(57)【要約】【課題】遮光層のサイドエッチングを抑制することでパターニング精度の高いハーフトーンマスクを作成することが可能なマスクブランクス及び当該マスクブランクスから形成されるパターニング精度の高いハーフトーンマスクを提供すること【解決手段】本発明に係るマスクブランクスは、この順に積層された透明基板と、半透光層と、エッチングストッパ層と、遮光層とを具備する。半透光層は第１の光学濃度を有し、エッチングストッパ層は第２の光学濃度を有する。遮光層は２０ｎｍ以上９５．２ｎｍ以下の厚さを有し、第１の光学濃度及び第２の光学濃度との和が３．０以上である第３の光学濃度を有する。遮光層の厚さを当該範囲内とすることにより、半透光層がエッチングされる際の遮光層のサイドエッチング量を低減し、かつ、製造されたハーフトーンマスクの遮光部において、入射光を十分に遮蔽することが可能となる。【選択図】図１
2011164200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、
前記透明基板上に積層された、第１の光学濃度を有する半透光層と、
前記半透光層上に積層された、第２の光学濃度を有するエッチングストッパ層と、
前記エッチングストッパ層上に積層された、２０ｎｍ以上９５．２ｎｍ以下の厚さを有し、前記第１の光学濃度及び前記第２の光学濃度との和が３．０以上である第３の光学濃度を有する遮光層と
を具備するマスクブランクス。
【請求項２】
請求項１に記載のマスクブランクスであって、
前記第２の光学濃度が０．５８であるときを基準として、
前記第１の光学濃度は０．１０以上１．０以下であり、
前記遮光層は、４６．６ｎｍ以上７６．１ｎｍ以下の厚さを有する
マスクブランクス。
【請求項３】
請求項２に記載のマスクブランクスであって、
前記第１の光学濃度が０．１０以上０．２２未満のときは、
前記遮光層は７２．２ｎｍより大きく７６．１ｎｍ以下の厚さを有する
マスクブランクス。
【請求項４】
請求項２に記載のマスクブランクスであって、
前記第１の光学濃度が０．２２以上０．４０未満のときは、
前記遮光層は６６．３ｎｍより大きく７２．２ｎｍ以下の厚さを有する
マスクブランクス。
【請求項５】
請求項２に記載のマスクブランクスであって、
前記遮光層は０．４０以上１．０以下のときは、
前記遮光層は４６．６ｎｍ以上６６．３ｎｍ以下の厚さを有する
マスクブランクス。
【請求項６】
請求項３、４又は５に記載のマスクブランクスであって、
前記半透光層と前記遮光層は、Ｃｒ系材料からなる
マスクブランクス。
【請求項７】
請求項６に記載のマスクブランクスであって、
前記エッチングストッパ層は、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒ及びＨｆのうち少なくともいずれか一つを含有する材料からなる
マスクブランクス。
【請求項８】
透明基板と、
前記透明基板上に第１のパターンに形成された、第１の光学濃度を有する半透光層と、
前記半透光層上に第２のパターンに形成された、第２の光学濃度を有するエッチングストッパ層と、
前記エッチングストッパ層上に前記第２のパターンに形成された、２０ｎｍ以上９５．２ｎｍ以下の厚さを有し、前記第１の光学濃度及び前記第２の光学濃度との和が３．０以上である第３の光学濃度を有する遮光層と
を具備するハーフトーンマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクブランクス及び当該マスクブランクスをパターニングすることにより形成されるハーフトーンマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハ、フラットパネルディスプレイ等の素子、配線等のパターニング等に利用されるフォトリソグラフィにおいて、フォトマスクとしてハーフトーンマスクの使用が進んでいる。ハーフトーンマスクとは、露光を遮る遮光領域と露光を透過させる透光領域に加え、露光を減衰させる半透光領域を備えるマスクである。ハーフトーンマスクを用いてパターニングを行うことにより、被処理物上に塗布されたフォトレジストを多段階の照射強度で露光させることが可能となる。
【０００３】
ハーフトーンマスクには、透光層上にパターニングされた半透光層及び遮光層が積層されて形成されているものがある。このハーフトーンマスクは、透光層からなる透光領域、透光層上に半透光層が積層されてなる半透光領域、透光層上に半透光層及び遮光層が積層されてなる遮光領域を有する。透光領域に入射した光は透光層を透過し、減衰されない。半透光領域に入射した光は、半透光層及び透光層を透過し、半透光層によって減衰される。遮光領域に入射した光は、遮光層により（又は、他の層にもより）遮蔽される。半透光領域を透過した光と透過光領域を透過した光は強度が異なり、即ちハーフトーンマスクが得られる。
【０００４】
このようなハーフトーンマスクは、透光層、半透光層及び遮光層が積層されたマスクブランクス（原版）をフォトリソグラフィを用いてパターニングすることで製造することが可能である。この場合、マスクブランクス上に塗布されたフォトレジストを所定のパターンに露光し、露光されたフォトレジストをエッチングマスクとしてエッチングすることで、半透光層及び遮光層が所定のパターンにパターニングされる。ここで、半透光層と遮光層がエッチング選択性の低い材料で形成されている場合、遮光層がエッチングされる際に半透光層もエッチングされてしまうため、半透光層と遮光層の間に。これらの材料に対してエッチング選択性が高い材料からなるエッチングストッパ層が積層される。
【０００５】
例えば、特許文献１には、透明基板上に、半透光膜、エッチングストッパー膜、遮光膜が積層されたグレートーンマスク（ハーフトーンマスク）及びその製造方法が開示されている。遮光膜をエッチングする際に、エッチングストッパー膜によって半透光膜の減膜が回避され、膜厚の均一性が高いグレートーンマスクを製造することが可能とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１８９２８１号公報（段落[００１４]、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のグレートーンマスクの製造方法では、半透光膜をエッチングする際、その上層に位置する遮光膜がサイドエッチングされてしまうおそれがある。サイドエッチングにより遮光膜が除去された領域は、透光層、半透光層及びエッチングストッパ層のみが積層されることになる。このため、当該領域に入射した光は、遮光膜により遮蔽されず、エッチングストッパ層及び半透光層により減衰されるものの透過してしまう。即ち、入射光が、本来遮蔽されるべき領域を透過してしまうため、当該グレートーンマスクを用いてフォトリソグラフィのフォトマスクとする場合、パターニング精度が低下するおそれがある。
【０００８】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、遮光層のサイドエッチングを抑制することでパターニング精度の高いハーフトーンマスクを作成することが可能なマスクブランクス及び当該マスクブランクスから形成されるパターニング精度の高いハーフトーンマスクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るマスクブランクスは、透明基板と、半透光層と、エッチングストッパ層と、遮光層とを具備する。
上記半透光層は、上記透光層上に積層され、第１の光学濃度を有する。
上記エッチングストッパ層は、上記半透光層上に積層され、第２の光学濃度を有する。
上記遮光層は、上記エッチングストッパ層上に積層され、２０ｎｍ以上９５．２ｎｍ以下の厚さを有し、上記第１の光学濃度及び上記第２の光学濃度との和が３．０以上である第３の光学濃度を有する。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るハーフトーンマスクは、透明基板と、半透光層と、エッチングストッパ層と、遮光層とを具備する。
上記半透光層は、上記透明基板上に第１のパターンで形成され、第１の光学濃度を有する。
上記エッチングストッパ層は、上記半透光層上に第２のパターンで形成され、第２の光学濃度を有する。
上記遮光層は、上記エッチングストッパ層上に上記第２のパターンに形成され、２０ｎｍ以上９５．２ｎｍ以下の厚さを有し、上記第１の光学濃度及び上記第２の光学濃度との和が３．０以上である第３の光学濃度を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るハーフトーンマスクを示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係るマスクブランクスを示す模式図である。
【図３】ハーフトーンマスクの製造プロセスを説明する図である。
【図４】ハーフトーンマスクの製造プロセスを説明する図である。
【図５】ハーフトーンマスクの製造プロセスを説明する図である。
【図６】ハーフトーンマスクの別の製造プロセスを説明する図である。
【図７】ハーフトーンマスクの別の製造プロセスを説明する図である。
【図８】ハーフトーンマスクの各層の膜厚と光学濃度を示す表である。
【図９】ハーフトーンマスクの各層の膜厚と光学濃度を示す表である。
【図１０】ハーフトーンマスクの各層の膜厚と光学濃度を示す表である。
【図１１】ハーフトーンマスクの各層の膜厚と光学濃度を示す表である。
【図１２】本発明の実施例の条件及び測定結果を示す表である。
【図１３】比較例の条件及び測定結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施形態に係るマスクブランクスは、透明基板と、半透光層と、エッチングストッパ層と、遮光層とを具備する。
上記半透光層は、上記透光層上に積層され、第１の光学濃度を有する。
上記エッチングストッパ層は、上記半透光層上に積層され、第２の光学濃度を有する。
上記遮光層は、上記エッチングストッパ層上に積層され、２０ｎｍ以上９５．２ｎｍ以下の厚さを有し、上記第１の光学濃度及び上記第２の光学濃度との和が３．０以上である第３の光学濃度を有する。
【００１３】
このマスクブランクスは、その半透光層、エッチングストッパ層及び遮光層がパターニングされることにより、透光領域、半透光領域及び遮光領域を有するハーフトーンマスクとなる。遮光層、エッチングストッパ層（以下、ＥＳ層）及び半透光層が除去されると透光領域が形成され、遮光層及びＥＳ層が除去されると半透光領域が形成される。いずれの層も除去されない領域が遮光領域となる。半透光層がエッチングにより除去される際、遮光層のエッチングマスクに被覆されていない部分がサイドエッチングを受け得る。
【００１４】
ここで、本発明者らは、遮光層の厚さが薄い場合、サイドエッチングの速度（エッチングレート）が、厚い場合に比較して小さいことを見出した。一方、遮光層の厚さが薄い場合、遮光層の光学濃度（透過率の逆数の常用対数）が入射光を遮蔽するのに十分ではないおそれがある。そこで、遮光層は、半透光層の光学濃度である第１の光学濃度と、ＥＳ層の光学濃度である第２の光学濃度との和が３．０（透過率０．００１）以上となる第３の光学濃度を有するものとすることができる。
【００１５】
半透光層の光学濃度（第２の光学濃度）は半透光領域の光学濃度となるため、半透光層は所望の光学濃度を得るために必要な厚さとされる。一方、ＥＳ層は、単層の光学濃度がいずれの領域の光学濃度にもならないため、その厚さは任意に設定することが可能であるが、厚さが大きすぎる場合はＥＳ層のエッチングに時間を要する。半透光層の第１の光学濃度とＥＳ層の第２の光学濃度に応じて、遮光層の第３の光学濃度を求めることができ、その光学濃度を達成するために必要な厚さを遮光層の最低限の厚さとする。これにより、遮光領域に入射した光を、遮光層、ＥＳ層及び半透光層により遮蔽することが可能となる。
【００１６】
遮光層の厚さは２０ｎｍ以上９５．２ｎｍ以下とすることができる。半透光層の第１の光学濃度とＥＳ層の第２の光学濃度が十分に大きい場合、遮光層の厚さは、均一に成膜することが可能な最低限の厚さである２０ｎｍとすることができる。一方、遮光層が最も大きい厚さを要する場合、即ち、半透光層の第１の光学濃度が０であり、ＥＳ層の厚さが、均一に成膜することが可能な最低限の厚さである１０ｎｍである場合に、遮光層の厚さは、９５．２ｎｍとすることができる。
【００１７】
サイドエッチングの大きさ（サイドエッチング量）は、サイドエッチングレートと、半透光層のエッチングに要する時間の積で決定される。このため、半透光層のエッチングに要する時間が同一である場合であっても、サイドエッチングレートを低減することによって、サイドエッチング量を低減することが可能である。
【００１８】
上記マスクブランクスは、上記第２の光学濃度が０．５８であるときを基準として、
上記第１の光学濃度は０．１０以上１．０以下であり、上記遮光層は、４６．６ｎｍ以上７６．１ｎｍ以下の厚さを有していてもよい。
【００１９】
ＥＳ層の厚さが１０ｎｍであり、第２の光学濃度が０．５８である場合について、半透光層の透過率を８０％、即ち第１の光学濃度を０．１０とすると、遮光層に必要な第３の光学濃度は２．３２となる。この光学濃度を満たすために必要な遮光層の厚さは７６．１ｎｍとなる。また、半透光層の透過率を１０％、即ち第１の光学濃度を１．０とすると、遮光層に必要な第３の光学濃度は１．４２となる。この光学濃度を満たすために必要な遮光層の厚さは４６．６ｎｍとなる。即ち、第１の光学濃度が０．１０以上１．０以下である場合に、遮光層の厚さを、第１の光学濃度に応じて４６．６ｎｍ以上７６．１ｎｍ以下とすることにより、半透光層、ＥＳ層及び遮光層の３層の光学濃度の和を３．０以上とすることが可能である。
【００２０】
上記第１の光学濃度が０．１０以上０．２２未満のときは、上記遮光層は７２．２ｎｍより大きく７６．１ｎｍ以下の厚さを有していてもよい。
【００２１】
ＥＳ層の厚さが１０ｎｍであり、第２の光学濃度が０．５８である場合について、半透光層の透過率を８０％、即ち第１の光学濃度を０．１０とすると、遮光層に必要な第３の光学濃度は２．３２となり、必要な遮光層の厚さは７６．１ｎｍとなる。また、半透光層の透過率を６０％、即ち第１の光学濃度を０．２２とすると、遮光層に必要な第３の光学濃度は２．２０となり、必要な遮光層の厚さは７２．２ｎｍとなる。即ち、第１の光学の濃度を０．１以上０．２２未満とし、遮光層の厚さを、第１の光学濃度に応じて７２．２ｎｍより大きく７６．１ｎｍ以下とすることにより、半透光層、ＥＳ層及び遮光層の３層の光学濃度の和を３．０以上とすることが可能である。
【００２２】
上記第１の光学濃度が０．２２以上０．４０未満のときは、上記遮光層は６６．３ｎｍより大きく７２．２ｎｍ以下の厚さを有していてもよい。
【００２３】
ＥＳ層の厚さが１０ｎｍであり、第２の光学濃度が０．５８である場合について、半透光層の透過率を６０％、即ち第１の光学濃度を０．２２とすると、遮光層に必要な第３の光学濃度は２．２０となり、必要な遮光層の厚さは７２．２ｎｍとなる。また、半透光層の透過率を４０％、即ち第１の光学濃度を０．４０とすると、遮光層に必要な第３の光学濃度は２．０２となり、必要な遮光層の厚さは６６．３ｎｍとなる。即ち、第１の光学の濃度が０．２２以上０．４０未満とし、遮光層の厚さを、第１の光学濃度に応じて６６．３ｎｍより大きく７２．２ｎｍ以下とすることにより、半透光層、ＥＳ層及び遮光層の３層の光学濃度の和を３．０以上とすることが可能である。
【００２４】
上記遮光層は０．４０以上１．０以下のときは、上記遮光層は４６．６ｎｍ以上６６．３ｎｍ以下の厚さを有していてもよい。
【００２５】
ＥＳ層の厚さが１０ｎｍであり、第２の光学濃度が０．５８である場合について、半透光層の透過率を４０％、即ち第１の光学濃度を０．４０とすると、遮光層に必要な第３の光学濃度は２．０２となり、必要な遮光層の厚さは６６．３ｎｍとなる。また、半透光層の透過率を１０％、即ち第１の光学濃度を１．０とすると、遮光層に必要な第３の光学濃度は１．４２となり、必要な遮光層の厚さは４６．６ｎｍとなる。即ち、第１の光学の濃度が０．４０以上１．０以下とし、遮光層の厚さを、第１の光学濃度に応じて４６．６ｎｍより大きく６６．３ｎｍ以下とすることにより、半透光層、ＥＳ層及び遮光層の３層の光学濃度の和を３．０以上とすることが可能である。
【００２６】
上記半透光層と上記遮光層は、Ｃｒ系材料からなるものであってもよい。
【００２７】
Ｃｒ系材料（Ｃｒ、ＣｒＯ、ＣｒＮ、ＣｒＣ、ＣｒＯＮ、ＣｒＯＣ、ＣｒＮＣ、ＣｒＯＮＣ等）は、成膜性（膜均一性、密着性等）、エッチング特性（耐酸性、溶解速度等）に優れるため、半透光層及び遮光層をＣｒ系材料で形成することにより、パターニング精度の高いハーフトーンマスクを製造することが可能となる。
【００２８】
上記エッチングストッパ層は、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒ及びＨｆのうち少なくともいずれか一つを含有する材料からなるものであってもよい。
【００２９】
Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒ及びＨｆのうち少なくともいずれか一つを含有する材料は、半透光層及び遮光層の材料であるＣｒ系材料に対して、ウェットエッチングにおいてもエッチング選択性を有する。即ち、ＥＳ層を、当該材料で形成することにより、半透光層、ＥＳ層及び遮光層のエッチングを、ドライエッチングよりコストの低いウェットエッチングにより行うことが可能となる。ウェットエッチングは、ドライエッチングよりエッチングの等方性が大きくサイドエッチングが進行し易いが、上述のように、サイドエッチングを抑制することが可能であり、高いパターニング精度を得ることが可能である。
【００３０】
本発明の一実施形態に係るハーフトーンマスクは、透明基板と、半透光層と、エッチングストッパ層と、遮光層とを具備する。
上記半透光層は、上記透明基板上に第１のパターンで形成され、第１の光学濃度を有する。
上記エッチングストッパ層は、上記半透光層上に第２のパターンで形成され、第２の光学濃度を有する。
上記遮光層は、上記エッチングストッパ層上に上記第３のパターンに形成され、２０ｎｍ以上９５．２ｎｍ以下の厚さを有し、上記第１の光学濃度及び上記第２の光学濃度との和が３．０以上である第３の光学濃度を有する。
【００３１】
当該ハーフトーンマスクは、上層の半透光層、ＥＳ層及び遮光層が除去され、透明基板を有する透光領域と、上層のＥＳ層及び遮光層が除去され、透明基板及び半透光層を有する半透光領域と、いずれの層も除去されていない遮光領域とに区分される。透光領域に入射した光は、透明基板を減衰されることなく透過する。半透光領域に入射した光は、透明基板と第１の光学濃度を有する半透光層を透過し、半透光層によって減衰される。遮光領域に入射した光は、透明基板、第１の光学濃度を有する半透光層、第２の光学濃度を有するＥＳ層及び第３の光学濃度を有する遮光層を透過し、半透光層、ＥＳ層及び遮光層により遮蔽される。第１、第２及び第３の光学濃度の和が３．０以上であるので、遮光領域に入射した光を十分に遮蔽することが可能である。当該ハーフトーンマスクは、上述のように、遮光層の厚さが２０ｎｍ以上９５．２ｎｍ以下とされているため、パターニングの際に遮光層のサイドエッチングが抑制され、高いパターニング性を有するものとすることが可能である。
【００３２】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本実施形態に係るハーフトーンマスク１を示す模式図である。
【００３３】
図１に示すように、ハーフトーンマスク１は、透光部１Ａ、半透光部１Ｂ及び遮光部１Ｃを有する。これらの大きさ、配置は所望の露光パターンにより異なる。ハーフトーンマスク１は、透明基板２、半透光層３、エッチングストッパ層（ＥＳ層）４及び遮光層５がこの順に積層されて形成されている。
【００３４】
透光部１Ａは、半透光層３、ＥＳ層４及び遮光層５が除去され、透明基板２が露出している部分である。ハーフトーンマスク１に照射された光のうち、透光部１Ａに到達した光は、透光部１Ａを減衰されることなく透過する。
【００３５】
半透光部１Ｂは、ＥＳ層４及び遮光層５が除去され、透明基板２上に半透光層３が積層されている部分である。ハーフトーンマスク１に照射された光のうち、半透光部１Ｂに到達した光は、半透光部１Ｂを減衰されて透過する。
【００３６】
遮光部１Ｃは、いずれの層も除去されず、透明基板２上に、半透光層３、ＥＳ層４及び遮光層５が積層されている部分である。ハーフトーンマスク１に照射された光のうち、遮光部１Ｃに到達した光は、遮光部１Ｃを透過することなく遮蔽される。
【００３７】
このように、ハーフトーンマスク１は、照射された光を、透光部１Ａ、半透光部１Ｂ及び遮光部１Ｃのパターンに応じて造影する。このようなハーフトーンマスク１を用いてフォトリソグラフィを実施することにより、被処理物上に塗布されたフォトレジストを多段階の照射強度で露光させることが可能となる。
【００３８】
図２は、ハーフトーンマスク１の原版であるマスクブランクス１’を示す模式図である。
マスクブランクス１’は、透明基板２上に、半透光層３、ＥＳ層４及び遮光層５が積層されて形成されている。後述する製造方法により、遮光層５、ＥＳ層４及び半透光層３をパターニングすることでハーフトーンマスク１が製造される。マスクブランクス１’は、例えば被処理物（Flat Panel Display等）と同等の大きさを有する。
【００３９】
マスクブランクス１’は、例えば、透明基板２上に、半透光層３、ＥＳ層４及び遮光層５
となる材料をそれぞれ成膜することによって形成することができる。これらの材料の成膜には、電子ビーム蒸着法、イオンアシストスパッタ法等の種々の成膜方法を用いることができる。
【００４０】
ハーフトーンマスク１を構成する、透明基板２、半透光層３、ＥＳ層４及び遮光層５の各層について説明する。
【００４１】
透明基板２は、入射した光を、（ほぼ）減衰させることなく透過させる。透明基板２は相当の強度を有し、その上に積層される各層を支持する。透明基板２は、ガラス、石英等の光透過率の高い材料からなる基板とすることができる。
【００４２】
半透光層３は、入射した光を所定（例えば５０％）の光量に減衰させる。半透光層３は、光透過率が低く、その膜厚に応じて所定の光透過率となることが可能な材料、例えばＣｒ系材料（Ｃｒ、ＣｒＯ、ＣｒＮ、ＣｒＣ、ＣｒＯＮ、ＣｒＯＣ、ＣｒＮＣ、ＣｒＯＮＣ等）からなるものとすることができる。Ｃｒ系材料は、成膜性（膜均一性、密着性等）、エッチング特性（耐酸性、溶解速度等）に優れるため、半透光層３のパターニング精度を良好なものとすることが可能である。半透光層３の膜厚と光透過率の関係については後述する。
【００４３】
ＥＳ（エッチングストッパ）層４は、遮光層５がエッチングされる際に下層の半透光層３がエッチングされることを防止し、かつ、入射した光を減衰し、あるいは遮蔽する。ＥＳ層４は半透光層３及び遮光層５に対してエッチング選択性を有する材料、例えばＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒ及びＨｆのうち少なくともいずれか一つを含有する材料からなるものとすることができる。この材料は、上記のＣｒ系材料に対してウェットエッチングにおいてもエッチング選択性を有するため、各層のエッチングをウェットプロセスにより行うことが可能となる。ＥＳ層４の膜厚と光透過率の関係については後述する。
【００４４】
遮光層５は、入射した光を減衰し、あるいは遮蔽する。遮光層５は、光透過率が低く、その膜厚に応じて所定の光透過率となることが可能な材料、例えばＣｒ系材料からなるものとすることができる。ここで、ＥＳ層４が存在するため、遮光層５と半透光層３はエッチング選択性のない材料の組み合わせとすることができる。Ｃｒ系材料は、成膜性、エッチング特性に優れるため、遮光層５のパターニング精度を良好なものとすることが可能である。後述するが、遮光層５は、単独で入射光を遮蔽するものでなくてもよく、ＥＳ層４及び半透光層３と協働して入射光を遮蔽するものとすることができる。遮光層５の膜厚と光透過率の関係については後述する。
【００４５】
次に、ハーフトーンマスク１の製造方法について説明する。
図３、図４及び図５は、ハーフトーンマスク１の製造プロセスを説明する図である。
【００４６】
図３（ａ）に示すように、マスクブランクス１’の遮光層５側に、フォトレジストＲ１を塗布する。フォトレジストには露光することで現像液に対する溶解性が上昇するポジティブ型のものと、露光することで現像液に対する溶解性が低下するネガティブ型のものがあり、いずれも使用することが可能である。しかし、ポジティブ型のフォトレジストの方が現像による膨潤が小さく、パターンの精度を高いものとすることが可能である。以下、本実施形態に係るフォトレジストＲ１及びフォトレジストＲ２（後述）はポジティブ型のものとして説明する。フォトレジストＲ１の塗布は、レジストコーター等を用いてすることができる。フォトレジストＲ１は例えばＡＺ１５００（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製）、厚さ１μｍとすることができる。
【００４７】
次に、フォトレジストＲ１を露光する。この際、ハーフトーンマスク１の透光部１Ａに相当する、フォトレジストＲ１の領域上に光が当たるように露光する。露光は、このようなパターンを有する別のフォトマスクを用いてもよく、電子ビームの走査等の方法によってもすることができる。
【００４８】
次に、図３（ｂ）に示すように、フォトレジストＲ１を現像する。現像は、フォトレジストＲ１を現像液に浸漬させることによってすることができる。現像により、フォトレジストＲ１の、半透光部１Ｂに相当する領域が除去される。現像液は、例えばＡＺデベロッパー（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製）を用いることができる。
【００４９】
次に、図３（ｃ）に示すように、上記フォトレジストＲ１をエッチングマスクとして遮光層５をエッチングする。エッチングは、遮光層５をエッチング液に浸漬させるウェットエッチングであってもよく、エッチングガスのプラズマ等の暴露によるドライエッチングであってもよい。ただし、本実施形態に係るハーフトーンマスク１の製造方法では他の製造工程もウェットプロセスとすることが可能であるため、当該エッチングをウェットエッチングとすることにより、製造工程の全てをウェットプロセスとすることが可能である。エッチング液は、遮光層５を溶解させ、かつ、下層であるＥＳ層４を溶解させないエッチング液を用いることができる。遮光層５がＣｒ系材料からなる場合、エッチング液は硝酸セリウム第二アンモニウムと過塩素酸の混合溶液を用いることが可能である。
【００５０】
次に、図３（ｄ）に示すように、上記フォトレジストＲ１をエッチングマスクとしてＥＳ層４をエッチングする。エッチングは、ＥＳ層４をエッチング液に浸漬させるウェットエッチングとすることが可能である。エッチング液は、ＥＳ層４を溶解させ、遮光層５及び半透光層３を溶解させないエッチング液を用いることができる。ＥＳ層４が、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒ及びＨｆのうち少なくともいずれか一つを含有する材料からなる場合、エッチング液は、硝酸を含む溶液を用いることが可能である。
【００５１】
次に、図４（ａ）に示すように、上記フォトレジストＲ１をエッチングマスクとして半透光層３をエッチングする。エッチングは、半透光層３をエッチング液に浸漬させるウェットエッチングとすることが可能である。エッチング液は、半透光層３を溶解させるエッチング液を用いることができる。半透光層３がＣｒ系材料からなる場合、エッチング液は硝酸セリウム第二アンモニウムと過塩素酸の混合溶液を用いることが可能である。
【００５２】
この際、遮光層５の端面（遮光層５がエッチングされた際に新たに形成された面）に、半透光層３をエッチングするためのエッチング液が付着して、当該端面がエッチング（サイドエッチング）される。この、サイドエッチングを受けて後退した、遮光層５の端面をサイドエッチング面５ａとして図に示す。ここで、遮光層５の厚さが薄い方が、サイドエッチングの速度（エッチングレート）が小さいことが判明している。これは、遮光層５の厚さが小さい方が、エッチング液に含まれるエッチング種（遮光層５の材料と化学反応して溶解させる化学種）が遮光層５の端面に供給される速度が小さいためと考えられる。
【００５３】
次に、図４（ｂ）に示すように、フォトレジストＲ１を剥離させる。フォトレジストＲ１の剥離は、レジスト剥離液（ＡＺリムーバー：ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製）を用いてすることができる。
【００５４】
次に、図４（ｃ）に示すように、上記マスクブランクス１’の遮光層５側にフォトレジストＲ２を塗布する。フォトレジストＲ２は、フォトレジストＲ１と同一の組成を有する物質からなるものとすることができる。フォトレジストＲ２の塗布は、レジストコーター等を用いてすることができる。フォトレジストＲ２は例えばＡＺ１５００（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製）、厚さ１μｍとすることができる。
【００５５】
次に、フォトレジストＲ２を露光する。この際、ハーフトーンマスク１の透光部１Ａ及び半透光部１Ｂに相当する、フォトレジストＲ２の領域上に光が当たるように露光する。露光は、このようなパターンを有する別のフォトマスクを用いてもよく、電子ビームの走査等の方法によってもすることができる。
【００５６】
次に、図４（ｄ）に示すように、フォトレジストＲ２を現像する。現像は、フォトレジストＲ２を現像液に浸漬させることによってすることができる。現像により、フォトレジストＲ２の、透光部１Ａ及び半透光部１Ｂに相当する領域が除去される。現像液は、例えばＡＺデベロッパー（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製）を用いることができる。
【００５７】
次に、図５（ａ）に示すように、上記フォトレジストＲ２をエッチングマスクとして遮光層５をエッチングする。エッチングは、遮光層５をエッチング液に浸漬させるウェットエッチングとすることが可能である。エッチング液は、エッチング液は硝酸セリウム第二アンモニウムと過塩素酸の混合溶液を用いることが可能である。
【００５８】
次に、図５（ｂ）に示すように、上記フォトレジストＲ２をエッチングマスクとしてＥＳ層４をエッチングする。エッチングは、ＥＳ層４をエッチング液に浸漬させるウェットエッチングとすることが可能である。エッチング液は、硝酸を含む容器を用いることが可能である。
【００５９】
次に、フォトレジストＲ２を剥離させる。フォトレジストＲ２の剥離は、レジスト剥離液（ＡＺリムーバー：ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製）を用いてすることができる。
【００６０】
以上のようにして図１に示すハーフトーンマスク１が製造される。
なお、ハーフトーンマスク１は、以下のようにしても製造することが可能である。
【００６１】
図６及び図７は、ハーフトーンマスク１の他の製造プロセスを説明する図である。
図６（ａ）に示すように、マスクブランクス１’の遮光層５側に、フォトレジストＲを塗布する。フォトレジストＲはポジティブ型のものとして説明する。フォトレジストＲの塗布は、レジストコーター等を用いてすることができる。フォトレジストＲは例えばＡＺ１５００（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製）、厚さ１μｍとすることができる。
【００６２】
次に、フォトレジストＲを露光する。この際、ハーフトーンマスク１の透光部１Ａに相当するフォトレジストＲの領域上に高強度の露光量で、半透光部１Ｂに相当する領域に低強度の露光量で光が当たるように露光する。露光は、このようなパターンを有する別のフォトマスクを用いてもよく、電子ビームの走査等の方法によってもすることができる。
【００６３】
次に、図６（ｂ）に示すように、フォトレジストＲを現像する。現像は、フォトレジストＲを現像液に浸漬させることによってすることができる。現像時間を調節することで、高強度の露光量で露光された、透光部１Ａに相当するフォトレジストＲの領域を完全に除去し、低強度の露光量で露光された、半透光部１Ｂに相当するフォトレジストＲの領域を部分的に除去しつつ残存させる。
【００６４】
次に、図６（ｃ）に示すように、上記フォトレジストＲをエッチングマスクとして遮光層５をエッチングする。エッチングは、遮光層５をエッチング液に浸漬させるウェットエッチングとすることができる。エッチング液は、遮光層５を溶解させ、かつ、下層であるＥＳ層４を溶解させないエッチング液を用いることができる。遮光層５がＣｒ系材料からなる場合、エッチング液は硝酸セリウム第二アンモニウムを用いることが可能である。
【００６５】
次に、図６（ｄ）に示すように、上記フォトレジストＲをエッチングマスクとしてＥＳ層４をエッチングする。エッチングは、ＥＳ層４をエッチング液に浸漬させるウェットエッチングとすることが可能である。エッチング液は、ＥＳ層４を溶解させ、遮光層５及び半透光層３を溶解させないエッチング液を用いることができる。ＥＳ層４が、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒ及びＨｆのうち少なくともいずれか一つを含有する材料からなる場合、エッチング液は、硝酸を含む溶液を用いることが可能である。
【００６６】
次に、図７（ａ）に示すように、フォトレジストＲを再度現像する。この現像により、低強度の露光量で露光されたフォトレジストＲの領域を完全に除去する。現像液は、前回の現像液と同一のものを用いることができる。
【００６７】
次に、図７（ｂ）に示すように、上記フォトレジストＲをエッチングマスクとして、半透光層３及び遮光層５をエッチングする。エッチングは、半透光層３及び遮光層５をエッチング液に浸漬させるウェットエッチングとすることが可能である。遮光層５及び半透光層３がＣｒ系材料からなる場合、エッチング液は硝酸セリウム第二アンモニウムを用いることが可能である。
【００６８】
この製造方法によっても、半透光層３及び遮光層５をエッチングする際に、既にエッチングされて形成されていた、遮光層５の端面に、エッチング液が付着して、当該端面がエッチング（サイドエッチング）される。この、サイドエッチングを受けて後退した、遮光層５の端面をサイドエッチング面５ａとして図に示す。同様に、遮光層５の厚さが薄い方が、サイドエッチングの速度（エッチングレート）が小さいことが判明している。
【００６９】
次に、図７（ｃ）に示すように、上記フォトレジストＲをエッチングマスクとして、ＥＳ層４をエッチングする。エッチングは、硝酸を含む溶液をエッチング液とするウェットエッチングとすることが可能である。
【００７０】
次に、フォトレジストＲを剥離させる。フォトレジストＲの剥離は、レジスト剥離液（ＡＺリムーバー：ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社製）を用いてすることができる。
【００７１】
以上のようにしてハーフトーンマスク１が製造される。
【００７２】
いずれの製造方法によっても、遮光層５をエッチングした後、半透光層３がエッチングされる際に、遮光層５の端面がサイドエッチングされる。このサイドエッチングされた部分に入射した光は、遮光層５により遮蔽あるいは減衰されず、ＥＳ層４（ＥＳ層４の光透過率が低い場合を除く）及び半透光層３を透過して被処理物に到達してしまう。このため、遮光層５のサイドエッチング量が大きい場合、パターニング精度が低下するおそれがある。
【００７３】
上述のように、遮光層５の厚さを薄くすることで、サイドエッチングレートを小さくすることが可能である。一方、遮光層５の厚さが薄い場合、遮光層５単独では、入射光を完全に遮蔽できないおそれがある。そこで、以下のようにして、遮光層５の厚さを薄くし、かつ、ハーフトーンマスク１の遮光部１Ｃにおいて入射光が遮蔽されるように検討した。
【００７４】
以下、各層の厚さと光学濃度について説明する。
【００７５】
半透光層３は、ハーフトーンマスク１の半透光部１Ｂにおいて、入射光を所定の透過率で減衰させる。なお、光学濃度は、透過率の逆数の常用対数である。このため、半透光層３の厚さは、その材料が半透光部１Ｂの所定の光学濃度となるために必要な厚さで規定される。半透光層３は、透光部１Ａにおいては除去されるが、その他の部分、即ち、半透光部１Ｂ及び遮光部１Ｃにおいては存在する。このため、遮光層５の下層には必ず半透光層３が存在するため、半透光層３の光学濃度（第１の光学濃度）を遮光部１Ｃに必要な光学濃度の一部として利用することが可能である。また、半透光層３のエッチングの間、遮光層５のサイドエッチングが進行することから、半透光層３の厚さが薄く、エッチングに要する時間が短い方が遮光層５のサイドエッチング量が小さい
【００７６】
ＥＳ層４は、本来的には遮光層５がエッチングされる際に、下層に位置し、遮光層５に対してエッチング選択性がない半透光層３がエッチングされるのを防止するための層である。しかし、ＥＳ層４もその材料及び厚さに応じた光学濃度（第２の光学濃度）を有し、ＥＳ層４は遮光層５と同一の領域（遮光部１Ｃ）に存在するため、ＥＳ層４の光学濃度を遮光部１Ｃに必要な光学濃度の一部として利用することが可能である。ここで、ＥＳ層４の厚さは、１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下の内から選択することができる。ＥＳ層４の厚さが１０ｎｍ以下であると、膜の均一性、密着性が低下するおそれがある。一方、ＥＳ層４の厚さが８００ｎｍ以上であると、ＥＳ層４のエッチングに多大な時間を要し、ハーフトーンマスク１の製造効率が低下する。
【００７７】
遮光層５は、ハーフトーンマスク１の遮光部１Ｃにおいて、入射光を減衰させ、あるいは遮蔽する。一般的なハーフトーンマスクの場合、入射光は遮光層５によって遮蔽されるが、本実施形態に係る遮光層５は半透光層３及び遮光層５と協働して入射光を遮蔽する。このようにすることで、遮光層単独で入射光を遮蔽する場合に比べ、膜厚を薄くすることが可能である。具体的には、入射光を遮蔽するのに必要な光学濃度（透過率の逆数の常用対数）が３．０以上（透過率０．００１以下）であるとすると、遮光層５の膜厚は、遮光層５の光学濃度（第３の光学濃度）と第１の光学濃度及び第２の光学濃度との和が３．０以上となる厚さとすることが可能である。ここで、遮光層５の厚さは、２０ｎｍ以上９５．２ｎｍ以下の内から選択することができる。遮光層５の厚さが２０ｎｍ以下であると、膜の均一性、密着性が低下するおそれがある。一方、遮光層５が９５．２ｎｍ以上の厚さである場合、遮光層５単層で３．０以上の光学濃度を有するため、これ以上の膜厚は必要ではない。
【００７８】
以下、より具体的に検討する。
半透光層３の材料がＣｒ系材料であって、波長４３６ｎｍ以下３６５ｎｍ以上の光に対する透過率の差が５％以上１０％以下の材料である場合について説明する。
【００７９】
上述のように、ＥＳ層４の厚さは１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下とすることができる。まず、ＥＳ層４の厚さが１０ｎｍであり、光学濃度が０．５８であるとする。図８は、この条件における各層の厚さ及び光学濃度と、サイドエッチング量の関係を示す表である。サイドエッチング量は、半透過層３のエッチングジャストタイム＋２０秒を浸漬させた時の値である。
【００８０】
図８に示すように、上記条件においてハーフトーンマスク１の半透光部１Ｂの光透過率を８０％以下、６０％より大きい範囲とする場合、即ち、半透光層３の光学濃度を０．１０以上０．２２未満とする場合（表の右欄）について説明する。この場合、当該光学濃度となるために必要な、上記材料からなる半透光層３の膜厚は１７ｎｍ以上８ｎｍ以下である。
【００８１】
半透光層３の光学濃度（第１の光学濃度）に、ＥＳ層４の光学濃度（第２の光学濃度）（０．５８）を足して得られた光学濃度、０．６８以上０．８０未満が半透光層３及びＥＳ層４の２層によって達成される光学濃度である。半透光層３、ＥＳ層４及び遮光層５の３層の光学濃度は３．０以上である必要があるので、遮光層５が有するべき光学濃度は２．２０より大きく２．３２未満となる。遮光層５がＣｒ系材料である場合、この光学濃度となるために必要な膜厚は７２．２ｎｍより大きく７６．１ｎｍ以下である。即ち、遮光層５の膜厚を、半透光部１Ｂの光学濃度に応じて決定される、７２．２ｎｍより大きく７６．１ｎｍ以下の範囲に含まれる膜厚より大きくすることで、半透光層３、ＥＳ層４及び遮光層５の光学濃度の和を３．０以上とすることが可能である。
【００８２】
このときの遮光層５と半透光層３の膜厚比（遮光層／半透光層）は４．２５より大きく９．５１以下となる。この場合、遮光層５のサイドエッチングレートは、０．２２（μｍ／１０ｓｅｃ）より大きく０．２３（μｍ／１０ｓｅｃ）以下である。半透光層３の膜厚に応じて半透光層３をエッチングするのに要する時間が決まるので、このサイドエッチングレートにおいて、半透光層３の膜厚に応じて、遮光層５のサイドエッチング量が０．４８μｍより大きく、０．６２μｍ以下となる。
【００８３】
図８に示すように、上記条件においてハーフトーンマスク１の半透光部１Ｂの光透過率を６０％以下、４０％より大きい範囲とする場合、即ち、半透光層３の光学濃度を０．２２以上０．４０未満とする場合（表の中欄）について説明する。この場合、当該光学濃度となるために必要な、上記材料からなる半透光層３の膜厚は１７ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。
【００８４】
半透光層３の光学濃度（第１の光学濃度）に、ＥＳ層４の光学濃度（第２の光学濃度）（０．５８）を足して得られた光学濃度、０．８０以上０．９８未満が半透光層３及びＥＳ層４の２層によって達成される光学濃度である。よって、遮光層５が有するべき光学濃度は２．０２より大きく２．２０未満となる。遮光層５がＣｒ系材料である場合、この光学濃度となるために必要な膜厚は６３．３ｎｍより大きく７２．２ｎｍ以下である。即ち、遮光層５の膜厚を、半透光部１Ｂの光学濃度に応じて決定される、６３．３ｎｍより大きく７２．２ｎｍ以下の範囲に含まれる膜厚より大きくすることで、半透光層３、ＥＳ層４及び遮光層５の光学濃度の和を３．０以上とすることが可能である。
【００８５】
このときの遮光層と半透光層の膜厚比（遮光層／半透光層）は２．２１より大きく４．２５以下となる。この場合、遮光層５のサイドエッチングレートは、０．１８（μｍ／１０ｓｅｃ）より大きく０．２２（μｍ／１０ｓｅｃ）以下である。半透光層３の膜厚に応じて半透光層３をエッチングするのに要する時間が決まるので、このサイドエッチングレートにおいて、半透光層３の膜厚に応じて、遮光層５のサイドエッチング量が０．４９μｍより大きく、０．８１μｍ以下となる。
【００８６】
図８に示すように、上記条件においてハーフトーンマスク１の半透光部１Ｂの光透過率を４０％以下、１０％以上の範囲とする場合、即ち、半透光層３の光学濃度を０．４０以上１．００以下とする場合（表の左欄）について説明する。この場合、当該光学濃度となるために必要な、上記材料からなる半透光層３の膜厚は３０ｎｍ以上７６ｎｍ以下である。
【００８７】
半透光層３の光学濃度（第１の光学濃度）に、ＥＳ層４の光学濃度（第２の光学濃度）（０．５８）を足して得られた光学濃度、０．９８以上１．５８以下が半透光層３及びＥＳ層４の２層によって達成される光学濃度である。よって、遮光層５が有するべき光学濃度は１．４２以上２．０２未満となる。遮光層５がＣｒ系材料である場合、この光学濃度となるために必要な膜厚は４６．６ｎｍ以上６６．３ｎｍ以下である。即ち、遮光層５の膜厚を、半透光部１Ｂの光学濃度に応じて決定される、４６．６ｎｍ以上６６．３ｎｍ以下の範囲に含まれる膜厚より大きくすることで、半透光層３、ＥＳ層４及び遮光層５の光学濃度の和を３．０以上とすることが可能である。
【００８８】
このときの遮光層５と半透光層３の膜厚比（遮光層／半透光層）は０．６１以上２．２１以下となる。この場合、遮光層５のサイドエッチングレートは、０．１２（μｍ／１０ｓｅｃ）以上０．１８（μｍ／１０ｓｅｃ）以下である。半透光層３の膜厚に応じて半透光層３をエッチングするのに要する時間が決まるので、このサイドエッチングレートにおいて、半透光層３の膜厚に応じて、遮光層５のサイドエッチング量が０．４４μｍ以上０．８６μｍ以下となる。
【００８９】
次に、ＥＳ層４の厚さが６０ｎｍであり、光学濃度が３．０以上である場合について説明する。図９は、この条件における各層の厚さ及び光学濃度と、サイドエッチング量の関係を示す表である。サイドエッチング量は、半透過層３のエッチングジャストタイム＋２０秒を浸漬させた時の値である。
【００９０】
図９に示すように、上記条件においてハーフトーンマスク１の半透光部１Ｂの光透過率を８０％以下、６０％より大きい範囲とする場合、即ち、半透光層３の光学濃度を０．１０以上０．２２未満とする場合（表の右欄）について説明する。この場合、当該光学濃度となるために必要な、上記材料からなる半透光層３の膜厚は１７ｎｍより大きく８ｎｍ以下である。
【００９１】
半透光層３の光学濃度（第１の光学濃度）は３．０以上であるので、遮光層５が有するべき光学濃度の下限はない。しかし、遮光層５を形成しない場合、入射光に対する反射率が大きくなり、入射光が反射されてしまうため、遮光層５は形成する必要がある。遮光層５の厚さは、膜の均一性、密着性を維持するために必要な２０ｎｍとすることができる。
【００９２】
このときの遮光層５と半透光層３の膜厚比（遮光層／半透光層）は１．１８より大きく２．５０以下となる。この場合、遮光層５のサイドエッチングレートは、０．１０（μｍ／１０ｓｅｃ）である。半透光層３の膜厚に応じて半透光層３をエッチングするのに要する時間が決まるので、このサイドエッチングレートにおいて、半透光層３の膜厚に応じて、遮光層５のサイドエッチング量が０．２２μｍより大きく、０．２７μｍ以下となる。
【００９３】
図９に示すように、上記条件においてハーフトーンマスク１の半透光部１Ｂの光透過率を６０％以下、４０％より大きい範囲とする場合、即ち、半透光層３の光学濃度を０．２２以上０．４０未満とする場合（表の中欄）について説明する。この場合、当該光学濃度となるために必要な、上記材料からなる半透光層３の膜厚は１７ｎｍより大きく３０ｎｍ以下である。
【００９４】
半透光層３の光学濃度（第１の光学濃度）は３．０以上であるので、遮光層５が有するべき光学濃度の下限はない。しかし、遮光層５を形成しない場合、入射光に対する反射率が大きくなり、入射光が反射されてしまうため、遮光層５は形成する必要がある。遮光層５の厚さは、膜の均一性、密着性を維持するために必要な２０ｎｍとすることができる。
【００９５】
このときの遮光層と半透光層の膜厚比（遮光層／半透光層）は０．６７より大きく１．１８以下となる。この場合、遮光層５のサイドエッチングレートは、０．１０（μｍ／１０ｓｅｃ）である。半透光層３の膜厚に応じて半透光層３をエッチングするのに要する時間が決まるので、このサイドエッチングレートにおいて、半透光層３の膜厚に応じて、遮光層５のサイドエッチング量が０．２７μｍより大きく、０．１８μｍ以下となる。
【００９６】
図９に示すように、上記条件においてハーフトーンマスク１の半透光部１Ｂの光透過率を４０％以下、１０％以上の範囲とする場合、即ち、半透光層３の光学濃度を０．４０以上１．００以下とする場合（表の左欄）について説明する。この場合、当該光学濃度となるために必要な、上記材料からなる半透光層３の膜厚は３０ｎｍ以上７６ｎｍ以下である。
【００９７】
半透光層３の光学濃度（第１の光学濃度）は３．０以上であるので、遮光層５が有するべき光学濃度の下限はない。しかし、遮光層５を形成しない場合、入射光に対する反射率が大きくなり、入射光が反射されてしまうため、遮光層５は形成する必要がある。遮光層５の厚さは、膜の均一性、密着性を維持するために必要な２０ｎｍとすることができる。
【００９８】
このときの遮光層と半透光層の膜厚比（遮光層／半透光層）は０．２６以上０．６７以下となる。この場合、遮光層５のサイドエッチングレートは、０．１０（μｍ／１０ｓｅｃ）である。半透光層３の膜厚に応じて半透光層３をエッチングするのに要する時間が決まるので、このサイドエッチングレートにおいて、半透光層３の膜厚に応じて、遮光層５のサイドエッチング量が０．３７μｍ以上０．４８μｍ以下となる。
【００９９】
次に、半透光層３の材料がＣｒ系材料であって、波長４３６ｎｍ以下３６５ｎｍ以上の光に対する透過率の差が１％未満の材料である場合について説明する。
【０１００】
ＥＳ層４の厚さが１０ｎｍであり、光学濃度が０．５８であるとする。図１０は、この条件における各層の厚さ及び光学濃度と、サイドエッチング量の関係を示す表である。サイドエッチング量は、半透過層のエッチングジャストタイム＋２０秒を浸漬させた時の値である。
【０１０１】
図１０に示すように、上記条件においてハーフトーンマスク１の半透光部１Ｂの光透過率を８０％以下、６０％より大きい範囲とする場合、即ち、半透光層３の光学濃度を０．１０以上０．２２未満とする場合（表の右欄）について説明する。この場合、当該光学濃度となるために必要な、上記材料からなる半透光層３の膜厚は２ｎｍ以上６ｎｍ以下である。
【０１０２】
半透光層３の光学濃度（第１の光学濃度）に、ＥＳ層４の光学濃度（第２の光学濃度）（０．５８）を足して得られた光学濃度、０．６８以上０．８０未満が半透光層３及びＥＳ層４の２層によって達成される光学濃度である。半透光層３、ＥＳ層４及び遮光層５の３層の光学濃度は３．０以上である必要があるので、遮光層５が有するべき光学濃度は２．２０より大きく２．３２未満となる。遮光層５がＣｒ系材料である場合、この光学濃度となるために必要な膜厚は７２．２ｎｍより大きく７６．１ｎｍ以下である。即ち、遮光層５の膜厚を、半透光部１Ｂの光学濃度に応じて決定される、７２．２ｎｍより大きく７６．１ｎｍ以下の範囲に含まれる膜厚より大きくすることで、半透光層３、ＥＳ層４及び遮光層５の光学濃度の和を３．０以上とすることが可能である。
【０１０３】
このときの遮光層と半透光層の膜厚比（遮光層／半透光層）は１２．０３より大きく３８．０５以下となる。この場合、遮光層５のサイドエッチングレートは、０．２２（μｍ／１０ｓｅｃ）より大きく０．２３（μｍ／１０ｓｅｃ）以下である。半透光層３の膜厚に応じて半透光層３をエッチングするのに要する時間が決まるので、このサイドエッチングレートにおいて、半透光層３の膜厚に応じて、遮光層５のサイドエッチング量が０．４６μｍより大きく、０．５１μｍ以下となる。
【０１０４】
図１０に示すように、上記条件においてハーフトーンマスク１の半透光部１Ｂの光透過率を６０％以下、４０％より大きい範囲とする場合、即ち、半透光層３の光学濃度を０．２２以上０．４０未満とする場合（表の中欄）について説明する。この場合、当該光学濃度となるために必要な、上記材料からなる半透光層３の膜厚は６ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。
【０１０５】
半透光層３の光学濃度（第１の光学濃度）に、ＥＳ層４の光学濃度（第２の光学濃度）（０．５８）を足して得られた光学濃度、０．８０以上０．９８未満が半透光層３及びＥＳ層４の２層によって達成される光学濃度である。よって、遮光層５が有するべき光学濃度は２．０２より大きく２．２０未満となる。遮光層５がＣｒ系材料である場合、この光学濃度となるために必要な膜厚は６３．３ｎｍより大きく７２．２ｎｍ以下である。即ち、遮光層５の膜厚を、半透光部１Ｂの光学濃度に応じて決定される、６３．３ｎｍより大きく７２．２ｎｍ以下の範囲に含まれる膜厚より大きくすることで、半透光層３、ＥＳ層４及び遮光層５の光学濃度の和を３．０以上とすることが可能である。
【０１０６】
このときの遮光層と半透光層の膜厚比（遮光層／半透光層）は６．６３より大きく１２．０３以下となる。この場合、遮光層５のサイドエッチングレートは、０．１８（μｍ／１０ｓｅｃ）より大きく０．２２（μｍ／１０ｓｅｃ）以下である。半透光層３の膜厚に応じて半透光層３をエッチングするのに要する時間が決まるので、このサイドエッチングレートにおいて、半透光層３の膜厚に応じて、遮光層５のサイドエッチング量が０．４０μｍより大きく、０．５３μｍ以下となる。
【０１０７】
図１０に示すように、上記条件においてハーフトーンマスク１の半透光部１Ｂの光透過率を４０％以下、１０％以上の範囲とする場合、即ち、半透光層３の光学濃度を０．４０以上１．００以下とする場合（表の左欄）について説明する。この場合、当該光学濃度となるために必要な、上記材料からなる半透光層３の膜厚は１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。
【０１０８】
半透光層３の光学濃度（第１の光学濃度）に、ＥＳ層４の光学濃度（第２の光学濃度）（０．５８）を足して得られた光学濃度、０．９８以上１．５８以下が半透光層３及びＥＳ層４の２層によって達成される光学濃度である。よって、遮光層５が有するべき光学濃度は１．４２以上２．０２未満となる。遮光層５がＣｒ系材料である場合、この光学濃度となるために必要な膜厚は４６．６ｎｍ以上６６．３ｎｍ以下である。即ち、遮光層５の膜厚を、半透光部１Ｂの光学濃度に応じて決定される、４６．６ｎｍ以上６６．３ｎｍ以下の範囲に含まれる膜厚より大きくすることで、半透光層３、ＥＳ層４及び遮光層５の光学濃度の和を３．０以上とすることが可能である。
【０１０９】
このときの遮光層５と半透光層３の膜厚比（遮光層／半透光層）は１．５５以上６．６３以下となる。この場合、遮光層５のサイドエッチングレートは、０．１２（μｍ／１０ｓｅｃ）以上０．１８（μｍ／１０ｓｅｃ）以下である。半透光層３の膜厚に応じて半透光層３をエッチングするのに要する時間が決まるので、このサイドエッチングレートにおいて、半透光層３の膜厚に応じて、遮光層５のサイドエッチング量が０．２９μｍ以上０．５６μｍ以下となる。
【０１１０】
次に、ＥＳ層４の厚さが６０ｎｍであり、光学濃度が３．０以上である場合について説明する。図１１は、この条件における各層の厚さ及び光学濃度と、サイドエッチング量の関係を示す表である。サイドエッチング量は、半透過層３のエッチングジャストタイム＋２０秒を浸漬させた時の値である。
【０１１１】
図１１に示すように、上記条件においてハーフトーンマスク１の半透光部１Ｂの光透過率を８０％以下、６０％より大きい範囲とする場合、即ち、半透光層３の光学濃度を０．１０以上０．２２未満とする場合（表の右欄）について説明する。この場合、当該光学濃度となるために必要な、上記材料からなる半透光層３の膜厚は２ｎｍ以上６ｎｍ以下である。
【０１１２】
半透光層３の光学濃度（第１の光学濃度）は３．０以上であるので、遮光層５が有するべき光学濃度の下限はない。しかし、遮光層５を形成しない場合、入射光に対する反射率が大きくなり、入射光が反射されてしまうため、遮光層５は形成する必要がある。遮光層５の厚さは、膜の均一性、密着性を維持するために必要な２０ｎｍとすることができる。
【０１１３】
このときの遮光層と半透光層の膜厚比（遮光層／半透光層）は１０．００より大きく３．３３以下となる。この場合、遮光層５のサイドエッチングレートは、０．１０（μｍ／１０ｓｅｃ）である。半透光層３の膜厚に応じて半透光層３をエッチングするのに要する時間が決まるので、このサイドエッチングレートにおいて、半透光層３の膜厚に応じて、遮光層５のサイドエッチング量が０．２１μｍより大きく、０．２２μｍ以下となる。
【０１１４】
図１１に示すように、上記条件においてハーフトーンマスク１の半透光部１Ｂの光透過率を６０％以下、４０％より大きい範囲とする場合、即ち、半透光層３の光学濃度を０．２２以上０．４０未満とする場合（表の中欄）について説明する。この場合、当該光学濃度となるために必要な、上記材料からなる半透光層３の膜厚は６ｎｍより大きく１０ｎｍ以下である。
【０１１５】
半透光層３の光学濃度（第１の光学濃度）は３．０以上であるので、遮光層５が有するべき光学濃度の下限はない。しかし、遮光層５を形成しない場合、入射光に対する反射率が大きくなり、入射光が反射されてしまうため、遮光層５は形成する必要がある。遮光層５の厚さは、膜の均一性、密着性を維持するために必要な２０ｎｍとすることができる。
【０１１６】
このときの遮光層と半透光層の膜厚比（遮光層／半透光層）は２．００より大きく３．３３以下となる。この場合、遮光層５のサイドエッチングレートは、０．１０（μｍ／１０ｓｅｃ）である。半透光層３の膜厚に応じて半透光層３をエッチングするのに要する時間が決まるので、このサイドエッチングレートにおいて、半透光層３の膜厚に応じて、遮光層５のサイドエッチング量が０．２２μｍより大きく、０．２４μｍ以下となる。
【０１１７】
図１１に示すように、上記条件においてハーフトーンマスク１の半透光部１Ｂの光透過率を４０％以下、１０％以上の範囲とする場合、即ち、半透光層３の光学濃度を０．４０以上１．００以下とする場合（表の左欄）について説明する。この場合、当該光学濃度となるために必要な、上記材料からなる半透光層３の膜厚は１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。
【０１１８】
半透光層３の光学濃度（第１の光学濃度）は３．０以上であるので、遮光層５が有するべき光学濃度の下限はない。しかし、遮光層５を形成しない場合、入射光に対する反射率が大きくなり、入射光が反射されてしまうため、遮光層５は形成する必要がある。遮光層５の厚さは、膜の均一性、密着性を維持するために必要な２０ｎｍとすることができる。
【０１１９】
このときの遮光層と半透光層の膜厚比（遮光層／半透光層）は０．６７以上２．００以下となる。この場合、遮光層５のサイドエッチングレートは、０．１０（μｍ／１０ｓｅｃ）である。半透光層３の膜厚に応じて半透光層３をエッチングするのに要する時間が決まるので、このサイドエッチングレートにおいて、半透光層３の膜厚に応じて、遮光層５のサイドエッチング量が０．２４μｍ以上０．３１μｍ以下となる。
【０１２０】
以上のように、本実施形態に係るハーフトーンマスク１及びマスクブランクス１’は、半透光層３の光学濃度（第１の光学濃度）及びＥＳ層の光学濃度（第２の光学濃度）との和が３．０以上となる第３の光学濃度を有する遮光層５を備える。即ち、半透光層３、ＥＳ層４及び遮光層５が積層された部分である遮光部１Ｃの光学濃度が３．０以上であるため、入射光を遮光部１Ｃにおいて十分に遮蔽することが可能である。また、遮光層５の厚さは、半透光層３及びＥＳ層４の光学濃度に応じて規定されるため、サイドエッチングレートを低減することが可能であり、半透光層３の膜厚によって決まるサイドエッチング量を低減することが可能である。加えて、上述のように、ハーフトーンマスク１の半透光部１Ｂの光透過率及びＥＳ層４の光学濃度に応じて、遮光層３の最低限必要な膜厚を求めることが可能であるため、マスクブランクス１’の設計を容易になすことができる。
【実施例】
【０１２１】
以下、実施例及び比較例について説明する。
図１２は実施例の条件及び測定結果を示す表であり、図１３は比較例の条件及び測定結果を示す表である。
【０１２２】
各実施例及び比較例に共通する点は以下の通りである。
各層は、ＤＣ（Direct Current)スパッタ法により成膜した。
半透光層３の光透過率は、波長４３６ｎｍの入射光に対する透過率である。
半透光層３の材料として、上述した、Ｃｒ系材料であって波長４３６ｎｍ以下３６５ｎｍ以上の光に対する透過率の差が５％以上１０％以下の材料を材料（１）とする。また、Ｃｒ系材料であって波長４３６ｎｍ以下３６５ｎｍ以上の光に対する透過率の差が１％未満の材料を材料（２）とする。
サイドエッチングレートは、間隔が２０μｍのＬ＆Ｓ（line and space)状に形成された遮光層５を１０秒間エッチングした場合の、サイドエッチング量とした。
【０１２３】
（実施例１）
ガラス基板（透明基板２）上に材料（１）を成膜して半透光層３を形成した。半透光層３の膜厚は、光透過率が５２％となる２１．８ｎｍとした。半透光層３上にＮｉ−Ｔｉを成膜して膜厚３１．１ｎｍのＥＳ層４を形成した。ＥＳ層４上にＣｒ系材料を成膜して膜厚６２．４ｎｍの遮光層５を形成した。遮光層５と半透光層３の膜厚比（遮光層／半透光層）は２．８６である。このようにして形成されたマスクブランクス１’を上述の製造方法によりパターニングし、ハーフトーンマスク１を製造した。製造されたハーフトーンマスク１についてサイドエッチングレート及びサイドエッチング量を測定したところ、サイドエッチングレート（ＳＥレート）は０．１７μｍ／１０ｓｅｃ、サイドエッチング量（ＳＥ量）は０．５３μｍであった。
【０１２４】
（実施例２）
ガラス基板（透明基板２）上に材料（１）を成膜して半透光層３を形成した。半透光層３の膜厚は、光透過率が７１％となる１１．６ｎｍとした。半透光層３上にＮｉ−Ｍｏ−Ｃｕ−Ｔｉを成膜して膜厚１５．０ｎｍのＥＳ層４を形成した。ＥＳ層４上にＣｒ系材料を成膜して膜厚９５．２ｎｍの遮光層５を形成した。遮光層５と半透光層３の膜厚比（遮光層／半透光層）は８．２１である。このようにして形成されたマスクブランクス１’を上述の製造方法によりパターニングし、ハーフトーンマスク１を製造した。製造されたハーフトーンマスク１についてサイドエッチングレート及びサイドエッチング量を測定したところ、サイドエッチングレート（ＳＥレート）は０．２５μｍ／１０ｓｅｃ、サイドエッチング量（ＳＥ量）は０．６３μｍであった。
【０１２５】
（実施例３）
ガラス基板（透明基板２）上に材料（２）を成膜して半透光層３を形成した。半透光層３の膜厚は、光透過率が７１％となる５．０ｎｍとした。半透光層３上にＮｉ−Ｎｂ−Ｔａ−Ｔｉを成膜して膜厚１５．０ｎｍのＥＳ層４を形成した。ＥＳ層４上にＣｒ系材料を成膜して膜厚７４．８ｎｍの遮光層５を形成した。遮光層５と半透光層３の膜厚比（遮光層／半透光層）は１４．９６である。このようにして形成されたマスクブランクス１’を上述の製造方法によりパターニングし、ハーフトーンマスク１を製造した。製造されたハーフトーンマスク１についてサイドエッチングレート及びサイドエッチング量を測定したところ、サイドエッチングレート（ＳＥレート）は０．２２μｍ／１０ｓｅｃ、サイドエッチング量（ＳＥ量）は０．４８μｍであった。
【０１２６】
（実施例４）
ガラス基板（透明基板２）上に材料（１）を成膜して半透光層３を形成した。半透光層３の膜厚は、光透過率が３７％となる３６．９ｎｍとした。半透光層３上にＮｉ−Ｃｏ−Ｗ−Ｔｉを成膜して膜厚６８．０ｎｍのＥＳ層４を形成した。ＥＳ層４上にＣｒ系材料を成膜して膜厚２３．０ｎｍの遮光層５を形成した。遮光層５と半透光層３の膜厚比（遮光層／半透光層）は０．６２である。このようにして形成されたマスクブランクス１’を上述の製造方法によりパターニングし、ハーフトーンマスク１を製造した。製造されたハーフトーンマスク１についてサイドエッチングレート及びサイドエッチング量を測定したところ、サイドエッチングレート（ＳＥレート）は０．１０μｍ／１０ｓｅｃ、サイドエッチング量（ＳＥ量）は０．４０μｍであった。
【０１２７】
（実施例５）
ガラス基板（透明基板２）上に材料（２）を成膜して半透光層３を形成した。半透光層３の膜厚は、光透過率が３７％となる１２．１ｎｍとした。半透光層３上にＮｉ−Ｚｒ−Ｖ−Ｔｉを成膜して膜厚５５．０ｎｍのＥＳ層４を形成した。ＥＳ層４上にＣｒ系材料を成膜して膜厚３２．８ｎｍの遮光層５を形成した。遮光層５と半透光層３の膜厚比（遮光層／半透光層）は２．７１である。このようにして形成されたマスクブランクス１’を上述の製造方法によりパターニングし、ハーフトーンマスク１を製造した。製造されたハーフトーンマスク１についてサイドエッチングレート及びサイドエッチング量を測定したところ、サイドエッチングレート（ＳＥレート）は０．１１μｍ／１０ｓｅｃ、サイドエッチング量（ＳＥ量）は０．２６μｍであった。
【０１２８】
（実施例６）
ガラス基板（透明基板２）上に材料（１）を成膜して半透光層３を形成した。半透光層３の膜厚は、光透過率が７１％となる１１．６ｎｍとした。半透光層３上にＮｉ−Ｔａ−Ｆｅ−Ｔｉを成膜して膜厚５１．０ｎｍのＥＳ層４を形成した。ＥＳ層４上にＣｒ系材料を成膜して膜厚４９．２ｎｍの遮光層５を形成した。遮光層５と半透光層３の膜厚比（遮光層／半透光層）は４．２４である。このようにして形成されたマスクブランクス１’を上述の製造方法によりパターニングし、ハーフトーンマスク１を製造した。製造されたハーフトーンマスク１についてサイドエッチングレート及びサイドエッチング量を測定したところ、サイドエッチングレート（ＳＥレート）は０．１４μｍ／１０ｓｅｃ、サイドエッチング量（ＳＥ量）は０．３５μｍであった。
【０１２９】
（比較例１）
ガラス基板上に材料（１）を成膜して半透光層を形成した。半透光層の膜厚は、光透過率が５１％となる１１．６ｎｍとした。半透光層上にＮｉ−Ｔｉを成膜して膜厚１２．１ｎｍのＥＳ層を形成した。ＥＳ層上にＣｒ系材料を成膜して膜厚１０５．０ｎｍの遮光層を形成した。遮光層と半透光層の膜厚比（遮光層／半透光層）は９．０５である。このようにして形成されたマスクブランクスを上述の製造方法によりパターニングし、ハーフトーンマスクを製造した。製造されたハーフトーンマスクについてサイドエッチングレート及びサイドエッチング量を測定したところ、サイドエッチングレート（ＳＥレート）は０．３２μｍ／１０ｓｅｃ、サイドエッチング量（ＳＥ量）は０．８０μｍであった。
【０１３０】
（比較例２）
ガラス基板上に材料（２）を成膜して半透光層を形成した。半透光層の膜厚は、光透過率が５１％となる８．４ｎｍとした。半透光層上にＮｉ−Ｎｂ−Ａｌ−Ｔｉを成膜して膜厚２８．０ｎｍのＥＳ層を形成した。ＥＳ層上にＣｒ系材料を成膜して膜厚９８．５ｎｍの遮光層を形成した。遮光層と半透光層の膜厚比（遮光層／半透光層）は１１．７３である。このようにして形成されたマスクブランクスを上述の製造方法によりパターニングし、ハーフトーンマスクを製造した。製造されたハーフトーンマスクについてサイドエッチングレート及びサイドエッチング量を測定したところ、サイドエッチングレート（ＳＥレート）は０．３０μｍ／１０ｓｅｃ、サイドエッチング量（ＳＥ量）は０．６９μｍであった。
【０１３１】
実施例と比較例を比較すると、遮光層５の膜厚が９５．２ｎｍより大きい場合、サイドエッチングレートが大きいことがわかる。即ち、遮光層５の膜厚を９５．２ｎｍより小さくすることでサイドエッチングレートを低減させ、半透光層３の材料及び膜厚が同じ場合、遮光層５のサイドエッチング量を低減することが可能である。
【０１３２】
本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において変更され得る。
【符号の説明】
【０１３３】
１    ハーフトーンマスク
１’  マスクブランクス
２    透明基板
３    半透光層
４    エッチングストッパ層
５    遮光層
【図１】
2011164200.tif 000003
【図２】
2011164200.tif 000004
【図３】
2011164200.tif 000005
【図４】
2011164200.tif 000006
【図５】
2011164200.tif 000007
【図６】
2011164200.tif 000008
【図７】
2011164200.tif 000009
【図８】
2011164200.tif 000010
【図９】
2011164200.tif 000011
【図１０】
2011164200.tif 000012
【図１１】
2011164200.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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