JPH0659436A - ３又はそれ以上の位相シフトを有する位相シフトリソグラフィマスクの自己整合作製法 - Google Patents
３又はそれ以上の位相シフトを有する位相シフトリソグラフィマスクの自己整合作製法Info
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- JPH0659436A JPH0659436A JP15855493A JP15855493A JPH0659436A JP H0659436 A JPH0659436 A JP H0659436A JP 15855493 A JP15855493 A JP 15855493A JP 15855493 A JP15855493 A JP 15855493A JP H0659436 A JPH0659436 A JP H0659436A
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- G03F1/28—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof with three or more diverse phases on the same PSM; Preparation thereof
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ３又はそれ以上の位相シフトを有する位相シ
フトリソブクフィマスクの自己整合作製法を提供する。 【構成】 ２又はそれ以上の自己整合位相シフト領域を
有する位相シフトリソグラフィマスクが、電子ビーム、
イオンビーム又はフォトンビーム放射のような化学線作
用放射の相互に異なるドーズ（ゼロを含んでもよい）を
受けた３つ又はそれ以上の領域（４１１、４１２、４１
０、４０１）を有する保護レジスト層を用いる位相シフ
トマスクの一連のエッチングにより作製される。自己整
合不透明領域は、残ったレジスト材料の炭化により与え
られる。
フトリソブクフィマスクの自己整合作製法を提供する。 【構成】 ２又はそれ以上の自己整合位相シフト領域を
有する位相シフトリソグラフィマスクが、電子ビーム、
イオンビーム又はフォトンビーム放射のような化学線作
用放射の相互に異なるドーズ（ゼロを含んでもよい）を
受けた３つ又はそれ以上の領域（４１１、４１２、４１
０、４０１）を有する保護レジスト層を用いる位相シフ
トマスクの一連のエッチングにより作製される。自己整
合不透明領域は、残ったレジスト材料の炭化により与え
られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明の背景 本発明は半導体集積回路及び他のデバイスの作製に用い
るような、光学的リソグラフィに係る。より具体的には
本発明はそのようなデバイスをリソグラフィで作製する
ための光学システム用の位相シフトマスクの作製方法に
係る。これらのマスクはまた、１とは異なる拡大を伴う
光学システムで用いる時、特に“レティクル”とよばれ
る。
るような、光学的リソグラフィに係る。より具体的には
本発明はそのようなデバイスをリソグラフィで作製する
ための光学システム用の位相シフトマスクの作製方法に
係る。これらのマスクはまた、１とは異なる拡大を伴う
光学システムで用いる時、特に“レティクル”とよばれ
る。
【０００２】
【従来の技術】図１は試料１２０中にパターンを描画す
るための典型的な光学的リソグラフィ作製システム１０
０を示す。典型的な試料はウェハの最上部主表面上に配
置された１ないし複数の材料（又は複数の材料）の層
（図示されていない）を伴う半導体ウェハ（基板）を含
む。より具体的には、水銀ランプのような光源１０６か
ら放出された波長λの単色性光放射が、不透明スクリー
ン１０５中の開口、集光レンズ１０４、レティクル１０
３のリソグラフィマスク、及び集光レンズ１０２を貫い
て伝搬する。レティクル１０３から出た光放射は、レン
ズ１０２により試料１２０の最上部主表面上に配置され
たフォトレジスト層１０１上に焦点を合わせる。従っ
て、レティクル１０３のパターン、すなわち透明及び不
透明部分のパターンは、フォトレジスト層１０１上に焦
点があう。このフォトレジストがポジ形かネガ形かに依
存して、典型的な場合湿式現像液を用いた現像プロセス
を行ったとき、フォトレジストの材料は光放射が入射し
た領域からとり除かれるか残る。従って、マスクのパタ
ーンはフォトレジスト層１０１に転写（“印刷”）され
る。湿式エッチング又は乾湿プラズマエッチングのよう
なその後のエッチングプロセスにより、試料１２０の選
択された部分が除去される。試料１２０の部分は、フォ
トレジスト１０１が現像プロセスによって除去された部
分の下にある領域では、試料１２０の最上部表面から除
去されるが、フォトレジストが残っている領域の下から
は除去されない。あるいは、試料のエッチングの代り
に、フォトレジスト層が現像プロセスにより除去された
領域の下にある領域では、試料１２０中に不純物イオン
が注入される。このように、マスク１０３のパターン、
すなわちマスクの各パターンは、たとえば半導体集積回
路技術におけるように、所望のとうり試料１２０に転写
される。
るための典型的な光学的リソグラフィ作製システム１０
０を示す。典型的な試料はウェハの最上部主表面上に配
置された１ないし複数の材料（又は複数の材料）の層
（図示されていない）を伴う半導体ウェハ（基板）を含
む。より具体的には、水銀ランプのような光源１０６か
ら放出された波長λの単色性光放射が、不透明スクリー
ン１０５中の開口、集光レンズ１０４、レティクル１０
３のリソグラフィマスク、及び集光レンズ１０２を貫い
て伝搬する。レティクル１０３から出た光放射は、レン
ズ１０２により試料１２０の最上部主表面上に配置され
たフォトレジスト層１０１上に焦点を合わせる。従っ
て、レティクル１０３のパターン、すなわち透明及び不
透明部分のパターンは、フォトレジスト層１０１上に焦
点があう。このフォトレジストがポジ形かネガ形かに依
存して、典型的な場合湿式現像液を用いた現像プロセス
を行ったとき、フォトレジストの材料は光放射が入射し
た領域からとり除かれるか残る。従って、マスクのパタ
ーンはフォトレジスト層１０１に転写（“印刷”）され
る。湿式エッチング又は乾湿プラズマエッチングのよう
なその後のエッチングプロセスにより、試料１２０の選
択された部分が除去される。試料１２０の部分は、フォ
トレジスト１０１が現像プロセスによって除去された部
分の下にある領域では、試料１２０の最上部表面から除
去されるが、フォトレジストが残っている領域の下から
は除去されない。あるいは、試料のエッチングの代り
に、フォトレジスト層が現像プロセスにより除去された
領域の下にある領域では、試料１２０中に不純物イオン
が注入される。このように、マスク１０３のパターン、
すなわちマスクの各パターンは、たとえば半導体集積回
路技術におけるように、所望のとうり試料１２０に転写
される。
【０００３】そのような回路の作製において、たとえば
可能な限り多くのトランジスタを、１枚のウェハ中に含
ませることが望ましい。従って、トランジスタあるいは
他のパターン寸法を可能な限り小さくすることが望まし
い。たとえば、メタライゼーション・ストライプのパタ
ーン寸法、すなわちその幅Ｗ、あるいはたとえば１つの
メタライゼーションレベルと他のレベルの間の電気的接
続を形成するために、金属で満すべき絶縁層中の開口で
ある。従って、たとえばもし、フォトレジスト層１０１
上でＷに等しい幅を有する対応する別々のパターンを印
刷したいと望むなら、Ｃに等しい幅をもつパターンを、
マスク（レティクル）１０３上に配置しなければならな
い。幾何光学に従うと、もしこのパターンのＣに等しい
幅が、不透明層中の単純な開口だとすると、比Ｗ／Ｃ＝
ｍである。ここでｍ＝Ｌ２／Ｌ１で、ｍは横方向倍率と
して知られている。しかし、回折効果が重要な時、像の
端部は不明瞭になり、従ってレティクル１０３のパター
ンの解像度は、フォトレジスト層上に焦点を合わされ、
試料に転写されたとき、低下する。
可能な限り多くのトランジスタを、１枚のウェハ中に含
ませることが望ましい。従って、トランジスタあるいは
他のパターン寸法を可能な限り小さくすることが望まし
い。たとえば、メタライゼーション・ストライプのパタ
ーン寸法、すなわちその幅Ｗ、あるいはたとえば１つの
メタライゼーションレベルと他のレベルの間の電気的接
続を形成するために、金属で満すべき絶縁層中の開口で
ある。従って、たとえばもし、フォトレジスト層１０１
上でＷに等しい幅を有する対応する別々のパターンを印
刷したいと望むなら、Ｃに等しい幅をもつパターンを、
マスク（レティクル）１０３上に配置しなければならな
い。幾何光学に従うと、もしこのパターンのＣに等しい
幅が、不透明層中の単純な開口だとすると、比Ｗ／Ｃ＝
ｍである。ここでｍ＝Ｌ２／Ｌ１で、ｍは横方向倍率と
して知られている。しかし、回折効果が重要な時、像の
端部は不明瞭になり、従ってレティクル１０３のパター
ンの解像度は、フォトレジスト層上に焦点を合わされ、
試料に転写されたとき、低下する。
【０００４】解像度を改善するため、従来技術において
は、位相シフトリソグラフィ・マスクが知られている。
位相シフトマスクはシステム１００中のマスク（又はレ
ティクル）１０３として用いられる。更に、位相シフト
マスクは光源１０６から発生し、システム１０３中のマ
スク１０３を貫いて伝搬する光放射に対し、各種の位相
シフトを与える各種領域を含む。より具体的には、これ
らの位相シフトマスクは不透明及び透明領域をもつ。透
明領域は典型的な場合、マスクがレティクル１０３とし
て用いられた時、それを貫いて伝搬する（波長λの）光
放射に、典型的な場合０及びπラジアンの少くとも２つ
の異なる位相シフトを与えるのに適した少くとも２つの
異なる厚さを有する。
は、位相シフトリソグラフィ・マスクが知られている。
位相シフトマスクはシステム１００中のマスク（又はレ
ティクル）１０３として用いられる。更に、位相シフト
マスクは光源１０６から発生し、システム１０３中のマ
スク１０３を貫いて伝搬する光放射に対し、各種の位相
シフトを与える各種領域を含む。より具体的には、これ
らの位相シフトマスクは不透明及び透明領域をもつ。透
明領域は典型的な場合、マスクがレティクル１０３とし
て用いられた時、それを貫いて伝搬する（波長λの）光
放射に、典型的な場合０及びπラジアンの少くとも２つ
の異なる位相シフトを与えるのに適した少くとも２つの
異なる厚さを有する。
【０００５】たとえば、図２に示されるように、典型的
な場合（光学的に透明な）石英の平板である位相シフト
マスク２００は、マスクの最上部表面に配置された光学
的に不透明な領域２０１を含む。この不透明な領域２０
１はＹ方向に平行に走り、Ｙ＝Ｙ0 で終端する一対の端
部で区切られている。
な場合（光学的に透明な）石英の平板である位相シフト
マスク２００は、マスクの最上部表面に配置された光学
的に不透明な領域２０１を含む。この不透明な領域２０
１はＹ方向に平行に走り、Ｙ＝Ｙ0 で終端する一対の端
部で区切られている。
【０００６】不透明領域２０１には典型的な場合、不透
明な金属領域が施される。あるいは、この不透明領域に
は、回折格子を施すことができる。それは生じる０次の
回折パターンから、回折光を離し、それによって回折格
子領域が、マスク２００をシステム１００中のレティク
ルとして用いた時、不透明領域に等価であるように、構
成される。しかし、そのような回折格子領域は、マスク
の残りの部分（透明領域）より高い解像度を必要とし、
それによって好ましくないほど長い作製時間とともに、
好ましくないほど厳重な幾何学的許容度が必要になる。
明な金属領域が施される。あるいは、この不透明領域に
は、回折格子を施すことができる。それは生じる０次の
回折パターンから、回折光を離し、それによって回折格
子領域が、マスク２００をシステム１００中のレティク
ルとして用いた時、不透明領域に等価であるように、構
成される。しかし、そのような回折格子領域は、マスク
の残りの部分（透明領域）より高い解像度を必要とし、
それによって好ましくないほど長い作製時間とともに、
好ましくないほど厳重な幾何学的許容度が必要になる。
【０００７】不透明領域２０１は光学的に透明な領域２
１０及び２１１を分離し、これらの領域は典型的な場
合、それぞれ約０及びπラジアンに等しい位相シフトφ
0 及びφ1 を与える。他方、やはり領域２１０及び２１
１の間に配置された遷移領域２１２は、これら領域２１
０及び２１１の部分を、相互に分離する。この遷移領域
２１２は典型的な場合約π／２ラジアンであるφ0 とφ
1 の中間の位相シフトを与え、その位相シフトはそれ自
身はフォトレジスト層１０１上の像には別の（第３の）
領域は生じないが、マスク２００中の遷移領域にのみ生
じる。遷移領域２１２はまた、位相シフトマスク３００
（図３）に示されるように、それぞれ約π／３及び２π
／３ラジアンに等しい位相シフトを与える透明な部分領
域２２１及び２２２に分割できる。
１０及び２１１を分離し、これらの領域は典型的な場
合、それぞれ約０及びπラジアンに等しい位相シフトφ
0 及びφ1 を与える。他方、やはり領域２１０及び２１
１の間に配置された遷移領域２１２は、これら領域２１
０及び２１１の部分を、相互に分離する。この遷移領域
２１２は典型的な場合約π／２ラジアンであるφ0 とφ
1 の中間の位相シフトを与え、その位相シフトはそれ自
身はフォトレジスト層１０１上の像には別の（第３の）
領域は生じないが、マスク２００中の遷移領域にのみ生
じる。遷移領域２１２はまた、位相シフトマスク３００
（図３）に示されるように、それぞれ約π／３及び２π
／３ラジアンに等しい位相シフトを与える透明な部分領
域２２１及び２２２に分割できる。
【０００８】マスク２００又は３００をシステム１００
中のレティクル１０３として用いる時、光源１０６から
の光放射は、像がＹ方向に平行に走り、Ｘ方向に平行な
端部に沿って終るように、フォトレジスト層１０２上に
像として焦点をあらわす。従って、現像プロセス後、フ
ォトレジスト層はパターン形成される。より具体的に
は、それはＹ方向に平行に走り、Ｙ＝Ｙ1 （図示されて
いない）で終る一対の平行な端部により区切られたパタ
ーンをもつであろう。ここで、Ｙ＝Ｙ1 はＹ＝Ｙ0 の像
である。最後に、このようにパターン形成されたフォト
レジスト層は、イオン注入又は乾式又は湿式エッチング
により、下の試料１２０にそのパターンを転写するのに
使用できる。
中のレティクル１０３として用いる時、光源１０６から
の光放射は、像がＹ方向に平行に走り、Ｘ方向に平行な
端部に沿って終るように、フォトレジスト層１０２上に
像として焦点をあらわす。従って、現像プロセス後、フ
ォトレジスト層はパターン形成される。より具体的に
は、それはＹ方向に平行に走り、Ｙ＝Ｙ1 （図示されて
いない）で終る一対の平行な端部により区切られたパタ
ーンをもつであろう。ここで、Ｙ＝Ｙ1 はＹ＝Ｙ0 の像
である。最後に、このようにパターン形成されたフォト
レジスト層は、イオン注入又は乾式又は湿式エッチング
により、下の試料１２０にそのパターンを転写するのに
使用できる。
【０００９】エイチ・ワタナベ（H. Watanabe)らによ
り、上述のプロシーディング、１０１−１１０頁に発表
された“多段位相シフタ及びくし型シフタを有する透明
位相シフトマスク”と題する論文では、位相シフトマス
ク中の多位相マスクが、多くの相互に自己整合した厚さ
をもつレジスト層中に生じる多位相シフトを用いること
により、得られている。レジスト層は透明な平行平板上
に配置されている。複数の厚さは、レジスト層の現像に
より生じ、そのような現像の前には均一な厚さをもち、
電子の相互に異なる４つのドーズレベル（すなわち単位
面積当りの電荷、それらのうち１つはゼロ）に注入され
た４つの領域を有する。すべての異なるドーズレベルに
対し、ただ１回の位置合せのみが含まれる（すなわち、
相互に自己整合した厚さ）が、この方法の欠点はレジス
ト層が位相シフトマスク中に残る本質的な位相シフト要
素であるということである。そのようなレジスト層は、
それが欠陥をもつ場合、容易には修復できず、（その後
システム１００中のレティクル１０３として用いる
間）、時間の経過とともに安定ではなく、レジスト層と
下の透明平板の間における屈折率の不連続を生じるため
に、好ましくない光反射を導入する。
り、上述のプロシーディング、１０１−１１０頁に発表
された“多段位相シフタ及びくし型シフタを有する透明
位相シフトマスク”と題する論文では、位相シフトマス
ク中の多位相マスクが、多くの相互に自己整合した厚さ
をもつレジスト層中に生じる多位相シフトを用いること
により、得られている。レジスト層は透明な平行平板上
に配置されている。複数の厚さは、レジスト層の現像に
より生じ、そのような現像の前には均一な厚さをもち、
電子の相互に異なる４つのドーズレベル（すなわち単位
面積当りの電荷、それらのうち１つはゼロ）に注入され
た４つの領域を有する。すべての異なるドーズレベルに
対し、ただ１回の位置合せのみが含まれる（すなわち、
相互に自己整合した厚さ）が、この方法の欠点はレジス
ト層が位相シフトマスク中に残る本質的な位相シフト要
素であるということである。そのようなレジスト層は、
それが欠陥をもつ場合、容易には修復できず、（その後
システム１００中のレティクル１０３として用いる
間）、時間の経過とともに安定ではなく、レジスト層と
下の透明平板の間における屈折率の不連続を生じるため
に、好ましくない光反射を導入する。
【００１０】従って、マスクを貫いて伝搬する波長λの
光放射に、３ないしそれ以上の相互に異なる位相シフト
を与える３ないしそれ以上の位相シフト領域を有し、各
エッチング間に別々の位置合せを必要とせず（すなわ
ち、相互に自己整合した多位相シフト領域を生じる単一
位置合せ法）、レジスト材料による多位相シフトに依存
しない位相シフトマスクの形成方法をもつことが望まし
い。
光放射に、３ないしそれ以上の相互に異なる位相シフト
を与える３ないしそれ以上の位相シフト領域を有し、各
エッチング間に別々の位置合せを必要とせず（すなわ
ち、相互に自己整合した多位相シフト領域を生じる単一
位置合せ法）、レジスト材料による多位相シフトに依存
しない位相シフトマスクの形成方法をもつことが望まし
い。
【００１１】加えて、２つの異なる位相シフトを与え、
図２に示されたカット（１１−１１）により例示される
ような不透明領域により分離された領域２１０及び２１
１のような、ちょうど２つの位相シフト領域を形成する
単一の位置合せ法を実現することは、更に望ましいであ
ろう。更に、回折格子を必要としない不透明領域を形成
する自己整合法を実現することは、更に望ましいであろ
う。
図２に示されたカット（１１−１１）により例示される
ような不透明領域により分離された領域２１０及び２１
１のような、ちょうど２つの位相シフト領域を形成する
単一の位置合せ法を実現することは、更に望ましいであ
ろう。更に、回折格子を必要としない不透明領域を形成
する自己整合法を実現することは、更に望ましいであろ
う。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の要約 本発明は均一な組成の均一な厚さの（最初の）レジスト
層が、あらかじめ決められた波長λの光放射に対して透
明な基体の最上部表面上に配置された位相シフトマスク
を作成する自己整合法を含む。基体は一対の平行な（最
上部及び底部）平坦表面を有すると有利である。本発明
の第１の実施例（図１０−１１）に従うと、レジスト層
は少くとも３つの異なる（以後第１、第２及び第３とよ
ぶ）領域中に、化学線作用放射の少くとも３つの相互に
異なるドーズレベルを受ける。その後、レジストはどの
ような化学線作用放射をも受けないことが望ましい。ま
た、３つのドーズレベルはレジスト層がその後の第１の
処理中、レジスト層の３つの相互に異なる厚さの減少速
度をもつように、調整される。
層が、あらかじめ決められた波長λの光放射に対して透
明な基体の最上部表面上に配置された位相シフトマスク
を作成する自己整合法を含む。基体は一対の平行な（最
上部及び底部）平坦表面を有すると有利である。本発明
の第１の実施例（図１０−１１）に従うと、レジスト層
は少くとも３つの異なる（以後第１、第２及び第３とよ
ぶ）領域中に、化学線作用放射の少くとも３つの相互に
異なるドーズレベルを受ける。その後、レジストはどの
ような化学線作用放射をも受けないことが望ましい。ま
た、３つのドーズレベルはレジスト層がその後の第１の
処理中、レジスト層の３つの相互に異なる厚さの減少速
度をもつように、調整される。
【００１３】レジスト層はネガ調にもポジ調にもでき
る。ネガ調レジスト層の場合、受ける化学線作用放射の
ドーズレベルが高ければ高いほど、現像処理をした後に
残るレジスト層の厚さは大きくなり、ポジ調レジストの
場合、ドーズレベルが高いほど、残ったレジスト層の厚
さは小さくなる。これらのドーズレベルの１つ、すなわ
ち第１又は第３領域中のものは、本質的にゼロであると
有利である。すなわち、それは作成中の最終的なマスク
の構造に好ましくない影響を与える可能性のある何らか
の本質的又は重要な方法において、領域の現像特性を修
正しない。次に、レジスト層は第１の処理により、現像
される。それは３つの領域の厚さを、３つの相互に異な
る量に減すもので、残ったレジスト層の第１の領域の厚
さは、本質的にゼロまで減されることが有利である。次
に、残ったレジスト層及び基体の最上部表面に、第２の
処理を行う。それは最初のレジスト層の第１の領域下に
ある基体の第１の領域を、あらかじめ決められた深さま
でエッチングするものである。レジスト層の第１の領域
の厚さは、本質的にゼロまで減少している。すなわち、
厚さは非常に小さいため、第２の処理中、基体の第１の
領域のエッチングは妨げられない。
る。ネガ調レジスト層の場合、受ける化学線作用放射の
ドーズレベルが高ければ高いほど、現像処理をした後に
残るレジスト層の厚さは大きくなり、ポジ調レジストの
場合、ドーズレベルが高いほど、残ったレジスト層の厚
さは小さくなる。これらのドーズレベルの１つ、すなわ
ち第１又は第３領域中のものは、本質的にゼロであると
有利である。すなわち、それは作成中の最終的なマスク
の構造に好ましくない影響を与える可能性のある何らか
の本質的又は重要な方法において、領域の現像特性を修
正しない。次に、レジスト層は第１の処理により、現像
される。それは３つの領域の厚さを、３つの相互に異な
る量に減すもので、残ったレジスト層の第１の領域の厚
さは、本質的にゼロまで減されることが有利である。次
に、残ったレジスト層及び基体の最上部表面に、第２の
処理を行う。それは最初のレジスト層の第１の領域下に
ある基体の第１の領域を、あらかじめ決められた深さま
でエッチングするものである。レジスト層の第１の領域
の厚さは、本質的にゼロまで減少している。すなわち、
厚さは非常に小さいため、第２の処理中、基体の第１の
領域のエッチングは妨げられない。
【００１４】残ったレジスト層に、第３の処理が行える
ことは、本実施例の更に利点である。その処理は、レジ
スト層の残った第２の領域の厚さを、レジスト層の残っ
た第３の領域の厚さより小さな、本質的にゼロであれば
有利なある量まで減す。更に、残ったレジスト層の残っ
た第３の領域を、炭化し、それによって光源１０６から
の放射に対し不透明にすることは有利である。あるい
は、この炭化の代りに、基体の第１の領域とともに、最
初のレジスト層の第２の領域下の基体の第２の領域を、
基体の最初の最上部表面下で、異なる各深さまで、基体
の第１及び第２の領域を下方にエッチングし、システム
１００中のレティクル１０３として用いた時、もし厚す
ぎて望ましくないほど不透明なら、残ったレジスト層の
残った第３の領域をその後除去するエッチング処理を行
えることは、更に利点である。
ことは、本実施例の更に利点である。その処理は、レジ
スト層の残った第２の領域の厚さを、レジスト層の残っ
た第３の領域の厚さより小さな、本質的にゼロであれば
有利なある量まで減す。更に、残ったレジスト層の残っ
た第３の領域を、炭化し、それによって光源１０６から
の放射に対し不透明にすることは有利である。あるい
は、この炭化の代りに、基体の第１の領域とともに、最
初のレジスト層の第２の領域下の基体の第２の領域を、
基体の最初の最上部表面下で、異なる各深さまで、基体
の第１及び第２の領域を下方にエッチングし、システム
１００中のレティクル１０３として用いた時、もし厚す
ぎて望ましくないほど不透明なら、残ったレジスト層の
残った第３の領域をその後除去するエッチング処理を行
えることは、更に利点である。
【００１５】レジスト層の第３の領域が第１及び第２の
領域と接触し、第１、第２及び第３のドーズレベルが、
レジストがネガ調かポジ調かに依存して、それぞれ単調
に増加又は単調に減少することも、利点である。
領域と接触し、第１、第２及び第３のドーズレベルが、
レジストがネガ調かポジ調かに依存して、それぞれ単調
に増加又は単調に減少することも、利点である。
【００１６】本発明の第２の実施例（図４−９）に従う
と、ポジ調又はネガ調レジスト層は、レジスト層の４つ
の異なる各領域（以後、“第１、第２、第３及び第４）
中に、化学線作用放射の少くとも４つの相互に異なるド
ーズレベルを受ける。ドーズレベルの１つ、すなわち第
１又は第４の領域中のレベルは、本質的にゼロに等しい
と有利である。それ以後、レジストはどのような化学線
作用放射も受けないと有利である。また、４つのドーズ
レベルはその後の第１の処理中、４つの相互に異なる厚
さの減少速度をレジスト層が持つように調整される。次
に、レジスト層は第１の処理により現像される。その処
理は４つの領域の厚さを相互に異なる厚さに減すもの
で、特に、第１の領域の厚さを、第２、第３及び第４の
領域のそれより小さく、本質的にゼロに等しいと有利で
あるある量まで減すものである。次に、残ったレジスト
層及び最初のレジスト層の第１の領域下の基体の第１の
領域に、第２の処理をする。それは基体の第１の領域
を、（平坦な）最上部表面下のあらかじめ決められた深
さまで下方にエッチングするものである。次に、残った
レジスト層に第３の処理を行う。それは残ったレジスト
層の第２、第３及び第４の領域の厚さを、相互に異なる
量まで減すもので、特に残った第２のレジスト領域の厚
さを、本質的にゼロに等しいと有利である残ったレジス
ト層の残った第３及び第４の領域の厚さより小さい厚さ
まで減すものである。次に、基体の第１の領域、最初の
レジスト層の第２の領域下の基体の第２の領域及び残っ
ているレジスト層に、第４の処理を行う。それは基体の
第１及び第２の領域を、基体の最上部表面下のあらかじ
め決められた等しくない各深さまで、下方にエッチング
するものである。
と、ポジ調又はネガ調レジスト層は、レジスト層の４つ
の異なる各領域（以後、“第１、第２、第３及び第４）
中に、化学線作用放射の少くとも４つの相互に異なるド
ーズレベルを受ける。ドーズレベルの１つ、すなわち第
１又は第４の領域中のレベルは、本質的にゼロに等しい
と有利である。それ以後、レジストはどのような化学線
作用放射も受けないと有利である。また、４つのドーズ
レベルはその後の第１の処理中、４つの相互に異なる厚
さの減少速度をレジスト層が持つように調整される。次
に、レジスト層は第１の処理により現像される。その処
理は４つの領域の厚さを相互に異なる厚さに減すもの
で、特に、第１の領域の厚さを、第２、第３及び第４の
領域のそれより小さく、本質的にゼロに等しいと有利で
あるある量まで減すものである。次に、残ったレジスト
層及び最初のレジスト層の第１の領域下の基体の第１の
領域に、第２の処理をする。それは基体の第１の領域
を、（平坦な）最上部表面下のあらかじめ決められた深
さまで下方にエッチングするものである。次に、残った
レジスト層に第３の処理を行う。それは残ったレジスト
層の第２、第３及び第４の領域の厚さを、相互に異なる
量まで減すもので、特に残った第２のレジスト領域の厚
さを、本質的にゼロに等しいと有利である残ったレジス
ト層の残った第３及び第４の領域の厚さより小さい厚さ
まで減すものである。次に、基体の第１の領域、最初の
レジスト層の第２の領域下の基体の第２の領域及び残っ
ているレジスト層に、第４の処理を行う。それは基体の
第１及び第２の領域を、基体の最上部表面下のあらかじ
め決められた等しくない各深さまで、下方にエッチング
するものである。
【００１７】その後、残ったレジスト層に第５の処理が
行えることは、この第２の実施例の更に利点である。そ
れは残った第３の領域のレジスト層を、本質的にゼロで
あることが有利な、レジスト領域の残った第４の領域の
厚さより小さな量まで減すものである。次に、レジスト
層の残った第４の領域を、その炭化により、光源１０６
の放射に対して、永久に不透明にすることは、更に利点
である。あるいは、この炭化の代りに、基体の第１及び
第２の領域とともに、最初のレジスト層の第３の領域下
の基体の第３の領域に、更にエッチング処理を行っても
よいことは、更に利点である。そのエッチングは、基体
の第１、第２及び第３の領域を、基体の（最初の）最上
部表面下で、相互に異なる深さまで下方にエッチング
し、もし厚すぎて望ましくないほど不透明であるなら
ば、その後レジスト層の残った第４の領域をとり除くも
のである。更に、最初のレジスト層の第１の領域が第２
の領域と接触し、第２の領域が第３の領域と接触し、第
３の領域が第４の領域と接触し、一方第１、第２、第３
及び第４のドーズレベルは単調に減少又は増加し、第４
又は第１のドーズレベルがそれぞれ本質的にゼロに等し
いことは、更に有利である。
行えることは、この第２の実施例の更に利点である。そ
れは残った第３の領域のレジスト層を、本質的にゼロで
あることが有利な、レジスト領域の残った第４の領域の
厚さより小さな量まで減すものである。次に、レジスト
層の残った第４の領域を、その炭化により、光源１０６
の放射に対して、永久に不透明にすることは、更に利点
である。あるいは、この炭化の代りに、基体の第１及び
第２の領域とともに、最初のレジスト層の第３の領域下
の基体の第３の領域に、更にエッチング処理を行っても
よいことは、更に利点である。そのエッチングは、基体
の第１、第２及び第３の領域を、基体の（最初の）最上
部表面下で、相互に異なる深さまで下方にエッチング
し、もし厚すぎて望ましくないほど不透明であるなら
ば、その後レジスト層の残った第４の領域をとり除くも
のである。更に、最初のレジスト層の第１の領域が第２
の領域と接触し、第２の領域が第３の領域と接触し、第
３の領域が第４の領域と接触し、一方第１、第２、第３
及び第４のドーズレベルは単調に減少又は増加し、第４
又は第１のドーズレベルがそれぞれ本質的にゼロに等し
いことは、更に有利である。
【００１８】いずれにしても、本発明に従う位相シフト
マスクは自己整合方式で作られる。すなわちその後レジ
スト層を化学線作用の放射に当てるときに、更に位置合
せをする必要はない。マスクは上述のシステム１００中
で、レティクル１０３として使用できる。このように、
本発明は以下の工程を含むフォトリソグラフィ法を含
む。
マスクは自己整合方式で作られる。すなわちその後レジ
スト層を化学線作用の放射に当てるときに、更に位置合
せをする必要はない。マスクは上述のシステム１００中
で、レティクル１０３として使用できる。このように、
本発明は以下の工程を含むフォトリソグラフィ法を含
む。
【００１９】（ａ）本発明の上の実施例のいずれかに従
って、位相シフトマスクを形成する工程、（ｂ）位相シ
フトマスク上に、あらかじめ決められた波長を含む光放
射を向ける工程、一方、位相シフトマスクを貫いて伝搬
する放射を、試料上に配置されたフォトレジスト上に焦
点を合わせ、それによってマスクの光像が、フォトレジ
スト層上に形成される、（ｃ）フォトレジスト層を現像
し、それによってマスクの像に従いパターンが形成され
る、及び（ｄ）フォトレジスト層中のパターンを試料中
に転写する工程。
って、位相シフトマスクを形成する工程、（ｂ）位相シ
フトマスク上に、あらかじめ決められた波長を含む光放
射を向ける工程、一方、位相シフトマスクを貫いて伝搬
する放射を、試料上に配置されたフォトレジスト上に焦
点を合わせ、それによってマスクの光像が、フォトレジ
スト層上に形成される、（ｃ）フォトレジスト層を現像
し、それによってマスクの像に従いパターンが形成され
る、及び（ｄ）フォトレジスト層中のパターンを試料中
に転写する工程。
【００２０】
【実施例】詳細な記述 図４を参照すると、平板１０は光源１０６（図１）によ
り放出された光波長λに対して透明な、石英のような材
料で作られている。この平板１０はその上にスピン−オ
ンレジスト層が配置された最上部の平坦な主表面を有す
る。このレジスト層は、均一な厚さをもつと有利であ
る。
り放出された光波長λに対して透明な、石英のような材
料で作られている。この平板１０はその上にスピン−オ
ンレジスト層が配置された最上部の平坦な主表面を有す
る。このレジスト層は、均一な厚さをもつと有利であ
る。
【００２１】レジスト層の各種領域４０１、４１０、４
１２及び４１１は、化学線作用放射の相互に異なるドー
ズレベルＤ３、Ｄ２、Ｄ１及びＤ０を、それぞれ受けて
いる。これらの領域４０１、４１０、４１２及び４１１
は（９−９）と印された断面（図２）に沿ってとった領
域２０１、２１０、２１１及び２１２（図２）と、それ
ぞれ同じ形状（上面図）をもつと有利である。
１２及び４１１は、化学線作用放射の相互に異なるドー
ズレベルＤ３、Ｄ２、Ｄ１及びＤ０を、それぞれ受けて
いる。これらの領域４０１、４１０、４１２及び４１１
は（９−９）と印された断面（図２）に沿ってとった領
域２０１、２１０、２１１及び２１２（図２）と、それ
ぞれ同じ形状（上面図）をもつと有利である。
【００２２】典型的な場合、レジスト層はたとえばシプ
レーから売られているＳＡＬ６０１のようなポリマ、交
差結合剤及び酸発生剤を含むレジストのような、ネガ調
である。化学線作用放射は典型的な場合、１０keＶのエ
ネルギーの電子ビームである。領域４０１、４１０、４
１２及び４１１中のドーズレベルＤ３、Ｄ２、Ｄ１及び
Ｄ０は、単調に減少し（Ｄ３＞Ｄ２＞Ｄ１＞Ｄ０）、そ
れぞれ各プロセス及び現像条件、たとえばポスト露出ベ
ーキング及び現像の各パラメータに依存する。典型的な
場合、ドーズレベルＤ０は本質的にゼロである。
レーから売られているＳＡＬ６０１のようなポリマ、交
差結合剤及び酸発生剤を含むレジストのような、ネガ調
である。化学線作用放射は典型的な場合、１０keＶのエ
ネルギーの電子ビームである。領域４０１、４１０、４
１２及び４１１中のドーズレベルＤ３、Ｄ２、Ｄ１及び
Ｄ０は、単調に減少し（Ｄ３＞Ｄ２＞Ｄ１＞Ｄ０）、そ
れぞれ各プロセス及び現像条件、たとえばポスト露出ベ
ーキング及び現像の各パラメータに依存する。典型的な
場合、ドーズレベルＤ０は本質的にゼロである。
【００２３】レジスト層（図５）は典型的な場合、水中
の水酸化アンモニウム溶液を用いるような湿式現像プロ
セスを行う。溶液は典型的な場合約０．２ないし０．３
規定の範囲で、現像は領域４１１の厚さを本質的にゼロ
にすると有利であるように、減少させるのに十分な時間
行い、それによって平板１０の表面領域５１１は露出さ
れる。この継続時間は一般に、もちろん現像プロセス中
の活性成分の性質及び濃度に依存するであろう。同時
に、レジスト領域４０１、４１０及び４１２の厚さも減
少し、それによって残ったレジスト領域５０１、５１０
及び５１２はそれぞれ以下のようになる。すなわち、レ
ジスト領域４０１の厚さは、ドーズレベルＤ３が十分高
ければほとんど減少せず、残ったレジスト領域５０１、
５１０及び５１２の厚さは、単調に減少する。
の水酸化アンモニウム溶液を用いるような湿式現像プロ
セスを行う。溶液は典型的な場合約０．２ないし０．３
規定の範囲で、現像は領域４１１の厚さを本質的にゼロ
にすると有利であるように、減少させるのに十分な時間
行い、それによって平板１０の表面領域５１１は露出さ
れる。この継続時間は一般に、もちろん現像プロセス中
の活性成分の性質及び濃度に依存するであろう。同時
に、レジスト領域４０１、４１０及び４１２の厚さも減
少し、それによって残ったレジスト領域５０１、５１０
及び５１２はそれぞれ以下のようになる。すなわち、レ
ジスト領域４０１の厚さは、ドーズレベルＤ３が十分高
ければほとんど減少せず、残ったレジスト領域５０１、
５１０及び５１２の厚さは、単調に減少する。
【００２４】次に（図６）、残ったレジスト領域及び平
板１０の露出された表面領域５１１は、典型的な場合CF
4 又はCHF3（又は両方）により、O2を含むか含まずに生
じるフッ素含有プラズマで乾式エッチングされ、それに
よって露出された表面領域５１１は平板１０の最初の最
上部表面下の、波長λに対してπ／２の位相シフトに等
価であると有利な深さにある露出された表面領域６１１
まで、下方にエッチされる。同時に、レジスト領域５０
１、５１０及び５１２はそれぞれレジスト領域６０１、
６１０及び６１２になり、それらの各厚さに著しい変化
はない。
板１０の露出された表面領域５１１は、典型的な場合CF
4 又はCHF3（又は両方）により、O2を含むか含まずに生
じるフッ素含有プラズマで乾式エッチングされ、それに
よって露出された表面領域５１１は平板１０の最初の最
上部表面下の、波長λに対してπ／２の位相シフトに等
価であると有利な深さにある露出された表面領域６１１
まで、下方にエッチされる。同時に、レジスト領域５０
１、５１０及び５１２はそれぞれレジスト領域６０１、
６１０及び６１２になり、それらの各厚さに著しい変化
はない。
【００２５】次に（図７）、残ったレジスト層及び平板
の露出された領域を、酸素プラズマを用いるような乾式
エッチング処理する。このエッチングはレジストの材料
はエッチングするが、平板１０は本質的にエッチングし
ない。このエッチングはレジスト領域６１２の厚さを本
質的にゼロであると有利なところまで十分減す時間行わ
れ、それによって平板１０の表面領域７１２が露出され
る。もちろんこの必要な継続時間は、酸素プラズマの電
気的及び化学的パラメータに依存するであろう。同時
に、レジスト領域６０１及び６１０の厚さも減少し、そ
れによって残ったレジスト領域７０１及び７１０は、そ
れぞれ次のようになる。すなわち、残った領域７０１の
厚さは残った領域７１０の厚さより大きい。また、平板
１０の露出された表面領域６１１は、本質的に同じ露出
された領域７１１になる。すなわち、平板１０の最初の
最上部表面下の深さに著しい変化はなく、露出された表
面領域７１２は、平板１０の最初の最上部表面と同一平
面に配置される。
の露出された領域を、酸素プラズマを用いるような乾式
エッチング処理する。このエッチングはレジストの材料
はエッチングするが、平板１０は本質的にエッチングし
ない。このエッチングはレジスト領域６１２の厚さを本
質的にゼロであると有利なところまで十分減す時間行わ
れ、それによって平板１０の表面領域７１２が露出され
る。もちろんこの必要な継続時間は、酸素プラズマの電
気的及び化学的パラメータに依存するであろう。同時
に、レジスト領域６０１及び６１０の厚さも減少し、そ
れによって残ったレジスト領域７０１及び７１０は、そ
れぞれ次のようになる。すなわち、残った領域７０１の
厚さは残った領域７１０の厚さより大きい。また、平板
１０の露出された表面領域６１１は、本質的に同じ露出
された領域７１１になる。すなわち、平板１０の最初の
最上部表面下の深さに著しい変化はなく、露出された表
面領域７１２は、平板１０の最初の最上部表面と同一平
面に配置される。
【００２６】次に（図８）、残ったレジスト領域及び露
出された表面領域７１２及び７１１を、再び典型的な場
合フッ素を含むプラズマで乾式エッチングし、それによ
って表面領域７１２及び７１１は露出された表面領域８
１２及び８１１まで、それぞれ下方にエッチングされ、
これらの領域は平板１０の最初の最上部表面から、それ
ぞれπ／２及びπの位相シフトに等価であると有利な深
さに配置される。同時に、レジスト領域７０１及び７１
０はそれぞれ本質的に同じレジスト領域８０１及び８１
０になる。すなわち、それらの厚さに変化はない。
出された表面領域７１２及び７１１を、再び典型的な場
合フッ素を含むプラズマで乾式エッチングし、それによ
って表面領域７１２及び７１１は露出された表面領域８
１２及び８１１まで、それぞれ下方にエッチングされ、
これらの領域は平板１０の最初の最上部表面から、それ
ぞれπ／２及びπの位相シフトに等価であると有利な深
さに配置される。同時に、レジスト領域７０１及び７１
０はそれぞれ本質的に同じレジスト領域８０１及び８１
０になる。すなわち、それらの厚さに変化はない。
【００２７】次に（図９）、残ったレジスト領域８０１
及び８１０及び平板１０の露出された表面領域８１２及
び８１１を、酸素プラズマを用いるような乾式エッチン
グ処理する。このエッチングは、レジスト領域８１０の
厚さを本質的にゼロまで減少させ、露出された領域９１
０を形成するのに十分な継続時間行われる。すなわち、
平板の表面領域９１０が露出され、今形成されたマスク
（図９）をシステム１００（図１）中のレティクルとし
て用いる時、本質的な量の光を吸収しない。同時に、露
出された表面領域８１２及び８１１は、本質的に同じ露
出された表面領域９１２及び９１１になり、平板１０の
最上部表面下の各深さには、本質的な変化はない。最後
に、レジスト領域９０１は典型的な場合約２００℃の温
度に、典型的な場合約１時間加熱することにより炭化さ
せる。その目的は、マスク２００中で不透明領域２０１
（図２）として用いるために、それを永久に不透明にす
ることである。
及び８１０及び平板１０の露出された表面領域８１２及
び８１１を、酸素プラズマを用いるような乾式エッチン
グ処理する。このエッチングは、レジスト領域８１０の
厚さを本質的にゼロまで減少させ、露出された領域９１
０を形成するのに十分な継続時間行われる。すなわち、
平板の表面領域９１０が露出され、今形成されたマスク
（図９）をシステム１００（図１）中のレティクルとし
て用いる時、本質的な量の光を吸収しない。同時に、露
出された表面領域８１２及び８１１は、本質的に同じ露
出された表面領域９１２及び９１１になり、平板１０の
最上部表面下の各深さには、本質的な変化はない。最後
に、レジスト領域９０１は典型的な場合約２００℃の温
度に、典型的な場合約１時間加熱することにより炭化さ
せる。その目的は、マスク２００中で不透明領域２０１
（図２）として用いるために、それを永久に不透明にす
ることである。
【００２８】図１０は図４に示されたものに対応する状
況であるが、（１１−１１）（図２）と印された断面に
沿ってとったものを示す。図１１は図９に示されたもの
に対応する状況であるが、（１１−１１）（図２）と印
された断面に沿ってとったものを示す。図１０に描かれ
た状況から図１１に描かれたものに進むとともに、中間
の状況は図５−８に描かれた状況についての上の説明か
ら、理解されるはずである。更に、図１１に描かれた状
況それ自身が必要な場合、すなわち、中間の等価な位相
シフトを有する露出された領域９１２のような露出領域
をもたない場合、中間ドーズレベルの１つは省くことが
できる。従って、相互に異ったドーズレベルの３つの領
域のみが、必要で、レジスト工程が１つ少く、基体エッ
チング工程が１つ少い。
況であるが、（１１−１１）（図２）と印された断面に
沿ってとったものを示す。図１１は図９に示されたもの
に対応する状況であるが、（１１−１１）（図２）と印
された断面に沿ってとったものを示す。図１０に描かれ
た状況から図１１に描かれたものに進むとともに、中間
の状況は図５−８に描かれた状況についての上の説明か
ら、理解されるはずである。更に、図１１に描かれた状
況それ自身が必要な場合、すなわち、中間の等価な位相
シフトを有する露出された領域９１２のような露出領域
をもたない場合、中間ドーズレベルの１つは省くことが
できる。従って、相互に異ったドーズレベルの３つの領
域のみが、必要で、レジスト工程が１つ少く、基体エッ
チング工程が１つ少い。
【００２９】本発明について、具体例をあげて述べてき
たが、本発明の視野を離れることなく、各種の修正がで
きる。たとえば、ネガ調の代りにポジ調レジストを単調
に減少する領域４０１、４１０、４１２及び４１１中の
ドーズレベルとともに使用できる。また、酸素及びフッ
素を含むプラズマで、レジスト及び石英を同時に乾式エ
ッチングすることも用いることができ、従って上述のレ
ジスト及び石英を順次エッチングするものと等価とみな
すべきである。更に、残ったレジスト領域９０１を炭化
する代りに、残ったレジストは除去することができる。
一方そこの不透明性の信頼性は、化学線作用放射の必要
なドーズレベルの低下とともに、回折格子（そのゼロ次
では強度ゼロ）に置くことができる。すなわち、相互に
異なるドーズレベル（ゼロを含む）の４つのレジスト領
域の代りに、３つの領域を用い、レジスト領域９０１の
必要な厚さは本質的にゼロに等しく、従ってレジスト領
域８０１及び８１０の必要な厚さは等しくなる。あるい
は、図３に描かれた形状は、先に述べた回折格子ととも
に、化学線作用放射の相互に異なるドーズレベルの４つ
のレジスト領域を用いることにより実現でき、平板１０
中への４つの適当なエッチング深さは、０、π／３、２
π／３及びπラジアンに等価である。
たが、本発明の視野を離れることなく、各種の修正がで
きる。たとえば、ネガ調の代りにポジ調レジストを単調
に減少する領域４０１、４１０、４１２及び４１１中の
ドーズレベルとともに使用できる。また、酸素及びフッ
素を含むプラズマで、レジスト及び石英を同時に乾式エ
ッチングすることも用いることができ、従って上述のレ
ジスト及び石英を順次エッチングするものと等価とみな
すべきである。更に、残ったレジスト領域９０１を炭化
する代りに、残ったレジストは除去することができる。
一方そこの不透明性の信頼性は、化学線作用放射の必要
なドーズレベルの低下とともに、回折格子（そのゼロ次
では強度ゼロ）に置くことができる。すなわち、相互に
異なるドーズレベル（ゼロを含む）の４つのレジスト領
域の代りに、３つの領域を用い、レジスト領域９０１の
必要な厚さは本質的にゼロに等しく、従ってレジスト領
域８０１及び８１０の必要な厚さは等しくなる。あるい
は、図３に描かれた形状は、先に述べた回折格子ととも
に、化学線作用放射の相互に異なるドーズレベルの４つ
のレジスト領域を用いることにより実現でき、平板１０
中への４つの適当なエッチング深さは、０、π／３、２
π／３及びπラジアンに等価である。
【図１】従来技術又は本発明に従って作られた位相シフ
トマスクを用いた典型的なフォトリソブラフィ・システ
ムをダイヤグラムで示す図である。
トマスクを用いた典型的なフォトリソブラフィ・システ
ムをダイヤグラムで示す図である。
【図２】本発明の第１の具体的な実施例に従って作製さ
れる位相シフトマスクの一部の上面をダイヤグラムで示
す図である。
れる位相シフトマスクの一部の上面をダイヤグラムで示
す図である。
【図３】本発明の第２の具体的な実施例に従って作製さ
れる別の位相シフトマスクの一部をダイヤグラムで示す
上面図である。
れる別の位相シフトマスクの一部をダイヤグラムで示す
上面図である。
【図４】本発明の第１の具体的な実施例に従う位相シフ
トマスクの各種作製工程を、断面で示す立面図の１であ
る。
トマスクの各種作製工程を、断面で示す立面図の１であ
る。
【図５】本発明の第１の具体的な実施例に従う位相シフ
トマスクの各種作製工程を、断面で示す立面図の２であ
る。
トマスクの各種作製工程を、断面で示す立面図の２であ
る。
【図６】本発明の第１の具体的な実施例に従う位相シフ
トマスクの各種作製工程を、断面で示す立面図の３であ
る。
トマスクの各種作製工程を、断面で示す立面図の３であ
る。
【図７】本発明の第１の具体的な実施例に従う位相シフ
トマスクの各種作製工程を、断面で示す立面図の４であ
る。
トマスクの各種作製工程を、断面で示す立面図の４であ
る。
【図８】本発明の第１の具体的な実施例に従う位相シフ
トマスクの各種作製工程を、断面で示す立面図の５であ
る。
トマスクの各種作製工程を、断面で示す立面図の５であ
る。
【図９】本発明の第１の具体的な実施例に従う位相シフ
トマスクの各種作製工程を、断面で示す立面図の６であ
る。
トマスクの各種作製工程を、断面で示す立面図の６であ
る。
【図１０】本発明の第２の具体的な実施例に従う位相シ
フトマスクの各種作製工程を、断面で示す立面図の１で
ある。
フトマスクの各種作製工程を、断面で示す立面図の１で
ある。
【図１１】本発明の第２の具体的な実施例に従う位相シ
フトマスクの各種作製工程を、断面で示す立面図の２で
ある。
フトマスクの各種作製工程を、断面で示す立面図の２で
ある。
９ 断面 １０ 平板 １１ カット、断面 １００ リソグラフィ作製システム、システム １０１ フォトレジスト層、フォトレジスト １０２ 集光レンズ、レンズ １０３ レティクル、マスク １０４ 集光レンズ １０５ 不透明スクリーン １０６ 光源 １２０ 試料 ２００ 位相シフトマスク、マスク ２０１ 領域、不透明領域 ２１０ 領域 ２１１ 領域 ２１２ 遷移領域 ２２１ 部分領域 ２２２ 部分領域 ３００ マスク ４０１ 領域、レジスト領域 ４１０ 領域、レジスト領域 ４１１ 領域 ４１２ 領域、レジスト領域 ５０１ レジスト領域 ５１０ レジスト領域 ５１１ 表面領域 ５１２ レジスト領域 ６０１ レジスト領域 ６１０ レジスト領域 ６１１ 表面領域 ６１２ レジスト領域 ７０１ レジスト領域 ７１０ レジスト領域 ７１１ 領域、表面領域 ７１２ 表面領域 ８０１ レジスト領域 ８１０ レジスト領域 ８１１ 表面領域 ８１２ 表面領域 ９０１ レジスト領域 ９１０ 領域、表面領域 ９１１ 表面領域 ９１２ 表面領域、領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョセフ ジェラルド ガロファロ アメリカ合衆国 07079 ニュージャーシ ィ，サウス オレンジ，エダー テラス 50 (72)発明者 クリストフ ピエラット アメリカ合衆国 07920 ニュージャーシ ィ，バスキング リッジ，ハース ロード 10
Claims (10)
- 【請求項１】 ａ） あらかじめ決められた波長の光放
射に対し透明な基体の主表面上に配置された均一な組成
と均一な厚さを有する最初のレジスト層の第１、第２及
び第４の領域（４１１、４１０、４０１）中に、化学線
作用の放射の第１、第２及び第３の相互に異なるドーズ
レベル（Ｄ０、Ｄ２、Ｄ３）を導入し、それによって第
１、第２及び第３の領域は、工程（ｂ）の間、相互に異
なる厚さの減少速度をもつ工程、 ｂ） 最初のレジスト層に第１、第２及び第３のレジス
ト層領域の厚さを、相互に異なる量に減少させる第１の
処理を行い、特に第１の領域の厚さを第２及び第３の領
域の厚さより小さい量まで減少させる工程、 ｃ） 残ったレジスト層及び最初のレジスト層の第１の
領域下にある基体の第１の領域に、基体の第１の領域を
基体の平坦表面下のあらかじめ決められた深さまで下方
にエッチングする第２の処理を行う工程、及び ｄ） 残ったレジスト層に、その残った第２の領域の厚
さを、残ったレジスト層の残った第３の領域の厚さより
小さい量まで減少させる第３の処理を行う工程を含むこ
とを特徴とする位相シフトマスクの作製方法。 - 【請求項２】 残ったレジスト層の残った第１の領域
が、第１の処理の直後に本質的にゼロの厚さをもち、残
ったレジストの残った第２の領域は、第３の処理直後に
本質的にゼロの厚さを有することを特徴とする請求項１
記載の方法。 - 【請求項３】 残ったレジスト層の残った第３の領域を
炭化する工程が続くことを特徴とする請求項１記載の方
法。 - 【請求項４】 残ったレジスト層の残った第３の領域及
びレジスト層の第２の領域下にある基体の第２の領域
に、第４の処理を行い、それは基体の第１及び第２の領
域を、基体の平坦表面下のそれぞれあらかじめ決められ
た深さまでエッチングし、続いて残ったレジスト層の残
った第３の領域を除去する工程を行うことを特徴とする
請求項１記載の方法。 - 【請求項５】 ａ） あらかじめ決められた波長に対し
て透明な基体の平坦主表面上に配置された均一な組成と
均一な厚さを有する最初のレジスト層の第１、第２、第
３及び第４の領域（４１１、４１２、４１０、４０１）
のそれぞれの中に、第１、第２、第３及び第４の相互に
異なるドーズレベル（Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）の化学
線作用放射を導入し、それによって工程（ｂ）の間、第
１、第２、第３及び第４の領域は、相互に異なる厚さの
減少速度をもつ工程、 ｂ） 最初のレジスト層の第１、第２、第３及び第４の
領域の厚さを、相互に異なる量まで減す第１の処理をレ
ジスト層に施し、特に第１の領域の厚さを、第２、第３
及び第４の領域の厚さより小さい量まで減す工程、 ｃ） 残ったレジスト層及び最初のレジスト層の第１の
領域下の基体の第１の領域に、基体の第１の領域に、基
体の平坦表面下のあらかじめ決められた深さまで、下方
にエッチングする第２の処理を施す工程、 ｄ） 残ったレジスト層に、残ったレジスト層の残った
第２、第３及び第４の領域の厚さを、相互に異なる量ま
で減す第３の処理を施し、特に残ったレジスト層の残っ
た第２の領域の厚さを、残ったレジスト層の残った第３
及び第４の領域の厚さより小さな量まで減す工程、及び ｅ） 最初のレジスト層の第２の領域下の基体の第２の
領域、基体の第１の領域及び残ったレジスト層に、基体
の第１及び第２の領域を、主平坦面下のあらかじめ決め
られた等しくない各深さまで、下方にエッチングする第
４の処理を施し、工程（ｂ）の後に残ったレジスト層中
には、化学線作用放射は導入されない工程、を含むこと
を特徴とする位相シフトマスクの作製方法。 - 【請求項６】 工程（ｃ）に続いて、残ったレジスト層
に、残ったレジスト層の残った第３の領域の厚さを、残
ったレジスト層の残った第４の領域の厚さより小さな量
まで減すことを特徴とする第５の処理を施す請求項５記
載の方法。 - 【請求項７】 第５の処理に続いて、残ったレジスト
層、基体の第１及び第２の領域、最初のレジスト層の第
３の領域下の基体の第３の領域に、基体の第１、第２及
び第３の領域を、主平坦表面下の相互に異なるそれぞれ
第１、第２及び第３の深さまで下方にエッチングする第
６の処理を施すことを特徴とする請求項６記載の方法。 - 【請求項８】 第１、第３及び第５の処理は、それぞれ
残ったレジスト層の第１、第２及び第３の領域の厚さ
を、本質的にゼロに減すことを特徴とする請求項７記載
の方法。 - 【請求項９】 残ったレジスト層の残った第４の領域
を、炭化する工程を更に含むことを特徴とする請求項６
記載の方法。 - 【請求項１０】 残ったレジスト層の残った第３の領
域、もし存在するなら、第４の領域、基体の第１及び第
２の領域、最初のレジスト層の第３の領域下の基体の第
３の領域に、基体の第１、第２及び第３の領域を、主平
坦表面下の相互に異なる第１、第２及び第３の深さま
で、下方にエッチングする第６の処理を施し、 残ったレジスト層の残った第４の領域を除去する工程を
更に含むことを特徴とする請求項６記載の方法。
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