WO2002021210A1

WO2002021210A1 - Photomasque a decalage de phase pour similigravure et ebauche de photomasque a decalage de phase pour similigravure

Info

Publication number: WO2002021210A1
Application number: PCT/JP2001/007615
Authority: WO
Inventors: Hiro-O Nakagawa; Toshiaki Motonaga; Yoshinori Kinase; Satoshi Yusa; Shigeki Sumida; Toshifumi Yokoyama; Chiaki Hatsuta; Junji Fujikawa; Masashi Ohtsuki
Original assignee: Dai Nippon Printing Co., Ltd.
Priority date: 2000-09-04
Filing date: 2001-09-03
Publication date: 2002-03-14
Also published as: EP1321820A1; JP2002072445A; US6869736B2; TW494274B; EP1321820B1; US20030186135A1; DE60144154D1; EP1321820A4

Description

明細書

ノ、一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卜マスク用ブランクス

発明の背景

発明の属する技術分野

本発明は、 L S I 、超 L S I 等の高密度集積回路等の製造に用いられるフォトマスク及ぴそ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と、この位相シフトフォトマスクを製造するためのハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクスに関する。

関連技術の開示

I C , L S I , 超 L S I 等の半導体集積回路は、フォトマスクを使用したリソグラフィ一工程を繰り返すことによって製造されるが、特に微細寸法の形成には、例えば、 EP 0 090 924A2 (JP-A- 58 -173744 , JP-B-62-59296 )【こ示されてレ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か提案されてレる力 S、その中でも、例えば JP-A-4-136854 , US Patent No. 4890309 に示されるような、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ている。

そして、 JP-A-5-2259 , JP-A-5-127361 に記載のように、製造工程数の減少による歩留りの向上、コストの低減等が可能な構成、材料について、いくつか提案がされている。

以下に詳述するように、このハーフトーン位相シフトフォトマスクは、透明基板、ハーフトーン位相シフト膜、および、必要により、遮光膜を有してなるものである。

ところで、一般的にフォトマスクパターン用の薄膜材料としては、例えば US Patent No. 4985319 (EP 0 190867 , 日本国特許第 1750121 号）、 US Patent No. 4783371 (日本画特許第 1781105 号）などに示されるようなモリブデンシリサイドか知られており、その加工特性が極めて優れていることから、例えば JP-A-6-83027、 US Patent No . 5474864 ( JP - A- 7 - 140635 ) に挙げられるように、モリブデンシリサイドを酸化または窒化することで、ハーフトーン位相シフト膜への応用する試みが盛んに検討された。

しかしながら、一般的にモリブデンシリサイドは、 CF₄、 CHF₃、 SF₆、 C₂F₆、 NF₃、 CF₄+H₂、 CBrF₃ などのフッ素系のエッチングガスを用いてドライエッチングを行うが、この際に、基板材である合成石英などの透明基板もエッチングされ、高精度なドライエッチングが出来ない、という問題点があった。

一般的に、ハーフトーン位相シフトフォトマスクの製造に関しては、その位相角の高精度制御が不可欠であるが、上述の通り、ハーフトーン位相シフト膜のエッチングの際に石英基板もエツチングされてしまうと、その掘られた分だけ位相差に誤差が生じてしまう。

また、ハーフトーン位相シフト膜のエッチングは、パターン寸法の制御にも重要な役割を持っため、出来る限り良好なパターン寸法の均一性、再現性が得られるように条件設定したいところであるが、石英とのエッチング選択比という新たなパラメータが加わることにより、条件設定の裕度が狭くなつてしまう、という問題点もある。 „

これは、寸法制御にとっての最適エッチングプロセスと、上記位相差制御を重視した最適エッチングプロセスとは必ずしも一致しないため生じる問題である。

すなわち、モリブデンシリサイド系のハーフトーン位相シフト膜材料は、それ自体は優れた加工特性、加工後の化学的安定性を示すが、位相差の高精度制御も考慮に入れると、高精度のパターエングが困難になってしまう、と言う問題点である。

発明の概要

このように、 L S I パターンの微細化に伴う露光波長の短波長化に伴い、より短波長露光に対応した、モリブデンシリサイド系の材料を、ハーフトーン位相シフト膜へ適用する試みが行われているが、モリブデンシリサイド系のハーフト一ン位相シフト膜材料は、それ自体は優れた加工特性、加工後の化学的安定性を示すが、位相差の高精度制御も考慮に入れると、高精度のパターニングが困難になってしまう、と言う問題点があり、この対応が求められていた。

本発明は、これに対応するもので、モリブデンシリサイド系のハーフトーン位相シフト膜材料を用い、且つ、モリブデンシリサィド系材料の優れた加工特性、加工後の化学的安定性等を維持しつつ、石英基板とのエッチング選択比を向上させた構造のハーフトーン位相シフトフォトマスクを提供しょうとするものである。 . 同時に、そのようなハーフト一ン位相シフトフォトマスクの作製を可能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スを提供しょうとするものである。

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スは、透明基板上のハーフトーン位相シフト層が、モリブデンシリサイドを主成分とし、酸素、窒素のいずれか一方または両方を含む層を少なくとも有し、且つ、二層以上の多層膜から形成されるハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクスであって、この多層膜中に、クロムまたはタンタルのいずれか一方またはクロムタンタル合金が主成分である層が含まれ、.かつ、このクロムまたはタンタルのいずれか一方またはクロムタンタル合金が主成分である層が、前記モリブデンシリサイドを主成分とし、かつ、酸素、窒素のいずれか一方または両方を含む層よりも、透明基板に近い側に積層されていることを特徴とするものである。

そして、上記において、ハーフトーン位相シフト層が、透明基板上に以下の式により求まる位相差が η ττ土 7T /3 ラジアン（η は奇数）の範囲となるように形成されていることを特徴とするものである。

1

φ = ^ x (k, k + l) + j 2jt(u(k)一 l)d(k) I λ ここで、 Φは前記透明基板上に（m- 2 )層のハーフトーン位相シフト層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あり、 x (k， k+ 1 )は k番目の層と（k+ 1 )番目の層との界面でおきる位相変化、 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= l の層は前記透明基板、 k=mの層は空気とする。そしてまた、上記において、ハーフトーン位相シフト層の露光光に対する透過率が、その露光光に対する前記透明基板の透過率を 1 00 としたときに、 1〜5 0%となるような膜厚で前記透明基板上に形成されていることを特徴とするものである。

本発明のハーフトーン位相シフトフォトマスクは、透明基板上のハーフトーン位相シフト層が、モリブデンシリサイドを主成分とし、酸素、窒素のいずれか一方または両方を含む層を少なくとも有し、且つ、二層以上の多層膜から形成されるハーフトーン位相シフトフォトマスクであって、

この多層膜中に、クロムまたはタンタルのいずれか一方またはクロムタンタル合金が主成分である層が含まれ、かつ、このクロムまたはタンタルのいずれか一方またはクロムタンタル合金が主成分である層が、前記モリブデンシリサイドを主成分とし、かつ、酸素、窒素のいずれか一方または両方を含む層よりも、透明基板に近い側に積層されていることを特徴とするものである。

そして、上記において、ハーフトーン位相シフト層が、透明基板上に、以下の式により求まる位相差 φが、 η ττ ± ττ /3 ラジアン (ηは奇数）の範囲となるように形成されていることを特徴とするものである。

m— 1 m-1

†= gx(k,k + l) + V 2:t(u(k) - l)d(k) I λ ここで、 φは前記透明基板上に（m_ 2)層のハーフトーン位相シフト層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あり、 x (k， k+ 1 )は k番目の層と（k+ 1 )番目の層との界面でおきる位相変化、 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= l の層は前記透明基板、 k=mの層は空気とする。そしてまた、上記において、ハーフトーン位相シフト層の露光光に対する透過率が、その露光光に対する前記透明基板の透過率を 1 00 %としたときに、 1〜50%となるような膜厚で前記透明基板上に形成されていることを特徴とするものである。 D

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スは、このような構成にすることにより、モリブデンシリサイド系のハーフトーン位相シフト膜材料を用い、且つ、モリブデンシリサイド系材料の優れた加工特性、加工後の化学的安定性等を維持しつつ、石英基板とのエッチング選択比を向上させた構造のハ一フトーン位相シフトフォトマスクを作製することができるハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクスの提供を可能としている。

モリブデン系材料に特有の化学的安定性、加工特性加え、シリサイド系に特有の短波長適用性を維持しつつ、合成石英などの透明基板とのエッチング選択比が十分に取れるため、高精度なパ夕 —ニングが可能で、かつ、マスク加工後の安定性に優れた、ハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクスの提供を可能としている。

ハーフトーン位相シフト膜を多層膜で構成し、そのうちの一層 (クロムまたはタンタルの何れか一方またはその合金が主成分とする層）を、透明基板と十分に大きなエッチング選択比がとれる材料で構成することによって、高精度加工を可能としている。

このことにより、高精度のハ一フトーン位相シフトフォトマスクが、歩留まり良く、低コストで実現できる。図面の簡単な説明

図 1 において、図 1 aは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スの実施の形態の第 1 の例の断面図で、図 l b は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スの実施の形態の第 2 の例の断面図である。図 2 において、図 2a は本発明のハーフトーン位相シフトフォトマスクの実施の形態の第 1 の例の断面図で、図 2b は本発明のハーフトーン位相シフトフォトマスクの実施の形態の第 2の例の断面図である。

図 3 は、図 2a に示すハーフトーン位相シフトフォトマスクの製造工程断面図である。

図 4は、テストピースの断面図である。

図 5 は、第 2 の例のハーフトーン位相シフトフォトマスクの製造方法の説明と、エッチング形状を説明するための断面図である図 6 は、ハーフトーン位相シフト法を説明するための図である図 7は、従来法のマスクを用いた転写法（投影露光法）を説明するための図である。

発明の好ましい実施態様の説明まず、本発明を説明するに先立ち、ハーフトーン位相シフト法およびハーフトーン位相シフトフォトマスクを図に基づいて簡単に説明する。

図 6はハーフトーン位相シフト法の原理を示す図、図 7 はクロム等の 1 0 0 %遮光膜を用いた従来法を示す図である。

図 6 a及び図 7 aはフォトマスクの断面図、図 6 b及び図 7 b はフォトマスク上の光の振幅、図 6 c及び図 7 c はゥェ一ハ一上の光の振幅、図 6 d及ぴ図 7 dはゥエーハー上の光強度をそれぞれ示し、 9 1 1及び 9 2 1 は基板、 9 2 2は 1 0 0 %遮光膜、 9 1 2 は入射光の位相を実質的に 1 8 0度ずらし、かつ、透過率が 1 %〜 5 0 %の範囲であるハーフトーン位相シフト膜、 9 1 3及び 9 2 3は入射光である。

従来法においては、図 7 aに示すように、石英ガラス等からなる基板 9 2 1 上にクロム等からなる 1 0 0 %遮光膜 9 2 2 を形成し、所望のパターンの光透過部を形成してあるだけであり、ゥェ一ハー上での光強度分布は図 7 dに示すように裾広がりとなり、解像度が劣つてしまう。

一方、ハ一フトーン位相シフトシフト法では、ハーフトーン位相シフト膜 9 1 2 を透過した光とその開口部を透過した光とでは位相が実質的に反転するので、図 6 dに示すように、ゥエーハ一上でパターン境界部での光強度が 0 になり、その裾広がりを抑えることかでき、したがって、解像度を向上させることができるハーフトーン位相シフトフォトマスクのハーフトーンの位相シフト膜 9 1 2 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。

このうち、位相反転機能については、ハーフトーン位相シフト膜 9 1 2 を透過する露光光と、その開口部を透過する露光光との間で、位相が実質的に反転するようになつていればよい。

ここで、ハーフトーン位相シフト膜（ハーフトーン位相シフト層とも言う） 9 1 2 を、たとえば M. B o r n , E . W o l f 著「 P r i n c i p l e s o f O p t i c s」 6 2 8〜 6 3 2 頁に示される吸収膜として扱うと、多重干渉を無視できるので、垂直透過光の位相変化 Φは、以下の式で計算され、 φが η ττ ± ττ / 3 ( ηは奇数）の範囲に含まれるとき、上述の位相シフト効果が得られる。 φ = x (k, k + 1) + 2jt(u(k)一 l)d(k) I λ ここで、 Φは前記透明基板上に（m— 2 ) 層のハーフトーン位相シフト層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あり、 X ( k , k + 1 ) は k番目の層と（ k + 1 ) 番目の層との界面でおきる位相変化、 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 の層は前記透明基板、 k = mの層は空気とする一方、ハーフトーン位相シフト効果か得られるための、ハーフトーン位相シフト膜 9 1 2 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膜 9 1 2 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、最適透過率士数％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、開口部を 1 0 0 %としたときに、転写パターンによって 1 %〜 5 0 %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フォトマスクが要求される。

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 .

丄 u

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、前記式により求まる位相差が η ττ ± ττ / 3 ( ηは奇数）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。

以下、このようなハーフトーン位相シフトフォトマスクとして、ないしはこれを製造するたものブランクスとして、好適な本発明につき、実施態様に基づき詳細に説明する。

具体的には、本発明は、透明基板上のハーフトーン位相シフト層が、モリブデンシリサイドを主成分とし、酸素、窒素のいずれか一方または両方を含む層を少なくとも有し、且つ、二層以上の多層膜から形成されるハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクスであって、この多層膜中に、クロムまたはタンタルのいずれか一方またはクロムタンタル合金が主成分である層が含まれ、かつ、このクロムまたはタンタルのいずれか一方またはクロムタンタル合金が主成分である層が、前記、モリブデンシリサイドを主成分とし、かつ、酸素、窒素のいずれか一方または両方を含む層よりも、透明基板に近い側に積層されていることにより、これを達成している。

即ち、クロムまたはタンタルのいずれか一方またはクロムタンタル合金が主成分とする層を、モリブデンシリサイドを主成分とし、酸素、窒素のいずれか一方または両方を含む層よりも、透明基板に近い側に積層することにより、高精度パ夕一ニングを可能としている。

クロムまたは夕ンタルのいずれか一方またはクロム夕ンタル合金を主成分とする膜は、 C l ₂、 CH₂C 1₂、あるいはこれに 0₂を加えたガスなどの塩素系のエッチングガスでもエッチングをすることが出来るが、これら塩素系ガスでは、合成石英などの透明基板は実質上エッチングされない。

ここで、クロムまたはタンタルのいずれか一方またはクロム夕ンタル合金が主成分とする膜は、その役割上、透明基板の直ぐ上に第一層として成膜されることが望ましい。

例えば、合成石英上に、まずクロムまたはタンタルのいずれか一方またはクロムタンタル合金が主成分とする膜を形成し、その上にモリブデンシリサイドを主成分とし、酸素、窒素のいずれか一方または両方を含む層を形成し、これら 2層でハーフトーン位相シフト膜とした場合、パターニングにおいては、まずフッ素系のドライエッチングガスでモリブデンシリサイドを主成分とし、かつ、酸素、窒素のいずれか一方、または両方を含む層をエッチングし、続けて、塩素系のドライエッチングガスで、基板との十分なドライエッチング選択比を維持しなからパターニングをすることにより、高精度な位相差制御が可能となる。

また、このハーフトーン位相シフト膜は、モリブデン系薄膜の特徴である優れた化学的安定性、加工性を有し、またシリサイド膜を用いているため、フッ化クリプトンエキシマレ一ザーリソグラフィー（露光波長： 248nm)、フッ化アルゴンエキシマレーザ一リソグラフィー（露光波長： 1 93 nm)に対しても十分な透光性を有するため、ハーフトーン位相シフト膜として使用できる。

ところで、一般的にハーフトーン位相シフトリソグラフィ一では、隣接するショットの重なりでのレジストの感光を防ぐために、ハーフトーン位相シフト層に加え、遮光膜にようて形成される層を設けることが多い。また、この遮光膜は、上記目的のほかに、転写形成するパターンの転写特性の調整用に用いられることもある。

この遮光膜には、クロムを主体とする膜が、その製版特性ゃ耐久性が優れているという理由などから使用され、ハーフトーン位相シフト膜パターンを形成した後、製版後のエッチングを硝酸セリウム系のゥエツトエツチャントで行う場合がある。

ところが、本発明のハーフトーン位相シフトマスク用ブランクスにおいては、

ハーフトーン位相シフト膜としてクロムを主成分とする膜が含まれる場合、この膜が硝酸セリウム系のウエットニッチャントに侵され（後述する処理の図 5 ( d)を参照）、パターンに不具合が生じることが懸念されるが、クロムを主成分とする膜に、酸素、窒素等を含有させたることにより、耐食性を向上させることができる勿論、これに代え、クロムタンタル合金とすることによつても耐食性を向上させることができる。

尚、一般的には、このクロムまたはタンタルのいずれか一方またはクロムタンタル合金が主成分とする膜は、膜厚が薄いため、図 5 に示されるように侵される可能性は低い。あるいは、侵されたとしても実質的に転写特性に問題を生じないレベルであると予想される。

本発明のハーフト一ン位相シフトフォトマスクは、このような構成にすることにより、高精度なパターエングが可能で、かつ、マスク加工後の安定性に優れ、且つ、フッ化クリプトンエキシマレーザ一（波長： 248 nm)、フッ化アルゴンエキシマレ一ザ一（波長 : 1 9 3 nm)等の短波長の露光にも適用できるハーフトーン位相シフトフォトマスクの提供を可能としている。

ここで、クロムを主成分とする膜とは、特に限定されるものではないが、例えば、クロム層、酸化クロム層、窒化クロム層、または酸化窒化クロム層等が用いられ得る。また、必要に応じて、酸素、窒素以外の原子を混入することでも調製が可能である。さらに、不可避的不純物として、 F e ,N b , S i , Y , C e等を含有し得る。クロムを主成分とする膜における各成分比としては特に限定されるものではない。

同様に、タンタルを主成分とする膜とは、特に限定されるものではないが、、例えば、タンタル層、酸化タンタル層、窒化タンタル層、または酸化窒化タンタル層等が用いられ得る。また、必要に応じて、酸素、窒素以外の原子を混入することでも調製が可能である。さらに、不可避的不純物として、 F e ,N b， S i ， Y, C e等を含有し得る。タンタルを主成分とする膜における各成分比としては特に限定されるものではない。

さらに、クロムタンタル合金が主成分とする膜とは、特に限定されるものではないが、例えば、クロムタンタル層、酸化クロムタンタル層、窒化クロムタンタル層、酸化窒化クロムタンタル層等が用いられ得る。なお、クロムとタンタルとの比率は、特に限定されるものではなく、任意の比率とすることが可能である。また、必要に応じて、酸素、窒素以外の原子を混入することでも調製が可能である。さらに、不可避的不純物として、 F e ,N b， S i , Y, C e等を含有し得る。タンタルを主成分とする膜における各成分比としては特に限定されるものではない。

このようなクロム膜、タンタル膜、クロムタンタル膜、または、その酸化膜、窒化膜、酸窒化膜などは、従来からフォトマスク _Λ

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用薄膜の成膜に使用されてきたスパッタリング法で容易に形成できる。

例えば、ターゲットとして、金属タンタル、金属クロム、あるいはその双方を使用し、アルゴンガスのみでスパッタリングをした場合は金属タンタル膜、金属クロム膜、あるいはクロムタンタル合金膜が得られ、スパッ夕ガスとして酸素、窒素を混合すれば、これらの酸化膜、窒化膜ないしは酸窒化膜が得られる。

これらの膜の屈折率の調整は、ガスの混合比のほか、スパッタ圧力、スパッ夕電流などによっても制御できる。

また、これら、クロム系、タンタル系、クロムタンタル系膜は、スパッタリング法の他に、真空蒸着法、 C V D法、イオンプレ一ティング法、イオンビームスパッタ法などの成膜技術を用いても成膜できる。

一方、モリブデンシリサイドを主成分とし、酸素、窒素のいずれか一方または両方を含む層において、モリブデンシリサイドにおけるモリブデンとゲイ素との原子比は、特に限定されるものではなく、また、酸素および窒素の含有量としても特に限定されるものではない。また、必要に応じて、酸素、窒素以外の原子を混入することも可能である。さらに、不可避的不純物として、 F e , N b， S i , Y , C e等を含有し得る。

モリブデンシリサイド酸化膜、モリブデンシリサイド窒化膜、モリブデンシリサイド酸窒化膜等についても、同様に、ターゲットとして、金属シリサイドを使用し、スパッタガスとしてアルゴン等の不活性ガスに、酸素、窒素を混合すれば、モリブデンシリサイド酸化膜、モリブデンシリサイド窒化膜、モリブデンシリサィド酸窒化膜が得られる。モリブデンシリサイド酸化膜、モリブデンシリサイド窒化膜、モリブデンシリサイド酸窒化膜の屈折率の調整は、ガスの混合比ほか、スパッ夕圧力、スパッ夕電流などによっても制御できる。

尚、モリブデンシリサイドを主成分とし、酸素、窒素のいずれか一方または両方を含む層は、スパッタリング法の他に、真空蒸着法、 CVD法、イオンプレーティング法、イオンピ一ムスパッタ法などの成膜技術を用いても成膜できる。本発明の実施の形態例を図に基づいて説明する。

図 l a は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スの実施の形態の第 1 の例の断面図で、図 l b は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スの実施の形態の第 2 の例の断面図で、図 2 a は本発明のハーフトーン位相シフトフォトマスクの実施の形態の第 1 の例の断面図で、図 2 b は本発明のハーフトーン位相シフトフォトマスクの実施の形態の第 2 の例の断面図で、図 3 は図 2 a に示すハーフトーン位相シフトフォトマスクの製造工程断面図で、図 4はテストピースの断面図で、図 5 は第 2 の例のハーフトーン位相シフトフォトマスクの製造方法の説明と、エッチング形状を説明するための断面図である。

図 1 中、 1 1 0 は透明基板、 1 20 はハーフトーン位相シフト層、 1 2 1 はクロムまたはタンタルのいずれか一方またはクロムタン夕ル合金が主成分である層（以降第 1 の層とも言う）、 1 22はモリブデンシリサイドを主成分とし、酸素、窒素のいずれか一方または両方を含む層（以降第 2 の層とも言う）、 1 25 は八一フトーンパタン領域（シフト層パタン領域とも言う）、 1 30 は遮光性層（実質的な遮光膜とも言う）、 140はレジスト層、 1 40Aは開口、 1 45はレジス lb

ト層、 145Aは開口である。

はじめに、本発明のハーフト一ン位相シフトフォトマスク用ブランクスの実施の形態の第 1の例を、図 1 aに基づいて説明する。本例のハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクスは、モリブデンシリサイドを主成分とし、酸素、窒素のいずれか一方または両方を含む第 2の層 122 と、クロムまたはタンタルの何れか一方またはクロムタンタル合金が主成分である第 1 の層 121からなる多層膜をハーフトーン位相シフト層 120 とするもので、合成石英からなる透明基板 110上に、順に、クロムまたはタンタルのいずれか一方またはクロムタンタル合金が主成分である第 1の層 121、モリブデンシリサイドを主成分とし、酸素、窒素のいずれか一方または両方を含む第 2 の層 122 を形成している。

そして、モリブデン系材料に特有の化学的安定性、加工特性を有し、フォトマスク作製の際、第 1 の層 121 を塩素系のガスでェツチング加工する場合には、合成石英からなる透明基板 110 とのエッチング選択比が十分に取れる。

これにより、フォトマスク作製の際に、高精度なパ夕一ニングが可能である。

尚、本例のハーフトー位相シフトフォトマスク用ブランクスのハーフトーン位相シフト層 120 に、モリブデンシリサイドを主成分とし、酸素、窒素のいずれか一方または両方を含む第 2 の層 1Π を設けており、これより作製されたフォトマスクは、フッ化クリプトンエキシマレーザー（波長： 248nm)、フッ化アルゴンェキシマレ一ザ一（波長： 193nm)等の短波長の露光光にも適用できる。そして本例においては、ハ一フトーン位相シフトフォトマスクを作製した際に、位相シフト効果が得られるように、ハーフト一ン位相シフト層 Π0 は、透明基板 110 上に、以下の式で、（m=4 とし）、求まる位相差 φが、 ηπ ± π/3 ラジアン（nは奇数）の範囲となるように形成されている。

3 3

ώ = ∑ X (k, k+ 1 ) + ∑ 2 π· (u (k) - 1 ) d (k) /1 k=1 k=2

ここで、 φは透明基板 110上に 2層のハーフトーン位相シフト層 120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あり、 x(k, k+1)は k番目の層と（kH)番自の層との界面でおきる位相変化、 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=l の層は透明基板 110、 k=4の層は空気とする。

また、ハーフトーン位相シフトフォトマスクを作製した際に、実質的に、位相シフト効果が得られるために、ハーフトーン位相シフト層 120 の露光光に対する透過率が、その露光光に対する透明基板 110 の透過率を 100%としたときに、〜 50%の範囲となるような膜厚で透明基板 110上に形成されている。

クロムまたはタンタルのいずれか一方またはクロムタンタル合金が主成分である第 1 の層 121 は、塩素系のガスでエッチングが可能なものが挙げられる。

クロムを主成分とする層としては、前記したように、代表的には、クロム層、酸化クロム層、窒化クロム層、または酸化窒化クロム層が用いられる。

タンタルを主成分とする層としては、前記したように、代表的には、タンタル層、酸化タンタル層、窒化タンタル層、酸化窒化タンタル層が用いられる。

クロムタンタル合金を主成分とする膜も、前記したように、代 _n

丄 8

表的には、クロムタンタル層、酸化クロムタンタル層、窒化クロムタンタル層、酸化窒化クロムタンタル層が用いられる。

モリブデンシリサイドを主成分とし、酸素、窒素のいずれか一方または両方を含む第 2の層 1 22 は、前記したように、従来からフォトマスク用薄膜の成膜に使用されてきたスパッタリング法で容易に形成できる。

透明基板 1 1 0 としての合成石英は、フッ化クリプトンエキシマレーザー（波長： 248nm)、フッ化アルゴンエキシマレ一ザ一（波長 : 1 93nm)等の短波長の露光光にも透明で、フォトマスク作製の際、クロムまたはタンタルのいずれか一方またはクロムタンタル合金を主成分とする第 1の層 1 21 を塩素系のガスでエッチング加工する場合には、第 1 の層 1 21 と透明基板 1 1 0 とのエッチング選択比が十分に取れる。

次いで、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スの実施の形態の第 2 の例を、図 l b に基づいて説明する。第 2の例のハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクスは、第 1 の例の位相シフト層 1 20上に遮光性層 1 30 を設けたものである。

遮光性層 1 30 層は、ハーフトーンパタン領域（シフト層パタン領域） 1 25 の周辺に設け、ウェハ露光における隣接するショット同志の多重露光による感光を防いだり、ァライメン卜マークなどを形成する等のための、実質的に遮光性の膜である。

遮光性層 1 30層としては、クロム単層、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロム層等のクロム系の金属層が一般的であるが、これに限定はされない。

これらクロム系膜は、スパッタリング法の他に、真空蒸着法、 CVD法、イオンプレーティング法、イオンビームスパッ夕法などの成膜技術を用いても成膜できる。

尚、ハーフトーン位相シフトフォトマスクを作製する際、硝酸セリウム系のゥエツトエツチャントを用い、遮光性層 1 30層をゥエツトエッチングを行う場合のブランクスとしては、例えば、クロムを主成分とする第 1 の層 1 2 1 に、酸素、窒素等を含有させる等により、耐食性を向上させることが好ましい。

次に、本発明のハーフ卜一ン位相シフトフォトマスクの実施の形態の第 1 の例を、図 2 aに基づいて説明する。

本例は、図 1 a に示す第 1 の例のハーフトーン位相シフトフォトマスクブランクスを用いて作製されたもので、位相シフト層 1 20が所定の形状にパタンニングされている。

各層の材質や光学特性については、図 l a に示す第 1 の例のハ —フトーン位相シフトフォトマスクブランクスの説明に代え、ここでは説明を省く。

次に、本発明のハーフトーン位相シフトフォトマスクの実施の形態の第 2 の例を、図 2 b に基づいて説明する。

本例は、図 l b に示す第 2 の例のハーフト一ン位相シフトフォトマスクブランクスを用いて作製されたもので、位相シフト層 1 20が所定の形状にパタンニングされ、且つ、位相シフト効果を得るハーフトーンパタン領域（シフト層パタン領域） 1 25 と、実質的な遮光効果を得る遮光性パタン領域 1 35 を設けたものである。各層の材質や光学特性については、図 l b に示す第 2 の例のハ —フトーン位相シフトフォトマスクブランクスの説明に代え、ここでは説明を省く。

次いで、第 1 の例のハーフトーン位相シフトフォトマスクの製造方法の 1例を図 3 に基づいて説明する。

先ず、図 la に示す第 1 の例のハーフトーン位相シフトフォトマスクブランクスを用意し（図 3a)、ハーフトーン位相シフト層 120上にレジスト層 140 を塗布、乾燥した（図 3b)後、電子線描画装置等を用いレジスト層 140の所定領域のみを感光させ、現像して、作製するハーフトーン位相シフト層 120のパタン形状に合せ、レジスト層 140 を形成する。（図 3c)

レジスト層 140 を形成するレジストとしては、処理性が良く、所定の解像性を有し、耐ドライエツチング性の良いものが好ましいが、特に限定されるものではない。

次いで、レジスト層 140 を耐エッチングマスクとして、順次、フッ素系のガス、塩素系のガスを用いて、ハーフトーン位相シフト層 120 のモリブデンシリサイドを主成分とし、酸素、窒素のいずれか一方または両方を含む第 2の層 1Π と、クロムまたはタンタルのいずれか一方またはクロムタンタル合金が主成分である第 1 の層 121 とを続けてエッチングし（図 3d)、レジスト層 140 を剥離して、八ーフトーン位相シフト層パタンを得る。（図 3e) 次いで、第 2 の例のハ一フトーン位相シフトフォトマスクの製造方法の 1例を図 5 に基づいて説明する。

ここでは、遮光性層 130 をクロム系の遮光層とする。

先ず、図 lb に示す第 2 の例のハーフトーン位相シフトフォトマスクブランクスを用意し、図 3 に示す第 1 の例のハーフトーン位相シフトフォトマスクの製造方法と同様に、レジスト層を遮光性層 130上に所定形状に形成し、レジスト層を耐エッチングマスクとして、塩素系のガスを用いて遮光性層 130 を、フッ素系のガスを用いて、モリブデンシリサイドを主成分とし、酸素、窒素の ₀₁

2丄

いずれか一方または両方を含む第 2 の層 122 を、塩素系のガスを用いてクロムまたはタンタルの何れか一方またはその合金が主成分である第 1 の層 121 を続けてエッチングする。

次いで、レジスト層を剥離し、新たに、遮光性層 130上に、所定形状の開口 145A を有するレジスト層 145 を、同様にして形成し（図 5 a)、レジスト層 145 を耐エッチングマスクとして、硝酸セリウム系のゥエツトエツチャントを用い、ゥエツトエッチングを行い（図 5b)、レジスト層 145 を剥離して、図 2b に示す第 2 の例のハーフトーン位相シフトフォトマスクを得る。

ウエットエッチングの際、図 5a のクロムまたはタンタルのいずれか一方またはクロムタンタル合金が主成分である第 1 の層 121 は、ェッチングされて、拡大視すると図 5dのようになり、パターンに不具合が生じることが懸念されるが、前にも述べたように、一般的には、このクロムまたはタンタルのいずれか一方またはクロムタンタル合金が主成分である膜 121 は、膜厚が薄いため、図 5d に示されるように侵される可能性は低い。

あるいは、侵されたとしても実質的に転写特性に問題を生じないレベルであると予想される。

尚、図 5aの D1 部、図 5bの D2部を拡大して示したのが、それぞれ、図 5c、図 5dである。

クロムまたはタンタルのいずれか一方またはクロムタンタル合金が主成分である膜 121 は、クロムに酸素、窒素等を含有させることにより、あるいはクロムタンタル合金とすることにより耐食性が向上する。

即ち、図 5d に示す、 W0 をきわめて小とすることができ、確実に転写特性に問題を生じないようにできる。実施例

(実施例 υ

実施例 1 は、図 1 a に示す第 1 の例のハーフト一ン位相シフトフォトマスクブランクスを用い、図 3 に示す製造方法により、図 2a に示す第 1 の例のハーフトーン位相シフトフォトマスクを形成した例である。

以下、図 1、図 2、図 3 に基づいて説明する。

はじめに、以下のようにして、透明基板 110上に、順に、クロムタンタル合

金を主成分とする第 1 の層 121、モリブデンシリサイドを主成分をとし、かつ、酸素を含む第 2 の層 122からなるハーフトーン位相シフト膜 120 を形成した、ハ一フトーン位相シフトフォトマスク用ブランクスを作製した.。

作製した八一フト一ン位相シフトフォトマスク用ブランクスは、 KrF露光用のハーフトーン位相シフトフォトマスクを作製するためのもので、 6インチ角、 0.25インチ厚の高純度合成石英基板を透明基板 110 としている。

まず、光学研磨され、よく洗浄された透明基板 110 の一面上に、以下に示す条件でハーフトーン位相シフト層 120 のクロムタンタル合金を主成分とする第 1の層 121を膜厚約 lOnmに形成した。く第 1 の層 121 のスパッ夕条件〉

成膜装置：プレーナ一型 DCマグネトロンスパッター装置ターゲット：タンタル：クロム =9： 1

ガス及び流量：アルゴンガス 70 sccm

スパッ夕一圧力： 0.35パスカル

スパッター電流： 5.0アンペア次に、続けてこの上にハーフトーン位相シフト層 120のモリブデンシリサイドを主成分をとし、かつ、酸素を含む第 2の層 122 を、以下の条件で形成した。

ここで膜厚は約 i40nmとした。

〈第 2 の層 122 のスパッ夕条件〉

成膜装置：プレーナ一型 DCマグネトロンスパッタ一装置ターゲット：モリブデン：シリコン = 1： 4 (原子比）

ガス及び流量：アルゴンガス 50sccm+酸素ガス 50sccm スパッ夕一圧力： 0.3パスカル

スパッ夕一電流： 3.5 アンペア

これにより、図 1 (a)に示す第 1 の例の KrFエキシマレーザー露光用（透過率 6°）のハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクスを得た。

尚、同一条件でテープでマスキングをした合成石英基板上に成膜し、成膜後にマスキングを剥離するリフトオフ法で段差を形成したサンプル（図 4 に示すテストピース）を作製し、これを用い、 248 n m光に対する位相差、透過率を市販の位相差測定装置（レーザ —テック社製 MPM248)で計測したところ、それぞれ 179.22 度、 5.88%であつた。

次いで、上記のようにして得られたハーフトーン位相シフトフオトマスク用ブランクスを用いて、以下のようにして、図 2(a) に示す第 1の例のハーフトーン位相シフトフォトマスクを作製した。

先ず、得られたハーフトーン位相シフトマスク用ブランクス（図 3a)のハーフトーン位相シフト層 120上に、有機物を主成分とするレジスト、 ZEP 7000 (日本ゼオン社製） 140 を、塗布し、乾燥 ₀.

24

を行い（図 3b)、電子線描画装置にて、レジストの所定領域のみを露光し、現像して、所望形状のレジスト層 140 を得た。（図 3c) 次に、市販のフォトマスク用ドライエツチヤ一（PT1 社製 VLR700)を用い、レジスト層 140 から露出されたハーフトーン位相シフト層 120 を、高密度プラズマに曝すことにより選択的にドライエッチングし、所望のハーフトーン位相シフト層 120 のパターンを得た。（図 3d)

ここでは、ハーフトーン位相シフト層 120のモリブデンシリサィドを主成分とし、かつ、酸素を含む第 2 の層 122 とクロムタンタル合金を主成分とする第 1の層 121 とを続けてエッチングした尚、用いたドライエッチヤーはエッチング処理室を 2 個有し、以下のエッチング条件 1、エッチング条件 2 は別々の処理室で実施した。

くエッチング条件 1>

エッチングガス CF₄

ガス圧力 lOmTorr

ICPパヮ一（高密度プラズマ発生） 950W

バイアスパヮ一（引き出しパワー） 50W

時間 360秒

〈エツチング条件 2〉

エッチングガス C 1₂ガス

圧力 3mTorr

ICPパワー（高密度プラズマ発生） 250W

バイアスパワー（引き出しパワー） 25W

時間 200秒次に、残ったレジスト層 1 40 を常法により剥離し、ハーフト一ン位相シフト層の、 248nm光の透過率が 6 %であるハーフトーン位相シフトフォトマスクを得た。（図 3 e)

ここで注目すべきは、エッチング条件 2のエッチングでは、透明基板 1 1 0 で.ある合成石英がほとんどエッチングされず、極めて高精度の位相差制御が可能であることである。

得られたハーフトーン位相シフトフォトマスクは、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、全てで実用に供することができるものであった。 (実施例 )

実施例 2 は、図 l b に示す第 2 の例のハーフトーン位相シフトフォトマスクブランクスを用い、図 3ないし図 5 に示す製造方法により、図 2 b に示す第 1 の例のハーフトーン位相シフトフォトマスクを形成した例である。

以下、図し図 2、図 3、図 5 に基づいて説明する。

はじめに、以下のようにして、透明基板 1 1 0上に、順に、クロムタンタル合金を主成分とする第 1 の層 1 2 1、モリブデンシリサイドを主成分とし、かつ、酸素を含む第 2 の層 1 2 2からなるハーフトーン位相シフト膜 1 20、クロムからなる遮光性層 1 3 0 を形成した、ハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクスを作製した。

ここでは、ハーフトーン位相シフト膜を構成する 2 層のうち、第 1層をクロム夕ンタル合金とすることにより耐食性の向上を実現している。

即ち、ハーフトーン位相シフトフォトマスクを作製する際の、クロムからなる遮光性層 1 30 を、硝酸セリウム系のゥエツトエツチャントを用い、ウエットエッチングする際の、ウエットエッチヤントに対する耐食性を向上させた。

実施例 2 の場合も、作製したハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクスは、 KrF露光用のハーフトーン位相シフトフォトマスクを作製するためのもので、 6インチ角、 0.25インチ厚の高純度合成石英基板を透明基板 110 としている。

まず、光学研磨され、よく洗浄された透明基板 110 の一面上に、以下に示す条件でハーフトーン位相シフト層 120のクロムタンタル合金を主成分とする第 1の層 121を膜厚約 10nmに形成した。く第 1 の層 121 のスパッ夕条件〉

成膜装置：プレーナ一型 DCマグネトロンスパッター装置ターゲット：金属タンタル：クロム =1 :9合金

ガス及び流量：アルゴンガス 70SCCI11

スパッ夕一圧力： 0.35パスカル

スパッ夕一電流： 5.0アンペア

次に、続けてこの上にハーフトーン位相シフト層 120のモリブデンシリサイドを主成分とし、かつ、酸素を含む第 2 の層 122 を、以下の条件で形成した。

ここで膜厚は約 140nm とした。

く第 2 の層 122 のスパッ夕条件〉

成膜装置：プレーナー型 DCマグネトロンスパッ夕一装置夕ーゲット：モリブデン：シリコン =1： 4 (原子比）

スパッ夕一電流： 3.5 アンペア

次いで、ハーフトーン位相シフト層 120のモリブデンシリサイ _2r-r

ドを主成分とし、かつ、酸素を含む第 2の層 1 22上に、遮光性層 1 30 を下記条件にて、厚さ 1 000 Aにスパッ夕形成した。

く遮光性層層 1 30 のスパッ夕条件〉

成膜装置：プレーナー型 DCマグネトロンスパッ夕一装置ターゲット：金属クロム

ガス及び流量：アルゴンガス 50 s c cm

スパッ夕一圧力： 0. 3パスカル

スパッ夕一電流： 3. 5 アンペア

これにより、 KrF エキシマレーザ一露光用；透過率 6%のハーフト一ン位相シフトフォトマスク用ブランクを得た。

尚、同一条件でテープでマスキングをした合成石英基板上に成膜し、成膜後にマスキングを剥離するリフトオフ法で段差を形成したサンプル（図 4 に示すテストピース）を作製し、これを用い、 248nm光に対する位相差、透過率を市販の位相差測定装置（レーザ —テック社製 MPM248)で計測したところ、それぞれ、 1 80. 1 2 度、 6. 33%であつた。

この膜を市販のクロムエツチャント（インクテツク社製 MR- E S) に室温で 240秒間浸漬したサンプルを準備し、そのパターン断面を SEM観察したところ、図 5 d に示すような侵食は認められなかつ 7こ。

次いで、上記のようにして得られたハーフトーン位相シフトフオトマスク用ブランクスを用いて、以下のようにして、図 2 b に示す第 2の例のハーフトーン位相シフトフォトマスクを作製した先ず、得られたハーフトーン位相シフトマスク用ブランクス（図 l b)の遮光性層 1 30 上に、有機物を主成分とするレジスト、 ΔΌ

ZEP7000 (日本ゼオン社製）を、塗布し、乾燥を行い、実施例 1 と同様にして、電子線描画装置にて、レジストの所定領域のみを露光し、現像して、所望形状のレジスト層 140 を得た後、市販のフォトマスク用ドライエツチヤ一（PT1社製 VLR700)を用い、レジスト層から露出されたハーフトーン位相シフト層 120 を、高密度プラズマに曝すことにより選択的にドライエッチングし、所望のハーフトーン位相シフト層 120のパターンを得た。

ここでは、遮光性層 130、ハーフトーン位相シフト層 120 のモリブデンシリサイドを主成分とし、かつ、酸素を含む第 2 の層 122 、クロムタンタル合金を主成分とする第 1 の層 121 を続けて、順に、それぞれ、エッチング条件 1、エッチング条件 2、エツチング条件 3 の条件下でエッチングした。

なお、用いたドライエッチヤーはエッチング処理室を 2個有し、以下のエッチング条件 ί、エッチング条件 2、エッチング条件 3 は処理室を変えて実施した。

くエッチング条件 1〉

エッチングガス Cl₂十 0₂ガス（2:3)

圧力 lOOmTorr

ICPパワー（高密度プラズマ発生） 500W バイアスパワー（引き出しパワー） 25W

時間 200秒

くェツチング条件 2>

エッチングガス CF₄

ガス圧力 lOmTorr

ICPパワー（高密度プラズマ発生） 950W バイアスパヮ一（引き出しパワー） 50W

時間 360秒

くエッチング条件 3>

エッチングガス Cl₂十 0₂ガス（2:3)

圧力 lOOmTorr

ICPパワー' (高密度プラズマ発生） 500W

バイアスパワー（引き出しパワー） 25W

時間 200秒

次に、この上に、再度、レジスト、 IP3500 (東京応化工業株式会社製）を塗布し、フォトリソグラフィ一法により、ハーフトーン膜を露出させたい領域のみを開口したレジスト層 145 を得た（図 5 a)後、この膜を市販のクロムエツチャント（インクテック社製 MR- ES)に浸漬してゥエツトエッチングを行い、レジスト層 145 から露出した領域の遮光性層 130 を選択的に除去した。（図 5b)

次に、残ったレジスト層 145 を常法により剥離し、ハ一フト一ン位相シフト層の、 248nm光の透過率が 6%であるハーフト一ン位相シフトフォトマスクを得た。（図 2b)

このようにして得られたハーフトーン位相シフトフォトマスクについては、まったく、図 5 ( に示すようなクロムタンタル合金を主成分とする第 1 の層 121の侵食による不具合はみられなかつた。

実施例 2でも、実施例 1 と同様、エッチング条件 3 のエツチングでは、透明基板 110である合成石英がほとんどエッチングされず、極めて高精度の位相差制御が可能であった。

得られたハーフトーン位相シフトフォトマスクは、除去された oU

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、全てで実用に供することができるものであった。

Claims

請求の範囲

1 . 透明基板上のハーフトーン位相シフト層が、モリブデンシリサイドを主成分とし、酸素、窒素のいずれか一方または両方を含む層を少なくとも有し、且つ、二層以上の多層膜から形成されるハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクスであって、この多層膜中に、クロムまたはタンタルのいずれか一方またはクロムタンタル合金が主成分である層が含まれ、かつ、このクロムまたはタンタルのいずれか一方またはクロムタンタル合金が主成分である層が、前記モリブデンシリサイドを主成分とし、かつ、酸素、窒素のいずれか一方または両方を含む層よりも、透明基板に近い側に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卜フォトマスク用ブランクス。

2 . 請求項 1 において、ハーフトーン位相シフト層が、透明基板上に以下の式により求まる位相差が η ττ土 7C /3 ラジアン（η は奇数）の範囲となるように形成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ス。

m— 1 m-1

φ = Vx(k,k + 1) + V 2jt(u(k) - l)d(k)/X

M

ここで、 Φは前記透明基板上に（m- 2)層のハーフトーン位相シフト層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あり、 x (k， k+ 1 )は k番目の層と（k+ 1 )番目の層との界面でおきる位相変化、 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= l の層は前記透明基板、 k=mの層は空気とする。

3 . 請求項 1 または 2 において、ハーフトーン位相シフト層の露光光に対する透過率が、その露光光に対する前記透明基板の透過率を 1 00%としたときに、 1〜50%となるような膜厚で前記透明基板上に形成されていることを特徴とするハーフトーン位相シフ卜フォトマスク用ブランクス。

4 . 透明基板上のハーフトーン位相シフト層が、モリブデンシリサイドを主成分とし、酸素、窒素のいずれか一方または両方を含む層を少なくとも有し、且つ、二層以上の多層膜から形成されるハ一フトーン位相シフトフォトマスクであって、この多層膜中に、クロムまたはタンタルのいずれか一方またはクロムタンタル合金が主成分である層が含まれ、かつ、このクロムまたはタンタルのいずれか一方またはクロムタンタル合金が主成分である層が、前記モリブデンシリサイドを主成分とし、かつ、酸素、窒素のいずれか一方または両方を含む層よりも、透明基板に近い側に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卜マスク。

5 . 請求項 4において、ハーフトーン位相シフト層が、透明基板上に、以下の式により求まる位相差 φが、 η π ± ττ /3 ラジアン

(ηは奇数）の範囲となるように形成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。

m-i m—丄

φ = Vx(k,k + 1) + V 2:t(u(k)— l)d(k) / λ ここで、 φは前記透明基板上に（m- 2)層の八一フトーン位相シフト層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あり、 x (k， k+ 1 )は k番目の層と（k+ 1 )番目の層との界面でおきる位相変化、 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。

6 . 請求項 4または 5 において、ハーフトーン位相シフト層の露光光に対する透過率が、その露光光に対する前記透明基板の透過率を 100%としたときに、 1〜 50%となるような膜厚で前記透明基板上に形成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。