JP3249948B2 - 位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスク - Google Patents
位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスクInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は位相シフトマスクブ
ランクおよびそのマスクブランクを用いて得られる位相
シフトマスクに関する。
ランクおよびそのマスクブランクを用いて得られる位相
シフトマスクに関する。
【０００２】
【従来技術】半導体ＬＳＩ製造などにおいては、微細パ
ターンの転写を行うためのマスクであるフォトマスクの
１つとして位相シフトマスクが用いられる。この位相シ
フトマスクのうち、特に単一のホール、ドット、又はラ
イン、スペース等の孤立したパターンの転写に適したも
のとして、ハーフトーン型位相シフトマスクが知られて
いる。
ターンの転写を行うためのマスクであるフォトマスクの
１つとして位相シフトマスクが用いられる。この位相シ
フトマスクのうち、特に単一のホール、ドット、又はラ
イン、スペース等の孤立したパターンの転写に適したも
のとして、ハーフトーン型位相シフトマスクが知られて
いる。
【０００３】このハーフトーン型位相シフトマスクは、
透明基板の表面上に形成されたマスクパターンを、実質
的に露光に寄与する強度の光を透過させる光透過部と、
実質的に露光に寄与しない強度の光を透過させる光半透
過部とで構成し、かつ、光透過部を通過してきた光の位
相と、光半透過部を通過してきた光の位相を異ならしめ
ることにより光透過部と光半透過部の境界部近傍で通過
してきた光が互いに打ち消し合うようにして境界部のコ
ントラストを良好に保持できるようにしたものであり、
例えば特開平５−１２７３６１号公報には、位相差を１
８０°としたハーフトーン型位相シフトマスクが開示さ
れている。
透明基板の表面上に形成されたマスクパターンを、実質
的に露光に寄与する強度の光を透過させる光透過部と、
実質的に露光に寄与しない強度の光を透過させる光半透
過部とで構成し、かつ、光透過部を通過してきた光の位
相と、光半透過部を通過してきた光の位相を異ならしめ
ることにより光透過部と光半透過部の境界部近傍で通過
してきた光が互いに打ち消し合うようにして境界部のコ
ントラストを良好に保持できるようにしたものであり、
例えば特開平５−１２７３６１号公報には、位相差を１
８０°としたハーフトーン型位相シフトマスクが開示さ
れている。
【０００４】この公報記載のハーフトーン型位相シフト
マスクにおいては、光半透過部を構成する光半透過膜
は、ＣｒＯx、ＣｒＮx、ＣｒＯxＮy、ＣｒＯxＮyＣz 等
の膜などの、均一な組成の材料からなる一層の膜で構成
されている。
マスクにおいては、光半透過部を構成する光半透過膜
は、ＣｒＯx、ＣｒＮx、ＣｒＯxＮy、ＣｒＯxＮyＣz 等
の膜などの、均一な組成の材料からなる一層の膜で構成
されている。
【０００５】このように一層の膜からなる光半透過部を
有するハーフトーン型位相シフトマスクは、光半透過部
を、透過率の高い層（例えばＳＯＧと略称されているス
ピンオン グラス）と透過率の低い層（例えばクロム）
との複数種類からなる積層構造としたハーフトーン型位
相シフトマスクと比較すると、製造工程の減少、簡略
化、パターン形状の垂直化、欠陥発生率の低減といった
利点を有する。
有するハーフトーン型位相シフトマスクは、光半透過部
を、透過率の高い層（例えばＳＯＧと略称されているス
ピンオン グラス）と透過率の低い層（例えばクロム）
との複数種類からなる積層構造としたハーフトーン型位
相シフトマスクと比較すると、製造工程の減少、簡略
化、パターン形状の垂直化、欠陥発生率の低減といった
利点を有する。
【０００６】このＣｒＯx、ＣｒＮx、ＣｒＯxＮy又はＣ
ｒＯxＮyＣz 等からなる光半透過膜の形成法に関して、
上記公報には、クロムをスパッタリングターゲットとし
て、蒸着雰囲気中に酸素、窒素などのガスを存在させる
ことにより、透明基板上にクロムの酸化物、窒化物、酸
窒化物、酸窒炭化物を堆積する方法、すなわち、いわゆ
る反応性スパッタリング法が開示されている。
ｒＯxＮyＣz 等からなる光半透過膜の形成法に関して、
上記公報には、クロムをスパッタリングターゲットとし
て、蒸着雰囲気中に酸素、窒素などのガスを存在させる
ことにより、透明基板上にクロムの酸化物、窒化物、酸
窒化物、酸窒炭化物を堆積する方法、すなわち、いわゆ
る反応性スパッタリング法が開示されている。
【０００７】上述の反応性スパッタリング法によって形
成されるＣｒＯx、ＣｒＮx、ＣｒＯxＮy 又はＣｒＯxＮ
yＣz 等からなる光半透過膜においては、露光に寄与し
ない程度の光を透過する性質、すなわち露光光に対する
透過率が４〜２０％という要件と、所定の位相差を与え
るという光半透過部の要件とを同時に満たしたものは導
電性が乏しい。そのため、光半透過膜上に設けたレジス
トをパターニングするために行うレジストへの電子線描
画において、打ち込まれた電子がレジスト中で帯電（チ
ャージアップ）してしまい、正確なパターン形成ができ
ないという問題があった。
成されるＣｒＯx、ＣｒＮx、ＣｒＯxＮy 又はＣｒＯxＮ
yＣz 等からなる光半透過膜においては、露光に寄与し
ない程度の光を透過する性質、すなわち露光光に対する
透過率が４〜２０％という要件と、所定の位相差を与え
るという光半透過部の要件とを同時に満たしたものは導
電性が乏しい。そのため、光半透過膜上に設けたレジス
トをパターニングするために行うレジストへの電子線描
画において、打ち込まれた電子がレジスト中で帯電（チ
ャージアップ）してしまい、正確なパターン形成ができ
ないという問題があった。
【０００８】また、導電性の欠如は静電気の帯電へとつ
ながり、マスクの製造工程や使用時においてパターンが
破損するとか、ゴミ、ダストなどが吸着しやすいという
問題があった。したがって、帯電現象を防止するために
は電気を伝導し、拡散させる導電層を例えば透明基板上
に設ける必要があり、そのためには製造工程数が増える
といった欠点があった。
ながり、マスクの製造工程や使用時においてパターンが
破損するとか、ゴミ、ダストなどが吸着しやすいという
問題があった。したがって、帯電現象を防止するために
は電気を伝導し、拡散させる導電層を例えば透明基板上
に設ける必要があり、そのためには製造工程数が増える
といった欠点があった。
【０００９】さらに、透明基板と光半透過膜との間に導
電層を形成する場合には、短波長の露光光に対して透明
である必要があり、特に、近年における高解像度のパタ
ーンが要求されることに伴う露光光の短波長化に対して
は、そのような露光光に対して透明である導電層材料を
新たに開発しなければならないという問題もあった。本
発明者らは、上記した導電性に乏しいクロム化合物系光
半透過膜に代るものとして、タングステン、タンタル、
クロムなどの遷移金属とケイ素とを含む光半透過膜を既
に提案しており、透明基板上に遷移金属とケイ素とを含
む光半透過膜を設けることにより、光半透過性と導電性
を兼ね備え、前記したレジストの電子線描画によるパタ
ーニング時の帯電の問題や、マスク製造工程や使用時の
パターンの破損や、ゴミ、ダストなどの吸着の問題を解
消した位相シフトマスクブランクを提供することができ
た。
電層を形成する場合には、短波長の露光光に対して透明
である必要があり、特に、近年における高解像度のパタ
ーンが要求されることに伴う露光光の短波長化に対して
は、そのような露光光に対して透明である導電層材料を
新たに開発しなければならないという問題もあった。本
発明者らは、上記した導電性に乏しいクロム化合物系光
半透過膜に代るものとして、タングステン、タンタル、
クロムなどの遷移金属とケイ素とを含む光半透過膜を既
に提案しており、透明基板上に遷移金属とケイ素とを含
む光半透過膜を設けることにより、光半透過性と導電性
を兼ね備え、前記したレジストの電子線描画によるパタ
ーニング時の帯電の問題や、マスク製造工程や使用時の
パターンの破損や、ゴミ、ダストなどの吸着の問題を解
消した位相シフトマスクブランクを提供することができ
た。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記遷移金属
とケイ素とを含む光半透過膜をスパッタリング法などに
より透明基板上に形成するに際しては、通常アルゴンガ
スなどの不活性ガスとともに酸素ガスとが導入されるこ
とがある。不活性ガスとともに酸素ガスを導入する目的
は、酸素ガスの割合を調整し、膜内に取り込まれる酸素
の量を制御することにより、光半透過膜の透過率、屈折
率、導電率（抵抗）などの特性を所望の値にすることに
ある。しかしスパッタリングに際して酸素ガスを導入す
ると、次のような問題が新たに生じる。すなわち、スパ
ッタリング時に導入された酸素ガスによりスパッタター
ゲットの表面が酸化され、その部分において酸化物が成
長し、この酸化物がスパッタリングのために印加されて
いる電界によって弾け、大きなクラスタとなって基板表
面に降り注ぐ現象が生じる。この現象は異常放電による
クラスタの付着と言われるものであり、クラスタはダス
トやパーティクルの発生原因になるだけでなく、光半透
過膜に凸部を形成する。一方、基板に付着したクラスタ
を取り込んだ状態で成膜が進み、その段階でクラスタが
剥離すると、膜表面に凹部が形成される。そして光半透
過膜表面に形成された凹凸は、次のような欠点をもたら
す。 １）位相シフト量の空間的なバラツキを生む。 ２）表面における露光光の乱反射により光半透過膜の透
過率を低下させる。 ３）ブランク表面が他のものに接する時、特にハンドリ
ング時に露光性能低下の原因となるダストを発生させ
る。 ４）パターンの微細化が阻害される。
とケイ素とを含む光半透過膜をスパッタリング法などに
より透明基板上に形成するに際しては、通常アルゴンガ
スなどの不活性ガスとともに酸素ガスとが導入されるこ
とがある。不活性ガスとともに酸素ガスを導入する目的
は、酸素ガスの割合を調整し、膜内に取り込まれる酸素
の量を制御することにより、光半透過膜の透過率、屈折
率、導電率（抵抗）などの特性を所望の値にすることに
ある。しかしスパッタリングに際して酸素ガスを導入す
ると、次のような問題が新たに生じる。すなわち、スパ
ッタリング時に導入された酸素ガスによりスパッタター
ゲットの表面が酸化され、その部分において酸化物が成
長し、この酸化物がスパッタリングのために印加されて
いる電界によって弾け、大きなクラスタとなって基板表
面に降り注ぐ現象が生じる。この現象は異常放電による
クラスタの付着と言われるものであり、クラスタはダス
トやパーティクルの発生原因になるだけでなく、光半透
過膜に凸部を形成する。一方、基板に付着したクラスタ
を取り込んだ状態で成膜が進み、その段階でクラスタが
剥離すると、膜表面に凹部が形成される。そして光半透
過膜表面に形成された凹凸は、次のような欠点をもたら
す。 １）位相シフト量の空間的なバラツキを生む。 ２）表面における露光光の乱反射により光半透過膜の透
過率を低下させる。 ３）ブランク表面が他のものに接する時、特にハンドリ
ング時に露光性能低下の原因となるダストを発生させ
る。 ４）パターンの微細化が阻害される。
【００１１】従って本発明の課題は、前記１）〜４）の
問題点が解消された位相シフトマスクブランクを提供す
ることにある。また本発明の他の課題は、上記位相シフ
トマスクブランクの光半透過膜をパターニングすること
により位相シフトマスクを提供することにある。
問題点が解消された位相シフトマスクブランクを提供す
ることにある。また本発明の他の課題は、上記位相シフ
トマスクブランクの光半透過膜をパターニングすること
により位相シフトマスクを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために、透明基板上に遷移金属とケイ素とを
含む光半透過膜を形成する際に、用いるガス中に窒素ガ
スおよび／または窒素化合物ガスを所定の割合で含有さ
せることにより、遷移金属とケイ素と窒素とを含む光半
透過膜を得た。そしてこの光半透過膜の諸物性を測定し
たところ、光半透過膜の露光光に対する入出射面の中心
平均粗さが０．１〜５０ｎｍＲａであるときに、前記
１）〜４）の欠点が解消された位相シフトマスクブラン
クが得られることを見い出した。またこの位相シフトマ
スクブランクは光半透過膜の微細加工性に優れ、所望の
位相シフトマスクが得られることを見い出した。
を解決するために、透明基板上に遷移金属とケイ素とを
含む光半透過膜を形成する際に、用いるガス中に窒素ガ
スおよび／または窒素化合物ガスを所定の割合で含有さ
せることにより、遷移金属とケイ素と窒素とを含む光半
透過膜を得た。そしてこの光半透過膜の諸物性を測定し
たところ、光半透過膜の露光光に対する入出射面の中心
平均粗さが０．１〜５０ｎｍＲａであるときに、前記
１）〜４）の欠点が解消された位相シフトマスクブラン
クが得られることを見い出した。またこの位相シフトマ
スクブランクは光半透過膜の微細加工性に優れ、所望の
位相シフトマスクが得られることを見い出した。
【００１３】本発明はこのような知見に基づき完成され
たものであり、（１）透明基板上に光半透過膜を有し、
かつ該光半透過膜の露光光に対する入出射面の中心線平
均粗さが０．１〜５０ｎｍＲａであることを特徴とする
位相シフトマスクブランク、および（２）前記（１）に
記載の位相シフトマスクブランクの光半透過膜を、所定
のパターンに従って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、光透過部と光半透過部とか
らなるマスクパターンを有することを特徴とする位相シ
フトマスクを要旨とする。
たものであり、（１）透明基板上に光半透過膜を有し、
かつ該光半透過膜の露光光に対する入出射面の中心線平
均粗さが０．１〜５０ｎｍＲａであることを特徴とする
位相シフトマスクブランク、および（２）前記（１）に
記載の位相シフトマスクブランクの光半透過膜を、所定
のパターンに従って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、光透過部と光半透過部とか
らなるマスクパターンを有することを特徴とする位相シ
フトマスクを要旨とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】先ず本発明の位相シフトマスクブ
ランクについて説明する。本発明の位相シフトマスクブ
ランクは、透明基板上に光半透過膜を有し、かつ該光半
透過膜の露光光に対する入出射面の中心線平均粗さ（Ｊ
ＩＳ Ｂ ０６０１に規定されており、ｎｍＲａで表示
される）が０．１〜５０ｎｍＲａであることを特徴とす
る。本発明の位相シフトマスクブランクにおいて、光半
透過膜の露光光に対する入出射面の中心線平均粗さを
０．１〜５０ｎｍＲａとする理由は以下の通りである。
ランクについて説明する。本発明の位相シフトマスクブ
ランクは、透明基板上に光半透過膜を有し、かつ該光半
透過膜の露光光に対する入出射面の中心線平均粗さ（Ｊ
ＩＳ Ｂ ０６０１に規定されており、ｎｍＲａで表示
される）が０．１〜５０ｎｍＲａであることを特徴とす
る。本発明の位相シフトマスクブランクにおいて、光半
透過膜の露光光に対する入出射面の中心線平均粗さを
０．１〜５０ｎｍＲａとする理由は以下の通りである。
【００１５】一般に中心線平均粗さの値の約１０倍が、
膜表面の凹凸における山の部分と谷の部分の高低差（ピ
ーク ツー バレー）にほぼ相当する傾向を示す。とこ
ろで光半透過膜の凹凸の高低差が露光光の波長程度とな
ると、このような光半透過膜を有する位相シフトマスク
ブランクを用いてリソグラフィーによるパターニングを
行なった場合、位相シフト量の空間的バラツキにより加
工寸法精度の低下が顕著になる。そこで露光光の波長未
満に光半透過膜の表面の凹凸の高低差を抑える必要があ
る。現在リソグラフィーでは露光光の波長として４６８
ｎｍ（ｇ線）、３６５ｎｍ（ｉ線）が一般的であるが、
２４８ｎｍ（ＫｒＦエキシマレーザ）や１９３ｎｍ（Ａ
ｒＦエキシマレーザ）も微細な加工精度が要求される場
合に使用されている。
膜表面の凹凸における山の部分と谷の部分の高低差（ピ
ーク ツー バレー）にほぼ相当する傾向を示す。とこ
ろで光半透過膜の凹凸の高低差が露光光の波長程度とな
ると、このような光半透過膜を有する位相シフトマスク
ブランクを用いてリソグラフィーによるパターニングを
行なった場合、位相シフト量の空間的バラツキにより加
工寸法精度の低下が顕著になる。そこで露光光の波長未
満に光半透過膜の表面の凹凸の高低差を抑える必要があ
る。現在リソグラフィーでは露光光の波長として４６８
ｎｍ（ｇ線）、３６５ｎｍ（ｉ線）が一般的であるが、
２４８ｎｍ（ＫｒＦエキシマレーザ）や１９３ｎｍ（Ａ
ｒＦエキシマレーザ）も微細な加工精度が要求される場
合に使用されている。
【００１６】上記傾向から、中心線平均粗さ５０ｎｍＲ
ａ以下であれば、凹凸の高低差は約５００ｎｍ以下とな
り、そうすると波長４６８ｎｍのｇ線による露光が可能
になる。これが中心線平均粗さとして５０ｎｍＲａ以下
が好ましいとした理由である。またｉ線（３６５ｎｍ）
やＫｒＦレーザ（２４８ｎｍ）による露光を考えると、
中心線平均粗さは２０ｎｍＲａがより好ましく、ＡｒＦ
レーザ（１９３ｎｍ）による露光を考えると中心線平均
粗さは１０ｎｍＲａ以下が特に好ましい。
ａ以下であれば、凹凸の高低差は約５００ｎｍ以下とな
り、そうすると波長４６８ｎｍのｇ線による露光が可能
になる。これが中心線平均粗さとして５０ｎｍＲａ以下
が好ましいとした理由である。またｉ線（３６５ｎｍ）
やＫｒＦレーザ（２４８ｎｍ）による露光を考えると、
中心線平均粗さは２０ｎｍＲａがより好ましく、ＡｒＦ
レーザ（１９３ｎｍ）による露光を考えると中心線平均
粗さは１０ｎｍＲａ以下が特に好ましい。
【００１７】また中心線平均粗さの下限を０．１ｎｍＲ
ａにした理由は、平坦な表面を得ようとしても、表面の
凹凸は下地基板の凹凸をスパッタ粒子のサイズ（粒径）
等で定まるので、０．１ｎｍＲａ未満にすることは現実
的でないだけでなく顕著な効果は得られないからであ
る。
ａにした理由は、平坦な表面を得ようとしても、表面の
凹凸は下地基板の凹凸をスパッタ粒子のサイズ（粒径）
等で定まるので、０．１ｎｍＲａ未満にすることは現実
的でないだけでなく顕著な効果は得られないからであ
る。
【００１８】透明基板としては、位相シフトマスクブラ
ンク用透明基板として用いられるものであれば特に制限
がなく、使用する露光波長において十分な透過光強度の
得られる基板ならば用いることができるが、一般には石
英ガラス基板が用いられる。この透明基板上に設けられ
た光半透過膜は、タングステン、タンタル、クロムおよ
びチタンの中から選ばれる遷移金属とケイ素と窒素とを
少なくとも含むのが好ましく、遷移金属とケイ素と窒素
を主たる構成成分とするのが特に好ましい。光半透過膜
中に上記遷移金属とケイ素とを所望成分として含めた理
由は、これらを含むことにより膜が光半透過性と導電性
を有することになり、光半透過膜上のレジストのパター
ニング時やマスク洗浄時のチャージアップの問題や帯電
によるダスト等の吸着の問題を低減させるためである。
ンク用透明基板として用いられるものであれば特に制限
がなく、使用する露光波長において十分な透過光強度の
得られる基板ならば用いることができるが、一般には石
英ガラス基板が用いられる。この透明基板上に設けられ
た光半透過膜は、タングステン、タンタル、クロムおよ
びチタンの中から選ばれる遷移金属とケイ素と窒素とを
少なくとも含むのが好ましく、遷移金属とケイ素と窒素
を主たる構成成分とするのが特に好ましい。光半透過膜
中に上記遷移金属とケイ素とを所望成分として含めた理
由は、これらを含むことにより膜が光半透過性と導電性
を有することになり、光半透過膜上のレジストのパター
ニング時やマスク洗浄時のチャージアップの問題や帯電
によるダスト等の吸着の問題を低減させるためである。
【００１９】また光半透過膜中に窒素を所望成分として
含めた理由は以下のとおりである。 （ｉ）遷移金属とケイ素と酸素からなる従来の光半透過
膜に比べ、窒素を含む光半透過膜は、膜表面の凹凸が低
減され、上記１）〜４）の欠点、すなわち位相シフト量
の空間的バラツキ、光半透過膜の透過率の低下、ダスト
の発生、およびパターンの微細化の阻害という問題が解
消される。 （ii）遷移金属とケイ素からなる従来の光半透過膜に比
べ、窒素を含む光半透過膜は、透過率が向上するだけで
なく、基板との付着力および大気中における化学的安定
性にすぐれている。
含めた理由は以下のとおりである。 （ｉ）遷移金属とケイ素と酸素からなる従来の光半透過
膜に比べ、窒素を含む光半透過膜は、膜表面の凹凸が低
減され、上記１）〜４）の欠点、すなわち位相シフト量
の空間的バラツキ、光半透過膜の透過率の低下、ダスト
の発生、およびパターンの微細化の阻害という問題が解
消される。 （ii）遷移金属とケイ素からなる従来の光半透過膜に比
べ、窒素を含む光半透過膜は、透過率が向上するだけで
なく、基板との付着力および大気中における化学的安定
性にすぐれている。
【００２０】光半透過膜において所望成分である遷移金
属、ケイ素および窒素のうち、窒素（Ｎ）の割合が特に
重要であり、膜中の全元素に対して５〜７０at％である
のが好ましい。その理由は窒素の割合が５at％未満であ
ると、透過率、シート抵抗および中心線平均粗さが位相
シフトマスクブランクの光半透過膜に要求される透過率
（４〜２０％）、シート抵抗（５０〜５×１０7 Ω／
□）、中心線平均粗さ（０．１〜５０ｎｍＲａ）のいず
れかを超えてしまうからであり、また７０at％を超える
と透過率が位相シフトマスクの光半透過膜に要求される
透過率を超えてしまうからである。一方、膜中の窒素の
割合が５〜７０at％であると、位相シフトマスクブラン
クの光半透過膜に要求される透過率、シート抵抗および
中心線平均粗さの全てを満足する光半透過膜が得られ
る。
属、ケイ素および窒素のうち、窒素（Ｎ）の割合が特に
重要であり、膜中の全元素に対して５〜７０at％である
のが好ましい。その理由は窒素の割合が５at％未満であ
ると、透過率、シート抵抗および中心線平均粗さが位相
シフトマスクブランクの光半透過膜に要求される透過率
（４〜２０％）、シート抵抗（５０〜５×１０7 Ω／
□）、中心線平均粗さ（０．１〜５０ｎｍＲａ）のいず
れかを超えてしまうからであり、また７０at％を超える
と透過率が位相シフトマスクの光半透過膜に要求される
透過率を超えてしまうからである。一方、膜中の窒素の
割合が５〜７０at％であると、位相シフトマスクブラン
クの光半透過膜に要求される透過率、シート抵抗および
中心線平均粗さの全てを満足する光半透過膜が得られ
る。
【００２１】本発明の位相シフトマスクブランクにおい
ては、光半透過膜中の窒素の割合を組成比において５〜
７０at％の範囲で適宜変化させることにより、透過率、
シート抵抗および中心線平均粗さなどの諸物性をバラン
スよく変化させることができる。窒素の割合は１０〜６
５at％が好ましく、１５〜６０at％が特に好ましい。上
記窒素とともに光半透過膜を構成する遷移元素の割合は
膜中の全元素に対して５〜５５at％が好ましく、７〜５
０at％がより好ましく、１０〜４５at％が特に好まし
い。また光半透過膜を構成するケイ素の割合は膜中の全
元素に対して５〜８０at％が好ましく、７〜７５at％が
より好ましく、１０〜７０at％が特に好ましい。
ては、光半透過膜中の窒素の割合を組成比において５〜
７０at％の範囲で適宜変化させることにより、透過率、
シート抵抗および中心線平均粗さなどの諸物性をバラン
スよく変化させることができる。窒素の割合は１０〜６
５at％が好ましく、１５〜６０at％が特に好ましい。上
記窒素とともに光半透過膜を構成する遷移元素の割合は
膜中の全元素に対して５〜５５at％が好ましく、７〜５
０at％がより好ましく、１０〜４５at％が特に好まし
い。また光半透過膜を構成するケイ素の割合は膜中の全
元素に対して５〜８０at％が好ましく、７〜７５at％が
より好ましく、１０〜７０at％が特に好ましい。
【００２２】光半透過膜中に含まれるケイ素のうち、遷
移金属と直接結合し、シリサイドを形成しているものは
ケイ素全体の半分以下であり、その他は例えば窒素と結
合して窒化物を形成したり、酸素と結合し酸化物を形成
したり、その他の結合を形成したりしている。一方、光
半透過膜中の各元素の分布は成膜方法によっても変わ
り、スパッタリング法１つとってみても、インライン方
式によるスパッタ成膜においては、基板をチェンバ内で
移動させながら成膜するので、プラズマ密度の空間分布
の影響を受け、基板に近い層と表面に近い層に含まれる
遷移金属の割合が比較的大きくなる。
移金属と直接結合し、シリサイドを形成しているものは
ケイ素全体の半分以下であり、その他は例えば窒素と結
合して窒化物を形成したり、酸素と結合し酸化物を形成
したり、その他の結合を形成したりしている。一方、光
半透過膜中の各元素の分布は成膜方法によっても変わ
り、スパッタリング法１つとってみても、インライン方
式によるスパッタ成膜においては、基板をチェンバ内で
移動させながら成膜するので、プラズマ密度の空間分布
の影響を受け、基板に近い層と表面に近い層に含まれる
遷移金属の割合が比較的大きくなる。
【００２３】本発明の位相シフトマスクブランクにおい
て光半透過膜は酸素を含むことができる。光半透過膜に
酸素を含める理由は、光半透過膜の透過率の向上、基板
付着力の向上、大気中における化学的安定性の向上のた
めである。光半透過膜における酸素（Ｏ）の割合は、膜
中の全元素に対して７０at％未満とするのが好ましく、
６０at％以下とするのがより好ましく、５０at％以下と
するのが特に好ましい。
て光半透過膜は酸素を含むことができる。光半透過膜に
酸素を含める理由は、光半透過膜の透過率の向上、基板
付着力の向上、大気中における化学的安定性の向上のた
めである。光半透過膜における酸素（Ｏ）の割合は、膜
中の全元素に対して７０at％未満とするのが好ましく、
６０at％以下とするのがより好ましく、５０at％以下と
するのが特に好ましい。
【００２４】本発明の位相シフトマスクブランクにおい
ては、光半透過膜の露光光に対する透過率が好ましくは
４〜２０％であり、５〜１５％が特に好ましい。その理
由は、透過率が４％未満の場合は光半透過部と光透過部
との境界部を通過する光どうしの位相ずれによる相殺効
果が充分得られず、また２０％を超える場合は、光半透
過部を通過してきた光によってもレジストが感光してし
まう恐れがあるためである。なお、光半透過膜の可視域
における透過率は３０〜７０％である。
ては、光半透過膜の露光光に対する透過率が好ましくは
４〜２０％であり、５〜１５％が特に好ましい。その理
由は、透過率が４％未満の場合は光半透過部と光透過部
との境界部を通過する光どうしの位相ずれによる相殺効
果が充分得られず、また２０％を超える場合は、光半透
過部を通過してきた光によってもレジストが感光してし
まう恐れがあるためである。なお、光半透過膜の可視域
における透過率は３０〜７０％である。
【００２５】本発明の位相シフトマスクブランクにおい
て、光半透過膜のシート抵抗は好ましくは５０〜５×１
０7 Ω／□である。シート抵抗が５０Ω／□未満である
膜組成では、実質的に光半透過膜の透過率が小さくな
り、所望の波長における望ましい透過率が得られなくな
るためハーフトーン型位相シフトマスク機能を果さなく
なり、また５×１０7 Ω／□を超えると電子線描画によ
る光半透過膜上のレジストのパターニング時にチャージ
アップによるブランクのダメージが起りやすくなる。光
半透過膜の膜厚制御性、表面粗さなどを考慮するとシー
ト抵抗は５×１０2〜１×１０6Ω／□であるのが特に好
ましい。
て、光半透過膜のシート抵抗は好ましくは５０〜５×１
０7 Ω／□である。シート抵抗が５０Ω／□未満である
膜組成では、実質的に光半透過膜の透過率が小さくな
り、所望の波長における望ましい透過率が得られなくな
るためハーフトーン型位相シフトマスク機能を果さなく
なり、また５×１０7 Ω／□を超えると電子線描画によ
る光半透過膜上のレジストのパターニング時にチャージ
アップによるブランクのダメージが起りやすくなる。光
半透過膜の膜厚制御性、表面粗さなどを考慮するとシー
ト抵抗は５×１０2〜１×１０6Ω／□であるのが特に好
ましい。
【００２６】次に位相シフトマスクブランクの製造方法
について説明する。この製造方法は、透明基板上に光半
透過膜を形成する工程を含むが、この工程はスパッタリ
ング法によって行なうのが特に好ましい。スパッタリン
グ法により、遷移金属とケイ素と窒素とを少なくとも含
む光半透過膜を形成する場合においてスパッタリングタ
ーゲットとしては、上記遷移金属とケイ素からなるター
ゲットを用いる。また形成される光半透過膜中に窒素を
導入する必要があるため、スパッタリング装置に導入さ
れるガスとして、少なくとも窒素ガスおよび／または窒
素化合物ガスを含むガスを用いる。ここに窒素化合物ガ
スとしてはアンモニア、Ｎ2Ｏ、ＮＯ、ＮＦ3などが用い
られる。
について説明する。この製造方法は、透明基板上に光半
透過膜を形成する工程を含むが、この工程はスパッタリ
ング法によって行なうのが特に好ましい。スパッタリン
グ法により、遷移金属とケイ素と窒素とを少なくとも含
む光半透過膜を形成する場合においてスパッタリングタ
ーゲットとしては、上記遷移金属とケイ素からなるター
ゲットを用いる。また形成される光半透過膜中に窒素を
導入する必要があるため、スパッタリング装置に導入さ
れるガスとして、少なくとも窒素ガスおよび／または窒
素化合物ガスを含むガスを用いる。ここに窒素化合物ガ
スとしてはアンモニア、Ｎ2Ｏ、ＮＯ、ＮＦ3などが用い
られる。
【００２７】上記製造方法においては、スパッタリング
装置に導入されるガスの総流量に対する窒素ガスおよび
／または窒素化合物ガス（以下これらを総称して窒素系
ガスということがある）の割合も重要であり、５〜９０
vol％であるのが好ましい。その理由は以下のとおりで
ある。窒素系ガスの割合が５vol％未満であると、形成
される光半透過膜の屈折率が増加し、所定の位相シフト
量を得るための膜厚を低下させる必要があるが、光半透
過膜の膜厚が薄い場合、膜厚変化に対する位相シフト量
の変化が大きく膜厚の制御を精密に行なう必要性が生じ
る。一方窒素系ガスの割合が増加すると屈折率が減少
し、透過率と抵抗が増加する傾向にあるが、特に総流量
に対し９０vol％を超えると透過率が大きくなりすぎて
ハーフトーン型位相シフトマスクブランクとして不適当
な光半透過膜となってしまう。窒素系ガスの割合は、膜
厚制御性、透過率制御性などを考慮すると、１５〜８５
vol％が好ましく、２０〜７５vol％が特に好ましい。
装置に導入されるガスの総流量に対する窒素ガスおよび
／または窒素化合物ガス（以下これらを総称して窒素系
ガスということがある）の割合も重要であり、５〜９０
vol％であるのが好ましい。その理由は以下のとおりで
ある。窒素系ガスの割合が５vol％未満であると、形成
される光半透過膜の屈折率が増加し、所定の位相シフト
量を得るための膜厚を低下させる必要があるが、光半透
過膜の膜厚が薄い場合、膜厚変化に対する位相シフト量
の変化が大きく膜厚の制御を精密に行なう必要性が生じ
る。一方窒素系ガスの割合が増加すると屈折率が減少
し、透過率と抵抗が増加する傾向にあるが、特に総流量
に対し９０vol％を超えると透過率が大きくなりすぎて
ハーフトーン型位相シフトマスクブランクとして不適当
な光半透過膜となってしまう。窒素系ガスの割合は、膜
厚制御性、透過率制御性などを考慮すると、１５〜８５
vol％が好ましく、２０〜７５vol％が特に好ましい。
【００２８】本発明のための製造方法においては、形成
される光半透過膜に酸素を含ませたい場合には、スパッ
タリング装置に導入されるガス中に酸素ガスおよび／ま
たは酸素化合物ガスを含有させることができる。酸素含
有ガスとしては、Ｏ3、Ｎ2Ｏ、ＮＯ、Ｈ2Ｏなどが挙げ
られる。
される光半透過膜に酸素を含ませたい場合には、スパッ
タリング装置に導入されるガス中に酸素ガスおよび／ま
たは酸素化合物ガスを含有させることができる。酸素含
有ガスとしては、Ｏ3、Ｎ2Ｏ、ＮＯ、Ｈ2Ｏなどが挙げ
られる。
【００２９】酸素ガスを含有させる場合、ガスの総流量
に対する酸素ガスおよび／または酸素化合物ガス（以下
これらを酸素系ガスと総称することがある）の割合は５
５vol％以下とするのが好ましい。
に対する酸素ガスおよび／または酸素化合物ガス（以下
これらを酸素系ガスと総称することがある）の割合は５
５vol％以下とするのが好ましい。
【００３０】スパッタリングにおける基板温度は、基板
を加熱しなくてもプラズマに晒されているので、スパッ
タリング雰囲気において通常室温〜１００℃になってい
るが、例えば１００〜３５０℃に加熱するのが好まし
い。その理由は、基板を加熱すると、膜の付着強度が向
上し、かつ膜が焼きしめられて密度が向上し、強固にな
るからである。
を加熱しなくてもプラズマに晒されているので、スパッ
タリング雰囲気において通常室温〜１００℃になってい
るが、例えば１００〜３５０℃に加熱するのが好まし
い。その理由は、基板を加熱すると、膜の付着強度が向
上し、かつ膜が焼きしめられて密度が向上し、強固にな
るからである。
【００３１】以上本発明の「位相シフトマスクブラン
ク」を製造する方法における重要な条件を説明してきた
が、透明基板上に光半透過膜を形成するためのその他の
条件は通常のスパッタリング法における条件をそのまま
採用できる。
ク」を製造する方法における重要な条件を説明してきた
が、透明基板上に光半透過膜を形成するためのその他の
条件は通常のスパッタリング法における条件をそのまま
採用できる。
【００３２】なお、本発明の別の態様によれば、スパッ
タリング装置に導入されるガスとして、アルゴンなどの
不活性ガスのみを用い、窒素系ガスを用いない場合に
は、タングステン、タルタン、クロムおよびチタンの中
から選ばれた還移金属とケイ素とを含む光半透過膜を有
し、この光半透過膜の露光光に対する入出射面中心線平
均粗さが０．１〜５０ｎｍＲａである、位相シフトマス
クブランクを得ることができる。このようにして得られ
た位相シフトマスクブランクは、その光半透過膜の表面
粗さが位相シフトマスクブランクの光半透過膜として好
ましい値を有するので、上記１）〜４）の欠点、すなわ
ち位相シフト量の空間的バラツキ、光半透過膜の透過率
の低下、ダストの発生、およびパターンの微細化の阻害
という問題が解消される。また、この位相シフトマスク
ブランクは、抵抗も極めて小さいという特徴を有する。
ただし、窒素を含む前述の光半透過膜と比較し、屈折
率、露光波長に対する透過率を制御しにくいという欠点
がある。
タリング装置に導入されるガスとして、アルゴンなどの
不活性ガスのみを用い、窒素系ガスを用いない場合に
は、タングステン、タルタン、クロムおよびチタンの中
から選ばれた還移金属とケイ素とを含む光半透過膜を有
し、この光半透過膜の露光光に対する入出射面中心線平
均粗さが０．１〜５０ｎｍＲａである、位相シフトマス
クブランクを得ることができる。このようにして得られ
た位相シフトマスクブランクは、その光半透過膜の表面
粗さが位相シフトマスクブランクの光半透過膜として好
ましい値を有するので、上記１）〜４）の欠点、すなわ
ち位相シフト量の空間的バラツキ、光半透過膜の透過率
の低下、ダストの発生、およびパターンの微細化の阻害
という問題が解消される。また、この位相シフトマスク
ブランクは、抵抗も極めて小さいという特徴を有する。
ただし、窒素を含む前述の光半透過膜と比較し、屈折
率、露光波長に対する透過率を制御しにくいという欠点
がある。
【００３３】次に本発明の位相シフトマスクについて説
明する。本発明の位相シフトマスクは、前記した本発明
の位相シフトマスクブランクの光半透過膜を所定のパタ
ーンに従って選択的に除去するパターニング処理を施す
ことにより、光透過部と光半透過部とからなるマスクパ
ターンを形成したことを特徴とするものである。すなわ
ち本発明の位相シフトマスクは、本発明の位相シフトマ
スクブランクを用いて得られたものである点にポイント
があり、マスクパターンの形成のための方法は従来公知
の方法をそのまま採用することができる。以下、本発明
を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこれ
らの実施例に限定されるものではない。
明する。本発明の位相シフトマスクは、前記した本発明
の位相シフトマスクブランクの光半透過膜を所定のパタ
ーンに従って選択的に除去するパターニング処理を施す
ことにより、光透過部と光半透過部とからなるマスクパ
ターンを形成したことを特徴とするものである。すなわ
ち本発明の位相シフトマスクは、本発明の位相シフトマ
スクブランクを用いて得られたものである点にポイント
があり、マスクパターンの形成のための方法は従来公知
の方法をそのまま採用することができる。以下、本発明
を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこれ
らの実施例に限定されるものではない。
【００３４】
【実施例】（実施例１）図１（ａ）および（ｂ）は実施
例１のハーフトーン型位相シフトマスクブランクおよび
ハーフトーン型位相シフトマスクの断面図を示すもので
ある。
例１のハーフトーン型位相シフトマスクブランクおよび
ハーフトーン型位相シフトマスクの断面図を示すもので
ある。
【００３５】ハーフトーン型位相シフトマスクブランク
は図１（ａ）に示されるように、透明基板１の上に光半
透過膜２ａを有するものである。また、ハーフトーン型
位相シフトマスクは図１（ｂ）に示されるように、図１
（ａ）に示されるハーフトーン型位相シフトマスクブラ
ンクの光半透過膜２ａを所定のパターンにしたがって選
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、光半透過部２と光透過部３とからなるマスクパタ
ーンを有するものである。
は図１（ａ）に示されるように、透明基板１の上に光半
透過膜２ａを有するものである。また、ハーフトーン型
位相シフトマスクは図１（ｂ）に示されるように、図１
（ａ）に示されるハーフトーン型位相シフトマスクブラ
ンクの光半透過膜２ａを所定のパターンにしたがって選
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、光半透過部２と光透過部３とからなるマスクパタ
ーンを有するものである。
【００３６】（位相シフトマスクブランクの製造）図１
（ａ）で示されるハーフトーン型位相シフトマスクブラ
ンクを次のようにして製造した。透明基板１として主表
面を鏡面研磨した石英ガラス基板（縦５インチ×横５イ
ンチ×厚さ０．９インチ）を用いた。この透明基板１上
にＲＦマグネトロンスパッタリング法によりタングステ
ン（Ｗ）とケイ素（Ｓｉ）と窒素（Ｎ）とからなる光半
透過膜２を形成した。
（ａ）で示されるハーフトーン型位相シフトマスクブラ
ンクを次のようにして製造した。透明基板１として主表
面を鏡面研磨した石英ガラス基板（縦５インチ×横５イ
ンチ×厚さ０．９インチ）を用いた。この透明基板１上
にＲＦマグネトロンスパッタリング法によりタングステ
ン（Ｗ）とケイ素（Ｓｉ）と窒素（Ｎ）とからなる光半
透過膜２を形成した。
【００３７】ＲＦマグネトロンスパッタリング法におい
てターゲットとしては、ＷとＳｉとからなり、Ｗ／Ｓｉ
＝１／１（at／at）であるものを用いた。このターゲッ
トを透明基板１とともにＲＦマグネトロンスパッタリン
グ装置における各所定位置に配置し、透明基板１を２０
０℃程度に加熱し、アルゴン（Ａｒ）ガスと窒素
（Ｎ2）ガスとからなり、ガス混合比Ａｒ／Ｎ2＝７７／
２３（vol％／vol％）であるガス混合物を導入しなが
ら、ＲＦ出力１．３ＫＷの条件下にＲＦマグネトロンス
パッタリングを行なって、透明基板１上に光半透過膜２
ａを形成して、図１（ａ）に示す位相シフトマスクブラ
ンク（以下実施例１ａの位相シフトマスクブランクとい
う）を得た。
てターゲットとしては、ＷとＳｉとからなり、Ｗ／Ｓｉ
＝１／１（at／at）であるものを用いた。このターゲッ
トを透明基板１とともにＲＦマグネトロンスパッタリン
グ装置における各所定位置に配置し、透明基板１を２０
０℃程度に加熱し、アルゴン（Ａｒ）ガスと窒素
（Ｎ2）ガスとからなり、ガス混合比Ａｒ／Ｎ2＝７７／
２３（vol％／vol％）であるガス混合物を導入しなが
ら、ＲＦ出力１．３ＫＷの条件下にＲＦマグネトロンス
パッタリングを行なって、透明基板１上に光半透過膜２
ａを形成して、図１（ａ）に示す位相シフトマスクブラ
ンク（以下実施例１ａの位相シフトマスクブランクとい
う）を得た。
【００３８】得られた実施例１ａの位相シフトマスクブ
ランクにおいて光半透過膜２ａの元素組成比をＸ線電子
分光法により調べたところ、表１に示すようにＷ／Ｓｉ
／Ｎ＝４０at％／４２at％／１８at％であり、Ｎの割合
は１８at％であった。スパッタリング時に基板温度を２
００℃程度に加熱したため、光半透過膜にはタングステ
ンシリサイド（ＷＳｉ）が１割程度含まれていた。実施
例１ａの位相シフトマスクブランクにおいて、光半透過
膜２ａの屈折率は表１に示すように、２．５であった。
また表１に示すように膜厚を８５５オングストロームと
することによってλ＝２４８ｎｍのときの透過率５．４
％を得た。ここに光半透過膜の膜厚ｄは、位相シフト量
をφ、屈折率をｎ、露光光の波長をλとすると次の
（１）式で決定される。
ランクにおいて光半透過膜２ａの元素組成比をＸ線電子
分光法により調べたところ、表１に示すようにＷ／Ｓｉ
／Ｎ＝４０at％／４２at％／１８at％であり、Ｎの割合
は１８at％であった。スパッタリング時に基板温度を２
００℃程度に加熱したため、光半透過膜にはタングステ
ンシリサイド（ＷＳｉ）が１割程度含まれていた。実施
例１ａの位相シフトマスクブランクにおいて、光半透過
膜２ａの屈折率は表１に示すように、２．５であった。
また表１に示すように膜厚を８５５オングストロームと
することによってλ＝２４８ｎｍのときの透過率５．４
％を得た。ここに光半透過膜の膜厚ｄは、位相シフト量
をφ、屈折率をｎ、露光光の波長をλとすると次の
（１）式で決定される。
【００３９】
【数１】
【００４０】（１）式において、位相シフト量φは１８
０°であることが理想的であるが、実用的な位相シフト
量は、１６０°≦φ≦２００°と想定して実験を行なっ
た。実施例１ａの位相シフトマスクブランクにおける光
半透過膜２ａのシート抵抗（四探針法により測定）は表
１に示すように７．６×１０3未満であった。また実施
例１ａの位相シフトマスクブランクにおける光半透過膜
２ａの表面粗さ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定された中
心線平均粗さｎｍＲａ）は表１に示すように１．８ｎｍ
Ｒａであった。
０°であることが理想的であるが、実用的な位相シフト
量は、１６０°≦φ≦２００°と想定して実験を行なっ
た。実施例１ａの位相シフトマスクブランクにおける光
半透過膜２ａのシート抵抗（四探針法により測定）は表
１に示すように７．６×１０3未満であった。また実施
例１ａの位相シフトマスクブランクにおける光半透過膜
２ａの表面粗さ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定された中
心線平均粗さｎｍＲａ）は表１に示すように１．８ｎｍ
Ｒａであった。
【００４１】次に導入される混合ガスのガス混合比Ａｒ
／Ｎ2 を２５／７５、２０／８０および１７／８３、１
００／０（vol％／vol％）とした以外は上記実施例１ａ
の位相シフトマスクブランクの製造におけると同様の条
件でＲＦマグネトロンスパッタリングを行なって、それ
ぞれ実施例１ｂ，１ｃ，１ｄおよび１ｅの位相シフトマ
スクブランクを得た。
／Ｎ2 を２５／７５、２０／８０および１７／８３、１
００／０（vol％／vol％）とした以外は上記実施例１ａ
の位相シフトマスクブランクの製造におけると同様の条
件でＲＦマグネトロンスパッタリングを行なって、それ
ぞれ実施例１ｂ，１ｃ，１ｄおよび１ｅの位相シフトマ
スクブランクを得た。
【００４２】得られた実施例１ｂ，１ｃ，１ｄおよび１
ｅの位相シフトマスクブランクにおける光半透過膜の元
素組成比、屈折率、膜厚、透過率、シート抵抗および表
面粗さ（ｎｍＲａ）は表１にまとめて示した。
ｅの位相シフトマスクブランクにおける光半透過膜の元
素組成比、屈折率、膜厚、透過率、シート抵抗および表
面粗さ（ｎｍＲａ）は表１にまとめて示した。
【００４３】次に比較のため、導入されるガスとしてＯ
2ガスおよびＡｒ−Ｏ2混合ガス（Ａｒ／Ｏ2＝５０vol％
／５０vol％）をそれぞれ用いた以外は、上記実施例１
ａの位相シフトマスクブランクの製造におけると同様の
条件でＲＦマグネトロンスパッタリングを行なって、そ
れぞれ比較例１ｙおよび１ｚの位相シフトマスクブラン
クを得た。
2ガスおよびＡｒ−Ｏ2混合ガス（Ａｒ／Ｏ2＝５０vol％
／５０vol％）をそれぞれ用いた以外は、上記実施例１
ａの位相シフトマスクブランクの製造におけると同様の
条件でＲＦマグネトロンスパッタリングを行なって、そ
れぞれ比較例１ｙおよび１ｚの位相シフトマスクブラン
クを得た。
【００４４】得られた比較例１ｙおよび１ｚの位相シフ
トマスクブランクにおける光半透過膜の元素混合比、屈
折率、シート抵抗および表面粗さ（ｎｍＲａ）は表１に
まとめて示した。
トマスクブランクにおける光半透過膜の元素混合比、屈
折率、シート抵抗および表面粗さ（ｎｍＲａ）は表１に
まとめて示した。
【００４５】
【表１】
【００４６】表１より、次のことが明らかとなった。 （ｉ）スパッタリング装置に導入されるガスとしてＡｒ
ガスとともにＮ2ガスを併用することにより、得られた
実施例１ａ〜１ｄの位相シフトマスクブランクは、その
光半透過膜がＷおよびＳｉとともにＮを含むので、膜厚
制御性、透過率と抵抗の両特性のバランス性に優れ、ま
た表面粗さが小さいことにより加工寸法精度に優れてい
る。
ガスとともにＮ2ガスを併用することにより、得られた
実施例１ａ〜１ｄの位相シフトマスクブランクは、その
光半透過膜がＷおよびＳｉとともにＮを含むので、膜厚
制御性、透過率と抵抗の両特性のバランス性に優れ、ま
た表面粗さが小さいことにより加工寸法精度に優れてい
る。
【００４７】（ii）スパッタリング装置に導入される混
合ガスのガス混合比Ａｒ／Ｎ2を適宜変動させることに
より、屈折率、透過率、抵抗および表面粗さｎｍＲａを
適宜変動させることが可能である。例えば混合ガス中の
ガス混合比Ａｒ／Ｎ2が７７／２３（vol％／vol％）で
あり、Ｎ2ガスの割合が相対的に少ない実施例１ａの場
合は、光半透過膜の屈折率が高く、逆に透過率、シート
抵抗および表面粗さｎｍＲａは小さい。混合ガス中のガ
ス混合比Ａｒ／Ｎ2を２５／７５、２０／８０および１
７／８３（vol％／vol％）とＮ2ガスの割合を順次上昇
させていった実施例１ｂ，１ｃおよび１ｄの場合、光半
透過膜の屈折率が順次低下し、一方透過率、抵抗および
表面粗さｎｍＲａは順次増加している。このように混合
ガスのガス混合比Ａｒ／Ｎ2をコントロールすることに
より、光半透過膜の諸物性値を所望の値にバランス良く
コントロールすることができる。
合ガスのガス混合比Ａｒ／Ｎ2を適宜変動させることに
より、屈折率、透過率、抵抗および表面粗さｎｍＲａを
適宜変動させることが可能である。例えば混合ガス中の
ガス混合比Ａｒ／Ｎ2が７７／２３（vol％／vol％）で
あり、Ｎ2ガスの割合が相対的に少ない実施例１ａの場
合は、光半透過膜の屈折率が高く、逆に透過率、シート
抵抗および表面粗さｎｍＲａは小さい。混合ガス中のガ
ス混合比Ａｒ／Ｎ2を２５／７５、２０／８０および１
７／８３（vol％／vol％）とＮ2ガスの割合を順次上昇
させていった実施例１ｂ，１ｃおよび１ｄの場合、光半
透過膜の屈折率が順次低下し、一方透過率、抵抗および
表面粗さｎｍＲａは順次増加している。このように混合
ガスのガス混合比Ａｒ／Ｎ2をコントロールすることに
より、光半透過膜の諸物性値を所望の値にバランス良く
コントロールすることができる。
【００４８】(iii）混合ガスの混合比Ａｒ／Ｎ2＝１０
０／０（vol％／vol％）として、Ａｒガスのみを用いた
実施例１ｅの場合、表面粗さ（ｎｍＲａ）が実施例１ａ
〜１ｄよりも小さく、抵抗の極めて小さい光半透過膜を
有する位相シフトマスクブランクが得られた。
０／０（vol％／vol％）として、Ａｒガスのみを用いた
実施例１ｅの場合、表面粗さ（ｎｍＲａ）が実施例１ａ
〜１ｄよりも小さく、抵抗の極めて小さい光半透過膜を
有する位相シフトマスクブランクが得られた。
【００４９】（iV）スパッタリング装置に導入されるガ
スとしてＯ2ガスのみを用いて得られた比較例１ｙの位
相シフトマスクブランクは、光半透過部の透過率が高
く、ハーフトーン型位相シフトマスクとしての十分な性
能が得られない。またシート抵抗および表面粗さも大き
く、位相シフトマスクとしての十分な性能が得られな
い。
スとしてＯ2ガスのみを用いて得られた比較例１ｙの位
相シフトマスクブランクは、光半透過部の透過率が高
く、ハーフトーン型位相シフトマスクとしての十分な性
能が得られない。またシート抵抗および表面粗さも大き
く、位相シフトマスクとしての十分な性能が得られな
い。
【００５０】スパッタリング装置に導入されるガスとし
て、ＡｒガスとＯ2ガスからなり、ガス混合比Ａｒ／Ｏ2
＝５０／５０（vol％／vol％）の混合ガスを用いて得ら
れた比較例１ｚの位相シフトマスクブランクは、比較例
１ｙの位相シフトマスクブランクと同様に、光半透過部
の透過率が高く、ハーフトーン型位相シフトマスクとし
ての十分な性能が得られない。またシート抵抗も大き
い。また表面粗さも大きく、位相シフトマスクとしての
十分な性能が得られない。
て、ＡｒガスとＯ2ガスからなり、ガス混合比Ａｒ／Ｏ2
＝５０／５０（vol％／vol％）の混合ガスを用いて得ら
れた比較例１ｚの位相シフトマスクブランクは、比較例
１ｙの位相シフトマスクブランクと同様に、光半透過部
の透過率が高く、ハーフトーン型位相シフトマスクとし
ての十分な性能が得られない。またシート抵抗も大き
い。また表面粗さも大きく、位相シフトマスクとしての
十分な性能が得られない。
【００５１】（位相シフトマスクの製造）上述の実施例
１ａ〜１ｅの位相シフトマスクブランクを用いて、位相
シフトマスクを製造した。その詳細を図２を参照しなが
ら説明する。
１ａ〜１ｅの位相シフトマスクブランクを用いて、位相
シフトマスクを製造した。その詳細を図２を参照しなが
ら説明する。
【００５２】先ず透明基板１の表面に光半透過膜２ａを
有する位相シフトマスクブランクを用意する（図２
（ａ）参照）。
有する位相シフトマスクブランクを用意する（図２
（ａ）参照）。
【００５３】次に、この位相シフトマスクブランクの光
半透過膜２ａ上に電子線レジスト膜４ａ（東ソー（株）
製：ＣＭＳ−Ｍ８）を６０００オングストロームの厚さ
に形成した（図２（ｂ）参照）。その後所定のパターン
にしたがって電子線を照射した後、レジストの現像を行
なってレジストパターン４を形成した（図２（ｃ）参
照）。
半透過膜２ａ上に電子線レジスト膜４ａ（東ソー（株）
製：ＣＭＳ−Ｍ８）を６０００オングストロームの厚さ
に形成した（図２（ｂ）参照）。その後所定のパターン
にしたがって電子線を照射した後、レジストの現像を行
なってレジストパターン４を形成した（図２（ｃ）参
照）。
【００５４】なお実施例１ａ〜１ｅの位相シフトマスク
ブランクにおける光半透過膜２ａは、透明基板１とのエ
ッチング選択比（光半透過膜のエッチング速度／透明基
板のエッチング速度）が３以上であるため、適宜な条件
でのエッチングを行なうことにより、透明基板１をほと
んど傷つけずに光半透過膜２ａのエッチングを行なうこ
とができた。
ブランクにおける光半透過膜２ａは、透明基板１とのエ
ッチング選択比（光半透過膜のエッチング速度／透明基
板のエッチング速度）が３以上であるため、適宜な条件
でのエッチングを行なうことにより、透明基板１をほと
んど傷つけずに光半透過膜２ａのエッチングを行なうこ
とができた。
【００５５】次に、レジストパターン４に沿って光半透
過膜２ａを反応性ドライエッチング方式（ＲＩＥ）平行
平板型ドライエッチング装置を用いて、ドライエッチン
グした（図２（ｄ）参照）。
過膜２ａを反応性ドライエッチング方式（ＲＩＥ）平行
平板型ドライエッチング装置を用いて、ドライエッチン
グした（図２（ｄ）参照）。
【００５６】ドライエッチング後、残存レジストパター
ン４を剥離した後、洗浄することにより、光半透過部２
および光透過部３を有する位相シフトマスクを得た（図
２（ｅ）参照）。
ン４を剥離した後、洗浄することにより、光半透過部２
および光透過部３を有する位相シフトマスクを得た（図
２（ｅ）参照）。
【００５７】なお、実施例１ａ〜１ｅの位相シフトマス
クブランクにおいて、光半透過膜２ａ（光半透過部２）
は、透明基板１との充分な付着性を有しており、通常の
フォトマスク作成の洗浄工程で行なわれる超音波洗浄や
スクラブ洗浄にも耐え、さらには耐酸性に優れているた
め、上記洗浄工程で行なわれる熱濃硫酸洗浄あるいは過
酸化水素と濃硫酸との混合液による洗浄に充分耐え得る
ものであった。
クブランクにおいて、光半透過膜２ａ（光半透過部２）
は、透明基板１との充分な付着性を有しており、通常の
フォトマスク作成の洗浄工程で行なわれる超音波洗浄や
スクラブ洗浄にも耐え、さらには耐酸性に優れているた
め、上記洗浄工程で行なわれる熱濃硫酸洗浄あるいは過
酸化水素と濃硫酸との混合液による洗浄に充分耐え得る
ものであった。
【００５８】得られた位相シフトマスクにおいては、図
３に示されるように、露光光Ｌ0が照射された場合、こ
の露光光Ｌ0が、光半透過部２を通過して図示していな
い被転写体に達する光Ｌ1と光透過部３を通過して同じ
く被転写体に達する光Ｌ2とに別れる。この場合、光半
透過部２を通過した光Ｌ1の強度は、実質的にレジスト
の露光に寄与しない程度の弱い光である。一方、光透過
部３を通過した光Ｌ2は実質的に露光に寄与する強い光
である。したがって、これによりパターン露光が可能と
なる。この際、回折現象によって光半透過部２と光透過
部３との境界を通過する光が互いに相手の領域に回り込
みをおこすが、両者の光の位相はほぼ反転した関係にな
るため、境界部近傍では互いの光が相殺し合う。これに
よって、境界が極めて明確となり解像度が向上する。
３に示されるように、露光光Ｌ0が照射された場合、こ
の露光光Ｌ0が、光半透過部２を通過して図示していな
い被転写体に達する光Ｌ1と光透過部３を通過して同じ
く被転写体に達する光Ｌ2とに別れる。この場合、光半
透過部２を通過した光Ｌ1の強度は、実質的にレジスト
の露光に寄与しない程度の弱い光である。一方、光透過
部３を通過した光Ｌ2は実質的に露光に寄与する強い光
である。したがって、これによりパターン露光が可能と
なる。この際、回折現象によって光半透過部２と光透過
部３との境界を通過する光が互いに相手の領域に回り込
みをおこすが、両者の光の位相はほぼ反転した関係にな
るため、境界部近傍では互いの光が相殺し合う。これに
よって、境界が極めて明確となり解像度が向上する。
【００５９】実施例１ａ〜１ｅの位相シフトマスクブラ
ンクを用いて得られた位相シフトマスクは、従来の位相
シフトマスクの上記したような問題点１）〜４）、すな
わち位相シフト量の空間的バラツキ、光半透過膜の透過
率の低下、ダストの発生、およびパターン微細化の阻害
の問題を解決し、従来の位相シフトマスクより優れた性
能を満たすものであった。
ンクを用いて得られた位相シフトマスクは、従来の位相
シフトマスクの上記したような問題点１）〜４）、すな
わち位相シフト量の空間的バラツキ、光半透過膜の透過
率の低下、ダストの発生、およびパターン微細化の阻害
の問題を解決し、従来の位相シフトマスクより優れた性
能を満たすものであった。
【００６０】また、得られた位相シフトマスクは、可視
域における透過率が２０％程度以上であり、マスクの位
置合わせ（アライメント）のために新たにアライメント
マークを形成するための膜を形成する必要がないという
利点がある。実施例１ａ〜１ｅの位相シフトマスクブラ
ンクを用いて得られた位相シフトマスクを使用したとこ
ろ、従来の位相シフトマスクと同様の焦点深度が得られ
た。
域における透過率が２０％程度以上であり、マスクの位
置合わせ（アライメント）のために新たにアライメント
マークを形成するための膜を形成する必要がないという
利点がある。実施例１ａ〜１ｅの位相シフトマスクブラ
ンクを用いて得られた位相シフトマスクを使用したとこ
ろ、従来の位相シフトマスクと同様の焦点深度が得られ
た。
【００６１】（実施例２） （位相シフトマスクブランクの製造）ターゲット組成比
Ｗ／Ｓｉを１／２としたこと以外は実施例１と同様にガ
ス混合比Ａｒ／Ｎ2を７７／２３，２５／７５，２０／
８０，１７／８３，１００／０（vol％／vol％）に変化
させて、実施例２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄおよび２ｅの位
相シフトマスクブランクを得た。得られた実施例２ａ〜
２ｄの位相シフトマスクブランクにおける光半透過膜の
元素組成比、屈折率、膜厚、透過率、シート抵抗、表面
粗さｎｍＲａを表２に示す。
Ｗ／Ｓｉを１／２としたこと以外は実施例１と同様にガ
ス混合比Ａｒ／Ｎ2を７７／２３，２５／７５，２０／
８０，１７／８３，１００／０（vol％／vol％）に変化
させて、実施例２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄおよび２ｅの位
相シフトマスクブランクを得た。得られた実施例２ａ〜
２ｄの位相シフトマスクブランクにおける光半透過膜の
元素組成比、屈折率、膜厚、透過率、シート抵抗、表面
粗さｎｍＲａを表２に示す。
【００６２】比較のため、ＡｒガスとＯ2ガスのガス混
合比Ａｒ／Ｏ2＝５０／５０（vol％／vol％）の混合ガ
スを用いた以外は上記実施例２と同様にして比較例２ｘ
の位相シフトマスクブランクを得た。得られた比較例２
ｘの位相シフトマスクブランクの元素混合比および諸物
性値を表２に示した。
合比Ａｒ／Ｏ2＝５０／５０（vol％／vol％）の混合ガ
スを用いた以外は上記実施例２と同様にして比較例２ｘ
の位相シフトマスクブランクを得た。得られた比較例２
ｘの位相シフトマスクブランクの元素混合比および諸物
性値を表２に示した。
【００６３】
【表２】
【００６４】表２より次のことが明らかとなった。 （ｉ）スパッタリング装置に導入されるガスとしてＡｒ
ガスとともにＮ2ガスを併用することにより、得られた
実施例２ａ〜２ｄの位相シフトマスクブランクは、その
光半透過膜がＷおよびＳｉとともにＮを含むので、膜厚
制御性、透過率と抵抗の両特性のバランス性に優れ、ま
た表面粗さが小さいことにより加工寸法精度に優れてい
る。
ガスとともにＮ2ガスを併用することにより、得られた
実施例２ａ〜２ｄの位相シフトマスクブランクは、その
光半透過膜がＷおよびＳｉとともにＮを含むので、膜厚
制御性、透過率と抵抗の両特性のバランス性に優れ、ま
た表面粗さが小さいことにより加工寸法精度に優れてい
る。
【００６５】（ii）スパッタリング装置に導入される混
合ガスのガス混合比Ａｒ／Ｎ2を適宜変動させることに
より、屈折率、透過率、抵抗および表面粗さｎｍＲａを
適宜変動させることが可能である。例えば混合ガス中の
ガス混合比Ａｒ／Ｎ2が７７／２３（vol％／vol％）で
あり、Ｎ2ガスの割合が相対的に少ない実施例２ａの場
合は、光半透過膜の屈折率が高く、逆に透過率、シート
抵抗および表面粗さｎｍＲａは小さい。混合ガス中のガ
ス混合比Ａｒ／Ｎ2を２５／７５、２０／８０および１
７／８３（vol％／vol％）とＮ2ガスの割合を順次上昇
させていった実施例２ｂ，２ｃおよび２ｄの場合、光半
透過膜の屈折率が順次低下し、一方透過率、抵抗および
表面粗さｎｍＲａは順次増加している。このように混合
ガスのガス混合比Ａｒ／Ｎ2をコントロールすることに
より、光半透過膜の諸物性値を所望の値にバランス良く
コントロールすることができる。
合ガスのガス混合比Ａｒ／Ｎ2を適宜変動させることに
より、屈折率、透過率、抵抗および表面粗さｎｍＲａを
適宜変動させることが可能である。例えば混合ガス中の
ガス混合比Ａｒ／Ｎ2が７７／２３（vol％／vol％）で
あり、Ｎ2ガスの割合が相対的に少ない実施例２ａの場
合は、光半透過膜の屈折率が高く、逆に透過率、シート
抵抗および表面粗さｎｍＲａは小さい。混合ガス中のガ
ス混合比Ａｒ／Ｎ2を２５／７５、２０／８０および１
７／８３（vol％／vol％）とＮ2ガスの割合を順次上昇
させていった実施例２ｂ，２ｃおよび２ｄの場合、光半
透過膜の屈折率が順次低下し、一方透過率、抵抗および
表面粗さｎｍＲａは順次増加している。このように混合
ガスのガス混合比Ａｒ／Ｎ2をコントロールすることに
より、光半透過膜の諸物性値を所望の値にバランス良く
コントロールすることができる。
【００６６】(iii）混合ガスの混合比Ａｒ／Ｎ2＝１０
０／０（vol％／vol％）として、Ａｒガスのみを用いた
実施例２ｅの場合、表面粗さ（ｎｍＲａ）が実施例２ａ
〜２ｄよりも小さく、抵抗の極めて小さい光半透過膜を
有する位相シフトマスクブランクが得られた。
０／０（vol％／vol％）として、Ａｒガスのみを用いた
実施例２ｅの場合、表面粗さ（ｎｍＲａ）が実施例２ａ
〜２ｄよりも小さく、抵抗の極めて小さい光半透過膜を
有する位相シフトマスクブランクが得られた。
【００６７】（iv）スパッタリング装置に導入されるガ
スとして、ＡｒガスとＯ2ガスからなり、ガス混合比Ａ
ｒ／Ｏ2＝５０／５０（vol％／vol％）の混合ガスを用
いて得られた比較例２ｘの位相シフトマスクブランク
は、光半透過部の透過率が高く、ハーフトーン型位相シ
フトマスクとしての十分な性能が得られない。またシー
ト抵抗および表面粗さも大きく、位相シフトマスクとし
ての十分な性能が得られない。
スとして、ＡｒガスとＯ2ガスからなり、ガス混合比Ａ
ｒ／Ｏ2＝５０／５０（vol％／vol％）の混合ガスを用
いて得られた比較例２ｘの位相シフトマスクブランク
は、光半透過部の透過率が高く、ハーフトーン型位相シ
フトマスクとしての十分な性能が得られない。またシー
ト抵抗および表面粗さも大きく、位相シフトマスクとし
ての十分な性能が得られない。
【００６８】（位相シフトマスクの製造例）得られた実
施例２ａ〜２ｅの位相シフトマスクブランクを用い、実
施例１と同様の方法で位相シフトマスクを得た。
施例２ａ〜２ｅの位相シフトマスクブランクを用い、実
施例１と同様の方法で位相シフトマスクを得た。
【００６９】得られた５種の位相シフトマスクは、従来
の位相シフトマスクの上記したような問題点１）〜４）
を解決し、従来の位相シフトマスクより優れた性能を満
たすものであった。
の位相シフトマスクの上記したような問題点１）〜４）
を解決し、従来の位相シフトマスクより優れた性能を満
たすものであった。
【００７０】（実施例３） （位相シフトマスクブランクの製造）スパッタリング装
置に導入されるガスとして、ＡｒガスとＮ2ガスとＯ2ガ
スの混合ガスを用い、ガス混合比Ａｒ／Ｎ2／Ｏ2を適宜
変化させた以外は実施例１と同様にして実施例３ａ〜３
ｆの位相シフトマスクブランクを得た。得られた実施例
３ａ〜３ｆの位相シフトマスクブランクの元素組成比お
よび諸物性値は表３に示した。
置に導入されるガスとして、ＡｒガスとＮ2ガスとＯ2ガ
スの混合ガスを用い、ガス混合比Ａｒ／Ｎ2／Ｏ2を適宜
変化させた以外は実施例１と同様にして実施例３ａ〜３
ｆの位相シフトマスクブランクを得た。得られた実施例
３ａ〜３ｆの位相シフトマスクブランクの元素組成比お
よび諸物性値は表３に示した。
【００７１】
【表３】
【００７２】表３より次のことが明らかとなった。 （ｉ）スパッタリング装置に導入されるガスとしてＡｒ
ガスとともにＮ2ガスを併用することにより、得られた
実施例３ａ〜３ｆの位相シフトマスクブランクは、その
光半透過膜がＷおよびＳｉとともにＮを含むので、膜厚
制御性、透過率と抵抗の両特性のバランス性に優れ、ま
た表面粗さが小さいことにより加工寸法精度に優れてい
る。またＯ2ガスも併用することにより膜中にＯが取り
込まれて、透過率が高くなる傾向を示す。 （ii）混合ガスのガス混合比Ａｒ／Ｎ2／Ｏ2を適宜変動
させることにより、膜中のＷとＳｉの組成比が変わらな
くてもＮとＯの組成比を変えることによって、光半透過
膜の特性、すなわち屈折率、透過率、抵抗を位相シフト
マスクブランクとして適する範囲にすることが容易にで
きる。しかしＯの組成比が所定の範囲より大きくなると
膜表面の粗さが大きくなり、位相シフトマスクとしての
性能を低下させる。
ガスとともにＮ2ガスを併用することにより、得られた
実施例３ａ〜３ｆの位相シフトマスクブランクは、その
光半透過膜がＷおよびＳｉとともにＮを含むので、膜厚
制御性、透過率と抵抗の両特性のバランス性に優れ、ま
た表面粗さが小さいことにより加工寸法精度に優れてい
る。またＯ2ガスも併用することにより膜中にＯが取り
込まれて、透過率が高くなる傾向を示す。 （ii）混合ガスのガス混合比Ａｒ／Ｎ2／Ｏ2を適宜変動
させることにより、膜中のＷとＳｉの組成比が変わらな
くてもＮとＯの組成比を変えることによって、光半透過
膜の特性、すなわち屈折率、透過率、抵抗を位相シフト
マスクブランクとして適する範囲にすることが容易にで
きる。しかしＯの組成比が所定の範囲より大きくなると
膜表面の粗さが大きくなり、位相シフトマスクとしての
性能を低下させる。
【００７３】（位相シフトマスクの製造）得られた実施
例３ａ〜３ｆの位相シフトマスクブランクを用い、実施
例１と同様にして位相シフトマスクを得た。得られた６
種の位相シフトマスクは、従来の位相シフトマスクの上
記したような問題点１）〜４）を解決し、従来の位相シ
フトマスクより優れた性能を満たすものであった。
例３ａ〜３ｆの位相シフトマスクブランクを用い、実施
例１と同様にして位相シフトマスクを得た。得られた６
種の位相シフトマスクは、従来の位相シフトマスクの上
記したような問題点１）〜４）を解決し、従来の位相シ
フトマスクより優れた性能を満たすものであった。
【００７４】（実施例４） （位相シフトマスクブランクの製造）ターゲット組成比
Ｗ／Ｓｉを１／２にしたこと、ＡｒガスとＮ2ガスとＯ2
ガスからなる混合ガスを用い、ガス混合比Ａｒ／Ｎ2／
Ｏ2を適宜変動させた以外は実施例１と同様にして実施
例４ａ〜４ｆの位相シフトマスクブランクを得た。得ら
れた実施例４ａ〜４ｆの位相シフトマスクブランクの元
素組成比および諸物性値を表４に示した。
Ｗ／Ｓｉを１／２にしたこと、ＡｒガスとＮ2ガスとＯ2
ガスからなる混合ガスを用い、ガス混合比Ａｒ／Ｎ2／
Ｏ2を適宜変動させた以外は実施例１と同様にして実施
例４ａ〜４ｆの位相シフトマスクブランクを得た。得ら
れた実施例４ａ〜４ｆの位相シフトマスクブランクの元
素組成比および諸物性値を表４に示した。
【００７５】
【表４】
【００７６】表４より、次のことが明らかとなった。 （ｉ）スパッタリング装置に導入されるガスとしてＡｒ
ガスとともにＮ2ガスを併用することにより、得られた
実施例４ａ〜４ｆの位相シフトマスクブランクは、その
光半透過膜がＷおよびＳｉとともにＮを含むので、膜厚
制御性、透過率と抵抗の両特性のバランス性に優れ、ま
た表面粗さが小さいことにより加工寸法精度に優れてい
る。またＯ2ガスも併用することにより膜中にＯが取り
込まれて、透過率が高くなる傾向を示す。
ガスとともにＮ2ガスを併用することにより、得られた
実施例４ａ〜４ｆの位相シフトマスクブランクは、その
光半透過膜がＷおよびＳｉとともにＮを含むので、膜厚
制御性、透過率と抵抗の両特性のバランス性に優れ、ま
た表面粗さが小さいことにより加工寸法精度に優れてい
る。またＯ2ガスも併用することにより膜中にＯが取り
込まれて、透過率が高くなる傾向を示す。
【００７７】（ii）混合ガスのガス混合比Ａｒ／Ｎ2／
Ｏ2を適宜変動させることにより、膜中のＷとＳｉの組
成比が変わらなくてもＮとＯの組成比を変えることによ
って、光半透過膜の特性、すなわち屈折率、透過率、抵
抗を位相シフトマスクブランクとして適する範囲にする
ことが容易にできる。
Ｏ2を適宜変動させることにより、膜中のＷとＳｉの組
成比が変わらなくてもＮとＯの組成比を変えることによ
って、光半透過膜の特性、すなわち屈折率、透過率、抵
抗を位相シフトマスクブランクとして適する範囲にする
ことが容易にできる。
【００７８】しかしＯの組成比が所定の範囲より大きく
なると膜表面の粗さが大きくなり、位相シフトマスクと
しての性能を低下させる。
なると膜表面の粗さが大きくなり、位相シフトマスクと
しての性能を低下させる。
【００７９】（位相シフトマスクの製造）得られた実施
例４ａ〜４ｆの位相シフトマスクブランクを用い、実施
例１と同様にして位相シフトマスクを得た。
例４ａ〜４ｆの位相シフトマスクブランクを用い、実施
例１と同様にして位相シフトマスクを得た。
【００８０】得られた６種の位相シフトマスクは、従来
の位相シフトマスクの上記したような問題点１）〜４）
を解決し、従来の位相シフトマスクより優れた性能を満
たすものであった。
の位相シフトマスクの上記したような問題点１）〜４）
を解決し、従来の位相シフトマスクより優れた性能を満
たすものであった。
【００８１】（実施例５） （位相シフトマスクブランクの製造）ターゲットとし
て、ＴａとＳｉとからなり、Ｔａ／Ｓｉが１／１である
ものを用い、導入ガスの混合比Ａｒ／Ｎ2／Ｏ2を２５／
７５／０，２５／５０／２５，１００／０／０（vol％
／vol％）と変化させた以外は実施例１と同様に行な
い、実施例５ａ，５ｂおよび５ｃの位相シフトマスクブ
ランクを得た。得られた実施例５ａ〜５ｃの位相シフト
マスクブランクにおける光半透過膜の元素組成比および
諸物性値を表５に示した。
て、ＴａとＳｉとからなり、Ｔａ／Ｓｉが１／１である
ものを用い、導入ガスの混合比Ａｒ／Ｎ2／Ｏ2を２５／
７５／０，２５／５０／２５，１００／０／０（vol％
／vol％）と変化させた以外は実施例１と同様に行な
い、実施例５ａ，５ｂおよび５ｃの位相シフトマスクブ
ランクを得た。得られた実施例５ａ〜５ｃの位相シフト
マスクブランクにおける光半透過膜の元素組成比および
諸物性値を表５に示した。
【００８２】また比較のためＯ2ガスおよびＡｒ／Ｏ2＝
５０／５０（vol％／vol ％）の混合ガスを用いた以外
は実施例５と同様に行なって、比較例５ｙおよび５ｚの
位相シフトマスクブランクを得た。これらの比較位相シ
フトマスクブランクにおける光半透過膜の元素組成比お
よび諸物性値も表５に示した。
５０／５０（vol％／vol ％）の混合ガスを用いた以外
は実施例５と同様に行なって、比較例５ｙおよび５ｚの
位相シフトマスクブランクを得た。これらの比較位相シ
フトマスクブランクにおける光半透過膜の元素組成比お
よび諸物性値も表５に示した。
【００８３】
【表５】
【００８４】表５より、次のことが明らかとなった。 （ｉ）タンタル・ケイ素ターゲットを用いた実施例５に
おいて、スパッタリングガスにＮ2ガス、さらにはＯ2ガ
スを含めること、およびガス混合比Ａｒ／Ｎ2／Ｏ2を変
動させることによる光半透過膜物性に及ぼす効果は、タ
ングステン・ケイ素ターゲットを用いた前記実施例１〜
４と同様である。
おいて、スパッタリングガスにＮ2ガス、さらにはＯ2ガ
スを含めること、およびガス混合比Ａｒ／Ｎ2／Ｏ2を変
動させることによる光半透過膜物性に及ぼす効果は、タ
ングステン・ケイ素ターゲットを用いた前記実施例１〜
４と同様である。
【００８５】（位相シフトマスクの製造）得られた実施
例５ａ，５ｂおよび５ｃの位相シフトマスクブランクを
用い、実施例１と同様にして、位相シフトマスクを得
た。得られた３種の位相シフトマスクは、従来の位相シ
フトマスクの上記したような問題点１）〜４）を解決
し、従来の位相シフトマスクより優れた性能を満たすも
のであった。
例５ａ，５ｂおよび５ｃの位相シフトマスクブランクを
用い、実施例１と同様にして、位相シフトマスクを得
た。得られた３種の位相シフトマスクは、従来の位相シ
フトマスクの上記したような問題点１）〜４）を解決
し、従来の位相シフトマスクより優れた性能を満たすも
のであった。
【００８６】（実施例６） （位相シフトマスクブランクの製造）ターゲット組成Ｔ
ａ／Ｓｉを１／２にした以外は実施例５と同様に行ない
実施例６ａ，６ｂおよび６ｃの位相シフトマスクブラン
クを得た。得られた実施例６ａ〜６ｃの位相シフトマス
クブランクにおける光半透過膜の元素組成比および諸物
性値を表６に示した。
ａ／Ｓｉを１／２にした以外は実施例５と同様に行ない
実施例６ａ，６ｂおよび６ｃの位相シフトマスクブラン
クを得た。得られた実施例６ａ〜６ｃの位相シフトマス
クブランクにおける光半透過膜の元素組成比および諸物
性値を表６に示した。
【００８７】また比較のためＡｒ／Ｏ2＝５０／５０（v
ol％／vol％）の混合ガスを用いた以外は実施例６と同
様に行なって比較例６ｘの位相シフトマスクブランクを
得た。得られた比較例６ｘの位相シフトマスクブランク
における光半透過膜の元素組成比および諸物性値も表６
に示した。
ol％／vol％）の混合ガスを用いた以外は実施例６と同
様に行なって比較例６ｘの位相シフトマスクブランクを
得た。得られた比較例６ｘの位相シフトマスクブランク
における光半透過膜の元素組成比および諸物性値も表６
に示した。
【００８８】
【表６】
【００８９】表６より、次のことが明らかとなった。 （ｉ）タンタル・ケイ素ターゲットを用いた実施例６に
おいて、スパッタリングガスにＮ2ガス、さらにはＯ2ガ
スを含めること、およびガス混合比Ａｒ／Ｎ2／Ｏ2を変
動させることによる光半透過膜物性に及ぼす効果は、タ
ングステン・ケイ素ターゲットを用いた前記実施例１〜
４と同様である。
おいて、スパッタリングガスにＮ2ガス、さらにはＯ2ガ
スを含めること、およびガス混合比Ａｒ／Ｎ2／Ｏ2を変
動させることによる光半透過膜物性に及ぼす効果は、タ
ングステン・ケイ素ターゲットを用いた前記実施例１〜
４と同様である。
【００９０】（位相シフトマスクの製造）得られた実施
例６ａ、６ｂおよび６ｃの位相シフトマスクブランクを
用い、実施例１と同様にして位相シフトマスクを得た。
例６ａ、６ｂおよび６ｃの位相シフトマスクブランクを
用い、実施例１と同様にして位相シフトマスクを得た。
【００９１】（実施例７） （位相シフトマスクブランクの製造）ターゲットとし
て、ＣｒとＳｉとからなるものを用いた以外は実施例１
と同様にして実施例７ａの位相シフトマスクブランクを
得た。得られた実施例７ａの位相シフトマスクブランク
における光半透過膜の元素組成比および諸物性値を表７
に示した。
て、ＣｒとＳｉとからなるものを用いた以外は実施例１
と同様にして実施例７ａの位相シフトマスクブランクを
得た。得られた実施例７ａの位相シフトマスクブランク
における光半透過膜の元素組成比および諸物性値を表７
に示した。
【００９２】表７には、ＣｒとＳｉとからなるターゲッ
トを用いたが、Ｏ2ガスを単独でスパッタリング装置に
導入して得た比較例７ｘの位相シフトマスクブランクに
おける光半透過膜の元素組成比および諸物性値も示し
た。
トを用いたが、Ｏ2ガスを単独でスパッタリング装置に
導入して得た比較例７ｘの位相シフトマスクブランクに
おける光半透過膜の元素組成比および諸物性値も示し
た。
【００９３】
【表７】
【００９４】（位相シフトマスクの製造）実施例７ａの
位相シフトマスクブランクを用いて実施例１と同様にし
て位相シフトマスクを得た。得られた位相シフトマスク
は、従来の位相シフトマスクの上記したような問題点
１）〜４）を解決し、従来の位相シフトマスクより優れ
た性能を満たすものであった。
位相シフトマスクブランクを用いて実施例１と同様にし
て位相シフトマスクを得た。得られた位相シフトマスク
は、従来の位相シフトマスクの上記したような問題点
１）〜４）を解決し、従来の位相シフトマスクより優れ
た性能を満たすものであった。
【００９５】（実施例８） （位相シフトマスクブランクの製造）ターゲットとして
ＴｉとＳｉとからなるものを用いた以外は実施例１と同
様にして実施例８ａの位相シフトマスクブランクを得
た。得られた実施例８ａの位相シフトマスクブランクに
おける光半透過膜の元素組成比および諸物性値を表８に
示した。
ＴｉとＳｉとからなるものを用いた以外は実施例１と同
様にして実施例８ａの位相シフトマスクブランクを得
た。得られた実施例８ａの位相シフトマスクブランクに
おける光半透過膜の元素組成比および諸物性値を表８に
示した。
【００９６】表８には、ＴｉとＳｉとからなるターゲッ
トを用いたが、Ｏ2ガスを単独でスパッタリング装置に
導入して得た比較例８ｘの位相シフトマスクブランクに
おける光半透過膜の元素組成比および諸物性値も示し
た。
トを用いたが、Ｏ2ガスを単独でスパッタリング装置に
導入して得た比較例８ｘの位相シフトマスクブランクに
おける光半透過膜の元素組成比および諸物性値も示し
た。
【００９７】
【表８】
【００９８】（位相シフトマスクの製造）実施例８ａの
位相シフトマスクブランクを用いて実施例１と同様にし
て位相シフトマスクを得た。
位相シフトマスクブランクを用いて実施例１と同様にし
て位相シフトマスクを得た。
【００９９】実施例１〜８で得られた位相シフトマスク
は、リソグラフィプロセス等において使用される。この
リソグラフィプロセスにおいては基板上に塗布、プリベ
ークされたレジスト等の被写体に露光装置を使用して位
相シフトマスクのパターンを転写する。露光によるマス
クパターンの被写体上への転写は、例えば図３のように
して行う。被写体上における露光光の強度分布を模式的
に示すと図３のようになり、高解像度のパターン転写が
可能となる。露光波長としては４６８ｎｍ（ｇ線）、３
６５ｎｍ（ｉ線）、２４８ｎｍ（ＫｒＦエキシマレー
ザ）はもちろん、１９３ｎｍ（ＡｒＦエキシマレーザ）
等が使用できる。上記のパターン転写方法は、表面粗さ
が所定の範囲にある、低抵抗の光半透過膜を有する位相
シフトマスクを使用するので、加工寸法精度の高いパタ
ーン転写を可能とし、例えば直径０．３μｍのホールパ
ターンを基板上に形成するようなプロセスにも適用でき
る。また静電気によるマスクのダスト吸着から生じる問
題も低減される。
は、リソグラフィプロセス等において使用される。この
リソグラフィプロセスにおいては基板上に塗布、プリベ
ークされたレジスト等の被写体に露光装置を使用して位
相シフトマスクのパターンを転写する。露光によるマス
クパターンの被写体上への転写は、例えば図３のように
して行う。被写体上における露光光の強度分布を模式的
に示すと図３のようになり、高解像度のパターン転写が
可能となる。露光波長としては４６８ｎｍ（ｇ線）、３
６５ｎｍ（ｉ線）、２４８ｎｍ（ＫｒＦエキシマレー
ザ）はもちろん、１９３ｎｍ（ＡｒＦエキシマレーザ）
等が使用できる。上記のパターン転写方法は、表面粗さ
が所定の範囲にある、低抵抗の光半透過膜を有する位相
シフトマスクを使用するので、加工寸法精度の高いパタ
ーン転写を可能とし、例えば直径０．３μｍのホールパ
ターンを基板上に形成するようなプロセスにも適用でき
る。また静電気によるマスクのダスト吸着から生じる問
題も低減される。
【０１００】
【発明の効果】遷移金属とケイ素からなる光半透過膜の
長所をそのまま維持しつつ、膜の表面の凹凸が著しく低
減され、下記の問題点が解消された位相シフトマスクブ
ランクから得られる。
長所をそのまま維持しつつ、膜の表面の凹凸が著しく低
減され、下記の問題点が解消された位相シフトマスクブ
ランクから得られる。
【０１０１】１）位相シフト量の空間的なバラツキを生
む。 ２）表面における露光光の乱反射により光半透過膜の透
過率を低下させる。 ３）ブランク表面が他のものに接する時、特にハンドリ
ング時に露光性能低下の原因となるダストを発生させ
る。 ４）パターンの微細化が阻害される。また、この位相シ
フトマスクブランクは、光半透過膜の微細加工性に優れ
るため所望の位相シフトマスクを得ることができる。
む。 ２）表面における露光光の乱反射により光半透過膜の透
過率を低下させる。 ３）ブランク表面が他のものに接する時、特にハンドリ
ング時に露光性能低下の原因となるダストを発生させ
る。 ４）パターンの微細化が阻害される。また、この位相シ
フトマスクブランクは、光半透過膜の微細加工性に優れ
るため所望の位相シフトマスクを得ることができる。
【図１】 本発明の位相シフトマスクブランクおよび位
相シフトマスクの断面図。
相シフトマスクの断面図。
【図２】 本発明の位相シフトマスクブランクを用いて
本発明の位相シフトマスクを製造するための工程図。
本発明の位相シフトマスクを製造するための工程図。
【図３】 ハーフトーン型位相シフトマスクの作用説明
図。
図。
１ 透明基板 ２ 光半透過部 ２ａ 光半透過膜 ３ 光透過部 ４ レジストパターン ４ａ レジスト膜 Ｌ0 露光光 Ｌ1 光半透過部２を通過して被転写体に達する光 Ｌ2 光透過部３を通過して被転写体に達する光
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 洋一 東京都新宿区中落合２丁目７番５号 ホ ーヤ株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−204736（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−127149（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−332152（ＪＰ，Ａ) 特許2911610（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (10)
- 【請求項１】 光半透過膜の、波長３６５ｎｍまたは２
４８ｎｍの露光光に対する入出射面の中心線平均粗さが
０．１〜２０ｎｍＲａであることを特徴とする位相シフ
トマスクブランク。 - 【請求項２】 光半透過膜の、波長１９３ｎｍの露光光
に対する入出射面の中心線平均粗さが０．１〜１０ｎｍ
Ｒａであることを特徴とする位相シフトマスクブラン
ク。 - 【請求項３】 光半透過膜が、遷移金属とケイ素と窒素
とを少なくとも含む請求項１または２に記載の位相シフ
トマスクブランク。 - 【請求項４】 光半透過膜における窒素の割合が５〜７
０ａｔ％である請求項３に記載の位相シフトマスクブラ
ンク。 - 【請求項５】 光半透過膜が、遷移金属とケイ素と窒素
とを主たる構成成分とする請求項２に記載の位相シフト
マスクブランク。 - 【請求項６】 光半透過膜における窒素の割合が５〜７
０ａｔ％である請求項５に記載の位相シフトマスクブラ
ンク。 - 【請求項７】 位相シフトマスクの光半透過部が、さら
に酸素を含む請求項６に記載の位相シフトマスクブラン
ク。 - 【請求項８】 光半透過部における酸素の割合が７０ａ
ｔ％未満である請求項７に記載の位相シフトマスクブラ
ンク。 - 【請求項９】 光半透過部の露光光に対する透過率が４
〜２０％である請求項１〜８のいずれか一項に記載の位
相シフトマスクブランク。 - 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれか一項に記載の
位相シフトマスクブランクの光半透過膜を所定のパター
ンに従って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、光透過部と光半透過部とからなるマ
スクパターンを有することを特徴とする位相シフトマス
ク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34743598A JP3249948B2 (ja) | 1995-07-19 | 1998-12-07 | 位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスク |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP1995/001432 WO1997004360A1 (fr) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | Ebauche de masque de decalage de phase et procede de production |
| JP34743598A JP3249948B2 (ja) | 1995-07-19 | 1998-12-07 | 位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスク |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11237727A JPH11237727A (ja) | 1999-08-31 |
| JP3249948B2 true JP3249948B2 (ja) | 2002-01-28 |
Family
ID=14126112
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9506522A Expired - Lifetime JP2911610B2 (ja) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | パターン転写方法 |
| JP34743598A Expired - Lifetime JP3249948B2 (ja) | 1995-07-19 | 1998-12-07 | 位相シフトマスクブランクおよび位相シフトマスク |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9506522A Expired - Lifetime JP2911610B2 (ja) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | パターン転写方法 |
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| EP (1) | EP0788027B1 (ja) |
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| KR (1) | KR100225661B1 (ja) |
| DE (1) | DE69523165T2 (ja) |
| TW (1) | TW317641B (ja) |
| WO (1) | WO1997004360A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8258070B2 (en) | 2006-11-27 | 2012-09-04 | WGCH Technology Limited | Engine exhaust catalysts containing palladium-gold |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100322537B1 (ko) | 1999-07-02 | 2002-03-25 | 윤종용 | 블랭크 마스크 및 이를 이용한 위상 반전 마스크 제조방법 |
| JP4163331B2 (ja) * | 1999-07-14 | 2008-10-08 | アルバック成膜株式会社 | 位相シフタ膜の製造方法、位相シフトマスク用ブランクスの製造方法、および、位相シフトマスクの製造方法 |
| JP2002090978A (ja) * | 2000-09-12 | 2002-03-27 | Hoya Corp | 位相シフトマスクブランクの製造方法、及び位相シフトマスクブランクの製造装置 |
| JP3608654B2 (ja) * | 2000-09-12 | 2005-01-12 | Ｈｏｙａ株式会社 | 位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク |
| JP3722029B2 (ja) * | 2000-09-12 | 2005-11-30 | Ｈｏｙａ株式会社 | 位相シフトマスクブランクの製造方法、及び位相シフトマスクの製造方法 |
| JP2002141512A (ja) * | 2000-11-06 | 2002-05-17 | Advanced Display Inc | 薄膜のパターニング方法およびそれを用いたｔｆｔアレイ基板およびその製造方法 |
| JP4088742B2 (ja) * | 2000-12-26 | 2008-05-21 | 信越化学工業株式会社 | フォトマスクブランクス、フォトマスク及びフォトマスクブランクスの製造方法 |
| US6653027B2 (en) * | 2001-02-26 | 2003-11-25 | International Business Machines Corporation | Attenuated embedded phase shift photomask blanks |
| JP2006011434A (ja) * | 2002-03-29 | 2006-01-12 | Hoya Corp | マスクブランク用基板、マスクブランクおよび転写用マスクの製造方法 |
| US6730445B2 (en) * | 2002-04-12 | 2004-05-04 | International Business Machines Corporation | Attenuated embedded phase shift photomask blanks |
| JP2004145065A (ja) * | 2002-10-25 | 2004-05-20 | Toppan Printing Co Ltd | ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク及びその位相シフトマスク及びそのマスクを用いた半導体装置の製造方法 |
| US20050100798A1 (en) * | 2003-10-15 | 2005-05-12 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Device and method for providing wavelength reduction with a photomask |
| JP2007279214A (ja) * | 2006-04-04 | 2007-10-25 | Shin Etsu Chem Co Ltd | フォトマスクブランク及びその製造方法、並びにフォトマスク及びその製造方法 |
| JP4910828B2 (ja) * | 2007-03-28 | 2012-04-04 | 大日本印刷株式会社 | 階調マスク |
| JP5403040B2 (ja) * | 2011-12-02 | 2014-01-29 | 大日本印刷株式会社 | 階調マスク |
| JP6396118B2 (ja) * | 2014-08-20 | 2018-09-26 | Hoya株式会社 | 位相シフトマスクブランク及びその製造方法、並びに位相シフトマスクの製造方法 |
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| JP6728919B2 (ja) * | 2015-04-14 | 2020-07-22 | 大日本印刷株式会社 | フォトマスクおよびフォトマスクの製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JP3381933B2 (ja) * | 1990-11-29 | 2003-03-04 | 株式会社東芝 | 露光用マスク |
| JP3083551B2 (ja) * | 1990-11-30 | 2000-09-04 | 株式会社東芝 | 露光用マスクおよびその製造方法 |
| JP3160332B2 (ja) * | 1991-11-01 | 2001-04-25 | 大日本印刷株式会社 | ハーフトーン位相シフトフォトマスク |
| JPH0661183A (ja) * | 1992-08-05 | 1994-03-04 | Mitsubishi Electric Corp | スパッタエッチング装置 |
| JP3064769B2 (ja) * | 1992-11-21 | 2000-07-12 | アルバック成膜株式会社 | 位相シフトマスクおよびその製造方法ならびにその位相シフトマスクを用いた露光方法 |
| JP2837803B2 (ja) * | 1993-03-26 | 1998-12-16 | ホーヤ株式会社 | 位相シフトマスク及び位相シフトマスクブランク |
| KR100295385B1 (ko) * | 1993-04-09 | 2001-09-17 | 기타지마 요시토시 | 하프톤위상쉬프트포토마스크,하프톤위상쉬프트포토마스크용블랭크스및이들의제조방법 |
| JP3312702B2 (ja) * | 1993-04-09 | 2002-08-12 | 大日本印刷株式会社 | 位相シフトフォトマスク及び位相シフトフォトマスク用ブランクス |
| DE4435773C2 (de) * | 1993-10-08 | 1999-08-19 | Dainippon Printing Co Ltd | Absorptions-Phasenverschiebungsmaske und Herstellungsverfahren dafür |
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| US5415953A (en) * | 1994-02-14 | 1995-05-16 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Photomask blanks comprising transmissive embedded phase shifter |
| JP3397933B2 (ja) * | 1995-03-24 | 2003-04-21 | アルバック成膜株式会社 | 位相シフトフォトマスクブランクス、位相シフトフォトマスク、及びそれらの製造方法。 |
-
1995
- 1995-07-19 JP JP9506522A patent/JP2911610B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1995-07-19 KR KR1019970701761A patent/KR100225661B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1995-07-19 EP EP95925991A patent/EP0788027B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-07-19 WO PCT/JP1995/001432 patent/WO1997004360A1/ja active IP Right Grant
- 1995-07-19 DE DE69523165T patent/DE69523165T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-07-20 TW TW084107517A patent/TW317641B/zh not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-03-14 US US08/816,942 patent/US5955223A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-12-07 JP JP34743598A patent/JP3249948B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| DE69523165D1 (de) | 2001-11-15 |
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