(57)【要約】【課題】  透明基板に目標とするパターンの形状により近い形状のパターンを形成し得る位相シフトマスクの製造方法を提供する。【解決手段】  遮光膜４、ハーフトーン膜３、およびエッチングストッパ膜２を貫通し、透明基板１の主表面から所定の深さにまで至るホール５ｂをドライエッチングにより形成する。エッチングストッパ膜２は、透明基板１のエッチング条件において、透明基板１に対して非常に選択性が高い材料で形成されている。そのため、エッチングストッパ膜２および透明基板１は、透明基板１のエッチング工程において、その主表面に平行な方向に沿ってパターンの形状が広がるようにエッチングされてしまうことが抑制されている。【選択図】        図９
2005321699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板の上に該透明基板に対し所定の選択性を有し、前記透明基板をドライエッチングするときにエッチングマスクとして機能するエッチングストッパ膜を形成する第１ステップと、
前記エッチングストッパ膜の上にハーフトーン膜を形成する第２ステップと、
前記ハーフトーン膜の上に遮光膜を形成する第３ステップと、
前記遮光膜の上に第１所定パターンを有する第１レジスト膜を形成する第４ステップと、
前記第１レジスト膜をエッチングマスクとして、前記遮光膜、前記ハーフトーン膜、前記エッチングストッパ膜、および前記透明基板の主表面から所定の深さまでの部分をそれぞれ別個の工程で順次ドライエッチングする第５ステップと、
前記第１レジスト膜を除去する第６ステップと、
前記遮光膜の上に前記第１所定パターンとは異なる第２所定パターンを有する第２レジスト膜を形成する第７ステップと、
前記第２レジスト膜をエッチングマスクとして、前記遮光膜、前記ハーフトーン膜、および前記エッチングストッパ膜のそれぞれを別個の工程において順次ドライエッチングする第８ステップと、
前記第２レジスト膜を除去する第９ステップと、
前記遮光膜の上に前記第１所定パターンおよび前記第２所定パターンとは異なるパターンを有する第３レジスト膜を形成する第１０ステップと、
前記第３レジスト膜をエッチングマスクとしてエッチングを行うことにより、前記遮光膜を除去する第１１ステップとを備えた、位相シフトマスクの製造方法。
【請求項２】
透明基板の上に該透明基板に対し所定の選択性を有し、前記透明基板をドライエッチングするときにエッチングマスクとして機能するエッチングストッパ膜を形成する第１ステップと、
前記エッチングストッパ膜の上にハーフトーン膜を形成する第２ステップと、
前記ハーフトーン膜の上に遮光膜を形成する第３ステップと、
前記遮光膜の上に第１所定パターンを有する第１レジスト膜を形成する第４ステップと、
前記第１レジスト膜をエッチングマスクとして、前記遮光膜、前記ハーフトーン膜、前記エッチングストッパ膜、および前記透明基板の主表面から所定の深さまでの部分をそれぞれ別個の工程で順次ドライエッチングする第５ステップと、
前記第１レジスト膜を除去する第６ステップと、
前記遮光膜の上に前記第１所定パターンとは異なる第２所定パターンを有する第２レジスト膜を形成する第７ステップと、
前記第２レジスト膜をエッチングマスクとして、前記遮光膜および前記ハーフトーン膜のそれぞれを別個の工程において順次ドライエッチングする第８ステップと、
前記第２レジスト膜を除去する第９ステップと、
前記遮光膜の上に前記第１所定パターンおよび前記第２所定パターンとは異なるパターンを有する第３レジスト膜を形成する第１０ステップと、
前記第３レジスト膜をエッチングマスクとしてエッチングを行うことにより、前記遮光膜およびエッチングストッパ膜を除去する第１１ステップとを備え、
前記エッチングストッパ膜および前記遮光膜は、同一のエッチングガスで除去可能な材料により構成されており、
前記第１１ステップにおいて、前記遮光膜と前記エッチングストッパ膜とを、前記同一のエッチングガスを用いて、同時に除去する、位相シフトマスクの製造方法。
【請求項３】
透明基板の上に該透明基板に対し所定の選択比を有し、前記透明基板をドライエッチングするときにエッチングマスクとして機能するエッチングストッパ膜を形成する第１ステップと、
前記エッチングストッパ膜の上にハーフトーン膜を形成する第２ステップと、
前記ハーフトーン膜の上に遮光膜を形成する第３ステップと、
前記遮光膜の上に第１所定パターンを有する第１レジスト膜を形成する第４ステップと、
前記第１レジスト膜をエッチングマスクとして、前記遮光膜および前記ハーフトーン膜をエッチングし、前記エッチングストッパ膜の表面を露出させる第５ステップと、
前記エッチングストッパ膜の露出する上面の一部、前記ハーフトーン膜の側面、ならびに、前記遮光膜の側面および上面を覆うように第２所定パターンを有する第２レジスト膜を形成する第６ステップと、
前記第２レジスト膜をエッチングマスクとして、前記エッチングストッパ膜および前記透明基板を前記透明基板の主表面から所定の深さまでの部分をそれぞれ別個の工程で順次ドライエッチングする第７ステップと、
前記第２レジスト膜を除去する第８ステップと、
前記遮光膜の上に前記第１所定パターンおよび前記第２所定パターンとは異なる第３所定パターンを有する第３レジスト膜を形成する第９ステップと、
前記第３レジスト膜をエッチングマスクとして、前記遮光膜および前記エッチングストッパ膜をドライエッチングにより除去する第１０ステップとを備えた、位相シフトマスクの製造方法。
【請求項４】
前記エッチングストッパ膜および前記遮光膜は、同一のエッチングガスでエッチングされる材質により構成されており、
前記第１０ステップにおいて、前記遮光膜と前記エッチングストッパ膜とを、前記同一のエッチングガスを用いて、同時に除去する、請求項３に記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項５】
前記エッチングストッパ膜の前記透明基板に対する選択比は、２以上である、請求項１〜４のいずれかに記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項６】
前記透明基板は、水晶を主成分とする基板であり、
前記エッチングストッパ膜は、酸化ハフニウムを主成分とする膜、Ａｌ2Ｏ3とＳｎＯ2とを有する膜、クロム酸化膜、およびクロム窒化膜からなる群より選択された１または２以上の物質を有する、請求項１〜５のいずれかに記載の位相シフトマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相シフトマスクの製造方法に関し、特に、ハーフトーンマスクが透明基板の上に形成された位相シフトマスクの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、透明基板の上にハーフトーン膜を形成する位相シフトマスクが用いられている。このような位相シフトマスクにおいては、たとえば、同相ハーフトーンエッジ強調位相シフトマスクが特に有効的に用いられている。同相ハーフトーンエッジ強調位相シフトマスクは、一旦ブランクス構造を形成した後、ブランクス構造を形成する個々の膜のドライエッチングを行なうことによって形成される。ブランクス構造とは、透明基板、透明基板の上に形成されたハーフトーン膜、およびハーフトーン膜の上に形成された遮光膜からなる構造である。
【特許文献１】特開２００３−３３０１５９号公報
【特許文献２】特開平１０−１２３６９４号公報
【特許文献３】特開平８−３０５０００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の位相シフトマスクにおいては、透明基板をドライエッチングするときの透明基板に対するハーフトーン膜の選択比が十分に大きくないため、透明基板をドライエッチングしている間にハーフトーン膜が透明基板の主表面に対して平行な方向に広がるようにエッチングされる。それに伴って、透明基板も透明基板の主表面に対して平行な方向に広がるようにエッチングされる。その結果、透明基板に形成されたパターンの形状は、目標とするパターンの形状とは大きく異なる形状になる場合がある。したがって、そのような目標とする形状と大きく異なる形状のパターンが透明基板に形成された位相シフトマスクを用いて、半導体装置製造プロセスにおいて露光工程を行なう場合には、半導体装置に形成されるパターンの形状も目標とする形状とは大きく異なる形状となる。そのため、半導体装置の性能が低下する。
【０００４】
本発明は、上述のような問題に鑑みなされたものであり、その目的は、位相シフトマスクの透明基板に形成されるパターンの形状を目標とするパターンの形状により近づけることが可能な位相シフトマスクの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一の局面の位相シフトマスクの製造方法は、次の各ステップを有している。
【０００６】
透明基板の上に透明基板に対し所定の選択性を有し、透明基板をドライエッチングするときにエッチングマスクとして機能するエッチングストッパ膜を形成する第１ステップ。エッチングストッパ膜の上にハーフトーン膜を形成する第２ステップ。ハーフトーン膜の上に遮光膜を形成する第３ステップ。遮光膜の上に第１所定パターンを有する第１レジスト膜を形成する第４ステップ。第１レジスト膜をエッチングマスクとして、遮光膜、ハーフトーン膜、エッチングストッパ膜、および透明基板の主表面から所定の深さまでの部分をそれぞれ別個の工程で順次ドライエッチングする第５ステップ。第１レジスト膜を除去する第６ステップ。遮光膜の上に第１所定パターンとは異なる第２所定パターンを有する第２レジスト膜を形成する第７ステップ。第２レジスト膜をエッチングマスクとして、遮光膜、ハーフトーン膜、およびエッチングストッパ膜のそれぞれを別個の工程において順次ドライエッチングする第８ステップ。第２レジスト膜を除去する第９ステップ。
【０００７】
遮光膜の上に第１所定パターンおよび第２所定パターンとは異なるパターンを有する第３レジスト膜を形成する第１０ステップ。第３レジスト膜をエッチングマスクとしてエッチングを行うことにより、遮光膜を除去する第１１ステップ。
【０００８】
上記の製法によれば、第５ステップにおいて、透明基板の上にエッチングストッパ膜を有する状態で、透明基板がドライエッチングされる。そのため、透明基板の上にエッチングストッパ膜を有しない製法に比較して、透明基板に形成されたパターンの形状を、目標とする形状に近い形状に形成することが可能となる。
【０００９】
また、本発明の他の局面の位相シフトマスクの製造方法は、次の各ステップを有している。
【００１０】
透明基板の上に透明基板に対し所定の選択性を有し、透明基板をドライエッチングするときにエッチングマスクとして機能するエッチングストッパ膜を形成する第１ステップ。エッチングストッパ膜の上にハーフトーン膜を形成する第２ステップ。ハーフトーン膜の上に遮光膜を形成する第３ステップ。遮光膜の上に第１所定パターンを有する第１レジスト膜を形成する第４ステップ。第１レジスト膜をエッチングマスクとして、遮光膜、ハーフトーン膜、エッチングストッパ膜、および透明基板の主表面から所定の深さまでの部分をそれぞれ別個の工程で順次ドライエッチングする第５ステップ。第１レジスト膜を除去する第６ステップ。遮光膜の上に第１所定パターンとは異なる第２所定パターンを有する第２レジスト膜を形成する第７ステップ。第２レジスト膜をエッチングマスクとして、遮光膜およびハーフトーン膜のそれぞれを別個の工程において順次エッチングする第８ステップ。第２レジスト膜を除去する第９ステップ。遮光膜の上に第１所定パターンおよび第２所定パターンとは異なるパターンを有する第３レジスト膜を形成する第１０ステップ。第３レジスト膜をエッチングマスクとしてエッチングを行うことにより、遮光膜およびエッチングストッパ膜を除去する第１１ステップ。
【００１１】
また、前述の他の局面の位相シフトマスクの製造方法においては、エッチングストッパ膜および遮光膜が、同一のエッチングガスで除去可能な材料により構成されており、第１１ステップにおいて、遮光膜とエッチングストッパ膜とを、同一のエッチングガスを用いて、同時に除去する。
【００１２】
上記の製法によれば、前述の一の局面の位相シフトマスクと同様の効果に加えて、遮光膜とエッチングストッパ膜とを別個に除去する製法に比較して、位相シフトマスクの製造プロセスをワンステップ分だけ短縮することが可能となる。
【００１３】
本発明のさらに他の局面の位相シフトマスクの製造方法は、次の各ステップを有している。
【００１４】
透明基板の上に透明基板に対し所定の選択比を有し、透明基板をドライエッチングするときにエッチングマスクとして機能するエッチングストッパ膜を形成する第１ステップ。エッチングストッパ膜の上にハーフトーン膜を形成する第２ステップ。ハーフトーン膜の上に遮光膜を形成する第３ステップ。遮光膜の上に第１所定パターンを有する第１レジスト膜を形成する第４ステップ。第１レジスト膜をエッチングマスクとして、遮光膜およびハーフトーン膜をエッチングし、エッチングストッパ膜の表面を露出させる第５ステップ。エッチングストッパ膜の露出する上面の一部、ハーフトーン膜の側面、ならびに、遮光膜の側面および上面を覆うように第２所定パターンを有する第２レジスト膜を形成する第６ステップ。第２レジスト膜をエッチングマスクとして、エッチングストッパ膜および透明基板を透明基板の主表面から所定の深さまでの部分をそれぞれ別個の工程で順次ドライエッチングする第７ステップ。第２レジスト膜を除去する第８ステップ。遮光膜の上に第１所定パターンおよび第２所定パターンとは異なる第３所定パターンを有する第３レジスト膜を形成する第９ステップ。第３レジスト膜をエッチングマスクとして、遮光膜およびエッチングストッパ膜をドライエッチングにより除去する第１０ステップ。
【００１５】
上記の製法によれば、第７ステップにおいて、透明基板の上にエッチングストッパ膜を有する状態で、透明基板がドライエッチングされる。そのため、透明基板の上にエッチングストッパ膜を有しない状態で透明基板をドライエッチングする製法に比較して、透明基板に形成されたパターンの形状を、目標とする形状に近い形状に形成することが可能となる。
【００１６】
前述のさらに他の局面の位相シフトマスクの製造方法においては、エッチングストッパ膜および遮光膜が、同一のエッチングガスでエッチングされる材質により構成されており、第１０ステップにおいて、遮光膜とエッチングストッパ膜とを、同一のエッチングガスを用いて、同時に除去することが望ましい。
【００１７】
上記の製法によれば、遮光膜とエッチングストッパ膜とを別個に除去する製法に比較して、位相シフトマスクの製造プロセスをワンステップ分だけ短縮することが可能となる。
【００１８】
また、エッチングストッパ膜の透明基板に対する選択比は、２以上であることが望ましい。また、透明基板は、水晶を主成分とする基板であり、エッチングストッパ膜は、酸化ハフニウムを主成分とする膜、Ａｌ2Ｏ3とＳｎＯ2とを有する膜、クロム酸化膜、およびクロム窒化膜からなる群より選択された１または２以上の物質を有していることが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図を用いて、本発明の実施の形態の位相シフトマスクの製造方法を説明する。
【００２０】
実施の形態．１
図１〜図２０を用いて実施の形態１の位相シフトマスクの製造方法およびその製法により形成された位相シフトマスクの構造を説明する。
【００２１】
本実施の形態の位相シフトマスクの製造方法においては、まず、図１に示すように、透明基板１の上に透明基板１に対し所定の選択性を有し、後に行われる透明基板１のドライエッチングのステップにおいて、透明基板１のエッチングマスクとして機能するエッチングストッパ膜２を形成する。次に、図２に示すように、エッチングストッパ膜２の上にハーフトーン膜３を形成する。次に、図３に示すように、ハーフトーン膜３の上に遮光膜４を形成する。その後、図４に示すように、遮光膜４の上のレジスト膜５を形成する。
【００２２】
なお、本実施の形態においては、透明基板１は、水晶（Quartz）からなっていることが望ましい。エッチングストッパ膜２としては、酸化ハフニウムを主成分とする膜、Ａｌ2Ｏ3とＳｎＯ2とを有する膜、クロム酸化膜、またはクロム窒化膜等を用いることが望ましい。ハーフトーン膜３は、ＭｏＳｉ膜からなっており、その光の透過率は３％〜８％であることが望ましい。ただし、ハーフトーン膜３の光の透過率は、２５％以下であれば、本発明の目的を達成することは可能である。また、遮光膜４はＣｒ膜からなっており、その光の透過率はほぼ０．１％以下である、すなわち、その遮光率が９９．９％以上であることが望ましい。
【００２３】
また、所定のエッチングガスを用いて透明基板１をドライエッチングするときの、エッチングストッパ膜２に対する透明基板１の選択比が、所定のエッチングガスを用いて透明基板１をドライエッチングするときの、ハーフトーン膜３に対する透明基板１の選択比よりも大きければ、エッチングストッパ膜２を透明基板１の上に形成することによって、透明基板１の主表面に沿って広がる方向の透明基板１のエッチングを抑制することができるという効果を得ることができる。したがって、本明細書において、エッチングストッパ膜２が透明基板１に対し所定の選択性を有するとは、エッチングストッパ膜が、前述の効果を得ることができるような材料によって形成されていることを意味する。
【００２４】
なお、このエッチングストッパ膜の透明基板に対する選択比は、２以上３以下であることが望ましい。選択比が２以上であれば、エッチングストッパ膜２が透明基板１の主表面と平行な方向にエッチングされることによって、透明基板１に形成されるパターンの形状も透明基板１の主表面に平行な方向に広がってしまうことが防止される。また、選択比が３以下であれば、透明基板１に形成されるパターンの透明基板１の主表面に垂直な方向の深さの制御が行い易い。
【００２５】
前述の事項は、後述する実施の形態２の位相シフトマスクの製造方法においても同様である。
【００２６】
次に、図５に示すように、写真製版工程を実行し、レジスト膜５に所定のパターンのホール５ａを形成する。それにより、ホール５ａの底面に遮光膜４の表面の一部が露出する。このホール５ａのパターン形状は、後述する透明基板１がドライエッチングされる部分の形状に対応しており、半導体装置の露光工程において、透明基板１のうち、位相πの光が透過する部分１０の形状に対応している。
【００２７】
次に、図６〜図９に示すように、ホール５ａの形成されたレジスト膜５をエッチングマスクとして、遮光膜４、ハーフトーン膜３、エッチングストッパ膜２、および透明基板１をドライエッチングする。この段階では、透明基板１がドライエッチングされた部分１０の深さは、最終的に形成される部分１０の深さよりも浅い。なお、図５に示すレジスト膜５にホール５ａのパターンを形成するときに行なわれる描画および現像の工程は、従来から用いられているものである。
【００２８】
また、図６〜図９に示すように、遮光膜４、ハーフトーン膜３、エッチングストッパ膜２、および透明基板１のそれぞれは、上から順番に、エッチングガス等のエッチング条件が変更されて、下地層に対して被エッチング層が所定の選択性を有する状態で、別個のステップにおいて除去される。次に、レジスト膜５をアッシングにより除去する。
【００２９】
つまり、図５の構造が形成された後、透明基板１のドライエッチングが行われるときには、遮光膜４、ハーフトーン膜３、およびエッチングストッパ膜２に図５に示すホール５ａに対応する開口パターンが形成されており、透明基板１をドライエッチングするためのエッチングガスにより、この開口パターンに対応する部分の透明基板１が除去され、それにより、図９に示すホール５ｂが形成される。このとき、エッチングストッパ膜２は、透明基板１をドライエッチングするためのエッチングガスによっては、ほとんどエッチングされない。
【００３０】
次に、図１０に示すように、遮光膜４の上にホール６ａが形成されたレジスト膜６を形成する。このレジスト膜６の形成ステップにおいても、描画および現像の工程は従来用いられている工程である。また、ホール６ａのパターンの形状は、透明基板のうち位相０°の光が透過する部分の外周のパターンに対応する形状となっている。
【００３１】
次に、図１０に示すように、ホール６ａのパターンが形成されたレジスト膜６をエッチングマスクとして、遮光膜４、ハーフトーン膜３、およびエッチングストッパ膜２のそれぞれをドライエッチングにより除去する。なお、遮光膜４、ハーフトーン膜３、およびエッチングストッパ膜２のそれぞれは、エッチングガス等のエッチング条件が異なる別個のステップにおいて上から順番に、下地層に対して被エッチング層が所定の選択性を有する状態で、除去される。図１１に示す工程においては、図６〜図８に示す工程と同様のエッチングガス等のエッチング条件の変更が行われる。その結果、図１１に示すように、レジスト膜６、遮光膜４、ハーフトーン膜３、およびエッチングストッパ膜２を貫通するホール６ｂが形成される。
【００３２】
次に、レジスト膜６を除去する。その後、図１２に示すように、ホール７ａを有するレジスト膜７を形成する。ホール７ａの形状は、半導体装置の露光工程において、ハーフトーン膜３を光が透過する部分の領域の外周の形状に対応している。次に、ホール７ａが形成されたレジスト膜７をエッチングマスクとして、遮光膜４をドライエッチングにより除去する。その結果、図１３に示すように、ホール７ｂがレジスト膜７および遮光膜４に形成される。その後、レジスト膜７を除去することにより、図１４に示す構造が得られる。
【００３３】
上記のような本実施の形態の位相シフトマスクの製造方法によれば、図８に示す構造において、透明基板１をドライエッチングするときに、透明基板１に対して選択性が高いエッチングストッパ膜２が透明基板１の上に形成されているため、透明基板１のうち位相πの光が透過する部分１０は、その形状が目標とする形状に近くなる。つまり、エッチングストッパ膜２は、透明基板１をエッチングするときに、透明基板１の主表面に平行な方向に広がるようにエッチングされないため、透過する光の位相がπとなる部分１０の輪郭も、透明基板１の主表面に対して平行な方向に広がらない。その結果、部分１０の形状は目標とする形状と大きく異なる形状にはならない。したがって、本実施の形態の位相シフトマスクを用いて露光工程が行なわれた半導体装置においては、そのパターンの形状が目標とする形状に近い形状となる。したがって、半導体装置の特性も目標とする性能に近いものとなる。
【００３４】
本実施の形態においては、前述の図１１〜図１４に示すステップが示されているが、それらのステップの代わりに、次の図１５〜図１７に示すステップが実行されることが望ましい。まず、図１０に示す構造が形成されているときに、ホール６ａが形成されたレジスト膜６をエッチングマスクとして、遮光膜４およびハーフトーン膜３を、エッチングガス等のエッチング条件を変更して、ドライエッチングを行うことによって、上から順番に別個のステップにおいて除去し、ホール６ｃを形成する。それにより、図１５に示す構造が得られる。この段階では、エッチングストッパ膜２は、ホール６ｃの底面の一部として露出している。
【００３５】
次に、レジスト膜６を除去した後、図１６に示すように、写真製版工程を用いて、ホール７ｄを有するレジスト膜７を遮光膜４の上に形成する。その後、図１７に示すように、ホール７ｄを有するレジスト膜７をエッチングマスクとして用いて遮光膜４およびエッチングストッパ膜２を同時にドライエッチングすることにより、図１７に示すように、レジスト膜７および遮光膜４にホール７ｅを形成するとともに、ハーフトーン膜３およびエッチングストッパ膜２にホール３ｘを形成する。
【００３６】
前述のような図１５〜図１７に示す位相シフトマスクの製造工程においては、遮光膜４とエッチングストッパ膜２とが同一のエッチングガスによって除去され得る材質で形成されている。したがって、図１６に示す構造において、ホール７ｄを有するパターンのレジスト膜７ｄをエッチングマスクとして、エッチングを実行するときに、遮光膜４およびエッチングストッパ膜２が同時に除去される。したがって、図１５〜図１７に示す位相シフトマスクの製造方法を用いれば、遮光膜４とエッチングストッパ膜２とを別個独立のエッチング工程によって別々に除去する必要がないため、製造工程の簡略化を図ることが可能となる。
【００３７】
上記のような本実施の形態の位相シフトマスクの製造方法により製造された位相シフトマスクは、図１８〜図２０に示すような構造を有している。図１８に示す平面図から分かるように、位相シフトマスクは、遮光膜４によって区画された領域の中に、ハーフトーン膜３で囲まれた透明基板１からなる複数の領域Ａが形成されている。透明基板１が露出する複数の領域Ａのそれぞれにおいては、位相が０°の光が透過する透明基板１の主表面の露出部と位相がπの光が透過する部分１０とが設けられている。また、透明基板１の主表面の露出部によって位相がπとなる光が透過する部分１０が取囲まれている。また、遮光膜４の主表面が露出している部分は、位相πの光が通過する領域である。図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ断面は、図１９に示すような構造である。また、透明基板１の主表面の露出部を含む複数の領域Ａを拡大すると図２０に示すような構造となる。
【００３８】
図１９および図２０に示す構造の位相シフトマスクにおいては、部分１０を透過する光の位相はπだけシフトし、透明基板１の主表面が露出している部分を透過する光の位相はシフトせず、すなわち、透明基板１の主表面が露出している部分においては位相０°の光が透過し、ハーフトーン膜３の主表面が露出している部分を透過する光の位相はπだけシフトする。なお、図１９においては、矢印によって光の進行方向が示されており、その矢印の先端側に記載された文字によってその矢印で示される方向に進行する光の位相が示されている。
【００３９】
したがって、部分１０と透明基板１の主表面が露出する部分との境界線の近傍において、部分１０を透過する光と透明基板１の主表面の露出する部分を透過する光とは互いに打ち消し合う。また、透明基板１の主表面が露出する部分とハーフトーン膜３との境界線の近傍において、透明基板１の主表面が露出する部分を透過する光とハーフトーン膜３を透過する光とが打ち消し合う。その結果、半導体装置の製造プロセスにおける露光工程において、前述の境界線がより明確に製造中の半導体装置の半製品の所定の位置に転写される。
【００４０】
実施の形態．２
次に、図２１〜図３０を用いて実施の形態２の位相シフトマスクの製造方法を説明する。本実施の形態においては、まず、透明基板１１、エッチングストッパ膜１２、ハーフトーン膜１３、遮光膜１４、およびレジスト膜１５がこの順番で積層された構造が形成される。この図２１に示す構造を形成するまでの工程は、実施の形態１の図１〜図５に示す工程と全く同様であるのでその説明は繰返さない。
【００４１】
本実施の形態においては、まず、図２１に示すように、遮光膜１４の上にホール１５ａのパターンを有するレジスト膜１５を形成する。ホール１５ａのパターンの形状は、後述する、透明基板１１のうち位相０°の光が透過する部分の輪郭に対応する形状を有している。
【００４２】
次に、図２２および図２３に示すように、ホール１５ａのパターンを有するレジスト膜１５をエッチングマスクとして、遮光膜１４およびハーフトーン膜１３をドライエッチングすることにより、エッチングストッパ膜１２の表面の一部を露出させる。なお、遮光膜１４およびハーフトーン膜１３は、それぞれ、別個独立の工程において、エッチングガス等が異なるエッチング条件で、上から順番に除去される。それにより、図２３に示すように、レジスト膜１５、遮光膜１４、およびハーフトーン膜１３にホール１５ｂが形成され、ホール１５ｂの底面にエッチングストッパ膜１２の主表面の一部が露出する。
【００４３】
次に、図２４に示すように、ホール１６ａのパターンを有するレジスト膜１６を形成する。レジスト膜１６は、エッチングストッパ膜１２の露出面の一部、ハーフトーン膜１３の側面、ならびに、遮光膜１４の側面および上面を覆うように形成される。ホール１６ａの形状は、後述する、透明基板１１のうち位相πの光が透過する部分２０に対応する形状である。
【００４４】
次に、ホール１６ａのパターンを有するレジスト膜１６を用いて、エッチングストッパ膜１２をドライエッチングする。それにより、図２５に示すように、レジスト膜１６とエッチングストッパ膜１２の開口部とにより構成されるホール１６ｂが形成される。その後、エッチングストッパ膜１２をマスクとして、透明基板１１をドライエッチングする。それにより、図２６に示すように、ホール１６ｂの底部に透明基板１に位相πの光が透過する部分２０が形成される。
【００４５】
つまり、図２５の構造が形成された後、透明基板１１のドライエッチングが行われるときには、エッチングストッパ膜１２にホール１６ｂが形成されており、透明基板１１をドライエッチングするためのエッチングガスにより、ホール１６ｂの開口パターンに対応する部分の透明基板１１が除去され、それにより、図２６に示す位相πの光が透過する部分２０が形成される。この透明基板１１をドライエッチングするためのエッチングガスによってはエッチングストッパ膜１２はほとんどエッチングされない。
【００４６】
次に、レジスト膜１６を除去する。その後、遮光膜１４の上に、ホール１７ａのパターンを有するレジスト膜１７を形成する。その結果、図２７に示すように、遮光膜１４およびハーフトーン膜１３にホール１５ｂのパターンを有する構造が形成される。
【００４７】
なお、遮光膜１４とエッチングストッパ膜１２とは同一のエッチングガスによってエッチングされない異なる材料で形成されている。そのため、図２８に示すように、まず、遮光膜１４のみのエッチングが行なわれる。その後、エッチングガス等のエッチング条件を変更してエッチングストッパ膜１２をエッチングし、エッチングストッパ膜１２の一部を除去する。それにより、図２９に示す構造が得られる。その後、レジスト膜１７を除去することにより図３０に示す構造が得られる。
【００４８】
本実施の形態の位相シフトマスクの製造方法によれば、実施の形態１の位相シフトマスクの製造方法と同様に、図２５に示す状態において、透明基板１の上にエッチングストッパ膜１２を有する状態で、透明基板１１がドライエッチングされる。その結果、エッチングストッパ膜１２が、透明基板１１をエッチングするときに、透明基板１１の主表面に対して平行な方向に広がるようにエッチングされることが抑制されている。そのため、透明基板１１に形成される位相πの光が透過する部分２０も透明基板１１の主表面に沿う方向に広がるようにったパターン形状となることが抑制されている。その結果、本実施の形態の位相シフトマスクの製造方法によっても、位相１８０°の光が透過する部分２０の形状が目標とする形状に近い形状の位相シフトマスクが形成される。したがって、半導体装置の露光工程において、本実施の形態の位相シフトマスクを用いると、製造中の半導体装置の半製品上に転写されるパターンの形状が目標とするパターンの形状に近い形状となる。そのため、目標とするパターンにより近いパターン形状を有する半導体装置が形成される。その結果、半導体装置の性能が向上する。
【００４９】
なお、前述の図２７〜図２９に示す製造工程は、次のような製造工程に置き換えることも可能である。
【００５０】
図２７に示す構造が形成された後において、レジスト膜１７をエッチングマスクとして遮光膜１４およびエッチングストッパ膜１２を同時にドライエッチングする。この場合、遮光膜１４およびエッチングストッパ膜１２は、同一のエッチングガスにより同時に除去される材料によって構成されている。それにより、図２９に示す構造が得られる。すなわち、この製法によれば、図２７に示す構造から図２９に示す構造を形成するための２つのステップを、１つのステップで行うことができる。つまり、図２８および図２９に示す２つの工程を１つの工程にまとまることができるため、位相シフトマスクの製造工程を簡略化することができる。
【００５１】
なお、本実施の形態の位相シフトマスクの製造方法によっても、実施の形態１の図１９および図２０に示す構造を有する位相シフトマスクが形成される。
【００５２】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施の形態１の位相シフトマスクの製造工程を説明するための図である。
【図２】実施の形態１の位相シフトマスクの製造工程を説明するための図である。
【図３】実施の形態１の位相シフトマスクの製造工程を説明するための図である。
【図４】実施の形態１の位相シフトマスクの製造工程を説明するための図である。
【図５】実施の形態１の位相シフトマスクの製造工程を説明するための図である。
【図６】実施の形態１の位相シフトマスクの製造工程を説明するための図である。
【図７】実施の形態１の位相シフトマスクの製造工程を説明するための図である。
【図８】実施の形態１の位相シフトマスクの製造工程を説明するための図である。
【図９】実施の形態１の位相シフトマスクの製造工程を説明するための図である。
【図１０】実施の形態１の位相シフトマスク製造工程を説明するための図である。
【図１１】実施の形態１の位相シフトマスク製造工程を説明するための図である。
【図１２】実施の形態１の位相シフトマスクの製造工程を説明するための図である。
【図１３】実施の形態１の位相シフトマスクの製造工程を説明するための図である。
【図１４】実施の形態１の位相シフトマスクの製造工程を説明するための図である。
【図１５】実施の形態１の位相シフトマスクの変形例の製造工程を説明するための図である。
【図１６】実施の形態１の位相シフトマスクの変形例の製造工程を説明するための図である。
【図１７】実施の形態１の位相シフトマスクの変形例の製造工程を説明するための図である。
【図１８】実施の形態１の位相シフトマスクの構造を説明するための図である。
【図１９】実施の形態１の位相シフトマスクの構造を説明するための図である。
【図２０】実施の形態１の位相シフトマスクの構造を説明するための図である。
【図２１】実施の形態２の位相シフトマスクの製造工程を説明するための図である。
【図２２】実施の形態２の位相シフトマスクの製造工程を説明するための図である。
【図２３】実施の形態２の位相シフトマスクの製造工程を説明するための図である。
【図２４】実施の形態２の位相シフトマスクの製造工程を説明するための図である。
【図２５】実施の形態２の位相シフトマスクの製造工程を説明するための図である。
【図２６】実施の形態２の位相シフトマスクの製造工程を説明するための図である。
【図２７】実施の形態２の位相シフトマスクの製造工程を説明するための図である。
【図２８】実施の形態２の位相シフトマスクの製造工程を説明するための図である。
【図２９】実施の形態２の位相シフトマスクの製造工程を説明するための図である。
【図３０】実施の形態２の位相シフトマスクの製造工程を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５４】
１，１１  透明基板、２，１２  エッチングストッパ膜、３，１３  ハーフトーン膜、４，１４  遮光膜、３ｘ，５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ，６ｃ，７ａ，７ｂ，７ｄ，７ｅ，１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ  ホール、６，７，１６，１７  レジスト膜、１０，２０  位相πの光が透過する部分。
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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