JPH086230A

JPH086230A - 位相シフトマスクおよび位相シフトマスクブランク並びにそれらの製造方法

Info

Publication number: JPH086230A
Application number: JP13716294A
Authority: JP
Inventors: Hironobu Sasaki; 裕信佐々木; Keiji Tanaka; 啓司田中; Yasushi Nishiyama; 泰史西山
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1994-06-20
Filing date: 1994-06-20
Publication date: 1996-01-12

Abstract

(57)【要約】【目的】ＫｒＦエキシマレーザ等の短波長光を光源とす
るステッパーに使用可能な位相シフトマスクおよび位相
シフトマスクブランク並びにそれらの製造方法を提供す
る。【構成】本発明は、透明基板（１１）上に、エッチング
ストッパー層（１４）、タングステンを添加したクロム
（重量比率はクロムが９０〜９８％、タングステンが２
〜１０％）またはタンタルを添加したクロム（重合比率
はクロムが９０〜９８％、タンタルが２〜１０％）の組
成からなる遮光層（１２）、シリコンの酸化物からなる
位相シフト層（１３）を順に設けてなる位相シフトマス
クブランクと、前記位相シフト層光層（１３）および遮
光層（１２）をそれぞれパターン化してなる位相シフト
マスク並びにそれらの製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、位相シフトマスクおよ
び位相シフトマスクブランクに関するもので、さらに詳
しくは、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８nm）等の短
波長光を光源とするステッパーに使用できる位相シフト
マスクおよび位相シフトマスクブランク並びにそれらの
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のフォトマスクでは、近接したパタ
ーンはマスクの透過部から漏れた光が干渉し合い、解像
不良を起こすという問題が生じていた。そこで、隣接し
ているパターンを透過する投影光の位相を１８０度反転
し、微細パターンの解像度を向上させる位相シフト技術
を用いた位相シフトマスクが開発され注目されている。
すなわち、位相シフトマスクは、隣接する開口部の片側
に位相シフト部を設けることにより、透過光が干渉し合
う際、位相が反転しているために境界部の光強度は逆に
弱め合い、強度ゼロになり、その結果転写パターンは分
離解像する。この関係は焦点の前後でも成り立っている
ため、焦点が多少ずれていても解像度は従来法よりも向
上し、焦点深度が改善される。

【０００３】従来の位相シフトマスクとしては、透明ガ
ラス基板上に、エッチングストッパー層、位相シフト層
および遮光層を設けたものが知られているが、このエッ
チングストッパー層にはＡｌ₂Ｏ₃、ＳｎＯ₂等、位相シ
フト層にはＳｉＯ₂、ＳＯＧ等、遮光層にはクロムまた
はクロムの酸化物、窒化物などクロム系の材質のものが
使用されていた。

【０００４】一方、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子の製造
に際し、レチクルと一般に呼ばれるフォトマスクのパタ
ーンをシリコンウェハー上に縮小投影露光するのにステ
ッパーが用いられるが、このステッパーの光源として従
来は、ｇ線（波長４３６ｎｍ）または紫外線領域のｉ線
（波長３６５ｎｍ）が使用されていた。しかし近年の半
導体素子の著しい高密度化に伴って、より一層のパター
ンの微細化が要求されるようになり、ステッパーの光源
も従来のものからより短波長の、例えばＫｒＦエキシマ
レーザ（波長２４８ｎｍ）あるいはＡｒＦエキシマレー
ザ（波長１９３ｎｍ）等の使用が検討されてきている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
クロムまたはクロムの酸化物、窒化物の材質のものを遮
光層に使用した従来の位相シフトマスクは、ＫｒＦエキ
シマレーザ光のエネルギーによっては照射損傷が生じて
パターンが劣化するという問題がある。これは、ｇ線ま
たはｉ線に比べてレーザ光はエネルギーが強くなるため
である。

【０００６】したがって、上記のクロムまたはクロムの
酸化物、窒化物の材質のものを遮光層に使用した従来の
位相シフトマスクは、ＫｒＦとかＡｒＦの使用に代表さ
れるエキシマレーザを光源とするステッパーには使用で
きない場合が生じる問題があった。

【０００７】そこで本発明は、上記従来の課題を改善す
べく試みたもので、ＫｒＦエキシマレーザ等の短波長光
を光源とするステッパーに使用する場合の、照射耐性を
向上させた位相シフトマスクおよび位相シフトマスクブ
ランク並びにその製造方法を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに本発明は、透明基板（１１）上に、エッチングスト
ッパー層（１４）、タングステンを添加したクロムまた
はタンタルを添加したクロムからなる遮光層（１２）、
シリコンの酸化物からなる位相シフト層（１３）を順に
設け、前記位相シフト層（１３）および遮光層（１２）
をそれぞれパターン化してなることを特徴とする位相シ
フトマスクである。

【０００９】また、透明基板（１１）上に、エッチング
ストッパー層（１４）を設け、該エッチングストッパー
層（１４）の上にパターン化された位相シフト層（１３
ａ）を設け、該位相シフト層（１３ａ）の上に、タング
ステンを添加したクロムまたはタンタルを添加したクロ
ムからなるパターン化された遮光層（１２ａ）を設けた
ことを特徴とする位相シフトマスクである。

【００１０】また、透明基板（１１）上に、タングステ
ンを添加したクロムまたはタンタルを添加したクロムか
らなるパターン化された遮光層（１２ａ）を設け、該遮
光層パターン間の透明基板（１１）をエッチングにより
彫り込み、透明基板パターン（１１ａ）を設けたことを
特徴とする位相シフトマスクである。

【００１１】また、透明基板（１１）上に、エッチング
ストッパー層（１４）を設け、該エッチングストッパー
層（１４）の上に、シリコンの酸化物からなる位相シフ
ト層（１３）を設け、該位相シフト層（１３）の上に、
タングステンを添加したクロムまたはタンタルを添加し
たクロムからなる遮光層（１２）を設けたことを特徴と
する位相シフトマスクブランクである。

【００１２】また、透明基板（１１）上に、エッチング
ストッパー層（１４）をスパッタリング法で形成し、こ
のエッチングストッパー層（１４）の上に、タングステ
ンを添加したクロムまたはタンタルを添加したクロムか
らなる遮光層（１２）を形成し、さらにシリコンの酸化
物からなる位相シフト層（１３）をスパッタリング法に
より形成し、前記位相シフト層（１３）および遮光層
（１２）をそれぞれエッチングによりパターン化してな
ることを特徴とする位相シフトマスクの製造方法であ
る。

【００１３】また、透明基板（１１）上に、エッチング
ストッパー層（１４）、シリコンの酸化物からなる位相
シフト層（１３）を順にスパッタリング法により形成
し、この位相シフト層（１３）の上に、タングステンを
添加したクロムまたはタンタルを添加したクロムからな
る遮光層（１２）を形成し、前記遮光層（１２）および
位相シフト層（１３）をそれぞれエッチングによりパタ
ーン化してなることを特徴とする位相シフトマスクの製
造方法である。

【００１４】また、透明基板（１１）上に、エッチング
ストッパー層（１４）、位相シフト層（１３）を順にス
パッタリング法により設け、さらにタングステンを添加
したクロムまたはタンタルを添加したクロムからなる遮
光層（１２）を設けた位相シフトマスクブランクであ
る。

【００１５】そして、遮光層（１２）の材料であるタン
グステンを添加したクロムの重量比率は、クロムが９０
〜９８％、タングステンが２〜１０％であり、タンタル
を添加したクロムの重合比率は、クロムが９０〜９８
％、タンタルが２〜１０％であることを特徴とする位相
シフトマスクである。

【００１６】また、前記遮光層（１２）をスパッタリン
グ法で形成することを特徴とする位相シフトマスクブラ
ンクの製造方法である。

【００１７】また、タングステンを添加したクロムから
なる遮光層（１２）を、タングステンを添加したクロム
をターゲットとし、スパッタリング法により形成するこ
とを特徴とする位相シフトマスクブランクの製造方法で
ある。

【００１８】また、タンタルを添加したクロムからなる
遮光層（１２）を、タンタルを添加したクロムをターゲ
ットして、スパッタリング法により形成することを特徴
とする位相シフトマスクブランクの製造方法である。

【００１９】以下、本発明の構成をさらに詳述に説明す
る。

【００２０】図１、２、３は、本発明の位相シフトマス
クの構成を示す断面図である。図１に示すように、透明
基板（１１）上に、エッチングストッパー層（１４）、
遮光層パターン（１２ａ）の順に有し、その上に位相シ
フトパターン（１３ａ）が形成されている。

【００２１】図２は、本発明の他の実施例における位相
シフトマスクの構成を示す断面図である。透明基板（１
１）上にエッチングストッパー層（１４）、位相シフト
パターン（１３ａ）、遮光層パターン（１２ａ）を順に
設けたものである。

【００２２】図３は、本発明の他の実施例における位相
シフトマスクの構成を示す断面図である。透明基板（１
１）上に遮光層パターン（１２ａ）を設け、さらに隣接
した遮光層パターン間の透明基板（１１）を彫り込んで
透明基板パターン（１１ａ）を形成した構成になってい
る。

【００２３】ここで、透明基板（１１）は従来の位相シ
フトマスクと同様の材料を使用することができ、例えば
合成石英、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム等
の、照射する短波長光に対し光学的に透明である任意材
料からなり、その厚みには特に制約はないが、通常２．
３ｍｍ（０．０９インチ）〜６．３５ｍｍ（０．２５イ
ンチ）程度のものが用いられている。

【００２４】また、遮光層（１２）の材料であるタング
ステンを添加したクロムの重量比率は、クロムが９０〜
９８％、タングステンが２〜１０％からなり、タンタル
を添加したクロムの重量比率は、クロムが９０〜９８
％、タンタルが２〜１０％からなる。なお、このクロム
とタングステン、クロムとタンタルの重量比率は、上記
の数値範囲内であれば適宜組み合わせることが可能であ
る。また、この遮光層（１２）の厚さは５０ｎｍ以上、
好ましくは８０〜１５０ｎｍ程度である。なお、厚さは
必ずしもこの範囲内に限られないが、通常は以下の理由
で用いない。すなわち、５０ｎｍよりも薄いと、成膜時
に厚さムラやピンホール等の欠陥が発生しやすくなる。
また十分な遮光性が得られなくなる。ただし前記の欠陥
を成膜技術の向上等により克服できれば、遮光層（１
２）の厚さは５０ｎｍより薄くても支障はない。一方、
１５０ｎｍより厚いと、成膜時間やエッチング時間が長
くなり、さらにはエッチングの際にパターニングを施し
にくくなるが、成膜技術やエッチング技術の向上により
前記の欠点を克服出来れば、１５０ｎｍより厚くても支
障はない。

【００２５】この遮光層（１２）を形成するには、スパ
ッタリング法を採用することが出来る。具体的には、タ
ングステンを添加したクロムのターゲットを用いて、主
にアルゴンガス雰囲気中で所定の条件設定によりスパッ
タリングを行う。

【００２６】また、上記と同様にタンタルを添加したク
ロムのターゲットを用いて、主にアルゴンガス雰囲気中
で所定の条件設定によりスパッタリングを行う。

【００２７】また、添加物であるタングステンまたはタ
ンタルの重量比率の範囲は、２〜１０％が好ましい。２
％未満では短波長光に対する耐性の向上が見られず、照
射損傷が生じてパターンが劣化してしまう。また１０％
を越えるとエッチング速度が低下するためパターン化し
ずらくなる。

【００２８】次に、位相シフト層（１３）は、通常はＳ
ｉＯ₂等が用いられる。位相シフト層（１３）は、透過
光の位相を１８０度反転させるためのもので、そのため
には、位相シフト層（１３）の薄膜は、透過光が透明基
板（１１）に対して１８０度の位相を持つようにするべ
く設定する必要がある。このときの条件は、位相シフト
層の屈折率をｎ、露光光源波長をλ、位相シフト層の膜
厚をｄとすると、ｄ＝λ／｛２（ｎー１）｝で表され
る。具体的に、ｎを１．５（ＳｉＯ₂）、λを２４８ｎ
ｍとすると位相シフト層の膜厚は約２５０ｎｍとなる。

【００２９】次に、エッチングストッパー層（１４）
は、文字通り、位相シフト層（１３）のエッチングの際
に下地の透明基板（１１）がエッチングされるのを防止
するためのもので、シリコンの窒化物または炭化物が使
用される。特にシリコンの炭化物は導電性を有するの
で、位相シフトマスク製造の際に、電子線描画時のチャ
ージアップ現象を防止できる。エッチングストッパー層
（１４）の厚さについては特に限定はないが、薄すぎる
とエッチングの進行を防止しにくくなる一方で、出来る
だけ薄い方が成膜時間が短くてすみ、かつ透明性も高く
なるという理由から５〜２０ｎｍ程度の厚さが望まし
い。

【００３０】また、透明基板（１１）上に、位相シフト
層（１３）およびエッチングストッパー層（１４）の各
薄膜を形成する方法としては、スパッタリング法、イオ
ンプレーティング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の従来公
知の方法を任意に採用することが出来るが、スパッタリ
ング法が使用上の容易さから特に望ましい。

【００３１】次に、図４に示す構成の位相シフトマスク
ブランクを用いて位相シフトマスクを製造する方法の一
例を、図６（ａ）〜（ｈ）に基づいて述べる。

【００３２】位相シフトマスクブランクの表面に必要な
洗浄を行った後、感光性樹脂をスピンナー等を用いて塗
布して電子線ポジ型レジスト層（１５）を形成し、ベー
ク処理後、所定のパターンを露光（１７）する（図６
（ａ）参照）。

【００３３】露光後、所定の現像処理を行って露光部の
レジスト層を除去し、レジストパターン（１５ａ）を形
成する（図６（ｂ）参照）。

【００３４】次に、ベーク処理後、レジストパターン
（１５ａ）をマスクとして、エッチングにより、遮光層
（１２）を部分的に除去して遮光層パターン（１２ａ）
を形成する（図６（ｃ）参照）。エッチング方法はウェ
ットエッチング法、ドライエッチング法のいずれを採用
してもかまわないが、高精度化の点ではドライエッチン
グが望ましい。

【００３５】しかる後、残存しているレジストパターン
（１５ａ）を除去する（図６（ｄ）参照）。

【００３６】次に、スパッタリングにより位相シフト層
（１３）を形成する。さらに再度、電子線ネガ型レジス
ト（１６）を塗布し、所定のパターン露光（１７）をす
る（図６（ｅ）参照）。ここでは、電子線ネガ型レジス
トを便宜上用いたが、描画する部分を反転させねば電子
線ポジ型レジストを使用しても差し支えはない。

【００３７】露光後、所定の現像処理を行って未露光部
分のレジスト層を除去し、レジストパターン（１６ａ）
を形成する（図６（ｆ）参照）。

【００３８】次に、ベーク処理後、レジストパターン
（１６ａ）をマスクとして、エッチングにより、位相シ
フト層（１３）を部分的に除去して位相シフトパターン
（１３ａ）を形成する（図６（ｇ）参照）。位相シフト
層（１３）の下にエッチングストッパー層（１４）があ
るため、位相シフト層（１３）のエッチングの終点を検
出できる。エッチング方法はドライエッチング法を用い
る。

【００３９】しかる後、残存していたレジストパターン
（１６ａ）を除去して（図６（ｈ）参照）、図１に示す
位相シフトマスクが得られる。

【００４０】次に、図２に示す構成の位相シフトマスク
の製造方法について図７（ａ）〜（ｈ）に基づいて述べ
る。

【００４１】まず、透明基板（１１）上に、エッチング
ストッパー層（１４）、位相シフト層（１３）及び遮光
層（１２）を順に成膜し、上記と同様、リソグラフィー
法によりパターンニングを行って、遮光層（１２）を部
分的に除去した遮光パターン（１２ａ）を形成する（図
７（ａ）〜（ｃ）参照）。

【００４２】しかる後、残存していたレジストパターン
（１５ａ）を除去する（図７（ｄ）参照）。

【００４３】次に、再度、電子線ネガ型レジスト（１
６）を塗布し、ベーク処理後、所定のパターン露光を行
い、所定の現像処理を行って、レジストパターン（１６
ａ）を形成する（図７（ｅ）、（ｆ）参照）。

【００４４】ベーク処理後、レジストパターン（１６
ａ）をマスクとして、エッチングを行い、位相シフト層
（１３）を部分的に除去して位相シフトパターン（１３
ａ）を形成し（図７（ｇ）参照）、最後にレジストパタ
ーン（１６ａ）を除去して（図７（ｈ）参照）、図２に
示す位相シフトマスクが得られる。

【００４５】次に、図３に示す構成の位相シフトマスク
の製造方法について、図８（ａ）〜（ｈ）に基いて述べ
る。

【００４６】まず、透明基板（１１）上に遮光層（１
２）を成膜し、上記と同様、リソグラフィー法によるパ
ターンニングを行って、遮光層（１２）を部分的に除去
した遮光層パターン（１２ａ）を形成する（図８（ａ）
〜（ｃ）参照）。しかる後、残存していたレジストパタ
ーン（１５ａ）を除去する（図８（ｄ）参照）。

【００４７】次いで、再度、電子線ネガ型レジスト（１
６）を塗布し、ベーク後、所定のパターン露光（１７）
を行い（図８（ｅ）参照）、所定の現像処理を行って、
レジストパターン（１６ａ）を形成する（図８（ｆ）参
照）。

【００４８】ベーク処理後、レジストパターン（１６
ａ）をマスクとしてエッチングを行い、透明基板（１
１）を所定の深さまで彫り込み、透明基板パターン（１
１ａ）を形成する（図８（ｇ）参照）。

【００４９】最後に、レジストパターン（１６ａ）を除
去して、図３に示す位相シフトマスクが完成する（図８
（ｈ）を参照）。

【００５０】

【作用】本発明の、位相シフトマスクおいて、タングス
テンまたはタンタルを添加したクロムからなる遮光層
（１２）を用いることで熱的に安定するため、従来問題
であった照射損傷による遮光層のパターンの劣化を防ぐ
ことができ、エキシマレーザ光に対する照射耐性を向上
することができる。

【００５１】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。

【００５２】＜実施例１＞まず、洗浄済のフォトマスク
用の石英基板上に、ＲＦマグネトロンスパッタ装置に
て、シリコンターゲットを用い、ＣＨ₄ガスを２０ＳＣ
ＣＭ流し、パワー１００Ｗでスパッタリングを行い、エ
ッチングストッパー層として約１０ｎｍ厚のシリコンの
炭化膜を形成した。この時の背圧は２．０×１０-4Ｐ
ａ、スパッタ圧は２．０×１０-1Ｐａであった。続い
て、シャッターを閉じ、アルゴンガスを２０ＳＣＣＭ流
し、パワー１００Ｗで充分プレスパッタリングを行った
後、アルゴンガスを止め、シャッターを開き、酸素ガス
を２０ＳＣＣＭ流し、パワー１Ｋｗでスパッタリングを
行い、位相シフト層として約２５０ｎｍ厚のＳｉＯ₂膜
を上記エッチングストッパー層の上に形成した。この時
のスパッタ圧は２．０×１０-1Ｐａであった。

【００５３】次に、シャッターを閉じ、アルゴンガスを
２０ＳＣＣＭ流し、パワー１００ｗで充分プレスパッタ
リングを行った後、シャッターを開き、ターゲットにタ
ングステンを添加したクロム（配合比率はクロムが９５
％、タングステンが５％）を用い、アルゴンガス流量１
０ＳＣＣＭ、パワー８００ｗ、スパッタ圧６．０×１０
-1Ｐａの条件で遮光層を厚さ約１００ｎｍに成膜した。

【００５４】＜評価＞図９に示すように、ＫｒＦエキシ
マレーザ光（１９）を位相シフトマスクブランク（２
１）に照射し、遮光層の照射耐性を評価した。レーザ光
は１００パルス照射した。

【００５５】また、図９の評価方法を用いて、この方法
で本発明の位相シフトマスクブランクに、従来の位相シ
フトマスクブランクが変色したレーザ光強度で、ＫｒＦ
エキシマレーザ光を照射したところ変色が見られなかっ
た。

【００５６】さらに、レーザ光の強度を増加させ、本発
明の位相シフトマスクブランクにエキシマレーザ光を照
射したところ、従来の位相シフトマスクブランクの１．
５倍のレーザ光強度で変色した。

【００５７】次に、レーザ光のパルス数を増加させ、従
来の位相シフトマスクブランクにＫｒＦエキシマレーザ
光を１００００パルス照射し、変色するレーザ光強度を
調べた。

【００５８】同じレーザ光強度で、本発明の位相シフト
マスクブランクにＫｒＦエキシマレーザ光を照射したと
ころ、変色は見られなかった。

【００５９】さらに、レーザ光の強度を増加させ、本発
明の位相シフトマスクブランクにエキシマレーザ光を照
射したところ、従来の位相シフトマスクブランクの１．
６倍のレーザ光強度で変色した。

【００６０】＜実施例２＞まず、洗浄済のフォトマスク
用の石英基板上に、ＲＦマグネトロンスパッタ装置に
て、シリコンターゲットを用い、ＣＨ₄ガスを２０ＳＣ
ＣＭ流し、パワー１００ｗでスパッタリングを行い、エ
ッチングストッパー層として約１０ｎｍ厚のシリコンの
炭化膜を形成した。この時の背圧は２．０×１０-4Ｐ
ａ、スパッタ圧は２．０×１０-1Ｐａであった。続い
て、シャッターを閉じ、アルゴンガスを２０ＳＣＣＭ流
し、パワー１００ｗで充分プレスパッタリングを行った
後、アルゴンガスを止め、シャッターを開き、ターゲッ
トにタングステンを添加したクロム（配合比率はクロム
が９５％、タングステンが５％）を用い、アルゴンガス
流量１０ＳＣＣＭ、ＤＣパワー約８００ｗ、スパッタ放
電時の圧力が約６×１０-1Ｐａの条件で遮光層を膜厚約
１００ｎｍ成膜した。

【００６１】続いて、このマスクブランクの表面に、電
子線ポジ型レジスト（ヘキストジャパン（株）製電子線
レジストＡＺ−５２０６）を約５００ｎｍ厚にスピンナ
ー塗布し、９０℃に設定したホットプレートで約３０分
間プリベークを行った。

【００６２】次に、電子線描画装置（ＨＬ７００Ｓ
（株）日立製作所製）を使用して、加速電圧２０ＫＶ、
ドーズ量約４×１０-5Ｃ／ｃｍ²にて所定のパターン描
画を行った。

【００６３】描画後、所定の現像処理を行い、露光部分
のレジスト層を除去してレジストパターンを得た後、９
０℃に設定したホットプレートで約３０分間ポストベー
クを行った。

【００６４】次に、このレジストパターンを形成したマ
スクブランクを平行平板型プラズマエッチング装置（以
下ＲＩＥと略記する）にセットし、圧力約２Ｐａ、３０
０ｗの高周波電力を用いて、遮光層のドライエッチング
を行った。

【００６５】エッチング終了後、メチルエチルケトン中
に浸漬、撹拌して、残存していたレジスト層を除去し、
洗浄および乾燥を行ってから、ＲＦマグネトロンスパッ
タ装置にて、シリコンターゲットを用い、酸素ガスを２
０ＳＣＣＭ流し、パワー１Ｋｗでスパッタリングを行
い、位相シフト層として約２５０ｎｍ厚のＳｉＯ₂膜を
上記マスクブランクの上に形成した。さらに、電子線ネ
ガ型レジスト（東ソー（株）製電子線レジストＣＭＳ
−ＥＸ）を約５００ｎｍ塗布し、ベーク処理を行った。
次いで、前記電子線描画装置により、所定のパターン描
画を行い、現像、ポストベーク処理を行い、レジストパ
ターンを得た。

【００６６】次に、ＲＩＥを用いて、ＣＦ₄ガスを５０
ＳＣＣＭ、およびＨ₂ガスを５ＳＣＣＭ流し、ガス圧約
４Ｐａ、パワー３００ｗで数分間、位相シフト層のエッ
チングを行った。この際、位相シフト層のエッチングが
終了した時点でＲＩＥのモニターに炭素のピークが出始
めたので、ＲＩＥを止め、チャンバーから基板を取り出
した。

【００６７】エッチング終了後、残存しているレジスト
層を溶剤で除去し、洗浄及び乾燥を行って、図１に示す
ような構成の位相シフトマスクが得られた。

【００６８】この得られた位相シフトマスクを用いて、
ＫｒＦエキシマレーザを光源とするステッパーによりシ
リコンウェハー上に縮小投影露光を行ったところ、シリ
コンウェハー上に高精度微細パターンを形成することが
できた。

【００６９】＜評価＞さらにこの位相シフトマスクを、
実施例１と同様のエキシマレーザ照射耐性評価を行った
ところ、実施例１と同様の耐性を得ることができた。

【００７０】＜実施例３＞実施例１で得られた位相シフ
トマスクブランクの表面に、電子線ポジ型レジストを塗
布し、ベーク処理を行った。次いで前記電子線描画装置
を用いて、所定のパターン描画を行った。描画後、所定
の現像処理を行い、露光部のレジスト層を除去してレジ
ストパターンを得、ベーク処理を行った。

【００７１】さらに、実施例２と同様にＲＩＥで遮光層
のエッチングを行い、残存しているレジスト層を溶剤で
除去した。洗浄及び乾燥を行ってから、再度、電子線ポ
ジ型レジストを塗布し、ベーク処理を行った。次いで前
記電子線描画装置により、所定の重ね合わせパターン描
画を行い、現像、ポストベーク処理後、前記と同様にし
て、位相シフト層のエッチングを行った。

【００７２】エッチング終了後、残存しているレジスト
層を溶剤で除去し、洗浄及び乾燥を行って、図２に示す
ような構成の位相シフトマスクが得られた。

【００７３】この得られた位相シフトマスクを用いて、
ＫｒＦエキシマレーザを光源とするステッパーによりシ
リコンウェハー上に縮小投影露光を行ったところ、シリ
コンウェハー上に高精度微細パターンを形成することが
できた。

【００７４】＜評価＞さらにこの位相シフトマスクを、
実施例１と同様のエキシマレーザ照射耐性評価を行った
ところ、実施例１と同様の耐性を得ることが出来た。

【００７５】＜実施例４＞まず、洗浄済みのフォトマス
ク用の石英基板上に、ＲＦマグネトロンスパッタ装置を
用いて、ターゲットにタングステンを添加したクロム
（重量比率はクロムが９５％、タングステンが５％）を
用い、アルゴンガス流量１０ＳＣＣＭ、ＤＣパワー約８
００ｗ、スパッタ放電時の圧力が約６×１０-1Ｐａの条
件で遮光層を膜厚約１００ｎｍ成膜した。これにより図
５に示すような位相シフトマスクブランクが得られる。

【００７６】得られたフォトマスクブランクの表面に、
電子線ポジ型レジストを塗布し、ベーク処理、パターン
描画、現像、ポストベーク処理を行い、遮光層のエッチ
ングを行った。

【００７７】エッチング終了後、残存しているレジスト
層を溶剤で除去し、洗浄及び乾燥を行ってから、再度、
電子線ネガ型レジストを塗布し、ベーク処理を行った。
次いで、所定のパターン描画を行い、現像、ポストベー
ク処理後、ＲＩＥで石英基板を約２５０ｎｍの深さまで
エッチングを行った。しかる後、残存しているレジスト
層を溶剤で除去し、洗浄及び乾燥を行って、図３に示す
ような構成の位相シフトマスクが得られた。

【００７８】この得られた位相シフトマスクを用いて、
ＫｒＦエキシマレーザを光源とするステッパーによりシ
リコンウェハー上に縮小投影露光を行ったところ、シリ
コンウェハー上に高精度微細パターンを形成することが
できた。

【００７９】＜評価＞さらにこの位相シフトマスクを、
実施例１と同様のエキシマレーザ照射耐性評価を行った
ところ、実施例１と同様の耐性を得ることが出来た。

【００８０】

【発明の効果】本発明によれば、タングステンまたはタ
ンタルをクロムに添加した遮光層からなる位相シフトマ
スクブランクを用いることで、エキシマレーザ光に対す
る耐性が著しく向上する。また、タングステンまたはタ
ンタルをクロムに添加した遮光層からなる位相シフトマ
スクを用いることで、エキシマレーザ光に対する耐性が
向上することで、エキシマレーザを光源とする露光装置
対応の位相シフトマスクとして使用することが可能とな
った。これにより、より一層の高精度微細パターンを形
成することが可能となった。

【００８１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における位相シフトマスクの
断面図である。

【図２】本発明の他の実施例における位相シフトマスク
の断面図である。

【図３】本発明の他の実施例における位相シフトマスク
の断面図である。

【図４】本発明の一実施例における位相シフトマスクブ
ランクの構成を示す断面図である。

【図５】本発明の他の実施例における位相シフトマスク
ブランクの構成を示す断面図である。

【図６】（ａ）〜（ｈ）本発明の位相シフトマスクの製
造方法を示す説明図である。

【図７】（ａ）〜（ｈ）本発明の位相シフトマスクの製
造方法を示す説明図である。

【図８】（ａ）〜（ｈ）本発明の位相シフトマスクの製
造方法を示す説明図である。

【図９】位相シフトマスクブランクの照射耐性評価方法
を示す説明図である。

【図１０】従来の位相シフトマスクの一例を示す断面図
である。

【符号の説明】

１１ …透明基板１１ａ…透明基板パターン１２ …遮光層１２ａ…遮光層パターン１３ …位相シフト層１３ａ…位相シフトパターン１４ …エッチングストッパー層１５ …電子線ポジ型レジスト１５ａ…レジストパターン１６ …電子線ネガ型レジスト１６ａ…レジストパターン１７ …電子線露光１８ …エキシマレーザ１９ …エキシマレーザ光２０ …集光レンズ２１ …位相シフトマスクブランクまたは位相シフトマ
スク２２ …従来の遮光層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板上に、エッチングストッパー層、
タングステンを添加したクロムまたはタンタルを添加し
たクロムからなる遮光層、シリコンの酸化物からなる位
相シフト層を順に設け、前記位相シフト層および遮光層
をそれぞれパターン化してなることを特徴とする位相シ
フトマスク。
【請求項２】透明基板上に、エッチングストッパー層、
シリコンの酸化物からなる位相シフト層、タングステン
を添加したクロムまたはタンタルを添加したクロムから
なる遮光層を順に設け、前記遮光層および位相シフト層
をそれぞれパターン化してなることを特徴とする位相シ
フトマスク。
【請求項３】透明基板上に、タングステンを添加したク
ロムまたはタンタルを添加したクロムからなるパターン
化した遮光層を設け、該遮光層パターン間の透明基板を
彫り込むことを特徴とする位相シフトマスク。
【請求項４】前記遮光層の材料であるタングステンを添
加したクロムの重量比率は、クロムが９０〜９８％、タ
ングステンが２〜１０％であることを特徴とする請求項
１乃至請求項３に記載の位相シフトマスク。
【請求項５】前記遮光層の材料であるタンタルを添加し
たクロムの重量比率は、クロムが９０〜９８％、タンタ
ルが２〜１０％であることを特徴とする請求項１乃至請
求項３に記載の位相シフトマスク。
【請求項６】透明基板上に、エッチングストッパー層を
設け、該エッチングストッパー層の上にシリコンの酸化
物からなる位相シフト層を設け、該位相シフト層の上
に、タングステンを添加したクロムまたはタンタルを添
加したクロムからなる遮光層を設けたことを特徴とする
位相シフトマスクブランク。
【請求項７】前記遮光層の材料であるタングステンを添
加したクロムの重量比率は、クロムが９０〜９８％、タ
ングステンが２〜１０％であることを特徴とする請求項
６に記載の位相シフトマスクブランク。
【請求項８】前記遮光層の材料であるタンタルを添加し
たクロムの重量比率は、クロムが９０〜９８％、タンタ
ルが２〜１０％であることを特徴とする請求項６に記載
の位相シフトマスクブランク。
【請求項９】透明基板上に、エッチングストッパー層を
スパッタリング法で形成し、エッチングストッパー層の
上に、タングステンを添加したクロムまたはタンタルを
添加したクロムからなる遮光層を形成し、さらにシリコ
ンの酸化物からなる位相シフト層をスパッタリング法に
より形成し、前記位相シフト層および遮光層をそれぞれ
エッチングによりパターン化してなることを特徴とする
位相シフトマスクの製造方法。
【請求項１０】透明基板上に、エッチングストッパー
層、シリコンの酸化物からなる位相シフト層を順にスパ
ッタリング法により形成し、この位相シフト層の上に、
タングステンを添加したクロムまたはタンタルを添加し
たクロムからなる遮光層を形成し、前記遮光層および位
相シフト層をそれぞれエッチングによりパターン化して
なることを特徴とする位相シフトマスクの製造方法。
【請求項１１】前記遮光層の材料であるタングステンを
添加したクロムの重量比率は、クロムが９０〜９８％、
タングステンが２〜１０％であることを特徴とする請求
項９又は請求項１０に記載の位相シフトマスクの製造方
法。
【請求項１２】前記遮光層の材料であるタンタルを添加
したクロムの重量比率は、クロムが９０〜９８％、タン
タルが２〜１０％であることを特徴とする請求項９又は
請求項１０に記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項１３】前記タングステンを添加したクロムまた
は前記タンタルを添加したクロムをターゲットとし、ス
パッタリング法により遮光層を形成することを特徴とす
る請求項９又は請求項１０に記載の位相シフトマスクの
製造方法。
【請求項１４】透明基板上に、エッチングストッパー
層、位相シフト層を順にスパッタリング法で形成し、さ
らにタングステンを添加したクロムまたはタンタルを添
加したクロムからなる遮光層を形成することを特徴とす
る位相シフトマスクブランクの製造方法。
【請求項１５】前記遮光層の材料であるタングステンを
添加したクロムの重量比率は、クロムが９０〜９８％、
タングステンが２〜１０％であることを特徴とする請求
項１４に記載の位相シフトマスクブランクの製造方法。
【請求項１６】前記遮光層の材料であるタンタルを添加
したクロムの重量比率は、クロムが９０〜９８％、タン
タルが２〜１０％であることを特徴とする請求項１４に
記載の相シフトマスクブランクの製造方法。
【請求項１７】前記タングステンを添加したクロムまた
は前記タンタルを添加したクロムをターゲットとし、ス
パッタリング法により遮光層を形成することを特徴とす
る請求項１４乃至請求項１６に記載の位相シフトマスク
ブランクの製造方法。