JPH0943830A - ハーフトーン型位相シフトマスク及びハーフトーン型位相シフトマスクブランク並びにそれらの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的単純な製造工程によって欠陥の発生を
押さえつつ高精度なハーフトーン型位相シフトマスクを
得ることができるハーフトーン型位相シフトマスク及び
ハーフトーン型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。 【解決手段】 転写領域内Ｅ1 及び転写領域外Ｅ2 のい
ずれか一方又は双方の少なくとも一部の領域における半
透光部たる半透光膜パターン２１の上に光の透過を遮断
する遮光部たる遮光膜パターン３１を設けるようにした
ハーフトーン型位相シフトマスクにおいて、半透光部た
る半透光膜パターン２１をフッ素とクロムとを主成分と
する部材で構成し、遮光部たる遮光膜パターン３１をク
ロムを主成分とする部材で構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マスクを通過する
露光光間に位相差を与えることにより、転写パターンの
解像度を向上できるようにした位相シフトマスクであっ
て、遮光部を実質的に露光に寄与しない強度の光を透過
させると同時に透過光の位相をずらす半透光膜で構成
し、この遮光部と透光部との境界近傍を通過した光が互
いに打ち消しあうようにして境界部のコントラストを良
好に保持できるようにしたいわゆるハーフトーン型位相
シフトマスク及びその素材たるハーフトーン型位相シフ
トマスクブランクに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ＬＳＩ製造等においては、微細パ
ターン転写マスクたるフォトマスクの一つとして位相シ
フトマスクが用いられる。この位相シフトマスクは、マ
スクを通過する露光光間に位相差を与えることにより、
転写パターンの解像度を向上できるようにしたものであ
る。この位相シフトマスクの一つに、特に、単一のホー
ル、ドットまたはライン、スペース等の孤立したパター
ン転写に適したものとして、特開平４−１３６８５４号
公報に記載の位相シフトマスクが知られている。

【０００３】この位相シフトマスクは、透明基板上に実
質的に露光に寄与しない強度の光を透過させると同時に
通過する光の位相をシフトさせる半透光膜を形成し、こ
の半透光膜の一部を選択的に除去することにより、実質
的に露光に寄与する強度の光を透過させる透光部と実質
的に露光に寄与しない強度の光を透過させる半透光部と
で構成するマスクパターンを形成したものである。この
位相シフトマスクは、半透光部を通過する光の位相をシ
フトさせて該半透光部を通過した光の位相が上記透光部
を通過した光の位相に対して実質的に反転する関係にな
るようにすることにより、前記透光部と半透光部との境
界近傍を通過して回折により回り込んだ光が互いに打ち
消しあうようにして境界部のコントラストを良好に保持
できるようにしたものであり、通称、ハーフトーン型位
相シフトマスクと称されている。

【０００４】この位相シフトマスクにおいては、露光光
の波長をλ、半透光膜の露光光に対する屈折率をｎとし
たときに、一般的には、半透光膜の膜厚ｔの値が、 ｔ＝λ／｛２（ｎ−１）｝ を満たす値に設定され、また、露光光の波長における半
透光膜の透過率が１〜５０％程度になるように設定され
るのが普通である。

【０００５】上述のように、ハーフトーン型位相シフト
マスクは、要するに、半透光部によって位相シフト機能
と遮光機能とを兼ねさせたものである。すなわち、この
半透光部を、パターンの境界部においては位相シフト層
として機能させ、それ以外の部分では遮光層として機能
させている。したがって、本来は完全に露光光を遮断す
るのが理想的である部分にもわずかな漏れ光が到達して
いる。通常は、この漏れ光があっても実質的な露光とま
で至らないように、全体の露光量を調整する。

【０００６】このように、このハーフトーン型位相シフ
トマスクは、半透光部によって遮光部を兼ねているもの
であるので、原理的には従来の一般的な位相シフトマス
クのような遮光膜を設ける必要はない。しかしながら、
このハーフトーン型位相シフトマスクの欠点をカバーす
るために、半透光部を形成する半透光膜の上又は下に遮
光膜を設けたものが提案されている。以下、この提案に
かかるハーフトーン型位相シフトマスクについてその提
案の背景から説明する。

【０００７】周知のように、ハーフトーン型位相シフト
マスクは、通常、半導体製造に用いられる露光装置であ
る縮小投影露光装置（ステッパー）のマスク（レティク
ル）として用いられる。このステッパーは、レティクル
を露光光で投影して得られる投影像を投影レンズで縮小
し、被転写体である半導体ウエハ上に結像させて縮小投
影露光を行うものである。この縮小投影露光は、通常、
１枚の半導体ウエハ上の異なる位置に同一のレティクル
のパターンを繰り返し転写して露光し、１枚のウエハか
ら多数の半導体チップを得るものである。このため、こ
のステッパーを用いてパターン転写を行うときは、ステ
ッパーに備えられた被覆部材（アパーチャー）によって
位相シフトマスク（レティクル）の転写領域のみを露出
させるように周縁領域を被覆して露光を行う。

【０００８】しかしながら、このアパーチャーは、精度
よく（例えば、１μｍ内外の精度）転写領域のみを露出
させるように設置することは機械精度的に難しく、多く
の場合、露出部が転写領域の外周周辺の非転写領域には
みでてしまう。また、アパーチャーが仮に高精度であっ
てはみだし部がない場合であっても、アパーチャーと被
転写体との間に距離があることから露光光が回折して非
転写領域に達する。

【０００９】このように、アパーチャーが本来の転写領
域よりも広い範囲に露光光を通過させた場合、次の問題
のあることがわかった。すなわち、ハーフトーン型位相
シフトマスクは、通常、非転写領域に実質的に露光に寄
与しない強度の光を通過させる光半透光膜が形成されて
いる。このため、上述のように、アパーチャーが本来の
転写領域よりも広い範囲に露光光を通過させると、この
はみだした部分で実質的に露光に寄与しない強度の光に
よる露光がなされる。勿論、このはみだし部分があって
も１回の露光では何等問題は生じない。しかし、このは
みだして露光された部分（はみだし露光部）が転写領域
に重なったり、あるいは次の露光の際に同様にはみだし
て露光された部分と重なる場合が生じ、この重複露光に
よって、１回の露光では実質的に露光に寄与しない露光
量であっても、それらが加算されて露光に寄与する量に
達する場合がある。したがって、これにより、本来は露
光されるべきでない領域に結果的に露光が施されたと同
様のことがおこり、欠陥が発生する。

【００１０】また、このハーフトーン型位相シフトマス
クの本来の利点が発揮されるパターンサイズ（例えば、
波長３６５ｎｍのいわゆるｉ線ではおよそ０．３〜０．
５μｍ）よりも大きなパターン（およそ数〜数十倍以上
の大きさ）ではパターン近傍においてサイドローブ効果
が顕著になり不要なレジスト膜減りが生じて欠陥になっ
てしまうこともある。

【００１１】この様な欠点を除去できるものとして、非
転写領域に形成された半透光膜の上であって転写領域と
非転写領域との境界に隣接する非転写領域に所定以上の
幅を有する遮光部を形成するようにしたハーフトーン型
位相シフトマスクが提案されている（特開平６ー２８２
０６３号参照）。

【００１２】図４は上記提案にかかるハーフトーン型位
相シフトマスクの製造工程の説明図である。この図にお
いて、透明基板１上にスパッタリング法によってクロム
からなる半透過遮光膜２ａを形成し、その上にスピンコ
ート法によってＳＯＧ（スピン・オン・グラス）からな
る位相シフト膜２ｂを形成する。これら半透過遮光膜２
ａとＳＯＧからなる位相シフト膜２ｂとによって半透光
膜２を構成する。

【００１３】次に、上記半透光膜２の上にクロムからな
る遮光膜３をスパッタリング法によって形成し、遮光膜
３の上にポジ型電子線レジスト４をスピンコート法によ
って形成する（図４(a) 参照）。

【００１４】次に、電子線描画によりレジストパターン
４１を形成し、これをマスクにして遮光膜３をウエット
エッチングし、引き続いて位相シフト膜２ｂをドライエ
ッチングして遮光膜パターン３１及び位相シフト膜パタ
ーン２１ｂを形成する（図４(b) 参照）。

【００１５】次に、レジストパターン４１を剥離した
後、スピンコート法によりネガ型電子線レジスト５を形
成する（図４(c) 参照）。

【００１６】次に、電子線描画によりレジストパターン
５１を形成し、これをマスクとして遮光膜パターン３１
及び半透過膜２ａをウエットエッチングして遮光膜パタ
ーン３１１及び半透過遮光膜パターン２１ａを形成する
（図４(d) 参照）。

【００１７】最後にレジストパターン５１を剥離して所
望のハーフトーン型位相シフトマスクを得ている（図４
(e) 参照）。

【００１８】また、この様なマスクにおいては、通常、
非転写領域にアライメントのためのフィデユシャルマー
クやマスク品名もしくはパターン名等が付される。とこ
ろが、ハーフトーン型位相シフトマスクではこれらのマ
ークが付される非転写領域の部分は半透光膜で構成され
ることになる。すなわち、これらのマークは半透光膜に
形成されることになる。この半透光膜に形成されたマー
クの読み取りは、露光の場合のようにｉ線等の波長と異
なり、目視等を対象とする可視光波長領域である。それ
ゆえ、露光波長では必要なコントラストが得られてもこ
れらのマークの読取りの際の波長については十分なコン
トラストが得られず、読み取りが困難になるという問題
もある。

【００１９】この問題を解決するものとしては、上述の
アライメントマーク等を形成する非転写領域について
は、半透光膜の上に遮光膜を形成してこの遮光膜にマー
クを付すようにしたものが提案されている（特開平６ー
２５０３７６号参照）。

【００２０】図５は上記提案にかかるハーフトーン型位
相シフトマスクの製造工程の説明図である。この図にお
いて、透明基板１上にＰＶＤ法によってアルミナからな
るエッチングストッパー膜６を形成し、その上にＰＶＤ
法によってＳｉＯ2 からなる位相シフト膜２ｂを形成
し、その上にスパッタリング法によりクロムからなる遮
光膜３を形成し、その上にスピンコート法によってポジ
型フォトレジスト４を形成する（図５(a) 参照）。

【００２１】次に上記フォトレジスト４に所定の露光を
施してレジストパターン４１を形成し、これをマスクに
して遮光膜３をウエットエッチングして遮光膜パターン
３１１を形成する（図５(b) 参照）。

【００２２】次にレンジストパターン４１を剥離し、ス
パッタリング法によりクロムからなる半透過遮光膜２ａ
及びスピンコート法によりポジ型電子線レジストを形成
する（図５(c) 参照）。

【００２３】次に、電子線描画法によりレジストパター
ン５１を形成し、これをマスクとして半透過遮光膜２ａ
をウエットエッチングし、引き続いて位相シフト膜２ｂ
をドライエッチングしてそれぞれ半透過遮光膜パターン
２１ａ及び位相シフト膜パターン２１ｂを形成する（図
５(d) 参照）。

【００２４】最後にレジストパターン５１を剥離して所
望のハーフトーン位相シフトマスクを得ている（図５
(e) 参照）。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来例の場合に
は、いずれも半透光膜の上又は下に遮光膜を形成する必
要があるものであるが、遮光膜と半透光膜との材質の組
み合わせに起因して以下のような問題のあることがわか
った。

【００２６】まず、上記特開平６ー２８２０６３号公報
記載の発明では、透明基板上に形成される膜構成が、ク
ロム／ＳＯＧ／クロムという構成である。このような構
成の膜を形成するためには、真空装置内でクロム膜を形
成し、次に、真空装置から取り出して回転塗布によりＳ
ＯＧを塗布してこれを炉で焼成することによってＳＯＧ
膜を形成し、しかる後に再度真空装置内に入れてクロム
膜を形成する必要がある。すなわち、真空装置内での複
数の処理工程の間に焼成工程をさしはさむ必要があるこ
と等から工程が煩雑で製造に時間がかかり、かつ、工程
が複雑である故に欠陥が発生する確立が高いという問題
がある。しかも、ＳＯＧとクロムとは密着性に問題があ
り、ＳＯＧからクロムが剥離したり、あるいは、クロム
上からＳＯＧが剥離してしまう可能性もある。

【００２７】また、上記特開平６ー２５０３７６号公報
記載の方法においても中間品（マスク素材）たるマスク
ブランクの構成、加工が複雑で欠陥が発生する確率が非
常に高い。また２回目の露光時に遮光層との正確な位置
関係を保つために重ね描画を行なわなければならない。
それゆえ、そのアライメントを取るためのアライメント
マークを遮光層に形成しなければならないが、遮光層に
マークを形成してもその後に半透光膜としてクロム膜を
形成してしまうためにマークを正確に検出することがで
きず、精度よい重ね描画ができないという欠点もある。

【００２８】本発明は、上述の背景のもとでなされたも
のであり、比較的単純な製造工程によって欠陥の発生を
押さえつつ高精度なハーフトーン型位相シフトマスクを
得ることができるハーフトーン型位相シフトマスク及び
ハーフトーン型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ことを目的とする。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明にかかるハーフトーン型位相シフトマスク
は、 （構成１） 透明基板上の転写領域に形成するマスクパ
ターンを、実質的に露光に寄与する強度の光を透過させ
る透光部と実質的に露光に寄与しない強度の光を透過さ
せる半透光部とで構成し、この半透光部を通過する光の
位相をシフトさせて該半透光部を通過した光の位相と前
記透光部を通過した光の位相とを異ならしめることによ
り、前記透光部と半透光部との境界近傍を通過した光の
相殺作用を利用して境界部のコントラストを良好に保持
できるようにしたハーフトーン型位相シフトマスクであ
って、前記転写領域内及び転写領域外のいずれか一方又
は双方の少なくとも一部の領域における半透光部の上に
光の透過を遮断する遮光部を設けるようにしたハーフト
ーン型位相シフトマスクにおいて、前記半透光部をフッ
素とクロムとを主成分とする部材で構成し、前記遮光部
をクロムを主成分とする部材で構成したことを特徴とす
る構成とし、この構成１の態様として、 （構成２） 構成１のハーフトーン型位相シフトマスク
において、前記半透光部を構成する部材が、酸素、炭素
及び窒素のいずれか１又は２以上を含むものであること
を特徴とする構成とし、これら構成１又は２の態様とし
て、 （構成３） 構成１又は２のハーフトーン型位相シフト
マスクにおいて、前記遮光部を構成する部材が、酸素、
炭素及び窒素のいずれか１又は２以上を含むものである
ことを特徴とする構成とし、構成１ないし３のいずれか
の態様として （構成４） 構成１ないし３のいずれかのハーフトーン
型位相シフトマスクにおいて、前記マスクパターン転写
領域と非転写領域との境界に隣接する非転写領域を半透
光部とし、かつ、この非転写領域の半透光部に所定以上
の幅を有する遮光層を設けたことを特徴とする構成と
し、また、本発明にかかるハーフトーン型位相シフトマ
スクブランクは、 （構成５） 構成１ないし４のいずれかのハーフトーン
型位相シフトマスクを製造する際にその素材として用い
るハーフトーン型位相シフトマスクブランクであって、
透明基板の上に半透光部を構成する半透光膜を有し、こ
の半透光膜の上に遮光部を構成する遮光膜を有し、前記
半透光膜がフッ素とクロムとを主成分とする部材で構成
され、前記遮光膜がクロムを主成分とする部材で構成さ
れたものであることを特徴とする構成とし、さらに本発
明にかかるハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法
は、 （構成６） 構成１ないし４のハフトーン型位相シフト
マスクを製造するハーフトーン型位相シフトマスクの製
造方法において、透明基板上に半透光部を形成する工程
と、この半透光部の上に遮光部を形成する工程とを有
し、前記半透光部をフッ素とクロムとを主成分とする部
材で構成し、前記遮光部をクロムを主成分とする部材で
構成したことを特徴とするハーフトーン型位相シフトマ
スクの製造方法。

【００３０】

【作用】上述の構成１によれば、前記半透光部をフッ素
とクロムとを主成分とする部材で構成し、前記遮光部を
クロムを主成分とする部材で構成したことにより、半透
光部と遮光部とが同じクロム系の部材からなるために、
これらをスパッタリングにより膜形成する場合、ターゲ
ットを同じにしてガスのみを変えることで連続して形成
することができ、効率的な製造を行なうことが可能とな
る。同時に、半透光部をフッ素とクロムとを主成分とす
る部材で構成したことから疎水性となり、ウエットエッ
チングできないことから、主成分としてフッ素を含まず
にクロムのみを主成分とする遮光部をウエットエッチン
グする場合に、半透光部をエッチングストッパーとして
用いることができ、別個にエッチングストッパーを設け
る必要がないので構成及び製造工程をより単純化するこ
とが可能となる。しかも、半透光部と遮光部とが同じク
ロム系の部材からなることから両者の密着性を高く維持
することもできる。さらに、以上の結果として、欠陥の
少ないマスクを比較的容易に得ることが可能になる。

【００３１】また、構成２又は３のように、半透光部又
は遮光部を構成する部材を、酸素、炭素及び窒素のいず
れか１又は２以上を含むものにすれば、これらの添加量
を制御することによって両者の密着性を維持しつつ比較
的簡単に所定の光透過率を得ることが可能になる。

【００３２】さらに、構成４のように、前記マスクパタ
ーン転写領域と非転写領域との境界に隣接する非転写領
域を半透光部とし、かつ、この非転写領域の半透光部に
所定以上の幅を有する遮光層を設けるようにすれば、ス
テッパーの光透過領域と、レティクルの転写領域との間
に多少のずれがあっても、このずれに基く露光の欠陥が
生ずることを防止することが可能となる。

【００３３】構成５によれば、構成１ないし４のいずれ
かのハーフトーン型位相シフトマスクを製造する際にそ
の素材として用いるハーフトーン型位相シフトマスクブ
ランクが得られ、構成６によれば、比較的単純な工程に
よって欠陥の少ないハーフトーン型位相シフトマスクを
得ることができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）図１は本発明の実施の形態１にかかる
ハーフトーン型位相シフトマスクの構成を示す断面図、
図２は本発明の実施の形態１にかかるハーフトーン型位
相シフトマスクの製造工程説明図である。以下、これら
の図面を参照にしながら実施の形態１にかかるハーフト
ーン位相シフトマスクを説明する。なお、本発明にかか
るハーフトーン型位相シフトマスクブランクは、ハーフ
トーン型位相シフトマスクを製造する際の素材であり、
少なくとも透明基板の上に半透光部を構成する半透光膜
を有し、この半透光膜の上に遮光部を構成する遮光膜を
有するもの等を広くさすので、その構成は、ハーフトー
ン型位相シフトマスクの製造工程の説明の項で明らかに
なるので、その説明は省略する。

【００３５】図１において、符号１は透明基板、符号２
１は半透光部を構成する半透光膜パターン、符号３１は
遮光部を構成する遮光膜パターンである。

【００３６】透明基板１は、表面を鏡面研摩した石英ガ
ラス基板（大きさ６インチ角、厚さ０．２５インチ）に
所定の洗浄を施したものである。

【００３７】半透光部を構成する半透光膜パターン２１
は、フッ素とクロムとを主成分とする膜の一部を選択的
に除去してパターンを形成したものである。この場合、
この半透光膜パターン２１は、図における転写領域Ｅ1
内においては透光部と半透光部とで構成されるパターン
が形成されているが、非転写領域Ｅ2 は、その全領域に
半透光膜が形成されて半透光部となっている。半透光膜
パターンを構成する半透光膜の膜組成は、フッ素（Ｆ）
が４０重量％、クロム（Ｃｒ）が３０重量％、窒素
（Ｎ）が２２重量％、炭素（Ｃ）が８重量％であり、膜
厚ｔは１８０ｎｍ、露光光（ｉ線：波長λ＝３６５ｎ
ｍ）に対する光透過率は１０％、露光光に対する屈折率
ｎは２．０１であって、露光光の波長λ、屈折率ｎ、半
透光膜の膜厚ｔとの間に、 ｔ＝λ／｛２（ｎ−１）｝ を満たす値に設定されている。

【００３８】遮光膜パターン３１は膜厚１００ｎｍのク
ロム膜で構成されている。この場合、この遮光膜パター
ン３１は、図における転写領域Ｅ1 内には形成されず、
非転写領域Ｅ2 内の転写領域Ｅ1 に近接する部分を除く
全ての部分に形成される。

【００３９】このハーフトーン型位相シフトマスクは、
「非転写領域に形成された半透光膜の上であって転写領
域と非転写領域との境界に隣接する非転写領域に所定以
上の幅を有する遮光部を形成するようにして重ね露光に
よる欠陥の発生を防止できるようにしたハーフトーン型
位相シフトマスク」（特開平６ー２８２０６３号参
照）、並びに、「アライメントマーク等を形成する非転
写領域については、半透光膜の上に遮光膜を形成するよ
うにしてアライメントマーク等の読み取りのためのコン
トラストを確保できるようにしたハーフトーン型位相シ
フトマスク」（特開平６ー２５０３７６号参照）と同様
の機能を備えたものである。

【００４０】しかも、この実施の形態１にかかるハーフ
トーン型位相シフトマスクの場合には、半透光部を構成
する半透光膜パターン２１をフッ素とクロムとを主成分
とする部材で構成し、遮光部を構成する遮光膜パターン
３１をクロムを主成分とする部材で構成したことによっ
て、半透光部をＳＯＧを含む膜で構成するような従来の
場合に比較して、製造の工程を単純化でき、製造時間の
短縮化が可能になると同時に、欠陥の発生を抑制でき、
さらには、半透光部を構成する膜と遮光部を構成する膜
との密着性も良好に維持することが可能となる。

【００４１】図２は本発明の実施の形態１にかかるハー
フトーン位相シフトマスクの製造工程の説明図である。
以下この図を参照しながら実施の形態１にかかるハーフ
トーン位相シフトマスクの製造工程を説明する。

【００４２】まず、透明基板１上に、膜組成がフッ素
（Ｆ）が４０重量％、クロム（Ｃｒ）が３０重量％、窒
素（Ｎ）が２２重量％、炭素（Ｃ）が８重量％であっ
て、膜厚が１８０ｎｍの反透光膜２を形成し、続けてク
ロムからなる膜厚１００ｎｍの遮光膜３を、共にスパッ
タリング法より形成した。次に、ポジ型電子線レジスト
（ＥＢＲー９：東レ社製）４をスピンコート法により膜
厚５００ｎｍに塗布してベーク処理を施した（図２
（ａ））。

【００４３】次に、所望のパターンを電子線描画し、現
像してレジストパターン４１を形成した。次に、レジス
トパターン４１をマスクにして遮光膜３を硝酸第２セリ
ウムアンモニウムと過塩素酸からなるエッチング液を用
いてエッチングして遮光膜パターン３１を形成した（図
２（ｂ））。

【００４４】次に、レジストパターン４１を剥離して所
定の洗浄を施した後、ポジ型電子線レジスト（ＺＥＰ５
２０：日本ゼオン社製）５をスピンコート法により膜厚
６００ｎｍ塗布してベークを施した（図２（ｃ））。

【００４５】次に、所望のパターンを電子線描画し、現
像してレジストパターン５１を形成した。次に、レジス
トパターンをマスクにして半透光膜３を反応性ドライエ
ッチング方式（ＲＩＥ）平行平板型ドライエッチング装
置を用いて、エッチングガスはＣｌ2 とＯ2 の混合ガス
（混合比１０：１）、ＲＦパワー２００Ｗ、ガス圧０．
１Ｔｏｒｒの条件でエッチングし半透光膜パターン２１
を形成した（図２（ｄ））。

【００４６】最後にレジストパターン５１を剥離して所
定の洗浄を施し本発明に係わるハーフトーン位相シフト
マスクを得た（図２（ｅ））。

【００４７】以上の工程から明らかなように、真空装置
内での複数の処理工程の間に焼成工程をさしはさむ必要
等がなく、比較的製造工程が単純で、欠陥も発生しにく
いものであることがわかる。

【００４８】（実施の形態２）本発明の実施の形態２に
かかるハーフトーン型位相シフトマスクは、その構成自
体は実施の形態１の構成と同じであり、製造工程のみが
異なる。従って、以下においては構成の説明は省略し、
製造工程のみを説明する。

【００４９】図３は本発明の実施の形態２にかかるハー
フトーン位相シフトマスクの製造工程説明図である。以
下、図３を参照にしながら実施の形態２にかかるハーフ
トーン位相シフトマスクの製造工程を説明する。

【００５０】まず、透明基板１上に膜厚１８０ｎｍの半
透光膜２を形成し、続けてクロムからなる膜厚１００ｎ
ｍの遮光膜３を、共にスパッタリング法により形成し
た。次に、ポジ型電子線レジスト（ＺＥＰ５２０：日本
ゼオン社製）４をスピンコート法により膜厚６００ｎｍ
塗布してベークした（図３（ａ））。

【００５１】次に、所望のパターンを電子線描画し、現
像してレジストパターン４１を形成した。次に、レジス
トパターン４１をマスクにして遮光膜３を硝酸第２セリ
ウムアンモニウムと過塩素酸からなるエッチング液を用
いてエッチングして遮光膜パターン３１１を形成し、引
き続き半透光膜３を反応性ドライエッチング方式（ＲＩ
Ｅ）平行平板型ドライエッチング装置を用いて、エッチ
ングガスはＣｌ2 とＯ2 の混合ガス（混合比１０：
１）、ＲＦパワー２００Ｗ、ガス圧０．１Ｔｏｒｒの条
件でエッチングし半透光膜パターン２１を形成した（図
３（ｂ））。

【００５２】次に、レジストパターン４１を剥離して所
定の洗浄を施した後、ポジ型電子線レジスト（ＥＢＲ−
９：東レ社製）５をスピンコート法により膜厚５００ｎ
ｍ塗布してベーク処理を施した（図３（ｃ））。

【００５３】次に、所望のパターンを電子線描画し、現
像してレジストパターン５１を形成しレジストパターン
５１をマスクにして遮光膜パターン３１１を前記エッチ
ング液にてエッチングして遮光膜パターン３１形成した
（図３（ｄ））。

【００５４】最後にレジストパターン５１を剥離して所
定の洗浄を施し本発明に係わるハーフトーン位相シフト
マスクを得た（図３（ｅ））。

【００５５】この実施の形態２のハーフトーン型位相シ
フトマスクも実施の形態１のハーフトーン型位相シフト
マスクと同様の利点が得られる。

【００５６】なお、上述の各実施の形態１及び２では、
半透光部を構成する半透光膜の膜組成をフッ素（Ｆ）が
４０重量％、クロム（Ｃｒ）が３０重量％、窒素（Ｎ）
が２２重量％、炭素（Ｃ）が８重量％とし、膜厚ｔを１
８０ｎｍ、露光光（ｉ線：波長λ＝３６５ｎｍ）に対す
る光透過率を１０％、露光光に対する屈折率ｎをとした
が、半透光膜としては、膜組成がフッ素（Ｆ）が３０〜
８０重量％、クロム（Ｃｒ）が２０〜７０重量％、窒素
（Ｎ）が０〜３０重量％、炭素（Ｃ）が０〜２０重量％
の範囲であり、光透過率が１〜５０％の範囲であって、
露光光の波長λ、屈折率ｎ、半透光膜の膜厚ｔとの間
に、ほぼ、ｔ＝λ／｛２（ｎ−１）｝の式であらわされ
る関係を有するものであればよい。すなわち、露光光で
の透過率が１〜５０％（レジスト感度や縮小投影露光装
置の転写条件などによる）でかつ半透光膜を通過した光
が透光部を通過した光と１８０°の位相差を持つように
調整され、さらウエットエッチング液によってその特性
が阻害されないものであればよく、フッ素とクロムのみ
ではなくさらに酸素、炭素、窒素の少なくとも一種以上
を含んだ膜でもよく、さらには、これらのうち２種以上
を重ねた多層膜でもよい。あるいは遮光膜との界面のみ
フッ素とクロムのみ又はさらに酸素、炭素、窒素の少な
くとも一種以上を含んだ膜にすればその下はフッ素を含
まなくとも界面のフッ素を含む膜と合わせて上記の条件
を満足するように構成すればよい。

【００５７】また、遮光部として膜厚１００ｎｍのクロ
ム遮光膜を用いたが、この遮光膜と半透光膜と合わせた
露光光での透過率が実質的に露光光を遮断できる程度の
厚さであればよく、またウエットエッチングできるもの
であればクロムのみではなく酸素、炭素、窒素の少なく
とも一種以上を含んだ膜でもよくさらにはこれらのうち
２種以上を重ねた多層膜でもよい。

【００５８】さらに、遮光部たる遮光膜パターンの形成
領域は必ずしもパターン転写領域以外のほぼ全て（アラ
イメントマーク、品名等を除く）である必要はなく、非
転写領域との境界に隣接した非転写領域数ｍｍの範囲の
み（縮小投影露光装置のアパーチャーがはみだす可能性
のある範囲を十分カバーできる範囲）でもよく、あるい
はパターン転写領域の中でも位相シフト効果を必要とし
ない大パターン（数〜数十μｍ以上）に隣接した半透光
領域に形成することも有効である。

【００５９】また、透明基板としては石英ガラスの他に
も例えば、ソーダライムガラス、値アルミノボロシリケ
ートガラス、ボロシリケートガラス等の他のガラスを用
いてもよい。

【００６０】さらに、レジストパターンを形成する際に
電子線描画による方法以外に光による露光でもよく、そ
の場合にはその露光条件に応じたレジストを用いること
は勿論である。

【００６１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明にかかるハ
ーフトーン型位相シフトマスク及びハーフトーン型位相
シフトマスクブランク並びにそれらの製造方法は、転写
領域内及び転写領域外のいずれか一方又は双方の少なく
とも一部の領域における半透光部の上に光の透過を遮断
する遮光部を設けるようにしたハーフトーン型位相シフ
トマスクにおいて、半透光部をフッ素とクロムとを主成
分とする部材で構成し、遮光部をクロムを主成分とする
部材で構成したことを特徴としたもので、これにより、
比較的単純な製造工程によって欠陥の発生を押さえつつ
高精度なハーフトーン型位相シフトマスクを得ることを
可能にしているものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１かかるハーフトーン型位
相シフトマスクの構成を示す断面図である。

【図２】本発明の実施の形態１かかるハーフトーン型位
相シフトマスクの製造工程説明図である

【図３】本発明の実施の形態２かかるハーフトーン型位
相シフトマスクの製造工程説明図である

【図４】従来例にかかるハーフトーン型位相シフトマス
クの製造工程説明図である。

【図５】従来例にかかるハーフトーン型位相シフトマス
クの製造工程説明図である。

【符号の説明】

１…透明基板、２…半透過膜、２１…半透過膜パター
ン、３…遮光膜、３１…遮光膜パターン、４，５…電子
線レジスト。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板上の転写領域に形成するマスク
   パターンを、実質的に露光に寄与する強度の光を透過さ
   せる透光部と実質的に露光に寄与しない強度の光を透過
   させる半透光部とで構成し、この半透光部を通過する光
   の位相をシフトさせて該半透光部を通過した光の位相と
   前記透光部を通過した光の位相とを異ならしめることに
   より、前記透光部と半透光部との境界近傍を通過した光
   の相殺作用を利用して境界部のコントラストを良好に保
   持できるようにしたハーフトーン型位相シフトマスクで
   あって、 前記転写領域内及び転写領域外のいずれか一方又は双方
   の少なくとも一部の領域における半透光部の上に光の透
   過を遮断する遮光部を設けるようにしたハーフトーン型
   位相シフトマスクにおいて、 前記半透光部をフッ素とクロムとを主成分とする部材で
   構成し、前記遮光部をクロムを主成分とする部材で構成
   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。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のハーフトーン型位相シ
   フトマスクにおいて、 前記半透光部を構成する部材が、酸素、炭素及び窒素の
   いずれか１又は２以上を含むものであることを特徴とす
   るハーフトーン型位相シフトマスク。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のハーフトーン型
   位相シフトマスクにおいて、 前記遮光部を構成する部材が、酸素、炭素及び窒素のい
   ずれか１又は２以上を含むものであることを特徴とする
   ハーフトーン型位相シフトマスク。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載のハ
   ーフトーン型位相シフトマスクにおいて、 前記マスクパターン転写領域と非転写領域との境界に隣
   接する非転写領域を半透光部とし、かつ、この非転写領
   域の半透光部に所定以上の幅を有する遮光層を設けたこ
   とを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載のハ
   ーフトーン型位相シフトマスクを製造する際にその素材
   として用いるハーフトーン型位相シフトマスクブランク
   であって、 透明基板の上に半透光部を構成する半透光膜を有し、こ
   の半透光膜の上に遮光部を構成する遮光膜を有し、前記
   半透光膜がフッ素とクロムとを主成分とする部材で構成
   され、前記遮光膜がクロムを主成分とする部材で構成さ
   れたものである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。
6. 【請求項６】 請求項１ないし４に記載のハフトーン型
   位相シフトマスクを製造するハーフトーン型位相シフト
   マスクの製造方法において、 透明基板上に半透光部を形成する工程と、この半透光部
   の上に遮光部を形成する工程とを有し、前記半透光部を
   フッ素とクロムとを主成分とする部材で構成し、前記遮
   光部をクロムを主成分とする部材で構成したことを特徴
   とするハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法。