JPH0651490A

JPH0651490A - 位相シフト層を有するフォトマスクの製造方法

Info

Publication number: JPH0651490A
Application number: JP20343692A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fujita; 浩藤田
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1992-07-30
Filing date: 1992-07-30
Publication date: 1994-02-25
Anticipated expiration: 2016-12-25
Also published as: JP3241809B2

Abstract

(57)【要約】【目的】位相シフター層ドライエッチング用レジスト
パターンの形成において、１回のフォトリソグラフィー
工程で、位相シフターパターン部と遮光パターン表面保
護部を形成する。【構成】位相シフター層３３の上に遮光パターン４０
を形成し、ポジ型からネガ型へのイメージリバーサルプ
ロセスが可能なレジスト薄膜４１を形成し、このレジス
ト薄膜４１に電離放射線４２によって遮光パターンの開
口の一部を含む所定領域を露光し、続いて、イメージリ
バースを行うための露光後ベークを行い、その後、露光
されなかった遮光パターンの開口部分のレジストのみを
溶解可能にするために、基板裏面より紫外光４４によっ
て遮光パターンをマスクとした全面露光を行い、レジス
ト薄膜４１を現像してレジストパターン４５を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の
高密度集積回路の製造に用いられるフォトマスクの製造
方法に係わり、特に、微細なパターンを高精度に形成す
る際の位相シフト層を有するフォトマスクの製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の半導体集積
回路は、シリコンウェーハ等の被加工基板上にレジスト
を塗布し、ステッパー等により所望のパターンを露光し
た後、現像、エッチング、ドーピング、ＣＶＤ等を行
う、いわゆるリソグラフィー工程を繰り返すことにより
製造されている。

【０００３】このようなリソグラフィー工程に使用され
るレチクルと呼ばれるフォトマスクは、半導体集積回路
の高性能化、高集積化に伴ってますます高精度が要求さ
れる傾向にあり、例えば、代表的なＬＳＩであるＤＲＡ
Ｍを例にとると、１ＭビットＤＲＡＭ用の５倍レチク
ル、すなわち、露光するパターンの５倍のサイズを有す
るレチクルにおける寸法のずれは、平均値±３σ（σは
標準偏差）をとった場合においても、０．１５μｍの精
度が要求され、同様に、４ＭビットＤＲＡＭ用の５倍レ
チクルは０．１〜０．１５μｍの寸法精度が、１６Ｍビ
ットＤＲＡＭ用５倍レチクルは０．０５〜０．１μｍの
寸法精度が、６４ＭビットＤＲＡＭ用５倍レチクルは
０．０３〜０．０７μｍの寸法精度が要求されている。

【０００４】さらに、これらのレチクルを使用して形成
されるデバイスパターンの線幅は、１ＭビットＤＲＡＭ
で１．２μｍ、４ＭビットＤＲＡＭでは０．８μｍ、１
６ＭビットＤＲＡＭでは０．６μｍ、６４ＭビットＤＲ
ＡＭでは０．３５μｍと、ますます微細化が要求されて
おり、このような要求に応えるために、様々な露光方法
が研究されている。

【０００５】ところが、例えば６４ＭＤＲＡＭクラスの
次々世代のデバイスパターンになると、これまでのレチ
クルを用いたステッパー露光方式ではレジストパターン
の解像限界となり、この限界を乗り越えるものとして、
例えば、特開昭５８−１７３７４４号公報、特公昭６２
−５９２９６号公報等に示されているように、位相シフ
トレチクルという新しい考え方のレチクルが提案されて
きている。位相シフトレチクルを用いる位相シフトリソ
グラフィーは、レチクルを透過する光の位相を操作する
ことによって、投影像の分解能及びコントラストを向上
させる技術である。

【０００６】位相シフトリソグラフィーを図面に従って
簡単に説明する。図２は位相シフト法の原理を示す図、
図３は従来法を示す図であり、図２（ａ）及び図３
（ａ）はレチクルの断面図、図２（ｂ）及び図３（ｂ）
はレチクルを透過した光の振幅、図２（ｃ）及び図３
（ｃ）はウェーハ上の光の振幅、図２（ｄ）及び図３
（ｄ）はウェーハ上の光強度をそれぞれ示し、１は基
板、２は遮光膜、３は位相シフター、４は入射光を示
す。

【０００７】従来法においては、図３（ａ）に示すよう
に、ガラス等からなる基板１にクロム等からなる遮光膜
２が形成されて、所定のパターンの光透過部が形成され
ているだけであるが、位相シフトリソグラフィーでは、
図２（ａ）に示すように、レチクル上の隣接する光透過
部の一部に位相を反転（位相差１８０°）させるための
透過膜からなる位相シフター３が設けられている。した
がって、従来法においては、レチクル上の光の振幅は図
３（ｂ）に示すように同相となり、ウェーハ上の光の振
幅も図３（ｃ）に示すように同相となるので、その結
果、図３（ｄ）のようにウェーハ上のパターンを分離す
ることができないのに対して、位相シフトリソグラフィ
ーにおいては、位相シフターを透過した光は、図２
（ｂ）に示すように、隣接パターンの間で互いに逆位相
になされるため、パターンの境界部で光強度が零にな
り、図２（ｄ）に示すように隣接するパターンを明瞭に
分離することができる。このように、位相シフトリソグ
ラフィーにおいては、従来は分離できなかったパターン
も分離可能となり、解像度を向上させることができるも
のである。

【０００８】このような位相シフト層を有する位相シフ
トマスクは様々な構造が研究されているが、それぞれに
一長一短がある。ここでは、限界解像度の向上に最も効
果の大きい、渋谷・レベンソン型について従来の製造方
法を説明する。

【０００９】位相シフトレチクルの従来の製造工程の一
例を図面を参照して説明する。以下に、図４を用いて説
明する工程は、本発明の請求項２が関連する、位相シフ
ター層が遮光金属薄膜層の上層に位置する型の位相シフ
トレチクルの製造工程を示す断面図であり、図中、１１
は基板、１２は遮光金属薄膜層、１３はレジスト層、１
４は電離放射線、１５はレジストパターン、１６はエッ
チングガスプラズマ、１７は遮光金属薄膜パターン、１
８は酸素プラズマ、１９は位相シフター層、２０はレジ
スト層、２１は電離放射線、２２はレジストパターン、
２３はシフター層エッチングガスプラズマ、２４は位相
シフターパターン、２５は酸素プラズマを示す。

【００１０】まず、図４（ａ）に示すように、光学研磨
された基板１１に金属薄膜層１２を形成し、さらに、ク
ロロメチル化ポリスチレン等の電離放射線レジストを、
回転塗布法等により均一に塗布し、加熱乾燥処理を施
し、厚さ０．１〜０．２μｍ程度のレジスト層１３を形
成する。加熱乾燥処理は、レジストの種類や使用する装
置によって異なるが、温度は８０〜１８０℃であり、時
間はオーブンの場合２０〜６０分、ホットプレートの場
合１〜３０分程度行う。

【００１１】次に、同図（ｂ）に示すように、レジスト
層１３に、常法に従って電子線露光装置等によって、電
離放射線１４でパターン描画し、エチルセロソルブやエ
ステル等の有機溶剤を主成分とする現像液で現像後、ア
ルコール等でリンスし、同図（ｃ）に示すようなレジス
トパターン１５を形成する。

【００１２】続いて、必要に応じて、加熱処理及びデス
カム処理を行って、レジストパターン１５のエッジ部分
等に残存した残渣、スカム等の不要なレジストを除去し
た後、同図（ｄ）に示すように、レジストパターン１５
の開口部より露出した金属薄膜層１２をエッチングガス
プラズマ１６によってドライエッチングし、遮光金属薄
膜パターン１７を形成する。なお、この金属薄膜層のエ
ッチング工程はドライエッチングに代えてウェットエッ
チングによって行ってもよい。

【００１３】この後、同図（ｅ）に示すように、レジス
トパターン１５を酸素プラズマ１８によって灰化除去
し、同図（ｆ）に示すような金属薄膜層により、遮光パ
ターン１７が形成されたフォトマスクを完成させる。な
お、この工程は、酸素プラズマによる灰化処理に代え
て、溶剤剥離によって行うことも可能である。

【００１４】続いて、このフォトマスクを検査し、必要
に応じて修正を加え、洗浄した後、同図（ｇ）に示した
ように遮光パターン上層に、位相シフター層１９を形成
する。次に、同図（ｈ）に示したように、位相シフター
層１９上に、上記と同様にして、電離放射線レジスト層
２０を形成し、同図（ｉ）に示したように、レジスト層
２０に対して、電子線露光装置等によって、遮光パター
ン１７に対するアライメントを行った描画を行う。その
後、現像、リンスを施し、同図（ｊ）に示すような、所
定のレジストパターン２２を得る。

【００１５】次に、必要に応じて、加熱処理及びデスカ
ム処理を行った後、同図（ｋ）に示したように、レジス
トパターン２２の開口部より露出した位相シフター層１
９をエッチングガスプラズマ２３によりドライエッチン
グし、位相シフターパターン２４を形成する。なお、こ
の位相シフターパターン２４の形成は、エッチングガス
プラズマ２３によるドライエッチングに代えて、ウェッ
トエッチングにより行ってもよいものである。

【００１６】次に、残存したレジストを、同図（ｌ）に
示すように、酸素プラズマ２５によって灰化除去する。

【００１７】以上の工程により、同図（ｍ）に示したよ
うな位相シフター層２４を有する位相シフトレチクルが
完成する。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の位相シ
フトレチクルの製造方法においては、位相シフターを形
成するために、位相シフター層上にレジスト層を形成
し、電子線露光装置又はレーザー描画装置にてアライメ
ントを行ってパターン描画し、現像した後、レジストパ
ターンをマスクとして位相シフター層をドライエッチン
グする際、遮光膜パターンの窒化酸化クロム等が一部露
出していると、その表面が損傷を受けるといった問題が
あった。この問題は、本発明の請求項１が関連する、位
相シフター層が遮光金属薄膜層の下層にある場合でも同
様である。

【００１９】この損傷は、フォトマスクで現在主に利用
されている遮光層の表層を低反射化するための酸化、窒
化、炭化したクロム膜において著しく、この問題を解決
するには、本出願人が特願平３−４７８５０号で提案し
た、ドライエッチング時に遮光層の表面を保護する方法
が有効である。

【００２０】ところが、この方法では、位相シフター層
のドライエッチング前に、フォトリソグラフィー工程が
パターン描画とバック露光の２回必要となり、工程数が
増大した分、スループットの低下、欠陥発生の増大等の
他の問題を引き起こす可能性があった。

【００２１】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、位相シフトレチクルの位相シ
フター層のドライエッチングの際のレジストパターンの
形成において、１回のフォトリソグラフィー工程で、位
相シフターパターン部と遮光パターン表面保護部を形成
することにより、工程数を低減し、高精度かつ高品質の
位相シフトレチクルを製造することができる、より実用
的な位相シフト層を有するフォトマスクの製造方法を提
供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の問題
に鑑み、従来の位相レチクルの製造プロセスを大幅に変
更することなく、高精度の位相シフトレチクルを安定し
て製造する方法を開発すべく検討した結果、本発明に到
ったものである。

【００２３】以下に、本発明の内容を、位相シフター層
が遮光金属薄膜層の下層に位置する場合を例あげて、図
１の製造工程を示す断面図を用いて説明する。まず、図
１（ａ）に示すように、光学研磨された石英基板上３１
に、位相シフター層３３エッチング時のエッチングスト
ッパー層３２を形成し、その上層に位相シフター層３３
を形成し、続いて、この上にクロム、モリブデン、シリ
コン、アルミニウム等を主成分とする遮光膜となる金属
薄膜層３４を形成し、その上にレジスト薄膜３５を形成
する。

【００２４】次いで、同図（ｂ）に示すように、このレ
ジスト薄膜３５に電子線あるいはレーザー露光装置等に
よる電離放射線３６でパターン描画を行い、パターン描
画後のレジスト薄膜３５を現像して、同図（ｃ）に示す
ように、レジストパターン３７を形成し、このレジスト
パターン３７をマスクとして、同図（ｄ）に示すよう
に、露出した金属薄膜層３４をエッチングガスプラズマ
等３８によってエッチングし、同図（ｅ）に示すよう
に、残存したレジストを酸素プラズマ等３９により灰化
除去した後、形成された金属パターンを検査、修正し
て、同図（ｆ）に示したような遮光パターン４０を形成
する。

【００２５】次に、同図（ｇ）に示すように、この基板
上に、イメージリバーサルプロセスが可能なレジスト４
１を塗布する。イメージリバーサルプロセスが可能なレ
ジスト４１は、最初、露光部分が現像液に可溶になるポ
ジ型のものが、その後のベーク（ＰＥＢ（ポストイクス
ポージャーベーク：露光後ベーク））により、最初の露
光部分が現像液に不溶になるネガ型のレジストに転換す
るものであり、未露光部分については、ＰＥＢ後の全面
露光により現像液に可溶になるものである。このレジス
ト薄膜４１に、同図（ｈ）に示すように、遮光パターン
４０上のアライメントマークを検出しながら、電子線あ
るいはレーザー露光装置等の電離放射線４２によってパ
ターン描画を行い、イメージリバーサルするためのＰＥ
Ｂ（露光後ベーク）を行って、同図（ｉ）に示したよう
に、レジスト薄膜４１中にネガパターンの潜像４３を発
生させる。

【００２６】さらに、同図（ｊ）に示すように、遮光パ
ターン４０から露出する位相シフター層３３のエッチン
グすべき部分のみのレジスト薄膜４１を現像液に可溶に
するために、紫外光４４によってバック露光した後、同
図（ｋ）に示すように、レジスト４１の現像を行い、そ
れによってレジストパターン４５を作製する。

【００２７】このようにして作製したレジストパターン
４５をマスクとして、同図（ｌ）に示すように、そのマ
スクから露出した位相シフター層３３をエッチングガス
プラズマ４６によりエッチングし、エッチング終了後、
同図（ｍ）のように、残存したレジスト薄膜４７を酸素
プラズマ等４８により灰化除去して、同図（ｎ）に示し
たような位相シフターパターン４９を有するレチクルを
製造することができる。

【００２８】以上の製造方法において、イメージリバー
サルプロセスが可能なレジストとしては、例えば、ナフ
トキノンジアジド−４−スルフォン酸エステルを感光材
に用いたノボラックレジンベースのレジストを用いるこ
とができるが、このレジストの感度向上と、レジスト現
像後のパターンの断面形状が垂直なものが得られるよう
にするために、レジスト成分中に０．２から１５ｗｔ％
のポリエチレングリコールをブレンドしたものを用いる
か、レジスト塗布後に、レジスト薄膜にポリエチレング
リコールを塗布あるいは浸漬処理を行った後、電離放射
線によって露光を行うようにすることが好ましい。

【００２９】なお、以上の製造方法は、位相シフター層
が遮光金属薄膜層の上層に位置する場合についても同様
に適用できる。

【００３０】以上の説明から明らかなように、本発明の
位相シフト層を有するフォトマスクの製造方法は、透明
基板上に基板側から位相シフターパターン、遮光パター
ンの順で形成された位相シフト層を有するフォトマスク
の製造方法において、位相シフターパターンを形成する
位相シフター層の上に遮光パターンを形成した後、ポジ
型からネガ型へのイメージリバーサルプロセスが可能な
レジスト薄膜を形成し、このレジスト薄膜に電離放射線
によって遮光パターンの開口の一部を含む所定領域を露
光し、続いて、イメージリバースを行うための露光後ベ
ークを行い、その後、前記露光により露光されなかった
遮光パターンの開口部分のレジストのみを溶解可能にす
るために、基板裏面より紫外光によって遮光パターンを
マスクとした全面露光を行い、その後、レジスト薄膜を
現像してレジストパターンを形成し、このレジストパタ
ーンをマスクとして露出した位相シフター層をエッチン
グして位相シフターパターンを形成することを特徴とす
る方法である。

【００３１】また、別の製造方法は、透明基板上に基板
側から遮光パターン、位相シフターパターンの順で形成
された位相シフト層を有するフォトマスクの製造方法に
おいて、基板の上に遮光パターンを形成した後、位相シ
フターパターンを形成する位相シフター層を形成し、そ
の後、ポジ型からネガ型へのイメージリバーサルプロセ
スが可能なレジスト薄膜を形成し、このレジスト薄膜に
電離放射線によって遮光パターンの開口の一部を含む所
定領域を露光し、続いて、イメージリバースを行うため
の露光後ベークを行い、その後、前記露光により露光さ
れなかった遮光パターンの開口部分のレジストのみを溶
解可能にするために、基板裏面より紫外光によって遮光
パターンをマスクとした全面露光を行い、その後、レジ
スト薄膜を現像してレジストパターンを形成し、このレ
ジストパターンをマスクとして露出した位相シフター層
をエッチングして位相シフターパターンを形成すること
を特徴とする方法である。

【００３２】これらの場合、ポジ型からネガ型へのイメ
ージリバーサルプロセスが可能なレジスト薄膜として、
ナフトキノンジアジド−４−スルフォン酸エステルを感
光材に用いたノボラックレジンベースのレジストを用い
ることができる。その際、レジスト成分中に０．２から
１５ｗｔ％のポリエチレングリコールをブレンドしたも
のを用いるか、レジスト塗布後に、レジスト薄膜にポリ
エチレングリコールを塗布あるいは浸漬処理を行った
後、電離放射線によって露光を行うようにすると、レジ
スト感度が向上し、かつ、レジスト現像後のパターンの
断面形状が垂直なものが得られるので、より好ましい。

【００３３】

【作用】本発明においては、位相シフター層をエッチン
グする際のレジストとして、ポジ型からネガ型へのイメ
ージリバーサルプロセスが可能なレジストを用い、この
レジスト薄膜に電離放射線によって遮光パターンの開口
の一部を含む所定領域を露光し、続いて、イメージリバ
ースを行うための露光後ベークを行い、その後、前記露
光により露光されなかった遮光パターンの開口部分のレ
ジストのみを溶解可能にするために、基板裏面より紫外
光によって遮光パターンをマスクとした全面露光を行
い、現像してレジストパターンを形成し、このレジスト
パターンをマスクとして露出した位相シフター層をエッ
チングするので、エッチングの際、遮光膜パターンの露
出がなく、その表面の損傷が起きない。また、工程数が
低減し、欠陥率が低くなり、高精度かつ高品質の位相シ
フトレチクルを製造することができる。

【００３４】

【実施例】以下、本発明の位相シフト層を有するフォト
マスクの製造方法を実施例を用いて具体的に説明する。実施例光学研磨された５インチ角、０．０９インチ厚の超高純
度合成石英ガラス基板上に、約１００ｎｍ厚のアルミナ
薄膜からなるエッチングストッパー層をスパッタリング
法により形成し、その上層にＳＯＧ（スピンオングラ
ス）をスピンコーティングにより塗布し、加熱乾燥処理
を施し、厚さ約４００ｎｍのＳＯＧからなる位相シフタ
ー層を形成した。加熱乾燥処理は、９０℃で３０分、１
５０℃で３０分、４００℃で６０分行った。

【００３５】このＳＯＧからなる位相シフター層を形成
した基板上に、スパッタリング法にて約１００ｎｍ厚の
金属クロム薄膜と約１０〜２０ｎｍ厚の窒化酸化クロム
薄膜の４層構造を形成し、その基板上に、電子線レジス
トＥＢＲ−９をスピンコーティング法により塗布し、２
００℃で３０分加熱処理して、厚さ５００ｎｍの均一な
レジスト薄膜を得た。

【００３６】次に、この基板に、常法に従って電子線露
光装置によりパターン描画を行った。この際の加速電圧
は１０ｋＶで、露光量は５μＣ／ｃｍ²で露光した。

【００３７】続いて、メチルイソブチルケトンとイソプ
ロピルアルコールを主成分とする有機溶剤にて現像し、
イソプロピルアルコールにてリンスして、レジストパタ
ーンを形成した。

【００３８】次に、１５０℃で３０分間ポストベーク
し、３分間酸素プラズマにてデスカム処理した後、レジ
ストパターンの開口部より露出した窒化酸化クロムと金
属クロムの２層からなる遮光層を硝酸第二セリウムアン
モニウム溶液によってウェットエッチングし、残存する
レジストを酸素プラズマにより灰化除去し、遮光パター
ンを完成させた。

【００３９】続いて、このパターンを通常のフォトマス
ク用の装置を使用して検査、修正を行った。洗浄した
後、クロムパターンの上にイメージリバーサル用レジス
ト（ヘキスト社製：ＡＺ−５２００）をスピンコーティ
ング法により塗布し、加熱乾燥処理を施し、厚さ５００
ｎｍの位相シフターパターン及びクロムパターン表面の
マスキング用レジスト層を形成した。加熱乾燥処理は、
オーブンによって、９０℃、３０分行った。

【００４０】続いて、通常のレーザー露光装置を用いて
常法に従ってアライメント描画を行った。この時の露光
量は、ｉ線換算で４０〜８０ｍＪ／ｃｍ²であった。そ
の後、イメージリバースを行うために、ＰＥＢをオーブ
ンによって、１２０℃、３０分行った。

【００４１】引き続き、クロムパターン上のレジストは
全て残し、かつ、描画後のＰＥＢによりパターンイメー
ジがネガティヴトーンに変換した位相シフターパターン
部分以外で、露光を受けなかったクロムパターン開口部
のレジストが現像により溶解するように、基板裏面よ
り、遠紫外光による露光を通常の密着露光装置により行
った。その際の露光量は、遠紫外光換算で１５〜３５ｍ
Ｊ／ｃｍ²であった。

【００４２】続いて、テトラメチルアンモニウムハイド
ロオキサイドを主成分とするアルカリ水溶液にて現像
し、純水にてリンスして、レジストパターンを形成し
た。このレジストパターンの断面形状を走査電子顕微鏡
によって観察したところ、垂直なパターン形状が得られ
た。

【００４３】続いて、レジストパターンの開口部より露
出した位相シフター層をフッ素化アルキルを主成分とす
るエッチングガスにて約２０分間ドライエッチングし、
残存するレジストをエタノールアミンを主成分とするレ
ジスト剥離液にて除去し、位相シフト層を有するレチク
ルを完成させた。

【００４４】こうして完成した位相シフトレチクルは、
位相シフターの寸法精度が３σで０．０３６μｍという
高精度なものであった。また、走査電子顕微鏡にて観察
した窒化酸化クロムの表面には損傷は見られなかった。
かつ、位相シフターの断面形状も垂直であった。

【００４５】比較例光学研磨された５インチ角、０．０９インチ厚の超高純
度合成石英ガラス基板上に、約１００ｎｍ厚のアルミナ
薄膜からなるエッチングストッパー層をスパッタリング
法により形成し、その上層にＳＯＧをスピンコーティン
グにより塗布し、加熱乾燥処理を施し、厚さ約４００ｎ
ｍのＳＯＧからなる位相シフター層を形成した。加熱乾
燥処理は、９０℃で３０分、１５０℃で３０分、４００
℃で６０分行った。

【００４６】このＳＯＧからなる位相シフター層を形成
した基板上に、スパッタリング法にて約１００ｎｍ厚の
金属クロム薄膜と約１０〜２０ｎｍ厚の窒化酸化クロム
薄膜の４層構造を形成し、その基板上に、電子線レジス
トＥＢＲ−９をスピンコーティング法により塗布し、２
００℃で３０分加熱処理して、厚さ５００ｎｍの均一な
レジスト薄膜を得た。

【００４７】次に、この基板に、常法に従って電子線露
光装置によりパターン描画を行った。この際の加速電圧
は１０ｋＶで、露光量は５μＣ／ｃｍ²で露光した。

【００４８】続いて、メチルイソブチルケトンとイソプ
ロピルアルコールを主成分とする有機溶剤にて現像し、
イソプロピルアルコールにてリンスして、レジストパタ
ーンを形成した。

【００４９】次に、１５０℃で３０分間ポストベーク
し、３分間酸素プラズマにてデスカム処理した後、レジ
ストパターンの開口部より露出した窒化酸化クロムと金
属クロムの２層からなる遮光層を硝酸第二セリウムアン
モニウム溶液によってウェットエッチングし、残存する
レジストを酸素プラズマにより灰化除去し、遮光パター
ンを完成させた。

【００５０】続いて、このパターンを通常のフォトマス
ク用の装置を使用して検査、修正を行った。洗浄した
後、クロムパターンの上にｉ線ポジ型レジスト（東京応
化工業社製：ＴＨＭＲ−ｉＰ１８００）をスピンコーテ
ィング法により塗布し、加熱乾燥処理を施し、厚さ５０
０ｎｍの位相シフターパターン用レジスト層を形成し
た。加熱乾燥処理は、オーブンによって、９０℃、３０
分行った。

【００５１】続いて、通常のレーザー露光装置を用いて
常法に従ってアライメント描画を行った。この時の露光
量は、ｉ線換算で７５〜１０５ｍＪ／ｃｍ²であった。

【００５２】続いて、テトラメチルアンモニウムハイド
ロオキサイドを主成分とするアルカリ水溶液にて現像
し、純水にてリンスして、レジストパターンを形成し
た。

【００５３】続いて、クロム遮光パターンとレジストパ
ターンによりマスキングされている部分以外の露出して
いる位相シフター層を、フッ素化アルキルを主成分とす
るエッチングガスにて約２０分間ドライエッチングし、
残存するレジストをエタノールアミンを主成分とするレ
ジスト剥離液にて除去し、位相シフト層を有するレチク
ルを完成させた。

【００５４】こうして完成した位相シフトレチクルを走
査電子顕微鏡にて観察したところ、位相シフターパター
ンの断面形状はほぼ垂直であった。ところが、位相シフ
ター層のドライエッチング時に露出していた窒化酸化ク
ロムの表面は、反射率の増加が確認され、エッチングガ
スプラズマによる損傷を受けていた。

【００５５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の位相シフト層を有するフォトマスクの製造方法による
と、位相シフター層をエッチングする際のレジストとし
て、ポジ型からネガ型へのイメージリバーサルプロセス
が可能なレジストを用い、このレジスト薄膜に電離放射
線によって遮光パターンの開口の一部を含む所定領域を
露光し、続いて、イメージリバースを行うための露光後
ベークを行い、その後、前記露光により露光されなかっ
た遮光パターンの開口部分のレジストのみを溶解可能に
するために、基板裏面より紫外光によって遮光パターン
をマスクとした全面露光を行い、現像してレジストパタ
ーンを形成し、このレジストパターンをマスクとして露
出した位相シフター層をエッチングするので、エッチン
グの際、遮光膜パターンの露出がなく、その表面の損傷
が起きない。また、工程数が低減し、欠陥率が低くな
り、高精度かつ高品質の位相シフトレチクルを製造する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る位相シフト層を有するフォトマス
クの製造方法の工程断面図である。

【図２】位相シフト法の原理を示す図である。

【図３】従来法を示す図である。

【図４】従来の位相シフトフォトマスクの製造工程を示
す断面図である。

【符号の説明】

３１…石英基板上３２…エッチングストッパー層３３…位相シフター層３４…金属薄膜層３５…レジスト薄膜３６…電離放射線３７…レジストパターン３８…エッチングガスプラズマ３９…酸素プラズマ４０…遮光パターン４１…イメージリバーサルプロセスが可能なレジスト４２…電離放射線４３…ネガパターンの潜像４４…紫外光４５…レジストパターン４６…エッチングガスプラズマ４７…残存したレジスト薄膜４８…酸素プラズマ４９…位相シフターパターン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板上に基板側から位相シフターパ
ターン、遮光パターンの順で形成された位相シフト層を
有するフォトマスクの製造方法において、位相シフター
パターンを形成する位相シフター層の上に遮光パターン
を形成した後、ポジ型からネガ型へのイメージリバーサ
ルプロセスが可能なレジスト薄膜を形成し、このレジス
ト薄膜に電離放射線によって遮光パターンの開口の一部
を含む所定領域を露光し、続いて、イメージリバースを
行うための露光後ベークを行い、その後、前記露光によ
り露光されなかった遮光パターンの開口部分のレジスト
のみを溶解可能にするために、基板裏面より紫外光によ
って遮光パターンをマスクとした全面露光を行い、その
後、レジスト薄膜を現像してレジストパターンを形成
し、このレジストパターンをマスクとして露出した位相
シフター層をエッチングして位相シフターパターンを形
成することを特徴とする位相シフト層を有するフォトマ
スクの製造方法。
【請求項２】透明基板上に基板側から遮光パターン、
位相シフターパターンの順で形成された位相シフト層を
有するフォトマスクの製造方法において、基板の上に遮
光パターンを形成した後、位相シフターパターンを形成
する位相シフター層を形成し、その後、ポジ型からネガ
型へのイメージリバーサルプロセスが可能なレジスト薄
膜を形成し、このレジスト薄膜に電離放射線によって遮
光パターンの開口の一部を含む所定領域を露光し、続い
て、イメージリバースを行うための露光後ベークを行
い、その後、前記露光により露光されなかった遮光パタ
ーンの開口部分のレジストのみを溶解可能にするため
に、基板裏面より紫外光によって遮光パターンをマスク
とした全面露光を行い、その後、レジスト薄膜を現像し
てレジストパターンを形成し、このレジストパターンを
マスクとして露出した位相シフター層をエッチングして
位相シフターパターンを形成することを特徴とする位相
シフト層を有するフォトマスクの製造方法。
【請求項３】前記ポジ型からネガ型へのイメージリバ
ーサルプロセスが可能なレジスト薄膜として、ナフトキ
ノンジアジド−４−スルフォン酸エステルを感光材に用
いたノボラックレジンベースのレジストを用いることを
特徴とする請求項１又は２記載の位相シフト層を有する
フォトマスクの製造方法。
【請求項４】前記レジストとして、レジスト成分中に
０．２から１５ｗｔ％のポリエチレングリコールをブレ
ンドしたものを用いることを特徴とする請求項３記載の
位相シフト層を有するフォトマスクの製造方法。
【請求項５】レジスト塗布後に、レジスト薄膜にポリ
エチレングリコールを塗布あるいは浸漬処理を行った
後、電離放射線によって露光を行うことを特徴とする請
求項３記載の位相シフト層を有するフォトマスクの製造
方法。