DE60104766T2

DE60104766T2 - Halbton-Phasenschiebermaske sowie Maskenrohling

Info

Publication number: DE60104766T2
Application number: DE60104766T
Authority: DE
Inventors: Satoshi 1-chome Yusa; Toshifumi 1-chome Yokoyama; Shigeki 1-chome Sumida; Toshiaki 1-chome Motonaga; Yoshinori 1-chome Kinase; Hiro'o 1-chome Nakagawa; Chiaki 1-chome Hatsuta; Junji 1-chome Fujikawa; Masashi 1-chome Ohtsuki
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2000-04-27
Filing date: 2001-04-26
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2021-04-27
Also published as: US6599667B2; KR100884593B1; EP1152292A2; US20020039689A1; EP1152292A3; JP4686006B2; DE60104766D1; JP2001312043A; TW479155B; EP1152292B1; KR20010104642A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fotomaske, die bei der Herstellung von hochdichten, integrierten Schaltungen und dergleichen, einschließlich LSI und VLSI, verwendet wird, und einen Rohling für eine Fotomaske für die Herstellung der Fotomaske, und betrifft insbesondere eine Halbton-Phasenschieberfotomaske, bei der ein projiziertes Bild in winzigen Abmessungen erhalten werden kann, und einen Rohling für eine Halbton-Phasenschieberfotomaske zur Herstellung dieser Phasenschieberfotomaske.
Beschreibung des Stands der Technik
Integrierte Halbleiterschaltungen wie IC, LSI und VLSI werden durch Wiederholen eines Lithographieverfahrens unter Verwendung einer Fotomaske hergestellt. Insbesondere wurde die Verwendung einer Phasenschieberfotomaske, wie beispielsweise in EP 0 090 924 A2 ( JP-A-58-173744 , JP-B-62-59296 ) gezeigt, in Betracht gezogen, um eine Schaltung mit winzigen Abmessungen zu bilden.
Verschiedene Arten von Bauweisen wurden als Phasenschieberfotomaske vorgeschlagen. Insbesondere haben angesichts der Möglichkeit der praktischen Verwendung in einer frühen Phase Halbton-Phasenschieberfotomasken, wie beispielsweise in JP-A-4-136854 , US-Patent Nr. 4890309 gezeigt, weit verbreitet Beachtung gefunden.
Des weiteren wurden, wie in JP-A-5-2259 und JP-A-5-127361 offenbart, einige Vorschläge bezüglich Bauweisen und Materialien gemacht, mittels derer aufgrund der verringerten Anzahl von Schritten bei den Herstellungsverfahren eine Erhöhung der Ausbeute und eine Kostenverringerung möglich sein können.
Wie nachstehend detailliert beschrieben, umfasst eine Halbton-Phasenschieberfotomaske ein transparentes Substrat, einen Halbton-Phasenverschiebungsfilm und wahlweise einen Licht abschirmenden Film.
Bei einer Halbton-Phasenverschiebungslithographie würde ein Bereich entstehen, an dem angrenzende Belichtungsblitze (die Bereiche durch jede Belichtung übertragen) einander auf einem Wafer überlappen, wenn die "Stufen- und Wiederholungs"-Belichtung unter Verwendung einer Einrichtung wie einer Schrittschalteinrichtung oder einem Scanner durchgeführt wird. Da die verbleibenden Musterteile, die sich von einer herkömmlichen Chrommaske unterscheiden, auch halbtransparent sind, werden die überlappten Bereiche durch Wiederholen von Mehrfachbelichtungen Licht ausgesetzt.
Des weiteren gab es bei der Halbton-Phasenverschiebungslithographie das Problem, dass in der Nähe eines zu übertragenden Belichtungsmusters eine Teilspitze der Lichtintensität auftreten kann, wenn ein Wafer belichtet würde, und so könnte die Teilspitze das vorab definierte Belichtungsmuster deformieren.
Dieses Problem ist insbesondere in der Nähe eines großen Entwicklungsmusters bemerkenswert. Folglich ist bei einem großen Entwicklungsmuster, das ohne die Verwendung einer Phasenverschiebungslithographietechnik ausreichend aufgelöst werden kann, die Übertragungseigenschaft derjenigen eines herkömmlichen Typs der Verwendung einer Chrommaske erheblich unterlegen.
Als Gegenmaßnahmen für diese Probleme wird im Allgemeinen bei der Übertragung auf einen Wafer ein Halbton-Phasenverschiebungslithographieverfahren verwendet, bei dem eine Halbton-Phasenschiebermaske verwendet wird, wenn ein Halbton-Phasenverschiebungsfilm und ein Licht abschirmender Film (was Filme umfasst, die eine im Wesentlichen vollständige Lichtabschirmung ergeben, und Filme, mittels derer ein hoher Kontrast erzielt werden kann, nachstehend auch als "Licht abschirmende Schicht" oder "im Wesentlichen Licht abschirmender Film" bezeichnet), die beide mit dem vorbestimmten Muster versehen sind, in dieser Reihenfolge auf das Substrat als Schicht aufgebracht werden.
Eine Halbton-Phasenschiebermaske mit einem solchen Licht abschirmenden Film wird unter Verwendung eines Rohlings hergestellt, wobei ein Halbton-Phasenverschiebungsfilm und ein Licht abschirmender Film in dieser Reihenfolge auf ein transparentes Substrat als Schicht aufgebracht werden und der Licht abschirmenden Film getrennt von dem Versehen eines Halbton-Phasenverschiebungsfilms mit einem Muster mit einem Muster versehen wird.
Nachfolgend wird das herkömmliche und typische Herstellungsverfahren einer Halbton-Phasenschiebermaske mit dem Licht abschirmenden Film kurz erklärt.
Zunächst wird auf einen Rohling, auf den ein Halbton-Phasenverschiebungsfilm und ein Licht abschirmender Film in dieser Reihenfolge auf ein transparentes Substrat vorab als Schicht aufgebracht wurden, unter Verwendung der herkömmlichen Lithographietechnik ein gewünschtes erstes Resistmuster gebildet. Dann werden sowohl ein Halbton-Phasenverschiebungsmuster als auch ein Licht abschirmendes Filmmuster in einem ersten Ätzschritt unter Verwendung des ersten Resistmusters als Antiätzmaske geätzt, wobei der Licht abschirmende Film und der Halbton-Phasenverschiebungsfilm in dieser Reihenfolge nacheinander geätzt werden.
Nach dem ersten Ätzschritt nach dem Entfernen des ersten Resistmusters und dem Spülen des Substrats wird des weiteren ein zweites Resistmuster unter Verwendung der herkömmlichen Lithographietechnik gebildet. Dann wird ein zweiter Ätzschritt durchgeführt, bei dem nur der Licht abschirmende Film unter Verwen dung des zweiten Resistmusters als weitere Antiätzmaske geätzt und mit einem Muster versehen wird, um das Licht abschirmende Filmmuster zu bilden.
Bei dem ersten Ätzschritt wird das gesamte auf der Maske zu bildende Muster gebildet, und bei dem zweiten Ätzschritt wird ein Muster derart gebildet, dass ein Licht abschirmender Film nur in einem Bereich entfernt wird, in dem eine Halbton-Phasenverschiebungswirkung erforderlich ist.
Als Materialien für den Halbton-Phasenverschiebungsfilm wurden zum Zweck des Erhalts von guten Eigenschaften mit Bezug auf die Filmbildungseigenschaft, die Musterbildungseigenschaft, die chemische Stabilität nach der Musterbildung und die Haltbarkeit verschiedene Arten von Materialien, beispielsweise ein Oxidfilm oder ein Nitridfilm aus Tantal, wie in JP-A-7-134396 and JP-A-7-281414 offenbart, Filme aus Metallsilicid auf der Grundlage von Materialien, einschließlich Materialien auf der Grundlage von Tantalsilicid, wie in JP-A-6-83027 offenbart, und Materialien auf der Basis von Molybdänsilicid, wie in JP-A-6-332152 , US-Patent Nr. 5,474,864 ( JP-A-7-140635 ) und US-Patent Nr. 5,482,799 ( JP-A-7-168343 ) offenbart, Filme aus Materialien auf der Basis von Chrom, wie in JP-A-7-5676 , JP-A-6-308713 , JP-A-7-28224 und JP-A-7-110572 offenbart, vorgeschlagen und bereits kommerziell verwendet.
Andererseits wurden Filme aus Materialien auf der Basis von Chrom als Material für die Licht abschirmenden Filme (Filme, die eine im wesentlichen vollständige Lichtabschirmung ergeben, oder Filme, die einen hohen Kontrast ergeben) angesichts ihrer filmbildenden Eigenschaften, Verarbeitbarkeit, Filmsta67bilität und dergleichen verwendet.
Für das Formen des Halbton-Phasenverschiebungsfilms können im Allgemeinen Trockenätztechniken verwendet werden. Die Trockenätztechnik kann grob in zwei Typen unterteilt werden, d.h. den Chlortyp und den Fluortyp. Bei einer tatsächli chen Verwendung würde aufgrund der Art der als Film verwendeten Materialien ein Typ von ihnen sofort ausgewählt werden.
Wenn der Halbton-Phasenverschiebungsfilm mit einem Material auf der Basis von Chrom gebildet wird, wird Chlortrockenätzen verwendet. Dagegen wird das Fluortrockenätzen üblicherweise verwendet wird, wenn der Halbton-Phasenverschiebungsfilm mit einem der Materialien auf der Basis von Metallsilicid, einschließlich Tantalsilicid und Molybdänsilicid, gebildet wird, oder mit Materialien auf der Basis von Tantal gebildet wird, obwohl auch das Chlortrockenätzen in einigen Fällen eingesetzt werden kann.
Als nächstes müssen Materialien auf der Basis von Chrom, die als Licht abschirmende Filme verwendet werden, mittels eines Gases auf der Basis von Chlor trockengeätzt werden. Deshalb sollte dann, wenn eine Ätzkammer verwendet wird, auf das Fluortrockenätzen für ein als Halbton-Phasenverschiebungsfilm verwendetes Silicid, im Verlauf des vorstehend erwähnten ersten Ätzschritts ein Gasaustauschvorgang folgen, der bei dem herkömmlichen und typischen Herstellungsverfahren der Halbton-Phasenschiebermaske mit dem vorstehend erwähnten Licht abschirmenden Film beobachtet werden kann und der zu Komplexitäten des Verfahrens und der Bauweise der Ätzvorrichtung sowie mühseligen Vorgängen führt.
Durch die Verwendung von zwei Ätzkammern wäre es möglich, den ersten Ätzschritt derart zu modifizieren, dass auf das Trockenätzen des Licht abschirmenden Films in einer Ätzkammer die Übertragung des behandelten Substrats von der Kammer in eine andere Kammer folgt, um das Silicid in der letzteren Kammer trocken zu ätzen. Das heißt, es ist möglich, einen solchen Weg einzuschlagen, dass der erste Ätzschritt in seinem Verlauf unterbrochen wird, um das Substrat in die nächste Kammer zu übertragen. Dieser Weg führt jedoch auch zu der Komplexität der Bauweise der Ätzvorrichtung und einer Erhöhung der Kosten.
Das US-Patent Nr. 6,037,083 offenbart einen Halbton-Phasenschiebermaskenrohling mit einem metallenthaltenden Film, der über einem Halbton-Phasenverschiebungsfilm als Schicht aufgebracht ist. Was den metallenthaltenden Film anbetrifft, wird gesagt, dass Cr, Mo, W, Ta oder Ti geeignete Metalle sind. Für das Halbton-Phasenschiebermaterial sind Oxide, Nitride oder Oxynitride von CrSi, MoSi, WSi, TaSi oder TiSi offenbart.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Wie vorstehend beschrieben, wurde mit Bezug auf eine Halbton-Phasenschiebermaske gewünscht, dass ein Licht abschirmender Film (ein Film, der zu einer im Wesentlichen vollständigen Lichtabschirmung führt, oder ein Film, durch den ein hoher Kontrast erhalten wird) und ein Halbton-Phasenverschiebungsfilm unter Verwendung eines Gases oder von Gasen des gleichen Typs ungeachtet der Materialtypen des Halbton-Phasenverschiebungsfilms trockengeätzt werden kann.
Dementsprechend zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, eine neue Halbton-Phasenschieberfotomaske zur Verfügung zu stellen. Des weiteren zielt die vorliegende Erfindung auf eine Halbton-Phasenschieberfotomaske mit einem derartigen Aufbau ab, dass ein Trockenätzverfahren ohne Verwendung eines komplexen Verfahrens und eines komplexen Aufbaus in einer Ätzvorrichtung durchgeführt werden kann. Des weiteren zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, einen Rohling für eine Halbton-Phasenschieberfotomaske zur Verfügung zu stellen, der ein solches Verfahren möglich macht.
Ein Rohling für eine Halbton-Phasenschieberfotomaske gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Rohling zur Bildung einer Halbton-Phasenschieberfotomaske, der ein transparentes Substrat, eine Halbton-Phasenverschiebungsschicht und einen im Wesentlichen Licht abschirmenden Film umfasst, wobei die Halbton-Phasenverschiebungsschicht und der im Wesentlichen Licht abschirmende Film auf dem transparenten Substrat als Schicht aufgebracht sind und der im Wesentli chen Licht abschirmende Film ein Einzelschicht- oder Mehrschichtenfilm mit einer Schicht ist, die Tantal als Hauptbestandteil enthält.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rohlings ist die Halbton-Phasenverschiebungsschicht ein Einzelschicht- oder Mehrschichtenfilm mit einer Schicht, die ein Metallsilicid als Hauptbestandteil enthält und des weiteren ein Element bzw. Elemente enthält, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Sauerstoff, Stickstoff und Fluor. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Metallsilicid Tantalsilicid.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rohlings ist die Halbton-Phasenverschiebungsschicht ein Einzelschicht- oder Mehrschichtenfilm mit einer Schicht, die Chrom als Hauptkomponente enthält und des weiteren ein Element bzw. Elemente enthält, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Sauerstoff, Stickstoff und Fluor.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rohlings wird die Halbton-Phasenverschiebungsschicht auf dem transparenten Substrat derart ausgebildet, dass sie einen Phasenunterschied ϕ innerhalb des Bereichs von n π ± π/3 Radiant (n ist eine ungerade Zahl) hat, wobei der Phasenunterschied ϕ aus der nachfolgenden Gleichung berechnet wird:
worin ϕ eine Phasenänderung ist, die in Licht verursacht wird, das vertikal durch die Photomaske hindurchtritt, in der eine Halbton-Phasenverschiebungsschicht mit (m–2) Schichten) auf dem transparenten Substrat angeordnet ist, x(k,k+1) eine Phasenänderung ist, die an der Grenzfläche zwischen einer k-ten Schicht und einer (k+1)-ten Schicht auftritt, u(k) und d(k) der Brechungsindex bzw. die Filmdicke eines Materials sind, welches die k-te Schicht bildet, und λ die Wellenlänge des Belichtungslichts ist, vorausgesetzt, dass die Schicht k=1 das transparente Substrat ist und die Schicht k=m Luft ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rohlings wird die Halbton-Phasenverschiebungsschicht auf dem transparenten Substrat derart ausgebildet, dass sie eine Filmdicke mit dem Transmissionsgrad des Belichtungslichts innerhalb des Bereichs von 1 bis 50% hat, wenn der Transmissionsgrad des Belichtungslichts des transparenten Substrats als 100% definiert ist.
Die erfindungsgemäße Halbton-Phasenschieberfotomaske ist eine Halbton-Phasenschieberfotomaske; die ein transparentes Substrat, eine Halbton-Phasenverschiebungsschicht und einen im Wesentlichen Licht abschirmenden Film umfasst, wobei die Halbton-Phasenverschiebungsschicht und der im Wesentlichen Licht abschirmende Film auf ein transparentes Substrat als Schicht aufgetragen werden und der im Wesentlichen Licht abschirmende Film ein Einzelschichtfilm oder ein Mehrschichtenfilm mit einer Schicht, die Tantal als Hauptbestandteil enthält, ist.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Halbton-Phasenschieberfotomaske ist die Halbton-Phasenverschiebungsschicht ein Einzelschicht- oder Mehrschichtenfilm mit einer Schicht, die ein Metallsilicid als Hauptkomponente enthält und des weiteren ein Element bzw. Elemente enthält, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Sauerstoff, Stickstoff und Fluor. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Metallsilicid Tantalsilicid.
Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Halbton-Phasenschieberfotomaske ist die Halbton-Phasenverschiebungsschicht ein Einzelschicht- oder Mehrschichtenfilm mit einer Schicht, die Chrom als Hauptkomponente enthält und des weiteren ein Element bzw. Elemente enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Sauerstoff, Stickstoff und Fluor.
Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Halbton-Phasenschieberfotomaske ist die Halbton-Phasenverschiebungsschicht auf dem transparenten Substrat derart ausgebildet, dass sie einen Phasenunterschied ϕ innerhalb des Bereichs von n π ± π/3 Radiant (n ist eine ungerade Zahl) hat, wobei der Phasenunterschied ϕ aus der nachfolgenden Gleichung berechnet wird:
worin ϕ eine Phasenänderung ist, die in Licht verursacht wird, das vertikal durch die Photomaske hindurchtritt, in der eine Halbton-Phasenverschiebungsschicht mit (m–2) Schichten) auf dem transparenten Substrat angeordnet ist, x(k,k+1) eine Phasenänderung ist, die an der Grenzfläche zwischen einer k-ten Schicht und einer (k+1)-ten Schicht auftritt, u(k) und d(k) der Brechungsindex bzw. die Filmdicke eines Materials sind, welches die k-te Schicht bildet, und λ die Wellenlänge des Belichtungslichts ist, vorausgesetzt, dass die Schicht k=1 das transparente Substrat ist und die Schicht k=m Luft ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Halbton-Phasenschieberfotomaske wird die Halbton-Phasenverschiebungsschicht auf dem transparenten Substrat derart gebildet, dass sie eine Filmdicke mit dem Transmissionsgrad des Belichtungslichts innerhalb des Bereichs von 1 bis 50% hat, wenn der Transmissionsgrad des Belichtungslichts des transparenten Substrats als 100% definiert ist.
Der Rohling für die erfindungsgemäße Halbton-Phasenschieberfotomaske kann, da er diesen Aufbau hat, die Halbton-Phasenschieberfotomaske durch Verwendung von Trockenätzen zur Verfügung stellen, ohne das Ätzverfahren und die Ätzvorrichtung zu komplizieren.
Die erfindungsgemäße Halbton-Phasenschieberfotomaske kann auch unter Verwendung von Trockenätzen, ohne das Ätzverfahren und die Ätzvorrichtung zu komplizieren, hergestellt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Schnitt durch eine erste Ausführungsform eines Rohlings für die erfindungsgemäße Halbton-Phasenschieberfotomaske.
2 ist ein Schnitt durch eine zweite Ausführungsform des Rohlings für die erfindungsgemäße Halbton-Phasenschieberfotomaske.
3 ist ein Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Halbton-Phasenschieberfotomaske.
4 ist ein Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Halbton-Phasenschieberfotomaske.
5A bis 5E sind Schnitte durch ein Herstellungsverfahren einer Halbton-Phasenschieberfotomaske der in 3 gezeigten, ersten Ausführungsform.
6A bis 6E sind Schnitte durch das Herstellungsverfahren einer Halbton-Phasenschieberfotomaske der in 4 gezeigten, zweiten Ausführungsform.
7A ist ein Schnitt durch eine Halbton-Phasenschieberfotomaske eines Vergleichsbeispiels, und 7B ist ein Schnitt durch einen Rohling für eine Halbton-Phasenschieberfotomaske eines Vergleichsbeispiels.
8A bis 8D sind Ansichten zur Erklärung eines Halbton-Phasenverschiebungsverfahrens.
9A bis 9D sind Ansichten zur Erklärung eines Transkriptionsverfahrens (eines Projektionsbelichtungsverfahrens) unter Verwendung einer Maske bei einem herkömmlichen Verfahren.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bevor wir die Charakteristiken des Rohlings für die Halbton-Phasenschieberfotomaske und die daraus erhaltene Fotomaske gemäß der vorliegenden Erfindung vollständig beschreiben, erklären wir kurz den generischen Inhalt des Halbton-Phasenverschiebungsverfahrens und einer Halbton-Phasenschieberfotomaske. Dies hilft Fachleuten dabei, diese Erfindung zu verstehen.
8 zeigt das Prinzip eines Halbton-Phasenverschiebungsverfahrens und 9 zeigt ein herkömmliches Verfahren.
8A und 9A sind Schnitte durch eine Fotomaske, 8B und 9B zeigen Amplituden des Lichts auf der Fotomaske, 8C und 9C zeigen Amplituden des Lichts auf einem Wafer und 8D und 9D zeigen die Lichtintensität auf dem Wafer. Des weiteren bezeichnen 911 und 921 Substrate, 922 bezeichnet einen 100% Licht abschirmenden Film, 912 bezeichnet einen Halbton-Phasenverschiebungsfilm, bei dem die Phase des einfallenden Lichts im Wesentlichen um 180° verschoben ist und dessen Lichttransmissionsgrad innerhalb des Bereichs von 1 bis 50% liegt, und 913 und 923 bezeichnen das einfallende Licht.
Bei dem herkömmlichen Verfahren, wie in 9A gezeigt, wird ein lichtdurchlässiger Bereich hergestellt, indem nur ein 100% Licht abschirmender Film 922, der aus Chrom oder dergleichen auf einem Substrat 921, das aus Quarzglas oder dergleichen hergestellt ist, gebildet und dann mit dem gewünschten Muster versehen wird. So wird die Verteilung der Lichtintensität auf dem Wafer in Richtung auf das Ende, wie in 9D gezeigt, verbreitert, was zu einem Herabsetzen der Auflösung führt.
Andererseits wird bei dem Halbton-Phasenverschiebungsverfahren die Lichtintensität, da die Phase des durch einen Halbton-Phasenverschiebungsfilm 912 durchgelassenen Lichts und diejenige des Lichts, das durch eine Öffnung desselben hindurchtritt, im Wesentlichen invers zueinander sind, an dem Grenzflächenteil des Musters, auf dem Wafer wie in 8D gezeigt, null, was verhindern kann, dass sich die Verteilung der Lichtintensität in Richtung auf das Ende ausbreitet, was zu einer verbesserten Auflösung führt.
Der Halbton-Phasenverschiebungsfilm 912 der Halbton-Phasenschieberfotomaske müsste deshalb zwei Funktionen besitzen, d.h. die Phasenumkehr und die Steuerung des Transmissionsgrads.
Was die Phasenumkehrfunktion anbetrifft, ist es ausreichend, dass die Phase des Belichtungslichts, das durch einen Halbton-Phasenverschiebungsfilm 912 hindurchtritt, und diejenige des Belichtungslichts, das durch dessen Öffnung hindurchgeht, im Wesentlichen invers zueinander sind.
Hier kann, wenn ein Halbton-Phasenverschiebungsfilm (auch als Halbton-Phasenverschiebungsschicht bezeichnet) 912 in Betracht gezogen wird, beispielsweise als Absorptionsfilm, der in "Principles of Optics" von M. Born und E. Wolf, Seiten 628 bis 632 gezeigt ist, die Mehrfachinterferenz ignoriert werden. So wird eine Phasenänderung ϕ von vertikal hindurchtretendem Licht durch die folgende Gleichung berechnet. Wenn ϕ innerhalb des Bereichs von n π ± π/3 Radiant (n ist eine ungerade Zahl) liegt, kann die vorstehend erwähnte Phasenverschiebungswirkung erhalten werden.
worin ϕ eine Phasenänderung ist, die in Licht verursacht wird, das vertikal durch die Photomaske hindurchtritt, in der eine Halbton-Phasenverschiebungsschicht mit (m–2) Schichten auf dem transparenten Substrat angeordnet ist, x(k,k+1) eine Phasenänderung ist, die an der Grenzfläche zwischen einer k-ten Schicht und einer (k+1)-ten Schicht auftritt, u(k) und d(k) der Brechungsindex bzw. die Filmdicke eines Materials sind, welches die k-te Schicht bildet, und λ die Wellenlänge des Belichtungslichts ist, vorausgesetzt, dass die Schicht k=1 das transparente Substrat ist und die Schicht k=m Luft ist.
Andererseits würde der Transmissionsgrad des Belichtungslichts durch den Halbton-Phasenverschiebungsfilm 912, um die Halbton-Phasenverschiebungswirkung zu erzeugen, mit den variierenden Mustern mit Bezug auf die Abmessungen, die Bereiche, die Anordnungen, die Formen und dergleichen der Transkriptionsmuster moduliert.
Um im Wesentlichen die vorstehend erwähnte Wirkung zu erhalten, muss der Transmissionsgrad des Belichtungslichts durch den Halbton-Phasenverschiebungsfilm 912 innerhalb des Bereichs des optimalen Transmissionsgrads ± mehrere Prozente eingestellt werden, wobei der optimale Transmissionsgrad durch das Muster selbst bestimmt wird.
Üblicherweise variiert dieser optimale Transmissionsgrad sehr innerhalb des breiten Bereichs von 1 bis 50% mit Transkriptionsmustern, wenn der Transmissionsgrad an Öffnungen mit 100% definiert ist.
Das heißt. um sich für alle Muster zu eignen, sind Halbton-Phasenschieberfotomasken mit verschiedenen Werten des Transmissionsgrads erforderlich.
In der Praxis werden die Phasenumkehrfunktion und die den Transmissionsgrad steuernde Funktion durch den komplexen Brechungsindex (Brechungsindex und Extinktionskoeffizient) und die Filmdicke eines Materials für den Halbton-Phasenverschiebungsfilm (im Fall einer Mehrfachschicht von jedem Material, aus dem jede Schicht besteht) bestimmt.
Das heißt, ein Material, das einen Phasenunterschied ϕ innerhalb des Bereichs von n π ± π/3 Radiant (n ist eine ungerade Zahl) gemäß dem vorstehend erwähnten Ausdruck haben kann, kann, wenn die Dicke des Halbton-Phasenverschiebungsfilms gesteuert wird, als Halbton-Phasenverschiebungsschicht einer Halbton-Phasenschieberfotomaske verwendet werden.
Nun wird die Erfindung detailliert mit Bezug auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben.
Der Rohling für das Bilden der erfindungsgemäßen Halbton-Phasenschieberfotomaske weist eine Halbton-Phasenverschiebungsschicht und einen im Wesentlichen Licht abschirmenden Film auf, die beide auf ein transparentes Substrat als Schicht aufgebracht werden, und der im Wesentlichen Licht abschirmende Film ist ein Einzelschicht- oder ein Mehrschichtenfilm mit einer Schicht, die Tantal als Hauptbestandteil enthält; stärker bevorzugt ist die Halbton-Phasenverschiebungsschicht ein Einzelschicht- oder ein Mehrschichtenfilm mit einer Schicht, die ein Metallsilicid als Hauptkomponente enthält und des weiteren ein Element bzw. Elemente enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Sauerstoff, Stickstoff und Fluor.
So kann beispielsweise, falls der im Wesentlichen Licht abschirmende Film mit einer Schicht hergestellt wird, die Tantal als Hauptkomponente und eine Chromoxidschicht als Antireflexionsschicht enthält, auf der Tantal enthaltenden Schicht (der äußeren Oberflächenseite) aufgebracht wird, und ein Material auf der Basis von Chrom als Halbton-Phasenverschiebungsfilm verwendet wird, das Ätzen sowohl des im Wesentlichen Licht abschirmenden Films als auch des Halbton-Phasenverschiebungsfilms mittels Trockenätzen mit einem Gas auf der Basis von Fluor erzielt werden.
Alternativ kann in Fällen, in denen der im Wesentlichen Licht abschirmende Film mit einer Einzelschicht oder einer Mehrfachschicht, die Tantal als Hauptkomponente enthält, hergestellt wird und als Halbton-Phasenverschiebungsfilm ein Film aus einem Material auf der Basis von Metallsilicid, wie einem Material auf der Basis von Tantalsilicid und einem Material auf der Basis von Molybdänsilicid, und ein Film aus Materialien auf der Basis von Tantal bei einer Einzelschicht oder Mehrfachschicht verwendet wird, das Ätzen von sowohl dem im Wesentlichen Licht abschirmenden Film als auch dem Halbton-Phasenverschiebungsfilm mittels Trockenätzen mit einem Gas auf der Basis von Fluor durchgeführt werden.
Wenn der Licht abschirmende Film unter Verwendung von Tantal oder der Materialien, die Tantal als Hauptkomponente enthalten, wie Tantaloxid, Tantalnitrid, Tantaloxynitrid usw., hergestellt wird, kann das Ätzen des Licht abschirmenden Films sowohl mittels Trockenätzen unter Verwendung von Gasen auf der Basis von Chlor wie Cl₂ und CH₂Cl₂ als auch mittels Trockenätzen unter Verwendung von Gasen auf der Basis von Fluor wie CF₄, SF₆ und CHF₃ erzielt werden.
Des weiteren ist es bei einem Licht abschirmenden Film möglich, falls Metalltantal und Tantaloxid in der Reihenfolge von der Seite des Substrats als Schicht aufgebracht werden, eine geringe Reflexion des Belichtungslichts durch Steuern des Brechungsindex und der Filmdicke des Tantaloxidfilms zu realisieren.
Der hier verwendete "im Wesentlichen abschirmende Film" umfasst Filme, die einen hohen Kontrast ergeben, sowie Filme, die eine im Wesentlichen vollständige Lichtabschirmung ergeben.
Zumindest hat der im Wesentlichen abschirmende Film nämlich eine Lichtabschirmungsfähigkeit, die höher ist als diejenige der Halbton-Phasenverschiebungsschicht, und die Lichtabschirmungsfähigkeit des abschirmenden Films kann die Reaktion des Resists aufgrund des Aussetzens an Licht wirksam hemmen.
Mit Bezug auf den Brechungsindex des Films aus einem Material auf der Basis von Tantal, kann dieser durch den Oxidationsgrad des Films und auch mittels Nitrieren oder Oxynitrieren des Films gesteuert werden.
Des weiteren kann der Brechungsindex des Films auf der Basis von Tantal auch durch Zugabe von anderen Atomen als Sauerstoff und Stickstoff nach Notwendigkeit gesteuert werden, und es ist leicht, eine im Wesentlichen niedrige Reflexion mit Bezug auf das Einfallen eines Strahls mit einer Wellenlänge des Belichtungslichts zu verwirklichen.
Des weiteren kann der erfindungsgemäße Film auf der Basis von Tantal als unvermeidbare Verunreinigungen Elemente wie Fe, Nb, Si, Y, Ce usw. aufweisen.
Da der erfindungsgemäße Film als Hauptbestandteil Tantal enthält, ist dessen Zusammensetzung nicht besonders beschränkt, insoweit er mit Gasen auf der Basis von Chlor und/oder Gasen auf der Basis von Fluor, wie vorstehend erwähnt, trockengeätzt werden kann.
Ein solcher Tantalfilm oder sein Oxidfilm, Nitridfilm und dergleichen kann mittels des Sputterverfahrens, das herkömmlicherweise zur Herstellung eines Rohmaterialfilms für eine Fotomaske verwendet wurde, leicht ausgebildet werden.
Beispielsweise kann, falls Tantalmetall als Target verwendet und das Sputterverfahren nur mit einem Argongas durchgeführt wird, ein Tantalmetallfilm erhalten werden, und wenn Sauerstoff oder Stickstoff dem Sputtergas zugegeben wird, kann ein Tantaloxidfilm oder ein Tantalnitridfilm erhalten werden.
Die Einstellung des Brechungsindex, wie vorstehend erwähnt, kann durch den Sputterdruck, den Sputterstrom und dergleichen sowie das Mischverhältnis der Gase gesteuert werden.
Des weiteren kann dieser Film aus einem Material auf der Basis von Tantal auch durch Anpassen aller anderen Filmherstellungstechniken als dem Sputterverfahren hergestellt werden, die beispielsweise Vakuumabscheidung, CVD, Ionenplattieren und Ionenstrahlsputtern umfassen.
Als eine Schicht des Halbton-Phasenverschiebungsfilms gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Schicht, die ein Metallsilicid als Hauptkomponente enthält und des weiteren ein Element bzw. Elemente enthält, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Sauerstoff, Stickstoff und Fluor, mit Bezug auf deren Zusammensetzung nicht besonders beschränkt, soweit sie mit den gewünschten Eigenschaften funktionieren kann. Als weitere Ausführungsform der Schicht ist die Schicht, die Chrom als Hauptkomponente enthält und des weiteren ein Element bzw. Elemente enthält, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Sauerstoff, Stickstoff und Fluor, auch mit Bezug auf deren Zusammensetzung nicht besonders beschränkt.
Als einige bevorzugte Beispiele der Halbton-Phasenverschiebungsschicht dieser Typen können diejenigen, die in der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung, Serial No. 09/736805 (EP Patentanmeldungen Nr. 311226.5 und JP Patentanmeldung Nr. 11-355522 (1999) und 2000-154687 ) offenbart sind, beispielhaft genannt werden, ohne auf diese beschränkt zu sein.
Als nächstes wird diese Erfindung unter Bezugnahme auf einige in den Figuren gezeigte, bevorzugte Ausführungsformen detailliert beschrieben.
1 ist ein Schnitt durch einen Rohling für eine Halbton-Phasenschieberfotomaske bei einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 2 ist ein Schnitt durch einen Rohling für eine Halbton-Phasenschieberfotomaske bei einem zweiten Ausführungsbeispiel. 3 ist ein Schnitt durch eine Halbton-Phasenschieberfotomaske bei einem ersten Ausführungsbeispiel. 4 ist ein Schnitt durch eine Halbton-Phasenschieberfotomaske in einem zweiten Ausführungsbeispiel. 5A bis 5E sind Schnitte, die das Herstellungsverfahren einer Halbton-Phasenschieberfotomaske in dem in 3 gezeigten ersten Beispiel zeigen. 6A bis 6E sind Schnitte, die das Herstellungsverfahren der Halbton-Phasenschieberfotomaske in dem in 4 gezeigten, zweiten Beispiel zeigen. 7A ist ein Schnitt durch eine Halbton-Phasenschieberfotomaske in einem Vergleichsbeispiel, und 7B ist ein Schnitt durch einen Rohling für eine Halbton-Phasenschieberfotomaske in dem Vergleichsbeispiel.
In 1 und 3 ist 110 ein transparentes Substrat, 120 eine Halbton-Phasenverschiebungsschicht, 121 eine Tantalschicht, 122 ein Metalloxysilicidfilm (ein Tantaloxysilicidfilm), 125 ein Halbton-Musterbereich (ein Musterbereich in einer Verschiebungsschicht), 130 eine Licht abschirmende Schicht (auch ein im Wesentlichen Licht abschirmender Film genannt), 131 eine Tantalschicht, 132 ein Tantaloxid (eine Antireflexionsschicht, die auch als TaOx bezeichnet werden kann), 135 ein Musterbereich in einer Licht abschirmenden Schicht, 160 und 165 Resistschichten. In 2 und 4 ist 210 ein transparentes Substrat, 220 eine Chromoxidschiacht (eine Halbton-Phasenverschiebungsschicht), 225 ein Halbton-Musterbereich (ein Musterbereich in einer Verschiebungsschicht), 230 eine Licht abschirmende Schicht (auch ein im Wesentlichen Licht abschirmender Film genannt), 231 eine Tantalschicht, 232 eine Tantaloxidschicht (eine Antireflexionsschicht, die auch als TaOx bezeichnet werden kann), 235 ein Licht abschirmender Musterbereich, und in 6B bis 6D sind 260 und 265 Resistschichten.
Erste Ausführungsform des Rohlings für eine Halbton-Phasenschieberfotomaske
Zu Beginn wird die erste Ausführungsform eines Rohlings für eine erfindungsgemäße Halbton-Phasenschieberfotomaske unter Bezugnahme auf 1 erklärt.
Diese Ausführungsform ist ein Rohling zum Bilden einer Halbton-Phasenschieberfotomaske, wobei in dem Rohling eine Halbton-Phasenverschiebungsschicht 120 und eine Licht abschirmende Schicht (eine im Wesentlichen Licht abschirmende Schicht) 130 in dieser Reihenfolge auf einem transparenten Substrat 110 als Schicht aufgebracht sind, die Licht abschirmende Schicht 130 ein Zweischichtenfilm ist, der eine Tantalschicht 131 und eine Tantaloxidschicht 132 umfasst, wobei diese Schichten auf dem transparenten Substrat 110 in dieser Reihenfolge übereinander angeordnet sind, und die Halbton-Phasenverschiebungsschicht 120 ein Zweischichtenfilm ist, der eine Tantalschicht 121 und einen Metalloxysilicidfilm 122 umfasst, wobei diese Schichten in dieser Reihenfolge von der Seite des transparenten Substrats 110 aus übereinander angeordnet sind.
Bei dieser Ausführungsform bestehen sowohl die Licht abschirmende Schicht 130 als auch die Halbton-Phasenverschiebungsschicht 120 aus Materialien, die mit einem Gas des Fluortyps trockengeätzt werden können. Folglich kann, anders als bei dem vorstehend erwähnten herkömmlichen Herstellungsverfahren der erste Ätzschritt bei dem Herstellungsverfahren einer Halbton-Phasenschiebermaske mit einem Licht abschirmenden Film kontinuierlich durchgeführt werden, ohne unterbrochen zu werden.
Des weiteren kann, weil der Metalloxysilicidfilm 122 in der Halbton-Phasenverschiebungsschicht 120 mit einem Gas vom Chlortyp kaum geätzt wird, der Film als Ätzstoppschicht fungieren, wenn die Licht abschirmende Schicht 130 mit einem Gas vom Chlortyp geätzt wird.
Als Metalloxysilicidfilm 122 sind Tantaloxysilicidfilme, Molybdänoxysilicidfilme und andere brauchbar. Darunter werden Tantaloxysilicidfilme mit Bezug auf die Auswaschfähigkeit der Fotomasken besonders bevorzugt, da Tantaloxysilicidfilme eher als andere Typen eine ausgezeichnetere Stabilität gegenüber Säure, Alkali und dergleichen haben.
Und um die Phasenverschiebungswirkungen zu erhalten, wenn eine Halbton-Phasenschieberfotomaske hergestellt wird, wird die Halbton-Phasenverschiebungsschicht 120 auf dem transparenten Substrat 110 derart gebildet, dass sie einen Phasenunterschied ϕ innerhalb des Bereichs von n π ± π/3 Radiant (n ist eine ungerade Zahl) aufweist, wenn m in der nachfolgenden Gleichung 4 ist:
worin ϕ eine Phasenänderung ist, die in Licht verursacht wird, das vertikal durch die Photomaske hindurchtritt, in der eine Halbton-Phasenverschiebungsschicht 120 mit (m–2) Schichten auf dem transparenten Substrat 110 angeordnet ist, x(k,k+1) eine Phasenänderung ist, die an der Grenzfläche zwischen einer k-ten Schicht und einer (k+1)-ten Schicht auftritt, u(k) und d(k) der Brechungsindex bzw. die Filmdicke eines Materials (der Tantalschicht 121, des Metalloxysilicidfilms 122) sind, welches die k-te Schicht bildet, und λ die Wellenlänge des Belichtungslichts ist, vorausgesetzt, dass die Schicht k=1 das transparente Substrat 110 ist und die Schicht k=4 Luft ist.
Des weiteren wird, um die Phasenverschiebungswirkungen im Wesentlichen zu erhalten, wenn eine Halbton-Phasenschieberfotomaske hergestellt wird, die Halbton-Phasenverschiebungsschicht 120 auf dem transparenten Substrat 110 derart gebildet, dass sie eine Filmdicke hat, wobei der Transmissionsgrad des Belichtungslichts innerhalb des Bereichs von 1 bis 50% liegt, wenn der Transmissions grad des Belichtungslichts des transparenten Substrats 110 als 100% definiert wird.
Sowohl die Tantaloxidschicht 132 als auch die Tantalschicht 131, der Tantaloxysilicidfilm 122 als auch die Tantalschicht 121 können mittels des Sputterverfahrens hergestellt werden, das im Stand der Technik bekannt ist und für die Herstellung eines dünnen Films für eine Fotomaske verwendet wurde.
Wenn das Metall Tantal als Target verwendet wird und das Sputtern nur mit einem Argongas durchgeführt wird, kann ein Metalltantalfilm gebildet werden, und wenn Sauerstoff oder Stickstoff dem Sputtergas zugegeben wird, kann ein Tantaloxidfilm oder ein Tantalnitridfilm erhalten werden.
Des weiteren kann dieser Film aus einem Material auf der Basis von Tantal auch unter Verwendung von anderen Filmherstellungstechniken als dem Sputterverfahren hergestellt werden, die Vakuumabscheidung, CVD, Ionenplattieren und Ionenstrahlsputtern umfassen.
In ähnlicher Weise kann mit Bezug auf Metalloxysilicidfilme, einschließlich eines Tantaloxysilicidfilms und eines Molybdänoxysilicidfilms, wenn ein Metalloxysilicidfilm als Target verwendet wird und das Sputtern unter Verwendung von nur einem Argongas durchgeführt wird, ein Metallsilicidfilm gebildet werden, und wenn Sauerstoff oder Stickstoff dem Sputtergas zugegeben wird, kann ein Metalloxysilicidfilm oder ein Metallsilicidnitridfilm erhalten werden.
Die Einstellung des Brechungsindex des Metalloxysilicidfilms 122 kann durch den Sputterdruck, den Sputterstrom und dergleichen sowie das Mischverhältnis der Gase gesteuert werden.
Zweite Ausführungsform eines Rohlings für eine Halbton-Phasenschieberfotomaske
Nun wird eine zweite Ausführungsform eines Rohlings für eine erfindungsgemäße Halbton-Phasenschieberfotomaske unter Bezugnahme auf 2 erklärt.
Diese Ausführungsform ist ein Rohling zum Bilden einer Halbton-Phasenschieberfotomaske, bei der eine Halbton-Phasenverschiebungsschicht 220 und eine Licht abschirmende Schicht 230 in dieser Reihenfolge auf einem transparenten Substrat 210 als Schicht aufgebracht werden, die Licht abschirmende Schicht 230 ein Zweischichtenfilm ist, der eine Tantalschicht 231 und eine Tantaloxidschicht 232 umfasst, die in dieser Reihenfolge von der Seite des transparenten Substrats 210 aus übereinander angeordnet sind, und die Halbton-Phasenverschiebungsschicht 220 ein Einzelschichtfilm der Chromoxidschicht ist.
Bei dieser Ausführungsform bestehen sowohl die Licht abschirmende Schicht 230 als auch die Halbton-Phasenverschiebungsschicht 220 aus Materialien, die mit einem Gas auf der Basis von Chlor trockengeätzt werden können. Folglich kann, in ähnlicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform, der erste Ätzschritt bei dem Herstellungsverfahren einer Halbton-Phasenschiebermaske mit einem Licht abschirmenden Film kontinuierlich durchgeführt werden, ohne unterbrochen zu werden.
Des weiteren wird die Chromoxidschicht 220, die eine Halbton-Phasenverschiebungsschicht ist, mit einem Gas auf der Basis von Fluor kaum geätzt werden, und die Schicht wird somit nicht geätzt, wenn eine Licht abschirmende Schicht 230 trockengeätzt wird.
Und, um die Phasenverschiebungswirkungen zu erhalten, wenn eine Halbton-Phasenschieberfotomaske hergestellt wird, wird die Halbton-Phasenverschiebungsschicht 220 auf dem transparenten Substrat 210 derart ausgebildet, dass sie einen Phasenunterschied ϕ innerhalb des Bereichs von π n ± π/3 Radiant (n ist eine ungerade Zahl) hat, wenn m bei der folgenden Gleichung 3 ist:
worin ϕ eine Phasenänderung ist, die in Licht verursacht wird, das vertikal durch die Photomaske hindurchtritt, in der eine Schicht der Halbton-Phasenverschiebungsschicht 220 auf dem transparenten Substrat 210 angeordnet ist, x(k,k+1) eine Phasenänderung ist, die an der Grenzfläche zwischen einer k-ten Schicht und einer (k+1)-ten Schicht auftritt, u(2) und d(2) der Brechungsindex bzw. die Filmdicke eines Materials sind, welches die zweite Schicht (die Chromoxidschicht 220) bildet, und λ die Wellenlänge des Belichtungslichts ist, vorausgesetzt, dass die Schicht k=1 das transparente Substrat 210 ist und die Schicht k=3 Luft ist.
Des weiteren wird, um die Phasenverschiebungswirkungen im Wesentlichen zu erhalten, wenn eine Halbton-Phasenschieberfotomaske hergestellt wird, die Halbton-Phasenverschiebungsschicht 220 auf dem transparenten Substrat 210 derart ausgebildet, dass sie eine Filmdicke hat, wobei der Transmissionsgrad des Belichtungslichts innerhalb des Bereichs von 1 bis 50% liegt, wenn der Transmissionsgrad des Belichtungslichts des transparenten Substrats 210 als 100% definiert wird.
Die Chromoxidschicht 220 kann mittels des Sputterverfahrens, das im Stand der Technik bekannt ist und zur Herstellung eines dünnen Films für eine Fotomaske verwendet wurde, gebildet werden.
Wenn Metallchrom als Target verwendet wird und das Sputtern nur mit einem Argongas durchgeführt wird, kann ein Metallchromfilm gebildet werden, und wenn Sauerstoff oder Stickstoff dem Sputtergas zugegeben wird, kann ein Chromoxidfilm oder ein Chromnitridfilm erhalten werden.
Die Einstellung des Brechungsindex der Chromoxidschicht 220 kann durch den Sputterdruck, den Sputterstrom und dergleichen sowie das Mischverhältnis der Gase gesteuert werden.
Des weiteren kann dieser Film aus einem Material auf der Basis von Chrom auch unter Verwendung von anderen Filmherstellungstechniken als dem Sputterverfahren hergestellt werden, die Vakuumabscheidung, CVD, Ionenplattieren und Ionenstrahlsputtern umfassen.
Des weiteren kann die Tantalschicht 231 in ähnlicher Weise wie die Tantalschichten 131 und 121 bei der ersten Ausführungsform hergestellt werden.
Andere Ausführungsformen des Rohlings für eine Halbton-Phasenschieberfotomaske
Als Modifikationen eines Rohlings für eine Halbton-Phasenschieberfotomaske der ersten Ausführungsform können die Licht abschirmenden Schichten, die aus einer Einzelschicht oder einer Mehrfachschicht aus anderen Materialien bestehen, die sowohl mit einem Gas auf der Basis von Fluor als auch einem Gas auf der Basis von Chlor geätzt werden kann bzw. können, als Licht abschirmende Schicht 130 genannt werden.
Eine solche Modifikation ist beispielsweise eine Licht abschirmende Schicht, bei der eine Einzeltantalschicht statt der Licht abschirmenden Schicht 130 verwendet wird, die bei der ersten Ausführungsform aus der Tantalschicht 131 und der Tantaloxidschicht 132 besteht, oder eine Licht abschirmende Schicht, bei der eine Tantaloxynitridschicht oder eine Molybdän-(Mo)-Schicht statt der Tantalschicht 131 der ersten Ausführungsform verwendet wird.
Bei der ersten Ausführungsform und bei der vorstehend erwähnten Modifikation ist es wiederum möglich, als Aufbau einer Halbton-Phasenverschiebungsschicht einen Aufbau zu nennen, bei dem eine Schicht, die ein Metallsilicid als Hauptkomponente enthält und des weiteren ein oder mehr Elemente) unter Sauerstoff, Stickstoff und Fluor enthält, als oberste Schicht aufgebracht wird, und eine oder mehr Schichten eines anderen Materials, das mit einem Gas auf der Basis von Fluor trockengeätzt werden kann, als untere Schichten) aufgebracht wird bzw. werden, nämlich an der Seite des transparenten Substrats 210.
Beispielsweise ist es möglich, einen Aufbau zu nennen, der bei der ersten Ausführungsform eine Molybdänschicht statt der Tantalschicht 121 der Halbton-Phasenverschiebungsschicht 120 und die vorstehend erwähnte Modifikation aufweist.
Des weiteren können statt des Tantal- oder Molybdänoxysilicidfilms 122 bei der ersten Ausführungsform Silicidoxynitridfilme und Silicidnitridfilme mit anderen Zusammensetzungen aus Tantal oder Molybdän erwähnt werden.
Des weiteren werden eine Tantaloxynitridschicht, eine Molybdän-(Mo)-Schicht, ein Metallsilicidoxynitridfilm und ein Silicidnitridfilm, wie vorstehend erwähnt, auch durch das Sputterverfahren unter Verwendung von nur Argon als Sputtergas oder unter Verwendung eines Mischgases gebildet werden, in dem eine vorbestimmte Menge Sauerstoff oder Stickstoff dem Argon als Sputtergas zugegeben wird.
Als Modifikationen eines Rohlings für eine Halbton-Phasenschieberfotomaske der zweiten Ausführungsform können Licht abschirmende Schichten, die aus anderen Materialien bestehen, die sowohl mit einem Gas auf der Basis von Fluor als auch einem Gas auf der Basis von Chlor trockengeätzt werden können, als Licht abschirmende Schicht 230 verwendet werden.
Eine solche Modifikation ist beispielsweise eine Licht abschirmende Schicht, bei der eine Tantaloxynitridschicht oder eine Molybdän-(Mo)-Schicht statt der Tantalschicht 131 in der zweiten Ausführungsform verwendet wird.
Des weiteren können bei der zweiten Ausführungsform und der vorstehend erwähnten Modifikation als Halbton-Phasenverschiebungsschicht Schichten, die aus anderen Materialien, die mit einem Gas auf der Basis von Chlor trockengeätzt werden können, aber mit einem Gas auf der Basis von Fluor kaum trockengeätzt werden, genannt werden.
Beispielsweise können statt der Chromoxidschicht 220 in der zweiten Ausführungsform Chromoxynitridfilme und Chromoxidfilme mit anderen Zusammensetzungen genannt werden.
Fachleuten ist leicht verständlich, dass viele andere Modifikationen oder Änderungen der vorstehend erwähnten Ausführungsformen des Rohlings innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden können, die nur durch die beigefügten Ansprüche begrenzt sind.
Erste Ausführungsform der Halbton-Phasenschieberfotomaske
Als nächstes wird die erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Halbton-Phasenschieberfotomaske auf der Grundlage von 3 erklärt.
Diese Ausführungsform ist eine Halbton-Phasenschieberfotomaske, die unter Verwendung des Rohlings der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform hergestellt wird, und bei dieser Ausführungsform werden ein Halbton-Musterbereich (ein Musterbereich in einer Verschiebungsschicht) 125, um eine Phasenverschiebungswirkung zu erhalten, und ein Licht abschirmender Musterbereich 135, um eine praktische Lichtabschirmungswirkung zu erzielen, hergestellt.
Was das Material und die optische Eigenschaft jeder Schicht anbetrifft, wird die Erklärung des Rohlings für eine Halbton-Phasenschieberfotomaske der in 1 gezeigten, ersten Ausführungsform herangezogen. Weitere Erklärungen werden hier weggelassen.
Nun wird ein Fall der Herstellungsverfahren der Halbton-Phasenschieberfotomaske bei der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 5 erklärt.
Zunächst wird ein Rohling für eine Halbton-Phasenschieberfotomaske der ersten Ausführungsform, wie in 1 gezeigt, hergestellt (5A). Eine Resistschicht 160 wird auf dem Licht abschirmenden Film 130 gemäß der Musterform einer herzustellenden Halbton-Phasenverschiebungsschicht 120 gebildet (5B).
Als Resist zur Bildung der Resistschicht 160 wird ein Resist, der leicht behandelbar ist und eine wünschenswerte Auflösung und einen hohen Trockenätzwiderstand aufweist, bevorzugt, aber er ist nicht darauf beschränkt.
Als nächstes werden die Licht abschirmende Schicht 130 und dann die Halbton-Phasenverschiebungsschicht 120 unter Verwendung der Resistschicht 160 als Antiätzmaske kontinuierlich mittels eines Gases auf der Basis von Fluor geätzt.
Ein Halbton-Phasenverschiebungsschichtmuster mit einem Licht abschirmenden Film 130 kann damit erhalten werden (5C).
Des weiteren kann, falls notwendig, die Zusammensetzung des Gases auf der Basis von Fluor geändert werden.
Dann kann, nachdem die Resistschicht 160 mittels eines üblichen Verfahrens abgezogen worden ist, eine Resistschicht 165 mit einer Öffnung, die der Gestalt eines herzustellenden, Licht abschirmenden Films 130 entspricht, auf der Licht abschirmenden Schicht 130 (5D) gebildet werden, und unter Verwendung dieser Resistschicht als Antiätzmaske wird die Licht abschirmende Schicht 130 mittels eines Gases auf der Basis von Chlor geätzt.
Die Metalloxysilicidschicht 122 dient als Ätzstoppschicht.
Die Resistschicht 165 wird dann mittels eines üblichen Verfahrens zur Bildung einer Halbton-Phasenschiebermaske der ersten Ausführungsform abgezogen (5E).
Als Resist zur Bildung der Resistschicht 165 wird ein Resist, der leicht behandelbar ist und eine wünschenswerte Auflösung und einen hohen Trockenätzwiderstand aufweist, bevorzugt, aber er ist nicht darauf beschränkt.
Als Modifikation der Halbton-Phasenschieberfotomaske dieser Ausführungsform kann eine Phasenschieberfotomaske unter Verwendung eines Rohlings in jeder Modifikation des Rohlings der in 1 gezeigten, ersten Ausführungsform, die vorstehend erwähnt wird, genannt werden.
Diese Fotomasken können mittels des in 5 gezeigten Herstellungsverfahrens hergestellt werden.
Zweite Ausführungsform der Halbton-Phasenschieberfotomaske
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Halbton-Phasenschieberfotomaske auf der Grundlage von 4 erklärt.
Diese Ausführungsform ist eine Halbton-Phasenschieberfotomaske, die unter Verwendung des Rohlings für eine Halbton-Phasenschieberfotomaske bei der in 2 gezeigten, zweiten Ausführungsform hergestellt wird, und bei dieser Ausführungsform wird ähnlich wie bei dem Rohling der ersten Ausführungsform ein Halbton-Musterbereich (ein Musterbereich in einer Verschiebungsschicht) 225, um eine Phasenverschiebungswirkung zu erhalten, und ein Licht abschirmender Musterbereich 235, um eine praktische Lichtabschirmungswirkung zu erzielen, hergestellt.
Was das Material und die optische Eigenschaft jeder Schicht anbetrifft, wird die Erklärung des Rohlings für eine Halbton-Phasenschieberfotomaske der in 2 gezeigten, zweiten Ausführungsform herangezogen. Weitere Erklärungen werden hier weggelassen.
Als Modifikation dieser Ausführungsform kann wiederum eine Phasenschieberfotomaske, bei der ein Rohling in den Modifikationen des Rohlings der in 2 gezeigten, zweiten Ausführungsform, die bereits erwähnt wurde, verwendet wird, genannt werden.
Dann wird eine Ausführungsform der Herstellungsverfahren der Halbton-Phasenschieberfotomaske bei der zweiten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 6 erklärt.
Zunächst wird ein Rohling für eine Halbton-Phasenschieberfotomaske der ersten Ausführungsform, wie in 2 gezeigt, hergestellt (6A). Dann wird eine Resistschicht 260 auf dem Licht abschirmenden Film 230 des Rohlings mit einem Muster gemäß der Musterform einer herzustellenden Halbton-Phasenverschiebungsschicht 220 gebildet (6B).
Als Resist zur Bildung der Resistschicht 260 wird ein Resist, der leicht behandelbar ist und eine wünschenswerte Auflösung und einen hohen Trockenätzwiderstand aufweist, bevorzugt, aber er ist nicht darauf beschränkt.
Als nächstes werden die Licht abschirmende Schicht 230 und dann die Halbton-Phasenverschiebungsschicht 220 unter Verwendung der Resistschicht 260 als Antiätzmaske kontinuierlich mittels eines Gases auf der Basis von Chlor geätzt.
Ein Halbton-Phasenverschiebungsschichtmuster mit einem Licht abschirmenden Film 230 kann damit erhalten werden (6C).
Des weiteren kann, falls notwendig, die Zusammensetzung des Gases auf der Basis von Chlor geändert werden.
Dann kann, nachdem die Resistschicht 260 mittels eines üblichen Verfahrens abgezogen worden ist, eine Resistschicht 265 mit einer Öffnung, die der Gestalt eines herzustellenden Licht abschirmenden Films 230 entspricht, auf der Licht abschirmenden Schicht 230 gebildet werden (6D), und unter Verwendung dieser Resistschicht als Antiätzmaske wird die Licht abschirmende Schicht 230 mittels eines Gases auf der Basis von Fluor geätzt.
Die Chromoxidschicht 220 dient als Ätzstoppschicht.
Die Resistschicht 265 wird dann mittels eines üblichen Verfahrens zur Bildung einer Halbton-Phasenschieberfotomaske der zweiten Ausführungsform abgezogen (6E).
Als Resist zur Bildung der Resistschicht 265 wird ein Resist, der leicht behandelbar ist und eine wünschenswerte Auflösung und einen hohen Trockenätzwiderstand aufweist, bevorzugt, aber er ist nicht darauf beschränkt.
Als Modifikation der Halbton-Phasenschieberfotomaske dieser Ausführungsform kann eine Phasenschieberfotomaske unter Verwendung eines Rohlings in jeder Modifikation des Rohlings der in 2 gezeigten, zweiten Ausführungsform, die vorstehend erwähnt wird, genannt werden.
Diese Fotomasken können mittels des in 6 gezeigten Herstellungsverfahrens hergestellt werden.
Fachleuten ist leicht verständlich, dass viele andere Modifikationen oder Änderungen der vorstehend erwähnten Ausführungsformen der Fotomaske innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden können, die nur nur die beigefügten Ansprüche begrenzt sind.
BEISPIELE
Nun wird die vorliegende Erfindung konkreter durch das nachfolgende Beispiel veranschaulicht.
Dieses Beispiel besteht darin, dass eine Halbton-Phasenschieberfotomaske der in 3 gezeigten, ersten Ausführungsform durch ein in 5 gezeigtes Herstellungsverfahren unter Verwendung eines Rohlings für eine Halbton-Phasenschieberfotomaske bei der in 1 gezeigten, ersten Ausführungsform gebildet wird.
Nachstehend wird dieses Beispiel unter Bezugnahme auf 1, 3 und 5 erklärt.
Die hergestellte Halbton-Phasenschieberfotomaske ist eine zur Aussetzung an ArF, bei der ein hochreines synthetisches Quarzsubstrat von 6 Zoll im Quadrat und einer Dicke von 0,25 Zoll als transparentes Substrat 110 verwendet wird. Ein Halbton-Phasenverschiebungsfilm 120 ist ein Zweischichtenfilm, der eine Tantalschicht 121 und eine Tantaloxysilicidschicht 122 umfasst, und eine Licht abschirmende Schicht 130 ist ein Zweischichtenfilm, der eine Tantalschicht 131 und eine Tantaloxidschicht 132 umfasst.
Zunächst wurde bei der in 1 gezeigten, ersten Ausführungsform ein Rohling für eine Halbton-Phasenschieberfotomaske wie folgt hergestellt.
Die Tantalschicht 121, die die erste Schicht bei einem Halbtonphasenverschiebungsfilm ist, wurde in einer Dicke von etwa 10 nm auf der einen Oberfläche des transparenten Substrats 110, wobei diese Oberfläche zuvor optisch poliert und gut gespült worden war, unter den folgenden Bedingungen gebildet.

Die Bedingungen der Bildung der Tantalschicht 121

Filmbildungsvorrichtung:	Planer Typ DC Magnetron Sputtervorrichtung
Target:	Tantalmetall
Gas und seine
Strömungsgeschwindigkeit:	Argongas, 70 sccm
Sputterdruck:	1,0 Pa
Sputterstrom:	5,0 A

Als nächstes wurde ein Tantaloxysilicidfilm 122, der die zweite Schicht bei einem Halbton-Phasenverschiebungsfilm ist, in einer Dicke von etwa 30 nm auf der Tantalschicht unter den folgenden Bedingungen gebildet.

Die Bedingungen der Bildung des Tantaloxysilicidfilms 122

Filmbildungsvorrichtung:	Planer Typ DC Magnetron Sputtervorrichtung
Target:	Tantal:Silicium = 1:4 (Atomverhältnis)
Gas und seine Strömungsgeschwindigkeit:	Argongas, 50 sccm + Sauerstoffgas 50 sccm
Sputterdruck:	1,0 Pa
Sputterstrom:	3,5 A

Eine Halbton-Phasenverschiebungsschicht 120 mit einem Transmissionsgrad von 6% zum Aussetzen an einen ArF-Excimer-Laser wurde dadurch auf einer Oberfläche des transparenten Substrats 110 gebildet.
Andererseits wurde ein Muster mit Stufen auf seiner Oberfläche mittels eines Abhebeverfahrens gebildet, bei dem der Film unter den gleichen Bedingungen auf einem synthetischen Quarzsubstrat gebildet wurde, das mit einem Band oder dergleichen im voraus abgedeckt wurde, und dann wurde das Abdeckband zur Bildung der Stufen abgezogen. Messungen mit einem im Handel erhältlichen Phasenunterschieds-Messgerät (MPM193, hergestellt von der Laser Tech. Co., Ltd.) zeigte, dass der Phasenunterschied und Transmissionsgrad gegenüber dem 193 nm Licht für diese Probe 177,55° bzw. 5,69% betrug.
Als nächstes wurde die Tantalschicht 131 in der Licht abschirmenden Schicht 130 auf der vorstehend erwähnten Halbton-Phasenverschiebungsschicht 120 unter den folgenden Bedingungen gebildet.

Die Bedingungen der Bildung der Tantalschicht 131

Filmbildungsvorrichtung:	Planer Typ DC Magnetron Sputtervorrichtung
Target:	Tantalmetall
Gas und seine Strömungsgeschwindigkeit:	Argongas, 70 sccm
Sputterdruck:	1,0 Pa
Sputterstrom:	5,0 A.

Die Dicke des Tantalmetallfilms betrug etwa 50 nm.
Dann wurde die Tantaloxidschicht 132 auf der Tantalschicht 131 der Licht abschirmenden Schicht 130 unter den folgenden Bedingungen gebildet.

Die Bedingungen der Bildung der Tantaloxidschicht 132

Filmbildungsvorrichtung:	Planer Typ DC Magnetron Sputtervorrichtung
Target:	Tantalmetall
Gas und seine Strömungsgeschwindigkeit:	Argongas, 50 sccm + Sauerstoffgas 50 sccm
Sputterdruck:	1,0 Pa
Sputterstrom:	5,0 A

Die Dicke des Tantaloxidfilms betrug etwa 20 nm.
So wurde ein Rohling für eine Halbton-Phasenschieberfotomaske der in 1 gezeigten, ersten Ausführungsform, die einen Licht abschirmenden Film 130 aufweist und zum Aussetzen an einen ArF Excimer-Laser dient, erhalten.
Wenn der Transmissionsgrad des Rohlings für eine Halbton-Phasenschieberfotomaske mit einem Licht abschirmenden Film 130 zum Aussetzen an einen ArF Excimer-Laser mit einem Spektrometer MCPD 3000, hergestellt von der Otsuka Denshi Co., Ltd., gemessen wurde, betrug der Transmissionsgrad von 193 nm Licht 0,1% oder weniger.
Als nächstes wurde unter Verwendung des Rohlings für die Halbton-Phasenschiebermaske mit einem Licht abschirmenden Film 130, der wie vorstehend erwähnt erhalten wurde, die in 3 gezeigte Halbton-Phasenschiebermaske in Übereinstimmung mit dem folgenden Verfahren hergestellt.
Zunächst wurde die Resistschicht 160 in der gewünschten Form auf dem Licht abschirmenden Film 130 des erhaltenen Rohlings für die Halbton-Phasenschiebermaske unter Verwendung von Resist ZEP 7000 (hergestellt von der Nippon Zeon Co., Ltd.), der organisches Material als Hauptkomponente enthielt, und mittels des Elektronenstrahl-Lithographieverfahrens hergestellt (5B).
Als nächstes wurden unter Verwendung einer im Handel erhältlichen Trockenätzvorrichtung (VLR 700, hergestellt von der PTI Co., Ltd.) für eine Fotomaske die freiliegenden Bereiche der Halbton-Phasenverschiebungsschicht 120, wo es keine Resistschicht 160 gab, einem hochverdichteten Plasma ausgesetzt, um das selekti ve Trockenätzen durchzuführen, um ein vorbestimmtes Muster der Halbton-Phasenverschiebungsschicht 120 zu ergeben (5C).
Bei diesem Schritt wurden der Licht abschirmende Film 130 und die Halbton-Phasenverschiebungsschicht 120 kontinuierlich ohne irgendeine Pause geätzt.
Die Ätzbedingungen

Ätzgas: CF₄ Gas

Druck: 1,333 Pa (10 mTorr)

ICP-Strom: (Erzeugung von hochdichtem Plasma): 950 W

Vorspannstrom (Leistungsentnahme): 50 W

Zeit: 500 Sekunden
Dann wurde die Resistschicht 160 abgezogen, um das Muster der Halbton-Phasenverschiebungsschicht 120 mit dem Licht abschirmenden Film 130 zu erhalten.
Als nächstes wurde wiederum Resist IP 3500 (hergestellt von der Tokyo Ohka Kogyou Co., Ltd.) auf das sich ergebende Muster aufgebracht, und die so erhaltene Resistschicht wurde dem fotolithographischen Verarbeiten unterzogen, um die verarbeitete Resistschicht 165 mit Öffnungen nur in vorbestimmten Bereichen, wo der Halbtonfilm freigelegt war, zu erhalten. Das sich Ergebende wurde einem Trockenätzen unter den folgenden Bedingungen unterzogen, um die Licht abschirmende Schicht 130 selektiv an den Bereichen zu entfernen, an denen die Schicht 130 durch die Öffnungen der Resistschicht 165 freigelegt war (5D).

Ätzgas: Cl₂ Gas

Druck: 0,666 Pa (5 mTorr)

ICP-Strom: (Erzeugung von hochdichtem Plasma): 500 W

Vorspannstrom (Leistungsentnahme): 150 W

Zeit: 100 Sekunden
Da der Tantaloxysilicidfilm 122 unter diesen Ätzbedingungen nicht geätzt wurde, war es möglich, den Licht abschirmenden Film zu entfernen, so dass der Phasenunterschied und der Transmissionsgrad der Halbton-Phasenverschiebungsschicht 120 nicht beeinflusst wurden.
Der Tantaloxysilicidfilm 122 diente als Ätzstopper.
Schließlich wurde die Resistschicht 165 abgezogen, um die Halbton-Phasenschiebermaske mit dem Licht abschirmenden Film 130, der in 3 gezeigt ist, zu erhalten.
Es wurde erachtet, dass diese Halbton-Phasenschieberfotomaske in allen Punkten der Abmessungsgenauigkeit der entfernten Teile, der sektionalen Gestalt, der Filmdickenverteilung, der Transmissionsgradverteilung, der Haftung des Films am Substrat und anderen praktisch verwendet werden konnte.
Im Fall der Herstellung einer Halbton-Phasenschieberfotomaske zum Aussetzen an ArF, wie in 7A gezeigt, aus einem Rohling, bei dem eine Tantalschicht und eine Tantaloxysilicidschicht als Halbton-Phasenverschiebungsfilm und eine Chromschicht und eine Chromoxidschicht als Licht abschirmender Film in dieser Reihenfolge auf der einen Seite eines transparenten Substrats, wie in 7B gezeigt, übereinander angeordnet sind, würde dieser unter dem gleichen Problem leiden, das bei dem Herstellungsverfahren einer Halbton-Phasenschiebermaske mit dem herkömmlichen Licht abschirmenden Film, wie vorstehend erwähnt, zu beobachten ist.
Das heißt, ein Licht abschirmender Film aus Chrom sollte mit einem Gas auf der Basis von Chlor geätzt werden, während ein Tantalsilicidfilm mit einem Gas auf der Basis von Fluor geätzt werden sollte. So muss der erste Trockenätzschritt in Chlortrockenätzen und Fluortrockenätzen unterteilt werden, was zu diskontinuierlichem Arbeiten führt.
Deshalb muss bei der Verwendung einer Ätzkammer der erste Trockenätzschritt während seines Verlaufs einem Gasaustauschvorgang unterzogen werden, was zu einer Komplexität des Verfahrens und der Konstruktion der Ätzvorrichtung sowie mühsamen Arbeitsgängen führt.
Durch die Verwendung von zwei Ätzkammern wäre es möglich, den ersten Ätzschritt derart zu modifizieren, dass auf das Trockenätzen des Licht abschirmenden Films in einer Ätzkammer das Übertragen des behandelten Substrats aus der Kammer in eine andere Kammer folgt, um das Tantalsilicid in der letzteren Kammer trocken zu ätzen. Diese Möglichkeit führt jedoch auch zu einer Komplexität der Konstruktion der Ätzvorrichtung und einer Erhöhung der Kosten.
Wie vorstehend erwähnt, ermöglichte es die vorliegende Erfindung, eine Halbton-Phasenschiebermaske mit einem derartigen Aufbau zur Verfügung zu stellen, dass sie ohne die Verwendung eines komplexen Verfahrens und einer Ätzvorrichtung mit einem komplexen Aufbau trockengeätzt werden kann.
Gleichzeitig hat es die vorliegende Erfindung ermöglicht, einen Rohling für eine Halbton-Phasenschieberfotomaske zur Verfügung zu stellen, die eine solche Verarbeitung möglich macht.

Claims

Rohling zum Formen einer Halbton-Phasenschieberfotomaske, die ein transparentes Substrat (110, 210), eine Halbton-Phasenverschiebungsschicht (120, 220) und einen substantiell Licht abschirmenden Film (130, 230) umfasst, wobei die Halbton-Phasenverschiebungsschicht und der substantiell Licht abschirmende Film auf das transparente Substrat aufgeschichtet sind, wobei der substantiell Licht abschirmende Film ein einschichtiger oder mehrschichtiger Film ist, der eine Schicht umfasst, enthaltend Tantal als Hauptbestandteil, und worin die Halbton-Phasenverschiebungsschicht ein einschichtiger oder mehrschichtiger Film ist, der eine Schicht umfasst, enthaltend als Hauptbestandteil ein Material, ausgewählt unter Chrom und Tantalsilizid, und weiterhin enthaltend ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Sauerstoff, Stickstoff und Fluor.
Rohling für eine Halbton-Phasenschieberfotomaske gemäß Anspruch 1, worin die Halbton-Phasenverschiebungsschicht auf dem transparenten Substrat mit einem Phasenunterschied ϕ im Bereich von n π ± π/3 Radiant (n ist eine ungerade Zahl) gemäß der folgenden Gleichung ausgebildet ist:
worin ϕ eine Phasenveränderung ist, die in Licht verursacht wird, dass vertikal durch die Fotomaske durchtritt, worin die Halbton-Phasenverschiebungsschicht (m–2) Schichten aufweist, worin x(k,k+1) eine Phasenänderung ist, die an der Grenzfläche zwischen einer k-ten Schicht und einer (k+1)-ten Schicht auftritt, worin u(k) und d(k) der Brechungsindex bzw. die Filmdicke eines Materials sind, welches die k-te Schicht bildet, und worin λ die Wellenlänge des Expositionslichtes ist, mit der Maßgabe, dass die Schicht k=1 das transparente Substrat und die Schicht k=m Luft ist.
Rohling für eine Halbton-Phasenschieberfotomaske gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin die Halbton-Phasenverschiebungsschicht auf dem transparenten Substrat ausgebildet ist und eine Filmdicke aufweist, die dafür sorgt, dass die Transmission des Expositionslichtes im Bereich von 1 bis 50% liegt, wenn die Transmission des Expositionslichtes des transparenten Substrats als 100% definiert wird.
Halbton-Phasenschieberfotomaske, die ein transparentes Substrat (110, 210), eine Halbton-Phasenverschiebungsschicht (120, 220) und einen im Wesentlichen Licht abschirmenden Film (130, 230) umfasst, worin die Halbton-Phasenverschiebungsschicht und der im Wesentlichen Licht abschirmende Film auf das transparente Substrat aufgeschichtet sind, worin der im Wesentlichen Licht abschirmende Film ein einschichtiger oder mehrschichtiger Film ist, der eine Schicht umfasst, enthaltend Tantal als Hauptkomponente, und worin die Halbton-Phasenverschiebungsschicht ein einzelner oder mehrschichtiger Film ist, der eine Schicht umfasst, enthaltend als Hauptkomponente ein Material, ausgewählt unter Chrom und Tantalsilizid, und zusätzlich enthaltend ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Sauerstoff, Stickstoff und Fluor.
Halbton-Phasenschieberfotomaske gemäß Anspruch 4, worin die Halbton-Phasenverschiebungsschicht auf dem transparenten Substrat mit einem Phasenunterschied ϕ im Bereich von π n ± π/3 Radiant (n ist eine ungerade Zahl) gemäß der folgenden Gleichung ausgebildet ist:
worin ϕ eine Phasenveränderung ist, die in Licht verursacht wird, dass vertikal durch die Fotomaske durchtritt, worin die Halbton-Phasenverschiebungsschicht (m–2) Schichten aufweist, worin x(k,k+1) eine Phasenänderung ist, die an der Grenzfläche zwischen einer k-ten Schicht und einer (k+1)-ten Schicht auftritt, worin u(k) und d(k) der Brechungsindex bzw. die Filmdicke eines Materials sind, welches die k-te Schicht bildet, und worin λ die Wellenlänge des Expositionslichtes ist, mit der Maßgabe, dass die Schicht k=1 das transparente Substrat und die Schicht k=m Luft ist.
Halbton-Phasenschieberfotomaske gemäß Anspruch 4 oder Anspruch 5, worin die Halbton-Phasenverschiebungsschicht auf dem transparenten Substrat ausgebildet ist und eine Filmdicke aufweist, die dafür sorgt, dass die Transmission des Expositionslichtes im Bereich von 1 bis 50% liegt, wenn die Transmission des Expositionslichtes des transparenten Substrats als 100% definiert wird.