JP2005017488A - 位相シフトマスクの製造方法及び位相シフトマスク並びにパターン転写方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】メインパターンと補助パターンを別々のプロセスにて形成することにより、メインパターンもしくは補助パターン領域に光透過部凹欠陥の発生を防止できる位相シフトマスクの製造方法及び位相シフトマスク並びに位相シフトマスクを用いたパターン転写法を提供することを目的とする。
【解決手段】石英基板等からなる透明基板１１上にＭｏＳｉ等からなるのハーフトーン位相シフト膜２１及びクロム膜からなる遮光膜３１が形成された位相シフトマスク用ブランクス１０に、まず、透明基板１１が掘り込まれたメインパターン５１ａを形成し、さらに、補助パターン６１を形成した後ハーフトーン位相シフト領域２１ａ、遮光領域３１を形成して位相シフトマスク１００を得る。
【選択図】図１
【解決手段】石英基板等からなる透明基板１１上にＭｏＳｉ等からなるのハーフトーン位相シフト膜２１及びクロム膜からなる遮光膜３１が形成された位相シフトマスク用ブランクス１０に、まず、透明基板１１が掘り込まれたメインパターン５１ａを形成し、さらに、補助パターン６１を形成した後ハーフトーン位相シフト領域２１ａ、遮光領域３１を形成して位相シフトマスク１００を得る。
【選択図】図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の高密度集積回路の製造工程中に用いられるフォトマスクに関するものであり、特に、微細寸法の投影像が得られる位相シフトマスク及びその製造方法並びに位相シフトマスクを用いたパターン転写法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のフォトマスクでは微細なパターンの投影露光に際し近接したパターンはマスクの光透過部を通過した光が回折し、干渉することによってパターン境界部での光強度を強め合いフォトレジストが感光するため、ウエハー上に転写されたパターンが分離解像しないという問題が起きていた。この現象は露光波長に近い微細なパターンほどその傾向が強く、原理的には従来のフォトマスクと露光光学系では光の波長以下の微細なパターンを分離解像することは不可能であった。
【０００３】
そこで、隣接するパターンを透過する投影光の位相差を互いに１８０度にすることによって微細なパターンの解像力を向上させるという、位相シフト技術を使用した位相シフトマスクが開発された。
その位相シフトマスクには、比較的プロセスが容易なハーフトーン位相シフトマスクとレベンソン位相シフトマスク等がある。さらに、ハーフトーン、レベンソンを混在させたような複雑な構造の位相シフトマスクも考えられている。
【０００４】
上記のリソグラフィ延命技術として各社様々な位相シフトマスの構造を検討している。そのような位相シフトマスの構造の構造例として図１０に示すようなメインパターンと補助パターンとハーフトーン位相シフト領域と遮光領域とで構成された位相シフトマスクが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
最近、メインパターンと補助パターンとの境界領域（間隔）が非常に微細になっており、メインパターン領域の透明基板を掘り込み、位相差を持たせた３次元構造の位相シフトマスクの構成例を図１１に示す。
【０００６】
ここで、上記位相シフトマスクの製造方法について説明する。
図１２（ａ）〜（ｆ）及び図１３（ｇ）〜（ｌ）に、上記位相シフトマスクの製造方法を工程順に示す位相シフトマスクの模式構成部分断面図を示す。
まず、透明基板１１１上にハーフトーン膜１２１及び遮光膜１３１が形成された位相シフトマスク用ブランクス上に第１レジスト層１４１を形成し（図１２（ａ）参照）、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第１レジストパターン１４１ａを形成する（図１２（ｂ）参照）。
【０００７】
次に、第１レジストパターン１４１ａをマスクにして遮光膜１３１及びハーフトーン膜１２１をドライエッチング装置にてエッチング処理し（図１２（ｃ）参照）、第１レジストパターン１４１ａを剥離処理して、メインパターン１５１、補助パターン１６１及び境界領域１７１を形成する（図１２（ｄ）参照）。
【０００８】
次に、レジストを塗布し、重ね用の第２レジスト層１４２を形成し（図１２（ｅ）参照）、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第２レジストパターン１４２ａを形成する（図１２（ｆ）参照）。
【０００９】
次に、フッ素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第２レジストパターン１４２ａをマスクにしてメインパターン１５１領域の透明基板１１１を所定の深さエッチングし（図１３（ｇ）参照）、第２レジストパターン１４２ａを剥離処理して、透明基板１１１が所定の深さ掘り込まれたメインパターン１５１ａを形成する（図１３（ｈ）参照）。
【００１０】
次に、レジストを塗布し、第３レジスト層１４３を形成し（図１３（ｉ）参照）、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第３レジストパターン１４３ａを形成する（図１３（ｊ）参照）。
【００１１】
次に、第３レジストパターン１４３ａをマスクにして遮光膜１３１をドライエッチング装置にてエッチング処理し（図１３（ｋ）参照）、第３レジストパターン１４３ａを剥離処理して、遮光帯１３１ａ形成して、メインパターン１５１ａ及び補助パターン１６１が形成された位相シフトマスクを得ることができる（図１３（ｌ）参照）。
【００１２】
上述した、従来プロセスにおいて、図１２（ｆ）に示すメインパターン１５１領域の透明基板１１１をエッチングで掘り込むための第２レジストパターン１４２ａを形成する際第２レジストパターン１４２ａの端部と境界領域１７１とは精度良く重ね合わせをしなくてはならない。しかし、実際は重ね描画でレジストパターン１４２ａを形成する際に重ね合わせの精度、重ねレジストのバイアス量及びガラス基板エッチング時のレジスト後退量が合わさって、図１４（ａ）に示すように重ね合わせ誤差Δｘが生じ、レジストパターン１４２ａの端部が補助パターン領域にかかり、この状態でメインパターン領域の透明基板をエッチングすると、図１４（ｂ）に示すように、補助パターン領域の透明基板も掘り込まれ、光透過部凹欠陥が発生し、マスク不良となる。この重ね合わせ誤差Δｘが補助パターン領域にかかる現象は、境界領域１７１のパターン幅に対してプロセスマージンが小さい場合にある頻度で発生する。
また、レジストパターン１４２ａを形成するパターニングプロセスでもレジスト剥がれ、欠け、異物、基板の表面状態等により図１４（ｃ）に示すようにピンホール欠陥が発生した場合、この状態でメインパターン領域の透明基板をエッチングすると、図１４（ｄ）に示すように、補助パターン領域の透明基板も掘り込まれ、光透過部凹欠陥が発生し、マスク不良となる。
【００１３】
【特許文献１】
特開平１１―１４３０４７号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した補助パターン領域の光透過部凹欠陥は、メインパターンと補助パターンを同時に形成するプロセスでは、メインパターンの透明基板を掘り込むレジストパターンを形成する際境界領域のパターン幅に対するプロセスマージンとパターニングプロセスの欠陥によりある頻度で発生する。
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、メインパターンと補助パターンを別々のプロセスにて形成することにより、メインパターンもしくは補助パターン領域に光透過部凹欠陥の発生を防止できる位相シフトマスクの製造方法及び位相シフトマスク並びに位相シフトマスクを用いたパターン転写法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項１においては、少なくとも以下の工程を具備することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法としたものである。
（ａ）透明基板１１上にハーフトーン位相シフト膜２１及び遮光膜３１が形成された位相シフトマスク用ブランクス１０上に第１レジスト層４１を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第１レジストパターン４１ａを形成する工程。
（ｂ）第１レジストパターン４１ａをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングし、第１レジストパターン４１ａを剥離処理して、メインパターン５１を形成する工程。
（ｃ）第２レジスト層４２を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第２レジストパターン４２ａを形成する工程。
（ｄ）第２レジストパターン４２ａ及び遮光膜３１をマスクにしてメインパターン５１領域の透明基板１１を所定の深さエッチングし、第２レジストパターン４２ａを剥離処理して、透明基板１１が所定の深さ掘り込まれたメインパターン５１ａを形成する工程。
（ｅ）第３レジスト層４３を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第３レジストパターン４３ａを形成する工程。
（ｆ）第３レジストパターン４３ａをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングし、第３レジストパターン４３ａを剥離処理して、補助パターン６１を形成する工程。
（ｇ）第４レジスト層４４を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第４レジストパターン４４ａを形成する工程。
（ｈ）第４レジストパターン４４ａをマスクにして遮光膜３１をエッチングし、第４レジストパターン４４ａを剥離処理して、遮光領域３１ａ及びハーフトーン位相シフト領域２１ａを形成する工程。
【００１６】
また、請求項２においては、少なくとも以下の工程を具備することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法としたものである。
（ａ）透明基板１１上にハーフトーン位相シフト膜２１及び遮光膜３１が形成された位相シフトマスク用ブランクス１０上に第１レジスト層４５を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第１レジストパターン４５ａを形成する工程。
（ｂ）第１レジストパターン４５ａをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングし、メインパターン５１を形成する工程。
（ｃ）第１レジストパターン４５ａをマスクにしてメインパターン５１領域の透明基板１１を所定の深さエッチングし、第１レジストパターン４５ａを剥離処理して、透明基板１１が所定の深さ掘り込まれたメインパターン５１ａを形成する工程。
（ｄ）第２レジスト層４６を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第２レジストパターン４６ａを形成する工程。
（ｅ）第２レジストパターン４６ａをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングし、第２レジストパターン４６ａを剥離処理して、補助パターン６１を形成する工程。
（ｈ）第３レジスト層４７を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第３レジストパターン４７ａを形成する工程。
（ｉ）第３レジストパターン４７ａをマスクにして遮光膜３１をエッチングし、第３レジストパターン４７ａを剥離処理して、遮光領域３１ａ及びハーフトーン位相シフト領域２１ａを形成する工程。
【００１７】
また、請求項３においては、少なくとも以下の工程を具備することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法としたものである。
（ａ）透明基板１１上にハーフトーン位相シフト膜２１及び遮光膜３１が形成された位相シフトマスク用ブランクス１０上に第１レジスト層４１を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第１レジストパターン４１ｂを形成する工程。
（ｂ）第１レジストパターン４１ｂをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングし、第１レジストパターン４１ｂを剥離処理して、補助パターン６１を形成する工程。
（ｃ）第２レジスト層４２を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第２レジストパターン４２ｂを形成する工程。
（ｄ）第２レジストパターン４２ｂをマスクにして補助パターン６１領域の透明基板１１を所定の深さエッチングし、第２レジストパターン４２ｂを剥離処理して、透明基板１１が所定の深さ掘り込まれた補助パターン６１ａを形成する工程。
（ｅ）第３レジスト層４３を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第３レジストパターン４３ｂを形成する工程。
（ｆ）第３レジストパターン４３ｂをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングし、第３レジストパターン４３ｂを剥離処理して、メインパターン５１を形成する工程。
（ｇ）第４レジスト層４４を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第４レジストパターン４４ｂを形成する工程。
（ｈ）第４レジストパターン４４ｂをマスクにして遮光膜３１をエッチングし、第４レジストパターン４４ｂを剥離処理して、遮光領域３１ａ及びハーフトーン位相シフト領域２１ａを形成する工程。
【００１８】
また、請求項４においては、少なくとも以下の工程を具備することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法としたものである。
（ａ）透明基板１１上にハーフトーン位相シフト膜２１及び遮光膜３１が形成された位相シフトマスク用ブランクス１０上に第１レジスト層４５を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第１レジストパターン４５ｂを形成する工程。
（ｂ）第１レジストパターン４５ｂをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングし、補助パターン６１を形成する工程。
（ｃ）第１レジストパターン４５ｂをマスクにして補助パターン６１領域の透明基板１１を所定の深さエッチングして、第１レジストパターン４５ｂを剥離処理して、透明基板１１が所定の深さ掘り込まれた補助パターン６１ａを形成する工程。
（ｄ）第２レジスト層４６を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第２レジストパターン４６ｂを形成する工程。
（ｅ）第２レジストパターン４６ｂをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングし、第２レジストパターン４６ｂを剥離処理して、メインパターン５１を形成する工程。
（ｈ）第３レジスト層４７を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第３レジストパターン４７ｂを形成する工程。
（ｉ）第３レジストパターン４７ｂをマスクにして遮光膜３１をエッチングし、第３レジストパターン４７ｂを剥離処理して、遮光領域３１ａ及びハーフトーン位相シフト領域２１ａを形成する工程。
【００１９】
また、請求項５においては、請求項１または２に記載の位相シフトマスクの製造方法にて作製された、透明基板上に少なくともメインパターンと前記メインパターンの周辺に配置された補助パターンとハーフトーン位相シフト領域と遮光領域とからなる位相シフトマスクであって、前記遮光領域はマスクの有効領域外の外周部にのみ存在し、前記メインパターン下部の透明基板が所定の深さ掘り込まれていることを特徴とする位相シフトマスクとしたものである。
【００２０】
また、請求項６においては、請求項３または４に記載の位相シフトマスクの製造方法にて作製された、透明基板上に少なくともメインパターンと前記メインパターンの周辺に配置された補助パターンとハーフトーン位相シフト領域と遮光領域とからなる位相シフトマスクであって、前記遮光領域はマスクの有効領域外の外周部にのみ存在し、前記補助パターン領域の透明基板が所定の深さ掘り込まれていることを特徴とする位相シフトマスクとしたものである。
【００２１】
さらにまた、請求項７においては、請求項５または６に記載の位相シフトマスクを露光装置に設置し、当該位相シフトマスクを用いたリソグラフイー法による露光転写を行ない、パターン形成を行なうことを特徴とするパターン転写方法としたものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態につき説明する。
本発明の請求項１に係る位相シフトマスクの製造方法は、図２（ａ）〜（ｇ）及び図３（ｈ）〜（ｎ）に示すように、
まず、石英基板等からなる透明基板１１上にＭｏＳｉ等からなるハーフトーン位相シフト膜２１及びクロム膜からなる遮光膜３１が形成された位相シフトマスク用ブランクス１０（図２（ａ）参照）上に、化学増幅型のポジレジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第１レジスト層４１を形成する（図２（ｂ）参照）。
ここで、第１レジスト層４１の膜厚は、３０００〜４０００Å前後に設定する。
次に、電子ビーム露光装置にてパターン描画、専用の現像液にて現像処理を行って、第１レジストパターン４１ａを形成する（図２（ｃ）参照）。
【００２３】
次に、塩素系・フッ素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第１レジストパターン４１ａをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングし、第１レジストパターン４１ａを剥離処理して、メインパターン５１を形成する（図２（ｄ）参照）。
【００２４】
次に、遮光膜３１及びメインパターン５１上に、化学増幅型のポジレジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第２レジスト層４２を形成する（図２（ｅ）参照）。
ここで、第２レジスト層４２の膜厚は、透明基板１１のエッチング深さにもよるが３０００Å前後に設定する。
次に、電子ビーム露光装置にて重ねパターン描画、専用の現像液にて現像処理を行って、第２レジストパターン４２ａを形成する（図２（ｆ）参照）。
ここで、重ねパターン描画の際第２レジストパターン４２ａの端部がメインパターン５１にオーバーハングしないように、メインパターン５１のパターン幅よりも大きく（片側２００ｎｍ程度）なるように設定し、プロセスマージンを充分吸収できるようにしてある。
【００２５】
次に、フッ素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第２レジストパターン４２ａ及び遮光膜３１をマスクにしてメインパターン５１領域の透明基板１１を所定の深さエッチングして、第２レジストパターン４２ａを剥離処理して、透明基板１１が所定の深さ掘り込まれたメインパターン５１ａを形成する（図２（ｇ）参照）。
ここで、透明基板１１の掘り込み深さは、使用される位相シフトマスクの露光波長にもよるが、例えば、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）エキシマレーザーでは２４４ｎｍ、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）エキシマレーザーでは１７２ｎｍが設定される。
【００２６】
次に、遮光膜３１及びメインパターン５１ａ上に、化学増幅型のポジレジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第３レジスト層４３を形成する（図３（ｈ）参照）。
ここで、第３レジスト層４３の膜厚は、３０００〜４０００Å前後に設定する。
次に、電子ビーム露光装置にて重ねパターン描画、専用の現像液にて現像処理を行って、第３レジストパターン４３ａを形成する（図３（ｉ）参照）。
【００２７】
次に、塩素系・フッ素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第３レジストパターン４３ａをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングし、第３レジストパターン４３ａを剥離処理して、補助パターン６１を形成する（図３（ｊ）参照）。
【００２８】
次に、遮光膜３１、メインパターン５１ａ及び補助パターン６１上に、ポジレジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第４レジスト層４４を形成し（図３（ｋ）参照）、レーザー描画装置にてパターン描画、専用の現像液にて現像処理を行って、第４レジストパターン４４ａを形成し（図３（ｌ）参照）、塩素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第４レジストパターン４４ａをマスクにして遮光膜３１をエッチングした（図３（ｍ）参照）後、第４レジストパターン４４ａを剥離処理して、遮光領域３１ａ及びハーフトーン位相シフト領域２１ａを形成し、透明基板１１にメインパターン５１ａ、補助パターン６１、ハーフトーン位相シフト領域２１ａ及び遮光領域３１ａが形成された位相シフトマスク１００を得る（図３（ｎ）参照）。
【００２９】
上述したように、請求項１に係る位相シフトマスクの製造方法は、メインパターンと補助パターンを別々のプロセスで形成し、メインパターン領域以外はクロム膜からなる遮光膜が形成されているため、メインパターン領域の透明基板を掘り込むためのレジストパターンのパターン幅をメインパターン幅に対し充分なプロセスマージンを持たせることができ、メインパターン領域の透明基板をエッチングする際メインパターン領域以外は遮光膜でガードされているため、補助パターン領域に光透過部凹欠陥が発生するのを防止することができる。
また、レジストパターン形成プロセスで発生するレジスト剥がれ、欠け、異物等で発生する補助パターン領域のレジストパターンのピンホール欠陥に対しても、メインパターン領域の透明基板をエッチングする際補助パターン領域は遮光膜でガードされているため、補助パターン領域に光透過部凹欠陥が発生するのを防止することができる。
【００３０】
本発明の請求項２に係る位相シフトマスクの製造方法は、図４（ａ）〜（ｇ）及び図５（ｈ）〜（ｍ）に示すように、
まず、石英基板等からなる透明基板１１上にＭｏＳｉ等からなるのハーフトーン位相シフト膜２１及びクロム膜からなる遮光膜３１が形成された位相シフトマスク用ブランクス１０（図４（ａ）参照）上に、化学増幅型のポジレジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第１レジスト層４５を形成する（図４（ｂ）参照）。
ここで、第１レジスト層４５の膜厚は、遮光膜３１、ハーフトーン位相シフト膜２１及び透明基板１１の掘り込みエッチングを同一のレジストパターンで行うため、６０００Å前後に設定する。
次に、電子ビーム露光装置にてパターン描画、専用の現像液にて現像処理を行って、第１レジストパターン４５ａを形成する（図４（ｃ）参照）。
【００３１】
次に、塩素系・フッ素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第１レジストパターン４５ａをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングし、メインパターン５１を形成する（図４（ｄ）参照）。
【００３２】
次に、フッ素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第１レジストパターン４５ａをマスクにしてメインパターン５１領域の透明基板１１を所定の深さエッチングし（図４（ｅ）参照）、第１レジストパターン４５ａを剥離処理して、透明基板１１が所定の深さ掘り込まれたメインパターン５１ａを形成する（図４（ｆ）参照）。
ここで、透明基板１１の掘り込み深さは、使用される位相シフトマスクの露光波長にもよるが、例えば、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）エキシマレーザーでは２４４ｎｍ、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）エキシマレーザーでは１７２ｎｍが設定される。
【００３３】
次に、遮光膜３１及びメインパターン５１ａ上に、化学増幅型のポジレジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第２レジスト層４６を形成する（図４（ｇ）参照）。
ここで、第２レジスト層４６の膜厚は、３０００〜４０００Å前後に設定する。
次に、電子ビーム露光装置にて重ねパターン描画、専用の現像液にて現像処理を行って、第２レジストパターン４６ａを形成する（図５（ｈ）参照）。
【００３４】
次に、塩素系・フッ素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第２レジストパターン４６ａをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングした後、第２レジストパターン４６ａを剥離処理して、補助パターン６１を形成する（図５（ｉ）参照）。
【００３５】
次に、遮光膜３１、メインパターン５１ａ及び補助パターン６１上に、ポジレジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第３レジスト層４７を形成し（図５（ｊ）参照）、レーザー描画装置にてパターン描画、専用の現像液にて現像処理を行って、第３レジストパターン４７ａを形成し（図５（ｋ）参照）、塩素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第３レジストパターン４７ａをマスクにして遮光膜３１をエッチングした（図５（ｌ）参照）後、第３レジストパターン４７ａを剥離処理して、遮光領域３１ａ及びハーフトーン位相シフト領域２１ａを形成し、透明基板１１にメインパターン５１ａ、補助パターン６１、ハーフトーン位相シフト領域２１ａ及び遮光領域３１ａが形成された位相シフトマスク１００を得る（図５（ｍ）参照）。
【００３６】
上述したように、請求項２に係る位相シフトマスクの製造方法は、メインパターンと補助パターンを別々のプロセスで形成し、且つ、メインパターン形成、メインパターン領域の透明基板の掘り込みエッチングを同一レジストパターンで行うため、レジストパターン形成プロセスでのプロセスマージンの設定が不要となり、工程削減と補助パターン領域に光透過部凹欠陥が発生するのを防止することができる。
また、レジストパターン形成プロセスで発生するレジスト剥がれ、欠け、異物等で発生する補助パターン領域のレジストパターンのピンホール欠陥に対しても、メインパターン領域の透明基板をエッチングする際補助パターン領域は遮光膜でガードされているため、補助パターン領域に光透過部凹欠陥が発生するのを防止することができる。
【００３７】
本発明の請求項３に係る位相シフトマスクの製造方法は、図６（ａ）〜（ｇ）及び図７（ｈ）〜（ｎ）に示すように、
まず、石英基板等からなる透明基板１１上にＭｏＳｉ等からなるのハーフトーン位相シフト膜２１及びクロム膜からなる遮光膜３１が形成された位相シフトマスク用ブランクス１０（図６（ａ）参照）上に、化学増幅型のポジレジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第１レジスト層４１を形成する（図６（ｂ）参照）。
ここで、第１レジスト層４１の膜厚は、３０００〜４０００Å前後に設定する。
次に、電子ビーム露光装置にてパターン描画、専用の現像液にて現像処理を行って、第１レジストパターン４１ｂを形成する（図６（ｃ）参照）。
【００３８】
次に、塩素系・フッ素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第１レジストパターン４１ｂをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングし、第１レジストパターン４１ｂを剥離処理して、補助パターン６１を形成する（図６（ｄ）参照）。
【００３９】
次に、遮光膜３１及び補助パターン６１上に、化学増幅型のポジレジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第２レジスト層４２を形成する（図６（ｅ）参照）。
ここで、第２レジスト層４２の膜厚は、透明基板１１の掘り込みエッチング深さにもよるが３０００Å前後に設定する。
次に、電子ビーム露光装置にて重ねパターン描画、専用の現像液にて現像処理を行って、第２レジストパターン４２ｂを形成する（図６（ｆ）参照）。
ここで、重ねパターン描画の際第２レジストパターン４２ｂの端部が補助パターン６１にオーバーハングしないように、補助パターン６１のパターン幅よりも大きく（片側２００ｎｍ程度）なるように設定し、プロセスマージンを充分吸収できるようにしてある。
【００４０】
次に、フッ素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第２レジストパターン４２ｂ及び遮光膜３１をマスクにして補助パターン６１領域の透明基板１１を所定の深さエッチングして、第２レジストパターン４２ｂを剥離処理して、透明基板１１が所定の深さ掘り込まれた補助パターン６１ａを形成する（図６（ｇ）参照）。
ここで、透明基板１１の掘り込み深さは、使用される位相シフトマスクの露光波長にもよるが、例えば、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）エキシマレーザーでは２４４ｎｍ、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）エキシマレーザーでは１７２ｎｍが設定される。
【００４１】
次に、遮光膜３１及び補助パターン６１ａ上に、化学増幅型のポジレジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第３レジスト層４３を形成する（図７（ｈ）参照）。
ここで、第３レジスト層４３の膜厚は、３０００〜４０００Å前後に設定する。
次に、電子ビーム露光装置にて重ねパターン描画、専用の現像液にて現像処理を行って、第３レジストパターン４３ｂを形成する（図７（ｉ）参照）。
【００４２】
次に、塩素系・フッ素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第３レジストパターン４３ｂをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングし、第３レジストパターン４３ｂを剥離処理して、メインパターン５１を形成する（図７（ｊ）参照）。
【００４３】
次に、遮光膜３１、メインパターン５１及び補助パターン６１ａ上に、化学増幅型のポジレジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第４レジスト層４４を形成し（図７（ｋ）参照）、電子ビーム露光装置にてパターン描画、専用の現像液にて現像処理を行って、第４レジストパターン４４ｂを形成し（図７（ｌ）参照）、塩素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第４レジストパターン４４ｂをマスクにして遮光膜３１をエッチングした（図７（ｍ）参照）後、第４レジストパターン４４ｂを剥離処理して、遮光領域３１ａ及びハーフトーン位相シフト領域２１ａを形成し、透明基板１１にメインパターン５１、補助パターン６１ａ、ハーフトーン位相シフト領域２１ａ及び遮光領域３１ａが形成された位相シフトマスク２００を得る（図７（ｎ）参照）。
【００４４】
上述したように、請求項３に係る位相シフトマスクの製造方法は、メインパターンと補助パターンを別々のプロセスで形成し、補助パターン領域以外はクロム膜からなる遮光膜が形成されているため、補助パターン領域の透明基板を掘り込むためのレジストパターンのパターン幅を補助パターン幅に対し充分なプロセスマージンを持たせることができ、補助パターン領域の透明基板をエッチングする際補助パターン領域以外は遮光膜でガードされているため、メインパターン領域に光透過部凹欠陥が発生するのを防止することができる。
また、レジストパターン形成プロセスで発生するレジスト剥がれ、欠け、異物等で発生するメインパターン領域のレジストパターンのピンホール欠陥に対しても、補助パターン領域の透明基板をエッチングする際メインパターン領域は遮光膜でガードされているため、メインパターン領域に光透過部凹欠陥が発生するのを防止することができる。
【００４５】
本発明の請求項４に係る位相シフトマスクの製造方法は、図８（ａ）〜（ｇ）及び図９（ｈ）〜（ｍ）に示すように、
まず、石英基板等からなる透明基板１１上にＭｏＳｉ等からなるハーフトーン位相シフト膜２１及びクロム膜からなる遮光膜３１が形成された位相シフトマスク用ブランクス１０（図８（ａ）参照）上に、化学増幅型のポジレジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第１レジスト層４５を形成する（図８（ｂ）参照）。
ここで、第１レジスト層４５の膜厚は、遮光膜３１、ハーフトーン位相シフト膜２１及び透明基板１１の掘り込みエッチングを同一のレジストパターンで行うため、６０００Å前後に設定する。
次に、電子ビーム露光装置にてパターン描画、専用の現像液にて現像処理を行って、第１レジストパターン４５ｂを形成する（図８（ｃ）参照）。
【００４６】
次に、塩素系・フッ素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第１レジストパターン４５ｂをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングし、補助パターン６１を形成する（図８（ｄ）参照）。
【００４７】
次に、フッ素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第１レジストパターン４５ｂをマスクにして補助パターン６１領域の透明基板１１を所定の深さエッチングし（図８（ｅ）参照）、第１レジストパターン４５ｂを剥離処理して、透明基板１１が所定の深さ掘り込まれた補助パターン６１ａを形成する（図８（ｆ）参照）。
ここで、透明基板１１の掘り込み深さは、使用される位相シフトマスクの露光波長にもよるが、例えば、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）エキシマレーザーでは２４４ｎｍ、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）エキシマレーザーでは１７２ｎｍが設定される。
【００４８】
次に、遮光膜３１及び補助パターン６１ａ上に、ポジレジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第２レジスト層４６を形成する（図８（ｇ）参照）。
ここで、第２レジスト層４６の膜厚は、３０００〜４０００Å前後に設定する。
次に、電子ビーム露光装置にて重ねパターン描画、専用の現像液にて現像処理を行って、第２レジストパターン４６ｂを形成する（図９（ｈ）参照）。
【００４９】
次に、塩素系・フッ素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第２レジストパターン４６ｂをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングした後、第２レジストパターン４６ｂを剥離処理して、メインパターン５１を形成する（図９（ｉ）参照）。
【００５０】
次に、遮光膜３１、メインパターン５１及び補助パターン６１ａ上に、化学増幅型のポジレジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第３レジスト層４７を形成し（図９（ｊ）参照）、電子ビーム露光装置にてパターン描画、専用の現像液にて現像処理を行って、第３レジストパターン４７ｂを形成し（図９（ｋ）参照）、塩素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第３レジストパターン４７ｂをマスクにして遮光膜３１をエッチングした（図９（ｌ）参照）後、第３レジストパターン４７ｂを剥離処理して、遮光領域３１ａ及びハーフトーン位相シフト領域２１ａを形成し、透明基板１１にメインパターン５１、補助パターン６１ａ、ハーフトーン位相シフト領域２１ａ及び遮光領域３１ａが形成された位相シフトマスク２００を得る（図９（ｍ）参照）。
【００５１】
上述したように、請求項４に係る位相シフトマスクの製造方法は、メインパターンと補助パターンを別々のプロセスで形成し、且つ、補助パターン形成、補助パターン領域の透明基板の掘り込みエッチングを同一レジストパターンで行うため、レジストパターン形成プロセスでのプロセスマージンの設定が不要となり、工程削減とメインパターン領域に光透過部凹欠陥が発生するのを防止することができる。
また、レジストパターン形成プロセスで発生するレジスト剥がれ、欠け、異物等で発生するメインパターン領域のレジストパターンのピンホール欠陥に対しても、補助パターン領域の透明基板をエッチングする際メインパターン領域は遮光膜でガードされているため、メインパターン領域に光透過部凹欠陥が発生するのを防止することができる。
【００５２】
本発明の請求項５に係る位相シフトマスクは、図１（ａ）に示すように、透明基板１１にメインパターン５１ａ、補助パターン６１、ハーフトーン位相シフト領域２１ａ及び遮光領域３１ａが形成された位相シフトマスク１００であって、遮光領域３１ａはマスクの有効領域外の外周部にのみ存在し、メインパターン５１領域の透明基板１１が所定の深さ掘り込まれてメインパターン５１ａが形成されたものである。
メインパターンとハーフトーン位相シフト領域との位相差によるだけではパターンの解像性（コントラスト）が充分でないので、さらに補助パターンを設けることによりパターン転写の際のパターン解像性を向上させることができる。
また、マスクの有効領域外の外周部に遮光領域が存在するので、マスク上のパターンをステッパー等にて被露光対象物（シリコンウェハ等）に露光する際に、マスクの外周部に対応するシリコンウェハ上の本来感光させたくない部分が多重露光されて、感光されるのを防止することができる。
【００５３】
本発明の請求項６に係る位相シフトマスクは、図１（ｂ）に示すように、透明基板１１にメインパターン５１、補助パターン６１ａ、ハーフトーン位相シフト領域２１ａ及び遮光領域３１ａが形成された位相シフトマスク２００であって、遮光領域３１ａはマスクの有効領域外の外周部にのみ存在し、補助パターン６１領域の透明基板１１が所定の深さ掘り込まれて補助パターン６１ａが形成されたものである。
メインパターンとハーフトーン位相シフト領域との位相差によるだけではパターンの解像性（コントラスト）が充分でないので、さらに補助パターンを設けることによりパターン転写の際のパターン解像性を向上させることができる。
また、マスクの有効領域外の外周部に遮光領域が存在するので、マスク上のパターンをステッパー等にて被露光対象物（シリコンウェハ等）に露光する際に、マスクの外周部に対応するシリコンウェハ上の本来感光させたくない部分が多重露光されて、感光されるのを防止することができる。
【００５４】
本発明の請求項７に係るパターン転写方法は、請求項５または６に記載の位相シフトマスクを露光装置に設置し、当該位相シフトマスクを用いたリソグラフイー法による露光転写を行ない、パターン形成を行なうものである。
例えば、まず被加工層を表面に形成した基板上にフォトレジスト層を設けた後、本発明の位相シフトマスクを介して該フォトレジスト層に紫外線、ｉ線、ＤｅｅｐＵＶ、エキシマレーザー光、Ｘ線などを選択的に照射する。
次いで、現像工程において不必要な部分のフォトレジスト層を除去し、基板上にエッチングレジストパターンを形成した後、エッチングレジストパターンをマスクにして被加工層をエッチング処理し、次いで、エッチングレジストパターンを除去することにより、位相シフトマスクのパターンに忠実なパターンを基板上に転写する方法である。
【００５５】
【発明の効果】
上記したように、本発明の位相シフトマスクの製造方法は、メインパターンと補助パターンを別々のプロセスで形成し、メインパターンもしくは補助パターン領域以外はクロム膜からなる遮光膜が形成されているため、メインパターンもしくは補助パターン領域の透明基板を掘り込むためのレジストパターンのパターン幅をメインパターンもしくは補助パターン幅に対し充分なプロセスマージンを持たせることができ、メインパターンもしくは補助パターン領域の透明基板をエッチングする際メインパターンもしくは補助パターン領域以外は遮光膜でガードされているため、補助パターン領域に光透過部凹欠陥が発生するのを防止することができる。
また、レジストパターン形成プロセスで発生するレジスト剥がれ、欠け、異物等で発生する補助パターンもしくはメインパターン領域のレジストパターンのピンホール欠陥に対しても、メインパターンもしくは補助パターン領域の透明基板エッチングの際補助パターン領域は遮光膜でガードされているため、補助パターン領域に光透過部凹欠陥が発生するのを防止することができる。
さらにまた、メインパターンと補助パターンを別々のプロセスで形成し、且つ、メインパターンもしくは補助パターン形成、メインパターンもしくは補助パターン領域の透明基板の掘り込みエッチングを同一レジストパターンで行うため、レジストパターン形成プロセスでのプロセスマージンの設定が不要となり、工程削減と補助パターン領域に光透過部凹欠陥が発生するのを防止することができる。
【００５６】
本発明の位相シフトマスクは、補助パターンを設けることによりパターン転写の際のパターン解像性を上げることができる。
また、マスクの有効領域外の外周部に遮光領域が存在するので、マスク上のパターンをステッパー等にて被露光対象物（シリコンウェハ等）に露光する際に、マスクの外周部に対応するシリコンウェハ上の本来感光させたくない部分が多重露光されて、感光されるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の請求項５に係る位相シフトマスクの一実施例を示す模式構成断面図である。
（ｂ）は、本発明の請求項６に係る位相シフトマスクの一実施例を示す模式構成断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｇ）は、本発明の請求項１に係る位相シフトマスクの製造方法における工程の一部を模式的に示す部分断面図である。
【図３】（ｈ）〜（ｎ）は、本発明の請求項１に係る位相シフトマスクの製造方法における工程の一部を模式的に示す部分断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｇ）は、本発明の請求項２に係る位相シフトマスクの製造方法における工程の一部を模式的に示す部分断面図である。
【図５】（ｈ）〜（ｍ）は、本発明の請求項２に係る位相シフトマスクの製造方法における工程の一部を模式的に示す部分断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｇ）は、本発明の請求項３に係る位相シフトマスクの製造方法における工程の一部を模式的に示す部分断面図である。
【図７】（ｈ）〜（ｎ）は、本発明の請求項３に係る位相シフトマスクの製造方法における工程の一部を模式的に示す部分断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｇ）は、本発明の請求項４に係る位相シフトマスクの製造方法における工程の一部を模式的に示す部分断面図である。
【図９】（ｈ）〜（ｍ）は、本発明の請求項４に係る位相シフトマスクの製造方法における工程の一部を模式的に示す部分断面図である。
【図１０】メインパターンと補助パターンとを有する位相シフトマスクの一例を示す説明図である。
【図１１】メインパターンと補助パターンとからなり、メインパターン領域の透明基板を掘り込み、位相差を持たせた３次元構造の位相シフトマスクの構成例を示す。
【図１２】（ａ）〜（ｆ）は、メインパターン及び補助パターンからなる従来の位相シフトマスクの製造方法における工程の一部を模式的に示す部分断面図である。
【図１３】（ｇ）〜（ｌ）は、メインパターン及び補助パターンからなる従来の位相シフトマスクの製造方法における工程の一部を模式的に示す部分断面図である。
【図１４】（ａ）〜（ｂ）は、重ね合わせ誤差Δｘによる光透過部凹欠陥の発生状況を模式的に示す説明図である。
（ｃ）〜（ｄ）は、ピンホール欠陥による光透過部凹欠陥の発生状況を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１０……位相シフトマスク用ブランクス
１１、１１１……透明基板
２１、１２１……ハーフトーン位相シフト膜
２１ａ……ハーフトーン位相シフト領域
３１、１３１……遮光膜
３１ａ……遮光領域
４１、４５、１４１……第１レジスト層
４１ａ、４１ｂ、４５ａ、４５ｂ、１４１ａ……第１レジストパターン
４２、４６、１４２……第２レジスト層
４２ａ、４２ｂ、４６ａ、４６ｂ、１４２ａ……第２レジストパターン
４３、４７、１４３……第３レジスト層
４３ａ、４３ｂ、４７ａ、４７ｂ、１４３ａ……第３レジストパターン
４４……第４レジスト層
４４ａ、４４ｂ……第４レジストパターン
５１、１５１……メインパターン
５１ａ、１５１ａ……掘り込まれたメインパターン
６１、１６１……補助パターン
６１ａ……掘り込まれた補助パターン
１００、２００……位相シフトマスク
１７１……境界領域
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の高密度集積回路の製造工程中に用いられるフォトマスクに関するものであり、特に、微細寸法の投影像が得られる位相シフトマスク及びその製造方法並びに位相シフトマスクを用いたパターン転写法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のフォトマスクでは微細なパターンの投影露光に際し近接したパターンはマスクの光透過部を通過した光が回折し、干渉することによってパターン境界部での光強度を強め合いフォトレジストが感光するため、ウエハー上に転写されたパターンが分離解像しないという問題が起きていた。この現象は露光波長に近い微細なパターンほどその傾向が強く、原理的には従来のフォトマスクと露光光学系では光の波長以下の微細なパターンを分離解像することは不可能であった。
【０００３】
そこで、隣接するパターンを透過する投影光の位相差を互いに１８０度にすることによって微細なパターンの解像力を向上させるという、位相シフト技術を使用した位相シフトマスクが開発された。
その位相シフトマスクには、比較的プロセスが容易なハーフトーン位相シフトマスクとレベンソン位相シフトマスク等がある。さらに、ハーフトーン、レベンソンを混在させたような複雑な構造の位相シフトマスクも考えられている。
【０００４】
上記のリソグラフィ延命技術として各社様々な位相シフトマスの構造を検討している。そのような位相シフトマスの構造の構造例として図１０に示すようなメインパターンと補助パターンとハーフトーン位相シフト領域と遮光領域とで構成された位相シフトマスクが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
最近、メインパターンと補助パターンとの境界領域（間隔）が非常に微細になっており、メインパターン領域の透明基板を掘り込み、位相差を持たせた３次元構造の位相シフトマスクの構成例を図１１に示す。
【０００６】
ここで、上記位相シフトマスクの製造方法について説明する。
図１２（ａ）〜（ｆ）及び図１３（ｇ）〜（ｌ）に、上記位相シフトマスクの製造方法を工程順に示す位相シフトマスクの模式構成部分断面図を示す。
まず、透明基板１１１上にハーフトーン膜１２１及び遮光膜１３１が形成された位相シフトマスク用ブランクス上に第１レジスト層１４１を形成し（図１２（ａ）参照）、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第１レジストパターン１４１ａを形成する（図１２（ｂ）参照）。
【０００７】
次に、第１レジストパターン１４１ａをマスクにして遮光膜１３１及びハーフトーン膜１２１をドライエッチング装置にてエッチング処理し（図１２（ｃ）参照）、第１レジストパターン１４１ａを剥離処理して、メインパターン１５１、補助パターン１６１及び境界領域１７１を形成する（図１２（ｄ）参照）。
【０００８】
次に、レジストを塗布し、重ね用の第２レジスト層１４２を形成し（図１２（ｅ）参照）、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第２レジストパターン１４２ａを形成する（図１２（ｆ）参照）。
【０００９】
次に、フッ素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第２レジストパターン１４２ａをマスクにしてメインパターン１５１領域の透明基板１１１を所定の深さエッチングし（図１３（ｇ）参照）、第２レジストパターン１４２ａを剥離処理して、透明基板１１１が所定の深さ掘り込まれたメインパターン１５１ａを形成する（図１３（ｈ）参照）。
【００１０】
次に、レジストを塗布し、第３レジスト層１４３を形成し（図１３（ｉ）参照）、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第３レジストパターン１４３ａを形成する（図１３（ｊ）参照）。
【００１１】
次に、第３レジストパターン１４３ａをマスクにして遮光膜１３１をドライエッチング装置にてエッチング処理し（図１３（ｋ）参照）、第３レジストパターン１４３ａを剥離処理して、遮光帯１３１ａ形成して、メインパターン１５１ａ及び補助パターン１６１が形成された位相シフトマスクを得ることができる（図１３（ｌ）参照）。
【００１２】
上述した、従来プロセスにおいて、図１２（ｆ）に示すメインパターン１５１領域の透明基板１１１をエッチングで掘り込むための第２レジストパターン１４２ａを形成する際第２レジストパターン１４２ａの端部と境界領域１７１とは精度良く重ね合わせをしなくてはならない。しかし、実際は重ね描画でレジストパターン１４２ａを形成する際に重ね合わせの精度、重ねレジストのバイアス量及びガラス基板エッチング時のレジスト後退量が合わさって、図１４（ａ）に示すように重ね合わせ誤差Δｘが生じ、レジストパターン１４２ａの端部が補助パターン領域にかかり、この状態でメインパターン領域の透明基板をエッチングすると、図１４（ｂ）に示すように、補助パターン領域の透明基板も掘り込まれ、光透過部凹欠陥が発生し、マスク不良となる。この重ね合わせ誤差Δｘが補助パターン領域にかかる現象は、境界領域１７１のパターン幅に対してプロセスマージンが小さい場合にある頻度で発生する。
また、レジストパターン１４２ａを形成するパターニングプロセスでもレジスト剥がれ、欠け、異物、基板の表面状態等により図１４（ｃ）に示すようにピンホール欠陥が発生した場合、この状態でメインパターン領域の透明基板をエッチングすると、図１４（ｄ）に示すように、補助パターン領域の透明基板も掘り込まれ、光透過部凹欠陥が発生し、マスク不良となる。
【００１３】
【特許文献１】
特開平１１―１４３０４７号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した補助パターン領域の光透過部凹欠陥は、メインパターンと補助パターンを同時に形成するプロセスでは、メインパターンの透明基板を掘り込むレジストパターンを形成する際境界領域のパターン幅に対するプロセスマージンとパターニングプロセスの欠陥によりある頻度で発生する。
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、メインパターンと補助パターンを別々のプロセスにて形成することにより、メインパターンもしくは補助パターン領域に光透過部凹欠陥の発生を防止できる位相シフトマスクの製造方法及び位相シフトマスク並びに位相シフトマスクを用いたパターン転写法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項１においては、少なくとも以下の工程を具備することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法としたものである。
（ａ）透明基板１１上にハーフトーン位相シフト膜２１及び遮光膜３１が形成された位相シフトマスク用ブランクス１０上に第１レジスト層４１を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第１レジストパターン４１ａを形成する工程。
（ｂ）第１レジストパターン４１ａをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングし、第１レジストパターン４１ａを剥離処理して、メインパターン５１を形成する工程。
（ｃ）第２レジスト層４２を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第２レジストパターン４２ａを形成する工程。
（ｄ）第２レジストパターン４２ａ及び遮光膜３１をマスクにしてメインパターン５１領域の透明基板１１を所定の深さエッチングし、第２レジストパターン４２ａを剥離処理して、透明基板１１が所定の深さ掘り込まれたメインパターン５１ａを形成する工程。
（ｅ）第３レジスト層４３を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第３レジストパターン４３ａを形成する工程。
（ｆ）第３レジストパターン４３ａをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングし、第３レジストパターン４３ａを剥離処理して、補助パターン６１を形成する工程。
（ｇ）第４レジスト層４４を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第４レジストパターン４４ａを形成する工程。
（ｈ）第４レジストパターン４４ａをマスクにして遮光膜３１をエッチングし、第４レジストパターン４４ａを剥離処理して、遮光領域３１ａ及びハーフトーン位相シフト領域２１ａを形成する工程。
【００１６】
また、請求項２においては、少なくとも以下の工程を具備することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法としたものである。
（ａ）透明基板１１上にハーフトーン位相シフト膜２１及び遮光膜３１が形成された位相シフトマスク用ブランクス１０上に第１レジスト層４５を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第１レジストパターン４５ａを形成する工程。
（ｂ）第１レジストパターン４５ａをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングし、メインパターン５１を形成する工程。
（ｃ）第１レジストパターン４５ａをマスクにしてメインパターン５１領域の透明基板１１を所定の深さエッチングし、第１レジストパターン４５ａを剥離処理して、透明基板１１が所定の深さ掘り込まれたメインパターン５１ａを形成する工程。
（ｄ）第２レジスト層４６を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第２レジストパターン４６ａを形成する工程。
（ｅ）第２レジストパターン４６ａをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングし、第２レジストパターン４６ａを剥離処理して、補助パターン６１を形成する工程。
（ｈ）第３レジスト層４７を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第３レジストパターン４７ａを形成する工程。
（ｉ）第３レジストパターン４７ａをマスクにして遮光膜３１をエッチングし、第３レジストパターン４７ａを剥離処理して、遮光領域３１ａ及びハーフトーン位相シフト領域２１ａを形成する工程。
【００１７】
また、請求項３においては、少なくとも以下の工程を具備することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法としたものである。
（ａ）透明基板１１上にハーフトーン位相シフト膜２１及び遮光膜３１が形成された位相シフトマスク用ブランクス１０上に第１レジスト層４１を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第１レジストパターン４１ｂを形成する工程。
（ｂ）第１レジストパターン４１ｂをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングし、第１レジストパターン４１ｂを剥離処理して、補助パターン６１を形成する工程。
（ｃ）第２レジスト層４２を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第２レジストパターン４２ｂを形成する工程。
（ｄ）第２レジストパターン４２ｂをマスクにして補助パターン６１領域の透明基板１１を所定の深さエッチングし、第２レジストパターン４２ｂを剥離処理して、透明基板１１が所定の深さ掘り込まれた補助パターン６１ａを形成する工程。
（ｅ）第３レジスト層４３を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第３レジストパターン４３ｂを形成する工程。
（ｆ）第３レジストパターン４３ｂをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングし、第３レジストパターン４３ｂを剥離処理して、メインパターン５１を形成する工程。
（ｇ）第４レジスト層４４を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第４レジストパターン４４ｂを形成する工程。
（ｈ）第４レジストパターン４４ｂをマスクにして遮光膜３１をエッチングし、第４レジストパターン４４ｂを剥離処理して、遮光領域３１ａ及びハーフトーン位相シフト領域２１ａを形成する工程。
【００１８】
また、請求項４においては、少なくとも以下の工程を具備することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法としたものである。
（ａ）透明基板１１上にハーフトーン位相シフト膜２１及び遮光膜３１が形成された位相シフトマスク用ブランクス１０上に第１レジスト層４５を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第１レジストパターン４５ｂを形成する工程。
（ｂ）第１レジストパターン４５ｂをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングし、補助パターン６１を形成する工程。
（ｃ）第１レジストパターン４５ｂをマスクにして補助パターン６１領域の透明基板１１を所定の深さエッチングして、第１レジストパターン４５ｂを剥離処理して、透明基板１１が所定の深さ掘り込まれた補助パターン６１ａを形成する工程。
（ｄ）第２レジスト層４６を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第２レジストパターン４６ｂを形成する工程。
（ｅ）第２レジストパターン４６ｂをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングし、第２レジストパターン４６ｂを剥離処理して、メインパターン５１を形成する工程。
（ｈ）第３レジスト層４７を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第３レジストパターン４７ｂを形成する工程。
（ｉ）第３レジストパターン４７ｂをマスクにして遮光膜３１をエッチングし、第３レジストパターン４７ｂを剥離処理して、遮光領域３１ａ及びハーフトーン位相シフト領域２１ａを形成する工程。
【００１９】
また、請求項５においては、請求項１または２に記載の位相シフトマスクの製造方法にて作製された、透明基板上に少なくともメインパターンと前記メインパターンの周辺に配置された補助パターンとハーフトーン位相シフト領域と遮光領域とからなる位相シフトマスクであって、前記遮光領域はマスクの有効領域外の外周部にのみ存在し、前記メインパターン下部の透明基板が所定の深さ掘り込まれていることを特徴とする位相シフトマスクとしたものである。
【００２０】
また、請求項６においては、請求項３または４に記載の位相シフトマスクの製造方法にて作製された、透明基板上に少なくともメインパターンと前記メインパターンの周辺に配置された補助パターンとハーフトーン位相シフト領域と遮光領域とからなる位相シフトマスクであって、前記遮光領域はマスクの有効領域外の外周部にのみ存在し、前記補助パターン領域の透明基板が所定の深さ掘り込まれていることを特徴とする位相シフトマスクとしたものである。
【００２１】
さらにまた、請求項７においては、請求項５または６に記載の位相シフトマスクを露光装置に設置し、当該位相シフトマスクを用いたリソグラフイー法による露光転写を行ない、パターン形成を行なうことを特徴とするパターン転写方法としたものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態につき説明する。
本発明の請求項１に係る位相シフトマスクの製造方法は、図２（ａ）〜（ｇ）及び図３（ｈ）〜（ｎ）に示すように、
まず、石英基板等からなる透明基板１１上にＭｏＳｉ等からなるハーフトーン位相シフト膜２１及びクロム膜からなる遮光膜３１が形成された位相シフトマスク用ブランクス１０（図２（ａ）参照）上に、化学増幅型のポジレジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第１レジスト層４１を形成する（図２（ｂ）参照）。
ここで、第１レジスト層４１の膜厚は、３０００〜４０００Å前後に設定する。
次に、電子ビーム露光装置にてパターン描画、専用の現像液にて現像処理を行って、第１レジストパターン４１ａを形成する（図２（ｃ）参照）。
【００２３】
次に、塩素系・フッ素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第１レジストパターン４１ａをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングし、第１レジストパターン４１ａを剥離処理して、メインパターン５１を形成する（図２（ｄ）参照）。
【００２４】
次に、遮光膜３１及びメインパターン５１上に、化学増幅型のポジレジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第２レジスト層４２を形成する（図２（ｅ）参照）。
ここで、第２レジスト層４２の膜厚は、透明基板１１のエッチング深さにもよるが３０００Å前後に設定する。
次に、電子ビーム露光装置にて重ねパターン描画、専用の現像液にて現像処理を行って、第２レジストパターン４２ａを形成する（図２（ｆ）参照）。
ここで、重ねパターン描画の際第２レジストパターン４２ａの端部がメインパターン５１にオーバーハングしないように、メインパターン５１のパターン幅よりも大きく（片側２００ｎｍ程度）なるように設定し、プロセスマージンを充分吸収できるようにしてある。
【００２５】
次に、フッ素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第２レジストパターン４２ａ及び遮光膜３１をマスクにしてメインパターン５１領域の透明基板１１を所定の深さエッチングして、第２レジストパターン４２ａを剥離処理して、透明基板１１が所定の深さ掘り込まれたメインパターン５１ａを形成する（図２（ｇ）参照）。
ここで、透明基板１１の掘り込み深さは、使用される位相シフトマスクの露光波長にもよるが、例えば、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）エキシマレーザーでは２４４ｎｍ、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）エキシマレーザーでは１７２ｎｍが設定される。
【００２６】
次に、遮光膜３１及びメインパターン５１ａ上に、化学増幅型のポジレジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第３レジスト層４３を形成する（図３（ｈ）参照）。
ここで、第３レジスト層４３の膜厚は、３０００〜４０００Å前後に設定する。
次に、電子ビーム露光装置にて重ねパターン描画、専用の現像液にて現像処理を行って、第３レジストパターン４３ａを形成する（図３（ｉ）参照）。
【００２７】
次に、塩素系・フッ素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第３レジストパターン４３ａをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングし、第３レジストパターン４３ａを剥離処理して、補助パターン６１を形成する（図３（ｊ）参照）。
【００２８】
次に、遮光膜３１、メインパターン５１ａ及び補助パターン６１上に、ポジレジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第４レジスト層４４を形成し（図３（ｋ）参照）、レーザー描画装置にてパターン描画、専用の現像液にて現像処理を行って、第４レジストパターン４４ａを形成し（図３（ｌ）参照）、塩素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第４レジストパターン４４ａをマスクにして遮光膜３１をエッチングした（図３（ｍ）参照）後、第４レジストパターン４４ａを剥離処理して、遮光領域３１ａ及びハーフトーン位相シフト領域２１ａを形成し、透明基板１１にメインパターン５１ａ、補助パターン６１、ハーフトーン位相シフト領域２１ａ及び遮光領域３１ａが形成された位相シフトマスク１００を得る（図３（ｎ）参照）。
【００２９】
上述したように、請求項１に係る位相シフトマスクの製造方法は、メインパターンと補助パターンを別々のプロセスで形成し、メインパターン領域以外はクロム膜からなる遮光膜が形成されているため、メインパターン領域の透明基板を掘り込むためのレジストパターンのパターン幅をメインパターン幅に対し充分なプロセスマージンを持たせることができ、メインパターン領域の透明基板をエッチングする際メインパターン領域以外は遮光膜でガードされているため、補助パターン領域に光透過部凹欠陥が発生するのを防止することができる。
また、レジストパターン形成プロセスで発生するレジスト剥がれ、欠け、異物等で発生する補助パターン領域のレジストパターンのピンホール欠陥に対しても、メインパターン領域の透明基板をエッチングする際補助パターン領域は遮光膜でガードされているため、補助パターン領域に光透過部凹欠陥が発生するのを防止することができる。
【００３０】
本発明の請求項２に係る位相シフトマスクの製造方法は、図４（ａ）〜（ｇ）及び図５（ｈ）〜（ｍ）に示すように、
まず、石英基板等からなる透明基板１１上にＭｏＳｉ等からなるのハーフトーン位相シフト膜２１及びクロム膜からなる遮光膜３１が形成された位相シフトマスク用ブランクス１０（図４（ａ）参照）上に、化学増幅型のポジレジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第１レジスト層４５を形成する（図４（ｂ）参照）。
ここで、第１レジスト層４５の膜厚は、遮光膜３１、ハーフトーン位相シフト膜２１及び透明基板１１の掘り込みエッチングを同一のレジストパターンで行うため、６０００Å前後に設定する。
次に、電子ビーム露光装置にてパターン描画、専用の現像液にて現像処理を行って、第１レジストパターン４５ａを形成する（図４（ｃ）参照）。
【００３１】
次に、塩素系・フッ素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第１レジストパターン４５ａをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングし、メインパターン５１を形成する（図４（ｄ）参照）。
【００３２】
次に、フッ素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第１レジストパターン４５ａをマスクにしてメインパターン５１領域の透明基板１１を所定の深さエッチングし（図４（ｅ）参照）、第１レジストパターン４５ａを剥離処理して、透明基板１１が所定の深さ掘り込まれたメインパターン５１ａを形成する（図４（ｆ）参照）。
ここで、透明基板１１の掘り込み深さは、使用される位相シフトマスクの露光波長にもよるが、例えば、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）エキシマレーザーでは２４４ｎｍ、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）エキシマレーザーでは１７２ｎｍが設定される。
【００３３】
次に、遮光膜３１及びメインパターン５１ａ上に、化学増幅型のポジレジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第２レジスト層４６を形成する（図４（ｇ）参照）。
ここで、第２レジスト層４６の膜厚は、３０００〜４０００Å前後に設定する。
次に、電子ビーム露光装置にて重ねパターン描画、専用の現像液にて現像処理を行って、第２レジストパターン４６ａを形成する（図５（ｈ）参照）。
【００３４】
次に、塩素系・フッ素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第２レジストパターン４６ａをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングした後、第２レジストパターン４６ａを剥離処理して、補助パターン６１を形成する（図５（ｉ）参照）。
【００３５】
次に、遮光膜３１、メインパターン５１ａ及び補助パターン６１上に、ポジレジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第３レジスト層４７を形成し（図５（ｊ）参照）、レーザー描画装置にてパターン描画、専用の現像液にて現像処理を行って、第３レジストパターン４７ａを形成し（図５（ｋ）参照）、塩素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第３レジストパターン４７ａをマスクにして遮光膜３１をエッチングした（図５（ｌ）参照）後、第３レジストパターン４７ａを剥離処理して、遮光領域３１ａ及びハーフトーン位相シフト領域２１ａを形成し、透明基板１１にメインパターン５１ａ、補助パターン６１、ハーフトーン位相シフト領域２１ａ及び遮光領域３１ａが形成された位相シフトマスク１００を得る（図５（ｍ）参照）。
【００３６】
上述したように、請求項２に係る位相シフトマスクの製造方法は、メインパターンと補助パターンを別々のプロセスで形成し、且つ、メインパターン形成、メインパターン領域の透明基板の掘り込みエッチングを同一レジストパターンで行うため、レジストパターン形成プロセスでのプロセスマージンの設定が不要となり、工程削減と補助パターン領域に光透過部凹欠陥が発生するのを防止することができる。
また、レジストパターン形成プロセスで発生するレジスト剥がれ、欠け、異物等で発生する補助パターン領域のレジストパターンのピンホール欠陥に対しても、メインパターン領域の透明基板をエッチングする際補助パターン領域は遮光膜でガードされているため、補助パターン領域に光透過部凹欠陥が発生するのを防止することができる。
【００３７】
本発明の請求項３に係る位相シフトマスクの製造方法は、図６（ａ）〜（ｇ）及び図７（ｈ）〜（ｎ）に示すように、
まず、石英基板等からなる透明基板１１上にＭｏＳｉ等からなるのハーフトーン位相シフト膜２１及びクロム膜からなる遮光膜３１が形成された位相シフトマスク用ブランクス１０（図６（ａ）参照）上に、化学増幅型のポジレジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第１レジスト層４１を形成する（図６（ｂ）参照）。
ここで、第１レジスト層４１の膜厚は、３０００〜４０００Å前後に設定する。
次に、電子ビーム露光装置にてパターン描画、専用の現像液にて現像処理を行って、第１レジストパターン４１ｂを形成する（図６（ｃ）参照）。
【００３８】
次に、塩素系・フッ素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第１レジストパターン４１ｂをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングし、第１レジストパターン４１ｂを剥離処理して、補助パターン６１を形成する（図６（ｄ）参照）。
【００３９】
次に、遮光膜３１及び補助パターン６１上に、化学増幅型のポジレジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第２レジスト層４２を形成する（図６（ｅ）参照）。
ここで、第２レジスト層４２の膜厚は、透明基板１１の掘り込みエッチング深さにもよるが３０００Å前後に設定する。
次に、電子ビーム露光装置にて重ねパターン描画、専用の現像液にて現像処理を行って、第２レジストパターン４２ｂを形成する（図６（ｆ）参照）。
ここで、重ねパターン描画の際第２レジストパターン４２ｂの端部が補助パターン６１にオーバーハングしないように、補助パターン６１のパターン幅よりも大きく（片側２００ｎｍ程度）なるように設定し、プロセスマージンを充分吸収できるようにしてある。
【００４０】
次に、フッ素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第２レジストパターン４２ｂ及び遮光膜３１をマスクにして補助パターン６１領域の透明基板１１を所定の深さエッチングして、第２レジストパターン４２ｂを剥離処理して、透明基板１１が所定の深さ掘り込まれた補助パターン６１ａを形成する（図６（ｇ）参照）。
ここで、透明基板１１の掘り込み深さは、使用される位相シフトマスクの露光波長にもよるが、例えば、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）エキシマレーザーでは２４４ｎｍ、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）エキシマレーザーでは１７２ｎｍが設定される。
【００４１】
次に、遮光膜３１及び補助パターン６１ａ上に、化学増幅型のポジレジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第３レジスト層４３を形成する（図７（ｈ）参照）。
ここで、第３レジスト層４３の膜厚は、３０００〜４０００Å前後に設定する。
次に、電子ビーム露光装置にて重ねパターン描画、専用の現像液にて現像処理を行って、第３レジストパターン４３ｂを形成する（図７（ｉ）参照）。
【００４２】
次に、塩素系・フッ素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第３レジストパターン４３ｂをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングし、第３レジストパターン４３ｂを剥離処理して、メインパターン５１を形成する（図７（ｊ）参照）。
【００４３】
次に、遮光膜３１、メインパターン５１及び補助パターン６１ａ上に、化学増幅型のポジレジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第４レジスト層４４を形成し（図７（ｋ）参照）、電子ビーム露光装置にてパターン描画、専用の現像液にて現像処理を行って、第４レジストパターン４４ｂを形成し（図７（ｌ）参照）、塩素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第４レジストパターン４４ｂをマスクにして遮光膜３１をエッチングした（図７（ｍ）参照）後、第４レジストパターン４４ｂを剥離処理して、遮光領域３１ａ及びハーフトーン位相シフト領域２１ａを形成し、透明基板１１にメインパターン５１、補助パターン６１ａ、ハーフトーン位相シフト領域２１ａ及び遮光領域３１ａが形成された位相シフトマスク２００を得る（図７（ｎ）参照）。
【００４４】
上述したように、請求項３に係る位相シフトマスクの製造方法は、メインパターンと補助パターンを別々のプロセスで形成し、補助パターン領域以外はクロム膜からなる遮光膜が形成されているため、補助パターン領域の透明基板を掘り込むためのレジストパターンのパターン幅を補助パターン幅に対し充分なプロセスマージンを持たせることができ、補助パターン領域の透明基板をエッチングする際補助パターン領域以外は遮光膜でガードされているため、メインパターン領域に光透過部凹欠陥が発生するのを防止することができる。
また、レジストパターン形成プロセスで発生するレジスト剥がれ、欠け、異物等で発生するメインパターン領域のレジストパターンのピンホール欠陥に対しても、補助パターン領域の透明基板をエッチングする際メインパターン領域は遮光膜でガードされているため、メインパターン領域に光透過部凹欠陥が発生するのを防止することができる。
【００４５】
本発明の請求項４に係る位相シフトマスクの製造方法は、図８（ａ）〜（ｇ）及び図９（ｈ）〜（ｍ）に示すように、
まず、石英基板等からなる透明基板１１上にＭｏＳｉ等からなるハーフトーン位相シフト膜２１及びクロム膜からなる遮光膜３１が形成された位相シフトマスク用ブランクス１０（図８（ａ）参照）上に、化学増幅型のポジレジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第１レジスト層４５を形成する（図８（ｂ）参照）。
ここで、第１レジスト層４５の膜厚は、遮光膜３１、ハーフトーン位相シフト膜２１及び透明基板１１の掘り込みエッチングを同一のレジストパターンで行うため、６０００Å前後に設定する。
次に、電子ビーム露光装置にてパターン描画、専用の現像液にて現像処理を行って、第１レジストパターン４５ｂを形成する（図８（ｃ）参照）。
【００４６】
次に、塩素系・フッ素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第１レジストパターン４５ｂをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングし、補助パターン６１を形成する（図８（ｄ）参照）。
【００４７】
次に、フッ素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第１レジストパターン４５ｂをマスクにして補助パターン６１領域の透明基板１１を所定の深さエッチングし（図８（ｅ）参照）、第１レジストパターン４５ｂを剥離処理して、透明基板１１が所定の深さ掘り込まれた補助パターン６１ａを形成する（図８（ｆ）参照）。
ここで、透明基板１１の掘り込み深さは、使用される位相シフトマスクの露光波長にもよるが、例えば、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）エキシマレーザーでは２４４ｎｍ、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）エキシマレーザーでは１７２ｎｍが設定される。
【００４８】
次に、遮光膜３１及び補助パターン６１ａ上に、ポジレジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第２レジスト層４６を形成する（図８（ｇ）参照）。
ここで、第２レジスト層４６の膜厚は、３０００〜４０００Å前後に設定する。
次に、電子ビーム露光装置にて重ねパターン描画、専用の現像液にて現像処理を行って、第２レジストパターン４６ｂを形成する（図９（ｈ）参照）。
【００４９】
次に、塩素系・フッ素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第２レジストパターン４６ｂをマスクにして遮光膜３１及びハーフトーン位相シフト膜２１をエッチングした後、第２レジストパターン４６ｂを剥離処理して、メインパターン５１を形成する（図９（ｉ）参照）。
【００５０】
次に、遮光膜３１、メインパターン５１及び補助パターン６１ａ上に、化学増幅型のポジレジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第３レジスト層４７を形成し（図９（ｊ）参照）、電子ビーム露光装置にてパターン描画、専用の現像液にて現像処理を行って、第３レジストパターン４７ｂを形成し（図９（ｋ）参照）、塩素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第３レジストパターン４７ｂをマスクにして遮光膜３１をエッチングした（図９（ｌ）参照）後、第３レジストパターン４７ｂを剥離処理して、遮光領域３１ａ及びハーフトーン位相シフト領域２１ａを形成し、透明基板１１にメインパターン５１、補助パターン６１ａ、ハーフトーン位相シフト領域２１ａ及び遮光領域３１ａが形成された位相シフトマスク２００を得る（図９（ｍ）参照）。
【００５１】
上述したように、請求項４に係る位相シフトマスクの製造方法は、メインパターンと補助パターンを別々のプロセスで形成し、且つ、補助パターン形成、補助パターン領域の透明基板の掘り込みエッチングを同一レジストパターンで行うため、レジストパターン形成プロセスでのプロセスマージンの設定が不要となり、工程削減とメインパターン領域に光透過部凹欠陥が発生するのを防止することができる。
また、レジストパターン形成プロセスで発生するレジスト剥がれ、欠け、異物等で発生するメインパターン領域のレジストパターンのピンホール欠陥に対しても、補助パターン領域の透明基板をエッチングする際メインパターン領域は遮光膜でガードされているため、メインパターン領域に光透過部凹欠陥が発生するのを防止することができる。
【００５２】
本発明の請求項５に係る位相シフトマスクは、図１（ａ）に示すように、透明基板１１にメインパターン５１ａ、補助パターン６１、ハーフトーン位相シフト領域２１ａ及び遮光領域３１ａが形成された位相シフトマスク１００であって、遮光領域３１ａはマスクの有効領域外の外周部にのみ存在し、メインパターン５１領域の透明基板１１が所定の深さ掘り込まれてメインパターン５１ａが形成されたものである。
メインパターンとハーフトーン位相シフト領域との位相差によるだけではパターンの解像性（コントラスト）が充分でないので、さらに補助パターンを設けることによりパターン転写の際のパターン解像性を向上させることができる。
また、マスクの有効領域外の外周部に遮光領域が存在するので、マスク上のパターンをステッパー等にて被露光対象物（シリコンウェハ等）に露光する際に、マスクの外周部に対応するシリコンウェハ上の本来感光させたくない部分が多重露光されて、感光されるのを防止することができる。
【００５３】
本発明の請求項６に係る位相シフトマスクは、図１（ｂ）に示すように、透明基板１１にメインパターン５１、補助パターン６１ａ、ハーフトーン位相シフト領域２１ａ及び遮光領域３１ａが形成された位相シフトマスク２００であって、遮光領域３１ａはマスクの有効領域外の外周部にのみ存在し、補助パターン６１領域の透明基板１１が所定の深さ掘り込まれて補助パターン６１ａが形成されたものである。
メインパターンとハーフトーン位相シフト領域との位相差によるだけではパターンの解像性（コントラスト）が充分でないので、さらに補助パターンを設けることによりパターン転写の際のパターン解像性を向上させることができる。
また、マスクの有効領域外の外周部に遮光領域が存在するので、マスク上のパターンをステッパー等にて被露光対象物（シリコンウェハ等）に露光する際に、マスクの外周部に対応するシリコンウェハ上の本来感光させたくない部分が多重露光されて、感光されるのを防止することができる。
【００５４】
本発明の請求項７に係るパターン転写方法は、請求項５または６に記載の位相シフトマスクを露光装置に設置し、当該位相シフトマスクを用いたリソグラフイー法による露光転写を行ない、パターン形成を行なうものである。
例えば、まず被加工層を表面に形成した基板上にフォトレジスト層を設けた後、本発明の位相シフトマスクを介して該フォトレジスト層に紫外線、ｉ線、ＤｅｅｐＵＶ、エキシマレーザー光、Ｘ線などを選択的に照射する。
次いで、現像工程において不必要な部分のフォトレジスト層を除去し、基板上にエッチングレジストパターンを形成した後、エッチングレジストパターンをマスクにして被加工層をエッチング処理し、次いで、エッチングレジストパターンを除去することにより、位相シフトマスクのパターンに忠実なパターンを基板上に転写する方法である。
【００５５】
【発明の効果】
上記したように、本発明の位相シフトマスクの製造方法は、メインパターンと補助パターンを別々のプロセスで形成し、メインパターンもしくは補助パターン領域以外はクロム膜からなる遮光膜が形成されているため、メインパターンもしくは補助パターン領域の透明基板を掘り込むためのレジストパターンのパターン幅をメインパターンもしくは補助パターン幅に対し充分なプロセスマージンを持たせることができ、メインパターンもしくは補助パターン領域の透明基板をエッチングする際メインパターンもしくは補助パターン領域以外は遮光膜でガードされているため、補助パターン領域に光透過部凹欠陥が発生するのを防止することができる。
また、レジストパターン形成プロセスで発生するレジスト剥がれ、欠け、異物等で発生する補助パターンもしくはメインパターン領域のレジストパターンのピンホール欠陥に対しても、メインパターンもしくは補助パターン領域の透明基板エッチングの際補助パターン領域は遮光膜でガードされているため、補助パターン領域に光透過部凹欠陥が発生するのを防止することができる。
さらにまた、メインパターンと補助パターンを別々のプロセスで形成し、且つ、メインパターンもしくは補助パターン形成、メインパターンもしくは補助パターン領域の透明基板の掘り込みエッチングを同一レジストパターンで行うため、レジストパターン形成プロセスでのプロセスマージンの設定が不要となり、工程削減と補助パターン領域に光透過部凹欠陥が発生するのを防止することができる。
【００５６】
本発明の位相シフトマスクは、補助パターンを設けることによりパターン転写の際のパターン解像性を上げることができる。
また、マスクの有効領域外の外周部に遮光領域が存在するので、マスク上のパターンをステッパー等にて被露光対象物（シリコンウェハ等）に露光する際に、マスクの外周部に対応するシリコンウェハ上の本来感光させたくない部分が多重露光されて、感光されるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の請求項５に係る位相シフトマスクの一実施例を示す模式構成断面図である。
（ｂ）は、本発明の請求項６に係る位相シフトマスクの一実施例を示す模式構成断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｇ）は、本発明の請求項１に係る位相シフトマスクの製造方法における工程の一部を模式的に示す部分断面図である。
【図３】（ｈ）〜（ｎ）は、本発明の請求項１に係る位相シフトマスクの製造方法における工程の一部を模式的に示す部分断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｇ）は、本発明の請求項２に係る位相シフトマスクの製造方法における工程の一部を模式的に示す部分断面図である。
【図５】（ｈ）〜（ｍ）は、本発明の請求項２に係る位相シフトマスクの製造方法における工程の一部を模式的に示す部分断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｇ）は、本発明の請求項３に係る位相シフトマスクの製造方法における工程の一部を模式的に示す部分断面図である。
【図７】（ｈ）〜（ｎ）は、本発明の請求項３に係る位相シフトマスクの製造方法における工程の一部を模式的に示す部分断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｇ）は、本発明の請求項４に係る位相シフトマスクの製造方法における工程の一部を模式的に示す部分断面図である。
【図９】（ｈ）〜（ｍ）は、本発明の請求項４に係る位相シフトマスクの製造方法における工程の一部を模式的に示す部分断面図である。
【図１０】メインパターンと補助パターンとを有する位相シフトマスクの一例を示す説明図である。
【図１１】メインパターンと補助パターンとからなり、メインパターン領域の透明基板を掘り込み、位相差を持たせた３次元構造の位相シフトマスクの構成例を示す。
【図１２】（ａ）〜（ｆ）は、メインパターン及び補助パターンからなる従来の位相シフトマスクの製造方法における工程の一部を模式的に示す部分断面図である。
【図１３】（ｇ）〜（ｌ）は、メインパターン及び補助パターンからなる従来の位相シフトマスクの製造方法における工程の一部を模式的に示す部分断面図である。
【図１４】（ａ）〜（ｂ）は、重ね合わせ誤差Δｘによる光透過部凹欠陥の発生状況を模式的に示す説明図である。
（ｃ）〜（ｄ）は、ピンホール欠陥による光透過部凹欠陥の発生状況を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１０……位相シフトマスク用ブランクス
１１、１１１……透明基板
２１、１２１……ハーフトーン位相シフト膜
２１ａ……ハーフトーン位相シフト領域
３１、１３１……遮光膜
３１ａ……遮光領域
４１、４５、１４１……第１レジスト層
４１ａ、４１ｂ、４５ａ、４５ｂ、１４１ａ……第１レジストパターン
４２、４６、１４２……第２レジスト層
４２ａ、４２ｂ、４６ａ、４６ｂ、１４２ａ……第２レジストパターン
４３、４７、１４３……第３レジスト層
４３ａ、４３ｂ、４７ａ、４７ｂ、１４３ａ……第３レジストパターン
４４……第４レジスト層
４４ａ、４４ｂ……第４レジストパターン
５１、１５１……メインパターン
５１ａ、１５１ａ……掘り込まれたメインパターン
６１、１６１……補助パターン
６１ａ……掘り込まれた補助パターン
１００、２００……位相シフトマスク
１７１……境界領域
Claims (7)
- 少なくとも以下の工程を具備することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。
（ａ）透明基板（１１）上にハーフトーン位相シフト膜（２１）及び遮光膜（３１）が形成された位相シフトマスク用ブランクス（１０）上に第１レジスト層（４１）を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第１レジストパターン（４１ａ）を形成する工程。
（ｂ）第１レジストパターン（４１ａ）をマスクにして遮光膜（３１）及びハーフトーン位相シフト膜（２１）をエッチングし、第１レジストパターン（４１ａ）を剥離処理して、メインパターン（５１）を形成する工程。
（ｃ）第２レジスト層（４２）を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第２レジストパターン（４２ａ）を形成する工程。
（ｄ）第２レジストパターン（４２ａ）をマスクにしてメインパターン（５１）領域の透明基板（１１）を所定の深さエッチングし、第２レジストパターン（４２ａ）を剥離処理して、透明基板（１１）が所定の深さ掘り込まれたメインパターン（５１ａ）を形成する工程。
（ｅ）第３レジスト層（４３）を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第３レジストパターン（４３ａ）を形成する工程。
（ｆ）第３レジストパターン（４３ａ）をマスクにして遮光膜（３１）及びハーフトーン位相シフト膜（２１）をエッチングし、第３レジストパターン（４３ａ）を剥離処理して、補助パターン（６１）を形成する工程。
（ｇ）第４レジスト層（４４）を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第４レジストパターン（４４ａ）を形成する工程。
（ｈ）第４レジストパターン（４４ａ）をマスクにして遮光膜（３１）をエッチングし、第４レジストパターン（４４ａ）を剥離処理して、遮光領域（３１ａ）及びハーフトーン位相シフト領域（２１ａ）を形成する工程。 - 少なくとも以下の工程を具備することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。
（ａ）透明基板（１１）上にハーフトーン位相シフト膜（２１）及び遮光膜（３１）が形成された位相シフトマスク用ブランクス（１０）上に第１レジスト層（４５）を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第１レジストパターン（４５ａ）を形成する工程。
（ｂ）第１レジストパターン（４５ａ）をマスクにして遮光膜（３１）及びハーフトーン位相シフト膜（２１）をエッチングし、メインパターン（５１）を形成する工程。
（ｃ）第１レジストパターン（４５ａ）をマスクにしてメインパターン（５１）領域の透明基板（１１）を所定の深さエッチングし、第１レジストパターン（４５ａ）を剥離処理して、透明基板（１１）が所定の深さ掘り込まれたメインパターン（５１ａ）を形成する工程。
（ｄ）第２レジスト層（４６）を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第２レジストパターン（４６ａ）を形成する工程。
（ｅ）第２レジストパターン（４６ａ）をマスクにして遮光膜（３１）及びハーフトーン位相シフト膜（２１）をエッチングし、第２レジストパターン（４６ａ）を剥離処理して、補助パターン（６１）を形成する工程。
（ｈ）第３レジスト層（４７）を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第３レジストパターン（４７ａ）を形成する工程。
（ｉ）第３レジストパターン（４７ａ）をマスクにして遮光膜（３１）をエッチングし、第３レジストパターン（４７ａ）を剥離処理して、遮光領域（３１ａ）及びハーフトーン位相シフト領域（２１ａ）を形成する工程。 - 少なくとも以下の工程を具備することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。
（ａ）透明基板（１１）上にハーフトーン位相シフト膜（２１）及び遮光膜（３１）が形成された位相シフトマスク用ブランクス（１０）上に第１レジスト層（４１）を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第１レジストパターン（４１ｂ）を形成する工程。
（ｂ）第１レジストパターン（４１ｂ）をマスクにして遮光膜（３１）及びハーフトーン位相シフト膜（２１）をエッチングし、第１レジストパターン（４１ｂ）を剥離処理して、補助パターン（６１）を形成する工程。
（ｃ）第２レジスト層（４２）を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第２レジストパターン（４２ｂ）を形成する工程。
（ｄ）第２レジストパターン（４２ｂ）をマスクにして補助パターン（６１）領域の透明基板（１１）を所定の深さエッチングし、第２レジストパターン（４２ｂ）を剥離処理して、透明基板（１１）が所定の深さ掘り込まれた補助パターン（６１ａ）を形成する工程。
（ｅ）第３レジスト層（４３）を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第３レジストパターン（４３ｂ）を形成する工程。
（ｆ）第３レジストパターン（４３ｂ）をマスクにして遮光膜（３１）及びハーフトーン位相シフト膜（２１）をエッチングし、第３レジストパターン（４３ｂ）を剥離処理して、メインパターン（５１）を形成する工程。
（ｇ）第４レジスト層（４４）を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第４レジストパターン（４４ｂ）を形成する工程。
（ｈ）第４レジストパターン（４４ｂ）をマスクにして遮光膜（３１）をエッチングし、第４レジストパターン（４４ｂ）を剥離処理して、遮光領域（３１ａ）及びハーフトーン位相シフト領域（２１ａ）を形成する工程。 - 少なくとも以下の工程を具備することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。
（ａ）透明基板（１１）上にハーフトーン位相シフト膜（２１）及び遮光膜（３１）が形成された位相シフトマスク用ブランクス（１０）上に第１レジスト層（４５）を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第１レジストパターン（４５ｂ）を形成する工程。
（ｂ）第１レジストパターン（４５ｂ）をマスクにして遮光膜（３１）及びハーフトーン位相シフト膜（２１）をエッチングし、補助パターン（６１）を形成する工程。
（ｃ）第１レジストパターン（４５ｂ）をマスクにして補助パターン（６１）領域の透明基板（１１）を所定の深さエッチングし、第１レジストパターン（４５ｂ）を剥離処理して、透明基板（１１）が所定の深さ掘り込まれた補助パターン（６１ａ）を形成する工程。
（ｄ）第２レジスト層（４６）を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第２レジストパターン（４６ｂ）を形成する工程。
（ｅ）第２レジストパターン（４６ｂ）をマスクにして遮光膜（３１）及びハーフトーン位相シフト膜（２１）をエッチングし、第２レジストパターン（４６ｂ）を剥離処理して、メインパターン（５１）を形成する工程。
（ｈ）第３レジスト層（４７）を形成し、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第３レジストパターン（４７ｂ）を形成する工程。
（ｉ）第３レジストパターン（４７ｂ）をマスクにして遮光膜（３１）をエッチングし、第３レジストパターン（４７ｂ）を剥離処理して、遮光領域（３１ａ）及びハーフトーン位相シフト領域（２１ａ）を形成する工程。 - 請求項１または２に記載の位相シフトマスクの製造方法にて作製された、透明基板上に少なくともメインパターンと前記メインパターンの周辺に配置された補助パターンとハーフトーン位相シフト領域と遮光領域とからなる位相シフトマスクであって、前記遮光領域はマスクの有効領域外の外周部にのみ存在し、前記メインパターン下部の透明基板が所定の深さ掘り込まれていることを特徴とする位相シフトマスク。
- 請求項３または４に記載の位相シフトマスクの製造方法にて作製された、透明基板上に少なくともメインパターンと前記メインパターンの周辺に配置された補助パターンとハーフトーン位相シフト領域と遮光領域とからなる位相シフトマスクであって、前記遮光領域はマスクの有効領域外の外周部にのみ存在し、前記補助パターン下部の透明基板が所定の深さ掘り込まれていることを特徴とする位相シフトマスク。
- 請求項５または６に記載の位相シフトマスクを露光装置に設置し、当該位相シフトマスクを用いたリソグラフイー法による露光転写を行ない、パターン形成を行なうことを特徴とするパターン転写方法。
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| JP2003179613A JP2005017488A (ja) | 2003-06-24 | 2003-06-24 | 位相シフトマスクの製造方法及び位相シフトマスク並びにパターン転写方法 |
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