JP6118038B2 - Mask blank defect inspection method, mask blank manufacturing method, and transfer mask manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、ＬＳＩ等の半導体装置製造における微細パターン転写に用いられる転写用マスク製造用のマスクブランクの欠陥検査方法、マスクブランクの製造方法、及び転写用マスクの製造方法に関する。 The present invention relates to a defect inspection method for a mask blank for manufacturing a transfer mask used for fine pattern transfer in manufacturing a semiconductor device such as an LSI, a mask blank manufacturing method, and a transfer mask manufacturing method.
ＬＳＩ等の半導体装置の製造において、回路の高集積化および高機能化に伴い、回路の微細化が進み、高解像度の回路パターンをウェハ面上に形成することが求められている。このような状況下、ＬＳＩ等の半導体装置製造における微細パターン転写に用いられる転写用マスク製造用のマスクブランクにおいても、欠陥に対する要求は高まるばかりである。これは、欠陥検査装置の検査精度が近年一段と向上したこととも関係する。 In the manufacture of a semiconductor device such as an LSI, as the circuit is highly integrated and highly functional, the circuit is becoming finer and it is required to form a high-resolution circuit pattern on the wafer surface. Under such circumstances, there is an increasing demand for defects in mask blanks for manufacturing transfer masks used for fine pattern transfer in the manufacture of semiconductor devices such as LSI. This is also related to the fact that the inspection accuracy of the defect inspection apparatus has further improved in recent years.
ところで、現状の欠陥検査装置においては、検査光として一般にレーザ光が用いられている。また、レジスト膜付きのマスクブランクの場合、レジストの感光に寄与しない波長で欠陥検査を行う必要があるため、一般に４５０ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲の検査光が用いられる。例えば、特許文献１には、波長４８８ｎｍのＡｒレーザ光を検査光に用いるマスクブランクの欠陥検査装置が開示されている。 By the way, in the current defect inspection apparatus, laser light is generally used as inspection light. In the case of a mask blank with a resist film, since it is necessary to perform a defect inspection at a wavelength that does not contribute to resist exposure, inspection light in the range of 450 nm to 550 nm is generally used. For example, Patent Document 1 discloses a defect inspection apparatus for a mask blank that uses Ar laser light having a wavelength of 488 nm as inspection light.
欠陥検査装置の検出感度を上げるためには、検査光として用いているレーザ光の出力を上げることが有利であるが、レーザ光の出力を上げすぎると、レジスト膜への影響が従来より懸念されていた。本発明者らの検討によれば、高出力のレーザ光をレジスト膜付きマスクブランクに照射すると、例えばレジスト膜が昇華したり、目視でも確認できるような変色が発生し、このようなマスクブランクを用いて転写用マスクを製造した場合、パターン線幅の減少が確認された。 In order to increase the detection sensitivity of the defect inspection device, it is advantageous to increase the output of the laser beam used as the inspection light. However, if the output of the laser beam is excessively increased, there is a concern over the effect on the resist film. It was. According to the study by the present inventors, when a high-power laser beam is irradiated onto a mask blank with a resist film, for example, the resist film sublimates or discoloration that can be visually confirmed occurs. When the transfer mask was manufactured using the same, it was confirmed that the pattern line width was reduced.
そこで、このような不具合を防止するため、従来は、例えばレーザの照射条件を振り、レジスト膜の変色等を目視検査して、レジスト膜への影響が問題ないと判断されるレーザ照射条件を選定し、欠陥検査に適用していた。また、このような目視による評価に加え、レーザ照射後のレジスト膜を現像処理して、レーザ処理条件による現像処理後のレジスト膜厚への影響を確認することも行っていた。 Therefore, in order to prevent such problems, conventionally, for example, the laser irradiation conditions are changed, the discoloration of the resist film is visually inspected, and the laser irradiation conditions that are determined to have no problem on the resist film are selected. And applied to defect inspection. In addition to such visual evaluation, the resist film after laser irradiation is developed to check the influence of the laser processing conditions on the resist film thickness after the development process.
しかし、上述した従来のレジスト膜の変色等を目視検査する方法では、あくまでも主観的な評価であり、客観的な数値化ができなかった。また、レーザ照射後のレジスト膜を現像処理し、レーザ処理条件による現像処理後のレジスト膜厚への影響を確認する方法では、数値化は可能であるものの、現像処理が必要であり、手間と時間を要する評価方法であった。 However, the conventional method for visually inspecting the discoloration or the like of the resist film described above is a subjective evaluation to the last, and cannot be converted into an objective numerical value. In addition, the method of developing the resist film after laser irradiation and confirming the influence of the laser processing conditions on the resist film thickness after the development process can be quantified, but requires a development process. It was a time-consuming evaluation method.
検査光として用いるレーザ光照射によるレジスト膜への影響は、膜内に落とされるエネルギーに比例すると考えられるが、このエネルギーは入射光と反射光の重ね合わせによる定在波としてみられる。この定在波は、レジスト膜の膜厚、マスクブランクの膜構成、界面の反射率などのより変化してしまう。そのため、検査光に用いるレーザ光照射によるレジスト膜への影響を確認する際、厳密には、レジスト膜付きマスクブランクを構成する各膜種、膜厚の組合わせにて評価を行う必要がある。従って、１つのレジスト膜種に対しても、その下地の薄膜の膜構成、膜種に応じた多くの評価が必要になり、また近年、マスクブランクの膜構成や膜種も多くなってきているため、従来の評価方法では対応が困難になりつつあり、レーザ光照射によるレジスト膜への影響を客観的に、かつ迅速に評価できる方法が要望されている。 The influence on the resist film by the irradiation of the laser beam used as the inspection light is considered to be proportional to the energy dropped in the film, but this energy is seen as a standing wave by superposition of the incident light and the reflected light. This standing wave changes more in the film thickness of the resist film, the film configuration of the mask blank, the reflectivity of the interface, and the like. Therefore, when confirming the influence on the resist film by the irradiation of the laser beam used for the inspection light, strictly speaking, it is necessary to evaluate by a combination of each film type and film thickness constituting the mask blank with a resist film. Therefore, for one resist film type, many evaluations according to the film configuration and film type of the underlying thin film are required, and in recent years, the film configuration and film type of the mask blank are also increasing. Therefore, it is becoming difficult to cope with the conventional evaluation method, and there is a demand for a method that can objectively and rapidly evaluate the influence of the laser beam irradiation on the resist film.
そこで本発明は、マスクブランクの欠陥検査において、検査光に用いるレーザ光照射によるレジスト膜への影響を客観的に、且つ迅速に評価でき、より具体的には検査に用いるレーザ光の出力の許容値を決定することができるマスクブランクの欠陥検査方法を提供することを第１の目的とする。 Therefore, the present invention can objectively and quickly evaluate the influence of the laser beam used for the inspection light on the resist film in the defect inspection of the mask blank. More specifically, the present invention allows the output of the laser light used for the inspection. It is a first object of the present invention to provide a mask blank defect inspection method capable of determining a value.
また、本発明は、本発明に係るマスクブランクの欠陥検査方法による欠陥検査工程を有し、マスクブランクの欠陥検査において用いるレーザ光照射によるレジスト膜への影響を抑制できるマスクブランクの製造方法、及び該マスクブランクを用いる転写用マスクの製造方法を提供することを第２の目的とする。 Moreover, this invention has a defect inspection process by the defect inspection method of the mask blank which concerns on this invention, and can manufacture the mask blank which can suppress the influence on the resist film by the laser beam irradiation used in the defect inspection of a mask blank, and A second object is to provide a method for manufacturing a transfer mask using the mask blank.
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を続け、検査光に用いるレーザ光の出力を変えたときのレジスト膜への影響を検討した結果、現像処理後のパターン線幅への影響と、未現像でのレジスト膜厚への影響とが対応するとの知見を得て、本発明を完成するに至ったものである。
すなわち、上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
The inventors of the present invention have made extensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result of examining the influence on the resist film when changing the output of the laser beam used for the inspection light, the influence on the pattern line width after the development processing As a result, the inventors have obtained the knowledge that the undeveloped effect on the resist film thickness corresponds to the present invention, and have completed the present invention.
That is, in order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
（構成１）
レーザ光を検査光として用いるマスクブランクの欠陥検査方法であって、前記マスクブランクは、基板上に転写パターンとなる薄膜と、該薄膜の表面に形成されたレジスト膜とを有し、前記レーザ光の照射による前記レジスト膜の膜厚変化を偏光解析法により測定して、前記レーザ光の出力の許容値を決定し、決定された前記レーザ光の出力の許容値の範囲内で欠陥検査を行うことを特徴とするマスクブランクの欠陥検査方法である。
(Configuration 1)
A mask blank defect inspection method using laser light as inspection light, wherein the mask blank includes a thin film serving as a transfer pattern on a substrate and a resist film formed on a surface of the thin film, and the laser light The change in the thickness of the resist film due to the irradiation is measured by ellipsometry, the allowable value of the laser light output is determined, and the defect inspection is performed within the determined allowable range of the laser light output This is a defect inspection method for a mask blank.
構成１の発明によれば、現像などのプロセスが必要なく、検査光に用いるレーザ光の照射によるレジスト膜の膜厚変化を偏光解析法により測定することで、レーザ光の出力によるレジスト膜への影響を迅速に評価することができる。そして、レーザ光の出力の許容値を決定することにより、レーザ光の出力によるレジスト膜への影響を数値化して、客観的に評価することが可能になる。つまり、構成１の発明によれば、欠陥検査に用いるレーザ光の照射によるレジスト膜の膜厚変化を偏光解析法により測定して、レジスト膜への影響を迅速に且つ客観的に評価することで、レーザ光の出力の許容値を決定することができる。そして、この決定されたレーザ光の出力の許容値の範囲内でマスクブランクの欠陥検査を行うことにより、検査の際のレーザ光照射によるレジスト膜への影響を抑制することができ、このマスクブランクを用いて製造される転写用マスクにおけるパターン線幅の減少などの問題が生じるのを防止できる。 According to the first aspect of the invention, a process such as development is not required, and the change in the film thickness of the resist film due to the irradiation of the laser light used for the inspection light is measured by the ellipsometry, so that the resist film can be applied to the resist film by the output of the laser light. The impact can be evaluated quickly. Then, by determining the allowable value of the output of the laser beam, the influence on the resist film by the output of the laser beam can be digitized and objectively evaluated. That is, according to the first aspect of the invention, the change in the thickness of the resist film due to the irradiation of the laser beam used for defect inspection is measured by the ellipsometry, and the influence on the resist film can be evaluated quickly and objectively. The allowable value of the laser light output can be determined. Then, by performing the defect inspection of the mask blank within the range of the determined allowable value of the laser beam output, it is possible to suppress the influence on the resist film due to the laser beam irradiation during the inspection. It is possible to prevent problems such as a reduction in pattern line width in a transfer mask manufactured using the above.
（構成２）
欠陥検査を行うマスクブランクとは別の同一構成の予備用マスクブランクを準備し、前記レーザ光の出力を変えて前記予備用マスクブランクを照射し、前記レーザ光の出力と、前記レーザ光の照射前後の前記レジスト膜の膜厚差との対応関係から、前記レーザ光の照射による前記レジスト膜の膜厚変化を生じる前記レーザ光の出力を求め、求めたレーザ光の出力を基に前記レーザ光の出力の許容値を決定することを特徴とする構成１に記載のマスクブランクの欠陥検査方法である。
(Configuration 2)
Prepare a spare mask blank of the same configuration different from the mask blank for defect inspection, irradiate the spare mask blank by changing the output of the laser beam, and output the laser beam and irradiate the laser beam Based on the correspondence with the film thickness difference between the front and rear resist films, the output of the laser light that causes a change in the film thickness of the resist film due to the irradiation of the laser light is obtained, and the laser light is based on the obtained output of the laser light. The mask blank defect inspection method according to the first aspect, wherein an allowable value of the output is determined.
構成２の発明によれば、予め欠陥検査を行うマスクブランクとは別の同一構成の予備用マスクブランクを準備し、欠陥検査に用いるレーザ光の出力を種々変更して前記予備用マスクブランクを照射し、レーザ光の出力と、レーザ光の照射前後のレジスト膜の膜厚差との対応関係を求める。そして、求めた対応関係から、レーザ光の照射によるレジスト膜の膜厚変化を生じるレーザ光の出力を求め、この求めたレーザ光の出力を基に実際の検査に用いるレーザ光の出力の許容値を決定することができる。たとえば、上記のように求めたレジスト膜の膜厚変化を生じるレーザ光の出力を、検査に用いるレーザ光の出力の許容値の上限とすることができる。 According to the second aspect of the invention, a preliminary mask blank having the same configuration as that of the mask blank for performing defect inspection is prepared in advance, and the laser beam used for defect inspection is variously changed to irradiate the preliminary mask blank. Then, the correspondence between the output of the laser beam and the difference in film thickness of the resist film before and after the laser beam irradiation is obtained. Then, from the obtained correspondence relationship, the output of the laser beam that causes a change in the film thickness of the resist film by the irradiation of the laser beam is obtained, and the allowable value of the output of the laser beam used for the actual inspection based on the obtained output of the laser beam Can be determined. For example, the output of the laser beam that causes the change in the thickness of the resist film obtained as described above can be set as the upper limit of the allowable value of the output of the laser beam used for the inspection.
（構成３）
前記検査光として用いるレーザ光の波長が、４８８ｎｍ〜５３２ｎｍの範囲であることを特徴とする構成１又は２に記載のマスクブランクの欠陥検査方法である。
構成３にあるように、検査光として用いるレーザ光の波長は、使用されるレジストの感光に寄与しない波長領域であって、欠陥検出精度の向上の観点から、例えば４８８ｎｍ〜５３２ｎｍの範囲であることが好適である。
(Configuration 3)
3. The mask blank defect inspection method according to
As in Configuration 3, the wavelength of the laser light used as the inspection light is a wavelength region that does not contribute to the photosensitivity of the resist used, and is, for example, in the range of 488 nm to 532 nm from the viewpoint of improving defect detection accuracy. Is preferred.
（構成４）
基板上に転写パターンとなる薄膜を形成し、さらに該薄膜の表面にレジスト膜を形成する工程と、構成１乃至３のいずれかに記載のマスクブランクの欠陥検査方法による欠陥検査工程とを有することを特徴とするマスクブランクの製造方法である。
構成４にあるように、基板上に転写パターンとなる薄膜を形成し、さらに該薄膜の表面にレジスト膜を形成する工程と、本発明に係るマスクブランクの欠陥検査方法による欠陥検査工程とを有するマスクブランクの製造方法によれば、欠陥検査に用いるレーザ光の照射によるレジスト膜への影響を迅速に且つ客観的に評価することで、レーザ光の出力の許容値を決定することができる。そして、この決定されたレーザ光の出力の許容値の範囲内でマスクブランクの欠陥検査を行うことにより、欠陥検査の際のレーザ光照射によるレジスト膜への影響を抑制することができる。
(Configuration 4)
Forming a thin film to be a transfer pattern on the substrate, further forming a resist film on the surface of the thin film, and a defect inspection step by the defect inspection method for a mask blank according to any one of configurations 1 to 3 Is a method for manufacturing a mask blank.
As in Configuration 4, the method includes a step of forming a thin film to be a transfer pattern on the substrate and further forming a resist film on the surface of the thin film, and a defect inspection step by the defect inspection method for a mask blank according to the present invention. According to the mask blank manufacturing method, the allowable value of the output of the laser beam can be determined by quickly and objectively evaluating the influence on the resist film by the irradiation of the laser beam used for defect inspection. Then, by performing the defect inspection of the mask blank within the determined allowable range of the laser beam output, the influence on the resist film due to the laser beam irradiation during the defect inspection can be suppressed.
（構成５）
前記レジスト膜の膜厚は、１５０ｎｍ以下であることを特徴とする構成４に記載のマスクブランクの製造方法である。
微細パターン形成の観点からレジスト膜の薄膜化が望ましいが、特に薄膜のレジスト膜における膜厚変化を偏光解析法によれば高精度で測定することが可能であるため、本発明は、レジスト膜の膜厚が、例えば１５０ｎｍ以下であるようなマスクブランクの製造方法に好適である。
(Configuration 5)
5. The mask blank manufacturing method according to Configuration 4, wherein the resist film has a thickness of 150 nm or less.
Although it is desirable to reduce the thickness of the resist film from the viewpoint of fine pattern formation, it is possible to measure the film thickness change particularly in the thin resist film with high accuracy according to the ellipsometry. It is suitable for a mask blank manufacturing method having a film thickness of, for example, 150 nm or less.
（構成６）
前記薄膜は、遮光膜、位相シフト膜、エッチングマスク膜、吸収体膜のうち少なくとも一つの膜を含むことを特徴とする構成４又は５に記載のマスクブランクの製造方法である。
構成６にあるように、本発明のマスクブランクにおける薄膜は、遮光膜、位相シフト膜、エッチングマスク膜、吸収体膜のうち少なくとも一つの膜を含むことが好適である。
(Configuration 6)
6. The mask blank manufacturing method according to Configuration 4 or 5, wherein the thin film includes at least one of a light shielding film, a phase shift film, an etching mask film, and an absorber film.
As in
（構成７）
構成４乃至６のいずれかに記載の製造方法により得られたマスクブランクの前記薄膜をパターニングして転写パターンを形成することを特徴とする転写用マスクの製造方法である。
構成７にあるように、本発明により得られるマスクブランクを用いて転写用マスクを製造することにより、マスクブランクの欠陥検査の際のレーザ光照射によるレジスト膜への影響を抑制できるので、このマスクブランクを用いて製造される転写用マスクにおけるパターン線幅の減少などの問題が生じるのを防止することができる。
(Configuration 7)
7. A method for manufacturing a transfer mask, comprising: patterning the thin film of the mask blank obtained by the manufacturing method according to any one of Structures 4 to 6 to form a transfer pattern.
Since the transfer mask is manufactured using the mask blank obtained according to the present invention as in configuration 7, the influence on the resist film due to laser light irradiation during the defect inspection of the mask blank can be suppressed. Problems such as a decrease in pattern line width in a transfer mask manufactured using a blank can be prevented.
本発明に係るマスクブランクの欠陥検査方法によれば、欠陥検査に用いるレーザ光の照射によるレジスト膜への影響を迅速に且つ客観的に評価することができ、その評価に基づきレーザ光の出力の許容値を決定することができる。そして、この決定されたレーザ光の出力の許容値の範囲内でマスクブランクの欠陥検査を行うことにより、欠陥検査の際のレーザ光照射によるレジスト膜への影響を抑制することができる。 According to the defect inspection method for a mask blank according to the present invention, it is possible to quickly and objectively evaluate the influence on the resist film due to the irradiation of the laser beam used for the defect inspection. An acceptable value can be determined. Then, by performing the defect inspection of the mask blank within the determined allowable range of the laser beam output, the influence on the resist film due to the laser beam irradiation during the defect inspection can be suppressed.
また、本発明に係るマスクブランクの製造方法によれば、本発明に係るマスクブランクの欠陥検査方法による欠陥検査工程を有することにより、マスクブランクの欠陥検査において用いるレーザ光照射によるレジスト膜への影響を抑制することができる。
また、本発明により得られるマスクブランクを用いて転写用マスクを製造することにより、マスクブランクの欠陥検査の際のレーザ光照射によるレジスト膜への影響を抑制できるので、製造される転写用マスクにおいてパターン線幅の減少などの問題が生じるのを防止することができる。
In addition, according to the mask blank manufacturing method of the present invention, by having a defect inspection step by the mask blank defect inspection method of the present invention, the influence on the resist film by the laser beam irradiation used in the mask blank defect inspection Can be suppressed.
In addition, since the transfer mask is manufactured using the mask blank obtained by the present invention, the influence on the resist film due to laser light irradiation at the time of defect inspection of the mask blank can be suppressed. It is possible to prevent problems such as a reduction in pattern line width.
以下、本発明の実施の形態を詳述する。
［マスクブランクの欠陥検査方法］
まず、本発明に係るマスクブランクの欠陥検査方法について説明する。
本発明に係るマスクブランクの欠陥検査方法は、上記構成１にあるように、レーザ光を検査光として用いるマスクブランクの欠陥検査方法であって、前記マスクブランクは、基板上に転写パターンとなる薄膜と、該薄膜の表面に形成されたレジスト膜とを有し、前記レーザ光の照射による前記レジスト膜の膜厚変化を偏光解析法により測定して、前記レーザ光の出力の許容値を決定し、決定された前記レーザ光の出力の許容値の範囲内で欠陥検査を行うことを特徴とするものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
[Defect inspection method for mask blank]
First, a mask blank defect inspection method according to the present invention will be described.
The defect inspection method for a mask blank according to the present invention is a defect inspection method for a mask blank using a laser beam as inspection light, as in Configuration 1, and the mask blank is a thin film that becomes a transfer pattern on a substrate. And a resist film formed on the surface of the thin film, and measuring the change in thickness of the resist film due to the laser light irradiation by ellipsometry to determine an allowable value of the laser light output. The defect inspection is performed within the range of the determined allowable output value of the laser beam.
本発明に係るマスクブランクの欠陥検査方法において、特に特徴的な構成は、検査光として用いるレーザ光の照射による前記レジスト膜の膜厚変化を偏光解析法により測定することにより、欠陥検査の際の前記レーザ光の出力の許容値を決定できることである。このような方法によれば、従来行われていた現像などのプロセスが必要なく、検査光に用いるレーザ光の照射によるレジスト膜の膜厚変化を偏光解析法により測定することで、レーザ光の出力によるレジスト膜への影響を迅速且つ客観的に評価することができ、レーザ光の出力の許容値を決定することができる。そして、この決定されたレーザ光の出力の許容値の範囲内でマスクブランクの欠陥検査を行うことにより、検査の際のレーザ光照射によるレジスト膜への影響を抑制することができる。 In the defect inspection method for a mask blank according to the present invention, a particularly characteristic configuration is that a film thickness change of the resist film due to irradiation of a laser beam used as inspection light is measured by ellipsometry, so that a defect inspection can be performed. The allowable value of the output of the laser beam can be determined. According to such a method, there is no need for a conventional process such as development, and the change in the thickness of the resist film due to the irradiation of the laser beam used for the inspection light is measured by ellipsometry, thereby outputting the laser beam. It is possible to quickly and objectively evaluate the influence of the resist on the resist film, and to determine the allowable value of the laser beam output. Then, by performing the defect inspection of the mask blank within the determined allowable range of the laser beam output, it is possible to suppress the influence on the resist film due to the laser beam irradiation during the inspection.
本発明のかかる特徴的な構成は、本発明者らが、検査光に用いるレーザ光の出力を変えたときのレジスト膜への影響を検討した結果、現像処理後のパターン線幅への影響と、未現像でのレジスト膜厚への影響とが対応するとの知見を得たことに基づく。 The characteristic configuration of the present invention is that the inventors have studied the influence on the resist film when the output of the laser beam used for the inspection light is changed. This is based on the fact that the influence on the resist film thickness with no development corresponds.
図３は、後述の本発明の実施例におけるレーザ出力と、レーザ照射前後のレジスト膜の膜厚差との関係を示す図であり、図４は、同じく本発明の実施例におけるレーザ出力と、レーザ非照射領域と照射領域のパターン線幅差との関係を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the laser output in an embodiment of the present invention described later and the difference in film thickness of the resist film before and after laser irradiation, and FIG. 4 shows the laser output in the embodiment of the present invention, It is a figure which shows the relationship between the laser beam non-irradiation area | region and the pattern line width difference of an irradiation area | region.
後述の実施例においてテスト条件等はより詳しく説明するが、基板（合成石英ガラス基板）上に、ＭｏＳｉＮを主成分とする遮光膜とＣｒＮを主成分とするエッチングマスク膜の積層膜からなる薄膜を形成し、さらに該薄膜の表面に、膜厚１２０ｎｍの電子線描画用ポジ型レジスト膜を形成したレジスト膜付きマスクブランクを準備した。このマスクブランクのレジスト膜に対し、例えばマスクブランク欠陥検査装置（レーザーテック社製 ＭＡＧＩＣＳ Ｍ６６４０シリーズ）の検査光に用いられているレーザ光（波長５３２ｎｍ）を、その出力を変えながら照射し、レーザ照射前とレーザ照射後の各レジスト膜厚を偏光解析法（エリプソメトリ方式）による膜厚計（（株）フォトニックラティス製 ＭＥ−２１０）にて測定した。偏光解析法（エリプソメトリ方式）による膜厚計は、エリプソメトリ（物質の表面より反射する光の偏光状態の変化を解析する手法）を用い、薄膜の厚さを高速、高精度、高再現性で測定でき、且つ微小領域の測定も可能な膜厚計である。そして、上記のレーザ出力と、レーザ照射前後のレジスト膜の膜厚差との関係を示したものが図３である。 Although the test conditions and the like will be described in more detail in examples described later, a thin film made of a laminated film of a light shielding film mainly composed of MoSiN and an etching mask film mainly composed of CrN on a substrate (synthetic quartz glass substrate). A mask blank with a resist film was prepared, in which a positive resist film for electron beam drawing having a thickness of 120 nm was formed on the surface of the thin film. The mask blank resist film is irradiated with, for example, laser light (wavelength of 532 nm) used for inspection light of a mask blank defect inspection apparatus (MAGICS M6640 series manufactured by Lasertec Corporation) while changing its output. The film thickness of each resist after laser irradiation was measured with a film thickness meter (ME-210 manufactured by Photonic Lattice Co., Ltd.) using an ellipsometry method (ellipsometry method). The film thickness meter by ellipsometry (ellipsometry method) uses ellipsometry (a technique for analyzing changes in the polarization state of light reflected from the surface of a substance), and the thickness of the thin film is high speed, high accuracy, and high reproducibility. It is a film thickness meter that can measure in a small area. FIG. 3 shows the relationship between the laser output and the difference in film thickness of the resist film before and after laser irradiation.
一方、上記レジスト膜付きマスクブランクとは別の同一構成のマスクブランクを準備した。このマスクブランクのレジスト膜に対し、上記と同じマスクブランク欠陥検査装置（レーザーテック社製 ＭＡＧＩＣＳ Ｍ６６４０シリーズ）の検査光に用いられているレーザ光（波長５３２ｎｍ）を、その出力を変えながら照射した。そして、レーザ非照射領域とレーザ照射領域の各々領域に、電子線描画装置を用いて所定のラインアンドスペースパターンを描画し、描画後、所定の現像処理を行い、得られたレジストパターン線幅を測定した。そして、上記のレーザ出力と、レーザ非照射領域と照射領域のパターン線幅差との関係を示したものが図４である。 On the other hand, a mask blank having the same configuration different from the mask blank with resist film was prepared. The mask blank resist film was irradiated with laser light (wavelength: 532 nm) used for inspection light of the same mask blank defect inspection apparatus (MAGICS M6640 series, manufactured by Lasertec Corporation) while changing its output. Then, a predetermined line and space pattern is drawn on each of the laser non-irradiated area and the laser irradiated area using an electron beam drawing apparatus, and after the drawing, a predetermined development process is performed, and the obtained resist pattern line width is obtained. It was measured. FIG. 4 shows the relationship between the laser output and the pattern line width difference between the laser non-irradiated region and the irradiated region.
図３の結果から、レジスト膜厚への影響は、レーザ出力が２７０ｍＷ程度から確認され、レーザ照射前後のレジスト膜の膜厚差が大きくなる。一方、図４の結果から、パターン線幅への影響についても、レーザ出力が２７０ｍＷ程度から確認され、レーザ非照射領域と照射領域のパターン線幅差が大きくなる。つまり、図３及び図４の結果から、レーザ出力に対する、レーザ照射前後のレジスト膜の膜厚差との関係と、レーザ非照射領域と照射領域のパターン線幅差との関係が対応していることがわかる。この結果から、検査光に用いるレーザ光の出力を変えたときのレジスト膜への影響を評価するにあたり、上記の図４のようなパターン描画・現像処理を含む手法をわざわざとらなくても、図３のようなレーザ照射前後のレジスト膜厚変化を偏光解析法により測定することで、実際のパターン線幅への影響を簡易、迅速に、しかも客観的に確認することが可能であることがわかる。 From the result of FIG. 3, the influence on the resist film thickness is confirmed from the laser output of about 270 mW, and the difference in film thickness of the resist film before and after laser irradiation becomes large. On the other hand, as for the influence on the pattern line width, the laser output is confirmed from about 270 mW from the result of FIG. 4, and the pattern line width difference between the laser non-irradiation region and the irradiation region becomes large. That is, from the results of FIGS. 3 and 4, the relationship between the laser output and the difference in film thickness of the resist film before and after laser irradiation corresponds to the relationship between the pattern line width difference between the laser non-irradiated region and the irradiated region. I understand that. From this result, in evaluating the influence on the resist film when the output of the laser beam used for the inspection light is changed, the method including the pattern drawing / developing process as shown in FIG. 4 is not required. By measuring the change in resist film thickness before and after laser irradiation as shown in Fig. 3 by ellipsometry, it can be seen that the effect on the actual pattern line width can be easily, quickly and objectively confirmed. .
本発明では、上記のとおり、検査光に用いるレーザ光の照射によるレジスト膜の膜厚変化を偏光解析法により測定して、欠陥検査の際のレーザ光の出力の許容値を決定するが、具体的には、以下に説明する方法が好ましい。 In the present invention, as described above, the change in the thickness of the resist film due to the irradiation of the laser beam used for the inspection light is measured by the ellipsometry, and the allowable value of the laser light output during the defect inspection is determined. Specifically, the method described below is preferable.
予め欠陥検査を行うマスクブランクとは別の同一構成の予備用マスクブランクを準備する。
次に、欠陥検査に用いるレーザ光の出力を種々変更して上記予備用マスクブランクを照射する。そして、レーザ照射前後のレジスト膜厚変化を、偏光解析法を用いる膜厚計で測定する。
得られた測定結果から、レーザ光の出力と、レーザ光の照射前後のレジスト膜の膜厚差との対応関係を求める。つまり、上述の図３に示す対応関係である。
A preliminary mask blank having the same configuration as that of the mask blank for performing the defect inspection is prepared in advance.
Next, the preliminary mask blank is irradiated with various changes in the output of the laser beam used for defect inspection. Then, the resist film thickness change before and after laser irradiation is measured with a film thickness meter using ellipsometry.
From the obtained measurement results, the correspondence between the output of the laser beam and the difference in film thickness of the resist film before and after the laser beam irradiation is obtained. That is, the correspondence relationship shown in FIG.
次いで、求めた対応関係から、レーザ光の照射によるレジスト膜の膜厚変化を生じるレーザ光の出力を求め、この求めたレーザ光の出力を基に実際の検査に用いるレーザ光の出力の許容値を決定することができる。たとえば、上述の図３を参照すると、レーザ光の照射によるレジスト膜の膜厚変化が大きくなるレーザ光の出力は、約２７０ｍＷである。 Next, from the obtained correspondence relationship, the output of the laser beam that causes a change in the film thickness of the resist film due to the irradiation of the laser beam is obtained, and the allowable value of the output of the laser beam used for the actual inspection based on the obtained output of the laser beam Can be determined. For example, referring to FIG. 3 described above, the output of the laser beam with which the film thickness change of the resist film due to the laser beam irradiation is large is about 270 mW.
よって、上記のようにして求めたレジスト膜の膜厚変化を生じるレーザ光の出力を、実際の欠陥検査に用いるレーザ光の出力の許容値の上限とすることができる。勿論、図３の対応関係はあくまでも一例であり、マスクブランクの構成、具体的にはレジスト膜の膜種や膜厚、レジスト膜の下地の転写パターン形成用薄膜の膜構成、膜種等によって上記の対応関係は種々異なる場合がある。一方、実際の欠陥検査に用いるレーザ光の出力の許容値の下限については、特に制約される必要はない。 Therefore, the output of the laser beam that causes the change in the thickness of the resist film obtained as described above can be set as the upper limit of the allowable value of the output of the laser beam used for actual defect inspection. Of course, the correspondence in FIG. 3 is merely an example, and it depends on the configuration of the mask blank, specifically the film type and film thickness of the resist film, the film configuration of the thin film for forming the transfer pattern underlying the resist film, the film type, etc. The correspondence relationship may vary. On the other hand, the lower limit of the allowable value of the laser beam output used for actual defect inspection is not particularly limited.
また、検査光として用いられるレーザ光の波長は、使用されるレジストの感光に寄与しない波長領域が用いられるが、欠陥検出精度の向上の観点から、例えば４８８ｎｍ〜５３２ｎｍの範囲であることが好適である。 The wavelength of the laser light used as the inspection light is a wavelength region that does not contribute to the photosensitivity of the resist used, and is preferably in the range of 488 nm to 532 nm, for example, from the viewpoint of improving defect detection accuracy. is there.
以上説明したように、本発明に係るマスクブランクの欠陥検査方法によれば、現像などのプロセスが必要なく、検査光に用いるレーザ光の照射によるレジスト膜の膜厚変化を偏光解析法により測定することで、レーザ光の出力によるレジスト膜への影響を迅速に評価することができる。そして、この評価結果（図３の対応関係）に基づきレーザ光の出力の許容値を決定することにより、レーザ光の出力によるレジスト膜への影響を数値化して、客観的に評価することが可能になる。つまり、本発明によれば、欠陥検査に用いるレーザ光の照射によるレジスト膜の膜厚変化を偏光解析法により測定して、レジスト膜への影響を迅速に且つ客観的に評価することで、レーザ光の出力の許容値を決定することができる。そして、この決定されたレーザ光の出力の許容値の範囲内でマスクブランクの欠陥検査を行うことにより、実際の欠陥検査の際のレーザ光照射によるレジスト膜への影響を抑制することができる。さらには、このマスクブランクを用いて製造される転写用マスクにおけるパターン線幅の減少などの問題が生じるのを防止できる。 As described above, according to the defect inspection method for a mask blank according to the present invention, a process such as development is not required, and the change in the film thickness of the resist film due to the irradiation of the laser beam used for the inspection light is measured by the ellipsometry. Thus, it is possible to quickly evaluate the influence of the output of the laser beam on the resist film. Then, by determining the allowable value of the laser beam output based on this evaluation result (corresponding relationship in FIG. 3), the influence on the resist film by the laser beam output can be quantified and objectively evaluated. become. In other words, according to the present invention, the change in the thickness of the resist film due to the irradiation of the laser beam used for defect inspection is measured by ellipsometry, and the influence on the resist film is quickly and objectively evaluated. An allowable value of light output can be determined. Then, by performing the defect inspection of the mask blank within the determined allowable range of the laser beam output, it is possible to suppress the influence on the resist film due to the laser beam irradiation in the actual defect inspection. Furthermore, problems such as a reduction in pattern line width in a transfer mask manufactured using this mask blank can be prevented.
［マスクブランクの製造方法］
本発明は、上記マスクブランクの欠陥検査方法を適用するマスクブランクの製造方法についても提供する。
すなわち、基板上に転写パターンとなる薄膜を形成し、さらに該薄膜の表面にレジスト膜を形成する工程と、本発明に係るマスクブランクの欠陥検査方法による欠陥検査工程とを有することを特徴とするマスクブランクの製造方法である。
[Manufacturing method of mask blank]
The present invention also provides a mask blank manufacturing method to which the mask blank defect inspection method is applied.
That is, the method includes a step of forming a thin film to be a transfer pattern on a substrate and further forming a resist film on the surface of the thin film, and a defect inspection step by the mask blank defect inspection method according to the present invention. It is a manufacturing method of a mask blank.
図１は、マスクブランクの一構成例を示しており、基板１の主表面上に、転写パターンとなる薄膜２を形成し、さらに該薄膜２の表面にレジスト膜３を形成したマスクブランク１０である。
上記基板１としては、マスクブランク１０がバイナリマスクブランクや位相シフト型マスクブランク等の透過型マスクブランクの場合、例えば合成石英ガラス基板を用いるのが好適である。この合成石英ガラス基板は、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）又はそれよりも短波長の領域で透明性が高いので、近年の半導体装置の回路パターンの微細化、高解像度化に対応できるマスクブランク用基板として好適である。
また、マスクブランク１０がＥＵＶ露光用等の反射型マスクブランクの場合、低熱膨張の特性を有するものであればよく、ＳｉＯ２−ＴｉＯ２系ガラス（２元系（ＳｉＯ２−ＴｉＯ２）及び３元系（ＳｉＯ２−ＴｉＯ２−ＳｎＯ２等））や、例えば、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｌｉ２Ｏ系の結晶化ガラスの基板を用いるのが好適である。
また、マスクブランク１０がナノインプリントプレート用マスクブランクの場合、機械的特性、加工性能の観点から合成石英ガラス基板を用いるのが好適である。
FIG. 1 shows a configuration example of a mask blank. A mask blank 10 in which a
When the mask blank 10 is a transmissive mask blank such as a binary mask blank or a phase shift mask blank, for example, a synthetic quartz glass substrate is preferably used as the substrate 1. Since this synthetic quartz glass substrate is highly transparent in an ArF excimer laser (wavelength 193 nm) or shorter wavelength region, it can be used for mask blank substrates that can cope with the recent miniaturization of circuit patterns and higher resolution of semiconductor devices. It is suitable as.
In addition, when the mask blank 10 is a reflective mask blank for EUV exposure or the like, any material having low thermal expansion characteristics may be used. SiO 2 —TiO 2 glass (binary system (SiO 2 —TiO 2 ) and 3) It is preferable to use a substrate of an original system (SiO 2 —TiO 2 —SnO 2 or the like) or a crystallized glass substrate of SiO 2 —Al 2 O 3 —Li 2 O, for example.
In addition, when the mask blank 10 is a mask blank for a nanoimprint plate, it is preferable to use a synthetic quartz glass substrate from the viewpoint of mechanical characteristics and processing performance.
上記透過型マスクブランクは、上記基板１の主表面上に、薄膜２として遮光膜を形成することによりバイナリマスクブランクが得られる。また、上記基板１の主表面上に、薄膜２として位相シフト膜、あるいは位相シフト膜及び遮光膜を形成することにより、位相シフト型マスクブランクが得られる。また、基板彫り込み型のレベンソン位相シフト型マスクブランクにおいては、基板１の主表面上に、薄膜２として遮光膜を形成することにより得られる。また、クロムレスタイプの位相シフト型マスクブランクや、ナノインプリントプレート用マスクブランクにおいては、基板１の主表面上に、薄膜２としてエッチングマスク膜を形成することにより得られる。
上記遮光膜は、単層でも複数層（例えば遮光層と反射防止層との積層構造）としてもよい。また、遮光膜を遮光層と反射防止層との積層構造とする場合、この遮光層を複数層からなる構造としてもよい。また、上記位相シフト膜、エッチングマスク膜、吸収体膜についても、単層でも複数層としてもよい。
The transmissive mask blank is obtained by forming a light-shielding film as the
The light shielding film may be a single layer or a plurality of layers (for example, a laminated structure of a light shielding layer and an antireflection layer). Further, when the light shielding film has a laminated structure of a light shielding layer and an antireflection layer, the light shielding layer may be composed of a plurality of layers. The phase shift film, the etching mask film, and the absorber film may be a single layer or a plurality of layers.
透過型マスクブランクとしては、例えば、クロム（Ｃｒ）を含有する材料により形成されている遮光膜を備えるバイナリマスクブランク、遷移金属とケイ素（Ｓｉ）を含有する材料により形成されている遮光膜を備えるバイナリマスクブランク、タンタル（Ｔａ）を含有する材料により形成されている遮光膜を備えるバイナリマスクブランク、ケイ素（Ｓｉ）を含有する材料、あるいは遷移金属とケイ素（Ｓｉ）を含有する材料により形成されている位相シフト膜を備える位相シフト型マスクブランクなどが挙げられる。 As the transmission type mask blank, for example, a binary mask blank including a light shielding film formed of a material containing chromium (Cr), or a light shielding film formed of a material containing transition metal and silicon (Si) is provided. Binary mask blank, binary mask blank having a light-shielding film formed of a material containing tantalum (Ta), a material containing silicon (Si), or a material containing a transition metal and silicon (Si) And a phase shift mask blank provided with the phase shift film.
上記クロム（Ｃｒ）を含有する材料としては、クロム単体、クロム系材料（CrO，CrN，CrC，CrON，CrCN，CrOC，CrOCN等）が挙げられる。
上記タンタル（Ｔａ）を含有する材料としては、タンタル単体のほかに、タンタルと他の金属元素（例えば、Ｈｆ、Ｚｒ等）との化合物、タンタルにさらに窒素、酸素、炭素及びホウ素のうち少なくとも１つの元素を含む材料、具体的には、TaN、TaO，TaC，TaB，TaON，TaCN，TaBN，TaCO，TaBO，TaBC，TaCON，TaBON，TaBCN，TaBCONを含む材料などが挙げられる。
Examples of the material containing chromium (Cr) include chromium alone and chromium-based materials (CrO, CrN, CrC, CrON, CrCN, CrOC, CrOCN, etc.).
As the material containing tantalum (Ta), in addition to tantalum alone, a compound of tantalum and another metal element (for example, Hf, Zr, etc.), at least one of nitrogen, oxygen, carbon, and boron in addition to tantalum A material containing two elements, specifically, a material containing TaN, TaO, TaC, TaB, TaON, TaCN, TaBN, TaCO, TaBO, TaBC, TaCON, TaBON, TaBCN, TaBCON, and the like.
上記ケイ素（Ｓｉ）を含有する材料としては、ケイ素に、さらに窒素、酸素及び炭素のうち少なくとも１つの元素を含む材料、具体的には、ケイ素の窒化物、酸化物、炭化物、酸窒化物（酸化窒化物）、炭酸化物（炭化酸化物）、あるいは炭酸窒化物（炭化酸化窒化物）を含む材料が好適である。 As the material containing silicon (Si), a material further containing at least one element of nitrogen, oxygen, and carbon, specifically, a silicon nitride, an oxide, a carbide, an oxynitride ( A material containing oxynitride), carbonate (carbide oxide), or carbonitride (carbonitride) is preferable.
また、上記遷移金属とケイ素（Ｓｉ）を含有する材料としては、遷移金属とケイ素を含有する材料のほかに、遷移金属及びケイ素に、さらに窒素、酸素及び炭素のうち少なくとも１つの元素を含む材料が挙げられる。具体的には、遷移金属シリサイド、または遷移金属シリサイドの窒化物、酸化物、炭化物、酸窒化物、炭酸化物、あるいは炭酸窒化物を含む材料が好適である。遷移金属には、モリブデン、タンタル、タングステン、チタン、クロム、ハフニウム、ニッケル、バナジウム、ジルコニウム、ルテニウム、ロジウム、ニオブ等が適用可能である。この中でも特にモリブデンが好適である。 Moreover, as the material containing the transition metal and silicon (Si), in addition to the material containing the transition metal and silicon, the material further contains at least one element of nitrogen, oxygen and carbon in addition to the transition metal and silicon. Is mentioned. Specifically, a transition metal silicide or a material containing a transition metal silicide nitride, oxide, carbide, oxynitride, carbonate, or carbonitride is preferable. As the transition metal, molybdenum, tantalum, tungsten, titanium, chromium, hafnium, nickel, vanadium, zirconium, ruthenium, rhodium, niobium, and the like are applicable. Of these, molybdenum is particularly preferred.
さらに上記バイナリマスクブランクや位相シフト型マスクブランクにおいて、遮光膜上に、エッチングマスク膜を備えても構わない。エッチングマスク膜の材料は、遮光膜をパターニングする際に使用するエッチャントに対して耐性を有する材料から選択される。遮光膜の材料がクロム（Ｃｒ）を含有する材料の場合、エッチングマスク膜の材料としては、例えば上記ケイ素（Ｓｉ）を含有する材料が選択される。また、遮光膜の材料がケイ素（Ｓｉ）を含有する材料や、遷移金属とケイ素（Ｓｉ）を含有する材料の場合、エッチングマスク膜の材料としては、例えば上記クロム（Ｃｒ）を含有する材料が選択される。 Further, in the binary mask blank or the phase shift mask blank, an etching mask film may be provided on the light shielding film. The material of the etching mask film is selected from materials that are resistant to the etchant used when patterning the light shielding film. When the material of the light shielding film is a material containing chromium (Cr), for example, the material containing silicon (Si) is selected as the material of the etching mask film. Further, when the material of the light shielding film is a material containing silicon (Si) or a material containing a transition metal and silicon (Si), as the material of the etching mask film, for example, the material containing chromium (Cr) is used. Selected.
また、反射型マスクブランクとしては、基板１上に、ＥＵＶ光に対して反射する多層反射膜、さらに、転写用マスクの製造工程におけるドライエッチングやウェット洗浄から多層反射膜を保護するため、保護膜が形成された多層反射膜付き基板として、上記多層反射膜や保護膜上に吸収体膜を備える反射型マスクブランクが挙げられる。
ＥＵＶ光の領域で使用される多層反射膜としては、Ｍｏ／Ｓｉ周期多層膜のほかに、Ｒｕ／Ｓｉ周期多層膜、Ｍｏ／Ｂｅ周期多層膜、Ｍｏ化合物／Ｓｉ化合物周期多層膜、Ｓｉ／Ｎｂ周期多層膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ周期多層膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ／Ｍｏ周期多層膜、Ｓｉ／Ｒｕ／Ｍｏ／Ｒｕ周期多層反射膜が挙げられる。
また、上記保護膜の材料としては、例えば、Ｒｕ、Ｒｕ−（Ｎｂ、Ｚｒ、Ｙ、Ｂ、Ｔｉ、Ｌａ、Ｍｏ）、Ｓｉ−（Ｒｕ、Ｒｈ、Ｃｒ、Ｂ）、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｌａ、Ｂ等の材料から選択される。これらのうち、Ｒｕを含む材料を適用すると、多層反射膜の反射率特性がより良好となる。
The reflective mask blank includes a multilayer reflective film that reflects EUV light on the substrate 1 and a protective film for protecting the multilayer reflective film from dry etching and wet cleaning in the manufacturing process of the transfer mask. As the substrate with a multilayer reflective film in which is formed, a reflective mask blank including an absorber film on the multilayer reflective film or the protective film is mentioned.
In addition to the Mo / Si periodic multilayer film, the multilayer reflective film used in the EUV light region includes a Ru / Si periodic multilayer film, a Mo / Be periodic multilayer film, a Mo compound / Si compound periodic multilayer film, and a Si / Nb film. Examples include periodic multilayer films, Si / Mo / Ru periodic multilayer films, Si / Mo / Ru / Mo periodic multilayer films, and Si / Ru / Mo / Ru periodic multilayer reflective films.
Examples of the material for the protective film include Ru, Ru- (Nb, Zr, Y, B, Ti, La, Mo), Si- (Ru, Rh, Cr, B), Si, Zr, Nb, It is selected from materials such as La and B. Among these, when a material containing Ru is applied, the reflectance characteristics of the multilayer reflective film become better.
また、上記吸収体膜の材料としては、例えば、Ｔａ単体、Ｔａを主成分とする材料が用いられる。Ｔａを主成分とする材料は、通常、Ｔａの合金である。このような吸収体膜の結晶状態は、平滑性、平坦性の点から、アモルファス状又は微結晶の構造を有しているものが好ましい。Ｔａを主成分とする材料としては、例えば、ＴａとＢを含む材料、ＴａとＮを含む材料、ＴａとＢを含み、更にＯとＮの少なくともいずれかを含む材料、ＴａとＳｉを含む材料、ＴａとＳｉとＮを含む材料、ＴａとＧｅを含む材料、ＴａとＧｅとＮを含む材料などを用いることができる。また例えば、ＴａにＢ、Ｓｉ、Ｇｅ等を加えることにより、アモルファス構造が容易に得られ、平滑性を向上させることができる。さらに、ＴａにＮ、Ｏを加えれば、酸化に対する耐性が向上するため、経時的な安定性を向上させることができる。また、多層反射膜が形成されている側と反対側の基板１上には、裏面導電膜を形成することができる。 Moreover, as a material of the absorber film, for example, Ta alone or a material mainly composed of Ta is used. The material mainly composed of Ta is usually an alloy of Ta. Such an absorber film preferably has an amorphous or microcrystalline structure in terms of smoothness and flatness. Examples of the material containing Ta as a main component include a material containing Ta and B, a material containing Ta and N, a material containing Ta and B, and further containing at least one of O and N, and a material containing Ta and Si. A material containing Ta, Si and N, a material containing Ta and Ge, a material containing Ta, Ge and N can be used. Further, for example, by adding B, Si, Ge or the like to Ta, an amorphous structure can be easily obtained and the smoothness can be improved. Furthermore, if N and O are added to Ta, the resistance to oxidation is improved, so that the stability over time can be improved. In addition, a back conductive film can be formed on the substrate 1 on the side opposite to the side on which the multilayer reflective film is formed.
なお、上記遮光膜等の薄膜を形成するための成膜方法は特に制約されない。例えばスパッタリング法、イオンビームデボジション（ＩＢＤ）法、ＣＶＤ法などが好ましく挙げられる。 Note that a film formation method for forming a thin film such as the light shielding film is not particularly limited. For example, a sputtering method, an ion beam deconvolution (IBD) method, a CVD method and the like are preferable.
また、上記レジスト膜３としては、近年の半導体装置の回路パターンの微細化、高解像度化に対応できるようにするため、電子線描画用レジスト膜を用いることが好ましい。特に化学増幅型のレジスト膜が好適である。レジスト膜はポジ型でもネガ型でも構わない。上記レジスト膜３の形成方法は、例えばスピンコート法を用いて塗布形成することが好ましい。 Further, as the resist film 3, it is preferable to use an electron beam drawing resist film in order to cope with the recent miniaturization of circuit patterns of semiconductor devices and higher resolution. In particular, a chemically amplified resist film is suitable. The resist film may be positive or negative. The resist film 3 is preferably formed by, for example, spin coating.
また、上記レジスト膜３の膜厚は、１５０ｎｍ以下であることが望ましい。すなわち、微細パターン形成の観点からレジスト膜の薄膜化が望ましく、特に薄膜のレジスト膜における膜厚変化を偏光解析法によれば高精度で測定することが可能であるため、本発明は、レジスト膜の膜厚が、例えば１５０ｎｍ以下であるようなマスクブランクの製造方法に好適である。 The resist film 3 preferably has a thickness of 150 nm or less. That is, from the viewpoint of forming a fine pattern, it is desirable to reduce the thickness of the resist film. In particular, the present invention is capable of measuring a change in film thickness of a thin resist film with high accuracy by the ellipsometry. Is suitable for a mask blank manufacturing method in which the film thickness is, for example, 150 nm or less.
以上の構成にかかるマスクブランク１０の欠陥検査工程の詳細に関しては、前述したとおりであるので、ここでは説明を省く。
本発明にかかるマスクブランクの製造方法によれば、基板上に転写パターンとなる薄膜を形成し、さらに該薄膜の表面にレジスト膜を形成する工程と、本発明に係るマスクブランクの欠陥検査方法による欠陥検査工程とを有することにより、欠陥検査に用いるレーザ光の照射によるレジスト膜への影響を迅速に且つ客観的に評価することができ、レーザ光の出力の許容値を決定することができる。そして、この決定されたレーザ光の出力の許容値の範囲内でマスクブランクの欠陥検査を行うことにより、欠陥検査の際のレーザ光照射によるレジスト膜への影響を抑制することが可能である。
Since the details of the defect inspection process of the mask blank 10 according to the above configuration are as described above, the description thereof is omitted here.
According to the mask blank manufacturing method of the present invention, a thin film to be a transfer pattern is formed on a substrate, and a resist film is formed on the surface of the thin film, and the mask blank defect inspection method according to the present invention. By including the defect inspection step, it is possible to quickly and objectively evaluate the influence on the resist film due to the irradiation of the laser light used for the defect inspection, and to determine the allowable value of the laser light output. Then, by performing the defect inspection of the mask blank within the determined allowable range of the laser beam output, it is possible to suppress the influence on the resist film due to the laser beam irradiation during the defect inspection.
また、上記の検査に用いるレーザ光の出力の許容値（特に上限値）データは、前記レーザ光の波長、図３と同様の対応関係などの情報とともに適当な記録媒体（例えば２次元バーコードなど）に保存する工程を有してもよい。このレーザ光出力の許容値等のデータ付きでマスクブランクを提供することにより、このマスクブランクを用いて製造される転写用マスクにおけるパターン線幅の減少などの問題が生じないことを保証することができる。 In addition, the allowable value (particularly the upper limit value) data of the output of the laser beam used for the above-mentioned inspection is an appropriate recording medium (for example, a two-dimensional bar code or the like) together with information such as the wavelength of the laser beam and the correspondence relationship similar to FIG. ) May be stored. By providing the mask blank with data such as the allowable value of the laser light output, it is possible to ensure that problems such as a reduction in pattern line width in a transfer mask manufactured using the mask blank do not occur. it can.
［転写用マスクの製造方法］
本発明は、上記構成のマスクブランクにおける前記薄膜をパターニングして転写パターンを形成するマスクの製造方法についても提供する。
マスクブランクにおける転写パターンとなる薄膜をパターニングする方法としては、精度の高いフォトリソグラフィ法が最も好適である。図２は、その製造工程を示す断面図である。
まず、上記構成にかかるマスクブランク１０のレジスト膜３に対して、電子線描画装置により所望のパターン描画を行う（図２（ａ）参照）。描画後、所定の現像処理を行って、レジストパターン３ａを形成する（図２（ｂ）参照）。
[Transfer Mask Manufacturing Method]
The present invention also provides a method for manufacturing a mask for forming a transfer pattern by patterning the thin film in the mask blank configured as described above.
As a method for patterning a thin film to be a transfer pattern in a mask blank, a highly accurate photolithography method is most suitable. FIG. 2 is a sectional view showing the manufacturing process.
First, a desired pattern is drawn on the resist film 3 of the mask blank 10 according to the above configuration by an electron beam drawing apparatus (see FIG. 2A). After drawing, a predetermined development process is performed to form a resist
次に、上記レジストパターン３ａをマスクとして、薄膜２をエッチング（例えばドライエッチング）して、薄膜パターン２ａを形成する（図２（ｃ）参照）。
次いで、残存するレジストパターン３ａを除去することにより、基板１上に薄膜パターン２ａが形成された転写用マスク２０が得られる（図２（ｄ）参照）。
Next, using the resist
Next, by removing the remaining resist
例えば、上述のバイナリマスクブランクにおける遮光膜をパターニングすることにより、遮光膜パターンを備えるバイナリマスクが得られる。また、上述の基板の主表面に、位相シフト膜、あるいは位相シフト膜及び遮光膜を備える構造の位相シフト型マスクブランクにおいても、転写パターンとなる薄膜をパターニングすることにより、位相シフト型マスクが得られる。また、基板彫り込み型のレベンソン位相シフト型マスクブランク、クロムレスタイプの位相シフト型マスクブランク、ナノインプリント用マスクブランクにおける遮光膜やエッチングマスク膜をパターニングした後、遮光膜パターンやエッチングマスク膜パターンをマスクにして、基板を所定の深さエッチング・除去することにより基板彫り込み型のレベンソン位相シフト型マスク、クロムレスタイプの位相シフト型マスク、ナノインプリントプレートが得られる。
また、上述の反射型マスクブランクにおける吸収体膜をパターニングすることにより、吸収体膜パターンを備える反射型マスクが得られる。
For example, a binary mask having a light shielding film pattern can be obtained by patterning the light shielding film in the binary mask blank described above. Further, even in a phase shift mask blank having a structure including a phase shift film or a phase shift film and a light shielding film on the main surface of the substrate, a phase shift mask can be obtained by patterning a thin film to be a transfer pattern. It is done. In addition, after patterning the light-shielding film and etching mask film in the substrate engraved Levenson phase-shift mask blank, chromeless type phase-shift mask blank, and nanoimprint mask blank, the light-shielding film pattern and etching mask film pattern are used as masks. Then, by etching and removing the substrate to a predetermined depth, a substrate-engraved Levenson phase shift mask, a chromeless phase shift mask, and a nanoimprint plate can be obtained.
Moreover, a reflective mask provided with an absorber film pattern is obtained by patterning the absorber film in the above-described reflective mask blank.
本発明の転写用マスクの製造方法においては、マスクブランクの欠陥検査の際のレーザ光照射によるレジスト膜への影響を抑制できるので、このマスクブランクを用いて製造される転写用マスクにおいてパターン線幅の減少などの問題が生じるのを防止することができる。 In the transfer mask manufacturing method of the present invention, since the influence on the resist film due to laser beam irradiation during the defect inspection of the mask blank can be suppressed, the pattern line width in the transfer mask manufactured using this mask blank is reduced. It is possible to prevent the occurrence of problems such as a decrease in
以下、実施例により、本発明の実施の形態を更に具体的に説明する。
（実施例１）
本実施例では、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）露光用マスクブランクの製造方法および欠陥検査方法について説明する。
本実施例においては、サイズ６インチ角、厚さ０．２５インチの合成石英ガラス基板の主表面上に、以下のようにしてＭｏＳｉＮを主成分とする膜とＣｒＮを主成分とするエッチングマスク膜の積層膜を形成した。
Hereinafter, the embodiment of the present invention will be described more specifically with reference to examples.
Example 1
In this embodiment, an ArF excimer laser (wavelength 193 nm) exposure mask blank manufacturing method and defect inspection method will be described.
In this example, a film mainly composed of MoSiN and an etching mask film mainly composed of CrN are formed on the main surface of a synthetic quartz glass substrate having a size of 6 inches square and a thickness of 0.25 inches as follows. The laminated film was formed.
ターゲットにＭｏＳｉ（Ｍｏ：Ｓｉ＝１３：８７原子％比）ターゲットを用い、アルゴン（Ａｒ）ガスと窒素（Ｎ２）ガスとの混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング（ＤＣスパッタリング）により、ＭｏＳｉＮ膜（下層（遮光層））を膜厚４７ｎｍ、ＭｏＳｉＮ膜（上層（反射防止層））を４ｎｍの積層構造からなる遮光膜を形成した。
続いて、Ｃｒターゲットを用い、アルゴン（Ａｒ）ガスと窒素（Ｎ２）ガスとの混合ガス雰囲気で、ＣｒＮ膜からなるエッチングマスク膜を膜厚５ｎｍ形成した。
Using a MoSi (Mo: Si = 13: 87 atomic% ratio) target as a target, a MoSiN film (DC sputtering) is formed by reactive sputtering (DC sputtering) in a mixed gas atmosphere of argon (Ar) gas and nitrogen (N 2 ) gas. A light shielding film having a laminated structure of a lower layer (light shielding layer) having a film thickness of 47 nm and a MoSiN film (upper layer (antireflection layer)) having a thickness of 4 nm was formed.
Subsequently, using a Cr target, an etching mask film made of a CrN film was formed to a thickness of 5 nm in a mixed gas atmosphere of argon (Ar) gas and nitrogen (N 2 ) gas.
次に、上記ＣｒＮ膜上に電子線描画用化学増幅型ポジ型レジスト（富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）をスピンコーティング法により塗布、ベーキングして、１２０ｎｍ厚のレジスト膜を形成した。
以上のようにしてＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）用バイナリマスクブランク（予備用）を作製した。なお、ＡｒＦエキシマレーザーに対するＭｏＳｉＮ膜とＣｒＮ膜の積層膜の光学濃度は３．０、表面反射率は２０％であった。
Next, a chemically amplified positive resist for electron beam drawing (manufactured by Fuji Film Electronics Materials) was applied onto the CrN film by a spin coating method and baked to form a resist film having a thickness of 120 nm.
As described above, a binary mask blank (for preliminary use) for ArF excimer laser (wavelength 193 nm) was produced. The optical density of the laminated film of the MoSiN film and the CrN film for the ArF excimer laser was 3.0, and the surface reflectance was 20%.
このバイナリマスクブランクのレジスト膜に対し、マスクブランク欠陥検査装置（レーザーテック社製 ＭＡＧＩＣＳ Ｍ６６４０シリーズ）の検査光に用いられているレーザ光（波長５３２ｎｍ）を、その出力を３０〜６００ｍＷの範囲で適宜変えながら照射した。なお、レーザ照射は、５ｍｍ角２６．４ｍｍピッチとした。各照射領域におけるレーザ照射前とレーザ照射後の各レジスト膜厚を偏光解析法（エリプソメトリ方式）による膜厚計（（株）フォトニックラティス製 ＭＥ−２１０）にて測定した。そして、上記のレーザ出力と、レーザ照射前後のレジスト膜の膜厚差との関係を図３に示す。 For the binary mask blank resist film, the laser beam (wavelength of 532 nm) used for the inspection light of the mask blank defect inspection apparatus (MAGICS M6640 series manufactured by Lasertec Corporation) is appropriately changed within the range of 30 to 600 mW. Irradiated while. The laser irradiation was 5 mm square and 26.4 mm pitch. Each resist film thickness before and after laser irradiation in each irradiation region was measured with a film thickness meter (ME-210 manufactured by Photonic Lattice Co., Ltd.) using an ellipsometry method (ellipsometry method). FIG. 3 shows the relationship between the laser output and the difference in film thickness of the resist film before and after laser irradiation.
一方、上記マスクブランクとは別の同一構成の予備用バイナリマスクブランクを準備した。このマスクブランクのレジスト膜に対し、上記と同じマスクブランク欠陥検査装置（レーザーテック社製 ＭＡＧＩＣＳ Ｍ６６４０シリーズ）の検査光に用いられているレーザ光（波長５３２ｎｍ）を、その出力を１２０〜９００ｍＷの範囲で適宜変えながら照射した。なお、レーザ照射は、５ｍｍ角２６．４ピッチとした。そして、レーザ非照射領域とレーザ照射領域の各々領域に、電子線描画装置を用いて所定のラインアンドスペース（１３０ｎｍＬ／Ｓ）パターンを描画し、描画後、所定の現像処理を行った。得られた各領域のレジストパターン線幅を半導体フォトマスク用線幅測定電子顕微鏡（アドバンテスト社製 Ｅ３６２０）にて測定した。そして、上記のレーザ出力と、レーザ非照射領域と照射領域のパターン線幅差との関係を図４に示す。 On the other hand, a preliminary binary mask blank having the same configuration as that of the mask blank was prepared. For the mask blank resist film, the laser beam (wavelength 532 nm) used for the inspection light of the same mask blank defect inspection apparatus (MAGICS M6640 series manufactured by Lasertec Co., Ltd.) is used in the range of 120 to 900 mW. Irradiation was performed as appropriate. The laser irradiation was 5 mm square and 26.4 pitch. Then, a predetermined line and space (130 nm L / S) pattern was drawn in each of the laser non-irradiation region and the laser irradiation region using an electron beam drawing apparatus, and after the drawing, a predetermined development process was performed. The resist pattern line width of each obtained region was measured with a line width measuring electron microscope for semiconductor photomask (E3620, manufactured by Advantest Corporation). FIG. 4 shows the relationship between the laser output and the pattern line width difference between the non-irradiated region and the irradiated region.
図３の結果から、レーザ出力が２７０ｍＷ程度からレーザ照射前後のレジスト膜の膜厚差が大きくなり、レジスト膜厚への影響が確認された。一方、図４の結果から、レーザ出力が２７０ｍＷ程度からレーザ非照射領域と照射領域のパターン線幅差が大きくなり、パターン線幅への影響が確認された。図３及び図４の結果から、レーザ出力に対する、レーザ照射前後のレジスト膜の膜厚差との関係と、レーザ非照射領域と照射領域のパターン線幅差との関係が対応していることがわかった。つまり、この結果から、検査光に用いるレーザ光の出力を変えたときのレジスト膜への影響を評価するにあたり、図３のようなレーザ照射前後のレジスト膜厚変化を偏光解析法により測定することで、実際のパターン線幅への影響を簡易、迅速に、しかも客観的に確認することが可能であることがわかった。 From the result of FIG. 3, the difference in the film thickness of the resist film before and after the laser irradiation increased from the laser output of about 270 mW, and the influence on the resist film thickness was confirmed. On the other hand, from the result of FIG. 4, the difference in the pattern line width between the laser non-irradiation region and the irradiation region was increased from the laser output of about 270 mW, and the influence on the pattern line width was confirmed. From the results of FIGS. 3 and 4, the relationship between the laser output and the difference in film thickness of the resist film before and after laser irradiation corresponds to the relationship between the pattern line width difference between the laser non-irradiated region and the irradiated region. all right. That is, from this result, in evaluating the influence on the resist film when the output of the laser beam used for the inspection light is changed, the change in the resist film thickness before and after the laser irradiation as shown in FIG. Thus, it was found that the effect on the actual pattern line width can be confirmed simply, quickly and objectively.
次いで、図３の対応関係から、レーザ光の照射によるレジスト膜の膜厚変化が大きくなり、レーザ照射によるレジスト膜への影響が現れるレーザ光の出力は、約２７０ｍＷであると判断し、実際の欠陥検査に用いるレーザ光の出力の許容値の上限と決定した。
そこで、本実施例では、マスクブランク欠陥検査装置（レーザーテック社製 ＭＡＧＩＣＳ Ｍ６６４０シリーズ）を用い、その検査光に用いられているレーザ光（波長５３２ｎｍ）の出力を２７０ｍＷ未満に調整して、上記予備用マスクブランクと同一構成のレジスト膜付きバイナリマスクブランク（検査用）に対して、欠陥検査を行った。
Next, from the correspondence in FIG. 3, it is determined that the change in the thickness of the resist film due to laser light irradiation is large, and the output of the laser light that affects the resist film due to laser irradiation appears to be about 270 mW. The upper limit of the allowable value of the laser beam output used for defect inspection was determined.
Therefore, in this embodiment, a mask blank defect inspection apparatus (MAGICS M6640 series, manufactured by Lasertec Corporation) is used, and the output of the laser beam (wavelength 532 nm) used for the inspection light is adjusted to less than 270 mW, so Defect inspection was performed on a binary mask blank with a resist film (for inspection) having the same configuration as the mask blank.
欠陥検査の結果、問題となる欠陥は検出されなかったため、このバイナリマスクブランクを用いてバイナリマスクを作製した。
まず、上述のマスクブランクのレジスト膜に対して電子線により所望のマスクパターンを描画し、描画後、所定の現像処理を行い、レジストパターンを形成した。
As a result of the defect inspection, no problematic defect was detected, so a binary mask was produced using this binary mask blank.
First, a desired mask pattern was drawn on the resist film of the mask blank with an electron beam, and after the drawing, a predetermined development process was performed to form a resist pattern.
このレジストパターンをマスクとし、塩素と酸素の混合ガスによりエッチングマスク膜のＣｒＮ膜をエッチングして、エッチングマスク膜パターンを形成し、引き続いてアッシングによりレジストパターンを除去した。その後、エッチングマスク膜パターンをマスクとし、フッ素系ガスにより遮光膜のＭｏＳｉＮ膜をエッチングし遮光膜パターンを形成した。その後、エッチングマスク膜を、塩素と酸素の混合ガスにより除去して、基板上に遮光膜パターンが形成されたバイナリマスクを作製した。
得られたバイナリマスクについて、パターン線幅の検査を行った結果、所望の設計値通りに仕上がっていた。
Using this resist pattern as a mask, the CrN film of the etching mask film was etched with a mixed gas of chlorine and oxygen to form an etching mask film pattern, and then the resist pattern was removed by ashing. Thereafter, using the etching mask film pattern as a mask, the light-shielding film pattern was formed by etching the MoSiN film as the light-shielding film with a fluorine-based gas. Thereafter, the etching mask film was removed with a mixed gas of chlorine and oxygen to produce a binary mask in which a light shielding film pattern was formed on the substrate.
As a result of inspecting the pattern line width of the obtained binary mask, it was finished according to a desired design value.
１ 基板
２ 薄膜
３ レジスト膜
１０ マスクブランク
２０ 転写用マスク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記マスクブランクは、基板上に転写パターンとなる薄膜と、該薄膜の表面に形成されたレジスト膜とを有し、
欠陥検査を行うマスクブランクとは別の同一構成の予備用マスクブランクを準備し、前記レーザ光の出力を変えて前記予備用マスクブランクを照射し、前記レーザ光の照射前後の前記レジスト膜の０．８ｎｍ未満の膜厚変化を偏光解析法により測定し、前記レーザ光の出力と、前記レーザ光の照射前後の前記レジスト膜の膜厚差との対応関係から、前記レーザ光の照射による前記レジスト膜の膜厚変化を生じる前記レーザ光の出力を求め、求めたレーザ光の出力を基に前記レーザ光の出力の許容値を決定し、
決定された前記レーザ光の出力の許容値の範囲内で欠陥検査を行うことを特徴とするマスクブランクの欠陥検査方法。 A mask blank defect inspection method using laser light as inspection light,
The mask blank has a thin film to be a transfer pattern on the substrate and a resist film formed on the surface of the thin film,
A spare mask blank having the same configuration as that of the mask blank to be subjected to defect inspection is prepared, and the spare mask blank is irradiated while changing the output of the laser beam, and the resist film 0 before and after the laser beam irradiation is irradiated. The change in film thickness of less than .8 nm is measured by ellipsometry, and from the correspondence between the output of the laser beam and the difference in film thickness of the resist film before and after the irradiation of the laser beam, the resist by the irradiation of the laser beam is used. Obtaining the output of the laser beam that causes a change in the film thickness of the film, determining an allowable value of the output of the laser beam based on the obtained output of the laser beam,
A defect inspection method for a mask blank, wherein a defect inspection is performed within a range of the determined allowable value of the laser beam output.
請求項１又は２に記載のマスクブランクの欠陥検査方法による欠陥検査工程と
を有することを特徴とするマスクブランクの製造方法。 Forming a thin film to be a transfer pattern on the substrate, and further forming a resist film on the surface of the thin film;
Mask blank manufacturing method characterized by having a defect inspection process according to the defect inspection method of a mask blank according to claim 1 or 2.
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