(57)【要約】【課題】  遮光膜を設けていないハーフトーンブランク構造を用いることにより、従来に比べて格段にハーフトーン膜のパターンの寸法精度を向上させるブランクを提供することができるハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を提供する。【解決手段】透明基板１上にハーフトーン膜２を積層して成るハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクで、ハーフトーン膜２の上に薄膜導電層３を形成する。【選択図】    図１
2005181895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上にハーフトーン膜を積層して成るハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクにおいて、
前記ハーフトーン膜の上に薄膜導電層を形成することを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク。
【請求項２】
前記ハーフトーン膜の膜厚が、１０〜４０ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク。
【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用ブランクにおいて、
当該ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクの転写波長域での光学濃度値が、２以下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用ブランク。
【請求項４】
透明基板上にハーフトーン膜を積層して成るハーフトーン型位相シフトマスク製造方法において、
前記ハーフトーン膜の上に薄膜導電層、レジスト膜を順次積層した、ハーフトーンブランクを準備するステップと、
前記レジスト膜にメインパターンをパターンニングするステップと、
パターニングされたレジスト膜をマスクとして、前記薄膜導電層およびハーフトーン膜をエッチングするステップと、
前記レジスト膜および薄膜導電層を剥離するステップと、
パターニングされハーフトーン膜上にレジスト膜を積層するステップと、
最終的な遮光膜パターンに当たるレジストが取り除かれるようにレジスト膜をパターニングするステップと、
パターニングされたレジスト膜上およびハーフトーン膜上に遮光膜を形成するステップと、
前記レジスト膜および当該レジスト膜上の遮光膜を剥離するステップと、
を含むことを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク製造方法。
【請求項５】
透明基板上にハーフトーン膜を積層して成るハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクにおいて、
前記ハーフトーン膜の上に形成された薄膜導電層と、
前記透明基板の前記ハーフトーン膜が形成されている面と逆側の面に形成された遮光膜と、
を備えることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク。
【請求項６】
前記ハーフトーン膜の膜厚は、１０〜４０ｎｍであることを特徴とする請求項５に記載のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク。
【請求項７】
請求項５又は６に記載のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクにおいて、
当該ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクの転写波長域での光学濃度値が、２以下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用ブランク。
【請求項８】
透明基板上にハーフトーン膜を積層して成るハーフトーン型位相シフトマスク製造方法において、
前記ハーフトーン膜の上に薄膜導電層、第１のレジスト膜を順次積層し、さらに、前記透明基板の前記ハーフトーン膜が形成されている面と逆側の面に遮光膜、第２のレジスト膜を順次積層したハーフトーンブランクを準備するステップと、
前記第１のレジスト膜にメインパターンをパターンニングするステップと、
パターニングされた第１のレジスト膜をマスクとして、前記薄膜導電層およびハーフトーン膜をエッチングするステップと、
前記第２のレジスト膜をパターニングするステップと、
パターニングされた第２のレジスト膜をマスクとして、前記遮光膜をエッチングするステップと、
を含むことを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、寸法精度を向上させたハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般的に用いられているハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクは以下のような構造である。すなわち、ガラス基板上にハーフトーン膜を積層し、このハーフトーン膜上に遮光膜を形成する。さらに、遮光膜上にレジスト膜を形成する構造としている。また、製造方法については、上述した構造であるハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクのレジスト膜に対し、描画および現像を行い、遮光膜をエッチングし、エッチングされた遮光膜をハードマスクとしてハーフトーン膜をエッチングする（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０８−８２９１６。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクを用いたハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法では、ハーフトーンマスクの素子寸法は、パターニングされた遮光膜の寸法により大部分は決定される。この遮光膜として使用されるＣｒは、薄くする程、寸法制御が向上するが、薄膜化により遮光性が低下するため、薄膜化には限界がある。また、Ｃｒは、ドライエッチングレートが遅く、レジスト選択比が取りにくいため、微細パターンの寸法制御が困難であり、今後の微細化に対応できない。また、Ｃｒに変わる最適な素材も現在見つかっていない。
【０００４】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、遮光膜を設けていないハーフトーンブランク構造を用いることにより、従来に比べて格段にハーフトーン膜のパターンの寸法精度を向上させるブランクを提供することができるハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明はかかる課題を解決するものであり、請求項１の発明は、透明基板上にハーフトーン膜を積層して成るハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクにおいて、前記ハーフトーン膜の上に薄膜導電層を形成することを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクである。
【０００６】
したがって請求項１の発明は、ハーフトーン膜の上に遮光膜ではなく薄膜導電層が形成される。このため、従来に比べて格段にハーフトーン膜のパターンの寸法精度を向上させるブランクを提供することができる。
【０００７】
また、請求項２の発明は、前記ハーフトーン膜の膜厚が、１０〜４０ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクである。
【０００８】
したがって請求項２の発明は、ハーフトーン膜の膜厚が１０〜４０ｎｍであるため、従来に比べて格段にハーフトーン膜のパターンの寸法精度を向上させるブランクを提供することができる。
【０００９】
また、請求項３の発明は、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用ブランクにおいて、当該ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクの転写波長域での光学濃度値が、２以下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用ブランクである。
【００１０】
したがって請求項３の発明は、ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクの転写波長域での光学濃度値が２以下である。このため、従来に比べて格段にハーフトーン膜のパターンの寸法精度を向上させるブランクを提供することができる。
【００１１】
また、請求項４の発明は、透明基板上にハーフトーン膜を積層して成るハーフトーン型位相シフトマスク製造方法において、前記ハーフトーン膜の上に薄膜導電層、レジスト膜を順次積層した、ハーフトーンブランクを準備するステップと、前記レジスト膜にメインパターンをパターンニングするステップと、パターニングされたレジスト膜をマスクとして、前記薄膜導電層およびハーフトーン膜をエッチングするステップと、前記レジスト膜および薄膜導電層を剥離するステップと、パターニングされたハーフトーン膜上にレジスト膜を積層するステップと、最終的な遮光膜パターンに当たるレジストが取り除かれるようにレジスト膜をパターニングするステップと、パターニングされたレジスト膜上およびハーフトーン膜上に遮光膜を形成するステップと、前記レジスト膜および当該レジスト膜上の遮光膜を剥離するステップとを含むことを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク製造方法である。
【００１２】
したがって請求項４の発明は、ハーフトーン膜の上に薄膜導電層、レジスト膜を順次積層した、ハーフトーンブランクを準備し、レジスト膜にメインパターンをパターンニングする。そして、パターニングされたレジスト膜をマスクとして、薄膜導電層およびハーフトーン膜をエッチング後、レジスト膜および薄膜導電層を剥離する。続いて、パターニングされたハーフトーン膜上にレジスト膜を積層し、最終的な遮光膜パターンに当たるレジストが取り除かれるようにレジスト膜をパターニングする。そして、パターニングされたレジスト膜上およびハーフトーン膜上に遮光膜を形成し、レジスト膜および当該レジスト膜上の遮光膜を剥離して製造する。このため、従来に比べて格段にハーフトーン膜のパターンの寸法精度を向上させたハーフトーン型位相シフトマスクを提供することができる。
【００１３】
また、請求項５の発明は、透明透明基板上にハーフトーン膜を積層して成るハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクにおいて、前記ハーフトーン膜の上に形成された薄膜導電層と、前記透明基板の前記ハーフトーン膜が形成されている面と逆側の面に形成された遮光膜とを備えることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクである。
【００１４】
したがって請求項５の発明は、透明基板上のハーフトーン膜の上に形成された薄膜導電層と、透明基板のハーフトーン膜が形成されている面と逆側の面に形成された遮光膜を備える。このため、従来に比べて格段にハーフトーン膜のパターンの寸法精度を向上させるブランクを提供することができる。
【００１５】
また、請求項６の発明は、前記ハーフトーン膜の膜厚が、１０〜４０ｎｍであることを特徴とする請求項５に記載のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクである。
【００１６】
したがって請求項６の発明は、ハーフトーン膜の膜厚が１０〜４０ｎｍであるため、従来に比べて格段にハーフトーン膜のパターンの寸法精度を向上させるブランクを提供することができる。
【００１７】
また、請求項７の発明は、請求項５又は６に記載のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクにおいて、当該ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクの転写波長域での光学濃度値が、２以下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用ブランクである。
【００１８】
したがって請求項７の発明は、ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクの転写波長域での光学濃度値が２以下であるため、従来に比べて格段にハーフトーン膜のパターンの寸法精度を向上させるブランクを提供することができる。
【００１９】
また、請求項８の発明は、透明基板上にハーフトーン膜を積層して成るハーフトーン型位相シフトマスク製造方法において、前記ハーフトーン膜の上に薄膜導電層、第１のレジスト膜を順次積層し、さらに、前記透明基板の前記ハーフトーン膜が形成されている面と逆側の面に遮光膜、第２のレジスト膜を順次積層した、ハーフトーンブランクを準備するステップと、前記第１のレジスト膜にメインパターンをパターンニングするステップと、パターニングされた第１のレジスト膜をマスクとして、前記薄膜導電層およびハーフトーン膜をエッチングするステップと、前記第２のレジスト膜をパターニングするステップと、パターニングされた第２のレジスト膜をマスクとして、前記遮光膜をエッチングするステップと、を含むことを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク製造方法である。
【００２０】
したがって請求項８の発明は、ハーフトーン膜の上に薄膜導電層、第１のレジスト膜が順次積層され、さらに、透明基板のハーフトーン膜が形成されている面と逆側の面に遮光膜、第２のレジスト膜が順次積層されたハーフトーンブランクが準備される。続いて、薄膜導電層およびハーフトーン膜のエッチングと、遮光膜のエッチングが行われ、ハーフトーン型位相シフトマスクが製造される。このため、従来に比べて格段にハーフトーン膜のパターンの寸法精度を向上させたハーフトーン型位相シフトマスクを提供することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクによれば、透明基板、ハーフトーン膜、薄膜導電層の順に積層した構造としたため、ＥＢレジストを用いた場合でも、ＥＢ描画時の導電性を満たしつつ、ハーフトーン膜のエッチングにおいて、寸法精度を大幅に向上することが可能なブランクを提供することができる。
【００２２】
また、本発明のハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法によれば、ＥＢレジストを用いた場合でも、ＥＢ描画時の導電性を満たしつつ、ハーフトーン膜のエッチングにおいて、寸法精度を大幅に向上することができる。さらに、ハーフトーン膜のパターニングに遮光膜を用いずに、別途遮光膜を形成しているため、本発明のハーフトーン型位相シフトマスクにおける遮光膜は、十分な光学濃度及び反射率を維持する膜厚とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第１実施形態）
次に、本願発明の第１実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の第１実施形態に係るハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクの一実施形態を示す断面図である。
【００２５】
図１に示すように、本発明の第１実施形態によるハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクは、ガラス基板１上に順次、ハーフトーン膜２、薄膜導電層３、レジスト膜（例えば、ＥＢレジスト膜）４を積層した構造となっている。なお、ＥＢレジスト膜を用いる場合は、薄膜導電層３としては、電子ビームを用いた描画時の導電性を満たす材料であればよく、例えば、Ｃｒを用いることができ、多層構造としてもよい。例えば、光学濃度を制御するためのＣｒ層と、レーザーの反射率を制御するためのＣｒＯ層の２層構成とすることができる。この薄膜導電層３全体としての厚みは、１０〜４０ｎｍ程度の膜厚が望ましい。また、ハーフトーン膜２は、５０〜１５０ｎｍ程度の膜厚が望ましい。
【００２６】
次に、図２〜図１０を参照して、本発明の第１実施形態によるハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクを適用したハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を説明する。図２に示すように、ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクのレジスト膜４に、例えばＥＢ（電子ビーム）を用いてメインパターンをパターンニング（描画）する。次に、図３に示すように、現像処理を行い、パターニングに沿ってレジスト膜４を剥離し、図４に示すように、パターニングされたレジスト膜４をマスクとして、薄膜導電層３およびハーフトーン膜２をドライエッチングする。次に、図５に示すように、レジスト膜４および薄膜導電層３を剥離する。そして、図６に示すように、パターニングされたハーフトーン膜２上にレジスト膜５を積層する。続いて、図７に示すように、例えば、メインパターンの外周部のレジスト膜５が枠状６に（遮光部及びアライメントマーク部のレジスト膜が）取り除かれるように、例えばＲＢ（レーザービーム）を用いてレジスト膜５をパターニングする。続いて、図８に示すように、現像処理を行い、レジスト膜５の枠状６部分を除去する。そして、図９に示すように、パターニングされたフォトレジスト５膜上およびハーフトーン膜２上に例えばＣｒをスパッタリング法を用いて遮光膜７を形成する。続いて、図１０に示すように、レジスト膜５およびレジスト膜５上の遮光膜７を剥離する。最後に、洗浄、外観検査、修正を行い、ハーフトーン型位相シフトマスクの製造を終了する。
【００２７】
以上説明したように、本発明のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を用いることにより、従来方法に比べて、寸法精度の格段に高いパターンを実現することができる。
【００２８】
（第２実施形態）
次に、本願発明の第２実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
図１１は、本発明の第２実施形態に係るハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクの一実施形態を示す断面図である。
【００３０】
図１１に示すように、本発明の第２実施形態によるハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクは、ガラス基板１の片側上に順次、ハーフトーン膜２、薄膜導電層３、レジスト膜（例えば、ＥＢレジスト膜）４を積層し、さらに、上記ガラス基板１の別の片側には、遮光膜２’、レジスト膜（例えば、フォトレジスト膜）５を積層した構造となっている。なお、ＥＢレジストを用いる場合は、薄膜導電層３としては、電子ビームを用いた描画時の導電性を満たす材料であればよい。この場合の薄膜導電層３の材料及び膜厚は、第１実施形態と同様である。
【００３１】
次に、図１２〜図１９を参照して、本発明の第２実施形態によるハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクを適用したハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を説明する。図１２に示すように、ハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクのレジスト膜４に、例えばＥＢ（電子ビーム）を用いてメインパターンをパターンニング（描画）する。次に、図１３に示すように、現像処理を行い、パターニングに沿ってレジスト膜４を剥離する。次に、図１４に示すように、パターニングされたレジスト膜４をマスクとして、薄膜導電層３およびハーフトーン膜２をドライエッチングする。次に、図１５に示すように、レジスト膜４および薄膜導電層３を剥離する。
【００３２】
そして、ここで基板全体の上下を図１６に示すように反転させ、例えば、レジスト膜５が枠内８に取り除かれるように、例えばＲＢ（レーザービーム）を用いてレジスト膜５をパターニングする。そして、図１７に示すように、現像処理を行い、パターニングに沿ってレジスト膜５を剥離する。続いて、図１８に示すように、レジスト膜５をマスクとして、遮光膜２’をエッチングする。そして、図１９に示すように、レジスト膜５を剥離する。最後に、洗浄、外観検査、修正を行い、ハーフトーン型位相シフトマスクの製造を終了する。
【００３３】
以上説明したように、本発明のハーフトーン型位相シフトマスク用ブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を用いることにより、従来方法に比べて、寸法精度の格段に高いパターンを実現することができる。
【００３４】
次に、実施例として、図２０乃至図２２を用いて、遮光膜の薄膜化がいかに、素子寸法に影響するかテストを行った。評価内容及び評価方法を以下に示す。
【００３５】
＜評価内容＞
素子寸法のピッチ依存性
図２０に示すように、レジスト寸法が（Ａ）、（Ｂ）とも同一であり、ピッチの異なるというようなレジストパターンをマスクとして、遮光膜をエッチングした場合、遮光膜の寸法は、図２に示すように、ピッチの違いによって大きく異なってしまうことがわかった。本実施例では、このような傾向が遮光膜の膜厚により、どの様に変動するかテストした。遮光膜の膜厚は１００，７０，３０ｎｍの３種で材料にはＣｒを用いてテストを行った。尚、１００，７０ｎｍの遮光膜は、一般的に使用されているＣｒブランクであり、ＯＤ＝３以上、３６５ｎｍの反射率＝１０〜１５パーセントのスペックを満たすよう、設計された遮光膜である。３０ｎｍのＣｒブランクはＯＤ＝１．５、反射率＝５パーセントであり一般的なＣｒブランクのスペックからは大きく外れたものであり、遮光膜としての役割は全く果たさない、あくまでもＥＢ描画時のチャージアップを防ぐために設けた層ということができる。
【００３６】
＜評価方法＞
１．膜厚の異なる３種類の遮光膜上にレジストを塗布
２．評価パターン（ピッチを０．４〜８μｍまで振ったLine&spaceパターン）を描画・現像
３．遮光膜を塩素系ガスを使用しドライエッチング
４．残レジストを剥膜した後に遮光膜(Line&spaceのline部)の測長を行う
次に、図２２に実験の結果（薄膜化に伴う、ピッチ依存の改善結果）を示す。遮光膜の膜厚は１００，７０，３０（ｎｍ）の３種で行った。Ｘ軸がピッチ、Ｙ軸が設計寸法からのズレ量ΔＣＤである。遮光膜の薄膜化とともに、ピッチ依存のＣＤ変動は大幅に改善していることがわかる。しかし、３０ｎｍのＣｒはＯＤが低く遮光膜としての役割は殆ど果たさない。このことから３０ｎｍ程度のＣｒ膜は、ハーフトーン層のエッチングにのみ用いて、遮光膜となるＣｒ膜は別途設けるという製造方法を発明するに至ったのである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るハーフトーン型位相シフトマスク用ブランクの構造を示す断面図。
【図２】この発明の第１実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。
【図３】この発明の第１実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。
【図４】この発明の第１実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。
【図５】この発明の第１実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。
【図６】この発明の第１実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。
【図７】この発明の第１実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。
【図８】この発明の第１実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。
【図９】この発明の第１実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。
【図１０】この発明の第１実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。
【図１１】この発明の第２実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。
【図１２】この発明の第２実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。
【図１３】この発明の第２実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。
【図１４】この発明の第２実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。
【図１５】この発明の第２実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。
【図１６】この発明の第２実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。
【図１７】この発明の第２実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。
【図１８】この発明の第２実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。
【図１９】この発明の第２実施形態に係わるハーフトーン型位相シフトマスク製造方法を示す断面図。
【図２０】この発明の実施例に係わる遮光層の薄膜化がいかに、素子寸法に影響するかのテストについての評価内容及び評価方法を示す図。
【図２１】この発明の実施例に係わる遮光層の薄膜化がいかに、素子寸法に影響するかのテストについての評価内容及び評価方法を示す図。
【図２２】この発明の実施例に係わる実験の結果を示す図。
【符号の説明】
【００３８】
１…ガラス基板、２…ハーフトーン膜、２’、７…遮光膜、３…薄膜導電層、４…レジスト膜、５…レジスト膜
【図１】
2005181895.tif 000003
【図２】
2005181895.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2005181895.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2005181895.tif 000021
【図２０】
2005181895.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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