JP2001027798A

JP2001027798A - 位相シフタ膜およびその製造方法

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Publication number: JP2001027798A
Application number: JP11199941A
Authority: JP
Inventors: Susumu Kawada; 前川田; Akihiko Toku; 昭彦悳; Nobuyuki Yoshioka; 信行吉岡; Kazuyuki Maedoko; 和行前床
Original assignee: Ulvac Seimaku KK; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Ulvac Seimaku KK; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-07-14
Filing date: 1999-07-14
Publication date: 2001-01-30
Anticipated expiration: 2019-07-14
Also published as: JP4163331B2; WO2001006318A1; DE10082309B4; WO2001006318A8; US7090947B2; US20020009653A1; KR20010075069A; KR100510309B1; US20070009810A1; US7282308B2; DE10082309T1

Abstract

(57)【要約】【課題】ＡｒＦレーザまたはＫｒＦレーザに適用可能
なハーフトーン型の位相シフトマスクをモリブデンシリ
サイド系の材料を用いて提供する。【解決手段】反応ガス導入口１４ａと不活性ガス導入
口１４ｂとを備え、それぞれのガスを分離して導入し、
反応性ロングスロースパッタリング法を用いて、モリブ
デンシリサイド系の位相シフタ膜を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、位相シフトマス
クに関し、特に、露光波長の光を減衰させる減衰型の位
相シフトマスクの構造およびその製造方法に関するもの
である。

【０００２】

【背景の技術】半導体集積回路における高集積化および
微細化には目ざましいものがある。それに伴い、半導体
基板（以下、単にウェハと称す）上に形成される回路パ
ターンの微細化も急速に進んできている。

【０００３】中でも、フォトリソグラフィ技術が、パタ
ーン形成における基本技術として広く認識されるところ
である。よって、今日までに種々の開発、改良がなされ
てきている。しかし、パターンの微細化は止まるところ
をしらず、パターンの解像度向上への要求もさらに強い
ものとなってきている。

【０００４】そこで近年、これらの要求を満足させる技
術として、位相シフトマスクによる位相シフト露光法が
提案されており、この位相シフトマスクに関連する技術
として、特願平５−２８５３２７号公報に開示される
「位相シフトマスクおよびその製造方法ならびにその位
相シフトマスクを用いた露光方法」（以下、背景技術１
と称す。）、特開平８−７４０３１号公報に開示される
「位相シフトフォトマスクブランクス製造方法、位相シ
フトフォトマスクブランクス、および位相シフトフォト
マスク」（以下、背景技術２と称す。）、および特開平
８−１２７８７０号公報に開示される「窒化チタン薄膜
成膜方法」（以下、背景技術３と称す。）、等が挙げら
れる。

【０００５】背景技術１および２には、モリブデンシリ
サイド系のハーフトーン位相シフトマスクおよびその製
造方法が具体的に開示されており、位相シフタ膜の成膜
方式は、直流マグネトロン放電を用いた反応性スパッタ
が採用されている。

【０００６】また、背景技術１においては、供給ガスと
しては、不活性ガスにＡｒ、反応性ガスにＯ₂または
（Ｏ₂＋Ｎ₂）が用いられ、ガスの供給方式としては、混
合ガス方式が採用されている。

【０００７】また、背景技術２においては、供給ガスと
しては、不活性ガスにＡｒ、反応性ガスにＮＯが用いら
れ、ガスの供給方式としては、背景技術１と同様に、混
合ガス方式が採用されている。

【０００８】また、背景技術３には、直流マグネトロン
放電による反応性の低圧スパッタ方法およびその装置が
具体的に開示されており、この背景技術１の目的は、微
細孔内部の良好な埋込特性を維持したまま、基板表面上
の薄膜の膜厚分布が均一である窒化チタン薄膜成膜方法
を提供することにある。

【０００９】この目的を達成するために、背景技術３に
おいては、いわゆるロングスロースパッタリング法（以
下、ＬＴＳ法と称する。）が採用され、Ａｒ＋Ｎ₂ガス
雰囲気下、圧力を１×１０^-1Ｐａ（７．５×１０^-4Ｔｏ
ｒｒ）以下に保ち、均一な窒化チタン薄膜分布を得るた
めに、混合ガス組成を流量比で、１／８≦Ａｒ／Ｎ₂≦
１／３としている。なお、ターゲットと基板との距離
（Ｔ／Ｓ）は，１４０ｍｍ、１７０ｍｍ、２００ｍｍが
選択されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記背
景技術１〜３に示す技術に基づき、位相シフトマスク、
特に位相シフタ膜として用いられる薄膜を成膜した場合
においても、十分な光学特性（特に、透過率）を有する
薄膜を成膜することができない。

【００１１】特に、背景技術１および２に基づき成膜さ
れた、モリブデンシリサイド系の位相シフタ膜は、Ａｒ
Ｆレーザ露光波長（１９３ｎｍ）におけるハーフトーン
位相シフトマスクの透過率が非常に小さいため、実用に
供することができない。

【００１２】また、ＫｒＦレーザ露光波長（２４８ｎ
ｍ）におけるハーフトーン位相シフトマスクの透過率
は、８％未満のものしか成膜できないため、実用上問題
となることがあった。

【００１３】したがって、この発明は、上記問題点を解
決するためになされたもので、ＡｒＦレーザまたはＫｒ
Ｆレーザに適用可能なハーフトーン型の位相シフトマス
クをモリブデンシリサイド系の材料を用いて提供するこ
とにある。また、この位相シフトマスクに関連して、そ
の位相シフトマスクを得るための製造方法、さらに、位
相シフタ膜およびその製造方法、位相シフトマスク用ブ
ランクスおよびその製造方法、その位相シフトマスクを
用いた露光方法、その位相シフトマスクを用いて製造さ
れる半導体装置、その位相シフトマスクの欠陥検査方
法、その位相シフトマスクの欠陥修正方法を提供するこ
とも、さらなる目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明に基づけば、上
述の目的に示すように、ＡｒＦレーザまたはＫｒＦレー
ザに適用可能なハーフトーン位相シフトマスクをモリブ
デンシリサイド系の材料で作成できるようにすることに
ある。モリブデンシリサイド系の材料であれば、背景の
技術１または２において用いられる装置と同一の製造プ
ロセスと製造装置をそのまま活用することができるた
め、新規の大規模な設備投資を回避することができる。
また、新しい、製造プロセス開発のための労力・時間・
開発コストを節約することが可能になる。

【００１５】具体的には、ＬＴＳ法、すなわち直流マグ
ネトロン放電による反応性スパッタリング法によりモリ
ブデンシリサイド系の薄膜を成膜し、この膜を位相シフ
タ膜に適用することで優れた透過率を有する薄膜の成膜
が可能となり、背景の技術に示すスパッタ方式では、不
可能であったＡｒＦレーザ露光用のハーフトーン型の位
相シフトマスクの製造が可能になる。

【００１６】この発明の主要な構成を詳述に述べると以
下のようになる。ＬＴＳ法を用いたスパッタリング方式
において、圧力は、７．５×１０^-4Ｔｏｒｒ以下、ターゲットと基板との距離（以下、Ｔ／Ｓ間距離と称
する。）が、１００ｍｍ以上、好ましくは４００ｍｍ以
上、反応ガスと不活性ガスとの流量比が、５０％≦反応ガ
ス／不活性ガス≦８０％であり、好ましくは、反応ガス
としてＮ₂Ｏ、不活性ガスとしてＡｒを用いる。

【００１７】ガスの供給方式としては、背景の技術１
〜３と同様に、反応ガスと不活性ガスとを混合し、真空
槽内に供給する混合ガス供給方式、および反応ガスを基
板側にに吹きつけ、不活性ガスをスパッタターゲット近
傍に供給するガス分離方式のいずれも採用可能である
が、好ましくは、ガス分離方式の法が良好な結果を得る
ことができる。

【００１８】ここで、ガス分離方式を用い、Ｔ／Ｓ間距
離を４００ｍｍ以上とした理由を以下に示す。

【００１９】まず、ガス分離方式が好ましい理由を以下
に述べる。混合ガス供給方式は、どうしても反応性ガス
がスパッタターゲット表面に到達し、ターゲットの表面
を酸化させる作用を有する。モリブデンシリサイドのタ
ーゲットの表面に形成されるモリブデンシリサイド酸化
膜、あるいは、モリブデンシリサイド酸化窒化膜は、電
気的絶縁性を有するので、反応性ガスを所定の値以上供
給すると、膜の基板への堆積速度が急激に低下し、成膜
不能におちいる。

【００２０】ハーフトーン型の位相シフタ膜では、高い
透過率が要求されるので、この反応性ガスの供給量の制
約は、大変不都合な現象であり、この混合ガス供給方式
では、ＬＴＳ方式の長所を十分に活かすことができな
い。無論、背景の技術に比べれば、かなりの改良結果を
得ることはできるが、さらなる改良が望まれる。

【００２１】次に、Ｔ／Ｓ間距離を４００ｍｍ以上とし
た理由を以下に示す。Ｔ／Ｓ間距離を４００ｍｍ以上と
し、ガス分離方式を採用することにより、基板とスパッ
タターゲットとが十分離れているため、基板に向けて供
給した反応性ガスのうち、スパッタターゲットに到達す
る量は、少なくなり、混合ガス供給方式に見られる上述
の問題は、回避される。

【００２２】そのため、反応性ガス比率を高くすること
が可能になり、基板にはよりモリブデンシリサイドの酸
化窒化度の高い位相シフタ膜が形成されるようになり、
ＡｒＦレーザや、ＫｒＦレーザを用いた露光波長におい
て、高い透過率を有する位相シフタ膜を得ることが可能
になる。

【００２３】Ｔ／Ｓ間距離を４００ｍｍ未満にすると、
ガス分離の効果が十分でなくなり、基板に供給した反応
性ガスの大部分がスパッタターゲットに到達し、好まし
くない作用をおよぼすようになる。

【００２４】スパッタターゲット表面のモリブデンシリ
サイド酸化窒化膜は、異常放電を引起こし、薄膜欠陥の
発生原因ともなるので、これを避けることは、低欠陥位
相シフトマスクを得ることにも通じる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、この発明に基づいた各実施
の形態について説明する。

【００２６】（実施の形態１）まず、図１を参照して、
ＬＴＳ法を用いて本発明に基づく位相シフト膜を形成す
るためのスパッタリング装置について説明する。

【００２７】図１に示すスパッタリング装置は、ＬＴＳ
法が実現可能なスパッタリング装置１０００の構成を示
す概略図である。

【００２８】このスパッタリング装置５００は、低圧の
真空槽３を備えている。真空槽３は、反応ガス導入口１
４ａ、不活性ガス導入口１４ｂ、および混合ガス導入口
１４ｃを有する。また、２つの真空排気口１４ｄ、およ
び、真空排気口１４ｅを有する。さらに、ターゲット電
極５と、基板ホルダ７とを有する。

【００２９】真空排気口１４ｄ、および、真空排気口１
４ｅには、図示していないが、真空ポンプが接続されて
いおり、ターゲット電極５の裏面には、２重の同心円上
に配置された磁石１０を有するマグネットプレート９が
設けられ、基板ホルダ７の裏面にはヒータ１１が設けら
れている。膜の形成時においては、ターゲットとして、
モリブデンシリサイドを用いる。

【００３０】（実施例１）次に、モリブデンシリサイド
酸化窒化膜の成膜の実施例１として、具体的な成膜条件
を下記に示す。

【００３１】Ｔ／Ｓ距離：４００ｍｍスパッタ電流：１．７Ａ〜３．２Ａスパッタ電圧：５３０Ｖ〜５７０Ｖスパッタ電力：１ｋＷ基板温度：５０℃〜１２０℃ 膜厚：７４０Å〜３３００Å スパッタ時間：７ｍｉｎ〜１２ｍｉｎ（静止成膜）２８ｍｉｎ〜５６ｍｉｎ（回転成膜）ガス分離方式：基板に反応ガスを吹きつけるターゲットには不活性ガスを供給する上記条件の下、ガス流量比（％：Ａｒ／Ｎ₂Ｏ）、ガス
流量（ｓｃｃｍ）、圧力（×１０^-4Ｔｏｒｒ）、堆積速
度（Å／ｍｉｎ）、成膜方式、ガス供給方式を適宜選択
し、成膜したサンプルであるＴＯ１〜ＴＯ９、ＴＲ３，
４，６、ＴＡ１〜ＴＡ４を、下記表１に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】（実施例２）次に、モリブデンシリサイド
酸化窒化膜の成膜の実施例２として、具体的な成膜条件
を下記に示す。

【００３４】Ｔ／Ｓ距離：４００ｍｍスパッタ電流：１．７Ａ〜３．２Ａスパッタ電圧：５３０Ｖ〜５７０Ｖスパッタ電力：１ｋＷ基板温度：５０℃〜１２０℃ 膜厚：７４０Å〜３３００Å スパッタ時間：７ｍｉｎ〜１２ｍｉｎ（静止成膜）混合ガス方式：反応ガスと不活性ガスとを混合して、真
空槽内に供給する上記条件の下、ガス流量比（％：Ａｒ／Ｎ₂Ｏ）、ガス
流量（ｓｃｃｍ）、圧力（×１０^-4Ｔｏｒｒ）、堆積速
度（Å／ｍｉｎ）、成膜方式、ガス供給方式を適宜選択
し、成膜したサンプルであるＴＭＸ１〜ＴＭＸ３の結果
を、下記表２に示す。

【００３５】

【表２】

【００３６】（実施例３）次に、モリブデンシリサイド
酸化窒化膜の成膜の実施例３として、具体的な成膜条件
を下記に示す。

【００３７】Ｔ／Ｓ距離：４００ｍｍスパッタ電流：１．９２Ａ〜２．１３Ａスパッタ電圧：４６５Ｖ〜５２４Ｖスパッタ電力：１ｋＷ基板温度：３０℃〜１３０℃ 膜厚：８３０Å〜１３００Å スパッタ時間：４ｍｉｎ〜１０ｍｉｎ（静止成膜）ガス分離方式：基板に反応ガスを吹きつけるターゲットには不活性ガスを供給する上記条件の下、ガス流量比（％：Ａｒ／Ｎ₂Ｏ）、ガス
流量（ｓｃｃｍ）、圧力（×１０^-4Ｔｏｒｒ）、堆積速
度（Å／ｍｉｎ）、成膜方式、ガス供給方式を適宜選択
し、成膜したサンプルであるＴＳ１〜ＴＳ４，ＴＳ６，
ＴＳ７の結果を、下記表３に示す。

【００３８】

【表３】

【００３９】（実施例４）次に、モリブデンシリサイド
酸化窒化膜の成膜の実施例４として、具体的な成膜条件
を下記に示す。なお、本実施例は、モリブデンシリサイ
ド酸化窒化膜を、図７で説明したように、２層構造とし
たものである。

【００４０】Ｔ／Ｓ距離：４００ｍｍスパッタ電流：（上層）１．９１Ａ〜１．９５Ａ（下層）２．０５Ａ〜２．１９Ａスパッタ電圧：（上層）５１５Ｖ〜５２６Ｖ（下層）４５４Ｖ〜４９５Ｖスパッタ電力：（上層：下層）１ｋＷ基板温度：（上層：下層）７９℃〜１３９℃ 全膜厚：９００Å〜１１００Å スパッタ時間：（上層）１．５ｍｉｎ（静止成膜）（下層）３ｍｉｎ〜７ｍｉｎ（静止成膜）ガス分離方式：基板に反応ガスを吹きつけるターゲットには不活性ガスを供給する上記条件の下、ガス流量比（％：Ａｒ／Ｎ₂Ｏ）、ガス
流量（ｓｃｃｍ）、圧力（×１０^-4Ｔｏｒｒ）、堆積速
度（Å／ｍｉｎ）、成膜方式、ガス供給方式を適宜選択
し、成膜したサンプルであるＴＭ１〜ＴＭ４の結果を、
下記表４に示す。

【００４１】

【表４】

【００４２】(実施例５）なお、参考までに、実施例５
として背景の技術におけるモリブデンシリサイド酸化窒
化膜の成膜条件を下記に示す。

【００４３】Ｔ／Ｓ距離：８０ｍｍガス分離方式：基板に反応ガスを吹きつけるターゲットには不活性ガスを供給する上記条件の下、ガス流量比（％：Ａｒ／Ｎ₂Ｏ）、ガス
流量（ｓｃｃｍ）、圧力（×１０^-4Ｔｏｒｒ）、堆積速
度（Å／ｍｉｎ）、成膜方式、ガス供給方式を適宜選択
し、成膜したサンプルであるＱ１−１〜Ｑ１−４、およ
び、Ｑ３−１〜Ｑ３−３の結果を、下記表５に示す。

【００４４】

【表５】

【００４５】次に、上記実施例１〜４（表１〜４）に示
した各サンプルの、ＡｒＦレーザ（１９３ｎｍ）、Ｋｒ
Ｆレーザ（２４８ｎｍ）、および、ｉ−線（３６５ｎ
ｍ）に対する光学特性を、下記表６「ＡｒＦレーザ（１
９３ｎｍ）」、下記表７「ＫｒＦレーザ（２４８ｎ
ｍ）」、および、下記表８「ｉ−線（３６５ｎｍ）」に
示す。なお、この各サンプルは、全て「成膜したまま
（ａｓｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）」の状態のものであ
る。

【００４６】

【表６】

【００４７】

【表７】

【００４８】

【表８】

【００４９】次に、上記実施例２で成膜したサンプルＴ
Ｓ１〜ＴＳ４，ＴＳ６，ＴＳ７の、ＡｒＦレーザ（１９
３ｎｍ）、ＫｒＦレーザ（２４８ｎｍ）、および、ｉ−
線（３６５ｎｍ）に対する光学定数を、下記表９に示
す。なお、このサンプルは、３５０℃、３ｈｒの熱処理
を施した焼鈍品である。

【００５０】

【表９】

【００５１】次に、上記実施例４で成膜したサンプルＴ
Ｍ１〜ＴＭ４の、ＡｒＦレーザ（１９３ｎｍ）、およ
び、検査波長（２４８ｎｍ，３６５ｎｍ）に対する光学
特性を、下記表１０に示す。なお、このサンプルは、３
５０℃、３ｈｒの熱処理を施した焼鈍品である。

【００５２】

【表１０】

【００５３】次に、上記背景の技術で成膜したサンプル
Ｑ１−１〜Ｑ１−４の、ＡｒＦレーザ（１９３ｎｍ）、
および、検査波長（３６５ｎｍ）に対する光学特性を、
下記表１１に示す。なお、このサンプルは、成膜したま
まの状態である。また、サンプルＱ３−１〜Ｑ３−３の
データは得ることができなかった。

【００５４】

【表１１】

【００５５】次に、上記背景の技術で成膜したサンプル
Ｑ１−１〜Ｑ１−４、および、Ｑ３−１〜Ｑ３−３の、
ＫｒＦレーザ（２４８ｎｍ）、および、検査波長（３６
５ｎｍ）に対する光学特性を、下記表１２に示す。な
お、このサンプルは、成膜したままの状態である。

【００５６】

【表１２】

【００５７】次に、上記背景の技術で成膜したサンプル
Ｑ１−１〜Ｑ１−４、および、Ｑ３−１〜Ｑ３−３の、
ｉ−線（３６５ｎｍ）、および、検査波長（３６５ｎ
ｍ）に対する光学特性を、下記表１３に示す。なお、こ
のサンプルは、成膜したままの状態である。

【００５８】

【表１３】

【００５９】次に、上記成膜条件を示した表１〜表１２
の内容に基づき、モリブデンシリサイド酸化窒化膜から
なる位相シフト膜の評価を以下に示す。

【００６０】（評価１）上記実施例１で示した、反応ガ
スが分離状態で導入される場合のモリブデンシリサイド
酸化窒化膜からなる位相シフト膜の評価について説明す
る。

【００６１】まず、光学定数（ｎ−ｉ×ｋ）のｎ値を横
軸、ｋ値を縦軸に示した図表に、表１、表６および表７
に示すサンプルＴＯ１〜ＴＯ９、ＴＲ３，４，６、ＴＡ
１〜ＴＡ４の光学特性をプロットしたものを図２および
図３に示す。なお、図２は、ＡｒＦレーザ（１９３ｎ
ｍ）に対するもの、図３ＫｒＦレーザ（２４８ｎｍ）に
対するものである。

【００６２】表６、表７、図２および図３に示されるよ
うに、ＡｒＦレーザ（１９３ｎｍ）に対しては、サンプ
ルＴＯ８、ＴＲ４、ＴＡ１、ＴＡ２、およびＴＡ４にお
いて、透過率が８％以上の高い品質を有する位相シフト
膜が得られている。

【００６３】また、ＫｒＦレーザ（２４８ｎｍ）に対し
ても、サンプルＴＯ６〜ＴＯ９、ＴＡ１〜ＴＡ３におい
て、透過率が８％以上の高い品質を有する位相シフト膜
が得られている。

【００６４】（評価２）上記実施例２で示した、反応ガ
スが混合状態で導入される場合のモリブデンシリサイド
酸化窒化膜からなる位相シフト膜の評価について説明す
る。

【００６５】評価１と同様に、光学定数（ｎ−ｉ×ｋ）
のｎ値を横軸、ｋ値を縦軸に示した図表に、表２、表６
および表７に示すサンプルＴＭＸ１〜ＴＭＸ３の光学特
性をプロットしたものを図２および図３に示す。なお、
図２は、ＡｒＦレーザ（１９３ｎｍ）に対するもの、図
３はＫｒＦレーザ（２４８ｎｍ）に対するものである。

【００６６】表６、表７、図２および図３に示されるよ
うに、反応ガスが混合状態で導入される場合は、評価１
ほど高い品質を有する位相シフト膜を得ることはできな
いが、ＡｒＦレーザ（１９３ｎｍ）に対しては、サンプ
ルＴＭＸ３が透過率４．７４１％、ＫｒＦレーザ（２４
８ｎｍ）に対しては、サンプルＴＭＸ３が透過率５．３
２７％と、比較的高い透過率の位相シフト膜の成膜が可
能である。

【００６７】（評価３）上記、実施例３で示した、表
３、表９に示すサンプルＴＳ１〜ＴＳ４、ＴＳ６、ＴＳ
７に示されるモリブデンシリサイド酸化窒化膜からなる
位相シフト膜の評価について説明する。

【００６８】表９に示すサンプルＴＳ１〜ＴＳ４、ＴＳ
６、ＴＳ７は、２層構造が採用され、上層には、吸収が
高いが耐薬品性に優れた膜、下層には、吸収が小さいが
耐薬品性は劣る膜が成膜されている。２層構造とするこ
とで、検査波長（３６５ｎｍ）で透過率が約４０％未満
になるように設計されている。この原理は、背景の技術
２と同じである。

【００６９】表３に示す２層膜の各層についての成膜条
件は、表３に示す成膜条件のいずれかを採用している。
その対応関係は、表３に示すＮ₂Ｏガス流量と表４の上
層や下層のＮ₂Ｏガス流量が同じになるならば、その他
の成膜条件も同じであることを意味している。

【００７０】（評価４）上記、実施例４で示した、表
４、表１０に示すサンプルＴＭ１〜ＴＭ４、および表９
に示すサンプルＴＳ１〜ＴＳ６、ＴＳ７に示されるモリ
ブデンシリサイド酸化窒化膜からなる位相シフト膜の評
価について説明する。

【００７１】表９に示すサンプルＴＳ１〜ＴＳ６、ＴＳ
７のｎ値、ｋ値は、表１０の特性を保証する光学特性を
有している。表１０は表４の膜構成と成膜条件とによっ
て形成した２層について、３５０℃、３ｈｒの焼鈍処理
を施したサンプルＴＭ１〜ＴＭ４の光学特性をＡｒＦレ
ーザ露光用フォトマスク用のハーフトーン位相シフトマ
スク用ブランクスとして適用可能かどうかを見るために
評価したものである。

【００７２】表１０に見られるようにＡｒＦ露光波長に
おける位相差１７５°〜１８０°であって、透過率が２
％〜９％のものが得られており、欠陥検査波長３６５ｎ
ｍにおいても、透過率４２．５％未満であるため、十分
実用に供せるものであることを示している。

【００７３】（実施の形態２）次に、上記位相シフタ膜
を備える位相シフトマスクおよびその製造方法につい
て、以下説明する。まず、図４を参照して、この実施の
形態２におけるハーフトーン型の位相シフトマスクの構
造について説明する。このハーフトーン型の位相シフト
マスク２００は、露光光を透過する石英からなる透明基
板１と、この透明基板１の主表面上に形成された位相シ
フトパターン３０とを備えている。この位相シフトパタ
ーン３０は、透明基板１が露出する第１光透過部１０
と、透過する露光光の位相と透過率とが、第１光透過部
１０を透過する露光光の位相に対して略１８０°変換
し、かつ、必要な透過率（例えば、１％〜４０％）を有
し、単一の材料からなる第２光透過部４とから構成され
ている。

【００７４】次に、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照
して、上記構造よりなる位相シフトマスク２００を通過
する露光光のマスク上の電場およびウェハ上の光強度に
ついて説明する。

【００７５】図５（ａ）を参照して、上述した位相シフ
トマスク２００の断面図である。図５（ｂ）を参照し
て、マスク上の電場は、露光パターンのエッジで位相が
反転しているために、露光パターンのエッジ部での電場
が必ず０となる。よって、図５（ｃ）を参照して、露光
パターンの光透過部１０と位相シフタ部４とのウェハ上
における電場の差が十分となり高い解像度を得ることが
可能となる。

【００７６】次に、位相シフトマスク２００の製造方法
について、位相シフタ膜としてモリブデンシリサイド酸
化窒化膜を用いた場合について説明する。

【００７７】図６〜図９は、図３に示す位相シフトマス
ク２００の断面に従った製造工程を示す断面構造図であ
る。

【００７８】まず、図６を参照して、透明基板１の上
に、ＬＴＳ法を用いて、モリブデンシリサイド酸化窒化
膜よりなる位相シフタ膜４を形成する。ここで、上記表
１のサンプルＴＯ３と同じ成膜条件で、単層のモリブデ
ンシリサイド酸化窒化膜からなる位相シフタ膜４を、膜
厚約１１３４Å成膜する。この場合、２４８ｎｍの波長
で、位相シフト量約１８０°の位相シフトマスク用ブラ
ンクスを得ることができた。このように、透明基板１の
上に位相シフタ膜４が形成されたものを位相シフトマス
ク用ブランクスと呼ぶ。

【００７９】その後、この位相シフタ膜４の透過率を安
定させるために、クリーンオーブンなどを用いて２００
℃以上の加熱処理を行なう。

【００８０】これにより、従来位相シフタ膜の成膜のレ
ジスト塗布プロセスなどの加熱処理（約１８０℃）によ
る透過率の変動（０．５〜１．０％）を防止することが
できる。

【００８１】次に、この位相シフタ膜４の上に、電子ビ
ーム用レジスト膜５（日本ゼオン製：ＺＥＰ−８１０Ｓ
（登録商標））などを膜厚約５０００Å形成する。その
後、モリブデンシリサイド酸化窒化膜は導電性を有しな
いため、電子ビームによる露光時の帯電を防止するため
に、帯電防止膜６（昭和電工製エスペーサ１００（登
録商標））などを約１００Å形成する。

【００８２】次に、図７を参照して、電子ビーム用レジ
スト膜５に、電子ビームを露光し帯電防止膜６を水洗で
除去する。その後、レジスト膜５を現像することによ
り、所定のレジストパターンを有するレジスト膜５を形
成する。

【００８３】次に、図８を参照して、上記レジスト膜５
をマスクとして、位相シフタ膜４のエッチングを行な
う。このときのエッチング装置は、平行平板型のＲＦイ
オンエッチング装置を用い、電極基板間距離を６０ｍ
ｍ、作動圧力０．３Ｔｏｒｒ、反応ガスＣＦ４＋Ｏ２を
用いてそれぞれの流量を約９５ｓｃｃｍおよび約５ｓｃ
ｃｍにより、エッチング時間約１１分によりエッチング
を行なう。

【００８４】次に、図９を参照して、レジスト膜５を除
去する。以上により、この実施の形態２における位相シ
フトマスクが完成する。

【００８５】（実施の形態３）次に、上記表４に示すサ
ンプルＴＭ３と同一成膜条件でＡｒＦレーザ露光用ハー
フトーン位相シフトマスクブランクスを作成した場合に
ついて説明する。

【００８６】図１０を参照して、表４のＴＭ３の成膜条
件で番号６０２５石英基板上に、膜厚約８１８Åのモリ
ブデンシリサイド酸化窒化膜からなる下層位相シフタ膜
４Ｌを形成する。

【００８７】その後、この下層位相シフタ膜４Ｌの上
に、膜厚約３００Åのモリブデンシリサイド酸化窒化膜
からなる上層位相シフタ膜４Ｕ形成する。この下層位相
シフタ膜４Ｌおよび上層位相シフタ膜４Ｕにより位相シ
フタ膜４を構成する。

【００８８】次に、この２層構造からなる位相シフタ膜
４に対して、大気中で３５０℃、３ｈｒの焼鈍処理を行
い、位相シフトマスクブランクスを完成させる。

【００８９】このようにして得られた位相シフトマスク
ブランクスの光学特性は、表１０のサンプルＴＭ３に対
応して、１９３ｎｍの波長で、透過率約６％、位相差約
１８０℃であった。

【００９０】位相差の評価は、レーザテック社製のＡｒ
Ｆ波長用位相差計と、光学定数からの計算によって行な
った。欠陥検査波長３６５ｎｍにおける透過率は、３６
％であった。

【００９１】得られたＡｒＦレーザ露光用ハーフトーン
位相シフトマスクブランクスを用いて、上述した実施の
形態１と同様のステップにより、位相シフタ膜４に所定
のパターンが形成される。また、位相シフト膜の評価
は、上記（評価３）と同じ評価が得られる。

【００９２】なお、上記実施の形態１〜３においては、
Ｔ／Ｓ間距離が４００ｍｍの場合について説明している
が、適用分野によっては、１００ｍｍ〜６００ｍｍの範
囲で適用可能である。

【００９３】また、上記実施の形態１〜３においては、
反応ガスとしてＮ₂Ｏを使用しているが、ＮＯ、Ｎ₂＋Ｏ
₂、または、これらの混合ガスを使用することも可能で
ある。また、不活性ガスとしてＡｒを使用しているが、
その他の不活性ガス（周期律表０族の属するガス）Ｈ
ｅ、Ｎｅ、Ｋｒ等を用いることも可能である。

【００９４】また、上記各実施の形態においては、ＬＴ
Ｓ法をモリブデンシリサイド系ハーフトーン位相シフタ
膜に適用したが、他のハーフトーン位相シフタ膜の材料
として、ＣｒＦｘなどの金属フッ化物、ＺｒＳｉＯｘな
どの金属シリサイド酸化物、ＺｒＳｉＯｘＮｙなどの金
属シリサイド酸窒化物が挙げられる。

【００９５】（実施の形態４）次に、この発明に基づい
た実施の形態４について説明する。この実施の形態３
は、位相シフトマスクの製造工程において、位相シフタ
膜の上に電子ビームまたはレーザ光による露光時の帯電
防止のための金属膜を形成するようにしたものである。

【００９６】以下、図１１〜図１５を参照して、位相シ
フタ膜製造工程について説明する。図１１〜図１５は、
図１に示す位相シフトマスクの断面構造に対応する断面
構造図である。

【００９７】まず、図１１を参照して、透明基板１の上
に、実施の形態１または実施の形態２と同様にモリブデ
ンシリサイドの酸化窒化膜からなる位相シフタ膜４を形
成する。

【００９８】その後、この位相シフタ膜４の上に、膜厚
約１００〜５００Å程度の帯電防止膜６を形成する。こ
の帯電防止膜６の膜質としては、位相シフタ膜の膜質
が、Ｍｏ系であるのでモリブデン膜を形成する。これ
は、上述した方法によって形成される、モリブデンシリ
サイドの酸化窒化物からなる位相シフタ膜４が導電性を
有しないためである。その後、この帯電防止膜６の上
に、電子線用レジスト膜５膜厚約５０００Å形成する。

【００９９】次に、図１２を参照して、電子ビーム用レ
ジスト膜５の所定の箇所に、電子ビームを露光して、現
像することにより、所望のレジストパターンを有するレ
ジスト膜５を形成する。

【０１００】次に、図１３を参照して、帯電防止膜６が
Ｍｏ系の場合は電子ビーム用レジスト膜５をマスクとし
て、帯電防止膜６および位相シフタ膜４をＣＦ４＋Ｏ２
ガスを用いて、ドライエッチングにより連続的にエッチ
ングする。

【０１０１】次に、図１４を参照して、Ｏ２プラズマ等
を用いて、レジスト膜５を除去する。その後、図１５を
参照して、エッチング液（硝酸第２セリウムアンモニウ
ム／過塩素酸混合液）等を用いて、停電防止膜６をエッ
チングし除去する。

【０１０２】これにより、位相シフトマスクが完成す
る。なお、上記位相シフトマスクのエッチングにおい
て、位相シフトマスクがＭｏＳｉ系の場合は、モリブデ
ン膜からなる帯電防止膜を形成しているが、これに限ら
れることなく、位相シフトマスクがＣｒ系に対し、帯電
防止膜としてＭｏＳｉ膜を用いてもかまわないし、ま
た、Ｍｏ系の位相シフタ膜に対して、Ｃｒ系の帯電防止
膜を用いるようにしても同様の作用効果を得ることがで
きる。

【０１０３】以上説明したように、位相シフトマスクの
製造工程時に、モリブデン膜を設けることにより、電子
線露光時の帯電防止を図ることが可能となり、また光学
式位置検出器の光反射膜としての役目をも果たすことが
可能となる。

【０１０４】なお、本実施の形態においては、帯電防止
膜としてモリブデン膜を用いたが、同様の効果が得られ
る金属膜、たとえばＷ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ａｌなどや
それらの合金からなる膜でもかまわない。

【０１０５】（実施の形態５）上記実施の形態に用いら
れる位相シフトマスク用ブランクスの構造について、実
施の形態５として、以下図を参照しながら説明する。

【０１０６】上記実施の形態に用いられる位相シフトマ
スク用ブランクスの構造は、図１６（ａ）および（ｂ）
に示す２種類の構造が挙げられる。（ａ）に示す構造
は、透明基板１の上に位相シフタ膜４が形成されたもの
であり、（ｂ）に示す構造は、透明基板１の上に位相シ
フタ膜４が形成され、さらに、この位相シフタ膜４の上
に、金属膜６が形成されているものである。

【０１０７】これらの位相シフトマスク用ブランクスを
用いて、位相シフトマスクを作成する場合、レジスト膜
４を露光する描画装置によっては、その作成手順が異な
る。たとえば、（１）電子ビームを使用してレジスト膜
を露光する場合、（２）レーザを使用してレジスト膜を
露光する場合は、作成手順が異なる（１）電子ビームを使用してレジスト膜を露光する場合まず、電子ビームを使用してレジスト膜を露光する場合
について、図１７（ａ）および（ｂ）を参照して説明す
る。

【０１０８】電子ビームを使用してレジスト膜を露光す
る場合、加速電圧が１０ｋｅＶと２０ｋｅＶ以上の場合
とでも、作成手順が異なる。

【０１０９】１０ｋｅＶの場合図１７（ａ）に示すように、透明基板１の上に、位相シ
フト膜４が形成され、この位相シフト膜４の上にレジス
ト膜５が形成され、このレジスト膜５の上に導電性高分
子からなる帯電防止膜６が形成される。

【０１１０】次に、電子ビームにより、レジスト膜５の
露光が行なわれる。その後、水洗により、帯電防止膜６
が除去される。

【０１１１】次に、レジスト膜５が現像される。その
後、位相シフタ膜のエッチングが行なわれる。その後、
レジスト膜が除去される。

【０１１２】または、図１７（ｂ）に示すように、透明
基板１の上に、位相シフト膜４が形成され、この位相シ
フト膜４の上に金属膜６ｂが形成され、この金属膜６ｂ
の上にレジスト膜５が形成され、このレジスト膜５の上
に導電性高分子からなる帯電防止膜６ａが形成される。

【０１１３】次に、電子ビームにより、レジスト膜５の
露光が行なわれる。その後、水洗により、帯電防止膜６
が除去される。

【０１１４】次に、レジスト膜５が現像される。その
後、金属膜６ｂのエッチングが行なわれる。

【０１１５】次に、位相シフタ膜のエッチングが行なわ
れる。その後、レジスト膜が除去される。その後、金属
膜が除去される。

【０１１６】または、図１７（ｂ）に示す場合におい
て、レジスト膜が除去された後に、発展的製造方法とし
て、以下の製造方法を採用することもできる。

【０１１７】レジスト膜が除去された後に、レジスト膜
を形成する。その後、このレジスト膜の上に、導電膜を
形成する。

【０１１８】次に、電子ビームにより、レジスト膜を露
光する（基板の露光時に、光を透過させたくない部分に
レジストを残す）。

【０１１９】次に、水洗で、帯電防止膜を除去する。そ
の後、レジスト膜を現像する。その後、金属膜のエッチ
ングを行なう。その後、レジスト膜の除去を行なう。

【０１２０】２０ｋｅＶ以上の場合図１７（ａ）に示す位相シフトマスク用ブランクス構造
の場合、上記１０ｋｅＶの場合同様の手順により、位相
シフトマスクが形成される。

【０１２１】また、図１７（ｂ）に示す位相シフトマス
ク用ブランクス構造の場合は、金属膜６ｂが帯電防止膜
として機能するため、導電性高分子からなる帯電防止膜
６ａの形成が不要になる。ただし、上記発展的製造方法
の場合は、導電性高分子からなる帯電防止膜６ａは必要
である。

【０１２２】（２）レーザを使用してレジスト膜を露光
する場合図１７（ａ）に示す位相シフトマスク用ブランクス構造
の場合は、導電性高分子からなる帯電防止膜６の形成は
不要である。

【０１２３】図１７（ｂ）に示す位相シフトマスク用ブ
ランクス構造の場合は、導電性高分子からなる帯電防止
膜６ｂの形成は不要である。また、この場合には、上記
発展的製造方法の場合においても、帯電防止膜６の形成
は不要である。

【０１２４】（実施の形態６）次に、上記実施の形態１
〜実施の形態５おける位相シフトマスクにおいて、図１
８に示すように、残り欠陥（黒欠陥）５０やピンホール
欠陥（白欠陥）５１が生じた場合の欠陥検査方法および
欠陥修正方法について説明する。

【０１２５】まず、製作した位相シフトマスクについ
て、光透過型欠陥検査装置（ＫＬＡ社製２３９ＨＲ
型）を用いて、チップ比較方式の欠陥検査を行なう。

【０１２６】この欠陥検査装置は、水銀ランプを光源と
する光で検査を行なう。検査の結果、パターンがエッチ
ングされるべきところに位相シフタ膜が残る残り欠陥
と、位相シフタ膜が残るべきところがピンホールや欠け
の形状でなくなってしまうピンホール欠陥を検出する。

【０１２７】次に、これらの欠陥を修正する。残り欠陥
については、従来のフォトマスクで用いられている、Ｙ
ＡＧレーザによるレーザブロー修正装置を用いて行な
う。

【０１２８】また、他の方法として、ＦＩＢによるスパ
ッタエッチのガス導入によるアシストエッチによっても
除去することができる。

【０１２９】また、上記における欠陥検査装置は、水銀
ランプを光源とする光で検査を行なっているが、レーザ
を光源とする光で検査を行なう場合でも同様の方法によ
り残り欠陥の修正を行なうことができる。

【０１３０】次に、ピンホール欠陥については、従来の
フォトマスクに用いられている、ＦＩＢアシストデポジ
ション方法によるカーボン系膜５２のデポジションによ
り、ピンホール欠陥部分を埋め込む修正を行なう。

【０１３１】このようにして、修正された位相シフトマ
スクを洗浄した場合においても、カーボン系膜５２が剥
がれることなく、良好な位相シフトマスクを得ることが
できる。

【０１３２】次に、上述した位相シフトマスクを用いた
露光方法について説明する。この位相シフトマスクを用
いた場合、位相シフタ膜の膜厚は、表６〜表８の膜厚寸
法（ｄｓ）に示されるように、約６８０Å〜２６００Å
程度の膜厚で形成されている。このため、従来の位相シ
フタ膜の膜厚よりも約半分程度で形成されているため
に、図１９に示すように、露光光に含まれる斜め成分の
露光光に対しても、１８０°の位相差を与えることが可
能となる。

【０１３３】その結果、図２０に示すように、たとえば
０．２５μｍのコンタクトホールを開口しようとした場
合、１．２μｍの焦点ずれを許容することが可能とな
る。また、従来用いられているフォトマスクの場合、図
２１に示すように、同じ０．２５μｍのコンタクトホー
ルを開口する場合は、０．６μｍの焦点ずれしか許容す
ることはできなかった。

【０１３４】さらに、コーヒーレンシが０．３〜０．
７、好ましくは０．６〜０．７の露光装置においては、
図２２に示すように、焦点深度を従来のフォトマスクに
比べて大きく向上させることが可能となる。

【０１３５】なお、図２０〜図２２は、５：１の縮小投
影露光装置を用いた場合についての結果を示している
が、縮小倍率が４：１，２．５：１の縮小投影露光装置
や１：１の投影露光装置を用いても同様の作用効果を得
ることができる。また、投影露光装置に限らず、密着露
光、プロキシミティ露光を用いても同様の効果を得るこ
とができる。さらに上記露光方法は、ｇ線，ｉ線，Ｋｒ
Ｆレーザ等のいずれを用いても同様の作用効果を得るこ
とができる。

【０１３６】以上、この実施の形態における位相シフト
マスクを用いた露光方法によれば、露光不良の発生を防
止することが可能となるために、半導体装置の製造工程
における歩留りの向上を図ることが可能となる。この露
光方法は、６４Ｍ，１２８Ｍ，２５６Ｍ，１ＧのＤＲＡ
Ｍ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＡＳＩＣ、マイコ
ン、ＧａＡｓなどの半導体装置の製造工程において有効
に用いることができ、さらには単体の半導体デバイス
や、液晶ディスプレイの製造工程においても十分用いる
ことが可能となる。

【０１３７】以上、今回開示した実施の形態はすべての
点で例示であって制限的なものではないと考えられるべ
きである。本発明の技術的範囲は上記した説明ではなく
て特許請求の範囲によって画定され、特許請求の範囲と
均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれるこ
とが意図される。

【０１３８】

【発明の効果】この発明に基づいた、位相シフトマスク
およびその製造方法等によれば、ＡｒＦレーザ露光波長
（１９３ｎｍ）や、ＫｒＦレーザ露光波長（２４８ｎ
ｍ）において高い透過率が得られる。また、低欠陥のハ
ーフトーン位相シフトマスクが得られる。これは、ＬＴ
Ｓ方式を採用した低圧スパッタ成膜であるため、活性ガ
スや反応ガスの密度が低くなるため、スパッタターゲッ
トからスパッタされるモリブデンシリサイドの粒子が、
直進性良く基板に到達し、密度の高い膜すなわち屈折率
の高い膜が得られる。

【０１３９】また、Ｌ／Ｓ距離が十分大きいため、反応
性ガスがスパッタターゲットに到達する効果が小さくな
りターゲットの酸窒化が少なくなり、マスクのパーティ
クル、ピンホールなどの欠陥発生の要因に一つを回避す
ることができる。

【０１４０】また、反応性ガスを多く供給しても、スパ
ッタターゲットに余り到達しないので、基板において十
分酸窒化が行なわれ、高い透過率の膜を得ることが可能
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＬＴＳ法が採用されたスパッタリング装置の
構成を示す模式図である。

【図２】ＡｒＦレーザにおける各サンプルの位相シフ
タ膜を、その光学特性に基づき、プロットした図であ
る。

【図３】ＫｒＦレーザにおける各サンプルの位相シフ
タ膜を、その光学特性に基づき、プロットした図であ
る。

【図４】この発明に基づいた実施の形態２における位
相シフトマスクの断面構造図である。

【図５】この発明に基づいた位相シフトマスクを用い
た場合のマスク上の電場およびウェハ上の電場を示す模
式図である。

【図６】この発明に基づいた実施の形態２における位
相シフトマスクの製造方法の第１製造工程を示す断面図
である。

【図７】この発明に基づいた実施の形態２および３に
おける位相シフトマスクの製造方法の第２製造工程を示
す断面図である。

【図８】この発明に基づいた実施の形態２および３に
おける位相シフトマスクの製造方法の第３製造工程を示
す断面図である。

【図９】この発明に基づいた実施の形態２および３に
おける位相シフトマスクの製造方法の第４製造工程を示
す断面図である。

【図１０】この発明に基づいた実施の形態３における
位相シフトマスクの製造方法の第１製造工程を示す断面
図である。

【図１１】この発明に基づいた実施の形態４における
位相シフトマスクの製造方法の第１製造工程を示す断面
図である。

【図１２】この発明に基づいた実施の形態４における
位相シフトマスクの製造方法の第２製造工程を示す断面
図である。

【図１３】この発明に基づいた実施の形態４における
位相シフトマスクの製造方法の第３製造工程を示す断面
図である。

【図１４】この発明に基づいた実施の形態４における
位相シフトマスクの製造方法の第４製造工程を示す断面
図である。

【図１５】この発明に基づいた実施の形態４における
位相シフトマスクの製造方法の第５製造工程を示す断面
図である。

【図１６】（ａ）および（ｂ）は、この発明に基づい
た実施の形態５における位相シフトマスク用ブランクス
の断面図である。

【図１７】（ａ）および（ｂ）は、この発明に基づい
た実施の形態５における位相シフトマスク用ブランクス
の製造方法を示す断面図である。

【図１８】この発明に基づいた位相シフトマスクの欠
陥修正方法を示す断面図である。

【図１９】この発明に基づいた位相シフトマスクを用
いた露光方法の状態を示す模式図である。

【図２０】この発明に基づいた位相シフトマスクを用
いた露光方法における焦点ずれとコンタクトホールサイ
ズとの関係を示す図である。

【図２１】従来技術におけるフォトマスクを用いた露
光方法における焦点ずれとコンタクトホールサイズとの
関係を示す図である。

【図２２】この発明に基づいた位相シフトマスクを用
いた露光方法と従来技術における位相シフトマスクを用
いた露光方法とのコーヒーレンシと焦点深度との関係を
比較する図である。

【符号の説明】

１透明基板、４第２光透過部、１０第１光透過
部、３０位相シフトパターン、２００位相シフトマ
スク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/306 Ｈ０１Ｌ 21/306 Ｓ (72)発明者悳昭彦埼玉県秩父市大字寺尾2804番地アルバック成膜株式会社内 (72)発明者吉岡信行東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者前床和行東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 2H095 BB03 BB25 BC17 BD04 BD12 BD13 BD32 BD33 BD34 BD35 4K029 BA02 BA03 BA07 BA11 BA16 BA17 BA35 BA41 BB02 BD01 CA06 DA04 DC01 EA00 EA03 EA04 GA00 GA01 HA07 5F043 AA26 AA28 BB18 CC16 DD15 GG10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】位相シフトマスクに用いられる位相シフ
タ膜であって、当該位相シフタ膜は、反応性ロングスロースパッタリン
グ装置を用いて形成された膜であることを特徴とする、
位相シフタ膜。
【請求項２】前記反応性ロングスロースパッタリング
装置は、反応ガスと不活性ガスとを、それぞれ分離して
導入することを特徴とする、請求項１に記載の位相シフ
タ膜。
【請求項３】前記反応ガスは基板側へ導入され、前記
不活性ガスはターゲット側へ導入されることを特徴とす
る、請求項２に記載の位相シフタ膜。
【請求項４】前記反応性ロングスロースパッタリング
装置は、圧力が、７．５×１０^-4Ｔｏｒｒ以下、前記ターゲットと前記基板との距離が、１００ｍｍ以上
であり、前記反応ガスと前記不活性ガスとの流量比が、５０％≦反応ガス／不活性ガス≦８０％である、ことを
特徴とする、請求項２または３に記載の位相シフタ膜。
【請求項５】前記反応性ロングスロースパッタリング
装置は、反応ガスと不活性ガスとを、それぞれ混合して
導入することを特徴とする、請求項１に記載の位相シフ
タ膜。
【請求項６】前記位相シフタ膜は、２００℃以上の熱
処理が施されている、請求項１から５のいずれかに記載
の位相シフタ膜。
【請求項７】当該位相シフタ膜は、モリブデンシリサ
イドの酸化窒化物からなる、請求項１から６のいずれか
に記載の位相シフタ膜。
【請求項８】位相シフトマスクに用いられる位相シフ
タ膜の製造方法であって、当該位相シフタ膜は、反応性ロングスロースパッタリン
グ方法を用いて形成しすることを特徴とする、位相シフ
タ膜の製造方法。
【請求項９】前記反応性ロングスロースパッタリング
方法は、反応ガスと不活性ガスとを、それぞれ分離して
導入することを特徴とする、請求項８に記載の位相シフ
タ膜の製造方法。
【請求項１０】前記反応ガスは基板側へ導入され、前
記不活性ガスはターゲット側へ導入されることを特徴と
する、請求項９に記載の位相シフタ膜の製造方法。
【請求項１１】前記反応性ロングスロースパッタリン
グ方法は、圧力が、７．５×１０^-4Ｔｏｒｒ以下、前記ターゲットと前記基板との距離が、１００ｍｍ以上
であり、前記反応ガスと前記不活性ガスとの流量比が、５０％≦反応ガス／不活性ガス≦８０％である、ことを
特徴とする、請求項９または１０に記載の位相シフタ膜
の製造方法。
【請求項１２】前記反応性ロングスロースパッタリン
グ装置は、反応ガスと不活性ガスとを、それぞれ混合し
て導入することを特徴とする、請求項８に記載の位相シ
フタ膜の製造方法。
【請求項１３】前記位相シフタ膜を形成する工程は、前記位相シフタ膜を形成した後に、２００℃以上の熱処
理を行なう工程をさらに含む、請求項８から１２のいず
れかに記載の位相シフタ膜の製造方法。
【請求項１４】前記位相シフタ膜は、モリブデンシリ
サイドの酸化窒化物からなる、請求項８から１３のいず
れかに記載の位相シフタ膜の製造方法。
【請求項１５】透明基板と、この透明基板の上に設け
られる位相シフタ膜と、を備えた位相シフトマスク用ブ
ランクスであって、前記位相シフタ膜は、反応性ロングスロースパッタリン
グ装置を用いて形成された膜であることを特徴とする、
位相シフトマスク用ブランクス。
【請求項１６】前記反応性ロングスロースパッタリン
グ装置は、反応ガスと不活性ガスとを、それぞれ分離し
て導入することを特徴とする、請求項１５に記載の位相
シフトマスク用ブランクス。
【請求項１７】前記反応ガスは基板側へ導入され、前
記不活性ガスはターゲット側へ導入されることを特徴と
する、請求項１６に記載の位相シフトマスク用ブランク
ス。
【請求項１８】前記反応性ロングスロースパッタリン
グ装置は、圧力が、７．５×１０^-4Ｔｏｒｒ以下、前記ターゲットと前記基板との距離が、１００ｍｍ以上
であり、前記反応ガスと前記不活性ガスとの流量比が、５０％≦反応ガス／不活性ガス≦８０％である、ことを
特徴とする、請求項１６または１７に記載の位相シフト
マスク用ブランクス。
【請求項１９】前記反応性ロングスロースパッタリン
グ装置は、反応ガスと不活性ガスとを、それぞれ混合し
て導入することを特徴とする、請求項１５に記載の位相
シフトマスク用ブランクス。
【請求項２０】前記位相シフタ膜は、２００℃以上の
熱処理が施されている、請求項１５から１８のいずれか
に記載の位相シフトマスク用ブランクス。
【請求項２１】前記位相シフタ膜は、モリブデンシリ
サイドの酸化窒化物からなる、請求項１５から２０のい
ずれかに記載の位相シフトマスク用ブランクス。
【請求項２２】前記位相シフタ膜の上に、金属膜をさ
らに備える、請求項１５〜２１に記載の位相シフトマス
ク用ブランクス。
【請求項２３】前記金属膜は、モリブデン、クロム、
タングステン、タンタル、チタン、シリコン、アルミの
いずれかの材料からなる膜、または、これらのいずれか
の組合わせからなる合金膜である、請求項２２に記載の
位相シフトマスク用ブランクス。
【請求項２４】前記位相シフトマスク用ブランクス
は、前記透明基板の上に、レジスト膜をさらに備える、請求
項１５〜２３のいずれかに記載の位相シフトマスク用ブ
ランクス。
【請求項２５】前記位相シフタ膜の上にレジスト膜
と、前記レジスト膜の上に帯電防止膜と、をさらに備える、
請求項１５に記載の位相シフトマスク用ブランクス。
【請求項２６】前記帯電防止膜は、導電性の高分子材
料からなる、請求項２５に記載の位相シフトマスク用ブ
ランクス。
【請求項２７】透明基板の上に位相シフタ膜形成工程
を有する位相シフトマスク用ブランクスの製造方法であ
って、前記位相シフタ膜形成工程は、反応性ロングスロースパ
ッタリング方法を用いて位相シフタ膜を形成することを
特徴とする、位相シフトマスク用ブランクスの製造方
法。
【請求項２８】前記反応性ロングスロースパッタリン
グ方法は、反応ガスと不活性ガスとを、それぞれ分離し
て導入することを特徴とする、請求項２７に記載の位相
シフトマスク用ブランクスの製造方法。
【請求項２９】前記反応ガスは基板側へ導入され、前
記不活性ガスはターゲット側へ導入されることを特徴と
する、請求項２８に記載の位相シフトマスク用ブランク
スの製造方法。
【請求項３０】前記反応性ロングスロースパッタリン
グ方法は、圧力が、７．５×１０^-4Ｔｏｒｒ以下、前記ターゲットと前記基板との距離が、１００ｍｍ以上
であり、前記反応ガスと前記不活性ガスとの流量比が、５０％≦反応ガス／不活性ガス≦８０％である、ことを
特徴とする、請求項２８または２９に記載の位相シフト
マスク用ブランクスの製造方法。
【請求項３１】前記反応性ロングスロースパッタリン
グ装置は、反応ガスと不活性ガスとを、それぞれ混合し
て導入することを特徴とする、請求項２７に記載の位相
シフトマスク用ブランクスの製造方法。
【請求項３２】前記位相シフトマスク用ブランクスを
形成する工程は、前記位相シフタ膜をスパッタリング法を用いて形成した
後に、２００℃以上の熱処理を行なう工程を含む、請求
項２７から３１のいずれかに記載の位相シフトマスク用
ブランクスの製造方法。
【請求項３３】前記位相シフタ膜は、モリブデンシリ
サイドの酸化窒化物からなる、請求項２７から３２のい
ずれかに記載の位相シフトマスク用ブランクスの製造方
法。
【請求項３４】前記位相シフタ膜を形成する工程の後
に金属膜を形成する工程をさらに含む、請求項２７〜３
３のいずれかに記載の位相シフトマスク用ブランクスの
製造方法。
【請求項３５】前記金属膜は、モリブデン、クロム、
タングステン、タンタル、チタン、シリコン、アルミの
いずれかの材料からなる膜、または、これらのいずれか
の組合わせからなる合金膜である、請求項３４に記載の
位相シフトマスク用ブランクスの製造方法。
【請求項３６】前記位相シフタ膜を形成する工程の後
にレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜を形成する工程の後に前記レジスト膜の
上に帯電防止膜を形成する工程と、をさらに含む、請求
項２７〜３５のいずれかに記載の位相シフトマスク用ブ
ランクスの製造方法。
【請求項３７】前記帯電防止膜は、導電性の高分子材
料からなる、請求項３６に記載の位相シフトマスク用ブ
ランクスの製造方法。
【請求項３８】透明基板と、この透明基板の上に設け
られ、所定の露光パターンを有する位相シフタ膜と、を
備えた位相シフトマスクであって、前記位相シフタ膜は、反応性ロングスロースパッタリン
グ装置を用いて形成された膜であることを特徴とする、
位相シフトマスク。
【請求項３９】前記反応性ロングスロースパッタリン
グ装置は、反応ガスと不活性ガスとを、それぞれ分離し
て導入することを特徴とする、請求項３８に記載の位相
シフトマスク。
【請求項４０】前記反応ガスは基板側へ導入され、前
記不活性ガスはターゲット側へ導入されることを特徴と
する、請求項３９に記載の位相シフトマスク。
【請求項４１】前記反応性ロングスロースパッタリン
グ装置は、圧力が、７．５×１０^-4Ｔｏｒｒ以下、前記ターゲットと前記基板との距離が、１００ｍｍ以上
であり、前記反応ガスと前記不活性ガスとの流量比が、５０％≦反応ガス／不活性ガス≦８０％である、ことを
特徴とする、請求項３９または４０に記載の位相シフト
マスク。
【請求項４２】前記反応性ロングスロースパッタリン
グ装置は、反応ガスと不活性ガスとを、それぞれ混合し
て導入することを特徴とする、請求項３８に記載の位相
シフトマスク。
【請求項４３】前記位相シフタ膜は、２００℃以上の
熱処理が施されている、請求項３８から４２のいずれか
に記載の位相シフトマスク。
【請求項４４】前記位相シフタ膜は、モリブデンシリ
サイドの酸化窒化物からなる、請求項３８から４３のい
ずれかに記載の位相シフトマスク。
【請求項４５】透明基板の上に位相シフタ膜を形成する
工程と、前記位相シフタ膜の上に所定のパターンを有するレジス
ト膜を形成する工程と、前記レジスト膜をマスクにして前記位相シフタ膜のパタ
ーニングを行なう工程と、を含む位相シフトマスクの製
造方法であって、前記位相シフタ膜の形成工程は、反応性ロングスロース
パッタリング方法を用いて位相シフタ膜を形成する工程
を有することを特徴とする、位相シフトマスクの製造方
法。
【請求項４６】前記反応性ロングスロースパッタリン
グ方法は、反応ガスと不活性ガスとを、それぞれ分離し
て導入することを特徴とする、請求項４５に記載の位相
シフトマスクの製造方法。
【請求項４７】前記反応ガスは基板側へ導入され、前
記不活性ガスはターゲット側へ導入されることを特徴と
する、請求項４６に記載の位相シフトマスクの製造方
法。
【請求項４８】前記反応性ロングスロースパッタリン
グ方法は、圧力が、７．５×１０^-4Ｔｏｒｒ以下、前記ターゲットと前記基板との距離が、１００ｍｍ以上
であり、前記反応ガスと前記不活性ガスとの流量比が、５０％≦反応ガス／不活性ガス≦８０％である、ことを
特徴とする、請求項４６または４７に記載の位相シフト
マスクの製造方法。
【請求項４９】前記反応性ロングスロースパッタリン
グ方法は、反応ガスと不活性ガスとを、それぞれ混合し
て導入することを特徴とする、請求項４５に記載の位相
シフトマスクの製造方法。
【請求項５０】前記位相シフタ膜を形成する工程は、前記位相シフタ膜を形成した後に、２００℃以上の熱処
理を行なう工程を含む、請求項４５から４９のいずれか
に記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項５１】前記位相シフタ膜は、モリブデンシリ
サイドの酸化窒化物からなる、請求項４５から５０のい
ずれかに記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項５２】前記位相シフタ膜を形成する工程と、
前記レジスト膜を形成する工程との間に、金属膜を形成
する工程をさらに含む、請求項５１に記載の位相シフト
マスクの製造方法。
【請求項５３】前記金属膜は、モリブデン、クロム、
タングステン、タンタル、チタン、シリコン、アルミの
いずれかの材料からなる膜、または、これらのいずれか
の組合わせからなる合金膜である、請求項５１に記載の
位相シフトマスクの製造方法。
【請求項５４】前記位相シフタ膜のパターニングを行
なう工程は、フッ化炭素と酸素との混合ガスを用いてドライエッチン
グ法により行なう工程を含む、請求項５２または５３に
記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項５５】前記レジスト膜を形成する工程の後
に、前記レジスト膜の上に帯電防止膜を形成する工程をさら
に含む、請求項４５〜５４のいずれかに記載の位相シフ
トマスクの製造方法。
【請求項５６】前記帯電防止膜は、導電性の高分子材
料からなる、請求項５５に記載の位相シフトマスクの製
造方法。
【請求項５７】前記帯電防止膜は、モリブデン系の金
属材料からなる、請求項５５または５６に記載の位相シ
フトマスクの製造方法。
【請求項５８】所定のパターンを有する前記レジスト
膜を形成する工程は、前記レジスト膜を露光する工程と、前記レジスト膜の現像前に前記帯電防止膜を除去する工
程と、前記レジスト膜を現像する工程と、を含む、請求項５５
〜５７のいずれかに記載の位相シフトマスクの製造方
法。
【請求項５９】前記帯電防止膜を除去する工程は、水
を用いて前記帯電防止膜を除去することを特徴とする、
請求項５８に記載の位相シフトマスクの製造方法。
【請求項６０】パターン形成層の上にレジスト膜を塗
布し、所定のパターンを含む位相シフトマスクを用い
て、前記レジスト膜を露光する工程を有する、位相シフ
トマスクを用いた露光方法であって、前記位相シフトマスクは、透明基板と、この透明基板の
上に設けられ、所定の露光パターンを有し、前記位相シ
フタ膜は、反応性ロングスロースパッタリング装置を用
いて形成された膜であることを特徴とする、位相シフト
マスクを用いた露光方法。
【請求項６１】位相シフトマスクを用いて製造され
る、半導体装置であって、前記位相シフトマスクは、透明基板と、この透明基板の
上に設けられ、所定の露光パターンを有する位相シフタ
膜とを備え、前記位相シフタ膜は、反応性ロングスロー
スパッタリング装置を用いて形成された膜であることを
特徴とする、半導体装置。
【請求項６２】当該半導体装置は、ＤＲＡＭ，ＳＲＡ
Ｍ，フラッシュメモリ、ＡＳＩＣ、マイコンＧａＡｓ、
または、液晶ディスプレイである、請求項６１に記載の
半導体装置。
【請求項６３】透明基板と、この透明基板の上に設け
られ、所定の露光パターンを有する位相シフタ膜とを備
え、前記位相シフタ膜は、反応性ロングスロースパッタ
リング装置を用いて形成された膜であり、前記位相シフ
タ膜に残り欠陥（黒欠陥）またはピンホール欠陥（白欠
陥）が生じた場合の位相シフトマスクの欠陥検査方法で
あって、前記位相シフタ膜に対し、水銀ランプ、または、レーザ
を光源とする光を用いて、チップ比較方式により、欠陥
検査を行なうことを特徴とする、位相シフトマスクの欠
陥検査方法。
【請求項６４】透明基板と、この透明基板の上に設け
られ、所定の露光パターンを有する位相シフタ膜とを備
え、前記位相シフタ膜は、反応性ロングスロースパッタ
リング装置を用いて形成された膜であり、前記位相シフ
タ膜に残り欠陥（黒欠陥）が生じた場合の位相シフトマ
スクの欠陥検査方法であって、前記位相シフタ膜の残り
欠陥（黒欠陥）に対して、ＹＡＧレーザ、または、ＦＩ
Ｂによるスパッタエッチングにより残り欠陥の修正を行
なうことを特徴とする、欠陥修正方法。
【請求項６５】透明基板と、この透明基板の上に設け
られ、所定の露光パターンを有する位相シフタ膜とを備
え、前記位相シフタ膜は、反応性ロングスロースパッタ
リング装置を用いて形成された膜であり、前記位相シフ
タ膜にピンホール欠陥（白欠陥）が生じた場合の位相シ
フトマスクの欠陥修正方法であって、前記位相シフタ膜に生じたピンホール欠陥（白欠陥）に
対して、ＦＩＢアシストデポジション方法によるカーボ
ン系膜のデポジションにより、ピンホール欠陥の埋め込
み修正を行なうことを特徴とする、欠陥修正方法。