JP2001174973A - ハーフトーン位相シフトフォトマスク及びハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクス - Google Patents
ハーフトーン位相シフトフォトマスク及びハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクスInfo
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
- G03F1/32—Attenuating PSM [att-PSM], e.g. halftone PSM or PSM having semi-transparent phase shift portion; Preparation thereof
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 タンタルシリサイド系材料の優れた加工特
性、加工後の化学的安定性等を維持しつつ、石英基板と
のエッチング選択比を向上したハーフトーン位相シフト
フォトマスク及びブランクス。 【解決手段】 透明基板１０１上のハーフトーン位相シ
フト層が、タンタル、シリコン、及び、酸素を主成分と
する１層１０３と、タンタルを主成分とし実質的にシリ
コンを含まない１層１０２とを少なくとも含む多層膜で
構成されているハーフトーン位相シフトフォトマスク及
びブランクス１０４。
性、加工後の化学的安定性等を維持しつつ、石英基板と
のエッチング選択比を向上したハーフトーン位相シフト
フォトマスク及びブランクス。 【解決手段】 透明基板１０１上のハーフトーン位相シ
フト層が、タンタル、シリコン、及び、酸素を主成分と
する１層１０３と、タンタルを主成分とし実質的にシリ
コンを含まない１層１０２とを少なくとも含む多層膜で
構成されているハーフトーン位相シフトフォトマスク及
びブランクス１０４。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＳＩ、超ＬＳＩ
等の高密度集積回路等の製造に用いられるフォトマスク
及びそのフォトマスクを製造するためのフォトマスクブ
ランクスに関し、特に、微細寸法の投影像が得られるハ
ーフトーン位相シフトフォトマスク、この位相シフトフ
ォトマスクを製造するためのハーフトーン位相シフトフ
ォトマスク用ブランクスに関する。
等の高密度集積回路等の製造に用いられるフォトマスク
及びそのフォトマスクを製造するためのフォトマスクブ
ランクスに関し、特に、微細寸法の投影像が得られるハ
ーフトーン位相シフトフォトマスク、この位相シフトフ
ォトマスクを製造するためのハーフトーン位相シフトフ
ォトマスク用ブランクスに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の半導体集積
回路は、フォトマスクを使用したいわゆるリソグラフィ
ー工程を繰り返すことによって製造されるが、特に微細
寸法の形成には、例えば、特開昭５８−１７３７４４号
公報、特公昭６２−５９２９６号公報等に示されている
ような位相シフトフォトマスクの使用が検討されてい
る。位相シフトフォトマスクには様々な構成のものが提
案されているが、その中でも、例えば特開平４−１３６
８５４号公報、米国特許第４，８９０，３０９号等に示
されるような、いわゆるハーフトーン位相シフトフォト
マスクが早期実用化の観点から注目を集め、特開平５−
２２５９号公報、特開平５−１２７３６１号公報等のよ
うに、製造工程数の減少による歩留りの向上、コストの
低減等が可能な構成、材料に関して、いくつかの提案が
されてきている。
回路は、フォトマスクを使用したいわゆるリソグラフィ
ー工程を繰り返すことによって製造されるが、特に微細
寸法の形成には、例えば、特開昭５８−１７３７４４号
公報、特公昭６２−５９２９６号公報等に示されている
ような位相シフトフォトマスクの使用が検討されてい
る。位相シフトフォトマスクには様々な構成のものが提
案されているが、その中でも、例えば特開平４−１３６
８５４号公報、米国特許第４，８９０，３０９号等に示
されるような、いわゆるハーフトーン位相シフトフォト
マスクが早期実用化の観点から注目を集め、特開平５−
２２５９号公報、特開平５−１２７３６１号公報等のよ
うに、製造工程数の減少による歩留りの向上、コストの
低減等が可能な構成、材料に関して、いくつかの提案が
されてきている。
【０００３】ここで、ハーフトーン位相シフトフォトマ
スクを図面に従って簡単に説明する。図６はハーフトー
ン位相シフト法の原理を示す図、図７は従来法を示す図
である。図６（ａ）及び図７（ａ）はフォトマスクの断
面図、図６（ｂ）及び図７（ｂ）はフォトマスク上の光
の振幅、図６（ｃ）及び図７（ｃ）はウェーハー上の光
の振幅、図６（ｄ）及び図７（ｄ）はウェーハー上の光
強度をそれぞれ示し、９１１及び９２１は基板、９２２
は１００％遮光膜、９１２は入射光の位相を実質的に１
８０°ずらし、かつ、透過率が１乃至５０％であるハー
フトーン位相シフト膜、９１３及び９２３は入射光であ
る。従来法においては、図７（ａ）に示すように、石英
ガラス等からなる基板９２１上にクロム等からなる１０
０％遮光膜９２２を形成し、所望のパターンの光透過部
を形成してあるだけであり、ウェーハー上での光強度分
布は図７（ｄ）に示すように裾広がりとなり、解像度が
劣ってしまう。一方、ハーフトーン位相シフト法では、
ハーフトーン位相シフト膜９１２を透過した光とその開
口部を透過した光とでは位相が実質的に反転するので、
図６（ｄ）に示すように、ウェーハー上でパターン境界
部での光強度が０になり、その裾広がりを抑えることが
でき、したがって、解像度を向上させることがてきる。
スクを図面に従って簡単に説明する。図６はハーフトー
ン位相シフト法の原理を示す図、図７は従来法を示す図
である。図６（ａ）及び図７（ａ）はフォトマスクの断
面図、図６（ｂ）及び図７（ｂ）はフォトマスク上の光
の振幅、図６（ｃ）及び図７（ｃ）はウェーハー上の光
の振幅、図６（ｄ）及び図７（ｄ）はウェーハー上の光
強度をそれぞれ示し、９１１及び９２１は基板、９２２
は１００％遮光膜、９１２は入射光の位相を実質的に１
８０°ずらし、かつ、透過率が１乃至５０％であるハー
フトーン位相シフト膜、９１３及び９２３は入射光であ
る。従来法においては、図７（ａ）に示すように、石英
ガラス等からなる基板９２１上にクロム等からなる１０
０％遮光膜９２２を形成し、所望のパターンの光透過部
を形成してあるだけであり、ウェーハー上での光強度分
布は図７（ｄ）に示すように裾広がりとなり、解像度が
劣ってしまう。一方、ハーフトーン位相シフト法では、
ハーフトーン位相シフト膜９１２を透過した光とその開
口部を透過した光とでは位相が実質的に反転するので、
図６（ｄ）に示すように、ウェーハー上でパターン境界
部での光強度が０になり、その裾広がりを抑えることが
でき、したがって、解像度を向上させることがてきる。
【０００４】ここで注目すべき点は、ハーフトーン以外
のタイプの位相シフトリソグラフィーでは、遮光膜と位
相シフター膜とが異なる材質、パターンであるため、最
低２回の製版工程を必要とするのに対し、ハーフトーン
位相シフトリソグラフィーではパターンが１つであるた
め、製版工程は本質的に１回だけでよいという点であ
り、これがハーフトーン位相シフトリソグラフィーの大
きな長所となっている。
のタイプの位相シフトリソグラフィーでは、遮光膜と位
相シフター膜とが異なる材質、パターンであるため、最
低２回の製版工程を必要とするのに対し、ハーフトーン
位相シフトリソグラフィーではパターンが１つであるた
め、製版工程は本質的に１回だけでよいという点であ
り、これがハーフトーン位相シフトリソグラフィーの大
きな長所となっている。
【０００５】ところで、ハーフトーン位相シフトフォト
マスクのハーフトーン位相シフト膜９１２には、位相反
転と透過率調整という２つの機能が要求される。この
中、位相反転機能については、ハーフトーン位相シフト
膜９１２を透過する露光光と、その開口部を透過する露
光光との間で、位相が実質的に反転するようになってい
ればよい。ここで、ハーフトーン位相シフト膜９１２
を、例えば、Ｍ．Ｂｏｒｎ，Ｅ．Ｗｏｌｆ著「Ｐｒｉｎ
ｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｏｐｔｉｃｓ」６２８〜６３２頁
に示される吸収膜として扱うと、多重干渉を無視できる
ので、垂直透過光の位相変化φは、 により計算され、φがｎπ±π／３（ｎは奇数）の範囲
に含まれるとき、上述の位相シフト効果が得られる。な
お、式（１）で、φは基板上に（ｍ−２）層の多層膜が
構成されているフォトマスクを垂直に透過する光が受け
る位相変化であり、χk,k+1 はｋ番目の層と（ｋ＋１）
番目の層との界面で起きる位相変化、ｕk、ｄk はそれ
ぞれｋ番目の層を構成する材料の屈折率と膜厚、λは露
光光の波長である。ただし、ｋ＝１の層は前記透明基
板、ｋ＝ｍの層は空気とする。
マスクのハーフトーン位相シフト膜９１２には、位相反
転と透過率調整という２つの機能が要求される。この
中、位相反転機能については、ハーフトーン位相シフト
膜９１２を透過する露光光と、その開口部を透過する露
光光との間で、位相が実質的に反転するようになってい
ればよい。ここで、ハーフトーン位相シフト膜９１２
を、例えば、Ｍ．Ｂｏｒｎ，Ｅ．Ｗｏｌｆ著「Ｐｒｉｎ
ｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｏｐｔｉｃｓ」６２８〜６３２頁
に示される吸収膜として扱うと、多重干渉を無視できる
ので、垂直透過光の位相変化φは、 により計算され、φがｎπ±π／３（ｎは奇数）の範囲
に含まれるとき、上述の位相シフト効果が得られる。な
お、式（１）で、φは基板上に（ｍ−２）層の多層膜が
構成されているフォトマスクを垂直に透過する光が受け
る位相変化であり、χk,k+1 はｋ番目の層と（ｋ＋１）
番目の層との界面で起きる位相変化、ｕk、ｄk はそれ
ぞれｋ番目の層を構成する材料の屈折率と膜厚、λは露
光光の波長である。ただし、ｋ＝１の層は前記透明基
板、ｋ＝ｍの層は空気とする。
【０００６】一方、ハーフトーン位相シフト効果が得ら
れるための、ハーフトーン位相シフト膜９１２の露光光
透過率は、転写パターンの寸法、面積、配置、形状等に
よって決定され、パターンによって異なる。実質的に上
述の効果を得るためには、ハーフトーン位相シフト膜の
露光光透過率を、パターンによって決まる最適透過率を
中心として、最適透過率±数％の範囲内に含まれるよう
にしなければならない。通常、この最適透過率は、開口
部を１００％としたときに、転写パターンによって１乃
至５０％という広い範囲内で大きく変動する。すなわ
ち、あらゆるパターンに対応するためには、様々な透過
率を有するハーフトーン位相シフトフォトマスクが要求
される。
れるための、ハーフトーン位相シフト膜９１２の露光光
透過率は、転写パターンの寸法、面積、配置、形状等に
よって決定され、パターンによって異なる。実質的に上
述の効果を得るためには、ハーフトーン位相シフト膜の
露光光透過率を、パターンによって決まる最適透過率を
中心として、最適透過率±数％の範囲内に含まれるよう
にしなければならない。通常、この最適透過率は、開口
部を１００％としたときに、転写パターンによって１乃
至５０％という広い範囲内で大きく変動する。すなわ
ち、あらゆるパターンに対応するためには、様々な透過
率を有するハーフトーン位相シフトフォトマスクが要求
される。
【０００７】実際には、位相反転機能と透過率調整機能
とは、ハーフトーン位相シフト膜を構成する材料（多層
の場合は、各層を構成する各材料）の複素屈折率（屈折
率と消衰係数）と膜厚とによって決定される。つまり、
ハーフトーン位相シフト膜の膜厚を調整し、前記式
（１）により求まる位相差φがｎπ±π／３（ｎは奇
数）の範囲に含まれるような材料が、ハーフトーン位相
シフトフォトマスクのハーフトーン位相シフト層として
使える。
とは、ハーフトーン位相シフト膜を構成する材料（多層
の場合は、各層を構成する各材料）の複素屈折率（屈折
率と消衰係数）と膜厚とによって決定される。つまり、
ハーフトーン位相シフト膜の膜厚を調整し、前記式
（１）により求まる位相差φがｎπ±π／３（ｎは奇
数）の範囲に含まれるような材料が、ハーフトーン位相
シフトフォトマスクのハーフトーン位相シフト層として
使える。
【０００８】ところで、一般的にフォトマスクパターン
用の薄膜材料としては、例えば特開昭５７−６４７３９
号公報、特公昭６２−５１４６０号公報、特公昭６２−
５１４６１号公報に示されるようなタンタル系の材料が
知らており、その加工特性、加工後の化学的安定性等が
極めて優れていることから、例えば特開平５−１３４３
９６号公報、特開平７−１３４３９６号公報、特開平７
−２８１４１４号公報にあげられるように、タンタルを
酸化又は窒化することで、ハーフトーン位相シフト膜へ
応用する試みが盛んに検討された。また、ＬＳＩパター
ンの微細化に伴う露光波長の短波長化が進むに従い、例
えば特開平６−８３０２７号公報に示されされるよう
な、より短波長露光に対応した、タンタルシリサイド系
の材料を用いる研究も進められた。
用の薄膜材料としては、例えば特開昭５７−６４７３９
号公報、特公昭６２−５１４６０号公報、特公昭６２−
５１４６１号公報に示されるようなタンタル系の材料が
知らており、その加工特性、加工後の化学的安定性等が
極めて優れていることから、例えば特開平５−１３４３
９６号公報、特開平７−１３４３９６号公報、特開平７
−２８１４１４号公報にあげられるように、タンタルを
酸化又は窒化することで、ハーフトーン位相シフト膜へ
応用する試みが盛んに検討された。また、ＬＳＩパター
ンの微細化に伴う露光波長の短波長化が進むに従い、例
えば特開平６−８３０２７号公報に示されされるよう
な、より短波長露光に対応した、タンタルシリサイド系
の材料を用いる研究も進められた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
にタンタルシリサイドは、ＣＦ4 、ＣＨＦ3 、ＳＦ6 、
Ｃ2 Ｆ6 、ＮＦ3 、ＣＦ4 ＋Ｈ2 、ＣＢｒＦ3 等のフッ
素系のエッチングガスを用いてドライエッチングを行う
が、この際に、基板材である合成石英等の透明基板もエ
ッチングされ、高精度なドライエッチングができない、
という問題点があった。一般的に、ハーフトーン位相シ
フトフォトマスクの製造に関しては、その位相角の高精
度制御が不可欠であるが、上述の通り、ハーフトーン位
相シフト膜のエッチングの際に石英基板もエッチングさ
れていしまうと、その掘られた分だけ位相差に誤差が生
じてしまう。また、ハーフトーン位相シフト膜のエッチ
ングは、パターン寸法の制御にも垂要な役割を持つた
め、できる限り良好なパターン寸法の均一性・再現性が
得られるように条件設定したいところであるが、石英と
のエッチング選択比という新たなパラメータが加わるこ
とにより、条件設定の裕度が狭くなってしまう、という
問題点もある。これは、寸法制御にとっての最適エッチ
ングプロセスと、上記位相差制御を重視した最適エッチ
ングプロセスとは必ずしも一致しないため生じる問題で
ある。すなわち、タンタルシリサイド系のハーフトーン
位相シフト膜材料は、それ自体は優れた加工特性、加工
後の化学的安定性を示すが、位相差の高精度制御も考慮
に入れると、高精度のパターニングが困難になってしま
う、という問題点である。
にタンタルシリサイドは、ＣＦ4 、ＣＨＦ3 、ＳＦ6 、
Ｃ2 Ｆ6 、ＮＦ3 、ＣＦ4 ＋Ｈ2 、ＣＢｒＦ3 等のフッ
素系のエッチングガスを用いてドライエッチングを行う
が、この際に、基板材である合成石英等の透明基板もエ
ッチングされ、高精度なドライエッチングができない、
という問題点があった。一般的に、ハーフトーン位相シ
フトフォトマスクの製造に関しては、その位相角の高精
度制御が不可欠であるが、上述の通り、ハーフトーン位
相シフト膜のエッチングの際に石英基板もエッチングさ
れていしまうと、その掘られた分だけ位相差に誤差が生
じてしまう。また、ハーフトーン位相シフト膜のエッチ
ングは、パターン寸法の制御にも垂要な役割を持つた
め、できる限り良好なパターン寸法の均一性・再現性が
得られるように条件設定したいところであるが、石英と
のエッチング選択比という新たなパラメータが加わるこ
とにより、条件設定の裕度が狭くなってしまう、という
問題点もある。これは、寸法制御にとっての最適エッチ
ングプロセスと、上記位相差制御を重視した最適エッチ
ングプロセスとは必ずしも一致しないため生じる問題で
ある。すなわち、タンタルシリサイド系のハーフトーン
位相シフト膜材料は、それ自体は優れた加工特性、加工
後の化学的安定性を示すが、位相差の高精度制御も考慮
に入れると、高精度のパターニングが困難になってしま
う、という問題点である。
【００１０】本発明は従来技術のこのような状況に鑑み
てなされたものであり、その目的は、タンタルシリサイ
ド系材料の優れた加工特性、加工後の化学的安定性等を
維持しつつ、石英基板とのエッチング選択比を向上した
ハーフトーン位相シフトフォトマスク及びハーフトーン
位相シフトフォトマスク用ブランクスを提供することで
ある。
てなされたものであり、その目的は、タンタルシリサイ
ド系材料の優れた加工特性、加工後の化学的安定性等を
維持しつつ、石英基板とのエッチング選択比を向上した
ハーフトーン位相シフトフォトマスク及びハーフトーン
位相シフトフォトマスク用ブランクスを提供することで
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題に
鑑み、ハーフトーン位相シフト膜を多層膜で構成し、そ
の中の１層を、透明基板と十分に大きなエッチング選択
比がとれる材料で構成することによって、高精度加工が
可能なハーフトーン位相シフトフォトマスク及びハーフ
トーン位相シフトフォトマスク用ブランクスを開発すべ
く研究の結果、完成に到ったものである。
鑑み、ハーフトーン位相シフト膜を多層膜で構成し、そ
の中の１層を、透明基板と十分に大きなエッチング選択
比がとれる材料で構成することによって、高精度加工が
可能なハーフトーン位相シフトフォトマスク及びハーフ
トーン位相シフトフォトマスク用ブランクスを開発すべ
く研究の結果、完成に到ったものである。
【００１２】すなわち、本発明では、ハーフトーン位相
シフト層として、タンタル、シリコン、及び、酸素を主
体とする層を含むハーフトーン位相シフトフォトマスク
及びハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクス
に関し、タンタルを主成分とし実質的にシリコンを含ま
ない膜を１層設けることにより、上記高精度パターニン
グを達成している。ここで、タンタルを主成分とし実質
的にシリコンを含まない膜は、Ｃｌ2 、ＣＨ2 Ｃｌ2 等
の塩素系のエッチングガスでもエッチングをすることが
できるが、これら塩素系ガスでは、合成石英等の透明基
板は実質上エッチングされない。
シフト層として、タンタル、シリコン、及び、酸素を主
体とする層を含むハーフトーン位相シフトフォトマスク
及びハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクス
に関し、タンタルを主成分とし実質的にシリコンを含ま
ない膜を１層設けることにより、上記高精度パターニン
グを達成している。ここで、タンタルを主成分とし実質
的にシリコンを含まない膜は、Ｃｌ2 、ＣＨ2 Ｃｌ2 等
の塩素系のエッチングガスでもエッチングをすることが
できるが、これら塩素系ガスでは、合成石英等の透明基
板は実質上エッチングされない。
【００１３】ここで、タンタルを主成分とし実質的にシ
リコンを含まない膜は、その役割上、透明基板の直ぐ上
に第１層として成膜されることが望ましい。例えば、合
成石英上に、まずタンタルを主体とし実質的にシリコン
を含まない膜を形成し、その上にタンタル、シリコン、
及び、酸素を主体とする膜を形成し、これら２層でハー
フトーン位相シフト膜とした場合、パターニングにおい
ては、まずフッ素系のドライエッチングガスでタンタ
ル、シリコン、及び、酸素を主体とする膜をエッチング
し、続けて、塩素系のドライエッチングガスで、基板と
の十分なドライエッチング選択比を維持しながらパター
ニングをすることにより、高精度な位相差制御が可能と
なる。また、このハーフトーン位相シフト膜は、タンタ
ル系薄膜の特徴である優れた化学的安定性、加工性を有
し、また、シリサイド膜を用いているため、フッ化クリ
プトンエキシマレーザーリソグラフィー（露光波長：２
４８ｎｍ）、フッ化アルゴンエキシマレーザーリソグラ
フィー（露光波長：１９３ｎｍ）に対しても十分な透光
性を有するため、ハーフトーン位相シフト膜として使用
できる。
リコンを含まない膜は、その役割上、透明基板の直ぐ上
に第１層として成膜されることが望ましい。例えば、合
成石英上に、まずタンタルを主体とし実質的にシリコン
を含まない膜を形成し、その上にタンタル、シリコン、
及び、酸素を主体とする膜を形成し、これら２層でハー
フトーン位相シフト膜とした場合、パターニングにおい
ては、まずフッ素系のドライエッチングガスでタンタ
ル、シリコン、及び、酸素を主体とする膜をエッチング
し、続けて、塩素系のドライエッチングガスで、基板と
の十分なドライエッチング選択比を維持しながらパター
ニングをすることにより、高精度な位相差制御が可能と
なる。また、このハーフトーン位相シフト膜は、タンタ
ル系薄膜の特徴である優れた化学的安定性、加工性を有
し、また、シリサイド膜を用いているため、フッ化クリ
プトンエキシマレーザーリソグラフィー（露光波長：２
４８ｎｍ）、フッ化アルゴンエキシマレーザーリソグラ
フィー（露光波長：１９３ｎｍ）に対しても十分な透光
性を有するため、ハーフトーン位相シフト膜として使用
できる。
【００１４】このようにして得られたハーフトーン位相
シフトフォトマスク用ブランクスの代表的な光学特性ス
ペクトルを図４に示す。一般的に、この光学特性スペク
トルで十分実用に耐えるものであると考えられるが、膜
面の反射率が若干高いことが懸念される場合も予想され
る。すなわち、一般的には、露光光の膜面反射率が３０
％以下、望ましくは２０％以下であることが要求される
場合がある。このような場合、反射率スペクトルを変更
するために、この膜と透明基板との間に第３の膜を設け
ることも可能である。この場合、この膜は十分に薄けれ
ば、その膜と透明基板とのエッチング選択比が低くと
も、実質的に位相差に大きな誤差を与えないと考えられ
る。例えば、タンタルを主体とし実質的にシリコンを含
まないと膜と透明基板との間に、タンタル、シリコン、
及び、酸素を主体とする膜を数１０〜１００Åだけ成膜
することも可能である。この場合、この薄膜の膜厚を上
記範囲内で変えることで反射率スペクトルを自由に変え
ることが可能となり、かつ、膜厚が薄いので、選択比が
悪くとも、マスク位相差に及ぼす影響は小さい。
シフトフォトマスク用ブランクスの代表的な光学特性ス
ペクトルを図４に示す。一般的に、この光学特性スペク
トルで十分実用に耐えるものであると考えられるが、膜
面の反射率が若干高いことが懸念される場合も予想され
る。すなわち、一般的には、露光光の膜面反射率が３０
％以下、望ましくは２０％以下であることが要求される
場合がある。このような場合、反射率スペクトルを変更
するために、この膜と透明基板との間に第３の膜を設け
ることも可能である。この場合、この膜は十分に薄けれ
ば、その膜と透明基板とのエッチング選択比が低くと
も、実質的に位相差に大きな誤差を与えないと考えられ
る。例えば、タンタルを主体とし実質的にシリコンを含
まないと膜と透明基板との間に、タンタル、シリコン、
及び、酸素を主体とする膜を数１０〜１００Åだけ成膜
することも可能である。この場合、この薄膜の膜厚を上
記範囲内で変えることで反射率スペクトルを自由に変え
ることが可能となり、かつ、膜厚が薄いので、選択比が
悪くとも、マスク位相差に及ぼす影響は小さい。
【００１５】また、タンタルを主体とし実質的にシリコ
ンを含まない膜に微量の酸素又は窒素を入れることで
も、反射率スペクトルをコントロールすることも可能で
ある。
ンを含まない膜に微量の酸素又は窒素を入れることで
も、反射率スペクトルをコントロールすることも可能で
ある。
【００１６】以上のように、本発明のハーフトーン位相
シフトフォトマスク用ブランクスは、透明基板上のハー
フトーン位相シフト層が、タンタル、シリコン、及び、
酸素を主成分とする１層と、タンタルを主成分とし実質
的にシリコンを含まない１層とを少なくとも含む多層膜
で構成されていることを特徴とするものである。
シフトフォトマスク用ブランクスは、透明基板上のハー
フトーン位相シフト層が、タンタル、シリコン、及び、
酸素を主成分とする１層と、タンタルを主成分とし実質
的にシリコンを含まない１層とを少なくとも含む多層膜
で構成されていることを特徴とするものである。
【００１７】この場合に、透明基板上にタンタルを主成
分とし実質的にシリコンを含まない１層がまず形成さ
れ、その上にタンタル、シリコン、及び、酸素を主成分
とする１層が形成されているものとすることができる。
分とし実質的にシリコンを含まない１層がまず形成さ
れ、その上にタンタル、シリコン、及び、酸素を主成分
とする１層が形成されているものとすることができる。
【００１８】また、タンタルを主成分とし実質的にシリ
コンを含まない１層が酸素又は窒素を含むものとするこ
とができる。
コンを含まない１層が酸素又は窒素を含むものとするこ
とができる。
【００１９】また、ハーフトーン位相シフト層が、透明
基板上に以下の式により求まる位相差φがｎπ±π／３
ラジアン（ｎは奇数）の範囲となるように形成されてい
ることが望ましい。
基板上に以下の式により求まる位相差φがｎπ±π／３
ラジアン（ｎは奇数）の範囲となるように形成されてい
ることが望ましい。
【００２０】 ここで、φは透明基板上に（ｍ−２）層の多層膜が構成
されているフォトマスク用ブランクスを垂直に透過する
光が受ける位相変化であり、χk,k+1 はｋ番目の層と
（ｋ＋１）番目の層との界面で起きる位相変化、ｕk 、
ｄk はそれぞれｋ番目の層を構成する材料の屈折率と膜
厚、λは露光光の波長である。ただし、ｋ＝１の層は透
明基板、ｋ＝ｍの層は空気とする。
されているフォトマスク用ブランクスを垂直に透過する
光が受ける位相変化であり、χk,k+1 はｋ番目の層と
（ｋ＋１）番目の層との界面で起きる位相変化、ｕk 、
ｄk はそれぞれｋ番目の層を構成する材料の屈折率と膜
厚、λは露光光の波長である。ただし、ｋ＝１の層は透
明基板、ｋ＝ｍの層は空気とする。
【００２１】また、ハーフトーン位相シフト層の露光光
に対する透過率が、その露光光に対する透明基板の透過
率を１００％としたときに、１乃至５０％となるような
膜厚で透明基板上に形成されていることが望ましい。
に対する透過率が、その露光光に対する透明基板の透過
率を１００％としたときに、１乃至５０％となるような
膜厚で透明基板上に形成されていることが望ましい。
【００２２】また、ハーフトーン位相シフト層が形成さ
れた表面の露光光に対する絶対反射率が、０乃至３０％
であることが望ましい。
れた表面の露光光に対する絶対反射率が、０乃至３０％
であることが望ましい。
【００２３】なお、本発明のハーフトーン位相シフトフ
ォトマスク用ブランクスは、ハーフトーン位相シフト層
の上に、クロムを主成分とする遮光膜が続けて形成され
ているもの、あるいは、ハーフトーン位相シフト層の下
に、クロムを主成分とする遮光膜のパターンが形成され
ているものとすることもできる。
ォトマスク用ブランクスは、ハーフトーン位相シフト層
の上に、クロムを主成分とする遮光膜が続けて形成され
ているもの、あるいは、ハーフトーン位相シフト層の下
に、クロムを主成分とする遮光膜のパターンが形成され
ているものとすることもできる。
【００２４】本発明のハーフトーン位相シフトフォトマ
スクは、透明基板上のハーフトーン位相シフト層が、タ
ンタル、シリコン、及び、酸素を主成分とする１層と、
タンタルを主成分とし実質的にシリコンを含まない１層
とを少なくとも含む多層膜で構成されていることを特徴
とするものである。
スクは、透明基板上のハーフトーン位相シフト層が、タ
ンタル、シリコン、及び、酸素を主成分とする１層と、
タンタルを主成分とし実質的にシリコンを含まない１層
とを少なくとも含む多層膜で構成されていることを特徴
とするものである。
【００２５】この場合に、透明基板上にタンタルを主成
分とし実質的にシリコンを含まない１層がまず形成さ
れ、その上にタンタル、シリコン、及び、酸素を主成分
とする１層が形成されているものとすることができる。
分とし実質的にシリコンを含まない１層がまず形成さ
れ、その上にタンタル、シリコン、及び、酸素を主成分
とする１層が形成されているものとすることができる。
【００２６】また、タンタルを主成分とし実質的にシリ
コンを含まない１層が、酸素又は窒素を含むものとする
ことができる。
コンを含まない１層が、酸素又は窒素を含むものとする
ことができる。
【００２７】また、ハーフトーン位相シフト層が、透明
基板上に以下の式により求まる位相差φがｎπ±π／３
ラジアン（ｎは奇数）の範囲となるように形成されてい
ることが望ましい。
基板上に以下の式により求まる位相差φがｎπ±π／３
ラジアン（ｎは奇数）の範囲となるように形成されてい
ることが望ましい。
【００２８】 ここで、φは透明基板上に（ｍ−２）層の多層膜が構成
されているフォトマスクを垂直に透過する光が受ける位
相変化であり、χk,k+1 はｋ番目の層と（ｋ＋１）番目
の層との界面で起きる位相変化、ｕk 、ｄk はそれぞれ
ｋ番目の層を構成する材料の屈折率と膜厚、λは露光光
の波長である。ただし、ｋ＝１の層は透明基板、ｋ＝ｍ
の層は空気とする。
されているフォトマスクを垂直に透過する光が受ける位
相変化であり、χk,k+1 はｋ番目の層と（ｋ＋１）番目
の層との界面で起きる位相変化、ｕk 、ｄk はそれぞれ
ｋ番目の層を構成する材料の屈折率と膜厚、λは露光光
の波長である。ただし、ｋ＝１の層は透明基板、ｋ＝ｍ
の層は空気とする。
【００２９】また、ハーフトーン位相シフト層の露光光
に対する透過率が、その露光光に対するハーフトーン位
相シフト層の開口部透過率を１００％としたときに、１
乃至５０％であることが望ましい。
に対する透過率が、その露光光に対するハーフトーン位
相シフト層の開口部透過率を１００％としたときに、１
乃至５０％であることが望ましい。
【００３０】また、ハーフトーン位相シフト層が形成さ
れた表面の露光光に対する絶対反射率が、０乃至３０％
であることが望ましい。
れた表面の露光光に対する絶対反射率が、０乃至３０％
であることが望ましい。
【００３１】なお、本発明のハーフトーン位相シフトフ
ォトマスクは、ハーフトーン位相シフト層のパターンの
上に、クロムを主成分とする遮光膜のパターンが形成さ
れているもの、あるいは、ハーフトーン位相シフト層の
パターンの下に、クロムを主成分とする遮光膜のパター
ンが形成されているものとすることもできる。
ォトマスクは、ハーフトーン位相シフト層のパターンの
上に、クロムを主成分とする遮光膜のパターンが形成さ
れているもの、あるいは、ハーフトーン位相シフト層の
パターンの下に、クロムを主成分とする遮光膜のパター
ンが形成されているものとすることもできる。
【００３２】本発明のハーフトーン位相シフトフォトマ
スク及びハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブラン
クスにおいては、透明基板上のハーフトーン位相シフト
層が、タンタル、シリコン、及び、酸素を主成分とする
１層と、タンタルを主成分とし実質的にシリコンを含ま
ない１層とを少なくとも含む多層膜で構成されているの
で、タンタル系材料に特有の化学的安定性、加工特性に
加え、シリサイド系に特有の短波長適用性を維持しつ
つ、合成石英等の透明基板とのエッチング選択比が十分
にとれるため、高精度なパターニングが可能で、かつ、
マスク加工後の安定性に優れた、理想的なマスク部材を
実現することができる。
スク及びハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブラン
クスにおいては、透明基板上のハーフトーン位相シフト
層が、タンタル、シリコン、及び、酸素を主成分とする
１層と、タンタルを主成分とし実質的にシリコンを含ま
ない１層とを少なくとも含む多層膜で構成されているの
で、タンタル系材料に特有の化学的安定性、加工特性に
加え、シリサイド系に特有の短波長適用性を維持しつ
つ、合成石英等の透明基板とのエッチング選択比が十分
にとれるため、高精度なパターニングが可能で、かつ、
マスク加工後の安定性に優れた、理想的なマスク部材を
実現することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下、本発明のハーフトーン位相
シフトフォトマスク及びハーフトーン位相シフトフォト
マスク用ブランクスの実施例について説明する。
シフトフォトマスク及びハーフトーン位相シフトフォト
マスク用ブランクスの実施例について説明する。
【００３４】〔実施例１〕本発明のＫｒＦ露光用ハーフ
トーン位相シフトフォトマスク用ブランクスの実施例
を、図１の製造工程を説明するための図に従って説明す
る。なお、この実施例では、ハーフトーン位相シフト膜
は２層より構成される。
トーン位相シフトフォトマスク用ブランクスの実施例
を、図１の製造工程を説明するための図に従って説明す
る。なお、この実施例では、ハーフトーン位相シフト膜
は２層より構成される。
【００３５】図１（ａ）に示すように、光学研磨され、
良く洗浄された６インチ角、０．２５インチ厚の高純度
合成石英基板１０１上に、以下に示す条件でハーフトー
ン位相シフト膜の第１層１０２を形成する。ここで、第
１層１０２の膜厚は約２５ｎｍとする。
良く洗浄された６インチ角、０．２５インチ厚の高純度
合成石英基板１０１上に、以下に示す条件でハーフトー
ン位相シフト膜の第１層１０２を形成する。ここで、第
１層１０２の膜厚は約２５ｎｍとする。
【００３６】成膜装置 ：プレーナー型ＤＣマグネ
トロンスパッター装置 ターゲット ：金属タンタル ガス及び流量 ：アルゴンガス５０ｓｃｃｍ スパッター圧力：０．３パスカル スパッター電流：３．０アンペア 次に、続けてこの上にハーフトーン位相シフト膜の第２
層１０３を、以下の条件で形成する。ここで、第２層１
０３の膜厚は約１４０ｎｍとする。
トロンスパッター装置 ターゲット ：金属タンタル ガス及び流量 ：アルゴンガス５０ｓｃｃｍ スパッター圧力：０．３パスカル スパッター電流：３．０アンペア 次に、続けてこの上にハーフトーン位相シフト膜の第２
層１０３を、以下の条件で形成する。ここで、第２層１
０３の膜厚は約１４０ｎｍとする。
【００３７】成膜装置 ：プレーナー型ＤＣマグネ
トロンスパッター装置 ターゲット ：タンタル：シリコン＝１：３（原子
比） ガス及び流量 ：アルゴンガス５０ｓｃｃｍ＋酸素ガス
５０ｓｃｃｍ スパッター圧力：０．３パスカル スパッター電流：３．５アンペア これにより、本発明のＫｒＦエキシマレーザー露光用で
透過率６％のハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブ
ランクス１０４を得る。このブランクスの光学特性スペ
クトルを図４に示す。
トロンスパッター装置 ターゲット ：タンタル：シリコン＝１：３（原子
比） ガス及び流量 ：アルゴンガス５０ｓｃｃｍ＋酸素ガス
５０ｓｃｃｍ スパッター圧力：０．３パスカル スパッター電流：３．５アンペア これにより、本発明のＫｒＦエキシマレーザー露光用で
透過率６％のハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブ
ランクス１０４を得る。このブランクスの光学特性スペ
クトルを図４に示す。
【００３８】なお、図１（ｂ）に示すように、同一条件
で事前にテープ等でマスキングをした合成石英基板上に
成膜し、成膜後にマスキングを剥離するリフトオフ法で
段差を形成したサンプル１０５を作製し、これを用い、
波長２４８ｎｍ光に対する位相差、透過率を市販の位相
差測定装置（レーザーテック社製 ＭＰＭ２４８）で計
測したところ、それぞれ１８２．６２°、５．３７％で
あった。
で事前にテープ等でマスキングをした合成石英基板上に
成膜し、成膜後にマスキングを剥離するリフトオフ法で
段差を形成したサンプル１０５を作製し、これを用い、
波長２４８ｎｍ光に対する位相差、透過率を市販の位相
差測定装置（レーザーテック社製 ＭＰＭ２４８）で計
測したところ、それぞれ１８２．６２°、５．３７％で
あった。
【００３９】次に、このサンプル１０５に関し、フォト
マスク製造工程で使用される洗浄液、エッチング液等の
薬液に対する耐性を調べた結果を以下に示す。
マスク製造工程で使用される洗浄液、エッチング液等の
薬液に対する耐性を調べた結果を以下に示す。
【００４０】薬液（ａ） 硫酸：硝酸＝１０：１（容量
比）、温度：８０℃ 薬液（ｂ） １０％アンモニア水、室温 薬液（ｃ） 市販のクロムエッチャント（インクテック
製 ＭＲ−ＥＳ）、室温
比）、温度：８０℃ 薬液（ｂ） １０％アンモニア水、室温 薬液（ｃ） 市販のクロムエッチャント（インクテック
製 ＭＲ−ＥＳ）、室温
【００４１】〔実施例２〕本発明のハーフトーン位相シ
フトフォトマスクの実施例を図２の製造工程図に従って
説明する。
フトフォトマスクの実施例を図２の製造工程図に従って
説明する。
【００４２】図２（ａ）に示すように、実施例１で得た
ブランクス２０１（１０４）上に、常法の電子線リソグ
ラフィー法又はフォトリソグラフィー法により、有機物
を主成分とする所望のレジストパターン２０２を得た。
ブランクス２０１（１０４）上に、常法の電子線リソグ
ラフィー法又はフォトリソグラフィー法により、有機物
を主成分とする所望のレジストパターン２０２を得た。
【００４３】次に、図２（ｂ）に示すように、市販のフ
ォトマスク用ドライエッチャー（ＰＴＩ社製 ＶＬＲ７
００）を用い、レジストパターン２０２から露出された
ハーフトーン位相シフト膜（１０２＋１０３）を、高密
度プラズマに曝すことにより選択的にドライエッチング
し、所望のハーフトーン位相シフト膜パターン２０３を
得た。なお、本実験で用いたドライエッチャーは、エッ
チング処理室を２個有し、以下の条件１、２は別々の処
理室で実施している。
ォトマスク用ドライエッチャー（ＰＴＩ社製 ＶＬＲ７
００）を用い、レジストパターン２０２から露出された
ハーフトーン位相シフト膜（１０２＋１０３）を、高密
度プラズマに曝すことにより選択的にドライエッチング
し、所望のハーフトーン位相シフト膜パターン２０３を
得た。なお、本実験で用いたドライエッチャーは、エッ
チング処理室を２個有し、以下の条件１、２は別々の処
理室で実施している。
【００４４】 条件１ エッチングガス ＣＦ4 ガス 圧力 １０ｍＴｏｒｒ ＩＣＰパワー（高密度プラズマ発生） ９５０Ｗ バイアスパワー（引き出しパワー） ５０Ｗ 時間 ３６０秒 条件２ エッチングガス Ｃｌ2 ガス 圧力 ３ｍＴｏｒｒ ＩＣＰパワー（高密度プラズマ発生） ５００Ｗ バイアスパワー（引き出しパワー） ２５Ｗ 時間 ２００秒 次に、残ったレジスト２０４を常法により剥離し、図２
（ｃ）に示すような、ハーフトーン位相シフト部の波長
２４８ｎｍ光の透過率が６％であるハーフトーン位相シ
フトフォトマスク２０５を得た。ここで注目すべきは、
条件２のエッチングでは、基板である合成石英がほとん
どエッチングされず、極めて高精度の位相差制御が可能
であることである。
（ｃ）に示すような、ハーフトーン位相シフト部の波長
２４８ｎｍ光の透過率が６％であるハーフトーン位相シ
フトフォトマスク２０５を得た。ここで注目すべきは、
条件２のエッチングでは、基板である合成石英がほとん
どエッチングされず、極めて高精度の位相差制御が可能
であることである。
【００４５】なお、このハーフトーン位相シフトフォト
マスク２０５は、除去された部分の寸法精度、断面形
状、膜厚分布、透過率分布、膜の基板への密着性等、全
て実用に供することができるものである。
マスク２０５は、除去された部分の寸法精度、断面形
状、膜厚分布、透過率分布、膜の基板への密着性等、全
て実用に供することができるものである。
【００４６】〔実施例３〕本発明のＫｒＦ露光用ハーフ
トーン位相シフトフォトマスク用ブランクスに関し、実
施例１のブランクに比べ、波長２４８ｎｍの膜面反射率
を低下したブランクスの実施例を、図３の製造工程を説
明するための図に従って説明する。なお、ここでは、ハ
ーフトーン位相シフト膜を構成する２層の中、シリコン
を実質的に含まないタンタルを主体とする膜に微量の酸
素を入れることにより、低反射化を実現している。
トーン位相シフトフォトマスク用ブランクスに関し、実
施例１のブランクに比べ、波長２４８ｎｍの膜面反射率
を低下したブランクスの実施例を、図３の製造工程を説
明するための図に従って説明する。なお、ここでは、ハ
ーフトーン位相シフト膜を構成する２層の中、シリコン
を実質的に含まないタンタルを主体とする膜に微量の酸
素を入れることにより、低反射化を実現している。
【００４７】図３（ａ）に示すように、光学研磨され、
良く洗浄された６インチ角、０．２５インチ厚の高純度
合成石英基板３０１上に、以下に示す条件でハーフトー
ン位相シフト膜の第１層３０２を形成する。ここで、第
１層３０２の膜厚は約４０ｎｍとする。
良く洗浄された６インチ角、０．２５インチ厚の高純度
合成石英基板３０１上に、以下に示す条件でハーフトー
ン位相シフト膜の第１層３０２を形成する。ここで、第
１層３０２の膜厚は約４０ｎｍとする。
【００４８】成膜装置 ：プレーナー型ＤＣマグネ
トロンスパッター装置 ターゲット ：金属タンタル ガス及び流量 ：アルゴンガス４０ｓｃｃｍ＋酸素ガス
５ｓｃｃｍ スパッター圧力：０．３パスカル スパッター電流：２．０アンペア 次に、続けてこの上にハーフトーン位相シフト膜の第２
層３０３を、以下の条件で形成する。ここで、第２層３
０３の膜厚は約９０ｎｍとする。
トロンスパッター装置 ターゲット ：金属タンタル ガス及び流量 ：アルゴンガス４０ｓｃｃｍ＋酸素ガス
５ｓｃｃｍ スパッター圧力：０．３パスカル スパッター電流：２．０アンペア 次に、続けてこの上にハーフトーン位相シフト膜の第２
層３０３を、以下の条件で形成する。ここで、第２層３
０３の膜厚は約９０ｎｍとする。
【００４９】成膜装置 ：プレーナー型ＤＣマグネ
トロンスパッター装置 ターゲット ：タンタル：シリコン＝１：３（原子
比） ガス及び流量 ：アルゴンガス５０ｓｃｃｍ＋酸素ガス
５０ｓｃｃｍ スパッター圧力：０．３パスカル スパッター電流：３．５アンペア これにより、本発明のＫｒＦエキシマレーザー露光用で
透過率６％のハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブ
ランクス３０４を得る。このブランクスの光学特性スペ
クトルを図５に示す。
トロンスパッター装置 ターゲット ：タンタル：シリコン＝１：３（原子
比） ガス及び流量 ：アルゴンガス５０ｓｃｃｍ＋酸素ガス
５０ｓｃｃｍ スパッター圧力：０．３パスカル スパッター電流：３．５アンペア これにより、本発明のＫｒＦエキシマレーザー露光用で
透過率６％のハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブ
ランクス３０４を得る。このブランクスの光学特性スペ
クトルを図５に示す。
【００５０】なお、図３（ｂ）に示すように、同一条件
で事前にテープ等でマスキングをした合成石英基板上に
成膜し、成膜後にマスキングを剥離するリフトオフ法で
段差を形成したサンプル３０５を作製し、これを用い、
波長２４８ｎｍ光に対する位相差、透過率を市販の位相
差測定装置（レーザーテック社製 ＭＰＭ２４８）で計
測したところ、それぞれ１８６．５９°、６．０７％で
あった。
で事前にテープ等でマスキングをした合成石英基板上に
成膜し、成膜後にマスキングを剥離するリフトオフ法で
段差を形成したサンプル３０５を作製し、これを用い、
波長２４８ｎｍ光に対する位相差、透過率を市販の位相
差測定装置（レーザーテック社製 ＭＰＭ２４８）で計
測したところ、それぞれ１８６．５９°、６．０７％で
あった。
【００５１】このブランクスの膜面反射スペクトルを図
５に示す。図４に示す実施例１のブランクスの波長２４
８ｎｍでの膜面反射率が約４３％であるのに対し、本実
施例の場合、２％程度に低下することができ、低反射率
が実現できている。
５に示す。図４に示す実施例１のブランクスの波長２４
８ｎｍでの膜面反射率が約４３％であるのに対し、本実
施例の場合、２％程度に低下することができ、低反射率
が実現できている。
【００５２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のハーフトーン位相シフトフォトマスク及びハーフトー
ン位相シフトフォトマスク用ブランクスによると、透明
基板上のハーフトーン位相シフト層が、タンタル、シリ
コン、及び、酸素を主成分とする１層と、タンタルを主
成分とし実質的にシリコンを含まない１層とを少なくと
も含む多層膜で構成されているので、タンタル系材料に
特有の化学的安定性、加工特性に加え、シリサイド系に
特有の短波長適用性を維持しつつ、合成石英等の透明基
板とのエッチング選択比が十分にとれるため、高精度な
パターニングが可能で、かつ、マスク加工後の安定性に
優れた、理想的なマスク部材を実現することができる。
このことにより、高精度のハーフトーン位相シフトフォ
トマスクが、歩留まり良く、低コストで実現できる。
のハーフトーン位相シフトフォトマスク及びハーフトー
ン位相シフトフォトマスク用ブランクスによると、透明
基板上のハーフトーン位相シフト層が、タンタル、シリ
コン、及び、酸素を主成分とする１層と、タンタルを主
成分とし実質的にシリコンを含まない１層とを少なくと
も含む多層膜で構成されているので、タンタル系材料に
特有の化学的安定性、加工特性に加え、シリサイド系に
特有の短波長適用性を維持しつつ、合成石英等の透明基
板とのエッチング選択比が十分にとれるため、高精度な
パターニングが可能で、かつ、マスク加工後の安定性に
優れた、理想的なマスク部材を実現することができる。
このことにより、高精度のハーフトーン位相シフトフォ
トマスクが、歩留まり良く、低コストで実現できる。
【図１】本発明の実施例１のハーフトーン位相シフトフ
ォトマスク用ブランクスの製造工程を説明するための図
である。
ォトマスク用ブランクスの製造工程を説明するための図
である。
【図２】本発明の実施例２のハーフトーン位相シフトフ
ォトマスクの製造工程を説明するための図である。
ォトマスクの製造工程を説明するための図である。
【図３】本発明の実施例３のハーフトーン位相シフトフ
ォトマスク用ブランクスの製造工程を説明するための図
である。
ォトマスク用ブランクスの製造工程を説明するための図
である。
【図４】本発明の実施例１のハーフトーン位相シフトフ
ォトマスク用ブランクスの透過率及び反射率スペクトル
を示す図である。
ォトマスク用ブランクスの透過率及び反射率スペクトル
を示す図である。
【図５】本発明の実施例３のハーフトーン位相シフトフ
ォトマスク用ブランクスの透過率及び反射率スペクトル
を示す図である。
ォトマスク用ブランクスの透過率及び反射率スペクトル
を示す図である。
【図６】ハーフトーン位相シフトリソグラフィーの原理
を示す図である。
を示す図である。
【図７】従来法の原理を示す図である。
１０１…高純度合成石英基板 １０２…ハーフトーン位相シフト膜の第１層（タンタル
を主成分とし実質的にシリコンを含まない膜） １０３…ハーフトーン位相シフト膜の第２層（タンタ
ル、シリコン、及び、酸素を主体とする膜） １０４…ハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブラン
クス １０５…位相差、透過率測定用サンプル ２０１…ハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブラン
クス（１０４） ２０２…レジストパターン ２０３…ハーフトーン位相シフト膜パターン ２０４…ドライエッチング後に残存するレジストパター
ン ２０５…ハーフトーン位相シフトフォトマスク ３０１…高純度合成石英基板 ３０２…ハーフトーン位相シフト膜の第１層（タンタル
を主成分とし微量の酸素を含み実質的にシリコンを含ま
ない膜） ３０３…ハーフトーン位相シフト膜の第２層（タンタ
ル、シリコン、及び、酸素を主体とする膜） ３０４…ハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブラン
クス ３０５…位相差、透過率測定用サンプル
を主成分とし実質的にシリコンを含まない膜） １０３…ハーフトーン位相シフト膜の第２層（タンタ
ル、シリコン、及び、酸素を主体とする膜） １０４…ハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブラン
クス １０５…位相差、透過率測定用サンプル ２０１…ハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブラン
クス（１０４） ２０２…レジストパターン ２０３…ハーフトーン位相シフト膜パターン ２０４…ドライエッチング後に残存するレジストパター
ン ２０５…ハーフトーン位相シフトフォトマスク ３０１…高純度合成石英基板 ３０２…ハーフトーン位相シフト膜の第１層（タンタル
を主成分とし微量の酸素を含み実質的にシリコンを含ま
ない膜） ３０３…ハーフトーン位相シフト膜の第２層（タンタ
ル、シリコン、及び、酸素を主体とする膜） ３０４…ハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブラン
クス ３０５…位相差、透過率測定用サンプル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡村 崇史 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 木名瀬 良紀 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 毛利 弘 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 藤川 潤二 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 Ｆターム(参考） 2H095 BB02 BB03 BC11
Claims (16)
- 【請求項１】 透明基板上のハーフトーン位相シフト層
が、タンタル、シリコン、及び、酸素を主成分とする１
層と、タンタルを主成分とし実質的にシリコンを含まな
い１層とを少なくとも含む多層膜で構成されていること
を特徴とするハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブ
ランクス。 - 【請求項２】 請求項１において、透明基板上にタンタ
ルを主成分とし実質的にシリコンを含まない１層がまず
形成され、その上にタンタル、シリコン、及び、酸素を
主成分とする１層が形成されていることを特徴とするハ
ーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクス。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、タンタルを主
成分とし実質的にシリコンを含まない１層が酸素又は窒
素を含むことを特徴とするハーフトーン位相シフトフォ
トマスク用ブランクス。 - 【請求項４】 請求項１から３の何れか１項において、
ハーフトーン位相シフト層が、透明基板上に以下の式に
より求まる位相差φがｎπ±π／３ラジアン（ｎは奇
数）の範囲となるように形成されていることを特徴とす
るハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクス。 ここで、φは前記透明基板上に（ｍ−２）層の多層膜が
構成されているフォトマスク用ブランクスを垂直に透過
する光が受ける位相変化であり、χk,k+1 はｋ番目の層
と（ｋ＋１）番目の層との界面で起きる位相変化、
ｕk 、ｄk はそれぞれｋ番目の層を構成する材料の屈折
率と膜厚、λは露光光の波長である。ただし、ｋ＝１の
層は前記透明基板、ｋ＝ｍの層は空気とする。 - 【請求項５】 請求項１から４の何れか１項において、
ハーフトーン位相シフト層の露光光に対する透過率が、
その露光光に対する前記透明基板の透過率を１００％と
したときに、１乃至５０％となるような膜厚で前記透明
基板上に形成されていることを特徴とするハーフトーン
位相シフトフォトマスク用ブランクス。 - 【請求項６】 請求項１から５の何れか１項において、
ハーフトーン位相シフト層が形成された表面の露光光に
対する絶対反射率が、０乃至３０％であることを特徴と
するハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランク
ス。 - 【請求項７】 請求項１から６の何れか１項において、
ハーフトーン位相シフト層の上に、クロムを主成分とす
る遮光膜が続けて形成されているとことを特徴とするハ
ーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクス。 - 【請求項８】 請求項１から６の何れか１項において、
ハーフトーン位相シフト層の下に、クロムを主成分とす
る遮光膜のパターンが形成されていることを特徴とする
ハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクス。 - 【請求項９】 透明基板上のハーフトーン位相シフト層
が、タンタル、シリコン、及び、酸素を主成分とする１
層と、タンタルを主成分とし実質的にシリコンを含まな
い１層とを少なくとも含む多層膜で構成されていること
を特徴とするハーフトーン位相シフトフォトマスク。 - 【請求項１０】 請求項９において、透明基板上にタン
タルを主成分とし実質的にシリコンを含まない１層がま
ず形成され、その上にタンタル、シリコン、及び、酸素
を主成分とする１層が形成されていることを特徴とする
ハーフトーン位相シフトフォトマスク。 - 【請求項１１】 請求項９又は１０において、タンタル
を主成分とし実質的にシリコンを含まない１層が酸素又
は窒素を含むことを特徴とするハーフトーン位相シフト
フォトマスク。 - 【請求項１２】 請求項９から１１の何れか１項におい
て、ハーフトーン位相シフト層が、透明基板上に以下の
式により求まる位相差φがｎπ±π／３ラジアン（ｎは
奇数）の範囲となるように形成されていることを特徴と
するハーフトーン位相シフトフォトマスク。 ここで、φは前記透明基板上に（ｍ−２）層の多層膜が
構成されているフォトマスクを垂直に透過する光が受け
る位相変化であり、χk,k+1 はｋ番目の層と（ｋ＋１）
番目の層との界面で起きる位相変化、ｕk 、ｄk はそれ
ぞれｋ番目の層を構成する材料の屈折率と膜厚、λは露
光光の波長である。ただし、ｋ＝１の層は前記透明基
板、ｋ＝ｍの層は空気とする。 - 【請求項１３】 請求項９から１２の何れか１項におい
て、ハーフトーン位相シフト層の露光光に対する透過率
が、その露光光に対する前記ハーフトーン位相シフト層
の開口部透過率を１００％としたときに、１乃至５０％
であることを特徴とするハーフトーン位相シフトフォト
マスク。 - 【請求項１４】 請求項９から１３の何れか１項におい
て、ハーフトーン位相シフト層が形成された表面の露光
光に対する絶対反射率が、０乃至３０％であることを特
徴とするハーフトーン位相シフトフォトマスク。 - 【請求項１５】 請求項９から１４の何れか１項におい
て、ハーフトーン位相シフト層のパターンの上に、クロ
ムを主成分とする遮光膜のパターンが形成されているこ
とを特徴とするハーフトーン位相シフトフォトマスク。 - 【請求項１６】 請求項９から１４の何れか１項におい
て、ハーフトーン位相シフト層のパターンの下に、クロ
ムを主成分とする遮光膜のパターンが形成されているこ
とを特徴とするハーフトーン位相シフトフォトマスク。
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
| JP35552299A JP2001174973A (ja) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | ハーフトーン位相シフトフォトマスク及びハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクス |
| KR1020000075988A KR100725214B1 (ko) | 1999-12-15 | 2000-12-13 | 하프톤 위상 시프트 포토 마스크용 블랭크, 및 하프톤위상 시프트 포토 마스크 |
| US09/736,805 US6458496B2 (en) | 1999-12-15 | 2000-12-14 | Blank for halftone phase shift photomask and halftone phase shift photomask |
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|---|---|---|---|
| JP35552299A JP2001174973A (ja) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | ハーフトーン位相シフトフォトマスク及びハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクス |
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- 1999-12-15 JP JP35552299A patent/JP2001174973A/ja active Pending
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