JP3064769B2

JP3064769B2 - 位相シフトマスクおよびその製造方法ならびにその位相シフトマスクを用いた露光方法

Info

Publication number: JP3064769B2
Application number: JP28532793A
Authority: JP
Inventors: 昭彦悳; 良一小林; 信行吉岡; 順二宮崎; 弥一郎渡壁
Original assignee: Ulvac Coating Corp; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Ulvac Coating Corp; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-11-21
Filing date: 1993-11-15
Publication date: 2000-07-12
Anticipated expiration: 2015-07-12
Also published as: KR940012486A; KR0130740B1; US5474864A; US5629114A; US5691090A; DE4339481A1; DE4339481C2; JPH07140635A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、位相シフトマスクに
関し、特に、露光波長の光を減衰させる減衰型の位相シ
フトマスクの構造およびその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体集積回路における高集積化
および微細化には目ざましいものがある。それに伴い、
半導体基板（以下、単にウェハと称す）上に形成される
回路パターンの微細化も急速に進んできている。

【０００３】中でも、フォトリソグラフィ技術が、パタ
ーン形成における基本技術として広く認識されるところ
である。よって、今日までに種々の開発、改良がなされ
てきている。しかし、パターンの微細化は止まるところ
をしらず、パターンの解像度向上への要求もさらに強い
ものとなってきている。

【０００４】一般に、縮小露光方法を用いたフォトリソ
グラフィ技術における解像限界Ｒ（ｎｍ）は、Ｒ＝ｋ₁・λ／（ＮＡ）…（１）と表わされる。ここで、λは使用する光の波長（ｎ
ｍ）、ＮＡはレンズの開口数、ｋ₁はレジストプロセス
に依存する定数である。

【０００５】上式からわかるように、解像限界の向上を
図るためには、ｋ₁とλとの値は小さくし、ＮＡの値は
大きくすればよい。つまり、レジストプロセスに依存す
る定数を小さくするとともに、短波長化や高ＮＡ化を進
めればよいのである。

【０００６】しかし、光源やレンズの改良は技術的に難
しく、また短波長化および高ＮＡ化を進めることによっ
て、光の焦点深度δ（δ＝ｋ₂・λ／（ＮＡ）²）が浅
くなり、かえって解像度の低下を招くといった問題も生
じてくる。

【０００７】ここで、図３１（ａ），（ｂ），（ｃ）を
参照して、従来のフォトマスクを使用したときのマスク
断面、マスク上の電場およびウェハ上の光強度について
説明する。

【０００８】まず、図３１（ａ）を参照して、マスク断
面の構造について説明する。ガラス基板１上には、クロ
ムなどからなる金属マスクパターン２が形成されてい
る。

【０００９】次に、図３１（ｂ）を参照して、マスク上
の電場は、マスクパターンに沿った電場となる。しか
し、図３１（ｃ）を参照して、ウェハ上の光強度は、微
細なパターンの転写の場合隣合ったパターン像において
は、マスクを透過した光が、光の回折現象および干渉効
果により光の重なり合う部分において、互いに強め合う
ことになる。この結果、ウェハ上の光強度の差が小さく
なってしまい、解像度が低下するといった問題点があっ
た。

【００１０】これを解決するフォトマスクとして、たと
えば特開昭５７−６２０５２号公報および特開昭５８−
１７３７４４号公報により、位相シフトマスクによる位
相シフト露光法が提案されている。

【００１１】ここで、図３２（ａ），（ｂ），（ｃ）を
参照して、特開昭５８−１７３７４４号公報に開示され
た位相シフトマスクによる位相シフト露光法について説
明する。

【００１２】図３２（ａ）は位相シフトマスクの断面を
示している。図３２（ｂ）は、マスク上の電場を示して
いる。図３２（ｃ）は、ウェハ上の光強度が示されてい
る。

【００１３】まず、図３２（ａ）を参照して、、ガラス
基板１上に形成されたクロムマスクパターン２の開口部
には、１つおきにシリコン酸化膜などの透明絶縁膜より
なる位相シフタ６を設けることにより位相シフトマスク
を形成している。

【００１４】次に、図３２（ｂ）を参照して、この位相
シフトマスクを透過した光によるマスク上の電場は、そ
の位相が交互に１８０°反転して構成されている。その
ため、隣合ったパターン像においては、位相シフトマス
クを透過した光は重なり合う光の位相が反転する。

【００１５】したがって、光の干渉効果により、光の重
なり合う部分において互いに打ち消しあうことになる。
この結果、図３２（ｃ）に示すように、ウェハ上の光強
度の差は十分となり、解像度の向上を図ることが可能と
なる。

【００１６】しかし、上記位相シフトマスクは、ライン
・アンド・スペースなどの周期的なパターンに対しては
非常に有効ではあるが、パターンが複雑な場合には、位
相シフタの配置等が非常に困難となり、任意のパターン
には設定できないという問題点があった。

【００１７】そこで、さらに上記問題点を解決する位相
シフトマスクとして、たとえば、「ＪＪＡＰＳｅｒｉ
ｅｓ５Ｐｒｏｃ．ｏｆ１９９１Ｉｎｔｅｒｎ．Ｍ
ｉｃｒｏＰｒｏｃｅｓｓＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｐ
ｐ．３−９」および「特開平４−１３６８５４号公報」
において、減衰型の位相シフトマスクが開示されてい
る。以下、特開平４−１３６８５４号公報に開示され
た、減衰型の位相シフトマスクについて説明する。

【００１８】図３３を参照して、図３３（ａ）は、上記
減衰型の位相シフトマスクの断面図を示す図である。図
３３（ｂ）はマスク上の電場を示す図である。図３３
（ｃ）はウェハ上の光強度を示す図である。

【００１９】まず、図３３（ａ）を参照して、位相シフ
トマスク１００の構造は、露光光を透過する石英基板１
と、この石英基板１の主表面上に形成された、上記主表
面を露出する第１の光透過部１０と、透過する露光光の
位相を前記第１の光透過部１０を透過する露光光の位相
に対して１８０°変換する第２の光透過部２０とを含む
所定の露光パターンを有する位相シフトパターン３０と
を備えている。

【００２０】また、上述した第２の光透過部２０は、露
光光に対する透過率は５〜４０％のクロム層２と、透過
光との位相差が１８０°となるシフタ層３との２層構造
となっている。

【００２１】上記構造よりなる位相シフトマスク１００
を通過する露光光のマスク上の電場は、図３３（ｂ）に
示すようになる。よって、ウェハ上の光強度は、図３３
（ｃ）に示すように露光パターンのエッジで位相が反転
する。

【００２２】したがって、露光パターンのエッジでの光
強度が図に示すように必ず０となり、露光パターンの光
透過部１０と位相シフタ部２０との電場の差は十分とな
り、高い解像度を得ることが可能となる。

【００２３】なお、上述した第２の光透過部２０の露光
光に対する透過率を５〜４０％としたのは、リソグラフ
ィーにおいて適正な露光量とするために、図３４に示す
ように、透過率によってレジスト膜の現像後の膜厚を調
整するためである。

【００２４】次に、上記位相シフトマスク１００の製造
方法について説明する。図３５〜図３９は、図３３に示
す位相シフトマスク１００の断面に従った製造工程を示
す断面構造図である。

【００２５】まず、図３５を参照して、ガラス基板１の
上に、露光光に対する透過率が５〜４０％、膜厚５０〜
２００Å程度のクロム膜２を形成する。その後、このク
ロム膜２の上に、透過する露光光の位相が１８０°変換
する膜厚３０００〜４０００Å程のを有するＳｉＯ₂膜
３を形成する。その後、このＳｉＯ₂膜３の上に、電子
ビーム用レジスト膜５を形成する。

【００２６】次に、図３６を参照して、電子ビーム用レ
ジスト膜５の所定箇所に、電子ビームを露光して、現像
することにより、所望のパターンを有するレジスト膜５
を形成する。

【００２７】次に、図３７を参照して、レジスト膜５を
マスクとして、ＣＨＦ₃系のガスを用いてＳｉＯ₂膜を
エッチングする。その後、図３８を参照して、再びレジ
スト膜５およびＳｉＯ₂膜３をマスクとして、ウェット
エッチングによりクロム膜２のエッチングを行なう。

【００２８】次に、図３９を参照して、レジスト膜５を
除去することにより、位相シフトマスク１００が完成す
る。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術においては、第２の光透過部２０の構成は、透過
率を制御するクロム膜２と位相差を制御するＳｉＯ₂膜
３との２層構造となっている。このために、クロム膜を
形成するための装置およびその工程と、ＳｉＯ₂膜を形
成するための装置およびその工程が必要となる。

【００３０】また、クロム膜とＳｉＯ₂膜のエッチング
時においても、それぞれ別々のエッチング剤を用いてエ
ッチングを行なわなければならず、したがって、プロセ
スが多工程となるために、欠陥の発生する確率やパター
ン寸法の加工誤差を含む確率が高くなるといった問題点
を有している。

【００３１】また、図４０を参照して、位相シフトマス
クのパターンに、残り欠陥（黒欠陥）５０やピンホール
欠陥（白欠陥）５１が生じた場合、これらの欠陥を修正
するために、クロム膜とＳｉＯ₂膜との各膜に適応可能
な修正方法が必要となる。そのために、従来の修正方法
を用いることができないという問題点もあった。

【００３２】さらに、図４０を参照して、上述した位相
シフトマスク１００を用いた露光方法によれば、位相シ
フトマスク１００の第２の光透過部２０の膜厚は３０５
０Å〜４２００Å程度と比較的厚いものとなる。したが
って、露光光源からの露光光のうち、図に示すように傾
いた成分を有する露光光は、位相シフトマスク１００の
第２の光透過部２０を透過しても、確実には位相差が１
８０°変換されず、位相差が異なった成分を有する露光
光が生じてしまうという問題点があった。

【００３３】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたもので、位相シフトマスクの製造時のプロセス
の低減を図り、高品質の位相シフトマスクおよびその製
造方法を提供することを目的とする。

【００３４】さらに、この発明は、位相シフトマスクを
用いた露光方法において、半導体装置の製造工程におけ
る露光不良の改善を図り、歩留りの向上を図ることを可
能とした位相シフトマスクを用いた露光方法を提供する
ことを目的とする。

【００３５】さらに、この発明は、位相シフトマスクの
製造時のプロセスの低減を図り、高品質の位相シフトマ
スクを提供することのできる位相シフタ膜およびその製
造方法を提供することを目的とする。

【００３６】さらに、この発明は、位相シフトマスクの
製造時のプロセスの低減を図り、高品質の位相シフトマ
スクを提供することのできる位相シフトマスク用ブラン
クスおよびその製造方法を提供することを目的とする。

【００３７】

【課題を解決するための手段】この発明に基づいた位相
シフトマスクにおいては、露光光を透過する基板と、こ
の基板の主表面上に形成された位相シフトパターンとを
備えている。また、上記位相シフトパターンを、上記基
板が露出する第１の光透過部と、透過する露光光の位相
と透過率とが、上記第１の光透過部を透過する露光光の
位相に対して１８０°変換し、かつ、透過率が５〜４０
％であり、金属の酸化物、金属の酸化窒化物、金属シリ
サイドの酸化物または金属シリサイドの酸化窒化物の単
一の材料からなる第２の光透過部とを有している。

【００３８】さらに好ましくは、上記第２の光透過部
は、モリブデンシリサイドの酸化物またはモリブデンシ
リサイドの酸化窒化物からなる群より選択される１種類
の材料から構成されている。

【００３９】さらに好ましくは、上記第２の光透過部の
透過率は、上記第２の光透過部に含有される酸素または
窒素により制御され、位相差は、膜厚によって制御され
ている。

【００４０】次に、この発明に基づいた位相シフトマス
クの製造方法においては、以下の工程を備えている。

【００４１】まず、露光光を透過する基板の上に、透過
する露光光の位相を１８０°変換し、かつ５〜４０％の
透過率を有する所定厚さの位相シフタ膜がスパッタリン
グ法を用いて形成される。その後、この位相シフタ膜の
上に、所定のパターンを有するレジスト膜が形成され
る。

【００４２】次に、このレジスト膜をマスクとして、ド
ライエッチング法により、上記位相シフタ膜のエッチン
グが行なわれ、上記基板が露出してなる第１の光透過部
と前記位相シフタ膜からなる第２の光透過部が形成され
る。

【００４３】さらに好ましくは、上記位相シフタ膜を形
成する工程は、モリブデンシリサイドのターゲットを用
い、アルゴンと酸素との混合ガス雰囲気中で、モリブデ
ンシリサイド酸化物の膜が形成される工程を含んでい
る。

【００４４】さらに好ましくは、上記混合ガスの各成分
が占める体積百分率は、アルゴンガスが７６％〜９２％
の範囲であり、残りが酸素ガスである。

【００４５】さらに好ましくは、上記位相シフタ膜を形
成する工程は、モリブデンシリサイドのターゲットを用
い、アルゴンガス、酸素ガスおよび窒素ガスの混合ガス
雰囲気中で、モリブデンシリサイド酸化窒化物の膜が形
成される工程を含んでいる。

【００４６】さらに好ましくは、上記混合ガスの各成分
を占める体積百分率の範囲は、アルゴンガスが６５％〜
７９％、酸素ガスが８％〜２４％、窒素ガスが３％〜２
０％である。

【００４７】

【００４８】さらに好ましくは、上記位相シフタ膜を形
成する工程は、クロムのターゲットを用い、アルゴンガ
スが４８％〜９０％、酸素が１％〜３９％、窒素が６％
〜１４％である混合ガス雰囲気中で、クロムの酸化窒化
物の膜が形成される工程を含んでいる。

【００４９】さらに好ましくは、上記位相シフタ膜を形
成する工程は、クロムのターゲットを用い、アルゴンガ
スが８２％〜８７％の範囲であり、残りが一酸化窒素で
ある混合ガス雰囲気中で、クロム酸化窒化物の膜が形成
される工程を含んでいる。

【００５０】さらに好ましくは、上記位相シフタ膜を形
成する工程は、クロムのターゲットを用い、アルゴンガ
スが７８％〜８８％、酸素が２％〜１３％、メタンが８
〜１０％である混合ガス雰囲気中で、クロム酸化窒化炭
化物の膜が形成される工程を含んでいる。

【００５１】さらに好ましくは、上記位相シフトマスク
を形成する工程には、上記位相シフタ膜を形成する工程
と上記レジスト膜を形成する工程との間にスパッタリン
グ法によりモリブデン膜からなる帯電防止膜が形成され
る工程を含んでいる。

【００５２】さらに好ましくは、上記帯電防止膜を形成
する工程は、上記位相シフタ膜を形成する工程と上記レ
ジスト膜を形成する工程との間にスパッタリング法によ
り、クロム膜が形成される。

【００５３】さらに好ましくは、上記位相シフタ膜のエ
ッチングを行なう工程は、フッ化炭素と酸素との混合ガ
スを用いてドライエッチング法により行なわれる。

【００５４】さらに好ましくは、上記位相シフタ膜のエ
ッチングを行なう工程は、塩化メチレンと酸素との混合
ガス、塩素と酸素との混合ガスおよび塩素ガスからなる
群より選択される１種類のガスを用いてドライエッチン
グ法により行なわれる。

【００５５】さらに好ましくは、上記位相シフタ膜を形
成する工程は、位相シフタ膜をスパッタリング法を用い
て形成した後に、２００℃以上の加熱処理を行なう工程
を含んでいる。

【００５６】次に、この発明に基づいた位相シフトマス
クを用いた露光方法においては、以下の工程を備えてい
る。

【００５７】まず、パターン形成層の上にレジスト膜が
塗布される。その後、上記レジスト膜を、露光光を透過
する基板の上に形成された上記基板が露出する第１の光
透過部と、透過する露光光の位相と透過率とが、上記第
１の光透過部を透過する露光光の位相に対して１８０°
変換し、かつ、透過率が５〜４０％であり、単一の材料
からなる第２の光透過部とを有する位相シフトパターン
を備えた位相シフトマスクを用いて露光する工程とを備
えている。

【００５８】次に、この発明に基づいた位相シフタ膜に
おいては、露光光を透過する基板の上に成膜された状態
において、透過する露光光の位相と透過率とが、前記基
板のみを透過する露光光の位相に対して１８０°変換
し、かつ、透過率が５％〜４０％であり、金属シリサイ
ドの酸化物または金属シリサイドの酸化窒化物の単一の
材料から形成されている。

【００５９】また、好ましくは、上記単一の材料は、モ
リブデンシリサイドの酸化物またはモリブデンシリサイ
ドの酸化窒化物から形成されている。

【００６０】次に、この発明に基づいた位相シフタ膜の
製造方法においては、以下の工程を備えている。

【００６１】まず、スパッタリング法を用いて、露光光
を透過する基板の主表面上に、透過する露光光の位相を
１８０°変換し、かつ５％〜４０％の透過率を有し、所
定厚さの位相シフタ膜を形成する位相シフタ膜の製造方
法であって、モリブデンシリサイドのターゲットを用
い、アルゴンと酸素との混合ガス雰囲気中で、モリブデ
ンシリサイド酸化物の膜からなる位相シフタ膜が形成さ
れる。

【００６２】また、好ましくは、上記混合ガスの各成分
が占める体積百分率の範囲は、アルゴンが７６％〜９２
％の範囲であり、残りが酸素である。

【００６３】次に、この発明に基づいた位相シフタ膜の
製造方法の他の局面においては、スパッタリング法を用
いて、露光光を透過する基板の主表面上に、透過する露
光光の位相を１８０°変換し、かつ５％〜４０％の透過
率を有する所定厚さの位相シフタ膜を形成する位相シフ
タ膜の製造方法であって、モリブデンシリサイドのター
ゲットを用い、アルゴン、酸素および窒素の混合ガス雰
囲気中で、モリブデンシリサイド酸化窒化物の膜からな
る位相シフタ膜が形成される。

【００６４】さらに、好ましくは、上記混合ガスの各成
分の占める体積百分率の範囲は、アルゴンが６５％〜７
９％、酸素が８％〜２４％、窒素が３％〜２０％であ
る。

【００６５】

【００６６】次に、この発明に基づいた位相シフタ膜の
製造方法のさらに他の局面においては、スパッタリング
法を用いて、露光光を透過する基板の主表面上に、透過
する露光光の位相を１８０°変換し、かつ５％〜４０％
の透過率を有する所定厚さの位相シフタ膜を形成する位
相シフタ膜の製造方法であって、クロムのターゲットを
用い、アルゴンが４８％〜９０％、酸素が１％〜３９
％、窒素が６％〜１４％である混合ガス雰囲気中で、ク
ロム酸化窒化物の膜からなる位相シフタ膜が形成され
る。

【００６７】次に、この発明に基づいた位相シフタ膜の
製造方法のさらに他の局面においては、スパッタリング
法を用いて、露光光を透過する基板の主表面上に、透過
する露光光の位相を１８０°変換し、かつ５％〜４０％
の透過率を有する所定厚さの位相シフタ膜を形成する位
相シフタ膜の製造方法であって、クロムのターゲットを
用い、アルゴンが８２％〜８７％、残りが一酸化窒素で
ある混合ガス雰囲気中で、クロム酸化窒化物の膜からな
る位相シフタ膜が形成される。

【００６８】次に、この発明に基づいた位相シフタ膜の
製造方法においては、スパッタリング法を用いて、露光
光を透過する基板の主表面上に、透過する露光光の位相
を１８０°変換し、かつ５％〜４０％の透過率を有する
所定厚さの位相シフタ膜を形成する位相シフタ膜の製造
方法であって、クロムのターゲットを用い、アルゴンが
７８％〜８８％、酸素が２％〜１３％、メタンが８％〜
１０％の混合ガス雰囲気中で、クロム酸化窒化炭化物の
膜からなる位相シフタ膜が形成される。

【００６９】次に、この発明に基づいた位相シフトマス
ク用ブランクスにおいては、露光光を透過する基板と、
この基板の主表面上に形成された位相シフタ膜と、を備
えた位相シフトマスク用ブランクスであって、上記位相
シフタ膜は、上記位相シフトマスク用ブランクスを透過
する露光光の位相と透過率とが、上記基板のみを透過す
る露光光の位相に対して１８０°変換し、かつ、透過率
が５％〜４０％であり、金属シリサイドの酸化物または
金属シリサイドの酸化窒化物の単一の材料から形成され
ている。

【００７０】また、好ましくは、上記位相シフトマスク
用ブランクスは、上記基板の上に、モリブデン膜からな
る帯電防止膜をさらに備えている。

【００７１】また、好ましくは、上記単一の材料は、モ
リブデンシリサイドの酸化物またはモリブデンシリサイ
ドの酸化窒化物から形成されている。

【００７２】また、好ましくは、上記位相シフトマスク
用ブランクスは、上記基板の上に、クロム膜からなる帯
電防止膜をさらに備えている。

【００７３】また、好ましくは、上記位相シフトマスク
用ブランクスは、上記基板の上に、レジスト膜をさらに
備えている。

【００７４】次に、この発明にもとづいた位相シフトマ
スク用ブランクスの製造方法においては、スパッタリン
グ法を用いて、露光光を透過する基板の主表面上に、透
過する露光光の位相を１８０°変換し、かつ５％〜４０
％の透過率を有する所定厚さの位相シフタ膜を有する位
相シフトマスク用ブランクスの製造方法であって、モリ
ブデンシリサイドの用い、アルゴンと酸素との混合ガス
雰囲気中で、モリブデンシリサイド酸化物の膜からなる
位相シフタ膜が形成される。

【００７５】また好ましくは、上記混合ガスの各成分が
占める体積百分率の範囲は、アルゴンが７６％〜９２％
の範囲であり、残りが酸素である。

【００７６】次に、この発明に基づいた位相シフトマス
ク用ブランクスの製造方法の他の局面においては、スパ
ッタリング法を用いて、露光光を透過する基板の主表面
上に、透過する露光光の位相を１８０°変換し、かつ５
％〜４０％の透過率を有する所定厚さの位相シフタ膜を
有する位相シフトマスク用ブランクスの製造方法であっ
て、モリブデンシリサイドのターゲットを用い、アルゴ
ン、酸素および窒素との混合ガス雰囲気中で、モリブデ
ンシリサイド酸化窒化物の膜からなる位相シフタ膜が形
成される。

【００７７】また好ましくは、上記混合ガスの各成分が
占める体積百分率の範囲は、アルゴンが６５％〜７９
％、酸素が８％〜２４％、窒素が３％〜２０％である。

【００７８】

【００７９】次に、この発明に基づいた位相シフトマス
ク用ブランクスの製造方法のさらに他の局面において
は、スパッタリング法を用いて、露光光を透過する基板
の主表面上に、透過する露光光の位相を１８０°変換
し、かつ５％〜４０％の透過率を有する所定厚さの位相
シフタ膜を有する位相シフトマスク用ブランクスの製造
方法であって、クロムのターゲットを用い、アルゴンが
４８％〜９０％、酸素が１％〜３９％、窒素が６％〜１
４％である混合ガス雰囲気中で、クロム酸化窒化物の膜
からなる位相シフタ膜が形成される。

【００８０】次に、この発明に基づいた位相シフトマス
ク用ブランクスの製造方法のさらに他の局面において
は、スパッタリング法を用いて、露光光を透過する基板
の主表面上に、透過する露光光の位相を１８０°変換
し、かつ５％〜４０％の透過率を有する所定厚さの位相
シフタ膜を有する位相シフトマスク用ブランクスの製造
方法であって、クロムのターゲットを用い、アルゴンが
８２％〜８７％、残りが一酸化窒素である混合ガス雰囲
気中で、クロム酸化窒化物の膜からなる位相シフタ膜が
形成される。

【００８１】次に、この発明に基づいた位相シフトマス
ク用ブランクスの製造方法のさらに他の局面において
は、スパッタリング法を用いて、露光光を透過する基板
の主表面上に、透過する露光光の位相を１８０°変換
し、かつ５％〜４０％の透過率を有する所定厚さの位相
シフタ膜を有する位相シフトマスク用ブランクスの製造
方法であって、クロムのターゲットを用い、アルゴンが
７８％〜８８％、酸素が２％〜１３％、メタンが８％〜
１０％の混合ガス雰囲気中で、クロム酸化窒化炭化物の
膜からなる位相シフタ膜が形成される。

【００８２】

【作用】以上、この発明に基づいた位相シフトマスクお
よびその製造方法、位相シフトマスクを用いた露光方
法、位相シフトマスク用ブランクスおよびその製造方法
によれば、第２の光透過部が単一材料の膜のみから構成
されている。

【００８３】また、位相シフタの製造工程においては、
露光光を透過する基板の上に、スパッタリング法を用い
て所定の単一材料の膜を形成し、その後、所定のエッチ
ングを行なうことにより、第２の光透過部の形成が行な
われる。

【００８４】これにより、従来のスパッタリング装置を
用いて位相シフタ部を形成することが可能であり、ま
た、エッチング工程においても、単一のエッチング剤を
用いることで、位相シフタ部をエッチングすることが可
能となる。

【００８５】その結果、従来に比べて、その製造工程が
位相シフタ膜の形成工程および位相シフタ膜のエッチン
グ工程がそれぞれ１回で済み、欠陥の発生する確率およ
びパターン寸法の加工誤差が生じる確率を低下させるこ
とが可能となり、高品質の位相シフトマスクを提供する
ことが可能となる。

【００８６】また、欠陥部分の修正も、第２の光透過部
が単一材料の膜であるために、従来の方法を用いて容易
に行なうことができる。

【００８７】次に、この発明に基づいた位相シフトマス
クを用いた露光方法によれば、第１の光透過部が単一材
料の膜からなる位相シフトマスクを用いている。これに
より、第２の光透過部の膜厚は１５００Å〜２０００Å
程度と薄く形成することができ、露光光に含まれる斜め
成分の露光光に対しても、１８０°の位相差を与えるこ
とが可能となる。したがって、位相シフトマスクの第２
の光透過部を透過した後の露光光の位相差が均一とな
り、露光不良の発生を防止することが可能となる。その
結果、半導体装置の製造工程における歩留りの向上を図
ることが可能となる。

【００８８】

【実施例】以下、この発明に基づいた第１の実施例につ
いて説明する。

【００８９】まず、図１を参照して、この実施例におけ
る位相シフトマスクの構造について説明する。この位相
シフトマスク２００は、露光光を透過する石英基板１
と、この石英基板１の主表面上に形成された位相シフト
パターン３０とを備えている。この位相シフトパターン
３０は、前記石英基板１が露出する第１の光透過部１０
と、透過する露光光の位相と透過率とが、上記第１の光
透過部１０を透過する露光光の位相に対して１８０°変
換し、かつ、透過率が５〜４０％であり、単一の材料か
らなる第２の光透過部４とから構成されている。

【００９０】次に、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照
して、上記構造よりなる位相シフトマスク２００を通過
する露光光のマスク上の電場およびウェハ上の光強度に
ついて説明する。

【００９１】図２（ａ）を参照して、上述した位相シフ
トマスク２００の断面図である。図２（ｂ）を参照し
て、マスク上の電場は、露光パターンのエッジで位相が
反転しているために、露光パターンのエッジ部での電場
が必ず０となる。よって、図２（ｃ）を参照して、露光
パターンの光透過部１０と位相シフタ部４とのウェハ上
における電場の差が十分となり高い解像度を得ることが
可能となる。

【００９２】ここで、第２の光透過部４の透過率を５〜
４０％としたのは、従来技術と同様に、透過率によって
レジスト膜の現像後の膜厚を調整し、リソグラフィにお
いて、適正な露光量とするためである。

【００９３】次に、第２の実施例として上記位相シフト
マスク２００の製造方法について、位相シフタ膜として
モリブデンシリサイド酸化膜またはモリブデンシリサイ
ド酸化窒化膜を用いた場合について説明する。

【００９４】図３〜図６は、図１に示す位相シフトマス
ク２００の断面に従った製造工程を示す断面構造図であ
る。

【００９５】まず、図３を参照して、石英基板１の上
に、スパッタリング法を用いて、モリブデンシリサイド
酸化膜またはモリブデンシリサイド酸化窒化膜よりなる
位相シフタ膜４を形成する。このように、石英基板１の
上に位相シフタ膜４が形成されたものを位相シフトマス
ク用ブランクスと呼ぶ。

【００９６】その後、この位相シフタ膜４の透過率を安
定させるために、クリーンオーブンなどを用いて２００
℃以上の加熱処理を行なう。

【００９７】これにより、従来位相シフタ膜の成膜のレ
ジスト塗布プロセスなどの加熱処理（約１８０℃）によ
る透過率の変動（０．５〜１．０％）を防止することが
できる。

【００９８】次に、この位相シフタ膜４の上に、電子ビ
ーム用レジスト膜５（日本ゼオン製ＺＥＰ−８１０Ｓ
（登録商標））などを膜厚約５０００Å形成する。その
後、モリブデンシリサイド酸化膜またはモリブデンシリ
サイド酸化窒化膜は導電性を有しないため、電子ビーム
による露光時の帯電を防止するために、帯電防止膜６
（昭和電工製エスペーサ１００（登録商標））などを
約１００Å形成する。

【００９９】次に、図４を参照して、電子ビーム用レジ
スト膜５に、電子ビームを露光し帯電防止膜６を水洗で
除去する。その後、レジスト膜５を現像することによ
り、所定のレジストパターンを有するレジスト膜５を形
成する。

【０１００】次に、図５を参照して、上記レジスト膜５
をマスクとして、位相シフタ膜４のエッチングを行な
う。このときのエッチング装置は、平行平板型のＲＦイ
オンエッチング装置を用い、電極基板間距離を６０ｍ
ｍ、作動圧力０．３Ｔｏｒｒ、反応ガスＣＦ₄＋Ｏ₂を
用いてそれぞれの流量を９５ｓｃｃｍおよび５ｓｃｃｍ
により、エッチング時間約１１分によりエッチングを行
なう。

【０１０１】次に、図６を参照して、レジスト膜５を除
去する。以上により、この実施例における位相シフトマ
スクが完成する。

【０１０２】次に、上述したスパッタリング法を用いた
位相シフタ膜の形成について、以下詳述する。位相シフ
タ膜に要求される条件としては、まず露光光に対する透
過率が５〜４０％の範囲内であること、および露光光の
位相を１８０°変換させることが要求される。

【０１０３】よって，これらの条件を満たす膜として、
本実施例においては上述したように、モリブデンシリサ
イド酸化物およびモリブデンシリサイド酸化窒化物から
なる膜を用いた。

【０１０４】まず、図７を参照して、上記膜を形成する
ためのスパッタリング装置について説明する。

【０１０５】図７に示すスパッタリング装置は、ＤＣマ
グネトロンスパッタリング装置５００の構成を示す概略
図である。

【０１０６】このＤＣマグネトロンスパッタリング装置
５００は、真空槽５０６の内部に、ターゲット５０７
と、マグネット５０８とからなるマグネトロンカソード
５０９が設けられている。

【０１０７】また、ターゲット５０７に、所定の距離を
隔てて対向してアノード５１０が配置され、このアノー
ド５１０のターゲット５０７の対向面上に、たとえば、
２．３ｍｍ厚さ、１２７ｍｍ角の石英基板１が配置され
ている。

【０１０８】さらに、排気管５１２およびガス導入管５
１３が真空槽５０６の所定の位置に設けられている。膜
の形成時においては、ターゲットとして、モリブデンシ
リサイドを用い、成膜時の上記石英基板１の温度は、図
示しないヒータおよび温度制御装置により、６０℃〜１
５０℃に保持されている。

【０１０９】このような状態において、ガス導入管５１
３からスパッタガスとしてのアルゴンと、反応ガスとし
ての酸素および窒素との混合ガスを所定の割合で導入
し、真空層５０６内の圧力を所定の値に保持し、両電極
間に直流電圧をかける。

【０１１０】本実施例においては、この位相シフタ膜の
成膜において、種々のケースのモリブデンシリサイド酸
化物およびモリブデンシリサイド酸化窒化物からなる位
相シフタ膜を形成した。

【０１１１】表１は、上記スパッタ条件の下で、混合ガ
スの流量比を種々設定した場合の各ケースにおける真空
層５０６内の圧力、堆積速度および膜質を示すものであ
り、ケースＭ−１〜Ｍ−７、Ｍ−１４〜Ｍ−１５はモリ
ブデンシリサイド酸化窒化物の位相シフタ膜であり、ケ
ースＭ−８〜Ｍ−１３、Ｍ−１６〜Ｍ−１７はモリブデ
ンシリサイド酸化物の位相シフタ膜である。

【０１１２】また、表２〜表４は、露光光として用いら
れるＫｒＦレーザ（λ＝２４８ｎｍ）、ｉ線（λ＝３６
５ｎｍ）およびｇ線（λ＝４３６ｎｍ）に対する各ケー
スにおける透過率、光学定数（ｎ−ｉ・ｋ）のｎ値とｋ
値および位相を１８０°変換させるための膜厚ｄ_Sを示
すグラフである。

【０１１３】上記表２〜表４中において、膜厚ｄ_Sは、
露光光の波長λ、および光学定数のｎ値から、ｄ_S＝λ／２（ｎ−１）…（２）の関係式で求めることかできる。

【０１１４】

【表１】

【０１１５】

【表２】

【０１１６】

【表３】

【０１１７】

【表４】

【０１１８】次に、図８ないし図１０は、表２ないし表
４に示された各ケースのデータをグラフに表したもので
あり、それぞれ横軸に光学定数のｎ値、左縦軸に光学定
数のｋ値、右縦軸に膜厚ｄ_Sが表わされている。

【０１１９】また、図８〜図１０中には、透過率Ｔを示
すグラフを同時に記載している。まず、図８を参照し
て、露光光がＫｒＦレーザの場合、位相シフタ膜として
要求される透過率Ｔが５％〜４０％の範囲内にあるの
は、Ｍ−１、Ｍ−８、Ｍ−１０〜Ｍ−１３、Ｍ−１７で
あることがわかる。

【０１２０】次に、図９を参照して、露光光がｉ線の場
合、位相シフトマスクとして要求される透過率Ｔが５％
〜４０％の範囲内にあるのは、Ｍ−１〜Ｍ−３、Ｍ−
８、Ｍ−１１〜Ｍ−１７であることがわかる。

【０１２１】次に、図１０を参照して、露光光がｇ線の
場合、位相シフタ膜として要求される透過率Ｔが５％〜
４０％の範囲内にあるのは、Ｍ−１〜Ｍ−３、Ｍ−７、
Ｍ−１１〜Ｍ−１７であることがわかる。

【０１２２】以上の結果、位相シフタ膜として用いるこ
とのできるのは、Ｍ−１〜Ｍ−３、Ｍ−７、Ｍ−８、Ｍ
−１１〜Ｍ−１７であることがわかる。

【０１２３】次に、上記各ケースを、ガス流量比の関係
に基づいてグラフにしたものが図１１である。

【０１２４】図１１に示すグラフは、ケースＭ−１〜ケ
ースＭ−１７におけるアルゴン、酸素および窒素の割合
をグラフにしたものである。

【０１２５】三角形の底辺がアルゴンの流量比（％）、
三角形の左側斜辺が酸素の流量比（％）、三角形の右側
斜辺が窒素の流量比（％）を示し、各ケースの混合ガス
のポイントをプロットしたものである。また、図８〜図
１０の上記結果から、位相シフタ膜として用いることが
できるのは、○印、位相シフタ膜として用いることがで
きないものを×印で表している。

【０１２６】この図１１のグラフからもわかるように、
位相シフタ膜として用いることができる場合の混合ガス
の各成分が占める体積百分率は、モリブデンシリサイド
酸化物の膜の場合は、アルゴンが７６％〜９２％酸素が１８％〜２４％であることがわかる。

【０１２７】また、モリブデンシリサイド酸化窒化物の
膜の場合は、アルゴンが６５％〜７９％酸素が８％〜２４％窒素が３％〜２０％であることがわかる。

【０１２８】ここで酸素の上限を３５％としたのは、こ
れ以上、特に酸素の占める割合を５０％以上にすると、
スパッタリング装置の電極に酸化物が堆積して、スパッ
タができなくなるためであり、装置側の制約から規定し
たものである。

【０１２９】以上、この実施例に基づいた位相シフトマ
スクおよびその製造方法によれば、第２の光透過部が４
〜５０％の透過率を有するモリブデンシリサイド酸化物
またはモリブデンシリサイド酸化窒化物からなる膜のみ
から構成されている。

【０１３０】また、その製造工程においては、上述した
モリブデンシリサイド酸化物またはモリブデンシリサイ
ド酸化窒化物からなる膜をスパッタリング法を用いて所
定の膜厚に形成し、その後、所定のエッチングを行なう
ことにより、第２の光透過部を形成している。

【０１３１】その結果、従来のスパッタリング装置を用
いて、位相シフタ膜としての膜を形成し、またエッチン
グ工程も１回となるために、欠陥が発生する確率および
加工寸法の誤差の生じる確率を低下することが可能とな
る。

【０１３２】次に、第３の実施例として上記位相シフト
マスク２００の製造方法について、位相シフタ膜とし
て、クロム酸化膜またはクロム酸化窒化膜またはクロム
酸化窒化炭化膜を用いた場合について説明する。

【０１３３】図１２〜図１５は、図１に示す位相シフト
マスク２００の断面に従った製造工程を示す断面構造図
である。

【０１３４】まず、図１２を参照して、石英基板１の上
に、スパッタリング法を用いて、クロム酸化膜またはク
ロム酸化窒化膜またはクロム酸化窒化炭化物よりなる位
相シフタ膜４を形成する。

【０１３５】次に、この位相シフタ膜４の透過率を安定
させるために、クリーンオーブンなどを用いて約２００
℃以上の加熱処理を行なう。

【０１３６】これにより、従来位相シフタ膜の成膜後の
レジスト塗布プロセスにおける加熱処理（約１８０℃）
による透過率の変動（０．５〜１．０％）を防止するこ
とができる。

【０１３７】次に、この位相シフタ膜４の上に、レジス
ト膜５を膜厚約５０００Å形成する。

【０１３８】次に、図１３を参照して、レジスト膜５
に、ｉ線を露光し、レジスト膜５を現像することによ
り、所定のレジストパターンを有するレジスト膜５を形
成する。

【０１３９】次に、図１４を参照して、上記レジスト膜
５をマスクとして、位相シフタ膜４のエッチングを行な
う。このときのエッチング装置は、平行平板型のＲＦイ
オンエッチング装置を用い、電極基板間距離を１００ｍ
ｍ、作動圧力０．３Ｔｏｒｒ、反応ガスＣＨ₂Ｃｌ₂＋
Ｏ₂を用いてそれぞれの流量を２５ｓｃｃｍおよび７５
ｓｃｃｍにより、エッチング時間約４分によってエッチ
ングを行なう。以上により、この実施例における位相シ
フトマスクが完成する。

【０１４０】次に、上述したスパッタリング法を用いた
位相シフトマスクの形成について以下詳述する。位相シ
フタ膜に要求される条件としては、上述したように、ま
ず露光光に対する透過率が５〜４０％の範囲内であるこ
と、および露光光の位相を１８０°変換させることが要
求される。

【０１４１】したがって、これらの条件を満たす膜とし
て、本実施例においては、上述したように、クロム酸化
物およびクロム酸化窒化物またはクロム酸化窒化炭化物
からなる膜を用いた。

【０１４２】なお、上述する位相シフタ膜を形成するた
めのスパッタリング装置の構造については、図７に示す
スパッタリング装置と同様であるために、ここでの説明
は省略する。

【０１４３】本実施例においては、この位相シフタ膜の
成膜において、種々のケースのクロムの酸化膜およびク
ロム酸化窒化物およびクロム酸化窒化炭化物からなる位
相シフトマスクを形成した。

【０１４４】表５は、上記スパッタ条件の下で、混合ガ
スの流量比を種々設定した場合の各ケースにおける真空
層５０６内の圧力、堆積速度および膜質を示すものであ
り、ケースＣ−１〜Ｃ−１３はクロム酸化物の位相シフ
タ膜であり、ケースＣ−１４〜Ｃ−２６は、クロム酸化
窒化物の位相シフタ膜であり、ケースＣ−２７〜Ｃ−３
０は、クロム酸化窒化炭化物の位相シフタ膜である。

【０１４５】また、表６〜表８は、露光光として用いら
れるＫｒＦレーザ（λ＝２４８ｎｍ）、ｉ線（λ＝３６
５ｎｍ）およびｇ線（λ＝４３６ｎｍ）に対する各ケー
スにおける透過率、光学定数（ｎ−ｉ・ｋ）のｎ値とｋ
値および位相を１８０°変換させるための膜厚ｄ_Sを示
すグラフである。

【０１４６】上記表６〜表８中において、膜厚ｄ_Sは、
露光光の波長λ、および光学定数のｎ値から、ｄ_S＝λ／２（ｎ−１）…（２）の関係式で求めることができる。

【０１４７】

【表５】

【０１４８】

【表６】

【０１４９】

【表７】

【０１５０】

【表８】

【０１５１】次に、図１６および図１７は、表７ないし
表８に示された各ケースのデータをグラフに表したもの
であり、それぞれ横軸に光学定数のｎ値、左縦軸に、光
学定数のｋ値、右縦軸に膜厚ｄ_Sが表されている。

【０１５２】また、図１６と図１７中には、透過率Ｔを
示すグラフを同時に記載している。まず、図１６を参照
して、露光光がｉ線の場合、位相シフトマスクとして要
求される透過率Ｔが、５％〜４０％の範囲内にあるの
は、ケースＣ−１〜Ｃ−１６、Ｃ−１８，Ｃ−２５，Ｃ
−２７，Ｃ−２８，Ｃ−３０であることがわかる。

【０１５３】次に、図１７を参照して、露光光がｇ線の
場合、位相シフトマスクとして要求される透過率Ｔが、
５％〜４０％の範囲内にあるのは、ケースＣ−２〜Ｃ−
１３，Ｃ−１６〜Ｃ−１８，Ｃ−２２，Ｃ−２４，Ｃ−
２８〜Ｃ−３０であることがわかる。

【０１５４】以上の結果、位相シフタ膜として用いるこ
とのできるのは、上述のケースＣ−１〜Ｃ−１８，Ｃ−
２２，Ｃ−２４，Ｃ−２５，ケースＣ−２７〜Ｃ−３０
であることがわかる。

【０１５５】次に、上記各ケースを、混合ガスがＡｒ＋
Ｏ₂，Ａｒ＋Ｏ₂＋Ｎ₂，Ａｒ＋ＮＯ，Ａｒ＋Ｏ₂＋Ｃ
Ｈ₄のガス流量比の関係に基づいてグラフに表したもの
が、図１８ないし図２０である。

【０１５６】図１８に示すグラフは、ケースＣ−１〜Ｃ
−１８におけるアルゴン、酸素および窒素の割合をグラ
フにしたものである。

【０１５７】三角形の底辺がアルゴンの流量比（％）、
三角形の左側斜辺が酸素の流量比（％）、三角形の右側
斜辺が窒素の流量比（％）を示し、各ケースの混合ガス
のポイントをプロットしたものである。

【０１５８】また、図１６および図１７の結果から、位
相シフタ膜として用いることができるものは○印、位相
シフタ膜として用いられないものを×印で表している。

【０１５９】図１８のグラフからもわかるように、位相
シフタ膜として用いることができる場合の混合ガスの各
成分が占める体積百分率は、クロム酸化物の膜の場合
は、アルゴンが３６％〜９７％酸素が３％〜６４％であることがわかる。

【０１６０】また、クロム酸化窒化物の膜の場合は、アルゴンが４８％〜９０％酸素が１％〜３９％窒素が６％〜１４％であることがわかる。

【０１６１】ここで、酸素の上限を３９％としたのは、
これ以上、特に酸素の占める割合を５０％以上にする
と、スパッタリング装置の電極に酸化物が堆積して、ス
パッタができなくなるためであり、装置側の制約から規
定したものである。

【０１６２】次に、図１９に示すグラフは、ケースＣ−
１９〜Ｃ−２６における、アルゴンおよびＮＯの割合を
グラフにしたものである。図１６および図１７の結果か
ら、位相シフトマスクとして用いることができるものは
○印、位相シフタ膜として用いられないものを×印で表
している。

【０１６３】また、図２０に示すグラフは、ケースＣ−
２７〜ケースＣ−３０における、アルゴン、酸素および
メタンの割合をグラフに示したものである。

【０１６４】三角形の底辺がアルゴンの流量比（％）、
三角形の左側斜辺が酸素の流量比（％）、三角形の右側
斜辺がメタンの流量比（％）を示し、各ケースの混合ガ
スのポイントをプロットしたものである。

【０１６５】また、図１６と図１７の結果から、位相シ
フタ膜として用いることができるものは○印、位相シフ
タ膜として用いられないものを×印で表している。

【０１６６】図１９および図２０のグラフからもわかる
ように、位相シフタ膜として用いることができる場合の
混合ガスの各成分が占める体積百分率は、クロム酸化窒
化物の膜の場合は、アルゴンが８２％〜８７％一酸化窒素が１３％〜１８％であることがわかる。

【０１６７】また、クロム酸化窒化炭化物の膜の場合
は、アルゴンが７８％〜８８％酸素が２％〜１３％メタンが８％〜１０％であることがわかる。

【０１６８】以上、この実施例に基づいた位相シフトマ
スクおよびその製造方法によれば、第２の光透過部が４
〜５０％の透過率を有するクロム酸化物またはクロム酸
化窒化物またはクロム酸化窒化炭化物からなる膜のみか
ら構成されている。

【０１６９】また、その製造工程においては、上述した
クロム酸化物またはクロム酸化窒化物またはクロム酸化
窒化炭化物からなる膜をスパッタリング法を用いて、所
定の膜厚に形成し、その後、所定のエッチングを行なう
ことにより、第２の光透過部を形成している。

【０１７０】これにより、従来のスパッタリング装置を
用いて、位相シフタ膜としての膜を形成し、またエッチ
ング工程も１回となるために、欠陥が発生する確率およ
び加工寸法の誤差の生じる確率を低下することが可能と
なる。

【０１７１】なお、上記第２および第３の各実施例にお
いて第２の光透過部としてモリブデンシリサイドの酸化
物、モリブデンシリサイド酸化窒化物、クロム酸化物、
クロム酸化窒化物、またはクロム酸化窒化炭化物からな
る膜としているがこれに限られることなく、金属の酸化
物、金属の窒化物、金属シリサイドの酸化物および金属
シリサイドの酸化窒化物などを用いてもかまわない。

【０１７２】次に、この発明に基づいた第４の実施例に
ついて説明する。この実施例は、位相シフトマスクの製
造工程において、位相シフタ膜の上に電子ビームまたは
レーザ光による露光時の帯電防止のための金属膜を形成
するようにしたものである。

【０１７３】以下、図２１〜図２５を参照して、位相シ
フタ膜製造工程について説明する。図２１〜図２５は、
図１に示す位相シフトマスクの断面構造に対応する断面
構造図である。

【０１７４】まず、図を参照して、石英基板１の上に、
第２の実施例または第３の実施例と同様にモリブデンシ
リサイドの酸化膜、モリブデンシリサイドの酸化窒化
物、クロム酸化物、クロム酸化窒化物、またはクロム酸
化窒化炭化物からなる位相シフタ膜４を形成する。

【０１７５】その後、この位相シフタ膜４の上に、膜厚
約１００〜５００Å程度の帯電防止膜６を形成する。こ
の帯電防止膜６の膜質としては、位相シフタ膜の膜質
が、Ｍｏ系の場合はモリブデン膜を形成する。また、位
相シフタ膜４の膜質がＣｒ系の場合はクロム膜を形成す
る。

【０１７６】これは、上述した方法によって形成され
る、モリブデンシリサイドの酸化物、モリブデンシリサ
イドの酸化窒化物、クロム酸化物、クロム酸化窒化物、
クロム酸化窒化炭化物からなる位相シフタ膜４が導電性
を有しないためである。

【０１７７】なお、クロム酸化物において、第３の実施
例の中で述べたケースＣ−１〜Ｃ−３により形成される
クロム酸化膜は導電性を有するため、この場合は、上記
帯電防止膜を形成する必要はない。

【０１７８】その後、この帯電防止膜６の上に、電子線
用レジスト膜を膜厚約５０００Å形成する。

【０１７９】次に、図２２を参照して、電子ビーム用レ
ジスト膜５の所定の箇所に、電子ビームを露光して、現
像することにより、所望のレジストパターンを有するレ
ジスト膜５を形成する。

【０１８０】次に、図２３を参照して、帯電防止膜６が
Ｍｏ系の場合は電子ビーム用レジスト膜５をマスクとし
て、帯電防止膜６および位相シフタ膜４をＣＦ₄＋Ｏ₂
ガスを用いて、ドライエッチングにより連続的にエッチ
ングする。

【０１８１】次に、図２４を参照して、Ｏ₂プラズマ等
を用いて、レジスト膜５を除去する。その後、図２５を
参照して、エッチング液（硝酸第２セリウムアンモニウ
ム／過塩素酸混合液）等を用いて、停電防止膜６をエッ
チングし除去する。

【０１８２】これにより、位相シフトマスクが完成す
る。一方、再び図２３を参照して、帯電防止膜６がＣｒ
系の場合は、電子ビーム用レジスト膜５をマスクとし
て、帯電防止膜６および位相シフタ膜４を、ＣＨ₂Ｃｌ
₂＋Ｏ₂ガスまたはＣｌ₂＋Ｏ₂ガスまたはＣｌ₂ガス
を用いて、ドライエッチングにより連続的にエッチング
する。

【０１８３】次に、図２４を参照して、Ｏ₂プラズマ等
を用いて、レジスト膜５を除去する。その後、図２５を
参照して、硫酸などを用いて帯電防止膜６をエッチング
し、除去する。

【０１８４】これにより、位相シフトマスクが完成す
る。なお、上記位相シフトマスクのエッチングにおい
て、位相シフトマスクがＭｏＳｉ系の場合は、モリブデ
ン膜からなる帯電防止膜を形成し、位相シフトマスクが
Ｃｒ系の場合はクロム膜からなる帯電防止膜を形成する
こととしているが、これに限られることなく、位相シフ
トマスクがＣｒ系に対し、帯電防止膜としてＭｏＳｉ膜
を用いてもかまわないし、また、Ｍｏ系の位相シフタ膜
に対して、Ｃｒ系の帯電防止膜を用いるようにしても同
様の作用効果を得ることができる。

【０１８５】以上説明したように、位相シフトマスクの
製造工程時に、モリブデン膜を設けることにより、電子
線露光時の帯電防止を図ることが可能となり、また光学
式位置検出器の光反射膜としての役目をも果たすことが
可能となる。

【０１８６】なお、上記第４の実施例においては、帯電
防止膜としてモリブデン膜またはクロム膜を用いたが、
同様の効果が得られる金属膜、たとえばＷ、Ｔａ、Ｔ
ｉ、Ｓｉ、Ａｌなどやそれらの合金からなる膜でもかま
わない。

【０１８７】次に、上記第１の実施例〜第３の実施例に
おいて形成された位相シフトマスクにおいて、図２６に
示すように、残り欠陥（黒欠陥）５０やピンホール欠陥
（白欠陥）５１が生じた場合の欠陥検査方法および欠陥
修正方法について説明する。

【０１８８】まず、製作した位相シフトマスクについ
て、光透過型欠陥検査装置（ＫＬＡ社製２３９ＨＲ
型）を用いて、チップ比較方式の欠陥検査を行なう。

【０１８９】この欠陥検査装置は、水銀ランプを光源と
する光で検査を行なう。検査の結果、パターンがエッチ
ングされるべきところに位相シフタ膜が残る残り欠陥
と、位相シフタ膜が残るべきところがピンホールや欠け
の形状でなくなってしまうピンホール欠陥を検出する。

【０１９０】次に、これらの欠陥を修正する。残り欠陥
については、従来のフォトマスクで用いられている、Ｙ
ＡＧレーザによるレーザブロー修正装置を用いて行な
う。

【０１９１】また、他の方法として、ＦＩＢによるスパ
ッタエッチのガス導入によるアシストエッチによっても
除去することができる。

【０１９２】次に、ピンホール欠陥については、従来の
フォトマスクに用いられている、ＦＩＢアシストデポジ
ション方法によるカーボン系膜５２のデポジションによ
り、ピンホール欠陥部分を埋め込む修正を行なう。

【０１９３】このようにして、修正された位相シフトマ
スクを洗浄した場合においても、カーボン系膜５２が剥
がれることなく、良好な位相シフトマスクを得ることが
できる。

【０１９４】次に、上述した位相シフトマスクを用いた
露光方法について説明する。この位相シフトマスクを用
いた場合、位相シフタ膜の膜厚は、表２〜表４，表６〜
表８の膜厚寸法（ｄｓ）に示されるように、約１５００
Å〜２０００Å程度の膜厚で形成されている。このた
め、従来の位相シフタ膜の膜厚よりも約半分程度で形成
されているために、図２７に示すように、露光光に含ま
れる斜め成分の露光光に対しても、１８０°の位相差を
与えることが可能となる。

【０１９５】その結果、図２８に示すように、たとえば
０．４μｍのコンタクトホールを開口しようとした場
合、１．２μｍの焦点ずれを許容することが可能とな
る。また、従来用いられているフォトマスクの場合、図
２９に示すように、同じ０．４μｍのコンタクトホール
を開口する場合は、０．６μｍの焦点ずれしか許容する
ことはできなかった。

【０１９６】さらに、コーヒーレンシが０．３〜０．７
好ましくは０．５〜０．６の露光装置においては、図３
０に示すように、焦点深度を従来のフォトマスクに比べ
て大きく向上させることが可能となる。

【０１９７】なお、図２８〜図２９は、５：１の縮小投
影露光装置を用いた場合についての結果を示している
が、縮小倍率が４：１，２．５：１の縮小投影露光装置
や１：１の投影露光装置を用いても同様の作用効果を得
ることができる。また、投影露光装置に限らず、密着露
光、プロキシミティ露光を用いても同様の効果を得るこ
とができる。さらに上記露光方法は、ｇ線，ｉ線，Ｋｒ
Ｆレーザ等のいずれを用いても同様の作用効果を得るこ
とができる。

【０１９８】以上、この実施例における位相シフトマス
クを用いた露光方法によれば、露光不良の発生を防止す
ることが可能となるために、半導体装置の製造工程にお
ける歩留りの向上を図ることが可能となる。この露光方
法は、４Ｍ，１６Ｍ，６４Ｍ，２５６ＭのＤＲＡＭ、Ｓ
ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＡＳＩＣ、マイコン、Ｇａ
Ａｓなどの半導体装置の製造工程において有効に用いる
ことができ、さらには単体の半導体デバイスや、液晶デ
ィスプレイの製造工程においても十分用いることが可能
となる。

【０１９９】

【発明の効果】この発明に基づいた位相シフトマスクお
よびその製造方法，位相シフタ膜およびその製造方法、
位相シフトマスク用ブランクスおよびその製造方法によ
れば、第２の光透過部が単一材料の膜のみから構成され
ている。

【０２００】また、位相シフタの製造工程において、露
光光を透過する基板の上に、スパッタリング法を用い
て、所定の位相シフタ膜を形成し、その後、所定のエッ
チングを行なうことにより第２の光透過部を形成してい
る。

【０２０１】これにより、従来のスパッタリング装置を
用いて、１回の工程で位相シフタ膜を形成することが可
能となり、またエッチング工程も１回となるために、欠
陥の発生する確率および加工寸法の誤差の生じる確率が
低下するために、高品質の位相シフトマスクを提供する
ことが可能となる。

【０２０２】さらに、この発明に基づいた位相シフトマ
スクを用いた露光方法によれば、第２の光透過部が単一
材料の膜からなる位相シフトマスクを用いている。これ
により、第２の光透過部の膜厚は１５００Å〜２０００
Å程度と薄く形成されているために、露光光に含まれる
斜め成分の露光光に対しても１８０°の位相差を与える
ことが可能となる。したがって、位相シフトマスクの第
２の光透過部を透過する露光光の位相差が均一となり、
露光不良の発生を防止することが可能となる。その結
果、半導体装置の製造工程における歩留りの向上を図る
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に基づいた第１の実施例における位
相シフトマスクの断面構造図である。

【図２】この発明に基づいた位相シフトマスクを用い
た場合のマスク上の電場およびウェハ上の電場を示す模
式図である。

【図３】この発明に基づいた第１の実施例における位
相シフトマスクの製造方法の第１製造工程を示す断面図
である。

【図４】この発明に基づいた第１の実施例における位
相シフトマスクの製造方法の第２製造工程を示す断面図
である。

【図５】この発明に基づいた第１の実施例における位
相シフトマスクの製造方法の第３製造工程を示す断面図
である。

【図６】この発明に基づいた第１の実施例における位
相シフトマスクの製造方法の第４製造工程を示す断面図
である。

【図７】ＤＣマグネトロンスパッタリング装置の構成
を示す模式図である。

【図８】ＫｒＦレーザにおけるｎ値とｋ値および膜厚
の関係を示す図である。

【図９】ｉ線におけるｎ値とｋ値および膜厚の関係を
示す図である。

【図１０】ｇ線におけるｎ値とｋ値および膜厚の関係
を示す図である。

【図１１】第１の実施例における位相シフタ膜形成時
の混合ガスの流量比をケースごとにプロットした図であ
る。

【図１２】この発明に基づいた第２の実施例における
位相シフトマスクの製造方法の第１製造工程を示す断面
図である。

【図１３】この発明に基づいた第２の実施例における
位相シフトマスクの製造方法の第２製造工程を示す断面
図である。

【図１４】この発明に基づいた第２の実施例における
位相シフトマスクの製造方法の第３製造工程を示す断面
図である。

【図１５】この発明に基づいた第２の実施例における
位相シフトマスクの製造方法の第４製造工程を示す断面
図である。

【図１６】ｉ線におけるｎ値とｋ値および膜厚の関係
を示す図である。

【図１７】ｇ線におけるｎ値とｋ値および膜厚の関係
を示す図である。

【図１８】第２の実施例における位相シフタ膜形成時
の混合ガスの流量比をケースごとにプロットした第１図
である。

【図１９】第２の実施例における位相シフタ膜形成時
の混合ガスの流量比をケースごとにプロットした第２図
である。

【図２０】第２の実施例における位相シフタ膜形成時
の混合ガスの流量比をケースごとにプロットした第３図
である。

【図２１】この発明に基づいた第３の実施例における
位相シフトマスクの製造方法の第１製造工程を示す断面
図である。

【図２２】この発明に基づいた第３の実施例における
位相シフトマスクの製造方法の第２製造工程を示す断面
図である。

【図２３】この発明に基づいた第３の実施例における
位相シフトマスクの製造方法の第３製造工程を示す断面
図である。

【図２４】この発明に基づいた第３の実施例における
位相シフトマスクの製造方法の第４製造工程を示す断面
図である。

【図２５】この発明に基づいた第３の実施例における
位相シフトマスクの製造方法の第５製造工程を示す断面
図である。

【図２６】この発明に基づいた位相シフトマスクの欠
陥修正方法を示す断面図である。

【図２７】この発明に基づいた位相シフトマスクを用
いた露光方法の状態を示す模式図である。

【図２８】この発明に基づいた位相シフトマスクを用
いた露光方法における焦点ずれとコンタクトホールサイ
ズとの関係を示す図である。

【図２９】従来技術におけるフォトマスクを用いた露
光方法における焦点ずれとコンタクトホールサイズとの
関係を示す図である。

【図３０】この発明に基づいた位相シフトマスクを用
いた露光方法と従来技術における位相シフトマスクを用
いた露光方法とのコーヒーレンシと焦点深度との関係を
比較する図である。

【図３１】従来技術のフォトマスクを用いた場合のマ
スク後の電場およびウェハ上の光強度を示す模式図であ
る。

【図３２】従来技術における位相シフトマスクを用い
た場合のマスク後の電場およびウェハ上の光強度を示す
模式図である。

【図３３】従来技術における位相シフトマスクを用い
た場合のマスク上の電場およびウェハ上の電場を示す模
式図である。

【図３４】露光光の透過率とレジスト膜の膜厚の関係
を示す図である。

【図３５】従来技術における位相シフトマスクの製造
方法の第１製造工程を示す断面図である。

【図３６】従来技術における位相シフトマスクの製造
方法の第２製造工程を示す断面図である。

【図３７】従来技術における位相シフトマスクの製造
方法の第３製造工程を示す断面図である。

【図３８】従来技術における位相シフトマスクの製造
方法の第４製造工程を示す断面図である。

【図３９】従来技術における位相シフトマスクの製造
方法の第５製造工程を示す断面図である。

【図４０】従来技術における位相シフトマスクの問題
点示す断面図である。

【図４１】従来技術における位相シフトマスクを用い
た露光方法の問題点を示す図である。

【符号の説明】

１石英基板、４第２の光透過部、１０第１の光透
過部、３０位相シフトパターン、２００位相シフト
マスク。なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉岡信行兵庫県伊丹市瑞原４丁目１番地三菱電機株式会社ユー・エル・エス・アイ開発研究所内 (72)発明者宮崎順二兵庫県伊丹市瑞原４丁目１番地三菱電機株式会社ユー・エル・エス・アイ開発研究所内 (72)発明者渡壁弥一郎兵庫県伊丹市瑞原４丁目１番地三菱電機株式会社ユー・エル・エス・アイ開発研究所内 (56)参考文献特開平６−75361（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03F 1/00 - 1/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】露光光を透過する基板と、この基板の主表面上に形成された位相シフトパターン
と、を備え、前記位相シフトパターンは、前記基板が露出する第１の光透過部と、透過する露光光の位相と透過率とが、前記第１の光透過
部を透過する露光光の位相に対して１８０°変換し、か
つ、透過率が５％〜４０％であり、金属シリサイドの酸
化物または金属シリサイドの酸化窒化物の単一の材料か
らなる第２の光透過部と、を有する位相シフトマスク。
【請求項２】前記第２の光透過部は、モリブデンシリ
サイドの酸化物またはモリブデンシリサイドの酸化窒化
物からなる、請求項１に記載の位相シフトマスク。
【請求項３】露光光を透過する基板の主表面上に、透
過する露光光の位相を１８０°変換し、かつ５％〜４０
％の透過率を有する所定厚さの位相シフタ膜をスパッタ
リング法を用いて形成する工程と、この位相シフタ膜の上に、所定のパターンを有するレジ
スト膜を形成する工程と、このレジスト膜をマスクとして、ドライエッチング法に
より前記位相シフタ膜のエッチングを行ない、前記基板
が露出してなる第１の透過部と前記位相シフタ膜からな
る第２の光透過部とを形成する工程と、を備え、前記位相シフタ膜は、モリブデンシリサイドのターゲットを用い、アルゴンと
酸素との混合ガス雰囲気中で、モリブデンシリサイド酸
化物の膜を形成する工程を含む、位相シフトマスクの製造方法。
【請求項４】前記混合ガスの各成分が占める体積百分
率の範囲は、アルゴンが７６％〜９２％の範囲であり、
残りが酸素である請求項３に記載の位相シフトマスクの
製造方法。
【請求項５】露光光を透過する基板の主表面上に、透
過する露光光の位相を１８０°変換し、かつ５％〜４０
％の透過率を有する所定厚さの位相シフタ膜をスパッタ
リング法を用いて形成する工程と、この位相シフタ膜の上に、所定のパターンを有するレジ
スト膜を形成する工程と、このレジスト膜をマスクとして、ドライエッチング法に
より前記位相シフタ膜のエッチングを行ない、前記基板
が露出してなる第１の光透過部と前記位相シフタ膜から
なる第２の光透過部とを形成する工程と、を備え、前記位相シフタ膜を形成する工程は、モリブデンシリサイドのターゲットを用い、アルゴン、
酸素および窒素の混合ガス雰囲気中で、モリブデンシリ
サイド酸化窒化物の膜を形成する工程を含む、位相シフ
トマスクの製造方法。
【請求項６】前記混合ガスの各成分を占める体積百分
率の範囲は、アルゴンが６５％〜７９％、酸素が８％〜
２４％、窒素が３％〜２０％である請求項５に記載の位
相シフトマスクの製造方法。
【請求項７】露光光を透過する基板の主表面上に、透
過する露光光の位相を１８０°変換し、かつ５％〜４０
％の透過率を有する所定厚さの位相シフタ膜をスパッタ
リング法を用いて形成する工程と、この位相シフタ膜の上に、所定のパターンを有するレジ
スト膜を形成する工程と、このレジスト膜をマスクとして、ドライエッチング法に
より前記位相シフタ膜のエッチングを行ない、前記基板
が露出してなる第１の光透過部と前記位相シフタ膜から
なる第２の光透過部とを形成する工程と、を備え、前記位相シフタ膜を形成する工程は、クロムのターゲットを用い、アルゴンが４８％〜９０
％、酸素が１％〜３９％、窒素が６％〜１４％である混
合ガス雰囲気中で、クロム酸化窒化物の膜を形成する工
程を含む、位相シフトマスクの製造方法。
【請求項８】露光光を透過する基板の主表面上に、透
過する露光光の位相を１８０°変換し、かつ５％〜４０
％の透過率を有する所定厚さの位相シフタ膜をスパッタ
リング法を用いて形成する工程と、この位相シフタ膜の上に、所定のパターンを有するレジ
スト膜を形成する工程と、このレジスト膜をマスクとして、ドライエッチング法に
より前記位相シフタ膜のエッチングを行ない、前記基板
が露出してなる第１の光透過部と前記位相シフタ膜から
なる第２の光透過部とを形成する工程と、を備え、前記位相シフタ膜を形成する工程は、クロムのターゲットを用い、アルゴンが８２％〜８７
％、残りが一酸化窒素である混合ガス雰囲気中で、クロ
ム酸化窒化物の膜を形成する工程を含む、位相シフトマスクの製造方法。
【請求項９】露光光を透過する基板の主表面上に、透
過する露光光の位相を１８０°変換し、かつ５％〜４０
％の透過率を有する所定厚さの位相シフタ膜をスパッタ
リング法を用いて形成する工程と、この位相シフタ膜の上に、所定のパターンを有するレジ
スト膜を形成する工程と、このレジスト膜をマスクとして、ドライエッチング法に
より前記位相シフタ膜のエッチングを行ない、前記基板
が露出してなる第１の光透過部と前記位相シフタ膜から
なる第２の光透過部とを形成する工程と、を備え、前記位相シフタ膜を形成する工程は、クロムのターゲットを用い、アルゴンが７８％〜８８
％、酸素が２％〜１３％、メタンが８％〜１０％の混合
ガス雰囲気中で、クロム酸化窒化炭化物の膜を形成する
工程を含む、位相シフトマスクの製造方法。
【請求項１０】スパッタリング法により前記位相シフ
タ膜を形成する工程と、前記レジスト膜を形成する工程
との間に、金属膜を形成する工程をさらに含む、請求項３、請求項５、請求項７〜請求項９のいずれかに
記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項１１】前記金属膜は、モリブデン、クロム、
タングステン、タンタル、チタン、シリコン、アルミの
いずれかの材料からなる膜、または、これらのいずれか
の組合わせからなる合金膜である、請求項１０に記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項１２】前記位相シフタ膜のエッチングを行な
う工程は、フッ化炭素と酸素との混合ガスを用いてドライエッチン
グ法により行なう工程を含む、請求項３〜請求項６のいずれかに記載のシフトマスクの
製造方法。
【請求項１３】前記位相シフタ膜のエッチングを行な
う工程は、塩化メチレンと酸素との混合ガス、塩素と酸素との混合
ガスおよび塩素ガスからなる群より選択される１種類の
ガスを用いてドライエッチング法により行なう工程を含
む、請求項７〜請求項９のいずれかに記載のシフトマスクの
製造方法。
【請求項１４】前記位相シフト膜を形成する工程は、前記位相シフト膜をスパッタリング法を用いて形成した
後に、２００℃以上の熱処理を行なう工程を含む、請求項３〜請求項９のいずれかに記載の位相シフトマス
クの製造方法。
【請求項１５】パターン形成層の上にレジスト膜を塗
布する工程と、前記レジスト膜を、露光光を透過する基板の上に形成さ
れた、前記基板が露出する第１の光透過部と、透過する
露光光の位相と透過率とが前記第１の光透過部を透過す
る露光光の位相に対して１８０°変換し、かつ、透過率
が５％〜４０％であり、金属シリサイドの酸化窒化物ま
たは金属シリサイドの酸化物の単一の材料からなる第２
の光透過部とを有する位相シフトパターンを有する位相
シフトマスクを用いて前記レジスト膜を露光する工程
と、を備えた、位相シフトマスクを用いた露光方法。
【請求項１６】露光光を透過する基板の上に成膜され
た状態において、透過する露光光の位相と透過率とが、
前記基板のみを透過する露光光の位相に対して１８０°
変換し、かつ、透過率が５％〜４０％であり、金属シリ
サイドの酸化物または金属シリサイドの酸化窒化物の単
一の材料からなる位相シフタ膜。
【請求項１７】前記単一の材料は、モリブデンシリサ
イドの酸化物またはモリブデンシリサイドの酸化窒化物
からなる、請求項１６に記載の位相シフタ膜。
【請求項１８】スパッタリング法を用いて、露光光を
透過する基板の主表面上に、透過する露光光の位相を１
８０°変換し、かつ５％〜４０％の透過率を有する所定
厚さの位相シフタ膜を形成する位相シフタ膜の製造方法
であって、モリブデンシリサイドのターゲットを用い、アルゴンと
酸素との混合ガス雰囲気中で、モリブデンシリサイド酸
化物の膜からなる位相シフタ膜を形成する、位相シフタ膜の製造方法。
【請求項１９】前記混合ガスの各成分が占める体積百
分率の範囲は、アルゴンが７６％〜９２％の範囲であ
り、残りが酸素である、請求項１８に記載の位相シフタ
膜の製造方法。
【請求項２０】スパッタリング法を用いて、露光光を
透過する基板の主表面上に、透過する露光光の位相を１
８０°変換し、かつ５％〜４０％の透過率を有する所定
厚さの位相シフタ膜を形成する位相シフタ膜の製造方法
であって、モリブデンシリサイドのターゲットを用い、アルゴン、
酸素および窒素の混合ガス雰囲気中で、モリブデンシリ
サイド酸化窒化物の膜からなる位相シフタ膜を形成す
る、位相シフタ膜の製造方法。
【請求項２１】前記混合ガスの各成分を占める体積百
分率の範囲は、アルゴンが６５％〜７９％の、酸素が８
％〜２４％、窒素が３％〜２０％である、請求項２０に
記載の位相シフタ膜の製造方法。
【請求項２２】スパッタリング法を用いて、露光光を
透過する基板の主表面上に、透過する露光光の位相を１
８０°変換し、かつ５％〜４０％の透過率を有する所定
厚さの位相シフタ膜を形成する位相シフタ膜の製造方法
であって、クロムのターゲットを用い、アルゴンが４８％〜９０
％、酸素が１％〜３９％、窒素が６％〜１４％である混
合ガス雰囲気中で、クロム酸化窒化物の膜からなる位相
シフタ膜を形成する、位相シフタ膜の製造方法。
【請求項２３】スパッタリング法を用いて、露光光を
透過する基板の主表面上に、透過する露光光の位相を１
８０°変換し、かつ５％〜４０％の透過率を有する所定
厚さの位相シフタ膜を形成する位相シフタ膜の製造方法
であって、クロムのターゲットを用い、アルゴンが８２％〜８７
％、残りが一酸化窒素である混合ガス雰囲気中で、クロ
ム酸化窒化物の膜からなる位相シフタ膜を形成する、位相シフタ膜の製造方法。
【請求項２４】スパッタリング法を用いて、露光光を
透過する基板の主表面上に、透過する露光光の位相を１
８０°変換し、かつ５％〜４０％の透過率を有する所定
厚さの位相シフタ膜を形成する位相シフタ膜の製造方法
であって、クロムのターゲットを用い、アルゴンが７８％〜８８
％、酸素が２％〜１３％、メタンが８％〜１０％の混合
ガス雰囲気中で、クロム酸化窒化炭化物の膜からなる位
相シフタ膜を形成する、位相シフタ膜の製造方法。
【請求項２５】露光光を透過する基板と、この基板の主表面上に形成された位相シフタ膜と、を備えた位相シフトマスク用ブランクスであって、前記位相シフタ膜は、前記位相シフトマスク用ブランク
スを透過する露光光の位相と透過率とが、前記基板のみ
を透過する露光光の位相に対して１８０°変換し、か
つ、透過率が５％〜４０％であり、金属シリサイドの酸
化物または金属シリサイドの酸化窒化物の単一の材料か
らなる、位相シフトマスク用ブランクス。
【請求項２６】前記単一の材料は、モリブデンシリサ
イドの酸化物またはモリブデンシリサイドの酸化窒化物
からなる、請求項２５に記載の位相シフトマスク用ブランクス。
【請求項２７】前記基板の上に、金属膜をさらに備え
る、請求項２５または請求項２６に記載の位相シフトマスク
用ブランクス。
【請求項２８】前記金属膜は、モリブデン、クロム、
タングステン、タンタル、チタン、シリコン、アルミの
いずれかの材料からなる膜、または、これらのいずれか
の組合わせからなる合金膜である、請求項２７に記載の位相シフトマスク用ブランクス。
【請求項２９】前記位相シフトマスク用ブランクス
は、前記基板の上に、レジスト膜をさらに備える、請求項２５〜請求項２８のいずれかに記載の位相シフト
マスク用ブランクス。
【請求項３０】スパッタリング法を用いて、露光光を
透過する基板の主表面上に、透過する露光光の位相を１
８０°変換し、かつ５％〜４０％の透過率を有する所定
厚さの位相シフタ膜を有する位相シフトマスク用ブラン
クスの製造方法であって、モリブデンシリサイドのターゲットを用い、アルゴンと
酸素との混合ガス雰囲気中で、モリブデンシリサイド酸
化物の膜からなる位相シフタ膜を形成する、位相シフトマスク用ブランクスの製造方法。
【請求項３１】前記混合ガスの各成分が占める体積百
分率の範囲は、アルゴンが７６％〜９２％の範囲であ
り、残りが酸素である、請求項３０に記載の位相シフト
マスク用ブランクスの製造方法。
【請求項３２】スパッタリング法を用いて、露光光を
透過する基板の主表面上に、透過する露光光の位相を１
８０°変換し、かつ５％〜４０％の透過率を有する所定
厚さの位相シフタ膜を有する位相シフトマスク用ブラン
クスの製造方法であって、モリブデンシリサイドのターゲットを用い、アルゴン、
酸素および窒素との混合ガス雰囲気中で、モリブデンシ
リサイド酸化窒化物の膜からなる位相シフタ膜を形成す
る、位相シフトマスク用ブランクスの製造方法。
【請求項３３】前記混合ガスの各成分が占める体積百
分率の範囲は、アルゴンが６５％〜７９％、酸素が８％
〜２４％、窒素が３％〜２０％である、請求項３２に記
載の位相シフトマスク用ブランクスの製造方法。
【請求項３４】スパッタリング法を用いて、露光光を
透過する基板の主表面上に、透過する露光光の位相を１
８０°変換し、かつ５％〜４０％の透過率を有する所定
厚さの位相シフタ膜を有する位相シフトマスク用ブラン
クスの製造方法であって、クロムのターゲットを用い、アルゴンが４８％〜９０
％、酸素が１％〜３９％、窒素が６％〜１４％である混
合ガス雰囲気中で、クロム酸化窒化物の膜からなる位相
シフタ膜を形成する、位相シフトマスク用ブランクスの製造方法。
【請求項３５】スパッタリング法を用いて、露光光を
透過する基板の主表面上に、透過する露光光の位相を１
８０°変換し、かつ５％〜４０％の透過率を有する所定
厚さの位相シフタ膜を有する位相シフトマスク用ブラン
クスの製造方法であって、クロムのターゲットを用い、アルゴンが８２％〜８７
％、残りが一酸化窒素である混合ガス雰囲気中で、クロ
ム酸化窒化物の膜からなる位相シフタ膜を形成する、位相シフトマスク用ブランクスの製造方法。
【請求項３６】スパッタリング法を用いて、露光光を
透過する基板の主表面上に、透過する露光光の位相を１
８０°変換し、かつ５％〜４０％の透過率を有する所定
厚さの位相シフタ膜を有する位相シフトマスク用ブラン
クスの製造方法であって、クロムのターゲットを用い、アルゴンが７８％〜８８
％、酸素が２％〜１３％、メタンが８％〜１０％の混合
ガス雰囲気中で、クロム酸化窒化炭化物の膜からなる位
相シフタ膜を形成する、位相シフトマスク用ブランクスの製造方法。
【請求項３７】前記位相シフトマスク用ブランクスを
形成する工程は、前記位相シフト膜をスパッタリング法を用いて形成した
後に、２００℃以上の熱処理を行なう工程を含む、請求項２９〜請求項３６に記載の位相シフトマスク用ブ
ランクスの製造方法。
【請求項３８】露光光を透過する基板と、この基板の
主表面上に形成された位相シフトパターンとを備え、前記位相シフトパターンは、前記基板が露出する第１の
光透過部と、透過する露光光の位相および透過率が前記
第１の光透過部を透過する露光光の位相に対して１８０
°変換し、かつ透過率が５％〜４０％であり、金属の酸
化膜、金属の酸化窒化膜、金属シリサイドの酸化膜およ
び金属シリサイドの酸化窒化膜からなる群より選択され
る１種類の膜からなる第２の光透過部とを有する位相シ
フトマスクにおいて、前記第２の光透過部に残り欠陥
（黒欠陥）またはピンホール欠陥（白欠陥）が生じた場
合の位相シフトマスクの欠陥検査方法であって、前記位相シフトマスクに対し、水銀ランプを光源とする
光を用いて、チップ比較方式により、欠陥検査を行な
う、位相シフトマスクの欠陥検査方法。
【請求項３９】露光光を透過する基板と、この基板の
主表面上に形成された位相シフトパターンとを備え、前記位相シフトパターンは、前記基板が露出する第１の
光透過部と、透過する露光光の位相および透過率が前記
第１の光透過部を透過する露光光の位相に対して１８０
°変換し、かつ透過率が５％〜４０％であり、金属の酸
化膜、金属の酸化窒化膜、金属シリサイドの酸化膜およ
び金属シリサイドの酸化窒化膜からなる群より選択され
る１種類の膜からなる第２の光透過部とを有する位相シ
フトマスクにおいて、前記第２の光透過部に残り欠陥
（黒欠陥）が生じた場合の位相シフトマスクの欠陥修正
方法であって、前記第２の光透過部に生じた残り欠陥（黒欠陥）に対し
て、ＹＡＧレーザまたはＦＩＢによるスパッタエッチン
グにより残り欠陥の修正を行なう位相シフトマスクの欠
陥修正方法。
【請求項４０】露光光を透過する基板と、この基板の
主表面上に形成された位相シフトパターンとを備え、前記位相シフトパターンは、前記基板が露出する第１の
光透過部と、透過する露光光の位相および透過率が前記
第１の光透過部を透過する露光光の位相に対して１８０
°変換し、かつ透過率が５％〜４０％であり、金属の酸
化膜、金属の酸化窒化膜、金属シリサイドの酸化膜およ
び金属シリサイドの酸化窒化膜からなる群より選択され
る１種類の膜からなる第２の光透過部とを有する位相シ
フトマスクにおいて、前記第２の光透過部にピンホール
欠陥（白欠陥）が生じた場合の位相シフトマスクの欠陥
修正方法であって、前記第２の光透過部に生じたピンホール欠陥（白欠陥）
に対して、ＦＩＢアシストデポジション方法によるカー
ボン系膜のデポジションにより、ピンホール欠陥の埋め
込み修正を行なう位相シフトマスクの欠陥修正方法。
【請求項４１】前記レジスト膜を形成する工程の後
に、前記レジスト膜の上に帯電防止膜を形成する工程をさら
に含む、請求項３、請求項５、請求項７〜請求項９のいずれかに
記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項４２】前記帯電防止膜は、導電性の高分子材
料からなる、請求項４１に記載の位相シフトマスクの製
造方法。
【請求項４３】前記レジスト膜を形成する工程の後
に、前記レジスト膜の上に帯電防止膜を形成する工程をさら
に含み、前記帯電防止膜は、モリブデン系の金属材料からなる、
請求項３または請求項５に記載の位相シフトマスクの製
造方法。
【請求項４４】前記レジスト膜を形成する工程の後
に、前記レジスト膜の上に帯電防止膜を形成する工程をさら
に含み、前記帯電防止膜は、クロム系の金属材料からなる、請求
項７〜請求項９のいずれかに記載の位相シフトマスクの
製造方法。
【請求項４５】所定のパターンを有する前記レジスト
膜を形成する工程は、前記レジスト膜を露光する工程と、前記レジスト膜の現像前に前記帯電防止膜を除去する工
程と、前記レジスト膜を現像する工程と、を含む、請求項４１〜請求項４４のいずれかに記載の位
相シフトマスクの製造方法。
【請求項４６】前記帯電防止膜を除去する工程は、水
を用いて前記帯電防止膜を除去することを特徴とする、
請求項４５に記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項４７】前記位相シフタ膜の上にレジスト膜
と、前記レジスト膜の上に帯電防止膜と、をさらに備える、請求項２５に記載の位相シフトマスク
用ブランクス。
【請求項４８】前記帯電防止膜は、導電性の高分子材
料からなる、請求項４７に記載の位相シフトマスク用ブ
ランクス。
【請求項４９】スパッタリング法により前記位相シフ
タ膜を形成する工程の後に金属膜を形成する工程をさら
に含む、請求項３０、請求項３２、請求項３４〜請求項３６のい
ずれかに記載の位相シフトマスク用ブランクスの製造方
法。
【請求項５０】前記金属膜は、モリブデン、クロム、
タングステン、タンタル、チタン、シリコン、アルミの
いずれかの材料からなる膜、または、これらのいずれか
の組合わせからなる合金膜である、請求項４９に記載の位相シフトマスク用ブランクスの製
造方法。
【請求項５１】前記位相シフタ膜を形成する工程の後
にレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜を形成する工程の後に前記レジスト膜の
上に帯電防止膜を形成する工程と、をさらに含む、請求項３０、請求項３２、請求項３４〜
請求項３６のいずれかに記載の位相シフトマスク用ブラ
ンクスの製造方法。
【請求項５２】前記帯電防止膜は、導電性の高分子材
料からなる、請求項５１に記載の位相シフトマスク用ブ
ランクスの製造方法。
【請求項５３】前記レジスト膜を形成する工程の後
に、前記レジスト膜の上に帯電防止膜を形成する工程をさら
に含み、前記帯電防止膜は、モリブデン系の金属材料からなる、
請求項３０または請求項３２に記載の位相シフトマスク
用ブランクスの製造方法。
【請求項５４】前記レジスト膜を形成する工程の後
に、前記レジスト膜の上に帯電防止膜を形成する工程をさら
に含み、前記帯電防止膜は、クロム系の金属材料からなる、請求
項３４〜請求項３６のいずれかに記載の位相シフトマス
ク用ブランクスの製造方法。
【請求項５５】露光光を透過する基板と、この基板の
主表面上に形成された位相シフトパターンとを備え、前
記位相シフトパターンは、前記基板が露出する第１の光
透過部と、透過する露光光の位相と透過率とが、前記第
１の光透過部を透過する露光光の位相に対して１８０°
変換し、かつ、透過率が５％〜４０％であり、金属シリ
サイドの酸化物または金属シリサイドの酸化窒化物の単
一の材料からなる第２の光透過部とを有する位相シフト
マスクを用いて製造された、半導体装置。
【請求項５６】当該半導体装置は、ＤＲＡＭ，ＳＲＡ
Ｍ，フラッシュメモリ、ＡＳＩＣ、マイコンＧａＡｓ、
または、液晶ディスプレイである、請求項５５に記載の
半導体装置。