JP5177567B2 - ハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク - Google Patents

Description

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

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

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

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

ハーフトーン型位相シフトマスクのうちには、構造が簡単で製造が容易な単層型のハーフトーン型位相シフトマスクとして実用化されている、金属、シリコン、及び窒素からなる単層ハーフトーン膜が知られている。

［発明が解決しようとする課題］
一方、ＬＳＩパターンの微細化に伴い、露光光源の波長（露光光波長）は、現行のＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）から、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）へ、さらに将来的にはＦ₂エキシマレーザ（１５７ｎｍ）へと短波長化が進むと予想される。また、現行のハーフトーン型位相シフトマスクでは、ハーフトーン位相シフター部の露光光透過率が６％付近となるように膜設計がなされているものが主流であるが、さらなる高解像化に向けて透過率が高いものが要求されつつあり、将来的には１５％以上の透過率が必要とも言われている。このような露光光源の短波長化や高透過率化に伴い、所定の透過率及び位相シフト量を満足するようなハーフトーン位相シフター部の材料の選定の幅が狭まる方向にある。また、透過率の高透過率化に伴ない光透過性の高い材料の必要性、又は露光光源の短波長化に伴い、従前の波長でみた場合に光透過性の高い材料の必要性により、パターン加工の際に石英基板とのエッチング選択性が小さくなるという問題がある。
また、露光光源の短波長化や透過率の高透過率化は、フォトマスクの開発・製作自体にも困難を生じさせている。その原因となる問題点を以下に述べる。

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

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

本発明は上記背景の下になされたものであり、特に、露光波長の短波長化（１４０ｎｍ〜２００ｎｍの露光波長領域）や露光光の透過率の高透過率化（透過率８〜３０％）に対応し、高い加工精度を有するハーフトーン型位相シフトマスク及びその素材となるハーフトーン型位相シフトマスクブランクの提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］
本発明は以下の構成を有する。
（構成１） 透明基板上に、露光光を透過させる光透過部と、露光光の一部を透過させると同時に透過した光の位相を所定量シフトさせる位相シフター部を有し、前記光透過部と位相シフター部の境界部近傍にて各々を透過した光が互いに打ち消し合うように光学特性を設計することで、被露光体表面に転写される露光パターン境界部のコントラストを良好に保持、改善できるようにしたハーフトーン型位相シフトマスクを製造するために用いるハーフトーン型位相シフトマスクブランクであり、透明基板上に前記位相シフター部を形成するための位相シフター膜を有するハーフトーン型位相シフトマスクブランクにおいて、
前記位相シフター膜が、金属を１０原子％以下含有する、金属、珪素、酸素、及び窒素を主構成要素とする膜、及び、前記膜と透明基板との間に形成されたエッチングストッパー膜とからなることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
（構成２） 前記エッチングストッパー膜は、前記金属、珪素、酸素、及び窒素を主構成要素とする膜のエッチングと異なるエッチング媒質でエッチング可能な材料であることを特徴とする請求項１又は２記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
（構成３） 前記エッチングストッパー膜は、前記金属、珪素、酸素、及び窒素を主構成要素とする膜のエッチングと同じエッチング媒質でエッチング可能な材料であることを特徴とする請求項１又は２記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
（構成４） 前記位相シフトマスクが、１４０ｎｍから２００ｎｍの露光光波長範囲で使用されるものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
（構成５） 請求項１〜５のいずれかに記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランクにおける位相シフター膜を、所定のパターンが得られるように選択的に除去するパターニング処理を施すことにより得られた、光透過部と位相シフター部とからなるマスクパターンを有することを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク。
（構成６） 請求項５に記載のハーフトーン型位相シフトマスクを用いてパターン転写を行うことを特徴とするパターン転写方法。

［発明の実施の形態］
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明においては、位相シフター膜が、金属を１０原子％以下含有する、金属、珪素、酸素、及び窒素を主構成要素とする膜（上層）（以下適宜所定のＭＳｉＯxＮy膜という）、及び、前記膜と透明基板との間に形成されたエッチングストッパー膜（下層）とからなる。ここで、金属、珪素、酸素、及び窒素を主構成要素としする膜において、ＳｉＮ_xは、Ｓｉ−Ｎ結合が膜のマトリックスを緻密にするため、露光光に対する照射耐性や洗浄液等に対する耐薬品性が高く、また、ＳｉＯ_xは、短波長側においても比較的高い透過率を有することができ、さらに、窒素及び金属を含有することによって屈折率を大きくすることができるので膜厚を薄くすることができるため、パターン加工性に優れる。ここで、金属の含有量は、膜全体の１０原子％以下とする。１０原子％よりも多いと、透過性の高い膜が得られず、波長１４０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で所望の透過率を得ることが困難となる。より透過性の高い膜を得る上では、６原子％以下好ましく、さらに好ましくは５原子％以下である。尚、金属を含有する膜は、金属を含有させたターゲットを使用して成膜することができ、珪素と金属とからなるターゲットの導電性を高めることができるため、ＤＣスパッタリングを行った際に成膜安定性を容易に確保することがパーティクルの発生の低減にもつながる。また、金属を含有する膜は、金属を含有することで、位相シフター膜の波長に対する反射スペクトルをブロード化（平坦化）することができるため、広い波長域で所定の範囲の反射率を得る必要がある場合は有利である。このような観点から、膜中の金属の含有量は、１原子％以上とすることが好ましい。
また、上記金属、珪素、酸素、及び窒素を主構成要素としする膜における金属としては、遷移金属とすることが好ましく、具体的には、モリブデン、タングステン、タンタル、チタン、クロム、或いは他の遷移金属が挙げられる。
本発明におけるハーフトーン型位相シフトマスク及びブランクでは、主に酸素と窒素の組成比を変えることで、透過率と位相シフト量の制御を同時に行うことができる。酸素を多くすることで透過率を増大させることが、窒素、金属を多くすることで屈折率を増大させることができる。尚、金属を増やすと透過率が低減してしまうが、窒素は透過率をさほど低減させずに屈折率を増大させることができる。
尚、シリコン、窒素、酸素の組成範囲は、シリコン及び窒素及び酸素の合計を１００とした場合、珪素については２５〜４５原子％、酸素については１〜６０原子％、窒素については５〜６０原子％とすることが好ましい。すなわち、珪素が４５％より多い、あるいは窒素が６０％より多いと、膜の光透過率が不十分となり、逆に窒素が５％未満、あるいは酸素が６０％を超えると、膜の光透過率が高すぎるため、ハーフトーン型位相シフター膜としての機能が失われる。また珪素が２５％未満、あるいは窒素が６０％を上回ると膜の構造が物理的、化学的に非常に不安定となる。
金属、珪素、酸素、及び窒素を主構成要素とする膜は、金属とシリコンを含有するスパッタリングターゲットを、アルゴン、ヘリウム等のスパッタリングガスと酸素及び窒素を含有する反応性ガスを含むスパッタリング雰囲気中においてスパッタリングすることによって成膜することができる。金属とシリコンを含有するスパッタリングターゲットを用いることによって、ターゲットの導電性を確保することができるので、ＤＣスパッタリング法において、パーティクルの発生を低減することができ、また成膜安定性も得られる。

ところで、位相シフトマスクのエッチングで十分な加工精度を得るためには、少なくとも深さ方向に異方性のあるエッチングが必要であり、このためドライエッチングが使用される。中でも、先述した所定のＭＳｉＯ_xＮ_y膜（上層）（Ｍ：金属、以下同様）は、ＣＨＦ₃やＣＦ₄、ＳＦ₆、Ｃ₂Ｆ₆等のフッ化物ガスおよびその混合ガスによるＲＩＥ（Reactive Ion Etching）が一般的である。
一方、現行マスク基板のほとんどは合成石英基板であるが、フッ化物ガスに対する合成石英のエッチング速度は比較的大きい。したがって、仮に、先述した所定のＭＳｉＯxＮy膜からなる単層の位相シフター膜を透明基板上に有する単層構造の位相シフトマスクを製造しようとした場合、位相シフター膜のエッチング完了後もエッチングが継続された場合には、基板がエッチングされてしまい、位相差は１８０°よりも大きくなるため、位相シフトによる解像度の向上が得られなくなる。
それを防ぐため、位相シフトマスクのエッチングプロセス時には、その終点を判別できなければならないわけだが、判別方法はいくつか考案されている。中でも最も一般的かつ有効な方法は、被エッチング部に特定波長（例えば６８０ｎｍ）の光を照射し、その反射光強度の経時変化を検出することで、終点を判別する方法である。
ところが、先述した所定のＭＳｉＯxＮy膜は、金属の含有量を上記した範囲にした場合、合成石英基板と組成や屈折率が類似するため、被エッチング部のエッチングが進行しても反射強度の変化が十分に得られない可能性がある。このことは、位相シフター膜の深さ方向の加工精度に問題が生じる原因となりうる。
そのため本発明の位相シフトマスクおよびマスクブランクにおいては、先述した所定のＭＳｉＯxＮy膜と合成石英基板との間にエッチングストッパー膜を設ける。この場合は、位相シフター膜は所定のＭＳｉＯxＮy膜とエッチングストッパー膜の２層構造となり、所定の位相角および透過率は、この２層構造とした上で調整される。
ここで、エッチングストッパー層とは、所定のＭＳｉＯxＮy膜のエッチングの進行を阻止する機能を有する材料からなる膜、もしくは位相シフター膜のエッチングの終点検出を容易にする機能、もしくはその両方の機能を有する材料からなる膜である。
前者の所定のＭＳｉＯxＮy膜のエッチングの進行を阻止する機能を有する膜に関しては、所定のＭＳｉＯxＮy膜のエッチングに対する選択比が低い材料、即ち所定のＭＳｉＯxＮy膜のエッチングに使用するエッチング媒質に対するエッチング速度が所定のＭＳｉＯxＮy膜よりも遅い材料であり、具体的には、所定のＭＳｉＯxＮy膜のエッチングの進行を阻止する機能を有する膜は、所定のＭＳｉＯxＮy膜に対するエッチング選択比が０．７以下、望ましくは０．５以下となる材料からなる膜であることが好ましい。
また、後者の位相シフター膜のエッチングの終点検出を容易にする機能を有するエッチングストッパー膜に関しては、その材料が、透明基板（例えば合成石英基板）とエッチングストッパーのエッチング終点検出光（例えば６８０ｎｍ）に対する反射率の差が、透明基板と所定のＭＳｉＯxＮy膜との差よりも大きくなるような膜であり、好ましくは、所定のＭＳｉＯxＮy膜及び透明基板よりも屈折率（複素屈折率実部）が高い材料であり、具体的には所定のＭＳｉＯxＮy膜とエッチング終点検出光の波長における屈折率差が０．５以上、望ましくは１以上となる材料からなる膜が好ましく、透明基板との屈折率差が０．５以上、望ましくは１以上となる材料からなる膜が好ましい。
エッチングストッパー層としては、基板に対するエッチング選択比は、１．５以上、望ましくは２．０以上とすることが好ましい。すなわち、エッチングストッパー層が除去できなければ、光透過部における光透過率が減少し、パターン転写時のコントラストが劣化することはもちろん、除去できるとしても、基板よりもエッチングレートが大きくなければエッチングの終点付近で基板をもエッチングしてしまう可能性があり、加工精度が悪くなる。
以上の点を考慮した上で適する材料としては、マグネシウム、アルミニウム、チタン、バナジウム、クロム、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、スズ、ランタン、タンタル、タングステン、シリコン、ハフニウムから選ばれる一種又は二種以上の材料あるいはこれらの化合物（酸化物、窒化物、酸窒化物）などが挙げられる。
エッチングストッパー膜の膜厚は５〜２００オングストロームであることが好ましい。すなわち、５オングストロームより小さいとエッチングを完全に阻止できなかったり、有意な反射率変化が検出できなかったりするために、パターン加工精度が悪くなる可能性が生じる。一方、等方的なエッチングの進行によるパターンの拡大は、エッチングプロセスにもよるが、最大で膜厚の２倍程度まで進行する。従って、０．１μｍ＝１０００オングストローム以下のパターン線幅を加工する際に、膜厚が２００オングストロームを超えるということは、４０％以上もの寸法誤差を生じることになり、マスクの品質に深刻な悪影響を与える。
さらに、エッチングストッパー層は、透過率を調整する機能を有することが好ましい。エッチングストッパー層自体の露光波長（波長１４０〜２００ｎｍ、又は１５７ｎｍ付近、又は１９３ｎｍ付近）に対する透過率は、３〜４０％とすることにより位相シフター部における透過率を保持しつつ、位相シフター部の下部に形成されたエッチングストッパー層によって（異なる材料の積層によって）、露光波長よりも長い検査波長の透過率を低減することが可能となる。即ち、製造プロセスにおけるマスクの検査は、現行では露光波長よりも長波長の光を用い、その透過光強度を測定する方式をとっており、現行の検査波長２００〜３００ｎｍの範囲で、光半透過部（位相シフタ一部）の光透過率が４０％以下となることが望ましいとされる。すなわち４０％以上だと、光透過部とのコントラストが取れず、検査精度が悪くなる。エッチングストッパー膜を遮光機能が高い材料とする場合、材料としては、アルミニウム、チタン、バナジウム、クロム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ランタン、タンタル、タングステン、シリコン、ハフニウムから選ばれる一種又は二種以上の材料からなる膜あるいはこれらの窒化物なとが挙げられる。またそのようなエッチングストッパー層の膜厚は、位相シフター部よりも十分薄い膜厚で導入することが望ましく、２００オングストローム以下の膜厚が適当である。すなわち、２００オングストロームを上回ると、露光波長での光透過率が３％を下回る可能性が高い。エッチングストッパー層が透過率を調整する機能を有する場合には、先述した所定のＭＳｉＯxＮy膜とエッチングストッパー膜の２層で位相角及び透過率を調整することとなる。具体的には、エッチングストッパー自体の露光波長（波長１４０〜２００ｎｍ、又は１５７ｎｍ付近、又は１９３ｎｍ付近）に対する透過率は、３〜４０％とし、ＭＳｉＯxＮy膜と積層したときの透過率が３〜４０％となるように調整することが好ましい。エッチングストッパー層を設ける場合、光透過部に相当する部分の表面に露出したエッチングストッパー層は除去可能である必要がある。これは、エッチングストッパー層が光透過部を覆ってしまうと、光透過部の透過率の減少が起こるからである。エッチングストッパー膜の除去方法は、エッチングストッパー膜が、所定のＭＳｉＯxＮy膜のエッチングの進行を阻止する機能を有する材料からなる膜の場合は、所定のＭＳｉＯxＮy膜のエッチング方法と異なる方法を用いる必要がある。また、エッチングストッパー膜が、位相シフター膜のエッチングの終点検出を容易にする機能を有する材料からなる膜の場合は、所定のＭＳｉＯxＮy膜とエッチングストッパー膜のエッチング方法は、同じであっても構わないし、異なっていてもよい。所定のＭＳｉＯxＮy膜のエッチングには、例えばＣＨＦ₃やＣＦ₄、ＳＦ₆、Ｃ₂Ｆ₆等のフッ素系ガス及びその混合ガスによるドライエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）にて行うことができる。一方エッチングストッパー膜を所定のＭＳｉＯxＮy膜と異なる方法によりエッチング除去する場合は、所定のＭＳｉＯxＮy膜の除去に用いたものと異なるフッ素系ガスを用いたドライエッチング、又は例えば（Ｃｌ₂、Ｃｌ₂＋Ｏ₂）等の塩素系ガスを用いたドライエッチング、あるいは酸やアルカリ等によるウエットエッチングを用いることができる。
所定のＭＳｉＯ_xＮ_y膜のエッチングと同じフッ素系のドライエッチングにて除去可能なエッチングストッパー膜としては、例えば、シリコン、ＭｏＳｉ_x、ＴａＳｉ_x等が好ましい材料として挙げられる。このように、所定のＭＳｉＯ_xＮ_y膜と連続してエッチング可能なエッチングストッパー膜を設けた場合は、プロセス上のメリットが大きい。また、所定のＭＳｉＯ_xＮ_y膜のエッチングとは異なる方法でエッチング可能なエッチングストッパー膜としては、例えば、Ｃｌ₂のドライエッチングでエッチング可能なＴａ又はＴａを含む薄膜、例えばＴａＮ_x、ＴａＺｒ_x、ＴａＣｒ_x、ＴａＨｆ_x等や、Ｚｒ、Ｈｆ、また、Ｃｌ₂＋Ｏ₂のドライエッチングでエッチング可能なＣｒ等が好ましい材料として挙げられる。
尚、エッチングストッパー膜が、所定のＭＳｉＯ_xＮ_y膜のエッチングの進行を阻止する機能を有する材料からなる膜であり、かつ透過率の高い材料からなる場合は、先述した所定のＭＳｉＯxＮy膜からなる単層構造のハーフトーン型位相シフトマスクの透明基板と光半透過膜の間にエッチングストッパー膜を設け、光透過部に露出したエッチングストッパーを除去しない構造とすることもできる。

尚、本発明における透明基板としては、合成石英基板等を用いることができ、特にＦ₂エキシマレーザを露光光として用いる場合は、Ｆドープ合成石英基板、フッ化カルシウム基板等を用いることができる。

［実施例］
以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
本実施例では、本発明におけるハーフトーン位相シフトマスクのうち、ＡｒＦエキシマレーザ露光に対応したマスクの作製方法を示す。
合成石英基板上に、Ｔａ−Ｈｆ合金ターゲット（Ｔａ：Ｈｆ＝９：１（原子比））を用い、Ａｒをスパッタガスとして、Ｔａ−Ｈｆ膜（下層）を３５オングストローム厚で成膜する。次に、ＭｏＳｉターゲット（Ｍｏ：Ｓｉ＝８：９２（原子比））を用い、Ａｒ、Ｏ₂、Ｎ₂をスパッタガスとして、波長１９３ｎｍにおける屈折率ｎ＝２．０４、消衰係数ｋ＝０．２９となるようにガス流量を調節して、ＭｏＳｉＯＮ膜（上層）を９００オングストローム厚で成膜する。このときのＭｏＳｉＯＮ膜（上層）の膜組成は、ＥＳＣＡの分析によると、Ｍｏ：４．６原子％、Ｓｉ：２９．９原子％、Ｏ：３９．５％、Ｎ：２６．０％であった。
上記成膜方法により形成された位相シフター膜の透過・反射スペクトルを図１に示す。ＡｒＦエキシマレーザの波長１９３ｎｍにおける光透過率は１５．２％であった。また、検査波長（２５７ｎｍ）における透過率は、２７％であった。 上記サンプルを、過水硫酸（Ｈ₂ＳＯ₄＋Ｈ₂Ｏ₂）、及びアンモニア加水（ＮＨ₃ａｑ＋Ｈ₂Ｏ₂）にそれぞれ１時間浸漬したところ、分光光度計による透過率の変化が見られなかったことから、作製したサンプルの耐薬品性が十分高いことが確認された。
次に、図２（１）に示すように、合成石英基板からなる透明基板２上に、Ｔａ−Ｈｆからなる下層３及びＭｏＳｉＯＮからなる上層４で構成される上記で得られた位相シフター膜５の上にクロムを主成分とする遮光帯膜９、電子線描画レジスト１０を順に積層する（図２（２））。そしてレジスト１０上に電子線によるパターン描画をおこなった後、現像液浸漬およびベークをおこなうことで、レジストパターン１０’を形成する（図２（３））。続いて、そのレジストパターン１０’をマスクとし、Ｃｌ₂＋Ｏ₂ガス等でのドライエッチングにより、遮光帯膜９のパターン形成をおこなう（図２（４））。さらに、ガスを変えて、遮光帯膜をマスクとして位相シフター膜のパターン形成をおこなう（図２（４））。本実施例では上層４のエッチングをＣＦ₄＋Ｏ₂にておこない、続いて下層３のエッチングをＣｌ₂ガスにておこなった。エッチングの終点検出は反射光学式で行い、各層の終点は、反射光強度プロファイルの変曲点で判別した。パターニングされた位相シフター膜について断面形状を観察したところ、垂直な断面が観察された。
次に、形成されたパターン上のレジストを剥離し、再度全面にレジストを塗布した後、描画・現像プロセスを経て、マスクパターン周縁に遮光帯パターン９ａ及びハーフトーン位相シフター部５の光透過部７との境界近傍を除く所望の領域に遮光層９ａが形成されるようにレジストパターン（図示せず）を形成する（図３参照）。そしてウエットエッチングあるいはドライエッチングにより前記遮光帯パターン９ｂ及び遮光層９ａ以外のＣｒを除去し、ハーフトーン型位相シフトマスクを得る（図３参照）。該マスクの光透過部とハーフトーン位相シフター部の位相差を、位相差計を用いて測定したところ、露光波長において１８０°であった。
尚、上記実施例においては、ＡｒＦエキシマレーザ用の高透過率ハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びマスクを製造したが、Ｆ₂エキシマレーザ用のハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びマスクについても製造することができる。

［発明の効果］
本発明によれば、露光波長の短波長化（１４０ｎｍ〜２００ｎｍの露光波長領域）や露光光の透過率の高透過率化（透過率８〜３０％）に対応し、高い加工精度を有するハーフトーン型位相シフトマスク及びその素材となるハーフトーン型位相シフトマスクブランクの提供を提供することができる。

実施例１で作成したハーフトーン型位相シフトマスクブランクの透過・反射スペクトルを示す図である。 本発明の実施例に係るハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びハーフトーン型位相シフトマスクの製造工程図である。 ハーフトーン型位相シフトマスクの一形態を示す模式的断面図である。

１ ハーフトーン型位相シフトマスクブランク
１’ ハーフトーン型位相シフトマスク
２ 透明基板
３ 下層
４ 上層
５ ハーフトーン位相シフター膜（ハーフトーン位相シフター部）
７ 光透過部
９ａ 遮光層
９ｂ 遮光帯

Claims (6)

1. 透明基板上に、露光光を透過させる光透過部と、露光光の一部を透過させると同時に透過した光の位相を所定量シフトさせる位相シフター部とからなるマスクパターンを有するハーフトーン型位相シフトマスクであって、
   前記位相シフトマスクは、１４０ｎｍから２００ｎｍの露光光波長範囲で使用されるものであり、
   前記位相シフター部は、金属（Ｍ）を６原子％以下含有する、金属、珪素、酸素、及び窒素を主構成要素とするＭＳｉＯ _ｘ Ｎ _ｙ 膜と、前記膜と透明基板との間に形成されたエッチングストッパー膜とからなり、
   前記位相シフター部は、前記露光光波長における透過率が３〜４０％であり、
   前記ＭＳｉＯ _ｘ Ｎ _ｙ 膜は、フッ化物ガスおよびその混合ガスによってドライエッチングされる膜であり、
   前記エッチングストッパー膜は、前記ＭＳｉＯ _ｘ Ｎ _ｙ 膜の前記ドライエッチングとは異なる方法でエッチングされる材料からなり、
   前記エッチングストッパー膜は、前記ＭＳｉＯ _ｘ Ｎ _ｙ 膜及び前記透明基板との屈折率差であって、露光光よりも長い波長であるエッチング終点検出光の波長における屈折率差が０．５以上であることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク。
2. 前記位相シフター部は、前記露光光波長における透過率が８〜３０％であることを特徴とする請求項１記載のハーフトーン型位相シフトマスク。
3. 前記エッチングストッパー膜の膜厚は、５〜２００オングストロームであることを特徴とする請求項１又は２記載のハーフトーン型位相シフトマスク。
4. 前記エッチングストッパー膜は、ＴａＮ _ｘ 、ＴａＺｒ _ｘ 、ＴａＣｒ _ｘ 、ＴａＨｆ _ｘ 又はＨｆからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のハーフトーン型位相シフトマスク。
5. 前記エッチングストッパー膜は、前記ＭＳｉＯ _ｘ Ｎ _ｙ 膜及び前記透明基板との屈折率差であって、露光光よりも長い波長であるエッチング終点検出光の波長における屈折率差が１以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のハーフトーン型位相シフトマスク。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のハーフトーン型位相シフトマスクを製造するために用いるハーフトーン型位相シフトマスクブランク。

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