JP2002258458A

JP2002258458A - ハーフトーン型位相シフトマスク及びマスクブランク

Info

Publication number: JP2002258458A
Application number: JP2001361025A
Authority: JP
Inventors: Yuuki Shioda; 勇樹塩田; Jun Nozawa; 順野澤
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2001-11-27
Publication date: 2002-09-11
Also published as: DE10164189B4; US20020122991A1; DE10164189A1; DE10165034B4; US6743553B2

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｆ₂エキシマレーザの波長である１５７ｎｍ
付近で、所望の透過率ならびに位相シフト量を与えると
同時に、露光光照射耐性、耐薬品性、加工性、成形性、
形状安定性が良好である位相シフター膜を有する位相シ
フトマスクブランク等を提供する。【解決手段】透明基板上に、位相シフター膜を有する
ハーフトーン型位相シフトマスクブランクであって、１
４０ｎｍから２００ｎｍの露光光波長範囲で使用される
ものであり、前記位相シフター膜が珪素、酸素、及び窒
素を主構成要素とする膜からなり、各々原子百分率にお
いて珪素を３５〜４５％、酸素を１〜６０％、窒素を５
〜６０％含み、かつそれらの合量が前記位相シフター部
を構成する組成全体の少なくとも９０％以上を占めるこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、位相シフターによ
る光の干渉作用を利用して転写パターンの解像度を向上
できるようにした位相シフトマスク及びその素材として
の位相シフトマスクブランク並びにそれらの製造方法等
に関し、特にハーフトーン型の位相シフトマスク及びブ
ランク並びにそれらの製造方法等に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＤＲＡＭは、現在２５６Ｍｂｉｔの量産
体制が確立されており、今後Ｍｂｉｔ級からＧｂｉｔ級
への更なる高集積化がなされようとしている。それに伴
い集積回路の設計ルールもますます微細化しており、線
幅（ハーフピッチ）０．１０μｍ以下の微細パターンが
要求されるのも時間の問題となってきた。パターンの微
細化に対応するための手段の一つとして、これまでに、
露光光源の短波長化によるパターンの高解像度化が進め
られてきた。その結果、現在の光リソグラフィ法におけ
る露光光源はＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、Ａ
ｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）が主に使用されてい
る。しかし、露光波長の短波長化は解像度を改善する反
面、同時に焦点深度が減少するため、レンズをはじめと
する光学系の設計への負担増大や、プロセスの安定性の
低下といった悪影響を与える。

【０００３】そのような問題に対処するため、位相シフ
ト法が用いられるようになった。位相シフト法では、微
細パターンを転写するためのマスクとして位相シフトマ
スクが使用される。位相シフトマスクは、例えば、マス
ク上のパターン部分を形成する位相シフター部と、位相
シフター部の存在しない非パターン部からなり、両者を
透過してくる光の位相を１８０°ずらすことで、パター
ン境界部分において光の相互干渉を起こさせることによ
り、転写像のコントラストを向上させる。位相シフター
部を通る光の位相シフト量φ（ｒａｄ）は位相シフター
部の複素屈折率実部ｎと膜厚ｄに依存し、下記数式
（１）の関係が成り立つことが知られている。 φ＝２πｄ（ｎ−１）／λ …（１）ここでλは露光光の波長である。したがって、位相を１
８０°ずらすためには、膜厚ｄをｄ＝ λ／｛２（ｎ−１）｝ …（２）とすればよい。この位相シフトマスクにより、必要な解
像度を得るための焦点深度の増大が達成され、露光波長
を変えずに解像度の改善とプロセスの適用性を同時に向
上させることが可能となる。

【０００４】位相シフトマスクはマスクパターンを形成
する位相シフター部の光透過特性により完全透過型（レ
ベンソン型）位相シフトマスクと、ハーフトーン型位相
シフトマスクに実用的には大別することができる。前者
は、位相シフター部の光透過率が、非パターン部（光透
過部）と同等であり、露光波長に対してほぼ透明なマス
クであって、一般的にラインアンドスペースの転写に有
効であるといわれている。一方、後者のハーフトーン型
では、位相シフター部（光半透過部）の光透過率が非パ
ターン部（光透過部）の数％から数十％程度であって、
コンタクトホールや孤立パターンの作成に有効であると
いわれている。

【０００５】ハーフトーン型位相シフトマスクのうちに
は、構造が簡単で製造が容易な単層型のハーフトーン型
位相シフトマスクがある。このような単層型のハーフト
ーン型位相シフトマスクとしては、例えば特開平７−１
９９４４７号公報記載のＳｉＯ_x系やＳｉＯ_xＮ_y系、特
開平８−２１１５９１号公報記載のＳｉＮ_x系等があ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】今後光リソグラフィ法
によって、更なる高集積化を図るためには、位相シフト
法を用いてもなお、露光波長の更なる短波長化が必要で
あり、すでに、ＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマ
レーザに続く次世代の露光光源として、Ｆ₂エキシマレ
ーザ（１５７ｎｍ）が検討され始めている。しかし、露
光光源の短波長化は、先に述べたような光学系への負担
を生じさせるだけでなく、フォトマスクの開発・製作自
体にも困難を生じさせており、その結果、Ｆ₂エキシマ
レーザに対応するハーフトーン型位相シフトマスクの開
発はほとんど着手されていないのが現状である。その原
因となる問題点を以下に述べる。

【０００７】まず、多くの固体材料において、波長が短
波長になるに従い光吸収の度合いは大きくなるため、Ｋ
ｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレーザ用に用いて
きた光透過膜材料や光半透過膜材料では所定の位相角を
有するための膜厚とした場合透過率がほとんどゼロに近
い値となってしまう。また、露光光の吸収の度合いが高
いということは、それだけ位相シフター部を形成する膜
が、露光光によるダメージを受けやすいということでも
ある。ここでいうダメージとは、露光光を吸収すること
によって位相シフター部を形成する膜内に生じる欠陥や
結合の開裂等による、膜の光学特性（透過率、屈折率な
ど）の変化、膜厚変化、膜質劣化等を意味する。

【０００８】その他、加工精度に影響を与える位相シフ
ター膜のエッチング選択性や、製造プロセスの洗浄工程
で使う酸やアルカリに対する耐性等は、位相シフター部
を作製する膜材料として一般的に考えなければならない
問題である。

【０００９】本発明は上記背景の下になされたものであ
り、Ｆ₂エキシマレーザの波長である１５７ｎｍを含
む、１４０ｎｍ〜２００ｎｍの露光波長領域で使用可能
なハーフトーン型位相シフトマスク及びその素材となる
ハーフトーン型位相シフトマスクブランクの提供を目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明者らは鋭意研究開発を行った結果、ＳｉＮ
_xは、Ｓｉ−Ｎ結合が膜のマトリックスを緻密にするた
め、露光光に対する照射耐性や洗浄液等に対する耐薬品
性が高く、また、ＳｉＯ_xは、短波長側においても比較
的高い透過率を有することができるという事実に基づ
き、両材料系の利点を生かしたＳｉＯ_xＮ_yに注目し、さ
らにＳｉＯ_xＮ_yにおいて、組成を制御すれば、短波長の
露光光に使用するのに適した位相シフター膜が得られる
ことを見出し、本発明に至った。この位相シフター膜
は、従来得られているＳｉＯ_xＮ_y系膜とは基本的に組成
範囲が異なる膜であり、しかも従来得られているＳｉＯ
_xＮ_y系膜とは膜質（例えばｋなどの物性）の異なる膜で
ある。このような組成範囲と膜質との組合せによって、
Ｆ₂エキシマレーザの波長である１５７ｎｍ付近で３〜
４０％の透過率及び１．７以上の屈折率（位相を所定の
角度シフトさせる膜厚に関係する）を有し、しかも露光
光照射耐性、耐薬品性が良好である位相シフター膜を実
現できる。さらに、位相シフター膜をＳｉＯ_xＮ_y膜とエ
ッチングストッパー膜との２層構造とすることにより、
露光光照射耐性、耐薬品性に加え、パターンの加工性が
良好な位相シフター膜を実現できる。

【００１１】本発明は以下の構成を有する。（構成１）透明基板上に、露光光を透過させる光透過
部と、露光光の一部を透過させると同時に透過した光の
位相を所定量シフトさせる位相シフター部を有し、前記
光透過部と位相シフター部の境界部近傍にて各々を透過
した光が互いに打ち消し合うように光学特性を設計する
ことで、被露光体表面に転写される露光パターン境界部
のコントラストを良好に保持、改善できるようにしたハ
ーフトーン型位相シフトマスクを製造するために用いる
ハーフトーン型位相シフトマスクブランクであり、透明
基板上に前記位相シフター部を形成するための位相シフ
ター膜を有するハーフトーン型位相シフトマスクブラン
クにおいて、前記位相シフトマスクが、１４０ｎｍから
２００ｎｍの露光光波長範囲で使用されるものであり、
前記位相シフター膜が珪素、酸素、及び窒素を主構成要
素とする膜からなり、各々原子百分率において珪素を３
５〜４５％、酸素を１〜６０％、窒素を５〜６０％含
み、かつそれらの合量が前記位相シフター膜を構成する
組成全体の少なくとも９０％以上を占めることを特徴と
するハーフトーン型位相シフトマスクブランク。

【００１２】（構成２）透明基板上に、露光光を透過
させる光透過部と、露光光の一部を透過させると同時に
透過した光の位相を所定量シフトさせる位相シフター部
を有し、前記光透過部と位相シフター部の境界部近傍に
て各々を透過した光が互いに打ち消し合うように光学特
性を設計することで、被露光体表面に転写される露光パ
ターン境界部のコントラストを良好に保持、改善できる
ようにしたハーフトーン型位相シフトマスクを製造する
ために用いるハーフトーン型位相シフトマスクブランク
であり、透明基板上に前記位相シフター部を形成するた
めの位相シフター膜を有するハーフトーン型位相シフト
マスクブランクにおいて、前記位相シフトマスクが、Ｆ
₂エキシマレーザの波長である１５７ｎｍ付近の露光光
波長範囲で使用されるものであり、前記位相シフター膜
が珪素、酸素、及び窒素を主構成要素とする膜からな
り、各々原子百分率において珪素を３５〜４０％、酸素
を２５〜６０％、窒素を５〜３５％含み、かつそれらの
合量が前記位相シフター膜を構成する組成全体の少なく
とも９０％以上を占めることを特徴とするハーフトーン
型位相シフトマスクブランク。

【００１３】（構成３）透明基板上に、露光光を透過
させる光透過部と、露光光の一部を透過させると同時に
透過した光の位相を所定量シフトさせる位相シフター部
を有し、前記光透過部と位相シフター部の境界部近傍に
て各々を透過した光が互いに打ち消し合うように光学特
性を設計することで、被露光体表面に転写される露光パ
ターン境界部のコントラストを良好に保持、改善できる
ようにしたハーフトーン型位相シフトマスクを製造する
ために用いるハーフトーン型位相シフトマスクブランク
であり、透明基板上に前記位相シフター部を形成するた
めの位相シフター膜を有するハーフトーン型位相シフト
マスクブランクにおいて、前記位相シフトマスクが、Ａ
ｒＦエキシマレーザの波長である１９３ｎｍ付近の露光
光波長範囲で使用されるものであり、前記位相シフター
膜が珪素、酸素、及び窒素を主構成要素とする膜からな
り、各々原子百分率において珪素を３８〜４５％、酸素
を１〜４０％、窒素を３０〜６０％含み、かつそれらの
合量が前記位相シフター膜を構成する組成全体の少なく
とも９０％以上を占めることを特徴とするハーフトーン
型位相シフトマスクブランク。

【００１４】（構成４）透明基板上に、露光光を透過
させる光透過部と、露光光の一部を透過させると同時に
透過した光の位相を所定量シフトさせる位相シフター部
を有し、前記光透過部と位相シフター部の境界部近傍に
て各々を透過した光が互いに打ち消し合うように光学特
性を設計することで、被露光体表面に転写される露光パ
ターン境界部のコントラストを良好に保持、改善できる
ようにしたハーフトーン型位相シフトマスクを製造する
ために用いるハーフトーン型位相シフトマスクブランク
であり、透明基板上に前記位相シフター部を形成するた
めの位相シフター膜を有するハーフトーン型位相シフト
マスクブランクにおいて、前記位相シフトマスクが、１
４０ｎｍから２００ｎｍの露光光波長範囲で使用される
ものであり、前記位相シフター膜が珪素、酸素、及び窒
素を主構成要素とする膜からなり、かつ、前記位相シフ
ター部の露光光に対する複素屈折率実部ｎが１．７以上
で、かつ複素屈折率虚部ｋが０．４５０以下であること
を特徴とするハーフトーン型位相シフトマスクブラン
ク。ここで上記ｎ、ｋは、当該マスクのエネルギー透過
率Ｔ、エネルギー反射率Ｒ、当該マスクの位相シフター
部の膜厚ｄ、及び当該マスク基板の屈折率ｎ₀との間に
以下の関係が成り立つ。

【数２】

【００１５】（構成５）透明基板上に、露光光を透過
させる光透過部と、露光光の一部を透過させると同時に
透過した光の位相を所定量シフトさせる位相シフター部
を有し、前記光透過部と位相シフター部の境界部近傍に
て各々を透過した光が互いに打ち消し合うように光学特
性を設計することで、被露光体表面に転写される露光パ
ターン境界部のコントラストを良好に保持、改善できる
ようにしたハーフトーン型位相シフトマスクを製造する
ために用いるハーフトーン型位相シフトマスクブランク
であり、透明基板上に前記位相シフター部を形成するた
めの位相シフター膜を有するハーフトーン型位相シフト
マスクブランクにおいて、前記位相シフター膜が、珪
素、酸素、及び窒素を主構成要素とする膜、及び、前記
膜と透明基板との間に形成されたエッチングストッパー
膜とからなることを特徴とするハーフトーン型位相シフ
トマスクブランク。

【００１６】（構成６）前記エッチングストッパー膜
は、透過率を調整する機能を有していることを特徴とす
る構成５記載のハーフトーン型位相シフトマスクブラン
ク。

【００１７】（構成７）前記エッチングストッパー膜
は、前記珪素、酸素、及び窒素を主構成要素とする膜の
エッチングと異なるエッチング媒質でエッチング可能な
材料であることを特徴とする構成５又は６記載のハーフ
トーン型位相シフトマスクブランク。

【００１８】（構成８）前記エッチングストッパー膜
は、前記珪素、酸素、及び窒素を主構成要素とする膜の
エッチングと同じエッチング媒質でエッチング可能な材
料であることを特徴とする構成５又は６記載のハーフト
ーン型位相シフトマスクブランク。

【００１９】（構成９）前記位相シフトマスクが、１
４０ｎｍから２００ｎｍの露光光波長範囲で使用される
ものであることを特徴とする構成５〜８のいずれかに記
載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。

【００２０】（構成１０）前記珪素、酸素、及び窒素
を主構成要素とする膜は各々原子百分率において珪素を
３０〜４５％、酸素を１〜６０％、窒素を５〜６０％含
み、かつそれらの合量が前記膜を構成する組成全体の少
なくとも９０％以上を占めることを特徴とする構成５〜
９のいずれかに記載のハーフトーン型位相シフトマスク
ブランク。

【００２１】（構成１１）構成１〜１０のいずれかに
記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランクを製造
する方法であって、前記珪素、酸素、及び窒素を主構成
要素とする膜を、不活性ガス、酸素ガス及び窒素ガスを
スパッタリングガスとして用いた反応性スパッタリング
法を用い、前記スパッタリングガス中の酸素の割合を
０．２〜３０％とすることによって形成したことを特徴
とする製造方法。

【００２２】（構成１２）構成１〜１１のいずれかに
記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランクにおけ
る位相シフター膜を、所定のパターンが得られるように
選択的に除去するパターニング処理を施すことにより得
られた、光透過部と位相シフター部とからなるマスクパ
ターンを有することを特徴とするハーフトーン型位相シ
フトマスク。

【００２３】（構成１３）構成１２に記載のハーフト
ーン型位相シフトマスクを用いてパターン転写を行うこ
とを特徴とするパターン転写方法。

【００２４】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おけるハーフトーン型位相シフトマスク及びブランクで
は、位相シフター部又は位相シフター膜を構成する膜材
料として、ＫｒＦエキシマレーザやＡｒＦエキシマレー
ザ用膜材料として知られている多くの材料の中から、特
に、珪素、酸素及び窒素からなるＳｉＯ_xＮ_yを選択し
た。そして、１４０ｎｍ〜２００ｎｍの露光波長領域、
とりわけＦ₂エキシマレーザの波長である１５７ｎｍ付
近で、所望の透過率ならびに位相シフト量を与えるよ
う、製造方法として反応性スパッタリング法を選択し、
しかもガス流量を所定の狭い範囲に限定し制御してい
る。

【００２５】まず、本発明の第１の発明であるＳｉＯ_x
Ｎ_y膜の単層構造の位相シフター膜（位相シフター部）
を有する位相シフトマスク及びブランクについて説明す
る。本発明では、製造条件を調整、制御して、Ｆ₂エキ
シマレーザの波長である１５７ｎｍを含む波長１４０ｎ
ｍ〜２００ｎｍの真空紫外域の露光光に対して、１８０
°の位相シフト量を与えるような膜厚を有する位相シフ
ター部又は位相シフター膜の複素屈折率実部ｎについて
はｎ≧１．７の範囲に、そして複素屈折率虚部ｋについ
てはｋ≦０．４５０の範囲に調整、制御した。そうする
ことで、真空紫外露光に対応するハーフトーン型位相シ
フトマスクとしての光学特性を満たすことになる。な
お、Ｆ₂エキシマレーザ用では、ｋ≦０．４０の範囲が
好ましく、０．０７≦ｋ≦０．３５の範囲がさらに好ま
しい。ＡｒＦエキシマレーザ用では、０．１０≦ｋ≦
０．４５の範囲が好ましい。また、Ｆ₂エキシマレーザ
用では、ｎ≧２．０の範囲が好ましく、ｎ≧２．２の範
囲がさらに好ましい。ＡｒＦエキシマレーザ用では、ｎ
≧２．０の範囲が好ましく、ｎ≧２．５の範囲がさらに
好ましい。

【００２６】上記光学特性を得るため、前記構成元素の
組成範囲を、珪素については３５〜４５原子％、酸素に
ついては１〜６０原子％、窒素については５〜６０原子
％とした。すなわち、珪素が４５％より多い、あるいは
窒素が６０％より多いと、膜の光透過率が不十分とな
り、逆に窒素が５％未満、あるいは酸素が６０％を超え
ると、膜の光透過率が高すぎるため、ハーフトーン型位
相シフター膜としての機能が失われる。また珪素が３５
％未満、あるいは窒素が６０％を上回ると膜の構造が物
理的、化学的に非常に不安定となる。なお、上記と同様
の観点から、Ｆ₂エキシマレーザ用では、前記構成元素
の組成範囲を、珪素については３５〜４０原子％、酸素
については２５〜６０原子％、窒素については５〜３５
原子％とすることが好ましい。同様にＡｒＦエキシマレ
ーザ用では、前記構成元素の組成範囲を、珪素について
は３８〜４５原子％、酸素については１〜４０原子％、
窒素については３０〜６０原子％とすることが好まし
い。

【００２７】本発明におけるハーフトーン型位相シフト
マスク及びブランクでは、主に酸素と窒素の組成比を変
えることで、透過率と位相シフト量の制御を同時に行う
ことができる。酸素を多くすることで透過率を増大させ
ることが、窒素を多くすることで屈折率を増大させるこ
とができる。また、上記構成からなる膜の構造は、Ｓｉ
−Ｏ結合及びＳｉ−Ｎ結合といった化学的耐久性の強い
結合からなるマトリックスであることから、洗浄プロセ
スにおける洗浄液による膜の変質を抑制することが可能
となる。さらにＳｉ−Ｎ結合は膜の緻密さを向上させる
ことから、短波長の露光光照射で問題となる高エネルギ
ー光に対する膜のダメージの発生を抑制することが可能
となる。さらに、位相シフター膜を構成する材料に窒素
を含むことによって、ドライエッチングによるパターニ
ングの加工性を向上させることができる。すなわち、窒
素を含むことで、位相シフター部の屈折率が増大し、１
８０°の位相シフト量を得るために必要な膜厚が減少す
るため、パターン形状はアスペクト比（パターン線幅／
膜厚）のより小さい、安定な形状になる。また窒素を含
むことで基板との屈折率差が大きくなるため、エッチン
グ終点での反射率の変化も大きく、終点検出が容易にな
る。

【００２８】先述した、ＳｉＯ_xＮ_y膜のみの単層構成か
らなる位相シフター膜を有する本発明の位相シフトマス
クおよびマスクブランクにおいて、特に膜中の酸素の量
が多い場合には、位相シフター膜の深さ方向の加工精度
に問題が生じる可能性がある。理由を以下に示す。位相
シフトマスクのエッチングで十分な加工精度を得るため
には、少なくとも深さ方向に異方性のあるエッチングが
必要であり、このためドライエッチングが使用される。
中でもＣＨＦ₃やＣＦ₄、ＳＦ₆、Ｃ₂Ｆ₆等のフッ化物ガ
スおよびその混合ガスによるＲＩＥ（Reactive Ion Etc
hing）が一般的である。一方、現行マスク基板のほとん
どは合成石英基板であるが、フッ化物ガスに対する合成
石英のエッチング速度は比較的大きい。したがって位相
シフター膜のエッチング完了後もエッチングが継続され
た場合には、基板がエッチングされてしまい、位相差は
１８０°よりも大きくなるため、位相シフトによる解像
度の向上が得られなくなる。それを防ぐため、位相シフ
トマスクのエッチングプロセス時には、その終点を判別
できなければならないわけだが、判別方法はいくつか考
案されている。中でも最も一般的かつ有効な方法は、被
エッチング部に特定波長（例えば６８０ｎｍ）の光を照
射し、その反射光強度の経時変化を検出することで、終
点を判別する方法である。ところが、本発明の位相シフ
ター膜がＳｉＯ_xＮ_y膜のみの単層構成であり、かつ酸素
の量が多い場合には、合成石英基板と組成や屈折率が類
似するため、被エッチング部のエッチングが進行しても
反射強度の変化が十分に得られない可能性がある。この
ことは、位相シフター膜の深さ方向の加工精度に問題が
生じる原因となりうる。そのため本発明の位相シフトマ
スクおよびマスクブランクにおいて、基板に合成石英を
用い、かつ位相シフター膜を構成するＳｉＯ_xＮ_y膜の酸
素量が多い場合には、該ＳｉＯ_xＮ_y膜と合成石英基板と
の間にエッチングストッパー膜を設けることが好まし
い。この場合は、位相シフター膜はＳｉＯ_xＮ_y膜とエッ
チングストッパー膜の２層構造となり、所定の位相角お
よび透過率は、この２層構造とした上で調整される。こ
こで、エッチングストッパー層とは、ＳｉＯ_xＮ_y膜のエ
ッチングの進行を阻止する機能を有する材料からなる
膜、もしくは位相シフター膜のエッチングの終点検出を
容易にする機能、もしくはその両方の機能を有する材料
からなる膜である。前者のＳｉＯ_xＮ_y膜のエッチングの
進行を阻止する機能を有する膜に関しては、位相シフタ
ー層のエッチングに対する選択比が低い材料、即ちＳｉ
Ｏ_xＮ_y膜のエッチングに使用するエッチング媒質に対す
るエッチング速度がＳｉＯ_xＮ_y膜よりも遅い材料であ
り、具体的には、位相シフター膜に対するエッチング選
択比が０．７以下、望ましくは０．５以下となる材料か
らなる膜であることが好ましい。また、後者の位相シフ
ター膜のエッチングの終点検出を容易にする機能を有す
るエッチングストッパー膜に関しては、その材料が、透
明基板（例えば合成石英基板）とエッチングストッパー
のエッチング終点検出光（例えば６８０ｎｍ）に対する
反射率の差が、透明基板とＳｉＯ_xＮ_y膜との差よりも大
きくなるような膜であり、好ましくは、ＳｉＯ_xＮ_y膜及
び透明基板よりも屈折率（複素屈折率実部）が高い材料
であり、具体的にはＳｉＯ_xＮ_y膜とエッチング終点検出
光の波長における屈折率差が０．５以上、望ましくは１
以上となる材料からなる膜が好ましく、透明基板との屈
折率差が０．５以上、望ましくは１以上となる材料から
なる膜が好ましい。エッチングストッパー層としては、
基板に対するエッチング選択比は、１．５以上、望まし
くは２．０以上とすることが好ましい。すなわち、エッ
チングストッパー層が除去できなければ、光透過部にお
ける光透過率が減少し、パターン転写時のコントラスト
は劣化することはもちろん、除去できるとしても、基板
よりもエッチングレートが大きくなければエッチングの
終点付近で基板をもエッチングしてしまう可能性があ
り、加工精度が悪くなる。以上の点を考慮した上で適す
る材料としては、マグネシウム、アルミニウム、チタ
ン、バナジウム、クロム、イットリウム、ジルコニウ
ム、ニオブ、モリブデン、スズ、ランタン、タンタル、
タングステン、シリコン、ハフニウムから選ばれる一種
又は二種以上の材料あるいはこれらの化合物（酸化物、
窒化物、酸窒化物）などが挙げられる。エッチングスト
ッパー膜の膜厚は１０〜２００オンク゛ストロームであることが
好ましい。すなわち、１０オンク゛ストロームより小さいとエッ
チングを完全に阻止できなかったり、有意な反射率変化
が検出できなかったりするために、パターン加工精度が
悪くなる可能性が生じる。一方、等方的なエッチングの
進行によるパターンの拡大は、エッチングプロセスにも
よるが、最大で膜厚の２倍程度まで進行する。従って、
０．１μｍ＝１０００オンク゛ストローム以下のパターン線幅を
加工する際に、膜厚が２００オンク゛ストロームを超えるという
ことは、４０％以上もの寸法誤差を生じることになり、
マスクの品質に深刻な悪影響を与える。さらに、エッチ
ングストッパー層は、透過率を調整する機能を有するこ
とが好ましい。エッチングストッパー層自体の露光波長
（波長１４０〜２００ｎｍ、又は１５７ｎｍ付近、又は
１９３ｎｍ付近）に対する透過率は、３〜４０％とする
ことにより位相シフター部における透過率を保持しつ
つ、位相シフター部の下部に形成されたエッチングスト
ッパー層によって（異なる材料の積層によって）、露光
波長よりも長い検査波長の透過率を低減することが可能
となる。即ち、製造プロセスにおけるマスクの検査は、
現行では露光波長よりも長波長の光を用い、その透過光
強度を測定する方式をとっており、現行の検査波長２０
０〜３００ｎｍの範囲で、光半透過部（位相シフタ一
部）の光透過率が４０％以下となることが望ましいとさ
れる。すなわち４０％以上だと、光透過部とのコントラ
ストが取れず、検査精度が悪くなる。エッチングストッ
パー膜を遮光機能が高い材料とする場合、材料として
は、アルミニウム、チタン、バナジウム、クロム、ジル
コニウム、ニオブ、モリブデン、ランタン、タンタル、
タングステン、シリコン、ハフニウムから選ばれる一種
又は二種以上の材料からなる膜あるいはこれらの窒化物
なとが挙げられる。またそのようなエッチングストッパ
ー層の膜厚は、位相シフター部よりも十分薄い膜厚で導
入することが望ましく、２００オンク゛ストローム以下の膜厚が
適当である。すなわち、２００オンク゛ストロームを上回ると、
露光波長での光透過率が３％を下回る可能性が高い。こ
の場合は、ＳｉＯ_xＮ_y膜とエッチングストッパー膜の２
層で位相角及び透過率を調整することとなる。具体的に
は、エッチングストッパー自体の露光波長（波長１４０
〜２００ｎｍ、又は１５７ｎｍ付近、又は１９３ｎｍ付
近）に対する透過率は、３〜４０％とし、ＳｉＯ_xＮ_y膜
と積層したときの透過率が３〜４０％となるように調整
することが好ましい。エッチングストッパー層を設ける
場合、光透過部に相当する部分の表面に露出したエッチ
ングストッパー層は除去可能である必要がある。これ
は、エッチングストッパー層が光透過部を覆ってしまう
と、光透過部の透過率の減少が起こるからである。エッ
チングストッパー膜の除去方法は、エッチングストッパ
ー膜が、ＳｉＯ _xＮ_y膜のエッチングの進行を阻止する機
能を有する材料からなる膜の場合は、ＳｉＯ_xＮ_y膜のエ
ッチング方法と異なる方法を用いる必要がある。また、
エッチングストッパー膜が、位相シフター膜のエッチン
グの終点検出を容易にする機能を有する材料からなる膜
の場合は、ＳｉＯ_xＮ_y膜とエッチングストッパー膜のエ
ッチング方法は、同じであっても構わないし、異なって
いてもよい。ＳｉＯ_xＮ_y膜からなる位相シフター膜のエ
ッチングには、例えばＣＨＦ₃やＣＦ₄、ＳＦ₆、Ｃ₂Ｆ₆
等のフッ素系ガス及びその混合ガスによるドライエッチ
ング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）にて行うことが
できる。一方エッチングストッパー膜を位相シフター膜
と異なる方法によりエッチング除去する場合は、位相シ
フター膜の除去に用いたものと異なるフッ素系ガスを用
いたドライエッチング、又は例えば（Ｃｌ₂、Ｃｌ₂＋Ｏ
₂）等の塩素系ガスを用いたドライエッチング、あるい
は酸やアルカリ等によるウエットエッチングを用いるこ
とができる。ＳｉＯ_xＮ_y膜からなる位相シフター膜のエ
ッチングと同じフッ素系のドライエッチングにて除去可
能なエッチングストッパー膜としては、例えば、シリコ
ン、ＭｏＳｉ_x、ＴａＳｉ_x等が好ましい材料として挙げ
られる。このように、ＳｉＯ _xＮ_y膜と連続してエッチン
グ可能なエッチングストッパー膜を設けた場合は、プロ
セス上のメリットが大きい。また、ＳｉＯ_xＮ_y膜からな
る位相シフター膜のエッチングとは異なる方法でエッチ
ング可能なエッチングストッパー膜としては、例えば、
Ｃｌ₂のドライエッチングでエッチング可能なＴａ又は
Ｔａを含む薄膜、例えばＴａＮ_x、ＴａＺｒ_x、ＴａＣｒ
_x、ＴａＨｆ_x等や、Ｚｒ、Ｈｆ、また、Ｃｌ₂＋Ｏ₂のド
ライエッチングでエッチング可能なＣｒ等が好ましい材
料として挙げられる。尚、エッチングストッパー膜が、
ＳｉＯ_xＮ_y膜のエッチングの進行を阻止する機能を有す
る材料からなる膜であり、かつ透過率の高い材料からな
る場合は、前述の単層構造のハーフトーン型位相シフト
マスクの透明基板と光半透過膜の間にエッチングストッ
パー膜を設け、光透過部に露出したエッチングストッパ
ーを除去しない構造とすることもできる。エッチングス
トッパー層は、ＳｉＯ_xＮ_y膜の酸素が４０原子％以上の
場合に、又は透明基板との屈折率差が０．５以下、好ま
しくは０．３以下の場合に設けると特に有効である。
尚、本発明のＳｉＯ_xＮ_y膜とエッチングストッパー膜と
の２層構造の光半透過膜を有する位相シフトマスクブラ
ンクのＳｉＯ_xＮ_y膜についても、上述の単層の場合と同
様の組成範囲又は屈折率（複素屈折率実部及び虚部）の
ＳｉＯ_xＮ_y膜とすることが好ましい。

【００２９】本発明における上記位相シフター膜の作製
方法には、得られる膜質（例えばｋ、ｎなどの物性）、
膜質の制御性や、得られる組成、組成の制御性、量産性
を考慮し反応性スパッタリング法を選択した。反応性ス
パッタリング法では、ターゲットとスパッタガスの組み
合わせにより、基板上に形成される膜の成分を定めるこ
とが可能である。例えば上記位相シフター膜を作製する
場合には、スパッタターゲットとして珪素または珪素を
含むターゲットを用い、スパッタガスとして、窒素、酸
素、一酸化窒素、二酸化窒素、一酸化二窒素等の各種窒
素源、酸素源と、アルゴンあるいはキセノン等の不活性
ガスを適宜混合したスパッタガスを用いることが可能で
ある。また、スパッタ装置の電力印加方式（ＲＦ、ＤＣ
など）、スパッタ出力、ガス圧、基板加熱の有無等に関
しては、用いるターゲット及びガスの種類、また目的と
する膜特性に応じて適宜選択すればよい。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００３１】（実施例１〜２、比較例１〜２、参考例
１）（単層タイプ：Ｆ₂用）石英基板上にＲＦスパッタ放電によってハーフトーン型
位相シフター膜の成膜を行った。ターゲットにはＳｉも
しくはＳｉＯ₂を用い、スパッタガスとしてはアルゴ
ン、酸素及び窒素を用いて、窒素及び酸素の流量を変え
ることで作製条件を変化させた。各実施例、比較例、参
考例のガス流量条件を、表１に示す。なお、膜厚は、Ｆ
₂エキシマレーザの波長（１５７ｎｍ）において位相シ
フト量が１８０°となるように調整した。表１のサンプ
ルについて、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）による位相
シフター膜の組成分析を行った。さらに、紫外〜可視分
光光度計を用いて各試料の透過率及び反射率を測定し、
それらの値から複素屈折率実部ｎ、複素屈折率虚部（消
衰係数）ｋの波長分散を最小２乗フィッティングにより
算出した。組成分析の結果、並びに、Ｆ₂エキシマレー
ザの露光波長である波長１５７ｎｍにおけるｎ、ｋ、及
び光透過率の値を表２に示す。また透過スペクトルを図
１に示す。

【００３２】

【表１】

【表２】

【００３３】表２及び図１より、成膜時の全ガス中の酸
素の割合（％）［＝（酸素の流量／各ガスの流量の合
計）×１００］を０％より多く２％以下の間で変化させ
ることで、波長１５７ｎｍにおいて２〜７３％の透過率
を有するサンプルが得られたこと、並びに実施例１、２
においてハーフトーン型位相シフトマスクとして十分な
３〜４０％の透過率範囲となったことが確認できる。比
較例１では、膜中の酸素量が少ないために透過率が３％
未満で消衰係数も大きく、また比較例２、参考例１では
酸素量が多すぎるために透過率が４０％を大幅に上回る
ことから、いずれも波長１５７ｎｍにおいてハーフトー
ン型位相シフトマスクとして使用することは難しいとい
える。なお、比較例１についても不純物として酸素が検
出された。表２の各サンプルについて過水硫酸（Ｈ₂Ｓ
Ｏ₄＋Ｈ₂Ｏ₂）、及びアンモニア過水（ＮＨ₃ａｑ＋Ｈ₂
Ｏ₂）にそれぞれ１時間浸漬したところ、分光光度計に
よる透過率の変化は見られなかったことから、作製した
サンプルの耐薬品性が十分高いことが確認された。上述
の単層膜形成に引き続き、実施例１，２では、図４に示
すように、得られた単層膜１上にレジスト膜２を形成し
（図４（ａ））、パターン露光、現像によりレジストパ
ターン２ａを形成する（同図（ｂ））。その後ドライエ
ッチング法により、レジストパターン２ａ下の単層膜を
パターニングして、単層膜のパターン１ａを得る（同図
（ｃ））。本実施例ではＣＦ₄ガスを用いてエッチング
したところ、良好なパターン形状が得られた。基板と膜
のドライエッチング選択比は５であった。最後にレジス
ト除去液を用いてレジストを剥離し、洗浄・リンス工程
を経て、Ｆ₂エキシマレーザ露光用ハーフトーン型位相
シフトマスク３を得た（同図（ｄ））。

【００３４】（実施例３、比較例３〜４、参考例２）
（単層タイプ：ＡｒＦ用）基板として石英基板を用い、ＡｒＦ用のハーフトーン型
位相シフター膜の成膜を、Ｆ₂用のハーフトーン型位相
シフター膜の成膜と同様な方法で、行った。各実施例、
比較例、参考例のガス流量条件を、表３に示す。なお、
膜厚は、ＡｒＦエキシマレーザの波長（１９３ｎｍ）に
おいて位相シフト量が１８０°となるように調整した。
表３のサンプルについて、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰ
Ｓ）による位相シフター膜の組成分析を行った。さら
に、紫外〜可視分光光度計を用いて各試料の透過率及び
反射率を測定し、それらの値から被素屈折率実部ｎ、複
素屈折率虚部（消衰係数）ｋの波長分散を算出した。組
成分析の結果、並びに、ＡｒＦエキシマレーザの露光波
長である波長１９３ｎｍにおけるｎ、ｋ、及び光透過率
の値を表４に示す。

【００３５】

【表３】

【表４】

【００３６】表４に示すように、実施例３では、ハーフ
トーン型位相シフトマスクとして十分な３〜４０％の透
過率範囲となった。比較例３では、酸素の割合が大きい
ために、透過率が大きな値となった。比較例４のように
Ｎ₂を流さなかった場合には珪素の割合がおよそ６０％
と大きくなった。そのために、十分な透過率が得られ
ず、ｋも非常に大きな値を示すことが確認できる。な
お、どの膜についても深さ方向の組成変動は確認されな
かったことから、作製した膜は均質であるといえる。表
４の各サンプルについて過水硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄＋Ｈ
₂Ｏ₂）、及びアンモニア過水（ＮＨ₃ａｑ＋Ｈ₂Ｏ₂）に
それぞれ１時間浸漬したところ、分光光度計による透過
率の変化は見られなかったことから、作製したサンプル
の耐薬品性が十分高いことが確認された。上述の単層膜
形成に引き続き、実施例３では、得られた単層膜上にレ
ジスト膜を形成し、パターン露光、現像によりレジスト
パターンを形成する。その後ドライエッチング法によ
り、レジストパターン下の単層膜をパターニングする。
本実施例ではＣ₂Ｆ₆ガスを用いてエッチングしたとこ
ろ、良好なパターン形状が得られた。基板と膜のドライ
エッチング選択比は１．５であった。最後にレジスト除
去液を用いてレジストを剥離し、洗浄・リンス工程を経
て、ＡｒＦエキシマレーザ露光用ハーフトーン型位相シ
フトマスクを得た。

【００３７】（実施例４〜１１）実施例４〜１１は、Ｆ₂エキシマレーザ露光に対応した
ハーフトーン型位相シフトマスクの具体的態様であり、
いずれも基板に合成石英基板を使用し、基板とＳｉＯ_x
Ｎ_y層の間にエッチングストッパー層を設けている。（成膜）まず、合成石英基板上に、エッチングストッパ
ー層である層Ａ、およびＳｉＯ _xＮ_yからなる層Ｂを順に
積層する。本実施例ではスパッタリング法により作製し
た。２層膜の層Ａ、Ｂの基本組成および、ターゲットや
スパッタガスの種類等の条件、そして各層の膜厚は、各
実施例ごと、表５に示す通りである。なお、層Ａ、Ｂそ
れそぞの膜厚は、各層の位相シフト量の総和が波長１５
７ｎｍにおいて１８０°となるよう、上述した数式
（１）を利用して調整している。（光学特性）作製した２層膜の透過率を、真空紫外分光
光度計を用いて測定したところ、Ｆ ₂エキシマレーザの
波長１５７ｎｍにおける透過率は表６のようになり、エ
ッチングストッパー層を設けた場合でも、ハーフトーン
位相シフトマスクとして必要十分な３〜４０％の範囲の
光透過率が得られた。また、実施例５の透過スペクトル
を図２に示す。Ｆ₂エキシマレーザ露光用ハーフトーン
型位相シフトマスクの検査波長は２５０ｎｍ前後とされ
ているが、該範囲における透過率が４０％以下となって
いることから、十分な検査精度が得られることが期待で
きる。なお、実施例４，６〜１０についても同様に、２
５０ｎｍ前後の透過率は４０％以下となった。

【００３８】

【表５】

【表６】

【００３９】（加工）実施例４〜９では、作製した２層
膜上にレジストを塗布し、露光・現像工程を経てレジス
トパターンを形成する。その後、そのレジストパターン
をマスクとし、ドライエッチング法により２層膜の上層
Ｂ（ＳｉＯ_xＮ_y膜）をエッチングする。本実施例ではＣ
Ｆ₄ガスを使用し、エッチング時間はＳｉＯ_xＮ_y層の膜
厚をおおむねエッチングできる時間よりも３０％長い時
間で設定した。その結果、ＳｉＯ_xＮ_y膜はレジストパタ
ーンに基づいてパターニングされ、かつエッチングの進
行は下層のエッチングストッパー膜のところで停止し
た。別途実験により求められた、本実施例における合成
石英基板、層Ａ、層Ｂ（ＳｉＯ_xＮ_y）のエッチングレー
トを表７に示す。層Ｂに対して、層Ａのエッチングレー
トは１／５以下にまで減少しており、実施例４，５にお
ける層Ａが「ＳｉＯ_xＮ_y膜のエッチングの進行を阻止す
る機能を有する」エッチングストッパー膜であることが
確認できる。引き続いて、表面に露出した層Ａをエッチ
ングにより除去した。エッチャントとして、実施例４で
は過水硫酸を、実施例５〜９ではＣｌ₂ガスを用いたと
ころ、いずれも良好なパターン形状が得られた。別途実
験により求められた、合成石英基板、層Ａのエッチング
レートを表８に示す。合成石英基板に対し、層Ａのエッ
チングレートは５倍以上あり、実施例４，５における層
Ａが「除去可能な」層であることが確認できる。実施例
１０，１１では、作製した２層膜上にレジストを塗布
し、露光・現像工程を経てレジストパターンを形成す
る。その後、そのレジストパターンをマスクとし、ＣＦ
₄ガスによって２層膜の上層Ｂ（ＳｉＯ_xＮ_y）ならびに
下層Ａをエッチングする。その際の、エッチング時間
と、波長６７８ｎｍの光に対する被エッチング部分の反
射光強度との関係をプロットしたところ、実施例１０に
関しては図３のようになり、ある時間で、反射光強度が
急激に減少することが確認された。その時点でエッチン
グを停止したところ、層Ａ，Ｂともレジストパターンに
基づいた、良好なパターン形状が得られた。すなわち、
実施例１０における層Ａが、「ＳｉＯ_xＮ_y膜のエッチン
グの終点検出を容易にする機能を有する」エッチングス
トッパー膜であり、かつ「除去可能な」膜であることが
確認できる。なお、波長６７８ｍｍにおける合成石英基
板，層Ａ，層Ｂの屈折率（複素屈折率実部）はそれぞ
れ、１．４７，４．７０，１．６７である。このよう
に、層Ｂの屈折率が合成石英基板、層Ａと比べて１以上
大きい場合には、層Ｂがエッチングされる前後で、図３
のような反射光強度の急激な変化が得られることから、
終点検出が容易になる。同様の反射光強度の変化は実施
例１１の場合においても得られた。なお、実施例２につ
いてもエッチング時間と反射光強度との関係をプロット
し、図３に併せて示した。実施例２の場合でも終点は検
出できるが、実施例１０の方がより終点が明確になる。

【００４０】

【表７】

【表８】

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
１４０ｎｍ〜２００ｎｍの露光波長領域、とりわけＦ₂
エキシマレーザの波長である１５７ｎｍ付近で、所望の
透過率ならびに位相シフト量を与えると同時に、露光光
照射耐性、耐薬品性、加工性、成形性、形状安定性が良
好である位相シフター部又は位相シフター膜を有する位
相シフトマスク又は位相シフトマスクブランクを提供で
きる。さらに、位相シフター膜をＳｉＯ_xＮ_y膜とエッチ
ングストッパー膜との２層構造とすることにより、露光
光照射耐性、耐薬品性に加え、パターンの加工性が良好
な位相シフター膜を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例及び比較例等で作製した試料の透過スペ
クトルを示す図である。

【図２】実施例５で作製した試料の光半透過部（位相シ
フター部）における透過スペクトルを示す図である。

【図３】実施例で作製した試料のエッチング時間と反射
光強度との関係を示す図である。

【図４】位相シフトマスクの製造工程を説明するための
模式図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板上に、露光光を透過させる光透
過部と、露光光の一部を透過させると同時に透過した光
の位相を所定量シフトさせる位相シフター部を有し、前
記光透過部と位相シフター部の境界部近傍にて各々を透
過した光が互いに打ち消し合うように光学特性を設計す
ることで、被露光体表面に転写される露光パターン境界
部のコントラストを良好に保持、改善できるようにした
ハーフトーン型位相シフトマスクを製造するために用い
るハーフトーン型位相シフトマスクブランクであり、透
明基板上に前記位相シフター部を形成するための位相シ
フター膜を有するハーフトーン型位相シフトマスクブラ
ンクにおいて、前記位相シフトマスクが、１４０ｎｍから２００ｎｍの
露光光波長範囲で使用されるものであり、前記位相シフター膜が珪素、酸素、及び窒素を主構成要
素とする膜からなり、各々原子百分率において珪素を３
５〜４５％、酸素を１〜６０％、窒素を５〜６０％含
み、かつそれらの合量が前記位相シフター膜を構成する
組成全体の少なくとも９０％以上を占めることを特徴と
するハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
【請求項２】透明基板上に、露光光を透過させる光透
過部と、露光光の一部を透過させると同時に透過した光
の位相を所定量シフトさせる位相シフター部を有し、前
記光透過部と位相シフター部の境界部近傍にて各々を透
過した光が互いに打ち消し合うように光学特性を設計す
ることで、被露光体表面に転写される露光パターン境界
部のコントラストを良好に保持、改善できるようにした
ハーフトーン型位相シフトマスクを製造するために用い
るハーフトーン型位相シフトマスクブランクであり、透
明基板上に前記位相シフター部を形成するための位相シ
フター膜を有するハーフトーン型位相シフトマスクブラ
ンクにおいて、前記位相シフトマスクが、Ｆ₂エキシマレーザの波長で
ある１５７ｎｍ付近の露光光波長範囲で使用されるもの
であり、前記位相シフター膜が珪素、酸素、及び窒素を主構成要
素とする膜からなり、各々原子百分率において珪素を３
５〜４０％、酸素を２５〜６０％、窒素を５〜３５％含
み、かつそれらの合量が前記位相シフター膜を構成する
組成全体の少なくとも９０％以上を占めることを特徴と
するハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
【請求項３】透明基板上に、露光光を透過させる光透
過部と、露光光の一部を透過させると同時に透過した光
の位相を所定量シフトさせる位相シフター部を有し、前
記光透過部と位相シフター部の境界部近傍にて各々を透
過した光が互いに打ち消し合うように光学特性を設計す
ることで、被露光体表面に転写される露光パターン境界
部のコントラストを良好に保持、改善できるようにした
ハーフトーン型位相シフトマスクを製造するために用い
るハーフトーン型位相シフトマスクブランクであり、透
明基板上に前記位相シフター部を形成するための位相シ
フター膜を有するハーフトーン型位相シフトマスクブラ
ンクにおいて、前記位相シフトマスクが、ＡｒＦエキシマレーザの波長
である１９３ｎｍ付近の露光光波長範囲で使用されるも
のであり、前記位相シフター膜が珪素、酸素、及び窒素を主構成要
素とする膜からなり、各々原子百分率において珪素を３
８〜４５％、酸素を１〜４０％、窒素を３０〜６０％含
み、かつそれらの合量が前記位相シフター膜を構成する
組成全体の少なくとも９０％以上を占めることを特徴と
するハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
【請求項４】透明基板上に、露光光を透過させる光透
過部と、露光光の一部を透過させると同時に透過した光
の位相を所定量シフトさせる位相シフター部を有し、前
記光透過部と位相シフター部の境界部近傍にて各々を透
過した光が互いに打ち消し合うように光学特性を設計す
ることで、被露光体表面に転写される露光パターン境界
部のコントラストを良好に保持、改善できるようにした
ハーフトーン型位相シフトマスクを製造するために用い
るハーフトーン型位相シフトマスクブランクであり、透
明基板上に前記位相シフター部を形成するための位相シ
フター膜を有するハーフトーン型位相シフトマスクブラ
ンクにおいて、前記位相シフトマスクが、１４０ｎｍから２００ｎｍの
露光光波長範囲で使用されるものであり、前記位相シフター膜が珪素、酸素、及び窒素を主構成要
素とする膜からなり、かつ、前記位相シフター部の露光
光に対する複素屈折率実部ｎが１．７以上で、かつ複素
屈折率虚部ｋが０．４５０以下であることを特徴とする
ハーフトーン型位相シフトマスクブランク。ここで上記
ｎ、ｋは、当該マスクのエネルギー透過率Ｔ、エネルギ
ー反射率Ｒ、当該マスクの位相シフター部の膜厚ｄ、及
び当該マスク基板の屈折率ｎ₀との間に以下の関係が成
り立つ。【数１】
【請求項５】透明基板上に、露光光を透過させる光透
過部と、露光光の一部を透過させると同時に透過した光
の位相を所定量シフトさせる位相シフター部を有し、前
記光透過部と位相シフター部の境界部近傍にて各々を透
過した光が互いに打ち消し合うように光学特性を設計す
ることで、被露光体表面に転写される露光パターン境界
部のコントラストを良好に保持、改善できるようにした
ハーフトーン型位相シフトマスクを製造するために用い
るハーフトーン型位相シフトマスクブランクであり、透
明基板上に前記位相シフター部を形成するための位相シ
フター膜を有するハーフトーン型位相シフトマスクブラ
ンクにおいて、前記位相シフター膜が、珪素、酸素、及び窒素を主構成
要素とする膜、及び、前記膜と透明基板との間に形成さ
れたエッチングストッパー膜とからなることを特徴とす
るハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
【請求項６】前記エッチングストッパー膜は、透過率
を調整する機能を有していることを特徴とする請求項５
記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
【請求項７】前記エッチングストッパー膜は、前記珪
素、酸素、及び窒素を主構成要素とする膜のエッチング
と異なるエッチング媒質でエッチング可能な材料である
ことを特徴とする請求項５又は６記載のハーフトーン型
位相シフトマスクブランク。
【請求項８】前記エッチングストッパー膜は、前記珪
素、酸素、及び窒素を主構成要素とする膜のエッチング
と同じエッチング媒質でエッチング可能な材料であるこ
とを特徴とする請求項５又は６記載のハーフトーン型位
相シフトマスクブランク。
【請求項９】前記位相シフトマスクが、１４０ｎｍか
ら２００ｎｍの露光光波長範囲で使用されるものである
ことを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載のハー
フトーン型位相シフトマスクブランク。
【請求項１０】前記珪素、酸素、及び窒素を主構成要
素とする膜は各々原子百分率において珪素を３０〜４５
％、酸素を１〜６０％、窒素を５〜６０％含み、かつそ
れらの合量が前記膜を構成する組成全体の少なくとも９
０％以上を占めることを特徴とする請求項５〜９のいず
れかに記載のハーフトーン型位相シフトマスクブラン
ク。
【請求項１１】請求項１〜１０のいずれかに記載のハ
ーフトーン型位相シフトマスクブランクを製造する方法
であって、前記珪素、酸素、及び窒素を主構成要素とする膜を、不
活性ガス、酸素ガス及び窒素ガスをスパッタリングガス
として用いた反応性スパッタリング法を用い、前記スパ
ッタリングガス中の酸素の割合を０．２〜３０％とする
ことによって形成したことを特徴とする製造方法。
【請求項１２】請求項１〜１１のいずれかに記載のハ
ーフトーン型位相シフトマスクブランクにおける位相シ
フター膜を、所定のパターンが得られるように選択的に
除去するパターニング処理を施すことにより得られた、
光透過部と位相シフター部とからなるマスクパターンを
有することを特徴とするハーフトーン型位相シフトマス
ク。
【請求項１３】請求項１２に記載のハーフトーン型位
相シフトマスクを用いてパターン転写を行うことを特徴
とするパターン転写方法。