JPH08334886A

JPH08334886A - ハーフトーン型位相シフトマスク及びその製造方法

Info

Publication number: JPH08334886A
Application number: JP16010195A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Yamada; 芳郎山田; Kazuaki Chiba; 和明千葉; Hidemasa Karikawa; 英聖狩川
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1995-06-02
Filing date: 1995-06-02
Publication date: 1996-12-17
Anticipated expiration: 2017-01-07
Also published as: JP3244107B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ハーフトーン型位相シフトマスクにおいて、
大面積の光透過パターンに対応する転写像にゴースト等
が発生することを防止し、さらに光透過パターンを取り
囲む非パターン部の面積が大きくなる場合にも転写像が
不鮮明になるのを防止する。【構成】微細な光透過パターンＰ１及び大面積の光透
過パターンＰ２は透明基板１のみで形成され、それらの
パターンＰ１，Ｐ２の周りのパターン周辺部Ｈは主にＭ
ｏ・Ｓｉ系材料の半透明位相シフト膜２ａによって形成
され、そしてパターン周辺部Ｈの周りの遮光部Ｓは主に
Ｃｒ等から成る遮光膜によって形成される。パターンＰ
１，Ｐ２の周りの半透明位相シフト材料の領域はパター
ン周辺部Ｈの範囲に限定され、それ以外の周辺部には遮
光膜が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主に投影露光装置にお
いて使用されるパターンを備えたフォトマスクであっ
て、特に、そのフォトマスクを通過する投影露光光に位
相差を与えて高解像度のパターン転写を可能にした位相
シフトマスク及びその製造方法に関する。また特に、透
明基板の上に希望パターンのハーフトーン材料膜を形成
して成るハーフトーン型位相シフトマスク及びその製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】位相シフトマスクとして、従来より、種
々の形式のものが提案されている。例えば、マスク上の
開口部の隣り合う一方に位相を反転させるような透明膜
を設けた構造のレベンソン型位相シフトマスクや、形成
すべきパターンの周辺部に解像限界以下の位相シフター
を形成した構造の補助パターン付き位相シフトマスク
や、基板上にクロムパターンを形成した後にオーバーエ
ッチングによって位相シフターのオーバーハングを形成
した構造の自己整合型位相シフトマスク等がある。

【０００３】以上の各構造の位相シフトマスクは、基板
上にクロムパターンとシフターパターンを設けたもので
あるが、この構造とは別に、シフターパターンのみによ
って形成された位相シフトマスクとして、透過型位相シ
フトマスクや、ハーフトーン型位相シフトマスク等も知
られている。透過型位相シフトマスクというのは、透明
部を透過した光と位相シフターを透過した光との境界部
において光強度がゼロとなることを利用してパターンを
分離するようにした位相シフトマスクであって、シフタ
ーエッジ利用型位相シフトマスクとも呼ばれる。

【０００４】また、ハーフトーン型位相シフトマスクと
いうのは、投影露光光に対して部分透過性を有する、い
わゆる半透明な位相シフターパターンを基板上に形成し
て、その位相シフターパターンの境界部に形成される光
強度がゼロの部分でパターン解像度を向上するようにし
た位相シフトマスクである。透過型位相シフトマスク
や、ハーフトーン型位相シフトマスクはその層構造が単
純であるため、製造工程が容易であり、しかもマスク上
の欠陥も少ないという長所を有している。

【０００５】位相シフターを用いることなく、例えばＣ
ｒ等の遮光膜によって所望のパターンを形成した従来型
のフォトマスクでは、線幅の狭いパターンをウェハ等と
いった露光対象物の上に正確に転写できない。つまり、
解像度が悪い。露光光の波長をｇ線（波長＝０．４３６
μｍ）、ｉ線（波長＝０．３６５μｍ）、ＫｒＦエキシ
マレーザ（波長＝０．２５４μｍ）の順のように、徐々
に短くしてゆけば、解像度を向上させることができるの
であるが、その場合でもやはり限界がある。この限界を
打破するために開発されたものがハーフトーン型位相シ
フトマスクであり、このハーフトーン型位相シフトマス
クでは、位相を反転することなく光透過パターンを通過
した露光光と、位相シフターを通過して位相が反転した
露光光との間で光を干渉させることにより、高解像度の
転写パターンを得るようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのハー
フトーン型位相シフトマスクに関しては、位相シフト効
果を必要とする光透過パターンは、その線幅が露光光の
波長よりも若干広い程度の微細なパターンであり、線幅
がそれ以上であるような大面積の光透過パターンについ
ては、位相シフト効果を利用する必要はない。しかも、
このような大面積の光透過パターンについては、その周
りの広い領域を位相シフター、すなわち半透明位相シフ
ト膜のみによって区画形成すると、かえって、その大面
積パターンに対応する転写像にゴースト等が発生すると
いう問題があった。

【０００７】また、ハーフトーン型位相シフトマスク
は、通常、露光光を透過させるための光透過パターン
と、その周りを取り囲む半透明位相シフト膜によって区
画形成される非パターン部とによって構成されるが、光
透過パターンの周囲の半透明位相シフト膜の面積が大き
い場合には、光透過パターンを通過した露光光によって
露光対象物上に転写される転写像が不鮮明になったり、
あるいは、半透明位相シフト膜の部分に穴が開いたりす
るといった問題があった。

【０００８】本発明は、ハーフトーン型位相シフトマス
クにおける上記の問題点を解決するためになされたもの
であって、光透過パターンが大面積になる場合にもその
大面積パターンに対応する転写像にゴースト等が発生す
ることを防止し、さらに光透過パターンを取り囲む非パ
ターン部の面積が大きくなる場合にも光透過パターンを
通過した露光光によって得られる転写像が不鮮明になる
のを防止することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係るハーフトーン型位相シフトマスクは、
透明基板の上に半透明位相シフト膜を積層して成るハー
フトーン型位相シフトマスクにおいて、露光光を透過さ
せるための光透過パターンと、その光透過パターンの周
りに所定幅で形成されたパターン周辺部と、そのパター
ン周辺部を包囲する遮光部とを有しており、そのパター
ン周辺部は半透明位相シフト膜によって区画形成され、
上記遮光部は遮光膜によって区画形成されることを特徴
とする。

【００１０】上記の光透過パターンは、位相シフト効果
を必要とする程度に微細な寸法のパターンによって形成
される場合もあるし、位相シフト効果を必要としない程
度に大面積の光透過パターンによって形成される場合も
ある。位相シフト効果を必要とする程度に微細な寸法の
パターンとは、概ね、露光光の波長の２倍程度の寸法の
パターンである。例えば、露光光としてｇ線（波長＝
０．４３６μｍ）を考えれば０．９μｍ程度以下の線幅
が、ｉ線（波長＝０．３６５μｍ）を考えれば０．８μ
ｍ程度以下の線幅が、そして、ＫｒＦエキシマレーザ
（波長＝０．２５４μｍ）を考えれば０．６μｍ程度以
下の線幅が、それぞれ、本発明に係る微細パターンと考
えられる。このような微細パターンを半透明位相シフト
膜によって取り囲んで透明基板によって区画形成すれ
ば、希望する位相シフト効果によって高解像度の転写像
を得ることができる。一方、上記ような線幅寸法以上の
線幅を有する大面積パターンに関しては、その大面積パ
ターンを半透明位相シフト膜によって取り囲んで透明基
板によって区画形成したとしても、位相シフト効果によ
る解像度の向上はそれほど期待できない。

【００１１】半透明位相シフト膜としては、例えばＭｏ
とＳｉを主成分とする化合物、より具体的には、例えば
化学記号ＭｏＳｉＯ_XＮ_Y（Ｘ，Ｙは整数）で表される材
料を用いることができる。また、遮光膜としてはＣｒ
（クロム），ＣｒＯ（酸化クロム），ＣｒＮ（窒化クロ
ム），ＣｒＯＮ，ＣｒＯＣＮ又はこれらを積層した複合
膜を用いることができる。複合膜を用いる場合は、例え
ば、図１０及び図１１に示すような２層構造又は図１２
に示すような３層構造とすることができる。

【００１２】上記の目的を達成するため本発明に係るハ
ーフトーン型位相シフトマスクの製造方法は、（１）透
明基板の上に半透明位相シフト層、遮光層、第１レジス
ト層を順次、積層する工程と、（２）第１レジスト層を
所定の形状にパターニングして、必要とする光透過パタ
ーン部のみが欠落した状態の第１レジスト膜を形成する
工程と、（３）パターニングされた第１レジスト膜をマ
スクとして遮光層をエッチングによってパターニングし
て、必要とする光透過パターン部のみが欠落した状態の
遮光膜を形成する工程と、（４）パターニングされた第
１レジスト膜及び遮光膜をマスクとして半透明位相シフ
ト層をエッチングによってパターニングして、必要とす
る光透過パターン部のみが欠落した状態の半透明位相シ
フト膜を形成する工程と、（５）第１レジスト膜を剥離
する工程と、（６）第２レジスト層を積層する工程と、
（７）光透過パターン部よりも所定幅だけ広いパターン
周辺部のデータを生成するリサイズ工程と、（８）パタ
ーン周辺部のデータに従って第２レジスト層をパターニ
ングして、光透過パターン部及びその周りのパターン周
辺部が欠落した状態の第２レジスト膜を形成する工程
と、（９）パターニングされた第２レジスト膜をマスク
として遮光膜をエッチングによってパターニングして、
光透過パターン部及びその周りのパターン周辺部が欠落
した状態の遮光膜を形成する工程と、（１０）第２レジ
スト膜を剥離する工程とを有することを特徴とする。

【００１３】上記リサイズ工程におけるパターン周辺部
のデータの生成は、光透過パターン部のデータに基づい
てコンピュータプログラムに従って自動的に生成するこ
ともできるし、あるいは、いわゆるデジタイザ等といっ
た座標情報入力手段からの入力によって生成することも
できる。

【００１４】なお、光透過パターンは、位相シフト効果
を必要とする程度に微細な光透過パターンと、位相シフ
ト効果を必要としない程度に面積の広い光透過パターン
との両パターンによって構成されることがある。このよ
うな場合には上記リサイズ工程において、微細な光透過
パターン及び大面積の光透過パターンの両方に対してパ
ターン周辺部のデータを生成することもできるし、ある
いは、微細な光透過パターンに対してのみパターン周辺
部のデータを生成し、大面積の光透過パターンに対して
はその大面積光透過パターンと同じデータを生成するこ
ともできる。

【００１５】

【作用】請求項１記載のハーフトーン型位相シフトマス
クでは、ウェハ等の露光対象物を露光する際、露光光は
光透過パターンを通過してウェハ等に照射され、一方、
パターン周辺部及び遮光部から成る非パターン部では露
光光の通過が阻止、すなわち遮光される。光透過パター
ンは、位相シフト効果を必要とする程度に微細な光透過
パターンによって構成される場合や、位相シフト効果を
必要としない程度に広い光透過パターンによって構成さ
れる場合がある。

【００１６】微細な光透過パターンの周りにパターン周
辺部を設けてそのパターン周辺部を半透明位相シフト膜
によって区画形成し、さらにそのパターン周辺部の外側
の遮光部をＣｒ等の遮光膜によって区画形成すれば、半
透明位相シフト膜の働きによって希望の位相シフト効果
を得ることができ、しかも同時に、半透明位相シフト膜
が設けられる領域をパターン周辺部に限定し、そのパタ
ーン周辺部を取り囲む遮光部はＣｒ等の遮光膜によって
形成したので、光透過パターンの周りの広い領域に半透
明位相シフト膜を設けた従来の場合に比べて、転写像を
鮮明に形成でき、また、光透過パターンの周囲の半透明
位相シフト膜の部分に穴が開く等といった不都合は発生
しない。

【００１７】他方、限られた所定幅のパターン周辺部を
面積の広い光透過パターンの周りに設けてそのパターン
周辺部を半透明位相シフト膜によって区画形成し、さら
にそのパターン周辺部の外側の遮光部をＣｒ等の遮光膜
によって区画形成すれば、光透過パターンの周りの広い
領域を半透明位相シフト膜のみによって形成した従来の
場合において光透過パターンに対応する部分に発生して
いたゴースト等の不都合を確実に回避できる。

【００１８】なお、面積の広い光透過パターンに関して
は、それを半透明位相シフト膜によって取り囲んだとし
ても、もともと、位相シフト効果による解像度の向上は
望めない。従って、この広い光透過パターンに関して
は、必ずしも、その光透過パターンの周りに半透明位相
シフト膜から成るパターン周辺部を設ける必要はなく、
その光透過パターンの周囲にいきなりＣｒ等の遮光膜か
ら成る遮光部を設けるようにしても良い。

【００１９】

【実施例】

（ハーフトーン型位相シフトマスクに関する第１実施
例）図１は、本発明に係るハーフトーン型位相シフトマ
スクの一実施例を示している。図２はその位相シフトマ
スクの断面構造を示している。図示の例は、位相シフト
マスクの有効パターン領域内の一部分を拡大して示して
いる。図示の位相シフトマスクは、４×４＝１６個の微
細な光透過パターンＰ１と、面積の広い光透過パターン
Ｐ２と、それらの光透過パターンＰ１及びＰ２の外側の
領域であって鎖線で囲まれる所定幅の領域であるパター
ン周辺部Ｈと、それらのパターン周辺部Ｈを取り囲む遮
光部Ｓとによって構成される。図２において、光透過パ
ターンＰ１及びＰ２は透明基板１のみによって区画形成
されている。また、パターン周辺部Ｈは光透過パターン
Ｐ１及びＰ２の周りにおいて半透明位相シフト膜２ａに
よって区画形成されている。そして、遮光部ＳはＣｒ等
の遮光膜３ａによって区画形成されている。

【００２０】個々の微細な光透過パターンＰ１は、Ｔ１
×Ｔ２の寸法を有している。これらの寸法Ｔ１及びＴ２
は、いずれも、露光対象物を露光するための露光光の波
長の約２倍の長さよりも短い値に設定される。この寸法
は、位相シフト効果、すなわち光透過パターンＰ１及び
Ｐ２を透過した光と、半透明位相シフト膜２ａを透過し
て位相が１８０゜反転した光との間の干渉により解像度
を向上させる効果、を得ることができる程度の微細な寸
法である。一方、広い光透過パターンＰ２は、Ｔ３×Ｔ
４の寸法を有している。これらの寸法Ｔ３及びＴ４は、
いずれも、露光光の波長の約２倍の長さよりも長い値に
設定される。この寸法は、位相シフト効果を必要としな
い寸法、換言すれば、その光透過パターンを半透明位相
シフト膜で取り囲んだとしても解像度の向上を望むこと
ができないような寸法である。

【００２１】パターン周辺部Ｈの幅Ａ、すなわち光透過
パターンＰ１及びＰ２の外周縁とパターン周辺部Ｈの外
周縁との間の間隔は、露光光の波長の値以上であって１
００μｍ以下の範囲、より好ましくは露光光の波長の値
以上であって５０μｍ以下の範囲内の任意の値に設定さ
れる。なお、露光光がｇ線であればその波長は約０．４
３６μｍ、ｉ線であればその波長は約０．３６５μｍ、
そしてＫｒＦエキシマレーザであればその波長は約０．
２５４μｍである。

【００２２】この位相シフトマスクを用いて露光対象
物、例えばウェハに転写像を形成する場合には、図１３
に示すように、露光光Ｒを位相シフトマスク６に照射
し、その位相シフトマスク６を透過した光、特に光透過
パターンＰ１及びＰ２等を通過した光によってウェハ７
を露光し、これにより、ウェハ７上に希望パターンの転
写像が結像される。本実施例の位相シフトマスクが、い
わゆるレチクルマスクとして構成されていれば、通常
は、１／５程度の縮小像がウェハ７上に形成される。

【００２３】微細な光透過パターンＰ１を透過した光
は、パターン周辺部Ｈを透過して位相が反転した光との
間で干渉を生じ、これにより、位相シフト効果が発現し
てウェハ上に鮮明で微細な転写像が得られる。微細な光
透過パターンＰ１及び面積の広い光透過パターンＰ２の
いずれに関しても、その周りに設けられる半透明位相シ
フト膜２ａの存在領域はパターン周辺部Ｈの領域に限定
され、そのパターン周辺部Ｈの外側の遮光部ＳはＣｒ等
の遮光膜によって区画形成されている。光透過パターン
Ｐ１及びＰ２の周りの広い範囲が半透明位相シフト膜２
ａのみによって区画形成される場合には、微細パターン
が不鮮明になったり、広い面積のパターン内にゴースト
等の転写不良が発生したりするおそれがあるが、半透明
位相シフト膜２ａの存在領域をパターン周辺部Ｈに限定
した本実施例によれば、そのような問題が解消する。

【００２４】（図１の位相シフトマスクの製造方法の一
実施例）図３及び図４は、図１に示す位相シフトマスク
を製造するための製造方法の一実施例を工程順に示して
いる。また、図５は、その製造方法において、特に位相
シフトマスクの基材の上にパターンを描画するための描
画システムを模式的に示している。図５において、パタ
ーンデータ入力装置８は、例えばキーボード、マウス等
によって構成され、このパターンデータ入力装置８によ
って光透過パターンＰ１及びＰ２のパターンデータがＣ
ＰＵ（中央処理装置）９の入力ポートへ送られる。

【００２５】ＣＰＵ９の演算処理部はリサイズ演算部１
０を含んでいる。このリサイズ演算部１０は、パターン
データ入力装置８から送られた光透過パターンＰ１及び
Ｐ２のパターンデータに基づいて、メモリ１１内に格納
された所定のプログラムに従って、幅Ａのパターン周辺
領域Ｈを演算する。微細な光透過パターンＰ１に関して
は、リサイズ演算部１０は個々の光透過パターンＰ１の
１つづつに対してパターン周辺領域Ｈを演算するが、こ
れら全てのパターン周辺領域Ｈをつなぎ合わせると、結
果的に、図１の鎖線で示すような全ての光透過パターン
Ｐ１を包含する大きな正方形領域になる。

【００２６】ＣＰＵ９は、以上のようにして演算された
光透過パターンのデータに基づいて画像制御部１２を駆
動し、これにより、ＣＲＴモニター１３の画面上に位相
シフトマスクのパターン画面が表示される。また、ＣＰ
Ｕ９は、演算された光透過パターンのデータを描画装置
１４へ送る。描画装置１４はそのデータに基づいて電子
線ビーム又は露光光を出力し、それらの電子線ビーム又
は露光光により、位相シフトマスクの完成途中品６ａの
上に光透過パターンＰ１及びＰ２や、パターン周辺領域
Ｈが描画される。なお、電子線ビームを用いる描画の場
合は、電子線の電荷によって位相シフトマスクの基板が
帯電するので、それを防止するために基板上の適所に導
電層を形成することが広く行われている。露光光を用い
た描画の場合には帯電の心配がないので、そのような導
電層を形成する必要はない。これ以降の説明では、露光
光を用いる描画の場合を想定して導電層のことには特に
触れないことにするが、電子線ビームによる描画を行う
場合には導電層を用いることが必要になることに注意す
る。

【００２７】以下、図３及び図４に基づいて、図１の位
相シフトマスクの製造方法を説明する。まず、図３
（ａ）に示すように、石英によって形成された透明基板
１の上に、周知の成膜方法を用いて、Ｍｏ・Ｓｉ系の材
料から成る半透明位相シフト層２、Ｃｒ等の遮光材から
成る遮光層３、そしてポジレジストから成る第１レジス
ト層４を順次に積層した。各層の厚さは、半透明位相シ
フト層２を１２００〜２０００Å、遮光層３を３００〜
１５００Å、そして第１レジスト層４を３０００〜６０
００Åとした。

【００２８】次いで、電子線又は露光光Ｒ１により光透
過パターンＰ１及びＰ２のパターンを露光し（図３
（ｂ））、さらに、現像を行って必要とするパターンの
みが欠落した状態の第１レジスト膜４ａを形成した（図
３（ｃ）及び図３（ｄ））。さらに、その第１レジスト
膜４ａをマスクとして、硝酸第２セリウムアンモニウム
に過塩素酸を加えて製造したエッチング液を用いた常法
のウエットエッチングにより、又は塩素系ガスを用いた
ドライエッチングにより、遮光層３をパターニングし
て、必要とするパターンのみが欠落した状態の遮光膜３
ａを形成した（図３（ｅ））。このとき、半透明位相シ
フト層２は上記の各エッチング剤によってはエッチング
されない。

【００２９】その後、ＣＦ₄、Ｃ₂Ｆ₆等のフッ素系ガス
を用いたドライエッチングによって半透明位相シフト層
２を所望パターンの半透明位相シフト膜２ａへとパター
ニングした（図３（ｆ））。このとき、マスクとして働
く遮光膜４ａはエッチングされないので、半透明位相シ
フト膜２ａのパターンは極めて高精度な寸法精度で得ら
れた。次いで、酸素プラズマや硫酸を用いて第１レジス
ト膜４ａを剥離することにより、図３（ｈ）に示すよう
に、微細パターンＰ１及び面積の広いパターンＰ２を有
するパターンが形成される。このとき、両パターンＰ１
及びＰ２は透明基板１のみによって区画形成され、それ
らのパターンＰ１及びＰ２以外の非パターン部Ｑは、主
に、遮光膜３ａによって区画形成される。

【００３０】次に、あらためてポジレジストをマスク全
体に塗布して第２レジスト層５を形成し（図４
（ｉ））、さらに、電子線又は露光光Ｒ２によって再び
描画を行う（図４（ｊ））。このときの描画は、図５に
示したＣＰＵ９のリサイズ演算部１０によって決められ
るリサイズ寸法に従って行われる。このリサイズ寸法と
いうのは、図４（ｋ）に示すように、微細パターンＰ１
及び広いパターンＰ２に、それらよりも所定幅Ａだけ広
いパターン周辺領域を加え合わせた領域に相当する。

【００３１】その後、第２レジスト層５を現像して第２
レジスト膜５ａを形成した（図４（ｌ））。これによ
り、図４（ｍ）に示すように、微細パターンＰ１及び広
いパターンＰ２と、それらのパターン周辺領域とを加え
合わせた領域である露光領域Ｒ２を除いた領域に、斜線
で示すように、第２レジスト膜５ａが残された。そし
て、その第２レジスト膜５ａをマスクとして、常法のウ
ェットエッチング又は塩素ガスを用いたドライエッチン
グにより遮光膜３ａをパターニングした（図４
（ｎ））。このとき、半透明位相シフト膜２ａはエッチ
ングされない。

【００３２】その後、酸素プラズマや硫酸を用いて第２
レジスト膜５ａを剥離することにより、図４（ｏ）及び
図４（ｐ）に示すように、光透過パターン部Ｐ１及びＰ
２が基板１のみによって区画形成され、パターン周辺部
Ｈが光透過パターンＰ１及びＰ２の周りにおいて半透明
位相シフト膜２ａによって区画形成され、そして、遮光
部ＳがＣｒ等の遮光膜３ａによって区画形成された状態
の位相シフトマスクが得られた。

【００３３】（ハーフトーン型位相シフトマスクに関す
る第２実施例）図６は、本発明に係るハーフトーン型位
相シフトマスクの他の実施例を示している。図７はその
位相シフトマスクの断面構造を示している。この位相シ
フトマスクが図１に示した第１実施例と異なる点は、パ
ターン周辺部Ｈが微細な光透過パターンＰ１の周りに設
定されるだけで、面積の広い光透過パターンＰ２の周り
にはパターン周辺部Ｈが設定されないことである。遮光
部Ｓはパターン周辺部Ｈ及び広い光透過パターンＰ２の
周りに形成される。この実施例でも図７に示すように、
光透過パターン部Ｐ１及びＰ２は基板１のみによって区
画形成され、パターン周辺部Ｈは光透過パターンＰ１の
周りにおいて半透明位相シフト膜２ａによって区画形成
され、そして、遮光部ＳはＣｒ等の遮光膜３ａによって
区画形成される。

【００３４】広い光透過パターンＰ２の周りにパターン
周辺部Ｈを設定しないのは、次の理由による。すなわ
ち、広い光透過パターンＰ２に関しては、それを半透明
位相シフト膜２ａによって区画形成したとしても、もと
もと、位相シフト効果による解像度の向上は望めない。
従って、この広い光透過パターンＰ２に関しては、必ず
しも、その光透過パターンの周りに半透明位相シフト膜
から成るパターン周辺部を設ける必要はなく、その光透
過パターンの周囲にいきなりＣｒ等の遮光膜から成る遮
光部を設けるようにしても良いからである。

【００３５】（図６の位相シフトマスクの製造方法の一
実施例）図９は、図６に示す位相シフトマスクを製造す
るのに適したパターン描画システムの一例を模式的に示
している。この描画システムが図５に示した描画システ
ムと異なる点は、リサイズ寸法の設定方法に改変を加え
たことであり、具体的には、いわゆるデジタイザ等とい
った座標情報入力装置１５をＣＰＵ９の入力ポートに接
続したことである。本実施例では、微細な光透過パター
ンＰ１に対応させてパターン周辺部Ｈを設定する際に、
ペン入力又はマウス入力等によってオペレータが座標情
報入力装置１５へ位置データを入力し、これにより、パ
ターン周辺部Ｈを設定する。

【００３６】図８は、上記の描画システムを用いた位相
シフトマスクの製造方法の一例を工程順に模式的に示し
ている。図８に示す工程は、図３を用いて既に説明した
一連の工程に引き続いて実行されるものである。本実施
例においても、図３（ａ）から図３（ｈ）までに示した
工程が実行されるが、これらについては既に説明したの
でそれらの説明は省略する。

【００３７】図３（ｇ）及び図３（ｈ）までの工程で、
微細な光透過パターンＰ１及び広い光透過パターンＰ２
が透明基板１のみによって形成され、それらの周りに非
パターン部Ｑが、主に、遮光膜３ａによって形成され
る。その後、あらためてポジレジストをマスク全体に塗
布して第２レジスト層５を形成し（図８（ｉ’））、さ
らに、電子線又は露光光Ｒ_3-1及びＲ_3-2によって再び
描画を行う（図８（ｊ’））。このときの描画は、図９
に示した座標情報入力装置１５によって決められるリサ
イズ寸法に従って行われる。このリサイズ寸法というの
は図８（ｋ’）に示すように、微細パターンＰ１に関し
てはそれよりも所定幅Ａだけ広いパターン周辺領域を加
え合わせた領域Ｒ_3-1のことであり、一方、広いパター
ンＰ２に関してはパターン周辺領域を考慮しない広いパ
ターンＰ２そのものの領域Ｒ_3-2のことである。

【００３８】その後、第２レジスト層５を現像して第２
レジスト膜５ａを形成した（図８（ｌ’））。これによ
り、図８（ｍ’）に示すように、微細パターンＰ１及び
そのパターン周辺領域とを加え合わせた露光領域Ｒ_3-1
並びに広いパターンＰ２に相当する露光領域Ｒ_3-2の両
領域を除いた領域に、斜線で示すように、第２レジスト
膜５ａが残された。そして、その第２レジスト膜５ａを
マスクとして、常法のウェットエッチング又は塩素ガス
を用いたドライエッチングにより遮光膜３ａをパターニ
ングした（図４（ｎ’））。このとき、半透明位相シフ
ト膜２ａはエッチングされない。

【００３９】その後、酸素プラズマや硫酸を用いて第２
レジスト膜５ａを剥離することにより、図４（ｏ’）及
び図４（ｐ’）に示すように、光透過パターン部Ｐ１及
びＰ２が基板１のみによって区画形成され、微細な光透
過パターンＰ１のみに対応して設定されたパターン周辺
部Ｈが光透過パターンＰ１の周りにおいて半透明位相シ
フト膜２ａによって区画形成され、そして、遮光部Ｓが
Ｃｒ等の遮光膜３ａによって区画形成された状態の位相
シフトマスクが得られた。

【００４０】以上、好ましい実施例を挙げて本発明を説
明したが、本発明はそれらの実施例に限定されるもので
はなく、特許請求の範囲に記載した技術的範囲内で種々
に改変できる。例えば、図１及び図６に示した微細な光
透過パターンＰ１及び広い光透過パターンＰ２は、説明
を分かり易くするために模式的に例示したパターンであ
って、実際に作成されるパターンは、希望に応じた形状
のパターンとされる。また、上記説明では、ＣＰＵ９に
よってリサイズ寸法を演算するようにした図５の描画シ
ステムを用いて、面積の広い光透過領域Ｐ２にもパター
ン周辺部Ｈを設定するという図１のパターンを描画し、
一方、座標情報入力装置１５を用いた図９の描画システ
ムを用いて、広い光透過領域Ｐ２にはパターン周辺部Ｈ
を設定しないという図６に示すパターンを描画した。し
かしながら、図５に示す描画システムを用いて図６に示
すパターンを描画しても良いし、又は図９に示す描画シ
ステムを用いて図１に示すパターンを描画しても良い。

【００４１】

【発明の効果】請求項１記載のハーフトーン型位相シフ
トマスクによれば、光透過パターンの周りの広い領域を
半透明位相シフト膜によって形成するのではなくて、半
透明位相シフト膜を設ける場合でも、その領域を広くて
もパターン周辺部に限定したので、光透過パターンが大
面積になる場合にもその大面積光透過パターンに対応す
る転写像にゴースト等が発生することを防止でき、さら
に、光透過パターンを取り囲む非パターン部の面積が大
きくなる場合にも光透過パターンを通過した露光光によ
って得られる転写像が不鮮明になることを防止できる。

【００４２】請求項２記載のハーフトーン型位相シフト
マスクによれば、微細な光透過パターンを取り囲む非パ
ターン部の面積が大きくなる場合にも、その微細な光透
過パターンに対応する転写像を鮮明に形成できる。

【００４３】請求項３記載のハーフトーン型位相シフト
マスクによれば、光透過パターンが大面積になる場合に
もその大面積の光透過パターンに対応する転写像にゴー
スト等が発生することを防止できる。

【００４４】請求項６記載のハーフトーン型位相シフト
マスクの製造方法によれば、請求項１記載のハーフトー
ン型位相シフトマスクを安定して確実に作製できる。

【００４５】請求項７記載のハーフトーン型位相シフト
マスクの製造方法によれば、本発明の特徴である光透過
パターンに対するリサイズ寸法を画一的且つ自動的に設
定できる。

【００４６】請求項８記載のハーフトーン型位相シフト
マスクの製造方法によれば、本発明の特徴である光透過
パターンに対応するリサイズ寸法をオペレータの希望に
応じて自由に設定できる。

【００４７】請求項９記載のハーフトーン型位相シフト
マスクの製造方法によれば、微細な光透過パターンに対
しては効果的に位相シフト効果を提供でき、一方、位相
シフト効果を必要としない広い光透過パターンに対して
は完全な遮光効果を提供することによりゴースト等の転
写不良を確実に防止できる。

【００４８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るハーフトーン型位相シフトマスク
の一実施例を模式的に示す平面図である。

【図２】図１のハーフトーン型位相シフトマスクの断面
構造を模式的に示す断面図である。

【図３】本発明に係るハーフトーン型位相シフトマスク
の製造方法の一実施例を工程順に模式的に示す図であ
る。

【図４】本発明に係るハーフトーン型位相シフトマスク
の製造方法の一実施例を工程順に模式的に示す図であっ
て、図３に引き続く工程を示す図である。

【図５】露光描画装置の一実施例を示すブロック図であ
る。

【図６】本発明に係るハーフトーン型位相シフトマスク
の他の実施例を模式的に示す平面図である。

【図７】図６のハーフトーン型位相シフトマスクの断面
構造を模式的に示す断面図である。

【図８】本発明に係るハーフトーン型位相シフトマスク
の製造方法の他の実施例を工程順に模式的に示す図であ
って、図３に引き続く工程を示す図である。

【図９】露光描画装置の他の実施例を示すブロック図で
ある。

【図１０】遮光膜の一実施例の部分断面構造を示す図で
ある。

【図１１】遮光膜の他の実施例の部分断面構造を示す図
である。

【図１２】遮光膜のさらに他の実施例の部分断面構造を
示す図である。

【図１３】図２に示す位相シフトマスクを用いてウェハ
を露光する状態を模式的に示す図である。

【符号の説明】

１透明基板２半透明位相シフト層２ａ半透明位相シフト膜３遮光層３ａ遮光膜４第１レジスト層４ａ第１レジスト膜５第２レジスト層５ａ第２レジスト膜６位相シフトマスク７ウェハＡリサイズ寸法Ｈパターン周辺部Ｐ１微細な光透過パターンＰ２大面積パターンＱ非パターン領域Ｒ１第１描画露光Ｒ２リサイズ露光Ｓ遮光部

【手続補正書】

【提出日】平成８年７月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板の上に半透明位相シフト膜を積
層して成るハーフトーン型位相シフトマスクにおいて、露光光を透過させるための光透過パターンと、その光透過パターン部の周りに所定幅で形成されたパタ
ーン周辺部と、そのパターン周辺部を包囲する遮光部とを有しており、そのパターン周辺部は半透明位相シフト膜によって区画
形成され、上記遮光部は遮光膜によって区画形成される
ことを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク。
【請求項２】請求項１記載のハーフトーン型位相シフ
トマスクにおいて、光透過パターンは、位相シフト効果
を必要とする程度に微細な寸法のパターンによって形成
されることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマス
ク。
【請求項３】請求項１記載のハーフトーン型位相シフ
トマスクにおいて、光透過パターンは、位相シフト効果
を必要としない程度に大面積のパターンによって形成さ
れることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマス
ク。
【請求項４】請求項１から請求項３のうちのいずれか
１つに記載のハーフトーン型位相シフトマスクにおい
て、半透明位相シフト膜はＭｏとＳｉを主成分とする化
合物であることを特徴とするハーフトーン型位相シフト
マスク。
【請求項５】請求項１から請求項４のうちのいずれか
１つに記載のハーフトーン型位相シフトマスクにおい
て、遮光膜はＣｒ，ＣｒＯ，ＣｒＮ，ＣｒＯＮ，ＣｒＯ
ＣＮ又はこれらを積層した複合膜であることを特徴とす
るハーフトーン型位相シフトマスク。
【請求項６】透明基板の上に半透明位相シフト膜を積
層して成るハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法
において、（１）透明基板の上に半透明位相シフト層、
遮光層、第１レジスト層を順次、積層する工程と、
（２）第１レジスト層を所定の形状にパターニングし
て、必要とする光透過パターン部のみが欠落した状態の
第１レジスト膜を形成する工程と、（３）パターニング
された第１レジスト膜をマスクとして遮光層をエッチン
グによってパターニングして、必要とする光透過パター
ン部のみが欠落した状態の遮光膜を形成する工程と、
（４）パターニングされた第１レジスト膜及び遮光膜を
マスクとして半透明位相シフト層をエッチングによって
パターニングして、必要とする光透過パターン部のみが
欠落した状態の半透明位相シフト膜を形成する工程と、
（５）第１レジスト膜を剥離する工程と、（６）第２レ
ジスト層を積層する工程と、（７）光透過パターン部よ
りも所定幅だけ広いパターン周辺部のデータを生成する
リサイズ工程と、（８）パターン周辺部のデータに従っ
て第２レジスト層をパターニングして、光透過パターン
部及びその周りのパターン周辺部が欠落した状態の第２
レジスト膜を形成する工程と、（９）パターニングされ
た第２レジスト膜をマスクとして遮光膜をエッチングに
よってパターニングして、光透過パターン部及びその周
りのパターン周辺部が欠落した状態の遮光膜を形成する
工程と、（１０）第２レジスト膜を剥離する工程とを有
することを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク
の製造方法。
【請求項７】請求項６記載のハーフトーン型位相シフ
トマスクの製造方法において、リサイズ工程におけるパ
ターン周辺部のデータの生成は、光透過パターン部のデ
ータに基づいてコンピュータプログラムに従って演算さ
れて自動的に生成されることを特徴とするハーフトーン
型位相シフトマスクの製造方法。
【請求項８】請求項６記載のハーフトーン型位相シフ
トマスクの製造方法において、リサイズ工程におけるパ
ターン周辺部のデータの生成は、座標情報入力手段から
の入力によって生成されることを特徴とするハーフトー
ン型位相シフトマスクの製造方法。
【請求項９】請求項６から請求項８のうちのいずれか
１つに記載のハーフトーン型位相シフトマスクの製造方
法において、光透過パターン部は、位相シフト効果を必
要とする程度に微細な光透過パターン部と、位相シフト
効果を必要としない程度に広い光透過パターン部とを有
しており、そしてリサイズ工程において、微細な光透過
パターン部に対してのみパターン周辺部のデータを生成
し、広い光透過パターン部に対してはその広い光透過パ
ターンと同じデータを生成することを特徴とするハーフ
トーン型位相シフトマスクの製造方法。