当集成电路图形的关键尺寸和间距达到曝光光源的波长极限时，传统的匀胶铬版在光学衍射作用下，相邻部分的光强将相互叠加，造成投影对比度不足而无法正确成像。为了提高曝光分辨率的极限，引入了利用光学相位差增加来强对比度的移相掩模版。此类掩模版需要利用光学相位差进行光强补偿，不透光层将不再是完全不透光的，因此也称之为半色调掩模( Half Tone Mask，HTM)。

移相掩模的应用始于采用深紫外光刻工艺的先进集成电路圆片制造。由于光刻机的曝光波长不同( 如曝光波长为248nm的KrF深紫外光刻机，或曝光波长为193nm的ArF光刻机)，需要分别使用对应248nm或193nm波长下可提供180°相位补偿透光光强的KrF移相掩模或ArF移相掩模。ArF还用于浸没式ArF ( Immersion ArF)光刻机，可将集成电路技术节点扩展到10nm以下。

根据使用方式的不同，移相掩模可分为交替型移相掩模( Alternate Phase-Shift Mask, Alt-PSM) 和衰减型移相掩模( Attenuate Phase - Shift Mask, Att-PSM)两种，其曝光原理如图9 -26所示。其中，交替型移相掩模是在相邻透光层之间加上不适明的移相层，抵消光束间的衍射作用，提升曝光分辨率极限;衰减型移相掩模比交替型移相掩模制备工艺简单，通过将铬层转为钼硅化合物，部分补偿相邻光束间的相互作用，以此来实现曝光精度极限的提高。表9-15所列的是日本HOYA公司衰减型移相掩模的特性指标。

在衰减型移相掩模材料结构的基础上发展起来的不透光钼掩模(Opaque MoSi on Glass, OMOG),是将原钼硅化合物移相层经处理后改光学性质为完全不透明，不再具有相移补偿的作用，中间的超薄铬层主要作为图形过渡层(Hard Mask),通过分步刻蚀形成与二元掩模类似的黑白二元图像，因此OMOG又被称为超级二元掩模( Super Binary Intensity Mask)。与匀胶铬版的二元掩模不同的是，OMOG的黑区是不透光钼材料而非铬层。超薄铬层可支持更薄的光刻胶，以达到掩模曝光极限，而且作为过渡层可更好地将光刻胶成像图形传递到完全不透明钼层，最大限度地减小刻蚀工艺引人的微变形误差，实现更好的关键尺寸均匀度及图形仿真度，因此在微影光刻曝光极限允许的情况下，可提供较小的掩模误差影响因子(Mask Error Effect Factor, MEEF),提升光刻品质和成品率。