(57)【要約】【課題】ウェハ上のハーフピッチ６５ｎｍ以下のフォトリソグラフィにおいて、１枚のマスク上にバイナリパターン領域と、複数の位相シフトパターン領域とを有し、寸法精度、位置合わせ精度に優れた高品質の位相シフトマスクの製造方法とその製造方法による位相シフトマスクを提供する。【解決手段】透明基板上に、半透過膜と遮光膜と、必要に応じて塩素系ガスのエッチングを停止する中間膜とを設け、ドライエッチングガスとして塩素系ガスとフッ素系ガスを交互に組み合わせて、順次、下層に損傷を与えないようにパターン化していく製造方法を特徴とする。【選択図】  図２
2008233488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上にマスクパターンを有し、前記マスクパターンが、露光光を透過する部分と遮光する部分とからなるバイナリパターン領域と、露光光を０．５〜４０％の範囲の第1の所望の透過率で透過し位相を反転させる第１の位相シフトパターン領域と、露光光を前記第１の所望の透過率より大きい第２の所望の透過率で透過し位相を反転させる第２の位相シフトパターン領域と、を有する位相シフトマスクの製造方法であって、
（１）前記透明基板上に、前記露光光を前記第２の所望の透過率で透過する第２の半透過膜、該第２の半透過膜に積層されて用いられたときに前記露光光を前記第1の所望の透過率で透過する第１の半透過膜、前記露光光を遮光する遮光膜、を順に設ける工程と、
（２）前記遮光膜上に第１のレジストパターンを形成し、該第１のレジストパターンをマスクにして、前記遮光膜を塩素系ガスでドライエッチングして遮光膜パターンを形成する工程と、
（３）該第１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、前記第１の半透過膜をフッ素系ガスでドライエッチングして第１の半透過膜パターンを形成する工程と、
（４）該第１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、前記第２の半透過膜を所定の掘り込み深さの途中までフッ素系ガスでドライエッチングし、次いで該第１のレジストパターンを剥離する工程と、
（５）前記第２の位相シフトパターン領域とする部分を露出させた第２のレジストパターンを形成し、該第２のレジストパターンをマスクにして、露出した遮光膜パターンを塩素系ガスで選択的にドライエッチングして除去し、次いで該第２のレジストパターンを剥離する工程と、
（６）該第２のレジストパターンを剥離した側の全面をフッ素系ガスでドライエッチングし、露出した前記第1の半透過膜パターンをエッチング除去するとともに、前記第２の半透過膜を所定の掘り込み深さまでエッチングし、前記第２の位相シフトパターン領域およびバイナリパターン領域を形成する工程と、
（７）前記第１の位相シフトパターン領域とする部分を露出させた第３のレジストパターンを形成し、該第３のレジストパターンをマスクにして、露出した遮光膜パターンの遮光膜を塩素系ガスで選択的にドライエッチング除去し前記第１の位相シフトパターン領域を形成し、次いで該第３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２】
前記第２の半透過膜が、前記透明基板の一部であることを特徴とする請求項１に記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項３】
前記第1の半透過膜が、膜厚１０ｎｍ〜３０ｎｍのモリブデンシリサイド系薄膜であり、前記第２の半透過膜が、膜厚１００ｎｍ〜１２０ｎｍの酸化窒化シリコン薄膜であることを特徴とする請求項１に記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項４】
透明基板上にマスクパターンを有し、前記マスクパターンが、露光光を透過する部分と遮光する部分とからなるバイナリパターン領域と、露光光を０．５〜４０％の範囲の第1の所望の透過率で透過し位相を反転させる第１の位相シフトパターン領域と、露光光を前記第１の所望の透過率より大きい第２の所望の透過率で透過し位相を反転させる第２の位相シフトパターン領域と、を少なくとも有する位相シフトマスクの製造方法であって、
（１）前記透明基板上に、前記露光光を前記第２の所望の透過率で透過する第２の半透過膜、該第２の半透過膜に積層されて用いられたときに前記露光光を前記第1の所望の透過率で透過する第１の半透過膜、塩素系ガスのエッチングを停止する中間膜、前記露光光を遮光する遮光膜、を順に設ける工程と、
（２）前記遮光膜上に第１のレジストパターンを形成し、該第１のレジストパターンをマスクにして、前記遮光膜を塩素系ガスでドライエッチングして遮光膜パターンを形成する工程と、
（３）該第１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、前記中間膜をフッ素系ガスでドライエッチングして中間膜パターンを形成する工程と、
（４）該第１のレジストパターンと該中間膜パターンとをマスクにして、前記第１の半透過膜を塩素系ガスでドライエッチングして第１の半透過膜パターンを形成する工程と、
（５）該第１のレジストパターンと該遮光膜パターンと該第１の半透過膜パターンとをマスクにして、前記第２の半透過膜を所定の掘り込み深さの途中までフッ素系ガスでドライエッチングし、次いで該第１のレジストパターンを剥離する工程と、
（６）前記第１の位相シフトパターン領域および前記第２の位相シフトパターン領域とする部分を露出させた第２のレジストパターンを形成し、該第２のレジストパターンをマスクにして、露出した該遮光膜パターンを塩素系ガスで選択的にドライエッチングして除去し、次いで該第２のレジストパターンを剥離する工程と、
（７）該第２のレジストパターンを剥離した側の全面をフッ素系ガスでドライエッチングし、露出した前記中間膜パターンをエッチング除去するとともに、前記第２の半透過膜を所定の掘り込み深さまでエッチングし、前記第１の位相シフトパターン領域およびバイナリパターン領域を形成する工程と、
（８）前記第２の位相シフトパターン領域とする部分を露出させた第３のレジストパターンを形成し、該第３のレジストパターンをマスクにして、露出した第１の半透過膜パターンの半透過膜を塩素系ガスで選択的にドライエッチング除去し前記第２の位相シフトパターン領域を形成し、次いで該第３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５】
請求項４に記載の位相シフトマスクの製造方法において、前記工程（１）〜（８）に続いて、
（９）第３の位相シフトパターン領域とするバイナリパターン領域の一部を露出させた第４のレジストパターンを形成し、該第４のレジストパターンをマスクにして露出した前記遮光膜パターンを塩素系ガスで選択的にドライエッチングし、前記第１の半透過膜と前記第２の半透過膜と前記中間膜よりなる第３の位相シフトパターン領域を形成し、次いで該第４のレジストパターンを剥離する工程と、
を含み、前記位相シフトパターン領域が、前記露光光を所望の３種類以上の透過率で透過する領域よりな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６】
前記第２の半透過膜が、前記透明基板の一部であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項７】
前記第１の半透過膜が膜厚３ｎｍ〜３５ｎｍのクロム系薄膜であり、前記中間膜がモリブデンシリサイド系薄膜または酸窒化シリコン系薄膜であり、前記遮光膜が膜厚４５ｎｍ〜１００ｎｍのクロム系薄膜であることを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の方法で製造されたことを特徴とする位相シフトマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子のパターン形成に用いられるフォトリソグラフィ技術に用いられるフォトマスクの製造方法に関し、特に、様々な線幅、ピッチ等が混在する半導体回路パターンの転写性能を向上させるため、複数の透過率を持つパターン領域を精度よく１枚のマスクに形成させることができる位相シフトマスクの製造方法およびその製造方法による位相シフトマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェハ上のハーフピッチが６５ｎｍから４５ｎｍへと進展する半導体素子の高集積化・超微細化を実現するために、フォトリソグラフィにおいては、露光装置での高解像技術として、投影レンズの開口数を高くした高ＮＡ化技術、投影レンズと露光対象の間に高屈折率媒体を介在させて露光を行なう液浸露光技術、変形照明搭載露光技術等の開発が急速に進められている。
【０００３】
一方、フォトリソグラフィに用いられるフォトマスク（以後、単にマスクとも記す。）における解像度向上策としては、光を透過させる部分と遮光する部分で構成された従来のバイナリマスクの微細化、高精度化とともに、光の干渉を利用した位相シフト効果による解像度向上が図られている。例えば、レベンソン型位相シフトマスク、光を透過させる部分と半透過させる部分で構成されたハーフトーン型位相シフトマスク、クロムなどの遮光膜を設けずに透明基板上に露光光を透過する位相シフタのみでマスクパターンを形成し、位相シフタの位相反転効果のみによってウェハ上にパターンを形成するクロムレス型位相シフトマスク等の位相シフトマスクの開発、実用化が進行している。
【０００４】
しかしながら、半導体素子を形成するためのフォトマスクには、例えば、種々の線幅、ピッチのラインとスペースあるいは孤立パターン等が１枚のマスク上に形成されており、半導体素子の微細化に伴い、１回の露光により全てのパターンを同一の解像性でウェハ上に形成するのは困難であるという問題が生じている。
【０００５】
例えば、レベンソン型位相シフトマスクは解像度の向上効果は非常に高く、ラインとスペース等の繰り返しパターンに適しているが、ホールやドット等の単一パターンには適さず、適用できるパターンに制約があるという問題がある。クロムレス型位相シフトマスクは、ロジックゲート等の微細な線幅が要求されるパターンに適するが、適用できるパターンに制約があるという問題がある。ハーフトーン型位相シフトマスクは解像度向上効果は小さいが、マスク作製が比較的容易でパターンの制約がなく、ホールやドット等のパターンや孤立パターンに適しているが、パターンの疎密依存性があるという問題がある。
【０００６】
上記のパターンの疎密依存性に関して、マスクパターンのピッチと露光時の適正露光の裕度を比較すると、マスクパターンのピッチによって露光プロセス裕度が異なることが知られている。例えば、ウェハ上に線幅４５ｎｍのパターンを形成するとき、最も密なパターンとして線幅とピッチの比が１：２でウェハ上のピッチが９０ｎｍのパターンの場合には、マスクとしては、バイナリマスクあるいは露光光の透過率が６％程度のハーフトーン型位相シフトマスクが適する。一方、パターンが疎になるにつれ最適な透過率は上昇し、ピッチ１８０ｎｍの場合あるいは孤立パターンの場合には、マスクとして、透過率が３０％程度の高透過率ハーフトーン型位相シフトマスクあるいはクロムレス型位相シフトマスクが適する。
【０００７】
このため、従来、１枚のマスク上に複数種類の位相シフト領域を有する位相シフトマスクが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。さらに、上記のパターンの疎密依存性に関しては、近年、１枚のマスク上にバイナリマスクあるいは低透過率ハーフトーン型位相シフトマスクによるパターンと、高透過率ハーフトーン型位相シフトマスクあるいはクロムレス型位相シフトマスクによるパターンを１枚のマスク上に形成したマスクが開示されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平７−３０６５２２号公報
【特許文献２】特開平１１−１５１２８号公報
【特許文献３】特開２００１−３５６４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献３に記載されたようなバイナリパターン領域と、透明基板である石英基板を掘り込んだクロムレス型位相シフトパターン領域と、透明基板上に半透過膜を積層したハーフトーン型位相シフトパターン領域とを含む位相シフトマスクを１枚のマスク上に形成することは、マスク製造上容易ではなかった。
【０００９】
すなわち、特許文献３に記載された製造方法は、従来公知の標準的な技法を使用しているに過ぎないが、石英基板のエッチング時に、石英基板上に直接レジストパターンを形成しており、レジストパターンのみではドライエッチング時にレジストの損傷が大きくなり、そのため石英基板表面にも損傷を生じ、欠陥のない高品質のパターンが得られなくなるという問題があった。特に、微細パターンを形成しようとする場合、レジスト膜厚は薄くするので、レジスト損傷による欠陥の発生が避けられない問題として生じていた。また、石英基板上への直接レジスト膜形成は、石英基板とレジストとの密着性が低いために、エッチング工程の途中でレジスト膜の剥がれを生じてしまうという問題があった。
【００１０】
また、特許文献３に記載された製造方法は、２回のレジストプロセスを行っているが、２回目のレジストパターンの位置合わせに関しては、位置合わせ精度がマスクレベルで約５０ｎｍ以下と大きな値を開示しているだけであり、ウェハ上のハーフピッチ６５ｎｍ以下のフォトリソグラフィに用いるマスクとして求められる位置合わせ精度およそ２０ｎｍ以下に対して大幅に精度が不足していた。さらに、石英基板を掘り込んだクロムレス型位相シフトマスクは、石英基板を掘り込んだ掘り込み部の底面を同一の深さに均一にしないと位相シフト効果が損なわれるが、特許文献３に記載された製造方法では、位置合わせ精度良く石英基板を掘り込み、掘り込んだ底面を均一とするクロムレス型位相シフトパターン領域を形成するのが困難であるという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものである。すなわち、ウェハ上のハーフピッチ６５ｎｍ以下のフォトリソグラフィに用いるマスクにおいて、１枚のマスク上に露光光を透過する部分と遮光する部分とからなる通常のバイナリパターン領域と、露光光を所望の透過率で透過し位相を反転させる複数の位相シフトパターン領域とを有し、マスクパターンの寸法精度、位置合わせ精度に優れた高品質の位相シフトマスクの製造方法とその製造方法による位相シフトマスクを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明に係る位相シフトマスクの製造方法は、  透明基板上にマスクパターンを有し、前記マスクパターンが、露光光を透過する部分と遮光する部分とからなるバイナリパターン領域と、露光光を０．５〜４０％の範囲の第1の所望の透過率で透過し位相を反転させる第１の位相シフトパターン領域と、露光光を前記第１の所望の透過率より大きい第２の所望の透過率で透過し位相を反転させる第２の位相シフトパターン領域と、を有する位相シフトマスクの製造方法であって、（１）前記透明基板上に、前記露光光を前記第２の所望の透過率で透過する第２の半透過膜、該第２の半透過膜に積層されて用いられたときに前記露光光を前記第1の所望の透過率で透過する第１の半透過膜、前記露光光を遮光する遮光膜、を順に設ける工程と、（２）前記遮光膜上に第１のレジストパターンを形成し、該第１のレジストパターンをマスクにして、前記遮光膜を塩素系ガスでドライエッチングして遮光膜パターンを形成する工程と、（３）該第１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、前記第１の半透過膜をフッ素系ガスでドライエッチングして第１の半透過膜パターンを形成する工程と、（４）該第１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、前記第２の半透過膜を所定の掘り込み深さの途中までフッ素系ガスでドライエッチングし、次いで該第１のレジストパターンを剥離する工程と、（５）前記第２の位相シフトパターン領域とする部分を露出させた第２のレジストパターンを形成し、該第２のレジストパターンをマスクにして、露出した遮光膜パターンを塩素系ガスで選択的にドライエッチングして除去し、次いで該第２のレジストパターンを剥離する工程と、（６）該第２のレジストパターンを剥離した側の全面をフッ素系ガスでドライエッチングし、露出した前記第1の半透過膜パターンをエッチング除去するとともに、前記第２の半透過膜を所定の掘り込み深さまでエッチングし、前記第２の位相シフトパターン領域およびバイナリパターン領域を形成する工程と、（７）前記第１の位相シフトパターン領域とする部分を露出させた第３のレジストパターンを形成し、該第３のレジストパターンをマスクにして、露出した遮光膜パターンの遮光膜を塩素系ガスで選択的にドライエッチング除去し前記第１の位相シフトパターン領域を形成し、次いで該第３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ものである。
【００１３】
請求項１に記載の位相シフトマスクの製造方法によれば、フォトマスクのマスクパターンを構成する薄膜層を、塩素系ガスによるドライエッチングとフッ素系ガスによるドライエッチングとのエッチング選択性が異なる材料を薄膜積層しているので、積層された各々の薄膜がセルフアライメント型のエッチング停止層としての機能を果たす作用をすることにより、第２および第３のレジストパターン形成において、マスクパターンの最密部分のピッチの半分のアライメント誤差許容量でのパターン描画が可能となり、電子ビーム等によるパターン描画時のアライメントの制御が容易となる。したがって、エッチングしない箇所の半透過膜や透明基板がエッチング損傷を受けにくく、半透過膜のエッチング深さの制御が容易で、高精度、高品質な位相シフトマスクを製造することができる。また、請求項１に記載の位相シフトマスクの製造方法は、既存のマスク製造設備を用いて製造することが可能である。
【００１４】
請求項２の発明に係る位相シフトマスクの製造方法は、請求項１に記載の位相シフトマスクの製造方法において、前記第２の半透過膜が、前記透明基板の一部であることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項２に記載の位相シフトマスクの製造方法によれば、第２の半透過膜の形成が不要となり、製造工程が短縮されると共に、高品質の透明基板の一部を第２の半透過膜として用いることにより、高品質の位相シフトパターン領域が形成できる。
【００１６】
請求項３の発明に係る位相シフトマスクの製造方法は、請求項１に記載の位相シフトマスクの製造方法において、前記第1の半透過膜が、膜厚１０ｎｍ〜３０ｎｍのモリブデンシリサイド系薄膜であり、前記第２の半透過膜が、膜厚１００ｎｍ〜１２０ｎｍの酸化窒化シリコン薄膜であることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項３に記載の位相シフトマスクの製造方法によれば、露光光の透過率と位相の選択幅が広くパターン加工性に優れたモリブデンシリサイドと酸化窒化シリコンを位相シフトパターン領域とすることが可能となる。
【００１８】
請求項４の発明に係る位相シフトマスクの製造方法は、透明基板上にマスクパターンを有し、前記マスクパターンが、露光光を透過する部分と遮光する部分とからなるバイナリパターン領域と、露光光を０．５〜４０％の範囲の第1の所望の透過率で透過し位相を反転させる第１の位相シフトパターン領域と、露光光を前記第１の所望の透過率より大きい第２の所望の透過率で透過し位相を反転させる第２の位相シフトパターン領域と、を少なくとも有する位相シフトマスクの製造方法であって、（１）前記透明基板上に、前記露光光を前記第２の所望の透過率で透過する第２の半透過膜、該第２の半透過膜に積層されて用いられたときに前記露光光を前記第1の所望の透過率で透過する第１の半透過膜、塩素系ガスのエッチングを停止する中間膜、前記露光光を遮光する遮光膜、を順に設ける工程と、  （２）前記遮光膜上に第１のレジストパターンを形成し、該第１のレジストパターンをマスクにして、前記遮光膜を塩素系ガスでドライエッチングして遮光膜パターンを形成する工程と、（３）該第１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、前記中間膜をフッ素系ガスでドライエッチングして中間膜パターンを形成する工程と、（４）該第１のレジストパターンと該中間膜パターンとをマスクにして、前記第１の半透過膜を塩素系ガスでドライエッチングして第１の半透過膜パターンを形成する工程と、（５）該第１のレジストパターンと該遮光膜パターンと該第１の半透過膜パターンとをマスクにして、前記第２の半透過膜を所定の掘り込み深さの途中までフッ素系ガスでドライエッチングし、次いで該第１のレジストパターンを剥離する工程と、（６）前記第１の位相シフトパターン領域および前記第２の位相シフトパターン領域とする部分を露出させた第２のレジストパターンを形成し、該第２のレジストパターンをマスクにして、露出した該遮光膜パターンを塩素系ガスで選択的にドライエッチングして除去し、次いで該第２のレジストパターンを剥離する工程と、（７）該第２のレジストパターンを剥離した側の全面をフッ素系ガスでドライエッチングし、露出した前記中間膜パターンをエッチング除去するとともに、前記第２の半透過膜を所定の掘り込み深さまでエッチングし、前記第１の位相シフトパターン領域およびバイナリパターン領域を形成する工程と、（８）前記第２の位相シフトパターン領域とする部分を露出させた第３のレジストパターンを形成し、該第３のレジストパターンをマスクにして、露出した第１の半透過膜パターンの半透過膜を塩素系ガスで選択的にドライエッチング除去し前記第２の位相シフトパターン領域を形成し、次いで該第３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ものである。
【００１９】
請求項４に記載の位相シフトマスクの製造方法によれば、フォトマスクのマスクパターンを構成する薄膜層を、塩素系ガスによるドライエッチングとフッ素系ガスによるドライエッチングとのエッチング選択性が異なる材料を薄膜積層し、さらに塩素系ガスのエッチングを停止する中間膜を設けているので、積層された各々の薄膜がセルフアライメント型のエッチング停止層としての機能を果たす作用をすることにより、第２のレジストパターン以降のレジストパターン形成において、マスクパターンの最密部分のピッチの半分のアライメント誤差許容量でのパターン描画が可能となり、電子ビーム等によるパターン描画時のアライメントの制御が容易となる。本製造方法は、中間膜を設けることにより、半透過膜の選択の幅をより広げ、微細パターンをより容易に形成することが可能となる。したがって、エッチングしない箇所の半透過膜や透明基板がエッチング損傷を受けにくく、半透過膜のエッチング深さの制御が容易で、高精度、高品質な位相シフトマスクを製造することができる。また、請求項４に記載の位相シフトマスクの製造方法は、既存のマスク製造設備を用いて製造することが可能である。
【００２０】
請求項５の発明に係る位相シフトマスクの製造方法は、請求項４に記載の位相シフトマスクの製造方法において、前記工程（１）〜（８）に続いて、（９）第３の位相シフトパターン領域とするバイナリパターン領域の一部を露出させた第４のレジストパターンを形成し、該第４のレジストパターンをマスクにして露出した前記遮光膜パターンを塩素系ガスで選択的にドライエッチングし、前記第１の半透過膜と前記第２の半透過膜と前記中間膜よりなる第３の位相シフトパターン領域を形成し、次いで該第４のレジストパターンを剥離する工程と、を含み、前記位相シフトパターン領域が、前記露光光を所望の３種類以上の透過率で透過する領域よりなることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項５に記載の位相シフトマスクの製造方法によれば、露光光を所望の３種類以上の透過率で透過する領域を有する位相シフトマスクを形成することが可能となる。
【００２２】
請求項６の発明に係る位相シフトマスクの製造方法は、請求項４または請求項５に記載の位相シフトマスクの製造方法において、前記第２の半透過膜が、前記透明基板の一部であることを特徴とするものである。
【００２３】
請求項６に記載の位相シフトマスクの製造方法によれば、第２の半透過膜の形成が不要となり、製造工程が短縮されると共に、高品質の透明基板の一部を第２の半透過膜として用いることにより、高品質の位相シフトパターン領域が形成できる。
【００２４】
請求項７の発明に係る位相シフトマスクの製造方法は、請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の位相シフトマスクの製造方法において、前記第１の半透過膜が膜厚３ｎｍ〜３５ｎｍのクロム系薄膜であり、前記中間膜がモリブデンシリサイド系薄膜または酸窒化シリコン系薄膜であり、前記遮光膜が膜厚４５ｎｍ〜１００ｎｍのクロム系薄膜であることを特徴とするものである。
【００２５】
請求項７に記載の位相シフトマスクの製造方法によれば、第１の半透過膜および遮光膜として通常多用されており実績の高いクロム系薄膜を用い、中間膜にモリブデンシリサイド系薄膜または酸窒化シリコン系薄膜を用いることにより、従来の製造設備を使用して、高品質の位相シフトマスクの製造が可能となる。
【００２６】
請求項８の発明に係る位相シフトマスクは、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の方法で製造されたことを特徴とするものである。
【００２７】
請求項８に記載の位相シフトマスクによれば、パターンを形成する半透過膜や透明基板の表面に欠陥や損傷が生じにくく、半透過膜のエッチング深さが精密に制御され、高精度、高品質な位相シフトマスクを得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の位相シフトマスクの製造方法は、エッチング選択性が異なる材料を薄膜積層しているので、積層された各々の薄膜がセルフアライメント型のエッチング停止層としての機能を果たすために、第２のレジストパターン以降のレジストパターン形成において、電子ビーム等によるパターン描画時のアライメントの制御が容易となり、マスクパターンの最密部分のピッチの半分のアライメント誤差許容量でパターン描画が可能となる。本発明の位相シフトマスクの製造方法によれば、エッチングしない箇所の半透過膜や透明基板がエッチング損傷を受けにくく、半透過膜のエッチング深さの制御が容易で、高精度、高品質な位相シフトマスクを製造することができる。
【００２９】
本発明の位相シフトマスクの製造方法は、フォトマスクのマスクパターンを構成する薄膜層を、塩素系ガスによるドライエッチングとフッ素系ガスによるドライエッチングとのエッチング選択性が異なる材料を薄膜積層し、レジストパターンと組み合わせることにより、バイナリパターン領域、複数の位相シフトパターン領域を、２種類のエッチングガスを交互に用いたプロセスで製造するので、既存のマスク製造工程、製造設備を用いて製造することが可能である。
【００３０】
本発明の位相シフトマスクによれば、パターンを形成する半透過膜や透明基板の表面に欠陥や損傷が生じにくく、半透過膜のエッチング深さが精密に制御され、高精度、高品質な位相シフトマスクを得ることが可能となり、
本発明の位相シフトマスクを用いることにより、ウェハ上のハーフピッチ６５ｎｍ以下の半導体素子の露光転写において、種々の線幅、ピッチのラインとスペースパターンあるいは孤立パターン、またはホールやドットパターンを１回の露光により、全てのパターンを高い解像性でウェハ上に形成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照して、本発明の位相シフトマスクの製造方法および位相シフトマスクの実施形態について説明する。
（位相シフトマスクの製造方法）
【００３２】
（第１の実施形態）
本実施形態は、透明基板上にマスクパターンを有し、該マスクパターンが、露光光を透過する部分と遮光する部分とからなるバイナリパターン領域と、露光光を０．５〜４０％の範囲の第1の所望の透過率で透過し位相を反転させる第１の位相シフトパターン領域と、露光光を上記の第１の所望の透過率より大きい第２の所望の透過率で透過し位相を反転させる第２の位相シフトパターン領域と、を有する位相シフトマスクの製造方法である。
【００３３】
図１およびそれに続く図２は、上記の本発明の位相シフトマスクの製造方法の第１の実施形態の製造工程を示す部分断面模式図である。以下、図面を参照しながら説明する。
【００３４】
図１（ａ）に示すように、透明基板１１上に第２の半透過膜１２、第１の半透過膜１３、遮光膜１４を順に積層して成膜形成し、この遮光膜１４上に第１の電子線レジストをスピン塗布などの方法により塗布形成し、プリベーク後、電子線描画装置により電子線でパターン描画し、レジスト所定の現像液で現像して第１のレジストパターン１５を形成する。なお、本実施形態および後述の実施形態においては、レジストパターン形成は電子線描画を用いた場合について説明するが、他の方法、例えばレーザ描画等の方法を用いることも可能である。
【００３５】
本実施形態において、透明基板１１としては、光学研磨された合成石英ガラス、蛍石、フッ化カルシウムなどを用いることができるが、通常、多用されており品質が安定し、短波長の露光光の透過率の高い合成石英ガラスがより好ましい。
【００３６】
本実施形態において、第２の位相シフトパターン領域を構成する第２の半透過膜１２は、露光光透過率が０．５〜４０％の範囲にある第１の位相シフトパターン領域よりも大きい透過率であって、透過率１００％以下の範囲から用いられる。例えば、第１の位相シフトパターン領域の所望の透過率が６％であれば、第２の半透過膜１２は６％を超える範囲から設定することができる。上記のように、本実施形態では、第１の位相シフトパターン領域が低透過率、第２の位相シフトパターン領域が高透過率のパターン領域となる。
【００３７】
本実施形態において、第２の半透過膜１２としては、露光光を第１の位相シフトパターン領域よりも大きい第２の所望の透過率で透過し位相を反転させる第２の位相シフトパターン領域が得やすく、フッ素系ガスによりドライエッチングできる化合物を主成分とし、ドライエッチング加工特性に優れ、遮光膜１４とのエッチング選択比が大きい薄膜が好ましい。例えば、露光光に対して高透過率のモリブデンシリサイド化合物を主成分とする半透過膜として、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）、モリブデンシリサイド酸化膜（ＭｏＳｉＯ）、モリブデンシリサイド窒化膜（ＭｏＳｉＮ）、モリブデンシリサイド酸化窒化膜（ＭｏＳｉＯＮ）等のモリブデンシリサイド系薄膜が挙げられる。
【００３８】
さらに、第２の半透過膜１２として、透明基板１１と同じ透過率、すなわち略１００％で露光光を透過する構成とすることも好ましい形態である。この場合、透明基板１１と同じ透過率を有する薄膜材料を透明基板１１上に成膜して第２の半透過膜１２とすることも可能であり、あるいはＳＯＧ（スピン・オン・グラス）などの塗布ガラスを塗布して用いることもできる。しかし、透明基板１１そのものをパターンエッチングして第２の半透過膜１２として用いるのが、半透過膜１２の形成工程が不要となり、高品質のパターンが形成し得るので、より好ましい。本発明においては、透明基板１１のパターン形成面側を第２の半透過膜とし、本実施形態の製造方法を適用することができる。
【００３９】
本実施形態において、第１の半透過膜１３としては、露光光を０．５〜４０％の範囲の第1の所望の透過率で透過し位相を反転させる第１の位相シフトパターン領域が得やすく、フッ素系ガスによりドライエッチングできる化合物を主成分とし、ドライエッチング加工特性に優れ、遮光膜１４とのエッチング選択比が大きい薄膜が好ましい。
例えば、モリブデンシリサイド化合物を主成分とする半透過膜として、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）、モリブデンシリサイド酸化膜（ＭｏＳｉＯ）、モリブデンシリサイド窒化膜（ＭｏＳｉＮ）、モリブデンシリサイド酸化窒化膜（ＭｏＳｉＯＮ）等のモリブデンシリサイド系薄膜が挙げられる。また第１の半透過膜１３としては、酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）系薄膜も挙げられる。
【００４０】
上記の第２の半透過膜１２、第１の半透過膜１３の膜厚は、第２の半透過膜１２で位相差をつくり、第１の半透過膜１３は透過率を下げるとすると、例えば、第２の半透過膜が酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）の場合には１００ｎｍ〜１２０ｎｍ、第１の半透過膜がモリブデンシリサイド系の場合には１０ｎｍ〜３０ｎｍの範囲の膜厚の組み合わせで用いられる。
【００４１】
本発明において、遮光膜１４としては、最も使用実績のあるクロムを主成分としたクロム系薄膜がマスクブランクのコスト、品質上からより好ましい。クロム系薄膜は、通常、クロム、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロムの中から選ばれる材料の単層膜が用いられるが、それらのクロム系材料の中でも、成膜が容易で汎用性の高いクロム膜、または膜応力の低減が容易な窒化クロム膜がより好ましい。
たとえば、クロムを遮光膜とした場合には、４５ｎｍ〜１００ｎｍ程度の範囲の膜厚で用いられるが、微細パターンを形成するためには、膜厚は小さいほうがより好ましい。遮光膜１４の膜厚が４５ｎｍ未満では、マスク作製後の遮光性が不十分となり、一方、膜厚が１００ｎｍを超えると遮光膜パターンとしての解像力が低下するからである。
【００４２】
上記の第２の半透過膜１２、第１の半透過膜１３、遮光膜１４は、スパツタリング等の従来公知の成膜方法により形成することができる。また、第２の半透過膜１２として透明基板１１のパターン形成面側を用いる場合には、第２の半透過膜の成膜形成は不要である。
【００４３】
電子線レジストとしては、ネガ型、ポジ型のいずれも適用できる。レジストパターン１５の膜厚は１００ｎｍ〜５００ｎｍ程度の範囲で用いるのが好ましい。レジストパターン１５の膜厚が１００ｎｍ未満では、遮光膜１４のドライエッチング時の耐性が不十分となり、一方、膜厚が５００ｎｍを超えるとレジストパターンの解像力が低下してくるからである。
【００４４】
次に、図１（ｂ）に示すように、第１のレジストパターン１５をマスクとして遮光膜１４をドライエッチングによってパターニングし、遮光膜パターン１４ａを形成する。
遮光膜１４は、遮光膜１４がクロム系薄膜である場合には、従来公知の塩素、あるいは塩素と酸素の混合ガスをエツチングガスとして用いることによりドライエッチングを行なうことができる。
【００４５】
次に、図１(ｃ)に示すように、第１のレジストパターン１５と遮光膜パターン１４ａをマスクとして第１の半透過膜１３をドライエッチングによってパターニングし、第１の半透過膜パターン１３ａを形成する。図１（ｃ）では、すべてのパターンがバイナリマスクパターン形状をしている。
第１の半透過膜１３は、半透過膜１３がモリブデンシリサイド系薄膜または酸化窒化シリコン系薄膜である場合には、ＣＦ4 、ＣＨＦ3 、Ｃ2 Ｆ6等のフッ素系ガス、あるいはこれらの混合ガス、あるいはこれらのガスに酸素を混合したガスをエツチングガスとして用いることにより第１の半透過膜１３を選択的にドライエッチングを行なうことができる。
【００４６】
続いて、図１（ｄ）に示すように、第１のレジストパターン１５と遮光膜パターン１４ａとをマスクにして、第２の半透過膜１２を所定の掘り込み深さの途中までフッ素系ガスでドライエッチングする。このとき第１の半透過膜パターン１３ａは遮光膜パターン１４ａで上部を覆われているので、サイドエッチングはほとんど入らない。
【００４７】
本発明において、所定の掘り込み深さとは、位相シフト効果が最も大きくなる深さであり、半透過膜を用いた位相シフトマスクにおいては予め計算で求めることができる。
また、本発明において、所定の掘り込み深さの途中までとは、後工程でレジストパターンを剥離した側の全面をフッ素系ガスでドライエッチングし、第１の半透過膜をエッチング除去したときに、第２の半透過膜も一定深さにエッチングされるので、そのエッチング深さ分を予め差し引き、所定の掘り込み深さの途中の深さまでとするものである。したがって、後工程で行なうフッ素系ガスによる全面ドライエッチングの後に、エッチング深さが所定の深さとなるものであり、このとき、エッチング部分の第２の半透過膜が除去されるように予め設定するものである。
【００４８】
次に、第１のレジストパターン１５を剥離した後、図１（ｅ）に示すように、第２の電子線レジストをスピン塗布などの方法により塗布し、プリベーク後、電子線描画装置によりパターン描画し、レジスト所定の現像液で現像して、第２の位相シフトパターン領域とする部分を露出させた第２のレジストパターン１６を形成する。第２の電子線レジストとしては、第１の電子線レジストと同一、または異なったレジストが使用できるが、同一のレジストとする方が、製造装置、プロセス条件が共用できるのでより好ましい。
【００４９】
本発明においては、電子線描画による第２のレジストパターン１６形成、および後述の第３以降のレジストパターン形成においては、透明基板上に先に形成されたパターンに位置合わせして描画するアライメント描画が用いられる。本発明の製造方法の特徴として、エッチング選択性が異なる材料を交互に薄膜積層しているので、積層された各々の薄膜がセルフアライメント型のエッチング停止層としての機能を果たし、マスクパターンの最密部分のピッチの半分のアライメント誤差許容量でパターン描画が可能となり、電子ビーム等のパターン描画時のアライメントの制御が容易となる。
【００５０】
次に、図２（ａ）に示すように、第２のレジストパターン１６をマスクにし、露出した遮光膜パターン１４ａを塩素系ガスで選択的にドライエッチングして除去し、第１の半透過膜パターン１３ａを露出する。
【００５１】
次に、第２のレジストパターン１６を剥離し、図２（ｂ）に示すように、第２のレジストパターンを剥離した側の全面をフッ素系ガスでドライエッチングし、第２の位相シフトパターン領域とする部分の第１の半透過膜パターン１３ａをエッチング除去し、第２の位相シフトパターン領域の頂部１２ｂを露出させるとともに、第２の半透過膜１２を所定の掘り込み深さにまでエッチングし第２の位相シフトパターン領域の底部１２ｃを形成することにより、第２の位相シフトパターン領域２２を形成し、同時にバイナリパターン領域２１を形成する。この段階では、第１の位相シフトパターン領域とする部分は、まだバイナリパターン領域に含まれている。
【００５２】
次に、図２（ｃ）に示すように、第３の電子線レジストを塗布し、電子線描画装置により電子線でパターン描画し、現像し、第１の位相シフトパターン領域とする部分の遮光膜パターン１４ａを露出させた第３のレジストパターン１７を形成する。第３の電子線レジストは、上記の第２の電子線レジストと同じく、第１の電子線レジスト同一とするのがより好ましい。
【００５３】
次に、図２（ｄ）に示すように、第３のレジストパターンをマスクにし、露出した遮光膜パターン１４ａの遮光膜を塩素系ガスで選択的にドライエッチングして除去し、第１の位相シフトパターン領域２３を形成する。
【００５４】
次いで、第３のレジストパターン１７を剥離し、図２（ｅ）に示すように、透明基板１１上に露光光を透過する部分と遮光する部分とからなるバイナリパターン領域２１と、露光光を０．５〜４０％の範囲の第1の所望の透過率で透過し位相を反転させる第１の位相シフトパターン領域２３と、露光光を前記第１の所望の透過率より大きい第２の所望の透過率で透過し位相を反転させる第２の位相シフトパターン領域２２と、を有する位相シフトマスク２０が得られる。
【００５５】
（第２の実施形態）
本実施形態は、透明基板上にマスクパターンを有し、該マスクパターンが、露光光を透過する部分と遮光する部分とからなるバイナリパターン領域と、露光光を０．５〜４０％の範囲の第1の所望の透過率で透過し位相を反転させる第１の位相シフトパターン領域と、露光光を前記第１の所望の透過率より大きい第２の所望の透過率で透過し位相を反転させる第２の位相シフトパターン領域と、を少なくとも有する位相シフトマスクの製造方法である。
【００５６】
図３およびそれに続く図４、図５は、上記の本発明の位相シフトマスクの製造方法の第２の実施形態の製造工程を示す部分断面模式図である。以下、図面を参照しながら説明する。
【００５７】
図３（ａ）に示すように、透明基板３１上に第２の半透過膜３２、第１の半透過膜３３、塩素系ガスのエッチングを停止する中間膜３６、遮光膜３４を順に積層して成膜形成し、この遮光膜３４上に第１の電子線レジストをスピン塗布等の方法により塗布形成し、プリベーク後、電子線描画装置により電子線でパターン描画し、レジスト所定の現像液で現像して第１のレジストパターン３５を形成する。
【００５８】
本実施形態において、透明基板３１としては、第１の実施形態と同じく、光学研磨された合成石英ガラス、蛍石、フッ化カルシウムなどを用いることができるが、通常、多用されており品質が安定し、短波長の露光光の透過率の高い合成石英ガラスがより好ましい。
【００５９】
本実施形態において、第２の位相シフトパターン領域を構成する第２の半透過膜３２は、露光光透過率が０．５〜４０％の範囲にある第１の位相シフトパターン領域よりも大きい透過率で、透過率１００％以下の範囲から用いられる。例えば、第１の位相シフトパターン領域の所望の透過率が６％であれば、第２の半透過膜３２の透過率は６％を超える範囲から設定することができる。上記のように、本実施形態では、第１の位相シフトパターン領域が低透過率、第２の位相シフトパターン領域が高透過率のパターン領域となる。
【００６０】
本実施形態において、第２の半透過膜３２としては、第１の実施形態と同じく、露光光を第１の位相シフトパターン領域よりも大きい第２の所望の透過率で透過し位相を反転させる第２の位相シフトパターン領域が得やすく、フッ素系ガスによりドライエッチングできる化合物を主成分とし、ドライエッチング加工特性に優れ、遮光膜３４とのエッチング選択比が大きい薄膜が好ましい。例えば、露光光に対して高透過率のモリブデンシリサイド化合物を主成分とする半透過膜として、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）、モリブデンシリサイド酸化膜（ＭｏＳｉＯ）、モリブデンシリサイド窒化膜（ＭｏＳｉＮ）、モリブデンシリサイド酸化窒化膜（ＭｏＳｉＯＮ）等のモリブデンシリサイド系薄膜が挙げられる。
【００６１】
さらに、第１の実施形態と同じく、第２の半透過膜３２として、透明基板３１と同じ透過率、すなわち略１００％で露光光を透過する構成とすることも好ましい形態である。この場合、透明基板３１と同じ透過率を有する薄膜材料を透明基板３１上に成膜して第２の半透過膜３２とすることも可能であり、あるいはＳＯＧ（スピン・オン・グラス）などの塗布ガラスを塗布して用いることもできる。しかし、透明基板３１そのものをパターンエッチングして第２の半透過膜３２として用いるのが、第２の半透過膜３２の形成工程が不要となり、高品質のパターンが形成し得るので、より好ましい。本発明においては、透明基板３１のパターン形成面側を第２の半透過膜とし、本実施形態の製造方法を適用することができる。
【００６２】
本実施形態において、第１の半透過膜３３としては、所望のハーフトーン特性が得やすく、塩素系ガスによりドライエッチングできる化合物を主成分とし、ドライエッチング加工特性に優れ、中間膜３６とのエッチング選択比が大きい薄膜が好ましい。
例えば、クロムを主成分としたクロム系薄膜がマスクブランクのコスト、品質上からより好ましい。クロム系薄膜は、通常、クロム、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロムの中から選ばれる材料の単層膜が用いられるが、それらのクロム系材料の中でも、成膜が容易で汎用性の高いクロム膜、または膜応力の低減が容易な窒化クロム膜がより好ましい。クロム系薄膜を半透過膜として用いる場合の膜厚は、３ｎｍ〜３５ｎｍの範囲が好ましい。   ３ｎｍ未満だと下層の透明基板をフッ素系ガスでエッチングするときの耐性が不十分となり、一方、３５ｎｍを超えると半透明膜としての露光光透過性が低下するからである。
【００６３】
本実施形態において、中間膜３６としては、塩素系ガスのエッチングを停止する機能を有し、フッ素系ガスでエッチングされる薄膜が用いられる。例えば、モリブデンシリサイド化合物を主成分とする中間膜３６として、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）、モリブデンシリサイド酸化膜（ＭｏＳｉＯ）、モリブデンシリサイド窒化膜（ＭｏＳｉＮ）、モリブデンシリサイド酸化窒化膜（ＭｏＳｉＯＮ）等のモリブデンシリサイド系薄膜が挙げられる。また中間膜３６としては、酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）系薄膜も挙げられる。
【００６４】
中間膜３６の膜厚は、例えば、モリブデンシリサイド系薄膜を用いた場合には、５ｎｍ〜５０ｎｍ程度の範囲の膜厚で用いられるが、微細パターンを形成するためには、膜厚は小さいほうがより好ましい。中間膜３６の膜厚が５ｎｍ未満では、エッチング時のマスクとしての耐性が不十分となり、一方、膜厚が５０ｎｍを超えると中間膜パターンとしての解像力が低下するからである。
【００６５】
本実施形態において、遮光膜３４としては、第１の実施形態と同じく、最も使用実績のあるクロムを主成分としたクロム系薄膜がマスクのコスト、品質上からより好ましい。クロム系薄膜は、通常、クロム、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロムの中から選ばれる材料の単層膜が用いられるが、それらのクロム系材料の中でも、成膜が容易で汎用性の高いクロム膜、または膜応力の低減が容易な窒化クロム膜がより好ましい。
例えば、クロムを遮光膜３４とした場合には、４５ｎｍ〜１００ｎｍ程度の範囲の膜厚で用いられるが、微細パターンを形成するためには、膜厚は小さいほうがより好ましい。遮光膜３４の膜厚が４５ｎｍ未満では、マスク作製後の遮光性が不十分となり、一方、膜厚が１００ｎｍを超えると遮光膜パターンとしての解像力が低下するからである。
【００６６】
上記の第１の半透過膜３３、第２の半透過膜３２、中間膜３６、遮光膜３４は、スパッタリング等の従来公知の成膜方法により形成することができる。また、第２の半透過膜３２として透明基板３１のパターン形成面側を用いる場合には、第２の半透過膜の成膜形成は不要である。
【００６７】
電子線レジストとしては、第１の実施形態と同じく、ネガ型、ポジ型のいずれも適用できる。第１のレジストパターン３５の膜厚は１００ｎｍ〜５００ｎｍ程度の範囲で用いるのが好ましい。第１のレジストパターン３５の膜厚が１００ｎｍ未満では、遮光膜３４のドライエッチング時の耐性が不十分となり、一方、膜厚が５００ｎｍを超えるとレジストパターンの解像力が低下してくるからである。
【００６８】
次に、図３(ｂ)に示すように、第１のレジストパターン３５をマスクとして遮光膜３４をドライエッチングによってパターニングし、遮光膜パターン３４ａを形成する。
遮光膜３４がクロムである場合には、遮光膜３４は塩素、あるいは塩素と酸素の混合ガスをエッチングガスとして用いることによりドライエッチングを行なうことができる。
【００６９】
次に、図３(ｃ)に示すように、第１のレジストパターン３５と遮光膜パターン３４ａをマスクとして塩素系ガスのエッチングを停止する中間膜３６をドライエッチングによってパターニングし、中間膜パターン３６ａを形成する。
中間膜３６がモリブデンシリサイド系薄膜または酸化窒化シリコン系薄膜である場合には、中間膜３６はＣＦ4 、ＣＨＦ3 、Ｃ2 Ｆ6等のフッ素系ガス、あるいはこれらの混合ガス、あるいはこれらのガスに酸素を混合したガスをエッチングガスとして用いることによりドライエッチングを行なうことができる。
【００７０】
次に、図３(ｄ)に示すように、第１のレジストパターン３５と中間膜パターン３６ａをマスクとして、続いて第１の半透過膜３３をドライエッチングによってパターニングし、第１の半透過膜パターン３３ａを形成する。図３（ｄ）では、すべてのパターンがバイナリマスクパターン形状をしている。
第１の半透過膜３３がクロム系薄膜である場合には、第１の半透過膜３３は塩素、あるいは塩素と酸素の混合ガスをエッチングガスとして用いることにより選択的にドライエッチングを行なうことができる。このとき遮光膜パターン３４ａは第一のレジストパターン３５で覆われているので、サイドエッチングはほとんど入らない。
【００７１】
続いて、図４（ａ）に示すように、第１のレジストパターン３５と遮光膜パターン３４ａと第１の半透過膜パターン３３ａとをマスクにして、第２の半透過膜３２を所定の掘り込み深さの途中までフッ素系ガスでドライエッチングし、途中までエッチングされた第２の半透過膜３２を形成する。このとき中間膜パターン３６ａは第１のレジストパターン３５と遮光膜パターン３４ａで覆われているので、サイドエッチングはほとんど入らない。
本実施形態において、所定の掘り込み深さの途中の意味は、第１の実施形態で説明した意味と同じである。
【００７２】
次に、第１のレジストパターン３５を剥離した後、図４（ｂ）に示すように、第２の電子線レジストをスピン塗布等の方法により塗布し、プリベーク後、電子線描画装置により電子線でパターン描画し、レジスト所定の現像液で現像して、第１の位相シフトパターン領域および第２の型位相シフトパターン領域とする部分を露出させた第２のレジストパターン３７を形成する。第２の電子線レジストとしては、第１の電子線レジストと同一、または異なったレジストが使用できるが、同一のレジストとする方が、製造装置、プロセス条件が共用できるのでより好ましい。
【００７３】
次に、図４（ｃ）に示すように、第２のレジストパターン３７をマスクにし、露出した遮光膜パターン３４ａを塩素系ガスで選択的にドライエッチングして除去し、中間膜パターン３６ａを露出する。
【００７４】
次に、第２のレジストパターン３７を剥離し、図４（ｄ）に示すように、第２のレジストパターン３７を剥離した側の全面をフッ素系ガスでドライエッチングし、第１の位相シフトパターン領域とする部分および第２の位相シフトパターン領域とする部分の中間膜パターン３６ａをエッチング除去して第１の半透過膜パターン３３ａを露出させ、第１の位相シフトパターン領域４３を形成し、同時にバイナリパターン領域４１を形成する。あわせて、第２の半透過膜３２を所定の掘り込み深さにまでエッチングし第２の位相シフトパターン領域の底部３２ｃを形成する。この段階では、第２の位相シフトパターン領域とする部分は、まだ第１の位相シフトパターン領域に含まれている。
【００７５】
本実施形態の特徴は、第２の位相シフトパターン領域の頂部となる部分がフッ素系ガスに耐性のある第１の半透過膜パターン３３ａで覆われているので、頂部に損傷を与えずに、第２の半透過膜３２を所定の掘り込み深さにまでフッ素系ガスでエッチングできる。そのため、ドライエッチング条件の制御が容易であり、高品質のマスク製造が可能となる。
【００７６】
次に、図５（ａ）に示すように、第３の電子線レジストを塗布し、電子線描画装置により電子線でパターン描画し、現像し、第２の位相シフトパターン領域とする部分の第１の半透過膜パターン３３ａを露出させた第３のレジストパターン３８を形成する。第３の電子線レジストは、上記の第２の電子線レジストと同じく、第１の電子線レジスト同一とするのがより好ましい。
【００７７】
次に、図５（ｂ）に示すように、第３のレジストパターン３８をマスクにし、露出した第１の半透過膜パターン３３ａの半透過膜を塩素系ガスで選択的にドライエッチングして除去し、第２の位相シフトパターン領域の頂部３２ｂを露出させ、第２の位相シフトパターン領域４２を形成する。
【００７８】
次いで、第３のレジストパターン３８を剥離し、図５（ｃ）に示すように、透明基板３１上に露光光を透過する部分と遮光する部分とからなるバイナリパターン領域４１と、露光光を０．５〜４０％の範囲の第1の所望の透過率で透過し位相を反転させる第１の位相シフトパターン領域４３と、露光光を前記第１の所望の透過率より大きい第２の所望の透過率で透過し位相を反転させる第２の位相シフトパターン領域４２と、を少なくとも有する位相シフトマスク４０が得られる。
【００７９】
（第３の実施形態）
図６は、上記の図５（ｃ）に続く図であり、本発明の位相シフトマスクの製造方法の第３の実施形態の製造工程を示す部分断面模式図である。以下、図面を参照しながら説明する。
【００８０】
図６（ａ）に示すように、図５（ｃ）に示す位相シフトマスクのパターン面側に第４の電子線レジストを塗布してパターン描画し、現像し、遮光部分を有するバイナリパターン領域の一部を露出した第４のレジストパターン３９を形成する。第４の電子線レジストは、上記の電子線レジストと同じく、第１の電子線レジスト同一とするのがより好ましい。
【００８１】
次に、図６（ｂ）に示すように、第４のレジストパターン３９をマスクにして露出した遮光膜パターン３４ａを塩素系ガスで選択的にドライエッチングし、第２の半透過膜パターン３２ａと第１の半透過膜パターン３３ａと中間膜パターン３６ａよりなる第３の位相シフトパターン領域４４を形成する。
【００８２】
次いで、第４のレジストパターン３９を剥離し、図６（ｃ）に示すように、透明基板３１上に露光光を透過する部分と遮光する部分とからなるバイナリパターン領域４１と、露光光を０．５〜４０％の範囲の第1の所望の透過率で透過し位相を反転させる第１の位相シフトパターン領域４２と、露光光を前記第１の所望の透過率より大きい第２の所望の透過率で透過し位相を反転させる第２の位相シフトパターン領域４２と、露光光を前記第１の所望の透過率より小さい第３の透過率で透過し位相を反転させる第３の位相シフトパターン領域４４とを有し、位相シフトパターン領域が露光光を３種類の透過率で透過する位相シフトマスク６０が得られる。第３の位相シフトパターン領域４４は、第１の位相シフトパターン領域４３よりも中間膜パターン３３ａ分だけ低透過率になっている。
【００８３】
上記では、位相シフトパターン領域が３種類の透過率の場合について説明したが、第３の実施形態に示す方法を用い、中間膜と遮光膜をさらに重ねることにより、３種類を超える透過率で透過する領域を形成することも可能である。
【００８４】
（位相シフトマスク）
本発明の位相シフトマスクは、上記の実施形態で述べた本発明の位相シフトマスクの製造方法で製造されたことを特徴とするものである。以下、実施形態について図面を参照して説明するが、各図面の符号は、本発明の位相シフトマスクの製造方法で示した符号と同じ符号を用いている。
【００８５】
（第１の実施形態）
図７は、本発明の位相シフトマスクの製造方法の第１の実施形態で製造した本発明の位相シフトマスクの第１の実施形態の一例を示す断面模式図である。
図７に示すように、本実施形態の位相シフトマスク２０は、透明基板１１上に露光光を透過する部分と遮光する部分とからなるバイナリパターン領域２１と、露光光を０．５〜４０％の範囲の第1の所望の透過率で透過し位相を反転させる第１の位相シフトパターン領域２３と、露光光を前記第１の所望の透過率より大きい第２の所望の透過率で透過し位相を反転させる第２の位相シフトパターン領域２２とを有する位相シフトマスク２０である。
【００８６】
バイナリパターン領域２１の露光光を遮光する部分は、透明基板１１側から順に露光光を所望の透過率で透過する第２の半透過膜パターン１２ａと、第１の半透過膜パターン１３ａと、露光光を遮光する遮光膜パターン１４ａとでパターンが構成されるものである。
本発明の位相シフトマスクの製造方法で説明したように、本実施形態の位相シフトマスクは、第２の半透過膜パターン１２ａとして透明基板１１を用いた構成とすることも可能である。
【００８７】
上記の位相シフトマスク２０においては、第１の半透過膜パターン１３ａの半透過膜がモリブデンシリサイド系薄膜または酸化窒化シリコン系薄膜で形成され、遮光膜がクロム系薄膜で形成されているのが好ましい。
【００８８】
（第２の実施形態）
図８は、本発明の位相シフトマスクの製造方法の第２の実施形態で製造した本発明の位相シフトマスクの第２の実施形態の一例を示す断面模式図である。
図８に示すように、本実施形態の位相シフトマスク４０は、透明基板３１上に露光光を透過する部分と遮光する部分とからなるバイナリパターン領域４１と、露光光を０．５〜４０％の範囲の第1の所望の透過率で透過し位相を反転させる第１の位相シフトパターン領域４３と、露光光を前記第１の所望の透過率より大きい第２の所望の透過率で透過し位相を反転させる第２の位相シフトパターン領域４２と、を少なくとも有する位相シフトマスク４０が得られる。
【００８９】
バイナリパターン領域４１の露光光を遮光する部分は、透明基板３１側から順に露光光を所望の透過率で透過する第２の半透過膜パターン３２ａと、第１の半透過膜パターン３３ａと、塩素系ガスのエッチングを停止する中間膜パターン３６ａと、露光光を遮光する遮光膜パターン３４ａとでパターンが構成されるものである。
本実施形態の位相シフトマスクは、上記の第１の実施形態と同じく、第２の半透過膜パターン３２ａとして透明基板３１を用いた構成とすることも可能である。
【００９０】
上記の位相シフトマスク４０においては、第１の半透過膜パターン３２ａが膜厚３ｎｍ〜３５ｎｍのクロム系薄膜で、中間膜パターン３３ａがモリブデンシリサイド系薄膜または酸化窒化シリコン系薄膜であり、遮光膜パターン３４ａが膜厚４５ｎｍ〜１００ｎｍのクロム系薄膜であるのが好ましい。
【００９１】
（第３の実施形態）
図９は、本発明の位相シフトマスクの製造方法の第３の実施形態で製造した本発明の位相シフトマスクの第３の実施形態の一例を示す断面模式図である。
図９に示すように、本実施形態の位相シフトマスク６０は、透明基板３１上に露光光を透過する部分と遮光する部分とからなるバイナリパターン領域４１と、露光光を０．５〜４０％の範囲の第1の所望の透過率で透過し位相を反転させる第１の位相シフトパターン領域４２と、露光光を前記第１の所望の透過率より大きい第２の所望の透過率で透過し位相を反転させる第２の位相シフトパターン領域４２と、露光光を前記第１の所望の透過率より小さい第３の透過率で透過し位相を反転させる第３の位相シフトパターン領域４４とを有し、位相シフトパターン領域が露光光を３種類の透過率で透過する位相シフトマスクである。
【００９２】
図９において、バイナリパターン領域４１は、上記の第２の実施形態と同じで、露光光を遮光する部分が、透明基板３１側から順に露光光を所望の透過率で透過する第２の半透過膜パターン３２ａと、第１の半透過膜パターン３３ａと、塩素系ガスのエッチングを停止する中間膜パターン３６ａと、露光光を遮光する遮光膜パターン３４ａとでパターンが構成されるものである。
本実施形態の位相シフトマスクは、上記の第１の実施形態と同じく、第２の半透過膜パターン３２ａとして透明基板３１を用いた構成とすることも可能である。
【００９３】
上記の位相シフトマスク６０においては、半透過膜パターン３２ａが膜厚３ｎｍ〜 ３５ｎｍのクロム系薄膜であり、中間膜パターン３３ａがモリブデンシリサイド系薄膜または酸化窒化シリコン系薄膜であり、遮光膜パターン３４ａが膜厚４５ｎｍ〜１００ｎｍのクロム系薄膜であるのが好ましい。
【００９４】
上記では、位相シフトパターン領域が３種類の透過率を有する位相シフトマスクについて説明したが、第３の実施形態に示す方法を用い、中間膜と遮光膜をさらに重ねることにより、３種類を超える透過率で透過する領域を有する位相シフトマスクを形成することも可能である。
【実施例】
【００９５】
（実施例１）
本発明の第１の実施形態の実施例について説明する。光学研磨した６インチ角、０．２５インチ厚の透明な合成石英基板を洗浄し、その一主面上に第２の半透過膜として酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）を膜厚１１０ｎｍで成膜し、続いて第１の半透過膜としてモリブデンシリサイドを以下の条件で膜厚２５ｎｍで成膜形成した。、露光光はＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）用で、形成した第２の半透過膜の透過率は９１％、第１の半透過膜の透過率は、第２の半透過膜に積層された状態で６％とした。
＜半透過膜のスパッタリング条件＞
成膜装置：  プレーナ型ＤＣマグネトロンスパッタリング装置
・酸化窒化シリコンの成膜
ターゲット：  シリコン
ガス：  アルゴンガス＋酸素ガス＋窒素ガス
・モリブデンシリサイドの成膜
ターゲット：  モリブデン：シリコン＝１：４（原子比）
ガス：  アルゴンガス＋酸素ガス
【００９６】
次いで、上記の第１の半透過膜であるモリブデンシリサイド上に、クロムよりなる遮光膜を下記条件にて、厚さ５０ｎｍに積層して形成した。
＜遮光膜のスパッタリング条件＞
成膜装置：  プレーナ型ＤＣマグネトロンスパッタリング装置
ターゲット：  金属クロム
ガス：  アルゴンガス
【００９７】
次に、上記のクロム遮光膜の上に第１の電子線レジストを、厚さ３００ｎｍに塗布し、プリベーク後、電子線描画装置にてパターン描画し、現像し、所望形状の第１のレジストパターンを形成した。
【００９８】
次に、上記の第１のレジストパターンをマスクとして、ドライエッチング装置によりレジストパターンから露出しているクロム遮光膜を下記条件によりドライエッチングし、遮光膜パターンを形成した。
＜クロム遮光膜のエッチング条件＞
エッチングガスＣｌ2＋Ｏ2ガス（２：３）
圧力                            １０ｍＴｏｒｒ
ＩＣＰパワー（高密度プラズマ発生）  ５００Ｗ
バイアスパワー（引き出しパワー）      ２５Ｗ
【００９９】
次に、上記の第１のレジストパターンと遮光膜パターンをマスクとして、ドライエッチング装置により露出している第１の半透過膜であるモリブデンシリサイドを下記条件によりドライエッチングし、第１の半透過膜パターンを形成し、続いて第２の半透過膜である酸化窒化シリコンを下記同一条件で所定の掘り込み深さの途中までドライエッチングした。
＜第１の半透過膜および第２の半透過膜のエッチング条件＞
エツチングガス                      ＣＦ4
ガス圧力                          １０ｍＴｏｒｒ
ＩＣＰパワー（高密度プラズマ発生）  ９５０Ｗ
バイアスパワー（引き出しパワー）      ５０Ｗ
【０１００】
次に、上記の第１のレジストパターンを酸素プラズマで剥離した後、第２の電子線レジストを塗布し、プリベーク後、電子線描画装置にてアライメント描画し、現像し、第２の位相シフトパターン領域とする部分を露出させた第２のレジストパターンを形成した。第２の電子線レジストは、第１のレジストと同じレジストを用いた。
【０１０１】
上記の第２のレジストパターンをマスクとして、ドライエッチング装置によりレジストパターンから露出しているクロム遮光膜を、上記のクロム遮光膜と同じ条件により選択的にドライエッチングして除去し、第１の半透明膜パターンを露出させた後、第２のレジストパターンを酸素プラズマで剥離した。
【０１０２】
次に、第２のレジストパターンを剥離した側の全面を上記と同じ条件でＣＦ4ガスでドライエッチングし、第２の位相シフトパターン領域とする第１の半透過膜のモリブデンシリサイドをエッチング除去するとともに、第２の半透過膜の酸化窒化シリコンを所定の掘り込み深さにまでエッチングし、第２の位相シフトパターン領域およびバイナリパターン領域を形成した。
【０１０３】
次に、第３の電子線レジストを塗布し、プリベーク後、電子線描画装置にてアライメント描画し、現像し、ハーフトーン型位相シフト領域とする部分を露出させた第３のレジストパターンを形成した。第３の電子線レジストは、第１のレジストと同じレジストを用いた。
【０１０４】
次に、第３のレジストパターンをマスクにして、露出した遮光膜パターンの遮光膜を上記と同じ条件で塩素系ガスにより選択的にドライエッチング除去し、第１の半透過膜のモリブデンシリサイドを露出させて第１の位相シフトパターン領域を形成し、次いで該第３のレジストパターンを剥離し、バイナリパターン領域と、露光光を６％の透過率で透過し位相を反転させる第１の位相シフトパターン領域と、露光光を９１％の透過率で透過し位相を反転させる第２の位相シフトパターン領域とを有する位相シフトマスクを得た。
【０１０５】
（実施例２）
本実施例では、ＡｒＦエキシマレーザを用いたときの第２の半透過膜の透過率を透明基板と同じ透過率（ほぼ１００％）とするために、第２の半透明膜として透明基板のパターン形成面側を用いた。
【０１０６】
光学研磨した６インチ角、０．２５インチ厚の透明な合成石英基板を洗浄し、その一主面上に第１の半透過膜としてモリブデンシリサイドを以下の条件で形成した。第１の半透過膜の膜厚は、ＡｒＦエキシマレーザ用で透過率６％、位相差１８０度とするため７０ｎｍとした。
＜第１の半透過膜のスパッタリング条件＞
成膜装置：  プレーナ型ＤＣマグネトロンスパッタリング装置
ターゲット：  モリブデン：シリコン＝１：４（原子比）
ガス：  アルゴンガス＋酸素ガス
【０１０７】
次いで、上記の第１の半透過膜上に、実施例１と同様に、クロムよりなる遮光膜を下記条件にて、厚さ５０ｎｍに積層して形成した。
【０１０８】
次に、上記の遮光膜の上に第１の電子線レジストを、厚さ３００ｎｍに塗布し、プリベーク後、電子線描画装置にてパターン描画し、現像し、所望形状の第１のレジストパターンを形成した。
【０１０９】
次に、上記の第１のレジストパターンをマスクとして、ドライエッチング装置によりレジストパターンから露出しているクロム遮光膜を下記条件によりドライエッチングし、遮光膜パターンを形成した。
＜クロム遮光膜のエッチング条件＞
エッチングガスＣｌ2＋Ｏ2ガス（２：３）
圧力                            １０ｍＴｏｒｒ
ＩＣＰパワー（高密度プラズマ発生）  ５００Ｗ
バイアスパワー（引き出しパワー）      ２５Ｗ
【０１１０】
次に、上記の第１のレジストパターンと遮光膜パターンをマスクとして、ドライエッチング装置により露出している第１の半透過膜のモリブデンシリサイドを下記条件によりドライエッチングし、第１の半透過膜パターンを形成し、続いて第２の半透過膜として用いた合成石英基板を所定の掘り込み深さの途中までドライエッチングした。
＜第１の半透過膜および第２の半透過膜（石英基板）のエッチング条件＞
エツチングガス                      ＣＦ4
ガス圧力                          １０ｍＴｏｒｒ
ＩＣＰパワー（高密度プラズマ発生）  ９５０Ｗ
バイアスパワー（引き出しパワー）      ５０Ｗ
【０１１１】
次に、上記の第１のレジストパターンを酸素プラズマで剥離した後、第２の電子線レジストを塗布し、プリベーク後、電子線描画装置にてアライメント描画し、現像し、第２の位相シフトパターン領域とする部分を露出させた第２のレジストパターンを形成した。第２の電子線レジストは、第１のレジストと同じレジストを用いた。
【０１１２】
上記の第２のレジストパターンをマスクとして、ドライエッチング装置によりレジストパターンから露出しているクロム遮光膜を、上記のクロム遮光膜と同じ条件により選択的にドライエッチングし、第１の半透過膜パターンを露出させた後、第２のレジストパターンを酸素プラズマで剥離した。
【０１１３】
次に、第２のレジストパターンを剥離した側の全面を上記と同じ条件でＣＦ4ガスでドライエッチングし、露出した第１の半透過膜をエッチング除去するとともに、第２の半透過膜として用いた石英基板を所定の掘り込み深さにまでエッチングし、第２の位相シフトパターン領域およびバイナリパターン領域を形成した。
【０１１４】
次に、第３の電子線レジストを塗布し、プリベーク後、電子線描画装置にてアライメント描画し、現像し、第１の位相シフト領域とする部分を露出させた第３のレジストパターンを形成した。第３の電子線レジストは、第１のレジストと同じレジストを用いた。
【０１１５】
次に、第３のレジストパターンをマスクにして、露出した遮光膜パターンの遮光膜を上記と同じ条件で塩素系ガスにより選択的にドライエッチング除去し、第１の半透過膜のモリブデンシリサイドを露出させて第１の位相シフトパターン領域を形成し、次いで該第３のレジストパターンを剥離し、バイナリパターン領域と、露光光を６％で透過し位相を反転させる第１の位相シフトパターン領域と、露光光をほぼ１００％で透過し位相を反転させる第２の位相シフトパターン領域とを有する位相シフトマスクを得た。
【０１１６】
（実施例３）
本発明の第２の実施形態の実施例について説明する。本実施例では、上記の実施例２と同様に、ＡｒＦエキシマレーザを用いたときの第２の半透過膜の透過率を透明基板と同じ透過率（ほぼ１００％）とするために、第２の半透明膜として透明基板のパターン形成面側を用いた。
【０１１７】
光学研磨した６インチ角、０．２５インチ厚の透明な合成石英基板を洗浄し、その一主面上に第１の半透過膜としてクロムを以下の条件で形成した。ここで膜厚は、ＡｒＦエキシマレーザ用で透過率３０％および位相差１８０度とするため１５ｎｍとした。
＜第１の半透過膜のスパッタリング条件＞
成膜装置：プレーナ型ＤＣマグネトロンスパッタリング装置
ターゲット：金属クロム
ガス及び流量：アルゴンガス５０ｓｃｃｍ
スパッタ圧力：０．３パスカル
スパッタ電流：３．５アンペア
【０１１８】
次いで、上記の半透過膜上に、モリブデンシリサイドよりなる中間膜を下記条件にて、厚さ５０ｎｍに積層して形成した。
＜中間膜のスパッタリング条件＞
成膜装置：プレーナ型ＤＣマグネトロンスパッタリング装置
ターゲット：モリブデン：シリコン＝１：４（原子比）
ガス及び流量：アルゴンガス５０ｓｃｃｍ＋酸素ガス５０ｓｃｃｍ
スパッタ圧力：０．３パスカル
スパッタ電流：３．５アンペア
【０１１９】
次いで、上記の中間膜上に、クロムよりなる遮光膜を下記条件にて、厚さ５０ｎｍに積層して形成した。
＜遮光膜のスパッタリング条件＞
成膜装置：プレーナ型ＤＣマグネトロンスパッタリング装置
ターゲット：金属クロム
ガス及び流量：アルゴンガス５０ｓｃｃｍ
スパッタ圧力：０．３パスカル
スパッタ電流：３．５アンペア
【０１２０】
次に、上記のクロム遮光膜の上に第１の電子線レジストを、厚さ３００ｎｍに塗布し、プリベーク後、電子線描画装置にてパターン描画し、現像し、所望形状の第１のレジストパターンを形成した。
【０１２１】
次に、上記の第１のレジストパターンをマスクとして、ドライエッチング装置によりレジストパターンから露出しているクロム遮光膜を下記条件によりドライエッチングし、遮光膜パターンを形成した。
＜クロム遮光膜のエッチング条件＞
エッチングガス：Ｃｌ2＋Ｏ2ガス（２：３）
圧力：１０ｍＴｏｒｒ
ＩＣＰパワー（高密度プラズマ発生）：５００Ｗ
バイアスパワー（引き出しパワー）：２５Ｗ
【０１２２】
次に、上記の第１のレジストパターンと遮光膜パターンをマスクとして、ドライエッチング装置により露出している中間膜を下記条件によりドライエッチングし、中間膜パターンを形成した。
【０１２３】
次に、上記の第１のレジストパターンと中間膜をマスクとして、ドライエッチング装置により露出しているクロムよりなる第１の半透過膜を上記のクロム遮光膜と同じ条件によりドライエッチングし、第１の半透過膜パターンを形成した。
【０１２４】
次に、露出している第２の半透過膜として用いた合成石英基板を所定の掘り込み深さの途中までドライエッチングした。
＜第２の半透過膜（石英基板）のエッチング条件＞
エツチングガス：ＣＦ4
ガス圧力：１０ｍＴｏｒｒ
ＩＣＰパワー（高密度プラズマ発生）：９５０Ｗ
バイアスパワー（引き出しパワー）：５０Ｗ
【０１２５】
次に、上記の第１のレジストパターンを酸素プラズマで剥離した後、第２の電子線レジストを塗布し、プリベーク後、電子線描画装置にてアライメント描画し、現像し、第１の位相シフトパターン領域および第２の位相シフトパターン領域とする部分を露出させた第２のレジストパターンを形成した。第２の電子線レジストは、第１のレジストと同じレジストを用いた。
【０１２６】
上記の第２のレジストパターンをマスクとして、ドライエッチング装置によりレジストパターンから露出しているクロム遮光膜を、上記のクロム遮光膜と同じ条件により選択的にドライエッチングし、中間膜パターンを露出させた後、第２のレジストパターンを酸素プラズマで剥離した。
【０１２７】
次に、第２のレジストパターンを剥離した側の全面を上記の第２の半透過膜とした合成石英基板エッチングと同じ条件でＣＦ4ガスでドライエッチングし、露出していたモリブデンシリサイドよりなる中間膜パターンを選択的にエッチング除去するとともに、第２の半透過膜とした合成石英基板を所定の掘り込み深さにまでエッチングし、第１の位相シフトパターン領域とバイナリパターン領域を形成した。
【０１２８】
次に、第３の電子線レジストを塗布し、プリベーク後、電子線描画装置にてアライメント描画し、現像し、第２の位相シフトパターン領域とする部分を露出させた第３のレジストパターンを形成した。第３の電子線レジストは、第１のレジストと同じレジストを用いた。
【０１２９】
次に、第３のレジストパターンをマスクにして、露出したクロムよりなる第１の半透過膜パターンの半透過膜を塩素系ガスで上記と同じ条件で選択的にドライエッチング除去し、第２の半透過膜とした透明基板を露出させて第２の位相シフトパターン領域を形成し、次いで該第３のレジストパターンを剥離し、バイナリパターン領域と、露光光を３０％で透過し位相を反転させる第１の位相シフトパターン領域と、露光光をほぼ１００％で透過し位相を反転させる第２の位相シフトパターン領域とを有する位相シフトマスクを得た。
【０１３０】
（実施例４）
本発明の第３の実施形態の実施例について説明する。本実施例は、上記の実施例３で得られた位相シフトマスクを用いてさらに透過率の異なる第３の位相シフト領域を追加形成した例である。
【０１３１】
上記の実施例３で得られた位相シフトマスクを用い、そのパターン面側に第４の電子線レジストを塗布し、プリベーク後、電子線描画装置にてアライメント描画し、現像し、第３の位相シフトパターン領域とする部分を露出させた第４のレジストパターンを形成した。第４の電子線レジストは、実施例３の第１のレジストと同じレジストを用いた。
【０１３２】
次に、上記の第４のレジストパターンをマスクとして、ドライエッチング装置によりレジストパターンから露出しているクロム遮光膜を実施例３に示した同じ条件により塩素系ガスでドライエッチングして除去し、クロムよりなる中間膜パターンを露出させた。
【０１３３】
次いで第４のレジストパターンを剥離し、バイナリパターン領域と、露光光を３０％で透過し位相を反転させる第１の位相シフトパターン領域と、露光光をほぼ１００％で透過し位相を反転させる第２の位相シフトパターン領域と、露光光を１５％で透過し位相を反転させる第３の位相シフトパターン領域とを有する位相シフトマスクを得た。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明の位相シフトマスクの製造方法の第１の実施形態を示す工程断面模式図である。
【図２】図１に続く本発明の位相シフトマスクの製造方法の第１の実施形態を示す工程断面模式図である。
【図３】本発明の位相シフトマスクの製造方法の第２の実施形態を示す工程断面模式図である。
【図４】図３に続く本発明の位相シフトマスクの製造方法の第２の実施形態を示す工程断面模式図である。
【図５】図４に続く本発明の位相シフトマスクの製造方法の第２の実施形態を示す工程断面模式図である。
【図６】本発明の位相シフトマスクの製造方法の第３の実施形態を示す工程断面模式図である。
【図７】本発明の位相シフトマスクの製造方法による第１の実施形態による位相シフトマスクを示す断面模式図である。
【図８】本発明の位相シフトマスクの製造方法による第２の実施形態による位相シフトマスクを示す断面模式図である。
【図９】本発明の位相シフトマスクの製造方法による第３の実施形態による位相シフトマスクを示す断面模式図である。
【符号の説明】
【０１３５】
１１、３１  透明基板
１２、３２  第２の半透過膜
１２ａ、３２ａ  第２の半透過膜パターン
１２ｂ、３１ｂ  第２の位相シフトパターン領域の頂部
１２ｃ、３１ｃ  第２の位相シフトパターン領域の底部
１３、３３  第１の半透過膜
１３ａ、３３ａ  第１の半透過膜パターン
１４、３４  遮光膜
１４ａ、３４ａ  遮光膜パターン
１５、３５  第１のレジストパターン
１６、３７  第２のレジストパターン
１７、３８  第３のレジストパターン
２０  第1の実施形態の位相シフトマスク
２１  バイナリパターン領域
２２  第２の位相シフトパターン領域
２３  第１の位相シフトパターン領域
３６  塩素系ガスのエッチングを停止する中間膜
３６ａ  中間膜パターン
３９  第４のレジストパターン
４０  第２の実施形態の位相シフトマスク
４１  バイナリパターン領域
４２  第２の位相シフトパターン領域
４３  第１の位相シフトパターン領域
４４  第３の位相シフトパターン領域
６０  第３の実施形態の位相シフトマスク
【図１】
2008233488.tif 000003
【図２】
2008233488.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2008233488.tif 000007
【図６】
2008233488.tif 000008
【図７】
2008233488.tif 000009
【図８】
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【図９】
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