(57)【要約】【課題】設計どおりの位相シフトパターンが形成され、パターンの脱落による欠陥発生の機会を増やさないこと。【解決手段】透明基板（１１）上の遮光膜（１３）をパターニングし、非位相シフト透光部（１５）と遮光部（１４）とを形成するとともに、位相シフト透光部（１７）の領域内において、当該領域より小さい遮光膜（１３）を有する暫定パターン（２３ａ）を形成する。次に、透明基板（１１）上に、位相シフト透光部（１７）の領域内に、遮光部（１４）の領域に残存する遮光膜（１３）上のレジスト高さより、レジスト高さが低い部分（２５ａ）をもつ、第２レジストパターン（２５）を形成する。第２レジストパターン（２５）をマスクとして、暫定パターン（２３ａ）をエッチングにより除去し、透明基板（１１）の表面を一部露出させ、更にウェットエッチングを施して位相シフト透光部（１７）を形成する。【選択図】図７
2015143816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に、遮光部と、非位相シフト透光部と、位相シフト透光部とを含む転写用パターンを備えた、フォトマスクの製造方法において、
前記透明基板上に形成した遮光膜をパターニングし、前記遮光膜が除去された前記非位相シフト透光部と、前記遮光膜が残存する遮光部とを形成するとともに、前記位相シフト透光部の領域内において、前記位相シフト透光部の領域より小さい前記遮光膜を有する暫定パターンを形成する、遮光膜パターニング工程と、
前記遮光膜のパターニングがなされた前記透明基板上に、レジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜に対して描画と現像を行うことにより、前記位相シフト透光部の領域内に、前記遮光部の領域に残存する前記遮光膜上のレジスト高さより、レジスト高さが低い部分をもつ、レジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターン、又は、前記レジストパターンの少なくとも一部分の厚みを低減させて形成した減膜レジストパターンをマスクとして、前記暫定パターンをエッチングにより除去し、前記透明基板の表面を一部露出させる、基板露出工程と、
前記透明基板の露出した部分に対して、ウェットエッチングを施すことにより前記位相シフト透光部を形成する、基板エッチング工程と
を有することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項２】
前記レジストパターンを形成する工程において、前記位相シフト透光部の領域内において、前記レジスト膜を不完全に感光させるエネルギー量によって描画を行うことにより、前記遮光部の領域に残存する前記遮光膜上のレジスト高さより、レジスト高さが低い部分をもつ、前記レジストパターンを形成することを特徴とする請求項１記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項３】
前記レジストパターンを形成する工程において、前記位相シフト透光部の領域内において、前記位相シフト透光部の領域より小さく、前記暫定パターンの領域を含んでそれより大きい領域の前記レジスト膜に対して、前記レジスト膜を不完全に感光させるエネルギー量による描画を行うことを特徴とする請求項２記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項４】
前記レジストパターンの少なくとも一部分の厚みを低減させて前記減膜レジストパターンを形成するために、アッシングを適用することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項５】
前記基板エッチング工程においては、ウェットエッチングのみを適用することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項６】
前記フォトマスクは、ｉ線又はそれより長波長の露光光により露光するものであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項７】
前記透明基板は、透明基材と、前記透明基材上に形成された透過調整膜からなることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項８】
透明基板上に、遮光部と、非位相シフト透光部と、位相シフト透光部とを含む転写用パターンを備えた、表示装置製造用のフォトマスクであって、
前記遮光部は、前記透明基板上に遮光膜が形成されてなり、
前記非位相シフト透光部は、前記透明基板の表面が露出してなり、
前記位相シフト透光部は、前記透明基板の表面に、深さＤ（μｍ）の凹部が形成されてなり、
対向する２つの方向から前記遮光部に挟まれた、前記位相シフト透光部は、前記遮光部のそれぞれとの隣接部において、前記凹部の外縁が、前記遮光部の領域外縁又は前記遮光部の領域内に位置し、前記凹部の外縁と前記遮光部の外縁との距離を、それぞれアンダーカット量Ａ１、Ａ２とするとき、
０≦Ａ１＜Ｄ
０≦Ａ２＜Ｄ
｜Ａ１−Ａ２｜≦０．０１
であるとともに、
前記転写用パターンは、ウェットエッチングのみによって、パターニングされたものであることを特徴とするフォトマスク。
【請求項９】
前記転写用パターンは、ラインアンドスペースパターンを含むことを特徴とする請求項８記載のフォトマスク。
【請求項１０】
前記透明基板は、透明基材と、前記透明基材上に形成された透過調整膜からなることを特徴とする請求項８又は請求項９記載のフォトマスク。
【請求項１１】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の製造方法により製造されたフォトマスク、又は、請求項８から請求項１０のいずれかに記載のフォトマスクを用い、ｉ線又はそれより長波長の光源をもつ露光機によって、前記転写用パターンを被転写体上に転写する工程を有することを特徴とするパターン転写方法。
【請求項１２】
請求項１１記載のパターン転写方法を適用することを特徴とする表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトマスクの製造方法、フォトマスク及びパターン転写方法に関し、例えば、大規模集積回路（ＬＳＩ）や、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）製造用の、微細な転写用パターンを、投影露光装置により転写する際に用いられる位相シフトマスクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、大規模集積回路（ＬＳＩ）における回路の高集積化、これに伴う回路パターンの微細化に対応し、フォトリソグラフィ工程を用いつつ、超解像技術として、位相シフトマスクの使用が提案され実用されてきた。
【０００３】
特許文献１には、ドライエッチング法を用いて加工した後、等方性ウェットエッチングすることにより、オーバーハング形状を形成する、位相シフトマスクの製造方法が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、等方性エッチング処理（ウェットエッチング）によって位相シフト透光部を形成することによるオルタネイティング型位相シフトマスクの製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３３３３１６号公報
【特許文献２】特開２００７−２１９１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
位相シフトマスクのひとつであり、特に、超解像効果が高いものとしてオルタネイティング型と言われるタイプの位相シフトマスクがある。これは、透明基板上にクロム等の金属膜等からなる遮光部と、露光光を透過する透光部とを有し、例えばラインアンドスペースパターンのように、これらが一定のピッチで、繰返し配列し、遮光部の両側に位置する透光部を透過する透過光の位相が互いに略１８０度ずれるように構成されている。この位相のずれにより、回折光の干渉による解像度の低下が防止され、解像度の向上を図ることができる。
【０００７】
このような位相シフトマスクにおいては、遮光部の両側に位置する透光部において、波長λの透過光に対して、〔λ（２ｍ−１）／２〕（ｍは、自然数）の光路長差を生じさせることで、それぞれの透光部を透過する透過光の間に１８０度の位相差を生じさせている。このような光路長差を生じさせるためには、遮光部の両側に配置された透光部における透明基板の厚さの差ｄを、透明基板の屈折率をｎとしたとき、〔ｄ＝λ（２ｍ−１）／２（ｎ−１）〕が成立するよう設定すればよい。例えば、一方の透光部は透明基板の表面が露出した状態とし、他方の透光部において透明基板を掘り込むことにより厚さを減らす。すなわち、透明基板が深さｄ（＝λ（２ｍ−１）／２（ｎ−１））だけエッチング処理される。
【０００８】
又は、透明基板の表面に形成された透過調整膜によって、遮光部の両側に配置された透光部における、該透過調整膜の厚さの差ｄ１を、透過調整膜の屈折率をｎ１としたとき、〔ｄ１＝λ（２ｍ−１）／２（ｎ１−１））〕が成立するように設定すれば良い。但し、この点については、後述する。
【０００９】
透明基板を掘り込むことにより位相シフト透光部を形成したオルタネイティング型位相シフトマスクにおいては、掘り込み部の側壁において生じる光の反射等の影響で、掘り込み部を透過する光量が非掘り込み部を透過する光量に対して低下し、掘り込み部と非掘り込み部とで、基板上に転写したパターン寸法が異なってしまうという問題がある。
【００１０】
この問題を解決する手段として、例えば、特許文献１には、ドライエッチング処理とウェットエッチング処理とを組み合わせて掘り込みを行うことにより、遮光パターンをなす遮光膜のエッジが掘り込み部に対して迫り出したオーバーハング形状とする製造方法が記載されている。
【００１１】
図１を参照して、特許文献１記載の製造法について説明する。この製造方法においては、まず、図１中の（ａ）に示すように、透明基板１０１の表面に形成された遮光膜１０２上に第１レジスト膜１０３を塗布する。
【００１２】
そして、図１中の（ｂ）に示すように、第１レジスト膜１０３に第１描画（露光）し、現像して第１レジストパターン１０４を形成する。
【００１３】
次いで、図１中の（ｃ）に示すとおり、遮光膜１０２に第１エッチング処理を施して、遮光パターン１０５を形成する。ここで、遮光部が画定する。
【００１４】
次に、図１中の（ｄ）に示すように、第１レジストパターン１０４を除去して、図１中の（ｅ）に示すように、再び、第２レジスト膜１０６を塗布する。
【００１５】
そして、図１中の（ｆ）に示すように、第２レジスト膜１０６に第２描画し、現像して第２レジストパターン１０７を形成して、図１中の（ｇ）に示すように、透明基板１０１に異方性エッチング処理（ドライエッチング処理）を施すことにより、掘り込み部１０８を形成する。
【００１６】
更に、図１中の（ｈ）に示すように、透明基板１０１に等方性エッチング処理（ウェットエッチング処理）を施して、オーバーハング形状を形成する。そして、図１中の（ｉ）に示すように、レジストパターン１０７を除去し、位相シフトマスク１００が完成する。
【００１７】
但し、ドライエッチング処理とウェットエッチング処理とを組み合わせて遮光膜１０２のオーバーハング形状を形成することについては、２回の異なる性質のエッチング処理を組み合わせることから、工程が煩雑であり、また、欠陥の発生確率が高くなるという問題があった。
【００１８】
そこで、ウェットエッチングのみを適用して、上記特許文献１と同様のフォトマスクを製造する場合には、以下の課題が生じる。これを図２によって説明する。
【００１９】
上記同様、図２中の（ｆ）に示すように、第２レジストパターン１０７を形成した後、図１中の（ｇ）のドライエッチングを行わずに、図２中の（ｇ）に示すように、ウェットエッチングを施して、掘り込み部１０８を形成する。
【００２０】
上記のとおり、ウェットエッチングは等方性エッチングの性質をもち、必要な掘り込み深さを得る際には、同一の量のサイドエッチング（透明基板の壁面から、基板表面と平行な方向へのエッチング）が進行する。このため、遮光部の下に、透明基板のアンダーカットが相当量生じてしまう。
【００２１】
ここで、必要な透明基板の掘り込み深さは、フォトマスクの露光に使用する光の波長によって変化する。例えば、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）を露光光として用いる場合、これを反転させる位相シフト量を得るには、掘り込み深さは１７０ｎｍ程度となり、同時に、遮光膜の下にも１７０ｎｍの幅でアンダーカットが形成される（透明基板の材料である石英の屈折率ｎ＝１．５６）。ところが、露光光として、より波長の長いｉ線を用いる場合には、必要な掘り込み深さとともに、このアンダーカットの寸法も３８０ｎｍにもなる。すなわち、透明基板によって支持されていない状態の遮光膜が、３８０ｎｍの寸法で生じてしまう。この遮光膜端部は、脱落しやすく、脱落すれば、この部分のパターン精度が劣化するのみでなく、脱落した遮光膜が、フォトマスク上の他の部分に付着して、黒欠陥を引き起こすリスクも高まる。
【００２２】
図２の（ｉ）に、遮光膜１０２が脱落した状態を示す。掘り込み部１０８の上側に張り出した遮光膜１０２が全体的に剥離又は一部が断裂して、脱落する。
【００２３】
そこで、本発明者は、特許文献２の方法を提案した。これは、透光部よりも小さい開口部を有するレジストパターンをマスクとして、透明基板の等方性エッチングを行う方法であって、上記問題を解決することができる。すなわち、図３から明らかなとおり、図３中の（ｆ）の工程において、第２描画を行う際、掘り込みを行う位相シフト透光部１０９に対して、透光部１０９の寸法よりも小さな寸法の描画データを用いることにより、図３中の（ｇ）に示すとおり、位相シフト透光部１０９より小さな開口を有する第２レジストパターン１０７を形成することができる。これをマスクとして透明基板１０１のウェットエッチングを施せば、図３中の（ｈ）に示すとおり、アンダーカットの量を小さくすることができる。
【００２４】
ところで、現在、液晶表示装置には、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式やＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式などが採用されている。これらの採用により、明るく、かつ省電力であるとともに、高精細、高速表示、広視野角といった表示性能の向上が望まれている。
【００２５】
例えば、これらの方式を適用した液晶表示装置において、画素電極に、一定のピッチのラインアンドスペースパターン状に形成した透明導電膜が適用され、表示装置の表示性能を高めるためには、こうしたパターンの益々の微細化が要望されている。例えば、ラインアンドスペースパターンのピッチ幅Ｐ（ライン幅Ｌとスペース幅Ｓの合計）を、６μｍから５μｍへ、更に５μｍから４μｍへと狭くすることが望まれている。この場合、ライン幅Ｌ、スペース幅Ｓは、少なくともいずれかが３μｍ未満となる場合が多い。例えば、Ｌ＜３μｍ又はＬ≦２μｍ、或いは、Ｓ＜３μｍ又はＳ≦２μｍとなる場合が少なくない。
【００２６】
上記事情を考慮し、位相シフトマスクによる、解像性向上や有利な焦点深度という優れた特性は、ＬＳＩ製造技術のみではなく、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置に代表されるＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ、表示装置デバイス）の領域においても、有用であることとなる。
【００２７】
この意味では、上記特許文献２の方法は非常に有用であるともいえる。第１に、表示装置用フォトマスクは、一般に一辺が３００ｍｍ以上の方形であり、ＬＳＩ製造用のそれと比較してサイズが大きい。その上、各種各様のサイズ種類が存在する。このため、パターニングにおいては、ドライエッチングよりウェットエッチングが有利である。ドライエッチングには、大型真空装置の適用は、工程的にもコスト的にも負担となる。従って、ウェットエッチングのみで、所望の位相シフト効果をもつ転写用パターンが形成できることには意義が大きい。
【００２８】
第２に、表示装置用フォトマスクの露光に用いられる露光装置（ＬＣＤ用プロジェクション露光装置として知られるもの）は、ｉ線〜ｇ線（３６５〜４３６ｎｍ）の範囲であるから、この波長に対して位相が反転するために必要な掘り込み深さは、３８０ｎｍ以上となる。従って、図２に示す方法でウェットエッチングのみを適用して、位相シフト透光部となる部分の透明基板１０１を掘り込むことを考えると、この寸法分のアンダーカットが生じてしまう。これに対し、特許文献２の方法（図３）によれば、透明基板の掘り込み量と、サイドエッチング量とをそれぞれ独立に設計でき、形成できることから、深すぎるオーバーハングとなってしまうことは避けられ、遮光膜脱落のリスクは軽減された。
【００２９】
但し、特許文献２の方法（図３）によって、上記課題が解消するとともに、新たな課題が生じ得ることに、本発明者は着目した。
【００３０】
図１〜図３に示す方法に共通な点として、マスクの製造には、２回の描画工程（第１、第２描画）が必要となる。従って、この２回の描画のアライメントが精度よく行われないと、遮光パターン１０５と後段で行われる掘り込みの位置ずれが発生する。この様子を図４に示す。
【００３１】
図４中の（ｇ）に示すように、遮光パターン１０５と掘り込みの位置ずれが生じると、図４中の（ｈ）に示すように、透明基板１０１に支持されない状態の遮光膜１０２の寸法が大きくなり、この部分の遮光膜１０２が脱落しやすい。更に、位相シフト透光部１０９が、光学的に非対称となるため、得ようとするパターンが精緻に転写されない。
【００３２】
フォトマスクの描画には、レーザーを用いるものや、電子ビーム（ＥＢ）を用いるものが知られている。いずれにしても、２回の描画工程において、アライメントずれをゼロとすることは、現実には非常に困難である。一般に、表示装置製造用のマスク製造に用いられる大型描画機においては、主としてレーザーを描画光源とするものを用いる。こうした描画装置においては、生じるアライメントずれの量も、ＥＢ描画機より大きくなる。一回の描画工程中に生じる理想座標からのずれ成分が不可避に発生し、これが複数の描画による重ね合わせによって合成されるため、目標寸法に対して±０．１〜±０．３μｍ程度のずれが生じることは、完全には阻止できない。
【００３３】
もちろん、いずれの描画方式を適用しても、複数回の描画工程を経て製造されるフォトマスクにおいて、共通のアライメントマークなどを参照しながら行うことにより、極力ずれを排除する努力を行うことができる。しかしながら、アライメントずれを常に上記の数値以下とすることは容易ではない。このようなアライメントずれによる座標精度の劣化や線幅のばらつきは、微細線幅のパターンにおいては極めて深刻といえる。このため、上記のように、表示装置製造用フォトマスクにおける、微細線幅の適用は、大きな技術課題となっている。
【００３４】
従って、本発明は、こうした不都合を解消し、ＬＳＩ製造のみでなく、ＦＰＤ製造においても設計どおりの位相シフトパターンが形成されるとともに、パターンの脱落による欠陥発生の機会を増やさない、優れたフォトマスクの製造方法、フォトマスク及びパターン転写方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
本発明のフォトマスク製造方法は、透明基板上に、遮光部と、非位相シフト透光部と、位相シフト透光部とを含む転写用パターンを備えた、フォトマスクの製造方法において、前記透明基板上に形成した遮光膜をパターニングし、前記遮光膜が除去された前記非位相シフト透光部と、前記遮光膜が残存する遮光部とを形成するとともに、前記位相シフト透光部の領域内において、前記位相シフト透光部の領域より小さい前記遮光膜を有する暫定パターンを形成する、遮光膜パターニング工程と、前記遮光膜のパターニングがなされた前記透明基板上に、レジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜に対して描画と現像を行うことにより、前記位相シフト透光部の領域内に、前記遮光部の領域に残存する前記遮光膜上のレジスト高さより、レジスト高さが低い部分をもつ、レジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターン、又は、前記レジストパターンの少なくとも一部分の厚みを低減させて形成した減膜レジストパターンをマスクとして、前記暫定パターンをエッチングにより除去し、前記透明基板の表面を一部露出させる、基板露出工程と、前記透明基板の露出した部分に対して、ウェットエッチングを施すことにより前記位相シフト透光部を形成する、基板エッチング工程とを有することを特徴とする。
【００３６】
上記構成によれば、遮光膜パターニング工程で、位相シフト透光部の領域内において、位相シフト透光部の領域より小さい遮光膜を有する暫定パターンを形成するので、暫定パターンによって、２回の描画の位置ずれを吸収できるため、ＬＳＩ製造のみでなく、ＦＰＤ製造においても設計どおりの位相シフトパターンが形成されるとともに、パターンの脱落による欠陥発生の機会を増やさない、優れたフォトマスクを製造することができる。
【００３７】
本発明のフォトマスクの製造方法においては、前記レジストパターンを形成する工程において、前記位相シフト透光部の領域内において、前記レジスト膜を不完全に感光させるエネルギー量によって描画を行うことにより、前記遮光部の領域に残存する前記遮光膜上のレジスト高さより、レジスト高さが低い部分をもつ、前記レジストパターンを形成することが好ましい。
【００３８】
本発明のフォトマスクの製造方法においては、前記レジストパターンを形成する工程において、前記位相シフト透光部の領域内において、前記位相シフト透光部の領域より小さく、前記暫定パターンの領域を含んでそれより大きい領域の前記レジスト膜に対して、前記レジスト膜を不完全に感光させるエネルギー量による描画を行うことが好ましい。
【００３９】
本発明のフォトマスクの製造方法においては、前記レジストパターンの少なくとも一部分の厚みを低減させて前記減膜レジストパターンを形成するために、アッシングを適用することが好ましい。
【００４０】
本発明のフォトマスクの製造方法においては、前記基板エッチング工程においては、ウェットエッチングのみを適用することが好ましい。
【００４１】
本発明のフォトマスクの製造方法においては、前記フォトマスクは、ｉ線又はそれより長波長の露光光により露光するものであることが好ましい。
【００４２】
本発明のフォトマスクの製造方法においては、前記透明基板は、透明基材と、前記透明基材上に形成された透過調整膜からなることができる。
【００４３】
本発明のフォトマスクは、透明基板上に、遮光部と、非位相シフト透光部と、位相シフト透光部とを含む転写用パターンを備えた、表示装置製造用のフォトマスクであって、前記遮光部は、前記透明基板上に遮光膜が形成されてなり、前記非位相シフト透光部は、前記透明基板の表面が露出してなり、前記位相シフト透光部は、前記透明基板の表面に、深さＤ（μｍ）の凹部が形成されてなり、対向する２つの方向から前記遮光部に挟まれた、前記位相シフト透光部は、前記遮光部のそれぞれとの隣接部において、前記凹部の外縁が、前記遮光部の領域外縁又は前記遮光部の領域内に位置し、前記凹部の外縁と前記遮光部の外縁との距離を、それぞれアンダーカット量Ａ１、Ａ２とするとき、
０≦Ａ１＜Ｄ
０≦Ａ２＜Ｄ
｜Ａ１−Ａ２｜≦０．０１
であるとともに、前記転写用パターンは、ウェットエッチングのみによって、パターニングされたものであることを特徴とする。
【００４４】
上記構成によれば、アンダーカット量Ａ１、Ａ２及び位相シフト透光部の凹部の深さＤが、所定の関係を満たすため、フォトマスク製造過程で必要となる、２回の描画の位置ずれが、最終的な転写用パターンに影響を与えないため、位置ずれが実質的に生じていないので、ＬＳＩ製造のみでなく、ＦＰＤ製造においても設計どおりの位相シフトパターンが形成されるとともに、パターンの脱落による欠陥発生の機会を増やさないで、パターン転写を行うことができる。
【００４５】
上記のとおり、本発明のフォトマスクは、エッチングとしては、ウェットエッチングのみを適用して製造することができる。すなわち、本発明を構成する膜や、透明基板の被エッチング面（パターンの側面にあたる）は、すべてが、ウェットエッチングによる被エッチング面であることができる。
【００４６】
本発明のフォトマスクにおいては、前記転写用パターンは、ラインアンドスペースパターンを含むことが好ましい。
【００４７】
本発明のフォトマスクにおいては、前記透明基板は、透明基材と、前記透明基材上に形成された透過調整膜からなることができる。
【００４８】
本発明のパターン転写方法は、上記の本発明のフォトマスクの製造方法により製造されたフォトマスク、又は、上記の本発明のフォトマスクを用い、ｉ線又はそれより長波長の光源をもつ露光機によって、前記転写用パターンを被転写体上に転写する工程を有することを特徴とする。
【００４９】
本発明の表示装置の製造方法は、上記記載のパターン転写方法を適用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００５０】
本発明のフォトマスクの製造方法によれば、遮光膜パターニング工程で、位相シフト透光部の領域内において、位相シフト透光部の領域より小さい遮光膜を有する暫定パターンを形成するので、暫定パターンによって２回の描画の位置ずれを吸収できるため、ＬＳＩ製造のみでなく、ＦＰＤ製造においても設計どおりの位相シフトパターンが形成されるとともに、パターンの脱落による欠陥発生の機会を増やさない、優れたフォトマスクを製造することができる。
【００５１】
また、本発明のフォトマスクによれば、位相シフト透光部におけるアンダーカット量Ａ１、Ａ２及び位相シフト透光部の凹部の深さＤが、所定の関係を満たすため、フォトマスク製造過程で必要となる、２回の描画の位置ずれが、最終的な転写用パターンに影響を与えないため、位置ずれが実質的に生じていないので、ＬＳＩ製造のみでなく、ＦＰＤ製造においても設計どおりの位相シフトパターンが形成されるとともに、パターンの脱落による欠陥発生の機会を増やさないで、パターン転写を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】従来のフォトマスクの製造方法の各工程を示す工程図である。
【図２】従来のフォトマスクの製造方法の各工程を示す工程図である。
【図３】従来のフォトマスクの製造方法の各工程を示す工程図である。
【図４】従来のフォトマスクの製造方法の各工程を示す工程図である。
【図５】本実施の形態に係るフォトマスクを示す断面概略図である。
【図６】本実施の形態に係るフォトマスクを示す断面概略図である。
【図７】本実施の形態に係るフォトマスクの製造方法の各工程を示す工程図である。
【図８】本実施の形態に係るフォトマスクの製造方法における残膜低減工程を示す断面概略図である。
【図９】本実施の形態に係るフォトマスクの各部の寸法を説明するための断面概略図である。
【図１０】本実施の形態に係るフォトマスクの製造方法における第２レジストパターンのエッジ位置を示すための断面概略図である。
【図１１】本実施の形態に係るフォトマスクの製造方法の各工程を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
本発明のフォトマスクを、図５に例示する。このフォトマスク１０は、透明基材１１上に転写用パターン１２を備える。この転写用パターン１２は、透明基材１１上に遮光膜１３が形成されてなる遮光部１４と、透明基材１１の表面が露出した、非位相シフト透光部１５と、透明基材１１の表面がウェットエッチングされて形成された凹部１６をもつ、位相シフト透光部１７とをもつ。
【００５４】
本発明において、位相シフト透光部１７とは、非位相シフト透光部１５に対して、透過する露光光の位相差が略１８０度である部分をいう。
【００５５】
従って、図５に示すとおり、位相シフト透光部１７においては、所定の深さ（以下、掘り込み深さという）Ｄ（μｍ）で、透明基材１１が掘り込まれて、凹部１６を形成している。この掘り込み深さＤは、このフォトマスク１０を露光する際に使用する、露光光の波長、又は露光光に含まれる代表波長の位相を、略１８０度シフトする量とすることができる。例えば、ｉ線、ｈ線、ｇ線を含む波長域をもつ露光光を用いる場合には、代表波長をｉ線、ｈ線、ｇ線のいずれかとすることができる。
【００５６】
ここで、略１８０度とは、１８０±３０°であることをいう。より好ましくは、１８０°±１０°とする。
【００５７】
尚、本発明の透明基板は、図５に示すとおり、ガラスからなる透明基材１１であってもよく、又は、図６に示すように、ガラスからなる透明基材１１上に、位相又は透過率調整用の透過調整膜１８が形成されたものであっても良い。後者の場合、透過調整膜１８の透過率は、ガラスからなる透明基材１１の透過率を１００％としたとき、７０％以上（例えば７５〜９５％）であることができる。
【００５８】
また、透過調整膜１８は、フォトマスクの露光に使用する露光光の代表波長に対して、略１８０度の位相シフト量をもつように、その膜素材（屈折率）と膜厚が選択されていることが好ましい。
【００５９】
従って、本発明の透明基板が、ガラスからなる透明基材１１の場合（図５）には、位相シフト透光部１７は、該透明基材１１の表面に掘り込みによる凹部１６が形成され、厚みが小さくなった部分をもつ部分とすることができ、非位相シフト透光部１５として、掘り込みが無く、透明基材１１の表面が露出している部分とすることができる。
【００６０】
また、本発明の透明基板が、透明基材１１上に透過調整膜１８が形成されてなる場合（図６）では、位相シフト透光部１７は、透過調整膜１８がエッチング除去されて、透明基材１１の表面が露出された部分、非位相シフト透光部１５は、透過調整膜１８の表面が露出した部分とすることができる。このとき、上記の「透明基板が掘り込まれて凹部を形成」という構成は、「透明基材上の透過調整膜が除去された凹部を形成」という構成となる。
【００６１】
また、位相シフト透光部１７の端部においては、図５において、Ａ１（μｍ）、Ａ２（μｍ）で表わす、アンダーカット量を有することが好ましい（但し、Ａはゼロを含む）。これは、後述するように、透明基材１１を掘り込む際に適用するウェットエッチングにより、透明基材１１が横方向（基板表面と平行な方向）にエッチング除去された部分である。
【００６２】
換言すれば、位相シフト透光部１７に形成された凹部１６の外縁は、遮光部１４を構成する遮光膜１３の下に位置し、該凹部１６の外縁と遮光部１４を構成する遮光膜１３の外縁との距離が、アンダーカット量Ａ１、Ａ２ということができる。
【００６３】
ここで、アンダーカット量Ａ１、Ａ２と、掘り込み深さＤとの間には、
０≦Ａ１＜Ｄ                （１）
０≦Ａ２＜Ｄ                （２）
｜Ａ１−Ａ２｜≦０．０１    （３）
が成り立つ。つまり、アンダーカット量Ａ１も、Ａ２も、掘り込み深さＤよりは小さい。これは、後述する、本発明のフォトマスクの製造方法によって得られる関係式である。
【００６４】
更に、アンダーカット量Ａ１とＡ２の差は、０．０１μｍ以下である。これは、位相シフト透光部１７において、極めて高い、光学的な対称性が得られることを意味する。これは、フォトマスク製造過程で必要となる、２回の描画の位置ずれが、最終的な転写用パターンに影響を与えないため、位置ずれが実質的に生じないことと等価になることによる。後述する、本発明のフォトマスクの製造方法に関係する。
【００６５】
このような本発明のフォトマスクは、以下に例示する工程により製造することができる。例えば、図７の工程が参照される。尚、以下の説明では、フォトマスク１０として、図５に示す場合について説明するが、図６に示す場合にも適用できることは言うまでもない。
【００６６】
透明基材１１上に、遮光膜１３と第１レジスト膜２１が形成された、フォトマスクブランク２０を用意する（図７（ａ））。
【００６７】
＜第１描画・現像、第１エッチング工程＞
次に、第１描画、現像を行い、第１レジスト膜２１をパターニングして、第１レジストパターン２２を形成する（図７（ｂ））。
【００６８】
＜遮光膜パターニング工程＞
第１レジストパターン２２をマスクとしてエッチングすることにより、透明基材１１上に形成した遮光膜１３をパターニングし、遮光膜パターン２３を形成する（図７（ｃ））。つぎに、第１レジストパターン２２を剥離する（図７（ｄ））。この結果、遮光膜１３が除去された非位相シフト透光部１５（図５参照）と、遮光膜１３が残存する遮光部１４（図５参照）とを形成するとともに、位相シフト透光部１７（図５参照）の領域内において、位相シフト透光部１７の領域より小さい遮光膜１３を有する暫定パターン２３ａを形成する（図７（ｄ））。
【００６９】
＜第２レジスト膜形成工程＞
つぎに、遮光膜パターニングがなされた、表面に遮光膜パターン２３を有する透明基材１１上に、第２レジスト膜２４を形成する（図７（ｅ））。
【００７０】
＜レジストパターン形成（第２描画・現像）工程＞
更に、第２レジスト膜２４に対して描画と現像を行うことにより、位相シフト透光部１７の領域内に、遮光部１４（図５参照）の領域に残存する遮光膜１３上のレジスト高さより、レジスト高さが低い部分２５ａをもつ、第２レジストパターン２５を形成する（図７（ｆ））。ここで、レジスト高さとは、透明基材１１の表面から第２レジスト膜２４の透明基材１１とは反対側の表面までの距離をいう。
【００７１】
＜残膜低減工程＞
上記において、図７（ｆ）に示すように、描画と現像より、第２レジストパターン２５の高さが低い部分２５ａにおいて、暫定パターン２３ａの表面が露出するように第２レジストパターン２５を形成することができる。
【００７２】
尚、必ずしも、描画と現像のみによって、第２レジストパターン２５の高さが低い部分２５ａにおいて、暫定パターン２３ａの表面が露出しなくても良い。この場合を、図８（ｆ’）に示す。すなわち、現像後の第２レジストパターン２５において、暫定パターン２３ａ上に第２レジスト膜２４が残存し、暫定パターン２３ａが露出していない。
【００７３】
この場合には、第２レジストパターン２５の膜厚を低減する、膜厚低減工程を設け、暫定パターン２３ａの表面を露出させる。膜厚低減工程においては、第２レジストパターン２５に対するアッシングなどを適用することができる。膜厚低減工程を経て、図８（ｆ）に示すように、第２レジストパターン２５の少なくとも一部分の厚みを低減させた減膜レジストパターン３１の高さが低い部分３１ａにおいて、暫定パターン２３ａの表面が露出させることができる。
【００７４】
＜基板露出（第２エッチング）工程＞
そして、第２レジストパターン２５、又は、減膜レジストパターン３１（図８（ｆ）参照）をマスクとして、遮光膜１３からなる暫定パターン２３ａをエッチングにより除去し、透明基材１１の表面の一部１１ａを露出させる（図７（ｇ））。
【００７５】
＜基板エッチング工程＞
次いで、露出した透明基材１１の表面の一部１１ａに対して、ウェットエッチングを施すことにより位相シフト透光部１７（図５参照）を形成する（図７（ｈ））。
【００７６】
＜レジスト剥離工程＞
第２レジストパターン２５、又は、減膜レジストパターン３１（図８（ｆ）参照）を剥離除去し、本発明のフォトマスク１０が完成する（図７（ｉ））。
【００７７】
以下、本発明のフォトマスクの製造方法について、更に詳細に説明する。
本発明に用いる透明基板としては、例えば、表面を研磨した石英ガラス基板などが用いられる。大きさは特に制限されず、当該マスク用途に応じて適宜選定される。ＬＳＩ製造用であれば、５〜６インチ、表示装置製造用であれば、例えば一辺３００ｍｍ以上の矩形基板が適用できる。
【００７８】
また、本発明の透明基板としては、表面を研磨した石英ガラス基材（以下、透明基材ともいう）の主平面に、位相制御用の透過調整膜を形成したものとすることができる。ここで、透過調整膜は、透明基材の光の透過率を１００％としたときに、２０〜９５％の透過率をもつものが好ましい。例えば、ラインアンドスペースパターン形成用のフォトマスク（オルタネイティング型位相シフトマスク）として、９０％以上の光透過率と、略１８０度の位相シフト量（いずれも露光光の代表波長に対して）をもつものを適用することができる。更にはまた、透過調整膜は、４０〜７０％の透過率をもつ半透光性の膜であってもよい。
【００７９】
透過調整膜の素材は、例えば、ＳｉＯＮ、ＳＯＧなどのほか、金属シリサイド（ＭｏＳｉやその酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物など）とすることができる。
【００８０】
尚、これらの膜素材のエッチングの際に、透明基材への損傷が問題となる場合には、透明基材と透過調整膜の間に、エッチング特性の異なる、エッチングストッパ膜を設けてもよい。この場合、エッチングストッパ膜の露光光透過率は９０％以上であることが好ましい。
【００８１】
図５に示すフォトマスク１０（第１のフォトマスク）の製造に使うフォトマスクブランクは、以下のようなものとすることができる。
【００８２】
まず、上記透明基板に、スパッタ法など公知の成膜手段により遮光膜が形成され、更に、第１レジスト膜が形成されたフォトマスクブランクを用意する。遮光膜は、表面部分に反射防止膜を形成したものを用いることができる。
【００８３】
図６に示すフォトマスク１０（第２のフォトマスク）を製造する際には、ガラスからなる透明基材上に、上記の透過調整膜を公知の手段で形成した上で、第１レジスト膜が形成されたフォトマスクブランクを使用する。
【００８４】
本発明の遮光膜は、露光光を実質的に１００％遮光するものであることができる。遮光膜の膜厚は、１００〜２００ｎｍとすることができる。薄すぎると、後述の、暫定パターン表面を露出させる工程において、暫定パターンと遮光部との間にレジストを残存させることが困難になる。また、十分な遮光性を満たす光学濃度（例えば、ＯＤ≧３）を越えて、過度に厚くする必要はない。
【００８５】
一方、本発明の遮光膜は、露光光の一部を透過する膜であっても良い。例えば、露光光透過率が３〜３０％であるような、半透光性の光学膜も、本発明の遮光膜に含まれるものとする。
【００８６】
遮光膜パターニング工程では、位相シフト透光部の領域内において、該位相シフト透光部の領域より小さい遮光膜を有する暫定パターンを形成する。
【００８７】
この暫定パターンの寸法は、最終的に形成したい、アンダーカット量Ａ１、Ａ２から算定することができる。位相シフト透光部の領域内に配置されるように、すなわち、スペース部の幅より小さい寸法をもち、かつ、所望の掘り込み深さＤ（露光波長と、所望の位相シフト量（例えば略１８０度）とから算定される）と、所望のアンダーカット量Ａ１、Ａ２を満足させる数値とすることができる。
【００８８】
尚、ここでは、転写用パターンとしてラインアンドスペースパターンの場合を例として説明する。ラインアンドスペースパターンにおいて、ライン部が遮光部、スペース部が、位相シフト透光部及び非位相シフト透光部からなり、ライン幅Ｌとスペース幅Ｓは同一であっても良く、異なっていても良い。また、ここでは図９に示す通り、位相シフト透光部１７の寸法はＳであり、非位相シフト透光部１５の寸法もＳである。なお、図９は、図７（ｆ）の拡大図を示す。
【００８９】
暫定パターン２３ａの寸法をＺとしたとき、所望の掘り込み深さＤとアンダーカット量Ａ１、Ａ２の関係は、
Ｚ＋２Ｄ＝Ｓ＋２Ａ
（Ａ＝Ａ１＝Ａ２）
を満たす。
【００９０】
本発明のフォトマスクが表示装置（ＦＰＤ）製造用であるとき、露光光の波長は、３６５〜４３６ｎｍとすることができる。
【００９１】
本発明のフォトマスクが、半導体装置（ＬＳＩ）製造用であるときは、露光光として２５０ｎｍ以下（ＡｒＦ＝１９３ｎｍ、ＫｒＦ＝２４８ｎｍなど）が適用できる。
【００９２】
また、図７（ｆ）で示す第２レジストパターン形成工程において、位相シフト透光部１７の領域内において、第２レジスト膜２４を不完全に感光させるエネルギー量によって描画を行う第２描画（ハーフ露光描画ともいう）を行うことにより、遮光部１４の領域に残存する遮光膜１３上のレジスト高さより、レジスト高さが低い部分２５ａをもつ、第２レジストパターン２５を形成することが望ましい。
【００９３】
このハーフ露光描画を行う幅をＨとすると、暫定パターン２３ａの寸法Ｚ及び位相シフト透光部１７の寸法Ｓとの間に、
Ｚ＜Ｈ＜Ｓ
の関係が成り立つ。つまり、位相シフト透光部１７の領域（寸法Ｓ）より小さく、暫定パターンの領域（寸法Ｚ）を含んでそれより大きい領域（寸法Ｈ）の第２レジスト膜２４に対して、第２レジスト膜２４を不完全に感光させるエネルギー量による第２描画を行うことにより、レジスト高さが低い部分２５ａをもつ、第２レジストパターン２５を形成することが望ましい。
【００９４】
更に、
Ｈ＝（Ｓ＋Ｚ）／２
であることが好ましい。このようにすることで、ハーフ露光描画の、第１描画に対する位置ずれを吸収し、形成する転写用パターンに影響を及ぼさないための、マージンを最も有利に設定できる。
【００９５】
図１０に示すように、２層目（第２レジストパターン２５）の位置が、既に形成されている遮光膜パターン２３の位置に対して相対的に位置ずれした場合においても、この第２レジストパターン２５のエッジ位置（Ｅ）が、矢印４１で示す範囲でずれても許容される。すなわち、第２描画の際、暫定パターン２３ａの寸法Ｚに対して、その両側にそれぞれ（Ｈ−Ｚ）／２（μｍ）のマージンを付加した寸法の描画データを用いることとなる。この量は、フォトマスク製造工程に必要な、２回の描画工程の位置ずれを吸収する量として適切な範囲となることが好ましい。換言すれば、本発明によれば、２回の描画工程において、位置ずれが生じたとしても、最終的なフォトマスクのパターン精度には影響を与えない利点がある。
【００９６】
例えば、図１１（ｆ）に示すように、レジストパターン形成工程において、第２レジストパターン２５に位置ずれが生じた場合であっても、図１１（ｉ）に示すように、最終的なフォトマスク１０の凹部１６には影響がない。
【００９７】
上記説明した本発明のフォトマスクの製造方法では、例えば、レジストパターン形成工程において、まず暫定パターン２３ａ上に所定の厚みの第２レジスト膜２４が残存する程度の描画と現像を行い、その後、暫定パターン２３ａ上に残存する第２レジスト膜２４の厚みを低減させることにより、暫定パターン２３ａの表面を露出させる工程（残膜低減工程）を設けることが好ましい。第２レジスト膜２４の厚みを低減させる手段としては、例えば、アッシングを適用することができる。
【００９８】
本発明によれば、基板エッチング工程においては、ウェットエッチングのみを適用することができる。更には、フォトマスク製造の全工程において適用するエッチングは、すべてウェットエッチングとすることも可能である。従って、表示装置製造用のフォトマスクの製造にも容易に適用できるほか、設備上の問題も少ない。
【００９９】
また、表示装置製造用のフォトマスクの露光装置は、ｉ線又はそれより長波長側の露光光を用いるので、掘り込み深さＤが大きくなりやすいが、この場合においても、アンダーカット量Ａ１、Ａ２が過大にならないため、遮光膜１３の一部が脱落するリスクが抑止できる。
【０１００】
尚、本発明の用途には制限は無い。但し、ウェットエッチングのみで製造ができるため、表示装置製造用マスクとして有用である。この場合、本発明のフォトマスクが有する転写用パターンを被転写体上に転写する際に用いる露光条件としては、ｉ線、ｈ線、ｇ線を含む光源をもつＬＣＤ用露光装置であって、開口数ＮＡを０．０６〜０．１０、コヒーレンスファクタσを０．５〜１．０の範囲とする、等倍露光の露光装置とすることができる。上記の波長のうち、単一波長（例えばｉ線）のみを使用して露光しても良い。
【０１０１】
また、転写用パターンとしては、ラインアンドスペースパターンにおいて有用であり、例えば、画素電極に用いる、一定ピッチのラインアンドスペースパターンなどにおいて利用できる。
【実施例】
【０１０２】
以下、本発明の実施例について説明する。
＜実施例１＞（液晶表示装置製造用フォトマスクの製造方法）
透明基材１１として大型ガラス基板（合成石英ガラス、１０ｍｍ厚、サイズ８５０ｍｍ×１２００ｍｍ）を用いた（図７（ａ）参照）。この透明基材１１上に、大型インライン型スパッタリング装置を使用し、主成分クロムからなる遮光層及び反射防止層で構成される遮光膜１３を膜厚１２０ｎｍとなるように成膜した（図７（ａ）参照）。次に遮光膜１３上にノボラック系のポジ型レーザー描画用フォトレジストを塗布し、加熱・冷却して膜厚１０００ｎｍのレジスト膜（第１レジスト膜２１）を形成した（図７（ａ）参照）。本実施例では、上記のような、フォトマスクブランク２０を用意し、使用した。
【０１０３】
次に、第１レジスト膜２１に、レーザー描画装置により描画を行った。用いた描画データは、ライン幅Ｌが２μｍ、スペース幅Ｓが２μｍ、ピッチ幅が４μｍのラインアンドスペースパターンをもつ、遮光膜パターン２３（図７（ｃ）参照）を形成するためのものである。ここで、位相シフト透光部１７（図５参照）となる領域（すなわち、スペース部のうち、１つおきに配列するもの）については、中心に、１．３４μｍ幅の暫定パターンを形成するためのパターンデータ挿入しておいた。そして第１現像して、第１レジストパターン２２を得た（図７（ｂ）参照）。
【０１０４】
次に、第１レジストパターン２２をマスクにして、上記遮光膜１３を、ウェットエッチング液（硝酸第二セリウムアンモニウム、過塩素酸及び純水の混合液）でエッチング（第１エッチング）することにより、遮光膜パターン２３を形成した（図７（ｃ）参照）。
【０１０５】
第１レジストパターン２２を剥離して、遮光部１４（図５参照）及び遮光膜１３からなる暫定パターン２３ａが形成された（図７（ｄ）参照）。
【０１０６】
次に、位相シフト透光部１７を形成するために、ノボラック系のレーザー描画用レジスト膜（第２レジスト膜２４）を塗布した。そして、位相シフト透光部１７を形成する領域内に、不完全なエネルギーによる第２描画（ハーフ露光描画）を行った。これは、レジストを不完全に感光させるエネルギー量による描画であり、所定の現像時間を適用すると、現像後にレジストが完全に溶出せず、一部が残留するような描画である。その幅（Ｈ）は、１．６５μｍとし、これは、位相シフト透光部１７の幅（Ｓ）より小さく、かつ、暫定パターン２３ａの幅（Ｚ）より大きい寸法（Ｈ）である（図９参照）。この幅（Ｈ）は、上記図７（ｂ）の工程における描画とのアライメントずれを吸収できる量を考慮して決定されている（図７（ｅ）参照）。
【０１０７】
次いで、この第２レジスト膜２４に対して、第２現像を施すことにより、位相シフト透光部１７の領域内において、遮光部１４（図５参照）となる領域（すなわちライン部の領域）の、遮光膜１３上に残存するレジスト高さよりも、低いレジスト高さをもつ第２レジストパターン２５を形成した（図７（ｆ）参照）。この、低いレジスト高さをもつ部分２５ａは、上記暫定パターン２３ａを形成した部分を含み、位相シフト透光部１７の領域の内側にある。現像時間を選択することにより、この部分のレジストの高さが、暫定パターン２３ａの高さと等しくなるまで現像を進めることができた（図７（ｆ）参照）。
【０１０８】
尚、暫定パターン２３ａの表面が一部又は全部露出していなくても構わない。この場合については、後述する方法によって暫定パターン２３ａの表面を完全に露出させる。但し、位相シフト透光部１７の領域内であって、暫定パターン２３ａと遮光部１４（図５参照）となる部分の間において、透明基材１１が露出しないように、第２レジスト膜２４を残存させなければいけない（図８（ｆ’）参照）。
【０１０９】
次に、暫定パターン２３ａをウェットエッチング液（硝酸第二セリウムアンモニウム、過塩素酸及び純水の混合液）でエッチングした。これによって、暫定パターン２３ａが消失し、その部分の透明基材１１の表面が露出した（図７（ｇ）参照）。
【０１１０】
次に、露出した透明基材１１の表面に対して、ウェットエッチングを施し、透明基材１１をエッチングした（図７（ｈ）参照）。このとき、高さ違いの段差を有する第２レジストパターン２５をマスクとして、バッファードフッ酸をエッチャントとしてエッチングした。エッチング深さは、得ようとするフォトマスクに適用する露光光の位相を、実質的に反転する（１８０度位相シフトする）量とした。
【０１１１】
尚、本実施例では、液晶表示装置製造用のフォトマスクを対象にしているため、これに用いる露光光がｉ線〜ｇ線であることを考慮して、透明基材１１の凹部１６の掘り込み深さＤ（図９参照）は、ｈ線の波長を参照し、４３０ｎｍとした。
【０１１２】
次に、レジスト剥離液により第２レジストパターン２５を除去した（図７（ｉ）参照）。以上の工程により、アンダーカット（遮光部１４の下の、透明基材１１のサイドエッチングされた部分）の寸法Ａ（図９参照）が１００ｎｍであるような位相シフトマスクが完成した。
【０１１３】
尚、上記のレーザー描画装置による第１レジスト膜２１への描画（図７（ｂ）参照）において、ライン幅Ｌとスペース幅Ｓを等しいものとし、それぞれ２μｍとして説明した。もちろん本発明はこれに限定されない。尚、この幅は、以下の点を考慮して設定することができる。
【０１１４】
すなわち、最終的に得ようとするフォトマスク１０（図５参照）を用いて、被転写体（例えば液晶パネル基板）に、転写用パターン１２を転写したときに、位相シフト透光部１７と、非位相シフト透光部１５の透過光が、等しい幅（ＣＤ：Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ、線幅）となるようにするためには、必要に応じて、フォトマスク１０上の転写用パターン１２における、２種類の透光部であるスペース幅を調整する（ＣＤバイアスを付加する）ことができる。例えば、位相シフト透光部１７の透過光量が、非位相シフト透光部１５の透過光量に比べて小さくなる傾向があるため、これを相殺すべく、あらかじめ、位相シフト透光部１７の幅を０．１〜０．３μｍ程度大きく（位相シフト透光部１７と隣接する遮光部１４のエッジをこの寸法分後退させる）しておくＣＤバイアス付加が有用である。この場合、このＣＤバイアス付加に応じて、遮光部１４と暫定パターン２３ａとにより挟まれる部分の幅が、一定になるように調整する。もちろん、逆に、非位相シフト透光部１５の幅を小さくしても良い。
【０１１５】
ところで、上記の第２現像（図７（ｆ）参照）において、所定の現像時間にて暫定パターン２３ａの表面が露出する程度の描画時露光量及び現像時間を設定したが、現像完了した段階で暫定パターン２３ａの表面が一部又は全部露出していなくても構わない。或いは、予め、暫定パターン２３ａの表面が露出する直前の状態となるような描画時露光量及び現像条件を適用しても良い。その場合、この後にアッシング処理により、第２レジストパターン２５の膜厚を低減する（残膜低減工程）ことにより（図８（ｆ）参照）、暫定パターン２３ａの表面を露出させてもよい。
【０１１６】
ここで、アッシング処理は、プラズマアッシング、又は、オゾンガスを適応した、気体によるアッシングでもよく、或いは、オゾン水を用いた、液体によるアッシングでも良い。
【０１１７】
上記の基板エッチング工程（図７（ｈ）参照）において、透明基材１１のエッチング量、すなわち凹部１６の掘り込み深さＤを４３０ｎｍとしたが、これはｉ線、ｈ線及びｇ線を含む、ＬＣＤ用露光源の波長域のうち、ほぼ中心波長となるｈ線をもとに算定した、１８０度の位相シフト量を得るための掘り込み量である。但し、適用する光源の諸特性や形成される掘り込み断面形状によって、変更することができる。
【０１１８】
以上詳述したように、ウェットエッチングで形成する、縦方向（基板の厚み方向）と横方向（基板表面に平行な方向）への基板除去量を、それぞれ制御し、掘り込み深さＤ（＝位相シフト量制御）、アンダーカット量Ａのそれぞれを、適切な量となるように設定することができる。
【０１１９】
＜実施例２＞（ＬＳＩ製造用フォトマスクの製造方法）
本実施例では、フォトマスクブランクとして、以下のものを用いた。透明基材１１として大きさ６インチ角、厚さ０．２５インチの表面を鏡面研磨した石英ガラス基板を用いた。この透明基材１１上に、スパッタリング装置を使用し、主成分クロムからなる遮光層及び反射防止層で構成される遮光膜１３を膜厚１００ｎｍとなるように成膜した。次に遮光膜１３上に化学増幅型のポジ型電子線レジストを塗布し、加熱・冷却して膜厚３００ｎｍのレジスト膜（第１レジスト膜２１）を形成した（図７（ａ）参照）。
【０１２０】
次に、第１レジスト膜２１に、電子線描画装置を用い描画を行った。描画データは、ライン幅Ｌ及びスペース幅Ｓが０．５μｍ、ピッチ幅１μｍのラインアンドスペースパターンをもつ、遮光膜パターン２３（図７（ｃ）参照）を得るためのものである。ここで、位相シフト透光部１７（図５参照）となる領域（すなわちスペース部のうち、１つおきに配列するもの）については、中心に０．３μｍの幅（Ｚ）の暫定パターンを形成するためのパターンデータを挿入しておいた。そして、第１現像して、第１レジストパターン２２を得た（図７（ｂ）参照）。
【０１２１】
次に、第１レジストパターン２２をマスクにして、上記遮光膜１３を、塩素と酸素の混合ガスでドライエッチング（第１エッチング）することにより、遮光膜パターン２３を形成した（図７（ｃ））。
【０１２２】
第１レジストパターン２２を剥離して、遮光部１４（図５参照）及び遮光膜１３からなる暫定パターン２３ａが形成された（図７（ｄ）参照）。
【０１２３】
次に、位相シフト透光部１７を形成するために、化学増幅型のポジ型電子線レジスト膜（第２レジスト膜２４）を塗布した。そして、位相シフト透光部１７を形成する領域内に、実施例１におけるハーフ露光描画と同様に、不完全な感光とするためのエネルギーによる第２描画を電子線描画装置のドーズ量を調節することにより行った。その幅Ｈは、０．４μｍとした（図９参照）。
【０１２４】
次いで、この第２レジスト膜２４に対して、第２現像を施すことにより、上記位相シフト透光部１７の領域内において、遮光部１４（図５参照）となる領域（すなわちライン部の領域）の、遮光膜１３上に残存するレジスト高さよりも、低いレジスト高さをもつ第２レジストパターン２５を形成した（図７（ｆ）参照）。この、低いレジスト高さをもつ部分２５ａは、上記暫定パターン２３ａを形成した部分を含み、位相シフト透光部１７の領域の内側にある。現像時間を選択することにより、この部分のレジストの高さが、暫定パターン２３ａの高さと等しくなるまで現像を進めることができた（図７（ｆ）参照）。
【０１２５】
尚、実施例１と同様に、暫定パターン２３ａの表面が一部又は全部露出していない場合（図８（ｆ’）参照）には、第２レジストパターン２５の膜厚低減工程を施し、暫定パターン２３ａの表面が、すべて露出するようにする（図８（ｆ）参照）。
【０１２６】
次に暫定パターン２３ａをウェットエッチング液（硝酸第二セリウムアンモニウム、過塩素酸及び純水の混合液）でエッチングすることにより、暫定パターン２３ａを消失させ、その部分の透明基材１１の表面を露出させた（図７（ｇ）参照）。
【０１２７】
そして、露出した透明基材１１の表面に対して、第２レジストパターン２５をマスクとしてウェットエッチングを施した（図７（ｈ）参照）。ここでは、エッチング液は、バッファードフッ酸を使用し、掘り込み深さＤ（図９参照）が１７０ｎｍとなるようにエッチングした。この掘り込み深さＤは、露光波長が１９３ｎｍのＡｒＦ露光装置を使用することを想定し、この波長において、透過光の位相を１８０度シフトさせる量として設定した。
【０１２８】
次に、レジスト剥離液により第２レジストパターン２５を除去した（図７（ｉ）参照）。以上の工程により、アンダーカット７０ｎｍを持つレベンソン型位相シフトマスクが完成した。
【０１２９】
尚、上記の電子線描画装置による描画（図７（ｂ）参照）において、実施例１において述べたと同様に、ライン幅Ｌ、スペース幅Ｓに対して、ＣＤバイアスを付加することが、本実施例においても可能である。すなわち、０．５μｍ幅のライン部とスペース部としたが、０．０５〜０．１μｍ程度、位相シフト透光部１７となる部分のスペース部の幅を大きくしておくことができる。そして、このようなＣＤバイアス付加を伴うパターンデータを用いた場合には、暫定パターン２３ａの位置を調整する必要が生じる点も、実施例１と同様である。
【０１３０】
また、上記の第２現像（図７（ｆ）参照）において、暫定パターン２３ａの表面がすべて露出していない場合には、第２レジストパターン２５の膜厚低減工程を設ければ良い点も、実施例１と同様である。また、膜厚低減の方法についても、実施例１と同様とすることができる。
【０１３１】
尚、本発明は、上記実施例１及び実施例２に限定されない。例えば、以下のような実施態様も本発明が適用できる。すなわち、図６に示すように、透明基板として、透明基材１１上に透過調整膜１８を形成したものを使用する場合が挙げられる。ここでは、掘り込み深さＤは、透過調整膜１８をエッチング除去する深さ（すなわち、透過調整膜の膜厚）となる。また、このようなフォトマスクにおいても、位相シフト透光部１７と非位相シフト透光部１５との透過光量を等しくするためのＣＤバイアスの付加を行うことが可能である。
【０１３２】
本発明では、基板エッチング工程による掘り込み（凹部１６）の形成においては、ウェットエッチングを適用している。尚、本発明の製造方法におけるエッチング工程には、すべてウェットエッチングを適用できる点が有利である。
【０１３３】
以上、本発明の実施の形態を、図面及び実施例を用いて具体的に説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態における材料、サイズ、処理手順などは一例であり、本発明の効果を発揮する範囲内において種々変更して実施することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【符号の説明】
【０１３４】
１０  フォトマスク
１１  透明基材
１２  転写用パターン
１３  遮光膜
１４  遮光部
１５  非位相シフト透光部
１６  凹部
１７  位相シフト透光部
１８  透過調整膜
２０  フォトマスクブランク
２１  第１レジスト膜
２２  第１レジストパターン
２３  遮光膜パターン
２３ａ  暫定パターン
２４  第２レジスト膜
２５  第２レジストパターン
３１  減膜レジストパターン
【図１】
2015143816.tif 000003
【図２】
2015143816.tif 000004
【図３】
2015143816.tif 000005
【図４】
2015143816.tif 000006
【図５】
2015143816.tif 000007
【図６】
2015143816.tif 000008
【図７】
2015143816.tif 000009
【図８】
2015143816.tif 000010
【図９】
2015143816.tif 000011
【図１０】
2015143816.tif 000012
【図１１】
2015143816.tif 000013