JPH0777795A - ハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光半透過部を高透過率層と低透過率層との複
数層構造にしたハーフトーン型位相シフトマスクを歩留
まりよく製造することができるハーフトーン型位相シフ
トマスクの製造方法を提供する。 【構成】 ドライエッチングによる低透過率層２の形成
工程の後であって、高透過率層３の形成工程の前に、上
記低透過率層２の形成工程におけるドライエッチングの
際に前記透明基板１上に残渣７ａとして堆積した不要生
成物を除去する不要生成物除去工程を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マスクパターンを光透
過部と光半透過部とで構成し、両者を通過しする光の位
相を異ならしめてこれらの境界部近傍を通過した光が打
ち消し合うようにして境界部のコントラストを向上させ
るようにしたハーフトーン型位相シフトマスマスクの製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ＬＳＩ製造の際などにおいては、
微細パターン転写を行うマスクたるフォトマスクの１つ
として位相シフトマスクが用いられる。この位相シフト
マスクは、マスクを通過する露光光間に位相差を与える
ことにより、転写パターンの解像度を向上できるように
したものである。この位相シフトマスクの１つに、特
に、単一のホール、ドット又はライン等の孤立したパタ
ーン転写に適したものとして、特開平４−１３６８５４
号公報に記載の位相シフトマスクが知られている。

【０００３】この公報記載の位相シフトマスクは、透明
基板上に形成するマスクパターンを、実質的に露光に寄
与する強度の光を透過させる光透過部と実質的に露光に
寄与しない強度の光を透過させる光半透過部とで構成
し、かつ、この光半透過部を通過する光を位相シフトさ
せて該光半透過部を通過した光の位相が上記光透過部を
通過した光の位相に対して実質的に反転する関係になる
ようにすることにより、前記光透過部と光半透過部との
境界近傍を通過した光が互いに打ち消し合うようにして
境界部のコントラストを良好に保持できるようにしたも
のである。このタイプの位相シフトマスクは、いわゆる
ハーフトーン型位相シフトマスクと俗称されている。こ
の位相シフトマスクは、光半透過部が、露光光を実質的
に遮断する遮光機能と光の位相をシフトさせる位相シフ
ト機能との２つの機能を兼ねることになるので、遮光膜
パターンと位相シフト膜パターンとを別々に形成する必
要がなく、構成が単純で製造も容易であるという特徴も
有している。

【０００４】ところで、上述のハーフトーン型位相シフ
トマスクにおける光半透過部は、光透過率及び位相シフ
ト性能の双方について、要求される最適な値を有してい
る必要がある。ここで、光半透過部を一種類の材料によ
って構成した場合には、その厚さを選ぶことによって双
方の条件を同時に満たすようにしなければならないが、
例えば、位相シフト性能の条件を満たす厚さでは透過率
の条件を満たすことができず、逆に、透過率の条件を満
たす厚さでは位相シフト性能の条件を満たすことができ
ないというように、双方の条件を満たすように設定する
ことが必ずしも容易ではない。そこで、光半透過部を、
例えば、酸化シリコンで構成される高透過率層と、例え
ば、クロムで構成される低透過率層との複数種類の材料
からなる複数層構造にし、低透過率層により、主として
光透過率を所定の値に調整し、高透過率層により主とし
て位相シフト量を調整するようにすることによって、光
透過率及び位相シフト量の双方の値を最適な値に設定す
ることを容易にすることが考えられている。

【０００５】図３ないし図５は、従来のハーフトーン型
位相シフトマスクの製造方法の説明図であり、図３は透
明基板の上に低透過率層が形成されてその上に高透過率
層が形成されたタイプのハーフトーン型位相シフトマス
クの製造方法の説明図、図４は透明基板の上に高透過率
層が形成されてその上に低透過率層が形成されたタイプ
のハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法の説明
図、図５は透明基板自体の一部を高透過率層とするタイ
プのハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法の説明
図である。

【０００６】図３に示される例は、透明基板１の上に、
順次、クロム膜からなる低透過率膜２ａ、酸化シリコン
膜からなる高透過率膜３ａ及びポジ型レジスト膜５ａを
それぞれ形成した後、上記レジスト膜５ａに電子線等に
よって所定のパターン露光を施し（図３（ａ）参照）、
次に、このレジスト膜５ａを現像してレジストパターン
５を形成する（図３（ｂ）参照）。次に、このレジスト
パターン５をマスクにして酸化シリコン用のエッチング
ガスを用いて高透過率膜３ａをドライエッチングして、
パターン化された高透過率層３を形成する（図３（ｃ）
参照）。次いで、再度上記レジストパターン５をマスク
にしてクロム用のエッチングガスを用いて低透過率膜２
ａをドライエッチングして、パターン化された低透過率
層２を形成し、レジストパターン５を除去して低透過率
層２の上に高透過率層３が積層された光半透過部４１を
形成する（（図３（ｄ）参照）。これによって、透明基
板１の上に何も形成されていない部分である光透過部４
２と、透明基板１の上に低透過率層２と高透過率層３と
が積層された光半透過部４１とからなるマスクパターン
が形成されたハーフトーン型位相シフトマスクを得る。

【０００７】また、図４に示される例は、透明基板１の
上に、順次、酸化スズアンチモンからなるエッチング停
止膜６、酸化シリコン膜からなる高透過率膜３ａ、クロ
ム膜からなる低透過率膜２ａ及びポジ型レジスト膜５ａ
をそれぞれ形成した後、上記レジスト膜５ａに電子線等
によって所定のパターン露光を施し（図４（ａ）参
照）、次に、このレジスト膜５ａを現像してレジストパ
ターン５を形成する（図４（ｂ）参照）。次に、このレ
ジストパターン５をマスクにしてクロム用のエッチング
ガスを用いて低透過率膜２ａをドライエッチングして、
パターン化された低透過率層２を形成する（図４（ｃ）
参照）。次いで、再度上記レジストパターン５をマスク
にして酸化シリコン用のエッチングガスを用いて高透過
率膜３ａをドライエッチングして、パターン化された高
透過率層３を形成し、レジストパターン５を除去して高
透過率層３の上に低透過率層２が積層された光半透過部
４１を形成する（図４（ｄ）参照）。これによって、透
明基板１の上にエッチング停止膜６以外は何も形成され
ていない部分である光透過部４２と、透明基板１の上に
低透過率層２と高透過率層３とが積層された光半透過部
４１とからなるマスクパターンが形成されたハーフトー
ン型位相シフトマスクを得る。

【０００８】さらに、図５に示される例は、透明基板１
の上に、順次、クロム膜からなる低透過率膜２ａ及びポ
ジ型レジスト膜５ａをそれぞれ形成した後、上記レジス
ト膜５ａに電子線等によって所定のパターン露光を施し
（図５（ａ）参照）、次に、このレジスト膜５ａを現像
してレジストパターン５を形成する（図５（ｂ）参
照）。次に、このレジストパターン５をマスクにしてク
ロム用のエッチングガスを用いて低透過率膜２ａをドラ
イエッチングして、パターン化された低透過率層２を形
成する（図５（ｃ）参照）。次いで、再度上記レジスト
パターン５をマスクにして透明基板１をエッチングでき
るエッチングガスを用いて透明基板１自体をドライエッ
チングして、透明基板１自体にパターン化された高透過
率層３０を形成し、レジストパターン５を除去して低透
過率層２の上に高透過率層３０が積層された光半透過部
４１を形成する（図５（ｄ）参照）。これによって、透
明基板１の上に何も形成されていない部分である光透過
部４２と、透明基板１の上に低透過率層２と高透過率層
３とが積層された光半透過部４１とからなるマスクパタ
ーンが形成されたハーフトーン型位相シフトマスクを得
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の従来
のハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法では、必
ずしも十分な歩留まり率が得られないことがわかった。
すなわち、光透過部を構成する領域であって本来は高透
過率膜あるいは低透過率膜等が全て除去されなければな
らない部分にどうしてもエッチング残渣が生じてしまう
場合があり、これが原因で無視できない程度のパターン
欠陥が生ずる場合のあることがわかった。このエッチン
グ残渣は、エッチング条件を種々変えても取り除くこと
ができない場合が多かった。

【００１０】そこで、このエッチング残渣を精密に分析
したところ、このエッチングの前の工程でのエッチング
におけるエッチングガスとそのエッチング対象物との反
応生成物が含まれていることが判明した。そこで、さら
に、究明したところ、次の事実が解明された。

【００１１】すなわち、上述の従来例は、いずれも、上
記高透過層及び低透過率層を形成するパターン処理の際
のエッチング手段として、サイドエッチングを抑えるた
めにドライエッチングを用いているが、このドライエッ
チング時に、エッチングガスと各層に用いる材料との反
応生成物がエッチング後の基板上に残渣として付着して
しまい、次のドライエッチングのときにその反応生成物
がマスクとして作用してパターン欠陥を生じさせること
がわかった。

【００１２】具体的には、上述の図３に示される例の場
合においては、酸化シリコン高透過率膜３ａを、Ｃ
Ｆ₄ ，ＣＨＦ₃ ，ＳＦ₆ ，Ｃ₂ Ｆ₆ ，ＮＦ₃ ，ＣＦ₄ ＋
Ｈ₂ ，ＣＢｒＦ₃ 等のフッ素系エッチングガスを用いて
ドライエッチングすると、エッチングが終了して低透過
率膜２ａが露出した部分に、フッ素系エッチングガスと
酸化シリコンとの反応生成物が残渣７ａとして付着して
しまう（図３（ｃ）参照）。ここで、このフッ素系エッ
チングガスと酸化シリコンとの反応生成物７ａは、クロ
ム低透過率膜２ａをエッチングする塩素系のエッチング
ガスによるエッチングに対しては耐性を有する。それゆ
え、この状態で続けてクロム低透過率膜２ａをＣＣ
ｌ₄ ，Ｃｌ₂ 等の塩素系のエッチングガスを用いてドラ
イエッチングすると、フッ素系エッチングガスと酸化シ
リコンとの反応生成物の残渣７ａがマスクになって、こ
のエッチングを妨害し、本来何も形成されるべきでない
光透過部４２の領域中における透明基板１の表面に、ク
ロムの残渣７が形成されて欠陥となる。

【００１３】この事情は、図４及び図５に示される例の
場合においても、欠陥となる残渣７が酸化シリコン等又
は透明基板１の材料自体であることを除けば同様であ
る。すなわち、これらの場合は、高透過率膜３ａあるい
は透明基板１をエッチングする際に生じた塩素系エッチ
ングガスとクロムとの反応生成物である残渣７ａが、ク
ロム低透過率膜２ａをエッチングするフッ素系エッチン
グガスによるエッチングに対して耐性を有することが原
因となる。

【００１４】なお、このように形成された残渣７が形成
されたものは、ハーフトーン型位相シフトマスクとして
の使用時において、転写パターンに欠陥を発生させる原
因となってしまうので、フォトマスクとしては欠陥品と
なる。

【００１５】本発明は、上述の背景のもとでなされたも
のであり、光半透過部を高透過率層と低透過率層との複
数層構造にしたハーフトーン型位相シフトマスクを歩留
まりよく製造することができるハーフトーン型位相シフ
トマスクの製造方法を提供することを目的としたもので
ある。

【００１６】

【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ハーフトーン型位相シフトマスクの
製造方法は、 （構成１） 微細パターン露光を施すためのマスクであ
り、透明基板の表面上に形成するマスクパターンを、実
質的に露光に寄与する強度の光を透過させる光透過部と
実質的に露光に寄与しない強度の光を透過させる光半透
過部とで構成し、かつ、この光半透過部を通過した光の
位相と前記光透過部を通過した光の位相とを異ならしめ
ることにより、前記光透過部と光半透過部との境界部近
傍を通過した光が互いに打ち消し合うようにして境界部
のコントラストを良好に保持できるようにしたハーフト
ーン型位相シフトマスクであって、前記光半透過部が、
高透過率層と低透過率層とが積層した構造を有するハー
フトーン型位相シフトマスクを製造するハーフトーン型
位相シフトマスクの製造方法において、透明基板上に低
透過率膜を形成し、この低透過率膜の一部であって形成
すべきマスクパターンの光透過部となる部分をドライエ
ッチングにより除去するパターン形成処理を行って低透
過率層を形成する低透過率層形成工程と、この低透過率
層に積層する高透過率層を形成する高透過率層形成工程
とを有し、前記高透過率層形成工程の前に、前記低透過
率層部形成工程におけるドライエッチングの際に前記透
明基板上に残渣として堆積した不要生成物を除去する不
要生成物除去工程を行うことを特徴とした構成とし、こ
の構成１の態様として、 （構成２） 構成１に記載のハーフトーン型位相シフト
マスクの製造方法において、前記低透過率層形成工程に
おけるドライエッチングを行う際のマスクとして用いて
不要となったレジストを、前記不要生成物除去工程で不
要生成物とともに除去することを特徴とした構成とし、
この構成１又は２の態様として、 （構成３） 構成１又は２のハーフトーン型位相シフト
マスクの製造方法において、前記高透過率層形成工程
は、前記不要生成物が除去された基板上に高透過率膜を
形成し、この高透過率膜のうち前記低透過率層と積層さ
れている部分以外を除去するパターン形成処理を施すこ
とにより、高透過率層と低透過率層とが積層した構造を
有する光半透過部を形成するものであることを特徴とし
た構成、及び、 （構成４） 構成１又は２のハーフトーン型位相シフト
マスクの製造方法において、前記高透過率層形成工程
は、前記不要生成物が除去された後に、前記透明基板の
低透過率層が形成されている部分以外を所定の深さまで
除去するパターン形成処理を施すことにより前記透明基
板自体の一部に高透過率層を形成して、高透過率層と低
透過率層とが積層した構造を有する光半透過部を形成す
るものであることを特徴とした構成とし、さらに、この
構成３又は４の態様として、 （構成５） 構成３又は４のハーフトーン型位相シフト
マスクの製造方法において、前記高透過率層形成工程に
おけるパターン形成処理は、ポジ型レジスト膜を形成す
る工程と、このポジ型レジスト膜に前記低透過率層をマ
スクにして透明基板の裏面側から露光して現像すること
によりレジストパターンを形成する工程と、該レジスト
パターンをマスクにして前記高透過率膜又は透明基板に
ドライエッチングによりパターンを形成する工程とを有
するものであることを特徴とした構成とし、構成１ない
し５のいずれかの態様として、 （構成６） 構成１ないし５のいずれかのハーフトーン
型位相シフトマスクの製造方法において、前記低透過率
層がクロムを主成分とする材料からなり、前記高透過率
層が酸化シリコンを主成分とする材料からなることを特
徴とした構成としたものである。

【００１７】

【作用】上述の構成１によれば、ドライエッチングによ
る低透過率層形成工程の後であって、高透過率層形成工
程の前に、上記低透過率層形成工程におけるドライエッ
チングの際に前記透明基板上に残渣として堆積した不要
生成物を除去する不要生成物除去工程を行うことによ
り、低透過率層形成工程のエッチングの際に形成された
エッチングガスとの反応生成物を除去するので、次に行
う高透過率部用材料のドライエッチングの際に、該反応
生成物がマスクとなってドライエッチングが妨害され、
残査が残ってしまうことを防止することができる。これ
により、残渣によるパターン欠陥の生ずるおそれがなく
なり、光半透過部を高透過率層と低透過率層との複数層
構造にしたハーフトーン型位相シフトマスクを歩留まり
よく製造することが可能になった。

【００１８】また、構成２によれば、低透過率層形成工
程におけるドライエッチングを行う際のマスクとして用
いて不要となったレジストを、不要生成物除去工程で不
要生成物とともに除去することにより、工程を単純にす
ることができる。

【００１９】構成３によれば、高透過率層形成工程を、
不要生成物が除去された基板上に高透過率膜を形成し、
この高透過率膜のうち低透過率層と積層されている部分
以外を除去するパターン形成処理を施すことにより、高
透過率層と低透過率層とが積層した構造を有する光半透
過部を形成する構成にしたことによって、高透過率層を
構成する膜材料を比較的自由に選定することを可能とし
た。

【００２０】構成４によれば、高透過率層を基板自体の
一部で構成するので、製造工程及びハーフトーン型位相
シフトマスクの構造を単純なものとすることが可能にな
った。

【００２１】構成５によれば、高透過率層形成工程のパ
ターン形成処理におけるポジ型レジスト膜の露光工程
を、低透過率層をマスクにして透明基板の裏面側から露
光するようにしたことによって、低透過率層のパターン
と完全に同じパターンの露光が可能になると同時に、こ
の露光用に別のマスクを用いる必要をなくすことが可能
になった。

【００２２】さらに、構成６によれば、低透過率層をク
ロムを主成分とする材料で構成し、高透過率層が酸化シ
リコンを主成分とする材料で構成することによって、構
成１ないし５の方法を極めて良好に実施することが可能
である。

【００２３】

【実施例】

（実施例１）図１は本発明の実施例１にかかるハーフト
ーン型位相シフトマスクの製造方法の製造工程説明図で
ある。以下、図１を参照にしながら実施例１を説明す
る。なお、この実施例は、図３に示されたタイプと同じ
タイプであって、光半透過部として低透過率層の上に高
透過率層が形成されたタイプのハーフトーン型位相シフ
トマスクを製造する場合の例である。また、この実施例
のハーフトーン型位相シフトマスクの構造自体は図３に
示される従来例と共通するので、以下の説明において
は、共通する部分には同一の符号を付して説明する。

【００２４】まず、石英ガラスからなる透明基板１の上
に、厚さ２００オングストロームで光透過率が１０％
（波長３６５ｎｍのｉ線に対する透過率）のクロム膜か
らなる低透過率膜２ａをスパッタリング法によって形成
する。

【００２５】次に、低透過率膜２ａの上に、ポジ型電子
線レジスト（ＺＥＰー８１０Ｓ；日本ゼオン株式会社の
商品名）をスピンコート法により塗布して、厚さ５００
０オングストロームのレジスト膜５ａを形成する。

【００２６】次に、レジスト膜５ａに図示しない電子線
描画装置によって所定の条件（例えば、５μＣ／ｃ
ｍ² ，２０ｋＶ等）で所定のパターン描画による露光を
施す（以上、図１（ａ）参照）。

【００２７】次に、露光後のレジスト膜５ａを所定の現
像液で現像してレジストパターン５を形成する（図１
（ｂ）参照）。

【００２８】次に、レジストパターン５をマスクにし、
反応性イオンエッチング方式（ＲＩＥ）の平行平板型装
置を用いたドライエッチングにより、低透過率膜５ａを
エッチングしてパターン化された低透過率層５を形成す
る。この場合のドライエッチングの条件は、エッチング
ガスとしてＣｌ₂ ガスを用い、圧力を０．３Ｔｏｒｒと
し、印加電力を３００Ｗとした。

【００２９】このドライエッチングによってクロム膜５
ａが除去されて透明基板１の表面が露出した部分を調べ
たところ、エッチングガス（Ｃｌ₂ ガス）とクロム等と
の反応生成物で不要物たる残渣７ａが透明基板１の表面
に付着していることが観察された（以上、図１（ｃ）参
照）。

【００３０】次に、上記不要物たる残渣７ａ及びレジス
トパターン５を熱濃硫酸によって除去し、洗浄する（図
１（ｄ）参照）。

【００３１】次に、上記工程で残渣７ａ及びレジストパ
ターン５が除去されて洗浄され、低透過率層２のみが形
成された状態の透明基板１の表面及び低透過率層２の上
に、高透過率膜３ａ及びフォトレジスト膜５０ａを順次
形成する（図１（ｅ）参照）。

【００３２】ここで、高透過率膜３ａの形成は、ＳｉＯ
₂ 系被覆膜形成用塗布液（アキュグラス＃３１１；アラ
イドシグナルの商品名）をスピンコート法により塗布し
て焼成し、厚さ３７００オングストロームのＳＯＧ（ス
ピンオングラス）膜を形成することにより行った。ま
た、フォトレジスト膜５０ａの形成は、ポジ型フォトレ
ジストＡＺー１３５０（ヘキスト社の商品名）をスピン
コート法により塗布して厚さ１００００オングストロー
ムのフォトレジスト膜５０ａを形成することにより行っ
た。

【００３３】次に、透明基板１の裏面の全面から所定の
露光光を照射する背面露光を施し、低透過率層２をマス
クにして上記フォトレジスト膜５０ａにパターン露光を
施し（図１（ｅ）参照）、現像してレジストパターン５
０を形成する（図１（ｆ）参照）。

【００３４】次に、上記レジストパターン５０をマスク
にして、反応性イオンエッチング方式（ＲＩＥ）の平行
平板型装置を用いたドライエッチングにより、高透過率
膜３ａをエッチングして高透過率膜３ａをパターン化
し、上記低透過率層２の上に積層された高透過率層３を
形成する（図１（ｇ）参照）。この場合のドライエッチ
ングの条件は、エッチングガスとしてＣＨＦ₃ とＯ₂ と
の混合ガスを用い、圧力を０．１Ｔｏｒｒとし、印加電
力を５００Ｗとした。

【００３５】しかる後、不要となったレジストパターン
５０を熱濃硫酸で剥離して洗浄・乾燥等の処理を行うこ
とによって、透明基板１上に光半透過部４１と光透過部
４２とがパターン状に形成されたマスクパターンを有
し、上記光半透過部４１が、低透過率層２の上に高透過
率層３が積層された構造を有するハーフトーン型位相シ
フトマスクを得る（図１（ｈ）参照）。

【００３６】上述の実施例１によれば、ドライエッチン
グによる低透過率層２の形成工程の後であって、高透過
率層３の形成工程の前に、上記低透過率層２の部形成工
程におけるドライエッチングの際に前記透明基板１上に
残渣７ａとして堆積した不要生成物を除去する不要生成
物除去工程を行うことにより、低透過率層２の形成工程
のエッチングの際に形成されたエッチングガスとの反応
生成物を除去しているので、次に行う高透過率膜３ａの
ドライエッチングの際に、該反応生成物がマスクとなっ
てドライエッチングが妨害され、残査が残ってしまうこ
とを防止することができる。これにより、残渣によるパ
ターン欠陥の生ずるおそれがなくなり、光半透過部４１
を高透過率層３と低透過率層２との複数層構造にしたハ
ーフトーン型位相シフトマスクを歩留まりよく製造する
ことが可能になった。

【００３７】また、この場合、低透過率層２の形成工程
におけるドライエッチングを行う際のマスクとして用い
て不要となったレジストパターン５を、不要生成物除去
工程で不要生成物とともに除去しているので、工程が単
純である。

【００３８】また、高透過率層３の形成工程のパターン
形成処理におけるポジ型フォトレジスト膜５０ａの露光
工程を、既にパターン化されている低透過率層２をマス
クとして利用して透明基板１の裏面側から露光するよう
にしているので、低透過率層２のパターンと完全に同じ
パターンの露光が可能になると同時に、この露光用に別
のマスクを用いる必要をなくすことが可能になった。

【００３９】さらに、本実施例によれば、露光手段とし
て電子線描画装置だけを用いても迅速に良好な製品を製
造することができ、例えば、レーザ描画装置等の他の方
式の露光装置を設置する等の必要をなくしている。以
下、この事情を説明する。

【００４０】まず、光半透過層４１と光透過層４２との
境界面が垂直でないと、所定の光相殺効果が得られない
ので、光半透過層４１を構成する高透過率層３及び低透
過率層２のパターンの境界面はできるだけ垂直に形成さ
れなければならない。この場合、低透過率層２は薄いの
で、垂直度がそれ程大きな問題にならないが、高透過率
層３は厚いので、垂直度が厳しく要求される。

【００４１】パターンの境界面を垂直に形成するために
は、レジストパターンのパターン境界面を垂直に形成し
た上でエッチングを行う必要がある。レジストパターン
のパターン境界面を垂直に形成するためには、高コント
ラストのレジストを用いる必要がある。

【００４２】ところが、一般に、光による露光用のフォ
トレジストでは高コントラスで高感度のものがあるが、
電子線露光（描画）用の電子線レジストでは、高コント
ラストのものは非常に感度が低い。逆に、高感度のもの
は低コントラストである。このため、高透過率層３のパ
ターニングを電子線露光で行うと非常に時間がかかると
いう問題が生ずる。

【００４３】これに対して、厚さの薄い低透過率層２の
パターニングはパターン境界面の垂直度がそれ程問題に
ならないので、比較的低コントラストであるが高感度で
ある電子線レジストを用いることができるので、電子線
露光（描画）でも比較的迅速な露光（描画）が可能であ
る。

【００４４】そこで、本実施例では、低透過率層２のパ
ターニングは高感度な電子線レジストを用いて電子線露
光（描画）で迅速に行い、一方、高透過率層３のパター
ニングは電子線露光を行わず、既に形成された低透過率
層２のパターンをマスクとして利用して光による背面露
光によって迅速な露光を施している。これによって、露
光手段としては電子線描画装置だけを用いて迅速に良好
な製品を製造することを可能としたものである。

【００４５】（実施例２）図２は本発明の実施例２にか
かるハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法の製造
工程説明図である。以下、図２を参照にしながら実施例
２を説明する。なお、この実施例は、図５に示されたタ
イプと同じタイプであって、高透過率層を透明基板自体
の一部で構成するタイプのハーフトーン型位相シフトマ
スクを製造する場合の例である。この実施例のハーフト
ーン型位相シフトマスクの構造自体は図５に示される従
来例と共通するので、以下の説明においては、共通する
部分には同一の符号を付して説明する。

【００４６】まず、石英ガラスからなる透明基板１の上
に、厚さ２００オングストロームで光透過率が１０％
（波長３６５ｎｍのｉ線に対する透過率）のクロム膜か
らなる低透過率膜２ａをスパッタリング法によって形成
する。

【００４７】次に、低透過率膜２ａの上に、ポジ型電子
線レジストＺＥＰー８１０Ｓ（日本ゼオン株式会社の商
品名）をスピンコート法により塗布して、厚さ５０００
オングストロームのレジスト膜５ａを形成する。

【００４８】次に、レジスト膜５ａに図示しない電子線
描画装置によって所定の条件（例えば、５μＣ／ｃ
ｍ² ，２０ｋＶ等）で所定のパターン描画による露光を
施す（以上、図２（ａ）参照）。

【００４９】次に、露光後のレジスト膜５ａを所定の現
像液で現像してレジストパターン５を形成する（図２
（ｂ）参照）。

【００５０】次に、レジストパターン５をマスクにし、
反応性イオンエッチング方式（ＲＩＥ）の平行平板型装
置を用いたドライエッチングにより、低透過率膜５ａを
エッチングしてパターン化された低透過率層５を形成す
る。この場合のドライエッチングの条件は、エッチング
ガスとしてＣｌ₂ ガスを用い、圧力を０．３Ｔｏｒｒと
し、印加電力を３００Ｗとした。

【００５１】このドライエッチングによってクロム膜５
ａが除去されて透明基板１の表面が露出した部分を調べ
たところ、エッチングガス（Ｃｌ₂ ガス）とクロム等と
の反応生成物で不要物たる残渣７ａが透明基板１の表面
に付着していることが観察された（以上、図２（ｃ）参
照）。

【００５２】次に、上記不要物たる残渣７ａ及びレジス
トパターン５を熱濃硫酸によって除去し、洗浄する（図
２（ｄ）参照）。

【００５３】次に、上記工程で残渣７ａ及びレジストパ
ターン５が除去されて洗浄され、低透過率層２のみが形
成された状態の透明基板１の表面及び低透過率層２の上
に、フォトレジスト膜５０ａを形成する（図２（ｅ）参
照）。

【００５４】ここで、フォトレジスト膜５０ａの形成
は、ポジ型フォトレジストＡＺー１３５０（ヘキスト社
の商品名）をスピンコート法により塗布し、９０℃、３
０分のプリベークを施して厚さ１００００オングストロ
ームのフォトレジスト膜５０ａを形成することにより行
った。

【００５５】次に、透明基板１の裏面の全面から所定の
露光光を照射する背面露光を施し、低透過率層２をマス
クにして上記フォトレジスト膜５０ａにパターン露光を
施し（図２（ｅ）参照）、現像してレジストパターン５
０を形成する（図２（ｆ）参照）。

【００５６】次に、上記レジストパターン５０をマスク
にして、反応性イオンエッチング方式（ＲＩＥ）の平行
平板型装置を用いたドライエッチングにより、透明基板
１を３５００オングストロームの深さにエッチングして
透明基板１をパターン化し、上記低透過率層２の下に、
透明基板１の一部で構成される高透過率層３０を形成す
る（図２（ｇ）参照）。この場合のドライエッチングの
条件は、エッチングガスとしてＣＨＦ₃ とＯ₂ との混合
ガスを用い、圧力を０．１Ｔｏｒｒとし、印加電力を５
００Ｗとして、エッチング時間を１５分とした。

【００５７】しかる後、不要となったレジストパターン
５０を熱濃硫酸で剥離して洗浄・乾燥等の処理を行うこ
とによって、透明基板１上に光半透過部４１と光透過部
４２とがパターン状に形成されたマスクパターンを有
し、上記光半透過部４１が、低透過率層２の下に高透過
率層３０が積層された構造を有するハーフトーン型位相
シフトマスクを得る（図２（ｈ）参照）。

【００５８】実施例２によれば、上述の実施例１と同様
の利点がある外に、高透過率層を基板自体の一部で構成
するので、製造工程及びハーフトーン型位相シフトマス
クの構造を単純なものとすることが可能になった。

【００５９】また、高透過率層３のエッチングを行う際
のマスクとして用いるレジストパターン５０の形成を、
既に形成されている低透過率層２をマスクに利用した光
による背面露光により行っていることから、迅速な露光
により、レジストパターン５０のパターン境界面を低透
過率層２のパターン境界面と完全に一致させ、かつ、垂
直に形成することができる。それゆえ、高透過率層３の
形成の際のエッチング時に低透過率層２がレジストパタ
ーンによって完全に覆われており、エッチングにさらさ
れることがないから、このエッチング時にエッチングガ
スが低透過率層２と反応して残渣が発生するというおそ
れを未然に防止できるという効果も得られる。

【００６０】なお、本発明は上記実施例の他に、図４に
示されるタイプのハーフトーン型位相シフトマスクの製
造にも用いることができる。その場合、実施例２の製造
工程の内、クロム膜を形成する前に所定の膜厚のＳＯＧ
膜を形成し、透明基板の一部をエッチングする代わりに
ＳＯＧ膜をエッチングすればよい。この例においては、
基板とＳＯＧ膜との間に、例えば酸化スズアンチモン
（Ｓｎx Ｓｂy Ｏz ）、Ａｌ₂ Ｏ₃ にＳｎＯ₂ をドープ
したもの、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、Ｓｉ₃ Ｎ₄ あるいはＭｇＯ等か
らなるエッチング停止層を形成することが好ましい。

【００６１】また、高透過率層としては、ＳＯＧによっ
て形成する方法、石英ガラス基板をエッチングして形成
する方法の他に、ＳｉＯ₂ をスパッタリング法などの薄
膜形成法によって形成するようにしてもよい。

【００６２】また、低透過率層の材料が、高透過率層と
異なるエッチングガスを用いてドライエッチングする必
要があるものであれば、本願発明の方法が有効である。

【００６３】また、低透過率層の透過率は、被転写体の
露光感度によるが、通常１〜５０％程度の範囲に設定さ
れる。このような透過率は、低透過率層をクロムで構成
した場合は、１００〜２０００オングストロームにすれ
ばよい。

【００６４】また、不要物残渣である反応生成物の除去
に用いた処理液は、熱濃硫酸を用いたが、濃硫酸と他の
酸、例えば過酸化水素水等を混合させたものであっても
よい。

【００６５】また、上記実施例では反応生成物の除去を
残像したレジストパターンの剥離を同時に行ったが、必
要に応じて、異なる処理液を用いて行ってもよい。

【００６６】さらに、上記実施例ではレジストパターン
を形成する際に、電子線露光による場合を掲げたが、こ
れは他の露光方法であってもよい。この場合は、その露
光方法に応じたレジストを用いることは勿論である。

【００６７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明にかかるハ
ーフトーン型位相シフトマスクの製造方法は、ドライエ
ッチングによる低透過率層形成工程の後であって、高透
過率層形成工程の前に、上記低透過率層部形成工程にお
けるドライエッチングの際に前記透明基板上に残渣とし
て堆積した不要生成物を除去する不要生成物除去工程を
行うことにより、低透過率層形成工程のエッチングの際
に形成されたエッチングガスとの反応生成物を除去する
ので、次に行う高透過率部用材料のドライエッチングの
際に、該反応生成物がマスクとなってドライエッチング
が妨害され、残査が残ってしまうことを防止することが
できる。これにより、残渣によるパターン欠陥の生ずる
おそれがなくなり、光半透過部を高透過率層と低透過率
層との複数層構造にしたハーフトーン型位相シフトマス
クを歩留まりよく製造することが可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１にかかるハーフトーン型位
相シフトマスクの製造方法の製造工程説明図である。

【図２】 本発明の実施例２にかかるハーフトーン型位
相シフトマスクの製造方法の製造工程説明図である。

【図３】 透明基板の上に低透過率層が形成されてその
上に高透過率層が形成されたタイプのハーフトーン型位
相シフトマスクの製造方法の従来例の説明図である。

【図４】 透明基板の上に高透過率層が形成されてその
上に低透過率層が形成されたタイプのハーフトーン型位
相シフトマスクの製造方法の従来例の説明図である。

【図５】 透明基板自体の一部を高透過率層とするタイ
プのハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法の従来
例の説明図である。

【符号の説明】

１…透明基板、２…低透過率層、２ａ…低透過率膜、
３，３０…高透過率層、３ａ…高透過率膜、５…レジス
トパターン、５ａ…レジスト膜、６…エッチング停止
膜、７，７ａ…残渣、４１…光半透過部、４２…光透過
部。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微細パターン露光を施すためのマスクで
   あり、透明基板の表面上に形成するマスクパターンを、
   実質的に露光に寄与する強度の光を透過させる光透過部
   と実質的に露光に寄与しない強度の光を透過させる光半
   透過部とで構成し、かつ、この光半透過部を通過した光
   の位相と前記光透過部を通過した光の位相とを異ならし
   めることにより、前記光透過部と光半透過部との境界部
   近傍を通過した光が互いに打ち消し合うようにして境界
   部のコントラストを良好に保持できるようにしたハーフ
   トーン型位相シフトマスクであって、前記光半透過部
   が、高透過率層と低透過率層とが積層した構造を有する
   ハーフトーン型位相シフトマスクを製造するハーフトー
   ン型位相シフトマスクの製造方法において、 透明基板上に低透過率膜を形成し、この低透過率膜の一
   部であって形成すべきマスクパターンの光透過部となる
   部分をドライエッチングにより除去するパターン形成処
   理を行って低透過率層を形成する低透過率層形成工程
   と、 この低透過率層に積層する高透過率層を形成する高透過
   率層形成工程とを有し、 前記高透過率層形成工程の前に、前記低透過率層部形成
   工程におけるドライエッチングの際に前記透明基板上に
   残渣として堆積した不要生成物を除去する不要生成物除
   去工程を行うことを特徴としたハーフトーン型位相シフ
   トマスクの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のハーフトーン型位相シ
   フトマスクの製造方法において、 前記低透過率層形成工程におけるドライエッチングを行
   う際のマスクとして用いて不要となったレジストを、前
   記不要生成物除去工程で不要生成物とともに除去するこ
   とを特徴としたハーフトーン型位相シフトマスクの製造
   方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のハーフトーン型
   位相シフトマスクの製造方法において、 前記高透過率層形成工程は、前記不要生成物が除去され
   た基板上に高透過率膜を形成し、この高透過率膜のうち
   前記低透過率層と積層されている部分以外を除去するパ
   ターン形成処理を施すことにより、高透過率層と低透過
   率層とが積層した構造を有する光半透過部を形成するも
   のであることを特徴としたハーフトーン型位相シフトマ
   スクの製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１又は２に記載のハーフトーン型
   位相シフトマスクの製造方法において、 前記高透過率層形成工程は、前記不要生成物が除去され
   た後に、前記透明基板の低透過率層が形成されている部
   分以外を所定の深さまで除去するパターン形成処理を施
   すことにより前記透明基板自体の一部に高透過率層を形
   成して、高透過率層と低透過率層とが積層した構造を有
   する光半透過部を形成するものであることを特徴とした
   ハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項３又は４のいずれかに記載のハー
   フトーン型位相シフトマスクの製造方法において、 前記高透過率層形成工程におけるパターン形成処理は、
   ポジ型レジスト膜を形成する工程と、このポジ型レジス
   ト膜に前記低透過率層をマスクにして透明基板の裏面側
   から露光して現像することによりレジストパターンを形
   成する工程と、該レジストパターンをマスクにして前記
   高透過率膜又は透明基板にドライエッチングによりパタ
   ーンを形成する工程とを有するものであることを特徴と
   したハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載のハ
   ーフトーン型位相シフトマスクの製造方法において、 前記低透過率層がクロムを主成分とする材料からなり、
   前記高透過率層が酸化シリコンを主成分とする材料から
   なることを特徴としたハーフトーン型位相シフトマスク
   の製造方法。