(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板上に、露光光を散乱する微粒子状物質と、バインダーとを少なくとも含む遮光体パターンを有し、前記微粒子状物質の粒径が２００ｎｍ以下であり、前記遮光体パターン中に、粒径が相対的に大きな微粒子状物質と相対的に小さな微粒子状物質とが含まれることを特徴とするフォトマスク。
【請求項２】
請求項１記載のフォトマスクにおいて、前記微粒子状物質が金属酸化物であることを特徴とするフォトマスク。
【請求項３】
請求項１記載のフォトマスクにおいて、前記遮光体パターンは分散剤を含むことを特徴とするフォトマスク。
【請求項４】
請求項１記載のフォトマスクにおいて、前記遮光体パターンは露光光に対する吸光剤を含むことを特徴とするフォトマスク。
【請求項５】
請求項１に記載のフォトマスクにおいて、上記ガラス基板が部分的に露光光の位相を反転する位相シフタの構造を有し、前記位相シフタの上に前記微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む遮光体パターンを有することを特徴とするフォトマスク。
【請求項６】
請求項１、３〜５のいずれかに記載のフォトマスクにおいて、前記微粒子状物質の露光光に対する屈折率が、前記バインダーとは異なることを特徴とするフォトマスク。
【請求項７】
請求項１、３〜６のいずれかに記載のフォトマスクにおいて、前記微粒子状物質が無機物であることを特徴とするフォトマスク。
【請求項８】
請求項１、３〜７のいずれかに記載のフォトマスクにおいて、前記微粒子状物質がカーボンであることを特徴とするフォトマスク。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載のフォトマスクにおいて、前記遮光体パターンの透過率が、露光波長１００ｎｍ以上、５００ｎｍ以下において１６％以下であることを特徴とするフォトマスク。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかに記載のフォトマスクにおいて、前記遮光体パターンの透過率が、露光波長１００ｎｍ以上、７００ｎｍ以下において１６％以下であることを特徴とするフォトマスク。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれかに記載のフォトマスクにおいて、前記遮光体パターンの透過率が、露光波長１００ｎｍ以上、５００ｎｍ以下において１％以下であることを特徴とするフォトマスク。
【請求項１２】
請求項１〜８のいずれかに記載のフォトマスクにおいて、前記遮光体パターンの透過率が、露光波長１００ｎｍ以上、７００ｎｍ以下において１％以下であることを特徴とするフォトマスク。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載のフォトマスクにおいて、前記遮光体パターンにおける前記微粒子状物質の含量が、１０％以上、９９％以下であることを特徴とするフォトマスク。
【請求項１４】
請求項５〜１３のいずれかに記載のフォトマスクにおいて、前記位相シフタが塗布形成ガラスであることを特徴とするフォトマスク。
【請求項１５】
請求項５〜１３のいずれかに記載のフォトマスクにおいて、前記位相シフタが前記ガラス基板を掘り込む構造で達成されることを特徴とするフォトマスク。
【請求項１６】
ガラス基板上に、露光光を散乱する微粒子状物質と、バインダーとを少なくとも含む膜を形成する工程と、前記膜を露光する工程と、前記膜を現像して遮光体パターンを形成する工程とを有し、
前記微粒子状物質の粒径を２００ｎｍ以下とし、
前記膜中に、粒径が相対的に大きな微粒子状物質と相対的に小さな微粒子状物質とを含ませることを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項１７】
請求項１６記載のフォトマスクの製造方法において、前記微粒子状物質を金属酸化物とすることを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項１８】
請求項１６記載のフォトマスクの製造方法において、前記膜に分散剤を含ませることを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項１９】
請求項１６記載のフォトマスクの製造方法において、前記微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む膜は、さらに露光光に対する吸光剤を含むことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項２０】
部分的に露光光の位相を反転する位相シフタの構造と、前記露光光が透過することを遮る遮光体とを透明なマスク基体に有するフォトマスクの製造方法において、前記マスク基体上に感光性ガラスを形成する工程、該感光性ガラスを露光、現像して位相シフタを形成する工程、該位相シフタ上に、露光光を散乱する微粒子状物質と、バインダーとを少なくとも含む膜を形成する工程、該微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む膜を露光、現像して遮光体パターンを形成する工程を有し、
前記微粒子状物質の粒径を２００ｎｍ以下とし、
前記膜中に、粒径が相対的に大きな微粒子状物質と相対的に小さな微粒子状物質とを含ませることを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項２１】
部分的に露光光の位相を反転する位相シフタの構造と、前記露光光が透過することを遮る遮光体とを透明なマスク基体に有するフォトマスクの製造方法において、前記マスク基体上に塗布ガラス膜を形成する工程、該塗布ガラス膜上にレジストを塗布する工程、該レジストを露光、現像しレジストパターンを形成する工程、該レジストパターンをマスクに塗布ガラス膜をエッチングする工程、該レジストパターンを除去して位相シフタパターンを形成する工程、該位相シフタパターン上に、露光光を散乱する微粒子状物質と、バインダーとを少なくとも含む膜を形成する工程、該微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む膜を露光、現像して遮光体パターンを形成する工程を有し、
前記微粒子状物質の粒径を２００ｎｍ以下とし、
前記膜中に、粒径が相対的に大きな微粒子状物質と相対的に小さな微粒子状物質とを含ませることを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項２２】
部分的に露光光の位相を反転する位相シフタの構造と、前記露光光が透過することを遮る遮光体とを透明なマスク基体に有するフォトマスクの製造方法において、前記マスク基体上にレジストを塗布する工程、該レジストに所望のシフタパターンを露光、現像しレジストパターンを形成する工程、該レジストパターンをマスクにマスク基体を加工する工程、該レジストパターンを除去して位相シフタパターンを形成する工程、該位相シフタパターン上に、露光光を散乱する微粒子状物質と、バインダーとを少なくとも含む膜を形成する工程、該微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む膜を露光、現像して遮光体パターンを形成する工程を有し、
前記微粒子状物質の粒径を２００ｎｍ以下とし、
前記膜中に、粒径が相対的に大きな微粒子状物質と相対的に小さな微粒子状物質とを含ませることを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項２３】
請求項２０〜２２のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法において、前記微粒子状物質を金属酸化物とすることを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項２４】
請求項２０〜２２のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法において、前記膜に分散剤を含ませることを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項２５】
請求項２０〜２２、２４のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法において、露光位置合わせを行なうための基準マークを金属膜で予め前記マスク基体上に形成しておき、該基準マークの位置を参照してシフタパターンの形成のための露光処理と、微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む膜からなる遮光体パターンの形成のための露光処理とを行なうことを特徴としたフォトマスクの製造方法。
【請求項２６】
請求項１６、１８〜２２、２４、２５のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法において、前記微粒子状物質が無機物であることを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項２７】
請求項１６、１８〜２２、２４、２５のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法において、前記微粒子状物質がカーボンであることを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項２８】
請求項１６〜２７のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法において、前記微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む膜を露光する工程は、電子線による描画であることを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項２９】
請求項１６〜２８のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法において、チャージアップ防止処理を施してシフタパターン及び微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む膜からなる遮光体パターンを形成するための露光を行なうことを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項３０】
請求項１６〜２９のいずれかに記載のフォトマスクの製造方法において、前記微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む遮光体パターンの形成後に、前記遮光体パターンにエネルギーを与えることを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項３１】
被加工基板上に感光性組成物からなる膜を形成する工程、所定のパターンが形成された請求項１〜１５のいずれかに記載のフォトマスクを介して前記感光性組成物からなる膜を露光する工程、前記感光性組成物からなる膜を現像することにより、前記被加工基板上に感光性組成物のパターンを形成する工程を有することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項３２】
請求項３１に記載のパターン形成方法において、露光光の波長が１００ｎｍ以上、７００ｎｍ未満であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項３３】
請求項３１または３２に記載のパターン形成方法において、前記現像において水性アルカリ現像液を用いることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項３４】
請求項３１、３２または３３に記載のパターン形成方法により、半導体基板上にレジストパターンを形成する工程、前記レジストパターンをもとに、前記半導体基板をエッチング加工する工程、もしくはイオンを打ち込む工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォトマスク、その製造方法、パターン形成方法および半導体装置の製造技術に関し、特に、紫外光、遠紫外光または真空紫外光等を光源とするフォトリソグラフィ技術に適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路装置(ＬＳＩ：Large Scale Integrated circuit)の製造においては、微細パターンを半導体ウエハ上に形成する方法として、リソグラフィ技術が用いられる。このリソグラフィ技術としては、フォトマスク上に形成されているパターンを縮小投影光学系を介して半導体ウエハ上に繰り返し転写する、いわゆる光学式投影露光方法が主流となっている。露光装置の基本構成については、例えば特開２０００−９１１９２号公報に示されている。
【０００３】
投影露光法における半導体ウエハ上での解像度Ｒは、一般に、Ｒ＝ｋ×λ／ＮＡで表現される。ここにｋはレジスト材料やプロセスに依存する定数、λは照明光の波長、ＮＡは投影露光用レンズの開口数である。この関係式から分かるように、パターンの微細化が進むにつれて、より短波長の光源を用いた投影露光技術が必要とされている。現在、照明光源として水銀ランプのｇ線（λ＝４３８ｎｍ）、ｉ線(λ＝３６５ｎｍ)やＫｒＦエキシマレーザ(λ＝２４８ｎｍ)を用いた投影露光装置によって、ＬＳＩの製造が行なわれている。更なる微細化を実現する目的で、より短波長のＡｒＦエキシマレーザ（λ＝１９３ｎｍ）やＦ2エキシマレーザ（λ＝１５７ｎｍ）の採用が検討されている。
【０００４】
通常のフォトマスクは、露光光に透明な石英ガラス基板上に遮光膜としてクロム等からなる薄膜を形成した構造を有する。このようなフォトマスクは、石英板にクロム膜がついた基板の上に、レジストを塗布し、それをあらかじめ用意した所望のパターン形状に露光し、さらに現像して、レジストのパターンを作り、そのレジストのパターンを使ってクロムをエッチングすることで製造されている。このような通常のフォトマスクでは、クロム膜のエッチングやレジスト剥離、洗浄工程が必要となるため、その製造に時間がかかるとともにコストも高い。
【０００５】
一方、例えば特開平５―２８９３０７号公報には、遮光膜としてクロムではなくフォトレジストを用いるフォトマスクが開示されている。これは、フォトレジストがＡｒＦ等のような短波長光に対して遮光性を有することを利用したマスクである。この技術では、フォトマスクをクロムのエッチング工程を含むことなく製造できるので、マスクコスト低減の効果が期待できる。また、クロムのエッチング工程を含まないことから、パターン寸法の精度確保の面で有利である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記遮光膜としてフォトレジストを用いるフォトマスク技術（以下、レジスト遮光体マスク技術という）においては、以下の課題があることを本発明者らは見出した。
【０００７】
すなわち、図９に示すように、通常のレジスト材料は、波長２３０ｎｍより長い波長の光に対して充分な遮光性を得ることができず、遮光材として充分に機能しないという問題がある。すなわち、上記レジスト遮光体マスク技術では、例えば波長が２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ露光や、波長が３６５ｎｍのｉ線露光に適用できないという問題がある。なお、図９にはフェノール樹脂をベースレジンとするレジストの場合のＯＤ値を示している。ここでＯＤ値とは、入射光をＩin, 透過光をＩoutとしたとき、−log10(Ｉout／Ｉin)で表される値のことである。また透過率Ｔ％は、１００×Ｉout／Ｉinであることから、ＯＤ＝−log(Ｔ／100)で表される。ＯＤ値が大きいものほど、光の透過率は小さくなる。通常のベンゼン環を含有するレジストでは、図９とほぼ同じように、２３０ｎｍより波長の長い光ではＯＤ値が小さい、つまりは透過率が高いため、充分な遮光性が得られない。
【０００８】
パターンの微細化が進むにつれて、マスクパターンの加工精度が厳しくなると同時にパターンデータ量の増加に伴う、フォトマスク製造コストの増大の問題が顕著になってきている。一般に、１品種の半導体集積回路素子を製造する為には、例えば２０〜４０枚程度のフォトマスクを用いるため、フォトマスク製造コストの増大は極めて大きい問題である。
【０００９】
ところで、そのような状況の中にあって、現在、半導体装置の高集積化、高速動作化のために回路パターンを微細化する必要があり、それに伴って露光光の波長を短くする方向で技術開発が進められている。しかし、露光波長を短波長化するとレンズ材料がＣａＦ2のような希少で高価な材料になり、また光学部材の照射ダメージが大きくなって部品寿命が短くなる。このようなことから短波長露光は高価なものとなる。
【００１０】
また、通常、半導体装置等におけるボリュームゾーンの製造にはＫｒＦエキシマレーザやｉ線が露光光に用いられており、上記レジスト遮光体マスク技術における適応波長の問題は大きな問題である。本発明者らの検討によれば、上記レジスト遮光体マスク技術を単純に用いると、ＡｒＦエキシマレーザ露光を随所に用いる必要が生じ、フォトマスクは安くなったとしてもトータルの製造コストはむしろ高くなることが見出された。したがって、コスト削減のためには微細化がコスト上昇を上回るメリットを持つ工程のみ短波長露光を適用し、他の工程は比較的コストのかからない露光を行うことが好ましい。
【００１１】
また、システムＬＳＩの時代を迎え、少量多品種のＬＳＩを短期間に開発、製造する必要が高まっている。上述のようにLSIを製造するには２０〜４０枚程度のフォトマスクを用いる為、フォトマスクの製造ＴＡＴ(Turn Around Time)がＬＳＩの開発競争力の原動力となる。特にシステムＬＳＩでは配線層のデバック率が高いため、この層のフォトマスクを短期間に、しかも低コストで供給することがLSIの短期間開発、コスト低減に役立つ。
【００１２】
さらに、上記レジスト遮光体マスク技術のようにレジストを遮光体とした場合、比較的高いエネルギーを持つＡｒＦエキシマレーザー光が有機レジスト材料に吸収される。吸収された光エネルギーは、有機分子を励起状態にする。この光エネルギーの一部は蛍光や、りん光として、また大部分は熱エネルギーとして外に放出される。しかし、その際に一部のエネルギーは、有機分子の化学結合を切断したり、他の分子と反応を引き起こしたりする。その結果、ＡｒＦエキシマレーザー光の照射とともに遮光体であるレジスト材料が劣化し、最終的には、遮光体としての機能を失ってしまうという問題がある。
【００１３】
本発明の目的は、上記課題を解決し、少量多品種の半導体装置を短時間に開発し、かつ低コストで製造するのに最適なフォトマスクを実現することのできる技術を提供することにある。
【００１４】
本発明の目的は、長波長の露光光に対しても充分な遮光性を有するフォトマスクを実現することのできる技術を提供することにある。
【００１５】
また、本発明の目的は、フォトマスクの製造時間を短縮することのできる技術を提供することにある。
【００１６】
また、本発明の目的は、半導体装置の開発期間または製造時間を短縮することのできる技術を提供することにある。
【００１７】
また、本発明の目的は、フォトマスクの耐光性を向上させることのできる技術を提供することにある。
【００１８】
また、本発明の目的は、フォトマスクのコストを低減させることのできる技術を提供することにある。
【００１９】
さらに、本発明の目的は、半導体装置のコストを低減することのできる技術を提供することにある。
【００２０】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００２２】
すなわち、本発明のフォトマスクは、ガラス基板上に、微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む遮光体パターンを有するようにしたものである。
【００２３】
本発明のフォトマスクで用いるガラス基板（マスク基体、マスク基板）は、石英が適当であるが、本フォトマスクを介してパターン転写を行う際に用いる光に対して透過率が十分に高ければ、他のガラス基板や結晶基板を用いても良い。他のガラス基板または結晶基板材料としては、例えばＣａＦ2、ＳｉＯ2がある。
【００２４】
また、上記微粒子状物質は、その粒径がμｍオーダまたはそれ以下のものであり、望ましくは最小加工寸法の１／１０以下、ここでは、例えば２００ｎｍ以下のもので、光を散乱するもの、つまり乱反射するものを指す。したがって、滑面や粗面で平面状のクロムなどの金属のシート類は含まない。また、微粒子状物質は、例えばバインダーとは、光の屈折率が異なる性質を有する。本発明のフォトマスクは、遮光体パターン中に含まれた微粒子状物質が光を散乱することにより、光の透過を妨げてフォトマスクとして機能する。本発明の遮光体パターンに含まれる微粒子状物質としては、無機物の微粒子が挙げられる。具体的には、カーボンブラック、グラファイト、Ｃ60のような炭素の微粒子や、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛などの金属酸化物の微粒子、アルミニウムや金や銀や銅などの金属の微粒子を使うこともできる。上記粒径２００ｎｍは最高値である。すなわち、パターンに含まれる微粒子状物質の粒径は、その最高値の前後で分布がある。
【００２５】
また、上記バインダーは、上記の微粒子状物質を結びつけて膜とするためのもので、一般に高分子化合物や有機化合物が挙げられる。本発明のフォトマスクの形成の際には、活性放射線により遮光体パターンの形成を行うので、本発明で用いるバインダーは、放射線に対して何らかの感光性を有するもの、つまりレジスト材料が望ましい。
【００２６】
また、本発明のフォトマスクの方式は、フォトリソグラフィの工程で用いられるバイナリーマスク、ハーフトーン型位相シフトマスク及びレベンソン型位相シフトマスク等、全ての透過型のフォトマスクに適用できる。本発明のフォトマスクは、１枚のフォトマスク中に、例えばクロム膜等のような金属膜を遮光体とするフォトマスク構造と併用して用いることができる。すなわち、１枚のフォトマスクの集積回路パターン領域に、金属膜からなる遮光体パターンと、本発明の上記遮光体パターンとの両方を有する構造とすることもできる。それにより、フォトマスク上の所定の部分のみをある程度自由に短時間で変更することが可能である。すなわち、フォトマスク中の一部の変更に際して全部を最初から作り直すのではなく、その変更部分のみの変更が可能となるので、フォトマスクを容易にしかも短時間のうちに再生または変更することが可能となる。
【００２７】
ここでレベンソン型の位相シフトマスクであるときは、ガラス基板が部分的に露光光の位相を反転する（例えばほぼ１８０度変える）位相シフタと呼ばれる構造を有していれば良い。位相シフタは、フォトマスク基板であるガラス基板の一部を掘り込んでその部分の膜厚を薄くして、露光光の位相を反転する（例えばほぼ１８０度変える）掘り込みタイプのものと、フォトマスクのガラス基板の上に位相を反転させる（例えばほぼ１８０度反転させる）膜厚を持った透明膜を形成する方法、及びその２つをミックスした方法があるが、どれを用いても良く、これら位相シフタの上に微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む遮光体パターンが形成されていれば良い。
【００２８】
本発明者らが検討した技術であって、レジスト材料として用いられている有機材料を遮光体としてフォトマスクのガラス基板上に形成する技術においては、そこに照射された光の透過が、遮光体部分での有機分子の吸収により妨げられる。この吸収は、材料の化学構造に応じて特定の吸収であり、その波長はある程度分布を持つが特定の波長になる。ここで有機分子に吸収された光エネルギーは、有機分子を励起状態にする。そして、その後、励起状態からエネルギーの一部は熱や蛍光やりん光に変わり、外へ放出されるが、一部は有機分子を励起状態にして、有機分子の化学結合を切断したり、他の化学結合と反応させたりする。このため、光の照射とともに遮光体であるレジスト材料は劣化し、最終的には、遮光体としての機能を失ってしまう。
【００２９】
これに対して本発明のフォトマスクでは、遮光体パターンに含まれた微粒子状物質が、フォトマスクに照射された光エネルギーを散乱する。光エネルギーの一部分は吸収されるが、散乱が主であるため、エネルギーのパターン部への蓄積は小さく、そのために劣化が生じ難くなる。したがって、フォトマスクとして使える寿命が長くなる。さらには吸収ではないので、遮光する波長も特定の波長に限られない、すなわち、露光光として、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長＝１９３ｎｍ）やＦ2エキシマレーザ光（波長＝１５７ｎｍ）はもちろんのこと、例えばｇ線（波長＝４３６ｎｍ）、ｉ線（波長＝３６５ｎｍ）およびＫｒＦエキシマレーザ光（波長＝２４８ｎｍ）等のような長波長の光を用いた場合でも充分な遮光性を得ることができるという、前記レジスト遮光体マスクで得られない優れた特長を得ることができる。すなわち、本発明は、上記作用上の違いからも分かるように、レジスト膜を遮光体とするフォトマスクとは、作用、構成および効果上において全く異なる技術である。
【００３０】
さらに、上記微粒子状物質として、無機物、金属または金属酸化物を用いることにより、それらが有機物に比べて格段に光エネルギーや熱エネルギーに対して安定であるために、露光光等に対して化学的な変化が生じ難く、フォトマスクとして使用した場合の劣化が生じ難いという優れた利点がある。上記無機物としては、例えばカーボン、グラファイトまたはＣ60等がある。また、上記金属としては、例えば金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）またはアルミニウム（Ａｌ）等がある。また、上記金属酸化物としては、例えば酸化チタン、酸化アルミニウムまたは酸化亜鉛等がある。その他、顔料や染料を微粒子状物質として用いても良い。
【００３１】
上記の微粒子状物質としては、例えばカーボン、グラファイトまたはＣ60のような炭素の微粒子が特に望ましい。カーボン、グラファイトまたはＣ60のような炭素の微粒子を含む遮光体パターンの場合は、アッシングにより除去が可能である。したがって、アッシングにより、一度作ったフォトマスクから石英やガラスの基板を再生できるという優れた利点がある。
【００３２】
また、微粒子状物質として上記金属や金属酸化物を選択した場合は、工程の簡略化を図ることができる。また、遮光体パターンのパターン寸法精度を向上させることができるという優れた利点がある。
【００３３】
また、微粒子状物質として、導電性を有する無機物、金属または金属酸化膜を用いた場合は、遮光体パターンに導電性を持たせることも可能である。この場合、遮光体パターンをパターニングするための電子線描画処理時にチャージアップを低減または防止できるので、パターン描画精度を向上させることができる。したがって、半導体装置のパターン寸法精度を向上させることができるので、半導体装置の性能の向上および微細、高集積の推進を図ることができる。
【００３４】
本発明のフォトマスクの遮光体パターンには、光を透過させない成分として、微粒子状物質以外に吸光剤が含まれていても良い。この場合、含有させる微粒子状物質の量を減らすことが可能であるため、高い解像度を得ることができる。ただし、光を遮蔽する物質として、吸光剤の寄与が大きい場合または単に吸光剤のみを含有させた場合は、光エネルギーが吸光剤分子に吸収され、その励起を引き起こし、何らかの化学反応を引き起こす可能性があり、吸光度が変化してしまう可能性があるが、本発明では、上記微粒子状物質を合わせて用いるので、そのような不具合が生じ難い、あるいは生じないようにすることができる。すなわち、本発明は、レジスト膜にただ単に吸光剤を含有させて遮光性を持たせたパターンを有するフォトマスクとは構成に大きな違いがあり、吸光剤のみを添加した場合よりも耐光性を向上させることができるので、フォトマスクの寿命を向上させることが可能となる。
【００３５】
本発明の遮光体パターン部の透過率は、波長１００ｎｍ以上、５００ｎｍ以下において１６％以下であるものが望ましい。フォトマスクとしてハーフトーン位相シフトマスクである場合は、上記の遮光体パターンの透過率が２〜１６％であるものが望ましく、そのうち特に４〜９％であるものが望ましい。また、フォトマスクとしてバイナリーマスクである場合は、上記の遮光体パターン部の透過率が１％以下であるものが望ましく、より望ましくは０．５％以下のものであり、さらには０．１％以下であるものが特に望ましい。また、レベンソン型位相シフトマスクである場合も、上記の遮光体パターン部の透過率は、波長１００ｎｍ以上、５００ｎｍ以下において１％以下であるものが望ましく、より望ましくは０．５％以下のものであり、さらには０．１％以下であるものが特に望ましい。
【００３６】
先に述べたように、低コストを実現するために、リソグラフィで用いる光源の波長はなるべく大きい方が望ましい。そのため上記の遮光体パターンの透過率は、波長１００ｎｍ以上７００ｎｍ以下において１６％以下であるものが望ましい。この場合もフォトマスクとしてハーフトーン位相シフトマスクである場合は、遮光体パターンの透過率が２〜１６％であるものが望ましく、そのうち特に４〜９％であるものが望ましい。また、フォトマスクとしてバイナリーマスクである場合は、遮光体パターン部の透過率が１％以下であるものが望ましく、より望ましくは０．５％以下のものであり、さらには０．１％以下であるものが特に望ましい。また、レベンソン型位相シフトマスクである場合も、上記の遮光体パターンの透過率は、波長１００ｎｍ以上、７００ｎｍ以下において１％以下であるものが望ましく、より望ましくは０．５％以下のものであり、さらには０．１％以下であるものが特に望ましい。上記の示す透過率は、遮光体パターンに含有させる微粒子状物質とバインダーとの配合比を変えることにより、ある程度自由に変化させることができる。また、遮光体パターンの厚さを変えることによっても、ある程度自由に変化させることができる。もちろん、上記配合比と上記厚さとの両方を変えることでも、ある程度自由に変化させることができる。
【００３７】
先に述べたように微粒子状物質を用いて遮光する場合は、材料の吸収によって光を遮光するのではなく、主に散乱により遮光するので、遮光する波長も特定の波長に限られない。したがって、本発明のフォトマスクを用いた露光処理によりパターンを形成する際は、フォトマスクによって使用可能な光源や露光装置等が限定されることなく、転写するパターンの寸法やプロセス等に適した光源や露光装置等を選ぶことができる。したがって、半導体装置のパターン寸法精度の向上や信頼性の向上を図ることができる。
【００３８】
また、フォトマスクの位置検出に、可視光、例えば波長が６３３ｎｍのヘリウムネオンレーザー光を用いている場合があり、そのような場合にも、遮光体パターンの透過率が、波長１００ｎｍ以上、７００ｎｍ以下において１６％以下であるものは検出がし易いという利点がある。
【００３９】
また、本発明の微粒子状物質の粒径は、遮光体パターンの最小加工寸法よりも小さくなるように、好ましくは最小加工寸法の１／１０またはそれより小さくする。具体的にその粒径は、例えば２００ｎｍ以下であるものが望ましく、１００ｎｍ以下のものがより好ましい。さらには５０ｎｍ以下のものがもっとも好ましい。２００ｎｍを超える粒径のものを用いることは不可能ではないが、粒径が大きすぎる場合には、フォトマスクとして形成したパターンの側壁のラフネスが大きくなるため、マスクとしての充分な精度が得られ難い。また、その粒径があまり大きいと遮光体パターン内において上手く（均一に）分散させることができない。遮光体パターンに含まれる微粒子状物質の粒径は均一とはなり難く、種々の粒径のものが含有される。ここで示した粒径２００ｎｍは最高値であり、その前後に粒径の分布を有するものである。遮光体パターン中の微粒子状物質の粒径を同じ寸法またはほぼ同じ寸法のものとしても良いが、粒径が相対的な大きな微粒子状物質と、相対的に小さな微粒子状物質とを含有させることにより、大きな微粒子状物質間に小さな微粒子状物質を分布させることができる。すなわち、大きな微粒子状物質間の隙間を小さな微粒子状物質で埋め込むことができる。これにより、上記露光光の透過率を変化させることができる。また、大きな微粒子状物質のみで構成した場合に比べて、露光光の透過率を下げることができる。なお、ここで言う粒径は、微粒子状物質の測定の際に１個として測定される状態のものの粒径をいい、１個の微粒子状物質の粒径である場合もあるが、複数の微粒子状物質の集合体の粒径である場合もある。
【００４０】
また、本発明の微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む遮光体パターンにおける微粒子状物質の含量は、遮光体パターンの固形分のうち、例えば１０％以上、９９％以下であるものが望ましい。遮光体パターンを形成するためには、通常は微粒子状物質とバインダーとを組み合わせることになり、ある程度の含量をバインダーが占めることになるが、パターン形成後に焼結処理のように熱エネルギーを与えることにより、バインダー部分を減らして、微粒子状物質の含量を上げることもできる。さらには、バインダー部分をほぼ零に近い状態または無い状態にして微粒子状物質のみで遮光体パターンを形成するようにしても良い。
【００４１】
また、本発明のフォトマスクには、マスク形成後に一般にペリクルと呼ばれる保護膜（保護手段）をつけることができる。
【００４２】
また、本発明のフォトマスクが、位相シフタを有するレベンソン型位相シフトマスクである場合、位相シフタは塗布ガラスＳＯＧ（Spin On Glass）膜をガラス基板上に所定の位置に所定の膜厚で形成することにより得られる。また位相シフタは、ガラス基板を所定の位置に所定の深さだけ掘り込んで形成しても得られる。
【００４３】
また、本発明のフォトマスクおよびその製造方法では、微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む膜の形成、露光、現像という簡略な工程で短時間で低コストで製造できる。また、クロム膜等のような金属膜の被着時のような真空装置を使ったスパッタリング工程やその金属膜のエッチング工程が無いためフォトマスクの製造歩留りも高い。また、上記カーボン、カーボンブラックまたはＣ60等のような微粒子状物質を用いれば、フォトマスク使用後も、アッシングや溶剤処理によって完全にブランクスの状態に再生処理することができ、資源再利用の上でも、フォトマスクコストの低減の上でも効果がある。
【００４４】
また、本発明のフォトマスクの製造方法は、ガラス基板上に微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む膜を形成する工程と、その膜を露光する工程と、さらにその膜を現像して遮光体パターンを形成する工程とを備えるようにしたものである。
【００４５】
また、本発明のフォトマスクの製造方法で用いるガラス基板は、石英が良いが、これに限定されるものではなく種々変更可能であり、本フォトマスクを介してパターン転写を行う際に用いる光に対して透過率が十分に高ければ、他のガラス基板や結晶基板を用いても良い。また、ガラス基板とレジスト材料との接着性を上げるために、例えばヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ（Hexa-methyl-disilazane））処理を施す等、それらの接着を促進する処理工程を加えても良い。
【００４６】
また、本発明のフォトマスクの製造工程は、フォトリソグラフィの工程で用いられるバイナリーマスク、ハーフトーン型位相シフトマスク、レベンソン型位相シフトマスクなど、すべての透過型のフォトマスクに適用できる。ここで位相シフトマスクのうち、部分的に露光光の位相を反転する（例えばほぼ１８０度変える）構造と、露光光が透過することを遮る遮光体とが透明基板上に形成されているレベンソン型位相シフトマスクを製造する場合は、以下の３種類の方法で形成することができる。
【００４７】
まず、位相シフタを感光性ガラスで形成する場合は、マスク基体上に感光性ガラスを形成する工程、該感光性ガラスを露光、現像して所定の位置に所定の膜厚で位相シフタを形成する工程、該位相シフタ上に微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む膜を形成する工程、その膜を露光、現像して遮光体パターンを形成する工程により形成される。
【００４８】
また、感光性を持たない塗布ガラスで位相シフタを形成する場合は、マスク基体上に塗布ガラス膜を形成する工程、その塗布ガラス膜上にレジストを塗布する工程、前記レジストを露光現像しレジストパターンを形成する工程、そのレジストパターンをマスクに塗布ガラス膜をエッチングする工程、前記レジストパターンを除去して位相シフタパターンを形成する工程、前記位相シフタパターン上に微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む膜を形成する工程、その膜を露光、現像して遮光体パターンを形成する工程により形成される。
【００４９】
さらに、透明ガラス基板自体を掘り込んで位相シフタを形成する場合は、マスク基体上にレジストを塗布する工程、該レジストに所望のシフタパターンを露光、現像しレジストパターンを形成する工程、該レジストパターンをマスクにマスク基体を加工する工程、該レジストパターンを除去して位相シフタパターンを形成する工程、該位相シフタパターン上に微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む膜を形成する工程、その膜を露光、現像して遮光体パターンを形成する工程により形成される。
【００５０】
なお、形成するフォトマスクが、通常のバイナリーマスク、または、位相シフトマスクでもハーフトーン型位相シフトマスクの場合は、上記のような位相シフタを加工する工程は不要である。
【００５１】
また、１枚のマスク構造中に、クロム膜等を遮光体とする通常のフォトマスク構造との併用も可能である。この場合は、一般的に知られている方法で所定の部分を除いて、クロム等のような金属膜を遮光体とするフォトマスクの中間体を形成した後、前記の所定の部分のみに上記の方法で微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む遮光体パターンを形成すれば良い。このフォトマスク構造では、１枚のフォトマスクに金属膜からなる遮光体パターンと、上記微粒子状物質を含む遮光体パターンとの両方が配置されている。
【００５２】
また、本発明のフォトマスクの製造方法で用いる遮光体パターンを形成する材料は、微粒子状物質とバインダーとを少なくともを含むことを特徴としている。ここでバインダーは、微粒子状物質を結びつけて膜とするためのもので、一般に高分子化合物や有機化合物を例示できる。本発明のフォトマスクの製造では、活性放射線により遮光体パターンの形成を行うので、本発明で用いるバインダーは、放射線に対して何らかの感光性を有するもの、つまりレジスト材料が望ましい。したがって、高分子材料や有機材料を用いたレジスト材料に微粒子状物質が分散したものであれば良い。ここでいう分散とは、微粒子としてレジストの溶液中に浮かんだ状態になっていることを指す。この分散の状態から微粒子が沈殿したり、浮上したりして、不均一になることを防ぐために、必要に応じて、分散を助ける分散剤を入れることが望ましい。また、レジスト材料としては、露光部が現像で除去されるポジ型のもの、未露光部が現像で除去されるネガ型のものがあり、必要に応じてどちらを用いても良い。この場合の微粒子状物質も、前記したのと同じなので説明を省略する。
【００５３】
本発明のフォトマスクの製造方法においても、前記露光光の透過率は、前記したのと同じなので説明を省略する。また、微粒子状物質の粒径についても、前記したのと同じなので説明を省略する。
【００５４】
また、本発明のフォトマスクの製造方法に用いられる微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む膜を露光する工程で用いられる光源あるいは線源は、活性放射線なら何でも良い。ただし、本発明ではレジスト膜が少なくとも微粒子状物質を含有しており、そのためにフォトマスクの製造に用いる露光光の波長によっては光が膜の低部まで届かない場合があるので、フォトマスクの製造に光を用いる場合は、波長を選ぶ必要がある。
【００５５】
上記の理由から、露光に用いる活性放射線を照射する装置としては、電子線描画装置やイオンビーム露光装置等が望ましい。これらの電子線描画装置やイオンビーム露光装置による露光では、光による露光とは異なり、露光ビームが膜の底部まで届くので、パターンを形成し易い。また、これらの露光装置では、フォトマスクを介さずに所望の形状の活性放射線を生成して所定の部分に選択的に照射できる利点もある。
【００５６】
上記のような電子線描画装置を用いて、電子線によりパターンを描画する場合は、微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む膜上にチャージアップを防止する帯電防止膜を形成することが望ましい。また、フォトマスクの製造方法に位相シフタを形成する工程が入る場合は、位相シフタを加工するためのレジスト上に帯電防止膜を形成することが望ましい。
【００５７】
また、本発明のフォトマスクの製造方法では、露光後、現像する前に微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む膜のついた基板を熱処理しても良い。バインダーとして、化学増幅系レジスト膜を用いた場合は、このような熱処理を施すことで、反応を促進させることができるので、パターンを容易に形成できる上、レジストとしての機能を充分に発揮させることができる。
【００５８】
また、本発明のフォトマスクの製造方法では、現像液には、微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む膜を現像できる現像液であれば、何を用いても良い。環境に対する配慮から、現像液としては、有機溶剤よりもアルカリ水溶液の方が好ましい。アルカリ水溶液としては、例えば水酸化テトラアルキルアンモニウムのような非金属のアルカリの水溶液や水酸化ナトリウム、水酸化カリウムのようなアルカリ金属含有のアルカリの水溶液を用いることができる。さらに現像が可能であれば、水を現像液としても良い。
【００５９】
また、前記のアルカリ水溶液は、現像特性を向上するために、界面活性を含有していることが好ましい。界面活性剤としては、例えばアルキルスルホン酸塩、ポリオキシアルキレンまたはテトラアルキルアンモニウムハライド等があり、これら界面活性剤をアルカリ現像液に含有させることにより、現像時の残さを防ぐことができる。上記の現像液で現像する際は、例えばスプレー現像を用いても良いし、浸漬式の現像を行っても良い。また、現像時の残さを防ぐために現像中に超音波を当てても良い。このような超音波処理によって洗浄効果を向上させることができる。特に、本発明の場合は、上記微粒子状物質を含むので、それを除去する上で効果的である。
【００６０】
さらに、本発明のフォトマスクの製造方法では、微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む膜を現像する工程の後に、形成した遮光体パターンにエネルギーを与えることにより、フォトマスクとしての耐光性を向上させることができる。前記遮光体パターンは、微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含んでいるが、遮光体パターン形成後に焼結処理のように熱エネルギーを与えることにより、バインダー部分の含量を減らすことも可能である。また、バインダー部分をほぼ零に近い状態（パターン中の微粒子状物質がバインダーよりも相対的に多い状態）または無い状態にすることもできる。遮光体パターンの変形を防止するために紫外線（ＤＵＶ光）を照射しつつ熱処理することも効果的である。この時は熱処理温度を、例えば２５０℃程度まで上げることが可能で、露光光に対する耐性もさらに向上させることができるので好ましい。
【００６１】
また、本発明のフォトマスクの製造方法では、マスク形成後に一般にペリクルと呼ばれる保護膜をつけることができる。
【００６２】
また、本発明のパターン形成方法は、被加工基板に感光性組成物からなる膜を形成する工程、所定のパターンが形成されたフォトマスクを介して感光性組成物膜を露光する工程、感光性組成物膜を現像することにより、被加工基板上に感光性組成物のパターンを形成するパターン形成方法において、前記フォトマスクが、ガラス基板上に微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む遮光体パターンを有する構造にしたものである。
【００６３】
また、本発明のパターン形成方法で用いるフォトマスクのガラス基板は、前記したのと同じなので説明を省略する。
【００６４】
本発明のパターン形成方法で用いるフォトマスクは、前記と同様に、遮光体パターンに含まれた微粒子状物質が、光を散乱させることにより、フォトマスクとして機能する。本発明のパターン形成方法は、前記バイナリーマスク、ハーフトーン型位相シフトマスク及びレベンソン型位相シフトマスク等、全ての透過型のフォトマスクに適用できる。また、前記したように、１枚のフォトマスクに、メタルからなる遮光体パターンと、上記微粒子状物質を含む膜からなる遮光体パターンとを有するフォトマスクにも適用できる。レベンソン型の位相シフトマスクの構成については、前記したのと同じなので説明を省略する。
【００６５】
このパターン形成方法で用いるフォトマスクの作用、効果も前記したのと同じなので説明を省略する。また、微粒子状物質の材料（変形例を含む）や粒径、露光波長に対する透過率、フォトマスクの位置検出、さらには微粒子状物質の含有量やバインダーを減らした構成についても前記したのと同じなので説明を省略する。
【００６６】
本発明のパターン形成方法において、ウエハ上の感光性組成物膜を露光するのに用いる光の波長は１００ｎｍ以上、７００ｎｍ未満であることをが望ましい。露光波長が大きいものは、例えば高圧水銀灯を光源とすることができ、光源あるいは露光装置の価格が比較的安く、低コスト化できる。しかし、解像度は波長と関係があるため、露光波長が長波長であると解像性が上がらない。これに対して、ＡｒＦ及びＫｒＦエキシマレーザー等の短波長を露光光源とする露光装置では、現状では価格が高いが、波長が小さい分、より解像度が上がり、微細なパターンの形成ができる。
【００６７】
また、本発明のパターン形成方法でも、前記したのと同様に、感光性組成物膜を、露光後、現像する前に熱処理を加えても良い。前記したように、感光性組成物膜が、化学増幅系レジストと呼ばれる酸触媒を利用するレジストである場合、化学反応を進めるために、この処理は必要である。
【００６８】
また、本発明のパターン形成方法においても、現像液は自然環境等に与える影響が少ないことから水性アルカリ現像液であることが望ましい。
【００６９】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上に上記記載のいずれかのパターン形成方法によりレジストパターンを形成し、それをもとに、半導体基板をエッチング加工する工程か、もしくは半導体基板にイオンを打ち込む工程を含むようにしたものである。
【００７０】
本発明の半導体の製造方法で用いられるエッチング加工法としては、プラズマエッチング、反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング等のようなドライエッチング法や、ウエットエッチング法を例示できる。
【００７１】
また、本発明の半導体装置の製造方法において加工される基板としては、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法や熱酸化法で形成された二酸化珪素膜、塗布性ガラス膜などのような酸化膜、あるいは窒化珪素膜等のような窒化膜を例示できる。また、アルミニウムやその合金、タングステン等のような各種金属膜、多結晶シリコン等を例示できる。
【００７２】
また、本発明の半導体装置の製造方法では、そこで用いるフォトマスクが低コストでしかも短時間でできるので、その結果として、製造される半導体素子もより低コストでしかも短ＴＡＴで製造できる。
【００７３】
【発明の実施の形態】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００７４】
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。
【００７５】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００７６】
同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００７７】
また、本実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００７８】
また、本実施の形態においては、電界効果トランジスタの一例であるＭＩＳ・ＦＥＴ（Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor）をＭＩＳと略し、ｐチャネル型のＭＩＳ・ＦＥＴをｐＭＩＳと略し、ｎチャネル型のＭＩＳ・ＦＥＴをｎＭＩＳと略す。
【００７９】
また、本実施の形態で用いる図面においては、平面図であっても図面を見易くするために遮光体（遮光膜、遮光パターン、遮光領域等）およびレジスト膜にハッチングを付す。
【００８０】
以下、実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。実施の形態に先立ち微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含むレジスト材料の調製について述べる。
【００８１】
<調製例１>
ポリヒドロキシスチレン（重量平均分子量約２０，０００）１０ｇ、２，６−ビス（4-アジドベンザル）アセトン‐2，2’−ジスルホン酸‐N,N-ジエチレンオキシエチルアミド４ｇ、溶剤をプロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）としたカーボンブラック分散液（カーボンブラック粒径約20nm、含率20重量％）75ｇ、ヘキサメトキシメチルメラミン１．５ｇに、さらに溶剤としてＰＧＭＥＡを加えて、固形分が１６％のカーボンを分散させたレジスト（Ｉ）を調製した。
【００８２】
<調製例２>
ｐ−ヒドロキシスチレン／ｔ−ブチルアクリレート共重合体（モル比＝５２／４８）１２ｇ、ナフチルイミドトリフレート０．６ｇ、溶剤をプロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）としたカーボンブラック分散液（カーボンブラック粒径約２０ｎｍ、含量１７重量％）５０ｇ、さらに溶剤としてＰＧＭＥＡを加えて、固形分濃度が１４％のカーボンを分散させたレジスト（II）を調製した。
【００８３】
<調製例３>
ｍ、ｐ−クレゾールノボラック樹脂（重量平均分子量７，８００）１０ｇ、ヘキサメトキシメチルメラミン３．０ｇ、2，４−ビス（トリクロロメチル）−６-フェニル−1，３，５-トリアジン０．５ｇ、溶剤をプロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）とした二酸化チタン分散液（二酸化チタン粒径約２０ｎｍ、含量２０重量％）５０ｇ、さらに溶剤としてＰＧＭＥＡを加えて、固形分濃度が１６％の二酸化チタンを分散させたレジスト（III)を調製した。
【００８４】
<調製例４>
ｍ、ｐ−クレゾールノボラック樹脂（重量平均分子量４，８００）１０ｇ、ポリメチルペンテンスルホン（重量平均分子量４３，５００）１．４ｇ、溶剤を酢酸イソアミルとした酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）分散液（酸化アルミニウム粒径約３０ｎｍ、含量２０重量％）５０ｇ、さらに溶剤として酢酸イソアミルを加えて、固形分濃度が１６％の酸化アルミニウムを分散させたレジスト（IV）を調製した。
【００８５】
<調製例５>
メチルメタクリレート−アクリル酸−ヒドロキシエチルアクリレート共重合体（モル比７０：２０：１０）６．０ｇ、ペンタエリトリトールトリアクリラート４．０ｇ、ｔ−ブチルアントラキノン０．２ｇ、エチルバイオレット０．０１ｇ、ｐ−メトキシフェノール０．１０ｇ、２，２，６，６―テトラメチル−１−ピペリジニルオキシ０．１ｇ、溶剤をプロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）としたカーボンブラック分散液（カーボンブラック粒径約20nm、含率20重量％）３０ｇ、さらに溶剤としてＰＧＭＥＡを加えて、固形分が１６％のカーボンを分散させたレジスト（Ｖ）を調製した。
【００８６】
（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態では、図１に示すように、フォトマスク（以下、単にマスクという）Ｍの石英基板（ガラス基板、マスク基体、マスク基板）１上に形成された遮光体パターン２を露光光３で照明し、投影レンズ４を介して半導体ウエハ（以下、単にウエハという）５の主面（素子形成面）上に塗布されたフォトレジスト（以下、単にレジストという）６を露光した。この遮光体パターン２は、前記微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含んでいる。
【００８７】
この露光時の露光方法として、例えばステップ・アンド・リピート露光法を用いても良いし、スキャンニング露光方法を用いても良い。ステップ・アンド・リピート露光法は、マスク上の回路パターンの投影像に対してウエハを繰り返しステップすることで、マスク上の回路パターンをウエハ上の所望の部分に転写する露光方法である。この露光方法を行う装置をステッパという。また、スキャンニング露光方法は、細いスリット状の露光帯を、ウエハとマスクに対して、スリットの長手方向と直交する方向に（斜めに移動させてもよい）相対的に連続移動（走査）させることによって、マスク上の回路パターンをウエハ上の所望の部分に転写する露光方法である。この露光方法を行う装置をスキャナという。ステップ・アンド・スキャン露光は、上記スキャンニング露光とステッピング露光を組み合わせてウエハ上の露光すべき部分の全体を露光する方法であり、上記スキャンニング露光の下位概念に当たる。
【００８８】
また、露光時の照明は、通常照明を用いても良いし、変形照明を用いても良い。通常照明は、非変形照明のことで、光強度分布が比較的均一な照明を言う。また、変形照明は、中央部の照度を下げた照明であって、斜方照明、輪帯照明、４重極照明、５重極照明等の多重極照明またはそれと等価な瞳フィルタによる超解像技術を含む。
【００８９】
ここで使用したマスクＭの一例の詳細を図２を参照しながら説明する。図２に本方法で作製したマスクＭ１（Ｍ）の平面図および断面図を示す。図２(ａ)が平面図であり、図２(ｂ)が露光装置に載置したときのＡ−Ａ'線の断面図である。符号７ａが層間で合わせを行うとき使用するウエハ合わせマーク、符号７ｂがマスクＭ１の正確な位置を把握するためのレチクルアライメントマーク、符号ＰＡがパターン領域、符号８が遮光帯でＩＣ（Integrated Circuit）のスクライブライン等に相当する領域、符号９ａがペリクル用フレーム、符号９ｂが異物等からマスクＭ１を保護し、また、異物が容易に転写されないようにするためのペリクル膜、１０が露光装置のレチクルステージ、そして、符号１１がレチクルステージ１０とマスクＭ１との接触面を示す。
【００９０】
ここでは、マスクＭ１において、ペリクル用フレーム９ａ、レチクルステージ１０およびレチクル搬送系（図には示されていない）が接触する部分には、上記遮光体パターン２を形成しなかった。その接触面に遮光体パターン２が形成されていると、接触時に剥離し異物欠陥となるためである。また、ペリクル用フレーム９ａが剥離してしまう問題を回避するためでもある。
【００９１】
露光の際には、図２(b)の上側から露光光が照射され、下面側に置かれた投影レンズを介してウエハに転写される。上記遮光体パターン２が形成されている部分では、クロム等のような金属膜に代わり、遮光体パターン２内の微粒子状物質により、光が散乱され遮られる。本発明のマスクＭ１（Ｍ）では、遮光体パターン２に含まれた微粒子状物質が、マスクＭ１（Ｍ）に照射された光エネルギーを散乱する。光エネルギーの一部分は吸収されるが、散乱が主であるため、エネルギーの遮光体パターン２への蓄積は小さく、そのために劣化が生じ難かった。すなわち、本実施の形態のマスクＭ１（Ｍ）によれば、耐光性（耐久性）を向上させることができる。
【００９２】
ここでは、遮光帯８およびレチクルアライメントマーク７ｂは、上記遮光体パターン２から構成されているが、例えばクロム（Ｃｒ）の単体膜またはクロム上に酸化クロム（ＣｒＯx）を堆積してなる積層膜で構成しても良い。特に、ペリクル用フレーム９ａの外側に形成されているレチクルアライメントマーク７ｂは、露光装置汚染からの保護の目的で、金属で構成されていることが望ましい。ペリクル用フレーム９ａ内では、ペリクルが保護膜になって露光光照射によって、上記遮光体パターン２から発生するガスによる露光装置のレンズを汚染するのを防ぐことができるが、ペリクル用フレーム９ａ外では、上記遮光体パターン２から発生するガスが露光装置のレンズを汚染するためである。
【００９３】
次に、本発明のフォトマスクの製造方法の一例をフォトマスクの製造工程を示した図３を参照しながら説明する。なお、図３（ａ）〜（ｃ）は図１、２で説明したマスクＭの製造工程中における集積回路パターン領域の要部断面図である。
【００９４】
まず、図３(a)に示すように、石英基板（ブランクス）１上に、微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む遮光体パターン形成用のレジスト材料として、調製例１に示すようにして調製したカーボンを分散させた上記レジスト（Ｉ）からなるレジスト膜２Ｒを回転塗布し、例えば１００℃で２分程度、ベークして膜厚が、例えば５２０ｎｍ程度の塗膜を得た。その後、レジスト膜２Ｒ上に水溶性導電膜１２を塗布し、図３(b)に示すように、例えば加速電圧５０ＫＶの電子線描画装置（日立ＨＬ−８００Ｄ）を用いて電子線ＥＢにて、レジスト膜２Ｒに所望のパターンを描画した。水溶性導電膜１２を塗布したことにより、電子線ＥＢ照射時のチャージアップを防止でき、パターンの転写精度を向上させることができた。レジスト膜２Ｒ自体に導電性を持たせることで、チャージアップを防止することもできる。この場合、水溶性導電膜１２を塗布する必要が無いので、工程の簡略化および材料費や燃料費の削減等が可能となる。
【００９５】
ここで用いたカーボンを分散させたレジスト（Ｉ）は、レジスト膜中に分散しているカーボン微粒子により、光が散乱され、透過が妨げられる。分光光度計で別途測定したカーボンを分散させたレジスト（Ｉ）の膜厚が、例えば1．0μｍでのＯＤ（Optical Densitometer）値は図４に示すようになった。なおここで、ＯＤ値とは、入射光をＩin、透過光をＩoutとしたとき、−log10(Ｉout／Ｉin)で表される値のことである。また、透過率（Ｔ％）は、１００×Ｉout／Ｉinであることから、ＯＤ値＝−log(Ｔ／１００)で表される。本発明のカーボンを分散させたレジスト（Ｉ）は、分散するカーボン微粒子が散乱体として働くために光の透過が抑えられており、ＯＤ値は膜厚１．０μｍのとき、ＡｒＦエキシマレーザーの波長１９３ｎｍで、例えば１１．６、ＫｒＦエキシマレーザー光の波長２４８ｎｍで、例えば８．０、ｉ線の露光波長である３６５ｎｍで、例えば５．０であった。
【００９６】
電子線描画の後、図３(c)に示すように、界面活性剤として、例えばドデシルスルホン酸ナトリウム０．３重量％を含む２．３８重量％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(ＴＭＡＨ)水溶液によって現像を行い、カーボンを少なくとも含む遮光体パターン２を形成した。ここで用いた帯電防止膜は水溶性であり、レジストパターン現像と同時に除去される。カーボンを分散させたレジスト（Ｉ）はネガ型レジストであり、例えば露光量２０μC/cm2で、残膜厚５００ｎｍの最小寸法０．８μｍの所望のパターンが形成できた。これによって、カーボンブラックの微粒子を含む所望の形状の遮光体パターン２を有するマスクＭ１（Ｍ）を形成することができた。
【００９７】
本実施の形態では、現像処理によって遮光体パターン２を形成できることから、クロム等のような金属膜をエッチングする工程を無くすことができるので、マスクＭの製造時間を大幅に短縮できる。また、クロム等のような金属膜をエッチングする場合に生じる寸法誤差を無くせるので、遮光体パターン２の寸法精度を向上させることができる。さらに、クロム等のような金属膜をエッチングする工程を無くすことができ、材料費、燃料費および設備費等を削減できるので、マスクのコストを大幅に低減できる。
【００９８】
電子線描画により形成された遮光体パターン２のＯＤ値を測定したところ、１．０μｍの膜厚に換算した値では、先の図４に示したものとほぼ変わらなかった。したがって、５００ｎｍのＯＤ値では、ＫｒＦエキシマレーザー光の波長２４８ｎｍで４．０で、透過率に換算すると０．０１％であることから、このマスクＭ１（Ｍ）は、ＫｒＦエキシマレーザー露光用のマスクとして適当であることが明らかになった。また、ｉ線マスクとしての適用を考えると、５００ｎｍのＯＤ値では、２．５であり、透過率０．３２％と若干大きかった。このままの膜厚でもｉ線用として用いられるが、カーボンを分散させたレジスト（Ｉ）の膜厚を少し厚くして、６００ｎｍの膜厚で別にマスクを形成した。６００ｎｍの膜厚での３６５ｎｍでのＯＤ値は３．０であり、透過率は０．１０％であった。また、ＡｒＦエキシマレーザー用としては、カーボンを分散させたレジスト（Ｉ）の透過率が１９３ｎｍではより小さくなることから、膜厚を３００ｎｍにしてマスクを作成した。この場合のＯＤ値は、３．５であり、透過率は０．０３２％であった。
【００９９】
また、ＫｒＦエキシマレーザー露光用のマスクで、遮光部の透過率を変えたものを作成したところ、透過率が１％以下でマスクとして機能した。さらに、透過率が０．５％以下のものでは、孤立パターンのリニアリティーが確保され、より望ましいことが明らかになった。さらに、透過率が０．１％以下のものでは、密集パターンのリニアリティーが確保され、さらに望ましいことが明らかになった。
【０１００】
現像後は、マスクとして使う際の、露光光に対する耐性をより向上させるために熱処理を行なった。ここでは、その熱処理温度を、例えば１２０℃としたが、この温度は一例に過ぎずレジストの材料によって変わる。レジストパターンに変形が起らない範囲でなるべく高い温度で処理するのが好ましい。なお、この熱処理によって、膜厚や透過率はほとんど変化しなかった。
【０１０１】
本実施の形態のマスクは、有機膜の塗布、露光、現像で製造でき、クロム（Ｃｒ）等のような金属膜被着時における真空装置を使ったスパッタリング工程やその金属膜をエッチングする工程が無いためマスク製造歩留りも高かった。また、マスク使用後も、本実施の形態のように微粒子状物質としてカーボンブラックを用いた場合には、アッシングや溶剤処理によって完全にブランクスの状態に再生処理することができる。したがって資源再利用の上およびコスト低減の上でも効果があった。
【０１０２】
次に、このようなマスクを用いたパターン形成方法について説明する。
【０１０３】
まず、シリコン（Ｓｉ）等のような半導体基板（半導体ウエハ）の主面（素子形成面）に対して、例えばヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）処理した後、その主面上に、例えば自家製Ｄｅｅｐ-ＵＶ用レジスト［１−エトキシエチル化ポリビニルフェノール（１−エトキシエチル化率４８％）１０ｇ、１，２，３−トリス（エタンスルホニルオキシ）ベンゼン０．１０ｇ、ベンジルアミン０．００２０ｇ、シクロヘキサノン４０ｇからなるレジスト］を膜厚７００ｎｍで塗布し、９０℃で１２０秒間プリベークした。続いて、そのレジスト膜を、上述のカーボンを分散させたレジスト（Ｉ）からなる遮光体パターン２を有するＫｒＦエキシマレーザー用のマスクを介してＫｒＦエキシマレーザーステッパー（ＮＡ０．５５）で露光した。さらに、例えば露光後ベークを１１０℃で９０秒間行い、２３℃の２．３８重量％の水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液で６０秒間現像を行った。その結果、３８ｍＪ/ｃｍ2で２５０ｎｍのラインアンドスペースパターンを形成することができた。
【０１０４】
また、同様にして、ノボラック樹脂とジアゾナフトキノンからなるｉ線用ポジ型レジストをＨＭＤＳ処理したチタンナイトライド基板上に膜厚１．０μｍで塗布し、９０℃で９０秒間プリベークした。次に、そのレジスト膜を上述のカーボンを分散させたレジスト（Ｉ）からなる遮光体パターン２を有するｉ線用のマスクを介して、ｉ線ステッパー（ＮＡ０．５２）で露光した。さらに、露光後ベークを１１０℃で９０秒間行い、２３℃の２．３８重量％の水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液で６０秒間現像を行った。その結果、１２０ｍＪ/ｃｍ2で３５０ｎｍのラインアンドスペースパターンを形成することができた。
【０１０５】
さらに、同様にして、例えばアクリル樹脂系のＡｒＦエキシマレーザ用ポジ型レジストをＨＭＤＳ処理した上記半導体基板（半導体ウエハ）上に膜厚０．４０μｍで塗布し、１３０℃で６０秒間プリベークした。次に、そのレジスト膜を上述のカーボンを分散させたレジスト（Ｉ）からなる遮光体パターン２を有するＡｒＦエキシマレーザ用のマスクを介して、ＡｒＦエキシマレーザステッパー（ＮＡ０．６０）で露光した。さらに、露光後ベークを１３０℃で６０秒間行い、２３℃の２．３８重量％の水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液で６０秒間現像を行った。その結果、１２ｍＪ/ｃｍ2で１４０ｎｍのラインアンドスペースパターンが形成できた。
【０１０６】
このように、本実施の形態では、マスクＭにおける使用可能な露光光の波長の範囲を広くできるので、半導体装置の各パターンの露光処理に際して、技術的な条件や経済的な条件に合った露光装置を選択して露光処理を行うことができる。したがって、半導体装置の性能の向上およびコストの低減を図ることが可能となる。
【０１０７】
（実施の形態２）
本実施の形態においては、前記実施の形態１で用いたカーボンを分散させたレジスト（Ｉ）の代わりに、調製例２で調製したカーボンを分散させたレジスト（II）を用いて、前記実施の形態１と同様にして、図１〜図３に示したように、上記石英基板１上に遮光体パターン２を形成した。ただし、カーボンを分散させたレジスト（II）はポジ型レジストであるため、図３のマスクＭの製造工程で電子線照射部が現像後に残ったのとは反対に、膜の未照射部が残り、照射部が現像で除去された。
【０１０８】
カーボンを分散させたレジスト（II）は、ＫｒＦエキシマレーザーの波長で膜厚１．０μｍでＯＤ値が７．０であった。この材料を回転塗布し、１１０℃で２分ベークして、膜厚０．２２μｍの塗膜を得た。次に、加速電圧５０ＫＶの電子線描画装置で描画を行い、露光後ベークを１３０℃２分及び現像を前記実施の形態１と同じ現像液で４５秒行って、０．１８μｍホールパターンを有するマスクを得た。次に、レジストパターンの変形等を防止するためにＤＵＶ光を照射しつつ、１５０℃で熱処理を行った。
【０１０９】
熱処理後のマスクＭ上のカーボンを分散させたレジスト（II）の遮光体パターン２の膜厚は、０．１９μｍであり、その膜厚でのＫｒＦエキシマレーザー光の透過率は５％であった。また、この膜厚で、この膜を透過する光の位相はほぼ１８０°（π）反転した。このことからこのマスクＭは、ＫｒＦエキシマレーザー光を露光光源とする際のハーフトーン型の位相シフトマスクとして適していることが本発明者らによって明らかにされた。なお、透過光の位相の反転は、上記πに限定されるものではなく、例えば３π、５π、・・でも良い（位相反転において同じ）。
【０１１０】
さらに、ＫｒＦエキシマレーザー露光用のマスクＭで、遮光部の透過率を変えたものを作成したところ、透過率が２％以上、１６％以下でハーフトーンマスクとしての効果があることが本発明者らによって明らかにされた。さらに、透過率が９％程度から１６％以下のものでは、ハーフトーンマスクとしての効果が大きいものの、サブピークが発生してしまい、補助パターンを配置する必要があることが本発明者らによって明らかにされた。また、透過率が４％程度から９％のものでは、サブピークは発生するものの顕著ではなく、マスクのレイアウトで防ぐことができることが本発明者らによって明らかにされた。そのためレイアウトの制限を受けることが本発明者らによって明らかにされた。さらに、透過率が２％以上４％程度までのものでは、ハーフトーンマスクとしての効果は小さいものの、サブピークもなく、リニアリテティが確保されることが本発明者らによって明らかにされた。
【０１１１】
このような本実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
(1).ハーフトーンマスクにおける遮光体パターンの形成に際してエッチング工程を無くすことが可能となる。
(2)．遮光体パターン描画のための露光時間を短縮させることが可能である。
(3).上記(1),(2)により、ハーフトーンマスクの製造時間を短縮することが可能となる。
(4).上記(1)により、ハーフトーンマスクの製造工程における欠陥発生率を低減できるので、歩留まりを向上させることが可能となる。
(5).上記(1)により、遮光体パターンの寸法精度および遮光体パターン形成面内におけるパターン寸法の均一性を向上させることができる。このため、例えば遮光体パターン形成面内に遮光体パターンの疎密差や寸法差等があったとしても、パターン寸法上信頼性の高いハーフトーンマスクを提供することが可能となる。
【０１１２】
（実施の形態３）
本実施の形態においては、前記実施の形態１で用いたカーボンを分散させたレジスト（Ｉ）の代わりに、調製例３で調製した二酸化チタンを分散させたレジスト（III）を用いて、前記実施の形態１と同様に、図１〜図３に示したように、石英基板１上に塗膜を形成し、電子線描画装置により露光を行って、次いで露光後ベーク、スプレー現像を行って、膜厚０．６０μｍで最小寸法が１．０μｍのネガ型の遮光体パターン２を形成した。
【０１１３】
二酸化チタンを分散させたレジスト（III）で形成した遮光体パターン２の膜厚０．６０μｍでのＯＤ値は、ＡｒＦエキシマレーザーの波長１９３ｎｍで４．８（透過率０．００１６％）、ＫｒＦエキシマレーザー光の波長２４８ｎｍで３．９（透過率０．０１３％）、ｉ線の露光波長である３６５ｎｍで２．４（透過率０．３９％）であった。
【０１１４】
（実施の形態４）
本実施の形態においては、前記実施の形態１で用いたカーボンを分散させたレジスト（Ｉ）の代わりに、調製例４で調製した酸化アルミニウムを分散させたレジスト（IV）を用いて、前記実施の形態１と同様に、図１〜図３に示したように、石英基板１上に塗膜を形成し、電子線描画装置により露光を行って、次いで露光後ベーク、スプレー現像を行って、膜厚０．７０μｍで最小寸法が１．２μｍのポジ型の遮光体パターン２を形成した。
【０１１５】
酸化アルミニウムを分散させたレジスト（IV）で形成したパターン部の膜厚０．７０μｍでのＯＤ値は、ＡｒＦエキシマレーザーの波長１９３ｎｍで４．７（透過率０．００２０％）、ＫｒＦエキシマレーザー光の波長２４８ｎｍで３．６（透過率０．０２５％）、ｉ線の露光波長である３６５ｎｍで２．２（透過率０．６３％）であった。
【０１１６】
本実施の形態によれば、前記実施の形態１〜３で得られた効果の他に、以下の効果を得ることができる。すなわち、微粒子状物質として金属酸化物を用いることにより、遮光パターン２の耐光性のみならず機械的な強度をも向上させることができるので、すなわち、マスクＭの耐久性を向上させることができるので、マスクＭの寿命を向上させることが可能となる。
【０１１７】
（実施の形態５）
本実施の形態においては、前記実施の形態１で用いたカーボンを分散させたレジスト（Ｉ）の代わりに、調製例５で調製したカーボンを分散させた分散させたレジスト（Ｖ）を用いて、前記実施の形態１と同様に、図１〜図３に示したように、石英基板１上に回転塗布し、９０℃１分ベークして、膜厚７００ｎｍの塗膜を得た。それを石英基板１側からレーザーライタ（ＡＬＴＡ３５００）により、波長３６４ｎｍの光を５０ｍＪ／ｃｍ2照射して、露光後、界面活性剤としてポリオキシエチレン０．０５％を含む、０．２％水酸化テトラメチルアンモニウムで１２０秒間現像して、ネガ型の遮光体パターン２を得た。その結果、残膜厚５００ｎｍで最小寸法が２μｍの遮光体パターン２を含むフォトマスクを得た。このときのｉ線（３６５ｎｍ）でのレジストパターン部のＯＤ値は２．４で、透過率は０．４％であった。この場合、レーザライタを用いてパターンを転写するので、チャージアップの問題が生じない。したがって、パターンの寸法精度を向上できる。また、チャージアップ防止のための導電性膜を塗布する必要が無いので、マスク製造工程の短縮およびマスクコストの低減を図ることが可能となる。
【０１１８】
また、レジスト膜上に前記実施の形態１と同じように帯電防止膜をつけて、電子線描画装置（日立ＨＬ−８００Ｄ）により露光を行って、次いで露光後ベーク、スプレー現像を行って、膜厚５５０ｎｍで最小寸法が１．２μｍのネガ型の遮光体パターン２がついたマスクＭを形成した。このときのｉ線（３６５ｎｍ）でのレジストパターン部のＯＤ値は２．６で、透過率は０．２３％であった。
【０１１９】
（実施の形態６）
図５(a)〜(g)は、本発明の他の実施の形態である位相シフトマスクの製造方法を示したものである。ここでは、レベンソン型の位相シフトマスクの製造方法を例示する。
【０１２０】
まず、図５(a)に示すように、前記石英基板（ブランクス）１上にシフタ膜１３を形成した。シフタ膜１３の膜厚ｄは、露光光の波長をλ、シフタ膜１３の露光波長に対する屈折率をｎとしたときに、λ／（２(ｎ−１)）となるように設定した。
【０１２１】
ここでシフタ膜１３は、スパッタリング形成のＳｉＯxとしたがこれに限るものではない。露光光を透過し、膜厚及び屈折率が均質な膜であれば他の膜も用いることが出来る。例えばジルコニウムオキサイド、モリブデンシリサイドまたはＣｒＯＦ3等がある。また、特にＳｎＯxやＴｉＯx等のような屈折率が高い膜は膜厚ｄも薄くでき、その後の微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む遮光体パターンの形成が容易になることから好ましい。屈折率が１．６以上でその膜厚効果が現れてくる。また、導電性膜であれば次に示すレジストのＥＢ描画の際にチャージアップの影響を受けることがないため、このシフタ膜１３は導電性膜であることが好ましい。導電膜としてはＩＴＯ等がある。
【０１２２】
また、耐久性を向上させるために、シフタ膜１３を被着した後に加熱処理を施したが、膜厚dの設定はこの熱処理後の膜厚である。ここでは熱処理として、例えば２００℃、３０分のベークを行なったがこれに限るものではない。また、この膜厚は位相角を決定する重要なものなので熱処理を含めた膜形成後測定し、基準値以内に収まっていない場合は除去及び再形成した。この膜厚ばらつきの許容値は寸法及び必要寸法精度によって左右されるが一般には１%程度である。平坦上にシフタ膜１３を被着することから膜厚均一性がとれやすく、またエッチング時のローディング効果による寸法毎に位相角（膜厚）が変わるという問題も生じないことから高い解像度と寸法精度を容易に得ることが出来た。ここではシフタ膜形成法としてスパッタリング法を用いたが、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法や塗布形成法も用いることが出来る。特に、塗布形成法は膜厚の均一性が良いという特長があり、この場合は、例えば０．２％の均一性で膜形成することも可能であった。これは位相角ズレに換算して約０．１°に相当する精度の高いものである。また位相シフタ膜の膜欠陥（ピンホール欠陥や異物欠陥）を検査し、欠陥が検出された場合はシフタ膜を再生、再作成した。初期の段階で位相欠陥に繋がる欠陥対策が可能となるため工程管理が容易となる。
【０１２３】
次に、図５(b)に示すように、シフタ膜１３の上に電子線レジスト１４を塗布形成し、所望のシフタ描画パターンを露光した。シフタ膜１３が導電膜でない場合はこの電子線レジスト１４の上に水溶性導電膜を形成し、電子線描画時のチャージアップ対策を施した。このような対策を施さないとチャージアップにより描画パターンの位置ずれを起こす。本実施の形態では導電膜を形成しておいたためチャージアップによる描画位置ずれは起こさなかった。チャージアップを防止するために必要な導電率を調べたところシート抵抗で、例えば５０MΩ／cm2以下の抵抗に抑えれば十分な効果があることが明らかにされた。
【０１２４】
次に、図５(c)に示すように、現像を行なってレジストパターン１４ａを形成し、その後、図５(d)に示すように、このレジストパターン１４ａをエッチングマスクにしてエッチングによってシフタ膜１３を加工し、さらに、レジストパターン１４ａを除去して図５(e)に示すように、シフタパターン１３ａを石英基板１上に形成した。この際、シフタパターン１３ａの側面をテーパ加工しておいた。テーパ角は約６０°とした。ここでエッジ検出法で位相シフタ欠け欠陥や残り欠陥を検査した。遮光体がこのシフタパターン１３ａの回りを取り囲んでいないためエッジ検出法でシフタ欠陥を検査出来るため簡便でかつ検出精度の高い位相欠陥検査を行なうことが出来た。
【０１２５】
その後、図５(f)に示すように、調製例１で調整したカーボンを分散させたレジスト（Ｉ）からなるレジスト膜２Ｒを膜厚４２０ｎｍで塗布し、所望の形状の電子線描画を行った。この露光の際もシフタパターン１３ａの描画の際と同様チャージアップ防止のための導電膜を形成することが有効である。本実施の形態においては、例えばシート抵抗30MΩ／cm2の導電膜をレジスト（Ｉ）からなるレジスト膜２Ｒ上に被着した。
【０１２６】
ここでは、シフタ膜１３の外周部をテーパ加工してあるためレジスト膜２Ｒの被覆性が良く、膜厚変動も比較的少ないため遮光体パターン２の寸法精度が高かった。直接段差上を横切るパターンはないが、レジスト膜厚変動の影響は広い範囲に及ぶためこのテーパ加工の効果は大きい。ここではテーパ角を６０°としたが、これより値を小さくして、よりなだらかにすると膜厚変動を減らすことができる。一方で合わせ余裕を持たせた上でそのテーパ部を覆うように遮光パターンを形成しておく必要があることから最小の遮光体パターン幅が制限される。最適なテーパ角は、パターン最小ルール及びシフタとこの遮光体パターンの合わせ精度の見合いから決まる。
【０１２７】
その後、図５(g)に示すように、現像を行なってカーボンを分散させたレジスト（Ｉ）からなる遮光体パターン２を形成した。さらに、加熱あるいはＤＵＶ照射あるいはその双方の処理を行った。この処理を施すことにより遮光体パターン２の露光光に対する照射耐性を高めることが可能となる。
【０１２８】
このように形成したカーボンを分散させたレジスト（Ｉ）の遮光体パターン２の残膜厚４００ｎｍのＯＤ値を測定したところ、ＫｒＦエキシマレーザー光の波長２４８ｎｍで３．２であり、透過率に換算すると０．０６３％であった。またＡｒＦエキシマレーザー光の波長１９３ｎｍで４．０であり、透過率に換算すると０．０１％であった。したがって、このようにして形成したカーボンを分散させたレジスト（Ｉ）の遮光体パターン２は、ＫｒＦ及びＡｒＦエキシマレーザー露光用のレベンソン型位相シフトマスクの遮光部として適当であることが明らかにされた。
【０１２９】
さらに、調製例３、４で調製した微粒子状物質を分散させたレジストを用いても、同様にレベンソン型位相シフトマスクが形成できた。
【０１３０】
本実施の形態による位相シフトマスクは位相誤差０．５°以内という極めて位相制御性が高いものであり、その寸法依存性もないことから、パターン転写を行なったときの寸法精度及び解像度を高くすることができた。また、遮光体パターン２はブランクス及び位相シフタと大きな面積で接触しておりパターン剥がれ等の欠陥も発生しなかった。さらに、製造工程も、金属膜のみを遮光体とする通常のマスクの製造方法に比べ相対的に少ないため歩留まりも高く、またＴＡＴも短かった。ＴＡＴは約半減させることができ、歩留まりは上記通常のマスクの製造方法の３０％から９０％へと大きく改善できた。
【０１３１】
（実施の形態７）
本実施の形態のマスクの製造方法を図６(a)〜(e)を用いて説明する。
【０１３２】
まず、図６(a) に示すように、前記と同様の石英基板（ブランクス）１上に感光性シフタ膜１５を形成した。感光性シフタ膜１５としては、例えば有機ＳＯＧ（Spin On Glass）に酸発生剤を添加したものを用いた。酸発生剤としてはＴＰＳ（トリフェニルスルフォニウムトリフレート）を用いたがこれに限るものではない。感光性シフタ膜１５も有機ＳＯＧに限るものではなく、露光光に対し透明で照射耐性があり、かつマスク描画の際に感光性を有するものであれば良い。ここで用いた感光性シフタ膜１５の露光光（波長１９３ｎｍ）に対する屈折率は１．５８と石英基板１の屈折率１．５６と大きな差はない。このため、多重干渉を低減できて寸法精度上の効果がある。また、石英基板１上に導電膜を形成しておくことも前記実施の形態６と同様に、続く感光性シフタ膜１５の描画の際におけるチャージアップ防止の効果があった。ここでは塗布により感光性シフタ膜１５を形成したが、光ＣＶＤ法等のような他の方法を用いても良い。但し、塗布形成法は簡便で欠陥発生も少ないという優れた特長がある。感光性シフタ膜１５を塗布した後、例えば１２０℃の熱処理を行なった。膜形成後、欠陥検査を行ないピンホール欠陥や異物欠陥等がないことを確認した。これらの欠陥がある場合は感光性シフタ膜１５を除去し、再形成した。
【０１３３】
この感光性シフタ膜１５の膜厚ｄは、後述の２５０℃で行っているベークの後にλ／（２（ｎ−１））となるように補正を加えた値にした。ここで、露光光の波長をλ, ベークの後の感光性シフタ膜１５の露光波長に対する屈折率をnとした。
【０１３４】
次に、図６(b)に示すように、感光性シフタ膜１５を直接電子線描画した。このパターン描画処理に際して、感光性シフタ膜１５の上には水溶性導電膜を形成し、電子線描画時のチャージアップ対策を施した。このような対策を施さないとチャージアップにより描画パターンの位置ずれを起こす。本実施の形態では導電膜を形成しておいたためチャージアップによる描画位置ずれは起こさなかった。
【０１３５】
次に、図６(c)に示すように、現像を行なってシフタパターン１５ａを形成した。その後、露光光照射耐性の向上及び風化防止を目的にためにシフタパターン１５ａに対して加熱処理した。ここでは熱処理として、例えば２５０℃、３０分のベークを行なったがこれに限るものではない。高温にするほど耐性が向上する。また、シフタパターン１５ａの膜厚は、位相角を決定する重要なものなので熱処理後測定し、基準値以内に収まっていない場合は除去及び再形成した。この膜厚ばらつきの許容値は寸法及び必要寸法精度によって左右されるが一般には１％程度である。平坦上にシフタパターン１５ａを被着することから膜厚均一性がとれやすく、また、エッチング時のローディング効果による寸法毎に位相角（膜厚）が変わるという問題も生じないことから高い解像度と寸法精度を容易に得ることが出来た。その後、エッジ検出法で位相シフタ欠け欠陥や残り欠陥を検査した。遮光体がこのシフタパターン１５ａの回りを取り囲んでいないためエッジ検出法でシフタ欠陥を検査出来るため簡便でかつ検出精度の高い位相欠陥検査を行なうことが出来た。このようにして無欠陥で位相制御性の優れた位相シフタパターンをエッチング工程なしに塗布、ベーク、露光及び現像工程のみで形成することが出来た。このように本実施の形態では、シフタパターン１５ａを形成する際に、レジスト塗布工程およびエッチング工程を不要とすることができるので、前記実施の形態６よりもマスクの製造工程を短縮できる。また、材料費、燃料費および設備費を削減できるので、マスクのコストを低減できる。
【０１３６】
その後、図６(d)に示すように、調製例1で調製したカーボンを分散させたレジスト（Ｉ）からなるレジスト膜２Ｒを膜厚４２０ｎｍで塗布し、所望の形状の電子線描画を行った。この露光の際もシフタパターン１５ａの描画の際と同様チャージアップ防止のための導電膜の形成が有効である。本実施の形態においては、例えばシート抵抗４０MΩ／cm2の導電膜をレジスト膜２Ｒ上に被着した。
【０１３７】
その後、図６(e)に示すように、現像を行なってカーボンを分散させたレジスト（Ｉ）からなる遮光体パターン２を形成した。さらに、加熱あるいはＤＵＶ照射あるいはその双方の処理を行った。この処理を施すことにより遮光体パターン２の露光光に対する照射耐性が高まった。
【０１３８】
このように形成したカーボンを分散させたレジスト（Ｉ）の遮光体パターン２の残膜厚４００ｎｍのＯＤ値を測定したところ、ＫｒＦエキシマレーザ光でも、ＡｒＦエキシマレーザ光でも前記実施の形態６と同様の結果が得られた。したがって、本実施の形態７の場合も、遮光体パターン２は、ＫｒＦ及びＡｒＦエキシマレーザー露光用のレベンソン型位相シフトマスクの遮光部として適当であることが明らかにされた。さらに調製例３，４で調製した微粒子状物質を分散させたレジストを用いても、同様にレベンソン型位相シフトマスクが形成できた。
【０１３９】
本実施の形態によれば、前記実施の形態６と同様の位相誤差の精度のものを得ることができ、その寸法依存性も無いことから、ＡｒＦ露光光でパターン転写を行った際に、高い寸法精度および解像度を得ることができた。また、この場合の遮光体パターン２は、シフタパターン１５ａおよび石英基板１と大きな面積で接触しておりパターン剥がれ等の欠陥も発生しなかった。さらに、マスクの製造工程数は前記通常のマスクの製造方法に比べて大幅に少なく、しかも欠陥発生の少ない塗布、ベーク、露光、現像、検査工程のみからなっている（エッチング工程が無い）ため歩留まりも高く、またＴＡＴも短かった。本実施の形態では、ＴＡＴは約１／３低減でき、歩留まりは前記通常のマスクの製造方法の３０％から９０％へと大きく改善させることができた。本実施の形態では、例えばＡｒＦ露光としたが、シフタパターン１５ａの膜厚をＫｒＦ用に調整すれば、ＫｒＦ露光でも有効であることを確認した。
【０１４０】
（実施の形態８）
本実施の形態の位相シフトマスクの製造方法を図７(a)〜(f)により説明する。
【０１４１】
まず、図７(a)に示すように、前記と同様の石英基板（ブランクス）１上に電子線レジスト１４を塗布形成し、所望のシフタ描画パターンを電子線ＥＢにより露光した。この電子線レジスト１４の上に水溶性導電膜を形成し、電子線描画時のチャージアップ対策を施した。これにより、前記実施の形態１〜７と同様に、チャージアップによる描画位置ずれを防止することができた。チャージアップを防止するために必要な導電率を調べたところシート抵抗で、例えば５０MΩ／ｃｍ2以下の抵抗に抑えれば十分な効果があることが本発明者らにより明らかにされた。
【０１４２】
次に、図７(ｂ)に示すように、現像を行なってレジストパターン１４ａを形成し、その後、図７(ｃ)に示すように、このレジストパターン１４ａをエッチングマスクにして石英基板１をエッチングによって加工し、さらに、レジストパターン１４ａを除去して、図７(ｄ)に示すように、シフタパターン１６を石英基板１上に形成した。この際、加工によって掘り込む膜厚ｄは、露光光の波長をλ, 石英基板１の露光波長に対する屈折率をｎとしたときにλ／（２（ｎ−１））となるように設定した。
【０１４３】
その後、図７(e)に示すように、調製例１で調製したカーボンを分散させたレジスト（Ｉ）からなるレジスト膜２Ｒを膜厚４２０ｎｍで塗布し、所望の形状の電子線描画を行った。この露光の際もシフタパターン１６の描画の際と同様チャージアップ防止のための導電膜形成が有効である。本実施の形態においては、その際に、例えばシート抵抗が３０MΩ／ｃｍ2の導電膜をレジスト膜２Ｒ上に被着した。
【０１４４】
その後、図７(ｆ)に示すように、現像を行なってカーボンを分散させたレジスト（Ｉ）の遮光体パターン２を形成した。さらに、前記と同様に加熱あるいはDUV照射あるいはその双方の処理を行った。この処理を施すことにより遮光体パターン２の露光光に対する照射耐性が高めることが可能である。
【０１４５】
このように形成したカーボンを分散させたレジスト（Ｉ）の遮光体パターン２の残膜厚４００ｎｍのＯＤ値を測定したところ、ＫｒＦエキシマレーザ光でも、ＡｒＦエキシマレーザ光でも前記実施の形態６，７と同様の結果が得られた。したがって、本実施の形態８の場合も、遮光体パターン２は、ＫｒＦ及びＡｒＦエキシマレーザー露光用のレベンソン型位相シフトマスクの遮光部として適当であることが明らかにされた。さらに調製例３，４で調製した微粒子状物質を分散させたレジストを用いても、同様にレベンソン型位相シフトマスクが形成できた。
【０１４６】
本実施の形態によれば、前記実施の形態６と同様の作用、効果が得られた。すなわち、パターン寸法精度及び解像度を高くすることができた。また、遮光体パターン２の剥離等のような欠陥も発生しなかった。また、マスクの製造工程における歩留まりを前記通常のマスクの３０％から９０％へと大幅に向上させることができた。さらに、マスク製造におけるＴＡＴを通常のマスクの場合の約半分に短縮できた。
【０１４７】
（実施の形態９）
本実施の形態においては、本発明を、例えばツイン・ウエル方式のＣＭＩＳ（Complementary MIS)回路を有する半導体集積回路装置の製造方法に適用した場合について図８により説明する。
【０１４８】
図８は、その製造工程中におけるウエハ５の要部断面図である。ウエハ５を構成する半導体基板５Ｓは、例えばｎ-型の平面が円形状のＳｉ単結晶からなる。その上部には、例えばｎウエルＮＷＬおよびｐウエルＰＷＬが形成されている。ｎウエルＮＷＬには、例えばｎ型不純物のリンまたはＡｓが導入されている。また、ｐウエルＰＷＬには、例えばｐ型不純物のホウ素が導入されている。nウエルＮＷＬおよびpウエルＰＷＬは、例えば以下のようにして形成する。
【０１４９】
まず、半導体基板５Ｓ上にマスク合わせ用のウエハアライメントマークを形成する。このウエハアライメントマークは選択酸化工程を付加してウエル形成時に作成することもできる。その後、図８(a)に示すように、半導体基板５Ｓ上に酸化膜２１を形成し、引き続きインプラマスク用のレジストパターン２２ａを酸化膜２１上に形成する。その後、例えばリンをインプラした。このインプラマスク用レジストパターン２２ａの形成には、ｉ線縮小投影露光装置および前記実施の形態１に記載のカーボンを分散させたレジストからなる遮光体パターン２を有するｉ線用のマスクＭを用いた。
【０１５０】
ここでは、最小パターン幅が、この工程の場合、例えば２μｍと大きいため、ｉ線リソグラフィを用いた。ウエハ５上のレジストパターン２２ａとしては、例えばｉ線に感度を持つノボラック樹脂とジアゾナフトキノンからなる非化学増幅系のポジ型レジストを用いた。また、前記実施例３、４、５のいずれかで作成したマスクＭを用いても、同様にインプラマスク用レジストパターン２２ａを形成することができた。
【０１５１】
その後、アッシングを行ってレジストパターン２２ａを除去し、酸化膜２１を除去した後、図８(b)に示すように、半導体基板５Ｓ上に酸化膜２３を形成し、引き続きインプラマスク用のレジストパターン２２ｂを酸化膜２３上に形成する。その後、例えばホウ素をインプラした。このインプラマスク用レジストパターン２２ｂの形成には、ｉ線縮小投影露光装置および前記実施の形態１に記載のカーボンを分散させたレジストからなる遮光体パターン２を有するｉ線用のマスクＭを用いた。
【０１５２】
ここでも、最小パターン幅が、この工程の場合、例えば２μｍと大きいため、ｉ線リソグラフィを用いた。ウエハ５上のレジストパターン２２ｂとしては、例えばｉ線に感度を持つノボラック樹脂とジアゾナフトキノンからなる非化学増幅系のポジ型レジストを用いた。また、前記実施例３、４、５のいずれかで作成したマスクＭを用いても、同様にインプラマスク用レジストパターン２２ｂを形成することができた。
【０１５３】
その後、レジストパターン２２ｂおよび酸化膜２３を除去した後、図８（ｃ）に示すように、半導体基板５Ｓの主面（素子形成面）に、例えば酸化シリコン膜からなる分離用のフィールド絶縁膜２４を溝型アイソレーションの形で形成した。なお、アイソレーション方法としてはＬＯＣＯＳ（Local Oxidization of Silicon）法を用いても良い。このアイソレーション作製時のリソグラフィには、ＫｒＦエキシマレーザ縮小投影露光装置および前記実施の形態１に記載のカーボンを分散させたレジストからなる遮光体パターン２を有するＫｒＦエキシマレーザー用のマスクＭを用いた。
【０１５４】
このフィールド絶縁膜２４によって囲まれた活性領域には、ｎＭＩＳ ＱｎおよびｐＭＩＳＱｐが形成されている。ｎＭＩＳＱｎおよびｐＭＩＳＱｐのゲート絶縁膜２５は、例えば酸化シリコン膜からなり、熱酸化法等によって形成されている。また、ｎＭＩＳＱｎおよびｐＭＩＳＱｐのゲート電極２６は、例えば低抵抗ポリシリコンからなるゲート形成膜をＣＶＤ法等によって堆積した後、その膜を、ＡｒＦエキシマレーザ縮小投影露光装置および前記実施の形態１に記載のカーボンを分散させたレジストからなる遮光体パターン２を有するＡｒＦエキシマレーザー用のマスクＭを用いてリソグラフィを行い、その後、エッチングを行って形成されている。この際のウエハ５上のレジストには、例えばアクリル樹脂系の化学増幅系レジストを用いた。なお、このゲート電極２６は、ＫｒＦエキシマレーザ縮小投影露光装置および前記実施の形態６〜８のいずれかに記載のカーボンを分散させたレジストからなる遮光体パターン２を有するＫｒＦエキシマレーザー用のレベンソン型位相シフトマスクを用いてリソグラフィを行っても形成できた。ただし、寸法精度の関係でＡｒＦエキシマレーザー露光の方が望ましい。また、前記実施の形態６，７あるいは８記載の位相シフトマスクを用いるとさらに寸法精度が向上するので、より好ましい。
【０１５５】
ｎＭＩＳＱｎの半導体領域２７は、例えばリンまたはヒ素を、ゲート電極２６をマスクとして半導体基板５Ｓにイオン注入法等によって導入することにより、ゲート電極２６に対して自己整合的に形成されている。また、ｐＭＩＳＱｐの半導体領域２８は、例えばホウ素を、ゲート電極２６をマスクとして半導体基板５Ｓにイオン注入法等によって導入することにより、ゲート電極２６に対して自己整合的に形成されている。ただし、上記ゲート電極２６は、例えば低抵抗ポリシリコンの単体膜で形成されることに限定されるものではなく種々変更可能であり、例えば低抵抗ポリシリコン膜上にタングステンシリサイドやコバルトシリサイド等のようなシリサイド層を設けてなる、いわゆるポリサイド構造としても良いし、例えば低抵抗ポリシリコン膜上に、窒化チタンや窒化タングステン等のようなバリア導体膜を介してタングステン等のような金属腹を設けてなる、いわゆるポリメタル構造としても良い。
【０１５６】
まず、このような半導体基板５Ｓ上に、図８(d)に示すように、例えば酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜２９ａをＣＶＤ法等によって堆積した後、その上面にポリシリコン膜をＣＶＤ法等によって堆積する。続いて、そのポリシリコン膜を、ＫｒＦエキシマレーザ縮小投影露光装置および前記実施の形態１のカーボンを分散させたレジストからなる遮光体パターン２を有するＫｒＦエキシマレーザ用のマスクＭを用いてリソグラフィを行い、エッチングしてパターニングした後、そのパターニングされたポリシリコン膜の所定領域に不純物を導入することにより、ポリシリコン膜からなる配線３０Ｌおよび抵抗３０Ｒを形成する。このパターニングに際して用いたウエハ５上のレジストには、例えばＫｒＦエキシマレーザ光に感度を持つフェノール樹脂をベース樹脂とした化学増幅系レジストを用いた。要求されるパターン寸法と寸法精度がゲートのそれより緩いため、ＡｒＦエキシマレーザ露光より露光コストの安いＫｒＦエキシマレーザ露光を用いてコストを削減した。ＡｒＦエキシマレーザ露光を用いるか、ＫｒＦエキシマレーザ露光を用いるかの判断は、必要な最小寸法と要求寸法精度およびそこの工程にかけるコストの見合いで決める。
【０１５７】
その後、図８(e)に示すように、半導体基板５Ｓ上に、例えば酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜２９ｂをＣＶＤ法等によって堆積した後、層間絶縁膜２９ａ，２９ｂに半導体領域２７，２８および配線３０Ｌの一部が露出するようなコンタクトホール３１をＫｒＦエキシマレーザ縮小投影露光装置および前記実施の形態２のカーボンを分散させたレジストからなる遮光体パターン２を有するＫｒＦエキシマレーザ用のハーフトーン型位相シフトマスクを用いてリソグラフィを行い、エッチングして穿孔する。このパターニング処理に際してウエハ５上のレジストには、例えばＫｒＦエキシマレーザ光に感度を持つフェノール樹脂をベース樹脂とした化学増幅系レジストを用いた。
【０１５８】
ここではコンタクトホール３１の孔径が、例えば０．１８μmであったため、ＫｒＦエキシマレーザ露光を用いたが、例えば０．１５μmより小さな孔径が必要な場合はＡｒＦエキシマレーザ露光を用いることが好ましい。ＫｒＦエキシマレーザ露光では０．１５μmより小さな孔径を安定して解像することが困難なためである。
【０１５９】
さらに、半導体基板５Ｓ上に、例えばチタン(Ｔｉ)、窒化チタン(ＴｉＮ)およびタングステン(Ｗ)からなる金属膜をスパッタリング法およびＣＶＤ法等により順次堆積した後、その金属膜をＫｒＦエキシマレーザ縮小投影露光装置および前記実施の形態１のカーボンを分散させたレジストからなる遮光体パターン２を有するＫｒＦエキシマレーザー用のマスクＭを用いてリソグラフィを行い、エッチングすることにより、図８(f)に示すように、第１層配線３２を形成する。このパターニングの際のウエハ５上のレジストには、例えばＫｒＦエキシマレーザ光に感度を持つフェノール樹脂をベース樹脂とした化学増幅系レジストを用いた。これ以降は、第１層配線３２と同様に第２層配線以降を形成し、半導体集積回路装置を製造する。ここでは配線ピッチが、例えば０．３６μmであったため、ＫｒＦエキシマレーザ露光を用いたが、解像度の関係から、例えば０．３μmより配線ピッチパターンを形成する場合はＡｒＦエキシマレーザ露光を用いる。
【０１６０】
カスタムＬＳＩ製品では、特に第１層配線３２を中心にマスクデバッグが行われることが多い。第１層配線３２へのマスク供給ＴＡＴの速さが製品開発力を決め、かつ必要なマスク枚数も多くなるので、この工程に本発明を適用するのは効果が特に大きい。また、第２層配線での最小パターン寸法は、例えば０．３５μm（パターンピッチは、例えば０．８μm）と露光波長(０．２４８μm)に比べて十分太いものであった。そこで、そこには本発明の前記実施の形態１のカーボンを分散させたレジストからなる遮光体パターン２を有するＫｒＦエキシマレーザー用のマスクＭを適用した。
【０１６１】
本発明のカーボンに代表される微粒子状物質を含有する遮光体パターン２を有するマスクＭを用いることにより、ｉ線、ＫｒＦ、ＡｒＦのいずれにも対応可能であったことから、寸法に応じて適切な光源および露光装置を用いれば良く、コスト削減に役立った。しかも、前記通常のマスクよりコストを低くし、またＴＡＴを短くすることができた。さらに、カーボンに代表される微粒子状物質を含有する遮光体パターン２を有するマスクＭは、露光光に対して安定であり、カスタムＬＳＩを３００万個生産するのに相当する露光量である７００Ｊ／ｃｍ2のＫｒＦエキシマレーザー光を照射した後も、透過率及びマスクＭ上の遮光体パターン２の形状は変化しなかった。
【０１６２】
以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【０１６３】
例えばマスク上の遮光体パターンをピーリングによって除去しても良い。すなわち、粘着テープを遮光体パターンに貼り付けた状態で剥がすことにより、遮光体パターンを除去しても良い。
【０１６４】
また、前記実施の形態９では、ＣＭＩＳ回路を有する半導体装置の製造方法に本発明を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく種々変更可能であり、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）またはフラッシュメモリ（ＥＥＰＲＯＭ；Electric Erasable Programmable Read Only Memory）等のようなメモリ回路を有する半導体装置、マイクロプロセッサ等のような論理回路を有する半導体装置あるいは上記メモリ回路と論理回路とを同一半導体基板に設けている混載型の半導体装置にも適用できる。
【０１６５】
以上の説明では主として本発明者らによってなされた発明をその背景となった利用分野である半導体装置の製造方法に適用した場合について説明したが、それに限定されるものではなく、例えば液晶パネル、ディスクアレイ、磁気ディスクヘッドまたはマイクロマシンの製造方法にも適用できる。
【０１６６】
【発明の効果】
本願によって開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下の通りである。
(1).本発明によれば、微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む遮光体パターンを有するフォトマスクを使用することにより、露光光の波長が１００ｎｍ〜数百ｎｍの領域で充分な遮光性を得ることが可能となる。
(2).本発明によれば、微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む遮光体パターンを有するフォトマスクを使用することにより、その遮光性が長時間の使用に際しても変化しない高い耐光性を有するフォトマスクを得ることが可能となる。
(3).本発明によれば、微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む遮光体パターンを有するフォトマスクを使用することにより、フォトマスクのマスクパターンの形成に際してエッチング工程を無くすことができるので、フォトマスクの製造時間を短縮することが可能となる。
(4).上記(3)により、上記フォトマスクを用いた露光処理によって半導体装置を開発または製造することにより、半導体装置の開発期間または製造時間を短縮することが可能となる。
(5).本発明によれば、微粒子状物質とバインダーとを少なくとも含む遮光体パターンを有するフォトマスクを使用することにより、フォトマスクのマスクパターンの形成に際してエッチング工程を無くすことができるので、フォトマスクのコストを低減することが可能となる。
(6).上記(5)により、上記フォトマスクを用いた露光処理によって半導体装置を製造することにより、半導体装置のコストを低減することが可能となる。
(7).本発明によれば、上記フォトマスクを用いることにより、少量多品種の半導体装置を短時間に開発でき、かつ、低コストで製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造工程における露光方法の説明図である。
【図２】図１で説明した露光方法で用いたフォトマスクの一例であって、（ａ）は、そのフォトマスクの全体平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線の断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は図１および図２で説明した露光方法で用いるフォトマスクの製造工程中の要部断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態である露光方法で用いるマスクのパターンを構成するカーボンを分散させたレジスト（Ｉ）の分光特性を示す特性図である。
【図５】（ａ）〜（ｇ）は本発明の他の実施の形態であるフォトマスクの製造工程中の要部断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｅ）は本発明の他の実施の形態であるフォトマスクの製造工程中の要部断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｆ）は本発明のさらに他の実施の形態であるフォトマスクの製造工程中の要部断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｆ）は本発明の他の実施の形態である半導体装置の製造工程中における要部断面図である。
【図９】本発明者らが検討したフェノール樹脂をベースとする代表的な電子線レジストの分光特性を示す特性図である。
【符号の説明】
１  石英基板（ガラス基板、マスク基体、マスク基板）
２  遮光体パターン
２Ｒ  フォトレジスト膜
３  露光光
４  投影レンズ
５  半導体ウエハ
５Ｓ  半導体基板
６  フォトレジスト
７ａ  ウエハ合わせマーク
７ｂ  レチクルアライメントマーク
８  遮光帯
９ａ  ペリクル用フレーム
９ｂ  ペリクル膜
１０  レチクルステージ
１１  接触面
１２  水溶性導電膜
１３  シフタ膜
１３ａ  シフタパターン
１４  電子線レジスト
１４ａ  レジストパターン
１５  感光性シフタ膜
１５ａ  シフタパターン
１６  シフタパターン
２１  酸化膜
２２ａ，２２ｂ  レジストパターン
２３  酸化膜
２４  フィールド絶縁膜
２５  ゲート絶縁膜
２６  ゲート電極
２７  半導体領域
２８  半導体領域
２９ａ，２９ｂ  層間絶縁膜
３０Ｌ  配線
３０Ｒ  抵抗
３１  コンタクトホール
３２  第１層配線
Ｍ  フォトマスク
ＰＡ  パターン領域
ＥＢ  電子線
ＮＷＬ  ｎウエル
ＰＷＬ  ｐウエル
Ｑp  ｐチャネル型のＭＩＳ・ＦＥＴ
Ｑn  ｎチャネル型のＭＩＳ・ＦＥＴ
【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】
0003914386.tif 000008
【図８】
0003914386.tif 000009
【図９】
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