(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方主面に遮光膜を形成された透明基板の遮光膜上方にポジ型レジストを塗布し、前記遮光膜の開口のうち一部の開口を覆うようにして遮光膜上方にマスクを対向させ、当該マスクを通して透明基板の一方主面側からポジ型レジストに露光し、ついで透明基板の他方主面側から全面露光し、前記透明基板の一方主面側からの露光量と他方主面側からの露光量は、いずれも前記ポジ型レジストを残渣なく解像できる露光量に達せず、且つ透明基板の両主面側からの露光量合計が前記ポジ型レジストを残渣なく解像できる露光量に達するようにしたことを特徴とする位相シフトマスクの作製方法。
【請求項２】
前記マスクの、遮光膜の開口を覆う部分の寸法は、当該開口よりも大きく、かつ、遮光膜の、当該開口を囲む部分の寸法よりも小さいことを特徴とする、請求項１に記載の位相シフトマスクの作製方法。
【請求項３】
前記ポジ型レジストをパターニングした後、そのポジ型レジストの開口を通して透明基板を部分的にエッチングすることを特徴とする、請求項１又は２に記載の位相シフトマスクの作製方法。
【請求項４】
前記透明基板の一方主面に位相シフタを形成しておき、前記ポジ型レジストをパターニングした後、そのポジ型レジストの開口を通して位相シフタをエッチングすることを特徴とする、請求項１又は２に記載の位相シフトマスクの作製方法。
【請求項５】
前記位相シフタの下にエッチングストップ層を形成してあることを特徴とする、請求項４に記載の位相シフトマスクの作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位相シフト露光法に用いられる位相シフトマスクの作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
露光法で使用される転写マスクの解像度を高くする方法として、マスクを透過する光に位相差を与え、その干渉を利用する方法がある。この方法は位相シフト露光法として知られており、位相シフト露光法に用いられる位相シフトマスクには、いくつかのタイプのものがある。
【０００３】
（第１の従来技術）
図１（ａ）（ｂ）に示すものは、基板エッチング方式のレベンソン型位相シフトマスク１の構造を示す斜視図及び断面図であって、石英基板等の透明基板２の上に遮光膜３を形成して遮光膜パターン３ａとその間の開口４を所定間隔毎に配列し、遮光膜パターン３ａ間の開口４のうち１つおきの開口４で透明基板２をエッチングすることにより溝２ａを形成し、１つおきの開口４で基板厚みが薄くなるようにしたものである。このような位相シフトマスクに例えばｉ線（波長３６５ｎｍの紫外線）を照射すると、遮光膜パターン３ａ間の開口４のうち、基板厚みの薄い投光窓５（透明基板２の溝２ａを形成された領域）を通過した光と基板厚みの厚い投光窓６（透明基板２のエッチングされていない領域）を通過した光の位相が互いに１８０度シフトするので、位相シフトマスクを透過する光の０次回折光が消失し、その結果位相シフトマスク１による解像度が向上するようになっている。
【０００４】
従来における、基板エッチング方式のレベンソン型位相シフトマスクの作製方法を図２に示す。図２（ａ）〜（ｅ）に沿って説明すると、まず、図２（ａ）に示すように、透明基板２の上に所定パターンの遮光膜３を形成した後、図２（ｂ）のように遮光膜３の上から透明基板２上の全面にポジ型フォトレジスト７を塗布する。ついで、図２（ｃ）に示すように、２箇所の遮光膜パターン３ａ及びその中間の開口４を正確にフォトマスク８で覆ってアライメント露光する。このときの露光量はポジ型フォトレジスト７が感光して解像する露光量以上とする。ついで、ポジ型フォトレジスト７を現像処理すると、ポジ型フォトレジスト７の露光部分だけが現像によって溶解除去されるので、図２（ｄ）のように遮光膜パターン３ａ間でポジ型フォトレジスト７が１つおきに開口される。この後、ポジ型フォトレジスト７の開口７ａを通して図２（ｅ）のように透明基板２をエッチングして溝２ａを彫り込み、基板厚みを薄くする。最後に、透明基板２上のポジ型フォトレジスト７を剥離すると、図１のような基板エッチング方式のレベンソン型位相シフトマスク１が得られる。
【０００５】
（第２の従来技術）
また、図３に示すものは、位相シフタ（以下、単にシフタという）を用いたレベンソン型位相シフトマスク１１の構造を示す断面図であって、透明基板２の上にシフタ１２を設け、シフタ１２の上に遮光膜３を形成し、所定間隔毎に配列された遮光膜パターン３ａ間の開口４のうち１つおきの開口４にシフタ１２を残し、その中間の開口４でシフタ１２を除去して開口させたものである。このような位相シフトマスク１１に光を照射すると、シフタ１２の存在しない投光窓１３を通過した光とシフタ１２の存在する投光窓１４を通過した光の位相が互いに１８０度シフトするので、位相シフトマスク１１を透過する光の０次回折光が消失し、その結果位相シフトマスク１１による解像度が向上する。
【０００６】
シフタ１２を用いた従来のレベンソン型位相シフトマスク１１の作製方法を図４に示す。図４（ａ）〜（ｅ）に沿って説明すると、まず、図４（ａ）に示すように、透明基板２の表面全面にシフタ１２を設け、シフタ１２の上に所定パターンの遮光膜３を形成する。この後、図４（ｂ）のように遮光膜３の上から透明基板２上の全面にポジ型フォトレジスト７を塗布する。ついで、図４（ｃ）に示すように、隣接する２箇所の遮光膜パターン３ａ及びその中間の開口４を正確にフォトマスク８で覆ってアライメント露光する。このときの露光量はポジ型フォトレジスト７が感光して解像する露光量以上とする。ついで、ポジ型フォトレジスト７を現像処理すると、ポジ型フォトレジスト７の露光部分だけが現像によって溶解除去されるので、図４（ｄ）のように遮光膜パターン３ａ間でポジ型フォトレジスト７が１つおきに開口されてシフタ１２が露出する。この後、ポジ型フォトレジスト７の開口７ａを通して図５（ｅ）のようにシフタ１２をエッチング除去して透明基板２を露出させる。最後に、残っているポジ型フォトレジスト７を剥離すると、シフタ１２を用いた図３のようなレベンソン型位相シフトマスク１１が得られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の位相シフトマスク作製方法では、フォトマスク８のパターン幅を隣接する２箇所の遮光膜パターン３ａの端から端までの距離と等しくしていると、図５（ａ）に示すように、アライメントずれによってフォトマスク８がずれた場合、図５（ｂ）に示すように、現像処理によって一方の遮光膜パターン３ａがポジ型フォトレジスト７の内側へ片寄り（図５（ｂ）のＡ部）、他方の遮光膜パターン３ａはポジ型フォトレジスト７から露出する（図５（ｂ）のＢ部）。
【０００８】
このようにフォトマスク８がアライメントずれすると、ポジ型フォトレジスト７の一方が遮光膜パターン３ａの端からはみ出るので、はみ出たポジ型フォトレジスト７の下の透明基板２やシフタ１２がエッチングされず、図１や図３に示したような所望の位相シフトマスクを作製することができないという問題がある。
【０００９】
また、反対側では、フォトマスク８のアライメントずれにより遮光膜パターン３ａがポジ型フォトレジスト７から露出するので、遮光膜３の損傷が激しくなるという問題がある。具体的にいうと、ポジ型フォトレジスト７の現像時には、露出した遮光膜３が現像液により損傷される。また、ポジ型フォトレジスト７の現像後に遮光膜３が露出すると、ポジ型フォトレジスト７をマスクとして遮光膜３の下の透明基板２もしくはシフタ１２をエッチングする際、遮光膜３がエッチング液に晒されて損傷する。
【００１０】
さらに、ポジ型フォトレジスト７をマスクとして透明基板２やシフタ１２をドライエッチングする場合には、遮光膜３が露出していると、遮光膜３がスパッタされて透明基板２またはシフタ１２の上に再付着し、ドライエッチング不良を生じる。
【００１１】
このようにして、従来の位相シフトマスク作製方法では、フォトマスク８のアライメントずれが発生すると、遮光膜３としての機能が低下し、光学的な遮光パターン（フォトマスク８）としての性能が劣化するので、位相シフトマスクを製作することができず、フォトマスク８のアライメントずれを無くすためには、非常に厳しいアライメント精度が要求されるという問題がある。
【００１２】
これに対し、フォトマスク８のアライメントずれの大きさを予め想定し、図６（ａ）に示すように、隣接する２箇所の遮光膜パターン３ａの端から端までの幅よりもフォトマスク８のパターン幅を小さくしておけば、フォトマスク８のアライメントずれが発生した場合でもフォトマスク８のパターンの端が遮光膜パターン３ａの端から飛び出ることがなく、現像後にポジ型フォトレジスト７が遮光膜パターン３ａの端からはみ出ることがなくなる。
【００１３】
しかし、この方法では、図６（ｂ）に示すように、２箇所の遮光膜３の端がいずれもポジ型フォトレジスト７から露出することになるので、前記のような理由により遮光膜３の損傷がいっそう激しくなったり、ドライエッチングの場合には、スパッタされた遮光膜３が周囲に再付着したりする問題がある。よって、この方法でも、位相シフトマスクの品質低下を避けることができなかった。
【００１４】
本発明は上述の技術的問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、フォトマスクのアライメントずれによって品質の低下を招くことのない位相シフトマスクの作製方法を提供することにある。
【００１５】
【発明の開示】
請求項１に記載した位相シフトマスクの作製方法は、一方主面に遮光膜を形成された透明基板の遮光膜上方にポジ型レジストを塗布し、前記遮光膜の開口のうち一部の開口を覆うようにして遮光膜上方にマスクを対向させ、当該マスクを通して透明基板の一方主面側からポジ型レジストに露光し、ついで透明基板の他方主面側から全面露光し、前記透明基板の一方主面側からの露光量と他方主面側からの露光量は、いずれも前記ポジ型レジストを残渣なく解像できる露光量に達せず、且つ透明基板の両主面側からの露光量合計が前記ポジ型レジストを残渣なく解像できる露光量に達するようにしたことを特徴としている。
【００１６】
ここで、ポジ型レジストとしては、ポジ型のフォトレジストや電子ビーム（ＥＢ）レジストを用いることができる。このポジ型レジストをフォトマスクを通してアライメント露光するための媒体としては、ｇ線（４３６ｎｍ）よりも短い波長の紫外光で、ＡｒＦエキシマレーザー光（１９３ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザー光（２４８ｎｍ）、ｉ線紫外光（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）等の単色光、多波長光または白色光を用いることができる。また、露光には電子線（ＥＢ）ビームによるものも含むものとする。また、ポジ型レジストを透明基板の裏面側から全面露光するための媒体としては、ｇ線（４３６ｎｍ）よりも短い波長の紫外光で、ＡｒＦエキシマレーザー光（１９３ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザー光（２４８ｎｍ）、ｉ線紫外光（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）等の単色光、多波長光または白色光を用いることができる。
【００１７】
また、露光量については、フォトマスクを通してのアライメント露光及び裏面側からの全面露光、いずれもポジ型レジストを残渣なく解像するための最低限の露光量の９０％以下とするのが望ましい。ただし、フォトマスクを通してのアライメント露光と裏面側からの全面露光とは、いずれを先に行なってもよい。
【００１８】
透明基板としては、露光用の光［例えば、ＡｒＦエキシマレーザー光（波長１９３ｎｍ）よりも長い波長の光］に対して光透過率が６０％以上の材料を用いるのが望ましく、例えば石英、ＣａＦ、水晶、Ａｌ2Ｏ3のいずれかを用いることができる。
【００１９】
遮光膜としては、露光用の光［例えば、ＡｒＦエキシマレーザー光（波長１９３ｎｍ）よりも長い波長の光、特に、波長１９３ｎｍ〜４３６ｎｍの紫外光］に対して光透過率が２０％以下の材料を用いるのば望ましく、例えばクロム系遮光膜（Ｃｒ単層、またはＣｒ2Ｏ3／Ｃｒの２層構造）、Ｗ（タングステン）、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミ）、Ｔｉ（チタン）、Ｔａ（タンタル）などを用いることができる。
【００２０】
また、前記マスクの、遮光膜の開口を覆う部分の寸法は、当該開口よりも大きく、かつ、遮光膜の、当該開口を囲む部分の寸法よりも小さくなっている。例えば、フォトマスクのパターン幅は、遮光部分の幅（完全に露光させる領域の端と端との間の距離）よりも０.０５μｍ〜２μｍだけ小さくしておくのが望ましい。
【００２１】
しかして、この位相シフトマスクの作製方法にあっては、透明基板の一方主面側からの露光時にはマスクによって選択的に露光され、他方主面側からの露光時には遮光膜をマスクとして選択的に露光され、両主面側からの露光が重なり合った領域だけでポジ型レジストが感光して現像可能となる。そして、遮光膜がマスクの働きをするので、遮光膜からの位置ずれがなく、ポジ型レジストが正確にパターニングされる。よって、マスクの位置がずれていても、従来方法のようにポジ型レジストが所定パターンから位置ずれしたり、遮光膜がポジ型レジストから露出したりすることがなく、遮光膜の損傷やスパッタされた遮光膜によるが周囲の汚染等による位相シフトマスクの品質低下を防止することができる。
【００２４】
これらの位相マスクの作製方法においては、前記ポジ型レジストをパターニングした後、そのポジ型レジストの開口を通して透明基板を部分的にエッチングすることができる。この方法では、例えば基板エッチング型のレベンソン型位相シフトマスクを作製することができる。
【００２５】
また、これらの位相シフトマスクの作製方法においては、透明基板の一方主面に位相シフタを形成しておき、ポジ型レジストをパターニングした後、そのポジ型レジストの開口を通して位相シフタをエッチングしてもよい。このようにして位相シフトマスクを作製すれば、例えば位相シフタを用いたレベンソン型位相シフトマスクを作製することができる。
【００２６】
位相シフタとしては、露光用の光［例えば、ＡｒＦエキシマレーザー光（波長１９３ｎｍ）よりも長い波長の光］に対して光透過率が６０％以上の材料が望ましく、例えばＳｉＯ2の蒸着膜、スパッタ膜、ＳＯＧ（spin on glass）膜、ＣＶＤ膜などを用いることができる。
【００２７】
また、位相シフタの下にエッチングストップ層を形成しておけば、ポジ型レジストを通して位相シフタをエッチングする際、位相シフタを残渣なくエッチングでき、またその下の層をエッチングしてしまうことがなく、エッチング工程の時間管理を簡単にすることができる
【００２８】
ここで、エッチングストップ層としては、露光用の光［例えば、ＡｒＦエキシマレーザー光（波長１９３ｎｍ）よりも長い波長の光］に対して光透過率が６０％以上あり、位相シフタの材料とのエッチング選択比（例えば、ＲＩＥ選択比）が５以上あるものが望ましく、例えばＡｌ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＩＴＯのいずれかが望ましい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図７（ａ）〜（ｆ）は本発明の一実施形態による位相シフトマスクの作製方法を示す断面図である。これは図１に示したような基板エッチング方式のレベンソン型位相シフトマスク１を作製するための実施形態である。以下、この実施形態を図７に従って説明する。
【００３０】
まず、図７（ａ）に示すように、１辺５インチ角の合成石英基板からなる透明基板２上にＣｒ（クロム）からなる遮光膜３をフォトリソグラフィプロセスにより形成する。このとき２.５μｍのライン・アンド・スペース（以下、Ｌ／Ｓと記す）を有するマスクを用い、ステッパーの１／５縮小転写〜等倍転写により０.１〜２.５μｍのＬ／Ｓを有する遮光膜３を形成する。ついで、図７（ｂ）に示すように、遮光膜３の上から透明基板２上にｉ線用ポジ型フォトレジスト７を塗布し、乾燥させる。
【００３１】
この後、図７（ｃ）に示すように、透明基板２上のポジ型フォトレジスト７にフォトマスク８を対向させる。このフォトマスク８は、パターン幅Ｄが隣接する２箇所の遮光膜パターン３ａの端から端までの距離Ｌよりもδ＝０.１μｍだけ小さくなっている。このフォトマスク８の窓を通して、密着露光機、ステッパー露光機等のｉ線露光機により、ポジ型フォトレジスト７にアライメント露光する。このときの露光量は、ポジ型フォトレジスト７を残渣なく解像するための最低限の露光量（以下、解像露光量Ｅthという）の６０％とする。ついで、図７（ｄ）に示すように、透明基板２の裏面全面から解像露光量Ｅthの６０％のｉ線の光を露光する。
【００３２】
この後、ポジ型フォトレジスト７を現像する。透明基板２の表裏両面から露光された領域では、露光量が解像露光量Ｅthの１２０％に達しているので、図７（ｅ）に示すように、現像によってポジ型フォトレジスト７が溶解除去されるが、遮光膜パターン３ａ又はフォトマスク８で覆われていた領域では、露光量が解像露光量Ｅthの０〜６０％となっているので、現像後も溶解することなく残存している。
【００３３】
ついで、図７（ｆ）に示すように、隣接する遮光膜パターン３ａ間の開口４を１つおきに覆うようにパターニングされたポジ型フォトレジスト７をマスクとしてフッ素プラズマにより透明基板２をドライエッチングして溝２ａを形成すると、図１に示したような基板エッチング方式によるレベンソン型位相シフトマスク１が得られる。
【００３４】
この実施形態のようにして位相シフトマスクを製作すれば、２箇所の遮光膜パターン３ａの端から端までの距離Ｌよりもパターン幅Ｄの短いフォトマスク８を用いているので、フォトマスク８のアライメントずれがあっても現像後にポジ型フォトレジスト７が遮光膜３の端からはみ出ることがない。しかも、フォトマスク８を通して行なう透明基板２の表面からの選択的露光と遮光膜３をマスクとして利用した裏面側からの全面露光によってポジ型フォトレジスト７の除去領域に充分な露光を行なうことにより、ポジ型フォトレジスト７を遮光膜パターン３ａの端と一致したパターンに正確にパターニングすることができる。
【００３５】
よって、ポジ型フォトレジスト７を現像する際、遮光膜３が現像液で損傷されることがなく、またポジ型フォトレジスト７をマスクとして透明基板２をエッチングする際、遮光膜３が損傷されることがなく、遮光膜３の性能劣化が発生しない。同様に、ポジ型フォトレジスト７をマスクとしてドライエッチングする際、遮光膜３がスパッタされて透明基板２上に付着することが無く、透明基板２のドライエッチング不良が発生しない。従って、良好な品質の基板エッチング方式レベンソン型位相シフトマスク１を作製することが可能となる。
【００３６】
この位相シフトマスクを使ったフォトリソグラフィによれば、通常のフォトマスクでは解像不可能な微細なレジストパターンを形成できる。現状の技術レベルでは、通常のフォトマスクを使ったｉ線フォトリソグラフィではＬ／Ｓ＝０.３μｍの解像は不可能であるが、この位相シフトマスクを使うとＬ／Ｓ＝０.２５μｍまで解像可能である。従って、エキシマステッパーやＸ線露光装置、ＥＢ直描装置などの高額な設備投資なしで、現状のｉ線ステッパーの解像限界を超えたレジストパターニングが可能となる。
【００３７】
（第２の実施形態）
図８（ａ）〜（ｆ）は本発明の一実施形態による位相シフトマスクの作製方法を示す断面図である。これも図１に示したような基板エッチング方式のレベンソン型位相シフトマスク１を作製するための実施形態である。以下、この実施形態を図８に従って説明する。
【００３８】
まず、図８（ａ）に示すように、１辺５インチ角の合成石英基板からなる透明基板２上にＣｒからなる遮光膜３をフォトリソグラフィプロセスにより形成する。このとき２.５μｍのＬ／Ｓを有するマスクを用い、ステッパーの１／５縮小転写〜等倍転写により０.１〜２.５μｍのＬ／Ｓを有する遮光膜３を形成する。ついで、図８（ｂ）に示すように、遮光膜３の上から透明基板２上にＥＢレジスト（電子ビームレジスト）１６を塗布し、乾燥させる。
【００３９】
この後、図８（ｃ）に示すように、透明基板２上のＥＢレジスト１６にフォトマスク８を対向させる。このフォトマスク８は、パターン幅Ｄが隣接する２箇所の遮光膜パターン３ａの端から端までの距離Ｌよりもδ＝０.１μｍだけ小さくなっている。このフォトマスク８の窓を通して、ＥＢ露光機により、ＥＢレジスト１６に紫外線またはＥＢを解像露光量Ｅthの６０％を照射する。このときの紫外線露光量は、ＥＢの解像露光量Ｅthを紫外線に換算したものとする。ついで、図８（ｄ）に示すように、透明基板２の裏面全面から解像露光量Ｅthの６０％の紫外線またはＥＢを露光する。
【００４０】
この後、ＥＢレジスト１６を現像する。透明基板２の表裏両面から露光された領域では、露光量が解像露光量Ｅthの１２０％に達しているので、図８（ｅ）に示すように、現像によってＥＢレジスト１６が溶解除去されるが、ＥＢレジスト１６又はフォトマスク８によって覆われていた領域では、露光量が解像露光量Ｅthの０〜６０％となっているので、現像後も溶解することなく残存している。
【００４１】
ついで、図８（ｆ）に示すように、隣接する遮光膜パターン３ａ間の開口４を１つおきに覆うようにパターニングされたＥＢレジスト１６をマスクとしてフッ素プラズマにより透明基板２をドライエッチングして溝２ａを形成すると、図１に示したような基板エッチング方式によるレベンソン型位相シフトマスク１が得られる。
【００４２】
この実施形態においても、第１の実施形態と同様にして、良好な品質の基板エッチング方式レベンソン型位相シフトマスク１を作製することが可能となる。
【００４３】
（第３の実施形態）
図９及び図１０は本発明のさらに別な実施形態による位相シフトマスクの作製方法を示す断面図である。これは、遮光膜３の下にシフタ１２を置いたレベンソン型位相シフトマスク１１（図３）を作製するための実施形態である。以下、この実施形態を図９及び図１０に従って説明する。
【００４４】
まず、図９（ａ）に示すように、１辺５インチ角の合成石英基板からなる透明基板２上にスパッタリングによって３７０ｎｍの厚みにＳｉＯ2からなるシフタ１２を成膜し、ついで、図９（ｂ）に示すように、その上にＣｒからなる遮光膜３をフォトリソグラフィプロセスにより形成する。このとき２.５μｍのＬ／Ｓを有するマスクを用い、ステッパーの１／５縮小転写〜等倍転写により０.１〜２.５μｍのＬ／Ｓを有する遮光膜３を形成する。ついで、図９（ｃ）に示すように、遮光膜３の上から透明基板２上にｉ線用ポジ型フォトレジスト７を塗布し、乾燥させる。
【００４５】
この後、図９（ｄ）に示すように、透明基板２上のポジ型フォトレジスト７にフォトマスク８を対向させる。このフォトマスク８は、パターン幅Ｄが隣接する２箇所の遮光膜パターン３ａの端から端までの距離Ｌよりもδ＝０.１μｍだけ小さくなっている。このフォトマスク８の窓を通してｉ線露光機によりポジ型フォトレジスト７にアライメント露光する。このときの露光量は、解像露光量Ｅthの６０％とする。ついで、図１０（ｅ）に示すように、透明基板２の裏面全面から解像露光量Ｅthの６０％のｉ線を露光する。
【００４６】
この後、ポジ型フォトレジスト７を現像する。透明基板２の表裏両面から露光された領域では、露光量が解像露光量Ｅthの１２０％に達しているので、図１０（ｆ）に示すように、現像によってポジ型フォトレジスト７が溶解除去されるが、遮光膜３又はフォトマスク８によって覆われていた領域では、露光量が解像露光量Ｅthの０〜６０％となっているので、現像後も溶解することなく残存している。
【００４７】
ついで、図１０（ｇ）に示すように、隣接する遮光膜パターン３ａ間の開口４を１つおきに覆うようにパターニングされたポジ型フォトレジスト７をマスクとしてフッ素プラズマによりシフタ１２をドライエッチングすると、図３に示したような位相シフタ１２を用いたレベンソン型位相シフトマスク１１が得られる。
【００４８】
この実施形態でも、２箇所の遮光膜パターン３ａの端から端までの距離Ｌよりもパターン幅Ｄの短いフォトマスク８を用いているので、フォトマスク８のアライメントずれがあっても現像後にポジ型フォトレジスト７が遮光膜パターン３ａの端からはみ出ることがない。しかも、フォトマスク８を通して行なう透明基板２の表面からの選択的露光と遮光膜３をマスクとして利用した裏面側からの全面露光によってポジ型フォトレジスト７の除去領域に充分な露光を行なうことにより、ポジ型フォトレジスト７を遮光膜パターン３ａの端と一致したパターンに正確にパターニングすることができる。よって、遮光膜３の損傷を防止して良好な品質のレベンソン型位相シフトマスク１１を作製することができる。
【００４９】
（第４の実施形態）
図１１及び図１２は本発明のさらに別な実施形態による位相シフトマスクの作製方法を示す断面図である。これは、シフタ下置きの別なレベンソン型位相シフトマスクを作製するための実施形態である。以下、この実施形態を図１１及び図１２に従って説明する。
【００５０】
まず、図１１（ａ）に示すように、１辺５インチ角の合成石英基板からなる透明基板２上に、スパッタリングによりアルミナからなるエッチングストップ層１７をで０.１μｍの膜厚に成膜し、その上にスパッタリングによって３７０ｎｍの厚みにＳｉＯ2からなるシフタ１２を成膜する。ついで、図１１（ｂ）に示すように、その上にＣｒからなる遮光膜３をフォトリソグラフィプロセスにより形成する。このとき２.５μｍのＬ／Ｓを有するマスクを用い、ステッパーの１／５縮小転写〜等倍転写により０.１〜２.５μｍのＬ／Ｓを有する遮光膜３を形成する。ついで、図１１（ｃ）に示すように、遮光膜３の上から透明基板２上にｉ線用ポジ型フォトレジスト７を塗布し、乾燥させる。
【００５１】
この後、図１１（ｄ）に示すように、透明基板２上のポジ型フォトレジスト７にフォトマスク８を対向させる。このフォトマスク８は、パターン幅Ｄが隣接する２箇所の遮光膜パターン３ａの端から端までの距離Ｌよりもδ＝０.１μｍだけ小さくなっている。このフォトマスク８の窓を通してｉ線露光機によりポジ型フォトレジスト７にアライメント露光する。このときの露光量は、解像露光量Ｅthの６０％とする。ついで、図１２（ｅ）に示すように、透明基板２の裏面全面から解像露光量Ｅthの６０％のｉ線を露光する。
【００５２】
この後、ポジ型フォトレジスト７を現像する。透明基板２の表裏両面から露光された領域では、露光量が解像露光量Ｅthの１２０％に達しているので、図１２（ｆ）に示すように、現像によってポジ型フォトレジスト７が溶解除去されるが、遮光膜３又はフォトマスク８によって覆われていた領域では、露光量が解像露光量Ｅthの０〜６０％となっているので、現像後も溶解することなく残存している。
【００５３】
ついで、図１０（ｇ）に示すように、隣接する遮光膜パターン３ａ間の開口４を１つおきに覆うようにパターニングされたポジ型フォトレジスト７をマスクとしてフッ素プラズマによりシフタ１２をドライエッチングする。このときシフタ１２の下層にはエッチングストップ層１７が形成されているので、シフタ１２のエッチング所要時間よりも少し長いめの時間エッチングすることによってポジ型フォトレジスト７から露出した領域のシフタ１２を完全に除去することができると共にそれによって透明基板２がエッチングされるのも防止できる。この結果、図１０に示すような位相シフタ下置き式のレベンソン型位相シフトマスクが得られる。
【００５４】
この実施形態では、シフタ１２の下にエッチングストップ層１７を設けているので、シフタ１２のエッチング加工を容易にすることができる。
【００５５】
（第５の実施形態）
図１３及び図１４は本発明のさらに別な実施形態による位相シフトマスクの作製方法を示す断面図である。これは、シフタ１２を遮光膜３の上に置いたレベンソン型位相シフトマスクを作製するための実施形態である。以下、この実施形態を図１３及び図１４に従って説明する。
【００５６】
まず、図１３（ａ）に示すように、１辺５インチ角の合成石英基板からなる透明基板２上に、スパッタリングによりアルミナからなるエッチングストップ層１７をで０.１μｍの膜厚に成膜し、その上にＣｒからなる遮光膜３をフォトリソグラフィプロセスにより形成する。このとき２.５μｍのＬ／Ｓを有するマスクを用い、ステッパーの１／５縮小転写〜等倍転写により０.１〜２.５μｍのＬ／Ｓを有する遮光膜３を形成する。さらに、図１３（ｂ）に示すように、その上にスパッタリングによって３７０ｎｍの厚みにＳｉＯ2からなるシフタ１２を成膜する。ついで、図１３（ｃ）に示すように、遮光膜３の上からシフタ１２上にｉ線用ポジ型フォトレジスト７を塗布し、乾燥させる。
【００５７】
この後、図１３（ｄ）に示すように、透明基板２上のポジ型フォトレジスト７にフォトマスク８を対向させる。このフォトマスク８は、パターン幅Ｄが隣接する２箇所の遮光膜パターン３ａの端から端までの距離Ｌよりもδ＝０.１μｍだけ小さくなっている。このフォトマスク８の窓を通してｉ線露光機によりポジ型フォトレジスト７にアライメント露光する。このときの露光量は、解像露光量Ｅthの６０％とする。ついで、図１４（ｅ）に示すように、透明基板２の裏面全面から解像露光量Ｅthの６０％のｉ線を露光する。
【００５８】
この後、ポジ型フォトレジスト７を現像する。透明基板２の表裏両面から露光された領域では、露光量が解像露光量Ｅthの１２０％に達しているので、図１４（ｆ）に示すように、現像によってポジ型フォトレジスト７が溶解除去されるが、遮光膜３又はフォトマスク８によって覆われていた領域では、露光量が解像露光量Ｅthの０〜６０％となっているので、現像後も溶解することなく残存している。
【００５９】
ついで、図１４（ｇ）に示すように、隣接する遮光膜パターン３ａ間の開口４を１つおきに覆うようにパターニングされたポジ型フォトレジスト７をマスクとしてフッ素プラズマによりシフタ１２をドライエッチングする。このときシフタ１２の下層にはエッチングストップ層１７が形成されているので、シフタ１２のエッチング所要時間よりも少し長いめの時間エッチングすることによってポジ型フォトレジスト７から露出した領域のシフタ１２を完全に除去することができると共にそれによって透明基板２がエッチングされるのも防止できる。この結果、図１０に示すような位相シフタ上置き式のレベンソン型位相シフトマスク１９が得られる。
【００６０】
この実施形態でも、シフタ１２の下にエッチングストップ層１７を設けているので、シフタ１２のエッチング加工を容易にすることができる。
【００６１】
（第６の実施形態）
図１５及び図１６は本発明のさらに別な実施形態による位相シフトマスクの作製方法を示す断面図である。これは、シフタ１２を遮光膜３の上に置いた別なレベンソン型位相シフトマスクを作製するための実施形態である。以下、この実施形態を図１５及び図１６に従って説明する。
【００６２】
まず、図１５（ａ）に示すように、１辺５インチ角の合成石英基板からなる透明基板２上にＣｒからなる遮光膜３をフォトリソグラフィプロセスにより形成する。このとき２.５μｍのＬ／Ｓを有するマスクを用い、ステッパーの１／５縮小転写〜等倍転写により０.１〜２.５μｍのＬ／Ｓを有する遮光膜３を形成する。ついで、図１５（ｂ）に示すようにスパッタリングによりアルミナからなるエッチングストップ層１７を０.１μｍの膜厚に成膜し、透明基板２及び遮光膜３の表面をエッチングストップ層１７により覆う。さらに、図１５（ｃ）に示すように、エッチングストップ層１７の上にスパッタリングによって３７０ｎｍの厚みにＳｉＯ2からなるシフタ１２を成膜する。ついで、図１５（ｄ）に示すように、シフタ１２上にｉ線用ポジ型フォトレジスト７を塗布し、乾燥させる。
【００６３】
この後、図１５（ｅ）に示すように、透明基板２上のポジ型フォトレジスト７にフォトマスク８を対向させる。このフォトマスク８は、パターン幅Ｄが隣接する２箇所の遮光膜パターン３ａの端から端までの距離Ｌよりもδ＝０.１μｍだけ小さくなっている。このフォトマスク８の窓を通してｉ線露光機によりポジ型フォトレジスト７にアライメント露光する。このときの露光量は、解像露光量Ｅthの６０％とする。ついで、図１６（ｆ）に示すように、透明基板２の裏面全面から解像露光量Ｅthの６０％のｉ線を露光する。
【００６４】
この後、ポジ型フォトレジスト７を現像する。透明基板２の表裏両面から露光された領域では、露光量が解像露光量Ｅthの１２０％に達しているので、図１６（ｇ）に示すように、現像によってポジ型フォトレジスト７が溶解除去されるが、遮光膜３又はフォトマスク８によって覆われていた領域では、露光量が解像露光量Ｅthの０〜６０％となっているので、現像後も溶解することなく残存している。
【００６５】
ついで、図１６（ｈ）に示すように、隣接する遮光膜パターン３ａ間の開口４を１つおきに覆うようにパターニングされたポジ型フォトレジスト７をマスクとしてフッ素プラズマによりシフタ１２をドライエッチングする。このときシフタ１２の下層にはエッチングストップ層１７が形成されているので、シフタ１２のエッチング所要時間よりも少し長いめの時間エッチングすることによってポジ型フォトレジスト７から露出した領域のシフタ１２を完全に除去することができると共にそれによって透明基板２がエッチングされるのも防止できる。この後、ポジ型フォトレジスト７を除去すると、図１６（ｉ）に示すような位相シフタ上置き式のレベンソン型位相シフトマスク２０が得られる。
【００６６】
この実施形態でも、シフタ１２の下にエッチングストップ層１７を設けているので、シフタ１２のエッチング加工を容易にすることができる。
【００６７】
なお、上記いずれの実施形態においても、基板表面からフォトマスクを通して選択的に露光した後、基板裏面から全面露光したが、この表面側からの選択的露光工程と基板裏面側からの全面露光工程とは、順序を逆にしても差し支えない。
【００６８】
（第７の実施形態）
図１７（ａ）〜（ｅ）は本発明のさらに別な実施形態による位相シフトマスクの作製方法を示す断面図である。これは図１に示したような基板エッチング方式のレベンソン型位相シフトマスク１を作製するための実施形態である。以下、この実施形態を図１７に従って説明する。
【００６９】
まず、図１７（ａ）に示すように、１辺５インチ角の合成石英基板からなる透明基板２上にＣｒ（クロム）からなる遮光膜３をフォトリソグラフィプロセスにより形成する。このとき２.５μｍのライン・アンド・スペース（以下、Ｌ／Ｓと記す）を有するマスクを用い、ステッパーの１／５縮小転写〜等倍転写により０.１〜２.５μｍのＬ／Ｓを有する遮光膜３を形成する。ついで、図１７（ｂ）に示すように、遮光膜３の上から透明基板２上にｉ線用ポジ型フォトレジスト７を塗布し、乾燥させる。
【００７０】
この後、図１７（ｃ）に示すように、透明基板２の裏面側にフォトマスク８を対向させる。このフォトマスク８は、パターン幅Ｄが隣接する２箇所の遮光膜パターン３ａの端から端までの距離Ｌよりもδ＝０.１μｍだけ小さくなっている。このフォトマスク８の窓を通して、密着露光機、ステッパー露光機等のｉ線露光機により、ポジ型フォトレジスト７にアライメント露光する。このときの露光量は、解像露光量Ｅthに透明基板２２による損失光量を加えた量とする。
【００７１】
この後、ポジ型フォトレジスト７を現像する。遮光膜３及びフォトマスク８によって覆われていた領域は、遮光膜３とフォトマスク８に遮られて露光量が０となっているので、図１７（ｄ）に示すように、現像後も溶解することなく残存している。
【００７２】
ついで、図１７（ｅ）に示すように、隣接する遮光膜パターン３ａ間の開口４を１つおきに覆うようにパターニングされたポジ型フォトレジスト７をマスクとしてフッ素プラズマにより透明基板２をドライエッチングして溝２ａを形成すると、図１に示したような基板エッチング方式によるレベンソン型位相シフトマスク１が得られる。
【００７３】
この実施形態のようにして位相シフトマスク１を製作すれば、２箇所の遮光膜パターン３ａの端から端までの距離Ｌよりもパターン幅Ｄの短いフォトマスク８を裏面側に配置して裏面側から露光しているので、フォトマスク８のアライメントずれがあっても現像後にポジ型フォトレジスト７が遮光膜３の端からはみ出ることがない。しかも、フォトマスク８と遮光膜３が一体となってフォトマスクの役目をするので、ポジ型フォトレジスト７を遮光膜３と一致したパターンに正確にパターニングすることができる。
【００７４】
よって、ポジ型フォトレジスト７を現像する際、遮光膜３が現像液で損傷されることがなく、またポジ型フォトレジスト７をマスクとして透明基板２をエッチングする際、遮光膜３が損傷されることがなく、遮光膜３の性能劣化が発生しない。同様に、ポジ型フォトレジスト７をマスクとしてドライエッチングする際、遮光膜３がスパッタされて透明基板２上に付着することが無く、透明基板２のドライエッチング不良が発生しない。従って、良好な品質の基板エッチング方式レベンソン型位相シフトマスク１を作製することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）（ｂ）は基板エッチング方式のレベンソン型位相シフトマスクを示す斜視図及び一部を拡大して示す断面図である。
【図２】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は、同上の基板エッチング方式のレベンソン型位相シフトマスクを作製する従来方法を説明する断面図である。
【図３】シフタ下置き式のレベンソン型位相シフトマスクを示す断面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は、同上のシフタ下置き式のレベンソン型位相シフトマスクを作製する従来方法を説明する断面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は従来のシフトマスク作製方法の問題点を説明する図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は従来のシフトマスク作製方法の別な問題点を説明する図である。
【図７】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）は本発明の一実施形態による、基板エッチング方式のレベンソン型位相シフトマスクを作製する方法を説明する断面図である。
【図８】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）は本発明の別な実施形態による、基板エッチング方式のレベンソン型位相シフトマスクを作製する方法を説明する断面図である。
【図９】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は本発明のさらに別な実施形態による、シフタ下置き式のレベンソン型位相シフトマスクを作製する方法を説明する断面図である。
【図１０】（ｅ）（ｆ）（ｇ）は図９の続図である。
【図１１】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は本発明のさらに別な実施形態による、シフタ下置き式のレベンソン型位相シフトマスクを作製する方法を説明する断面図である。
【図１２】（ｅ）（ｆ）（ｇ）（ｈ）は図１１の続図である。
【図１３】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は本発明のさらに別な実施形態による、シフタ上置き式のレベンソン型位相シフトマスクを作製する方法を説明する断面図である。
【図１４】（ｅ）（ｆ）（ｇ）（ｈ）は図１３の続図である。
【図１５】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は本発明のさらに別な実施形態による、シフタ上置き式のレベンソン型位相シフトマスクを作製する方法を説明する断面図である。
【図１６】（ｆ）（ｇ）（ｈ）（ｉ）は図１６の続図である。
【図１７】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は本発明のさらに別な実施形態による、基板エッチング方式のレベンソン型位相シフトマスクを作製する方法を説明する断面図である。
【符号の説明】
２  透明基板
３  遮光膜
３ａ  遮光膜パターン
７  ポジ型フォトレジスト
８  フォトマスク
１２  （位相）シフタ
１６  ＥＢレジスト
１７  エッチングストップ層
【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】
0003736132.tif 000009
【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】
0003736132.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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