JP2007033753A - 自己整合型位相シフトマスク及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】露光時、露光光の透過性に悪影響を及ぼすことがなく、被転写基板面及びマスク面で反射した不必要な反射光に起因する転写精度の劣化する問題を解消する自己整合型位相シフトマスクを提供する。
【解決手段】透明基板の片側表面から、第１透過部は、位相シフト用透過膜の層構成で、その外側の第２透過部は、位相シフト用透過膜の構成で、その外側の第３透過部は、半透過膜と、位相シフト用透過膜の構成で、最外周の遮光部は、半透過膜と、遮光膜と、位相シフト用透過膜の構成であり、半透過膜の膜厚及び屈折率と、位相シフト用透過膜の屈折率を制御することにより、第１透過部と第２透過部とを通過した透過光の位相差は、１８０度反転し、且つ第２透過部と第３透過部の位相差は、１８０度反転する、さらに、前記位相シフト用透過膜の膜厚を制御し、遮光部の位相シフト用透過膜表面と遮光膜表面での反射光を１８０度反転する自己整合型位相シフトマスク。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置の製造プロセス中のフォトリソグラフィ工程で用いる露光転写用のフォトマスク、特にフォトマスクを通過する露光光間に位相差を与えることにより、転写パターンの解像度を向上させる位相シフトマスクの内の、自己整合型位相シフトマスクおよびその製造方法に関する。

近年、半導体装置の急激なパターン形状の微細化に伴い、Ｓｉウエハ上にマスクパターンを転写するフォトリソグラフィ技術も同時に進歩を遂げてきた。縮小投影露光装置（ステッパー）は解像性を向上させるために、ｉ線（波長３６５ｎｍ）以降ではＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ），ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）といった遠紫外線領域、さらにはＦ２レーザ（波長１５７ｎｍ）の真空紫外線領域へと、短波長化の一途を辿っている。

一方、位相シフト法は、リソグラフィ技術における解像度向上技術の１つの方法であるが、露光源を変えずに微細化を行う一手法であり開発が盛んに行われている。これはマスク上の隣接する光透過部に部分的に１８０度なる位相シフト量をもたらすことで、回折により境界領域にて重複する透過光が干渉し互いに弱めあう為、結果として転写パターンの解像度が向上し、焦点深度を深くするというものである。

上記のような位相シフト法のうち位相シフトマスクの一種として、自己整合型位相シフトマスク（又は、セルフアライン位相シフトマスクとも言う）が提案されている。

自己整合型位相シフトマスクには、種々の構造のマスクが提案されている。その中の一つとして、光透過性を有する第１透過部の外周部に、光透過性を有する第２透過部が存在し、第２透過部は、位相シフト部であり、第１透過部を透過する露光光線と、第２透過部を透過する露光光線とは、その露光光線の位相が１８０度反転しており、第２透過部の外周部は、遮光部である構造の自己整合型位相シフトマスクがある。

前記位相差を与える透過部の膜厚は、下記の数４に記す。

ｄ＝λ／｛２×（ｎ−１）｝ ―――（数４）
ｄは、透過部の膜厚
λは、露光光波長
ｎは、透過部の膜の屈折率
前記数式４の関係を満たす透過部の膜厚ｄときに最も位相差が１８０度となる効果があることが知られている。

従来の技術では、自己整合型位相シフトマスクの構造としては、図５（ａ）〜（ｂ）の構造が知られている。図５は、従来の自己整合型位相シフトマスクの構造で、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、側断面図である。

図５（ａ）は、透明基板４１の片面上にマスクパターンが形成されている。区画形成された第１透過部４５は、中心部に区画形成して、その外周部に位相シフトの第２透過部４６が区画形成され、その外周部に遮光部４４が形成されている。

図５（ｂ）は、透明基板４１の表面上に遮光部４４が形成され、その中心部では、透明
基板を掘り込み所定の深さの溝を形成し、該溝の底部より透明基板の表面まで光透過性を有する第１透過部４５を区画形成し、その外周部に光透過性を有する第２透過部の位相シフト膜４３を区画形成し、その外側に遮光部に遮光膜４２が形成されている。

図５に示すように、自己整合型位相シフトマスクに露光光が入射すると、第１透過部４５を通過した透過光と、第２透過部の位相シフト膜４３を通過した透過光とは、１８０度の位相差が生じ、該双方の透過光がその結像面上の境界に対応する位置で干渉して互いに弱め合うため、該境界で実質的に光の強度がゼロとなり、パターン像の境界を認識することにより、解像限界以下の近傍のパターン像が転写形成することができる。

図６（ａ）〜（ｅ）は、従来の自己整合型位相シフトマスクの製造工程の側断面図である。従来の自己整合型位相シフトマスクの製造方法を説明する（特許文献１参照）。

最初に、石英ガラスからなる透明基板５１の片側上に、Ｃｒ、又はＣｒ／ＣｒＯ_x膜が積層された遮光膜を形成し、例えば紫外光を用いてパターニングを行い、Ｃｒ、又はＣｒ／ＣｒＯ_x膜からなるパターン（以下Ｃｒパターンと記す）を形成する（図６（ａ）参照）。

次に、透明基板上のＣｒパターン５２以外の領域に、Ｃｒパターン５２をマスクにして、ＣＦ₄ガスによるＲＩＥ（ドライエッチング）を行い、所定の深さｄ₁の基板堀り込みの溝を形成する（図６（ｂ）参照）。

次に、ＳｉＯ₂を過飽和に含む珪弗化水素酸水溶液中に浸漬し、液温を２５〜３５℃に保ちながら、透明基板に形成された溝内を覆うようにＳｉＯ₂膜５３を堆積させる。この際、液相成長法の選択性により、Ｃｒパターン５２の表面にはＳｉＯ₂膜が堆積されないが、透明基板の露出面、例えば溝の底部面及び側壁面はＳｉＯ₂膜が堆積される（図６（ｃ）参照）。

次に、透明基板の表面を平坦化するために、例えばフォトレジストを塗布しレジスト５４を形成する。次いで、レジスト膜とＳｉＯ₂膜とのエッチング速度が同一となる条件下で、エッチングを行い、前記溝の上端近傍、すなわち溝とＣｒパターン側端部に余分に堆積したＳｉＯ₂膜を除去し、平坦化する。なお、ｄ₂は、前記式１の関係を満たすように、エッチング時間を調節する（図６（ｄ）参照）。

次に、レジストを剥離し、図上のＡ部を通過する透過光と、Ｂ部を通過する透過光との位相差が、１８０度の奇数倍に相当する、自己整合型位相シフトマスクを形成する（図６（ｅ）参照）。

前記自己整合型位相シフトマスクでは、ＣＦ₄ガスによるドライエッチング時、基板堀り込みの溝の底部面の平滑性が確保できずに、該マスクを用いた露光時に、露光光が乱反射する等の不具合が発生し、正常にパターン転写ができない問題がある。

前記自己整合型位相シフトマスクを用いた露光時に、透過光が被転写基板のウエハ基板面で反射する反射光、又は透明基板を通過時に乱反射等の反射光、すなわち不必要な透過光に起因する転写精度が劣化する問題がある。

前記製造工程のうち、レジスト膜とＳｉＯ₂膜とのエッチング速度が同一となる条件に設定することが難しいため、高精度に膜厚を制御することが困難となる問題がある。

以下に公知文献を記す。
特開平５−３１３３４４号公報

本発明の課題は、露光時、露光光の透過性に悪影響を及ぼすことがなく、被転写基板面及びマスク面で反射した不必要な反射光に起因して転写精度が劣化する問題を解消する自己整合型位相シフトマスクを提供すること、および自己整合型位相シフトマスクを安定して作成することが可能な製造方法を提供することにある。

本発明の請求項１に係る発明は、透明基板上に第１透過部と、第２透過部と、第３透過部と、遮光部とを設けてなる自己整合型位相シフトマスクにおいて、
透明基板の片側に、第１透過部が形成され、該第１透過部の外周部に第２透過部が形成され、該第２透過部の外周部に第３透過部が形成され、該第３透過部の外周部の周囲は、遮光部が形成された配置構造をしており、前記遮光部の配置区域は、透明基板の表面から、半透過膜と、遮光膜と、位相シフト用透過膜とを順次積層した層構成であり、
前記第１透過部の配置区域は、透明基板の表面から、位相シフト用透過膜を積層した層構成であり、
前記第２透過部の配置区域は、透明基板の表面から、位相シフト用透過膜を積層した層構成であり、
前記第３透過部の配置区域は、透明基板の表面から、半透過膜と、位相シフト用透過膜とを順次積層した層構成からなり、
前記第２透過部の配置区域の位相シフト用透過膜を積層した透過膜からなる位相シフト膜の膜厚が、前記第１透過部の配置区域の位相シフト用透過膜を積層した透過膜からなる位相シフト膜の膜厚より厚く、
前記第３透過部の配置区域の位相シフト用透過膜の膜厚が、前記第１透過部の配置区域の位相シフト用透過膜からなる位相シフト膜の膜厚に等しく、
第１透過部と第２透過部とを通過した透過光の位相差は、１８０度反転しており、且つ第２透過部と第３透過部とを通過した透過光の位相差は、１８０度反転していることを特徴とする自己整合型位相シフトマスクである。

本発明の請求項２に係る発明は、前記半透過膜の膜厚は、下記の数１の数式
ｄ₁＝λ／｛２×（ｎ₃−１）｝×（２ｍ₁−１） ―――（数１）
ｄ₁ は、半透過膜の膜厚
ｍ₁ は、整数
ｎ₃ は、位相シフト膜の露光波長における屈折率
λは、露光波長
を満たし、且つ半透過膜の屈折率は、下記の数２の数式
ｎ₁＝（λ／ｄ₁）×ｋ＋１ ―――（数２）
ｄ₁ は、半透過膜の膜厚
ｋは、整数
ｎ₁ は、半透過膜の露光波長における屈折率
λは、露光波長
を満たすことを特徴とする請求項１記載の自己整合型位相シフトマスクである。

本発明の請求項２によれば、数１式では、半透過膜の膜厚が第１透過部と第２透過部とを透過した露光透過光の位相差を１８０度反転させる膜厚で形成され、且つ数２式の規定、すなわち屈折率を規定して、露光光が半透過膜を通過する間に、位相が３６０度ずれる半透過膜の材質を選択し、該半透過膜の材質を用いて半透過膜を形成する。

本発明の請求項３に係る発明は、前記遮光膜上の位相シフト用透過膜の膜厚は、下記の数３の数式
ｄ₃＝λ／４ｎ₃×（２ｍ₂−１） ―――（数３）
ただし、ｎ₂＞ｎ₃ 好ましくは、ｎ₃＝（ｎ₂）^1/2
ｄ₃ は、位相シフト用透過膜の膜厚
ｍ₂ は、整数
ｎ₂ は、遮光膜の露光波長における屈折率
ｎ₃ は、位相シフト膜の露光波長における屈折率
λは、露光波長
を満たすことを特徴とする請求項１、又は２記載の自己整合型位相シフトマスクである。

本発明の請求項３によれば、位相シフト用透過膜の膜厚が、数３式を満たす厚さで形成され、反射光が遮光膜の表面近傍で相互に干渉し、反射光の強度を減少させる。

本発明の請求項４に係る発明は、自己整合型位相シフトマスクの製造方法において、前記請求項１乃至３のいずれか１項記載の自己整合型位相シフトマスクの製造方法であって、少なくとも下記の製造工程を含む構成により自己整合型位相シフトマスクを製造することを特徴とする自己整合型位相シフトマスクの製造方法である。
（ａ）透明基板の一方側の表面から半透過膜層と、遮光膜層と、第１レジスト層とをその順に積層する工程。
（ｂ）パターニングした第１レジストをマスクとして、半透過膜層と遮光膜層をエッチングして、第１及び第２透過部のみが欠落したパターンを形成する工程。
（ｃ）第１レジストを剥離した後、全面にポジ型フォトレジストの第２レジスト層を形成する工程。
（ｄ）透明基板の他方側の表面から、全面露光し、現像して、第１及び第２透過部のみが欠落したパターンをパターニングした第２レジストを形成する工程。
（ｅ）パターニングした第２レジストをエッチバックして、第１及び第２透過部と、第３透過部と、第４透過部のみが欠落したパターンをパターニングした第２レジストを形成する工程。
（ｆ）パターニングした第２レジストをマスクとして、遮光膜層をエッチングして、第１及び第２及び第３及び第４透過部のみが欠落したパターンを形成する工程。
（ｇ）第２レジストを剥離した後、露出した透明基板及び位相シフト膜及び半透過膜及び遮光膜の全面に位相シフト用透過膜を形成する工程。

本発明の請求項１及び２に係る発明の自己整合型位相シフトマスクによれば、第２透過部の位相シフト用透過膜の膜厚が、第１透過部の位相シフト用透過膜の膜厚より厚いことにより、第１透過部と第２透過部は、各々の部分を透過する露光光の位相が１８０度反転し、この２つの露光光が結像面上の両者の境界に対応する位置で干渉して、実質的に露光光の強度がゼロになり、さらに、第３透過部における半透過膜が、所定の屈折率に半透過膜を形成したことにより、第２透過部と第３透過部は、各々の部分を透過する露光光の位相が１８０度反転し、この２つの露光光が結像面上の両者の境界に対応する位置で干渉して、実質的に露光光の強度がゼロになるので、解像限界以下のパターンが転写できる。

本発明の請求項３に係る発明の自己整合型位相シフトマスクによれば、露光時、その反射光は、位相シフト用透過膜の表面で反射する光と、位相シフト用透過膜を透過して遮光膜の表面で反射する光とが、互いに干渉し、反射光の強度を減少させることにより、露光の際の不必要な反射光に起因する転写精度の劣化を防止することができる。

本発明の請求項４に係る発明の自己整合型位相シフトマスクの製造方法によれば、透明基板をエッチングして、彫り込みの部位を形成することがないので、位相シフト膜の底部が荒れることがないため、該底部面での露光光が乱反射することがないため、特に高解像度、高精度が求められる自己整合型位相シフトマスクの製造方法として有利である。

本発明の自己整合型位相シフトマスクを一実施形態に基づいて以下説明する。

図１は、本発明の自己整合型位相シフトマスクの説明図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、側断面図である。

図１（ａ）は、透明基板上に第１透過部１６と、第２透過部１７と、第３透過部１８と、遮光部１５とを設けてなる自己整合型位相シフトマスクである。透明基板の片側に、第１透過部が形成され、該第１透過部の外周部に第２透過部が形成され、該第２透過部の外周部に第３透過部が形成され、該第３透過部の外周部の周囲は、遮光部が形成された配置で形成されている。

図１（ｂ）は、前記遮光部１５の配置区域は、透明基板１１の表面から、半透過膜１２と、遮光膜１３と、位相シフト用透過膜１４とを順次積層した層構成である。前記第１透過部１６の配置区域は、透明基板１１の表面から、位相シフト用透過膜１４を積層した層構成である。前記第２透過部１７の配置区域は、透明基板１１の表面から、位相シフト用透過膜１４を積層した層構成である。前記第３透過部１８の配置区域は、透明基板１１の表面から、半透過膜１２と、位相シフト用透過膜１４を順次積層した層構成である。

前記第２透過部１７の配置区域の位相シフト用透過膜１４を積層した透過膜からなる位相シフト膜の膜厚が、前記第１透過部１６の配置区域の位相シフト用透過膜１４を積層した透過膜からなる位相シフト膜の膜厚より厚く形成されており、その膜厚差は半透過膜の膜厚で制御されている。前記第３透過部１８の配置区域の位相シフト用透過膜１４の膜厚が、前記第１透過部１６の配置区域の位相シフト用透過膜１４からなる位相シフト膜の膜厚に等しく形成されており、半透過膜の屈折率を透過光の位相差が０度となるように制御されている。そのため、本発明の自己整合型位相シフトマスクでは、第１透過部１６と第２透過部１７とを通過した透過光の位相差は、１８０度反転して、さらに第２透過部１７と第３透過部１８とを通過した透過光の位相差は、１８０度反転している。

図２は、本発明の自己整合型位相シフトマスクにおける位相シフト効果を説明する部分拡大した側断面である。

図２は、位相シフト効果を説明する部分拡大図であり、図左側の前記第１透過部１６の配置区域の位相シフト用透過膜１４を透過する露光光と、図中央の前記第２透過部１７の配置区域の位相シフト用透過膜１４を透過する露光光と、図右側の前記第３透過部１８の配置区域の半透過膜１２と位相シフト用透過膜１４を透過する露光光との関係が各々位相差を１８０度を持つように、膜厚及び屈折率を調整され層形成されている。すなわち第１透過部と第２透過部とを通過した透過光の位相差は、１８０度反転しており、且つ第２透過部と第３透過部とを通過した透過光の位相差は、１８０度反転している自己整合型位相シフトマスクである。

前記半透過膜の膜厚は、下記の数１の数式
ｄ₁＝λ／｛２×（ｎ₃−１）｝×（２ｍ₁−１） ―――（数１）
ｄ₁ は、半透過膜の膜厚
ｍ₁ は、整数
ｎ₃ は、位相シフト膜の露光波長における屈折率
λは、露光波長
を満たし、該膜厚で半透過膜１２が形成されている。

前記半透過膜１２では、半透過膜の屈折率は、下記の数２の数式
ｎ₁＝（λ／ｄ₁）×ｋ＋１ ―――（数２）
ｄ₁ は、半透過膜の膜厚
ｋは、整数
ｎ₁ は、半透過膜の露光波長における屈折率
λは、露光波長
を満たし、該屈折率の膜材質により形成されている。図２の半透過膜１２と位相シフト用透過膜１４では、同一の膜厚中を透過する間に位相差が１８０度生じるように、所定の屈折率を持つ半透過膜１２で形成された層構成である。

次に、前記遮光膜１３上の位相シフト用透過膜１４の膜厚は、下記の数３の数式
ｄ₃＝λ／４ｎ₃×（２ｍ₂−１） ―――（数３）
ただし、ｎ₂＞ｎ₃ 好ましくは、ｎ₃＝（ｎ₂）^1/2
ｄ₃ は、位相シフト用透過膜の膜厚
ｍ₂ は、整数
ｎ₂ は、遮光膜の露光波長における屈折率
ｎ₃ は、位相シフト膜の露光波長における屈折率
λは、露光波長
を満たし、露光時、発生する反射光が、位相シフト用透過膜１４の表面、又は遮光膜１３の表面で反射し、各々の反射光が干渉し、その強度を弱めるように、所定の膜厚を持つ位相シフト用透過膜１４で形成された層構成である。

図３（ａ）〜（ｃ）及び図４（ｄ）〜（ｇ）は、本発明の自己整合型位相シフトマスクの製造方法を説明する工程の側断面図である。

本発明の自己整合型位相シフトマスクの製造方法を説明する。

図３（ａ）の工程は、透明基板１の一方側の表面から半透過膜層２と、遮光膜層３と、第１レジスト層４とをその順に積層する。

図３（ｂ）の工程は、パターニングした第１レジストをマスクとして、半透過膜層と遮光膜層をエッチングして、第１及び第２透過部のみが欠落したパターンを形成する。

図３（ｃ）の工程は、第１レジストを剥離した後、全面にポジ型フォトレジストの第２レジスト層を形成する。

図４（ｄ）の工程は、透明基板の他方の表面側から、全面露光し、現像して、第１及び第２透過部のみが欠落したパターンをパターニングした第２レジストを形成する。

図４（ｅ）の工程は、パターニングした第２レジストをエッチバックして、第１及び第２透過部と、第３透過部と、第４透過部のみが欠落したパターンをパターニングした第２レジストを形成する。

図４（ｆ）の工程は、パターニングした第２レジストをマスクとして、遮光膜層をエッチングして、第１及び第２及び第３及び第４透過部のみが欠落したパターンを形成する。

図４（ｇ）の工程は、第２レジストを剥離した後、露出した透明基板及び位相シフト膜及び半透過膜及び遮光膜の全面に位相シフト用透過膜を形成する。

本発明の実施例を説明する。

露光波長は、ＡｒＦエキシマレーザ光線を使用した。その波長は、１９３ｎｍである。各々の膜厚は、数１、数２、数３、を用いて算出し、該膜厚及び屈折率に従って、本発明の製造方法を用いて製造した。その算出結果は以下に記す。半透過膜の膜厚（ｄ₁）は、１７２ｎｍである。位相シフト用透過膜の膜厚（ｄ₃）は、９３ｎｍである。

まず、半透過膜は、スパッタ方式を用いて、酸化窒化モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉＯ_xＮ_y）より形成した。酸化窒化モリブデンシリサイドのＡｒＦエキシマレーザ光における屈折率（ｎ₁）は、２．１２で形成した。

次に、遮光膜は、スパッタ方式を用いて、上層に酸化クロム／下層にクロム（ＣｒＯ／Ｃｒ）より形成した。酸化クロムの層のＡｒＦエキシマレーザ光における屈折率（ｎ₂）は２．３５で形成した。

次に、位相シフト用透過膜は、ＣＶＤ法による成膜方法を用いて、シリコン酸化膜（ＳｉＯ₂）より形成した。シリコン酸化膜のＡｒＦエキシマレーザ光における屈折率（ｎ₃）は、１．５６で形成した。

以下に、実施例１の製造方法を説明する。石英ガラスからなる透明基板１の一方側の表面から、１７２ｎｍ膜厚（ｄ₁）の酸化窒化モリブデンシリサイドの半透過膜層と、８５０Ａ膜厚の酸化クロム／下層にクロムの遮光膜層３と、第１レジスト層とをその順に積層する基板を形成した。（図３（ａ）参照）。

次いで、公知のリソグラフィのプロセスを用いて、パターニングした第１レジストをマスクとして、半透過膜層と遮光膜層をエッチングして、第１及び第２透過部のみが欠落した半透過膜及び遮光膜のパターンを形成した。遮光膜のエッチングは、ウエット方式で、硝酸第二セリウムアンモニウムを用いた。半透過膜層のエッチングは、酸素と塩素ガスの混合ガスを用いたＣＤＥ方式を用いた（図３（ｂ）参照）。

次いで、第１レジストを剥離した後、全面にポジ型フォトレジストの第２レジスト層を形成し、透明基板の他方の表面側から、全面露光した後、現像して、第１及び第２透過部のみが欠落したパターンをパターニングした第２レジストを形成する（図４（ｄ）参照）。

次いで、パターニングした第２レジストの第３透過部と、第４透過部をエッチバックして、第１及び第２透過部と、第３透過部と、第４透過部のみが欠落したパターンをパターニングした第２レジストを形成した（図４（ｅ）参照）。

次いで、パターニングした第２レジストをマスクとして、遮光膜層のみをエッチングして、第１及び第２及び第３及び第４透過部のみが欠落した遮光膜のパターンを形成した。遮光膜のエッチングは、ウエット方式で、硝酸第二セリウムアンモニウムを用いた。（図４（ｆ）参照）。

次いで、第２レジストを剥離した後、露出した透明基板及び半透過膜及び遮光膜の全面に、９３ｎｍ膜厚のシリコン酸化膜の位相シフト用透過膜をＣＶＤ方式を用いて形成し、
実施例１の自己整合型位相シフトマスクを作製した（図４（ｇ）参照）。

本発明の自己整合型位相シフトマスクの説明図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、側断面図である。 本発明の自己整合型位相シフトマスクにおける位相シフト効果を説明する部分拡大した側断面である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の自己整合型位相シフトマスクの製造方法を説明する工程の側断面図である。 （ｄ）〜（ｇ）は、本発明の自己整合型位相シフトマスクの製造方法を説明する工程の側断面図である。 従来の自己整合型位相シフトマスクの説明図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、側断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、従来の自己整合型位相シフトマスクの製造方法を説明する工程の側断面図である。

符号の説明

１…透明基板
２…半透過膜
２ａ…半透過膜パターン
３…遮光膜
３ａ…遮光膜パターン
４…電子線レジスト
５…レジスト
５ａ…レジストパターン
５ｂ…レジストパターン
７…位相シフト用透過膜
１１…透明基板
１２…半透過膜
１３…遮光膜
１４…位相シフト用透過膜
１５…遮光部
１６…第１透過部
１７…第２透過部（位相シフト部）
１８…第３透過部
４１…透明基板
４２…遮光膜
４３…位相シフト膜
４４…遮光部
４５…第１透過部
４６…第２透過部（位相シフト部）
５１…透明基板
５２…Ｃｒパターン
５３…レジストパターン
５４…ＳｉＯ₂膜

Claims (4)

1. 透明基板上に第１透過部と、第２透過部と、第３透過部と、遮光部とを設けてなる自己整合型位相シフトマスクにおいて、
   透明基板の片側に、第１透過部が形成され、該第１透過部の外周部に第２透過部が形成され、該第２透過部の外周部に第３透過部が形成され、該第３透過部の外周部の周囲は、遮光部が形成された配置構造をしており、前記遮光部の配置区域は、透明基板の表面から、半透過膜と、遮光膜と、位相シフト用透過膜とを順次積層した層構成であり、
   前記第１透過部の配置区域は、透明基板の表面から、位相シフト用透過膜を積層した層構成であり、
   前記第２透過部の配置区域は、透明基板の表面から、位相シフト用透過膜を積層した層構成であり、
   前記第３透過部の配置区域は、透明基板の表面から、半透過膜と、位相シフト用透過膜とを順次積層した層構成からなり、
   前記第２透過部の配置区域の位相シフト用透過膜を積層した透過膜からなる位相シフト膜の膜厚が、前記第１透過部の配置区域の位相シフト用透過膜を積層した透過膜からなる位相シフト膜の膜厚より厚く、
   前記第３透過部の配置区域の位相シフト用透過膜の膜厚が、前記第１透過部の配置区域の位相シフト用透過膜からなる位相シフト膜の膜厚に等しく、
   第１透過部と第２透過部とを通過した透過光の位相差は、１８０度反転しており、且つ第２透過部と第３透過部とを通過した透過光の位相差は、１８０度反転していることを特徴とする自己整合型位相シフトマスク。
2. 前記半透過膜の膜厚は、下記の数１の数式
   ｄ₁＝λ／｛２×（ｎ₃−１）｝×（２ｍ₁−１） ―――（数１）
   ｄ₁ は、半透過膜の膜厚
   ｍ₁ は、整数
   ｎ₃ は、位相シフト膜の露光波長における屈折率
   λは、露光波長
   を満たし、且つ半透過膜の屈折率は、下記の数２の数式
   ｎ₁＝（λ／ｄ₁）×ｋ＋１ ―――（数２）
   ｄ₁ は、半透過膜の膜厚
   ｋは、整数
   ｎ₁ は、半透過膜の露光波長における屈折率
   λは、露光波長
   を満たすことを特徴とする請求項１記載の自己整合型位相シフトマスク。
3. 前記遮光膜上の位相シフト用透過膜の膜厚は、下記の数３の数式
   ｄ₃＝λ／４ｎ₃×（２ｍ₂−１） ―――（数３）
   ただし、ｎ₂＞ｎ₃ 好ましくは、ｎ₃＝（ｎ₂）^1/2
   ｄ₃ は、位相シフト用透過膜の膜厚
   ｍ₂ は、整数
   ｎ₂ は、遮光膜の露光波長における屈折率
   ｎ₃ は、位相シフト膜の露光波長における屈折率
   λは、露光波長
   を満たすことを特徴とする請求項１、又は２記載の自己整合型位相シフトマスク。
4. 自己整合型位相シフトマスクの製造方法において、前記請求項１乃至３のいずれか１項記載の自己整合型位相シフトマスクの製造方法であって、少なくとも下記の製造工程を含む構成により自己整合型位相シフトマスクを製造することを特徴とする自己整合型位相シ
   フトマスクの製造方法。
   （ａ）透明基板の一方側の表面から半透過膜層と、遮光膜層と、第１レジスト層とをその順に積層する工程。
   （ｂ）パターニングした第１レジストをマスクとして、半透過膜層と遮光膜層をエッチングして、第１及び第２透過部のみが欠落したパターンを形成する工程。
   （ｃ）第１レジストを剥離した後、全面にポジ型フォトレジストの第２レジスト層を形成する工程。
   （ｄ）透明基板の他方側の表面から、全面露光し、現像して、第１及び第２透過部のみが欠落したパターンをパターニングした第２レジストを形成する工程。
   （ｅ）パターニングした第２レジストをエッチバックして、第１及び第２透過部と、第３透過部と、第４透過部のみが欠落したパターンをパターニングした第２レジストを形成する工程。
   （ｆ）パターニングした第２レジストをマスクとして、遮光膜層をエッチングして、第１及び第２及び第３及び第４透過部のみが欠落したパターンを形成する工程。
   （ｇ）第２レジストを剥離した後、露出した透明基板及び位相シフト膜及び半透過膜及び遮光膜の全面に位相シフト用透過膜を形成する工程。

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