JP2001290257A - ハーフトーン位相シフトフォトマスク及びその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並びにこれを用いたパターン形成方法 - Google Patents

ハーフトーン位相シフトフォトマスク及びその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並びにこれを用いたパターン形成方法

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JP2001290257A
JP2001290257A JP2000101907A JP2000101907A JP2001290257A JP 2001290257 A JP2001290257 A JP 2001290257A JP 2000101907 A JP2000101907 A JP 2000101907A JP 2000101907 A JP2000101907 A JP 2000101907A JP 2001290257 A JP2001290257 A JP 2001290257A
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Toshiaki Motonaga
稔明 本永
Norito Ito
範人 伊藤
Chiaki Hatsuda
千秋 初田
Junji Fujikawa
潤二 藤川
Naoya Hayashi
直也 林
Toshio Onodera
俊雄 小野寺
Takahiro Matsuo
隆弘 松尾
Toru Ogawa
透 小川
Hirosuke Nakazawa
啓輔 中澤
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • 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
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 露光に使用されるエキシマレーザーに長時間
にわたって照射されても、透過率及び位相角が変化しな
いハーフトーン位相シフトフォトマスク及びそのブラン
クス、並びにこれを用いたパターン形成方法を提供する
こと。 【解決手段】 透明基板１０１上に少なくともクロムと
フッ素とを含むハーフトーン位相シフト膜１０２のパタ
ーンを有するハーフトーン位相シフトフォトマスク１０
８において、ハーフトーン位相シフト膜１０２により熱
処理を施した膜をパターニングすることにより、露光用
エキシマレーザー照射における光学特性変化を低減し
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＳＩ等の高密度
集積回路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用ブランクス並
びにこれを用いたパターン形成方法に関し、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、このハーフトーン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
ランクス並びにこれを用いたパターン形成方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】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、その中でも、例えば米国
特許第４，８９０，３０９号明細書等に示されるよう
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、歩留
りを向上し、またコストを低減した構成・材料に関して
いくつかの提案がされ、実用化が進められている。
【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１はハーフトー
ン位相シフトリソグラフィーの原理を示す説明図、図２
は従来法を示す説明図である。図１（ａ）及び図２
（ａ）はフォトマスクの断面図、図１（ｂ）及び図２
（ｂ）はフォトマスク上での光の振幅、図１（ｃ）及び
図２（ｃ）はウェハー上での光の振幅、図１（ｄ）及び
図２（ｄ）はウェハー上での光強度をそれぞれ示し、１
１及び２１は透明基板、２２は１００％遮光膜、１２は
ハーフトーン位相シフト膜、１３及び２３は入射光であ
る。ここで、ハーフトーン位相シフト膜とは、透過する
露光光の位相を、同光路長の空気を通る露光光の位相に
対し事実上反転し、かつその強度を減衰させる機能をも
つ膜であり、単層又は多層により形成される。従来法に
おいては、図２（ａ）に示すように、石英ガラス等から
なる基板２１上にクロム等からなる１００％遮光膜２２
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、ウェハー上の光強度分布は、図２（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リソグラフィーでは、半透
明膜であるハーフトーン位相シフト膜１２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１（ｄ）に示すように、ウェハー上でパター
ン境界部の光強度が０となり、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することができる。
【０００４】ここで注目すべきは、ハーフトーン位相シ
フトフォトマスクの効果が得られるためには、マスク上
に形成されるパターンの寸法精度、位置精度等、従来の
フォトマスクに要求される諸特性に加え、その位相角及
び透過率が非常に重要となる点であり、またこれらはハ
ーフトーン位相シフト膜を形成する単層又は多層の膜の
露光光波長での屈折率、消衰係数、及び膜厚で決まると
いう点である。
【０００５】一般的に、位相角に関しては１８０°が最
適値となるが、透過率に関しては、最適値が１乃至２０
％（開口部を１００％）の範囲にあり、転写するパター
ン、転写する条件等によって決まる。ハーフトーン位相
シフトフォトマスクに関しては、位相角、透過率共に、
その最適値に作り込むことが要求され、最適値からずれ
た場合には、適正露光量等が変化し、寸法精度の低下、
焦点裕度の低下等に至ってしまう。したがって、ハーフ
トーン位相シフト膜を形成する単層又は多層の膜の屈折
率、消衰係数、及び膜厚の精度、安定性は言うまでもな
く重要である。図３及び図４に、ハーフトーン位相シフ
トフォトマスクを使用したリソグラフィーにおける透過
率及び位相差の変化が、焦点深度、転写寸法、ベストフ
ォーカス変化に及ぼす影響をシミュレーションした結果
を示す。
【０００６】ところで、形成するパターンの微細化に伴
い、リソグラフィーに使用される露光波長を短くする必
要があるが、いわゆる０．２５ミクロンデザインルール
を超える微細化が進むにつれ、ＫｒＦエキシマレーザー
（波長：２４８ｎｍ）の実用化が始まり、さらに寸法が
微細化されることを睨み、ＡｒＦエキシマレーザー（波
長：１９３ｎｍ）の使用が検討されている。ハーフトー
ン位相シフトフォトマスクに使用するハーフトーン位相
シフト膜に関しても、これらの波長に対して最適な位相
角、透過率を実現でき、かつ安定な屈折率、消衰係数を
有する材料の開発が要求される。
【０００７】そこで、具体的には、例えば特開平７−１
１０５７２号公報に示されるような、クロムを主体とし
フッ素を含む膜をハーフトーン位相シフト膜に用いるこ
とが提案されているが、この膜は上記波長に対し、位相
角及び透過率に関して要求される範囲を実現できるだけ
でなく、ブランクスの製造、マスク製版加工等が従来型
のフォトマスクのそれと同様にできるという利点があ
り、早期から検討が開始され、既に実用化がされてい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、クロム
を主体としフッ素を含むハーフトーン位相シフト膜は、
ＡｒＦエキシマレーザー等の露光に使用される露光光の
長時間の照射により、その屈折率及び消衰係数、又はこ
れらの何れか一方が変化してしまうという問題があっ
た。これにより、クロムを主体としフッ素を含むハーフ
トーン位相シフト膜を有するハーフトーン位相シフトフ
ォトマスクを用いてレジストパターン形成を行う際、そ
の透過率及び位相角、又はこれらの何れか一方が使用す
る毎に変化してしまう。
【０００９】ところが、上記の図３及び図４に示すシミ
ュレーション結果より、ハーフトーン位相シフトフォト
マスクの位相差、透過率が僅かに変動しても、転写寸法
はもとよりフォーカス位置、裕度が大きく変化してしま
う。すなわち、これにより、このマスクを使用する度
に、適正露光量が変化したり、寸法精度の低下や焦点裕
度の低下が生ずる、或いは一回の使用中においても、こ
れらが変化してしまう可能性があり、パターン形成裕度
の減少、パターン形状の劣化が生じる。
【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、その目的とするところは、露
光に使用されるエキシマレーザーに長時間にわたって照
射されても、透過率及び位相角が変化しないハーフトー
ン位相シフトフォトマスク、及びこれを作製するための
ハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクス、並
びにこれを用いたパターン形成方法を提供することにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題点
に鑑みて、露光に使用されるエキシマレーザーを長時間
にわたって照射しても、透過率及び位相角が変化しない
ハーフトーン位相シフト膜を開発すべく鋭意研究の結
果、完成に至ったものである。
【００１２】すなわち、本発明に係る第１のタイプのハ
ーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクスは、透
明基板上に少なくともクロムとフッ素を含むハーフトー
ン位相シフト膜を有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において、熱処理を施すことによ
り、露光用エキシマレーザー照射における光学特性変化
を低減したことを特徴とする。
【００１３】本発明に係る第２のタイプのハーフトーン
位相シフトフォトマスク用ブランクスは、透明基板上に
少なくともクロムとフッ素とを含むハーフトーン位相シ
フト膜を有するハーフトーン位相シフトフォトマスク用
ブランクスにおいて、前記熱処理を施したハーフトーン
位相シフト膜の上に保護膜を設け、露光用エキシマレー
ザー照射における光学特性変化を低減したことを特徴と
する。
【００１４】本発明に係る第３のタイプのハーフトーン
位相シフトフォトマスク用ブランクスは、透明基板上に
少なくともクロムとフッ素とを含むハーフトーン位相シ
フト膜を有するハーフトーン位相シフトフォトマスク用
ブランクスにおいて、前記熱処理を施したハーフトーン
位相シフト膜の表面をエッチングして除去することによ
り、露光用エキシマレーザー照射における光学特性変化
を低減し、かつ透過率を上昇させたことを特徴とする。
【００１５】上記第１のタイプ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おいて、ハーフトーン位
相シフト膜の界面が消失していることが望ましい。
【００１６】上記第２のタイプ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おいて、保護膜が少なく
ともクロムとフッ素を含み、かつフッ素の含有量がハー
フトーン位相シフト膜よりも少ないことが望ましい。ま
た、保護膜が透明膜であることが望ましい。
【００１７】本発明に係る第１のタイプのハーフトーン
位相シフトフォトマスクは、透明基板上に少なくともク
ロムとフッ素とを含むハーフトーン位相シフト膜パター
ンを有するハーフトーン位相シフトフォトマスクにおい
て、熱処理を施すことにより、露光用エキシマレーザー
照射における光学的変化を低減したことを特徴とするも
のである。
【００１８】本発明に係る第２のタイプのハーフトーン
位相シフトフォトマスクは、透明基板上に少なくともク
ロムとフッ素とを含むハーフトーン位相シフト膜パター
ンを有するハーフトーン位相シフトフォトマスクにおい
て、前記ハーフトーン位相シフト膜をパターニングした
後に熱処理を施すことにより、露光用エキシマレーザー
照射における光学的変化を低減したことを特徴とする。
【００１９】本発明に係る第３のタイプのハーフトーン
位相シフトフォトマスクは、透明基板上に少なくともク
ロムとフッ素とを含むハーフトーン位相シフト膜パター
ンを有するハーフトーン位相シフトフォトマスクにおい
て、前記ハーフトーン位相シフト膜パターンの上に保護
膜のパターンを有することにより、露光用エキシマレー
ザー照射における光学的変化を低減したことを特徴とす
る。
【００２０】本発明に係る第４のタイプのハーフトーン
位相シフトフォトマスクは、透明基板上に少なくともク
ロムとフッ素とを含むハーフトーン位相シフト膜パター
ンを有するハーフトーン位相シフトフォトマスクにおい
て、前記ハーフトーン位相シフト膜をパターニングした
後に、マスク上全面に保護膜を設け、ハーフトーン位相
シフト膜の露光用エキシマレーザー照射における光学的
変化を低減したことを特徴とする。
【００２１】上記第１のタイプのハーフトーン位相シフ
トフォトマスクにおいて、ハーフトーン位相シフト膜に
熱処理をした後、その上に保護膜を設け、その後保護膜
とハーフトーン位相シフト膜とをパターニングすること
により、露光用エキシマレーザー照射における光学的変
化を低減することが望ましい。
【００２２】また、上記第１のタイプのハーフトーン位
相シフトフォトマスクにおいて、ハーフトーン位相シフ
ト膜に熱処理をした後、その膜をパターニングし、その
後保護膜を全面に形成することにより、露光用エキシマ
レーザー照射における光学的変化を低減することが望ま
しい。
【００２３】上記第２のタイプのハーフトーン位相シフ
トフォトマスクにおいて、パターニングされたハーフト
ーン位相シフト膜に熱処理をした後に、保護膜を全面に
形成することにより、露光用エキシマレーザー照射にお
ける光学的変化を低減することが望ましい。
【００２４】上記第１乃至第２のタイプのハーフトーン
位相シフトフォトマスクにおいて、ハーフトーン位相シ
フト膜に熱処理を施すことによって、ハーフトーン位相
シフト膜の界面が消失していることが望ましい。
【００２５】上記第３乃至第４のタイプのハーフトーン
位相シフトフォトマスクにおいて、保護膜が少なくとも
クロムとフッ素とを含み、かつフッ素の含有量がハーフ
トーン位相シフト膜よりも少ないことが望ましい。ま
た、保護膜が透明であることが望ましい。
【００２６】また、上記何れのタイプのハーフトーン位
相シフトフォトマスクにおいても、パターンを形成する
際、パターンサイズを目標寸法より小さくすることが望
ましい。
【００２７】なお、本発明は、以上のハーフトーン位相
シフトフォトマスクを使用するパターン形成方法を含む
ものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】本発明は、透明基板上に少なくと
もクロムとフッ素とを含むハーフトーン位相シフト膜を
有するハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランク
スにおいて、前記ハーフトーン位相シフト膜に２５０℃
以上、かつ５００℃以下の温度で熱処理を施すことによ
り、露光用エキシマレーザー照射における光学特性変化
を低減したものである。
【００２９】また、本発明は、透明基板上に少なくとも
クロムとフッ素とを含むハーフトーン位相シフト膜を有
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
において、前記ハーフトーン位相シフト膜に２５０℃以
上、かつ５００℃以下の温度で熱処理を施し、膜表面を
エッチングして除去することにより、露光用エキシマレ
ーザー照射における光学特性変化を低減し、かつ透過率
を上昇させたものである。
【００３０】また、本発明は、透明基板上に少なくとも
クロムとフッ素とを含むハーフトーン位相シフト膜を有
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
において、前記ハーフトーン位相シフト膜に２５０℃以
上、かつ５００℃以下の温度で熱処理を施し、膜表面を
エッチングして除去し、前記ハーフトーン位相シフト膜
の上に保護膜を設けることにより、露光用エキシマレー
ザー照射における光学特性変化を低減し、かつ透過率を
上昇させたものである。
【００３１】また、本発明は、透明基板上に少なくとも
クロムとフッ素とを含むハーフトーン位相シフト膜を有
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
において、前記ハーフトーン位相シフト膜の上に保護膜
を設け、２５０℃以上、かつ５００℃以下の温度で熱処
理を施すことにより、露光用エキシマレーザー照射にお
ける光学特性変化を低減したものである。
【００３２】また、本発明は、透明基板上に少なくとも
クロムとフッ素とを含むハーフトーン位相シフト膜を有
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
において、前記ハーフトーン位相シフト膜の上に保護膜
を設け、２５０℃以上、かつ５００℃以下の温度で熱処
理を施し、膜表面をエッチングして除去することによ
り、露光用エキシマレーザー照射における光学特性変化
を低減し、かつ透過率を上昇させたものである。
【００３３】そして、上記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おいて、熱処理後の表面が少
なくともクロムを含み、かつフッ素の含有量が膜内部よ
りも少ないことが望ましい。
【００３４】また、上記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おいて、前記保護膜が少なくと
もクロムを含み、かつフッ素の含有量が前記ハーフトー
ン位相シフト膜よりも少ないことが望ましい。
【００３５】また、上記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おいて、前記熱処理により膜中
の界面が消失していることが望ましい。
【００３６】本発明のハーフトーン位相シフトフォトマ
スクは、上記のハーフトーン位相シフトフォトマスク用
ブランクスを使用して製造されるものであって、前記処
理を施した後、そのハーフトーン位相シフト膜をパター
ニングして得られるものである。
【００３７】本発明は、透明基板上に少なくともクロム
とフッ素とを含むハーフトーン位相シフト膜を有するハ
ーフトーン位相シフトフォトマスクにおいて、前記ハー
フトーン位相シフト膜に２５０℃以上、かつ５００℃以
下の温度で熱処理を施し、その膜をパターニングし、そ
の後保護膜を全面に形成することにより、露光用エキシ
マレーザー照射における光学特性変化を低減したもので
る。
【００３８】また、本発明は、透明基板上に少なくとも
クロムとフッ素とを含むハーフトーン位相シフト膜を有
するハーフトーン位相シフトフォトマスクにおいて、前
記ハーフトーン位相シフト膜に２５０℃以上、かつ５０
０℃以下の温度で熱処理を施し、膜表面をエッチングし
て除去し、その膜をパターニングし、その後保護膜を全
面に形成することにより、露光用エキシマレーザー照射
における光学特性変化を低減し、かつ透過率を上昇させ
たものである。
【００３９】また、本発明は、透明基板上に少なくとも
クロムとフッ素とを含むハーフトーン位相シフト膜を有
するハーフトーン位相シフトフォトマスクにおいて、前
記ハーフトーン位相シフト膜をパターニングし、その後
２５０℃以上、かつ５００℃以下の温度で熱処理を施す
ことにより、露光用エキシマレーザー照射における光学
特性変化を低減したものである。
【００４０】また、本発明は、透明基板上に少なくとも
クロムとフッ素とを含むハーフトーン位相シフト膜を有
するハーフトーン位相シフトフォトマスクにおいて、前
記ハーフトーン位相シフト膜をパターニングし、その後
２５０℃以上、かつ５００℃以下の温度で熱処理を施
し、膜表面をエッチングして除去することにより、露光
用エキシマレーザー照射における光学特性変化を低減
し、かつ透過率を上昇させたものである。
【００４１】また、本発明は、透明基板上に少なくとも
クロムとフッ素とを含むハーフトーン位相シフト膜を有
するハーフトーン位相シフトフォトマスクにおいて、前
記ハーフトーン位相シフト膜をパターニングし、その後
２５０℃以上、かつ５００℃以下の温度で熱処理を施
し、膜表面をエッチングして除去し、その後保護膜を全
面に形成することにより、露光用エキシマレーザー照射
における光学特性変化を低減し、かつ透過率を上昇させ
たものである。
【００４２】そして、上記のハーフトーン位相シフトフ
ォトマスクにおいて、前記保護膜が少なくともクロムを
含み、かつフッ素の含有量が前記ハーフトーン位相シフ
ト膜よりも少ないことが望ましい。
【００４３】また、上記のハーフトーン位相シフトフォ
トマスクにおいて、前記保護膜が透明膜であることが望
ましい。
【００４４】また、上記のハーフトーン位相シフトフォ
トマスクにおいて、前記熱処理により膜中の界面が消失
していることが望ましい。
【００４５】また、上記のハーフトーン位相シフトフォ
トマスクにおいて、パターンを形成する際、パターンサ
イズを目標寸法より小さくすることが望ましい。
【００４６】以下、本発明において上記のような構成を
採る理由について説明する。
【００４７】まず、少なくともクロムとフッ素とを含む
ハーフトーン位相シフト膜を有するハーフトーン位相シ
フトフォトマスクのエキシマレーザーの露光による位相
差、透過率の変化の様子を図５（ａ），（ｂ）に示す。
ここでは、図６に簡略図を示す通りの照射装置を用い、
ＡｒＦエキシマレーザー装置１からのＡｒＦエキシマレ
ーザー光（以下、簡単にレーザーと呼ぶ）２をパルスエ
ネルギー：０．２ｍＪ／ｃｍ2 ／ｐｕｌｓｅ、繰り返し
周波数：１ｋＨｚ、照射雰囲気：大気、の条件で、サン
プルチャンバー３中に配置したガラス基板４側から照射
した際の、ハーフトーン位相シフト膜５の総照射エネル
ギーに対する位相差及び透過率の変化を示している。こ
こで、位相差及び透過率はレーザーテック社製「ＭＰＭ
１９３位相差計」を用い測定した。
【００４８】上記のＡｒＦエキシマレーザーの照射によ
って、少なくともクロムとフッ素とを含むハーフトーン
位相シフト膜の位相角、及び透過率が変化する原因を調
べるために、露光光を照射する前及び後の上記ハーフト
ーン位相シフト膜の組成をＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）
により分析した結果を表１に示す。表中の数値は、それ
ぞれ原子の存在比率を％で示している。ここで、ＡｒＦ
エキシマレーザーの照射条件は、パルスエネルギー：
０．２ｍＪ／ｃｍ2 ／ｐｕｌｓｅ、総照射エネルギー：
２１．６ｋＪ／ｃｍ2 、繰り返し周波数：１ｋＨｚ、照
射雰囲気：大気、である。Ｘ線光電子分光は、ＶＧ Ｓ
ＣＩＥＮＴＩＦＩＣ社製「ＥＳＣＡＬＡＢ２１０」を用
いて行った。膜中の組成に関しては、Ａｒイオンビーム
により、膜をハーフトーンエッチングしてから分析を行
った。
【００４９】
【表１】
【００５０】ここで明らかな通り、ＡｒＦエキシマレー
ザーの照射によって、ハーフトーン位相シフト膜の膜中
では膜組成には大きな変化が認められないのに対し、そ
の表面においては、フッ素が減少し酸素が増えるという
膜質変化が認められる。
【００５１】また、露光光を照射する前及び後の上記ハ
ーフトーン位相シフト膜の膜構造をＸ線反射率により分
析した結果を図７に示す。フーリエ変換後のスペクトル
は、露光前には３１ｎｍ間隔で鋭いピークが現れてお
り、ハーフトーン位相シフト膜は３１ｎｍの膜厚をもつ
層が４層に積層していることを示している。この積層構
造は膜の成膜を４回に分けて行ったことに起因する。露
光後にはこのピークが弱くなっており、露光によって原
子が動き、結果として膜の界面が消失したことを示す。
【００５２】膜に界面があると、そこへ入射してきた光
は反射する。界面の数が多くなると反射の割合が増加
し、透過する光の量が減少する。上記のような界面の消
失は界面での反射をなくし、その結果として透過率が増
加する。すなわち、上記の露光光の照射による位相差及
び透過率の変化は、界面の消失が主原因と考えられる。
【００５３】一方、表面におけるフッ素の減少は、透過
率の減少をもたらすと考えられる。上記の露光光の照射
による位相差及び透過率の変化には、この膜表面近傍で
の膜質変化も加わっていると考えられる。ただし、これ
ら位相差と透過率の変化は界面の反射が原因の時とは逆
であるため図５には見えていない。
【００５４】したがって、本発明では、少なくともクロ
ムとフッ素とを含むハーフトーン位相シフト膜を有する
ハーフトーン位相シフトフォトマスクにおいて、このフ
ォトマスクが露光に使用される前に、熱処理を施して膜
中の原子を拡散させ、界面を消失させるようにしてい
る。また、熱処理をすると表面のフッ素が蒸発してしま
い、透過率が減少するので、これを防ぐために蒸発した
表面をエッチングで除去し、本来必要な透過率に調整す
るようにする。
【００５５】上記の熱処理により表面のフッ素が蒸発
し、適度な濃度に保たれる時、その表面は熱処理によっ
て自然に形成された自然保護膜となる。この自然保護膜
は、その後の露光による位相差及び透過率の変化を抑え
る効果を発揮する。
【００５６】次に、本発明では、また、ハーフトーン位
相シフト膜の表面に、上記の膜質変化を防ぐ保護膜を設
ける形態も採りえる。表面をエッチングした後など膜表
面のフッ素量が多い場合には、露光すると表１に示した
ように表面近傍の膜質が変化する。このような表面近傍
の特有な膜質変化を防ぐ構造を設けることによっても、
上記と同様に露光光の照射による位相角及び透過率の変
化を抑えることも可能である。
【００５７】上記の表面エッチングの工程を省くため、
予めハーフトーン位相シフト膜中のフッ素濃度が高くな
るように成膜しておき、熱処理後にフッ素とともに規定
の透過率とするようにコントロールすることもできる。
【００５８】この保護膜としては、例えばＳｉＯ2 膜等
の露光光に対して透明な膜が望ましい。これらの膜は、
ＡｒＦエキシマレーザー等の露光光の照射によっても表
１に示されるような表面の変化を生じないだけでなく、
少なくともクロムとフッ素とを含むハーフトーン位相シ
フト膜に対しても、前記のようなフッ素が減少し、酸素
が増加する変質を生じさせない保護膜の役割を果たし、
したがって、露光光の照射によるハーフトーン位相シフ
トフォトマスクの位相角、透過率の変化を防ぐことがで
きるのである。
【００５９】保護膜としては、上記ＳｉＯ2 の他に、Ｍ
ｇＦ2 、ＣａＦ2 、ＬｉＦ2 、Ａｌ 2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 、
ＺｒＯ2 、ＨｆＯ2 、Ｔａ2 Ｏ5 、ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ｗ
2 Ｏ 5 等の金属の酸化物、フッ化物、また、ＣｒＳｉ、
ＭｏＳｉ、ＷＳｉ等の金属シリサイドの酸化物等の透明
膜が挙げられる。これら透明保護膜に関しては、透明基
板上にハーフトーン位相シフト膜を成膜した後であれ
ば、フォトマスクの製造工程中のどの工程で成膜しても
所望の効果が得られる。
【００６０】また、この保護膜は、例えば、Ｍｏ、Ｃｒ
等の金属薄膜等のような、露光光に対して半透明な膜で
あっても構わない。この場合、半透明保護膜は、フォト
マスク用ブランクスを所望のパターンに加工する前に成
膜し、ハーフトーン位相シフト膜の加工と同時、若しく
は別の工程によって、同じパターンに加工することが望
ましい。
【００６１】なお、何れにしても、これらの場合のハー
フトーン位相シフト膜は、その透過率及び位相角が、保
護膜を設けた場合に開口部とパターン部との間で所望な
関係になるように成膜されるべきである。また、事前に
所望のパターンに製版された後に保護膜を形成する際の
ように、パターンを形成している断面にも付着されるこ
とが予想される時には、断面への付着による転写寸法の
変化も考慮し、パターンの寸法の変調を加え、製版を行
うことが望まれる。
【００６２】また、少なくともクロムとフッ素とを含む
ハーフトーン位相シフト膜が、実質的に多層膜により構
成される場合は、前記の露光光による膜表面での変化が
最も生じ難い膜を最表面に配置することも有効である。
ここで、少なくともクロムとフッ素とを含む膜の場合、
一般的には、フッ素含有量が多い程、上記露光によるフ
ッ素の減少、酸素の増加現象は激しいので、この場合、
フッ素含有量が少ない膜を表面に配置することが望まし
いことになる。
【００６３】最後に、本発明の、少なくともクロムとフ
ッ素とを含むハーフトーン位相シフト膜の、ＡｒＦエキ
シマレーザー等の露光光照射による透過率又は位相角の
変化を抑えるための熱処理と保護膜の形成とは、上述の
通り、それぞれ単独で行っても十分に効果が得られる
が、同時に両方の適用も可能である。この場合、熱処理
と保護膜形成とは、どちらを先に行っても一般的にその
効果に差は認められない。また、それぞれの処理は、フ
ォトマスク製造工程中のどの工程で行うことも可能であ
る。
【００６４】このように、本発明は透明基板上に少なく
ともクロムとフッ素とを含むハーフトーン位相シフト膜
を成膜したハーフトーン位相シフトフォトマスクに関
し、熱処理を施し、界面を消失させることにより、Ａｒ
Ｆエキシマレーザー等の露光光照射に対し、透過率及び
位相差を安定化させることができる。
【００６５】また、前記ハーフトーン位相シフトフォト
マスクに関し、ハーフトーン位相シフト膜の表面に保護
膜を形成することにより、ＡｒＦエキシマレーザー等の
露光光照射による表面での膜質変化を防ぎ、露光光照射
に対し、透過率及び位相差を安定化させることができ
る。
【００６６】これら膜の改質或いは保護膜形成により、
マスク保管時、使用時或いは使用中の透過率や位相角の
変化が軽減され、マスクを使用する度に適正露光量が変
化したり、寸法精度が低下したり、焦点裕度が低下し、
パターン形成裕度が減少し、パターン形状が劣化する等
の問題が解決若しくは軽減される。
【００６７】
【実施例】（実施例１）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及びハーフトーン位相シフ
トフォトマスクの実施例を図８を参照して説明する。
【００６８】図８（ａ）に示すように、光学研磨され、
よく洗浄された合成石英基板１０１上に、スパッタリン
グ法で、以下に示す条件でクロムとフッ素とを含むハー
フトーン位相シフト膜１０２を形成することにより、ハ
ーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクス１０３
を得る。ここで、成膜するハーフトーン位相シフト膜１
０２の膜厚は１３０ｎｍとした。
【００６９】 成膜装置：ＤＣマグネトロンスパッタ装置 ターゲット：金属クロム ガス及び流量：アルゴンガス７６ｓｃｃｍ＋四フッ化炭
素ガス２４ｓｃｃｍ スパッタ圧力：３．０ミリメートル スパッタ電流：５．５アンペア
【００７０】なお、合成石英基板１０１上のハーフトー
ン位相シフト膜１０２を同一条件で同一膜厚に成膜し、
常用のリソグラフィー法によってハーフトーン位相シフ
ト膜をパターニングすることにより、図８（ｂ）に示す
ような位相差透過率測定用サンプル１０４を作製し、市
販の位相シフトフォトマスク用位相差計（レーザーテッ
ク社製「ＭＰＭ１９３」）で、ハーフトーン位相シフト
膜の波長１９３ｎｍでの位相差及び透過率を測定したと
ころ、それぞれ約１６４°、１１％であった。
【００７１】次に、このハーフトーン位相シフトフォト
マスク用ブランクス１０３に熱処理を施して、図８
（ｃ）に示すようなフォトマスク使用時の光学特性変化
が軽減されるハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブ
ランクス１０５を得た。熱処理の条件を表２に示す。ま
た、熱処理後における波長１９３ｎｍでの透過率を同時
に示す。
【００７２】
【表２】
【００７３】これらのブランクスに下記の条件で波長１
９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー光を照射した後、そ
の波長１９３ｎｍでの位相差及び透過率を測定した。レ
ーザー照射は下記の条件で行った。
【００７４】光源：ＡｒＦエキシマレーザー 照射雰囲気：窒素：酸素＝８０：２０ パルスエネルギー：０．２ｍＪ／ｃｍ2 ／パルス
【００７５】ここで、レーザーの照射は、基板１０１の
方向から行っている。結果を図９に示す。透過率変動の
上下限は±０．３％であり、それぞれの値を点線で図示
してある。熱処理を施さない場合には、総照射エネルギ
ーが１０ｋＪ／ｃｍ2 で＋１．４％変化する。次に、２
００℃の熱処理を施した場合では、熱処理を施さない場
合と違いは認められないが、３００℃の熱処理では、１
０ｋＪ／ｃｍ2 でも±０．３％の範囲内に収まり、光学
特性の変化が軽減されることが分かる。
【００７６】この熱処理によって膜の界面が消失するこ
とはＸＰＳによる深さ方向の分析によって確認した。す
なわち、図９に見られる熱処理後の透過率変動が小さい
理由は、熱処理に伴う原子の拡散によって界面が消失し
たことによる。
【００７７】ただし、同じ３００℃の熱処理でも、空気
中で処理をする場合と窒素雰囲気中で処理をする場合と
では、レーザー照射後の透過率変動量に違いは認められ
ないものの、初期透過率に違いが認められた。すなわ
ち、表２に示したように窒素雰囲気中では初期透過率が
１１％から８％に低下するが、空気中では６％にまで低
下してしまう。表３に熱処理後のＸＰＳによる分析結果
を示す。
【００７８】
【表３】
【００７９】未照射試料の膜中での組成は、アニール前
（表１）に比べてほとんど変化がない。しかし、３００
℃でアニールした場合には表面からフッ素が脱離し、酸
素が入ったことがわかる。ＸＰＳ分析からフッ素が脱離
した領域を見積もったところ、３００℃空気中で熱処理
した場合には表面から３０ｎｍ、窒素雰囲気中で熱処理
した場合には表面から１０ｎｍの深さから脱離してい
た。また表面の酸化も同じ深さから起こっていた。この
事実から、初期透過率の低下は膜中のフッ素と酸素量に
由来し、表面からのフッ素の脱離量と表面酸化量が多い
ほど初期透過率が小さくなることがわかる。これらの量
は熱処理時の雰囲気中の酸素量によって決定されたと思
われる。
【００８０】このようにハーフトーン位相シフトフォト
マスク用ブランクス１０５を３００℃で熱処理すると、
その後にＡｒＦエキシマレーザーを照射しても光学特性
の変化が起こらず、パターニングをしフォトマスクへと
加工した後の転写使用途中での位相差、透過率の変化が
少なくなり、実用性が向上していることがわかる。
【００８１】次に、このハーフトーン位相シフトフォト
マスク用ブランクスをパターニングし、フォトマスクへ
と加工する工程の説明をする。
【００８２】図８（ｄ）に示すように、ハーフトーン位
相シフトフォトマスク用ブランクス１０５上に市販の電
子線レジスト（日本ゼオン社製「ＺＥＰ７０００」）を
ベーク後の膜厚が３００ｎｍになるように塗布し、続い
て１１０℃で２０分間ベークすることにより、電子線レ
ジスト膜１０６を得る。さらに、フォトマスク用電子線
描画装置により、所望のパターンの潜像を得た後、専用
現像液ＺＥＤ５００で現像処理をし、所望のレジストパ
ターン１０７を得る。
【００８３】このレジストパターン１０７をマスクと
し、以下の条件で反応性イオンエッチングを行い、ハー
フトーン位相シフト膜１０２のドライエッチングを行
う。
【００８４】 エッチング装置：平行平板反応性イオンエッチャー ガス及び流量：ジクロロメタン３０ｓｃｃｍ＋酸素６０
ｓｃｃｍ エッチング圧力：２００ミリトール エッチング電力：３００ワット
【００８５】エッチング終了後、紫外線を照射しなが
ら、オゾンにより表面処理をすることにより、不要なレ
ジストを除去し、図８（ｅ）に示すようなハーフトーン
位相シフトフォトマスク１０８を得る。
【００８６】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１０８は、図９に示す通り、光学特
性が安定しているブランクスを使用して作製しているた
め、転写使用途中での位相差、透過率の変化が少なく、
実用性が向上する。
【００８７】（実施例２）次に、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１０を参照して説
明する。
【００８８】図１０（ａ）に示すように、光学研磨さ
れ、よく洗浄された合成石英基板２０１上に、実施例１
と同じスパッタリング法で、クロムとフッ素とを含むハ
ーフトーン位相シフト膜２０２を形成することにより、
ハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクス２０
３を得る。ここで、成膜するハーフトーン位相シフト膜
２０２の膜厚は１３０ｎｍとした。
【００８９】次に、図１０（ｂ）に示すように、このブ
ランクス２０３上に、市販の電子線レジスト（日本ゼオ
ン社製「ＺＥＰ７０００」）をベーク後の膜厚が３００
ｎｍになるように塗布し、続いて１１０℃で２０分間ベ
ークすることにより、電子線レジスト膜２０４を得る。
さらに、フォトマスク用電子線描画装置により、所望の
パターンの潜像を得た後、専用現像液ＺＥＤ５００で現
像処理をし、所望のレジストパターン２０５を得る。
【００９０】このレジストパターン２０５をマスクと
し、以下の条件で反応性イオンエッチングを行い、ハー
フトーン位相シフト膜２０２のドライエッチングを行
う。
【００９１】 エッチング装置：平行平板反応性イオンエッチャー ガス及び流量：ジクロロメタン３０ｓｃｃｍ＋酸素６０
ｓｃｃｍ エッチング圧力：２００ミリトール エッチング電力：３００ワット
【００９２】エッチング終了後、紫外線を照射しなが
ら、オゾンにより表面処理をすることにより、不要なレ
ジストを除去し、図１０（ｃ）に示すようなハーフトー
ン位相シフトフォトマスク２０６を得る。
【００９３】次に、このハーフトーン位相シフトフォト
マスク２０６をよく洗浄した後、実施例１と同様に熱処
理を施し、図１０（ｄ）に示すようなフォトマスク使用
時の光学特性変化が軽減されるハーフトーン位相シフト
フォトマスク２０７を得る。ここで、熱処理条件は３０
０℃とし、雰囲気中は空気中とする。
【００９４】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２０７は、図５で示す光学特性の変
化を事前に行い、安定領域に達しているため、使用途中
での位相差、透過率の変化が少なく、実用性が向上す
る。
【００９５】（実施例３）次に、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及びハーフトーン
位相シフトフォトマスクの別の実施例を説明する。
【００９６】光学研磨され、よく洗浄された合成石英基
板上に、実施例１と同じスパッタリング法で、クロムと
フッ素とを含むハーフトーン位相シフト膜を形成する。
ここで、成膜するハーフトーン位相シフト膜の膜厚は１
６０ｎｍとした。
【００９７】このハーフトーン位相シフト膜を、空気中
３００℃の条件下で熱処理し、さらに表面をプラズマエ
ッチングで除去した。プラズマエッチングの条件は下記
の通りである。
【００９８】 エッチング装置：平行平板反応性イオンエッチャー ガス及び流量：ジクロロメタン３０ｓｃｃｍ＋酸素６０
ｓｃｃｍ エッチング圧力：１００ミリトール エッチング電力：４００ワット
【００９９】市販の位相シフトマスク用位相差計（レー
ザーテック社製「ＭＰＭ１９３」）でハーフトーン位相
シフト膜の波長１９３ｎｍでの位相差及び透過率を測定
したところ、それぞれ、約１８４°、１２％であった。
【０１００】このブランクスに下記の条件で波長１９３
ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー光を照射した後、その波
長１９３ｎｍでの位相差及び透過率を測定した。レーザ
ー照射は実施例１の場合と同じ条件で行った。
【０１０１】ここで、レーザーの照射は、基板の方向か
ら行っている。結果を図１１に示す。位相差及び透過率
の総照射量による変化は、未処理のものと比較して小さ
いことが分かる。
【０１０２】次に、実施例１と同様にして、このハーフ
トーン位相シフトフォトマスク用ブランクスをパターニ
ングし、フォトマスクへと加工した。
【０１０３】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は、図１１に示す通り、光学特性が
安定しているブランクスを使用して作製しているため、
転写使用途中での位相差、透過率の変化が少なく、実用
性が向上する。
【０１０４】（実施例４）次に、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及びハーフトーン
位相シフトフォトマスクのさらに別の実施例を説明す
る。
【０１０５】光学研磨され、よく洗浄された合成石英基
板上に、実施例１と同様のパッタリング法で、クロムと
フッ素とを含むハーフトーン位相シフト膜を形成する。
ここで、成膜するハーフトーン位相シフト膜の膜厚は１
６０ｎｍとした。
【０１０６】このハーフトーン位相シフト膜を、空気中
３００℃の条件下で熱処理し、さらに表面をプラズマエ
ッチングで除去した。プラズマエッチングの条件は実施
例３の場合と同じである。
【０１０７】さらに続いて、この上に以下の条件でハー
フトーン位相シフト膜よりも低いフッ素濃度を有する保
護膜を形成することにより、ハーフトーン位相シフトフ
ォトマスク用ブランクスを得る。ここで、成膜するハー
フトーン位相シフト膜の膜厚は３０ｎｍとした。
【０１０８】 成膜装置：ＤＣマグネトロンスパッタ装置 ターゲット：金属クロム ガス及び流量：アルゴンガス９２ｓｃｃｍ＋四フッ化炭
素ガス８ｓｃｃｍ スパッタ圧力：３．０ミリメートル スパッタ電流：２．０アンペア
【０１０９】市販の位相シフトマスク用位相差計（レー
ザーテック社製「ＭＰＭ１９３」）でハーフトーン位相
シフト膜の波長１９３ｎｍでの位相差及び透過率を測定
したところ、それぞれ、約１８３°、１０％であった。
【０１１０】このブランクスに下記の条件で波長１９３
ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー光を照射した後、その波
長１９３ｎｍでの位相差及び透過率を測定した。レーザ
ー照射は実施例１，３の場合と同じである。
【０１１１】ここで、レーザーの照射は、基板方向から
行っている。結果を図１２に示す。この図には実施例３
の結果も同時に示した。両者で位相差の変化には違いが
認められない。透過率では、保護膜を付けた場合には、
照射量が低いところで透過率が上昇するが、その後小さ
くなる。
【０１１２】次に、実施例１と同様にして、このハーフ
トーン位相シフトフォトマスク用ブランクスをパターニ
ングし、フォトマスクへと加工した。
【０１１３】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は、図１２に示す通り、光学特性が
安定しているブランクスを使用して作製しているため、
転写使用途中での位相差、透過率の変化が少なく、実用
性が向上する。
【０１１４】
【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、マ
スク使用時の露光光の照射によって生じるハーフトーン
位相シフト膜の改質を、実用に供する前に生じさせ、安
定化させるか、或いは改質を生じさせないための保護膜
を設けるか、或いはその両方の手段を併用することによ
り、マスク使用時の位相差、透過率の変化を低減するこ
とができ、その結果、実用性に優れた最適なハーフトー
ン位相シフトフォトマスクを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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。
【図２】図１に対し、従来のリソグラフィー法を示す図
である。
【図３】ハーフトーン位相シフトフォトマスクを使用し
たリソグラフィーにおける、透過率の変化が焦点深度、
転写寸法に及ぼす影響を示す図である。
【図４】ハーフトーン位相シフトフォトマスクを使用し
たリソグラフィーにおける、位相差の変化が焦点深度、
ベストフォーカス変化に及ぼす影響を示す図である。
【図５】クロムとフッ素とを含むハーフトーン位相シフ
ト膜を有するハーフトーン位相シフトフォトマスクのエ
キシマレーザーの露光による位相差、透過率の変化の様
子を示す図である。
【図６】照射装置の簡略図である。
【図７】クロムとフッ素とを含むハーフトーン位相シフ
ト膜を有するハーフトーン位相シフトフォトマスクのエ
キシマレーザーの露光によるＸ線反射率のスペクトル
（フーリエ変換後）の変化の様子を示す図であり、
（ａ）は露光前、（ｂ）は露光後である。
【図８】実施例１のハーフトーン位相シフトフォトマス
ク用ブランクスを製造する工程、及びこれを加工してハ
ーフトーン位相シフトフォトマスクを得る工程を説明す
るための図である。
【図９】実施例１に係るハーフトーン位相シフト膜を有
するハーフトーン位相シフトフォトマスクのエキシマレ
ーザーの露光による透過率の変化の様子を示す図であ
る。
【図１０】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。
【図１１】実施例３に係るハーフトーン位相シフト膜を
有するハーフトーン位相シフトフォトマスクのエキシマ
レーザーの露光による位相差、透過率の変化の様子を示
す図である。
【図１２】実施例４に係るハーフトーン位相シフト膜を
有するハーフトーン位相シフトフォトマスクのエキシマ
レーザーの露光による位相差、透過率の変化の様子を示
す図である。
【符号の説明】
１ ＡｒＦエキシマレーザー装置 ２ ＡｒＦエキシマレーザー光 ３ サンプルチャンバー ４ ガラス基板 ５ ハーフトーン位相シフト膜 １１ 透明基板 １２ ハーフトーン位相シフト膜 １３ 入射光 ２１ 透明基板 ２２ １００％斜行膜 ２３ 入射光 １０１ 合成石英基板 １０２ ハーフトーン位相シフト膜 １０３ ハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブラン
クス １０４ 位相差透過率位相差測定用サンプル １０５ ハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブラン
クス １０６ 電子線レジスト膜 １０７ レジストパターン １０８ ハーフトーン位相シフトフォトマスク ２０１ 合成石英基板 ２０２ ハーフトーン位相シフト膜 ２０３ ハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブラン
クス ２０４ 電子線レジスト膜 ２０５ レジストパターン ２０６ ハーフトーン位相シフトフォトマスク ２０７ ハーフトーン位相シフトフォトマスク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 範人 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 初田 千秋 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 (72)発明者 林 直也 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 小野寺 俊雄 神奈川県藤沢市亀井野3333 コスモ湘南 103 (72)発明者 松尾 隆弘 神奈川県藤沢市善行１−22−４ サニー19 403 (72)発明者 小川 透 神奈川県川崎市多摩区宿河原５−３−22 (72)発明者 中澤 啓輔 東京都中野区野方４−41−12 Ｆターム(参考） 2H095 BA07 BB02 BB03 BB23 BB36 BB38 BC19

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 透明基板上に少なくともクロムとフッ素
    とを含むハーフトーン位相シフト膜を有するハーフトー
    ン位相シフトフォトマスク用ブランクスにおいて、前記
    ハーフトーン位相シフト膜に２５０℃以上、かつ５００
    ℃以下の温度で熱処理を施すことにより、露光用エキシ
    マレーザー照射における光学特性変化を低減したことを
    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。
  2. 【請求項２】 透明基板上に少なくともクロムとフッ素
    とを含むハーフトーン位相シフト膜を有するハーフトー
    ン位相シフトフォトマスク用ブランクスにおいて、前記
    ハーフトーン位相シフト膜に２５０℃以上、かつ５００
    ℃以下の温度で熱処理を施し、膜表面をエッチングして
    除去することにより、露光用エキシマレーザー照射にお
    ける光学特性変化を低減し、かつ透過率を上昇させたこ
    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。
  3. 【請求項３】 透明基板上に少なくともクロムとフッ素
    とを含むハーフトーン位相シフト膜を有するハーフトー
    ン位相シフトフォトマスク用ブランクスにおいて、前記
    ハーフトーン位相シフト膜に２５０℃以上、かつ５００
    ℃以下の温度で熱処理を施し、膜表面をエッチングして
    除去し、前記ハーフトーン位相シフト膜の上に保護膜を
    設けることにより、露光用エキシマレーザー照射におけ
    る光学特性変化を低減し、かつ透過率を上昇させたこと
    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。
  4. 【請求項４】 透明基板上に少なくともクロムとフッ素
    とを含むハーフトーン位相シフト膜を有するハーフトー
    ン位相シフトフォトマスク用ブランクスにおいて、前記
    ハーフトーン位相シフト膜の上に保護膜を設け、２５０
    ℃以上、かつ５００℃以下の温度で熱処理を施すことに
    より、露光用エキシマレーザー照射における光学特性変
    化を低減した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。
  5. 【請求項５】 透明基板上に少なくともクロムとフッ素
    とを含むハーフトーン位相シフト膜を有するハーフトー
    ン位相シフトフォトマスク用ブランクスにおいて、前記
    ハーフトーン位相シフト膜の上に保護膜を設け、２５０
    ℃以上、かつ５００℃以下の温度で熱処理を施し、膜表
    面をエッチングして除去することにより、露光用エキシ
    マレーザー照射における光学特性変化を低減し、かつ透
    過率を上昇させた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。
  6. 【請求項６】 請求項１乃至５の何れか１項に記載のハ
    ーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクスにおい
    て、熱処理後の表面が少なくともクロムを含み、かつフ
    ッ素の含有量が膜内部よりも少ない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。
  7. 【請求項７】 請求項３乃至５の何れか１項に記載のハ
    ーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクスにおい
    て、前記保護膜が少なくともクロムを含み、かつフッ素
    の含有量が前記ハーフトーン位相シフト膜よりも少ない
    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。
  8. 【請求項８】 請求項１乃至５の何れか１項に記載のハ
    ーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクスにおい
    て、前記熱処理により膜中の界面が消失していることを
    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。
  9. 【請求項９】 請求項１乃至８の何れか１項に記載のハ
    ーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクスを使用
    して製造されるハーフトーン位相シフトフォトマスクで
    あって、前記処理を施した後、そのハーフトーン位相シ
    フト膜をパターニングして得られ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。
  10. 【請求項１０】 透明基板上に少なくともクロムとフッ
    素とを含むハーフトーン位相シフト膜を有するハーフト
    ーン位相シフトフォトマスクにおいて、前記ハーフトー
    ン位相シフト膜に２５０℃以上、かつ５００℃以下の温
    度で熱処理を施し、その膜をパターニングし、その後保
    護膜を全面に形成することにより、露光用エキシマレー
    ザー照射における光学特性変化を低減したことを特徴と
    するハーフトーン位相シフトフォトマスク。
  11. 【請求項１１】 透明基板上に少なくともクロムとフッ
    素とを含むハーフトーン位相シフト膜を有するハーフト
    ーン位相シフトフォトマスクにおいて、前記ハーフトー
    ン位相シフト膜に２５０℃以上、かつ５００℃以下の温
    度で熱処理を施し、膜表面をエッチングして除去し、そ
    の膜をパターニングし、その後保護膜を全面に形成する
    ことにより、露光用エキシマレーザー照射における光学
    特性変化を低減し、かつ透過率を上昇させたことを特徴
    とするハーフトーン位相シフトフォトマスク。
  12. 【請求項１２】 透明基板上に少なくともクロムとフッ
    素とを含むハーフトーン位相シフト膜を有するハーフト
    ーン位相シフトフォトマスクにおいて、前記ハーフトー
    ン位相シフト膜をパターニングし、その後２５０℃以
    上、かつ５００℃以下の温度で熱処理を施すことによ
    り、露光用エキシマレーザー照射における光学特性変化
    を低減した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。
  13. 【請求項１３】 透明基板上に少なくともクロムとフッ
    素とを含むハーフトーン位相シフト膜を有するハーフト
    ーン位相シフトフォトマスクにおいて、前記ハーフトー
    ン位相シフト膜をパターニングし、その後２５０℃以
    上、かつ５００℃以下の温度で熱処理を施し、膜表面を
    エッチングして除去することにより、露光用エキシマレ
    ーザー照射における光学特性変化を低減し、かつ透過率
    を上昇させた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。
  14. 【請求項１４】 透明基板上に少なくともクロムとフッ
    素とを含むハーフトーン位相シフト膜を有するハーフト
    ーン位相シフトフォトマスクにおいて、前記ハーフトー
    ン位相シフト膜をパターニングし、その後２５０℃以
    上、かつ５００℃以下の温度で熱処理を施し、膜表面を
    エッチングして除去し、その後保護膜を全面に形成する
    ことにより、露光用エキシマレーザー照射における光学
    特性変化を低減し、かつ透過率を上昇させたことを特徴
    とするハーフトーン位相シフトフォトマスク。
  15. 【請求項１５】 請求項１０、１１、１４の何れか１項
    に記載のハーフトーン位相シフトフォトマスクにおい
    て、前記保護膜が少なくともクロムを含み、かつフッ素
    の含有量が前記ハーフトーン位相シフト膜よりも少ない
    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。
  16. 【請求項１６】 請求項１０、１１、１４の何れか１項
    に記載のハーフトーン位相シフトフォトマスクにおい
    て、前記保護膜が透明膜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。
  17. 【請求項１７】 請求項１０乃至１４の何れか１項に記
    載のハーフトーン位相シフトフォトマスクにおいて、前
    記熱処理により膜中の界面が消失し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。
  18. 【請求項１８】 請求項１０、１１、１４乃至１６の何
    れか１項に記載のハーフトーン位相シフトフォトマスク
    において、パターンを形成する際、パターンサイズを目
    標寸法より小さくす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。
  19. 【請求項１９】 請求項９乃至１８の何れか１項に記載
    のハーフトーン位相シフトフォトマスクを使用すること
    を特徴とするパターン形成方法。
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