JP2004004791A - 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 Download PDF

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塩田 勇樹
Jun Nozawa
野澤 順
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Abstract

【課題】反射を用いた検査において、異なる2つの検査波長に対応し、いずれの検査波長を用いた場合でも十分な検査精度が得られる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】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、最も表面側に形成された上層とその下に形成された下層とを含む少なくとも2層以上の膜が積層された多層膜からなり、前記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したハーフトーン型位相シフトマスクの検査に用いられる検査光の波長に対する上層の膜の屈折率が下層の膜の屈折率よりも小さく、かつ前記位相シフター膜の前記検査光に対する表面反射率が、異なる2つ以上の検査波長に対し所望の反射率となるように、上層の膜厚が調整されていることを特徴とする。
【選択図】   図なし

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。
【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DRAM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、ArFエキシマレーザ(193nm)へ、さらに将来的にはF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(特許文献1: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】
【特許文献1】特願2001−174973
【0004】
【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、異物・欠陥検査では、従来から反射光学系が用いられている。それに加えて近年は、マスクのパターン外観検査でも、従来の透過光学系だけでなく反射光学系をも利用するようになったため、十分な検査感度を得るために、装置の光源波長における光半透過部と基板の反射コントラストが必要となってきた。
さらに光透過部、光半透過部、及び光半透過部上に遮光部を有する所謂トライトーンタイプのハーフトーン型位相シフトマスクを検査する場合には、光透過部/光半透過部、光半透過部/遮光部、光透過部/遮光部のそれぞれに反射コントラストが必要となる。具体的には、光透過部・光半透過部・遮光部の光源波長における光反射率をそれぞれR1,R2,R3としたときに、
R1<R2<R3
となる必要がある。
ところで、0.1μm以下の小さな欠陥や、より微細なパターンを検出するために検査装置の光源はi線(365nm)からDUV(深紫外)領域である200〜300nm付近へと短波長化がすすめられているが、現在はその過渡期にあるため、i線光源とDUV光源の両方の検査装置に対応する光学特性を有するマスクおよびマスクブランクであることが望まれる。尚、DUV光源として現在検討されているのは、266nm、257nm等である。
ところが、透過率調整層と位相調整層からなる2層ハーフトーン型位相シフトマスクでは、光反射率が上述の波長を含む範囲で大きく変動してしまうため、一方の検査波長(例えばi線波長)で十分な反射特性を得られたとしても、もう一方の検査波長(DUV波長)では得られないといった問題が生じていた。このことから、検査装置の光源波長に合わせて、ハーフトーン膜の設計を変更しなければならず、開発上大きな負担となっていた。
【0005】
本発明は、上述の課題を鑑みてなされたものであり、反射を用いた検査において、異なる2つの検査波長に対応し、いずれの検査波長を用いた場合でも十分な検査精度が得られるハーフトーン位相シフトマスクブランクおよ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。
また、本発明は、特に、i線波長とDUV領域の両方の検査装置の光源で十分な検査精度が得られるハーフトーン位相シフトマスクブランクおよ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。
【0006】
【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は、最も表面側に形成された上層とその下に形成された下層とを含む少なくとも2層以上の膜が積層された多層膜からなり、前記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したハーフトーン型位相シフトマスクの検査に用いられる検査光の波長に対する上層の膜の屈折率が下層の膜の屈折率よりも小さく、かつ前記位相シフター膜の前記検査光に対する表面反射率が、異なる2つ以上の検査波長に対し所望の反射率となるように、上層の膜厚が調整されてい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) 前記露光光が、波長140nm〜200nmから選ばれる波長であり、前記異なる2つ以上の検査波長が、波長240〜370nmから選ばれ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の表面反射率が、波長220nm〜340nmから選ばれる波長において、極大となるように上層の膜厚が調整されてい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4) 露光光が、Fエキシマレーザであることを特徴とする構成1〜3のいずれか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) 露光光が、ArFエキシマレーザであり、前記位相シフター膜が、透過率が8乃至30%に調整されていることを特徴とする構成1〜3のいずれか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6) 前記位相シフター膜が、露光光の位相角を略180°変換し、かつ露光光に対する透過率が3乃至40%に調整された二層膜からなり、上層が、露光光に対して主に位相角を調整する機能を有する位相調整層であり、下層が主に透過率を低下させる機能を有する透過率調整層であることを特徴とする構成1〜5のいずれか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7) 構成1〜6のいずれかに記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランクにおける位相シフター膜にパターニングを施すことによって光透過部とハーフトーン位相シフター部が形成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。
(構成8) ハーフトーン位相シフター部の光透過部との境界近傍を除く所望の領域に、遮光層が形成されていることを特徴とする構成7に記載のハーフトーン型位相シフトマスク。
(構成9) 構成7又は8に記載のハーフトーン型位相シフトマスクのパターン外観検査を行う工程を含むことを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法。
【0007】
【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、ハーフトーン型位相シフトマスクブランクにおいて、位相シフター膜が、最も表面側に形成された上層とその下に形成された下層とを含む少なくとも2層以上の膜が積層された多層膜からなり、前記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したハーフトーン型位相シフトマスクの検査に用いられる検査光の波長に対する上層の膜の屈折率が下層の膜の屈折率よりも小さく、かつ前記位相シフター膜の前記検査光に対する表面反射率が、異なる2つ以上の検査波長に対し所望の反射率となるように、上層の膜厚が調整されていることを特徴とするものである。
即ち、本発明によれば、位相シフター膜が少なくとも2層以上の膜が積層された多層膜からなり、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することによって、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。上層を高屈折率、下層を低屈折率とした2層型ハーフトーン位相シフター膜を用いた場合、下層の反射光と上層の反射光が干渉を起こし、2層膜全体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。そこで、本発明は、上層の膜厚を調整することによって、反射スペクトルの極大値が所定の波長、即ち異なる2つの検査波長の間となるようにすることによって、異なる2つの検査波長において所望の反射率を実現することができる。
尚、ここでいう検査とは、マスクブランク又はマスクのパターン欠陥検査、異物・外観検査を含むものである。
また、これらの検査において使用可能な反射率は反射率検出感度の観点から、5〜40%であり、好ましくは10〜30%である。
【0008】
以下、具体的に、i線(365nm)及びDUV(240〜300nm、例えば257nm)の波長の両方の検査光に対応するための2層構造のハーフトーン型位相シフトマスクブランクについて説明する。
波長λの検査光に対する、ハーフトーン位相シフター部の反射率は
d=λ/(2n) …(式1)
の時に極大となる。ここで、nは波長λの光に対する上層の屈折率である。
本発明においては、上記λを220nm〜340nmの間で設定することによって、i線及びDUVの両方において所望の反射率を得ることができることから、i線を使用した検査及びDUVを使用した検査の双方において、検査が可能となる。
尚、本発明においては、位相シフター膜が、露光光の位相角を略180°変換し、かつ露光光に対する透過率が3乃至40%に調整された二層膜からなり、上層が、露光光に対して主に位相角を調整する機能を有する位相調整層であり、下層が主に透過率を低下させる機能を有する透過率調整層であることが、短波長化(140nm〜200nm)、具体的には、Fエキシマレーザの波長である157nm及びArFエキシマレーザの波長である193nm(特に透過率8〜30%の高透過率品)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40%以下、好ましくは30%以下、さらに好ましくは20%以下とすることがパターン転写上好ましい。
【0009】
透過率調整層の材料としては、金属又はシリコン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C(例えば、CF、C、C)、CHF、SFこれらの混合ガス又はこれらに添加ガスとしてO、希ガス(He,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、Cl、BCl、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Zr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、Ta、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。
【0010】
また、本発明によれば、ハーフトーン位相シフター部の光透過部との境界近傍を除く所望の領域に、遮光層が形成されていることにより、高精度のパターン転写が可能な所謂トライトーンタイプのハーフトーン型位相シフトマスクを得ることが可能である。より詳しく説明すると、ハーフトーン型位相シフトマスクにおけるハーフトーン位相シフター部においては、その周囲に強い光強度領域(サイドローブ像)が発生し(図4)、被転写基板上のレジストが露光されてしまう場合がある。これによって生ずる被転写基板上のレジストの膜減りは、形成されるパターン精度の悪化につながる。特に、近年においては、位相シフト効果を充分に得るためにハーフトーン位相シフター部の透過率が大きくなる傾向にあるが、その場合はこのサイドローブ像が特に大きな問題となる。従って、図5に示されるように、透明基板2上のハーフトーン位相シフター部5における光透過部7との境界近傍5aを除く所望の領域、即ちサイドローブ像の強度が低減できるような領域に遮光層9aを設けることによって、位相シフト効果が充分に得られかつ被転写基板上のレジストの膜減りを防止した、高精度の転写パターンを得ることができる。本構成は、高透過率品であるハーフトーン位相シフター膜の透過率が8〜30%、好ましくは9〜25%のハーフトーン型位相シフトマスクについて特に有効である。
また、ハーフトーン型位相シフトマスクとしては、図5に示されるように転写領域Iを除く非転写領域に遮光帯9bを有することが好ましい。この遮光帯は、1枚のマスクを用いて被転写基板上の複数の箇所に露光する際、露光エリアの重なる部分において被転写物が多重露光されることによって被転写基板上のレジストが膜減りを起こすことを防止するものである。
【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F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】
(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、ArFエキシマレーザ露光で、検査波長257nm,i線(364nm)の両方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65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,N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SiON膜を840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。式1を満たす波長はλ=310nmに設定した。波長257nm,364nmにおける光反射率は、それぞれ12.0%、23.6%であり、両方の検査波長に対し検査可能な範囲となった。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。
次に、図6(1)に示すように、合成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で構成される上記で得られた位相シフター膜5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6(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6(3))。続いて、そのレジストパターン10’をマスクとし、Cl+O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(図6(4))。さらに、ガスを変えて、遮光帯膜をマスクとして位相シフター膜のパターン形成をおこなう(図6(4))。本実施例では位相調整層4のエッチングをCF+Oにておこない、続いて透過率調整層3のエッチングをCl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、再度全面にレジストを塗布した後、描画・現像プロセスを経て、マスクパターン周縁に遮光帯パターン9a及びハーフトーン位相シフター部5の光透過部7との境界近傍を除く所望の領域に遮光層9aが形成されるようにレジストパターン(図示せず)を形成する(図5参照)。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前記遮光帯パターン9b及び遮光層9a以外のCrを除去し、ハーフトーン型位相シフトマスクを得る(図5参照)。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・異物検査およびパターン外観検査(Starlight,Terascan等)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】
(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、F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70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,Nをスパッタガスとして、波長157nmにおける屈折率n=2.1、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2に示す。式1を満たす波長はλ=260nmに設定した。波長257nm,364nmにおける光反射率は、それぞれ26.7%、15.7%であり、両方の検査波長に対し検査可能な範囲となった。
また、F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。
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257nm,364nmでの欠陥・異物検査およびパターン外観検査(Starlight,Terascan等)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。
【0014】
(比較例)
一方、透過率調整層がTa−Hf膜100オングストローム厚で、位相調整層が、波長193nmにおける屈折率n=1.9、消衰係数k=0.03となるSiON膜1000オングストローム厚からなる位相シフター膜の透過・反射スペクトルを図3に示す。式1を満たす波長はλ=364nmに設定した。波長257nm,364nmにおける光反射率は、それぞれ2.3%、35.2%であり、波長257nmにおける反射率が非常に小さい。なお、該位相シフター膜の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。また、該位相シフター膜を、実施例1と同様のプロセスでパターニングして得られたハーフトーン位相シフトマスクについて、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、ArFエキシマレーザの波長193nmにおいて180°であった。
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・異物検査およびパターン外観検査(Starlight,Terascan等)を複数回実施したところ、364nmでは良好な検査感度および測定再現性が得られた。257nmでのパターン外観検査では、光透過部との反射コントラストが不十分であったため、パターンのイメージングがおこなえなかった。257nmでの欠陥・異物検査では、パーティクルサイズの分布の再現性が不十分であった。
【0015】
【発明の効果】
本発明によれば、反射を用いた検査において、異なる2つの検査波長に対応し、いずれの検査波長を用いた場合でも十分な検査精度が得られるハーフトーン位相シフトマスクブランクおよ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。
また、本発明によれば、特に、i線波長とDUV領域の両方の検査装置の光源で十分な検査精度が得られるハーフトーン位相シフトマスクブランクおよ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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【図2】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。
【図3】比較例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。
【図4】サイドローブ像の問題を説明するための図である。
【図5】ハーフトーン型位相シフトマスクの一態様を説明するための模式図である。
【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。
【符号の説明】
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  ハーフトーン位相シフター膜(ハーフトーン位相シフター部)
7  光透過部
8  ハーフトーン位相シフター部
9a 遮光層
9b 遮光帯

Claims (9)

  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は、最も表面側に形成された上層とその下に形成された下層とを含む少なくとも2層以上の膜が積層された多層膜からなり、前記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したハーフトーン型位相シフトマスクの検査に用いられる検査光の波長に対する上層の膜の屈折率が下層の膜の屈折率よりも小さく、かつ前記位相シフター膜の前記検査光に対する表面反射率が、異なる2つ以上の検査波長に対し所望の反射率となるように、上層の膜厚が調整されてい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。
  2. 前記露光光が、波長140nm〜200nmから選ばれる波長であり、前記異なる2つ以上の検査波長が、波長240〜370nmから選ばれ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。
  3. 前記位相シフター膜の表面反射率が、波長220nm〜340nmから選ばれる波長において、極大となるように上層の膜厚が調整されてい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。
  4. 露光光が、Fエキシマレーザであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
  5. 露光光が、ArFエキシマレーザであり、前記位相シフター膜が、透過率が8乃至30%に調整されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
  6. 前記位相シフター膜が、露光光の位相角を略180°変換し、かつ露光光に対する透過率が3乃至40%に調整された二層膜からなり、上層が、露光光に対して主に位相角を調整する機能を有する位相調整層であり、下層が主に透過率を低下させる機能を有する透過率調整層であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
  7. 請求項1〜6のいずれかに記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランクにおける位相シフター膜にパターニングを施すことによって光透過部とハーフトーン位相シフター部が形成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。
  8. ハーフトーン位相シフター部の光透過部との境界近傍を除く所望の領域に、遮光層が形成されていることを特徴とする請求項7に記載のハーフトーン型位相シフトマスク。
  9. 請求項7又は8に記載のハーフトーン型位相シフトマスクのパターン外観検査を行う工程を含むことを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法。
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