光罩、光罩的制作方法及使用该光罩的图案形成方法

专利名称：光罩、光罩的制作方法及使用该光罩的图案形成方法
技术领域：
本发明，涉及用于半导体集成电路装置制造的精细图案形成用光罩、其做成方法以及用这个光罩的图案形成方法。
背景技术：
近年，为了使用半导体实现大规模集成电路装置(LSI)的高集成化，电路图案的精细化渐渐变得必要了。其结果，构成电路配线图案的线路精细化，或者是介于绝缘层的多层制成的配线之间的连接用接触孔图案(以下称之为接触图案)的精细化也变得非常重要。
以下，说明假定使用定位抗蚀工序进行的近年用光曝光系统的配线图案线路精细化的情况。正抗蚀工序中，线图案为，通过用光罩曝光及其后的现象，对应于记录的非感光区域而残留的线状抗蚀膜(抗蚀图案)。还有，空隙图案为，对应于抗蚀感光区域的抗蚀抗蚀除去部分(抗蚀除去图案)。还有，接触图案为，孔状的抗蚀除去部分，在空隙图案中可以考虑为特别微小的部分。且，取代定位抗蚀工序而用负抗蚀工序的情况下，只要更换上述线图案及空隙图案各自的定义即可。
一般的讲，在配线图案精细化中，导入了被称为超解象曝光的用斜射入曝光的细线图案形成方法。这个方法，做为对应于抗蚀的非感光区域的蚀刻图案的精细化方法既是非常好的，又有提高周期性配置的密集图案的焦点深度的效果。但是，这个斜射入曝光方法做为精细化独立抗蚀除去部分的方法基本无效，相反，劣化影像(光学的像)的对比度、焦点深度。为此，斜射入曝光方法，在具有抗蚀除去部分的尺寸大于抗蚀图案特征的图案形成，如栅图案形成等方面被积极地使用着。
另一方面，我们知道，为形成精细接触图案那样的独立的精细抗蚀除去部分，使用不包含斜射入部分的低干涉程度的小光源有效。这时，使用半波色相偏移罩更有效(参照日本国特开平9-90601号公报)。在半波色相偏移罩中，做为包围对应接触图案的透光部分(开口部分)的罩图案，取代完全遮光部分，设置了相对曝光光源只有3～6％程度的非常低透光率，且对于透过开口部分的光发生180度相位反转的移相器。
还有，本说明书中，只要没有特别限定，透光率都是用以透过性基板的透光率为100％的实效透光率来表示的。还有，所谓的完全遮光膜(完全遮光部分)，是意味着实效透光率小于1％的遮光膜(遮光部分)。
以下，参照图27(a)～图27(g)说明用半波色相偏移罩的图案形成方法的原理。
图27(a)，是在罩表面上设置的完全遮光部分一铬膜上设置了对应于接触图案的开口部分的光罩平面图，图27(b)，表示透过图27(a)所表示光罩的光线中对应于AA’线的透过光线振幅强度。图27(c)，在设置在罩表面上的移相器上对应于接触图案的铬膜作为完全遮光部分设置的光罩平面图，图27(d)，表示透过图27(c)所表示光罩的光线中对应于AA’线的透过光线振幅强度。图27(e)，在设置在罩表面上的移相器上对应于接触图案的铬膜作为完全遮光部分设置的光罩(也就是半波色相偏移罩)平面图，图27(f)及图27(g)，各自表示透过图27(e)所表示光罩的光线中对应于AA’线的透过光线振幅强度及光强度。
在此，如图27(b)、(d)、(f)所示的一样，图27(e)所表示半波色相偏移罩的透过光线振幅强度，是图27(a)及图27(c)各自所表示的透过光罩的光的振幅强度和。也就是，在图27(e)所表示的半波色相偏移罩，是以成为遮光部分的移相器，不只是使光以低透光率透过，还给透过这个移相器的光加上位相差的光。为此，如图27(b)、图27(d)所示一样，因为透过移相器的光，对于透过开口部分的光有反向相位振幅强度的分布，所以，合成图27(b)所示振幅强度分布和图27(d)所示振幅强度分布，如图27(f)所示一样，由相位变化发生振幅强度为零的相位点。其结果，如图27(g)所示一样，成为相位边界的开口部分端部(以下称之为相位端)，形成即使用振幅强度的平方表示的光强度也成为黑暗部分。因此，在透过图27(e)表示的半波色相偏移罩的光影像中，在开口部分周围实现了非常强的对比度。但是，为提高这个对比度，对罩垂直射入的光线，具体地讲是对从低干涉度的小光源区域射入的光生成，另一方面，斜射入的曝光光线，如对于被称为除去垂直射入成分(由光源中心「罩的法线方向」的光源成分)的环带光源部分的曝光光线，即使在开口部分周围(发生相位变化的相位边界附近)也看不到对比度的提高。还有，与由低干涉的小光源进行曝光的情况相比，进行斜射入光线曝光的情况，存在着焦点深度降低的缺点。
(发明所要解决的课题)如上所述，如接触图案制成一样的由定位抗蚀工序形成精细的抗蚀除去图案的情况，将仅仅是垂直射入成分的光源干涉度在0.5程度以下的小光源和半波色相偏移罩组合进行曝光是必要的。这个方法，对于精细的独立配置的接触图案的形成有着非常的效果。
可是，伴随着近年半导体装置的高集成化，不只是配线图案，在接触图案中也是与独立配置的图案一样紧密配置的图案也变得必要了。在此，在紧密配置的接触图案的形成中，为实现高焦点深度，与紧密配置的配线图案一样斜射入曝光光线是有效的。
还有，近年，在配线图案形成中，加上成为配线图案的线图案的精细化，配线间的空隙图案的精细化也变得必要了。在此，独立的精细配线间空隙图案的形成，将低干涉度光源和半波色相偏移罩组合使用的效果与独立接触图案的情况相同。
也就是，高密度的配线图案及高密度的接触图案的形成时，斜射入曝光光线是必须的，另一方面，进行斜射入曝光方法，独立的接触图案及独立的配线间空隙图案的对比度及焦点深度显著变坏。这个对比度及焦点深度的变坏，使用到为提高清晰度的半波色相偏移罩的情况更为显著。
相反，为独立精细接触图案及独立的精细配线间空隙图案的形成，若使用低干涉度小光源，还存在高密度图案或者是精细线图案的形成就变得困难得问题。
因此，对于独立配置的精细空隙图案最适应的光源条件和对于精密配置的图案或者是精细的线图案最适应光源条件为相反关系。为此，精细的抗蚀图案的形成和精细的抗蚀除去图案的形成因为要同时形成，对于来自光源的垂直射入成分及斜射入成分各自的效果进行调整(trade-off)。其结果使用中干涉度(0.5～0.6程度)的光源。但是，这种情况下，垂直射入及斜射入的两方面效果相互抵消，所以，要实现独立线图案或者是密集图案和独立空隙图案同时精细化的半导体装置的进一步高集成化是困难的。

发明内容
鉴于如上所述，本发明以能够实现同时精细化独立空隙图案和独立线图案或者是密集图案为目的。
(为解决课题的方法)为达成上述目的，本发明所涉及的第一光罩是这样，在透光性基板上形成有对曝光光线具有遮光性的半遮光部分、由半遮光部分包围起来且对曝光光线具有透光性的透光部分及由半遮光部分包围起来且位于透光部分周边的周边部分的三个部分。半遮光部分及透光部分让曝光光线在同一个相位下透过；周边部分，让曝光光线在以半遮光部分及透光部分为基准的反相位状态状态下透过。透光部分形成区域的透光性基板表面呈暴露状态。在周边形成区域的透光性基板上，形成以透光部分为标准的具有让曝光光线在反相位状态状态状态下透过的第一移相膜。在透光部分形成区域的透光性基板上，顺次沉积了第一移相膜和以透光部分为标准的具有让曝光光线在反相位状态状态状态下透过的第二移相膜。第一移相膜和第二移相膜的重叠沉积层构造为具有让曝光光线的一部分透过的透光率且让以透光部分为标准让曝光光线同相位状态透过。
根据第一光罩，由透光部分和让曝光光线以与透光部分同相位状态透过的周边部分被透光部分和让曝光光线以与该透光部分相同的相位透过的遮光性半遮光部分夹起来。结果是，透光部分和周边部分间的光强度分布的对比度就由于透过周边部分的光和透过透光部分的光间的相互干涉而得以强调。还有，这一对比度强调效果在例如正光阻工序中用斜射入曝光形成精细的独立光阻除去部分(也就是精细的独立空间图案)的情况下也能收到。也就是，通过将第一光罩和斜射入曝光组合起来，就能将独立空间图案与独立线图案，或者是独立空间图案与密集图案同时精细化。
还有，根据第一光罩，由第一移相膜的单层构造可以规定周边部分的透光率，同时又可以由第一移相膜和第二移相膜的重叠沉积层构造可以规定半遮光部分的透光率，所以，可以任意设定周边部分及半遮光部分各自的透光率的组合。
且，在本说明书中，所谓的对曝光光线具有透光性，是意味着具有让光阻感光的透光率；而对曝光光线具有遮光性，则是意味着具有不让光阻感光的透光率。还有，同相位状态的意思是(-30+360n)度以上且(30+360n)度以下的相位差；而反相位状态状态的意思是(150+360n)度以上且(210+360n)度以下的相位差。
在第一光罩中，最好的是，第一移相膜具有第一透光率调整膜和在第一透光率调整膜上形成的第一相位调整膜；第一透光率调整膜具有使曝光光线以透光部分为基准同相位状态通过的同时还对曝光光线具有相对较低的透光率；第一相位调整膜具有使曝光光线以透光部分为基准反相位状态状态透过的同时还对曝光光线有相对高的透光率。
这样做，在第一移相膜中任意选择所希望的相位差和所希望的透光率的组合，同时又通过透光率调整膜的材料和相位调整膜的材料的组合，可以提高为加工第一移相膜的蚀刻时的选择比。
在第一光罩中，最好的是，第二移相膜具有第二透光率调整膜和在第二透光率调整膜上形成的第二相位调整膜；第二透光率调整膜具有使曝光光线以透光部分为基准同相位状态通过的同时还对曝光光线具有相对较低的透光率；第二相位调整膜具有使曝光光线以透光部分为基准反相位状态状态透过的同时还对曝光光线有相对高的透光率。
这样做，在第二移相膜中任意选择所希望的相位差和所希望的透光率的组合，同时又通过透光率调整膜的材料和相位调整膜的材料的组合，可以提高为加工第二移相膜的蚀刻时的选择比。
在第一光罩中，周边部分既可以配置为与透光部分相连接，也可以配置为与透光部分相隔所定的间隔。
在第一光罩中，最好的是，第一移相膜具有使曝光光线以透光部分为基准反相位状态透过的第一相位调整膜；第二移相膜具有形成在第一移相膜上，且使曝光光线以透光部分为基准反相位状态透过的第二相位调整膜；在第一移相膜和第二移相膜之间形成曝光光线的透光率低于各移相膜的透光率调整膜。
这样做，因为半遮光部分就变成具有设置了第一移相膜和第二移相膜之间低透光率的透光率调整膜的构造，就可以增大半遮光部分和周边部分间的透光率的差，所以，可以进一步强调透光部分和周边部分之间的光强度分布的对比度。还有，采用在周边部分形成区域的第一相位调整膜上部分形成透光率调整膜的构造的情况下，使用由透光率调整膜覆盖的周边部分的面积率{＝(周边部分形成区域的透光率调整膜的面积)/(周边部分的面积)}可以微调周边部分的实际透光率。因此，任意变化同一个光罩上的对应于图案形状的周边部分的透光率就成为可能。
第一光罩中，曝光光线在半遮光部分上的透光率最好是在6％以上，15％以下。
这样做，在图案形成时，防止了光阻膜减薄的同时，也可以确实得到由第一光罩引起的对比度强调效果。
本发明所涉及的第二光罩是这样，在透光性基板上形成有对曝光光线具有遮光性的半遮光部分；由半遮光部分包围起来且对曝光光线具有透光性的透光部分及由半遮光部分包围起来且位于透光部分周边的周边部分的三个部分。半遮光部分及透光部分让曝光光线在同相位状态状态下透过。周边部分，让曝光光线在以半遮光部分及透光部分为基准的反相位状态状态状态下透过。透光部分形成区域的透光性基板表面呈暴露状态。在半遮光部分形成区域的透光性基板上形成具有让曝光光线部分透过的透光率，且又让曝光光线以透光部分为基准同相位状态透过的半遮光膜。在周边形成区域的透光性基板上，半遮光膜是具有让曝光光线以透光部分为基准反相位状态状态透过的厚度的薄膜状态的膜。
根据第二光罩，由透光部分和让曝光光线以与透光部分同相位状态透过的半遮光部分，夹住了透光部分和让曝光光线以与该透光部分相同的相位透过的开口部分。其结果是，透光部分和周边部分间的光强度分布的对比度就由于透过周边部分的光和透过透光部分的光间的相互干涉而得以强调。还有，这一对比度强调效果在如正光阻工序中用斜射入曝光形成精细的独立光阻除去部分(也就是对应于透光部分得精细独立空间图案)的情况下也同样可以得到。也就是，通过将第二光罩和斜射入曝光组合起来，就能将独立空间图案与独立线图案，或者是独立空间图案与密集图案同时精细化。
还有，根据第二光罩，因为半遮光部分是由半遮光膜得单层构造制成的，所以光罩构造就变得非常单纯。还有，只要部分削薄半遮光膜，换句话说，只要在半遮光部分设置凹陷部分就可以简单地形成周边部分。再有，与使用多层膜结构的情况相比，在周边部分和透光部分间夹入微小幅宽的半遮光部分的情况，也可以抑制构成该微小幅宽的半遮光部分的膜的剥离。
第二光罩中，最好的是，半遮光膜具有形成在透光性基板上的透光率调整膜和形成在透光率调整膜上的相位调整膜；透光率调整膜让曝光光线以透光部分为基准同相位状态通过且对曝光光线具有低透光率；相位调整膜对曝光光线具有高透过率；半遮光部分形成区域的相位调整膜具有让曝光光线以透光部分为基准同相位状态透过的厚度；周边部分形成区域的相位调整膜具有让曝光光线以透光部分为基准反相位状态状态透过的厚度。
这样做，在半遮光膜中任意选择所希望的相位差和所希望的透光率的组合，同时又通过透光率调整膜的材料和相位调整膜的材料的组合，可以提高为加工半遮光膜的蚀刻时的选择比。
第二光罩中，最好的是，半遮光膜具有形成在透光性基板上的相位调整膜和只在半遮光膜形成区域上形成的透光率调整膜；透光率调整膜让曝光光线以透光部分为基准同相位状态通过且对曝光光线具有低透光率；相位调整膜对曝光光线具有高透过率；半遮光部分形成区域的相位调整膜具有让曝光光线以透光部分为基准同相位状态透过的厚度；周边部分形成区域的相位调整膜具有让曝光光线以透光部分为基准反相位状态状态透过的厚度。
这样做，在半遮光膜中任意选择所希望的相位差和所希望的透光率的组合，同时又通过透光率调整膜的材料和相位调整膜的材料的组合，可以提高为加工半遮光膜的蚀刻时的选择比。
在第二光罩中，周边部分既可以配置为与透光部分相连接，也可以配置为与透光部分相隔所定的间隔。
第二光罩中，曝光光线在半遮光部分上的透光率最好是在6％以上，15％以下。
这样做，在图案形成时，防止了光阻膜减薄的同时，也可以确实得到由第二光罩引起的对比度强调效果。
本发明所涉及的第三光罩是这样，在透光性基板上形成有对曝光光线具有遮光性的半遮光部分；由半遮光部分包围起来且对曝光光线具有透光性的透光部分及由半遮光部分包围起来且位于透光部分周边的周边部分的三个部分。半遮光部分及透光部分让曝光光线在同相位状态状态下透过。周边部分，让曝光光线在以半遮光部分及透光部分为基准的反相位状态状态状态下透过。透光部分形成区域的透光性基板表面呈暴露状态。在半遮光部分形成区域的透光性基板上形成具有让曝光光线部分透过的透光率，且又让曝光光线以透光部分为基准同相位状态透过的半遮光膜。在周边形成区域的透光性基板上，为使其具有让曝光光线以透光部分为基准反相位状态状态透过的厚度而蚀刻凹陷。
根据第三光罩，由透光部分和让曝光光线以与透光部分同相位状态透过的半遮光部分，夹住了透光部分和让曝光光线以与该透光部分相同的相位透过的开口部分。其结果是，透光部分和周边部分间的光强度分布的对比度就由于透过周边部分的光和透过透光部分的光间的相互干涉而得以强调。还有，这一对比度强调效果在如正光阻工序中用斜射入曝光形成精细的独立光阻除去部分(也就是对应于透光部分得精细独立空间图案)的情况下也同样可以得到。也就是，通过将第三光罩和斜射入曝光组合起来，就能将独立空间图案与独立线图案，或者是独立空间图案与密集图案同时精细化。
还有，根据第三光罩，因为半遮光部分是由半遮光膜得单层构造制成的，所以光罩构造就变得非常单纯。
第三光罩中，最好的是，半遮光膜具有形成在透光性基板上的透光率调整膜和形成在透光率调整膜上的相位调整膜；透光率调整膜让曝光光线以透光部分为基准同相位状态通过且对曝光光线具有低透光率；相位调整膜对曝光光线具有高透过率。
这样做，在半遮光膜中任意选择所希望的相位差和所希望的透光率的组合，同时又通过透光率调整膜的材料和相位调整膜的材料的组合，可以提高为加工半遮光膜的蚀刻时的选择比。
在第三光罩中，周边部分既可以配置为与透光部分相连接，也可以配置为与透光部分相隔所定的间隔。
第三光罩中，曝光光线在半遮光部分上的透光率最好是在6％以上，15％以下。
这样做，在图案形成时，防止了光阻膜减薄的同时，也可以确实得到由第三光罩引起的对此度强调效果。
本发明所涉及的图案形成方法，以使用本发明的第一至第三的光罩中的任何一个图案形成方法为前提，包括在基板上形成光阻膜的工序；透过光罩将曝光光线照射到光阻膜上的工序；及对由曝光光线照射的光阻膜进行显像并将光阻膜图案化的工序。
根据本发明的图案形成方法，可收到与本发明所涉及的第一至第三的光罩同样的效果。还有，在照射曝光光线的工序中，由于使用斜射入照明法(斜射入曝光法)以后，就可以确实收到上述效果。
本发明所涉及的第一种光罩制作方法，为制成在透光性基板上形成有对曝光光线具有遮光性的半遮光部分、由半遮光部分包围起来且对曝光光线具有透光性的透光部分及由半遮光部分包围起来且位于透光部分周边的周边部分的光罩的制作方法。具体而言，包括在半遮光部分形成区域的透光性基板上形成具有让曝光光线部分地透过的透光率且以让曝光光线在以周边部分为基准的反相位状态状态下透过的第一移相膜的第一工序；在第一移相膜上形成让曝光光线以透光部分为基准反相位状态状态透过的第二移相膜的第二工序；除去透光部分形成区域及周边部分形成区域的第二移相膜的第三工序；在第三工序后，除去透光部分形成区域的第一移相膜的第四工序。在半遮光部分形成区域的透光性基板上形成的第一移相膜及第二移相膜的重叠沉积层构造，在具有部分透过曝光光线的透光率的同时，让曝光光线以透光部分为基准同相位状态透过。
根据第一光罩的制作方法，在透光性基板上顺次形成让曝光光线相位反转透过的第一及第二移相膜后，除去透光部分形成区域及周边部分形成区域的第二移相膜，随后除去透光部分形成区域的第一移相膜。也就是，透光部分由透光性基板的露出部分形成，半遮光部分由第一及第二移相膜的重叠沉积层构造让曝光光线以透光部分为基准同相位状态透过。为此，由透光部分和让曝光光线与透光部分同相位状态透过的半遮光部分可以将让曝光光线与透光部分反相位状态状态透过的周边部分夹住。因此，透光部分和周边部分间的光强度分布的对比度就由于透过周边部分的光和透过透光部分的光间的相互干涉而得以强调。还有，在如正光阻工序中用斜射入曝光形成精细的独立光阻除去部分(即精细的独立空间图案)的情况下，也能收到这一对比度强调效果。也就是，将本实施方式中的光罩和斜射入曝光组合起来以后，就能将独立空间图案与独立线图案，或者独立空间图案与密集图案同时精细化。
还有，根据第一光罩的制造方法，通过对沉积在透光性基板上的第一及第二移相膜有选择地进行蚀刻，这样，具有半遮光部分和周边部分的任意形状光罩图案的制作就容易进行了。
还有，根据第一光罩的制作方法，在透光部分和周边部分分离的情况下，换句话说，在透光部分和周边部分之间介入了由第一及第二移相膜的重叠沉积层构造制成的半遮光部分的情况下，以图案化了的第二移相膜为光罩，可以对第一移相膜进行自我调整的蚀刻，所以能够正确进行光罩加工。
本发明所涉及的第二种光罩制造方法，为制成在透光性基板上形成有对曝光光线具有遮光性的半遮光部分；由半遮光部分包围起来且对曝光光线具有透光性的透光部分及由半遮光部分包围起来且位于透光部分周边的周边部分的光罩的制作方法。具体而言，包括在透光性基板上形成让曝光光线以透光部分为基准反相位状态状态透过的第一相位调整膜的第一工序；在第一移相膜上形成让曝光光线以透光部分为基准透过的第二移相膜的第二工序；除去周边部分形成区域的第二相位调整膜的第三工序；在第三工序之后，顺次除去透光部分形成区域的第一及第二移相膜的第四工序。形成在半遮光部分形成区域的透光性基板上的第一及第二相位调整膜的重叠沉积层构造，具有让曝光光线部分地透过的透光率，同时可以让曝光光线以周边部分为基准同相位状态透过。
根据第二光罩的制作方法，在透光性基板上顺次形成让曝光光线相位反转透过的第一及第二移相膜后，除去周边部分形成区域的第二移相膜，随后除去透光部分形成区域的第二移相膜及第一移相膜。也就是，透光部分由透光性基板的露出部分形成，半遮光部分由第一及第二移相膜的重叠沉积层构造形成，周边部分由第一移相膜单层构造形成。在此，第一及第二移相膜的重叠沉积层构造让曝光光线以透光部分为基准同相位状态透过。为此，由透光部分和让曝光光线与透光部分同相位状态透过的半遮光部分可以将让曝光光线与透光部分反相位状态状态透过的周边部分夹住。因此，透光部分和周边部分间的光强度分布的对比度就由于透过周边部分的光和透过透光部分的光间的相互干涉而得以强调。还有，在如正光阻工序中用斜射入曝光形成精细的独立光阻除去部分(即精细的独立空间图案)的情况下，也能收到这一对比度强调效果。也就是，将本实施方式中的光罩和斜射入曝光组合起来以后，就能将独立空间图案与独立线图案，或者独立空间图案与密集图案同时精细化。
还有，根据第二光罩的制造方法，通过对沉积在透光性基板上的第一及第二移相膜有选择地进行蚀刻，这样，具有半遮光部分和周边部分的任意形状光罩图案的制作就容易进行了。
还有，根据第二光罩的制作方法，分别进行除去周边部分形成区域的第二移相膜工序和除去透光部分形成区域的第二移相膜。为此，在透光部分和周边部分之间存在微小间隙的情况下，换句话说，在透光部分和周边部分之间介入由第一及第二移相膜重叠沉积层构造形成的微小宽度半遮光部分情况下，光罩加工的边缘就变大。
在第一及第二种光罩制作方法中，最好是，移相膜对曝光光线的透光率在6％以上且在15％以下。
这样做以后，就既能防止形成图案时光阻膜的减薄等，又确能收到由第一及第二光罩制作方法的对比度强调效果。


图1(a)～图1(g)为说明本发明的轮廓强调法的原理的图。
图2(a)～图2(f)为说明利用现有的相位端的图像强调效果对光源形状的依赖性的图。
图3(a)～图3(f)为说明本发明的轮廓强调法中移相膜的尺寸界限值的图。
图4(a)及图4(b)为说明本发明的轮廓强调法中移相膜的尺寸界限值的图。
图5(a)～图5(f)为说明根据本发明的轮廓强调光罩在独立图案形成中由来自各种各样光源位置的曝光光线射入而产生的光强度分布的图。
图6(a)～图6(f)为说明根据现有的半色调移相膜形成独立图案时，由来自各种各样光源位置的曝光光线射入而产生的光强度分布的图。
图7(a)～图7(f)为说明对比度及DOF对本发明的轮廓强调光罩中的半遮光部分的透光率的依赖性的图。
图8(a)～图8(f)示出了在形成了对应于连接图案的开口部分的轮廓强调光罩中，由半遮光部分和移相膜构成的遮光性光罩图案的几种平面布置情况。
图9(a)示出了要用本发明的第一个实施方式所涉及的光罩形成的所希望的图案之一例；图9(b)为本发明的第一个实施方式所涉及的光罩的平面图；图9(c)为沿图9(b)中的AA’线剖开的剖面图。
图10(a)为在本发明的第一个实施方式所涉及的光罩中移相膜为单层膜的情况下的剖面图；图10(b)为在本发明的第一个实施方式所涉及的光罩中移相膜为由透光率调整膜和相位调整膜构成的重叠沉积层膜的情况下的剖面图。
图11(a)为表示通常的曝光光源的形状的图；图11(b)为表示轮带曝光光源的形状的图；图11(c)为表示四重极曝光光源的形状的图；图11(d)为表示轮带—四重极混合型曝光光源的形状的图。
图12(a)～图12(d)为剖面图，示出了使用本发明的第一个实施方式所涉及的光罩的图案形成方法下的每一个工序。
图13(a)～图13(e)为剖面图，示出了本发明的第一个实施方式所涉及的光罩的制作方法中的各个工序。图13(f)为对应于图13(c)所示的剖面图的平面图；图13(g)为对应于图13(e)所示的剖面图的平面图。
图14(a)～图14(e)为剖面图，示出了本发明的第一个实施方式的第一个变形例所涉及的光罩的制作方法中的各个工序。图14(f)为对应于图14(c)所示的剖面图的平面图；图14(g)为对应于图14(e)所示的剖面图的平面图。
图15(a)～图15(e)为剖面图，示出了本发明的第一个实施方式的第二个变形例所涉及的光罩的制作方法中的各个工序。图15(f)为对应于图15(c)所示的剖面图的平面图；图15(g)为对应于图15(e)所示的剖面图的平面图。
图16(a)示出了要用本发明的第2个实施方式所涉及的光罩形成的所希望的图案之一例。图16(b)为第2个实施方式所涉及的光罩的平面图；图16(c)为沿图16(b)中的AA’线剖开的剖面图。
图17(a)～图17(d)为剖面图，示出了使用了本发明的第二个实施方式所涉及的光罩的图案形成方法下的每一个工序。
图18(a)～图18(d)为剖面图，示出了使用本发明的第二个实施方式所涉及的光罩的图案构成方法下的每一个工序。
图19(a)示出了要用本发明的第三个实施方式所涉及的光罩形成的所希望的图案之一例。图19(b)为第三个实施方式所涉及的光罩的平面图；图19(c)为沿图19(b)中的AA’线剖开的剖面图。
图20(a)～图20(d)为剖面图，示出了使用了本发明的第三个实施方式所涉及的光罩的图案形成方法下的每一个工序。
图21(a)及图21(b)为本发明的第三个实施方式所涉及的光罩中半波色相偏移罩位于连接于开口部分的情况下的平面图及剖面图；图21(c)及图21(d)为本发明的第三个实施方式所涉及的光罩中半波色相偏移罩位于距离开口部分所定间隙的情况下的平面图及剖面图。
图22(a)示出了要用本发明的第四个实施方式所涉及的光罩形成的所希望的图案之一例。图20(b)为第四个实施方式所涉及的光罩的平面图；图22(c)为沿图22(b)中的AA’线剖开的剖面图。
图23(a)～图23(d)为剖面图，示出了使用了本发明的第四个实施方式所涉及的光罩的图案形成方法下的每一个工序。
图24(a)～图24(e)为剖面图，示出了本发明的第四个实施方式所涉及的光罩的制作方法中的各个工序；图24(f)为对应于图24(c)所示的剖面图的平面图；图24(g)为对应于图24(e)所示的剖面图的平面图。
图25(a)～图25(c)为说明用被薄膜化的遮光膜作本发明的第四个实施方式所涉及的透光率调整膜用而引起的相位变化对图案形成造成的影响的图。
图26(a)为本发明的第四实施方式所涉及光罩中透光性基板的挖掘部分位于与开口部分相隔所定尺寸的情况下的平面图；图26(b)～图26(d)为各自同情况下的剖面图。
图27(a)～图27(g)为说明用现有的半色调移相膜而得到的图像强调原理的图。
(符号说明)1a、1b、1c、1d、1e、1f-轮廓强调光罩；2a、2b、2c、2d、2e、2f-透光性基板；3a、3b、3c、3d、3e、3f-半遮光部分；4a、4b、4c、4d、4e、4f-开口部分；5a、5b、5c、5d、5e、5f-移相膜；10-透光性基板；11-下层移相膜；11A-第一透光率调整膜；11B-第一相位调整膜；12-上层相位调整膜；12A-第二透光率调整膜；12B-第二相位调整膜；13-第一光阻图案；14-第二光阻图案；20-透光性基板；21-下层相位调整膜；22-透光率调整膜；23-上层相位调整膜；30-透光性基板；31-半波色相偏移罩；40-透光性基板；41-半波色相偏移罩；41A-透光率调整膜；41B-相位调整膜；100-基板；101-被加工膜；102-光阻膜；102a-潜像部分；103-曝光光线；104-透过光线；105-光阻图案；200-基板；201-被加工膜；202-光阻膜；202a-潜像部分；203-曝光光线；204-透过光线；205-光阻图案；300-基板；301-被加工膜；302-光阻膜；302a-潜像部分；303-曝光光线；304-透过光线；305-光阻膜图案；400-基板；401-被加工膜；402-光阻膜；402a-潜像部分；403-曝光光线；404-透光光线；405-光阻图案。
具体实施例方式
首先，说明在实现本发明的基础上本中请者所设计的由光罩提高解像度的方法，具体讲，是为提高独立空隙图案的解像度的「轮廓强调法」。
(轮廓强调法)接下来，以由定位抗蚀工序形成接触图案的情况为例加以说明。且，「轮廓强调法」为只要是定位抗蚀工序的微小空隙图案，与其形状无关全能成立的原理。还有，「轮廓强调法」，在使用正抗蚀程序的情况下，也只要考虑定位抗蚀工序中的精细空隙图案(抗蚀除去图案)和精细图案的置换就可全部同样适用。
图1(a)～图1(g)，是为说明在形成接触图案的曝光中强调光的影像对比度的原理的图。
图1(a)，是通过曝光光线的透光率在6％以上及15％以下的半遮光部分，对应于接触图案的开口部分(也就是透光部分)所包围的光罩的平面图，图1(b)，表示透过图1(a)所示光罩的光线中对应于AA’线的振幅强度。
图1(c)，是图1(a)所示开口部分的周边区域上配置的移相器，且在其他区域上配置了完全遮光部分的光罩平面图，图1(d)，是表示图1(c)所示的透过光罩的光线中对应于AA’线的振幅强度。在此，图1(d)所表示的光线的振幅强度，是这部分光透过移相器的光线，所以，与图1(b)所示的光线振幅强度为反对称相位关系。
图1(e)，通过相对于曝光光线具有6％以上且15％以下透光率的半遮光部分，对应于接触图案开口部分及其周边区域上配置的移相器所包围的光罩平面图，图1(f)及图1(g)，是表示透过图1(e)所示光罩的光线中对应于AA’线的振幅强度及光强度(光线振幅强度的平方)。图1(e)所示光罩，是图1(a)所示光罩中开口部分周围区域上的配置了移相器的光罩。在此，图1(e)所示光罩，是实现「轮廓强调法」的本发明的光罩(以下称轮廓强调光罩)的一例。
且，图1(a)或者图1(e)所示的光罩中，透过半遮光部分的光线和透过开口部分的光线具有相同的相位{具体地讲，相位差在(-30+360n)度以上且在(30+360n)度以下(n为整数)}。还有，图1(e)所示光罩中，透过移相器的光线和透过开口部分的光线为反相位状态{具体地讲，相位差在(150+360n)度以上且在(210+360n)度以下(n为整数)}。
透过图1(e)所示轮廓强调光罩的光线的影像所强调的原理如下所述。也就是，图(e)所示光罩的构造，是图1(a)及图1(c)各自所示光罩的重合结构。因此，如图1(b)、图1(d)及图1(f)所示一样，透过图1(e)所示光罩的光线振幅强度，是重合透过图1(a)及图1(c)各自所示光罩的光线的振幅强度的分布结构。在此，如可从图1(f)得知，图1(e)所示光罩中，透过配置在开口部分周围的移相器的光线，透过开口部分及半遮光部分各自的光线中的一部分可以抵消。因此，图1(e)所示光罩中，只要调整透过移相器的光的强度，使其开口部分周围的光线相互抵消，如图1(g)所示，对应于开口部分周围的光线强度基本减小到0的光线强度的分布就成为可能。
还有，图1(e)所示的光罩中，透过移相器的光线，在开口部分周围有很大的抵消，另一方面，在开口部分的中央附近也稍有抵消。其结果，如图1(g)所示的一样，在透过图1(e)所示的光罩的光线中，也可得到增大从开口部分中央向开口部分周围变化的光线强度分布的轮廓(profile)的倾斜度的效果。因此，透过图1(e)所示光罩的光线强度分布，就象有清晰(sharp)的轮廓一样，所以形成对比度高的象。
以上是本发明中强调光学影像{光强度的影像(image)}的原理。也就是，通过由低透光率的半遮光部分形成的光罩，沿着开口部分的轮廓配置了移相器，由图1(a)所示光罩光强度影像中，就可能形成对应于开口部分轮廓线的黑暗部分。由此，开口部分的光线强度和开口部分周围的光强度之间可以形成强调光线强度的分布。本说明书中，由这样的原理进行影像强调的方法称之为「轮廓强调法」，同时，实现这个原理的光罩称之为「轮廓强调光罩」。
在此，说明成为本发明的基本原理的轮廓强调法和从前的半波色相偏移罩原理的不同之处。轮廓强调法原理的最重要之处，是透过半遮光部分及开口部分的光线中的各自一部分通过移相器时抵消了一部分光，由此，就形成了光强度分布中的黑暗部分这一点。也就是，移相器如同不透明图案那样动作这一点。为此，如所见到的图1(f)的一样，透过轮廓强调光罩的光线的振幅强度中，由于相同相位状态一侧的强度变化形成黑暗部分。在后面还要详细说明，但是，只在这种状态下，由斜射入曝光光线使提高对比度成为可能。
另一方面，有对应于接触图案开口部分的从前的曝光半波色相偏移罩时的光强度分布中，如图27(g)所示一样，在开口部分周围形成黑暗区域。但是，比较表示曝光从前的半波色相偏移罩时的光线的振幅强度的图27(f)和表示曝光轮廓强调光罩时的光线振幅强度的图1(f)，很明显存在着以下的不同之处。也就是，如图27(f)所示一样，在曝光半波色相偏移罩情况下的振幅强度分布中，存在着生成相位反转的相位境界。还有，如图27(g)所示一样，这个相位境界，实现了由相位端部分形成的光强度分布黑暗部分的影像强调。但是，由相位端部分形成黑暗部分得到对比度的强调效果，所以，对于光罩是垂直的入射光线成分就成为必要的了。相反，由斜射入曝光光线即便是产生了相位境界，却未形成由相位端部分引起的黑暗部分，其结果，得不到对此度强调效果。这就是即便是相对于半波色相偏移罩进行斜射入曝光光线也无法生成对比度强调效果的理由。换而言之，为了得到由半波色相偏移罩引起的对比度强调效果，就有必要进行低干涉度小光源的曝光。
如上所述，在接触图案形成中，半波色相偏移罩和轮廓强调光罩实现了很相似的光强度分布，另一方面，由于黑暗部分形成原理的不同{透过轮廓强调光罩的光的振幅强度分布上不生成相位境界[参照图1(f)]}，在轮廓强调法的情况下，即便是斜射入的曝光光线也可以形成精细的独立空隙图案形成所必须的高对比度的光的影像。
图2(a)，是对应于接触图案开口部分由移相器包围形成的半波色相偏移罩的平面图。图2(b)，是表示使用对于图2(a)所示半波色相偏移罩干涉度σ＝0.4的小光源进行曝光的情况下的AA’线的光强度分布的计算结果，图2(c)，是表示使用对于图2(a)所示半波色相偏移罩的斜射入曝光光线之一的环带光源进行曝光情况下AA’线的光强度分布的计算结果。在此，环带光源使用了外径σ＝0.75、内经σ＝0.5的被称做2/3环带。还有，作为曝光条件，使用了光源波长λ＝193nm(ArF光源)、开口数NA＝0.6。还有，接触孔的尺寸为180nm的正方形，移相器的透光率为0.6％。且，在以下的说明中，在没有限制的情况下，用曝光光源的光源强度为1时的相对光强度表示光强度。
如图2(b)及图2(c)所示一样，在使用半波色相偏移罩的情况下，由小光源进行的曝光时的光强度分布中，由相位端部分形成的黑暗部分形成了高对比度影像，另一方面，进行斜射入光线曝光时的光强度分布中由相位端部分无法形成黑暗部分，所以形成了对比度很差的图像。
图2(d)，是对应于接触图案开口部分和位于包围这个开口部分区域的移相器，由成为完全遮光部分的铬膜包围的边缘强调型相位光罩平面图，图2(e)，表示使用相对于图2(d)所示的边缘强调型相位光罩干涉度为σ＝0.4的小光源进行曝光时的对应于AA’线的光强度分布计算结果，图2(f)，表示使用相对于图2(e)所示的边缘强调型相位光罩环带光源进行曝光时的对应于AA’线的光强度分布计算结果。在此，边缘强调型相位光罩，与半波色相偏移罩相同，在开口部分和移相器之间由相位端部分形成黑暗部分实现影像强调。还有，环带光源的种类、曝光条件及移相器的透光率，与图2(a)～图2(c)所示半波色相偏移罩的情况相同。还有，接触孔的尺寸为220nm的正方形，移相器宽为80nm。
如图2(e)及图2(f)所示，用边缘强调型相位罩的情况和使用半波色相偏移罩的情况一样，用小光源进行曝光时的光强度分布中由相位端部分形成黑暗部分形成了高对比度的影像，另一方面，进行斜射入曝光时的光强度分布中由相位端部分不形成黑暗部分形成了非常差对比度的影像。
接下来，在轮廓强调法中，详细说明由斜射入曝光光线成分得到的高对比度图案之前，说明即使有如图1(e)所示的轮廓强调法的构造，若移相器的幅度变得有过剩的大，轮廓强调法的效果就会得不到。
图3(a)，是通过曝光光线的透光率在6％以上及15％以下的半遮光部分，对应于接触图案的开口部分和位于包围这个开口部分的小幅度移相器所包为的轮廓强调光罩的平面图。还有，图3(b)，表示使用相对于图3(a)所示轮廓强调光罩的干涉度σ＝0.4的小光源进行曝光的情况下对应于AA’线的光强度分布计算结果。还有，图3(c)，是对于图3(a)所示的轮廓强调光罩用环带光源进行曝光的情况下对应于AA’线的光强度计算结果。
还有，图3(d)，对于曝光光线具有6％以上和15％以下透光率的半遮光部分，对应于接触图案开口部分和位于包围这个开口部分区域的大幅宽移相器所设置的轮廓强调光罩的平面图。还有，图3(e)，表示用对于图3(d)所示轮廓强调光罩干涉度σ＝0.4的小光源进行曝光情况下对应于AA’线的光线强度分布的计算结果，图3(f)，表示图3(d)所示对于轮廓强调光罩用环带光源进行曝光的情况下对应于AA’线的光强度分布计算结果。
在此，图3(d)所示的轮廓强调光罩中的移相器的幅宽设定为轮廓强调法的原理基本不成立的过于大。具体地讲，图3(a)及图3(d)所示的开口部分的尺寸均为220nm的四方形，图3(a)所示的移相器的幅宽为60nm，图3(d)所示移相器的幅宽为150nm。还有，环带光源和曝光条件，与图2(a)～图2(c)所示半波色相偏移罩的情况相同。
如图3(b)及图3(c)所示一样，用轮廓强调法的原理成立的图3所示轮廓强调光罩的情况下，由移相器的不透明化作用产生的黑暗部分在不受光源的种类影响所表现的同时光强度分布中的对比度由环带光源可以得到更高的值。
另一方面，使用移相器过大的图3所示轮廓强调光罩的情况下，透过移相器的光线变得过强，所以，振幅强度分布中就形成了反相位状态的强度分布。这种状态中，与半波色相偏移罩或者是边缘强调型光罩作用同样的原理。也就是，如图3(e)及图3(f)所示一样，用小光源进行曝光时的光源强度分布中由相位端部分形成的黑暗部分体现对比度强调效果。另一方面，进行斜射入曝光时的光强度分布中由相位端部分未形成黑暗部分，形成对比度非常不清的影像。
也就是，为实现轮廓强调法，在光罩构造中，包围在半遮光部分中的开口部分周围不只配置了移相器，限制透过这个移相器内的光线是有必要的。根据原理的机理(mechanism)，透过移相器的光线，具有透过半遮光部分及开口部分各自的光线的相互抵消以上的强度，且，意味着在其振幅强度分布中不形成一定大小以上的反相位状态强度分布。
实际上，为限制透过移相器的光线，可以用设置对应于移相器的透光率的其幅宽条件(具体的讲是上限)。以下，就这个条件，用考察的由透过移相器的光线抵消来自移相器周围的光线的结果{参照图4(a)及图4(b)}说明。
如图4(a)所示的一样，用在透明基板上设置了透光率为T、线幅宽为L的移相器的光罩(移相器光罩)曝光时，在被曝光的材料上对应于移相器的中心的位置生成光强度定为Ih(L、T)。还有，在使用取代移相器光罩的移相器设置了完全遮光部分的光罩(遮光罩)进行曝光中，在被曝光材料上对应于完全遮光部分的中心位置生成的光强度定为Ic(L)。还有，取代移相器光罩的移相器而设置开口部分(透光部分)，且，代替移相器光罩的透光部分用设置完全遮光部分的光罩(透明光罩)进行曝光中，在被曝光材料上对应于开口部分中心的位置生成的光强度定为Io(L)。
图4(b)，表示用图4(a)所示移相器光罩曝光中将移相器透光率T及线幅宽L进行各种变化的情况下光强度Ih(L、T)的仿真结果，用透光率T及线幅宽L各自作为纵轴及横轴用光线强度表示的样子。在此，表示的是T＝Ic(L)/Io(L)的关系的重合曲线。还有，仿真条件是，曝光光线的波长λ＝0.193μm(ArF光源)、曝光机的投影光学系的开口数NA＝0.6、曝光光源的干涉度σ＝0.8(通常光源)。
如图4(b)所示的一样，光强度Ih(L、T)成为最小的条件可以由T＝Ic(L)/Io(L)的关系表示。这是因为，从物理上讲，表示透过移相器内的光线的强度若为T×Io(L)，就表示与透过移相器外的光线强度Ic(L)平衡的关系。因此，透过移相器内的光线成为过剩在振幅强度分布中出现反相位状态振幅强度的移相器幅宽L，为T×Io(L)大于Ic(L)的幅宽L。
还有，由于光源的种类的不同多少会有些差异，但是，透光率1的透过移相器内的光线和透过移相器外的光线平衡时的幅宽L为0.3×(光源波长)/NA(开口数)程度{图4(b)的情况为100nm程度}，这是从各种仿真结果的经验所得。还有，如从图4(b)可知一样，为了防止具有6％(0.06)以上的透光率的移相器内的光线的过剩透过，与透光率100％(1.0)的移相器的情况相比，将幅宽L降到2倍以下是必要的。也就是，为了防止在具有透光率为6％以上的移相器内光的过剩透过，移相器的幅宽L上限必须在0.6×λ/NA以下。
将以上的考察应用于轮廓强调光罩，作为轮廓强调光罩中透过移相器外的光线，实质上不是考虑移相器的两侧，而只考虑一侧即可，所以，轮廓强调光罩中移相器的幅宽L的上限只要是上述考察所得上限的一半即可。因此，轮廓强调光罩中的移相器的幅宽上限，在移相器的透光率为6％以上的情况下为0.3×λ/NA以下。但是，这并不是充分的条件，对应于移相器的透光率的高低，有必要使移相器的幅宽L的上限小于0.3×λ/NA。也就是，移相器的透光率为100％或者是50％以上的透光率的情况，移相器的幅宽L为0.2×λ/NA以下，最好是0.15×λ/NA以下。还有，在形成精细接触图案中，由透过移相器的光线和透过对应于接触图案的透光部分的光线相互干涉，得到强调光强度分布的轮廓的效果，所以，移相器最好是配置在离透光部分，也就是从接触孔中心小于0.5×λ/NA的区域内。因此，移相器的幅宽L小于0.3×λ/NA的情况下，在形成接触图案中，最好是在离对应于接触图案的透光部分中心为0.5×λ/NA～0.8×λ/NA以下的范围内，存在包围透光部分的的移相器。
且，本说明书中，在没有特别限制的情况下，移相器幅宽等的各种光罩尺寸被换算为曝光材料上的尺寸表示，但是，光罩的实际尺寸可以通过换算尺寸乘以曝光机的缩小投影光学系数简单的求得。
接下来，基于相对于轮廓强调光罩从各种各样的光源位置进行曝光的情况下的光强度分布对比度的变化，详细说明在轮廓强调法中由斜射入曝光实现影像强调。
图5(a)是轮廓强调光罩的一例的平面图。在此，半遮光部分的透光率为7.5％，移相器及开口部分的透光率为100％。还有，开口部分的尺寸为200nm的四方形，移相器的幅宽为50nm。
图5(c)，对于图5(a)所示的轮廓强调光罩，通过光学仿真计算用开口数NA规格化了的各种各样光源位置的点光源进行曝光的情况下对应于图5(a)的AA’线的光强度分布，在这个计算结果{例如图5(b)所示的光强度分布}中读取相当于开口部分中央位置的光强度Io，表示了该光强度Io的相对于各光源位置的描绘结果。在此，表示光源波长λ为193nm(ArF光源)，开口数为0.6的由光学计算进行仿真的结果。且，以下的说明中，在没有特别限制时，光学仿真是以波长λ＝193nm(ArF光源)，开口数NA＝0.6的条件进行光学计算。
如图5(c)所示的一样，开口部分中央的光强度Io由外侧光源位置{自图5(c)的原点的远光源位置}的点光源曝光程度变大。也就是，用斜射入成分强的光源曝光的程度，知道对比度变清晰。参照图面具体说明。图5(d)、图5(e)及图5(f)，在图5(c)所示的各点光源的样点P1、P2、P3中，对应于图5(a)的AA’线的光强度分布的描绘。如图5(d)、图5(e)及图5(f)所示，随着点光源的位置变到外侧，换而言之，随着大的斜射入光源位置的变成，形成高对比度的影像。
接下来，为了进行比较，说明相对于半波色相偏移罩从各种各样光源位置进行曝光情况下的光强度分布的对比度变化。图6(a)是半波色相偏移罩的一例的平面图。在此，移相器的透光率为6％，开口部分的透光率为100％。还有，开口部分的尺寸{被曝光晶片(wafer)上的换算}为180nm四方形。
图6(c)，对于图6(a)所示的轮廓强调光罩，通过光学仿真计算用开口数NA规格化了的各种各样光源位置的点光源进行曝光的情况下对应于图6(a)的AA’线的光强度分布，在这个计算结果{例如图6(b)所示的光强度分布}中读取相当于开口部分中央位置的光强度Io，表示了该光强度Io的相对于各光源位置的描绘结果。
如图6(c)所示的一样，开口部分中央的光强度Io由内侧光源位置{图6(c)的原点的近光源位置}的点光源曝光程度变大。也就是，用斜射入成分强的光源曝光的程度，知道对比度变清晰。参照图面具体说明。图6(d)、图6(e)及图6(f)，在图6(c)所示的各点光源的样点P1、P2、P3中，对应于图6(a)的AA’线的光强度分布的描绘。如图6(d)、图6(e)及图6(f)所示，随着点光源的位置变到外侧，换而言之，随着垂直射入光源位置的变成，形成高对此度的影像。
如以上说明了的，比较图5(a)～图5(f)所示的结果和图6(a)～图6(f)的结果可知，轮廓强调法，在接触图案等的精细独立空隙图案的形成中，用以前的方法未能实现，用斜射入曝光强调光强度分布的对比度成为可能。
到此为止说明了用轮廓强调光罩提高对比度的做法，接下来，说明对比度及DOF对于轮廓强调光罩中半遮光部分的透光率的依赖性。在此，利用图7(a)所示的轮廓强调光罩，基于图案形成中仿真各种界限的结果进行说明。图7(b)，表示对图7(a)所示轮廓强调光罩进行曝光时所形成的光强度分布。在图7(b)中，也表示了要用图7(a)所示轮廓强调光罩形成幅宽为100nm的接触孔图案情况中所定义了的各种边界相关值。具体地讲，临界强度Ith是抗蚀膜感光的光线强度，对于这个值定义各种界限。例如，以Ip做为光强度分布的最高值，这样，Ip/Ith就成为使抗蚀膜感光的感度比例值，这个值越高越好。还有，以Ib作为透过半遮光部分的光线的反射(back ground)强度，这样，Ith/Ib值越高就意味着图案形成时抗蚀膜的分解越难发生，同样这个值也是越高越好。一般来讲，Ith/Ib的值希望在2以上。在考虑了以上的情况的基础上说明各界限。
图7(c)，表示用图7(a)所示轮廓强调光罩形成图案时DOF对于半遮光部分透光率的依赖性的计算结果。在此，DOF，定义为图案制成时尺寸变化在10％以内的聚焦位置宽度。如图7(c)所示一样，DOF的提高最好是半遮光部分的透光率越高。还有，图7(d)，表示计算用图7(a)所示轮廓强调光罩形成图案时相对于半遮光部分透光率的最高值Ip的结果。如图7(d)所示一样，最高值Ip，也就是提高对比度也最好是半遮光部分的透光率高。从以上的结果来看，在轮廓强调光罩中，半遮光部分的透光率越高越好，具体地讲，如图7(c)及图7(d)所示一样，透光率在0％至6％之间上升时曝光界限的提高率变大，所以，最好是用6％以上的半遮光部分就可以理解了。
图7(e)，表示用图7(a)所示轮廓强调光罩形成图案时对于半遮光部分透光率的Ith/Ib计算结果。如图7(e)所示一样，Ith/Ib为半遮光部分的透光率越高而越低，提高Ith/Ib最好是半遮光部分的透光率过高。具体地讲，半遮光部分的透光率在15％左右时Ith/Ib就会变得小于2。还有，图7(f)，表示计算用图7(a)所示轮廓强调光罩形成图案时相对于半遮光部分透光率Ip/Ith的结果。如图7(f)所示一样，在半遮光部分的透光率为15％时Ip/Ith达到最高值。
如以上说明的一样，在轮廓强调光罩中，DOF或者是对比度是随着半遮光部分透光率的提高而升高，其效果，在半遮光部分透光率超过6％就变得越明显。另一方面，从防止图案形成时抗蚀膜得光分解，或者是抗蚀感光度最优观点来讲，半遮光部分透光率的最大值最好是在15％程度。因此，可以说轮廓强调光罩中的半遮光部分透光率的最优值在6％以上且15％以下。也就是，半遮光部分，为使部分曝光光线透过但却不不使抗蚀膜感光的部分。换而言之，半遮光部分，只使全曝光光线中的一部分透过。作为这样的半遮光部分的材料，可以使用ZrSiO、CrAlO、TaSiO、MoSiO或者是TiSiO等氧化物。
图8(a)～图8(f)，表示设置了对应于接触图案的开口部分的轮廓强调光罩中，由半遮光部分和移相器构成的遮光性光罩图案的各种形式的平面图。
图8(a)所示的轮廓强调光罩1a，与图1(a)所示轮廓强调光罩有同样的构成。也就是，轮廓强调光罩1a是使用透光性基板2a的光罩，包括，具有使曝光光线的一部分透过的透光率的半遮光部分3a、被半遮光部分3a所围且对应于独立接触图案的开口部分4a和位于开口部分4a周围的环状移相器5a。
图8(b)所示的轮廓强调光罩1b是使用透光性基板2b的光罩，包括，具有使曝光光线的一部分透过的透光率的半遮光部分3b、被半遮光部分3b所围且对应于独立接触图案的开口部分4b和具有开口部分4b的各边相同长度的且各边相连的由四个矩形状移相器的一部分形成的移相器5b。这个轮廓强调光罩1b，在独立图案形成中基本和轮廓强调光罩1a具有相同的特性。
图8(c)所示的轮廓强调光罩1c是使用透光性基板2c的光罩，包括，具有使曝光光线的一部分透过的透光率的半遮光部分3c、被半遮光部分3c所围且对应于独立接触图案的开口部分4c和具有比开口部分4c的各边长度短，且各边相连的由四个矩形状移相器的一部分形成的移相器5c。移相器5c的各个移相器的一部分的中央和开口部分4c的中央对合。在这个轮廓强调光罩1c中，通过固定开口部分4c的幅宽(大小)变更移相器5c的各个移相器一部分的长短，可以进行曝光后形成的抗蚀图案的尺寸调整。例如，移相器5c的各个移相器的一部分的长度做得越短，抗蚀图案的尺寸就会越大。在此，保持轮廓强调作用的前提下可能变更的移相器5c的各个移相器一部分的长度的下限为，限制在光源(曝光光线)波长的一半程度为止，另一方面，因只变更光罩的尺寸的变更量的一半程度，所以，调整移相器一部分的长度，是作为图案尺寸调整方法非常好的方法。
图8(d)所示的轮廓强调光罩1d是使用透光性基板2d的光罩，包括，具有使曝光光线的一部分透过的透光率的半遮光部分3d、被半遮光部分3d所围且对应于独立接触图案的开口部分4d、和从半遮光部分3d和开口部分4d的界限只将所定尺寸伸入半遮光部分3d的环状移相器5d。也就是，移相器5d和开口部分4d之间介入了环状半遮光部分3d。
图8(e)所示的轮廓强调光罩1e是使用透光性基板2e的光罩，包括，具有使曝光光线的一部分透过的透光率的半遮光部分3e、被半遮光部分3e所围且对应于独立接触图案的开口部分4e、和从半遮光部分3e和开口部分4e的界限只将所定尺寸伸入半遮光部分3e的环状移相器5e。移相器5e，由开口部分4e的各边的长度具有各个长方形且在开口部分4e的对角线上相接的四个移相器的一部分组成。在此，移相器5e和开口部分4e之间介入了环状的半遮光部分3e。在这个轮廓强调光罩1e中，通过固定移相器5c的大小及为止而只变更开口部分4c的幅宽(大小)，可以进行曝光后形成的抗蚀图案的尺寸调整。例如，随着增大开口部分4e的幅宽抗蚀图案的尺寸也变大。若按照只变更这个开口部分的幅宽的图案尺寸调整方法，与同时进行定位(scaling)开口部分及移相器双方的图案尺寸调整的方法相比，可以将MEEF(Mask Error Enhancement Factor相对于光罩尺寸变化量的图案尺寸变化量比)降低的一半程度。
图8(f)所示的轮廓强调光罩1f是使用透光性基板2f的光罩，包括，具有使曝光光线的一部分透过的透光率的半遮光部分3f、被半遮光部分3f所围且对应于独立接触图案的开口部分4f、和从半遮光部分3f和开口部分4f的界限只将所定尺寸伸入半遮光部分3e的环状移相器5e。移相器5f，由开口部分4f的各边的长度具有各个长方形且在开口部分4e的各边相对的四个移相器的一部分组成。在此，移相器5f的各个移相器的长度，既可以比开口部分4f的边长长，也可以比它短。按照轮廓强调光罩1f的做法，可以进行如图8(c)所示的轮廓强调光罩1c同样的抗蚀图案的尺寸调整。
且，在图8(d)～图8(f)所示的轮廓强调光罩中，为增大MEEF的降低效果，开口部分和移相器之间的半遮光部分的幅宽，最好在λ/NA(λ是曝光光源的波长，NA是开口数)的1/5以下。还有，为了得到提高DOF的效果，上述的半遮光部分的幅宽，最好是可以影响由移相器引起的光的干涉效果的尺寸，也就是λ/NA的十分之一程度以下。还有，图8(a)～图8(f)所示的轮廓强调光罩中，作为开口部分的形状采用了正方形，但用八角形似的多角形或者是圆形均可。还有，移相器的形状也是一样，并不只限于连续的环状的形式或者是复数个长方形的形式。如，排列复数个正方形移相器部分形成移相器亦可。
还有，到此为止，是以定位抗蚀工序为前提，在轮廓强调光罩中对应于抗蚀除去部分的部分定义为开口部分进行了全部的说明。但是，在可以利用有充分高的透光率的移相器的情况下，在以上说明所用的轮廓强调光罩中，即便是置换定义为开口部分的部分和透光率高的移相器，或是置换定义为移相器的部分和开口部分，再或是置换定义为半遮光部分的部分和透光率低的移相器(如半波色相偏移罩的移相器)，各构成要素之间的相对相位差的关系相同，所可以可以使线实现有同样效果的轮廓强调光罩。
(第一个实施方式)下面，参考附图，说明本发明的第一个实施方式所涉及的光罩、光罩的制作方法及使用该光罩的图案形成方法。且，第一个实施方式所涉及的光罩为用以实现上述轮廓强调法的缩小投影曝光系统的光罩。
图9(a)，表示了要用第一个实施方式所涉及的光罩形成的所希望的图案之一例。
然而，若设曝光机的缩小投影光学系的缩小倍数为M时，则对通常的光罩而言，使用对曝光光源来讲为完全遮光膜的铬等的材料，所希望图案(一般情况下为晶片上的设计值)的M倍大小的图案，便被画在由对曝光光线的透光率很高的材料制成的基板(透光性基板)上。然而，本说明书中，在没有特别说明的情况下，为了简单起见，即使在对光罩进行说明时，也不使用将晶片上的尺寸放大了M倍以后的光罩尺寸，而是直接使用晶片上的尺寸进行说明。换句话说，说明的是除去光阻膜的感光部分的情况。另一方面，在使用负光阻工序的情况下，除了光阻膜的感光部分变成光阻图案这一点以外，其它地方都和使用正光阻工序时是完全一样的。还有，本实施方式中，在没有特别说明的情况下，用设定透光性基板的透光率为100％时的实效透光率来表示这个透光率。
图9(b)，为第一个实施方式所涉及的光罩平面图，具体而言，为用以形成图9(a)表示的所希望图案的光罩平面图。如图9(b)所示，对应着所希望的图案中的光阻除去部分设置了开口部分(透光部分)。还有，做为包围开口部分的遮光性光罩图案，取代完全遮蔽曝光光线的完全遮光部分，使用具有不使光阻膜完全感光的低透光率(6～15％左右)的，且以开口部分为标准让曝光光线同相位状态透过的半遮光部分。在第一个实施方式中，如设半遮光部分的透光率为7.5％。还有，在开口部分的周边，设置了以开口部分为标准让曝光光线反向相位透过的移相器(周边部分)。在此，遵从轮廓强调法的原理，透过移相器的光线，使透过开口部分及半遮光部分的光线可有效地抵消，设定移相器透光率高于半遮光部分透光率之值，如20％。
且，在第一个实施方式中，采用这样的移相器的布置方式，即例如图8(b)所示那样，采用移相器从矩形开口部分的每一条边开始延伸到所定尺寸以内的区域中与这些边相连的移相器的形式。
图9(c)，为沿图9(b)中的AA’线剖开的剖面图，也就是第一个实施方式所涉及的光罩的剖面图。如图9(c)所示，开口部分(透光部分)形成区域的透光性基板10的表面呈暴露状态。还有，在移相器(周边部分)形成区域的透光性基板10上，形成了以开口部分为标准让曝光光线在180{实际为(150+360n)度以上且(210+360n)度以下(n为整数)}度的相位差(反向相位)状态下透过的下层移相膜11。还有，在半遮光部分形成区域的透光性基板10上，顺次沉积成下层移相膜11，和以开口部分为标准的让曝光光线以反向相位状态透过的上层移相膜12。可使用ZrSiO、CrAlO、TaSiO、MoSiO或者TiSiO等氧化膜形成下层移相膜11及上层移相膜12。但是，最好的是下层移相膜11和上层移相膜12用不同的氧化膜构成。在此，下层移相膜11是做为单体具有20％透光率的移相膜。对此，沉积成的下层移相膜11和上层移相膜12的构造，就成为就具有7.5％透光率，和使其与开口部分(透光性基板10)之间的曝光光线产生360度{实际上是(-30+360n)度以上且(30+360n)度以下(n为整数)}的相位差(同相位状态)的半遮光膜的机能。换句话说，下层移相膜11和上层移相膜12的重叠沉积层构造，起着不发生相位反转的半波色相偏移罩的机能。还有，半遮光部分和开口部分之间，形成了由下层移相膜11单层构造制成的周边部分，也就是移相器。如上所述，本实施方式的光罩起着轮廓强调光罩的机能。但是，如前所述，为了得到由轮廓强调法的对比度强调，限制移相器幅宽在所定尺寸以下是必要的。
然而，在以上说明中，如图10(a)所示，是以下层移相膜11和上层移相膜12各为单层膜的情况为前提的。因为在这种情况下，各移相膜的光学系数由膜材料决定，各移相膜的膜厚就由相位偏移量决定了。另一方面，透光率不仅与光学系数有关，还与膜厚有关，所以不能说一定存在具有适宜的光学系数的材料作移相膜的材料。具体而言，也就是并不能限制正好能让曝光光线在以开口部分为基准的反相位状态状态状态下透过的那一膜厚的透光率正好可实现的材料一定存在。因此，在第一个实施方式所涉及的光罩中，如图10(b)所示，下层移相膜11具有依次沉积成的第一透光率调整膜11A和形成在第一透光率调整膜11A上的第一相位调整膜11B，且，上层移相膜12也具有依次沉积成的第二透光率调整膜12A和形成在第二透光率调整膜12A上的第二相位调整膜12B的做法在各移相膜中实现任意的透光率是最好的。在此，第一透光率调整膜11A及第二透光率调整膜12A，具有相对于以开口部分为标准的让曝光光线以同相位状态透过的同时，并相对曝光光线具有较低的透光率。另一方面，第一相位调整膜11B及第二相位调整膜12B，具有相对于以开口部分为标准的让曝光光线以反向相位透过的的同时，并相对曝光光线具有较高的透光率。做为第一透光率调整膜11A及第二透光率调整膜12A，例如可用Zr、Cr、Ta、Mo或者Ti等金属制成的薄膜(厚度在30nm以下)或者是由如Ta-Cr合金、Zr-Si合金、Mo-Si合金或者Ti-Si合金等金属合金制成的薄膜(厚度在30nm以下)来做。而相位调整膜11B则可用如SiO2膜等氧化膜来做。
且，在图10(b)中，表示了下层移相膜11及上层移相膜12双方具有两层构造情况的例子，但是若为下层移相膜11及上层移相膜12中的一个为双层构造，而另一个为单层构造的情况也是可以的。
还有，在本说明书中，所谓的透光率调整膜，意味着这样的膜是相对于曝光光线的单位厚度透光率较低，且在不会对曝光光线的相位变化造成影响的情况下通过调节它的厚度按所希望的值可设定相对于曝光光线的透光率的膜。还有，所谓相位调整膜，则意味着这样的膜是相对曝光光线的单位厚度透光率较高，且不会对曝光光线的透光率变化造成影响，并能通过调节它的厚度将在它和透光性基板(开口部分)之间的对曝光光线的相位差设定在所希望的值上。
其次，说明使用了第一个实施方式所涉及的光罩的图案形成方法。在此，在用曝光机进行光罩图案的缩小复印时，正如对轮廓强调法的原理所做的说明一样，使用斜射入曝光光源以便通过轮廓强调光罩形成高对比度的影像。在在此，所谓斜射入曝光光源，意味着将图11(a)所示的普通曝光光源中的垂直射入成分除去后，得到的图11(b)～图11(d)中所示的光源。这种斜射入曝光光源的代表有图11(b)所示的环状曝光光源及图11(c)所示的四重极曝光光源。虽然或多或少依存于目的图案，但一般情况下，从对比度的强调或者DOF的放大效果来看，四重极曝光光源比轮带曝光光源更大。但因四重极曝光有图案形状相对光罩形状出现歪斜等副作用，故最好的是，在那样的情况下，用图11(d)所示的环状—四重极混合型曝光光源。这个环状—四重极曝光光源的特征在于在以光源中心(通常为曝光光源中心)为原点的XY坐标系中进行考虑的情况下，将光源中心和XY轴上的光源除去以后就具有四重极的特点，而采用圆形作为光源的外形以后就又具有了环状的特点。
图12(a)～图12(d)，表示了使用第一个实施方式所涉及的光罩的图案形成方法的每一个工序剖面图。
首先，如图12(a)所示，在基板100上形成金属膜或者绝缘膜等被加工膜101以后，再如图12(b)所示，在被加工膜101上形成正光阻膜102。
接着，如图12(c)所示，在具备了由下层移相膜11和上层移相膜12的重叠沉积层构造制成的半遮光部分和由下层移相膜11的单层结构制成的移相器后，对于第一实施方式所涉及的光罩，用斜射入曝光光源照射曝光光线103，由透过该光罩的透过光104对光阻膜102进行曝光。此时，因用低透光率半遮光部分作了光罩图案，故整个光阻膜102在较弱的光能下被曝光。但是，如图12(c)所示，被足以让光阻膜102在显像工序中光解的曝光光能照射的仅仅是光阻膜102中对应于光罩的透光部分(开口部分)的潜像部分102a。
接着，通过对光阻膜102进行显像处理以除去潜像部分102a而形成光阻图案105，如图12(d)所示。这时在图12(c)所示的曝光工序下，开口部分周边的光线抵消的结果是，因曝光光能几乎不照射光阻膜102中对应于移相器(周边部分)的部分，故透过开口部分的光线与透过周边部分的光线之间的光强度分布的对比度就得到了强调。换种说法，照射到潜像部分102a上的光线和照射在潜像部分102a周围的光线之间的光强度分布的对比度就可得到了强调。因此，由于潜像部分102a的能量分布也发生急剧变化，故制成了形状起伏激烈(陡峭)的光阻图案105。
下面，参考附图，说明第一个实施方式所涉及的光罩的制作方法。
图13(a)～图13(e)，表示了第一个实施方式所涉及的光罩的制作方法中的各个工序的剖面图。图13(f)为对应于图13(c)所示剖面图的平面图；图13(g)为对应于图13(e)所示剖面图的平面图。
首先，如图13(a)所示，在由对曝光光线具有透光性的材料，如石英等制成的透光性基板10上，顺次形成如由TaSiO制成的下层移相膜11及由MoSiO制成的上层移相膜12。下层移相膜11及上层移相膜12，各自可使用如ZrSiO、CrAlO、TaSiO、MoSiO或者TiSiO等材料制成的金属氧化膜。但是，上层移相膜12的构成最好是为可以有选择地除去下层移相膜11，下层移相膜11和上层移相膜12由互不相同的氧化膜构成。还有，下层移相膜11和上层移相膜12各自与透光性基板10的透光部分(开口部分)之间产生相对于曝光光线的大于、等于(150+360×n)度，且小于、等于(210+360×n)度(n为整数)的相位差(反向相位)。在此，下层移相膜11及上层移相膜12的至少其中之一具有如上所述的透光率调整膜和相位调整膜的双层构造亦可。
接下来，如图13(b)所示，在透光性基板10上形成覆盖半遮光部分形成区域的第一光阻图案13，也就是，形成有开口部分(透光部分)形成区域及移相器(周边部分)形成区域各自的除去部分的第一光阻图案13。其后，以第一光阻图案12为屏蔽对上层移相膜12进行蚀刻处理并将上层移相膜12图案化以后，再将第一光阻图案13除去。这样一来，如图13(c)及图13(f)所示，在上层移相膜12中，除去对应于开口部分形成区域及移相器形成区域各自的部分。
接下来，如图13(d)所示，在透光性基板10上形成覆盖半遮光部分形成区域及开口部分形成区域的第二光阻图案14，也就是形成在开口部分形成区域具有除去部分的第二光阻图案14。其后，以第二光阻图案14为屏蔽对下层移相膜11进行蚀刻后再将下层移相膜11图案化，随后再将第二光阻图案14除去。这样一来，如图13(e)及图13(g)所示，除去在下层移相膜11中对应于开口部分形成区域的部分，完成第一实施方式所涉及光罩。也就是有轮廓强调光罩的平面构造的第一实施方式所涉及的光罩，做为光罩毛坯，准备了两层沉积而成的半波色相偏移罩透光性基板，其后，通过对上、下层移相膜顺次进行有选择的蚀刻很容易地就可以形成。
如上所述，根据第一个实施方式，在透光性基板10上顺次形成让曝光光线各自以反相位状态状态透过的下层移相膜11及上层移相膜12后，除去开口部分(透光部分)形成区域及移相器(周边部分)形成区域的上层移相膜12，其后，除去开口部分形成区域的下层移相膜11。也就是，开口部分由透光性基板10的暴露部分形成，半遮光部分由下层移相膜11及上层移相膜12的沉积构造形成，移相器由下层移相膜11的单层构造形成。在此，下层移相膜11及上层移相膜12的重叠沉积层构造让曝光光线以开口部分为标准同相位状态透过。为此，由开口部分和让曝光光线与开口部分同相位状态透过的半遮光部分，可以夹住让曝光光线与开口部分反向相位透过的移相器。因此，由于透过开口部分的光线和透过移相器的光线的相互干涉，可以强调开口部分和移相器之间光强度分布的对比度。还有，这个对比度的强调效果，在如正光阻工序中用斜射入曝光形成精细的独立光阻除去部分(也就是对应透光部分的精细独立空间图案)的情况下也能得到。也就是，通过斜射入曝光，就能将独立空间图案与独立线图案，或者是独立空间图案与密集图案同时精细化。
还有，根据第一个实施方式，通过对沉积在透光性基板10上的下层移相膜11及上层移相膜12分别进行选择性蚀刻，就很容易进行具有半遮光部分和移相器(周边部分)的任意形状的光罩图案的做成。
还有，根据第一个实施方式，构成半遮光部分的下层移相膜11及上层移相膜12的重叠沉积层中，通过加工上层移相膜12可以形成任意形状的移相器。为此，做为轮廓强调光罩的平面图案布置，并不只限于图9(b)及图9(c)所示的类型，也就是图8(b)所示的类型。还能实现例如图8(a)～图8(f)所示的任何一种类型的平面图案布置。
还有，根据第一实施方式，在由下层移相膜11的单层构造可规定移相器的透光率的同时，也可以由下层移相膜11和上层移相膜12的重叠沉积层构造规定半遮光部分的透光率，所以，可以任意设定移相器及半遮光部分各自透光率的组合。
且，在第一个实施方式中，最好是光罩的半遮光部分(下层移相膜11和上层移相膜12的重叠沉积层构造)的透光率在6％以上，且在15％以下。这样做以后，就既能防止在形成图案时的光阻膜减薄等，又确能收到本实施方式的对比度强调效果。
还有，在第一个实施方式中，是以使用正光阻工序为前提进行了说明，当然不言而喻，也可用负光阻工序代替正光阻工序。在此，不管使用任一工序的情况下，作为曝光光源，均可使用如i线(波长365nm)、KrF受激准分子激光(波长248nm)、ArF受激准分子激光(波长193nm)或者F2受激准分子激光(波长157nm)等。
(第一个实施方式的第一个变形例)下面，参考

本发明的第一个实施方式的第一个变形例所涉及的光罩及其制作方法。
第一个实施方式的第一个变形例和第一个实施方式的不同之处如下，也就是在第一个实施方式中，如图8(a)～图8(c)所示的那样，是以移相器(周边部分)与开口部分(透光部分)相邻的平面布置的轮廓强调光罩为对象。而在第一个实施方式的第一个变形例中，如图8(d)～图8(f)所示的那样，则是以移相器与开口部分的相分离平面布置的轮廓强调光罩为对象。
图14(a)～图14(e)是表示第一个实施方式的第一个变形例所涉及的光罩的制作方法中各个工序的剖面图。图14(f)是对应于图14(c)所示剖面图的平面图。图14(g)则是对应于图14(e)所示剖面图的平面图。
首先，如图14(a)所示，在由对曝光光线具有透光性的材料，如石英等制成的透光性基板10上，顺次形成下层移相膜11及上层移相膜12。下层移相膜11及上层移相膜12的各自，在其自身与透光性基板10的透光性部分(开口部分)之间相对于曝光光线产生(150+360n)度以上，(210+360n)度以下的相位差(n为整数)。在此，下层移相膜11及上层移相膜12中至少有一个可具有透光率调整膜和相位调整膜的两层构造(参考第一个实施方式)。
接着，如图14(b)所示，在透光性基板10上形成覆盖半遮光部分形成区域的第一光阻图案13。也就是说，形成在开口部分(透光部分)形成区域及移相器(周边部分)形成区域及分别具有除去部分的第一光阻13。在此，本变形例中，开口部分形成区域和移相器形成区域相互是分离的。换句话说，第一光阻图案13介于开口部分形成区域和移相器形成区域之间。其后，以第一光阻图案12为屏蔽，对上层移相膜12进行蚀刻处理并将上层移相膜12图案化以后，再除去第一光阻图案13。这样一来，如图14(c)及图14(f)所示，上层移相膜12中对应于开口部分形成区域及移相器形成区域的部分分别被除去。
接下来，如图14(d)所示，在透光性基板10上，形成覆盖含有移相器形成区域的半遮光部分形成区域，且在开口部分形成区域具有除去部分的第二光阻图案14。其后，以第二光阻图案14及已图案化了的上层移相膜12做为屏蔽，对下层移相膜11进行蚀刻再将下层移相膜11图案化后，除去第二光阻图案14。这样一来，如图14(e)及图14(g)所示，除去了下层移相膜11中对应于开口部分形成区域的部分，完成了第一个实施方式的第一个变形例所涉及的光罩。
根据第一个实施方式的第一个变形例，在能够收到第一个实施方式的效果的基础上，还能得到以下效果。也就是说，以图案化了的上层移相膜12为屏蔽，可对下层移相膜11进行自我对准的蚀刻，所以可以正确地进行光罩加工。
(第一个实施方式的第二个变形例)下面，参考附图，说明本发明的第一个实施方式的第2个变形例所涉及的光罩及其制成方法。
第一个实施方式的第二个变形例和第一个实施方式的不同之处如下所述，也就是在第一个实施方式中，是以例如图8(a)～图8(c)所示那样的移相器(周边部分)与开口部分(透光部分)相邻的平面布置的轮廓强调光罩为对象，但在第一个实施方式的第2个变形例中，是以例如图8(d)～图8(f)所示那样的移相器与开口部分相分离的平面布置的轮廓强调光罩为对象。
图15(a)～图15(e)为剖面图，表示了第一个实施方式的第2个变形例所涉及的光罩的制作方法中的各个工序。图15(f)为对应于图15(c)所示的剖面图的平面图；图15(g)为对应于图15(e)所示的剖面图的平面图。
首先，如图15(a)所示，在由对曝光光线具有透光性的材料的，如石英等制成的透光性基板10上，顺次形成下层移相膜11及上层移相膜12。下层移相膜11及上层移相膜12的每一个，在它和透光性基板10(开口部分)之间对曝光光线产生(150+360×n)度以上，且(210+360×n)度以下(其中n为整数)的相位差。在此，下层移相膜11及上层移相膜12中至少一个，可以具有由透光率调整膜和相位调整膜构成的双层构造(参考第一个实施方式)。
接下来，如图15(b)所示，在透光性基板10上形成覆盖半遮光部分形成区域及开口部分(透光部分)形成区域的第一光阻图案13，也就是形成在移相器(周边部分)形成区域具有除去部分的第一光阻图案13。其后，以第一光阻图案13为屏蔽对上层移相膜12进行蚀刻处理并在上层移相膜12图案化以后，除去第一光阻图案13。这样一来，如图15(c)及图15(f)所示，上层移相膜12中对应于移相器形成区域的部分被除去。
接下来，如图15(d)所示，在透光性基板10上，形成半遮光部分形成区域及移相器形成区域的第二光阻图案14，也就是形成在开口部分形成区域的具有除去部分的第二光阻图案14。其后，以第二光阻图案14为屏蔽依次对上层移相膜12及下层移相膜11进行蚀刻图案化各相位膜后，除去第二光阻图案14。这样一来，如图15(e)及图16(g)所示，下层移相膜11及上层移相膜12的每一个中对应于开口部分形成区域的那一部分被除去，制成了第一个实施方式的第二个变形例所涉及的光罩。
根据第一个实施方式的第二个变形例，除能收到第一个实施方式的效果以外，还能收到以下效果。也就是在本变形例中，除去上层移相膜12中对应于移相器形成区域的那一部分的工序{参照图15(c)}和除去上层移相膜12中对应于开口部分形成区域的那一部分的工序{参照图15(e)}是分别进行的。因此，在开口部分和移相器之间存在微小间隙的情况下，换句话说，在开口部分和移相器之间，残留下由下层移相膜11及上层移相膜12的重叠沉积层构造引起的介入了微小宽度的半遮光部分的情况下，光罩的加工容限就增大。
且，在第一个实施方式的第二个变形例中，在进行除去上层移相膜12中对应于移相器形成区域的那一部分的工序之前，亦可先进行除去对应于下层移相膜11及上层移相膜12各自开口部分形成区域的那一部分的工序。
(第二个实施方式)下面，参考

本发明的第二个实施方式所涉及的光罩、光罩的制作方法及使用该光罩的图案形成方法。且，第二个实施方式所涉及的光罩是为实现轮廓强调法的缩小投影曝光装置的光罩。
图16(a)表示了要用第二个实施方式所涉及的光罩形成的所希望的图案之一例。且，在本实施方式中也与第一实施方式相同，以下说明假定使用正光阻工序的情况。还有，在本实施方式中，在没有特别限定的情况下，透光率用设透光性基板的透光率为100％时的实效透光率来表示。
图16(b)为第二个实施方式所涉及的光罩的平面图，具体而言，为用以形成图16(a)所示的所希望的图案的光罩的平面图。如图16(b)所示，对应着我们所希望的图案中的光阻除去部分设置了开口部分。还有，做为包围开口部分的光阻图案，取代完全遮挡曝光光线的完全遮光部分，用其透光率为不让光阻膜感光的具有低透光率(6～15％左右)的，且以开口部分为基准的使曝光光线同相位状态透过的半遮光部分。还有，在开口部分的周边，设置了以开口部分为基准使曝光光线反相透过的移相器(周边部分)。在此，根据轮廓强调法的原理，透过移相器的光线，使在透过开口部分及半遮光部分各自的光线可以相互抵消，比半遮光部分的透光率更高地设定移相器的透光率。
且，第二个实施方式中，做为移相器配置的方法，如图8(b)所示那样，采用了从矩形开口部分的各边开始延伸到所定尺寸以下的区域中且与这些边相连移相器。
图16(c)，为沿图16(b)中的AA’线剖开的剖面图，也就是第二个实施方式所涉及的光罩的剖面图。如图16(c)所示，开口部分(透光部分)形成区域的透光性基板20的表面是暴露的。还有，在移相器(周边部分)形成区域的透光性基板20上形成了下层相位调整膜21。再有，在半遮光部分形成区域的透光性基板20上，顺次沉积了下层相位调整膜21、透光率调整膜22和上层相位调整膜23。下层相位调整膜22及上层相位调整膜23，每一个都是以开口部分为基准使曝光光线以180度{实际上是(150++360n)度以上，(210+360n)以下(n为整数)}的相位差(反相位状态状态)透过的相位偏移(shife)膜。对于曝光光线而言，透光率调整膜22具有低于下层相位调整膜21及上层相位调整膜23的透光率。下层相位调整膜21和上层相位调整膜23可以使用如SiO2膜等的氧化膜。做为透光率调整膜22，可用如Zr、Cr、Ta、Mo或者Ti等的金属制成的薄膜(厚度在30nm以下)，或者是如Ta-Cr合金、Zr-Si合金、Mo-Si合金或者Ti-Si合金等的金属合金制成的薄膜(厚度在30nm以下)制成；还有，下层相位调整膜21，单体时具有非常高的透光率，且是以开口部分(透光性基板20)为基准使曝光光线反相位状态状态透过的移相膜。还有，透光率调整膜22的透过率，设定为使下层相位调整膜21、透光率调整膜22及上层相位调整膜23的重叠沉积层构造相对于曝光光线具有所定透光率(不使光阻膜感光程度的低透光率)。还有，下层相位调整膜21、透光率调整膜22及上层相位调整膜23的重叠沉积层构造，使曝光光线在以开口部分(透光性基板20)为基准情况下同相位状态{具体地讲，相位差在(-30+360n)度以上，且在(30+360n)度以下，(n为整数)}透过。也就是，由下层相位调整膜21、透光率调整膜22及上层相位调整膜23的重叠沉积层构造，使曝光光线以开口部分为基准同相位状态透过，且构成对曝光光线有所定透光率的半遮光部分。这样，形成了位于半遮光部分和开口部分之间由下层相位调整膜21的单层构造制成的周边部分，也就是移相器，由此实现了轮廓强调光罩。但是，为了用轮廓强调法得到对比度强调，有必要将移相器的幅宽限制在所定尺寸以下。
这样第二实施方式所涉及的光罩的做成方法如下。也就是，在由对于曝光光线具有透光性的材料(如石英等)制成的透光性基板20上，形成由下层相位调整膜21、透光率调整膜22及上层相位调整膜23组成的重叠沉积层构造后，对上层相位调整膜23、透光率调整膜22及下层相位调整膜21进行顺次选择性蚀刻。具体做法是，只要以下层相位调整膜21做为下层移相膜，透光率调整膜22及上层相位调整膜23做为上层移相膜，即使是在第二实施方式所涉及的光罩做成方法，也可以原样使用如图13～图15所示的第一实施方式所涉及的光罩做成方法。
接下来，说明有关第二个实施方式所涉及的光罩的图案形成方法。在此，使用曝光机进行光罩图案缩小投影时，如在轮廓强调法的原理中所说明的一样，因为是用轮廓强调光罩形成对比度高的影像，所以也可使用如图11(b)～图11(d)所示的斜射入曝光光源。
图17(a)～图17(d)，为表示使用第二个实施方式所涉及的光罩的图案形成方法的每一个工序剖面图。
首先，如图17(a)所示，在基板200上形成了金属膜或者绝缘膜等的加工膜201以后，再如图17(b)所示，在加工膜201上形成正光阻膜202。
接下来，如图17(c)所示，第二实施方式所涉及的光罩，包括由下层相位调整膜21、透光率调整膜22及上层相位调整膜23的重叠沉积层构造制成的半遮光部分和由下层相位调整膜21的单层构造制成的移相器；用斜射入曝光光源的曝光光线203照射第二实施方式所涉及的光罩，由透过这个光罩的透过光线204对光阻膜202进行曝光。这时，因使用了作为光罩图案的半遮光部分，整个光阻膜202在较弱的光能下曝光。但是，如图17(c)所示，足以让光阻膜202在显像工序中溶解的曝光能照射了的仅仅是光阻膜202中对应于光罩的透光部分(开口部分)的潜像部分202a。
接下来，通过对光阻膜202进行显像处理以除去潜像部分202a而形成光阻图案205，如图17(d)所示。这时在图17(c)所示的曝光工序中，开口部分周边的光的被抵消结果，是因曝光光能几乎不照射光阻膜202中对应于移相器(周边部分)的部分，故透过开口部分的光线与透过周边部分的光线之间的光强度分布的对比度就得到了强调。换句话说，照射到潜像部分202a上的光线和照射在潜像部分202a周围的光线之间的光强度分布的对比度就可得到强调。这样一来，因潜像部分202a的能量分布也发生了急剧的变化，故形成陡峭形状的光阻图案205。
如上所说明的一样，根据第二实施方式，由透光性基板20的暴露部分形成的开口部分(透光部分)，下层相位调整膜21，透光率调整膜22及上层相位调整膜23的重叠沉积层构成的半遮光部分夹住由下层相位调整膜21的单层构造制成的移相器(周边部分)。在此，下层相位调整膜21，透光率调整膜22及上层相位调整膜23的重叠沉积层让曝光光线以开口部分为基准同相位状态状态透过，下层相位调整膜21的单层构造让曝光光线以开口部分为基准反相位状态状态透过。因此，由于透过开口部分的光线和透过移相器的光线相互干涉，开口部分和移相器之间的光强度分布对比度可以得到强调。还有，这个对比度强调的效果，如正光阻工序中用斜射入曝光方法形成精细化独立光阻除去部分(也就是和透光部分对应的精细化独立空隙图案)的情况下也能得到。也就是，由斜射入曝光，可以同时精细化独立空隙图案和独立线图案，或者是独立空隙图案和密集图案。
还有，根据第二实施方式，通过有选择的进行分别蚀刻沉积在透光性基板20上的下层相位调整膜21，透光性基板22及上层相位调整膜23，就能很容易进行有半遮光部分和移相器(周边部分)的任意形状的光罩图案的形成。
还有，根据第二实施方式，在构成半遮光部分的下层相位调整膜21，透光率调整膜22及上层相位调整膜23的重叠沉积层构造中，通过加工透光率调整膜22及上层相位调整膜23可以形成任意形状的移相器。为此，做为轮廓强调光罩的图案设计，图16(b)及图16(c)所示种类，也就是不仅限于图8(b)所示种类，如图8(a)～图8(f)所示的任何一种都可能实现。
还有，根据第二实施方式，由于在下层相位调整膜21和上层相位调整膜23之间设置了比各相位调整膜透光率低的透光率调整膜22，形成了半遮光部分。为此，可以增大这个半遮光部分和由下层相位调整膜21的单层构造制成的移相器(周边部分)之间的透光率的差，就可以进一步强调开口部分(透光部分)和周边部分之间的光强度分布的对比度。
且，在第2个实施方式中，最好的是，光罩的透光率在6％以上且在15％以下。这样做了以后，就既能防止在形成图案时的光阻膜的减薄等，又确能收到本实施方式的对比度强调效果。
还有，在第二个实施方式中，是以使用正光阻工序为前提进行说明的，当然不用说，也可用负光阻工序代替正光阻工序。在此，在使用任一工序的情况下，都是使用如i线(波长365nm)、KrF受激准分子激光(波长248nm)、ArF受激准分子激光(波长193nm)或者F2受激准分子激光(波长157nm)等作曝光光源。
还有，第二实施方式中，如图16(c)所示，做为半遮光部分，使用了下层相位调整膜21、透光率调整膜22和上层相位调整膜23的重叠沉积层构造。但是取代它的，如图18(a)所示的一样，同样做为半遮光部分，使用下层相位调整膜21和上层相位调整膜22的两层构造，也能实现同样的效果的光罩。具体地讲，图18(a)所示的构造中，只在相位调整膜21和半遮光部分形成区域上形成的透光率调整膜22，构成让曝光光线以开口部分为基准同相位状态状态透过的半遮光部分。还有，透光率调整膜22对曝光光线具有相对低的透光率，而另一方面，相位调整膜21对曝光光线具有相对高的透光率。由此，由相位调整膜21和透光率调整膜22制成的半遮光部分由让一部分曝光光线透过的透光率。且，透光率调整膜22在让曝光光线以开口部分为基准同相位状态状态透过的同时，半遮光部分形成区域的相位调整膜21也让曝光光线以开口部分为基准同相位状态状态透过。对此，移相器(周边部分)形成区域的相位调整膜21薄膜化为具有让曝光光线以开口部分为基准反相位状态状态透过的厚度。比较图16(c)和图18(a)所示的构造的情况，图16(a)所示的构造，在光罩加工中在进行上层相位调整膜23的蚀刻时可以利用透光率调整膜22做为抗蚀膜这一点优于图18(a)所示的构造。另一方面，图18(a)所示的构造，通过蚀刻使由单层膜形成的相位调整膜21的厚度发生变化可以形成移相器这一点，换句话说，在光罩单纯程度这一点上优于图16(c)所示的构造。还有，根据图18(a)所示的构造，在相位调整膜21和透光率调整膜22所形成的半遮光膜中可以任何选择所希望的相位差和所希望的透光率的组合，同时，又由于透光率调整膜22的材料和相位调整膜21的材料的组合，可以提高为加工这个半遮光膜的蚀刻时的选择比。
还有，第二实施方式中，如图16(c)所示一样，在移相器形成区域的下层相位调整膜21上没有形成透光率调整膜22。但是，取代它，如图18(b)所示的一样，也可以在移相器形成区域的下层相位调整膜21上形成透光率调整膜22。换句话说，也可以代替由下层相位调整膜21的单层构造制成的移相器，使用由下层相位调整膜21及透光率调整膜22的重叠沉积层构造制成的移相器。这时，移相器的透光率和半遮光部分的透光率变为同等程度。比较了图16(c)和图18(b)各自所示的构造的情况，图16(c)所示的构造，比起半遮光部分移相器可实现高透光率这一点，也就是，由轮廓强调法提高对比度效果这一点，比图18(b)所示的结构优秀。另一方面，图18(b)所示的构造，在移相器的透光率低时可以放大移相器的尺寸这一点，也就是光罩加工的容易程度这一点优于图16(c)所示结构。
还有，取代图18(b)所示结构，如图18(c)所示，做为半遮光部分及移相器，即便是使用下层的相位调整膜22和上层的相位调整膜23的双层构造，也可以实现具有同样效果的光罩。具体地讲，图18(c)所示构造中，透光率调整膜22和半遮光部分形成区域的相位调整膜23构成让曝光光线移相器开口部分为基准同相位状态状态透过的半遮光膜。还有，透光率调整膜22对曝光光线有相对低的透光率，而相位调整膜23对曝光光线有相对高的透光率。由此，由透光率调整膜22和相位调整膜23制成的半遮光部分，具有让曝光光线一部分透过的透光率。且，透光率调整膜22在让曝光光线以开口部分为基准同相位状态透过的同时，半遮光部分形成区域的相位调整膜23也让曝光光线以开口部分为基准同相位状态状态透过。对此，移相器(周边部分)形成区域的相位调整膜23，薄膜化为具有让曝光光线以开口部分为基准反相位状态状态透过的厚度。图18(b)所示的构造和图18(c)所示的构造相比的情况，图18(c)所示的构造是光罩构造的简单程度这一点好。还有，做为相位调整膜23的材料，使用对由石英等制成的透光性基板20很难提高蚀刻选择比的情况下，图18(c)所示构造，在蚀刻相位调整膜23时为防止石英的蚀刻可利用透光率调整膜22做为抗蚀刻膜这一点是好的。还有，图18(c)所示的构造，相位调整膜23和透光率调整膜22制成的半遮光膜中在任意选择组合所希望的相位差和所希望的透光率的同时，通过组合透光率调整膜22的材料和相位调整膜23的材料，可以提高为加工这个半遮光膜蚀刻时的选择比。
可是，第二实施方式中，通过比较图16(c)所示的构造和图18(b)所示的构造可知，即便是下层相位调整膜21和上层相位调整膜23之间介入透光率调整膜22的同样的重叠沉积层构造，只改变透光率调整膜22的加工方法就可以形成不同透光率的移相器。换句话讲，采用两层相位调整膜夹住透光率调整膜的构造，在同样的光罩上，可以实现图16(c)所示构造和图18(b)所示构造，所以对应图案形状改变移相器(周边部分)的透光率就成为可能。还有，如图18(d)所示的一样，采用在移相器形成区域的下层相位调整膜21上部分形成透光率调整膜22的构造的情况，可以通过由透光率调整膜22覆盖的移相器的覆盖面积率{＝(移相器形成区域的透光率调整膜22的面积)/(移相器的面积)}细致调整移相器的实效透光率。因此，在同一光罩上对应于图案形状任意改变移相器的透光率就成为可能。
(第三实施方式)下面，参考附图，说明本发明所涉及的第三个实施方式所涉及的光罩、光罩的制作方法及使用该光罩的图案形成方法。且，第三个实施方式所涉及的光罩为用以实现轮廓强调法的缩小投影曝光装置下的光罩。
图19(a)，表示了用第三个实施方式所涉及的光罩形成的所希望的图案之一例。且，在本实施方式中，也与第一实施方式一样，以假定使用正光阻工序的情况加以说明。还有，在本实施方式中，在没有特别说明的情况下，透光率用设透光性基板的透光率为100％时的实效透光率来表示。
图19(b)，表示了第三个实施方式所涉及的光罩，具体而言，为用以形成图19(a)所示的所希望的图案的光罩的平面图。如图19(b)所示，对应着所希望的图案中的光阻除去部分设置了开口部分(透光部分)。还有，做为由开口部分围起来的遮光性光罩图案，取代完全遮蔽曝光光线的完全遮光部分，使用透光率为不使光阻膜感光那么强的低透光率(6～15％左右)的且让曝光光线以开口部分为基准同相位状态状态透过的半遮光部分。还有，在开口部分的周边，设置了让曝光光线以开口部分为基准反相位状态状态透过的移相器(周边部分)。在此，根据轮廓强调法原理，透过移相器的光线，为使分别透过开口部分和半遮光部分的光线从效果上互相抵消，设定移相器的透光率比半遮光部分的透光率更高。
且，在第3个实施方式中，做为移相器的布置方式，如图8(b)所示那样，采用了从矩形开口部分的每一条边开始按所定尺寸以下的区域中与各边相连而配置移相器的形式。
图19(c)，为沿图19(b)中的AA’线的剖面图，也就是第三个实施方式所涉及的光罩的剖面图。如图19(c)所示，开口部分形成区域的透光性基板30的表面呈暴露状态。还有，半遮光部分形成区域及移相器形成区域的透光性基板30上，形成了具有不使光阻膜感光程度的低透光率的半遮光膜(半波色相偏移罩)31。做为半波色相偏移罩31，可使用如ZrSiO、CrAlO、TaSiO、MoSiO或者是TiSiO等氧化物。还有、半遮光部分形成区域的半波色相偏移罩31，具有对其与透光性基板30(开口部分)之间的曝光光线产生360度{实际上是(-30+360n)度以上，(30+360n)度以下(n是整数)}的相位差(同相位状态)的厚度。另一方面，移相器的形成区域的半波色相偏移罩31，薄膜话为具有对其与开口部分之间的曝光光线产生(150+360n)度以上，(150+360n)度以下(n为整数)的相位差的厚度。也就是，改变了半波色相偏移罩31的厚度，让曝光光线以开口部分为基准反相位状态透过。
如以上的做法，本实施方式的光罩中，在由半波色相偏移罩31的膜厚部分制成的半遮光部分和开口部分(透光部分)之间，由半波色相偏移罩31的薄膜部分制成的周边部分，也就是移相器的形成，由此，实现了轮廓强调光罩的机能。但是，在这个移相器中，通过对半波色相偏移罩31薄膜化生成相位反转，同时与由半波色相偏移罩31的厚膜部分制成的半遮光部分相比对曝光光线的透光率有所增大。还有，为了通过轮廓强调法得到对比度的强调，限制移相器幅宽在所定尺寸以下是有必要的。
这样的第三实施方式所涉及的光罩的制作方法如下所述。也就是，在由对曝光光线具有透光性的材料(如石英等)制成的透光性基板30上，形成半波色相偏移罩31后，对其进行有选择的蚀刻。
接下来，说明使用了第3个实施方式所涉及的光罩的图案形成方法。在此，用曝光机进行光罩图案转印时，如在轮廓强调法原理中所说明的一样，为形成由轮廓强调光罩形成的对比度高的影像，如图11(b)～图11(d)所示一样使用斜射入曝光光源为好。
图20(a)～图20(d)为使用了第三个实施方式所涉及的光罩的图案形成方法的每一个工序的剖面图。
首先，如图20(a)所示的一样，在基板300上形成金属膜或者是绝缘膜等加工用膜301以后，再如图20(b)所示那样，在加工用膜301上形成正光阻膜302。
接下来，如图20(c)所示一样，用斜射入曝光光源将曝光光线303照射到第3个实施方式所涉及的包括由半波色相偏移罩31的厚膜部分制成的半遮光部分及由半波色相偏移罩31的薄膜部分制成的移相器两部分的光罩，由透过这个光罩的透过光304对光阻膜302进行曝光。因此时使用了低透光率的半遮光部分作了光罩图案，所以整个光阻膜302在较弱的光能下曝光。但是，如图20(c)所示那样，被足以让光阻膜302在显像工序中溶解的曝光能照射的仅仅是光阻膜302中对应于光罩的透光部分(开口部分)的潜像部分302a。
接下来，通过对光阻膜302进行显像处理除去潜像部分302a而形成光阻图案305，如图20(d)所示。这时，在图20(c)所示的曝光工序中，透过开口部分周边的光线被抵消的结果，是曝光光能几乎不照射光阻膜302中对应于移相器(周边部分)的部分，所以穿过透光部分的光线与穿过周边部分的光线之间的光强度分布的对比度就得到了强调。换句话说，照射到潜像部分302a上的光线和照射在潜像部分302a周围的光线之间的光强度分布的对比度就可以得到强调。因此，由于潜像部分302a的光能分布也发生了急剧的变化，所以制成了形状陡峭的光阻图案305。
如上所说明的那样，根据第三实施方式，由透光性基板30的暴露部分制成的开口部分(透光部分)和半波色相偏移罩31厚膜部分制成的半遮光部分，夹住由半波色相偏移罩31的薄膜构造制成的移相器(周边部分)。在此，半波色相偏移罩31的厚膜部分让曝光光线以开口部分为基准同相位状态状态透过，另一方面，半波色相偏移罩31的薄膜构造让曝光光线以开口部分为基准反相位状态状态透过。因此，由于透过开口部分的光线和透过移相器的光线的相互干涉，开口部分和移相器之间的光强度分布对比度可以得到强调。还有，这个对比度强调的效果，如正光阻工序中用斜射入曝光方法形成精细化独立光阻除去部分(也就是和透光部分对应的精细化独立空隙图案)的情况下也能得到。也就是，由斜射入曝光，可以同时精细化独立空隙图案和独立线图案，或者是独立空隙图案和密集图案。
还有，根据第三实施方式，因为半遮光部分是由半波色相偏移罩31的单层构造制成的，所以光罩的构造就变得非常简单。还有，只是部分薄膜化半波色相偏移罩31，换句话说，只要在半波色相偏移罩31上设置凹陷部分就可简单地形成移相器(周边部分)。
还有，根据第三实施方式，通过有选择地对形成在透光性基板30上的半波色相偏移罩31进行蚀刻，就能很容易进行有半遮光部分和移相器(周边部分)的任意形状的光罩图案的形成。
还有，根据第三实施方式，通过加工半波色相偏移罩31可以形成任意形状的移相器，所以，做为轮廓强调光罩的图案设计，图19(b)及图19(c)所示种类，也就是不仅限于图8(b)所示种类，如图8(a)～图8(f)所示的任何一种都可能实现。
且，在第三个实施方式中，最好的是，光罩的半遮光部分的透光率在6％以上且在15％以下。这样做了以后，就既能防止在形成图案时的光阻膜的减薄等，又确能收到本实施方式的对比度强调效果。
还有，在第三个实施方式中，是以使用正光阻工序为前提进行说明的，当然不用说，也可用负光阻工序代替正光阻工序。在此，使用任何一个工序的情况，曝光光源都是用如i线(波长365nm)、KrF受激准分子激光(波长248nm)、ArF受激准分子激光(波长193nm)或者F2受激准分子激光(波长157nm)等。
还有，第三实施方式中，做为半波色相偏移罩31的构造，使用具有低透光率的透光率调整膜和高透光率相位调整膜构成的双层重叠沉积层构造亦可{参照图18(a)及图18(c)}。这样做，就能任意选择半波色相偏移罩31中所希望的相位变化和所希望的透光率的组合，同时还通过组合透光率调整膜的材料和相位调整膜的材料，就能提高用以加工半波色相偏移罩31的蚀刻时的选择比。
还有，根据第三个实施方式，如图21(a)的平面图及对应于它的图21(b)的剖面图所示一样，将由半波色相偏移罩31的薄膜部分制成的移相器(周边部分)设置为与开口部分(透光部分)相接的形式。但是，取代于此的是，如图21(c)的平面图及对应于它的图21(d)的剖面图所示一样，将由半波色相偏移罩31的薄膜部分设置在与开口部分相离所定间隔的形式亦可。换句话说，使移相器和开口部分相离，在两者之间设置由半波色相偏移罩31的厚膜部分制成的半遮光部分亦可。这时，如图21(c)及图21(d)所示那样，只将半波色相偏移罩31部分薄膜化，换句话说，只在半波色相偏移罩31上设置凹陷部分，就可以形成移相器。其结果，与使用多层膜构成的半遮光部分的情况相比，在移相器和开口部分之间介入微小幅宽的半遮光部分，也可抑制构成这个微小幅宽的半遮光部分的膜的剥离。另一方面，在移相器和开口部分之间，设置了有多层膜构成的微小幅宽半遮光部分的情况下，这个半遮光部分，做为下层膜上所形成的上层膜的微小独立区域而存在，所以，在上层膜加工时这个独立区域的剥离就变得容易了。
(第四实施方式)下面，参考附图，说明本发明所涉及的第四个实施方式所涉及的光罩、光罩的制作方法及使用该光罩的图案形成方法。且，第四个实施方式所涉及的光罩为用以实现轮廓强调法的缩小投影曝光装置的光罩。
图22(a)，表示了用第四个实施方式所涉及的光罩形成的所希望的图案之一例。且，在本实施方式中，也与第一实施方式一样，以假定使用正光阻工序的情况加以说明。还有，在本实施方式中，在没有特别说明的情况下，透光率用设透光性基板的透光率为100％时的实效透光率来表示。
图22(b)，表示了第四个实施方式所涉及的光罩，具体而言，为用以形成图22(a)所示的所希望的图案的光罩的平面图。如图22(b)所示，对应着所希望的图案中的光阻除去部分设置了开口部分(透光部分)。还有，做为由开口部分围起来的遮光性光罩图案，取代完全遮蔽曝光光线的完全遮光部分，使用透光率为不使光阻膜感光那么强的低透光率(6～15％左右)的且让曝光光线以开口部分为基准同相位状态状态透过的半遮光部分。还有，在开口部分的周边，设置了让曝光光线以开口部分为基准反相位状态状态透过的移相器(周边部分)。在此，根据轮廓强调法原理，透过移相器的光线，为使分别透过开口部分和半遮光部分的光线从效果上互相抵消，设定移相器的透光率比半遮光部分的透光率更高。
且，在第四个实施方式中，做为移相器的布置方式，如图8(b)所示那样，采用了从矩形开口部分的每一条边开始按所定尺寸以下的区域中与各边相连而配置移相器的形式。
图22(c)，为沿图22(b)中的AA’线的剖面图，也就是第三个实施方式所涉及的光罩的剖面图。如图22(c)所示，开口部分形成区域的透光性基板40的表面呈暴露状态。还有，半遮光部分形成区域的透光性基板40上，形成了具有不使光阻膜感光程度的低透光率(6～15％)的半遮光膜(半波色相偏移罩)41。半波色相偏移罩41，对其与透光性基板40(开口部分)之间的曝光光线产生360度{实际上是(-30+360n)度以上，(30+360n)度以下(n是整数)}的相位差(同相位状态)。还有，移相器的形成区域的透光性基板40，被蚀刻凹陷为具有对其与开口部分之间的曝光光线产生(150+360n)度以上，(150+360n)度以下(n为整数)的相位差的厚度。也就是，在移相器形成区域的透光性基板40上设置了蚀刻凹陷部分40a。
且，做为半波色相偏移罩41，可用如Zr、Cr、Ta、Mo或者Ti等的金属制成的薄膜(厚度在30nm以下)，或者是如Ta-Cr合金、Zr-Si合金、Mo-Si合金或者Ti-Si合金等的金属合金制成的薄膜(厚度在30nm以下)制成。本实施方式中，做为半波色相偏移罩41，只为减小其与开口部分之间的透过光线相位差的值而薄膜化，且因此使用了具有不使光阻膜曝光的程度的低透光率的遮光膜(做为通常的遮光膜所使用的铬膜等)的单层结构。
这样，根据本实施方式的光罩，在由半波色相偏移罩41制成的半遮光部分和开口部分(透光部分)之间，形成了由透光性基板40的蚀刻凹陷部分40a制成的移相器(周边部分)，由此实现轮廓强调光罩的机能。但是，为了得到轮廓强调法的对比度强调，限制移相器的幅宽在所定尺寸以下是必要的。
接下来，说明使用了第四个实施方式所涉及的光罩的图案形成方法。在此，用曝光机进行光罩图案缩小转印时，如在轮廓强调法原理中所说明的一样，为形成由轮廓强调光罩形成的对比度高的影像，如图11(b)～图11(d)所示一样使用斜射入曝光光源为好。
图23(a)～图23(d)为使用了第三个实施方式所涉及的光罩的图案形成方法的每一个工序的剖面图。
首先，如图23(a)所示的一样，在基板400上形成金属膜或者是绝缘膜等加工用膜401以后，再如图23(b)所示那样，在加工用膜401上形成正光阻膜402。
接下来，如图20(c)所示一样，用斜射入曝光光源将曝光光线403照射到第四个实施方式所涉及的包括由半波色相偏移罩41制成的半遮光部分及由透光性基板40上的蚀刻凹陷部分40a制成的移相器两部分的光罩，由透过这个光罩的透过光404对光阻膜402进行曝光。因此时使用了低透光率的半遮光部分作了光罩图案，所以整个光阻膜402在较弱的光能下曝光。但是，如图23(c)所示那样，被足以让光阻膜402在显像工序中溶解的曝光能照射的仅仅是光阻膜402中对应于光罩的透光部分(开口部分)的潜像部分402a。
接下来，通过对光阻膜402进行显像处理除去潜像部分402a而形成光阻图案405，如图23(d)所示。这时，在图23(c)所示的曝光工序中，透过开口部分周边的光线被抵消的结果，是曝光光能几乎不照射光阻膜402中对应于移相器(周边部分)的部分，所以穿过透光部分的光线与穿过周边部分的光线之间的光强度分布的对比度就得到了强调。换句话说，照射到潜像部分402a上的光线和照射在潜像部分402a周围的光线之间的光强度分布的对比度就可以得到强调。因此，由于潜像部分402a的光能分布也发生了急剧的变化，所以制成了形状陡峭的光阻图案405。
接下来，说明使用了第四个实施方式所涉及的光罩的做成方法。
图24(a)～图24(d)为表示第四个实施方式所涉及的光罩的做成方法的每一个工序的剖面图，图24(f)是表示对应于图24(c)剖面图的平面图，图24(g)是表示对应于图24(e)剖面图的平面图。
首先，如图24(a)所示的一样，在由对曝光光线具有透光性的材料，如石英等制成的基板40上形成半波色相偏移罩41。在此，做为半波色相偏移罩41，如前所述的一样，使用了薄膜化了的单层遮光膜。
接下来，如图24(b)所示的一样，在透光性基板40上，形成覆盖半遮光部分形成区域及开口部分(透光部分)形成区域的各个第一光阻图案42，也就是，形成在移相器(周边部分)形成区域上有除去部分的第一光阻图案42。其后，以第一光阻图案42为光罩，对半波色相偏移罩41和透光性基板40各自进行蚀刻，然后除去第一光阻图案42。由此，如图24(c)及图24(f)所示一样，在半波色相偏移罩41中除去与移相器形成区域相对应的部分。还有，移相器形成区域的透光性基板40，以使其具有让曝光光线以开口部分为基准反相位状态状态透过的厚度而蚀刻凹陷。具体地讲，在透光性基板40上对应于移相器形成区域部分，形成了产生180度{具体的是(150+360n)度以上，(210+360n)度以下(n为整数)}相位反转的蚀刻凹陷部分40a。
接下来，如图24(d)所示的一样，在透光性基板40上，形成覆盖对应于半波色相偏移罩41中半遮光部分形成区域部分的第二光阻图案43。其后，以第二光阻图案43为光罩，对半波色相偏移罩41进行蚀刻，然后除去第二光阻图案43。由此，如图24(e)及图24(g)所示一样，在半波色相偏移罩41中除去与移相器形成区域相对应的部分，完成第四实施方式所涉及的光罩。也就是，具有轮廓强调光罩的平面构造的第四实施方式所涉及的光罩，首先准备好做为空白光罩的并沉积了经过薄膜化的遮光膜的透光性基板，其后，通过对这个遮光膜及透光性基板顺次进行蚀刻，就可以容易地形成(这个第四实施方式所涉及的光罩)了。
如以上所说明的一样，根据第四实施方式，由透光性基板40的暴露部分制成的开口部分(透光部分)和半波色相偏移罩41制成的半遮光部分夹着透光性基板40的蚀刻凹陷部分40a制成的移相器(周边部分)。在此，半波色相偏移罩41让曝光光线以开口部分为基准同相位状态状态透过，另一方面，蚀刻凹陷部分40a让曝光光线以开口部分为基准反相位状态状态透过。因此，透过开口部分的光线和透过移相器的光线相互干涉，可以强调卡开口部分和移相器之间的光强度分布的对比度。还有，这个对比度强调的效果，如正光阻工序中用斜射入曝光方法形成精细化独立光阻除去部分(也就是和透光部分对应的精细化独立空隙图案)的情况下也能得到。也就是，由斜射入曝光，可以同时精细化独立空隙图案和独立线图案，或者是独立空隙图案和密集图案。
还有，根据第四实施方式，因为半遮光部分是由半波色相偏移罩41的单层构造制成的，所以光罩的构造就变得非常简单。
还有，根据第四实施方式，在透光性基板40上形成半波色相偏移罩41后，通过有选择地对半波色相偏移罩41和透光性基板40各自进行蚀刻，就能很容易进行有半遮光部分和移相器(周边部分)的任意形状的光罩图案的形成。
还有，根据第四实施方式，使用如图24(a)～图24(e)所示的光罩制作方法，通过加工透光性基板40和半波色相偏移罩41的重叠沉积层构造，可以形成任意形状的移相器，所以，做为轮廓强调光罩的图案设计，图22(b)及图22(c)所示种类，也就是不仅限于图8(b)所示种类，如图8(a)～图8(f)所示的任何一种都可能实现。
还有，根据第四实施方式，做为半波色相偏移罩41，因为用的是薄膜化了的通常光罩的遮光膜，所以，可以简单地准备做为空白光罩而因准备基板的构造。也就是，准备在透光性基板上形成的单层薄膜形成的空白光罩，进行对单层薄膜及透光性基板各自的蚀刻，可容易地进行光罩的加工。如，做为通常的半波色相偏移罩用空白光罩，使用了形成有相位调整膜和透光率调整膜的两层构造的透光性基板，但是本实施方式中，使用了半波色相偏移罩用空白光罩中没有沉积相位调整膜的透光性基板，换句话说，使用透光性基板上只形成透光率调整膜的空白光罩亦可。也就是，做为半波色相偏移罩41，通过使用薄膜化了的遮光膜，在空白光罩制造中产生了可以利用从前技术的实用性好处。
在此，参照图25(a)～图25(c)说明通过仿真检讨用薄膜化了的遮光膜做为半波色相偏移罩41，也就是半遮光部分引起的相位变化(开口部分和半遮光部分之间生成的相位差)对图案形成的影响的结果。仿真的条件，是曝光光线的波长λ＝0.193μm(ArF光源)，曝光机的投影光学系的开口数NA＝0.6的环状光源。
图25(a)，是表示用于仿真的轮廓强调光罩的平面图。如图25(a)所示的一样，开口部分及移相器的幅宽各为200nm和50nm，开口部分、移相器及半遮光部分的各自透光率为100％、100％和7.5％。还有，移相器和开口部分生成180度的相位差，半遮光部分和开口部分生成0～30度的相位差。
图25(b)，在半遮光部分和开口部分之间生成0度、10度、20度及30度的相位差的情况下，表示图25(a)所示对轮廓强调光罩进行曝光时对应于AA’线的光强度分布的仿真结果。如图25(b)所示的那样，可以得知只要半遮光部分和开口部分之间的相位差在30度以内，光强度分布中的对比度基本不受影响。
图25(c)，在半遮光部分和开口部分之间生成0度、10度、20度及30度的相位差的情况下，表示图25(a)所示对轮廓强调光罩进行曝光时图案生成尺寸(CDCritical Dimension)的焦点依赖性的仿真结果。如图25(c)所示的那样，随着半遮光部分和开口部分之间的相位差的变化，CD变为峰值，最优焦点位置也变化。但是，即便是上述相位差发生变化，对于焦点变化而言CD的变化难易程度，也就是焦点深度几乎不变。可是，对应于光罩全部位置而言，发生同样的最优焦点位置的变动，在图案形成中完全不会产生影响。对图案形成所能产生影响的只是焦点深度值。也就是，半遮光部分和开口部分之间的相位差在30度以内的话，可以说在焦点特性上不会产生特别的影响。
因此，在本实施方式中，做为半遮光部分的半波色相偏移罩41，在使用薄膜化了的遮光膜的情况下，严格地讲无法实现轮廓强调光罩(半遮光部分和开口部分之间的相位差为0度)，但是，由薄膜的不同，只要产生30度以下的相位差，可以知道不会失去轮廓强调法引起的效果。具体地讲，做为遮光膜的材料，使用Ta、Cr或者是包含它们的合金等的情况下，对于ArF光源和开口部分之间产生30度左右的相位差的遮光膜的厚度估算在30nm以上。而且，这个厚度，是为实现10％程度以下透光率的充分的厚度。
且，在第四个实施方式中，最好的是，光罩的半遮光部分的透光率在6％以上且在15％以下。这样做了以后，就既能防止在形成图案时的光阻膜的减薄等，又确能收到本实施方式的对比度强调效果。
还有，在第四个实施方式中，是以使用正光阻工序为前提进行说明的，当然不用说，也可用负光阻工序代替正光阻工序。在此，使用任何一个工序的情况，曝光光源都是用如i线(波长365nm)、KrF受激准分子激光(波长248nm)、ArF受激准分子激光(波长193nm)或者F2受激准分子激光(波长157nm)等。
还有，第四实施方式中，做为半波色相偏移罩41的构造，使用具有低透光率的透光率调整膜和高透光率相位调整膜构成的双层重叠沉积层构造亦可。这样做，就能任意选择半波色相偏移罩41中所希望的相位差{具体地讲(-30+360n)度以上且(30+360+n)度以下}和所希望的透光率的组合，同时还通过组合透光率调整膜的材料和相位调整膜的材料，就能提高用以加工半波色相偏移罩41的蚀刻时的选择比。还有，如做为本实施方式所使用的半波色相偏移罩41，在遮光膜的单层薄膜上，通过沉积相位调整膜来使开口部分和半遮光部分之间的相位差成为0度也是可以的。
还有，根据第四个实施方式，如图22(b)的平面图及其对应的图22(c)的剖面图所示，透光性基板40的蚀刻凹陷部分40a，也就是移相器与开口部分相接设置。但是，另一种做法，如图26(a)的平面图及其对应的图26(b)的剖面图所示那样，在使用半遮光部分做为半波色相偏移罩41的同时，亦可将透光性基板40的蚀刻凹陷部分40a离开开口部分所定的间隔设置。换句话说，使移相器(周边部分)和开口部分(透光部分)分离，在两者之间设置半遮光部分亦可。还有，只取代图26(b)所示的光罩中的由半波色相偏移罩41制成的半遮光部分，采用如图26(c)所示的在低透光率的单层薄膜上沉积相位调整膜的半遮光部分的光罩剖面构成。图26(c)所示的光罩中，做为半遮光部分，使用了沉积低透光率的透光率调整膜41A和高透光率的透光率调整膜41B的两层构造，以此使半遮光部分和开口部分之间的相位差为0度。在此，做为透光率调整膜41A，可用如Zr、Cr、Ta、Mo或者Ti等的金属制成的薄膜(厚度在30nm以下)，或者是如Ta-Cr合金、Zr-Si合金、Mo-Si合金或者Ti-Si合金等的金属合金制成的薄膜(厚度在30nm以下)形成。还有，做为相位调整膜41B，可使用如SiO2膜等的氧化膜。
然而，如图26(c)所示的那样，使移相器和开口部分相隔微小幅宽d半遮光部分有厚的多层结构时，具体地讲，在移相器和开口部分之间，存在形成在下层的相位调整膜41A上的厚相位调整膜41B的微小独立区域时，在相位调整膜41B的加工时这个独立区域变得容易剥离。对此，利用在移相器和开口部分之间可以允许30度以内的相位差这一点，如图26(d)那样制成光罩断面构成亦可。也就是，做为移相器和开口部分之间的微小幅宽的半遮光部分，使用不含相位调整膜41Bd薄透光率调整膜41A的单层构造亦可。透光率调整膜41A的单层构造，对应其厚度，其与开口部分之间只生成很少的相位差。这样做，即便是在移相器和开口部分之间介入微小幅宽的半遮光部分，也可以抑制构成这个微小幅宽的半遮光部分的膜的剥落，得到轮廓强调法效果的光罩做成成为可能。如在本实施方式中，在全半遮光部分形成区域使用了由遮光膜制成的半波色相偏移罩41，但是取代它，做为移相器和开口部分之间的半遮光部分，使用半波色相偏移罩41的单层构造，而做为其他区域的半遮光部分，使用半波色相偏移罩41和在其上形成的相位调整膜的重叠沉积层构造亦可。
还有，在第一～第四实施方式中，是以光罩中的开口部分(透光部分)及移相器(周边部分)以外的部分全为半遮光部分为前提而叙述的。但是，光罩中开口部分及移相器各自充分分离的部分，也就是，在光罩中，开口部分及移相器在从光学角度考虑可以无视干涉效果的距离｛＝2λ/NA(λ是曝光光线的波长，NA是曝光机的缩小投影光学系的开口数)}以外的部分全为完全遮光部分亦可。
(发明效果)根据本发明，由透过透光部分的光线和透过周边部分的光线的相互干涉，可以强调透光部分和周边部分之间的光强度分布的对比度。还有，这个对此度强调效果，如在正光阻工序中使用斜射入曝光方法，在形成对应于透光部分的精细独立空隙图案的情况下也能得到。因此，由斜射入曝光方法，可以同时精细化独立空隙图案和独立线图案，或者是独立空隙图案和密集图案。
权利要求
1.一种光罩，其特征为在透光性基板上包括，对曝光光线具有遮光性的半遮光部分、由上述半遮光部分包围起来且对上述曝光光线具有透光性的透光部分、由上述半遮光部分包围起来且位于上述透光部分周围的周边部分；上述半遮光部分及上述透光部分让上述曝光光线在同相位状态下透过；上述周边部分，让上述曝光光线在以上述半遮光部分及上述透光部分为基准的反相位状态下透过；上述透光部分形成区域的上述透光性基板表面呈暴露状态；在上述周边形成区域的上述透光性基板上，形成让上述曝光光线以上述透光部分为基准的具有在反相位状态透过的第一移相膜；在上述半遮光部分形成区域的上述透光性基板上，顺次沉积了上述第一移相膜，和以上述透光部分为基准的具有让上述曝光光线在反相位状态下透过的第二移相膜；上述第一移相膜和上述第二移相膜的沉积层构造为具有让上述曝光光线的一部分透过的透光率且让上述曝光光线以上述透光部分为基准同相位状态透过。
2.根据权利要求1所述的的光罩，其特征为上述第一移相膜具有第一透光率调整膜和在上述第一透光率调整膜上形成的第一相位调整膜；上述第一透光率调整膜，使上述曝光光线在以上述透光部分为基准的同相位状态透过，同时还对上述曝光光线具有较低的透光率；上述第一相位调整膜，使上述曝光光线在以上述透光部分为基准的反相位状态透过，同时还对上述曝光光线有较高的透光率。
3.根据权利要求1所述的的光罩，其特征为上述第二移相膜具有第二透光率调整膜和在上述第二透光率调整膜上形成的第二相位调整膜；上述第二透光率调整膜，使上述曝光光线在以上述透光部分为基准的同相位状态通过，同时还对上述曝光光线具有较低的透光率；上述第二相位调整膜，使上述曝光光线在以上述透光部分为基准的反相位状态透过，同时还对上述曝光光线有较高的透光率。
4.根据权利要求1所述的的光罩，其特征为上述周边部分被配置为与上述透光部分相连接的状态。
5.根据权利要求1所述的的光罩，其特征为上述周边部分被配置为与上述透光部分相离所定的间隔的状态。
6.根据权利要求1所述的的光罩，其特征为上述第一移相膜具有使上述曝光光线在以上述透光部分为基准的反相位状态透过的第一相位调整膜；上述第二移相膜具有形成在上述第一移相膜上，且使上述曝光光线在以上述透光部分为基准的反相位状态透过的第二相位调整膜；在上述第一移相膜和上述第二移相膜之间形成对上述曝光光线的透光率低于上述各移相膜的透光率调整膜。
7.根据权利要求1所述的的光罩，其特征为上述半遮光部分对上述曝光光线的透光率在6％以上，且在15％以下。
8.一种图案形成方法，使用权利要求1所述的光罩，其特征为包括，在基板上形成光阻膜的工序；透过上述光罩将上述曝光光线照射到上述光阻膜上的工序；对由上述曝光光线照射的上述光阻膜进行显像处理而将上述光阻膜图案化的工序。
9.根据权利要求8所述的图案形成方法，其特征为在照射上述曝光光线的工序中使用了斜射入照明法。
10.一种光罩，其特征为在透光性基板上包括，对曝光光线具有遮光性的半遮光部分、由上述半遮光部分包围起来且对上述曝光光线具有透光性的透光部分、由上述半遮光部分包围起来且位于上述透光部分周边的周边部分；上述半遮光部分及上述透光部分让上述曝光光线在同相位状态透过；上述周边部分，让上述曝光光线在以上述半遮光部分及上述透光部分为基准的反相位状态透过；上述透光部分形成区域的上述透光性基板表面呈暴露状态；在上述半遮光部分形成区域的上述透光性基板上形成具有让上述曝光光线部分透过的透光率，且又让上述曝光光线在以上述透光部分为基准的同相位状态透过的半遮光膜；上述半遮光膜，形成在上述周边部分形成区域的上述透光性基板上，上述半遮光膜具有让上述曝光光线在以上述透光部分为基准的反相位状态透过的厚度的薄膜化了的半遮光膜。
11.根据权利要求10所述的光罩，其特征为上述半遮光膜，具有形成在上述透光性基板上的透光率调整膜和形成在上述透光率调整膜上的相位调整膜；上述透光率调整膜，让上述曝光光线在以上述透光部分为基准的同相位状态透过且对上述曝光光线具有较低的透光率；上述相位调整膜，对上述曝光光线具有较高的透过率；上述半遮光部分形成区域的上述相位调整膜，具有让上述曝光光线在以上述透光部分为基准的同相位状态透过的厚度；上述周边部分形成区域的上述相位调整膜，具有让上述曝光光线以上述透光部分为基准的反相位状态透过的厚度。
12.根据权利要求10所述的光罩，其特征为上述半遮光膜具有形成在上述透光性基板上的相位调整膜和只在上述半遮光膜形成区域的上述相位调整膜上形成的透光率调整膜；上述透光率调整膜，让上述曝光光线在以上述透光部分为基准的同相位状态透过且对上述曝光光线具有较低的透光率；上述相位调整膜，对上述曝光光线具有较高的透过率；上述半遮光部分形成区域的上述相位调整膜，具有让上述曝光光线在以上述透光部分为基准的同相位状态透过的厚度；上述周边部分形成区域的上述相位调整膜，具有让上述曝光光线以上述透光部分为基准的反相位状态透过的厚度。
13.根据权利要求10所述的光罩，其特征为上述周边部分被配置为与上述透光部分相连接的状态。
14.根据权利要求10所述的光罩，其特征为上述周边部分被配置为与上述透光部分相被离所定间隔的状态。
15.根据权利要求10所述的光罩，其特征为上述半遮光部分，对上述曝光光线的透光率在6％以上，且在15％以下。
16.一种图案形成方法，使用权利要求10所述的光罩，其特征为包括，在基板上形成光阻膜的工序；通过上述光罩将上述曝光光线照射在上述光阻膜上的工序；显像照射了上述曝光光线的上述光阻膜，图案化上述光阻膜的工序。
17.根据权利要求16所述的图案形成方法，其特征为在上述照射曝光光线工序中使用了斜射入照明法。
18.一种光罩，其特征为在透光性基板上形成包括，对曝光光线具有遮光性的半遮光部分、由上述半遮光部分包围起来且对上述曝光光线具有透光性的上述透光部分、由上述半遮光部分包围起来且位于上述透光部分周边的周边部分；上述半遮光部分及上述透光部分让上述曝光光线在同相位状态透过；上述周边部分，让上述曝光光线在以上述半遮光部分及上述透光部分为基准的反相位状态下透过；上述透光部分形成区域的上述透光性基板表面呈暴露状态；在上述半遮光部分形成区域的上述透光性基板上，形成具有让上述曝光光线部分透过的透光率，且又让上述曝光光线在以上述透光部分为基准同的相位透过的半遮光膜；上述周边形成区域的上述透光性基板部分被蚀刻凹陷，蚀刻凹陷后所剩透光性基板的厚度具有让上述曝光光线在以上述透光部分为基准的反相位状态透过。
19.根据权利要求18所述的光罩，其特征为上述半遮光膜具有形成在上述透光性基板上的透光率调整膜和形成在上述透光率调整膜上的相位调整膜；上述透光率调整膜对上述曝光光线具有较低的透光率；上述相位调整膜对上述曝光光线具有较高的透过率。
20.根据权利要求18所述的光罩，其特征为上述周边部分被配置为与上述透光部分相连接的状态。
21.根据权利要求18所述的光罩，其特征为上述周边部分被配置为与上述透光部分相离所定间隔的状态。
22.根据权利要求18所述的光罩，其特征为上述半遮光部分，对上述曝光光线的透光率在6％以上，且在15％以下。
23.一种图案形成方法，使用权利要求18所述的光罩，其特征为包括，在基板上形成光阻膜的工序；通过上述光罩将曝光光线照射在上述光阻膜上的工序；显像照射了上述曝光光线的上述光阻膜，图案化上述光阻膜的工序。
24.根据权利要求18所述的图案形成方法，其特征为在上述照射曝光光线工序中使用了斜射入照明法。
25.一种光罩的制作方法，其特征为在透光性基板上形成包括，对曝光光线具有遮光性的半遮光部分、由上述半遮光部分包围起来且对上述曝光光线具有透光性的透光部分、由上述半遮光部分包围起来且位于上述透光部分周边的周边部分的光罩的制作方法；其中还包括在上述透光性基板上，形成让上述曝光光线在以上述透光部分为基准的反相位状态透过的第一移相膜的第一工序；在上述第一移相膜上形成让上述曝光光线以在透光部分为基准的反相位状态透过的第二移相膜的第二工序；除去上述透光部分形成区域及上述周边部分形成区域的上述第二移相膜的第三工序；在上述第三工序后，除去上述透光部分形成区域的上述第一移相膜的第四工序；在上述半遮光部分形成区域的上述透光性基板上形成的上述第一移相膜及上述第二移相膜的沉积层构造，具有让上述曝光光线部分透过的透光率，同时让上述曝光光线在以上述透光部分为基准的同相位状态透过。
26.根据权利要求25所述的光罩制作方法，其特征为上述半遮光部分，对上述曝光光线的透光率在6％以上，且在15％以下。
27.一种光罩制作方法，其特征为在透光性基板上形成包括，对上述曝光光线具有遮光性的半遮光部分、由上述半遮光部分包围起来且对上述曝光光线具有透光性的透光部分、由上述半遮光部分包围起来且位于上述透光部分周边的周边部分的光罩制作方法；其中还包括在透光性基板上，形成让上述曝光光线在以上述透光部分为基准的反相位状态透过的第一移相膜的第一工序；在上述第一移相膜上，形成让上述曝光光线在以上述透光部分为基准的反相位状态透过的第二移相膜的第二工序；除去上述周边部分形成区域的上述第二相位调整膜的第三工序；在上述第三工序之后，顺次除去上述透光部分形成区域的上述第二移相膜及上述第一移相膜的第四工序；形成在上述半遮光部分形成区域的上述透光性基板上的上述第一相位调整膜及上述第二相位调整膜的沉积层构造，具有让上述曝光光线部分地透过的透光率，同时让上述曝光光线在以上述周边部分为基准的同相位状态透过。
28.根据权利要求27所述的光罩制作方法，其特征为上述半遮光部分，对上述曝光光线的透光率在6％以上，且在15％以下。
全文摘要
一种光罩，光罩的制作方法及使用该光罩的图案形成方法。其目的在于实现同时精细化独立空隙图案和独立线图案或者是独立空隙图案和密集图案。在透光性基板上设置了对曝光光线具有遮光性的半遮光部分，由上述半遮光部分包围起来且对上述曝光光线具有透光性的开口部分(透光部分)，和位于开口部分周边的移相器(周边部分)。开口部分形成区域的透光性基板表面呈暴露状态。在移相器形成区域的透光性基板上形成下层相位调整膜。半遮光部分形成区域的透光性基板上沉积了下层相位调整膜及上层相位调整膜。下层相位调整膜及上层相位调整膜各自让曝光光线以开口部分为基准反相位状态透过。
文档编号G03F1/00GK1455300SQ03122599
公开日2003年11月12日 申请日期2003年4月30日 优先权日2002年4月30日
发明者三坂章夫 申请人:松下电器产业株式会社