JPH09244211A - ハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランク、ハーフトーン位相シフトフォトマスク及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ショットが重なる部分に遮光帯を容易に形成
でき、パターニング前に十分な導電性を持つハーフトー
ン位相シフトフォトマスク。 【解決手段】 ブランクは、透明基板上５０４に、少な
くともフッ化クロム化合物を主体とする層を含むハーフ
トーン位相シフト膜７０５と、クロムを主体とし単層又
は多層からなるフッ素原子を実質的に含まない実質的な
遮光膜７０６とが積層されてなり、これらをパターニン
グすることにより、ハーフトーン位相シフト膜７０５は
ハーフトーン位相シフターパターンを構成し、クロムを
主体とし単層又は多層からなるフッ素原子を実質的に含
まない実質的な遮光膜７０６はステッパーを用いた転写
時に隣接するショット同士で重ねて露光される領域を遮
光する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＳＩ、超ＬＳＩ
等の高密度集積回路の製造に用いられるフォトマスク及
びこのフォトマスクを製造するためのフォトマスクブラ
ンクに関し、特に、微細寸法の投影像が得られるハーフ
トーン位相シフトフォトマスク用ブランク、ハーフトー
ン位相シフトフォトマスク及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣ、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の半導体集積
回路は、フォトマスクを使用したいわゆるリソグラフィ
ー工程を繰り返すことによって製造されるが、特に微細
寸法のパターン形成には、例えば特開昭５８−１７３７
４４号、特公昭６２−５９２９６号等に示されているよ
うな位相シフトフォトマスクの使用が検討されている。
位相シフトフォトマスクには様々な構成のものが提案さ
れているが、その中でも、例えば特開平４−１３６８５
４号、米国特許第４，８９０，３０９号等に示されてい
るようないわゆるハーフトーン位相シフトフォトマスク
が早期実用化の観点から注目を集め、特開平５−２２５
９号、特開平５−１２７３６１号等のように、製造工程
数の減少による歩留まりの向上、コストの低減等が可能
な構成、材料に関していくつかの提案がなされてきてい
る。

【０００３】ここで、注目すべき点は、ハーフトーン以
外のタイプの位相シフトリソグラフィーでは、遮光膜と
位相シフター膜とで異なるパターンであるため、２回の
製版工程を必要とするのに対し、ハーフトーン位相シフ
トリソグラフィーでは、パターンが１つであるため、製
版工程は本質的に１回だけでよいという点であり、これ
がハーフトーン位相シフトリソグラフィーの大きな長所
となっている。

【０００４】ハーフトーン位相シフトフォトマスクのハ
ーフトーン位相シフト層には、位相反転と透過率調整と
いう２つの機能が要求される。この中、位相反転機能に
ついては、位相シフト部を透過する露光光と開口部を透
過する露光光とで位相が実質的に反転すればよい。ここ
で、ハーフトーン位相シフト層を、例えばＭ．Ｂｏｒ
ｎ，Ｅ．Ｗｏｌｆ著『Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｏ
ｐｔｉｃｓ』ｐｐ．６２８〜６３２に示されている吸収
膜として扱い、多重干渉は無視できるので、垂直透過光
の位相差φは、 により計算され、φがｎπ±π／３（ｎは奇数）の範囲
内に含まれるとき、上述の位相シフト効果が得られる。
ここで、φは基板上に（ｍ−２）層の多層膜が構成され
ているフォトマスクを垂直に透過する光が受ける位相変
化で、χ^k,k+1 はｋ番目の層と（ｋ＋１）番目の層との
界面で起きる位相変化、ｕ_k ，ｄ_k はそれぞれｋ番目の
層を構成する材料の屈折率と膜厚、λは露光光の波長で
ある。ただし、ｋ＝１はマスク基板、ｋ＝ｍは空気とす
る。

【０００５】一方、ハーフトーン位相シフト効果が得ら
れるためのハーフトーン位相シフト部の露光光透過率
は、転写パターンの寸法、面積、配置、形状等によって
決定され、パターンによって異なる。実質的に上述の効
果を得るためには、ハーフトーン位相シフト部の露光光
透過率をパターンによって決まる最適透過率を中心とし
て、最適透過率±数％の範囲内に含まれるようにしなけ
ればならない。通常、この最適透過率は、転写パターン
によって開口部を１００％としたときに１ないし５０％
という広い範囲内で大きく変動する。すなわち、あらゆ
るパターンに対応するためには、様々な透過率を有する
ハーフトーン位相シフトマスクが要求される。

【０００６】実際には、位相反転機能と透過率調整機能
とは、ハーフトーン位相シフト膜を構成する材料（多層
の場合は、各層を構成する各材料）の複素屈折率（屈折
率と消衰係数）と膜厚とによって決定される。つまり、
ハーフトーン位相シフト膜の膜厚を調整し、式（１）に
より求まる位相差φがｎπ±π／３（ｎは奇数）の範囲
に含まれるように成膜したときの露光光透過率が１ない
し５０％の範囲に含まれるような材料が、ハーフトーン
位相シフトフォトマスクのハーフトーン位相シフト層と
して使える。このような材料としては、例えば特開平５
−１２７３６１号、特開平７−１１０５７２号に示され
るクロム化合物を主体とする膜等が知られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ここで、ハーフトーン
位相シフトフォトマスクに特有の課題として、ステッパ
ーによる転写の際に、隣接するショット（１回の投影範
囲）同士で重ねて露光される領域が、図５に示す通り感
光してしまうという問題があった。これは、従来のクロ
ムマスクの遮光部は露光光をほとんど透過しないのに対
し、ハーフトーン位相シフトフォトマスクのハーフトー
ン位相シフト部は、露光光透過率が上述の通り凡そ１〜
５０％であり、１回の露光ではウエハー上のレジストが
感光しなくても、多重露光により感光してしまうからで
ある。これを防ぐため、ショットが重なる部分に遮光帯
と呼ばれる露光光を遮光する領域を設ける必要があった
が、容易に実現する手段がなかった。

【０００８】さらに、フォトマスクは、多くの場合、電
子線リソグラフィーによってパターン化されるが、上述
のクロム化合物を主体とする膜は導電率が低く、電子線
照射によって帯電してしまい、所望のパターンが形成で
きなくなってしまう、という問題もあった。一般的に、
電子線により問題なくパターンを形成する場合、ブラン
クのシート抵抗が１×１０⁸ Ω／ｃｍ² 以下であること
が要求される。

【０００９】本発明は従来技術のこのような状況に鑑み
てなされたものであり、その目的は、ショットが重なる
部分に遮光帯を容易に形成でき、パターニング前に十分
な導電性を持つハーフトーン位相シフトフォトマスク及
びそのためのブランクを提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題に鑑
み、実用的なハーフトーン位相シフトフォトマスク及び
ハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクを開発
すべく研究の結果、透明基板上に、少なくともフッ化ク
ロム化合物を主体とする層を含むハーフトーン位相シフ
ト膜と、クロムを主体とし単層又は多層からなるフッ素
原子を実質的に含まない実質的な遮光膜とを積層するこ
とにより、遮光帯が容易に形成でき、かつ、電子線描画
時に十分な導電性を持つことを見出し、かかる知見に基
づいて完成したものである。

【００１１】本発明のハーフトーン位相シフトフォトマ
スクは、ハーフトーン位相シフト膜として、少なくとも
フッ化クロム化合物を主体とする層を少なくとも１層以
上含む。フッ素原子を含むクロム化合物を主体とする層
は、短波長域の透過率が高いため、ｇ線（４３６ｎ
ｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）リソグラフィーだけでなく、
より微細なパターン形成が可能なフッ化クリプトンエキ
シマレーザー（２４８ｎｍ）、フッ化アルゴンエキシマ
レーザー（１９３ｎｍ）リソグラフィーにも使用でき
る。この場合、少なくともフッ化クロム化合物を主体と
する層を単層でハーフトーン位相シフト層として用いる
こともできるが、位相反転機能を損なわない範囲内で透
過率を調整する層を積層して、積層型のハーフトーン位
相シフト膜とすることもできる。

【００１２】さらに、本発明のハーフトーン位相シフト
フォトマスクは、ハーフトーン位相シフト膜に加え、ク
ロムを主体とし単層又は多層からなるフッ素原子を実質
的に含まない実質的な遮光膜を有するが、この膜は導電
性を有し、かつ、少なくともフッ化クロム化合物を主体
とする層を含むハーフトーン位相シフト膜と同時に製版
することが可能である。また、さらにその後、少なくと
もフッ化クロム化合物を主体とする層を含むハーフトー
ン位相シフト膜を残したまま、選択的に除去することも
できる。

【００１３】一般的に、クロム系化合物のエッチング
は、ドライプロセス、ウェットプロセスの両方が可能で
ある。ドライエッチング法としては、塩素、四塩化炭
素、トリクロロメタン等の塩素源となるガスと、酸素、
炭酸ガス、アルコール、笑気ガス等の酸素源となるガス
との混合ガスのプラズマ化で、揮発性の高い塩化酸化ク
ロムとする。

【００１４】ここで、本発明のハーフトーン位相シフト
マスクに使われる、少なくともフッ化クロム化合物を主
体とする層を含むハーフトーン位相シフト膜と、クロム
を主体とし単層又は多層からなるフッ素原子を実質的に
含まない実質的な遮光膜とは、共にこの方法でエッチン
グが可能である。

【００１５】また、ウェットエッチング法としては、硝
酸セリウム系のエッチャントが使われるが、クロムを主
体とし単層又は多層からなるフッ素原子を実質的に含ま
ない実質的な遮光膜がこのエッチャントで加工できるの
に対し、少なくともフッ化クロム化合物を主体とする層
を含むハーフトーン位相シフト膜はエッチングされな
い。

【００１６】そこで、まず、ドライエッチング法によ
り、少なくともフッ化クロム化合物を主体とする層を含
むハーフトーン位相シフト膜と、クロムを主体とし単層
又は多層からなるフッ素原子を実質的に含まない実質的
な遮光膜とを一気にパターニングし、次に、マスクをウ
ェットエッチャントに浸すことにより、少なくともフッ
化クロム化合物を主体とする層を含むハーフトーン位相
シフト膜を残したまま、クロムを主体とし単層又は多層
からなるフッ素原子を実質的に含まない実質的な遮光膜
を選択的に除去することができるのである。

【００１７】また、この除去工程において、クロムを主
体とし単層又は多層からなるフッ素原子を実質的に含ま
ない実質的な遮光膜を、例えばステッパーによる転写の
際に隣接するショット同士で重ねて露光される領域にだ
け残し、選択的に除去すれば、いわゆる遮光帯を容易に
形成でき、この領域でのウエハー上のレジストの不必要
な感光を妨げられる。また、この層を、遮光帯にだけで
なく、必要に応じて所望のパターン上に製版することも
できる。このように、クロムを主体とし単層又は多層か
らなるフッ素原子を実質的に含まない実質的な遮光膜を
選択的に除去するには、事前にレジストを塗布し、これ
を常法によりパターニングしておけばよい。

【００１８】また、このフッ化クロム化合物は、フッ素
の含有量が増せば導電性が失われるものであり、本発明
のハーフトーン位相シフト層に適する組成に調整した場
合、実質的に絶縁膜となってしまう。上述の通り、ブラ
ンクには導電性が要求されるが、本発明のハーフトーン
位相シフトフォトマスク用ブランクには絶縁性のハーフ
トーン位相シフト層の他に、クロムを主体とし単層又は
多層からなるフッ素原子を実質的に含まない実質的な遮
光膜を有しており、この層の導電性により電子線描画中
の帯電を防ぐことができる。本発明のブランクのシート
抵抗は、このクロムを主体とし単層又は多層からなるフ
ッ素原子を実質的に含まない実質的な遮光膜の構成、膜
厚、組成によって異なるが、１×１０⁸ Ω／ｃｍ² 以下
とすることができる。

【００１９】本発明のハーフトーン位相シフトフォトマ
スク用ブランクは、少なくともフッ化クロム化合物を主
体とする層を含むハーフトーン位相シフト膜、及び、ク
ロムを主体とし単層又は多層からなるフッ素原子を実質
的に含まない実質的な遮光膜を従来の薄膜形成技術であ
るスパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティン
グ法等で形成することにより、容易に作製できる。

【００２０】また、このブランクは以下の通り簡単にパ
ターニングすることができる。すなわち、初めにブラン
ク上に通常の電子線リソグラフィー法によって所望の電
子線レジストパターンを形成する。ここで、上記の通り
ブランクが十分な導電性を持つため、描画中の帯電は起
こらない。次に、電子線レジストパターンをマスクとし
て、上述のドライエッチングにより、レジストが除去さ
れた領域の少なくともフッ化クロム化合物を主体とする
層を含むハーフトーン位相シフト膜と、クロムを主体と
し単層又は多層からなるフッ素原子を実質的に含まない
実質的な遮光膜とを除去する。次に、レジストを剥膜し
た後、クロムを主体とし単層又は多層からなるフッ素原
子を実質的に含まない実質的な遮光膜を硝酸セリウム系
のクロムエッチャントにより除去する。このエッチャン
トは、フッ素原子を含むクロム化合物を溶かさないの
で、フッ化クロム化合物を主体とする層を含むハーフト
ーン位相シフト膜はエッチングされずに完全に残る。な
お、この際、必要に応じて、クロムを主体とし単層又は
多層からなるフッ素原子を実質的に含まない実質的な遮
光膜を選択的に残すことも可能である。

【００２１】すなわち、本発明のハーフトーン位相シフ
トフォトマスク用ブランクは、透明基板上に、少なくと
もフッ化クロム化合物を主体とする層を含むハーフトー
ン位相シフト膜と、クロムを主体とし単層又は多層から
なるフッ素原子を実質的に含まない実質的な遮光膜とが
積層されていることを特徴とするものである。

【００２２】この場合、クロムを主体とし単層又は多層
からなるフッ素原子を実質的に含まない実質的な遮光膜
が、導電性を有し、シート抵抗が１×１０⁸ Ω／ｃｍ²
以下であることが望ましい。

【００２３】また、露光光の透過率が透明基板を１００
％としたときに、１％以下であることが望ましい。

【００２４】また、クロムを主体とし単層又は多層から
なるフッ素原子を実質的に含まない実質的な遮光膜が、
少なくともフッ化クロム化合物を主体とする層を含むハ
ーフトーン位相シフト膜を残し、選択的に除去可能であ
ることが望ましい。

【００２５】また、少なくともフッ化クロム化合物を主
体とする層を含むハーフトーン位相シフト膜の以下の式
により求まる位相差φが、ｎπ±π／３ラジアン（ｎは
奇数）の範囲に含まれることが望ましい。 ここで、φは透明基板上に（ｍ−２）層の多層膜が構成
されているフォトマスク用ブランクを垂直に透過する光
が受ける位相変化で、χ^k,k+1 はｋ番目の層と（ｋ＋
１）番目の層との界面で起きる位相変化、ｕ_k ，ｄ_k は
それぞれｋ番目の層を構成する材料の屈折率と膜厚、λ
は露光光の波長である。ただし、ｋ＝１は透明基板、ｋ
＝ｍは空気とする。

【００２６】また、少なくともフッ化クロム化合物を主
体とする層を含むハーフトーン位相シフト膜の露光光に
対する透過率が、透明基板の露光光に対する透過率を１
００％としたときに、１乃至５０％であることが望まし
い。

【００２７】本発明のハーフトーン位相シフトフォトマ
スクは、透明基板上に、少なくともフッ化クロム化合物
を主体とする層を含むハーフトーン位相シフト膜のパタ
ーンが形成されているハーフトーン位相シフトフォトマ
スクにおいて、このパターン上の一部に、クロムを主体
とし単層又は多層からなるフッ素原子を実質的に含まな
い実質的な遮光膜が積層されていることを特徴とするも
のである。

【００２８】この場合、クロムを主体とし単層又は多層
からなるフッ素原子を実質的に含まない実質的な遮光膜
が、ステッパーを用いた転写時に、隣接するショット同
士で重ねて露光される領域を含む領域に少なくとも積層
されていることが望ましい。

【００２９】また、クロムを主体とし単層又は多層から
なるフッ素原子を実質的に含まない実質的な遮光膜が積
層されている領域における露光光に対する透過率が、透
明基板の露光光に対する透過率を１００％としたとき
に、１％以下であることが望ましい。

【００３０】また、クロムを主体とし単層又は多層から
なるフッ素原子を実質的に含まない実質的な遮光膜が積
層されていない領域において、少なくともフッ化クロム
化合物を主体とする層を含むハーフトーン位相シフト膜
の以下の式により求まる位相差φが、ｎπ±π／３ラジ
アン（ｎは奇数）の範囲に含まれることが望ましい。 ここで、φは透明基板上に（ｍ−２）層の多層膜が構成
されているフォトマスクを垂直に透過する光が受ける位
相変化で、χ^k,k+1 はｋ番目の層と（ｋ＋１）番目の層
との界面で起きる位相変化、ｕ_k ，ｄ_k はそれぞれｋ番
目の層を構成する材料の屈折率と膜厚、λは露光光の波
長である。ただし、ｋ＝１は透明基板、ｋ＝ｍは空気と
する。

【００３１】また、クロムを主体とし単層又は多層から
なるフッ素原子を実質的に含まない実質的な遮光膜が積
層されていない領域において、少なくともフッ化クロム
化合物を主体とする層を含むハーフトーン位相シフト膜
の露光光に対する透過率が、透明基板の露光光に対する
透過率を１００％としたときに、１乃至５０％であるこ
とが望ましい。

【００３２】本発明のハーフトーン位相シフトフォトマ
スクの製造方法は、上記のようなハーフトーン位相シフ
トフォトマスク用ブランクを用い、少なくともフッ化ク
ロム化合物を主体とする層を含むハーフトーン位相シフ
ト膜と、クロムを主体とし単層又は多層からなるフッ素
原子を実質的に含まない実質的な遮光膜をパターニング
した後、クロムを主体とし単層又は多層からなるフッ素
原子を実質的に含まない実質的な遮光膜を除去すること
を特徴とする方法である。

【００３３】本発明のもう１つのハーフトーン位相シフ
トフォトマスクの製造方法は、上記のようなハーフトー
ン位相シフトフォトマスク用ブランクを用い、少なくと
もフッ化クロム化合物を主体とする層を含むハーフトー
ン位相シフト膜と、クロムを主体とし単層又は多層から
なるフッ素原子を実質的に含まない実質的な遮光膜をパ
ターニングした後、クロムを主体とし単層又は多層から
なるフッ素原子を実質的に含まない実質的な遮光膜を所
望のパターンに加工することを特徴とする方法である。

【００３４】本発明の上記ハーフトーン位相シフトフォ
トマスク用ブランク、及び、ハーフトーン位相シフトフ
ォトマスク、並びに、その製造方法は、容易に遮光帯を
形成することが可能であり、また、電子線描画時のチャ
ージアップも問題とならないものである。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明のハーフトーン位
相シフトフォトマスク用ブランク、ハーフトーン位相シ
フトフォトマスク及びその製造方法の実施例について説
明する。 〔実施例１〕本発明のハーフトーン位相シフトフォトマ
スク用ブランクの実施例を、図１に従って説明する。図
１（ａ）に示すように、鏡面研磨されたシリコンウエハ
ー５０１上に、スパッタリング法で以下に示す通りの条
件で、クロム化合物膜５０２を約３０ｎｍの厚さに成膜
し、偏光解析用サンプル５０３を得た。

【００３６】成膜装置 ：プレーナー型ＤＣマグネ
トロンスパッター装置 ターゲット ：金属クロム ガス及び流量 ：アルゴンガス７６ｓｃｃｍ＋四フッ化
炭素ガス２４ｓｃｃｍ スパッター圧力：３ミリトール スパッター電流：６アンペア 市販の分光エリプソメーター（ソプラ社製ＥＳ−４Ｇ）
で、このサンプル５０３のＫｒＦエキシマレーザー波長
（２４８ｎｍ）での屈折率ｕ及び消衰係数ｋを測定した
ところ、それぞれｕ＝１．９９６、ｋ＝０．４３７であ
った。これを前記Ｍ．Ｂｏｒｎ，Ｅ．Ｗｏｌｆ著『Ｐｒ
ｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｏｐｔｉｃｓ』ｐｐ．６２８
〜６３２に示される金属膜として扱い、フォトマスクの
基板として使われる高純度合成石英上に成膜したとき
に、波長２４８ｎｍの透過光の位相を１８０°ずらすた
めに必要な膜厚を計算したところ、１３０ｎｍであっ
た。

【００３７】そこで、図１（ｂ）に示すように、光学研
磨され良く洗浄された高純度合成石英５０４上に上述の
成膜条件でクロム化合物膜５０５を約１３０ｎｍ成膜し
たところ、波長２４８ｎｍ光の透過率が凡そ５％であっ
た。このブランクの分光透過率曲線を図４に示す。

【００３８】次いで、このブランク上に以下の条件で金
属クロム膜５０６を約５０ｎｍ成膜した。 成膜装置 ：プレーナー型ＤＣマグネトロンスパッ
ター装置 ターゲット ：金属クロム ガス及び流量 ：アルゴンガス１００ｓｃｃｍ スパッター圧力：３ミリトール スパッター電流：６アンペア これによって、分光透過率、導電率共に通常のクロムフ
ォトマスクブランクと同等である本発明のハーフトーン
位相シフトフォトマスク用ブランク５０７を得た。

【００３９】〔実施例２〕本発明のハーフトーン位相シ
フトフォトマスクの実施例を、図２に従って説明する。
実施例１で得たブランク５０７上に、図２（ａ）に示す
ように、常法の電子線リソグラフィー法又はフォトリソ
グラフィー法により、有機物を主成分とする所望のレジ
ストパターン７０２を得た。次に、レジストパターン７
０２から露出された金属クロム膜５０６及びクロム化合
物膜５０５（図１（ａ））を、ＣＨ₂ Ｃｌ₂ ：Ｏ₂ ＝
１：２．５の混合ガス、圧力０．３Ｔｏｒｒの条件で、
高周波プラズマ中に曝すことによって選択的にドライエ
ッチングを行い、図２（ｂ）に示すように、所望の金属
クロム膜及びクロム化合物膜のパターン７０３を得た。
その後、残ったレジスト７０４を常法により剥離し、図
２（ｃ）に示すように、金属クロム膜パターン７０６が
積層されたハーフトーン位相シフト膜パターン７０５を
得た。最後に、必要に応じて欠陥修正を行った後、硝酸
セリウム系のエッチング液に浸漬することによって、金
属クロム膜パターン７０６を除去して、本発明のハーフ
トーン位相シフトフォトマスク７０７を得た。なお、こ
のハーフトーン位相シフトフォトマスク７０７は、除去
された部分の寸法精度、断面形状、膜厚分布、透過率分
布、膜の基板への密着性等、全て実用に供することがで
きるものであった。

【００４０】〔実施例３〕本発明のハーフトーン位相シ
フトフォトマスクの別の実施例を、図３に従って説明す
る。図３（ａ）に示すように、実施例２と同様にして得
られた金属クロム膜パターン７０６が積層されたハーフ
トーン位相シフト膜パターン７０５（図２（ｃ））上
に、常法のフォトレジストを塗布して、遮光帯を形成す
る部分にレジストパターン８０１を製版した。次に、レ
ジストパターン８０１から露出された金属クロム膜７０
６を硝酸セリウム系のエッチング液によって選択的に除
去し、最後に、残ったレジスト８０１を常法により剥離
することによって、本発明の遮光帯付きのハーフトーン
位相シフトフォトマスク８０２を得た。

【００４１】以上、本発明のハーフトーン位相シフトフ
ォトマスク用ブランク、ハーフトーン位相シフトフォト
マスク及びその製造方法の原理とそれらの実施例につい
て説明してきたが、本発明はこれらに限定されず種々の
変形が可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、ハーフトーン位相シフトフォトマスクのショ
ットが重なる部分に遮光帯を容易に形成することが可能
であり、また、パターニング前に十分な導電性を与えて
電子線描画時のチャージアップも問題とならないハーフ
トーン位相シフトフォトマスク及びそのためのブランク
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のハーフトーン位相シフトフォトマスク
用ブランクの製造方法の実施例を説明するための図であ
る。

【図２】本発明のハーフトーン位相シフトフォトマスク
の実施例の製造方法を説明するための図である。

【図３】本発明のハーフトーン位相シフトフォトマスク
の別の実施例の製造方法を説明するための図である。

【図４】図１のクロム化合物膜のみを成膜したブランク
の分光透過率曲線を示す図である。

【図５】ハーフトーン位相シフトフォトマスクのステッ
パーによる転写の際の重ねて露光される領域を模式的に
示す図である。

【符号の説明】

５０１…シリコンウエハー ５０２…クロム化合物膜 ５０３…偏光解析用サンプル ５０４…合成石英 ５０５…クロム化合物膜 ５０６…金属クロム膜 ５０７…ハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブラン
ク ７０２…レジストパターン ７０３…金属クロム膜及びクロム化合物膜のパターン ７０４…残ったレジスト ７０５…ハーフトーン位相シフト膜パターン ７０６…金属クロム膜パターン ７０７…ハーフトーン位相シフトフォトマスク ８０１…レジストパターン ８０２…遮光帯付きハーフトーン位相シフトフォトマス
ク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 毛利 弘 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号大 日本印刷株式会社内 (72)発明者 宮下裕之 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号大 日本印刷株式会社内 (72)発明者 林 直也 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号大 日本印刷株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板上に、少なくともフッ化クロム
   化合物を主体とする層を含むハーフトーン位相シフト膜
   と、クロムを主体とし単層又は多層からなるフッ素原子
   を実質的に含まない実質的な遮光膜とが積層されている
   ことを特徴とするハーフトーン位相シフトフォトマスク
   用ブランク。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記のクロムを主体
   とし単層又は多層からなるフッ素原子を実質的に含まな
   い実質的な遮光膜が、導電性を有し、シート抵抗が１×
   １０⁸ Ω／ｃｍ² 以下であることを特徴とするハーフト
   ーン位相シフトフォトマスク用ブランク。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、露光光の透過
   率が前記透明基板を１００％としたときに、１％以下で
   あることを特徴とするハーフトーン位相シフトフォトマ
   スク用ブランク。
4. 【請求項４】 請求項１から３の何れか１項において、
   前記のクロムを主体とし単層又は多層からなるフッ素原
   子を実質的に含まない実質的な遮光膜が、前記の少なく
   ともフッ化クロム化合物を主体とする層を含むハーフト
   ーン位相シフト膜を残し、選択的に除去可能であること
   を特徴とするハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブ
   ランク。
5. 【請求項５】 請求項１から４の何れか１項において、
   前記の少なくともフッ化クロム化合物を主体とする層を
   含むハーフトーン位相シフト膜の以下の式により求まる
   位相差φが、ｎπ±π／３ラジアン（ｎは奇数）の範囲
   に含まれることを特徴とするハーフトーン位相シフトフ
   ォトマスク用ブランク。 ここで、φは透明基板上に（ｍ−２）層の多層膜が構成
   されているフォトマスク用ブランクを垂直に透過する光
   が受ける位相変化で、χ^k,k+1 はｋ番目の層と（ｋ＋
   １）番目の層との界面で起きる位相変化、ｕ_k ，ｄ_k は
   それぞれｋ番目の層を構成する材料の屈折率と膜厚、λ
   は露光光の波長である。ただし、ｋ＝１は前記透明基
   板、ｋ＝ｍは空気とする。
6. 【請求項６】 請求項１から５の何れか１項において、
   前記の少なくともフッ化クロム化合物を主体とする層を
   含むハーフトーン位相シフト膜の露光光に対する透過率
   が、前記透明基板の露光光に対する透過率を１００％と
   したときに、１乃至５０％であることを特徴とするハー
   フトーン位相シフトフォトマスク用ブランク。
7. 【請求項７】 透明基板上に、少なくともフッ化クロム
   化合物を主体とする層を含むハーフトーン位相シフト膜
   のパターンが形成されているハーフトーン位相シフトフ
   ォトマスクにおいて、このパターン上の一部に、クロム
   を主体とし単層又は多層からなるフッ素原子を実質的に
   含まない実質的な遮光膜が積層されていることを特徴と
   するハーフトーン位相シフトフォトマスク。
8. 【請求項８】 請求項７において、前記のクロムを主体
   とし単層又は多層からなるフッ素原子を実質的に含まな
   い実質的な遮光膜が、ステッパーを用いた転写時に、隣
   接するショット同士で重ねて露光される領域を含む領域
   に少なくとも積層されていることを特徴とするハーフト
   ーン位相シフトフォトマスク。
9. 【請求項９】 請求項７又は８において、前記のクロム
   を主体とし単層又は多層からなるフッ素原子を実質的に
   含まない実質的な遮光膜が積層されている領域における
   露光光に対する透過率が、前記透明基板の露光光に対す
   る透過率を１００％としたときに、１％以下であること
   を特徴とするハーフトーン位相シフトフォトマスク。
10. 【請求項１０】 請求項７から９の何れか１項におい
    て、前記のクロムを主体とし単層又は多層からなるフッ
    素原子を実質的に含まない実質的な遮光膜が積層されて
    いない領域において、前記の少なくともフッ化クロム化
    合物を主体とする層を含むハーフトーン位相シフト膜の
    以下の式により求まる位相差φが、ｎπ±π／３ラジア
    ン（ｎは奇数）の範囲に含まれることを特徴とするハー
    フトーン位相シフトフォトマスク。 ここで、φは透明基板上に（ｍ−２）層の多層膜が構成
    されているフォトマスクを垂直に透過する光が受ける位
    相変化で、χ^k,k+1 はｋ番目の層と（ｋ＋１）番目の層
    との界面で起きる位相変化、ｕ_k ，ｄ_k はそれぞれｋ番
    目の層を構成する材料の屈折率と膜厚、λは露光光の波
    長である。ただし、ｋ＝１は前記透明基板、ｋ＝ｍは空
    気とする。
11. 【請求項１１】 請求項７から１０の何れか１項におい
    て、前記のクロムを主体とし単層又は多層からなるフッ
    素原子を実質的に含まない実質的な遮光膜が積層されて
    いない領域において、前記の少なくともフッ化クロム化
    合物を主体とする層を含むハーフトーン位相シフト膜の
    露光光に対する透過率が、前記透明基板の露光光に対す
    る透過率を１００％としたときに、１乃至５０％である
    ことを特徴とするハーフトーン位相シフトフォトマス
    ク。
12. 【請求項１２】 請求項１から６の何れか１項のハーフ
    トーン位相シフトフォトマスク用ブランクを用い、前記
    の少なくともフッ化クロム化合物を主体とする層を含む
    ハーフトーン位相シフト膜と、前記のクロムを主体とし
    単層又は多層からなるフッ素原子を実質的に含まない実
    質的な遮光膜をパターニングした後、前記のクロムを主
    体とし単層又は多層からなるフッ素原子を実質的に含ま
    ない実質的な遮光膜を除去することを特徴とするハーフ
    トーン位相シフトフォトマスクの製造方法。
13. 【請求項１３】 請求項１から６の何れか１項のハーフ
    トーン位相シフトフォトマスク用ブランクを用い、前記
    の少なくともフッ化クロム化合物を主体とする層を含む
    ハーフトーン位相シフト膜と、前記のクロムを主体とし
    単層又は多層からなるフッ素原子を実質的に含まない実
    質的な遮光膜をパターニングした後、前記のクロムを主
    体とし単層又は多層からなるフッ素原子を実質的に含ま
    ない実質的な遮光膜を所望のパターンに加工することを
    特徴とするハーフトーン位相シフトフォトマスクの製造
    方法。