JPH1020472A

JPH1020472A - 位相シフトマスクの製造方法および製造装置

Info

Publication number: JPH1020472A
Application number: JP17529896A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Gyoda; 和博行田; Yoshihiko Okamoto; 好彦岡本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-07-05
Filing date: 1996-07-05
Publication date: 1998-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】複数のマスク基板を貼り合わせた構造の位相
シフトマスクを高精度かつ高品質に歩留良く製造する。【解決手段】透明ガラス基板に遮光膜のパターンを形
成した遮光膜パターン基板３７にはパターン寸法検査を
実施し、透明ガラス基板に位相シフタとして溝を形成し
たシフタパターン基板３８には位相差検査を実施し、両
者を貼り合わせて一体化した構造の位相シフトマスクに
は基板間に付着した異物検査を実施する。基板搭載台３
４に、シフタパターン基板３８および遮光膜パターン基
板３７を対向させて支持し、アライメント光学系３２に
て平面方向の位置合わせを行い平面度測定光学系３３で
厚さ方向の歪みを測定して補正し、予めシフタパターン
基板３８と遮光膜パターン基板３７の対向面に塗着され
ている紫外線硬化型の接着剤を塗布した部分に光照射部
３６より紫外線等の光を照射し、硬化させ仮止めして貼
り合わせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、位相シフトマスク
の製造技術に関し、特に、半導体装置の製造工程におけ
るリソグラフィ工程に用いられる位相シフトマスクの製
造工程等に適用して有効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体集積回路の微細化が進み、回路素
子などの設計ルールがサブミクロンのオーダになると、
ｉ線（波長３６５ｎｍ）などの光を使用してフォトマス
ク上の集積回路パターンを半導体ウエハに転写するフォ
トリソグラフィ工程では、パターン精度の低下が深刻な
問題となる。

【０００３】このような問題を改善する手段の一つに、
マスクを透過する光の位相を制御して投影像のコントラ
ストの低下を防止する位相シフトマスク技術が、たとえ
ば、特公昭５８−１７３７４４号公報に開示されてい
る。この他に、たとえば、特公昭６２−６７５１４号公
報には、マスクの遮光領域の一部を除去して微細な開口
パターンを形成した後、この開口パターンまたはその近
傍に存在する透過領域のいずれか一方に透明膜を設け、
透過領域を透過した光と開口パターンを透過した光との
間に位相差を生じさせる技術が開示され、特公昭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技術が開示さ
れ、特開平２−１４０７４３号公報には、マスク透過領
域の一部に位相シフタを設け、透過光に位相差を生じさ
せることによって、位相シフタ境界部を強調させる位相
シフトマスク技術等が開示されている。この他に、特開
平４−３６１５２１号公報には、遮光膜パターンを有す
る透明ガラス基板と位相シフタパターンを有する透明ガ
ラス基板をそれぞれの主面を対向して貼り合わせること
により、マスク製作を著しく容易にする位相シフトマス
ク露光技術が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の特開
平４−３６１５２１号公報に開示された技術のように、
遮光膜パターンを有する透明ガラス基板と位相シフタパ
ターンを有する透明ガラス基板を貼り合わせて位相シフ
トマスクを製作する場合においては、位相シフタパター
ンを有する透明ガラス基板を製作する際に以下のような
技術的課題があることを本発明者らは見い出した。

【０００５】すなわち、第１に、前記マスクの位相差を
高精度に制御することが非常に困難であり、また、前記
マスクを高感度に検査し、高精度に修正することが非常
に困難である。第２に前記位相シフトマスクの遮光膜パ
ターンを有する透明ガラス基板と位相シフタパターンを
有する透明ガラス基板を貼り合わせる際、高精度に平坦
度よく貼り合わせることが非常に困難である。

【０００６】本発明の目的は、複数のマスク基板を貼り
合わせた構造の位相シフトマスクを高精度かつ高品質に
歩留良く製造する位相シフトマスクの製造技術を提供す
ることにある。

【０００７】本発明の他の目的は、複数のマスク基板を
貼り合わせた構造の位相シフトマスクの製造工程におい
て、複数のマスク基板を高精度にかつ平坦度良く貼り合
わせることが可能な位相シフトマスクの製造技術を提供
することにある。

【０００８】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。

【０００９】

【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。

【００１０】本発明の位相シフトマスクの製造方法は、
遮光膜パターンを有する透明ガラス基板と位相シフタパ
ターン（位相シフト構造）を有する透明ガラス基板を貼
り合わせた構造の位相シフトマスクを製造する際、第１
マスク基板は、少なくとも遮光膜パターンの寸法検査を
実施し、第２マスク基板は、少なくとも位相シフタパタ
ーンの位相差検査を実施し、第１マスク基板と第２マス
ク基板を一体化するようにしたものである。

【００１１】第２マスク基板は、マスク上の遮光膜パタ
ーンをエッチングマスクとして、透明ガラス基板面をエ
ッチングし、位相シフタ用の溝を形成するようにしたも
のであってもよい。また、第２マスク基板は、位相シフ
タ用の溝を形成する際、この溝は複数の異なるエッチン
グ工程により形成されると共に、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、位相シフタ用の溝の複数の異なるエッチ
ング工程は、位相シフタ用の溝の深さを測定してその深
さを求める工程と、位相シフタ用の溝の深さの値を基準
として、位相シフタ用の溝を所定の深さ追加エッチング
し、位相シフタ用の溝を形成するようにしたものであっ
てもよい。また、第２マスク基板は透明ガラス基板上に
透明膜を形成し、その上にレジスト膜を形成し、その上
に導電性膜を形成し、電子線等でレジスト膜を選択的に
感光し、レジスト膜をエッチングマスクとして透明膜を
加工することにより、位相シフタパターンを形成するよ
うにしたものであってもよい。

【００１２】本発明の位相シフトマスクの製造装置は、
遮光膜パターンを有する透明ガラス基板と位相シフタパ
ターンを有する透明ガラス基板を貼り合わせる際、少な
くともマスク基板を保持する機構とアライメントする機
構と、接着する機構とを設けるようにしたもので、接着
機構は、接着剤塗布機構と光照射機構によるものであっ
てもよい。また、貼り合わせ機構は、マスク基板間の平
面度を測定しつつ基板を保持する力または、基板間の圧
力を調整することによって平面度を向上させるととも
に、基板間のアライメントを行ってから、両者間に塗布
した光硬化型接着剤に光照射部から光を照射して固化
し、接着するようにしたものであってもよい。

【００１３】上述の本発明の位相シフトマスクの製造方
法によれば、位相シフタパターンを有する透明ガラス基
板を高精度に加工、修正、洗浄し、高感度に検査でき、
所定の位相差を再現性良く再現できるため、製造品質、
歩留の向上、工程完了までの所要時間の短縮が図れる。
また、このマスクをリソグラフィ工程に適用した場合、
高寸法精度の転写パターンが形成され、ウエハプロセス
におけるＬＳＩの品質、歩留の向上が図れる。

【００１４】また、上述の本発明の位相シフトマスクの
製造装置によれば、遮光膜パターンを有する透明ガラス
基板と位相シフタパターンを有する透明ガラス基板を高
精度にアライメントして、平坦度よく接着、封止できる
ため、位相シフトマスクの品質、歩留の向上、工程完了
までの所要時間の短縮が図れる。また、このマスクをリ
ソグラフィ工程に適用した場合、高寸法精度の転写パタ
ーンが形成され、ウエハプロセスにおけるＬＳＩの品
質、歩留の向上が図れる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
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、重複する説明は省略する。

【００１６】（実施の形態１）図１の（１）〜（６）
は、本発明の一実施の形態である位相シフトマスクの製
造方法の一部の工程の一例を工程順に示す略断面図であ
る。以下、本実施の形態の位相シフトマスクの具体的製
造方法について説明する。

【００１７】図１（１）に示すように、たとえば屈折率
1.４６程度の透明な合成石英ガラスなどの透明材料から
なる透明ガラス基板１を用意し、たとえば透明ガラス基
板１を６インチ角0.２５インチ厚の大きさ、板厚、直角
度に加工し、表面を鏡面状に研磨して、一定の平面度、
平行度にする。

【００１８】次に、図１（２）に示すように、透明ガラ
ス基板１の主面に、マスクパターンを形成するための遮
光膜２（たとえばクロム膜等の金属膜）をスパッタリン
グ法等で形成する。

【００１９】次に、図１（３）に示すようにマスク基板
上層に、下層の遮光膜２のエッチングマスクとなるレジ
スト膜３を回転塗布法等により形成する。この場合、３
のレジスト膜３は、たとえば、微細加工に適する化学増
幅系の電子線レジスト等を使用するとよい。電子線でレ
ジストを露光する場合は、その上層に帯電防止の目的
で、導電性の膜（図示せず）を回転塗布法等により形成
する。

【００２０】次に、図１（４）に示すように、レジスト
膜３をたとえば電子線描画装置で選択的に露光後、現像
液を用いて露光部または未露光部を除去する。ここで、
電子線露光装置の描画データは、マスク基板（後述する
位相シフタ基板）どうしで、ミラー反転して重なり合う
ように作成する。

【００２１】次に、図１（５）に示すように、レジスト
膜３をエッチングマスクとして、遮光膜２を透明ガラス
基板１の表面が露出するようにエッチングする。この場
合のエッチング方法は、ウエットエッチング、ドライエ
ッチング、ドライとウエットエッチングの組み合わせ等
のいずれであってもよい。

【００２２】次に、図１（６）に示すように、上層のレ
ジスト膜３を除去した後、検査、修正、洗浄して、無欠
陥の遮光膜パターン基板３７およびシフタパターン基板
３８を製作する。

【００２３】この場合、検査方法としては、透明ガラス
基板１上の遮光膜２の同一パターン同士を比較して不一
致箇所を検出する方法や、透明ガラス基板１上の遮光膜
２のパターンと当該パターンの設計データとを比較して
不一致箇所を検出する方法等がある。

【００２４】修正方法としては、遮光膜２の余剰欠陥
は、レーザ光線を遮光膜２の余剰部に一定量照射し、そ
の熱で昇華除去する方法や、ＦＩＢを遮光膜２の余剰部
に照射して、スパッタエッチングすることにより除去す
る方法等がある。遮光膜２の欠落欠陥は、ＦＩＢをガス
雰囲気中に選択的に照射し、そのガスを遮光膜２の欠落
欠陥部に堆積させ修正する等の方法がある。

【００２５】洗浄方法としては、温度１１０度程度の熱
硫酸中にオゾンをバブリングさせる酸洗浄法や、アンモ
ニア水と過酸化水素水を混合して洗浄するアルカリ洗浄
方法等があり、それらを単独または組み合わせて洗浄す
る方法等がある。

【００２６】以上、図１の（１）〜（６）の工程により
無欠陥の遮光膜パターン基板３７およびシフタパターン
基板３８が完成する。

【００２７】ここで図２、図３を用いて、上述のような
工程で作成された遮光膜パターン基板３７の遮光膜２の
寸法測定方法の一例を説明する。図２に示すように、モ
ータ１１によって移動されるステージ１０に設置された
マスクホルダ９に、遮光膜パターン基板３７（透明ガラ
ス基板１）をセットし、波長の短いたとえばＨｅ−Ｃｄ
レーザ等のレーザビーム４（波長３２５ｎｍ）を振動鏡
５および対物レンズ６を用いて絞り、測定するパターン
（遮光膜２）上にレーザスポットを走査させ、パターン
のエッジからの散乱光８を受光素子７で検出する。走査
中のステージ１０の位置は、高分解能レーザ干渉計測長
システム１２等によって測定される。図３のように、受
光素子７にて検出された散乱光８の信号Ａ，Ｂ((ａ),
(ｂ))は合成され（ｃ）、同期検波した後（ｄ）、エッ
ジパルスを検出し（ｅ）、これと高分解能レーザ干渉計
測長システムにより得られたステージ１０の座標情報と
のＡＮＤをとり、ＣＰＵで演算処理して、遮光膜２等の
微小パターン寸法を計測する（ｆ）。

【００２８】一方、前述の図１の工程にて得られたシフ
タパターン基板３８は、図４に示すように更に加工され
る。図４の（１）〜（４）は、本実施の形態におけるシ
フタパターン基板３８の加工工程の一例を工程順に例示
した略断面図である。

【００２９】図４の（１）は、図１の（１）〜（６）と
同様の工程にて製作した、たとえば５インチ角0.０９イ
ンチ厚の無欠陥のシフタパターン基板３８である。

【００３０】次の図４の（２）は、（１）のシフタパタ
ーン基板３８を、所定のパターンに形成されている遮光
膜２をエッチングマスクとして、ドライエッチングで所
望のエッチング量の約９０％をエッチングし、溝１ａを
形成したものである。エッチングガスは、透明ガラス基
板１の材質が合成石英であれば、たとえば、ＣＦ₄(また
はＣＨＦ₃)：Ｏ₂＝１０：１程度の混合比のガスを、平
行平板型電極に一定の高周波を印加したチャンバ内に導
入し、一定の真空度、混合ガス流量でエッチングしたも
のである。

【００３１】次の図４の（３）は、ウエットエッチング
で所望のエッチング量になるように、溝１ａに対して残
りのエッチング量をエッチングしたものである。この場
合、ウエットエッチングは、ドライエッチング加工後の
溝１ａにおけるエッチング表面荒れを滑らかにし、光透
過率を９５％以上程度に確保する目的と、ドライエッチ
ング時の異物等による欠陥発生を防止する目的で行う。
エッチング液は、透明ガラス基板１の材質が合成石英で
あれば、ＨＦ水溶液等を用いる。この後、この基板を遮
光膜パターン基板と同様の方法で検査し、異物の付着等
により発生した石英ガラス余剰欠陥部のエッジ部を検出
し、その余剰欠陥部を除去して修正する。修正方法とし
ては、ＦＩＢにＸ_eＦ₂等のガスを添加し、ＦＩＢのス
パッタエッチング効果を増進させ、ガラス余剰欠陥部を
効率的に除去する方法等を用いる。修正後のガラスの溝
１ａのエッチング加工深さ測定は、後述する位相差測定
手段により行う。この後、遮光膜パターン基板と同様の
洗浄方法でシフタパターン基板３８を洗浄した後、レー
ザ散乱光による異物検出機構または、遮光膜パターン基
板と同様の検査方法を用いてシフタパターン基板３８上
の異物を検出する。検出した異物は洗浄を繰り返し除去
するか、または、粘着性の樹脂等に付着させて除去する
などして、無欠陥のシフタパターン基板３８を作成す
る。

【００３２】最後に図４の（４）のように上層の遮光膜
２を除去する。以上の図４の（１）〜（４）により、シ
フタパターン基板３８が完成する。

【００３３】次に、このシフタパターン基板３８の位相
差制御方法の一例を説明する。図５の（１）〜（３）
は、位相差の測定方法の一例を示す概念図であり、図６
は、位相差を測定する位相差測定装置の原理の一例を示
す概念図である。

【００３４】位相差の測定原理は、一例として図６に示
すようになる。すなわち、高圧水銀ランプ等の光源１３
から射出した光は、光学フィルタ１４を通り、測定光１
５として、アパーチャ１６で成形され、ビームスプリッ
タ１７で２分割され、さらに反射鏡１８で一方の分岐光
１５ａをリファレンス用基板１９に、他方の分岐光１５
ｂを反射鏡１８ａを介して測定基板２０（シフタパター
ン基板３８）の一部（溝１ａ）に透過させる。前者を透
過した光と後者を透過した光はビームスプリッタ１７ａ
でアライメント位置の差分だけ離れて合成され、検出器
２１のスクリーン上に干渉縞を形成する。位相差を精度
よく検出するには、二光束干渉縞の投影スクリーン上に
ＣＣＤカメラ等のイメージセンサを設け、リファレンス
用基板１９に入射される分岐光の光路上に配置された位
相差補正器２２で位相を微小シフトさせ、それに対応し
た合成光の変化をメモリ２３に記憶させておけば、リフ
ァレンス光とマスク透過光との位相差を計測することが
できる。

【００３５】次に図５にて実際の製造工程における位相
差の測定方法の一例を示す。なお、図５では、図示の便
宜上、リファレンス用基板１９と、測定対象のシフタパ
ターン基板３８の位置が、図６に例示した位相差測定装
置の場合と異なっている。まず、図５の（１）のように
位相差の初期値を補正する。次に、図５の（２）のよう
にシフタパターン基板３８（透明ガラス基板１）をドラ
イエッチング加工して溝１ａを形成し、当該溝１ａにお
ける位相差を計測する。さらに、図５の（３）のよう
に、前記（２）の結果を基に、さらに所定の加工深さま
で溝１ａをウエットエッチング加工し、位相差を計測す
る。

【００３６】この他の位相差計測方法の一例を図７に示
す。図７の（１）に示すように、接針２４を有する段差
測定装置により遮光膜２と透明ガラス基板１の段差（加
工前の表面高さ）を測定する。図７の（２）に示すよう
に、透明ガラス基板１（シフタパターン基板３８）をド
ライエッチングで所望の深さの約９０％に溝１ａを加工
後、溝１ａの加工深さを図７の（１）と同様にして求め
る。図７の（３）に示すように、図７の（２）で測定し
た値をもとに、ウエットエッチングで残りの深さを溝１
ａにエッチングし、再度、図７の（１）と同様に加工深
さを求め、所望の溝１ａの深さに加工する。なお、前述
の図５や図７の測定では、加工本体パターンまたは測定
モニタパターンのどちらを用いて測定してもよい。

【００３７】次に、上述の一連の工程にて得られた遮光
膜パターン基板３７とシフタパターン基板３８を高精度
に貼り合わせる本実施の形態の位相シフトマスクの製造
装置の一例について説明する。図８は、本実施の形態の
位相シフトマスクの製造装置の全体構成の一例を示した
概念図である。

【００３８】本実施の形態における位相シフトマスクの
製造装置は、基板セット部２５、接着剤塗布部２６、基
板アライメント／貼り合わせ部２７、基板封止部２８、
基板搬送部２９および制御部３０より成る。まず、前記
製造方法により製作した無欠陥の遮光膜パターン基板３
７と無欠陥のシフタパターン基板３８を基板セット部２
５にセットし、外形位置決めした後、基板搬送部２９で
接着剤塗布部２６に搬送し、片方もしくは両方の基板端
面部にたとえば、紫外線硬化型の接着剤をディスペンサ
とシリンジを有する装置（図示せず）により、接着剤を
加圧して所定の場所に塗布する。次に、基板搬送部２９
により、両基板を基板アライメント／貼り合わせ部２７
に搬送する。

【００３９】基板アライメント／貼り合わせ部２７は、
一例として図９に示すように構成されている。３１は画
像処理装置、３２はアライメント光学系、３３は平面度
測定光学系、３４は基板搭載台、３５は基板吸着機構、
３６は光照射部、３７は遮光膜パターン基板、３８はシ
フタパターン基板、３９（３９ａ）は張り合わせ用の粗
アライメントマーク（精密アライメントマーク）、をそ
れぞれ示す。

【００４０】遮光膜パターン基板３７とシフタパターン
基板３８は、基板搭載台３４に、基板吸着機構３５で固
定されている。基板搭載台３４は、基板を損傷しないよ
うな材質または、金属等の材料表面に基板を損傷させな
いようにテフロン等の加工を施したものとなっている。
遮光膜パターン基板３７とシフタパターン基板３８は、
基板端面の４箇所に配置した粗アライメントマーク３９
および精密アライメントマーク３９ａを用いてアライメ
ントされる。アライメントの方法は、基板搭載台３４を
Ｚ方向に移動し、前記基板どうしを数十μｍ程度の距離
に近接して対向させ、低倍のアライメント光学系３２を
用いて、双方の基板端面に配置した対角線上の粗アライ
メントマーク３９を画像処理し、基板搭載台３４をＸ，
Ｙ，θ回転させ、１μｍ程度の精度までアライメント
し、基板搭載台３４をＺ方向に移動し、基板どうしをほ
ぼ接触させる。次に、高倍のアライメント光学系３２を
用いて、双方の基板端面に配置した対角線上の精密アラ
イメントマーク３９ａを画像処理し、基板搭載台３４を
Ｘ，Ｙ，θ回転させ、サブμｍのオーダまでアライメン
トする。この時、基板の貼り合わせのＺ方向の平面度
は、フィゾー干渉方式等を用いた平面度測定光学系３３
で測定され、基板吸着力または基板搭載台３４のＺ方向
の圧力を調整することにより、平面度を補正する。アラ
イメントおよび平面度の補正が終了した後、光照射部３
６より紫外線等の光を前記紫外線硬化型の接着剤を塗布
した部分に照射し、硬化させて仮止めする。次に基板搬
送部２９で貼り合わされた基板を基板封止部２８に搬送
し、シフタパターン基板３８側の端面全面を、たとえば
ガラスエポキシ樹脂等の接着剤をディスペンサとシリン
ジを有する装置（図示せず）により、接着剤を加圧して
封止する。

【００４１】以上のようにして完成した位相シフトマス
クＭの構成の一例を図１０に示す。図１０は、上記位相
シフトマスクＭの断面図を示す。

【００４２】次に図１３、図１４によって上記貼りあわ
せ型位相シフトマスクの検査方法の一例について説明す
る。まず、図１３により、測定対象のパターンと当該パ
ターンの設計データを比較して検査する方法を示す。図
１３に例示されるように、位相シフトマスクＭの下方か
ら水銀ランプを光源にして測定光１５を照射し、透過光
は対物レンズ４１で拡大されフォトダイオードアレイ４
２上に結像される。位置検出は、リニアスケール４１ａ
による位相シフトマスクＭの移動量の測定によって行わ
れ、フォトダイオードアレイ４２上に投影されたパター
ン座標が把握される。パターンアライメント操作は、検
査データ作成時に重ね合わせ基準として決められたアラ
イメントデータとリニアスケール４１ａで測長して得ら
れたデータを照合することで、被検査マスクパターンの
重ね合わせを行う。撮像は、フォトダイオードアレイ４
２にて電気信号化された画像情報をＡ−Ｄ変換し、イメ
ージメモリ４４を経てデータ比較回路４５に送られる。
一方、設計パターン像はビットパターンプロセッサ４６
にて２値あるいは多値情報としてイメージ化され、イメ
ージメモリ４７に格納され、データ比較回路４５に送
り、差異を検出する。差異の検出は、イメージメモリ４
４に格納された被検査マスクのパターンデータと、イメ
ージメモリ４７に格納された設計マスクパターンデータ
４３のビット差の直接比較と、電圧レベルの強弱をある
階調の高低差にした比較が併用して行なわれる。各々出
力差は事前に設定された閾値以上を欠陥や異物と判定
し、欠陥メモリ４８に格納する。

【００４３】図１４はマスク内あるいはマスク間の同一
パターンデータを比較検査する方法で、原理的には設計
データ比較と同じであるが、検査対象の位相シフトマス
クＭ上の二箇所の設計上は同一な二つのパターンからの
測定光１５の透過光を、二組の対物レンズ４１およびフ
ォトダイオードアレイ４２等からなる光学系によって捕
捉して比較し、両者の差異の有無を検出することによっ
て検査を行う。

【００４４】（実施の形態２）図１１は、本発明の一実
施の形態である位相シフトマスクの製造方法によって得
られる位相シフトマスクの変形例を示す略断面図であ
り、図１２の（１）〜（６）は、その位相シフトマスク
Ｍ１の製造工程の一部を工程順に例示した略断面図であ
り、本実施の形態の位相シフトマスクＭ１のシフタパタ
ーン基板３８ａの他の製造工程を示したものである。

【００４５】図１２の（１）は、所定の板厚、平面度、
直行度に加工した透明ガラス基板１である。（２）は、
前記透明ガラス基板１上にＳＯＧ（ＳｐｉｎＯｎＧ
ｌａｓｓ）等の透明膜４０を回転塗布法またはスパッタ
リング法等により形成したものである。この場合、透明
ガラス基板１の端面の透明膜４０は、後の工程で剥がれ
て異物となる可能性があるため、透明ガラス基板１を段
階的に回転数を変えて回転させ、裏面より、アルコール
類等の溶剤を噴射して除去する等の方法をとるとよい。
（３）は、上記透明膜４０上にレジスト膜３を回転塗布
法等により形成したものである。次工程で、電子線等を
用いて前記レジスト膜を感光する場合は、このレジスト
膜３上に導電性膜を更に形成するとよい。（４）は、前
記レジスト膜３を電子線等で選択的に感光し、現像処理
して、レジストパターンを形成したものである。（５）
は、前記レジスト膜をエッチングマスクとしてドライお
よびウエットエッチングで透明膜４０を所定のパターン
に残存するように加工したものである。（６）は、前記
レジスト膜３を除去し、検査、修正、洗浄して無欠陥の
シフタパターン基板３８ａが完成した図である。

【００４６】図１１は、前述の図１と同様にして作成し
た遮光膜パターン基板３７と、図１２の工程で得られた
シフタパターン基板３８ａを、前述の実施の形態１と同
様の方法で貼り合わせて製作された位相シフトマスクＭ
１の断面を示す。図１１のように、透明ガラス基板１の
上に透明膜４０のパターンを選択的に被着形成して位相
シフタとして用いる構成の位相シフトマスクＭ１の場合
にも、前述の実施の形態１の場合と同様の効果を得るこ
とができる。

【００４７】以上説明したように、本発明の位相シフト
マスクの製造方法および製造装置によれば、遮光膜パタ
ーンを有する透明ガラス基板と位相シフタパターンを有
する透明ガラス基板を貼り合わせた構造の位相シフトマ
スクの製造方法および前記基板を貼り合わせる製造装置
において、前記基板をそれぞれ並行して作成し、両者を
貼り合わせる前に、位相シフタパターンを有する透明ガ
ラス基板１（シフタパターン基板３８，３８ａ）に対し
ては、ドライおよびウエットエッチングと位相差を計測
する光学測定装置等を利用する等により、前記位相シフ
タパターンを有する透明ガラス基板１を高精度に加工で
き、一方、遮光膜パターンを有する透明ガラス基板１
（遮光膜パターン基板３７）にはパターン寸法検査を実
施し、さらに、貼り合わせ後の異物や欠陥の検査を実施
することで、所定の位相差を再現性良く再現できる等の
効果により、位相シフトマスクＭ，Ｍ１の製作工程にお
ける製造品質、歩留の向上、工完の短縮が図れるという
利点がある。

【００４８】また、こうして製造された位相シフトマス
クＭ，Ｍ１を、半導体集積回路装置の製造工程における
リソグラフィ工程に適用した場合、高寸法精度の転写パ
ターンが形成され、ウエハプロセスにおけるＬＳＩの品
質、歩留の向上が図れる。

【００４９】また、遮光膜パターン基板３７とシフタパ
ターン基板３８の貼り合わせを行う本発明の製造装置に
よれば、マスク基板を平面度良く保持、吸着する基板吸
着機構３５と、マスク基板をアライメントするアライメ
ント光学系３２と、マスク基板を平面度良く測定する平
面度測定光学系３３と、マスク基板を光硬化型接着剤を
用いて接着、封止する光照射部３６等の機構を有するこ
とにより、遮光膜パターンを有する透明ガラス基板（遮
光膜パターン基板３７）と、位相シフタパターンを有す
る透明ガラス基板（シフタパターン基板３８）を高精度
にアライメントして、平坦度よく接着、封止できるた
め、位相シフトマスクＭ，Ｍ１の品質が飛躍的に向上
し、ウエハプロセスにおけるＬＳＩの品質、歩留の向上
が図れるという利点がある。

【００５０】以上、本発明によってなされた実施の形態
に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形
態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範
囲で種々変更可能であることはういまでもない。

【００５１】たとえば、本発明は、半導体集積回路装
置、液晶を用いた光学装置等種々の製造工程で用いられ
るマスク原版用位相シフトマスクの製造方法および位相
シフトマスク用貼り合わせ技術に適用できるものであ
る。

【００５２】

【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。

【００５３】本発明の位相シフトマスクの製造方法によ
れば、複数のマスク基板を貼り合わせた構造の位相シフ
トマスクを高精度かつ高品質に歩留良く製造することが
できる、という効果が得られる。

【００５４】また、複数のマスク基板を貼り合わせた構
造の位相シフトマスクの製造工程において、複数のマス
ク基板を高精度にかつ平坦度良く貼り合わせることがで
きる、という効果が得られる。

【００５５】本発明の位相シフトマスクの製造装置によ
れば、複数のマスク基板を貼り合わせた構造の位相シフ
トマスクを高精度かつ高品質に歩留良く製造することが
できる、という効果が得られる。

【００５６】また、複数のマスク基板を貼り合わせた構
造の位相シフトマスクの製造工程において、複数のマス
ク基板を高精度にかつ平坦度良く貼り合わせることがで
きる、という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（１）〜（６）は、本発明の一実施の形態であ
る位相シフトマスクの製造方法の一例を工程順に示す略
断面図である。

【図２】本発明の一実施の形態である位相シフトマスク
の製造方法における遮光膜の寸法測定装置の一例を示す
概念図である。

【図３】本発明の一実施の形態である位相シフトマスク
の製造方法における遮光膜の寸法測定装置の作用の一例
を示す概念図である。

【図４】（１）〜（４）は、本発明の一実施の形態であ
る位相シフトマスクの製造方法におけるシフタパターン
基板の加工工程の一例を工程順に例示した略断面図であ
る。

【図５】（１）〜（３）は、本発明の一実施の形態であ
る位相シフトマスクの製造方法における位相差の測定方
法の一例を示す概念図である。

【図６】本発明の一実施の形態である位相シフトマスク
の製造方法に用いられる位相差測定装置の原理の一例を
示す概念図である。

【図７】（１）〜（３）は、本発明の一実施の形態であ
る位相シフトマスクの製造方法に用いられる位相差測定
技術の変形例を示す概念図である。

【図８】本発明の一実施の形態である位相シフトマスク
の製造装置の全体構成の一例を示した概念図である。

【図９】本発明の一実施の形態である位相シフトマスク
の製造装置における貼り合わせ装置の構成の一例を示し
た概念図である。

【図１０】本発明の一実施の形態である位相シフトマス
クの製造方法によって得られた位相シフトマスクの一例
を示す略断面図である。

【図１１】本発明の一実施の形態である位相シフトマス
クの製造方法によって得られた位相シフトマスクの変形
例を示す略断面図である。

【図１２】（１）〜（６）は、図１１に例示される位相
シフトマスクの製造に用いられるシフタパターン基板の
製造工程の一例を工程順に示す略断面図である。

【図１３】本発明の一実施の形態である位相シフトマス
クの製造方法における位相シフトマスクの検査方法の一
例を示す概念図である。

【図１４】本発明の一実施の形態である位相シフトマス
クの製造方法における位相シフトマスクの検査方法の変
形例を示す概念図である。

【符号の説明】

１透明ガラス基板１ａ溝（第２パターン）２遮光膜（第１パターン）３レジスト膜４レーザビーム５振動鏡６対物レンズ７受光素子８散乱光９マスクホルダ１０ステージ１１モータ１２高分解能レーザ干渉計測長システム１３光源１４光学フィルタ１５測定光１６アパーチャ１７ビームスプリッタ１７ａビームスプリッタ１８反射鏡１８ａ反射鏡１９リファレンス用基板２０測定基板２１検出器２２位相差補正器２３メモリ２４接針２５基板セット部２６接着剤塗布部２７基板アライメント／貼り合わせ部２８基板封止部２９基板搬送部３０制御部３１画像処理装置３２アライメント光学系３３平面度測定光学系３４基板搭載台３５基板吸着機構３６光照射部３７遮光膜パターン基板（第１マスク基板）３８シフタパターン基板（第２マスク基板）３８ａシフタパターン基板（第２マスク基板）３９粗アライメントマーク３９ａ精密アライメントマーク４０透明膜（第２パターン）４１対物レンズ４１ａリニアスケール４２フォトダイオードアレイ４３設計マスクパターンデータ４４イメージメモリ４５データ比較回路４６ビットパターンプロセッサ４７イメージメモリ４８欠陥メモリＭ位相シフトマスクＭ１位相シフトマスク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主面上に遮光領域と透過領域からなる第
１パターンを有する第１マスク基板と、主面上に前記第
１マスク基板の透過光に位相差を生じさせるための位相
シフト構造として機能する第２パターンを有する第２マ
スク基板とを、それぞれの前記主面を向い合わせて近接
または接触させて一体化した構造の位相シフトマスクの
製造方法であって、前記第１マスク基板に対しては、少なくとも第１パター
ンの寸法検査を実施し、第２マスク基板に対しては、少
なくとも前記第２パターンからなる前記位相シフト構造
における位相差検査を実施し、前記第１マスク基板と前
記第２マスク基板を一体化した後には、少なくとも前記
第１および第２マスク基板間に付着した異物検査を実施
することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。
【請求項２】請求項１記載の位相シフトマスクの製造
方法において、前記第２マスク基板の製造工程は、前記
第１パターンにおける前記遮光領域に対応した遮光膜パ
ターンをエッチングマスクとして、透明ガラス基板面を
エッチングし、前記位相シフト構造としての溝を形成す
る工程を含むことを特徴とする位相シフトマスクの製造
方法。
【請求項３】請求項２記載の位相シフトマスクの製造
方法において、前記位相シフト構造の前記溝は、複数の
異なるエッチング工程の反復により形成されると共に、
前記位相シフト構造の前記溝の底面は、反復される複数
の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、前記溝を形成するための複数の異なる前
記エッチング工程は、前記溝の深さを測定してその深さ
を求める工程と、前記溝の深さの値を基準として、前記
溝を所定の深さに追加エッチングし、前記溝を形成する
工程を含むことを特徴とする位相シフトマスクの製造方
法。
【請求項４】請求項１記載の位相シフトマスクの製造
方法において、前記第２マスク基板の製造工程は、透明
ガラス基板上に透明膜を形成し、その上にレジスト膜を
形成し、その上に導電性膜を形成し、電子線等で前記レ
ジスト膜を選択的に感光し、前記レジスト膜をエッチン
グマスクとして前記透明膜を加工することにより、前記
位相シフト構造を形成する工程を含むことを特徴とする
位相シフトマスクの製造方法。
【請求項５】主面上に遮光領域と透過領域からなる第
１パターンを有する第１マスク基板と、主面上に前記第
１マスク基板の透過光に位相差を生じさせるための位相
シフト構造として機能する第２パターンを有する第２マ
スク基板とを、それぞれの前記主面を向い合わせて近接
または接触させ、前記第１マスク基板と第２マスク基板
の両方またはいずれか一方のマスク基板の周辺部で固定
し、一体化した構造の位相シフトマスクを製作する位相
シフトマスクの製造装置であって、少なくとも前記第１
マスク基板と前記第２マスク基板を保持する保持機構
と、前記第１マスク基板と前記第２マスク基板とを相対
的にアライメントするアライメント機構と、前記第１マ
スク基板と前記第２マスク基板とを接着する接着機構
と、を備えたことを特徴とする位相シフトマスクの製造
装置。
【請求項６】請求項５記載の位相シフトマスクの製造
装置において、前記接着機構は、前記第１マスク基板お
よび前記第２マスク基板の少なくとも一方の接着面に光
硬化型接着剤を塗布する接着剤塗布機構と、外部から前
記第１マスク基板および前記第２マスク基板の少なくと
も一方を透過して、前記光硬化型接着剤に対して所望の
波長の光を照射することにより、前記光硬化型接着剤を
硬化させる光照射機構とを含むことを特徴とする位相シ
フトマスクの製造装置。
【請求項７】請求項６記載の位相シフトマスクの製造
装置において、前記第１および第２マスク基板の平面度
を測定する平面度測定手段を備え、前記第１および第２
マスク基板の平面度を測定しつつ、前記第１および第２
マスク基板を保持する力または、前記第１および第２マ
スク基板間の圧力を調整することによって平面度を向上
させるとともに、前記第１および第２マスク基板の相対
的なアライメントを行ってから、前記第１および第２マ
スク基板の間に塗布した前記光硬化型接着剤に前記光照
射機構から前記光を照射して固化し、接着することを特
徴とする位相シフトマスクの製造装置。