JP2003005349A

JP2003005349A - ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクおよびハーフトーン型位相シフトマスク

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Publication number: JP2003005349A
Application number: JP2001188627A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Matsuo; 正松尾; Takashi Haraguchi; 崇原口; Koichiro Kanayama; 浩一郎金山
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2001-06-21
Filing date: 2001-06-21
Publication date: 2003-01-08

Abstract

(57)【要約】【課題】短波長領域においても透過率が高く、膜中の粒
子欠陥も少なく、化学的にも安定であり、得られる位相
差の面でも問題がないハーフトーン型の位相シフトマス
ク、およびそのような位相シフトマスクを製造すること
が可能な位相シフトマスク用ブランクを提供することが
望まれていた。【解決手段】透明基板上に、透過率および透過した後の
位相が制御される単層膜もしくは多層膜からなる半透明
膜層が設けられてなるハーフトーン型位相シフトマスク
用ブランクにおいて、前記半透明膜層の少なくとも１層
に含まれる、酸素、窒素以外の主要構成元素が２種類の
金属元素であり、その一方がアルミニウムであり、他方
が遷移金属であることを特徴とするハーフトーン型位相
シフトマスク用ブランクを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造プロセス
中のフォトリソグラフィ工程で使用される露光転写用の
フォトマスク及びこれを製造するためのフォトマスクブ
ランクに係るものであり、特にハーフトーン型位相シフ
トマスクまたはハーフトーン型位相シフトマスクブラン
クに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ここ数年の半導体デバイスの急激な微細
化に伴い、Ｓｉウエハ上にマスクパターンを転写するリ
ソグラフィ技術も同時に進歩を遂げてきた。縮小投影露
光装置（ステッパー）は解像性を向上させるために、ｉ
線（波長３６５ｎｍ）以降ではＫｒＦエキシマレーザー
（波長２４８ｎｍ），ＡｒＦエキシマレーザー（波長１
９３ｎｍ）といった遠紫外線領域、さらにはＦ₂レーザ
ー（波長１５７ｎｍ）の真空紫外線領域へと、短波長化
の一途を辿っている。

【０００３】位相シフト法はリソグラフィ技術における
解像度向上技術の１つであり、開発が盛んに行われてい
る。原理的にはマスク上の隣接する領域に互いの透過光
が１８０度となるように位相シフト部を設けることによ
り、透過光が回折し干渉し合う際に境界部の光強度を弱
め、その結果として転写パターンの解像度を向上させる
ものである。これにより通常のフォトマスクに比べて飛
躍的に優れた微細パターンの解像度向上効果および焦点
深度向上の効果を持つ。

【０００４】上記のような位相シフト法はレベンソンら
によって提唱され、特開昭５８−１７３７４４号や、原
理では特公昭６２−５０８１１号に記載されており、レ
ベンソン型やハーフトーン型などが公知となっている。
特にハーフトーン型位相シフトマスク（以下ハーフトー
ンマスクと記す）は、半透明膜に透過光の位相反転作用
および、パターン内部でレジストの感度以下での遮光性
の役割を持たせる事により透過光強度のエッジ形状を急
峻にして解像性や焦点深度特性を向上させると共にマス
クパターンを忠実にウエハ上に転写する効果を有したも
のであり、特に孤立パターンの解像度向上に有効であ
る。

【０００５】ハーフトーンマスクには、位相差と透過率
を与える半透明層が、一種類の薄膜材料で構成された単
層型ハーフトーンマスクと、位相差と透過率を与える半
透明層が二種類以上の薄膜材料から構成された多層型ハ
ーフトーンマスクとがある。多層型ハーフトーンマスク
のうちもっとも簡単な構造は、位相差と透過率を別々に
一種類ずつの薄膜材料で制御する２層型ハーフトーンマ
スクである。

【０００６】ハーフトーンマスク（以下、マスク用ブラ
ンクを含む）においては、露光波長である紫外線の透過
率が一般的には５から１５％、同じく反射率は２５％以
下、検査波長での透過率が４０％以下という分光学的条
件を満足しなければならない。この理由として、露光波
長での反射率が高いと、投影転写を行う際にマスクとウ
ェハーとの間の多重反射によって露光精度が低下してし
まう。また、マスクの検査・寸法測定では主に３６５ｎ
ｍ（ｉ線）の可視光や２５７ｎｍの紫外線が用いられる
が、この検査波長に対する透過率が４０％を超えると、
透過部（ガラス基板）と半透明膜部のコントラストが低
下し、検査・寸法測定が困難になるという問題が生じて
しまうからである。

【０００７】上記のような必要条件、すなわち波長の短
い紫外線領域での透過性、および可視光域までの平坦な
分光特性を実現するための方策として、ハーフトーンマ
スクのための半透明膜材料としては、ＭｏＳｉなどの金
属シリサイドやＣｒＦなどの金属弗化物が提案され、ｉ
線露光やＫｒＦ露光において使用されてきた。ハーフト
ーンマスクに限らず、フォトマスクブランク材料の成膜
方法としては、一般にガラス基板への付着力に優れたス
パッタリング法が用いられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】今後のＡｒＦ露光、さ
らにはＦ₂露光においても同様の分光特性を実現しよう
とすると、さらに短波長領域における透過性を上げる必
要が出てくる。このため金属シリサイドのよるハーフト
ーンにおいては、Ｓｉ（シリコン）の組成比を大きく
し、吸収の小さいＳｉＯ₂やＳｉＮ成分を大きくする方
法が取られる。しかしながら、Ｓｉは導電性が低いた
め、Ｓｉの組成比を大きくしたスパッタリング成膜を行
うと、膜中の粒子欠陥が急激に増加する、という問題が
生じてくる。

【０００９】また、ＣｒＦなどの金属弗化物はもともと
化学的安定性が十分でなく、すでにＡｒＦ露光において
照射耐性が十分でないことが報告されており、よりエネ
ルギーの高いＦ₂露光において使用することはさらに困
難になる。そのため、本発明の課題は、短波長領域にお
いても透過率が高く、膜中の粒子欠陥も少なく、化学的
にも安定であり、得られる位相差の面でも問題がないハ
ーフトーン型の位相シフトマスク、およびそのような位
相シフトマスクを製造することが可能な位相シフトマス
ク用ブランクを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が提供するものは、ハーフトーンマスクおよび
ハーフトーンマスクブランクにおいて、半透明膜を構成
する元素の種類、およびそれらの含有比率を光学特性や
粒子欠陥等の膜特性の関わりから鑑みて定めるものであ
る。以下にその手段を列挙する。

【００１１】請求項１記載の発明は、透明基板上に、透
過率および透過した後の位相が制御される単層膜もしく
は多層膜からなる半透明膜層が設けられてなるハーフト
ーン型位相シフトマスク用ブランクにおいて、前記半透
明膜層の少なくとも１層に含まれる、酸素、窒素以外の
主要構成元素が２種類の金属元素であり、その一方がア
ルミニウムであり、他方が遷移金属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用ブランクであ
る。ここで、「少なくとも１層」とあるが、半透明膜層
は単層膜である場合もあるため、その場合はその膜の組
成が上記組成であればよい。また、「酸素、窒素以外
の」という意味は、酸素、窒素が必須であるという意味
ではなく、酸素、窒素を含む場合でも、それを除いた主
要構成元素が２種類の金属元素である、という意味であ
る。ここで、「主要構成元素」とあるが、本発明の効果
に影響を与える元素という意味であり、多くの場合は、
含有量が酸素、窒素、ハロゲンを除いて、大きい方から
２つというのが通常であるが、それに限られない。

【００１２】請求項２記載の発明は、請求項１記載のハ
ーフトーン型位相シフトマスク用ブランクにおいて、前
記半透明膜層の少なくとも１層を構成する主要元素が、
アルミニウム、遷移金属および酸素であることを特徴と
する。

【００１３】請求項３記載の発明は、請求項２記載のハ
ーフトーン型位相シフトマスク用ブランクにおいて、前
記半透明膜層の少なくとも１層を構成する主要元素であ
るアルミニウムと遷移金属と酸素を合わせた原子数に対
する、アルミニウムと酸素を合わせた原子数比が６０％
以上であることを特徴としている。アルミニウムと遷移
金属と酸素を合わせた原子数に対する、アルミニウムと
酸素を合わせた原子数比は６０％以上とすることによ
り、透過率の高い半透明膜を得ることができる。ここ
で、酸素は金属酸化物（特に酸化アルミ）を形成して、
透過性を高める機能を果たしている。

【００１４】請求項４記載の発明は、請求項３記載のハ
ーフトーン型位相シフトマスク用ブランクにおいて、前
記半透明膜層の少なくとも１層を構成する主要元素であ
るアルミニウムと遷移金属と酸素を合わせた原子数に対
する、酸素の原子数比が５０％以上であることを特徴と
するものである。アルミニウムと遷移金属と酸素を合わ
せた原子数に対する、酸素の原子数比を５０％以上とす
ることにより、酸素が金属酸化物（特に酸化アルミ）を
形成して、透過性を高める機能を果たしているため、透
過率の高い半透明膜を得ることができる。請求項５記載
の発明は、請求項４記載のハーフトーン型位相シフトマ
スク用ブランクにおいて、前記半透明膜層の少なくとも
１層を構成する主要元素であるアルミニウムと遷移金属
と酸素を合わせた原子数に対する、アルミニウムと酸素
を合わせた原子数比が８０％以上であることを特徴とし
ている。アルミニウムと遷移金属と酸素を合わせた原子
数に対する、アルミニウムと酸素を合わせた原子数比を
８０％以上とすることにより、ＡｒＦを用いて露光した
場合でも、Ｆ２を用いて露光した場合でも、透過率の高
い半透明膜を得ることができる。

【００１５】請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求
項５のいずれか一項記載のハーフトーン型位相シフトマ
スク用ブランクにおいて、前記半透明膜層の少なくとも
１層を構成する主要元素のうちの遷移金属が、Ｍｏ、Ｚ
ｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｈｆから選ばれる元素であること
を特徴としている。請求項７記載の発明は、透明基板上
に露光光に対して透明な領域と、透過率および透過した
後の位相が制御される単層膜もしくは多層膜からなる半
透明膜層が設けられたハーフトーン型位相シフトマスク
において、請求項１乃至請求項６記載のハーフトーン型
位相シフトマスク用ブランクの半透明膜層がパターニン
グされて、前記透明な領域が形成されていることを特徴
としている。

【００１６】ここで、本発明の手段により従来の課題を
解決できる理由の要旨を説明する。図６は各種材料の波
長１９３ｎｍにおける光学定数（ｎ：屈折率、ｋ：消衰
係数）をプロットしたものである。同様に図７は各種材
料の波長１５７ｎｍにおける光学定数をプロットしたも
のである。

【００１７】ここで、一般に薄膜の透過率（Ｔ）、反射
率（Ｒ）は、薄膜の光学定数（ｎ，ｋ）と膜厚（ｄ）、
および透明基板の屈折率（ｎｓ）により定まる。さらに
ハーフトーンマスクでは位相差が重要な量であるが、位
相差ＰＳ（度）は、ＰＳ＝３６０ｘ（ｎ−１）ｘｄ／λ
で近似することができる。（λ：波長）

【００１８】上式から分かるように、ハーフトーンマス
クで望ましい位相差１８０度を得るための膜厚ｄをなる
べく小さくするためには、屈折率ｎの大きい薄膜材料を
使うことが望ましい。さらに消衰係数ｋは主として透過
率を左右する量であり、薄膜による光の吸収係数μとの
間に、μ＝４πｋ／λの関係がある。

【００１９】図６、図７において、実線はそれぞれ単層
膜で位相差１８０度を持つとき、透過率５％および１５
％となるためのｎ，ｋ条件を結んだ線であり、従ってこ
の実線内にある材料は単層型ハーフトーンマスクの薄膜
材料となることができる。しかし図からも分かるよう
に、単体の金属薄膜はこの範囲に入ることは難しい。こ
のため、酸化物、窒化物としてｋを小さく（おおよそｋ
＝０．５前後）するとともに、酸素および窒素の含有量
を最適化する必要がある。

【００２０】前記は単層型ハーフトーンマスクの場合で
あるが、単層型は一種類の膜で透過率と位相差を合わせ
なければならないので、成膜の制御性、再現性が厳しく
なる。そこで、ｋの大きい金属性薄膜を主として透過率
を合わせるための遮光性膜とし、ｋが０に近い薄膜を主
として位相差を合わせるための透明性膜とする、２層型
ハーフトーンマスクが考えられる。

【００２１】２層型ハーフトーンにおいては、遮光性膜
の選択の範囲は比較的広い。図６、図７を見ても分かる
ように、膜の金属性を高めればｋの大きい材料は容易に
得られる。そこで２層型ハーフトーンにおいては、ｎが
大きく、ｋが小さい（透明性が高い）透明性膜材料をい
かに選ぶか、が鍵となる。

【００２２】以上のように単層型ハーフトーンにおいて
はｋが０．５前後、２層型ハーフトーン用としてはｋが
０に近い膜を得ることが重要である。従来はＭｏＳｉな
どの金属シリサイドの酸窒化物や、ＣｒＦなどの金属弗
化物を利用することでｋの小さい材料を使用してきた。
すなわち図６、図７からも分かるように、金属弗化物は
もともとｋが非常に小さい。さらに金属シリサイドの酸
窒化物薄膜は一般にＳｉＯ₂やＳｉＮの成分が含まれる
分だけｋを小さくすることが出来る。しかるにこれらの
膜には、短波長領域においても透過率が高く、膜中の粒
子欠陥も少なく、化学的にも安定であり、得られる位相
差の面でも問題がないハーフトーン型の位相シフトマス
ク、およびそのような位相シフトマスクを製造すること
が可能な位相シフトマスク用ブランクを提供できないと
いうような問題点がある。

【００２３】そこで本発明では、Ｓｉを用いる代わり
に、Ａｌ₂Ｏ₃やＡｌＮのｋが小さいことに着目してＡｌ
と、もうひとつの遷移金属の酸窒化物を利用する。遷移
金属との組み合わせにする理由は、遷移金属の波長に対
する光学定数の変化はその他の金属に比べ小さく、分光
特性上有利に作用するからである。

【００２４】さらにｋを小さくする要因は主としてＡｌ
₂Ｏ₃やＡｌＮであるので、本発明では特にＡｌや酸素の
含有量を規定する。窒素でなく酸素とする理由は、Ａｌ
₂Ｏ₃に比べＡｌＮは酸やアルカリの洗浄液に対する耐性
が劣るため、窒素は可能な限り含まれないことが望まし
いからである。さらに遷移金属としては、Ｍｏ、Ｚｒ、
Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｈｆなどにおいて、同様の傾向である
のでこれらの金属を用いることが可能である。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１（ａ）、（ｂ）は本発明のハ
ーフトーンマスクの構造を示す模式断面図である。
（ａ）は単層型ハーフトーンマスクであり、ガラス基板
上に、一種類の本発明の請求項１乃至請求項５で規定す
る半透明膜層のマスクパターンが形成されている。
（ｂ）は同じく２層型ハーフトーンマスクであり、ここ
では上層の透明性膜が本発明の請求項１乃至請求項５で
規定する半透明層膜となっている。なおここでは２層型
で上層が本発明の半透明膜層である場合を示したが、下
層が本発明の半透明膜層である場合や２層とも本発明の
半透明膜層である場合、さらには多層型ハーフトーンマ
スクの場合も同様である。また、ハーフトーンマスクパ
ターンの一部に遮光膜を付けたマスクは、特に３色型
（トライトーン型）と呼ばれるが、これについても同様
である。

【００２６】図２（ａ）、（ｂ）は本発明のハーフトー
ンマスクブランクの構造を示す模式断面図である。これ
らは各々図１（ａ）、（ｂ）の本発明のハーフトーンマ
スクを作製するためのマスクブランクであり、この後、
レジスト塗布、電子線やレーザによる描画、ドライエッ
チングなどの工程を経て、図１のハーフトーンマスクと
なる。なお、図２の後、レジストを塗布した形態や、３
色型のためにハーフトーン膜の上に遮光膜を付けた形態
もマスクブランクという場合もあるが、本発明の主旨に
影響しない付属的な事柄であるので、本発明の範囲に含
めるものとする。

【００２７】（実施例１）ここでは本発明のハーフトー
ンマスクのうち、遷移金属としてＺｒを使い、主要元素
がアルミニウム、ジルコニウム、および酸素である半透
明膜層を透明性膜として用いて、ＡｒＦ（波長１９３ｎ
ｍ）露光用の２層型ハーフトーンマスクを作製した実施
例について説明する。

【００２８】初めに、ＺｒターゲットとＡｌターゲット
とを２源カソードとし、ＡｒにＯ₂ガスを加えた、２源
同時反応性スパッタリング成膜実験を行い、組成比の変
化したＺｒｘＡｌｙＯｚ膜を数種類成膜した。組成比は
両ターゲットへの印可電力比と、Ｏ₂／Ａｒ流量比を変
化することで、変化させた。さらに成膜した膜の光学定
数（ｎ，ｋ）をエリプソメータで、組成分析はＸＰＳ
（Ｘ線光電子分光）分析を用いて調べた。ターゲット：Ａｌ，Ｚｒ成膜雰囲気：Ａｒ＋Ｏ₂＝３０［ＳＣＣＭ］（反応性ス
パッタリング）、Ｏ₂＝０．０〜８．０［ＳＣＣＭ］
（Ｏ₂／（Ａｒ＋Ｏ₂）＊１００＝０％〜２６．７％）圧力：０．２５［Ｐａ］出力：ＤＣ３００［Ｗ］（Ｔｏｔａｌ）Ａｌ／（Ａｌ＋Ｚｒ）＝２０％〜８０％・・・出力比ターゲット−基板間距離：２００［ｍｍ］組成定量分析：ＸＰＳ分析により、表面から定常値まで
Ａｒでエッチングしつつ原子数比を定量分析（Ｚｒ＋Ｓ
ｉ＋Ｏ＝１００％）

【００２９】上記のように作製した膜の波長１９３ｎｍ
における光学定数（ｎ，ｋ）をエリプソメータで測定
し、プロットした結果を図３に示す。同じく、ＸＰＳに
よって調べた組成分析の結果を図４に示す。これらの図
から分かるように、膜の透過性、すなわちｋの大きさは
ＡｌとＯの含有量に大きく左右される。アルミニウムと
遷移金属と酸素を合わせた原子数に対する、アルミニウ
ムと酸素を合わせた原子数比を６０％以上とすることに
より、ＡｒＦ露光用として、単層型ハーフトーンでは透
過率が５％以上となり、特に優れた透過率を有するハー
フトーン型位相シフトマスク用ブランク及びそれを用い
たハーフトーン型位相シフトマスクを製造することが可
能となる。図３においても、酸素流量３［ＳＣＣＭ］、
出力比２０％の膜の場合、ＡｌとＺｒとＯを合わせた原
子数に対する、ＡｌとＯを合わせた原子数比は６８．８
％、同じくＯのみの原子数比は５７．５％であり、Ａｒ
Ｆ露光用として、単層膜としては、透過率が５％以上と
なる。

【００３０】次に、２層型ハーフトーンマスクをつくる
ために、透明性膜としては酸素流量５［ＳＣＣＭ］、出
力比８０％の膜、遮光性膜としては酸素流量０［ＳＣＣ
Ｍ］、出力比４０％の膜を選定した。まず透明な合成石
英基板上に遮光性膜を１０５．０ｎｍの厚さに成膜し、
その上に透明性膜を３２．０ｎｍの厚さに成膜し、２層
膜ブランクを作製した。さらに２層膜ブランク上に電子
線レジスト（日本ゼオン株式会社製：製品名ＺＥＰ７０
００）を塗布し、２００度３０分間ベーキングを行っ
た。然る後に、通常の電子線描画を行い、現像（現像液
日本ゼオン株式会社製；製品名ＺＥＤ−４００）してレ
ジストパターンを作製した。その後、このレジストパタ
ーンをマスクにして、ＢＣｌ₃ガスによるＲＩＥ（反応
性イオンエッチング）を行った後、レジストを剥離（剥
離液：日本ゼオン株式会社製：製品名ＺＤＭＡＣ）し
て、本発明のハーフトーンマスクが完成した。このよう
に作製した２層型ハーフトーンマスクの透過率は５．９
％、位相差は１８１度であり、目標値をクリアした。ま
た、粒子欠陥の点でも問題はなく、照射耐性も問題ない
ことが確認された。

【００３１】（実施例２）ここでは本発明のハーフトー
ンマスクのうち、実施例１と同様に、遷移金属としてＺ
ｒを使い、主要元素がアルミニウム、ジルコニウム、お
よび酸素である半透明膜層を用いて、Ｆ₂（波長１５７
ｎｍ）露光用の単層型ハーフトーンマスクを作製した実
施例について説明する。

【００３２】実施例１と同様に作製した膜の波長１５７
ｎｍにおける光学定数（ｎ，ｋ）をエリプソメータで測
定し、プロットした結果を図５に示す。これらの膜のＸ
ＰＳによる組成分析結果は図４に示した通りである。こ
れらの図から分かるように、膜の透過性、すなわちｋの
大きさはＡｌとＯの含有量に大きく左右される。アルミ
ニウムと遷移金属と酸素を合わせた原子数に対する、ア
ルミニウムと酸素を合わせた原子数比を６０％以上、さ
らに好ましくは８０％以上とすることにより、透過率に
優れたハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク及び
それを用いたハーフトーン型位相シフトマスクを製造す
ることが可能となる。図５においても、酸素流量８［Ｓ
ＣＣＭ］、出力比６０％の膜の場合、ＡｌとＺｒとＯを
合わせた原子数に対する、ＡｌとＯを合わせた原子数比
は８０．０％、同じくＯのみの原子数比は６４．７％で
あり、酸素流量８［ＳＣＣＭ］、Ｐｏｗｅｒ比８０％の
膜の場合、ＡｌとＺｒとＯを合わせた原子数に対する、
ＡｌとＯを合わせた原子数比は８８．０％、同じくＯの
みの原子数比は６１．０％である。また、酸素流量５
［ＳＣＣＭ］、Ｐｏｗｅｒ比８０％の膜の場合、Ａｌと
ＺｒとＯを合わせた原子数に対する、ＡｌとＯを合わせ
た原子数比は８９．０％、同じくＯのみの原子数比は５
７．０％であった。従って、Ｆ₂露光用として、高い透
過率を有するハーフトーン型位相シフトマスクを製造す
ることが可能となる。

【００３３】次に、単層型ハーフトーンマスクをつくる
ための薄膜としては酸素流量８［ＳＣＣＭ］、出力比６
０％の膜を選定した。まず透明な合成石英基板上にこの
膜を７１．４ｎｍの厚さに成膜し、単層膜ブランクを作
製した。さらにこの単層膜ブランク上に電子線レジスト
を塗布し、ベーキングを行った。然る後に、通常の電子
線描画を行い、現像してレジストパターンを作製した。
その後、このレジストパターンをマスクにして、ＢＣｌ
₃ガスによるＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を行っ
た後、レジストを剥離して、本発明のハーフトーンマス
クが完成した。このように作製した単層型ハーフトーン
マスクの透過率は５．１％、位相差は１７９度であり、
目標値をクリアした。また、粒子欠陥の点でも問題はな
く、照射耐性も問題ないことが確認された。

【００３４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のハ
ーフトーン型位相シフトマスクおよびブランクによれ
ば、Ｓｉ原子を用いる金属シリサイド化合物や、金属弗
化物を用いることなく、目標とする透過率、位相差を持
ち、なおかつ粒子欠陥が発生しにくく、化学的安定性が
高い、即ち酸やアルカリの洗浄液耐性に優れ、露光光の
照射耐性も高いハーフトーンマスク、およびそれを作製
するためのハーフトーンマスクブランクを得ることがで
きる。

【００３５】また本発明においては、上記ハーフトーン
マスクおよびブランクを構成するアルミニウム、遷移金
属、酸素を合わせた原子数に対する、アルミニウムと酸
素を合わせた原子数比、若しくは酸素の原子数比を規定
したので、上記の特性を持つハーフトーンマスクおよび
それを作製するためのブランクを容易に得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のハーフトーンマスクの構造

【図２】本発明のハーフトーンマスクブランクの構造

【図３】ＺｒＡｌｘＯｙ膜の１９３ｎｍにおける光学定
数

【図４】ＺｒＡｌｘＯｙ膜のＸＰＳ分析結果

【図５】ＺｒＡｌｘＯｙ膜の１５７ｎｍにおける光学定
数

【図６】各種材料の１９３ｎｍにおける光学定数

【図７】各種材料の１５７ｎｍにおける光学定数

【符号の説明】

１…透明性ガラス基板２…半透明膜層からなる透明性膜３…遮光性膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板上に、透過率および透過した後の
位相が制御される単層膜もしくは多層膜からなる半透明
膜層が設けられてなるハーフトーン型位相シフトマスク
用ブランクにおいて、前記半透明膜層の少なくとも１層
に含まれる、酸素、窒素以外の主要構成元素が２種類の
金属元素であり、その一方がアルミニウムであり、他方
が遷移金属であることを特徴とするハーフトーン型位相
シフトマスク用ブランク。
【請求項２】前記半透明膜層の少なくとも１層を構成す
る主要元素が、アルミニウム、遷移金属および酸素であ
ることを特徴とする請求項１記載のハーフトーン型位相
シフトマスク用ブランク。
【請求項３】前記半透明膜層の少なくとも１層を構成す
る主要元素であるアルミニウムと遷移金属と酸素を合わ
せた原子数に対する、アルミニウムと酸素を合わせた原
子数比が６０％以上であることを特徴とする請求項２記
載のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク。
【請求項４】前記半透明膜層の少なくとも１層を構成す
る主要元素であるアルミニウムと遷移金属と酸素を合わ
せた原子数に対する、酸素の原子数比が５０％以上であ
ることを特徴とする請求項３記載のハーフトーン型位相
シフトマスク用ブランク。
【請求項５】前記半透明膜層の少なくとも１層を構成す
る主要元素であるアルミニウムと遷移金属と酸素を合わ
せた原子数に対する、アルミニウムと酸素を合わせた原
子数比が８０％以上であることを特徴とする請求項４記
載のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク。
【請求項６】前記半透明膜層の少なくとも１層を構成す
る主要元素のうちの遷移金属が、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔ
ａ、Ｔｉ、Ｈｆから選ばれる元素であることを特徴とす
る請求項１乃至請求項５のいずれか一項記載のハーフト
ーン型位相シフトマスク用ブランク。
【請求項７】透明基板上に露光光に対して透明な領域
と、透過率および透過した後の位相が制御される単層膜
もしくは多層膜からなる半透明膜層が設けられたハーフ
トーン型位相シフトマスクにおいて、請求項１乃至請求
項６記載のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク
の半透明膜層がパターニングされて、前記透明な領域が
形成されていることを特徴とするハーフトーン型位相シ
フトマスク。