JP2014219575A - Halftone blank - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a halftone blank which does not need capital investment so much and which can produce a halftone mask easily, and which is configured so that a halftone film is sufficiently protected during etching of a light-shielding film.SOLUTION: A semi-transparent film 2, an etching stopper film 3, and a light-shielding film 4 are formed on a transparent substrate 1 sequentially. The light-shielding film 4 is formed of chrom or a chromium compound. The etching stopper film 3 is formed of a titanium nitride, a titanium oxynitride, or a titanic oxide having thickness equal to or more than 2nm, and when etching is performed to the light-shielding film, the etching does not reach the semi-transparent film 2, so that a halftone film is protected.

Description

本願の発明は、フォトマスクを製造するための基板であるマスクブランクスに関するものであり、特に、ハーフトーン露光に使用される多階調マスクを製造するためのマスクブランクス（ハーフトーンブランクス）に関するものである。   The present invention relates to a mask blank which is a substrate for manufacturing a photomask, and more particularly to a mask blank (halftone blank) for manufacturing a multi-tone mask used for halftone exposure. is there.

ＬＳＩ等の半導体デバイスやＬＣＤのようなディスプレイデバイスの製造では、フォトリソグラフィにより微細パターン形成が行われる。フォトリソグラフィは、フォトマスク（以下、単にマスク）を通して基板（半導体ウエハやディスプレイ用のガラス基板等。以下、区別するため、デバイス基板と呼ぶ。）を露光し、フォトマスクに形成された微細パターン（マスクパターン）をデバイス基板に転写する技術である。   In manufacturing a semiconductor device such as an LSI or a display device such as an LCD, a fine pattern is formed by photolithography. In photolithography, a substrate (semiconductor wafer, glass substrate for display, etc., hereinafter referred to as a device substrate for distinction) is exposed through a photomask (hereinafter simply referred to as a mask), and a fine pattern formed on the photomask (hereinafter referred to as a device substrate). This is a technique for transferring a mask pattern to a device substrate.

フォトマスク自体も、一種のフォトリソグラフィ技術により製造される。フォトマスクは、マスクブランクスと呼ばれる基板に対し、レジストを塗布し、電子線描画機又はレーザー描画機によって所定のパターンでレーザーを照射して露光し、その後現像してマスクパターンを得ることで製造される。
フォトマスクが有するマスクパターンは、遮光部と透光部とから成るパターンである。マスクブランクスは、未露光のフィルムともいうべきもので、遮光部となるべき遮光膜が透明なガラス基板上に形成されたものである。 The photomask itself is also manufactured by a kind of photolithography technique. A photomask is manufactured by applying a resist to a substrate called mask blanks, irradiating with a laser with a predetermined pattern using an electron beam drawing machine or laser drawing machine, and then developing to obtain a mask pattern. The
The mask pattern included in the photomask is a pattern including a light shielding portion and a light transmitting portion. Mask blanks should also be called an unexposed film, in which a light shielding film to be a light shielding part is formed on a transparent glass substrate.

フォトリソグラフィ技術では、露光量が二値的に変化する二階調の露光ではなく、多階調の露光を行うことが従来より研究されている。特に、大型のＬＣＤの製造においては、多階調露光を行うことで露光回数や使用するフォトマスクの枚数を減らす試みがなされている。大型のＬＣＤ用のマスクは、１ｍ角を越えるサイズのものが多くなっており、露光回数低減やマスク枚数の低減により生産性を向上させたりコストを削減したりすることが特に重要になってきている。   In the photolithography technology, it has been conventionally studied to perform multi-tone exposure instead of two-tone exposure in which the exposure amount changes in a binary manner. In particular, in the manufacture of large LCDs, attempts have been made to reduce the number of exposures and the number of photomasks used by performing multi-tone exposure. Many large LCD masks are larger than 1 square meter, and it is particularly important to improve productivity and reduce costs by reducing the number of exposures and the number of masks. Yes.

多階調露光を可能にする方法としては、特開平８−２５０４４６号に開示されているように、フォトマスクが搭載される露光装置の露光光学系の分解能以下の細かさで微細パターン（ハーフトーンパターン）をフォトマスクに設ける技術が知られている。しかしながら、露光光学系の分解能以上の細かさで且つ必要な精度でハーフトーンパターンを形成することは非常に難しく、パターン欠陥検出においても困難性を伴う。また、ハーフトーンパターン形成のためのデータ量が膨大になり、描画機の能力を超えてしまう恐れもある。   As a method for enabling multi-tone exposure, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-250446, a fine pattern (halftone) with a fineness less than the resolution of an exposure optical system of an exposure apparatus on which a photomask is mounted. A technique for providing a pattern) on a photomask is known. However, it is very difficult to form a halftone pattern with the required resolution with a resolution that is finer than the resolution of the exposure optical system, and it is difficult to detect pattern defects. In addition, the amount of data for forming the halftone pattern becomes enormous and may exceed the capabilities of the drawing machine.

このような問題を考慮し、遮光膜の厚さを制御することで遮光部、半透過部及び透光部を形成することが検討されている。例えば、特開平７−４９４１０号公報は、遮光膜として採用されているクロム膜では元々膜厚が薄いためにハーフエッチングにより中間の膜厚を形成することが困難であることを指摘し、クロム化合物を遮光膜の材料として採用して膜厚を変化させる提案をしている。さらに、特開２００２−１８９２８１号公報では、特開平７−４９４１０号公報所載の方法によると遮光部のパターン形状やパターン精度が悪くなる点を指摘し、半透光膜と遮光膜との間にエッチングストッパー膜を設ける提案がされている。
尚、半透過膜を用いて多階調露光を可能にする方法としては、通常のレジストコート・露光・エッチング等の工程を経て単階調のフォトマスクを製作した後、スパッタリング等で半透過膜を形成する方法が採用されている。 In consideration of such a problem, it has been studied to form a light shielding portion, a semi-transmissive portion, and a light transmitting portion by controlling the thickness of the light shielding film. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-49410 points out that it is difficult to form an intermediate film thickness by half-etching because a chromium film originally employed as a light-shielding film has a thin film thickness. Is proposed as a material for the light-shielding film to change the film thickness. Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-189281 points out that the pattern shape and pattern accuracy of the light-shielding portion are deteriorated by the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-49410. There has been a proposal to provide an etching stopper film.
In addition, as a method for enabling multi-tone exposure using a semi-transmissive film, a single-tone photo mask is manufactured through normal resist coating, exposure, etching, and the like, and then the semi-transmissive film is formed by sputtering or the like. The method of forming is adopted.

特開平８−２５０４４６号公報JP-A-8-250446 特開平７−４９４１０号公報JP-A-7-49410 特開２００２−１８９２８１号公報JP 2002-189281 A 特許４４９０９８０号公報Japanese Patent No. 4490980

上記特開２００２−１８９２８１号公報の技術では、ハーフトーンマスクの製造が容易ではなく多大な設備投資を必要とする欠点がある。かかる欠点を解消するため、特許４４９０９８０号では、シリコンを添加したアルミニウム、又はチタンを添加したアルミニウムから成る膜をエッチングストッパー膜として採用する提案がされている。
しかしながら、発明者の研究によると、シリコン添加又はチタン添加のアルミニウムより成る膜では、遮光膜のエッチングの際の対薬品性が悪く、エッチングストッパー膜として十分に機能しない問題があることが判明した。
本願の発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、ハーフトーンマスクの製造が容易で多大な設備投資を必要とせず、遮光膜のエッチングの際にハーフトーン膜が十分に保護される構造のハーフトーンブランクスを提供する意義を有するものである。 The technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-189281 has a drawback that it is not easy to manufacture a halftone mask and requires a large capital investment. In order to eliminate such drawbacks, Japanese Patent No. 4490980 proposes that a film made of aluminum added with silicon or aluminum added with titanium is used as an etching stopper film.
However, according to the research by the inventors, it has been found that a film made of aluminum added with silicon or titanium has a problem that it does not sufficiently function as an etching stopper film due to poor chemical resistance when the light shielding film is etched.
The invention of the present application has been made to solve the above-mentioned problems, and it is easy to manufacture a halftone mask and does not require a large capital investment, and the halftone film is sufficiently protected when the light shielding film is etched. It is meaningful to provide halftone blanks having the structure described above.

上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、透明基板上に、半透過膜、エッチングストッパー膜、遮光膜を順次形成した構造のハーフトーンブランクスであって、
遮光膜は、クロム又はクロム化合物で形成されており、
エッチングストッパー膜は、遮光膜をエッチングする際に当該エッチングが半透過膜まで進行しないようにするものであって、厚さ２ｎｍ以上の窒化チタン、酸窒化チタン又は酸化チタンより成る膜であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記エッチングストッパー膜は、四階調露光を達成し得るよう前記半透過膜とは別の半透過の膜となっているという構成を有する。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 of the present application is a halftone blank having a structure in which a semi-transmissive film, an etching stopper film, and a light-shielding film are sequentially formed on a transparent substrate,
The light shielding film is formed of chromium or a chromium compound,
The etching stopper film prevents the etching from proceeding to the semi-transmissive film when etching the light shielding film, and is a film made of titanium nitride, titanium oxynitride or titanium oxide having a thickness of 2 nm or more. Have
In order to solve the above-mentioned problem, according to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the etching stopper film is a semi-transmissive film different from the semi-transmissive film so as to achieve four-tone exposure. It has the structure that it is a film | membrane.

以下に説明する通り、本願の請求項１記載の発明によれば、エッチングストッパー膜が厚さ２ｎｍ以上の窒化チタン、酸窒化チタン又は酸化チタンより成る膜であるので、遮光膜のウェットエッチングに用いられるエッチング液に対して十分な耐性を有する上、エッチングストッパー膜自体は、取り扱いが比較的容易なエッチング液によってウェットエッチングできる。従って、製造設備が大がかりにならず、設備投資も少なくて済む。また、事後的に半透過膜を形成することは不要であるので、フォトマスクの生産設備において成膜装置を備えることは不要であり、また外部に成膜を依託することは不要である。従って、製造コストがかさむことはなく、移動の問題も生じない。
また、請求項２記載の発明によれば、上記効果に加え、四階調露光が行えるので、露光回数の低減やフォトマスク枚数の低減の効果がさらに高く得られる。この際、エッチングストッパー膜が別の半透過の膜に兼用されるので、ハーフトーンマスクの製造工程が煩雑になったり、ハーフトーンマスクの構造が複雑になったりする欠点はない。 As described below, according to the invention described in claim 1 of the present application, the etching stopper film is a film made of titanium nitride, titanium oxynitride, or titanium oxide having a thickness of 2 nm or more. Furthermore, the etching stopper film itself can be wet-etched with an etching solution that is relatively easy to handle. Therefore, the manufacturing equipment does not become large, and the capital investment is small. In addition, since it is unnecessary to form a semi-transmissive film after the fact, it is not necessary to provide a film forming apparatus in the photomask production facility, and it is not necessary to entrust the film formation to the outside. Therefore, the manufacturing cost does not increase and the problem of movement does not occur.
According to the second aspect of the invention, in addition to the above effect, four-tone exposure can be performed, so that the effect of reducing the number of exposures and the number of photomasks can be further enhanced. At this time, since the etching stopper film is also used as another translucent film, there is no drawback that the manufacturing process of the halftone mask becomes complicated or the structure of the halftone mask becomes complicated.

本願発明の第一の実施形態に係るハーフトーンブランクスの断面概略図である。1 is a schematic cross-sectional view of a halftone blank according to a first embodiment of the present invention. 図１に示すハーフトーンブランクスからハーフトーンマスクを製造する工程の概略を示した図である。It is the figure which showed the outline of the process of manufacturing a halftone mask from the halftone blanks shown in FIG. 図１に示すハーフトーンブランクスからハーフトーンマスクを製造する工程の概略を示した図である。It is the figure which showed the outline of the process of manufacturing a halftone mask from the halftone blanks shown in FIG. 図２及び図３に示す工程により製造されたハーフトーンマスクの断面概略図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a halftone mask manufactured by the steps shown in FIGS. 2 and 3. エッチングストッパー膜としての酸窒化チタン膜の厚さについて調べた実験の結果を示した図である。It is the figure which showed the result of the experiment which investigated about the thickness of the titanium oxynitride film | membrane as an etching stopper film | membrane. 第二の実施形態のハーフトーンブランクスから四階調のハーフトーンマスクを製造する工程の概略を示した概略図である。It is the schematic which showed the outline of the process of manufacturing the halftone mask of 4 gradations from the halftone blanks of 2nd embodiment. 第二の実施形態のハーフトーンブランクスから四階調のハーフトーンマスクを製造する工程の概略を示した概略図である。It is the schematic which showed the outline of the process of manufacturing the halftone mask of 4 gradations from the halftone blanks of 2nd embodiment. 図６及び図７に示す工程により製造されたハーフトーンマスクの断面概略図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a halftone mask manufactured by the steps shown in FIGS. 6 and 7.

次に、本願発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。
まず、第一の実施形態について説明する。図１は、本願発明の第一の実施形態に係るハーフトーンブランクスの断面概略図である。図１に示すハーフトーンブランクスは、透明基板１上に、半透過膜２、エッチングストッパー膜３、遮光膜４を順次形成した構造を有する。
透明基板１は、石英のような十分な光透過性を有する材料で形成されている。その上に作成される薄膜の付着性が良いことも、透明基板１の重要な要素である。
半透過膜２は、本実施形態では、クロム化合物で形成されている。クロム化合物としては、酸化クロムが好適に採用できる。酸化クロムは、ＣｒＯ２又はＣｒ２Ｏ３であるが、ＣｒＯやＣｒＯ３の場合もあり得る。このような半透過膜２は、要求される透過量により異なるが、５〜５０ｎｍ程度の厚さで形成されている。 Next, modes (embodiments) for carrying out the present invention will be described.
First, the first embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a halftone blank according to the first embodiment of the present invention. The halftone blank shown in FIG. 1 has a structure in which a semi-transmissive film 2, an etching stopper film 3, and a light shielding film 4 are sequentially formed on a transparent substrate 1.
The transparent substrate 1 is formed of a material having sufficient light transmittance such as quartz. The good adhesion of the thin film formed thereon is also an important element of the transparent substrate 1.
The semipermeable membrane 2 is made of a chromium compound in the present embodiment. As the chromium compound, chromium oxide can be suitably used. The chromium oxide is CrO 2 or Cr 2 O 3 , but may be CrO or CrO 3 . Such a semi-permeable membrane 2 is formed with a thickness of about 5 to 50 nm, although it varies depending on the required amount of permeation.

この他、半透過膜２を、窒化クロム（ＣｒＮｘ）、酸窒化クロム（ＣｒｘＮｙ）、フッ化クロム（ＣｒＦｘ）のようなクロム化合物で形成することも可能である。尚、半透過膜２をクロムで形成することも可能である。但し、クロムに比べると、クロム化合物は、遮光性がクロムに比べて低く、適切な光透過率を得るための膜厚の制御が容易である。 In addition, the semipermeable membrane 2 can be formed of a chromium compound such as chromium nitride (CrN x ), chromium oxynitride (Cr x N y ), or chromium fluoride (CrF x ). It is also possible to form the semipermeable membrane 2 from chromium. However, compared with chromium, the chromium compound has a lower light shielding property than chromium, and the film thickness can be easily controlled to obtain an appropriate light transmittance.

エッチングストッパー膜３は、本実施形態では、酸窒化チタン膜となっている。酸窒化チタン膜は、やや広い態様を包含しており、酸窒化チタンがアモルファス状となっている膜の他、一部が結晶化した膜であったり、チタン膜中に酸素及び窒素が混入している状態の膜であったりする場合もあり得る。
エッチングストッパー膜３としての酸窒化チタン膜は、２ｎｍ以上の厚さを有する。２ｎｍ未満であると、必要なエッチング遮断機能が得られなくなる。 In this embodiment, the etching stopper film 3 is a titanium oxynitride film. Acid titanium nitride film encompassed a slightly broader aspects, other films of titanium oxynitride is in the amorphous, or a partially crystallized film, oxygen and nitrogen are mixed in the titanium film In some cases, the film may be in a state of being in contact.
The titanium oxynitride film as the etching stopper film 3 has a thickness of 2 nm or more. If it is less than 2 nm, the necessary etching blocking function cannot be obtained.

遮光膜４は、本実施形態では、クロムで形成されている。膜厚は５０〜９０ｎｍ程度である。遮光膜４の上には、本実施形態では、反射防止膜５が形成されている。反射防止膜５は、このハーフトーンブランクスから製造されるハーフトーンマスクを使用して露光を行う際、光がマスク上で反射するのを防止するものである。反射防止膜５としては、酸化クロム系の薄膜が作成される。膜厚は３０ｎｍ程度で良い。
反射防止膜５の上には、レジスト６が形成されている。レジスト６は、このハーフトーンブランクスからハーフトーンマスクを製造する際のエッチング用である。レジスト６は、マスクパターンの形状での描画を行うレーザーや電子線に対して感光する材料である。 The light shielding film 4 is made of chromium in the present embodiment. The film thickness is about 50 to 90 nm. In the present embodiment, an antireflection film 5 is formed on the light shielding film 4. The antireflection film 5 prevents light from being reflected on the mask when exposure is performed using a halftone mask manufactured from this halftone blank. As the antireflection film 5, a chromium oxide-based thin film is formed. The film thickness may be about 30 nm.
A resist 6 is formed on the antireflection film 5. The resist 6 is used for etching when a halftone mask is manufactured from the halftone blanks. The resist 6 is a material that is sensitive to a laser or electron beam for drawing in the shape of a mask pattern.

上述した構造を有するハーフトーンブランクスにおいて、半透過膜２、エッチングストッパー膜３、遮光膜４及び反射防止膜５は、スパッタリングにより作成される。このうち、エッチングストッパー膜３以外については、クロム製ターゲットを使用したスパッタリングにより作成される。半透過膜２としてクロム化合物の膜を作成する場合や反射防止膜５して酸化クロム系の膜を作成する場合、酸素などの反応性ガスを導入しリアクティブスパッタリングにより成膜が行われる。レジスト６は、スピンコーティングのような周知の方法を使用し、所定の厚さで形成される。   In the halftone blank having the above-described structure, the semi-transmissive film 2, the etching stopper film 3, the light shielding film 4, and the antireflection film 5 are formed by sputtering. Of these, the portions other than the etching stopper film 3 are formed by sputtering using a chromium target. When a chromium compound film is formed as the semi-transmissive film 2 or when a chromium oxide film is formed as the antireflection film 5, a reactive gas such as oxygen is introduced to form a film by reactive sputtering. The resist 6 is formed with a predetermined thickness using a known method such as spin coating.

エッチングストッパー膜３は、チタン製のターゲットを使用したスパッタリングにより作成される。この際、スパッタガスとしての窒素に酸素を混入しながら酸窒化チタン膜を作成する。例えば、窒素１００に対して酸素４０％の流量比で混合したガスが使用される。スパッタ放電によりターゲットから叩き出されたスパッタ粒子（Ｔi）が堆積することで成膜がされる。この際、スパッタ粒子の一部が窒素と酸素に反応して酸窒化チタンとなって堆積したり、堆積したチタン膜中に窒素と酸素が混入したりしながら酸窒化チタン膜が作成される。また、酸窒化チタン膜中には、チタンが酸化チタンや窒化チタンの状態で混入している場合もある。このような酸窒化チタン膜が、エッチングストッパー膜３として使用される。   The etching stopper film 3 is created by sputtering using a titanium target. At this time, a titanium oxynitride film is formed while oxygen is mixed in nitrogen as a sputtering gas. For example, a gas mixed at a flow rate of 40% oxygen with respect to nitrogen 100 is used. A film is formed by depositing sputtered particles (Ti) knocked out of the target by sputtering discharge. At this time, a part of the sputtered particles reacts with nitrogen and oxygen to deposit titanium oxynitride, or a titanium oxynitride film is formed while nitrogen and oxygen are mixed into the deposited titanium film. In some cases, titanium is mixed in the titanium oxynitride film in the form of titanium oxide or titanium nitride. Such a titanium oxynitride film is used as the etching stopper film 3.

次に、本実施形態のハーフトーンブランクスから製造するハーフトーンブランクス及びその製造工程について、図２及び図３を参照しながら説明する。図２及び図３は、図１に示すハーフトーンブランクスからハーフトーンマスクを製造する工程の概略を示した図である。図４は、図２及び図３に示す工程により製造されたハーフトーンマスクの断面概略図である。
製造されるハーフトーンマスク７は、図４に示すように、遮光部７１と、ハーフトーン部７２と、透光部７３とを有するものであり、これらが、デバイス基板８に転写すべきマスクパターンの形状とされるものである。 Next, halftone blanks manufactured from the halftone blanks according to the present embodiment and manufacturing steps thereof will be described with reference to FIGS. 2 and 3 are diagrams showing an outline of a process for manufacturing a halftone mask from the halftone blanks shown in FIG. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a halftone mask manufactured by the steps shown in FIGS.
As shown in FIG. 4, the manufactured halftone mask 7 has a light shielding portion 71, a halftone portion 72, and a light transmitting portion 73, and these are mask patterns to be transferred to the device substrate 8. It is made into the shape.

まず、遮光部７１用の露光及び現像を行い、遮光部７１の形状に一致したレジストパターン６１を得る（図２（１））。次に、反射防止膜５及び遮光膜４のエッチングを行う。反射防止膜５及び遮光膜４はクロム系であるので、セリウム系のエッチング液を使用したウェットエッチングとすることが好ましい。セリウム系のエッチング液としては、例えば硝酸第二セリウムアンモニア水溶液が使用される。
このエッチングにより、遮光部７１を構成する遮光膜４のパターンが得られる（図２（２））。このエッチングの際、エッチングストッパー膜３が存在しているので、エッチングは、エッチングストッパー膜３及びその下の膜までは進行せず、上側の反射防止膜５及び遮光膜４のみがエッチングされる。特に、実施形態のハーフトーンブランクスでは、エッチングストッパー膜３が窒化チタンから成る膜であるので、セリウム系のエッチング液に対して十分な耐性を有し、エッチングが半透過膜２にまで達してしまうことはない。 First, exposure and development for the light shielding part 71 are performed to obtain a resist pattern 61 that matches the shape of the light shielding part 71 (FIG. 2A). Next, the antireflection film 5 and the light shielding film 4 are etched. Since the antireflection film 5 and the light shielding film 4 are chromium-based, wet etching using a cerium-based etching solution is preferable. As the cerium-based etching solution, for example, a ceric nitrate aqueous ammonia solution is used.
By this etching, a pattern of the light shielding film 4 constituting the light shielding part 71 is obtained (FIG. 2 (2)). Since the etching stopper film 3 is present during this etching, the etching does not proceed to the etching stopper film 3 and the film below it, and only the upper antireflection film 5 and the light shielding film 4 are etched. In particular, in the halftone blank of the embodiment, since the etching stopper film 3 is a film made of titanium nitride, the etching stopper film 3 has sufficient resistance to a cerium-based etching solution, and the etching reaches the semi-transmissive film 2. There is nothing.

次に、エッチングストッパー膜３のエッチングを行う。上述したようにエッチングストッパー膜３は酸窒化チタン膜であるので、フッ硝酸系のエッチング液を使用したウェットエッチングとすることが好ましい。例えば、フッ酸：硝酸：水＝１：４０：２００程度の混合比（体積比）としたものが使用できる。
このエッチングにより、遮光部７１に相当する部分を残してエッチングストッパー膜３が除去される（図２（３））。その後、レジスト６１が除去される。レジスト除去は、有機アルカリ液を使用するか、ドライ処理（酸素プラズマアッシング）により行われる。
その後、洗浄工程を経てレジスト６２の塗布が再び行われる。レジスト６２は、図２（４）に示すように、全面に塗布される（図２（４））。 Next, the etching stopper film 3 is etched. As described above, since the etching stopper film 3 is a titanium oxynitride film, wet etching using a hydrofluoric acid-based etchant is preferable. For example, a hydrofluoric acid: nitric acid: water = 1: 40: 200 mixing ratio (volume ratio) can be used.
By this etching, the etching stopper film 3 is removed leaving a portion corresponding to the light shielding portion 71 (FIG. 2 (3)). Thereafter, the resist 61 is removed. The resist is removed by using an organic alkali solution or by dry treatment (oxygen plasma ashing).
Thereafter, the resist 62 is applied again through a cleaning process. The resist 62 is applied to the entire surface as shown in FIG. 2 (4) (FIG. 2 (4)).

そして、透光部７３用の露光、現像が行われる。これにより、透光部７３の形状に一致した開口部を有するレジストパターン６２が得られる（図３（１））。
次に、半透過膜２のエッチングが行われる。半透過膜２は上述したようにクロム系の膜であるので、同様にセリウム系エッチング液によるウェットエッチングが好適に採用できる。このエッチングにより、透光部７３のパターンで半透過膜２が除去されて透明基板１の表面が露出し、透光部７３が形成される（図３（２））。
その後、レジスト６２を除去すると、遮光部７１及びハーフトーン部７２が出現し、ハーフトーンマスク７が出来上がる（図３（３））。 Then, exposure and development for the translucent portion 73 are performed. As a result, a resist pattern 62 having an opening that matches the shape of the translucent part 73 is obtained (FIG. 3A).
Next, the semipermeable membrane 2 is etched. Since the semipermeable membrane 2 is a chromium-based film as described above, wet etching with a cerium-based etching solution can be suitably employed in the same manner. By this etching, the semi-transmissive film 2 is removed in the pattern of the light transmitting portion 73, the surface of the transparent substrate 1 is exposed, and the light transmitting portion 73 is formed (FIG. 3 (2)).
Thereafter, when the resist 62 is removed, the light shielding portion 71 and the halftone portion 72 appear, and the halftone mask 7 is completed (FIG. 3 (3)).

図４には、上記工程により製造したハーフトーンマスク７を使用した露光について模式的に示されている。図４に示すように、露光光源からの光Ｌ１がハーフトーンマスク７を透過し、透過した光Ｌ２がデバイス基板８に結像し、デバイス基板８が露光される。この際、透光部７３を透過した光Ｌ２はほぼ１００％の光量でデバイス基板８上で結像し、ハーフトーン部７２を透過した光Ｌ２は、１００％より少ない所定の光量でデバイス基板８上に結像する。遮光部７１においては光の透過はほぼ０％であり、この部分の像はデバイス基板８上で実質的に結像しない。図４中に、光量を矢印の幅で示す。このように、このハーフトーンマスクによれば、三階調の露光が可能となる。ハーフトーン部７２における光の透過率は、適宜設定し得るが、例えば１０〜６０％の範囲で適宜選定し得る。   FIG. 4 schematically shows exposure using the halftone mask 7 manufactured by the above process. As shown in FIG. 4, the light L1 from the exposure light source passes through the halftone mask 7, the transmitted light L2 forms an image on the device substrate 8, and the device substrate 8 is exposed. At this time, the light L2 that has passed through the light transmitting portion 73 forms an image on the device substrate 8 with a light amount of almost 100%, and the light L2 that has passed through the halftone portion 72 has a predetermined light amount less than 100%. Image on top. In the light shielding portion 71, light transmission is approximately 0%, and an image of this portion is not substantially formed on the device substrate 8. In FIG. 4, the amount of light is indicated by the width of the arrow. As described above, according to this halftone mask, exposure with three gradations is possible. The light transmittance in the halftone portion 72 can be set as appropriate, but can be selected as appropriate within a range of, for example, 10 to 60%.

上述した製造方法によれば、エッチングストッパー膜３が半透過膜２のエッチングを防止するので、遮光膜４のエッチングの際には半透過膜２はエッチングされず、“膜減り”は生じない。従って、半透過膜２は、ハーフトーンブランクスを製作した際の状態のまま高い膜厚均一性を保つ。
尚、エッチングストッパー膜３は、製造されたハーフトーンマスクにおいて残留した状態となるが、図３に示すように、本実施形態では、エッチングストッパー膜３は、遮光部７１のパターンにエッチングされた状態で残留するのみであるので、マスク性能には特に影響を与えない。従って、光学的にはエッチングストッパー膜３はどのような材料であっても良い（所定の屈折率を持つことは必要ではない）。 According to the manufacturing method described above, since the etching stopper film 3 prevents the semi-transmissive film 2 from being etched, the semi-transmissive film 2 is not etched when the light shielding film 4 is etched, and “film reduction” does not occur. Therefore, the semipermeable membrane 2 maintains high film thickness uniformity as it is when halftone blanks are manufactured.
Although the etching stopper film 3 remains in the manufactured halftone mask, as shown in FIG. 3, in the present embodiment, the etching stopper film 3 is etched into the pattern of the light shielding portion 71. Therefore, the mask performance is not particularly affected. Therefore, optically, the etching stopper film 3 may be made of any material (it is not necessary to have a predetermined refractive index).

また、ハーフトーン部７２を、いわゆる位相シフト部として構成し、ハーフトーンマスクをハーフトーン位相シフトマスクとすることも可能である。位相シフトマスクは、露光の解像度を向上させるための技術の一種であり、半透過位相シフト部を透過する光の位相が、透光部を透過する光に対して１８０度異なる（反転する）ようにするものである。透光部と半透過位相シフト部との境界部分での光強度はほぼゼロとなるので、光強度分布の広がりが抑えられ、解像度の高い露光を行うことが可能となる。   Further, the halftone part 72 can be configured as a so-called phase shift part, and the halftone mask can be a halftone phase shift mask. The phase shift mask is a kind of technique for improving the resolution of exposure, and the phase of the light transmitted through the transflective phase shift unit is 180 degrees different (inverted) with respect to the light transmitted through the translucent unit. It is to make. Since the light intensity at the boundary between the translucent part and the transflective phase shift part becomes substantially zero, the spread of the light intensity distribution is suppressed, and exposure with high resolution can be performed.

位相シフト部として構成する場合、半透過膜２の厚さを所定の値にする必要がある。位相を反転させるのに必要な半透過膜２の厚さｔは、ｔ＝λ／｛２（ｎ−ｎ０）｝で与えられる。λは露光波長、ｎは半透過膜２の屈折率、ｎ０は空気の屈折率である。使用する露光波長及び半透過膜２の屈折率に応じて、この式を満たす厚さで半透過膜２を形成しておく。 When configured as a phase shift unit, it is necessary to set the thickness of the semi-transmissive film 2 to a predetermined value. The thickness t of the semi-transmissive film 2 necessary for reversing the phase is given by t = λ / {2 (n−n 0 )}. λ is the exposure wavelength, n is the refractive index of the semi-transmissive film 2, and n 0 is the refractive index of air. Depending on the exposure wavelength to be used and the refractive index of the semi-transmissive film 2, the semi-transmissive film 2 is formed with a thickness satisfying this equation.

上述した実施形態のハーフトーンブランクスによれば、エッチングストッパー膜３は、酸窒化チタンより成る膜であるので、遮光膜４のウェットエッチングに用いられるエッチング液に対して十分な耐性を有する上、エッチングストッパー膜３自体は、フッ硝酸系のエッチング液によって容易にウェットエッチングできる。従って、エッチングストッパー膜３をＳｉＯ２膜又はＳＯＧ(Spin On Glass)膜とする場合に比べて、製造設備が大がかりにならず、設備投資も少なくて済む。 According to the halftone blanks of the above-described embodiment, the etching stopper film 3 is a film made of titanium oxynitride. Therefore, the etching stopper film 3 has sufficient resistance to an etching solution used for wet etching of the light shielding film 4 and is etched. The stopper film 3 itself can be easily wet etched with a hydrofluoric acid-based etchant. Therefore, compared with the case where the etching stopper film 3 is an SiO 2 film or an SOG (Spin On Glass) film, the manufacturing equipment does not become large and the capital investment is small.

また、事後的に半透過膜２を形成することは不要であるので、フォトマスクの生産設備において成膜装置を備えることは不要であり、また外部に成膜を依託すること不要である。従って、製造コストがかさむことはなく、移動の問題も生じない。
また、本実施形態では、半透過膜２についても遮光膜４と同様にクロム又はクロム化合物としているので、遮光膜４のエッチング装置を兼用して半透過膜２のエッチングを行うことができる。この点でも設備の簡略化ができる。 Further, since it is not necessary to form the semi-transmissive film 2 after the fact, it is not necessary to provide a film forming apparatus in the photomask production facility, and it is not necessary to entrust the film formation to the outside. Therefore, the manufacturing cost does not increase and the problem of movement does not occur.
Further, in the present embodiment, the semi-transmissive film 2 is also made of chromium or a chromium compound similarly to the light-shielding film 4. In this respect as well, the equipment can be simplified.

次に、エッチングストッパー膜３としての酸窒化チタン膜の厚さについて説明する。図５は、エッチングストッパー膜としての酸窒化チタン膜の厚さについて調べた実験の結果を示した図である。この実験では、酸化クロムより成る半透過膜２の上に酸窒化チタン膜を各種の厚さで作成し、遮光膜のエッチングで使用されるエッチング液に晒して半透過膜２の膜減りが確認されるかどうかが調べられた。エッチング液としては、１７％程度の濃度の硝酸第二セリウムアンモニア水溶液が使用され、エッチング液に晒した時間はジャストエッチング時間の５倍程度の５分である。
図５において、横軸は酸窒化チタン膜の膜厚、縦軸は半透過膜（酸化クロム膜）の透過率の増加量である。半透過膜の透過率の増加量は、当初の透過率に対する増加量の割合で示してある。半透過膜に膜減りが生じて膜厚が減少すれば透過率が増す。
図５に示すように、酸窒化チタン膜の膜厚が厚い場合には、酸化クロム膜の膜減りは観察されないが、酸窒化チタン膜の厚さが２ｎｍを下回ってくると、酸化クロム膜の膜減りが顕著になり透過量の増大が観察されるようになる。この結果が示すように、エッチングストッパー膜３としての窒化・酸化チタン膜の厚さは、２ｎｍ以上とすることが好ましい。 Next, the thickness of the titanium oxynitride film as the etching stopper film 3 will be described. FIG. 5 is a diagram showing the results of an experiment examining the thickness of a titanium oxynitride film as an etching stopper film. In this experiment, titanium oxynitride films were formed on the translucent film 2 made of chromium oxide with various thicknesses, and the film thickness of the semipermeable film 2 was confirmed by exposure to an etching solution used for etching the light shielding film. It was investigated whether it was done. As the etching solution, a ceric nitrate aqueous ammonia solution having a concentration of about 17% is used, and the time of exposure to the etching solution is about 5 minutes, which is about five times the just etching time.
In FIG. 5, the horizontal axis represents the film thickness of the titanium oxynitride film, and the vertical axis represents the increase in transmittance of the semi-transmissive film (chromium oxide film). The amount of increase in the transmissivity of the semipermeable membrane is shown as a ratio of the increase relative to the initial transmittance. If the thickness of the semi-permeable membrane is reduced and the thickness is reduced, the transmittance increases.
As shown in FIG. 5, when the thickness of the titanium oxynitride film is large, the reduction of the chromium oxide film is not observed, but when the thickness of the titanium oxynitride film is less than 2 nm, The decrease in the film becomes remarkable, and the increase in the permeation amount is observed. As shown by this result, the thickness of the nitride / titanium oxide film as the etching stopper film 3 is preferably 2 nm or more.

次に、本願発明の第二の実施形態について説明する。
第二の実施形態のハーフトーンブランクスは、断面構造は、図１に示す第一の実施形態と同様である。第二の実施形態のハーフトーンブランクスが第一の実施形態と異なるのは、エッチングストッパー膜３の光透過率である。第一の実施形態では、エッチングストッパー膜３の光透過率は特に限定されないと説明した。一方、この第二の実施形態では、エッチングストッパー膜３は、四階調露光を達成し得るよう半透過の膜の構成となっており、この点で第一の実施形態と異なる。但し、実際には、第一の実施形態における酸窒化チタン膜より成るエッチングストッパー膜３は、適切な膜厚とすることで半透過の膜とすることができ、四階調露光を達成し得る。従って、結果的には、第一の実施形態の構成は、第二の実施形態の構成であるとも言える。 Next, a second embodiment of the present invention will be described.
The halftone blank of the second embodiment has the same cross-sectional structure as that of the first embodiment shown in FIG. The halftone blank of the second embodiment is different from the first embodiment in the light transmittance of the etching stopper film 3. In the first embodiment, it has been described that the light transmittance of the etching stopper film 3 is not particularly limited. On the other hand, in the second embodiment, the etching stopper film 3 has a semi-transmissive film configuration so as to achieve four-tone exposure, and this is different from the first embodiment. However, in practice, the etching stopper film 3 made of the titanium oxynitride film in the first embodiment can be made a semi-transmissive film by setting it to an appropriate film thickness, and can achieve four-tone exposure. . Therefore, as a result, it can be said that the configuration of the first embodiment is the configuration of the second embodiment.

四階調露光を達成するために、論理的には、エッチングストッパー膜３は、０％より大きく１００％より少ない光透過率を有すれば良い。しかしながら、１％の光透過率や９９％の光透過率では実用的には四階調露光は困難であり、５％〜６０％又は１０％〜６０％程度の範囲で光透過率は適宜選定される。例えば、エッチングストッパー膜３の光透過率を５０％とし、半透過膜２の光透過率を６６％とすると、１００％、６６％、３３％、０％という四つの光透過率が実現でき、露光量が１／３ずつ異なる四階調露光が達成できる。   In order to achieve four-tone exposure, logically, the etching stopper film 3 only needs to have a light transmittance greater than 0% and less than 100%. However, four-tone exposure is practically difficult with a light transmittance of 1% or a light transmittance of 99%, and the light transmittance is appropriately selected within a range of about 5% to 60% or 10% to 60%. Is done. For example, if the light transmittance of the etching stopper film 3 is 50% and the light transmittance of the semi-transmissive film 2 is 66%, four light transmittances of 100%, 66%, 33%, and 0% can be realized. Four-tone exposure with different exposure amounts by 1/3 can be achieved.

図６及び図７は、第二の実施形態のハーフトーンブランクスから四階調のハーフトーンマスクを製造する工程の概略を示した概略図である。また、図８は、図６及び図７に示す工程により製造されたハーフトーンマスクの断面概略図である。
図６及び図７に示す例は、前述したような光透過率が１／３ずつ異なる四階調露光を行うハーフトーンマスクを製造するものであり、製造されるハーフトーンマスク７は、図８に示すように、遮光部７１、１／３透光部７４、２／３透光部７５、透光部７３を有する。 6 and 7 are schematic views showing an outline of a process for manufacturing a four-tone halftone mask from the halftone blanks of the second embodiment. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a halftone mask manufactured by the steps shown in FIGS.
The example shown in FIGS. 6 and 7 manufactures a halftone mask that performs four-tone exposure with different light transmittances of 1/3 as described above, and the manufactured halftone mask 7 is the same as FIG. As shown in FIG. 4, the light-shielding portion 71, the 1/3 light-transmitting portion 74, the 2/3 light-transmitting portion 75, and the light-transmitting portion 73 are included.

まず、遮光部７１及び１／３透光部７４から成る領域（以下、第一領域）と、２／３透光部７５及び透光部７３からなる領域（以下、第二領域）に区分する露光及び現像を行う。即ち、第一領域のパターンで露光を行い、現像し、第一の領域のパターンのレジスト６３を得る（図６（１））。
次に、セリウム系のエッチング液を使用してウェットエッチングを行い、反射防止膜５及び遮光膜４につき、第二領域のパターンの部分を除去する。この結果、反射防止膜５及び遮光膜４は、第一領域のパターンで残留する（図６（２））。このエッチングの際、エッチングストッパー膜３及びその下の半透過膜２はエッチングされない。 First, an area composed of the light shielding part 71 and the 1/3 light transmitting part 74 (hereinafter referred to as a first area) is divided into an area composed of the 2/3 light transmitting part 75 and the light transmitting part 73 (hereinafter referred to as a second area). Perform exposure and development. That is, exposure is performed with the pattern of the first region, and development is performed to obtain a resist 63 having a pattern of the first region (FIG. 6A).
Next, wet etching is performed using a cerium-based etching solution, and the pattern portion of the second region is removed from the antireflection film 5 and the light shielding film 4. As a result, the antireflection film 5 and the light shielding film 4 remain in the pattern of the first region (FIG. 6 (2)). During this etching, the etching stopper film 3 and the semi-transmissive film 2 thereunder are not etched.

次に、フッ硝酸系のエッチング液を使用したウェットエッチングによりエッチングストッパー膜３のウェットエッチングを行い、やはり第一領域のパターンを残してエッチングストッパー膜３を除去する（図６（３））。その後、レジスト６３の除去工程、洗浄工程を経て、レジスト６４を再度全面塗布する（図６（４））。
次に、第一第二の領域をそれぞれ区分するための露光を同時に行う。即ち、第一領域については遮光部７１のパターンでレジスト６４を露光し、第二領域については２／３透光部７５のパターンで露光する。現像後、遮光部７１のパターンのレジスト６４と、２／３遮光部７１のパターンのレジスト６４が得られる（図７（１））。 Next, wet etching of the etching stopper film 3 is performed by wet etching using a hydrofluoric acid-based etching solution, and the etching stopper film 3 is removed while leaving the pattern of the first region (FIG. 6 (3)). Thereafter, a resist 64 is again applied to the entire surface through a removal process and a cleaning process of the resist 63 (FIG. 6 (4)).
Next, exposure for dividing each of the first and second areas is performed simultaneously. That is, the resist 64 is exposed with the pattern of the light shielding portion 71 for the first region, and the pattern of the 2/3 light transmitting portion 75 is exposed for the second region. After the development, a resist 64 having a pattern of the light shielding portion 71 and a resist 64 having a pattern of the 2/3 light shielding portion 71 are obtained (FIG. 7A).

その後、エッチング液により、遮光膜４のエッチングと半透過膜２のエッチングとの同時に行う。前述したように、遮光膜４及び半透過膜２はクロム系であるので、セリウム系の同じエッチング液でエッチングできる。このエッチングにより、１／３透光部７４及び透光部７３が形成される（図７（２））。
その後、レジスト６４を除去すると、遮光部７１及び２／３遮光部７１が出現し、四階調のハーフトーンマスクが完成する（図７（３））。 Thereafter, the etching of the light shielding film 4 and the etching of the semi-transmissive film 2 are performed simultaneously with an etching solution. As described above, since the light-shielding film 4 and the semi-transmissive film 2 are chromium-based, they can be etched with the same cerium-based etchant. By this etching, the 1/3 translucent part 74 and the translucent part 73 are formed (FIG. 7 (2)).
Thereafter, when the resist 64 is removed, the light shielding part 71 and the 2/3 light shielding part 71 appear, and a four-tone halftone mask is completed (FIG. 7 (3)).

この第二の実施形態においても、エッチングストッパー膜３は酸窒化チタン膜であるので、フッ硝酸系のエッチング液で容易にウェットエッチングできる。このため、設備投資を低く抑えることができる。
そして、この第二の実施形態のハーフトーンブランクスによれば、エッチングストッパー膜３が別の半透過膜となっているので、上記のようにレジスト塗布・露光・現像を適宜行うことで、四階調のハーフトーンブランクスを製造することが可能である。このため、マスク枚数をさらに低減し、デバイス基板８の露光工程の数をさらに削減することができる。従って、さらに生産性を高くし、設備投資を抑えることが可能となっている。 Also in the second embodiment, since the etching stopper film 3 is a titanium oxynitride film, it can be easily wet etched with a hydrofluoric acid-based etching solution. For this reason, capital investment can be kept low.
According to the halftone blanks of the second embodiment, the etching stopper film 3 is another semi-transmissive film. Therefore, by appropriately performing resist coating / exposure / development as described above, Tone halftone blanks can be produced. For this reason, the number of masks can be further reduced, and the number of exposure processes for the device substrate 8 can be further reduced. Therefore, it is possible to further increase the productivity and suppress the capital investment.

また、エッチングストッパー膜３が別の半透過膜に兼用されるので、ハーフトーンマスクの製造工程が煩雑になったり、ハーフトーンマスクの構造が複雑になったりする欠点はない。さらに、遮光膜４と半透過膜２が同じクロム系の膜であるので、上記のように同時にエッチングを行うことができ、この点でも生産性向上や設備投資低減の効果がもたらされる。   Further, since the etching stopper film 3 is also used as another semi-transmissive film, there is no disadvantage that the manufacturing process of the halftone mask becomes complicated and the structure of the halftone mask becomes complicated. Further, since the light-shielding film 4 and the semi-transmissive film 2 are the same chromium-based film, etching can be performed simultaneously as described above, and this also brings about an effect of improving productivity and reducing capital investment.

上記第一実施形態に属する実施例について、以下に説明する。
透明基板１上に半透過膜２として酸化クロム膜をスパッタリングにより５０ｎｍの厚さで形成する。この半透過膜２の光透過率は２５％である。半透過膜２の上に、エッチングストッパー膜３として酸窒化チタン膜を２ｎｍの厚さでスパッタリングにより形成する。エッチングストッパー膜３の上に遮光膜４としてクロム膜を５０ｎｍの厚さでスパッタリングにより形成し、その上に反射防止膜５として酸化クロム膜を３０ｎｍの厚さでスパッタリングにより形成する。その後、レジストを塗布すると、ハーフトーンブランクスが出来上がる。レジストを除く積層膜の部分の全体の厚さは１３２ｎｍである。尚、一連のスパッタリングは、同一チャンバー内で連続的に行うことが望ましい。
また、第二の実施形態に属する実施例としては、別の半透過膜に兼用されるエッチングストッパー膜３は、同様に酸窒化チタン膜で形成され、膜厚は５０ｎｍとされる。その他は、上記第一の実施形態の実施例と同様で良い。 Examples that belong to the first embodiment will be described below.
A chromium oxide film is formed as a semi-transmissive film 2 on the transparent substrate 1 to a thickness of 50 nm by sputtering. The light transmittance of the semi-transmissive film 2 is 25%. On the semi-transmissive film 2, a titanium oxynitride film is formed as the etching stopper film 3 with a thickness of 2 nm by sputtering. A chromium film is formed as a light shielding film 4 on the etching stopper film 3 by sputtering with a thickness of 50 nm, and a chromium oxide film is formed thereon as an antireflection film 5 by sputtering with a thickness of 30 nm. After that, when a resist is applied, halftone blanks are completed. The entire thickness of the laminated film portion excluding the resist is 132 nm. In addition, it is desirable to perform a series of sputtering continuously in the same chamber.
As an example belonging to the second embodiment, the etching stopper film 3 that is also used as another semi-transmissive film is similarly formed of a titanium oxynitride film and has a thickness of 50 nm. Others may be the same as those in the first embodiment.

上記各実施形態では、酸窒化チタン膜をエッチングストッパー膜３として使用したが、窒化チタン膜又は酸化チタン膜をエッチングストッパー膜３として使用しても同様に効果が得られる。即ち、エッチングストッパー膜３として窒化チタン膜又は酸化チタン膜を使用した場合でも、図５に示すのと基本的に同様であり、厚さ２ｎｍ以上としておくことで半透過膜２の膜減りが生じないことが発明者によって確認されている。窒化チタン膜は、窒素をスパッタガスとして使用した反応性スパッタリングによって作成できるし、酸化チタン膜は、スパッタガスとしてのアルゴンに酸素を添加して行う反応性スパッタリングによって作成することができる。酸素の添加量は、アルゴンに対して６０％程度で良い。   In each of the above embodiments, the titanium oxynitride film is used as the etching stopper film 3, but the same effect can be obtained by using a titanium nitride film or a titanium oxide film as the etching stopper film 3. That is, even when a titanium nitride film or a titanium oxide film is used as the etching stopper film 3, it is basically the same as shown in FIG. 5, and the film thickness of the semi-transmissive film 2 is reduced by setting the thickness to 2 nm or more. It has been confirmed by the inventor that there is not. The titanium nitride film can be formed by reactive sputtering using nitrogen as a sputtering gas, and the titanium oxide film can be formed by reactive sputtering performed by adding oxygen to argon as a sputtering gas. The amount of oxygen added may be about 60% with respect to argon.

また、各実施形態及び実施例において、遮光膜４、エッチングストッパー膜３及び半透過膜２のエッチングはウェットエッチングであると説明したが、ドライエッチングを行うことも可能である。遮光膜４と半透過膜２が同じクロム系であるために同じエッチング液を使用して同時にエッチングできるメリットを説明したが、このメリットは、ガスの種類等を適宜選定することで、ドライエッチングの場合でも同様に得られる。
尚、上記第一第二の実施形態における「三階調」や「四階調」は、少なくとも三階調、少なくとも四階調の意味であって、それ以上の多階調の露光を行うことを排除するものではない。 Further, in each of the embodiments and examples, it has been described that the etching of the light shielding film 4, the etching stopper film 3, and the semi-transmissive film 2 is wet etching, but it is also possible to perform dry etching. Since the light shielding film 4 and the semi-transmissive film 2 are made of the same chromium, the merit that etching can be performed simultaneously using the same etching solution has been described. However, this merit can be achieved by appropriately selecting the type of gas and the like. Even if it is obtained.
Note that “three gradations” and “four gradations” in the first and second embodiments mean at least three gradations and at least four gradations, and exposure of multiple gradations higher than that is performed. Is not to be excluded.

１ 透明基板
２ 半透過膜
３ エッチングストッパー膜
４ 遮光膜
５ 反射防止膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent substrate 2 Semi-transmissive film 3 Etching stopper film 4 Light-shielding film 5 Antireflection film

上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、透明基板上に、半透過膜、エッチングストッパー膜、遮光膜を順次形成した構造のハーフトーンブランクスであって、
遮光膜は、クロム又はクロム化合物で形成されており、
エッチングストッパー膜は、遮光膜をエッチングする際に当該エッチングが半透過膜まで進行しないようにするものであって、厚さ２ｎｍ以上８ｎｍ未満の酸窒化チタンより成る膜であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、透明基板上に、半透過膜、エッチングストッパー膜、遮光膜を順次形成した構造のハーフトーンブランクスであって、遮光膜は、クロム又はクロム化合物で形成されており、
エッチングストッパー膜は、遮光膜をエッチングする際に当該エッチングが半透過膜まで進行しないようにするものであって、厚さ２ｎｍ以上の酸窒化チタンより成る膜であり、
前記エッチングストッパー膜は、四階調露光を達成し得るよう前記半透過膜とは別の半透過の膜となっていて５％以上６０％未満の透過率となっているという構成を有する。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 of the present application is a halftone blank having a structure in which a semi-transmissive film, an etching stopper film, and a light-shielding film are sequentially formed on a transparent substrate,
The light shielding film is formed of chromium or a chromium compound,
The etching stopper film prevents the etching from proceeding to the semi-transmissive film when the light shielding film is etched, and has a configuration in which the film is made of titanium oxynitride having a thickness of 2 nm or more and less than 8 nm .
In order to solve the above problems, the invention described in claim 2 is a halftone blank having a structure in which a semi-transmissive film, an etching stopper film, and a light-shielding film are sequentially formed on a transparent substrate. Or formed of a chromium compound,
The etching stopper film is a film made of titanium oxynitride having a thickness of 2 nm or more, which prevents the etching from proceeding to the semi-transmissive film when the light shielding film is etched.
The etching stopper film is a semi-transmissive film different from the semi-transmissive film so as to achieve four-tone exposure and has a transmittance of 5% or more and less than 60% .

以下に説明する通り、本願の請求項１記載の発明によれば、エッチングストッパー膜が厚さ２ｎｍ以上の酸窒化チタンより成る膜であるので、遮光膜のウェットエッチングに用いられるエッチング液に対して十分な耐性を有する上、エッチングストッパー膜自体は、取り扱いが比較的容易なエッチング液によってウェットエッチングできる。従って、製造設備が大がかりにならず、設備投資も少なくて済む。また、事後的に半透過膜を形成することは不要であるので、フォトマスクの生産設備において成膜装置を備えることは不要であり、また外部に成膜を依託することは不要である。従って、製造コストがかさむことはなく、移動の問題も生じない。
また、請求項２記載の発明によれば、上記効果に加え、四階調露光が行えるので、露光回数の低減やフォトマスク枚数の低減の効果がさらに高く得られる。この際、エッチングストッパー膜が別の半透過の膜に兼用されるので、ハーフトーンマスクの製造工程が煩雑になったり、ハーフトーンマスクの構造が複雑になったりする欠点はない。 As described below, according to the first aspect of the present invention, the etching stopper film is a film made of titanium oxynitride having a thickness of 2 nm or more. In addition to having sufficient resistance, the etching stopper film itself can be wet etched with an etching solution that is relatively easy to handle. Therefore, the manufacturing equipment does not become large, and the capital investment is small. Further, since it is unnecessary to form a semi-transmissive film after the fact, it is not necessary to provide a film forming apparatus in the photomask production facility, and it is not necessary to entrust the film formation to the outside. Therefore, the manufacturing cost does not increase and the problem of movement does not occur.
According to the second aspect of the invention, in addition to the above effect, four-tone exposure can be performed, so that the effect of reducing the number of exposures and the number of photomasks can be further enhanced. At this time, since the etching stopper film is also used as another translucent film, there is no drawback that the manufacturing process of the halftone mask becomes complicated or the structure of the halftone mask becomes complicated.

上記各実施形態では、酸窒化チタン膜をエッチングストッパー膜３として使用したが、本願発明には含まれないものの、窒化チタン膜又は酸化チタン膜をエッチングストッパー膜３として使用しても同様に効果が得られる。即ち、エッチングストッパー膜３として窒化チタン膜又は酸化チタン膜を使用した場合でも、図５に示すのと基本的に同様であり、厚さ２ｎｍ以上としておくことで半透過膜２の膜減りが生じないことが発明者によって確認されている。窒化チタン膜は、窒素をスパッタガスとして使用した反応性スパッタリングによって作成できるし、酸化チタン膜は、スパッタガスとしてのアルゴンに酸素を添加して行う反応性スパッタリングによって作成することができる。酸素の添加量は、アルゴンに対して６０％程度で良い。 In each of the above embodiments, the titanium oxynitride film is used as the etching stopper film 3, but although not included in the present invention , the same effect can be obtained even if a titanium nitride film or a titanium oxide film is used as the etching stopper film 3. can get. That is, even when a titanium nitride film or a titanium oxide film is used as the etching stopper film 3, it is basically the same as shown in FIG. 5, and the film thickness of the semi-transmissive film 2 is reduced by setting the thickness to 2 nm or more. It has been confirmed by the inventor that there is not. The titanium nitride film can be formed by reactive sputtering using nitrogen as a sputtering gas, and the titanium oxide film can be formed by reactive sputtering performed by adding oxygen to argon as a sputtering gas. The amount of oxygen added may be about 60% with respect to argon.

Claims (2)

透明基板上に、半透過膜、エッチングストッパー膜、遮光膜を順次形成した構造のハーフトーンブランクスであって、遮光膜は、クロム又はクロム化合物で形成されており、 エッチングストッパー膜は、遮光膜をエッチングする際に当該エッチングが半透過膜まで進行しないようにするものであって、厚さ２ｎｍ以上の窒化チタン、酸窒化チタン又は酸化チタンより成る膜であることを特徴とするハーフトーンブランクス。   A halftone blank having a structure in which a semi-transmissive film, an etching stopper film, and a light-shielding film are sequentially formed on a transparent substrate. The light-shielding film is formed of chromium or a chromium compound. The etching stopper film is formed of a light-shielding film. A halftone blank which is a film made of titanium nitride, titanium oxynitride or titanium oxide having a thickness of 2 nm or more, which prevents the etching from proceeding to the semi-transmissive film when etching. 前記エッチングストッパー膜は、四階調露光を達成し得るよう前記半透過膜とは別の半透過の膜となっていることを特徴とすることを特徴とする請求項１記載のハーフトーンブランクス。   2. The halftone blank according to claim 1, wherein the etching stopper film is a semi-transmissive film different from the semi-transmissive film so as to achieve four-tone exposure.
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