JPH08194303A - 位相シフトマスクおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 容易な製造工程により高寸法精度の転写パタ
ーンが得られる位相シフトマスクおよびその製造方法を
提供する。 【構成】 透明材料からなるマスク基板１と、マスク基
板１の主面の選択的領域に設けられている複数の開口部
を有するマスクパターンとしての遮光膜２と、遮光膜２
における複数の前記開口部の少なくとも１個以上の開口
部におけるマスク基板１の主面に設けられている位相シ
フタ用の溝１０とを有し、位相シフタ用の溝１０がドラ
イエッチングを行っている第１のエッチング工程とウエ
ットエッチングを行っている第２のエッチング工程によ
り形成されていると共に位相シフタ用の溝１０の底面は
第２のエッチング工程により形成されている位相シフト
マスクとすることにより、高寸法精度の転写パターンと
なる位相シフタ用の溝１０を有する位相シフトマスクと
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、位相シフトマスクおよ
びその製造方法に関し、特に、容易な製造工程により高
寸法精度の転写パターンが得られる位相シフトマスクの
製造技術に適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、半導体集積回路装置の微細化が進
み、回路素子や配線の設計ルールがサブミクロン・オー
ダになっている。この場合使用されているフォトリソグ
ラフィ工程においては、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）
などの短波長の露光用の光を使用してフォトマスクの上
の集積回路パターンを半導体ウエハに転写することが行
われているが、転写されたパターンの精度の低下が深刻
な問題となっている。

【０００３】このような問題を改善する１つの手段とし
て位相シフト技術がある。この位相シフト技術は、マス
クを透過する光の位相を変えることにより、投影像のコ
ントラストの低下を防止することができるので、転写さ
れたパターンの制度を高めるものとして注目されてい
る。

【０００４】例えば特公昭６２−５９２９６号公報に
は、マスク（あるいはレチクル）の上の遮光領域を挟む
一対の光透過領域の一方に透明膜からなる位相シフタ透
明膜を設け、一対の光透過領域を透過した二つの光の位
相を互いに反転させることにより、半導体ウエハの上の
二つの光の境界部における光の強度を弱める位相シフト
技術が開示されている。

【０００５】上記位相シフト技術においては、マスク
（あるいはレチクル）の上の光透過領域および遮光領域
からなるパターンを半導体ウエハの上に転写する際、一
対の光透過領域のいずれか一方に所定の屈折率を有する
透明膜からなる位相シフタを設け、これらの光透過領域
を透過した直後の二つの光の位相が互いに反転するよう
に位相シフタの膜厚を調整している。これにより、半導
体ウエハの上では、二つの光がそれらの境界部で互いに
干渉し合って弱め合うので、パターンの投影像のコント
ラストが大幅に向上することになる。

【０００６】また、特開昭６１−２９２６４３号公報に
は、遮光用のクロム膜の下側に位相シフタを形成させる
位相シフトマスクが開示されている。このマスクにおい
ても、前述したものと同じ効果を得ることができる。

【０００７】さらに、特開平２−１４０７４３号公報に
は、石英基板をイオンビームエッチングして形成する位
相シフタ形成技術が開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述した位
相シフトマスクにおいては、次に述べるような諸問題が
あることを本発明者は見い出した。

【０００９】（１）特公昭６２−５９２９６号公報に開
示されている位相シフト膜を遮光金属膜の上に形成する
と、金属膜のパターンの段差により、位相シフト膜の厚
さが変化する。この現象は、金属膜の厚さそれに金属膜
のパターンの開口部の寸法および密度に依存して変化す
る。位相シフト膜としては、比較的に形成プロセスが簡
便なＳＯＧ（Spin On Glass)膜を用いることができる
が、異なるマスクの間およびマスクに設けられている位
相シフト膜の領域の透過光の位相差は±５゜以上となる
場合がある。これは、この種の位相シフトマスクを用い
た投影露光の際において、焦点深度を下げる要因となっ
ている。

【００１０】（２）特開昭６１−２９２６４３号公報に
開示されている遮光用のクロム膜の下側にシフタを形成
させる方式においては、例えば、石英基板の上に所定の
膜厚の透明膜とその上に遮光膜を被着する必要がある
が、マスク基板に微小欠陥が多く発生するという問題が
ある。また、パターン形成後にも遮光膜の一部が剥がれ
て欠陥となるという問題がある。

【００１１】さらに、石英基板それ自体をエッチングす
る技術が示されているが、前述したように所定の位相差
とするために位相シフト膜の厚さのバラツキを小さくす
る必要があるが、具体的な方法は示されていない。

【００１２】（３）特開平２−１４０７４３号公報に開
示されているイオンビームエッチングは、局所的な加工
には適しているが、マスク全体では処理時間が非常に長
くかかるという問題がある。

【００１３】前述したように、従来の位相シフトマスク
の製造技術では、位相シフタとして位相差のバラツキが
大きく、投影露光に適用して十分な効果を得ることがで
きない場合があるという問題点があることを本発明者は
見い出した。

【００１４】本発明の一つの目的は、容易な製造工程に
より高寸法精度の転写パターンが得られる位相シフトマ
スクを提供することにある。

【００１５】本発明の他の目的は、容易な製造工程によ
り高寸法精度の転写パターンが得られる位相シフトマス
クの製造方法を提供することにある。

【００１６】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明において開示され
る発明のうち、代表的なものの概要を説明すれば、以下
のとおりである。

【００１８】（１）本発明の位相シフトマスクは、透明
材料からなるマスク基板と、前記マスク基板の主面の選
択的領域に設けられている複数の開口部を有するマスク
パターンとしての遮光膜における複数の前記開口部の少
なくとも１個以上の開口部におけるマスク基板の主面に
設けられている位相シフタ用の溝とを有し、位相シフタ
用の溝は複数の異なるエッチング工程により形成されて
いると共に位相シフタ用の溝の底面はエッチング工程に
おける最終のエッチング工程により形成されているもの
とする。

【００１９】（２）本発明の位相シフトマスクの製造方
法は、透明材料からなるマスク基板の主面に遮光膜を形
成した後、その上に選択的に設けたレジスト膜をマスク
として遮光膜の領域をエッチングして除去する工程と、
表面が露出しているマスク基板の領域をエッチングして
取り除きある程度の深さの位相シフタ用の溝を形成する
第１のエッチング工程と、位相シフタ用の溝の深さを測
定して位相シフタ用の溝の深さの値を求める工程と、位
相シフタ用の溝の深さの値を基準としてその深さ以上の
所定の深さの位相シフタ用の溝を形成するために、位相
シフタ用の溝により表面が露出しているマスク基板をエ
ッチングして取り除き所定の深さの位相シフタ用の溝を
形成する第２のエッチング工程とを有するものとする。

【００２０】

【作用】

（１）前記した本発明の位相シフトマスクによれば、位
相シフタ用の溝が複数の異なるエッチング工程により形
成されていると共に位相シフタ用の溝の底面はエッチン
グ工程における最終のエッチング工程により形成されて
いるものであることにより、微細加工ができしかも短時
間に深い溝を形成できるドライエッチング工程と溝の表
面を平坦かつ滑らかにしてエッチングできるウエットエ
ッチング工程とを組み合わせて位相シフタ用の溝が形成
されているために、高寸法精度の転写パターンとなる位
相シフタ用の溝を有する位相シフトマスクとなる。

【００２１】また、この位相シフトマスクを使用した投
影露光により、位相シフトマスクとしての機能を十分に
作用させることができるので、投影露光の解像度と焦点
深度とを高めて微細な転写パターンを得ることができ
る。

【００２２】（２）前記した本発明の位相シフトマスク
の製造方法によれば、第１のエッチング工程により表面
が露出しているマスク基板の領域をエッチングして取り
除きある程度の深さの位相シフタ用の溝を形成し、その
後、位相シフタ用の溝の深さを測定して位相シフタ用の
溝の深さの値を求めた後に、第２のエッチング工程によ
り第１のエッチング工程により形成した位相シフタ用の
溝の深さの値を基準としてその深さ以上の所定の深さの
位相シフタ用の溝を形成するものであることにより、位
相シフタ用の溝の深さを微細加工をもって高精度でしか
も正確な所定の値にすることができる。

【００２３】また、前記した本発明の位相シフトマスク
の製造方法によれば、第１のエッチング工程と第２のエ
ッチング工程との組み合わせにより、微細加工ができし
かも短時間に深い位相シフタ用の溝を形成できるドライ
エッチング工程と位相シフタ用の溝の表面を平坦かつ滑
らかにしてエッチングできるウエットエッチング工程と
を組み合わせて位相シフタ用の溝を形成することができ
ることにより、容易な製造工程により高寸法精度の転写
パターンとなる位相シフタ用の溝を有する位相シフトマ
スクを形成することができる。

【００２４】さらに、前述した本発明の位相シフトマス
クの製造方法によれば、第１のエッチング工程と第２の
エッチング工程との組み合わせにより、微細加工ができ
しかも短時間に深い溝を形成できるドライエッチング工
程と溝の表面を滑らかにしてエッチングできるウエット
エッチング工程とを組み合わせて位相シフタ用の溝を形
成することができると共に第１のエッチング工程により
形成したある程度の深さの位相シフタ用の溝の深さを測
定して位相シフタ用の溝の深さの値を求めた後に、第２
のエッチング工程により第１のエッチング工程により形
成した位相シフタ用の溝の深さの値を基準としてその深
さ以上の所定の深さの位相シフタ用の溝を形成するもの
であることにより、異なる製造工程においても位相シフ
タ用の溝の深さを微細加工をもって高精度でしかも正確
な所定の値にすることができるので、異なる製造工程に
より形成される位相シフトマスクの間の製造ばらつきを
実質的に小さくして、位相シフトマスクにおける透過光
の位相差を所定の値に設定することができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。なお、実施例を説明するための全図におい
て同一機能を有するものは同一の符号を付し、重複説明
は省略する。

【００２６】（実施例１）図１〜図９は、本発明の一実
施例である位相シフトマスクおよびその製造工程を示す
概略断面図である。同図を用いて、本発明の位相シフト
マスクとその具体的な製造方法について説明する。

【００２７】本実施例の位相シフトマスクは、例えばシ
リコン単結晶等のような半導体からなる半導体ウエハに
所定のマスクパターンである集積回路パターンを転写す
る際に使用するものであり、例えば実寸の５倍の寸法の
集積回路パターンの原画が形成されているレチクルとも
称されているものである。本実施例の位相シフトマスク
における集積回路パターンは、縮小投影光学系を通して
半導体ウエハに転写されて、半導体集積回路装置を製造
するためのフォトリソグラフィ工程に適用されるもので
ある。

【００２８】まず、図１に示すように、例えば屈折率が
1.４７程度の透明な合成石英ガラスなどの透明材料から
なるマスク基板１を用意する。

【００２９】次に、マスク基板１の主面に、マスクパタ
ーンを形成するための遮光膜２を形成する。遮光膜２
は、例えばクロムなどの金属膜を例えばスパッタリング
法を用いて形成する。

【００３０】次に、遮光膜２の表面にスピン塗布などの
回転塗布法によりエッチング用マスクとなるレジスト膜
３を形成する。本実施例においては、レジスト膜３とし
て微細加工ができる電子線レジスト膜を使用している。
この場合、レジスト膜３としての電子線レジスト膜は、
露光部分が現像液により除去されるポジ型のものを使用
しており、露光面積を少なくしている。なお、レジスト
膜３として使用する電子線レジスト膜は、未露光部分が
現像液により除去されるネガ型のものを使用する態様を
採用することができる。また、レジスト膜３としては、
微細加工ができる電子線レジスト膜以外に、紫外線など
の光に対して感光性を有するレジスト膜を使用すること
ができる。

【００３１】次に、電子ビーム描画装置を用いてレジス
ト膜３の選択的な領域に電子ビームを照射する。

【００３２】電子ビーム描画装置は、集積回路パターン
の個々の図形の寸法や位置座標などの情報を記述したパ
ターンデータに基づいて、コンピュータ制御により電子
ビームを所定の形状にしてレジスト膜３における所定の
位置に照射することができる。ここで用いるパターンデ
ータは、遮光膜２を選択的にエッチングすることにより
マスクパターンを形成するためのエッチング用マスクと
してのレジスト膜３のパターンに対応したものである。

【００３３】前記のパターンの他に、図１０に示すよう
に、マスク基板１の転写領域４の周辺部の遮光領域５に
おける対角に後述する位相シフタ用の溝を形成する工程
などに使用するための位置合わせマークのパターンを露
光する。この位置合わせマークのパターンは、縮小投影
露光装置に対応して指定されるものであり、マスクアラ
イメントマークのパターン６およびウエハアライメント
マークのパターン７などを有する。このパターンは、１
００μｍ程度の大きさのクロスマークを用いている。

【００３４】次に、露光されたレジスト膜３を現像液に
より除去することにより、その領域の遮光膜２の表面を
露出させる。

【００３５】次に、表面が露出した遮光膜２の領域を例
えば硝酸セリウム第二アンモニウムなどのエッチング液
を使用してウエットエッチングにより取り除き、図２に
示すように、遮光膜２に複数の開口部を有するマスクパ
ターンを形成する。

【００３６】次に、外観検査装置を用いて、遮光膜２に
形成されているマスクパターンの欠陥の有無を検査する
作業を行う。すなわち、マスク基板１における透過光ま
たは反射光を検出して、遮光膜２に形成されるべき正常
のマスクパターンと同一の形状のパターンとの比較また
は電子ビーム描画の基になるデータより生成したパター
ンデータとの比較により外観検査を行う。

【００３７】この外観検査によって、不要な遮光膜２で
ある残り欠陥がある場合には、例えば微細に絞ったレー
ザ光をその残り欠陥の領域に照射して除去することによ
り、正常なマスクパターンを有する遮光膜２とする。ま
た、正常なマスクパターンとなっていない遮光膜２であ
る欠け欠陥がある場合には、欠け欠陥の領域に例えば有
機金属ガスの雰囲気中で集束イオンビームを照射してカ
ーボン膜を被着させることにより、正常なパターンを有
する遮光膜２とする。このようにして、実効的に無欠陥
の遮光膜２のマスクパターンを形成する。

【００３８】次に、図３に示すように、後述する光学装
置を使用してマスク基板１の厚さを測定する作業を行
い、マスク基板１の厚さを測定することにより、後述す
る位相シフタ用の溝を形成する際の例えばエッチング終
点検出などのエッチング条件を規定するデータとして使
用する。

【００３９】この場合、位相シフタ用の溝を形成するた
めのエッチング工程の前のマスク基板１に関して、リフ
ァレンス基板を基準とし、位相補正部を調整して透過光
の位相差がないようにする。

【００４０】図１２は、本実施例に使用する光干渉法を
用いた光学装置１９を説明するための説明図である。

【００４１】図１２に示すように、この光学装置１９
は、例えば高圧水銀ランプなどの光源２０からの光２１
をフィルタ２２、アパーチャ２３に通し、ビームスプリ
ッタ２４により投影露光用の光２５と同一波長の光２６
とに分岐し、その一方の光２５を位相補正器２７を介し
て試料２８としての透明なマスク基板１の露出した領域
を透過させ、他方の光２６をマスク基板１と略同一の厚
さで屈折率が同一の透明ガラス基板などのリファレンス
基板２９に透過させる。位相補正器２７を調整して、試
料２８としてのマスク基板１とリファレンス基板２９と
を透過した光を再度合成することにより干渉させて、マ
スク基板１の透過光とリファレンス基板２９の透過光と
の位相差が生じないようにする。その後、検出器３０に
より合成光を検出してメモリ３１に記憶する。なお、図
１２において、３２は反射鏡、３３はレンズ系を示して
いる。

【００４２】図１３は、光学装置１９におけるマスク基
板１の位相差を検出する測定方式の原理を説明するため
の説明図である。

【００４３】図１３には、マスク基板１を透過した光Ｌ
1 とリファレンス基板２９を透過した光Ｌ2 を再度合成
した場合の干渉状況を示している。

【００４４】二つの光Ｌ1 と光Ｌ2 は、共に波長はλで
あり、アライメント位置３４の差分ｄだけ離れて合成さ
れ、スクリーン３５の上に干渉縞３６が形成される。

【００４５】この場合、スクリーン３５の上の光強度Ｉ
（ｘ）は、次のように定まる。

【００４６】すなわち、光Ｌ1 の波数をｋとし位相をφ
1 とし、光Ｌ2 の波数をｋとし位相をφ2 とすると、光
Ｌ1 による電界強度はｕ1 ＝Ａexp ［−ｉ（ｋｌ1 −φ
1 ）］となり、光Ｌ2 による電界強度はｕ2 ＝Ａexp
［−ｉ（ｋｌ2 −φ2 ）］となる。

【００４７】したがって、それらの合成光の光強度Ｉ
（ｘ）は、Ｉ（ｘ）＝｜ｕ1 ＋ｕ2 ｜2 ＝Ａ2 ＋Ｂ2 ＋
２ＡＢcos ［ｋｘｄ／１＋φ2 −φ1 ］となる。なお、
この式において、ｌ1 −ｌ2 ＝ｋｘｄ／１としている。

【００４８】これにより、光路ｌの変化分を△ｌとし、
位相差を△φ＝φ2 −φ1 とすると、△φ＝２πｄ／λ
△ｌとなり、光路の変化分△ｌを変化させると位相差△
φが変化する。これにより、マスク基板１とリファレン
ス用基板２９との位相差を求めることができる。なお、
前述した光学装置１９の詳細な説明は、特願平２−２４
７１００号の明細書に記載してある。

【００４９】本実施例に使用している光学装置１９は、
スクリーン３５の上に例えばＣＣＤなどのイメージセン
サからなる検出器３０を設けており、位相補正器２７の
位相を微小シフトさせ、それに対応した合成光の強度変
化をメモリ３１により記憶しているものであることによ
り、精度良く位相差を検出することができる。これによ
り、マスク基板１の透過光とリファレンス用基板２９の
透過光であるリファレンス光との位相差を計測すること
ができる。

【００５０】なお、位相シフタ用の溝を形成する際のエ
ッチング終点検出などのエッチング条件を規定するデー
タを求める方法としては、前述した光干渉法による光学
装置１９の他に、レーザ干渉法、光学反射法、分光分析
法または赤外吸収法などを採用している種々の装置を適
用することができる。

【００５１】次に、図４に示すように、遮光膜２のパタ
ーンを有するマスク基板１の上にスピン塗布などの回転
塗布法によりエッチング用マスクとなるレジスト膜８を
形成する。本実施例においては、レジスト膜８としてポ
ジ型の化学増幅系の電子線レジスト膜を使用している。
その結果、微細加工ができるものである。なお、レジス
ト膜８としては、前述したレジスト膜３と同様に種々の
態様のレジストを適用できるものである。

【００５２】次に、レジスト膜８の上に反射防止膜とし
ての導電性ポリマー膜９を塗布する。

【００５３】次に、レジスト膜８として化学増幅系のポ
ジ型レジストを用いていることにより、露光装置として
電子線描画装置を用いて、レジスト膜８を電子ビームに
より描画する。

【００５４】すなわち、電子線描画装置を用いて、位置
合わせ用のマスクアライメントマークのパターン６を検
出してマスク基板１の上に形成した遮光膜２によるマス
クパターンの座標系とレジスト膜８に形成するパターン
を有するマスクとを位置合わせしてマスクの所定のパタ
ーンを用いてレジスト膜８における所定の位置に電子ビ
ームを照射する。ここで、電子ビームを照射するマスク
のパターンは、マスク基板１に形成する位相シフト領域
とするパターンに対応するものである。電子線描画装置
の描画精度に関しては、パターンの重ね合わせとして0.
１μｍ以下にすることができるので、この方式により高
精度の加工をもって縮小率が１／５の露光装置用のマス
ク（レチクル）に適用できる。

【００５５】次に、図５に示すように、導電性ポリマー
膜９の除去およびレジスト膜８の露光部分を現像液によ
り除去した後ベークなどを行いエッチング用マスクとし
てのパターンを形成する。レジスト膜８としての化学増
幅系の電子線レジスト膜の材料と導電性ポリマー膜９と
の組合せによっては、導電性ポリマー膜９を水洗により
除去した後、ベークを行ってもよい。

【００５６】その後、図６に示すように、レジスト膜８
およびその下部に配置されている遮光膜２をエッチング
用マスクとして使用して、マスク基板１を後述する条件
を満たすように第１のエッチングを行いある程度の深さ
の位相シフタ用の溝１０を形成する。

【００５７】この場合、後述する第２のエッチングを行
った後の最終的な位相シフタ用の溝１０の厚さすなわち
目標とする位相シフタ用の溝１０の深さｄは、露光用の
光の波長をλ、マスク基板１の材料の屈折率をｎとし
て、ｄ＝λ／２（ｎ−１）の関係を満たすように設定す
る。この関係を満たす位相シフタ用の溝１０を最終的に
形成することにより、エッチングしていないマスク基板
１の領域を基準として位相シフタ用の溝１０の領域での
露光用の透過光は実効的に逆位相となり、位相シフトマ
スクとしての条件を満たすものとなる。

【００５８】上記の関係を満たすように、精度よく第１
のエッチングを行う。すなわち、プラズマエッチングを
用いて、レジスト膜８および遮光膜２をエッチング用マ
スクとして、マスク基板１の表面が露出する領域を所定
の深さのエッチングに対応するエッチング時間の９０％
程度の設定時間をもって第１のエッチングを行う。これ
により、位相シフタ用の溝１０の所定の深さの９０％程
度の深さの溝を形成することができる。

【００５９】プラズマエッチングは、微細加工ができる
ものであり、例えば平行平板型のプラズマエッチング装
置を使用して、例えば四フッ化炭素（ＣＦ₄)、トリフル
オロメタン（ＣＨＦ₃)などの反応ガスを使用して行う。
なお、第１のエッチングは、プラズマエッチングの他
に、微細加工ができる種々のドライエッチングを適用す
ることができる。プラズマエッチングなどのドライエッ
チングを使用して第１のエッチングを行うことにより、
微細加工をもって短時間に深い位相シフタ用の溝１０を
簡単な製造プロセスにより形成することができる。

【００６０】次に、図７に示すように、位相シフタ用の
溝１０の深さを光学装置１９を用いて測定する。

【００６１】すなわち、リファレンス基板２９を基準と
して、試料２８としてのマスク基板１における位相シフ
タ用の溝１０との位相差を検出し、透過光の位相差が半
波長シフトさせるようにするための残りのエッチング深
さを求める。

【００６２】位相補正器２７の位相の微小シフト量と、
それに対応した合成光の強度変化に関して、上記のメモ
リ値を基準として、実質的なマスク基板１のエッチング
量すなわち位相シフタ用の溝１０として所定の深さにす
るためのエッチング量を求めることができる。これによ
り、位相シフタ用の溝１０を形成する第２のエッチング
の際の残りのエッチング深さが求められる。

【００６３】次に、図８に示すように、第２のエッチン
グを行う。すなわち、ウエットエッチングを用いて、時
間設定して、全体で所定の深さになるように第２のエッ
チングを行う。なお、エッチング液は、例えばフッ化水
素（ＨＦ）水溶液を用い、第１のエッチングで実施した
プラズマエッチングにより形成した位相シフタ用の溝１
０の表面を１００Å程度以下ウエットエッチングするこ
とにより、表面を平坦かつ滑らかにすると共にマスク基
板１の表面に付着する微小異物を低減させることができ
る。

【００６４】この場合、前述した第１のエッチングをド
ライエッチングにより行うと微細加工をもって短時間に
深い位相シフタ用の溝１０を形成できるという効果があ
るが位相シフタ用の溝１０の底面に微細な凹凸が形成さ
れてしまい位相シフタ用の溝１０として不都合が発生す
るという問題がある。これは、従来の位相シフトマスク
を製造する場合にも避けることができない問題でもあっ
た。

【００６５】しかしながら、本実施例における第２のエ
ッチングをウエットエッチングにより行うことにより、
位相シフタ用の溝１０の底面に形成されている微細な凹
凸を除去して滑らかな表面を有するものにすることがで
きる。したがって、本実施例においては、第１のエッチ
ングと第２のエッチングとを採用し、ドライエッチング
とウエットエッチングとのメリットを組み合わせて活用
していることにより短時間に簡単な製造工程により微細
加工をもって表面が滑らかな位相シフタ用の溝１０を形
成することができる。

【００６６】また、図８に示すように、第２のエッチン
グにより、位相シフタ用の溝１０の表面部には遮光膜２
の突出部がオーバハング構造をもって形成される。これ
は、第２のエッチングをウエットエッチングにより行っ
ているために、位相シフタ用の溝１０の全表面がエッチ
ングされることにより形成されるものである。

【００６７】遮光膜２の突出部の長さは、露光用の光の
波長をλとすると、λ／５以下の長さにすることによ
り、この位相シフトマスクを使用して行う投影露光の際
において位相シフタ用の溝１０の側面において散乱した
露光用の光が例えば半導体ウエハなどの試料の表面に転
写されることが防止できるために、位相シフトマスクと
して正常なものとなり不都合が発生することはないもの
となる。

【００６８】前述した位相シフタ用の溝１０を形成する
ための第１のエッチング工程により、位相シフタ用の溝
１０の深さを所定の深さに対して９０％程度とし、残り
のエッチングを第２のエッチング工程により行い、所定
の深さの位相シフタ用の溝１０を形成する条件は、遮光
膜２の突出部の長さをλ／５以下の長さにするという条
件からも規定されているものである。

【００６９】次に、図９に示すように、不要となった導
電性ポリマー膜９およびレジスト膜８を除去した後、マ
スク洗浄し、位相シフタ用の溝１０からなる位相シフタ
のパターンの外観検査を行い、必要に応じて補正するこ
とにより位相シフトマスクを完成させる。

【００７０】図１１は、前述した製造工程により製作し
た位相シフトマスクを投影光学系を介して半導体ウエハ
の上のレジスト膜の表面に投影した光の振幅と強度など
を説明するための説明図である。

【００７１】図１１の（ａ）に示すように、本実施例の
位相シフトマスク１１は、遮光膜２からなる遮光領域を
挟む透過領域の一方に形成された位相シフタ用の溝１０
により通過光を位相反転させ、それらの間の光の干渉を
利用することにより、例えば縮小投影システムなどの投
影光学系を通して、露光波長より近接したパターンを半
導体ウエハの上のレジスト膜の表面に結像させることが
できる。

【００７２】位相シフトマスク１１の第１透過領域Ａを
透過した直後の光と第２透過領域Ｂを透過した直後の光
の位相とが同図の（ｂ）に示すように互いに反転する。
位相シフトマスク１１の通過直後の光の振幅は矩形波形
であるが、半導体ウエハの上のレジスト膜での光の振幅
は同図の（ｃ）に示すような波形になる。そして、半導
体ウエハの上では、２つの光がそれらの境界部となる遮
光領域Ｃで互いに干渉し合って弱め合い、同図の（ｄ）
に示すような光強度波形になる。

【００７３】前述した本実施例の位相シフトマスクによ
れば、位相シフタ用の溝１０がドライエッチングを行っ
ている第１のエッチング工程とウエットエッチングを行
っている第２のエッチング工程という複数の異なるエッ
チング工程により形成されていると共に位相シフタ用の
溝１０の底面はウエットエッチングを行っている第２の
エッチング工程により形成されているものであることに
より、微細加工ができしかも短時間に深い溝を形成でき
るドライエッチング工程と溝の表面を滑らかにしてエッ
チングできるウエットエッチング工程とを組み合わせて
位相シフタ用の溝１０が形成されているために、高寸法
精度の転写パターンとなる位相シフタ用の溝１０を有す
る位相シフトマスクとなる。

【００７４】また、この位相シフトマスクを使用した投
影露光により、位相シフトマスクとしての機能を十分に
作用させることができるので、投影露光の解像度と焦点
深度とを高めて微細な転写パターンを得ることができ
る。

【００７５】また、前述した本実施例の位相シフトマス
クによれば、遮光膜２には第２のエッチングにより形成
された突出部がオーバハング構造をもって形成されてい
る。これは、第２のエッチングをウエットエッチングに
より行っているために、位相シフタ用の溝１０の全表面
がエッチングされることにより形成されるものである。

【００７６】遮光膜２の突出部の長さは、露光用の光の
波長をλとすると、λ／５以下の長さにすることによ
り、この位相シフトマスクを使用して行う投影露光の際
において位相シフタ用の溝１０の側面において散乱した
露光用の光が例えば半導体ウエハなどの試料の表面に転
写されることが防止できるために、位相シフトマスクと
して正常なものとなり不都合が発生することはないもの
となる。

【００７７】また、前述した位相シフタ用の溝１０を形
成するための第１のエッチング工程により、位相シフタ
用の溝１０の深さを所定の深さに対して９０％程度と
し、残りのエッチングを第２のエッチング工程により行
い、所定の深さの位相シフタ用の溝１０を形成する条件
は、遮光膜２の突出部の長さをλ／５以下の長さにする
という条件からも規定できるものである。

【００７８】さらに、前述した本実施例の位相シフトマ
スクの製造方法によれば、第１のエッチング工程により
表面が露出しているマスク基板１の領域をエッチングし
て取り除きある程度の深さの位相シフタ用の溝１０を形
成し、その後、位相シフタ用の溝１０の深さを測定して
位相シフタ用の溝１０の深さの値を求めた後に、第２の
エッチング工程により第１のエッチング工程により形成
した位相シフタ用の溝１０の深さの値を基準としてその
深さ以上の所定の深さの位相シフタ用の溝１０を形成す
るものであることにより、位相シフタ用の溝１０の深さ
を微細加工をもって高精度でしかも正確な所定の値にす
ることができる。

【００７９】また、第１のエッチング工程と第２のエッ
チング工程との組み合わせにより、微細加工ができしか
も短時間に深い位相シフタ用の溝１０を形成できるドラ
イエッチング工程と位相シフタ用の溝１０の表面を滑ら
かにしてエッチングできるウエットエッチング工程とを
組み合わせて位相シフタ用の溝１０を形成することがで
きることにより、容易な製造工程により高寸法精度の転
写パターンとなる位相シフタ用の溝１０を有する位相シ
フトマスクを形成することができる。

【００８０】さらに、第１のエッチング工程と第２のエ
ッチング工程との組み合わせにより、微細加工ができし
かも短時間に深い溝を形成できるドライエッチング工程
と溝の表面を滑らかにしてエッチングできるウエットエ
ッチング工程とを組み合わせて位相シフタ用の溝１０を
形成することができると共に第１のエッチング工程によ
り形成したある程度の深さの位相シフタ用の溝１０の深
さを測定して位相シフタ用の溝１０の深さの値を求めた
後に、第２のエッチング工程により第１のエッチング工
程により形成した位相シフタ用の溝１０の深さの値を基
準としてその深さ以上の所定の深さの位相シフタ用の溝
１０を形成するものであることにより、異なる製造工程
においても位相シフタ用の溝１０の深さを微細加工をも
って高精度でしかも正確な所定の値にすることができる
ので、異なる製造工程により形成される位相シフトマス
クの間の製造ばらつきを実質的に小さくして、位相シフ
トマスクにおける透過光の位相差を所定の値に設定する
ことができる。

【００８１】（実施例２）図１４〜図２１は、本発明の
他の実施例である位相シフトマスクおよびその製造工程
を示す概略断面図である。

【００８２】本実施例の位相シフトマスクは、例えばシ
リコン単結晶からなる半導体からなる半導体ウエハに所
定のマスクパターンである集積回路パターンを転写する
際に使用するものであり、例えば実寸の５倍の寸法の集
積回路パターンの原画が形成されているレチクルとも称
されているものである。本実施例の位相シフトマスクに
おける集積回路パターンは、縮小投影光学系を通して半
導体ウエハに転写されて、半導体集積回路装置を製造す
るためのフォトリソグラフィ工程に適用されるものであ
る。

【００８３】まず、図１４に示すように、例えば屈折率
が1.４７程度の透明な合成石英ガラスなどの透明材料か
らなるマスク基板１を用意する。

【００８４】次に、マスク基板１の主面に、マスクパタ
ーンを形成するための遮光膜２を形成する。遮光膜２
は、例えばクロムなどの金属膜を例えばスパッタリング
法を用いて形成する。

【００８５】次に、遮光膜２の表面にスピン塗布などの
回転塗布法によりエッチング用マスクとなるレジスト膜
３を形成する。本実施例においては、レジスト膜３とし
て微細加工ができる電子線レジスト膜を使用している。
この場合、レジスト膜３としての電子線レジスト膜は、
露光部分が現像液により除去されるポジ型のものを使用
しており、露光面積を少なくしている。なお、レジスト
膜３として使用する電子線レジスト膜は、未露光部分が
現像液により除去されるネガ型のものを使用する態様を
採用することができる。また、レジスト膜３としては、
微細加工ができる電子線レジスト膜以外に、紫外線など
の光に対して感光性を有するレジスト膜を使用すること
ができる。

【００８６】次に、電子ビーム描画装置を用いてレジス
ト膜３の選択的な領域に電子ビームを照射する。

【００８７】次に、露光されたレジスト膜３を現像液に
より除去することにより、その領域の遮光膜２の表面を
露出させる。その後、表面が露出した遮光膜２の領域を
例えば硝酸セリウム第二アンモニウムなどのエッチング
液を使用してウエットエッチングにより取り除き、図１
５に示すように、位相シフタ用の溝を形成する領域の遮
光膜２にマスクパターンを形成する。この遮光膜２に形
成するマスクパターンは位相シフタ用の溝を形成する領
域のものであり、後述する別の工程により残りのマスク
パターンを遮光膜２に形成する。

【００８８】次に、図１６に示すように、実施例１にお
いて説明した光学装置１９を使用してマスク基板１の厚
さを測定する作業を行い、マスク基板１の厚さを測定す
ることにより、後述する位相シフタ用の溝を形成する際
の例えばエッチング終点検出などのエッチング条件を規
定するデータとして使用する。

【００８９】この場合、位相シフタ用の溝を形成するた
めのエッチング工程の前のマスク基板１に関して、リフ
ァレンス基板２９を基準とし、位相補正部２７を調整し
て透過光の位相差がないようにする。

【００９０】なお、位相シフタ用の溝を形成する際のエ
ッチング終点検出などのエッチング条件を規定するデー
タを求める方法としては、前述した光干渉法による光学
装置１９の他に、レーザ干渉法、光学反射法、分光分析
法または赤外吸収法などを採用している種々の装置を適
用することができる。

【００９１】その後、図１７に示すように、不要となっ
たレジスト膜３を取り除いた後、遮光膜２をエッチング
用マスクとして使用して、マスク基板１を後述する条件
を満たすように第１のエッチングを行いある程度の深さ
の位相シフタ用の溝１０を形成する。

【００９２】この場合、後述する第２のエッチングを行
った後の最終的な位相シフタ用の溝１０の厚さすなわち
目標とする位相シフタ用の溝１０の深さｄは、露光用の
光の波長をλ、マスク基板１の材料の屈折率をｎとし
て、ｄ＝λ／２（ｎ−１）の関係を満たすように設定す
る。この関係を満たす位相シフタ用の溝１０を最終的に
形成することにより、エッチングしていないマスク基板
１の領域を基準として位相シフタ用の溝１０の領域での
露光用の透過光は実効的に逆位相となり、位相シフトマ
スクとしての条件を満たすものとなる。

【００９３】上記の関係を満たすように、精度よく第１
のエッチングを行う。すなわち、プラズマエッチングを
用いて、レジスト膜８および遮光膜２をエッチング用マ
スクとして、マスク基板１の表面が露出する領域を所定
の深さのエッチングに対応するエッチング時間の９０％
程度の設定時間をもって第１のエッチングを行う。これ
により、位相シフタ用の溝１０の所定の深さの９０％程
度の深さの溝を形成することができる。

【００９４】プラズマエッチングは、微細加工ができる
ものであり、例えば平行平板型のプラズマエッチング装
置を使用して、例えば四フッ化炭素（ＣＦ₄)、トリフル
オロメタン（ＣＨＦ₃)などの反応ガスを使用して行う。
なお、第１のエッチングは、プラズマエッチングの他
に、微細加工ができる種々のドライエッチングを適用す
ることができる。プラズマエッチングなどのドライエッ
チングを使用して第１のエッチングを行うことにより、
微細加工をもって短時間に深い位相シフタ用の溝１０を
簡単な製造プロセスにより形成することができる。

【００９５】次に、位相シフタ用の溝１０の深さを光学
装置１９を用いて測定する。

【００９６】すなわち、リファレンス基板２９を基準と
して、試料２８としてのマスク基板１における位相シフ
タ用の溝１０との位相差を検出し、透過光の位相差が半
波長シフトさせるようにするための残りのエッチング深
さを求める。

【００９７】位相補正器２７の位相の微小シフト量と、
それに対応した合成光の強度変化に関して、上記のメモ
リ値を基準として、実質的なマスク基板１のエッチング
量すなわち位相シフタ用の溝１０として所定の深さにす
るためのエッチング量を求めることができる。これによ
り、位相シフタ用の溝１０を形成する第２のエッチング
の際の残りのエッチング深さが求められる。

【００９８】次に、図１８に示すように、第２のエッチ
ングを行う。すなわち、ウエットエッチングを用いて、
時間設定して、全体で所定の深さになるように第２のエ
ッチングを行う。なお、エッチング液は、例えばフッ化
水素（ＨＦ）水溶液を用い、第１のエッチングで実施し
たプラズマエッチングにより形成した位相シフタ用の溝
１０の表面を１００Å程度以下ウエットエッチングする
ことにより、表面を滑らかにすると共にマスク基板１の
表面に付着する微小異物を低減させることができる。

【００９９】この場合、前述した第１のエッチングをド
ライエッチングにより行うと微細加工をもって短時間に
深い位相シフタ用の溝１０を形成できるという効果があ
るが位相シフタ用の溝１０の底面に微細な凹凸が形成さ
れてしまい位相シフタ用の溝１０として不都合が発生す
るという問題がある。これは、従来の位相シフトマスク
を製造する場合にも避けることができない問題でもあっ
た。

【０１００】しかしながら、本実施例における第２のエ
ッチングをウエットエッチングにより行うことにより、
位相シフタ用の溝１０の底面に形成されている微細な凹
凸を除去して滑らかな表面を有するものにすることがで
きる。したがって、本実施例においては、第１のエッチ
ングと第２のエッチングとを採用し、ドライエッチング
とウエットエッチングとのメリットを組み合わせて活用
していることにより短時間に簡単な製造工程により微細
加工をもって表面が滑らかな位相シフタ用の溝１０を形
成することができる。

【０１０１】また、図１８に示すように、第２のエッチ
ングにより、位相シフタ用の溝１０の表面部には遮光膜
２の突出部がオーバハング構造をもって形成される。こ
れは、第２のエッチングをウエットエッチングにより行
っているために、位相シフタ用の溝１０の全表面がエッ
チングされることにより形成されるものである。

【０１０２】遮光膜２の突出部の長さは、露光用の光の
波長をλとすると、λ／５以下の長さにすることによ
り、この位相シフトマスクを使用して行う投影露光の際
において位相シフタ用の溝１０の側面において散乱した
露光用の光が例えば半導体ウエハなどの試料の表面に転
写されることが防止できるために、位相シフトマスクと
して正常なものとなり不都合が発生することはないもの
となる。

【０１０３】前述した位相シフタ用の溝１０を形成する
ための第１のエッチング工程により、位相シフタ用の溝
１０の深さを所定の深さに対して９０％程度とし、残り
のエッチングを第２のエッチング工程により行い、所定
の深さの位相シフタ用の溝１０を形成する条件は、遮光
膜２の突出部の長さをλ／５以下の長さにするという条
件からも規定されているものである。

【０１０４】次に、図１９に示すように、遮光膜２のパ
ターンを有するマスク基板１の上にスピン塗布などの回
転塗布法によりエッチング用マスクとなるレジスト膜８
を形成する。本実施例においては、レジスト膜８として
ポジ型の化学増幅系の電子線レジスト膜を使用してい
る。その結果、微細加工ができるものである。なお、レ
ジスト膜８としては、前述したレジスト膜３と同様に種
々の態様のレジストを適用できるものである。

【０１０５】次に、レジスト膜８の上に反射防止膜とし
ての導電性ポリマー膜９を塗布する。

【０１０６】次に、レジスト膜８として化学増幅系のポ
ジ型レジストを用いていることにより、露光装置として
電子線描画装置を用いて、レジスト膜８を電子ビームに
より描画する。

【０１０７】次に、図２０に示すように、導電性ポリマ
ー膜９の除去およびレジスト膜８の露光部分を現像液に
より除去した後ベークなどを行いエッチング用マスクと
してのパターンを形成する。レジスト膜８としての化学
増幅系の電子線レジスト膜の材料と導電性ポリマー膜９
との組合せによっては、導電性ポリマー膜９を水洗によ
り除去した後、ベークを行ってもよい。

【０１０８】次に、導電性ポリマー膜９およびレジスト
膜８をエッチング用マスクとして使用して、表面が露出
している遮光膜２の領域を例えば硝酸セリウム第二アン
モニウムなどのエッチング液を使用してウエットエッチ
ングにより取り除き、遮光膜２に所定のマスクパターン
を形成する。

【０１０９】次に、外観検査装置を用いて、遮光膜２に
形成されているマスクパターンの欠陥の有無を検査する
作業を行う。すなわち、マスク基板１における透過光ま
たは反射光を検出して、遮光膜２に形成されるべき正常
のマスクパターンと同一の形状のパターンとの比較また
は電子ビーム描画の基になるデータより生成したパター
ンデータとの比較により外観検査を行う。

【０１１０】この外観検査によって、不要な遮光膜２で
ある残り欠陥がある場合には、例えば微細に絞ったレー
ザ光をその残り欠陥の領域に照射して除去することによ
り、正常なマスクパターンを有する遮光膜２とする。ま
た、正常なマスクパターンとなっていない遮光膜２であ
る欠け欠陥がある場合には、欠け欠陥の領域に例えば有
機金属ガスの雰囲気中で集束イオンビームを照射してカ
ーボン膜を被着させることにより、正常なパターンを有
する遮光膜２とする。このようにして、実効的に無欠陥
の遮光膜２のマスクパターンを形成する。

【０１１１】次に、図２１に示すように、不要となった
導電性ポリマー膜９およびレジスト膜８を除去した後、
マスク洗浄し、位相シフタ用の溝１０からなる位相シフ
タのパターンの外観検査を行い、必要に応じて補正する
ことにより位相シフトマスクを完成させる。

【０１１２】本実施例の位相シフトマスクおよびその製
造方法によれば、前述した実施例１の位相シフトマスク
およびその製造方法より得られる諸効果と同様な諸効果
を得ることができる。

【０１１３】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
１，２に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。具
体的には、本発明は、半導体集積回路装置、液晶を用い
た光学装置または微細加工をもって形成された種々の加
工品およびその製造方法に適用される仕様の位相シフト
マスクおよびその製造技術に適用できるものである。

【０１１４】

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。

【０１１５】（１）本発明の位相シフトマスクによれ
ば、位相シフタ用の溝がドライエッチングを行っている
第１のエッチング工程とウエットエッチングを行ってい
る第２のエッチング工程という複数の異なるエッチング
工程により形成されていると共に位相シフタ用の溝の底
面はウエットエッチングを行っている第２のエッチング
工程により形成されているものであることにより、微細
加工ができしかも短時間に深い溝を形成できるドライエ
ッチング工程と溝の表面を滑らかにしてエッチングでき
るウエットエッチング工程とを組み合わせて位相シフタ
用の溝が形成されているために、高寸法精度の転写パタ
ーンとなる位相シフタ用の溝を有する位相シフトマスク
となる。

【０１１６】また、この位相シフトマスクを使用した投
影露光により、位相シフトマスクとしての機能を十分に
作用させることができるので、投影露光の解像度と焦点
深度とを高めて微細な転写パターンを得ることができ
る。

【０１１７】（２）本発明の位相シフトマスクによれ
ば、遮光膜には第２のエッチングにより形成された突出
部がオーバハング構造をもって形成されている。これ
は、第２のエッチングをウエットエッチングにより行っ
ているために、位相シフタ用の溝の全表面がエッチング
されることにより形成されるものである。

【０１１８】遮光膜の突出部の長さは、露光用の光の波
長をλとすると、λ／５以下の長さにすることにより、
この位相シフトマスクを使用して行う投影露光の際にお
いて位相シフタ用の溝の側面において散乱した露光用の
光が例えば半導体ウエハなどの試料の表面に転写される
ことが防止できるために、位相シフトマスクとして正常
なものとなり不都合が発生することはないものとなる。

【０１１９】また、位相シフタ用の溝を形成するための
第１のエッチング工程により、位相シフタ用の溝の深さ
を所定の深さに対して９０％程度とし、残りのエッチン
グを第２のエッチング工程により行い、所定の深さの位
相シフタ用の溝を形成する条件は、遮光膜の突出部の長
さをλ／５以下の長さにするという条件からも規定でき
るものである。

【０１２０】（３）本発明の位相シフトマスクの製造方
法によれば、第１のエッチング工程により表面が露出し
ているマスク基板の領域をエッチングして取り除きある
程度の深さの位相シフタ用の溝を形成し、その後、位相
シフタ用の溝の深さを測定して位相シフタ用の溝の深さ
の値を求めた後に、第２のエッチング工程により第１の
エッチング工程により形成した位相シフタ用の溝の深さ
の値を基準としてその深さ以上の所定の深さの位相シフ
タ用の溝を形成するものであることにより、位相シフタ
用の溝の深さを微細加工をもって高精度でしかも正確な
所定の値にすることができる。

【０１２１】また、本発明の位相シフトマスクの製造方
法によれば、第１のエッチング工程と第２のエッチング
工程との組み合わせにより、微細加工ができしかも短時
間に深い位相シフタ用の溝を形成できるドライエッチン
グ工程と位相シフタ用の溝の表面を滑らかにしてエッチ
ングできるウエットエッチング工程とを組み合わせて位
相シフタ用の溝を形成することができることにより、容
易な製造工程により高寸法精度の転写パターンとなる位
相シフタ用の溝を有する位相シフトマスクを形成するこ
とができる。

【０１２２】さらに、本発明の位相シフトマスクの製造
方法によれば、第１のエッチング工程と第２のエッチン
グ工程との組み合わせにより、微細加工ができしかも短
時間に深い溝を形成できるドライエッチング工程と溝の
表面を滑らかにしてエッチングできるウエットエッチン
グ工程とを組み合わせて位相シフタ用の溝を形成するこ
とができると共に第１のエッチング工程により形成した
ある程度の深さの位相シフタ用の溝の深さを測定して位
相シフタ用の溝の深さの値を求めた後に、第２のエッチ
ング工程により第１のエッチング工程により形成した位
相シフタ用の溝の深さの値を基準としてその深さ以上の
所定の深さの位相シフタ用の溝を形成するものであるこ
とにより、異なる製造工程においても位相シフタ用の溝
の深さを微細加工をもって高精度でしかも正確な所定の
値にすることができるので、異なる製造工程により形成
される位相シフトマスクの間の製造ばらつきを実質的に
小さくして、位相シフトマスクにおける透過光の位相差
を所定の値に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である位相シフトマスクの製
造工程を示す概略断面図である。

【図２】本発明の一実施例である位相シフトマスクの製
造工程を示す概略断面図である。

【図３】本発明の一実施例である位相シフトマスクの製
造工程を示す概略断面図である。

【図４】本発明の一実施例である位相シフトマスクの製
造工程を示す概略断面図である。

【図５】本発明の一実施例である位相シフトマスクの製
造工程を示す概略断面図である。

【図６】本発明の一実施例である位相シフトマスクの製
造工程を示す概略断面図である。

【図７】本発明の一実施例である位相シフトマスクの製
造工程を示す概略断面図である。

【図８】本発明の一実施例である位相シフトマスクの製
造工程を示す概略断面図である。

【図９】本発明の一実施例である位相シフトマスクの製
造工程を示す概略断面図である。

【図１０】本発明の一実施例であるマスク基板を示す平
面図である。

【図１１】本発明の一実施例である位相シフトマスクを
投影光学系を介して半導体ウエハの上のレジスト膜の表
面に投影した光の振幅と強度などを説明するための説明
図である。

【図１２】本発明の一実施例である位相シフトマスクの
製造工程に使用する光干渉法を用いた光学装置を説明す
るための説明図である。

【図１３】本発明の一実施例である位相シフトマスクの
製造工程に使用する光干渉法を用いた光学装置における
マスク基板の位相差を検出する測定方式の原理を説明す
るための説明図である。

【図１４】本発明の他の実施例である位相シフトマスク
の製造工程を示す概略断面図である。

【図１５】本発明の他の実施例である位相シフトマスク
の製造工程を示す概略断面図である。

【図１６】本発明の他の実施例である位相シフトマスク
の製造工程を示す概略断面図である。

【図１７】本発明の他の実施例である位相シフトマスク
の製造工程を示す概略断面図である。

【図１８】本発明の他の実施例である位相シフトマスク
の製造工程を示す概略断面図である。

【図１９】本発明の他の実施例である位相シフトマスク
の製造工程を示す概略断面図である。

【図２０】本発明の他の実施例である位相シフトマスク
の製造工程を示す概略断面図である。

【図２１】本発明の他の実施例である位相シフトマスク
の製造工程を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１ マスク基板 ２ 遮光膜 ３ レジスト膜 ４ 転写領域 ５ 遮光領域 ６ マスクアライメントマークのパターン ７ ウエハアライメントマークのパターン ８ レジスト膜 ９ 導電性ポリマー膜 １０ 溝 １１ 位相シフトマスク １９ 光学装置 ２０ 光源 ２１ 光 ２２ フィルタ ２３ アパーチャ ２４ ビームスプリッタ ２５ 光 ２６ 光 ２７ 位相補正器 ２８ 試料 ２９ リファレンス基板 ３０ 検出器 ３１ メモリ ３２ 反射鏡 ３３ レンズ系 ３４ アライメント位置 ３５ スクリーン ３６ 干渉縞 Ａ 第１透過領域 Ｂ 第２透過領域 Ｃ 遮光領域 Ｌ1 光 Ｌ2 光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神山 和美 東京都渋谷区東３丁目16番３号 日立電子 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 原 睦美 東京都渋谷区東３丁目16番３号 日立電子 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 中畝 英彦 東京都渋谷区東３丁目16番３号 日立電子 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 行田 和博 東京都青梅市今井2326番地 株式会社日立 製作所デバイス開発センタ内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明材料からなるマスク基板と、前記マ
   スク基板の主面の選択的領域に設けられている複数の開
   口部を有するマスクパターンとしての遮光膜と、前記遮
   光膜における複数の前記開口部の少なくとも１個以上の
   開口部における前記マスク基板の主面に設けられている
   位相シフタ用の溝とを有する位相シフトマスクであっ
   て、前記位相シフタ用の溝は複数の異なるエッチング工
   程により形成されていると共に前記位相シフタ用の溝の
   底面は前記エッチング工程における最終のエッチング工
   程により形成されていることを特徴とする位相シフトマ
   スク。
2. 【請求項２】 前記位相シフタ用の溝は１回目のドライ
   エッチング工程と２回目のウエットエッチング工程によ
   り形成されていると共に前記位相シフタ用の溝の底面は
   前記２回目のウエットエッチング工程により形成されて
   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。
3. 【請求項３】 透明材料からなるマスク基板と、前記マ
   スク基板の主面の選択的領域に設けられている複数の開
   口部を有するマスクパターンとしての遮光膜と、前記遮
   光膜における複数の前記開口部の少なくとも１個以上の
   開口部における前記マスク基板の主面に設けられている
   位相シフタ用の溝とを有する位相シフトマスクであっ
   て、前記位相シフタ用の溝の近傍における前記遮光膜は
   前記位相シフタ用の溝の表面部に突出部を有することを
   特徴とする位相シフトマスク。
4. 【請求項４】 前記位相シフタ用の溝は複数の異なるエ
   ッチング工程により形成されていると共に前記遮光膜の
   突出部の下部における前記位相シフタ用の溝の側面は前
   記エッチング工程における最終のウエットエッチング工
   程により形成されていることを特徴とする請求項３記載
   の位相シフトマスク。
5. 【請求項５】 前記位相シフタ用の溝の近傍における前
   記遮光膜の前記位相シフタ用の溝の表面部に突出した突
   出部の長さは、露光用の光の波長の５分の１以下である
   ことを特徴とする請求項３記載の位相シフトマスク。
6. 【請求項６】 透明材料からなるマスク基板の主面に遮
   光膜を形成する工程と、 前記遮光膜を有する前記マスク基板の上にレジスト膜を
   形成する工程と、 前記レジスト膜を選択的に取り除いて開口部を有するパ
   ターンを前記レジスト膜に形成する工程と、 前記レジスト膜をマスクとして、前記パターンにおける
   開口部により表面が露出している前記遮光膜の領域をエ
   ッチングして除去する工程と、 表面が露出している前記マスク基板の領域をエッチング
   して取り除きある程度の深さの位相シフタ用の溝を形成
   する第１のエッチング工程と、 前記位相シフタ用の溝の深さを測定して前記位相シフタ
   用の溝の深さの値を求める工程と、 前記位相シフタ用の溝の深さの値を基準としてその深さ
   以上の所定の深さの位相シフタ用の溝を形成するため
   に、前記位相シフタ用の溝により表面が露出している前
   記マスク基板をエッチングして取り除き所定の深さの前
   記位相シフタ用の溝を形成する第２のエッチング工程と
   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。
7. 【請求項７】 前記位相シフタ用の溝の所定の深さｄ
   は、露光用の光の波長をλ、前記マスク基板の材料の屈
   折率をｎとして、ｄ＝λ／２（ｎ−１）の関係を満たす
   ように設定されていることを特徴とする請求項６記載の
   位相シフトマスクの製造方法。
8. 【請求項８】 前記第１のエッチング工程はドライエッ
   チングをもって行い、前記第２のエッチング工程はウエ
   ットエッチングをもって行うことを特徴とする請求項６
   または７記載の位相シフトマスクの製造方法。
9. 【請求項９】 前記位相シフタ用の溝の深さの測定は、
   光干渉法を用いた光学装置を使用して行うことを特徴と
   する請求項６、７または８記載の位相シフトマスクの製
   造方法。