JP6830985B2 - Mask blank and transfer mask - Google Patents

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Description

本発明は、マスクブランク、転写用マスク、およびマスクブランクの製造方法に関する。 The present invention relates to a mask blank, a transfer mask, and a method for producing the mask blank.

一般に、フォトリソグラフィに用いられる転写用マスクの原版となるマスクブランクは、合成石英ガラスなどの透光性基板上にスパッタ法によってパターン形成用の薄膜を形成することにより製造される。マスクブランクの薄膜には、黒欠陥や白欠陥が存在しないことが理想であるが、歩留まり等を考慮すると実用上ある程度の個数の欠陥は許容されている。薄膜に欠陥が存在するマスクブランクから転写用マスクを作製する場合、各欠陥が露光転写に影響しないように、平面上のパターンの配置を調整する。そのため、例えば、特許文献1に開示されているような欠陥検査装置を用いて、マスクブランクの薄膜に対して欠陥検査を行い、その薄膜で検出された全ての欠陥について、その種類およびその位置座標をそのマスクブランクと対応付けして記録することが行われている。
一方、ハーフトーン型位相シフトマスクの製造に用いられるマスクブランクの場合、特許文献2に開示されているように、透光性基板上に、ハーフトーン位相シフト膜と遮光膜が順に積層した構造とする場合が多い。
Generally, a mask blank, which is an original plate of a transfer mask used in photolithography, is produced by forming a thin film for pattern formation on a translucent substrate such as synthetic quartz glass by a sputtering method. Ideally, the thin film of the mask blank does not have black defects or white defects, but practically, a certain number of defects are allowed in consideration of yield and the like. When a transfer mask is produced from a mask blank having defects in the thin film, the arrangement of patterns on a plane is adjusted so that each defect does not affect the exposure transfer. Therefore, for example, a defect inspection device as disclosed in Patent Document 1 is used to inspect the thin film of the mask blank for defects, and all the defects detected in the thin film are classified and their position coordinates. Is recorded in association with the mask blank.
On the other hand, in the case of a mask blank used for manufacturing a halftone type phase shift mask, as disclosed in Patent Document 2, a structure in which a halftone phase shift film and a light shielding film are sequentially laminated on a translucent substrate. In many cases.

特許第3210654号Patent No. 3210654 特開2005−284216号JP-A-2005-284216

特許文献2に開示されているようなマスクブランクを製造する場合、最初に透光性基板上にスパッタリング法を適用して位相シフト膜を形成し、位相シフト膜に対して欠陥検査を行ってから、位相シフト膜上にスパッタリング法を適用して遮光膜を形成し、遮光膜に対して欠陥検査を行う。一般に、位相シフト膜に存在する欠陥の上に遮光膜が形成されると、遮光膜自体には欠陥がなくても、その遮光膜の表面に位相シフト膜の欠陥の形状が反映されてしまうことが知られている。 When manufacturing a mask blank as disclosed in Patent Document 2, a phase shift film is first formed on a translucent substrate by applying a sputtering method, and then a defect inspection is performed on the phase shift film. , A light-shielding film is formed on the phase-shift film by applying a sputtering method, and a defect inspection is performed on the light-shielding film. Generally, when a light-shielding film is formed on a defect existing in the phase-shift film, the shape of the defect of the phase-shift film is reflected on the surface of the light-shielding film even if the light-shielding film itself has no defect. It has been known.

また、位相シフト膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズと、遮光膜が形成された後の遮光膜の欠陥検査において位相シフト膜の欠陥と同じ位置で検出された欠陥のサイズは、必ずしも同じにはならない。位相シフト膜の欠陥検査で検出された欠陥サイズよりも、その欠陥と同じ位置において遮光膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が大きくなる傾向にある場合、位相シフト膜の欠陥検査で検出できなかった欠陥を、遮光膜の欠陥検査で見つけ出すことができる可能性が高まるため、好ましいマスクブランクの構成といえる。 Further, the size of the defect detected in the defect inspection of the phase shift film and the size of the defect detected at the same position as the defect of the phase shift film in the defect inspection of the light shielding film after the light shielding film is formed are not necessarily the same. It does not become. If the size of the defect detected by the light-shielding film defect inspection tends to be larger than the defect size detected by the phase-shift film defect inspection at the same position as the defect, the phase-shift film defect inspection tends to be larger. This is a preferable mask blank configuration because it increases the possibility that defects that could not be detected can be found by defect inspection of the light-shielding film.

しかし、位相シフト膜と遮光膜の組合せによっては、好ましいマスクブランクの構成とは反対の構成、すなわち、位相シフト膜の欠陥検査で検出された欠陥サイズよりも、その欠陥と同じ位置において遮光膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が小さくなる構成となる場合があり、問題となっていた。 However, depending on the combination of the phase shift film and the light-shielding film, the structure opposite to the preferable mask blank structure, that is, the light-shielding film is located at the same position as the defect rather than the defect size detected by the defect inspection of the phase-shift film. In some cases, the size of the defect detected by the defect inspection may be smaller, which has been a problem.

そこで、本発明は、欠陥検査において欠陥をより検出しやすくすることのできるマスクブランク、転写用マスク、及びマスクブランクの製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a mask blank, a transfer mask, and a method for manufacturing a mask blank, which can make it easier to detect a defect in a defect inspection.

前記の課題を達成するため、本発明は以下の構成を有する。
(構成1)
透光性基板上に第1の膜と第2の膜がこの順に積層した構造を有するマスクブランクであって、
前記第1の膜および第2の膜は、いずれも金属およびケイ素のうち1以上の元素を含有する材料で形成され、
前記第1の膜上に前記第2の膜が積層した状態における前記第2の膜の所定波長の光に対する表面反射率から、前記第1の膜上に他の膜が積層していない状態における前記第1の膜の所定波長の光に対する表面反射率を差し引いて算出した差が10%以下である
ことを特徴とするマスクブランク。
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
(Structure 1)
A mask blank having a structure in which a first film and a second film are laminated in this order on a translucent substrate.
The first film and the second film are both formed of a material containing one or more elements of metal and silicon.
From the surface reflectance of the second film to light of a predetermined wavelength in the state where the second film is laminated on the first film, in the state where no other film is laminated on the first film. A mask blank characterized in that the difference calculated by subtracting the surface reflectance of the first film with respect to light having a predetermined wavelength is 10% or less.

(構成2)
前記所定波長は、488nm〜532nmであることを特徴とする構成1に記載のマスクブランク。
(構成3)
前記第1の膜上に前記第2の膜が積層した状態における前記第2の膜の所定波長の光に対する表面反射率は、20%以上であることを特徴とする構成1または2に記載のマスクブランク。
(Structure 2)
The mask blank according to configuration 1, wherein the predetermined wavelength is 488 nm to 532 nm.
(Structure 3)
2. The structure 1 or 2 is characterized in that the surface reflectance of the second film with respect to light of a predetermined wavelength in a state where the second film is laminated on the first film is 20% or more. Mask blank.

(構成4)
前記第1の膜上に他の膜が積層していない状態における前記第1の膜の所定波長の光に対する表面反射率と、前記第1の膜上に前記第2の膜が積層した状態における前記第2の膜の所定波長の光に対する表面反射率は、いずれも35%以下であることを特徴とする構成1から3のいずれかに記載のマスクブランク。
(Structure 4)
The surface reflectance of the first film with respect to light of a predetermined wavelength in a state where no other film is laminated on the first film, and the state in which the second film is laminated on the first film. The mask blank according to any one of configurations 1 to 3, wherein the surface reflectance of the second film with respect to light having a predetermined wavelength is 35% or less.

(構成5)
前記第1の膜は、露光光に対する透過率が1%以上である光半透過膜であることを特徴とする構成1から4のいずれかに記載のマスクブランク。
(構成6)
前記光半透過膜は、前記光半透過膜を透過した露光光に対し、前記光半透過膜の厚さと同じ距離の空気中を通過した露光光との間で所定の位相差を生じさせる機能を有することを特徴とする構成5記載のマスクブランク。
(Structure 5)
The mask blank according to any one of configurations 1 to 4, wherein the first film is a light transmissive film having a transmittance of 1% or more with respect to exposure light.
(Structure 6)
The light semi-transmissive film has a function of causing a predetermined phase difference between the exposure light transmitted through the light semi-transmissive film and the exposure light passing through the air at the same distance as the thickness of the light semi-transmissive film. 5. The mask blank according to the configuration 5, wherein the mask blank has.

(構成7)
前記第2の膜は、遮光膜であり、前記光半透過膜および前記遮光膜の積層構造における露光光に対する光学濃度が2.5以上であることを特徴とする構成5または6に記載のマスクブランク。
(構成8)
前記露光光は、ArFエキシマレーザー光であることを特徴とする構成5から7のいずれかに記載のマスクブランク。
(Structure 7)
The mask according to the configuration 5 or 6, wherein the second film is a light-shielding film, and the optical density with respect to the exposure light in the laminated structure of the light semi-transmissive film and the light-shielding film is 2.5 or more. blank.
(Structure 8)
The mask blank according to any one of configurations 5 to 7, wherein the exposure light is ArF excimer laser light.

(構成9)
前記所定波長の光は、マスクブランクの欠陥検査で用いられる検査光であることを特徴とする構成1から8のいずれかに記載のマスクブランク。
(構成10)
前記第1の膜は、ケイ素および窒素を含有する材料で形成されていることを特徴とする構成1から9のいずれかに記載のマスクブランク。
(Structure 9)
The mask blank according to any one of configurations 1 to 8, wherein the light having a predetermined wavelength is an inspection light used in a defect inspection of the mask blank.
(Structure 10)
The mask blank according to any one of configurations 1 to 9, wherein the first film is made of a material containing silicon and nitrogen.

(構成11)
前記第2の膜は、クロムを含有し、さらに酸素、窒素および炭素から選ばれる1以上の元素を含有する材料で形成されていることを特徴とする構成1から10のいずれかに記載のマスクブランク。
(構成12)
構成1から11のいずれかに記載のマスクブランクにおける前記第1の膜に第1のパターンが形成され、前記第2の膜に第2のパターンが形成されていることを特徴とする転写用マスク。
(Structure 11)
The mask according to any one of configurations 1 to 10, wherein the second film is made of a material containing chromium and further containing one or more elements selected from oxygen, nitrogen and carbon. blank.
(Structure 12)
A transfer mask characterized in that a first pattern is formed on the first film and a second pattern is formed on the second film in the mask blank according to any one of configurations 1 to 11. ..

(構成13)
透光性基板上に第1の膜と第2の膜がこの順に積層した構造を有するマスクブランクの製造方法であって、
透光性基板上に、第1の膜をスパッタリング法によって形成する工程と、
前記透光性基板上に形成された前記第1の膜に対し、検査光を照射して欠陥検査を行う第1欠陥検査工程と、
前記第1の膜の上に第2の膜をスパッタリング法によって形成する工程と、
前記第1の膜の上に形成された前記第2の膜に対し、検査光を照射して欠陥検査を行う第2欠陥検査工程とを有し、
前記第1の膜および第2の膜は、前記第1の膜の上に前記第2の膜が積層した状態における前記第2の膜の所定波長の光に対する表面反射率から、前記第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における前記第1の膜の所定波長の光に対する表面反射率を差し引いて算出した差が10%以下となる条件で形成されることを特徴とするマスクブランクの製造方法。
(Structure 13)
A method for manufacturing a mask blank having a structure in which a first film and a second film are laminated in this order on a translucent substrate.
A process of forming a first film on a translucent substrate by a sputtering method,
A first defect inspection step of irradiating the first film formed on the translucent substrate with inspection light to inspect the defects, and
A step of forming a second film on the first film by a sputtering method and
It has a second defect inspection step of irradiating the second film formed on the first film with inspection light to perform a defect inspection.
The first film and the second film have the first film based on the surface reflectance of the second film with respect to light of a predetermined wavelength in a state where the second film is laminated on the first film. It is characterized in that the difference calculated by subtracting the surface reflectance of the first film with respect to light of a predetermined wavelength in a state where no other film is laminated on the film is 10% or less. Manufacturing method of mask blank.

(構成14)
前記所定波長は、488nm〜532nmであることを特徴とする構成13に記載のマスクブランクの製造方法。
(構成15)
前記第1の膜上に前記第2の膜が積層した状態における前記第2の膜の所定波長の光に対する表面反射率は、20%以上であることを特徴とする構成13または14に記載のマスクブランクの製造方法。
(Structure 14)
The method for producing a mask blank according to the configuration 13, wherein the predetermined wavelength is 488 nm to 532 nm.
(Structure 15)
13. The configuration 13 or 14, wherein the surface reflectance of the second film with respect to light of a predetermined wavelength in a state where the second film is laminated on the first film is 20% or more. Manufacturing method of mask blank.

(構成16)
前記第1の膜および第2の膜は、前記第1の膜上に他の膜が積層していない状態における前記第1の膜の所定波長の光に対する表面反射率と、前記第1の膜上に前記第2の膜が積層した状態における前記第2の膜の所定波長の光に対する表面反射率がいずれも35%以下となる条件で形成されることを特徴とする構成13から15のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。
(構成17)
前記所定波長の光は、前記検査光であることを特徴とする構成13から16のいずれかに記載のマスクブランクの製造方法。
(Structure 16)
The first film and the second film have the surface reflectance of the first film with respect to light of a predetermined wavelength in a state where no other film is laminated on the first film, and the first film. Any of the configurations 13 to 15, characterized in that the second film is formed under the condition that the surface reflectance of the second film with respect to light of a predetermined wavelength is 35% or less in a state where the second film is laminated on the top. The method for manufacturing a mask blank described in Crab.
(Structure 17)
The method for producing a mask blank according to any one of configurations 13 to 16, wherein the light having the predetermined wavelength is the inspection light.

本発明によれば、欠陥検査において欠陥をより検出しやすくすることのできるマスクブランク、転写用マスク、及びマスクブランクの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a mask blank, a transfer mask, and a method for producing a mask blank, which can make it easier to detect defects in a defect inspection.

マスクブランクの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of a mask blank. 実施例1で作製したマスクブランクの第1の膜及び第2の膜の反射率スペクトルを示している。The reflectance spectra of the first film and the second film of the mask blank produced in Example 1 are shown. 実施例1で作製したマスクブランクの第1の膜の欠陥サイズ及び第2の膜の欠陥サイズを比較した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having compared the defect size of the 1st film and the defect size of the 2nd film of the mask blank produced in Example 1. 実施例2で作製したマスクブランクの第1の膜及び第2の膜の反射率スペクトルを示している。The reflectance spectra of the first film and the second film of the mask blank produced in Example 2 are shown. 実施例2で作製したマスクブランクの第1の膜の欠陥サイズ及び第2の膜の欠陥サイズを比較した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having compared the defect size of the 1st film and the defect size of the 2nd film of the mask blank produced in Example 2. 実施例3で作製したマスクブランクの第1の膜及び第2の膜の反射率スペクトルを示している。The reflectance spectra of the first film and the second film of the mask blank produced in Example 3 are shown. 実施例3で作製したマスクブランクの第1の膜の欠陥サイズ及び第2の膜の欠陥サイズを比較した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having compared the defect size of the 1st film and the defect size of the 2nd film of the mask blank produced in Example 3. 実施例4で作製したマスクブランクの第1の膜及び第2の膜の反射率スペクトルを示している。The reflectance spectra of the first film and the second film of the mask blank prepared in Example 4 are shown. 実施例4で作製したマスクブランクの第1の膜の欠陥サイズ及び第2の膜の欠陥サイズを比較した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having compared the defect size of the 1st film and the defect size of the 2nd film of the mask blank produced in Example 4. 実施例5で作製したマスクブランクの第1の膜及び第2の膜の反射率スペクトルを示している。The reflectance spectra of the first film and the second film of the mask blank prepared in Example 5 are shown. 実施例5で作製したマスクブランクの第1の膜の欠陥サイズ及び第2の膜の欠陥サイズを比較した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having compared the defect size of the 1st film and the defect size of the 2nd film of the mask blank produced in Example 5. 実施例6で作製したマスクブランクの第1の膜及び第2の膜の反射率スペクトルを示している。The reflectance spectra of the first film and the second film of the mask blank prepared in Example 6 are shown. 実施例6で作製したマスクブランクの第1の膜の欠陥サイズ及び第2の膜の欠陥サイズを比較した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having compared the defect size of the 1st film and the defect size of the 2nd film of the mask blank produced in Example 6. 実施例7で作製したマスクブランクの第1の膜及び第2の膜の反射率スペクトルを示している。The reflectance spectra of the first film and the second film of the mask blank prepared in Example 7 are shown. 実施例7で作製したマスクブランクの第1の膜の欠陥サイズ及び第2の膜の欠陥サイズを比較した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having compared the defect size of the 1st film and the defect size of the 2nd film of the mask blank produced in Example 7. 比較例1で作製したマスクブランクの第1の膜及び第2の膜の反射率スペクトルを示している。The reflectance spectra of the first film and the second film of the mask blank produced in Comparative Example 1 are shown. 比較例1で作製したマスクブランクの第1の膜の欠陥サイズ及び第2の膜の欠陥サイズを比較した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having compared the defect size of the 1st film and the defect size of the 2nd film of the mask blank produced in Comparative Example 1.

本発明者は、種々の位相シフト膜と遮光膜の組合せのマスクブランクに対して、欠陥検査を行い、鋭意検討を行った。その結果、本発明者は、所定波長の光(例えば、検査光)に対する膜の反射率が以下のような条件を満たす場合に、位相シフト膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズよりも、その欠陥と同じ位置において遮光膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が大きくなる傾向があることを見出した。 The present inventor conducted a defect inspection on a mask blank of a combination of various phase shift films and a light-shielding film, and conducted a diligent study. As a result, the present inventor, when the reflectance of the film with respect to light of a predetermined wavelength (for example, inspection light) satisfies the following conditions, is larger than the size of the defect detected in the defect inspection of the phase shift film. It was found that the size of the defect detected by the defect inspection of the light-shielding film tends to be larger at the same position as the defect.

具体的には、位相シフト膜の上に遮光膜が積層した状態における遮光膜の表面反射率から、遮光膜が積層していない状態(位相シフト膜の表面が露出した状態)における位相シフト膜の表面反射率を差し引いて算出した差が10%以下である場合、位相シフト膜の欠陥検査で検出された欠陥サイズよりも、その欠陥と同じ位置において遮光膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が大きくなる傾向があることを見出した。 Specifically, from the surface reflectance of the light-shielding film when the light-shielding film is laminated on the phase-shift film, the phase-shift film in the state where the light-shielding film is not laminated (the surface of the phase-shift film is exposed) When the difference calculated by subtracting the surface reflectance is 10% or less, the size of the defect detected by the defect inspection of the light-shielding film at the same position as the defect is larger than the defect size detected by the defect inspection of the phase shift film. I found that there is a tendency for it to be larger.

また、位相シフト膜の上に遮光膜が積層した状態における遮光膜の表面反射率が20%以上である場合、位相シフト膜の欠陥検査で検出された欠陥サイズよりも、その欠陥と同じ位置において遮光膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が大きくなる傾向があることを見出した。 Further, when the surface reflectance of the light-shielding film in a state where the light-shielding film is laminated on the phase-shift film is 20% or more, the defect size detected by the defect inspection of the phase-shift film is at the same position as the defect. It was found that the size of the defect detected by the defect inspection of the light-shielding film tends to be larger.

さらに、位相シフト膜の上に他の膜が積層していない状態における位相シフト膜の表面反射率と、位相シフト膜の上に遮光膜が積層した状態における遮光膜の表面反射率がいずれも35%以下である場合、位相シフト膜の欠陥検査で検出された欠陥サイズよりも、その欠陥と同じ位置において遮光膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が大きくなる傾向があることを見出した。 Further, the surface reflectance of the phase shift film in the state where no other film is laminated on the phase shift film and the surface reflectance of the light shielding film in the state where the light shielding film is laminated on the phase shift film are both 35. When it is less than%, it is found that the size of the defect detected by the defect inspection of the light-shielding film tends to be larger than the defect size detected by the defect inspection of the phase shift film at the same position as the defect. It was.

なお、一般に、位相シフト膜の上に遮光膜が積層した状態における遮光膜の表面反射率は、透光性基板の上に他の膜を介さずに積層した遮光膜、あるいは、位相シフト膜以外の他の膜の上に積層した遮光膜の表面反射率とは、異なっている。したがって、これらの遮光膜の表面反射率が公知文献等に記載されている場合であっても、当業者が本発明に想到するための動機付けとはなり得ない。 In general, the surface reflectance of the light-shielding film in a state where the light-shielding film is laminated on the phase-shift film is other than the light-shielding film laminated on the translucent substrate without passing through another film, or a phase-shift film. It is different from the surface reflectance of the light-shielding film laminated on the other film. Therefore, even when the surface reflectance of these light-shielding films is described in publicly known documents and the like, it cannot be a motivation for those skilled in the art to come up with the present invention.

また、上記のような欠陥サイズの傾向は、位相シフト膜と遮光膜の積層構造を有するマスクブランクに限らず、他の2つ以上の膜の組み合わせの積層構造を有するマスクブランクにおいても、同様に見出された。例えば、透光性基板上に、第1の膜と第2の膜がこの順に積層した構造を有するマスクブランクにおいて、第1の膜上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の所定波長の光に対する表面反射率から、第1の膜上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の所定波長の光に対する表面反射率を差し引いて算出した差が10%以下である場合、第1の膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズよりも、その欠陥と同じ位置において第2の膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が大きくなる傾向があることが見出された。 Further, the tendency of the defect size as described above is not limited to the mask blank having a laminated structure of the phase shift film and the light-shielding film, and similarly in the mask blank having a laminated structure of a combination of two or more other films. Found. For example, in a mask blank having a structure in which a first film and a second film are laminated in this order on a translucent substrate, a second film in a state where the second film is laminated on the first film The difference calculated by subtracting the surface reflectance of the first film for the light of the predetermined wavelength in the state where no other film is laminated on the first film is 10% or less from the surface reflectance for the light of the predetermined wavelength. In some cases, the size of the defect detected by the second film defect inspection at the same position as the defect tends to be larger than the size of the defect detected by the defect inspection of the first film. Found.

さらに、透光性基板と第1の膜との間に他の膜が介在している場合においても、同様の傾向があることが見出された。例えば、透光性基板上に、第3の膜と第1の膜と第2の膜がこの順に積層した構造を有するマスクブランクにおいて、第1の膜上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の所定波長の光に対する表面反射率から、第1の膜上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の所定波長の光に対する表面反射率を差し引いて算出した差が10%以下である場合、第1の膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズよりも、その欠陥と同じ位置において第2の膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が大きくなる傾向があることが見出された。 Furthermore, it was found that the same tendency was found when another film was interposed between the translucent substrate and the first film. For example, in a mask blank having a structure in which a third film, a first film, and a second film are laminated in this order on a translucent substrate, a state in which the second film is laminated on the first film. Difference calculated by subtracting the surface reflectance of the first film for light of a predetermined wavelength from the surface reflectance of the second film for light of a predetermined wavelength in a state where no other film is laminated on the first film. Is 10% or less, the size of the defect detected by the defect inspection of the second film at the same position as the defect is larger than the size of the defect detected by the defect inspection of the first film. It was found that there was a tendency.

以下、本発明の実施の形態に係るマスクブランク、転写用マスク、及びマスクブランクの製造方法について詳しく説明する。 Hereinafter, the mask blank, the transfer mask, and the method for manufacturing the mask blank according to the embodiment of the present invention will be described in detail.

(マスクブランク)
図1は、マスクブランクの一例を示す断面図である。図1に示すように、本実施形態のマスクブランク10は、透光性基板20上に、第1の膜12と第2の膜14がこの順に積層した構造を有する。第1の膜12および第2の膜14は、いずれも金属およびケイ素のうち1以上の元素を含有する材料で形成されている。
(Mask blank)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a mask blank. As shown in FIG. 1, the mask blank 10 of the present embodiment has a structure in which the first film 12 and the second film 14 are laminated in this order on the translucent substrate 20. The first film 12 and the second film 14 are both made of a material containing one or more elements of metal and silicon.

第1の膜12上に第2の膜14が積層した状態における第2の膜14の所定波長の光に対する表面反射率から、第1の膜12上に他の膜が積層していない状態(第1の膜12が露出した状態)における第1の膜12の所定波長の光に対する表面反射率を差し引いて算出した差は、10%以下であることが好ましく、−10%以上+10%以下(絶対値で10%以下)であることがより好ましい。 From the surface reflectance of the second film 14 with respect to light of a predetermined wavelength in the state where the second film 14 is laminated on the first film 12, another film is not laminated on the first film 12 ( The difference calculated by subtracting the surface reflectance of the first film 12 with respect to the light of a predetermined wavelength in the state where the first film 12 is exposed is preferably 10% or less, preferably -10% or more + 10% or less (in a state where the first film 12 is exposed). It is more preferable that the absolute value is 10% or less).

本実施形態のマスクブランクは、例えば、以下の構成の場合において好ましく適用できる。
(1)光半透過膜を備えるマスクブランクの場合
光半透過膜には、露光光を所定の透過率で透過させ、かつ所定の位相差を生じさせるハーフトーン位相シフト膜のほか、露光光を所定の透過率で透過させるが、透過した光に位相差を生じさせない光学特性を有する主にエンハンサ型マスクで用いられる膜もある。いずれの光半透過膜を備えるマスクブランクの場合においても、遮光帯を形成するための遮光膜が必要となることが多い。このため、透光性基板上に光半透過膜と遮光膜が順に積層した構成を備える場合が多い。光半透過膜を第1の膜12とし、遮光膜を第2の膜14とし、前記に示した本発明の第1の膜と第2の膜との間の関係を満たし、かつ各膜が本来求められている機能(光学特性、エッチング特性等)を満たすよう、光半透過膜と遮光膜を形成する材料をそれぞれ選定するとよい。
The mask blank of the present embodiment can be preferably applied, for example, in the case of the following configuration.
(1) In the case of a mask blank provided with a light semi-transmissive film The light semi-transmissive film is provided with an exposure light in addition to a halftone phase shift film that transmits exposure light at a predetermined transmittance and causes a predetermined phase difference. Some films are mainly used in enhancer-type masks, which have optical characteristics that allow transmitted light to pass through at a predetermined transmittance but do not cause a phase difference in the transmitted light. In the case of a mask blank provided with any of the light transflective films, a light-shielding film for forming a light-shielding band is often required. For this reason, it is often the case that the light transmissive film and the light-shielding film are laminated in this order on the translucent substrate. The optical semi-transmissive film is the first film 12, the light-shielding film is the second film 14, and the relationship between the first film and the second film of the present invention shown above is satisfied, and each film has It is advisable to select the materials for forming the light transmissive film and the light-shielding film so as to satisfy the originally required functions (optical characteristics, etching characteristics, etc.).

遮光膜の上にハードマスク膜が積層された構成の場合は、遮光膜を第1の膜12とし、ハードマスク膜を第2の膜14とし、前記に示した本発明の第1の膜と第2の膜との間の関係を満たし、かつ各膜が本来求められている機能(光学特性、エッチング特性等)を満たすよう、遮光膜とハードマスク膜の材料をそれぞれ選定するとよい。 In the case where the hard mask film is laminated on the light-shielding film, the light-shielding film is the first film 12, the hard mask film is the second film 14, and the first film of the present invention shown above is used. The materials of the light-shielding film and the hard mask film may be selected so as to satisfy the relationship with the second film and to satisfy the functions (optical characteristics, etching characteristics, etc.) originally required for each film.

透光性基板と光半透過膜との間にエッチングストッパー膜を備えた構成の場合、エッチングストッパー膜(第1の膜12)と光半透過膜(第2の膜14)を、前記に示した本発明の第1の膜と第2の膜との間の関係を満たし、かつ各膜が本来求められている機能(光学特性、エッチング特性等)を満たすよう、エッチングストッパー膜と光半透過膜の材料をそれぞれ選定するとよい。 In the case of a configuration in which an etching stopper film is provided between the translucent substrate and the light semitransmissive film, the etching stopper film (first film 12) and the light semitransmissive film (second film 14) are shown above. Etching stopper film and translucent light so as to satisfy the relationship between the first film and the second film of the present invention and to satisfy the functions (optical characteristics, etching characteristics, etc.) originally required for each film. It is advisable to select each film material.

光半透過膜と遮光膜との間にエッチングストッパー膜を備えた構成の場合、光半透過膜(第1の膜12)とエッチングストッパー膜(第2の膜14)を、前記に示した本発明の第1の膜と第2の膜との間の関係を満たし、かつ各膜が本来求められている機能(光学特性、エッチング特性等)を満たすよう、光半透過膜とエッチングストッパー膜の材料をそれぞれ選定するとよい。また、エッチングストッパー膜(第1の膜12)と遮光膜(第2の膜14)を、前記に示した本発明の第1の膜と第2の膜との間の関係を満たし、かつ各膜が本来求められている機能(光学特性、エッチング特性等)を満たすよう、エッチングストッパー膜と遮光膜の材料をそれぞれ選定するとよい。 In the case of a configuration in which an etching stopper film is provided between the light semi-transmissive film and the light-shielding film, the light semi-transmissive film (first film 12) and the etching stopper film (second film 14) are shown in the above-mentioned book. The light semi-transmissive film and the etching stopper film so as to satisfy the relationship between the first film and the second film of the present invention and to satisfy the functions (optical characteristics, etching characteristics, etc.) originally required for each film. It is advisable to select each material. Further, the etching stopper film (first film 12) and the light-shielding film (second film 14) satisfy the relationship between the first film and the second film of the present invention shown above, and each of them. It is advisable to select the materials for the etching stopper film and the light-shielding film so that the film satisfies the originally required functions (optical characteristics, etching characteristics, etc.).

光半透過膜を形成する材料としては、例えば、遷移金属を含有せずケイ素を含有する材料や、遷移金属およびケイ素を含有する材料(以下、これらを総称してケイ素系材料という。)が挙げられる。これらの材料に含有させる遷移金属としては、例えば、モリブデン、タングステン、チタン、タンタル、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、バナジウム、コバルト、クロムおよびニッケルから選ばれる1以上の元素が挙げられる。光半透過膜は、露光光を所定の透過率で透過させることが求められるため、酸素および窒素から選ばれる1以上の元素を含有することが好ましい。 Examples of the material for forming the light semi-transmissive film include a material containing silicon without containing a transition metal and a material containing a transition metal and silicon (hereinafter, these are collectively referred to as a silicon-based material). Be done. Examples of the transition metal contained in these materials include one or more elements selected from molybdenum, tungsten, titanium, tantalum, zirconium, hafnium, niobium, vanadium, cobalt, chromium and nickel. Since the light semi-transmissive film is required to transmit the exposure light at a predetermined transmittance, it preferably contains one or more elements selected from oxygen and nitrogen.

光半透過膜に接して遮光膜が設けられたマスクブランクの構成である場合、遮光膜を形成する材料は、光半透過膜をパターニングするときに用いられるエッチングガスに対して、十分なエッチング選択性を有する材料を適用することが求められる。光半透過膜がケイ素系材料で形成される場合、遮光膜はフッ素系ガスによるドライエッチングに対して高い耐性を有する材料が好ましい。この場合、遮光膜は、クロムを含有する材料(以下、クロム系材料という。)で形成することが好ましい。このクロム系材料は、クロム単体、またはクロムに酸素、窒素、炭素、水素、フッ素およびホウ素から選ばれる1以上の元素を含有する材料であると好ましい。また、タンタルにハフニウムおよびジルコニウムから選ばれる1以上の元素を含有する材料(以下、TaHf系材料という。)も好ましい。クロム系材料やTaHf系材料で形成された遮光膜上にハードマスク膜を設ける構成の場合、ハードマスク膜は、ケイ素系材料で形成することが好ましい。 In the case of a mask blank structure in which a light-shielding film is provided in contact with the light-transmissive film, the material forming the light-shielding film is sufficiently selected for etching with respect to the etching gas used when patterning the light-transmissive film. It is required to apply a material having properties. When the light semi-transmissive film is formed of a silicon-based material, the light-shielding film is preferably a material having high resistance to dry etching with a fluorine-based gas. In this case, the light-shielding film is preferably formed of a material containing chromium (hereinafter referred to as a chromium-based material). The chromium-based material is preferably a simple substance of chromium or a material containing one or more elements selected from oxygen, nitrogen, carbon, hydrogen, fluorine and boron in chromium. Further, a material containing one or more elements selected from hafnium and zirconium in tantalum (hereinafter referred to as TaHf-based material) is also preferable. When the hard mask film is provided on the light-shielding film formed of a chromium-based material or a TaHf-based material, the hard mask film is preferably formed of a silicon-based material.

一方、光半透過膜と遮光膜の間にエッチングストッパー膜を備える構成の場合、エッチングストッパー膜は、クロム系材料かTaHf系材料で形成することが好ましい。この場合、遮光膜は、ケイ素系材料で形成することが好ましく、タンタルを含有する材料(以下、タンタル系材料という。)で形成してもよい。このタンタル系材料は、タンタルに窒素、酸素、炭素、水素およびホウ素から選ばれる1以上の元素を含有する材料であると好ましい。また、遮光膜をケイ素系材料で形成し、その遮光膜上にハードマスク膜を設ける構成の場合、ハードマスク膜は、クロム系材料やTaHf系材料で形成することが好ましい。 On the other hand, in the case of a configuration in which an etching stopper film is provided between the light semitransmissive film and the light shielding film, the etching stopper film is preferably formed of a chromium-based material or a TaHf-based material. In this case, the light-shielding film is preferably formed of a silicon-based material, and may be formed of a tantalum-containing material (hereinafter, referred to as a tantalum-based material). The tantalum-based material is preferably a material in which tantalum contains one or more elements selected from nitrogen, oxygen, carbon, hydrogen and boron. Further, in the case where the light-shielding film is formed of a silicon-based material and the hard mask film is provided on the light-shielding film, the hard mask film is preferably formed of a chromium-based material or a TaHf-based material.

他方、透光性基板と光半透過膜との間にエッチングストッパー膜を備える構成の場合、エッチングストッパー膜は、透光性基板および光半透過膜の両方との間でエッチング選択性を有することが求められる。この場合、エッチングストッパー膜は、クロム系材料やTaHf系材料で形成することが好ましい。 On the other hand, in the case of a configuration in which an etching stopper film is provided between the translucent substrate and the light semitransmissive film, the etching stopper film has etching selectivity between both the translucent substrate and the light semitransmissive film. Is required. In this case, the etching stopper film is preferably formed of a chromium-based material or a TaHf-based material.

(2)バイナリ型マスクブランクの場合
バイナリ型マスクブランクは、透光性基板上に遮光膜とハードマスク膜が順に積層した構造を備える場合が多い。遮光膜(第1の膜12)とハードマスク膜(第2の膜14)を、前記に示した本発明の第1の膜と第2の膜との間の関係を満たし、かつ各膜が本来求められている機能(光学特性、エッチング特性等)を満たすよう、遮光膜とハードマスク膜の材料をそれぞれ選定するとよい。特に、基板掘込レベンソン型の位相シフトマスクに好適なバイナリ型マスクブランクとする場合、透光性基板と遮光膜の間に、エッチングストッパー膜を備える場合がある。この場合、エッチングストッパー膜(第1の膜12)と遮光膜(第2の膜14)を、前記に示した本発明の第1の膜と第2の膜との間の関係を満たし、かつ各膜が本来求められている機能(光学特性、エッチング特性等)を満たすよう、エッチングストッパー膜と遮光膜の材料をそれぞれ選定するとよい。
(2) In the case of a binary mask blank The binary mask blank often has a structure in which a light-shielding film and a hard mask film are laminated in this order on a translucent substrate. The light-shielding film (first film 12) and the hard mask film (second film 14) satisfy the relationship between the first film and the second film of the present invention shown above, and each film satisfies the relationship. It is advisable to select the materials for the light-shielding film and the hard mask film so as to satisfy the originally required functions (optical characteristics, etching characteristics, etc.). In particular, when a binary mask blank suitable for a substrate digging Levenson type phase shift mask is used, an etching stopper film may be provided between the translucent substrate and the light-shielding film. In this case, the etching stopper film (first film 12) and the light-shielding film (second film 14) satisfy the relationship between the first film and the second film of the present invention shown above, and It is advisable to select the materials of the etching stopper film and the light-shielding film so that each film satisfies the originally required functions (optical characteristics, etching characteristics, etc.).

このバイナリ型マスクブランクの遮光膜を形成する材料としては、クロム系材料ほか、遷移金属及びケイ素を含有する材料(以下、遷移金属シリサイド系材料という。)やタンタル系材料が好ましく用いられる。クロム系材料で遮光膜を形成し、この遮光膜の上にハードマスク膜を設ける構成の場合、ハードマスク膜は、ケイ素系材料、タンタル系材料、TaHf系材料が適用可能である。遷移金属シリサイド系材料で遮光膜を形成し、この遮光膜の上にハードマスク膜を設ける構成の場合、ハードマスク膜は、クロム系材料、タンタル系材料、TaHf系材料が適用可能である。タンタル系材料で遮光膜を形成し、この遮光膜の上にハードマスク膜を設ける構成の場合、ハードマスク膜は、クロム系材料が適用可能である。 As the material for forming the light-shielding film of the binary mask blank, a material containing a transition metal and silicon (hereinafter referred to as a transition metal silicide-based material) and a tantalum-based material are preferably used in addition to a chromium-based material. When a light-shielding film is formed of a chromium-based material and a hard mask film is provided on the light-shielding film, a silicon-based material, a tantalum-based material, or a TaHf-based material can be applied to the hard mask film. In the case where a light-shielding film is formed of a transition metal silicide-based material and a hard mask film is provided on the light-shielding film, a chromium-based material, a tantalum-based material, or a TaHf-based material can be applied to the hard mask film. When a light-shielding film is formed of a tantalum-based material and a hard mask film is provided on the light-shielding film, a chromium-based material can be applied to the hard mask film.

(3)反射型マスクブランクの場合
反射型マスクブランクは、基板上に露光光を反射する多層反射膜、多層反射膜を保護する保護膜、転写パターンを形成する吸収体膜がこの順に積層した構成を備えたものである。また、吸収体膜の上にハードマスク膜を備える構成や、保護膜と吸収体膜の間にバッファ膜を備える構成もある。例えば、保護膜(第1の膜12)と吸収体膜(第2の膜14)を、前記に示した本発明の第1の膜と第2の膜との間の関係を満たし、かつ各膜が本来求められている機能(光学特性、エッチング特性等)を満たすよう、保護膜と吸収体膜の材料をそれぞれ選定すると、本発明の効果を得ることができる。
(3) In the case of a reflective mask blank The reflective mask blank has a structure in which a multilayer reflective film that reflects exposure light, a protective film that protects the multilayer reflective film, and an absorber film that forms a transfer pattern are laminated in this order on a substrate. It is equipped with. Further, there is also a configuration in which a hard mask film is provided on the absorber film and a configuration in which a buffer film is provided between the protective film and the absorber film. For example, the protective film (first film 12) and the absorber film (second film 14) satisfy the relationship between the first film and the second film of the present invention shown above, and each of them. The effect of the present invention can be obtained by selecting the materials of the protective film and the absorber film so that the film satisfies the originally required functions (optical characteristics, etching characteristics, etc.).

バッファ膜(第1の膜12)と吸収体膜(第2の膜14)を、前記に示した本発明の第1の膜と第2の膜との間の関係を満たし、かつ各膜が本来求められている機能(光学特性、エッチング特性等)を満たすよう、バッファ膜と吸収体膜の材料をそれぞれ選定するとよい。
また、吸収体膜(第1の膜12)とハードマスク膜(第2の膜14)を、前記に示した本発明の第1の膜と第2の膜との間の関係を満たし、かつ各膜が本来求められている機能(光学特性、エッチング特性等)を満たすよう、吸収体膜とハードマスク膜の材料をそれぞれ選定するとよい。
The buffer membrane (first membrane 12) and the absorber membrane (second membrane 14) satisfy the relationship between the first membrane and the second membrane of the present invention shown above, and each membrane satisfies the relationship. It is advisable to select the materials of the buffer film and the absorber film, respectively, so as to satisfy the originally required functions (optical characteristics, etching characteristics, etc.).
Further, the absorber film (first film 12) and the hard mask film (second film 14) satisfy the relationship between the first film and the second film of the present invention shown above, and It is advisable to select the materials of the absorber film and the hard mask film so that each film satisfies the originally required functions (optical characteristics, etching characteristics, etc.).

露光光にEUV(Extreme Ultra Violet)光が適用される反射型マスクブランクの場合、保護膜にはルテニウムを含有する材料が好適であり、吸収体膜にはタンタル系材料やTaHf系材料が特に好ましく用いられる。タンタル系材料で吸収体膜を形成し、この吸収体膜の上にハードマスク膜を設ける構成の場合、ハードマスク膜は、クロム系材料が適用可能である。
タンタル系材料で吸収体膜を形成し、保護膜と吸収体膜の間にバッファ膜を備える構成の場合、バッファ膜はクロム系材料が適用可能である。
In the case of a reflective mask blank to which EUV (Extreme Ultra Violet) light is applied to the exposure light, a material containing ruthenium is preferable for the protective film, and a tantalum-based material or a TaHf-based material is particularly preferable for the absorber film. Used. In the case of a configuration in which an absorber film is formed of a tantalum-based material and a hard mask film is provided on the absorber film, a chromium-based material can be applied to the hard mask film.
In the case where the absorber film is formed of a tantalum-based material and a buffer film is provided between the protective film and the absorber film, a chromium-based material can be applied to the buffer film.

前記所定波長は、488nm〜532nmであることが好ましい。
前記所定波長の光は、マスクブランクの欠陥検査装置において用いられる検査光であることが好ましい。
The predetermined wavelength is preferably 488 nm to 532 nm.
The light having the predetermined wavelength is preferably the inspection light used in the mask blank defect inspection apparatus.

第1の膜12上に第2の膜14が積層した状態における第2の膜14の所定波長の光に対する表面反射率は、20%以上であることが好ましい。 The surface reflectance of the second film 14 with respect to light of a predetermined wavelength in a state where the second film 14 is laminated on the first film 12 is preferably 20% or more.

第1の膜12は、露光光に対する透過率が1%以上である光半透過膜であることが好ましい。
光半透過膜は、前記光半透過膜を透過した露光光に対し、前記光半透過膜の厚さと同じ距離の空気中を通過した露光光との間で所定の位相差を生じさせる機能を有することが好ましい。
すなわち、第1の膜12は、ハーフトーン位相シフト膜であることが好ましい。
The first film 12 is preferably a translucent film having a transmittance of 1% or more with respect to the exposure light.
The light semi-transmissive film has a function of causing a predetermined phase difference between the exposure light transmitted through the light semi-transmissive film and the exposure light passing through the air at the same distance as the thickness of the light semi-transmissive film. It is preferable to have.
That is, the first film 12 is preferably a halftone phase shift film.

第1の膜12は、ケイ素(Si)および窒素(N)を含有する材料で形成されていることが好ましい。そのような材料の例としては、MoSiN等が挙げられる。 The first film 12 is preferably formed of a material containing silicon (Si) and nitrogen (N). Examples of such materials include MoSiN and the like.

第2の膜14は、遮光膜であることが好ましい。
第2の膜14は、クロム(Cr)を含有し、さらに酸素(O)、窒素(N)および炭素(C)から選ばれる1以上の元素を含有する材料で形成されていることが好ましい。そのような材料の例としては、CrO、CrN、CrON、CrOCN、CrBON、CrBOCN等が挙げられる。
The second film 14 is preferably a light-shielding film.
The second film 14 is preferably formed of a material containing chromium (Cr) and further containing one or more elements selected from oxygen (O), nitrogen (N) and carbon (C). Examples of such materials include CrO, CrN, CrON, CrOCN, CrBON, CrBOCN and the like.

前記光半透過膜および前記遮光膜の積層構造における露光光に対する光学濃度は、2.5以上であることが求められ、2.8以上であることが好ましい。このようなマスクブランクを用いて製造された転写用マスクであれば、露光装置を用いて半導体ウェハ上のレジスト膜にパターンを露光転写したときに、転写用マスクの転写用パターンが形成された領域以外の外周領域を透過した露光光によって、半導体ウェハ上のレジスト膜が影響を受けることを抑制できるからである。 The optical density with respect to the exposure light in the laminated structure of the light semi-transmissive film and the light-shielding film is required to be 2.5 or more, and preferably 2.8 or more. In the case of a transfer mask manufactured using such a mask blank, when the pattern is exposed and transferred to a resist film on a semiconductor wafer using an exposure apparatus, the region where the transfer pattern of the transfer mask is formed. This is because it is possible to suppress the influence of the resist film on the semiconductor wafer by the exposure light transmitted through the outer peripheral region other than the above.

本実施形態のマスクブランク10において、第1の膜および第2の膜の各膜は、単層構造、2層以上の積層構造、膜の厚さ方向に組成傾斜した構造のいずれの膜構造を有していてもよい。 In the mask blank 10 of the present embodiment, each of the first film and the second film has a single-layer structure, a laminated structure of two or more layers, and a film structure whose composition is inclined in the thickness direction of the film. You may have.

本実施形態のマスクブランク10において、透光性基板20の材料の例としては、合成石英ガラスのほか、石英ガラス、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、低熱膨張ガラス(SiO−TiOガラス等)などが挙げられる。合成石英ガラスは、ArFエキシマレーザー光(波長193nm)に対する透過率が高く、マスクブランクの基板(透光性基板)を形成する材料として特に好ましい。 In the mask blank 10 of the present embodiment, examples of the material of the translucent substrate 20 include synthetic quartz glass, quartz glass, aluminosilicate glass, soda lime glass, and low thermal expansion glass (SiO 2- TiO 2 glass, etc.). And so on. Synthetic quartz glass has a high transmittance for ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), and is particularly preferable as a material for forming a mask blank substrate (translucent substrate).

本発明のマスクブランクおよび転写用マスクに適用される露光光としては、ArFエキシマレーザー光、KrFエキシマレーザー光、i線光等を用いることが可能であり、特に制限はないが、ArFエキシマレーザー光を用いることが好ましい。 As the exposure light applied to the mask blank and the transfer mask of the present invention, ArF excimer laser light, KrF excimer laser light, i-ray light and the like can be used, and there is no particular limitation, but ArF excimer laser light Is preferably used.

(転写用マスク)
上記で説明したマスクブランク10の第1の膜12に第1のパターンを形成し、第2の膜14に第2のパターンを形成することによって、転写用マスクを製造することができる。第1の膜12への第1のパターンの形成、及び、第2の膜14への第2のパターンの形成には、公知のパターン形成方法を用いることが可能である。
(Transfer mask)
A transfer mask can be manufactured by forming a first pattern on the first film 12 of the mask blank 10 described above and forming a second pattern on the second film 14. A known pattern forming method can be used for forming the first pattern on the first film 12 and forming the second pattern on the second film 14.

例えば、第2の膜14の表面に第1のパターンを有するレジスト膜を形成し、塩素系ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いるドライエッチングによって、第2の膜14に第1のパターンを形成する。つぎに、第1のパターンを有するレジスト膜を剥離した後、第1のパターンを有する第2の膜14をマスクとして、フッ素系ガスを用いるドライエッチングによって、第1の膜12に第1のパターンを形成する。つぎに、第2の膜14の表面に第2のパターンを有するレジスト膜を形成し、塩素系ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いるドライエッチングによって、第2の膜14に第2のパターンを形成する。これにより、第1の膜12へ第1のパターンを形成し、第2の膜14へ第2のパターンを形成することができる。 For example, a resist film having a first pattern is formed on the surface of the second film 14, and a first pattern is formed on the second film 14 by dry etching using a mixed gas of a chlorine-based gas and an oxygen gas. To do. Next, after peeling off the resist film having the first pattern, the first pattern is formed on the first film 12 by dry etching using a fluorine-based gas using the second film 14 having the first pattern as a mask. To form. Next, a resist film having a second pattern is formed on the surface of the second film 14, and a second pattern is formed on the second film 14 by dry etching using a mixed gas of a chlorine-based gas and an oxygen gas. Form. As a result, the first pattern can be formed on the first film 12, and the second pattern can be formed on the second film 14.

なお、本発明の転写用マスクは、本発明のマスクブランクを用いて作製されるものである。このため、本発明の転写用マスクにおける透光性基板、第1の膜、及び第2の膜に係る諸特性は、上記で説明したマスクブランク10における透光性基板20、第1の膜12、及び第2の膜14と同様である。 The transfer mask of the present invention is produced by using the mask blank of the present invention. Therefore, the characteristics of the translucent substrate, the first film, and the second film in the transfer mask of the present invention are the translucent substrate 20 and the first film 12 in the mask blank 10 described above. , And the same as the second film 14.

(マスクブランクの製造方法)
本実施形態のマスクブランクの製造方法は、以下の工程を備えている。
(1)透光性基板20上に、第1の膜12をスパッタリング法によって形成する工程。
(2)透光性基板20上に形成された第1の膜12に対し、検査光を照射して欠陥検査を行う第1欠陥検査工程。
(3)第1の膜12の上に第2の膜14をスパッタリング法によって形成する工程。
(4)第1の膜12の上に形成された第2の膜14に対し、検査光を照射して欠陥検査を行う第2欠陥検査工程。
(Manufacturing method of mask blank)
The mask blank manufacturing method of the present embodiment includes the following steps.
(1) A step of forming a first film 12 on a translucent substrate 20 by a sputtering method.
(2) A first defect inspection step of irradiating the first film 12 formed on the translucent substrate 20 with inspection light to inspect the defects.
(3) A step of forming a second film 14 on the first film 12 by a sputtering method.
(4) A second defect inspection step of irradiating the second film 14 formed on the first film 12 with inspection light to inspect the defects.

本実施形態のマスクブランクの製造方法において、第1の膜12および第2の膜14は、第1の膜12の上に第2の膜14が積層した状態における第2の膜14の所定波長の光に対する表面反射率から、第1の膜12の上に他の膜が積層していない状態における第1の膜12の所定波長の光に対する表面反射率を差し引いて算出した差が10%以下となる条件で形成される。 In the method for producing a mask blank of the present embodiment, the first film 12 and the second film 14 have a predetermined wavelength of the second film 14 in a state where the second film 14 is laminated on the first film 12. The difference calculated by subtracting the surface reflectance of the first film 12 for light of a predetermined wavelength in a state where no other film is laminated on the first film 12 is 10% or less. It is formed under the conditions that

第1の膜12上に第2の膜14が積層した状態における第2の膜14の所定波長の光に対する表面反射率は、20%以上であることが好ましい。 The surface reflectance of the second film 14 with respect to light of a predetermined wavelength in a state where the second film 14 is laminated on the first film 12 is preferably 20% or more.

第1の膜12および第2の膜14は、第1の膜12上に他の膜が積層していない状態における第1の膜12の所定波長の光に対する表面反射率と、第1の膜12上に第2の膜14が積層した状態における第2の膜14の所定波長の光に対する表面反射率がいずれも35%以下であることが好ましい。 The first film 12 and the second film 14 have the surface reflectance of the first film 12 with respect to light of a predetermined wavelength in a state where no other film is laminated on the first film 12, and the first film. It is preferable that the surface reflectance of the second film 14 with respect to light of a predetermined wavelength in a state where the second film 14 is laminated on the 12 is 35% or less.

前記所定波長の光は、第1欠陥検査工程あるいは第2欠陥検査工程において用いられる欠陥検査装置の検査光であることが好ましい。
前記所定波長は、488nm〜532nmであることが好ましい。
The light having the predetermined wavelength is preferably the inspection light of the defect inspection apparatus used in the first defect inspection step or the second defect inspection step.
The predetermined wavelength is preferably 488 nm to 532 nm.

第1の膜12及び第2の膜14の欠陥検査には、公知のマスクブランク用欠陥検査装置を用いることが可能である。例えば、特許第3210654号公報に開示された欠陥検査装置を用いることが可能である。 A known mask blank defect inspection device can be used for defect inspection of the first film 12 and the second film 14. For example, the defect inspection apparatus disclosed in Japanese Patent No. 3210654 can be used.

以下、実施例により、本発明について更に具体的に説明する。
(実施例1)
実施例1では、まず、合成石英ガラスからなる透光性基板上に、枚葉式スパッタ装置を用いて、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)との混合ターゲット(原子%比 Mo:Si=11:89)を用い、アルゴンと窒素とヘリウムの混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、MoSiNからなる第1の膜(ハーフトーン位相シフト膜)を膜厚69nmで成膜した。位相シフト量測定装置(レーザーテック社 MPM193)を用い、このハーフトーン位相シフト膜のArF露光光の波長である波長193nmの光に対する透過率と位相シフト量をそれぞれ測定したところ、透過率が6.16%、位相シフト量が178.1度であった。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
(Example 1)
In Example 1, first, a mixed target (atomic% ratio Mo: Si = 11) of molybdenum (Mo) and silicon (Si) is used on a translucent substrate made of synthetic quartz glass by using a single-wafer sputtering apparatus. : 89) was used to form a first film (halftone phase shift film) made of MoSiN with a film thickness of 69 nm by reactive sputtering (DC sputtering) in a mixed gas atmosphere of argon, nitrogen and helium. Using a phase shift amount measuring device (MPM193 manufactured by Lasertech), the transmittance and the phase shift amount for light having a wavelength of 193 nm, which is the wavelength of ArF exposure light of this halftone phase shift film, were measured, and the transmittance was 6.16. %, The phase shift amount was 178.1 degrees.

透光性基板の上に第1の膜を成膜した後、欠陥検査装置(レーザーテック社、M1320)を用いて、第1の膜の欠陥の位置及びそのサイズを測定した。なお、この欠陥検査装置で使用されている検査光の波長は488nmである。次に、分光光度計(日立ハイテクノロジー社、U−4100)を用いて、波長200nmから800nmまでの光に対する第1の膜の表面反射率を測定した。 After forming the first film on the translucent substrate, the position and size of the defect of the first film were measured using a defect inspection device (Lasertec, M1320). The wavelength of the inspection light used in this defect inspection apparatus is 488 nm. Next, the surface reflectance of the first film with respect to light having a wavelength of 200 nm to 800 nm was measured using a spectrophotometer (Hitachi High Technology Co., Ltd., U-4100).

次に、第1の膜の上に、下層、中間層、及び上層の3層からなる第2の膜(遮光膜)を成膜した。具体的には、枚葉式スパッタ装置で、クロム(Cr)ターゲットを用い、アルゴンと二酸化炭素と窒素とヘリウムの混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、CrOCN膜(下層)を膜厚30nmで成膜した。次に、下層の上に、枚葉式スパッタ装置で、クロム(Cr)ターゲットを用い、アルゴンと窒素の混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、CrN膜(中間層)を膜厚4nmで成膜した。次に、中間層の上に、枚葉式スパッタ装置で、クロム(Cr)ターゲットを用い、アルゴンと二酸化炭素と窒素とヘリウムの混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、CrOCN膜(上層)を膜厚14nmで成膜した。なお、このハーフトーン位相シフト膜と遮光膜の積層構造におけるArF露光光(波長193nm)に対する光学濃度は3以上であった。 Next, a second film (light-shielding film) composed of three layers, a lower layer, an intermediate layer, and an upper layer, was formed on the first film. Specifically, in a single-wafer sputtering apparatus, a CrOCN film (lower layer) is formed by reactive sputtering (DC sputtering) in a mixed gas atmosphere of argon, carbon dioxide, nitrogen, and helium using a chromium (Cr) target. A film was formed with a thickness of 30 nm. Next, on the lower layer, a CrN film (intermediate layer) is filmed by reactive sputtering (DC sputtering) in a mixed gas atmosphere of argon and nitrogen using a chromium (Cr) target with a single-wafer sputtering device. A film was formed at 4 nm. Next, on the intermediate layer, a CrOCN film (CrOCN film) was subjected to reactive sputtering (DC sputtering) in a mixed gas atmosphere of argon, carbon dioxide, nitrogen and helium using a chromium (Cr) target in a single-wafer sputtering apparatus. The upper layer) was formed with a film thickness of 14 nm. The optical density of the laminated structure of the halftone phase shift film and the light-shielding film with respect to ArF exposure light (wavelength 193 nm) was 3 or more.

第1の膜の上に第2の膜を成膜した後、欠陥検査装置(レーザーテック社、M1320)を用いて、第2の膜の欠陥の位置及びそのサイズを測定した。また、分光光度計を用いて、波長200nmから800nmまでの光に対する第1の膜の上に積層した状態における第2の膜の表面反射率を測定した。 After forming the second film on the first film, the position and size of the defect of the second film were measured using a defect inspection device (Lasertec, M1320). Further, using a spectrophotometer, the surface reflectance of the second film in a state of being laminated on the first film with respect to light having a wavelength of 200 nm to 800 nm was measured.

以下の表1に、上記で作製した実施例1のマスクブランクの構成、膜材料、光学特性、及び成膜条件を示す。なお、第1の膜と第2の膜の波長488nm及び波長532nmの光に対する各光学特性(屈折率n及び消衰係数k)については、光学式薄膜特性測定装置(n&kテクノロジー社、n&k1280)を用いて算出した。ただし、透光性基板上に第1の膜のみ形成したものと、透光性基板上に第2の膜のみ形成したものを別に準備し、これらを用いて第1の膜と第2の膜の各光学特性を算出している。この光学特性の算出に関しては、以降の各実施例および比較例においても同様である。 Table 1 below shows the structure, film material, optical characteristics, and film forming conditions of the mask blank of Example 1 produced above. For each optical characteristic (refractive index n and extinction coefficient k) of the first film and the second film with respect to light having a wavelength of 488 nm and a wavelength of 532 nm, an optical thin film characteristic measuring device (n & k Technology, n & k1280) is used. Calculated using. However, a film in which only the first film is formed on the translucent substrate and a film in which only the second film is formed on the translucent substrate are separately prepared, and these are used to prepare the first film and the second film. Each optical characteristic of is calculated. The calculation of this optical characteristic is the same in each of the following Examples and Comparative Examples.

Figure 0006830985
Figure 0006830985

図2は、実施例1で作製したマスクブランクの第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における反射率スペクトルと、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における反射率スペクトルをそれぞれ示している。
図2に示すように、実施例1で作製したマスクブランクにおいて、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の所定波長の光に対する表面反射率から、第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の所定波長の光に対する表面反射率を差し引いて算出した差は、概ね10%以下であった。
FIG. 2 shows a reflectance spectrum in a state in which no other film is laminated on the first film of the mask blank produced in Example 1, and a state in which the second film is laminated on the first film. The reflectance spectra in the above are shown respectively.
As shown in FIG. 2, in the mask blank produced in Example 1, the first film is based on the surface reflectance of the second film with respect to light of a predetermined wavelength in a state where the second film is laminated on the first film. The difference calculated by subtracting the surface reflectance of the first film with respect to the light of a predetermined wavelength in the state where the other film was not laminated on the film was about 10% or less.

特に、波長488nm〜532nmの光に対して、表面反射率の差が小さい結果となった。例えば、波長488nmの光に対して、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の表面反射率は、28.4%であり、第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の表面反射率は、26.3%であり、その差は2.1%であった。波長532nmの光に対して、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の表面反射率は、29.7%であり、第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の表面反射率は、28.4%であり、その差は1.3%であった。 In particular, the difference in surface reflectance was small with respect to light having a wavelength of 488 nm to 532 nm. For example, with respect to light having a wavelength of 488 nm, the surface reflectance of the second film in a state where the second film is laminated on the first film is 28.4%, which is on the first film. The surface reflectance of the first film in the state where the other films were not laminated was 26.3%, and the difference was 2.1%. The surface reflectance of the second film in the state where the second film is laminated on the first film is 29.7% with respect to light having a wavelength of 532 nm, and the other film is on the first film. The surface reflectance of the first film in the state where the films were not laminated was 28.4%, and the difference was 1.3%.

図3は、実施例1で作製したマスクブランクに対する欠陥検査により、同じ座標で検出された第1の膜の欠陥サイズ及び第2の膜の欠陥サイズを比較した結果を示すグラフである。なお、図3のグラフは、1枚のマスクブランクの欠陥サイズのデータではなく、複数枚のマスクブランクの欠陥サイズのデータを集積したものである。図3において、横軸は、第1の膜で検出された欠陥のサイズを示している。縦軸は、第2の膜で検出された欠陥のサイズを示している。四角形の点は、ピンホール(凹欠陥)を示している。丸形の点は、パーティクル(凸欠陥)を示している。それぞれの点は、第1の膜で検出された欠陥のサイズと、その欠陥と同じ位置(座標)において第2の膜で検出された欠陥のサイズを示している。横軸がX軸、縦軸がY軸であると仮定したとき、Y=Xの直線よりも上方に位置する点は、第1の膜で検出された欠陥のサイズよりも、第2の膜で検出された欠陥のサイズが大きいことを示している。反対に、Y=Xの直線よりも下方に位置する点は、第1の膜で検出された欠陥のサイズよりも、第2の膜で検出された欠陥のサイズが小さいことを示している。なお、以下の実施例でも、欠陥サイズのグラフ(散布図)の見方は同様である。 FIG. 3 is a graph showing the results of comparing the defect size of the first film and the defect size of the second film detected at the same coordinates by the defect inspection on the mask blank produced in Example 1. The graph of FIG. 3 is not the data of the defect size of one mask blank, but the data of the defect size of a plurality of mask blanks. In FIG. 3, the horizontal axis represents the size of the defect detected in the first film. The vertical axis shows the size of the defect detected in the second film. The square dots indicate pinholes (concave defects). The round dots indicate particles (convex defects). Each point indicates the size of the defect detected in the first film and the size of the defect detected in the second film at the same position (coordinates) as the defect. Assuming that the horizontal axis is the X axis and the vertical axis is the Y axis, the point located above the Y = X straight line is the second film rather than the size of the defect detected in the first film. It shows that the size of the defect detected in is large. On the contrary, the point located below the Y = X straight line indicates that the size of the defect detected in the second film is smaller than the size of the defect detected in the first film. In the following examples, the view of the defect size graph (scatter plot) is the same.

図2及び図3より、位相シフト膜の上に遮光膜が積層した状態における遮光膜の表面反射率から、遮光膜が積層していない状態(位相シフト膜の表面が露出した状態)における位相シフト膜の表面反射率を差し引いて算出した差が10%以下である場合、位相シフト膜の欠陥検査で検出された欠陥サイズよりも、その欠陥と同じ位置において遮光膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が大きくなる傾向があることが分かる。 From FIGS. 2 and 3, from the surface reflectance of the light-shielding film in the state where the light-shielding film is laminated on the phase-shift film, the phase shift in the state where the light-shielding film is not laminated (the surface of the phase-shift film is exposed). When the difference calculated by subtracting the surface reflectance of the film is 10% or less, the defect detected by the defect inspection of the light-shielding film at the same position as the defect is larger than the defect size detected by the defect inspection of the phase shift film. It can be seen that the size of the above tends to be larger.

また、位相シフト膜の上に遮光膜が積層した状態における遮光膜の表面反射率が20%以上である場合、位相シフト膜の欠陥検査で検出された欠陥サイズよりも、その欠陥と同じ位置において遮光膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が大きくなる傾向があることが分かる。 Further, when the surface reflectance of the light-shielding film in the state where the light-shielding film is laminated on the phase-shift film is 20% or more, the defect size detected by the defect inspection of the phase-shift film is at the same position as the defect. It can be seen that the size of the defect detected by the defect inspection of the light-shielding film tends to be larger.

さらに、位相シフト膜の上に他の膜が積層していない状態における位相シフト膜の表面反射率と、位相シフト膜の上に遮光膜が積層した状態における遮光膜の表面反射率がいずれも35%以下である場合、位相シフト膜の欠陥検査で検出された欠陥サイズよりも、その欠陥と同じ位置において遮光膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が大きくなる傾向があることが分かる。 Further, the surface reflectance of the phase shift film in the state where no other film is laminated on the phase shift film and the surface reflectance of the light shielding film in the state where the light shielding film is laminated on the phase shift film are both 35. When it is less than%, it can be seen that the size of the defect detected by the defect inspection of the light-shielding film tends to be larger than the defect size detected by the defect inspection of the phase shift film at the same position as the defect. ..

(実施例2)
実施例2では、まず、合成石英ガラスからなる透光性基板上に、枚葉式スパッタ装置を用いて、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)との混合ターゲット(原子%比 Mo:Si=11:89)を用い、アルゴンと窒素とヘリウムの混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、MoSiNからなる第1の膜(ハーフトーン位相シフト膜)を膜厚69nmで成膜した。位相シフト量測定装置(レーザーテック社 MPM193)を用い、このハーフトーン位相シフト膜のArF露光光の波長である波長193nmの光に対する透過率と位相シフト量をそれぞれ測定したところ、透過率が6.16%、位相シフト量が178.1度であった。
(Example 2)
In Example 2, first, a mixed target (atomic% ratio Mo: Si = 11) of molybdenum (Mo) and silicon (Si) was used on a translucent substrate made of synthetic quartz glass using a single-wafer sputtering apparatus. : 89) was used to form a first film (halftone phase shift film) made of MoSiN with a film thickness of 69 nm by reactive sputtering (DC sputtering) in a mixed gas atmosphere of argon, nitrogen and helium. Using a phase shift amount measuring device (MPM193 manufactured by Lasertech), the transmittance and the phase shift amount for light having a wavelength of 193 nm, which is the wavelength of ArF exposure light of this halftone phase shift film, were measured, and the transmittance was 6.16. %, The phase shift amount was 178.1 degrees.

透光性基板の上に第1の膜を成膜した後、欠陥検査装置(レーザーテック社、M1320)を用いて、第1の膜の欠陥の位置及びそのサイズを測定した。また、分光光度計(日立ハイテクノロジー社、U−4100)を用いて、波長200nmから800nmまでの光に対する第1の膜の表面反射率を測定した。 After forming the first film on the translucent substrate, the position and size of the defect of the first film were measured using a defect inspection device (Lasertec, M1320). In addition, the surface reflectance of the first film with respect to light having a wavelength of 200 nm to 800 nm was measured using a spectrophotometer (Hitachi High Technology Co., Ltd., U-4100).

次に、第1の膜の上に、下層、中間層、及び上層の3層からなる第2の膜(遮光膜)を成膜した。具体的には、インライン式スパッタ装置によるクロム(Cr)ターゲットを用いた反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、CrN膜(下層)、CrC膜(中間層)およびCrON膜(上層)を連続成膜した。下層と中間層の合計の膜厚は26nmとなるように成膜し、上層は膜厚22nmになるように成膜した。なお、このハーフトーン位相シフト膜と遮光膜の積層構造におけるArF露光光(波長193nm)に対する光学濃度は3以上であった。 Next, a second film (light-shielding film) composed of three layers, a lower layer, an intermediate layer, and an upper layer, was formed on the first film. Specifically, a CrN film (lower layer), a CrC film (intermediate layer), and a CrON film (upper layer) were continuously formed by reactive sputtering (DC sputtering) using a chrome (Cr) target by an in-line sputtering device. .. The film thickness of the lower layer and the intermediate layer was formed to be 26 nm, and the film thickness of the upper layer was formed to be 22 nm. The optical density of the laminated structure of the halftone phase shift film and the light-shielding film with respect to ArF exposure light (wavelength 193 nm) was 3 or more.

第1の膜の上に第2の膜を成膜した後、欠陥検査装置(レーザーテック社、M1320)を用いて、第2の膜の欠陥の位置及びそのサイズを測定した。また、分光光度計(日立ハイテクノロジー社、U−4100)を用いて、波長200nmから800nmまでの光に対する第1の膜の上に積層した状態における第2の膜の表面反射率を測定した。 After forming the second film on the first film, the position and size of the defect of the second film were measured using a defect inspection device (Lasertec, M1320). Further, using a spectrophotometer (Hitachi High Technology Co., Ltd., U-4100), the surface reflectance of the second film in a state of being laminated on the first film with respect to light having a wavelength of 200 nm to 800 nm was measured.

以下の表2に、上記で作製した実施例2のマスクブランクの構成、膜材料、光学特性、及び成膜条件を示す。 Table 2 below shows the structure, film material, optical characteristics, and film forming conditions of the mask blank of Example 2 produced above.

Figure 0006830985
Figure 0006830985

図4は、実施例2で作製したマスクブランクの第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における反射率スペクトルと、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における反射率スペクトルをそれぞれ示している。
図4に示すように、実施例2で作製したマスクブランクにおいて、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の所定波長の光に対する表面反射率から、第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の所定波長の光に対する表面反射率を差し引いて算出した差は、概ね10%以下であった。
FIG. 4 shows a reflectance spectrum in a state in which no other film is laminated on the first film of the mask blank produced in Example 2, and a state in which the second film is laminated on the first film. The reflectance spectra in the above are shown respectively.
As shown in FIG. 4, in the mask blank produced in Example 2, the first film is based on the surface reflectance of the second film with respect to light of a predetermined wavelength in a state where the second film is laminated on the first film. The difference calculated by subtracting the surface reflectance of the first film with respect to the light of a predetermined wavelength in the state where the other film was not laminated on the film was about 10% or less.

特に、波長488nm〜532nmの光に対して、表面反射率の差が小さい結果となった。例えば、波長488nmの光に対して、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の表面反射率は、24.7%であり、第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の表面反射率は、26.3%であり、その差は−1.6%であった。波長532nmの光に対して、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の表面反射率は、27.6%であり、第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の表面反射率は、28.4%であり、その差は−0.8%であった。 In particular, the difference in surface reflectance was small with respect to light having a wavelength of 488 nm to 532 nm. For example, with respect to light having a wavelength of 488 nm, the surface reflectance of the second film in a state where the second film is laminated on the first film is 24.7%, which is on the first film. The surface reflectance of the first film in the state where the other films were not laminated was 26.3%, and the difference was -1.6%. The surface reflectance of the second film in the state where the second film is laminated on the first film is 27.6% with respect to light having a wavelength of 532 nm, and the other film is on the first film. The surface reflectance of the first film in the state where the films were not laminated was 28.4%, and the difference was −0.8%.

図5は、実施例2で作製したマスクブランクに対する欠陥検査により、同じ座標で検出された第1の膜の欠陥サイズ及び第2の膜の欠陥サイズを比較した結果を示すグラフである。 FIG. 5 is a graph showing the results of comparing the defect size of the first film and the defect size of the second film detected at the same coordinates by the defect inspection on the mask blank produced in Example 2.

図4及び図5より、位相シフト膜の上に遮光膜が積層した状態における遮光膜の表面反射率から、遮光膜が積層していない状態(位相シフト膜の表面が露出した状態)における位相シフト膜の表面反射率を差し引いて算出した差が10%以下である場合、位相シフト膜の欠陥検査で検出された欠陥サイズよりも、その欠陥と同じ位置において遮光膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が大きくなる傾向があることが分かる。 From FIGS. 4 and 5, from the surface reflectance of the light-shielding film in the state where the light-shielding film is laminated on the phase-shift film, the phase shift in the state where the light-shielding film is not laminated (the surface of the phase-shift film is exposed). When the difference calculated by subtracting the surface reflectance of the film is 10% or less, the defect detected by the defect inspection of the light-shielding film at the same position as the defect is larger than the defect size detected by the defect inspection of the phase shift film. It can be seen that the size of the above tends to be larger.

また、位相シフト膜の上に遮光膜が積層した状態における遮光膜の表面反射率が20%以上である場合、位相シフト膜の欠陥検査で検出された欠陥サイズよりも、その欠陥と同じ位置において遮光膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が大きくなる傾向があることが分かる。 Further, when the surface reflectance of the light-shielding film in the state where the light-shielding film is laminated on the phase-shift film is 20% or more, the defect size detected by the defect inspection of the phase-shift film is at the same position as the defect. It can be seen that the size of the defect detected by the defect inspection of the light-shielding film tends to be larger.

さらに、位相シフト膜の上に他の膜が積層していない状態における位相シフト膜の表面反射率と、位相シフト膜の上に遮光膜が積層した状態における遮光膜の表面反射率がいずれも35%以下である場合、位相シフト膜の欠陥検査で検出された欠陥サイズよりも、その欠陥と同じ位置において遮光膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が大きくなる傾向があることが分かる。 Further, the surface reflectance of the phase shift film in the state where no other film is laminated on the phase shift film and the surface reflectance of the light shielding film in the state where the light shielding film is laminated on the phase shift film are both 35. When it is less than%, it can be seen that the size of the defect detected by the defect inspection of the light-shielding film tends to be larger than the defect size detected by the defect inspection of the phase shift film at the same position as the defect. ..

(実施例3)
実施例3では、まず、合成石英ガラスからなる透光性基板上に、枚葉式スパッタ装置を用いて、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)との混合ターゲット(原子%比 Mo:Si=11:89)を用い、アルゴンと窒素とヘリウムの混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、MoSiNからなる第1の膜(ハーフトーン位相シフト膜)を膜厚69nmで成膜した。位相シフト量測定装置(レーザーテック社 MPM193)を用い、このハーフトーン位相シフト膜のArF露光光の波長である波長193nmの光に対する透過率と位相シフト量をそれぞれ測定したところ、透過率が6.16%、位相シフト量が178.1度であった。
(Example 3)
In Example 3, first, a mixing target (atomic% ratio Mo: Si = 11) of molybdenum (Mo) and silicon (Si) is used on a translucent substrate made of synthetic quartz glass by using a single-wafer sputtering apparatus. : 89) was used to form a first film (halftone phase shift film) made of MoSiN with a film thickness of 69 nm by reactive sputtering (DC sputtering) in a mixed gas atmosphere of argon, nitrogen and helium. Using a phase shift amount measuring device (MPM193 manufactured by Lasertech), the transmittance and the phase shift amount for light having a wavelength of 193 nm, which is the wavelength of ArF exposure light of this halftone phase shift film, were measured, and the transmittance was 6.16. %, The phase shift amount was 178.1 degrees.

透光性基板の上に第1の膜を成膜した後、欠陥検査装置(レーザーテック社、M1320)を用いて、第1の膜の欠陥の位置及びそのサイズを測定した。また、分光光度計(日立ハイテクノロジー社、U−4100)を用いて、波長200nmから800nmまでの光に対する第1の膜の表面反射率を測定した。 After forming the first film on the translucent substrate, the position and size of the defect of the first film were measured using a defect inspection device (Lasertec, M1320). In addition, the surface reflectance of the first film with respect to light having a wavelength of 200 nm to 800 nm was measured using a spectrophotometer (Hitachi High Technology Co., Ltd., U-4100).

次に、第1の膜の上に、下層及び上層の2層からなる第2の膜(遮光膜)を成膜した。具体的には、枚葉式スパッタ装置で、クロム(Cr)ターゲットを用い、アルゴンと二酸化炭素と窒素とヘリウムの混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、CrOCN膜(下層)を膜厚47nmで成膜した。次に、下層の上に、枚葉式スパッタ装置で、クロム(Cr)ターゲットを用い、アルゴンと窒素の混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、CrN膜(上層)を膜厚5nmで成膜した。なお、このハーフトーン位相シフト膜と遮光膜の積層構造におけるArF露光光(波長193nm)に対する光学濃度は3以上であった。 Next, a second film (light-shielding film) composed of two layers, a lower layer and an upper layer, was formed on the first film. Specifically, in a single-wafer sputtering apparatus, a CrOCN film (lower layer) is formed by reactive sputtering (DC sputtering) in a mixed gas atmosphere of argon, carbon dioxide, nitrogen, and helium using a chromium (Cr) target. A film was formed with a thickness of 47 nm. Next, on the lower layer, a CrN film (upper layer) with a film thickness of 5 nm was formed by reactive sputtering (DC sputtering) in a mixed gas atmosphere of argon and nitrogen using a chromium (Cr) target with a single-wafer sputtering apparatus. The film was formed in. The optical density of the laminated structure of the halftone phase shift film and the light-shielding film with respect to ArF exposure light (wavelength 193 nm) was 3 or more.

第1の膜の上に第2の膜を成膜した後、欠陥検査装置(レーザーテック社、M1320)を用いて、第2の膜の欠陥の位置及びそのサイズを測定した。また、分光光度計(日立ハイテクノロジー社、U−4100)を用いて、波長200nmから800nmまでの光に対する第1の膜の上に積層した状態における第2の膜の表面反射率を測定した。 After forming the second film on the first film, the position and size of the defect of the second film were measured using a defect inspection device (Lasertec, M1320). Further, using a spectrophotometer (Hitachi High Technology Co., Ltd., U-4100), the surface reflectance of the second film in a state of being laminated on the first film with respect to light having a wavelength of 200 nm to 800 nm was measured.

以下の表3に、上記で作製した実施例3のマスクブランクの構成、膜材料、光学特性、及び成膜条件を示す。 Table 3 below shows the structure, film material, optical characteristics, and film forming conditions of the mask blank of Example 3 produced above.

Figure 0006830985
Figure 0006830985

図6は、実施例3で作製したマスクブランクの第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における反射率スペクトルと、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における反射率スペクトルをそれぞれ示している。
図6に示すように、実施例3で作製したマスクブランクにおいて、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の所定波長の光に対する表面反射率から、第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の所定波長の光に対する表面反射率を差し引いて算出した差は、概ね10%以下であった。
FIG. 6 shows the reflectance spectrum in the state where the other film is not laminated on the first film of the mask blank produced in Example 3, and the state in which the second film is laminated on the first film. The reflectance spectra in the above are shown respectively.
As shown in FIG. 6, in the mask blank produced in Example 3, the first film is based on the surface reflectance of the second film with respect to light of a predetermined wavelength in a state where the second film is laminated on the first film. The difference calculated by subtracting the surface reflectance of the first film with respect to the light of a predetermined wavelength in the state where the other film was not laminated on the film was about 10% or less.

特に、波長488nm〜532nmの光に対して、表面反射率の差が小さい結果となった。例えば、波長488nmの光に対して、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の表面反射率は、32.6%であり、第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の表面反射率は、26.3%であり、その差は6.3%であった。波長532nmの光に対して、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の表面反射率は、29.6%であり、第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の表面反射率は、28.4%であり、その差は1.2%であった。 In particular, the difference in surface reflectance was small with respect to light having a wavelength of 488 nm to 532 nm. For example, with respect to light having a wavelength of 488 nm, the surface reflectance of the second film in a state where the second film is laminated on the first film is 32.6%, and is on the first film. The surface reflectance of the first film in the state where the other films were not laminated was 26.3%, and the difference was 6.3%. The surface reflectance of the second film in the state where the second film is laminated on the first film is 29.6% with respect to light having a wavelength of 532 nm, and the other film is on the first film. The surface reflectance of the first film in the state where the films were not laminated was 28.4%, and the difference was 1.2%.

図7は、実施例3で作製したマスクブランクに対する欠陥検査により、同じ座標で検出された第1の膜の欠陥サイズ及び第2の膜の欠陥サイズを比較した結果を示すグラフである。 FIG. 7 is a graph showing the results of comparing the defect size of the first film and the defect size of the second film detected at the same coordinates by the defect inspection on the mask blank produced in Example 3.

図6及び図7より、位相シフト膜の上に遮光膜が積層した状態における遮光膜の表面反射率から、遮光膜が積層していない状態(位相シフト膜の表面が露出した状態)における位相シフト膜の表面反射率を差し引いて算出した差が10%以下である場合、位相シフト膜の欠陥検査で検出された欠陥サイズよりも、その欠陥と同じ位置において遮光膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が大きくなる傾向があることが分かる。 From FIGS. 6 and 7, from the surface reflectance of the light-shielding film in the state where the light-shielding film is laminated on the phase-shift film, the phase shift in the state where the light-shielding film is not laminated (the surface of the phase-shift film is exposed). When the difference calculated by subtracting the surface reflectance of the film is 10% or less, the defect detected by the defect inspection of the light-shielding film at the same position as the defect is larger than the defect size detected by the defect inspection of the phase shift film. It can be seen that the size of the above tends to be larger.

また、位相シフト膜の上に遮光膜が積層した状態における遮光膜の表面反射率が20%以上である場合、位相シフト膜の欠陥検査で検出された欠陥サイズよりも、その欠陥と同じ位置において遮光膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が大きくなる傾向があることが分かる。 Further, when the surface reflectance of the light-shielding film in the state where the light-shielding film is laminated on the phase-shift film is 20% or more, the defect size detected by the defect inspection of the phase-shift film is at the same position as the defect. It can be seen that the size of the defect detected by the defect inspection of the light-shielding film tends to be larger.

さらに、位相シフト膜の上に他の膜が積層していない状態における位相シフト膜の表面反射率と、位相シフト膜の上に遮光膜が積層した状態における遮光膜の表面反射率がいずれも35%以下である場合、位相シフト膜の欠陥検査で検出された欠陥サイズよりも、その欠陥と同じ位置において遮光膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が大きくなる傾向があることが分かる。 Further, the surface reflectance of the phase shift film in the state where no other film is laminated on the phase shift film and the surface reflectance of the light shielding film in the state where the light shielding film is laminated on the phase shift film are both 35. When it is less than%, it can be seen that the size of the defect detected by the defect inspection of the light-shielding film tends to be larger than the defect size detected by the defect inspection of the phase shift film at the same position as the defect. ..

(実施例4)
実施例4では、まず、合成石英ガラスからなる透光性基板上に、枚葉式スパッタ装置を用いて、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)との混合ターゲット(原子%比 Mo:Si=11:89)を用い、アルゴンと窒素とヘリウムの混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、MoSiNからなる第3の膜(ハーフトーン位相シフト膜)を膜厚69nmで成膜した。位相シフト量測定装置(レーザーテック社 MPM193)を用い、このハーフトーン位相シフト膜のArF露光光の波長である波長193nmの光に対する透過率と位相シフト量をそれぞれ測定したところ、透過率が6.16%、位相シフト量が178.1度であった。
(Example 4)
In Example 4, first, a mixed target (atomic% ratio Mo: Si = 11) of molybdenum (Mo) and silicon (Si) is used on a translucent substrate made of synthetic quartz glass by using a single-wafer sputtering apparatus. : 89) was used to form a third film (halftone phase shift film) made of MoSiN with a film thickness of 69 nm by reactive sputtering (DC sputtering) in a mixed gas atmosphere of argon, nitrogen and helium. Using a phase shift amount measuring device (MPM193 manufactured by Lasertech), the transmittance and the phase shift amount for light having a wavelength of 193 nm, which is the wavelength of ArF exposure light of this halftone phase shift film, were measured, and the transmittance was 6.16. %, The phase shift amount was 178.1 degrees.

次に、第3の膜の上に、下層、中間層、及び上層の3層からなる第1の膜(遮光膜)を成膜した。具体的には、枚葉式スパッタ装置で、クロム(Cr)ターゲットを用い、アルゴンと二酸化炭素と窒素とヘリウムの混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、CrOCN膜(下層)を膜厚30nmで成膜した。次に、下層の上に、枚葉式スパッタ装置で、クロム(Cr)ターゲットを用い、アルゴンと窒素の混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、CrN膜(中間層)を膜厚4nmで成膜した。次に、中間層の上に、枚葉式スパッタ装置で、クロム(Cr)ターゲットを用い、アルゴンと二酸化炭素と窒素とヘリウムの混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、CrOCN膜(上層)を膜厚14nmで成膜した。なお、このハーフトーン位相シフト膜と遮光膜の積層構造におけるArF露光光(波長193nm)に対する光学濃度は3以上であった。 Next, a first film (light-shielding film) composed of three layers, a lower layer, an intermediate layer, and an upper layer, was formed on the third film. Specifically, in a single-wafer sputtering apparatus, a CrOCN film (lower layer) is formed by reactive sputtering (DC sputtering) in a mixed gas atmosphere of argon, carbon dioxide, nitrogen, and helium using a chromium (Cr) target. A film was formed with a thickness of 30 nm. Next, on the lower layer, a CrN film (intermediate layer) is filmed by reactive sputtering (DC sputtering) in a mixed gas atmosphere of argon and nitrogen using a chromium (Cr) target with a single-wafer sputtering device. A film was formed at 4 nm. Next, on the intermediate layer, a CrOCN film (CrOCN film) was subjected to reactive sputtering (DC sputtering) in a mixed gas atmosphere of argon, carbon dioxide, nitrogen and helium using a chromium (Cr) target in a single-wafer sputtering apparatus. The upper layer) was formed with a film thickness of 14 nm. The optical density of the laminated structure of the halftone phase shift film and the light-shielding film with respect to ArF exposure light (wavelength 193 nm) was 3 or more.

第3の膜の上に第1の膜を成膜した後、欠陥検査装置(レーザーテック社、M1320)を用いて、第1の膜の欠陥の位置及びそのサイズを測定した。また、分光光度計(日立ハイテクノロジー社、U−4100)を用いて、波長200nmから800nmまでの光に対する第3の膜の上に積層した状態における第1の膜の表面反射率を測定した。 After forming the first film on the third film, the position and size of the defect of the first film were measured using a defect inspection device (Lasertec, M1320). Further, using a spectrophotometer (Hitachi High Technology Co., Ltd., U-4100), the surface reflectance of the first film in a state of being laminated on the third film with respect to light having a wavelength of 200 nm to 800 nm was measured.

次に、第1の膜の上に、第2の膜(ハードマスク膜)を成膜した。具体的には、枚葉式スパッタ装置で、シリコン(Si)ターゲットを用い、アルゴンと酸素と窒素の混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、SiON膜(第2の膜)を膜厚15nmで成膜した。 Next, a second film (hardmask film) was formed on the first film. Specifically, in a single-wafer sputtering apparatus, a SiON film (second film) is formed by reactive sputtering (DC sputtering) in a mixed gas atmosphere of argon, oxygen, and nitrogen using a silicon (Si) target. A film was formed with a thickness of 15 nm.

第1の膜の上に第2の膜を成膜した後、欠陥検査装置(レーザーテック社、M1320)を用いて、第2の膜の欠陥の位置及びそのサイズを測定した。また、分光光度計(日立ハイテクノロジー社、U−4100)を用いて、波長200nmから800nmまでの光に対する第1の膜の上に積層した状態における第2の膜の表面反射率を測定した。 After forming the second film on the first film, the position and size of the defect of the second film were measured using a defect inspection device (Lasertec, M1320). Further, using a spectrophotometer (Hitachi High Technology Co., Ltd., U-4100), the surface reflectance of the second film in a state of being laminated on the first film with respect to light having a wavelength of 200 nm to 800 nm was measured.

以下の表4に、上記で作製した実施例4のマスクブランクの構成、膜材料、光学特性、及び成膜条件を示す。 Table 4 below shows the structure, film material, optical properties, and film forming conditions of the mask blank of Example 4 produced above.

Figure 0006830985
Figure 0006830985

図8は、実施例4で作製したマスクブランクの第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における反射率スペクトルと、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における反射率スペクトルをそれぞれ示している。
図8に示すように、実施例4で作製したマスクブランクにおいて、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の所定波長の光に対する表面反射率から、第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の所定波長の光に対する表面反射率を差し引いて算出した差は、概ね10%以下であった。
FIG. 8 shows a reflectance spectrum in a state in which no other film is laminated on the first film of the mask blank produced in Example 4, and a state in which the second film is laminated on the first film. The reflectance spectra in the above are shown respectively.
As shown in FIG. 8, in the mask blank produced in Example 4, the first film is based on the surface reflectance of the second film with respect to light of a predetermined wavelength in a state where the second film is laminated on the first film. The difference calculated by subtracting the surface reflectance of the first film with respect to the light of a predetermined wavelength in the state where the other film was not laminated on the film was about 10% or less.

特に、波長488nm〜532nmの光に対して、表面反射率の差が小さい結果となった。例えば、波長488nmの光に対して、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の表面反射率は、22.2%であり、第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の表面反射率は、28.4%であり、その差は−6.2%であった。波長532nmの光に対して、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の表面反射率は、24.0%であり、第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の表面反射率は、29.7%であり、その差は−5.7%であった。 In particular, the difference in surface reflectance was small with respect to light having a wavelength of 488 nm to 532 nm. For example, with respect to light having a wavelength of 488 nm, the surface reflectance of the second film in a state where the second film is laminated on the first film is 22.2%, which is on the first film. The surface reflectance of the first film in the state where the other films were not laminated was 28.4%, and the difference was -6.2%. The surface reflectance of the second film in the state where the second film is laminated on the first film is 24.0% with respect to light having a wavelength of 532 nm, and the other film is on the first film. The surface reflectance of the first film in the state where the films were not laminated was 29.7%, and the difference was −5.7%.

図9は、実施例4で作製したマスクブランクに対する欠陥検査により、同じ座標で検出された第1の膜の欠陥サイズ及び第2の膜の欠陥サイズを比較した結果を示すグラフである。 FIG. 9 is a graph showing the results of comparing the defect size of the first film and the defect size of the second film detected at the same coordinates by the defect inspection on the mask blank produced in Example 4.

図8及び図9より、透光性基板上に、第1の膜(遮光膜)と第2の膜(ハードマスク膜)がこの順に積層した構造を有するマスクブランクにおいて、第1の膜上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の所定波長の光に対する表面反射率から、第1の膜上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の所定波長の光に対する表面反射率を差し引いて算出した差が10%以下である場合、第1の膜の欠陥検査で検出された欠陥サイズよりも、その欠陥と同じ位置において第2の膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が大きくなる傾向があることが分かる。 From FIGS. 8 and 9, in a mask blank having a structure in which a first film (light-shielding film) and a second film (hard mask film) are laminated in this order on a translucent substrate, on the first film. From the surface reflectance of the second film to the light of the predetermined wavelength in the state where the second film is laminated, to the light of the predetermined wavelength of the first film in the state where the other film is not laminated on the first film. When the difference calculated by subtracting the surface reflectance is 10% or less, it was detected by the defect inspection of the second film at the same position as the defect than the defect size detected by the defect inspection of the first film. It can be seen that the size of the defect tends to be larger.

また、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の表面反射率が20%以上である場合、第1の膜の欠陥検査で検出された欠陥サイズよりも、その欠陥と同じ位置において第2の膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が大きくなる傾向があることが分かる。 Further, when the surface reflectance of the second film is 20% or more in the state where the second film is laminated on the first film, the defect size is larger than the defect size detected by the defect inspection of the first film. It can be seen that the size of the defect detected by the defect inspection of the second film tends to be larger at the same position as the defect.

さらに、第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の表面反射率と、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の表面反射率がいずれも35%以下である場合、第1の膜の欠陥検査で検出された欠陥サイズよりも、その欠陥と同じ位置において第2の膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が大きくなる傾向があることが分かる。 Further, the surface reflectance of the first film in the state where the other film is not laminated on the first film, and the surface reflectance of the second film in the state where the second film is laminated on the first film. When the surface reflectances are all 35% or less, the size of the defect detected by the defect inspection of the second film at the same position as the defect is larger than the defect size detected by the defect inspection of the first film. It can be seen that the size tends to be larger.

また、このような欠陥サイズの傾向は、透光性基板と第1の膜との間に第3の膜(ハーフトーン位相シフト膜)が介在している場合であっても、同様であることが分かる。 Further, such a tendency of defect size is the same even when a third film (halftone phase shift film) is interposed between the translucent substrate and the first film. I understand.

(実施例5)
実施例5では、まず、合成石英ガラスからなる透光性基板上に、枚葉式スパッタ装置を用いて、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)との混合ターゲット(原子%比 Mo:Si=11:89)を用い、アルゴンと窒素とヘリウムの混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、MoSiNからなる第3の膜(ハーフトーン位相シフト膜)を膜厚69nmで成膜した。位相シフト量測定装置(レーザーテック社 MPM193)を用い、このハーフトーン位相シフト膜のArF露光光の波長である波長193nmの光に対する透過率と位相シフト量をそれぞれ測定したところ、透過率が6.16%、位相シフト量が178.1度であった。
(Example 5)
In Example 5, first, a mixed target (atomic% ratio Mo: Si = 11) of molybdenum (Mo) and silicon (Si) was used on a translucent substrate made of synthetic quartz glass using a single-wafer sputtering apparatus. : 89) was used to form a third film (halftone phase shift film) made of MoSiN with a film thickness of 69 nm by reactive sputtering (DC sputtering) in a mixed gas atmosphere of argon, nitrogen and helium. Using a phase shift amount measuring device (MPM193 manufactured by Lasertech), the transmittance and the phase shift amount for light having a wavelength of 193 nm, which is the wavelength of ArF exposure light of this halftone phase shift film, were measured, and the transmittance was 6.16. %, The phase shift amount was 178.1 degrees.

次に、第3の膜の上に、下層、中間層、及び上層の3層からなる第1の膜(遮光膜)を成膜した。具体的には、インライン式スパッタ装置によるクロム(Cr)ターゲットを用いた反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、CrN膜(下層)、CrC膜(中間層)およびCrON膜(上層)を連続成膜した。下層と中間層の合計の膜厚は26nmとなるように成膜し、上層は膜厚22nmになるように成膜した。なお、このハーフトーン位相シフト膜と遮光膜の積層構造におけるArF露光光(波長193nm)に対する光学濃度は3以上であった。 Next, a first film (light-shielding film) composed of three layers, a lower layer, an intermediate layer, and an upper layer, was formed on the third film. Specifically, a CrN film (lower layer), a CrC film (intermediate layer), and a CrON film (upper layer) were continuously formed by reactive sputtering (DC sputtering) using a chrome (Cr) target by an in-line sputtering device. .. The film thickness of the lower layer and the intermediate layer was formed to be 26 nm, and the film thickness of the upper layer was formed to be 22 nm. The optical density of the laminated structure of the halftone phase shift film and the light-shielding film with respect to ArF exposure light (wavelength 193 nm) was 3 or more.

第3の膜の上に第1の膜を成膜した後、欠陥検査装置(レーザーテック社、M1320)を用いて、第1の膜の欠陥の位置及びそのサイズを測定した。また、分光光度計(日立ハイテクノロジー社、U−4100)を用いて、波長200nmから800nmまでの光に対する第3の膜の上に積層した状態における第1の膜の表面反射率を測定した。 After forming the first film on the third film, the position and size of the defect of the first film were measured using a defect inspection device (Lasertec, M1320). Further, using a spectrophotometer (Hitachi High Technology Co., Ltd., U-4100), the surface reflectance of the first film in a state of being laminated on the third film with respect to light having a wavelength of 200 nm to 800 nm was measured.

次に、第1の膜の上に、第2の膜(ハードマスク膜)を成膜した。具体的には、枚葉式スパッタ装置で、シリコン(Si)ターゲットを用い、アルゴンと酸素と窒素の混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、SiON膜(第2の膜)を膜厚15nmで成膜した。 Next, a second film (hardmask film) was formed on the first film. Specifically, in a single-wafer sputtering apparatus, a SiON film (second film) is formed by reactive sputtering (DC sputtering) in a mixed gas atmosphere of argon, oxygen, and nitrogen using a silicon (Si) target. A film was formed with a thickness of 15 nm.

第1の膜の上に第2の膜を成膜した後、欠陥検査装置(レーザーテック社、M1320)を用いて、第2の膜の欠陥の位置及びそのサイズを測定した。また、分光光度計(日立ハイテクノロジー社、U−4100)を用いて、波長200nmから800nmまでの光に対する第1の膜の上に積層した状態における第2の膜の表面反射率を測定した。 After forming the second film on the first film, the position and size of the defect of the second film were measured using a defect inspection device (Lasertec, M1320). Further, using a spectrophotometer (Hitachi High Technology Co., Ltd., U-4100), the surface reflectance of the second film in a state of being laminated on the first film with respect to light having a wavelength of 200 nm to 800 nm was measured.

以下の表5に、上記で作製した実施例5のマスクブランクの構成、膜材料、光学特性、及び成膜条件を示す。 Table 5 below shows the structure, film material, optical properties, and film forming conditions of the mask blank of Example 5 produced above.

Figure 0006830985
Figure 0006830985

図10は、実施例5で作製したマスクブランクの第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における反射率スペクトルと、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における反射率スペクトルをそれぞれ示している。
図10に示すように、実施例5で作製したマスクブランクにおいて、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の所定波長の光に対する表面反射率から、第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の所定波長の光に対する表面反射率を差し引いて算出した差は、概ね10%以下であった。
FIG. 10 shows the reflectance spectrum in a state where no other film is laminated on the first film of the mask blank produced in Example 5, and a state in which the second film is laminated on the first film. The reflectance spectra in the above are shown respectively.
As shown in FIG. 10, in the mask blank produced in Example 5, the first film is based on the surface reflectance of the second film with respect to light of a predetermined wavelength in a state where the second film is laminated on the first film. The difference calculated by subtracting the surface reflectance of the first film with respect to the light of a predetermined wavelength in the state where the other film was not laminated on the film was about 10% or less.

特に、波長488nm〜532nmの光に対して、表面反射率の差が小さい結果となった。例えば、波長488nmの光に対して、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の表面反射率は、16.9%であり、第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の表面反射率は、24.7%であり、その差は−7.8%であった。波長532nmの光に対して、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の表面反射率は、20.6%であり、第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の表面反射率は、27.6%であり、その差は−7.0%であった。 In particular, the difference in surface reflectance was small with respect to light having a wavelength of 488 nm to 532 nm. For example, with respect to light having a wavelength of 488 nm, the surface reflectance of the second film in a state where the second film is laminated on the first film is 16.9%, which is on the first film. The surface reflectance of the first film in the state where the other films were not laminated was 24.7%, and the difference was −7.8%. The surface reflectance of the second film in the state where the second film is laminated on the first film is 20.6% with respect to light having a wavelength of 532 nm, and the other film is on the first film. The surface reflectance of the first film in the state where the films were not laminated was 27.6%, and the difference was −7.0%.

図11は、実施例5で作製したマスクブランクに対する欠陥検査により、同じ座標で検出された第1の膜の欠陥サイズ及び第2の膜の欠陥サイズを比較した結果を示すグラフである。 FIG. 11 is a graph showing the results of comparing the defect size of the first film and the defect size of the second film detected at the same coordinates by the defect inspection on the mask blank produced in Example 5.

図10及び図11より、透光性基板上に、第1の膜(遮光膜)と第2の膜(ハードマスク膜)がこの順に積層した構造を有するマスクブランクにおいて、第1の膜上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の所定波長の光に対する表面反射率から、第1の膜上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の所定波長の光に対する表面反射率を差し引いて算出した差が10%以下である場合、第1の膜の欠陥検査で検出された欠陥サイズよりも、その欠陥と同じ位置において第2の膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が大きくなる傾向があることが分かる。 From FIGS. 10 and 11, in a mask blank having a structure in which a first film (light-shielding film) and a second film (hard mask film) are laminated in this order on a translucent substrate, on the first film. From the surface reflectance of the second film to the light of the predetermined wavelength in the state where the second film is laminated, to the light of the predetermined wavelength of the first film in the state where the other film is not laminated on the first film. When the difference calculated by subtracting the surface reflectance is 10% or less, it was detected by the defect inspection of the second film at the same position as the defect than the defect size detected by the defect inspection of the first film. It can be seen that the size of the defect tends to be larger.

また、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の表面反射率が20%以上である場合、第1の膜の欠陥検査で検出された欠陥サイズよりも、その欠陥と同じ位置において第2の膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が大きくなる傾向があることが分かる。 Further, when the surface reflectance of the second film is 20% or more in the state where the second film is laminated on the first film, the defect size is larger than the defect size detected by the defect inspection of the first film. It can be seen that the size of the defect detected by the defect inspection of the second film tends to be larger at the same position as the defect.

さらに、第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の表面反射率と、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の表面反射率がいずれも35%以下である場合、第1の膜の欠陥検査で検出された欠陥サイズよりも、その欠陥と同じ位置において第2の膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が大きくなる傾向があることが分かる。 Further, the surface reflectance of the first film in the state where the other film is not laminated on the first film, and the surface reflectance of the second film in the state where the second film is laminated on the first film. When the surface reflectances are all 35% or less, the size of the defect detected by the defect inspection of the second film at the same position as the defect is larger than the defect size detected by the defect inspection of the first film. It can be seen that the size tends to be larger.

また、このような欠陥サイズの傾向は、透光性基板と第1の膜との間に第3の膜(ハーフトーン位相シフト膜)が介在している場合であっても、同様であることが分かる。 Further, such a tendency of defect size is the same even when a third film (halftone phase shift film) is interposed between the translucent substrate and the first film. I understand.

(実施例6)
実施例6では、まず、合成石英ガラスからなる透光性基板上に、枚葉式スパッタ装置を用いて、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)との混合ターゲット(原子%比 Mo:Si=11:89)を用い、アルゴンと窒素とヘリウムの混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、MoSiNからなる第3の膜(ハーフトーン位相シフト膜)を膜厚69nmで成膜した。位相シフト量測定装置(レーザーテック社 MPM193)を用い、このハーフトーン位相シフト膜のArF露光光の波長である波長193nmの光に対する透過率と位相シフト量をそれぞれ測定したところ、透過率が6.16%、位相シフト量が178.1度であった。
(Example 6)
In Example 6, first, a mixing target (atomic% ratio Mo: Si = 11) of molybdenum (Mo) and silicon (Si) is used on a translucent substrate made of synthetic quartz glass by using a single-wafer sputtering apparatus. : 89) was used to form a third film (halftone phase shift film) made of MoSiN with a film thickness of 69 nm by reactive sputtering (DC sputtering) in a mixed gas atmosphere of argon, nitrogen and helium. Using a phase shift amount measuring device (MPM193 manufactured by Lasertech), the transmittance and the phase shift amount for light having a wavelength of 193 nm, which is the wavelength of ArF exposure light of this halftone phase shift film, were measured, and the transmittance was 6.16. %, The phase shift amount was 178.1 degrees.

次に、第3の膜の上に、下層及び上層の2層からなる第1の膜(遮光膜)を成膜した。具体的には、枚葉式スパッタ装置で、クロム(Cr)ターゲットを用い、アルゴンと二酸化炭素と窒素とヘリウムの混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、CrOCN膜(下層)を膜厚47nmで成膜した。次に、下層の上に、枚葉式スパッタ装置で、クロム(Cr)ターゲットを用い、アルゴンと窒素の混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、CrN膜(上層)を膜厚5nmで成膜した。なお、このハーフトーン位相シフト膜と遮光膜の積層構造におけるArF露光光(波長193nm)に対する光学濃度は3以上であった。 Next, a first film (light-shielding film) composed of two layers, a lower layer and an upper layer, was formed on the third film. Specifically, in a single-wafer sputtering apparatus, a CrOCN film (lower layer) is formed by reactive sputtering (DC sputtering) in a mixed gas atmosphere of argon, carbon dioxide, nitrogen, and helium using a chromium (Cr) target. A film was formed with a thickness of 47 nm. Next, on the lower layer, a CrN film (upper layer) with a film thickness of 5 nm was formed by reactive sputtering (DC sputtering) in a mixed gas atmosphere of argon and nitrogen using a chromium (Cr) target with a single-wafer sputtering apparatus. The film was formed in. The optical density of the laminated structure of the halftone phase shift film and the light-shielding film with respect to ArF exposure light (wavelength 193 nm) was 3 or more.

第3の膜の上に第1の膜を成膜した後、欠陥検査装置(レーザーテック社、M1320)を用いて、第1の膜の欠陥の位置及びそのサイズを測定した。また、分光光度計(日立ハイテクノロジー社、U−4100)を用いて、波長200nmから800nmまでの光に対する第3の膜の上に積層した状態における第1の膜の表面反射率を測定した。 After forming the first film on the third film, the position and size of the defect of the first film were measured using a defect inspection device (Lasertec, M1320). Further, using a spectrophotometer (Hitachi High Technology Co., Ltd., U-4100), the surface reflectance of the first film in a state of being laminated on the third film with respect to light having a wavelength of 200 nm to 800 nm was measured.

次に、第1の膜の上に、第2の膜(ハードマスク膜)を成膜した。具体的には、枚葉式スパッタ装置で、SiOターゲットを用い、アルゴンと酸素の混合ガス雰囲気で、高周波スパッタリング(RFスパッタリング)により、SiO膜(第2の膜)を膜厚5nmで成膜した。 Next, a second film (hardmask film) was formed on the first film. Specifically, in a single-wafer sputtering apparatus, a SiO 2 film (second film) is formed with a film thickness of 5 nm by high-frequency sputtering (RF sputtering) in a mixed gas atmosphere of argon and oxygen using a SiO 2 target. Filmed.

第1の膜の上に第2の膜を成膜した後、欠陥検査装置(レーザーテック社、M1320)を用いて、第2の膜の欠陥の位置及びそのサイズを測定した。また、分光光度計(日立ハイテクノロジー社、U−4100)を用いて、波長200nmから800nmまでの光に対する第1の膜の上に積層した状態における第2の膜の表面反射率を測定した。 After forming the second film on the first film, the position and size of the defect of the second film were measured using a defect inspection device (Lasertec, M1320). In addition, using a spectrophotometer (Hitachi High Technology, U-4100), the surface reflectance of the second film in a state of being laminated on the first film with respect to light having a wavelength of 200 nm to 800 nm was measured.

以下の表6に、上記で作製した実施例6のマスクブランクの構成、膜材料、光学特性、及び成膜条件を示す。 Table 6 below shows the structure, film material, optical characteristics, and film forming conditions of the mask blank of Example 6 produced above.

Figure 0006830985
Figure 0006830985

図12は、実施例6で作製したマスクブランクの第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における反射率スペクトルと、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における反射率スペクトルをそれぞれ示している。
図12に示すように、実施例6で作製したマスクブランクにおいて、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の所定波長の光に対する表面反射率から、第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の所定波長の光に対する表面反射率を差し引いて算出した差は、概ね10%以下であった。
FIG. 12 shows a reflectance spectrum in a state in which no other film is laminated on the first film of the mask blank produced in Example 6, and a state in which the second film is laminated on the first film. The reflectance spectra in the above are shown respectively.
As shown in FIG. 12, in the mask blank produced in Example 6, the first film is based on the surface reflectance of the second film with respect to light of a predetermined wavelength in a state where the second film is laminated on the first film. The difference calculated by subtracting the surface reflectance of the first film with respect to the light of a predetermined wavelength in the state where the other film was not laminated on the film was about 10% or less.

特に、波長488nm〜532nmの光に対して、表面反射率の差が小さい結果となった。例えば、波長488nmの光に対して、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の表面反射率は、32.0%であり、第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の表面反射率は、32.6%であり、その差は−0.6%であった。波長532nmの光に対して、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の表面反射率は、29.1%であり、第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の表面反射率は、29.6%であり、その差は−0.5%であった。 In particular, the difference in surface reflectance was small with respect to light having a wavelength of 488 nm to 532 nm. For example, with respect to light having a wavelength of 488 nm, the surface reflectance of the second film in a state where the second film is laminated on the first film is 32.0%, which is on the first film. The surface reflectance of the first film in the state where the other films were not laminated was 32.6%, and the difference was −0.6%. The surface reflectance of the second film in the state where the second film is laminated on the first film is 29.1% with respect to light having a wavelength of 532 nm, and the other film is on the first film. The surface reflectance of the first film in the state where the films were not laminated was 29.6%, and the difference was −0.5%.

図13は、実施例6で作製したマスクブランクに対する欠陥検査により、同じ座標で検出された第1の膜の欠陥サイズ及び第2の膜の欠陥サイズを比較した結果を示すグラフである。 FIG. 13 is a graph showing the results of comparing the defect size of the first film and the defect size of the second film detected at the same coordinates by the defect inspection on the mask blank produced in Example 6.

図12及び図13より、透光性基板上に、第1の膜(遮光膜)と第2の膜(ハードマスク膜)がこの順に積層した構造を有するマスクブランクにおいて、第1の膜上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の所定波長の光に対する表面反射率から、第1の膜上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の所定波長の光に対する表面反射率を差し引いて算出した差が10%以下である場合、第1の膜の欠陥検査で検出された欠陥サイズよりも、その欠陥と同じ位置において第2の膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が大きくなる傾向があることが分かる。 From FIGS. 12 and 13, in a mask blank having a structure in which a first film (light-shielding film) and a second film (hard mask film) are laminated in this order on a translucent substrate, on the first film. From the surface reflectance of the second film to the light of the predetermined wavelength in the state where the second film is laminated, to the light of the predetermined wavelength of the first film in the state where the other film is not laminated on the first film. When the difference calculated by subtracting the surface reflectance is 10% or less, it was detected by the defect inspection of the second film at the same position as the defect than the defect size detected by the defect inspection of the first film. It can be seen that the size of the defect tends to be larger.

また、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の表面反射率が20%以上である場合、第1の膜の欠陥検査で検出された欠陥サイズよりも、その欠陥と同じ位置において第2の膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が大きくなる傾向があることが分かる。 Further, when the surface reflectance of the second film is 20% or more in the state where the second film is laminated on the first film, the defect size is larger than the defect size detected by the defect inspection of the first film. It can be seen that the size of the defect detected by the defect inspection of the second film tends to be larger at the same position as the defect.

さらに、第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の表面反射率と、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の表面反射率がいずれも35%以下である場合、第1の膜の欠陥検査で検出された欠陥サイズよりも、その欠陥と同じ位置において第2の膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が大きくなる傾向があることが分かる。 Further, the surface reflectance of the first film in the state where the other film is not laminated on the first film, and the surface reflectance of the second film in the state where the second film is laminated on the first film. When the surface reflectances are all 35% or less, the size of the defect detected by the defect inspection of the second film at the same position as the defect is larger than the defect size detected by the defect inspection of the first film. It can be seen that the size tends to be larger.

また、このような欠陥サイズの傾向は、透光性基板と第1の膜との間に第3の膜(ハーフトーン位相シフト膜)が介在している場合であっても、同様であることが分かる。 Further, such a tendency of defect size is the same even when a third film (halftone phase shift film) is interposed between the translucent substrate and the first film. I understand.

(実施例7)
実施例7では、まず、合成石英ガラスからなる透光性基板上に、下層及び上層の2層からなる第1の膜(バイナリ遮光膜)を成膜した。具体的には、枚葉式スパッタ装置を用いて、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)との混合ターゲット(原子%比 Mo:Si=13:87)を用い、アルゴンと窒素の混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、MoSiN膜(下層)を膜厚47nmで成膜した。次に、下層の上に、枚葉式スパッタ装置で、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)との混合ターゲット(原子%比 Mo:Si=13:87)を用い、アルゴンと窒素とヘリウムの混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、MoSiN膜(上層)を膜厚13nmで成膜した。なお、この遮光膜におけるArF露光光(波長193nm)に対する光学濃度は3以上であった。
(Example 7)
In Example 7, first, a first film (binary light-shielding film) composed of two layers, a lower layer and an upper layer, was formed on a translucent substrate made of synthetic quartz glass. Specifically, using a single-wafer sputtering apparatus, using a mixed target of molybdenum (Mo) and silicon (Si) (atomic% ratio Mo: Si = 13: 87), in a mixed gas atmosphere of argon and nitrogen. A MoSiN film (lower layer) was formed with a film thickness of 47 nm by reactive sputtering (DC sputtering). Next, on the lower layer, a mixing target of molybdenum (Mo) and silicon (Si) (atomic% ratio Mo: Si = 13: 87) is used in a single-wafer sputtering apparatus to mix argon, nitrogen, and helium. A MoSiN film (upper layer) was formed with a film thickness of 13 nm by reactive sputtering (DC sputtering) in a gas atmosphere. The optical density of this light-shielding film with respect to ArF exposure light (wavelength 193 nm) was 3 or more.

透光性基板の上に第1の膜を成膜した後、欠陥検査装置(レーザーテック社、M1320)を用いて、第1の膜の欠陥の位置及びそのサイズを測定した。また、分光光度計(日立ハイテクノロジー社、U−4100)を用いて、波長200nmから800nmまでの光に対する第1の膜の表面反射率を測定した。 After forming the first film on the translucent substrate, the position and size of the defect of the first film were measured using a defect inspection device (Lasertec, M1320). In addition, the surface reflectance of the first film with respect to light having a wavelength of 200 nm to 800 nm was measured using a spectrophotometer (Hitachi High Technology Co., Ltd., U-4100).

次に、第1の膜の上に、第2の膜(ハードマスク膜)を成膜した。具体的には、枚葉式スパッタ装置で、Crターゲットを用い、アルゴンと窒素の混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、CrN膜(第2の膜)を膜厚5nmで成膜した。 Next, a second film (hardmask film) was formed on the first film. Specifically, a CrN film (second film) is formed with a film thickness of 5 nm by reactive sputtering (DC sputtering) in a mixed gas atmosphere of argon and nitrogen using a Cr target in a single-wafer sputtering apparatus. did.

第1の膜の上に第2の膜を成膜した後、欠陥検査装置(レーザーテック社、M1320)を用いて、第2の膜の欠陥の位置及びそのサイズを測定した。また、分光光度計(日立ハイテクノロジー社、U−4100)を用いて、波長200nmから800nmまでの光に対する第1の膜の上に積層した状態における第2の膜の表面反射率を測定した。 After forming the second film on the first film, the position and size of the defect of the second film were measured using a defect inspection device (Lasertec, M1320). In addition, using a spectrophotometer (Hitachi High Technology, U-4100), the surface reflectance of the second film in a state of being laminated on the first film with respect to light having a wavelength of 200 nm to 800 nm was measured.

以下の表7に、上記で作製した実施例7のマスクブランクの構成、膜材料、光学特性、及び成膜条件を示す。 Table 7 below shows the structure, film material, optical properties, and film forming conditions of the mask blank of Example 7 produced above.

Figure 0006830985
Figure 0006830985

図14は、実施例7で作製したマスクブランクの第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における反射率スペクトルと、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における反射率スペクトルをそれぞれ示している。
図14に示すように、実施例7で作製したマスクブランクにおいて、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の所定波長の光に対する表面反射率から、第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の所定波長の光に対する表面反射率を差し引いて算出した差は、概ね10%以下であった。
FIG. 14 shows a reflectance spectrum in a state in which no other film is laminated on the first film of the mask blank produced in Example 7, and a state in which the second film is laminated on the first film. The reflectance spectra in the above are shown respectively.
As shown in FIG. 14, in the mask blank produced in Example 7, the first film is based on the surface reflectance of the second film with respect to light of a predetermined wavelength in a state where the second film is laminated on the first film. The difference calculated by subtracting the surface reflectance of the first film with respect to the light of a predetermined wavelength in the state where the other film was not laminated on the film was about 10% or less.

特に、波長488nm〜532nmの光に対して、表面反射率の差が小さい結果となった。例えば、波長488nmの光に対して、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の表面反射率は、37.9%であり、第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の表面反射率は、31.0%であり、その差は6.9%であった。波長532nmの光に対して、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の表面反射率は、41.0%であり、第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の表面反射率は、36.0%であり、その差は5.0%であった。 In particular, the difference in surface reflectance was small with respect to light having a wavelength of 488 nm to 532 nm. For example, with respect to light having a wavelength of 488 nm, the surface reflectance of the second film in a state where the second film is laminated on the first film is 37.9%, and is on the first film. The surface reflectance of the first film in the state where the other films were not laminated was 31.0%, and the difference was 6.9%. The surface reflectance of the second film in the state where the second film is laminated on the first film is 41.0% with respect to light having a wavelength of 532 nm, and the other film is on the first film. The surface reflectance of the first film in the state where the films were not laminated was 36.0%, and the difference was 5.0%.

図15は、実施例7で作製したマスクブランクに対する欠陥検査により、同じ座標で検出された第1の膜の欠陥サイズ及び第2の膜の欠陥サイズを比較した結果を示すグラフである。 FIG. 15 is a graph showing the results of comparing the defect size of the first film and the defect size of the second film detected at the same coordinates by the defect inspection on the mask blank produced in Example 7.

図14及び図15より、透光性基板上に、第1の膜(バイナリ遮光膜)と第2の膜(ハードマスク膜)がこの順に積層した構造を有するマスクブランクにおいて、第1の膜上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の所定波長の光に対する表面反射率から、第1の膜上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の所定波長の光に対する表面反射率を差し引いて算出した差が10%以下である場合、第1の膜の欠陥検査で検出された欠陥サイズよりも、その欠陥と同じ位置において第2の膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が大きくなる傾向があることが分かる。 From FIGS. 14 and 15, in a mask blank having a structure in which a first film (binary light-shielding film) and a second film (hard mask film) are laminated in this order on a translucent substrate, on the first film. From the surface reflectance of the second film with respect to the light of the predetermined wavelength in the state where the second film is laminated, the light of the predetermined wavelength of the first film in the state where the other film is not laminated on the first film. When the difference calculated by subtracting the surface reflectance with respect to is 10% or less, it is detected by the defect inspection of the second film at the same position as the defect than the defect size detected by the defect inspection of the first film. It can be seen that the size of the defect tends to be larger.

また、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の表面反射率が20%以上である場合、第1の膜の欠陥検査で検出された欠陥サイズよりも、その欠陥と同じ位置において第2の膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が大きくなる傾向があることが分かる。 Further, when the surface reflectance of the second film is 20% or more in the state where the second film is laminated on the first film, the defect size is larger than the defect size detected by the defect inspection of the first film. It can be seen that the size of the defect detected by the defect inspection of the second film tends to be larger at the same position as the defect.

さらに、第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の表面反射率と、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の表面反射率がいずれも35%以下である場合、第1の膜の欠陥検査で検出された欠陥サイズよりも、その欠陥と同じ位置において第2の膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が大きくなる傾向があることが分かる。 Further, the surface reflectance of the first film in the state where the other film is not laminated on the first film, and the surface reflectance of the second film in the state where the second film is laminated on the first film. When the surface reflectances are all 35% or less, the size of the defect detected by the defect inspection of the second film at the same position as the defect is larger than the defect size detected by the defect inspection of the first film. It can be seen that the size tends to be larger.

(比較例1)
比較例1では、まず、合成石英ガラスからなる透光性基板上に、枚葉式スパッタ装置を用いて、モリブデン(Mo)とシリコン(Si)との混合ターゲット(原子%比 Mo:Si=21:79)を用い、アルゴンと窒素とヘリウムの混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、MoSiNからなる第1の膜(ハーフトーン位相シフト膜)を膜厚92nmで成膜した。位相シフト量測定装置(レーザーテック社 MPM248)を用い、このハーフトーン位相シフト膜のKrF露光光の波長である波長248nmの光に対する透過率と位相シフト量をそれぞれ測定したところ、透過率が5.52%、位相シフト量が177.5度であった。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, first, a mixing target (atomic% ratio Mo: Si = 21) of molybdenum (Mo) and silicon (Si) was used on a translucent substrate made of synthetic quartz glass using a single-wafer sputtering apparatus. : 79) was used to form a first film (halftone phase shift film) made of MoSiN with a film thickness of 92 nm by reactive sputtering (DC sputtering) in a mixed gas atmosphere of argon, nitrogen and helium. When the transmittance and the phase shift amount of this halftone phase shift film with respect to the wavelength of 248 nm, which is the wavelength of the KrF exposure light, were measured using a phase shift amount measuring device (MPM248 manufactured by Lasertech), the transmittance was 5.52. %, The phase shift amount was 177.5 degrees.

透光性基板の上に第1の膜を成膜した後、欠陥検査装置(レーザーテック社、M1320)を用いて、第1の膜の欠陥の位置及びそのサイズを測定した。また、分光光度計(日立ハイテクノロジー社、U−4100)を用いて、波長200nmから800nmまでの光に対する第1の膜の表面反射率を測定した。 After forming the first film on the translucent substrate, the position and size of the defect of the first film were measured using a defect inspection device (Lasertec, M1320). In addition, the surface reflectance of the first film with respect to light having a wavelength of 200 nm to 800 nm was measured using a spectrophotometer (Hitachi High Technology Co., Ltd., U-4100).

次に、第1の膜の上に、下層、中間層、及び上層の3層からなる第2の膜(遮光膜)を成膜した。具体的には、インライン式スパッタ装置によるクロム(Cr)ターゲットを用いた反応性スパッタリング(DCスパッタリング)により、CrN膜(下層)、CrC膜(中間層)およびCrON膜(上層)を連続成膜した。下層と中間層の合計の膜厚は55nmとなるように成膜し、上層は膜厚18nmになるように成膜した。 Next, a second film (light-shielding film) composed of three layers, a lower layer, an intermediate layer, and an upper layer, was formed on the first film. Specifically, a CrN film (lower layer), a CrC film (intermediate layer), and a CrON film (upper layer) were continuously formed by reactive sputtering (DC sputtering) using a chrome (Cr) target by an in-line sputtering device. .. The film thickness of the lower layer and the intermediate layer was 55 nm, and the film thickness of the upper layer was 18 nm.

第1の膜の上に第2の膜を成膜した後、欠陥検査装置(レーザーテック社、M1320)を用いて、第2の膜の欠陥の位置及びそのサイズを測定した。また、分光光度計(日立ハイテクノロジー社、U−4100)を用いて、波長200nmから800nmまでの光に対する第1の膜の上に積層した状態における第2の膜の表面反射率を測定した。 After forming the second film on the first film, the position and size of the defect of the second film were measured using a defect inspection device (Lasertec, M1320). Further, using a spectrophotometer (Hitachi High Technology Co., Ltd., U-4100), the surface reflectance of the second film in a state of being laminated on the first film with respect to light having a wavelength of 200 nm to 800 nm was measured.

以下の表8に、上記で作製した比較例1のマスクブランクの構成、膜材料、光学特性、及び成膜条件を示す。 Table 8 below shows the structure, film material, optical characteristics, and film forming conditions of the mask blank of Comparative Example 1 produced above.

Figure 0006830985
Figure 0006830985

図16は、比較例1で作製したマスクブランクの第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における反射率スペクトルと、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における反射率スペクトルをそれぞれ示している。
図16に示すように、比較例1で作製したマスクブランクにおいて、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の所定波長の光に対する表面反射率から、第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の所定波長の光に対する表面反射率を差し引いて算出した差は、概ね10%よりも大きかった。
FIG. 16 shows a reflectance spectrum in a state in which no other film is laminated on the first film of the mask blank produced in Comparative Example 1, and a state in which the second film is laminated on the first film. The reflectance spectra in the above are shown respectively.
As shown in FIG. 16, in the mask blank produced in Comparative Example 1, the first film was obtained from the surface reflectance of the second film with respect to light of a predetermined wavelength in a state where the second film was laminated on the first film. The difference calculated by subtracting the surface reflectance of the first film with respect to the light of a predetermined wavelength in the state where the other film was not laminated on the film was generally larger than 10%.

特に、波長488nm〜532nmの光に対して、表面反射率の差が大きい結果となった。例えば、波長488nmの光に対して、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の表面反射率は、36.2%であり、第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の表面反射率は、11.2%であり、その差は25.0%であった。波長532nmの光に対して、第1の膜の上に第2の膜が積層した状態における第2の膜の表面反射率は、39.1%であり、第1の膜の上に他の膜が積層していない状態における第1の膜の表面反射率は、14.1%であり、その差は25.0%であった。 In particular, the difference in surface reflectance was large with respect to light having a wavelength of 488 nm to 532 nm. For example, with respect to light having a wavelength of 488 nm, the surface reflectance of the second film in a state where the second film is laminated on the first film is 36.2%, which is on the first film. The surface reflectance of the first film in the state where the other films were not laminated was 11.2%, and the difference was 25.0%. The surface reflectance of the second film in the state where the second film is laminated on the first film is 39.1% with respect to light having a wavelength of 532 nm, and the other film is on the first film. The surface reflectance of the first film in the state where the films were not laminated was 14.1%, and the difference was 25.0%.

図17は、比較例1で作製したマスクブランクに対する欠陥検査により、同じ座標で検出された第1の膜の欠陥サイズ及び第2の膜の欠陥サイズを比較した結果を示すグラフである。 FIG. 17 is a graph showing the results of comparing the defect size of the first film and the defect size of the second film detected at the same coordinates by the defect inspection on the mask blank produced in Comparative Example 1.

図16及び図17より、位相シフト膜(第1の膜)の上に遮光膜(第2の膜)が積層した状態における遮光膜の表面反射率から、遮光膜が積層していない状態(位相シフト膜の表面が露出した状態)における位相シフト膜の表面反射率を差し引いて算出した差が10%よりも大きい場合、位相シフト膜の欠陥検査で検出された欠陥サイズよりも、その欠陥と同じ位置において遮光膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が小さくなる傾向があることが分かる。 From FIGS. 16 and 17, the surface reflectance of the light-shielding film in the state where the light-shielding film (second film) is laminated on the phase-shift film (first film) shows that the light-shielding film is not laminated (phase). If the difference calculated by subtracting the surface reflectance of the phase shift film (when the surface of the shift film is exposed) is larger than 10%, it is the same as the defect size detected by the defect inspection of the phase shift film. It can be seen that the size of the defect detected by the defect inspection of the light-shielding film tends to be smaller at the position.

さらに、位相シフト膜の上に他の膜が積層していない状態における位相シフト膜の表面反射率と、位相シフト膜の上に遮光膜が積層した状態における遮光膜の表面反射率の少なくとも一方が35%よりも大きい場合、位相シフト膜の欠陥検査で検出された欠陥サイズよりも、その欠陥と同じ位置において遮光膜の欠陥検査で検出された欠陥のサイズの方が小さくなる傾向があることが分かる。 Further, at least one of the surface reflectance of the phase shift film in the state where the other film is not laminated on the phase shift film and the surface reflectance of the light shielding film in the state where the light shielding film is laminated on the phase shift film are If it is larger than 35%, the size of the defect detected by the light-shielding film defect inspection at the same position as the defect tends to be smaller than the defect size detected by the defect inspection of the phase shift film. I understand.

10 マスクブランク
12 第1の膜
14 第2の膜
20 透光性基板
10 Mask blank 12 First film 14 Second film 20 Translucent substrate

Claims (12)

透光性基板上に、光半透過膜と遮光膜がこの順に積層した構造を有するマスクブランクであって、
前記遮光膜は、2層以上の積層膜からなり、クロムを含有する材料で形成され、
前記光半透過膜は、ケイ素を含有する材料で形成され、
前記光半透過膜の波長488nmおよび波長532nmの光における屈折率nは、前記遮光膜のいずれの層の前記光における屈折率nよりも小さく、
前記光半透過膜の前記光における消衰係数kは、前記遮光膜のいずれの層の前記光における消衰係数kよりも小さいことを特徴とするマスクブランク。
A mask blank having a structure in which a translucent film and a light-shielding film are laminated in this order on a translucent substrate.
The light-shielding film is composed of two or more laminated films and is made of a material containing chromium.
The light semi-transmissive film is made of a material containing silicon,
The refractive index n of the light transflective film in light having a wavelength of 488 nm and a wavelength of 532 nm is smaller than the refractive index n in light of any layer of the light-shielding film.
A mask blank characterized in that the extinction coefficient k of the light transflective film in the light is smaller than the extinction coefficient k of any layer of the light-shielding film in the light.
前記遮光膜の前記光における屈折率nは、2.64以上であることを特徴とする請求項1記載のマスクブランク。 The mask blank according to claim 1, wherein the refractive index n of the light-shielding film in the light is 2.64 or more. 前記遮光膜の前記光における消衰係数kは、0.44以上であることを特徴とする請求項1または2に記載のマスクブランク。 The mask blank according to claim 1 or 2, wherein the extinction coefficient k of the light-shielding film in the light is 0.44 or more. 前記遮光膜は、下層と上層の2層からなり、前記上層の前記光における屈折率nは、前記下層の前記光における屈折率nよりも小さく、前記上層の前記光における消衰係数kは、前記下層の前記光における消衰係数kよりも大きいことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のマスクブランク。 The light-shielding film is composed of two layers, a lower layer and an upper layer. The refractive index n of the upper layer in the light is smaller than the refractive index n of the light in the lower layer, and the extinction coefficient k of the upper layer in the light is The mask blank according to any one of claims 1 to 3, wherein the lower layer has an extinction coefficient k larger than that of the light. 前記下層の厚さは、前記上層の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項4記載のマスクブランク。 The mask blank according to claim 4, wherein the thickness of the lower layer is thicker than the thickness of the upper layer. 前記下層は、クロム、酸素、窒素および炭素を含有する材料で形成され、前記上層は、クロムおよび窒素を含有する材料で形成されていることを特徴とする請求項4または5に記載のマスクブランク。 The mask blank according to claim 4 or 5, wherein the lower layer is formed of a material containing chromium, oxygen, nitrogen and carbon, and the upper layer is formed of a material containing chromium and nitrogen. .. 前記遮光膜は、下層、中間層および上層の3層からなり、前記光における屈折率nは、前記上層、下層、中間層の順に小さく、前記光における消衰係数kは、上層、下層、中間層の順に小さいことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のマスクブランク。 The light-shielding film is composed of three layers, a lower layer, an intermediate layer, and an upper layer. The refractive index n in the light is smaller in the order of the upper layer, the lower layer, and the intermediate layer, and the extinction coefficient k in the light is the upper layer, the lower layer, and the intermediate layer. The mask blank according to any one of claims 1 to 3, wherein the mask blanks are smaller in the order of layers. 前記下層は、クロム、酸素、窒素および炭素を含有する材料で形成され、前記中間層は、クロムおよび窒素を含有する材料で形成され、前記上層は、クロム、酸素、窒素および炭素を含有する材料で形成されていることを特徴とする請求項7記載のマスクブランク。 The lower layer is formed of a material containing chromium, oxygen, nitrogen and carbon, the intermediate layer is formed of a material containing chromium and nitrogen, and the upper layer is a material containing chromium, oxygen, nitrogen and carbon. The mask blank according to claim 7, wherein the mask blank is formed of. 前記光半透過膜は、ArFエキシマレーザーの露光光に対する透過率が1%以上であることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載のマスクブランク。 The mask blank according to any one of claims 1 to 8, wherein the light transmissive film has a transmittance of 1% or more with respect to the exposure light of the ArF excimer laser. 前記光半透過膜は、前記光半透過膜を透過したArFエキシマレーザーの露光光に対し、前記光半透過膜の厚さと同じ距離の空気中を通過した前記露光光との間で所定の位相差を生じさせる機能を有することを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載のマスクブランク。 The light semi-transmissive film has a predetermined position with respect to the exposure light of the ArF excimer laser that has passed through the light semi-transmissive film and the exposure light that has passed through the air at the same distance as the thickness of the light semi-transmissive film. The mask blank according to any one of claims 1 to 9, wherein the mask blank has a function of causing a phase difference. 前記光半透過膜および前記遮光膜の積層構造におけるArFエキシマレーザーの露光光に対する光学濃度が2.5以上であることを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載のマスクブランク。 The mask blank according to any one of claims 1 to 10, wherein the optical density of the ArF excimer laser in the laminated structure of the light transflective film and the light-shielding film with respect to the exposure light is 2.5 or more. 請求項1から11のいずれかに記載のマスクブランクにおける前記光半透過膜に第1のパターンが形成され、前記遮光膜に第2のパターンが形成されていることを特徴とする転写用マスク。 A transfer mask according to any one of claims 1 to 11, wherein a first pattern is formed on the light transflective film and a second pattern is formed on the light-shielding film.
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