JP2003322947A - ハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク - Google Patents
ハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びハーフトーン型位相シフトマスクInfo
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- JP2003322947A JP2003322947A JP2002127454A JP2002127454A JP2003322947A JP 2003322947 A JP2003322947 A JP 2003322947A JP 2002127454 A JP2002127454 A JP 2002127454A JP 2002127454 A JP2002127454 A JP 2002127454A JP 2003322947 A JP2003322947 A JP 2003322947A
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 露光光の波長〜７００ｎｍという広波長範囲
で、反射率の変動を抑えることによって、所望の表面反
射率が得られるような、ハーフトーン型位相シフトマス
クブランク等を提供する。 【解決手段】 透明基板上に位相シフター部を形成する
ための位相シフター膜を有するハーフトーン型位相シフ
トマスクブランクにおいて、前記位相シフター膜の表面
反射率の変動幅が、露光光の波長〜７００ｎｍに亘って
２０％以内であることを特徴とする。
で、反射率の変動を抑えることによって、所望の表面反
射率が得られるような、ハーフトーン型位相シフトマス
クブランク等を提供する。 【解決手段】 透明基板上に位相シフター部を形成する
ための位相シフター膜を有するハーフトーン型位相シフ
トマスクブランクにおいて、前記位相シフター膜の表面
反射率の変動幅が、露光光の波長〜７００ｎｍに亘って
２０％以内であることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、位相シフターによ
る光の干渉作用を利用して転写パターンの解像度を向上
できるようにした位相シフトマスク及びその素材として
の位相シフトマスクブランク等に関し、特にハーフトー
ン型の位相シフトマスク及びマスクブランク等に関す
る。
る光の干渉作用を利用して転写パターンの解像度を向上
できるようにした位相シフトマスク及びその素材として
の位相シフトマスクブランク等に関し、特にハーフトー
ン型の位相シフトマスク及びマスクブランク等に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年のフォトリソグラフフィーにおける
超解像技術を実現する１つとして、位相シフトマスクが
挙げられる。その中でも特にハーフトーン型の位相シフ
トマスクは、マスク作製時のパターン加工が比較的容易
であることから、コンタクトホール形成を主たる用途と
して広く用いられるようになった。さらに最近ではＤＲ
ＡＭなどにおけるラインアンドスペース（Ｌ＆Ｓ）など
の繰り返しパターンや孤立パターンヘの適用が進んでい
る。ハーフトーン型位相シフトマスクは、図７に示すよ
うに、透明基板２上に、少なくとも、光透過部７及び、
光半透過性を有しかつ位相シフト機能を有するハーフト
ーン位相シフター部８を有し、そのハーフトーン位相シ
フター部８の構成の面から、単層型と多層型とに大別で
きる。単層型は、加工性の容易さから現在主流となって
おり、ハーフトーン位相シフター部がＭｏＳｉＮあるい
はＭｏＳｉＯＮからなる単層膜で構成されているものが
ほとんどである。一方多層型は、前記ハーフトーン位相
シフター部が、主に透過率を制御する層と、主に位相シ
フト量を制御する層との組み合わせからなり、透過率に
代表される分光特性と、位相シフト量（位相角）の制御
を独立して行うことが可能となる。一方、ＬＳＩパター
ンの微細化に伴い、露光光源の波長（露光光波長）は、
現行のＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）から、Ａｒ
Ｆエキシマレーザ（１９３ｎｍ）へ、さらに将来的には
Ｆ2エキシマレーザ（１５７ｎｍ）へと短波長化が進む
と予想される。このような露光光源の短波長化に伴い、
所定の透過率及び位相シフト量を満足するようなハーフ
トーン位相シフター部の材料の選定の幅が狭まる方向に
ある。また、露光光源の短波長化に伴い、従前の波長で
みた場合に光透過性の高い材料が必要があり、その結
果、パターン加工の際に石英基板とのエッチング選択性
が小さくなるという問題がある。多層型（２層膜）のハ
ーフトーン位相シフターは、２層膜の組合せで位相差及
び透過率をコントロールでき材料選定が容易であるとい
う利点、及び上層のエッチングストッパーの役割を果た
すような材料を下層として選択できるという利点（特願
２００１−１７４９７３）があることから、多層型（２
層型）のハーフトーン位相シフターについて開発が進め
られている。
超解像技術を実現する１つとして、位相シフトマスクが
挙げられる。その中でも特にハーフトーン型の位相シフ
トマスクは、マスク作製時のパターン加工が比較的容易
であることから、コンタクトホール形成を主たる用途と
して広く用いられるようになった。さらに最近ではＤＲ
ＡＭなどにおけるラインアンドスペース（Ｌ＆Ｓ）など
の繰り返しパターンや孤立パターンヘの適用が進んでい
る。ハーフトーン型位相シフトマスクは、図７に示すよ
うに、透明基板２上に、少なくとも、光透過部７及び、
光半透過性を有しかつ位相シフト機能を有するハーフト
ーン位相シフター部８を有し、そのハーフトーン位相シ
フター部８の構成の面から、単層型と多層型とに大別で
きる。単層型は、加工性の容易さから現在主流となって
おり、ハーフトーン位相シフター部がＭｏＳｉＮあるい
はＭｏＳｉＯＮからなる単層膜で構成されているものが
ほとんどである。一方多層型は、前記ハーフトーン位相
シフター部が、主に透過率を制御する層と、主に位相シ
フト量を制御する層との組み合わせからなり、透過率に
代表される分光特性と、位相シフト量（位相角）の制御
を独立して行うことが可能となる。一方、ＬＳＩパター
ンの微細化に伴い、露光光源の波長（露光光波長）は、
現行のＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）から、Ａｒ
Ｆエキシマレーザ（１９３ｎｍ）へ、さらに将来的には
Ｆ2エキシマレーザ（１５７ｎｍ）へと短波長化が進む
と予想される。このような露光光源の短波長化に伴い、
所定の透過率及び位相シフト量を満足するようなハーフ
トーン位相シフター部の材料の選定の幅が狭まる方向に
ある。また、露光光源の短波長化に伴い、従前の波長で
みた場合に光透過性の高い材料が必要があり、その結
果、パターン加工の際に石英基板とのエッチング選択性
が小さくなるという問題がある。多層型（２層膜）のハ
ーフトーン位相シフターは、２層膜の組合せで位相差及
び透過率をコントロールでき材料選定が容易であるとい
う利点、及び上層のエッチングストッパーの役割を果た
すような材料を下層として選択できるという利点（特願
２００１−１７４９７３）があることから、多層型（２
層型）のハーフトーン位相シフターについて開発が進め
られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、フォトマス
クにおいては、露光光に対する反射率をある程度まで抑
えることが要求されている。一方、マスクプロセスおけ
る種々の評価・測定装置のうち、マスクブランクおよび
マスクの欠陥・異物検査装置やフラットネス・応力の測
定装置などでは反射光学系が用いられているため、該装
置において検出・測定可能となるような反射率とするこ
とも要求される。このようなマスクプロセスおける種々
の評価・測定装置においては、光源の波長は評価・測定
装置ごとに異なり、さらに異物・欠陥検査等の検査波長
は、短波長化する方向で開発が進められているため、装
置の新旧などによっても変わってくる。代表的な光源波
長の例を示すと、 ブランクの異物・欠陥検査：４８８ｎｍ，３６４ｎｍな
ど マスクの外観・異物・欠陥検査：２５７ｎｍ，２６６ｎ
ｍ，３６４ｎｍなど フラットネス、応力：６３３ｎｍなど となり、真空紫外域〜可視域までの幅広い波長範囲の光
源が用いられているといえる。そして、使用波長は、ユ
ーザーによって異なる場合があるのが実情である。しか
しながら、ハーフトーン型位相シフトマスクブランク
（マスク）における位相シフター膜の表面反射率は波長
に対して変動しており、上記のような複数の波長におい
て同時に所望の範囲の反射率を得ることが困難であっ
た。その結果、評価工程の一部において精度低下を招い
ていた。特に、上述のような上層に位相調整層、下層に
透過率調整層を備えた２層型ハーフトーン位相シフトマ
スクブランク（マスク）における位相シフター膜は、下
層の反射光と上層の反射光の干渉により、位相シフター
膜の反射率が波長に対し干渉波の曲線（反射スペクト
ル）を描くことから反射率の変動が大きく、上記のよう
な広い波長範囲で同時に所望の反射率を得ることが困難
であった。
クにおいては、露光光に対する反射率をある程度まで抑
えることが要求されている。一方、マスクプロセスおけ
る種々の評価・測定装置のうち、マスクブランクおよび
マスクの欠陥・異物検査装置やフラットネス・応力の測
定装置などでは反射光学系が用いられているため、該装
置において検出・測定可能となるような反射率とするこ
とも要求される。このようなマスクプロセスおける種々
の評価・測定装置においては、光源の波長は評価・測定
装置ごとに異なり、さらに異物・欠陥検査等の検査波長
は、短波長化する方向で開発が進められているため、装
置の新旧などによっても変わってくる。代表的な光源波
長の例を示すと、 ブランクの異物・欠陥検査：４８８ｎｍ，３６４ｎｍな
ど マスクの外観・異物・欠陥検査：２５７ｎｍ，２６６ｎ
ｍ，３６４ｎｍなど フラットネス、応力：６３３ｎｍなど となり、真空紫外域〜可視域までの幅広い波長範囲の光
源が用いられているといえる。そして、使用波長は、ユ
ーザーによって異なる場合があるのが実情である。しか
しながら、ハーフトーン型位相シフトマスクブランク
（マスク）における位相シフター膜の表面反射率は波長
に対して変動しており、上記のような複数の波長におい
て同時に所望の範囲の反射率を得ることが困難であっ
た。その結果、評価工程の一部において精度低下を招い
ていた。特に、上述のような上層に位相調整層、下層に
透過率調整層を備えた２層型ハーフトーン位相シフトマ
スクブランク（マスク）における位相シフター膜は、下
層の反射光と上層の反射光の干渉により、位相シフター
膜の反射率が波長に対し干渉波の曲線（反射スペクト
ル）を描くことから反射率の変動が大きく、上記のよう
な広い波長範囲で同時に所望の反射率を得ることが困難
であった。
【０００４】本発明は、上述の課題を鑑みてなされたも
のであり、露光光の波長〜７００ｎｍという広波長範囲
で、反射率の変動を抑えることによって、所望の表面反
射率が得られるような、ハーフトーン型位相シフトマス
クブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク、特に
真空紫外露光〜ＡｒＦ（波長１４０ｎｍ〜２００ｎｍ）
対応のハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びハ
ーフトーン型位相シフトマスクにおいて、露光光よりも
長波長の複数の波長を使用した種々の測定、評価の装置
に対し、好適に使用できるハーフトーン型位相シフトマ
スクブランク及びハーフトーン型位相シフトマスクを提
供することを目的とする。
のであり、露光光の波長〜７００ｎｍという広波長範囲
で、反射率の変動を抑えることによって、所望の表面反
射率が得られるような、ハーフトーン型位相シフトマス
クブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク、特に
真空紫外露光〜ＡｒＦ（波長１４０ｎｍ〜２００ｎｍ）
対応のハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びハ
ーフトーン型位相シフトマスクにおいて、露光光よりも
長波長の複数の波長を使用した種々の測定、評価の装置
に対し、好適に使用できるハーフトーン型位相シフトマ
スクブランク及びハーフトーン型位相シフトマスクを提
供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は以下の構成を有
する。 （構成１） 透明基板上に、露光光を透過させる光透過
部と、露光光の一部を透過させると同時に透過した光の
位相を所定量シフトさせる位相シフター部を有し、前記
光透過部と位相シフター部の境界部近傍にて各々を透過
した光が互いに打ち消し合うように光学特性を設計する
ことで、被露光体表面に転写される露光パターン境界部
のコントラストを良好に保持、改善できるようにしたハ
ーフトーン型位相シフトマスクを製造するために用いる
ハーフトーン型位相シフトマスクブランクであり、透明
基板上に前記位相シフター部を形成するための位相シフ
ター膜を有するハーフトーン型位相シフトマスクブラン
クにおいて、前記位相シフター膜の表面反射率の変動幅
が、露光光の波長〜７００ｎｍに亘って２０％以内であ
ることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスクブ
ランク。 （構成２） 前記位相シフター膜は、主に露光光の位相
を制御する位相調整層と、前記透明基板と位相調整層と
の間に形成され主に露光光の透過率を制御する機能を有
すると透過率調整層とを有することを特徴とする構成１
に記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。 （構成３） 前記位相シフター膜は、さらに最上層に反
射調整層を有することを特徴とする構成１又は２に記載
のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。 （構成４） 前記位相シフター膜は、位相調整層が、金
属、珪素、及び酸素及び／又は窒素を含有することを特
徴とする構成２に記載のハーフトーン型位相シフトマス
クブランク。 （構成５） 透明基板上に、露光光を透過させる光透過
部と、露光光の一部を透過させると同時に透過した光の
位相を所定量シフトさせる位相シフター部を有し、前記
光透過部と位相シフター部の境界部近傍にて各々を透過
した光が互いに打ち消し合うように光学特性を設計する
ことで、被露光体表面に転写される露光パターン境界部
のコントラストを良好に保持、改善できるようにしたハ
ーフトーン型位相シフトマスクを製造するために用いる
ハーフトーン型位相シフトマスクブランクであり、透明
基板上に前記位相シフター部を形成するための位相シフ
ター膜を有するハーフトーン型位相シフトマスクブラン
クにおいて、前記位相シフター膜は、主に露光光の位相
を制御する位相調整層と、前記透明基板と位相調整層と
の間に形成され主に露光光の透過率を制御する機能を有
すると透過率調整層とを有し、さらに最上層に反射調整
層を有することを特徴とするハーフトーン型位相シフト
マスクブランク。 （構成６） 構成１〜５にから選ばれる一項に記載のハ
ーフトーン型位相シフトマスクブランクを用いて製造さ
れたことを特徴とするハーフトーン型位相シフトマス
ク。
する。 （構成１） 透明基板上に、露光光を透過させる光透過
部と、露光光の一部を透過させると同時に透過した光の
位相を所定量シフトさせる位相シフター部を有し、前記
光透過部と位相シフター部の境界部近傍にて各々を透過
した光が互いに打ち消し合うように光学特性を設計する
ことで、被露光体表面に転写される露光パターン境界部
のコントラストを良好に保持、改善できるようにしたハ
ーフトーン型位相シフトマスクを製造するために用いる
ハーフトーン型位相シフトマスクブランクであり、透明
基板上に前記位相シフター部を形成するための位相シフ
ター膜を有するハーフトーン型位相シフトマスクブラン
クにおいて、前記位相シフター膜の表面反射率の変動幅
が、露光光の波長〜７００ｎｍに亘って２０％以内であ
ることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスクブ
ランク。 （構成２） 前記位相シフター膜は、主に露光光の位相
を制御する位相調整層と、前記透明基板と位相調整層と
の間に形成され主に露光光の透過率を制御する機能を有
すると透過率調整層とを有することを特徴とする構成１
に記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。 （構成３） 前記位相シフター膜は、さらに最上層に反
射調整層を有することを特徴とする構成１又は２に記載
のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。 （構成４） 前記位相シフター膜は、位相調整層が、金
属、珪素、及び酸素及び／又は窒素を含有することを特
徴とする構成２に記載のハーフトーン型位相シフトマス
クブランク。 （構成５） 透明基板上に、露光光を透過させる光透過
部と、露光光の一部を透過させると同時に透過した光の
位相を所定量シフトさせる位相シフター部を有し、前記
光透過部と位相シフター部の境界部近傍にて各々を透過
した光が互いに打ち消し合うように光学特性を設計する
ことで、被露光体表面に転写される露光パターン境界部
のコントラストを良好に保持、改善できるようにしたハ
ーフトーン型位相シフトマスクを製造するために用いる
ハーフトーン型位相シフトマスクブランクであり、透明
基板上に前記位相シフター部を形成するための位相シフ
ター膜を有するハーフトーン型位相シフトマスクブラン
クにおいて、前記位相シフター膜は、主に露光光の位相
を制御する位相調整層と、前記透明基板と位相調整層と
の間に形成され主に露光光の透過率を制御する機能を有
すると透過率調整層とを有し、さらに最上層に反射調整
層を有することを特徴とするハーフトーン型位相シフト
マスクブランク。 （構成６） 構成１〜５にから選ばれる一項に記載のハ
ーフトーン型位相シフトマスクブランクを用いて製造さ
れたことを特徴とするハーフトーン型位相シフトマス
ク。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、位相シフトブランクにおける位相シフター膜
の表面反射率の変動幅が、露光光の波長〜７００ｎｍに
亘って２０％以内であることを特徴とするものである。
従って、露光光の波長が１５７ｎｍの場合は１５７ｎｍ
〜７００ｎｍ、露光光の波長が１９３ｎｍの場合は１９
３ｎｍ〜７００ｎｍとなる。７００ｎｍとした理由は、
殆どの評価・検査装置において、７００ｎｍ以下の波長
が用いられているからである。このような変動幅とする
ことによって、露光光、検査光及びフラットネス、応力
等他の検査に用いられる光、アライメント光等、複数の
照射光に対して適応範囲となる反射率を得ることができ
る。尚、位相シフター膜の露光光の波長〜７００ｎｍの
範囲における最低反射率は、５％以上、さらに好ましく
は８％以上とすることが、反射光の検出感度という観点
から好ましい。また、基板とのコントラストを考慮する
と、最低反射率は１０％以上とすることが好ましい。ま
た、反射率が高すぎても検出感度が高すぎて好ましくな
く、同様の波長範囲における最大反射率は、実用性の観
点から、４０％以下、さらには、３０％以下であること
が好ましい。即ち、露光光の波長波長〜７００ｎｍの範
囲に亘って、反射率が８〜４０％の範囲に納まることが
好ましく、最も、望ましいのは、１０〜３０％の範囲内
に納まることである。また、透過光を用いた検査を考慮
すると、透過光は、露光波長〜４００ｎｍに亘って４０
％以下であることが好ましく、特に、マスクの外観・異
物・欠陥検査の波長を含む２００ｎｍ〜３７０ｎｍの範
囲で４０％以下となることが好ましい。
本発明は、位相シフトブランクにおける位相シフター膜
の表面反射率の変動幅が、露光光の波長〜７００ｎｍに
亘って２０％以内であることを特徴とするものである。
従って、露光光の波長が１５７ｎｍの場合は１５７ｎｍ
〜７００ｎｍ、露光光の波長が１９３ｎｍの場合は１９
３ｎｍ〜７００ｎｍとなる。７００ｎｍとした理由は、
殆どの評価・検査装置において、７００ｎｍ以下の波長
が用いられているからである。このような変動幅とする
ことによって、露光光、検査光及びフラットネス、応力
等他の検査に用いられる光、アライメント光等、複数の
照射光に対して適応範囲となる反射率を得ることができ
る。尚、位相シフター膜の露光光の波長〜７００ｎｍの
範囲における最低反射率は、５％以上、さらに好ましく
は８％以上とすることが、反射光の検出感度という観点
から好ましい。また、基板とのコントラストを考慮する
と、最低反射率は１０％以上とすることが好ましい。ま
た、反射率が高すぎても検出感度が高すぎて好ましくな
く、同様の波長範囲における最大反射率は、実用性の観
点から、４０％以下、さらには、３０％以下であること
が好ましい。即ち、露光光の波長波長〜７００ｎｍの範
囲に亘って、反射率が８〜４０％の範囲に納まることが
好ましく、最も、望ましいのは、１０〜３０％の範囲内
に納まることである。また、透過光を用いた検査を考慮
すると、透過光は、露光波長〜４００ｎｍに亘って４０
％以下であることが好ましく、特に、マスクの外観・異
物・欠陥検査の波長を含む２００ｎｍ〜３７０ｎｍの範
囲で４０％以下となることが好ましい。
【０００７】また、本発明においては、位相シフター膜
は、主に露光光の位相を制御する位相調整層と、前記透
明基板と位相調整層との間に形成され主に露光光の透過
率を制御する機能を有すると透過率調整層とを有するも
のであることが、短波長化（１４０ｎｍ〜２００ｎ
ｍ）、具体的には、ＡｒＦエキシマレーザの波長である
１９３ｎｍ及びＦ2エキシマレーザの波長である１５７
ｎｍに好適に用いられるブランクを得る上で好ましい。
尚、位相調整層は、主に位相を調整する機能を有する
が、透過率を調整する機能も担うものである。一方、透
過率調整層は、主に透過率を調整する機能を有するが、
位相を調整する機能も担うものである。即ち、ハーフト
ーン型位相シフトマスクブランク（ハーフトーン型位相
シフトマスク）における位相シフター膜として要求され
る露光光の位相シフト角をＡ（ｄｅｇ）とした場合、位
相調整層による露光光の位相シフト量をφ１、透過率調
整層による露光光の位相シフト量をφ２とすると、 ０＜φ２＜φ１＜Ａ（ｄｅｇ） …（式１） という関係となる。また、上層が主に位相シフト量を調
整する機能を果たす層（位相調整層）とし、下層が主に
透過率を調整する機能を果たす層（透過率調整層）とな
るようにする２層構造とする場合、例えば次のように膜
設計が行われる。即ち、上層（位相調整層）を通過す
る、波長λの露光光の位相シフト量φ（ｄｅｇ）をφ１
とすると、位相調整層の膜厚ｄは、 ｄ＝（φ１／３６０）×λ／（ｎ−１） …（式２） で表される。ここで、ｎは波長λの光に対する位相調整
層の屈折率である。ハーフトーン位相シフター部の位相
シフト量Φは、下層（透過率調整層）の位相シフト量を
φ２としたときに、 Φ＝φ１＋φ２＝Ａ（ｄｅｇ） …（式３） となるように設計する必要がある。φ２の値は、概ね−
２０°≦φ２≦２０°の範囲である。すなわちこの範囲
の外だと下層の膜厚が厚すぎて、露光光の透過率を大き
くすることができない。したがって、上層の膜厚ｄは ０．４４×λ／（ｎ−１）≦ｄ≦０．５６×λ／（ｎ−１） …（式４） の範囲で設計される。尚、ハーフトーン位相シフター膜
の位相シフト量は、理想的には１８０°であるが、実用
上は１８０°±５°の範囲に入ればよい。また、露光光
の透過率は、３〜２０％、好ましくは６〜２０％、露光
光反射率は３０％、好ましくは２０％とすることがパタ
ーン転写上好ましい。尚、本発明においては、検査波長
における上層の膜の屈折率が下層の膜の屈折率よりも小
さくすることによって、検査光に対する反射率を調整可
能とすることができる。また露光波長においても上層の
膜の屈折率が下層の膜の屈折率よりも小さくなる。その
ため、露光光に対する反射率も要求値以下となるように
調整可能とすることができる。
は、主に露光光の位相を制御する位相調整層と、前記透
明基板と位相調整層との間に形成され主に露光光の透過
率を制御する機能を有すると透過率調整層とを有するも
のであることが、短波長化（１４０ｎｍ〜２００ｎ
ｍ）、具体的には、ＡｒＦエキシマレーザの波長である
１９３ｎｍ及びＦ2エキシマレーザの波長である１５７
ｎｍに好適に用いられるブランクを得る上で好ましい。
尚、位相調整層は、主に位相を調整する機能を有する
が、透過率を調整する機能も担うものである。一方、透
過率調整層は、主に透過率を調整する機能を有するが、
位相を調整する機能も担うものである。即ち、ハーフト
ーン型位相シフトマスクブランク（ハーフトーン型位相
シフトマスク）における位相シフター膜として要求され
る露光光の位相シフト角をＡ（ｄｅｇ）とした場合、位
相調整層による露光光の位相シフト量をφ１、透過率調
整層による露光光の位相シフト量をφ２とすると、 ０＜φ２＜φ１＜Ａ（ｄｅｇ） …（式１） という関係となる。また、上層が主に位相シフト量を調
整する機能を果たす層（位相調整層）とし、下層が主に
透過率を調整する機能を果たす層（透過率調整層）とな
るようにする２層構造とする場合、例えば次のように膜
設計が行われる。即ち、上層（位相調整層）を通過す
る、波長λの露光光の位相シフト量φ（ｄｅｇ）をφ１
とすると、位相調整層の膜厚ｄは、 ｄ＝（φ１／３６０）×λ／（ｎ−１） …（式２） で表される。ここで、ｎは波長λの光に対する位相調整
層の屈折率である。ハーフトーン位相シフター部の位相
シフト量Φは、下層（透過率調整層）の位相シフト量を
φ２としたときに、 Φ＝φ１＋φ２＝Ａ（ｄｅｇ） …（式３） となるように設計する必要がある。φ２の値は、概ね−
２０°≦φ２≦２０°の範囲である。すなわちこの範囲
の外だと下層の膜厚が厚すぎて、露光光の透過率を大き
くすることができない。したがって、上層の膜厚ｄは ０．４４×λ／（ｎ−１）≦ｄ≦０．５６×λ／（ｎ−１） …（式４） の範囲で設計される。尚、ハーフトーン位相シフター膜
の位相シフト量は、理想的には１８０°であるが、実用
上は１８０°±５°の範囲に入ればよい。また、露光光
の透過率は、３〜２０％、好ましくは６〜２０％、露光
光反射率は３０％、好ましくは２０％とすることがパタ
ーン転写上好ましい。尚、本発明においては、検査波長
における上層の膜の屈折率が下層の膜の屈折率よりも小
さくすることによって、検査光に対する反射率を調整可
能とすることができる。また露光波長においても上層の
膜の屈折率が下層の膜の屈折率よりも小さくなる。その
ため、露光光に対する反射率も要求値以下となるように
調整可能とすることができる。
【０００８】透過率調整層の材料としては、金属及びシ
リコンのうちから選ばれる一種又は二種以上からなる
膜、あるいはそれらの酸化物、窒化物、酸窒化物、炭化
物等を用いることができ、具体的には、アルミニウム、
チタン、バナジウム、クロム、ジルコニウム、ニオブ、
モリブデン、ランタン、タンタル、タングステン、シリ
コン、ハフニウムから選ばれる一種又は二種以上の材料
からなる膜あるいはこれらの窒化物、酸化物、酸窒化
物、炭化物なとが挙げられる。また、位相調整層として
は、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素など珪素を母体と
した薄膜が紫外領域での露光光に対して、比較的高い透
過率を得やすいという点から好ましい。さらにこれらの
材料は屈折率の制御も容易であるため、位相シフターの
要点である位相シフト角の制御性においても優れる。ま
た、膜材料としての主骨格が酸化珪素や窒化珪素である
ことから、化学的耐久性にも優れる。具体的には、珪
素、酸素及び／又は窒素を含む材料、又はこれらに燐、
ホウ素、炭素から選ばれる一種又は二種以上を含有して
もよい。このような位相調整層は、通常フッ素系ガスを
用いたドライエッチングによりエッチングすることがで
きる。フッ素系ガスとしては、例えばＣxＦy（例えば、
ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ8）、ＣＨＦ3、ＳＦ6これらの混
合ガス又はこれらに添加ガスとしてＯ2、希ガス（Ｈ
ｅ，Ａｒ，Ｘｅ）を含むもの等が挙げられる。また、透
過率調整層は、位相調整層のエッチングの際のエッチン
グストッパーとして機能する膜であることが好ましい。
ここでいうエッチングストッパーとは、位相調整層のエ
ッチングの進行を阻止する機能を有する材料からなる
膜、もしくは位相シフター膜のエッチングの終点検出を
容易にする機能、もしくはその両方の機能を有する材料
からなる膜である。透過率調整層を前者のような位相調
整層のエッチングの進行を阻止する機能を有する材料か
らなる膜とした場合は、透過率調整層は、フッ素系ガス
に対して耐性を有しかつ前記フッ素系ガスと異なるガス
を用いてエッチング可能な膜とする必要がある。フッ素
系ガスと異なるガスとしては、塩素系ガスを用いること
が、透明基板へのダメージを小さく抑えることができる
という観点から好ましい。塩素系ガスとしては、Ｃ
ｌ2、ＢＣｌ3、ＨＣｌ、これらの混合ガス又はこれらに
添加ガスとして希ガス（Ｈｅ，Ａｒ，Ｘｅ）を含むもの
等が挙げられる。尚、フッ素とフッ素以外のガスを同時
に含むガスを用いることもできるがその場合は、プラズ
マ中の活性種における励起種の割合が多い方を優位と
し、フッ素励起種が多い場合はフッ素系ガスと規定し、
塩素励起種が多い場合は塩素系ガスと規定する。また、
単体ガス組成においてフッ素とそれ以外のハロゲン元素
を含む場合（例えばＣｌＦ 3等）については、フッ素系
ガスとする。尚、透過率調整層の透明基板に対するエッ
チング選択比が５以上であることが、位相調整層のエッ
チングによって実質的なＣＤ制御を可能するる上で好ま
しい。即ち、下層のエッチングレートを速くすることに
よって、オーバーエッチング時間を短く抑えることがで
きることから、下層のエッチングによる位相調整層への
影響を極力抑えることができる。塩素系ガスを用いたド
ライエッチングを行う際の、透明基板に対するエッチン
グ選択比が５以上とすることができる材料としては、前
記下層の材料が、Ａｌ、Ｇａ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｖ、及びＺ
ｒからなる第１の群から選ばれる金属単体又はこれらの
金属を二種以上を含む材料（第１材料）からなる、又
は、前記下層の材料が、Ｃｒ、Ｇｅ、Ｐｄ、Ｓｉ、Ｔ
ａ、Ｎｂ、Ｓｂ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｏ、Ｍｏ及びＷからな
る第２の群から選ばれる一種の金属に、前記第１の群か
ら選ばれる少なくとも一種を添加した材料（第２材料）
からなる、あるいは，前記下層の材料が、前記金属単
体、前記第１材料又は前記第２材料に、窒素及び／又は
炭素を含有させた材料を挙げることができる。特に、塩
素ガスに対しては、Ｚｒ、Ｈｆ、ＴａＺｒ、ＴａＨｆ、
ＨｆＳｉについては、エッチング選択比が５以上となる
ため、オーバーエッチング時間を短く抑えることができ
ることから好ましい。
リコンのうちから選ばれる一種又は二種以上からなる
膜、あるいはそれらの酸化物、窒化物、酸窒化物、炭化
物等を用いることができ、具体的には、アルミニウム、
チタン、バナジウム、クロム、ジルコニウム、ニオブ、
モリブデン、ランタン、タンタル、タングステン、シリ
コン、ハフニウムから選ばれる一種又は二種以上の材料
からなる膜あるいはこれらの窒化物、酸化物、酸窒化
物、炭化物なとが挙げられる。また、位相調整層として
は、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素など珪素を母体と
した薄膜が紫外領域での露光光に対して、比較的高い透
過率を得やすいという点から好ましい。さらにこれらの
材料は屈折率の制御も容易であるため、位相シフターの
要点である位相シフト角の制御性においても優れる。ま
た、膜材料としての主骨格が酸化珪素や窒化珪素である
ことから、化学的耐久性にも優れる。具体的には、珪
素、酸素及び／又は窒素を含む材料、又はこれらに燐、
ホウ素、炭素から選ばれる一種又は二種以上を含有して
もよい。このような位相調整層は、通常フッ素系ガスを
用いたドライエッチングによりエッチングすることがで
きる。フッ素系ガスとしては、例えばＣxＦy（例えば、
ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ8）、ＣＨＦ3、ＳＦ6これらの混
合ガス又はこれらに添加ガスとしてＯ2、希ガス（Ｈ
ｅ，Ａｒ，Ｘｅ）を含むもの等が挙げられる。また、透
過率調整層は、位相調整層のエッチングの際のエッチン
グストッパーとして機能する膜であることが好ましい。
ここでいうエッチングストッパーとは、位相調整層のエ
ッチングの進行を阻止する機能を有する材料からなる
膜、もしくは位相シフター膜のエッチングの終点検出を
容易にする機能、もしくはその両方の機能を有する材料
からなる膜である。透過率調整層を前者のような位相調
整層のエッチングの進行を阻止する機能を有する材料か
らなる膜とした場合は、透過率調整層は、フッ素系ガス
に対して耐性を有しかつ前記フッ素系ガスと異なるガス
を用いてエッチング可能な膜とする必要がある。フッ素
系ガスと異なるガスとしては、塩素系ガスを用いること
が、透明基板へのダメージを小さく抑えることができる
という観点から好ましい。塩素系ガスとしては、Ｃ
ｌ2、ＢＣｌ3、ＨＣｌ、これらの混合ガス又はこれらに
添加ガスとして希ガス（Ｈｅ，Ａｒ，Ｘｅ）を含むもの
等が挙げられる。尚、フッ素とフッ素以外のガスを同時
に含むガスを用いることもできるがその場合は、プラズ
マ中の活性種における励起種の割合が多い方を優位と
し、フッ素励起種が多い場合はフッ素系ガスと規定し、
塩素励起種が多い場合は塩素系ガスと規定する。また、
単体ガス組成においてフッ素とそれ以外のハロゲン元素
を含む場合（例えばＣｌＦ 3等）については、フッ素系
ガスとする。尚、透過率調整層の透明基板に対するエッ
チング選択比が５以上であることが、位相調整層のエッ
チングによって実質的なＣＤ制御を可能するる上で好ま
しい。即ち、下層のエッチングレートを速くすることに
よって、オーバーエッチング時間を短く抑えることがで
きることから、下層のエッチングによる位相調整層への
影響を極力抑えることができる。塩素系ガスを用いたド
ライエッチングを行う際の、透明基板に対するエッチン
グ選択比が５以上とすることができる材料としては、前
記下層の材料が、Ａｌ、Ｇａ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｖ、及びＺ
ｒからなる第１の群から選ばれる金属単体又はこれらの
金属を二種以上を含む材料（第１材料）からなる、又
は、前記下層の材料が、Ｃｒ、Ｇｅ、Ｐｄ、Ｓｉ、Ｔ
ａ、Ｎｂ、Ｓｂ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｏ、Ｍｏ及びＷからな
る第２の群から選ばれる一種の金属に、前記第１の群か
ら選ばれる少なくとも一種を添加した材料（第２材料）
からなる、あるいは，前記下層の材料が、前記金属単
体、前記第１材料又は前記第２材料に、窒素及び／又は
炭素を含有させた材料を挙げることができる。特に、塩
素ガスに対しては、Ｚｒ、Ｈｆ、ＴａＺｒ、ＴａＨｆ、
ＨｆＳｉについては、エッチング選択比が５以上となる
ため、オーバーエッチング時間を短く抑えることができ
ることから好ましい。
【０００９】本発明においては、位相シフター膜を、主
に露光光の位相を制御する位相調整層と、前記透明基板
と位相調整層との間に形成され主に露光光の透過率を制
御する機能を有すると透過率調整層ものとし、さらに最
上層に反射調整層を設ける態様を含むものである（態様
１）。このような構成とすることによって、位相シフタ
ー膜の反射スペクトルをブロード化（平坦化）すること
ができる。ここで、反射調整層とは、位相を調整する機
能及び透過率を調整する機能も担うものである。即ち、
反射調整層の位相差をφ３とすると、式３は、 Φ＝φ１＋φ２＋φ３＝Ａ（ｄｅｇ） …（式５） に書きかえられる。また、反射調整層の透過率も考慮し
て膜設計を行う。反射調整層の材料としては、金属及び
シリコンのうちから選ばれる一種又は二種以上の元素か
らなる材料、又はその酸化物、窒化物が挙げられ、具体
的には、クロム、タンタル、シリコンから選ばれる一種
又は二種以上の元素からなる材料、又はその酸化物、窒
化物が挙げられる。尚、加工プロセスの煩雑化を防ぐた
め、材料選定は、例えば、位相調整層と共にエッチング
可能である、位相シフター膜上に通常形成する遮光膜と
共にエッチング可能である等のエッチング特性を考慮し
て選定することが好ましい。反射調整層の膜厚は、１０
〜１００オングストロームとすることが好ましい。１０
オングストロームより薄いと、反射スペクトルのブロー
ド化効果が十分に得られず、１００オングストロームよ
り厚いと反射率が高くなりすぎてしまう。
に露光光の位相を制御する位相調整層と、前記透明基板
と位相調整層との間に形成され主に露光光の透過率を制
御する機能を有すると透過率調整層ものとし、さらに最
上層に反射調整層を設ける態様を含むものである（態様
１）。このような構成とすることによって、位相シフタ
ー膜の反射スペクトルをブロード化（平坦化）すること
ができる。ここで、反射調整層とは、位相を調整する機
能及び透過率を調整する機能も担うものである。即ち、
反射調整層の位相差をφ３とすると、式３は、 Φ＝φ１＋φ２＋φ３＝Ａ（ｄｅｇ） …（式５） に書きかえられる。また、反射調整層の透過率も考慮し
て膜設計を行う。反射調整層の材料としては、金属及び
シリコンのうちから選ばれる一種又は二種以上の元素か
らなる材料、又はその酸化物、窒化物が挙げられ、具体
的には、クロム、タンタル、シリコンから選ばれる一種
又は二種以上の元素からなる材料、又はその酸化物、窒
化物が挙げられる。尚、加工プロセスの煩雑化を防ぐた
め、材料選定は、例えば、位相調整層と共にエッチング
可能である、位相シフター膜上に通常形成する遮光膜と
共にエッチング可能である等のエッチング特性を考慮し
て選定することが好ましい。反射調整層の膜厚は、１０
〜１００オングストロームとすることが好ましい。１０
オングストロームより薄いと、反射スペクトルのブロー
ド化効果が十分に得られず、１００オングストロームよ
り厚いと反射率が高くなりすぎてしまう。
【００１０】また、本発明においては、位相シフター膜
を、主に露光光の位相を制御する位相調整層と、前記透
明基板と位相調整層との間に形成され主に露光光の透過
率を制御する機能を有すると透過率調整層ものとし、位
相調整層が、金属、珪素、及び酸素及び／又は窒素を含
有するという態様を含むものである（態様２）。このよ
うな構成とすることによって、位相シフター膜の反射ス
ペクトルをブロード化（平坦化）することができる。金
属としては、モリブデン、タングステン、タンタル、チ
タン、クロム、あるいは他の遷移金属が挙げられる。ま
た、金属の含有量は、１原子％以上７原子％未満、さら
には２原子％以上５原子％未満とすることが好ましい。
前記下限を下回ると、反射スペクトルのブロード化の効
果が十分に得られず、上限を超えると、透過率が低下
し、露光光の透過率の制御が困難になる。尚、本発明
は、上記した態様１及び態様２に限定されるものではな
く、例えば、透過率調整層と位相調整層の膜厚や材料等
を調整することによって、位相シフター膜の表面反射率
の変動幅が、露光光の波長〜７００ｎｍに亘って２０％
以内となるものは、本発明に含まれるものである。
を、主に露光光の位相を制御する位相調整層と、前記透
明基板と位相調整層との間に形成され主に露光光の透過
率を制御する機能を有すると透過率調整層ものとし、位
相調整層が、金属、珪素、及び酸素及び／又は窒素を含
有するという態様を含むものである（態様２）。このよ
うな構成とすることによって、位相シフター膜の反射ス
ペクトルをブロード化（平坦化）することができる。金
属としては、モリブデン、タングステン、タンタル、チ
タン、クロム、あるいは他の遷移金属が挙げられる。ま
た、金属の含有量は、１原子％以上７原子％未満、さら
には２原子％以上５原子％未満とすることが好ましい。
前記下限を下回ると、反射スペクトルのブロード化の効
果が十分に得られず、上限を超えると、透過率が低下
し、露光光の透過率の制御が困難になる。尚、本発明
は、上記した態様１及び態様２に限定されるものではな
く、例えば、透過率調整層と位相調整層の膜厚や材料等
を調整することによって、位相シフター膜の表面反射率
の変動幅が、露光光の波長〜７００ｎｍに亘って２０％
以内となるものは、本発明に含まれるものである。
【００１１】尚、本発明における透明基板としては、合
成石英基板等を用いることができ、特にＦ2エキシマレ
ーザを露光光として用いる場合は、Ｆドープ合成石英基
板、フッ化カルシウム基板等を用いることができる。
成石英基板等を用いることができ、特にＦ2エキシマレ
ーザを露光光として用いる場合は、Ｆドープ合成石英基
板、フッ化カルシウム基板等を用いることができる。
【００１２】
【実施例】以下、実施例を用いて、本発明を詳細に説明
する。 （実施例１）本実施例では、本発明におけるハーフトー
ン位相シフトマスクのうち、Ｆ2エキシマレーザ露光に
対応したマスクの作製方法を示す。フッ素ドープ石英基
板（ＣａＦ2基板でも可）上に、Ｔａ−Ｈｆ合金ターゲ
ット（Ｔａ：Ｈｆ＝９：１（原子比））を用い、Ａｒを
スパッタガスとして、Ｔａ−Ｈｆを３５オングストロー
ム厚で成膜する。次にＳｉターゲットを用い、Ａｒ，Ｏ
2，Ｎ2をスパッタガスとして、波長１５７ｎｍにおける
屈折率ｎ＝２．０、消衰係数ｋ＝０．２５となるように
ガス流量を調節して作製したＳｉＯＮ膜を７８０オング
ストローム厚で成膜する。最後に、Ｔａターゲットを用
い、ＡｒをスパッタガスとしてＴａを３５オングストロ
ーム厚で成膜し、位相シフター膜を得る。上記成膜方法
により形成された位相シフター膜の透過、反射スペクト
ルを図１に示す。１４０ｎｍ〜８００ｎｍの広い波長範
囲で反射率が１０〜３０％の範囲にあることが確認され
ることから、当然１５７ｎｍ〜７００ｎｍの範囲で反射
率が１０〜３０％の範囲にあることが確認される。ま
た、Ｆ2エキシマレーザの波長１５７．６ｎｍにおける
光透過率は６．１％であった。上記位相シフター膜につ
いて、光源４８８ｎｍでの欠陥・異物検査をおこなった
ところ、良好な測定感度および測定再現性が得られた。
次に、図５（１）に示すように、フッ素ドープ石英基板
からなる透明基板２上に、Ｔａ−Ｈｆからなる透過率調
整層３及びＳｉＯＮからなる位相調整層４及びＴａから
なる反射率調整層５で構成される位相シフター膜６の上
に、クロムを主成分とする遮光帯膜９、電子線描画レジ
スト１０を順に積層する（図５（２））。そしてレジス
ト１０上に電子線によるパターン描画をおこなった後、
現像液浸漬およびベークをおこなうことで、レジストパ
ターン１０’を形成する（図５（３））。続いて、その
レジストパターン１０’をマスクとし、Ｃｌ2＋Ｏ2ガス
等でのドライエッチングにより、遮光帯膜９のパターン
形成をおこなう。さらに、ガスを変えて、遮光帯膜９を
マスクとして位相シフター膜６のパターン形成をおこな
う（図５（４））。本実施例ではまず反射率調整層５お
よび位相調整層４のエッチングをＣＦ4＋Ｏ2にておこな
い、続いて透過率調整層３のエッチングをＣｌ2ガスに
ておこなった。エッチングの終点検出は反射光学式で行
い、各層の終点は、反射光強度プロファイルの変曲点で
判別した。パターニングされた位相シフター膜について
断面形状を観察したところ、垂直な断面が観察された。
次に、形成されたパターン上のレジストを剥離し（図６
（１））、再度全面にレジスト１１を塗布した後（図６
（２））、描画・現像プロセスを経て、マスクパターン
周縁にレジストパターン１１’を形成する（図６
（３））。そしてウエットエッチングあるいはドライエ
ッチングによりレジストパターン１１’の下部を除くＣ
ｒを除去し、転写領域Ｉを除く非転写領域に遮光帯１２
を形成して、ハーフトーン型位相シフトマスクを得る
（図６（４））。該マスクの光透過部とハーフトーン位
相シフター部の位相差を、位相差計を用いて測定したと
ころ、露光波長において１８０°であった。実施例１で
得られたハーフトーン位相シフトマスクについて、光源
波長２５７ｎｍ，３６４ｎｍでの欠陥・異物検査（Star
light,Terascan等），光源波長６３３ｎｍでのフラット
ネス測定（ＴＲＯＰＥＬ）を実施したところ、いずれも
良好な測定感度および測定再現性が得られた。
する。 （実施例１）本実施例では、本発明におけるハーフトー
ン位相シフトマスクのうち、Ｆ2エキシマレーザ露光に
対応したマスクの作製方法を示す。フッ素ドープ石英基
板（ＣａＦ2基板でも可）上に、Ｔａ−Ｈｆ合金ターゲ
ット（Ｔａ：Ｈｆ＝９：１（原子比））を用い、Ａｒを
スパッタガスとして、Ｔａ−Ｈｆを３５オングストロー
ム厚で成膜する。次にＳｉターゲットを用い、Ａｒ，Ｏ
2，Ｎ2をスパッタガスとして、波長１５７ｎｍにおける
屈折率ｎ＝２．０、消衰係数ｋ＝０．２５となるように
ガス流量を調節して作製したＳｉＯＮ膜を７８０オング
ストローム厚で成膜する。最後に、Ｔａターゲットを用
い、ＡｒをスパッタガスとしてＴａを３５オングストロ
ーム厚で成膜し、位相シフター膜を得る。上記成膜方法
により形成された位相シフター膜の透過、反射スペクト
ルを図１に示す。１４０ｎｍ〜８００ｎｍの広い波長範
囲で反射率が１０〜３０％の範囲にあることが確認され
ることから、当然１５７ｎｍ〜７００ｎｍの範囲で反射
率が１０〜３０％の範囲にあることが確認される。ま
た、Ｆ2エキシマレーザの波長１５７．６ｎｍにおける
光透過率は６．１％であった。上記位相シフター膜につ
いて、光源４８８ｎｍでの欠陥・異物検査をおこなった
ところ、良好な測定感度および測定再現性が得られた。
次に、図５（１）に示すように、フッ素ドープ石英基板
からなる透明基板２上に、Ｔａ−Ｈｆからなる透過率調
整層３及びＳｉＯＮからなる位相調整層４及びＴａから
なる反射率調整層５で構成される位相シフター膜６の上
に、クロムを主成分とする遮光帯膜９、電子線描画レジ
スト１０を順に積層する（図５（２））。そしてレジス
ト１０上に電子線によるパターン描画をおこなった後、
現像液浸漬およびベークをおこなうことで、レジストパ
ターン１０’を形成する（図５（３））。続いて、その
レジストパターン１０’をマスクとし、Ｃｌ2＋Ｏ2ガス
等でのドライエッチングにより、遮光帯膜９のパターン
形成をおこなう。さらに、ガスを変えて、遮光帯膜９を
マスクとして位相シフター膜６のパターン形成をおこな
う（図５（４））。本実施例ではまず反射率調整層５お
よび位相調整層４のエッチングをＣＦ4＋Ｏ2にておこな
い、続いて透過率調整層３のエッチングをＣｌ2ガスに
ておこなった。エッチングの終点検出は反射光学式で行
い、各層の終点は、反射光強度プロファイルの変曲点で
判別した。パターニングされた位相シフター膜について
断面形状を観察したところ、垂直な断面が観察された。
次に、形成されたパターン上のレジストを剥離し（図６
（１））、再度全面にレジスト１１を塗布した後（図６
（２））、描画・現像プロセスを経て、マスクパターン
周縁にレジストパターン１１’を形成する（図６
（３））。そしてウエットエッチングあるいはドライエ
ッチングによりレジストパターン１１’の下部を除くＣ
ｒを除去し、転写領域Ｉを除く非転写領域に遮光帯１２
を形成して、ハーフトーン型位相シフトマスクを得る
（図６（４））。該マスクの光透過部とハーフトーン位
相シフター部の位相差を、位相差計を用いて測定したと
ころ、露光波長において１８０°であった。実施例１で
得られたハーフトーン位相シフトマスクについて、光源
波長２５７ｎｍ，３６４ｎｍでの欠陥・異物検査（Star
light,Terascan等），光源波長６３３ｎｍでのフラット
ネス測定（ＴＲＯＰＥＬ）を実施したところ、いずれも
良好な測定感度および測定再現性が得られた。
【００１３】（比較例）実施例１における反射率調整層
がなく、かつ透過率調整層の膜厚を７０オングストロー
ムとした場合の位相シフター膜の透過・反射スペクトル
を図２に示す。Ｆ2エキシマレーザの波長１５７．６ｎ
ｍでの透過率および位相角は変わらなかったが、反射率
の波長変動は大きく、４８８ｎｍでの反射率はわずか
１．５％であった。上記位相シフター膜について、光源
４８８ｎｍでの欠陥・異物検査を複数回おこなったとこ
ろ、検出感度が十分得られず、パーティクルサイズの分
布に再現性が見られなかった。
がなく、かつ透過率調整層の膜厚を７０オングストロー
ムとした場合の位相シフター膜の透過・反射スペクトル
を図２に示す。Ｆ2エキシマレーザの波長１５７．６ｎ
ｍでの透過率および位相角は変わらなかったが、反射率
の波長変動は大きく、４８８ｎｍでの反射率はわずか
１．５％であった。上記位相シフター膜について、光源
４８８ｎｍでの欠陥・異物検査を複数回おこなったとこ
ろ、検出感度が十分得られず、パーティクルサイズの分
布に再現性が見られなかった。
【００１４】（実施例２）本実施例では、本発明におけ
るハーフトーン位相シフトマスクのうち、ＡｒＦエキシ
マレーザ露光に対応したマスクの作製方法を示す。合成
石英基板上に、実施例１と同様のＴａ−Ｈｆ合金ターゲ
ットを用い、Ａｒをスパッタガスとして、Ｔａ−Ｈｆを
３５オングストローム厚で成膜する。次にＳｉターゲッ
トを用い、Ａｒ，Ｏ2，Ｎ2をスパッタガスとして、波長
１９３ｎｍにおける屈折率ｎ＝２．１、消衰係数ｋ＝
０．１２となるようにガス流量を調節して作製したＳｉ
ＯＮ膜を８４０オングストローム厚で成膜する。最後
に、Ｔａターゲットを用い、Ａｒをスパッタガスとして
Ｔａを３０オングストローム厚で成膜し、位相シフター
膜を得る。上記成膜方法により形成された位相シフター
膜の透過・反射スペクトルを図３に示す。１４０ｎｍ〜
８００ｎｍの広い波長範囲で反射率が１０〜３０％の範
囲にあることが確認されることから、当然１９３ｎｍ〜
７００ｎｍの範囲で反射率が１０〜３０％の範囲にある
ことが確認される。また、ＡｒＦエキシマレーザの波長
１９３ｎｍにおける光透過率は１５．２％であった。そ
の後、実施例１と同様のマスクパターン形成および遮光
帯形成をおこない、ハーフトーン位相シフトマスクを得
る。該マスクの光透過部とハーフトーン位相シフター部
の位相差を、位相差計を用いて測定したところ、露光波
長において１８０°であった。実施例２で得られたハー
フトーン位相シフトマスクについて、光源波長２５７ｎ
ｍ，３６４ｎｍでの欠陥・異物検査（Starlight,Terasc
an等），光源波長６３３ｎｍでのフラットネス測定（Ｔ
ＲＯＰＥＬ）を実施したところ、いずれも良好な測定感
度および測定再現性が得られた。
るハーフトーン位相シフトマスクのうち、ＡｒＦエキシ
マレーザ露光に対応したマスクの作製方法を示す。合成
石英基板上に、実施例１と同様のＴａ−Ｈｆ合金ターゲ
ットを用い、Ａｒをスパッタガスとして、Ｔａ−Ｈｆを
３５オングストローム厚で成膜する。次にＳｉターゲッ
トを用い、Ａｒ，Ｏ2，Ｎ2をスパッタガスとして、波長
１９３ｎｍにおける屈折率ｎ＝２．１、消衰係数ｋ＝
０．１２となるようにガス流量を調節して作製したＳｉ
ＯＮ膜を８４０オングストローム厚で成膜する。最後
に、Ｔａターゲットを用い、Ａｒをスパッタガスとして
Ｔａを３０オングストローム厚で成膜し、位相シフター
膜を得る。上記成膜方法により形成された位相シフター
膜の透過・反射スペクトルを図３に示す。１４０ｎｍ〜
８００ｎｍの広い波長範囲で反射率が１０〜３０％の範
囲にあることが確認されることから、当然１９３ｎｍ〜
７００ｎｍの範囲で反射率が１０〜３０％の範囲にある
ことが確認される。また、ＡｒＦエキシマレーザの波長
１９３ｎｍにおける光透過率は１５．２％であった。そ
の後、実施例１と同様のマスクパターン形成および遮光
帯形成をおこない、ハーフトーン位相シフトマスクを得
る。該マスクの光透過部とハーフトーン位相シフター部
の位相差を、位相差計を用いて測定したところ、露光波
長において１８０°であった。実施例２で得られたハー
フトーン位相シフトマスクについて、光源波長２５７ｎ
ｍ，３６４ｎｍでの欠陥・異物検査（Starlight,Terasc
an等），光源波長６３３ｎｍでのフラットネス測定（Ｔ
ＲＯＰＥＬ）を実施したところ、いずれも良好な測定感
度および測定再現性が得られた。
【００１５】（実施例３）本実施例では、本発明におけ
るハーフトーン位相シフトマスクのうち、ＡｒＦエキシ
マレーザ露光に対応したマスクの作製方法を示す。合成
石英基板上に、Ｔａ−Ｈｆ合金ターゲットを用い、Ａｒ
をスパッタガスとして、Ｔａ−Ｈｆを３５オングストロ
ーム厚で成膜する。次にＭｏＳｉターゲット（Ｍｏ：Ｓ
ｉ＝８：９２（原子比））を用い、Ａｒ，Ｏ2，Ｎ2をス
パッタガスとして、波長１９３ｎｍにおける屈折率ｎ＝
２．０４、消衰係数ｋ＝０．２９となるようにガス流量
を調節して作製したＭｏＳｉＯＮ膜を９００オングスト
ローム厚で成膜する。このときのＭｏＳｉＯＮ膜の膜組
成は、ＥＳＣＡの分析によると、Ｍｏ：４．６原子％、
Ｓｉ：２９．９原子％、Ｏ：３９．５％、Ｎ：２６．０
％であった。上記成膜方法により形成された位相シフタ
ー膜の透過・反射スペクトルを図４に示す。１８０ｎｍ
〜９００ｎｍの広い波長範囲で反射率の変動率が２０％
以内に納まっていることが確認されることから、当然１
９３ｎｍ〜７００ｎｍの範囲で反射率の変動率が２０％
以内に納まっていることが確認される。また、ＡｒＦエ
キシマレーザの波長１９３ｎｍにおける光透過率は１
５．２％であった。その後、実施例１と同様のマスクパ
ターン形成および遮光帯形成をおこない、ハーフトーン
位相シフトマスクを得る。該マスクの光透過部とハーフ
トーン位相シフター部の位相差を、位相差計を用いて測
定したところ、露光波長において１８０°であった。実
施例３で得られたハーフトーン位相シフトマスクについ
て、光源波長２５７ｎｍ，３６４ｎｍでの欠陥・異物検
査（Starlight,Terascan等），光源波長６３３ｎｍでの
フラットネス測定（ＴＲＯＰＥＬ）を実施したところ、
いずれも良好な測定感度および測定再現性が得られた。
るハーフトーン位相シフトマスクのうち、ＡｒＦエキシ
マレーザ露光に対応したマスクの作製方法を示す。合成
石英基板上に、Ｔａ−Ｈｆ合金ターゲットを用い、Ａｒ
をスパッタガスとして、Ｔａ−Ｈｆを３５オングストロ
ーム厚で成膜する。次にＭｏＳｉターゲット（Ｍｏ：Ｓ
ｉ＝８：９２（原子比））を用い、Ａｒ，Ｏ2，Ｎ2をス
パッタガスとして、波長１９３ｎｍにおける屈折率ｎ＝
２．０４、消衰係数ｋ＝０．２９となるようにガス流量
を調節して作製したＭｏＳｉＯＮ膜を９００オングスト
ローム厚で成膜する。このときのＭｏＳｉＯＮ膜の膜組
成は、ＥＳＣＡの分析によると、Ｍｏ：４．６原子％、
Ｓｉ：２９．９原子％、Ｏ：３９．５％、Ｎ：２６．０
％であった。上記成膜方法により形成された位相シフタ
ー膜の透過・反射スペクトルを図４に示す。１８０ｎｍ
〜９００ｎｍの広い波長範囲で反射率の変動率が２０％
以内に納まっていることが確認されることから、当然１
９３ｎｍ〜７００ｎｍの範囲で反射率の変動率が２０％
以内に納まっていることが確認される。また、ＡｒＦエ
キシマレーザの波長１９３ｎｍにおける光透過率は１
５．２％であった。その後、実施例１と同様のマスクパ
ターン形成および遮光帯形成をおこない、ハーフトーン
位相シフトマスクを得る。該マスクの光透過部とハーフ
トーン位相シフター部の位相差を、位相差計を用いて測
定したところ、露光波長において１８０°であった。実
施例３で得られたハーフトーン位相シフトマスクについ
て、光源波長２５７ｎｍ，３６４ｎｍでの欠陥・異物検
査（Starlight,Terascan等），光源波長６３３ｎｍでの
フラットネス測定（ＴＲＯＰＥＬ）を実施したところ、
いずれも良好な測定感度および測定再現性が得られた。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、露光光の波長〜７００
ｎｍという広波長範囲で、反射率の変動を抑えることに
よって、所望の表面反射率が得られるような、ハーフト
ーン型位相シフトマスクブランク及びハーフトーン型位
相シフトマスクを得ることができ、特にＡｒＦ〜真空紫
外露光（波長１４０ｎｍ〜２００ｎｍ）対応のハーフト
ーン型位相シフトマスクブランク及びハーフトーン型位
相シフトマスクにおいて、露光光よりも長波長の複数の
波長を使用した装置に対し、好適に使用できるハーフト
ーン型位相シフトマスクブランク及びハーフトーン型位
相シフトマスクを得ることができる。
ｎｍという広波長範囲で、反射率の変動を抑えることに
よって、所望の表面反射率が得られるような、ハーフト
ーン型位相シフトマスクブランク及びハーフトーン型位
相シフトマスクを得ることができ、特にＡｒＦ〜真空紫
外露光（波長１４０ｎｍ〜２００ｎｍ）対応のハーフト
ーン型位相シフトマスクブランク及びハーフトーン型位
相シフトマスクにおいて、露光光よりも長波長の複数の
波長を使用した装置に対し、好適に使用できるハーフト
ーン型位相シフトマスクブランク及びハーフトーン型位
相シフトマスクを得ることができる。
【図１】実施例１で作成したハーフトーン型位相シフト
マスクブランクの透過・反射スペクトルを示す図であ
る。
マスクブランクの透過・反射スペクトルを示す図であ
る。
【図２】比較例で作成したハーフトーン型位相シフトマ
スクブランクの透過・反射スペクトルを示す図である。
スクブランクの透過・反射スペクトルを示す図である。
【図３】実施例２で作成したハーフトーン型位相シフト
マスクブランクの透過・反射スペクトルを示す図であ
る。
マスクブランクの透過・反射スペクトルを示す図であ
る。
【図４】実施例３で作成したハーフトーン型位相シフト
マスクブランクの透過・反射スペクトルを示す図であ
る。
マスクブランクの透過・反射スペクトルを示す図であ
る。
【図５】本発明の実施例に係るハーフトーン型位相シフ
トマスクブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク
の製造工程図である。
トマスクブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク
の製造工程図である。
【図６】本発明の実施例に係るハーフトーン型位相シフ
トマスクブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク
の製造工程図（続き）である。
トマスクブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク
の製造工程図（続き）である。
【図７】ハーフトーン型位相シフトマスクの一形態を示
す模式的断面図である。
す模式的断面図である。
１ ハーフトーン型位相シフトマスクブランク
１’ ハーフトーン型位相シフトマスク
２ 透明基板
３ 透過率調整層
４ 位相調整層
５ 反射率調整層
６ ハーフトーン位相シフター膜
７ 光透過部
８ ハーフトーン位相シフター部
９ 遮光膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 三ッ井 英明
東京都新宿区中落合２丁目７番５号 ホー
ヤ株式会社内
Ｆターム(参考） 2H095 BB03 BB31 BC04 BC05 BC11
BC24
Claims (6)
- 【請求項１】 透明基板上に、露光光を透過させる光透
過部と、露光光の一部を透過させると同時に透過した光
の位相を所定量シフトさせる位相シフター部を有し、前
記光透過部と位相シフター部の境界部近傍にて各々を透
過した光が互いに打ち消し合うように光学特性を設計す
ることで、被露光体表面に転写される露光パターン境界
部のコントラストを良好に保持、改善できるようにした
ハーフトーン型位相シフトマスクを製造するために用い
るハーフトーン型位相シフトマスクブランクであり、透
明基板上に前記位相シフター部を形成するための位相シ
フター膜を有するハーフトーン型位相シフトマスクブラ
ンクにおいて、前記位相シフター膜の表面反射率の変動
幅が、露光光の波長〜７００ｎｍに亘って２０％以内で
あることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク
ブランク。 - 【請求項２】 前記位相シフター膜は、主に露光光の位
相を制御する位相調整層と、前記透明基板と位相調整層
との間に形成され主に露光光の透過率を制御する機能を
有すると透過率調整層とを有することを特徴とする請求
項１に記載のハーフトーン型位相シフトマスクブラン
ク。 - 【請求項３】 前記位相シフター膜は、さらに最上層に
反射調整層を有することを特徴とする請求項１又は２に
記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。 - 【請求項４】 前記位相シフター膜は、位相調整層が、
金属、珪素、及び酸素及び／又は窒素を含有することを
特徴とする請求項２に記載のハーフトーン型位相シフト
マスクブランク。 - 【請求項５】 透明基板上に、露光光を透過させる光透
過部と、露光光の一部を透過させると同時に透過した光
の位相を所定量シフトさせる位相シフター部を有し、前
記光透過部と位相シフター部の境界部近傍にて各々を透
過した光が互いに打ち消し合うように光学特性を設計す
ることで、被露光体表面に転写される露光パターン境界
部のコントラストを良好に保持、改善できるようにした
ハーフトーン型位相シフトマスクを製造するために用い
るハーフトーン型位相シフトマスクブランクであり、透
明基板上に前記位相シフター部を形成するための位相シ
フター膜を有するハーフトーン型位相シフトマスクブラ
ンクにおいて、前記位相シフター膜は、主に露光光の位
相を制御する位相調整層と、前記透明基板と位相調整層
との間に形成され主に露光光の透過率を制御する機能を
有すると透過率調整層とを有し、さらに最上層に反射調
整層を有することを特徴とするハーフトーン型位相シフ
トマスクブランク。 - 【請求項６】 請求項１〜５にから選ばれる一項に記載
のハーフトーン型位相シフトマスクブランクを用いて製
造されたことを特徴とするハーフトーン型位相シフトマ
スク。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002127454A JP2003322947A (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | ハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク |
| US10/421,944 US7011910B2 (en) | 2002-04-26 | 2003-04-24 | Halftone-type phase-shift mask blank, and halftone-type phase-shift mask |
| TW092109688A TW591326B (en) | 2002-04-26 | 2003-04-25 | Halftone type phase shift mask blank and halftone type phase shift mask |
| KR1020030026428A KR100597655B1 (ko) | 2002-04-26 | 2003-04-25 | 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 및 하프톤형 위상시프트 마스크 |
| KR1020060013523A KR100573689B1 (ko) | 2002-04-26 | 2006-02-13 | 하프톤형 위상 시프트 마스크 블랭크 및 하프톤형 위상시프트 마스크 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002127454A JP2003322947A (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | ハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003322947A true JP2003322947A (ja) | 2003-11-14 |
Family
ID=29541559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002127454A Pending JP2003322947A (ja) | 2002-04-26 | 2002-04-26 | ハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びハーフトーン型位相シフトマスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003322947A (ja) |
Cited By (15)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2007241136A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Toppan Printing Co Ltd | クロムレス位相シフトマスク用フォトマスクブランク、クロムレス位相シフトマスク、及びクロムレス位相シフトマスクの製造方法 |
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| DE102009014610A1 (de) | 2008-03-31 | 2009-10-01 | Hoya Corp. | Fotomaskenrohling, Fotomaske und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| DE102009015589A1 (de) | 2008-04-02 | 2009-10-22 | Hoya Corp. | Phasenverschiebungsmaskenrohling und Verfahren zum Herstellen einer Phasenverschiebungsmaske |
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-
2002
- 2002-04-26 JP JP2002127454A patent/JP2003322947A/ja active Pending
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