JPH06123961A - 位相シフトマスク及び位相シフトマスクブランク並びに位相シフトマスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半透光性膜パターンを有するハーフトーン型
の位相シフトマスクと遮光性膜パターンを有する位相シ
フトマスクとを同一基板上に有する位相シフトマスクを
得る。 【構成】 透明基板２上にエッチング停止膜３、所定の
パターンを形成する位相シフト層４が順次形成されてお
り、領域Ａに形成された位相シフト層４上にクロムから
なる遮光性膜パターン５が形成され、領域Ｂに形成され
た位相シフト層４上にモリブデン・シリサイドからなる
半透光性膜パターン６が形成されたもので、レベンソン
型位相シフトマスク及びハーフトーン型位相シフトマス
クが同一基板上に形成されてなる位相シフトマスクであ
る。半透光性膜パターンを構成するクロムと遮光性膜パ
ターンを構成するモリブデン・シリサイドとは、一方の
パターンを形成するエッチング処理に用いるエッチング
媒体に対して他方のパターンを構成する物質が耐性を有
する組み合わせである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所定の透光部間を透過
する露光光間に位相差を生成することにより、転写パタ
ーンの解像度を向上させた位相シフトマスクの製造方法
に関する。特に、半透光性膜を有する、いわゆるハーフ
トーン型位相シフトマスクとその他の様々な種類の位相
シフトマスクを同一基板上に形成されることを可能にし
た位相シフトマスクの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、フォトマスクに形成される遮光性
膜パターンの形状は、製造する半導体装置等のパターン
によって様々な種類があり、ラインアンドスペースター
ンのような遮光膜パターンが周期的に繰り返される繰り
返しパターン及び単一のホール、ドット又はライン、ス
ペース等の孤立パターン等に区分される。そして、これ
らのパターン形状に応じて、位相シフトマスクにも種類
があり、形成する遮光性膜パターンによって使い分けら
れている。

【０００３】例えば、繰り返しパターンに適している位
相シフトマスクとしては、例えば特開昭５７ー１７３７
４４号公報に記載されているような、いわゆるレベンソ
ン型の位相シフトマスクがある。

【０００４】図３１は、レベンソン型の位相シフトマス
クの一例を示したものである。この位相シフトマスク１
００は、基板１０１上にクロムからなるラインアンドス
ペースパターンたる遮光性膜パターン１０２を形成し、
この遮光性膜パターン１０２のラインパターンたる遮光
性膜部１０２ａの両側に形成されたスペースパターンた
る透光部１０２ｂ及び１０２ｃのうちの一方に位相シフ
ト層１０３を形成したものである。換言すると、スペー
ス１つおきに位相シフト層１０３を形成したものであ
る。これにより、位相シフト層１０３が形成されていな
い透光部１０２ｂを通過する露光光Ｌ1 と位相シフト層
が形成された透光部１０２ｃを通過する露光光Ｌ2 との
位相を、例えばλ／２（１８０°）だけシフトさせるこ
とにより、回折作用で遮光膜部１０２ａの影の部分にま
で回り込んだ露光光が干渉されて相殺されるようにした
ものである。

【０００５】また、単一のホール、ドット又はライン、
スペース等の孤立パターンに適している位相シフトマス
クとしては、例えば特開平４ー１３６８５４号公報に記
載されているような、いわゆるハーフトーン型の位相シ
フトマスクがある。

【０００６】図３２にハーフトーン型の一例を示す。こ
の位相シフトマスク２００は、透明基板２０１上に、透
過率１〜５０％程度の薄いクロムからなる半透光性膜パ
ターン２０２を形成し、半透光性膜パターン２０２の半
透光性膜部２０２ａの上に位相シフト層２０３を形成し
たものである。これにより、半透光性膜部２０２ａを透
過するレジスト感度以下の光Ｌ2 の位相を反転させ、透
光部２０２ｂを通過す光Ｌ1 との回折・干渉によって透
光部２０２ａと半透光性膜部２０２ｂとの境界部で光強
度がゼロになる部分を設けて半透光性膜パターン２０２
によって形成される露光パターンの光強度コントラスト
を向上させるようにしたものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、同一基板上
に繰り返しパターンと孤立パターンとを有する位相シフ
トマスクを製造する際、それぞれの遮光膜パターンの形
状に合わせて上記したような複数の型の位相シフトマス
クを同一基板上に形成する必要がある。しかしながら、
特開平４ー１３６８５４号公報に記載されたようなクロ
ムからなる半透光性膜パターンを有するハーフトーン型
と、例えば特開昭５７ー１７３７４４号公報に記載され
ているレベンソン型の位相シフトマスクのようなクロム
からなる遮光性膜を有するものを、同一基板上に形成す
ることができない。即ち同じクロムからなる遮光性膜パ
ターンの遮光部と半透光性膜パターンの半透光部とを、
それぞれ異なる膜厚に形成することはできない問題点が
あった。

【０００８】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、その目的は半透光性膜パターンを有す
るハーフトーン型の位相シフトマスクと遮光性膜パター
ンを有する位相シフトマスクとを同一基板上に有する位
相シフトマスク及びそのような位相シフトマスクを形成
することができる位相シフトマスクブランク、並びにそ
のような位相シフトマスクを容易に形成することができ
るような方法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明にかかる位相シフトマスクは、（１） 透明
基板上に、実質的に露光に寄与する強度の光を通過させ
る透光部と実質的に露光に寄与しない強度の光を通過さ
せる半透光部とで構成される半透光性膜パターン及び透
光部と遮光部とで構成される遮光性膜パターンと、前記
遮光性膜パターンの所望の透光部及び前記半透光性膜パ
ターンの半透光部を通過する光の位相を推移させる位相
シフト層とを有する位相シフトマスクであって、前記半
透光性膜パターンを構成する物質と前記遮光性膜パター
ンを構成する物質との組み合わせを、一方のパターンを
形成するエッチング処理に用いるエッチング媒体に対し
て他方のパターンを構成する物質が耐性を有する組み合
わせに選定したことを特徴とする構成とした。

【００１０】また、構成１の態様として、（２） 構成
１の位相シフトマスクにおいて、前記半透光性膜パター
ンを構成する物質と前記遮光性膜パターンを構成する物
質との組み合わせを、金属シリサイドとクロムを主成分
とする物質との組み合わせに選定したことを特徴とする
構成とし、さらに、構成１及び２の態様として、（３）
構成１又は２の位相シフトマスクにおいて、前記金属
シリサイドが、モリブデン・シリサイド、タンタル・シ
リサイド、タングステン・シリサイドの中から選ばれた
一種であることを特徴とする構成とした。

【００１１】また、本発明にかかる位相シフトマスクブ
ランクは、（４） 透明基板上に、半透光性膜、遮光性
膜、位相シフト膜とが順次形成されている位相シフトマ
スクブランクであって、前記半透光性膜を構成する物質
と前記遮光性膜を構成する物質との組み合わせを、前記
半透光性膜又は遮光性膜の一方にパターンを形成するエ
ッチング処理に用いるエッチング媒体に対して他方を構
成する物質が耐性を有する組み合わせに選定したことを
特徴とする構成とし、この構成４の態様として、（５）
前記半透光性膜を構成する物質と前記遮光性膜を構成
する物質との組み合わせを、金属シリサイドとクロムを
主成分とする物質との組み合わせに選定したことを特徴
とする構成とし、さらに、構成５の態様として、（６）
前記金属シリサイド膜が、モリブデン・シリサイド、
タンタル・シリサイド、タングステン・シリサイドの中
から選ばれた一種であることを特徴とする構成とした。

【００１２】また、本発明にかかる位相シフトマスクの
製造方法は、（７） 透明基板上に位相シフト膜を形成
し、前記位相シフト膜上に遮光性膜パターンを形成し、
前記遮光性膜パターンの上又は下に半透光性膜を形成し
た後、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に沿って、半透光性膜及び位相
シフト膜をエッチングし、第１のレジストパターンの残
存レジスト膜部を除去して半透光性膜パターン及び位相
シフトパターンを形成した後、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に沿っ
て、不要な半透光性膜部をエッチングし、第２のレジス
トパターンの残存レジスト膜部を除去する工程とを含む
位相シフトマスクの製造方法であって、前記半透光性膜
パターンが金属シリサイドからなり、前記遮光性膜パタ
ーンがクロムを主成分とするか、あるいは前記半透光性
膜パターンがクロムを主成分とし、前記遮光性膜パター
ンが金属シリサイドからなることを特徴とする構成、並
びに、（８） 透明基板上に、遮光性膜パターンを形成
し、前記遮光性膜パターンの上又は下に半透光性膜を形
成した後、第２のレジストパターンを形成する工程と、
前記第２レジストパターンに沿って、半透光性膜をエッ
チングし、前記第２のレジストパターンの残存レジスト
膜部を除去して半透光性膜パターンを形成する工程と、
前記遮光性膜パターン及び半透光性膜パターン上に、位
相シフト膜、レジストパターンを順次形成する工程と、
前記レジストパターンに沿って、位相シフト膜をエッチ
ングし、前記レジストパターンの残存レジスト膜部を除
去して位相シフト膜パターンを形成する工程とを含む位
相シフトマスクの製造方法であって、前記半透光性膜パ
ターンが金属シリサイドからなり、前記遮光性膜パター
ンがクロムを主成分とするか、あるいは前記半透光性膜
パターンがクロムを主成分とし、前記遮光性膜パターン
が金属シリサイドからなることを特徴とする構成とし
た。

【００１３】そして、構成７及び８の態様として（９）
金属シリサイド層が、モリブデン・シリサイド、タン
タル・シリサイド、タングステン・シリサイドの中から
選ばれた一種であることを特徴とする構成としたもので
ある。

【００１４】

【作用】上述の構成１によれば、遮光性膜と半透光性膜
とは、お互いのエッチングに耐性を有するため、半透光
性膜パターンからなるハーフトーン型位相シフトマスク
と遮光性膜パターンからなるレベンソン型位相シフトマ
スクとの組み合わせのように、半透光性膜と遮光性膜と
を同一の基板に形成して方式の異なる形式の複数の位相
シフトマスクを同一の基板上に形成する位相シフトマス
クを製造する際に、一方をエッチングするとき、他方が
エッチングされないので、特別な処理を施すことなく各
々独立にエッチングすることができ、これにより、この
ような位相シフトマスクを比較的容易に製造することが
できる。また、このような物質の組み合わせとしては構
成２及び３の組み合わせが最適である。

【００１５】また、構成４〜６によれば、構成１〜３の
位相シフトマスクを製造する際にその母材量たる位相シ
フトマスクブランクを得ることができる。

【００１６】さらに、構成７〜９によれば、構成１〜３
の位相シフトマスクを容易に製造することができる。

【００１７】

【実施例】実施例１ 図１は本発明の実施例１にかかる位相シフトマスクの構
成を示す断面図であって図２のＩーＩ線断面図、図２は
実施例１の位相シフトマスクの構成を示す平面図、図３
ないし図１３は実施例１の位相シフトマスクの製造工程
説明図である。以下、これらの図面を参照にしながら実
施例１の位相シフトマスク及び位相シフトマスクブラン
ク並びに位相シフトマスクの製造方法を説明する。な
お、位相シフトマスクブランクは位相シフトマスクを製
造する途中の工程で得られるものであるので、位相シフ
トマスクの製造方法の説明とあわせて説明する。

【００１８】図１において、符号１は位相シフトマスク
であり、この位相シフトマスク１は、透明基板２上にエ
ッチング停止膜３、所定のパターンに沿ってその一部が
除去された位相シフト層４が順次形成されており、領域
Ａに形成された位相シフト層４上にクロムからなる遮光
性膜パターン５が形成され、他の領域Ｂに形成された位
相シフト層４上にモリブデン・シリサイドからなる半透
光性膜パターン６が形成されたもので、レベンソン型位
相シフトマスク及びハーフトーン型位相シフトマスクが
同一基板上に形成されてなる位相シフトマスクである。

【００１９】ここで、領域Ａに形成された遮光性膜パタ
ーン５は、ラインアンドスペースパターンであり、ライ
ンパターンたる遮光性膜部５ａと、この遮光性膜部５ａ
の両側に形成されたスペースパターンたる透光部５ｂ及
び５ｃとから構成されている。この場合、透光部５ｂは
位相シフト層４が除去された部位に形成され、透光部５
ｃは位相シフト層４が形成された部位に形成されてい
る。すなわち、スペースパターン１つおきに位相シフト
層４が介在されるようになっている。これにより、位相
シフト層４が形成されていない透光部５ｂを通過する露
光光Ｌ1 と位相シフト層４が形成された透光部５ｃを通
過する露光光Ｌ2 との位相を、例えばλ／２（１８０
°）だけシフトさせることにより、回折作用で遮光性膜
部５ａの影の部分にまで回り込んだ露光光が干渉されて
相殺されるようにして、遮光性膜パターン５によって形
成される露光パターンの解像度を向上させるようにした
ものである。

【００２０】また、領域Ｂに形成された半透光性膜パタ
ーン６は単一のホールパターンであり、領域Ｂのほぼ全
体を覆うようにして形成された半透光性膜部６ａと、こ
の半透光性膜部６ａの所定の部位にこの半透光性膜部６
ａの所定の部位をホールパターン状に除去して形成され
た透光部６ｂとから構成されている。この場合、半透光
性膜部６ａは位相シフト層４が形成された部位に形成さ
れており、透光部６ｂは位相シフト層４がホールパター
ン状に除去された部位に形成されている。これにより、
半透光性膜部６ａを透過するレジスト感度以下の光Ｌ2
の位相を反転させ、透光部６ｂを通過する光Ｌ1 との回
折・干渉によって透光部６ｂと半透光性膜部６ａとの境
界部で光強度がゼロになる部分を設けて半透光性膜パタ
ーン６によって形成される露光パターンのコントラスト
を向上させるようにしたものである。

【００２１】次に、本実施例の位相シフトマスクの製造
方法を図３ないし図１３を用いて説明する。

【００２２】（第１工程）主表面を鏡面研磨した石英ガ
ラス基板２上に、エッチング停止膜３、位相シフト膜４
１及び遮光性膜５１を順次成膜して位相シフトマスクブ
ランク１０を得る（図３参照）。

【００２３】エッチング停止膜３は、酸化スズーアンチ
モン（Ｓｎ_x Ｓｂ_y Ｏ _z ）からなり、その膜厚が１５０
オングストロームである。このエッチング停止膜３は、
製造工程中において、エッチングにより位相シフト層４
を形成する際に、石英ガラス基板１の表面がエッチング
により侵されることを防止する作用をなすとともに、こ
の位相シフトマスクの製造の際における電子線照射時、
あるいは、電子線における検査時等において透明基板の
表面に電荷が蓄積されるのを防止する作用もなす。

【００２４】位相シフト膜４１は、膜厚４０７０オング
ストロームの酸化ケイ素膜（ＳＯＧ：スピンオングラ
ス）であり、前記エッチング停止膜３上にＳｉＯ2 系被
覆膜形成用塗布液（アライドシグナル社製のアキュグラ
ス＃３１１スピンオングラス（商品名））を滴下し、ス
ピンコート法によりほぼ全面に広げ、その後、焼成して
形成した。この位相シフト膜４１の膜厚を４０７０オン
グストロームに選定したのは、透過するｉ線に対してほ
ぼ１８０°の位相差を設けるためである。

【００２５】遮光膜５１は、膜厚１０００オングストロ
ームのクロム膜であり、クロムをスパッタリングターゲ
ットとしてＡｒガス雰囲気中で位相シフト膜４１上にス
パッタリングして成膜した。

【００２６】（第２工程）第１工程で形成した遮光膜５
１をパターン化するために、この遮光膜５１上にポジ型
電子線レジスト７（ＰＢＳ：チッソ社製）をスピンコー
ト法によって塗布し、乾燥させる。

【００２７】次に、レジスト７の照射部分７ａに電子線
Ｅを照射し（図４参照）、その後、所定の現像液で現像
することにより、照射レジスト部分７ａを溶解し、レジ
ストパターン（図示せず）を形成する。

【００２８】（第３工程）次に、第２工程で得られたレ
ジストパターンにそって遮光膜５１を硝酸第２セリウム
アンモニウム１６５ｇ、過塩素酸（７０％）４２ｍｌに
純水を加えて１０００ｍｌにしたエッチング液を用い、
選択的にエッチングして遮光性膜部５ａとこの遮光性膜
部５ａの両側に形成された透光部５ｂ，５ｃからなるラ
インアンドスペース遮光性膜パターン５を形成し、残存
したレジストパターンを剥離する（図６参照）。

【００２９】（第４工程）次いで、前記遮光膜パターン
５を形成した位相シフト膜４１の上面に、ＭｏＳｉ（モ
リブデン・シリサイド）をスパッタリングし、膜厚２０
０オングストロームで透過率が１５％の半透光膜たるＭ
ｏＳｉ膜６１を形成する。（図７参照）。

【００３０】（第５工程）次に、第４工程で形成したＭ
ｏＳｉ膜６１上に、耐ドライエッチング性のあるネガ型
電子線レジスト８（ＣＭＳ−ＥＸ（ｓ）：東ソー社製）
を、膜厚１００００オングストロームになるようにスピ
ンコート法により成膜する。次に、レジスト８の照射部
分８ａに電子線Ｅを所定に位置に照射してレジスト８に
潜像を形成する（図７参照）。

【００３１】（第６工程）次いで、潜像が形成されたレ
ジスト８を所定の現像液で現像することにより、レジス
ト８の電子線Ｅを照射しなかった部分を溶解し、第１の
レジストパターン９を形成する（図８参照）。

【００３２】（第７工程）前記第６工程で形成した第１
のレジストパターン９に沿って、ＭｏＳｉ膜６１及び位
相シフト膜４１を順次ドライエッチング（プラズマ放
電）により選択的に除去する（図９参照）。

【００３３】このＭｏＳｉ膜６１と位相シフト膜４１の
ドライエッチングは、同じＣＦ₄ とＯ₂ との混合ガスを
用い、ドライエッチング条件を変えて連続的に行った。
つまり、ＭｏＳｉ膜６１のドライエッチング条件は、ガ
ス圧を０．３８５Torr、高周波数出力を１５０Ｗ、放電
時間を３分に選定し、位相シフト膜４１のドライエッチ
ング条件は、ガス圧を０．０７７Torr、高周波数出力を
１５０Ｗ、放電時間を１０分に選定する。

【００３４】（第８工程）次に、第７工程で残存したレ
ジストパターン９を濃硫酸によって除去する。（図１０
参照）。

【００３５】（第９工程）次に、エッチング停止膜３、
遮光性膜パターン５及びパターン化された位相シフト層
４の上に残存するＭｏＳｉ膜６の上に、耐ドライエッチ
ング性のあるネガ型電子線レジスト１１（ＣＭＳ−ＥＸ
（Ｓ）：東ソー社製）を膜厚１００００オングストロー
ムになるようにスピンコート法により成膜する。次に、
レジスト１０の照射部分１０ａに電子線Ｅを照射してレ
ジスト１０に潜像を形成する（図１１参照）。

【００３６】（第１０工程）次いで、潜像が形成された
レジスト１０を所定の現像液で現像することにより、レ
ジスト１０の電子線Ｅを照射しなかった部分を溶解し、
第２のレジストパターン１１を形成する（図１２参
照）。

【００３７】（第１１工程）前記第９工程で形成した第
２のレジストパターン１１をマスクとして、遮光性膜パ
ターン５上に形成されたＭｏＳｉ膜６をＣＦ₄ とＯ₂ と
の混合ガスを用いたドライエッチング（プラズマ放電）
により除去する。この場合のドライエッチング条件は、
ガス圧を０．３８５Torr、高周波数出力を１５０Ｗ、放
電時間を３分に選定する。

【００３８】（第１２工程）最後に、第１１工程で残存
したレジストパターン１１を熱濃硫酸によって除去し、
レベンソン型位相シフトマスクとハーフトーン型位相シ
フトマスクとを同一基板上に有する位相シフトマスク１
を得る（図１参照）。

【００３９】尚、このＭｏＳｉ膜６の除去の際、遮光性
膜パターン５又は位相シフト層４はＭｏＳｉ膜とは選択
比が大きいので、ＭｏＳｉ膜６の除去によって遮光性膜
パターン５又は位相シフト層４を損傷させることはな
い。

【００４０】本実施例の製造方法においては、ＭｏＳｉ
膜６ａのドライエッチングを、位相シフト膜４１のドラ
イエッチングと同じエッチングガスでエッチングするこ
とができるので、同一装置内で連続的にドライエッチン
グすることができる。

【００４１】また、本実施例で用いたエッチング停止膜
は導電性を有するので、電子線照射の際に帯電を防止す
ることができる。また、ＭｏＳｉ膜もまた導電性を有す
るので、帯電を防止することができる。

【００４２】以下、本発明の第２〜第３実施例について
説明するが、第１実施例の構成と同一又は相当する構成
には同じ符号を付して説明を省略する。

【００４３】第２実施例 図１３は本発明の実施例２にかかる位相シフトマスクの
断面図、図１４ないし図２３は実施例２の位相シフトマ
スクの製造工程説明図である。

【００４４】図１３において、符号２０は位相シフトマ
スクであり、この位相シフトマスク２０は、実施例１に
おける遮光性膜部５ａと位相シフト層４との間に、Ｍｏ
Ｓｉ膜６ａが介在された点を除くほかの構成は全く同一
であり、位相シフトマスクとしての作用効果は実施例と
全く同一である。すなわち、このＭｏＳｉ膜６ａ有無は
位相シフトマスクとしての作用効果には全く影響を与え
ない。実施例１とこの実施例との違いはその製造方法に
あり、ＭｏＳｉ膜６ａは本実施例の製造方法の都合上、
残存したものである。

【００４５】次に、図１４〜図２２を用いて、実施例２
の位相シフトマスク２０の製造方法を説明する。

【００４６】（第１工程）主表面を鏡面研磨した石英ガ
ラス基板２上に、エッチング停止膜３、位相シフト膜４
１、ＭｏＳｉ膜６１及びクロムからなる遮光膜５１を実
施例１と同様な方法で順次成膜して、位相シフトマスク
ブランク２１を形成する（図１４参照）。この実施例で
は、ＭｏＳｉ膜６１（半透光性膜）をこの段階で形成し
てしまう点が実施例１と異なる。

【００４７】（第２工程）第１工程で形成した遮光膜５
１をパターン化するために、この遮光膜５１上にポジ型
電子線レジスト７（ＰＢＳ：チッソ社製）をスピンコー
ト法によって塗布し、乾燥させる。次に、レジスト７の
照射部分７ａに電子線Ｅを照射し（図１５参照）、その
後、所定の現像液で現像することにより、照射レジスト
部分７ａを溶解し、レジストパターン（図示せず）を形
成する。

【００４８】（第３工程）次に、第２工程で得られたレ
ジストパターンに沿って遮光膜５１を実施例１と同様な
方法で選択的にエッチングしてラインアンドスペース遮
光膜パターン５を形成し、残存したレジストパターンを
剥離する（図１６参照）。

【００４９】（第４工程）次に、遮光膜パターン５上
に、耐ドライエッチング性のあるネガ型電子線レジスト
８を、膜厚１００００オングストロームになるようにス
ピンコート法により成膜する。次に、レジスト８の照射
部分８ａに電子線Ｅを所定に位置に照射してレジスト８
に潜像を形成する（図１７参照）。

【００５０】（第５工程）次いで、潜像が形成されたレ
ジスト８を所定の現像液で現像することにより、レジス
ト８の電子線Ｅを照射しなかった部分を溶解し、第１の
レジストパターン９を形成する（図１８参照）。

【００５１】（第６工程）前記第６工程で形成した第１
のレジストパターン９に沿って、ＭｏＳｉ膜６１及び位
相シフト膜４１を実施例１と同様な方法で順次ドライエ
ッチング（プラズマ放電）により選択的に除去する（図
１９参照）。

【００５２】（第７工程）次に、第７工程で残存したレ
ジストパターン９を濃硫酸によって除去する（図２０参
照）。

【００５３】（第８工程）次に、位相シフト層３、遮光
性膜パターン５及び残存ＭｏＳｉ膜６，６ａの上に、耐
ドライエッチング性のあるネガ型電子線レジスト１０
を、膜厚１００００オングストロームになるようにスピ
ンコート法により成膜する。次に、レジスト１０の照射
部分１０ａに電子線Ｅを照射してレジスト１０に潜像を
形成する（図２１参照）。

【００５４】（第９工程）次いで、潜象が形成されたレ
ジスト１０を所定の現像液で現像することにより、レジ
スト１０の電子線Ｅを照射しなかった部分を溶解し、第
２のレジストパターン１１形成する（図２２参照）。

【００５５】（第１１工程）前記第９工程で形成した第
２のレジストパターン１１および遮光性膜パターン５を
マスクとして、不要なＭｏＳｉ膜６ａを実施例１と同様
な方法で除去する。

【００５６】（第１２工程）最後に第１１工程で残存し
たレジストパターン１１を熱濃硫酸によって除去し、レ
ベンソン型位相シフトマスクとハーフトーン型位相シフ
トマスクとを同一基板上に有する位相シフトマスク２０
を得る（図１３参照）。

【００５７】この実施例の製造方法においても、実施例
１と同様な効果が得られる。

【００５８】第３実施例 図２３は本発明の実施例３にかかる位相シフトマスクの
断面図、図２４ないし図２６は実施例３の位相シフトマ
スクの製造工程説明図である。

【００５９】図２３において、符号３０は位相シフトマ
スクであり、この位相シフトマスク３０は、位相シフト
層４を、遮光性膜パターン５及び半透光性膜パターンの
上に形成したもので、これらの下に位相シフト層を形成
した実施例１とこの点において異なるが、この点を除く
ほかの構成は全く同一であり、位相シフトマスクとして
の作用効果は実施例と全く同一である。

【００６０】次に、図２４〜図２６を用いて、実施例２
の位相シフトマスク３０の製造方法を説明する。

【００６１】（第１工程）透明基板２上に、エッチング
停止膜３、遮光膜パターン５、ＭｏＳｉ膜６１を、実施
例１と同様な方法で順次形成し、さらに、ネガ型電子線
レジスト３１をＭｏＳｉ膜６１上に形成する。次に、レ
ジスト３１の照射部分３１ａに電子線Ｅを照射する（図
２４参照）。

【００６２】（第２工程）次に、レジスト３１を所定の
現像液で現像することにより、照射レジスト部分３１ａ
を溶解し、レジストパターン（図示せず）を形成する。

【００６３】（第３工程）次に、第２工程で得られたレ
ジストパターンに沿って、ＭｏＳｉ膜６１をエッチング
し、残存したレジストパターンのレジスト膜部を除去す
る（図２５参照）。（第４工程）次に、遮光膜パターン
５及びＭｏＳｉ膜パターン６の上に、位相シフト膜４
１、ネガ型電子線レジスト３２の照射部分３２ａに電子
線Ｅを照射する（図２６参照）。

【００６４】（第５工程）次に、レジスト３２を所定の
現像液で現像することにより、照射レジスト部分３２ａ
を溶解しレジストパターン（図示せず）を形成する。

【００６５】（第６工程）次に、前記レジストパターン
に沿って、位相シフト膜をエッチングし、残存したレジ
ストパターンのレジスト膜部を除去し、レベンソン型の
位相シフトマスク及びハーフトーン型位相シフトマスク
を同一基板上に有する位相シフトマスクを得る（図２３
参照）。

【００６６】この実施例においても、実施例１と同様な
効果が得られる。

【００６７】次に、上述した実施例の変形例について説
明する。

【００６８】先ず、上記各実施例では、遮光膜パターン
としてクロムを用い、半透光性膜パターンとしてモリブ
デン・シリサイドを用いたが、金属シリサイドとしては
ＭｏＳｉの他に化学量論的に不安定なＭｏ_x Ｓｉ_y でも
よい。それ以外にはＴａ_x Ｓｉ_y 、Ｗ_x Ｓｉ_y 、等でも
よい。また、遮光膜パターンはクロムの他に、クロムに
酸素、窒素、炭素等を含有させたものでもよく、要はク
ロムを主成分とするものであればよい。さらに、遮光性
膜パターンに金属シリサイドを用い、半透光性膜パター
ンにクロムを主成分とするものを用いてもよい。その場
合、クロムを主成分とする半透光性膜エッチングは、上
記実施例に記載したエッチング液を用いたウェットエッ
チングを行うことも可能ではあるが、膜厚が遮光膜より
も薄くする必要があり、アンダーカット及びサイドエッ
チングにより線幅の制御が困難であることから、例えば
ＣＣｌ₄ 、Ｃｌ₂ 等の塩素系のエッチングガスを用いた
ドライエッチングでエッチングすることが好ましい。

【００６９】また、半透光性膜部の透過率は１〜５０％
が好ましく、その膜厚は、５０〜４００オングストロー
ムが好ましい。

【００７０】また、上記実施例では、ハーフトーン型の
位相シフトマスクとレベンソン型の位相シフトマスクと
を同一基板上に形成したが、ハーフトーン型の位相シフ
トマスクと、例えば、次に示すようなその他の型の位相
シフトマスクのうちの一種類あるいは複数種類とを組み
合わせても良い。

【００７１】（１）エッジ強調型 図２７及び図２８にエッジ強調型の一例を示す。

【００７２】先ず図２７の位相シフトマスクは、透明基
板１０２上に、位相シフト層１０４、遮光性膜パターン
１０５が形成されており、遮光膜パターン１０５の遮光
性膜部１０５ａの周囲に位相シフト膜１０４をはみだす
ように形成したものである。即ち、この位相シフトマス
クでは、遮光膜性膜部１０５ａの周囲に位相シフト層１
０４を設けることにより光強度がゼロになる部分を遮光
性膜部１０５ａの周囲に設けて遮光性膜部１０５ａの周
囲における光強度コントラストを上げるものである。ま
た、図２８に示される位相シフトマスクは、位相シフト
層１０４を透光部１０５ｂの中央部に形成し、上記図２
７に示される位相シフトマスクと同様の作用を付与した
ものである。

【００７３】（２）補助パターン型 図２９に補助パターン型の一例を示す。

【００７４】この型は、透明基板１０２上に、位相シフ
ト層１０４、遮光膜パターン１０５を形成したものであ
り、実質的な透光部たる主透光部１０５ｂの他に、この
主透光部１０５ｂの両側にそれぞれ幅の狭い補助遮光部
１０５ｅを介して形成された幅の狭い補助透光部１０５
ｄを設け、この補助透光部１０５ｄの位相シフト層を形
成するようにしたものである。なお、補助透光部１０５
ｄの幅は単独では縮小影露光装置によって解像しないよ
うな狭い幅である。これにより、補助透光部１０５ｄを
通過する露光光が、主透光部１０５ｂを通過する露光光
の振幅分布の必要以上の拡がりを防止して解像度の高い
パターン転写を可能にしたものである。

【００７５】（３）クロムレス型 図３０にクロムレス型の位相シフトマスクを示す。

【００７６】この位相シフトマスクは、遮光性膜（この
遮光性膜の代表的例がクロムである）を用いることなく
遮光部を形成できるようにしたもので、透明基板１０２
上の所定の位置に、幅の狭い位相シフト層１０４を狭い
間隔で複数設けたものである。これにより位相シフト層
１０４を通過した光と通過しない光との相殺効果を位相
シフト層１０４を設けた領域部全体に拡げて遮光部とし
ての効果を得るようにしたものである。この遮光部は非
常に急峻な光強度変化を示しているので、コントラスト
が良い。このクロムレス型については、ハーフトーン型
と、レベンソン型、エッジ強調型、補助パターン型等の
遮光性膜を有する型と、クロムレス型の３種以上を組み
合わせた場合に、本発明の効果を発揮する。

【００７７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の位相シフ
トマスク及び位相シフトマスクブランク並びに位相シフ
トマスクブランク製造方法は、透明基板上に、半透光性
膜パターンからなるハーフトーン型位相シフトマスクと
遮光性膜パターンからなるレベンソン型位相シフトマス
クとの組み合わせのように、半透光性膜と遮光性膜とを
同一の基板に形成して方式の異なる形式の複数の位相シ
フトマスクを同一の基板上に形成した位相シフトマスク
において、半透光性膜パターンを構成する物質と前記遮
光性膜パターンを構成する物質との組み合わせを、一方
のパターンを形成するエッチング処理に用いるエッチン
グ媒体に対して他方のパターンを構成する物質が耐性を
有する組み合わせに選定したものであり、これにより、
方式の異なる形式の複数の位相シフトマスクを同一の基
板上に形成した位相シフトマスクを比較的容易に得るこ
とを可能にしたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の位相シフトマスクの構成を示す断面
図である。

【図２】実施例１の位相シフトマスクの構成を示す平面
図である。

【図３】実施例１の位相シフトマスクの製造工程説明図
である。

【図４】実施例１の位相シフトマスクの製造工程説明図
である。

【図５】実施例１の位相シフトマスクの製造工程説明図
である。

【図６】実施例１の位相シフトマスクの製造工程説明図
である。

【図７】実施例１の位相シフトマスクの製造工程説明図
である。

【図８】実施例１の位相シフトマスクの製造工程説明図
である。

【図９】実施例１の位相シフトマスクの製造工程説明図
である。

【図１０】実施例１の位相シフトマスクの製造工程説明
図である。

【図１１】実施例１の位相シフトマスクの製造工程説明
図である。

【図１２】実施例１の位相シフトマスクの製造工程説明
図である。

【図１３】実施例２の位相シフトマスクの構成を示す断
面図である。

【図１４】実施例２の位相シフトマスクの製造工程説明
図である。

【図１５】実施例２の位相シフトマスクの製造工程説明
図である。

【図１６】実施例２の位相シフトマスクの製造工程説明
図である。

【図１７】実施例２の位相シフトマスクの製造工程説明
図である。

【図１８】実施例２の位相シフトマスクの製造工程説明
図である。

【図１９】実施例２の位相シフトマスクの製造工程説明
図である。

【図２０】実施例２の位相シフトマスクの製造工程説明
図である。

【図２１】実施例２の位相シフトマスクの製造工程説明
図である。

【図２２】実施例２の位相シフトマスクの製造工程説明
図である。

【図２３】実施例３の位相シフトマスクの構成を示す断
面図である。

【図２４】実施例３の位相シフトマスクの製造工程説明
図である。

【図２５】実施例３の位相シフトマスクの製造工程説明
図である。

【図２６】実施例３の位相シフトマスクの製造工程説明
図である。

【図２７】エッジ強調型位相シフトマスクの説明図であ
る。

【図２８】エッジ強調型位相シフトマスクの説明図であ
る。

【図２９】補助パターン型位相シフトマスクの説明図で
ある。

【図３０】クロムレス型位相シフトマスクの説明図であ
る。

【図３１】レベンソン型位相シフトマスクの説明図であ
る。

【図３２】ハーフトーン型位相シフトマスクの説明図で
ある。

【符号の説明】

１，２０，３０…位相シフトマスク、２…透明基板、３
…エッチング停止膜、４…位相シフト層、５…遮光性膜
パターン、５ａ…遮光性膜部、５ｂ，５ｃ…透光部、６
…半透光性膜パターン、６ａ…半透光性膜部，６ｂ…透
光部、７，８，９…レジスト膜、１０…位相シフトマス
クブランク。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板上に、実質的に露光に寄与する
   強度の光を通過させる透光部と実質的に露光に寄与しな
   い強度の光を通過させる半透光部とで構成される半透光
   性膜パターン及び透光部と遮光部とで構成される遮光性
   膜パターンと、前記遮光性膜パターンの所望の透光部及
   び前記半透光性膜パターンの半透光部を通過する光の位
   相を推移させる位相シフト層とを有する位相シフトマス
   クであって、 前記半透光性膜パターンを構成する物質と前記遮光性膜
   パターンを構成する物質との組み合わせを、一方のパタ
   ーンを形成するエッチング処理に用いるエッチング媒体
   に対して他方のパターンを構成する物質が耐性を有する
   組み合わせに選定したことを特徴とする位相シフトマス
   ク。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の位相シフトマスクにお
   いて、 前記半透光性膜パターンを構成する物質と前記遮光性膜
   パターンを構成する物質との組み合わせを、金属シリサ
   イドとクロムを主成分とする物質との組み合わせに選定
   したことを特徴とする位相シフトマスク。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の位相シフ
   トマスクにおいて、 前記金属シリサイドが、モリブデン・シリサイド、タン
   タル・シリサイド、タングステン・シリサイドの中から
   選ばれた一種であることを特徴とする位相シフトマス
   ク。
4. 【請求項４】 透明基板上に、半透光性膜、遮光性膜、
   位相シフト膜とが順次形成されている位相シフトマスク
   ブランクであって、 前記半透光性膜を構成する物質と前記遮光性膜を構成す
   る物質との組み合わせを、前記半透光性膜又は遮光性膜
   の一方にパターンを形成するエッチング処理に用いるエ
   ッチング媒体に対して他方を構成する物質が耐性を有す
   る組み合わせに選定したことを特徴とする位相シフトマ
   スクブランク。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の位相シフトマスクブラ
   ンクにおいて、 前記半透光性膜を構成する物質と前記遮光性膜を構成す
   る物質との組み合わせを、金属シリサイドとクロムを主
   成分とする物質との組み合わせに選定したことを特徴と
   する位相シフトマスクブランク。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の位相シフトマスクブラ
   ンクにおいて、 前記金属シリサイド膜が、モリブデン・シリサイド、タ
   ンタル・シリサイド、タングステン・シリサイドの中か
   ら選ばれた一種であることを特徴とする位相シフトマス
   クブランク。
7. 【請求項７】 透明基板上に位相シフト膜を形成し、前
   記位相シフト膜上に遮光性膜パターンを形成し、前記遮
   光性膜パターンの上又は下に半透光性膜を形成した後、
   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に沿って、半透光性膜及び
   位相シフト膜をエッチングし、第１のレジストパターン
   の残存レジスト膜部を除去して半透光性膜パターン及び
   位相シフトパターンを形成した後、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に沿って、不要な半透光性
   膜部をエッチングし、第２のレジストパターンの残存レ
   ジスト膜部を除去する工程とを含む位相シフトマスクの
   製造方法であって、 前記半透光性膜パターンが金属シリサイドからなり、前
   記遮光性膜パターンがクロムを主成分とするか、あるい
   は前記半透光性膜パターンがクロムを主成分とし、前記
   遮光性膜パターンが金属シリサイド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。
8. 【請求項８】 透明基板上に、遮光性膜パターンを形成
   し、前記遮光性膜パターンの上又は下に半透光性膜を形
   成した後、第２のレジストパターンを形成する工程と、 前記第２レジストパターンに沿って、半透光性膜をエッ
   チングし、前記第２のレジストパターンの残存レジスト
   膜部を除去して半透光性膜パターンを形成する工程と、 前記遮光性膜パターン及び半透光性膜パターン上に、位
   相シフト膜、レジストパターンを順次形成する工程と、 前記レジストパターンに沿って、位相シフト膜をエッチ
   ングし、前記レジストパターンの残存レジスト膜部を除
   去して位相シフト膜パターンを形成する工程とを含む位
   相シフトマスクの製造方法であって、 前記半透光性膜パターンが金属シリサイドからなり、前
   記遮光性膜パターンがクロムを主成分とするか、あるい
   は前記半透光性膜パターンがクロムを主成分とし、前記
   遮光性膜パターンが金属シリサイド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
9. 【請求項９】 金属シリサイド層が、モリブデン・シリ
   サイド、タンタル・シリサイド、タングステン・シリサ
   イドの中から選ばれた一種であることを特徴とする請求
   項７又は８に記載の位相シフトマスクの製造方法。