JP3202253B2

JP3202253B2 - 露光用マスクの製造方法及び露光用マスク

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Publication number: JP3202253B2
Application number: JP6726891A
Authority: JP
Inventors: 耕治橋本; 克彦稗田; 剛柴田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-03-29
Filing date: 1991-03-29
Publication date: 2001-08-27
Anticipated expiration: 2016-08-27
Also published as: US5468576A; KR960001141B1; JPH04301637A; KR920018825A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［発明の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路の製造等
に用いられる露光用マスクに関し、特に位相シフタ付き
露光用マスクの製造方法及び露光用マスクに関する。

【０００３】

【従来の技術】半導体集積回路は、高集積化、微細化の
一途を辿っている。その半導体集積回路の製造に際し、
リソグラフィ技術は加工の要として特に重要である。

【０００４】リソグラフィ技術において、例えば光源に
関しては、ｇ線、ｉ線、エキシマレーザ、Ｘ線等種々の
光源の採用が検討されており、またレジスト材料に関し
ても、各光源に適した新レジスト材料の開発が行なわ
れ、更には、多層レジスト法、ＣＥＬ法及びイメージリ
バース法等のレジスト処理技術に関しても研究が進めら
れている。

【０００５】これに対し、マスク製作技術に関しては、
これまで十分な検討がなされていなかったが、最近にな
って位相シフト法（１９８８年秋季応用物理学会講演番
号４ａ−Ｋ−７、講演論文集８、ｐ．４９７参照）が提
案され、注目されている。

【０００６】この位相シフト法について、図７及び図８
を参照しつつ説明する。

【０００７】先ず、図７（ａ）に示すように、スパッタ
法により石英基板１の上に、クロム（Ｃｒ）或いは酸化
クロム（Ｃｒ₂Ｏ₃）からなるマスク層９を１０００オ
ングストローム程度堆積し、この上にレジストパターン
６をパターニングする。次いで、図７（ｂ）に示すよう
に、このレジストパターン６をマスクとしてウェットエ
ッチング法または反応性イオンエッチング法により、マ
スク層９をパターニングする。この後、図７（ｃ）に示
すように、レジストからなる位相シフタ１０を形成す
る。この時、ライン及びスペース部では１つおきに開口
部を位相シフタ１０で覆うようにする。また、孤立スペ
ース部では、それ単独では解像しないような材料からな
る補助パターン１１を開口部の両側に配置し、その上を
位相シフタ１０で覆うようにする。

【０００８】このようなマスクを用いて露光を行うと、
図８に示すように、各開口部を通った光は、破線で示す
ように互いの位相が反転しているため、マスク層の下の
部分での光強度が大幅に低下し、全体としての光は実線
で示すように、強度分布から見て、従来のマスクを用い
た場合に比べ半分近い寸法までの解像が可能となる。

【０００９】しかしながら、このような位相シフト法を
用いたフォトリソグラフィのマスク製造工程において
は、以下に示すような種々の問題があった。

【００１０】その第１は、マスクパターンの形成後に、
ライン及びスペース部では開口部の１つおきに位相シフ
タ１０を配置すると共に孤立スペース部では補助パター
ン１１と位相シフタ１０とを配置しなければならず、少
なくともマスクパターンと位相シフタ１０との２回のパ
ターン形成工程及び相互のアライメントが必要になると
いうことである。そしてマスク描画用の電子ビーム露光
装置では、通常アライメント機能は具備していないた
め、直接描画ＥＢ露光装置を新しく完成させなければな
らないことになる。これは、極めて大掛かりな作業と時
間及びコストを必要とする。

【００１１】第２の問題は、マスクパターンのＥＢデー
タ及び位相シフタのリソグラフィデータに大量で複雑な
データ処理が必要になるということである。

【００１２】また第３の問題は、補助パターン１１の形
成にマスク加工における最小寸法よりも更に微細な加工
が必要になるという問題である。

【００１３】更に第４の問題は、位相シフタ材料である
レジストが通常のマスク洗浄に用いられる酸性処理液中
で腐食してしまうという問題である。

【００１４】次に、提案されている様々な位相シフト法
の中でレベンソン型、自己整合型、エッジ利用型につい
て比較し問題点を説明する。

【００１５】それぞれの型の概念図を図９〜図１１に示
す。また、図１２に各位相シフト法のシミュレーション
による解像力向上効果の比較、図１３にフォーカスマー
ジンの比較を示す。これらの図によると、レベンソン型
とシフタエッジ利用型は自己整合型と比較して解像力向
上効果が大きく、フォーカスマージンが大きいといえ
る。しかし実際にはレベンソン型位相シフト法は基本的
に繰り返しのパターンしか適用できないので、実パター
ンへの適用は困難である。その点シフタエッジ利用型は
実パターンへの適用範囲が広く、自己整合型と比較して
解像力向上効果が大きく、フォーカスマージンが大きい
ので、シフタエッジ利用型位相シフトマスクを安定した
プロセスで形成できればかなり有力な位相シフトマスク
となる。

【００１６】また現在位相シフトマスクのシフタ材料は
二酸化珪素をＣＶＤ法でつけたものが多く、シフタ膜厚
の制御性が問題になっている。位相シフト法の原理から
シフタ膜厚のばらつきは反転する透過光の位相のばらつ
きにつながり、解像力向上効果の不安定さを引き起こ
す。このためシフタ膜厚の制御性を高めるシフタ材料と
その形成プロセスが必要となる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
位相シフト法を用いたフォトリソグラフィのマスク製造
工程においては、アライメント機能を具備したＥＢマス
ク露光装置の新規開発が必要であること、パターン形成
に際して大量で複雑なデータ処理が必要であること、補
助パターンの形成にマスク加工における最小寸法よりも
更に微細な加工が必要であること、更に位相シフタ形成
材料として腐食しやすいレジストを用いていること等、
多くの問題があった。

【００１８】また、各種位相シフト法の中でシフタエッ
ジ利用型は実パターンへの適用範囲が広く、解像力向上
効果が大きく、フォーカスマージンが大きいので、シフ
タエッジ利用型位相シフトマスクを安定したプロセスで
形成できればかなり有力な位相シフトマスクとなる。特
に、現在位相シフトマスクのシフタ材料は二酸化硅素を
ＣＶＤ法でつけたものが多く、シフタ膜厚の制御性が問
題になっており、シフタ膜厚の制御性を高めるシフタ材
料とその形成プロセスが必要となる。

【００１９】本発明は、上記問題点を解決するもので、
その目的は、マスクパターンに対するアライメント機能
やマスク加工における最小寸法よりも更に微細な加工が
要求される補助パターンの形成及び大量で複雑なデータ
処理等を必要とせず、極めて容易なプロセスで耐酸性が
ある位相シフタを形成できる露光用マスクの製造方法及
び露光用マスクを提供することである。

【００２０】［発明の構成］

【００２１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の第１の特徴は、透光性基板上にマスクパタ
ーンが形成され、このパターンの形成された基板に光り
を透過させることにより露光が行なわれる露光用マスク
の製造方法において、前記マスクパターンの形成は位相
シフト層を形成する工程を含み、この工程は液相中で行
なわれることである。

【００２２】また本発明の第２の特徴は、透光性基板
と、この透光性基板表面に形成された遮光性パターン
と、この遮光性パターン上下又は側壁にこのパターンよ
りも突出した液相中で形成された堆積膜とを有すること
である。

【００２３】本発明の第３の特徴は、透光性基板上に高
分子化合物からなるレジストパターンを形成する工程
と、前記レジストパターン以外の部分に選択的にシリコ
ン酸化物からなる位相シフト層を形成する工程と、前記
位相シフト層を形成した後に前記レジストパターンを除
去する工程とを含むことである。

【００２４】

【作用】本発明の第１の特徴の露光用マスクの製造方法
では、位相シフト層の形成を液相中で行うので、比較的
低温での膜堆積が可能であり、その膜厚の高精度な制御
が可能となる。さらに、透光性基板１上に形成された遮
光性材料からなるマスクパターン２上にシリコン酸化物
等からなる位相シフト層となる堆積層パターン８を形成
した後、前記堆積層パターン８をマスクとして等方的な
エッチングにより下地のマスクパターン２の一部を除去
するようにすれば、極めて容易なプロセスで位相シフト
構造を形成できる。しかも位相シフタ材料として耐酸性
のあるシリコン酸化物を用いれば、繰り返しマスク洗浄
可能な露光用位相シフトマスクを作成することができ
る。

【００２５】また、下地のマスクパターン２を形成する
ことなく、遮光パターンを兼ねるシフト層として堆積層
パターンを形成することにより、遮光パターンに対する
シフト層の合わせずれを考慮しなくてもよくなる。即
ち、アライメント機能を備えた大掛かりなＥＢ露光装置
を用いる必要もなく、マスクパターン２のＥＢ露光用デ
ータ及びリソグラフィデータにおいて大量で複雑なデー
タ処理も不要となる。更に、シリコン酸化物を堆積せし
める前に、予め透光性基板１の側面及びマスクパターン
２が形成されていない側の透光性基板１表面の少なくと
も何れかの部分に高分子化合物からなる膜を設け、前記
堆積層８を形成した後にこの膜を除去するようにすれ
ば、位相シフタを形成したい面以外にシリコン酸化物が
付着するのを防ぐことができる。

【００２６】更に、本発明の第２，３の特徴の露光用マ
スクでは、透光性基板１上に位相シフタとなる液相中で
形成した堆積層８が形成され、位相シフタを透過しない
露光光と合成され、シフタのエッジ部分での光の強度分
布をシャープにすることができ、高精度のパターン形成
を行うことができる。また、露光用マスク内に部分的に
シフタエッジ利用型の位相シフトマスクを形成すること
により、マスクパターン内に位相シフタを形成するのが
困難なパターンを含む場合や、位相シフタを必要としな
い比較的大きなデザインルールのパターンを含む場合に
も、シフタエッジ利用型位相シフト法の適用範囲が広が
るようになる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明に係る実施例を図面に基づいて
説明する。

【００２８】図１に本発明の第１の実施例を示す。同図
は本発明の第１の実施例に係る露光用マスクの製造方法
を示す工程図を示したものである。

【００２９】先ず図１（ａ）に示すように、予めクロム
薄膜からなる遮光膜パターン２が形成された石英基板１
の表面に、ｐ−ヒドロキシスチレンを主成分とするネガ
型レジスト３を膜厚１２０００オングストロームとなる
ように回転塗布し、１２０℃で１分間のベーキングを行
う。

【００３０】次いで図１（ｂ）に示すように、この石英
基板１の裏面側（矢印で示す）から、波長２４００〜３
０００オングストロームのＸｅ−Ｈｇランプによる光４
を約５分間照射し、全面露光を行い、潜像５を形成した
後、２．３８ｗｔ％のテトラメチルアンモニウムヒドロ
キシド水溶液中で２分間現像し、未露光部のレジストを
除去することにより、図１（ｃ）に示す如く、遮光膜パ
ターン２の開口部にレジストパターン６を形成する。

【００３１】次に、この石英基板１の裏面及び側面にポ
リ酢酸ビニルを主成分とする溶液をスプレー上にして吹
き付け、大気中で乾燥させることにより、液相中でシリ
コン酸化膜を形成する際の保護膜７を形成する（図１
（ｄ））。

【００３２】次に、このレジストパターン６と保護膜７
の付いた石英基板１をＳｉＯ２が溶解、飽和した珪弗化
水素酸水溶液中に浸漬し、温度を３５℃に保ちながら
０．５ｍｏｌ／ｌのホウ酸水溶液を添加することによ
り、図１（ｅ）に示す如く、クロム遮光膜パターン２上
にのみ選択的に膜厚２４００オングストロームのシリコ
ン酸化膜８を形成する。尚、シリコン酸化膜８はこの露
光用マスクを実際の露光工程に用いる際に、露光光の位
相を反転させる位相シフタの役目を果たすものであり、
その膜厚はλ／２（ｎ−１）となるように設定する必要
がある。ここで、λは露光光の波長、ｎは位相シフタの
屈折率である。本実施例では、シリコン酸化膜８の屈折
率を１．５、また露光光を波長２４００オングストロー
ムのＫｒＦエキシマレーザであるものとして位相シフタ
（シリコン酸化膜）の膜厚を決定した。

【００３３】次に、この石英基板を酸素ガスプラズマ発
生機構を備えたレジスト灰化装置内に配置し、酸素ガス
プラズマ雰囲気中に３０分間さらすことにより、不要と
なったレジストパターン６及び保護膜７を灰化、除去せ
しめる（図１（ｆ））。

【００３４】続いて、シリコン酸化膜パターン８をマス
クとして下地のクロム遮光膜パターン２の一部をクロム
エッチング液で６秒間エッチングすることにより、図１
（ｇ）に示す如く、シリコン酸化膜パターン８がクロム
遮光膜パターン２よりも約０．０５μｍ突出したオーバ
ーハング形状となるようにする。シリコン酸化膜のこの
突出した部分が、実際のパターン露光段階において、位
相シフタとして作用することになる。

【００３５】この方法においては、予め石英基板１上に
形成されたクロム遮光膜パターン２に対して自己整合的
にシリコン酸化膜パターン８を形成した後、クロム遮光
膜パターン２の一部をエッチングするようにしているた
め、位相シフタの形成に際してアライメント機構を具備
した大掛かりなＥＢ露光装置を用いる必要もなく、従っ
て大量で複雑なデータ処理も不要である。しかもこの方
法によれば、どのような形状のパターンに対しても補助
パターンを必要とせずに位相シフタを形成でき、また位
相シフタとしてシリコン酸化膜を用いているため、耐酸
性がある位相シフタ付き露光用マスクを得ることができ
る。

【００３６】一方、このようにして形成された露光用マ
スクを、ＮＡ０．４２の投影レンズを有するＫｒＦエキ
シマレーザステッパに装着し、被処理基板上に塗布され
た膜厚０．５μｍのノボラック系ポジ型レジストを露光
したところ、０．２μｍのパターンが極めて高精度に再
現性良く得られた。ちなみに、位相シフタを形成しなか
った従来の露光用マスクで露光した場合の解像力は、せ
いぜい０．４μｍ程度であった。これらの比較から、本
実施例の露光用マスクの製造方法で形成した露光用マス
クを用いれば、極めて高精度のパターンを得られること
がわかる。

【００３７】次に、図２に示す本発明の第２の実施例を
説明する。同図は本発明の第２の実施例に係る露光用マ
スクの製造方法を示す工程図を示したものである。

【００３８】先ず図２（ａ）に示すように、予めクロム
薄膜からなる遮光膜パターン２が形成された石英基板１
の表面に、クレゾールノボラック樹脂を主成分とするネ
ガ型レジスト３を膜厚１３０００オングストロームとな
るように回転塗布し、９０℃で１分間のベーキングを行
う。

【００３９】次いで、図２（ｂ）に示すように、この石
英基板１の裏面側（矢印で示す）から、波長２４００〜
３０００オングストロームのＸｅ−Ｈｇランプによる光
４で全面露光を行い、潜像５を形成する。この時、Ｘｅ
−Ｈｇランプによる露光量をここで用いたネガ型レジス
ト３の最適露光量よりも若干少なめになるように設定す
る。

【００４０】次に、２．３８ｗｔ％のテトラメチルアン
モニウムヒドロキシド水溶液中で２分間現像し、未露光
部のレジストを除去することにより、図２（ｃ）に示す
如く、遮光膜パターン２の開口部に該開口部の寸法より
も約０．０５μｍ細いレジストパターン６を形成する。

【００４１】次に、この石英基板１の裏面及び側面に、
第１の実施例の時と同様にポリ酢酸ビニルからなる保護
膜７を設けた後、ＳｉＯ₂が溶解、飽和した珪弗化水素
酸水溶液中に浸漬し、温度を３５℃に保ちながら０．５
ｍｏｌ／ｌのホウ酸水溶液を添加することにより、レジ
ストパターン６以外の部分に選択的に膜厚２４００オン
グストロームのシリコン酸化膜８を形成する（図２
（ｄ））。尚、本実施例では、予めレジストパターン６
を遮光膜パターン２の開口部よりも細くなるように形成
しているため、図２（ｄ）に示す如く、シリコン酸化膜
８は遮光膜パターン２に隣接した石英基板１上にも堆積
し、該遮光膜パターン２を覆うような構造になってい
る。そしてこの遮光膜パターン２に隣接した石英基板１
上のシリコン酸化膜８が、実際のパターン露光段階にお
いて、位相シフタとして作用することになる。

【００４２】その後、この石英基板を酸素ガスプラズマ
発生機構を備えたレジスト灰化装置内に配置し、酸素ガ
スプラズマ雰囲気中に３０分間さらすことにより、不要
となったレジストパターン６及び保護膜７を灰化、除去
せしめる（図２（ｅ））。

【００４３】この方法によれば、予め遮光膜パターンの
開口部に形成するレジストパターンの寸法を制御するこ
とにより、その後のシリコン酸化膜堆積時に自己整合的
に位相シフタ構造を形成できるようにしているため、位
相シフタ部の加工に際して、前記第１の実施例のような
クロムエッチング液による湿式エッチングを行う必要が
ない。これにより処理工程が大幅に短縮されるだけでな
く、湿式エッチングを行う場合に比べて、位相シフタ部
の寸法をさらに高精度に制御することが可能となる。

【００４４】尚、このようにして形成された露光用マス
クを用いて、前記第１の実施例と同様にパターン露光を
行った結果、前記第１の実施例と同様、極めて高精度の
パターンを得ることができた。

【００４５】次に、本発明の第３の実施例を説明する。

【００４６】先ず、前記第２の実施例と同様、予め石英
基板１上に形成された遮光膜パターン２の開口部に、該
開口部の寸法よりも約０．０５μｍ細くなるようにレジ
ストパターン６を、また石英基板１の裏面及び側面にポ
リ酢酸ビニルからなる保護膜７をそれぞれ形成し、次い
で、この石英基板を５℃に温調された飽和珪弗化水素酸
水溶液中に浸漬した後、該水溶液の温度を徐々に６０℃
迄上昇させることにより、前記レジストパターン６以外
の部分に選択的に膜厚２４００オングストロームのシリ
コン酸化膜を形成し、その後、不要となったレジストパ
ターン６及び保護膜７を灰化、除去せしめる。

【００４７】この方法においては、液相中でシリコン酸
化膜を堆積させる際に、温度の違いによるシリコン酸化
物の溶解度差を利用しているので、マスク欠陥の原因と
なる不純物等の混入を防ぐことができる。

【００４８】尚、このようにして形成された露光用マス
クを用いて、前記第１の実施例と同様にパターン露光を
行った結果、前記第１の実施例と同様、極めて高精度の
パターンを得ることができた。

【００４９】次に、以上説明した第１、第２及び第３の
実施例の変形例を説明する。

【００５０】前記第１及び第２の実施例においては、液
相中でシリコン酸化膜を堆積させる際に、ＳｉＯ₂が溶
解、飽和した珪弗化水素酸水溶液中に石英基板を浸漬し
た後、０．０５ｍｏｌ／ｌのホウ酸水溶液を添加するよ
うにしたが、ホウ酸水溶液の代わりに小量の金属アルミ
ニウム片を添加しても、同様にシリコン酸化膜を堆積さ
せることができる。

【００５１】また、前記第１ないし第３の実施例におい
ては、レジストパターン６の形成に際して、何れもネガ
型のレジストを用いるようにしたが、遮光膜パターン２
の開口部にレジストパターン６を形成できさえすれば、
ポジ型のレジストを用いてもよい。例えば、先ず石英基
板１上に芳香族アミン化合物を含むノボラック系のポジ
型レジストを塗布し、石英基板１の裏面側から全面露光
を行い、１２０℃、１０分間のベーキングを行った後
に、今度は石英基板１の表面側から全面露光を行い現像
することにより、遮光膜パターン２の開口部にレジスト
パターン６を残すイメージリバーサル法を用いることも
できる。

【００５２】更に、液相中でシリコン酸化膜を堆積させ
る前に、予めレジストパターン６の表面を弗素化せしめ
ることにより、レジストパターン６に対するシリコン酸
化膜の付着力を低下させ、結果として、シリコン酸化膜
堆積後に不要となったレジストパターン６を容易に除去
せしめることが可能となる。

【００５３】次に、図３に示す本発明の第４の実施例を
説明する。同図は本発明の第４の実施例に係る露光用マ
スクの製造方法を示す工程図を示したものである。

【００５４】図３（ａ）は本発明の第４の実施例を示す
エッジ利用型の位相シフトマスクの断面図である。この
実施例が先の実施例と異なるのは、基板上に遮光膜パタ
ーンを形成することなく、位相シフト層を設けている点
である。つまり、この位相シフト層は光の位相を変える
だけでなくマスクパターンとしても機能する。具体的に
は露光用マスクの基板である石英ガラス基板１上に厚さ
λ／２（ｎ−１）の液相中で形成したシリコン酸化膜の
堆積層２２が形成されている。このシリコン酸化膜の堆
積層２２が位相シフタとなり、この位相シフタを透過し
た光の位相は隣接する露光用マスクの開口部を透過した
光の位相と１８０°異なる。位相シフタを透過しない光
は位相シフタを透過した光と合成され、光強度がシャー
プになるようになり、高精度のパターン形成が可能とな
る。図３（ｂ）にウエハ上の光の振幅分布、図３（ｃ）
にウエハ上の光の強度分布を示す。レジストとしてポジ
型レジストを用いた場合、図３（ｃ）の光の強度が０に
なる部分でレジストパターンが残り、そのパターンは図
３（ｄ）のようになる。

【００５５】次に、図４に示す本発明の第５の実施例を
説明する。本実施例は第４の実施例の露光用マスクの製
造工程を説明するものである。

【００５６】先ず、図４（ａ）に示すように、透過性の
石英ガラス基板１の表面にレジスト２３をパターニング
する。レジストの厚みはおおよそ１μｍ程度である。更
にこの時、石英ガラス基板１の裏面（レジストがパター
ニングされていない面）にも全面にレジストを塗布する
（図４（ｂ））。この裏面へのレジスト塗布はレジスト
コーターを用いて行ってもよいし、手で行っても構わな
い。次にＬＰＤ（Liquid Phase Deposition ）法を用い
て室温近くの溶液中へ基板を浸す。そうするとシリコン
酸化膜の堆積層２２は石英ガラス基板上に選択的に形成
されるので（即ち、レジスト上には形成されないので）
図４（ｃ）のようになる。この時、浸す時間は堆積層２
２の厚さがλ／２（ｎ−１）となるように設定する。こ
の堆積層２２がエッジ利用型の位相シフタとなる。堆積
層２２は膜厚の制御が容易なので、かなり精度の高い膜
厚のシフタが形成される。その後、ＳＨ処理を行ってレ
ジストを剥離する。このようにして石英ガラス基板１上
に位相シフタが形成されたシフタエッジ利用型の位相シ
フトマスクが完成する（図４（ｄ））。

【００５７】次に、図５に示す本発明の第６の実施例を
説明する。同図は本発明の第６の実施例に係る露光用マ
スクの断面図である。本実施例の露光用マスクは１枚の
マスクの中にシフタエッジ利用型位相シフタのパターン
部分と通常の遮光材のパターン部分とが共存している。
このマスクはマスクパターン内に位相シフタを形成する
のが困難なパターンを含む場合や、位相シフタを必要と
しない比較的大きなデザインルールのパターンを含む場
合に適している。

【００５８】次に、図６に示す本発明の第７の実施例を
説明する。本実施例は第６の実施例の露光用マスクの製
造工程を説明するものである。

【００５９】先ず石英ガラス基板１上にシフタを形成し
たくない部分には遮光材２４のパターンを形成し、シフ
タを形成したい部分には遮光材２４のパターンが形成さ
れていないマスクを用意する（図６（ａ））。遮光材２
４としては例えばクロムや酸化クロムが考えられ、石英
ガラス基板１上の遮光材２４のパターニングは例えば電
子ビーム描画等で行われる。次に透過性の石英ガラス基
板１の表面にレジスト２３をパターニングする。この時
にシフタを形成したくない部分（即ち、遮光材２４のパ
ターンが形成されている部分）にも遮光材２４を全面に
覆うようにレジストをパターニングする（図６
（ｂ））。レジストの厚みはおおよそ１μｍ程度であ
る。更にこの時石英ガラス基板１の裏面（遮光材２４及
びレジスト２３がパターニングされていない面）にも全
面にレジスト２３を塗布する（図６（ｃ））。この裏面
へのレジスト塗布はレジストコーターを用いて行っても
良いし、手で行っても構わない。次にＬＰＤ法を用いて
室温近くの溶液中へ基板を浸す。そうするとシリコン酸
化膜の堆積層８は石英ガラス基板上に選択的に形成され
るので（即ち、レジスト上には形成されないので）図６
（ｄ）のようになる。この時浸す時間は堆積層２２の厚
さがλ／２（ｎ−１）となるように設定する。この堆積
層２２がエッジ利用型の位相シフタとなる。堆積層２２
は膜厚の制御が容易なので、かなり精度の高い膜厚のシ
フタが形成される。その後、ＳＨ処理を行ってレジスト
を剥離する。このようにして石英ガラス基板１上に位相
シフタが形成され、ある部分には位相シフタが形成され
ないような露光用マスクが完成する（図６（ｅ））。

【００６０】

【発明の効果】以上の様に本発明によれば、遮光性基板
上に形成する位相シフト層を液相中で選択的に形成させ
るようにしているため、比較的低温での膜堆積が可能で
あり、その膜厚の高精度な制御が可能となる。また、遮
光パターンを兼ねた位相シフト層の形成により極めて容
易なプロセスで位相シフト構造を形成できる。即ち、位
相シフタの形成に際して、アライメント機能を備えた大
掛かりなＥＢ露光装置を用いる必要もなく、マスクパタ
ーンのＥＢ露光用データ及びリソグラフィデータにおい
て大量で複雑なデータ処理も不要となる。

【００６１】更に、本発明の露光用マスクでは、液相中
で形成したシリコン酸化膜の堆積相の膜質がより緻密な
ものとなり、従って、酸の洗浄工程（後の製造工程）に
おいても耐久性が向上し、エキシマレーザ等の光に対し
ても劣化が少ない。また長時間の使用においても寸法の
変化が少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る露光用マスクの製
造方法を示す工程図である。

【図２】本発明の第２の実施例に係る露光用マスクの製
造方法を示す工程図である。

【図３】本発明の第４の実施例に係る露光用マスクに関
する図で、図３（ａ）はエッジ利用型の位相シフトマス
クの断面図、（ｂ）はウエハ上の光の振幅分布図、
（ｃ）はウエハ上の光の強度分布図、（ｄ）はレジスト
としてポジ型レジストを用いた場合のレジストパターン
図である。

【図４】本発明の第５の実施例に係る露光用マスクの製
造方法を示す工程図である。

【図５】本発明の第６の実施例に係る１枚のマスクの中
にシフタエッジ利用型位相シフタのパターン部分と通常
の遮光材のパターン部分とが共存している露光用マスク
の断面図である。

【図６】本発明の第７の実施例に係る露光用マスクの製
造方法を示す工程図である。

【図７】従来の位相シフタ付き露光用マスクの製造方法
を示す工程図である。

【図８】位相シフト法の説明図である。

【図９】レベンソン型位相シフトマスクの概念を説明す
る図である。

【図１０】自己位相型位相シフトマスクの概念を説明す
る図である。

【図１１】シフタエッジ型位相シフトマスクの概念を説
明する図である。

【図１２】３つの型の位相シフト法を用いたときの解像
力向上効果を比較するシミュレーション結果を示す図で
ある。

【図１３】３つの型の位相シフト法を用いたときのフォ
ーカスマージンを比較するシミュレーション結果を示す
図である。

【符号の説明】

１透光性基板、石英（ガラス）基板２クロム遮光膜パターン３ネガ型レジスト４Ｘｅ−Ｈｇランプによる光５潜像６レジストパターン７保護膜８シリコン酸化膜９マスク層１０位相シフタ１１補助パターン２２シリコン酸化膜の堆積層２３レジスト２４遮光材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平３−45951（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03F 1/00 - 1/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】透光性基板上にマスクパターンが形成さ
れ、このパターンの形成された基板に光りを透過させる
ことにより露光が行なわれる露光用マスクの製造方法に
おいて、前記マスクパターンの形成は位相シフト層を形
成する工程を含み、この工程は液相中で行なわれること
を特徴とする露光用マスクの製造方法。
【請求項２】透光性基板上に高分子化合物からなるレ
ジストパターンを形成する工程と、前記レジストパター
ン以外の部分に選択的にシリコン酸化物からなる位相シ
フト層を形成する工程と、前記位相シフト層を形成した
後に前記レジストパターンを除去する工程とを含むこと
を特徴とする請求項１記載の露光用マスクの製造方法。
【請求項３】前記マスクパターンの形成工程として、
透光性基板上に遮光性材料からなるマスクパターンを形
成する工程と、少なくとも前記マスクパターン上に前記
マスクパターンの幅よりも突出したシリコン酸化物から
なる位相シフト層を形成する工程とを含むことを特徴と
する請求項１記載の露光用マスクの製造方法。
【請求項４】前記マスクパターンは、遮光性と位相シ
フトする機能を兼ねるものであることを特徴とする請求
項１記載の露光用マスクの製造方法。
【請求項５】前記位相シフト層を形成する前に、予め
透光性基板の側面及びマスクパターンが形成されていな
い側の透光性基板表面の少なくとも何れかの部分に高分
子化合物からなる膜を設け、前記位相シフト層を形成し
た後にこの膜を除去することを特徴とする請求項１，
３，４に記載の露光用マスクの製造方法。