JPH1126355A

JPH1126355A - 露光用マスク及びその製造方法

Info

Publication number: JPH1126355A
Application number: JP18128197A
Authority: JP
Inventors: Hideki Kanai; 秀樹金井; Katsuya Okumura; 勝弥奥村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-07-07
Filing date: 1997-07-07
Publication date: 1999-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】遮光膜のエッチングに起因する寸法変換差
や、遮光膜の薄皮残り等が生じるのを防止することがで
き、露光精度の向上に寄与する。【解決手段】フォトマスクの製造方法において、石英
からなる透明基板１１上にレジストパ１２のターンを形
成したのち、このレジストパターンをマスクに基板１１
を選択エッチングして溝部１３を形成し、次いで溝部１
３を有する基板１１の表面上にシリコンからなる遮光膜
１４を形成し、次いで遮光膜１４及び基板１１をＣＭＰ
法で所定量エッチングすることにより、溝部１３に遮光
膜１４を埋め込むと共に基板表面を平坦化し、しかるの
ち基板１１の遮光膜形成面に透明膜を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路の
製造等に使用される露光用マスク及びその製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体記憶装置の製造において
は、回路を構成する素子や配線等の高集積化、またパタ
ーンの微細化が進められている。例えば、代表的な半導
体記憶装置であるＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Me
mory）では、１ＧビットＤＲＡＭの作成においては、設
計ルール０．１５μｍのパターン形成が必要といわれて
いる。ここで、設計ルールとは最小寸法と等価と考えて
良い。

【０００３】フォトマスクに形成された回路パターンを
投影光学系等により半導体ウェハ上に転写するリソグラ
フィ技術では、転写元のパターンの精度が最も重要であ
り、フォトマスク上に高精度にパターンを形成すること
が求められている。例えば、１ＧビットＤＲＡＭの作成
に必要なフォトマスクのパターン形成精度は、所望値か
らの誤差にして±１５ｎｍといわれている。

【０００４】従来、この種のフォトマスクは、図７
（ａ）〜（ｄ）に示す工程により作成されている。即
ち、透明基板７１上にクロム等の金属或いは金属酸化物
からなる遮光膜７２を形成し、その上にレジスト７３を
塗布し、例えば電子ビーム描画装置によりパターン転写
してレジストパターンを形成する。次いで、レジストパ
ターンをマスクに露出した遮光膜７２を選択エッチング
して遮光膜パターンを形成する。

【０００５】ここで、遮光膜のエッチングでは、遮光膜
がクロム或いはクロム酸化物より形成される場合には、
ウェットエッチング若しくはドライエッチングが使用さ
れる。ウェットエッチングでは一般的に、硝酸第２セリ
ウムアンモニウムを含む溶液を用いてエッチングされ
る。また、ドライエッチングでは、例えば平行平板型の
ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）装置を使用して塩素
を含むガスを用いてエッチングされる。また、遮光膜が
モリブデンシリサイドで形成される場合には、一般にド
ライエッチングを用いてパターン形成される。

【０００６】ところが、ウェットエッチングを用いて遮
光膜を形成する場合、次のような問題がある。図８
（ａ）に示すような設計パターンのマスクをウェットエ
ッチングを用いて作成した場合、エッチングが等方的に
進行するため、遮光膜厚と同程度の寸法変換差が生じ
る。従って、形成されるパターンは図８（ｂ）に示すよ
うな形状になる。即ち、高精度に遮光パターンを形成す
ることは不可能である。

【０００７】ドライエッチングする場合には、次に述べ
る問題がある。即ち、遮光膜が金属膜から構成される
が、金属膜のＲＩＥにおいては一般にエッチングマスク
となるレジスト膜との選択比を十分にすることができな
い。従って、図８（ｂ）に示すように、レジストをエッ
チングマスクに遮光膜をエッチングする際に、ウェット
エッチングの場合と同様に変換差を生じる問題がある。

【０００８】また、図９（ａ）に示すように、エッチン
グ時に表面に付着した水などによって遮光膜７２のエッ
チングが阻害され、遮光膜７２の薄皮残り７６を生じ
る。これは、欠陥検査時に検知することが困難である。
また、通常のマスク構造では、遮光膜７２をブラッシン
グ洗浄する場合に、摩擦により遮光膜７２が剥がれる問
題がある。

【０００９】一方、異物がフォトマスク上に付着しウェ
ハに転写されるのを防止するために、図９（ｂ）に示す
ように、マスク上に保持具（ペリクル膜）７８を設け、
その枠を保持する治具（枠体）７７を備える場合があ
る。しかしながら、ペリクル膜７８と基板７１の間に封
じられた空気がマスク輸送時に気圧変動を生じる場合な
ど、空気の膨脹により膜７８にたわみを生じる場合があ
る。この問題を解決するために、枠体７９に空気孔を設
ける場合があるが、空気孔７９から異物が侵入し保持具
としての機能を損なう場合がある。

【００１０】次に、位相シフトマスクについて述べる。
近年のパターン微細化に伴い、フォトマスクを通過する
露光光の位相を変えることによって投影される像のコン
トラストを改善する、位相シフトマスク露光法が開発さ
れている。位相シフトマスクの方式として主流になって
いるのが、特開平６−７５３６１号公報に示されるよう
な、フォトマスクにおける遮光部分を半透明膜に置き換
え、さらに開口部を通過する露光光との位相差を１８０
度変えるハーフトーン型位相シフトマスクである。

【００１１】ハーフトーン型位相シフトマスクを作成す
る場合には、ハーフトーン膜をエッチングする場合に、
前述のフォトマスク同様の寸法変換差に加え、ハーフト
ーン膜と下地の透明基板とのエッチング選択比を十分高
くしなければならないという困難がある。つまり、選択
比が低い場合には、オーバーエッチングされた基板の深
さ分の位相差が加算されることになり、成膜時に位相差
を制御するのみではなく、エッチング制御が重要とな
る。さらにハーフトーン膜では露光光である紫外光を多
数回照射することにより特性劣化が問題となる。つま
り、紫外光を照射することにより膜表面が酸化し、位相
差及び透過率が変動し露光特性が劣化する。従って、露
光に使用する耐久性に乏しい問題がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このように従来、リソ
グラフィ技術に用いられるフォトマスクにおいては、遮
光膜のエッチングに起因する寸法変換差や遮光膜の薄皮
残り等が生じる問題がある。これが、フォトマスクのパ
ターン形成精度を劣化させる要因となり、その結果とし
て、露光精度の低下を招く問題があった。

【００１３】また、ハーフトーン型位相シフトマスクに
おいては、ハーフトーン膜のパターニング時に基板がオ
ーバーエッチングされると、その深さ分の位相差がずれ
るため、エッチング制御が極めて重要となる。さらに、
ハーフトーン膜は紫外光を照射することにより表面が酸
化し、位相差及び透過率が変動する等の耐久性に乏しい
問題があった。

【００１４】本発明は、上記の事情を考慮して成された
もので、その目的とするところは、遮光膜のエッチング
に起因する寸法変換差や、遮光膜の薄皮残り等が生じる
のを防止することができ、露光精度の向上に寄与し得る
露光用マスク及びその製造方法を提供することにある。

【００１５】また、本発明の他の目的は、ハーフトーン
膜のパターニングに起因する位相差のずれをなくし、か
つハーフトーン膜の耐久性の向上をはかり得るハーフト
ーン型露光用マスク及びその製造方法を提供することに
ある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

（構成）上記課題を解決するために本発明は、次のよう
な構成を採用している。 (1) 透明部と遮光部からパターンを形成した露光用マス
クにおいて、表面部に溝が形成された透明基板と、前記
溝内に埋め込み形成された遮光膜とを具備してなり、前
記基板表面が平坦化されていることを特徴とする。

【００１７】(2) (1) に加え、基板の遮光膜形成面に透
明膜を形成したこと。 (3) (1) に加え、基板の遮光膜形成面に別の透明基板を
貼り合わせたこと。 (4) 露光用マスクの製造方法において、透明基板上にレ
ジストパターンを形成し、このレジストパターンをマス
クに前記基板を選択エッチングして溝部を形成する工程
と、前記溝部を有する前記基板の表面上に遮光膜を形成
する工程と、前記遮光膜を所定量エッチングすることに
より、前記溝部に遮光膜を埋め込むと共に基板表面を平
坦化する工程とを含むことを特徴とする。

【００１８】(5) (4) に加え、基板の遮光膜形成面に透
明膜を形成する工程を含むこと。 (6) (4) に加え、基板の遮光膜形成面に別の透明基板を
貼り合わせる工程を含むこと。

【００１９】(7) (4)〜(6) において、遮光膜をエッチ
ングする際に、化学的・機械研磨によるエッチングを行
うこと。 (8) ハーフトーン型位相シフトマスクにおいて、表面部
に溝が形成された透明基板と、前記溝の底部及び側壁に
形成された半透明膜と、前記基板と同種の材料からな
り、前記半透明膜が形成された溝内に基板表面が平坦と
なるように埋込み形成された透明膜とを具備してなり、
前記半透明膜の膜厚が溝部を通過する露光光と溝部以外
を通過する露光光との位相差が１８０度近傍になるよう
に設定されていることを特徴とする。

【００２０】(9) ハーフトーン型位相シフトマスクの製
造方法において、透明基板上にレジストパターンを形成
し、このレジストパターンをマスクに透明基板を選択エ
ッチングして溝部を形成する工程と、前記溝部を有する
基板の表面上に、該溝部の深さよりも薄く、かつマスク
完成時に溝部を通過する露光光と溝部以外を通過する露
光光との位相差が１８０度近傍になる厚さに半透明膜を
成膜する工程と、前記溝部及び半透明膜を有する前記基
板の表面上に該基板と同種の材料からなる透明膜を成膜
する工程と、前記透明膜及び半透明膜を所定量エッチン
グすることにより、前記溝部に透明膜及び半透明膜を埋
め込むと共に基板表面を平坦化する工程とを含むことを
特徴とする。

【００２１】(10) (9)において、透明基板は石英基板で
あり、透明膜は酸化シリコン膜であること。（作用）本発明によれば、透明基板の表面部に形成した
溝内に遮光膜を埋込み形成しているので、遮光膜のエッ
チングに起因する寸法変換差の発生や、遮光膜の薄皮残
り等が生じるのを防止することができ、マスクとしての
寸法精度の向上をはかることができ、これにより露光精
度の向上に寄与することが可能となる。

【００２２】また、基板表面に透明膜を形成したり透明
基板を貼り付けることにより、マスク洗浄時の耐性を向
上させることができる。このとき、ペリクルを用いた場
合とは異なり、基板と透明膜又は透明基板との間に空気
を挟むことがない。従って、気圧変動によるペリクル膜
がたわむ等の問題を解決できる。

【００２３】また、ハーフトーン膜を基板表面ではなく
基板表面部に形成した溝の底部に形成することにより、
ハーフトーン膜のパターニングに起因する位相差のずれ
をなくし、かつハーフトーン膜の耐久性の向上をはかる
ことが可能となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
形態によって説明する。（第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態に
係わる露光用マスクの製造工程を示す断面図である。

【００２５】まず、図１（ａ）に示すように、石英（Ｓ
ｉＯ₂ ）からなる透明基板１１上にポジ型レジスト１２
を塗布した。次いで、図１（ｂ）に示すように、レーザ
描画装置を用いてパターンを描画し、アルカリ現像液を
用いて現像することによりレジストパターンを形成し
た。

【００２６】次いで、図１（ｃ）に示すように、レジス
ト１２をエッチングマスクにして石英基板１１をエッチ
ングし、溝１３を形成した。ここで、エッチングはＲＩ
Ｅ（反応性イオンエッチング）装置を使用し、ＣＨＦ₃
とＣＯとＡｒの混合ガスを用いて、流量をそれぞれ１０
０ｓｃｃｍ，４０ｓｃｃｍ，２００ｓｃｃｍ、圧力４０
ｍTorr、ＲＦパワー密度０．４４Ｗ／ｃｍ² で行った。

【００２７】次いで、図１（ｄ）に示すように、硫酸と
過酸化水素水の混合液中に基板を浸し、レジスト１２を
剥離した。次いで、図１（ｅ）に示すように、遮光膜と
なるシリコン膜１４を基板１１上に形成した。ここで、
スパッタ装置を使用し、シリコンターゲットを用いて、
Ａｒガス、流量４０ｓｃｃｍ、圧力０．１Ｐａ、ターゲ
ットに印加するＤＣパワーを０．３Ｗ／ｃｍ² で行っ
た。

【００２８】次いで、図１（ｆ）に示すように、シリコ
ン膜１４が形成された基板１１を化学的・機械的研磨
（以下、ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishiing）法
でエッチングして平坦化し、基板１１の掘り込み部分
（溝）１３にシリコン膜１４を埋め込んだ構造のマスク
を作成した。研磨時間は、Ｓｉの薄皮残りを防止するた
めに、終点より５％長めに設定して行った。

【００２９】ここで、本実施形態のマスクはＫｒＦエキ
シマレーザ（波長２４８ｎｍ）を光源に有する露光装置
に用いられることを念頭におき、図１（ｆ）の段階で、
遮光膜１４の厚さが予め決定した値になるように、エッ
チングにより掘り込む深さを調整した。十分な遮光性を
有するために厚さを１００ｎｍ以上とした。ここで、波
長２４８ｎｍにおけるシリコン膜の屈折率ｎ＝１．６
９、消衰係数ｋ＝２．７６から、厚さ１００ｎｍの膜の
透過率を算出すると０．００１％以下となり、十分な遮
光性を有する。

【００３０】従って、上記エッチング工程において、Ｃ
ＭＰ工程におけるオーバーエッチングを考慮し、基板１
１の掘り込み深さを１０５ｎｍとなるように調整した。
上述のエッチング工程において、レジスト膜１４に対す
る石英基板１１のエッチング選択比は４０以上であり、
エッチングにおける寸法変換差を１ｎｍ以下に抑えるこ
とができた。

【００３１】このように本実施形態によれば、遮光膜１
４をエッチングによりパターニングするのではなく、Ｃ
ＭＰによりパターニングしているので、図７（ａ）に示
すような設計パターンにより忠実な高精度のマスクを作
成することができる。

【００３２】また、本実施形態では、遮光膜１４の材質
としてシリコンを用いたが、材質はこれに限定するもの
ではなく、消衰係数が０．２以上の遮光性を有する膜で
あればよい。また、ＣＭＰ法を用いて基板表面を平坦化
したが、特にこれに限定されるものではなく、図１
（ａ）の段階で遮光膜１４上にレジストを塗布し、レジ
ストと遮光膜１４のエッチング速度が均等になる条件で
ＲＩＥを行い平坦化しても良い。さらに、遮光膜を成膜
し十分に平坦化した後、ＲＩＥしてもよい。

【００３３】さらに、露光性能を向上させるためには、
遮光膜表面での光の反射によりウェハ上のレジストに光
がかぶる影響を抑えることが望ましい。この方法として
本実施形態のマスク作成工程を行った後、遮光膜表面の
反射率を抑えるように遮光膜表面を酸化する方法があ
る。例えば、チャンバ内に基板を配置し、波長１７２ｎ
ｍの紫外光を照射するような装置を用いて、紫外光の照
射時間を調整することにより、表面酸化膜の膜厚を調整
し、反射率を低減することが可能である。

【００３４】また、本実施形態は通常の遮光マスクのみ
ではなく、ハーフトーン型位相シフトマスクにも適用が
できる。但し、この場合には、基板を掘り込む深さを、
ハーフトーン膜の位相差が透過率が所望値になるよう制
御する必要がある。

【００３５】（第２の実施形態）図２は、本発明の第２
の実施形態に係わる露光用マスクの概略構成を示す断面
図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付し
て、その詳しい説明は省略する。

【００３６】本実施形態は、洗浄における遮光膜１４の
膜剥がれを防止するために、遮光膜１４を含む基板表面
を保護膜２１で覆うようにしたものである。第１の実施
形態の方法に従ってマスクを作成し、マスク欠陥検査装
置により欠陥を検査し、欠陥がないことを確認する。そ
して、図２に示すように、ＣＭＰ法により平坦化した表
面に、透明膜としてのＳｉＯ₂ 膜２１を形成する。

【００３７】このような構成であれば、第１の実施形態
と同様の効果が得られるのは勿論のこと、次のような効
果が得られる。即ち、表面にＳｉＯ₂ 膜２１が形成され
ているので、マスクを洗浄した際にも遮光膜１４が剥が
れることはなく、耐性の向上をはかることができる。ま
た、ペリクル膜を用いた場合のように、空気の膨脹によ
り膜のたわみが生じる等の不都合もない。

【００３８】なお、基板表面に形成するのはＳｉＯ₂ に
限られるものではなく、他の透明膜でも良い。また、本
実施形態では、遮光膜パターン部分及び開口部の反射率
を低減することが望ましい。開口部には透明膜下に石英
基板が存在するが、石英基板１１の屈折率ｎ＝１．５と
空気の屈折率ｎ０＝１．０の間の屈折率を有する材質が
望ましい。これには例えば、弗化マグネシウム，弗化カ
ルシウム等があげられる。また、遮光膜パターン部分の
反射率を抑えるために透明膜２１の膜厚を調整すること
が望ましい。

【００３９】（第３の実施形態）図３は、本発明の第２
の実施形態に係わる露光用マスクの概略構成を示す断面
図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付し
て、その詳しい説明は省略する。

【００４０】本実施形態は、洗浄における遮光膜１４の
膜剥がれを防止するために、遮光膜１４を含む石英基板
（第１の透明基板）１１の表面に別の石英基板（第２の
透明基板）３１を貼り付けるようにしたものである。

【００４１】第１の実施形態の方法に従ってマスクを作
成し、マスク欠陥検査装置により欠陥を検査し、欠陥が
ないことを確認する。そして、図３に示すように、ＣＭ
Ｐ法により平坦化した表面に別の石英基板３１を貼り付
ける。ここで、接着する両面は、パターン形成したマス
ク基板は研磨により十分平坦であり、もう１枚の基板に
ついてもマスクの外周３ｍｍを除く面内で１μｍ以下が
保証されている。

【００４２】このような構成であっても、透明基板３１
の存在により、第２の実施形態と同様の効果が得られ
る。（第４の実施形態）図４は、本発明の第４の実施形態に
係わる露光用マスクの製造工程を示す断面図である。な
お、図１と同一部分には同一符号を付して、その詳しい
説明は省略する。

【００４３】第１の実施形態の方法ではレジストの露光
にレーザ描画装置を使用したが、電子ビーム描画装置を
使用する場合には、レジスト下地の石英基板が絶縁性で
あるために、描画した領域がチャージアップし、次に描
画する領域の位置を変動させる問題がある。

【００４４】この問題を回避する方法は、一つにはレジ
ストを導電性のものを選択することであり、これは第１
の実施形態と同様にマスクを作成できる。また、レジス
トの上又は下に導電性膜を用いる方法があり、これを以
下に説明する。

【００４５】まず、図４（ａ）に示すように、石英（Ｓ
ｉＯ₂ ）からなる透明基板１１上にポジ型レジスト１２
を塗布し、その上に導電性膜４１を形成した。次いで、
図４（ｂ）に示すように、電子ビーム描画装置を用いて
パターンを描画し、アルカリ現像液を用いて現像するこ
とによりレジストパターンを形成した。

【００４６】次いで、図４（ｃ）に示すように、第１の
実施形態と同様に、レジスト１２をエッチングマスクに
して石英基板１１をＲＩＥでエッチングし、溝１３を形
成した。さらに、図４（ｄ）に示すように、硫酸と過酸
化水素水の混合液中に基板を浸し、レジスト１２及び導
電性膜４１を剥離した。

【００４７】次いで、図４（ｅ）に示すように、遮光膜
となる炭化シリコン膜４４を基板１１上に形成した。次
いで、図４（ｆ）に示すように、基板をＣＭＰ法でエッ
チングして平坦化し、基板１１の掘り込み部分（溝）１
３に炭化シリコン膜４４を埋め込んだ構造のマスクを作
成した。

【００４８】ここで、炭化シリコン膜４４の波長２４８
ｎｍにおける消衰係数は０．２５と小さめであるため、
遮光性を得るために厚さが６００ｎｍとなるようにし
た。従って、石英基板１１のエッチング時に６００ｎｍ
強の深さに掘り込んだ。

【００４９】このようにエッチング深さが深くなって
も、レジストに対する石英のエッチング選択比が高いた
め、寸法変換差は殆ど発生せず、高精度のマスクを作成
することが可能である。

【００５０】（第５の実施形態）図５は、本発明の第５
の実施形態に係わる露光用マスクの製造工程を示す断面
図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付し
て、その詳しい説明は省略する。

【００５１】まず、図５（ａ）に示すように、先の第１
の実施形態と同様にして、石英（ＳｉＯ₂ ）からなる透
明基板１１上にポジ型レジスト１２を塗布し、レーザ描
画装置を用いてパターン描画し、アルカリ現像液を用い
て現像することによりレジストパターンを形成した。続
いて、レジスト１２をエッチングマスクにして石英基板
１１をエッチングした。その後、図５（ｂ）に示すよう
に、基板を硫酸と過酸化水素水の混合液中に基板を浸
し、レジスト１２を剥離した。

【００５２】次いで、図５（ｃ）に示すように、位相シ
フタとしてのハーフトーン膜となる半透明の窒化シリコ
ン膜５４を成膜した。ここで、窒化シリコン膜５４は溝
１３を埋め込むような厚みに形成するのではなく、溝１
３の底部及び側壁に形成されるように、溝１３の深さよ
りも薄く形成した。

【００５３】また、所定の透過率及び位相差を有するよ
うに、窒化シリコン膜５４の特性を調整した。具体的に
は、スパッタリングで窒化シリコン膜５４を成膜する際
に、シリコンターゲットを用いて、ＡｒガスにＮ₂ ガ
ス，Ｏ₂ ガスを混合させ、これにより膜質の調整を行っ
た。本実施形態では、Ａｒガス，Ｎ₂ ガス，Ｏ₂ ガスを
それぞれ３０ｓｃｃｍ，１０ｓｃｃｍ，２ｓｃｃｍの流
量に設定し、圧力０．１Ｐａ、ターゲットに印加するＤ
Ｃパワー密度を０．３Ｗ／ｃｍ² に設定して行った。

【００５４】次いで、図５（ｄ）に示すように、半透明
膜５４を有する基板１１上にＳｉＯ₂ 膜からなる透明膜
５５を成膜した。この透明膜５５は、溝１３を完全に埋
め込むように溝１３の深さよりも十分に厚く形成した。

【００５５】次いで、図５（ｅ）に示すように、半透明
膜５４及び透明膜５５が形成された基板をＣＭＰ法でエ
ッチングして平坦化し、基板１１の掘り込み部分（溝１
３）の壁面に半透明膜５４を形成し、その上に透明膜５
５のキャップを埋め込んだ構造のマスクを作成した。

【００５６】ここで、ＣＭＰの際に基板表面で終点検出
を行うことは困難である。これは、石英基板１１と半透
明膜（窒化シリコン膜）５４上の透明膜（ＳｉＯ₂ 膜）
５５がほぼ同質の膜であるためである。しかし、ＣＭＰ
をオーバーにした場合にも、石英基板１１とＳｉＯ₂ 膜
５５の屈折率がほぼ同等であるため、位相差は窒化シリ
コン膜５４の屈折率及び厚さで決定され、その上のＳｉ
Ｏ₂ 膜５５の厚さによらない。つまり、ＣＭＰをオーバ
ーにしても位相差の変動がない。

【００５７】従来、平坦な基板表面に形成された窒化シ
リコン膜をＲＩＥで選択エッチングする場合には、窒化
シリコンとＳｉＯ₂ とのエッチング選択比を確保するの
が困難であり、窒化シリコンとオーバーエッチングされ
る基板深さの両者から位相差が決定される。従って、窒
化シリコン膜の成膜条件のみで位相差を調整することは
困難である。これに対し本実施形態では、ＣＭＰでオー
バーエッチングされる基板１１と同じ量のＳｉＯ₂ 膜５
５がオーバーエッチングされるため、さらに基板とＳｉ
Ｏ₂ 膜５５が同種の材料であるため、窒化シリコン膜５
４の成膜条件を調整するのみで、位相差の調整が可能で
ある。

【００５８】このように本実施形態によれば、ＣＭＰで
オーバーエッチングしても位相差は変わらない。従っ
て、窒化シリコン膜５４の成膜条件を調整するのみで、
位相差の調整が可能である。さらに、窒化シリコン膜５
４の表面を基板１１と略同質のＳｉＯ₂ 膜５５で覆うこ
とにより、ハーフトーン膜として機能する部分の表面が
露出しておらず、ＫｒＦ光を多数回照射することによる
膜質変化を抑制することができる。また、洗浄耐性にも
優れている。

【００５９】なお、本発明は上述した各実施形態に限定
されるものではない。実施形態では、通常マスク及びハ
ーフトーン型位相シフトマスクの例を説明したが、本発
明はレベンソン型位相シフトマスクに適用することも可
能である。前記図１（ｆ）に示す工程の後、図６（ａ）
に示すように、位相シフト膜６１を形成したり、図６
（ｂ）に示すように、基板１１を選択エッチングして位
相シフト部６２を形成するようにしても良い。

【００６０】また、前記溝内に埋め込む遮光膜はシリコ
ンや炭化シリコンに何等限定されるものではなく、仕様
に応じて適宜変更可能である。同様に、前記基板表面に
形成する透明膜や透明基板はＳｉＯ₂ に何等限定される
ものではなく、仕様に応じて適宜変更可能である。但
し、ハーフトーン型位相シフトマスクの場合には、透明
基板と同種の材料、又は同じ光学定数を有するものを用
いる必要がある。その他、本発明の要旨を逸脱しない範
囲で、種々変形して実施することができる。

【００６１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、透
明基板の表面部に形成した溝内に遮光膜を埋込み形成し
ているので、遮光膜のエッチングに起因する寸法変換差
や、遮光膜の薄皮残り等が生じるのを防止することがで
き、露光精度の向上に寄与することが可能となる。これ
に加え、基板表面に透明膜を形成したり透明基板を貼り
付けることにより、マスク洗浄時の耐性を向上させるこ
とができる。

【００６２】また、ハーフトーン型位相シフトマスクに
適用する場合、ハーフトーン膜を基板表面ではなく基板
表面部に形成した溝の底部に形成することにより、ハー
フトーン膜のパターニングに起因する位相差のずれをな
くし、かつハーフトーン膜の耐久性の向上をはかること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係わる露光用マスクの製造工
程を示す断面図。

【図２】第２の実施形態に係わる露光用マスクの概略構
成を示す断面図。

【図３】第３の実施形態に係わる露光用マスクの概略構
成を示す断面図。

【図４】第４の実施形態に係わる露光用マスクの製造工
程を示す断面図。

【図５】第５の実施形態に係わる露光用マスクの製造工
程を示す断面図。

【図６】本発明の変形例を示す断面図。

【図７】従来の露光用マスクの製造工程を示す断面図。

【図８】従来の露光用マスク作成方法における寸法変換
差の問題を説明するための平面図。

【図９】従来の露光用マスクの問題点を説明するための
断面図。

【符号の説明】

１１…石英基板（透明基板）１２…ポジ型レジスト１３…溝１４…シリコン膜（遮光膜）２１…ＳｉＯ₂ 膜（透明膜）３１…石英基板４４…炭化シリコン膜（遮光膜）５４…窒化シリコン膜（半透明膜）５５…ＳｉＯ₂ 膜（透明膜）６１…位相シフト膜６２…位相シフト部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面部に溝が形成された透明基板と、前記
溝内に埋め込み形成された遮光膜とを具備してなり、前
記基板表面が平坦化されていることを特徴とする露光用
マスク。
【請求項２】表面部に溝が形成された透明基板と、この
基板表面が平坦となるように前記溝内に埋め込み形成さ
れた遮光膜と、前記基板の遮光膜形成面に形成された透
明膜とを具備してなることを特徴とする露光用マスク。
【請求項３】表面部に溝が形成された第１の透明基板
と、この第１の透明基板の表面が平坦となるように前記
溝内に埋め込み形成された遮光膜と、第１の透明基板の
遮光膜形成面に貼り合わされた第２の透明基板とを具備
してなることを特徴とする露光用マスク。
【請求項４】透明基板上にレジストパターンを形成し、
このレジストパターンをマスクに前記基板を選択エッチ
ングして溝部を形成する工程と、前記溝部を有する前記
基板の表面上に遮光膜を形成する工程と、前記遮光膜を
所定量エッチングすることにより、前記溝部に遮光膜を
埋め込むと共に基板表面を平坦化する工程とを含むこと
を特徴とする露光用マスクの製造方法。
【請求項５】透明基板上にレジストパターンを形成し、
このレジストパターンをマスクに前記基板を選択エッチ
ングして溝部を形成する工程と、前記溝部を有する前記
基板の表面上に遮光膜を形成する工程と、前記遮光膜を
所定量エッチングすることにより、前記溝部に遮光膜を
埋め込むと共に基板表面を平坦化する工程と、次いで前
記基板の遮光膜形成面に透明膜を形成する工程とを含む
ことを特徴とする露光用マスクの製造方法。
【請求項６】第１の透明基板上にレジストパターンを形
成し、このレジストパターンをマスクに第１の透明基板
を選択エッチングして溝部を形成する工程と、前記溝部
を有する第１の透明基板上に遮光膜を形成する工程と、
前記遮光膜を所定量エッチングすることにより、前記溝
部に遮光膜を埋め込むと共に第１の透明基板の表面を平
坦化する工程と、次いで第１の透明基板の遮光膜形成面
に第２の透明基板を貼り合わせる工程とを含むことを特
徴とする露光用マスクの製造方法。
【請求項７】前記遮光膜をエッチングする際に、化学的
・機械研磨によるエッチングを行うことを特徴とする請
求項４〜５のいずれかに記載の露光用マスクの製造方
法。
【請求項８】表面部に溝が形成された透明基板と、前記
溝の底部及び側壁に形成された半透明膜と、前記基板と
同種の材料からなり、前記半透明膜が形成された溝内に
基板表面が平坦となるように埋込み形成された透明膜と
を具備してなり、前記半透明膜の膜厚が溝部を通過する
露光光と溝部以外を通過する露光光との位相差が１８０
度近傍になるように設定されていることを特徴とするハ
ーフトーン型露光用マスク。
【請求項９】透明基板上にレジストパターンを形成し、
このレジストパターンをマスクに透明基板を選択エッチ
ングして溝部を形成する工程と、前記溝部を有する基板
の表面上に、該溝部の深さよりも薄く、かつマスク完成
時に溝部を通過する露光光と溝部以外を通過する露光光
との位相差が１８０度近傍になる厚さに半透明膜を成膜
する工程と、前記溝部及び半透明膜を有する前記基板の
表面上に該基板と同種の材料からなる透明膜を成膜する
工程と、前記透明膜及び半透明膜を所定量エッチングす
ることにより、前記溝部に透明膜及び半透明膜を埋め込
むと共に基板表面を平坦化する工程とを含むことを特徴
とするハーフトーン型露光用マスクの製造方法。