(57)【要約】【課題】  石英基板を彫り込んだクロムレスの透過型位相シフタあるいはエッジ強調型位相シフタが混在して含む位相シフトマスクを制御性よく、高精度、高品質に製造する。【解決手段】  石英基板１をクロムパターン３２からなる遮光パターンをマスクにしてエッチングし、次いで、ポジティブレジストを用いて第二のレジスト膜２２を被着し、マスク全体の面積に対する被覆率が７０％を超えない第二のレジストパターン２２１とダミーパターン２２２とを形成し、該第二のレジストパターン２２１をマスクにして該遮光膜パターン３１を選択的にドライエッチングし、該第二のレジストパターン２２１とダミーパターン２２２とを剥離することを含むように構成する。【選択図】      図１
2006053342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に、遮光膜パターンと、光位相反転効果を有する透過型位相シフトパターンと、該遮光パターンの周囲に光位相反転効果を有する位相シフタが配置されたエッジ強調型位相シフトパターンとを含む位相シフトマスクの製造方法であって、
透明基板上に遮光膜を形成する工程と、
該遮光膜上に第一のレジスト膜を被着して第一のレジストパターンを形成する工程と、
該第一のレジストパターンをマスクにして該遮光膜をエッチングして遮光膜パターンを形成する工程と、
該第一のレジストパターンと該遮光膜パターンとをマスクにして、該透明基板をエッチングする工程と、
該第一のレジストパターンを剥離する工程と、
ポジティブレジストを用いて第二のレジスト膜を被着し、マスク全体の面積に対する被覆率が７０％を超えない第二のレジストパターンとダミーパターンとを形成する工程と、
該第二のレジストパターンをマスクにして該遮光膜パターンを選択的にドライエッチングする工程と、
該第二のレジストパターンとダミーパターンとを剥離する工程と
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２】
透明基板上に、遮光パターンと、光位相反転効果を有する透過型位相シフトパターンと、該遮光パターンの周囲に光位相反転効果を有する位相シフタが配置されたエッジ強調型位相シフトパターンとを含む位相シフトマスクの製造方法であって、
透明基板上に遮光膜を形成する工程と、
該遮光膜上に第一のレジスト膜を形成して第一のレジストパターンを形成する工程と、
該第一のレジストパターンをマスクにして該遮光膜をエッチングして遮光膜パターンを形成する工程と、
該第一のレジストパターンと該遮光膜パターンとをマスクにして、該透明基板をエッチングする工程と、
該第一のレジストパターンを剥離する工程と、
ネガティブレジストを用いて第三のレジスト膜を被着し、第三のレジストパターンを形成する工程と、
該第三のレジストパターンをマスクにして該遮光膜パターンを選択的にドライエッチングする工程と、
第二のレジストパターンを剥離する工程と
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】
該透明基板が石英基板である
ことを特徴とする請求項１または２記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項４】
請求項１または２記載の位相シフトマスクの製造方法によって製造した位相シフトマスクを用いて製造する
ことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相シフトマスクの製造方法に関し、特に位相シフトマスクの機能を適用したレチクルマスクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の高集積化、大チップ化に伴い、マスク、特にレチクルマスクの製造に対しては微細で高精度な加工が必要になってきている。それに対応して、通常のリソグラフィの限界を超える手段の一つとして、位相シフトマスクがある。
【０００３】
位相シフトマスクの構成や製造方法にはいろいろな方式が提案されている。例えば、エッジ強調方式は、遮光膜パターンの周辺に位相シフタを配置した構成になっている。ここで位相シフタとは、露光した光が透過したときに位相が反転する透明膜で、パターンコントラストを向上させることができる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
ハーフトーン方式は、遮光膜自体に透光性を持たせ、しかも位相が反転する機能を持たせることによって、エッジ強調的な機能を持たせた方式である。エッジ強調方式よりも構成が簡単であり、実用になっている。
【０００５】
レベンソン方式は、繰り返しパターンの透光部に交互に位相シフタを配置し、位相シフタ配置部と未配置部との透過光同士の干渉によって分離解像度を向上させる方式である。現在の位相シフトマスクの方式の主流は、ハーフトーン方式とレベンソン方式である。
【０００６】
ところで、シフタ遮光あるいはシフタエッジ遮光と呼ばれる方式は、一般に、クロムレス方式あるいは透過型位相シフトマスクと呼ばれている。この方式は、透明基板上に位相シフタのみでパターンを形成し、位相シフタの位相反転効果のみによってウェーハ上にパターンを形成する方式である。特に、ロジックゲートなどの微細な線幅が要求される場合に用いられる（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
半導体装置を構成するデバイスパターンは、ますます複雑化してきており、エッジ強調方式とクロムレス方式が混載されたマスクの要求もでてきている。
【０００８】
図７は、従来のクロムレスマスクの製造方法（その１）、図８は、従来のクロムレスマスクの製造方法（その２）である。図７（Ａ）は、マスクブランクを示す。つまり、寸法安定性の高い石英基板１の上に、金属膜あるいは金属酸化物膜からなる遮光膜３を形成したものである。ここでは、遮光膜３には最も汎用的に金属クロム膜が用いられているので、遮光膜３＝クロムパターン３２と表記する。このクロムパターン３２の上に第一のレジスト膜２１を形成した構成になっている。
【０００９】
次いで、図７（Ｂ）において、電子線あるいはレーザ光によって第一のレジスト膜２１にパターンを描画し、現像を行って、第一のレジストパターン２１１を得る。
【００１０】
次いで、図７（Ｃ）において、第一のレジストパターン２１１をマスクにして、クロムパターン３２をドライエッチング法あるいはウエットエッチング法によるエッチングを行い第一のクロムパターン３２１を得る。近年では、パターンを高精度に作成するために、電子線による描画とドライエッチング法によるエッチングとが主流となっている。
【００１１】
次いで、図７（Ｄ）において、第一のクロムパターン３２１および第一のレジストパターン２１１をマスクにして、石英基板１をドライエッチング法によってエッチングを行う。このエッチングの程度は、ウェーハ露光を行う際の光の波長の位相が反転する深さである。こうして石英基板１に石英段差パターン１０を形成する。この石英段差パターン１０は位相シフタともいう。
【００１２】
次いで、図７（Ｅ）において、第一のレジストパターン２１１を除去する。
【００１３】
次いで、図８（Ｆ）において、第三のレジスト膜２３を形成する。
【００１４】
次いで、図８（Ｇ）において、次の工程における第三のレジスト膜２３の描画を電子線で行う場合には、チャージアップを防ぐために導電性膜４を形成する。レーザ光のビームによって描画を行う場合には、この導電性膜４は不要である。
【００１５】
次いで、図８（Ｈ）において、電子線によって第三のレジスト膜２３のオーバーレイ描画を行う。この描画は、クロムレス化するデバイスパターン部分以外に第三のレジスト膜２３が残るようにするもので、導電性膜４の除去および現像を行って第三のレジストパターン２３１を形成する。
【００１６】
次いで、図８（Ｉ）において、第三のレジストパターン２３１をマスクにして、第一のクロムパターン３２１をウエットエッチング法によってエッチングし、第二のクロムパターン３２２を得る。
【００１７】
最後に、図８（Ｊ）において、第三のレジストパターン２３１を除去し、クロムレスの透過形位相シフトマスク１０２が得られる。
【００１８】
ところで、近年、デバイスからの要求により、一つのマスクに通常の遮光膜パターンに加えて、クロムレス型およびエッジ強調型の位相シフトパターンを混載させる要求がでてきている。
【特許文献１】特開平８−２９７３５８号公報
【特許文献２】特許第３３０１５５７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
図９は、従来のエッジ強調型位相シフトパターンの一形成方法である。図９（Ａ）は、図８の従来のクロムレスマスクの製造方法（その２）における図８（Ｈ）の第一のクロムパターン３２１の一部を抜き出して拡大したもので、エッチングによって石英基板１に石英段差パターン１０が形成され、その上には第一のクロムパターン３２１が形成されている。
【００２０】
図９（Ｂ）において、図８（Ｆ）、（Ｇ）と同様の工程によってポジティブレジストを用いた第二のレジスト膜２２を形成したあと導電性膜４を形成する。
【００２１】
次いで、図９（Ｃ）において、電子線のよって第二のレジスト膜２２のオーバーレイ描画と導電性膜４の除去を行い、さらに現像を行って第二のレジストパターン２２１を得る。この第二のレジストパターン２２１は、エッジ強調型位相シフトマスクの構造を得るために第一のクロムパターン３２１の上に第一のクロムパターン３２１よりもパターン幅の細いパターンとなっている。
【００２２】
次いで、図９（Ｄ）において、第二のレジストパターン２２１をマスクにして第一のクロムパターン３２１の一部をウエットエッチングによって除去し、第二のクロムパターン３２２を得ると同時にエッジ強調型位相シフトマスク１０１を得る。
【００２３】
ところが、この形成方法では、ウエットエッチングを用いるので、第二のレジストパターン２２１に対して、第二のクロムパターン３２２のエッチングバイアスが大きい。そのため、第二のクロムパターン３２２の寸法制御性が良くない。
【００２４】
図１０は、従来のエッジ強調型位相シフトパターンの他の形成方法であり、第二のクロムパターン３２２の寸法精度を高めるために、ドライエッチングを用いたものである。
【００２５】
図１０（Ａ）は、図９（Ｃ）と同様の図で、電子線によって第二のレジスト膜２２のオーバーレイ描画と導電性膜４の除去を行い、さらに現像を行って第一のクロムパターン３２１の上に第二のレジストパターン２２１を得たものである。
【００２６】
次いで、図１０（Ｂ）は、第二のレジストパターン２２１をマスクにして第一のクロムパターン３２１をドライエッチングによってエッチングし、第二のクロムパターン３２２を精度よく形成することができる。
【００２７】
次いで、図１０（Ｃ）は、第二のレジストパターン２２１を除去したもので、石英基板１の段差からなる石英段差パターン１０を位相シフタとするエッジ強調型位相シフトマスク１０１が得られる。この石英段差パターン１０は、本来は、図７（Ｄ）の工程で形成したパターンそのものである。
【００２８】
ところが、石英基板１はドライエッチングによって損傷を受ける。そのために、図１０（Ｂ）に示した位相シフタとなる石英基板１の石英段差パターン１０は損傷を受けてしまう。そして、図７（Ｄ）の工程で形成したウェーハ露光波長で位相が反転するように精度よく形成された段差の深さが変動してしまう不具合を生じる。
【００２９】
つまり、エッジ強調型位相シフトマスクとクロムレスの透過形位相シフトマスクを混載した位相シフトマスクにおいては、位相差が変動してしまうという製造工程上で相容れない致命的な不具合が間々起こる。
【００３０】
図１１は、位相差の変動の説明図で、実際にどの程度の位相差の変動が起るかについて示したものである。
【００３１】
図１１（Ａ）において、段差寸法：Ｌ１は、図７（Ｄ）の工程で石英基板１に形成された本来の石英段差を示している。石英段差の形成をウエットエッチングによって行った場合には、図１１（Ｂ）に示したように損傷は起らないので、この段差寸法：Ｌ１がそのまま位相シフタの位相シフト量となる。
【００３２】
次いで、段差寸法：Ｌ２は、ドライエッチングによって損傷を受けた後のエッジ強調型位相シフタのシフト量を示す。
【００３３】
次いで、段差寸法：Ｌ３は、図１０に示したエッチングされた石英基板１が、第二のレジストパターン２２１でマスクされた部位と露出した部位がドライエッチングを行った際に受けた損傷によって生じた段差である。
【００３４】
次いで、段差寸法：Ｌ４は、図１０（Ａ）に示した第一のクロムパターン３２１の第二のレジストパターン２２１をマスクにして露出した部位が、ドライエッチングによって過不足なく除去された後にオーバエッチングされて損傷を受けて生じた段差である。ここで、オーバエッチングを行うことは、第一のクロムパターン３２１を高精度に形成するために必要な工程であり、省くことはできない。
【００３５】
なお、本マスクパターンの位相シフタ形成前の図１０（Ｃ）の第一のクロムパターン３２１に相当するパターンの全パターン面積のマスク全体の面積に対する割合は１３％であり、開口率でいえば８７％であった。そして、位相シフタ形成後の第一のクロムパターン３２１をドライエッチングによってエッチングする際のマスクとなる第二のレジストパターン２２１の開口率は７％であった。
【００３６】
エッチング条件は、９０ｎｍデバイス用マスクのクロムエッチング条件で最適化されたものを用いた。
【００３７】
・圧力：８ｍTorr
・電力：ＲＩＥ  ６５Ｗ／ＩＣＰ  ７５０Ｗ
・処理ガス：Ｃｌ２／Ｏ２／Ｈｅ＝４８／１５／２２ｓｃｃｍ
・オーバエッチング：１５０％
以上のドライエッチング条件下で試料を形成した。
【００３８】
図１１における段差寸法：Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３のそれぞれを、波長１９３ｎｍのＡｒＦレーザ光源による位相差測定装置で測定した結果は、段差寸法：Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４のそれぞれに対応する位相差：Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４とすると、
・段差寸法：Ｌ１による位相差：Ｐ１＝１８０．５°
・段差寸法：Ｌ２による位相差：Ｐ２＝１８３．２°
・段差寸法：Ｌ３による位相差：Ｐ３＝１７．３°
・段差寸法：Ｌ４による位相差：Ｐ４＝Ｐ３−（Ｐ２−Ｐ１）＝１４．６°となった。      
【００３９】
すなわち、図７（Ｄ）において、石英基板１のドライエッチングによって形成された石英段差パターン１０によって本来意図した段差寸法：Ｌ１による位相差が、図１０（Ｂ）の第二のクロムパターン３２２を形成するために行うドライエッチングによって変動してしまい、その位相差の変動量：ΔＰ＝Ｐ２−Ｐ１＝Ｐ３−Ｐ４＝２．７°となる。
【００４０】
この変動量：ΔＰは、図１０（Ａ）において、第一のクロムパターン３２１が図１０（Ｂ）のドライエッチングによって完全にエッチングされるまでの図１０（Ａ）のエッチングされた石英基板１が図１０（Ｂ）のクロムのエッチングの際に受ける損傷量に相当する。
【００４１】
つまり、第一のクロムパターン３２１が完全にエッチングされて石英基板１が露出したジャストエッチング以降のオーバエッチング時は、段差寸法：Ｌ３とＬ４が同じ量づつ損傷されるので、相対的な位相差として維持される。段差寸法：Ｌ３とＬ４のそれぞれに起因する位相差：Ｐ３とＰ４の最終値に差があるのはこのためである。
【００４２】
また、図７（Ｄ）に示した石英基板１のドライエッチングの際に起るプロセスのばらつきによる誤差も考慮すると、ここで述べた位相差の変動量では、今後のデバイスが要求する位相シフトマスクの位相差精度を満たしたマスクを安定に供給できない。
【００４３】
従って、第一のクロムパターン３２１のジャストエッチング時の石英基板１との損傷を可能な限り低減する必要がある。
【００４４】
さらに、実際のオーバエッチング量を上記の位相差から計算すると５４０％となり、第一のクロムパターン３２１のドライエッチング時のジャストエッチング時間が、通常のクロム遮光マスクに比べて短くなる不具合が発生する。
【００４５】
例えば、上記のエッチング条件下で、通常のクロム遮光マスク製造工程でクロムパターンを形成する際のドライエッチング時のマスクとなるレジストの開口率が、本マスクの第一のクロムパターン３２１をエッチングする際の第二のレジストパターン２２１の開口率と同程度のものでは、オーバエッチングでの石英基板１の損傷量はＡｒＦレーザ波長の位相差で４．５°程度である。ところが、本マスクにおいては、１４．６°もあり、本マスクのような高開口率のマスク上のクロムパターンを低開口率なレジストパターンをマスクにしてドライエッチングによるエッチングを行った場合には、ジャストエッチングが大きくずれてしまう不具合があった。
【００４６】
そこで、本発明では、位相シフタとして石英基板を彫り込んだクロムレスマスクやエッジ強調型位相シフトマスクが混在した位相シフトマスクにおいて、クロムの遮光膜のエッチングの際に起る石英基板の損傷を低減した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ている。
【課題を解決するための手段】
【００４７】
上で述べた課題は、請求項１において、透明基板上に、遮光膜パターンと、光位相反転効果を有する透過型位相シフトパターンと、該遮光パターンの周囲に光位相反転効果を有する位相シフタが配置されたエッジ強調型位相シフトパターンとを含む位相シフトマスクの製造方法であって、透明基板上に遮光膜を形成する工程と、該遮光膜上に第一のレジスト膜を被着して第一のレジストパターンを形成する工程と、該第一のレジストパターンをマスクにして該遮光膜をエッチングして遮光膜パターンを形成する工程と、該第一のレジストパターンと該遮光膜パターンとをマスクにして、該透明基板をエッチングする工程と、該第一のレジストパターンを剥離する工程と、ポジティブレジストを用いて第二のレジスト膜を被着し、マスク全体の面積に対する被覆率が７０％を超えない第二のレジストパターンとダミーパターンとを形成する工程と、該第二のレジストパターンをマスクにして該遮光膜パターンを選択的にドライエッチングする工程と、該第二のレジストパターンとダミーパターンとを剥離する工程とを含むように構成された位相シフトマスクの製造方法によって解決される。
【００４８】
つまり、第一のレジストパターンと遮光膜パターンとをマスクにして石英基板をエッチングして透過型位相シフトパターンを形成した後に、第二のレジストパターンをポジティブレジストで形成するようにしている。合わせて、マスク被覆率が７０％を超えないようにダミーパターンも形成するようにしている。
【００４９】
そうすると、遮光膜パターンをドライエッチングしてエッジ強調型位相シフトパターンを形成するに際して、露出している石英基板がドライエッチングによって受ける損傷を抑えることができる。その結果、位相シフタの変動量を小さくすることができる。
【００５０】
次いで、請求項２において、透明基板上に、遮光パターンと、光位相反転効果を有する透過型位相シフトパターンと、該遮光パターンの周囲に光位相反転効果を有する位相シフタが配置されたエッジ強調型位相シフトパターンとを含む位相シフトマスクの製造方法であって、透明基板上に遮光膜を形成する工程と、該遮光膜上に第一のレジスト膜を形成して第一のレジストパターンを形成する工程と、該第一のレジストパターンをマスクにして該遮光膜をエッチングして遮光膜パターンを形成する工程と、該第一のレジストパターンと該遮光膜パターンとをマスクにして、該透明基板をエッチングする工程と、該第一のレジストパターンを剥離する工程と、ネガティブレジストを用いて第三のレジスト膜を被着し、第三のレジストパターンを形成する工程と、該第三のレジストパターンをマスクにして該遮光膜パターンを選択的にドライエッチングする工程と、該第二のレジストパターンを剥離する工程とを含むように構成された位相シフトマスクの製造方法によって解決される。
【００５１】
つまり、第三のレジストパターンをネガティブレジストによって遮光膜パターンの領域に限定して設けるようにしている。そうすると、第三のレジストパターンによって被覆されるマスク被覆率が最小限にできるので、エッジ強調型位相シフトマスクを形成するために行う遮光膜のドライエッチングに起因する透明基板の損傷を抑えることができる。
【００５２】
次いで、請求項３において、該透明基板が石英基板であり、該遮光膜がクロムからなるように構成された請求項１または３記載の位相シフトマスクの製造方法によって解決される。
【００５３】
つまり、位相シフトマスクはレチクルマスクとしても用いられるので、透明基板は光や熱に対する諸元が優れている必要がある。従って、石英基板を用いる。また、遮光膜には諸元が優れ、遮光性に優れたスパッタリングや蒸着などによって被着されたクロム膜を設ける。
【００５４】
次いで、請求項４において、請求項１または３記載の位相シフトマスクの製造方法によって製造した位相シフトマスクを用いて製造するように構成された半導体装置によって解決される。
【発明の効果】
【００５５】
本発明によれば、透明基板上に、遮光パターンと、透過型位相シフトパターンと、エッジ強調型位相シフトパターンとをが混在した位相シフトマスクの製造に際して、エッジ強調型位相シフトパターンを形成する際に行うドライエッチングに起因する石英基板の損傷を抑えることができる。
【００５６】
従って、特に、位相シフトマスクをレチクルマスクとして用いた半導体装置の製造工程における効率向上に大いに効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
クロムからなる遮光膜をエッチングしてエッジ強調型位相シフトマスクを形成する際にマスキングするポジティブレジストで、被覆率が７０％を超えないようにダミーマスクを形成してからドライエッチングを行うと、クロムレスの透過型位相シフトマスクや通常の遮光マスクなどを高精度に混在させることができる。
〔実施例１〕
図１は第一の実施例の一パターンの説明図、図２は第一の実施例の他のパターンの説明図、図３はダミーパターンの一例の説明図、図４はダミーパターンの他の例の説明図である。                                                                                  
【００５８】
図１において、図１によって形成される位相シフトマスク１００は、エッジ強調型位相シフトマスク１０１とクロムレスの透過形位相シフトマスク１０２とが混在している構成で、図１（Ａ）に示した工程は、図７（Ａ）〜（Ｅ）に示した従来の位相シフトマスク製造工程の前段の工程を経たものである。
【００５９】
つまり、図１（Ａ）は石英基板１をウェーハ露出波長で位相が反転する深さまで彫り込んだ後、ポジティブレジストからなる第二のレジスト膜２２を被着し、次いで、第二のレジスト膜２２に導電性膜４を被着した構成を示す。彫り込まれていない石英基板１の表面には遮光膜３であるクロムパターン３２が被着されている。導電性膜４は電子線描画の際に第二のレジスト膜２２の表面がチャージアップすることを防ぐために設けている。
【００６０】
次いで、図示してない電子線によるオーバレイ描画を行い、クロムパターン３２でエッジ強調型位相シフト機能を構成したい部分に第二のレジストパターン２２１が残るようにする。また、図７（Ｄ）の工程でエッチングされた石英基板１の上には、複数のダミーパターン２２２が残るように描画する。
【００６１】
次いで、第二のレジストパターン２２１とダミーパターン２２２とをマスクにしてドライエッチングを行い、第二のレジストパターン２２１とダミーパターン２２２とを除去すれば、図１（Ｃ）に示したように、エッジ強調型位相シフトマスク１０１と透過形位相シフトマスク１０２とが混在した位相シフトマスク１００が得られる。
【００６２】
図２において、図２によって形成される位相シフトマスク１００は、透過形位相シフトマスク１０２とクロムレスのエッジ強調型位相シフトマスク１０１と通常の遮光マスク１０３との３種類のマスクが混在している構成で、図２（Ａ）に示した工程は、図７（Ａ）〜（Ｅ）に示した従来の位相シフトマスク製造工程を経たものである。
【００６３】
つまり、図２（Ａ）は、石英基板１をウェーハ露出波長で位相が反転する深さまで彫り込んだ後、ポジティブレジストからなる第二のレジスト膜２２を被着し、次いで、第二のレジスト膜２２に導電性膜４を被着した構成を示す。彫り込まれていない石英基板１の表面には遮光膜３であるクロムパターン３２が被着されている。導電性膜４は、図１と同様に、電子線描画の際に第二のレジスト膜２２の表面がチャージアップすることを防ぐために設けるものである。
【００６４】
次いで、図示してない電子線によるオーバレイ描画を行い、クロムパターン３２でエッジ強調型位相シフト機能を構成したい部位には第二のレジストパターン２２１を残す。また、クロムレスの透過形位相シフトマスクを構成したい部位では第二のレジストパターン２２１を除去してクロムパターン３２を露出させる。さらに、通常の遮光マスクにしたい部位はクロムパターン３２を第二のレジストパターン２２１によって完全に被覆するようにする。また、図７（Ｄ）の工程でエッチングされた石英基板１の上には、複数のダミーパターン２２２が残るように描画する。
【００６５】
次いで、第二のレジストパターン２２１とダミーパターン２２２とをマスクにしてドライエッチングを行う。その後、第二のレジストパターン２２１とダミーパターン２２２とを除去すれば、図２（Ｃ）に示したように、エッジ強調型位相シフトマスク１０１と透過形位相シフトマスク１０２と遮光マスク１０３との３種類のマスクが混在した位相シフトマスク１００が得られる。
【００６６】
図３において、石英基板１の上にクロムパターン３２が設けられており、エッジ強調型位相シフトマスク１０１を構成する部位には、中央部分に第二のレジストパターン２２１を設け、クロムレスの透過形位相シフトマスク１０２を構成する部位では、クロムパターン３２が露出している。そして、石英基板１のエッチングによって彫り込まれた部位には、第二のレジスト膜２２によってダミーパターン２２２を構成する。ここでは、第二のレジスト膜２２を、例えば、３μｍ×３μｍの正方形が抜けた構成にして、ダミーパターン２２２としている。
【００６７】
図４において、図３と同様に、石英基板１の上にクロムパターン３２が設けられており、エッジ強調型位相シフトマスク１０１を構成する部位には、中央部分に第二のレジストパターン２２１を設け、クロムレスの透過形位相シフトマスク１０２を構成する部位では、クロムパターン３２が露出している。そして、石英基板１のエッチングによって彫り込まれた部位には、第二のレジスト膜２２によってダミーパターン２２２を構成する。ここでは、第二のレジスト膜２２を、例えば、３μｍ×３μｍの正方形を格子状に並べた構成にしてダミーパターン２２２としている。
【００６８】
ダミーパターン２２２は、レジスト膜、ここでは第二のレジスト膜２２のマスクに対する被覆率、あるいはマスクの開口率を示すもので、被覆面積が把握できれば、形状や寸法精度を厳密に抑える必要はなく、開口率で少なくとも３０％が望ましい。
〔実施例２〕
図５は第二の実施例の一パターンの説明図、図６は第二の実施例の他のパターンの説明図である。
【００６９】
図５において、図５によって形成される位相シフトマスク１００は、エッジ強調型位相シフトマスク１０１とクロムレスの透過形位相シフトマスク１０２とが混在している構成で、図５（Ａ）に示した工程は、図７（Ａ）〜（Ｅ）に示した従来の位相シフトマスク製造工程の前段の工程を経たものである。
【００７０】
つまり、図５（Ａ）は、石英基板１をウェーハ露出波長で位相が反転する深さまで彫り込んだ後、ネガティブレジストからなる第三のレジスト膜２３を被着し、次いで、第三のレジスト膜２３に導電性膜４を被着した構成を示す。導電性膜４は電子線描画の際に第三のレジスト膜２３の表面がチャージアップすることを防ぐために設けている。
【００７１】
図５（Ｂ）は、電子線描画によってクロムパターン３２の上に、エッジ強調型に形成したい部分のみに第三のレジストパターン２３１が残るように描画を行い、次いで導電性膜を除去して現像処理を行ったものである。
【００７２】
次いで、クロムパターン３２をドライエッチングした後、第三のレジストパターン２３１を除去すると、図５（Ｃ）に示したように、エッジ強調型位相シフトマスク１０１とクロムレスの透過形位相シフトマスク１０２とが混在した位相シフトマスク１００が得られる。
【００７３】
図６において、図６で構成される位相シフトマスク１００は、エッジ強調型位相シフトマスク１０１とクロムレスの透過形位相シフトマスク１０２と通常の遮光マスク１０３との３種類のマスクが混在している構成である。また、図６（Ａ）に示した工程は、図７（Ａ）〜（Ｅ）に示した従来の位相シフトマスク製造工程の前段の工程を経たものである。
【００７４】
つまり、図６（Ａ）は石英基板１をウェーハ露光波長で位相が反転する深さまで彫り込んだ後、ネガティブレジストからなる第三のレジスト膜２３を被着し、次いで、第三のレジスト膜２３に導電性膜４を被着した構成を示す。彫り込まれていない石英基板１の表面には遮光膜３であるクロムパターン３２が被着されている。導電性膜４は、電子線描画の際に第三のレジスト膜２３の表面がチャージアップすることを防ぐために設けるものである。
【００７５】
次いで、図示してない電子線によるオーバレイ描画を行い、クロムパターン３２でエッジ強調型位相シフトマスクを構成したい部位には第三のレジストパターン２３１を残す。また、通常の遮光マスクを構成したい部位は第三のレジストパターン２３１によって完全に被覆する。さらに、クロムレスの透過形位相シフトマスクを構成したい部分では第三のレジストパターン２３１が完全に除去してクロムパターン３２を露出させる。
【００７６】
次いで、第三のレジストパターン２３１をマスクにしてドライエッチングを行う。その後、第三のレジストパターン２３１を除去すれば、図６（Ｃ）に示したように、エッジ強調型位相シフトマスク１０１と透過形位相シフトマスク１０２と遮光マスク１０３との３種類のマスクが混在した位相シフトマスク１００が得られる。
【００７７】
ところで、〔実施例２〕において、位相シフトマスクを構成するに際して、位相シフタとして石英基板に段差を設けた後、クロム膜をドライエッチングしてエッジ強調型位相シフタを形成する際に、マスクとなるレジストパターンのマスク全体の開口率を可能な限り大きくすれば、石英基板のドライエッチングによる損傷を低減することができる。この事実を証明する実験結果を以下に示す。
【００７８】
すなわち、クロム基板上にシフタ材としてＳＯＧ膜を形成した試料を用意し、開口率：１００％、すなわちＳＧＯ膜上にレジストを塗布しない試料と、ＳＧＯ膜上にレジスト膜を形成し、微小な開口パターンを数十箇所形成した開口率：０．０１％の試料との二つの試料を用いた。
【００７９】
クロムエッチング時の開口率に対する損傷量の比較を行うために、石英基板とＳＯＧ膜とではドライエッチングレートに若干の相違があることを承知の上で、２種類の試料をクロムのドライエッチング処理条件でドライエッチング処理を行った。
【００８０】
その結果、９０ｎｍデバイス用マスクのクロムエッチング条件で最適化されたものを使用した場合におけるＳＯＧ膜の膜厚減少量は、
・開口率：１００％で１．７ｎｍ（ＡｒＦ波長の位相差に換算して１．８°の損傷）
・開口率：０．０１％で１４ｎｍ（ＡｒＦ波長の位相差に換算して１４．７°の損傷）
となり、開口率：１００％と開口率：０．０１％とでは、膜厚減少量に約８倍もの差がでた。
【００８１】
すなわち、シフタ材としてＳＯＧ膜を使用した場合には、図１１（Ａ）に示した段差寸法：Ｌ３によるＰ３＝１７．３°に相当する損傷量が開口率：０．０１％ではＡｒＦ波長で１４．７°分であるが、開口率：１００％では１．８°分となり、約１／８に低減されたことになる。
【００８２】
さらに、〔実施例１〕において、位相シフトマスクを構成するに際して、位相シフタとして石英基板に段差を設けた後、クロム膜をドライエッチングしてエッジ強調型位相シフタを形成する際に、マスクとなるレジストパターンのマスク全体の開口率を可能な限り大きくすれば、石英基板のドライエッチングによる損傷を低減することができる。
【００８３】
つまり、既述が前後するが、クロム膜をエッチングするためにマスキングする第二のレジスト膜にポジティブレジストを用いた場合には、図５（Ｃ）のようにエッチングされた石英基板の上に被着したレジスト膜に図３や図４に示した開口パターン群を形成したダミーパターンを配設すれば、マスク全体の開口率を上げることができる。
【００８４】
また、ポジティブレジストを用いた場合でも、図５（Ｂ）に示したレジストパターンは形成できる。しかし、電子線の被り量が大きくなるためにエッジ強調部のレジストパターンの精度が悪化してしまい実用的ではない。
【００８５】
実施例１あるいは実施例２によって製造したクロムレスの透過型位相シフタとエッジ強調型位相シフタと通常の遮光マスクとの３種類のマスクが混在している構成からなる位相シフトマスクは、レチクルマスクとして半導体装置の製造プロセスにおいて用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明の位相シフトマスクの製造方法によれば、クロムレスの透過型位相シフタとエッジ強調型位相シフタと通常の遮光マスクとの３種類のマスクを高精度、高品質に混在させて製造することができる。従って、特に半導体装置の製造工程の効率化に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】第一の実施例の一パターンの説明図である。
【図２】第一の実施例の他のパターンの説明図である。
【図３】ダミーパターンの一例の説明図である。
【図４】ダミーパターンの他の例の説明図である。
【図５】第二の実施例の一パターンの説明図である。
【図６】第二の実施例の他のパターンの説明図である。
【図７】従来のクロムレスマスクの製造方法（その１）である。
【図８】従来のクロムレスマスクの製造方法（その２）である。
【図９】従来のエッジ強調型位相シフトパターンの一形成方法である。
【図１０】従来のエッジ強調型位相シフトパターンの他の形成方法である。
【図１１】位相差の変動の説明図である。
【符号の説明】
【００８８】
１  石英基板
２１  第一のレジスト膜                ２２  第二のレジスト膜
２３  第三のレジスト膜
２１１  第一のレジストパターン        ２２１  第二のレジストパターン
２２２  ダミーパターン                ２３１  第三のレジストパターン
３  遮光膜（クロム膜）
３１  遮光膜パターン                  ３２  クロムパターン
４  導電性膜
１００  位相シフトマスク              １０１  エッジ強調型位相シフトマスク
１０２  透過形位相シフトマスク        １０３  遮光マスク
【図１】
2006053342.tif 000003
【図２】
2006053342.tif 000004
【図３】
2006053342.tif 000005
【図４】
2006053342.tif 000006
【図５】
2006053342.tif 000007
【図６】
2006053342.tif 000008
【図７】
2006053342.tif 000009
【図８】
2006053342.tif 000010
【図９】
2006053342.tif 000011
【図１０】
2006053342.tif 000012
【図１１】
2006053342.tif 000013