(57)【要約】【課題】反射を用いた検査において、異なる２つの検査波長に対応し、いずれの検査波長を用いた場合でも十分な検査精度が得られるハーフトーン型位相シフトマスクブランク等を提供する。【解決手段】位相シフター膜を有するハーフトーン型位相シフトマスクブランクにおいて、前記位相シフター膜は、最も表面側に形成された上層とその下に形成された下層とを含む少なくとも２層以上の膜が積層された多層膜からなり、前記ハーフトーン型位相シフトマスクブランクを用いて製造したハーフトーン型位相シフトマスクの検査に用いられる検査光の波長に対する上層の膜の屈折率が下層の膜の屈折率よりも小さく、かつ前記位相シフター膜の前記検査光に対する表面反射率が、異なる２つ以上の検査波長に対し所望の反射率となるように、上層の膜厚が調整されていることを特徴とする。【選択図】　　　図なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に、露光光を透過させる光透過部と、露光光の一部を透過させると同時に透過した光の位相を所定量シフトさせる位相シフター部を有し、前記光透過部と位相シフター部の境界部近傍にて各々を透過した光が互いに打ち消し合うように光学特性を設計することで、被露光体表面に転写される露光パターン境界部のコントラストを良好に保持、改善できるようにしたハーフトーン型位相シフトマスクを製造するために用いるハーフトーン型位相シフトマスクブランクであり、透明基板上に前記位相シフター部を形成するための位相シフター膜を有するハーフトーン型位相シフトマスクブランクにおいて、
前記位相シフター膜は、最も表面側に形成された上層とその下に形成された下層とを含む少なくとも２層以上の膜が積層された多層膜からなり、前記ハーフトーン型位相シフトマスクブランクを用いて製造したハーフトーン型位相シフトマスクの検査に用いられる検査光の波長に対する上層の膜の屈折率が下層の膜の屈折率よりも小さく、かつ前記位相シフター膜の前記検査光に対する表面反射率が、異なる２つ以上の検査波長に対し所望の反射率となるように、上層の膜厚が調整されていることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
【請求項２】
前記露光光が、波長１４０ｎｍ〜２００ｎｍから選ばれる波長であり、前記異なる２つ以上の検査波長が、波長２４０〜３７０ｎｍから選ばれることを特徴とする請求項１に記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
【請求項３】
前記位相シフター膜の表面反射率が、波長２２０ｎｍ〜３４０ｎｍから選ばれる波長において、極大となるように上層の膜厚が調整されていることを特徴とする請求項２に記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
【請求項４】
露光光が、Ｆ２エキシマレーザであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
【請求項５】
露光光が、ＡｒＦエキシマレーザであり、前記位相シフター膜が、透過率が８乃至３０％に調整されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
【請求項６】
前記位相シフター膜が、露光光の位相角を略１８０°変換し、かつ露光光に対する透過率が３乃至４０％に調整された二層膜からなり、上層が、露光光に対して主に位相角を調整する機能を有する位相調整層であり、下層が主に透過率を低下させる機能を有する透過率調整層であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランクにおける位相シフター膜にパターニングを施すことによって光透過部とハーフトーン位相シフター部が形成されたことを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク。
【請求項８】
ハーフトーン位相シフター部の光透過部との境界近傍を除く所望の領域に、遮光層が形成されていることを特徴とする請求項７に記載のハーフトーン型位相シフトマスク。
【請求項９】
請求項７又は８に記載のハーフトーン型位相シフトマスクのパターン外観検査を行う工程を含むことを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位相シフターによる光の干渉作用を利用して転写パターンの解像度を向上できるようにした位相シフトマスク及びその素材としての位相シフトマスクブランク等に関し、特にハーフトーン型の位相シフトマスク及びマスクブランク等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のフォトリソグラフフィーにおける超解像技術を実現する１つとして、位相シフトマスクが挙げられる。その中でも特にハーフトーン型の位相シフトマスクは、マスク作製時のパターン加工が比較的容易であることから、コンタクトホール形成を主たる用途として広く用いられるようになった。さらに最近ではＤＲＡＭなどにおけるラインアンドスペース（Ｌ＆Ｓ）などの繰り返しパターンや孤立パターンヘの適用が進んでいる。
ハーフトーン型位相シフトマスクは、図７に示すように、透明基板２上に、少なくとも、光透過部７及び、光半透過性を有しかつ位相シフト機能を有するハーフトーン位相シフター部８を有し、そのハーフトーン位相シフター部８の構成の面から、単層型と多層型とに大別できる。単層型は、加工性の容易さから現在主流となっており、ハーフトーン位相シフター部がＭｏＳｉＮあるいはＭｏＳｉＯＮからなる単層膜で構成されているものがほとんどである。一方多層型は、前記ハーフトーン位相シフター部が、主に透過率を制御する層と、主に位相シフト量を制御する層との組み合わせからなり、透過率に代表される分光特性と、位相シフト量（位相角）の制御を独立して行うことが可能となる。
一方、ＬＳＩパターンの微細化に伴い、露光光源の波長（露光光波長）は、現行のＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）から、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）へ、さらに将来的にはＦ２エキシマレーザ（１５７ｎｍ）へと短波長化が進むと予想される。このような露光光源の短波長化に伴い、所定の透過率及び位相シフト量を満足するようなハーフトーン位相シフター部の材料の選定の幅が狭まる方向にある。また、露光光源の短波長化に伴い、従前の波長でみた場合に光透過性の高い材料が必要があり、その結果、パターン加工の際に石英基板とのエッチング選択性が小さくなるという問題がある。多層型（２層膜）のハーフトーン位相シフターは、２層膜の組合せで位相差及び透過率をコントロールでき材料選定が容易であるという利点、及び上層のエッチングストッパーの役割を果たすような材料を下層として選択できるという利点（特許文献１：特願２００１−１７４９７３）があることから、多層型（２層型）のハーフトーン位相シフターについて開発が進められている。
【０００３】
【特許文献１】特願２００１−１７４９７３
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、フォトマスクにおいては、異物・欠陥検査では、従来から反射光学系が用いられている。それに加えて近年は、マスクのパターン外観検査でも、従来の透過光学系だけでなく反射光学系をも利用するようになったため、十分な検査感度を得るために、装置の光源波長における光半透過部と基板の反射コントラストが必要となってきた。
さらに光透過部、光半透過部、及び光半透過部上に遮光部を有する所謂トライトーンタイプのハーフトーン型位相シフトマスクを検査する場合には、光透過部／光半透過部、光半透過部／遮光部、光透過部／遮光部のそれぞれに反射コントラストが必要となる。具体的には、光透過部・光半透過部・遮光部の光源波長における光反射率をそれぞれＲ１，Ｒ２，Ｒ３としたときに、
Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３
となる必要がある。
ところで、０．１μｍ以下の小さな欠陥や、より微細なパターンを検出するために検査装置の光源はｉ線（３６５ｎｍ）からＤＵＶ（深紫外）領域である２００〜３００ｎｍ付近へと短波長化がすすめられているが、現在はその過渡期にあるため、ｉ線光源とＤＵＶ光源の両方の検査装置に対応する光学特性を有するマスクおよびマスクブランクであることが望まれる。尚、ＤＵＶ光源として現在検討されているのは、２６６ｎｍ、２５７ｎｍ等である。
ところが、透過率調整層と位相調整層からなる２層ハーフトーン型位相シフトマスクでは、光反射率が上述の波長を含む範囲で大きく変動してしまうため、一方の検査波長（例えばｉ線波長）で十分な反射特性を得られたとしても、もう一方の検査波長（ＤＵＶ波長）では得られないといった問題が生じていた。このことから、検査装置の光源波長に合わせて、ハーフトーン膜の設計を変更しなければならず、開発上大きな負担となっていた。
【０００５】
本発明は、上述の課題を鑑みてなされたものであり、反射を用いた検査において、異なる２つの検査波長に対応し、いずれの検査波長を用いた場合でも十分な検査精度が得られるハーフトーン位相シフトマスクブランクおよびハーフトーン型位相シフトマスクを提供することを目的とする。
また、本発明は、特に、ｉ線波長とＤＵＶ領域の両方の検査装置の光源で十分な検査精度が得られるハーフトーン位相シフトマスクブランクおよびハーフトーン型位相シフトマスクを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下の構成を有する。
（構成１）　透明基板上に、露光光を透過させる光透過部と、露光光の一部を透過させると同時に透過した光の位相を所定量シフトさせる位相シフター部を有し、前記光透過部と位相シフター部の境界部近傍にて各々を透過した光が互いに打ち消し合うように光学特性を設計することで、被露光体表面に転写される露光パターン境界部のコントラストを良好に保持、改善できるようにしたハーフトーン型位相シフトマスクを製造するために用いるハーフトーン型位相シフトマスクブランクであり、透明基板上に前記位相シフター部を形成するための位相シフター膜を有するハーフトーン型位相シフトマスクブランクにおいて、
前記位相シフター膜は、最も表面側に形成された上層とその下に形成された下層とを含む少なくとも２層以上の膜が積層された多層膜からなり、前記ハーフトーン型位相シフトマスクブランクを用いて製造したハーフトーン型位相シフトマスクの検査に用いられる検査光の波長に対する上層の膜の屈折率が下層の膜の屈折率よりも小さく、かつ前記位相シフター膜の前記検査光に対する表面反射率が、異なる２つ以上の検査波長に対し所望の反射率となるように、上層の膜厚が調整されていることを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
（構成２）　前記露光光が、波長１４０ｎｍ〜２００ｎｍから選ばれる波長であり、前記異なる２つ以上の検査波長が、波長２４０〜３７０ｎｍから選ばれることを特徴とする構成１に記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
（構成３）　前記位相シフター膜の表面反射率が、波長２２０ｎｍ〜３４０ｎｍから選ばれる波長において、極大となるように上層の膜厚が調整されていることを特徴とする構成２に記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
（構成４）　露光光が、Ｆ２エキシマレーザであることを特徴とする構成１〜３のいずれかに記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
（構成５）　露光光が、ＡｒＦエキシマレーザであり、前記位相シフター膜が、透過率が８乃至３０％に調整されていることを特徴とする構成１〜３のいずれかに記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
（構成６）　前記位相シフター膜が、露光光の位相角を略１８０°変換し、かつ露光光に対する透過率が３乃至４０％に調整された二層膜からなり、上層が、露光光に対して主に位相角を調整する機能を有する位相調整層であり、下層が主に透過率を低下させる機能を有する透過率調整層であることを特徴とする構成１〜５のいずれかに記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。
（構成７）　構成１〜６のいずれかに記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランクにおける位相シフター膜にパターニングを施すことによって光透過部とハーフトーン位相シフター部が形成されたことを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク。
（構成８）　ハーフトーン位相シフター部の光透過部との境界近傍を除く所望の領域に、遮光層が形成されていることを特徴とする構成７に記載のハーフトーン型位相シフトマスク。
（構成９）　構成７又は８に記載のハーフトーン型位相シフトマスクのパターン外観検査を行う工程を含むことを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスクの製造方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、ハーフトーン型位相シフトマスクブランクにおいて、位相シフター膜が、最も表面側に形成された上層とその下に形成された下層とを含む少なくとも２層以上の膜が積層された多層膜からなり、前記ハーフトーン型位相シフトマスクブランクを用いて製造したハーフトーン型位相シフトマスクの検査に用いられる検査光の波長に対する上層の膜の屈折率が下層の膜の屈折率よりも小さく、かつ前記位相シフター膜の前記検査光に対する表面反射率が、異なる２つ以上の検査波長に対し所望の反射率となるように、上層の膜厚が調整されていることを特徴とするものである。
即ち、本発明によれば、位相シフター膜が少なくとも２層以上の膜が積層された多層膜からなり、検査波長における上層の膜の屈折率が下層の膜の屈折率よりも小さくすることによって、検査光に対する反射率を調整可能とすることができる。また露光波長においても上層の膜の屈折率が下層の膜の屈折率よりも小さくすることによって、露光光に対する反射率も要求値以下となるように調整可能とすることができる。上層を高屈折率、下層を低屈折率とした２層型ハーフトーン位相シフター膜を用いた場合、下層の反射光と上層の反射光が干渉を起こし、２層膜全体の反射率が波長に対し干渉波の曲線（反射スペクトル）を描く。そこで、本発明は、上層の膜厚を調整することによって、反射スペクトルの極大値が所定の波長、即ち異なる２つの検査波長の間となるようにすることによって、異なる２つの検査波長において所望の反射率を実現することができる。
尚、ここでいう検査とは、マスクブランク又はマスクのパターン欠陥検査、異物・外観検査を含むものである。
また、これらの検査において使用可能な反射率は反射率検出感度の観点から、５〜４０％であり、好ましくは１０〜３０％である。
【０００８】
以下、具体的に、ｉ線（３６５ｎｍ）及びＤＵＶ（２４０〜３００ｎｍ、例えば２５７ｎｍ）の波長の両方の検査光に対応するための２層構造のハーフトーン型位相シフトマスクブランクについて説明する。
波長λの検査光に対する、ハーフトーン位相シフター部の反射率は
ｄ＝λ／（２ｎ）　…（式１）
の時に極大となる。ここで、ｎは波長λの光に対する上層の屈折率である。
本発明においては、上記λを２２０ｎｍ〜３４０ｎｍの間で設定することによって、ｉ線及びＤＵＶの両方において所望の反射率を得ることができることから、ｉ線を使用した検査及びＤＵＶを使用した検査の双方において、検査が可能となる。
尚、本発明においては、位相シフター膜が、露光光の位相角を略１８０°変換し、かつ露光光に対する透過率が３乃至４０％に調整された二層膜からなり、上層が、露光光に対して主に位相角を調整する機能を有する位相調整層であり、下層が主に透過率を低下させる機能を有する透過率調整層であることが、短波長化（１４０ｎｍ〜２００ｎｍ）、具体的には、Ｆ２エキシマレーザの波長である１５７ｎｍ及びＡｒＦエキシマレーザの波長である１９３ｎｍ（特に透過率８〜３０％の高透過率品）に好適に用いられるブランクを得る上で好ましい。
尚、位相調整層は、主に位相を調整する機能を有するが、透過率を調整する機能も担うものである。一方、透過率調整層は、主に透過率を調整する機能を有するが、位相を調整する機能も担うものである。
即ち、ハーフトーン型位相シフトマスクブランク（ハーフトーン型位相シフトマスク）における位相シフター膜として要求される露光光の位相シフト角をＡ（ｄｅｇ）とした場合、位相調整層による露光光の位相シフト量をφ１、透過率調整層による露光光の位相シフト量をφ２とすると、
０＜φ２＜φ１＜Ａ（ｄｅｇ）　…（式１）
という関係となる。
また、上層が主に位相シフト量を調整する機能を果たす層（位相調整層）とし、下層が主に透過率を調整する機能を果たす層（透過率調整層）となるようにする２層構造とする場合、例えば次のように膜設計が行われる。
即ち、上層（位相調整層）を通過する、波長λの露光光の位相シフト量φ（ｄｅｇ）をφ１とすると、位相調整層の膜厚ｄは、
ｄ＝（φ１／３６０）×λ／（ｎ−１）　…（式２）
で表される。ここで、ｎは波長λの光に対する位相調整層の屈折率である。
ハーフトーン位相シフター部の位相シフト量Φは、下層（透過率調整層）の位相シフト量をφ２としたときに、
Φ＝φ１＋φ２＝Ａ（ｄｅｇ）　…（式３）
となるように設計する必要がある。φ２の値は、概ね−２０°≦φ２≦２０°の範囲である。すなわちこの範囲の外だと下層の膜厚が厚すぎて、露光光の透過率を大きくすることができない。したがって、上層の膜厚ｄは
０．４４×λ／（ｎ−１）≦ｄ≦０．５６×λ／（ｎ−１）　…（式４）
の範囲で設計される。
尚、ハーフトーン位相シフター膜の位相シフト量は、理想的には１８０°であるが、実用上は１８０°±５°の範囲に入ればよい。
また、露光光の透過率は、３〜２０％、好ましくは６〜２０％、露光光反射率は４０％以下、好ましくは３０％以下、さらに好ましくは２０％以下とすることがパターン転写上好ましい。
【０００９】
透過率調整層の材料としては、金属又はシリコンから選ばれる一種又は二種以上からなる膜、あるいはそれらの酸化物、窒化物等を用いることができ、具体的には、アルミニウム、チタン、バナジウム、クロム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ランタン、タンタル、タングステン、シリコン、ハフニウムから選ばれる一種又は二種以上の材料からなる膜あるいはこれらの窒化物なとが挙げられる。
また、位相調整層としては、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素など珪素を母体とした薄膜が紫外領域での露光光に対して、比較的高い透過率を得やすいという点から好ましい。さらにこれらの材料は屈折率の制御も容易であるため、位相シフターの要点である位相シフト角の制御性においても優れる。また、膜材料としての主骨格が酸化珪素や窒化珪素であることから、化学的耐久性にも優れる。具体的には、珪素、酸素及び／又は窒素を含む材料、又はこれらに燐、ホウ素、炭素から選ばれる一種又は二種以上を含有してもよい。
このような位相調整層は、通常フッ素系ガスを用いたドライエッチングによりエッチングすることができる。フッ素系ガスとしては、例えばＣｘＦｙ（例えば、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８）、ＣＨＦ３、ＳＦ６これらの混合ガス又はこれらに添加ガスとしてＯ２、希ガス（Ｈｅ，Ａｒ，Ｘｅ）を含むもの等が挙げられる。
また、透過率調整層は、位相調整層のエッチングの際のエッチングストッパーとして機能する膜であることが好ましい。ここでいうエッチングストッパーとは、位相調整層のエッチングの進行を阻止する機能を有する材料からなる膜、もしくは位相シフター膜のエッチングの終点検出を容易にする機能、もしくはその両方の機能を有する材料からなる膜である。
透過率調整層を前者のような位相調整層のエッチングの進行を阻止する機能を有する材料からなる膜とした場合は、透過率調整層は、フッ素系ガスに対して耐性を有しかつ前記フッ素系ガスと異なるガスを用いてエッチング可能な膜とする必要がある。
フッ素系ガスと異なるガスとしては、塩素系ガスを用いることが、透明基板へのダメージを小さく抑えることができるという観点から好ましい。塩素系ガスとしては、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＨＣｌ、これらの混合ガス又はこれらに添加ガスとして希ガス（Ｈｅ，Ａｒ，Ｘｅ）を含むもの等が挙げられる。尚、フッ素とフッ素以外のガスを同時に含むガスを用いることもできるがその場合は、プラズマ中の活性種における励起種の割合が多い方を優位とし、フッ素励起種が多い場合はフッ素系ガスと規定し、塩素励起種が多い場合は塩素系ガスと規定する。また、単体ガス組成においてフッ素とそれ以外のハロゲン元素を含む場合（例えばＣｌＦ３等）については、フッ素系ガスとする。
尚、透過率調整層の透明基板に対するエッチング選択比が５以上であることが、位相調整層のエッチングによって実質的なＣＤ制御を可能するる上で好ましい。即ち、下層のエッチングレートを速くすることによって、オーバーエッチング時間を短く抑えることができることから、下層のエッチングによる位相調整層への影響を極力抑えることができる。
塩素系ガスを用いたドライエッチングを行う際の、透明基板に対するエッチング選択比が５以上とすることができる材料としては、前記下層の材料が、Ａｌ、Ｇａ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｖ、及びＺｒからなる第１の群から選ばれる金属単体又はこれらの金属を二種以上を含む材料（第１材料）からなる、又は、前記下層の材料が、Ｃｒ、Ｇｅ、Ｐｄ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｓｂ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｏ、Ｍｏ及びＷからなる第２の群から選ばれる一種の金属に、前記第１の群から選ばれる少なくとも一種を添加した材料（第２材料）からなる、あるいは、前記下層の材料が、前記金属単体、前記第１材料又は前記第２材料に、窒素及び／又は炭素を含有させた材料を挙げることができる。
特に、塩素ガスに対しては、Ｚｒ、Ｈｆ、ＴａＺｒ、ＴａＨｆ、ＨｆＳｉについては、エッチング選択比が５以上となるため、オーバーエッチング時間を短く抑えることができることから好ましい。
【００１０】
また、本発明によれば、ハーフトーン位相シフター部の光透過部との境界近傍を除く所望の領域に、遮光層が形成されていることにより、高精度のパターン転写が可能な所謂トライトーンタイプのハーフトーン型位相シフトマスクを得ることが可能である。より詳しく説明すると、ハーフトーン型位相シフトマスクにおけるハーフトーン位相シフター部においては、その周囲に強い光強度領域（サイドローブ像）が発生し（図４）、被転写基板上のレジストが露光されてしまう場合がある。これによって生ずる被転写基板上のレジストの膜減りは、形成されるパターン精度の悪化につながる。特に、近年においては、位相シフト効果を充分に得るためにハーフトーン位相シフター部の透過率が大きくなる傾向にあるが、その場合はこのサイドローブ像が特に大きな問題となる。従って、図５に示されるように、透明基板２上のハーフトーン位相シフター部５における光透過部７との境界近傍５ａを除く所望の領域、即ちサイドローブ像の強度が低減できるような領域に遮光層９ａを設けることによって、位相シフト効果が充分に得られかつ被転写基板上のレジストの膜減りを防止した、高精度の転写パターンを得ることができる。本構成は、高透過率品であるハーフトーン位相シフター膜の透過率が８〜３０％、好ましくは９〜２５％のハーフトーン型位相シフトマスクについて特に有効である。
また、ハーフトーン型位相シフトマスクとしては、図５に示されるように転写領域Ｉを除く非転写領域に遮光帯９ｂを有することが好ましい。この遮光帯は、１枚のマスクを用いて被転写基板上の複数の箇所に露光する際、露光エリアの重なる部分において被転写物が多重露光されることによって被転写基板上のレジストが膜減りを起こすことを防止するものである。
【００１１】
尚、本発明における透明基板としては、合成石英基板等を用いることができ、特にＦ２エキシマレーザを露光光として用いる場合は、Ｆドープ合成石英基板、フッ化カルシウム基板等を用いることができる。
【００１２】
【実施例】
（実施例１）
本実施例では、本発明におけるハーフトーン位相シフトマスクのうち、ＡｒＦエキシマレーザ露光で、検査波長２５７ｎｍ，ｉ線（３６４ｎｍ）の両方に対応したマスクの作製方法を示す。
合成石英基板上に、Ｔａ−Ｈｆ合金ターゲットを用い、Ａｒをスパッタガスとして、Ｔａ−Ｈｆを６５オングストローム厚で成膜する。次にＳｉターゲットを用い、Ａｒ，Ｏ２，Ｎ２をスパッタガスとして、波長１９３ｎｍにおける屈折率ｎ＝２．１、消衰係数ｋ＝０．１２となるようにガス流量を調節して作製したＳｉＯＮ膜を８４０オングストローム厚で成膜し、位相シフター膜を得る。
上記成膜方法により形成された位相シフター膜の透過・反射スペクトルを図１に示す。式１を満たす波長はλ＝３１０ｎｍに設定した。波長２５７ｎｍ，３６４ｎｍにおける光反射率は、それぞれ１２．０％、２３．６％であり、両方の検査波長に対し検査可能な範囲となった。また、ＡｒＦエキシマレーザの波長１９３ｎｍにおける光透過率は１５．２％であった。
次に、図６（１）に示すように、合成石英基板からなる透明基板２上に、Ｔａ−Ｈｆからなる透過率調整層３及びＳｉＯＮからなる位相調整層４で構成される上記で得られた位相シフター膜５の上にクロムを主成分とする遮光帯膜９、電子線描画レジスト１０を順に積層する（図６（２））。そしてレジスト１０上に電子線によるパターン描画をおこなった後、現像液浸漬およびベークをおこなうことで、レジストパターン１０’を形成する（図６（３））。続いて、そのレジストパターン１０’をマスクとし、Ｃｌ２＋Ｏ２ガス等でのドライエッチングにより、遮光帯膜９のパターン形成をおこなう（図６（４））。さらに、ガスを変えて、遮光帯膜をマスクとして位相シフター膜のパターン形成をおこなう（図６（４））。本実施例では位相調整層４のエッチングをＣＦ４＋Ｏ２にておこない、続いて透過率調整層３のエッチングをＣｌ２ガスにておこなった。エッチングの終点検出は反射光学式で行い、各層の終点は、反射光強度プロファイルの変曲点で判別した。パターニングされた位相シフター膜について断面形状を観察したところ、垂直な断面が観察された。
次に、形成されたパターン上のレジストを剥離し、再度全面にレジストを塗布した後、描画・現像プロセスを経て、マスクパターン周縁に遮光帯パターン９ａ及びハーフトーン位相シフター部５の光透過部７との境界近傍を除く所望の領域に遮光層９ａが形成されるようにレジストパターン（図示せず）を形成する（図５参照）。そしてウエットエッチングあるいはドライエッチングにより前記遮光帯パターン９ｂ及び遮光層９ａ以外のＣｒを除去し、ハーフトーン型位相シフトマスクを得る（図５参照）。該マスクの光透過部とハーフトーン位相シフター部の位相差を、位相差計を用いて測定したところ、露光波長において１８０°であった。
実施例１で得られたハーフトーン位相シフトマスクについて、光源波長２５７ｎｍ，　３６４ｎｍでの欠陥・異物検査およびパターン外観検査（Ｓｔａｒｌｉｇｈｔ，Ｔｅｒａｓｃａｎ等）を実施したところ、いずれも良好な測定感度および測定再現性が得られた。
【００１３】
（実施例２）
本実施例では、本発明におけるハーフトーン位相シフトマスクのうち、Ｆ２エキシマレーザ露光に対応したマスクの作製方法を示す。
合成石英基板上に、Ｔａ−Ｈｆ合金ターゲットを用い、Ａｒをスパッタガスとして、Ｔａ−Ｈｆを７０オングストローム厚で成膜する。次にＳｉターゲットを用い、Ａｒ，Ｏ２，Ｎ２をスパッタガスとして、波長１５７ｎｍにおける屈折率ｎ＝２．１、消衰係数ｋ＝０．２５となるようにガス流量を調節して作製したＳｉＯＮ膜を７８０オングストローム厚で成膜し、位相シフター膜を得る。
上記成膜方法により形成された位相シフター膜の透過・反射スペクトルを図２に示す。式１を満たす波長はλ＝２６０ｎｍに設定した。波長２５７ｎｍ，３６４ｎｍにおける光反射率は、それぞれ２６．７％、１５．７％であり、両方の検査波長に対し検査可能な範囲となった。
また、Ｆ２エキシマレーザの波長１５７．６ｎｍにおける光透過率は６．１％であった。
その後、実施例１と同様のマスクパターン形成および遮光帯形成をおこない、ハーフトーン位相シフトマスクを得る。該マスクの光透過部とハーフトーン位相シフター部の位相差を、位相差計を用いて測定したところ、露光波長において１８０°であった。
実施例２で得られたハーフトーン位相シフトマスクについて、光源波長２５７ｎｍ，３６４ｎｍでの欠陥・異物検査およびパターン外観検査（Ｓｔａｒｌｉｇｈｔ，Ｔｅｒａｓｃａｎ等）を実施したところ、いずれも良好な測定感度および測定再現性が得られた。
【００１４】
（比較例）
一方、透過率調整層がＴａ−Ｈｆ膜１００オングストローム厚で、位相調整層が、波長１９３ｎｍにおける屈折率ｎ＝１．９、消衰係数ｋ＝０．０３となるＳｉＯＮ膜１０００オングストローム厚からなる位相シフター膜の透過・反射スペクトルを図３に示す。式１を満たす波長はλ＝３６４ｎｍに設定した。波長２５７ｎｍ，３６４ｎｍにおける光反射率は、それぞれ２．３％、３５．２％であり、波長２５７ｎｍにおける反射率が非常に小さい。なお、該位相シフター膜のＡｒＦエキシマレーザの波長１９３ｎｍにおける光透過率は１５．２％であった。また、該位相シフター膜を、実施例１と同様のプロセスでパターニングして得られたハーフトーン位相シフトマスクについて、該マスクの光透過部とハーフトーン位相シフター部の位相差を、位相差計を用いて測定したところ、ＡｒＦエキシマレーザの波長１９３ｎｍにおいて１８０°であった。
得られたハーフトーン位相シフトマスクについて、光源波長２５７ｎｍ，３６４ｎｍでの欠陥・異物検査およびパターン外観検査（Ｓｔａｒｌｉｇｈｔ，Ｔｅｒａｓｃａｎ等）を複数回実施したところ、３６４ｎｍでは良好な検査感度および測定再現性が得られた。２５７ｎｍでのパターン外観検査では、光透過部との反射コントラストが不十分であったため、パターンのイメージングがおこなえなかった。２５７ｎｍでの欠陥・異物検査では、パーティクルサイズの分布の再現性が不十分であった。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、反射を用いた検査において、異なる２つの検査波長に対応し、いずれの検査波長を用いた場合でも十分な検査精度が得られるハーフトーン位相シフトマスクブランクおよびハーフトーン型位相シフトマスクを得ることができる。
また、本発明によれば、特に、ｉ線波長とＤＵＶ領域の両方の検査装置の光源で十分な検査精度が得られるハーフトーン位相シフトマスクブランクおよびハーフトーン型位相シフトマスクを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１で作成したハーフトーン型位相シフトマスクブランクの透過・反射スペクトルを示す図である。
【図２】実施例２で作成したハーフトーン型位相シフトマスクブランクの透過・反射スペクトルを示す図である。
【図３】比較例１で作成したハーフトーン型位相シフトマスクブランクの透過・反射スペクトルを示す図である。
【図４】サイドローブ像の問題を説明するための図である。
【図５】ハーフトーン型位相シフトマスクの一態様を説明するための模式図である。
【図６】本発明の実施例に係るハーフトーン型位相シフトマスクブランク及びハーフトーン型位相シフトマスクの製造工程図である。
【図７】ハーフトーン型位相シフトマスクの一形態を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
１　　ハーフトーン型位相シフトマスクブランク
１’　ハーフトーン型位相シフトマスク
２　　透明基板
３　　透過率調整層
４　　位相調整層
５　　ハーフトーン位相シフター膜（ハーフトーン位相シフター部）
７　　光透過部
８　　ハーフトーン位相シフター部
９ａ　遮光層
９ｂ　遮光帯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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