JPH07159973A - 位相シフトマスク及びその製造方法 - Google Patents

位相シフトマスク及びその製造方法

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JPH07159973A
JPH07159973A JP31090293A JP31090293A JPH07159973A JP H07159973 A JPH07159973 A JP H07159973A JP 31090293 A JP31090293 A JP 31090293A JP 31090293 A JP31090293 A JP 31090293A JP H07159973 A JPH07159973 A JP H07159973A
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】リソグラフィー技術に使用されるハーフトーン
型位相シフトマスクの製造方法に関し、パターン形状の
制御性を向上し、かつ、検査を円滑に行うこと。 【構成】透明基板11上の光減衰膜12をパターニングして
透光パターン15を形成した後に、その光減衰膜12の上に
ネガ型のレジスト17を塗布し、ついで、基板側から光を
照射して光減衰膜12をマスクにしてそのレジスト17を露
光するとともに、デバイス形成領域14の周辺にも選択的
に光を照射し、現像後に透光パターン15とデバイス形成
領域の周辺をネガ型レジスト17で覆い、続いて、ネガ型
レジスト17をマスクにして光減衰膜12をハーフトーン膜
19となる厚さまでエッチングすることを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、位相シフトマスク及び
その製造方法に関し、より詳しくは、リソグラフィー技
術に使用されるハーフトーン型位相シフトマスク及びそ
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置における回路パターンの微細
化に伴って、パターニングの際に用いられるフォトリソ
グラフィーの解像度を向上させる必要がある。その解像
度を良くするためにフォトマスクの改良が進み、その１
つとして、ハーフトーン膜（半透明膜）を使用したハー
フトーン型の位相シフトマスクが知られている。この位
相シフトマスクは、例えば米国特許（ＵＳＰ）４，８９
０，３０９号などにおいて提案されている。
【０００３】ハーフトーン型位相シフトマスクは一般に
次のような工程で製造される。まず、図９(a),(b) に示
すように、ガラス基板１の上にハーフトーン膜２と遮光
膜３を順に形成した後に、図９(c) に示すように遮光膜
３の上にポジ型の電子線レジスト４を塗布する。次に、
電子線露光によりデバイスパターン形成領域５の電子線
レジスト４に潜像パターンを形成し、さらに、電子線の
ドーズ量を低減してデバイスパターン形成領域５の全面
に一様に電子線を照射する。続いて、電子線レジスト４
を現像すると、図９(d) に示すように、電子線レジスト
４は、デバイスパターン形成領域５において薄層化さ
れ、かつ、潜像パターンに対応した部分が開口されて窓
６が形成される。
【０００４】この後に、電子線レジスト４をマスクに使
用してその下の遮光膜３、ハーフトーン膜２をウェット
エッチング又はドライエッチングし、これにより図９
(e) に見られるような透光パターン７を開口する。続い
て、反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ）によって透光
パターン７から露出したガラス基板１をエッチングし
て、位相シフトとなる凹部８を図１０(a) に示すように
形成する。その凹部８の深さは、位相を１８０°反転す
るガラスの厚さと等しくする。例えば、ｉ線用の位相シ
フトマスクを形成しようとする場合には凹部８の深さを
３８９０Åとする。
【０００５】このように、ガラス基板１に凹部８を形成
した段階で、電子線レジスト４を酸素プラズマ等によっ
て薄層化し、デバイスパターン形成領域５から電子線レ
ジスト４を除去する。そして、デバイスパターン形成領
域５以外の領域に残された電子線レジスト４をマスクに
使用して遮光膜３をエッチングし、図１０(b) に示すよ
うに、デバイスパターン形成領域５の遮光膜３を除去す
る。
【０００６】最後に、図１０(c) に示すように、電子線
レジスト４を溶剤により除去するとハーフトーン型位相
シフトマスクが完成する。この位相シフトマスクに紫外
光をガラス基板１の平坦な面から照射すると、透光パタ
ーン７を通った光は殆ど減衰せず、ハーフトーン膜３を
通った光は１０％程度に減衰する。また、透光パターン
７を通過する光とハーフトーン膜３を通過する光との位
相は、凹部８によって１８０°相違することになる。
【０００７】ところで、デバイスパターン形成領域５の
周囲に遮光膜３を配置するのは次の理由による。即ち、
位相シフトマスク及びステッパーを用いて露光する場合
に、複数のデバイス領域の境界（スクライブ領域）や、
マスク位置合わせに必要なアライメントマークのような
多重に露光される部分をハーフトーン膜２で覆えば、そ
れらの領域は、ハーフトーン膜２を透過した光が累積さ
れ、最終的にその領域では殆ど減衰されない光が照射さ
れたと同じ状態になるから、そのような領域を遮光膜３
で覆っている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、遮光膜３を選
択的にエッチングする際に、遮光膜３とガラス基板１の
間のハーフトーン膜２に図１１に示すようなサイドエッ
チングＳが生じるので、ハーフトーン膜２のパターン形
状が変化するといった不都合がある。しかも、完成した
位相シフトマスクを表面検査装置によって欠陥を検査す
る場合に、サイドエッチングによる形状欠陥が指摘され
ることになるので、検査に支障をきたすことになる。
【０００９】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであって、パターン形状の制御性を向上し、かつ、
検査を円滑に行うことができる位相シフトマスクの形成
方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記した課題は、図１、
２に例示するように、透明基板11，21の上に光を遮光す
る厚さに光減衰膜12を形成する工程と、前記光減衰膜12
の上に第一のレジスト13を塗布する工程と、デバイスパ
ターン形成領域14にある前記第一のレジスト13にパター
ン13ａを形成する工程と、前記第一のレジスト13をマス
クに使用して前記光減衰膜12をパターニングし、前記デ
バイスパターン形成領域14の前記光減衰膜12に透光パタ
ーン15を形成する工程と、前記第一のレジスト13を除去
した後に、前記光減衰膜12及び前記透光パターン15の上
にネガ型の第二のレジスト17，27を塗布する工程と、前
記透明基板11，21のうちの前記光減衰膜12を有しない側
の面から光を照射し、前記光減衰膜12をマスクにして第
二のレジスト17，27を露光する工程と、前記第二のレジ
スト17，27のうち前記デバイスパターン形成領域14の周
囲に光を選択的に照射する工程と、現像によって前記デ
バイスパターン形成領域14の周囲と透光パターン15の上
に前記第二のレジスト17，27を残存させる工程と、前記
第二のレジスト17，27をマスクにして前記デバイスパタ
ーン形成領域14にある前記光減衰膜12をハーフトーン膜
19，22となる厚さまでエッチングする工程と、前記第二
のレジスト17，27を除去する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により達成する。
【００１１】または、前記光減衰膜は、前記透明基板21
側に形成されたハーフトーン膜22と、該ハーフトーン膜
22の上に形成された遮光膜23とからなる２層構造を有し
ていることを特徴とする第１の位相シフトマスクの製造
方法により達成する。または、前記ハーフトーン膜22
は、フッ素を含んでいることを特徴とする第２の位相シ
フトマスクの製造方法により達成する。
【００１２】または、前記光減衰膜12を薄層化した後
に、前記第二のレジスト17をマスクにして前記透明基板
11に位相シフタとなる凹部16を形成することを特徴とす
る第１の位相シフトマスクの製造方法により達成する。
または、前記第二のレジスト27を除去した後に、前記ハ
ーフトーン膜22の上に透明膜からなる位相シフタ28を形
成する工程を有することを特徴とする第１の位相シフト
マスクの製造方法により達成する。
【００１３】または、透明基板31の上に形成されてフッ
素を含有するハーフトーン膜32と、デバイスパターン形
成領域35にある前記ハーフトーン膜32に形成された透光
パターン36と、前記デバイスパターン形成領域35の周囲
において、前記ハーフトーン膜32の上に形成された遮光
膜33とを有することを特徴とする位相シフトマスクによ
り達成する。
【００１４】または、透明基板31の上にハーフトーン膜
32と遮光膜33を順に形成する工程と、前記ハーフトーン
膜32の上にレジスト34を塗布する工程と、デバイスパタ
ーン形成領域35の前記レジスト34にパターンを形成する
工程と、前記レジスト34をマスクに使用して前記ハーフ
トーン膜32及び前記遮光膜33をパターニングして透光パ
ターン36を形成する工程と、前記デバイスパターン形成
領域35にある前記レジスト34を選択的に除去した後に、
前記レジスト34をマスクに使用して前記遮光膜33をウェ
ットエッチングして前記デバイスパターン形成領域35か
ら除去する工程とを有することを特徴とする位相シフト
マスクの製造方法により達成する。
【００１５】または、前記ハーフトーン膜32，19，22
は、露光光を１８０°位相シフトする厚さを有すること
を特徴とする第１又は第７の位相シフトマスクの製造方
法によって達成する。
【００１６】
【作 用】本発明によれば、透明基板上の光減衰膜をパ
ターニングして透光パターンを形成した後に、その光減
衰膜の上にネガ型のレジストを塗布し、ついで、基板側
から光を照射して光減衰膜をマスクにしてそのレジスト
を露光するとともに、デバイス形成領域の周辺にも選択
的に光を照射し、現像後に透光パターンとデバイス形成
領域の周辺をレジストで覆い、続いて、ネガ型レジスト
をマスクにして光減衰膜をハーフトーン膜となる厚さま
でエッチングするようにしている。
【００１７】したがって、光減衰膜を薄層化する際に、
ハーフトーン膜の側部はネガ型レジストによって保護さ
れた状態となり、ハーフトーン膜にサイドエッチングは
発生せず、位相シフトマスクのパターン精度良くなる。
しかも、サイドエッチングの発生が防止されることによ
り、位相シフトマスク検査においてパターンの欠陥部分
が明確になって検査が円滑に行われる。
【００１８】この光減衰膜は、ハーフトーン膜と遮光膜
の二層構造であってもよい。また、他の本発明によれ
ば、ハーフトーン膜にフッ素を含有させて撥水性を付与
している。このため、ハーフトーン膜の上に形成された
遮光膜の一部をウェトエッチングにより除去する際に、
ハーフトーン膜はエッチングストッパーとして機能し、
遮光膜のエッチング管理が容易になるとともに、そのハ
ーフトーン膜のサイドエッチングは防止される。
【００１９】
【実施例】そこで、以下に本発明の実施例を図面に基づ
いて説明する。 （ａ）本発明の第１実施例の説明 図１、２は、本発明の第１実施例の位相シフトマスクの
製造工程を示す断面図である。
【００２０】まず、図１(a) に示すように、石英、ガラ
ス等よりなる透明基板１１の上に、膜厚の調整によって
光透過量を調整できる光減衰膜１２をスパッタにより形
成する。その光減衰膜１２は、例えばクロム（Cr）、酸
化クロム（CrO)、酸化窒化クロム（CrON）などからな
り、光を完全に遮光する膜厚となっていて、例えばCrを
使用する場合には膜厚0.06μｍとする。
【００２１】続いて、スピナーを用いて光減衰膜１２の
上に電子線レジスト１３を0.5 μｍの厚さに塗布する。
次に、電子線露光によってデバイスパターン形成領域１
４にある電子線レジスト１３に潜像パターンを描画した
後に、その電子線レジスト１３を現像して図１(b) に示
すような開口されたパターン１３ａを形成する。
【００２２】次に、図１(c) に示すように、電子線レジ
スト１３をマスクとして使用し、その開口されたパター
ン１３ａから露出した光減衰膜１２をエッチングし、こ
れにより光減衰膜１２に透光パターン１５を形成する。
この場合のエッチングとしては、塩素系ガスを使用する
ドライエッチングでもよいし、或いはウェットエッチン
グでもよい。
【００２３】続いて、図１(d) に示すように、電子線レ
ジスト１３を再びマスクに使用し、かつCF4 、CHF3のよ
うなフッ素系の反応ガスを用いるＲＩＥにより、透明基
板１１の一部をエッチングして透光パターン１５の領域
に凹部１６を形成する。その凹部１６は、その周囲の透
明基板１１を通過する光に対して位相を 180°シフトさ
せるための深さを有しており、その深さｄはｄ＝λ／
〔2(n1−n0) 〕によって求められる。ただし、λは露光
光の波長、ｎ0 は空気の屈折率、ｎ1 は透明基板材料の
屈折率である。例えば石英製の透明基板１１を使用し、
これによりｉ線用の位相シフトマスクを形成しようとす
る場合には、ｄ＝３８９０Åである。
【００２４】以上の工程の後に、電子線レジスト１３を
除去する。除去方法は、酸素プラズマでもよいし、溶剤
を使用してもよい。次に、透明基板１１の凹部１６と光
減衰膜１２の上にネガ型フォトレジスト１７を1.0 μｍ
の厚さに塗布する。そして、透明基板１１の下面、即ち
ネガ型フォトレジスト１７が存在しない側の面から紫外
線（ＵＶ）を照射し、光減衰膜１２をマスクに使用して
ネガ型フォトレジスト１７を露光する。
【００２５】次に、図３に示すように、デバイスパター
ン形成領域１４に対応した領域を遮光する単純な遮光パ
ターン１８ａを有するレチクル１８を使用して、透明基
板１１の上側からフォトレジスト１７を露光する。これ
により、図２(a) に示すように、ネガ型フォトレジスト
１７は、凹部１６が形成された領域とデバイスパターン
形成領域１４の周囲にだけ紫外線が照射された状態とな
る。従って、フォトレジスト１７を現像すると、図２
(b) に示すように紫外線が照射された凹部１６とデバイ
スパターン形成領域１４の周囲だけにフォトレジスト１
７が残存する。
【００２６】次に、図２(c) に示すように、フォトレジ
スト１７をマスクにしてドライエッチング又はウェット
エッチングにより光減衰膜１２を薄層化して、露光光を
例えば５〜１５％透過させるような膜厚とする。なお、
クロム系材料よりなる光減衰膜１２のエッチングは、塩
素系反応ガスを使用するドライエッチングか、硝酸第二
セリウムアンモニア水溶液を用いたウェットエッチング
による。
【００２７】このエッチングの際に、透光性パターン１
５の周囲、即ち凹部１６の周囲にある光減衰膜１２の側
部はネガ型フォトレジスト１７により保護されているの
で、デバイスパターン形成領域１４においてその光減衰
膜１２はサイドエッチングされることはない。この後
に、図２(d) に示すように、ネガ型フォトレジスト１７
を除去すると、ハーフトーン型位相シフトマスクが完成
する。ここで、薄層化された光減衰膜１２はハーフトー
ン膜１９として機能する一方、デバイスパターン形成領
域１４の周囲では遮光膜２０として機能することにな
る。
【００２８】以上のような工程を経て形成された位相シ
フトマスクは、透光性パターン１５の周囲でハーフトー
ン膜１９がサイドエッチングにより狭くなることなは
く、凹部１６の縁部とハーフトーン膜１９の縁部が一致
した状態となり、パターン精度が向上する。従って、位
相シフトマスクの検査の際にパターン欠陥部分が明確に
なって検査が円滑に進み、しかも、その位相シフトマス
クを用いるフォトリソグラフィー技術によれば、パター
ン精度が向上する。
【００２９】ところで、上記したハーフトーン型位相シ
フトマスクを使用してフォトレジスト（不図示）を露光
する場合には、図４(a) に示すように透明基板１１の露
出面から光を照射する。この場合、位相シフトマスク上
の光強度分布は図４(b) に示すように、透光部（凹部）
では殆ど減衰しない露光光が１８０°位相シフトして透
過する一方、ハーフトーン膜１９では５〜１５％程度の
露光光が透過する。
【００３０】そして、露光対象となるフォトレジストに
おいては、図４(c) に示すような光振幅となり、そし
て、透光パターン１５とハーフトーン膜１９を透過する
光は１８０°位相差があるので透光パターン１５の縁部
は光強度が零となる。また、フォトレジストの光照射強
度は図４(d) のようになり、透光パターン１５の周辺で
は露光量が小さいので未露光状態に等しくなる。
【００３１】なお、上記したハーフトーン型位相シフト
マスクでは、ハーフトーン膜の材料と遮光膜の材料を同
じにしているがそれらの材料を異ならせてもよい。ま
た、透明基板に位相シフト用の凹部を形成しているが、
透明膜をパターニングして位相シフターを形成してもよ
い。これらを考慮した実施例を次に説明する。
【００３２】（ｂ）本発明の第２実施例の説明 図５、６は、本発明の第２実施例の製造工程を示す断面
図である。まず、図５(a) に示すように、スパッタによ
り透明基板２１の上にハーフトーン膜２２を形成する。
そのハーフトーン膜２２は、例えばCrO 、CrONからな
り、露光光を５〜１５％程度透過するような膜厚となっ
ている。CrO を使用する場合には0.135 〜0.11μｍとす
る。
【００３３】次に、図５(b) に示すように、透明基板２
１の上に遮光膜２３をスパッタにより形成し、ついでそ
の上に電子線レジスト２４を塗布する。そして、電子線
露光によってデバイスパターン形成領域２５の電子線レ
ジスト２４に潜像パターンを描画した後に、電子線レジ
スト２４を現像して潜像パターンを顕像化させる。顕像
化したパターンは電子線レジスト２４の開口部２４ａと
なっている。なお、遮光膜２３の材料をCrとする場合に
は０．０６μｍの膜厚とする。
【００３４】次に、図５(c) に示すように、電子線レジ
スト２４をマスクとして使用し、フォトリソグラフィー
により遮光膜２３とハーフトーン膜２２をパターニング
し、透光パターン２６を形成する。続いて、図５(d) に
示すように電子線レジスト２４を除去する。続いて、図
５(e) に示すように、透光パターン２６と遮光膜２３の
上にネガ型フォトレジスト２７を1.0 μｍの厚さに塗布
する。そして、透明基板２１の下側から紫外線（ＵＶ）
を照射し、遮光膜２３をマスクにしてネガ型フォトレジ
スト２７を露光する。
【００３５】この後に、デバイスパターン形成領域２５
の周囲のネガ型フォトレジスト２７に紫外線を照射する
と、図６(a) に示すように、ネガ型フォトレジスト２７
は、透光パターン２６の上とデバイスパターン形成領域
２５の周囲にだけ紫外線が照射された状態となるので、
ネガ型フォトレジスト２７を現像すると、図６(b) に示
すように紫外線照射領域だけにネガ型フォトレジスト２
７が残存する。
【００３６】次に、ネガ型フォトレジスト２７をマスク
に使用し、図６(c) に示すように、デバイスパターン形
成領域２５にある遮光膜２３を選択的にエッチングして
除去する。このエッチングの際に、透光パターン２６の
周囲にあるハーフトーン膜２２の側部はネガ型フォトレ
ジスト２７により保護されているので、サイドエッチン
グされることはない。
【００３７】これにより、デバイスパターン形成領域２
５ではハーフトーン膜２２と透光パターン２６が露出
し、またデバイスパターン形成領域２５の周囲では遮光
膜２３がハーフトーン膜２２を覆う状態となる。そし
て、ネガ型フォトレジスト２７を除去した後に、図６
(d) に示すように、SiO2膜をパターニングしてなる位相
シフタ２８をハーフトーン膜２２及び遮光膜２３の上に
形成する。
【００３８】この位相シフタ２８を形成する場合には、
まず不図示のSiO2膜を蒸着する。そのSiO2膜の厚さは、
透明基板２１を通過する光に対して位相を１８０°シフ
トさせるための厚さを有しており、その厚さｔは、ｔ＝
λ／〔２（ｎ2 −ｎ0 ）〕によって求められる。ただ
し、λは露光光の波長、ｎ0 は空気の屈折率、ｎ2 は位
相シフト膜材料の屈折率である。ｉ線用の位相シフトマ
スクを形成しようとする場合にはｔ＝３８９０Åとな
る。
【００３９】次に、SiO2膜の上にポジ型のフォトレジス
ト（不図示）を塗布し、これを透明基板２１の下側から
紫外線を照射し、ハーフトーン膜２１をマスクにしてそ
のフォトレジストを露光、現像する。これにより、フォ
トレジストには透光パターンと同じ形状の窓が形成され
るので、このフォトレジストをマスクにして透光パター
ン２６の上のSiO2膜をＲＩＥにより除去する。
【００４０】これにより、透光パターン２６の領域を透
過する光と、ハーフトーン膜２２の領域を透過する光と
の位相差は１８０°となる。最後にフォトレジストを除
去すると、図６(d) に示すようなハーフトーン型位相シ
フトマスクが完成する。以上のように形成された位相シ
フトマスクは、デバイスパターン形成領域２５の遮光膜
２３を除去する際に、ハーフトーン膜２２は、ネガ型フ
ォトレジスト２７により保護されてサイドエッチングが
生じることがなく、位相シフトマスクのパターン精度良
くなる。しかも、位相シフトマスク検査においてパター
ンの欠陥部分が明確になって検査が円滑に行われる。
【００４１】なお、ハーフトーン膜２２及び遮光膜２３
は、第１実施例の光減衰膜に相当する。 （ｃ）本発明の第３実施例の説明 図７、８は、本発明の第３実施例の製造工程を示す断面
図である。まず、図７(a) に示すように、平面が５イン
チ角で、厚さ０．０９インチの石英、ガラスなどよりな
る透明基板３１を用意する。
【００４２】次に、スパッタによりCrO 製のハーフトー
ン膜３２を透明基板３１の上に0.１μｍの厚さに形成す
る。そのハーフトーン膜３２は、透過光をを５〜１５％
程度透過し、かつ露光光の位相を１８０°シフトさせる
厚さとなっている。この後に、図７(b) に示すように、
ハーフトーン膜３２の全面にフッ素をイオン注入して、
ハーフトーン膜３２に疏水性を付与する。そのドーズ量
は8.0 ×10 20atoms ／cm2 であり、フッ素がハーフトー
ン膜３２の表面だけでなくその内部にも分布するような
注入条件とする。
【００４３】次に、図７(c),(d) に示すように、透明基
板３１の上にスパッタによりCr製の遮光膜３３を０．０
６μｍの厚さに形成し、ついでその上に電子線レジスト
３４を0.7 μｍの厚さに塗布する。そして、電子線露光
によって電子線レジスト３４に潜像パターンを描画し、
続いて、電子線のドーズ量を小さくしてデバイスパター
ン領域３5 の電子線レジスト３４を一様に浅く露光す
る。
【００４４】この後に、電子線レジスト３４を現像する
と、図７(e) に示すように、電子線レジスト３４のうち
潜像パターンに対応した部分には開口部３４ａが形成さ
れ、しかも、そのデバイスパターン形成領域３５が全体
的に減少する。次に、図８(a) に示すように、電子線レ
ジスト３４をマスクに使用し、CH2C12ガスを用いるドラ
イエッチングを行って、電子線レジスト３４の開口部３
４ａから露出している遮光膜３３及びハーフトーン膜３
２を除去する。これにより、デバイスパターン形成領域
３５には、図８(a) に示す透光パターン３６が形成され
る。
【００４５】続いて、図８(b) に示すように、電子線レ
ジスト３４の全体を酸素プラズマによって薄層化し、デ
バイスパターン形成領域３５に薄く残った薄い電子線レ
ジスト３４を除去する。この後に、図８(c) に示すよう
に、デバイスパターン形成領域３５の周辺に残った電子
線レジスト３４をマスクに使用し、さらに硝酸第二セリ
ウムアンモニウム水溶液を用いてCr製の遮光膜３３をエ
ッチングする。このとき、ハーフトーン膜３２はフッ素
を含んで疏水性となっているので、そのエッチング液に
よりエッチングされずにエッチングストッパとして機能
する。
【００４６】これにより、遮光膜３３は、デバイスパタ
ーン形成領域３５から選択的に除去される。なお、ハー
フトーン膜３２はエッチングによるダメージを受けな
い。これにより、デバイスパターン形成領域３５からハ
ーフトーン膜３２が露出することになる。最後にポジ型
フォトレジスト３４を除去すると、図８(d) に示すよう
なハーフトーン型位相シフトマスクが完成する。
【００４７】以上のように形成された位相シフトマスク
は、デバイスパターン形成領域３５の遮光膜３３を除去
する際に、ハーフトーン膜３２が薄くなったりダメージ
を受けることはなくなり、ハーフトーン膜３２を位相シ
フタとして機能させる場合に露光光を精度良く位相シフ
トする。しかも、遮光膜３３を除去する際に、ハーフト
ーン膜３２にサイドエッチングが生じないので、透光パ
ターン３６が精度良く形成され、しかも、位相シフトマ
スク作製の検査においてパターン欠陥部分が明確になっ
て検査が円滑に行われる。
【００４８】なお、第２実施例でも図５(a) の破線に示
すようにハーフトーン膜２２にフッ素イオンを注入して
おけば、その後の工程で遮光膜２３を選択エッチングす
ることができるので、エッチングの管理が容易になる。
【００４９】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、 透
明基板上の光減衰膜をパターニングして透光パターンを
形成した後に、その光減衰膜の上にネガ型のレジストを
塗布し、ついで、基板側から光を照射して光減衰膜をマ
スクにしてそのレジストを露光するとともに、デバイス
形成領域の周辺にも選択的に光を照射し、現像後に透光
パターンとデバイス形成領域の周辺をレジストで覆い、
続いて、ネガ型レジストをマスクにして光減衰膜をハー
フトーン膜となる厚さまでエッチングするようにしてい
る。
【００５０】したがって、光減衰膜を薄層化する際に、
ハーフトーン膜の側部はネガ型レジストによって保護さ
れた状態となり、ハーフトーン膜のサイドエッチングの
発生を防止でき、位相シフトマスクのパターン精度を向
上することができる。しかも、サイドエッチングの発生
が防止されることにより、位相シフトマスク検査におい
てパターンの欠陥部分が明確になって検査を円滑に行う
ことができる。
【００５１】この光減衰膜は、ハーフトーン膜と遮光膜
の二層構造であってもよい。また、他の本発明によれ
ば、ハーフトーン膜にフッ素を含有させて撥水性を付与
しているので、ハーフトーン膜の上に形成された遮光膜
の一部をウエットエッチングにより除去する際に、ハー
フトーン膜はエッチングストッパーとして機能させるこ
とができ、遮光膜のエッチング管理が容易になるととも
に、そのハーフトーン膜のサイドエッチングを防止する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１実施例のハーフトーン型
位相シフトマスクの製造工程を示す断面図（その１）で
ある。
【図２】図２は、本発明の第１実施例のハーフトーン型
位相シフトマスクの製造工程を示す断面図（その２）で
ある。
【図３】図３は、本発明の第１実施例における露光工程
を示す斜視図である。
【図４】図４(a) は、本発明の第１実施例の製造工程に
より形成されたハーフトーン型位相シフトマスクの一部
を示す断面図、図４(b) は、その位相シフトマスクにお
ける光振幅を示す図、図４(c) は、露光対象における光
振幅を示す図、図４(d)は、露光対象における光強度を
示す図である。
【図５】図５は、本発明の第２実施例のハーフトーン型
位相シフトマスクの製造工程を示す断面図（その１）で
ある。
【図６】図６は、本発明の第２実施例のハーフトーン型
位相シフトマスクの製造工程を示す断面図（その２）で
ある。
【図７】図７は、本発明の第３実施例のハーフトーン型
位相シフトマスクの製造工程を示す断面図（その１）で
ある。
【図８】図８は、本発明の第３実施例のハーフトーン型
位相シフトマスクの製造工程を示す断面図（その２）で
ある。
【図９】図９は、従来の一般的なハーフトーン型位相シ
フトマスクの製造工程を示す断面図（その１）である。
【図１０】図１０は、従来の一般的なハーフトーン型位
相シフトマスクの製造工程を示す断面図（その２）であ
る。
【図１１】図１１は、従来の製造工程により形成された
ハーフトーン型位相シフトマスクを示す断面図である。
【符号の説明】
１１、２１ 透明基板 １２ 光減衰膜 １３ 電子線レジスト １４、２５ デバイスパターン形成領域 １５、２６ 透光パターン １６ 凹部（位相シフタ） １７、２７ ネガ型フォトレジスト １９、２２ ハーフトーン膜 ２０、２３ 遮光膜 ２８ 位相シフタ ３１ 透明基板 ３２ ハーフトーン膜 ３３ 遮光膜 ３４ 電子線レジスト ３５ デバイスパターン形成領域 ３６ 透光パターン

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】透明基板（11，21）の上に光を遮光する厚
    さに光減衰膜（12）を形成する工程と、 前記光減衰膜（12）の上に第一のレジスト（13）を塗布
    する工程と、 デバイスパターン形成領域（14）にある前記第一のレジ
    スト（13）にパターン（13ａ）を形成する工程と、 前記第一のレジスト（13）をマスクに使用して前記光減
    衰膜（12）をパターニングし、前記デバイスパターン形
    成領域（14）の前記光減衰膜（12）に透光パターン（1
    5）を形成する工程と、 前記第一のレジスト（13）を除去した後に、前記光減衰
    膜（12）及び前記透光パターン（15）の上にネガ型の第
    二のレジスト（17，27）を塗布する工程と、 前記透明基板（11，21）のうちの前記光減衰膜（12）を
    有しない側の面から光を照射し、前記光減衰膜（12）を
    マスクにして第二のレジスト（17，27）を露光する工程
    と、 前記第二のレジスト（17，27）のうち前記デバイスパタ
    ーン形成領域（14）の周囲に光を選択的に照射する工程
    と、 現像により、前記デバイスパターン形成領域（14）の周
    囲と透光パターン（15）の上に前記第二のレジスト（1
    7，27）を残存させる工程と、 前記第二のレジスト（17，27）をマスクにして、前記デ
    バイスパターン形成領域（14）にある前記光減衰膜（1
    2）をハーフトーン膜（19，22）となる厚さまでエッチ
    ングする工程と、 前記第二のレジスト（17，27）を除去する工程とを有す
    ることを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。
  2. 【請求項２】前記光減衰膜は、前記透明基板（21）側に
    形成されたハーフトーン膜（22）と、該ハーフトーン膜
    （22）の上に形成された遮光膜（23）とからなる２層構
    造を有していることを特徴とする請求項１記載の位相シ
    フトマスクの製造方法。
  3. 【請求項３】前記ハーフトーン膜（22）は、フッ素を含
    んでいることを特徴とする請求項２記載の位相シフトマ
    スクの製造方法。
  4. 【請求項４】前記光減衰膜（12）を薄層化した後に、前
    記第二のレジスト（17）をマスクにして前記透明基板
    （11）に位相シフタとなる凹部（16）を形成することを
    特徴とする請求項１記載の位相シフトマスクの製造方
    法。
  5. 【請求項５】前記第二のレジスト（27）を除去した後
    に、前記ハーフトーン膜（22）の上に透明膜からなる位
    相シフタ（28）を形成する工程を有することを特徴とす
    る請求項１記載の位相シフトマスクの製造方法。
  6. 【請求項６】透明基板（31）の上に形成されてフッ素を
    含有するハーフトーン膜（32）と、 デバイスパターン形成領域（35）にある前記ハーフトー
    ン膜（32）に形成された透光パターン（36）と、 前記デバイスパターン形成領域（35）の周囲において、
    前記ハーフトーン膜（32）の上に形成された遮光膜（3
    3）とを有することを特徴とする位相シフトマスク。
  7. 【請求項７】透明基板（31）の上にハーフトーン膜（3
    2）と遮光膜（33）を順に形成する工程と、 前記ハーフトーン膜（32）の上にレジスト（34）を塗布
    する工程と、 デバイスパターン形成領域（35）の前記レジスト（34）
    にパターンを形成する工程と、 前記レジスト（34）をマスクに使用して前記ハーフトー
    ン膜（32）及び前記遮光膜（33）をパターニングして透
    光パターン（36）を形成する工程と、 前記デバイスパターン形成領域（35）にある前記レジス
    ト（34）を選択的に除去した後に、前記レジスト（34）
    をマスクに使用して前記遮光膜（33）をウェットエッチ
    ングして前記デバイスパターン形成領域（35）から除去
    する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。
  8. 【請求項８】前記ハーフトーン膜（32，19，22）は、露
    光光を１８０°位相シフトする厚さを有することを特徴
    とする請求項１又は７記載の位相シフトマスクの製造方
    法。
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