(57)【要約】【目的】  エッチング処理において、被エッチング物としての基板に対する掘り込み量を精度良く制御することを目的とする。【構成】  第１の期間、第１のエッチング速度で基板をエッチングする第１のエッチング工程（Ｓ２０２）と、上記第１のエッチング工程により上記第１の期間、上記基板をエッチングした後、上記第１のエッチング速度よりも低下させた第２のエッチング速度で上記基板を第２の期間エッチングする第２のエッチング工程（Ｓ２０３）とを備えたことを特徴とする。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の期間、第１のエッチング速度で基板をエッチングする第１のエッチング工程と、
上記第１のエッチング工程により上記第１の期間、上記基板をエッチングした後、上記第１のエッチング速度よりも低下させた第２のエッチング速度で上記基板を第２の期間エッチングする第２のエッチング工程と
を備えたことを特徴とするエッチング方法。
【請求項２】
基板を所定の掘り込み量までエッチングするエッチング方法において、
上記所定の掘り込み量の１００％未満の掘り込みが完了した時点で、エッチング速度を低下させ、低下させたエッチング速度により上記所定の掘り込み量まで上記基板をエッチングするエッチング方法。
【請求項３】
上記エッチング方法は、エッチングガスを用いてエッチングし、
上記エッチング方法は、エッチングガスの濃度を変更することによりエッチング速度を変更させることを特徴とする請求項１又は２記載のエッチング方法。
【請求項４】
上記エッチング方法は、ガスが供給されるエッチングチャンバーを用いてエッチングし、
上記エッチング方法は、エッチングチャンバー内のガス流量を変更することによりエッチング速度を変更させることを特徴とする請求項１又は２記載のエッチング方法。
【請求項５】
上記エッチング方法は、エッチングチャンバーを用いてエッチングし、
上記エッチング方法は、エッチングチャンバー内の圧力を変更することによりエッチング速度を変更させることを特徴とする請求項１又は２記載のエッチング方法。
【請求項６】
上記エッチング方法は、プラズマソース電力を用いてエッチングし、
上記エッチング方法は、プラズマソース電力を変更することによりエッチング速度を変更させることを特徴とする請求項１又は２記載のエッチング方法。
【請求項７】
上記エッチング方法は、バイアス電力を用いてエッチングし、
上記エッチング方法は、バイアス電力を変更することによりエッチング速度を変更させることを特徴とする請求項１又は２記載のエッチング方法。
【請求項８】
上記エッチング方法は、エッチングされる基板と高密度プラズマ領域とを所定の距離に配置してエッチングし、
上記エッチング方法は、配置された上記基板と高密度プラズマ領域との上記所定の距離を変更することによりエッチング速度を変更させることを特徴とする請求項１又は２記載のエッチング方法。
【請求項９】
上記エッチング方法は、エッチングチャンバーと高周波（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＲＦ）が入り込むためのアース部と絶縁部とを用いてエッチングし、
上記エッチング方法は、エッチングチャンバー内に設置されるアース部の表面を上記絶縁部を用いてスライド移動させ、上記スライド移動により上記高周波が入り込むアース部の表面の露出率を変更することによりバイアス電力を変更させることを特徴とする請求項７記載のエッチング方法。
【請求項１０】
第１のエッチング速度と第２のエッチング速度とで基板をエッチングするエッチング部と、
上記第１のエッチング速度を第２のエッチング速度に変更するエッチング速度変更部と、
上記エッチング部により上記基板が第１のエッチング速度でエッチングされる期間をカウントし、所定の期間経過後に上記エッチング速度変更部により第１のエッチング速度を第２のエッチング速度に変更させるカウント部と
を備えたことを特徴とするエッチング装置。
【請求項１１】
第１の期間、第１の形成速度で基板に層を形成する第１の形成工程と、
上記第１の形成工程により上記第１の期間、上記基板に層を形成した後、上記第１の形成速度よりも低下させた第２の形成速度で上記基板に第２の期間上記層の厚さを厚くするように上記層をさらに形成する第２の形成工程と
を備えたことを特徴とする層形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチング方法、マスク作製方法及びエッチング装置に関する。特に、フォトマスクの製造方法に係り、さらに、基板掘り込み型位相シフトマスクの製造方法に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
ウエハ上に微細なレジストパターンを形成するリソグラフィ技術において、露光装置の解像度を向上させる一つの手法に、遮光部を挟んで隣接する透明部を透過する露光光の位相を、互いに１８０°反転させる、位相シフト法が採用されている。この方法は、遮光部を挟んで隣接する透明部の一方に、位相を反転させるためのシフタとして、膜厚をｄ、透明基板の屈折率をｎ、露光波長をλ、とした場合、ｄ＝λ／２（ｎ−１）の関係を満足するように形成した位相シフトマスクを用いて、ウエハ上に投影露光する方法であり、シフタを透過した露光光とシフタの形成されていない透過部を透過した露光光とは位相が１８０°ずれるために、遮光部の光強度が０となり、レジストの解像度が向上する。
【０００３】
図９は、通常マスクと位相シフトマスクの構造、およびそれぞれのマスクの光強度を比較するための概略図である。
【０００４】
図９において、２０は通常マスクの断面構造、２１は通常マスクの透過光の振幅分布、２２は、通常マスクのそれぞれのスリットからの光強度と振幅分布、２３は、通常マスクのレジスト上での光強度、３０は、片堀型位相シフトマスクの断面構造、３１は、片堀型位相シフトマスクの透過光の振幅分布、３２は、片堀型位相シフトマスクのそれぞれのスリットからの光強度と振幅分布、３３は片堀型シフトマスクのレジスト上での光強度、４１は、遮光膜、４２は、透明基板、４３は、掘り込み部を示す。通常マスクのレジスト上での光強度２３と片堀型位相シフトマスクのレジスト上での光強度３３を比較すると、片堀型位相シフトマスクのコントラストが有利であり、解像度が向上することが分かる。
【０００５】
この位相シフトマスクの掘り込み部分は、レジスト、あるいはＣｒ（クロム）などの金属をマスクとし、ウェットエッチング、あるいは、ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｉｏｎ  ｅｔｃｈｉｎｇ（以下、「ＲＩＥ」とする。）などのドライエッチング技術を用いて形成する。ウェットエッチングは、エッチング速度の制御が容易であり、掘り込み量の制御が容易であるが、等方性エッチングであるため、マスク基板の掘り込み部において、側壁まで掘り込んでしまう。したがって、微細パターンにおける基板掘り込み部の形成の工程において、最終的な仕上げには向いているが、ウェットエッチングのみで全て掘り込むのは不適である。一方、ドライエッチングは、ＣＦ4などのフッ素系ガス、酸素、および塩素などの混合ガスによって、異方的にマスク基板を掘り込むことが可能となり、シフタとなる部分の形成に有効な手段である。
【０００６】
ＲＩＥなどのドライエッチング技術は、例えば、マイクロ波を伝播する導波管内に石英製の放電室を有し、放電室外部に配置されたコイルにより発生した磁場と、マイクロ波電場の作用により、放電室内でプラズマを生成させ、ウエハ、あるいはガラス基板などの表面に対して、プラズマ処理を施す仕組みになっている（非特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−３３００４４号公報
【特許文献２】特開２０００−２１６１３８号公報
【特許文献３】特開２００１−２８４３１９号公報
【特許文献４】特開２０００−２４１１２１号公報
【特許文献５】特開２０００−２６９１８６号公報
【特許文献６】特開２００３−１３３２９４号公報
【非特許文献１】半導体ドライエッチング技術、徳山巌編著、産業図書発行、１９９２、Ｐ２４５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年の半導体プロセスにおけるデバイスパターンの微細化に伴い、露光波長の短波長化が進んでいる。これに伴い、現在では、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーや真空紫外領域の光線である波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザーが光源に使用されている。さらに、波長１５７ｎｍのＦ2レーザーの光線を、露光光源に用いる研究も行われている。
【０００８】
このように露光波長の短波長化が進むにつれて、位相シフトマスクの掘り込み量の制御が困難になってきている。例えば、ＫｒＦエキシマレーザーを露光光源として用いた場合、シフタとなる部分の掘り込み量は、２７０．０ｎｍであり、位相２．０°に相当する堀り込み量は３．０ｎｍであった。しかしＦ2レーザーを露光光源とする場合、シフタとなる部分の掘り込み量は、１１５．４ｎｍであり、位相２．０°に相当する堀り込み量は、１．３ｎｍとなる。一般に、位相シフトマスクのシフタは、２．０°以内の精度に形成することが要求されている。掘り込み型位相シフトマスクのシフタ形成においては、基板内にエッチングストッパーとなるべき、異なる材質の層が無いため、エッチング時間等で掘り込み量を制御するしかない。したがって、露光波長の短波長化によって、掘り込み型位相シフトマスクのシフタ形成における、ドライエッチングによる掘り込み量の制御は、非常に困難となる。
【０００９】
また、ドライエッチング技術に関しては、エッチング速度を向上させるための研究が多くなされている（特許文献１、２参照）。あるいは、エッチングパラメータの最適化により、エッチングレートと選択比を向上させ、スループット向上を目的とした研究がなされている（特許文献３参照）。これらの研究は、エッチングストッパーとなるべき、異なる材質の層までを掘り込むためには有利な技術である。しかし、位相シフトマスクなど、掘り込み量を制御するための研究はなされていない。
【００１０】
本発明は、エッチング処理において、被エッチング物としての基板に対する掘り込み量を精度良く制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係るエッチング方法は、第１の期間、第１のエッチング速度で基板をエッチングする第１のエッチング工程と、
上記第１のエッチング工程により上記第１の期間、上記基板をエッチングした後、上記第１のエッチング速度よりも低下させた第２のエッチング速度で上記基板を第２の期間エッチングする第２のエッチング工程と
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
この発明に係るエッチング方法は、基板を所定の掘り込み量までエッチングするエッチング方法において、
上記所定の掘り込み量の１００％未満の掘り込みが完了した時点で、エッチング速度を低下させ、低下させたエッチング速度により上記所定の掘り込み量まで上記基板をエッチングする。
【００１３】
上記エッチング方法は、エッチングガスを用いてエッチングし、
上記エッチング方法は、エッチングガスの濃度を変更することによりエッチング速度を変更させることを特徴とする。
【００１４】
上記エッチング方法は、ガスが供給されるエッチングチャンバーを用いてエッチングし、
上記エッチング方法は、エッチングチャンバー内のガス流量を変更することによりエッチング速度を変更させることを特徴とする。
【００１５】
上記エッチング方法は、エッチングチャンバーを用いてエッチングし、
上記エッチング方法は、エッチングチャンバー内の圧力を変更することによりエッチング速度を変更させることを特徴とする。
【００１６】
上記エッチング方法は、プラズマソース電力を用いてエッチングし、
上記エッチング方法は、プラズマソース電力を変更することによりエッチング速度を変更させることを特徴とする。
【００１７】
上記エッチング方法は、バイアス電力を用いてエッチングし、
上記エッチング方法は、バイアス電力を変更することによりエッチング速度を変更させることを特徴とする。
【００１８】
上記エッチング方法は、エッチングされる基板と高密度プラズマ領域とを所定の距離に配置してエッチングし、
上記エッチング方法は、配置された上記基板と高密度プラズマ領域との上記所定の距離を変更することによりエッチング速度を変更させることを特徴とする。
【００１９】
上記エッチング方法は、エッチングチャンバーと高周波（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＲＦ）が入り込むためのアース部と絶縁部とを用いてエッチングし、
上記エッチング方法は、エッチングチャンバー内に設置されるアース部の表面を上記絶縁部を用いてスライド移動させ、上記スライド移動により上記高周波が入り込むアース部の表面の露出率を変更することによりバイアス電力を変更させることを特徴とする。
【００２０】
この発明に係るエッチング装置は、第１のエッチング速度と第２のエッチング速度とで基板をエッチングするエッチング部と、
上記第１のエッチング速度を第２のエッチング速度に変更するエッチング速度変更部と、
上記エッチング部により上記基板が第１のエッチング速度でエッチングされる期間をカウントし、所定の期間経過後に上記エッチング速度変更部により第１のエッチング速度を第２のエッチング速度に変更させるカウント部と
を備えたことを特徴とする。
【００２１】
この発明に係る層形成方法は、第１の期間、第１の形成速度で基板に層を形成する第１の形成工程と、
上記第１の形成工程により上記第１の期間、上記基板に層を形成した後、上記第１の形成速度よりも低下させた第２の形成速度で上記基板に第２の期間上記層の厚さを厚くするように上記層をさらに形成する第２の形成工程と
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、エッチング深さを精度良く制御することが可能となる。
【００２３】
本発明によれば、特に、ドライエッチングの特徴である異方性を損なうこと無く、エッチングストッパーのない基板においてもエッチング深さを精度良く制御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】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図中、同一または相当する部分には同一の符号を付してその説明を簡略化ないし省略することがある。なお、本発明は下記実施の形態に制限されるものではない。
【００２５】
実施の形態１．
以下に説明するように、本実施の形態は、掘り込み型位相シフトマスクのシフタ形成において、エッチング処理中にエッチング速度を変化させることによって、掘り込み量を精度良く制御する。
【００２６】
図１は、実施の形態１におけるエッチング装置の概略図である。
【００２７】
図１において、エッチング装置１５０は、エッチング部１００、制御部２００を備えている。制御部２００は、エッチング速度変更部２１０、カウント部２２０を有している。
【００２８】
図２は、実施の形態１におけるエッチング方法のフローチャート図である。
【００２９】
エッチング部１００は、制御部２００により初期設定された後（図２におけるＳ（ステップ）２０１）、第１のエッチング速度と第２のエッチング速度とで基板をエッチングする。エッチング部１００は、第１のエッチング工程（図２におけるＳ２０２）として、第１の期間、第１のエッチング速度で基板をエッチングする。そして、上記第１のエッチング工程により上記第１の期間、上記基板をエッチングした後、第２のエッチング工程（図２におけるＳ２０３）として、上記第１のエッチング速度よりも低下させた第２のエッチング速度で上記基板を第２の期間エッチングする。そして、低下させたエッチング速度により所定の掘り込み量まで上記基板をエッチングする。
【００３０】
エッチング速度変更部２１０は、上記第１のエッチング速度を第２のエッチング速度に変更する。エッチング速度変更部２１０は、以下に説明するように、各機器を制御することで、エッチングガス濃度、ガス流量、圧力、プラズマソース電力、バイアス電力などのエッチングパラメータを変更し、あるいは、マスク基板を高密度プラズマ領域から遠ざけるなどの操作をおこなうことで、基板のエッチング速度を低下させる。言いかえれば、エッチングガス濃度、ガス流量、圧力、プラズマソース電力、バイアス電力などのエッチングパラメータを変更する各機器や、マスク基板を高密度プラズマ領域から遠ざける機構を、エッチング速度変更部２１０の一例としてもよい。
【００３１】
カウント部２２０は、上記エッチング部１００により上記基板が第１のエッチング速度でエッチングされる期間をカウントし、所定の期間経過後に上記エッチング速度変更部２１０により第１のエッチング速度を第２のエッチング速度に変更させる。例えば、基板を目的の掘り込み量となる所定の掘り込み量までエッチングする場合において、第１の期間として、上記所定の掘り込み量の１００％未満（例えば、８０％から９０％）の掘り込みが完了した時点を想定した期間をカウントする。そして、カウント部２２０は、第２の期間として、低下させたエッチング速度により残りの量をエッチングするための期間に相当する期間をカウントする。そして、上記基板は、エッチング部１００により目的の掘り込み量となる所定の掘り込み量までエッチングされ、エッチング装置１５０は、掘り込みを完了させる。ここでは、第１のエッチング工程として所定の掘り込み量の１００％未満（例えば、８０％から９０％）の掘り込みが望ましいが、これに限られるものではない。第１、２のエッチング速度と速度を変更してエッチングする工程であればよい。特に、エッチング速度を低下させる場合に有効である。また、第３以上のエッチング速度があってもよい。
【００３２】
上記エッチング処理は、材質の異なる層がない基板の掘り込み、あるいは材質の異なる層までは掘り込まない場合で、掘り込み深さに高い精度が要求される場合に、特に有効である。
【００３３】
ここでは、例えば、一例として、Ｆ2レーザーを光源とするリソグラフィ（以下、Ｆ2リソグラフィとする）に用いるための、掘り込み型位相シフトマスクの、シフタ部分のエッチング処理による掘り込みについて説明する。
【００３４】
ここで、一例として、露光波長λが１５７ｎｍ、Ｆ2リソグラフィ用マスク基板であるフッ素含有合成石英の屈折率ｎが、１．６８とすると、Ｆ2リソグラフィ用の掘り込み型位相シフトマスクのシフタ部分の掘り込み量は、λ／［２×（ｎ−１）］＝１１５．３４ｎｍとなる。一般に位相シフトマスクのシフタは位相２．０°以内に制御する要求がある。したがって、Ｆ2リソグラフィ用の掘り込み位相シフトマスクの掘り込み量は、１．３ｎｍ以下の精度が要求される。
【００３５】
続いて、Ｆ2リソグラフィ用の掘り込み型位相シフトマスクの、シフタ部分形成方法について説明する。まず、マスク基板上に、遮光膜となるＣｒなどの金属の膜を、厚さ１１７ｎｍ程度で形成し、この遮光膜上にレジストを塗布し、露光、現像により、マスク基板を掘り込まない部分に対応するレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして、遮光膜をエッチングする。次にレジストパターン、あるいは、遮光膜をマスクとして、ＲＩＥなどのドライエッチング技術を用いてマスク基板を１００ｎｍの深さまでエッチングする。この後、エッチング速度を、例えば２０％程度まで低下させ、さらに１５．４ｎｍエッチングし、シフタとなる堀り込みを形成する。レジストを除去した後、遮光膜、およびシフタ上にレジストを再び塗布し、重ね合わせ露光、および現像によって、ウエハに転写するべきパターンに相当する、レジストパターンを形成し、エッチングによって遮光膜に転写する。レジスト除去後、マスク基板にウェットエッチングを施すことによって、ドライエッチング時にダメージを受けたマスク基板表面を滑らかにし、また、シフタ側面にサイドエッチングを施す。ここで、エッチング速度を、例えば２０％程度まで低下させるのが望ましいが、これに限るものではない。必要な精度が得られる速度まで低下させればよい。あるいは、スループットによって調整してもよい。以上のように、この実施の形態１に係るエッチング方法は、レジスト、あるいはＣｒなどの遮光膜をマスクとして、かつ、上記エッチング方法を用いたことを特徴とする。
【００３６】
続いて、エッチング速度を低下させる方法について説明する。方法は複数あるが、単独で用いるか、あるいは複数の組み合わせして用いるかは、限定しない。
【００３７】
第一の方法は、エッチングガスの濃度を変更する方法である。合成石英であるマスク基板において、ドライエッチングを実施する場合、エッチングガスとして、一般にＣＦ4などのフッ素系ガスと、酸素と、塩素の混合ガスが用いられる。これらの混合ガスの混合比や、各ガスの濃度などを変更し、調整することにより、エッチング速度を変化させることができる。すなわち、この実施の形態１に係るエッチング方法は、基板掘り込み中に、エッチングガスの濃度を変更、および／或いは調整することによって、エッチング速度を変更させることを特徴とする。
【００３８】
第二の方法は、エッチングチャンバー内のガス流量を変更する方法である。キャリアガスである窒素、水素などの流量を変化させることによって、マスク基板へのエッチングガス供給速度や、マスク基板からの反応後のガス排気速度が変化し、エッチング速度を変化させることができる。すなわち、この実施の形態１に係るエッチング方法は、基板掘り込み中に、エッチングチャンバー内のガス流量を変更、および／或いは調整することによって、エッチング速度を変更させることを特徴とする。
【００３９】
第三の方法は、エッチングチャンバー内の圧力を変更する方法である。エッチングチャンバー内の圧力が変化することで、ＲＩＥによる電子の平均自由工程が変化し、プラズマの生成率が変化して、エッチングガスの活性化率が変化し、エッチング速度を変化させることができる。すなわち、この実施の形態１に係るエッチング方法は、基板掘り込み中に、エッチングチャンバー内の圧力を変更、および／或いは調整することによって、エッチング速度を変更させることを特徴とする。
【００４０】
第四の方法は、プラズマソース電力を変更する方法である。プラズマソース電力が変化することによって、ＲＩＥによる電子の平均自由工程が変化し、プラズマの生成率が変化して、エッチングガスの活性化率が変化し、エッチング速度を変化させることができる。すなわち、この実施の形態１に係るエッチング方法は、基板掘り込み中に、プラズマソース電力を変更、および／或いは調整することによって、エッチング速度を変更させることを特徴とする。
【００４１】
第五の方法は、バイアス電力を変更する方法がある。バイアス電力が変化することによって、プラズマ密度が変化し、エッチング速度を変化させることができる。すなわち、この実施の形態１に係るエッチング方法は、基板掘り込み中に、バイアス電力を変更、および／或いは調整することによって、エッチング速度を変更させることを特徴とする。このバイアス電力を変化させる方法を、図面を用いて説明する。
【００４２】
図３は、実施の形態１による、エッチング方法を説明するための概略図である。
【００４３】
エッチング装置１５０は、エッチング部１００、制御部２００を備えている。エッチング部１００において、１はマグネトロン、２は導波管、３は石英板、４はエッチングチャンバー、５は空気層、６は磁場供給用コイルＡ、７は磁場供給用コイルＢ、８は真空ポンプ、９は試料台、１０はマスク基板、１１はＲＦ電源、１２はガス供給系、１３はアース（アース部の一例である）を示す。制御部２００は、エッチング速度変更部２１０、カウント部２２０を有している。アース１３表面が絶縁処理されている場合、絶縁処理されていない場合と比較して、５０％バイアスが向上する（特許文献１参照）。
【００４４】
図４は、実施の形態１による、高周波が入り込むためのアースを説明するための概略図である。
【００４５】
アース１３表面は、スライドして移動可能な、ガラスなどの絶縁板１４（絶縁部の一例である）にて覆われている。そこで、速いエッチング速度が必要な場合は、アース１３の表面を絶縁板１４にて完全に覆ってしまう。また、遅いエッチングが必要な場合には絶縁板をスライドさせ、アース１３の表面を露出し、その露出率を最適化することで、エッチング速度を調整することができる。すなわち、この実施の形態１に係るエッチング方法は、エッチングチャンバー内に設置された、高周波（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；ＲＦ）が入り込むためのアースの表面を、スライドして移動することのできる絶縁材料にて覆い、あるいは、前記アース表面を覆った絶縁材料をスライドさせて移動し、前記アースの表面を露出させることを特徴とする。
【００４６】
図５は、実施の形態１による高周波が入り込むためのアースの他の例を説明するための概略図である。
【００４７】
図５に示されるように、アース表面を覆う絶縁材料を２枚のスリットとし、そのうちの１枚、あるいは２枚ともを、スライド移動し、前記アース部の露出率を変更させてもよい。
【００４８】
以上のように、上記エッチング方法は、エッチングチャンバー内に設置されるアース部の表面を上記絶縁部を用いてスライド移動させ、上記スライド移動により上記高周波が入り込むアース部の表面の露出率を変更することによりバイアス電力を変更させる。
【００４９】
第六の方法は、マスク基板と、高密度プラズマ領域との距離を変更する方法がある。マスク基板と、高密度プラズマ領域の距離が変化することで、エッチング速度を変化させることができる。その具体的方法は、図３において、試料台９の高さを変化させればよい。すなわち、この実施の形態１に係るエッチング方法は、基板掘り込み中に、エッチングする基板と、高密度プラズマ領域との距離を変更、および／或いは調整することによって、エッチング速度を変更させることを特徴とする。
【００５０】
なお、ドライエッチング中にエッチング速度を低下させて、掘り込み量を精度良く制御する方法は、掘り込み型の位相シフトマスク製造だけでなく、半導体装置製造においても、例えばデュアルダマシン構造などの形成において有効な技術である。
【００５１】
以上のように、実施の形態１では、上記エッチング方法を用いてマスクを作製する。
【００５２】
実施の形態２．
図６は、実施の形態２におけるエッチング方法を説明するためのフローチャート図である。
【００５３】
実施の形態２における各構成は、実施の形態１と同様である。実施の形態１では、基板掘り込み中に、エッチング速度を変更させているが、実施の形態２では、第１のエッチング工程（Ｓ５０１）と第２のエッチング工程（Ｓ５０３）との間に、基板掘り込み深さを測定する測定工程（Ｓ５０２）を設けている。
【００５４】
第１のエッチング工程と第２のエッチング工程との間に、基板掘り込み深さを測定する測定工程を設けることで、エッチング時間による掘り込み深さ制御以上に、正確な掘り込み深さを得ることができる。
【００５５】
以上のように、上記実施の形態では、位相シフトマスクのシフタ部分を掘り込む際、１００％未満（例えば、８０％から９０％）掘り込みが完了した時点で、エッチングガス濃度、ガス流量、圧力、プラズマソース電力、バイアス電力などのエッチングパラメータを変更し、あるいは、マスク基板を高密度プラズマ領域から遠ざけるなどの手法を用いて、基板のエッチング速度を低下させる。低下したエッチング速度で、目的の掘り込み量までエッチングを実施すれば、エッチングストッパーのないマスク基板における、シフタとなる部分の掘り込み量を、１８０°の位相に相当する深さに精度よく制御することが可能となる。
【００５６】
実施の形態３．
実施の形態１では、堀り込み型位相シフトのシフタ形成について示した。しかし、成膜によりシフタを形成する場合に、成膜速度を変更して行ってもよい。成膜によるシフタ形成について説明する。
【００５７】
図７は、実施の形態３における成膜によるシフタ形式について説明するための図である。
【００５８】
まず、ガラス基板にＣｒなどの遮光膜を形成し、レジストを塗布し、所望のパターンを形成する。レジストを剥離後、シフタとする透明膜を、スパッタリング、あるいは、ＣＶＤ法などを用いて形成する。このシフタとなる透明膜を形成する際、第一の形成速度で目的の堆積量の１００％未満（例えば、８０％から９０％）堆積するように第１の期間層を形成した後、第二の形成速度で目的の堆積量となるように、第２の期間シフタとなる透明膜を堆積させることで層を形成するのが本実施の形態の特徴である。その後、レジストを塗布し、重ね合わせを用いた電子ビーム露光により、パターンニングし、そのレジストパターンをマスクとしてエッチングし、シフタを形成する。この方法により、シフタの膜厚を高精度に制御できる。
【００５９】
実施の形態４．
実施の形態１、３では、レベンリン型位相シフトマスクのシフタ形成について示した。実施の形態４ではハーフトーン位相シフトマスクの形成方法について示す。
【００６０】
図８は、実施の形態４における位相シフトマスクの形成方法を説明するための図である。
【００６１】
ここでは、Ｆ2リソグラフィ用ハーフトーン位相シフトマスクの形成方法を示す。まず、ガラス基板に、Ｔａなどの光吸収膜をスパッタリングなどを用いて堆積させる。このＴａ膜は光の透過率調整膜である。この透過率を精度よく調整するために、Ｔａ膜厚を高精度に制御するために、第一の堆積速度で目的の堆積量（１５ｎｍ）の１００％未満（例えば８０％から９０％）堆積した後、第二の速度で、目的の堆積量（１５ｎｍ）まで堆積する。
【００６２】
次に、ＳｉＯＮあるいはＴａＳｉＯなどの位相シフト膜をスパッタリングなどにより堆積させる。この際も、第一の堆積速度にて目的の堆積量（ＳｉＯＮの場合８０ｎｍ、ＴａＳｉＯの場合１１５ｎｍ）の１００％未満（例えば、８０％から９０％）堆積した後、第二の速度で目的の堆積量まで堆積する。第二の堆積速度は、第一の堆積速度の２０％程度が望ましい。その後、レジストを塗布し、電子ビーム露光により、パターニングし、そのレジストパターをマスクとしてエッチングし、ハーフトーン位相シフトマスクを形成する。この方法により、ハーフトーン位相シフトマスクの透過率、位相ともに高精度に制御することが可能となる。
【００６３】
以上のように、実施の形態３，４では、第１の形成工程として、第１の期間、第１の形成速度で基板に層を形成する。そして、第２の形成工程として、上記第１の形成工程により上記第１の期間、上記基板に層を形成した後、上記第１の形成速度よりも低下させた第２の形成速度で上記基板に第２の期間上記層の厚さを厚くするように上記層をさらに形成する。
【００６４】
また、実施の形態４では、上記層形成方法を異なる材料を用いて再度必要な層厚さとなるように繰り返し、２層が形成された後にエッチングにより位相シフトマスクを形成する。
【００６５】
また、以上の説明において、各実施の形態の説明において「〜部」として説明したものは、一部或いはすべてコンピュータで動作可能なプログラムにより構成することができる。これらのプログラムは、例えば、Ｃ言語により作成することができる。或いは、ＨＴＭＬやＳＧＭＬやＸＭＬを用いても構わない。或いは、ＪＡＶＡ（登録商標）を用いて画面表示を行っても構わない。
【００６６】
以上の説明において、各実施の形態の説明において「〜部」として説明したものを、一部或いはすべてコンピュータで動作可能なプログラムにより構成する場合、エッチング装置１５０或いは制御部２００は、図示されていないが、プログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を備えている。ＣＰＵは、バスを介してＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）（記憶装置の一例である）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）（記憶装置の一例である）、通信ボード、ＣＲＴ表示装置（或いはタッチパネル等）、Ｋ／Ｂ、マウス、ＦＤＤ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、磁気ディスク装置（記憶装置の一例である）、ＣＤＤ、プリンタ装置、スキャナ装置等と接続されている。通信ボードは、専用回線等に接続されている。
【００６７】
ここで、通信ボードは、専用回線に限らず、さらに、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）、或いはＩＳＤＮ等のＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）、インターネットに接続されていても構わない。
【００６８】
磁気ディスク装置には、オペレーティングシステム（ＯＳ）、ウィンドウシステム、プログラム群、ファイル群が記憶されている。プログラム群は、ＣＰＵ、ＯＳ、ウィンドウシステムにより実行される。
【００６９】
プログラムにより構成する場合、上記プログラム群には、各実施の形態の説明において「〜部」として説明したものにより実行されるプログラムが記憶されている。ファイル群には、例えば、エッチングパラメータが記憶されている。また、エッチング部１００は、基板をエッチングする各機構にエッチング動作をさせるプログラムとして機能してもよい。
【００７０】
また、各実施の形態の説明において「〜部」として説明したものは、ＲＯＭに記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェア或いは、ハードウェア或いは、ソフトウェアとハードウェアとファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。
【００７１】
また、上記各実施の形態を実施させるプログラムは、磁気ディスク装置、ＦＤ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｄｉｓｋ）、光ディスク、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＭＤ（ミニディスク）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等のその他の記録媒体による記録装置を用いて記憶されても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】実施の形態１におけるエッチング装置の概略図である。
【図２】実施の形態１におけるエッチング方法のフローチャート図である。
【図３】実施の形態１による、エッチング方法を説明するための概略図である。
【図４】実施の形態１による、高周波が入り込むためのアースを説明するための概略図である。
【図５】実施の形態１による、高周波が入り込むためのアースの他の例を説明するための概略図である。
【図６】実施の形態２におけるエッチング方法を説明するためのフローチャート図である。
【図７】実施の形態３における成膜によるシフタ形式について説明するための図である。
【図８】実施の形態４における位相シフトマスクの形成方法を説明するための図である。
【図９】通常マスクと位相シフトマスクの構造、およびそれぞれのマスクの光強度を比較するための概略図である。
【符号の説明】
【００７３】
１  マグネトロン、２  導波管、３  石英板、４  エッチングチャンバー、５  空気層、６  磁場供給用コイルＡ、７  磁場供給用コイルＢ、８  真空ポンプ、９  試料台、１０  マスク基板、１１  ＲＦ電源、１２  ガス供給系、１３  アース、１４  絶縁板、２０  通常マスクの断面構造、２１  通常マスクの透過光の振幅分布、２２  通常マスクのそれぞれのスリットからの光強度と振幅分布、２３  通常マスクのレジスト上での光強度、３０  片堀型位相シフトマスクの断面構造、３１  片堀型位相シフトマスクの透過光の振幅分布、３２  片堀型位相シフトマスクのそれぞれのスリットからの光強度と振幅分布、３３  片堀型シフトマスクのレジスト上での光強度、４１  遮光膜、４２  透明基板、４３  掘り込み部、１００  エッチング部、１５０  エッチング装置、２００  制御部、２１０  エッチング速度変更部、２２０  カウント部。
【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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