JP2002040625A - 露光用マスク、レジストパターン形成方法及び露光マスク用基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ごみの付着や欠陥の発生を招くこ
となく複数の半透明膜を容易に形成することができ、工
程の簡略化をはかり得、高精度の露光マスクを提供する
ことを目的とする。 【構成】 本発明では、透光性基板上にマスクパタ―ン
を形成した露光用マスクにおいて、マスクパタ―ンは、
露光光に対する光路長が透光性基板１０の透明部分とは
所定量だけ異なるように構成された半透明膜パタ―ンを
含み、且つこの半透明膜パタ―ンは同一の元素（Ｓｉ）
を含む組成の異なるＳｉ層１１とＳｉ _３Ｎ_４層１２を、
それぞれ最適な膜厚に積層して形成されていることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光リソグラフィ技術に
用いられる露光用マスクに係わり、特に半透明膜パタ―
ンからなる位相シフタを形成した露光用マスク、露光マ
スク用基板、及び露光用マスクの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体集積回路は、高集積化、微
細化の一途を辿っている、このような半導体集積回路の
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。

【０００３】現在のリソグラフィ技術では、マスクパタ
―ンを縮小光学系を介してＬＳＩ基板上に投影露光する
方法が主に用いられているが、高圧水銀ランプを光源と
するなら最小線幅０.５μｍ程度が限度である。０.５μ
ｍ以下のパタ―ン寸法にはＫｒＦエキシマレ―ザ或いは
電子線を用いた直接描画技術や、Ｘ線等倍露光技術の開
発が進められているが、量産性、プロセスの多用性等の
理由から、光リソグラフィに対する期待は非常に大きく
なっている。

【０００４】このような状況の中で光源に対しては、ｇ
線、ｉ線、エキシマレ―ザ、Ｘ線等種々の光源の採用が
検討されており、またレジストに対しても新レジストの
開発やＲＥＬのような新レジスト処理が検討され、さら
には多層レジストプロセス、ＣＥＬ、イメ―ジリバ―ス
法等も研究が進められている。

【０００５】一方、最近では露光光源を変えずに微細化
をはかる試みがなされている。その１つの手法として、
位相シフト法がある。位相シフト法とは、光透過部に位
相反転層を設け隣接するパタ―ンからの光の回折の影響
を除去し、パタ―ン精度の向上をはかるものである。

【０００６】この位相シフト法の中でも、隣接する２つ
の光透過部に対し交互に１８０度の位相差を設けるよう
にしたレベンソン型位相シフトマスクがある。この方法
では３つ以上のパタ―ンが隣接する場合に効果を発揮す
るのは難しい。即ち、２つのパタ―ンの光位相差を１８
０度とした場合、もう１つのパタ―ンは先の２つのパタ
―ンのうち一方と同位相となる。その結果、位相差１８
０度のパタ―ン同士は解像するが、位相差０度のパタ―
ン同士では非解像となるという問題がある。この問題を
解決するためには、デバイス設計を根本から見直す必要
があり、直ちに、実用化するにはかなりの困難を有す
る。

【０００７】そこで位相シフト法を用い、かつデバイス
設計変更を必要としない手法としてハーフトーン型位相
シフトマスクがある。この位相シフト法の効果を最大限
に生かすには、透明部分と光半透過膜を透過した光の位
相差と両者の振幅透過率比を最適化することが重要であ
る。この位相差と振幅透過率比は、これらの膜の光学定
数（複素屈折率ｎ−ｉｋ：ここではｉは単位虚数）と膜
厚により一意的に決まる。つまり、所望の位相差と振幅
透過率比とを得るためには光学定数と膜厚とがある関係
を満足する必要がある。しかしながら、光学定数は物質
に固有の値であるため、所望の条件を単層膜で満足させ
ることは難しい。

【０００８】図１９は理想的なハーフトーン位相シフト
膜の構造を示したものである。この手法で形成されたマ
スクは、透光性基板１上に光透過部１ａと光半透過膜１
ｂとを形成してなり、光半透明膜１ｂを光透過部１ａに
対する振幅透過率１０〜４０％で形成し、かつここを透
過する光の位相を光透過部に対し１８０度変化させるも
のである。これらの目的を満足させるための第１の層２
と第１の層２により生じた位相差を併せて１８０度とな
るように調整する第２の層３との２層構造によって光半
透過膜１ｂを構成している。

【０００９】このように従来のハーフトーン型位相シフ
トマスクでは、ハーフトーン部を２層構造とし第１の層
２で振幅透過率を調整し、第２の層３で第１の層２によ
って生じた位相差と併せて１８０℃となるように調整し
ているが、これらの層に用いる材料として従来は第１の
層にＣｒ、ＭｏＳｉ等を用い、第２の層にＳｉＯ_２、Ｍ
ｇＦ_２、ＣａＦ_２、Ａｌ_２Ｏ_３等を用いている。従っ
て、ハーフトーン部を形成するために、２種類の異なっ
た環境により膜形成を行う必要がある。例えば、第１の
膜作成のためにスパッタ装置を用いてＣｒを成膜し、第
２の膜作成のためにＣＶＤ法を用いてＳｉＯ_２を成膜す
る方法などである。

【００１０】しかしながら、この種の方法では成膜を２
回に別けて行うため、搬送時のごみの付着等が生じ、欠
陥が増大するなどの問題が生じる。また、加工に際して
も、加工する元素が異なるため複数種の異質のガス（例
えばＣｒ／ＳｉＯ_２膜で半透明膜が構成されている場
合、Ｃｒを塩素系のガスで、ＳｉＯ_２を弗素系のガスで
加工する）を用いてエッチングを行わなくてはならない
等の問題がある。また、第２の層に透明膜を用いている
が、透明膜は屈折率が小さいため位相シフタの膜厚は厚
くなる。このため、加工精度が悪いという問題もある。

【００１１】また、露光工程ではマスク上のパターン領
域以外に存在するアライメント用あるいは検査用マーク
から露光光が漏れるのを防ぐため、ブラインドが投影露
光装置に設けられ、パターン領域外の光をカットしてい
る。なおブラインドの像はウェハ上で１００μｍ程度の
像のぼやけを生じるため、ウェハ上でパターン領域を区
切る役割はない。このため従来は図２０（ａ）に示すよ
うにマスク上でパターン領域外周辺を覆うように遮光パ
ターン１０１を形成していた。しかしながら半透明膜の
みで露光用マスクを形成した場合、従来、パターン領域
を区切ることを目的としていた、パターン領域外周辺部
に存在する遮光パターンの代わりに図２０（ｂ）に示す
ように半透明パターン２０１を用いることになる。この
ときパターン領域境界に存在する半透明膜を通過した光
は、ウェハ上で隣接するパターンに対し半透明膜の透過
率×露光量だけ照射することになる。このため図２１に
示すように照射領域では、実質的に露光量が過剰となり
パターン領域の細りが生じたり、さらには焦点深度が不
足するという問題が生じていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このように従来、ハー
フトーン型位相シフトマスクにおいては、半透明膜の形
成に際して工程数が多くなると共に、ごみの付着、欠陥
の発生が生じるという問題があり、位相シフト効果を最
大限に発揮させることは困難であった。

【００１３】また、半透明膜のみで露光用マスクを形成
した場合、従来パターン領域を区切ることを目的として
いたパターン領域外周辺分でも半透明パターンを用いる
ことになるため、パターン領域境界に存在する半透明膜
を通過した光は、ウェハ上で隣接するパターンに対し半
透明膜の透過率×露光量だけ照射することになる。この
ため照射領域では、実質的に露光量が過剰となりパター
ン領域の細りが生じたり、さらには焦点深度が不足する
という問題があった。

【００１４】本発明は、前記実情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、ごみの付着や欠陥の発生
を招くことなく複数層の半透明膜を容易に積層すること
ができ、工程の簡略化をはかり得て、かつ位相シフト効
果を最大限に発揮させることのできる露光マスク及びそ
の製造方法を提供することにある。

【００１５】また本発明では、半透明膜のみで露光用マ
スクを形成した場合にも、パターン領域の細りが生じた
り、さらには焦点深度が不足するというような問題のな
い露光マスクを提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の露光用マスク
は、透光性基板上に、前記透光性基板の透明部との位相
差が、１８０±１０度の範囲で異なりかつ振幅透過率１
０乃至４０％となるように調整された単層の半透明層ま
たは少なくとも１層の半透明層と透明層の多層の第１の
半透明膜からなる半透明パターンと、前記半透明パター
ンの一部の領域にさらに積層され、該領域の振幅透過率
が５％以下となるように調整された遮光層あるいは振幅
透過率１０乃至４０％の第２の半透明膜とを具備したこ
とを特徴とする。

【００１７】また、本発明の露光用マスクは、前記一部
の領域が、少なくともウェハ上に転写されたとき半導体
素子として寄与する領域の外側周辺領域を含むことを特
徴とする。

【００１８】次に、本発明のレジストパターン形成方法
は、請求項１記載の露光用マスクを介してレジストが塗
布された基板上に露光を行いレジストパターンを形成す
ることを特徴とする。

【００１９】本発明の露光用マスク基板の製造方法は、
透光性基板上に、前記透光性基板の透明部との位相差が
１８０±１０度の範囲で異なりかつ振幅透過率１０乃至
４０％となるように調整された単層の半透明膜層または
少なくとも１層の半透明層と透明層とからなる第一の半
透明膜を形成する工程と、前記第１の半透明膜上全体ま
たは部分的に更に積層され、該領域の振幅透過率が５％
以下となるように調整された遮光層あるいは振幅透過率
１０乃至４０％の第２の半透明膜を形成する工程を具備
した露光用マスク基板の製造方法であって、前記第１の
半透明膜と第２の半透明膜との間に、前記遮光層あるい
は振幅透過率１０乃至４０％の第２の半透明膜の加工に
おいて酸化膜、窒化膜、水素化膜、炭化膜またはハロゲ
ン化膜のいずれかより構成された第３の膜を形成する工
程とを具備したことを特徴とする。

【００２０】また、本発明の露光用マスクの製造方法
は、透光性基板上に、前記透光性基板の透明部との位相
差が、１８０±１０度の範囲で異なりかつ振幅透過率１
０乃至４０％となるように調整された単層の半透明層ま
たは少なくとも１層の半透明層と透明層とからなる第１
の半透明膜を形成する第１の半透明膜形成工程と、前記
第１の半透明膜上に第３の膜を形成する第３の膜形成工
程とさらにこの上層に、全体としての振幅透過率が５％
以下となるように調整された遮光層あるいは振幅透過率
１０乃至４０％の第２の半透明膜を形成する第２の半透
明膜形成工程と、前記第３の膜をエッチングストッパー
として前記第２の半透明膜を選択的に除去するエッチン
グ工程とを含むことを特徴とする。

【００２１】

【作用】本発明によれば、半透明膜を少なくとも２層で
形成し、各層の一部の元素を共通にしているので、半透
明膜を同一の装置で作成することができ、さらにそのパ
ターニングに際しても同種のエッチャントでエッチング
することができる。従って、半透明膜を形成するための
工程の簡略化をはかることが可能となる。また、半透明
膜として所望の振幅透過率と位相差を得る単一層の組成
が分かったとしても、その組成の物質を実現するのは難
しい場合がある。このとき、上記単一層の組成と、一部
組成が異なる複数の層の全体としての組成が等しくなる
ように設定すれば、作り易い安定な複数の層で結果とし
て単一層と等価な層を形成することができる。つまり、
本発明のように同一元素を含む複数種の層で半透明膜を
形成することにより、製造工程の簡略化をはかることが
できると共に、位相シフト効果を最大限に発揮させるこ
とが可能となる。

【００２２】本発明の第３によれば、半透明パターンを
含むマスクにおいてパターン領域外の内少なくとも転写
によるウェハ上に光が到達する領域で、露光光を遮光す
るようにしているため、パターンの細りや焦点深度不足
を防ぐことができる。例えば、強度透過率２％を有する
ｉ線用半透明マスクを用いたポジレジストに対する露光
結果では、０.５５μｍライン・アンド・スペースパタ
ーンで適性露光量で所望の寸法に改造したパターンがさ
らに露光量×マスクの強度透過率に相当する光を１度照
射されることでパターン寸法が０.４９μｍと所望の値
に対して約１０％寸法が細るという結果となっていた。
しかしながら上記構成によればパターン領域外のうち少
なくとも転写によりウェハ上に光が到達する領域で露光
光を遮光することができる。なお、この遮光のための半
透明膜はパターン領域外を遮光する他に、パターン領域
内に用いることも可能である。すなわち、複数回の露光
により半透明マスクパターンにより形成されたウェハ上
のレジストパターンパターンが膜厚の現象を著しく生じ
た場合、半透明パターンのエッジ部分を除く領域に半透
明膜を積層させることが可能で、これによりレジストパ
ターンの膜減の低減をはかることも可能である。

【００２３】本発明の第４によれば、位相シフト層を構
成する第１の半透明膜と、第２の半透明膜との間に酸化
膜または導電性膜を介在させるようにしているため、こ
の酸化膜または導電性膜がエッチングストッパーとして
として働くため、位相シフト層を良好に維持したまま選
択的に除去することができるため、容易にパターンの細
りや焦点深度不足のない良好な露光マスクを形成するこ
とが可能となる。

【００２４】また酸化膜を用いる場合は同一チャンバー
内で表面酸化を行うのみでよく、形成が極めて容易であ
る。

【００２５】さらに導電性膜を用いる場合は、チャージ
アップを防ぐことが可能となる。

【００２６】本発明の第６によれば、水酸化膜、窒化
膜、炭化膜、ハロゲン化膜、酸化膜、導電性膜等の第３
の膜がエッチングストッパーとしてとして働くため、位
相シフト層を良好に維持したまま選択的に除去すること
ができるため、容易にパターンの細りや焦点深度不足の
ない良好な露光マスクを形成することが可能となる。

【００２７】

【実施例】まず、実施例を説明する前に、本発明の基本
原理について説明する。

【００２８】半透明膜を単層で用いようとした場合、半
透明膜を透過する光の位相を透明な部分を透過する光の
位相に対し１８０度±１０％で制御することが必要で、
かつ半透明膜の透過率を所望の値にすることが必要であ
る。この±１０％という値はシミュレ―ションにより位
相差を１８０度からずらしていき、その場合の焦点深度
の劣化が１０％以内に収まる範囲は、１８０度±１０％
程度であることから定めたものである。

【００２９】半透明膜の位相シフトマスクで最大の解像
度を得るためには、半透明膜の光学定数は次の条件を満
たす必要がある。入射光の複素電界ベクトルをＥＯ、透
明領域を透過した光の複素電界ベクトルをＥ１とし、半
透明膜領域を透過した光の複素電界ベクトルをＥ２とす
ると、それらの関係は、 Ｅ１＝ｔ１・Ｅ０……（１） Ｅ２＝ｔ２・Ｅ０……（２） となる。但し、ｔ１、ｔ２は振幅透過率とする。

【００３０】また、位相シフトマスクで最大の効果を得
るためには、透過光の振幅透過率比及び位相差の間の関
係は、下記の（３）式及び（４）式で表され、 ０.１≦｜Ｅ１｜／｜Ｅ２｜≦０.４……（３） １７０度≦｜δ１−δ２｜≦１９０度……（４） となる。但し、 Ｅ１＝｜Ｅ１｜ｅｘｐ（δ１） Ｅ２＝｜Ｅ２｜ｅｘｐ（δ２） である。（１）、（２）式における半透明膜領域及び透
過領域の光の振幅透過率ｔ１、ｔ２は、これらの領域を
構成する物質と他の媒体との界面における反射率、透過
率及び膜の吸光度を考慮した該物質の膜厚Ｔにおける多
重反射を考えることで容易に求めることができる。物質
の反射率、透過率は、屈折率ｎ及び消衰係数ｋより求め
られる。また、膜の吸光度は消衰係数ｋより求めること
ができる。

【００３１】ところで、今問題とする半透明膜は位相シ
フタ層であるので開孔部に対し位相差１８０度を考慮す
ると、膜厚Ｔは物質の屈折率ｎより Ｔ＝λ／２（ｎ−１）……（５） となる。以上の変数から実測値として得られる透過率ｔ
は、 ｔ＝Ｆ（ｎ１，ｋ１，ｎ０，ｋ０，Ｔ）……（６） により得られる。ここでｎ０、ｋ０は媒体の屈折率、消
衰係数を示しており特定の値であるから、（６）式をｎ
１、ｋ１の関係として振幅透過率ｔを一意的に求めるこ
とができる。

【００３２】前述の考え方に基づき、例えば波長４３６
ｎｍのｇ線露光を想定して、位相を１８０±１０°、振
幅透過率を１５±５％とし、屈折率ｎを変化させて、対
応するｋを求めると図１２中に実線及び破線で示すカ―
ブが描ける。図５において、縦軸は消衰係数ｋ、横軸は
屈折率ｎを示し、破線（ａ）は振幅透過率１０％、位相
１７０度の時のｋとｎの関係を示す曲線、破線（ｂ）は
振幅透過率２０％、位相１９０度の時のｋとｎの関係を
示す曲線、破線（ｃ）は振幅透過率１５％、位相１８０
度の時のｋとｎ関係を示す曲線である。破線（ａ）及び
（ｂ）の間の領域がこの時の許容範囲となり、ある物質
の屈折率ｎ及び消衰係数ｋで定まる点が破線に挟まれた
範囲内であれば、その物質は単層膜でハーフトーン型位
相シフト膜の機能を持つことになる。

【００３３】ｇ線の場合この条件を満たす膜として図１
２中にポイントで示したアモルファスＳｉがある。しか
し、波長３６５ｎｍのｉ線露光を考えた場合、図１３に
示すように、アモルファスＳｉ（Ｎ_２ガス０％のポイン
ト）は許容範囲外の値を取る。従って、ｉ線露光ではア
モルファスＳｉを用いた単層ハーフトーン位相シフト膜
の形成が不可能であることが分かる。

【００３４】ところで、ＳｉをＮ_２化したＳｉ_３Ｎ
_４（Ｎ_２ガス８０％のポイント）について同様の検討を
行うとやはり許容範囲外となる。しかし、アモルファス
ＳｉとＳｉ_３Ｎ_４の２点を任意の曲線で結んだ場合、必
ず破線間に挟まれた領域を得ることが分かる。即ち、ア
モルファスＳｉとＳｉ_３Ｎ_４の中間的な物性を持つ物質
が在れば許容範囲内に入ることになる。この膜の作成に
ついては、ＳｉとＮ_２による反応性スパッタが有効であ
る。このとき、Ｎ_２の反応比を変えることで任意の物性
の膜を得ることができる。このときの物性値を黒丸で示
す。また、黒丸を通る曲線を描くと破線間の領域を通
り、ここで得られた最適条件は、スパッタリング時の窒
素ガスの流量が１５％の時のｎ＝３.３０、ｋ＝１.１９
であり、膜厚をＳ３.５ｎｍにすることにより振幅透過
率比が０.１４２、位相差が１８０度となる。このよう
に反応比を変えたＳｉ_３Ｎ_４膜を形成することで、所望
の単層ハーフトーン型位相シフト膜を形成することがで
きる。

【００３５】また、波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレ
―ザによる露光を考えた場合、ｉ線露光の場合と同様
に、図１４に示すように、アモルファスＳｉ及びＳｉ_３
Ｎ_４の物性値は、許容範囲外となるが、これらの中間的
な物性をもつ物質は許容範囲内に入ることが分かった。

【００３６】なお、境界条件の設定は位相を１８０度に
固定し、振幅透過率に余裕を持たせて設定したり、振幅
透過率を固定し位相に余裕を持たせて設定することも可
能である。また、許容とされる数値もレジストプロセス
等への影響及び効果を考え、本説明で述べた値を変更し
ても構わない。

【００３７】上記の条件を満たす材料として我々が鋭意
研究を行った結果、シリコン、シリコンを含む混合物、
シリコンを含む混合物、ゲルマニウム、ゲルマニウムを
含む化合物、ゲルマニウムを含む混合物のいずれか１種
或いは２種以上の混合物で形成される物質、又はＣｒ、
Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｃｏ或いは他の金属元素、金
属化合物及びこれらの酸化物、窒化物、水素化物、炭化
物、ハロゲン化物のうちいずれか１種或いは２種以上の
混合物で形成される物質について上述の２条件を満たす
ことが分かった。とりわけシリコンについてはｇ線領
域、ＳｉＮはｉ線、ＫｒＦ領域で非常に有効な半透明膜
であるといえる。これらの物質の特性について表１に示
す。

【００３８】 なお、半透明膜に対し、Ａｓ、Ｐ、Ｂなどのイオンを注
入することにより、形成された膜質の若干の調整、例え
ば光学定数の調整をはかることができる。

【００３９】また、シリコンに対しては５００℃以上に
加熱することにより、アモルファス状態を多結晶へ、ま
た多結晶から単結晶へと連続的或いは断続的に変化させ
ることができ、所望の物性状態が得られる。

【００４０】さて、今までは単一の半透明膜作成のため
の基本概念について述べたが、単一の半透明膜を作成し
ようとした場合、膜によっては化合物の組成比が難しい
場合もある。例えば、ｉ線単層半透明膜をシリコンと窒
素の組成比を調整して作成する場合、位相差と透過率が
最適とされる屈折率ｎと消衰係数ｋを満たすときのシリ
コンと窒素の組成比は、シリコン：窒素＝１：０.６０
程度でなくてはならない。これは、通常シリコンを窒素
化して得られるＳｉ_３Ｎ_４膜の組成比（シリコン：窒素
＝１：１.３３）と比べ窒素の割合が小さく窒素流量の
微調整が必要となってくる。

【００４１】このように微調整が必要な場合、単層の半
透明膜を作成するよりも２つの組成比を変化させた２種
以上の半透明膜、例えばＳｉ（シリコン：窒素＝１：
０）とＳｉ_３Ｎ_４（シリコン：窒素＝１：１.３３）を
用いた多層膜で形成した方が望ましい。このとき、Ｓｉ
分子のスパッタ量１に対するＳｉ_３Ｎ_４分子のスパッタ
量を求めると０.０４２が得られ、この条件下でスパッ
タを２回に別けて行えば多層の場合と同等の所望の半透
明位相シフト膜が得られる。また、ＫｒＦ用半透明膜を
ｉ線と同様にＳｉ_３Ｎ_４膜に別けて行うと、シリコン：
窒素＝１：０.９とすることが必要で、そのためにはＳ
ｉ分子のスパッタ量１に対してＳｉ_３Ｎ_４分子のスパッ
タ量０.７４とすることで、ＳｉとＳｉ_３Ｎ_４膜からな
る２種の半透明膜により所望の半透明膜位相シフトを得
ることができる。

【００４２】なお、これらの膜ではＳｉを共通元素と考
えて成膜しており、タ―ゲットにシリコンを用い、これ
をスパッタした後、窒素を流しながらシリコンをスパッ
タすることでＳｉ_３Ｎ_４膜を堆積している。このスパッ
タの工程ではタ―ゲットを１種類に固定しているため、
同一の装置を使用でき、また加工の際も共通元素Ｓｉに
対する加工のみで済むため、弗素系のガスを用いた反応
エッチングにより一度に加工することが可能である。Ｃ
ｒとＳｉＯ_２という異なった元素からなる２層半透明位
相シフト膜と比べ、成膜、加工のそれぞれにおいて工程
の省略化ができる。

【００４３】また、半透明膜を形成する材料としてはＳ
ｉとＳｉ_３Ｎ_４に限るものではなく、種々の材料を選択
して使用することができる。図１５〜図１８に、各種材
料における屈折率と消衰係数との関係を示す。図１５は
Ｃｒ−ＣｒＯ_２、図１６はＡｌ−Ａｌ_２Ｏ_３、図１７は
Ｔｉ−ＴｉＯ、図１８はＧａＡｓ−ＧａＡｓＯである。
また、これらの図において、上図はｉ線（波長３６５ｎ
ｍ）、下図はＫｒＦ線（波長２４８ｎｍ）の場合を示し
ている。これらの図において、上側の破線と下側の破線
との間の領域（許容範囲）に入るように各材料組成を決
定すればよい。ここで得られる組成は、本発明の場合だ
けでなく組成比を反応条件によりコントロ―ルして単層
の半透明膜形成する場合に適用できる。

【００４４】ここで、例えばＫｒＦ露光条件のＴｉ−Ｔ
ｉＯ遷移に見られるように、許容範囲と交わらない場合
には、本発明によるハーフトーン位相シフト膜を形成で
きないことも考えられる。また、ｉ線露光条件のＣｒ−
ＣｒＯ遷移に見られるように許容範囲内境界に終点物質
が存在する場合、露光時に振幅透過率２０％、位相差１
９０度を許容範囲と見なすことが可能であれば、終点物
質をそのまま使用することができる。

【００４５】実施例１ 図１は、本発明の第１の実施例に係わる露光用マスクの
製造工程を示す断面図である。この露光用マスクは、半
透明膜パタ―ンとしてスパッタリング法で形成したＳ
ｉ、Ｓｉ_３Ｎ_４の２層の半透明膜からなるパタ―ンを用
いたことを特徴とし、ｉ線投影露光用マスクとして用い
られるものである。

【００４６】まず、図１（ａ）に示すように、酸化シリ
コン基板１０上にスパッタリング法により膜厚７１ｎｍ
のシリコン膜１１を作成する。引き続き窒素ガスを導入
しながらＳｉ_３Ｎ_４膜１２を１９ｎｍ作成した。このと
き、２層からなる半透明位相シフト膜は、酸化シリコン
基板１０に対する位相差１８０度、振幅透過率２２.４
％であった。

【００４７】次いで、図１（ｂ）に示すように、電子線
用レジスト１３を膜厚０.５μｍで堆積した後、さらに
導電性膜１４を０.２μｍ程度に形成する。

【００４８】次いで、図１（ｃ）に示すように、導電性
膜１４上から電子線により３μＣ／ｃｍ^２で描画し、さ
らに現像を行ってレジスト１３のパタ―ンを形成する。
ここで、導電性膜１４を形成するのはレジスト１３が絶
縁性であるとき電子線のチャ―ジアップを防ぐためであ
る。

【００４９】次いで、図１（ｄ）に示すように、レジス
トパタ―ンをマスクとしてＣＦ_４とＯ_２との混合ガスに
よる反応性イオンエッチングにより、レジストパタ―ン
から露出するＳｉ_３Ｎ_４膜１２及びシリコン膜１１を順
次除去する。そして、最後にレジストパタ―ンを除去す
ることにより、図１（ｅ）に示すように、Ｓｉ_３Ｎ_４膜
１２とシリコン膜１１からなる位相シフタを得ることが
できる。

【００５０】なお、この例ではシリコン膜及びＳｉ_３Ｎ
_４膜の形成をスパッタリングにより行ったが、ＣＶＤ法
によりそれぞれの膜を作成してもよい。さらに、シリコ
ン膜及びＳｉ_３Ｎ_４膜の加工をＣＤＥ（ケミカルドライ
エッチング）、ウェツトエッチングにより行っても構わ
ない。

【００５１】このようにして形成された露光用マスクを
介して、ＰＦＲ７７５０（日本合成ゴム製）と称されて
いるレジストを１.５４μｍ塗布した基板に、ｇ線で１
／５縮小露光（ＮＡ＝０.５４、σ＝０.５）を行ってパ
タ―ンを形成した。このときの露光量は３００ｍＪ／ｃ
ｍ^２であった。従来０.４５μｍパタ―ンでフォ―カス
マ―ジン０μｍで解像していたものを、本実施例のマス
クを用いることにより０.７μｍで解像することができ
た。

【００５２】コンタクトホ―ルパタ―ン関しても従来の
露光で解像されなかった０.５０μｍパタ―ンがフォ―
カスマ―ジン１.５μｍで解像することが確認された。
また、このマスクを用いて転写し形成されたレジストパ
タ―ンをマスクとして基板の加工を行うことにより、よ
り良好な加工形状を得ることが可能となる。

【００５３】実施例２ 次に、第２の実施例について説明する。

【００５４】この露光用マスクは、半透明膜パタ―ンと
してスパッタリング法により形成したシリコンとＳｉ_３
Ｎ_４膜からなるパタ―ンを用いたことを特徴とし、Ｋｒ
Ｆ用のマスクとして用いられるものである。ここでは、
酸化シリコン基板上１０に膜厚７４ｎｍのシリコン膜１
１を作成する。引き続き窒素ガスを導入しながらＳｉ _３
Ｎ_４膜１２を７０ｎｍ作成した。このときの２層からな
る半透明位相シフト膜は、酸化シリコン基板１０に対す
る位相差１８０度、振幅透過率２１.５％であった。

【００５５】そして、第１の実施例と同様にして電子線
用レジスト１３を膜厚１.５μｍで堆積した後、さらに
導電性膜１４を０.２μｍ程度に形成する。この導電性
膜上から電子線により６μＣ／ｃｍ^２で描画し、さらに
現像を行ってレジストパタ―とする。

【００５６】このレジストパタ―ンをマスクとしてＣＦ
_４とＯ_２との混合ガスによる反応性イオンエッチングに
よりレジストパタ―ンから露出するＳｉ_３Ｎ_４膜１２及
びシリコン膜１１を順次除去する。そして、最後にレジ
ストパタ―ンを除去しＳｉ_３Ｎ_４膜１２とシリコン膜１
１からなる位相シフタを得ることができる。

【００５７】このようにして形成された露光用マスクを
介して、ＸＰ８８４３（シプレ―社製）と称されている
ＫｒＦ用レジストを１.０μｍ塗布した基板に、ＫｒＦ
エキシマレ―ザで１／５縮小露光（ＮＡ＝０.４、σ＝
０.５）を行ってパタ―ンを形成した。このときの露光
量は４０ｍＪ／ｃｍ^２であった。従来０.３０μｍパタ
―ンでフォ―カスマ―ジン＝０μｍで解像していたもの
を、本実施例のマスクを用いることにより０.７μｍで
解像することができた。コンタクトホ―ルパタ―ンに関
しても従来の露光で解像されなかった０.３０μｍパタ
―ンがフォ―カスマ―ジン−１.２μｍで解像すること
が確認された。

【００５８】なお、この例では位相シフタとしての窒化
シリコン膜の形成をタ―ゲットとして、シリコンを用い
窒素ガス量を制御しながらスパッタリングにより行った
が、シリコンと窒化シリコンのモザイクタ―ゲットを用
いたスパッタリンク或いはガス比を制御したＣＶＤ法等
を用いてもよい。また、膜厚を本発明の趣旨を逸脱しな
い範囲において適当な厚さにしてもよい。さらに、屈折
率と振幅透過率との微調整を行うためにイオン注入や熱
処理を行い、表面の改質を行うようにしてもよい。

【００５９】実施例３ 次に、第３の実施例について説明する。

【００６０】この実施例は、ＣｒとＣｒＯ_２を用いて作
成したｉ線露光用マスクに関する。Ｃｒを反応性スパッ
タにより単層の半透明膜で作成する場合、Ｃｒ元素に対
し酸素元素の組成比を約１.８とする環境となるように
酸素ガスの流量を調整すれば所望の半透明位相シフト膜
が得られることを確認した。

【００６１】次いで、この条件をＣｒとＣｒＯ_２の２層
膜で作成することを考えると、それぞれの分子組成比を
Ｃｒ：ＣｒＯ_２＝１：０.５６７とすることで酸化シリ
コン基板に対し位相差１８０度、振幅透過率１８％を得
ることができる。

【００６２】まず、図２（ａ）に示すように、酸化シリ
コン基板１０上にスパッタリング法により膜厚７０ｎｍ
のＣｒ膜２１を作成する。引き続き酸素ガスを導入しな
がらＣｒＯ_２膜２２を４２ｎｍ作成した。

【００６３】次いで、第１の実施例と同様に、電子線レ
ジストを膜厚１.０μｍで形成し、電子線により６μＣ
／ｃｍ^２で描画し、さらに現像を行いレジストパタ―ン
とする。

【００６４】このレジストパタ―ンをマスクとしてＣｌ
_２とＯ_２との混合ガスによる反応性イオンエッチングに
より、レジストパタ―ンから露出するＣｒ膜２１及びＣ
ｒＯ _２膜２２を順次除去する。そして、最後にレジスト
パタ―ンを除去することにより、図２（ｂ）に示すよう
なＣｒ膜２１とＣｒＯ_２膜２２からなる位相シフタを得
ることができる。

【００６５】なお、本実施例において所望の振幅透過率
が２６％程度である場合にはＣｒＯ _２膜を単層膜で用
い、膜厚１３０ｎｍに制御すればＣｒＯ_２膜のみからな
る位相シフタを得ることもできる。

【００６６】ｉ線用レジスト（ＰＦＲＩＸ５００（日本
合成ゴム社製））を１.３μｍの厚さに塗布した基板
に、本実施例により作成した投影露光用マスクを介して
水銀ランプのｉ線で１／５縮小露光（ＮＡ＝０.５、σ
＝０.６）を行ってパタ―ンを形成した。このときに要
した露光量は３００ｍＪ／ｃｍ^２であった。ライン＆ス
ペ―スパタ―ンに関しては、従来の露光において０.３
５μｍパタ―ンでフォ―カスマ―ジン＝０μｍで解像し
ていたものが、本実施例のマスクによりフォ―カスマ―
ジン＝０.９μｍで解像することが可能になった。

【００６７】コンタクトホ―ルパタ―ン関しても、従来
の露光で解像されなかった０.４０μｍパタ―ンがフォ
―カスマ―ジン１.５μｍで解像することが確認され
た。また、このマスクを用いて転写し、形成されたレジ
ストパタ―ンをマスクとし基板の加工を行うことで、よ
り良好な加工形状を得ることが可能である。

【００６８】本実施例において、ＣｒＯ_Ｘからなるシフ
タ膜の形成を雰囲気ガスの組成比を制御したＣＶＤ等に
より成膜してもよい。また、本実施例でＣｒ及びＣｒＯ
_２のエッチングをケミカルエッチング（ＣＤＥ）又はウ
ェットエッチング（硝酸第２セリウムアンモニウム溶液
を使用）を用いても構わない。

【００６９】実施例４ 次に、第４の実施例について説明する。

【００７０】本実施例は、ＡｌとＡｌ_２Ｏ_３を用いて作
成したｉ線露光用マスクに関する。Ａｌを反応性スパッ
タにより単層の半透明膜で作成する場合、Ａｌ元素に対
し酸素元素の組成比を約１.４０とする環境となるよう
に酸素ガスの流量を調整すれば所望の半透明位相シフト
膜が得られることを確認した。

【００７１】次いで、この条件をＡｌとＡｌ_２Ｏ_３の２
層膜で形成することを考えると、それぞれの分子組成比
をＡｌ：Ａｌ_２Ｏ_３＝１：１８.３とすることで酸化シ
リコン基板に対し位相差１８０度、振幅透過率１５％を
得ることができる。

【００７２】まず、図３（ａ）に示すように、酸化シリ
コン基板１０上にスパッタリング法により膜厚２３ｎｍ
のＡｌ膜３１を作成する。引き続き酸素ガスを導入しな
がらＡｌ_２Ｏ_３膜３２を２４８ｎｍ作成した。

【００７３】次いで、第１の実施例と同様に電子線レジ
ストを膜圧１.０μｍで形成し、電子線により６μＣ／
ｃｍ^２で描画し、さらに現像を行ってレジストパタ―ン
とする。

【００７４】このレジストパタ―ンをマスクとしてＣｌ
_２とＯ_２との混合ガスによる反応性イオンエッチングに
より、レジストパタ―ンから露出するＡｌ及びＡｌ_２Ｏ
_３膜を順次除去する。そして、最後にレジストパタ―ン
を除去することにより、図３（ｂ）に示すようなＡｌ膜
３１とＡｌ_２Ｏ_３膜３２からなる位相シフタを得ること
ができる。

【００７５】ｉ線用レジスト（ＰＥＲＩＸ５００（日本
合成ゴム社製））を１.３μｍの厚さに塗布した基板
に、本実施例により作成した投影露光用マスクを介して
水銀ランプのｉ線で１／５縮小露光（ＮＡ＝０.５、σ
＝０.６）を行ってパタ―ンを形成した。このときに要
した露光量は３００ｍＪ／ｘｍ^２であった。

【００７６】ライン＆スペ―スパタ―ンに関しては、従
来の露光において０.３５μｍパタ―ンでフォ―カスマ
―ジン０μｍで解像していたものが、本実施例のマスク
によりフォ―カスマ―ジン０.９μｍで解像することが
可能になった。コンタクトホ―ルパタ―ンに関しても、
従来の露光で解像されなかった０.４０μｍパタ―ンが
フォ―カスマ―ジン１.５μｍで解像することが確認さ
れた。また、このマスクを用いて転写し、形成されたレ
ジストパタ―ンをマスクとし基板の加工を行うことで、
より良好な加工形状を得ることが可能である。

【００７７】実施例５ 次に、第５の実施例について説明する。

【００７８】本実施例は、ＡｌとＡｌ_２Ｏ_３を用いて作
成したＫｒＦ線露光用マスクに関する。Ａｌを反応性ス
パッタにより単層の半透明で形成する場合、Ａｌ元素に
対し酸素元素の組成比を約１.４３とする環境となるよ
うに酸素ガスの流量を調整すれば所望の半透明位相シフ
ト膜が得られることを確認した。

【００７９】この条件をＡｌとＡｌ_２Ｏ_３の２層膜で作
成することを考えると、それぞれの分子組成比をＡｌ：
Ａｌ_２Ｏ_３＝１：１０とすることで酸化シリコン基板に
対し位相差１８０度、振幅透過率１５％を得ることがで
きる。

【００８０】まず、酸化シリコン基板上１０にスパッタ
リング法により膜厚１４ｎｍのＡｌ膜３１を作成する。
引き続き酸素ガスを導入しながらＡｌ_２Ｏ_３膜３２を１
６１ｎｍ作成した。次いで、電子線レジストを膜厚１.
０μｍ形成し、電子線により６μＣ／ｃｍ^２で描画し、
さらに現像を行いレジストパタ―ンとする。

【００８１】このレジストパタ―ンをマスクとしてＣｌ
_２とＯ_２との混合ガスによる反応性イオンエッチングに
よりレジストパタ―ンから露出するＡｌ膜３１及びＡｌ
_２Ｏ _３膜３２を順次除去する。そして、最後にレジスト
パタ―ンを除去しＡｌ膜３１とＡｌ_２Ｏ_３膜３２からな
る位相シフタを得ることができる。

【００８２】このようにして形成された露光用マスクを
介して、ＸＰ８８４３（シプレ―社製）と称されている
ＫｒＦ用レジストを１.０μｍ塗布した基板に、ＫｒＦ
エキシマレ―ザ１／５縮小露光（ＮＡ＝０.４、σ＝０.
５）を行ってパタ―ンを形成した。このときの露光量は
４０ｍＪ／ｃｍ^２であった。そして、従来０.３０μｍ
パタ―ンでフォ―カスマ―ジン＝０μｍで解像していた
ものを、本実施例のマスクを用いることにより、フォ―
カスマ―ジン＝０.７μｍで解像することができた。

【００８３】また、コンタクトホ―ルパタ―ンに関して
も、従来の露光で解像されなかった０.３０μｍパタ―
ンが、フォ―カスマ―ジン＝１.２μｍで解像すること
が確認された。

【００８４】実施例６ 次に、第６の実施例について説明する。

【００８５】本実施例は、ＴｉとＴｉＯ_２を用いて作成
したｉ線露光用マスクに関する。Ｔｉを反応性スパッタ
により単層の半透明膜で作成する場合、Ｔｉ元素に対し
酸素元素の組成比を約０.６１とする環境となるように
酸素ガスの流量を調整すれば所望の半透明位相シフト膜
が得られることを確認した。

【００８６】この条件をＴｉとＴｉＯ_２の２層膜で作成
することを考えると、それぞれの分子組成比をＴｉ：Ｔ
ｉＯ_２＝１：０.４３とすることで酸化シリコン基板に
対し位相差１８０度、振幅透過率１５.４％を得ること
ができる。

【００８７】まず、図４（ａ）に示すように、酸化シリ
コン基板１０上にスパッタリング法により膜厚１９６ｎ
ｍのＴｉ膜４１を作成する。引き続き酸素ガスを導入し
ながらＴｉＯ_２膜４２を８４ｎｍ作成した。

【００８８】次いで、電子線レジストを膜厚１.０μｍ
で形成し、電子線により６μＣ／ｃｍ^２で描画し、さら
に現像を行いレジストパタ―ンとする。このレジストパ
タ―ンをマスクとして弗素系のガスによる反応性イオン
エッチングにより、レジストパタ―ンから露出するＴｉ
膜４１及びＴｉＯ_２膜４２を順次除去する。

【００８９】そして、最後にレジストパタ―ンを除去す
ることにより、図４（ｂ）に示すようなＴｉ膜４１とＴ
ｉＯ_２膜４２からなる位相シフトを得ることができる。

【００９０】ｉ線用レジスト（ＰＦＲＩＸ５００（日本
合成ゴム社製））を１.３μｍの厚さに塗布した基板
に、本実施例により作成した投影露光用マスクを介して
水銀ランプのｉ線で１／５縮小露光（ＮＡ＝０.５、σ
＝０.６）を行ってパタ―ンを形成した。このときに要
した露光量は３００ｍＪ／ｃｍ^２であった。

【００９１】ライン＆スペ―スパタ―ンに関しては、従
来の露光において０.３５μｍパタ―ンでフォ―カスマ
―ジン＝０μｍで解像していたものが、本実施例のマス
クによりフォ―カスマ―ジン＝０.９μｍで解像するこ
とが可能になった。コンタクトホ―ルパタ―ンに関して
も、従来の露光で解像されなかった０.４０μｍパタ―
ンがフォ―カスマ―ジン１.５μｍで解像することが確
認された。また、このマスクを用いて転写し、形成され
たレジストパタ―ンをマスクとし基板の加工を行うこと
で、より良好な加工形状を得ることが可能である。

【００９２】なお、本発明は上述した各実施例に限定さ
れるものではない。例えば、各実施例において、第１の
半透明膜と第２の半透明膜の材料を入れ替えても構わな
い。また、実施例では２種類の半透明膜を用いている
が、３種類以上の半透明膜を用いてもよい。さらに、同
一の半透明膜（２種類以上）を複数回積層するようにし
てもよい。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。

【００９３】実施例７ 図５は、本発明の第７の実施例の露光マスク用基板の製
造工程を示す断面図である。この露光マスク用基板は、
ｇ線用位相シフトマスクを作成するための基板であり、
透明基板６０上に、半透明膜としてスパッタリング法で
アモルファスシリコン膜６１を形成し、表面酸化を行い
酸化シリコン膜６２を形成し、この上層にさらにシリコ
ンをターゲットとして第２のアモルファスシリコン膜６
３を形成したものである。

【００９４】すなわちまず、図５（ａ）に示すように、
厚さ２.５ｍｍの石英基板６０上にスパッタリング法に
より膜厚５９ｎｍのアモルファスシリコン膜６１を作成
する。このアモルファスシリコン膜６１の屈折率ｎ＝
４.９３で石英基板に対する振幅透過率は１７.４％であ
った。

【００９５】引き続き図５（ｂ）に示すようにこのアモ
ルファスシリコン膜６１の表面を酸素元素を含むプラズ
マ中で酸化して酸化シリコン膜６２を形成する。

【００９６】さらにこの上に図５（ｃ）に示すように、
シリコンをターゲットとしたスパッタリング法により第
２のアモルファスシリコン膜６３を５９ｎｍ堆積した。
この様にして得られた２層膜の振幅透過率は酸化シリコ
ン膜も含めて３.０％であった。このようにして露光マ
スク用基板が得られるが、第２の半透明膜としてのアモ
ルファスシリコン膜の膜厚は振幅透過率が第１のアモル
ファスシリコン膜および酸化シリコン膜も含めて５.０
％以下になるような値であれば良い。

【００９７】次に、この露光マスク用基板を用い露光用
マスクを形成する方法について説明する。

【００９８】まず、図６（ａ）に示すように前記図５
（ａ）乃至図５（ｃ）に示す工程で得られた露光マスク
用基板表面に電子線レジスト６４を膜厚５００ｎｍで形
成し、さらに塗布性導電膜６５を膜厚２００ｎｍとなる
ように形成する。

【００９９】次いで、図６（ｂ）に示すように電子線に
よりデバイスパターンとデバイスパターン外領域を含む
データにより描画を行い、現像しレジストパターン６４
ａを形成する。ここでも、塗布性導電膜６５上から電子
線によりで描画し、さらに現像を行ってレジストパタ―
ン６４ａを形成する。ここで、塗布性導電膜６５を形成
するのはレジスト６４が絶縁性であるとき電子線のチャ
―ジアップを防ぐためである。また図中Ｂはパターン領
域とパターン外領域の境界を示す。

【０１００】次いで、図６（ｃ）に示すように、レジス
トパタ―ンをマスクとしてＣＦ_４ガスによる反応性イオ
ンエッチングにより、レジストパタ―ンから露出する第
２のアモルファスシリコン膜６３をエッチング除去した
のち、ガスを切り換えＣＦ_４とＯ_２との混合ガスによる
反応性イオンエッチングにより、酸化シリコン膜６２の
エッチングを行いさらにガスを切り換えＣＦ_４にして第
１のアモルファスシリコン膜６１をエッチング除去し
た。

【０１０１】この後、図６（ｄ）に示すように、レジス
トパタ―ンを除去する。

【０１０２】このようにして図６（ｅ）に示すように第
１のアモルファスシリコンおよび第２のアモルファスシ
リコンからなる２層構造の位相シフトパターンを形成し
た後、電子線レジスト６６を膜厚５００ｎｍで形成し、
さらに塗布性導電膜６７を膜厚２００ｎｍとなるように
形成する。

【０１０３】次いで、図６（ｆ）に示すように電子線に
よりデバイスパターン外領域にレジスト膜が残るように
作成されたデータにより描画を行い、現像しレジストパ
ターン６６ａを形成する。ここでも、塗布性導電膜６７
上から電子線により描画し、さらに現像を行ってレジス
トパタ―ン６６ａを形成する。

【０１０４】次いで、図６（ｇ）に示すように、このレ
ジストパタ―ンをマスクとしてＣＦ _４ガスによる反応性
イオンエッチングにより、酸化シリコン膜６２をエッチ
ングストッパーとしてパタ―ン領域内の第２のアモルフ
ァスシリコン膜６３をエッチング除去し、さらにこの酸
化シリコン膜６２をエッチング除去する。

【０１０５】最後に、図６（ｈ）に示すように、このレ
ジストパタ―ンを除去した。

【０１０６】このようにして形成された露光用マスク
は、デバイスパターン領域では第１のアモルファスシリ
コン膜のみよりなる振幅透過率１７.４％の半透明膜、
デバイスパターン領域外では振幅透過率３％の遮光膜と
なっている。

【０１０７】従ってパターン領域外の内少なくとも転写
によるウェハ上に光が到達する領域で、露光光を遮光す
るようにしているため、複数回の露光を行う場合にもパ
ターンの細りや焦点深度不足を防ぐことができる。

【０１０８】実施例８ なお、前記実施例ではｇ線用の露光マスクについて説明
したが、ここではｉ線用の露光マスクについて説明す
る。

【０１０９】図５（ａ）乃至（ｃ）に示した実施例６と
同様に、厚さ２.５ｍｍの石英基板上にシリコンをター
ゲットとし、窒素雰囲気中でスパッタリング法により膜
厚８０ｎｍの第１の窒化シリコン膜ＳｉＮ_β（０.６≦
β≦０.８）を作成する。この窒化シリコン膜の屈折率
はｎ＝３.４０で石英基板に対する振幅透過率は１５.１
％であった。

【０１１０】引き続きこの窒化シリコン膜の表面を酸素
元素を含むプラズマ中で酸化して酸化シリコン膜を形成
する。

【０１１１】さらにこの上に、シリコンをターゲットと
したスパッタリング法により膜厚８０ｎｍの第２の窒化
シリコン膜ＳｉＮ_β（０.６≦β≦０.８）を作成する。
この様にして得られた２層膜の振幅透過率は酸化シリコ
ン膜も含めて２.２％であった。なお、第２の窒化シリ
コン膜にかえてシリコン膜を用いるようにしてもよい。
また第２の窒化シリコン膜あるいはシリコン膜の膜厚は
２層膜の振幅透過率として５％以下となるような値であ
ればどのような値でもよい。

【０１１２】次に、この露光マスク用基板を用い露光用
マスクを形成する方法について説明する。

【０１１３】まず、図６（ａ）乃至図６（ｈ）に示した
のと同様に、前記工程で得られた露光マスク用基板に電
子線レジストを膜厚５００ｎｍで形成し、さらに塗布性
導電膜６５を膜厚２００ｎｍとなるように形成する。

【０１１４】次いで、電子線によりデバイスパターンと
デバイスパターン外領域を含むデータにより描画を行
い、現像しレジストパターンを形成する。ここでも、塗
布性導電膜上から電子線によりで描画し、さらに現像を
行ってレジストパタ―ンを形成する。

【０１１５】次いで、レジストパタ―ンをマスクとして
ＣＦ_４＋Ｏ_２＋Ｎ_２の混合ガスによる反応性イオンエッ
チングにより、レジストパタ―ンから露出する第２の窒
化シリコン膜をエッチング除去したのち、ガスを切り換
えＣＦ_４とＯ_２との混合ガスによる反応性イオンエッチ
ングにより、酸化シリコン膜のエッチングを行いさらに
ガスを切り換えＣＦ_４＋Ｏ_２＋Ｎ_２の混合ガスにして第
１の窒化シリコン膜をエッチング除去し、レジストパタ
―ンを除去する。

【０１１６】このようにして第１および第２の窒化シリ
コンからなる２層構造の位相シフトパターンを形成した
後、電子線レジストを膜厚５００ｎｍで形成し、さらに
塗布性導電膜を膜厚２００ｎｍとなるように形成する。

【０１１７】次いで、電子線によりデバイスパターン外
領域にレジスト膜が残るように作成されたデータにより
描画を行い、現像しレジストパターンを形成する。

【０１１８】さらに、このレジストパタ―ンをマスクと
してＣＦ_４＋Ｏ_２＋Ｎ_２の混合ガスによる反応性イオン
エッチングにより、酸化シリコン膜をエッチングストッ
パーとしてパタ―ン領域内の第２の窒化シリコン膜をエ
ッチング除去し、さらにこの酸化シリコン膜をエッチン
グ除去する。

【０１１９】最後に、このレジストパタ―ンを除去し
た。

【０１２０】このようにして形成された露光用マスク
は、デバイスパターン領域では第１の窒化シリコン膜の
みよりなる振幅透過率１５.１％の半透明膜、デバイス
パターン領域外では振幅透過率２.２％の遮光膜となっ
ている。

【０１２１】この場合も実施例７の場合と同様、パター
ン領域外の内少なくとも転写によるウェハ上に光が到達
する領域で、露光光を遮光するようにしているため、複
数回の露光を行う場合にもパターンの細りや焦点深度不
足を防ぐことができる。

【０１２２】実施例９ 図７は、本発明の第９の実施例の露光マスク用基板の製
造工程を示す断面図である。この露光マスク用基板は、
ｉ線用位相シフトマスクを作成するための基板であり、
透明基板７０上に、半透明膜としてスパッタリング法で
Ｃｒ膜７１を形成し、この上層に塗布硝子層７２を形成
し、この上層にさらにＣｒをターゲットとしてスパッタ
リング法でＣｒ膜７３を形成したものである。

【０１２３】すなわちまず、図７（ａ）に示すように、
厚さ２.５ｍｍの石英基板７０上にスパッタリング法に
より膜厚３５ｎｍの第１のＣｒ膜７１を作成する。この
第１のＣｒ膜７１の屈折率はｎ＝１.９８で石英基板に
対する振幅透過率は２０.２％であった。

【０１２４】引き続き図７（ｂ）に示すようにこのＣｒ
膜７１の上層に塗布硝子７２を膜厚３２９ｎｍで形成す
る。このとき位相差はＣｒ膜と塗布硝子のそれぞれの位
相差を考慮し１８０度とした。

【０１２５】さらにこの上に図７（ｃ）に示すように、
Ｃｒをターゲットとしたスパッタリング法により第２の
Ｃｒ膜７３を３５ｎｍ堆積した。この様にして得られた
２層膜の振幅透過率は塗布硝子膜も含めて４.０％であ
った。

【０１２６】次に、この露光マスク用基板を用い露光用
マスクを形成する方法について説明する。

【０１２７】まず、図８（ａ）に示すように前記図７
（ａ）乃至図７（ｃ）に示す工程で得られた露光マスク
用基板表面に電子線レジスト７４を膜厚５００ｎｍで形
成する。

【０１２８】次いで、図８（ｂ）に示すように電子線に
よりデバイスパターンとデバイスパターン外領域を含む
データにより描画を行い、現像しレジストパターン７４
ａを形成する。ここで図中Ｂはパターン領域とパターン
外領域の境界を示す。

【０１２９】次いで、図８（ｃ）に示すように、レジス
トパタ―ンをマスクとしてＣＣｌ_４ガスによる反応性イ
オンエッチングにより、レジストパタ―ンから露出する
第２のＣｒ膜７３をエッチング除去したのち、ガスを切
り換えＣＦ_４とＯ_２との混合ガスによる反応性イオンエ
ッチングにより、酸化シリコン膜７２のエッチングを行
いさらにガスを切り換えＣＣｌ_４にして第１のＣｒ膜７
１をエッチング除去した。この後、図８（ｄ）に示すよ
うに、レジストパタ―ンを除去する。

【０１３０】このようにして図８（ｅ）に示すように第
１のＣｒおよび第２のＣｒからなる２層構造の位相シフ
トパターン７５を形成した後、電子線レジスト７６、導
電性膜７７を膜厚５００ｎｍで形成する。

【０１３１】次いで、図８（ｆ）に示すように電子線に
よりデバイスパターン外領域にレジスト膜が残るように
作成されたデータにより描画を行い、現像しレジストパ
ターン７６ａを形成する。

【０１３２】次いで、図８（ｇ）に示すように、このレ
ジストパタ―ンをマスクとしてＣＣｌ_４ガスによる反応
性イオンエッチングにより、塗布硝子７２をエッチング
ストッパーとしてパタ―ン領域内の第２のＣｒ膜７３を
エッチング除去し、さらにこの塗布硝子膜７２をエッチ
ング除去する。

【０１３３】最後に、図８（ｈ）に示すように、このレ
ジストパタ―ンを除去した。

【０１３４】このようにして形成された露光用マスク
は、デバイスパターン領域では第１のＣｒ膜のみよりな
る振幅透過率２０.２％の半透明膜、デバイスパターン
領域外では振幅透過率４％の遮光膜となっている。

【０１３５】従ってパターン領域外の内少なくとも転写
によるウェハ上に光が到達する領域で、露光光を遮光す
るようにしているため、複数回の露光を行う場合にもパ
ターンの細りや焦点深度不足を防ぐことができる。

【０１３６】実施例１０ 次に、本発明の第１０の実施例として他の露光マスク用
基板について説明する。この例ではパターン領域外に遮
光膜を形成することのできる露光マスク用基板である。
図９は、本発明の第１０の実施例の露光マスク用基板の
製造工程を示す断面図である。この露光マスク用基板
は、ｉ線用位相シフトマスクを作成するための基板であ
り、透明基板８０上に、位相シフタとなる半透明膜とし
て窒化シリコン膜ＳｉＮ_０.６８１を形成し、この上層
に遮光膜としてＣｒ膜８２を形成しさらにこの上層を反
射防止層としてのＣｒＯ膜８３で被覆したことを特徴と
するものである。

【０１３７】すなわちまず、図９（ａ）に示すように、
厚さ２.５ｍｍの酸化シリコン基板８０上に、シリコン
をターゲットとした窒素雰囲気下で反応性スパッタリン
グを行い、Ｓｉ１モルに対し窒素０.６モルの均一な窒
化シリコン膜ＳｉＮ_０.６を膜厚７５ｎｍとなるように
堆積する。ここで窒化シリコン膜ＳｉＮ_０.６は水銀ラ
ンプのｉ線に対しその膜内で光の位相が２５４度であ
り、７５ｎｍの空気中を進む光の位相７４度に対し１８
０度位相が遅れるように設計されている。このＳｉＮ
_０.６膜８１のｉ線に対する振幅透過率は３％であっ
た。

【０１３８】引き続き図９（ｂ）に示すようにこの窒化
シリコン膜ＳｉＮ_０.６８１の上層に遮光膜として膜厚
７５ｎｍのＣｒ膜８２をスパッタリング法により形成す
る。

【０１３９】そしてさらにこの上に図９（ｃ）に示すよ
うに、酸素雰囲気中でＣｒをターゲットとしたスパッタ
リング法により反射防止層としてＣｒＯ膜８３を３０ｎ
ｍ堆積した。

【０１４０】次に、この露光マスク用基板を用い前述し
た例と同様の方法で露光用マスクを形成する。

【０１４１】実施例１１ 次に、本発明の第１１の実施例として他の露光マスク用
基板について説明する。この例でもパターン領域外に遮
光膜を形成することのできる露光マスク用基板である。
この露光マスク用基板は、ＫｒＦエキシマレーザ用位相
シフトマスクを作成するための基板であり、厚さ２.５
ｍｍの酸化シリコン基板上に、位相シフタとなる半透明
膜として窒化シリコン膜ＳｉＮ_０.９を形成し、この上
層に遮光膜としてＣｒ膜を形成しさらにこの上層を反射
防止層としてのＣｒＯ膜で被覆したことを特徴とするも
のである。

【０１４２】すなわちまず、厚さ２.５ｍｍの酸化シリ
コン基板上に、シリコンをターゲットとした窒素雰囲気
下で反応性スパッタリングを行い、Ｓｉ１モルに対し窒
素０.９モルの均一な窒化シリコン膜ＳｉＮ_０.９を膜厚
８０ｎｍとなるように堆積する。ここで窒化シリコン膜
ＳｉＮ_０.９はＫｒＦエキシマレーザの２４８ｎｍの光
に対しその膜内で光の位相が２９６度であり、８０ｎｍ
の空気中を進む光の位相１１６度に対し１８０度位相が
遅れるように設計されている。このＳｉＮ_{０. ９}膜のＫ
ｒＦエキシマレーザの２４８ｎｍの光に対する振幅透過
率は４％であった。

【０１４３】引き続きこの窒化シリコン膜ＳｉＮ_０.９
の上層に遮光膜として膜厚７９ｎｍのＣｒ膜をスパッタ
リング法により形成する。

【０１４４】そしてさらにこの上に、酸素雰囲気中でＣ
ｒをターゲットとしたスパッタリング法により反射防止
層としてＣｒＯ膜を３０ｎｍ堆積した。

【０１４５】なお、ここでＳｉＮとＣｒとの間に導電性
膜であるＳｎＯを介在させて他は前記実施例１２と同様
の構成としても同様の結果となる。

【０１４６】実施例１２ 次に、本発明の第１２の実施例として他の露光マスク用
基板について説明する。この例でもパターン領域外に遮
光膜を形成することのできる露光マスク用基板である。
この露光マスク用基板は、ＫｒＦエキシマレーザ用位相
シフトマスクを作成するための基板であり、厚さ２.５
ｍｍの酸化シリコン基板上に、位相シフタとなる半透明
膜として窒化シリコン膜ＳｉＮ_１.８を形成し、この上
層に遮光膜としてＣｒ膜を形成しさらにこの上層を反射
防止層としてのＣｒＯ膜で被覆したことを特徴とするも
のである。

【０１４７】すなわちまず、厚さ２.５ｍｍの酸化シリ
コン基板上に、シリコンをターゲットとした窒素雰囲気
下で反応性スパッタリングを行い、Ｓｉ１モルに対し酸
素１.８モルの均一な窒化シリコン膜ＳｉＯ_１.８を膜厚
９４ｎｍとなるように堆積する。ここで窒化シリコン膜
ＳｉＯ_１.８はＫｒＦエキシマレーザの２４８ｎｍの光
に対しその膜内で光の位相が３５５度であり、９４ｎｍ
の空気中を進む光の位相１７５度に対し１８０度位相が
遅れるように設計されている。このＳｉＯ_{１. ８}膜のＫ
ｒＦエキシマレーザの２４８ｎｍの光に対する振幅透過
率は４％であった。

【０１４８】引き続きこの窒化シリコン膜ＳｉＯ_１.８
の上層に遮光膜として膜厚７０ｎｍのＣｒ膜をスパッタ
リング法により形成する。

【０１４９】そしてさらにこの上に、酸素雰囲気中でＣ
ｒをターゲットとしたスパッタリング法により反射防止
層としてＣｒＯ膜を３０ｎｍ堆積した。

【０１５０】実施例１３ 次に、本発明の第１３の実施例として他の露光マスク用
基板について説明する。この例でもパターン領域外に遮
光膜を形成することのできる露光マスク用基板である。
この露光マスク用基板は、水銀ランプのｉ線用位相シフ
トマスクを作成するための基板であり、厚さ２.５ｍｍ
の酸化シリコン基板上に、位相シフタとなる半透明膜と
して窒化シリコン膜ＳｉＮ_０.６を形成し、この上層に
導電性膜としてＳｎＯを１０ｎｍ堆積した後遮光膜とし
てＣｒ膜を形成しさらにこの上層を反射防止層としての
ＣｒＯ膜で被覆したことを特徴とするものである。

【０１５１】すなわちまず、厚さ２.５ｍｍの酸化シリ
コン基板上に、シリコンをターゲットとした窒素雰囲気
下で反応性スパッタリングを行い、Ｓｉ１モルに対し窒
素１.８モルの均一な窒化シリコン膜ＳｉＮ_０.６を膜厚
７５ｎｍとなるように堆積する。ここで窒化シリコン膜
ＳｉＮ_０.６はｉ線に対しその膜内で光の位相が２５４
度であり、７５ｎｍの空気中を進む光の位相７４度に対
し１８０度位相が遅れるように設計されている。このＳ
ｉＮ_０.６膜のｉ線に対する振幅透過率は３％であっ
た。引き続きこの窒化シリコン膜ＳｉＮ_０.６の上層に
導電性膜としてスパッタリングによりＳｎＯを１０ｎｍ
堆積した後、遮光膜として膜厚７０ｎｍのＣｒ膜をスパ
ッタリング法により形成する。

【０１５２】そしてさらにこの上に、酸素雰囲気中でＣ
ｒをターゲットとしたスパッタリング法により反射防止
層としてＣｒＯ膜を３０ｎｍ堆積した。

【０１５３】なお、この導電性膜ＳｎＯは透明基板上に
直接形成し、この上層に窒化シリコン膜を形成し他は前
記実施例１３と同様の構成としても同様の結果となる。

【０１５４】実施例１４ 次に、本発明の第１４の実施例として他の露光マスク用
基板について説明する。この例でもパターン領域外に遮
光膜を形成することのできる露光マスク用基板である。
この露光マスク用基板は、ＫｒＦエキシマレーザの２４
８ｎｍの光用位相シフトマスクを作成するための基板で
あり、厚さ２.５ｍｍの酸化シリコン基板上に、位相シ
フタとなる半透明膜として窒化シリコン膜ＳｉＮ_０.９
を膜厚８０ｎｍに形成し、この上層に導電性膜としてＳ
ｎＯを１０ｎｍ堆積した後、この上層に遮光膜としてＣ
ｒ膜を形成しさらにこの上層を反射防止層としてのＣｒ
Ｏ膜で被覆したことを特徴とするものである。

【０１５５】すなわちまず、厚さ２.５ｍｍの酸化シリ
コン基板上に、シリコンをターゲットとした窒素雰囲気
下で反応性スパッタリングを行い、Ｓｉ１モルに対し窒
素０.９モルの均一な窒化シリコン膜ＳｉＮ_０.９を膜厚
８０ｎｍとなるように堆積する。ここで窒化シリコン膜
ＳｉＮ_０.９はＫｒＦエキシマレーザの２４８ｎｍの光
に対しその膜内で光の位相が２９６度であり、８０ｎｍ
の空気中を進む光の位相１１６度に対し１８０度位相が
遅れるように設計されている。このＳｉＮ_{０. ９}膜のＫ
ｒＦエキシマレーザの２４８ｎｍの光に対する振幅透過
率は４％であった。

【０１５６】引き続きこの窒化シリコン膜ＳｉＮ_０.９
の上層に導電性膜としてスパッタリングによりＳｎＯを
８ｎｍ堆積した後、遮光膜として膜厚７０ｎｍのＣｒ膜
をスパッタリング法により形成する。

【０１５７】そしてさらにこの上に、酸素雰囲気中でＣ
ｒをターゲットとしたスパッタリング法により反射防止
層としてＣｒＯ膜を３０ｎｍ堆積した。

【０１５８】実施例１５ 次に、本発明の第１５の実施例として他の露光マスク用
基板について説明する。この例でもパターン領域外に遮
光膜を形成することのできる露光マスク用基板である。
この露光マスク用基板は、水銀ランプのｉ線用位相シフ
トマスクを作成するための基板であり、厚さ２.５ｍｍ
の酸化シリコン基板上に、導電性膜としてＳｎＯを１０
ｎｍ堆積したのち、位相シフタとなる半透明膜として酸
化シリコン膜ＳｉＯ_２とシリコン膜との２層膜を形成し
た後、、この上層に遮光膜としてＣｒ膜を形成しさらに
この上層を反射防止層としてのＣｒＯ膜で被覆したこと
を特徴とするものである。

【０１５９】すなわちまず、厚さ２.５ｍｍの酸化シリ
コン基板上に、スパッタリング法によりＳｎＯを１０ｎ
ｍ堆積し、この上層にＣＶＤ法により膜厚１５０ｎｍの
酸化シリコン膜を形成した後膜厚３７ｎｍのシリコン膜
をスパッタリング法で形成する。ここでこの２層膜を透
過した光はｉ線に対しその膜内で光の位相が３６４度で
あり、１８７ｎｍの空気中を進む光の位相１８４度に対
し１８０度位相が遅れるように設計されている。この２
層膜のｉ線に対する振幅透過率は２.５％であった。

【０１６０】引き続きこの２層膜の上層に、遮光膜とし
て膜厚７０ｎｍのＣｒ膜をスパッタリング法により形成
する。

【０１６１】そしてさらにこの上に、酸素雰囲気中でＣ
ｒをターゲットとしたスパッタリング法により反射防止
層としてＣｒＯ膜を３０ｎｍ堆積した。

【０１６２】なお、この導電性膜ＳｎＯは透明基板上に
直接形成したが、２層膜の上層に形成してもよい。

【０１６３】実施例１６ 次に、この露光マスク用基板を用い前述した例と同様の
方法で露光用マスクを形成する。ここでは前記実施例１
１で作成した露光マスク用基板を用いる。この露光マス
ク用基板は、ＫｒＦエキシマレーザ用位相シフトマスク
を作成するための基板であり、厚さ２.５ｍｍの酸化シ
リコン基板９０上に、位相シフタとなる半透明膜として
窒化シリコン膜ＳｉＮ_０.９９１を形成し、この上層に
遮光膜としてＣｒ膜９２を形成しさらにこの上層を反射
防止層としてのＣｒＯ膜９３で被覆して構成されてい
る。

【０１６４】まず、図１０（ａ）に示すように露光マス
ク用基板表面に電子線レジスト９４を膜厚５００ｎｍで
形成し、さらに塗布性導電膜９５を膜厚２００ｎｍとな
るように形成する。

【０１６５】次いで、図１０（ｂ）に示すように電子線
により４μＣ／ｃｍ^２でデバイスパターンとデバイスパ
ターン外領域を含むデータにより描画を行い、現像しレ
ジストパターン９４ａを形成する。ここでも、塗布性導
電膜９５上から電子線により描画し、さらに現像を行っ
てレジストパタ―ン９４ａを形成する。また図中Ｂはパ
ターン領域とパターン外領域の境界を示す。

【０１６６】次いで、図１０（ｃ）に示すように、レジ
ストパタ―ンをマスクとしてＣｌ_２ガスによる反応性イ
オンエッチングにより、レジストパタ―ンから露出する
Ｃｒ膜およびＣｒＯ膜をエッチング除去したのち、ガス
を切り換えＣＦ_４とＯ_２との混合ガスによる反応性イオ
ンエッチングにより、露出している窒化シリコン膜Ｓｉ
Ｎ_０.９９１をエッチング除去する。

【０１６７】この後、図１０（ｄ）に示すように、硫酸
と過酸化水素水の混合溶液によりレジストパタ―ンを除
去する。これにより遮光膜と半透明膜からなる位相シフ
トパターンが形成されるが、この際同時に不要な遮光膜
を除去するための露光を行うためのアライメントマーク
Ｍが形成される。

【０１６８】このようにして図１０（ｅ）に示すように
遮光膜と半透明膜からなる位相シフトパターンを形成し
た後、電子線レジスト９６を膜厚５００ｎｍで形成し、
さらに塗布性導電膜９７を膜厚２００ｎｍとなるように
形成する。

【０１６９】次いで、図１０（ｆ）に示すように電子線
により４μＣ／ｃｍ^２でデバイスパターン外領域にレジ
スト膜が残るように作成されたデータにより描画を行
い、現像しレジストパターン９６ａを形成する。ここで
も、塗布性導電膜９７上から電子線により描画し、さら
に現像を行ってレジストパタ―ン９６ａを形成する。

【０１７０】次いで、図１０（ｇ）に示すように、この
レジストパタ―ンをマスクとしてＣｌ_２ガスによる反応
性イオンエッチングにより、ＣｒＯ膜９３／Ｃｒ膜９２
をエッチング除去する。

【０１７１】最後に、図１０（ｈ）に示すように、硫酸
と過酸化水素水の混合溶液によりこのレジストパタ―ン
を除去した。

【０１７２】このようにして形成された露光用マスク
は、デバイスパターン領域では窒化シリコンとシリコン
との２層膜よりなる半透明膜、デバイスパターン領域外
ではＣｒ膜を含む遮光膜となっている。

【０１７３】従ってパターン領域外の内少なくとも転写
によるウェハ上に光が到達する領域で、露光光を遮光す
るようにしているため、複数回の露光を行う場合にもパ
ターンの細りや焦点深度不足を防ぐことができる。

【０１７４】実施例１７なお、前記実施例では露光マス
ク用基板に位相シフト層としての半透明膜と遮光膜との
両方の形成されたものを用いた場合について説明した
が、ここではＣｒ膜９２とＣｒＯ膜９３の形成された露
光マスク用基板を用いて、枠部すなわちパターン領域外
の遮光膜パターンを形成した後、位相シフト層パターン
を形成する方法について説明する。

【０１７５】まず、図１１（ａ）に示すように、厚さ
２.５ｍｍの酸化シリコン基板９０にＣｒ膜９２とＣｒ
Ｏ膜９３の形成された露光マスク用基板に電子線レジス
ト９４を膜厚５００ｎｍで形成し、さらに塗布性導電膜
９５を膜厚２００ｎｍとなるように形成する。

【０１７６】次いで、図１１（ｂ）に示すように、電子
線によりアライメントマークＭおよびデバイスパターン
外領域の遮光膜形成を目的としたデータにより描画を行
い、現像しレジストパターンを形成する。ここでも、塗
布性導電膜上から電子線により描画し、さらに現像を行
ってレジストパタ―ンを形成する。

【０１７７】次いで、図１１（ｃ）に示すように、レジ
ストパタ―ンをマスクとしてＣｌ_２ガスによる反応性イ
オンエッチングにより、レジストパタ―ンから露出する
ＣｒＯ／Ｃｒ膜をエッチング除去し、レジストパタ―ン
を除去する。

【０１７８】このようにしてアライメントマークＭおよ
びデバイスパターン外領域の遮光膜を形成した後、図１
１（ｄ）に示すように、シリコンをターゲットとした窒
素雰囲気下で反応性スパッタリングを行い、Ｓｉ１モル
に対し窒素０.６モルの均一な窒化シリコン膜ＳｉＮ
_０.６を膜厚７５ｎｍとなるように堆積する。ここで窒
化シリコン膜ＳｉＮ_０.６は水銀ランプのｉ線に対しそ
の膜内で光の位相が２５４度であり、７５ｎｍの空気中
を進む光の位相７４度に対し１８０度位相が遅れるよう
に設計されている。このＳｉＮ_０.６膜９１のｉ線に対
する振幅透過率は３％であった。

【０１７９】そして、図１１（ｅ）に示すように、電子
線レジスト９６を膜厚５００ｎｍで形成し、さらに塗布
性導電膜９７を膜厚２００ｎｍとなるように形成する。

【０１８０】次いで、図１１（ｆ）に示すように、電子
線によりデバイスパターンおよびデバイスパターン外領
域が残るように作成されたデータにより描画を行い、現
像しレジストパターンを形成する。

【０１８１】さらに、図１１（ｇ）に示すように、この
レジストパタ―ンをマスクとしてＣＦ_４＋Ｏ_２の混合ガ
スによる反応性イオンエッチングにより、ＳｉＮ_０.６
膜９１をエッチングする。

【０１８２】最後に、図１１（ｈ）に示すように、この
レジストパタ―ンを除去した。

【０１８３】このようにして形成された露光用マスク
は、前記実施例１６と同様デバイスパターン領域では窒
化シリコン膜のみよりなる半透明膜、デバイスパターン
領域外では遮光膜となっている。

【０１８４】この場合も、パターン領域外の内少なくと
も転写によるウェハ上に光が到達する領域で、露光光を
遮光するようにしているため、複数回の露光を行う場合
にもパターンの細りや焦点深度不足を防ぐことができ
る。

【０１８５】なお、本発明は上述した各実施例に限定さ
れるものではない。また、実施例では２種類の半透明膜
を用いているが、３種類以上の半透明膜を用いてもよ
い。さらに、同一の半透明膜（２種類以上）を複数回積
層するようにしてもよい。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。

【０１８６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
露光用マスクに用いられる複数の半透明膜からなるパタ
―ンについて、少なくとも１種類の同一元素を各々の膜
に含ませることで、工程の簡略化をはかり且つ位相シフ
ト効果を最大限に発揮することのできる露光用マスクを
実現することがて可能となる。

【０１８７】また本発明によれば、半透明膜を透過した
光によるパターン領域外への光照射を防ぐためにパター
ン領域外で透過率が５％以下となるようにしているた
め、２重露光を防ぎ、パターン細りもなく信頼性の高い
パターン形成を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の露光用マスクの製造工程を示す
断面図

【図２】第３の実施例の露光用マスクの製造工程を示す
断面図

【図３】第４の実施例の露光用マスクの製造工程を示す
断面図

【図４】第６の実施例の露光用マスクの製造工程を示す
断面図

【図５】第７の実施例の露光用マスク用基板の製造工程
を示す断面図

【図６】第７の実施例の露光用マスク用基板を用いた露
光用マスクの製造工程を示す断面図

【図７】第８の実施例の露光用マスク用基板の製造工程
を示す断面図

【図８】第８の実施例の露光用マスク用基板を用いた露
光用マスクの製造工程を示す断面図

【図９】第１０の実施例の露光用マスク用基板の製造工
程を示す断面図

【図１０】第１６の実施例の露光用マスクの製造工程を
示す断面図

【図１１】第１７の実施例の露光用マスクの製造工程を
示す断面図

【図１２】半透明膜パタ―ン単層膜で形成する際に満足
すべき光学定数の範囲及び光学定数の実測値を示す特性
図

【図１３】半透明膜パタ―ン単層膜で形成する際に満足
すべき光学定数の範囲及び光学定数の実測値を示す特性
図

【図１４】半透明膜パタ―ン単層膜で形成する際に満足
すべき光学定数の範囲及び光学定数の実測値を示す特性
図

【図１５】Ｃｒ−ＣｒＯ_２における屈折率と消衰係数と
の関係を示す特性図

【図１６】Ａｌ−Ａｌ_２Ｏ_３における屈折率と消衰係数
との関係を示す特性図、

【図１７】Ｔｉ−ＴｉＯにおける屈折率と消衰係数との
関係を示す特性図

【図１８】ＧａＡｓ−ＧａＡｓＯにおける屈折率と消衰
係数との関係を示す特性図

【図１９】理想的なハ―フト―ン位相シフト膜の構造を
示す断面図

【図２０】従来例のハ―フト―ン位相シフト膜を用いて
露光を行う場合のパターン領域外のパターンおよび露光
状態を示す図

【図２１】従来例のハ―フト―ン位相シフト膜を用いて
露光を行った場合の露光後のパターン領域の状態を示す
図

【符号の説明】

１０…透光性基板、 １１…シリコン膜、 １２…Ｓｉ_３Ｎ_４膜、 １３…レジスト、 １４…導電性膜、 ２１…Ｃｒ膜、 ２２…ＣｒＯ_２膜、 ３１…Ａｌ膜、 ３２…Ａｌ_２Ｏ_３膜、 ４１…Ｔｉ膜、 ４２…ＴｉＯ膜、 ６０…石英基板 ６１…アモルファスシリコン膜 ６２…酸化シリコン膜 ６３…第２のアモルファスシリコン膜 ６４…レジスト ６５…塗布性導電膜 ６６…電子線レジスト ６７…塗布性導電膜 ７０…石英基板 ７１…Ｃｒ膜 ７２…塗布硝子層 ７３…Ｃｒ膜 ７４…電子線レジスト ８０…透明基板 ８１…窒化シリコン膜 ８２…Ｃｒ膜 ８３…ＣｒＯ膜 ９０…酸化シリコン基板 ９１…窒化シリコン膜 ９２…Ｃｒ膜 ９３…ＣｒＯ膜 ９４…電子線レジスト ９５…塗布性導電膜 ９６…電子線レジスト ９７…塗布性導電膜

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透光性基板上に、 前記透光性基板の透明部との位相差が、１８０±１０度
   の範囲で異なりかつ振幅透過率１０乃至４０％となるよ
   うに調整された単層の半透明層または少なくとも１層の
   半透明層と透明層の多層の第１の半透明膜からなる半透
   明パターンと、 前記半透明パターンの一部の領域にさらに積層され、該
   領域の振幅透過率が５％以下となるように調整された遮
   光層あるいは振幅透過率１０乃至４０％の第２の半透明
   膜とを具備したことを特徴とする露光用マスク。
2. 【請求項２】 前記一部の領域が、少なくともウェハ上
   に転写されたとき半導体素子として寄与する領域の外側
   周辺領域を含むことを特徴とする請求項１記載の露光用
   マスク。
3. 【請求項３】 請求項１記載の露光用マスクを介してレ
   ジストが塗布された基板上に露光を行いレジストパター
   ンを形成することを特徴とする、レジストパターン形成
   方法。
4. 【請求項４】 透光性基板上に、 前記透光性基板の透明部との位相差が１８０±１０度の
   範囲で異なりかつ振幅透過率１０乃至４０％となるよう
   に調整された単層の半透明膜層または少なくとも１層の
   半透明層と透明層とからなる第一の半透明膜を形成する
   工程と、 前記第１の半透明膜上全体または部分的に更に積層さ
   れ、該領域の振幅透過率が５％以下となるように調整さ
   れた遮光層あるいは振幅透過率１０乃至４０％の第２の
   半透明膜を形成する工程を具備した露光用マスク基板の
   製造方法であって、 前記第１の半透明膜と第２の半透明膜との間に、前記遮
   光層あるいは振幅透過率１０乃至４０％の第２の半透明
   膜の加工において酸化膜、窒化膜、水素化膜、炭化膜ま
   たはハロゲン化膜のいずれかより構成された第３の膜を
   形成する工程とを具備したことを特徴とする露光用マス
   ク基板の製造方法。
5. 【請求項５】 透光性基板上に、前記透光性基板の透明
   部との位相差が、１８０±１０度の範囲で異なりかつ振
   幅透過率１０乃至４０％となるように調整された単層の
   半透明層または少なくとも１層の半透明層と透明層とか
   らなる第１の半透明膜を形成する第１の半透明膜形成工
   程と、 前記第１の半透明膜上に第３の膜を形成する第３の膜形
   成工程とさらにこの上層に、全体としての振幅透過率が
   ５％以下となるように調整された遮光層あるいは振幅透
   過率１０乃至４０％の第２の半透明膜を形成する第２の
   半透明膜形成工程と、 前記第３の膜をエッチングストッパーとして前記第２の
   半透明膜を選択的に除去するエッチング工程とを含むこ
   とを特徴とする露光用マスクの製造方法。