(57)【要約】      （修正有）【課題】加工精度を犠牲にすることなく、加工プロセスを軽減できる位相シフトマスクブランク、及び位相シフトマスクの製造方法を提供する。【解決手段】透光性基板上に、ケイ素を含有する材料からなる位相シフト膜３０と、クロムを含有する材料からなるエッチングマスク膜１０と、タンタルを含有する材料からなる遮光膜２０が順に積層したマスクブランクを準備する工程と、レジスト膜をマスクとし塩素系ガスを用いて前記遮光膜をドライエッチングする工程と、前記レジスト膜または遮光膜をマスクとし、塩素系ガスと酸素ガスの混合ガスを用いてエッチングマスク膜をドライエッチングする工程と、エッチングマスク膜をマスクにフッ素系ガスを用いて位相シフト膜をドライエッチングする工程とを有する。【選択図】図７
2014002405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性基板上に、ケイ素を含有する材料からなる位相シフト膜と、クロムを含有する材料からなるエッチングマスク膜と、タンタルを含有する材料からなる遮光膜が順に積層したマスクブランクを準備する工程と、
位相シフトパターンを備えたレジスト膜をマスクとし、塩素系ガスを用いたドライエッチングを行い、前記遮光膜に位相シフトパターンを形成する工程と、
前記位相シフトパターンを備えたレジスト膜または遮光膜をマスクとし、塩素系ガスと酸素ガスの混合ガスを用いたドライエッチングを行い、前記エッチングマスク膜に位相シフトパターンを形成する工程と、
遮光パターンを備えたレジスト膜を前記遮光膜上に形成する工程と、
フッ素系ガスを用いたドライエッチングを行い、前記位相シフトパターンを備えたエッチングマスク膜をマスクにして前記位相シフト膜に位相シフトパターンを形成するとともに、前記遮光パターンを備えたレジスト膜をマスクにして前記遮光膜に遮光パターンを形成する工程と、
前記遮光パターンを備えたレジスト膜または遮光膜をマスクとし、塩素系ガスと酸素ガスの混合ガスを用いたドライエッチングを行い、前記エッチングマスク膜に遮光パターンを形成する工程と
を有す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２】
前記遮光膜は、タンタル単体、またはタンタルに窒素、炭素、水素およびホウ素から選ばれる１以上の元素を含有する材料からなることを特徴とする請求項１記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項３】
前記遮光膜は、膜厚が、１５ｎｍから５０ｎｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項４】
前記エッチングマスク膜は、クロム単体、またはクロムに酸素、窒素、炭素、水素から選ばれる１以上の元素を含有する材料からなることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項５】
前記エッチングマスク膜は、膜厚が、５ｎｍから４０ｎｍである
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項６】
前記位相シフト膜は、ケイ素を含む材料からなることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項７】
前記位相シフト膜は、遷移金属シリサイドの酸化物、窒化物、酸窒化物、酸化炭化物、窒化炭化物、酸窒化炭化物を含有する材料からなることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項８】
前記遮光膜は、窒化タンタルを含有する材料からなる遮光層と、前記遮光層の上面に積層する反射防止層とからなることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項９】
前記反射防止層を有する遮光膜を備えるマスクブランクは、シート抵抗が５００Ω／□以下であることを特徴とする請求項８記載の位相シフトマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス等の製造において使用されるフォトマスクブランク、フォト
マスク及びその製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス等の微細化は、性能、機能の向上（高速動作や低消費電力化等）や低コ
スト化をもたらす利点があり、微細化はますます加速されている。この微細化を支えてい
るのがリソグラフィー技術であり、転写用マスクは、露光装置、レジスト材料とともにキ
ー技術となっている。
近年、半導体デバイスの設計仕様でいうハーフピッチ（ｈｐ）４５ｎｍ〜３２ｎｍ世代
の開発が進められている。これはＡｒＦエキシマレーザー露光光（以下、ＡｒＦ露光光）
の波長１９３ｎｍの１／４〜１／６に相当している。特にｈｐ４５ｎｍ以降の世代では従
来の位相シフト法、斜入射照明法や瞳フィルター法などの超解像技術（Resolution Enhan
cement Technology：RET）と光近接効果補正（Optical Proximity Correction : OPC）技
術の適用だけでは不十分となってきており、超高ＮＡ技術（液浸リソグラフィ）や二重露
光法（ダブルパターニング）が必要となってきている。
【０００３】
ところで、半導体製造に必要な回路パターンは、複数のフォトマスク（レチクル）パタ
ーンによって半導体ウェハに順次露光される。例えば、所定のレチクルがセットされた縮
小投影露光装置は、ウエハ上の被投影領域を次々とずらしながら繰り返しパターンを投影
露光する（ステップ・アンド・リピート方式）。または、レチクルとウエハを投影光学系
に対して同期走査し、繰り返しパターンを投影露光する（ステップ・アンド・スキャン方
式）。これにより、半導体ウェハ内に所定個数分の集積回路チップ領域を形成する。
フォトマスク（レチクル）は、転写パターンを形成した領域と、その外周の領域と、を
有する。この外周領域、即ちフォトマスク（レチクル）における四つの辺に沿った周縁の
領域は、フォトマスク（レチクル）上の転写パターンをウエハ上の被投影領域を次々とず
らしながら順次露光する際に、集積回路チップの形成数を増やす目的で、互いの外周領域
が重なるようにして露光、転写される。このような重ね露光によるウエハ上レジスト感光
を防ぐ目的で、フォトマスクの外周領域には遮光帯（遮光体の帯、遮光体リング）をマス
ク加工にて作製する。
【０００４】
位相シフト法は、位相シフト部を透過する露光光に対して所定の位相差を生じさせ、光
の干渉作用を利用して転写パターンの解像度を向上させる手法である。
位相シフト法により解像性を向上させたフォトマスクとしては、石英基板をエッチング
等により掘り込んでシフター部を設ける基板掘り込みタイプと、基板上に形成した位相シ
フト膜をパターニングしてシフター部を設けるタイプとがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
基板掘り込み（彫り込み）タイプのフォトマスクとして、レベンソン型位相シフトマス
ク、エンハンサー型位相シフトマスク、クロムレス位相シフトマスクなどがある。クロム
レス位相シフトマスクには、ライン上の遮光層を完全に除去したタイプと、ライン上の遮
光層をパターニングしたタイプ（いわゆるゼブラタイプ）とがある。レベンソン型位相シ
フトマスクやクロムレス位相シフトマスクの転写領域の遮光層を完全に除去したタイプは
、Alternative phase shifter とも称され、位相シフト部を通過する露光光は概ね１００
％透過されるタイプの位相シフトマスクブランクである。エンハンサー型位相シフトマス
クは、遮光部と、透過率制御部（位相３６０°反転＝０°）、ガラスを掘り込んだ１８０
°反転部が設けられる。いずれのタイプにおいても、フォトマスク（レクチル）における
四つの辺に沿った周縁の領域（外周領域）には、遮光帯を形成する必要がある。
このようなクロムレス位相シフトマスクを製造するためのフォトマスクブランクは、透
明基板上に、Ｃｒからなる遮光層とＣｒＯからなる低反射層を積層したＣｒＯ／Ｃｒ遮光
膜を有するものが知られておりであり、トータルの膜厚は、７０〜１００ｎｍである（例
えば、特許文献１の［０００５］欄参照）。また、クロムレス位相シフトマスクの製造プ
ロセスは、遮光膜パターンをエッチングマスクにして基板の堀り込みを行うと共に、前記
遮光膜パターンの形成に用いたレジストパターンを除去した後、再度レジストを塗布し、
露光、現像を行って遮光膜を残す箇所を保護した後、不要な箇所の遮光膜をエッチングに
よって除去し、基板外周領域の遮光帯と、必要に応じ転写領域の遮光パターンと、を有す
るフォトマスクを得る。つまり、遮光膜は、エッチングマスク（ハードマスクともいう）
としての機能と、遮光帯や遮光パターンを形成するための層としての機能（遮光機能を確
保する機能）と、を兼用する。
一般に、フォトマスクのＣＤパフォーマンスの改善には、遮光膜とそれを形成するため
のレジストの薄膜化が有効である。しかし、遮光膜を薄膜化すると、ＯＤ値（光学濃度）
が減少してしまう。上述のＣｒＯ ／Ｃｒ遮光膜では、一般に必要とされているＯＤ＝３ 
を達成するために、６０ｎｍ程度のトータルの膜厚が最低限必要であり、大幅な薄膜化は
困難である。また、遮光膜が薄膜化できないと、レジストとの選択比が原因でレジストも
薄膜化することができない。したがって、大きなＣＤの改善を望むことができない。
この対応策として、特許文献１の方法が提案されている。この方法は、遮光機能層とエ
ッチングマスク層とを別材料で構成することによって、上記要求を満たそうとするもので
ある。
特許文献１の方法は、層構成が、例えば、基板／Ｃｒ系第２エッチングマスク膜／Ｍｏ
Ｓｉ系遮光膜／Ｃｒ系第１エッチングマスク膜（兼反射防止膜）のように、基板から最も
遠い最表面の第１エッチングマスク膜にＣｒ系の材料を使用している（特許文献１［００
３８］欄等参照）。これにより、第１エッチングマスク膜の上面に塗布されるレジスト膜
は、最低限、第１エッチングマスク膜にパターンを転写できればよく、レジスト膜のある
程度の薄膜化を図ることはできている。しかし、Ｃｒ系材料の第１エッチングマスク膜は
、塩素と酸素の混合ガスでドライエッチングする必要があり、レジストとの選択比が低い
（レジストの消費量が多い。）。このため、レジストの膜厚の大幅な薄膜化（レジスト膜
厚２００ｎｍ以下、さらには１５０ｎｍの実現）が難しく、マスク上のパターン解像性を
約６５ｎｍ以下、更には５０ｎｍ以下という高精度を実現するには、ＣＤ精度も十分とは
言いがたく問題がある。
また、特許文献１の方法は、層構成が、ＭｏＳｉ系遮光膜の上下に２つのＣｒ系のエッ
チングマスク膜が設けられた構成となっていることから、フォトマスクブランクを製造す
る際のプロセスが煩雑になるという問題がある。
さらに、層構成が多いため加工プロセスが煩雑になるという問題もある。例えば、この
方法の層構成は、基板／Ｃｒ系第２エッチングマスク膜／ＭｏＳｉ系遮光膜／Ｃｒ系第１
エッチングマスク膜（兼反射防止膜）のブランクを用いる必要があり（特許文献１［００
３８］欄等参照）、層構成が多いため加工プロセスが煩雑になるという問題がある。
【０００６】
上記したことは、例えば、例えば、基板／ＭｏＳｉ系位相シフト膜／Ｃｒ系第２エッチ
ングマスク膜／ＭｏＳｉ系遮光膜／Ｃｒ系第１エッチングマスク膜（兼反射防止膜）のブ
ランクを用いる場合においても同様であり（特許文献２［０１７４］欄等参照）、層構成
が多いため加工プロセスが煩雑になるという問題がある。
また、ＭｏＳｉ系材料を使用する遮光膜は、薬品洗浄に対する耐性（特にアンモニア過
水に対する耐性）が低い。また、温水洗浄（例えば、９０℃の温水での洗浄）に対する耐
性も低く、フォトマスクを作製した後の洗浄について問題がある。
【特許文献１】特開２００７−２４１１３６号公報
【特許文献２】特開２００７−２４１０６５号公報
【０００７】
本発明は、加工精度を犠牲にすることなく、加工プロセスを軽減できるフォトマスクブ
ランク及びフォトマスクの製造方法等の提供を目的とする。
本発明は、加工精度を犠牲にすることなく、層構成を低減できるフォトマスクブランク
及びフォトマスクの製造方法等の提供を目的とする。
また、本発明は、互いに密接に関連する以下の４つの課題（１）〜（４）を少ない層構
成で達成したフォトマスクブランク及びフォトマスクの製造方法等の提供を目的とする。
（１）マスク上のパターンの解像性約６５ｎｍ以下、更には５０ｎｍ以下の実現、
（２）遮光膜又は遮光膜とその上下の層で構成される遮光部、の光学濃度ＯＤ＞３の確保
、
（３）レジストの薄膜化によるレジストパターンの幅に対する高さ（厚さ）の比３以下の
実現（レジスト膜厚２００ｎｍ以下、更には１５０ｎｍの実現）によるレジストパターン
の倒れ防止。
（４）ＥＢレジストを塗布する膜の導電性の確保。
（５）フォトマスクブランクから作製したフォトマスクの薬品洗浄に対する耐性、温水洗
浄に対する耐性の向上。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、特許文献１に記載の方法、例えば、基板／Ｃｒ系第２エッチングマスク膜
／ＭｏＳｉ系遮光膜／Ｃｒ系第１エッチングマスク膜（兼反射防止膜）のように、レジス
ト膜パターンを転写するエッチングマスク膜にＣｒ系の薄膜を使用するのではなく、Ｔａ
を主成分とする遮光膜を適用して、レジスト膜パターンを遮光膜に直接転写することによ
って上記目的を達成できることを見い出し、本発明を完成するに至った。
本発明では、例えば、ハーフトーン型もしくはガラス掘り込み型位相シフトマスクにお
いて、Ｃｒを主成分とする薄膜層、Ｔａを主成分とする遮光層、Ｔａ酸化物を主成分とす
る反射防止層を順次積層させた遮光膜を有するブランクスを使用する。
Ｃｒを主成分とする薄膜層は、フッ素系ガスでは実質的にドライエッチングされないこ
とから、ハーフトーン位相シフト膜もしくはガラス基板をフッ素系ガスを用いてエッチン
グする際のエッチングマスク（ハードマスクともいう）として機能する。Ｔａ酸化物を主
成分とする反射防止層は、塩素系ガスと酸素ガスの混合ガスには実質的にドライエッチン
グされず、しかもＴａは酸化しやすい材料であり、塩素と酸素の混合ガスでは酸化してし
まい、実質的にドライエッチングされないことから、Ｃｒを主成分とする薄膜層を塩素系
ガスと酸素ガスの混合ガスを用いてエッチングする際のハードマスクとして機能する。レ
ジスト膜は、塩素系ガスと酸素ガスの混合ガスに比べ、Ｔａ系遮光膜をドライエッチング
する際に使用するフッ素系ガスに対するエッチング耐性が高く、レジスト膜の薄膜化が図
れ、Ｔａ系遮光膜にパターンを転写する際の加工精度も高めることができる。
Ｔａを主成分とする遮光層およびＴａ酸化物を主成分とする反射防止層は位相シフトパ
ターンを形成するためのフッ素系ガスを用いたエッチングにより除去され、位相シフトパ
ターン形成後にはＣｒを主成分とする薄膜層のみが残存する。このため、フォトマスクを
作製する際の加工プロセスも軽減できる。
本発明の効果を下記に示す。
（１）Ｔａ系膜をＣｒ系膜エッチングのハードマスクとし、微細パターン作製に必要なレ
ジスト薄膜化を可能とする。同時に十分な遮光性能（ＯＤ）を維持する。
（２）位相シフトパターン形成時のフッ素系ガスを用いたエッチングによりＴａ系膜が除
去され、残ったＣｒ系膜は、塩素系ガスと酸素ガスの混合ガスによるドライエッチング、
又は硝酸第二アンモニウムセリウム等の薬液により、位相シフトパターンにダメージを与
えることなく除去可能である。
（３）反射防止層をＴａ酸化膜とすることにより、ＭｏＳｉＯＮ等の反射防止膜で問題と
なる、温水やアルカリに対する耐性を向上させる。
【０００９】
本発明は、以下の構成を有する。
（構成１）
透光性基板に、透過する露光光に対して所定の位相差を生じさせる位相シフト部を設けた
位相シフトマスクを作製するためのフォトマスクブランクであって、
前記位相シフト部は、位相シフト部を設けていない部分の透光性基板を透過する露光光に
対し、所定の位相差を生じさせる掘込深さで前記透光性基板の表面から掘り込んだ掘込部
であり、
前記透光性基板を掘り込む側の表面には、塩素系ガスで実質的にドライエッチングされ、
フッ素系ガスで実質的にドライエッチングされない材料で形成され、前記掘込部をドライ
エッチングで形成するときに少なくとも前記掘込深さに到達するまでエッチングマスクと
して機能するエッチングマスク膜と、
該エッチングマスク膜の表面にタンタルを主成分とした材料で形成され、透光性基板の掘
込部を形成するドライエッチング時に同時に除去可能な膜厚の遮光膜と
を有することを特徴とするフォトマスクブランク。
（構成２）
透光性基板に、透過する露光光に対して所定の位相差を生じさせる位相シフト部を設けた
位相シフトマスクを作製するためのフォトマスクブランクであって、
前記位相シフト部は、透過する露光光に対して所定量の位相変化を与える位相シフト膜で
あり、
該位相シフト膜の表面には、塩素系ガスで実質的にドライエッチングされ、フッ素系ガス
で実質的にドライエッチングされない材料で形成され、少なくともドライエッチングによ
って位相シフト膜に転写パターンが形成されるまでエッチングマスクとして機能するエッ
チングマスク膜と、
該エッチングマスク膜の表面にタンタルを主成分とした材料で形成され、位相シフト膜に
転写パターンを形成するドライエッチング時に同時に除去可能な膜厚の遮光膜と
を有することを特徴とするフォトマスクブランク。
（構成３）
前記遮光膜は、
窒化タンタルを主成分とする遮光層と、
該遮光層の上面に積層する酸化タンタルを主成分とする反射防止層とからなる
ことを特徴とする構成１または２のに記載のフォトマスクブランク。
（構成４）
前記遮光膜は、膜厚が、１５ｎｍから４０ｎｍである
ことを特徴とする構成１から３いずれかに記載のフォトマスクブランク。
（構成５）
前記エッチングマスク膜は、
クロム、窒化クロム、酸化クロム、窒化酸化クロム、酸化炭化窒化クロムのいずれかを主
成分とする材料で形成されている
ことを特徴とする構成１から４のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
（構成５）
前記エッチングマスク膜は、膜厚が、５ｎｍから４０ｎｍである
ことを特徴とする構成１から５のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
（構成７）
前記位相シフト膜は、
モリブデンシリサイド、モリブデンシリサイドの窒化物、モリブデンシリサイドの酸化物
、モリブデンシリサイドの窒化酸化物のいずれかを主成分とする材料で形成されているこ
とを特徴とする構成２から６のいずれかに記載のフォトマスクブランク。
（構成８）
前記位相シフト膜は、
シリコン酸化物またはシリコン酸化窒化物を主成分とする材料で形成される位相調整層と
、
タンタルまたはタンタル−ハフニウム合金を主成分とする透過率調整層と
からなることを特徴とする構成２から６のいずれか１項に記載のフォトマスクブランク。
（構成９）
構成１から８の何れかに記載のフォトマスクブランクを用いて作製される
フォトマスク。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、加工精度を犠牲にすることなく、加工プロセスを軽減できるフォトマ
スクブランク及びフォトマスクの製造方法等を提供できる。
また、本発明によれば、加工精度を犠牲にすることなく、層構成を低減できるフォトマ
スクブランク及びフォトマスクの製造方法等を提供できる。
また、本発明によれば、互いに密接に関連する以下の４つの課題（１）〜（４）を少な
い層構成で達成したフォトマスクブランク及びフォトマスクの製造方法等を提供できる。
（１）マスク上のパターンの解像性約６５ｎｍ以下、更には５０ｎｍ以下の実現、
（２）遮光膜又は遮光膜とその上下の層で構成される遮光部、の光学濃度ＯＤ＞３の確保
、
（３）レジストの薄膜化によるレジストパターンの幅に対する高さ（厚さ）の比３以下の
実現（レジスト膜厚２００ｎｍ以下、更には１５０ｎｍの実現）によるレジストパターン
の倒れ防止、
（４）ＥＢレジストを塗布する膜の導電性の確保。
（５）フォトマスクブランクから作製したフォトマスクの薬品洗浄に対する耐性、温水洗
浄に対する耐性の向上。
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のフォトマスクブランクは、
透光性基板に、透過する露光光に対して所定の位相差を生じさせる位相シフト部を設け
た位相シフトマスクを作製するためのフォトマスクブランクであって、
前記位相シフト部は、位相シフト部を設けていない部分の透光性基板を透過する露光光
に対し、所定の位相差を生じさせる掘込深さで前記透光性基板の表面から掘り込んだ掘込
部であり、
前記透光性基板を掘り込む側の表面には、塩素系ガスで実質的にドライエッチングされ、
フッ素系ガスで実質的にドライエッチングされない材料で形成され、前記掘込部をドライ
エッチングで形成するときに少なくとも前記掘込深さに到達するまでエッチングマスクと
して機能するエッチングマスク膜と、
該エッチングマスク膜の表面にタンタルを主成分とした材料で形成され、透光性基板の掘
込部を形成するドライエッチング時に同時に除去可能な膜厚の遮光膜と
を有することを特徴とする（構成１）。
このような構成によれば、タンタルを主成分とした材料で形成され、透光性基板の掘込
部を形成するドライエッチング時に同時に除去可能な膜厚の遮光膜は、透光性基板の掘込
部を形成するドライエッチング時に同時に除去される。したがって、加工プロセスを軽減
できる。
また、タンタル系遮光膜を用いることによって、その上に形成されるレジストに関し、
微細パターン作製に必要なレジストの薄膜化が可能となる。タンタル系遮光膜のエッチン
グガスに対してレジストの耐性が高いためである。
さらに、このフォトマスクブランクから作製したフォトマスクは、薬品洗浄や温水洗浄
に対する耐性を高くできる。タンタル系遮光膜は、薬品洗浄に対する耐性（特にアンモニ
ア過水に対する耐性）や、温水洗浄に対する耐性が高いためである。
【００１２】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るフォトマスクブランクの一例を示す。
図１に示すフォトマスクブランクは、基板堀り込みタイプの位相シフトマスクの作製に
用いられる。
このフォトマスクブランクは、透明基板１の表面に、エッチングマスク層１０、Ｔａ系
遮光層２１とＴａ系反射防止層２２からなるＴａ系遮光層２０、レジスト膜５０をこの順
で備える。
基板堀り込みタイプの位相シフトマスクの一例を、図４（９）に示す。
【００１３】
本発明の他のフォトマスクブランクは、
透光性基板に、透過する露光光に対して所定の位相差を生じさせる位相シフト部を設け
た位相シフトマスクを作製するためのフォトマスクブランクであって、
前記位相シフト部は、透過する露光光に対して所定量の位相変化を与える位相シフト膜
であり、
該位相シフト膜の表面には、塩素系ガスで実質的にドライエッチングされ、フッ素系ガス
で実質的にドライエッチングされない材料で形成され、少なくともドライエッチングによ
って位相シフト膜に転写パターンが形成されるまでエッチングマスクとして機能するエッ
チングマスク膜と、
該エッチングマスク膜の表面にタンタルを主成分とした材料で形成され、位相シフト膜に
転写パターンを形成するドライエッチング時に同時に除去可能な膜厚の遮光膜と
を有することを特徴とする（構成２）。
このような構成によれば、タンタルを主成分とした材料で形成され、位相シフト膜に転
写パターンを形成するドライエッチング時に同時に除去可能な膜厚の遮光膜は、位相シフ
ト膜に転写パターンを形成するドライエッチング時に同時に除去される。したがって、加
工プロセスを軽減できる。
また、タンタル系遮光膜を用いることによって、その上に形成されるレジストに関し、
微細パターン作製に必要なレジストの薄膜化が可能となる。
さらに、タンタル系遮光膜を用いることによって、このフォトマスクブランクから作製
したフォトマスクは、薬品洗浄や温水洗浄に対する耐性を高くできる。
【００１４】
図２は、本発明の第２の実施形態に係るフォトマスクブランクの一例を示す。
図２に示すフォトマスクブランクは、基本的に基板を堀り込まず、ハーフトーン型位相
シフト膜によって位相シフト部を形成するタイプの位相シフトマスクの作製に用いられる
。
このフォトマスクブランクは、透明基板１の表面に、ハーフトーン型位相シフト膜３０
、エッチングマスク膜１０、Ｔａ系遮光層２１とＴａ系反射防止層２２からなるＴａ系遮
光層２０、レジスト膜５０をこの順で備える。
このタイプの位相シフトマスクの一例を、図６（９）に示す。このタイプの位相シフト
マスクでは、図６（９）に示すように、基板１上に、ハーフトーン位相シフト膜パターン
３０ａを有する。
【００１５】
本発明の第３の実施形態に係るフォトマスクブランクの一例を、本発明の第２の実施形
態の説明で用いた図２を代用して説明する。
第３の実施形態に係るフォトマスクブランクは、ハーフトーン型位相シフト膜を備え、
さらに基板を堀り込むことで高透過率の位相シフト部を形成するタイプの位相シフトマス
クの作製に用いられる。
このフォトマスクブランクは、透明基板１の表面に、ハーフトーン型位相シフト膜３０
、エッチングマスク層１０、Ｔａ系遮光層２１とＴａ系反射防止層２２からなるＴａ系遮
光層２０、レジスト膜５０をこの順で備える。
このタイプの位相シフトマスクの一例を、図８（１０）に示す。このタイプの位相シフ
トマスクでは、図８（１０）に示すように、基板の堀込部１ａ上に、厚さを薄く構成した
ハーフトーン位相シフト膜パターン３０ａを形成してなる位相シフト部を有する。第2の
実施形態で示したような単層の位相シフト膜では、露光光に対して所定量の位相差（位相
シフト量）を生じさせることと、露光光に対して所定の透過率に制御することを両立する
には、所定以上の膜厚が必要となる。そこで、この第3の実施形態に係るフォトマスクブ
ランクでは、単層の位相シフト膜の膜厚を薄くすることで、露光光に対する高透過率を実
現し、さらに、膜厚を薄くすることで不足する分の位相シフト量を、ハーフトーン位相シ
フト膜パターン３０ａが形成されない基板露出部分にその不足する位相シフト量に見合う
深さで掘込部１ａを設けることで、露光光に対して所定の位相差を与えることを実現して
いる。
【００１６】
図３は、本発明の第４の実施形態に係るフォトマスクブランクの一例を示す。
図３に示すフォトマスクブランクは、基板堀り込み無しタイプであり、かつ、高透過率
のハーフトーン型位相シフト膜を備えることで高透過率の位相シフト部を形成するタイプ
の位相シフトマスクの作製に用いられる。高透過率を得るためハーフトーン型位相シフト
部を位相制御層と透過率制御層の２層で構成する。
このフォトマスクブランクは、透明基板１の表面側に、位相制御層３２と透過率制御層
３１とからなるハーフトーン型位相シフト膜３０、エッチングマスク膜１０、Ｔａ系遮光
層２１とＴａ系反射防止層２２からなるＴａ系遮光層２０、レジスト膜５０をこの順で備
える。
このタイプの位相シフトマスクの一例を、図９（１０）に示す。このタイプの位相シフ
トマスクでは、図９（１０）に示すように、基板１上に、位相制御層３２と透過率制御層
３１とからなるハーフトーン型位相シフト膜３０のパターン３０ａを有する。
【００１７】
本発明において、タンタルを主成分とした材料としては、例えば、タンタル単体や、タ
ンタルに酸素、窒素、炭素、水素、ホウ素、珪素などからなる元素を少なくとも１種を含
む材料（タンタルを含む材料）、などのタンタル系材料を用いることができる。
本発明において、タンタルを主成分とした材料で形成される遮光膜の膜構造としては、
上記膜材料からなる複数層構造とすることが多いが、単層とすることもできる。複数層構
造では、異なる組成で段階的に形成した複数層構造や、連続的に組成が変化した膜構造と
することができる。
【００１８】
本発明において、エッチングマスク膜は、塩素系ガス（塩素系ガスと酸素ガスの混合ガ
スの場合を含む）で実質的にドライエッチングされ、フッ素系ガスで実質的にドライエッ
チングされない材料（以下、所定の材料という）で形成され、少なくともフッ素系ガスに
よるドライエッチングによって位相シフト膜に転写パターンが形成されるまでエッチング
マスクとして機能することが必要である。このようなエッチングマスク膜としては、クロ
ム、ハフニウム、ジルコニウムや、これらの元素を含む合金、又は上記元素や上記合金を
含む材料（例えば、上記元素や上記合金を含む材料に加え、酸素、窒素、珪素、炭素の少
なくとも一つを含む膜）からなる膜が挙げられる。
また、エッチングマスク膜には、微細構造や耐久性を調整するため、塩素系ガス（塩素
系ガスと酸素ガスの混合ガスの場合を含む）でエッチングされる、モリブデン、チタン、
バナジウム、シリコンなどからなる元素を少なくとも1種含む、クロム系材料、ハフニウ
ム系材料、ジルコニウム系材料を用いてもよい。
【００１９】
本発明において、エッチングマスク層は、基板や他の層ダメージを与えずに、ドライエ
ッチング又はウエットエッチングにより、剥離できることが好ましい。
本発明において、エッチングマスク膜の基板や他の層に対するエッチング選択比（エッ
チングマスク膜のエッチング速度／基板や他の層のエッチング速度）は１／５以下である
ことが好ましい。
【００２０】
本発明において、位相シフト膜は、フッ素系ガスで実質的にドライエッチングされ、塩
素系ガスで実質的にドライエッチングされない材料で形成されていることが好ましい。
本発明において、位相シフト膜としては、例えば、珪素を含む珪素含有膜を用いること
ができる。珪素含有膜としては、珪素膜や、珪素とクロム、タンタル、モリブデン、チタ
ン、ハフニウム、タングステンの金属を含む金属シリサイド膜、さらに、珪素膜や金属シ
リサイド膜に、酸素、窒素、炭素の少なくとも一つを含む膜が挙げられる。
本発明において、位相シフト膜としては、例えば、遷移金属シリサイド酸化物、遷移金
属シリサイド窒化物、遷移金属シリサイド酸窒化物、遷移金属シリサイド酸化炭化物、遷
移金属シリサイド窒化炭化物又は遷移金属シリサイド酸窒化炭化物を主成分とする膜を用
いることができる。  位相シフト膜としては、例えば、モリブデン系（ＭｏＳｉＯＮ、Ｍ
ｏＳｉＮ、ＭｏＳｉＯ等）、タングステン系（ＷＳｉＯＮ、ＷＳｉＮ、ＷＳｉＯ等）、シ
リコン系（ＳｉＮ、ＳｉＯＮ等）、などのハーフトーン膜を用いることができる。
本発明において、位相シフト膜としては、例えば、主に露光光の位相を制御する位相調
整層と、主に露光光の透過率を制御する機能を有すると透過率調整層との２層からなるハ
ーフトーン膜を用いることができる
本発明において、位相シフト膜としては、例えば、主に露光光の位相を制御する位相調
整層と、主に露光光の透過率を制御する機能を有すると透過率調整層との２層からなるハ
ーフトーン膜を用いることができる（特開２００３−３２２９４７号公報参照）。ここで
、透過率調整層の材料としては、金属及びシリコンのうちから選ばれる一種又は二種以上
からなる膜、あるいはそれらの酸化物、窒化物、酸窒化物、炭化物等を用いることができ
、具体的には、アルミニウム、チタン、バナジウム、クロム、ジルコニウム、ニオブ、モ
リブデン、ランタン、タンタル、タングステン、シリコン、ハフニウムから選ばれる一種
又は二種以上の材料からなる膜あるいはこれらの窒化物、酸化物、酸窒化物、炭化物なと
が挙げられる。また、位相調整層としては、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素など珪素を
母体とした薄膜が紫外領域での露光光に対して、比較的高い透過率を得やすいという点か
ら好ましい。
【００２１】
本発明において、前記遮光膜は、窒化タンタルを主成分とする遮光層と、該遮光層の上
面に積層する酸化タンタルを主成分とする反射防止層とからなることが好ましい（構成３
）。
このような構成によれば、酸素を実質的に含まない塩素系ガスでドライエッチング可能
な材料で形成されるＴａＮ系遮光層と、該遮光層の上面に形成され、塩素系ガスで実質的
にドライエッチングされず、フッ素系ガスでドライエッチング可能である材料で形成され
るＴａＯ系表面反射防止層とでタンタル系遮光膜を構成できる。そして、ＴａＯ系反射防
止層上に接して形成されるレジストパターンをマスクにしてタンタル系遮光膜をフッ素系
ガスでドライエッチングする際に、薄いＴａＯ系反射防止層だけをエッチングすればよい
ので、タンタル系遮光膜（ＴａＮ系遮光層／ＴａＯ系反射防止層）をフッ素系ガスでドラ
イエッチングする場合に比べ、レジスト膜厚を薄くすることができ、ＴａＯ系反射防止層
の加工精度の向上を図ることが可能となる。
また、ＴａＯ系反射防止層パターンをマスクにしてＴａＮ系遮光層を酸素を実質的に含
まない塩素系ガスでドライエッチングする際に、ＴａＯ系反射防止層は塩素系ガスで実質
的にドライエッチングされない、即ちエッチングマスクとしての機能が高い。したがって
、ＴａＮ系遮光層の加工精度の向上を図ることが可能となる。
さらに、タンタル系遮光膜（ＴａＮ系遮光層／ＴａＯ系反射防止層）のパターンは、そ
の下に接して形成されるエッチングマスク膜（例えばＣｒ系薄膜層）を塩素系ガス（例え
ばＣｌ２＋Ｏ２）を用いてエッチングする際のエッチングマスクとしての機能が高い。し
たがって、エッチングマスク膜（例えばＣｒ系薄膜層）の加工精度の向上を図ることが可
能となる。
上記のことから本発明は、主遮光層とその上に形成される反射防止層が、双方共に下層
に対するエッチングマスク層として機能すること、つまり、２以上のエッチングマスク層
を積層した構造（形態）を有する遮光膜を有すること、を特徴とするフォトマスクブラン
ク及びフォトマスクの製造方法等を提供できる。
上記のことから本発明は、エッチングマスク層と、その上に形成される主遮光層と、そ
の上に形成される反射防止層、の３つの層がいずれも下層に対するエッチングマスク層と
して機能すること、つまり、３層以上のエッチングマスク層を積層した構造（形態）を有
する加工層兼遮光機能層を有すること、を特徴とするフォトマスクブランク及びフォトマ
スクの製造方法等を提供できる。
【００２２】
上記に加え、構成３によれば、反射防止層をＴａ酸化膜とすることにより、ＭｏＳｉＯ
Ｎ等の反射防止膜で問題となる、温水やアルカリに対する耐性を向上させることができる
。
上記に加え、構成３によれば、金属であるTa系遮光層を有することにより、反射防止層
に接して形成される電子線レジストを電子線描画する際にチャージアップしない程度に導
電性を付与できる。
本発明において、反射防止層を形成した基板のシート抵抗は５００Ω／□以下であるこ
とが好ましい。
【００２３】
本発明において、前記遮光膜は、膜厚が、１５ｎｍから５０ｎｍであることが好ましい
（構成４）。
上限に関しては、位相シフトパターン形成時のフッ素系ガスを用いたエッチングにより
タンタル系遮光膜（例えばＴａＮ系遮光層／ＴａＯ系反射防止層）が除去可能な膜厚とす
るためである。
下限に関しては、光学濃度の確保や、チャージアップ防止層としての機能を確保するた
めである。
【００２４】
本発明において、前記エッチングマスク膜は、クロム、窒化クロム、酸化クロム、窒化
酸化クロム、酸化炭化窒化クロムのいずれかを主成分とする材料で形成されていることが
好ましい（構成５）。
このような構成によれば、エッチングマスク層を薄膜化できる。また、加工精度に優れ
る。さらに、エッチングマスク膜の上下に接して形成される層に対するエッチング選択性
が高く、不要となったエッチングマスク膜を基板や他の層にダメージを与えず除去可能で
ある。
本発明において、前記エッチングマスク膜は、例えば、クロム単体や、クロムに酸素、
窒素、炭素、水素からなる元素を少なくとも１種を含む材料（Ｃｒを含む材料）、などの
クロム系材料を用いることができる。
エッチングマスク層の膜構造としては、上記膜材料からなる単層とすることが多いが、
複数層構造とすることもできる。また、複数層構造では、異なる組成で段階的に形成した
複数層構造や、連続的に組成が変化した膜構造とすることができる。
エッチングマスク層の材料としては、上記のうちでも、酸化炭化窒化クロム（ＣｒＯＣ
Ｎ）が、応力の制御性（低応力膜を形成可能）の観点から、好ましい。
【００２５】
本発明において、前記エッチングマスク膜は、膜厚が、５ｎｍから４０ｎｍであること
が好ましい（構成６）。
このような構成によれば、加工精度に優れる。また、位相シフト膜のエッチングマスク
として機能する。
【００２６】
本発明において、前記位相シフト膜は、モリブデンシリサイド、モリブデンシリサイド
の窒化物、モリブデンシリサイドの酸化物、モリブデンシリサイドの窒化酸化物のいずれ
かを主成分とする材料で形成されている態様とすることができる（構成７）。
このような構成によれば、例えば、ＡｒＦ露光光に対する透過率が３％〜２０％程度の
ハーフトーン位相シフトマスクが得られる。
【００２７】
本発明において、前記位相シフト膜は、
シリコン酸化物またはシリコン酸化窒化物を主成分とする材料で形成される位相調整層
と、
タンタルまたはタンタル−ハフニウム合金を主成分とする透過率調整層と
からなる態様とすることができる（構成８）。
このような構成によれば、例えば、基板堀り込み無しで、ＡｒＦ露光光に対する透過率
が２０％以上の高透過率タイプのハーフトーン位相シフトマスクを得ることが可能となる
。
【００２８】
本発明のフォトマスクは、上記本発明に係るフォトマスクブランクを用いて作製される
（構成９）。
このような構成によれば、上記構成１〜８と同様の作用効果を有するフォトマスクが得
られる。
【００２９】
本発明のフォトマスクの製造方法は、上記本発明に係るフォトマスクブランクを用いる
フオトマスクの製造方法であって、
レジスト膜パターンをマスクとして前記遮光膜のドライエッチングを行い、遮光膜パタ
ーンを形成する工程と、
前記遮光膜パターンをマスクとして前記エッチングマスク膜のドライエッチングを行い
、エッチングマスク膜パターンを形成する工程と、
エッチングマスク膜パターンをマスクとして前記透光性基板のドライエッチングを行い
、所定の位相差を生じさせる掘込深さで前記透光性基板の表面から掘り込んだ掘込部を形
成する工程と
を有することを特徴とする。
このような方法によれば、上記構成１〜８と同様の作用効果を有するフォトマスクが、
製造工程の効率良く、得られる。
【００３０】
本発明の他のフォトマスクの製造方法は、上記本発明に係るフォトマスクブランクを用
いるフォトマスクの製造方法であって、
レジスト膜パターンをマスクとして前記遮光膜のドライエッチングを行い、遮光膜パタ
ーンを形成する工程と、
前記遮光膜パターンをマスクとして前記エッチングマスク膜のドライエッチングを行い
、エッチングマスク膜パターンを形成する工程と、
前記エッチングマスク膜パターンをマスクとして前記位相シフト膜のドライエッチング
を行い、位相シフト膜パターンを形成する工程と
を有することを特徴とする。
このような構成によれば、上記構成１〜８と同様の作用効果を有するフォトマスクが、
製造工程の効率良く、得られる。
【００３１】
本発明において、クロム系薄膜のドライエッチングには、塩素系ガスと酸素ガスとを含
む混合ガスからなるドライエッチングガスを用いることが好ましい。この理由は、クロム
と酸素、窒素等の元素とを含む材料からなるクロム系薄膜に対しては、上記のドライエッ
チングガスを用いてドライエッチングを行うことにより、ドライエッチング速度を高める
ことができ、ドライエッチング時間の短縮化を図ることができ、断面形状の良好な遮光性
膜パターンを形成することができるからである。ドライエッチングガスに用いる塩素系ガ
スとしては、例えば、Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４、ＨＣｌ、ＣＣｌ４、ＣＨＣｌ３等が挙げられ
る。
【００３２】
本発明において、基板の堀り込みや、珪素を含む珪素含有膜や、金属シリサイド系薄膜
、のドライエッチングには、例えば、ＳＦ６、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、ＣＨＦ３等の弗素系ガ
ス、これらとＨｅ、Ｈ２、Ｎ２、Ａｒ、Ｃ２Ｈ４、Ｏ２等の混合ガス、或いはＣｌ２、Ｃ
Ｈ２Ｃｌ２等の塩素系のガス又は、これらとＨｅ、Ｈ２、Ｎ２、Ａｒ、Ｃ２Ｈ４等の混合
ガスを用いることができる。
【００３３】
本発明において、レジストは化学増幅型レジストであること好ましい。高精度の加工に
適するためである。
本発明は、レジスト膜厚２００ｎｍ以下、更にはレジスト膜厚１５０ｎｍをねらった世
代のフォトマスクブランクに適用する。
本発明において、レジストは電子線描画用のレジストであること好ましい。高精度の加
工に適するためである。
本発明は、電子線描画によりレジストパターンを形成する電子線描画用のフォトマスク
ブランクに適用する。
【００３４】
本発明において、基板としては、合成石英基板、ＣａＦ２基板、ソーダライムガラス基
板、無アルカリガラス基板、低熱膨張ガラス基板、アルミノシリケートガラス基板などが
挙げられる。
【００３５】
本発明において、フォトマスクブランクには、前記の各種位相シフトマスクブランク、
レジスト膜付きマスクブランクが含まれる。
本発明において、フォトマスクには、前記の各種位相シフトマスク、が含まれる。フォ
トマスクにはレチクルが含まれる。位相シフトマスクには、位相シフト部が基板の堀り込
みによって形成される場合を含む。
【００３６】
以下、本発明の実施例及び比較例を示す。なお、各実施例中の遮光膜やエッチングマス
ク膜、位相シフト膜等の各膜は、成膜法としてスパッタリング法で行われ、スパッタ装置
としてＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いて成膜された。ただし、本発明を実施するに
あたっては、特にこの成膜法や成膜装置に限定されるわけではなく、ＲＦマグネトロンス
パッタ装置等、他の方式のスパッタ装置を使用してもよい。
【００３７】
（実施例１）実施例１は、基板に掘込部を形成してなる位相シフト部を備えるタイプの位
相シフトマスクの作製に用いられるフォトマスクブランク及びフォトマスクの製造方法に
関する。
［フォトマスクブランクの作製］
図４を参照して、本発明の第１実施例によるフォトマスクブランク及びフォトマスクの
製造方法について説明する。
まず、石英からなる基板を鏡面研磨し所定の洗浄を施すことにより、６インチ×６イン
チ×０．２５インチの透光性基板１を得た（図４（１））。
次に、透光性基板１上に、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いて、エッチングマスク
膜１０を形成した（図４（１））。具体的には、クロムターゲットを使用し、導入ガス及
びその流量：Ａｒ＝１８ｓｃｃｍ、ＣＯ２＝１８ｓｃｃｍ，Ｎ２＝１０ｓｃｃｍ、スパッ
タ電力：１．７ｋＷの条件で、ＣｒＯＣＮを２０ｎｍの膜厚で形成した。このときＣｒＯ
ＣＮ膜の膜応力は極力低く（好ましくは膜応力が実質ゼロ）となるよう調整した。
【００３８】
次に、上記でエッチングマスク膜１０を形成した基板１を、ＤＣマグネトロンスパッタ
装置に導入する。スパッタ装置内を２×１０−５（Ｐａ）以下に排気した後、スパッタ装
置内にＸｅとＮ２との混合ガスを導入する。このとき、Ｘｅの流量は１２．７ｓｃｃｍ、
Ｎ２の流量は１０ｓｃｃｍに調整した。スパッタリングターゲットにはＴａを用いた。ガ
スの流量が安定した後、ＤＣ電源の電力を１．５ｋＷに設定し、エッチングマスク膜１０
上に厚み２４ｎｍのタンタル窒化層（ＴａＮ）２１を成膜した（図４（１））。
次に、タンタル窒化層（ＴａＮ）２１を成膜した基板１をスパッタ装置内に保持したま
ま、流量９０ｓｃｃｍのＡｒガスと、流量３４．７ｓｃｃｎのＯ２ガスとを混合した混合
ガスをスパッタ装置内に導入し、続いてＤＣ電源の電力を０．７ｋＷに設定し、タンタル
窒化層（ＴａＮ）２１上に、厚み１０ｎｍのタンタル酸化層（ＴａＯ）２２を積層した（
図４（１））。
上記のようにして、タンタル窒化層（ＴａＮ）２１とタンタル酸化層（ＴａＯ）２２と
を積層してなるタンタル系膜２０を作製した。
【００３９】
上記のように作製した、遮光膜２０の膜面における反射率（表面反射率）は、ＡｒＦ露
光光（波長１９３ｎｍ）において２５．７％であった。また、ＡｒＦ露光光における光透
過率は０．１％であった。ＡＥＳ分析（オージェ電子分光分析）を行ったところ、タンタ
ル窒化層（ＴａＮ）２１のＮ含有量は２３ａｔ％であった。タンタル酸化層（ＴａＯ）２
２のＯ含有量は６５ａｔ％であった。
尚、タンタル酸化層（ＴａＯ）２２を形成した段階における試料についてシート抵抗を
測定したところ、８５Ω／□であった。
【００４０】
［フォトマスクの作製］
図４（１）に示すように、上記で作製したブランクを用い、まず、タンタル酸化層（Ｔ
ａＯ）２２の上に、電子線描画（露光）用化学増幅型ポジレジスト５０（ＦＥＰ１７１：
富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）をスピンコート法により膜厚が１５０
［ｎｍ］となるように塗布した。
次に、レジスト膜５０に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った
後、所定の現像液で現像してレジストパターン５０ａを形成した（図４（２））。
次に、レジストパターン５０ａをマスクとして、ＴａＮとＴａＯとを積層してなるタン
タル系膜２０のドライエッチングを行い、タンタル系膜パターン２０ａ（タンタル窒化層
（ＴａＮ）パターン２１ａ／タンタル酸化層（ＴａＯ）パターン２２ａ）を形成した（図
４（３））。このとき、ドライエッチングガスとして、ＣＨＦ３を用いた。
次に、レジストパターン５０ａ及びタンタル系膜パターン２０ａをマスクとして、クロ
ム系のエッチングマスク膜１０のドライエッチングを行い、クロム系のエッチングマスク
膜パターン１０ａを形成した（図４（４））。このとき、ドライエッチングガスとして、
Ｃｌ２とＯ２の混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いた。
次に、図４（５）に示すように、不要となったレジストパターン５０ａを剥離し、その
後、電子線描画（露光）用化学増幅型ポジレジスト５１（ＦＥＰ１７１：富士フィルムエ
レクトロニクスマテリアルズ社製）をスピンコート法により膜厚が１５０［ｎｍ］となる
ように再度塗布した。
次に、レジスト膜５１に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った
後、所定の現像液で現像してレジストパターン５１ａを形成した（図４（６））。ここで
、レジストパターン５１ａは、基板の外周領域に遮光帯を形成する目的や、大面積の遮光
部パッチ、透過率制御を行うためのゼブラパターンを形成する目的で形成される。
次に、クロム系のエッチングマスク膜パターン１０ａをマスクにして、透光性基板１を
、ＣＨＦ３ガスを用いてドライエッチングを行い、基板堀り込みタイプの位相シフトパタ
ーン（位相シフト部）を得た（図４（７））。このとき、ＡｒＦ露光光（１９３ｎｍ）に
おいて１８０°の位相差が得られる深さ（具体的には１７０ｎｍの深さ）、透光性基板１
をエッチングして、透光性基板１に堀込部１ａを形成し、位相シフトパターン（位相シフ
ト部）を設ける。このドライエッチングの過程において、タンタル窒化層（ＴａＮ）パタ
ーン２１ａ／タンタル酸化層（ＴａＯ）パターン２２ａは順次ドライエッチングによって
消失し、透光性基板１のエッチング終了時点でレジストパターン５１ａのない部分のＴａ
Ｏ／ＴａＮ膜は消失する（図４（７））。この理由は、ＴａＯ／ＴａＮの合計膜厚３４ｎ
ｍに対して、透光性基板１のエッチング深さ１７０ｎｍが十分に深く、エッチング時間が
十分に長いためである。
次に、レジストパターン５１ａのない部分のエッチングマスクパターン１０ａを、Ｃｌ
２とＯ２の混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）でドライエッチングによって剥離する（図
４（８））。
次いで、レジストパターン５１ａを剥離し（図４（９））、所定の洗浄を施してフォト
マスク１００を得た。
【００４１】
［評価］
上記実施例１で得られたフォトマスクを評価した。
その結果、フォトマスク上に形成される基板堀り込みタイプの位相シフトパターン（位
相シフト部）の解像性に関しては、５０ｎｍの位相シフトパターンの解像が可能であった
。
これと同時に、クロム系のエッチングマスク膜１０とタンタル系膜２０とを積層してな
る遮光部のＡｒＦ露光光における光透過率は０．１％であり、光学濃度ＯＤ＝３．０を確
保できた。
【００４２】
なお、この実施例１のフォトマスクの作製プロセスでは、レジストパターン５０ａを、
エッチングマスク膜パターン１０ａが形成された後（図４（４）と（５）のプロセスの間
）に剥離しているが、タンタル系膜パターン２０ａを形成するエッチングが終了後（図４
（３）と（４）のプロセスの間）に剥離するようにしてもよい。加工精度がさらに向上す
る。
また、実施例１の図４（７）に示す態様は、基板堀り込みタイプの位相シフトパターン
に、クロム系の遮光性材料からなるエッチングマスクパターン１０ａを有する、いわゆる
ゼブラタイプと似たフォトマスクが得られる。但し、この場合、クロム系の遮光性材料か
らなるエッチングマスクパターン１０ａの光学濃度は３未満である。
【００４３】
（実施例２）実施例２は、基板に掘込部を形成してなる位相シフト部を備えるタイプの位
相シフトマスクの作製に用いられるフォトマスクブランク及びフォトマスクの製造方法に
関する。第２実施例は、上記第１実施例と比べ、タンタル窒化層（ＴａＮ）２１の成膜条
件、その膜厚、そのエッチングガスの点で相違する。
［フォトマスクブランクの作製］
図５を参照して、本発明の第２実施例によるフォトマスクブランク及びフォトマスクの
製造方法について説明する。
まず、石英からなる基板を鏡面研磨し所定の洗浄を施すことにより、６インチ×６イン
チ×０．２５インチの透光性基板１を得た（図５（１））。
次に、透光性基板１上に、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いて、エッチングマスク
膜１０を形成した（図５（１））。具体的には、クロムターゲットを使用し、導入ガス及
びその流量：Ａｒ＝１８ｓｃｃｍ、ＣＯ２＝１８ｓｃｃｍ，Ｎ２＝１０ｓｃｃｍ、スパッ
タ電力：１．７ｋＷの条件で、ＣｒＯＣＮを２０ｎｍの膜厚で形成した。このときＣｒＯ
ＣＮ膜の膜応力は極力低く（好ましくは膜応力が実質ゼロ）となるよう調整した。
【００４４】
次に、上記でエッチングマスク膜１０を形成した基板１を、ＤＣマグネトロンスパッタ
装置に導入する。スパッタ装置内を２×１０−５（Ｐａ）以下に排気した後、スパッタ装
置内にＸｅとＮ２との混合ガスを導入する。このとき、Ｘｅの流量は１２．９ｓｃｃｍ、
Ｎ２の流量は５ｓｃｃｍに調整した。スパッタリングターゲットにはＴａを用いた。ガス
の流量が安定した後、ＤＣ電源の電力を１．５ｋＷに設定し、エッチングマスク膜１０上
に厚み２３ｎｍのタンタル窒化層（ＴａＮ）２１を成膜した（図５（１））。
次に、タンタル窒化層（ＴａＮ）２１を成膜した基板１をスパッタ装置内に保持したま
ま、流量９０ｓｃｃｍのＡｒガスと、流量３４．７ｓｃｃｎのＯ２ガスとを混合した混合
ガスをスパッタ装置内に導入し、続いてＤＣ電源の電力を０．７ｋＷに設定し、タンタル
窒化層（ＴａＮ）２１上に、厚み１０ｎｍのタンタル酸化層（ＴａＯ）２２を積層した（
図５（１））。
上記のようにして、タンタル窒化層（ＴａＮ）２１とタンタル酸化層（ＴａＯ）２２と
を積層してなるタンタル系膜２０を作製した。
【００４５】
上記のように作製した、遮光膜２０の膜面における反射率（表面反射率）は、ＡｒＦ露
光光（波長１９３ｎｍ）において２５．３％であった。また、ＡｒＦ露光光における光透
過率は０．１％であった。ＡＥＳ分析（オージェ電子分光分析）を行ったところ、タンタ
ル窒化層（ＴａＮ）２１のＮ含有量は１５ａｔ％であった。タンタル酸化層（ＴａＯ）２
２のＯ含有量は６５ａｔ％であった。
尚、タンタル酸化層（ＴａＯ）２２を形成した段階における試料についてシート抵抗を
測定したところ、９０Ω／□であった。
【００４６】
［フォトマスクの作製］
図５（１）に示すように、上記で作製したブランクを用い、まず、タンタル酸化層（Ｔ
ａＯ）２２の上に、電子線描画（露光）用化学増幅型ポジレジスト５０（ＦＥＰ１７１：
富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）をスピンコート法により膜厚が１５０
［ｎｍ］となるように塗布した。
次に、レジスト膜５０に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った
後、所定の現像液で現像してレジストパターン５０ａを形成した（図５（２））。
次に、エッチングガスとしてＣＨＦ３を用い、レジストパターン５０ａをマスクとして
、タンタル酸化層（ＴａＯ）２２のドライエッチングを行い、タンタル酸化層（ＴａＯ）
パターン２２ａを形成した（図５（３））。
続いて、エッチングガスとしてＣｌ２を用い、レジストパターン５０ａ及びタンタル酸
化層（ＴａＯ）パターン２２ａをマスクとして、タンタル窒化層（ＴａＮ）２１のドライ
エッチングを行い、タンタル窒化層（ＴａＮ）パターン２１ａを形成した（図５（４））
。
次に、レジストパターン５０ａ及びタンタル系膜パターン２０ａ（タンタル窒化層（Ｔ
ａＮ）パターン２１ａ／タンタル酸化層（ＴａＯ）パターン２２ａ）をマスクとして、ク
ロム系のエッチングマスク膜１０のドライエッチングを行い、クロム系のエッチングマス
ク膜パターン１０ａを形成した（図５（５））。ドライエッチングガスとして、Ｃｌ２と
Ｏ２の混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いた。
次に、図５（６）に示すように、不要となったレジストパターン５０ａを剥離し、その
後、電子線描画（露光）用化学増幅型ポジレジスト５１（ＦＥＰ１７１：富士フィルムエ
レクトロニクスマテリアルズ社製）をスピンコート法により膜厚が１５０［ｎｍ］となる
ように再度塗布した。
次に、レジスト膜５１に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った
後、所定の現像液で現像してレジストパターン５１ａを形成した（図５（７））。ここで
、レジストパターン５１ａは、基板の外周領域に遮光帯を形成する目的や、大面積の遮光
部パッチ、透過率制御を行うためのゼブラパターンを形成する目的で形成される。
次に、クロム系のエッチングマスクパターン１０ａをマスクにして、透光性基板１を、
ＣＨＦ３ガスを用いてドライエッチングを行い、基板堀り込みタイプの位相シフトパター
ン（位相シフト部）を得た（図５（８））。このとき、ＡｒＦ露光光（１９３ｎｍ）にお
いて１８０°の位相差が得られる深さ（具体的には１７０ｎｍの深さ）、透光性基板１を
エッチングして、透光性基板１に堀込部１ａを形成し、位相シフトパターン（位相シフト
部）を設ける。このドライエッチングの過程において、タンタル窒化層（ＴａＮ）パター
ン２１ａ／タンタル酸化層（ＴａＯ）パターン２２ａは順次ドライエッチングによって消
失し、透光性基板１のエッチング終了時点でレジストパターン５１ａのない部分のＴａＯ
／ＴａＮ膜は消失する（図５（８））。この理由は、ＴａＯ／ＴａＮの合計膜厚３４ｎｍ
に対して、透光性基板１のエッチング深さ１７０ｎｍが十分に深く、エッチング時間が十
分に長いためである。
次に、レジストパターン５１ａのない部分のエッチングマスクパターン１０ａを、Ｃｌ
２とＯ２の混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）でドライエッチングによって剥離する（図
５（９））。
次いで、レジストパターン５１ａの剥離し（図５（１０））、所定の洗浄を施してフォ
トマスク１００を得た。
【００４７】
［評価］
上記実施例２で得られたフォトマスクを評価した。
その結果、フォトマスク上に形成される基板堀り込みタイプの位相シフトパターン（位
相シフト部）の解像性に関しては、５０ｎｍの位相シフト膜パターンの解像が可能であっ
た。
これと同時に、クロム系のエッチングマスク膜１０とタンタル系膜２０とを積層してな
る遮光膜３０及び遮光膜パターン３０ａのＡｒＦ露光光における光透過率は０．１％であ
り、光学濃度ＯＤ＝３．０を確保できた。
なお、この実施例２のフォトマスクの作製プロセスでは、レジストパターン５０ａを、
エッチングマスク膜パターン１０ａが形成された後（図５（５）と（６）のプロセスの間
）に剥離しているが、タンタル酸化層（ＴａＯ）パターン２２ａを形成するエッチングが
終了後（図５（３）と（４）のプロセスの間）に剥離するようにしてもよい。加工精度が
さらに向上する。
【００４８】
（実施例３）実施例３は、基本的に基板を堀り込まず、ハーフトーン型位相シフト膜によ
って位相シフト部を形成するタイプの位相シフトマスクの作製に用いられるフォトマスク
ブランク及びフォトマスクの製造方法に関する。
［フォトマスクブランクの作製］
図６を参照して、本発明の第３実施例によるフォトマスクブランク及びフォトマスクの
製造方法について説明する。
まず、石英からなる基板を鏡面研磨し所定の洗浄を施すことにより、６インチ×６イン
チ×０．２５インチの透光性基板１を得た（図６（１））。
次に、透光性基板１上に、モリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）の混合ターゲット（
Ｍｏ：Ｓｉ＝１：９［原子％］）を用いて、アルゴン（Ａｒ）と窒素（Ｎ２）の混合ガス
雰囲気（Ａｒ：Ｎ２＝１０：９０［体積％］、圧力０．３［Ｐａ］）中で、反応性スパッ
タリングを行うことにより、膜厚６８［ｎｍ］のＭｏＳｉＮ系の半透光性の位相シフト膜
３０を成膜した（図６（１））。このとき、位相シフト膜３０の膜厚は、ＡｒＦ露光光（
波長１９３ｎｍ）で１８０°の位相差が得られるように調整した。位相シフト膜３０のＡ
ｒＦ露光光（波長１９３ｎｍ）に対する透過率は、６％であった。
次に、位相シフト膜３０上に、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いて、エッチングマ
スク膜１０を形成した（図６（１））。具体的には、クロムターゲットを使用し、導入ガ
ス及びその流量：Ａｒ＝１８ｓｃｃｍ、ＣＯ２＝１８ｓｃｃｍ，Ｎ２＝１０ｓｃｃｍ、ス
パッタ電力：１．７ｋＷの条件で、ＣｒＯＣＮを１５ｎｍの膜厚で形成した。このときＣ
ｒＯＣＮ膜の膜応力は極力低く（好ましくは膜応力が実質ゼロ）となるよう調整した。
【００４９】
次に、上記でエッチングマスク膜１０を形成した基板１を、ＤＣマグネトロンスパッタ
装置に導入する。スパッタ装置内を２×１０−５（Ｐａ）以下に排気した後、スパッタ装
置内にＸｅとＮ２との混合ガスを導入する。このとき、Ｘｅの流量は１２．７ｓｃｃｍ、
Ｎ２の流量は５ｓｃｃｍに調整した。スパッタリングターゲットにはＴａを用いた。ガス
の流量が安定した後、ＤＣ電源の電力を１．５ｋＷに設定し、エッチングマスク膜１０上
に厚み１０ｎｍのタンタル窒化層（ＴａＮ）２１を成膜した（図６（１））。
次に、タンタル窒化層（ＴａＮ）２１を成膜した基板１をスパッタ装置内に保持したま
ま、流量９０ｓｃｃｍのＡｒガスと、流量３４．７ｓｃｃｎのＯ２ガスとを混合した混合
ガスをスパッタ装置内に導入し、続いてＤＣ電源の電力を０．７ｋＷに設定し、タンタル
窒化層（ＴａＮ）２１上に、厚み１０ｎｍのタンタル酸化層（ＴａＯ）２２を積層した（
図６（１））。
上記のようにして、タンタル窒化層（ＴａＮ）２１とタンタル酸化層（ＴａＯ）２２と
を積層してなるタンタル系膜２０を作製した。
【００５０】
上記のように作製した、遮光膜２０の膜面における反射率（表面反射率）は、ＡｒＦ露
光光（波長１９３ｎｍ）において２６．２％であった。また、ＡｒＦ露光光における光透
過率は０．１％であった。ＡＥＳ分析（オージェ電子分光分析）を行ったところ、タンタ
ル窒化層（ＴａＮ）２１のＮ含有量は２３ａｔ％であった。タンタル酸化層（ＴａＯ）２
２のＯ含有量は６５ａｔ％であった。
尚、タンタル酸化層（ＴａＯ）２２を形成した段階における試料についてシート抵抗を
測定したところ、１６０Ω／□であった。
【００５１】
［フォトマスクの作製］
図６（１）に示すように、上記で作製したブランクを用い、まず、タンタル酸化層（Ｔ
ａＯ）２２の上に、電子線描画（露光）用化学増幅型ポジレジスト５０（ＰＲＬ００９：
富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）をスピンコート法により膜厚が１２０
［ｎｍ］となるように塗布した。
次に、レジスト膜５０に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った
後、所定の現像液で現像してレジストパターン５０ａを形成した（図６（２））。
次に、レジストパターン５０ａをマスクとして、ＴａＮとＴａＯとを積層してなるタン
タル系膜２０のドライエッチングを行い、タンタル系膜パターン２０ａ（タンタル窒化層
（ＴａＮ）パターン２１ａ／タンタル酸化層（ＴａＯ）パターン２２ａ）を形成した（図
６（３））。ドライエッチングガスとして、ＣＨＦ３を用いた。
次に、レジストパターン５０ａ及びタンタル系膜パターン２０ａをマスクとして、クロ
ム系のエッチングマスク膜１０のドライエッチングを行い、クロム系のエッチングマスク
膜パターン１０ａを形成した（図６（４））。ドライエッチングガスとして、Ｃｌ２とＯ
２の混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いた。
次に、図６（５）に示すように、不要となったレジストパターン５０ａを剥離し、その
後、電子線描画（露光）用化学増幅型ポジレジスト５１（ＦＥＰ１７１：富士フィルムエ
レクトロニクスマテリアルズ社製）をスピンコート法により膜厚が１５０［ｎｍ］となる
ように再度塗布した。
次に、レジスト膜５１に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った
後、所定の現像液で現像してレジストパターン５１ａを形成した（図６（６））。このと
き、レジストパターン５１ａは、遮光膜パターンを残す部分に形成する。
次に、クロム系のエッチングマスクパターン１０ａをマスクにして、位相シフト膜３０
を、２種類のフッ素系ガスを用いてドライエッチングを行い、位相シフト膜パターン（位
相シフト部）３０ａを形成した（図６（７））。このとき、タンタル酸化層（ＴａＯ）パ
ターン２２ａがエッチングにより消失するまでは、ＣＨＦ３ガスとＨｅガスの混合ガスで
ドライエッチングする。タンタル酸化層（ＴａＯ）パターン２２ａ消失後は、ＳＦ６ガス
とＨｅガスの混合ガスでドライエッチングする。ドライエッチングの過程において、タン
タル窒化層（ＴａＮ）パターン２１ａ／タンタル酸化層（ＴａＯ）パターン２２ａは順次
ドライエッチングによって消失し、位相シフト膜３０のエッチング終了時点でレジストパ
ターン５１ａのない部分のＴａＯ／ＴａＮ膜は消失する（６（７））。この理由は、Ｔａ
Ｏ／ＴａＮの合計膜厚２０ｎｍに対して、ＭｏＳｉＮ系位相シフト膜３０の膜厚６８ｎｍ
が十分に厚く、エッチング時間が十分に長いためである。
次に、レジストパターン５１ａのない部分のエッチングマスクパターン１０ａを、Ｃｌ
２とＯ２の混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）でドライエッチングによって剥離する（図
６（８））。
次いで、レジストパターン５１ａの剥離し（図６（９））、所定の洗浄を施してフォト
マスク１００を得た。
【００５２】
［評価］
上記実施例３で得られたフォトマスクを評価した。
その結果、フォトマスク上に形成される位相シフト膜パターン（位相シフト部）３０ａ
の解像性に関しては、４０ｎｍの位相シフト膜パターンの解像が可能であった。
これと同時に、クロム系のエッチングマスク膜１０とタンタル系膜２０とを積層してな
る遮光膜３０及び遮光膜パターン３０ａのＡｒＦ露光光における光透過率は０．１％であ
り、光学濃度ＯＤ＝３．０を確保できた。
なお、この実施例３のフォトマスクの作製プロセスでは、レジストパターン５０ａを、
エッチングマスク膜パターン１０ａが形成された後（図６（４）と（５）のプロセスの間
）に剥離しているが、タンタル系膜パターン２０ａを形成するエッチングが終了後（図６
（３）と（４）のプロセスの間）に剥離するようにしてもよい。加工精度がさらに向上す
る。
【００５３】
（実施例４）実施例４は、基本的に基板を堀り込まず、ハーフトーン型位相シフト膜によ
って位相シフト部を形成するタイプの位相シフトマスクの作製に用いられるフォトマスク
ブランク及びフォトマスクの製造方法に関する。第４実施例は、上記第３実施例と比べ、
タンタル窒化層（ＴａＮ）２１の膜厚、そのエッチングガスの点で相違する。
［フォトマスクブランクの作製］
図７を参照して、本発明の第４実施例によるフォトマスクブランク及びフォトマスクの
製造方法について説明する。
まず、石英からなる基板を鏡面研磨し所定の洗浄を施すことにより、６インチ×６イン
チ×０．２５インチの透光性基板１を得た（図７（１））。
次に、透光性基板１上に、モリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）の混合ターゲット（
Ｍｏ：Ｓｉ＝１：９［原子％］）を用いて、アルゴン（Ａｒ）と窒素（Ｎ２）と酸素（Ｏ
２）の混合ガス雰囲気（Ａｒ：Ｎ２：Ｏ２＝１０：８０：１０［体積％］、圧力０．３［
Ｐａ］）中で、反応性スパッタリングを行うことにより、膜厚８９［ｎｍ］のＭｏＳｉＯ
Ｎ系の半透光性の位相シフト膜３０を成膜した（図７（１））。このとき、位相シフト膜
３０の膜厚は、ＡｒＦ露光光（波長１９３ｎｍ）で１８０°の位相差が得られるように調
整した。位相シフト膜３０のＡｒＦ露光光（波長１９３ｎｍ）に対する透過率は、１５％
であった。
次に、位相シフト膜３０上に、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いて、エッチングマ
スク膜１０を形成した（図７（１））。具体的には、クロムターゲットを使用し、導入ガ
ス及びその流量：Ａｒ＝１８ｓｃｃｍ、ＣＯ２＝１８ｓｃｃｍ，Ｎ２＝１０ｓｃｃｍ、ス
パッタ電力：１．７ｋＷの条件で、ＣｒＯＣＮを１５ｎｍの膜厚で形成した。このときＣ
ｒＯＣＮ膜の膜応力は極力低く（好ましくは膜応力が実質ゼロ）となるよう調整した。
【００５４】
次に、上記でエッチングマスク膜１０を形成した基板１を、ＤＣマグネトロンスパッタ
装置に導入する。スパッタ装置内を２×１０−５（Ｐａ）以下に排気した後、スパッタ装
置内にＸｅとＮ２との混合ガスを導入する。このとき、Ｘｅの流量は１２．７ｓｃｃｍ、
Ｎ２の流量は５ｓｃｃｍに調整した。スパッタリングターゲットにはＴａを用いた。ガス
の流量が安定した後、ＤＣ電源の電力を１．５ｋＷに設定し、エッチングマスク膜１０上
に厚み１２ｎｍのタンタル窒化層（ＴａＮ）２１を成膜した（図７（１））。
次に、タンタル窒化層（ＴａＮ）２１を成膜した基板１をスパッタ装置内に保持したま
ま、流量９０ｓｃｃｍのＡｒガスと、流量３４．７ｓｃｃｎのＯ２ガスとを混合した混合
ガスをスパッタ装置内に導入し、続いてＤＣ電源の電力を０．７ｋＷに設定し、タンタル
窒化層（ＴａＮ）２１上に、厚み１０ｎｍのタンタル酸化層（ＴａＯ）２２を積層した（
図７（１））。
上記のようにして、タンタル窒化層（ＴａＮ）２１とタンタル酸化層（ＴａＯ）２２と
を積層してなるタンタル系膜２０を作製した。
【００５５】
上記のように作製した、遮光膜２０の膜面における反射率（表面反射率）は、ＡｒＦ露
光光（波長１９３ｎｍ）において２６．２％であった。また、ＡｒＦ露光光における光透
過率は０．１％であった。ＡＥＳ分析（オージェ電子分光分析）を行ったところ、タンタ
ル窒化層（ＴａＮ）２１のＮ含有量は１５ａｔ％であった。タンタル酸化層（ＴａＯ）２
２のＯ含有量は６５ａｔ％であった。
なお、タンタル酸化層（ＴａＯ）２２を形成した段階における試料についてシート抵抗
を測定したところ、１５０Ω／□であった。
【００５６】
［フォトマスクの作製］
図７（１）に示すように、上記で作製したブランクを用い、まず、タンタル酸化層（Ｔ
ａＯ）２２の上に、電子線描画（露光）用化学増幅型ポジレジスト５０（ＦＥＰ１７１：
富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）をスピンコート法により膜厚が１５０
［ｎｍ］となるように塗布した。
次に、レジスト膜５０に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った
後、所定の現像液で現像してレジストパターン５０ａを形成した（図７（２））。
次に、エッチングガスとしてＣＨＦ３を用い、レジストパターン５０ａをマスクとして
、タンタル酸化層（ＴａＯ）２２のドライエッチングを行い、タンタル酸化層（ＴａＯ）
パターン２２ａを形成した（図７（３））。
続いて、エッチングガスとしてＣｌ２を用い、レジストパターン５０ａ及びタンタル酸
化層（ＴａＯ）パターン２２ａをマスクとして、タンタル窒化層（ＴａＮ）２１のドライ
エッチングを行い、タンタル窒化層（ＴａＮ）パターン２１ａを形成した（図７（４））
。
次に、レジストパターン５０ａ及びタンタル系膜パターン２０ａ（タンタル窒化層（Ｔ
ａＮ）パターン２１ａ／タンタル酸化層（ＴａＯ）パターン２２ａ）をマスクとして、ク
ロム系のエッチングマスク膜１０のドライエッチングを行い、クロム系のエッチングマス
ク膜パターン１０ａを形成した（図７（５））。ドライエッチングガスとして、Ｃｌ２と
Ｏ２の混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いた。
次に、図７（６）に示すように、不要となったレジストパターン５０ａを剥離し、その
後、電子線描画（露光）用化学増幅型ポジレジスト５１（ＦＥＰ１７１：富士フィルムエ
レクトロニクスマテリアルズ社製）をスピンコート法により膜厚が１５０［ｎｍ］となる
ように再度塗布した。
次に、レジスト膜５１に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った
後、所定の現像液で現像してレジストパターン５１ａを形成した（図７（７））。このと
き、レジストパターン５１ａは、遮光膜パターンを残す部分に形成する。
次に、クロム系のエッチングマスクパターン１０ａをマスクにして、位相シフト膜３０
を、ＳＦ６ガスを用いてドライエッチングを行い、位相シフト膜パターン（位相シフト部
）３０ａを形成した（図７（８））。このとき、ドライエッチングの過程において、タン
タル窒化層（ＴａＮ）パターン２１ａ／タンタル酸化層（ＴａＯ）パターン２２ａは順次
ドライエッチングによって消失し、位相シフト膜３０のエッチング終了時点でレジストパ
ターン５１ａのない部分のＴａＯ／ＴａＮ膜は消失する（図７（８））。この理由は、Ｔ
ａＯ／ＴａＮの合計膜厚２２ｎｍに対して、ＭｏＳｉＯＮ系位相シフト膜３０の膜厚８９
ｎｍが十分に厚く、エッチング時間が十分に長いためである。
次に、レジストパターン５１ａのない部分のエッチングマスクパターン１０ａを、Ｃｌ
２とＯ２の混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）でドライエッチングによって剥離する（図
７（９））。
次いで、レジストパターン５１ａの剥離し（図７（１０））、所定の洗浄を施してフォ
トマスク１００を得た。
【００５７】
［評価］
上記実施例４で得られたフォトマスクを評価した。
その結果、フォトマスク上に形成される位相シフト膜パターン（位相シフト部）３０ａ
の解像性に関しては、５０ｎｍの位相シフト膜パターンの解像が可能であった。
これと同時に、クロム系のエッチングマスク膜１０とタンタル系膜２０とを積層してな
る遮光膜３０及び遮光膜パターン３０ａのＡｒＦ露光光における光透過率は０．１％であ
り、光学濃度ＯＤ＝３．０を確保できた。
なお、この実施例４のフォトマスクの作製プロセスでは、レジストパターン５０ａを、
エッチングマスク膜パターン１０ａが形成された後（図７（５）と（６）のプロセスの間
）に剥離しているが、タンタル酸化層（ＴａＯ）パターン２２ａが形成するエッチングが
終了後（図７（３）と（４）のプロセスの間）に剥離するようにしてもよい。加工精度が
さらに向上する。
【００５８】
（薬液耐性試験）
ＴａＯ膜、ＴａＮ膜、ＭｏＳｉＯＮ膜の温水及びアルカリ（アンモニア過水）に対する
耐性を調べた。
【００５９】
ＴａＮ膜は、実施例１と同様にして基板上に形成した。具体的には、合成石英基板上に
、Ｔａターゲットを用い、Ｘｅの流量：１２．７ｓｃｃｍ、Ｎ２の流量：１０ｓｃｃｍ、
ＤＣ電源の電力：１．５ｋＷの条件で、反応性スパッタリングを行うことにより、膜厚５
０［ｎｍ］のＴａＮ膜を成膜した。
ＴａＯ膜は、実施例１と同様にして基板上に形成した。具体的には、合成石英基板上に
、Ｔａターゲットを用い、Ａｒの流量：９０ｓｃｃｍ、Ｏ２の流量：３４．７ｓｃｃｍ、
ＤＣ電源の電力：０．７ｋＷの条件で、反応性スパッタリングを行うことにより、膜厚５
０［ｎｍ］のＴａＯ膜を成膜した。
ＭｏＳｉＯＮ膜は、合成石英基板上に、モリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）の混合
ターゲット（Ｍｏ：Ｓｉ＝１：９［原子％］）を用いて、アルゴン（Ａｒ）と窒素（Ｎ２
）と酸素（Ｏ２）の混合ガス雰囲気（Ａｒ：Ｎ２：Ｏ２＝１０：８０：１０［体積％］、
圧力０．３［Ｐａ］）中で、反応性スパッタリングを行うことにより、膜厚５０［ｎｍ］
のＭｏＳｉＯＮ膜を成膜した。
【００６０】
薬液耐性試験の条件を以下に示す。
（１）アルカリ（アンモニア過水）耐性試験の条件
・使用薬液：アンモニア水（ＮＨ４ＯＨ）：２９％ＥＬグレード（関東化学（株）社製）
過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）：３０％ＥＬグレード（関東化学（株）社製）
・薬液混合比；ＮＨ４ＯＨ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ＝１：１：５（体積比）
・処理時間：上記薬液にて６０ｍｉｎ浸漬処理
（２）温水耐性試験の条件
・純水温度：９０°Ｃ
・処理時間：６０ｍｉｎ浸漬処理
【００６１】
薬液耐性試験の結果を下記表１に示す。
【表１】
2014002405.tif 000003
例えば、特許文献１及び２に記載のＭｏＳｉ系遮光膜（例えばＭｏＳｉ主遮光層／Ｍｏ
ＳｉＯＮ反射防止層）における反射防止層であるＭｏＳｉＯＮは、温水、アルカリ耐性が
不十分で、ＭｏＳｉ系遮光膜のパターンに段差が発生する。
本発明の実施例では、反射防止層にＴａ酸化物を用いており、ＭｏＳｉＯＮと比較して
温水、アルカリ耐性が優れている。
【００６２】
（参考例１）
透光性基板／ＭｏＳｉ系ハーフトーン位相シフト膜／Ｃｒ系遮光膜／ＥＢレジストの位
相シフトマスクブランクを用いる場合や、透光性基板／Ｃｒ系遮光膜／ＥＢレジストの基
板堀込タイプの位相シフトマスク形成用のブランクを用いる場合においては、Ｃｒ系遮光
膜／ＥＢレジストの組み合わせであり、Ｃｒ系遮光膜のエッチングガスである塩素ガスと
酸素ガスの混合ガスによってＥＢレジストがある程度エッチングされるため、２００ｎｍ
以下の厚さにＥＢレジストを薄膜化することは困難である。
これに対し、本発明ではタンタル系膜／ＥＢレジストの組み合わせにより、タンタル系
膜のエッチングガスであるフッ素系ガスによってＥＢレジストは耐性を有するため、２０
０ｎｍ以下の厚さにＥＢレジストを薄膜化することが可能となる。これと同時に、Ｃｒ系
エッチングマスク膜／タンタル系膜の構成によって、遮光部（遮光膜）の光学濃度（ＯＤ
）を維持しつつ前記レジストの薄膜化が可能となる。
【００６３】
（参考例２）
透光性基板／ＭｏＳｉ系ハーフトーン位相シフト膜／Ｔａ系遮光膜（例えばＴａＮ／Ｔ
ａＯ）／ＥＢレジストの位相シフトマスクブランクを用いる場合や、透光性基板／Ｔａ系
遮光膜（例えばＴａＮ／ＴａＯ）／ＥＢレジストの基板堀込タイプの位相シフトマスク形
成用のブランクを用いる場合においては、Ｔａ系遮光膜（例えばＴａＮ／ＴａＯ）は、フ
ッ素系ガスでエッチングされるため、同じくフッ素系ガスでエッチングされる、ＭｏＳｉ
系ハーフトーン位相シフト膜や透光性基板に対するエッチングマスク（ハードマスク）と
して機能しない。
これに対し、本発明ではＣｒ系層を挿入することにより、ＭｏＳｉ系ハーフトーン位相
シフト膜や透光性基板に対するエッチングマスク（ハードマスク）として機能を付加する
。
【００６４】
（参考例３）
透光性基板／ＭｏＳｉ系ハーフトーン位相シフト膜／Ｔａ系遮光膜（例えばＴａＨｆ又
はＴａＺｒ／ＴａＯ）／ＥＢレジストの位相シフトマスクブランクを用いる場合や、透光
性基板／Ｔａ系遮光膜（例えばＴａＨｆ又はＴａＺｒ／ＴａＯ）／ＥＢレジストの基板堀
込タイプの位相シフトマスク形成用のブランクを用いる場合においては、ＴａにＨｆもし
くはＺｒを添加することでフッ素系ガスを用いたエッチングに対するハードマスク機能を
付加しているが、ＴａＨｆを除去する場合はＭｏＳｉ系ハーフトーン位相シフト膜やＱＺ
基板へのダメージが避けられない。
具体的には、ＴａＨｆをドライエッチングで除去する場合、ＴａＨｆ金属はＣｌ２ガス
でエッチングできるが、ＴａＨｆ金属は空気中で酸化しやすく、物理エッチング効果を強
くしないと除去できない。
一方、ＴａＨｆをウェットエッチングで除去する場合、フッ酸もしくは熱苛性ソーダを
用いる必要があり、透光性基板もしくはＭｏＳｉＯＮハーフトーン膜のダメージが避けら
れない。
本発明では、ＭｏＳｉ系ハーフトーン位相シフト膜や透光性基板から位相シフトパター
ンを作製するフッ素系ガスを用いたエッチング時にＴａ系薄膜を除去し、残ったＣｒ系膜
をＣｌ２＋Ｏ２によるドライエッチング、又は硝酸第二アンモニウムセリウム等でウエッ
トエッチングできるため、位相シフトパターンへのダメージを回避できる。
【００６５】
（実施例５）実施例５は、ハーフトーン型位相シフト膜を備え、さらに基板を堀り込むこ
とで高透過率の位相シフト部を形成するタイプの位相シフトマスクの作製に用いられるフ
ォトマスクブランク及びフォトマスクの製造方法に関する。
［フォトマスクブランクの作製］
図８を参照して、本発明の第５実施例によるフォトマスクブランク及びフォトマスクの
製造方法について説明する。
まず、石英からなる基板を鏡面研磨し所定の洗浄を施すことにより、６インチ×６イン
チ×０．２５インチの透光性基板１を得た（図８（１））。
次に、透光性基板１上に、モリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）の混合ターゲット（
Ｍｏ：Ｓｉ＝１：９［原子％］）を用いて、アルゴン（Ａｒ）と窒素（Ｎ２）の混合ガス
雰囲気（Ａｒ：Ｎ２＝１０：９０［体積％］、圧力０．３［Ｐａ］）中で、反応性スパッ
タリングを行うことにより、膜厚３０［ｎｍ］のＭｏＳｉＮ系の半透光性の位相シフト膜
３０を成膜した（図８（１））。このとき、位相シフト膜３０のＡｒＦ露光光（波長１９
３ｎｍ）における透過率は２０％であり、高透過率であった。
次に、位相シフト膜３０上に、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いて、エッチングマ
スク膜１０を形成した（図８（１））。具体的には、クロムターゲットを使用し、導入ガ
ス及びその流量：Ａｒ＝１８ｓｃｃｍ、ＣＯ２＝１８ｓｃｃｍ，Ｎ２＝１０ｓｃｃｍ、ス
パッタ電力：１．７ｋＷの条件で、ＣｒＯＣＮを２０ｎｍの膜厚で形成した。このときＣ
ｒＯＣＮ膜の膜応力は極力低く（好ましくは膜応力が実質ゼロ）となるよう調整した。
【００６６】
次に、上記でエッチングマスク膜１０を形成した基板１を、ＤＣマグネトロンスパッタ
装置に導入する。スパッタ装置内を２×１０−５（Ｐａ）以下に排気した後、スパッタ装
置内にＸｅとＮ２との混合ガスを導入する。このとき、Ｘｅの流量は１２．９ｓｃｃｍ、
Ｎ２の流量は５ｓｃｃｍに調整した。スパッタリングターゲットにはＴａを用いた。ガス
の流量が安定した後、ＤＣ電源の電力を１．５ｋＷに設定し、エッチングマスク膜１０上
に厚み２３ｎｍのタンタル窒化層（ＴａＮ）２１を成膜した（図８（１））。
次に、タンタル窒化層（ＴａＮ）２１を成膜した基板１をスパッタ装置内に保持したま
ま、流量９０ｓｃｃｍのＡｒガスと、流量３４．７ｓｃｃｎのＯ２ガスとを混合した混合
ガスをスパッタ装置内に導入し、続いてＤＣ電源の電力を０．７ｋＷに設定し、タンタル
窒化層（ＴａＮ）２１上に、厚み１０ｎｍのタンタル酸化層（ＴａＯ）２２を積層した（
図８（１））。
上記のようにして、タンタル窒化層（ＴａＮ）２１とタンタル酸化層（ＴａＯ）２２と
を積層してなるタンタル系膜２０を作製した。
【００６７】
上記のように作製した、遮光膜２０の膜面における反射率（表面反射率）は、ＡｒＦ露
光光（波長１９３ｎｍ）において２５．３％であった。また、ＡｒＦ露光光における光透
過率は０．１％であった。ＡＥＳ分析（オージェ電子分光分析）を行ったところ、タンタ
ル窒化層（ＴａＮ）２１のＮ含有量は１５ａｔ％であった。タンタル酸化層（ＴａＯ）２
２のＯ含有量は６５ａｔ％であった。
尚、タンタル酸化層（ＴａＯ）２２を形成した段階における試料についてシート抵抗を
測定したところ、８５Ω／□であった。
【００６８】
［フォトマスクの作製］
図８（１）に示すように、上記で作製したブランクを用い、まず、タンタル酸化層（Ｔ
ａＯ）２２の上に、電子線描画（露光）用化学増幅型ポジレジスト５０（ＦＥＰ１７１：
富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）をスピンコート法により膜厚が１５０
［ｎｍ］となるように塗布した。
次に、レジスト膜５０に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った
後、所定の現像液で現像してレジストパターン５０ａを形成した（図８（２））。
次に、エッチングガスとしてＣＨＦ３を用い、レジストパターン５０ａをマスクとして
、タンタル酸化層（ＴａＯ）２２のドライエッチングを行い、タンタル酸化層（ＴａＯ）
パターン２２ａを形成した（図８（３））。
続いて、エッチングガスとしてＣｌ２を用い、レジストパターン５０ａ及びタンタル酸
化層（ＴａＯ）パターン２２ａをマスクとして、タンタル窒化層（ＴａＮ）２１のドライ
エッチングを行い、タンタル窒化層（ＴａＮ）パターン２１ａを形成した（図８（４））
。
次に、レジストパターン５０ａ及びタンタル系膜パターン２０ａ（タンタル窒化層（Ｔ
ａＮ）パターン２１ａ／タンタル酸化層（ＴａＯ）パターン２２ａ）をマスクとして、ク
ロム系のエッチングマスク膜１０のドライエッチングを行い、クロム系のエッチングマス
ク膜パターン１０ａを形成した（図８（５））。ドライエッチングガスとして、Ｃｌ２と
Ｏ２の混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いた。
次に、図８（６）に示すように、不要となったレジストパターン５０ａを剥離し、その
後、電子線描画（露光）用化学増幅型ポジレジスト５１（ＦＥＰ１７１：富士フィルムエ
レクトロニクスマテリアルズ社製）をスピンコート法により膜厚が１５０［ｎｍ］となる
ように再度塗布した。
次に、レジスト膜５１に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った
後、所定の現像液で現像してレジストパターン５１ａを形成した（図８（７））。このと
き、レジストパターン５１ａは、遮光膜パターンを残す部分に形成する。
次に、クロム系のエッチングマスクパターン１０ａをマスクにして、ハーフトーン位相
シフト膜３０、並びに、透光性基板１を、ＣＨＦ３ガスを用い、順次、ドライエッチング
を行い、ハーフトーン位相シフト膜パターン３０ａ、並びに、透光性基板１に堀込部１ａ
をそれぞれ形成し、位相シフトパターン（位相シフト部）を得た（図８（８））。このと
き、ハーフトーン位相シフト膜パターン３０ａと基板堀込部１ａとを合わせて１８０°の
位相差が得られる深さ（具体的には９６ｎｍの深さ）に基板を堀込んだ。
このドライエッチングの過程において、タンタル窒化層（ＴａＮ）パターン２１ａ／タン
タル酸化層（ＴａＯ）パターン２２ａは順次ドライエッチングによって消失し、ＱＺ基板
のエッチング終了時点でレジストパターン５１ａのない部分のＴａＯ／ＴａＮ膜は消失す
る（図８（８））。この理由は、ＴａＯ／ＴａＮの合計膜厚３４ｎｍに対して、ハーフト
ーン位相シフト膜３０の膜厚３０ｎｍとＱＺのエッチング深さ９６ｎｍとの合計が１２６
ｎｍと十分に大きく、エッチング時間が十分に長いためである。
次に、レジストパターン５１ａのない部分のエッチングマスクパターン１０ａを、Ｃｌ
２とＯ２の混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）でドライエッチングによって剥離する（図
８（９））。
次いで、レジストパターン５１ａの剥離し（図８（１０））、所定の洗浄を施してフォ
トマスク１００を得た。
【００６９】
［評価］
上記実施例５で得られたフォトマスクを評価した。
その結果、フォトマスク上に形成される、ハーフトーン型位相シフト膜を備え、さらに
基板を堀り込むことで形成された高透過率の位相シフト部の解像性に関しては、５０ｎｍ
の位相シフト部の解像が可能であった。
これと同時に、ハーフトーン位相シフト膜３０、クロム系のエッチングマスク膜１０、
タンタル系膜２０とを積層してなる遮光部のＡｒＦ露光光における光透過率は０．１％で
あり、光学濃度ＯＤ＝３．０を確保できた。
なお、この実施例５のフォトマスクの作製プロセスでは、レジストパターン５０ａを、
エッチングマスク膜パターン１０ａが形成された後（図８（５）と（６）のプロセスの間
）に剥離しているが、タンタル酸化層（ＴａＯ）パターン２２ａが形成するエッチングが
終了後（図８（３）と（４）のプロセスの間）に剥離するようにしてもよい。加工精度が
さらに向上する。
また、この実施例５のフォトマスクの作製プロセスでは、タンタル酸化層（ＴａＯ）パ
ターン２２ａをエッチングガスとしてＣＨＦ３を用いて形成し、タンタル窒化層（ＴａＮ
）パターン２１ａをエッチングガスとしてＣｌ２を用いて形成しているが、これに代えて
、タンタル酸化層（ＴａＯ）パターン２２ａとタンタル窒化層（ＴａＮ）パターン２１ａ
とをエッチングガスとしてＣＨＦ３を用いて連続で形成してもよい。
【００７０】
（実施例６）実施例６は、基板堀り込みなしタイプであり、かつ、高透過率のハーフトー
ン型位相シフト膜を備えることで高透過率の位相シフト部膜パターンを形成する位相シフ
トマスクの作製に用いられるフォトマスクブランク及びフォトマスクの製造方法に関する
。
［フォトマスクブランクの作製］
図９（１）に示すように、透光性基板１としてサイズ６インチ角、厚さ０．２５インチ
の合成石英基板を用い、透光性基板１上に、ＴａＨｆからなる透過率調整層３１とＳｉＯ
Ｎからなる位相調整層３２の積層膜からなる高透過率タイプのハーフトーン位相シフト膜
３０を形成した。具体的には、Ｔａ：Ｈｆ＝８０：２０（原子％比）のターゲットを用い
、、Ａｒをスパッタリングガスとして、タンタル及びハフニウムからなる膜（ＴａＨｆ膜
：膜中のＴａとＨｆの原子％比は約８０：２０）３１を８ｎｍの膜厚で形成し、次いで、
Ｓｉターゲットを用い、アルゴン（Ａｒ）と窒素（Ｎ２）と酸素（Ｏ２）の混合ガス雰囲
気（Ａｒ：Ｎ２：Ｏ２＝２０：５７：２３［体積％］）中で、反応性スパッタリングを行
うことにより、膜厚８３［ｎｍ］のＳｉＯＮ３２を成膜した。このとき、ハーフトーン位
相シフト膜３０は、露光波長１９３ｎｍに対して１８０°の位相差が得られるように、各
層の厚さを調整した。ハーフトーン位相シフト膜３０の透過率は、露光波長１９３ｎｍに
対して２０％で高透過率であった。
次に、位相シフト膜３０上に、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いて、エッチングマ
スク膜１０を形成した（図９（１））。具体的には、クロムターゲットを使用し、導入ガ
ス及びその流量：Ａｒ＝１８ｓｃｃｍ、ＣＯ２＝１８ｓｃｃｍ，Ｎ２＝１０ｓｃｃｍ、ス
パッタ電力：１．７ｋＷの条件で、ＣｒＯＣＮを１５ｎｍの膜厚で形成した。このときＣ
ｒＯＣＮ膜の膜応力は極力低く（好ましくは膜応力が実質ゼロ）となるよう調整した。
【００７１】
次に、上記でエッチングマスク膜１０を形成した基板１を、ＤＣマグネトロンスパッタ
装置に導入する。スパッタ装置内を２×１０−５（Ｐａ）以下に排気した後、スパッタ装
置内にＸｅとＮ２との混合ガスを導入する。このとき、Ｘｅの流量は１２．７ｓｃｃｍ、
Ｎ２の流量は１０ｓｃｃｍに調整した。スパッタリングターゲットにはＴａを用いた。ガ
スの流量が安定した後、ＤＣ電源の電力を１．５ｋＷに設定し、エッチングマスク膜１０
上に厚み１４ｎｍのタンタル窒化層（ＴａＮ）２１を成膜した（図９（１））。
次に、タンタル窒化層（ＴａＮ）２１を成膜した基板１をスパッタ装置内に保持したま
ま、流量９０ｓｃｃｍのＡｒガスと、流量３４．７ｓｃｃｎのＯ２ガスとを混合した混合
ガスをスパッタ装置内に導入し、続いてＤＣ電源の電力を０．７ｋＷに設定し、タンタル
窒化層（ＴａＮ）２１上に、厚み１０ｎｍのタンタル酸化層（ＴａＯ）２２を積層した（
図９（１））。
上記のようにして、タンタル窒化層（ＴａＮ）２１とタンタル酸化層（ＴａＯ）２２と
を積層してなるタンタル系膜２０を作製した。
【００７２】
上記のように作製した、遮光膜２０の膜面における反射率（表面反射率）は、ＡｒＦ露
光光（波長１９３ｎｍ）において２５．９％であった。また、ＡｒＦ露光光における光透
過率は０．１％であった。ＡＥＳ分析（オージェ電子分光分析）を行ったところ、タンタ
ル窒化層（ＴａＮ）２１のＮ含有量は２３ａｔ％であった。タンタル酸化層（ＴａＯ）２
２のＯ含有量は６５ａｔ％であった。
なお、タンタル酸化層（ＴａＯ）２２を形成した段階における試料についてシート抵抗
を測定したところ、１８５Ω／□であった。
【００７３】
［フォトマスクの作製］
図９（１）に示すように、上記で作製したブランクを用い、まず、タンタル酸化層（Ｔ
ａＯ）２２の上に、電子線描画（露光）用化学増幅型ポジレジスト５０（ＦＥＰ１７１：
富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）をスピンコート法により膜厚が１５０
［ｎｍ］となるように塗布した。
次に、レジスト膜５０に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った
後、所定の現像液で現像してレジストパターン５０ａを形成した（図９（２））。
次に、エッチングガスとしてＣＨＦ３を用い、レジストパターン５０ａをマスクとして
、タンタル酸化層（ＴａＯ）２２のドライエッチングを行い、タンタル酸化層（ＴａＯ）
パターン２２ａを形成した（図９（３））。
続いて、エッチングガスとしてＣｌ２を用い、レジストパターン５０ａ及びタンタル酸
化層（ＴａＯ）パターン２２ａをマスクとして、タンタル窒化層（ＴａＮ）２１のドライ
エッチングを行い、タンタル窒化層（ＴａＮ）パターン２１ａを形成した（図９（４））
。
次に、レジストパターン５０ａ及びタンタル系膜パターン２０ａ（タンタル窒化層（Ｔ
ａＮ）パターン２１ａ／タンタル酸化層（ＴａＯ）パターン２２ａ）をマスクとして、ク
ロム系のエッチングマスク膜１０のドライエッチングを行い、クロム系のエッチングマス
ク膜パターン１０ａを形成した（図９（５））。ドライエッチングガスとして、Ｃｌ２と
Ｏ２の混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いた。
次に、図９（６）に示すように、不要となったレジストパターン５０ａを剥離し、その
後、電子線描画（露光）用化学増幅型ポジレジスト５１（ＦＥＰ１７１：富士フィルムエ
レクトロニクスマテリアルズ社製）をスピンコート法により膜厚が１５０［ｎｍ］となる
ように再度塗布した。
次に、レジスト膜５１に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った
後、所定の現像液で現像してレジストパターン５１ａを形成した（図９（７））。このと
き、レジストパターン５１ａは、遮光膜パターンを残す部分に形成する。
次に、エッチングガスとしてフッ素系ガス（ＳＦ６とＨｅの混合ガス）を用い、クロム
系のエッチングマスクパターン１０ａをマスクにして、ＳｉＯＮ位相調整層３２のドライ
エッチングを行い、ＳｉＯＮ位相調整層パターン３２ａを形成した（図９（８））。この
ドライエッチングの過程において、タンタル窒化層（ＴａＮ）パターン２１ａ／タンタル
酸化層（ＴａＯ）パターン２２ａは順次フッ素系ガスによるドライエッチングによって消
失し、ＳｉＯＮ位相調整層３２のエッチング終了時点でレジストパターン５１ａのない部
分のＴａＯ／ＴａＮ膜は消失する（図９（８））。この理由は、ＴａＯ／ＴａＮの合計膜
厚２４ｎｍに対して、ＳｉＯＮ位相調整層３２の膜厚８３ｎｍが十分に厚く、エッチング
時間が十分に長いためである。
次に、エッチングガスとしてＣｌ２ガスを用い、クロム系のエッチングマスクパターン
１０ａ等をマスクにして、ＴａＨｆ透過率調整層３１のドライエッチングを行い、ＴａＨ
ｆ透過率調整層パターン３２ａを形成した（図９（９））。
次に、エッチングガスとしてＣｌ２とＯ２の混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用い、
クロム系のエッチングマスクパターン１０ａを除去した（図９（１０））。
次いで、レジストパターン５１ａの剥離し（図９（１１））、所定の洗浄を施して、Ｔ
ａＨｆ透過率調整層パターン３２ａとＳｉＯＮ位相調整層パターン３２ａとを積層した構
造の位相シフト膜パターン（位相シフト部）３０ａを有するフォトマスク１００を得た。
【００７４】
［評価］
上記実施例６で得られたフォトマスクを評価した。
その結果、フォトマスク上に形成される位相シフト膜パターン（位相シフト部）３０ａ
の解像性に関しては、５０ｎｍの位相シフト膜パターンの解像が可能であった。
これと同時に、ハーフトーン位相シフト膜３０、クロム系のエッチングマスク膜１０、
タンタル系膜２０とを積層してなる遮光部のＡｒＦ露光光における光透過率は０．１％で
あり、光学濃度ＯＤ＝３．０を確保できた。
なお、この実施例６のフォトマスクの作製プロセスでは、レジストパターン５０ａを、
エッチングマスク膜パターン１０ａが形成された後（図９（５）と（６）のプロセスの間
）に剥離しているが、タンタル酸化層（ＴａＯ）パターン２２ａが形成するエッチングが
終了後（図９（３）と（４）のプロセスの間）に剥離するようにしてもよい。加工精度が
さらに向上する。
また、この実施例６のフォトマスクの作製プロセスでは、タンタル酸化層（ＴａＯ）パ
ターン２２ａをエッチングガスとしてＣＨＦ３を用いて形成し、タンタル窒化層（ＴａＮ
）パターン２１ａをエッチングガスとしてＣｌ２を用いて形成しているが、これに代えて
、タンタル酸化層（ＴａＯ）パターン２２ａとタンタル窒化層（ＴａＮ）パターン２１ａ
とをエッチングガスとしてＣＨＦ３を用いて連続で形成してもよい。
【００７５】
以上、本発明を実施形態や実施例を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は、上記実
施形態や実施例に記載の範囲には限定されない。上記実施形態や実施例に、多様な変更又
は改良を加えることが可能であることは、当業者に明らかである。その様な変更又は改良
を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明ら
かである。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るマスクブランクの一例を示す模式的断面である。
【図２】本発明の第２、第３の実施形態に係るマスクブランクの他の例を示す模式的断面である。
【図３】本発明の第４の実施形態に係るマスクブランクの一例を示す模式的断面である。
【図４】本発明の実施例１に係るマスクの製造工程を説明するための模式的断面である。
【図５】本発明の実施例２に係るマスクの製造工程を説明するための模式的断面である。
【図６】本発明の実施例３に係るマスクの製造工程を説明するための模式的断面である。
【図７】本発明の実施例４に係るマスクの製造工程を説明するための模式的断面である。
【図８】本発明の実施例５に係るマスクの製造工程を説明するための模式的断面である。
【図９】本発明の実施例６に係るマスクの製造工程を説明するための模式的断面である。
【符号の説明】
【００７７】
１    基板
１０    エッチングマスク膜
２０    タンタル系遮光膜
３０    位相シフト膜
５０    レジスト膜
１００  マスク
【図１】
2014002405.tif 000004
【図２】
2014002405.tif 000005
【図３】
2014002405.tif 000006
【図４】
2014002405.tif 000007
【図５】
2014002405.tif 000008
【図６】
2014002405.tif 000009
【図７】
2014002405.tif 000010
【図８】
2014002405.tif 000011
【図９】
2014002405.tif 000012