JP6524614B2 - Mask blanks, mask blanks with negative resist film, phase shift mask, and method of manufacturing patterned body using the same - Google Patents

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Description

本発明は、半導体素子の製造に用いられるマスクブランクス、位相シフトマスク、およびそれを用いるパターン形成体の製造方法に関し、より詳しくは、波長193nmのArFエキシマレーザ露光光を用いた高NA露光装置を使用して、マスクパターンをウエハに転写する場合に、フォトリソグラフィにおいて、転写特性を優れたものとし、かつArFエキシマレーザ露光光照射耐性、および洗浄耐性を高くすることができるマスクブランクス、ネガ型レジスト膜付きマスクブランクス、位相シフトマスク、およびそれを用いるパターン形成体の製造方法に関する。   The present invention relates to a mask blank used for manufacturing a semiconductor device, a phase shift mask, and a method for manufacturing a patterned body using the same, and more specifically, a high NA exposure apparatus using ArF excimer laser exposure light with a wavelength of 193 nm. Mask blanks, negative resists capable of improving transfer characteristics in ArF excimer laser exposure light irradiation and cleaning resistance in photolithography when transferring a mask pattern to a wafer using the mask pattern The present invention relates to a film-formed mask blank, a phase shift mask, and a method of manufacturing a patterned body using the same.

フォトリソグラフィに用いられる位相シフトマスクにおける解像度向上策としては、光を透過させる部分と光を半透過させる部分とで構成されたハーフトーン型位相シフトマスクが知られている。そして、このようなハーフトーン型位相シフトマスクの代表例として、光半透過膜にMoSi膜が使用された光透過率6%のハーフトーン型位相シフトマスクが知られている。   As a resolution improvement measure in a phase shift mask used in photolithography, a halftone phase shift mask is known which is configured of a portion transmitting light and a portion transmitting light semi-transparently. Then, as a representative example of such a halftone phase shift mask, a halftone phase shift mask having a light transmittance of 6% in which a MoSi film is used as a light semitransmissive film is known.

そして、ハーフトーン型位相シフトマスクにおいては、ウエハに形成する配線のピッチが微細となると、光を半透過させる部分を構成する光半透過膜としては、配線をウエハに転写する時の特性として、EMFバイアスおよびOPCバイアスがより少なく、露光量裕度およびフォーカス裕度(EL−DOF)がより大きい特性を有するものが求められている。   Then, in the halftone phase shift mask, when the pitch of the wiring formed on the wafer becomes fine, as a light transflective film constituting a portion which transmits light semi-transparently, as a characteristic when transferring the wiring to the wafer, There is a need for lower EMF and OPC biases and higher exposure latitude and focus latitude (EL-DOF) characteristics.

また、ハーフトーン型位相シフトマスクの場合、位相効果によるパターン境界部分の光の干渉により、干渉した部分で光強度はゼロとなり、転写像のコントラストを向上させることができるが、15%以上の高い光透過率の場合、この位相効果がより顕著となり、転写像のコントラストをより向上させることができると期待されている。   Also, in the case of a halftone phase shift mask, the light intensity at the interfered portion becomes zero due to the light interference of the pattern boundary due to the phase effect, and the contrast of the transferred image can be improved, but it is high by 15% or more In the case of light transmittance, it is expected that this phase effect will be more pronounced and the contrast of the transferred image can be further improved.

そして、ハーフトーン型位相シフトマスクにおいては、光半透過膜の光透過率を目的の範囲にするために、光半透過膜に金属を含有させることによって、その光透過率の調整が行われている(特許文献1、2、3、および4)。   In the halftone phase shift mask, the light transmissivity of the light transflective film is adjusted by including metal in the light transflective film in order to make the light transmittance of the light transmissive film within the target range. (Patent Documents 1, 2, 3 and 4).

しかしながら、金属を含有する光半透過膜から構成される従来のハーフトーン型位相シフトマスクにおいては、光半透過膜が金属を含有することを原因として、ArFエキシマレーザ露光光照射耐性、および洗浄耐性に問題が生じることが知られている。例えば、光半透過膜に含有される金属としては、特許文献1および2の実施例にも記載されているように、Moが使用されることが多い。そして、Moが使用される場合には、MoへのArFエキシマレーザ露光光の長時間照射の結果として、湿度雰囲気により、水分が発生し、MoSi膜が発生した水分により酸化し、珪素(Si)の酸化膜が成長することによって、パターン寸法が変化するという現象が生じるレーザ照射耐性の問題が知られている。また、この場合には、ハーフトーン型位相シフトマスクの洗浄工程において、このような現象が同様に生じる洗浄耐性の問題も知られている。   However, in a conventional halftone phase shift mask composed of a metal-containing light semitransparent film, ArF excimer laser exposure light irradiation resistance and cleaning resistance due to the light semitransparent film containing metal. Problems are known to occur. For example, Mo is often used as the metal contained in the light transflective film, as described in the examples of Patent Documents 1 and 2. When Mo is used, moisture is generated by the humidity atmosphere as a result of long-time irradiation of ArF excimer laser exposure light to Mo, and the MoSi film is oxidized by the moisture generated, silicon (Si) The problem of laser irradiation resistance is known to be caused by the phenomenon that the pattern dimension changes due to the growth of the oxide film. Further, in this case, there is also known a problem of cleaning resistance in which such a phenomenon similarly occurs in the cleaning process of the halftone phase shift mask.

一方、このようなArFエキシマレーザ露光光照射耐性および洗浄耐性の問題を回避するために、金属を含有しない光半透過膜からハーフトーン型位相シフトマスクを構成しようとする場合には、光半透過膜が形成された部分の光透過率が大きくなり過ぎてしまうことになる(特許文献5および6)。   On the other hand, when it is intended to construct a halftone phase shift mask from a metal-free semitransparent film in order to avoid such problems of ArF excimer laser exposure light irradiation resistance and cleaning resistance, the light semitransmission The light transmittance of the portion where the film is formed will be too high (Patent Documents 5 and 6).

この結果、例えば、特許文献5においては、金属を含有しない位相調整膜(光半透過膜)のみでは、光透過率が大きすぎるために、金属を含有しない位相調整膜(光半透過膜)とそれとは別の金属を含有する光透過率調整膜を積層することによって、ハーフトーン型位相シフトマスクを構成する必要がある。   As a result, for example, in Patent Document 5, since the light transmittance is too large only with the phase adjustment film (light semi-transmissive film) containing no metal, the phase adjustment film (light semi-transmissive film) containing no metal is used. It is necessary to construct a halftone phase shift mask by laminating a light transmittance adjusting film containing another metal.

特開2003−322948号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-322948 特開2009−217282号公報JP, 2009-217282, A 特開2005−284213号公報JP, 2005-284213, A 特開2010−9038号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2010-9038 特開2002−351049号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-351049 特開2008−310091号公報JP, 2008-310091, A

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、フォトリソグラフィにおいて、転写特性を優れたものとし、かつArFエキシマレーザ露光光照射耐性、および洗浄耐性を高くすることを主目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and its main object is to make transfer characteristics excellent in photolithography and to increase ArF excimer laser exposure light irradiation resistance and cleaning resistance.

上記課題を解決するために、本発明においては、ArFエキシマレーザ露光光が適用されるハーフトーン型の位相シフトマスクを製造するために用いられるマスクブランクスであって、透明基板と、上記透明基板上に形成され、Si1−x−y(xおよびyは、0<x<1、0<y<1、および0<x+y<1を満足する)からなる層、およびSi1−z(zは、0<z<1を満足する)からなる層が順不同に積層されて構成される光半透過膜と、を有し、上記光半透過膜は、ArFエキシマレーザ露光光の波長における光透過率が3%〜40%の範囲内であり、膜厚が50nm〜70nmの範囲内であることを特徴とするマスクブランクスを提供する。 In order to solve the above problems, in the present invention, a mask blank is used to manufacture a halftone phase shift mask to which ArF excimer laser exposure light is applied, and it is a transparent substrate, and the above transparent substrate. A layer formed of Si x O 1-x-y N y (where x and y satisfy 0 <x <1, 0 <y <1, and 0 <x + y <1), and Si z N And a light semi-transmissive film configured by laminating layers formed of 1-z (z satisfies 0 <z <1) in random order, and the light semi-transmissive film includes ArF excimer laser exposure light. The present invention provides mask blanks characterized in that the light transmittance at a wavelength of 3 is in the range of 3% to 40%, and the film thickness is in the range of 50 nm to 70 nm.

本発明によれば、上記マスクブランクスにおいては、上記光半透過膜は、特に、上記Si1−x−yからなる層および上記Si1−zからなる層が積層されて構成されることによって、上記Si1−z単体からなる光半透過膜もしくはSi1−x−y単体からなる光半透過膜と比較して、膜厚および光透過率の実現可能な範囲が広くなる。このため、上記マスクブランクスから形成された位相シフトマスクを用い、パターンの境界において、位相効果による光の干渉により光強度をゼロにして、転写像のコントラストを向上させて、パターン形成体を製造する場合、上記光半透過膜を高い光透過率を有するものにすることにより、その位相効果をより顕著にすることができる。さらに、上記光半透過膜は、金属を含有しないために、ArFエキシマレーザ露光光が長時間照射されても、珪素(Si)の酸化膜が成長することはなく、パターン寸法(Critical Dimension)が変化することを防止することができる。同様に、位相シフトマスクの洗浄工程においても、パターン寸法が変化することを防止することができる。したがって、フォトリソグラフィにおいて、転写特性を優れたものとし、かつArFエキシマレーザ露光光照射耐性、および洗浄耐性を高くすることができる。 According to the present invention, in the mask blank, the light transflective film is formed by laminating, in particular, a layer composed of the above Si x O 1 -x-y N y and a layer composed of the above Si z N 1-z. As compared with the light transflective film of Si z N 1-z alone or the light transflective film of Si x O 1-x-y N y alone, The feasible range is broadened. For this reason, using the phase shift mask formed from the above-mentioned mask blanks, the light intensity is made zero by interference of light due to the phase effect at the boundary of the pattern, and the contrast of the transferred image is improved to manufacture the pattern formed body. In this case, the phase effect can be made more remarkable by making the light semitransparent film have high light transmittance. Furthermore, since the above-mentioned light semi-transmissive film does not contain metal, even when irradiated with ArF excimer laser exposure light for a long time, the oxide film of silicon (Si) does not grow, and the pattern dimension (Critical Dimension) It can be prevented from changing. Similarly, also in the step of cleaning the phase shift mask, it is possible to prevent the pattern dimension from changing. Therefore, in photolithography, transfer characteristics can be made excellent, and ArF excimer laser exposure light irradiation resistance and cleaning resistance can be made high.

また、上記発明においては、上記光半透過膜は、上記Si1−zからなる層、および上記Si1−x−yからなる層が、上記透明基板側からこの順で積層されて構成されることが好ましい。上記Si1−z(zは、0<z<1を満足する)は、上記Si1−x−y(xおよびyは、0<x<1、0<y<1、および0<x+y<1を満足する)よりも、上記透明基板を構成するSiO等の材料とのエッチング選択比が高いために、上記Si1−zからなる層が上記透明基板上に直接積層された方が、上記光半透過膜をエッチングすることが容易になるからである。 In the above invention, the light transflective film includes the layer made of the above Si z N 1-z and the layer made of the above Si x O 1-x-y N y in this order from the above-mentioned transparent substrate side Preferably, they are laminated. The Si z N 1-z (z satisfies the 0 <z <1), the above Si x O 1-x-y N y (x and y, 0 <x <1,0 <y <1 , And 0 <x + y <1), since the etching selectivity with the material such as SiO 2 constituting the transparent substrate is higher, the layer made of the above Si z N 1-z is on the transparent substrate It is because it becomes easier to etch the said light semipermeable membrane, if it is directly laminated | stacked on this.

また、上記発明においては、上記光半透過膜は、上記透明基板上に直接形成されたことが好ましい。エッチングバリア層を上記透明基板および上記光半透過膜の間に有しないことにより、エッチングプロセスを複数回行う必要がなくなるために、エッチングプロセスが複雑とはならず、エッチングバリア層のエッチングが困難であるために、上記光半透過膜や上記透明基板の形状が悪くなったり、上記光半透過膜の形状の均一性が悪くなったりすることを防止することができるからである。   In the above invention, it is preferable that the light transflective film be formed directly on the transparent substrate. By not having the etching barrier layer between the transparent substrate and the light transflective film, the etching process does not become complicated because etching process does not need to be performed multiple times, and etching of the etching barrier layer is difficult. This is because it is possible to prevent deterioration of the shape of the light transflective film and the transparent substrate or deterioration of the uniformity of the shape of the light transflective film.

また、上記発明においては、上記光半透過膜上に形成され、ArFエキシマレーザ露光光の波長における光学濃度(OD値)が、上記光半透過膜と合わせて所望の光学濃度(OD値)となるよう調整した、遮光膜をさらに有することが好ましい。これにより、上記遮光膜をさらに有することによって、大きい面積を有する光半透過膜パターンがある場合には、そのようなパターンを透過する露光光によって、転写像が不鮮明になる問題を回避する効果をより顕著に得ることができるからである。   In the above invention, the optical density (OD value) at the wavelength of ArF excimer laser exposure light formed on the light transflective film is a desired optical density (OD value) in combination with the light transflective film. It is preferable to further have a light shielding film adjusted to Thereby, by further having the light shielding film, when there is a light semi-transmissive film pattern having a large area, an effect of avoiding the problem that the transferred image becomes unclear due to the exposure light which transmits such a pattern is obtained. It is because it can obtain more notably.

また、上記発明においては、上記遮光膜は、上記光半透過膜上に形成され、上記光半透過膜に対するエッチングバリア機能およびArFエキシマレーザ露光光に対する光吸収機能を有する光吸収層を含む単層構造を有することが好ましい。これにより、より少ない工程で、必要な機能を備えた位相シフトマスクを得ることが出来るからである。   In the above invention, the light shielding film is formed on the light transflective film, and includes a single layer including a light absorbing layer having an etching barrier function to the light transflective film and a light absorbing function to ArF excimer laser exposure light. It is preferable to have a structure. This is because it is possible to obtain a phase shift mask having the necessary functions in fewer steps.

また、上記発明においては、上記遮光膜は、上記光半透過膜上に形成され、上記光半透過膜に対するエッチングバリア機能およびArFエキシマレーザ露光光に対する光吸収機能を有する光吸収層と、上記光吸収層上に形成され、上記光吸収層に対するエッチングマスク機能を有するハードマスク層と、を含む2層構造を有することが好ましい。これにより、上記ハードマスク層をエッチングして形成したパターンを、上記光吸収層をエッチングする時のレジストパターンの代わりに用いることができるからである。この結果、上記遮光膜の微細なパターンを形成し易くなるからである。   In the above invention, the light shielding film is formed on the light semitransparent film, and has a light absorbing layer having an etching barrier function to the light semitransparent film and a light absorbing function to ArF excimer laser exposure light; It is preferable to have a two-layer structure including a hard mask layer formed on the absorption layer and having an etching mask function to the light absorption layer. Thereby, a pattern formed by etching the hard mask layer can be used instead of the resist pattern when the light absorption layer is etched. As a result, the fine pattern of the light shielding film can be easily formed.

また、上記発明においては、上記遮光膜は、上記光半透過膜上に形成され、上記光半透過膜に対するエッチングバリア機能を有するエッチングバリア層と、上記エッチングバリア層上に形成され、ArFエキシマレーザ露光光に対する光吸収機能を有する光吸収層と、上記光吸収層上に形成され、上記光吸収層に対するエッチングマスク機能を有するハードマスク層と、を含む3層構造を有することが好ましい。これにより、上記ハードマスク層をエッチングして形成したパターンを、上記光吸収層をエッチングする時のレジストパターンの代わりに用いることができるからである。この結果、上記遮光膜の微細なパターンを形成し易くなるからである。そして、ArFエキシマレーザ露光光に対する光吸収機能を有する層の材料の選択の幅が広がり、上記遮光膜の膜厚をより薄くすることができるからである。また、上記光吸収層および上記エッチングバリア層を互いに異なる反応性エッチングガスでそれぞれエッチングすることができるので、上記エッチングバリア層を、上記光吸収層をエッチングする時に上記光半透過膜にダメージが与えられることを好適に防止する上記光半透過膜に対するエッチングバリア機能を有するものにすることができるからである。   In the above invention, the light shielding film is formed on the light semitransparent film, and is formed on the etching barrier layer having an etching barrier function to the light semitransparent film, and the etching barrier layer; It is preferable to have a three-layer structure including a light absorbing layer having a light absorbing function to exposure light and a hard mask layer formed on the light absorbing layer and having an etching mask function to the light absorbing layer. Thereby, a pattern formed by etching the hard mask layer can be used instead of the resist pattern when the light absorption layer is etched. As a result, the fine pattern of the light shielding film can be easily formed. Then, the range of selection of the material of the layer having a light absorbing function with respect to ArF excimer laser exposure light is broadened, and the film thickness of the light shielding film can be made thinner. In addition, since the light absorbing layer and the etching barrier layer can be etched with different reactive etching gases, damage to the light transflective film occurs when the light absorbing layer is etched. It is because it can have an etching barrier function with respect to the above-mentioned light transflective film which suitably prevents that.

また、上記発明においては、上記光吸収層が、珪素(Si)単体から構成されることが好ましい。これにより、上記ハードマスク層をエッチングする時に上記光吸収層にダメージが与えられることを防止できるからである。また、珪素(Si)単体は消衰係数が高いので、上記光吸収層が珪素(Si)単体から構成されることによって、上記遮光膜の膜厚をより薄くできるからである。   Further, in the above invention, it is preferable that the light absorption layer is made of silicon (Si) alone. This is because damage to the light absorption layer can be prevented when the hard mask layer is etched. In addition, since silicon (Si) alone has a high extinction coefficient, the thickness of the light shielding film can be made thinner by forming the light absorption layer from silicon (Si) alone.

また、上記発明においては、上記遮光膜は、ArFエキシマレーザ露光光の波長における光学濃度(OD値)が、上記光半透過膜と合わせて3.0以上となるよう調整したものであることが好ましい。これにより、露光時に所望の部分に対して必要な遮光性を得ることができるからである。   In the above invention, the light shielding film is adjusted so that the optical density (OD value) at the wavelength of ArF excimer laser exposure light becomes 3.0 or more in combination with the light semitransparent film. preferable. This is because it is possible to obtain the required light shielding property for the desired part at the time of exposure.

また、本発明においては、上記マスクブランクスと、上記マスクブランクス上に形成されたネガ型レジスト膜と、を有することを特徴とするネガ型レジスト膜付きマスクブランクスを提供する。   Further, in the present invention, there is provided a negative resist film provided mask blank comprising the above mask blank and a negative resist film formed on the mask blank.

本発明によれば、より短い時間で後述するネガ型の位相シフトマスクを製造することができる。   According to the present invention, a negative phase shift mask to be described later can be manufactured in a shorter time.

また、本発明においては、ArFエキシマレーザ露光光が適用されるハーフトーン型の位相シフトマスクであって、透明基板と、上記透明基板上に形成され、Si1−x−y(xおよびyは、0<x<1、0<y<1、および0<x+y<1を満足する)からなる層、およびSi1−z(zは、0<z<1を満足する)からなる層が順不同に積層されて構成される光半透過膜パターンと、を有し、上記光半透過膜パターンは、ArFエキシマレーザ露光光の波長における光透過率が3%〜40%の範囲内であり、膜厚が50nm〜70nmの範囲内であることを特徴とする位相シフトマスクを提供する。 Further, in the present invention, it is a halftone phase shift mask to which ArF excimer laser exposure light is applied, which is formed on a transparent substrate and the above-mentioned transparent substrate, and Si x O 1-x N y ( a layer in which x and y satisfy 0 <x <1, 0 <y <1, and 0 <x + y <1), and Si z N 1−z (z satisfies 0 <z <1 And a light transflective film pattern formed by laminating layers in an irregular order, and the light transflective film pattern has a light transmittance of 3% to 40% at the wavelength of ArF excimer laser exposure light. Provided is a phase shift mask which is characterized in that the film thickness is in the range of 50 nm to 70 nm.

本発明によれば、上記位相シフトマスクを用い、パターンの境界において、位相効果による光の干渉により光強度をゼロにして、転写像のコントラストを向上させて、パターン形成体を製造する場合、上記光半透過膜パターンを高い光透過率を有するものにすることにより、その位相効果をより顕著にすることができる。また、上記光半透過膜パターンは、金属を含有しないために、ArFエキシマレーザ露光光が長時間照射されても、珪素(Si)の酸化膜が成長することはなく、パターン寸法が変化することを防止することができる。同様に、位相シフトマスクの洗浄工程においても、パターン寸法が変化することを防止することができる。したがって、フォトリソグラフィにおいて、転写特性を優れたものとし、かつArFエキシマレーザ露光光照射耐性、および洗浄耐性を高くすることができる。   According to the present invention, in the case of producing a pattern-formed body by using the above-mentioned phase shift mask and making light intensity zero by interference of light due to phase effect at the boundary of a pattern to improve the contrast of a transferred image. The phase effect can be made more remarkable by making the light transflective film pattern to have high light transmittance. In addition, since the light semi-transmissive film pattern does not contain a metal, the oxide film of silicon (Si) does not grow even when irradiated with ArF excimer laser exposure light for a long time, and the pattern dimension changes. Can be prevented. Similarly, also in the step of cleaning the phase shift mask, it is possible to prevent the pattern dimension from changing. Therefore, in photolithography, transfer characteristics can be made excellent, and ArF excimer laser exposure light irradiation resistance and cleaning resistance can be made high.

また、上記発明においては、上記光半透過膜パターンは、上記Si1−zからなる層、および上記Si1−x−yからなる層が、上記透明基板側からこの順で積層されて構成されることが好ましい。上記Si1−z(zは、0<z<1を満足する)は、上記Si1−x−y(xおよびyは、0<x<1、0<y<1、および0<x+y<1を満足する)よりも、上記透明基板を構成するSiO等の材料とのエッチング選択比が高いために、上記Si1−zからなる層が上記透明基板上に直接積層された方が、上記光半透過膜をエッチングすることが容易になるからである。 Further, in the above invention, in the light transflective film pattern, the layer made of the above Si z N 1-z and the layer made of the above Si x O 1-x-y N y are in this order from the transparent substrate side Preferably, they are laminated. The Si z N 1-z (z satisfies the 0 <z <1), the above Si x O 1-x-y N y (x and y, 0 <x <1,0 <y <1 , And 0 <x + y <1), since the etching selectivity with the material such as SiO 2 constituting the transparent substrate is higher, the layer made of the above Si z N 1-z is on the transparent substrate It is because it becomes easier to etch the said light semipermeable membrane, if it is directly laminated | stacked on this.

また、上記発明においては、上記光半透過膜パターンは、上記透明基板上に直接形成されたことが好ましい。エッチングバリア層を上記透明基板および上記光半透過膜パターンの間に有しないことにより、エッチングプロセスを複数回行う必要がなくなるために、エッチングプロセスが複雑とはならず、エッチングバリア層のエッチングが困難であるために、上記光半透過膜や上記透明基板の形状が悪くなったり、上記光半透過膜の形状の均一性が悪くなったりすることを防止することができるからである。   In the above invention, it is preferable that the light transflective film pattern be formed directly on the transparent substrate. Since the etching barrier layer is not provided between the transparent substrate and the light transflective film pattern, the etching process does not become complicated because etching process does not need to be performed multiple times, and etching of the etching barrier layer is difficult. Because of this, it is possible to prevent the shape of the light transflective film and the transparent substrate from being deteriorated and the uniformity of the shape of the light transflective film from being deteriorated.

また、上記発明においては、上記光半透過膜パターン上に形成され、ArFエキシマレーザ露光光の波長における光学濃度(OD値)が、上記光半透過膜パターンと合わせて所望の光学濃度(OD値)となるよう調整した、遮光膜パターンをさらに有することが好ましい。これにより、上記遮光膜パターンをさらに有することによって、大きい面積を有する光半透過膜パターンがある場合には、そのようなパターンを透過する露光光によって、転写像が不鮮明になる問題を回避する効果をより顕著に得ることができるからである。   In the above invention, the optical density (OD value) at the wavelength of ArF excimer laser exposure light formed on the light transflective film pattern is a desired optical density (OD value) in combination with the light transflective film pattern. It is preferable to further have a light shielding film pattern adjusted to be. Thereby, by further having the light shielding film pattern, in the case where there is a light transflective film pattern having a large area, an effect of avoiding the problem that the transferred image becomes unclear due to the exposure light which transmits such a pattern Can be obtained more remarkably.

また、上記発明においては、上記遮光膜パターンは、上記光半透過膜パターン上に形成され、上記光半透過膜パターンに対するエッチングバリア機能およびArFエキシマレーザ露光光に対する光吸収機能を有する光吸収層パターンを含む単層構造を有することが好ましい。これにより、上述した2層構造を有する遮光膜において、上記ハードマスク層をエッチングして形成したパターンを、上記光吸収層をエッチングする時のレジストパターンの代わりに用いることによって、上記遮光膜パターンを形成することができるからである。この結果、上記遮光膜パターンの微細なパターンを形成し易くなるからである。   In the above invention, the light shielding film pattern is formed on the light semitransparent film pattern, and has a light absorbing layer pattern having an etching barrier function to the light semitransparent film pattern and a light absorbing function to ArF excimer laser exposure light. It is preferable to have a single layer structure containing Thus, in the light shielding film having the two-layer structure described above, the light shielding film pattern is formed by using the pattern formed by etching the hard mask layer instead of the resist pattern when the light absorption layer is etched. It is because it can be formed. As a result, it is because it becomes easy to form the fine pattern of the said light shielding film pattern.

また、上記発明においては、上記遮光膜パターンは、上記光半透過膜パターン上に形成され、上記光半透過膜に対するエッチングバリア機能を有するエッチングバリア層パターンと、上記エッチングバリア層パターン上に形成され、ArFエキシマレーザ露光光に対する光吸収機能を有する光吸収層パターンと、を含む2層構造を有することが好ましい。これにより、上述した3層構造を有する遮光膜において、上記ハードマスク層をエッチングして形成したパターンを、上記光吸収層をエッチングする時のレジストパターンの代わりに用いることによって、上記遮光膜パターンを形成することができるからである。この結果、上記遮光膜パターンの微細なパターンを形成し易くなるからである。そして、ArFエキシマレーザ露光光に対する光吸収機能を有する層の材料の選択の幅が広がり、上記遮光膜パターンの膜厚をより薄くすることができるからである。また、上記光吸収層パターンおよび上記エッチングバリア層パターンを互いに異なる反応性エッチングガスでそれぞれエッチングすることができるので、上記エッチングバリア層を、上記光吸収層をエッチングする時に上記光半透過膜にダメージが与えられることを好適に防止する上記光半透過膜に対するエッチングバリア機能を有するものにすることができるからである。   In the above invention, the light shielding film pattern is formed on the light semitransparent film pattern, and is formed on the etching barrier layer pattern having an etching barrier function to the light semitransparent film and the etching barrier layer pattern. It is preferable to have a two-layer structure including a light absorption layer pattern having a light absorption function to ArF excimer laser exposure light. Thus, in the light shielding film having the three-layer structure described above, the light shielding film pattern is formed by using the pattern formed by etching the hard mask layer instead of the resist pattern when the light absorption layer is etched. It is because it can be formed. As a result, it is because it becomes easy to form the fine pattern of the said light shielding film pattern. Then, the range of selection of the material of the layer having a light absorbing function with respect to ArF excimer laser exposure light is broadened, and the film thickness of the light shielding film pattern can be made thinner. In addition, since the light absorbing layer pattern and the etching barrier layer pattern can be respectively etched by different reactive etching gases, the light transmitting film is damaged when the light absorbing layer is etched. It is because it can have an etching barrier function to the above-mentioned light semipermeable membrane which suitably prevents being given.

また、上記発明においては、上記光吸収層パターンが、珪素(Si)単体から構成されることが好ましい。これにより、上記ハードマスク層をエッチングする時に上記光吸収層にダメージが与えられることを防止できるからである。また、珪素(Si)単体は消衰係数が高いので、上記光吸収層が珪素(Si)単体から構成されることによって、上記遮光膜の膜厚をより薄くできるからである。   Further, in the above invention, it is preferable that the light absorption layer pattern is made of silicon (Si) alone. This is because damage to the light absorption layer can be prevented when the hard mask layer is etched. In addition, since silicon (Si) alone has a high extinction coefficient, the thickness of the light shielding film can be made thinner by forming the light absorption layer from silicon (Si) alone.

また、上記発明においては、上記遮光膜パターンは、ArFエキシマレーザ露光光の波長における光学濃度(OD値)が、上記光半透過膜パターンと合わせて3.0以上となるよう調整したものであることが好ましい。これにより、露光時に所望の部分に必要な遮光性を得ることができるからである。   In the above invention, the light shielding film pattern is adjusted so that the optical density (OD value) at the wavelength of ArF excimer laser exposure light is 3.0 or more in combination with the light semitransparent film pattern. Is preferred. This is because the light shielding property required for the desired part can be obtained at the time of exposure.

また、本発明においては、上記マスクブランクスから形成された位相シフトマスクを用いるパターン形成体の製造方法であって、上記位相シフトマスクを用いて、ネガティブトーン現像によって、レジストパターンを形成する工程を有することを特徴とするパターン形成体の製造方法を提供する。   Further, in the present invention, a method for producing a patterned body using a phase shift mask formed from the above mask blanks, comprising the step of forming a resist pattern by negative tone development using the above phase shift mask The present invention provides a method for producing a patterned product, characterized in that

本発明によれば、上記光半透過膜は、ArFエキシマレーザ露光光の波長における光透過率が3%〜40%の範囲内であり、従来よりも光透過率の実現可能な範囲が広くなる。このため、ネガティブトーン現像(Negative tone development)においては、コンタクトホールのような微細なパターンに対応する部分の遮光部のエッジにおける位相効果をより大きくすることができる。これにより、ネガティブトーン現像(Negative tone development)によって、コンタクトホールのような微細なパターンを従来よりも容易にウエハに転写することができる。   According to the present invention, the light transflective film has a light transmittance at the wavelength of ArF excimer laser exposure light in the range of 3% to 40%, and the range in which the light transmittance can be realized becomes wider than before. . Therefore, in negative tone development, it is possible to further increase the phase effect at the edge of the light shielding portion in a portion corresponding to a minute pattern such as a contact hole. Thus, it is possible to transfer a fine pattern such as a contact hole to the wafer more easily than in the prior art by negative tone development.

本発明においては、フォトリソグラフィにおいて、転写特性を優れたものとし、かつArFエキシマレーザ露光光照射耐性、および洗浄耐性を高くすることができるという効果を奏する。   In the present invention, in the photolithography, the transfer characteristic is made excellent, and the resistance to irradiation of ArF excimer laser exposure light and the resistance to cleaning can be enhanced.

本発明のマスクブランクスの一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the mask blank of this invention. 本発明のマスクブランクスの他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the mask blank of this invention. 本発明のマスクブランクスの他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the mask blank of this invention. 本発明のマスクブランクスの他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the mask blank of this invention. 本発明のマスクブランクスの他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the mask blank of this invention. 本発明のネガ型レジスト膜付きマスクブランクスの一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the mask blank with a negative resist film of this invention. 本発明の位相シフトマスクの一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the phase shift mask of this invention. 本発明の位相シフトマスクを用いるパターン形成体の製造方法の一例を示す概略工程図である。It is a schematic process drawing which shows an example of the manufacturing method of the pattern formation body using the phase shift mask of this invention. 光透過率に対応するOPCバイアス値のシミュレーションの結果を表したグラフを示した図である。It is a figure showing the graph showing the result of simulation of the OPC bias value corresponding to light transmittance. 位相シフトマスクにおけるHOLE pitch 180nmのパターン転写時のフォーカス裕度および露光裕度の関係を、シミュレーションの結果にて表したグラフを示した図である。It is the figure which showed the graph which represented the relationship of the focus latitude at the time of pattern transfer of HOLE pitch 180 nm in a phase shift mask, and exposure latitude by the result of simulation. 位相シフトマスクにおけるHOLE pitch 240nmのパターン転写時のフォーカス裕度および露光裕度の関係を、シミュレーションの結果にて表したグラフを示した図である。It is the figure which showed the graph which represented the relationship of the focus latitude at the time of pattern transfer of HOLE pitch 240 nm in a phase shift mask, and exposure latitude with the result of simulation. 位相シフトマスクにおけるHOLE pitch 300nmのパターン転写時のフォーカス裕度および露光裕度の関係を、シミュレーションの結果にて表したグラフを示した図である。It is the figure which showed the graph which represented the relationship of the focus latitude at the time of pattern transfer of HOLE pitch 300 nm in a phase shift mask, and exposure latitude by the result of simulation. 光半透過膜の光透過率が6%〜38%である位相シフトマスクを想定して計算した、ウェハ転写空間光学像のコントラストを表したグラフを示した図である。It is the figure which showed the graph which represented the contrast of the wafer transfer space optical image calculated supposing the phase shift mask which is 6%-38% in light transmittance of a light semipermeable membrane. 光半透過膜の光透過率が6%〜38%である位相シフトマスクを想定して計算した、OPCバイアスを表したグラフを示した図である。It is the figure which showed the graph showing OPC bias which was calculated supposing the phase shift mask which is 6%-38% in the light transmittance of a semitransparent film.

以下、本発明のマスクブランクス、ネガ型レジスト膜付きマスクブランクス、位相シフトマスク、およびそれを用いるパターン形成体の製造方法について詳細に説明する。   Hereafter, the mask blanks of this invention, the mask blanks with a negative resist film, the phase shift mask, and the manufacturing method of the pattern formation body using the same are demonstrated in detail.

A.マスクブランクス
本発明のマスクブランクスは、ArFエキシマレーザ露光光が適用されるハーフトーン型の位相シフトマスクを製造するために用いられるマスクブランクスであって、透明基板と、上記透明基板上に形成され、Si1−x−y(xおよびyは、0<x<1、0<y<1、および0<x+y<1を満足する)からなる層、およびSi1−z(zは、0<z<1を満足する)からなる層が順不同に積層されて構成される光半透過膜と、を有し、上記光半透過膜は、ArFエキシマレーザ露光光の波長における光透過率が3%〜40%の範囲内であり、膜厚が50nm〜70nmの範囲内であることを特徴とするものである。
A. Mask Blanks The mask blanks of the present invention are mask blanks used for producing a halftone phase shift mask to which ArF excimer laser exposure light is applied, and are formed on a transparent substrate and the above transparent substrate, A layer consisting of Si x O 1-x-y N y (where x and y satisfy 0 <x <1, 0 <y <1, and 0 <x + y <1), and Si z N 1-z (where z has a light semi-transmissive film configured by laminating layers formed by 0 <z <1 in random order, and the light semi-transmissive film is a light at the wavelength of ArF excimer laser exposure light The transmittance is in the range of 3% to 40%, and the film thickness is in the range of 50 nm to 70 nm.

図1は、本発明のマスクブランクスの一例を示す概略断面図である。図1に示されるマスクブランクス100は、ArFエキシマレーザ露光光が適用されるハーフトーン型の位相シフトマスクを製造するために用いられるマスクブランクスである。図1に示されるマスクブランクス100は、透明基板101と、透明基板101上に形成され、Si1−x−y(xおよびyは、0<x<1、0<y<1、および0<x+y<1を満足する)からなる層102a、およびSi1−z(zは、0<z<1を満足する)からなる層102bが積層されて構成される光半透過膜102と、を有する。光半透過膜102は、ArFエキシマレーザ露光光の波長における光透過率が3%〜40%の範囲内であり、膜厚が50nm〜70nmの範囲内である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the mask blank of the present invention. The mask blanks 100 shown in FIG. 1 are mask blanks used to manufacture a halftone phase shift mask to which ArF excimer laser exposure light is applied. The mask blanks 100 shown in FIG. 1 are formed on a transparent substrate 101 and a transparent substrate 101, and Si x O 1-x-y N y (where x and y are 0 <x <1, 0 <y <1. , and 0 <x + y <layer 102a made from 1 to satisfy), and Si z N 1-z (z is, 0 <z <satisfying 1) layer 102b is laminated configured light transflective consisting And a membrane 102. The light transflective film 102 has a light transmittance at the wavelength of ArF excimer laser exposure light in the range of 3% to 40%, and a film thickness in the range of 50 nm to 70 nm.

本発明のマスクブランクスは、上記光半透過膜が、ArFエキシマレーザ露光光の波長における光透過率として、3%〜40%の広い範囲の光透過率を実現する。このため、本発明のマスクブランクスから形成された位相シフトマスクを用い、パターンの境界において、位相効果による光の干渉により光強度をゼロにして、転写像のコントラストを向上させて、パターン形成体を製造する場合において、上記光半透過膜を高い光透過率を有するものにすることにより、その位相効果をより顕著にすることができる。また、上記光半透過膜は、金属を含有しないために、ArFエキシマレーザ露光光が長時間照射されても、珪素(Si)の酸化膜が成長することはなく、パターン寸法が変化することを防止することができる。同様に、位相シフトマスクの洗浄工程においても、パターン寸法が変化することを防止することができる。したがって、本発明によれば、フォトリソグラフィにおいて、転写特性を優れたものとし、かつArFエキシマレーザ露光光照射耐性、および洗浄耐性を高くすることができる。   In the mask blank of the present invention, the light transflective film realizes a wide range of light transmittance of 3% to 40% as the light transmittance at the wavelength of ArF excimer laser exposure light. Therefore, using the phase shift mask formed from the mask blank of the present invention, the light intensity is made zero by the interference of light due to the phase effect at the boundary of the pattern, and the contrast of the transferred image is improved. In the case of manufacturing, the phase effect can be made more remarkable by making the light semi-transmissive film to have high light transmittance. In addition, since the above-mentioned light semi-transmissive film does not contain metal, the oxide film of silicon (Si) does not grow even if it is irradiated with ArF excimer laser exposure light for a long time, and the pattern dimension changes. It can be prevented. Similarly, also in the step of cleaning the phase shift mask, it is possible to prevent the pattern dimension from changing. Therefore, according to the present invention, in photolithography, transfer characteristics can be made excellent, and ArF excimer laser exposure light irradiation resistance and cleaning resistance can be made high.

また、上記光半透過膜が、50nm〜70nmの広い範囲の膜厚を実現する。このため、従来の光半透過膜の膜厚よりも薄くすることができるため、エッチングにより半透過膜パターンを形成するのが容易になる。そして、エッチングに要する時間が短くて済むため、後述するように、透明基板にダメージが与えられることを防止するエッチングバリア層を、透明基板および光半透過膜の間に有しなかったとしても、エッチングにより光半透過膜パターンを形成する時に、透明基板にダメージが与えられることを十分に回避することができる。   Moreover, the said light semipermeable film implement | achieves the film thickness of the wide range of 50 nm-70 nm. For this reason, the thickness of the light semitransmissive film can be made smaller than that of the conventional light semitransmissive film, so that it becomes easy to form a semitransmissive film pattern by etching. And since the time required for the etching may be short, as described later, even if the etching barrier layer for preventing damage to the transparent substrate is not provided between the transparent substrate and the light transflective film, When forming a light semi-transmissive film pattern by etching, damage to the transparent substrate can be sufficiently avoided.

さらに、上記Si1−x−y単体からなる層は、上記Si1−z単体からなる層と比較して、酸素が含有されているため、光透過率が高くなる傾向にある点では優れているものの、消衰係数および屈折率が小さくなるために膜厚が厚くなる点では劣っている。上記Si1−z単体からなる層は、上記Si1−x−y単体からなる層と比較して、消衰係数および屈折率が大きくなるために膜厚が薄くなる点では優れているものの、光透過率が低くなる点では劣っている。このため、本発明のマスクブランクスにおいては、上記光半透過膜は、特に、上記Si1−z単体からなる光半透過膜もしくはSi1−x−y単体からなる光半透過膜と比較して、膜厚および光透過率の実現可能な範囲が広くなる。 Furthermore, since the layer consisting of the single Si x O 1-x-y N y contains oxygen as compared to the layer consisting of the single Si z N 1-z alone, the light transmittance tends to be high. Although it is excellent in some aspects, it is inferior in that the film thickness becomes large because the extinction coefficient and the refractive index decrease. The layer consisting of the single Si z N 1-z alone has a smaller film thickness because the extinction coefficient and the refractive index are larger than the layer consisting of the single Si x O 1-x-y N y alone. Although they are excellent, they are inferior in that the light transmittance is low. For this reason, in the mask blank of the present invention, the light semipermeable film is particularly a light semitransparent film made of the above Si z N 1-z alone or a light half made of the Si x O 1-x-y N y alone. The achievable range of the film thickness and the light transmittance becomes wider as compared with the transmission film.

以下、本発明のマスクブランクスについて、マスクブランクスの部材と、マスクブランクスの構成とに分けて説明する。   Hereinafter, the mask blanks of the present invention will be described separately for the members of the mask blanks and the configurations of the mask blanks.

1.マスクブランクスの部材
まず、本発明のマスクブランクスの部材について説明する。本発明のマスクブランクスは、透明基板と光半透過膜とを少なくとも有する。
1. First, the members of the mask blank of the present invention will be described. The mask blank of the present invention has at least a transparent substrate and a light semitransparent film.

(1)光半透過膜
本発明における光半透過膜は、後述する透明基板上に形成され、Si1−x−y(xおよびyは、0<x<1、0<y<1、および0<x+y<1を満足する)からなる層、およびSi1−z(zは、0<z<1を満足する)からなる層が順不同に積層されて構成されるものであり、ArFエキシマレーザ露光光の波長における光透過率が3%〜40%の範囲内であり、膜厚が50nm〜70nmの範囲内であるものである。
(1) semi-transmission film in semi-transmission film present invention is formed on a transparent substrate to be described later, Si x O 1-x- y N y (x and y, 0 <x <1,0 <y Layers comprising <1 and 0 <x + y <1), and layers comprising SizN1 -z (z is satisfying 0 <z <1) are stacked in random order The light transmittance at the wavelength of ArF excimer laser exposure light is in the range of 3% to 40%, and the film thickness is in the range of 50 nm to 70 nm.

(a)Si1−x−yからなる層
本発明におけるSi1−x−y(xおよびyは、0<x<1、0<y<1、および0<x+y<1を満足する)からなる層は、特に限定されるものではないが、上記Siの組成比xおよび上記Nの組成比yが、0.1≦x≦0.6、0.05≦y≦0.6、および0.15≦x+y≦0.9を満足するものが好ましく、中でも、0.25≦x≦0.55、0.1≦y≦0.5、および0.25≦x+y≦0.6を満足するものが好ましく、特に、0.35≦x≦0.45、0.2≦y≦0.5、および0.3≦x+y≦0.6を満足するものが好ましい。
(A) Si x O 1- x-y N Si in the layer present invention consisting of y x O 1-x-y N y (x and y, 0 <x <1, 0 <y <1, and 0 < The layer consisting of x + y <1 is not particularly limited, but the composition ratio x of the above Si and the composition ratio y of the above N are 0.1 ≦ x ≦ 0.6, 0.05 ≦ Those satisfying y ≦ 0.6 and 0.15 ≦ x + y ≦ 0.9 are preferable, and in particular, 0.25 ≦ x ≦ 0.55, 0.1 ≦ y ≦ 0.5, and 0.25 ≦ Those satisfying x + y ≦ 0.6 are preferable, and those satisfying 0.35 ≦ x ≦ 0.45, 0.2 ≦ y ≦ 0.5, and 0.3 ≦ x + y ≦ 0.6 are particularly preferable. .

x、y、およびx+yが、上記範囲よりもそれぞれ小さいと、上記Si1−x−yからなる層の光透過率が十分に高くならず、上記光半透過膜は、全体として、光透過率が高くならないからである。また、x、y、およびx+yが、上記範囲よりもそれぞれ大きいと、上記Si1−x−yからなる層の消衰係数および屈折率が小さくなり過ぎるために上記Si1−x−yからなる層の膜厚が厚くなり過ぎてしまい、上記光半透過膜は、全体として、膜厚が薄くならないからである。また、xが上記範囲よりも小さく、yが上記範囲よりも大きいと、膜の構造が不安定になるおそれがあるからである。 x, y, and x + y is, when each smaller than the above range, the Si x O 1-x-y consisting of N y layer of the light transmittance does not become sufficiently high, the light semi-transmitting film as a whole The reason is that the light transmittance does not increase. Also, x, y, and x + y is, as each larger than the above range, the Si x O 1-x-y N above for extinction coefficient and refractive index of y consists of a layer becomes too small Si x O 1 the thickness of the layer comprising the -x-y N y becomes too thick, the light semi-transmitting film as a whole, because the film thickness does not become thin. In addition, when x is smaller than the above range and y is larger than the above range, the structure of the film may be unstable.

また、上記Siの組成比x、上記Oの組成比1−x−y、および上記Nの組成比yの調整は、後述するように、スパッタリング法等の従来公知の成膜方法により、上記Si1−x−yからなる層を成膜する場合において、使用する装置、使用する材料、成膜条件等を適宜選択することによって行うことができる。例えば、後述する実施例に記載されているように、平行平板型DCマグネトロンスパッタリング装置を用いて、上記透明基板上に上記Si1−x−yからなる層をスパッタリングにより成膜する場合には、ターゲット、ターゲットと上記透明基板との距離(TS距離)、ガス流量比、ガス圧、投入電力(パワー)等を適宜選択することによって行うことができる。また、上記Si1−x−yからなる層および後述するSi1−zからなる層の膜厚は、上記スパッタリング等の処理時間等を制御することにより、調整することが出来る。 Further, adjustment of the composition ratio x of Si, the composition ratio 1-xy of O, and the composition ratio y of N mentioned above is carried out by the conventionally known film forming method such as sputtering as described later. in the case of forming a layer composed of x O 1-x-y N y, apparatus used, can be done by selecting the materials used, the film formation conditions or the like as appropriate. For example, as described in the examples to be described later, a layer composed of the above Si x O 1-x-y N y is formed by sputtering on the above-mentioned transparent substrate using a parallel plate type DC magnetron sputtering apparatus. In this case, the target, the distance between the target and the transparent substrate (TS distance), the gas flow ratio, the gas pressure, the input power (power), and the like can be selected as appropriate. In addition, the film thickness of the layer made of Si x O 1-x-y N y and the layer made of Si z N 1-z described later can be adjusted by controlling the processing time of the sputtering or the like. It can.

また、上記Si1−x−yからなる層は、特に限定されるものではないが、ArFエキシマレーザ露光光の波長において高い光透過率を得るには、消衰係数が、0.2〜0.8の範囲内であるものが好ましく、中でも、0.2〜0.4の範囲内であるものが好ましく、特に、0.2〜0.3の範囲内であるものが好ましい。 The layer made of Si x O 1-x-y N y is not particularly limited, but the extinction coefficient is 0 in order to obtain high light transmittance at the wavelength of ArF excimer laser exposure light. .2 is preferably in the range of 2 to 0.8, more preferably in the range of 0.2 to 0.4, and particularly preferably in the range of 0.2 to 0.3 .

上記範囲に満たないと、上記Si1−x−yからなる層の消衰係数が小さ過ぎるので、上記Si1−x−yからなる層の光透過率が高くなり過ぎるために、上記光半透過膜は、全体として、光透過率が高くなり過ぎるからである。また、上記範囲を超えると、上記Si1−x−yからなる層の消衰係数が大き過ぎるので、上記Si1−x−yからなる層の光透過率が低くなり過ぎるために、上記光半透過膜は、全体として、光透過率が高くならないからである。 If the above range is not satisfied , the extinction coefficient of the layer consisting of Si x O 1-x-y N y is too small, so the light transmittance of the layer consisting of Si x O 1-x-y N y is high. Because the light transflective film as a whole is too high in light transmittance to become too high. If the above range is exceeded, the extinction coefficient of the layer consisting of Si x O 1-x-y N y is too large, so the light transmittance of the layer consisting of Si x O 1-x-y N y is This is because the light transflective film does not have a high light transmittance as a whole because it becomes too low.

また、上記Si1−x−yからなる層の上記消衰係数の値の調整は、上記Siの組成比x、上記Oの組成比1−x−y、および上記Nの組成比yを調整することによって行うことができる。 Moreover, adjustment of the value of the extinction coefficient of the layer consisting of the Si x O 1-x-y N y is made by the composition ratio x of the Si, the composition ratio 1-x-y of the O, and the composition of the N It can be done by adjusting the ratio y.

また、上記Si1−x−yからなる層の上記消衰係数はジェー・エー・ウーラム社製エリプソメーターVUV−VASEで測定し、算出することができる。 The extinction coefficient of the layer made of Si x O 1 -x-y N y can be measured and calculated using an ellipsometer VUV-VASE manufactured by J.A.

さらに、上記Si1−x−yからなる層は、特に限定されるものではないが、ArFエキシマレーザ露光光の波長において適切な膜厚の範囲内で所望の逆位相効果を得るには、ArFエキシマレーザ露光光の波長における屈折率が、1.5〜2.5の範囲内であるものが好ましく、中でも、2.3〜2.5の範囲内であるものが好ましく、特に、2.4〜2.5の範囲内であるものが好ましい。上記範囲に満たないと、上記Si1−x−yからなる層の屈折率が小さ過ぎるので、上記Si1−x−yからなる層の膜厚が厚くなり過ぎるために、上記光半透過膜は、全体として、膜厚が薄くならないからである。 Furthermore, the layer made of the above Si x O 1-x-y N y is not particularly limited, but the desired antiphase effect is obtained within the range of an appropriate film thickness at the wavelength of ArF excimer laser exposure light. The refractive index at the wavelength of ArF excimer laser exposure light is preferably in the range of 1.5 to 2.5, and more preferably in the range of 2.3 to 2.5. And in the range of 2.4 to 2.5 are preferable. If the above range is not satisfied , the refractive index of the layer consisting of Si x O 1-x-y N y is too small, so the film thickness of the layer consisting of Si x O 1-x-y N y becomes too thick. This is because the light semitransmissive film does not have a thin film thickness as a whole.

また、上記Si1−x−yからなる層の上記屈折率の値の調整は、上記Siの組成比x、上記Oの組成比1−x−y、および上記Nの組成比yを調整することによって行うことができる。 The adjustment of the value of the Si x O 1-x-y consisting of N y the refractive index of the layer, the composition ratio of the composition ratio of Si x, the O composition ratio 1-x-y, and the N It can be done by adjusting y.

また、上記Si1−x−yからなる層の上記屈折率はジェー・エー・ウーラム社製エリプソメーターVUV−VASEで測定し、算出することができる。また、上記屈折率の測定は、分光光度計で測定した反射率曲線からシミュレーションを用いて算出する方法で行うことができる。 The refractive index of the layer made of Si x O 1 -x-y N y can be measured and calculated using an ellipsometer VUV-VASE manufactured by J.A. Moreover, the measurement of the said refractive index can be performed by the method of calculating using the simulation from the reflectance curve measured by the spectrophotometer.

また、上記Si1−x−yからなる層のArFエキシマレーザ露光光の波長における光透過率の値の調整は、上記Siの組成比x、上記Oの組成比1−x−y、および上記Nの組成比y、ならびに上記Si1−x−yからなる層の膜厚を調整することによって行うことができる。 Further, adjustment of the light transmittance of the layer made of Si x O 1-x-y N y at the wavelength of ArF excimer laser exposure light is performed by adjusting the composition ratio x of Si and the composition ratio 1-x of O above. It can carry out by adjusting the film thickness of the layer which consists of y and the said composition ratio y of N, and said Si x O 1-xy N y .

(b)Si1−zからなる層
本発明におけるSi1−z(zは、0<z<1を満足する)からなる層は、特に限定されるものではないが、ArFエキシマレーザ露光光の波長において高い光透過率を得るには、上記Siの組成比zが、0.35≦z≦0.6を満足するものが好ましく、中でも、0.35≦z≦0.55を満足するものが好ましく、特に、0.35≦z≦0.50を満足するものが好ましい。
(B) Si z Si in N layers present invention consisting of 1-z z N 1-z (z is, 0 <z <satisfying 1) layer is composed of, but are not particularly limited, ArF excimer In order to obtain high light transmittance at the wavelength of laser exposure light, it is preferable that the composition ratio z of Si satisfies 0.35 ≦ z ≦ 0.6, and in particular, 0.35 ≦ z ≦ 0.55. In particular, those satisfying 0.35 ≦ z ≦ 0.50 are preferable.

zが、上記範囲よりも小さいと、上記Si1−zからなる層の膜の構造が、化学的に不安定となるからである。また、zが、上記範囲よりも大きいと、上記Si1−zからなる層の光透過率が小さくなり過ぎるために所望の位相効果が得られないからである。 If z is smaller than the above range, the film structure of the layer made of Si z N 1-z is chemically unstable. In addition, if z is larger than the above range, the light transmittance of the layer made of Si z N 1-z becomes too small to obtain a desired phase effect.

また、上記Siの組成比z、および上記Nの組成比1−zの調整は、上記Si1−x−yからなる層と同様に、後述するように、スパッタリング法等の従来公知の成膜方法により、上記Si1−zからなる層を成膜する場合において、使用する装置、使用する材料、成膜条件等を適宜選択することによって行うことができる。例えば、後述する実施例に記載されているように、平行平板型DCマグネトロンスパッタリング装置を用いて、上記Si1−x−yからなる層上に上記Si1−zからなる層をスパッタリングにより成膜する場合には、ターゲット、ターゲットと上記Si1−x−yからなる層との距離(TS距離)、ガス流量比、ガス圧、投入電力(パワー)等を適宜選択することによって行うことができる。また、上記Si1−zからなる層の膜厚は、上記スパッタリング等の処理時間等を制御することにより、調整することが出来る。 The adjustment of the composition ratio z of Si and the composition ratio 1-z of N is, as in the case of the layer composed of Si x O 1-x-y N y , the conventional method such as sputtering as described later. by a known film deposition method, in the case of forming a layer composed of the Si z N 1-z, apparatus used, can be done by selecting the materials used, the film formation conditions or the like as appropriate. For example, as described in the examples to be described later, it is composed of the above Si z N 1-z on a layer composed of the above - mentioned Si x O 1-x-y N y using a parallel plate type DC magnetron sputtering apparatus. In the case where the layer is formed by sputtering, the target, the distance between the target and the layer consisting of Si x O 1-x-y N y (TS distance), gas flow ratio, gas pressure, input power (power), etc. It can do by selecting as appropriate. The thickness of the layer composed of the Si z N 1-z by controlling the like processing time such as the sputtering, can be adjusted.

また、上記Si1−zからなる層は、特に限定されるものではないが、ArFエキシマレーザ露光光の波長において高い光透過率を得るには、ArFエキシマレーザ露光光の波長における消衰係数が、0.2〜0.45の範囲内であるものが好ましく、中でも、0.2〜0.4の範囲内であるものが好ましく、特に、0.2〜0.35の範囲内であるものが好ましい。 The layer made of Si z N 1-z is not particularly limited, but in order to obtain high light transmittance at the wavelength of ArF excimer laser exposure light, extinction at the wavelength of ArF excimer laser exposure light The coefficient is preferably in the range of 0.2 to 0.45, and more preferably in the range of 0.2 to 0.4, and particularly preferably in the range of 0.2 to 0.35 Some are preferred.

上記範囲に満たないと、上記Si1−zからなる層の消衰係数が小さ過ぎるので、上記Si1−zからなる層の光透過率が高くなり過ぎるために、上記光半透過膜は、全体として、光透過率が高くなり過ぎるからである。このため、上記光半透過膜の遮光性が必要以上に下がり、本発明のマスクブランクスから形成される位相シフトマスクの遮光部の遮光効果が不十分となるので、所望するパターンの転写特性に問題が生じるからである。また、上記範囲に満たないと、上記Si1−zからなる層の消衰係数および屈折率が小さくなり過ぎるため、ArFエキシマレーザ露光光の波長において所定の位相差を得るために必要な膜厚が厚くなってしまうからである。また、上記範囲を超えると、上記Si1−zからなる層の消衰係数が大き過ぎるので、上記Si1−zからなる層の光透過率が低くなり過ぎるために、上記光半透過膜は、全体として、光透過率が高くならず、ArFエキシマレーザ露光光の波長における所望の位相シフト効果が得られなくなってしまうからである。 If the above range is not satisfied, the extinction coefficient of the layer made of Si z N 1-z is too small, and the light transmittance of the layer made of Si z N 1-z becomes too high. This is because the light transmission rate of the transmission film as a whole is too high. For this reason, the light shielding property of the light semi-transparent film is lowered more than necessary, and the light shielding effect of the light shielding portion of the phase shift mask formed from the mask blank of the present invention becomes insufficient. The reason is that Further, if the above range is not satisfied, the extinction coefficient and the refractive index of the layer made of Si z N 1-z become too small, so it is necessary to obtain a predetermined retardation at the wavelength of ArF excimer laser exposure light. This is because the film thickness is increased. If the above range is exceeded, the extinction coefficient of the layer made of Si z N 1-z is too large, and the light transmittance of the layer made of Si z N 1-z becomes too low. This is because the semitransparent film does not have a high light transmittance as a whole, and a desired phase shift effect at the wavelength of ArF excimer laser exposure light can not be obtained.

また、上記Si1−zからなる層の上記消衰係数の値の調整は、上記Siの組成比z、および上記Nの組成比1−zを調整することによって行うことができる。 The adjustment of the Si z N the extinction coefficient value of a layer consisting of 1-z can be carried out by adjusting the composition ratio 1-z of the composition ratio z, and said N of said Si.

また、上記Si1−zからなる層の上記消衰係数はジェー・エー・ウーラム社製エリプソメーターVUV−VASEで測定し、算出することができる。 The extinction coefficient of the layer made of Si z N 1-z can be measured and calculated using an ellipsometer VUV-VASE manufactured by JA Woollam.

さらに、上記Si1−zからなる層は、特に限定されるものではないが、ArFエキシマレーザ露光光の波長において適切な膜厚の範囲内で所望の逆位相効果を得るには、ArFエキシマレーザ露光光の波長における屈折率が、2.3〜2.7の範囲内であるものが好ましく、中でも、2.5〜2.7の範囲内であるものが好ましく、特に、2.6〜2.7の範囲内であるものが好ましい。上記範囲に満たないと、上記Si1−zからなる層の屈折率が小さ過ぎるので、上記Si1−zからなる層の所望の位相差を得るための膜厚が厚くなり過ぎるために、上記光半透過膜は、全体として、膜厚が薄くならないからである。 Furthermore, the layer made of Si z N 1-z is not particularly limited, but in order to obtain a desired antiphase effect within the range of an appropriate film thickness at the wavelength of ArF excimer laser exposure light, ArF The refractive index at the wavelength of the excimer laser exposure light is preferably in the range of 2.3 to 2.7, and more preferably in the range of 2.5 to 2.7, particularly 2.6 Those which are within the range of-2.7 are preferred. If the above range is not satisfied, the refractive index of the layer made of Si z N 1-z is too small, so the film thickness for obtaining the desired retardation of the layer made of Si z N 1-z becomes too thick. This is because the light semitransmissive film does not have a thin film thickness as a whole.

また、上記Si1−zからなる層の上記屈折率の値の調整は、上記Siの組成比z、および上記Nの組成比1−zを調整することによって行うことができる。 The adjustment of the value of the refractive index of the layer composed of the Si z N 1-z can be carried out by adjusting the composition ratio 1-z of the composition ratio z, and said N of said Si.

また、上記Si1−zからなる層の上記屈折率はジェー・エー・ウーラム社製エリプソメーターVUV−VASEで測定し、算出することができる。また、上記屈折率の測定は、分光光度計で測定した反射率曲線からシミュレーションを用いて算出する方法で行うことができる。 Further, it is possible to the refractive index of the layer composed of the Si z N 1-z is measured by J. JA Woollam Co. ellipsometer VUV-VASE, calculated. Moreover, the measurement of the said refractive index can be performed by the method of calculating using the simulation from the reflectance curve measured by the spectrophotometer.

また、上記Si1−zからなる層のArFエキシマレーザ露光光の波長における光透過率の値の調整は、上記Siの組成比z、および上記Nの組成比1−z、ならびに上記Si1−zからなる層の膜厚を調整することによって行うことができる。 Further, the adjustment of the light transmittance of the layer made of Si z N 1-z at the wavelength of ArF excimer laser exposure light is the composition ratio z of Si and the composition ratio 1-z of N, and the Si the thickness of the layer consisting z N 1-z can be done by adjusting the.

(c)光半透過膜
本発明における光半透過膜は、上記光透過率については、上記光透過率が3%〜40%の範囲内のものであれば、特に限定されるものではないが、中でも、上記光透過率が、18%〜40%の範囲内であるものが好ましく、特に、上記光透過率が、20%〜40%の範囲内であるものが好ましい。上記範囲に満たないと、ArFエキシマレーザ露光光の波長における所望の位相シフト効果が得られなくなるからであり、上記範囲を超えると、上記光半透過膜の遮光性が必要以上に下がり、本発明のマスクブランクスから形成される位相シフトマスクの遮光部の遮光効果が不十分となるので、所望するパターンの転写特性に問題が生じるからである。
(C) Light semi-transmissive film The light semi-transmissive film in the present invention is not particularly limited as far as the light transmittance is such that the light transmittance is in the range of 3% to 40%. Among them, those in which the light transmittance is in the range of 18% to 40% are preferable, and those in which the light transmittance is in the range of 20% to 40% are particularly preferable. If the above range is not satisfied, the desired phase shift effect at the wavelength of ArF excimer laser exposure light can not be obtained. If the above range is exceeded, the light shielding property of the light transflective film is lowered more than necessary. This is because the light shielding effect of the light shielding portion of the phase shift mask formed from the mask blanks of the above becomes insufficient, which causes a problem in the transfer characteristics of the desired pattern.

また、上記光半透過膜の上記光透過率、および上記透明基板のみを通過する波長が193nmのArFエキシマレーザ露光光と、上記透明基板および上記光半透過膜を通過する当該レーザ露光光との位相差等は、位相シフト量測定機(レーザーテック社製、MPM193)等を用いることで測定することができる。   In addition, the light transmittance of the light transflective film, ArF excimer laser exposure light having a wavelength of 193 nm passing only the transparent substrate, and the laser exposure light passing the transparent substrate and the light transflective film The phase difference and the like can be measured by using a phase shift amount measuring machine (manufactured by Lasertec Corporation, MPM 193) and the like.

また、上記光半透過膜は、上記膜厚については、上記膜厚が50nm〜70nmの範囲内のものであれば、特に限定されるものではないが、中でも、上記光半透過膜の膜厚が、50nm〜60nmの範囲内であるものが好ましく、特に、上記光半透過膜の膜厚が、50nm〜55nmの範囲内であるものが好ましい。これにより、従来の光半透過膜の膜厚よりも薄いため、エッチングにより光半透過膜パターンを形成するのが容易になるからである。そして、エッチングに要する時間が短くて済むため、透明基板にダメージが与えられることを防止するエッチングバリア層を、透明基板および光半透過膜の間に有しなかったとしても、エッチングにより光半透過膜パターンを形成する時に、透明基板にダメージが与えられることを十分に回避することができるからである。また、上記光半透過膜の膜厚がより薄い方が、上記光半透過膜から形成される後述する光半透過膜パターンにおいてパターン倒れ等の欠陥が発生することを抑制できるからであり、または上記光半透過膜の加工や光半透過膜パターンの修正をし易いからである。   Further, the light semi-transmissive film is not particularly limited as far as the film thickness is in the range of 50 nm to 70 nm, but the film thickness of the light semi-transmissive film is particularly set forth above. Is preferably in the range of 50 nm to 60 nm, and particularly preferably in the range of 50 nm to 55 nm. As a result, since it is thinner than the thickness of the conventional light transflective film, it becomes easy to form the light transflective film pattern by etching. And, since the time required for the etching can be shortened, even if the etching barrier layer for preventing damage to the transparent substrate is not provided between the transparent substrate and the light semitransparent film, the light semitransparent by the etching This is because damage to the transparent substrate can be sufficiently avoided when forming the film pattern. In addition, when the film thickness of the light semitransparent film is thinner, generation of defects such as pattern collapse can be suppressed in a light semitransparent film pattern to be described later formed from the light semitransparent film, or This is because it is easy to process the above-mentioned light semipermeable film and correct the light semitransparent film pattern.

また、上記光半透過膜は、上記Si1−x−yからなる層、および上記Si1−zからなる層が順不同に積層されて構成され、上記光半透過膜の光透過率および上記光半透過膜の膜厚がそれぞれ上記範囲であるものであれば、特に限定されるものではない。上記光半透過膜としては、例えば、上記Si1−x−yからなる層、および上記Si1−zからなる層が順不同に積層されてなる2層構造を有するものの他、上記Si1−x−yからなる層、および上記Si1−zからなる層が順不同に積層されて構成された3層以上の複数層構造を有するもの等が挙げられる。 The light semi-transmissive film is formed by stacking the layer made of the above Si x O 1 -x-y N y and the layer made of the above Si z N 1-z in random order, and the light semi-transmissive film It is not particularly limited as long as the light transmittance and the film thickness of the light semi-transmissive film are in the above ranges, respectively. As the above-mentioned light semi-transmissive film, for example, other than the one having a two-layer structure in which a layer composed of the above Si x O 1 -x-y N y and a layer composed of the above Si z N 1-z are laminated in random order. And the layer having the above three layers of Si x O 1-x-y N y , and the layer having a three or more layer structure in which the layers consisting of the above-mentioned Si z N 1-z are laminated in random order and the like. .

そして、上記光半透過膜が、上記Si1−x−yからなる層、および上記Si1−zからなる層が積層されて構成されるものである場合には、上記Si1−x−yからなる層、および上記Si1−zからなる層が、後述する透明基板上に積層される順番は、特に限定されるものではなく、上記Si1−x−yからなる層、および上記Si1−zからなる層が、上記透明基板側からこの順で積層される順番でも、上記Si1−zからなる層、および上記Si1−x−yからなる層が、上記透明基板側からこの順で積層される順番でも、どちらでもよい。しかしながら、上記Si1−zからなる層、および上記Si1−x−yからなる層が、上記透明基板側からこの順で積層される順番が好ましい。上記Si1−z(zは、0<z<1を満足する)は、上記Si1−x−y(xおよびyは、0<x<1、0<y<1、および0<x+y<1を満足する)よりも、上記透明基板を構成するSiO等の材料とのエッチング選択比が高いために、上記Si1−zからなる層が上記透明基板上に直接積層された方が、上記光半透過膜をエッチングすることが容易になるからである。 Then, the light semi-transmissive film is, if one intends layer composed of the Si x O 1-x-y N y, and a layer made of the Si z N 1-z is formed by laminating the above-mentioned The order in which the layer composed of Si x O 1 -x-y N y and the layer composed of the above Si z N 1-z are laminated on the transparent substrate described later is not particularly limited, and the above Si x Even in the order in which the layer made of O 1 -x-y N y and the layer made of Si z N 1-z are laminated in this order from the transparent substrate side, the layer made of Si z N 1-z , and a layer composed of the Si x O 1-x-y N y is the even order are stacked from the transparent substrate side in this order, may be either. However, a layer made of the Si z N 1-z, and a layer made of the Si x O 1-x-y N y is the order to be stacked in this order from the transparent substrate side is preferred. The Si z N 1-z (z satisfies the 0 <z <1), the above Si x O 1-x-y N y (x and y, 0 <x <1,0 <y <1 , And 0 <x + y <1), since the etching selectivity with the material such as SiO 2 constituting the transparent substrate is higher, the layer made of the above Si z N 1-z is on the transparent substrate It is because it becomes easier to etch the said light semipermeable membrane, if it is directly laminated | stacked on this.

さらに、上記光半透過膜は、特に限定されるものではないが、上記透明基板のみを通過する波長が193nmのArFエキシマレーザ露光光と、上記透明基板および光半透過膜を通過する当該レーザ露光光との位相差が、160°〜200°の範囲内であるものが好ましく、中でも、170°〜190°の範囲内であるものが好ましく、特に、177°であるものが好ましい。本発明のマスクブランクスから光半透過膜をエッチングすることにより位相シフトマスクを形成する時に、光半透過膜がエッチングされる部分において、透明基板がエッチングされて掘り込み部が形成されたとしても、位相シフトマスクにおいて、掘り込み部が形成された透過領域を通過する波長が193nmのArFエキシマレーザ露光光と、光半透過膜が残っている半透過領域を通過する当該レーザとの位相差を180°にすることができるからである。これにより、ハーフトーン型の位相シフトマスクを作製することができるからである。   Further, the light transflective film is not particularly limited, but ArF excimer laser exposure light having a wavelength of 193 nm passing only through the transparent substrate, and the laser exposure passing through the transparent substrate and the light transflective film The phase difference with light is preferably in the range of 160 ° to 200 °, more preferably in the range of 170 ° to 190 °, and particularly preferably in the range of 177 °. When forming a phase shift mask by etching the light semi-transmissive film from the mask blank of the present invention, even if the transparent substrate is etched to form a dug portion in the portion where the light semi-transmissive film is etched, In the phase shift mask, the phase difference between ArF excimer laser exposure light of 193 nm having a wavelength of 193 nm which passes through the transmission region in which the dug portion is formed and the laser which passes through the semi-transmissive region where the light semi-transmissive film remains. It is because it can be made into °. This is because a halftone phase shift mask can be manufactured.

(2)透明基板
本発明における透明基板としては、特に限定されるものではないが、例えば、露光光を高透過率で透過する光学研磨された合成石英ガラス、蛍石、フッ化カルシウム等を挙げることができ、中でも、通常、多用されており品質が安定し、短波長の露光光の透過率の高い合成石英ガラスが好ましい。
(2) Transparent Substrate The transparent substrate in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include optically polished synthetic quartz glass which transmits exposure light with high transmittance, fluorite, calcium fluoride and the like. Among them, synthetic quartz glass, which is frequently used and stable in quality and has a high transmittance to exposure light of short wavelength, is preferable.

(3)遮光膜
本発明のマスクブランクスとしては、上記半透過膜および透明基板を有するものであれば、特に膜構成、材質、ArFエキシマーレーザー露光光の波長における光学濃度(OD値)など、限定されるものではないが、上記光半透過膜上に形成され、ArFエキシマレーザ露光光の波長における光学濃度(OD値)が、上記光半透過膜と合わせて所望の光学濃度(OD値)となるよう調整した、遮光膜をさらに有することが好ましい。
(3) Light Shielding Film As the mask blank of the present invention, the film configuration, the material, the optical density (OD value) at the wavelength of ArF excimer laser exposure light, etc. The optical density (OD value) at the wavelength of ArF excimer laser exposure light, which is formed on the light transflective film, is a desired optical density (OD value) in combination with the light transflective film. It is preferable to further have a light shielding film adjusted to

図2は、本発明のマスクブランクスの他の例を示す概略断面図である。図2に示されるマスクブランクス100は、透明基板101と、透明基板101上に形成され、Si1−x−y(xおよびyは、0<x<1、0<y<1、および0<x+y<1を満足する)からなる層102a、およびSi1−z(zは、0<z<1を満足する)からなる層102bが積層されて構成される光半透過膜102と、光半透過膜102上に形成され、ArFエキシマレーザ露光光の波長における光学濃度(OD値)が、光半透過膜102と合わせて3.0以上となるような、単層構造の遮光膜103を有する。そして、遮光膜103が、反射防止機能、ArFエキシマレーザ露光光に対する光吸収機能、および上記光半透過膜に対するエッチングバリア機能の全て機能を有している。具体的には、遮光膜103に含まれる光吸収層は、光半透過膜102に対するエッチングバリア機能および光吸収機能を有している、また、本発明のマスクブランクスから形成される位相シフトマスクにおいて、外枠の遮光エリアには、反射防止機能が必要とされるが、遮光膜103に含まれる光吸収層の最表面は、遮光エリアに遮光膜として残り、反射防止機能を有している。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another example of the mask blank of the present invention. The mask blanks 100 shown in FIG. 2 are formed on the transparent substrate 101 and the transparent substrate 101, and Si x O 1-x-y N y (where x and y are 0 <x <1, 0 <y <1). , and 0 <x + y <layer 102a made from 1 to satisfy), and Si z N 1-z (z is, 0 <z <satisfying 1) layer 102b is laminated configured light transflective consisting Single-layer structure formed on the film 102 and the light transflective film 102 such that the optical density (OD value) at the wavelength of ArF excimer laser exposure light is 3.0 or more in combination with the light transflective film 102 The light shielding film 103 of The light shielding film 103 has all the functions of a reflection preventing function, a light absorbing function to ArF excimer laser exposure light, and an etching barrier function to the light semitransparent film. Specifically, the light absorbing layer included in the light shielding film 103 has an etching barrier function and a light absorbing function to the light semi-transmissive film 102. Further, in the phase shift mask formed from the mask blank of the present invention In the light shielding area of the outer frame, a reflection preventing function is required, but the outermost surface of the light absorption layer included in the light shielding film 103 remains in the light shielding area as a light shielding film, and has the reflection preventing function.

マスクブランクスから形成される位相シフトマスクにおいては、大きい面積を有する光半透過膜パターンがある場合には、そのようなパターンを透過する露光光によって、転写像が不鮮明になる問題が生じることがある。そして、位相シフトマスにおいては、大きい面積を有する光半透過膜パターン上に遮光膜パターンを形成することにより、そのようなパターンを透過する不要な露光光を遮光することによって、このような問題を解消するようにしている。そして、本発明のマスクブランクスのように、光半透過膜の光透過率が3%〜40%の範囲内であり、一般的な光透過率の6%よりも特に大きい値になり得る場合には、上述したような問題がより顕著に生じることになる。したがって、本発明によれば、上記遮光部をさらに有することによって、このような問題を回避する効果をより顕著に得ることができる。   In the phase shift mask formed from mask blanks, when there is a light semi-transmissive film pattern having a large area, there is a possibility that the problem of blurring of the transferred image may be caused by the exposure light which transmits such a pattern. . Then, in the phase shift mass, by forming a light shielding film pattern on the light semitransparent film pattern having a large area, such problems are eliminated by shielding unnecessary exposure light that transmits such a pattern. I am trying to do it. And, as in the case of the mask blank of the present invention, when the light transmittance of the light transflective film is in the range of 3% to 40% and can be a particularly large value than 6% of the general light transmittance. Will cause the above-mentioned problems more prominently. Therefore, according to the present invention, the effect of avoiding such a problem can be more significantly obtained by further including the light shielding portion.

上記遮光膜としては、上記光半透過膜上に形成され、ArFエキシマレーザ露光光の波長における光学濃度(OD値)が、上記光半透過膜と合わせて所望の光学濃度(OD値)となるよう調整した、露光光を吸収する光吸収機能を有するものであれば特に限定されるものではない。上記遮光膜としては、マスクパターンをウエハに転写する時に位相シフトマスクとレンズ間での多重反射を防止する反射防止機能、および上記遮光膜をエッチングする時に上記光半透過膜にダメージが与えられることを好適に防止する上記光半透過膜に対するエッチングバリア機能を有するものが好ましい。中でも、描画時に電子線によって帯電するのを防止する導電機能を有するものが好ましい。   The light shielding film is formed on the light semitransparent film, and the optical density (OD value) at the wavelength of ArF excimer laser exposure light becomes a desired optical density (OD value) in combination with the light semitransparent film. It is not particularly limited as long as it is adjusted and has a light absorbing function of absorbing exposure light. As the light shielding film, a reflection preventing function for preventing multiple reflection between the phase shift mask and the lens when transferring the mask pattern to the wafer, and damage to the light semitransparent film when etching the light shielding film It is preferable to have an etching barrier function to the above-mentioned light semi-permeable film which suitably prevents Among them, one having a conductive function to prevent charging by an electron beam at the time of drawing is preferable.

本発明のマスクブランクスにおいては、図2に示されるマスクブランクス100のように、上記遮光膜は、上記光半透過膜上に形成され、上記光半透過膜に対するエッチングバリア機能およびArFエキシマレーザ露光光に対する光吸収機能を有する光吸収層を含む単層構造を有することが好ましい。これにより、より少ない工程で、必要な機能を備えたマスクを得ることが出来るからである。   In the mask blank of the present invention, as in the mask blank 100 shown in FIG. 2, the light shielding film is formed on the light semitransparent film, and has an etching barrier function to the light semitransparent film and ArF excimer laser exposure light. It is preferable to have a single layer structure including a light absorbing layer having a light absorbing function to This is because a mask having the necessary functions can be obtained with fewer steps.

図2に示されるマスクブランクス100のように、上記遮光膜が単層構造を有する場合には、上記遮光膜の材料は、特に限定されるものではないが、Cr、Ta、W、Mo等を挙げることができる。中でも、Cr等が好ましい。上記遮光膜をエッチングする時に使用する反応性エッチングガスの種類が、上記光半透過膜をエッチングする時に使用する反応性エッチングガスと異なるものとなるため、上記遮光膜が上述したエッチングバリア機能を有することが期待できるからである。   When the light shielding film has a single-layer structure as in the mask blanks 100 shown in FIG. 2, the material of the light shielding film is not particularly limited, but Cr, Ta, W, Mo, etc. may be used. It can be mentioned. Among them, Cr and the like are preferable. Since the type of reactive etching gas used when etching the light shielding film is different from the reactive etching gas used when etching the light semitransparent film, the light shielding film has the etching barrier function described above. It is because it can be expected.

また、上記遮光膜が上記単層構造を有する場合には、上記遮光膜の厚さは、その材料の種類により異なるものであり、特に限定されるものではないが、30nm〜80nmの範囲内であることが好ましい。Ar−Fエキシマレーザ露光光の波長における光学濃度(OD値)が、上記光半透過膜と合わせて3.0以上となる膜厚とするには、上記遮光膜の材料がいずれの場合も、上記膜厚が必要となるからである。   Moreover, when the said light shielding film has the said single layer structure, the thickness of the said light shielding film changes with kinds of the material, Although it does not specifically limit, It is in the range of 30 nm-80 nm. Is preferred. In order to obtain a film thickness such that the optical density (OD value) at the wavelength of Ar-F excimer laser exposure light is 3.0 or more in combination with the light semitransparent film, the material of the light shielding film is any case It is because the said film thickness is needed.

また、上記遮光膜の上記光半透過膜と合わせた光学濃度(OD値)は大塚電子社製MCPD3000、上記遮光膜の反射率は大塚電子社製MCPD7000で測定し、算出することができる。   The optical density (OD value) of the light shielding film combined with the light transflective film can be calculated and measured using MCPD3000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. and the reflectance of the light shielding film MCPD7000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.

図3は、本発明のマスクブランクスの他の例を示す概略断面図である。図3に示されるマスクブランクス100は、遮光膜103が、光半透過膜102上に形成された光吸収層103aと、光吸収層103a上に形成されたハードマスク層103bと、を含む2層構造を有する。そして、光吸収層103aが、ArFエキシマレーザ露光光に対する光吸収機能および光半透過膜102に対するエッチングバリア機能の双方の機能を有している。また、ハードマスク層103bが、光吸収層103aに対するエッチングバリア機能を有している。   FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another example of the mask blank of the present invention. The mask blank 100 shown in FIG. 3 is a two-layer structure including a light absorbing layer 103a in which the light shielding film 103 is formed on the light transflective film 102 and a hard mask layer 103b formed on the light absorbing layer 103a. It has a structure. The light absorption layer 103 a has both a light absorption function for ArF excimer laser exposure light and an etching barrier function for the light transflective film 102. In addition, the hard mask layer 103 b has an etching barrier function to the light absorption layer 103 a.

本発明のマスクブランクスにおいては、図3に示されるマスクブランクス100のように、上記遮光膜が、上記光半透過膜上に形成され、上述した光半透過膜に対するエッチングバリア機能およびArFエキシマレーザ露光光に対する光吸収機能を有する光吸収層と、上記光吸収層上に形成され、上述した光吸収層に対するエッチングマスク機能を有するハードマスク層と、を含む2層構造を有することが好ましい。これにより、上記ハードマスク層をエッチングして形成したパターンを、上記光吸収層をエッチングする時のレジストパターンの代わりに用いることができるため、レジスト膜厚を薄くすることができる。これにより、上記遮光膜の微細なパターンを形成し易くなるからである。   In the mask blank of the present invention, as in the mask blank 100 shown in FIG. 3, the light shielding film is formed on the light semitransparent film, and the etching barrier function and the ArF excimer laser exposure to the light semitransparent film described above It is preferable to have a two-layer structure including a light absorbing layer having a light absorbing function to light and a hard mask layer formed on the light absorbing layer and having an etching mask function to the light absorbing layer described above. Thus, the pattern formed by etching the hard mask layer can be used instead of the resist pattern when the light absorption layer is etched, so that the resist film thickness can be reduced. This is because the fine pattern of the light shielding film can be easily formed.

より具体的には、図2に示されるマスクブランクス100のように、上記遮光膜が単層構造を有する場合には、上記単層構造の遮光膜は厚いために、厚いレジストパターンで遮光膜をエッチングして、遮光膜パターンを形成することになる。このため、レジストパターンのアスペクト比の関係から、遮光膜の微細なパターンを形成することは困難である。一方、図3に示されるマスクブランクス100のように、上記遮光膜が図3に示されるような2層構造を有する場合には、上記ハードマスク層は上記単層構造の遮光膜よりも薄いために、上記単層構造の遮光膜のエッチングに用いたものよりも薄いレジストパターンで、上記ハードマスク層をエッチングして、ハードマスク層パターンを形成することができる。そして、そのパターンを、上記光吸収層をエッチングする時のレジストパターンの代わりに用いることができる。よって、遮光膜パターンを形成するために必要となるレジスト膜厚を薄くすることができる。これにより、上記単層構造の遮光膜よりも、上記遮光膜の微細なパターンを形成し易くなるからである。   More specifically, when the light shielding film has a single layer structure as in the mask blanks 100 shown in FIG. 2, since the light shielding film of the single layer structure is thick, the light shielding film is formed with a thick resist pattern. The light shielding film pattern is formed by etching. For this reason, it is difficult to form a fine pattern of the light shielding film from the relationship of the aspect ratio of the resist pattern. On the other hand, when the light shielding film has a two-layer structure as shown in FIG. 3 as in the mask blanks 100 shown in FIG. 3, the hard mask layer is thinner than the light shielding film of the single layer structure. The hard mask layer pattern can be formed by etching the hard mask layer with a resist pattern thinner than that used for etching the light shielding film of the single layer structure. And the pattern can be used instead of the resist pattern at the time of etching the said light absorption layer. Thus, the resist film thickness required to form the light shielding film pattern can be reduced. Thereby, the fine pattern of the light shielding film can be formed more easily than the light shielding film of the single layer structure.

上記遮光膜が上記2層構造を有する場合には、上記ハードマスク層は、特に限定されるものではないが、上述した導電機能を有していてもよい。また、上記遮光膜が上記2層構造を有する場合には、上記ハードマスク層の材料は、上述した光吸収層に対するエッチングマスク機能を有するものであれば、特に限定されるものではないが、Si、SiN、SiON、SiO、SiO、MoSi、Cr、CrO、CrON等を挙げることができる。中でも、Si、SiN、SiON、SiO、MoSi等が好ましい。上記光吸収層の材料にCrを含む材料を使用した場合、上記光吸収層をエッチングする時に使用する反応性エッチングガスの種類が、上記ハードマスク層をエッチングする時に使用する反応性エッチングガスと異なるものとなるため、上記ハードマスク層をエッチングする時に上記光吸収層にダメージが与えられることを防止できるからである。 When the light shielding film has the two-layer structure, the hard mask layer is not particularly limited, but may have the above-described conductive function. In addition, when the light shielding film has the two-layer structure, the material of the hard mask layer is not particularly limited as long as it has an etching mask function to the light absorption layer described above, but Si SiN, SiON, SiO, SiO 2 , MoSi, Cr, CrO, CrON and the like can be mentioned. Among them, Si, SiN, SiON, SiO 2 , MoSi and the like are preferable. When a material containing Cr is used as the material of the light absorption layer, the type of reactive etching gas used when etching the light absorption layer is different from the reactive etching gas used when etching the hard mask layer This is because the light absorption layer can be prevented from being damaged when the hard mask layer is etched.

上記遮光膜が上記2層構造を有する場合には、上記光吸収層の材料は、上述した光半透過膜に対するエッチングバリア機能およびArFエキシマレーザ露光光に対する光吸収機能を有するものであれば、特に限定されるものではないが、Cr、CrN、CrON、CrO、Si、SiO、SiON、MoSi等を挙げることができる。中でも、Crが好ましい。上記光吸収層をエッチングする時に使用する反応性エッチングガスの種類が、上記ハードマスク層をエッチングする時に使用する反応性エッチングガスと異なるものとなるため、上記ハードマスク層をエッチングする時に上記光吸収層にダメージが与えられることを防止できるからである。また、Crは消衰係数が高いので、より薄い膜厚の上記遮光膜によって、ArFエキシマレーザ露光光の波長における光学濃度(OD値)を、上記光半透過膜と合わせて所望の光学濃度(OD値)に調整することができるからである。   When the light shielding film has the above-described two-layer structure, the material of the light absorption layer is particularly a material having the above-described etching barrier function for the light semitransparent film and the light absorption function for ArF excimer laser exposure light. Although not limited, Cr, CrN, CrON, CrO, Si, SiO, SiON, MoSi and the like can be mentioned. Among them, Cr is preferred. Since the type of reactive etching gas used when etching the light absorption layer is different from the reactive etching gas used when etching the hard mask layer, the light absorption when the hard mask layer is etched It is because it can prevent that a layer is damaged. In addition, since Cr has a high extinction coefficient, the optical density (OD value) at the wavelength of ArF excimer laser exposure light is combined with the light semi-transmissive film to obtain a desired optical density ( It is because it can adjust to OD value.

また、上記遮光膜が上記2層構造を有する場合には、上記ハードマスク層の厚さは、その材料の種類により異なるものであり、特に限定されるものではないが、2nm〜10nmの範囲内、中でも2nm〜7nmの範囲内、特に2nm〜5nmの範囲内であることが好ましい。膜厚が薄いほうが精度良く加工することができるからである。また、上記遮光膜が上記2層構造を有する場合には、上記光吸収層の厚さは、その材料の種類により異なるものであり、特に限定されるものではないが、30nm〜80nmの範囲内、中でも30nm〜70nmの範囲内、特に30nm〜50nmの範囲内であることが好ましい。上記遮光膜のArFエキシマレーザ露光光の波長における光学濃度(OD値)を上記光半透過膜と合わせて3.0以上にし易く、かつ上記遮光膜をエッチングし易い膜厚だからである。   Moreover, when the said light shielding film has the said 2 layer structure, the thickness of the said hard mask layer changes with kinds of the material, Although it does not specifically limit, Within 2 nm-10 nm Among them, it is preferable to be in the range of 2 nm to 7 nm, particularly in the range of 2 nm to 5 nm. This is because the thinner the film thickness, the more accurate the processing. Moreover, when the said light shielding film has the said 2 layer structure, the thickness of the said light absorption layer changes with kinds of the material, Although it does not specifically limit, Within the range of 30 nm-80 nm Among them, it is preferable to be in the range of 30 nm to 70 nm, particularly in the range of 30 nm to 50 nm. This is because the optical density (OD value) of the light shielding film at the wavelength of ArF excimer laser exposure light can be easily made 3.0 or more in combination with the light semitransparent film, and the light shielding film can be easily etched.

図4は、本発明のマスクブランクスの他の例を示す概略断面図である。図4に示されるマスクブランクス100は、遮光膜103が、光半透過膜102上に形成されたエッチングバリア層103cと、エッチングバリア層103c上に形成された光吸収層103aと、光吸収層103a上に形成されたハードマスク層103bと、を含む3層構造を有する。そして、エッチングバリア層103cが光半透過膜102に対するエッチングバリア機能を有し、光吸収層103aがArFエキシマレーザ露光光に対する光吸収機能を有し、ハードマスク層103bが光吸収層103aに対するエッチングバリア機能を有している。   FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing another example of the mask blank of the present invention. The mask blanks 100 shown in FIG. 4 have an etching barrier layer 103c in which the light shielding film 103 is formed on the light transflective film 102, a light absorbing layer 103a formed on the etching barrier layer 103c, and a light absorbing layer 103a. And a hard mask layer 103b formed thereover. The etching barrier layer 103c has an etching barrier function to the light transflective film 102, the light absorbing layer 103a has a light absorbing function to ArF excimer laser exposure light, and the hard mask layer 103b has an etching barrier to the light absorbing layer 103a. It has a function.

図5は、本発明のマスクブランクスの他の例を示す概略断面図である。図5に示されるマスクブランクス100は、遮光膜103が、光半透過膜102上に形成されたエッチングバリア層103cと、エッチングバリア層103c上に形成された光吸収層103aと、光吸収層103a上に形成されたハードマスク層103bと、を含む3層構造を有する。そして、エッチングバリア層103cが光半透過膜102に対するエッチングバリア機能を有し、光吸収層103aがArFエキシマレーザ露光光に対する光吸収機能を有し、ハードマスク層103bが光吸収層103aに対するエッチングバリア機能を有している。   FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing another example of the mask blank of the present invention. In the mask blanks 100 shown in FIG. 5, an etching barrier layer 103c in which the light shielding film 103 is formed on the light transflective film 102, a light absorbing layer 103a formed on the etching barrier layer 103c, and a light absorbing layer 103a. And a hard mask layer 103b formed thereover. The etching barrier layer 103c has an etching barrier function to the light transflective film 102, the light absorbing layer 103a has a light absorbing function to ArF excimer laser exposure light, and the hard mask layer 103b has an etching barrier to the light absorbing layer 103a. It has a function.

本発明のマスクブランクスにおいては、図4および図5に示されるマスクブランクス100のように、上記遮光膜が、上記光半透過膜上に形成され、上述した光半透過膜に対するエッチングバリア機能を有するエッチングバリア層と、上記エッチングバリア層上に形成され、上述したArFエキシマレーザ露光光に対する光吸収機能を有する光吸収層と、上記光吸収層上に形成され、上述した光吸収層に対するエッチングマスク機能を有するハードマスク層と、を含む3層構造を有することが好ましい。これにより、上記ハードマスク層をエッチングして形成したパターンを、上記遮光膜が上記2層構造を有する場合と同様に、上記光吸収層をエッチングする時のレジストパターンの代わりに用いることができるからである。この結果、上記遮光膜の微細なパターンを形成し易くなるからである。   In the mask blank of the present invention, as in the mask blanks 100 shown in FIGS. 4 and 5, the light shielding film is formed on the light semitransparent film and has an etching barrier function to the light semitransparent film described above. An etching barrier layer, a light absorbing layer formed on the etching barrier layer and having a light absorbing function to the above-described ArF excimer laser exposure light, and an etching mask function formed on the light absorbing layer and the light absorbing layer described above It is preferable to have a three-layer structure including a hard mask layer having Thus, the pattern formed by etching the hard mask layer can be used in place of the resist pattern when the light absorption layer is etched, as in the case where the light shielding film has the two-layer structure. It is. As a result, the fine pattern of the light shielding film can be easily formed.

本発明のマスクブランクスにおいては、上記遮光膜が、上記3層構造を有することが好ましい。ArFエキシマレーザ露光光に対する光吸収機能を有する層として、Si1−x−y(xおよびyは、0<x<1、0<y<1、および0<x+y<1を満足する)からなる層、およびSi1−z(zは、0<z<1を満足する)からなる層が積層されて構成される光半透過膜と反応性の高いエッチングガスでエッチング可能な材料からなる光吸収層を用いることができるからである。これにより、ArFエキシマレーザ露光光に対する光吸収機能を有する層の材料の選択の幅が広がり、上記遮光膜の膜厚をより薄くすることができるからである。また、ArFエキシマレーザ露光光に対する光吸収機能を有する層および上記光半透過膜に対するエッチングバリア機能を有する層を、それぞれが互いに異なる材料からなる上記光吸収層および上記エッチングバリア層にそれぞれすることができるからである。これにより、上記光吸収層および上記エッチングバリア層を互いに異なるエッチングガスでそれぞれエッチングすることができるので、上記エッチングバリア層を、上記光吸収層をエッチングする時に上記光半透過膜にダメージが与えられることを好適に防止する上記光半透過膜に対するエッチングバリア機能を有するものにすることができるからである。 In the mask blank of the present invention, the light shielding film preferably has the three-layer structure. As a layer having a light absorption function with respect to the ArF excimer laser exposure light, Si x O 1-x- y N y (x and y, 0 <x <1, 0 <y <1, and 0 <satisfying x + y <1 Can be etched with a highly reactive etching gas with a light transflective film configured by laminating a layer consisting of (a) and a layer consisting of Si.sub.z N.sub.1 -z (z satisfies 0 <z <1). It is because the light absorption layer which consists of these materials can be used. Thereby, the range of selection of the material of the layer having a light absorbing function with respect to ArF excimer laser exposure light is broadened, and the film thickness of the light shielding film can be made thinner. In addition, the layer having a light absorbing function for ArF excimer laser exposure light and the layer having an etching barrier function for the light transflective film may be respectively used as the light absorbing layer and the etching barrier layer made of different materials. It is because it can. As a result, the light absorption layer and the etching barrier layer can be etched with different etching gases, so that the light transflective film is damaged when the light absorption layer is etched. It is because it can be made to have an etching barrier function to the above-mentioned light semipermeable membrane which prevents suitably.

例えば、図4に示されるマスクブランクス100においては、ArFエキシマレーザ露光光に対する光吸収機能を有する層として、Si1−x−y(xおよびyは、0<x<1、0<y<1、および0<x+y<1を満足する)からなる層、およびSi1−z(zは、0<z<1を満足する)からなる層が積層されて構成される光半透過膜と反応性の高いエッチングガスでエッチング可能な材料であるMoSiからなる光吸収層103aを用いることができる。また、ArFエキシマレーザ露光光に対する光吸収機能を有する層および上記光半透過膜に対するエッチングバリア機能を有する層を、MoSiからなる光吸収層103aおよびCrからなるエッチングバリア層103cにそれぞれすることができる。これにより、光吸収層103aおよびエッチングバリア層103cを互いに異なるフッ素系ガスおよび塩素系ガスでそれぞれエッチングすることができる。このため、エッチングバリア層103cを、光吸収層103aをエッチングする時に光半透過膜102にダメージが与えられることを好適に防止する上記光半透過膜に対するエッチングバリア機能を有するものとしてとして用いることができる。 For example, in the mask blank 100 shown in FIG. 4, Si x O 1-x-y N y (where x and y are 0 <x <1, 0) as a layer having a light absorbing function to ArF excimer laser exposure light. <y <1, and 0 <x + y <satisfying 1) consisting of a layer, and Si z N 1-z (z is, 0 <z <1 light composed layer consisting satisfactory) is laminated It is possible to use the light absorption layer 103 a made of MoSi, which is a material that can be etched by the etching gas having high reactivity with the semi-transmissive film. In addition, a layer having a light absorbing function for ArF excimer laser exposure light and a layer having an etching barrier function for the above light semitransparent film can be respectively formed as a light absorbing layer 103a made of MoSi and an etching barrier layer 103c made of Cr. . Thus, the light absorption layer 103a and the etching barrier layer 103c can be etched with different fluorine-based gas and chlorine-based gas, respectively. Therefore, the etching barrier layer 103c may be used as one having an etching barrier function to the above-mentioned light semi-transmissive film which suitably prevents the light semi-transmissive film 102 from being damaged when the light absorption layer 103a is etched. it can.

また、図5に示されるマスクブランクス100においては、ArFエキシマレーザ露光光に対する光吸収機能を有する層として、Si1−x−y(xおよびyは、0<x<1、0<y<1、および0<x+y<1を満足する)からなる層、およびSi1−z(zは、0<z<1を満足する)からなる層が積層されて構成される光半透過膜と反応性の高いエッチングガスでエッチング可能な材料であるSiからなる光吸収層103aを用いることができる。また、ArFエキシマレーザ露光光に対する光吸収機能を有する層および上記光半透過膜に対するエッチングバリア機能を有する層を、Siからなる光吸収層103aおよびCrからなるエッチングバリア層103cにそれぞれすることができる。これにより、光吸収層103aおよびエッチングバリア層103cを互いに異なるフッ素系ガスおよび塩素系ガスでそれぞれエッチングすることができる。このため、エッチングバリア層103cを、光吸収層103aをエッチングする時に光半透過膜102にダメージが与えられることを好適に防止するエッチングバリア機能を有するものとして用いることができる。 Further, in the mask blank 100 shown in FIG. 5, Si x O 1-x-y N y (where x and y are 0 <x <1, 0) as a layer having a light absorbing function to ArF excimer laser exposure light. <y <1, and 0 <x + y <satisfying 1) consisting of a layer, and Si z N 1-z (z is, 0 <z <1 light composed layer consisting satisfactory) is laminated It is possible to use the light absorption layer 103a made of Si which is a material that can be etched by the etching gas having high reactivity with the semi-transmissive film. In addition, a layer having a light absorbing function for ArF excimer laser exposure light and a layer having an etching barrier function for the above-mentioned light transflective film can be respectively used as a light absorbing layer 103a made of Si and an etching barrier layer 103c made of Cr. . Thus, the light absorption layer 103a and the etching barrier layer 103c can be etched with different fluorine-based gas and chlorine-based gas, respectively. Therefore, the etching barrier layer 103c can be used as a layer having an etching barrier function which suitably prevents the light semitransparent film 102 from being damaged when the light absorption layer 103a is etched.

上記遮光膜が上記3層構造を有する場合には、上記ハードマスク層は、特に限定されるものではないが、上述した導電機能を有していてもよい。また、上記遮光膜が上記3層構造を有する場合には、上記ハードマスク層の材料は、上述した光吸収層に対するエッチングマスク機能を有するものであれば、特に限定されるものではないが、Cr、CrN、CrON、CrO、SiN、SiON、SiO等を挙げることができる。中でも、Crを主成分とするものが好ましい。上記光吸収層をエッチングする時に使用する反応性エッチングガスの種類が、上記ハードマスク層をエッチングする時に使用する反応性エッチングガスと異なるものとなるため、上記ハードマスク層をエッチングする時に上記光吸収層にダメージが与えられることを防止できるからである。   When the light shielding film has the three-layer structure, the hard mask layer is not particularly limited, but may have the above-described conductive function. Further, when the light shielding film has the three-layer structure, the material of the hard mask layer is not particularly limited as long as it has an etching mask function to the light absorption layer described above, but Cr And CrN, CrON, CrO, SiN, SiON, SiO and the like. Among them, those containing Cr as the main component are preferable. Since the type of reactive etching gas used when etching the light absorption layer is different from the reactive etching gas used when etching the hard mask layer, the light absorption when the hard mask layer is etched It is because it can prevent that a layer is damaged.

また、上記遮光膜が上記3層構造を有する場合には、上記光吸収層の材料は、上述した光吸収機能を有するものであれば、特に限定されるものではないが、MoSi等の金属および珪素(Si)を含む材料、またはW、Ta等の金属もしくは珪素(Si)の単体を挙げることができる。中でも、珪素(Si)が特に好ましい。上記光吸収層をエッチングする時に使用する反応性エッチングガスの種類が、上記ハードマスク層をエッチングする時に使用する反応性エッチングガスと異なるものとなるため、上記ハードマスク層をエッチングする時に上記光吸収層にダメージが与えられることを防止できるからである。また、珪素(Si)単体は消衰係数が高いので、上記光吸収層が珪素(Si)単体から構成されることによって、上記遮光膜の膜厚をより薄くできるからである。   When the light shielding film has the three-layer structure, the material of the light absorbing layer is not particularly limited as long as it has the above-described light absorbing function, but metals such as MoSi and A material containing silicon (Si) or a metal such as W or Ta or a simple substance of silicon (Si) can be mentioned. Among them, silicon (Si) is particularly preferable. Since the type of reactive etching gas used when etching the light absorption layer is different from the reactive etching gas used when etching the hard mask layer, the light absorption when the hard mask layer is etched It is because it can prevent that a layer is damaged. In addition, since silicon (Si) alone has a high extinction coefficient, the thickness of the light shielding film can be made thinner by forming the light absorption layer from silicon (Si) alone.

また、上記遮光膜が上記3層構造を有する場合には、上記エッチングバリア層の材料は、上述したエッチングバリア機能を有するものであれば、特に限定されるものではないが、Cr、CrN、CrON、CrO等を挙げることができる。上記エッチングバリア層をエッチングする時に使用する反応性エッチングガスの種類が、上記光吸収層をエッチングする時に使用する反応性エッチングガスと異なるものとなるため、上記光吸収層をエッチングする時に上記エッチングバリア層にダメージが与えられることを防止できるからである。例えば、フッ素系ガスによって上記光吸収層をエッチングする時に、上記エッチングバリア層にダメージが与えられることを防止でき、塩素系ガスによって上記エッチングバリア層をエッチングすることができる。   Further, when the light shielding film has the three-layer structure, the material of the etching barrier layer is not particularly limited as long as it has the above-mentioned etching barrier function, but Cr, CrN, CrON , CrO and the like. Since the type of reactive etching gas used when etching the etching barrier layer is different from the reactive etching gas used when etching the light absorbing layer, the etching barrier when etching the light absorbing layer It is because it can prevent that a layer is damaged. For example, when etching the light absorption layer with a fluorine-based gas, the etching barrier layer can be prevented from being damaged, and the etching barrier layer can be etched with a chlorine-based gas.

また、上記遮光膜が上記3層構造を有する場合には、上記ハードマスク層の厚さは、その材料の種類により異なるものであり、特に限定されるものではないが、2nm〜10nmの範囲内、中でも2nm〜7nmの範囲内、特に2nm〜5nmの範囲内であることが好ましい。上記光吸収層に対するエッチングマスク機能にとって、最低限必要な膜厚であり、かつレジスト膜厚を薄くして、上記遮光膜の微細なパターンを形成し易くすることができる膜厚であるからである。   When the light shielding film has the three-layer structure, the thickness of the hard mask layer is different depending on the type of the material and is not particularly limited, but it is in the range of 2 nm to 10 nm. Among them, it is preferable to be in the range of 2 nm to 7 nm, particularly in the range of 2 nm to 5 nm. This is because the film thickness is the minimum required film thickness for the etching mask function for the light absorption layer, and the film thickness can make it easy to form the fine pattern of the light shielding film by thinning the resist film thickness. .

また、上記遮光膜が上記3層構造を有する場合には、上記光吸収層の厚さは、その材料の種類により異なるものであり、特に限定されるものではないが、20nm〜70nmの範囲内、中でも20nm〜60nmの範囲内、特に30nm〜50nmの範囲内であることが好ましい。上記遮光膜のArFエキシマレーザ露光光の波長における光学濃度(OD値)を上記光半透過膜と合わせて3.0以上にし易く、かつ上記遮光膜をエッチングし易い膜厚だからである。また、上記光吸収層がSi単体から構成される場合、MoSiから構成される場合と比較し、Siは消衰係数が高いので、上記遮光膜の膜厚をより薄くできる。   Moreover, when the said light shielding film has the said 3 layer structure, the thickness of the said light absorption layer changes with kinds of the material, Although it does not specifically limit, Within 20 nm-70 nm Among them, it is preferable to be in the range of 20 nm to 60 nm, particularly in the range of 30 nm to 50 nm. This is because the optical density (OD value) of the light shielding film at the wavelength of ArF excimer laser exposure light can be easily made 3.0 or more in combination with the light semitransparent film, and the light shielding film can be easily etched. Further, when the light absorption layer is composed of Si alone, Si has a high extinction coefficient as compared with the case where it is composed of MoSi, so the thickness of the light shielding film can be thinner.

さらに、上記遮光膜が上記3層構造を有する場合には、上記エッチングバリア層の厚さは、その材料の種類により異なるものであり、特に限定されるものではないが、2nm〜6nmの範囲内、特に2nm〜4nmの範囲内であることが好ましい。上記エッチングバリア層が上述したエッチングバリア機能を有するために充分な厚さだからである。   Furthermore, when the light shielding film has the three-layer structure, the thickness of the etching barrier layer is different depending on the type of the material, and is not particularly limited, but it is within the range of 2 nm to 6 nm. And particularly preferably in the range of 2 nm to 4 nm. This is because the thickness of the etching barrier layer is sufficient to have the etching barrier function described above.

さらに、上記遮光膜としては、特に限定されるものではないが、ArFエキシマレーザ露光光の波長における光学濃度(OD値)が、上記光半透過膜と合わせて3.0以上となるよう調整したものが好ましい。これにより、露光時に所望の部分に対して必要な遮光性を得ることができるからである。   Furthermore, the light shielding film is not particularly limited, but the optical density (OD value) at the wavelength of ArF excimer laser exposure light was adjusted to 3.0 or more in combination with the light semitransparent film. Is preferred. This is because it is possible to obtain the required light shielding property for the desired part at the time of exposure.

(4)その他の部材
本発明のマスクブランクスとしては、上記半透過膜および透明基板を有するものであれば、特に限定されるものではなく、他にも必要な部材を適宜加えることができる。
(4) Other members The mask blank of the present invention is not particularly limited as long as it has the above-mentioned semipermeable membrane and transparent substrate, and other necessary members can be appropriately added.

2.マスクブランクスの構成
次に、本発明のマスクブランクスの構成ついて説明する。本発明のマスクブランクスは、上記光半透過膜が、上記透明基板上に形成されているものである。以下、本発明のマスクブランクスの構成および製造方法について説明する。
2. Next, the configuration of the mask blank of the present invention will be described. In the mask blank of the present invention, the light semi-transmissive film is formed on the transparent substrate. Hereinafter, the structure and manufacturing method of mask blanks of this invention are demonstrated.

(1)マスクブランクスの構成
上記マスクブランクスは、特に限定されるものではないが、上記光半透過膜は、上記透明基板上に直接形成されたものが好ましい。
(1) Configuration of Mask Blanks Although the mask blanks are not particularly limited, it is preferable that the light transflective film is formed directly on the transparent substrate.

本発明における光半透過膜のように、光透過率が大きい光半透過膜においては、その屈折率が小さくなる傾向がある。このため、ハーフトーン型位相シフトマスクにおいて、適切な位相シフトを実現するために、このような光半透過膜が形成された部分と露光光が透過する部分との間に180°の位相差を形成しようとすると、その光半透過膜の膜厚を厚くする必要があった(特許文献1および2)。そして、光半透過膜の膜厚を厚くする場合においては、光半透過膜をエッチングする時に、透明基板にダメージを与えないように、透明基板上にエッチングバリア層を形成することがある(特許文献1および2)。エッチングバリア層としては、光半透過膜とのエッチング選択性を上げるため、光半透過膜のエッチング種(例えば、CF、SF、CHFガス等)ではエッチングされない層を形成する。しかしながら、このようなエッチングバリア層を形成する場合において、例えば、特許文献1においては、実施例からわかるように、Ta−Hf膜を形成し、Cl系のガスでエッチングするため、エッチングプロセスが複数回となり複雑となる上、Cl系のガスでエッチングし難く、形状およびマスク面内の寸法均一性が悪くなるといった問題があった。また、特許文献2においては、エッチングバリア層を、Zr、Hfとする構造も記載されているが、同様に、エッチングプロセスが複数回必要となり、エッチングし難いことによる同様の問題があった。 As in the case of the light semi-transmissive film in the present invention, the refractive index of the light semi-transmissive film having a large light transmittance tends to be small. Therefore, in the halftone phase shift mask, in order to realize an appropriate phase shift, a phase difference of 180 ° is made between the portion where such a light transflective film is formed and the portion through which the exposure light passes. To form the film, it was necessary to increase the thickness of the light semipermeable film (Patent Documents 1 and 2). When the thickness of the light transflective film is increased, the etching barrier layer may be formed on the transparent substrate so as not to damage the transparent substrate when the light transflective film is etched (patented) References 1 and 2). As the etching barrier layer, a layer which is not etched by an etching species (for example, CF 4 , SF 6 , CHF 3 gas or the like) of the light semitransparent film is formed in order to increase the etching selectivity with the light semitransparent film. However, in the case of forming such an etching barrier layer, for example, in Patent Document 1, a Ta-Hf film is formed and etching is performed using a Cl-based gas, as described in the example. In addition, there is a problem that etching becomes complicated, and etching with a Cl-based gas is difficult, and shape and dimensional uniformity in the mask surface deteriorate. Further, Patent Document 2 also describes a structure in which the etching barrier layer is made of Zr and Hf, but similarly, the etching process has to be performed a plurality of times, and there is a similar problem due to the difficulty in etching.

しかしながら、本発明によれば、上記光半透過膜が、従来の光半透過膜の膜厚よりも薄いため、エッチングにより半透過膜パターンを形成するのが容易になる。これにより、エッチングに要する時間が短くて済むため、上記エッチングバリア層を上記透明基板および上記光半透過膜の間に有しなかったとしても、エッチングにより半透過膜パターンを形成する時に、上記透明基板にダメージが与えられることを十分に回避することができる。このため、上記マスクブランクスは、上記光半透過膜が、上記透明基板上に直接形成されたものとなる。これにより、上述のように、上記エッチングバリア層を形成する必要はないから、エッチングプロセスを複数回行う必要がなくなるために、エッチングプロセスが複雑とはならず、上記エッチングバリア層のエッチングが困難であるために、上記光半透過膜や上記透明基板の形状が悪くなったり、上記光半透過膜の形状の均一性が悪くなったりすることを防止することができるからである。   However, according to the present invention, since the light transflective film is thinner than the thickness of the conventional light transflective film, it becomes easy to form a semitransparent film pattern by etching. As a result, the time required for etching can be shortened, so that even if the etching barrier layer is not provided between the transparent substrate and the light transflective film, the transparent film pattern can be formed by etching. Damage to the substrate can be sufficiently avoided. Therefore, in the mask blank, the light transflective film is formed directly on the transparent substrate. Thus, as described above, since it is not necessary to form the etching barrier layer, it is not necessary to perform the etching process multiple times, so the etching process is not complicated and etching of the etching barrier layer is difficult. This is because it is possible to prevent deterioration of the shape of the light transflective film and the transparent substrate or deterioration of the uniformity of the shape of the light transflective film.

(2)マスクブランクスの製造方法
本発明のマスクブランクスの製造方法は、所望のマスクブランクスを得ることができる方法であれば特に限定されるものではない。本発明のマスクブランクスの製造方法の一例においては、まず、上記透明基板を準備する。次に、上記透明基板上に、スパッタリング法等の従来公知の成膜方法により、上記光半透過膜を形成する。次に、上記光半透過膜上に、スパッタリング法等の従来公知の成膜方法により、上記遮光膜を形成する。上記遮光膜が上記2層構造を有する場合には、上記光半透過膜上にスパッタリング法等の従来公知の成膜方法により上記光吸収層を形成した後に、上記光吸収層上にスパッタリング法等の従来公知の成膜方法により上記ハードマスク層を形成する。上記遮光膜が上記3層構造を有する場合には、上記光半透過膜上にスパッタリング法等の従来公知の成膜方法により上記エッチングバリア層を形成して、上記エッチングバリア層上にスパッタリング法等の従来公知の成膜方法により上記光吸収層を形成した後に、上記光吸収層上にスパッタリング法等の従来公知の成膜方法により上記ハードマスク層を形成する。これにより、本発明のマスクブランクスが得られる。
(2) Method of Producing Mask Blanks The method of producing mask blanks of the present invention is not particularly limited as long as it is a method by which desired mask blanks can be obtained. In an example of the method for producing a mask blank of the present invention, first, the above-mentioned transparent substrate is prepared. Next, the light transflective film is formed on the transparent substrate by a conventionally known film forming method such as a sputtering method. Next, the light shielding film is formed on the light transflective film by a conventionally known film forming method such as a sputtering method. When the light shielding film has the two-layer structure, the light absorbing layer is formed on the light semitransparent film by a conventionally known film forming method such as sputtering, and then the sputtering method or the like is formed on the light absorbing layer. The hard mask layer is formed by the conventionally known film forming method. When the light shielding film has the three-layer structure, the etching barrier layer is formed on the light transflective film by a conventionally known film forming method such as a sputtering method, and the sputtering method or the like is formed on the etching barrier layer. After the light absorbing layer is formed by the conventionally known film forming method, the hard mask layer is formed on the light absorbing layer by the conventionally known film forming method such as the sputtering method. Thereby, the mask blank of the present invention is obtained.

B. ネガ型レジスト膜付きマスクブランクス
次に、本発明のネガ型レジスト膜付きマスクブランクスについて説明する。本発明のネガ型レジスト膜付きマスクブランクスは、上述したマスクブランクスと、上記マスクブランクス上に形成されたネガ型レジスト膜と、を有することを特徴とするものである。
B. Negative Resist Film Mask Blanks Next, the negative resist film mask blanks of the present invention will be described. The negative resist film with mask blank of the present invention is characterized by having the above-mentioned mask blank and a negative resist film formed on the mask blank.

図6は、本発明のネガ型レジスト膜付きマスクブランクスの一例を示す概略断面図である。図6に示されるネガ型レジスト膜付きマスクブランクス110は、ArFエキシマレーザ露光光が適用されるハーフトーン型の位相シフトマスクを製造するために用いられるネガ型レジスト膜付きマスクブランクスである。ネガ型レジスト膜付きマスクブランクス110は、上述したマスクブランクス100と、マスクブランクス100上に形成されたネガ型レジスト膜111と、を有する。   FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an example of the mask blank with negative resist film of the present invention. The negative resist film with mask blank 110 shown in FIG. 6 is a negative resist film with mask blank used to manufacture a halftone phase shift mask to which ArF excimer laser exposure light is applied. The negative resist film with mask blank 110 includes the mask blank 100 described above and the negative resist film 111 formed on the mask blank 100.

後述する「D.パターン形成体の製造方法」の項目に記載の通り、光半透過膜を有するハーフトーン型位相シフトマスクを使用して、コンタクトホールやライン等の微細パターンをウエハに転写する場合には、ネガティブトーン現像(Negative tone development)によって、サイドローブ現象を簡単に回避して、コンタクトホールやライン等の微細パターンをウエハに転写することができる。   In the case where a fine pattern such as contact holes or lines is transferred to a wafer using a halftone phase shift mask having a light transflective film as described in the item “D. In addition, negative tone development can easily avoid the side lobe phenomenon and transfer a fine pattern such as contact holes or lines to the wafer.

そして、ネガティブトーン現像(Negative tone development)によって、コンタクトホールやライン等の微細パターンをウエハに転写する場合には、ハーフトーン型位相シフトマスクにおいて、コンタクトホールやライン等の微細パターンに対応する光半透過膜から構成される凸状の微細パターンを形成する必要がある。   When a fine pattern such as a contact hole or line is transferred to a wafer by negative tone development, a half-tone phase shift mask is used to transfer a light beam corresponding to the fine pattern such as a contact hole or line. It is necessary to form a convex fine pattern composed of a permeable membrane.

本発明によれば、上記ネガ型レジスト膜のパターンを用いて光半透過膜をエッチングすることにより、上記光半透過膜から構成される凸状の微細パターンを形成することによって、後述するネガ型の位相シフトマスクを製造することができる。このため、後述するネガ型の位相シフトマスクを製造する場合に、上記ネガ型レジスト膜付きマスクブランクスにおけるネガ型レジスト膜において露光する範囲は、上記光半透過膜から構成される凸状の微細パターンに対応する非常に狭い範囲となる。よって、より短い時間で後述するネガ型の位相シフトマスクを製造することができる。   According to the present invention, the light semi-transmissive film is etched using the pattern of the negative resist film to form a convex fine pattern composed of the light semi-transmissive film, whereby a negative type described later can be obtained. Phase shift mask can be manufactured. For this reason, when manufacturing a negative phase shift mask to be described later, the range exposed to light in the negative resist film of the mask blank with negative resist film has a convex fine pattern composed of the light semitransparent film. It corresponds to a very narrow range. Therefore, a negative phase shift mask to be described later can be manufactured in a shorter time.

本発明のネガ型レジスト膜付きマスクブランクスは、上述したマスクブランクスと、上記マスクブランクス上に形成されたネガ型レジスト膜と、を有する。本発明におけるマスクブランクスについては、上記「A.マスクブランクス」に記載した内容と同様であるので、ここでの記載は省略する。   The negative resist film with mask blank of the present invention has the above-described mask blank and a negative resist film formed on the mask blank. About the mask blanks in the present invention, since it is the same as the contents described in the above-mentioned "A. mask blanks", the description here is omitted.

一方、本発明におけるネガ型レジスト膜を形成するのに用いるネガ型レジスト組成物としては、特に限定されるものではないが、例えば、信越化学工業株式会社製 SEBN1637、 SEBN1702、および SEBN2014、ならびに住友化学株式会社製 NEB-22等を挙げることができる。中でも、信越化学工業株式会社製 SEBN2014等であることが好ましい。微細パターンを形成するのに適しているからである。   On the other hand, the negative resist composition used to form the negative resist film in the present invention is not particularly limited. For example, SEBN 1637, SEBN 1702 and SEBN 2014 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., and Sumitomo Chemical NEB-22 etc. made by Corporation can be mentioned. Among them, SEBN 2014 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. is preferable. It is because it is suitable for forming a fine pattern.

また、上記ネガ型レジスト膜の膜厚は、特に限定されるものではないが、50nm〜150nmの範囲内であることが好ましい。中でも、80nm〜100nmの範囲内であることが好ましい。マスク上にパターンを形成する際、十分なエッチングバリア機能を有しつつ、微細なパターンを形成することができるからである。   Moreover, the film thickness of the said negative resist film is although it does not specifically limit, It is preferable to exist in the range of 50 nm-150 nm. Among them, the range of 80 nm to 100 nm is preferable. This is because when forming a pattern on a mask, a minute pattern can be formed while having a sufficient etching barrier function.

さらに、上記ネガ型レジスト膜を形成する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、スピンコートによる塗布等を挙げることができる。   Furthermore, the method for forming the negative resist film is not particularly limited, and examples thereof include spin coating and the like.

C.位相シフトマスク
次に、本発明の位相シフトマスクについて説明する。本発明の位相シフトマスクは、ArFエキシマレーザ露光光が適用されるハーフトーン型の位相シフトマスクであって、透明基板と、上記透明基板上に形成され、Si1−x−y(xおよびyは、0<x<1、0<y<1、および0<x+y<1を満足する)からなる層、およびSi1−z(zは、0<z<1を満足する)からなる層が順不同に積層されて構成される光半透過膜パターンと、を有し、上記光半透過膜パターンは、ArFエキシマレーザ露光光の波長における光透過率が3%〜40%の範囲内であり、膜厚が50nm〜70nmの範囲内であることを特徴とするものである。
C. Phase Shift Mask Next, the phase shift mask of the present invention will be described. The phase shift mask of the present invention is a halftone type phase shift mask to which ArF excimer laser exposure light is applied, and is formed on a transparent substrate and the above-mentioned transparent substrate, and is formed of Si x O 1 -x-y N y (x and y, 0 <x <1,0 <y <1, and 0 <x + y <1 and satisfies) a layer consisting of, and Si z N 1-z (z is, 0 <z <satisfying 1 And a light transflective film pattern formed by stacking layers formed of different layers in a random order, and the light transflective film pattern has a light transmittance of 3% to 40% at the wavelength of ArF excimer laser exposure light. And the film thickness is in the range of 50 nm to 70 nm.

図7は、本発明の位相シフトマスクの一例を示す概略断面図である。図7に示される位相シフトマスク200は、ArFエキシマレーザ露光光が適用されるハーフトーン型の位相シフトマスクである。図7に示される位相シフトマスク200は、透明基板201と、透明基板201上に形成され、Si1−x−y(xおよびyは、0<x<1、0<y<1、および0<x+y<1を満足する)からなる層202a、およびSi1−z(zは、0<z<1を満足する)からなる層202bが積層されて構成される光半透過膜パターン202と、を有する。光半透過膜パターン202は、ArFエキシマレーザ露光光の波長における光透過率が3%〜40%の範囲内であり、膜厚が50nm〜70nmの範囲内である。 FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an example of the phase shift mask of the present invention. The phase shift mask 200 shown in FIG. 7 is a halftone phase shift mask to which ArF excimer laser exposure light is applied. The phase shift mask 200 shown in FIG. 7 is formed on a transparent substrate 201 and a transparent substrate 201, and Si x O 1-x-y N y (where x and y are 0 <x <1, 0 <y < 1, and 0 <x + y <layer 202a made from 1 to satisfy), and Si z N 1-z (z is, 0 <z <satisfying 1) layer 202b is laminated configured light semi consisting And a permeable membrane pattern 202. The light transflective film pattern 202 has a light transmittance at the wavelength of ArF excimer laser exposure light in the range of 3% to 40%, and a film thickness in the range of 50 nm to 70 nm.

本発明の位相シフトマスクは、上記光半透過膜パターンが、ArFエキシマレーザ露光光の波長における光透過率として、3%〜40%の広い範囲の光透過率を実現する。このため、本発明の位相シフトマスクを用い、パターンの境界において、位相効果による光の干渉により光強度をゼロにして、転写像のコントラストを向上させて、パターン形成体を製造する場合、上記光半透過膜パターンを高い光透過率を有するものにすることにより、その位相効果をより顕著にすることができる。また、上記光半透過膜パターンは、金属を含有しないために、ArFエキシマレーザ露光光が長時間照射されても、珪素(Si)の酸化膜が成長することはなく、パターン寸法が変化することを防止することができる。同様に、位相シフトマスクの洗浄工程においても、パターン寸法が変化することを防止することができる。したがって、本発明によれば、フォトリソグラフィにおいて、転写特性を優れたものとし、かつArFエキシマレーザ露光光照射耐性、および洗浄耐性を高くすることができる。   In the phase shift mask of the present invention, the light transflective film pattern realizes a wide range of light transmittance of 3% to 40% as the light transmittance at the wavelength of ArF excimer laser exposure light. Therefore, in the case of producing a pattern-formed body by using the phase shift mask of the present invention and making the light intensity zero at the pattern boundaries by light interference due to the phase effect to improve the contrast of the transferred image. The phase effect can be made more remarkable by making the semi-transmissive film pattern have high light transmittance. In addition, since the light semi-transmissive film pattern does not contain a metal, the oxide film of silicon (Si) does not grow even when irradiated with ArF excimer laser exposure light for a long time, and the pattern dimension changes. Can be prevented. Similarly, also in the step of cleaning the phase shift mask, it is possible to prevent the pattern dimension from changing. Therefore, according to the present invention, in photolithography, transfer characteristics can be made excellent, and ArF excimer laser exposure light irradiation resistance and cleaning resistance can be made high.

また、上記光半透過膜パターンが、50nm〜70nmの広い範囲の膜厚を実現する。このため、従来の光半透過膜パターンの膜厚よりも薄くすることができるため、エッチングにより半透過膜パターンを形成するのが容易になるからである。そして、エッチングに要する時間が短くて済むため、後述するように、透明基板にダメージが与えられることを防止するエッチングバリア層を、透明基板および光半透過膜パターンの間に有しなかったとしても、エッチングにより半透過膜パターンを形成する時に、透明基板にダメージが与えられることを十分に回避することができるからである。   Moreover, the said light semipermeable membrane pattern implement | achieves the film thickness of the wide range of 50 nm-70 nm. Therefore, the film thickness can be made smaller than that of the conventional light semi-transmissive film pattern, so that it becomes easy to form the semi-transmissive film pattern by etching. Then, since the time required for the etching may be short, as described later, even if the etching barrier layer for preventing damage to the transparent substrate is not provided between the transparent substrate and the light transflective film pattern. This is because damage to the transparent substrate can be sufficiently avoided when forming the semipermeable film pattern by etching.

さらに、上記Si1−x−y単体からなる層は、上記Si1−z単体からなる層と比較して、酸素が含有されているため、光透過率が高くなる傾向にある点では優れているものの、消衰係数および屈折率が小さくなるために膜厚が厚くなる点では劣っている。上記Si1−z単体からなる層は、上記Si1−x−y単体からなる層と比較して、消衰係数および屈折率が大きくなるために膜厚が薄くなる点では優れているものの、光透過率が低くなる点では劣っている。このため、本発明の位相シフトマスクにおいては、上記光半透過膜パターンは、特に、上記Si1−z単体からなる光半透過膜パターンもしくは上記Si1−x−y単体からなる光半透過膜パターンと比較して、膜厚および光透過率の実現可能な範囲が広くなる。 Furthermore, since the layer consisting of the single Si x O 1-x-y N y contains oxygen as compared to the layer consisting of the single Si z N 1-z alone, the light transmittance tends to be high. Although it is excellent in some aspects, it is inferior in that the film thickness becomes large because the extinction coefficient and the refractive index decrease. The layer consisting of the single Si z N 1-z alone has a smaller film thickness because the extinction coefficient and the refractive index are larger than the layer consisting of the single Si x O 1-x-y N y alone. Although they are excellent, they are inferior in that the light transmittance is low. Therefore, in the phase shift mask of the present invention, the light transflective film pattern is, in particular, a light transflective film pattern consisting of the above Si z N 1-z alone or the above Si x O 1-x-y N y alone. As compared with the light semi-transmissive film pattern made of the above, the feasible range of the film thickness and the light transmittance becomes wider.

以下、本発明の位相シフトマスクについて、位相シフトマスクの部材と、位相シフトマスクの構成とに分けて説明する。   Hereinafter, the phase shift mask of the present invention will be described separately for the members of the phase shift mask and the configuration of the phase shift mask.

1.位相シフトマスクの部材
まず、本発明の位相シフトマスクの部材について説明する。本発明の位相シフトマスクは、透明基板と光半透過膜パターンとを少なくとも有する。
1. First, a member of the phase shift mask of the present invention will be described. The phase shift mask of the present invention comprises at least a transparent substrate and a light semitransmissive film pattern.

(1)光半透過膜パターン
本発明における光半透過膜パターンは、後述する透明基板上に形成され、Si1−x−y(xおよびyは、0<x<1、0<y<1、および0<x+y<1を満足する)からなる層、およびSi1−z(zは、0<z<1を満足する)からなる層が積層されて構成されるものである。
(1) Light semi-transmissive film pattern The light semi-transmissive film pattern in the present invention is formed on a transparent substrate to be described later, and Si x O 1-xy N y (where x and y are 0 <x <1, 0) A layer comprising a layer comprising <y <1 and 0 <x + y <1) and a layer comprising SizN1 -z (z is satisfying 0 <z <1) It is.

本発明における光半透過膜パターンの構成は、パターン状に形成されている点を除いて、上記「A.マスクブランクス 1.マスクブランクスの部材 (1)光半透過膜」の項に記載の本発明における光半透過膜の構成と同様である。このため、ここでの説明は省略する。   The configuration of the light semitransmissive film pattern in the present invention is the same as that described in the above “A. mask blanks 1. members of mask blanks (1) light semitransmissive film” except that the pattern is formed in a pattern. The configuration is the same as that of the light semitransmissive film in the invention. Therefore, the description here is omitted.

(2)透明基板
本発明における透明基板の構成は、上記「A.マスクブランクス 1.マスクブランクスの部材 (2)透明基板」の項に記載の本発明における透明基板の構成と同様である。このため、ここでの説明は省略する。
(2) Transparent substrate The configuration of the transparent substrate in the present invention is the same as the configuration of the transparent substrate in the present invention described in the section of “A. Mask blanks 1. members of mask blanks (2) transparent substrate”. Therefore, the description here is omitted.

(3)遮光膜パターン
本発明の位相シフトマスクとしては、上記透明基板と光半透過膜パターンを有するものであれば、特に膜構成、材質、ArFエキシマーレーザー露光光の波長における光学濃度(OD値)など、限定されるものではないが、上記光半透過膜パターン上に形成され、ArFエキシマレーザ露光光の波長における光学濃度(OD値)が、上記光半透過膜パターンと合わせて所望の光学濃度(OD値)となるよう調整した、遮光膜パターンをさらに有するものが好ましい。
(3) Light-shielding film pattern As the phase shift mask of the present invention, if it has the above-mentioned transparent substrate and a light-semitransmissive film pattern, particularly the film configuration, material, optical density (OD value at the wavelength of ArF excimer laser exposure light Such as, but not limited to, the optical density (OD value) at the wavelength of ArF excimer laser exposure light formed on the above light transflective film pattern and combined with the above light transflective film pattern is the desired optical It is preferable to further have a light shielding film pattern adjusted to have a concentration (OD value).

上記遮光膜パターンとしては、上記光半透過膜パターン上に形成され、上記光半透過膜に対するエッチングバリア機能および光吸収機能を有する光吸収層パターンを含む単層構造を有するものが好ましい。これにより、上述した2層構造を有する遮光膜において、上記ハードマスク層をエッチングして形成したパターンを、上記光吸収層をエッチングする時のレジストパターンの代わりに用いることによって、上記遮光膜パターンを形成することができるからである。この結果、上記遮光膜パターンの微細なパターンを形成し易くなるからである。   The light shielding film pattern is preferably formed on the light transflective film pattern and has a single layer structure including a light absorbing layer pattern having an etching barrier function and a light absorbing function to the light transflective film. Thus, in the light shielding film having the two-layer structure described above, the light shielding film pattern is formed by using the pattern formed by etching the hard mask layer instead of the resist pattern when the light absorption layer is etched. It is because it can be formed. As a result, it is because it becomes easy to form the fine pattern of the said light shielding film pattern.

また、上記遮光膜パターンとしては、上記光半透過膜パターン上に形成され、上記光半透過膜に対するエッチングバリア機能を有するエッチングバリア層パターンと、上記エッチングバリア層パターン上に形成され、光吸収機能を有する光吸収層パターンと、を含む2層構造を有するものが好ましい。これにより、上述した3層構造を有する遮光膜において、上記ハードマスク層をエッチングして形成したパターンを、上記光吸収層をエッチングする時のレジストパターンの代わりに用いることによって、上記遮光膜パターンを形成することができるからである。この結果、上記遮光膜パターンの微細なパターンを形成し易くなるからである。そして、光吸収機能を有する層の材料の選択の幅が広がり、上記遮光膜パターンの膜厚をより薄くすることができるからである。また、上記光吸収層パターンおよび上記エッチングバリア層パターンを互いに異なる反応性エッチングガスでそれぞれエッチングすることができるので、上記エッチングバリア層を、上記光吸収層をエッチングする時に上記光半透過膜にダメージが与えられることを好適に防止するエッチングバリア機能を有するものにすることができるからである。   The light shielding film pattern is formed on the light semitransparent film pattern, and is formed on the etching barrier layer pattern having an etching barrier function to the light semitransparent film, and the light etching function. And a light absorbing layer pattern having a two-layer structure. Thus, in the light shielding film having the three-layer structure described above, the light shielding film pattern is formed by using the pattern formed by etching the hard mask layer instead of the resist pattern when the light absorption layer is etched. It is because it can be formed. As a result, it is because it becomes easy to form the fine pattern of the said light shielding film pattern. Then, the range of selection of the material of the layer having a light absorbing function is broadened, and the film thickness of the light shielding film pattern can be made thinner. In addition, since the light absorbing layer pattern and the etching barrier layer pattern can be respectively etched by different reactive etching gases, the light transmitting film is damaged when the light absorbing layer is etched. It is because it can be made to have an etching barrier function which suitably prevents being given.

本発明における遮光膜パターンの構成は、上述した点およびパターン状に形成されている点を除いて、上記「A.マスクブランクス 1.マスクブランクスの部材 (3)遮光膜」の項に記載の本発明における遮光膜の構成と同様である。このため、ここでの説明は省略する。   The configuration of the light shielding film pattern in the present invention is the same as that described in the above "A. mask blanks 1. members of mask blanks (3) light shielding film" except for the points described above and the point that the pattern is formed. It is the same as the configuration of the light shielding film in the invention. Therefore, the description here is omitted.

(4)その他の部材
本発明の位相シフトマスクとしては、上記半透過膜パターンおよび透明基板を有するものであれば、特に限定されるものではなく、他にも必要な部材を適宜加えることができる。
(4) Other members The phase shift mask of the present invention is not particularly limited as long as it has the above-mentioned semipermeable film pattern and transparent substrate, and other necessary members can be appropriately added. .

本発明におけるその他の部材は、記「A.マスクブランクス 1.マスクブランクスの部材 (4)その他の部材」の項に記載の本発明におけるその他の部材と同様である。このため、ここでの説明は省略する。   The other members in the present invention are the same as the other members in the present invention described in the section “A. Mask blanks 1. members of mask blanks (4) other members”. Therefore, the description here is omitted.

2.位相シフトマスクの構成
次に、本発明の位相シフトマスクの構成ついて説明する。本発明の位相シフトマスクは、上記光半透過膜パターンが、上記透明基板上に形成されているものである。以下、本発明の位相シフトマスクの構成および製造方法について説明する。
2. Next, the configuration of the phase shift mask of the present invention will be described. In the phase shift mask of the present invention, the light transflective film pattern is formed on the transparent substrate. Hereinafter, the structure and manufacturing method of the phase shift mask of this invention are demonstrated.

位相シフトマスクの構成
本発明の位相シフトマスクの構成は、上記「A.マスクブランクス 2.マスクブランクスの構成 (1)マスクブランクスの構成」の項に記載の本発明のマスクブランクスの構成と同様である。このため、ここでの説明は省略する。
Configuration of phase shift mask The configuration of the phase shift mask of the present invention is the same as the configuration of the mask blank of the present invention described in the above "A. Mask blanks 2. Configuration of mask blanks (1) Configuration of mask blanks". is there. Therefore, the description here is omitted.

(2)位相シフトマスクの製造方法
本発明の位相シフトマスクの製造方法は、所望の位相シフトマスクを得ることができる方法であれば特に限定されるものではない。位相シフトマスクの製造方法の一例においては、まず、本発明のマスクブランクスとして、上記遮光膜を有するマスクブランクスを準備する。次に、上記遮光膜上に電子線レジストを塗布し、電子線描画装置によってパターン露光し、レジスト専用の現像液により現像し、所望形状のレジストパターンを形成する。次に、当該所望形状のレジストパターンをマスクとして、ドライエッチング装置によって、所望のガスを用い、上記遮光膜をドライエッチングして、上記遮光膜を後述する光半透過膜パターンの形状に加工する。次に、後述する光半透過膜パターンの形状に加工された遮光膜をマスクとして、上記光半透過膜をドライエッチングして、光半透過膜パターンを形成する。次に、上記光半透過膜パターンの形状に加工された遮光膜上に電子線レジストを塗布し、電子線描画装置によって、パターン露光し、レジスト専用の現像液により現像し、所望形状のレジストパターンを形成する。次に、当該所望形状のレジストパターンをマスクとしてドライエッチング装置によって、所望のガスを用い、上記光半透過膜パターンの形状に加工された遮光膜をドライエッチングして、遮光膜パターンを形成する。これにより、本発明の位相シフトマスクが得られる。
(2) Method of Manufacturing Phase Shift Mask The method of manufacturing a phase shift mask of the present invention is not particularly limited as long as it can obtain a desired phase shift mask. In an example of a method of manufacturing a phase shift mask, first, a mask blank having the above-mentioned light shielding film is prepared as a mask blank of the present invention. Next, an electron beam resist is coated on the light shielding film, pattern exposure is performed by an electron beam drawing apparatus, and development is performed using a developer dedicated to the resist to form a resist pattern having a desired shape. Next, the light shielding film is dry etched using a desired gas with a dry etching apparatus using the resist pattern of the desired shape as a mask, to process the light shielding film into the shape of a light semitransparent film pattern described later. Next, using the light shielding film processed into the shape of a light transmitting film pattern described later as a mask, the light transmitting film is dry etched to form a light transmitting film pattern. Next, an electron beam resist is coated on the light shielding film processed into the shape of the light semitransparent film pattern, pattern exposure is performed by an electron beam drawing apparatus, and development is performed by a resist solution dedicated to resist, and a resist pattern of a desired shape Form Next, the light shielding film processed into the shape of the light semitransparent film pattern is dry etched using a desired gas with a dry etching apparatus using the resist pattern of the desired shape as a mask, to form a light shielding film pattern. Thereby, the phase shift mask of the present invention is obtained.

D.パターン形成体の製造方法
次に、本発明のパターン形成体の製造方法について説明する。本発明のパターン形成体の製造方法は、本発明のマスクブランクスから形成された位相シフトマスクを用いるパターン形成体の製造方法であって、上記位相シフトマスクを用いて、ネガティブトーン現像によって、レジストパターンを形成する工程を有することを特徴とするものである。
D. Next, a method of manufacturing a patterned body of the present invention will be described. The method for producing a patterned body according to the present invention is a method for producing a patterned body using a phase shift mask formed from the mask blank according to the present invention, wherein a resist pattern is formed by negative tone development using the phase shift mask. And the step of forming

図8は、本発明の位相シフトマスクを用いるパターン形成体の製造方法の一例を示す概略工程図である。本発明の位相シフトマスクを用いるパターン形成体の製造方法は、まず、被加工基板301上に直接又は中間介在層302を介してポジ型レジスト組成物を塗布してレジスト膜303を形成する(図8(a))。次に、本発明のマスクブランクスから形成された、透明基板201と光半透過膜パターン202とを有する位相シフトマスク200を用いて、レジスト膜303を露光する(図8(b))。次に、有機溶剤によって、露光されたレジスト膜303を現像することにより、レジスト膜303の未露光部分303aを溶解して除去したレジストパターン403を形成する(図8(c))。これにより、位相シフトマスク200を用いて、ネガティブトーン現像によって、レジストパターン403を形成する。   FIG. 8 is a schematic process view showing an example of a method for producing a patterned body using the phase shift mask of the present invention. In the method for producing a patterned body using the phase shift mask according to the present invention, first, a positive resist composition is applied directly on the substrate to be processed 301 or via the intermediate intervening layer 302 to form a resist film 303 (see FIG. 8 (a). Next, the resist film 303 is exposed using the phase shift mask 200 having the transparent substrate 201 and the light transflective film pattern 202 formed from the mask blank of the present invention (FIG. 8 (b)). Next, the exposed resist film 303 is developed with an organic solvent to form a resist pattern 403 in which the unexposed portion 303a of the resist film 303 is dissolved and removed (FIG. 8C). Thereby, using the phase shift mask 200, a resist pattern 403 is formed by negative tone development.

ポジティブトーン現像(Positive tone development)によって、光半透過膜を有するハーフトーン型位相シフトマスクを使用して、例えば、コンタクトホールをウェハに転写する場合、コンタクトホールのエッジは、位相効果によりシャープに形成することができる。しかしながら、コンタクトホールのエッジから距離が離れるにしたがって、位相効果が小さくなる。このため、光半透過膜において露光光が遮光されるべき部分でも露光光が透過することにより、コンタクトホールが形成される部分以外のレジスト膜が感光してしまうサイドローブ現象が生じることがある。そして、このようなサイドローブ現象を防止する方法としては、光半透過膜上において、露光光が遮光されるべき部分では露光光が透過することがないように、遮光膜を設ける方法がある。しかしながら、この方法においては、コンタクトホールのエッジにおける位相効果を維持しつつサイドローブ現象を防止するには、コンタクトホールのエッジから所定の距離の位置に遮光膜を配置する必要がある。具体的には、光近接効果補正(OPC処理)を行った上で一定のルールに基づき遮光膜を正確な位置に配置する必要がある。このため、複雑なデータ処理を行う必要があり、ハーフトーン型位相シフトマスクを製造するのが容易ではなかった。   For example, in the case of transferring a contact hole to a wafer by using a halftone phase shift mask having a light transflective film by positive tone development, the edge of the contact hole is sharpened by phase effect can do. However, as the distance from the contact hole edge increases, the phase effect decreases. For this reason, even in the part where the exposure light is to be blocked in the light semi-transmissive film, the exposure light is transmitted, which may cause a side lobe phenomenon in which the resist film other than the part where the contact hole is formed is exposed. Then, as a method of preventing such a side lobe phenomenon, there is a method of providing a light shielding film on the light transflective film so that the exposure light is not transmitted in a portion where the exposure light is to be shielded. However, in this method, in order to prevent the side lobe phenomenon while maintaining the phase effect at the edge of the contact hole, it is necessary to dispose the light shielding film at a predetermined distance from the edge of the contact hole. Specifically, after performing the optical proximity correction (OPC processing), it is necessary to arrange the light shielding film at an accurate position based on a certain rule. For this reason, complicated data processing has to be performed, and it has been difficult to manufacture a halftone phase shift mask.

一方、ネガティブトーン現像(Negative tone development)によって、光半透過膜を有するハーフトーン型位相シフトマスクを使用して、例えば、コンタクトホールをウェハに転写する場合、露光光が照射される部分のレジスト組成物が溶解しにくくなる。このため、ハーフトーン型位相シフトマスクにおいて、コンタクトホールに対応する部分は、光半透過膜から構成される露光光を遮光する遮光部となる。そして、その遮光部のサイズは、ウェハ上のサイズで、数十nmしかない。したがって、コンタクトホールに対応する部分の遮光部においては、露光光が透過しても、エッジにおける位相効果によって露光光が干渉して打ち消し合う結果、露光光の強度がゼロとなる。よって、その遮光部によって露光光が遮光されるべき部分のレジスト組成物が、露光されることはない。このため、上述したようなサイドローブ現象を簡単に回避して、コンタクトホールをウェハに転写することができるハーフトーン型位相シフトマスクを容易に製造することができる。   On the other hand, when a contact hole is transferred to a wafer, for example, by using a halftone phase shift mask having a light transflective film by negative tone development, the resist composition of a portion to which exposure light is irradiated Things become difficult to dissolve. Therefore, in the halftone phase shift mask, the portion corresponding to the contact hole is a light shielding portion that shields the exposure light formed of the light semitransparent film. And, the size of the light shielding portion is only several tens nm in size on the wafer. Therefore, even if the exposure light passes through the light shielding portion in the portion corresponding to the contact hole, the exposure light interferes and cancels out due to the phase effect at the edge, and the intensity of the exposure light becomes zero. Therefore, the resist composition in the portion where the exposure light is to be blocked by the light blocking portion is not exposed. Therefore, it is possible to easily manufacture a halftone phase shift mask capable of transferring the contact holes to the wafer while easily avoiding the side lobe phenomenon as described above.

本発明によれば、上記光半透過膜は、光透過率が3%〜40%の範囲内であり、従来よりも光透過率の実現可能な範囲が広くなる。このため、ネガティブトーン現像(Negative tone development)においては、コンタクトホールのような微細なパターンに対応する部分の遮光部のエッジにおける位相効果をより大きくすることができる。これにより、ネガティブトーン現像(Negative tone development)によって、コンタクトホールのような微細なパターンを従来よりも容易にウエハに転写することができる。   According to the present invention, the light transflective film has a light transmittance in the range of 3% to 40%, and the range in which the light transmittance can be realized becomes wider than before. Therefore, in negative tone development, it is possible to further increase the phase effect at the edge of the light shielding portion in a portion corresponding to a minute pattern such as a contact hole. Thus, it is possible to transfer a fine pattern such as a contact hole to the wafer more easily than in the prior art by negative tone development.

本発明において、レジストパターンを形成するのに用いるレジスト組成物は、ネガティブトーン現像(Negative tone development)によって、レジストパターンを形成することができるものであれば、特に限定されるものではない。レジストパターンを形成するのに用いるレジスト組成物としては、ポジ型レジスト組成物およびネガ型レジスト組成物のどちらでもよいが、ポジ型レジスト組成物が好ましい。ポジ型レジスト組成物の方が、ネガ型レジスト組成物よりも、解像性が高いからである。   In the present invention, the resist composition used to form a resist pattern is not particularly limited as long as the resist pattern can be formed by negative tone development. The resist composition used to form a resist pattern may be either a positive resist composition or a negative resist composition, but a positive resist composition is preferred. This is because the positive resist composition has higher resolution than the negative resist composition.

また、ポジ型レジスト組成物としては、特に限定されるものではないが、例えば、東京応化工業(株)製TOK 6063等を挙げることができる。   The positive resist composition is not particularly limited, and examples thereof include TOK 6063 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.

さらに、ポジ型レジスト組成物用いる場合には、ポジ型レジスト組成物を有機溶剤現像することにより、露光部分を有機溶剤と反応させてその溶解速度を低下させて、未露光部分を溶解して除去することによって、レジストパターンを形成する。   Furthermore, when using a positive resist composition, the exposed portion is reacted with the organic solvent by developing the positive resist composition with an organic solvent to reduce its dissolution rate, and the unexposed portion is dissolved and removed. Form a resist pattern.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is an exemplification, and it has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any one having the same function and effect can be used. It is included in the technical scope of the invention.

以下、実施例および比較例を用いて、本発明をさらに具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be more specifically described using examples and comparative examples.

[実施例1]
まず、光学研磨した6インチ角、0.25インチ厚の透明な合成石英基板(透明基板)上に、平行平板型DCマグネトロンスパッタリング装置を用いて、光半透過膜を構成するSi1−z(zは、0<z<1を満足する)からなる層を、ターゲットには珪素(Si)を用い、窒素ガス流入条件を調整することによって、Si1−zの組成比が所望の比率となるような成膜条件でスパッタリングにより成膜する。
Example 1
First 6 inches angles optically polished, on 0.25 inches thick transparent synthetic quartz substrate (transparent substrate), using a parallel plate type DC magnetron sputtering apparatus, constituting the light semi-transmitting film Si z N 1- The composition ratio of Si z N 1-z is desired by using silicon (Si) as the target and adjusting the nitrogen gas inflow conditions with a layer consisting of z (z satisfies 0 <z <1) The film is formed by sputtering under the film forming conditions such that the ratio of

次に、Si1−zからなる層上に、平行平板型DCマグネトロンスパッタリング装置を用いて、光半透過膜を構成するSi1−x−y(xおよびyは、0<x<1、0<y<1、および0<x+y<1を満足する)からなる層を、ターゲットには珪素(Si)を用い、窒素ガス、酸素ガス流入条件を調整することによって、Si1−x−yの組成比が所望の比率となるような成膜条件でスパッタリングにより成膜する。 Next, using a parallel plate type DC magnetron sputtering apparatus on a layer made of Si z N 1-z , Si x O 1-x-y N y (where x and y are 0) constituting a light semitransparent film The layer consisting of <x <1, 0 <y <1, and 0 <x + y <1 is treated with silicon (Si) as a target by adjusting the inflow conditions of nitrogen gas and oxygen gas. A film is formed by sputtering under film forming conditions such that the composition ratio of x O 1-x-y N y is a desired ratio.

なお、成膜したSi1−zからなる層、およびSi1−x−yからなる層の組成比はX線光電子分光分析装置(XPS:Xray Photoelectron Spectroscopy、アルバック・ファイ社製Quantum2000)を用いてAl2pの光電子束縛エネルギーのスペクトル解析より求められる。 The composition ratio of the layer formed of Si z N 1-z and the layer formed of Si x O 1-x-y N y is an X-ray photoelectron spectrometer (XPS: Xray Photoelectron Spectroscopy, ULVAC-PHI, Inc. It can be determined from the spectrum analysis of photoelectron binding energy of Al2p using Quantum 2000).

これにより、Si1−zからなる層およびSi1−x−yからなる層が、透明基板側(Qz側)からこの順で積層されて構成され、Qz側層がSi1−zからなる層であり、真空側層がSi1−x−yからなる層である光半透過膜であって、Ar−Fエキシマレーザ露光光の波長における光透過率が30.2%であり、全体の膜厚が59nmである光半透過膜を得ることができる。 Thus, the layer composed of Si z N 1-z and the layer composed of Si x O 1-x-y N y are laminated in this order from the transparent substrate side (Qz side), and the Qz side layer is Si a layer consisting of z N 1-z, a semi-transmission film is a layer vacuum side layer is made of Si x O 1-x-y N y, the light transmittance at the wavelength of the Ar-F excimer laser exposure light It is possible to obtain a semitransparent film having a ratio of 30.2% and a total film thickness of 59 nm.

次に、光半透過膜上に、平行平板型DCマグネトロンスパッタリング装置を用いて、遮光膜をスパッタリングにより成膜する。これにより、マスクブランクスを作製できる。ターゲットにはCrを用い、成膜条件を調整することで、所望組成の遮光膜を成膜する。これにより、Ar−Fエキシマレーザ露光光の波長における光学濃度(OD値)が、光半透過膜と合わせて所望の光学濃度(OD値)となるよう調整した、遮光膜を得ることができる。   Next, a light shielding film is formed on the light semitransparent film by sputtering using a parallel plate type DC magnetron sputtering apparatus. Thereby, mask blanks can be produced. By using Cr as a target and adjusting the film forming conditions, a light shielding film of a desired composition is formed. As a result, it is possible to obtain a light shielding film in which the optical density (OD value) at the wavelength of Ar-F excimer laser exposure light is adjusted to a desired optical density (OD value) in combination with the light transflective film.

次に、遮光膜上に電子線レジストを塗布し、電子線描画装置によってパターン露光し、レジスト専用の現像液により現像し、所望形状のレジストパターンを形成する。次に、当該所望形状のレジストパターンをマスクとして、ドライエッチング装置によって、塩素系ガスを用い、遮光膜をドライエッチングして、遮光膜を後述する光半透過膜パターンの形状に加工する。   Next, an electron beam resist is coated on the light shielding film, pattern exposure is performed by an electron beam drawing apparatus, and development is performed using a developer exclusively used for the resist to form a resist pattern having a desired shape. Next, the light shielding film is dry etched using a chlorine-based gas by a dry etching apparatus using the resist pattern of the desired shape as a mask, and the light shielding film is processed into the shape of a light semitransparent film pattern described later.

次に、後述する光半透過膜パターンの形状に加工された遮光膜をマスクとして、ドライエッチング装置によって、フッ素系ガスを用い、光半透過膜をドライエッチングして、光半透過膜パターンを形成する。次に、光半透過膜パターンの形状に加工された遮光膜上に電子線レジストを塗布し、電子線描画装置によって、パターン露光し、レジスト専用の現像液により現像し、所望形状のレジストパターンを形成する。次に、当該所望形状のレジストパターンをマスクとしてドライエッチング装置によって塩素系ガスを用い、半透過膜パターンの形状に加工された遮光膜をドライエッチングして、遮光膜パターンを形成する。これにより、位相シフトマスクを作製できる。   Next, using the light-shielding film processed into the shape of the light-semitransmissive film pattern described later as a mask, the light-semitransmissive film is dry-etched using a fluorine-based gas by a dry etching apparatus to form the light-semitransmissive film pattern Do. Next, an electron beam resist is applied on the light shielding film processed into the shape of the light semitransparent film pattern, pattern exposure is performed by an electron beam drawing apparatus, and development is performed with a resist solution dedicated to resist, thereby forming a resist pattern of a desired shape. Form. Next, the light shielding film processed into the shape of the semipermeable film pattern is dry etched using a chlorine-based gas by a dry etching apparatus using the resist pattern of the desired shape as a mask, to form a light shielding film pattern. Thereby, a phase shift mask can be produced.

[実施例2]
まず、実施例1と同様に、光半透過膜を形成する。これにより、Si1−zからなる層およびSi1−x−yからなる層が透明基板側(Qz側)からこの順で積層されて構成され、Qz側層がSi1−zからなる層であり、真空側層がSi1−x−yからなる層である光半透過膜であって、Ar−Fエキシマレーザ露光光の波長における光透過率が35.7%であり、全体の膜厚が60nmである光半透過膜を得ることができる。
Example 2
First, in the same manner as in Example 1, a semitransparent film is formed. Thus, a layer made of Si z N 1-z and a layer made of Si x O 1-x-y N y are laminated in this order from the transparent substrate side (Qz side), and the Qz side layer is made of Si z A light transflective film which is a layer consisting of N 1-z and whose vacuum side layer is a layer consisting of Si x O 1-x-y N y , the light transmittance at the wavelength of Ar-F excimer laser exposure light Is 35.7%, and a total thickness of 60 nm can be obtained.

次に、実施例1と同様に、光半透過膜上に、遮光膜をスパッタリングにより成膜する。これにより、マスクブランクスを作製できる。次に、実施例1と同様に、光半透過膜パターンおよび遮光膜パターンを形成する。これにより、位相シフトマスクを作製できる。   Next, as in the first embodiment, a light shielding film is formed on the light semitransparent film by sputtering. Thereby, mask blanks can be produced. Next, as in the first embodiment, a light semi-transmissive film pattern and a light shielding film pattern are formed. Thereby, a phase shift mask can be produced.

[実施例3]
まず、実施例1と同様に、光半透過膜を形成する。これにより、Si1−zからなる層およびSi1−x−yからなる層が透明基板側(Qz側)からこの順で積層されて構成され、Qz側層がSi1−zからなる層であり、真空側層がSi1−x−yからなる層である光半透過膜であって、Ar−Fエキシマレーザ露光光の波長における光透過率が35.2%であり、全体の膜厚が60nmである光半透過膜を得ることができる。
[Example 3]
First, in the same manner as in Example 1, a semitransparent film is formed. Thus, a layer made of Si z N 1-z and a layer made of Si x O 1-x-y N y are laminated in this order from the transparent substrate side (Qz side), and the Qz side layer is made of Si z A light transflective film which is a layer consisting of N 1-z and whose vacuum side layer is a layer consisting of Si x O 1-x-y N y , the light transmittance at the wavelength of Ar-F excimer laser exposure light Is 35.2%, and a total thickness of 60 nm can be obtained.

次に、実施例1と同様に、光半透過膜上に、遮光膜をスパッタリングにより成膜する。これにより、マスクブランクスを作製できる。次に、実施例1と同様に、光半透過膜パターンおよび遮光膜パターンを形成する。これにより、位相シフトマスクを作製できる。   Next, as in the first embodiment, a light shielding film is formed on the light semitransparent film by sputtering. Thereby, mask blanks can be produced. Next, as in the first embodiment, a light semi-transmissive film pattern and a light shielding film pattern are formed. Thereby, a phase shift mask can be produced.

[実施例4]
まず、実施例1と同様に、光半透過膜を形成する。これにより、Si1−zからなる層およびSi1−x−yからなる層が透明基板側(Qz側)からこの順で積層されて構成され、Qz側層がSi1−zからなる層であり、真空側層がSi1−x−yからなる層である光半透過膜であって、Ar−Fエキシマレーザ露光光の波長における光透過率が5.4%であり、全体の膜厚が60nmである光半透過膜を得ることができる。
Example 4
First, in the same manner as in Example 1, a semitransparent film is formed. Thus, a layer made of Si z N 1-z and a layer made of Si x O 1-x-y N y are laminated in this order from the transparent substrate side (Qz side), and the Qz side layer is made of Si z A light transflective film which is a layer consisting of N 1-z and whose vacuum side layer is a layer consisting of Si x O 1-x-y N y , the light transmittance at the wavelength of Ar-F excimer laser exposure light Is 5.4%, and a total thickness of 60 nm can be obtained.

次に、実施例1と同様に、光半透過膜上に、遮光膜をスパッタリングにより成膜する。これにより、マスクブランクスを作製できる。次に、実施例1と同様に、光半透過膜パターンおよび遮光膜パターンを形成する。これにより、位相シフトマスクを作製できる。   Next, as in the first embodiment, a light shielding film is formed on the light semitransparent film by sputtering. Thereby, mask blanks can be produced. Next, as in the first embodiment, a light semi-transmissive film pattern and a light shielding film pattern are formed. Thereby, a phase shift mask can be produced.

[実施例5]
まず、実施例1と同様に、光半透過膜を形成する。これにより、Si1−zからなる層およびSi1−x−yからなる層が透明基板側(Qz側)からこの順で積層されて構成され、Qz側層がSi1−zからなる層であり、真空側層がSi1−x−yからなる層である光半透過膜であって、Ar−Fエキシマレーザ露光光の波長における光透過率が5.3%であり、全体の膜厚が60nmである光半透過膜を得ることができる。
[Example 5]
First, in the same manner as in Example 1, a semitransparent film is formed. Thus, a layer made of Si z N 1-z and a layer made of Si x O 1-x-y N y are laminated in this order from the transparent substrate side (Qz side), and the Qz side layer is made of Si z A light transflective film which is a layer consisting of N 1-z and whose vacuum side layer is a layer consisting of Si x O 1-x-y N y , the light transmittance at the wavelength of Ar-F excimer laser exposure light Is 5.3%, and a total thickness of 60 nm can be obtained.

次に、実施例1と同様に、光半透過膜上に、遮光膜をスパッタリングにより成膜する。これにより、マスクブランクスを作製できる。次に、実施例1と同様に、光半透過膜パターンおよび遮光膜パターンを形成する。これにより、位相シフトマスクを作製できる。   Next, as in the first embodiment, a light shielding film is formed on the light semitransparent film by sputtering. Thereby, mask blanks can be produced. Next, as in the first embodiment, a light semi-transmissive film pattern and a light shielding film pattern are formed. Thereby, a phase shift mask can be produced.

[実施例6]
まず、実施例1と同様に、光半透過膜を形成する。これにより、Si1−zからなる層およびSi1−x−yからなる層が透明基板側(Qz側)からこの順で積層されて構成され、Qz側層がSi1−zからなる層であり、真空側層がSi1−x−yからなる層である光半透過膜であって、Ar−Fエキシマレーザ露光光の波長における光透過率が35.7%であり、全体の膜厚が57nmである光半透過膜を得ることができる。
[Example 6]
First, in the same manner as in Example 1, a semitransparent film is formed. Thus, a layer made of Si z N 1-z and a layer made of Si x O 1-x-y N y are laminated in this order from the transparent substrate side (Qz side), and the Qz side layer is made of Si z A light transflective film which is a layer consisting of N 1-z and whose vacuum side layer is a layer consisting of Si x O 1-x-y N y , the light transmittance at the wavelength of Ar-F excimer laser exposure light Is 35.7%, and a total thickness of 57 nm can be obtained.

次に、実施例1と同様に、光半透過膜上に、遮光膜をスパッタリングにより成膜する。これにより、マスクブランクスを作製できる。次に、実施例1と同様に、光半透過膜パターンおよび遮光膜パターンを形成する。これにより、位相シフトマスクを作製できる。   Next, as in the first embodiment, a light shielding film is formed on the light semitransparent film by sputtering. Thereby, mask blanks can be produced. Next, as in the first embodiment, a light semi-transmissive film pattern and a light shielding film pattern are formed. Thereby, a phase shift mask can be produced.

[実施例7]
まず、実施例1と同様に、光半透過膜を形成する。これにより、Si1−zからなる層およびSi1−x−yからなる層が透明基板側(Qz側)からこの順で積層されて構成され、Qz側層がSi1−zからなる層であり、真空側層がSi1−x−yからなる層である光半透過膜であって、Ar−Fエキシマレーザ露光光の波長における光透過率が3.8%であり、全体の膜厚が67nmである光半透過膜を得ることができる。
[Example 7]
First, in the same manner as in Example 1, a semitransparent film is formed. Thus, a layer made of Si z N 1-z and a layer made of Si x O 1-x-y N y are laminated in this order from the transparent substrate side (Qz side), and the Qz side layer is made of Si z A light transflective film which is a layer consisting of N 1-z and whose vacuum side layer is a layer consisting of Si x O 1-x-y N y , the light transmittance at the wavelength of Ar-F excimer laser exposure light Is 3.8%, and a total thickness of 67 nm can be obtained.

次に、実施例1と同様に、光半透過膜上に、遮光膜をスパッタリングにより成膜する。これにより、マスクブランクスを作製できる。次に、実施例1と同様に、光半透過膜パターンおよび遮光膜パターンを形成する。これにより、位相シフトマスクを作製できる。   Next, as in the first embodiment, a light shielding film is formed on the light semitransparent film by sputtering. Thereby, mask blanks can be produced. Next, as in the first embodiment, a light semi-transmissive film pattern and a light shielding film pattern are formed. Thereby, a phase shift mask can be produced.

[実施例8]
まず、実施例1と同様に、光半透過膜を形成する。これにより、Si1−x−yからなる層およびSi1−zからなる層が透明基板側(Qz側)からこの順で積層されて構成され、Qz側層がSi1−x−yからなる層であり、真空側層がSi1−zからなる層である光半透過膜であって、Ar−Fエキシマレーザ露光光の波長における光透過率が32.5%であり、全体の膜厚が58nmである光半透過膜を得ることができる。
[Example 8]
First, in the same manner as in Example 1, a semitransparent film is formed. Thus, a layer composed of Si x O 1-x-y N y and a layer composed of Si z N 1-z are stacked in this order from the transparent substrate side (Qz side), and the Qz side layer is Si x A light transflective film which is a layer consisting of O 1 -x-y N y and the vacuum side layer is a layer consisting of Siz N 1-z , and the light transmittance at the wavelength of Ar-F excimer laser exposure light Is 32.5%, and a total thickness of 58 nm can be obtained.

次に、実施例1と同様に、光半透過膜上に、遮光膜をスパッタリングにより成膜する。これにより、マスクブランクスを作製できる。次に、実施例1と同様に、光半透過膜パターンおよび遮光膜パターンを形成する。これにより、位相シフトマスクを作製できる。   Next, as in the first embodiment, a light shielding film is formed on the light semitransparent film by sputtering. Thereby, mask blanks can be produced. Next, as in the first embodiment, a light semi-transmissive film pattern and a light shielding film pattern are formed. Thereby, a phase shift mask can be produced.

[実施例9]
まず、実施例1と同様に、光半透過膜を形成する。これにより、Si1−x−yからなる層およびSi1−zからなる層が透明基板側(Qz側)からこの順で積層されて構成され、Qz側層がSi1−x−yからなる層であり、真空側層がSi1−zからなる層である光半透過膜であって、Ar−Fエキシマレーザ露光光の波長における光透過率が3.7%であり、全体の膜厚が67nmである光半透過膜を得ることができる。
[Example 9]
First, in the same manner as in Example 1, a semitransparent film is formed. Thus, a layer composed of Si x O 1-x-y N y and a layer composed of Si z N 1-z are stacked in this order from the transparent substrate side (Qz side), and the Qz side layer is Si x A light transflective film which is a layer consisting of O 1 -x-y N y and the vacuum side layer is a layer consisting of Siz N 1-z , and the light transmittance at the wavelength of Ar-F excimer laser exposure light Is 3.7%, and a total thickness of 67 nm can be obtained.

次に、実施例1と同様に、光半透過膜上に、遮光膜をスパッタリングにより成膜する。これにより、マスクブランクスを作製できる。次に、実施例1と同様に、光半透過膜パターンおよび遮光膜パターンを形成する。これにより、位相シフトマスクを作製できる。   Next, as in the first embodiment, a light shielding film is formed on the light semitransparent film by sputtering. Thereby, mask blanks can be produced. Next, as in the first embodiment, a light semi-transmissive film pattern and a light shielding film pattern are formed. Thereby, a phase shift mask can be produced.

[実施例10]
まず、実施例1と同様に、光半透過膜を形成する。これにより、Si1−zからなる層およびSi1−x−yからなる層が透明基板側(Qz側)からこの順で積層されて構成され、Qz側層がSi1−zからなる層であり、真空側層がSi1−x−yからなる層である光半透過膜であって、Ar−Fエキシマレーザ露光光の波長における光透過率が36.4%であり、全体の膜厚が53nmである光半透過膜を得ることができる。
[Example 10]
First, in the same manner as in Example 1, a semitransparent film is formed. Thus, a layer made of Si z N 1-z and a layer made of Si x O 1-x-y N y are laminated in this order from the transparent substrate side (Qz side), and the Qz side layer is made of Si z A light transflective film which is a layer consisting of N 1-z and whose vacuum side layer is a layer consisting of Si x O 1-x-y N y , the light transmittance at the wavelength of Ar-F excimer laser exposure light Is 36.4%, and a total thickness of 53 nm can be obtained.

次に、実施例1と同様に、光半透過膜上に、遮光膜をスパッタリングにより成膜する。これにより、マスクブランクスを作製できる。次に、実施例1と同様に、光半透過膜パターンおよび遮光膜パターンを形成する。これにより、位相シフトマスクを作製できる。   Next, as in the first embodiment, a light shielding film is formed on the light semitransparent film by sputtering. Thereby, mask blanks can be produced. Next, as in the first embodiment, a light semi-transmissive film pattern and a light shielding film pattern are formed. Thereby, a phase shift mask can be produced.

[実施例11]
まず、実施例1と同様に、光半透過膜を形成する。これにより、Si1−zからなる層およびSi1−x−yからなる層が透明基板側(Qz側)からこの順で積層されて構成され、Qz側層がSi1−zからなる層であり、真空側層がSi1−x−yからなる層である光半透過膜であって、Ar−Fエキシマレーザ露光光の波長における光透過率が3.3%であり、全体の膜厚が70nmである光半透過膜を得ることができる。
[Example 11]
First, in the same manner as in Example 1, a semitransparent film is formed. Thus, a layer made of Si z N 1-z and a layer made of Si x O 1-x-y N y are laminated in this order from the transparent substrate side (Qz side), and the Qz side layer is made of Si z A light transflective film which is a layer consisting of N 1-z and whose vacuum side layer is a layer consisting of Si x O 1-x-y N y , the light transmittance at the wavelength of Ar-F excimer laser exposure light Is 3.3%, and a total thickness of 70 nm can be obtained.

次に、実施例1と同様に、光半透過膜上に、遮光膜をスパッタリングにより成膜する。これにより、マスクブランクスを作製できる。次に、実施例1と同様に、光半透過膜パターンおよび遮光膜パターンを形成する。これにより、位相シフトマスクを作製できる。   Next, as in the first embodiment, a light shielding film is formed on the light semitransparent film by sputtering. Thereby, mask blanks can be produced. Next, as in the first embodiment, a light semi-transmissive film pattern and a light shielding film pattern are formed. Thereby, a phase shift mask can be produced.

[実施例12]
まず、実施例1と同様に、光半透過膜を形成する。これにより、Si1−x−yからなる層およびSi1−zからなる層が透明基板側(Qz側)からこの順で積層されて構成され、Qz側層がSi1−x−yからなる層であり、真空側層がSi1−zからなる層である光半透過膜であって、Ar−Fエキシマレーザ露光光の波長における光透過率が33%であり、全体の膜厚が56nmである光半透過膜を得ることができる。
[Example 12]
First, in the same manner as in Example 1, a semitransparent film is formed. Thus, a layer composed of Si x O 1-x-y N y and a layer composed of Si z N 1-z are stacked in this order from the transparent substrate side (Qz side), and the Qz side layer is Si x A light transflective film which is a layer consisting of O 1 -x-y N y and the vacuum side layer is a layer consisting of Siz N 1-z , and the light transmittance at the wavelength of Ar-F excimer laser exposure light Is 33%, and a total thickness of 56 nm can be obtained.

次に、実施例1と同様に、光半透過膜上に、遮光膜をスパッタリングにより成膜する。これにより、マスクブランクスを作製できる。次に、実施例1と同様に、光半透過膜パターンおよび遮光膜パターンを形成する。これにより、位相シフトマスクを作製できる。   Next, as in the first embodiment, a light shielding film is formed on the light semitransparent film by sputtering. Thereby, mask blanks can be produced. Next, as in the first embodiment, a light semi-transmissive film pattern and a light shielding film pattern are formed. Thereby, a phase shift mask can be produced.

[実施例13]
まず、実施例1と同様に、光半透過膜を形成する。これにより、Si1−x−yからなる層およびSi1−zからなる層が透明基板側(Qz側)からこの順で積層されて構成され、Qz側層がSi1−x−yからなる層であり、真空側層がSi1−zからなる層である光半透過膜であって、Ar−Fエキシマレーザ露光光の波長における光透過率が3.2%であり、全体の膜厚が70nmである光半透過膜を得ることができる。
[Example 13]
First, in the same manner as in Example 1, a semitransparent film is formed. Thus, a layer composed of Si x O 1-x-y N y and a layer composed of Si z N 1-z are stacked in this order from the transparent substrate side (Qz side), and the Qz side layer is Si x A light transflective film which is a layer consisting of O 1 -x-y N y and the vacuum side layer is a layer consisting of Siz N 1-z , and the light transmittance at the wavelength of Ar-F excimer laser exposure light Is 3.2%, and a total thickness of 70 nm can be obtained.

次に、実施例1と同様に、光半透過膜上に、遮光膜をスパッタリングにより成膜する。これにより、マスクブランクスを作製できる。次に、実施例1と同様に、光半透過膜パターンおよび遮光膜パターンを形成する。これにより、位相シフトマスクを作製できる。   Next, as in the first embodiment, a light shielding film is formed on the light semitransparent film by sputtering. Thereby, mask blanks can be produced. Next, as in the first embodiment, a light semi-transmissive film pattern and a light shielding film pattern are formed. Thereby, a phase shift mask can be produced.

[比較例1]
まず、光学研磨した6インチ角、0.25インチ厚の透明な合成石英基板(透明基板)上に、平行平板型DCマグネトロンスパッタリング装置を用いて、光半透過膜を、ターゲットにはMo、珪素(Si)を用い、ガス流入条件を調整することによって、組成比が所望の比率となるような成膜条件でスパッタリングにより成膜する。
Comparative Example 1
First, on a transparent synthetic quartz substrate (transparent substrate) of 6 inch square and 0.25 inch thickness optically polished, using a parallel plate type DC magnetron sputtering device, a light transflective film, Mo, silicon as a target By adjusting the gas inflow conditions using (Si), a film is formed by sputtering under film forming conditions such that the composition ratio becomes a desired ratio.

これにより、Ar−Fエキシマレーザ露光光の波長における光透過率が6%であり、膜厚が68nmである光半透過膜を得ることができる。   As a result, it is possible to obtain a light transflective film having a light transmittance of 6% at the wavelength of Ar-F excimer laser exposure light and a film thickness of 68 nm.

次に、実施例1と同様に、光半透過膜上に、遮光膜をスパッタリングにより成膜する。これにより、マスクブランクスを作製できる。次に、実施例1と同様に、光半透過膜パターンおよび遮光膜パターンを形成する。これにより、位相シフトマスクを作製できる。   Next, as in the first embodiment, a light shielding film is formed on the light semitransparent film by sputtering. Thereby, mask blanks can be produced. Next, as in the first embodiment, a light semi-transmissive film pattern and a light shielding film pattern are formed. Thereby, a phase shift mask can be produced.

なお、上記実施例1〜13においては、遮光膜がCr系単体の膜であることを前提としたが、図3および図4のように、遮光膜が2層または3層といった複数の膜である場合は、それぞれの膜をエッチングするように適宜エッチングガス、エッチング条件等を選択することにより上記同様の位相シフトマスクを作製できる。   In Examples 1 to 13 above, it is assumed that the light shielding film is a film of a single Cr-based film, but as shown in FIGS. 3 and 4, the light shielding film is a plurality of films such as two or three layers. In some cases, the same phase shift mask as described above can be produced by appropriately selecting the etching gas, etching conditions, and the like so as to etch the respective films.

[評価1]
実施例1〜13および比較例1の位相シフトマスクを作製することができる。この場合には、それらの位相シフトマスクが有する光半透過膜を構成する各層の材質および組成等を適切に選択して、下記の表1に示した屈折率(n)および消衰係数(k)を有するSi1−zからなる層およびSi1−x−yからなる層が積層されて構成される実施例1〜13の光半透過膜、下記の表1に示した屈折率(n)および消衰係数(k)を有する比較例1の光半透過膜を成膜する。下記の表1には、実施例1〜13の光半透過膜におけるQz側層および真空側層を示した。
[Evaluation 1]
The phase shift masks of Examples 1 to 13 and Comparative Example 1 can be manufactured. In this case, the materials, compositions, etc. of the layers constituting the light transflective film of the phase shift mask are appropriately selected, and the refractive index (n) and extinction coefficient (k The light transflective films of Examples 1 to 13 which are constituted by laminating a layer consisting of Si z N 1-z and a layer consisting of Si x O 1-x-y N y , shown in Table 1 below. The light transflective film of Comparative Example 1 having the refractive index (n) and the extinction coefficient (k) is formed. Table 1 below shows the Qz-side layer and the vacuum-side layer in the light transflective films of Examples 1 to 13.

また、実施例1の光半透過膜を構成するSi1−zからなる層およびSi1−x−yからなる層の膜厚、ならびに比較例1の光半透過膜の膜厚を、それぞれ、下記の表1に示した膜厚(d)とする。下記の表1に示した膜厚(d)は、透明基板において光半透過膜が削除された透過領域を通過する波長が193nmのArFエキシマレーザ露光光と、光半透過膜が残っている半透過領域を通過する当該ArFエキシマレーザ露光光との間において、所望の位相差を得るとともに、実施例1の光半透過膜および比較例1の光半透過膜の所望の光透過率を得るために、選択された膜厚である。下記の表1には、実施例1〜13および比較例1について、上記透過領域を通過する波長が193nmのArFエキシマレーザ露光光と、上記半透過領域を通過する当該ArFエキシマレーザ露光光との間において得られる位相差を、示した。 In addition, the film thickness of the layer composed of Si z N 1-z and the layer composed of Si x O 1-x-y N y constituting the light semi-transmissive film of Example 1 and the light semi-transmissive film of Comparative Example 1 The film thickness is assumed to be the film thickness (d) shown in Table 1 below. The film thickness (d) shown in Table 1 below is a half of the transparent substrate in which the light semitransparent film remains with ArF excimer laser exposure light having a wavelength of 193 nm which passes through the transparent region from which the light semitransparent film is removed. To obtain a desired phase difference between the ArF excimer laser exposure light passing through the transmission region, and to obtain a desired light transmittance of the light semitransmissive film of Example 1 and the light semitransmissive film of Comparative Example 1 To the selected film thickness. In Table 1 below, for Examples 1 to 13 and Comparative Example 1, ArF excimer laser exposure light having a wavelength of 193 nm passing through the transmission area and ArF excimer laser exposure light passing through the semi-transmission area are used. The phase differences obtained between are indicated.

さらに、下記の表1に示した屈折率(n)および消衰係数(k)、ならびに光半透過膜を構成する各層の膜厚(d)から、実施例1〜13の光半透過膜および比較例1の光半透過膜の光透過率(trans)を計算により求めた結果を、下記の表1に示した。なお、比較例1の位相シフトマスクの露光裕度の最大値(max EL)およびフォーカス裕度の最大値(max DoF)を計算により求めると、露光裕度の最大値(max EL)が7.69%となり、フォーカス裕度の最大値(max DoF)が0.047 μmとなる。光透過率(trans)、露光裕度の最大値(max EL)、およびフォーカス裕度の最大値(max DoF)は、下記のシミュレーション評価条件によって、Panoramic社製 EM-Suite を使用して計算することによって求められる。   Furthermore, from the refractive index (n) and the extinction coefficient (k) shown in Table 1 below, and the film thickness (d) of each layer constituting the light semipermeable film, the light semitransparent films of Examples 1 to 13 and The results of calculation of the light transmittance (trans) of the light semipermeable film of Comparative Example 1 are shown in Table 1 below. When the maximum value (max EL) of the exposure latitude and the maximum value (max DoF) of the focus latitude of the phase shift mask of Comparative Example 1 are calculated, the maximum value (max EL) of the exposure margin is 7.69%. The maximum focus latitude (max DoF) is 0.047 μm. The light transmittance (trans), the maximum exposure latitude (max EL), and the maximum focus latitude (max DoF) are calculated using the EM-Suite made by Panoramic according to the following simulation evaluation conditions. It is determined by

<シミュレーション評価条件>
・NA: 1.35
・sigma: c-quad 0.95/0.80-30deg
・polarization:X/Y
・Target: 60nm HOLE (NTD)
・Pitch: 180, 240, 300nm
<Simulation evaluation conditions>
・ NA: 1.35
Sigma: c-quad 0.95 / 0.80-30 deg
・ Polarization: X / Y
Target: 60 nm HOLE (NTD)
・ Pitch: 180, 240, 300 nm

[評価2]
図9は、光透過率に対応するOPCバイアス値のシミュレーションの結果を表したグラフを示した図である。図9においては、HOLE pitchが180nm、240nm、および300nmの位相シフトマスクについて、それぞれ、横軸を光半透過膜の光透過率、縦軸をOPCバイアス値とするグラフを示した。
[Evaluation 2]
FIG. 9 is a graph showing the simulation result of the OPC bias value corresponding to the light transmittance. FIG. 9 is a graph in which the horizontal axis represents the light transmittance of the light transflective film, and the vertical axis represents the OPC bias value, for the phase shift masks of 180 nm, 240 nm, and 300 nm, respectively.

図9から、1x nodeに適当な照明系において、光半透過膜の光透過率が30%である位相シフトマスクのOPCバイアス値が、光半透過膜の光透過率が6%である位相シフトマスクよりも小さいことが分かる。また、光半透過膜の光透過率が高いほどOPCバイアス値が小さくなることが分かる。これらのことから、実施例1の光半透過膜の光透過率が30.2%である位相シフトマスクのOPCバイアス値が、比較例1の光半透過膜の光透過率が6%である位相シフトマスクよりも小さいと推察される。   From FIG. 9, in the illumination system suitable for 1x node, the OPC bias value of the phase shift mask in which the light transmittance of the light semi-transmissive film is 30%, the phase shift in which the light transmittance of the light semi-transmissive film is 6% It can be seen that it is smaller than the mask. In addition, it can be seen that the higher the light transmittance of the light transflective film, the smaller the OPC bias value. From these facts, the OPC bias value of the phase shift mask in which the light transmittance of the light transflective film of Example 1 is 30.2%, and the light transmittance of the light transflective film of Comparative Example 1 is 6%. It is presumed that it is smaller than the phase shift mask.

[評価3]
図10−1〜図10−3は、位相シフトマスクにおけるパターン転写時のフォーカス裕度および露光裕度の関係を、シミュレーションの結果にて表したグラフを示した図である。図10−1〜図10−3においては、HOLE pitchが180nm、240nm、および300nmの位相シフトマスクについて、それぞれ、横軸をフォーカス裕度(DoF:Depth of Focus)、縦軸を露光裕度(EL:Exposure Latitude)とするグラフを示した。また、図10−1〜図10−3においては、光半透過膜の光透過率が3%、6%、15%、20%、25%、30%、および38%である位相シフトマスクについて、グラフを示した。さらに、DoFが0nmの場合におけるEL(%)を表2に、ELが10%の場合におけるDoF(nm)を表3に示した。
[Evaluation 3]
FIGS. 10-1 to 10-3 are graphs showing the relationship between the focus margin and the exposure margin at the time of pattern transfer in the phase shift mask, as a result of simulation. In FIG. 10-1 to FIG. 10-3, the horizontal axis represents the focus latitude (DoF: Depth of Focus), and the vertical axis represents the exposure latitude (for the HOLE pitch of 180 nm, 240 nm, and 300 nm), respectively. The graph shows EL: Exposure Latitude. Further, in FIGS. 10-1 to 10-3, phase shift masks in which the light transmittance of the light semitransmissive film is 3%, 6%, 15%, 20%, 25%, 30%, and 38%. , Showed a graph. Furthermore, Table 2 shows EL (%) when DoF is 0 nm, and Table 3 shows DoF (nm) when EL is 10%.

図10−1、表2、および表3から、ピッチが180nmの場合には、DoFが0nmの場合におけるELは、光透過率30%の計算結果の方が、光透過率6%の計算結果よりも37%程度大きく、ELが10%の場合におけるDoFは、光透過率30%の計算結果の方が、光透過率6%の計算結果よりも37%程度大きいことが分かる。また、図10−2、表2、および表3から、ピッチが240nmの場合においても、DoFが0nmの場合におけるELは、光透過率30%の計算結果の方が、光透過率6%の計算結果よりも42%大きく、ELが10%の場合におけるDoFは、光透過率30%の計算結果の方が、光透過率6%の計算結果よりも31%大きいことが分かる。さらに、図10−3、表2、および表3から、ピッチが300nmの場合においても、DoFが0nmの場合におけるELは、光透過率30%の計算結果の方が、光透過率6%の計算結果よりも42%大きく、ELが10%の場合におけるDoFは、光透過率30%の計算結果の方が、光透過率6%の計算結果よりも40%大きいことが分かる。   From FIG. 10-1, Table 2 and Table 3, when the pitch is 180 nm, the EL in the case of Do nm of 0 nm has a calculation result of light transmittance of 30% and a calculation result of light transmittance of 6%. It is understood that the DoF in the case where the EL is 10% is about 37% larger than the calculation result of the light transmittance of 30% is about 37% larger than the calculation result of the light transmittance of 6%. Further, from FIG. 10B, Table 2 and Table 3, even in the case where the pitch is 240 nm, the EL in the case where DoF is 0 nm has a light transmittance of 6% in the calculation result of the light transmittance of 30%. It can be seen that the calculation result of the light transmittance of 30% is 31% larger than the calculation result of the light transmittance of 6%, which is 42% larger than the calculation result and the EL is 10%. Further, from FIG. 10-3, Table 2, and Table 3, even when the pitch is 300 nm, the EL in the case of Do nm of 0 nm has a light transmittance of 6% in the calculation result of the light transmittance of 30%. It can be seen that the calculation result of the light transmittance of 30% is 40% larger than the calculation result of the light transmittance of 6%, which is 42% larger than the calculation result and the EL is 10%.

したがって、光透過率30%の計算結果の方が、光透過率6%の計算結果よりもDoFおよびELの両方が高いことが分かる。また、光半透過膜の光透過率が高いほど、DoFおよびELの両方が高くなることが分かる。これらのことから、実施例1の光半透過膜の光透過率が30.2%である位相シフトマスクのDoFおよびELの両方が、比較例1の光半透過膜の光透過率が6%である位相シフトマスクよりも高いと推察される。   Therefore, it can be seen that the calculation result of the light transmittance of 30% is higher in both DoF and EL than the calculation result of the light transmittance of 6%. It can also be seen that the higher the light transmittance of the light transflective film, the higher both DoF and EL. From these facts, both DoF and EL of the phase shift mask in which the light transmissivity of the light transflective film of Example 1 is 30.2%, the light transmittance of the light transflective film of Comparative Example 1 is 6%. It is surmised that it is higher than the phase shift mask.

[評価4]
図11は、光半透過膜の光透過率が6%〜38%である位相シフトマスクを想定して計算した、ウェハ転写空間光学像のコントラストを表したグラフを示した図である。図11においては、横軸をウェハに形成されるパターンのピッチ、縦軸を画像コントラストとするグラフを示した。図11においては、光半透過膜の光透過率が3%、6%、15%、20%、25%、30%、および38%である位相シフトマスクを想定して計算した、ウェハ転写空間光学像のコントラストを表したグラフを示した。
[Evaluation 4]
FIG. 11 is a graph showing the contrast of a wafer transfer space optical image, calculated on the assumption of a phase shift mask in which the light transmittance of the light semitransparent film is 6% to 38%. In FIG. 11, the horizontal axis represents the pitch of the pattern formed on the wafer, and the vertical axis represents the image contrast. In FIG. 11, the wafer transfer space is calculated assuming a phase shift mask in which the light transmittance of the light semitransmissive film is 3%, 6%, 15%, 20%, 25%, 30%, and 38%. The graph which showed the contrast of the optical image was shown.

図11から、ウェハに形成されるパターンのピッチのそれぞれにおいて、光透過率30%の計算結果の方が、光透過率6%の計算結果よりも画像コントラストが大きいことが分かる。また、ウェハに形成されるパターンのピッチのそれぞれにおいて、光半透過膜の光透過率がより高い位相シフトマスクほど、画像コントラストが大きいことが分かる。つまり、画像コントラストが大きいので、露光量が変化(空間像でスライスレベルが変化)しても、ウェハに形成されるパターン寸法の変化量が少なくて済むこと(ELが大きいこと)が示されている。これらのことから、ウェハに形成されるパターンのピッチのそれぞれにおいて、実施例1の光半透過膜の光透過率が30.2%である位相シフトマスクの方が、比較例1の光半透過膜の光透過率が6%である位相シフトマスクよりも画像コントラストが大きいと推察される。   It can be seen from FIG. 11 that at each of the pitches of the patterns formed on the wafer, the calculation result of the light transmittance of 30% is larger in image contrast than the calculation result of the light transmittance of 6%. In addition, it can be seen that, at each of the pitches of the patterns formed on the wafer, the image shift is greater as the phase shift mask has a higher light transmittance of the light transflective film. That is, since the image contrast is large, it is shown that the amount of change in the dimension of the pattern formed on the wafer may be small (EL is large) even if the amount of exposure changes (the slice level changes in the aerial image). There is. From these facts, in each of the pitches of the pattern formed on the wafer, the phase shift mask in which the light transmittance of the light semitransmissive film of Example 1 is 30.2% is the light transmissivity of Comparative Example 1. It is presumed that the image contrast is larger than that of a phase shift mask in which the light transmittance of the film is 6%.

[評価5]
図12は、光半透過膜の光透過率が6%〜38%である位相シフトマスクを想定して計算した、OPCバイアスを表したグラフを示した図である。図12においては、横軸をウェハに形成されるパターンのピッチ、縦軸をOPCバイアスを伴う位相シフトマスクのパターン寸法(CD)とするグラフを示した。図12においては、光半透過膜の光透過率が3%、6%、15%、20%、25%、30%、および38%である位相シフトマスクを想定して計算した、OPCバイアスを表したグラフを示した。
[Evaluation 5]
FIG. 12 is a graph showing an OPC bias calculated on the assumption of a phase shift mask in which the light transmittance of the light semi-transmissive film is 6% to 38%. In FIG. 12, the horizontal axis represents the pitch of the pattern formed on the wafer, and the vertical axis represents the pattern dimension (CD) of the phase shift mask with the OPC bias. In FIG. 12, the OPC bias is calculated on the assumption of phase shift masks in which the light transmittance of the light semi-transmissive film is 3%, 6%, 15%, 20%, 25%, 30%, and 38%. The graph is shown.

図12から、ウェハに形成されるパターンのピッチのそれぞれにおいて、光半透過膜の光透過率がより高い位相シフトマスクほど、OPCバイアスを伴うマスクのパターン寸法が小さいことが分かる。特に、ウェハに形成されるパターンのピッチのそれぞれにおいて、光半透過膜の光透過率が30%である位相シフトマスクの方が、光半透過膜の光透過率が6%である位相シフトマスクよりもOPCバイアスを伴うマスクのパターン寸法が小さいことが分かる。つまり、OPCバイアスが小さいために、より微細なパターンをウェハに形成することができるようになるので、ウェハに形成するパターンの設計における自由度が高くなることが示されている。また、これらのことから、ウェハに形成されるパターンのピッチのそれぞれにおいて、実施例1の光半透過膜の光透過率が30.2%である位相シフトマスクの方が、比較例1の光半透過膜の光透過率が6%である位相シフトマスクよりもOPCバイアスを伴うマスクのパターン寸法が小さいと推察される。   From FIG. 12, it can be seen that, in each of the pitches of the patterns formed on the wafer, as the phase shift mask with the higher light transmittance of the light transflective film, the pattern dimension of the mask with the OPC bias becomes smaller. In particular, in each of the pitches of the pattern formed on the wafer, the phase shift mask in which the light transmittance of the light semi-transmissive film is 6% in the case of the phase shift mask in which the light transmittance of the light semi-transmissive film is 30%. It can be seen that the pattern size of the mask with the OPC bias is smaller than that. In other words, it is shown that since the smaller OPC bias allows a finer pattern to be formed on the wafer, the degree of freedom in designing the pattern to be formed on the wafer is increased. Further, from these facts, in each of the pitches of the patterns formed on the wafer, the phase shift mask having the light transmissivity of 30.2% of the light semitransmissive film of Example 1 is the light of Comparative Example 1 It is surmised that the pattern dimension of the mask with the OPC bias is smaller than that of the phase shift mask in which the light transmittance of the semi-transmissive film is 6%.

100・・・マスクブランクス、 101・・・透明基板、 102・・・光半透過膜、 102a・・・Si1−x−yからなる層、 102b・・・Si1−zからなる層、 103・・・遮光膜、 110・・・ネガ型レジスト膜付きマスクブランクス、 200・・・位相シフトマスク、 201・・・透明基板、 202・・・光半透過膜パターン 100 ... mask blanks, 101 ... transparent substrate, 102 ... light transflective film, 102a ... a layer formed of Si x O 1 -x-y N y 102b ... Si z N 1- layer consisting of z , 103 ... light shielding film, 110 ... mask blanks with negative resist film, 200 ... phase shift mask, 201 ... transparent substrate, 202 ... light semitransparent film pattern

Claims (19)

ArFエキシマレーザ露光光が適用されるハーフトーン型の位相シフトマスクを製造するために用いられるマスクブランクスであって、
透明基板と、前記透明基板上に形成され、Si1−x−y(xおよびyは、0<x<1、0<y<1、および0<x+y<1を満足する)からなり、ArFエキシマレーザ露光光の波長における屈折率が2.4〜2.5の範囲内である層、およびSi1−z(zは、0<z<1を満足する)からなり、ArFエキシマレーザ露光光の波長における屈折率が2.5〜2.7の範囲内である層が順不同に積層されて構成される光半透過膜と、を有し、
前記光半透過膜は、ArFエキシマレーザ露光光の波長における光透過率が5.3%〜36.4%の範囲内であり、膜厚が50nm〜60nmの範囲内であることを特徴とするマスクブランクス。
A mask blank used to manufacture a halftone phase shift mask to which ArF excimer laser exposure light is applied,
A transparent substrate, is formed on the transparent substrate, Si x O 1-x- y N y (x and y, 0 <x <1,0 <y <1, and 0 satisfies <x + y <1) Tona is, the range in der Ru layer having a refractive index at the wavelength of ArF excimer laser exposure light 2.4 to 2.5, and Si z N 1-z (z satisfies the 0 <z <1) Tona is, anda light semi-transmissive film composed of a layer refractive index is Ru der range of 2.5 to 2.7 is stacked in random order at the wavelength of ArF excimer laser exposure light,
The light transflective film is characterized in that the light transmittance at the wavelength of ArF excimer laser exposure light is in the range of 5.3% to 36.4% , and the film thickness is in the range of 50 nm to 60 nm. Mask blanks.
前記光半透過膜は、前記Si1−zからなる層、および前記Si1−x−yからなる層が、前記透明基板側からこの順で積層されて構成されることを特徴とする請求項1に記載のマスクブランクス。 The light transflective film is configured by layering the layer made of Si z N 1-z and the layer made of Si x O 1-x-y N y in this order from the transparent substrate side. The mask blank according to claim 1, characterized in that 前記光半透過膜は、前記透明基板上に直接形成されたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のマスクブランクス。   The mask blank according to claim 1, wherein the light transflective film is formed directly on the transparent substrate. 前記光半透過膜上に形成され、ArFエキシマレーザ露光光の波長における光学濃度(OD値)が、前記光半透過膜と合わせて所望の光学濃度(OD値)となるよう調整した、遮光膜をさらに有することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかの請求項に記載のマスクブランクス。   A light shielding film which is formed on the light semitransparent film and adjusted so that the optical density (OD value) at the wavelength of ArF excimer laser exposure light becomes a desired optical density (OD value) in combination with the light semitransparent film The mask blank according to any one of claims 1 to 3, further comprising: 前記遮光膜は、前記光半透過膜上に形成され、前記光半透過膜に対するエッチングバリア機能およびArFエキシマレーザ露光光に対する光吸収機能を有する光吸収層を含む単層構造を有することを特徴とする請求項4に記載のマスクブランクス。   The light shielding film is formed on the light transflective film, and has a single layer structure including a light absorbing layer having an etching barrier function to the light transflective film and a light absorbing function to ArF excimer laser exposure light. The mask blanks according to claim 4. 前記遮光膜は、前記光半透過膜上に形成され、前記光半透過膜に対するエッチングバリア機能およびArFエキシマレーザ露光光に対する光吸収機能を有する光吸収層と、前記光吸収層上に形成され、前記光吸収層に対するエッチングマスク機能を有するハードマスク層と、を含む2層構造を有することを特徴とする請求項4に記載のマスクブランクス。   The light shielding film is formed on the light transflective film, and is formed on a light absorbing layer having an etching barrier function to the light transflective film and a light absorbing function to ArF excimer laser exposure light, and the light absorbing layer. 5. The mask blank according to claim 4, having a two-layer structure including a hard mask layer having an etching mask function for the light absorption layer. 前記遮光膜は、前記光半透過膜上に形成され、前記光半透過膜に対するエッチングバリア機能を有するエッチングバリア層と、前記エッチングバリア層上に形成され、ArFエキシマレーザ露光光に対する光吸収機能を有する光吸収層と、前記光吸収層上に形成され、前記光吸収層に対するエッチングマスク機能を有するハードマスク層と、を含む3層構造を有することを特徴とする請求項4に記載のマスクブランクス。   The light shielding film is formed on the light semitransparent film, an etching barrier layer having an etching barrier function to the light semitransparent film, and the light shielding film formed on the etching barrier layer and having a light absorbing function for ArF excimer laser exposure light 5. The mask blank according to claim 4, having a three-layer structure including a light absorbing layer having the above-mentioned structure and a hard mask layer formed on the light absorbing layer and having an etching mask function to the light absorbing layer. . 前記光吸収層が、珪素(Si)単体から構成されることを特徴とする請求項7に記載のマスクブランクス。   The mask blank according to claim 7, wherein the light absorption layer is made of silicon (Si) alone. 前記遮光膜は、ArFエキシマレーザ露光光の波長における光学濃度(OD値)が、前記光半透過膜と合わせて3.0以上となるよう調整したものであることを特徴とする請求項4から請求項8までのいずれかの請求項に記載のマスクブランクス。   5. The light shielding film according to claim 4, wherein an optical density (OD value) at a wavelength of ArF excimer laser exposure light is adjusted to 3.0 or more in combination with the light semitransparent film. A mask blank according to any of the preceding claims. 請求項1から請求項9までのいずれかの請求項に記載のマスクブランクスと、前記マスクブランクス上に形成されたネガ型レジスト膜と、を有することを特徴とするネガ型レジスト膜付きマスクブランクス。   A mask blank with negative resist film comprising: the mask blank according to any one of claims 1 to 9; and a negative resist film formed on the mask blank. ArFエキシマレーザ露光光が適用されるハーフトーン型の位相シフトマスクであって、
透明基板と、前記透明基板上に形成され、Si1−x−y(xおよびyは、0<x<1、0<y<1、および0<x+y<1を満足する)からなり、屈折率nが2.4〜2.5の範囲内である層、およびSi1−z(zは、0<z<1を満足する)からなり、屈折率nが2.5〜2.7の範囲内である層が順不同に積層されて構成される光半透過膜パターンと、を有し、
前記光半透過膜パターンは、ArFエキシマレーザ露光光の波長における光透過率が5.3%〜36.4%の範囲内であり、膜厚が50nm〜60nmの範囲内であることを特徴とする位相シフトマスク。
A halftone phase shift mask to which ArF excimer laser exposure light is applied,
A transparent substrate, is formed on the transparent substrate, Si x O 1-x- y N y (x and y, 0 <x <1,0 <y <1, and 0 satisfies <x + y <1) Tona is, the layer refractive index n Ru der range of 2.4 to 2.5, and Si z n 1-z (z is 0 <satisfies z <1) Tona is, the refractive index n but has a configured light semi-transmitting film pattern range der Ru layer of 2.5 to 2.7 is stacked in random order,
The light transflective film pattern is characterized in that the light transmittance at the wavelength of ArF excimer laser exposure light is in the range of 5.3% to 36.4% , and the film thickness is in the range of 50 nm to 60 nm. Phase shift mask.
前記光半透過膜パターンは、前記Si1−zからなる層、および前記Si1−x−yからなる層が、前記透明基板側からこの順で積層されて構成されることを特徴とする請求項11に記載の位相シフトマスク。 The light semi-transmitting film pattern is constituted the layers of Si z N 1-z, and a layer composed of the Si x O 1-x-y N y is, are laminated in this order from the transparent substrate side The phase shift mask according to claim 11, characterized in that: 前記光半透過膜パターンは、前記透明基板上に直接形成されたことを特徴とする請求項11または請求項12に記載の位相シフトマスク。   The phase shift mask of claim 11, wherein the light transflective film pattern is formed directly on the transparent substrate. 前記光半透過膜パターン上に形成され、ArFエキシマレーザ露光光の波長における光学濃度(OD値)が、前記光半透過膜パターンと合わせて所望の光学濃度(OD値)となるよう調整した、遮光膜パターンをさらに有することを特徴とする請求項11から請求項13までのいずれかの請求項に記載の位相シフトマスク。   The optical density (OD value) at the wavelength of ArF excimer laser exposure light is adjusted to a desired optical density (OD value) in combination with the optical semitransparent film pattern, which is formed on the optical semitransparent film pattern. The phase shift mask according to any one of claims 11 to 13, further comprising a light shielding film pattern. 前記遮光膜パターンは、前記光半透過膜パターン上に形成され、前記光半透過膜パターンに対するエッチングバリア機能およびArFエキシマレーザ露光光に対する光吸収機能を有する光吸収層パターンを含む単層構造を有することを特徴とする請求項14に記載の位相シフトマスク。   The light blocking film pattern is formed on the light transflective film pattern, and has a single layer structure including a light absorbing layer pattern having an etching barrier function to the light transflective film pattern and a light absorbing function to ArF excimer laser exposure light. The phase shift mask according to claim 14, characterized in that: 前記遮光膜パターンは、前記光半透過膜パターン上に形成され、前記光半透過膜パターンに対するエッチングバリア機能を有するエッチングバリア層パターンと、前記エッチングバリア層パターン上に形成され、ArFエキシマレーザ露光光に対する光吸収機能を有する光吸収層パターンと、を含む2層構造を有することを特徴とする請求項14に記載の位相シフトマスク。   The light blocking film pattern is formed on the light transflective film pattern, an etching barrier layer pattern having an etching barrier function to the light transflective film pattern, and the etching barrier layer pattern, and ArF excimer laser exposure light The phase shift mask according to claim 14, having a two-layer structure including a light absorption layer pattern having a light absorption function with respect to. 前記光吸収層パターンが、珪素(Si)単体から構成されることを特徴とする請求項16に記載の位相シフトマスク。   The phase shift mask of claim 16, wherein the light absorption layer pattern is made of silicon (Si) alone. 前記遮光膜パターンは、ArFエキシマレーザ露光光の波長における光学濃度(OD値)が、前記光半透過膜パターンと合わせて3.0以上となるよう調整したものであることを特徴とする請求項14から請求項17までのいずれかの請求項に記載の位相シフトマスク。   The light shielding film pattern is adjusted such that an optical density (OD value) at a wavelength of ArF excimer laser exposure light is 3.0 or more in combination with the light semitransparent film pattern. The phase shift mask according to any one of claims 14 to 17. 請求項1から請求項9までのいずれかの請求項に記載のマスクブランクスから形成された位相シフトマスクを用いるパターン形成体の製造方法であって、
前記位相シフトマスクを用いて、ネガティブトーン現像によって、レジストパターンを形成する工程を有することを特徴とするパターン形成体の製造方法。
A method for producing a patterned body using a phase shift mask formed from mask blanks according to any one of claims 1 to 9,
A method for producing a patterned product, comprising the step of forming a resist pattern by negative tone development using the phase shift mask.
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