(57)【要約】      （修正有）【課題】ハーフトーンマスクの製造が容易で多大な設備投資を必要とせず、遮光膜のエッチングの際にハーフトーン膜が十分に保護される構造のハーフトーンブランクスを提供する。【解決手段】透明基板１上に半透過膜２、エッチングストッパー膜３、遮光膜４を順次形成した構造であり、遮光膜４はクロム又はクロム化合物で形成されている。エッチングストッパー膜３は、厚さ２ｎｍ以上の窒化チタン、酸窒化チタン又は酸化チタンルより成る膜であり、遮光膜をエッチングする際に当該エッチングが半透過膜２まで進行しないのでハーフトーン膜が保護される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に、半透過膜、エッチングストッパー膜、遮光膜を順次形成した構造のハーフトーンブランクスであって、遮光膜は、クロム又はクロム化合物で形成されており、  エッチングストッパー膜は、遮光膜をエッチングする際に当該エッチングが半透過膜まで進行しないようにするものであって、厚さ２ｎｍ以上の窒化チタン、酸窒化チタン又は酸化チタンより成る膜であることを特徴とするハーフトーンブランクス。
【請求項２】
前記エッチングストッパー膜は、四階調露光を達成し得るよう前記半透過膜とは別の半透過の膜となっていることを特徴とすることを特徴とする請求項１記載のハーフトーンブランクス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願の発明は、フォトマスクを製造するための基板であるマスクブランクスに関するものであり、特に、ハーフトーン露光に使用される多階調マスクを製造するためのマスクブランクス（ハーフトーンブランクス）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩ等の半導体デバイスやＬＣＤのようなディスプレイデバイスの製造では、フォトリソグラフィにより微細パターン形成が行われる。フォトリソグラフィは、フォトマスク（以下、単にマスク）を通して基板（半導体ウエハやディスプレイ用のガラス基板等。以下、区別するため、デバイス基板と呼ぶ。）を露光し、フォトマスクに形成された微細パターン（マスクパターン）をデバイス基板に転写する技術である。
【０００３】
フォトマスク自体も、一種のフォトリソグラフィ技術により製造される。フォトマスクは、マスクブランクスと呼ばれる基板に対し、レジストを塗布し、電子線描画機又はレーザー描画機によって所定のパターンでレーザーを照射して露光し、その後現像してマスクパターンを得ることで製造される。
フォトマスクが有するマスクパターンは、遮光部と透光部とから成るパターンである。マスクブランクスは、未露光のフィルムともいうべきもので、遮光部となるべき遮光膜が透明なガラス基板上に形成されたものである。
【０００４】
フォトリソグラフィ技術では、露光量が二値的に変化する二階調の露光ではなく、多階調の露光を行うことが従来より研究されている。特に、大型のＬＣＤの製造においては、多階調露光を行うことで露光回数や使用するフォトマスクの枚数を減らす試みがなされている。大型のＬＣＤ用のマスクは、１ｍ角を越えるサイズのものが多くなっており、露光回数低減やマスク枚数の低減により生産性を向上させたりコストを削減したりすることが特に重要になってきている。
【０００５】
多階調露光を可能にする方法としては、特開平８−２５０４４６号に開示されているように、フォトマスクが搭載される露光装置の露光光学系の分解能以下の細かさで微細パターン（ハーフトーンパターン）をフォトマスクに設ける技術が知られている。しかしながら、露光光学系の分解能以上の細かさで且つ必要な精度でハーフトーンパターンを形成することは非常に難しく、パターン欠陥検出においても困難性を伴う。また、ハーフトーンパターン形成のためのデータ量が膨大になり、描画機の能力を超えてしまう恐れもある。
【０００６】
このような問題を考慮し、遮光膜の厚さを制御することで遮光部、半透過部及び透光部を形成することが検討されている。例えば、特開平７−４９４１０号公報は、遮光膜として採用されているクロム膜では元々膜厚が薄いためにハーフエッチングにより中間の膜厚を形成することが困難であることを指摘し、クロム化合物を遮光膜の材料として採用して膜厚を変化させる提案をしている。さらに、特開２００２−１８９２８１号公報では、特開平７−４９４１０号公報所載の方法によると遮光部のパターン形状やパターン精度が悪くなる点を指摘し、半透光膜と遮光膜との間にエッチングストッパー膜を設ける提案がされている。
尚、半透過膜を用いて多階調露光を可能にする方法としては、通常のレジストコート・露光・エッチング等の工程を経て単階調のフォトマスクを製作した後、スパッタリング等で半透過膜を形成する方法が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−２５０４４６号公報
【特許文献２】特開平７−４９４１０号公報
【特許文献３】特開２００２−１８９２８１号公報
【特許文献４】特許４４９０９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特開２００２−１８９２８１号公報の技術では、ハーフトーンマスクの製造が容易ではなく多大な設備投資を必要とする欠点がある。かかる欠点を解消するため、特許４４９０９８０号では、シリコンを添加したアルミニウム、又はチタンを添加したアルミニウムから成る膜をエッチングストッパー膜として採用する提案がされている。
しかしながら、発明者の研究によると、シリコン添加又はチタン添加のアルミニウムより成る膜では、遮光膜のエッチングの際の対薬品性が悪く、エッチングストッパー膜として十分に機能しない問題があることが判明した。
本願の発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、ハーフトーンマスクの製造が容易で多大な設備投資を必要とせず、遮光膜のエッチングの際にハーフトーン膜が十分に保護される構造のハーフトーンブランクスを提供する意義を有するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、透明基板上に、半透過膜、エッチングストッパー膜、遮光膜を順次形成した構造のハーフトーンブランクスであって、
遮光膜は、クロム又はクロム化合物で形成されており、
エッチングストッパー膜は、遮光膜をエッチングする際に当該エッチングが半透過膜まで進行しないようにするものであって、厚さ２ｎｍ以上の窒化チタン、酸窒化チタン又は酸化チタンより成る膜であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記エッチングストッパー膜は、四階調露光を達成し得るよう前記半透過膜とは別の半透過の膜となっているという構成を有する。
【発明の効果】
【００１０】
以下に説明する通り、本願の請求項１記載の発明によれば、エッチングストッパー膜が厚さ２ｎｍ以上の窒化チタン、酸窒化チタン又は酸化チタンより成る膜であるので、遮光膜のウェットエッチングに用いられるエッチング液に対して十分な耐性を有する上、エッチングストッパー膜自体は、取り扱いが比較的容易なエッチング液によってウェットエッチングできる。従って、製造設備が大がかりにならず、設備投資も少なくて済む。また、事後的に半透過膜を形成することは不要であるので、フォトマスクの生産設備において成膜装置を備えることは不要であり、また外部に成膜を依託することは不要である。従って、製造コストがかさむことはなく、移動の問題も生じない。
また、請求項２記載の発明によれば、上記効果に加え、四階調露光が行えるので、露光回数の低減やフォトマスク枚数の低減の効果がさらに高く得られる。この際、エッチングストッパー膜が別の半透過の膜に兼用されるので、ハーフトーンマスクの製造工程が煩雑になったり、ハーフトーンマスクの構造が複雑になったりする欠点はない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本願発明の第一の実施形態に係るハーフトーンブランクスの断面概略図である。
【図２】図１に示すハーフトーンブランクスからハーフトーンマスクを製造する工程の概略を示した図である。
【図３】図１に示すハーフトーンブランクスからハーフトーンマスクを製造する工程の概略を示した図である。
【図４】図２及び図３に示す工程により製造されたハーフトーンマスクの断面概略図である。
【図５】エッチングストッパー膜としての酸窒化チタン膜の厚さについて調べた実験の結果を示した図である。
【図６】第二の実施形態のハーフトーンブランクスから四階調のハーフトーンマスクを製造する工程の概略を示した概略図である。
【図７】第二の実施形態のハーフトーンブランクスから四階調のハーフトーンマスクを製造する工程の概略を示した概略図である。
【図８】図６及び図７に示す工程により製造されたハーフトーンマスクの断面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本願発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。
まず、第一の実施形態について説明する。図１は、本願発明の第一の実施形態に係るハーフトーンブランクスの断面概略図である。図１に示すハーフトーンブランクスは、透明基板１上に、半透過膜２、エッチングストッパー膜３、遮光膜４を順次形成した構造を有する。
透明基板１は、石英のような十分な光透過性を有する材料で形成されている。その上に作成される薄膜の付着性が良いことも、透明基板１の重要な要素である。
半透過膜２は、本実施形態では、クロム化合物で形成されている。クロム化合物としては、酸化クロムが好適に採用できる。酸化クロムは、ＣｒＯ２又はＣｒ２Ｏ３であるが、ＣｒＯやＣｒＯ３の場合もあり得る。このような半透過膜２は、要求される透過量により異なるが、５〜５０ｎｍ程度の厚さで形成されている。
【００１３】
この他、半透過膜２を、窒化クロム（ＣｒＮｘ）、酸窒化クロム（ＣｒｘＮｙ）、フッ化クロム（ＣｒＦｘ）のようなクロム化合物で形成することも可能である。尚、半透過膜２をクロムで形成することも可能である。但し、クロムに比べると、クロム化合物は、遮光性がクロムに比べて低く、適切な光透過率を得るための膜厚の制御が容易である。
【００１４】
エッチングストッパー膜３は、本実施形態では、酸窒化チタン膜となっている。酸窒化チタン膜は、やや広い態様を包含しており、酸窒化チタンがアモルファス状となっている膜の他、一部が結晶化した膜であったり、チタン膜中に酸素及び窒素が混入している状態の膜であったりする場合もあり得る。
エッチングストッパー膜３としての酸窒化チタン膜は、２ｎｍ以上の厚さを有する。２ｎｍ未満であると、必要なエッチング遮断機能が得られなくなる。
【００１５】
遮光膜４は、本実施形態では、クロムで形成されている。膜厚は５０〜９０ｎｍ程度である。遮光膜４の上には、本実施形態では、反射防止膜５が形成されている。反射防止膜５は、このハーフトーンブランクスから製造されるハーフトーンマスクを使用して露光を行う際、光がマスク上で反射するのを防止するものである。反射防止膜５としては、酸化クロム系の薄膜が作成される。膜厚は３０ｎｍ程度で良い。
反射防止膜５の上には、レジスト６が形成されている。レジスト６は、このハーフトーンブランクスからハーフトーンマスクを製造する際のエッチング用である。レジスト６は、マスクパターンの形状での描画を行うレーザーや電子線に対して感光する材料である。
【００１６】
上述した構造を有するハーフトーンブランクスにおいて、半透過膜２、エッチングストッパー膜３、遮光膜４及び反射防止膜５は、スパッタリングにより作成される。このうち、エッチングストッパー膜３以外については、クロム製ターゲットを使用したスパッタリングにより作成される。半透過膜２としてクロム化合物の膜を作成する場合や反射防止膜５して酸化クロム系の膜を作成する場合、酸素などの反応性ガスを導入しリアクティブスパッタリングにより成膜が行われる。レジスト６は、スピンコーティングのような周知の方法を使用し、所定の厚さで形成される。
【００１７】
エッチングストッパー膜３は、チタン製のターゲットを使用したスパッタリングにより作成される。この際、スパッタガスとしての窒素に酸素を混入しながら酸窒化チタン膜を作成する。例えば、窒素１００に対して酸素４０％の流量比で混合したガスが使用される。スパッタ放電によりターゲットから叩き出されたスパッタ粒子（Ｔi）が堆積することで成膜がされる。この際、スパッタ粒子の一部が窒素と酸素に反応して酸窒化チタンとなって堆積したり、堆積したチタン膜中に窒素と酸素が混入したりしながら酸窒化チタン膜が作成される。また、酸窒化チタン膜中には、チタンが酸化チタンや窒化チタンの状態で混入している場合もある。このような酸窒化チタン膜が、エッチングストッパー膜３として使用される。
【００１８】
次に、本実施形態のハーフトーンブランクスから製造するハーフトーンブランクス及びその製造工程について、図２及び図３を参照しながら説明する。図２及び図３は、図１に示すハーフトーンブランクスからハーフトーンマスクを製造する工程の概略を示した図である。図４は、図２及び図３に示す工程により製造されたハーフトーンマスクの断面概略図である。
製造されるハーフトーンマスク７は、図４に示すように、遮光部７１と、ハーフトーン部７２と、透光部７３とを有するものであり、これらが、デバイス基板８に転写すべきマスクパターンの形状とされるものである。
【００１９】
まず、遮光部７１用の露光及び現像を行い、遮光部７１の形状に一致したレジストパターン６１を得る（図２（１））。次に、反射防止膜５及び遮光膜４のエッチングを行う。反射防止膜５及び遮光膜４はクロム系であるので、セリウム系のエッチング液を使用したウェットエッチングとすることが好ましい。セリウム系のエッチング液としては、例えば硝酸第二セリウムアンモニア水溶液が使用される。
このエッチングにより、遮光部７１を構成する遮光膜４のパターンが得られる（図２（２））。このエッチングの際、エッチングストッパー膜３が存在しているので、エッチングは、エッチングストッパー膜３及びその下の膜までは進行せず、上側の反射防止膜５及び遮光膜４のみがエッチングされる。特に、実施形態のハーフトーンブランクスでは、エッチングストッパー膜３が窒化チタンから成る膜であるので、セリウム系のエッチング液に対して十分な耐性を有し、エッチングが半透過膜２にまで達してしまうことはない。
【００２０】
次に、エッチングストッパー膜３のエッチングを行う。上述したようにエッチングストッパー膜３は酸窒化チタン膜であるので、フッ硝酸系のエッチング液を使用したウェットエッチングとすることが好ましい。例えば、フッ酸：硝酸：水＝１：４０：２００程度の混合比（体積比）としたものが使用できる。
このエッチングにより、遮光部７１に相当する部分を残してエッチングストッパー膜３が除去される（図２（３））。その後、レジスト６１が除去される。レジスト除去は、有機アルカリ液を使用するか、ドライ処理（酸素プラズマアッシング）により行われる。
その後、洗浄工程を経てレジスト６２の塗布が再び行われる。レジスト６２は、図２（４）に示すように、全面に塗布される（図２（４））。
【００２１】
そして、透光部７３用の露光、現像が行われる。これにより、透光部７３の形状に一致した開口部を有するレジストパターン６２が得られる（図３（１））。
次に、半透過膜２のエッチングが行われる。半透過膜２は上述したようにクロム系の膜であるので、同様にセリウム系エッチング液によるウェットエッチングが好適に採用できる。このエッチングにより、透光部７３のパターンで半透過膜２が除去されて透明基板１の表面が露出し、透光部７３が形成される（図３（２））。
その後、レジスト６２を除去すると、遮光部７１及びハーフトーン部７２が出現し、ハーフトーンマスク７が出来上がる（図３（３））。
【００２２】
図４には、上記工程により製造したハーフトーンマスク７を使用した露光について模式的に示されている。図４に示すように、露光光源からの光Ｌ１がハーフトーンマスク７を透過し、透過した光Ｌ２がデバイス基板８に結像し、デバイス基板８が露光される。この際、透光部７３を透過した光Ｌ２はほぼ１００％の光量でデバイス基板８上で結像し、ハーフトーン部７２を透過した光Ｌ２は、１００％より少ない所定の光量でデバイス基板８上に結像する。遮光部７１においては光の透過はほぼ０％であり、この部分の像はデバイス基板８上で実質的に結像しない。図４中に、光量を矢印の幅で示す。このように、このハーフトーンマスクによれば、三階調の露光が可能となる。ハーフトーン部７２における光の透過率は、適宜設定し得るが、例えば１０〜６０％の範囲で適宜選定し得る。
【００２３】
上述した製造方法によれば、エッチングストッパー膜３が半透過膜２のエッチングを防止するので、遮光膜４のエッチングの際には半透過膜２はエッチングされず、“膜減り”は生じない。従って、半透過膜２は、ハーフトーンブランクスを製作した際の状態のまま高い膜厚均一性を保つ。
尚、エッチングストッパー膜３は、製造されたハーフトーンマスクにおいて残留した状態となるが、図３に示すように、本実施形態では、エッチングストッパー膜３は、遮光部７１のパターンにエッチングされた状態で残留するのみであるので、マスク性能には特に影響を与えない。従って、光学的にはエッチングストッパー膜３はどのような材料であっても良い（所定の屈折率を持つことは必要ではない）。
【００２４】
また、ハーフトーン部７２を、いわゆる位相シフト部として構成し、ハーフトーンマスクをハーフトーン位相シフトマスクとすることも可能である。位相シフトマスクは、露光の解像度を向上させるための技術の一種であり、半透過位相シフト部を透過する光の位相が、透光部を透過する光に対して１８０度異なる（反転する）ようにするものである。透光部と半透過位相シフト部との境界部分での光強度はほぼゼロとなるので、光強度分布の広がりが抑えられ、解像度の高い露光を行うことが可能となる。
【００２５】
位相シフト部として構成する場合、半透過膜２の厚さを所定の値にする必要がある。位相を反転させるのに必要な半透過膜２の厚さｔは、ｔ＝λ／｛２（ｎ−ｎ０）｝で与えられる。λは露光波長、ｎは半透過膜２の屈折率、ｎ０は空気の屈折率である。使用する露光波長及び半透過膜２の屈折率に応じて、この式を満たす厚さで半透過膜２を形成しておく。
【００２６】
上述した実施形態のハーフトーンブランクスによれば、エッチングストッパー膜３は、酸窒化チタンより成る膜であるので、遮光膜４のウェットエッチングに用いられるエッチング液に対して十分な耐性を有する上、エッチングストッパー膜３自体は、フッ硝酸系のエッチング液によって容易にウェットエッチングできる。従って、エッチングストッパー膜３をＳｉＯ２膜又はＳＯＧ(Spin On Glass)膜とする場合に比べて、製造設備が大がかりにならず、設備投資も少なくて済む。
【００２７】
また、事後的に半透過膜２を形成することは不要であるので、フォトマスクの生産設備において成膜装置を備えることは不要であり、また外部に成膜を依託すること不要である。従って、製造コストがかさむことはなく、移動の問題も生じない。
また、本実施形態では、半透過膜２についても遮光膜４と同様にクロム又はクロム化合物としているので、遮光膜４のエッチング装置を兼用して半透過膜２のエッチングを行うことができる。この点でも設備の簡略化ができる。
【００２８】
次に、エッチングストッパー膜３としての酸窒化チタン膜の厚さについて説明する。図５は、エッチングストッパー膜としての酸窒化チタン膜の厚さについて調べた実験の結果を示した図である。この実験では、酸化クロムより成る半透過膜２の上に酸窒化チタン膜を各種の厚さで作成し、遮光膜のエッチングで使用されるエッチング液に晒して半透過膜２の膜減りが確認されるかどうかが調べられた。エッチング液としては、１７％程度の濃度の硝酸第二セリウムアンモニア水溶液が使用され、エッチング液に晒した時間はジャストエッチング時間の５倍程度の５分である。
図５において、横軸は酸窒化チタン膜の膜厚、縦軸は半透過膜（酸化クロム膜）の透過率の増加量である。半透過膜の透過率の増加量は、当初の透過率に対する増加量の割合で示してある。半透過膜に膜減りが生じて膜厚が減少すれば透過率が増す。
図５に示すように、酸窒化チタン膜の膜厚が厚い場合には、酸化クロム膜の膜減りは観察されないが、酸窒化チタン膜の厚さが２ｎｍを下回ってくると、酸化クロム膜の膜減りが顕著になり透過量の増大が観察されるようになる。この結果が示すように、エッチングストッパー膜３としての窒化・酸化チタン膜の厚さは、２ｎｍ以上とすることが好ましい。
【００２９】
次に、本願発明の第二の実施形態について説明する。
第二の実施形態のハーフトーンブランクスは、断面構造は、図１に示す第一の実施形態と同様である。第二の実施形態のハーフトーンブランクスが第一の実施形態と異なるのは、エッチングストッパー膜３の光透過率である。第一の実施形態では、エッチングストッパー膜３の光透過率は特に限定されないと説明した。一方、この第二の実施形態では、エッチングストッパー膜３は、四階調露光を達成し得るよう半透過の膜の構成となっており、この点で第一の実施形態と異なる。但し、実際には、第一の実施形態における酸窒化チタン膜より成るエッチングストッパー膜３は、適切な膜厚とすることで半透過の膜とすることができ、四階調露光を達成し得る。従って、結果的には、第一の実施形態の構成は、第二の実施形態の構成であるとも言える。
【００３０】
四階調露光を達成するために、論理的には、エッチングストッパー膜３は、０％より大きく１００％より少ない光透過率を有すれば良い。しかしながら、１％の光透過率や９９％の光透過率では実用的には四階調露光は困難であり、５％〜６０％又は１０％〜６０％程度の範囲で光透過率は適宜選定される。例えば、エッチングストッパー膜３の光透過率を５０％とし、半透過膜２の光透過率を６６％とすると、１００％、６６％、３３％、０％という四つの光透過率が実現でき、露光量が１／３ずつ異なる四階調露光が達成できる。
【００３１】
図６及び図７は、第二の実施形態のハーフトーンブランクスから四階調のハーフトーンマスクを製造する工程の概略を示した概略図である。また、図８は、図６及び図７に示す工程により製造されたハーフトーンマスクの断面概略図である。
図６及び図７に示す例は、前述したような光透過率が１／３ずつ異なる四階調露光を行うハーフトーンマスクを製造するものであり、製造されるハーフトーンマスク７は、図８に示すように、遮光部７１、１／３透光部７４、２／３透光部７５、透光部７３を有する。
【００３２】
まず、遮光部７１及び１／３透光部７４から成る領域（以下、第一領域）と、２／３透光部７５及び透光部７３からなる領域（以下、第二領域）に区分する露光及び現像を行う。即ち、第一領域のパターンで露光を行い、現像し、第一の領域のパターンのレジスト６３を得る（図６（１））。
次に、セリウム系のエッチング液を使用してウェットエッチングを行い、反射防止膜５及び遮光膜４につき、第二領域のパターンの部分を除去する。この結果、反射防止膜５及び遮光膜４は、第一領域のパターンで残留する（図６（２））。このエッチングの際、エッチングストッパー膜３及びその下の半透過膜２はエッチングされない。
【００３３】
次に、フッ硝酸系のエッチング液を使用したウェットエッチングによりエッチングストッパー膜３のウェットエッチングを行い、やはり第一領域のパターンを残してエッチングストッパー膜３を除去する（図６（３））。その後、レジスト６３の除去工程、洗浄工程を経て、レジスト６４を再度全面塗布する（図６（４））。
次に、第一第二の領域をそれぞれ区分するための露光を同時に行う。即ち、第一領域については遮光部７１のパターンでレジスト６４を露光し、第二領域については２／３透光部７５のパターンで露光する。現像後、遮光部７１のパターンのレジスト６４と、２／３遮光部７１のパターンのレジスト６４が得られる（図７（１））。
【００３４】
その後、エッチング液により、遮光膜４のエッチングと半透過膜２のエッチングとの同時に行う。前述したように、遮光膜４及び半透過膜２はクロム系であるので、セリウム系の同じエッチング液でエッチングできる。このエッチングにより、１／３透光部７４及び透光部７３が形成される（図７（２））。
その後、レジスト６４を除去すると、遮光部７１及び２／３遮光部７１が出現し、四階調のハーフトーンマスクが完成する（図７（３））。
【００３５】
この第二の実施形態においても、エッチングストッパー膜３は酸窒化チタン膜であるので、フッ硝酸系のエッチング液で容易にウェットエッチングできる。このため、設備投資を低く抑えることができる。
そして、この第二の実施形態のハーフトーンブランクスによれば、エッチングストッパー膜３が別の半透過膜となっているので、上記のようにレジスト塗布・露光・現像を適宜行うことで、四階調のハーフトーンブランクスを製造することが可能である。このため、マスク枚数をさらに低減し、デバイス基板８の露光工程の数をさらに削減することができる。従って、さらに生産性を高くし、設備投資を抑えることが可能となっている。
【００３６】
また、エッチングストッパー膜３が別の半透過膜に兼用されるので、ハーフトーンマスクの製造工程が煩雑になったり、ハーフトーンマスクの構造が複雑になったりする欠点はない。さらに、遮光膜４と半透過膜２が同じクロム系の膜であるので、上記のように同時にエッチングを行うことができ、この点でも生産性向上や設備投資低減の効果がもたらされる。
【実施例】
【００３７】
上記第一実施形態に属する実施例について、以下に説明する。
透明基板１上に半透過膜２として酸化クロム膜をスパッタリングにより５０ｎｍの厚さで形成する。この半透過膜２の光透過率は２５％である。半透過膜２の上に、エッチングストッパー膜３として酸窒化チタン膜を２ｎｍの厚さでスパッタリングにより形成する。エッチングストッパー膜３の上に遮光膜４としてクロム膜を５０ｎｍの厚さでスパッタリングにより形成し、その上に反射防止膜５として酸化クロム膜を３０ｎｍの厚さでスパッタリングにより形成する。その後、レジストを塗布すると、ハーフトーンブランクスが出来上がる。レジストを除く積層膜の部分の全体の厚さは１３２ｎｍである。尚、一連のスパッタリングは、同一チャンバー内で連続的に行うことが望ましい。
また、第二の実施形態に属する実施例としては、別の半透過膜に兼用されるエッチングストッパー膜３は、同様に酸窒化チタン膜で形成され、膜厚は５０ｎｍとされる。その他は、上記第一の実施形態の実施例と同様で良い。
【００３８】
上記各実施形態では、酸窒化チタン膜をエッチングストッパー膜３として使用したが、窒化チタン膜又は酸化チタン膜をエッチングストッパー膜３として使用しても同様に効果が得られる。即ち、エッチングストッパー膜３として窒化チタン膜又は酸化チタン膜を使用した場合でも、図５に示すのと基本的に同様であり、厚さ２ｎｍ以上としておくことで半透過膜２の膜減りが生じないことが発明者によって確認されている。窒化チタン膜は、窒素をスパッタガスとして使用した反応性スパッタリングによって作成できるし、酸化チタン膜は、スパッタガスとしてのアルゴンに酸素を添加して行う反応性スパッタリングによって作成することができる。酸素の添加量は、アルゴンに対して６０％程度で良い。
【００３９】
また、各実施形態及び実施例において、遮光膜４、エッチングストッパー膜３及び半透過膜２のエッチングはウェットエッチングであると説明したが、ドライエッチングを行うことも可能である。遮光膜４と半透過膜２が同じクロム系であるために同じエッチング液を使用して同時にエッチングできるメリットを説明したが、このメリットは、ガスの種類等を適宜選定することで、ドライエッチングの場合でも同様に得られる。
尚、上記第一第二の実施形態における「三階調」や「四階調」は、少なくとも三階調、少なくとも四階調の意味であって、それ以上の多階調の露光を行うことを排除するものではない。
【符号の説明】
【００４０】
１ 透明基板
２ 半透過膜
３ エッチングストッパー膜
４ 遮光膜
５ 反射防止膜
【図１】
2014219575.tif 000003
【図２】
2014219575.tif 000004
【図３】
2014219575.tif 000005
【図４】
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【図５】
2014219575.tif 000007
【図６】
2014219575.tif 000008
【図７】
2014219575.tif 000009
【図８】
2014219575.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成26年6月30日(2014.6.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に、半透過膜、エッチングストッパー膜、遮光膜を順次形成した構造のハーフトーンブランクスであって、遮光膜は、クロム又はクロム化合物で形成されており、
エッチングストッパー膜は、遮光膜をエッチングする際に当該エッチングが半透過膜まで進行しないようにするものであって、厚さ２ｎｍ以上８ｎｍ未満の酸窒化チタンより成る膜であることを特徴とするハーフトーンブランクス。
【請求項２】
透明基板上に、半透過膜、エッチングストッパー膜、遮光膜を順次形成した構造のハーフトーンブランクスであって、遮光膜は、クロム又はクロム化合物で形成されており、
エッチングストッパー膜は、遮光膜をエッチングする際に当該エッチングが半透過膜まで進行しないようにするものであって、厚さ２ｎｍ以上の酸窒化チタンより成る膜であり、
前記エッチングストッパー膜は、四階調露光を達成し得るよう前記半透過膜とは別の半透過の膜となっていて５％以上６０％未満の透過率となっていることを特徴とすることを特徴とする請求項１記載のハーフトーンブランクス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、透明基板上に、半透過膜、エッチングストッパー膜、遮光膜を順次形成した構造のハーフトーンブランクスであって、
遮光膜は、クロム又はクロム化合物で形成されており、
エッチングストッパー膜は、遮光膜をエッチングする際に当該エッチングが半透過膜まで進行しないようにするものであって、厚さ２ｎｍ以上８ｎｍ未満の酸窒化チタンより成る膜であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、透明基板上に、半透過膜、エッチングストッパー膜、遮光膜を順次形成した構造のハーフトーンブランクスであって、遮光膜は、クロム又はクロム化合物で形成されており、
エッチングストッパー膜は、遮光膜をエッチングする際に当該エッチングが半透過膜まで進行しないようにするものであって、厚さ２ｎｍ以上の酸窒化チタンより成る膜であり、
前記エッチングストッパー膜は、四階調露光を達成し得るよう前記半透過膜とは別の半透過の膜となっていて５％以上６０％未満の透過率となっているという構成を有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
以下に説明する通り、本願の請求項１記載の発明によれば、エッチングストッパー膜が厚さ２ｎｍ以上の酸窒化チタンより成る膜であるので、遮光膜のウェットエッチングに用いられるエッチング液に対して十分な耐性を有する上、エッチングストッパー膜自体は、取り扱いが比較的容易なエッチング液によってウェットエッチングできる。従って、製造設備が大がかりにならず、設備投資も少なくて済む。また、事後的に半透過膜を形成することは不要であるので、フォトマスクの生産設備において成膜装置を備えることは不要であり、また外部に成膜を依託することは不要である。従って、製造コストがかさむことはなく、移動の問題も生じない。
また、請求項２記載の発明によれば、上記効果に加え、四階調露光が行えるので、露光回数の低減やフォトマスク枚数の低減の効果がさらに高く得られる。この際、エッチングストッパー膜が別の半透過の膜に兼用されるので、ハーフトーンマスクの製造工程が煩雑になったり、ハーフトーンマスクの構造が複雑になったりする欠点はない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
上記各実施形態では、酸窒化チタン膜をエッチングストッパー膜３として使用したが、本願発明には含まれないものの、窒化チタン膜又は酸化チタン膜をエッチングストッパー膜３として使用しても同様に効果が得られる。即ち、エッチングストッパー膜３として窒化チタン膜又は酸化チタン膜を使用した場合でも、図５に示すのと基本的に同様であり、厚さ２ｎｍ以上としておくことで半透過膜２の膜減りが生じないことが発明者によって確認されている。窒化チタン膜は、窒素をスパッタガスとして使用した反応性スパッタリングによって作成できるし、酸化チタン膜は、スパッタガスとしてのアルゴンに酸素を添加して行う反応性スパッタリングによって作成することができる。酸素の添加量は、アルゴンに対して６０％程度で良い。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
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