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JP2001337436A - Halftone phase shift photomask and blanks for the same - Google Patents

Halftone phase shift photomask and blanks for the same

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Publication number
JP2001337436A
JP2001337436A JP2000154687A JP2000154687A JP2001337436A JP 2001337436 A JP2001337436 A JP 2001337436A JP 2000154687 A JP2000154687 A JP 2000154687A JP 2000154687 A JP2000154687 A JP 2000154687A JP 2001337436 A JP2001337436 A JP 2001337436A
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JP
Japan
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layer
phase shift
halftone phase
chromium
photomask
Prior art date
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Application number
JP2000154687A
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Japanese (ja)
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Inventor
Toshiaki Motonaga
稔明 本永
Hisafumi Yokoyama
寿文 横山
Hiroo Nakagawa
博雄 中川
Shigeo Tsunoda
成夫 角田
Satoshi Yusa
智 遊佐
Yoshiaki Konase
良紀 木名瀬
Junji Fujikawa
潤二 藤川
Masashi Otsuki
雅司 大槻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to EP00311226A priority patent/EP1116998B1/en
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/26Phase shift masks [PSM]; PSM blanks; Preparation thereof
    • G03F1/32Attenuating PSM [att-PSM], e.g. halftone PSM or PSM having semi-transparent phase shift portion; Preparation thereof

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a halftone phase shift photomask with a structure using a tantalum silicide-base halftone phase shift film material and having an enhanced etching selectivity ratio to a quartz substrate while retaining superior workability and chemical stability after working peculiar to the tantalum silicide-base material and to provide blanks for a halftone phase shift photomask capable of manufacturing such halftone phase shift photomasks. SOLUTION: A halftone phase shift layer on a transparent substrate comprises a multilayer film including at least a layer consisting essentially of tantalum, silicon and oxygen and a layer based on chromium or a chromium-tantalum alloy. The latter layer is first formed on the transparent substrate and the former layer is formed on the latter layer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、LSI、超LSI
等の高密度集積回路等の製造に用いられるフォトマスク
及びそのフォトマスクを製造するためのフォトマスクブ
ランクに関し、特に、微細寸法の投影像が得られるハー
フトーン位相シフトフォトマスクと、この位相シフトフ
ォトマスクを製造するためのハーフトーン位相シフトフ
ォトマスク用ブランクスに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an LSI,
Photomask used for manufacturing high-density integrated circuits and the like, and a photomask blank for manufacturing the photomask, in particular, a halftone phase shift photomask capable of obtaining a projection image of fine dimensions, and a phase shift photomask The present invention relates to a blank for a halftone phase shift photomask for manufacturing a mask.

【0002】[0002]

【従来の技術】IC,LSI,超LSI等の半導体集積
回路は、フォトマスクを使用したリソグラフィー工程を
繰り返すことによって製造されるが、特に微細寸法の形
成には、例えば、特開昭58−173744号公報、特
公昭62−59296号公報等に示されているような位
相シフトフォトマスクの使用が検討されている。位相シ
フトフォトマスクには様々な構成のものか提案されてい
るが、その中でも、例えば特開平4−136854号公
報、米国特許第4,890,309号等に示されるよう
な、ハーフトーン位相シフトフォトマスクが早期実用化
の観点から注目を集めている。そして、特開平5−22
59号公報、特開平5−127361号公報等に記載の
ように、製造工程数の減少による歩留りの向上、コスト
の低減等が可能な構成、材料について、いくつか提案が
されている。
2. Description of the Related Art Semiconductor integrated circuits such as ICs, LSIs, and VLSIs are manufactured by repeating a lithography process using a photomask. The use of a phase shift photomask as disclosed in Japanese Patent Publication No. 62-59296 and Japanese Patent Publication No. 62-59296 has been studied. Various types of phase shift photomasks have been proposed. Among them, for example, a halftone phase shifter disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-136854 and US Pat. No. 4,890,309 has been proposed. Photomasks are attracting attention from the viewpoint of early practical use. And Japanese Patent Laid-Open No. 5-22
As described in JP-A-59-59, JP-A-5-127361, and the like, several proposals have been made for structures and materials capable of improving the yield and reducing the cost by reducing the number of manufacturing steps.

【0003】ここで、ハーフトーン位相シフト法および
ハーフトーン位相シフトフォトマスクを図に基づいて簡
単に説明する。図6はハーフトーン位相シフト法の原理
を示す図、図7は従来法を示す図である。図6(a)及
び図7(a)はフォトマスクの断面図、図6(b)及び
図7(b)はフォトマスク上の光の振幅、図6(c)及
び図7(c)はウエーハー上の光の振幅、図6(d)及
ぴ図7(d)はウエーハー上の光強度をそれぞれ示し、
911及び921は基板、922は100%遮光膜、9
12は入射光の位相を実質的に180度ずらし、かつ、
透過率が1%〜50%の範囲であるハーフトーン位相シ
フト膜、913及び923は入射光である。従来法にお
いては、図7(a)に示すように、石英ガラス等からな
る基板921上にクロム等からなる100%遮光膜92
2を形成し、所望のパターンの光透過部を形成してある
だけであり、ウエーハー上での光強度分布は図7(d)
に示すように裾広がりとなり、解像度が劣ってしまう。
一方、ハーフトーン位相シフトシフト法では、ハーフト
ーン位相シフト膜912を透過した光とその開口部を透
過した光とでは位相が実質的に反転するので、図6
(d)に示すように、ウエーハー上でパターン境界部で
の光強度が0になり、その裾広がりを抑えることかで
き、したがって、解像度を向上させることができる。
Here, a halftone phase shift method and a halftone phase shift photomask will be briefly described with reference to the drawings. FIG. 6 shows the principle of the halftone phase shift method, and FIG. 7 shows the conventional method. FIGS. 6A and 7A are cross-sectional views of the photomask, FIGS. 6B and 7B are the amplitudes of light on the photomask, and FIGS. 6C and 7C are FIGS. The amplitude of the light on the wafer, FIGS. 6 (d) and 7 (d) show the light intensity on the wafer, respectively.
911 and 921 are substrates, 922 is a 100% light shielding film, 9
12 shifts the phase of the incident light by substantially 180 degrees, and
Halftone phase shift films 913 and 923 whose transmittance is in the range of 1% to 50% are incident light. In the conventional method, as shown in FIG. 7A, a 100% light shielding film 92 made of chrome or the like is formed on a substrate 921 made of quartz glass or the like.
2 and a light transmitting portion of a desired pattern is merely formed. The light intensity distribution on the wafer is shown in FIG.
As shown in the figure, the skirt spreads, and the resolution is inferior.
On the other hand, in the halftone phase shift shift method, the phase of the light transmitted through the halftone phase shift film 912 and the phase of the light transmitted through the opening thereof are substantially inverted.
As shown in (d), the light intensity at the pattern boundary on the wafer becomes 0, the spread of the skirt can be suppressed, and the resolution can be improved.

【0004】ハーフトーン位相シフトフォトマスクのハ
ーフトーンの位相シフト膜912には、位相反転と透過
率調整という2つの機能が要求される。このうち、位相
反転機能については、ハーフトーン位相シフト膜912
を透過する露光光と、その開口部を透過する露光光との
間で、位相が実質的に反転するようになっていればよ
い。ここで、ハーフトーン位相シフト膜(ハーフトーン
位相シフト層とも言う)912を、たとえばM.Bor
n、E.Wolf著「Principles ofOp
tics」628〜632頁に示される吸収膜として扱
うと、多重干渉を無視できるので、垂直透過光の位相変
化φは、以下の式で計算され、φがnπ±π/3(nは
奇数)の範囲に含まれるとき、上述の位相シフト効果が
得られる。
The halftone phase shift film 912 of the halftone phase shift photomask is required to have two functions of phase inversion and transmittance adjustment. Among them, regarding the phase inversion function, the halftone phase shift film 912 is used.
It suffices that the phase is substantially inverted between the exposure light transmitting through the opening and the exposure light transmitting through the opening. Here, a halftone phase shift film (also referred to as a halftone phase shift layer) 912 is formed of, for example, M.P. Bor
n, E. Wolf, "Principles of Op
tics ”, pages 628-632, multiple interference can be neglected, and the phase change φ of vertically transmitted light is calculated by the following equation, where φ is nπ ± π / 3 (n is an odd number). , The above-described phase shift effect is obtained.

【0005】[0005]

【数式3】 ここで、φは前記透明基板上に(m−2)層のハーフト
ーン位相シフト層が構成されているフォトマスクを垂直
に透過する光が受ける位相変化であり、x(k,k+
1)はk番目の層と(k+1)番目の層との界面でおき
る位相変化、u(k)、d(k)はそれぞれk番目の層
を構成する材料の屈折率と膜厚、λは露光光の波長であ
る。ただし、k=1の層は前記透明基板、k=mの層は
空気とする。
[Equation 3] Here, φ is a phase change received by light vertically transmitted through a photomask in which the (m−2) halftone phase shift layer is formed on the transparent substrate, and x (k, k +
1) is a phase change occurring at the interface between the k-th layer and the (k + 1) -th layer, u (k) and d (k) are the refractive index and the film thickness of the material constituting the k-th layer, and λ is This is the wavelength of the exposure light. However, the layer where k = 1 is the transparent substrate, and the layer where k = m is air.

【0006】一方、ハーフトーン位相シフト効果か得ら
れるための、ハーフトーン位相シフト膜912の露光光
透過率は、転写パターンの寸法、面積、配置、形状等に
よって決定され、パターンによって異なる。実質的に、
上述の効果を得るためには、ハーフトーン位相シフト膜
912の露光光透過率を、パターンによって決まる最適
透過率を中心として、最適透過率士数%の範囲内に含ま
れるようにしなければならない。通常、この最適透過率
は、開口部を100%としたときに、転写パターンによ
って1%〜50%という広い範囲内で大きく変動する。
すなわち、あらゆるパターンに対応するためには、様々
な透過率を有するハーフトーン位相シフトフォトマスク
が要求される。実際には、位相反転機能と透過率調整機
能とは、ハーフトーン位相シフト膜を構成する材料(多
層の場合は、各層を構成する各材料)の複素屈折率(屈
折率と消衰係数)と膜厚とによって決定される。つま
り、ハーフトーン位相シフト膜の膜厚を調整し、前記式
により求まる位相差φがnπ±π/3(nは奇数)の範
囲に含まれるような材料が、ハーフトーン位相シフトフ
ォトマスクのハーフトーン位相シフト層として使える。
On the other hand, the exposure light transmittance of the halftone phase shift film 912 for obtaining the halftone phase shift effect is determined by the size, area, arrangement, shape, etc. of the transfer pattern, and differs depending on the pattern. In effect,
In order to obtain the above effect, the exposure light transmittance of the halftone phase shift film 912 must be within the range of several percent of the optimum transmittance centered on the optimum transmittance determined by the pattern. Normally, the optimum transmittance greatly varies within a wide range of 1% to 50% depending on the transfer pattern when the opening is 100%.
That is, a halftone phase shift photomask having various transmittances is required to correspond to all patterns. Actually, the phase inversion function and the transmittance adjustment function are the complex refractive index (refractive index and extinction coefficient) of the material constituting the halftone phase shift film (in the case of a multilayer, each material constituting each layer). It is determined by the film thickness. In other words, the thickness of the halftone phase shift film is adjusted, and a material in which the phase difference φ determined by the above equation is included in the range of nπ ± π / 3 (n is an odd number) is used for the halftone phase shift photomask. Can be used as a tone phase shift layer.

【0007】ところで、一般的にフォトマスクパターン
用の薄膜材料としては、例えば特開昭57−64739
号公報、特公昭62−51460号公報、特公昭62−
51461号公報に示されるようなタンタル系の材料が
知らており、その加工特性、加工後の化学的安定性等が
極めて優れていることから、例えば特開平5−1343
96号公報、特開平7−134396号公報、特開平7
−281414号公報に挙げられるように、タンタルを
酸化または窒化することで、ハーフトーン位相シフト膜
へ応用する試みが盛んに検討された。また、LSIパタ
ーンの微細化に伴う露光波長の短波長化が進むに従い、
例えば特開平6−83027号公報に示されされるよう
な、より短波長露光に対応した、タンタルシリサイド系
の材料を用いる研究も進められた。
By the way, generally, as a thin film material for a photomask pattern, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-64739
JP, JP-B-62-51460, JP-B-62-51460
A tantalum-based material as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 51461 is known, and its processing characteristics, chemical stability after processing, and the like are extremely excellent.
No. 96, JP-A-7-134396, JP-A-7-134396
As described in Japanese Patent Application No. -281414, attempts to apply to a halftone phase shift film by oxidizing or nitriding tantalum have been actively studied. In addition, as the exposure wavelength has been shortened due to the miniaturization of LSI patterns,
For example, research using a tantalum silicide-based material compatible with shorter wavelength exposure, as disclosed in JP-A-6-83027, has been advanced.

【0008】しかしながら、一般的にタンタルシリサイ
ドは、CF4 、CHF3 、SF6 、C2 6 、NF3
CF4 +H2 、CBrF3 などのフツ素系のエツチング
ガスを用いてドライエッチングを行うが、この際に、基
板材である合成石英などの透明基板もエッチングされ、
高精度なドライエッチングが出来ない、という問題点が
あった。一般的に、ハーフトーン位相シフトフォトマス
クの製造に関しては、その位相角の高精度制御が不可欠
であるが、上述の通り、ハーフトーン位相シフト膜のエ
ツチングの際に石英基板もエツチングされてしまうと、
その掘られた分だけ位相差に誤差が生じてしまう。ま
た、ハーフトーン位相シフト膜のエッチングは、パター
ン寸法の制御にも重要な役割を持つため、出来る限り良
好なパターン寸法の均一性、再現性が得られるように条
件設定したいところであるが、石英とのエッチング選択
比という新たなパラメータが加わることにより、条件設
定の裕度が狭くなってしまう、という問題点もある。こ
れは、寸法制御にとっての最適エッチングプロセスと、
上記位相差制御を重視した最適エッチングプロセスとは
必ずしも一致しないため生じる問題である。すなわち、
タンタルシリサイド系のハーフトーン位相シフト膜材料
は、それ自体は優れた加工特性、加工後の化学的安定性
を示すが、位相差の高精度制御も考慮に入れると、高精
度のパターニングが困難になってしまう、と言う問題点
である。
However, in general, tantalum silicide is composed of CF 4 , CHF 3 , SF 6 , C 2 F 6 , NF 3 ,
Dry etching is performed using a fluorine-based etching gas such as CF 4 + H 2 or CBrF 3. At this time, a transparent substrate such as a synthetic quartz substrate is also etched.
There is a problem that high-precision dry etching cannot be performed. Generally, in the manufacture of a halftone phase shift photomask, high-precision control of the phase angle is indispensable. However, as described above, when etching the halftone phase shift film, the quartz substrate is also etched. ,
An error occurs in the phase difference by the dug amount. Also, since the etching of the halftone phase shift film also plays an important role in controlling the pattern dimensions, it is desirable to set conditions so as to obtain as good a pattern dimension uniformity and reproducibility as possible. There is also a problem that the addition of a new parameter such as the etching selectivity narrows the margin for setting conditions. This is the optimal etching process for dimensional control,
This is a problem that occurs because it does not always coincide with the above-described optimal etching process that emphasizes the phase difference control. That is,
The tantalum silicide-based halftone phase shift film material itself exhibits excellent processing characteristics and chemical stability after processing, but taking into account high-precision control of phase difference, high-precision patterning becomes difficult. This is a problem.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】このように、LSIパ
ターンの微細化に伴う露光波長の短波長化に伴い、より
短波長露光に対応した、タンタルシリサイド系の材料
を、ハーフトーン位相シフト膜へ適用する試みが行われ
ているが、タンタルシリサイド系のハーフトーン位相シ
フト膜材料は、それ自体は優れた加工特性、加工後の化
学的安定性を示すが、位相差の高精度制御も考慮に入れ
ると、高精度のパターニングが困難になってしまう、と
言う問題点があり、この対応が求められていた。本発明
は、これに対応するもので、タンタルシリサイド系のハ
ーフトーン位相シフト膜材料を用い、且つ、タンタルシ
リサイド系材料の優れた加工特性、加工後の化学的安定
性等を維持しつつ、石英基板とのエツチング選択比を向
上させた構造のハーフトーン位相シフトフォトマスクを
提供しようとするものである。同時に、そのようなハー
フトーン位相シフトフォトマスクの作製を可能とするハ
ーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクスを提供
しようとするものである。
As described above, as the exposure wavelength becomes shorter as the LSI pattern becomes finer, a tantalum silicide-based material corresponding to shorter wavelength exposure is transferred to a halftone phase shift film. Attempts have been made to apply it, but the tantalum silicide-based halftone phase shift film material itself exhibits excellent processing characteristics and chemical stability after processing, but also takes into account high-precision control of the phase difference. If it is included, there is a problem that high-precision patterning becomes difficult, and this measure has been demanded. The present invention responds to this problem by using a tantalum silicide-based halftone phase shift film material, and maintaining excellent processing characteristics of the tantalum silicide-based material, chemical stability after processing, and the like. An object of the present invention is to provide a halftone phase shift photomask having a structure in which an etching selectivity with a substrate is improved. At the same time, an object of the present invention is to provide a blank for a halftone phase shift photomask which enables the production of such a halftone phase shift photomask.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明のハーフトーン位
相シフトフォトマスク用ブランクスは、透明基板上のハ
ーフトーン位相シフト層が、タンタル、シリコン、及
び、酸素を主成分とする一層と、クロムまたはクロムタ
ンタル合金を主成分とする一層とを少なくとも含む多層
膜で構成されていることを特徴とするものである。そし
て、上記において、透明基板上にクロムまたはクロムタ
ンタル合金を主成分とする一層がまず形成され、その上
にタンタル、シリコン、及び、酸素とを主成分とする一
層が形成されていることを特徴とするものである。そし
てまた、上記において、クロムまたはクロムタンタル合
金を主成分とする一層が、シリコンを含むことを特徴と
するものである。また、上記において、クロムまたはク
ロムタンタル合金を主成分とする一層が、酸素、フツ
素、または、窒素を含むことを特徴とするものである。
また、上記において、ハーフトーン位相シフト層が、透
明基板上に、以下の式により求まる位相差φが、nπ±
π/3ラジアン(nは奇数)の範囲となるように形成さ
れていることを特徴とするものである。
According to a blank for a halftone phase shift photomask of the present invention, a halftone phase shift layer on a transparent substrate is composed of one layer mainly composed of tantalum, silicon, and oxygen, and one layer of chromium or silicon. It is characterized by being constituted by a multilayer film containing at least one layer mainly composed of a chromium tantalum alloy. In the above, a layer mainly containing chromium or a chromium-tantalum alloy is first formed on the transparent substrate, and a layer mainly containing tantalum, silicon, and oxygen is formed thereon. It is assumed that. Further, in the above, one layer containing chromium or a chromium tantalum alloy as a main component contains silicon. Further, in the above, one layer containing chromium or a chromium tantalum alloy as a main component contains oxygen, fluorine, or nitrogen.
Further, in the above, the halftone phase shift layer has a phase difference φ obtained by the following equation on a transparent substrate, which is nπ ±
It is characterized in that it is formed to be in the range of π / 3 radian (n is an odd number).

【数式4】 ここで、φは前記透明基板上に(m−2)層のハーフト
ーン位相シフト層が構成されているフォトマスクを垂直
に透過する光が受ける位相変化であり、x(k,k+
1)はk番目の層と(k+1)番目の層との界面でおき
る位相変化、u(k)、d(k)はそれぞれk番目の層
を構成する材料の屈折率と膜厚、λは露光光の波長であ
る。ただし、k=1の層は前記透明基板、k=mの層は
空気とする。また、上記において、ハーフトーン位相シ
フト層の露光光に対する透過率が、その露光光に対する
前記透明基板の透過率を100%としたときに、1〜5
0%となるような膜厚で前記透明基板上に形成されてい
ることを特徴とするものである。また、上記において、
ハーフトーン位相シフト層が形成された表面の露光光に
対する絶対反射率が、0〜30%であることを特徴とす
るものである。また、上記において、ハーフトーン位相
シフト層の上に、クロムを主成分とする遮光膜が続けて
形成されていることを特徴とするものである。また、上
記において、ハーフトーン位相シフト層の下に、クロム
を主成分とする遮光膜のパターンが形成されていること
を特徴とするものである。
(Equation 4) Here, φ is a phase change received by light vertically transmitted through a photomask in which the (m−2) halftone phase shift layer is formed on the transparent substrate, and x (k, k +
1) is a phase change occurring at the interface between the k-th layer and the (k + 1) -th layer, u (k) and d (k) are the refractive index and the film thickness of the material constituting the k-th layer, and λ is This is the wavelength of the exposure light. However, the layer where k = 1 is the transparent substrate, and the layer where k = m is air. In the above, the transmittance of the halftone phase shift layer for exposure light is 1 to 5 when the transmittance of the transparent substrate for the exposure light is 100%.
It is characterized in that it is formed on the transparent substrate with a film thickness of 0%. Also, in the above,
The absolute reflectance of the surface on which the halftone phase shift layer is formed with respect to exposure light is 0 to 30%. In the above, a light-shielding film containing chromium as a main component is continuously formed on the halftone phase shift layer. Further, in the above, a pattern of a light-shielding film containing chromium as a main component is formed below the halftone phase shift layer.

【0011】本発明のハーフトーン位相シフトフォトマ
スクは、透明基板上のハーフトーン位相シフト層がタン
タル、シリコン、及び、酸素を主成分とする一層と、ク
ロムまたはクロムタンタル合金を主成分とする一層とを
少なくとも含む多層膜で構成されていることを特徴とす
るものである。そして、上記において、透明基板上にク
ロムまたはクロムタンタル合金を主成分とする一層がま
ず形成され、その上にタンタル、シリコン、及び、酸素
とを主成分とする一層が形成されていることを特徴とす
るものである。そしてまた、上記において、クロムまた
はクロムタンタル合金を主成分とする一層が、シリコン
を含むことを特徴とするものである。また、上記におい
て、クロムまたはクロムタンタル合金を主成分とする一
層が酸素、フッ素、または、窒素を含むことを特徴とす
るものである。また、上記において、ハーフトーン位相
シフト層が、透明基板上に、以下の式により求まる位相
差φが、nπ±π/3ラジアン(nは奇数)の範囲とな
るように形成されていることを特徴とするものである。
According to the halftone phase shift photomask of the present invention, the halftone phase shift layer on the transparent substrate is mainly composed of tantalum, silicon and oxygen, and chromium or a chromium-tantalum alloy. And a multilayer film containing at least the following. In the above, a layer mainly containing chromium or a chromium-tantalum alloy is first formed on the transparent substrate, and a layer mainly containing tantalum, silicon, and oxygen is formed thereon. It is assumed that. Further, in the above, one layer containing chromium or a chromium tantalum alloy as a main component contains silicon. Further, in the above, one layer containing chromium or a chromium tantalum alloy as a main component contains oxygen, fluorine, or nitrogen. Further, in the above description, the halftone phase shift layer is formed on the transparent substrate such that the phase difference φ determined by the following equation is in the range of nπ ± π / 3 radians (n is an odd number). It is a feature.

【数式5】 ここで、φは前記透明基板上に(m−2)層のハーフト
ーン位相シフト層が構成されているフォトマスクを垂直
に透過する光が受ける位相変化であり、x(k,k+
1)はk番目の層と(k+1)番目の層との界面でおき
る位相変化、u(k)、d(k)はそれぞれk番目の層
を構成する材料の屈折率と膜厚、λは露光光の波長であ
る。ただし、k=1の層は前記透明基板、k=mの層は
空気とする。また、上記において、ハーフトーン位相シ
フト層の露光光に対する透過率が、その露光光に対する
前記ハーフトーン位相シフト層の開口部透過率を100
%としたときに、1〜50%であることを特徴とするも
のである。また、上記において、ハーフトーン位相シフ
ト層か形成された表面の露光光に対する絶対反射率か、
0〜30%であることを特徴とするものである。また、
上記において、ハーフトーン位相シフトシフト層のパタ
ーンの上に、クロムを主成分とする遮光膜のパターンが
形成されていることを特徴とするものである。また、上
記において、ハーフトーン位相シフト層のパターンの下
に、クロムを主成分とする遮光膜のパターンが形成され
ていることを特徴とするものである。
(Equation 5) Here, φ is a phase change received by light vertically transmitted through a photomask in which the (m−2) halftone phase shift layer is formed on the transparent substrate, and x (k, k +
1) is a phase change occurring at the interface between the k-th layer and the (k + 1) -th layer, u (k) and d (k) are the refractive index and the film thickness of the material constituting the k-th layer, and λ is This is the wavelength of the exposure light. However, the layer where k = 1 is the transparent substrate, and the layer where k = m is air. In the above, the transmittance of the halftone phase shift layer to the exposure light is 100% of the transmittance of the opening of the halftone phase shift layer to the exposure light.
%, It is characterized by being 1 to 50%. Further, in the above, the absolute reflectance for the exposure light of the surface formed with the halftone phase shift layer or,
0 to 30%. Also,
In the above, a pattern of a light-shielding film containing chromium as a main component is formed on the pattern of the halftone phase shift shift layer. Further, in the above, a pattern of a light-shielding film containing chromium as a main component is formed below the pattern of the halftone phase shift layer.

【0012】[0012]

【作用】本発明のハーフトーン位相シフトフォトマスク
用ブランクスは、このような構成にすることにより、タ
ンタルシリサイド系のハーフトーン位相シフト膜材料を
用い、且つ、タンタルシリサイド系材料の優れた加工特
性、加工後の化学的安定性等を維持しつつ、石英基板と
のエツチング選択比を向上させた構造のハーフトーン位
相シフトフォトマスクを作製することができるハーフト
ーン位相シフトフォトマスク用ブランクスの提供を可能
としている。タンタル系材料に特有の化学的安定性、加
工特性加え、シリサイド系に特有の短波長適用性を維持
しつつ、合成石英などの透明基板とのエッチング選択比
が十分に取れるため、高精度なパターニングが可能で、
かつ、マスク加工後の安定性に優れた、ハーフトーン位
相シフトフォトマスク用ブランクスの提供を可能として
いる。ハーフトーン位相シフト膜を多層膜で構成し、そ
のうちの一層(クロムまたはクロムタンタル合金を主成
分とする一層)を、透明基板と十分に大きなエツチング
選択比がとれる材料で構成することによって、高精度加
工を可能可能にしている。具体的には、透明基板上のハ
ーフトーン位相シフト層が、タンタル、シリコン、及
び、酸素を主成分とする一層と、クロムまたはクロムタ
ンタル合金を主成分とする一層とを少なくとも含む多層
膜で構成されていることにより、さらに具体的には、透
明基板上にクロムまたはクロムタンタル合金を主成分と
する一層がまず形成され、その上にタンタル、シリコ
ン、及び、酸素とを主成分とする一層が形成されている
ことにより、これを達成している。
According to the blank for a halftone phase shift photomask of the present invention having such a structure, a tantalum silicide-based halftone phase shift film material is used, and the tantalum silicide-based material has excellent processing characteristics. It is possible to provide blanks for halftone phase shift photomasks that can produce halftone phase shift photomasks with a structure that improves the etching selectivity with quartz substrates while maintaining chemical stability after processing. And High-precision patterning with sufficient etching selectivity with transparent substrates such as synthetic quartz while maintaining the chemical stability and processing characteristics unique to tantalum-based materials and the short wavelength applicability unique to silicide-based materials Is possible,
In addition, it is possible to provide a blank for a halftone phase shift photomask having excellent stability after mask processing. The halftone phase shift film is composed of a multilayer film, one of which (chromium or chromium-tantalum alloy as a main component) is composed of a transparent substrate and a material that can provide a sufficiently large etching selectivity. Processing is possible. Specifically, the halftone phase shift layer on the transparent substrate is composed of a multilayer film containing at least a layer mainly containing tantalum, silicon, and oxygen and a layer mainly containing chromium or a chromium-tantalum alloy. More specifically, more specifically, a layer mainly composed of chromium or chromium-tantalum alloy is first formed on a transparent substrate, and a layer mainly composed of tantalum, silicon, and oxygen is further formed thereon. This is achieved by being formed.

【0013】即ち、ハーフトーン位相シフト層として、
タンタル、シリコン、及び、酸素を主体とする層を含む
ハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクスで、
クロムを主成分とする一層を設けることにより、高精度
パターニングを可能としている。クロムまたはクロムタ
ンタル合金を主成分とする膜は、Cl2 、CH2
2、あるいはこれにO2 を加えたガスなどの塩素系の
エッチングガスでもエチングをすることか出来るが、こ
れら塩素系ガスでは、合成石英などの透明基板は実質上
エッチングされない。ここで、クロムまたはクロムタン
タル合金を主成分とする膜は、その役割上、透明基板の
直ぐ上に第一層として成膜されることが望ましい。例え
ば、合成石英上に、まずクロムまたはクロムタンタル合
金を主成分とする膜を形成し、その上にタンタル、シリ
コン、及ひ、酸素を主体とする膜を形成し、これら2層
でハーフトーン位相シフト膜とした場合、パターニング
においては、まずフツ素系のドライエツチングガスでタ
ンタル、シリコン、及び、酸素を主体とする膜エッチン
グし、続けて、塩素系のドライエッチングガスで、基板
との十分なドライエツチング選択比を維持しなからパタ
ーニングをすることにより、高精度な位相差制御が可能
となる。
That is, as a halftone phase shift layer,
Tantalum, silicon, and a blank for a halftone phase shift photomask including a layer mainly composed of oxygen,
By providing a layer mainly composed of chromium, high-precision patterning is enabled. The film mainly composed of chromium or chromium tantalum alloy is made of Cl 2 , CH 2 C
Etching can be performed using a chlorine-based etching gas such as l 2 or a gas obtained by adding O 2 thereto. However, with these chlorine-based gases, a transparent substrate such as synthetic quartz is not substantially etched. Here, the film mainly composed of chromium or a chromium-tantalum alloy is desirably formed as a first layer directly on a transparent substrate because of its role. For example, first, a film mainly composed of chromium or a chromium-tantalum alloy is formed on synthetic quartz, and a film mainly composed of tantalum, silicon, and oxygen is formed thereon. In the case of a shift film, in patterning, first, a film mainly composed of tantalum, silicon, and oxygen is etched with a fluorine-based dry etching gas, and then sufficient etching with the substrate is performed using a chlorine-based dry etching gas. By performing patterning while maintaining the dry etching selectivity, highly accurate phase difference control becomes possible.

【0014】また、このハーフトーン位相シフト膜は、
タンタル系薄膜の特徴である優れた化学的安定性、加工
性を有し、またシリサイド膜を用いているため、フッ化
クリプトンエキシマレーザーリソグラフィー(露光波
長:248nm)、フッ化アルゴンエキシマレーザーリ
ソグラフィー(露光波長:193nm)に対しても十分
な透光性を有するため、ハーフトーン位相シフト膜とし
て使用できる。
Further, the halftone phase shift film includes:
It has excellent chemical stability and processability, which are the characteristics of tantalum-based thin films, and uses a silicide film, so that krypton fluoride excimer laser lithography (exposure wavelength: 248 nm) and argon fluoride excimer laser lithography (exposure) (Wavelength: 193 nm), so that it can be used as a halftone phase shift film.

【0015】ところで、一般的にハーフトーン位相シフ
トリソグラフィーでは、隣接するショットの重なりでの
レジストの感光を防ぐために、ハーフトーン位相シフト
層に加え、遮光膜によって形成される層を設けることが
多い。また、この遮光膜は、上記目的のほかに、転写形
成するパターンの転写特性の調整用に用いられることも
ある。この遮光膜には、クロムを主体とする膜が、その
製版特性や耐久性が優れているという理由などから使用
され、ハーフトーン位相シフト膜パターンを形成した
後、製版を硝酸セリウム系のウェットエッチャントで行
う場合がある。ところが、本発明のハーフトーン位相シ
フトマスク用ブランクスにおいては、ハーフトーン位相
シフト膜にクロムまたはクロムタンタル合金を主成分と
する膜が含まれるため、この膜が硝酸セリウム系のウェ
ットエッチャントに侵され(後述する処理の図5(d)
を参照)、パターンに不具合が生じることが懸念される
が、本発明におけるクロムまたはクロムタンタル合金を
主成分とする膜に、酸素、フツ素、または、窒素等を含
有させたり、また、シリコン、タンタルなど、他の金属
との合金とすることにより、耐食性を向上させることが
できる。尚、一般的には、このクロムまたはクロムタン
タル合金を主成分とする膜は、膜厚が薄いため、図5に
示されるように侵される可能性は低い。あるいは、侵さ
れたとしても実質的に転写特性に間題を生じないレベル
であると予想される。
In general, in halftone phase shift lithography, a layer formed by a light-shielding film is often provided in addition to the halftone phase shift layer in order to prevent exposure of the resist due to overlapping of adjacent shots. In addition to the above-mentioned purpose, the light-shielding film may be used for adjusting transfer characteristics of a pattern to be transferred. A chromium-based film is used for this light-shielding film because of its excellent plate making characteristics and durability. After forming a halftone phase shift film pattern, the plate is made of a cerium nitrate wet etchant. In some cases. However, in the blank for a halftone phase shift mask of the present invention, since the halftone phase shift film contains a film containing chromium or a chromium-tantalum alloy as a main component, the film is attacked by a cerium nitrate-based wet etchant ( FIG. 5 (d) of a process described later.
), There is a concern that a defect may occur in the pattern. However, the film containing chromium or a chromium tantalum alloy as a main component in the present invention contains oxygen, fluorine, nitrogen, or the like. By using an alloy with another metal such as tantalum, corrosion resistance can be improved. In general, the film mainly composed of chromium or chromium-tantalum alloy has a small thickness, and thus is unlikely to be attacked as shown in FIG. Alternatively, it is expected to be at a level that does not substantially cause a problem in transfer characteristics even if it is invaded.

【0016】本発明のハーフトーン位相シフトフォトマ
スクは、このような構成にすることにより、高精度なパ
ターニングが可能で、かつ、マスク加工後の安定性に優
れ、且つ、フッ化クリプトンエキシマレーザー(波長:
248nm)、フッ化アルゴンエキシマレーザー(波
長:193nm)等の短波長の露光にも適用できるハー
フトーン位相シフトフォトマスクの提供を可能としてい
る。
The halftone phase shift photomask according to the present invention, having such a configuration, enables highly accurate patterning, has excellent stability after mask processing, and has a krypton fluoride excimer laser ( wavelength:
248 nm) and a halftone phase shift photomask that can be applied to short-wavelength exposure such as an argon fluoride excimer laser (wavelength: 193 nm).

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態例を図に基づ
いて説明する。図1(a)は本発明のハーフトーン位相
シフトフォトマスク用ブランクスの実施の形態の第1の
例の断面図で、図1(b)は本発明のハーフトーン位相
シフトフォトマスク用ブランクスの実施の形態の第2の
例の断面図で、図2(a)は本発明のハーフトーン位相
シフトフォトマスクの実施の形態の第1の例の断面図
で、図2(b)は本発明のハーフトーン位相シフトフォ
トマスクの実施の形態の第2の例の断面図で、図3は図
2(a)に示すハーフトーン位相シフトフォトマスクの
製造工程断面図で、図4はテストピースの断面図で、図
5は第2の例のハーフトーン位相シフトフォトマスクの
製造方法の説明と、エッチング形状を説明するための断
面図である。図1中、110は透明基板、120はハー
フトーン位相シフト層、121はクロムを主成分とする
層(以降第1の層とも言う)、122はタンタル、シリ
コン、及び、酸素を主成分とする層(以降第2の層とも
言う)、125はハーフトーンパタン領域(シフト層パ
タン領域)、130は遮光性層(実質的な遮光膜とも言
う)、140はレジスト層、140Aは開口、145は
レジスト層、145Aは開口である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is a cross-sectional view of a first example of an embodiment of a blank for a halftone phase shift photomask of the present invention, and FIG. 1B is an implementation of a blank for a halftone phase shift photomask of the present invention. FIG. 2A is a sectional view of a first example of the embodiment of the halftone phase shift photomask of the present invention, and FIG. 2B is a sectional view of the second example of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view of a second example of the embodiment of the halftone phase shift photomask, FIG. 3 is a cross-sectional view of a manufacturing process of the halftone phase shift photomask shown in FIG. 2A, and FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a method of manufacturing the halftone phase shift photomask of the second example and explaining an etching shape. In FIG. 1, 110 is a transparent substrate, 120 is a halftone phase shift layer, 121 is a layer mainly containing chromium (hereinafter also referred to as a first layer), and 122 is mainly tantalum, silicon, and oxygen. Layer (hereinafter also referred to as a second layer); 125, a halftone pattern region (shift layer pattern region); 130, a light-shielding layer (also referred to as a substantial light-shielding film); 140, a resist layer; The resist layer 145A is an opening.

【0018】はじめに、本発明のハーフトーン位相シフ
トフォトマスク用ブランクスの実施の形態の第1の例
を、図1(a)に基づいて説明する。本例のハーフトー
ン位相シフトフォトマスク用ブランクスは、タンタル、
シリコン、及び、酸素を主成分とする第2の層122
と、クロムを主成分とする第1の層121からなる多層
膜をハーフトーン位相シフト層120とするもので、合
成石英からなる透明基板110上に、順に、クロムを主
成分とする第1の層121、タンタル、シリコン、及
び、酸素とを主成分とする第2の層122を形成してい
る。そして、タンタル系材料に特有の化学的安定性、加
工特性を有し、フォトマスク作製の際、クロムを主成分
とする第1の層121を塩素系のガスでエッチング加工
する場合には、合成石英からなる透明基板110とのエ
ッチング選択比が十分に取れる。これにより、フォトマ
スク作製の際に、高精度なパターニングが可能である。
尚、本例のハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブラ
ンクスのハーフトーン位相シフト層120に、タンタ
ル、シリコン、及び、酸素を主成分とする第2の層12
2を設けており、これより作製されたフォトマスクは、
フッ化クリプトンエキシマレーザー(波長:248n
m)、フッ化アルゴンエキシマレーザー(波長:193
nm)等の短波長の露光光にも適用できる。
First, a first embodiment of a blank for a halftone phase shift photomask according to the present invention will be described with reference to FIG. The blanks for the halftone phase shift photomask of this example are tantalum,
Second layer 122 mainly containing silicon and oxygen
And a multi-layered film composed of the first layer 121 mainly composed of chromium as the halftone phase shift layer 120. The first substrate mainly composed of chromium is sequentially formed on the transparent substrate 110 composed of synthetic quartz. A layer 121 and a second layer 122 containing tantalum, silicon, and oxygen as main components are formed. In addition, when the first layer 121 mainly containing chromium is etched with a chlorine-based gas at the time of manufacturing a photomask, it has a chemical stability and processing characteristics unique to a tantalum-based material. A sufficient etching selectivity with the transparent substrate 110 made of quartz can be obtained. Thereby, high-precision patterning is possible at the time of manufacturing a photomask.
The halftone phase shift layer 120 of the blank for a halftone phase shift photomask of this example has a second layer 12 mainly containing tantalum, silicon, and oxygen.
2 is provided, and the photomask manufactured from this is
Krypton fluoride excimer laser (wavelength: 248n
m), argon fluoride excimer laser (wavelength: 193)
nm) and the like.

【0019】そして本例においては、ハーフトーン位相
シフトフォトマスクを作製した際に、位相シフト効果が
得られるように、ハーフトーン位相シフト層120は、
透明基板110上に、以下の式で、m=4とし、求まる
位相差φが、nπ±π/3ラジアン(nは奇数)の範囲
となるように形成されている。
In the present embodiment, the halftone phase shift layer 120 is formed so that a phase shift effect can be obtained when a halftone phase shift photomask is manufactured.
The transparent substrate 110 is formed on the transparent substrate 110 such that m = 4 in the following equation, and the obtained phase difference φ is in the range of nπ ± π / 3 radians (n is an odd number).

【数式6】 ここで、φは透明基板110上に2層のハーフトーン位
相シフト層120が構成されているフォトマスクを垂直
に透過する光が受ける位相変化であり、x(k,k+
1)はk番目の層と(k+1)番目の層との界面でおき
る位相変化、u(k)、d(k)はそれぞれk番目の層
を構成する材料(タンタル層121、金属シリサイド酸
化膜122)の屈折率と膜厚、λは露光光の波長であ
る。ただし、k=1の層は透明基板110、k=4の層
は空気とする。
(Equation 6) Here, φ is a phase change received by light vertically transmitting through a photomask in which two halftone phase shift layers 120 are formed on the transparent substrate 110, and x (k, k +
1) is a phase change occurring at the interface between the k-th layer and the (k + 1) -th layer, and u (k) and d (k) are the materials (the tantalum layer 121 and the metal silicide oxide film) constituting the k-th layer, respectively. 122) is the refractive index, the film thickness, and λ is the wavelength of the exposure light. However, the layer where k = 1 is the transparent substrate 110, and the layer where k = 4 is air.

【0020】また、ハーフトーン位相シフトフォトマス
クを作製した際に、実質的に、位相シフト効果が得られ
るために、ハーフトーン位相シフト層120の露光光に
対する透過率が、その露光光に対する透明基板110の
透過率を100%としたときに、1%〜50%の範囲と
なるような膜厚で透明基板110上に形成されている。
Further, when a halftone phase shift photomask is manufactured, the transmittance of the halftone phase shift layer 120 to the exposure light is substantially reduced because the phase shift effect is obtained. The film is formed on the transparent substrate 110 so as to have a thickness in the range of 1% to 50% when the transmittance of 110 is 100%.

【0021】クロムを主成分とする第1の層121とし
ては、塩素系のガスでエッチングが可能なクロム層、酸
化クロム層、窒化クロム層、酸化窒化クロム層が挙げら
れる。クロムを主成分とする第1の層121について
も、従来からフォトマスク用薄膜の成膜に使用されてき
たスパッタリング法で容易に形成できる。ターゲツトと
して、金属クロムを使用し、スパッタガスとしてのアル
ゴンガスに酸素、窒素を混合すれば、酸化クロム膜、窒
化クロム膜が得られる。屈折率の調整は、ガスの混合比
のほか、スパツタ圧力、スパツタ電流などによっても制
御できる。また、このクロム系膜は、スパッタリング法
の他に、真空蒸着法、CVD法、イオンプレーティング
法、イオンビームスパッタ法などの成膜技術を用いても
成膜できる。タンタル、シリコン、及び、酸素とを主成
分とする第2の層122は、従来からフォトマスク用薄
膜の成膜に使用されてきたスパッタリング法で容易に形
成できる。例えば、タンタルシリサイド酸化膜は、ター
ゲツトとして、タンタルシリサイドを使用し、スパッタ
ガスとしてアルゴンガスに酸素を混合して、タンタルシ
リサイド酸化膜が得られる。タンタルシリサイド酸化膜
122の屈折率の調整は、ガスの混合比のほか、スパッ
タ圧力、スパッタ電流などによっても制御できる。尚、
タンタル、シリコン、及び、酸素とを主成分とする第2
の層122は、スパッタリング法の他に、真空蒸着法、
CVD法、イオンプレーティング法、イオンビームスパ
ッタ法などの成膜技術を用いても成膜できる。透明基板
110としての合成石英は、フッ化クリプトンエキシマ
レーザー(波長:248nm)、フッ化アルゴンエキシ
マレーザー(波長:193nm)等の短波長の露光光に
も透明で、フォトマスク作製の際、クロムを主成分とす
る第1の層121を塩素系のガスでエッチング加工する
場合には、第1の層121と透明基板110とのエッチ
ング選択比が十分に取れる。
Examples of the first layer 121 containing chromium as a main component include a chromium layer, a chromium oxide layer, a chromium nitride layer, and a chromium oxynitride layer which can be etched with a chlorine-based gas. The first layer 121 containing chromium as a main component can also be easily formed by a sputtering method conventionally used for forming a thin film for a photomask. When chromium metal is used as a target and oxygen and nitrogen are mixed with argon gas as a sputtering gas, a chromium oxide film and a chromium nitride film can be obtained. Adjustment of the refractive index can be controlled not only by the gas mixture ratio but also by the sputter pressure, the sputter current and the like. The chromium-based film can be formed by a film forming technique such as a vacuum evaporation method, a CVD method, an ion plating method, or an ion beam sputtering method, in addition to the sputtering method. The second layer 122 mainly containing tantalum, silicon, and oxygen can be easily formed by a sputtering method conventionally used for forming a thin film for a photomask. For example, a tantalum silicide oxide film is obtained by using tantalum silicide as a target and mixing oxygen with argon gas as a sputtering gas. The adjustment of the refractive index of the tantalum silicide oxide film 122 can be controlled not only by the gas mixing ratio but also by the sputtering pressure, the sputtering current, and the like. still,
Second containing tantalum, silicon, and oxygen as main components
Layer 122 is formed by vacuum evaporation,
Film formation can also be performed using a film formation technique such as a CVD method, an ion plating method, or an ion beam sputtering method. Synthetic quartz as the transparent substrate 110 is also transparent to short-wavelength exposure light such as krypton fluoride excimer laser (wavelength: 248 nm) and argon fluoride excimer laser (wavelength: 193 nm). When the first layer 121 as a main component is etched with a chlorine-based gas, a sufficient etching selectivity between the first layer 121 and the transparent substrate 110 can be obtained.

【0022】次いで、本発明のハーフトーン位相シフト
フォトマスク用ブランクスの実施の形態の第2の例を、
図1(b)に基づいて説明する。第2の例のハーフトー
ン位相シフトフォトマスク用ブランクスは、第1の例の
位相シフト層120上に遮光性層130を設けたもので
ある。遮光性層130層は、ハーフトーンパタン領域
(シフト層パタン領域)125の周辺に設け、ウエハ露
光における隣接するショット同志の多重露光による感光
を防いだり、アライメントマークなどを形成する等のた
めの、実質的に遮光性の膜である。遮光性層130層と
しては、クロム単層、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒
化クロム層等のクロム系の金属層が一般的であるが、こ
れに限定はされない。これらクロム系膜は、スパッタリ
ング法の他に、真空蒸着法、CVD法、イオンプレーテ
ィング法、イオンビームスパッタ法などの成膜技術を用
いても成膜できる。
Next, a second example of the embodiment of the blank for a halftone phase shift photomask of the present invention will be described.
This will be described with reference to FIG. The blank for a halftone phase shift photomask of the second example has a light-shielding layer 130 provided on the phase shift layer 120 of the first example. The light-shielding layer 130 is provided around a halftone pattern area (shift layer pattern area) 125 to prevent exposure by multiple exposure of adjacent shots in wafer exposure, to form alignment marks, and the like. It is a substantially light-shielding film. As the light-shielding layer 130, a chromium-based metal layer such as a single layer of chromium, chromium oxide, chromium nitride, and chromium oxynitride is generally used, but is not limited thereto. These chromium-based films can be formed by a film forming technique such as a vacuum evaporation method, a CVD method, an ion plating method, or an ion beam sputtering method, in addition to the sputtering method.

【0023】尚、ハーフトーン位相シフトフォトマスク
を作製する際、硝酸セリウム系のウェットエッチャント
を用い、遮光性層130層をウェットエッチングを行う
場合のブランクスとしては、クロムを主成分とする第1
の層121に、酸素、フツ素、または、窒素等を含有さ
せたり、また、シリコン、タンタルなど、他の金属との
合金とすることにより、耐食性を向上させたものが好ま
しい。
When a halftone phase shift photomask is manufactured, a cerium nitrate-based wet etchant is used, and a blank in the case where the light-shielding layer 130 is wet-etched is made of a first material mainly composed of chromium.
Preferably, the layer 121 contains oxygen, fluorine, nitrogen, or the like, or is made of an alloy with another metal such as silicon, tantalum, or the like to improve corrosion resistance.

【0024】第1の例のハーフトーン位相シフトフォト
マスク用ブランクス、第2の例のハーフトーン位相シフ
トフォトマスク用ブランクスの変形例としては、第1の
層121を塩素系のガスでエッチング加工なクロムタン
タル合金を主成分とする膜としたものも挙げられる。ク
ロムタンタル合金のを主成分とする膜も、スパッタリン
グ法の他に、真空蒸着法、CVD法、イオンプレーティ
ング法、イオンビームスパッタ法などの成膜技術を用い
ても成膜できる。
As a modification of the blank for a halftone phase shift photomask of the first example and the blank for a halftone phase shift photomask of the second example, the first layer 121 may be etched with a chlorine-based gas. A film made of a chromium tantalum alloy as a main component may also be used. A film containing a chromium-tantalum alloy as a main component can also be formed using a film formation technique such as a vacuum evaporation method, a CVD method, an ion plating method, or an ion beam sputtering method, in addition to the sputtering method.

【0025】次に、本発明のハーフトーン位相シフトフ
ォトマスクの実施の形態の第1の例を、図2(a)に基
づいて説明する。本例は、図1(a)に示す第1の例の
ハーフトーン位相シフトフォトマスクブランクスを用い
て作製されたもので、位相シフト層120が所定の形状
にパタンニングされている。各層の材質や光学特性につ
いては、図1(a)に示す第1の例のハーフトーン位相
シフトフォトマスクブランクスの説明に代え、ここでは
説明を省く。
Next, a first embodiment of a halftone phase shift photomask according to the present invention will be described with reference to FIG. This example is manufactured using the halftone phase shift photomask blank of the first example shown in FIG. 1A, and the phase shift layer 120 is patterned in a predetermined shape. The material and optical characteristics of each layer are not described here instead of the description of the halftone phase shift photomask blank of the first example shown in FIG.

【0026】次に、本発明のハーフトーン位相シフトフ
ォトマスクの実施の形態の第2の例を、図2(b)に基
づいて説明する。本例は、図1(b)に示す第2の例の
ハーフトーン位相シフトフォトマスクブランクスを用い
て作製されたもので、位相シフト層120が所定の形状
にパタンニングされ、且つ、位相シフト効果を得るハー
フトーンパタン領域(シフト層パタン領域)125と、
実質的な遮光効果を得る遮光性パタン領域135を設け
たものである。各層の材質や光学特性については、図1
(b)に示す第2の例のハーフトーン位相シフトフォト
マスクブランクスの説明に代え、ここでは説明を省く。
Next, a second embodiment of the halftone phase shift photomask according to the present invention will be described with reference to FIG. This example is manufactured by using the halftone phase shift photomask blank of the second example shown in FIG. 1B, in which the phase shift layer 120 is patterned into a predetermined shape and the phase shift effect is obtained. A halftone pattern region (shift layer pattern region) 125 for obtaining
A light-shielding pattern region 135 for obtaining a substantial light-shielding effect is provided. For the material and optical characteristics of each layer, see FIG.
Instead of the description of the halftone phase shift photomask blank of the second example shown in FIG.

【0027】第1の例のハーフトーン位相シフトフォト
マスク、第2の例のハーフトーン位相シフトフォトマス
クの変形例としては、第1の層121を塩素系のガスで
エッチング加工可能なクロムタンタル合金を主成分とす
る膜とした、先に述べた、変形例のブランクスを用いた
フォトマスクで、図2(a)、図2(b)に示す形態と
同様の形態のフォトマスクが挙げられる。
As a modified example of the halftone phase shift photomask of the first example and the halftone phase shift photomask of the second example, a chromium tantalum alloy in which the first layer 121 can be etched with a chlorine-based gas is used. As a photomask using the blanks of the above-described modified example in which the film is mainly composed of, a photomask having the same form as that shown in FIGS. 2A and 2B is exemplified.

【0028】次いで、第1の例のハーフトーン位相シフ
トフォトマスクの製造方法の1例を図3に基づいて説明
する。先ず、図1(a)に示す第1の例のハーフトーン
位相シフトフォトマスクブランクスを用意し(図3
(a))、ハーフトーン位相シフト層120上にレジス
ト層140を塗布、乾燥した(図3(b)後、電子線描
画装置等を用いレジスト層140の所定領域のみを感光
させ、現像して、作製するハーフトーン位相シフト層1
20のパタン形状に合せ、レジスト層140を形成す
る。(図3(c))レジスト層140を形成するレジス
トとしては、処理性が良く、所定の解像性を有し、耐ド
ライエッチング性の良いものが好ましいが、限定はされ
ない。次いで、レジスト層140を耐エッチングマスク
として、順次、フッ素系のガス、塩素系のガスを用い
て、ハーフトーン位相シフト層120のタンタル、シリ
コン、及び、酸素とを主成分とする第2の層122とク
ロムを主成分とする第1の層121とを続けてエッチン
グし(図3(d))、レジスト層140を剥離して、ハ
ーフトーン位相シフト層パタンを得る。(図3(e))
Next, an example of a method of manufacturing the halftone phase shift photomask of the first example will be described with reference to FIG. First, a halftone phase shift photomask blank of the first example shown in FIG. 1A is prepared (FIG. 3).
(A)), a resist layer 140 is applied on the halftone phase shift layer 120 and dried (FIG. 3 (b), and only a predetermined area of the resist layer 140 is exposed to light using an electron beam lithography apparatus or the like and developed. Half-tone phase shift layer 1 to be produced
A resist layer 140 is formed according to the pattern shape of No. 20. (FIG. 3C) As the resist for forming the resist layer 140, a resist having good processability, a predetermined resolution, and good dry etching resistance is preferable, but is not limited. Next, using the resist layer 140 as an etching-resistant mask, a second layer mainly containing tantalum, silicon, and oxygen of the halftone phase shift layer 120 using a fluorine-based gas and a chlorine-based gas in that order. The second layer 122 and the first layer 121 mainly containing chromium are successively etched (FIG. 3D), and the resist layer 140 is peeled off to obtain a halftone phase shift layer pattern. (FIG. 3 (e))

【0029】次いで、第2の例のハーフトーン位相シフ
トフォトマスクの製造方法の1例を図5に基づいて説明
する。ここでは、遮光性層130をクロム系の遮光層と
する。先ず、図1(b)に示す第2の例のハーフトーン
位相シフトフォトマスクブランクスを用意し、図3に示
す第1の例のハーフトーン位相シフトフォトマスクの製
造方法と同様に、レジスト層を遮光性層130上に所定
形状に形成し、レジスト層を耐エッチングマスクとし
て、塩素系のガスを用いて遮光性層130を、フッ素系
のガスを用いて、タンタル、シリコン、及び、酸素とを
主成分とする第2の層122を、塩素系のガスを用いて
クロムを主成分とする第1の層121を続けてエッチン
グする。次いで、レジスト層を剥離し、新たに、遮光性
層130上に、所定形状の開口145Aを有するレジス
ト層145を、同様にして形成し(図5(a))、レジ
スト層145を耐エッチングマスクとして、硝酸セリウ
ム系のウェットエッチャントを用い、ウェットエッチン
グを行い(図5(b))、レジスト層145を剥離し
て、図2(b)に示す第2の例のハーフトーン位相シフ
トフォトマスクを得る。
Next, an example of a method of manufacturing the halftone phase shift photomask of the second example will be described with reference to FIG. Here, the light-blocking layer 130 is a chromium-based light-blocking layer. First, a halftone phase shift photomask blank of the second example shown in FIG. 1B is prepared, and a resist layer is formed in the same manner as in the method of manufacturing the halftone phase shift photomask of the first example shown in FIG. The light-shielding layer 130 is formed in a predetermined shape on the light-shielding layer 130, and the resist layer is used as an etching-resistant mask, and the light-shielding layer 130 is formed using a chlorine-based gas. The second layer 122 mainly containing chromium is etched successively using the chlorine-based gas to the first layer 121 mainly containing chromium. Next, the resist layer is peeled off, and a new resist layer 145 having an opening 145A of a predetermined shape is similarly formed on the light-shielding layer 130 (FIG. 5A). Then, wet etching is performed using a cerium nitrate-based wet etchant (FIG. 5B), the resist layer 145 is peeled off, and the halftone phase shift photomask of the second example shown in FIG. 2B is used. obtain.

【0030】ウェットエッチングの際、図5(a)のク
ロムを主成分とする第1の層121は、エッチングされ
て、拡大視すると図5(d)のようになり、パターンに
不具合が生じることが懸念されるが、前にも述べたよう
に、一般的には、このクロムを主成分とする膜121
は、膜厚が薄いため、図5(d)に示されるように侵さ
れる可能性は低い。あるいは、侵されたとしても実質的
に転写特性に問題を生じないレベルであると予想され
る。尚、図5(a)のD1部、図5(b)のD2部を拡
大して示したのが、それぞれ、図5(c)、図5(d)
である。クロムを主成分とする膜121に、酸素、フツ
素、または、窒素等を含有させたり、また、シリコン、
タンタルなど、他の金属との合金とすることにより、耐
食性を向上させることができる。即ち、図5(d)に示
す、W0をきわめて小とすることができ、確実に転写特
性に問題を生じないようにできる。
At the time of wet etching, the first layer 121 containing chromium as a main component shown in FIG. 5A is etched, and when enlarged, the first layer 121 becomes as shown in FIG. 5D. However, as described above, in general, the chromium-based film 121 is generally used.
Has a low possibility of being attacked as shown in FIG. Alternatively, it is expected to be at a level that does not substantially cause a problem in transfer characteristics even if it is affected. FIGS. 5C and 5D are enlarged views of the D1 portion in FIG. 5A and the D2 portion in FIG. 5B, respectively.
It is. The film 121 containing chromium as a main component contains oxygen, fluorine, nitrogen, or the like.
By using an alloy with another metal such as tantalum, corrosion resistance can be improved. That is, W0 shown in FIG. 5D can be made extremely small, so that no problem occurs in the transfer characteristics.

【0031】変形例のハーフトーン位相シフトフォトマ
スクについても、基本的に同様に、第1の例の製造方法
あるいは第2の例の製造方法により、作製することがで
きる。
The halftone phase shift photomask of the modified example can be manufactured basically in the same manner by the manufacturing method of the first example or the manufacturing method of the second example.

【0032】[0032]

【実施例】(実施例1)実施例1は、図1(a)に示す
第1の例のハーフトーン位相シフトフォトマスクブラン
クスを用い、図3に示す製造方法により、図2(a)に
示す第1の例のハーフトーン位相シフトフォトマスクを
形成した例である。以下、図1、図2、図3に基づいて
説明する。はじめに、以下のようにして、透明基板11
0上に、順に、クロムを主成分とする第1の層121、
タンタル、シリコン、及び、酸素とを主成分とする第2
の層122からなるハーフトーン位相シフト膜120を
形成した、ハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブラ
ンクスを作製した。作製したハーフトーン位相シフトフ
ォトマスク用ブランクスは、KrF露光用のハーフトー
ン位相シフトフォトマスクを作製するためのもので、6
インチ角、0.25インチ厚の高純度合成石英基板を透
明基板110としている。まず、光学研磨され、よく洗
浄された透明基板110の一面上に、以下に示す条件で
ハーフトーン位相シフト層120のクロムを主成分とす
る第1の層121を膜厚約10nmに形成した。 <第1の層121のスパッタ条件> 成膜装置:プレーナー型DCマグネトロンスパツター装
置 ターゲツト:金属クロム ガス及び流量:アルゴンガス70sccm スパッター圧力:0.35パスカル スパツター電流:5.0アンペア 次に、続けてこの上にハーフトーン位相シフト層120
のタンタル、シリコン、及び、酸素とを主成分とする第
2の層122を、以下の条件で形成した。ここで膜厚は
約140nmとした。 <第2の層122のスパッタ条件> 成膜装置:プレーナー型DCマグネトロンスパツター装
置 ターゲット:タンタル:シリコン=1:3(原子比) ガス及び流量:アルゴンガス50sccm+酸素ガス5
0sccm スパツター圧力:0.3パスカル スパツター電流:3.5アンペア これにより、図1(a)に示す第1の例のKrFエキシ
マレーザー露光用(透過率6%)のハーフトーン位相シ
フトフォトマスク用ブランクスを得た。
EXAMPLE 1 In Example 1, the halftone phase shift photomask blank of the first example shown in FIG. 1A was used, and the manufacturing method shown in FIG. It is an example in which the halftone phase shift photomask of the first example shown is formed. Hereinafter, a description will be given based on FIGS. 1, 2, and 3. First, the transparent substrate 11 is made as follows.
0, a first layer 121 mainly composed of chromium,
Second containing tantalum, silicon, and oxygen as main components
A blank for a halftone phase shift photomask in which a halftone phase shift film 120 made of the layer 122 was formed. The blanks for a halftone phase shift photomask manufactured are for manufacturing a halftone phase shift photomask for KrF exposure.
A transparent substrate 110 is a high-purity synthetic quartz substrate having an inch square and a thickness of 0.25 inch. First, a first layer 121 of chromium as a main component of the halftone phase shift layer 120 was formed to a thickness of about 10 nm on one surface of a transparent substrate 110 that had been optically polished and washed well under the following conditions. <Sputtering conditions of first layer 121> Film forming apparatus: planar DC magnetron sputter apparatus Target: metallic chromium gas and flow rate: argon gas 70 sccm sputter pressure: 0.35 pascal sputter current: 5.0 amps The halftone phase shift layer 120 is placed on the lever.
The second layer 122 containing tantalum, silicon, and oxygen as main components was formed under the following conditions. Here, the film thickness was about 140 nm. <Sputtering conditions for second layer 122> Film forming apparatus: planar DC magnetron sputter apparatus Target: tantalum: silicon = 1: 3 (atomic ratio) Gas and flow rate: 50 sccm of argon gas + 5 of oxygen gas
0 sccm Sputter pressure: 0.3 Pascal Sputter current: 3.5 amps This results in a blank for a halftone phase shift photomask for KrF excimer laser exposure (transmittance 6%) of the first example shown in FIG. I got

【0033】尚、同一条件でテープでマスキングをした
合成石英基板上に成膜し、成膜後にマスキングを剥離す
るリフトオフ法で段差を形成したサンプル(図4に示す
テストピース)を作製し、これを用い、248nm光に
対する位相差、透過率を市販の位相差測定装置(レーザ
ーテツク社製MPM248)で計測したところ、それぞ
れ179.22度、5.88%であった。
A sample (a test piece shown in FIG. 4) was formed by forming a film on a synthetic quartz substrate masked with a tape under the same conditions, and forming a step by a lift-off method of peeling off the masking after the film formation. The phase difference and transmittance with respect to 248 nm light were measured with a commercially available phase difference measuring device (MPM248 manufactured by Lasertec Co., Ltd.) and found to be 179.22 degrees and 5.88%, respectively.

【0034】次いで、上記のようにして得られたハーフ
トーン位相シフトフォトマスク用ブランクスを用いて、
以下のようにして、図2(a)に示す第1の例のハーフ
トーン位相シフトフォトマスクを作製した。先ず、得ら
れたハーフトーン位相シフトマスク用ブランクス(図3
(a))のハーフトーン位相シフト層120上に、有機
物を主成分とするレジスト、ZEP7000(日本ゼオ
ン社製)140を、塗布し、乾燥を行い(図3
(b))、電子線描画装置にて、レジストの所定領域の
みを露光し、現像して、所望形状のレジスト層140を
得た。(図3(c)) 次に、市販のフォトマスク用ドライエッチャー(PTI
社製VLR700)を用い、レジスト層140から露出
されたハーフトーン位相シフト層120を、高密度プラ
ズマに曝すことにより選択的にドライエッチングし、所
望のハーフトーン位相シフト層120のパターンを得
た。(図3(d)) ここでは、ハーフトーン位相シフト層120のタンタ
ル、シリコン、及び、酸素とを主成分とする第2の層1
22とクロムを主成分とする第1の層121とを続けて
エッチングした。尚、用いたドライエッチャーはエツチ
ング処理室を2個有し、以下のエッチング条件1、エッ
チング条件2は別々の処理室で実施した。 <エッチング条件1> エツチングガス CF4 ガス圧力 10mTorr ICPパワー(高密度プラズマ発生) 950W バイアスパワー(引き出しパワー) 50W 時間 360秒 <エッチング条件2> エッチングガスCl2 +O2 ガス(2:3) 圧力 100mTorr ICPパワー(高密度プラズマ発生) 500W バイアスパワー(引き出しパワー) 25W 時間 200秒 次に、残ったレジスト層140を常法により剥離し、ハ
ーフトーン位相シフト層の、248nm光の透過率か6
%であるハーフトーン位相シフトフォトマスクを得た。
(図3(e))
Next, using the blank for a halftone phase shift photomask obtained as described above,
The halftone phase shift photomask of the first example shown in FIG. 2A was manufactured as follows. First, the obtained blank for a halftone phase shift mask (FIG. 3)
On the halftone phase shift layer 120 of (a)), a resist mainly composed of an organic material, ZEP7000 (manufactured by Zeon Corporation) 140 is applied and dried (FIG. 3).
(B)) Only a predetermined region of the resist was exposed and developed by an electron beam lithography apparatus to obtain a resist layer 140 having a desired shape. (FIG. 3C) Next, a commercially available dry mask for photomask (PTI)
The halftone phase shift layer 120 exposed from the resist layer 140 was selectively dry-etched by exposing the resist layer 140 to high-density plasma to obtain a desired halftone phase shift layer 120 pattern. (FIG. 3D) Here, the second layer 1 of the halftone phase shift layer 120 mainly containing tantalum, silicon, and oxygen is used.
22 and the first layer 121 containing chromium as a main component were successively etched. The dry etcher used had two etching processing chambers, and the following etching conditions 1 and 2 were performed in separate processing chambers. <Etching condition 1> Etching gas CF 4 gas pressure 10 mTorr ICP power (generation of high-density plasma) 950 W Bias power (drawing power) 50 W time 360 seconds <Etching condition 2> Etching gas Cl 2 + O 2 gas (2: 3) Pressure 100 mTorr ICP power (generation of high-density plasma) 500 W bias power (drawing power) 25 W time 200 seconds Next, the remaining resist layer 140 is peeled off by a conventional method, and the transmittance of the halftone phase shift layer for 248 nm light is 6 or less.
% Was obtained.
(FIG. 3 (e))

【0035】ここで注目すべきは、エッチング条件2の
エッチングでは、透明基板110である合成石英がほと
んどエツチングされず、極めて高精度の位相差制御が可
能であることである。得られたハーフトーン位相シフト
フォトマスクは、除去された部分の寸法精度、断面形
状、膜厚分布、透過率分布、膜の基板への密着性等、全
てで実用に供することができるものであった。
It should be noted that in the etching under the etching condition 2, the synthetic quartz as the transparent substrate 110 is hardly etched, and the phase difference can be controlled with extremely high precision. The obtained halftone phase shift photomask can be put to practical use in all of the dimensional accuracy, cross-sectional shape, film thickness distribution, transmittance distribution, adhesion of the film to the substrate, etc. of the removed portion. Was.

【0036】(実施例2)実施例2は、図1(b)に示
す第2の例のハーフトーン位相シフトフォトマスクブラ
ンクスを用い、図3ないし図5に示す製造方法により、
図2(b)に示す第2の例のハーフトーン位相シフトフ
ォトマスクを形成した例である。以下、図1、図2、図
3、図5に基づいて説明する。はじめに、以下のように
して、透明基板110上に、順に、クロムを主成分とす
る第1の層121、タンタル、シリコン、及び、酸素と
を主成分とする第2の層122からなるハーフトーン位
相シフト膜120、クロムからなる遮光性層130を形
成した、ハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブラン
クスを作製した。ここでは、ハーフトーン位相シフト膜
を構成する2層のうち、クロムを主成分とする膜(第1
の層121)にタンタルを混入することにより耐食性の
向上を実現している。即ち、ハーフトーン位相シフトフ
ォトマスクを作製する際の、クロムからなる遮光性層1
30を、硝酸セリウム系のウェットエッチャントを用
い、ウェツトエツチヤントする際の、ウェットエッチャ
ントに対する耐食性を向上させた。実施例2の場合も、
作製したハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブラン
クスは、KrF露光用のハーフトーン位相シフトフォト
マスクを作製するためのもので、6インチ角、0.25
インチ厚の高純度合成石英基板を透明基板110として
いる。
(Example 2) In Example 2, the halftone phase shift photomask blank of the second example shown in FIG. 1B was used, and the manufacturing method shown in FIGS.
This is an example in which the halftone phase shift photomask of the second example shown in FIG. 2B is formed. Hereinafter, description will be made based on FIGS. 1, 2, 3, and 5. FIG. First, a halftone including a first layer 121 mainly containing chromium, a second layer 122 mainly containing tantalum, silicon, and oxygen is sequentially formed on the transparent substrate 110 as follows. A blank for a halftone phase shift photomask, in which the phase shift film 120 and the light-shielding layer 130 made of chromium were formed, was produced. Here, of the two layers constituting the halftone phase shift film, a film mainly containing chromium (first film)
By mixing tantalum into the layer 121), an improvement in corrosion resistance is realized. That is, the light-shielding layer 1 made of chromium when producing a halftone phase shift photomask
The sample No. 30 was made of a cerium nitrate-based wet etchant to improve the corrosion resistance to the wet etchant during wet etching. In the case of Example 2,
The blank for a halftone phase shift photomask manufactured is for manufacturing a halftone phase shift photomask for KrF exposure, and is 6 inches square, 0.25 mm.
An inch-thick high-purity synthetic quartz substrate is used as the transparent substrate 110.

【0037】まず、光学研磨され、よく洗浄された透明
基板110の一面上に、以下に示す条件でハーフトーン
位相シフト層120のロムを主成分とする第1の層12
1を膜厚約10nmに形成した。 <第1の層121のスパッタ条件> 成膜装置:プレーナー型DCマグネトロンスパツター装
置 ターゲット:金属タンタル:クロム=1:9合金 ガス及び流量:アルゴンガス70sccm スパツター圧力:0.35パスカル スパッター電流:5.0アンペア 次に、続けてこの上にハーフトーン位相シフト層120
タンタル、シリコン、及び、酸素とを主成分とする第2
の層122を、以下の条件で形成した。ここで膜厚は約
90nmとした。 <第2の層122のスパッタ条件> 成膜装置:プレーナー型DCマグネトロンスパツター装
置 ターゲット:タンタル:シリコン=1:3(原子比) ガス及び流量:アルゴンガス50sccm+酸素ガス5
0sccm スパツター圧力:0.3パスカル スパッター電流:3.5アンペア 次いで、ハーフトーン位相シフト層120タンタル、シ
リコン、及び、酸素とを主成分とする第2の層122上
に、遮光性層130を下記条件にて、厚さ1000Åに
スパッタ形成した。 <遮光性層層130のスパッタ条件> 成膜装置:プレーナー型DCマグネトロンスパツター装
置 ターゲット:金属クロム ガス及び流量:アルゴンガス50sccm スパツター圧力:0.3パスカル スパッター電流:3.5アンペア これにより、KrFエキシマレーザー露光用;透過率6
%のハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクを
得た。
First, on one surface of a transparent substrate 110 that has been optically polished and cleaned well, the first layer 12 mainly composed of ROM of the halftone phase shift layer 120 is formed under the following conditions.
1 was formed to a film thickness of about 10 nm. <Sputtering conditions for the first layer 121> Film forming apparatus: planar DC magnetron sputter apparatus Target: metal tantalum: chromium = 1: 9 alloy Gas and flow rate: argon gas 70 sccm sputter pressure: 0.35 pascal sputter current: 5 Next, the halftone phase shift layer 120
Second containing tantalum, silicon, and oxygen as main components
Was formed under the following conditions. Here, the film thickness was about 90 nm. <Sputtering conditions for second layer 122> Film forming apparatus: planar DC magnetron sputter apparatus Target: tantalum: silicon = 1: 3 (atomic ratio) Gas and flow rate: 50 sccm of argon gas + 5 of oxygen gas
0 sccm Sputter pressure: 0.3 Pascal Sputter current: 3.5 amps Next, the light-shielding layer 130 is formed on the halftone phase shift layer 120 on the second layer 122 containing tantalum, silicon, and oxygen as main components. Under the conditions, sputtering was performed to a thickness of 1000 °. <Sputtering conditions for light-shielding layer layer 130> Film forming apparatus: Planar type DC magnetron sputter apparatus Target: Metal chromium Gas and flow rate: Argon gas 50 sccm Sputter pressure: 0.3 Pascal Sputter current: 3.5 amps By this, KrF is obtained. For excimer laser exposure; transmittance 6
% Of a halftone phase shift photomask blank was obtained.

【0038】尚、同一条件でテープでマスキングをした
合成石英基板上に成膜し、成膜後にマスキングを剥離す
るリフトオフ法で段差を形成したサンプル(図4に示す
テストピース)を作製し、これを用い、248nm光に
対する位相差、透過率を市販の位相差測定装置(レーザ
ーテツク社製MPM248)で計測したところ、それぞ
れ、180.12度、6.33%であった。この膜を市
販のクロムエッチャント(インクテック社製MR−E
S)に室温で240秒間浸漬したサンプルを準備し、そ
のパターン断面をSEM観察したところ、図5(d)に
示すような侵食は認められなかった。比較のため、実施
例1において作製したサンプルを、同様に、市販のクロ
ムエッチャント(インクテック社製MR一ES)に室温
で180秒間、及び、240秒問浸漬し、そのパターン
断面をSEM観察したところ、180秒のサンプルの断
面形状には図5(d)に示すような侵食は認められなか
ったが、240秒の断面には若干の侵食が観察された。
これより、実施例2の組成の第1の層の方が、実施例1
の組成の第1の層よりも、クロムエッチャントに対する
耐食性が向上していることが分かる。
A sample (a test piece shown in FIG. 4) was formed by forming a film on a synthetic quartz substrate masked with a tape under the same conditions and forming a step by a lift-off method in which the masking was removed after the film was formed. The phase difference and the transmittance for 248 nm light were measured with a commercially available phase difference measuring device (MPM248 manufactured by Lasertec Co., Ltd.) and found to be 180.12 degrees and 6.33%, respectively. This film was coated on a commercially available chrome etchant (MR-E manufactured by Inktec Co., Ltd.).
A sample immersed in S) at room temperature for 240 seconds was prepared, and the pattern cross section was observed by SEM. As a result, no erosion as shown in FIG. 5D was observed. For comparison, the sample prepared in Example 1 was similarly immersed in a commercially available chrome etchant (MR-ES manufactured by Inktec Co., Ltd.) at room temperature for 180 seconds and for 240 seconds, and the pattern cross section was observed by SEM. However, erosion as shown in FIG. 5D was not observed in the cross-sectional shape of the sample at 180 seconds, but slight erosion was observed at the cross-section at 240 seconds.
From this, the first layer having the composition of Example 2 is better than that of Example 1
It can be seen that the corrosion resistance to the chromium etchant is higher than that of the first layer having the composition of

【0039】次いで、上記のようにして得られたハーフ
トーン位相シフトフォトマスク用ブランクスを用いて、
以下のようにして、図2(b)に示す第2の例のハーフ
トーン位相シフトフォトマスクを作製した。先ず、得ら
れたハーフトーン位相シフトマスク用ブランクス(図1
(b))の遮光性層130上に、有機物を主成分とする
レジスト、ZEP7000(日本ゼオン社製)を、塗布
し、乾燥を行い、実施例1と同様にして、電子線描画装
置にて、レジストの所定領域のみを露光し、現像して、
所望形状のレジスト層140を得た後、市販のフォトマ
スク用ドライエッチャー(PTI社製VLR700)を
用い、レジスト層から露出されたハーフトーン位相シフ
ト層120を、高密度プラズマに曝すことにより選択的
にドライエッチングし、所望のハーフトーン位相シフト
層120のパターンを得た。ここでは、遮光性層13
0、ハーフトーン位相シフト層120のタンタル、シリ
コン、及び、酸素とを主成分とする第2の層122、ク
ロムを主成分とする第1の層121を続けて、順に、そ
れぞれ、エッチング条件1、エッチング条件2、エッチ
ング条件3の条件下でエッチングした。なお、用いたド
ライエッチヤーはエツチング処理室を2個有し、以下の
エッチング条件1、エッチング条件2、エッチング条件
3は処理室を変えて実施した。 <エッチング条件1> エッチングガスCl2 +O2 ガス(2:3) 圧力 100mTorr ICPパワー(高密度プラズマ発生) 500W バイアスパワー(引き出しパワー) 25W 時間 200秒 <エッチング条件2> エツチングガス CF4 ガス圧力 10mTorr ICPパワー(高密度プラズマ発生) 950W バイアスパワー(引き出しパワー) 50W 時間 360秒 <エッチング条件3> エッチングガスCl2 +O2 ガス(2:3) 圧力 100mTorr ICPパワー(高密度プラズマ発生) 500W バイアスパワー(引き出しパワー) 25W 時間 200秒
Next, using the blank for a halftone phase shift photomask obtained as described above,
The halftone phase shift photomask of the second example shown in FIG. 2B was manufactured as follows. First, the obtained blank for a halftone phase shift mask (FIG. 1)
On the light-shielding layer 130 of (b)), a resist mainly composed of an organic substance, ZEP7000 (manufactured by Zeon Corporation) is applied and dried, and in the same manner as in Example 1, an electron beam lithography apparatus is used. , Exposure and development of only a predetermined area of the resist,
After obtaining a resist layer 140 having a desired shape, the halftone phase shift layer 120 exposed from the resist layer is selectively exposed to a high-density plasma using a commercially available dry etcher for a photomask (VLR700 manufactured by PTI). Then, a desired pattern of the halftone phase shift layer 120 was obtained. Here, the light shielding layer 13
0, the second layer 122 mainly composed of tantalum, silicon, and oxygen of the halftone phase shift layer 120, and the first layer 121 mainly composed of chromium. The etching was performed under the conditions of etching condition 2 and etching condition 3. The dry etcher used had two etching processing chambers, and the following etching conditions 1, 2 and 3 were used in different processing chambers. <Etching condition 1> Etching gas Cl 2 + O 2 gas (2: 3) pressure 100 mTorr ICP power (generation of high-density plasma) 500 W bias power (drawing power) 25 W time 200 seconds <etching condition 2> etching gas CF4 gas pressure 10 mTorr ICP Power (generation of high-density plasma) 950 W Bias power (drawing power) 50 W time 360 seconds <Etching condition 3> Etching gas Cl 2 + O 2 gas (2: 3) Pressure 100 mTorr ICP power (generation of high-density plasma) 500 W Bias power (drawing) Power) 25W time 200 seconds

【0040】次に、この上に、再度、レジスト、IP3
500(東京応化工業株式会社製)を塗布し、フォトリ
ソグラフィー法により、ハーフトーン膜を露出させたい
領域のみを開口したレジスト層145を得た(図5
(a))後、以下の条件でドウエットエッチングを行
い、レジスト層145から露出した領域の遮光性層13
0を選択的に除去した。(図5(b)) 次に、残ったレジスト層145を常法により剥離し、ハ
ーフトーン位相シフト層の、248nm光の透過率か6
%であるハーフトーン位相シフトフォトマスクを得た。
(図2(b)) このようにして得られたハーフトーン位相シフトフォト
マスクについては、まったく、図5(d)に示すような
クロムを主成分とする第1の層121の侵食はによる不
具合はみられなかった。
Next, a resist, IP3
500 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.), and a photolithography method was used to obtain a resist layer 145 in which only the region where the halftone film was to be exposed was opened (FIG. 5).
(A)) Then, wet etching is performed under the following conditions, and the light-shielding layer 13 in a region exposed from the resist layer 145 is formed.
0 was selectively removed. (FIG. 5B) Next, the remaining resist layer 145 is peeled off by a conventional method, and the transmittance of the halftone phase shift layer for 248 nm light is 6%.
% Was obtained.
(FIG. 2B) Regarding the halftone phase shift photomask obtained in this way, the erosion of the first layer 121 containing chromium as a main component as shown in FIG. Was not seen.

【0041】実施例2でも、実施例1と同様、エッチン
グ条件3のエッチングでは、透明基板110である合成
石英がほとんどエッチングされず、極めて高精度の位相
差制御が可能であった。得られたハーフトーン位相シフ
トフォトマスクは、除去された部分の寸法精度、断面形
状、膜厚分布、透過率分布、膜の基板への密着性等、全
てで実用に供することができるものであった。
In Example 2, as in Example 1, in the etching under the etching condition 3, the synthetic quartz as the transparent substrate 110 was hardly etched, and extremely high-precision phase difference control was possible. The obtained halftone phase shift photomask can be put to practical use in all of the dimensional accuracy, cross-sectional shape, film thickness distribution, transmittance distribution, adhesion of the film to the substrate, etc. of the removed portion. Was.

【0042】(実施例3)実施例3も、実施例2と同
様、図1(b)に示す第2の例のハーフトーン位相シフ
トフォトマスクブランクスを用い、図3ないし図5に示
す製造方法により、図2(b)に示す第2の例のハーフ
トーン位相シフトフォトマスクを形成した例で、実施例
2において、第1層の成膜条件、および第1層のエッチ
ング条件(実施例2の条件3に相当)を、以下の通りと
したものである。それ以外については実施例2と同じ
で、説明は省く。 <第1の層121のスパッタ条件> 成膜装置:プレーナー型DCマグネトロンスパツター装
置 ターゲット:金属タンタル:クロム=97:3合金 ガス及び流量:アルゴンガス95sccm スパツター圧力:1. 0パスカル スパッター電流:1アンペア <第1層のエッチング条件> エッチングガスCl2 圧力 3mTorr ICPパワー(高密度プラズマ発生) 250W バイアスパワー(引き出しパワー) 25W 時間 250秒 このブランクの光学特性スペクトルを図8に示す。
(Embodiment 3) In Embodiment 3, as in Embodiment 2, the halftone phase shift photomask blanks of the second embodiment shown in FIG. 1B are used, and the manufacturing method shown in FIGS. 2B, the half-tone phase shift photomask of the second example shown in FIG. 2B was formed. In Example 2, the film forming conditions for the first layer and the etching conditions for the first layer (Example 2 (Corresponding to Condition 3) is as follows. Other than that is the same as the second embodiment, and the description is omitted. <Sputtering conditions for first layer 121> Film forming apparatus: planar DC magnetron sputter apparatus Target: metal tantalum: chromium = 97: 3 alloy Gas and flow rate: 95 sccm argon gas sputter pressure: 1.0 Pascal sputter current: 1 Ampere <Etching conditions for first layer> Etching gas Cl 2 pressure 3 mTorr ICP power (high-density plasma generation) 250 W bias power (drawing power) 25 W time 250 seconds The optical characteristic spectrum of this blank is shown in FIG.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明は、上記のように、タンタルシリ
サイド系のハーフトーン位相シフト膜材料を用い、且
つ、タンタルシリサイド系材料の優れた加工特性、加工
後の化学的安定性等を維持しつつ、石英基板とのエツチ
ング選択比を向上させた構造のハーフトーン位相シフト
フォトマスクの提供を可能とした。同時に、そのような
ハーフトーン位相シフトフォトマスクの作製を可能とす
るハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクスの
提供を可能とした。特に、タンタル系材料に特有の化学
的安定性、加工特性に加え、シリサイド系に特有の短波
長適用性も維持しつつ、合成石英などの透明基板とのエ
ッチング選択比が十分に取れるため、高精度なパターニ
ングが可能で、かつ、マスク加工後の安定性に優れた、
理想的なマスク部材を実現することか出来る。このこと
により、高精度のハーフトーン位相シフトフォトマスク
が、歩留まり良く、低コストで実現できる。
According to the present invention, as described above, the tantalum silicide-based halftone phase shift film material is used, and the excellent processing characteristics of the tantalum silicide-based material and the chemical stability after the processing are maintained. In addition, it has become possible to provide a halftone phase shift photomask having a structure in which the etching selectivity with respect to a quartz substrate is improved. At the same time, it has become possible to provide a blank for a halftone phase shift photomask which enables the production of such a halftone phase shift photomask. In particular, in addition to the chemical stability and processing characteristics unique to tantalum-based materials, while maintaining the short-wavelength applicability unique to silicide-based materials, the etching selectivity with a transparent substrate such as synthetic quartz can be sufficiently obtained. Precise patterning is possible and excellent in stability after mask processing,
An ideal mask member can be realized. As a result, a high-precision halftone phase shift photomask can be realized with good yield and at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1(a)は本発明のハーフトーン位相シフト
フォトマスク用ブランクスの実施の形態の第1の例の断
面図で、図1(b)は本発明のハーフトーン位相シフト
フォトマスク用ブランクスの実施の形態の第2の例の断
面図である。
FIG. 1A is a cross-sectional view of a first embodiment of a blank for a halftone phase shift photomask of the present invention, and FIG. 1B is a halftone phase shift photomask of the present invention. It is sectional drawing of the 2nd example of embodiment of the blank for use.

【図2】図2(a)は本発明のハーフトーン位相シフト
フォトマスクの実施の形態の第1の例の断面図で、図2
(b)は本発明のハーフトーン位相シフトフォトマスク
の実施の形態の第2の例の断面図である。
FIG. 2A is a cross-sectional view of a first example of an embodiment of a halftone phase shift photomask according to the present invention.
(B) is a sectional view of a second example of the embodiment of the halftone phase shift photomask of the present invention.

【図3】図2(a)に示すハーフトーン位相シフトフォ
トマスクの製造工程断面図
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the halftone phase shift photomask shown in FIG.

【図4】テストピースの断面図FIG. 4 is a sectional view of a test piece.

【図5】第2の例のハーフトーン位相シフトフォトマス
クの製造方法の説明と、エッチング形状を説明するため
の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a method for manufacturing a halftone phase shift photomask of a second example and explaining an etching shape.

【図6】ハーフトーン位相シフト法を説明するための図FIG. 6 is a diagram for explaining a halftone phase shift method;

【図7】従来法のマスクを用いた転写法(投影露光法)
を説明するための図
FIG. 7 is a transfer method using a conventional mask (projection exposure method).
Diagram for explaining

【図8】実施例3のハーフトーン位相シフトフォトマス
ク用ブランクの光学特性スペクトルの図
FIG. 8 is a diagram of an optical characteristic spectrum of a blank for a halftone phase shift photomask of Example 3.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

110 透明基板 120 ハーフトーン位相シフト層 121 クロムを主成分とする層(以降
第1の層とも言う) 122 タンタル、シリコン、及び、酸
素を主成分とする層(以降第2の層とも言う) 125 ハーフトーンパタン領域(シフ
ト層パタン領域) 130 遮光性層(実質的な遮光膜とも
言う) 140 レジスト層 140A 開口 145 レジスト層 145A 開口
Reference Signs List 110 Transparent substrate 120 Halftone phase shift layer 121 Layer mainly containing chromium (hereinafter also referred to as first layer) 122 Layer mainly containing tantalum, silicon, and oxygen (hereinafter also referred to as second layer) 125 Halftone pattern region (shift layer pattern region) 130 Light-shielding layer (also referred to as substantial light-shielding film) 140 Resist layer 140A opening 145 Resist layer 145A opening

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 博雄 東京都新宿区市谷加賀町一丁目1番1号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 角田 成夫 東京都新宿区市谷加賀町一丁目1番1号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 遊佐 智 東京都新宿区市谷加賀町一丁目1番1号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 木名瀬 良紀 東京都新宿区市谷加賀町一丁目1番1号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 藤川 潤二 東京都新宿区市谷加賀町一丁目1番1号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 大槻 雅司 東京都新宿区市谷加賀町一丁目1番1号 大日本印刷株式会社内 Fターム(参考) 2H095 BB03  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Hiroo Nakagawa 1-1-1, Ichigaya-Kaga-cho, Shinjuku-ku, Tokyo Inside Dai Nippon Printing Co., Ltd. No. 1 Dai Nippon Printing Co., Ltd. (72) Inventor Satoshi Yusa 1-1-1, Ichigaya Kagacho, Shinjuku-ku, Tokyo Dainippon Printing Co., Ltd. (72) Inventor Yoshinori Kinase 1-1-1, Dai Nippon Printing Co., Ltd. (72) Inventor Junji Fujikawa 1-1-1, Ichigaya Kagacho, Shinjuku-ku, Tokyo (72) Inventor Masaji Otsuki Ichigaya, Shinjuku-ku, Tokyo 1-1-1 Kagacho Dai Nippon Printing Co., Ltd. F-term (reference) 2H095 BB03

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透明基板上のハーフトーン位相シフト層
が、タンタル、シリコン、及び、酸素を主成分とする一
層と、クロムまたはクロムタンタル合金を主成分とする
一層とを少なくとも含む多層膜で構成されていることを
特徴とするハーフトーン位相シフトフォトマスク用ブラ
ンクス。
1. A halftone phase shift layer on a transparent substrate is composed of a multilayer film containing at least a layer mainly containing tantalum, silicon, and oxygen and a layer mainly containing chromium or a chromium-tantalum alloy. A blank for a halftone phase shift photomask, characterized in that:
【請求項2】 請求項1において、透明基板上にクロム
またはクロムタンタル合金を主成分とする一層がまず形
成され、その上にタンタル、シリコン、及び、酸素とを
主成分とする一層が形成されていることを特徴とするハ
ーフトーン位相シフトフォトマスク用ブランクス。
2. A layer according to claim 1, wherein a layer mainly composed of chromium or a chromium-tantalum alloy is first formed on the transparent substrate, and a layer mainly composed of tantalum, silicon and oxygen is formed thereon. A blank for a halftone phase shift photomask.
【請求項3】 請求項1ないし2において、クロムまた
はクロムタンタル合金を主成分とする一層が、シリコン
を含むことを特徴とするハーフトーン位相シフトフォト
マスク用ブランクス。
3. The blank for a halftone phase shift photomask according to claim 1, wherein one layer mainly composed of chromium or a chromium tantalum alloy contains silicon.
【請求項4】 請求項1ないし3において、クロムまた
はクロムタンタル合金を主成分とする一層が、酸素、フ
ツ素、または、窒素を含むことを特徴とするハーフトー
ン位相シフトフォトマスク用ブランクス。
4. A blank for a halftone phase shift photomask according to claim 1, wherein a layer mainly composed of chromium or a chromium tantalum alloy contains oxygen, fluorine or nitrogen.
【請求項5】 請求項1ないし4において、ハーフトー
ン位相シフト層が、透明基板上に、以下の式により求ま
る位相差φが、nπ±π/3ラジアン(nは奇数)の範
囲となるように形成されていることを特徴とするハーフ
トーン位相シフトフォトマスク用ブランクス。 【数式1】 ここで、φは前記透明基板上に(m−2)層のハーフト
ーン位相シフト層が構成されているフォトマスクを垂直
に透過する光が受ける位相変化であり、x(k,k+
1)はk番目の層と(k+1)番目の層との界面でおき
る位相変化、u(k)、d(k)はそれぞれk番目の層
を構成する材料の屈折率と膜厚、λは露光光の波長であ
る。ただし、k=1の層は前記透明基板、k=mの層は
空気とする。
5. The method according to claim 1, wherein the halftone phase shift layer has a phase difference φ determined by the following equation on a transparent substrate within a range of nπ ± π / 3 radians (n is an odd number). Blanks for a halftone phase shift photomask, wherein the blanks are formed on a substrate. [Formula 1] Here, φ is a phase change received by light vertically transmitted through a photomask in which the (m−2) halftone phase shift layer is formed on the transparent substrate, and x (k, k +
1) is a phase change occurring at the interface between the k-th layer and the (k + 1) -th layer, u (k) and d (k) are the refractive index and the film thickness of the material constituting the k-th layer, and λ is This is the wavelength of the exposure light. However, the layer where k = 1 is the transparent substrate, and the layer where k = m is air.
【請求項6】 請求項1ないし5において、ハーフトー
ン位相シフト層の露光光に対する透過率が、その露光光
に対する前記透明基板の透過率を100%としたとき
に、1〜50%となるような膜厚で前記透明基板上に形
成されていることを特徴とするハーフトーン位相シフト
フォトマスク用ブランクス。
6. The halftone phase shift layer according to claim 1, wherein a transmittance of the halftone phase shift layer to exposure light is 1 to 50% when a transmittance of the transparent substrate to the exposure light is 100%. A blank for a halftone phase shift photomask, wherein the blank is formed on the transparent substrate with a suitable thickness.
【請求項7】 請求項1ないし6において、ハーフトー
ン位相シフト層が形成された表面の露光光に対する絶対
反射率が、0〜30%であることを特徴とするハーフト
ーン位相シフトフォトマスク用ブランクス。
7. The blank for a halftone phase shift photomask according to claim 1, wherein an absolute reflectance of the surface on which the halftone phase shift layer is formed with respect to exposure light is 0 to 30%. .
【請求項8】 請求項1ないし7において、ハーフトー
ン位相シフト層の上に、クロムを主成分とする遮光膜が
続けて形成されていることを特徴とするハーフトーン位
相シフトフォトマスク用ブランクス。
8. The blank for a halftone phase shift photomask according to claim 1, wherein a light shielding film containing chromium as a main component is continuously formed on the halftone phase shift layer.
【請求項9】 請求項1ないし7において、ハーフトー
ン位相シフト層の下に、クロムを主成分とする遮光膜の
パターンが形成されていることを特徴とするハーフトー
ン位相シフトフォトマスク用ブランクス。
9. The blank for a halftone phase shift photomask according to claim 1, wherein a pattern of a light-shielding film containing chromium as a main component is formed under the halftone phase shift layer.
【請求項10】 透明基板上のハーフトーン位相シフト
層がタンタル、シリコン、及び、酸素を主成分とする一
層と、クロムまたはクロムタンタル合金を主成分とする
一層とを少なくとも含む多層膜で構成されていることを
特徴とするハーフトーン位相シフトフォトマスク。
10. A halftone phase shift layer on a transparent substrate is composed of a multilayer film containing at least a layer mainly containing tantalum, silicon and oxygen, and a layer mainly containing chromium or a chromium-tantalum alloy. A halftone phase shift photomask, characterized in that:
【請求項11】 請求項10において、透明基板上にク
ロムまたはクロムタンタル合金を主成分とする一層がま
ず形成され、その上にタンタル、シリコン、及び、酸素
とを主成分とする一層が形成されていることを特徴とす
るハーフトーン位相シフトフォトマスク。
11. A layer according to claim 10, wherein a layer mainly composed of chromium or a chromium-tantalum alloy is first formed on the transparent substrate, and a layer mainly composed of tantalum, silicon and oxygen is formed thereon. A halftone phase shift photomask, characterized in that:
【請求項12】 請求項10ないし11において、クロ
ムまたはクロムタンタル合金を主成分とする一層が、シ
リコンを含むことを特徴とするハ一フトーン位相シフト
フォトマスク。
12. The halftone phase shift photomask according to claim 10, wherein one layer mainly composed of chromium or a chromium tantalum alloy contains silicon.
【請求項13】 請求項10ないし12において、クロ
ムまたはクロムタンタル合金を主成分とする一層が酸
素、フッ素、または、窒素を含むことを特徴とするハー
フトーン位相シフトフフォトマスク。
13. A halftone phase-shift photomask according to claim 10, wherein one layer containing chromium or a chromium tantalum alloy as a main component contains oxygen, fluorine, or nitrogen.
【請求項14】 請求項10ないし13において、ハー
フトーン位相シフト層が、透明基板上に、以下の式によ
り求まる位相差φが、nπ±π/3ラジアン(nは奇
数)の範囲となるように形成されていることを特徴とす
るハーフトーン位相シフトフォトマスク。 【数式2】 ここで、φは前記透明基板上に(m−2)層のハーフト
ーン位相シフト層が構成されているフォトマスクを垂直
に透過する光が受ける位相変化であり、x(k,k+
1)はk番目の層と(k+1)番目の層との界面でおき
る位相変化、u(k)、d(k)はそれぞれk番目の層
を構成する材料の屈折率と膜厚、λは露光光の波長であ
る。ただし、k=1の層は前記透明基板、k=mの層は
空気とする。
14. The halftone phase shift layer according to claim 10, wherein a phase difference φ determined by the following equation on a transparent substrate is in a range of nπ ± π / 3 radians (n is an odd number). A halftone phase shift photomask formed on a substrate. [Formula 2] Here, φ is a phase change received by light vertically transmitted through a photomask in which the (m−2) halftone phase shift layer is formed on the transparent substrate, and x (k, k +
1) is a phase change occurring at the interface between the k-th layer and the (k + 1) -th layer, u (k) and d (k) are the refractive index and the film thickness of the material constituting the k-th layer, and λ is This is the wavelength of the exposure light. However, the layer where k = 1 is the transparent substrate, and the layer where k = m is air.
【請求項15】 請求項10ないし14において、ハー
フトーン位相シフト層の露光光に対する透過率が、その
露光光に対する前記ハーフトーン位相シフト層の開口部
透過率を100%としたときに、1〜50%であること
を特徴とするハーフトーン位相シフトフォトマスク。
15. The halftone phase shift layer according to claim 10, wherein the transmittance of the halftone phase shift layer to exposure light is 1 to 100% when the transmittance of the opening of the halftone phase shift layer to the exposure light is 100%. A halftone phase shift photomask characterized by 50%.
【請求項16】 請求項10ないし15において、ハー
フトーン位相シフト層か形成された表面の露光光に対す
る絶対反射率か、0〜30%であることを特徴とするハ
ーフトーン位相シフトフォトマスク。
16. The halftone phase shift photomask according to claim 10, wherein an absolute reflectance of exposure light on the surface on which the halftone phase shift layer is formed is 0 to 30%.
【請求項17】 請求項10ないし16において、ハー
フトーン位相シフトシフト層のパターンの上に、クロム
を主成分とする遮光膜のパターンが形成されていること
を特徴とするハーフトーン位相シフトフォトマスク。
17. A halftone phase shift photomask according to claim 10, wherein a pattern of a light-shielding film containing chromium as a main component is formed on the pattern of the halftone phase shift shift layer. .
【請求項18】 請求項10ないし16において、ハー
フトーン位相シフト層のパターンの下に、クロムを主成
分とする遮光膜のパターンが形成されていることを特徴
とするハーフトーン位相シフトフォトマスク。
18. The halftone phase shift photomask according to claim 10, wherein a pattern of a light-shielding film containing chromium as a main component is formed under the pattern of the halftone phase shift layer.
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