(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光光に対して透明な基体に、遮光膜からなる遮光部と、光透過パターンである第１のパターンと第２のパターンとを形成し、該第１のパターンは基体を掘り込んで形成したものであり、第１のパターンを透過した光と、第２のパターンを透過した光の位相は略１８０度異なる位相シフトマスクにおいて、
第１のパターンの側壁には、サイドウォール状パターンが形成されており、
前記第１パターン側の遮光膜は該サイドウォール上に重なる様に形成され、
該サイドウォールパターンもしくはサイドウォールパターン上の遮光膜が導波路効果を消失もしくは軽減することにより、
第１のパターンを透過した光によって被露光材上に転写されるパターンの線幅と、第２のパターンを透過した光によって被露光材上に転写されるパターンの線幅とがほぼ等しいものとした
ことを特徴とする位相シフトマスク。
【請求項２】
露光光に対して透明な基体を掘り込むことにより第１のパターンを形成する工程と、犠牲膜を形成する工程と、該犠牲膜をエッチバックする工程と、基体に遮光膜を形成する工程と、該遮光膜に第２のパターンを形成する工程からなり、
第１のパターンを透過した光と、第２のパターンを透過した光の位相は略１８０度異なっており、
第１のパターンの側壁には、犠牲膜をエッチバックする工程において残留する犠牲膜形成材料がサイドウォール状に形成されており、
前記第１パターン側の遮光膜は該サイドウォールの少なくとも一部上に重なる様に形成され、
該サイドウォールもしくはサイドウォール上の遮光膜が導波路効果を消失もしくは軽減することにより、
第１のパターンを透過した光によって被露光材上に転写されるパターンの線幅と、第２のパターンを透過した光によって被露光材上に転写されるパターンの線幅とがほぼ等しいものとなるようにマスク形成する
ことを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位相シフトマスク及び位相シフトマスクの製造方法に関する。本発明は特に、導波路効果を生ぜしめることなくパターン露光が可能で、かつマスクの洗浄を可能とした位相シフトマスク及びその製造方法を提供するものである。本発明は、マスクの像を被露光材に転写する各種の露光技術に適用でき、たとえば、微細化・集積化した電子材料（半導体装置等）の製造のためのパターン転写に用いる位相シフトマスク及びその製造方法として、好適に使用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体装置等の電子材料の分野において、パターン転写により各種のパターン形成を行うことが知られている。たとえば、メモリ素子、論理演算素子、ＣＣＤ素子、ＬＣＤ素子、メモリ論理演算混載素子等の各種の半導体装置を製造する際のパターン転写工程においては、いわゆるフォトリソグラフイ工程が行われ、ここではフォトマスク上に形成されている回路パターンを被露光材である半導体ウェハ基体に塗布されたレジストに、たとえば紫外から可視領域にかかる波長の光によって転写し、レジストを現像し、所望の回路パターンを形成する。
【０００３】
近年、半導体装置の微細化に伴い、ウェハ基体上に塗布されたレジストを現像して形成される回路パターンの線幅ないしホール径はますます縮小が要せられ、転写に使用される光の波長よりも小さな線幅ないしホール径の回路パターンが形成されるようになって来ている。
【０００４】
たとえば、波長２４８ｎｍの光により、線幅ないしホール径を０．２４μｍ、もしくはそれを下回る微細状に形成することが要求されている。
【０００５】
このように極めて微細なパターン形成が要求されるに至っており、このような場合に、たとえば上記のように光の波長よりも小さな線幅ないしホール径の形成が要求される場合に、位相シフトマスクを用いることが検討されている。位相シフトマスクは、解像度や焦点深度を向上させ得る技術として、注目されており、いくつかの種類が知られている。
【０００６】
たとえば、ライン幅と、スペース幅とが略等しい繰り返しパターン（以下、適宜ラインアンドスペースパターンと称することもある）、また、ホール径と、隣合うホールの間隔が略等しいパターン（以下、適宜密ホールパターンと称することもある）のような、密集したパターンに対しては、レベンソン方式の位相シフトマスクが顕著に有効であることが知られている。
【０００７】
レべンソン方式の位相シフトマスクは、代表的には図２６に示すように、遮光膜からなる遮光部２と、透過する光の位相を互いに略１８０度異ならせて光を透過させる２つの光透過パターン３Ａ，３Ｂを有し、この位相反転構造を利用して、解像度の高いパターン形成を行うものである。図２６の例は、光透過パターン３Ａはガラス等の透明基体１（露光光に対して透明）を掘り込んで形成することにより、光透過パターン３Ｂと位相を略１８０度異ならせるようにしている。
【０００８】
しかしながら、位相シフトマスクは、その２つの光透過パターン３Ａ，３Ｂが、これらを透過する光の位相を互いに略１８０度異ならせて光を透過させるものであるので、両者を透過して被露光材に与えられる光の強度が互いに異なることがある。すなわち、図示従来技術にあっては導波効果により、図２６の光強度グラフに符号Ｆａ，Ｆｂで示すように、隣り合う光透過領域（パターン３Ａ，３Ｂ）を透過した光の光強度は、互いに異なるものとなる。このため、被露光材であるウェハ上に塗布されたレジストに形成されるパターンの幅が、異なったものとなってしまう。
【０００９】
この問題を避けるために、この種の位相シフトマスクについて、図２７に示すように、一方の光透過パターン３Ａに対し、遮光膜２を庇状に形成し、この遮光膜の庇２１により、導波路効果を消失もしくは軽減させるようにすることが提案されている。この構造では、掘り込まれて形成された光透過パターン３Ａに、約０．１０μｍ程度の庇状に遮光膜を残している。
【００１０】
この構造は、図２８から図３４に示す方法で、作製される。図２８に示すように、透明（マスクとして使用するときの露光光に対して透明）基体であるガラス基体１上に、クロムにより遮光膜２０を形成し、さらに電子線レジスト１aを形成する。図２８に、第一の電子線描画予定領域を、符号Ｒ１１，Ｒ１２で示す。
【００１１】
電子線レジスト１aの電子線描画によるパターニングに従って、領域Ｒ１１，Ｒ１２を描画・エッチングし、図２９の構造を得る。これにより、遮光膜２０がパターニングされて遮光部２が形成される。レジスト剥離して、図３０の構造を得る。
【００１２】
上記構造に対し、再度電子線レジスト１aを塗布し、その上に帯電防止膜１ｂを形成し、図３１の構造とする。第二の電子線描画予定領域を、符号Ｒ２で示す。
【００１３】
第二の電子線描画を行って、領域Ｒ２を描画・エッチングし、図３２に示すように、領域Ｒ２の基体１を露出させる。基体１のエッチング領域の開口の工程に当たる。
【００１４】
等方性エッチングを行って、基体１をエッチングする。等方性エッチングであるので、図３３のように、エッチングされた上方に、遮光膜２が、庇２１の形で残った構造になる。レジストを除去すると、図３４の構造が得られる。
【００１５】
図３４の構造のマスクにより露光すると、図２７に示すように、領域３Ａを透過した光の強度ＦＡと、領域３Ｂを透過した光の強度ＦＢとは、ほぼ等しくなる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上記した手法には、次のような問題点がある。すなわち、上記手法では、ガラス基体１をウェットエッチングし、このウェットエッチングで遮光膜２の庇２１の長さの制御を行っているが、これには、次の難点がある。
【００１７】
まず、等方性のウェットエッチングを用いているために、ガラス基体１を掘り込んで形成されるパターンの底部は、丸まっている。該丸まりにより、位相が１８０度の反転からずれるので、パターンの転写特性が劣化する。さらに、遮光膜による庇の長さは、ウェットエッチング溶剤、ウェットエッチング時間等により制御は可能ではあるが、線幅ないしはホール径が異なるパターンが混在している場合、該パターンサイズによってエッチング速度が互いに異なるため、庇の長さはパターンサイズにより互いに異なってしまう。
【００１８】
さらに、遮光膜からなる庇は、空中に浮いている構造であるために、洗浄工程におけるスクライブ洗浄、超音波洗浄、メガソニック洗浄などによって、簡単にとれてしまい、導波路効果を消失もしくは軽減させる庇としての機能が失われてしまう。また、ダストとなって、製造装置を汚染させてしまう。たとえば上記工程で得られた位相シフトマスクを、超音波洗浄１０分、メガソニック洗浄１５分、スクライブ洗浄１０分の各条件で洗浄テストを行ったところ、いずれにおいても、遮光膜（クロム）の庇が剥がれた。よって、洗浄は不可能ということであり、この種の位相シフトマスクは、洗浄することを避けなければならないことになる。
【００１９】
さらに、図２８ないし３４に示した製造工程では、第一の描画工程に対する第二の描画工程の位置ずれ（かかる位置ずれを完全に無くすことはできない）のために、遮光膜（クロム）の庇の長さは、左右同一に形成することはできず、よって導波路効果を完全には抑制できず、ガラス基体を掘り込んだパターンと、相隣り合う掘り込まれないパターンとにおいて、光強度のむらが生じる。
【００２０】
本発明は上記問題点を解決して、位相シフトマスクについて、導波路効果を良好に消失もしくは軽減させ得、かつこの効果を、パターンサイズ等に依存せずに、制御制良く得ることも可能にでき、かつ各種洗浄も可能である位相シフトマスク、及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、以下の発明により、達成される。すなわち、
露光光に対して透明な基体に、遮光膜からなる遮光部と、光透過パターンである第１のパターンと第２のパターンとを形成し、該第１のパターンは基体を掘り込んで形成したものであり、第１のパターンを透過した光と、第２のパターンを透過した光の位相は略１８０度異なる位相シフトマスクにおいて、
第１のパターンの側壁には、サイドウォール状パターンが形成されており、
前記第１パターン側の遮光膜は該サイドウォール上に重なる様に形成され、
該サイドウォールパターンもしくはサイドウォールパターン上の遮光膜が導波路効果を消失もしくは軽減することにより、
第１のパターンを透過した光によって被露光材上に転写されるパターンの線幅と、第２のパターンを透過した光によって被露光材上に転写されるパターンの線幅とがほぼ等しいものとした
ことを特徴とする位相シフトマスク
によって、達成される。
【００２２】
また、
露光光に対して透明な基体を掘り込むことにより第１のパターンを形成する工程と、犠牲膜を形成する工程と、該犠牲膜をエッチバックする工程と、基体に遮光膜を形成する工程と、該遮光膜に第２のパターンを形成する工程からなり、
第１のパターンを透過した光と、第２のパターンを透過した光の位相は略１８０度異なっており、
第１のパターンの側壁には、犠牲膜をエッチバックする工程において残留する犠牲膜形成材料がサイドウォール状に形成されており、
前記第１パターン側の遮光膜は該サイドウォールの少なくとも一部上に重なる様に形成され、
該サイドウォールもしくはサイドウォール上の遮光膜が導波路効果を消失もしくは軽減することにより、
第１のパターンを透過した光によって被露光材上に転写されるパターンの線幅と、第２のパターンを透過した光によって被露光材上に転写されるパターンの線幅とがほぼ等しいものとなるようにマスク形成する
ことを特徴とする位相シフトマスクの製造方法
によって、達成される。
【００２３】
本発明によれば、透明基体を掘り込んで形成されるパターンの側壁にサイドウォールを形成することにより、該サイドウォールパターンによって、そのようなサイドウォールが無い場合においては顕著である透明基体側壁における光の干渉効果を抑制して、導波路効果を消失もしくは軽減せしめることができる。すなわち、該サイドウォールが、遮光作用を有する材料で形成されている場合はそのサイドウォール自体が、該サイドウォールが透明もしくは半透明の材料で形成されている場合にはサイドウォール上の遮光膜が、側壁での光の干渉効果を抑制し、導波路効果を消失もしくは軽減するという作用を示す。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明し、また、本発明の好ましい実施の形態の具体例について、図面を参照して説明する。但し当然のことではあるが、本発明は以下述べる実施の形態例に限定されるものではない。
【００２５】
本発明の実施においては、基体は露光に用いる露光光に対し透明（完全に１００％の透過率は要さないが、露光に供し得る程度に透明であればよい）なものを用いる。代表的には、石英基体である。その他、ガラス等、適宜の材料の基体を用いることができる。
【００２６】
遮光部を構成する遮光膜の材料は、代表的にはクロムやタングステンであり、あるいはその他の高融点金属や、その化合物を使用することもできる。
【００２７】
以下、本発明の好ましい実施の形態例について、具体的に詳述する。当然のことではあるが、本発明は以下述べる実施の形態例に限定されるものではない。以下の実施の形態例においては、ラインアンドスペースパターンを例示して説明するが、もちろん、繰り返して配置されるホールパターンにも同様に適用できる。さらには、繰り返しパターンから構成される任意のデバイスパターンにも同様に適用できる。また、描画方法として電子線による方法で例示するが、電子線に限らず、光、レーザービーム、イオンビーム等であってもよい。また、犠牲膜の材料は、以下の例で示すもののほか、ＳｉＯ2、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ａｌ、スピンオンガラス等の、各種アモルファスもしくは結晶粒径の小さな無機膜などを用いることができ、さらに、ハードベークされたレジスト等の有機物でもよい。遮光膜を形成するための遮光材料についても、クロム系ないし高融点金属系材料のほか、遮光能のある材料であれば任意であり、例えばその他の金属系材料、各種合金等を適宜選択して用いることができる。
なお、以下の実施の形態例において例示されるパターン幅は、５倍レティクル上の寸法で表示されている。
【００２８】
実施の形態例１
図１に本例に係る位相シフトマスクの構造を示し、図２にその作用を示し、図３ないし図９に、本例の位相シフトマスクの製造工程を示す。
【００２９】
本例においては、露光光に対して透明な基体を掘り込むことにより第１のパターンを形成する工程と、犠牲膜を形成する工程と、該犠牲膜をエッチバックする工程と、基体に遮光膜を形成する工程と、該遮光膜に第２のパターンを形成する工程からなり、第１のパターンを透過した光と、第２のパターンを透過した光の位相は略１８０度異なっており、第１のパターンの側壁には、犠牲膜をエッチバックする工程において残留する犠牲膜形成材料がサイドウォール状に形成されており、前記第１パターン側の遮光膜は該サイドウォール上に重なる様に形成され、該サイドウォールもしくはサイドウォール上の遮光膜が導波路効果を消失もしくは軽減することにより、第１のパターンを透過した光によって被露光材上に転写されるパターンの線幅と、第２のパターンを透過した光によって被露光材上に転写されるパターンの線幅とがほぼ等しいものとなるようにマスク形成する位相シフトマスクの製造方法を、具体化して実施した。
【００３０】
本例の位相シフトマスクは、図１に示すように、露光光に対して透明な基体１（ここではガラス基体）に、遮光膜からなる遮光部２と、光透過パターンである第１のパターン３Ａと第２のパターン３Ｂとを形成し、該第１のパターン３Ａは基体１を掘り込んで形成したものであり、第１のパターン３Ａを透過した光と、第２のパターン３Ｂを透過した光の位相は略１８０度異なる位相シフトマスクにおいて、第１のパターン３Ａの側壁には、サイドウォール状パターン４（ここではシリコンナイトライドからなる）が形成されており、該サイドウォールパターン４上の遮光膜５が導波路効果を消失もしくは軽減することにより、第１のパターン３Ａを透過した光によって被露光材上に転写されるパターンの線幅と、第２のパターン３Ｂを透過した光によって被露光材上に転写されるパターンの線幅とがほぼ等しいものとした位相シフトマスクである。
【００３１】
この位相シフトマスクは、図２に示すように、上記サイドウォールパターン４もしくはサイドウォールパターン４上の遮光膜５の作用で、導波路効果を消失もしくは軽減し、第１のパターン３Ａを透過した光の光強度ＦＡと、第２のパターン３Ｂを透過した光の強度ＦＢとは、略等しくなる。この作用については、後記詳述する。
【００３２】
以下、図３から図９を参照して、本例の位相シフトマスクの製造工程を説明する。
図３に示したように、ガラス基体１に、電子線レジスト１aを、膜厚５００ｎｍになるように回転塗布した。この電子線レジスト１a上には、帯電防止膜１ｂを形成した。次にこの図３に示す工程においては、第一の描画予定領域Ｉにおけるレジスト１を、電子線で描画した。ここでは、電子線の加速電圧が、１０ｋＶのものを用いた。パターンの幅は、１．４０μｍとした。
【００３３】
次に図４に示すように、ガラス基体１を、ＣＦ4ガスからなるエッチングガスを用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により、深さが２６９ｎｍになるようにエッチングした。これにより、第１のパターン３Ａをガラス基体１を掘り込むことによって、形成した。ここで、２６９ｎｍの深さは、図１に示した領域３Ａ（第１のパターン３Ａの領域）を透過する波長２４８ｎｍの光の位相と、領域３Ｂ（第２のパターン３Ｂの領域）を透過する波長２４８ｎｍの光の位相とが、互いに１８０度異なるように設定されたものである。
【００３４】
次に図５に示す工程において、犠牲膜６となるＳｉ3Ｎ4膜を、３００ｎｍの厚さになるように形成した。Ｓｉ3Ｎ4膜は、減圧ＣＶＤにより、ＳｉＨ4ガスと、ＮＨ3ガスを原料ガスとして、形成した。反応温度は、略８００℃であった。ここで犠牲膜とは、最終的にはその膜自体は（ここではサイドウォールとして残るが）最終構造に残らない膜を言う。
【００３５】
次に図６に示す工程において、ＣＦ4と酸素からなる反応ガスを用いて、犠牲膜６であるＳｉ3Ｎ4膜をエッチバックした。この工程において、ガラス基体１の側壁に形成されたＳｉ3Ｎ4膜は、３００ｎｍよりも厚く形成されるため、エッチバック工程においてもサイドウォールとして残る。ガラス基体パターン底部におけるサイドウォールの幅は０．１０μｍになるようにバックエッチング時間を制御した。これにより図６に示すサイドウォールパターン４を、第１のパターン３Ａの側壁に、犠牲膜６をエッチバックする工程で残留させた。
【００３６】
次に図７に示す工程において、ここではクロムからなる遮光膜２０を、ＤＣスパッタ法により形成した。遮光膜２０を構成するクロム膜の膜厚は、１０５ｎｍとした。
【００３７】
次に図８に示す工程において、電子線レジスト７を塗布した。図８中、符号ＩＩａ，ＩＩｂで、第二の描画予定領域を示す。
【００３８】
図８に示されている第二の描画予定領域ＩＩａ,ＩＩｂにしたがって、加速電圧が１０ｋＶである電子線で、これらの領域ＩＩａ，ＩＩｂを描画した。パターンの幅は、１．２０μｍとした。
【００３９】
次に図９の工程において、上記電子線描画により形成したパターン状のレジスト７をマスクとして、遮光膜２０をエッチングしてパターニングした。ここでは塩素及び酸素からなるエッチングガスを用いたＲＩＥでエッチングし、所定のパターンの遮光部２を形成した。
【００４０】
レジスト７を剥離して、図１の構造の位相シフトマスクを得た。なお、図１で形成されたパターンの幅は、パターン３Ａのサイドウォール間の幅が１．２０μｍ、パターンＢについては幅が１．２０μｍであった。
【００４１】
本例の位相シフトマスクの作用を説明する。本例では、図１のサイドウォールパターン４には、符号５で示すように、遮光膜２をなすクロムが堆積している。このため、たとえばガラス基体１の掘りこまれた部分の光透過領域（第１のパターン３Ａ）と、掘りこまれていない部分の光透過領域（第２のパターン３Ｂ）とが繰り返し形成されているパターン配置において、各領域Ａ，Ｂ（第１のパターン３Ａ、第２のパターン３Ｂ）を透過した光の強度ＦＡ，ＦＢ（図２）は、略等しい。
【００４２】
このような光強度になることについて、図２に模式的に示した。図２に示すとおり、各領域Ａ，Ｂ（第１のパターン３Ａ、第２のパターン３Ｂ）を透過した光の強度ＦＡ，ＦＢは略等しくなっている。
【００４３】
すなわち、サイドウォール４に堆積した遮光膜５は、ガラス基体１の側壁における透過光の回折を生じさせないために、いわゆる導波路効果を生ぜしめない。さらに、サイドウォール４の幅は、図５の工程における犠牲膜６の厚さ、及び図６の工程におけるエッチバック条件により、精密な制御ができる。たとえば本実施の形態例においては、サイドウォール幅が、０．０５μｍから０．１５μｍまで、マスクパターン形成領域において、３σ０．０１μｍの精度で形成することができた。
【００４４】
さらに、本実施の形態例において作製した位相シフトマスクを、超音波洗浄１０分、メガソニック洗浄１５分、スクライブ洗浄１０分の条件で洗浄テストを行ったところ、いずれの場合も膜等の剥がれは生じず、良好に洗浄することができた。
【００４５】
上述したように、本例の位相シフトマスクは、サイドウォールパターンを形成したことにより、レベンソン方式の位相シフトマスクにおいて、導波路効果を生ぜしめることなく、よって、線幅の不均一のないパターン転写が可能であり、かつ、洗浄が可能なものであるという利点を有する。
【００４６】
実施の形態例２
この実施の形態例は、実施の形態例１と同じ発明を具体化したものである。ただしこの例では、犠牲膜を遮光材料から形成し、よってサイドウォールパターン自体が遮光効果を有するものとした。
【００４７】
すなわち本例の位相シフトマスクは、図１０に示すように、光透過領域である第１のパターン３Ｃの側壁のサイドウォールパターン４は、遮光材料（ここでは窒化タングステンを使用）からなり、これにより導波路効果を防止ないし抑制する。本例では、サイドウォールパターン４上に、遮光部２がかかっている必要は無い。
【００４８】
以下、図１１から図１７を参照して、本例の位相シフトマスクの製造工程を説明する。
図１１に示したように、ガラス基体１に、電子線レジスト１aを、膜厚５００ｎｍになるように回転塗布した。この電子線レジスト１a上には、帯電防止膜１ｂを形成した。次にこの図１１に示す工程においては、第一の描画予定領域Ｉにおけるレジスト１を、電子線で描画した。ここでは、電子線の加速電圧が、１０ｋＶのものを用いた。パターンの幅は、１．４０μｍとした。
【００４９】
次に図１２に示す工程において、ガラス基体１を、ＣＦ4ガスからなるエッチングガスを用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により、深さが２６９ｎｍになるようにエッチングした。これにより、第１のパターン３Ｃをガラス基体１を掘り込むことによって、形成した。ここで、２６９ｎｍの深さにしたのは、実施の形態例１と同様の理由であり、図１０に示した領域３Ｃ（第１のパターン３Ｃの領域）を透過する波長２４８ｎｍの光の位相と、領域３Ｄ（第２のパターン３Ｄの領域）を透過する波長２４８ｎｍの光の位相とが、互いに１８０度異なるように設定したものである。
【００５０】
次に図１３に示す工程において、犠牲膜６となる窒化タングステン膜を、３００ｎｍの厚さになるように形成した。窒化タングステン（ＷＮｘ）膜は、プラズマＣＶＤ法により、ＷＦ6ガスと、ＮＨ3ガスを原料ガスとして、形成した。反応温度は、略３００℃であった。また、窒素は、組成比で２０％になるようにし、窒化タングステンの構造がアモルファスとなるようにした。
【００５１】
次に図１４に示す工程において、ＣＦ4と酸素からなる反応ガスを用いて、犠牲膜６である窒化タングステン膜をエッチバックした。この工程において、ガラス基体１の側壁に形成された窒化タングステン膜は、３００ｎｍよりも厚く形成されるため、エッチバック工程においてもサイドウォールとして残る。ガラス基体パターン底部におけるサイドウォールの幅は０．１０μｍになるようにバックエッチング時間を制御した。これにより図１４に示すサイドウォールパターン４を、第１のパターン３Ｃの側壁に、犠牲膜６をエッチバックする工程で残留させた。
【００５２】
次に図１５に示す工程において、ここではクロムからなる遮光膜２０を、ＤＣスパッタ法により形成した。遮光膜２０を構成するクロム膜の膜厚は、１０５ｎｍとした。
【００５３】
次に図１６に示す工程において、電子線レジスト７を塗布した。図８中、符号Ｍ，Ｎで、第二の描画予定領域を示す。
【００５４】
図１７に示されている第二の描画予定領域Ｍ，Ｎにしたがって、加速電圧が１０ｋＶである電子線で、これらの領域Ｍ，Ｎを描画した。パターンの幅は、１．２０μｍとした。
【００５５】
次に図１７の工程において、上記電子線描画により形成したパターン状のレジスト７をマスクとして、遮光膜２０をエッチングしてパターニングした。ここでは塩素及び酸素からなるエッチングガスを用いたＲＩＥでエッチングし、所定のパターンの遮光部２を形成した。
【００５６】
レジスト７を剥離して、図１０の構造の位相シフトマスクを得た。なお、図１０で形成されたパターンの幅は、パターン３Ｃのサイドウォール間の幅が１．２０μｍ、パターンＤについては幅が１．２０μｍであった。
【００５７】
本例の位相シフトマスクの作用を説明する。この実施の形態例にあっては、サイドウォール４は、遮光材料である窒化タングステンからなる。よって、図１６の描画工程において、光透過領域３Ｃ（第１のパターン３Ｃ）に対応する部分の描画領域（第二の描画予定領域Ｍ）は、サイドウォール間距離よりも、大きく設定してよい。遮光膜２がサイドウォールパターンにかかる必要がない（実施の形態例１におけるサイドウォールパターン上の遮光膜５が無くてよい）からである。また、アモルファス構造の窒化タングステンによりサイドウォールが形成されているため、多結晶構造の金属膜に見られるような、結晶粒によるエッジラフネスもない。
【００５８】
本例では、サイドウォールパターン４は、遮光材料である窒化タングステンで形成されているので、それ自体、ガラス基体１の側壁における透過光の回折を生じさせない。このために、いわゆる導波路効果を生ぜしめない。図２に模式的に示した実施の形態例１と、同様の光強度が得られる。さらに、サイドウォール４の幅は、図１３の工程における犠牲膜６の厚さ、及び図１４の工程におけるエッチバック条件により、精密な制御ができる。たとえば本実施の形態例においては、サイドウォール幅が、０．０５μｍから０．１５μｍまで、マスクパターン形成領域において、３σ０．０１の精度で形成することができた。
【００５９】
さらに、本実施の形態例において作製した位相シフトマスクを、超音波洗浄１０分、メガソニック洗浄１５分、スクライブ洗浄１０分の条件で洗浄テストを行ったところ、いずれの場合も膜等の剥がれは生じず、良好に洗浄することができた。
【００６０】
上述したように、本例の位相シフトマスクは、サイドウォールパターンを形成したことにより、レベンソン方式の位相シフトマスクにおいて、導波路効果を生ぜしめることなく、よって、線幅の不均一のないパターン転写が可能である。また、第二の描画工程における描画予定領域のとり方に自由度があり、場合によっては、次の実施の形態例３において詳述するように、第一の描画工程と第二の描画工程における位置ずれが生じても効果が損なわれない。かつ、洗浄が可能なものであるという利点を有する。
【００６１】
実施の形態例３
この実施の形態例は、実施の形態例１，２と同じ発明を具体化したものである。本例は、第二の描画工程において、第一の描画工程に対する位置ずれがあること、第一の描画領域の幅が１．６０μｍであること、サイドウォール幅が０．２０μｍであること以外は、実施の形態例２と同様である。
【００６２】
すなわち本例の位相シフトマスクは、図１８に示すように、光透過領域である第１のパターン３Ｅの側壁のサイドウォールパターン４は、遮光材料（ここでは窒化タングステンを使用）からなり、これにより導波路効果を防止ないし抑制するが、本例では、位置ずれがあった場合でも、サイドウォールパターン４上に遮光部２がかかるような態様で、その位置ずれは吸収される。
【００６３】
以下、図１９から図２５を参照して、本例の位相シフトマスクの製造工程を説明する。工程としては、実施の形態例２と同じ手順をとる。
図１９に示したように、ガラス基体１に、電子線レジスト１aを、膜厚５００ｎｍになるように回転塗布した。この電子線レジスト１a上には、帯電防止膜１ｂを形成した。次にこの図１１に示す工程においては、第一の描画予定領域Ｉにおけるレジスト１を、電子線で描画した。ここでは、電子線の加速電圧が、１０ｋＶのものを用いた。パターンの幅は、実施の形態例２では１．４０μｍとしたが、ここでは１．６０μｍとした。
【００６４】
次に図２０に示す工程において、ガラス基体１を、ＣＦ4ガスからなるエッチングガスを用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により、深さが２６９ｎｍになるようにエッチングした。これにより、第１のパターン３Ｃをガラス基体１を掘り込むことによって、形成した。ここで、２６９ｎｍの深さにしたのは、実施の形態例２におけると同じで、実施の形態例１と同様の理由であり、図１８に示した領域３Ｅ（第１のパターン３Ｅの領域）を透過する波長２４８ｎｍの光の位相と、領域３Ｆ（第２のパターン３Ｆの領域）を透過する波長２４８ｎｍの光の位相とが、互いに１８０度異なるように設定したものである。
【００６５】
次に図２１に示す工程において、犠牲膜６となる窒化タングステン膜を、３００ｎｍの厚さになるように形成した。窒化タングステン（ＷＮｘ）膜は、プラズマＣＶＤ法により、ＷＦ6ガスと、ＮＨ3ガスを原料ガスとして、形成した。反応温度は、略３００℃であった。また、窒素は、組成比で２０％になるようにし、窒化タングステンの構造がアモルファスとなるようにした。
【００６６】
次に図２２に示す工程において、ＣＦ4と酸素からなる反応ガスを用いて、犠牲膜６である窒化タングステン膜をエッチバックした。この工程において、ガラス基体１の側壁に形成された窒化タングステン膜は、３００ｎｍよりも厚く形成されるため、エッチバック工程においてもサイドウォールとして残る。ガラス基体パターン底部におけるサイドウォールの幅は、本例では０．２０μｍになるようにバックエッチング時間を制御した。これにより図２２に示すサイドウォールパターン４を、第１のパターン３Ｅの側壁に、犠牲膜６をエッチバックする工程で残留させた。
【００６７】
次に図２３に示す工程において、ここではクロムからなる遮光膜２０を、ＤＣスパッタ法により形成した。遮光膜２０を構成するクロム膜の膜厚は、１０５ｎｍとした。
【００６８】
次に図２４に示す工程において、電子線レジスト７を塗布した。図８中、符号Ｐ，Ｑで、第二の描画予定領域を示す。ここで、光透過領域Ｅ（第１のパターンＥ）に対応する第二の描画予定領域Ｐは、サイドウォール４間距離よりも、大きく設定してある。図１８のサイドウォール４は、遮光機能のある窒化タングステン膜で形成されてあるから、実施の形態例２と同じく、遮光膜２がサイドウォールパターンにかかる必要がない（実施の形態例１におけるサイドウォールパターン上の遮光膜５が無くてよい）からである。すなわちここでは、第二の描画予定領域Ｐ（第１のパターンＥに対応）の幅を１．４０μｍ、第二の描画予定領域Ｑ（第２のパターンＦに対応）の幅を１．２０μｍとした。また、光透過領域である第１のパターンＥに対応する描画予定領域Ｐは、前記実施の形態例２では、サイドウォール４の中心にかかるように設定したが（図１６参照）、本例の図２４の工程では、サイドウォール幅の半分の大きさの位置ずれが生じてある場合を示している。このような位置ずれが生じている場合においても、遮光作用のある材料であるここでは窒化タングステンによりサイドウォール４が形成されているため、図１８の光透過領域Ｅ（第１のパターンＥ）に示されるように、導波路効果を生ぜしめることは無い。
【００６９】
このような図２４に示されている第二の描画予定領域Ｐ，Ｑにしたがって、加速電圧が１０ｋＶである電子線で、これらの領域Ｐ，Ｑを描画した。各パターンの幅は、上記したとおりである。
【００７０】
次に図２５の工程において、上記電子線描画により形成したパターン状のレジスト７をマスクとして、遮光膜２０をエッチングしてパターニングした。ここでは塩素及び酸素からなるエッチングガスを用いたＲＩＥでエッチングし、所定のパターンの遮光部２を形成した。
【００７１】
その後レジスト７を剥離して、図１８の構造の本例に係る位相シフトマスクを得た。上記したとおり、本例では、描画領域の位置ずれが生じているが、導波路効果防止については全く問題が無い。
【００７２】
一般に、第一の描画工程に対する第二の描画工程の位置ずれ、いわゆる重ね合わせ誤差を完全に無くすことは、不可能である。重ね合わせ誤差は、通常、０．０６μｍ程度は発生する。本例においては、サイドウォール幅が０．２０μｍであり、かつ、描画領域を、サイドウォール幅中心に対応するように設定されているため、少なくとも片側０．１０μｍの重ね合わせ誤差があったとしても、なんら問題無い。実際、本例では、マスク全面において３σ０．０６３μｍの重ね合わせ誤差があったが、なんら問題無く、光透過領域Ｅ（第１のパターンＥ）を形成することができた。
【００７３】
さらに、本実施の形態例において作製した位相シフトマスクを、超音波洗浄１０分、メガソニック洗浄１５分、スクライブ洗浄１０分の条件で洗浄テストを行ったところ、いずれの場合も膜等の剥がれは生じず、良好に洗浄することができた。
【００７４】
上述したように、本例の位相シフトマスクは、サイドウォールパターンを形成したことにより、レベンソン方式の位相シフトマスクにおいて、導波路効果を生ぜしめることなく、よって、線幅の不均一のないパターン転写が可能である。また、第一の描画工程と、第二の描画工程における位置ずれが生じても問題が無いと言う利点がある。かつ、洗浄が可能なものであるという利点を有する。
【００７５】
【発明の効果】
本発明によれば、位相シフトマスクについて、導波路効果を良好に消失もしくは軽減させ、かつこの効果を、パターンサイズ等に依存せずに、制御性良く得ることも可能にでき、かつ各種洗浄も可能である位相シフトマスク、及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態例１の位相シフトマスクを示す断面略示図である。
【図２】  実施の形態例１の位相シフトマスクの作用を説明する図である。
【図３】  実施の形態例１の製造工程を順に断面図で示すものである（１）。
【図４】  実施の形態例１の製造工程を順に断面図で示すものである（２）。
【図５】  実施の形態例１の製造工程を順に断面図で示すものである（３）。
【図６】  実施の形態例１の製造工程を順に断面図で示すものである（４）。
【図７】  実施の形態例１の製造工程を順に断面図で示すものである（５）。
【図８】  実施の形態例１の製造工程を順に断面図で示すものである（６）。
【図９】実施の形態例１の製造工程を順に断面図で示すものである（７）。
【図１０】  実施の形態例２の位相シフトマスクを示す断面略示図である。
【図１１】  実施の形態例２の製造工程を順に断面図で示すものである（１）。
【図１２】  実施の形態例２の製造工程を順に断面図で示すものである（２）。
【図１３】  実施の形態例２の製造工程を順に断面図で示すものである（３）。
【図１４】  実施の形態例２の製造工程を順に断面図で示すものである（４）。
【図１５】  実施の形態例２の製造工程を順に断面図で示すものである（５）。
【図１６】  実施の形態例２の製造工程を順に断面図で示すものである（６）。
【図１７】  実施の形態例２の製造工程を順に断面図で示すものである（７）。
【図１８】  実施の形態例３の位相シフトマスクを示す断面略示図である。
【図１９】  実施の形態例３の製造工程を順に断面図で示すものである（１）。
【図２０】  実施の形態例３の製造工程を順に断面図で示すものである（２）。
【図２１】  実施の形態例３の製造工程を順に断面図で示すものである（３）。
【図２２】  実施の形態例３の製造工程を順に断面図で示すものである（４）。
【図２３】  実施の形態例３の製造工程を順に断面図で示すものである（５）。
【図２４】  実施の形態例３の製造工程を順に断面図で示すものである（６）。
【図２５】  実施の形態例３の製造工程を順に断面図で示すものである（７）。
【図２６】  従来技術及びその問題点を示す図である。
【図２７】  従来技術及びその問題点を示す図である。
【図２８】  従来技術の製造工程を順に断面図で示すものである。
【図２９】  従来技術の製造工程を順に断面図で示すものである。
【図３０】  従来技術の製造工程を順に断面図で示すものである。
【図３１】  従来技術の製造工程を順に断面図で示すものである。
【図３２】  従来技術の製造工程を順に断面図で示すものである。
【図３３】  従来技術の製造工程を順に断面図で示すものである。
【図３４】  従来技術の製造工程を順に断面図で示すものである。
【符号の説明】
１・・・透明基体（ガラス基体）、１a・・・電子線レジスト、１ｂ・・・帯電防止膜、２・・・遮光部、２０・・・遮光膜、３Ａ・・・第１のパターン、３Ｂ・・・第２のパターン、４・・・サイドウォール状のパターン、５・・・サイドウォール状パターン上の遮光膜、６・・・犠牲膜、７・・・レジスト。
【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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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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