CN1193405C - 光掩模、其制造方法、图形形成方法及半导体装置的制造方法 - Google Patents

光掩模、其制造方法、图形形成方法及半导体装置的制造方法 Download PDF

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Abstract

短时间开发少量多品种的半导体装置，而且以低成本制造实现最佳光掩模。例如在光刻胶膜等这样的有机膜中含有碳等这种微粒子状物质，构成光掩模M的遮光体图形(2)。通过利用该光掩模M的缩小投影处理，把图形复制到半导体晶片(5)上的光刻胶(6)中。该曝光处理时，作为曝光光(3)例如在i线、KrF准分子激光和ArF准分子激光等宽广波长范围，可以选择曝光光。

Description

光掩模、其制造方法、图形形成方法 及半导体装置的制造方法
发明领域
本发明涉及一种光掩模、其制造方法、图形形成方法和半导体装置的制造技术，特别是，涉及将紫外光、远紫外光或真空紫外光等作为光源应用于光刻技术而且有效的技术。
背景技术
半导体集成电路器件(LSI：Large Scale Integrated circuit：大规模集成电路)的制造中，作为在半导体晶片上形成微细图形的方法，可以采用光刻技术。作为该光刻技术，通过缩小光学投影系统把光掩模上形成的图形重复复制到半导体晶片上，所谓光学式投影曝光方法已成为主要方向。例如特开2000-91192号公报中已揭示了有关曝光设备的基本结构。
在投影曝光法的半导体晶片上的图象分辨率R，一般表达为R＝k×λ/NA。这里，k是与光刻胶材料和处理工艺有关的常数，λ是照明光的波长，NA是投影曝光用透镜的孔径值。由该关系式可知，就推进图形微细化而言，需要使用更短波长光源的投影曝光技术。现在，作为照明光源，采用水银灯的g线(λ＝438nm)、i线((λ＝365nm)或KrF准分子激光(λ＝248nm)的投影曝光设备进行LSI的制造。为了实现进一步微细化的目的，正在研究采用更短波长的ArF准分子激光(λ＝193nm)或F2准分子激光(λ＝157nm)。
通常的光掩模具有在对曝光透明的石英玻璃基板上形成由铬等构成的薄膜作为遮光膜的构造。这样的光掩模是通过在石英片上淀积铬膜的衬底上，涂布光刻胶、用预先准备好所要图形形状将其曝光、制成光刻胶的图形，利用该光刻胶的图形对铬膜进行蚀刻而制成。这样的常规光掩模，因为需要蚀刻铬膜。剥离光刻胶、清洗步骤，其制造既费时，同时成本又高。
另一方面，例如特开平5-289307号公报中，公开了一种不用铬膜作为遮光膜而用光刻胶作为光掩模。这是利用了光刻胶对ArF等这样的短波长光具有遮光性的掩模。该技术中，由于不包括蚀刻铬的步骤就可以制造光掩模，因此可以预料有降低掩模成本的效果。并且，因为不包括蚀刻铬的步骤，在确保图形尺寸精度方面也有利。
发明内容
但是，有关作为上述遮光膜，利用光刻胶的光掩模技术(以下，光刻胶遮光体掩模技术)，由本发明人看来有以下问题。
就是如图9所示，通常的光刻胶材料对波长长于波长230nm的光，不能达到充分的遮光性，作为遮光材料存在功能不充分的问题。即，在上述光刻胶遮光体掩模技术中，不能应用例如波长为248nm的KrF准分子激光曝光，或波长为365nm的i线曝光的问题。另外，图9中，示出了以酚醛树脂为基本树脂的光刻胶时的OD值。在这里所谓OD值，就是当入射光设为Iin，透射光设为Iout时，表示-log10(Iout/Iin)的值。并且，因为透射率T％等于100×Iout/Iin，所以表示OD＝-log(T/100)。OD值越大光的透射率越小。如果是含有通常苯环的光刻胶，跟图9大体同样，波长比230nm长的光，OD值就小，即透射率高，因此不能获得充分的遮光性。
就推进图形微细化而言，掩模图形的加工精度将严格起来，同时随着图形数据量的增加，光掩模制造成本增大的问题也会将变得明显。一般的说，为了制造一个品种半导体集成电路器件，例如，使用20～40枚左右的光掩模，因而光掩模制造成本的增大是个极其重大的问题。
尽管，处于这种状况之中，为了实现半导体装置的高集成度和高速工作，需要使电路图形微细化，随之沿着缩短曝光光波长的方向正在推进技术开发。然而，缩短曝光波长，光刻胶材料就要用CaF2这种稀少高价的材料，而且光学部件的照射损伤加大，缩短了构件寿命。因此，短波长曝光就成了昂贵的技术。
并且，一般在半导体装置等大范围的制造中，将KrF准分子激光或i线用于曝光光，上述光刻胶遮光体掩模技术中适应波长的问题是个大问题。根据本发明人的研究，可以看出如果单纯采用上述光刻胶遮光体掩模技术，就造成需要随处使用ArF准分子激光曝光，即便作为光掩模变得便宜了，索性说总的制造成本也提高了。然而，为了削减成本，也可以只在微细化具有超过成本上升价值的步骤中才应用短波长曝光，其它的步骤进行成本比较便宜的曝光。
并且，为迎接系统LSI时代，需要提高短时间开发并制造少量多品种的LSI。如上所述，制造LSI中由于使用20～40枚左右的光掩模，光掩模的制造TAT(Turn Around Time：转向时间)成为LSI开发竞争力的原动力。特别是，系统LSI中为了提高布线层的调试率，短期间而且低成本提供该层的光掩模就有用于LSI的短期间开发和降低成本。
进而，正如上述光刻胶遮光体掩模技术那样，把光刻胶作为遮光体时，具有比较高能量的ArF准分子激光被有机光刻胶材料吸收。被吸收的光能使有机分子变成激发状态。该光能的一部分作为荧光、或磷光，并且大部分变成热能向外释放。而且，其实际上一部分能量一边切断有机分子的化学键一边跟其它分子起反应。其结果，跟照射ArF准分子激光同时，使作为遮光体的光刻胶材料劣化，最后，存在失去作为遮光体功能的这种问题。
本发明的目的在于提供一种可以解决上述问题，短时间开发少量多品种半导体装置，而且能以低成本进行制造而实现最佳光掩模的技术。
本发明的目的在于提供一种对长波长的曝光光也能具有充分的遮光性实现光掩模的技术。
并且，本发明的目的在于提供一种也能缩短光掩模制造时间的技术。
并且，本发明的目的在于提供一种也能缩短半导体装置的开发期间或制造时间的技术。
并且，本发明的目的在于提供一种也能提高光掩模的耐光性的技术。
并且，本发明的目的在于提供一种也能降低光掩模成本的技术。
进而，本发明的目的在于提供一种也能降低半导体装置成本的技术。
本发明的上述以及其它目的和新规定的特征，从本说明书的记述和附图将变得更清楚。
本申请揭示的发明之中，简单说明代表性内容的概要如下。
即，本发明的光掩模就是在玻璃基板上边，形成具有至少包括微粒子状物质和粘合剂的遮光体图形。
本发明的光掩模中所用的玻璃基板(掩模基体、掩模基板)，石英是合适的，然而只要通过本光掩模进行图形复制时对所用的先有足够高透射率，也可以使用其它玻璃基板或晶体基板。作为其它的玻璃基板，例如有CaF2、SiO2。
并且，上述微粒子状物质是其粒径为μm数量级或其以下，理想的是最小加工尺寸的1/10以下，在这里，例如是200nm以下，散射光就是指漫反射的光。而且，不包括平滑面或粗糙面上片面状铬等金属薄膜之类。并且，微粒子状物质具有跟例如粘合剂不同光折射率的性质。本发明的光掩模由于遮光体图形中含有的微粒子对光进行散射，妨碍光的透过而起光掩模作用。作为本发明的遮光体图形中含有的微粒子状物质，可以举出无机物粒子。具体点说，也可以使用象碳黑、石墨、C60之类的碳微粒子，氧化钛，氧化铝、氧化锌等金属氧化物的微粒子，铝、金、银或铜等金属的粒子。上述粒径为最高值。即，图形中含有的微粒子状物质的粒径有其最高值左右的分布。
并且，上述粘合剂是用于结合上述微粒子状物质构成膜状的材料，因而一般，可以举出有高分子化合物和有机化合物。在本发明的光掩模形成时，用活性放射线形成遮光体图形，所以本发明中使用的粘合剂，对放射线具有一定的感光性，即光刻胶是理想的。
并且，本发明的光掩模方式可以应用于光刻步骤中所用的二进制掩模、半色调型移相掩模和渐变(レベンソン)型移相掩模等所谓透射型光掩模。本发明的光掩模例如，可以跟将铬膜之类的金属膜制成遮光体的光掩模构造合并使用。即，在一枚光掩模的集成电路图形区域内，制作具有由金属膜构成的遮光体图形和本发明的上述遮光体图形双方的构造。因此，能够有一定程度自由在短时间内，仅变更光掩模上规定的部分。即，变更光掩模中的一部分时，不是从最初对全部进行修改，而是也能只变更其变更部分，因而容易并且短时间内就能再生或变更光掩模。
在这里，作为渐变(レベンソン)型的移相掩模时，玻璃基板可以具有叫做部分地使曝光光的相位倒相(例如大致改变180度)的移相器构造。移相器有挖入作为光掩模基板的玻璃基板一部分使该部分减薄，将曝光光的相位倒相(例如大致改变180度)的挖入型的移相器、在光掩模的玻璃基板上边形成具有使相位倒相(例如大致改变180度)的膜厚的透明膜的方法、以及混合两者的方法，而且用哪一种方法都行，要是在这些移相器上边形成再生包括微粒子状物质和粘合剂的遮光体图形也行。
本发明人等研究过的技术，就是关于把用作光刻胶的有机材料作为遮光体形成于光掩模的玻璃基板上边的技术，照射到那里的透射光，由于遮光体部分有机分子的吸收而受到妨碍。该吸收是一种按照材料的化学构造特定的吸收，其波长具有一定分布将变成特定波长。在这里，被有机分子吸收的光能使有机分子成为激发状态。而且，而后从激发状态将一部分能量转变为热、荧光或磷光，向外释放，然而一部分将有机分子变成激发状态，或者切断有机分子的化学键或者与其它化学键反应。因此，与光照射同时使遮光体的光刻胶材料劣化，最终，失去作为遮光体的功能。
对此，本发明的光掩模中，包含于遮光体图形里的微粒子状物质散射照射光掩模上的光能。吸收光能的一部分，而且因为散射是主要的，所以图形部分积储能量少，因此劣化将难以发生。并且，延长作为光掩模使用的寿命。进而，不是吸收，因而遮光的波长也不限于特定的波长。就是说，作为曝光光，即使采用ArF准分子激光(波长＝193nm)或F2准分子激光(波长＝157nm)不用说，例如g线(波长＝436nm)、i线(波长＝365nm)和象KrF准分子激光(波长＝248nm)等那样的长波长的光时，也可以获得充分的遮光性，可以达到用上述光刻胶遮光体得不到的优良特长。即，本发明也与上述作用上不同正如知道的那样，所谓把光刻胶膜作为遮光体的光掩模，在作用、构成和效果上都是完全不同的技术。
而且，作为上述微粒子状物质，由于采用无机物、金属或金属氧化物，这些物质跟有机物相比，对光能或热能格外稳定，所以对曝光光难以发生化学上的变化，作为光掩模使用时有难以发生劣化的优点。作为上述无机物，例如有碳、石墨或C60等。并且，作为上述金属，例如有金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)或铝(Al)等。并且，作为上述金属氧化物，例如有氧化钛、氧化铝或氧化锌等。另外，也可以把颜料或染料用作微粒子状物质。
作为上述微粒子状物质，特别理想的是例如，碳、石墨或C60之类的碳微粒子。包含碳、石墨或C60之类碳微粒子的遮光体图形的场合，可用灰化法除去。而且，用灰化法，具有除去一度制成的光掩模可以再生石英或玻璃基板的优点。
并且，作为微粒子状物质，选择上述金属或金属氧化物时，可以实现步骤的简化。并且，具有能够提高遮光体图形尺寸精度的优点。
并且，作为微粒子状物质，采用具有导电性的无机物、金属或金属氧化物膜时，也能使遮光体图形具有导电性。这时，在电子束扫描处理用于制成遮光体图形时，能够降低或防止充电，因而可以提高图形扫描精度。于是，能够提高半导体装置的图形尺寸精度，所以能够达到提高半导体装置的性能，推进微细化，使集成度高。
在本发明光掩模的遮光体图形中作为不透射光的成分，除微粒子状物质以外也可以含有吸光剂。这时，可以减少含有微粒子状物质的量，可获得高的图象分辨率。但是，作为遮蔽光的物质，加吸光剂多时或仅仅含有吸光剂时，光能被吸光剂分子吸收，引起其激发，有可能引起某种化学反应，有可能改变了吸光度，然而在本发明中，由于合用上述微粒子状物质，所以这样的不适合难以发生，或不可能发生。即，在构成上，本发明具有跟光刻胶中仅仅含有吸光剂具有遮光性图形的所谓光掩模大不相同，比只添加吸光剂时提高了耐光性，因而能够提高光掩模的寿命。
本发明遮光体图形部分的透射率，在波长100nm以上且500nm以下为16％是理想的。作为光掩模，就是半色调移相掩模的场合，上述遮光体图形的透射率为2～16％是理想的，其中特别理想的是4～9％的透射率。并且，作为光掩模是二进制掩模的场合，上述遮光体图形的透射率为1％以下是理想的，较好的是0.5％以下的透射率，进而特别理想的是0.1％以下的透射率。并且，作为渐变型移相掩模的场合，上述遮光体图形的透射率在波长100nm以上且500nm以下为1％以下是理想的，较好的是0.5％以下的透射率，进而特别理想的是0.1％以下的透射率。
如前面叙述的那样，为了实现低成本，光刻中使用的光源波长尽可能大是希望的，因此上述遮光体图形的透射率，在波长100nm以上且700nm以下为16％以下是理想的。这时作为光掩模也就是半色调移相掩模的场合，遮光体图形的透射率为2～16％是理想的，其中特别是4～9％的透射率是理想的。并且，作为光掩模是二进制掩模的场合，遮光体图形的透射率为1％以下是理想的，较好的是0.5％以下的透射率，进而特别理想的是0.1％以下的透射率。并且，作为渐变型移相掩模的场合，上述遮光体图形的透射率在波长100nm以上且700nm以下为1％以下是理想的，较好的是0.5％以下的透射率，进而特别理想的是0.1％以下的透射率。上述表示的透射率随着改变遮光体图形里含有的微粒子状物质与粘合剂配合比，可以有一定程度自由变化.并且，随着改变遮光体图形的厚度，也可以有一定程度自由变化。当然，通过改变上述配合比和上述厚度的两者，也可以有一定程度自由变化。
如前面叙述过的那样，利用微粒子状物质遮光时，不是因为材料吸收而遮蔽光而是主要由于散射遮光，因此遮光的波长也不限于特定的波长。所以，通过使用本发明光掩模的曝光处理形成图形之际，并不限定根据光掩模使用可能的光源、曝光设备，可以选择适合于复制的图形尺寸、工艺等的光源或曝光设备等。因此，可以达到提高半导体装置的图形尺寸精度和提高可靠性。
并且，在检测光掩模位置中，有时利用可见光，例如波长为633nm的氦氖激光，即使这种情况下，在波长100nm以上且700nm以下遮光体图形的透射率为16％以下，也有容易检测的优点。
并且，因为本发明微粒子状物质的粒径缩小到比遮光体图形的最小加工尺寸还要小，可取的是最小加工尺寸的1/10或比其更小。具体点说，其粒径，例如200nm以下是理想的，100nm以下的粒径更好。进而，50nm以下的粒径就最好。虽然不是不能使用超过200nm粒径的微粒子状物质，但是粒径过大时，形成光掩模图形侧壁的粗糙度增大，因此难以达到作为掩模的足够精度。并且，其粒径如果相当大，就不能在遮光体图形内高度(均匀地)分散。遮光体图形内含有的微粒子状物质粒径很难均匀，而且含有各种粒径。这里示出的粒径200nm是最高值，其前后有粒径分布。虽然也可以把遮光体图形中的微粒子状物质粒径认为相同尺寸或大致相同尺寸的物质，但是因为含有粒径相对大的微粒子状物质和相对小的微粒子状物质，可在大的微粒子状物质之间分布小的微粒子状物质。即，小的微粒子状物质可以埋入大小微粒子状物质间的间隙中。因此，会使上述曝光光的透射率改变。并且，跟只由大微粒子状物质构成的情况相比，测定微粒子状物质时，最好是作为一个被测定状态的微粒子状物质粒径，虽然有时也是一个微粒子状物质的粒径，但是有时多半也是微粒子状物质集合体的粒径。
并且，在至少包括本发明的微粒子状物质和粘合剂的遮光体图形中的微粒子状物质含量为遮光体图形的固体部分之中，例如10％以上且99％以下是理想的。为了形成遮光体图形，通常应该组合微粒子状物质和粘合剂，就是粘合剂占一定含量，而图形形成后通过供给热能将其烧结处理，减少粘合剂部分，也可以提高微粒子状物质的含量。进而，也可以使粘合剂部分减少到几乎接近零的状态或没有的状态，仅由微粒子状物质形成遮光体图形。
并且，在本发明的光掩模中掩模形成后，一般可以添加叫做表皮的保护膜(保护手段)。
并且，本发明的光掩模是具有移相器的渐变型移相掩模时，移相器是采用在玻璃基板上规定的位置，按规定的厚度形成涂布玻璃SOG(SpinOn Glass：玻璃上旋涂)膜的办法获得。并且移相器也可以在规定的位置，只挖入玻璃基板规定深度来形成。
并且，本发明的光掩模及其制造方法中，用至少含有微粒子状物质和粘合剂的膜的形成、曝光、显影这样的简单步骤，短时间，低成本就能够制造。并且，由于不用象铬膜等那样的金属膜被覆时的那种真空装置的溅射步骤、其金属膜的蚀刻步骤，所以光掩模的制造成品率也高。并且，若采用上述碳、石墨或C60之类微粒子状物质，光掩模使用后，通过灰化或溶剂处理，也完全可以再生处理成坯料状态。无论在资源再利用上，还是在降低光掩模成本上也都有效果。
并且，本发明的光掩模制造方法应具备：在玻璃基板上边形成至少含有微粒子状物质和粘合剂的膜的步骤；对该膜进行曝光的步骤；进而使该膜显影形成遮光体图形的步骤。
并且，本发明的光掩模制造方法中所用的玻璃基板可以是石英，然而不限于此，可能有各种变更，通过本光掩模进行图形复制时，只要对使用的光有足够高的透射率，也可以使用其它玻璃基板或晶体基板。为了提高玻璃基板与光刻胶材料的粘合性，例如，添加六甲基二甲硅基胺(HMDS：Hexa-methyl-disilazane)等，也可以增加促进其粘合的处理步骤。
并且，本发明的光掩模制造方法可应用于光刻步骤中使用的二进制掩模、半色调型移相掩模、渐变型移相掩模等所有透射型的光掩模。在这里，在透明基板上形成移相掩模中使部分曝光光的相位倒相(例如大致改变180度)的构造和遮蔽曝光光透过的遮光体制造渐变型移相掩模时，可用以下三种方法形成。
首先，用感光性玻璃形成移相器时，是通过在玻璃基板上边形成感光性玻璃的步骤、对该感光性玻璃进行曝光、显影并在规定位置以规定厚度形成移相器的步骤、在该移相器上边形成至少含有微粒子状物质和粘合剂的膜的步骤、以及对该膜进行曝光、显影形成遮光体图形的步骤形成。
并且，用不带有感光性的涂布玻璃形成移相器时，是通过在玻璃基板上边形成涂布玻璃膜的步骤、在该涂布玻璃膜上边涂布光刻胶的步骤、对上述光刻胶进行曝光和显影，形成光刻胶图形的步骤、把该光刻胶图形作为掩模蚀刻涂布玻璃膜的步骤、除去上述光刻胶图形形成移相器图形的步骤、在上述移相器图形上边形成至少含有微粒子状物质和粘合剂的膜的步骤、以及对该膜进行曝光和显影，形成遮光体图形的步骤形成。
再者，挖入透明玻璃基板本体形成移相器时，是通过在玻璃基板上边形成涂布光刻胶的步骤、在该光刻胶上边曝光和显影要求的移相器图形，形成光刻胶图形的步骤、把该光刻胶图形作为掩模加工掩模基体的步骤、除去该光刻胶图形形成移相器图形的步骤、在上述移相器图形上边形成至少含有微粒子状物质和粘合剂的膜的步骤、以及对该膜进行曝光和显影，形成遮光体图形的步骤形成。
另外，形成的光掩模，是通常的二进制掩模、或者连移相掩模也是半色调型移相掩模时，不需要加工上述这种移相器的步骤。
并且，1枚掩模构造中，跟铬膜作为遮光体的通常光掩模构造合用也是可能的。这时可用一般的众所周知的方法除去规定的部分，形成以铬等这种的金属膜为遮光体的光掩模中间体以后，可用上述方法，仅在上述规定的部分上形成至少含有微粒子状物质和粘合剂的遮光体图形。该光掩模中，在1枚光掩模上配置由金属膜构成的遮光体图形和含有微粒子状物质的遮光体图形的两者。
并且，本发明的光掩模制造方法中形成所用遮光体图形的材料是以至少含有微粒子状物质和粘合剂为特征。在这里，粘合剂用于增强连结微粒子状物质制成薄膜的材料，一般可以举例表示高分子化合物或有机化合物。在本发明的光掩模制造方法中，采用活性放射线进行遮光体图形的形成，因而本发明中使用的粘合剂，对放射线具有某种感光性的材料，也就是光刻胶材料是理想的。所以，把微粒子状物质分散到用高分子材料或有机材料的光刻胶材料中就行。这里所谓分散，就是指作为粒子变成了悬浮光刻胶溶液中的状态。为了防止微粒子从该分散的状态或者沉淀或者上浮变成不均匀，根据需要，加入助分散的分散剂是理想的。并且，作为光刻胶材料有显影除去曝光部分的正性型的和显影除去未显影部分的负性型的材料，也可以根据需要使用哪种。这时的微粒子状物质也与上述相同，因而省略说明。
在本发明的光掩模制造方法方面，上述曝光光的透射率也与上述相同，因而省略说明。并且，微粒子状物质的粒径方面也与上述相同，因而省略说明。
并且，本发明的光掩模制造方法中，在对至少含有所用微粒子状物质和粘合剂的薄膜进行曝光的步骤中使用的光源或射线源，也可以是某种活性放射线。但是，本发明中光刻胶至少含有微粒子状物质，因此随着用于光掩模制造的曝光光波长而不同，有时光不能到达膜的底部，因此光掩模制造中用光时需要选择波长。
因为上述理由，所以作为照射用于曝光的活性放射线的装置，理想的是电子束扫描装置，离子束曝光装置等。用这些电子束扫描装置或离子束曝光装置的曝光，跟用光的曝光不同，曝光束到达膜的底部，因而容易形成图形。并且，这些曝光装置中，也具有通过光掩模生成要求形状的活性放射线，有选择地照射规定的部分的优点。
使用上述这种电子束扫描装置，用电子束扫描图形时，在至少含有微粒子状物质和粘合剂的膜上形成带电防止膜防止充电是所希望的。并且，按光掩模的制造方法，进入形成移相器的步骤时，在用于加工移相器的光刻胶上边形成带电防止膜是所希望的。
并且，本发明的光掩模制造方法中，也可以在曝光后，显影之前对至少含有微粒子状物质和粘合剂的膜整个基板进行热处理。作为粘合剂采用化学放大系列光刻胶膜时，经过施行这种热处理，可以促进反应，除了很容易形成图形之外，能够充分发挥作为光刻胶的功能。
并且，本发明的光掩模制造方法中，就显影液来说，只要是能使至少含有微粒子状物质和粘合剂的膜显影的显影液，也都可以使用。从对环境考虑出发，作为显影液碱性水溶液比有机溶剂要好。作为碱性水溶液，例如可以使用氢氧化四烷基铵之类的非金属碱性水溶液或氢氧化钠、含有氢氧化钠之类的强碱性金属的碱性水溶液。进而，只要能够显影，也可以用水作为显影液。
并且，为了提高显影特性，上述碱性水溶液含有表面活性剂是理想的。作为表面活性剂，例如有烷基砜酸盐、聚氧烷撑或四烷基铵卤化物等，由于碱性显影液里含有这些表面活性剂，能够防止显影时的残渣。用上述显影液显影时，例如也可以使用喷淋法显影，也可以进行漫渍式的显影。并且，为了防止显影时的残渣，显影中也可以应用超声波。借助于这种超声波处理，能够提高清洗效果。特别是，本发明的场合，因为含有上述微粒子状物质，所以在除去它的方面是有效的。
而且，本发明的光掩模制造方法中，在对至少含有微粒子状物质和粘合剂的薄膜进行显影的步骤以后，通过给形成后的遮光体图形赋能的办法，可以提高作为光掩模的耐光性。上述遮光体图形至少含有微粒子状物质和粘合剂，然而在遮光体图形形成以后通过烧结处理方式赋予热能，也能减少粘合剂部分的含量。并且，也可以使粘合剂部分降低到大致接近零的状态(粘合剂中的微粒子状物质相对地比粘合剂多的状态)或没有的状态。为了防止遮光体图形变形，一边照射紫外线(DUV光)一边热处理也是有效的。这时可以提高热处理温度，例如到达250℃左右，会进一步提高对曝光光的耐光性，因而是理想的。
并且，本发明的光掩模制造方法中，一般可在形成掩模后，添加叫做表皮的保护膜。
并且，本发明的光掩模制造方法就是在通过在被加工基板上形成由感光性组成物构成的薄膜的步骤、介以形成了规定图形的光掩模对感光性组成物膜进行曝光的步骤、通过使感光性组成物膜显影，在被加工基板上形成感光性组成物图形的图形形成方法中，上述光掩模是要在玻璃基板上边具有至少含有微粒子状物质和粘合剂的遮光体图形的构造。
并且，本发明图形形成方法中所用光掩模的玻璃基板跟上述相同，因而省略说明。
本发明图形形成方法中所用的光掩模，与上述同样由于遮光体图形里含有的微粒子状物质使光散射而起光掩模功能。本发明的图形形成方法可应用于上述二进制掩模、半色调型移相掩模和渐变型移相掩模等，所有透射型的光掩模。并且，如上所述，1枚光掩模中，也能应用于具有由金属构成的遮光体图形和由含有上述微粒子状物质构成的遮光体图形的光掩模。至于渐变型的移相掩模的构成，由于跟上述相同因而省略说明。
该图形形成方法中所用光掩模的作用，效果也跟上述相同，因而省略说明。并且，至于微粒子状物质的材料(包括变形例)或粒径、对曝光波长的透射率、检测光掩模的位置、进而减少微粒子状物质的含量或粘合剂的构成也都跟上述相同，因而省略说明。
在本发明的图形形成方法中，要是对晶片上的感光性组成物膜进行曝光，所用光的波长就在100nm以上而在700nm以下是理想的。曝光波长大的光源，例如可以把高压水银灯作为光源，光源或曝光设备的价格比较便宜，可降低成本。然而，因为图象分辨率与波长有关，曝光波长是长波长的话，图象分辨率就不会提高。因此，关于把ArF和KrF准分子激光器等的短波长作为曝光光源的曝光设备，现状是价格虽高，但波长小的部分，图象分辨率更加提高，可以形成微细图形。
并且，本发明的图形形成方法中，也跟上述同样，也可以在曝光后而且在显影感光性组成物膜以前施加热处理。如上所述，感光性组成物膜是利用叫做化学放大系列光刻胶的酸催化剂的光刻胶，为了促进化学反应，需要该处理。
并且，在本发明的图形形成方法中，因为对自然环境等的影响少，所以显影液为水性碱性显影液是理想的。
并且，本发明的半导体装置的制造方法，在半导体衬底上边，采用上述记载的一种图形形成方法形成光刻胶图形，在此基础上，就要包括蚀刻加工半导体衬底的步骤，或者向半导体衬底注入离子的步骤。
作为本发明的半导体装置制造方法中所用蚀刻加工方法，可以举例示出等离子蚀刻，反应性离子蚀刻、反应性离子束蚀刻等这样的干式蚀刻法，或湿式蚀刻法。
并且，在本发明的半导体装置制造方法中作为待加工的基板，可以举例示出用CVD(Chemical Vapor Deposition：活性气相淀积)法或热氧化法形成的二氧化硅膜、涂布性玻璃膜之类氧化膜，或氮化硅膜之类氮化膜。并且，可以举例示出铝或其合金、钨之类各种金属膜、多晶硅等。
并且，如果采用本发明的半导体装置制造方法，于是所用的光掩模就可以成本低而且制作时间短，其结果，制造的半导体元件也可以用更低成本而且短TAT制造。
附图说明
图1是本发明一个实施例的半导体装置制造步骤中的曝光方法说明图。
图2是图1说明的曝光方法中所用光掩模的一例，(a)是该光掩模的整个平面图，(b)是(a)的A-A′线的剖面图。
图3(a)～(c)是图1和图2说明的曝光方法中所用光掩模制造步骤中的重要部分剖面图。
图4是表示本发明一个实施例的曝光方法中，分散碳构成所用掩模图形的光刻胶(I)分光特性的特性图。
图5(a)～(g)是本发明另一个实施例的制造步骤中的重要部分剖面图。
图6(a)～(e)是本发明又一个实施例的制造步骤中的重要部分剖面图。
图7(a)～(f)是本发明再一个实施例的制造步骤中的重要部分剖面图。
图8(a)～(f)是本发明再一个实施例的制造步骤中的重要部分剖面图。
图9是表示将本发明人研究的酚醛树脂作为基础的典型电子束光刻胶分光特性的特性图。
具体实施方式
以下的实施例中，为方便有其需要时，分成多个部分或实施例进行说明，除特别表明的场合外，这些不是互相无关而是一方跟另一方的一部分或全部的变形例，详细补充说明等有关。
并且，在以下的实施例中，说到要素的数量等(个数、数值、量值、范围等)时，除特别表明的情况和原理上明确限定于规定数的情况等情况以外，并不限定其特定数，无论在特定数以上还是以下都行。
而且，在以下的实施例中，其构成要素(也包括要素步骤等)除特别表明的情况和原理上明确需要考虑的情况等以外，不言而喻是不一定需要的。
同样，在以下的实施例中，说到形状、位置关系等构成要素等时，除特别表明的情况和原理上明确不如此考虑的情况等以外，都认为实质上包括跟该形状等近似或类似等。这种情况对上述数值和范围也一样。
并且，在用于说明本实施例的附图中，具有同样功能的部件给予同一标号，并省略其重复说明。
并且，在本实施例中，把作为场效应晶体管一例的MIS·FET(MetalInsulator Semiconductor Field Effect Transistor：金属绝缘物半导体场效应晶体管)简写为MIS，把P沟道型MIS*FET简写为pMIS，N沟道型MIS*FET简写为nMIS。
并且，本实施例中采用的附图上，即便是平面图为了容易看明白附图内容，给遮光体(遮光膜、遮光体图形、遮光区域等)和光刻胶膜加上影线。
以下，根据附图详细说明实施例。在实施例之前，叙述有关至少含有微粒子状物质和粘合剂的光刻胶材料的调制。
《调制例1》
在聚羟基苯乙烯(重均分子量约20,000)10g、2，6-双(叠氮苄叉)丙酮-2，2′-二磺酸-N，N-二乙氧基乙基酰胺4g、溶剂为丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)的碳黑分散液(碳黑粒径约20nm，含有比率20重量％)75g、以及六甲氧基甲基三聚氰胺1.5g中，进而作为溶剂加入PGMEA，调制成固形部分为分散16％碳的光刻胶(I)。
《调制例2》
在p-羟基苯乙烯/丙烯酸叔丁酯共聚物(摩尔比＝52/48)12g、萘亚胺三氟甲磺酸酯0.6g、溶剂为丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)的碳黑分散液(碳黑粒径约20nm，含量17重量％)50g中，进而作为溶剂加入PGMEA，调制成固形部分浓度为分散14％碳的光刻胶(II)。
《调制例3》
在m，p-甲酚酚醛树脂(重均分子量7,800)10g、六甲氧基甲基三聚氰胺3.0g、2，4-双(三氯甲烷)-6-苯基-1，3，5-三嗪0.5g、溶剂为丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)的二氧化钛分散液(二氧化钛粒径约20nm，含量20重量％)50g中，进而作为溶剂加入PGMEA，调制成固形部分浓度为分散16％的二氧化钛的光刻胶(III)。
《调制例4》
在m，p-甲酚可溶酚醛(重均分子量4,800)10g、聚甲基戊烯砜(重均分子量43,500)1.4g、溶剂为醋酸异戊酯的氧化铝(Al2O3)分散液(氧化铝粒径约30nm，含量20重量％)50g中，进而作为溶剂加入醋酸异戊酯，调制成固形部分浓度为分散16％氧化铝的光刻胶(IV)。
《调制例5》
在甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸-丙烯酸羟乙基酯共聚物(摩尔比70∶20∶10)6.0g、季戊四醇三丙烯酸酯4.0g、叔丁基蒽醌0.2g、乙基紫0.01g、对对氧基苯酚0.10g、2，2，6，6-四甲基-1-哌啶氧化物0.1g、溶剂为丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)的碳黑分散液(碳黑粒径约20nm，含量比率20重量％)30g中，进而作为溶剂加入PGMEA，调制成固形部分为分散16％碳的光刻胶(V)。
(实施例1)
本发明的第1实施例中，如图1所示，用曝光光3照明光掩模M的石英基板1(玻璃基板、掩模基体、掩模基板)上面形成的遮光体图形2，通过投影透镜4使涂布于半导体晶片(以下，简称为晶片)5的主面上的光致抗蚀剂(以下，简称为光刻胶)曝光。该遮光体图形2至少含有上述微粒子状物质和粘合剂。
作为该曝光时的曝光方法，例如也可以采用步进重复曝光法，也可以采用扫描曝光法。步进重复曝光法是对掩模上的电路图形投影象，通过使晶片重复步进，将掩模上的电路图形复制到晶片上要求部分的曝光方法。把进行该曝光方法的设备称为步进机。并且，扫描曝光方法是通过对晶片与掩模在跟微缝的长度方向垂直的方向(也可以倾斜移动)相对地连续移动(扫描)，将掩模上的电路图形复制到晶片上要求部分的曝光方法。把进行该曝光方法的设备称为扫描设备。步进重复扫描曝光是一种组合上述扫描法曝光和步进法曝光对整个晶片上要曝光的部分进行曝光的方法，相当于上述扫描法曝光的下位概念。
并且，曝光时的照明也可以使用通常的照明，也可以使用变形照明。通常照明就是非变形照明，可以称作光强度分布比较均匀的照明。变形照明是降低中央部分照度的照明，包含斜向照明、环形照明、4重极照明、5重极照明等的多重极照明或与其等效的瞳孔滤光器的超图象分辨技术。
在这里，边参照图2边详细说明使用光掩模M一例。图2中示出用本方法制作的光掩模M1(M)的平面图和剖面图。图2(a)是平面图，图2(b)是安装到曝光设备里时A-A′线的剖面图。标号7a表示层间进行对合时使用的晶片重合标记，标号7b表示用于掌握光掩模M1正确位置的掩模原版对准标记7b，标号PA表示图形区域，标号8表示遮光带，相当于IC(Integrated Circuit：集成电路)的划线等区域，标号9a表示表皮用框架，标号9b表示防止异物等保护光掩模M1，并且，用于使异物不容易转移的表皮膜，标号10表示曝光设备的掩模原版载物台，而且标号11表示掩模原版载物台10与光掩模M1的接触面。
这里，关于光掩模M1，在接触表皮用框架9a、掩模原版载物台10和掩模原版运送系统(图中未示出)的部分，不形成上述遮光体图形2。这是因为如果其接触面上形成遮光体图形2的话，接触时就会剥离变成异物缺陷的缘故。并且，表皮用框架9a是为了避免剥离的问题。
曝光之际，从图2(b)的上侧照射曝光光，通过放置在下面一侧的投影透镜复制到晶片上。如果形成上述遮光体图形2的部分，就用遮光体图形2内的微粒子状物质散射并遮蔽光而不用铬等这种金属膜。本发明的光掩模M1(M)中，遮光体图形2内含有的微粒子状物质散射照射于光掩模M1(M)上的光能。一部分光能被吸收，然而散射是主要的，所以遮光体图形2贮存的能量小，因此劣化难以发生。即，倘若采用本实施例的光掩模M1(M)，就能够提高耐光性(耐久性)。
这里，遮光带8和掩模原版对准标记7b因是由上述遮光体图形2构成，然而也可以由例如，铬(Cr)的单层膜或在铬膜上淀积氧化铬(CrOx)构成的叠层膜构成。特别是，表皮用框架9a外侧形成的掩模原版对准标记7b是以不受曝光设备污染的保护目的，用金属构成是理想的。这是因为在表皮用框架9a内，表皮成为保护，虽然能够防止随着曝光光照射，由上述遮光体图形2发生的气体污染曝光设备的透镜，但是在表皮用框架9a外面，由上述遮光体图形2发生的气体却污染曝光设备的透镜缘故。
其次，边参照表示光掩模制造步骤的图3边说明本发明光掩模的制造方法一例。另外，图3(a)～(c)是图1、2上已说明的光掩模M制造步骤中的集成电路图形区域的重要部分剖面图。
首先，如图3(a)所示，在石英基板1上面，旋转涂布作为至少含有微粒子状物质和粘合剂的遮光体图形形成用的光刻胶材料，要如调制例1中表示的那样，由分散调制碳的上述光刻胶(I)构成的光刻胶膜2R，例如在100℃下烘焙约2分钟，获得膜厚例如，约520nm的涂膜。而后，例如采用加速电压50KV的电子束扫描设备(日立HL-800D)，用电子束EB，对光刻胶膜2R扫描要求的图形。因为涂布了水溶性导电膜12，可以防止电子束EB照射时的充电，并能提高图形的复制精度。由于光刻胶膜2R本身具有导电性，也能防止充电。这时，不需要涂布水溶性导电膜12，因而能够简化步骤和削减材料费、燃料费等。
这里，用分散碳微粒的光刻胶(I)，由于光刻胶膜中分散着碳微粒子，使光散射并妨碍透射。用分光光度计以外的方法测定分散有碳微粒子的光刻胶(I)膜厚，例如在1.0μm的OD(Optical Densitometer：光学浓度计)值现在已经表示在图4中。另外在这里，所谓OD值，就是入射光设为I in，透射光设为I out时，用-log10(I in/I out)表示的值。因为透射率(T％)为100×I out/I in，所以表示OD值＝-log(T/100)。本发明分散有碳微粒子的光刻胶(I)因分散的碳微粒子起散射体作用，抑制光的透过，当膜厚1.0μm时，用ArF准分子激光器光的波长193nm，OD值例如是11.6，用KrF准分子激光器光的波长248nm，例如是8.0，用i线的曝光波长365nm，例如是5.0。
电子束扫描以后，如图3(c)所示，作为表面活性剂，例如采用含有十二烷基磺酸钠0.3重量％的2.38重量％氢氧化四甲铵(TMAH)水溶液进行显影，形成至少含有碳的遮光体图形2。这里使用的带电防止膜为水溶性，并与光刻胶图形显影同时被除去。分散碳微粒子的光刻胶(I)为负性型光刻胶，例如在曝光量20μC/cm2下，可形成残余膜厚500nm的最小尺寸0.8μm所希望的图形。因此，可形成光掩模M1(M)具有要求形状含有碳黑微粒子的遮光体图形2。
本实施例中，由于可通过显影处理形成遮光体图形2，而无需行蚀刻象铬之类金属膜的步骤，因而能够大幅度缩短光掩模M的制造时间。并且，不会有蚀刻铬等之类金属膜时发生的尺寸误差，因而，可以提高遮光体图形2的尺寸精度。进而，因为可不进行蚀刻铬等之类金属膜的步骤，可削减材料费、燃料费和设备费等，所以能够大幅度降低掩模的成本。
测定用电子束扫描法形成后的遮光体图形2OD值的时候，如果换算成1.0μm膜厚的值，就跟前面图4表示的值几乎不变。因此，要是500nmOD值，用KrF准分子激器光的波长248nm就是4.0，换算成透射率时因为是0.01％，显然该光掩模M1(M)作为KrF准分子激器曝光用的掩模是适当的。并且，若认为适合作为i线掩模的话，500nmOD值就是2.5，少许增大为透射率0.32％。即使照样该膜厚，也作为i线用掩模进行使用，然而稍稍加厚分散有碳的光刻胶(I)的膜厚，按600nm的膜厚另外形成掩模。在膜厚600nm波长365nm下的OD值为3.0，透射率为0.10％。并且，作为ArF准分子激光器用，分散有碳的光刻胶(I)的透射率在193nm下将变得更小，所以规定膜厚为300nm并制成掩模。这时OD值是3.5，透射率是0.03％。
并且，用KrF准分子激光器曝光用的掩模，作成改变遮光部分透射率的掩模时，作为掩模功能透射率为1％以下。而且，很显然透射率如果在0.5％以下，能确保孤立图形的线性，就更理想。进而，很显然透射率如果在0.1％以下，能确保密集图形的线性，就越发理想。
显影后，为了更加提高用作掩模时对曝光光的耐性，进行了热处理。在这里，规定其热处理温度例如为120℃，但是该温度在一例中不过分随光刻胶的材料变化。在不发生光刻胶图形变形的范围内用尽可能高的温度进行处理是理想的。另外，通过热处理，膜厚和透射率几乎都不变。
本实施例的掩模可用涂布有机膜、曝光、显影方法进行制造，由于没有使用象被覆铬这样的金属膜时的真空设备的溅射步骤或蚀刻其金属膜的步骤，掩模制造成品率也高。并且，掩模使用后，作为本实施例的这种微粒子状物质使用碳微粒子时，用灰化或溶剂处理法也完全可以再生处理成坯料的状态。所以资源再利用上和降低成本上也都有效。
其次，说明有关利用这种掩模的图形形成方法。
首先，对硅(Si)等这种半导体衬底(半导体晶片)的主表面(器件形成面)例如进行六甲基二甲硅基胺(HMDS)处理以后，在其主表面上，按膜厚700nm涂布例如自产Deep-UV用光刻胶[由1-乙氧基乙基化聚乙烯基苯酚(1-乙氧基乙基化率48％)10g、1，2，3-三(乙磺酰氧基)苯20.10g、苄胺0.0020g、环己酮40g组成的光刻胶]，在90℃下预烘焙120秒。接着，通过具有由分散有上述碳微粒子的光刻胶(I)构成遮光体图形2的KrF准分子激光器用掩模，用KrF准分子激光器步进机(NA0.55)对该光刻胶进行曝光。进而，例如在110℃进行90秒钟曝光后烘焙，在23℃的2.38重量％氢氧化四甲铵水溶液中进行60秒钟显影。其结果，用38mJ/cm2，可以形成250nm的线状间隔图形。
并且，同样，在HMDS处理过的氮化钛基板上面涂布膜厚1.0μm由酚醛树脂和重氮α萘醌组成的i线用正性型光刻胶，并在90℃下预烘焙90秒钟。接着，通过具有由分散有上述碳微粒子的光刻胶(I)构成遮光体图形2的i线用掩模，用i线步进机(NA0.52)对该光刻胶进行曝光。进而，在110℃进行90秒钟曝光后烘焙，在23℃的2.38重量％氢氧化四甲铵水溶液中进行60秒钟显影。其结果，用120mJ/cm2，可以形成350nm的线状间隔图形。
进而，同样，在HMDS处理过的氮化钛基板上面，以膜厚0.40μm涂布例如丙烯酸树脂系的ArF准分子激光用正性型光刻胶，并在120℃下预烘焙60秒钟。接着，通过具有由分散有上述碳微粒子的光刻胶(I)构成遮光体图形2的ArF准分子激光用掩模，用ArF准分子激光步进机(NA0.60)对该光刻胶进行曝光。进而，在130℃进行60秒钟曝光后烘焙，在23℃的2.38重量％氢氧四甲铵水溶液中进行60秒钟显影。其结果，用12mJ/cm2，可以形成140nm的线状间隔图形。
这样，本实施例中，可以扩大光掩模M的可用曝光光波长的范围，因而对半导体装置的各图形进行曝光处理时，可以选择符合技术上的条件或经济上条件的曝光设备。于是，能够求得半导体装置性能的提高和成本的降低。
(实施例2)
在本实施例中，使用按调制例2方法调制的分散有碳的光刻胶(II)来代替上述实施例1中分散使用碳的光刻胶(I)，跟上述实施例1同样，如图1～图3所示，在上述石英基板1上面形成遮光体图形2。但是，因为分散有碳的光刻胶(II)为正性型光刻胶，在图3的光掩模M制造步骤，电子束照射部分在显影后残余物则相反，薄膜的未照射部分留下，照射部分显影中被除去。
分散有碳的光刻胶(II)，在KrF准分子激光器的波长，膜厚1.0μm下OD值为7.0。旋转涂布该材料，并在110℃下烘焙2分钟，获得22μm的膜厚。接着，用加速电压50KV的电子束扫描设备进行扫描，在130℃进行2分钟曝光后烘焙以及用跟上述实施例1相同的显影液进行45秒钟显影获得具有0.18μm孔状图形。其次，为了防止光刻胶图形变形等，一边照射DUV光一边在150℃进行热处理。
热处理后的光掩模M上分散有碳的光刻胶(II)的遮光体图形2的膜厚为0.19μm，该膜厚下的KrF准分子激光器光的透射率为5％。并且，由于该膜厚，透过该膜的光相位大致倒相180°(π)。据此，已经由本发明人搞清楚，该光掩模M作为将KrF准分子激光器光用做曝光光源时的半色调型移相掩模是适合的。另外，透射光相位的倒相并不限定于上述π，例如也可以是3π、5π、...(至于相位倒相也同样)。
而且，已由本发明人搞清楚，用KrF准分子激光器曝光用的光掩模M，作成改变遮光部分透射率的掩模时，透射率在2％以上且16％以下具有作为半色调掩模的效果。进而，已由本发明人搞清楚，如果透射率自9％左右到16％以下，作为半色调掩模的效果就大，而末了发生次峰，需要配置辅助图形。并且，已由本发明人搞清楚，如果透射率自4％到9％，发生次峰不显著，用掩模的布局设计就能够防止。已由本发明人搞清楚，为此接受布局的限制。进而，已由本发明人搞清楚，如果透射率为2％以上直到约4％，作为半色调掩模的效果就小，也没有次峰，并且确保线性。
倘若采用这样的本实施例，可以获得以下的效果。
(1)、在形成半色调掩模的遮光体图形时，可能无须蚀刻步骤。
(2)、可以缩短用于扫描遮光体图形的曝光时间。
(3)、根据上述(1)和(2)，就可以缩短半色调掩模的制造时间。
(4)、根据(1)，可降低半色调掩模制造步骤中的缺陷发生率，因而可能提高成品率。
(5)、根据(1)，就可能提高遮光体图形的尺寸精度和遮光体图形形成面内图形尺寸的均匀性。因此，例如即使作为遮光体图形形成面内有遮光体图形的疏密差或尺寸差等，也能提供图形尺寸上可靠性高的半色调掩模。
(实施例3)
在本实施例中，使用按调制例3方法调制的分散有二氧化钛的光刻胶(III)来代替上述实施例1中分散使用碳的光刻胶(I)，跟上述实施例1同样，如图1～图3所示，在上述石英基板1上面形成涂膜，用电子束扫描设备进行曝光，接着进行曝光后烘焙、喷雾显影，形成膜厚0.60μm下，最小尺寸为1.0μm的负性型遮光体图形2。
由分散有二氧化钛的光刻胶(III)形成的遮光体图形2膜厚0.6μm下的OD值，在ArF准分子激光器的波长193nm下为4.8(透射率0.0016％)，在KrF准分子激光器的波长248nm下为3.9(透射率0.013％)，在i线曝光波长365nm下为2.4(透射率0.39％)。
(实施例4)
在本实施例中，使用按调制例4方法调制的分散有氧化铝的光刻胶(IV)来代替上述实施例1中分散使用碳的光刻胶(I)，跟上述实施例1同样，如图1～图3所示，在上述石英基板1上面形成涂膜，用电子束扫描设备进行曝光，接着进行曝光后烘焙、喷雾显影，形成膜厚0.70μm下，最小尺寸为1.2μm的正性型遮光体图形2。
由分散有氧化铝的光刻胶(IV)形成的遮光体图形2膜厚0.7μm下的OD值，在ArF准分子激光器的波长193nm下为4.7(透射率0.0020％)，在KrF准分子激光器的波长248nm下为3.6(透射率0.025％)，在i线曝光波长365nm下为2.2(透射率0.63％)。
倘若采用实施例，除上述实施例1～3中获得的效果外，还可以获得以下的效果。即，由于利用金属氧化物作为微粒子状物质，所以不但提高遮光体图形2的耐光性而且也能提高机械上的强度，即，能够提高光掩模M的耐久性，因此就能够提高光掩模M的寿命。
(实施例5)
在本实施例中，在本实施例中，使用按调制例5方法调制的分散有碳的光刻胶(V)来代替上述实施例1中分散使用碳的光刻胶(I)，跟上述实施例1同样，如图1～图3所示，在上述石英基板1上面旋转涂布，并在90℃下进行1分钟烘焙，获得膜厚700nm的涂膜。从石英基板1侧，对其用激光打印机(ALTA3500)，以功率50mJ/cm2照射波长364nm的光，曝光后，作为表面活性剂用含有聚氧乙烯0.05％的0.2％氢氧化四甲铵，显影120秒钟，获得负性型的遮光体图形2。其结果，获得残余膜厚500nm下，包括最小尺寸为2μm的遮光体图形2。在这时的i线(波长365nm)下的光刻胶图形部分的OD值为2.4，透射率为0.4％。这时，用激光打印机复制图形，而且不发生充电的问题。所以，可提高图形尺寸精度。并且，无须涂布用于防止充电的导电性膜，因此可能达到缩短掩模制造步骤和降低掩模成本。
并且，在光刻胶膜上面，与上述实施例1同样可添加带电防止膜，用电子束扫描设备(日立HL-800D)进行曝光，然后进行曝光后烘焙、喷雾显影，形成膜厚550nm下带有最小尺寸1.2μm的负性型遮光体图形2的光掩模M。在这时的i线(波长365nm)下的光刻胶图形部分的OD值为2.6，透射率为0.23％。
(实施例6)
图5(a)～(g)是表示本发明另一个实施例的移相掩模的制造方法。在这里，举例表示渐变型移相掩模的制造方法。
首先，如图5(a)所示，在上述石英基板(坯料)1上面，形成移相膜13。可以设定当规定曝光光的波长为λ，对移相膜13的曝光光波长的折射率为n时，则移相膜13的膜厚d变成λ/(2(n-1))。
在这里，移相膜13虽然制成溅射形成SiOx，但是不限于此。能透过曝光光、膜厚及折射率是均匀质量的膜也都可以使用。例如有锆氧化物、钼硅化物或CrOF3等。并且，特别是象SnOx、TiOx等这种折射率高的膜，膜厚d也可以薄，而后容易形成折射含有微粒子状物质和粘合剂的遮光体图形因此的理想的。折射率在1.6以上，其膜厚效果就呈现出来。并且，如果是导电性膜，在下面示出的光刻胶EB扫描时，就不受充电影响，因此该移相模13为导电性膜是理想的。作为导电性膜有ITO等。
并且，为了提高耐久性，在被覆移相模13以后，施行加热处理，设定的膜厚d是该热处理后的膜厚。在这里，作为热处理，例如进行200℃下，30分钟的烘焙，但是不限于此。并且，该膜厚是决定相位角的重要参数，给予热处理的膜形成后进行测定，不归入基准值以内时除去并且重新形成。该膜厚偏差的容许值，根据尺寸和必要尺寸精度进行左右，一般地说约1％。因为平坦上被覆移相模13膜厚均匀性很容易，并且由于蚀刻时的装入效果造成的各尺寸也不发生相位角(膜厚)变化的问题，所以能够很容易获得高的图象分辨率和尺寸精度。在这里，作为移相模形成法虽然采用溅射法，但是也可以采用CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相淀积)法或涂布形成法。特别是，涂布形成法具有膜厚均匀性好的优点，这时，例如也可以在0.2％均匀性范围内形成薄膜。这个换算成相位角差就相当于约0.1°的高精度。并且检查移相模的膜缺陷(针孔缺陷和异物缺陷)，检测到缺陷时，再生、再制作移相模。可在初期阶段对有关相位缺陷的缺陷对策，因此步骤管理就容易。
其次，如图5(b)所示，移相模13的上面涂布形成电子束光刻胶14，并对要求的移相器扫描图形进行曝光。移相模13不是导电膜时，在该电子束光刻胶14上面形成水溶性导电膜，施行电子束扫描时的充电对策。不施行这种对策的话，随着充电会发生扫描图形的位置偏移。在本实施例中，由于形成导电膜，就不会发生因充电引起的扫描位置偏移。为了防止充电，研究必要的导电率时候，只要控制薄层电阻，例如在50MΩ/cm2以下，很明显是十分有效的。
其次，如图5(c)所示，进行显影形成光刻胶图形14a，然后，如图5(d)所示，把该光刻胶图形14a作为蚀刻掩模，通过蚀刻加工移相模13，进而，除去光刻胶图形14a，如图5(e)所示，在石英基板1上面形成移相器图形13a。这时，将移相器图形13a的侧面加工成锥形，制成锥角约60°。在这里，用边缘检测法检查移相器缺口缺陷或残余缺陷。因为遮光体不包围该移相器图形13a的周围，因为用边缘检测法可检查移相器缺陷，都可以进行简便而且检测精度高的相位缺陷检查。
然后，如图5(f)所示，按膜厚420nm，涂布由按调制例1的方法调制的分散有碳的光刻胶(I)构成的光刻胶膜2R，并进行要求形状的电子束扫描。该曝光之时也跟扫描移相器图形13a时同样形成用于防止充电的导电膜是有效的。本实施例中，例如在由光刻胶(I)构成的光刻胶膜2R上面被覆薄层电阻30MΩ/cm2的导电膜。
在这里，将移相模13的外周部分加工成锥形，因此光刻胶膜2R的被覆性良好，膜厚变动也比较小，因此提高了遮光体图形2的尺寸精度。虽然没有直接横跨台阶上的图形，但是因为光刻胶膜厚变动的影响到广大的范围，所以该锥形加工的效果很大。在这里，设定锥角为60°，而因此减小该值，要是形成更小坡度，就可以减少膜厚变动。另一方面，由于需要形成遮光体图形，使其保持对合裕度上覆盖其锥部，所以限制最小的遮光体图形宽度。最佳的锥角由图形最小规则和移相器与该遮光体图形的对合精度相称来决定。
然后，如图5(g)所示，进行显影形成由分散有碳的光刻胶(I)构成的遮光体图形2。进而，进行加热或DUV照射或其双方的处理。通过施行该处理，可以提高遮光体图形2对曝光光的照射耐久性。
这样，测定形成了分散碳的光刻胶(I)的遮光体图形2残余膜厚400nm的OD值时，用KrF准分子激光器的波长248nm为3.2，如换算成透射率为0.063％。并且，用ArF准分子激光器的波长193nm为4.0，如换算成透射率为0.01％。所以很清楚，这样以来形成了分散碳的光刻胶(I)的遮光体图形2，作为KrF和ArF准分子激光器曝光用的渐变型移相掩模的遮光部是适合的。
进而，采用按调制例3、4的方法调制分散微粒子状物质的光刻胶，同样也可以形成渐变型移相掩模。
由于本实施例的移相掩模是相位误差在0.5°以内的极高相位控制性的移相掩模，也不依赖于其尺寸，所以能够提高进行复制图形时的尺寸精度和图象分辨率。并且，遮光体图形2用大面积接触坯料和移相器，也没有发生剥落图形等的缺陷。而且，制造步骤跟只把金属膜作为遮光体的通常掩模制造方法相比也相对地少，因此成品率也高，并且TAT也较短。可使TAT大约减半，成品率可以从上述通常的掩模制造方法的30％大大改善为90％。
(实施例7)
利用图6(a)～(e)说明本实施例的掩模制造方法。
首先，如图6(a)所示，与上述同样的石英基板(坯料)1上面形成感光性移相模15。作为感光性移相模15，例如采用有机SOG(Spin OnGlass：玻璃上旋涂)中添加氧发生剂的膜。作为氧发生剂，使用TPS(三苯磺酰三联体)，但不限于此。感光性移相模15也不限于有机SOG，只要是对曝光光透明，有照射耐久性，而且掩模扫描时具有感光性都行。在这里使用的感光性移相模15对曝光光(波长193nm)的折射率1.58与石英基板1的折射率1.56之差不大。因此，可降低多重干涉并有提高精度上的效果。并且，石英基板1上面也与上述实施例6同样形成导电膜，具有接着扫描感光性移相模15时的防止充电的效果。在这里，用涂布法形成感光性移相模15，可是采用光CVD法之类其它方法也可以。但是，涂布形成法有简便，缺陷发生也少的优点。涂布感光性移相模15以后，例如进行120℃的热处理。膜形成后，进行缺陷检查，确认没有针孔缺陷和异物缺陷。有这些缺陷时就除去感光性移相模15，重新形成。
该感光性移相模15的膜厚d，在后述的250℃进行了烘焙之后，加上校正值使其等于λ/(2(n-1))。这里，规定波长为λ，烘焙后的感光性移相模15对曝光波长的折射率为n。
其次，如图6(b)所示，直接电子束扫描感光性移相模15。在该图形扫描处理之际，施行电子束扫描时的充电对策，在感光性移相模15上面形成水溶性导电膜。如果不施行这种对策，就会因充电而发生扫描图形位置偏移。本实施例中，因为形成导电膜，所以没有发生由充电引起的扫描位置偏移。
其次，如图6(c)所示，进行显影形成转换。形成移相器图形15a。然后，以提高曝光光照射耐久性和防止风化为目的，对移相器图形15a进行热处理。在这里，作为热处理，例如进行250℃，30分钟的烘焙，然而不限于此。高温越高耐性越提高。并且，移相器图形15a的膜厚是决定相位角的重要因素，因此热处理后进行测定，没有落入基准值以内的场合要除去和重新形成。该膜厚偏差的容许值，根据尺寸和必要尺寸精度加以左右，一般地说约1％。因为平坦上被覆移相模15a很容易达到膜厚均匀性，并且，因为蚀刻时由装入效应引起的各尺寸上也没有发生相位角(膜厚)变化的问题，所以很容易获得高的图象分辨率和尺寸精度。在这里，用边缘检测法检查移相器缺口缺陷或残余缺陷。因为遮光体不包围该移相器图形13a的周围，因为用边缘检测法可检查移相器缺陷，都可以进行简便而且检测精度高的相位缺陷检查。然后，用边缘检测法检查移相器缺口缺陷或残余缺陷。因为遮光体不包围该移相器图形15a的周围，因为用边缘检测法可检查移相器缺陷，可以进行简便而且检测精度高的相位缺陷检查。这样一来，可以不用蚀刻步骤，只用涂布、烘焙、曝光和显影步骤，形成无缺陷，相位控制性优良的移相器图形。这样本实施例中，在形成移相器图形15a之际，可以不要光刻胶涂布步骤和蚀刻步骤，因而可以比上述实施例6更加缩短掩模的制造步骤。并且，可以削减材料费、燃料费和设备费，因此能够降低掩模的成本。
其次，如图6(d)所示，按膜厚420nm，涂布由按调制例1的方法调制的分散有碳的光刻胶(I)构成的光刻胶膜2R，并进行要求形状的电子束扫描。该曝光时也跟移相器图形15a的扫描时同样，形成用于防止充电的导电膜是有效的。本实施例中，例如在光刻胶膜2R上面被覆控制薄层电阻40MΩ/cm2的导电膜。
而后，如图6(e)所示，进行显影形成由分散有碳的光刻胶(I)构成的遮光体图形2。而且，进行加热、DUV照射或其双方的处理。由于施行该处理，提高遮光体图形对曝光光的照射耐久性。
这样，测定分散形成了碳的光刻胶(I)的遮光体图形2残余膜厚400nm的OD值时，无论用KrF准分子激光器还是用ArF准分子激光器，都获得跟上述实施例6同样的结果。所以在本实施例7的情况下，很清楚，遮光体图形2作为KrF和ArF准分子激光器曝光用的渐变型移相掩模的遮光部是适合的。进而，采用按调制例3、4的方法调制的分散有微粒子状物质的光刻胶，同样也可以形成渐变型移相掩模。
倘若采用本实施例，就能获得跟上述实施例6同样相位误差精度的移相掩模，也不依赖于其尺寸，所以用ArF进行图形复制时，可获得高的尺寸精度和图象分辨率。并且，这时的遮光体图形2，用大面积接触移相器图形15a和石英基板1，也没有发生图形剥落等的缺陷。进而，制造步骤数跟上述通常掩模的制造方法相比也大幅度减少，而且只由缺陷发生少的涂布、烘焙、曝光、显影、检查步骤组成(没有蚀刻步骤)，因此成品率也高，并且TAT也较短。本实施例中，可使TAT约降低1/3，成品率可以从上述通常的掩模制造方法的30％大大改善为90％。本实施例中，例如虽然采用ArF曝光，但是把移相器图形15a的膜厚调整到用KrF激光，则可以确认，用KrF曝光也是有效的。
(实施例8)
按照图7(a)～(f)说明本实施例的移相掩模的制造方法。
首先，如图7(a)所示，在与上述同样的石英基板(坯料)1上面涂布形成电子束光刻胶14，用电子束EB曝光要求的移相器扫描图形。在该电子束光刻胶14上面形成水溶性导电膜，电子束扫描时施行防充电对策。因此，跟上述实施例1～7同样，能够防止充电现象引起的扫描位置偏移。已由本发明人弄清楚，为了防止充电，研究需要的导电率时只要以薄层电阻，例如控制成50MΩ/cm2以下的电阻，就十分有效。
其次，如图7(b)所示，进行显影形成光刻胶图形14a，然后，如图7(c)所示，把该光刻胶图形14a作为掩模，用蚀刻法加工石英基板1，进而，除去光刻胶图形14a，如图7(d)所示，在石英基板1上面形成移相器图形16。这时，规定曝光的波长为λ，石英基板1对曝光波长的折射率为n时，要设定通过加工挖入膜厚d成为λ/(2(n-1))。
而后，如图7(e)所示，按膜厚420nm，涂布由按调制例1的方法调制分散有碳的光刻胶(I)构成的光刻胶膜2R，并进行要求形状的电子束扫描。该曝光时也跟移相器图形16的扫描时同样，形成用于防止充电的导电膜是有效的。本实施例中，此时，例如在光刻胶膜2R上面被覆薄层电阻为30MΩ/cm2的导电膜。
而后，如图7(f)所示，进行显影形成由分散有碳的光刻胶(I)构成的遮光体图形2。而且，跟上述同样进行加热、DUV照射或其双方的处理。由于施行该处理，可提高遮光体图形对曝光光的照射耐久性。
这样，测定分散形成了碳的光刻胶(I)的遮光体图形2残余膜厚400nm的OD值时，无论是KrF准分子激光器还是ArF准分子激光器，都获得跟上述实施例6、7同样的结果。所以在本实施例8的情况下，也很清楚，遮光体图形2作为KrF和ArF准分子激光器曝光用的渐变型移相掩模的遮光部是适合的。进而，采用按调制例3、4的方法调制分散有微粒子状物质的光刻胶，同样也可以形成渐变型移相掩模。
倘若采用本实施例，就能获得跟上述实施例6同样的作用和效果。即，可以提高图形尺寸精度和图象分辨率。并且，也没有发生遮光体图形2剥离等的缺陷。而且，可将掩模制造步骤的成品率，从上述通常掩模的30％大幅度提高到90％。进而，可将掩模制造的TAT缩短为通常掩模时的大约一半。
(实施例9)
本实施例中，按照图8说明将本发明应用于例如，具有双阱方式的CMIS(Complementary MIS)的半导体集成电路装置制造方法的情况。
图8是其制造步骤中的晶片5的要部剖面图。构成晶片5的半导体衬底5S，例如n型平面是由圆形的Si单晶构成。其上部，例如形成n阱NWL和p阱PWL。n阱NWL中，例如掺入了n型杂质磷或砷。并且，p阱PWL中，例掺入了p型杂质硼。n阱NWL和p阱PWL，例如要用以下方法形成。
首先，在半导体衬底5S上面形成掩模对合用的晶片对准标记。该晶片对准标记，也可以附加选择性氧化步骤，在阱形成时制成。而后，如图8(a)所示，在半导体衬底5S上形成氧化膜21，在氧化膜21上，形成连续隐埋式掩模光刻胶图形22a。然后，例如隐埋磷。对形成该隐埋式掩模光刻胶图形22a而言，利用i线缩小投影曝光设备和具有由上述实施例1中记载的分散有碳的光刻胶构成的遮光体图形2的i线用光掩模M。
在这里，在该步骤时，最小图形宽度，例如也加大到2μm，而采用i线光刻技术。作为晶片5上的光刻胶图形22a，例如采用具有i线敏感性的酚醛树脂和由重氮萘醌组成的非化学发大系正性型光刻胶。并且，采用按上述实施例3、4、5任一种方法制成的光掩模M，同样也能形成隐埋式掩模用光刻胶图形22a。
然后，进行灰化处理，除去光刻胶图形22a，并除去氧化膜21以后，如图8(b)所示，在半导体衬底5S上形成氧化膜23，在氧化膜23上形成连续隐埋式掩模用的光刻胶图形22b。然后，例如隐埋硼。对形成该隐埋式掩模光刻胶图形22b而言，利用i线缩小投影曝光设备和具有由上述实施例1中记载的分散有碳的光刻胶构成的遮光体图形2的i线用光掩模M。
在这里，该步骤时，最小图形宽度，例如也加大到2μm，而采用i线光刻技术。作为晶片5上的光刻胶图形22b，例如采用具有i线敏感性的酚醛树脂和由重氮萘醌组成的非化学发大系正性型光刻胶。并且，采用按上述实施例3、4、5任一种方法制成的光掩模M，同样也能形成隐埋式掩模用光刻胶图形22b。
然后，除去光刻胶图形22b和氧化膜21以后，如图8(c)所示，在半导体衬底5S的主表面上，以沟式隔离形，形成由氧化硅膜构成的隔离用场绝缘膜24。另外，作为隔离方法，也可以用LOCOS(LocalOxidaization of Silicon：局部硅氧化)法。就该隔离制作时的蚀刻技术来说，利用KrF准分子激光缩小投影曝光设备和具有由上述实施例1中记载的分散有碳的光刻胶构成的遮光体图形2的KrF准分子激光器用的光掩模M。
在由该场绝缘膜24包围的有源区域，形成nMIS Qn和pMIS Qp。nMIS Qn和pMIS Qp的栅绝缘膜25，例如由氧化硅膜构成，可用热氧化法等形成。并且，nMIS Qn和pMIS Qp的栅电极26，用CVD法等淀积例如由低电阻多晶硅构成的栅极形成膜以后，利用ArF准分子激光缩小投影曝光设备和具有由上述实施例1中记载的分散有碳的光刻胶构成的遮光体图形2的ArF准分子激光器用的光掩模M进行光刻，而后进行蚀刻形成该膜。至于这时的晶片5上的光刻胶，例如采用丙烯酸树脂系的化学放大系光刻胶。另外，利用KrF准分子激光缩小投影曝光设备和具有由上述实施例6～8任一个中记载的分散有碳的光刻胶构成的遮光体图形2的KrF准分子激光器用的渐变型移相掩模进行光刻，也可以形成该栅电极26。但是，由于尺寸精度的关系，理想的是用ArF准分子激光曝光的方法。如果采用上述实施例6、7或8所述的移相掩模，进一步提高尺寸精度，因而更理想。
NMIS Qn的半导体区域27，是以栅电极26为掩模通过用离子注入法等，把例如磷或砷导入半导体村底5S，对栅电极26自对准地形成。并且，pMIS Qp的半导体区域28，是以栅电极26为掩模通过用离子注入法等，把例如硼导入半导体衬底5S，对栅电极26自对准地形成。但是，上述栅电极26不限于例如用低电阻多晶硅单体膜形成，而且可以有种种变更，例如在低电阻多晶硅膜上设置钨硅化物，钴硅化物等之类的硅化物层，作为所谓的多化物构造也行，例如在低电阻多晶硅膜上介以氮化钛、氮化钨等之类的阻挡导电膜设置钨等这种金属内芯，作为所谓的多金属构造也行。
首先，在这样的半导体衬底5S上，如图8(d)所示，用CVD法等，淀积例如由氧化硅膜构成的层间绝缘膜29a以后，其上面用CVD法等淀积多晶硅膜。接着，利用KrF准分子激光缩小投影曝光设备和具有由上述实施例1中记载的分散有碳的光刻胶构成的遮光体图形2的KrF准分子激光器用的掩模M进行光刻，而后进行蚀刻，将该多晶硅膜制成图形之后，采用将杂质导入其制成图形的多晶硅膜的规定区域的办法，形成由多晶硅膜构成的布线30L和电阻30R。该图形化之际至于所用的晶片5上的光刻胶，例如采用对KrF准分子激光具有敏感性的酚醛树脂为基本树脂的化学放大系光刻胶。为了使要求的图形尺寸和尺寸精度比栅极的要求更放宽，采用曝光成本比ArF准分子激光曝光要便宜的KrF准分子激光曝光以削减成本。判断采用ArF准分子激光曝光或是采用KrF准分子激光曝光，由必要的最小尺寸和要求尺寸精度及其步骤中花费的成本衡量决定。
然后，如图8(e)所示，在半导体衬底5S上，用CVD法等淀积例如氧化硅膜构成的层间绝缘膜29b以后，利用KrF准分子激光缩小投影曝光设备和具有由上述实施例2中分散有碳的光刻胶构成的遮光体图形2的KrF准分子激光用的半色调型移相掩模进行光刻，半进行蚀刻并穿孔。在该图形化处理之际至于晶片上的光刻胶，例如采用对KrF准分子激光具有敏感性的酚醛树脂为基本树脂的化学放大系光刻胶。
在这里，因为接触孔31的孔径，例如为0.18μm，所以使用KrF准分子激光曝光，然而例如比0.15μm小的孔径，需要时使用ArF准分子激光曝光是理想的。这是因为如果KrF准分子激光曝光，就难以对比0.15μm小的孔径进行稳定析象的缘故。
进而，在半导体衬底5S上，用溅射法和CVD法等，依次淀积例如钛(Ti)、氮化钛(TiN)和钨(W)组成的金属膜以后，通过利用KrF准分子激光缩小投影曝光设备和具有由上述实施例1中记载的分散有碳的光刻胶构成的遮光体图形2的KrF准分子激光用的掩模M进行光刻并蚀刻，如图8(f)所示，形成第1层布线32。至于该图形化之际的晶片上的光刻胶，例如采用对KrF准分子激光具有敏感性的酚醛树脂为基本树脂的化学放大系光刻胶。此后跟第1层布线32同样形成第2层布线以后，杂质半导体集成电路装置。这里，因为布线间距例如为0.36μm，所以使用KrF准分子激光曝光，然而因析象率的关系，例如形成0.3μm布线间距图形时，就使用ArF准分子激光曝光。
如果专用LSI产品，特别就在中心对第1层布线32进行进行掩模调整居多。供给第1层布线32掩模的TAT速度决定产品开发能力，而且需要的掩模个数也增多，因而把本发明应用于本步骤的效果特别好。并且，第2布线层中的最小图形尺寸，例如跟0.35μm(图形间距例如为0.8μm)和曝光波长(0.248μm)比较是很粗的。因此，这里应用具有由本发明上述实施例1的分散碳的光刻胶构成的遮光体图形2的KrF准分子激光曝光用光掩模M。
由于使用含有本发明的碳为代表的微粒子状物质的遮光体图形2的掩模M，与i线、KrF、ArF也都能适应，根据尺寸采用适当的光源和曝光设备就行，对削减成本有用。而且，比上述通常的掩模还降低成本，并且能够缩短TAT。进而，含有以碳为代表的微粒子状物质的遮光体图形2的光掩模M对曝光光是稳定的，照射相当于生产300万个专用LSI的曝光量为700J/cm2的KrF准分子激光以后，透射率和光掩模M上遮光体图形2的形状也没有变化。
以上，已经基于实施例具体说明了由本发明人作出的发明，然而本发明并不限定于上述实施例，不言而喻，在不脱离其宗旨的范围内可能有各种变更。
例如，也可以用携带法除去掩模上的遮光体图形。即，采用把粘合带粘附于遮光体图形的状态下进行剥离的办法，也可以除去遮光体图形。
并且，本实施例9中，已说明了把本发明应用于具有CMIS电路的半导体装置制造方法，但是并不限定于此，而可以有种种变更，也适用于例如，具有DRAM(Dynamic Random Access Memory：动态随机存取存储器)、SRAM(Static Random Access Memory静态随机存取存储器)或刷新存储器(EEPROM：Electric Erasable Programmable Readonly Memory：电可擦编程只读存储器)等这种存储电路的半导体装置，具有微处理器等这种逻辑电路的半导体装置，或同一半导体衬底上设置上述存储电路和逻辑电路的混装型的半导体装置。
以上说明中主要说明了适用于把由本发明人作出的发明变成其背景的应用领域的半导体装置制造方法的情况，然而并不是限定于此，也能应用于例如，液晶板、磁盘阵列，磁头或微机的制造方法。
简单说明根据本申请公开的发明之中，由代表性的内容获得的效果如下。
(1)、按照本发明，由于使用具有至少含有微粒子状物质和粘合剂的遮光体图形的光掩模，曝光光的波长在100nm～数百nm区域就能够获得充分的遮光性。
(2)、按照本发明，由于使用具有至少含有微粒子状物质和粘合剂的遮光体图形的光掩模，其遮光性长时间使用时，也能获得具有不变的高耐光性的光掩模。
(3)、按照本发明，由于使用具有至少含有微粒子状物质和粘合剂的遮光体图形的光掩模，在形成光掩模的掩模图形时，可以不用蚀刻步骤，因而能够缩短光掩模的制造时间。
(4)、根据上述(3)，通过借助于利用上述光掩模的曝光处理，开发或制造半导体装置，能够缩短半导体装置的开发期间或缩短制造时间。
(5)、按照本发明，由于使用具有至少含有微粒子状物质和粘合剂的遮光体图形的光掩模，在形成光掩模的掩模图形时，可以不用蚀刻步骤，因而能够降低光掩模的成本。
(6)、根据上述(5)，通过借助于利用上述光掩模的曝光处理，制造半导体装置，能够降低半导体装置的成本。
(7)、按照本发明，借助于利用上述光掩模，短时间就可以开发少量多品种的半导体装置，而且，能够以低成本制造。

Claims (33)

1.一种光掩模，其特征在于，在玻璃基板上，具有至少含有微粒子状物质和粘合剂的遮光体图形，上述微粒子状物质为碳、金属、金属氧化物、颜料或者染料，粒径小于或等于200nm，含量占遮光体图形的固形部分重量的10％～99％。
2.根据权利要求1所述的光掩模，其特征在于，上述玻璃基板具有部分地使曝光光相位倒相的移相器的构造，上述移相器上具有至少含有上述微粒子状物质和粘合剂的遮光体图形。
3.根据权利要求1或2所述的光掩模，其特征在于，上述遮光体图形中包括粒径不同的多个微粒子状物质。
4.根据权利要求1或2所述的光掩模，其特征在于，上述微粒子状物质对曝光光的折射率与上述粘合剂不同。
5.根据权利要求1或2所述的光掩模，其特征在于，上述遮光体图形的透射率，在曝光波长100nm～500nm的范围为等于或小于16％。
6.根据权利要求1或2所述的光掩模，其特征在于，上述遮光体图形的透射率，在曝光波长100nm～700nm的范围为等于或小于16％。
7.根据权利要求1或2所述的光掩模，其特征在于，上述遮光体图形的透射率，在曝光波长100nm～500nm的范围为等于或小于1％。
8.根据权利要求1或2所述的光掩模，其特征在于，上述遮光体图形的透射率，在曝光波长100nm～700nm的范围为等于或小于1％。
9.根据权利要求2所述的光掩模，其特征在于，上述移相器是涂布形成的玻璃。
10.根据权利要求2所述的光掩模，其特征在于，上述移相器是由挖入上述玻璃基板的构造实现的。
11.一种光掩模的制造方法，其特征在于，包括在玻璃基板上，形成至少含有微粒子状物质和粘合剂的膜的步骤；对上述膜进行曝光的步骤；以及使上述膜显影形成遮光体图形的步骤；上述微粒子状物质为碳、金属、金属氧化物、颜料或者染料，粒径小于或等于200nm，含量占遮光体图形的固形部分重量的10％～99％。
12.一种光掩模的制造方法，该光掩模在透明的掩模基体上具有部分地使曝光光的相位倒相的移相器的构造和遮蔽上述曝光光透射的遮光体，其特征在于，具有在上述掩模基体上形成感光性玻璃的步骤；对上述感光性玻璃进行曝光、显影而形成移相器的步骤；在上述移相器上形成至少含有微粒子状物质和粘合剂的膜的步骤；以及对该至少含有微粒子状物质和粘合剂的膜进行曝光、显影而形成遮光体图形的步骤；上述微粒子状物质为碳、金属、金属氧化物、颜料或者染料，粒径小于或等于200nm，含量占遮光体图形的固形部分重量的10％～99％。
13.一种光掩模的制造方法，该光掩模在透明的掩模基体上具有部分地使曝光光的相位倒相的移相器的构造和遮蔽上述曝光光透射的遮光体，其特征在于，具有在上述掩模基体上涂布玻璃膜的步骤；在该涂布玻璃膜上涂布光刻胶的步骤；对光刻胶进行曝光、显影而形成光刻胶图形的步骤；以该光刻胶图形为掩模蚀刻涂布玻璃膜的步骤；除去该光刻胶图形形成移相器图形的步骤；在该移相器图形上形成至少含有微粒子状物质和粘合剂的膜的步骤；以及对该至少含有微粒子状物质和粘合剂的膜进行曝光、显影而形成遮光体图形的步骤；上述微粒子状物质为碳、金属、金属氧化物、颜料或者染料，粒径小于或等于200nm，含量占遮光体图形的固形部分重量的10％～99％。
14.一种光掩模的制造方法，该光掩模在透明的掩模基体上具有部分地使曝光光的相位倒相的移相器的构造和遮蔽上述曝光光透射的遮光体，其特征在于，具有在上述掩模基体上涂布光刻胶的步骤；在该光刻胶上对要求的移相器图形进行曝光、显影而形成光刻胶图形的步骤；以该光刻胶图形为掩模加工掩模基体的步骤；除去该光刻胶图形形成移相器图形的步骤；在该移相器图形上形成至少含有微粒子状物质和粘合剂的膜的步骤；以及对该至少含有微粒子状物质和粘合剂的膜进行曝光，显影并形成遮光体图形的步骤；上述微粒子状物质为碳、金属、金属氧化物、颜料或者染料，粒径小于或等于200nm，含量占遮光体图形的固形部分重量的10％～99％。
15.根据权利要求12～14的任一项所述的光掩模的制造方法，其特征在于，进行：用于用金属膜预先在上述掩模基体上形成用于进行曝光位置对合的基准标记，参照该基准标记的位置形成移相器图形的曝光处理；和用于形成由至少含有微粒子状物质和粘合剂的膜构成的遮光体图形的曝光处理。
16.根据权利要求11所述光掩模的制造方法，其特征在于，在曝光波长100nm～500nm的范围，上述遮光体图形的透射率为等于或小于16％。
17.根据权利要求11所述光掩模的制造方法，其特征在于，在曝光波长100nm～700nm的范围，上述遮光体图形的透射率为等于或小于16％。
18.根据权利要求11所述光掩模的制造方法，其特征在于，在曝光波长100nm～500nm的范围，上述遮光体图形的透射率为等于或小于1％。
19.根据权利要求11所述光掩模的制造方法，其特征在于，在曝光波长100nm-700nm的范围，上述遮光体图形的透射率为等于或小于1％。
20.根据权利要求11所述光掩模的制造方法，其特征在于，曝光至少含有上述微粒子状物质和粘合剂的膜的步骤是利用电子束的扫描。
21.根据权利要求11所述光掩模的制造方法，其特征在于，实施防止充电处理，进行用于形成移相器图形及由至少含有微粒子状物质和粘合剂的膜构成的遮光体图形的曝光。
22.根据权利要求11所述光掩模的制造方法，其特征在于，在至少含有上述微粒子状物质和粘合剂的遮光体图形的形成后，把热能赋予上述遮光体图形。
23.一种图形形成方法，其特征在于，具有在被加工基板上形成包括感光性组成物的膜的步骤；经由形成了预定图形的根据权利要求1或2所述的光掩模，对上述包括感光性组成物的膜进行曝光的步骤；以及通过使上述包括感光性组成物的膜显影，在上述被加工基板上形成感光性组成物图形的步骤。
24.根据权利要求23所述的图形形成方法，其特征在于，曝光光的波长是等于或大于100nm，不大于700nm。
25.根据权利要求23所述图形形成方法，其特征在于，在上述显影中采用水性碱性显影液。
26.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括利用权利要求25所述的图形形成方法在半导体衬底上形成光刻胶图形的步骤；根据上述光刻胶图形，蚀刻加工上述半导体衬底的步骤，或注入离子的步骤。
27.根据权利要求11所述的光掩模的制造方法，其特征在于，还具有通过向上述掩模基体供给热能来减少粘合剂，使得在上述遮光体图形中，上述微粒子状物质比上述粘合剂相对地多的步骤。
28.根据权利要求11所述的光掩模的制造方法，其特征在于，还具有通过向上述掩模基体供给热能来除去粘合剂，使得由上述微粒子状物质构成上述遮光体图形的步骤。
29.根据权利要求1所述的光掩模，其特征在于，上述微粒子状物质的粒径小于或等于50nm。
30.根据权利要求11～14中的任一项所述的光掩模的制造方法，其特征在于，上述微粒子状物质的粒径小于或等于50nm。
31.根据权利要求1所述的光掩模，其特征在于，上述微粒子状物质是散射光的物质。
32.根据权利要求11～14中的任一项所述的光掩模的制造方法，其特征在于，上述微粒子状物质是散射光的物质。
33.根据权利要求22所述的光掩模的制造方法，其特征在于，在赋予上述热能的同时照射紫外光。
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