JP4443873B2 - 位相シフトマスクの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、例えば半導体装置製造工程等に用いられるフォトマスクに関し、特に高解像
度パターン転写が可能とされる補助パターン型位相シフトマスクの製造方法に関する。
度パターン転写が可能とされる補助パターン型位相シフトマスクの製造方法に関する。
近年のフォトリソグラフフィーにおける超解像技術の１つに、位相シフトマスクが挙げ
られる。位相シフトマスクには、様々な種類の位相シフトマスクが提案されているが、そ
の中で、コンタクトホール等の孤立パターンを形成するための位相シフトマスクとして、
補助パターン型位相シフトマスクがある。
図３（ａ）は補助パターン型位相シフトマスクの平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の点
線Ａ部分の断面図である。これらの図のように、補助パターン型位相シフトマスクは、透
明基板２０上に、遮光性膜２１により形成された主開口部２２と、その周辺部分に設けら
れた補助開口部２３を有し、主開口部２２を通過する光と補助開口部２３を通過する光と
が略１８０度の位相差となるように、例えば主開口部の基板が所定の深さ彫り込まれた基
板彫り込み部２４を有している。尚、補助開口部２３は、補助開口部２３を通過する光が
被転写基板上のレジストを解像しないように、微細な線幅と形成位置が設定される。
このような補助パターン型位相シフトマスクの製造方法としては、例えば特許文献１に
、次のような方法が記載されている。
まず、特許文献１に記載の発明における従来の補助パターン型位相シフトマスクの製造
方法（従来技術の方法１）について、図４を参照しながら説明する。
透明基板２０に遮光性膜２１と第１のレジスト膜２５を順次形成する（図４（１）参照
）。
次に、主開口部及び補助開口部に対応するパターンを、例えば電子線露光装置を用いて
露光し、現像して第１レジストパターン２５ａを形成し、該第１のレジストパターン２５
ａをマスクに遮光性膜をエッチングすることによって主開口部２２と補助開口部２３とか
らなる遮光性膜パターン２１ａを形成し（図４（２）参照）、その後残存した第１のレジ
ストパターンを剥離する（図４（３）参照）。
次に、上記で得られた基板表面に第２のレジスト膜２６を形成する（図４（４）参照）
。
前記第２のレジスト膜に、主開口部に対応するパターンを、例えば電子線露光装置を用
いて露光し、現像して第２のレジストパターン２６ａを形成し（図４（５））、該レジス
トパターン２６ａをマスクに基板をエッチングすることによって基板彫り込み部２４を形
成し（図４（５））、その後残存した第２のレジストパターン２６ａを剥離して補助パタ
ーン型位相シフトマスクが完成する（図４（６））。
特許文献１によれば、主開口部と補助開口部が近接しているため、電子線描画によって
主開口部と補助開口部との両方を同じレジスト膜に描画することが困難とされている。そ
の問題点を解決するために、特許文献１では、次のような方法（従来技術の方法２）が提
案されている。その方法を、図５を参照しながら説明する。
透明基板２０に遮光性膜２１と第１のレジスト膜２７を順次形成する（図５（１）参照
）。
次に、主開口部に対応するパターンを、例えば電子線露光装置を用いて露光し、現像し
て第１レジストパターン２７ａを形成し、該第１のレジストパターン２７ａをマスクに遮
光性膜をエッチングすることによって主開口部２２からなる遮光性膜パターン２１ｂを形
成し（図５（２）参照）、引続き、第１のレジストパターン２７ａ及び遮光性膜パターン
２１ｂをマスクに基板をエッチングすることによって基板彫り込み部２４を形成し（図５
（２）参照）、その後残存した第１のレジストパターン２７ａを剥離する（図５（３）参
照）。
次に、上記で得られた基板表面に第２のレジスト膜２８を形成する（図５（４）参照）
。
前記第２のレジスト膜２８に、補助開口部に対応するパターンを、例えば電子線露光装
置を用いて露光し、現像して第２のレジストパターン２８ａを形成し、該第２のレジスト
パターンをマスクに遮光性膜２１をエッチングし（図５（５））、その後残存した第２の
レジストパターン２８ａを剥離して補助パターン型位相シフトマスクが完成する（図５（
６））。
特開平７−２０６２５号公報
られる。位相シフトマスクには、様々な種類の位相シフトマスクが提案されているが、そ
の中で、コンタクトホール等の孤立パターンを形成するための位相シフトマスクとして、
補助パターン型位相シフトマスクがある。
図３（ａ）は補助パターン型位相シフトマスクの平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の点
線Ａ部分の断面図である。これらの図のように、補助パターン型位相シフトマスクは、透
明基板２０上に、遮光性膜２１により形成された主開口部２２と、その周辺部分に設けら
れた補助開口部２３を有し、主開口部２２を通過する光と補助開口部２３を通過する光と
が略１８０度の位相差となるように、例えば主開口部の基板が所定の深さ彫り込まれた基
板彫り込み部２４を有している。尚、補助開口部２３は、補助開口部２３を通過する光が
被転写基板上のレジストを解像しないように、微細な線幅と形成位置が設定される。
このような補助パターン型位相シフトマスクの製造方法としては、例えば特許文献１に
、次のような方法が記載されている。
まず、特許文献１に記載の発明における従来の補助パターン型位相シフトマスクの製造
方法（従来技術の方法１）について、図４を参照しながら説明する。
透明基板２０に遮光性膜２１と第１のレジスト膜２５を順次形成する（図４（１）参照
）。
次に、主開口部及び補助開口部に対応するパターンを、例えば電子線露光装置を用いて
露光し、現像して第１レジストパターン２５ａを形成し、該第１のレジストパターン２５
ａをマスクに遮光性膜をエッチングすることによって主開口部２２と補助開口部２３とか
らなる遮光性膜パターン２１ａを形成し（図４（２）参照）、その後残存した第１のレジ
ストパターンを剥離する（図４（３）参照）。
次に、上記で得られた基板表面に第２のレジスト膜２６を形成する（図４（４）参照）
。
前記第２のレジスト膜に、主開口部に対応するパターンを、例えば電子線露光装置を用
いて露光し、現像して第２のレジストパターン２６ａを形成し（図４（５））、該レジス
トパターン２６ａをマスクに基板をエッチングすることによって基板彫り込み部２４を形
成し（図４（５））、その後残存した第２のレジストパターン２６ａを剥離して補助パタ
ーン型位相シフトマスクが完成する（図４（６））。
特許文献１によれば、主開口部と補助開口部が近接しているため、電子線描画によって
主開口部と補助開口部との両方を同じレジスト膜に描画することが困難とされている。そ
の問題点を解決するために、特許文献１では、次のような方法（従来技術の方法２）が提
案されている。その方法を、図５を参照しながら説明する。
透明基板２０に遮光性膜２１と第１のレジスト膜２７を順次形成する（図５（１）参照
）。
次に、主開口部に対応するパターンを、例えば電子線露光装置を用いて露光し、現像し
て第１レジストパターン２７ａを形成し、該第１のレジストパターン２７ａをマスクに遮
光性膜をエッチングすることによって主開口部２２からなる遮光性膜パターン２１ｂを形
成し（図５（２）参照）、引続き、第１のレジストパターン２７ａ及び遮光性膜パターン
２１ｂをマスクに基板をエッチングすることによって基板彫り込み部２４を形成し（図５
（２）参照）、その後残存した第１のレジストパターン２７ａを剥離する（図５（３）参
照）。
次に、上記で得られた基板表面に第２のレジスト膜２８を形成する（図５（４）参照）
。
前記第２のレジスト膜２８に、補助開口部に対応するパターンを、例えば電子線露光装
置を用いて露光し、現像して第２のレジストパターン２８ａを形成し、該第２のレジスト
パターンをマスクに遮光性膜２１をエッチングし（図５（５））、その後残存した第２の
レジストパターン２８ａを剥離して補助パターン型位相シフトマスクが完成する（図５（
６））。
ところが、特許文献１に記載の「従来技術の方法１」に対する問題点、即ち、主開口部
と補助開口部が近接しているため、電子線描画によって主開口部と補助開口部との両方を
同じレジスト膜に描画することが困難であるという問題点は、近年における電子線露光技
術の進歩により解消されつつある。一方で、「従来技術の方法２」の方法を採用した場合
、主開口部と補助開口部とを別々の工程で描画するため、それら開口部同士を位置精度良
く重ねあわせることが困難であるという問題があり、そのような観点からは、「従来技術
の方法１」の方が好ましいという事実が解明された。
しかしながら、「従来技術の方法１」においては、次のような問題点があった。即ち、
主開口部の基板の掘り込みエッチングのために第２のレジストパターンを形成するが、第
２のレジストパターンの形成（描画）と主開口部と位置合わせが難しく、若干の位置ずれ
を起してしまい、遮光性膜が露出してしまう場合がある。さらに第２のレジストパターン
をマスクに基板の掘り込みエッチングを行うと、第２のレジストパターンの形状がだれて
、遮光性膜が露出してしまう。そのような状況の下、基板の掘り込みエッチングを行うと
、露出した遮光性膜がダメージを受けて、形状が悪化すると共に、通常、表面反射防止膜
を有する遮光性膜の反射率がその部分だけ変化してしまう等の品質を損なってしまうとい
う問題があった。図６に、矢印で表示した部分が、遮光性膜２１のダメージを受けてしま
う部分である。同図において２６は第２のレジストパターンを示す。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、品質を損なわずに製造する
ことができる補助パターン型位相シフトマスクの製造方法を提供することを目的とする。
と補助開口部が近接しているため、電子線描画によって主開口部と補助開口部との両方を
同じレジスト膜に描画することが困難であるという問題点は、近年における電子線露光技
術の進歩により解消されつつある。一方で、「従来技術の方法２」の方法を採用した場合
、主開口部と補助開口部とを別々の工程で描画するため、それら開口部同士を位置精度良
く重ねあわせることが困難であるという問題があり、そのような観点からは、「従来技術
の方法１」の方が好ましいという事実が解明された。
しかしながら、「従来技術の方法１」においては、次のような問題点があった。即ち、
主開口部の基板の掘り込みエッチングのために第２のレジストパターンを形成するが、第
２のレジストパターンの形成（描画）と主開口部と位置合わせが難しく、若干の位置ずれ
を起してしまい、遮光性膜が露出してしまう場合がある。さらに第２のレジストパターン
をマスクに基板の掘り込みエッチングを行うと、第２のレジストパターンの形状がだれて
、遮光性膜が露出してしまう。そのような状況の下、基板の掘り込みエッチングを行うと
、露出した遮光性膜がダメージを受けて、形状が悪化すると共に、通常、表面反射防止膜
を有する遮光性膜の反射率がその部分だけ変化してしまう等の品質を損なってしまうとい
う問題があった。図６に、矢印で表示した部分が、遮光性膜２１のダメージを受けてしま
う部分である。同図において２６は第２のレジストパターンを示す。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、品質を損なわずに製造する
ことができる補助パターン型位相シフトマスクの製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、以下の構成を有する。
（構成１） 透明基板上に遮光性膜を一部除去してなる主開口部と、前記主開口部の周辺
部分に補助開口部とを有すると共に、前記主開口部と補助開口部とを通過する光の位相が
所定角度異なるように、前記透明基板が深さ方向に一部除去された位相シフトマスクの製
造方法において、
基板上に、遮光性膜、エッチングマスク層を形成するための薄膜、第１のレジスト膜が
順次形成されたフォトマスクブランクを準備する工程と、
前記第１のレジスト膜に、主開口部及び補助開口部に対応するパターンを露光し、現像
して第１のレジストパターンを形成する工程と、
前記第１のレジストパターンをマスクに、エッチングマスク層を形成するための薄膜を
エッチングする工程と、
前記エッチングマスク層をマスクに、遮光性膜をエッチングする工程と、
残存した前記第１のレジストパターンを剥離する工程と、
を含む第１工程と、
前記第１工程において得られた基板上に第２のレジスト膜を形成する工程と、
前記主開口部及び前記補助開口部の何れか一方に対応するパターンを露光し、現像して
第２のレジストパターンを形成する工程と、
前記第２のレジストパターンをマスクに、前記透明基板の一部を、前記主開口部と補助
開口部とを通過する光の位相が所定角度異なるような深さにエッチングする工程と、
残存した前記第２レジストパターンを剥離する工程と、
を含む第２工程と、
前記第２工程で得られた基板におけるエッチングマスク層の所望の一部、又は全部を除
去する工程
を含む第３工程と、
を有することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。
（構成２） 前記遮光性膜がフッ素系エッチング媒質によりエッチング可能な材料とし、
前記遮光性膜をフッ素系エッチング媒質によりエッチングすることを特徴とする構成１記
載の位相シフトマスクの製造方法。
（構成１） 透明基板上に遮光性膜を一部除去してなる主開口部と、前記主開口部の周辺
部分に補助開口部とを有すると共に、前記主開口部と補助開口部とを通過する光の位相が
所定角度異なるように、前記透明基板が深さ方向に一部除去された位相シフトマスクの製
造方法において、
基板上に、遮光性膜、エッチングマスク層を形成するための薄膜、第１のレジスト膜が
順次形成されたフォトマスクブランクを準備する工程と、
前記第１のレジスト膜に、主開口部及び補助開口部に対応するパターンを露光し、現像
して第１のレジストパターンを形成する工程と、
前記第１のレジストパターンをマスクに、エッチングマスク層を形成するための薄膜を
エッチングする工程と、
前記エッチングマスク層をマスクに、遮光性膜をエッチングする工程と、
残存した前記第１のレジストパターンを剥離する工程と、
を含む第１工程と、
前記第１工程において得られた基板上に第２のレジスト膜を形成する工程と、
前記主開口部及び前記補助開口部の何れか一方に対応するパターンを露光し、現像して
第２のレジストパターンを形成する工程と、
前記第２のレジストパターンをマスクに、前記透明基板の一部を、前記主開口部と補助
開口部とを通過する光の位相が所定角度異なるような深さにエッチングする工程と、
残存した前記第２レジストパターンを剥離する工程と、
を含む第２工程と、
前記第２工程で得られた基板におけるエッチングマスク層の所望の一部、又は全部を除
去する工程
を含む第３工程と、
を有することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。
（構成２） 前記遮光性膜がフッ素系エッチング媒質によりエッチング可能な材料とし、
前記遮光性膜をフッ素系エッチング媒質によりエッチングすることを特徴とする構成１記
載の位相シフトマスクの製造方法。
本発明によれば、品質を損なわずに、補助パターン型位相シフトマスクを製造すること
が可能となった。
が可能となった。
本発明によれば、まず、第１工程において、主開口部及び補助開口部からなる遮光性膜
パターンを形成し、次いで、第２工程において透明基板の彫り込みエッチングを行うため
、第１工程において主開口部と補助開口部を同時に露光することができ、両者の位置合わ
せ精度が良好となる。さらに、遮光性膜のパターニングをエッチングマスク層を用いて行
うことから、遮光性膜の加工精度が良好となり、さらに、該エッチングマスク層の除去を
、最終工程である第３工程で行うため、第２工程における透明基板の彫り込みエッチング
の際にエッチングマスク層が遮光性膜を保護することができ、透明基板の彫り込みエッチ
ングの際に遮光性膜がダメージを受けることを防止することができる。即ち、透明基板の
彫り込みエッチングの際にダメージを受けるのが、エッチングマスク層であり、このエッ
チングマスク層は第３工程にて除去されてしまうため、問題とならない。
パターンを形成し、次いで、第２工程において透明基板の彫り込みエッチングを行うため
、第１工程において主開口部と補助開口部を同時に露光することができ、両者の位置合わ
せ精度が良好となる。さらに、遮光性膜のパターニングをエッチングマスク層を用いて行
うことから、遮光性膜の加工精度が良好となり、さらに、該エッチングマスク層の除去を
、最終工程である第３工程で行うため、第２工程における透明基板の彫り込みエッチング
の際にエッチングマスク層が遮光性膜を保護することができ、透明基板の彫り込みエッチ
ングの際に遮光性膜がダメージを受けることを防止することができる。即ち、透明基板の
彫り込みエッチングの際にダメージを受けるのが、エッチングマスク層であり、このエッ
チングマスク層は第３工程にて除去されてしまうため、問題とならない。
尚、本発明において、遮光性膜とは、露光光を実質的に透過しない機能を有する膜、例
えばクロム又はクロム化合物等からなる遮光膜、及び、露光光を所望の透過率透過させる
機能を有する膜、例えば金属にシリコン、酸素、窒素、炭素等を含有させた光半透過膜を
含むものである。
また、透明基板とは、石英基板等のガラス基板、ガラス基板上にＳｉＯ２（ＳＯＧを含
む）等の透明な位相シフト膜を形成したもの、及び該ガラス基板と位相シフト膜との間に
透明エッチングストッパー等他の透明膜が介在されたものを含むものである。
えばクロム又はクロム化合物等からなる遮光膜、及び、露光光を所望の透過率透過させる
機能を有する膜、例えば金属にシリコン、酸素、窒素、炭素等を含有させた光半透過膜を
含むものである。
また、透明基板とは、石英基板等のガラス基板、ガラス基板上にＳｉＯ２（ＳＯＧを含
む）等の透明な位相シフト膜を形成したもの、及び該ガラス基板と位相シフト膜との間に
透明エッチングストッパー等他の透明膜が介在されたものを含むものである。
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
図１は、本実施例に係る補助パターン型位相シフトマスクの製造工程図である。以下、
図１を参照しながら、本実施例を説明する。
（第１工程）
石英からなる透明基板１にＭｏＳｉ２からなる遮光性膜２、Ｃｒからなるエッチング
マスクを形成するための薄膜３、ポジ型電子線レジストからなる第１のレジスト膜４を順
次形成した（図１（１）参照）。
次に、主開口部及び補助開口部に対応するパターンデータを、電子線露光装置（日本電
子社製ＪＢＸ９０００ＭＶ）を用いて描画し、現像して第１レジストパターン４ａを形成
した。尚、主開口部のパターン寸法Ｂは、１．０μｍであり、補助パターンのパターン寸
法Ｃは０．２μｍとした。次いで、該第１のレジストパターン４ａをマスクにエッチング
マスク層をエッチングガスをしてＣｌ２＋Ｏ２を用いたドライエッチングにてエッチング
を行い、次に、エッチングガスをＣＦ４＋Ｏ２に切り替えて遮光性膜のドライエッチング
をおこなって、主開口部５と補助開口部６とからなるエッチングマスク層３ａ及び遮光性
膜パターン２ａを形成した（図１（２）参照）、その後残存した第１のレジストパターン
４ａを剥離後、洗浄を施した（図１（３）参照）。
上記工程において、遮光性膜のドライエッチングに対し、エッチングマスク層が耐性を
有するような各々の材料を選択していることから、遮光性膜の加工精度が良好であった。
また、主開口部及び補助開口部に対応するパターンデータを、上記電子線露光装置を用い
て描画したことから、主開口部、補助開口部共に高精度な開口部が形成することができた
。尚、上記電子線描画装置は、高加速電圧の採用、近接効果補正機能の活用等、近年の電
子線描画技術の発達によって本来であれば形成不可能であった前記の実施形態のようなパ
ターンが同時にしかも設計値に対して忠実に（±５ｎｍ以内）で形成することが出来た。
また、主開口部と補助開口部の描画を同じ描画工程において行っていることから、同一の
描画機を用いてアライメントを取ることで重ね合わせ精度を±３０ｎｍ以内に収めること
が出来き、両者の位置精度も良好なものであった。
図１は、本実施例に係る補助パターン型位相シフトマスクの製造工程図である。以下、
図１を参照しながら、本実施例を説明する。
（第１工程）
石英からなる透明基板１にＭｏＳｉ２からなる遮光性膜２、Ｃｒからなるエッチング
マスクを形成するための薄膜３、ポジ型電子線レジストからなる第１のレジスト膜４を順
次形成した（図１（１）参照）。
次に、主開口部及び補助開口部に対応するパターンデータを、電子線露光装置（日本電
子社製ＪＢＸ９０００ＭＶ）を用いて描画し、現像して第１レジストパターン４ａを形成
した。尚、主開口部のパターン寸法Ｂは、１．０μｍであり、補助パターンのパターン寸
法Ｃは０．２μｍとした。次いで、該第１のレジストパターン４ａをマスクにエッチング
マスク層をエッチングガスをしてＣｌ２＋Ｏ２を用いたドライエッチングにてエッチング
を行い、次に、エッチングガスをＣＦ４＋Ｏ２に切り替えて遮光性膜のドライエッチング
をおこなって、主開口部５と補助開口部６とからなるエッチングマスク層３ａ及び遮光性
膜パターン２ａを形成した（図１（２）参照）、その後残存した第１のレジストパターン
４ａを剥離後、洗浄を施した（図１（３）参照）。
上記工程において、遮光性膜のドライエッチングに対し、エッチングマスク層が耐性を
有するような各々の材料を選択していることから、遮光性膜の加工精度が良好であった。
また、主開口部及び補助開口部に対応するパターンデータを、上記電子線露光装置を用い
て描画したことから、主開口部、補助開口部共に高精度な開口部が形成することができた
。尚、上記電子線描画装置は、高加速電圧の採用、近接効果補正機能の活用等、近年の電
子線描画技術の発達によって本来であれば形成不可能であった前記の実施形態のようなパ
ターンが同時にしかも設計値に対して忠実に（±５ｎｍ以内）で形成することが出来た。
また、主開口部と補助開口部の描画を同じ描画工程において行っていることから、同一の
描画機を用いてアライメントを取ることで重ね合わせ精度を±３０ｎｍ以内に収めること
が出来き、両者の位置精度も良好なものであった。
（第２工程）
次に、上記で得られた基板表面にポジ型電子線レジストからなる第２のレジスト膜７を
形成した（図１（４）参照）。
次に、前記第２のレジスト膜７に、主開口部に対応するパターンを、上記と同様の電子
線露光装置を用いて露光し、現像して第２のレジストパターン７ａを形成した（図１（５
））。次に、該レジストパターン７をマスクに、ＣＦ４＋Ｏ２のドライエッチングにて透
明基板１をエッチングすることによって基板彫り込み部８を形成した。
このとき、レジストパターン７ａは、主開口部５と若干ずれてエッチングマスク層３ａ
が多少露出し、また、エッチングが進むに連れてレジストパターン７ａは、形状がだれて
、エッチングマスク層３ａの露出部が大きくなり、エッチングマスク層３ａへのダメージ
が発生したが、その下の遮光性膜２には何ら影響がなかった。
その後残存した第２のレジストパターン７ａを剥離し、洗浄を施した（図１（６））。
次に、上記で得られた基板表面にポジ型電子線レジストからなる第２のレジスト膜７を
形成した（図１（４）参照）。
次に、前記第２のレジスト膜７に、主開口部に対応するパターンを、上記と同様の電子
線露光装置を用いて露光し、現像して第２のレジストパターン７ａを形成した（図１（５
））。次に、該レジストパターン７をマスクに、ＣＦ４＋Ｏ２のドライエッチングにて透
明基板１をエッチングすることによって基板彫り込み部８を形成した。
このとき、レジストパターン７ａは、主開口部５と若干ずれてエッチングマスク層３ａ
が多少露出し、また、エッチングが進むに連れてレジストパターン７ａは、形状がだれて
、エッチングマスク層３ａの露出部が大きくなり、エッチングマスク層３ａへのダメージ
が発生したが、その下の遮光性膜２には何ら影響がなかった。
その後残存した第２のレジストパターン７ａを剥離し、洗浄を施した（図１（６））。
（第３工程）
次に、エッチングマスク層を、硝酸第２セリウムアンモニウムと過塩素酸からなるエッ
チング液を用いて除去し、洗浄を施し、補助パターン型位相シフトマスクが完成した（図
１（７））。
即ち、本実施例では、エッチングマスク層のエッチングに対し、遮光性膜及び透明基板
が耐性を有するような各々の材料を用いているため、第３工程において、エッチングマス
ク層の除去が可能となる。
次に、エッチングマスク層を、硝酸第２セリウムアンモニウムと過塩素酸からなるエッ
チング液を用いて除去し、洗浄を施し、補助パターン型位相シフトマスクが完成した（図
１（７））。
即ち、本実施例では、エッチングマスク層のエッチングに対し、遮光性膜及び透明基板
が耐性を有するような各々の材料を用いているため、第３工程において、エッチングマス
ク層の除去が可能となる。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。
上記実施例では、主開口部の透明基板の彫り込みエッチングを行ったが、主開口部のエ
ッチングではなく、補助開口部のエッチングを行ってもよい。但し、補助開口部は寸法が
微細なため、加工精度の観点からは、主開口部のエッチングの方が好ましい。
また、上記実施例では、ガラス基板を彫り込むことによって位相をシフトさせたが、ガ
ラス基板上に形成された位相シフト用の薄膜をエッチングするようにしてもよい。
また、遮光性膜とエッチングマスク層の材料は、上記材料に限定されるものではなく、
エッチングマスク層が遮光性膜のエッチングの際に耐性を有し、最後に選択的除去が可能
な各々の材料を適宜選択することができる。例えば、エッチングマスク層と遮光性膜の組
み合せとしては、フッ素系のエッチング媒質によりエッチング可能な材料と塩素系のエッ
チング媒質によりエッチング可能な材料の組み合せが考えられる。塩素系のエッチング媒
質によりエッチング可能な材料としては、クロム、タンタル、チタン、アルミニウム、ハ
フニウム、バナジウム、ジルコニウム、等の金属又はこれら１種又は２種以上の合金、又
はこれら金属又は合金に酸素、窒素、炭素、フッ素等が１種又は２種以上含有された金属
化合物、又はそれらの積層膜を例示することができる。また、フッ素系のエッチング媒質
によりエッチング可能な材料としては、高融点金属のシリサイド、例えばモリブデン、タ
ングステン、又はタンタル等のシリサイド、又はそれらに酸素、窒素、炭素、フッ素等が
１種又は２種以上含有された材料が例示される。これらの材料系をエッチングマスク層と
遮光性膜の何れに組み合せてもよいが、ガラス基板はフッ素系エッチング媒質によりエッ
チングされるため、エッチングマスク層の除去の際に用いるエッチング媒質により透明基
板がエッチングされてしまうと、透明基板にダメージを与えてしまう。その点を考慮する
と、エッチングマスク層に、フッ素系エッチング媒質に耐性を有する塩素系エッチング媒
質にてエッチング可能な材料とし、遮光性膜にフッ素系エッチング媒質にてエッチング可
能な材料を選択することが好ましい。尚、エッチング媒質とは、ドライエッチングの場合
はドライエッチングガス、ウェットエッチングの場合はエッチング液を指す。
尚、主開口部と補助開口部のエッチングにおいては、加工精度の観点からドライエッチ
ングが好ましい。エッチングマスクの除去の際には、ウェットエッチングでもよいが、後
述のようにエッチングマスクを一部残す場合で、該残しパターンに加工精度が要求される
場合はドライエッチングを選択することができる。
また、遮光性膜は、光半透過膜であってもよい。光半透過膜としては、クロム、タンタ
ル、チタン、アルミニウム、ハフニウム、バナジウム、ジルコニウム、等の金属又はこれ
ら１種又は２種以上の合金に酸素、窒素、炭素、フッ素等を含有した材料、高融点金属の
シリサイド、例えばモリブデン、タングステン、又はタンタル等のシリサイドに酸素、窒
素、炭素、フッ素等が1種又は２種以上含有された材料が例示される。さらに、この光半
透過膜は、位相差が所定角度（例えば略１８０度）に調整された膜であってもよい。
さらにまた、遮光性膜は単層に限らず、複数層にてその機能を発揮するものであればよ
い。この場合、表裏の反射防止膜等の公知の機能層と組み合わせることができる。
また、上記実施例においては、第３工程においてエッチングマスク層を全て除去したが
、目的に応じて一部残すようにしてもよい。例えば、遮光性膜が光半透過膜である場合、
エッチングマスク層を実質的に露光光を遮光する膜、あるいは遮光性膜との積層において
実質的に露光光を遮光する膜とし、エッチングマスク層を、非転写領域、パターンが形成
されていない領域、マークが形成される領域などに残すことが考えられる。
その場合は、図２に示されるように、上記実施例において第３工程が終了して得られた
基板（図２（１））に対し、第３のレジストパターン９を形成し、次いで、残したいエッ
チングマスク層に対応するパターン露光を施し、現像して残したいエッチングマスク層を
覆う第３のレジストパターン９ａを形成し（図２（３））、前記第３のレジストパターン
９ａをマスクにエッチングマスク層３をエッチングし（図２（３））、最後に残存した第
３のレジストパターン９ａを剥離して洗浄し、エッチングマスク層が一部残った補助パタ
ーン型位相シフトマスクを得ることができる（図２（４））。
上記実施例では、主開口部の透明基板の彫り込みエッチングを行ったが、主開口部のエ
ッチングではなく、補助開口部のエッチングを行ってもよい。但し、補助開口部は寸法が
微細なため、加工精度の観点からは、主開口部のエッチングの方が好ましい。
また、上記実施例では、ガラス基板を彫り込むことによって位相をシフトさせたが、ガ
ラス基板上に形成された位相シフト用の薄膜をエッチングするようにしてもよい。
また、遮光性膜とエッチングマスク層の材料は、上記材料に限定されるものではなく、
エッチングマスク層が遮光性膜のエッチングの際に耐性を有し、最後に選択的除去が可能
な各々の材料を適宜選択することができる。例えば、エッチングマスク層と遮光性膜の組
み合せとしては、フッ素系のエッチング媒質によりエッチング可能な材料と塩素系のエッ
チング媒質によりエッチング可能な材料の組み合せが考えられる。塩素系のエッチング媒
質によりエッチング可能な材料としては、クロム、タンタル、チタン、アルミニウム、ハ
フニウム、バナジウム、ジルコニウム、等の金属又はこれら１種又は２種以上の合金、又
はこれら金属又は合金に酸素、窒素、炭素、フッ素等が１種又は２種以上含有された金属
化合物、又はそれらの積層膜を例示することができる。また、フッ素系のエッチング媒質
によりエッチング可能な材料としては、高融点金属のシリサイド、例えばモリブデン、タ
ングステン、又はタンタル等のシリサイド、又はそれらに酸素、窒素、炭素、フッ素等が
１種又は２種以上含有された材料が例示される。これらの材料系をエッチングマスク層と
遮光性膜の何れに組み合せてもよいが、ガラス基板はフッ素系エッチング媒質によりエッ
チングされるため、エッチングマスク層の除去の際に用いるエッチング媒質により透明基
板がエッチングされてしまうと、透明基板にダメージを与えてしまう。その点を考慮する
と、エッチングマスク層に、フッ素系エッチング媒質に耐性を有する塩素系エッチング媒
質にてエッチング可能な材料とし、遮光性膜にフッ素系エッチング媒質にてエッチング可
能な材料を選択することが好ましい。尚、エッチング媒質とは、ドライエッチングの場合
はドライエッチングガス、ウェットエッチングの場合はエッチング液を指す。
尚、主開口部と補助開口部のエッチングにおいては、加工精度の観点からドライエッチ
ングが好ましい。エッチングマスクの除去の際には、ウェットエッチングでもよいが、後
述のようにエッチングマスクを一部残す場合で、該残しパターンに加工精度が要求される
場合はドライエッチングを選択することができる。
また、遮光性膜は、光半透過膜であってもよい。光半透過膜としては、クロム、タンタ
ル、チタン、アルミニウム、ハフニウム、バナジウム、ジルコニウム、等の金属又はこれ
ら１種又は２種以上の合金に酸素、窒素、炭素、フッ素等を含有した材料、高融点金属の
シリサイド、例えばモリブデン、タングステン、又はタンタル等のシリサイドに酸素、窒
素、炭素、フッ素等が1種又は２種以上含有された材料が例示される。さらに、この光半
透過膜は、位相差が所定角度（例えば略１８０度）に調整された膜であってもよい。
さらにまた、遮光性膜は単層に限らず、複数層にてその機能を発揮するものであればよ
い。この場合、表裏の反射防止膜等の公知の機能層と組み合わせることができる。
また、上記実施例においては、第３工程においてエッチングマスク層を全て除去したが
、目的に応じて一部残すようにしてもよい。例えば、遮光性膜が光半透過膜である場合、
エッチングマスク層を実質的に露光光を遮光する膜、あるいは遮光性膜との積層において
実質的に露光光を遮光する膜とし、エッチングマスク層を、非転写領域、パターンが形成
されていない領域、マークが形成される領域などに残すことが考えられる。
その場合は、図２に示されるように、上記実施例において第３工程が終了して得られた
基板（図２（１））に対し、第３のレジストパターン９を形成し、次いで、残したいエッ
チングマスク層に対応するパターン露光を施し、現像して残したいエッチングマスク層を
覆う第３のレジストパターン９ａを形成し（図２（３））、前記第３のレジストパターン
９ａをマスクにエッチングマスク層３をエッチングし（図２（３））、最後に残存した第
３のレジストパターン９ａを剥離して洗浄し、エッチングマスク層が一部残った補助パタ
ーン型位相シフトマスクを得ることができる（図２（４））。
１ 透明基板
２ 遮光性膜
２ａ 遮光性膜パターン
３ エッチングマスクを形成するための薄膜
３ａ エッチングマスク層
４ 第１のレジスト膜
４ａ 第１レジストパターン
５ 主開口部
６ 補助開口部
７ 第２のレジスト膜
７ａ 第２のレジストパターン
８ 基板彫り込み部
２ 遮光性膜
２ａ 遮光性膜パターン
３ エッチングマスクを形成するための薄膜
３ａ エッチングマスク層
４ 第１のレジスト膜
４ａ 第１レジストパターン
５ 主開口部
６ 補助開口部
７ 第２のレジスト膜
７ａ 第２のレジストパターン
８ 基板彫り込み部
Claims (9)
- 透明基板上に遮光性膜を一部除去してなる主開口部と、前記主開口部の周辺部分に補助開口部とを有すると共に、前記主開口部と補助開口部とを通過する光の位相が所定角度異なるように、前記透明基板が深さ方向に一部除去された位相シフトマスクの製造方法において、
前記透明基板上に、光半透過性の遮光性膜、エッチングマスク層を形成するための薄膜であって前記遮光性膜との積層が露光光を実質的に遮光する薄膜、及び第１のレジスト膜が順次形成されたフォトマスクブランクを準備する工程と、
前記第１のレジスト膜に、主開口部、及び前記主開口部よりパターン寸法が小さく、被転写体上で解像しない線幅をもつ補助開口部に対応するパターンを電子線露光し、現像して第１のレジストパターンを形成する工程と、
前記第１のレジストパターンをマスクに、エッチングマスク層を形成するための薄膜をエッチングする工程と、
前記エッチングマスク層をマスクに、前記遮光性膜をエッチングする工程と、
残存した前記第１のレジストパターンを剥離する工程と、
を含む第１工程と、
前記第１工程において得られた基板上に第２のレジスト膜を形成する工程と、
前記主開口部及び前記補助開口部の何れか一方に対応するパターンを露光し、現像して第２のレジストパターンを形成する工程と、
前記第２のレジストパターンをマスクに、前記透明基板の一部を、前記主開口部と補助開口部とを通過する光の位相が所定角度異なるような深さにエッチングする工程と、
残存した前記第２レジストパターンを剥離する工程と、
を含む第２工程と、
前記第２工程で得られた基板におけるエッチングマスク層の、パターンが形成されていない領域を残して除去する工程を含む第３工程と、
を有し、
前記遮光性膜は、フッ素系のエッチング媒質によりエッチング可能な材料からなり、かつ、
前記エッチングマスク層は、クロム、タンタル、チタン、アルミニウム、ハフニウム、バナジウム、又はジルコニウムを含む金属、該金属に酸素、窒素、炭素、又はフッ素が含まれた金属化合物、或いは、該金属又は該金属化合物の積層からなる
ことを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。 - 前記第２工程において、前記透明基板の一部を、前記主開口部と補助開口部とを通過する光の位相が所定角度異なるような深さにエッチングする際、
前記補助開口部の透明基板を彫り込みエッチングすることを特徴とする、請求項１に記載の位相シフトマスクの製造方法。 - 前記遮光性膜は、モリブデン、タングステン、又はタンタルのシリサイド、或いはそれらに酸素、窒素、炭素、フッ素等が１種又は２種以上含有された材料を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の位相シフトマスクの製造方法。
- 前記遮光性膜は、位相差が略１８０度に調整されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の位相シフトマスクの製造方法。
- 前記第３工程において、エッチングマスク層の一部を、エッチング液により除去することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の位相シフトマスクの製造方法。
- 前記透明基板の上にエッチングストッパー膜を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の位相シフトマスクの製造方法。
- 前記第１のレジスト膜に、主開口部及び補助開口部に対応するパターンを露光する際には、電子線露光装置を用いることにより、設計値に対して、±5nm以内の加工精度で前記パターンを形成することを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の位相シフトマスクの製造方法。
- 前記エッチングマスク層は、クロムを含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の位相シフトマスクの製造方法。
- 前記位相シフトマスクは、コンタクトホールパターンを有するものであることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか記載の位相シフトマスクの製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP2003293835A JP4443873B2 (ja) | 2003-08-15 | 2003-08-15 | 位相シフトマスクの製造方法 |
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