＤ＿ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔ／ＣＤ＿ＲＯＰ
また、ＴＥ偏光の１次回折効率の強度（ＩＴＥ＿１）とＴＭ偏光の１次回折効率の強度（ＩＴＭ＿１）の比が大きいほどＣＤ変化（ＣＤ＿ＲＯＰ）は小さいことは前にも述べた。
そのため偏光度１％の変化に対するＣＤ変化（ＣＤ＿ＲＯＰ）は、ＴＥ偏光の１次回折効率の強度（ＩＴＥ＿１）とＴＭ偏光の１次回折効率の強度（ＩＴＭ＿１）の比で表せる。
【０１１７】
ＴＥ偏光の１次回折効率の強度（ＩＴＥ＿１）とＴＭ偏光の１次回折効率の強度（ＩＴＭ＿１）の比をαとする。
【０１１８】
α＝ＩＴＥ＿１／ＩＴＭ＿１
偏光度１％の変化に対するＣＤ変化（ＣＤ＿ＲＯＰ）はαの関数ｆ（α）として、
ＣＤ＿ＲＯＰ＝ｆ（α）
のように近似できる。したがって、ＣＤエラーの許容値ＣＤ＿ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔ（ｎｍ）をｆ（α）で割ったもので近似できる。
【０１１９】
ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔ＝ＣＤ＿ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔ／ｆ（α）
あるいは偏光度誤差が偏光度誤差許容値ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔをこえてしまう場合、露光量を調整してＣＤ変化を少なくする方法が有効である。
【０１２０】
偏光度変化に応じて、露光量を次の補正式で補正する。つまり、基準の偏光度（ＲｏＰ＿基準）の露光量をＤｏとし、測定した偏光度（ＲｏＰ＿測定値）に応じて露光量をＤに変化させる。このとき、マスク構造に応じた係数をＫとする。
【０１２１】
マスク構造に応じて偏光度変化を考慮して露光量を変化させた場合の露光量Ｄは、たとえば１次近似をした場合、
Ｄ＝Ｄｏ／（（ＲｏＰ＿測定値＋Ｋ・（１−ＲｏＰ＿測定値））／（ＲｏＰ＿基準＋Ｋ・（１−ＲｏＰ＿基準）））
となる。ここで、基準のＲｏＰ（ＲｏＰ＿基準）の露光量をＤｏとし、測定したＲｏＰをＲｏＰ＿測定値、マスク構造に応じた係数をＫとした。
【０１２２】
また、マスク構造に応じた係数Ｋは前述のαの関数ｇ（α）とプロセスによる定数Ｋｐとで近似することができる。
【０１２３】
マスク構造に応じた係数Ｋはプロセスによる定数をＫｐとして、次の近似式で表せる。
【０１２４】
Ｋ＝Ｋｐ・ｇ（α）
プロセスによる定数Ｋｐは、露光装置のＮＡ、照明条件（有効光源の形状、σ、分布、基準偏光度などによって決まる）パターンやその他の露光条件（レジスト、プロセス）に依存する。
【０１２５】
このようにして、偏光度の変化があっても、ＣＤ変化が大きいマスク構造の場合でも、ＣＤ誤差が許容範囲内に抑えられることができる。
【０１２６】
［実施例１］
波長がＡｒＦ（１９３ｎｍ）、ＮＡ＝１．３５の露光装置で、ウエハ上ピッチ９０ｎｍ、ライン幅Ｌ３２ｎｍの像を形成するために、４倍マスク上のパターン寸法がピッチ３６０ｎｍ、ライン幅Ｌは１２８ｎｍの位相シフトマスクを用いる。クロムの膜厚は１０３ｎｍとした。有効光源は図２Ａに示すようなものとし、σ＝０．１５とした。
【０１２７】
マスク構造は最適な構造として、図３に示すような構造とし、
ａｂｉａｓ＝−４５ｎｍ、ｓｂｉａｓ＝１０ｎｍ（最適構造）
ａｂｉａｓ＝  ０ｎｍ、ｓｂｉａｓ（アンダーカット）＝６０ｎｍ（従来の構造）
を比較した。吸収体の厚さ（ｔ（ｎｍ））は７３ｎｍまたは１０３ｎｍとした。
【０１２８】
まず基準状態の偏光照明で、デフォーカスを変化させて光強度のピーク差（Ｉ１−Ｉ２）を求めた（図１１）。
【０１２９】
最適構造ではベストフォーカス時、デフォーカス時ともに、光強度のピーク差（Ｉ１−Ｉ２）が小さいことがわかる。
【０１３０】
次に偏光度９５％を基準として、偏光度が変化したときの像面上のＣＤ変化を求めた（図１２）。図１２は横軸が偏光度、縦軸が像面上のＣＤ変化を示す。
【０１３１】
また、偏光度９５％を基準として、偏光度が変化したときの像面上の深度変化を求めた。（図１３）深度は露光量５％の変動に対して、ＣＤ変化が所定のライン幅Ｌ３２ｎｍとして±５％の変動を許容したときのデフォーカス幅である。図１３は横軸が偏光度、縦軸が深度（ＤＯＦ）変化を示す。
【０１３２】
偏光度±１％に対するＣＤ変化は従来の構造では±０．１３ｎｍに対して最適構造では±０．０７ｎｍであり、深度（ＤＯＦ）変化は従来の構造では±３．６％に対し最適構造では±１．７％であった。
【０１３３】
このように最適構造とすることにより、従来の構造よりも、０／π差問題や偏光度に対する変化が改善される。すなわち０／π差問題も問題にならないほどに解消し、偏光度に対する変化も非常に少ないものとなった。
【０１３４】
［実施例２］
波長がＡｒＦ（１９３ｎｍ）、ＮＡ＝１．３５の露光装置で、ウエハ上ピッチ７４ｎｍ、ライン幅Ｌ２６ｎｍのパターンの像を形成するために、４倍マスク上のパターン寸法がピッチ２９６ｎｍ、ライン幅Ｌ１０４ｎｍの位相シフトマスクを用いる。クロムの膜厚は１０３ｎｍとした。有効光源は図２（Ａ）に示すようなものとし、σ＝０．１５とした。
【０１３５】
マスク構造は最適な構造として、図４に示すような構造とし、ｓｂｉａｓ（ｎｍ）、  ａｂｉａｓ（ｎｍ）、吸収体の厚さ（ｔ（ｎｍ））と側壁角（ｔａｐｅｒ（ｄｅｇ．））、掘り込み深さ（ｄ（ｎｍ））は、
ｄ＝（ｐｈａｓｅ／１８０）λ／２（ｎ−１）
とした。
【０１３６】
評価量として、デフォーカス±１００ｎｍに対してラインパターンのシフト量の変動を求め、偏光度（ＲｏＰ）１％の変化に対するＣＤ変化（ＣＤ＿ｅｒｒｏｒ（ｎｍ））と深度の変化（ｄＤＯＦ（％））をもとめた。
【０１３７】
そして、ＴＥ偏光の０次回折効率と１次回折効率の振幅比または、ＴＥ偏光の１次回折効率とＴＭ偏光の１次回折効率の振幅比と比較した。結果を図１４に表として示した。
【０１３８】
ＴＥ偏光の０次回折効率が小さいほどデフォーカス±１００ｎｍに対してラインパターンのシフト量の変動が小さい。
【０１３９】
ＴＥ偏光の１次回折光効率が大きくなるほど、偏光度（ＲｏＰ）１％の変化に対するＣＤ変化（ＣＤ＿ｅｒｒｏｒ（ｎｍ））と深度の変化（ｄＤＯＦ（％））の変動が小さい。
【０１４０】
マスク構造において、ＴＥ偏光の０次回折効率が最小となり、かつ、ＴＥ偏光の１次回折効率とＴＭ偏光の１次回折効率の振幅比が１以上、望ましくは１．１から１．２以上であれば、安定した露光性能が得られる。
【０１４１】
この実施例においては、吸収体の厚さ（ｔ（ｎｍ））と側壁角（ｔａｐｅｒ（ｄｅｇ．））の関係は、
ｔａｐｅｒ  ≦  ０．１５ｔ−２０．０
とするとＴＥ偏光の１次回折効率が上記条件を満足した。
【０１４２】
［実施例３］
前にも述べたように、線幅が小さくなるとピッチが多少大きくなっても、ＴＥ偏光の０次回折効率を小さくするような構造は、ＴＥ偏光の１次回折効率とＴＭ偏光の１次回折効率の振幅比は１以下となってしまう場合が多い。
【０１４３】
このような場合は偏光度の変化に対してＣＤ誤差が大きくなるので注意が必要である。
【０１４４】
実施例３では、ＣＤ誤差が許容値の範囲内とするために、偏光度制御をどれだけ厳しくしなければならないかを予想する例を示す。
波長がＡｒＦ（１９３ｎｍ）、ＮＡ＝１．３５の露光装置で、ウエハ上ピッチ７４ｎｍ、ライン幅Ｌ２６ｎｍのパターンの像を形成するために、４倍マスク上のパターン寸法がピッチ２９６ｎｍ、ライン幅Ｌは１０４ｎｍの位相シフトマスクを用いる。クロムの膜厚は１０３ｎｍとした。有効光源は図２（Ａ）に示すようなものとし、σ＝０．１５とした。
ＣＤエラーの許容値を線幅２６（ｎｍ）の１％の０．２６ｎｍとする。
【０１４５】
ＴＥ偏光の１次回折効率が低いマスクを用いた場合には、偏光誤差に対するＣＤエラーの敏感度が大きいので露光装置側で偏光制御を厳しくしなければならない。
【０１４６】
どれだけ厳しくするかは、偏光度の変化に対するＣＤ変化に依存し、またＴＥ偏光の１次回折効率に依存する。許容されうるＣＤエラーの許容値内に抑えるように偏光制御をしなければならない。
【０１４７】
許容されうるＣＤエラーの許容値は線幅の何％かで与えられるものとして、偏光度の変化に対するＣＤ変化はマスク構造により決まるものであるから、マスク構造により偏光度の制御性能を変える必要がある。  そのためには次のようにすればよい。ＴＥ偏光の１次回折効率とＴＭ偏光の１次回折効率との振幅または強度の比αを求める。この振幅または強度の比αと、偏光度の変化に対するＣＤ変化との関係を求める。
【０１４８】
以下で、許容されうるＣＤエラーに対して許容される偏光度誤差を求める方法を具体的に示す。
【０１４９】
（１）  露光前に、許容されうるＣＤエラーの量を設定する。
【０１５０】
（２）ＴＥ偏光の１次回折効率とＴＭ偏光の１次回折効率との比を求める。
【０１５１】
実際にはＴＥ偏光の１次回折効率とＴＭ偏光の１次回折効率との強度の比を計測することは可能であるから、強度比を計測する。この強度比のわかっているマスクを、偏光度を変えてＣＤ変化がどれだけ起こるかをあらかじめ実験によって求めておく。
【０１５２】
１次回折光の強度の測定は、回折格子などの回折光の強度測定に用いられる一般的な方法を適用することができる。強度の測定に関し、測定器で使用されるレーザー光の波長は露光光の波長に近い波長であることが望ましい。１次回折光の回折角はＣＤ精度の厳しい最小ピッチにより求められる回折角近傍で測定すればよい。レーザー光の偏光をＴＥ偏光にした場合と、同じ光量のＴＭ偏光にした場合とのそれぞれの１次回折光の強度を測定する。
【０１５３】
あるいはマスクの物性値と構造から、ＴＥ偏光の１次回折効率とＴＭ偏光の１次回折効率との強度（または振幅）の比を計算によって求める。
【０１５４】
（３）そして、強度（または振幅）比と偏光度の変化に対するＣＤ変化との関係を計算または実験によって見積もっておく。
【０１５５】
以下で、露光装置上での実施例を示す。
【０１５６】
露光前に、許容されうるＣＤエラーを設定し露光装置にその情報を入力する。
次に露光するマスクのＴＥ偏光の１次回折光とＴＭ偏光の１次回折光との強度（または振幅）の比の情報を入力しておく、またはマスクの情報として読み取る。
【０１５７】
次に露光装置のコントロール部でＣＤエラーの許容値内に抑えるように偏光度誤差の上限の量を決定する。
【０１５８】
コントロール部では、許容されうるＣＤエラーを設定すると、ＣＤエラーの許容値内に抑えるように偏光度誤差の量を決定する。それが露光装置側で標準的に設定している偏光度の規格より大きければ、通常通り露光を進めればよいが、偏光度の規格より厳しければ警告を発し露光装置側でＣＤエラーの許容値内に抑えるような措置をとる。
【０１５９】
たとえば、偏光度制御を厳密にする、あるいは、露光前または露光中に照明光またはウエハへの入射光の偏光度を測定し、偏光度の基準からの変化に対応させ露光量を調整、制御するなどである。
【０１６０】
ここで実施例３の数値例を示す。
前述の実施例２と同じ露光条件で、実施例２で得られた１０個のマスク構造をもとに、ＴＥ偏光の１次回折効率とＴＭ偏光の１次回折効率との強度の比と、偏光度１％の変化に対するＣＤ変化（ｎｍ）との関係を示す（図１５）。
【０１６１】
図１５はマスク構造を図１４の表の上から順に番号をつけそれらを横軸に、それぞれに対してＴＥ偏光の１次回折光とＴＭ偏光の１次回折光との強度の比、偏光度１％の変化に対するＣＤ変化（ＣＤ＿ＲｏＰ＝ＣＤ＿ｅｒｒｏｒ／ＲｏＰ）を縦軸に示した。これより、ＴＥ偏光の１次回折光の強度比が大きいほど、偏光度１％の変化に対するＣＤ変化（ｎｍ）が小さいということが示され、これらの間に関係があることが予想される。
【０１６２】
次に、ＴＥ偏光の１次回折効率の強度（ＩＴＥ＿１）とＴＭ偏光の１次回折効率の強度（ＩＴＭ＿１）の比をαとし、αを偏光度１％の変化に対するＣＤ変化（ＣＤ＿ＲｏＰ）にフィッテイングし、ｆ（α）を求める。（図１６）図１６は図１４の表のマスク構造をもとに、αを横軸に、αに対して求められたｆ（α）と、比較のため、あらかじめ得られている偏光度１％の変化に対するＣＤ変化（ＣＤ＿ＲｏＰ）を縦軸に示した。図で示したようにＴＥ偏光の１次回折効率の強度比αの関数としたｆ（α）は、偏光度１％の変化に対するＣＤ変化（ＣＤ＿ＲｏＰ）に多項式近似でフィッテイングすることができる。これは２次関数で近似でき、あるいは１次関数でも十分近似できる。
【０１６３】
この実施例における露光条件ではｆ（α）は次のようになる。
【０１６４】
ＣＤ＿ＲｏＰ＝ＣＤ＿ｅｒｒｏｒ／ＲｏＰ＝ｆ（α）
α＝  ＩＴＥ＿１／ＩＴＭ＿１
ｆ（α）  ＝  −０．１８３１α＋０．３２２８
ＣＤエラーの許容値ＣＤ＿ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔ（ｎｍ）は線幅２６（ｎｍ）の１％の０．２６ｎｍである。ＣＤエラーの許容値ＣＤ＿ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔ（ｎｍ）を偏光度１％の変化に対するＣＤ変化（ＣＤ＿ＲｏＰ）でわると、許容される偏光度誤差ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔが求められる。この代わりにＣＤエラーの許容値ＣＤ＿ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔ（ｎｍ）をｆ（α）で割っても近似できる。
【０１６５】
ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔ＝ＣＤ＿ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔ／ＣＤ＿ＲｏＰ
ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔ＝ＣＤ＿ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔ／ｆ（α）
許容される偏光度誤差ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔと、ＣＤエラーの許容値ＣＤ＿ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔ（ｎｍ）をｆ（α）で割ったものを比較した。（図１７）図１７はαを横軸に、許容される偏光度誤差ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔを縦軸に示した。
【０１６６】
図１７より許容される偏光度誤差ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔはＣＤエラーの許容値ＣＤ＿ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔ（ｎｍ）／ｆ（α）で近似できることがわかる。
【０１６７】
これらの結果から、露光装置の偏光度誤差の規格が±１％だとしたら、許容される偏光度誤差ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔが１％より大きいので、露光によって起こるＣＤ変化が、ＣＤエラーの許容値以内に入ることになる。図１６からも露光によって起こるＣＤ変化が、ＣＤ＿ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔ±０．２６ｎｍ以下であることが理解できる。
【０１６８】
マスクがあれば、αを計測またはマスクの物性値と構造から計算によって求めることによってｆ（α）を求め、ＣＤ＿ＲＯＰを予測し、それにより露光装置の偏光度制御ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔをどれくらいにすればいいかわかる。
【０１６９】
ここでは、実施例２で最適化されたマスク構造をもとに、偏光度制御ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔを求めたので、すべて、露光装置の偏光度誤差の規格が±１％の範囲におさまっている。
【０１７０】
しかしながら、ＴＥ偏光とＴＭ偏光の１次回折効率の強度比αが１より小さいものがあれば、このような方法で偏光度制御をどれだけ厳しくしなければならないかがわかり、有効である。
【０１７１】
［実施例４］
偏光度誤差があるときに、露光量を調整してＣＤ変化を少なくする例を示す。
波長がＡｒＦ（１９３ｎｍ）、ＮＡ＝１．３５の露光装置で、ウエハ上ピッチ７４ｎｍ、ライン幅Ｌ２６ｎｍのパターンの像を形成するために、４倍マスク上のパターン寸法がピッチ２９６ｎｍ、ライン幅Ｌは１０４ｎｍの位相シフトマスクを用いる。クロムの膜厚は１０３ｎｍとした。有効光源は図２（Ａ）に示すようなものとし、σ＝０．１５とした。
【０１７２】
マスク構造は図１４の表の１番上、構造１とした。すなわちアンダーカット（ｕｃ（ｎｍ））ｕｃ＝５０、バイアス（ｂ（ｎｍ））ｂ＝０、吸収体の厚さ（ｔ（ｎｍ））ｔ＝７３と側壁角（ｔａｐｅｒ（ｄｅｇ．））ｔａｐｅｒ＝０、掘り込み深さ（ｄ（ｎｍ））ｄ＝（１８０／１８０）λ／２（ｎ−１）とした。
ＴＥ偏光とＴＭ偏光の１次回折効率の強度（ＩＭ＿１）の比は、
α＝ＩＴＥ＿１／ＩＴＭ  ＿１＝１．０４７
ＣＤエラーの許容値ＣＤ＿ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔ（ｎｍ）を決める。
【０１７３】
ＣＤ＿ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔ（ｎｍ）＝０．２６
ＣＤエラーの許容値ＣＤ＿ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔ（ｎｍ）をｆ（α）で割ったもので近似できる。
【０１７４】
ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔ〜ＣＤ＿ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔ／ｆ（α）〜２％
となった。
【０１７５】
露光装置の偏光度誤差の規格が±１％だとしたら、許容される偏光度誤差ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔが±２％で規格より大きいので、そのまま露光してもＣＤエラーの許容値内となり問題はない。
【０１７６】
しかし、偏光度誤差をあえて大きく出して、露光量を調整してＣＤ変化を調べてみる。図１８Ａ〜図１８Ｃはその結果を示す。図１８Ａは偏光度ＲｏＰを変化させたものである。偏光度ＲｏＰのばらつきは時間的な変化に対してや、複数の露光装置での機差に対してなどが考えられるため、図１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃの横軸は時間あるいは複数の露光装置の番号やまたはその他であってもいい。ここではＲｏＰ＝０．９５を基準とし、±１％の規格（灰色の部分）よりＲｏＰを大きく変化させた。図１８Ｂは露光量を変化させない場合（光量１：Ｄｏｓｅ１）と単純に偏光度変化のみを考慮して露光量を変化させた場合（光量２：Ｄｏｓｅ２）とマスク構造に応じて偏光度変化を考慮して露光量を変化させた場合（光量３：Ｄｏｓｅ３）の露光量変化である。図１８Ｃは変化させなかった場合（光量１）のＣＤ誤差と露光量を変化させた場合（光量２、光量３）のＣＤ誤差とを示している。
【０１７７】
Ｓ偏光のみがパターンを解像させ、Ｓ偏光以外はパターンを解像させないものとして、単純に偏光度変化のみを考慮して露光量を変化させた場合の露光量Ｄは、たとえば、
Ｄ＝Ｄｏ／（ＲｏＰ＿測定値／ＲｏＰ＿基準）＝Ｄｏｓｅ２  ・・・（補正式１）
となる。
【０１７８】
しかし、マスク構造に応じて偏光度変化を考慮して露光量を変化させた場合の露光量Ｄは、たとえば１次近似をした場合、
Ｄ＝Ｄｏ／（（ＲｏＰ＿測定値＋Ｋ・（１−ＲｏＰ＿測定値））／（ＲｏＰ＿基準＋Ｋ・（１−ＲｏＰ＿基準）））＝Ｄｏｓｅ３  ・・・（補正式２）
となる。ここで、基準のＲｏＰ（ＲｏＰ＿基準）の露光量をＤｏとし、測定したＲｏＰをＲｏＰ＿測定値、マスク構造に応じた係数をＫとした。
【０１７９】
マスク構造１からマスク構造１０までの係数Ｋは、０．２６，０．４９，０．７０，０．８１，０．４４，０．５２，０．４８，０．５１，０．６８，０．７５であった。
【０１８０】
ＴＥ偏光の１次回折効率の強度（ＩＴＥ＿１）の割合がＴＭ偏光の１次回折効率の強度（ＩＴＭ＿１）  の割合に比べて大きいほど解像に寄与する露光量が大きくなるため、補正式１による補正ではかえってＣＤエラーが大きくなってしまう。
【０１８１】
また、マスク構造に応じた係数をＫはαの関数として近似することができる。ここでαは前述のように、ＴＥ偏光の１次回折効率の強度（ＩＴＥ＿１）とＴＭ偏光の１次回折効率の強度（ＩＴＭ＿１）の比である。ちなみにＫは、プロセスによる定数をＫｐとして、次の近似式で近似できた。
【０１８２】
Ｋ＝Ｋｐ・（０．９５２４α―０．７０８）
プロセスによる定数をＫｐは、露光装置のＮＡ、照明条件（有効光源の形状、σ、分布、基準偏光度などによって決まる）パターンやその他の露光条件（レジスト、プロセス）に依存する。
【０１８３】
図１８ＣはＣＤエラーの許容値ＣＤ＿ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔ（ｎｍ）の範囲内±０．２６（ｎｍ）の範囲を灰色でぬった。露光量を変化させなかった場合では、図１８Ａと対応させて偏光度ＲｏＰの基準値±２％の範囲でＣＤエラーの許容値となっている。しかしながら、露光量を変化させた場合では偏光度ＲｏＰの基準値±４％の範囲でもＣＤエラーの許容値となっている。
【０１８４】
特にマスク構造でαが小さいと露光量補正なしではＣＤエラーが大きくなり、αが大きいと補正式１による露光量補正ではＣＤエラーが大きくなる。しかし、補正式２ではマスク構造に応じて偏光度変化を考慮して露光量を変化させているのでＣＤエラーが著しく少なくなる。
【０１８５】
このようにして、偏光度ＲｏＰの変化に対して、ＣＤ変化が大きいマスク構造の場合でもマスク構造に応じて露光量を調整することによってＣＤエラーの許容値内に収めることができる。
【０１８６】
すなわちマスク構造に応じた係数は、前述のプロセス条件や、マスク構造によって決まるＴＥ偏光とＴＭ偏光の１次回折効率の強度（ＩＭ＿１）の比αによって求めることができる。  この偏光度に対する露光量の補正係数は、パターンやレジストや照明条件その他の露光条件によって異なるため、あらかじめ、実験によって求めておくこともできる。実験により、偏光度変化に対するＣＤ変化や、露光量変化に対するＣＤ変化を求めておき、ＣＤ変化が最も少なくなるように偏光度変化に対する露光量変化の割合を求めておく。
【０１８７】
露光装置にこれらの諸条件を入力または記憶させ、偏光度の変化による補正露光量をメモリから引き出したり計算によって決定したりする。
【０１８８】
そして、露光装置では、露光前や露光中の決められた時間ごとに偏光度の変化を計測し、偏光度の変化により露光量を前記補正量にしたがって調整する。偏光度の計測はたとえば特開２００６−２７９０１７号公報に記載された方法でもいいし、その他の既知の方法でもいい。露光量制御の方法は一般的な既知の方法によっておこなえばよい。
【０１８９】
このようにして、偏光度の変化があっても、ＣＤ変化が大きいマスク構造の場合でも、ＣＤ誤差が許容範囲内に抑えられることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１９０】
【図１】本発明の好適な実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２Ａ】フーリエ変換面における有効光源の例示的な形状を説明する。
【図２Ｂ】フーリエ変換面における有効光源の例示的な形状を説明する。
【図３Ａ】本発明の第１実施形態の位相シフトマスクの断面形状を模式的に示す図である。
【図３Ｂ】本発明の第１実施形態の位相シフトマスクの断面形状を模式的に示す図である。
【図４Ａ】本発明の第２実施形態の位相シフトマスクの断面形状を模式的に示す図である。
【図４Ｂ】本発明の第２実施形態の位相シフトマスクの断面形状を模式的に示す図である。
【図４Ｃ】本発明の第２実施形態の位相シフトマスクの断面形状を模式的に示す図である。
【図５Ａ】シミュレーションによって求めた投影光学系に入射するＴＥ偏光の０次回折光とＴＥ偏光の１次回折光との振幅の比を示す図である。
【図５Ｂ】シミュレーションによって求めた投影光学系に入射するＴＥ偏光の１次回折光とＴＭ偏光の１次回折光との振幅比を示す図である。
【図６Ａ】アンダーカットに対するΔ（Ｉ１−Ｉ２）の変化を示す図である。
【図６Ｂ】アンダーカットに対する偏光度変化に対するＣＤ誤差（ＣＤ＿ｅｒｒｏｒ／ｄＲＯＰ）の変化を示す図である。
【図７Ａ】ＴＥ偏光の０次回折光の振幅と１次回折光の振幅との比を示す図である。
【図７Ｂ】ＴＥ偏光の１次回折光の振幅とＴＭ偏光の１次回折光の振幅との比を示す図である。
【図８Ａ】アンダーカットに対するΔ（Ｉ１−Ｉ２）の変化を示す図である。
【図８Ｂ】アンダーカットに対する偏光度変化に対するＣＤ誤差（ＣＤ＿ｅｒｒｏｒ／ｄＲＯＰ）の変化を示す図である。
【図９Ａ】吸収体の厚さｔとテーパーに対するＴＥ偏光の０次回折光と１次回折光の振幅の比の等高線マップである。
【図９Ｂ】吸収体の厚さｔとテーパーに対するＴＥ偏光の１次回折光とＴＭ偏光の１次回折光との振幅の比の等高線マップである。
【図１０Ａ】吸収体の厚さｔとテーパーに対するＴＥ偏光の０次回折光と１次回折光の振幅の比の等高線マップである。
【図１０Ｂ】吸収体の厚さｔとテーパーに対するＴＥ偏光の１次回折光とＴＭ偏光の１次回折光との振幅の比の等高線マップである。
【図１１】デフォーカスに対する光強度のピーク差（Ｉ１−Ｉ２）の変化を示す図である。
【図１２】偏光度が変化したときの像面上のＣＤ変化を示す図である。
【図１３】偏光度が変化したときの像面上の深度変化を示す図である。
【図１４】マスク構造と、構造を示すパラメータと、ＴＥ偏光の０次回折効率と１次回折効率の振幅比と、ＴＥ偏光の１次回折効率とＴＭ偏光の１次回折効率の振幅比と光学性能を比較した図である。
【図１５】ＴＥ偏光の１次回折効率とＴＭ偏光の１次回折効率との強度の比と、偏光度１％の変化に対するＣＤ変化（ｎｍ）との関係を示す図である。
【図１６】αに対するＣＤ＿ｅｒｒｏｒ／ＲＯＰとｆ（α）を示す図である。
【図１７】αに対するＣＤ＿ＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔ／ｆ（α）とＲｏＰ＿ｌｉｍｉｔを示す図である。
【図１８Ａ】偏光度ＲｏＰの変化を示す図である。
【図１８Ｂ】露光量Ｄｏｓｅの変化を示す図である。
【図１８Ｃ】ＣＤ誤差ＣＤ＿ｅｒｒｏｒの変化を示す図である。
【図１９Ａ】デュアルトレンチ構造を有する位相シフトマスクの構成例を示す図である。
【図１９Ｂ】デュアルトレンチ構造を有する位相シフトマスクの構成例を示す図である。
【図１９Ｃ】デュアルトレンチ構造を有する位相シフトマスクの構成例を示す図である。
【図２０】バイナリーマスクまたはハーフトーンマスクを説明する図である。
【図２１】位相シフトマスクを説明する図である。
【図２２】小σ照明を説明する図である。
【図２３】位相シフトマスクを使ったウエハの露光を説明する図である。
【図２４】位相シフトマスクを説明する図である。
【図２５Ａ】「０／π差」問題を説明する図である。
【図２５Ｂ】アンダーカットに対する（Ｉ１−Ｉ２）の変化を示す図である。
【符号の説明】
【０１９１】
１０１  第１透過領域
１０２  第２透過領域
１０１’  第１透過領域
１０２’  第２透過領域
Ｔ  掘り込み部
ＳＵＢ  透過基板
ｍ  遮光膜（吸収体）
【図１】
2009025553.tif 000003
【図２Ａ】
2009025553.tif 000004
【図２Ｂ】
2009025553.tif 000005
【図３Ａ】
2009025553.tif 000006
【図３Ｂ】
2009025553.tif 000007
【図４Ａ】
2009025553.tif 000008
【図４Ｂ】
2009025553.tif 000009
【図４Ｃ】
2009025553.tif 000010
【図５Ａ】
2009025553.tif 000011
【図５Ｂ】
2009025553.tif 000012
【図６Ａ】
2009025553.tif 000013
【図６Ｂ】
2009025553.tif 000014
【図７Ａ】
2009025553.tif 000015
【図７Ｂ】
2009025553.tif 000016
【図８Ａ】
2009025553.tif 000017
【図８Ｂ】
2009025553.tif 000018
【図９Ａ】
2009025553.tif 000019
【図９Ｂ】
2009025553.tif 000020
【図１０Ａ】
2009025553.tif 000021
【図１０Ｂ】
2009025553.tif 000022
【図１１】
2009025553.tif 000023
【図１２】
2009025553.tif 000024
【図１３】
2009025553.tif 000025
【図１４】
2009025553.tif 000026
【図１５】
2009025553.tif 000027
【図１６】
2009025553.tif 000028
【図１７】
2009025553.tif 000029
【図１８Ａ】
2009025553.tif 000030
【図１８Ｂ】
2009025553.tif 000031
【図１８Ｃ】
2009025553.tif 000032
【図１９Ａ】
2009025553.tif 000033
【図１９Ｂ】
2009025553.tif 000034
【図１９Ｃ】
2009025553.tif 000035
【図２０】
2009025553.tif 000036
【図２１】
2009025553.tif 000037
【図２２】
2009025553.tif 000038
【図２３】
2009025553.tif 000039
【図２４】
2009025553.tif 000040
【図２５Ａ】
2009025553.tif 000041
【図２５Ｂ】
2009025553.tif 000042