(57)【要約】【課題】シフターと補助パターン（位相差なし）の形成を別々の異なったレジストプロセスを用いることにより、補助パターン（位相差なし）領域に光透過部凹欠陥の発生を防止できる位相シフトマスクの製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】石英基板等からなる透明基板１１上にクロム膜からなる遮光膜３１が形成された位相シフトマスク用ブランクス１０に、まず、第１ポジレジスト層を３２形成し、中間マスク２０を用いて、シフター５１ａを形成し、さらに、第２ネガレジスト層を形成し、中間マスク２０を用いて、補助パターン（位相差なし）６１及び境界領域７１を形成して、位相シフトマスクを得る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも以下の工程を具備することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。
（ａ）透明基板（１１）上に遮光膜（１２）が形成された位相シフトマスク用ブランクス（１０）上にポジ型のレジストを塗布して、第１ポジ型レジスト層（３１）を形成する工程。
（ｂ）別途透明基板（２１）上に遮光パターン（２２）が形成された中間マスク（２０）を用いて、第１ポジ型レジスト層（３１）上にパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、第１レジストパターン（３１ａ）を形成する工程。
（ｃ）第１レジストパターン（３１ａ）をマスクにして遮光膜（１２）をエッチングしてメインパターン（５１）を形成し、さらに、第１レジストパターン（３１ａ）をマスクにして透明基板（１１）を所定の深さエッチングし、レジストパターン（３１ａ）を剥離処理して、メインパターン（位相差あり）からなるシフター（５１ａ）を形成する工程。
（ｄ）遮光膜（１２）及びシフター（５１ａ）上にネガ型のレジストを塗布し、第２ネガ型レジスト層（３２）を形成し、中間マスク（２０）を用いて、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、第２レジストパターン（３２ａ）を形成する工程。
（ｅ）第２レジストパターン（３２ａ）をマスクにして遮光膜（１２）をエッチングし、第２レジストパターン（３２ａ）を剥離処理して、透明基板（１１）にシフター（５１ａ）、補助パターン（６１）、境界領域（７１）を形成する工程。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の高密度集積回路の製造工程中に用いられるフォトマスクに関し、特に位相シフトマスクの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のフォトマスクでは微細なパターンの投影露光に際し近接したパターンはマスクの光透過部を通過した光が回折し、干渉することによってパターン境界部での光強度を強め合いフォトレジストが感光するため、ウエハー上に転写されたパターンが分離解像しないという問題が起きていた。この現象は露光波長に近い微細なパターンほどその傾向が強く、原理的には従来のフォトマスクと露光光学系では光の波長以下の微細なパターンを分離解像することは不可能であった。
【０００３】
そこで、隣接するパターンを透過する投影光の位相差を互いに１８０度にすることによって微細なパターンの解像力を向上させるという、位相シフト技術を用いた位相シフトマスクが開発された。
その位相シフトマスクには、比較的プロセスが容易なハーフトーン位相シフトマスクとレベンソン位相シフトマス等がある。さらに、ハーフトーン、レベンソンを混在させたような複雑な構造の位相シフトマスクも考えられている。
【０００４】
上記のリソグラフィ延命技術として各社様々な位相シフトマスクの構造が検討されている。そのような位相シフトマスクの構造の構造例として、図３に示すような石英ガラス基板にメインパターン（位相差あり）と補助パターン（位相差なし）とクロム膜からなる境界領域と遮光領域とで構成された位相シフトマスクが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
最近、メインパターンと補助パターンとの境界領域（間隔）が非常に微細になっており、メインパターン領域の透明基板を掘り込み、位相差を持たせた３次元構造の位相シフトマスクの構成例を図４に示す。
【０００６】
ここで、上記位相シフトマスクの製造方法について説明する。
図５（ａ）〜（ｆ）及び図６（ｇ）〜（ｈ）に、上記位相シフトマスクの製造方法を工程順に示す位相シフトマスクの模式構成部分断面図を示す。
まず、石英ガラス基板からなる透明基板１１１上に遮光膜１３１が形成された位相シフトマスク用ブランクス上に第１レジスト層１４１を形成し（図５（ａ）参照）、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第１レジストパターン１４１ａを形成する（図５（ｂ）参照）。
【０００７】
次に、第１レジストパターン１４１ａ、１４１ｂをマスクにして遮光膜１３１を塩素系ガスを用いたドライエッチング装置にてエッチング処理し（図５（ｃ）参照）、第１レジストパターン１４１ａ、１４１ｂを剥離処理して、メインパターン１５１、補助パターン１６１及び境界領域１７１を形成する（図５（ｄ）参照）。
【０００８】
次に、レジストを塗布し、重ね用の第２レジスト層１４２を形成し（図５（ｅ）参照）、パターン描画、現像等の一連のパターニング処理を行って、第２レジストパターン１４２ａを形成する（図５（ｆ）参照）。
【０００９】
次に、フッ素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第２レジストパターン１４２ａ、１４２ｂをマスクにしてメインパターン１５１領域の透明基板１１１を所定の深さエッチングし（図６（ｇ）参照）、第２レジストパターン１４２ａ、１４２ｂを剥離処理して、透明基板１１１にメインパターン（位相差あり）１５１ａと補助パターン（位相差なし）１６１と境界領域１７１と遮光領域１３１ａとが形成された位相シフトマスクを得る（図６（ｈ）参照）。
【００１０】
上述した、位相シフトマスクの製造プロセスにおいて、図５（ｆ）に示す重ね描画、レジストパターン形成プロセスでは、境界領域１７１とレジストパターン１４２ａの端部とは精度良く位置合わせしなくてはならない。しかし、実際は、描画機の重ね合わせ精度、重ねレジストのバイアス量及びガラス基板エッチング中のレジスト後退量が合わさって、図７（ａ）に示すように重ね合わせ誤差Δｘ１、誤差Δｘ２が生じ、レジストパターン１４２ｂの端部が位相シフト領域にかかったり、レジストパターン１４２ａの端部が補助パターン領域にかかったりする。この状態でメインパターン１５１領域の透明基板をエッチングすると、図７（ｂ）に示すように、メインパターン１５１領域が狭められたり、補助パターン１６１領域の透明基板１１１が掘り込まれたりして、シフター凸欠陥及び光透過部凹欠陥が発生し、マスク不良となる。この重ね合わせ誤差Δｘ１、誤差Δｘ２は、境界領域１７１のパターン幅が８０ｎｍになってくると顕著に発生する。
重ね合わせ誤差Δｘ１、誤差Δｘ２は同じ場合もあるし、違う場合もある。
【００１１】
【特許文献１】
特開平４―５５８５７号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述した補助パターン領域の光透過部凹欠陥は、メインパターン領域の透明基板を掘り込むためのレジストパターンを形成する際境界領域のパターン幅に対するプロセスマージンが大きい場合にある頻度で発生する。
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、シフターと補助パターンとの形成を別々の異なったレジストプロセスを用いることにより、補助パターン領域に光透過部凹欠陥の発生を防止できる位相シフトマスクの製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に於いて上記課題を達成するために、本発明では、少なくとも以下の工程を具備することを特徴とする位相シフトマスクの製造方法としたものである。
（ａ）透明基板１１上に遮光膜１２が形成された位相シフトマスク用ブランクス１０上にポジ型のレジストを塗布して、第１ポジ型レジスト層３１を形成する工程。
（ｂ）別途透明基板２１上に遮光パターン２２が形成された中間マスク２０を用いて、第１ポジ型レジスト層３１上にパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、第１レジストパターン３１ａを形成する工程。
（ｃ）第１レジストパターン３１ａをマスクにして遮光膜１２をエッチングしてメインパターン５１を形成し、さらに、第１レジストパターン３１ａをマスクにして透明基板１１を所定の深さエッチングし、レジストパターン３１ａを剥離処理して、メインパターン（位相差あり）からなるシフター５１ａを形成する工程。
（ｄ）遮光膜１２及びシフター５１ａ上にネガ型のレジストを塗布し、第２ネガ型レジスト層３２を形成し、中間マスク２０を用いて、パターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、第２レジストパターン３２ａを形成する工程。
（ｅ）第２レジストパターン３２ａをマスクにして遮光膜１２をエッチングし、第２レジストパターン３２ａを剥離処理して、透明基板１１にシフター５１ａ、補助パターン６１、境界領域７１を形成する工程。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態につき説明する。
本発明の位相シフトマスクの製造方法は、図１（ａ）〜（ｆ）及び図２（ｇ）〜（ｋ）に示すように、
まず、石英ガラス基板等からなる透明基板１１上にクロム膜からなる遮光膜１２が形成された位相シフトマスク用ブランクス１０（図１（ａ）参照）上に、化学増幅型のポジレジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第１レジスト層３１を形成する（図１（ｂ）参照）。
ここで、第１レジスト層３１の膜厚は、遮光膜１２の膜厚及び透明基板１１のエッチング深さにもよるが６０００Å前後に設定する。
【００１５】
次に、予め石英ガラス基板からなる透明基板２１にクロム膜からなる遮光パターン２２が形成された中間マスク２０を作製する。
次に、上記中間マスク２０を用いて、第１ポジ型レジスト層３１上に、パターン露光（図１（ｃ）参照）し、現像等の一連のパターニング処理を行って、第１レジストパターン３１ａを形成する（図１（ｄ）参照）。
ここで、パターン露光に用いる露光光は、例えば、波長３６５ｎｍのｉ線（水銀ランプ）が好適である。
さらに、第１レジストパターン３１ａのパターン寸法は、中間マスク２０に形成された遮光パターン２２のパターン寸法と同一寸法か、若干小さい寸法幅になるように、露光量、現像条件を制御する。
【００１６】
次に、塩素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第１レジストパターン３１ａをマスクにして遮光膜１２をエッチングして、メインパターン５１を形成し（図１（ｅ）参照）、さらに、フッ素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第１レジストパターン３１ａをマスクにして透明基板１１を所定の深さエッチングして、メインパターン（位相差あり）からなるシフター５１ａを形成する（図１（ｆ）参照）。
ここで、透明基板１１の掘り込み深さは、使用される位相シフトマスクの露光波長にもよるが、例えば、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）エキシマレーザーでは２４４ｎｍ、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）エキシマレーザーでは１７２ｎｍが設定される。
【００１７】
次に、遮光膜１２及びシフター５１ａ上に、ネガ型レジストをスピンナーで塗布し、所定厚の第２ネガ型レジスト層３２を形成する（図２（ｇ）参照）。
ここで、第２ネガ型レジスト層３２の膜厚は、遮光膜１２の膜厚にもよるが３０００Å前後に設定する。
【００１８】
次に、上記中間マスク２０を用いて、第１ネガ型レジスト層３２上に、パターン露光（図２（ｈ）参照）し、現像等の一連のパターニング処理を行って、第２レジストパターン３２ａを形成する（図２（ｉ）参照）。
ここで、パターン露光に用いる露光光は、例えば、波長３６５ｎｍのｉ線（水銀ランプ）が好適である。
さらに、第２レジストパターン３２ａのパターン寸法は、中間マスク２０に形成された遮光パターン２２のパターン寸法よりも若干大きい寸法幅になるように、露光量、現像条件を制御する。この第２レジストパターン３２ａのパターン寸法は、シフターのパターン幅と後記する境界領域の２倍のパターン幅を合計したパターン幅になるように設定される。
ネガレジストを用いて露光エネルギーを変えた場合のレジストパターンのパターン寸法変化の一例を図８に示す。
露光エネルギーを変化させることで、２００ｎｍ以上のパターン寸法を制御することは充分可能であることが分かる。
【００１９】
次に、塩素系ガスを用いたドライエッチング装置にて、第２レジストパターン３２ａをマスクにして遮光膜１２をエッチングして、位相差なしの補助パターン６１を形成し（図２（ｊ）参照）、第２レジストパターン３２ａを剥離処理して、透明基板１１に、シフター５１ａ、位相差なしの補助パターン６１、遮光領域７１が形成された位相シフトマスクを得る（図２（ｋ）参照）。
ここで、遮光領域７１のパターン幅は、第２レジストパターン３２ａのパターン幅によって決定される。但し、遮光領域７１のパターン幅は本実施例では露光パターン面内において全て一律なものになるが、そのような一律の遮光領域７１のパターン幅であっても構わないようなマスクに対して好適である。
【００２０】
上述したように、本発明の位相シフトマスクの製造方法は、シフター５１ａと補助パターン６１を、同一中間マスク２０を用いて別々のプロセスで形成するため、個々のパターン（シフター５１ａと補助パターン６１）での重ね露光（描画）ズレやバラツキを最小にすることができ、補助パターン６１領域に光透過部凹欠陥が発生するのを防止することができる。
【００２１】
【発明の効果】
上記したように、本発明の位相シフトマスクの製造方法は、シフターと補助パターン（位相差なし）を、同一中間マスクを用いて別々の異なったレジストプロセスで形成するため、個々のパターン（シフターと補助パターン）での重ね露光（描画）ズレやバラツキを最小にすることができ、メインパターン（位相差あり）からなるシフター領域にシフター凸欠陥及び補助パターン領域に光透過部凹欠陥が発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の位相シフトマスクの製造方法における工程の一部を模式的に示す部分断面図である。
【図２】（ｇ）〜（ｋ）は、本発明の位相シフトマスクの製造方法における工程の一部を模式的に示す部分断面図である。
【図３】メインパターンと補助パターンとを有する位相シフトマスクの一例を示す説明図である。
【図４】メインパターンと補助パターン間の境界領域が狭くなっている位相シフトマスクの状態を示す説明図である。
【図５】（ａ）〜（ｆ）は、メインパターン及び補助パターンからなる従来の位相シフトマスクの製造方法における工程の一部を模式的に示す部分断面図である。
【図６】（ｇ）〜（ｌ）は、メインパターン及び補助パターンからなる従来の位相シフトマスクの製造方法における工程の一部を模式的に示す部分断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、重ね合わせ誤差Δｘによる光透過部凹欠陥の発生状況を模式的に示す説明図である。
【図８】ネガレジストを用いて露光エネルギーを変えた場合のレジストパターンのパターン寸法変化の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０……位相シフトマスク用ブランクス
１１、１１１……透明基板
１２、１３１……遮光膜
２０……中間マスク
２１……透明基板
２２……遮光パターン
３１……第１ポジ型レジスト層
３１ａ……第１レジストパターン
３２……第２ネガ型レジスト層
３２ａ……第２レジストパターン
５１、１５１……メインパターン
５１ａ……シフター
６１、１６１……補助パターン
７１、１７１……境界領域
１３１ａ……遮光領域
１４１……第１レジスト層
１４１ａ、１４１ｂ……第１レジストパターン
１４２……第２レジスト層
１４２ａ、１４２ｂ……第２レジストパターン
１５１ａ、１５１ｂ……メインパターン（位相差あり）
【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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