JPH08304998A

JPH08304998A - ハーフトーン型位相シフトマスクブランク及び該ブランクを用いたハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法

Info

Publication number: JPH08304998A
Application number: JP10569895A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Yamada; 芳郎山田; Kazuaki Chiba; 和明千葉; Hidemasa Karikawa; 英聖狩川
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1995-04-28
Filing date: 1995-04-28
Publication date: 1996-11-22
Anticipated expiration: 2017-01-28
Also published as: JP3250415B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ハーフトーン型の位相シフトマスク製造工程に
直接的には必要としないが、製造されるマスクの欠陥検
査においては必要とするある程度の遮光性をもった金属
層をマスクブランクに付加し、且つ該ブランクを用いて
ハーフトーン型の位相シフトマスクを製造する最終工程
の途中にて、上記金属層を介して欠陥検査を実施して、
可視光を用いた欠陥検査を行えるようにする。【構成】透明基板１上に、光半透過性の位相シフトマス
クパターン形成層３と、該形成層３上に欠陥検査用の遮
光性を有する金属層４を積層したハーフトーン型位相シ
フトマスクブランク及び該ブランクを用いたハーフトー
ン型位相シフトマスクの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＬＳＩ、ＶＬＳＩをは
じめとした半導体集積回路の製造に代表されるような極
めて微細なパターンを形成する際に位相シフト技術によ
るフォトファブリケーション用のパターン露光用原版と
して使用されるハーフトーン型位相シフトマスクを製造
するためのマスクブランク、及び該ブランクを用いたハ
ーフトーン型位相シフトマスクの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩ、ＶＬＳＩをはじめとした半導体
集積回路の製造に代表されるような極めて微細なパター
ンを形成する際に、パターン露光用原版として使用され
る一般的なフォトマスクは、互いに近接した微細なパタ
ーンを備えており、マスクの光透過部を通過した光が回
折して、干渉しあうことにより、パターン境界部より出
射する光強度を強め合い、ウエハー（感光膜を備えたウ
エハー）上に投影露光（投影転写）されて感光転写する
微細パターン（ウエハーの感光膜に感光されたパター
ン）が良好に分離解像しないという問題が生じていた。

【０００３】この現象は、露光波長以下、又は露光波長
付近のピッチを持った微細なパターンになるほど顕著に
生じ、このことから原理的には上記従来のフォトマスク
と従来の投影露光光学系とによる露光方式では、光の波
長以下の微細パターンを解像することは不可能であっ
た。

【０００４】そこで、隣接するパターンを透過する投影
光の波長（露光波長）の位相のずれを互いに１／２波長
分、即ち、該波長の位相差を１８０°とすることによっ
て、前記のような微細パターンの解像力を向上させると
いう、所謂位相シフト技術を用いたフォトマスク（一般
に位相シフトマスクと称される）が開発された。

【０００５】遮光部（光不透過部）と開口部（光透過
部）とにより構成されるフォトマスクパターンにおける
互いに隣接する遮光部により挟まれた開口部を挟んで両
側の開口部に、透明材料よりなる位相シフト部を設ける
ことにより、透過光が回折して干渉しあう際に、露光波
長の位相が反転しているために、境界部の光強度は、前
記の場合と逆に弱め合い強度ゼロとなり、その結果、転
写パターン（露光パターン）は分離解像する。

【０００６】このような位相シフト技術は、１９８２年
ＩＢＭのＬｅｖｅｎｓｏｎらによって提唱され、例えば
特開昭５８−１７３７４４号公報に開示されており、ま
た原理としては、特公昭６２−５０８１１号公報に開示
されている。

【０００７】なお、位相シフト技術の効果を最大に発揮
するためには、該位相のずれを互いに１８０°にするこ
とが望ましい。このために次式、即ち、ｄ＝λ／｛２（ｎ−１）｝・・・・・（イ）の関係が成り立つように、膜厚ｄとなる位相シフト層を
形成すればよい。但しここで、ｄは位相シフト部の膜
厚、λは露光波長、ｎは屈折率を示す。

【０００８】一般に上記位相シフトマスクには、レベン
ソン型とハーフトーン型の位相シフトマスクとがある。

【０００９】レベンソン型の位相シフトマスクは、透明
ガラス基板上に、位相シフト層（光半透過性層）と、該
位相シフト層上に位相シフトマスクパターン層（光不透
過性層）がパターン形成され、前記位相シフトマスクパ
ターン層と隣接する開口部（位相シフトマスクパターン
層の無い部分）領域の前記位相シフト層に、位相シフト
孔設部（透明領域）が設られ、必要に応じて前記透明ガ
ラス基板と位相シフト層との間に酸化クロム（ＣｒＯ）
の透明な導電層が設けられているものであり、位相シフ
ト層（光半透過性層）と位相シフト孔設部（透明領域）
とによって、露光波の振幅位相を反転させるものであ
る。

【００１０】一方、ハーフトーン型の位相シフトマスク
は、透明ガラス基板上に、位相シフトマスクパターン層
（光半透過性層）が形成され、必要に応じて前記透明ガ
ラス基板と位相シフトパターン層との間にＣｒＯの透明
な導電層が設けられているものである。

【００１１】図３（ａ）〜（ｄ）は、上記ハーフトーン
型の位相シフトマスクの従来の製造方法を示すものであ
る。

【００１２】まず、図３（ａ）に示すように透明基板１
（石英ガラスなど）上に、必要に応じてＣｒＯの透明な
導電層２（電子線露光による帯電を防止する層）と、酸
化クロム（ＣｒＯ）の光半透過性の位相シフトマスクパ
ターン形成層３とをこの順に積層したマスクブランクを
用意して、次に、該マスクブランクの位相シフトマスク
パターン形成層３上に電子線レジスト層５を設けて電子
線描画６を行なう。

【００１３】続いて、図２（ｂ）に示すように現像処理
して、前記電子線レジスト層５をパターニングしてレジ
ストパターン５ａを設ける。

【００１４】次に、図２（ｃ）に示すように、レジスト
パターン５ａをエッチングマスクとして半透過性の位相
シフトマスクパターン形成層３をエッチングして、位相
シフトマスクパターン層３ａと開口部７（光透過部）を
形成する。

【００１５】そして、図２（ｄ）、レジストパターン５
ａを除去することにより、パターン状の位相シフトマス
クパターン層３ａ（光半透過性層）による位相シフトマ
スクパターン８を備えたハーフトーン型の位相シフトマ
スクが形成される。

【００１６】このようにして形成された上記ハーフトー
ン型の位相シフトマスクは、透明基板１上にパターン形
成された位相シフトマスクパターン８の欠落やピンホー
ル、異物混入の有無など所定の欠陥検査を行った後に次
工程に搬出・出荷される。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記ハーフト
ーン型の位相シフトマスクの上記パターン欠陥検査は、
得られた位相シフトマスクに対して可視光を照射して、
該マスクパターンの各個所での光透過率を測定すること
によって行うことが、検査精度及び検査の容易性の点か
ら適当な検査方法である。

【００１８】しかしながら、上記パターン８の構成層
は、遮光性の低い光半透過性の位相シフトマスクパター
ン層３ａにより構成されていて比較的に透過率が高く、
そのため、可視光を用いて透過率を測定する検査方式の
欠陥検査機によって検査した場合、ほとんどの可視光が
パターン８を透過してしまって、特にパターンの欠落や
欠損の有無、あるいはピンホールなどの存在を検出する
ことがきわめて難しく、可視光を用いた上記方式の欠陥
検査が困難であった。

【００１９】本発明は、以上のような問題点に着目して
なされたもので、その目的とするところは、ハーフトー
ン型の位相シフトマスク製造工程に直接的には必要とし
ないが、製造されるマスクの欠陥検査においては必要と
する、ある程度の遮光性（半不透過性）をもった金属層
（金属薄膜）をマスクブランクに付加し、且つ該ブラン
クを用いてハーフトーン型の位相シフトマスクを製造
し、そのマスク製造最終工程の途中にて、上記金属薄膜
を介して欠陥検査を実施することにより、可視光を用い
た欠陥検査を行えるようにすることにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は、
透明基板１上に、光半透過性の位相シフトマスクパター
ン形成層３と、該形成層３上に欠陥検査用の遮光性を有
する金属層４を積層した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である。

【００２１】また本発明は、上記第１の発明のハーフト
ーン型位相シフトマスクブランクにおいて、前記金属層
４が、光学濃度０．６〜２．０、光透過率０．３〜５０
％、層厚が５〜５０ｎｍ程度に調整されているハーフト
ーン型位相シフトマスクブランクである。

【００２２】また本発明は、上記第１の発明のハーフト
ーン型位相シフトマスクブランクにおいて、前記金属層
４が、金属若しくは金属酸化物又は／及び金属窒化物で
あるハーフトーン型位相シフトマスクブランクである。

【００２３】また本発明は、上記第１の発明のハーフト
ーン型位相シフトマスクブランクにおいて、前記透明基
板１と位相シフトマスクパターン形成層３との間に、透
明性の導電層２が積層されているハーフトーン型位相シ
フトマスクブランクである。

【００２４】次に、本発明の第２の発明は、上記第１の
発明のハーフトーン型位相シフトマスクブランクにおけ
る金属層４上にレジスト層５を塗布した後、該レジスト
層５を所望のハーフトーン型位相シフトマスクパターン
状に露光・現像処理してレジストパターン層５ａを形成
し、次に該レジストパターン層５ａ形成領域以外の前記
位相シフトマスクパターン形成層３及び金属層４をエッ
チング処理して、前記位相シフトマスクパターン状の位
相シフトマスクパターン層３ａ及び金属パターン層４ａ
を形成した後、前記位相シフトマスクパターン層３ａ上
より金属パターン層４ａを剥離除去して位相シフトマス
クパターン８を形成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の製造方法である。

【００２５】

【実施例】上記第１の発明のハーフトーン型位相シフト
マスクブランクを、実施例に従って以下に詳細に説明す
る。

【００２６】図１は、上記第１の発明の一実施例におけ
るハーフトーン型位相シフトマスクブランクの側断面図
であり、透明基板１（石英ガラスなど）上に、必要に応
じて透明性のある導電層２（透明若しくは半透明でもよ
い）を設け、光半透過性の位相シフトマスクパターン形
成層３と、欠陥検査用の遮光性の金属層４とをこの順に
積層したものである。

【００２７】前記導電層２は、後に行う電子線によるパ
ターン露光において、マスクブランクが帯電を生じない
ようにするために必要に応じて設けるものであり、クロ
ム（Ｃｒ）系、珪素（Ｓｉ）系、モリブデン（Ｍｏ）系
の金属酸化物、金属窒化物が使用され、例えば酸化クロ
ム（ＣｒＯ）、酸化モリブデンなどの金属酸化物が使用
される。

【００２８】前記位相シフトマスクパターン形成層３に
は、酸化クロム、酸化モリブデンなどのクロム（Ｃｒ）
系、珪素（Ｓｉ）系、モリブデン（Ｍｏ）系の金属酸化
物が使用される。

【００２９】また、前記位相シフトマスクパターン形成
層３には、金属酸化物として酸化珪素（ＳｉＯ₂）も使
用でき、この場合は前記導電層２がエッチングストッパ
ーを兼ねる。

【００３０】前記遮光性の金属層４には、ほとんどの金
属材料が使用でき、クロム、モリブテン、タングステ
ン、アルミニウム、ニッケル、モリブデンシリサイド等
を用いることができ、珪素を除くいずれの金属でもよ
い。

【００３１】ここで、前記導電層２は、金属（タンタ
ル、タングステン、モリブデン、クロム、あるいはマグ
ネシアスピネル等があるが、特にタンタルはエッチング
耐性が高いものであり帯電防止用導電層及びエッチング
停止層として最も適当である）に酸素ガス又は窒素ガス
を反応させることで得られ、その手段としては、反応性
スパッタリング法、イオンビームアシスト蒸着法、イオ
ンプレーティング法等を用いることができ、金属に対す
る酸素、窒素の反応量を制御することによって、導電層
２の光透過率、光反射率、さらに導電性を制御し、酸
化、窒化の程度をある水準以下に抑えて、完全な絶縁性
とせずに導電性を保持させることによって、電子線描画
の際に帯電した電子を逃がすための帯電防止機能が得ら
れる。

【００３２】前記位相シフトマスクパターン形成層３、
金属層４は、それぞれ公知の薄膜形成法を用いて形成で
き、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等であ
り、特にこれらに限定されるものではない。

【００３３】位相シフトマスクパターン形成層３の膜厚
は、透過光線の波長の位相反転量が１８０°に相当する
膜厚に設定することが望ましく、３７０ｎｍ〜４１０ｎ
ｍ程度の範囲内にあることが望ましい。

【００３４】また、欠陥検査用の金属層４の膜厚は特に
限定されないが、例えば５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内が
適当である。なお、金属層４の膜厚形成は、厚薄の調整
によって行ない、欠陥検査に必要とする適度な遮光性を
得るようにする。

【００３５】前記金属層４は、可視光を完全に遮断する
不透明な遮光層ではなく、可視光をある程度透過する半
透過性を有し、光学濃度が０．６〜２．０程度、光透過
率が０．３〜５０％、好ましくは０．３〜２０％程度に
なるように、金属層４の膜厚が５〜５０ｎｍ程度に調整
され，そして、前記金属層４は、半透過性の前記位相シ
フトマスクパターン形成層３上に積層することによっ
て、該位相シフトマスクパターン形成層３に層欠落や凹
凸欠陥、異物などが存在する場合に、その光学濃度差を
強調させるものである。

【００３６】次に、上記第２の発明のハーフトーン型位
相シフトマスクの製造方法を、図２（ａ）〜（ｅ）に示
す一実施例に従って以下に詳細に説明する。

【００３７】まず、図２（ａ）に示すように、透明基板
１上に、必要に応じて導電層２が設けられ、光半透過性
の位相シフトマスクパターン形成層３と、欠陥検査用の
遮光性の金属層４をこの順に設けた上記第１の発明のハ
ーフトーン型位相シフトマスクブランクを用意する。

【００３８】前記透明基板１は、フォトマスク用として
一般的に使用されている合成石英ガラス等の光学的に透
明な材料からなり、その厚さは特に限定はされないが、
通常１．５ｍｍ〜７ｍｍ程度のものが用いられる。

【００３９】次いで、上記ハーフトーン型位相シフトマ
スクブランクの金属層４上に、電子線レジスト層５（ポ
ジ型）を塗布形成し、プリベーク処理を行った後に、電
子線描画装置を用いて所定の露光条件の下で電子線描画
６（ポジ描画）を行ない、電子線レジスト層５をアルカ
リ可溶性に光分解（あるいは、図示しないが金属層４上
に電子線レジスト層（ネガ型）を塗布形成し、電子線描
画（ネガ描画）を行って電子線架橋重合硬化）する。

【００４０】電子線描画においては、透明基板１上の帯
電現象の防止をするため導電層２を帯電防止用の導電層
として機能させる。

【００４１】また、本発明においては、前記電子線レジ
スト層５としてのレジスト材料としては、電子線レジス
ト材料の他に、紫外線感光性フォトレジストを用いるこ
とは可能であり、その場合はレーザー描画装置を用いて
描画することが適当である。

【００４２】続いて、図２（ｂ）に示すように、電子線
描画６を行った電子線レジスト層５を、所定の現像処理
によりパターニングして、金属層４上に、適宜マスクパ
ターン状のエッチング用レジストパターン５ａ（非レジ
スト部５ｂ）を形成する。

【００４３】次に、図２（ｃ）に示すように、該エッチ
ング用レジストパターン５ａを用いて、ドライエッチン
グ法により金属層４と位相シフトマスクパターン形成層
３とを連続ドライエッチングして、金属パターン層４ａ
と位相シフトマスクパターン層３ａと開口部７とをパタ
ーン形成する。

【００４４】あるいは、硝酸セリウムアンモニウム液
（クロム金属エッチング用エッチャント）などのエッチ
ャントを用いて、ウエットエッチング法により、金属層
４と位相シフトマスクパターン形成層３とをウエットエ
ッチングして、金属パターン層４ａと位相シフトマスク
パターン層３ａと開口部７とをパターン形成する。

【００４５】続いて、図２（ｄ）に示すように、レジス
トパターン５ａを除去することによって、透明基板１上
に、光半透過性の位相シフトマスクパターン層３ａと、
欠陥検査用の金属層４ａとによる積層パターンが形成さ
れる。

【００４６】次に、透明基板１の一方面に設置された可
視光波長のビーム光を発するビーム走査露光装置によ
り、透明基板１及び積層パターンの全面に対して、所定
の照射光量のビーム光を露光走査しながら、該透明基板
１の下方に設置された露光走査と連動する光量計（フォ
トセンサー）により透過してくる透過光量を測定して、
その透過率を検出して、光半透過性の位相シフトマスク
パターン層３ａと欠陥検査用の金属層４ａとによる前記
積層パターンの欠陥の有無を検査する。

【００４７】上記可視光による欠陥検査を終了した後
は、図２（ｅ）に示すように、位相シフトマスクパター
ン層３ａ上より金属パターン層４ａを、金属パターン層
４ａを構成する金属をエッチング可能な所定の金属エッ
チング液（金属パターン層４ａがクロム金属であれば、
硝酸セリウムアンモニウム液などのエッチャント）を用
いて剥離除去することにより、ハーフトーン型位相シフ
トマスクが得られる。

【００４８】このように、上記第２の発明のハーフトー
ン型位相型シフトマスクの製造方法は、パターンエッチ
ング処理後であって、金属パターン層４ａを剥離除去す
る前において、前記透明基板１上のエッチングパターン
形成層に対して可視光を照射してその透過率を測定する
ことにより、金属パターン層４ａを剥離した後における
前記位相シフトマスクパターン８の欠陥の有無を推定検
査する。

【００４９】そして、上記欠陥検査を終了した後に、位
相シフトマスクパターン８より金属パターン層４ａを取
り除くことにより、ハーフトーン型位相シフトマスクを
得るものである。

【００５０】以下に本発明の具体的実施例を示す。

【００５１】＜実施例１＞透明基板として洗浄済の合成
石英ガラス基板（厚さ２．３ｍｍ、サイズ５インチ角）
を用い、該基板上の全面に、導電層（帯電防止層）とし
て、窒化タンタル（膜厚約１０〜３０ｎｍ）を、スパッ
タリング法又はＰＶＤ法により成膜した。

【００５２】次いで、この導電層上に、位相シフトマス
クパターン形成層として膜厚３７０ｎｍの光半透過性の
酸化クロムをスパッタリング法又はＰＶＤ法にて積層し
た。

【００５３】次に、この位相シフトマスクパターン形成
層上に、光半透過性及び欠陥検査用の適度な遮光性をも
つ金属層として、膜厚２０ｎｍ若しくはそれ以下のクロ
ム金属を、スパッタリング法又はＰＶＤ法にて積層し
て、本発明のハーフトーン型位相シフトマスクブランク
を形成した。

【００５４】続いて上記ハーフトーン型位相シフトマス
クブランクの金属層上に、ポジ型電子線レジスト（東亜
合成化学（株）製、商品名；ＴＴＣＲ）をスピンコート
法にて約５００ｎｍの膜厚に塗布し、所定のプリベーク
処理を行って、レジスト層を形成した。

【００５５】次にベクトルスキャン型電子線描画装置を
使用して、前記レジスト層に、加速電圧；２０ｋｅＶ、
ドーズ量；約２．５μＣ／ｃｍ²にて、例えば０．３μ
ｍピッチの所定の微細パターンを描画し、メチルイソブ
チルケトンと、ｎ−プロパノールの５：５重量比混合液
からなる現像液を用いて、所定の条件にて現像処理を行
い、レジストパターン層を得た。（Ｃ；クーロン）

【００５６】続いて、該レジストパターン層を、所定の
ポストベーク処理後に、パターンエッチングマスクとし
て、遮光性の金属層のクロムと、光半透過性の位相シフ
トマスクパターン形成層の酸化クロムとを、ウエットエ
ッチング法により、エッチング液（硝酸第二セリウムア
ンモニウム）を用いてエッチングしてパターン形成を行
って、透明基板上に、金属パターン層と位相シフトマス
クパターン層とを形成し、その後、金属パターン層上に
残ったレジストパターン層を、有機溶剤又はアルカリ水
溶液にて剥離除去した。

【００５７】次に、可視光波長のビーム露光走査装置
と、該ビーム露光走査のビーム方向と対向して連動する
光量計（フォトセンサー）とを用いて、上記金属パター
ン層と位相シフトマスクパターン層とがパターン形成さ
れた透明基板の一方面より、可視光波長のビーム露光走
査を行い、露光走査と相対する他方面に透過する光量を
検出して、その透過率を測定することにより、位相シフ
トマスクパターン層の推定欠陥検査を行った。

【００５８】欠陥検査終了後は、酸化クロムの前記位相
シフトマスクパターン層上にある欠陥検査用のクロム金
属による金属パターン層のみを、エッチャント（塩酸な
どの強酸）を用いて必要に応じて加熱しながらエッチン
グして、剥離除去し、洗浄、乾燥を行って、ハーフトー
ン型位相シフトマスクを得た。

【００５９】＜実施例２＞透明基板として洗浄済の合成
石英ガラス基板（厚さ２．３ｍｍ、サイズ５インチ角）
を用い、該基板上の全面に、導電層（帯電防止層）とし
て、窒化タンタル（膜厚約１０〜３０ｎｍ）をスパッタ
リンク法又はＰＶＤ法により成膜した。

【００６０】次いで、この導電層上に、位相シフトマス
クパターン形成層として膜厚３７０ｎｍの光半透過性の
酸化クロムをスパッタリング法又はＰＶＤ法にて積層し
た。

【００６１】次に、この位相シフトマスクパターン形成
層上に、光半透過性及び欠陥検査用の適度な遮光性をも
つ金属層として、膜厚２０ｎｍ若しくはそれ以下のクロ
ム金属をスパッタリング法又はＰＶＤ法にて積層して、
本発明のハーフトーン型位相シフトマスクブランクを形
成した。

【００６２】続いて上記ハーフトーン型位相シフトマス
クブランクの金属層上に、ポジ型電子線レジスト（東亜
合成化学（株）製、商品名；ＴＴＣＲ）をスピンコート
法にて約５００ｎｍの膜厚に塗布し、所定のプリベーク
処理を行って、レジスト層を形成した。

【００６３】次にベクトルスキャン型電子線描画装置を
使用して、前記レジスト層に、加速電圧；２０ｋｅＶ、
ドーズ量；約２．５μＣ／ｃｍ²にて、例えば０．３μ
ｍピッチの所定の微細パターンを描画し、メチルイソブ
チルケトンと、ｎ−プロパノールの５：５重量比混合液
からなる現像液を用いて、所定の条件にて現像処理を行
い、レジストパターン層を得た。（Ｃ；クーロン）

【００６４】続いて、該レジストパターン層をパターン
エッチングマスクとして、ドライエッチング法により、
遮光性金属層のクロムと、光半透過性の位相シフトマス
クパターン形成層の酸化クロムとを、連続エッチングし
てパターン形成を行って、透明基板上に金属パターン層
と位相シフトマスクパターン層とを形成し、その後、金
属パターン層上に残ったレジストパターン層を、有機溶
剤又はアルカリ水溶液にて剥離除去した。

【００６５】ドライエッチングは、平行平板型反応性イ
オンエッチング装置を用いて行い、異方性及び直線性の
良いエッチング形状で、寸法再現性の良いパターンが得
られた。ドライエッチング条件は、Ｃ₂Ｆ₆ガスと、Ｃ
ＨＦ₃ガスを用い、ガス混合比；Ｃ₂Ｆ₆：ＣＨＦ₃＝
５：５、エッチング印加出力；３００Ｗ、ガス圧；０．
０３Ｔｏｒｒ、エッチング時間；１５分として、位相シ
フトマスクパターン形成層である酸化クロムのエッチン
グが導電層（エッチングストッパー層）表面に到達する
まで行った。

【００６６】次に、可視光波長のビーム露光走査装置
と、該ビーム露光走査のビーム方向と対向して連動する
光量計（フォトセンサー）とを用いて、上記金属パター
ン層と位相シフトマスクパターン層とがパターン形成さ
れた透明基板の一方面より、可視光波長のビーム露光走
査を行い、露光走査と相対する他方面に透過する光量を
検出して、その透過率を測定することにより、位相シフ
トマスクパターン層の推定欠陥検査を行った。

【００６７】欠陥検査終了後は、酸化クロムの前記位相
シフトマスクパターン層上にある欠陥検査用のクロム金
属による金属パターン層のみを、エッチャント（塩酸な
どの強酸）を用いて必要に応じて加熱しながらエッチン
グして、剥離除去し、洗浄、乾燥を行って、ハーフトー
ン型位相シフトマスクを得た。

【００６８】＜実施例３＞透明基板として洗浄済の合成
石英ガラス基板（厚さ２．３ｍｍ、サイズ５インチ角）
を用い、該基板上の全面に、導電層（帯電防止層、及び
エッチングストッパー層）として酸化タンタル（膜厚約
３０ｎｍ）をスパッタリング又はＰＶＤ法により成膜し
た。

【００６９】次に、この導電層上に、光半透過性の位相
シフトマスクパターン形成層として膜厚３７０ｎｍの酸
化珪素（ＳｉＯ₂）をスパッタリング法又はＰＶＤ法に
て形成した。

【００７０】次いで、この位相シフトマスクパターン形
成層上に、スパッタリング法又はＰＶＤ法にてクロムを
積層して、欠陥検査用の半透過性及び適度な遮光性をも
つ金属層（膜厚；２０ｎｍ若しくはそれ以下の遮光膜）
を形成し、洗浄、乾燥して、本発明のハーフトーン型位
相シフトマスクブランクを形成した。

【００７１】その後、上記ハーフトーン型位相シフトマ
スクブランクの金属層上に、ポジ型電子線レジスト（東
亜合成化学（株）製、商品名；ＴＴＣＲ）をスピンコー
ト法にて約５００ｎｍの膜厚に塗布し、所定のプリベー
ク処理を行った。

【００７２】次にベクトルスキャン型電子線描画装置を
使用して、加速電圧；２０ｋｅＶ、ドーズ量；約２．５
μＣ／ｃｍ²にて、例えば０．３μｍピッチの所定の微
細パターンを描画し、メチルイソブチルケトンと、ｎ−
プロパノールの５：５重量比混合液からなる現像液を用
いて、所定の条件にて現像処理を行い、レジストパター
ン層を得た。（Ｃ；クーロン）

【００７３】続いて、該レジストパターン層をパターン
エッチンク用マスクとして、ドライエッチング法によ
り、前記金属層のクロム金属と、位相シフトマスクパタ
ーン形成層の酸化珪素とを、連続エッチングしてパター
ン形成を行って、透明基板上に金属パターン層と位相シ
フトマスクパターン層とを形成し、その後、金属パター
ン層上に残ったレジストパターン層を、有機溶剤又はア
ルカリ水溶液による剥離液にて剥離除去した。

【００７４】ドライエッチングは、平行平板型反応性イ
オンエッチング装置を用いて行い、異方性及び直線性の
良いエッチング形状で、寸法再現性の良いパターンが得
られた。ドライエッチング条件は、Ｃ₂Ｆ₆ガスとＣＨ
Ｆ₃ガスを用い、ガス混合比；Ｃ₂Ｆ₆：ＣＨＦ₃＝
５：５、エッチング印加出力；３００Ｗ、ガス圧；０．
０３Ｔｏｒｒ、エッチング時間；１５分として、位相シ
フトマスクパターン形成層である酸化クロムのエッチン
グが導電層（エッチングストッパー層）表面に到達する
まで行った。

【００７５】次に、可視光波長のビーム露光走査装置
と、該ビーム露光走査のビーム方向と対向して連動する
光量計（フォトセンサー）とを用いて、上記金属パター
ン層と位相シフトマスクパターン層とがパターン形成さ
れた透明基板の一方面より、可視光波長のビーム露光走
査を行い、露光走査と相対する他方面に透過する光量を
検出して、その透過率を測定することにより、位相シフ
トマスクパターン層の推定欠陥検査を行った。

【００７６】欠陥検査終了後は、位相シフトマスクパタ
ーン層上の欠陥検査用の金属パターン層を、該金属パタ
ーン層を構成する金属をエッチングするエッチャント
（硝酸第二セリウムアンモニウム溶液）を用いて剥離除
去し、洗浄、乾燥を行って、ハーフトーン型位相シフト
マスクを得た。

【００７７】＜実施例４＞透明基板として洗浄済の合成
石英ガラス基板（厚さ２．３ｍｍ、サイズ５インチ角）
を用い、該基板上の全面に、導電層（帯電防止層、及び
エッチングストッパー層）として酸化タンタル（膜厚約
３０ｎｍ）をスパッタリング又はＰＶＤ法により成膜し
た。

【００７８】次に、この導電層上に、光半透過性の位相
シフトマスクパターン形成層として膜厚３７０ｎｍの酸
化珪素（ＳｉＯ₂）をスパッタリング法又はＰＶＤ法に
て形成した。

【００７９】次いで、この位相シフトマスクパターン形
成層上に、スパッタリング法又はＰＶＤ法にてクロムを
積層して、欠陥検査用の半透過性及び適度な遮光性をも
つ金属層（膜厚；２０ｎｍ若しくはそれ以下の遮光膜）
を形成し、洗浄、乾燥して、本発明のハーフトーン型位
相シフトマスクブランクを形成した。

【００８０】その後、上記ハーフトーン型位相シフトマ
スクブランクの金属層上に、ポジ型電子線レジスト（東
亜合成化学（株）製、商品名；ＴＴＣＲ）をスピンコー
ト法にて約５００ｎｍの膜厚に塗布し、所定のプリベー
ク処理を行った。

【００８１】次にベクトルスキャン型電子線描画装置を
使用して、加速電圧；２０ｋｅＶ、ドーズ量；約２．５
μＣ／ｃｍ²にて、例えば０．３μｍピッチの所定の微
細パターンを描画し、メチルイソブチルケトンと、ｎ−
プロパノールの５：５重量比混合液からなる現像液を用
いて、所定の条件にて現像処理を行い、レジストパター
ン層を得た。（Ｃ；クーロン）

【００８２】続いて、該レジストパターン層をパターン
エッチンク用マスクとして、ウエットエッチング法によ
り、エッチング液（硝酸第二セリウムアンモニウム）を
用いて前記金属層のクロム金属をエッチングして金属パ
ターン層を形成し、その後、金属パターン層上に残った
レジストパターン層を、有機溶剤又はアルカリ水溶液に
よる剥離液にて剥離除去した。

【００８３】次に、前記透明基板を所定の方法にて洗
浄、乾燥した後に、その上にポジ型電子線レジスト（東
亜合成化学（株）製、商品名；ＴＴＣＲ）を、スピンコ
ート法により約５００ｎｍの厚さに塗布し、所定のベー
ク処理後、ベクトルスキャン型電子線描画装置を使用し
て、加速電圧２０ｋＶ、ドーズ量；１０μＣ／ｃｍ²に
て、前記ラスタースキャン型電子線描画装置にて露光し
たものと同様の所定のパターンを重ね合わせ描画して、
メチルイソブチルケトンと、ｎ−プロパノールとの５：
５混合液からなる現像液を用いて、所定の条件にて現像
処理を行い、レジストパターンを得た。

【００８４】続いて、該レジストパターンをエッチング
用マスクパターンとして、ウエットエッチング法にて、
緩衝フッ酸液を用いて、位相シフトマスクパターン形成
層の酸化珪素（ＳｉＯ₂）をパターンエッチングして、
位相シフトマスクパターン層を形成した。なお、エッチ
ングは、導電層（エッチングストッパー層）の表面に到
達するまで行った。

【００８５】続いて、金属パターン層上に残ったレジス
トパターンを、剥離液（有機溶剤など）にて剥離除去し
て洗浄、乾燥を行った。

【００８６】次に、可視光波長のビーム露光走査装置
と、該ビーム露光走査のビーム方向と対向して連動する
光量計（フォトセンサー）とを用いて、上記金属パター
ン層と位相シフトマスクパターン層とがパターン形成さ
れた透明基板の一方面より、可視光波長のビーム露光走
査を行い、露光走査と相対する他方面に透過する光量を
検出して、その透過率を測定することにより、位相シフ
トマスクパターン層の推定欠陥検査を行った。

【００８７】欠陥検査終了後は、位相シフトマスクパタ
ーン層上の欠陥検査用の金属パターン層を、該金属パタ
ーン層を構成する金属をエッチングするエッチャント
（硝酸第二セリウムアンモニウム溶液）を用いて剥離除
去し、洗浄、乾燥を行って、ハーフトーン型位相シフト
マスクを得た。

【００８８】

【作用】本発明のハーフトーン型位相シフトマスクブラ
ンクは、不完全な遮光性（半不透過性）をもったクロム
などの金属による金属層４が位相シフトマスクパターン
形成層３上に形成されているので、該ブランクを用いて
ハーフトーン型の位相シフトマスクを製造する際のパタ
ーンエッチング終了後におけるマスク製造最終工程の途
中において、上記パターンエッチングされた不完全遮光
性の金属層４ａを介して、パターンエッチングされた下
層の半透過性の位相シフトマスクパターン層３ａに可視
光を照射することにより、位相シフトマスクパターン層
前記不完全な金属層４ａによって光学濃度差が強調され
て、可視光を用いた透過光による欠陥の有無を推定検査
することができる。

【００８９】また、本発明の上記マスクブランクを用い
たハーフトーン型位相シフトマスク製造方法によれば、
このブランクを用いてハーフトーン型位相シフトマスク
を製造する過程の上記欠陥検査の終了後において、前記
位相シフトマスクパターン層３ａ上から金属層４ａを取
り除くことにより、ハーフトーン型の位相シフトマスク
を得ることができる。

【００９０】また、本発明のハーフトーン型位相シフト
マスクブランクは、位相シフトマスクパターン形成層３
として酸化クロムなどの金属酸化物を用い、また欠陥検
査用の前記金属層４としてクロムなどの金属を用いたの
で、上記欠陥検査終了後において、前記パターン層３ａ
上から金属層４ａを取り除く場合に、金属酸化物や金属
窒化物を除く金属のみを良好にエッチングするエッチン
グ液を用いることにより、前記パターン層３ａ上から金
属層４ａのみを容易に取り除くことができる。

【００９１】また、本発明のハーフトーン型位相シフト
マスクブランクは、透明基板１上に導電層２を設けるこ
とにより、該導電層２は、電子線露光によるブランクの
帯電を防止するための十分な導電性能を示す。

【００９２】また、本発明のハーフトーン型位相シフト
マスクブランクは、透明基板１上に前記導電層２を設
け、該導電層２上に、位相シフトマスクパターン形成層
３として特に酸化珪素（ＳｉＯ₂）を用いた場合に、該
酸化珪素は、フッ酸液を用いてウエットエッチング法に
てパターンエッチングされるか、又は、Ｃ₂Ｆ₆ガスと
ＣＨＦ₃ガスを用いてドライエッチング法にてパターン
エッチングされるものであり、したがって、前記導電層
２は、このような酸化珪素のエッチング工程におけるエ
ッチングストッパー層としての作用を示す。

【００９３】

【発明の効果】本発明のハーフトーン型位相シフトマス
クブランクは、該ブランクを用いて製造されるハーフト
ーン型位相シフトマスクの欠陥検査に必要とするある程
度の遮光性（半不透過性）を有する金属層を付加してあ
り、該マスクブランクを用いたハーフトーン型位相シフ
トマスク製造方法では、該ブランクを用いてハーフトー
ン型の位相シフトマスクを製造する途中のマスクパター
ンエッチング終了後において、欠陥検査用のある程度の
遮光性をもった金属層を介してマスクパターンに対して
可視光を照射することにより、そのマスクパターンを透
過する透過光の光量差を強調して検出することができ、
可視光を用いた欠陥検査を可能とする効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明のハーフトーン型位相シフトマスク
ブランクを説明する側断面図である。

【図２】（ａ）〜（ｅ）は第１の発明のハーフトーン型
位相シフトマスクブランクを用いたハーフトーン型位相
シフトマスクの製造方法の一実施例を説明する側断面図
である。

【図３】（ａ）〜（ｄ）は従来のハーフトーン型位相シ
フトマスクブランクを用いたハーフトーン型位相シフト
マスクの製造方法を説明する側断面図である。

【符号の説明】

１…透明基板２…導電層３…位相シフトマスクパタ
ーン形成層３ａ…位相シフトマスクパターン層４…金属層４ａ
…金属パターン層５…電子線レジスト層５ａ…レジストパターン５ｂ
…非レジスト部６…電子線描画７…開口部８…マスクパターン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板１上に、光半透過性の位相シフト
マスクパターン形成層３と、該位相シフトマスクパター
ン形成層３上に欠陥検査用の不完全な遮光性を有する金
属層４を積層した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。
【請求項２】前記金属層４が、光学濃度０．６〜２．
０、光透過率０．３〜５０％、層厚が５〜５０ｎｍ程度
に調整されている請求項１記載のハーフトーン型位相シ
フトマスクブランク。
【請求項３】前記金属層４が、金属若しくは金属酸化物
又は／及び金属窒化物である請求項１又は請求項２記載
のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
【請求項４】前記透明基板１と位相シフトマスクパター
ン形成層３との間に、帯電防止用の透明性の導電層２が
積層されている請求項１乃至請求項３記載のハーフトー
ン型位相シフトマスクブランク。
【請求項５】請求項１乃至請求項４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金属層４上にレジ
スト層５を塗布した後、該レジスト層５を所望のハーフ
トーン型位相シフトマスクパターン状に露光・現像処理
してレジストパターン層５ａを形成し、次に該レジスト
パターン層５ａ形成領域以外の前記位相シフトマスクパ
ターン形成層３及び金属層４をエッチング処理して、前
記位相シフトマスクパターン状の位相シフトマスクパタ
ーン層３ａ及び金属パターン層４ａを形成した後、前記
位相シフトマスクパターン層３ａ上より金属パターン層
４ａを剥離除去して位相シフトマスクパターン８を形成
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
の製造方法。