TW201843522A - 半色調相位移型空白光罩 - Google Patents

半色調相位移型空白光罩 Download PDF

Info

Publication number
TW201843522A
TW201843522A TW107108026A TW107108026A TW201843522A TW 201843522 A TW201843522 A TW 201843522A TW 107108026 A TW107108026 A TW 107108026A TW 107108026 A TW107108026 A TW 107108026A TW 201843522 A TW201843522 A TW 201843522A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
film
phase shift
pattern
mask
dry etching
Prior art date
Application number
TW107108026A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI741162B (zh
Inventor
稲月判臣
深谷創一
Original Assignee
日商信越化學工業股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商信越化學工業股份有限公司 filed Critical 日商信越化學工業股份有限公司
Publication of TW201843522A publication Critical patent/TW201843522A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI741162B publication Critical patent/TWI741162B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/26—Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • G03F1/32—Attenuating PSM [att-PSM], e.g. halftone PSM or PSM having semi-transparent phase shift portion; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/54—Absorbers, e.g. of opaque materials
    • G03F1/58—Absorbers, e.g. of opaque materials having two or more different absorber layers, e.g. stacked multilayer absorbers
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/62—Pellicles, e.g. pellicle assemblies, e.g. having membrane on support frame; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/66—Containers specially adapted for masks, mask blanks or pellicles; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/80—Etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/033—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers
    • H01L21/0334—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane
    • H01L21/0337—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane characterised by the process involved to create the mask, e.g. lift-off masks, sidewalls, or to modify the mask, e.g. pre-treatment, post-treatment

Landscapes

  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

[解決手段]一種半色調相位移型空白光罩，係在透明基板上具有：半色調相位移膜即第1膜；遮光膜即第2膜；硬遮罩膜即第3膜；及第4膜，第1膜及第3膜，係由「含有矽，對於氯系乾蝕刻具有耐性且可藉由氟系乾蝕刻加以去除」的材料所構成，第2膜及第4膜，係由「含有鉻而不含有矽，對於氟系乾蝕刻具有耐性且可藉由氯系乾蝕刻加以去除」的材料所構成。 　　[效果]以簡易之圖案形成工程，使含有矽的膜殘存於為了確保高遮光度而設置於外周緣部等之含有鉻的膜上，且可降低缺陷產生之可能性而精度良好地製造「未露出含有鉻之膜的膜面，並難以引起鉻之遷移」的半色調相位移型光罩。

Description

半色調相位移型空白光罩
本發明，係關於半導體積體電路等的微細加工所使用之作為半色調相位移型光罩之原料的半色調相位移型空白光罩。
在半導體技術的領域中，係用於圖案之更微細化的研究開發正積極進行中。特別是，近年來，係伴隨著大型積體電路之高積體化，電路圖案的微細化或配線圖案的細線化、用於構成單元之層間配線之接觸孔圖案的微細化等亦隨之進展，對微細加工技術之要求乃逐漸提高。伴隨於此，在微細加工時之光微影工程中所使用的光罩之製造技術的領域中，亦逐漸要求開發出可形成更微細且正確之電路圖案(遮罩圖案)的技術。
一般而言，在藉由光微影技術來將圖案形成於半導體基板上之際，係進行縮小投影。因此，形成於光罩之圖案的尺寸，係通常為被形成於半導體基板上之圖案之尺寸的4倍左右。在現今的光微影技術領域中，所描繪之電路圖案的尺寸，係遠低於曝光所使用之光的波長。因此，在將電路圖案之尺寸單純地設成為4倍而形成光罩圖案的情況下，係導致如下之結果：因曝光之際所產生之光之干涉等的影響，原先之形狀未被轉印至半導體基板上的光阻膜。
因此，將形成於光罩的圖案設成為較實際之電路圖案更複雜的形狀，藉此，亦有減輕上述之光之干涉等的影響。作為像這樣的圖案形狀，係例如有對實際之電路圖案施予光學近接效應修正(OPC：Optical Proximity Correction)的形狀。又，為了因應圖案之微細化與高精度化，亦應用了變形照明、液浸技術、雙重曝光(雙圖案微影技術)等的技術。
作為解析度提升技術(RET：Resolution Enhancement Technology)之一，係可使用相位移法。相位移法，係如下述之方法：在光罩上，形成「使通過了未形成有相位移膜之透光部的曝光光與穿透了形成有相位移膜之部分(相位移部)的曝光光之相位差大致位移180°」之相位移膜的圖案，並利用光之干涉使對比提升。作為應用此方法的光罩之一，有半色調相位移型光罩。半色調相位移型光罩，係在石英等之對於曝光光呈透明的基板上，形成「使通過了未形成有半色調相位移膜之透光部的曝光光與穿透了形成有半色調相位移膜之部分(相位移部)的曝光光之相位差大致位移180°並具有不會影響圖案形成之程度的穿透率」之半色調相位移膜的光罩圖案者。作為半色調相位移型光罩，係已提案有具有由矽化鉬氧化物(MoSiO)、矽化鉬氧化氮化物(MoSiON)所構成的半色調相位移膜者等(日本特開平7-140635號公報(專利文獻1))或具有由SiN、SiON所構成的半色調相位移膜者等。
又，圖案轉印所需之遮罩圖案的微細化亦比以往更需要，且為了提升解像性，而使用層積有「可在光罩製造之圖案化時使光阻薄膜化」之硬遮罩膜的半色調相位移型空白光罩。在將硬遮罩膜應用於半色調相位移型空白光罩的情況下，其膜，係一般成為由「自透明基板側，依序層積有鉬矽化合物系或矽化合物系之半色調相位移膜、含有鉻之遮光膜、含有矽之硬遮罩膜」之3層所構成的結構。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平7-140635號公報
[本發明所欲解決之課題]
在半色調相位移型光罩中，係有必要在用以轉印圖案之區域即形成有光罩圖案之區域的外側亦即半色調相位移型光罩之外周緣部，形成對曝光光進行遮光的外框圖案。由於該外框圖案，係需要實質上曝光光幾乎被遮光之程度的遮光度，因此，用於該部分之膜，係需有厚度。然而，當欲增厚用於光罩圖案之形成之遮光性的膜，且共用用於光罩圖案之形成之遮光性的膜與外框圖案的膜時，雖可確保外框區域中之遮光度，但在用於光罩圖案之形成之遮光性的膜中，存在有難以進行微細之圖案加工的問題。
為了使用光阻膜對厚膜進行蝕刻加工，雖需要厚光阻膜，但難以從厚光阻膜形成微細的光阻圖案。又，特別是，在將化學增幅型光阻之圖案作為蝕刻遮罩，例如以包含氯氣與氧氣的蝕刻氣體所致之氯系乾蝕刻來對鉻系膜之厚膜進行加工的情況下，在氯系乾蝕刻中，係被蝕刻膜之線性關係亦變差。
作為不以氯系乾蝕刻來增厚光阻膜而形成微細之圖案的方式，係可使用對於氯系乾蝕刻具有耐性的硬遮罩膜。雖只要將該硬遮罩膜之圖案設成為蝕刻遮罩，則可同時形成光罩圖案與外框圖案，但由於可從形成於硬遮罩膜上之光阻膜，同時形成對應於光罩圖案與外框圖案兩者的光阻圖案，因此，在使用負光阻的情況下，係存在有描繪光阻圖案需耗費時間的問題。
參閱圖6及圖7，說明在形成了光罩圖案後欲形成外框圖案的情形，如下所示。首先，準備一「在透明基板10上依相位移膜6、遮光膜7、硬遮罩膜8之順序所層積」的空白光罩9(圖6(A))，並在該空白光罩9之硬遮罩膜8上塗佈第1光阻膜51(圖6(B))。其次，在從第1光阻膜51形成了第1光阻圖案511後(圖6(C))，藉由氟系乾蝕刻，將第1光阻圖案511作為蝕刻遮罩，對硬遮罩膜8進行圖案化而形成硬遮罩膜圖案81(圖6(D))。其次，在去除了第1光阻圖案511後(圖6(E))，藉由氯系乾蝕刻，將硬遮罩膜圖案81作為蝕刻遮罩，對遮光膜7進行圖案化而形成遮光膜圖案71(圖6(F))。
其次，藉由氟系乾蝕刻，去除硬遮罩膜圖案81，並且將遮光膜圖案71作為蝕刻遮罩，對相位移膜6進行圖案化而形成相位移膜圖案61(圖7(A))。其次，在遮光膜圖案71及露出的透明基板10上，重新塗佈第2光阻膜52(圖7(B))。其次，在從第2光阻膜52形成了第2光阻圖案521後(圖7(C))，藉由氯系乾蝕刻，將第2光阻圖案521作為蝕刻遮罩，對遮光膜圖案71進行圖案化而形成遮光膜之外框圖案711(圖7(D))。最後，去除第2光阻圖案521，獲得光罩91(圖7(E))。然而，當像這樣製造遮光膜之外框圖案的光罩時，則在光罩圖案之凹部內亦形成第2光阻膜52，在去除第2光阻52後，有光阻殘渣殘留於光罩圖案之凹部內的可能性，在其情況下，造成光罩產生缺陷。
又，為了藉由光微影技術獲得更微細的影像，多於曝光光源中使用更短波長者，在現今最先進的實用加工工程中，曝光光源，係由KrF準分子雷射光(248nm)移至ArF準分子雷射光(193nm)。然而，藉由使用更高能量之ArF準分子雷射光的方式，可發現其產生KrF準分子雷射光中所無法觀測到之遮罩損壞。其中之一，係當連續使用光罩時，光罩上產生異物狀之缺陷的問題。當分析該缺陷時，可檢測出鉻，其原因被認為是作為遮光膜而使用之鉻在雷射照射中進行遷移。
在半色調相位移型光罩中，係有必要在用以轉印圖案之區域即形成有光罩圖案(相位移膜圖案)之區域的外側亦即半色調相位移型光罩之外周緣部，形成對曝光光進行遮光的外框圖案。又，即便在光罩圖案區域中，亦有設置具有遮光性之部分的情形。該外框圖案或光罩圖案區域內之具有遮光性的部分，係需要實質上曝光光幾乎被遮光之程度的遮光度，因此，該部分，係藉由含有鉻之遮光膜所形成。
但是，當從一般所使用之半色調相位移型空白光罩製造半色調相位移型光罩時，含有鉻之膜的膜面會在需要遮光性的部分露出，該半色調相位移型空白光罩其結構為：形成於透明基板上之膜，係由「自透明基板側，依序層積有半色調相位移膜與含有鉻之遮光膜」的2層所構成。即便從預先層積有硬遮罩膜之由「含有上述之半色調相位移膜、含有鉻之遮光膜及含有矽之硬遮罩膜」之3層所構成的半色調相位移型空白光罩製造半色調相位移型光罩，亦由於硬遮罩膜通常最終被去除，因此，含有鉻之膜的膜面會在需要遮光性的部分露出。在半色調相位移型光罩中，當含有鉻之膜的膜面露出時，則於ArF準分子雷射照射時，易引起鉻之遷移，且當連續使用像這樣的半色調相位移型光罩時，則易產生異物狀之缺陷。
本發明，係為了解決上述課題而進行研究者，以提供如下述之半色調相位移型空白光罩為目的：作為層積有可應用更薄的光阻膜而形成更微細圖案之硬遮罩膜的半色調相位移型空白光罩，以簡易之圖案形成工程，使含有矽的膜殘存於為了確保高遮光度而設置於半色調相位移型光罩的外周緣部等之含有鉻的膜上，且可降低缺陷產生之可能性而精度良好地製造未露出含有鉻之膜的膜面之半色調相位移型光罩。 [用以解決課題之手段]
本發明者們，係為了解決上述課題而重複多次深入研究的結果發現，將半色調相位移型空白光罩設成為在透明基板上具有：半色調相位移膜即第1膜；第2膜，與第1膜相接而形成；第3膜，與第2膜相接而形成；及第4膜，與第3膜相接而形成，由「含有矽，對於氯系乾蝕刻具有耐性且可藉由氟系乾蝕刻加以去除」的材料來構成第1膜及第3膜，由「含有鉻而不含有矽，對於氟系乾蝕刻具有耐性且可藉由氯系乾蝕刻加以去除」的材料來構成第2膜及第4膜，藉此，從層積有硬遮罩膜之半色調相位移型空白光罩，以簡易之圖案形成工程，使含有矽的膜殘存於為了確保高遮光度而設置於半色調相位移型光罩的外周緣部等之含有鉻的膜上，且可降低缺陷產生之可能性而精度良好地製造未露出含有鉻之膜的膜面之半色調相位移型光罩，終至完成本發明。
因此，本發明，係提供以下的半色調相位移型空白光罩。 　　申請專利範圍第1項： 　　一種半色調相位移型空白光罩，其特徵係， 　　在透明基板上具有：半色調相位移膜即第1膜；遮光膜即第2膜，與該第1膜相接而形成；硬遮罩膜即第3膜，與該第2膜相接而形成；及第4膜，與該第3膜相接而形成， 　　上述第1膜及第3膜，係由「含有矽，對於氯系乾蝕刻具有耐性且可藉由氟系乾蝕刻加以去除」的材料所構成， 　　上述第2膜及第4膜，係由「含有鉻而不含有矽，對於氟系乾蝕刻具有耐性且可藉由氯系乾蝕刻加以去除」的材料所構成。 　　申請專利範圍第2項： 　　如申請專利範圍第1項之半色調相位移型空白光罩，其中， 　　上述第2膜之薄片電阻為10,000Ω/□以下。 　　申請專利範圍第3項： 　　如申請專利範圍第1或2項之半色調相位移型空白光罩，其中， 　　上述第3膜之膜厚為1nm以上20nm以下。 　　申請專利範圍第4項： 　　如申請專利範圍第1~3項中任一項之半色調相位移型空白光罩，其中， 　　上述第3膜比上述第2膜薄。 　　申請專利範圍第5項： 　　如申請專利範圍第1~4項中任一項之半色調相位移型空白光罩，其中， 　　上述第4膜之膜厚為30nm以上120nm以下。 　　申請專利範圍第6項： 　　如申請專利範圍第1~5項中任一項之半色調相位移型空白光罩，其中， 　　對於曝光光之上述第1膜、第2膜及第3膜之合計的光學密度為2以上。 　　申請專利範圍第7項： 　　如申請專利範圍第1~6項中任一項之半色調相位移型空白光罩，其中， 　　以使在一條件下對該第4膜進行了氯系乾蝕刻時之蝕刻清除時間比在上述一條件下對上述第2膜進行了氯系乾蝕刻時之蝕刻清除時間長的方式，構成上述第2膜及第4膜。 [發明之效果]
藉由使用本發明之半色調相位移型空白光罩的方式，以簡易之圖案形成工程，使含有矽的膜殘存於為了確保高遮光度而設置於半色調相位移型光罩的外周緣部等之含有鉻的膜上，且可降低缺陷產生之可能性而精度良好地製造「未露出含有鉻之膜的膜面，並在ArF準分子雷射照射時難以引起鉻之遷移」的半色調相位移型光罩。
以下，更詳細地說明關於本發明。 　　本發明之半色調相位移型空白光罩，係具有：石英基板等的透明基板(對於曝光光呈透明之基板)；及半色調相位移膜即第1膜、第2膜、第3膜及第4膜，作為被形成於透明基板上之膜。第2膜、第3膜及第4膜，係分別與第1膜、第2膜及第3膜相接而形成。第1膜、第2膜、第3膜及第4膜，係可分別由單層來構成，亦可由後述之滿足各個蝕刻特性的複數(2以上且通常為5以下)層來構成。
圖1(A)，係表示本發明之半色調相位移型空白光罩之一例的剖面圖。圖1(A)所示之半色調相位移型空白光罩11，係在透明基板10上，具有依序層積如下述的4層膜：第1膜1，與透明基板10相接；第2膜2，與第1膜1相接；第3膜3，與第2膜2相接；及第4膜4，與第3膜3相接。
第1膜及第3膜，係由「對於氯系乾蝕刻具有耐性且可藉由氟系乾蝕刻加以去除」的材料所構成。另一方面，第2膜及第4膜，係由「對於氟系乾蝕刻具有耐性且可藉由氯系乾蝕刻加以去除」的材料所構成。亦即，第1膜、第2膜、第3膜及第4膜，係分別具有相鄰之膜彼此不同的蝕刻特性，且可分別使第2膜作為在透明基板側相鄰之第1膜，第3膜作為在透明基板側相鄰之第2膜，第4膜作為在透明基板側相鄰之第3膜的蝕刻遮罩(硬遮罩)而發揮功能。在此，作為氯系乾蝕刻，係例如可列舉出將「氧氣(O2 )與氯氣(Cl2 )之混合氣體，進一步因應該些所需，添加了自氬氣(Ar)、氦氣(He)等的稀有氣體中選擇之氣體的混合氣體」作為蝕刻氣體之含有氧的氯系乾蝕刻。另一方面，作為氟系乾蝕刻，係例如可列舉出將「六氟化硫氣體(SF6 )或四氟化碳氣體(CF4 )，並且添加了自氧氣(O2 )及氬氣(Ar)、氦氣(He)等的稀有氣體中選擇之氣體的混合氣體」作為蝕刻氣體之氟系乾蝕刻。
又，第2膜及第4膜，雖係具有相同蝕刻特性的膜，但亦可以使「在一條件下對第4膜進行了氯系乾蝕刻時之蝕刻清除時間比在一條件下亦即與對第4膜進行了蝕刻時相同的蝕刻條件下，對第2膜進行了氯系乾蝕刻時之蝕刻清除時間長」的方式，且亦可以「成為與在一條件下對第2膜進行了氯系乾蝕刻時之蝕刻清除時間相同的方式，或比在一條件下對第2膜進行了氯系乾蝕刻時之蝕刻清除時間短」的方式，構成第2膜及第4膜。在此，蝕刻清除時間，係開始蝕刻起至膜被完全去除的時間，通常可設成為膜厚(nm)除以蝕刻速率(nm/sec)的值。
除了第1膜、第2膜及第3膜以外，更設置第4膜，並使用第4膜，首先形成遮罩圖案，藉此，可在使用第3膜的遮罩圖案形成第2膜的遮罩圖案之前，進而在使用第2膜的遮罩圖案形成第1遮罩圖案之前，形成「用以形成第3膜的外框圖案或第2膜的外框圖案」之第4膜的遮罩圖案。如此一來，藉由使用第4膜，首先形成遮罩圖案的方式，由於在形成第1膜的光罩圖案後，無需進行在光罩圖案形成區域設置光阻膜且形成光阻圖案的工程，因此，可回避在去除了光阻圖案後，光阻殘渣殘留於光罩圖案之凹部內而成為缺陷的問題。
而且，如上述般，在使氯系乾蝕刻中之相同蝕刻條件下的第4膜之蝕刻清除時間成為比第2膜之蝕刻清除時間長的情況下，係在使用第3膜的遮罩圖案形成第2膜的遮罩圖案之期間，即便第4膜被曝露於氯系乾蝕刻，亦可在形成第2膜的遮罩圖案後，使第4膜殘存，進而，在使用第2膜的遮罩圖案形成第1膜的遮罩圖案之期間，可使第4膜殘存於形成第3膜之外框圖案的部分，從而保護第3膜。其結果，可使第3膜殘存作為外框圖案。
在使第4膜之蝕刻清除時間比第2膜之蝕刻清除時間長的情況下，第4膜之蝕刻清除時間相對於第2膜之蝕刻清除時間的比率，係超過1，為1.5以上，特別是2以上較佳，5以下，特別是4以下較佳。另一方面，在使第4膜之蝕刻清除時間與第2膜之蝕刻清除時間相同或比第2膜之蝕刻清除時間短的情況下，第4膜之蝕刻清除時間相對於第2膜之蝕刻清除時間的比率，係1倍以下，為0.9以下，特別是0.8以下較佳，0.3以上，特別是0.5以上較佳。在構成第2膜與第4膜之材料為相同的情況下，蝕刻清除時間之比率，係成為與膜厚的比率相同。另一方面，在構成第2膜與第4膜之材料不同的情況下，係由於兩者的蝕刻速率通常不同，因此，從各個膜厚與蝕刻速率計算出蝕刻清除時間而進行設定。
半色調相位移膜即第1膜，係由「對於氯系乾蝕刻具有耐性且可藉由氟系乾蝕刻加以去除」的材料所構成。作為像這樣的材料，係含有矽之材料為較適合。作為含有矽之材料，係例如含有矽與自氧、氮及碳中選擇之1種以上的矽化合物，具體而言，可列舉出氧化矽(SiO)、氮化矽(SiN)、氮氧化矽(SiON)等、含有過渡金屬(Me)與自矽與氧、氮及碳中選擇之1種以上的過渡金屬矽化合物，具體而言，可列舉出過渡金屬氧化矽(MeSiO)、過渡金屬氮化矽(MeSiN)、過渡金屬碳化矽(MeSiC)、過渡金屬氮氧化矽(MeSiON)、過渡金屬碳氧化矽(MeSiOC)、過渡金屬碳氮化矽(MeSiNC)、過渡金屬矽氧化氮化碳化物(MeSiONC)等。作為過渡金屬(Me)，係自鈦(Ti)、釩(V)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鋯(Zr)、鈮(Nb)、鉬(Mo)、鉿(Hf)、鉭(Ta)及鎢(W)中選擇的1種以上為較適合，特別是，自乾式蝕刻加工性的觀點來看，鉬(Mo)為較佳。該含有矽之材料，係不含有鉻(Cr)為較佳。
相對於半色調相位移膜之曝光光的相位差，亦即穿透了半色調相位移膜之曝光光與穿透了與半色調相位移膜相同厚度的空氣層之曝光光的相位差，係在半色調相位移膜存在之部分(相位移部)與半色調相位移膜不存在之部分的邊界部，只要為可藉由通過各者之曝光光的相位差使曝光光干涉而增大對比之相位差即可，相位差，係只要為150~200°即可。一般之相位移膜，雖係將相位差設定為大致180°，但自上述增大對比的觀點來看，相位差並不限定於大致180°，可將相位差設成為小於或大於大致180°。例如，只要使相位差小於180°，則對於薄膜化為有效。另外，自可獲得更高之對比的觀點來看，相位差，係當然接近180°者為有效，160~190°，特別是175~185°，尤其是大致180°為較佳。另一方面，對於半色調相位移膜之曝光光的透射率，係3%以上，特別是5%以上為較佳，又，30%以下為較佳。
在半色調相位移膜等的相位移膜即第1膜之含有矽的材料為矽化合物之情況下，矽之含有率，係30原子%以上，特別是40原子%以上，且80原子%以下，特別是60原子%以下較佳。氧之含有率，係0原子%以上且60原子%以下，特別是20原子%以下為較佳。氮之含有率，係10原子%以上，特別是30原子%以上，且65原子%以下，特別是60原子%以下為較佳。另一方面，過渡金屬矽化合物的情況下，過渡金屬(Me)之含有率，係0.1原子%以上，特別是1原子%以上，且30原子%以下，特別是20原子%以下為較佳。矽之含有率，係25原子%以上，特別是30原子%以上，且80原子%以下，特別是60原子%以下為較佳。氧之含有率，係0原子%以上，特別是5原子%以上，且70原子%以下，特別是20原子%以下為較佳。氮之含有率，係10原子%以上，特別是25原子%以上，且60原子%以下，特別是57原子%以下為較佳。碳之含有率，係10原子%以下，特別是5原子%以下為較佳。由於相位移膜之厚度，係越薄越容易形成微細的圖案，因此，設成為為80nm以下為較佳，更佳為70nm以下，特別是65nm以下。另一方面，相位移膜之膜厚的下限，係相對於曝光光，例如ArF準分子雷射(193nm)等的波長200nm以下之光，在可獲得所需的光學特性之範圍內予以設定，雖不特別限制，但一般為40nm以上。
第2膜，係由「對於氟系乾蝕刻具有耐性且可藉由氯系乾蝕刻加以去除」的材料所構成。作為像這樣的材料，係含有鉻之材料為較適合。作為含有鉻之材料，係可列舉出鉻單體、含有鉻與自氧、氮及碳中選擇之1種以上的鉻化合物，具體而言，係可列舉出氧化鉻(CrO)、氮化鉻(CrN)、碳化鉻(CrC)、氮氧化鉻(CrON)、碳氧化鉻(CrOC)、碳氮化鉻(CrNC)、鉻氧化氮化碳化物(CrONC)等。該含有鉻之材料，雖係亦可包含錫(Sn)、銦(In)等，但不含有矽為較佳。第2膜之膜厚，係1nm以上特別是3nm以上，尤其是40nm以上，且100nm以下特別是70nm以下為較佳。
作為第2膜，係遮光膜為較適合。在第2膜之含有鉻的材料為鉻化合物的情況下，鉻之含有率，係30原子%以上，特別是35原子%以上，且未滿100原子%，特別是99原子%以下，尤其是90原子%以下為較佳。氧之含有率，係0原子%以上且60原子%以下，特別是50原子%以下為較佳，可藉由設成為包含氧，特別是包含1原子%以上的方式，調整光學特性。氮之含有率，係0原子%以上且50原子%以下，特別是40原子%以下為較佳，可藉由設成為包含氮，特別是包含1原子%以上的方式，調整蝕刻速度。碳之含有率，係0原子%以上且30原子%以下，特別是20原子%以下為較佳，可藉由設成為包含碳，特別是包含1原子%以上的方式，調整蝕刻速度。鉻、氧、氮及碳之合計的含有率，係95原子%以上，特別是99原子%以上，尤其是100原子%為較佳。在第2膜為遮光膜的情況下，其膜厚，係15nm以上特別是30nm以上，且100nm以下特別是50nm以下為較佳。遮光膜，係例如亦可設成為組合了遮光層與反射防止層的多層膜。
在半色調相位移型光罩中，具有外框圖案或光罩圖案區域內之遮光性的部分，雖係需要實質上曝光光幾乎被遮光之程度的遮光度，但可藉由將第2膜設成為遮光膜的方式，確保遮光性。以第1膜及第2膜之合計，使光學密度相對於曝光光例如ArF準分子雷射(193nm)等的波長200nm以下之光成為2以上，特別是2.5以上，尤其是3以上為較佳。另一方面，當提高光學密度時，由於膜厚變厚，因此，光學密度，係設成為5以下為較佳。
又，第2膜之薄片電阻，係10,000Ω/□以下為較佳。藉由上述方式，在第3膜上形成了電子束光阻時，可藉由電子束進行描繪而不帶電。
第3膜，係由「對於氯系乾蝕刻具有耐性且可藉由氟系乾蝕刻加以去除」的材料所構成。作為像這樣的材料，係含有矽之材料為較適合。作為含有矽之材料，係例如可列舉出矽單體、含有矽與自氧、氮及碳中選擇之1種以上的矽化合物，具體而言，係可列舉出氧化矽(SiO)、氮化矽(SiN)、氮氧化矽(SiON)等、過渡金屬矽(MeSi)、含有過渡金屬(Me)與自矽與氧、氮及碳中選擇之1種以上的過渡金屬矽化合物，具體而言，係可列舉出過渡金屬氧化矽(MeSiO)、過渡金屬氮化矽(MeSiN)、過渡金屬碳化矽(MeSiC)、過渡金屬氮氧化矽(MeSiON)、過渡金屬碳氧化矽(MeSiOC)、過渡金屬碳氮化矽(MeSiNC)、過渡金屬矽氧化氮化碳化物(MeSiONC)等。作為過渡金屬(Me)，係自鈦(Ti)、釩(V)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鋯(Zr)、鈮(Nb)、鉬(Mo)、鉿(Hf)、鉭(Ta)及鎢(W)中選擇的1種以上為較適合，特別是，自乾式蝕刻加工性的觀點來看，鉬(Mo)為較佳。該含有矽之材料，係不含有鉻(Cr)為較佳。第3膜之膜厚，係1nm以上特別是2nm以上，且80nm以下特別是70nm以下為較佳。
作為第3膜，係硬遮罩膜為較適合。第3膜，係特別是在光罩圖案區域之圖案形成中，作為硬遮罩而發揮功能的膜為較佳，且為用以改善光罩圖案之負載效應的膜為更佳。又，將光阻圖案作為蝕刻遮罩，從光阻圖案直接形成圖案的膜為較佳。在第3膜之含有矽的材料為「含有矽與自氧及氮中選擇之1種以上」的矽化合物或「含有過渡金屬(Me)與矽與自氧及氮中選擇之1種以上」的過渡金屬矽化合物之情況下，矽之含有率，係20原子%以上，特別是33原子%以上，且95原子%以下，特別是80原子%以下為較佳。氧之含有率，係0原子%以上特別是20原子%以上，且70原子%以下特別是66原子%以下為較佳，有必要調整蝕刻速度的情況，係設成為1原子%以上為較佳。氮之含有率，係0原子%以上且50原子%以下，特別是40原子%以下為較佳，有必要調整蝕刻速度的情況，係設成為1原子%以上為較佳。過渡金屬之含有率，係0原子%以上且35原子%以下，特別是20原子%以下為較佳，含有過渡金屬的情況，係1原子%以上為較佳。矽、氧、氮及過渡金屬之合計的含有率，係95原子%以上，特別是99原子%以上，尤其是100原子%為較佳。第3膜，係特別適合作為用以形成在光罩圖案形成區域中形成光罩圖案的硬遮罩。在第3膜為硬遮罩膜的情況下，第3膜，係比第2膜薄為較佳，以便能應用可對應於微細之圖案的形成之更為薄膜的光阻膜。具體而言，係第2膜之膜厚與第3膜之膜厚的差為30nm以上，特別是35nm以上為較適合，或第3膜之膜厚為第2膜的1/2以下，特別是1/3以下為較適合。又，在第3膜為硬遮罩膜的情況下，其膜厚，係1nm以上且20nm以下為較佳，更佳為2nm以上，特別是4nm以上，尤其是8nm以上且15nm以下。
在半色調相位移型光罩中，外框圖案，雖係需要實質上曝光光幾乎被遮光之程度的遮光度，但亦可藉由組合僅第1膜及第2膜或僅第2膜，進而第3膜的方式，確保所需的遮光性。在該情況下，以第1膜、第2膜及第3膜之合計，使光學密度相對於曝光光例如ArF準分子雷射(193nm)等的波長200nm以下之光成為2以上，特別是2.5以上，尤其是3以上為較佳。另一方面，當提高光學密度時，由於膜厚變厚，因此，光學密度，係設成為5以下為較佳。
第4膜，係由「對於氟系乾蝕刻具有耐性且可藉由氯系乾蝕刻加以去除」的材料所構成。作為像這樣的材料，係可列舉出與在第2膜所例示者相同。第4膜，係特別是由鉻單體或含有鉻與自氧、氮及碳中選擇之1種以上的鉻化合物所構成為較適合。鉻化合物的情況下，鉻之含有率，係30原子%以上，特別是35原子%以上，且未滿100原子%，特別是99原子%以下，尤其是90原子%以下為較佳。氧之含有率，係0原子%以上且60原子%以下，特別是40原子%以下為較佳，可藉由設成為包含氧，特別是包含1原子%以上的方式，調整蝕刻速度。氮之含有率，係0原子%以上且50原子%以下，特別是40原子%以下為較佳，可藉由設成為包含氮，特別是包含1原子%以上的方式，調整蝕刻速度。碳之含有率，係0原子%以上且30原子%以下，特別是20原子%以下為較佳，可藉由設成為包含碳，特別是包含1原子%以上的方式，調整蝕刻速度。鉻、氧、氮及碳之合計的含有率，係95原子%以上，特別是99原子%以上，尤其是100原子%為較佳。第4膜，係特別適合作為用以形成外框圖案的硬遮罩。第4膜之膜厚，係30nm以上且120nm以下為較佳，更佳為超過30nm，特別是40nm以上，尤其是60nm以上且100nm以下，特別是90nm以下。
使用於本發明之半色調相位移型空白光罩之膜的成膜，係可藉由濺鍍法來進行。濺鍍方法，係亦可為DC濺鍍、RF濺鍍之任一，且亦可使用習知的任一方法。
在形成包含氧、氮及碳之材料的膜之情況下，濺鍍，係反應性濺鍍為較佳。作為濺鍍氣體，係可使用惰性氣體與反應性氣體，具體而言，係只要藉由氦氣(He)、氖氣(Ne)、氬氣(Ar)等的惰性氣體(稀有氣體)與含氧氣體、含氮氣體及含碳氣體中選擇之反應性氣體(例如，氧氣(O2 氣體)、氧化氮氣(N2 O氣體、NO2 氣體)、氮氣(N2 氣體)、氧化碳氣(CO氣體、CO2 氣體)等)的組合進行調整即可，以便獲得目的之組成。又，在藉由複數層構成膜的情況下，例如在獲得「組成在膜厚方向階段性地或連續性地變化」之膜的情況下，作為形成像這樣的膜之方法，係例如可列舉出一面使濺鍍氣體之組成階段性地或連續性地變化，一面進行成膜的方法。
成膜時之壓力，係只要考慮膜的應力、耐化學性、洗淨耐性等來適當地進行設定即可，通常設定為0.01Pa以上，特別是0.03Pa以上且1Pa以下，特別是0.3Pa以下，藉此，耐化學性會提升。又，各氣體流量，係只要以成為所期望之組成的方式，適當地進行設定即可，通常只要設成為0.1~100sccm即可。在將反應性氣體與惰性氣體一起使用的情況下，相對於惰性氣體之反應性氣體的流量比，係5.0以下為更佳。
在以含有矽之材料形成第1膜及第3膜的情況下，作為濺鍍靶材，係可使用矽靶材、氮化矽靶材、包含矽與氮化矽二者之靶材、矽與過渡金屬之複合靶材等，並亦可因應所需，將含有矽之靶材與過渡金屬靶材一起使用。另一方面，在以含有鉻之材料形成第2膜及第4膜的情況下，作為濺鍍靶材，係可使用鉻靶材、將從氧、氮及碳中選擇之任1種或2種以上添加至鉻的靶材等。對濺鍍靶材投入之電力，係只要藉由靶材的大小、冷卻效率、成膜之控制的容易度等來適當地進行設定即可，通常，作為濺鍍靶材之濺鍍面的每單位面積之電力，只要設成為為0.1~10W/cm2 即可。
可從本發明之半色調相位移型空白光罩製造半色調相位移型光罩。從半色調相位移型空白光罩製造半色調相位移型光罩之方法，係可應用習知的手法，例如使用化學增幅型光阻，特別是藉由電子束所描繪之化學增幅型光阻等的有機系之光阻的膜，從光阻膜形成光阻圖案，因應被蝕刻膜之蝕刻特性，選擇氯系乾蝕刻或氟系乾蝕刻，在光阻圖案或光罩的製造過程中，將從包含於空白光罩之膜所形成的遮罩圖案作為蝕刻遮罩，對透明基板上的膜依序進行圖案化而藉此進行製造。
從本發明之半色調相位移型空白光罩，係可獲得具有第1膜、第2膜及第3膜的半色調相位移型光罩。具體而言，例如從圖1(A)所示之半色調相位移型空白光罩11，係可獲得如圖1(B)所示般之半色調相位移型光罩110，該半色調相位移型光罩110，係在透明基板10上，具有：第1膜之光罩圖案1P；第2膜之外框圖案2F等的第2膜之遮罩圖案21，與第1光罩圖案1P相接而被形成於透明基板10的外周緣部上；及第3膜之外框圖案3F等的第3膜之遮罩圖案31，與第2膜之遮罩圖案21相接而形成。
像這樣的半色調相位移型光罩110，係例如可藉由如圖2、圖3所示的工程進行製造。具體而言，係可藉由包含如下述之工程的方法(第1製造方法)進行製造。 　　(1)準備半色調相位移型空白光罩11的工程(圖2(A))； 　　(2)在第4膜4上形成第1光阻膜51的工程(圖2(B))； 　　(3)從第1光阻膜51，在形成第2膜的遮罩圖案及第3膜的遮罩圖案之部分形成第1光阻圖案511的工程(圖2(C))； 　　(4)藉由氯系乾蝕刻，將第1光阻圖案511作為蝕刻遮罩，去除第1光阻圖案511非被覆部分的第4膜4，以形成第4膜之遮罩圖案41的工程(圖2(D))； 　　(5)去除第1光阻圖案511的工程(圖2(E))； 　　(6)在第4膜之遮罩圖案41及露出之第3膜3上，形成第2光阻膜52的工程(圖2(F))； 　　(7)從第2光阻膜52，在形成光罩圖案之部分形成第2光阻圖案521的工程(圖3(A))； 　　(8)藉由氟系乾蝕刻，將第2光阻圖案521作為蝕刻遮罩，去除第2光阻圖案521非被覆部分的第3膜3，以形成第3膜之遮罩圖案31的工程(圖3(B))； 　　(9)在「藉由氯系乾蝕刻，將第3膜之遮罩圖案31作為蝕刻遮罩，去除第3遮罩圖案31非被覆部分的第2膜2，以形成第2膜2之遮罩圖案21，並且第4膜之遮罩圖案41露出」的情況下，係於殘存有第4膜之遮罩圖案41的範圍，減去其高度的工程(圖3(C))； 　　(10)藉由氟系乾蝕刻，將第4遮罩圖案41作為蝕刻遮罩，去除第4膜之遮罩圖案41非被覆部分之第3膜的遮罩圖案31，以重新形成第3膜之遮罩圖案31(第3膜之外框圖案3F)，並且將第2膜之遮罩圖案21作為蝕刻遮罩，去除第2遮罩圖案21非被覆部分的第1膜1，以形成第1膜之光罩圖案(半色調相位移膜圖案)1P的工程(圖3(D))；及 　　(11)藉由氯系乾蝕刻，將第4遮罩圖案41完全去除，並且去除第3膜之遮罩圖案31(第3膜之外框圖案3F)非被覆部分之第2膜的遮罩圖案21，以重新形成第2膜之遮罩圖案21(第2膜之外框圖案2F)的工程(圖3(E))。
在該情況下，在從工程(8)後至工程(11)之前的期間，當殘存有第2光阻圖案521時，係在從工程(8)至工程(10)之任一工程後，較佳為在工程(8)與工程(9)的期間， 　　可包含(12)去除第2光阻圖案521的工程。 　　另外，在圖3(B)、圖3(C)、圖3(D)中，雖係表示沒有第2光阻圖案521的狀態，但亦可殘存有第2光阻圖案521。又，圖3(B)、圖3(C)及圖3(D)中之沒有第2光阻圖案521的狀態，係亦可為藉由工程(12)而去除者，又，由於藉由曝露於氯系乾蝕刻或氟系乾蝕刻的方式，第2光阻圖案521其膜厚亦逐漸減少，因此，作為其結果，亦可為達到沒有第2光阻圖案521的狀態者。另外，第1製造方法，係適合被應用於第4膜之蝕刻清除時間比第2膜之蝕刻清除時間長的情形。在該情況下，由於第2光阻膜，係亦可為工程(8)中之僅對於第3膜之氟系乾蝕刻的期間不會消失之程度的薄膜，因此，對可更薄地設定「用於遮罩圖案區域的圖案形成之第2光阻膜」的膜厚該點為有利。
在第1製造方法中，雖然第1光阻膜之厚度，係只要直到工程(4)結束為止，以「藉由氯系乾蝕刻而不會使第1光阻圖案消失之程度」的厚度來適當地進行設定即可，又，第2光阻膜之厚度，係只要至少直到工程(8)結束為止，以「藉由氟系乾蝕刻或氯系乾蝕刻而不會使第2光阻圖案消失之程度」的厚度來適當地進行設定即可，但光阻膜之厚度，係更薄為較佳。
又，如圖1(B)所示之半色調相位移型光罩110，係例如亦可藉由如圖4、圖5所示的工程進行製造。具體而言，係可藉由包含如下述之工程的方法(第2製造方法)進行製造。 　　(1A)準備半色調相位移型空白光罩11的工程(圖4(A))； 　　(2)在第4膜4上形成第1光阻膜51的工程(圖4(B))； 　　(3)從第1光阻膜51，在形成第2膜的遮罩圖案及第3膜的遮罩圖案之部分形成第1光阻圖案511的工程(圖4(C))； 　　(4)藉由氯系乾蝕刻，將第1光阻圖案511作為蝕刻遮罩，去除第1光阻圖案511非被覆部分的第4膜4，以形成第4膜之遮罩圖案41的工程(圖4(D))； 　　(5)去除第1光阻圖案511的工程(圖4(E))； 　　(6)在第4膜之遮罩圖案41及露出之第3膜3上，形成第2光阻膜52的工程(圖4(F))； 　　(7)從第2光阻膜52，在形成光罩圖案之部分形成第2光阻圖案521的工程(圖5(A))； 　　(8)藉由氟系乾蝕刻，將第2光阻圖案521作為蝕刻遮罩，去除第2光阻圖案521非被覆部分的第3膜3，以形成第3膜之遮罩圖案31的工程(圖5(B))； 　　(9A)藉由氯系乾蝕刻，將第2光阻圖案521及第3膜之遮罩圖案31作為蝕刻遮罩，去除第2光阻圖案521及第3膜之遮罩圖案31非被覆部分的第2膜2，以形成第2膜之遮罩圖案21的工程(圖5(C))； 　　(10)藉由氟系乾蝕刻，將第4遮罩圖案41作為蝕刻遮罩，去除第4膜之遮罩圖案41非被覆部分之第3膜的遮罩圖案31，以重新形成第3膜之遮罩圖案31(第3膜之外框圖案3F)，並且將第2膜之遮罩圖案21作為蝕刻遮罩，去除第2遮罩圖案21非被覆部分的第1膜1，以形成第1膜之光罩圖案(半色調相位移膜圖案)1P的工程(圖5(D))；及 　　(11)藉由氯系乾蝕刻，將第4遮罩圖案41完全去除，並且去除第3膜之遮罩圖案31(第3膜之外框圖案3F)非被覆部分之第2膜的遮罩圖案21，以重新形成第2膜之遮罩圖案21(第2膜之外框圖案2F)的工程(圖5(E))。
在該情況下，在從工程(9A)後至工程(11)之前的期間，當殘存有第2光阻圖案521時，係在從工程(9A)至工程(10)之任一工程後，較佳為在工程(9A)與工程(10)的期間， 　　可包含(12)去除第2光阻圖案521的工程。 　　另外，在圖5(C)及圖5(D)中，雖係表示沒有第2光阻圖案521的狀態，但亦可殘存有第2光阻圖案521。又，圖5(C)及圖5(D)中之沒有第2光阻圖案521的狀態，係亦可為藉由工程(12)而去除者，又，由於藉由曝露於氯系乾蝕刻或氟系乾蝕刻的方式，第2光阻圖案521其膜厚亦逐漸減少，因此，作為其結果，亦可為達到沒有第2光阻圖案521的狀態者。另外，第2製造方法，係與第1製造方法的情況相比，雖必需增厚第2光阻膜，但即便為第4膜之蝕刻清除時間與第2膜之蝕刻清除時間相同或比第2膜之蝕刻清除時間短的情況下，亦可藉由與第1製造方法同等的工程來製造半色調相位移型光罩。
在第2製造方法中，雖然第1光阻膜之厚度，係只要直到工程(4)結束為止，以「藉由氯系乾蝕刻而不會使第1光阻圖案消失之程度」的厚度來適當地進行設定即可，又，第2光阻膜之厚度，係只要至少直到工程(9A)結束為止，以「藉由氟系乾蝕刻或氯系乾蝕刻而不會使第2光阻圖案消失之程度」的厚度來適當地進行設定即可，但光阻膜之厚度，係更薄為較佳。
在本發明之半色調相位移型光罩中，係藉由去除第4膜的方式，形成為第3膜之膜面露出而第2膜之膜面未露出的半色調相位移型光罩。在該情況下，可藉由第1膜、第2膜及第3膜，在外框區域或光罩圖案區域中具有遮光性之部分，確保所需的遮光性。外框圖案，係例如在透明基板為6025基板(6吋(152mm)×6吋(152mm)×0.25吋(6.35mm))的情況下，可從膜形成面之四邊往內側的任意範圍形成，並可將比該外框圖案之形成區域更住內側的區域設成為光罩圖案之形成區域。
本發明之半色調相位移型光罩，係在用於將半間距50nm以下，較佳為30nm以下，更佳為20nm以下，最佳為10nm以下的圖案形成於被加工基板的光微影中，在以ArF準分子雷射光(波長193nm)、F2 雷射光(波長157nm)等的波長250nm以下，特別是波長200nm以下之曝光光，將圖案轉印至形成於被加工基板上之光阻膜的曝光中為特別有效。
在使用了本發明之半色調相位移型光罩的圖案曝光方法中，係使用由半色調相位移型空白光罩所製造的半色調相位移型光罩，對光罩圖案照射曝光光，將光罩圖案轉印至形成於被加工基板上之光罩圖案的曝光對象即光阻膜。曝光光之照射，雖係亦可為乾式條件所致之曝光，且亦可為液浸曝光，但使用了本發明之半色調相位移型光罩的圖案曝光方法，係可在實際生產中，藉由於比較短的時間內提高累積照射能量之液浸曝光，特別是將300mm以上之晶圓作為被加工基板，藉由液浸曝光，對光罩圖案進行曝光之際為特別有效。 [實施例]
以下，雖表示實施例而具體地說明本發明，但本發明，係並非限制於下述之實施例。
[實施例1] 　　作為如圖1(A)所示般之半色調相位移型空白光罩，藉由DC濺鍍裝置，在6025石英基板上，將ArF準分子雷射光中之相位差為177°、穿透率為6%、光學密度為1.22的半色調相位移膜即MoSiON膜(膜厚75nm)形成為第1膜，且薄片電阻為420Ω/□，將ArF準分子雷射光中之光學密度為1.82的遮光膜即CrON膜(膜厚44nm)形成為第2膜，將ArF準分子雷射光中之光學密度為0.47的硬遮罩膜即SiO膜(膜厚10nm)形成為第3膜，並進一步將CrN膜(膜厚60nm)形成為第4膜，以獲得半色調相位移型空白光罩。在該情況下，合計第1膜、第2膜及第3膜之ArF準分子雷射光中之光學密度，係3.51。又，在同一蝕刻條件中，第2膜的氯系乾蝕刻所致之蝕刻清除時間，係125sec，第4膜的氯系乾蝕刻所致之蝕刻清除時間，係255sec。
藉由上述的第1製造方法，從該半色調相位移型空白光罩製造如圖1(B)所示般之半色調相位移型光罩。第1光阻膜之厚度，係設成為「直到工程(4)結束為止，藉由氯系乾蝕刻而不會使第1光阻圖案消失之程度」的厚度。又，第2光阻膜之厚度，係設成為「直到工程(8)結束為止，藉由氟系乾蝕刻而不會使第2光阻圖案消失之程度」的厚度，且在工程(8)結束後，工程(9)之前進行去除。其結果，可製造不殘存有第4膜之半色調相位移型光罩。
[實施例2] 　　作為如圖1(A)所示般之半色調相位移型空白光罩，藉由DC濺鍍裝置，在6025石英基板上，將ArF準分子雷射光中之相位差為179°、穿透率為6%、光學密度為1.22的半色調相位移膜即SiN膜(膜厚65nm)形成為第1膜，且薄片電阻為420Ω/□，將ArF準分子雷射光中之光學密度為1.82的遮光膜即CrON膜(膜厚44nm)形成為第2膜，將ArF準分子雷射光中之光學密度為0.47的硬遮罩膜即SiO膜(膜厚10nm)形成為第3膜，並進一步將CrN膜(膜厚60nm)形成為第4膜，以獲得半色調相位移型空白光罩。在該情況下，合計第1膜、第2膜及第3膜之ArF準分子雷射光中之光學密度，係3.51。又，在同一蝕刻條件中，第2膜的氯系乾蝕刻所致之蝕刻清除時間，係125sec，第4膜的氯系乾蝕刻所致之蝕刻清除時間，係255sec。
藉由上述的第1製造方法，從該半色調相位移型空白光罩製造如圖1(B)所示般之半色調相位移型光罩。第1光阻膜之厚度，係設成為「直到工程(4)結束為止，藉由氯系乾蝕刻而不會使第1光阻圖案消失之程度」的厚度。又，第2光阻膜之厚度，係設成為「直到工程(8)結束為止，藉由氟系乾蝕刻而不會使第2光阻圖案消失之程度」的厚度，且在工程(8)結束後，工程(9)之前進行去除。其結果，可製造不殘存有第4膜之半色調相位移型光罩。
[實施例3] 　　作為如圖1(A)所示般之半色調相位移型空白光罩，藉由DC濺鍍裝置，在6025石英基板上，將ArF準分子雷射光中之相位差為179°、穿透率為6%、光學密度為1.22的半色調相位移膜即MoSiN膜(膜厚64nm)形成為第1膜，且薄片電阻為420Ω/□，將ArF準分子雷射光中之光學密度為1.82的遮光膜即CrON膜(膜厚44nm)形成為第2膜，將ArF準分子雷射光中之光學密度為0.47的硬遮罩膜即SiO膜(膜厚10nm)形成為第3膜，並進一步將CrN膜(膜厚60nm)形成為第4膜，以獲得半色調相位移型空白光罩。在該情況下，合計第1膜、第2膜及第3膜之ArF準分子雷射光中之光學密度，係3.51。又，在同一蝕刻條件中，第2膜的氯系乾蝕刻所致之蝕刻清除時間，係125sec，第4膜的氯系乾蝕刻所致之蝕刻清除時間，係255sec。
藉由上述的第1製造方法，從該半色調相位移型空白光罩製造如圖1(B)所示般之半色調相位移型光罩。第1光阻膜之厚度，係設成為「直到工程(4)結束為止，藉由氯系乾蝕刻而不會使第1光阻圖案消失之程度」的厚度。又，第2光阻膜之厚度，係設成為「直到工程(8)結束為止，藉由氟系乾蝕刻而不會使第2光阻圖案消失之程度」的厚度，且在工程(8)結束後，工程(9)之前進行去除。其結果，可製造不殘存有第4膜之半色調相位移型光罩。
[實施例4] 　　作為如圖1(A)所示般之半色調相位移型空白光罩，藉由DC濺鍍裝置，在6025石英基板上，將ArF準分子雷射光中之相位差為177°、穿透率為6%、光學密度為1.22的半色調相位移膜即MoSiON膜(膜厚75nm)形成為第1膜，且薄片電阻為420Ω/□，將ArF準分子雷射光中之光學密度為1.82的遮光膜即CrON膜(膜厚44nm)形成為第2膜，將ArF準分子雷射光中之光學密度為0.47的硬遮罩膜即SiO膜(膜厚10nm)形成為第3膜，並進一步將CrN膜(膜厚20nm)形成為第4膜，以獲得半色調相位移型空白光罩。在該情況下，合計第1膜、第2膜及第3膜之ArF準分子雷射光中之光學密度，係3.51。又，在同一蝕刻條件中，第2膜的氯系乾蝕刻所致之蝕刻清除時間，係125sec，第4膜的氯系乾蝕刻所致之蝕刻清除時間，係85sec。
藉由上述的第2製造方法，從該半色調相位移型空白光罩製造如圖2(B)所示般之半色調相位移型光罩。第1光阻膜之厚度，係設成為「直到工程(4)結束為止，藉由氯系乾蝕刻而不會使第1光阻圖案消失之程度」的厚度。又，第2光阻膜之厚度，係設成為「直到工程(9A)結束為止，藉由氟系乾蝕刻及氯系乾蝕刻而不會使第2光阻圖案消失之程度」的厚度，且在工程(9A)結束後，工程(10)之前進行去除。其結果，可製造不殘存有第4膜之半色調相位移型光罩。
10‧‧‧透明基板
1‧‧‧第1膜
1P‧‧‧第1膜之光罩圖案(半色調相位移膜圖案)
2‧‧‧第2膜
21‧‧‧第2膜之遮罩圖案
2F‧‧‧第2膜之外框圖案
3‧‧‧第3膜
31‧‧‧第3膜之遮罩圖案
3F‧‧‧第3膜之外框圖案
4‧‧‧第4膜
41‧‧‧第4膜之遮罩圖案
11‧‧‧半色調相位移型空白光罩
110‧‧‧半色調相位移型光罩
51‧‧‧第1光阻膜
511‧‧‧第1光阻圖案
52‧‧‧第2光阻膜
521‧‧‧第2光阻圖案
6‧‧‧相位移膜
61‧‧‧相位移膜圖案
7‧‧‧遮光膜
71‧‧‧遮光膜圖案
711‧‧‧遮光膜之外框圖案
8‧‧‧硬遮罩膜
81‧‧‧硬遮罩膜圖案
9‧‧‧空白光罩
91‧‧‧光罩
[圖1](A)表示本發明之半色調相位移型空白光罩之一例的剖面圖；(B)表示本發明之半色調相位移型光罩之一例的剖面圖。 　　[圖2](A)~(F)從本發明之半色調相位移型空白光罩製造半色調相位移型光罩之工程之一例(第1製造方法)的說明圖，且為各工程中之剖面圖。 　　[圖3](A)~(E)自「從本發明之半色調相位移型空白光罩製造半色調相位移型光罩」的圖2繼續之工程(第1製造方法)的說明圖，且為各工程中之剖面圖。 　　[圖4](A)~(F)從本發明之半色調相位移型空白光罩製造半色調相位移型光罩之工程之其他例(第2製造方法)的說明圖，且為各工程中之剖面圖。 　　[圖5](A)~(E)自「從本發明之半色調相位移型空白光罩製造半色調相位移型光罩」的圖4繼續之工程(第2製造方法)的說明圖，且為各工程中之剖面圖。 　　[圖6](A)~(F)從以往之空白光罩製造光罩之工程的說明圖，且為各工程中之剖面圖。 　　[圖7](A)~(E)自「從以往之空白光罩製造光罩」的圖6繼續之工程的說明圖，且為各工程中之剖面圖。

Claims (7)

  1. 一種半色調相位移型空白光罩，其特徵係， 　　在透明基板上具有：半色調相位移膜即第1膜；遮光膜即第2膜，與該第1膜相接而形成；硬遮罩膜即第3膜，與該第2膜相接而形成；及第4膜，與該第3膜相接而形成， 　　上述第1膜及第3膜，係由「含有矽，對於氯系乾蝕刻具有耐性且可藉由氟系乾蝕刻加以去除」的材料所構成， 　　上述第2膜及第4膜，係由「含有鉻而不含有矽，對於氟系乾蝕刻具有耐性且可藉由氯系乾蝕刻加以去除」的材料所構成。
  2. 如申請專利範圍第1項之半色調相位移型空白光罩，其中， 　　上述第2膜之薄片電阻為10,000Ω/□以下。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之半色調相位移型空白光罩，其中， 　　上述第3膜之膜厚為1nm以上20nm以下。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之半色調相位移型空白光罩，其中， 　　上述第3膜比上述第2膜薄。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之半色調相位移型空白光罩，其中， 　　上述第4膜之膜厚為30nm以上120nm以下。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之半色調相位移型空白光罩，其中， 　　對於曝光光之上述第1膜、第2膜及第3膜之合計的光學密度為2以上。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之半色調相位移型空白光罩，其中， 　　以使在一條件下對該第4膜進行了氯系乾蝕刻時之蝕刻清除時間比在上述一條件下對上述第2膜進行了氯系乾蝕刻時之蝕刻清除時間長的方式，構成上述第2膜及第4膜。
TW107108026A 2017-03-10 2018-03-09 半色調相位移型空白光罩 TWI741162B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-046066 2017-03-10
JP2017046066A JP6642493B2 (ja) 2017-03-10 2017-03-10 ハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201843522A true TW201843522A (zh) 2018-12-16
TWI741162B TWI741162B (zh) 2021-10-01

Family

ID=61223826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107108026A TWI741162B (zh) 2017-03-10 2018-03-09 半色調相位移型空白光罩

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10747098B2 (zh)
EP (1) EP3373068B1 (zh)
JP (1) JP6642493B2 (zh)
KR (1) KR102195696B1 (zh)
CN (1) CN108572510B (zh)
SG (1) SG10201801792VA (zh)
TW (1) TWI741162B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI772645B (zh) * 2018-05-31 2022-08-01 日商信越化學工業股份有限公司 空白光罩、光罩之製造方法及光罩

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6780550B2 (ja) * 2017-03-10 2020-11-04 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランク
US11086211B2 (en) * 2017-11-08 2021-08-10 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Masks and methods of forming the same
JP7219010B2 (ja) * 2018-03-30 2023-02-07 株式会社トッパンフォトマスク 位相シフトマスクブランク
US10658190B2 (en) * 2018-09-24 2020-05-19 International Business Machines Corporation Extreme ultraviolet lithography patterning with directional deposition
JP7214593B2 (ja) * 2019-08-13 2023-01-30 キオクシア株式会社 フォトマスクの製造方法
JP7331793B2 (ja) * 2020-06-30 2023-08-23 信越化学工業株式会社 フォトマスクの製造方法及びフォトマスクブランク
JP7370943B2 (ja) * 2020-07-15 2023-10-30 Hoya株式会社 マスクブランク、転写用マスクの製造方法及び半導体デバイスの製造方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
US7897298B2 (en) * 2006-03-06 2011-03-01 Panasonic Corporation Photomask, photomask fabrication method, pattern formation method using the photomask and mask data creation method
JP4509050B2 (ja) * 2006-03-10 2010-07-21 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランク及びフォトマスク
JP4764214B2 (ja) * 2006-03-10 2011-08-31 凸版印刷株式会社 ハーフトーン型位相シフトマスク及びその製造方法
JP4737426B2 (ja) * 2006-04-21 2011-08-03 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランク
JP5348866B2 (ja) * 2007-09-14 2013-11-20 Ｈｏｙａ株式会社 マスクの製造方法
KR20110036054A (ko) * 2008-06-25 2011-04-06 호야 가부시키가이샤 위상 시프트 마스크 블랭크 및 위상 시프트 마스크
JP4930736B2 (ja) * 2011-09-21 2012-05-16 信越化学工業株式会社 フォトマスクの製造方法及びフォトマスク
JP5541265B2 (ja) * 2011-11-18 2014-07-09 信越化学工業株式会社 エッチングマスク膜の評価方法
JP5686216B1 (ja) * 2013-08-20 2015-03-18 大日本印刷株式会社 マスクブランクス、位相シフトマスク及びその製造方法
JP5837257B2 (ja) * 2013-09-24 2015-12-24 Hoya株式会社 マスクブランク、転写用マスクおよび転写用マスクの製造方法
JP6264238B2 (ja) * 2013-11-06 2018-01-24 信越化学工業株式会社 ハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク、ハーフトーン位相シフト型フォトマスク及びパターン露光方法
KR101759046B1 (ko) * 2014-03-18 2017-07-17 호야 가부시키가이샤 마스크 블랭크, 위상 시프트 마스크 및 반도체 디바이스의 제조 방법
TWI525282B (zh) 2014-03-27 2016-03-11 Extremely simplified light-emitting diode down light
JP6292581B2 (ja) * 2014-03-30 2018-03-14 Hoya株式会社 マスクブランク、転写用マスクの製造方法及び半導体装置の製造方法
JP2016035559A (ja) * 2014-08-04 2016-03-17 信越化学工業株式会社 ハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク及びその製造方法
KR101579848B1 (ko) 2014-08-29 2015-12-23 주식회사 에스앤에스텍 위상 반전 블랭크 마스크 및 포토마스크
JP6287932B2 (ja) * 2015-03-31 2018-03-07 信越化学工業株式会社 ハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランクの製造方法
JP6477159B2 (ja) * 2015-03-31 2019-03-06 信越化学工業株式会社 ハーフトーン位相シフトマスクブランクス及びハーフトーン位相シフトマスクブランクスの製造方法
US10018905B2 (en) * 2015-04-06 2018-07-10 S & S Tech Co., Ltd Phase shift blankmask and photomask
JP6341166B2 (ja) 2015-09-03 2018-06-13 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランク
JP6780550B2 (ja) * 2017-03-10 2020-11-04 信越化学工業株式会社 フォトマスクブランク

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI772645B (zh) * 2018-05-31 2022-08-01 日商信越化學工業股份有限公司 空白光罩、光罩之製造方法及光罩

Also Published As

Publication number Publication date
JP6642493B2 (ja) 2020-02-05
EP3373068A1 (en) 2018-09-12
SG10201801792VA (en) 2018-10-30
US10747098B2 (en) 2020-08-18
CN108572510B (zh) 2023-08-04
KR102195696B1 (ko) 2020-12-28
CN108572510A (zh) 2018-09-25
EP3373068B1 (en) 2022-04-27
JP2018151453A (ja) 2018-09-27
TWI741162B (zh) 2021-10-01
US20180259842A1 (en) 2018-09-13
KR20180103719A (ko) 2018-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI741162B (zh) 半色調相位移型空白光罩
JP6264238B2 (ja) ハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク、ハーフトーン位相シフト型フォトマスク及びパターン露光方法
TWI627494B (zh) 半色調相位移型空白光罩及其製造方法
TWI684059B (zh) 半色調相位移光罩基板及半色調相位移光罩
KR101676081B1 (ko) 하프톤 위상 시프트 마스크 블랭크 및 하프톤 위상 시프트 마스크의 제조 방법
TWI794957B (zh) 空白光罩
TWI463249B (zh) 光罩基底、光罩及其等之製造方法
TWI738950B (zh) 空白光罩及其製造方法
JP2013238777A (ja) フォトマスクブランク、フォトマスクの製造方法、および位相シフトマスクの製造方法
TW201704848A (zh) 半色調相位移空白光罩、半色調相位移光罩及圖型曝光方法
JP2017033004A (ja) 表示装置製造用フォトマスク、該フォトマスクの製造方法、パターン転写方法及び表示装置の製造方法
TW201635008A (zh) 光罩基底、相移光罩、相移光罩之製造方法及半導體裝置之製造方法
TWI738949B (zh) 空白光罩及其製造方法
KR102493632B1 (ko) 위상 시프트형 포토마스크 블랭크 및 위상 시프트형 포토마스크
JP2018063441A (ja) ハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク、ハーフトーン位相シフト型フォトマスク及びパターン露光方法
JP7074162B2 (ja) フォトマスクブランク
JP7331793B2 (ja) フォトマスクの製造方法及びフォトマスクブランク
JP6551585B2 (ja) ハーフトーン位相シフト型フォトマスクブランク及びその製造方法