(57)【要約】【解決手段】  露光光に対して透明な基板上にハーフトーン位相シフト膜を設けたハーフトーン型位相シフトマスクブランクであって、ハーフトーン位相シフト膜が金属及びシリコンを含み、ハーフトーン位相シフト膜に露光光を累積で１ｋＪ／ｃｍ2照射したときの、ハーフトーン位相シフト膜の露光光照射前後の位相差変化量が１ｄｅｇ以下、かつ透過率変化量が０．２％以下であるハーフトーン型位相シフトマスクブランク。【効果】  露光光、特に、ＡｒＦエキシマレーザー（１９３ｎｍ）やＦ2レーザー（１５７ｎｍ）のような短波長の高エネルギー露光光に対する耐性に優れたハーフトーン位相シフト膜を有するハーフトーン型位相シフトマスクブランクを提供でき、特に、短波長露光光照射に対して耐性が高く、ウェーハ等への露光における生産性の点からも十分な繰返し露光回数が確保され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。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光光に対して透明な基板上にハーフトーン位相シフト膜を設けたハーフトーン型位相シフトマスクブランクであって、上記ハーフトーン位相シフト膜が金属及びシリコンを含み、上記ハーフトーン位相シフト膜に露光光を累積で１ｋＪ／ｃｍ2照射したときの、上記ハーフトーン位相シフト膜の露光光照射前後の位相差変化量が１ｄｅｇ以下、かつ透過率変化量が０．２％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ブランク。
【請求項２】
上記ハーフトーン位相シフト膜が、更に酸素及び窒素を含むことを特徴とする請求項１記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
【請求項３】
上記金属が２種以上の元素で構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
【請求項４】
上記金属がＭｏ，Ｚｒ，Ｔａ及びＷから選ばれる２種以上の元素で構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
【請求項５】
露光光がＡｒＦエキシマレーザー又はＦ2レーザーであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランクを製造する方法であって、上記基板上に上記ハーフトーン位相シフト膜を、ガス圧力を０．２Ｐａ以下とするスパッタリングにより成膜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ブランクの製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか１項記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランクのハーフトーン位相シフト膜をパターン形成してなることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク。
【請求項８】
請求項１乃至５のいずれか１項記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランクのハーフトーン位相シフト膜上にレジスト膜を形成し、次いでリソグラフィー法にてレジストパターンを形成した後、エッチング法にて上記ハーフトーン位相シフト膜のレジスト膜非被覆部分を除去し、次いでレジスト膜を除去することによりパターン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、半導体集積回路などに用いられる位相シフトマスクブランク、位相シフトマスク及びそれらの製造方法、特に、位相シフト膜によって露光波長の光を減衰させるハーフトーン型の位相シフトマスクブランク及び位相シフトマスク並びにそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ又はＶＬＳＩ等の半導体集積回路の製造をはじめとして、広範囲な用途に用いられているフォトマスクは、基本的には透光性基板上にクロムを主成分とした遮光膜を有するフォトマスクブランクの該遮光膜に、フォトリソグラフィー法を応用して紫外線や電子線などを使用することにより、所定のパターンを形成したものである。近年では半導体集積回路の高集積化等の市場要求に伴ってパターンの微細化が急速に進み、これに対して露光波長の短波長化を図ることにより対応してきた。
【０００３】
しかしながら、露光波長の短波長化は解像度を改善する反面、焦点深度の減少を招き、プロセスの安定性が低下し、製品の歩留まりに悪影響を及ぼすという問題があった。このような問題に対して有効なパターン転写法の一つとして位相シフト法があり、微細パターンを転写するためのマスクとして位相シフトマスクが使用されている。
【０００４】
この位相シフトマスクは、例えば、図８（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、基板１上に位相シフト膜２がパターンを形成されている位相シフター部（第２の光透過部）２ａと位相シフト膜の存在しない基板露出部（第１の光透過部）１ａとを有し、両者を透過してくる光の位相差を図８（Ｂ）に示したように１８０°とすることで、パターン境界部分の光の干渉により、干渉した部分で光強度はゼロとなり、転写像のコントラストを向上させることができるものである。また、位相シフト法を用いることにより、必要な解像度を得るための焦点深度を増大させることが可能となり、クロム膜等からなる一般的な遮光パターンを持つ通常のマスクを用いた場合に比べて、解像度の改善と露光プロセスマージンを向上させることが可能なものである。
【０００５】
上記位相シフトマスクは、位相シフター部の光透過特性によって、完全透過型位相シフトマスクとハーフトーン型位相シフトマスクとに実用的には大別することができる。完全透過型位相シフトマスクは、位相シフター部の光の透過率が基板露出部と同等であり、露光波長に対して透明なマスクである。ハーフトーン型位相シフトマスクは、位相シフター部の光透過率が基板露出部の数％〜数十％程度のものである。
【０００６】
ハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びハーフトーン型位相シフトマスクの基本的な構造を、図を用いて説明すると、ハーフトーン型位相シフトマスクブランクは図１に示されるように、透明基板１のほぼ全面にハーフトーン位相シフト膜２を形成したものである。また、ハーフトーン型位相シフトマスクは、図６に示されるように、上記ハーフトーン位相シフト膜２をパターン化したもので、基板１上のパターン部分を形成する位相シフター部２ａを透過した光は基板露出部１ａを透過した光に対し、位相シフトされ、位相シフター部２ａの透過率は被転写基板上のレジストに対しては感光しない光強度に設定される。従って、露光光を実質的に遮断する遮光機能を有する。
【０００７】
上記ハーフトーン型位相シフトマスクとしては、構造が簡単で製造が容易な単層型のハーフトーン型位相シフトマスクがある。この単層型のハーフトーン型位相シフトマスクとしては、特開平７−１４０６３５号公報（特許文献１）にＭｏＳｉＯ、ＭｏＳｉＯＮ等のＭｏＳｉ系の材料からなる位相シフターを有するものなどが提案されている。
【０００８】
一般に、位相シフトマスクは、ウェーハ上に形成されたレジストにパターンを転写する際に、ステッパー／スキャナー内で露光光が繰返し照射される。その際、位相シフトマスクを形成しているハーフトーン位相シフト膜が、照射される光のエネルギーによってダメージを受けるため、露光光が繰返し照射されると、徐々に当初設定されていた位相差及び透過率からのズレが生じる。このズレは、ウェーハ上に形成されるパターンの位置や寸法精度などに影響を与え、ひいては製造されるデバイスの歩留低下を招くなどの悪影響を与えることが問題となっていた。
【０００９】
位相シフトマスクを用いる際の露光光は、ウェーハ上に形成したいパターンの細かさに応じて異なる波長が用いられ、ｉ線の３６５ｎｍ、ＫｒＦレーザーの２４８ｎｍ、ＡｒＦレーザーの１９３ｎｍ、Ｆ2レーザーの１５７ｎｍと、ウェーハ上に形成したいパターンの微細化が進むに従い短波長の露光光が用いられる。このように、パターン露光における短波長化が進むにつれて、露光光としてより高いエネルギーの光を用いることになることから、繰返し露光によるハーフトーン位相シフト膜のダメージの問題が顕著になっている。
【００１０】
【特許文献１】特開平７−１４０６３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、露光光が繰返し照射されても位相シフト量や透過率の変化が少ない、即ち、露光光に対する耐性に優れるハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びその製造方法、並びにこのハーフトーン型位相シフトマスクブランクから得られる位相シフトマスク及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、上記問題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、露光光に対して透明な基板上にハーフトーン位相シフト膜を設けたハーフトーン型位相シフトマスクブランクにおいて、ハーフトーン位相シフト膜として、金属及びシリコン、好ましくはこれらと共に酸素及び窒素を含み、更に好ましくは金属を２種以上の元素で構成したハーフトーン位相シフト膜を、ガス圧力を０．２Ｐａ以下とするスパッタリングにより成膜することにより、ハーフトーン位相シフト膜に露光光を累積で１ｋＪ／ｃｍ2照射したときの、ハーフトーン位相シフト膜の露光光照射前後の位相差変化量が１ｄｅｇ以下、かつ透過率変化量が０．２％以下という露光光、特に、ＡｒＦエキシマレーザー（１９３ｎｍ）やＦ2レーザー（１５７ｎｍ）のような短波長の高エネルギー露光光に対する耐性に優れたハーフトーン位相シフト膜を有するハーフトーン型位相シフトマスクブランクが得られること、これにより露光光、特に、上述したような短波長露光光照射に対して耐性が高く、ウェーハ等への露光における生産性の点からも十分な繰返し露光回数が確保されたハーフトーン型位相シフトマスクが得られることを見出し、本発明をなすに至った。
【００１３】
即ち、本発明は、以下のハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びその製造方法、並びにハーフトーン型位相シフトマスク及びその製造方法を提供する。
請求項１：
露光光に対して透明な基板上にハーフトーン位相シフト膜を設けたハーフトーン型位相シフトマスクブランクであって、上記ハーフトーン位相シフト膜が金属及びシリコンを含み、上記ハーフトーン位相シフト膜に露光光を累積で１ｋＪ／ｃｍ2照射したときの、上記ハーフトーン位相シフト膜の露光光照射前後の位相差変化量が１ｄｅｇ以下、かつ透過率変化量が０．２％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ブランク。
請求項２：
上記ハーフトーン位相シフト膜が、更に酸素及び窒素を含むことを特徴とする請求項１記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
請求項３：
上記金属が２種以上の元素で構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
請求項４：
上記金属がＭｏ，Ｚｒ，Ｔａ及びＷから選ばれる２種以上の元素で構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
請求項５：
露光光がＡｒＦエキシマレーザー又はＦ2レーザーであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
請求項６：
請求項１乃至５のいずれか１項記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランクを製造する方法であって、上記基板上に上記ハーフトーン位相シフト膜を、ガス圧力を０．２Ｐａ以下とするスパッタリングにより成膜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ブランクの製造方法。
請求項７：
請求項１乃至５のいずれか１項記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランクのハーフトーン位相シフト膜をパターン形成してなることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク。
請求項８：
請求項１乃至５のいずれか１項記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランクのハーフトーン位相シフト膜上にレジスト膜を形成し、次いでリソグラフィー法にてレジストパターンを形成した後、エッチング法にて上記ハーフトーン位相シフト膜のレジスト膜非被覆部分を除去し、次いでレジスト膜を除去することによりパターン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の製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、露光光、特に、ＡｒＦエキシマレーザー（１９３ｎｍ）やＦ2レーザー（１５７ｎｍ）のような短波長の高エネルギー露光光に対する耐性に優れたハーフトーン位相シフト膜を有するハーフトーン型位相シフトマスクブランクを提供することができ、これにより露光光、特に、上述したような短波長露光光照射に対して耐性が高く、ウェーハ等への露光における生産性の点からも十分な繰返し露光回数が確保され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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明について更に詳しく説明する。
本発明のハーフトーン型位相シフトマスクブランクは、露光光に対して透明な基板上にハーフトーン位相シフト膜を設けたハーフトーン型位相シフトマスクブランクであり、上記ハーフトーン位相シフト膜が金属及びシリコンを含み、上記ハーフトーン位相シフト膜に露光光を累積で１ｋＪ／ｃｍ2照射したときの、上記ハーフトーン位相シフト膜の露光光照射前後の位相差変化量が１ｄｅｇ以下、特に０．５ｄｅｇ以下、かつ透過率変化量が０．２％以下、特に０．１％以下であるものである。
【００１６】
本発明のハーフトーン型位相シフトマスクブランクとしては、例えば、図１に示されるように、石英、ＣａＦ2等の露光光が透過する基板１上に、ハーフトーン位相シフト膜２を１層成膜したものが挙げられる。また、ハーフトーン位相シフト膜を組成が異なる２層以上の複数層により構成することも可能である。
【００１７】
本発明のハーフトーン型位相シフトマスクブランクにおいて、ハーフトーン位相シフト膜には金属とシリコンが含まれる。更に、これら金属及びシリコンと共に、酸素、窒素及び炭素から選ばれる１種以上を含むもの、特に、酸素及び窒素を含むものが好ましい。
【００１８】
一方、金属は、遷移金属及びランタノイドから選ばれる単一元素で構成してもよいが、遷移金属及びランタノイドから選ばれる２種以上の元素、特に、２種の元素で構成することが好ましい。上記遷移元素としては、Ｍｏ，Ｚｒ，Ｔａ，Ｗが挙げられ、特に、金属をＭｏとＺｒ、ＭｏとＴａ、又はＺｒとＴａで構成したものが好適である。
【００１９】
なお、本発明のハーフトーン型位相シフトマスクブランクは、基板面内（即ち、露光光が透過する各位置）の位相差（即ち、入射した露光光とハーフトーン位相シフト膜により変換された光との位相差（位相シフト量ともいう））の分布が±２．０度以内であり、基板面内の透過率の分布が±０．１５％以内であるものが好ましい。また、ハーフトーン位相シフト膜は、位相差の面内での中心値が１８０°±１０°であり、透過率の面内での中心値が数％〜数十％（特に３〜４０％）であるものが好ましい。
【００２０】
このようなハーフトーン型位相シフトマスクブランクのハーフトーン位相シフト膜を、例えば、モリブデン、ジルコニウム、ケイ素、酸素及び窒素で構成する場合、その組成を、Ｍｏ＝０．１〜２０．０原子％、特に０．５〜１０．０原子％、Ｚｒ＝０．１〜１０．０原子％、特に０．２〜５．０原子％、Ｓｉ＝２０．０〜７０．０原子％、特に３０．０〜６０．０原子％、Ｏ＝２．０〜６０．０原子％、特に１０．０〜５０．０原子％、Ｎ＝２．０〜６０．０原子％、特に１０．０〜５０．０原子％とすることができる。
【００２１】
なお、ハーフトーン位相シフト膜の膜厚は、膜組成、露光光の波長、透過率等によって異なるが、４０〜１５０ｎｍ、特に６０〜１００ｎｍ程度である。
【００２２】
本発明のハーフトーン型位相シフトマスクブランクは、チャンバー内にターゲットを設けると共に、スパッタガスとして好ましくはネオン、アルゴン、クリプトン等の不活性ガスを、更に好ましくは不活性ガスと共に、酸素含有ガス、窒素含有ガス及び炭素含有ガスから選ばれる少なくとも１種の反応性ガスを、ハーフトーン位相シフト膜を構成する軽元素、即ち、酸素、窒素及び炭素の種類に応じて導入し、ターゲットに電力を印加するスパッタリングにより、チャンバー内に設けた基板上にハーフトーン位相シフト膜を形成することにより製造することができる。
【００２３】
ターゲットとしては、形成するハーフトーン位相シフト膜に含まれる金属に対応する金属及び／又はシリコンを含むターゲットが用いられるが、位相シフト膜の金属を１種の元素で構成する場合は、金属ターゲットとＳｉターゲットとを同時に用いること、金属シリサイドターゲットとＳｉターゲットとを同時に用いること、又は金属シリサイドターゲットのみを単独で用いることなどにより、１種の金属とシリコンとを含む位相シフト膜を形成することができる。
【００２４】
一方、ハーフトーン位相シフト膜の金属を２種類以上で構成する場合は、２種以上の金属ターゲットとＳｉターゲットとを同時に用いること、２種以上の金属の混合ターゲット（合金ターゲット）とＳｉターゲットとを同時に用いること、２種以上の金属とＳｉとの混合ターゲットのみを単独で用いること、２種以上の金属とＳｉとの混合ターゲットとＳｉターゲットとを同時に用いること、又は金属の種類の異なる金属シリサイドターゲットを２種以上同時に用いることなどにより、２種以上の金属とシリコンとを含む位相シフト膜を形成することができる。なお、ターゲットとしては、金属やシリコンの他に、軽元素を含むものを用いることも可能である。
【００２５】
この場合、スパッタガスとして不活性ガスのみを用いれば、金属とシリコンのみからなるハーフトーン位相シフト膜を形成することができるが、不活性ガスと共に、反応性ガスを用いることが好ましい。反応性ガスを用いた場合、スパッタリングは反応性スパッタとなる。
【００２６】
酸素含有ガスとして具体的にはＣＯ2，ＮＯ，Ｏ2等、窒素含有ガスとして具体的にはＮＯ，ＮＯ2，Ｎ2等、炭素含有ガスとしてはＣＨ4，ＣＯ2，ＣＯ等が挙げられ、これらの中から、ハーフトーン位相シフト膜を構成する軽元素の組成により適宜選定することができる。
【００２７】
また、スパッタリング方式は特に限定されず、ＤＣスパッタリング、マグネトロンスパッタリングなどが採用し得る。なお、スパッタ中、透明基板をターゲットに対向する被スパッタ面に沿って回転させることが好ましい。このようなスパッタリングに好適なスパッタ装置としては、図２に示されるようなスパッタ装置が挙げられる。なお、図２中、２１は基板、２２はターゲット、２３はスパッタガス導入口、２４は排気口を示す。
【００２８】
本発明において、ハーフトーン型位相シフトマスクブランクを製造する方法としては、上述したようなスパッタリングにおいて、圧力（ガス圧力）を低くしてスパッタリングすることによりハーフトーン位相シフト膜を成膜する方法が好適である。
【００２９】
成膜時の圧力を低くする方法としては、成膜時に導入するスパッタガスの流量を下げる方法と、スパッタチャンバーの排気量を増加させる方法とがあるが、導入スパッタガスの流量を下げる方法が簡便である。スパッタ時に導入するガスを、成膜されるハーフトーン位相シフト膜の光学特性、膜組成等が所望の値をもつように、流量を低下させることになるが、ガス圧力を設定する際には、単に圧力が低くなっただけでも成膜されるハーフトーン位相シフト膜の光学的特性、即ち、位相差や透過率が変動するので、ガス圧力を下げた状態で所望の光学的特性を満たすように各種導入ガス流量を調整する。
【００３０】
上記ガス圧力は、０．２Ｐａ以下、特に０．１５Ｐａ以下とすることが好ましく、ガス圧力が低い方が露光光に対する耐性がより高いものとなり、露光光の照射前後での光学特性の変化は小さくなるが、ガス圧力が低すぎると放電が不安定になることがあることから、ガス圧力は０．０４Ｐａ以上とすることが好ましい。
【００３１】
また、ハーフトーン位相シフト膜の光学特性は、構成される元素の種類や組成、成膜するときに用いるガスの種類や流す流量などによっても決定される。成膜条件を適宜変更して光学特性を調整すればハーフトーン位相シフト膜を２層以上の複数層に形成することもできる。
【００３２】
例えば、透過率を挙げる場合、膜に含まれる金属とＳｉの比率において、Ｓｉの比率を上げることで露光光に対する透過率を上げることができる。膜に含まれる金属とＳｉの比率を多くする方法としては、金属とＳｉの混合ターゲットを用いる場合、ターゲットの組成を変更する方法、組成の異なる複数のターゲットを用いる場合は、Ｓｉがより多く含まれるターゲットの印加電力をより多くすることで膜中のＳｉ含有比率を上げることができる。
【００３３】
また、膜中に含まれる酸素の量や窒素の量を多くすることで、透過率を調整することもできる。酸素の量を多くするには導入する酸素含有ガスの導入量を多くすることで、窒素の量を多くするには導入する窒素含有ガスの導入量を多くすることで、膜中の酸素や窒素の量を調整することができる。
【００３４】
また、図３に示されるように、ハーフトーン位相シフト膜２上に、Ｃｒ系遮光膜３を設けるか、又は図４に示されるように、Ｃｒ系遮光膜３からの反射を低減させるＣｒ系反射防止膜４をＣｒ系遮光膜３上に形成することもできる。更に、図５に示されるように、基板１側からハーフトーン位相シフト膜２、第１のＣｒ系反射防止膜４、Ｃｒ系遮光膜３、第２のＣｒ系反射防止膜４’の順に形成することもできる。
【００３５】
この場合、Ｃｒ系遮光膜又はＣｒ系反射防止膜としてはクロム酸化炭化物（ＣｒＯＣ）、クロム酸化窒化炭化物（ＣｒＯＮＣ）又はこれらを積層したものを用いることが好ましい。
【００３６】
このようなＣｒ系遮光膜又はＣｒ系反射防止膜は、クロム単体又はクロムに酸素、窒素、炭素のいずれか若しくはこれらを組み合わせたものを添加したターゲットを用い、アルゴン、クリプトン等の不活性ガスに反応性ガスを添加してスパッタする反応性スパッタリングにより成膜することができる。
【００３７】
本発明のハーフトーン型位相シフトマスクブランクは、短波長露光光照射に対して耐性が高いことから、これから製造されるハーフトーン型位相シフトマスクが、好ましくは透過率が１５％以上のＡｒＦレーザー又はＦ2レーザー露光において好適なハーフトーン型位相シフトマスクとなる。そのため、本発明のハーフトーン型位相シフトマスクブランクは、好ましくは透過率が１５％以上のＡｒＦレーザー又はＦ2レーザー露光用として好適である。
【００３８】
本発明のハーフトーン型位相シフトマスクは、ハーフトーン型位相シフトマスクブランクのハーフトーン位相シフト膜をパターン形成してなるものである。具体的には、図６に示されるような、図１に示されるハーフトーン型位相シフトマスクブランクのハーフトーン位相シフト膜２をパターン形成したものが挙げられる。このハーフトーン型位相シフトマスクには、パターン化された位相シフター部２ａとその間に基板露出部１ａとが形成されている。
【００３９】
図６に示されるようなハーフトーン型位相シフトマスクを製造する場合、具体的には、図７（Ａ）に示されるように、上記のようにして基板１１上にハーフトーン位相シフト膜１２を形成した後、更にレジスト膜１３を形成し、図７（Ｂ）に示されるように、レジスト膜１３をリソグラフィー法によりパターンニングし、更に、図７（Ｃ）に示されるように、ハーフトーン位相シフト膜１２をエッチングした後、図７（Ｄ）に示されるように、レジスト膜１３を剥離する方法が採用し得る。この場合、レジスト膜の塗布、パターンニング（露光、現像）、エッチング、レジスト膜の除去は、公知の方法によって行うことができる。
【００４０】
なお、ハーフトーン位相シフト膜上にＣｒ系遮光膜及び／又はＣｒ系反射防止膜（Ｃｒ系膜）を形成した場合には、露光に必要な領域の遮光膜及び／又は反射防止膜をエッチングにより除去し、ハーフトーン位相シフト膜を表面に露出させた後、上記同様にハーフトーン位相シフト膜をパターンニングすることにより、基板外周縁側にＣｒ系膜が残ったハーフトーン型位相シフトマスクを得ることもできる。また、Ｃｒ系膜の上にレジストを塗布し、パターンニングを行い、Ｃｒ系膜とハーフトーン位相シフト膜をエッチングでパターンニングし、更に露光に必要な領域のＣｒ系膜のみを選択エッチングにより除去し、ハーフトーン位相シフト膜パターンを表面に露出させて、ハーフトーン型位相シフトマスクを得ることもできる。
【実施例】
【００４１】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００４２】
［実施例１］
ターゲットを複数有するカソード構造を有し、基板を自転させる回転機構を有するスパッタリング装置により、ターゲットにモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ3.66）ターゲットを２個、Ｚｒターゲットを１個、Ｓｉターゲットを３個用い、スパッタガスにＡｒ、Ｎ2、Ｎ2Ｏを用い、１辺１５２ｍｍの正方形形状の石英基板上に、基板を回転させながらＤＣスパッタすることにより厚さ９３．０ｎｍのＭｏＺｒＳｉＯＮのハーフトーン位相シフト膜を成膜してハーフトーン型位相シフトマスクブランクを得た。なお、成膜条件は表１に示されるように調整した。
【００４３】
【表１】
2005241693.tif 000002
【００４４】
成膜後の位相シフト膜の外周部を除く１４２ｍｍ×１４２ｍｍの範囲内の波長１９３ｎｍにおける位相シフト量及び透過率を測定したところ、位相シフト量の中心値は１８５．９ｄｅｇ、透過率の中心値は９．５８％であり、位相シフト膜の位相シフト量分布は±０．６°、透過率分布は±０．２％であった。なお、位相差及び透過率は、レーザーテック社製ＭＰＭ−１９３で測定した（以下の例において同じ）。また、位相シフト膜の組成を分析した結果は、Ｍｏ：２．７％、Ｚｒ：２．０％、Ｓｉ：３８．２％、Ｏ：３９．０％、Ｎ：１８．１％であった。
【００４５】
次に、上記方法でハーフトーン位相シフト膜を成膜したハーフトーン型位相シフトマスクブランクに、露光光である波長１９３ｎｍのＡｒＦレーザー光をエネルギー密度２．５ｍＪ／ｃｍ2・Ｐｕｌｓｅで、累計５ｋＪ／ｃｍ2となるまで繰返し照射し、位相シフト膜の外周部を除く１４２ｍｍ×１４２ｍｍの範囲内の波長１９３ｎｍにおける位相シフト量及び透過率を測定したところ、照射前対比で位相シフト量は−１．０ｄｅｇ、透過率は＋０．１％変化していた。
【００４６】
［実施例２］
ターゲットを複数有するカソード構造を有し、基板を自転させる回転機構を有するスパッタリング装置により、ターゲットにモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ3.66）ターゲットを２個、Ｚｒターゲットを１個、Ｓｉターゲットを３個用い、スパッタガスにＡｒ、Ｎ2、Ｎ2Ｏを用い、１辺１５２ｍｍの正方形形状の石英基板上に、基板を回転させながらＤＣスパッタすることにより厚さ９５．０ｎｍのＭｏＺｒＳｉＯＮのハーフトーン位相シフト膜を成膜してハーフトーン型位相シフトマスクブランクを得た。なお、成膜条件は表２に示されるように調整した。
【００４７】
【表２】
2005241693.tif 000003
【００４８】
成膜後の位相シフト膜の外周部を除く１４２ｍｍ×１４２ｍｍの範囲内の波長１９３ｎｍにおける位相シフト量及び透過率を測定したところ、位相シフト量の中心値は１７５．２ｄｅｇ、透過率の中心値は１７．４６％であり、位相シフト膜の位相シフト量分布は±０．５°、透過率分布は±０．１２％であった。また、位相シフト膜の組成を分析した結果は、Ｍｏ：２％、Ｚｒ：２％、Ｓｉ：３６％、Ｏ：４５％、Ｎ：１４％であった。
【００４９】
次に、上記方法でハーフトーン位相シフト膜を成膜したハーフトーン型位相シフトマスクブランクに、露光光である波長１９３ｎｍのＡｒＦレーザー光をエネルギー密度２．５ｍＪ／ｃｍ2・Ｐｕｌｓｅで、累計５ｋＪ／ｃｍ2となるまで繰返し照射し、位相シフト膜の外周部を除く１４２ｍｍ×１４２ｍｍの範囲内の波長１９３ｎｍにおける位相シフト量及び透過率を測定したところ、照射前対比で位相シフト量は−１．０ｄｅｇ、透過率は＋０．２％変化していた。
【００５０】
［比較例１］
ターゲットを複数有するカソード構造を有し、基板を自転させる回転機構を有するスパッタリング装置により、ターゲットにモリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ3.66）ターゲットを２個、Ｚｒターゲットを１個、Ｓｉターゲットを３個用い、スパッタガスにＡｒ、Ｎ2、Ｎ2Ｏを用い、１辺１５２ｍｍの正方形形状の石英基板上に、基板を回転させながらＤＣスパッタすることにより厚さ９０．９ｎｍのＭｏＺｒＳｉＯＮのハーフトーン位相シフト膜を成膜してハーフトーン型位相シフトマスクブランクを得た。なお、成膜条件は表３に示されるように調整した。
【００５１】
【表３】
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【００５２】
成膜後の位相シフト膜の外周部を除く１４２ｍｍ×１４２ｍｍの範囲内の波長１９３ｎｍにおける位相シフト量及び透過率を測定したところ、位相シフト量の中心値は１７４．４ｄｅｇ、透過率の中心値は１９．２７％であり、位相シフト膜の位相シフト量分布は±０．８°、透過率分布は±０．２０％であった。また、位相シフト膜の組成を分析した結果は、Ｍｏ：３％、Ｚｒ：２％、Ｓｉ：３８％、Ｏ：３６％、Ｎ：２１％であった。
【００５３】
次に、上記方法でハーフトーン位相シフト膜を成膜したハーフトーン型位相シフトマスクブランクに、露光光である波長１９３ｎｍのＡｒＦレーザー光をエネルギー密度２．５ｍＪ／ｃｍ2・Ｐｕｌｓｅで、累計０．９ｋＪ／ｃｍ2となるまで繰返し照射し、位相シフト膜の外周部を除く１４２ｍｍ×１４２ｍｍの範囲内の波長１９３ｎｍにおける位相シフト量及び透過率を測定したところ、照射前対比で位相シフト量は−１．５ｄｅｇ、透過率は＋０．５％変化していた。
【００５４】
実施例１と比較例１とを比較すると、比較例１では累積照射量が１ｋＪ／ｃｍ2に達しない程度で位相差が１．５ｄｅｇ、透過率が０．５％変化しているのに対し、実施例１ではレーザー光を累積５ｋＪ／ｃｍ2となるまで照射しても、位相差の変化量が１．０ｄｅｇ、透過率の変化量が０．１％であり、実施例１のハーフトーン型位相シフトマスクブランクは比較例１のハーフトーン型位相シフトマスクブランクより露光光に対する耐性が位相差においては７．５倍以上、透過率においては２５倍以上よいものとなっている。この場合、ガス圧力は実施例１では０．１３Ｐａ、比較例１では０．４９Ｐａであり、成膜時のガス圧力を低くしたことにより露光光に対する耐性が向上したことがわかる。
【００５５】
また、透過率が比較例１と同程度になるように、導入ガスの酸素源であるＮ2Ｏガス流量を増加させてハーフトーン位相シフト膜を成膜した実施例２においても、露光光に対する高い耐性（位相差においては７．５倍以上、透過率においては１２．５倍以上）を有するハーフトーン型位相シフトマスクブランクが得られたことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施例に係るハーフトーン型位相シフトマスクブランクの断面図である。
【図２】本発明のハーフトーン型位相シフトマスクブランクの製造に好適なスパッタ装置の一例を示す概略図である。
【図３】本発明の一実施例に係るＣｒ系遮光膜を設けたハーフトーン型位相シフトマスクブランクの断面図である。
【図４】本発明の一実施例に係るＣｒ系遮光膜及びＣｒ系反射防止膜を設けたハーフトーン型位相シフトマスクブランクの断面図である。
【図５】本発明の一実施例に係る第１のＣｒ系反射防止膜、Ｃｒ系遮光膜及び第２のＣｒ系反射防止膜を設けたハーフトーン型位相シフトマスクブランクの断面図である。
【図６】本発明の一実施例に係るハーフトーン型位相シフトマスクの断面図である
【図７】ハーフトーン型位相シフトマスクの製造法を示した説明図であり、（Ａ）はレジスト膜を形成した状態、（Ｂ）はレジスト膜をパターンニングした状態、（Ｃ）はハーフトーン位相シフト膜のエッチングを行った状態、（Ｄ）はレジスト膜を除去した状態の概略断面図である。
【図８】ハーフトーン型位相シフトマスクの原理を説明する図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＸ部の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００５７】
１，１１，２１  基板
１ａ  基板露出部
２，１２  位相シフト膜
２ａ  位相シフター部
３  Ｃｒ系遮光膜
４，４’  Ｃｒ系反射防止膜
１３  レジスト膜
２２  ターゲット
２３  スパッタガス導入口
２４  排気口
【図１】
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【図２】
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【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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