JP4881633B2 - クロムレス位相シフトマスク用フォトマスクブランク、クロムレス位相シフトマスク、及びクロムレス位相シフトマスクの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、クロムレス位相シフトマスク用フォトマスクブランク、クロムレス位相シフトマスク、及びクロムレス位相シフトマスクの製造方法に係り、特に、半導体集積回路、ＣＣＤ（電荷結合素子)、ＬＣＤ（液体表示素子)用カラーフィルタ、及び磁気ヘッド等の製造に用いられるクロムレス位相シフトマスクに関する。
近年、半導体素子の微細化に伴い、投影露光装置にも高い解像性が求められている。そこで、フォトマスクの分野においては、転写パターンの解像性を向上させる手法として、位相シフト法がある。位相シフト法の原理は、隣接する開口部を通過した透過光の位相が反転するように開口部の一方に位相シフト部を設けることによって、透過光が干渉し合う際に境界部での光強度を弱め、その結果として転写パターンの解像性及び焦点深度を向上させるものである。
位相シフト法により解像性を向上させるために、開口部の一方に位相シフト部を設ける方法としては、現在、石英基板をエッチング等により掘り込んでシフター部を設ける掘り込み型が主流である。
このように位相シフト法により解像性を向上させたフォトマスクとして、クロムレス位相シフトマスク（ＣＰＬ：Chromeless Phase Lithography）がある。ＣＰＬには、ライン上の遮光層を完全に除去したタイプと、ライン上の遮光層をパターニングしたタイプとがある。
このようなＣＰＬマスクを製造するためのマスクブランクは、透明基板上に、Ｃｒからなる遮光層とＣｒＯからなる低反射層を積層したＣｒＯ／Ｃｒ遮光膜を有するものが知られており（例えば、特許文献１参照）であり、トータルの膜厚は、７０〜１００ｎｍである。
一般に、フォトマスクのＣＤパフォーマンスの改善には、遮光膜とそれを形成するためのレジストの薄膜化が有効である。しかし、遮光膜を薄膜化すると、ＯＤ値（光学濃度）が減少してしまう。現状のＣｒＯ／Ｃｒ遮光膜では、一般に必要とされているＯＤ＝３を達成するために、６４ｎｍのトータルの膜厚が最低限必要であり、大幅な薄膜化は困難である。また、遮光膜が薄膜化できないと、レジストとの選択比が原因でレジストも薄膜化することができない。したがって、大きなＣＤの改善を望むことができない。
特開平７−４３８８５号公報
本発明は、以上のような事情の下になされ、CDパフォーマンスの大幅な改善が可能なクロムレス位相シフトマスク用フォトマスクブランク、クロムレス位相シフトマスク、及びその製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、露光光に対して透明な基板に掘り込み部を設け、透過する光の位相を制御したクロムレス位相シフトマスクにおいて、前記基板掘り込み部に隣接する部分又は基板周辺部に設けられた遮光膜が、Ｃｒを含む第１の層、ＭｏＳｉを主体とする第２の層、及びＣｒを含む第３の層が順次積層されていることを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のクロムレス位相シフトマスクにおいて、前記Ｃｒを含む第１の層は、Ｃｒ、ＣｒＮ、ＣｒＯ、若しくはＣｒＯＮの単層膜、又はこれらの複数層膜若しくは傾斜膜であり、２ｎｍ〜２０ｎｍの膜厚を有することを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１に記載のクロムレス位相シフトマスクにおいて、前記ＭｏＳｉを主体とする第１の層は、２０ｎｍ〜６０ｎｍの膜厚を有することを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１に記載のクロムレス位相シフトマスクにおいて、前記Ｃｒを含む第３の層は、ＣｒＯ、ＣｒＮ若しくはＣｒＯＮの単層膜、又はこれらの複数層膜若しくは傾斜膜であり、２ｎｍ〜３０ｎｍの膜厚を有することを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項１に記載のクロムレス位相シフトマスクにおいて、前記第１の膜、第２の膜、及び第３の膜のトータルの露光光に対する光学濃度は３．０〜４．０であり、表面反射率は３０％以下であることを特徴とする。
請求項６に係る発明は、露光光に対して透明な基板に掘り込み部を設け、透過する光の位相を制御したクロムレス位相シフトマスクにおいて、前記基板掘り込み部に隣接する部分又は基板周辺部に設けられた遮光膜が、Ｃｒを含む第１の層、及びＭｏＳｉを主体とする第２の層が順次積層されており、前記Ｃｒを含む第１の層は、Ｃｒ、ＣｒＮ、ＣｒＯ、若しくはＣｒＯＮの単層膜、又はこれらの複数層膜若しくは傾斜膜であり、２ｎｍ〜２０ｎｍの膜厚を有することを特徴とする。
請求項７に係る発明は、請求項６に記載のクロムレス位相シフトマスクにおいて、前記ＭｏＳｉを主体とする第２の層は、ＭｏＳｉ、ＭｏＳｉＮ、ＭｏＳｉＯ、若しくはＭｏＳｉＯＮの単層膜、又はこれらの複数層膜若しくは傾斜膜であり、３０ｎｍ〜８０ｎｍの膜厚を有することを特徴とする。
請求項８に係る発明は、請求項６に記載のクロムレス位相シフトマスクにおいて、前記第１の膜及び第２の膜のトータルの露光光に対する光学濃度は３．０〜４．０であり、表面反射率は２０％以下であることを特徴とする。
請求項９に係る発明は、請求項１〜８のいずれかに記載のクロムレス位相シフトマスクを製造する方法であって、基板上にＣｒを含む第１の層、ＭｏＳｉを主体とする第２の層、及びＣｒを含む第３の層が順次積層されてなるマスクブランクを用いるか、又は基板上にＣｒを含む第１の層及びＭｏＳｉを主体とする第２の層が順次積層されてなるマスクブランクの表面にＣｒを含む第３の層を形成する工程を具備し、前記基板掘り込み部に隣接する部分又は基板周辺部に設けられた遮光膜を加工する工程は、塩素系ガスを主体として用いるエッチングプロセス及びフッ素系ガスを主体として用いるエッチングプロセスの両方を含むことを特徴とする。
請求項１０に係る発明は、請求項１〜８のいずれかに記載のクロムレス位相シフトマスクを製造する方法であって、基板上にＣｒを含む第１の層、ＭｏＳｉを主体とする第２の層、及びＣｒを含む第３の層が順次積層されてなるマスクブランクを用いるか、又は基板上にＣｒを含む第１の層及びＭｏＳｉを主体とする第２の層が順次積層されてなるマスクブランクの表面にＣｒを含む第３の層を形成する工程を具備し、前記基板掘り込み部に隣接する部分又は基板周辺部に設けられた遮光膜を加工する工程で、塩素系ガスを主体として用いるエッチングプロセス及びフッ素系ガスを主体として用いるエッチングプロセスを交互に使用することを特徴とする。
請求項１１に係る発明は、請求項１０に記載のクロムレス位相シフトマスクを製造する方法であって、前記Ｃｒを含む第３の層を除去する工程を具備することを特徴とする。
請求項１２に係る発明は、請求項９〜１１のいずれかに記載のクロムレス位相シフトマスクを製造する方法であって、前記ＭｏＳｉを主体とする第２の層と基板を同時にエッチングする工程を具備することを特徴とする。
請求項１３に係る発明は、請求項９〜１２のいずれかに記載のクロムレス位相シフトマスクを製造する方法であって、前記Ｃｒを含む層を複数層有するマスクブランクを用い、前記Ｃｒを含む層を複数層同時にエッチングする工程を具備することを特徴とする。
請求項１４に係る発明は、請求項１〜５のいずれかに記載のクロムレス位相シフトマスクを製造する方法であって、前記第３の膜上に第１のレジストパターンを形成する工程、前記第１のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第３の膜をパターニングする工程、前記第１のレジストパターンをマスクとして、フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第２の膜をパターニングする工程、前記第１のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第１の膜をパターニングする工程、前記第１のレジストパターンを除去する工程、前記第３の膜上に、遮光領域の一部を覆い、位相シフトパターン領域を覆わないように、第２のレジストパターンを形成する工程、前記第２のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第３の膜の露出する部分をエッチングする工程、フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第２の膜の露出する部分を除去し、かつ透明基板の露出する部分を掘り込む工程、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第１の膜の露出する部分を除去する工程、及び前記第２のレジストパターンを除去する工程を具備することを特徴とする。
請求項１５に係る発明は、請求項１〜５のいずれかに記載のクロムレス位相シフトマスクを製造する方法であって、前記第３の膜上に第１のレジストパターンを形成する工程、前記第１のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第３の膜をパターニングする工程、前記第１のレジストパターンをマスクとして、フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第２の膜をパターニングする工程、前記第１のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第１の膜をパターニングする工程、前記第１のレジストパターンを除去する工程、前記第３の膜上に、遮光領域の一部を覆い、位相シフトパターン領域をパターン状に覆うように、第２のレジストパターンを形成する工程、前記第２のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第３の膜の露出する部分を除去する工程、前記第２のレジストパターンを除去する工程、及び前記第３の膜上に、遮光領域の一部を覆うように、第３のレジストパターンを形成する工程、フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第２の膜の露出する部分を除去し、かつ透明基板の露出する部分を掘り込む工程、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第３の膜及び第１の膜のそれぞれ露出する部分を除去する工程、及び前記第３のレジストパターンを除去する工程を具備することを特徴とする。
請求項１６に係る発明は、請求項６〜８のいずれかに記載のクロムレス位相シフトマスクを製造する方法であって、前記第２の膜上にＣｒを主な材料とする膜厚２ｎｍ〜３０ｎｍの第３の膜を形成する工程、前記第３の膜上に第１のレジストパターン形成する工程、前記マスクブランクの前記第３の膜上に第１のレジストパターンを形成する工程、前記第１のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第３の膜をパターニングする工程、前記第１のレジストパターンをマスクとして、フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第２の膜をパターニングする工程、前記第１のレジストパターンを除去する工程、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第３の膜及び第１の膜の露出する部分をエッチングする工程、前記第２の膜上に、遮光領域の一部を覆い、位相シフトパターン領域を覆わないように、第２のレジストパターンを形成する工程、前記第２のレジストパターンをマスクとして、フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第２の膜の露出する部分を除去し、かつ透明基板の露出する部分を掘り込む工程、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第１の膜の露出する部分を除去する工程、及び前記第２のレジストパターンを除去する工程を具備することを特徴とする。
請求項１７に係る発明は、請求項６〜８のいずれかに記載のクロムレス位相シフトマスクを製造する方法であって、前記第２の膜上にＣｒを主な材料とする膜厚２ｎｍ〜３０ｎｍの第３の膜を形成する工程、前記第３の膜上に第１のレジストパターンを形成する工程、前記第１のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第３の膜をパターニングする工程、前記第１のレジストパターンをマスクとして、フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第２の膜をパターニングする工程、前記第１のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第１の膜をパターニングする工程、前記第１のレジストパターンを除去する工程、前記第３の膜上に、遮光領域の一部を覆い、位相シフトパターン領域をパターン状に覆うように、第２のレジストパターンを形成する工程、前記第２のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第３の膜の露出する部分を除去する工程、前記第２のレジストパターンを除去する工程、及びフッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第２の膜の露出する部分を除去し、かつ透明基板の露出する部分を掘り込む工程、及び前記第３の膜及び第１の膜の露出する部分を除去する工程を具備することを特徴とする。
本発明に係るクロムレス位相シフトマスクでは、遮光膜を、フッ素系ガスを主体とするエッチングガスを用いたエッチングプロセスにおいてエッチング可能な材料からなる膜Ａにより構成しているため、ＣＤが改善されたクロムレス位相シフトマスクを得ることができる。また、膜Ａ上に、膜Ａよりもエッチング速度の遅い膜Ｂを設けることにより、膜Ｂがエッチングストッパーの役割を果たし、遮光膜のダメージを防止することができる。また、この膜Ｂは薄い膜厚で十分であるため、レジストの薄膜化も可能であり、これらによって大幅にＣＤが改善されたクロムレス位相シフトレスマスクを得ることが可能である。
以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
本発明の一態様に係るクロムレス位相シフトマスクでは、遮光膜が、フッ素系ガスを主体とするエッチングガスを用いたエッチングプロセスにおいてエッチング可能な材料からなる膜を含んでいる。このような膜を構成する材料としては、Ｓｉと遷移金属の化合物、酸化物、窒化物、又は酸化窒化物を挙げることができる。また、遷移金属としては、チタン、バナジウム、コバルト、ニッケル、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタル、タングステンを挙げることができる。これらの中では、ＭｏＳｉを主体とする材料が好ましい。
図１は、本発明の一実施形態に係るクロムレス位相シフトマスク（以下、クロムレスマスクとする。）用のフォトマスクブランクを示す断面図である。図１において、透明基板１１上には、Ｃｒを含む第１の膜１２、ＭｏＳｉを主体とする第２の膜１３、及びＣｒを含む第３の膜１４が順次形成されている。
透明基板１１としては、例えば石英ガラス、ＣａＦ２、アルミノシリケートガラス等を用いることができる。
Ｃｒを含む第１の膜１２の材質としては、Ｃｒ、ＣｒＮ、ＣｒＯ、若しくはＣｒＯＮの単層膜、又はこれらの複数層膜若しくは傾斜膜が挙げられ、５ｎｍ〜１０ｎｍの膜厚を有することが好ましい。薄すぎるとエッチングストッパーとしての機能が得にくくなり、厚すぎる場合には高精度の加工が困難となる。
Ｃｒを含む第１の膜１２の材質としては、Ｃｒ、ＣｒＮ、ＣｒＯ、若しくはＣｒＯＮの単層膜、又はこれらの複数層膜若しくは傾斜膜が挙げられ、５ｎｍ〜１０ｎｍの膜厚を有することが好ましい。薄すぎるとエッチングストッパーとしての機能が得にくくなり、厚すぎる場合には高精度の加工が困難となる。
ＭｏＳｉを主体とする第２の膜１３は、第１の膜１２とともに、クロムレスマスクのパターン領域を区画する遮光膜を構成するものである。そのため、その膜厚は、３０〜８０ｎｍであるのが好ましい。
膜厚が薄すぎる場合には、クロムレスマスクのパターン領域を区画するに十分な遮光性を得ることができず、厚すぎる場合には、高精度の加工が困難となる。
ＭｏＳｉを主体とする第２の膜１３の材質としては、ＭｏＳｉ、ＭｏＳｉＮ、ＭｏＳｉＯ、若しくはＭｏＳｉＯＮの単層膜、又はこれらの複数層膜若しくは傾斜膜を挙げることができる。ＭｏＳｉ膜は、導電性が高いため、電子線による描画を行う際のチャージアップ抑制効果に優れている。また、優れた反射防止効果も有する。
ＭｏＳｉには、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、及び炭素（Ｃ）の少なくとも１種を添加することができる。これらの添加元素の添加量は、窒素（Ｎ）、及び炭素（Ｃ）が４０原子％以下、酸素（Ｏ）が２０原子％以下であるのが好ましい。これらの添加量が多すぎる場合には、クロムレスマスクの遮光膜を構成するに十分な遮光性を得ることが困難となる。
添加元素の添加量は、膜厚方向に傾斜させることができる。例えば、酸素（Ｏ）及び窒素（Ｎ）を添加させた場合、第１の膜１２を、ＭｏＳｉからなる下層からＭｏＳｉＯＮからなる上層まで酸素（Ｏ）及び窒素（Ｎ）の濃度を増加させた傾斜膜により構成することができる。このような傾斜膜とすることにより、露光波長での消衰係数のプロファイルを基板１１側から遮光膜の表面側へ漸次減少するようにすることができ、それによって遮光性と反射防止性を高くすることができる。
この傾斜膜の膜厚は、十分な遮光性及び加工の容易性のためには、３０ｎｍ〜８０ｎｍであるのが好ましい。
第１の膜１２及び第２の膜１３は、それら積層体でクロムレスマスクの遮光膜を構成するため、露光光に対する光学濃度がトータルで３．０〜４．０であることが望ましい。光学濃度が３．０未満では、クロムレスマスクの遮光膜として十分な遮光性を得ることが困難となり、４．０を超えると、薄膜化が困難となる。
また、第１の膜１２及び第２の膜１３は、表面反射率が２０％以下であることが望ましい。
Ｃｒを含む第３の膜１４は、クロムレスマスクの製造工程におけるＭｏＳｉを主体とする第２の膜１３のためのエッチングマスクとして機能するものであり、ＭｏＳｉを主体とする第２の膜１３との間で高いエッチング選択比を有する材質を用いることができる。そのような材質として、Ｃｒ、ＣｒＯ，ＣｒＮ若しくはＣｒＯＮの単層膜、又はこれらの複数層膜若しくは傾斜膜を挙げることができる。
Ｃｒを含む第３の膜１４は、５〜１０ｎｍの膜厚を有することが好ましい。膜厚が薄すぎる場合には、エッチングマスクとしての機能を十分に果たすことが困難となり、厚すぎる場合には、ＣＤの改善を図ることが困難となる。
図２は、クロムレスマスクの斜視図を示し、そのうち図２（ａ）は、ＣＰＬパターンのライン上に遮光膜パターンが形成されていない、通常のタイプのクロムレスマスクを、図２（ｂ）は、ＣＰＬパターンのライン上に遮光膜パターンが形成されている、いわゆるゼブラタイプのクロムレスマスクをそれぞれ示す。
図２（ａ）において、石英基板２１の表面には、Ｃｒを含む第１の膜２２とＭｏＳｉを主体とする第２の膜２３からなる遮光膜２４が形成され、これらの間に挟まれた領域に、ＣＰＬパターンが設けられている。このＣＰＬパターンは、石英基板２１に複数の溝状の凹部が掘り込まれることにより形成され、凹部は、凹部とそれに隣接する非凹部を通過する透過光の位相が交互に反転するように掘り込まれている。
図２（ｂ）に示すクロムレスマスクでは、ＣＰＬパターンのライン上に、Ｃｒを含む第１の膜２２とＭｏＳｉを主体とする第２の膜２３からなる遮光膜パターン２５が形成されている。
なお、いずれのクロムレスマスクにおいても、第２の膜としてＭｏＳｉＯＮからなる上層とＭｏＳｉからなる下層を含む傾斜膜を用いた場合、上層であるＭｏＳｉＯＮは、従来のＣｒＯ膜に比べ低反射であり、マスク表面の反射を大幅に抑制することができる。
図３は、本発明の他の実施形態に係るクロムレス位相シフトマスク（以下、クロムレスマスクとする。）用のフォトマスクブランクを示す断面図である。図３において、透明基板３１上には、Ｃｒを含む第１の膜３２、ＭｏＳｉを主体とする第２の膜３３、及びＣｒを含む第３の膜３４が順次形成されている。
透明基板３１としては、例えば石英ガラス、ＣａＦ２、アルミノシリケートガラス等を用いることができる。
Ｃｒを含む第１の膜３２の材質としては、Ｃｒ、ＣｒＯ，ＣｒＮ若しくはＣｒＯＮの単層膜、又はこれらの複数層膜若しくは傾斜膜（を挙げることができる。Ｃｒを含む第１の膜３２は、５〜１０ｎｍの膜厚を有することが好ましい。薄すぎるとエッチングストッパーとしての機能が得にくくなり、厚すぎる場合には高精度の加工が困難となる。
Ｃｒを含む第１の膜３２の材質としては、Ｃｒ、ＣｒＯ，ＣｒＮ若しくはＣｒＯＮの単層膜、又はこれらの複数層膜若しくは傾斜膜（を挙げることができる。Ｃｒを含む第１の膜３２は、５〜１０ｎｍの膜厚を有することが好ましい。薄すぎるとエッチングストッパーとしての機能が得にくくなり、厚すぎる場合には高精度の加工が困難となる。
ＭｏＳｉを主体とする第２の膜３３は、Ｃｒを含む第１の膜３２及びＣｒを含む第３の膜３４とともにクロムレスマスクの遮光膜を構成するものである。そのため、その膜厚は、２０〜６０ｎｍであるのが好ましい。膜厚が薄すぎる場合には、クイロムレスマスクの遮光膜を構成するに十分な遮光性を得ることができず、厚すぎる場合には、高精度の加工が困難となる。
ＭｏＳｉを主体とする第２の膜３３の材質としては、ＭｏＳｉ、ＭｏＳｉＮ、ＭｏＳｉＯ、若しくはＭｏＳｉＯＮの単層膜、又はこれらの複数層膜若しくは傾斜膜を挙げることができる。ＭｏＳｉ膜は、導電性が高いため、電子線による描画を行う際のチャージアップ抑制効果に優れている。
Ｃｒを含む第３の膜３４は、Ｃｒを含む第１の膜３２及びＭｏＳｉを主体とする第１の膜３２とともにクロムレスマスクの遮光膜を構成するものである。ＣｒＯだけでなく、ＣｒＮ、若しくはＣｒＯＮの単層膜、又はこれらの複数層膜若しくは傾斜膜等を用いることができる。また、最上層以外にＣｒを用いることもできる。
傾斜膜は、露光波長での消衰係数のプロファイルを基板３１側から第３の膜の表面側へ漸次減少するようにすることができ、それによって遮光性と反射防止性を高くすることができる。
Ｃｒを含む第３の膜３４は、５〜３０ｎｍの膜厚を有することが好ましい。膜厚が薄すぎる場合には、遮光性膜、反射防止膜、エッチングストッパーとしての機能を十分に果たすことが困難となり、厚すぎる場合には、及び高精度の加工が困難となる。
クロムレスマスクの遮光膜を構成する第１、第２及び第３の膜の積層膜は、トータルで露光光に対する光学濃度が３．０〜４．０であることが望ましい。光学濃度が３．０未満では、クロムレスマスクの遮光膜として十分な遮光性を得ることが困難となり、４．０を超えると、薄膜化が困難となる。
また、第１、第２及び第３の膜の積層膜は、表面反射率が３０％以下であることが望ましい。表面反射率が３０％を超えると、十分な反射防止機能が得られない。
図４は、クロムレスマスクの斜視図を示し、そのうち図４（ａ）は、ＣＰＬパターンのライン上に遮光膜パターンが形成されていない、通常のタイプのクロムレスマスクを、図４（ｂ）は、ＣＰＬパターンのライン上に遮光膜パターンが形成されている、いわゆるゼブラタイプのクロムレスマスクをそれぞれ示す。
図４（ａ）において、石英基板４１の表面には、Ｃｒを含む第１の膜４２、ＭｏＳｉを主体とする第２の膜４３、及びＣｒを含む第３の膜からなる遮光膜４４が形成され、これらの間に挟まれた領域に、ＣＰＬパターンが設けられている。このＣＰＬパターンは、石英基板４１に複数の溝状の凹部が掘り込まれることにより形成され、凹部は、凹部とそれに隣接する非凹部を通過する透過光の位相が交互に反転するように掘り込まれている。
図４（ｂ）に示すクロムレスマスクでは、ＣＰＬパターンのライン上に、Ｃｒを含む第１の膜４２、ＭｏＳｉを主体とする第２の膜４３、及びＣｒを含む第３の膜からなる遮光膜パターン４５が形成されている。
以下、本発明の実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。
なお、以下の実施例における塩素系ガスによるドライエッチング条件、及びフッ素系ガスによるドライエッチング条件は、いずれの場合も、次の通りである。
ガス流量：１００ｓｃｃｍ
圧力：１．５Ｐａ
放電電力：５００Ｗ
塩素系ガスとしてはＣｌ２とＯ２の混合ガスが使用され、必要に応じてＨｅなどの不活性ガスを混合することもできる。また、フッ素系ガスとしてはＣＦ４が使用され、ＣＦ４以外に、Ｃ２Ｆ６やＳＦ６を挙げることができ、必要に応じてＨｅなどの不活性ガスを混合することもできる。
圧力：１．５Ｐａ
放電電力：５００Ｗ
塩素系ガスとしてはＣｌ２とＯ２の混合ガスが使用され、必要に応じてＨｅなどの不活性ガスを混合することもできる。また、フッ素系ガスとしてはＣＦ４が使用され、ＣＦ４以外に、Ｃ２Ｆ６やＳＦ６を挙げることができ、必要に応じてＨｅなどの不活性ガスを混合することもできる。
実施例１
図５（ａ）〜（ｉ）は、図１に示すマスクブランクを用いて、図２（ａ）に示すクロムレスマスクを製造するプロセスを工程順に示す断面図である。
まず、石英基板５１上に、第１の膜として膜厚１０ｎｍのＣｒＮ膜５２、第２の膜として膜厚６８ｎｍのＭｏＳｉＯＮ／ＭｏＳｉ傾斜膜５３、及び第３の膜として膜厚１０ｎｍのＣｒ膜５４を、例えば、スパッタリングにより順次成膜して、マスクブランクを作製した。
図５（ａ）〜（ｉ）は、図１に示すマスクブランクを用いて、図２（ａ）に示すクロムレスマスクを製造するプロセスを工程順に示す断面図である。
まず、石英基板５１上に、第１の膜として膜厚１０ｎｍのＣｒＮ膜５２、第２の膜として膜厚６８ｎｍのＭｏＳｉＯＮ／ＭｏＳｉ傾斜膜５３、及び第３の膜として膜厚１０ｎｍのＣｒ膜５４を、例えば、スパッタリングにより順次成膜して、マスクブランクを作製した。
ＣｒＮ膜５２は、窒素を含むガスを流してＣｒをターゲットとして用いたスパッタリングにより成膜した。スパッタリング条件は、次の通りである。
スパッタリングガス：流量４０ｓｃｃｍのＮ２
圧力：０．２５Ｐａ
放電電力：３００Ｗ
ＭｏＳｉＯＮ／ＭｏＳｉ傾斜膜５３は、最初にＳｉターゲット及びＭｏターゲットを用い、或いはＳｉＭｏターゲットを用いてＭｏＳｉ層を形成し、次いで酸素を含むガス及び窒素を含むガスを含むガスを、順次ガス流量を増加させて導入し、反応性スパッタリングを行うことにより成膜した。スパッタリング条件は、次の通りである。
圧力：０．２５Ｐａ
放電電力：３００Ｗ
ＭｏＳｉＯＮ／ＭｏＳｉ傾斜膜５３は、最初にＳｉターゲット及びＭｏターゲットを用い、或いはＳｉＭｏターゲットを用いてＭｏＳｉ層を形成し、次いで酸素を含むガス及び窒素を含むガスを含むガスを、順次ガス流量を増加させて導入し、反応性スパッタリングを行うことにより成膜した。スパッタリング条件は、次の通りである。
スパッタリングガス：Ａｒ、Ｏ２及びＮ２流量を３０ｓｃｃｍから５０ｓｃｃｍまで変化
圧力：０．２５Ｐａ
放電電力：１０００Ｗ
また、Ｃｒ膜５４は、Ｃｒをターゲットとして用いたスパッタリングにより成膜した。スパッタリング条件は、次の通りである。
圧力：０．２５Ｐａ
放電電力：１０００Ｗ
また、Ｃｒ膜５４は、Ｃｒをターゲットとして用いたスパッタリングにより成膜した。スパッタリング条件は、次の通りである。
スパッタリングガス：流量３０ｓｃｃｍのＡｒ
圧力：０．２５Ｐａ
放電電力：３００Ｗ
次に、以上のように作製されたマスクブランクに、膜厚２００ｎｍのポジ型レジストを塗布し、描画・現像し、図５（ａ）に示すように、第１のレジストパターン５５を形成した。
圧力：０．２５Ｐａ
放電電力：３００Ｗ
次に、以上のように作製されたマスクブランクに、膜厚２００ｎｍのポジ型レジストを塗布し、描画・現像し、図５（ａ）に示すように、第１のレジストパターン５５を形成した。
次いで、図５（ｂ）に示すように、塩素系ガスとしてＣｌ２とＯ２の混合ガスを用いて、第１のレジストパターン５５をマスクとしてＣｒ膜５４をエッチングした。
なお、続いて、図５（ｃ）に示すように、フッ素系ガスとしてＣＦ４とＯ２の混合ガスを用いて、第１のレジストパターン５５をマスクとしてＭｏＳｉＯＮ／ＭｏＳｉ傾斜膜５３をドライエッチングした。
そして、図５（ｄ）に示すように、第１のレジストパターン５５を剥離した。
次に、図５（ｅ）に示すように、塩素系ガスとしてＣｌ２とＯ２の混合ガスを用いて、Ｃｒ膜５４及びＣｒＮ膜５２の露出する部分をエッチングした。
次いで、膜厚４００ｎｍのポジ型レジストを塗布し、描画・現像し、図５（ｆ）に示すように、第２のレジストパターン５６を形成した。この時、レジストパターン５６は、ＣＰＬパターン領域の周縁にあるＭｏＳｉＯＮ／ＭｏＳｉ傾斜膜５３のエッジ部を除く領域のみを覆うように形成した。
その後、図５（ｇ）に示すように、フッ素系ガスとしてＣＦ４とＯ２の混合ガスを用いて、第２のレジストパターン５６をマスクとして、ＭｏＳｉＯＮ／ＭｏＳｉ傾斜膜５３及び石英基板５１のそれぞれ露出する部分をエッチングした。
この時のエッチングは、石英基板５１の掘り込み部と非掘り込み部の位相差が反転する深さになるように行った。
そして、図５（ｈ）に示すように、塩素系ガスとしてＣｌ２とＯ２の混合ガスを用いて、ＣｒＮ膜５２の露出する部分をエッチングした。
最後に、図５（ｉ）に示すように、第２のレジストパターン５６を剥離し、クロムレスマスクが完成した。
以上説明したクロムレスマスクの製造プロセスは、石英基板５１上に、第１の膜として膜厚１０ｎｍのＣｒＮ膜５２、第２の膜として膜厚６８ｎｍのＭｏＳｉＯＮ／ＭｏＳｉ傾斜膜５３、及び第３の膜として膜厚１０ｎｍのＣｒ膜５４を順次成膜したマスクブランクを用いて行われている。
フォトマスクのＣＤは、第３の膜のパターニングにより決定されるが、第１のレジストパターンは、膜厚１０ｎｍの第３の膜をエッチングするためだけにあればよいので、従来の膜厚７０ｎｍ〜１００ｎｍのＣｒＯ／Ｃｒ膜をエッチングする場合に比べ、大幅に薄膜化が可能であり、また第３の膜は、膜厚１０ｎｍと薄いため、膜厚７０ｎｍ〜１００ｎｍのＣｒＯ／Ｃｒ膜のパターニングによりＣＤが決定される従来のフォトマスクに比べ、大幅なＣＤの改善が可能である。
以上のようにして製造されたクロムレスマスクについて、ＳＥＭ式線幅測定装置により線幅の測長を行い、それによるリニアリティー特性を調べた結果の一例を図１２に示す。図１２は、ライン密度５０％のラインアンドスペースパターンのライン部について測長した結果である。従来のＣｒ遮光膜を使用したクロムレスマスクの場合には、線幅が細くなるに従ってドライエッチング加工性が悪くなってしまう。すなわち、設計寸法（デザインＣＤ：横軸）が小さくなるに従って、設計寸法からの線幅のズレ量（ΔＣＤ：縦軸）が大きくなってしまう。これに対して本発明では、この傾向は圧倒的に低減し、非常に優れたパターニング特性を得られている。
図１２からも分かる通り、本発明に係るクロムレスマスクは、従来のクロムレスマスクに比較して、０．８μｍ以下の線幅で若干優位になり、０．４μｍ以下の線幅では特に優位な傾向が見られる。このため、本発明は、０．８μｍ以下の線幅のパターンを有するマスクを作製する際に有効であり、０．４μｍ以下の線幅のパターンを有するマスクを作製する場合には特に有効である。
実施例２
図６及び図７は、図１に示すマスクブランクを用いて、図２（ｂ）に示すクロムレスマスクを製造するプロセスを工程順に示す図である。なお、図６（ａ１）〜（ｅ１）及び図７（ａ１）〜（ｅ１）は断面図を、図６（ａ２）〜（ｅ２）及び図７（ａ２）〜（ｅ２）はそれぞれの断面図に対応する上面図を示す。
図６及び図７は、図１に示すマスクブランクを用いて、図２（ｂ）に示すクロムレスマスクを製造するプロセスを工程順に示す図である。なお、図６（ａ１）〜（ｅ１）及び図７（ａ１）〜（ｅ１）は断面図を、図６（ａ２）〜（ｅ２）及び図７（ａ２）〜（ｅ２）はそれぞれの断面図に対応する上面図を示す。
まず、石英基板６１上に、第１の膜として膜厚１０ｎｍのＣｒＮ膜６２、第２の膜として膜厚６８ｎｍのＭｏＳｉＯＮ／ＭｏＳｉ傾斜膜６３、及び第３の膜として膜厚１０ｎｍのＣｒ膜６４を、例えば、スパッタリングにより順次成膜して、マスクブランクを作製した。これらの膜の成膜条件は、実施例１と同様である。
次に、以上のように作製されたマスクブランクに、膜厚４００ｎｍのポジ型レジストを塗布し、描画・現像し、図６（ａ１）,（ａ２）に示すように、第１のレジストパターン６５を形成した。
次いで、図６（ｂ１），（ｂ２）に示すように、塩素系ガスとしてＣｌ２とＯ２の混合ガスを用いて、第１のレジストパターン６５をマスクとしてＣｒ膜６４をエッチングした。
続いて、図６（ｃ１），（ｃ２）に示すように、フッ素系ガスとしてＣＦ４とＯ２の混合ガスを用いて、第１のレジストパターン６５をマスクとしてＭｏＳｉＯＮ／ＭｏＳｉ傾斜膜６３をドライエッチングした。
更に、図６（ｄ１），（ｄ２）に示すように、塩素系ガスとしてＣｌ２とＯ２の混合ガスを用いて、第１のレジストパターン６５をマスクとしてＣｒ膜６４をエッチングし、石英基板６１上にラインの形状のパターンを形成した。
そして、図６（ｅ１），（ｅ２）に示すように、第１のレジストパターン６５を剥離した。
次いで、膜厚４００ｎｍのポジ型レジストを塗布し、描画・現像し、図７（ａ１），（ａ２）に示すように、第２のレジストパターン６６を形成した。この時、レジストパターン６６は、ＣＰＬパターン領域の周縁にあるＭｏＳｉＯＮ／ＭｏＳｉ傾斜膜６３のエッジ部を除く領域を覆うとともに、ライン上に縞状のパターンを形成した。
次に、図７（ｂ１），（ｂ２）に示すように、塩素系ガスとしてＣｌ２とＯ２の混合ガスを用いて、Ｃｒ膜６４の露出する部分をエッチングした。
そして、図７（ｃ１），（ｃ２）に示すように、第２のレジストパターン６６を剥離した。
その後、図７（ｄ１），（ｄ２）に示すように、フッ素系ガスとしてＣＦ４とＯ２の混合ガスを用いて、残留するＣｒ膜６４をマスクとして、ＭｏＳｉＯＮ／ＭｏＳｉ傾斜膜６３及び石英基板６１のそれぞれ露出する部分をエッチングした。
この時のエッチングは、石英基板６１の掘り込み部と非掘り込み部の位相差が反転する深さになるように行った。
最後に、図７（ｅ１），（ｅ２）に示すように、塩素系ガスとしてＣｌ２とＯ２の混合ガスを用いて、Ｃｒ膜６４及びＣｒＮ膜６２の露出する部分をエッチングし、クロムレスマスクが完成した。
以上説明したクロムレスマスクの製造プロセスでは、第２のレジストパターンの形成時にも第３の膜を残留させているため、ＣＰＬパターンのライン上に、遮光膜パターンを形成することが可能であり、それによっていわゆるゼブラタイプのクロムレスマスクを得ることができる。
実施例３
図８（ａ）〜（ｉ）は、図１に示すマスクブランクを用いて、図４（ａ）に示すクロムレスマスクを製造するプロセスを工程順に示す断面図である。
まず、石英基板７１上に、第１の膜として膜厚１０ｎｍのＣｒＮ膜７２、第２の膜として膜厚４８ｎｍのＭｏＳｉ膜７３、及び第３の膜として膜厚１８ｎｍのＣｒＯ膜７４を、例えば、スパッタリングにより順次成膜して、マスクブランクを作製した。
図８（ａ）〜（ｉ）は、図１に示すマスクブランクを用いて、図４（ａ）に示すクロムレスマスクを製造するプロセスを工程順に示す断面図である。
まず、石英基板７１上に、第１の膜として膜厚１０ｎｍのＣｒＮ膜７２、第２の膜として膜厚４８ｎｍのＭｏＳｉ膜７３、及び第３の膜として膜厚１８ｎｍのＣｒＯ膜７４を、例えば、スパッタリングにより順次成膜して、マスクブランクを作製した。
ＣｒＮ膜７２は、窒素を含むガスを流してＣｒをターゲットとして用いたスパッタリングにより成膜した。スパッタリング条件は、次の通りである。
スパッタリングガス：流量４０ｓｃｃｍのＮ２
圧力：０．２５Ｐａ
放電電力：３００Ｗ
ＭｏＳｉ膜７３は、Ｓｉターゲット及びＭｏターゲット、或いはＭｏＳｉターゲットを用いたスパッタリングにより成膜した。スパッタリング条件は、次の通りである。
圧力：０．２５Ｐａ
放電電力：３００Ｗ
ＭｏＳｉ膜７３は、Ｓｉターゲット及びＭｏターゲット、或いはＭｏＳｉターゲットを用いたスパッタリングにより成膜した。スパッタリング条件は、次の通りである。
スパッタリングガス：流量３０ｓｃｃｍのＡｒ
圧力：０．２５Ｐａ
放電電力：１０００Ｗ
また、ＣｒＯ膜７４は、また、酸素を含むガスを流してＣｒをターゲットとして用いたスパッタリングにより成膜した。スパッタリング条件は、次の通りである。
圧力：０．２５Ｐａ
放電電力：１０００Ｗ
また、ＣｒＯ膜７４は、また、酸素を含むガスを流してＣｒをターゲットとして用いたスパッタリングにより成膜した。スパッタリング条件は、次の通りである。
スパッタリングガス：流量４０ｓｃｃｍのＡｒとＯ２
圧力：０．２５Ｐａ
放電電力：３００Ｗ
次に、以上のように作製されたマスクブランクに、膜厚４００ｎｍのポジ型レジストを塗布し、描画・現像し、図８（ａ）に示すように、第１のレジストパターン７５を形成した。
圧力：０．２５Ｐａ
放電電力：３００Ｗ
次に、以上のように作製されたマスクブランクに、膜厚４００ｎｍのポジ型レジストを塗布し、描画・現像し、図８（ａ）に示すように、第１のレジストパターン７５を形成した。
次いで、図８（ｂ）に示すように、塩素系ガスとしてＣｌ２とＯ２の混合ガスを用いて、第１のレジストパターン７５をマスクとしてＣｒＯ膜７４をエッチングした。
続いて、図８（ｃ）に示すように、フッ素系ガスとしてＣＦ４とＯ２の混合ガスを用いて、第１のレジストパターン７５をマスクとしてＭｏＳｉ膜７３をドライエッチングした。
次に、図８（ｄ）に示すように、塩素系ガスとしてＣｌ２とＯ２の混合ガスを用いて、ＣｒＮ膜７４をドライエッチングした。
そして、図８（ｅ）に示すように、第１のレジストパターン７５を剥離した。
次いで、膜厚４００ｎｍのポジ型レジストを塗布し、描画・現像し、図８（ｆ）に示すように、第２のレジストパターン７６を形成した。この時、レジストパターン７６は、ＣＰＬパターン領域の周縁にあるＣｒＯ膜７４のエッジ部を除く領域のみを覆うように形成した。
その後、図８（ｇ）に示すように、塩素系ガスとしてＣｌ２とＯ２の混合ガスを用いて、第２のレジストパターン７６をマスクとして、ＣｒＯ膜７４の露出する部分をエッチングした。
次に、図８（ｈ）に示すように、フッ素系ガスとしてＣＦ４とＯ２の混合ガスを用いて、第２のレジストパターン７６をマスクとしてドライエッチングし、ＭｏＳｉ膜７３の露出する部分を除去し、石英基板７１の露出する部分を掘り込んだ。
この時のエッチングは、石英基板７１の掘り込み部と非掘り込み部の位相差が反転する深さになるように行った。
そして、図８（ｉ）に示すように、塩素系ガスとしてＣｌ２とＯ２の混合ガスを用いて、ＣｒＮ膜３２の露出する部分をエッチングした。
最後に、図８（ｊ）に示すように、第２のレジストパターン７６を剥離し、クロムレスマスクが完成した。
以上説明したクロムレスマスクの製造プロセスは、石英基板７１上に、第１の膜として膜厚１０ｎｍのＣｒＮ膜７２、第２の膜として膜厚４８ｎｍのＭｏＳｉ膜７３、及び第３の膜として膜厚１８ｎｍのＣｒＯ膜７４を順次成膜したマスクブランクを用いて行われている。
フォトマスクのＣＤは、第３の膜のパターニングにより決定されるが、第３の膜は、膜厚１８ｎｍと薄いため、膜厚７０ｎｍ〜１００ｎｍのＣｒＯ／Ｃｒ膜のパターニングによりＣＤが決定される従来のフォトマスクに比べ、大幅なＣＤの改善が可能である。
実施例４
図９〜図１１は、図３に示すマスクブランクを用いて、図４（ｂ）に示すクロムレスマスクを製造するプロセスを工程順に示す図である。なお、図９（ａ１）〜（ｅ１）、図１０（ａ１）〜（ｅ１）、及び図１１は（ａ１）〜（ｂ１）は断面図を、図９（ａ２）〜（ｅ２）、図１０（ａ２）〜（ｅ２）、及び図１１（ａ２）〜（ｂ２）はそれぞれの断面図に対応する上面図を示す。
図９〜図１１は、図３に示すマスクブランクを用いて、図４（ｂ）に示すクロムレスマスクを製造するプロセスを工程順に示す図である。なお、図９（ａ１）〜（ｅ１）、図１０（ａ１）〜（ｅ１）、及び図１１は（ａ１）〜（ｂ１）は断面図を、図９（ａ２）〜（ｅ２）、図１０（ａ２）〜（ｅ２）、及び図１１（ａ２）〜（ｂ２）はそれぞれの断面図に対応する上面図を示す。
まず、石英基板８１上に、第１の膜として膜厚１０ｎｍのＣｒＮ膜８２、第２の膜として膜厚４８ｎｍのＭｏＳｉ膜８３、及び第３の膜として膜厚１８ｎｍのＣｒＯ膜８４を、例えば、スパッタリングにより順次成膜して、マスクブランクを作製した。これらの膜の成膜条件は、実施例３と同様である。
次に、以上のように作製されたマスクブランクに、膜厚４００ｎｍのポジ型レジストを塗布し、描画・現像し、図９（ａ１）,（ａ２）に示すように、第１のレジストパターン８５を形成した。
次いで、図９（ｂ１），（ｂ２）に示すように、塩素系ガスとしてＣｌ２とＯ２の混合ガスを用いて、第１のレジストパターン８５をマスクとしてＣｒＯ膜８４をエッチングした。
続いて、図９（ｃ１），（ｃ２）に示すように、フッ素系ガスとしてＣＦ４とＯ２の混合ガスを用いて、第１のレジストパターン８５をマスクとしてＭｏＳｉ膜８３をドライエッチングした。
更に、図９（ｄ１），（ｄ２）に示すように、塩素系ガスとしてＣｌ２とＯ２の混合ガスを用いて、第１のレジストパターン８５をマスクとしてＣｒ膜８４をエッチングし、石英基板８１上にラインの形状のパターンを形成した。
そして、図９（ｅ１），（ｅ２）に示すように、第１のレジストパターン８５を剥離した。
次いで、膜厚４００ｎｍのポジ型レジストを塗布し、描画・現像し、図１０（ａ１），（ａ２）に示すように、第２のレジストパターン８６を形成した。この時、レジストパターン８６は、ＣＰＬパターン領域の周縁にあるＭｏＳｉＯＮ／ＭｏＳｉ傾斜膜８３のエッジ部を除く領域を覆うとともに、ライン上に縞状のパターンを形成した。
次に、図１０（ｂ１），（ｂ２）に示すように、塩素系ガスとしてＣｌ２とＯ２の混合ガスを用いて、ＣｒＯ膜８４の露出する部分をエッチングした。
そして、図１０（ｃ１），（ｃ２）に示すように、第２のレジストパターン８６を剥離した。
その後、膜厚４００ｎｍのポジ型レジストを塗布し、描画・現像し、図１０（ｄ１），（ｄ２）に示すように、第３のレジストパターン８７を形成した。この時、レジストパターン８７は、ＣｒＯ膜８４のエッジ部を除く領域を覆うように形成した。
次に、図１０（ｅ１），（ｅ２）に示すように、フッ素系ガスとしてＣＦ４とＯ２の混合ガスを用いて、第３のレジストパターン８７及び残留するＣｒＯ膜８４をマスクとして、ＭｏＳｉ膜８３及び石英基板８１のそれぞれ露出する部分をエッチングした。
この時のエッチングは、石英基板８１の掘り込み部と非掘り込み部の位相差が反転する深さになるように行った。
次いで、図１１（ａ１），（ａ２）に示すように、塩素系ガスとしてＣｌ２とＯ２の混合ガスを用いて、ＣｒＯ膜８４及びＣｒＮ膜８２の露出する部分をエッチングした。
最後に、第３のレジストパターン８７を剥離し、図１１（ｂ１），（ｂ２）に示すように、クロムレスマスクが完成した。
以上説明したクロムレスマスクの製造プロセスでは、ＣＰＬパターンのライン上に、遮光膜パターンを形成することが可能であり、それによっていわゆるゼブラタイプのクロムレスマスクを得ることができる。
本発明は、ＬＳＩなどの半導体素子の製造に用いる露光マスクとして広範に適用することが出来る。
１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１…透明基板、１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２，８２…第１の膜、１３，２３，３３，４３，５３，６３，７３，８３…第２の膜、１４，３４，４４，５４，６４，７４，８４…第３の膜、３５，４５，５５，６５…第１のレジストパターン、３６，４６，６６，７６…第２のレジストパターン、８７…第３のレジストパターン。
Claims (17)
- 露光光に対して透明な基板に掘り込み部を設け、透過する光の位相を制御したクロムレス位相シフトマスクにおいて、前記基板掘り込み部に隣接する部分又は基板周辺部に設けられた遮光膜が、Ｃｒを含む第１の層、ＭｏＳｉを主体とする第２の層、及びＣｒを含む第３の層が順次積層されていることを特徴とするクロムレス位相シフトマスク。
- 前記Ｃｒを含む第１の層は、Ｃｒ、ＣｒＮ、ＣｒＯ、若しくはＣｒＯＮの単層膜、又はこれらの複数層膜若しくは傾斜膜であり、２ｎｍ〜２０ｎｍの膜厚を有することを特徴とする請求項１に記載のクロムレス位相シフトマスク。
- 前記ＭｏＳｉを主体とする第２の層は、２０ｎｍ〜６０ｎｍの膜厚を有することを特徴とする請求項１に記載のクロムレス位相シフトマスク。
- 前記Ｃｒを含む第３の層は、ＣｒＯ，ＣｒＮ若しくはＣｒＯＮの単層膜、又はこれらの複数層膜若しくは傾斜膜であり、２ｎｍ〜３０ｎｍの膜厚を有することを特徴とする請求項１記載のクロムレス位相シフトマスク。
- 前記第１の膜、第２の膜、及び第３の膜のトータルの露光光に対する光学濃度は３．０〜４．０であり、表面反射率は３０％以下であることを特徴とする請求項１に記載のクロムレス位相シフトマスク。
- 露光光に対して透明な基板に掘り込み部を設け、透過する光の位相を制御したクロムレス位相シフトマスクにおいて、前記基板掘り込み部に隣接する部分又は基板周辺部に設けられた遮光膜が、Ｃｒを含む第１の層、及びＭｏＳｉを主体とする第２の層が順次積層されており、前記Ｃｒを含む第１の層は、Ｃｒ、ＣｒＮ、ＣｒＯ、若しくはＣｒＯＮの単層膜、又はこれらの複数層膜若しくは傾斜膜であり、２ｎｍ〜２０ｎｍの膜厚を有することを特徴とするクロムレス位相シフトマスク。
- 前記ＭｏＳｉを主体とする第２の層は、ＭｏＳｉ、ＭｏＳｉＮ、ＭｏＳｉＯ、若しくはＭｏＳｉＯＮの単層膜、又はこれらの複数層膜若しくは傾斜膜であり、３０ｎｍ〜８０ｎｍの膜厚を有することを特徴とする請求項６に記載のクロムレス位相シフトマスク。
- 前記第１の膜及び第２の膜のトータルの露光光に対する光学濃度は３．０〜４．０であり、表面反射率は２０％以下であることを特徴とする請求項６に記載のクロムレス位相シフトマスク。
- 請求項１〜８のいずれかに記載のクロムレス位相シフトマスクを製造する方法であって、基板上にＣｒを含む第１の層、ＭｏＳｉを主体とする第２の層、及びＣｒを含む第３の層が順次積層されてなるマスクブランクを用いるか、又は基板上にＣｒを含む第１の層及びＭｏＳｉを主体とする第２の層が順次積層されてなるマスクブランクの表面にＣｒを含む第３の層を形成する工程を具備し、前記基板掘り込み部に隣接する部分又は基板周辺部に設けられた遮光膜を加工する工程は、塩素系ガスを主体として用いるエッチングプロセス及びフッ素系ガスを主体として用いるエッチングプロセスの両方を含むことを特徴とするクロムレス位相シフトマスクの製造方法。
- 請求項１〜８のいずれかに記載のクロムレス位相シフトマスクを製造する方法であって、基板上にＣｒを含む第１の層、ＭｏＳｉを主体とする第２の層、及びＣｒを含む第３の層が順次積層されてなるマスクブランクを用いるか、又は基板上にＣｒを含む第１の層及びＭｏＳｉを主体とする第２の層が順次積層されてなるマスクブランクの表面にＣｒを含む第３の層を形成する工程を具備し、前記基板掘り込み部に隣接する部分又は基板周辺部に設けられた遮光膜を加工する工程で、塩素系ガスを主体として用いるエッチングプロセス及びフッ素系ガスを主体として用いるエッチングプロセスを交互に使用することを特徴とするクロムレス位相シフトマスクの製造方法。
- 前記Ｃｒを含む第３の層を除去する工程を具備することを特徴とする請求項９または１０に記載のクロムレス位相シフトマスクの製造方法。
- 前記ＭｏＳｉを主体とする第２の層と基板を同時にエッチングする工程を具備することを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載のクロムレス位相シフトマスクの製造方法。
- 前記Ｃｒを含む層を複数層有するマスクブランクを用い、前記Ｃｒを含む層を複数層同時にエッチングする工程を具備することを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載のクロムレス位相シフトマスクの製造方法。
- 請求項１〜５のいずれかに記載のクロムレス位相シフトマスクを製造する方法であって、
前記第３の膜上に第１のレジストパターンを形成する工程、
前記第１のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第３の膜をパターニングする工程、
前記第１のレジストパターンをマスクとして、フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第２の膜をパターニングする工程、
前記第１のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第１の膜をパターニングする工程、
前記第１のレジストパターンを除去する工程、
前記第３の膜上に、遮光領域の一部を覆い、位相シフトパターン領域を覆わないように、第２のレジストパターンを形成する工程、
前記第２のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第３の膜の露出する部分をエッチングする工程、
フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第２の膜の露出する部分を除去し、かつ透明基板の露出する部分を掘り込む工程、
塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第１の膜の露出する部分を除去する工程、及び
前記第２のレジストパターンを除去する工程
を具備することを特徴とするクロムレス位相シフトマスクの製造方法。 - 請求項１〜５のいずれかに記載のクロムレス位相シフトマスクを製造する方法であって、
前記第３の膜上に第１のレジストパターンを形成する工程、
前記第１のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第３の膜をパターニングする工程、
前記第１のレジストパターンをマスクとして、フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第２の膜をパターニングする工程、
前記第１のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第１の膜をパターニングする工程、
前記第１のレジストパターンを除去する工程、
前記第３の膜上に、遮光領域の一部を覆い、位相シフトパターン領域をパターン状に覆うように、第２のレジストパターンを形成する工程、
前記第２のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第３の膜の露出する部分を除去する工程、
前記第２のレジストパターンを除去する工程、及び
前記第３の膜上に、遮光領域の一部を覆うように、第３のレジストパターンを形成する工程、
フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第２の膜の露出する部分を除去し、かつ透明基板の露出する部分を掘り込む工程、
塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第３の膜及び第１の膜のそれぞれ露出する部分を除去する工程、及び
前記第３のレジストパターンを除去する工程
を具備することを特徴とするクロムレス位相シフトマスクの製造方法。 - 請求項６〜８のいずれかに記載のクロムレス位相シフトマスクを製造する方法であって、
前記第２の膜上にＣｒを主な材料とする膜厚２ｎｍ〜３０ｎｍの第３の膜を形成する工程、
前記第３の膜上に第１のレジストパターン形成する工程、
前記マスクブランクの前記第３の膜上に第１のレジストパターンを形成する工程、
前記第１のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第３の膜をパターニングする工程、
前記第１のレジストパターンをマスクとして、フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第２の膜をパターニングする工程、
前記第１のレジストパターンを除去する工程、
塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第３の膜及び第１の膜の露出する部分をエッチングする工程、
前記第２の膜上に、遮光領域の一部を覆い、位相シフトパターン領域を覆わないように、第２のレジストパターンを形成する工程、
前記第２のレジストパターンをマスクとして、フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第２の膜の露出する部分を除去し、かつ透明基板の露出する部分を掘り込む工程、
塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第１の膜の露出する部分を除去する工程、及び
前記第２のレジストパターンを除去する工程
を具備することを特徴とするクロムレス位相シフトマスクの製造方法。 - 請求項６〜８のいずれかに記載のクロムレス位相シフトマスクを製造する方法であって、
前記第２の膜上にＣｒを主な材料とする膜厚２ｎｍ〜３０ｎｍの第３の膜を形成する工程、
前記第３の膜上に第１のレジストパターンを形成する工程、
前記第１のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第３の膜をパターニングする工程、
前記第１のレジストパターンをマスクとして、フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第２の膜をパターニングする工程、
前記第１のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第１の膜をパターニングする工程、
前記第１のレジストパターンを除去する工程、
前記第３の膜上に、遮光領域の一部を覆い、位相シフトパターン領域をパターン状に覆うように、第２のレジストパターンを形成する工程、
前記第２のレジストパターンをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第３の膜の露出する部分を除去する工程、
前記第２のレジストパターンを除去する工程、及び
フッ素系ガスを用いたドライエッチングにより、前記第２の膜の露出する部分を除去し、かつ透明基板の露出する部分を掘り込む工程、及び
前記第３の膜及び第１の膜の露出する部分を除去する工程
を具備することを特徴とするクロムレス位相シフトマスクの製造方法。
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