(57)【要約】【課題】位相シフター欠陥の発生を極力排除した位相シフトレチクルの製造方法、および位相シフター欠陥の種類を問わず、容易な工程で修正することが可能な位相シフトレチクルの位相シフター欠陥修正方法を提供する。【解決手段】位相シフトレチクルの製造方法において、基板上に第１の位相シフト膜を形成する工程と、該位相シフト膜を表面研磨し膜の平坦化および膜内の異物を排出させる工程と、前記研磨した位相シフト膜の上に第１の位相シフト膜と同様な光学的性質を示す第２の位相シフト膜を形成し、前記第１の位相シフト膜のピンホール欠陥を埋める工程と、前記第２の位相シフト膜を表面研磨する工程と、前記第１の位相シフト膜と第２の位相シフト膜を足し合わせた位相シフト膜をパターニングして位相シフターとする工程とを含み、前記第１の位相シフト膜と第２の位相シフト膜を足し合わせた位相シフト膜の位相シフトレチクル使用時の露光光の位相差が１８０度であることを特徴とする。【選択図】  図１
2004258463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相シフトレチクルの製造方法において、基板上に第１の位相シフト膜を形成する工程と、該位相シフト膜を表面研磨し膜の平坦化および膜内の異物を排出させる工程と、前記研磨した位相シフト膜の上に第１の位相シフト膜と同様な光学的性質を示す第２の位相シフト膜を形成し、前記第１の位相シフト膜のピンホール欠陥を埋める工程と、前記第２の位相シフト膜を表面研磨する工程と、前記第１の位相シフト膜と第２の位相シフト膜を足し合わせた位相シフト膜をパターニングして位相シフターとする工程とを含み、
前記第１の位相シフト膜と第２の位相シフト膜を足し合わせた位相シフト膜の位相シフトレチクル使用時の露光光の位相差が１８０度であることを特徴とする位相シフトレチクルの製造方法。
【請求項２】
位相シフトレチクルの製造方法において、基板上に第１の位相シフト膜を形成する工程と、該位相シフト膜を表面研磨し膜の平坦化および膜内の異物を排出させる工程と、前記研磨した位相シフト膜の上に第１の位相シフト膜と同様な光学的性質を示す第２の位相シフト膜を形成し、前記第１の位相シフト膜のピンホール欠陥を埋める工程と、前記第２の位相シフト膜を表面研磨する工程と、表面研磨した第２の位相シフト膜の上にさらに第１の位相シフト膜と同様な光学的性質を示す位相シフト膜を追加成膜し、表面を研磨するサイクルを繰り返して積層された位相シフト膜を形成する工程と、前記積層された位相シフト膜をパターニングして位相シフターとする工程とを含み、
前記積層された位相シフト膜の位相シフトレチクル使用時の露光光の位相差が１８０度であることを特徴とする位相シフトレチクルの製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の位相シフトレチクルの製造方法において、、基板上に第１の位相シフト膜を形成し表面研磨する工程で、位相シフトレチクル使用時の露光光の位相差が１８０度もしくは１８０度より小さくなるような厚さにまで前記位相シフト膜を研削することを特徴とする位相シフトレチクルの製造方法。
【請求項４】
位相シフトレチクルの位相シフター欠陥修正方法において、位相シフトレチクルを洗浄乾燥させた後、位相シフターを表面研磨する工程と、前記位相シフターと同様な光学的性質を示す位相シフト膜を表面全面に成膜し、表面研磨し平坦化してピンホール欠陥を埋める工程と、前記位相シフト膜をパターニングして位相シフターとする工程とを含み、
前記位相シフターは位相シフトレチクル使用時の露光光の位相差が１８０度であることを特徴とする位相シフトレチクルの位相シフター欠陥修正方法。
【請求項５】
請求項４に記載の位相シフトレチクルの位相シフター欠陥修正方法において、表面研磨工程で位相シフト膜を平坦化してピンホール欠陥を埋める工程の後に、さらに前記位相シフト膜と同様な光学的性質を示す位相シフト膜を追加成膜し、表面を研磨する工程と、前記位相シフト膜をパターニングして位相シフターとする工程とを含み、
前記位相シフターは位相シフトレチクル使用時の露光光の位相差が１８０度であることを特徴とする位相シフトレチクルの位相シフター欠陥修正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイス製造に用いられるフォトマスクに係わり、さらに詳しくは、ウエーハ上に微細なパターンを高密度に形成するための位相シフトレチクルの製造方法および位相シフターの欠陥修正方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路素子の微細化に伴い、リソグラフィ工程での露光波長の短波長化とともに、位相シフトレチクル（位相シフトマスクあるいは位相シフトフォトマスクとも言う）を用いた位相シフト露光法が広く使われるようになってきている。位相シフトレチクルには位相シフターが設けられており、ウエーハへの転写露光時に、位相シフターを通り位相が変わった光と、位相シフターを通らずに位相が変わっていない光との干渉を利用して、解像力を向上させることができる。位相シフトレチクルに関する基本的な考え、原理はすでに先行技術文献に記載されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
位相シフトレチクルを用いた露光法は、同じ投影露光装置を使用しても、マスクを従来のレチクルから位相シフトレチクルに代えることにより、レチクルからウエーハに転写されるデバイスパターンの解像度を上げることができると共に、焦点深度を深くすることができるという大きな特徴を有する。
【０００３】
位相シフトレチクルにはレベンソン型、ハーフトーン型、補助パターン型等の各種方式があり、さらにそれぞれの方式において、位相シフターを遮光膜パターンを介して合成石英ガラス等の透明基板の上側に設ける構造（シフター上置き型）と、透明基板をエッチングにより掘り込んで位相シフター部とする構造（基板掘り込み型）等がある。
【０００４】
例えば、シフター上置き型の従来の位相シフトレチクルの製造方法においては、スピンコート法により位相シフター膜を形成する場合、位相シフター材料の粘度が低い時に、マスク基板の表面状態が部分的に悪く、その部分において位相シフター材料がはじかれてしまうと、形成した位相シフト膜９３は図９（ａ）に示すようになる。この位相シフト膜９３をパターニングして位相シフターを形成すると、図９（ｂ）に示すように、位相シフター９６にはピンホール欠陥９５が生じ、シフター材料に異物が混入している時や基板に異物が載っている時は、位相シフター９６は混入した異物による欠陥９４や、位相シフター膜面の凹凸欠陥、位相シフターの下層基板に形成された遮光膜等のパターン段差等による段差欠陥９７が生じてしまう。
また、蒸着やスパッタリング等の真空成膜法により位相シフト膜を形成する場合においても、マスク基板の表面状態や異物混入により、位相シフターにピンホール欠陥や段差欠陥、位相シフター膜内への異物混入による欠陥が生じていた。
【０００５】
位相シフト露光においては、従来のクロムパターンの欠陥に比べ、位相シフターの欠陥の方が小さい欠陥までウエーハ上に転写されるため、位相シフトレチクルの製造方法、および位相シフターの欠陥修正は、より欠陥が排除される製造方法やより高精度な欠陥修正技術が必要となる。
そのため、従来、図１０に示すように、例えばシフター上置き構造の位相シフターの残り欠陥（凸欠陥）１０４を、集束イオンビーム装置にアシストガス１０６を導入して修正する方法や、ハーフトーン位相シフトマスクの残り欠陥（凸欠陥）をレーザで飛ばして修正する方法や、図１０に示すように、ピンホール欠陥１０５を集束イオンビームによるカーボンデポジション方式１０７の成膜デポジションによる修正が行なわれてきた。
また、下層パターンの段差による位相シフター膜厚の段差による欠陥は、ＣＭＰを使用した平坦化で欠陥を除去する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００６】
さらに、ピンホール欠陥等の位相シフター欠陥の修正法については、欠陥修正材料をピンホール欠陥に充填し、エッチバックする方法で修正を行なう方法等が提案されている（例えば、特許文献４、特許文献５、特許文献６参照。）。
【０００７】
しかしながら、従来のこれらの欠陥修正方法では、欠陥により修正方法が異なるために、欠陥のある場所の検出と欠陥の種類の判別が必要なうえ、位相シフター表面状態のみの修正に留まるため、位相シフター形成時における位相シフター膜内への異物の混入による欠陥は修正することが不可能であるという問題があった。
【０００８】
【特許文献１】
特公昭５８−１７３７４４号公報
【特許文献２】
特公昭６２−５９２９６号公報
【特許文献３】
特開平７−２６１３６９号公報
【特許文献４】
特開平５−１４２７５７号公報
【特許文献５】
特開平６−７５３６２号公報
【特許文献６】
特開平７−１４６５４４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明はこのような問題点を解消するためになされたものである。その目的は、位相シフター欠陥の発生を極力排除した位相シフトレチクルの製造方法、および位相シフター欠陥の種類を問わず、容易な工程で修正することが可能な位相シフトレチクルの位相シフター欠陥修正方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明に係わる位相シフトレチクルの製造方法は、位相シフトレチクルの製造方法において、基板上に第１の位相シフト膜を形成する工程と、該位相シフト膜を表面研磨し膜の平坦化および膜内の異物を排出させる工程と、前記研磨した位相シフト膜の上に第１の位相シフト膜と同様な光学的性質を示す第２の位相シフト膜を形成し、前記第１の位相シフト膜のピンホール欠陥を埋める工程と、前記第２の位相シフト膜を表面研磨する工程と、前記第１の位相シフト膜と第２の位相シフト膜を足し合わせた位相シフト膜をパターニングして位相シフターとする工程とを含み、前記第１の位相シフト膜と第２の位相シフト膜を足し合わせた位相シフト膜の位相シフトレチクル使用時の露光光の位相差が１８０度であるようにしたものである。本発明によれば、上記のように殆どの欠陥が除去された状態で最終的な位相シフト膜を形成し、その位相シフト膜をパターニングして位相シフターとすることにより、シフター欠陥を極力排除した位相シフトレチクルが提供される。
【００１１】
請求項２の発明に係わる位相シフトレチクルの製造方法は、位相シフトレチクルの製造方法において、基板上に第１の位相シフト膜を形成する工程と、該位相シフト膜を表面研磨し膜の平坦化および膜内の異物を排出させる工程と、前記研磨した位相シフト膜の上に第１の位相シフト膜と同様な光学的性質を示す第２の位相シフト膜を形成し、前記第１の位相シフト膜のピンホール欠陥を埋める工程と、前記第２の位相シフト膜を表面研磨する工程と、表面研磨した第２の位相シフト膜の上にさらに第１の位相シフト膜と同様な光学的性質を示す位相シフト膜を追加成膜し、表面を研磨するサイクルを繰り返して積層された位相シフト膜を形成する工程と、前記積層された位相シフト膜をパターニングして位相シフターとする工程とを含み、前記積層された位相シフト膜の位相シフトレチクル使用時の露光光の位相差が１８０度であるようにしたものである。本発明によれば、ピンホール欠陥等のシフター欠陥の存在する可能性が極めて低い位相シフトレチクルが提供される。
【００１２】
請求項３の発明に係わる位相シフトレチクルの製造方法は、基板上に第１の位相シフト膜を形成し表面研磨する工程で、位相シフトレチクル使用時の露光光の位相差が１８０度もしくは１８０度より小さくなるような厚さにまで前記位相シフト膜を研削するようにしたものである。本発明によれば、位相シフト膜形成工程において、第１の位相シフト膜の表面研磨工程で、露光光の位相が反転するために必要な膜厚かその膜厚より小さくなるような厚さまで研削されることで、表面の凹凸や段差による欠陥が取り除かれ、膜内部の異物が十分に取り除かれた位相シフターを有する位相シフトレチクルが提供される。
【００１３】
請求項４の発明に係わる位相シフトレチクルの位相シフター欠陥修正方法は、位相シフトレチクルの位相シフター欠陥修正方法において、位相シフトレチクルを洗浄乾燥させた後、位相シフターを表面研磨する工程と、前記シフターと同様な光学的性質を示す位相シフト膜を表面全面に成膜し、表面研磨し平坦化してピンホール欠陥を埋める工程と、前記位相シフト膜をパターニングして位相シフターとする工程とを含み、前記位相シフターは位相シフトレチクル使用時の露光光の位相差が１８０度であるようにしたものである。
【００１４】
請求項５の発明に係わる位相シフトレチクルの位相シフター欠陥修正方法は、表面研磨工程で位相シフト膜を平坦化してピンホール欠陥を埋める工程の後に、さらに前記位相シフト膜と同様な光学的性質を示す位相シフト膜を追加成膜し、表面を研磨する工程と、前記位相シフト膜をパターニングして位相シフターとする工程とを含み、前記位相シフターは位相シフトレチクル使用時の露光光の位相差が１８０度であるようにしたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
（位相シフトレチクルの製造方法）
本発明の位相シフトレチクルの製造方法において、位相シフターを形成する基板としては、フォトマスク用に通常用いられる石英基板等の透明基板や石英基板等の透明基板にクロム等の遮光膜パターンを予め形成したフォトマスクが用いられる。
【００１６】
本発明の位相シフトレチクルの製造方法の第１の実施態様としては、位相シフト膜を形成する方法が、２回の位相シフト膜形成工程と２回の位相シフト膜表面研磨工程の組み合わせからなっているものである。
第１の位相シフト膜を形成する工程で形成された位相シフト膜に、ピンホール欠陥や凸型の欠陥、シフター膜厚段差欠陥や膜内の異物欠陥が存在している場合、前記位相シフト膜を表面研磨する工程を行なうことで、凸型の欠陥やシフター膜厚の段差は平坦化されることで除去され、膜内の異物欠陥は平坦化時に膜外に排出除去され、異物が入り込んでいた場所はピンホール欠陥となり、表面研磨工程後の位相シフト膜には、ピンホール欠陥のみが存在するようになる。
前記ピンホール欠陥のみ存在する位相シフト膜の上に、第１の位相シフト膜と同様な光学的特性を示す第２の位相シフト膜を形成する工程を行なうことで、ピンホール欠陥は充填されることにより欠陥が除去され、このすべての欠陥が排除された第２の位相シフト膜を表面研磨により必要な膜厚まで研削除去する工程によって、欠陥のない所定膜厚の位相シフト膜が得られる。
続いて、この位相シフト膜をパターニングすることにより位相シフターを設けた位相シフトレチクルが完成する。
【００１７】
上記の本発明の第２の位相シフト膜形成工程において、第２の膜にピンホール欠陥や凸型の欠陥、膜内の異物欠陥等が存在している場合もあり得るが、第２の位相シフト膜が必要な膜厚にまで表面研磨工程で研削される時に、凸型の欠陥は平坦化され、膜内の異物欠陥は異物が外に排出されるため、第２の位相シフト膜にはピンホール欠陥のみが存在することになり、この第２の位相シフト膜のピンホール欠陥が下層である第１の位相シフト膜に存在するピンホール欠陥と重なる確率は非常に低いと考えられるため、重大なピンホール欠陥ができる確率を低く抑えることができる。
【００１８】
本発明において用いる表面研磨方法は、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）装置による研磨方法が好ましく、電気容量をモニターする方法により、回転駆動部のトルクの変化をモニターすることにより、研磨の終点検出ができ、精度よく位相シフト膜の厚さを制御でき、また、パーティクルの発生のない平坦化研磨を可能としている。
【００１９】
位相シフト膜形成工程において、第１の位相シフト膜のピンホール欠陥を埋めるために形成された第２の位相シフト膜の表面研磨工程で、第１の位相シフト膜と第２の位相シフト膜の足し合わせた位相シフト膜の膜厚が、レチクルを用いた露光時の露光光の位相が１８０度になるために必要な膜厚になるように研削されることで、欠陥が極力排除され、露光光の位相を反転させる光学的性質を持った位相シフト膜が得られる。
【００２０】
位相シフトレチクルを用いたウエーハ上への転写露光で、高い解像性を得るためには、位相シフターがある開口部を透過する露光光と位相シフターがない開口部を透過する露光光との位相が反転するように、位相シフト膜の位相変化量を制御する必要があり、この位相変化量は、以下の（１）式で表されるφ（ラジアン）となる。
φ＝２π（ｎ−１）ｄ／λ      （１）
ただし、ｎは位相シフト膜を形成する材料の露光領域での屈折率、ｄは位相シフト膜の膜厚、λは露光光の波長である。すなわち、位相シフト膜の膜厚は露光光の波長と位相シフト膜材料の屈折率によって決定するため、位相シフト膜の膜厚の制御が位相角を制御する上で重要なこととなる。
ここで、露光光をｉ線（波長３６５ｎｍ）とし、位相シフト膜材料を二酸化珪素（屈折率は約１．５）とする場合、位相を１８０度反転させるのに必要な膜厚は４００ｎｍ弱になるため、本発明の位相シフト膜形成工程において、第１の位相シフト膜はその表面研磨工程で、膜厚が４００ｎｍもしくはそれ以下の膜厚まで研削するのが好ましい。
【００２１】
本発明の位相シフトレチクルの製造方法の第２の実施態様としては、２回以上の位相シフト膜形成工程と２回以上の位相シフト膜表面研磨工程の組み合わせを繰り返す工程からなっており、表面研磨した第２の位相シフト膜の上に、必要に応じてさらに第３以降の位相シフト膜の成膜を行ない、第３以降の位相シフト膜の研磨をしてもよい。上記の繰り返し工程を重ねる場合には、各成膜工程および研磨工程のサイクルにより上積みされる膜厚は小さくすることができる。
また、この場合、最後の成膜工程で成膜される位相シフト膜をピンホール欠陥の埋め込みにのみ使用するように予め各々の位相シフト膜厚を設定し、最後の位相シフト膜をその膜厚分だけ完全に除去すれば、この膜はその下の膜に存在するピンホール欠陥の埋め込みにのみ使用されるので、ピンホール欠陥の残存する可能性を極めて低くすることができる。
【００２２】
上記の本発明において、位相シフト膜の材料としては、レベンソン型位相シフターを形成する場合には、例えば、塗布型の酸化シリコンであるＳＯＧ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）を塗布し焼成した膜が用いられる。また、ハーフトーン型位相シフターを形成する場合には、露光光に対して所定の透過率を有する、例えば、Ｓｉの酸化膜、Ｓｉの窒化膜、Ｓｉの酸化窒化膜、ＭｏＳｉの酸化窒化膜、Ｗの酸化窒化膜、ＴａＳｉの酸化窒化膜、Ｃｒの酸化窒化膜、Ｃｒの酸化窒化炭化膜、Ｃｒのフッ化膜等を真空成膜した膜が用いられる。第２の位相シフト膜、もしくはさらに積層する位相シフト膜は、第１の位相シフト膜と屈折率、透過率等で同等の光学的性質を示せばよく、各位相シフト膜の材料には限定されないが、同一材料がより好ましい。
【００２３】
（位相シフター欠陥修正方法）
本発明の位相シフトレチクルの位相シフター欠陥修正方法において、位相シフターを修正する方法は、以下に述べる位相シフト膜形成工程と２回の位相シフト膜表面研磨工程の組み合わせからなっており、前記修正された位相シフト膜をパタ−ニングすることで、位相シフターの下層に影響を与えることなく、欠陥を修正する方法である。
位相シフトレチクルの位相シフターに、ピンホール欠陥や凸型の欠陥、シフター膜厚段差欠陥や膜内の異物欠陥等が存在している場合、この位相シフトレチクルを洗浄乾燥して清浄にした後、前記位相シフターを表面研磨する工程を行なうことで、凸型の欠陥やシフター膜厚の段差は平坦化されることで除去され、位相シフター内の異物は平坦化時に外に排出除去され、異物が入り込んでいた場所はピンホール欠陥となり、表面研磨工程後の位相シフターには、ピンホール欠陥のみが存在している状態となる。
上記のピンホール欠陥のみ存在する位相シフターの上に、前記位相シフターと同様な光学的性質を示す第２の位相シフト膜を形成する工程を行なうことで、ピンホール欠陥が充填されることで欠陥が除去され、このすべての欠陥が排除された第２の位相シフト膜を表面研磨により必要な膜厚まで研削除去する工程によって、欠陥のない所定膜厚の位相シフト膜が得られる。
続いて、この位相シフト膜をパターニングすることにより修正された位相シフターを設けた位相シフトレチクルが完成する。
【００２４】
本発明の位相シフトレチクルのシフター欠陥修正方法においては、位相シフターを修正する方法は、１回以上の位相シフト膜形成工程と２回以上の位相シフト膜表面研磨工程の組み合わせからなっており、必要に応じて、さらに第３以降の位相シフト膜の成膜を行ない、第３以降の位相シフト膜の研磨を繰り返しても良い。この場合、各成膜工程および研磨工程のサイクルにより上積みされる膜厚は小さくすることができる。
また、上記の場合、最後の成膜工程で成膜される位相シフト膜をピンホール欠陥の埋め込みにのみ使用するように予め各々の位相シフト膜厚を設定し、最後の位相シフト膜をその膜厚分だけ完全に除去すれば、この膜はその下の膜に存在するピンホール欠陥の埋め込みにのみ使用されるので、ピンホール欠陥の残存する可能性を極めて低くすることができる。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
【実施例】
（実施例１）
図１およびそれに続く図２は、本発明によるシフター上置きのレベンソン型位相シフトレチクルの製造工程を示す断面模式図である。
光学研磨された６インチ角、厚さ０．２５インチの合成石英ガラス基板１１上に、厚さ８０ｎｍのクロム薄膜と４０ｎｍの低反射クロム薄膜の２層構造で遮光膜パターン１２が設けられたフォトマスク（図１（ａ））を洗浄し、乾燥して表面を清浄にした後、その遮光膜パターン面側の全面に市販の塗布ガラス（スピンオンガラス；ＳＯＧ）であるアライドシグナル社製アキュグラス２１１Ｓをスピンコート法で塗布し、窒素雰囲気中３００度で１時間焼成し、焼成後の膜厚が約８００ｎｍのＳＯＧ膜を得て、このＳＯＧ膜を第１の位相シフト膜１３とした（図１（ｂ））。
この第１の位相シフト膜１３には、走査型電子顕微鏡（（株）日立製作所製Ｓ６２８０Ｔ）による外観検査により異物欠陥１３ａ、ピンホール欠陥１３ｂ、表面の段差欠陥１３ｃ等の各種欠陥が混在していることが確認された。
【００２６】
次に、岡本工作機械製作所製ＣＭＰ装置ＳＰＰ６００Ｓの平坦化研磨による研削で、厚さ約４００ｎｍの平坦化された第１の位相シフト膜１３’を得た（図１（ｃ））。平坦化工程において、表面の平坦化により膜の段差はなくなり、膜内の異物が外に排出されたため、前記平坦化された第１の位相シフト膜１３’にはピンホール欠陥１４のみが確認できた。
【００２７】
次に、平坦化された第１の位相シフト膜１３’の全面に市販の塗布ガラス（スピンオンガラス；ＳＯＧ）であるアライドシグナル社製アキュグラス２１１Ｓをスピンコート法で塗布し、窒素雰囲気中３００度で１時間焼成し、焼成後の膜厚が約４００ｎｍのＳＯＧ膜を得て、このＳＯＧ膜を第２の位相シフト膜１５とした（図１（ｄ））。
【００２８】
次に、岡本工作機械製作所製ＣＭＰ装置ＳＰＰ６００Ｓの平坦化研磨による第２の位相シフト膜１５の研削で、厚さ約４００ｎｍの平坦化された第１の位相シフト膜１３’と表面研磨された第２の位相シフト膜１５’からなる位相シフト膜１６を得た（図１（ｅ））。位相シフト膜１６は、位相シフトレチクル使用時に、第１と第２の膜を足し合わせた位相シフト膜の露光光の位相差が１８０度となるように膜厚を設定した。
平坦化された第１の位相シフト膜のピンホール欠陥は、第２の位相シフト膜形成により埋め込まれ、第２の位相シフト膜の表面研磨工程において、表面の平坦化により膜の段差はなくなり、膜内の異物が外に排出されたため、得られた位相シフト膜１６の欠陥は確認できなかった。
【００２９】
次に、位相シフト膜上にポジ型ｉ線レジスト（東京応化工業（株）製ＴＨＭＲ−ｉＰ３５００）をスピンコート後、ベークによりレジスト膜１７を形成後、常法に従ってレーザ露光装置（Ｅ−ＴＥＣ社製ＡＬＴＡ−３０００）により位相シフトパターンの露光１８を行なった（図２（ｆ））。
続いて、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドを主成分とするアルカリ水溶液で現像し、純水にてリンスして、位相シフター用レジストパターン１７’を形成した（図２（ｇ））。
【００３０】
次に、位相シフター用レジストパターン１７’の開口部より露出した位相シフト膜１６をフッ化カーボン系のガスにてドライエッチング装置（アルバック成膜（株）製ＭＥＰＳ−６０２５）でドライエッチングし、位相シフター１６’のパターンを形成した（図２（ｈ））。
続いて、残存するレジストを酸素プラズマにより灰化除去し、欠陥の無い位相シフター１６’を設けた位相シフトレチクル１０を完成させた（図２（ｉ））。
【００３１】
（実施例２）
図２およびそれに続く図３に、本発明におけるハーフトーン型位相シフトレチクルの製造工程の断面模式図を示す。光学研磨された６インチ角、厚さ０．２５インチの合成石英ガラス基板３１上に、厚さ２００ｎｍのクロム酸化窒化炭化膜をスパッタリング法で成膜したハーフトーン膜により第１の位相シフト膜３３を形成した（図３（ａ））。
この第１の位相シフト膜３３には、走査型電子顕微鏡（（株）日立製作所製Ｓ６２８０Ｔ）による外観検査により異物欠陥３３ａ、ピンホール欠陥３３ｂ、表面の凹凸等の各種欠陥が混在していることが確認された。
【００３２】
次に、岡本工作機械製作所製ＣＭＰ装置ＳＰＰ６００Ｓの平坦化研磨による研削で、厚さ約１３０ｎｍの平坦化された第１の位相シフト膜３３’を得た（図３（ｂ））。平坦化工程において、表面の平坦化により膜の段差はなくなり、膜内の異物が外に排出されたため、前記平坦化された第１の位相シフト膜３３’にはピンホール欠陥３４のみが確認できた。
【００３３】
次に、平坦化された第１の位相シフト膜３３’の全面に厚さ２００ｎｍのクロム酸化窒化炭化膜をスパッタリング法で成膜し、このハーフトーン膜を第２の位相シフト膜３５とした（図３（ｃ））。
【００３４】
次に、岡本工作機械製作所製ＣＭＰ装置ＳＰＰ６００Ｓの平坦化研磨による研削で、厚さ約１３０ｎｍの平坦化された第１の位相シフト膜と表面研磨された第２の位相シフト膜からなるハーフトーン膜による位相シフト膜３６を得た（図３（ｄ））。位相シフト膜３６は、位相シフトレチクル使用時に、第１と第２の膜を足し合わせた位相シフト膜の露光光の位相差が１８０度となるように膜厚を設定した。
平坦化された第１の位相シフト膜のピンホール欠陥は、第２の位相シフト膜形成により埋め込まれ、第２の位相シフト膜の表面研磨工程において、表面の平坦化により膜の凹凸はなくなり、膜内の異物が外に排出されたため、得られたハーフトーン膜による位相シフト膜３６の欠陥は確認できなかった。
【００３５】
次に、位相シフト膜３６上にポジ型電子線線レジスト（東京応化工業（株）ＣＡＰ２０９）をスピンコート後、ベークによりレジスト膜３７を形成後、常法に従って電子線露光装置（（株）日立製作所ＨＬ−８００Ｍ）により位相シフトパターンの露光３８を行なった（図４（ｅ））。続いて、２０分間１３０℃にて露光後ベークを行なった後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドを主成分とするアルカリ水溶液で現像し、純水にてリンスして、レジストパターン３７’を形成した（図４（ｆ））。
【００３６】
次に、レジストパターン３７’の開口部より露出した位相シフト膜３６をハロゲン系のガスにてドライエッチング装置（アルバック成膜（株）製ＭＥＰＳ−６０２５）でドライエッチングし、ハーフトーン膜による位相シフター３６’のパターンを形成した（図４（ｇ））。
続いて、残存するレジストを酸素プラズマにより灰化除去し、欠陥の無いハーフトーン位相シフター３６’を設けたハーフトーン型位相シフトレチクル３０を完成させた（図４（ｈ））。
【００３７】
（実施例３）
図５およびそれに続く図６に、本発明の別な実施形態としてのハーフトーン型位相シフトレチクルの製造工程の断面模式図を示す。
光学研磨された６インチ角、厚さ０．２５インチの合成石英ガラス基板５１上に、厚さ１５ｎｍのＴａＣｒ透過率調整膜５２をスパッタリング法で成膜した上に、位相調整膜としてＴａＳｉの酸化膜を６０ｎｍスパッタリング法で成膜し、第１の位相シフト膜５３とした（図５（ａ））。
この第１の位相シフト膜５３には、走査型電子顕微鏡（（株）日立製作所製Ｓ６２８０Ｔ）による外観検査により異物欠陥５３ａ、ピンホール欠陥５３ｂ、表面の凹凸等の各種欠陥が混在していることが確認された。
【００３８】
次に、岡本工作機械製作所製ＣＭＰ装置ＳＰＰ６００Ｓの平坦化研磨による研削で、厚さ約４０ｎｍの平坦な第１の位相シフト膜５３’を得た（図５（ｂ））。平坦化工程において、表面の平坦化により膜の段差はなくなり、膜内の異物が外に排出されたため、前記平坦化された第１の位相シフト膜５３’にはピンホール欠陥５４のみが確認できた。
【００３９】
次に、平坦化された第１の位相シフト膜５３’の上に、位相調整膜としてのＴａＳｉの酸化膜を６０ｎｍ成膜し、第２の位相シフト膜５５とした（図５（ｃ））。次に、岡本工作機械製作所製ＣＭＰ装置ＳＰＰ６００Ｓの平坦化研磨による研削で、厚さ約４０ｎｍの表面研磨された第２の位相シフト膜５５’を得た（図５（ｄ））。次に、表面研磨された第２の位相シフト膜５５’の上に、位相調整膜としてのＴａＳｉの酸化膜を６０ｎｍ成膜し、第３の位相シフト膜５７とした（図５（ｅ））。次に、岡本工作機械製作所製ＣＭＰ装置ＳＰＰ６００Ｓの平坦化研磨による研削で、厚さ約４０ｎｍの表面研磨された第３の位相シフト膜５７’を得た（図６（ｆ））。
【００４０】
次に、表面研磨された第３の位相シフト膜５７’の全面に市販の塗布ガラス（スピンオンガラス；ＳＯＧ）であるアライドシグナル社製アキュグラス２１１Ｓをスピンコート法で塗布し、窒素雰囲気中３００度で１時間焼成し、焼成後の膜厚が約１００ｎｍのＳＯＧ膜を得て、このＳＯＧ膜を第４の位相シフト膜５８とした（図６（ｇ））。
【００４１】
次に、岡本工作機械製作所製ＣＭＰ装置ＳＰＰ６００Ｓの平坦化研磨による研削で、１００ｎｍ研削したため、第４の膜は第３の膜にあるピンホール欠陥の埋め込みにのみ使用されており、厚さ約１２０ｎｍの表面研磨され平坦な第１〜第４の位相シフト膜からなる位相シフト膜５６を得て、透明基板５１上に透過率調整膜５２と位相シフト膜５６からなる無欠陥のハーフトーン膜が形成された（図６（ｈ））。
【００４２】
次に、前記ハーフトーン膜のパターニング工程を説明する（図示せず）。
ハーフトーン膜５６上にポジ型電子線レジスト（東京応化工業（株）ＣＡＰ２０９）をスピンコート後、ベークによりレジスト膜を形成し、常法に従って電子線露光装置（（株）日立製作所ＨＬ−８００Ｍ）により位相シフトパターンの露光を行なった。続いて、２０分間１３０℃にて露光後ベークを行なった後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドを主成分とするアルカリ水溶液で現像し、純水にてリンスして、レジストパターンを形成した。
【００４３】
次に、ドライエッチング装置（アルバック成膜（株）製ＭＥＰＳ−６０２５）にて、レジストパターンの開口部より露出した位相シフト膜５６をフルオロカーボン系のガスで形成された位相シフトパターン開口部より露出した透過率調整層をハロゲン系のガスでドライエッチングし、ハーフトーン膜のパターンを形成させた。
続いて、残存するレジストを酸素プラズマにより灰化除去し、無欠陥のハーフトーン位相シフター５６’を設けたハーフトーン型位相シフトレチクル５０を完成させた（図６（ｉ））。
【００４４】
（実施例４）
図７およびそれに続く図８は、本発明における位相シフトレチクルの位相シフター欠陥修正方法の一例を示す断面模式図である。光学研磨された６インチ角、厚さ０．２５インチの合成石英ガラス基板７１上に、厚さ８０ｎｍのクロム薄膜と４０ｎｍの低反射クロム薄膜の２層構造で遮光膜パターン７２が設けられ、その上に二酸化珪素からなる膜厚４００ｎｍの位相シフター７３が設けられており、位相シフター７３には、走査型電子顕微鏡（（株）日立製作所製Ｓ６２８０Ｔ）による外観検査により異物欠陥７３ａ、ピンホール欠陥７３ｂ、表面の凹凸等の各種欠陥が混在していることが確認された（図７（ａ））。
【００４５】
次に、岡本工作機械製作所製ＣＭＰ装置ＳＰＰ６００Ｓの平坦化研磨により位相シフター７３の研削を行ない、厚さ約３００ｎｍの平坦な位相シフター７３’を得た（図７（ｂ））。平坦化工程において、表面の平坦化により膜の段差はなくなり、膜内の異物が外に排出されたため、前記平坦化された位相シフター７３’にはピンホール欠陥７４のみが確認できた。
【００４６】
次に、平坦化された位相シフター７３’側の全面に、市販の塗布ガラス（スピンオンガラス；ＳＯＧ）であるアライドシグナル社製アキュグラス２１１Ｓをスピンコート法で塗布し、窒素雰囲気中３００度で１時間焼成し、焼成後の膜厚が約４００ｎｍのＳＯＧ膜を得て、このＳＯＧ膜を第２の位相シフト膜７５とした（図７（ｃ））。
【００４７】
次に、岡本工作機械製作所製ＣＭＰ装置ＳＰＰ６００Ｓの平坦化研磨による研削で、厚さ約４００ｎｍの平坦化された第２の位相シフト膜７５’と平坦化された位相シフター７３’とからなる位相シフト膜７６を得た（図７（ｄ））。
平坦化された位相シフター７３’のピンホール欠陥は、第２の位相シフト膜形成により埋め込まれ、第２の位相シフト膜の表面の平坦化により膜の段差はなくなり、膜内の異物が外に排出されたため、得られた位相シフト膜７６の欠陥は確認できなかった。
【００４８】
次に、位相シフト膜上にポジ型ｉ線レジスト（東京応化工業（株）製ＴＨＭＲ−ｉＰ３５００）をスピンコート後、ベークによりレジスト膜７７を形成後、常法に従ってレーザ露光装置（Ｅ−ＴＥＣ社製ＡＬＴＡ−３０００）により位相シフトパターンの露光７８を行なった（図８（ｅ））。
続いて、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドを主成分とするアルカリ水溶液で現像し、純水にてリンスして、位相シフター用レジストパターン７７’を形成した（図８（ｆ））。
【００４９】
次に、位相シフター用レジストパターン７７’の開口部より露出した位相シフト膜７６をフッ化カーボン系のガスにてドライエッチング装置（アルバック成膜（株）製ＭＥＰＳ−６０２５）でドライエッチングし、位相シフター７６’を形成させた（図８（ｇ））。
続いて、残存するレジストを酸素プラズマにより灰化除去し、無欠陥の位相シフター７６’を設けた位相シフトレチクル７０を完成させた（図８（ｈ））。
【００５０】
（実施例５）
実施例４では、レベンソン型位相シフトレチクルの位相シフター欠陥修正方法を取り上げたが、ハーフトーン型位相シフトレチクルでも実施例４と同様な方法により位相シフター欠陥の修正を行ない、位相シフターが無欠陥の位相シフトレチクルを完成させた。
【００５１】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の位相シフトレチクルの製造方法においては、位相シフト膜の形成が２回以上の位相シフト膜形成方法と２回以上の位相シフト膜表面研磨工程の組み合わせからなっており、前記位相シフト膜をパターニングすることで、シフターの下層に影響を与えることなく、位相シフト層の欠陥を排除する方法により、位相シフターの欠陥発生を極力排除することができ、高精度の位相シフトレチクルを製造することができる。
【００５２】
さらに、本発明の位相シフトレチクルの位相シフター欠陥修正方法においては、欠陥のある位相シフターについて２回以上の位相シフト膜表面研磨工程と１回以上の位相シフト膜形成工程の組み合わせからなっており、位相シフト膜をパターニングすることで、位相シフトレチクルを修正することができる。位相シフターの下層に影響を与えることなく、位相シフト層の欠陥を排除する方法により、異物欠陥、ピンホール欠陥、クラック欠陥、下層段差による表面の凹凸欠陥等の様々な位相シフターの欠陥を容易な工程で排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の本発明のレベンソン型位相シフトレチクルの製造方法を示す断面模式図である。
【図２】図１に続く本発明の位相シフトレチクルの製造方法を示す断面模式図である。
【図３】実施例２の本発明のハーフトーン型位相シフトレチクルの製造方法を示す断面模式図である。
【図４】図３に続く本発明の位相シフトレチクルの製造方法を示す断面模式図である。
【図５】実施例３の本発明のハーフトーン型位相シフトレチクルの製造方法の他の一例を示す断面模式図である。
【図６】図５に続く本発明の位相シフトレチクルの製造方法を示す断面模式図である。
【図７】本発明の位相シフトレチクルの位相シフター欠陥修正方法を示す断面模式図である。
【図８】図７に続く本発明の位相シフトレチクルの位相シフター欠陥修正方法を示す断面模式図である。
【図９】従来の位相シフトレチクルの製造方法を示す断面模式図である。
【図１０】従来の位相シフトレチクルの位相シフター欠陥修正方法を示す断面模式図である。
【符号の説明】
１０、３０、５０、７０  位相シフトレチクル
１１、３１、５１、７１  透明基板
１２、７２  遮光膜パターン
１３、３３、５３  第１の位相シフト膜
１３’、３３’、５３’    平坦化された第１の位相シフト膜
１３ａ、３３ａ、５３ａ、７３ａ  異物欠陥
１３ｂ、３３ｂ、５３ｂ、７３ｂ  ピンホール欠陥
１３ｃ  段差欠陥
１４、３４、５４、７４  ピンホール欠陥
１５、３５、５５、７５  第２の位相シフト膜
１５’、３５’、５５’、７５’    表面研磨された第２の位相シフト膜
１６、３６、５６、７６  位相シフト膜
１６’、３６’、５６’、７６’    位相シフター
１７、３７、７７  レジスト膜
１７’、３７’、７７’    レジストパターン
１８、３８、７８  パターン露光
５２  透過率調整膜
５７  第３の位相シフト膜
５７’    表面研磨された第３の位相シフト膜
５８  第４の位相シフト膜
５８’    表面研磨された第４の位相シフト膜
７３  位相シフター
７３’    平坦化された位相シフター
９１、１０１  透明基板
９２、１０２  遮光膜パターン
９３  位相シフト膜
９４  異物欠陥
９５、１０５  ピンホール欠陥
９６  位相シフター
９７  段差欠陥
１０３  位相シフター
１０４  凸欠陥
１０６  集束イオンビーム光学系アシストガス導入
１０７  集束イオンビーム光学系カーボンデポジション
１０８  成形膜
【図１】
2004258463.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004258463.tif 000008
【図７】
2004258463.tif 000009
【図８】
2004258463.tif 000010
【図９】
2004258463.tif 000011
【図１０】
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