(57)【要約】【課題】位相シフトマスクとその製造方法及び半導体素子の製造方法を提供する。【解決手段】基板とこの基板に形成される複数の位相シフトパターンとを有する位相シフトマスクを開示する。この位相シフトマスクの製造方法は、基板にポリマー層を形成する工程と、このポリマーにおける複数の所定領域の分子構造を変更する工程と、この所定領域以外のポリマー層を除去する工程とを含む。この位相シフトマスクを使用する半導体素子の製造方法は、基板にフォトレジスト層を形成する工程と、位相シフトマスクを用いてこのフォトレジスト層を露光する工程と、このフォトレジスト層を現像する工程とを含む。【選択図】図７
2007183491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に設置される複数の位相シフトパターンと、
を有し、
前記位相シフトパターンは、ポリマー材料からなり、第一の方向における前記位相シフトパターンの間隔は、前記位相シフトパターンの幅より小さい、
位相シフトマスク。
【請求項２】
前記ポリマー材料は、シルセスキオキサン材料である、
請求項１に記載の位相シフトマスク。
【請求項３】
前記シルセスキオキサン材料は、水素シルセスキオキサンである、
請求項２に記載の位相シフトマスク。
【請求項４】
前記シルセスキオキサン材料は、メチルシルセスキオキサンである、
請求項２に記載の位相シフトマスク。
【請求項５】
前記ポリマー材料は、HOSP（Hybrid  Organic  Siloxane  Polymer）である、
請求項１に記載の位相シフトマスク。
【請求項６】
前記基板は、石英基板である、
請求項１に記載の位相シフトマスク。
【請求項７】
前記基板は、前記石英基板と、前記石英基板の表面に設置される界面層とを含む、
請求項１に記載の位相シフトマスク。
【請求項８】
前記界面層は、導電層または粘着層である、
請求項７に記載の位相シフトマスク。
【請求項９】
前記位相シフトパターンは、アレイ（Array）状に配列される、
請求項１に記載の位相シフトマスク。
【請求項１０】
前記複数の位相シフトパターンは、複数の線状パターンを構成する、
請求項１に記載の位相シフトマスク。
【請求項１１】
第二の方向における前記線状パターンの間隔は、前記線状パターンの幅と等しく、当該第二の方向は、前記第一の方向と垂直する、
請求項１０に記載の位相シフトマスク。
【請求項１２】
基板にポリマー材料層を形成する工程と、
複数の所定領域内における前記ポリマー材料層の分子構造を変更する工程と、
前記複数の所定領域以外の前記ポリマー材料層を除去し、複数の位相シフトパターンを形成する工程と、
を有し、
第一の方向における前記複数の所定領域の間隔は、前記複数の所定領域の幅より小さい、
位相シフトマスクの製造方法。
【請求項１３】
スピンコートプロセスを用い、前記基板に前記ポリマー材料層を形成する、
請求項１２に記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項１４】
前記ポリマー層は、シルセスキオキサン材料を含む、
請求項１２に記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項１５】
前記シルセスキオキサン材料は、水素シルセスキオキサンである、
請求項１４に記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項１６】
鹸性溶液を用い、前記複数の所定領域以外の前記ポリマー材料層を除去する、
請求項１５に記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項１７】
前期鹸性溶液は、水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液及びテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド溶液の何れかである、
請求項１６に記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項１８】
前記シルセスキオキサン材料は、メチルシルセスキオキサンである、
請求項１４に記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項１９】
アルコール類溶液を用い、前記複数の所定領域以外の前記ポリマー材料層を除去する、
請求項１８に記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項２０】
前記アルコール類溶液は、アルコールである、
請求項１９に記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項２１】
前記ポリマー材料層は、HOSPを含む、
請求項１２に記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項２２】
ノルマルプロピルアセテート溶液を用い、前記複数の所定領域以外の前記ポリマー材料層を除去する、
請求項２１に記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項２３】
前記複数の所定領域は、アレイに配列される、
請求項１２に記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項２４】
前記複数の所定領域は、複数の線状パターンを構成する、
請求項１２に記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項２５】
第二の方向における前記複数の線状パターンの間隔は、前記複数の所定領域の幅と等しく、当該第二の方向は、前記第一の方向と垂直する、
請求項２４に記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項２６】
前記基板は、石英基板である、
請求項１２に記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項２７】
前記基板は、前記石英基板と、前記石英基板の表面に設置される界面層と含む、
請求項１２に記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項２８】
前記界面層は、導電層または粘着層である、
請求項２７に記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項２９】
前記複数の所定領域に電子ビームを照射し、前記所定領域内のポリマー材料層の分子構造を変更する、
請求項１２に記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項３０】
前記複数の所定領域にエネルギーを提供し、前記所定領域内のポリマー材料層の分子構造を変更する、
請求項１２に記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項３１】
基板にフォトレジスト層を形成する工程と、
位相シフトマスクを用い、前記フォトレジスト層を露光する工程と、
前記フォトレジスト層を現像する工程と、
を有し、
前記位相シフトマスクは、前記基板と、前記基板に設置される複数の位相シフトパターンとを含み、
前記位相シフトパターンは、ポリマー材料からなり、第一の方向における前記複数の位相シフトパターンの間隔は、前記複数の位相シフトパターンの幅より小さい、
半導体素子の製造方法。
【請求項３２】
前記ポリマー材料は、シルセスキオキサン材料である、
請求項３１に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項３３】
前記シルセスキオキサン材料は、水素シルセスキオキサンである、
請求項３２に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項３４】
前記シルセスキオキサン材料は、メチルシルセスキオキサンである、
請求項３２に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項３５】
前記ポリマー材料は、HOSPである、
請求項３１に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項３６】
前記位相シフトパターンは、アレイに配列される、
請求項３１に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項３７】
前記複数の位相シフトパターンは、複数の線状パターンを構成する、
請求項３１に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項３８】
第二の方向における前記複数の線状パターンの間隔は、前記複数の線状パターンの幅と等しく、当該第二の方向は、前記第一の方向と垂直する、
請求項３７に記載の半導体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相シフトマスクとその製造方法及び半導体素子の製造方法に関し、特に、ポリマー材料を用いて位相パターンを製造する位相シフトマスクとその製造方法及び半導体素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
素子の集積度が高まるにつれ、素子の精密度の要求を満たすために、より高い解析度を有する半導体プロセスにおけるリソグラフィ技術が要求されている。解析度を高める方法の一つは、短い波長を有する光源を使用することである。例えば、KrFレーザにより生成された遠紫外線（波長248nm）、或いは、ArFレーザにより生成された遠紫外線（波長193nm）をリソグラフィの露光光源として用いることができる。また、解析度を高めるもう一つの方法は、位相シフトマスクを使用することである。この方法は、露光光源を変更せずに解析度を高めることができるので、半導体業界において重要な技術となっている。
【０００３】
米国特許第5,240,796号には、クロムレス位相シフトマスク１０の製造方法が図１から図５に示すように開示されている。この方法において、まず、図１に示すように、石英基板20にクロム層２２を形成し、そして、リソグラフィプロセスを用いて、クロム層２２に複数の開口パターンを有するフォトレジスト層２４を形成する。次に、図２に示すように、エッチングを用いて、フォトレジスト層２４により覆われないクロム層２２の部分を石英基板２０の表面まで除去し、複数の開口パターン２６を形成し、そして、剥離プロセスによりフォトレジスト層２４を完全に除去する。次に、図３に示すように、残されたクロム層２２をエッチングマスクとして、再びエッチングを行い、残されたクロム層２２により覆われない石英基板２０を所定の深さTまでエッチングし、石英基板２０に複数の開口パターン３２を形成する。次に、図４に示すように、ソグラフィプロセスを用いて、クロム層２２にフォトレジスト層２８を形成する。そして、エッチングプロセスを行うことにより、フォトレジスト層２８に覆われていないクロム層２２を石英基板２０の表面まで除去し、複数の補助パターン（Scattering  Bar）３０を形成する。その後、再び剥離プロセスを行って、フォトレジスト層２８を完全に除去し、図５に示すようなクロムレス位相シフトマスク１０を生成する。なお、複数の開口パターン３２の間の石英基板２０は、複数の凸部パターン３４を構成する。
【０００４】
図６に示すように、露光光束１２がクロムレス位相シフトマスク１０を介してフォトレジスト層（図示せず）を露光する際に、石英基板２０の厚さに相違があるので、通過した光束１４と通過した光束１６との間の位相が異なり、干渉が起きる。通過した光束１４と通過した光束１６が石英基板２０内に伝播する距離の差は、Δd＝ｄ１−ｄ２＝ｍλ／［２（ｎ石英基板−ｎ空気）］である。ここに、ｎは屈折率であり、λは露光光束１２の波長であり、ｍは正整数である。理論的に、通過した光束１４の位相角が通過した光束１６の位相より１８０度遅延するように設計される（即ち、凸部パターン３４が位相シフトパターンとして使用される）ので、相殺的干渉を発生させることにより解析度を高める。
【０００５】
しかし、エッチングプロセスにより生成された開口パターン３２が石英基板２０内において所定深さTの位置にとどまることを精確的に制御することは困難であり、また、エッチングプロセスにより開口パターン３２の形状とサイズを精確的に制御することも困難であるので、所望の矩形開口を形成できずに台形開口が形成される可能性がある。言い換えると、開口パターン３２の深さ、形状及びサイズを制御しにくく、通過した光束１４と通過した光束１６の位相差が理論上の１８０度ではないので、位相誤差（Phase  Error）が生じる。
【０００６】
また、前述の従来技術は、石英基板２０をエッチングにより開口パターン（即ち、位相シフトパターン）３２を形成するので、エッチングプロセスによる石英の汚染欠陥（Contamination  Defect）が開口パターン３２の付近に生じやすいので、マスクの検査が困難となる。また、前述従来技術は、フォトレジスト層２４と２８を形成するために、二回のリソグラフィプロセスを行う必要があるので、位置合わせの制御が困難となり、マスクの歩留まりも制限される。更に、マスクのパターンの線幅（Line  Width）と間隔（Space  Width）が１：１である際に、変型照明により結像することができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、ポリマー材料を用いて形成された位相パターンを有する位相シフトマスクとその製造方法及び半導体素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述の目的を達成するために、本発明は位相シフトマスクを開示する。この位相シフトマスクは、基板とこの基板に設置される複数の位相シフトパターンとを含み、この位相シフトパターンは、ポリマー材料からなり、第一の方向における間隔がこの位相シフトパターンの幅より小さい。好ましくは、この位相シフトパターンは、アレイ状に配列される複数の線状パターンであり、この線状パターンは、第二の方向における間隔がこの線状パターンの幅と等しく、この第二の方向は、前述の第一の方向と垂直する。また、前述の基板は、石英基板であってもよく、或いは、この基板の表面に設置される導電層または粘着層である界面層を含んでも良い。
【０００９】
本発明の位相シフトマスクの製造方法は、基板にポリマー材料層を形成する工程と、電子ビーム照射により複数の所定領域におけるポリマー材料層の分子構造を変更する工程と、この複数の所定領域以外のポリマー材料層を除去し、複数の位相シフトパターンを形成する工程とを含む。このポリマー材料は、水素シルセスキオキサン（Hydrogensilsesquioxane：HSQ）であってもよい。前述の複数の所定領域以外のポリマー材料層を除去するには、鹸性溶液を用いて現像プロセスを行い、この鹸性溶液は、水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液及びテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（Tetramethyl  Ammonium  Hydroxide：TMAH）溶液の何れかである。また、前述のポリマー材料層は、メチルシルセスキオキサン（Methyl  Silsesquioxane：MSQ）であっても良く、前述の複数の所定領域以外のポリマー材料層を除去するには、アルコール類の溶液を用いて現像プロセスを行っても良い。更に、前述のポリマー材料層は、HOSP（Hybrid  Organic  Siloxane  Polymer：HOSP）であってもよく、前述の複数の所定領域以外のポリマー材料層を除去するには、ノルマルプロピルアセテート溶液を用いて現像プロセスを行っても良い。
【００１０】
本発明の半導体素子の製造方法は、基板にフォトレジスト層を形成する工程と、位相シフトマスクを用いてこのフォトレジスト層を露光する工程と、このフォトレジスト層を現像する工程とを含む。この位相シフトマスクは、基板とこの基板に設置される複数の位相シフトパターンを含み、この位相シフトパターンは、ポリマー材料からなり、また、この位相シフトパターンは、第一の方向における間隔がこの位相シフトパターンの幅より小さい。このポリマー材料は、シルセスキオキサン材料であり、このシルセスキオキサン材料は、水素シルセスキオキサ材料であってもよく、メチルシルセスキオキサン材料であっても良い。また、このポリマー材料は、HOSP（Hybrid  Organic  Siloxane  Polymer：HOSP）材料であってもよい。好ましくは、この位相シフトパターンは、アレイ状に配列される複数の線状パターンであり、この線状パターンは、第二の方向における間隔がこの線状パターンの幅と等しく、この第二の方向は、前述の第一の方向と垂直する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、マスクの歩留まりを向上し、エッチングプロセスによる位相誤差およびマスクの検査困難などの問題を解決することができる。本発明の効果は、以下の通りである。
【００１２】
１、従来技術は、二回のリソグラフィプロセスを行う必要があるので、位置合わせの制御が困難となり、マスクの歩留まりも制限される。しかし、本発明は、スピンコートと電子ビーム照射との組み合わせ及び現像技術を用いて位相シフトパターンを製造するので、製造プロセスが簡単になり、マスクの歩留まりを向上できる。また、本発明は、二回のリソグラフィプロセスを行う必要がないので、位置合わせの問題が無くなる。
【００１３】
２、従来技術は、石英基板をエッチングすることにより位相シフトパターンを製造するので、位相誤差とマスクの検査困難などの問題が生じる。しかし、本発明は、位相シフトパターンを製造するには、石英基板をエッチングする必要がないので、従来の位相誤差とマスクの検査困難などの問題を解決することができる。
【００１４】
３、また、本発明は、クロムレス位相シフトマスクのパターンの線幅と間隔が１：１である際に、変型照明により結像することができない問題を解決し、各類パターンの形状対比度を良くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、添付した図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
【００１６】
図７〜図９は、本発明のクロムレス位相シフトマスク５０の製造方法を示す図である。図７に示すように、まず、スピンコートプロセスにより基板５２にポリマー層６２を形成し、そして、ポリマー層６２においてアレイ状に配列される複数の所定領域６６にエネルギー（例えば、電子ビーム６４を照射する）を提供し、所定領域６６におけるポリマー層６２の化学特性を変更する。即ち、電子ビームにより提供されるエネルギーは、所定領域６６のポリマーの分子構造を変更させることができる。
【００１７】
次に、図８に示すように、現像プロセスを行うことにより、電子ビームが照射されないポリマー層（即ち、所定領域６６以外のポリマー層）を除去し、残された所定領域６６のポリマー層６２から、アレイ状に配列される位相シフトパターン６８を、図９に示すように基板５２に形成する。電子ビーム６４により提供されるエネルギーは、電子ビーム６４が照射されたポリマーの分子構造を変更させることができるので、電子ビーム６４が照射されたポリマーと照射されないポリマーとは、現像液に対して、異なる溶解度を有する。これにより、現像プロセスは、電子ビーム６４が照射されないポリマー層（所定領域６６以外のポリマー層）を選択的に除去することができるのみならず、所定領域６６のポリマーを保留することができる。
【００１８】
言い換えると、アレイ状に配列される複数の所定領域６６の間におけるポリマー層６２は、電子ビーム６４が照射されないので、現像プロセスの後に、位相シフトパターン６８の間に設置される複数の透光領域５６を形成する。また、複数の位相シフトパターン６８は、複数の線状パターン５４及びこの複数の線状パターン５４の間に設置される複数の線状パターン５８を構成する。好ましくは、位相シフトパターン６８の縦方向の間隔は、位相シフトパターン６８の縦方向の幅より小さく、即ち、位相シフトパターン６８の縦方向の幅は、透光領域５６の縦方向の幅より大きい。線状パターン５４の横方向の間隔は、線状パターン５４の横方向の幅とほぼ等しく、即ち、線状パターン５４と線状パターン５８とは、ほぼ同じ幅を有する。また、基板５２は、石英基板であってもよく、或いは、基板５２の表面に設置される界面層（図示せず）を含んでも良い。この界面層は、シス型ポリアセチレン或いはポリアニリンからなる導電層、または、ヘキサメチルジシラザン（Hexamethyldisilazane）からなる粘着層である。
【００１９】
ポリマー層６２は、シルセスキオキサン材料を含む。例えば、このシルセスキオキサン材料は、水素シルセスキオキサン（HSQ）であってもよく、この場合、電子ビーム６４が照射されないポリマー材料層６２を除去するには、鹸性溶液を用いて現像プロセスを行い、この鹸性溶液は、水酸化ナトリウム溶液、水酸化カリウム溶液及びテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド溶液の何れかである。また、このポリマー材料層は、メチルシルセスキオキサン（MSQ）であっても良く、この場合、電子ビーム６４が照射されないポリマー材料層６２を除去するには、アルコール類の溶液（例えば、アルコール溶液）を用いて現像プロセスを行っても良い。更に、このポリマー材料層は、HOSP（Hybrid  Organic  Siloxane  Polymer：HOSP）であってもよく、この場合、電子ビーム６４が照射されないポリマー材料層６２を除去するには、ノルマルプロピルアセテート溶液を用いて現像プロセスを行っても良い。ポリマー層６２に電子ビーム６４を照射することのより、ポリマー層６２の分子構造を変更する。例えば、電子ビーム６４が照射されたポリマー層６２は、水素シルセスキオキサン（HSQ）である場合、水素シルセスキオキサンの分子構造は、ケージ状（Cage-like）からネットワーク状（Network）に変更し、石英基板５２とボンド（Bond）を形成するので、その後に鹸性溶液を用いて現像プロセスを行う際に、所定領域６６以外のポリマー層６２を選択的に除去することができる。
【００２０】
図１０は、位相シフトパターン６８が異なる波長を有する露光光束に対する反射係数の変化図である。図１０により、露光光束の波長は１９３nmである場合、対応する反射係数は約１.５２であり、周知の位相シフト公式であるP＝２π（n―１）ｄ／mλ（ここには、Pは位相シフト角であり、nは、反射係数であり、λは露光光束の波長である）により計算された位相シフトパターン６８の厚さは、１８２８nm（位相シフト角の差が１７７度〜１８３度に設定される場合、位相シフトパターン６８の厚さは１７９７nm〜１８５８nmである）である。また、露光光束の波長は２４８nmである場合、対応する反射係数は約１.４５であり、前述の位相シフト公式により計算された位相シフトパターン６８の厚さは、２７１３nm（位相シフト角の差が１７７度〜１８３度に設定される場合、位相シフトパターン６８の厚さは２６６８nm〜２７５９nmである）である。
【００２１】
図１１は、位相シフトパターン６８が異なる波長を有する露光光束に対する消光係数の変化図である。図１１によると、露光光束の波長は１９０〜９００nmである場合、位相シフトパターン６８の消光係数は、実質的に０である。これのより、本発明に用いられるポリマー材料は、電子ビーム６４が照射された後に、透過光束の位相を遅延できる透光性材料を形成するので、位相シフトマスクに適用する。
【００２２】
図１２と図１３は、本発明のクロムレス位相シフトマスク５０を半導体基板７０に応用する半導体素子（例えば、トランジスタ・ゲート或いは導電層）を示す図である。図１２は、図９のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図１３は、図９のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。なお、このクロムレス位相シフトマスク５０の０度領域と１８０度の位相転移領域における幅の比は、１：１である。位相シフトパターン６８の厚さは、露光光束７４が位相シフトパターン６８を通過した後の通過光束７６の位相を１８０度遅延でき、露光光束７４が透光領域５６を通過した後の通過光束７８の位相を影響せず、０度を維持するように設計される。これにより、通過光束７６の０次光と通過光速８２の０次光は、常時に通過光束７８の０次光と破壊的干渉を形成するので、真下にあるフォトレジスト層７２の線状領域８０を露光することができない。言い換えると、露光光束７４は、線状領域８０（線状パターン５４の真下）を露光できず、線状領域８２のみ（線状パターン５８の真下）を露光することができる。
【００２３】
図１４（a）は、露光光束７４がクロムレス位相シフトマスク５０を通過して空間像（Aerial  Image）に入射する強度の分布をSOLIDE光学シミュレーションプログラムにより計算した結果を示す図である。フォトレジスト層７２の感光閾値を０.３に設計する場合には、本発明のクロムレス位相シフトマスク５０と変型照明を使用することにより、半導体７０のフォトレジスト層７２に、間隔が幅と等しい線状パターンを形成することができる。また、図９に示すように、線状パターン５４を通過した光束と透光領域５６を通過した光束とは、１８０度の位相差を有し、透光領域５６のサイズと形状は、光学シミュレーションプログラムにより決定される。変型照明に対して、通過光束７６の０次回折光束と通過光束７８の０次回折光束とは、相殺せずに干渉が起こり結像する。
【００２４】
また、本発明のクロムレス位相シフトマスク５０を用い、線幅と間隔との比が１：１であるパターンに変型照明を行う際に、透光領域５６を通過した光束の０次光と位相シフトパターン６８を通過した通過光束７６の０次光とは、破壊的干渉を形成し、また、位相シフトパターン６８を通過し、位相を１８０度遅延した通過光束７６の０次光と線状パターン５８を通過し、位相を０度遅延した通過光束７８の０次光とも、相殺的干渉を形成する。具体的に、位相シフトパターン６８を通過し、位相を１８０度遅延した通過光束７６の０次光は、完全に破壊され、干渉が起こらず結像できないものの、線状パターン５８を通過し、位相を０度遅延した通過光束７８の０次光は、部分的に破壊され、その光の強度は＋１次及び−１次と等しいので、フォトレジスト層７２の線状領域８０と線状領域８２における照射光の強度差を大きくすることができ、即ち、対比度を大きくすることができる。一方、図６に示される従来のクロムレス位相シフトマスク１０を用いる場合には、その強度が図１４（b）に示すようであり、空間像における光の強度の差が小さすぎので、フォトレジスト層７２に結像することができない。
【００２５】
また、本発明は、基板５２をエッチングしないので、位相シフトパターン６８と透光領域５６の真下にある基板５２の厚さは同じである。言い換えると、露光光束７４は、透光領域５６と位相シフトパターン６８と通過した際に、同じ厚さを有する基板５２を通過したので、フォトレジスト層７２の線状領域８０と線状領域８２における照射光の強度差は、位相シフトパターン６８によるものである。即ち、クロムレス位相シフトマスク５０の位相シフト角度は、主に位相シフトパターン６８の厚さにより決定され、基板５２の厚さと関係がない。
【００２６】
また、本発明の位相シフトマスクにおける石英基板の厚さは同じであるので、露光光束がこの石英基板に伝播する距離は同じである。これにより、本発明は、従来技術のように、石英基板をエッチングすることにより生成される位相誤差及び光強度のばらつき問題を避けることができる。また、本発明の位相シフトパターンは、スピンコートプロセスにより石英基板に形成されることが可能であるので、位相シフトパターンの厚さ（即ち、位相シフト角度）を精確的に制御することができる。更に、本発明のポリマー層の材料の主な成分は、シルセスキオキサン或いはHOSP等の高分子材料であるので、電子ビームを照射することによりポリマー層の化学構造を変更し、そして、鹸性溶液を用いてそのポリマー層を除去することができる。また、電子ビームの直径が小さいので、ポリマー層の細小さい領域に局所的に照射でき、位相シフトパターンの横方向の幅を精確的に制御することができる。
【００２７】
従来の技術と比べると、本発明は、マスクの歩留まりを向上し、エッチングプロセスによる位相誤差およびマスクの検査困難などの問題を解決することができる。また、本発明は、二回のリソグラフィプロセスを行う必要がないので、位置合わせの問題が無くなる。更に、本発明は、位相シフトパターンを製造するには、石英基板をエッチングする必要がないので、従来の位相誤差、マスクの検査困難、および、石英基板のエッチングによる欠陥（Defect）などの問題を解決することができる。
【００２８】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されず、本発明の趣旨を離脱しない限り、本発明に対するあらゆる変更は本発明の範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来のクロムレス位相シフトマスクの製造方法を示す図である。
【図２】従来のクロムレス位相シフトマスクの製造方法を示す図である。
【図３】従来のクロムレス位相シフトマスクの製造方法を示す図である。
【図４】従来のクロムレス位相シフトマスクの製造方法を示す図である。
【図５】従来のクロムレス位相シフトマスクの製造方法を示す図である。
【図６】従来のクロムレス位相シフトマスクの製造方法を示す図である。
【図７】本発明のクロムレス位相シフトマスクの製造方法を示す図である。
【図８】本発明のクロムレス位相シフトマスクの製造方法を示す図である。
【図９】本発明のクロムレス位相シフトマスクの製造方法を示す図である。
【図１０】ポリマー層が異なる波長を有する露光光束に対する反射係数の変化図である。
【図１１】ポリマー層が異なる波長を有する露光光束に対する消光係数の変化図である。
【図１２】本発明のクロムレス位相シフトマスクを半導体基板に応用する半導体素子を示す図である。
【図１３】本発明のクロムレス位相シフトマスクを半導体基板に応用する半導体素子を示す図である。
【図１４（ａ）】露光光束が本発明のクロムレス位相シフトマスクを通過してフォトレジスト層を照射する強度の分布図である。
【図１４（ｂ）】露光光束が従来のクロムレス位相シフトマスクを通過してフォトレジスト層を照射する強度の分布図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  クロムレス位相シフトマスク
１２  露光光束
１３  位置決めスロット穴
１４、１６  通過光束
２０  石英基板
２２  クロム層
２４、２８  フォトレジスト層
２６、３２  開口パターン
３０  キャッタリング・バー
３４  凸部パターン
５０  クロムレス位相シフトマスク
５２  基板
５４、５８  線状パターン
５６  透光領域
６２  ポリマー層
６４  電子ビーム
６６  所定領域
６８  位相シフトパターン
７０  半導体基板
７２  フォトレジスト層
７４  露光光束
７６、７８  通過光束
８０、８２  線状領域
【図１】
2007183491.tif 000003
【図２】
2007183491.tif 000004
【図３】
2007183491.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007183491.tif 000007
【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（ａ）】
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【図１４（ｂ）】
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