(57)【要約】【課題】    マスクパターンサイズが５０ｎｍ以下パターンを露光する場合に、そのＮＩＬＳ値を改善する位相シフトマスクおよび、これを用いたパターン露光方法を提供する。【解決手段】    本発明の位相シフトマスクは、位相シフト部に隣接する部分に、位相差２ｎπ（ｎ＝０，１，２，３・・・）となる半透明膜を設け、隣接する領域を透過する光の透過率を低くすることにより、この領域からの漏れ光をカットする。マスク寸法が５０ｎｍ以下の微細パターンにおいて、ＮＩＬＳ値の悪化を防止するものである。【選択図】    図１ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過する露光光に位相差を与え、透過露光光の相互干渉を利用して解像度の向上を図るクロムレス型位相シフトマスクであって、
透明基板と、
前記透明基板上に形成された位相シフト部と、
前記位相シフト部に隣接して形成され、前記露光光の透過率を低くする透過率調整部と、を備え、
前記透過率調整部は、露光光との位相差が２ｎπ（ｎ＝０，１，２，３・・・）であることを特徴とする位相シフトマスク。
【請求項２】
前記透過率調整部は、入射光の透過率を調整する透過率調整膜と、位相を２ｎπ（ｎ＝０，１，２，３・・・）シフトさせる位相シフター膜と、より形成されることを特徴とする請求項１記載の位相シフトマスク。
【請求項３】
前記位相シフト部は、前記透明基板に、前記露光光に対して１８０°の位相差を持たせて掘り込まれたトレンチ形状であることを特徴とする請求項１および２記載の位相シフトマスク。
【請求項４】
前記位相シフト部は、前記透明基板上に、前記露光光に対して１８０°の位相差を持たせた位相シフター膜を堆積して形成されることを特徴とする請求項１および２記載の位相シフトマスク。
【請求項５】
前記位相シフト部を構成する位相シフター膜と、前記透過率調整膜を構成する位相シフター膜とは、同じ材料であることを特徴とする請求項４記載の位相シフトマスク。
【請求項６】
前記透過率調整膜の材料として、タンタルシリサイド（ＴａＳｉ）、ジルコンシリサイド（ＺｒＳｉ）、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）、クロムフロライド（ＣｒＦ）、シリコンオキサイド（ＳｉＯ２）及びシリコンオキシナイトライド（ＳｉＯＮ）よりなる群から選択されたいずれかを用いることを特徴とする請求項２〜５記載の位相シフトマスク。
【請求項７】
位相シフトマスクを用いた露光処理によるパターン露光方法であって、
前記位相マスクが、微細パターンに対応する位相シフト部と、それに隣接する露光光との位相差が２ｎπ（ｎ＝０，１，２，３・・・）の透過率調整部が透明基板上に形成され、
前記位相シフト部のサイズに最適な前記透過率調整部のサイズを選ぶことで、レジスト上に形成されるパターンの光コントラスト値を高めることを特徴とする位相シフトマスクによるパターン露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相シフトマスクと、これを用いたパターン露光方法に関し、特に、クロムレス型位相シフトマスクにおいて微細パターンの高解像度露光を可能とする位相シフトマスクとこれに用いるパターン露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路の高密度化にともなうパターンの微細化とともに、露光波長の短波長化も進んできている。現在、主流となっているのは、波長２４８ｎｍのフッ化クリプトン（ＫｒＦ）エキシマレーザである。これに続いて、波長１９３ｎｍのフッ化アルゴン（ＡｒＦ）エキシマレーザ、波長１５７ｎｍのＦ２レーザが候補として挙げられている。また、光の波長から決定される解像限界を超える技術として、光の位相差を利用して高解像度を得る位相シフトマスクがある。
【０００３】
この位相シフトマスクの代表的なものとして、レベルソン型位相シフトマスクがある。  図１３は、波長１５７ｎｍ・ＮＡ０．８５・σ０．３０・パターンサイズ６５ｎｍ・レベルソン型位相シフトマスクの露光光の空間像を表した図表である。  
マスパターンは、周期的な６５ｎｍのラインアンドスペース（Ｌ／Ｓ（１：１））のものを使用している。光強度はレジスト上に形成されるパターン形状に対応するため、例えば図中に示したＷをパターン幅とすると、約６５ｎｍのラインとピッチが形成されているのが分かる。ポジ型もしくはネガ型のレジストに露光処理を行い、図中に表すパターンを得るためには、光のコントラストが重要になる。光強度の明／暗差が大きく、変化が急峻であることが望ましい。このパターンの光コントラストを評価する値として、ＮＩＬＳ（Normalized Image Log-Slope）がある。ＮＩＬＳとは、以下の式で表される。
【数１】
2005275138.tif 000003
ここで、ＮＩＬＳはマスクパターンの光学像の対数勾配（δＩｎ Ｉ／δＸ）と対象パターン幅（Ｗ）との積で表され、一般的に収差やフレアなどの要因を除いて２程度あれば、露光やフォーカスマージンのあるプロセスとして定義できる。
【０００４】
しかし、レベンソン型位相シフトマスクの場合、２重露光が必要となり軸合わせ精度が厳しくなることから、２重露光の必要ないクロムレス型位相シフトマスクが注目されるようになってきた。
【０００５】
図１４は、クロムレス型位相シフトマスクと、これと等価なハーフトーン型位相シフトマスクの断面構造を表した断面図である。  
クロムレス型位相シフトマスク１４０１は、図１４に表すように、ハーフトーン型位相シフトマスク１４０２の１８０°位相差をもった透過部１４０３の透過率を１００％としたものと等価である。
【０００６】
図１５は、図１４に表すハーフトーン型位相シフトマスクの１８０°位相差をもった透過部１４０３の透過率とＮＩＬＳ値との関係を表した図表である。マスクパターンは、周囲のパターンと近接しない孤立パターンと、線幅３５ｎｍのラインアンドスペースパターンでピッチは１：２．２〜１：３のものを用意し、照明は、図１６に表す、輪帯照明１６００（波長１５７ｎｍ、ＮＡ０．８５、０．８０／０．５３）を用いた。  
図１５より、図１４に表す１８０°位相差をもった透過部１４０３の透過率が上昇するにつれ、ＮＩＬＳ値も上昇しているのが分かる。
【０００７】
図１７は、クロムレス型位相シフトマスクを用いた場合の、露光光の空間像を表した図表である。マスクパターンは孤立パターンであり、図１６に表す輪帯照明を用いた。縦軸に光強度、横軸にポジションをとり、図表中には、先に説明したＮＩＬＳを決定する対数勾配（δＩｎ Ｉ／δＸ）と対象パターン幅（Ｗ）が示してある。  
位相シフトマスクは、マスクの光透過部分の位相を１８０°反転することによって、０次回析光を相殺し、２つの±１次回折光を干渉させて結像するものである。このような技術を用いることにより、パターンの高解像度化を実現している。
【０００８】
図１８は、図１６に表す輪帯照明（波長１５７ｎｍ、ＮＡ０．８５、０．８０／０．５３）を用いて、クロムレス型位相シフトマスクで孤立パターンを露光処理した場合の、光学シミュレーションの結果を表した図表である。  
横軸にマスク寸法、縦軸に光学像の各スライスレベルでの寸法として、光強度を０．１〜０．９まで段階的に変化させてプロットしたものである。例えば、マスク寸法３５ｎｍの場合、その縦軸上にプロットされる値は、図１７に示すＷに相当すると考えられる。
【０００９】
この場合、図１８に表すように、光強度（スレッシュホールド）０．２となる点が、マスク寸法３５〜５０ｎｍの範囲で、ほぼ適正寸法となっている。マスク寸法５０ｎｍ以上でマスク寸法は横ばいとなり、パターンのリニアリティは崩れるが、この範囲での対策は種々検討されているので、本発明においては議論しない。
【００１０】
図１９は、図１６に表す輪帯照明（波長１５７ｎｍ、ＮＡ０．８５、０．８０／０．５３）を用いて、クロムレス型位相シフトマスクで孤立パターンを露光処理した場合の、各マスク寸法におけるＮＩＬＳ値の変化の様子を表した図表である。  
マスク寸法が５０ｎｍ以下では、ＮＩＬＳ値が急激に悪化しているのが分かる。
【００１１】
図２０は、図１６に表す輪帯照明（波長１５７ｎｍ、ＮＡ０．８５、０．８０／０．５３）を用いて、クロムレス型位相シフトマスクで孤立パターンを露光処理した場合の、各マスク寸法における光学像を表した図表である。  
マスク寸法が５０ｎｍ以下で、光学像の底部（光の強度が最も弱くなる部分）が、徐々に上方にシフトされていく様子が見られる。これは、光学像の「暗」の部分が、十分に暗くならないことを示している。すなわち、光のコントラストが不十分ということであり、このため、図１９に見られるように、ＮＩＬＳ値が悪化する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
このように、マスク寸法が小さくなると、位相シフト部の光強度が高くなり、十分なＮＩＬＳ値が得られなくなる現象が起こる。これは、位相シフト部と隣接する領域から位相シフト部へと入り込んでくる漏れ光が多くなり、本来遮光部として働くべき位相シフト部の光強度が増すためと考えられる。
【００１３】
以上、説明してきたように、クロムレス型位相シフトマスクを用いた露光処理においては、パターンサイズが小さくなってくると、光学的なリニアリティはあるものの、ＮＩＬＳ値が急激に悪化してしまう。そして、このことはパターンの寸法制御性を悪化させていた。
【００１４】
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、その目的は、マスクパターンサイズが５０ｎｍ以下パターンを露光する場合に、そのＮＩＬＳ値を改善する位相シフトマスクおよび、これを用いたパターン露光方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の位相シフトマスクは、位相シフト部に隣接する部分に、位相差２ｎπ（ｎ＝０，１，２，３・・・）となる半透明膜を設け、隣接する領域を透過する光の透過率を低くすることにより、この領域からの漏れ光をカットする。マスク寸法が５０ｎｍ以下の微細パターンにおいて、ＮＩＬＳ値の悪化を防止するものである。
【００１６】
本発明によれば、透過する露光光に位相差を与え、透過露光光の相互干渉を利用して解像度の向上を図るクロムレス型位相シフトマスクであって、
透明基板と、
前記透明基板上に形成された位相シフト部と、
前記位相シフト部に隣接して形成され、前記露光光の透過率を低くする透過率調整部と、を備え、
前記透過率調整部は、露光光との位相差が２ｎπ（ｎ＝０，１，２，３・・・）である位相シフトマスクが提供される。
【００１７】
また、前記透過率調整部は、入射光の透過率を調整する透過率調整膜と、位相を２ｎπ（ｎ＝０，１，２，３・・・）シフトさせる位相シフター膜と、より形成される位相シフトマスクが提供される。
【００１８】
また、前記位相シフト部は、前記透明基板に、前記露光光に対して１８０°の位相差を持たせて掘り込まれたトレンチ形状である位相シフトマスクが提供される。
【００１９】
また、前記位相シフト部は、前記透明基板上に、前記露光光に対して１８０°の位相差を持たせた位相シフター膜を堆積して形成される位相シフトマスクが供給される。
【００２０】
また、前記位相シフト部を構成する位相シフター膜と、前記透過率調整膜を構成する位相シフター膜とは、同じ材料である位相シフトマスクが提供される。
【００２１】
また、前記透過率調整膜の材料として、タンタルシリサイド（ＴａＳｉ）を用いる位相シフトマスクが提供される。
【００２２】
また、前記透過率調整膜の材料として、ジルコンシリサイド（ＺｒＳｉ）を用いる位相シフトマスクが提供される。
【００２３】
また、前記透過率調整膜の材料として、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）を用いる位相シフトマスクが提供される。
【００２４】
また、前記位相シフター膜の材料として、クロムフロライド（ＣｒＦ）を用いる位相シフトマスクが提供される。
【００２５】
また、前記位相シフター膜の材料として、シリコンオキサイド（ＳｉＯ２）を用いる位相シフトマスクが提供される。
【００２６】
また、前記位相シフター膜の材料として、シリコンオキシナイトライド（ＳｉＯＮ）を用いる位相シフトマスクが提供される。
【００２７】
さらに、位相シフトマスクを用いた露光処理によるパターン露光方法であって、
前記位相マスクが、微細パターンに対応する位相シフト部と、それに隣接する露光光との位相差が２ｎπ（ｎ＝０，１，２，３・・・）の透過率調整部が透明基板上に形成され、
前記位相シフト部のサイズに最適な前記透過率調整部のサイズを選ぶことで、レジスト上に形成されるパターンの光コントラスト値を高めることを特徴とする位相シフトマスクによるパターン露光方法を提供する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、マスク寸法が５０ｎｍ以下の微細パターンにおいて、隣接する領域から位相シフト部への漏れ光をカットすることにより、位相シフト部におけるコントラストを十分に保つことができる。このようにして、高いＮＩＬＳ値を維持することにより、パターンの寸法制御性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。  
クロムレス型位相シフトマスクには透明基板上に、位相シフト部を掘り込むトレンチ型と、シフター膜を堆積するメサ型がある。  
まず、本発明の第1の実施の形態にかかるクロムレス型位相シフトマスクとして、トレンチ型（１）のクロムレス型位相シフトマスクについて説明する。図１はトレンチ型（１）のクロムレス型位相シフトマスク断面構造を表す模式図である。  
従来、トレンチ型のクロムレス型位相シフトマスクは、透明基板に位相シフト部として１８０°の位相差が生じるように溝を掘り込んだ構造であった。これに対して、図１のクロムレス型位相シフトマスクは、透明基板１０１上に１８０°の位相差が生じるように掘り込まれた位相シフト部１０２の両側に隣接して、透過率調整膜１０３と位相２ｎπ（ｎ＝０，１，２，３・・・）をもつ位相シフター膜１０４を備える。
【００３０】
図２は、図１に表すクロムレス型位相シフトマスクのマスク製造工程を表す、模式図である。  
まず、透明基板２０１上に、透過率調整膜２０２となるタンタル（Ｔａ）を形成し、その上に、位相シフター膜２０３となるクロムフロライド（ＣｒＦ）を形成する（図２（ａ））。  
次に、図１に表す位相シフト部１０２を形成するため、電子線レジスト２０４に対して第１のパターンニングを行う（図２（ｂ））。  
電子線レジスト２０４のパターンニングの後、位相シフター膜２０３と透過率調整膜２０２とのエッチングを行い、同時に、１８０°位相分だけ掘り込みを行う（図２（ｃ））。  
次に、電子線レジスト２０４を除去した後、掘り込みの両側に所定の線幅の透過率調整膜２０２と位相シフター膜２０３を形成するため、電子線レジスト２０５に対して第２のパターニングを行う(図２（ｄ））。  
電子線レジスト２０５のパターンニングの後、図１に表す位相シフト部１０２に隣接する領域以外の透過率調整膜２０２と位相シフター膜２０３のエッチングを行う（図２（ｅ））。  
最後に、電子線レジスト２０５を除去して完成する（図２（ｆ））。
【００３１】
図３は、図１に表すクロムレス型位相シフトマスクの、透過率調整膜１０３と位相シフター膜１０４を合わせた膜を半透明膜部Ｃとして、位相シフト部Ｓの寸法とＮＩＬＳ値の関係を表す図表である。半透明膜部Ｃは２０〜６０ｎｍを１０ｎｍ刻みで、設定した。光学系は、ＮＡ０．５８、０．８０／０．５３の輪帯照明で、半透明膜部の透過率は６％である。
【００３２】
図３より、半透明膜部Ｃのサイズが２０ｎｍのとき、位相シフト部Ｓのサイズを４４ｎｍにするとＮＩＬＳ値は３．５でピークとなる。また、半透明膜部Ｃのサイズを、４０、５０、６０と変化させると、それぞれ位相シフト部Ｓのサイズが５０ｎｍ以下でＮＩＬＳ値はピークとなり、その値は３以上を確保できているのが分かる。  
このように、半透明膜部Ｃと位相シフト部Ｓのサイズを最適化することで、位相シフト部Ｓのサイズが５０ｎｍ以下でも、ＮＩＬＳ値の悪化が起こっていないことが分かる。
【００３３】
図４は、図３の半透明膜部Ｃのサイズに対する、位相シフト部Ｓの最適寸法をプロットした図表である。半透明膜部Ｃの材料として、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）を用い、透過率を３〜２０％まで、段階的に変化させてみた。  
図４より、半透明膜部Ｃの透過率が高くなるにつれて、グラフの傾斜が緩やかになっているのが分かる。半透明膜部Ｃの透過率を高く設定することで、半透明膜部Ｃの寸法に対する位相シフト部Ｓの最適値の変化の割合が小さくなる。これは、目的の位相シフトマスクの寸法制御性が得やすくなることを意味している。
【００３４】
図５は、半透明膜部Ｃのサイズに対して、図４より最適化した位相シフト部Ｓを用いた光学像の寸法をプロットした図表である。半透明膜部Ｃの透過率を０〜２０％まで段階的に変化させてみた。  
図５より、半透明膜部Ｃの透過率が高くなるにつれて、曲線の傾斜が穏やかになっているのが分かる。これは、半透明膜部Ｃの透過率を高く設定することで、半透明膜部Ｃの寸法がばらついても、目的の光学寸法が得やすいことを意味している。したがって、半透明膜部Ｃの透過率を高めに調整すれば、パターンの寸法制御性が向上する。また、図５より明らかなように、半透明部Ｃの寸法を変化させることで、光学像が３５〜６０ｎｍの範囲において、ＮＩＬＳ値の低下を防ぐことができる。
【００３５】
図６は、図１６に表す輪帯照明（波長１５７ｎｍ、ＮＡ０．８５、０．８０／０．５３）を用いて、本発明の実施の形態にかかるクロムレス型位相シフトマスクで孤立パターンを露光処理した場合の、各マスク寸法における光学像を表した図表である。このときの半透明膜部の透過率は６％に設定してある。マスク寸法は、２０、４０、６０ｎｍと変化させて、それぞれの光学像を表してある。  
図６より、マスク寸法が５０ｎｍ以下のパターンであっても、ＮＩＬＳ値の悪化が見られない。図２１と比較することで、その効果は一目瞭然である。
【００３６】
次に、本発明の第２実施の形態にかかるクロムレス型位相シフトマスクとして、メサ型（１）のクロムレス型位相シフトマスクについて説明する。図７はメサ型（１）のクロムレス型位相シフトマスク断面構造を表す模式図である。  
従来、メサ型のクロムレス型位相シフトマスクは、位相シフト部をシフター膜によって１８０°の位相差が生じるように堆積させた構造であった。これに対して、図７のクロムレス型位相シフトマスクは、透明基板７０１上に１８０°の位相差が生じるように堆積された位相シフト部７０２の両側に隣接して、透過率調整膜７０３と位相２ｎπ（ｎ＝０，１，２，３・・・）をもつ位相シフター膜７０４を備える。
【００３７】
図８は、図７に表すクロムレス型位相シフトマスクのマスク製造工程を表す、模式図である。  
まず、透明基板８０１上に、透過率調整膜８０２となるタンタル（Ｔａ）を形成する（図８（ａ））。  
次に、図７に表す位相シフト部７０２を形成するため、電子線レジスト８０３に対して第１のパターンニングを行う（図８（ｂ））。  
電子線レジスト８０３のパターンニングの後、透過率調整膜８０２のエッチングを行う（図８（ｃ））。
【００３８】
次に、電子線レジスト８０３を除去した後、位相シフター膜８０４となるクロムフロライド（ＣｒＦ）を形成する（図８（ｄ））。  
次に、図７に表す位相シフト部７０２の両側に所定の線幅の透過率調整膜８０２と位相シフター膜８０４を形成するため、電子線レジスト８０５に対して第２のパターニングを行う（図８（ｅ））。  
電子線レジスト８０５のパターンニングの後、位相シフター膜８０４と透過率調整膜８０２とのエッチングを行う（図８（ｆ））。  
次に、電子線レジスト８０５を除去した後（図８（ｇ））、図７に表す位相シフト部７０２の位相を１８０°にするため、電子線レジスト８０６に対して第３のパターニングを行う（図８（ｈ））。  
電子線レジスト８０６のパターンニングの後、図７に表す位相シフト部７０２の位相が１８０°になるまでエッチングを行う。最後に、電子線レジスト８０６を除去して完成する（図８（ｉ））。
【００３９】
本発明の第２の実施の形態にかかるメサ型（１）のクロムレス型位相シフトマスクを用いた場合でも、その光学特性は、第１の実施の形態で説明したトレンチ型（１）のクロムレス型位相シフトマスクと同様となる。  
また、本実施の形態の場合、位相シフト部を形成する位相シフター膜と透過率調整膜上に形成される位相シフター膜を同一の工程で形成することができる。
【００４０】
次に、本発明の第３実施の形態にかかるクロムレス型位相シフトマスクとして、トレンチ型（２）のクロムレス型位相シフトマスクについて説明する。図９はトレンチ型（２）のクロムレス型位相シフトマスク断面構造を表す模式図である。  
トレンチ型（２）のクロムレス型位相シフトマスクは、透明基板９０１上に１８０°の位相差が生じるように掘り込まれた位相シフト部９０２の両側に隣接して、透過率調整膜９０３を備える。ちょうど、図１に表すトレンチ型（１）の位相シフター膜がない形状となっている。ここで、透過率調整膜９０３として用いられる膜には、透過率を調整し、かつ入射光との位相差を２ｎπ（ｎ＝０，１，２，３・・・）とすることができる材料を採用する。
【００４１】
図１０は、図９に表すクロムレス型位相シフトマスクのマスク製造工程を表す、模式図である。  
まず、透明基板１００１上に、透過率調整膜１００２となるタンタルシリサイド（ＴａＳｉ）を形成する（図１０（ａ））。  
次に、図９に表す位相シフト部９０２を形成するため、電子線レジスト１００３に対して第１のパターンニングを行う（図１０（ｂ））。  
電子線レジスト１００３のパターンニングの後、透過率調整膜１００２のエッチングを行い、同時に、１８０°位相分だけ掘り込みを行う（図１０（ｃ））。  
次に、電子線レジスト１００３を除去した（図１０（ｄ））後、掘り込みの両側に所定の線幅の透過率調整膜１００２を形成するため、電子線レジスト１００４に対して第２のパターニングを行う(図１０（ｅ））。  
電子線レジスト１００４のパターンニングの後、図９に表す位相シフト部９０２に隣接する領域以外の透過率調整膜１００２のエッチングを行う（図１０（ｆ））。  
最後に、電子線レジスト１００４を除去して完成する（図１０（ｇ））。
【００４２】
本発明の第４の実施の形態にかかるトレンチ型（２）のクロムレス型位相シフトマスクを用いた場合でも、その光学特性は、第１の実施の形態で説明したトレンチ型（１）のクロムレス型位相シフトマスクと同様となる。  
また、本実施の形態の場合、透過率調整膜に位相シフター膜の役割ももたせることで、同一の膜としたため、製造工程の簡略化が可能となる。
【００４３】
次に、本発明の第４実施の形態にかかるクロムレス型位相シフトマスクとして、メサ型（２）のクロムレス型位相シフトマスクについて説明する。図１１はトレンチ型（２）のクロムレス型位相シフトマスク断面構造を表す模式図である。  
メサ型（２）のクロムレス型位相シフトマスクは、透明基板１１０１上に１８０°の位相差が生じるよう堆積させた位相シフト部１１０２の両側に隣接して、透過率調整膜１１０３を備える。ちょうど、図７に表すメサ型（１）において、透過率調整膜上に位相シフター膜がない形状となっている。ここで、透過率調整膜１１０３として用いられる膜には、透過率を調整し、かつ入射光との位相差を２ｎπ（ｎ＝０，１，２，３・・・）とすることができる材料を採用する。
【００４４】
図１２は、図１３に表すクロムレス型位相シフトマスクのマスク製造工程を表す、模式図である。  
まず、透明基板１２０１上に、透過率調整膜１２０２となるタンタルシリサイド（ＴａＳｉ）を形成する（図１２（ａ））。  
次に、図１１に表す位相シフト部１１０２を形成するため、電子線レジスト１２０３に対して第１のパターンニングを行う（図１２（ｂ））。  
電子線レジスト１２０３のパターンニングの後、透過率調整膜１２０２のエッチングを行う（図１２（ｃ））。
【００４５】
次に、電子線レジスト１２０３を除去した後、位相シフター膜１２０４となるクロムフロライド（ＣｒＦ）を位相が１８０°となるよう形成する（図１３（ｄ））。  
次に、図１１に表す位相シフト部１１０２を形成するため、電子線レジスト１２０５に対して第２のパターニングを行う（図１２（ｅ））。  
電子線レジスト１２０５のパターンニングの後、位相シフター膜１２０４のエッチングを行う（図１２（ｆ））。最後に、電子線レジスト１２０５を除去して完成する（図１２（ｇ））。
【００４６】
本発明の第４の実施の形態にかかるメサ型（２）のクロムレス型位相シフトマスクを用いた場合でも、その光学特性は、第１の実施の形態で説明したトレンチ型（１）のクロムレス型位相シフトマスクと同様となる。  
また、本実施の形態の場合、透過率調整膜に位相シフター膜の役割ももたせることで、同一の膜としたため、製造工程の簡略化が可能となる。
これまで説明してきた、第１および第２の実施の形態にかかるクロムレス型位相シフトマスクにおいて、透過率調整膜として、タンタル（Ｔａ）を例に説明したが、タンタルシリサイド（ＴａＳｉ）、ジルコンシリサイド（ＺｒＳｉ）、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）を用い、位相シフター膜として、クロムフロライド（ＣｒＦ）以外にも、シリコンオキサイド（ＳｉＯ２）、シリコンオキシナイトライド（ＳｉＯＮ）と組み合わせて用いることができる。
【００４７】
また、第２および第４の実施の形態にかかるクロムレス型位相シフトマスクにおいて、位相差を２ｎπ（ｎ＝０，１，２，３・・・）ともつ透過率調整膜として、クロムフロライド（ＣｒＦ）を例に説明してきたが、シリコンオキサイド（ＳｉＯ２）、シリコンオキシナイトライド（ＳｉＯＮ）を用いることができる。
【００４８】
以上説明してきたように、本発明のクロムレス型位相シフトマスクを用いるいることで、マスクサイズが５０ｎｍ以下の微細パターンにおいても、ＮＩＬＳ値のを悪化させることなく、寸法制御が容易な露光方法を提供することができる。  
そしてこのことは、半導体の微細加工技術に大きく貢献するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態にかかるトレンチ型（１）のクロムレス型位相シフトマスク断面構造を表す模式図である。
【図２】図１に表すクロムレス型位相シフトマスクのマスク製造工程を表す、模式図である。
【図３】本発明のクロムレス型位相シフトマスクの、半透明膜部Ｃと位相シフト部Ｓの寸法とＮＩＬＳ値の関係を表す図表である。
【図４】半透明膜部Ｃのサイズに対する、位相シフト部Ｓの最適寸法をプロットした図表である。
【図５】半透明膜部Ｃのサイズに対して、図４より最適化した位相シフト部Ｓを用いた光学像の寸法をプロットした図表である。
【図６】本発明の実施の形態にかかるクロムレス型位相シフトマスクで孤立パターンを露光処理した場合の、各マスク寸法における光学像を表した図表である。
【図７】本発明の実施の形態にかかるメサ型（１）のクロムレス型位相シフトマスク断面構造を表す模式図である。
【図８】図７に表すクロムレス型位相シフトマスクのマスク製造工程を表す、模式図である。
【図９】本発明の実施の形態にかかるトレンチ型（２）のクロムレス型位相シフトマスク断面構造を表す模式図である。
【図１０】図９に表すクロムレス型位相シフトマスクのマスク製造工程を表す、模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態にかかるメサ型（２）のクロムレス型位相シフトマスク断面構造を表す模式図である。
【図１２】図１１に表すクロムレス型位相シフトマスクのマスク製造工程を表す、模式図である。
【図１３】レベルソン型位相シフトマスクの露光光の空間像を表した図表である。
【図１４】クロムレス型位相シフトマスクと、これと等価なハーフトーン型位相シフトマスクの断面構造を表した断面図である。
【図１５】図１４に表すハーフトーン型位相シフトマスクの１８０°位相差をもった透過部の透過率とＮＩＬＳ値との関係を表した図表である。
【図１６】輪帯照明の形状を表す模式図である。
【図１７】クロムレス型位相シフトマスクを用いた場合の、露光光の空間像を表した図表である。
【図１８】クロムレス型位相シフトマスクで孤立パターンを露光処理した場合の、光学シミュレーションの結果を表した図表である。
【図１９】クロムレス型位相シフトマスクで孤立パターンを露光処理した場合の、各マスク寸法におけるＮＩＬＳ値の変化の様子を表した図表である。
【図２０】クロムレス型位相シフトマスクで孤立パターンを露光処理した場合の、各マスク寸法における光学像を表した図表である。
【符号の説明】
【００５０】
１０１、２０１、７０１、８０１、９０１、１００１、１００１、１１０１、１２０１ 透明基板
１０２、７０２、９０２、１１０２  位相シフト部
１０３、７０３、９０３、１１０３、１２０２、  透過率調整膜
１０４、２０３、７０４、８０４、１２０４  位相シフター膜
２０２、８０２、１００２  透過率調整膜
２０４、２０５、８０３、８０５、８０６、１００３、１００４、１２０３、１２０５  電子線レジスト
１４０１  クロムレス型位相シフトマスク
１４０２  ハーフトーン型位相シフトマスク
１４０３  透過部
Ｃ  半透明膜部
Ｓ  位相シフト部
Ｗ  パターン幅
【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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