JP6815731B2

JP6815731B2 - Phase shift mask blank and phase shift mask

Info

Publication number: JP6815731B2
Application number: JP2016013438A
Authority: JP
Inventors: 影山　景弘; 景弘影山; 博幸磯; 聖望月
Original assignee: Ulvac Coating Corp
Current assignee: Ulvac Coating Corp
Priority date: 2016-01-27
Filing date: 2016-01-27
Publication date: 2021-01-20
Anticipated expiration: 2036-01-27
Also published as: JP2017134213A

Description

本発明は、複合波長に対して位相差を有する、ハーフトーン型の位相シフトマスクブランク、及びこれを用いたハーフトーン型の位相シフトマスクに関する。 The present invention relates to a halftone type phase shift mask blank having a phase difference with respect to a composite wavelength, and a halftone type phase shift mask using the blank.

半導体分野では、高密度実装を図るため、回路パターンの微細化が進められている。これに伴い、露光波長の短波長化や、露光方法の改善などが検討されている。
このような回路パターンの微細化に対応するため、フォトマスクにおいては、単純な遮光膜のパターンのみで形成されたバイナリーマスクから、パターン縁における光干渉を用いて、単波長を用い、より微細なパターン形成が可能な位相シフトマスク（Phase-Shifting Mask：PSM）が使用されるに至っている。 In the semiconductor field, circuit patterns are being miniaturized in order to achieve high-density mounting. Along with this, shortening of the exposure wavelength and improvement of the exposure method are being studied.
In order to cope with such miniaturization of the circuit pattern, in the photomask, a single wavelength is used from a binary mask formed only by a simple light-shielding film pattern, using optical interference at the pattern edge, and finer. A phase-shifting mask (PSM) capable of forming a pattern has been used.

上述した半導体用の位相シフトマスクとしては、ｉ線単波長からなる露光光とエッジ強調型の位相シフトマスクとの組み合わせ（たとえば、特許文献１）や、更なる微細化のために、ＡｒＦ単波長からなる露光光とハーフトーン型位相シフトマスク（Attenuated PSM）との組み合わせ（たとえば、特許文献２）、などが用いられている。 The phase shift mask for semiconductors described above includes a combination of an exposure light composed of an i-line single wavelength and an edge-enhanced phase shift mask (for example, Patent Document 1), and an ArF single wavelength for further miniaturization. A combination of an exposure light composed of the above and a halftone type phase shift mask (Attenuated PSM) (for example, Patent Document 2) is used.

これに対して、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）分野では、低コスト化を実現するため、高いスループットにて生産を行う必要があり、露光光の波長としてｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｈ線（波長４０３ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）からなる複合波長を用いた露光にてパターン形成が行われている。
最近、上記ＦＰＤ分野においても、高精細な画面を形成するためにパターンプロファイルが微細化する傾向にあり、従来の遮光膜をパターン化したフォトマスク（バイナリーマスク）に代えて、ハーフトーン型の位相シフトマスクを用いることが検討されている（たとえば、特許文献３）。 On the other hand, in the flat panel display (FPD) field, in order to realize cost reduction, it is necessary to perform production with high throughput, and the wavelengths of the exposure light are i-line (wavelength 365 nm) and h-line (wavelength 403 nm). ) And g-line (wavelength 436 nm), the pattern is formed by exposure using a composite wavelength.
Recently, even in the above-mentioned FPD field, the pattern profile tends to be miniaturized in order to form a high-definition screen, and a halftone type phase is replaced with a conventional photomask (binary mask) in which a light-shielding film is patterned. The use of a shift mask has been studied (for example, Patent Document 3).

図９に示すように、ハーフトーン型の位相シフトマスク用ブランク（ハーフトーン型位相シフトマスクブランクとも呼ぶ）９００は、基本的に、石英基板９０１の一面９０１ａ側に単層のシフター膜９０２を設けることにより位相シフト効果を発現している。シフター膜９０２に要求される光学特性は、位相シフト効果（露光波長における１８０度の位相角）と所定の透過率である。たとえば、クロム系膜（酸化窒化膜）によりシフター膜９０２を形成した場合、ハーフトーン型位相シフトマスクブランクでは、シフター膜９０２の表面９０２ａにおける表面反射率が２３％（波長３６５ｎｍ）程度となる。通常のクロム膜を用いたバイナリーブランクでは、表面反射率が１５％以下（波長３６５ｎｍ）である。 As shown in FIG. 9, the halftone type phase shift mask blank (also referred to as a halftone type phase shift mask blank) 900 is basically provided with a single-layer shifter film 902 on one side 901a side of the quartz substrate 901. As a result, the phase shift effect is exhibited. The optical characteristics required for the shifter film 902 are a phase shift effect (a phase angle of 180 degrees at the exposure wavelength) and a predetermined transmittance. For example, when the shifter film 902 is formed of a chromium-based film (oxidized nitride film), the surface reflectance of the shifter film 902 on the surface 902a of the halftone type phase shift mask blank is about 23% (wavelength 365 nm). A binary blank using a normal chromium film has a surface reflectance of 15% or less (wavelength 365 nm).

ＦＰＤ分野では、露光光の波長としてｉ線、ｈ線、ｇ線からなる複合波長を用い、露光光量を稼いでいる。各波長において、位相角は１８０度からズレが生じることになるが、トータルで位相シフト効果があることが確認されている。
ところが、前述したとおり、ハーフトーン型位相シフトマスクブランクでは、バイナリーブランクに比べて２倍以上の表面反射率となるため、十分な解像度が得られないという課題があった。
また、ハーフトーン型位相シフトマスクブランクでは、裏面反射率も高くなる傾向にあり、透明基板側から入射される露光光の反射を防止できず、十分な解像度が得られないという課題があった。 In the FPD field, a composite wavelength consisting of i-line, h-line, and g-line is used as the wavelength of exposure light to increase the amount of exposure light. At each wavelength, the phase angle deviates from 180 degrees, but it has been confirmed that there is a total phase shift effect.
However, as described above, the halftone type phase shift mask blank has a surface reflectance that is more than twice that of the binary blank, so that there is a problem that sufficient resolution cannot be obtained.
Further, the halftone type phase shift mask blank tends to have a high back surface reflectance, and there is a problem that the reflection of the exposure light incident from the transparent substrate side cannot be prevented and a sufficient resolution cannot be obtained.

ゆえに、ｉ線、ｈ線、ｇ線からなる複合波長に対して、バイナリーブランク以下の表面反射率あるいは裏面反射率を有する、ハーフトーン型位相シフトマスクブランク、及びこれを用いたハーフトーン型位相シフトマスクの開発が期待されていた。 Therefore, a halftone type phase shift mask blank having a front surface reflectance or a back surface reflectance of binary blank or less with respect to a composite wavelength consisting of i-line, h-line, and g-line, and a halftone-type phase shift using the same. The development of a mask was expected.

特開平８−２７２０７１号公報JP-A-8-272701A 特開２００６−０７８９５３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-078953 特開２０１０−１２８００３号公報JP-A-2010-128003

本発明は、このような従来の実情に鑑みて考案されたものであり、ｉ線、ｈ線、ｇ線からなる複合波長に対して、バイナリーブランク以下の表面反射率あるいは裏面反射率を有する、ハーフトーン型位相シフトマスクブランク、及びこれを用いた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。 The present invention has been devised in view of such conventional circumstances, and has a front surface reflectance or a back surface reflectance of binary blank or less with respect to a composite wavelength consisting of i-line, h-line, and g-line. It is an object of the present invention to provide a halftone type phase shift mask blank and a halftone type phase shift mask using the blank.

本発明のハーフトーン型位相シフトマスクブランクは、透明基板と、前記透明基板の一面側に配された位相シフター層とを含み、前記位相シフター層がｉ線、ｈ線およびｇ線の３波長に対して略１８０°の位相差を有するハーフトーン型の位相シフトマスクを製造するために用いるハーフトーン型の位相シフトマスクブランクであって、前記位相シフター層は、その表面から層厚中心までの所定の深さ位置に、上下の部位Ａ，Ｃより高い屈折率の部位Ｂを備え、前記位相シフター層の表面側から見た前記部位Ｂの裏面の位置が、２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることを特徴とする。ここで、略１８０°の位相差とは、１７０°以上、１９０°以下を示すものである。
本発明のハーフトーン型位相シフトマスクブランクは、上記において、前記部位Ｂが配される深さ位置が、前記位相シフター層の表面側から見て、２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることを特徴とする。
本発明のハーフトーン型位相シフトマスクブランクは、上記のいずれかにおいて、前記部位Ｂが単一の薄膜層であることを特徴とする。
本発明のハーフトーン型位相シフトマスクブランクは、透明基板と、前記透明基板の一面側に配された位相シフター層とを含み、前記位相シフター層がｉ線、ｈ線およびｇ線の３波長に対して略１８０°の位相差を有するハーフトーン型の位相シフトマスクを製造するために用いるハーフトーン型の位相シフトマスクブランクであって、前記位相シフター層は、その裏面から層厚中心までの所定の深さ位置に、上下の部位Ａ，Ｃより高い屈折率の部位Ｂを備え、前記位相シフター層の裏面側から見た前記部位Ｂの表面の位置が、１５ｎｍ以上４５ｎｍ以下であることを特徴とする。
本発明のハーフトーン型位相シフトマスクブランクは、上記において、前記部位Ｂが配される深さ位置が、前記位相シフター層の裏面側から見て、１５ｎｍ以上４５ｎｍ以下であることを特徴とする。
本発明のハーフトーン型位相シフトマスクブランクは、上記のいずれかにおいて、前記部位Ｂが単一の薄膜層であることを特徴とする。
本発明のハーフトーン型位相シフトマスクブランクは、前記部位Ｂが単一のクロム層であり、前記位相シフター層がクロム系膜であることを特徴とする。
本発明のハーフトーン型位相シフトマスクブランクは、上記のいずれかにおいて、前記薄膜層の膜厚が、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることを特徴とする。
本発明のハーフトーン型位相シフトマスクは、上記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層を、所定のパターンが得られるように選択的に除去するパターニング処理を施すことにより得られた、光透過部と位相シフター部とからなるマスクパターンを有することを特徴とする。 The halftone type phase shift mask blank of the present invention includes a transparent substrate and a phase shifter layer arranged on one surface side of the transparent substrate, and the phase shifter layer has three wavelengths of i-line, h-line and g-line. On the other hand, it is a halftone type phase shift mask blank used for manufacturing a halftone type phase shift mask having a phase difference of about 180 °, and the phase shifter layer is a predetermined one from the surface to the center of the layer thickness. A portion B having a refractive index higher than that of the upper and lower portions A and C is provided at the depth position of the above, and the position of the back surface of the portion B as viewed from the front surface side of the phase shifter layer is 20 nm or more and 40 nm or less. It is a feature. Here, the phase difference of approximately 180 ° indicates 170 ° or more and 190 ° or less.
The halftone type phase shift mask blank of the present invention is characterized in that, in the above, the depth position where the portion B is arranged is 20 nm or more and 40 nm or less when viewed from the surface side of the phase shifter layer.
The halftone type phase shift mask blank of the present invention is characterized in that, in any of the above, the portion B is a single thin film layer.
The halftone type phase shift mask blank of the present invention includes a transparent substrate and a phase shifter layer arranged on one surface side of the transparent substrate, and the phase shifter layer has three wavelengths of i-line, h-line and g-line. On the other hand, it is a halftone type phase shift mask blank used for manufacturing a halftone type phase shift mask having a phase difference of about 180 °, and the phase shifter layer is a predetermined one from the back surface to the center of the layer thickness. A portion B having a refractive index higher than that of the upper and lower portions A and C is provided at the depth position of the above, and the position of the surface of the portion B as viewed from the back surface side of the phase shifter layer is 15 nm or more and 45 nm or less. It is a feature.
The halftone type phase shift mask blank of the present invention is characterized in that, in the above, the depth position where the portion B is arranged is 15 nm or more and 45 nm or less when viewed from the back surface side of the phase shifter layer.
The halftone type phase shift mask blank of the present invention is characterized in that, in any of the above, the portion B is a single thin film layer.
The halftone type phase shift mask blank of the present invention is characterized in that the portion B is a single chromium layer and the phase shifter layer is a chromium-based film.
The halftone type phase shift mask blank of the present invention is characterized in that, in any of the above, the film thickness of the thin film layer is 1 nm or more and 10 nm or less .
The halftone type phase shift mask of the present invention is subjected to a patterning process for selectively removing the phase shifter layer in the halftone type phase shift mask blank described in any of the above so that a predetermined pattern can be obtained. It is characterized by having a mask pattern including a light transmitting portion and a phase shifter portion obtained.

本発明のハーフトーン型位相シフトマスクブランクは、透明基板と前記透明基板の一面側に配された位相シフター層から構成され、前記位相シフター層が、その表面から層厚中心までの所定の深さ位置に、上下の部位Ａ，Ｃより高い屈折率の部位Ｂを備える。これにより、ｉ線、ｈ線、ｇ線からなる複合波長に対して、バイナリーブランク以下の表面反射率を有する、ハーフトーン型位相シフトマスクブランクが得られる。ゆえに、本発明は、露光光の波長がｉ線、ｈ線、ｇ線からなる複合波長において、十分な解像度が得られる、ハーフトーン型位相シフトマスクブランクの提供に寄与する。 This onset Ming halftone phase shift mask blank is composed of a phase shifter layer disposed on one surface of the transparent substrate and the transparent substrate, the phase shifter layer is predetermined from the surface to the thickness center A portion B having a higher refractive index than the upper and lower portions A and C is provided at the depth position. As a result, a halftone type phase shift mask blank having a surface reflectance of binary blank or less with respect to a composite wavelength composed of i-line, h-line, and g-line can be obtained. Therefore, the present invention contributes to the provision of a halftone type phase shift mask blank capable of obtaining sufficient resolution at a composite wavelength in which the wavelength of the exposure light consists of i-line, h-line, and g-line.

本発明のハーフトーン型位相シフトマスクブランクは、透明基板と前記透明基板の一面側に配された位相シフター層から構成され、前記位相シフター層が、その裏面から層厚中心までの所定の深さ位置に、上下の部位Ａ，Ｃより高い屈折率の部位Ｂを備える。これにより、ｉ線、ｈ線、ｇ線からなる複合波長に対して、バイナリーブランク以下の裏面反射率を有する、ハーフトーン型位相シフトマスクブランクが得られる。ゆえに、本発明は、露光光の波長がｉ線、ｈ線、ｇ線からなる複合波長において、透明基板側から入射される露光光の反射を防止することが可能となり、十分な解像度が得られる、ハーフトーン型位相シフトマスクブランクの提供に寄与する。 This onset Ming halftone phase shift mask blank is composed of a phase shifter layer disposed on one surface of the transparent substrate and the transparent substrate, the phase shifter layer is given from the back surface to the thickness center A portion B having a higher refractive index than the upper and lower portions A and C is provided at the depth position. As a result, a halftone type phase shift mask blank having a backside reflectance of binary blank or less with respect to a composite wavelength consisting of i-line, h-line, and g-line can be obtained. Therefore, the present invention makes it possible to prevent reflection of the exposure light incident from the transparent substrate side at a composite wavelength of the exposure light having an i-line, h-line, and g-line wavelength, and a sufficient resolution can be obtained. , Contributes to the provision of halftone phase shift mask blanks.

本発明の位相シフトマスクブランクの一例（第一実施形態）を示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example (first embodiment) of the phase shift mask blank of the present invention. 本発明の位相シフトマスクブランクの他の一例（第二実施形態）を示す断面図。The cross-sectional view which shows another example (second embodiment) of the phase shift mask blank of this invention. 部位Ｂの位置と表面反射率との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the position of the part B and the surface reflectance. 部位Ｂの位置と裏面反射率との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the position of the part B and the back surface reflectance. 部位Ｂの位置と透過率との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the position of the part B and the transmittance. 部位Ｂの厚さと表面反射率および透過率との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the thickness of a part B, surface reflectance and transmittance. 本発明の位相シフトマスクの一例（第一実施形態に対応）を示す断面図。The cross-sectional view which shows an example (corresponding to 1st Embodiment) of the phase shift mask of this invention. 本発明の位相シフトマスクの他の一例（第二実施形態に対応）を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of the phase shift mask of the present invention (corresponding to the second embodiment). 従来の位相シフトマスクブランクの一例を示す断面図。The cross-sectional view which shows an example of the conventional phase shift mask blank.

以下では、本発明に係るハーフトーン型位相シフトマスクブランクの一実施形態について、図面に基づいて説明する。以下の説明においては、「位相シフトマスクブランク」から「ハーフトーン型」を省略して呼称する。 Hereinafter, an embodiment of the halftone type phase shift mask blank according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, "halftone type" is abbreviated from "phase shift mask blank".

（第一実施形態）：表面反射率（部位Ｂの挿入深さ依存性、部位Ｂの厚さ＝４ｎｍ固定）
図１は、本発明の位相シフトマスクブランクの一例（第一実施形態）を示す断面図である。本実施形態では、位相シフター層１０５に挿入される部位Ｂ１０３の位置（位相シフター層１０５の表面１０４ａ（１０５ａ）側から見た部位Ｂ１０３の裏面１０３ｂ側の位置＝挿入深さとも呼ぶ）と、位相シフター層１０５の表面１０４ａ（１０５ａ）における表面反射率との関係についてシミュレーションを行った。シミュレーション法としては、ＥｓｓｅｎｔｉａｌＭａｃｌｅｏｄに開示される手法を用いた。 (First Embodiment): Surface reflectance (depending on the insertion depth of the part B, the thickness of the part B = fixed at 4 nm)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example (first embodiment) of the phase shift mask blank of the present invention. In the present embodiment, the position of the portion B103 inserted into the phase shifter layer 105 (also referred to as the position on the back surface 103b side of the portion B103 viewed from the front surface 104a (105a) side of the phase shifter layer 105 = insertion depth) and the phase. A simulation was performed on the relationship with the surface reflectance on the surface 104a (105a) of the shifter layer 105. As the simulation method, the method disclosed in Essential Macleod was used.

つまり、本実施形態に係る第一の位相シフトマスクブランク１００は、透明基板１０１と、この透明基板１０１の一面１０１ａ側に配された位相シフター層１０５から構成されている。位相シフター層１０５は、その表面１０４ａ側から見て、部位Ａ１０４、部位Ｂ１０３、部位Ｃ１０２が順に重ねて構成されており、部位Ｃ１０２が透明基板１０１の一面１０１ａと接している。 That is, the first phase shift mask blank 100 according to the present embodiment is composed of the transparent substrate 101 and the phase shifter layer 105 arranged on the one side 101a side of the transparent substrate 101. The phase shifter layer 105 is configured such that the portion A104, the portion B103, and the portion C102 are stacked in this order when viewed from the surface 104a side, and the portion C102 is in contact with one surface 101a of the transparent substrate 101.

部位Ｂ１０３は、位相シフター層１０５の表面１０４ａから所定の深さ位置（Ｄ１）に配されている。部位Ｂ１０３より上方にある部位Ａ１０４、及び、部位Ｂ１０３より下方にある部位Ｃ１０２に比べて、部位Ｂ１０３は高い屈折率を有する。すなわち、部位Ａ１０４の屈折率をＮａ、部位Ｂ１０３の屈折率をＮｂ、部位Ｃ１０２の屈折率をＮｃと定義した場合、Ｎｂ＞Ｎａ，Ｎｂ＞Ｎｃの関係にある。その際、本実施形態では、部位Ｂ１０３は単一の薄膜層（厚さＴ１）からなるものとする。ここで記載する屈折率とは、複素屈折率Ｎのことを示す。 The portion B103 is arranged at a predetermined depth position (D1) from the surface 104a of the phase shifter layer 105. The site B103 has a higher refractive index than the part A104 above the part B103 and the part C102 below the part B103. That is, when the refractive index of the portion A104 is defined as Na, the refractive index of the portion B103 is defined as Nb, and the refractive index of the portion C102 is defined as Nc, the relationship is Nb> Na, Nb> Nc. At that time, in the present embodiment, the portion B103 is composed of a single thin film layer (thickness T1). The refractive index described here means a complex refractive index N.

本シミュレーションにおいて、位相シフトマスクブランク１００は、透明基板１０１が石英基板（厚さ１０ｍｍ）、位相シフター層１０５が酸化クロム膜（厚さ１２０ｎｍ）から構成されるものとした。透明基板１０１の上に、位相シフター層１０５が配されており、位相シフター層１０５の表面１０４ａから所定の深さ位置となるように、クロム膜（厚さ４ｎｍ）からなる部位Ｂ１０３を設ける条件とした。その際、部位Ｂ１０３を設ける所定の深さ位置は、位相シフター層１０５の表面１０４ａから５ｎｍの間隔で変更した。すなわち、位相シフター層１０５は、酸化クロム膜（部位Ａ１０２、部位Ｃ１０４）の中に、クロム膜（部位Ｂ１０３）が挿入された積層体である。 In this simulation, in the phase shift mask blank 100, the transparent substrate 101 is composed of a quartz substrate (thickness 10 mm), and the phase shifter layer 105 is composed of a chromium oxide film (thickness 120 nm). The condition that the phase shifter layer 105 is arranged on the transparent substrate 101 and the portion B103 made of a chromium film (thickness 4 nm) is provided so as to be at a predetermined depth position from the surface 104a of the phase shifter layer 105. did. At that time, the predetermined depth position where the portion B103 is provided was changed at intervals of 5 nm from the surface 104a of the phase shifter layer 105. That is, the phase shifter layer 105 is a laminated body in which the chromium film (site B103) is inserted into the chromium oxide film (site A102, site C104).

本実施形態では、３つの波長、すなわち、ｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｈ線（波長４０３ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）における、位相シフター膜１０５の表面反射率を検討した。その際、酸化クロム膜（部位Ａ１０２、部位Ｃ１０４）とクロム膜（部位Ｂ１０３）の光学定数としては、表１の数値を用いた。ここで、Ｎは複素屈折率であり、屈折率ｎと消光係数ｋを用いて、Ｎ＝ｎ＋ｉｋと表わされる。ｎとｋを併せて光学定数という。シミュレーションに使用した表１に示す光学定数（ｎ、ｋ）は、設計だけでなく、実際の成膜で確かめた、信頼性のある数値である。 In the present embodiment, the surface reflectance of the phase shifter film 105 at three wavelengths, that is, i-line (wavelength 365 nm), h-line (wavelength 403 nm), and g-line (wavelength 436 nm) was examined. At that time, the numerical values in Table 1 were used as the optical constants of the chromium oxide film (site A102, site C104) and the chromium film (site B103). Here, N is a complex refractive index, and is expressed as N = n + ik by using the refractive index n and the extinction coefficient k. The combination of n and k is called an optical constant. The optical constants (n, k) shown in Table 1 used in the simulation are reliable numerical values confirmed not only in the design but also in the actual film formation.

図３は、位相シフター層１０５の表面１０４ａから層厚中心ＬＣまでの所定の挿入深さ（「表面からの距離」とも呼ぶ）となるように、部位Ｂの位置を変えて、表面反射率をシミュレーションした結果を示すグラフである。◇印はｉ線（波長３６５ｎｍ）、○印はｈ線（波長４０３ｎｍ）、△印はｇ線（波長４３６ｎｍ）の結果である。また、挿入深さがゼロの位置にプロットされた◆印と●印と▲印は各々、判断基準（リファレンス）となる「クロム膜（部位Ｂ）を設けなかった場合［すなわち、位相シフター膜２０５が酸化クロム膜（部位Ａ１０２、部位Ｃ１０４）である場合］の結果」である。
表２は、図３のグラフにおいてプロットした各数値である。表２の評価欄に「Ｒｆａ：薄膜無」と明記した結果が、リファレンス（判断基準）となる。 FIG. 3 shows the surface reflectance by changing the position of the portion B so as to have a predetermined insertion depth (also referred to as “distance from the surface”) from the surface 104a of the phase shifter layer 105 to the layer thickness center LC. It is a graph which shows the simulation result. ◇ mark is the result of i line (wavelength 365 nm), ○ mark is the result of h line (wavelength 403 nm), and Δ mark is the result of g line (wavelength 436 nm). In addition, the ◆ mark, ● mark, and ▲ mark plotted at the position where the insertion depth is zero are the cases where the “chromium film (site B)”, which is the criterion (reference), is not provided [that is, the phase shifter film 205. Is the result of the chromium oxide film (site A102, site C104)].
Table 2 shows each numerical value plotted in the graph of FIG. The result of clearly stating "Rfa: No thin film" in the evaluation column of Table 2 serves as a reference (judgment standard).

表２および図３から、以下の点が明らかとなった。
（ａ１）部位Ｂの位置Ｄ１が、位相シフター層１０５の表面１０４ａから層厚中心ＬＣの付近を除いた、２つの領域（領域＊１、領域＊２）において、表面反射率の数値がリファレンス（Ｒｆａ）より、３波長（ｉ線、ｈ線、ｇ線）とも低くなる。
（ａ２）特に、部位Ｂの位置Ｄ１が領域＊１に含まれる場合は、領域＊２に比べて表面反射率が大きく低減する。領域＊１は、位相シフター層１０５の表面１０４ａから層厚中心ＬＣまでの「所定の深さ位置（挿入深さ：Ｄ１）」にある。
（ａ３）領域＊１となる「所定の深さ位置Ｄ１」は、２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下の範囲である。「所定の深さ位置Ｄ１」が領域＊１を満たすことにより、３波長（ｉ線、ｈ線、ｇ線）全てにおいて、バイナリーブランク以下の表面反射率を有する位相シフトマスクブランクが得られる。 From Table 2 and FIG. 3, the following points became clear.
(A1) The numerical value of the surface reflectance is the reference (a1) in the two regions (region * 1, region * 2) where the position D1 of the portion B excludes the vicinity of the layer thickness center LC from the surface 104a of the phase shifter layer 105. All three wavelengths (i-line, h-line, g-line) are lower than Rfa).
(A2) In particular, when the position D1 of the portion B is included in the region * 1, the surface reflectance is greatly reduced as compared with the region * 2. The region * 1 is at a “predetermined depth position (insertion depth: D1)” from the surface 104a of the phase shifter layer 105 to the layer thickness center LC.
The “predetermined depth position D1” that is the region (a3) * 1 is in the range of 20 nm or more and 40 nm or less. When the "predetermined depth position D1" fills the region * 1, a phase shift mask blank having a surface reflectance equal to or lower than that of the binary blank can be obtained at all three wavelengths (i-line, h-line, and g-line).

なお、本実施形態では、部位Ｂ１０３が単一の薄膜層（厚さＴ１）からなる場合について詳細に述べたが、部位Ａ１０４の屈折率Ｎａ、部位Ｂ１０３の屈折率Ｎｂ、部位Ｃ１０２の屈折率Ｎｃが、Ｎｂ＞Ｎａ，Ｎｂ＞Ｎｃの関係を満たすならば、本発明の部位Ｂ１０３は単一の薄膜層に限定されるものではない。すなわち、部位Ｂ１０３は２層以上の薄膜が積層された構造であっても構わない。その際、部位Ｂ１０３を構成する２層以上の薄膜は各々、同じ材料であっても良いし、異なる材料で形成されてもよい。 In the present embodiment, the case where the portion B103 is composed of a single thin film layer (thickness T1) has been described in detail, but the refractive index Na of the portion A104, the refractive index Nb of the portion B103, and the refractive index Nc of the portion C102. However, if the relationship of Nb> Na and Nb> Nc is satisfied, the site B103 of the present invention is not limited to a single thin film layer. That is, the portion B103 may have a structure in which two or more thin films are laminated. At that time, the two or more thin films constituting the portion B103 may be made of the same material or may be formed of different materials.

また、本実施形態では、位相シフター層１０５のうち、部位Ｃ１０４と部位Ａ１０２が酸化クロム膜、部位Ｂ１０３がクロム膜から構成される場合について説明したが、部位Ａ１０４の屈折率Ｎａ、部位Ｂ１０３の屈折率Ｎｂ、部位Ｃ１０２の屈折率Ｎｃが、Ｎｂ＞Ｎａ，Ｎｂ＞Ｎｃの関係を満たすならば、位相シフター層１０５は他の材料であっても構わない。位相シフター層として好適な他の材料としては、クロムの他に、タンタル、チタン、アルミニウム、バナジウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、タングステン、シリコンから選択される１種または２種以上の材料、あるいはこれらの窒化物、酸窒化物、酸化物、珪素化合物が挙げられる。 Further, in the present embodiment, the case where the part C104 and the part A102 are composed of the chromium oxide film and the part B103 is composed of the chromium film in the phase shifter layer 105 has been described, but the refractive index Na of the part A104 and the refraction of the part B103 are described. The phase shifter layer 105 may be made of another material as long as the rate Nb and the refractive index Nc of the portion C102 satisfy the relationship of Nb> Na, Nb> Nc. Other suitable materials for the phase shifter layer include, in addition to chromium, one or more materials selected from tantalum, titanium, aluminum, vanadium, zirconium, niobium, molybdenum, tungsten, silicon, or any of these. Nitride, oxynitride, oxide, silicon compound can be mentioned.

＜第二実施形態＞：裏面反射率（部位Ｂの挿入深さ依存性、部位Ｂの厚さ＝４ｎｍ固定）図２は、本発明の位相シフトマスクブランクの他の一例（第二実施形態）を示す断面図である。本実施形態では、位相シフター層２０５に挿入される部位Ｂ２０３の位置（位相シフター層２０５の裏面２０２ｂ（２０５ｂ）側から見た部位Ｂ２０３の表面２０３ａ側の位置＝挿入深さとも呼ぶ）と、位相シフター層２０５の裏面２０２ｂ（２０５ｂ）における裏面反射率との関係についてシミュレーションを行った。シミュレーション法としては、第一実施形態と同じ手法を用いた。 <Second Embodiment>: Backside reflectance (depending on the insertion depth of the part B, the thickness of the part B = fixed at 4 nm) FIG. 2 shows another example of the phase shift mask blank of the present invention (second embodiment). It is sectional drawing which shows. In the present embodiment, the position of the portion B203 inserted into the phase shifter layer 205 ( also referred to as the position on the front surface 203a side of the portion B203 viewed from the back surface 202b (205b) side of the phase shifter layer 205 = insertion depth) and the phase. A simulation was performed on the relationship with the back surface reflectance of the back surface 202b (205b) of the shifter layer 205. As the simulation method, the same method as in the first embodiment was used.

つまり、本実施形態に係る第二の位相シフトマスクブランク２００は、透明基板２０１と、この透明基板２０１の一面２０１ａ側に配された位相シフター層２０５から構成されている。位相シフター層２０５は、その表面２０４ａ（２０５ａ）側から見て、部位Ａ２０４、部位Ｂ２０３、部位Ｃ２０２が順に重ねて構成されており、部位Ｃ２０２が透明基板２０１の一面２０１ａと接している。 That is, the second phase shift mask blank 200 according to the present embodiment is composed of the transparent substrate 201 and the phase shifter layer 205 arranged on the one side 201a side of the transparent substrate 201. The phase shifter layer 205 is configured such that the portion A204, the portion B203, and the portion C202 are stacked in this order when viewed from the surface 204a (205a) side thereof, and the portion C202 is in contact with one surface 201a of the transparent substrate 201.

部位Ｂ２０３は、位相シフター層２０５の裏面２０２ｂ（２０５ｂ）から所定の深さ位置（Ｄ２）に配されている。部位Ｂ２０３より上方にある部位Ａ２０４、及び、部位Ｂ２０３より下方にある部位Ｃ２０２に比べて、部位Ｂ２０３は高い屈折率を有する。すなわち、部位Ａ２０４の屈折率をＮａ、部位Ｂ２０３の屈折率をＮｂ、部位Ｃ２０２の屈折率をＮｃと定義した場合、Ｎｂ＞Ｎａ，Ｎｂ＞Ｎｃの関係にある。その際、本実施形態では、部位Ｂ１０３は単一の薄膜層（厚さＴ２）からなるものとする。 The portion B203 is arranged at a predetermined depth position (D2) from the back surface 202b (205b) of the phase shifter layer 205. The part B203 has a higher refractive index than the part A204 above the part B203 and the part C202 below the part B203. That is, when the refractive index of the portion A204 is defined as Na, the refractive index of the portion B203 is defined as Nb, and the refractive index of the portion C202 is defined as Nc, the relationship is Nb> Na, Nb> Nc. At that time, in the present embodiment, the portion B103 is composed of a single thin film layer (thickness T2).

本シミュレーションにおいて、位相シフトマスクブランク２００は、第一実施形態と同様に、透明基板２０１が石英基板（厚さ１０ｍｍ）、位相シフター層２０５が酸化クロム膜（厚さ１２０ｎｍ）から構成されるものとした。透明基板２０１の上に、位相シフター層２０５が配されており、位相シフター層２０５の裏面２０２ｂ（２０５ｂ）から所定の深さ位置となるように、クロム膜（厚さ４ｎｍ）からなる部位Ｂ２０３を設ける条件とした。その際、部位Ｂ２０３を設ける所定の深さ位置は、位相シフター層２０５の裏面２０２ｂ（２０５ｂ）から５ｎｍの間隔で変更した。すなわち、位相シフター層２０５は、酸化クロム膜（部位Ａ２０２、部位Ｃ２０４）の中に、クロム膜（部位Ｂ２０３）が挿入された積層体である。 In this simulation, in the phase shift mask blank 200, the transparent substrate 201 is composed of a quartz substrate (thickness 10 mm) and the phase shifter layer 205 is composed of a chromium oxide film (thickness 120 nm), as in the first embodiment. did. The phase shifter layer 205 is arranged on the transparent substrate 201, and the portion B203 made of a chromium film (thickness 4 nm) is formed so as to be at a predetermined depth position from the back surface 202b (205b) of the phase shifter layer 205. It was a condition to be provided. At that time, the predetermined depth position where the portion B203 is provided is changed at intervals of 5 nm from the back surface 202b (205b) of the phase shifter layer 205. That is, the phase shifter layer 205 is a laminate in which the chromium film (site B203) is inserted into the chromium oxide film (site A202, site C204).

本実施形態では、３つの波長、すなわち、ｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｈ線（波長４０３ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）における、位相シフター膜２０５の裏面反射率を検討した。その際、酸化クロム膜（部位Ａ２０２、部位Ｃ２０４）とクロム膜（部位Ｂ２０３）の光学定数としては、第一実施形態と同様に、表１の数値を用いた。 In the present embodiment, the back surface reflectance of the phase shifter film 205 at three wavelengths, that is, i-line (wavelength 365 nm), h-line (wavelength 403 nm), and g-line (wavelength 436 nm) was examined. At that time, as the optical constants of the chromium oxide film (site A202, site C204) and the chromium film (site B203), the numerical values in Table 1 were used as in the first embodiment.

図４は、位相シフター層２０５の裏面２０２ｂ（２０５ｂ）から層厚中心ＬＣまでの所定の挿入深さ（「裏面からの距離」とも呼ぶ）となるように、部位Ｂの位置を変えて、裏面反射率をシミュレーションした結果を示すグラフである。◇印はｉ線（波長３６５ｎｍ）、○印はｈ線（波長４０３ｎｍ）、△印はｇ線（波長４３６ｎｍ）の結果である。また、挿入深さがゼロの位置にプロットされた◆印と●印と▲印は各々、判断基準（リファレンス）となる「クロム膜（部位Ｂ）を設けなかった場合［すなわち、位相シフター膜２０５が酸化クロム膜（部位Ａ２０２、部位Ｃ２０４）である場合］の結果」である。
表３は、図４のグラフにおいてプロットした各数値である。表３の評価欄に「Ｒｆｂ：薄膜無」と明記した結果が、リファレンス（判断基準）となる。 FIG. 4 shows the back surface of the phase shifter layer 205 by changing the position of the portion B so as to have a predetermined insertion depth (also referred to as “distance from the back surface”) from the back surface 202b (205b) to the layer thickness center LC. It is a graph which shows the result of simulating the reflectance. ◇ mark is the result of i line (wavelength 365 nm), ○ mark is the result of h line (wavelength 403 nm), and Δ mark is the result of g line (wavelength 436 nm). In addition, the ◆ mark, ● mark, and ▲ mark plotted at the position where the insertion depth is zero are the cases where the “chromium film (site B)”, which is the criterion (reference), is not provided [that is, the phase shifter film 205. Is the result of the chromium oxide film (site A202, site C204)].
Table 3 shows each numerical value plotted in the graph of FIG. The result of clearly stating "Rfb: No thin film" in the evaluation column of Table 3 serves as a reference (judgment standard).

表３および図４から、以下の点が明らかとなった。
（ｂ１）部位Ｂの位置Ｄ２が、位相シフター層２０５の裏面２０２ｂ（２０５ｂ）から層厚中心ＬＣの付近を除いた、２つの領域（領域＊３、領域＊４）において、裏面反射率の数値がリファレンス（Ｒｆｂ）より、３波長（ｉ線、ｈ線、ｇ線）とも低くなる。
（ｂ２）特に、部位Ｂの位置Ｄ２が領域＊４に含まれる場合は、領域＊３に比べて裏面反射率が大きく低減する。領域＊４は、位相シフター層２０５の裏面２０２ｂ（２０５ｂ）から層厚中心ＬＣまでの「所定の深さ位置（挿入深さ）Ｄ２」にある。
（ｂ３）領域＊４となる「所定の深さ位置Ｄ２」は、１５ｎｍ以上４５ｎｍ以下の範囲である。「所定の深さ位置Ｄ２」が領域＊４を満たすことにより、３波長（ｉ線、ｈ線、ｇ線）全てにおいて、裏面反射率の低い位相シフトマスクブランクが得られる。

From Table 3 and FIG. 4, the following points became clear.
(B1) The position D2 of the portion B is the numerical value of the back surface reflectance in two regions (region * 3, region * 4) excluding the vicinity of the layer thickness center LC from the back surface 202b (205b) of the phase shifter layer 205. Is lower than the reference (Rfb) for all three wavelengths (i-line, h-line, g-line).
(B2) In particular, when the position D2 of the portion B is included in the region * 4, the back surface reflectance is greatly reduced as compared with the region * 3. The region * 4 is located at the “predetermined depth position (insertion depth) D2” from the back surface 202b (205b) of the phase shifter layer 205 to the layer thickness center LC.
The “predetermined depth position D2” that is the region (b3) * 4 is in the range of 15 nm or more and 45 nm or less. When the "predetermined depth position D2" fills the region * 4, a phase shift mask blank having low back surface reflectance can be obtained at all three wavelengths (i-line, h-line, and g-line).

なお、本実施形態では、部位Ｂ２０３が単一の薄膜層（厚さＴ２）からなる場合について詳細に述べたが、部位Ａ２０４の屈折率Ｎａ、部位Ｂ２０３の屈折率Ｎｂ、部位Ｃ２０２の屈折率Ｎｃが、Ｎｂ＞Ｎａ，Ｎｂ＞Ｎｃの関係を満たすならば、本発明の部位Ｂ２０３は単一の薄膜層に限定されるものではない。すなわち、部位Ｂ２０３は２層以上の薄膜が積層された構造であっても構わない。その際、部位Ｂ２０３を構成する２層以上の薄膜は各々、同じ材料であっても良いし、異なる材料で形成されてもよい。 In the present embodiment, the case where the portion B203 is composed of a single thin film layer (thickness T2) has been described in detail, but the refractive index Na of the portion A204, the refractive index Nb of the portion B203, and the refractive index Nc of the portion C202 However, if the relationship of Nb> Na and Nb> Nc is satisfied, the site B203 of the present invention is not limited to a single thin film layer. That is, the portion B203 may have a structure in which two or more thin films are laminated. At that time, the two or more thin films constituting the portion B203 may be made of the same material or may be formed of different materials.

また、本実施形態では、位相シフター層２０５のうち、部位Ｃ２０４と部位Ａ２０２が酸化クロム膜、部位Ｂ２０３がクロム膜から構成される場合について説明したが、部位Ａ２０４の屈折率Ｎａ、部位Ｂ２０３の屈折率Ｎｂ、部位Ｃ２０２の屈折率Ｎｃが、Ｎｂ＞Ｎａ，Ｎｂ＞Ｎｃの関係を満たすならば、位相シフター層２０５は他の材料であっても構わない。位相シフター層として好適な他の材料としては、クロムの他に、タンタル、チタン、アルミニウム、バナジウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、タングステン、シリコンから選択される１種または２種以上の材料、あるいはこれらの窒化物、酸窒化物、酸化物、珪素化合物が挙げられる。 Further, in the present embodiment, the case where the part C204 and the part A202 are composed of the chromium oxide film and the part B203 is composed of the chromium film in the phase shifter layer 205 has been described, but the refractive index Na of the part A204 and the refraction of the part B203 have been described. The phase shifter layer 205 may be made of another material as long as the rate Nb and the refractive index Nc of the portion C202 satisfy the relationship of Nb> Na, Nb> Nc. Other suitable materials for the phase shifter layer include, in addition to chromium, one or more materials selected from tantalum, titanium, aluminum, vanadium, zirconium, niobium, molybdenum, tungsten, silicon, or any of these. Nitride, oxynitride, oxide, silicon compound can be mentioned.

＜第三実施形態＞：透過率（部位Ｂの挿入深さ依存性、部位Ｂの厚さ＝４ｎｍ固定）
本実施形態では、図１において、位相シフター層１０５に挿入される部位Ｂ１０３の位置（位相シフター層１０５の表面１０４ａ（１０５ａ）側から見た部位Ｂ１０３の裏面１０３ｂ側の位置＝挿入深さとも呼ぶ）と、位相シフター層１０５の表面１０４ａ（１０５ａ）から裏面１０３ｂ（１０５ｂ）へ通過する透過率との関係についてシミュレーションを行った。シミュレーション法としては、第一実施形態と同じ手法を用いた。 <Third embodiment>: Transmittance (dependence on insertion depth of site B, thickness of site B = fixed at 4 nm)
In the present embodiment, in FIG. 1, the position of the portion B103 to be inserted into the phase shifter layer 105 (the position on the back surface 103b side of the portion B103 as seen from the front surface 104a (105a) side of the phase shifter layer 105 = insertion depth is also referred to. ) And the transmittance passing from the front surface 104a (105a) of the phase shifter layer 105 to the back surface 103b (105b) were simulated. As the simulation method, the same method as in the first embodiment was used.

本実施形態は、上述した第一実施形態と同じ層構成からなる、第一の位相シフトマスクブランク１００を前提している。すなわち、第一の位相シフトマスクブランクは、透明基板１０１と、この透明基板１０１の一面１０１ａ側に配された位相シフター層１０５から構成されている。位相シフター層１０５は、その表面１０４ａ側から見て、部位Ａ１０４、部位Ｂ１０３、部位Ｃ１０２が順に重ねて構成されており、部位Ｃ１０２が透明基板１０１の一面１０１ａと接している。 This embodiment is premised on the first phase shift mask blank 100 having the same layer structure as that of the first embodiment described above. That is, the first phase shift mask blank is composed of the transparent substrate 101 and the phase shifter layer 105 arranged on the one side 101a side of the transparent substrate 101. The phase shifter layer 105 is configured such that the portion A104, the portion B103, and the portion C102 are stacked in this order when viewed from the surface 104a side, and the portion C102 is in contact with one surface 101a of the transparent substrate 101.

部位Ｂ１０３は、位相シフター層１０５の表面１０４ａから所定の深さ位置（Ｄ１）に配されている。部位Ｂ１０３より上方にある部位Ａ１０４、及び、部位Ｂ１０３より下方にある部位Ｃ１０２に比べて、部位Ｂ１０３は高い屈折率を有する。すなわち、部位Ａ１０４の屈折率をＮａ、部位Ｂ１０３の屈折率をＮｂ、部位Ｃ１０２の屈折率をＮｃと定義した場合、Ｎｂ＞Ｎａ，Ｎｂ＞Ｎｃの関係にある。その際、本実施形態では、部位Ｂ１０３は単一の薄膜層（厚さＴ１）からなるものとする。 The portion B103 is arranged at a predetermined depth position (D1) from the surface 104a of the phase shifter layer 105. The site B103 has a higher refractive index than the part A104 above the part B103 and the part C102 below the part B103. That is, when the refractive index of the portion A104 is defined as Na, the refractive index of the portion B103 is defined as Nb, and the refractive index of the portion C102 is defined as Nc, the relationship is Nb> Na, Nb> Nc. At that time, in the present embodiment, the portion B103 is composed of a single thin film layer (thickness T1).

本実施形態では、３つの波長、すなわち、ｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｈ線（波長４０３ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）における、位相シフター膜１０５の透過率を検討した。その際、酸化クロム膜（部位Ａ１０２、部位Ｃ１０４）とクロム膜（部位Ｂ１０３）の光学定数としては、第一実施形態と同様に、表１の数値を用いた。 In the present embodiment, the transmittance of the phase shifter film 105 at three wavelengths, that is, i-line (wavelength 365 nm), h-line (wavelength 403 nm), and g-line (wavelength 436 nm) was examined. At that time, as the optical constants of the chromium oxide film (site A102, site C104) and the chromium film (site B103), the numerical values in Table 1 were used as in the first embodiment.

図５は、位相シフター層１０５の表面１０４ａから層厚中心ＬＣまでの所定の挿入深さ（「表面からの距離」とも呼ぶ）となるように、部位Ｂの位置を変えて、透過率をシミュレーションした結果を示すグラフである。◇印はｉ線（波長３６５ｎｍ）、○印はｈ線（波長４０３ｎｍ）、△印はｇ線（波長４３６ｎｍ）の結果である。また、挿入深さがゼロの位置にプロットされた◆印と●印と▲印は各々、判断基準（リファレンス）となる「クロム膜（部位Ｂ）を設けなかった場合［すなわち、位相シフター膜１０５が酸化クロム膜（部位Ａ１０２、部位Ｃ１０４）である場合］の結果」である。
表４は、図５のグラフにおいてプロットした各数値である。表２の評価欄に「Ｒｆｃ：薄膜無」と明記した結果が、リファレンス（判断基準）となる。 FIG. 5 simulates the transmittance by changing the position of the portion B so as to have a predetermined insertion depth (also referred to as “distance from the surface”) from the surface 104a of the phase shifter layer 105 to the layer thickness center LC. It is a graph which shows the result of this. ◇ mark is the result of i line (wavelength 365 nm), ○ mark is the result of h line (wavelength 403 nm), and Δ mark is the result of g line (wavelength 436 nm). In addition, the ◆ mark, ● mark, and ▲ mark plotted at the position where the insertion depth is zero are the cases where the “chromium film (site B)”, which is the criterion (reference), is not provided [that is, the phase shifter film 105. Is the result of the chromium oxide film (site A102, site C104)].
Table 4 shows each numerical value plotted in the graph of FIG. The result of clearly stating "Rfc: No thin film" in the evaluation column of Table 2 serves as a reference (judgment standard).

表４および図５から、以下の点が明らかとなった。
（ｃ１）部位Ｂの位置（挿入深さ）Ｄ１に依存せず、透過率の数値がリファレンス（Ｒｆａ）より、３波長（ｉ線、ｈ線、ｇ線）とも低くなる。ただし、部位Ｂの位置Ｄ１が、位相シフター層１０５の表面１０４ａから層厚中心ＬＣの付近を除いた、２つの領域（領域＊５、領域＊６）において、層厚中心ＬＣの付近よりも透過率の数値が、３波長（ｉ線、ｈ線、ｇ線）とも高くなる。
（ｃ２）上記２つの領域（領域＊５、領域＊６）は、第一実施形態および第二実施形態に示した、表裏面における反射防止効果の発現する挿入深さ領域に一致する。ゆえに、位相シフター層１０５の内部に部位Ｂを設けることは、反射率の低減効果とともに、透過率の増大効果も生み出すことが確認された。
したがって、本発明によれば、３波長（ｉ線、ｈ線、ｇ線）全てにおいて、表裏面における反射率が低く、かつ、透過率の高い、位相シフトマスクブランクが得られる。 From Table 4 and FIG. 5, the following points became clear.
(C1) The value of the transmittance is lower than that of the reference (Rfa) for all three wavelengths (i-line, h-line, g-line) without depending on the position (insertion depth) D1 of the portion B. However, the position D1 of the portion B is more transparent than the vicinity of the layer thickness center LC in the two regions (region * 5, region * 6) excluding the vicinity of the layer thickness center LC from the surface 104a of the phase shifter layer 105. The numerical value of the rate is high for all three wavelengths (i-line, h-line, g-line).
(C2) The above two regions (region * 5, region * 6) correspond to the insertion depth regions on the front and back surfaces where the antireflection effect is exhibited, as shown in the first embodiment and the second embodiment. Therefore, it was confirmed that providing the portion B inside the phase shifter layer 105 produces not only the effect of reducing the reflectance but also the effect of increasing the transmittance.
Therefore, according to the present invention, a phase shift mask blank having low reflectance on the front and back surfaces and high transmittance can be obtained at all three wavelengths (i-line, h-line, g-line).

また、本実施形態では、位相シフター層１０５のうち、部位Ｃ１０４と部位Ａ１０２が酸化クロム膜、部位Ｂ１０３がクロム膜から構成される場合について説明したが、部位Ａ１０４の屈折率Ｎａ、部位Ｂ１０３の屈折率Ｎｂ、部位Ｃ１０２の屈折率Ｎｃが、Ｎｂ＞Ｎａ，Ｎｂ＞Ｎｃの関係を満たすならば、位相シフター層１０５は他の材料であっても構わない。位相シフター層として好適な他の材料としては、クロムの他に、タンタル、チタン、アルミニウム、バナジウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、タングステン、シリコンから選択される１種または２種以上の材料、あるいはこれらの窒化物、酸窒化物、酸化物、珪素化合物が挙げられる。 Further, in the present embodiment, the case where the part C104 and the part A102 are composed of the chromium oxide film and the part B103 is composed of the chromium film in the phase shifter layer 105 has been described, but the refractive index Na of the part A104 and the refraction of the part B103 are described. The phase shifter layer 105 may be made of another material as long as the rate Nb and the refractive index Nc of the portion C102 satisfy the relationship of Nb> Na, Nb> Nc. Other suitable materials for the phase shifter layer include, in addition to chromium, one or more materials selected from tantalum, titanium, aluminum, vanadium, zirconium, niobium, molybdenum, tungsten, silicon, or any of these. Examples thereof include nitrides, oxynitrides, oxides and silicon compounds.

＜第四実施形態＞：表面反射率、透過率（部位Ｂの膜厚依存性、波長＝３６５ｎｍ固定）
本実施形態では、図１の構成とした位相シフトマスクブランクにおける表面反射率および透過率について、位相シフター層１０５に挿入する部位Ｂ１０３の膜厚依存性を検討した。
第一実施形態〜第三実施形態で用いたシミュレーション法により、表面反射率と透過率を求める際に、位相シフター層１０５は三層構造（部位Ａ１０２、部位Ｂ１０３、部位Ｃ１０４）を前提とした。位相シフター層１０５の全膜厚は「１２０ｎｍ」に、部位Ｂの位置（挿入深さ）Ｄ１は、図３において波長が３６５ｎｍの場合に表面反射率が極値を示した「２５ｎｍ」に、評価する波長は「３６５ｎｍ」に、それぞれ固定した。部位Ｂ１０３の膜厚を０〜２０［ｎｍ］の範囲で変更し、第一実施形態〜第三実施形態で用いたシミュレーション法により、表面反射率と透過率を求めた。また、比較のため多項式近似曲線法により、表面反射率と透過率を求めた。 <Fourth Embodiment>: Surface reflectance, transmittance (film thickness dependence of part B, wavelength = 365 nm fixed)
In the present embodiment, the film thickness dependence of the portion B103 inserted into the phase shifter layer 105 was examined for the surface reflectance and the transmittance of the phase shift mask blank having the configuration shown in FIG.
When the surface reflectance and the transmittance were obtained by the simulation methods used in the first to third embodiments, the phase shifter layer 105 was premised on a three-layer structure (part A102, part B103, part C104). The total film thickness of the phase shifter layer 105 is evaluated at "120 nm", and the position (insertion depth) D1 of the portion B is evaluated at "25 nm" where the surface reflectance shows an extreme value when the wavelength is 365 nm in FIG. The wavelength to be adjusted was fixed at "365 nm". The film thickness of the portion B103 was changed in the range of 0 to 20 [nm], and the surface reflectance and the transmittance were obtained by the simulation methods used in the first to third embodiments. For comparison, the surface reflectance and transmittance were obtained by the polynomial approximation curve method.

図６は、部位Ｂの厚さと表面反射率および透過率との関係を示すグラフであり、（ａ）が表面反射率、（ｂ）が透過率の結果である。図６において、実線がシミュレーション値、点線が多項式近似曲線の評価結果である。図６の横軸においては、「部位Ｂの位置（挿入深さ）Ｄ１」に代えて、「挿入クロム膜厚」と表示した。
図６から、以下の点が明らかとなった。
（ｄ１）部位Ｂ１０３の膜厚が増加するに連れて、表面反射率と透過率は何れも、単調に減少する傾向を示す。
（ｄ２）シミュレーション（実線）と多項式近似曲線（点線）の結果は同じ減少傾向を示しており、特に部位Ｂの厚さ（Ｔ１）が０−１０ｎｍの範囲ではほぼ同一曲線となる。
（ｄ３）位相シフター層１０５に求められる特性、すなわち、低い表面反射率と高い透過率と満たすためには、部位Ｂの厚さ（Ｔ１）を１〜１０ｎｍの範囲とすることが好ましい。特に、１〜５ｎｍの範囲とするならば、横軸ゼロ（薄膜無）に比べて、表面反射率を０〜３０％の範囲で低下させるとともに、透過率の低下は０〜３０％以内に収めることが可能となるので、より好ましい。 FIG. 6 is a graph showing the relationship between the thickness of the portion B and the surface reflectance and the transmittance, where (a) is the result of the surface reflectance and (b) is the result of the transmittance. In FIG. 6, the solid line is the simulation value, and the dotted line is the evaluation result of the polynomial approximation curve. On the horizontal axis of FIG. 6, “inserted chromium film thickness” is displayed instead of “position B position (insertion depth) D1”.
From FIG. 6, the following points became clear.
(D1) Both the surface reflectance and the transmittance tend to decrease monotonically as the film thickness of the portion B103 increases.
(D2) The results of the simulation (solid line) and the polynomial approximation curve (dotted line) show the same decreasing tendency, and the thickness (T1) of the portion B is almost the same curve in the range of 0 to 10 nm.
(D3) In order to satisfy the characteristics required for the phase shifter layer 105, that is, low surface reflectance and high transmittance, the thickness (T1) of the portion B is preferably in the range of 1 to 10 nm. In particular, if the range is 1 to 5 nm, the surface reflectance is reduced in the range of 0 to 30% and the decrease in transmittance is kept within 0 to 30% as compared with zero on the horizontal axis (without thin film). It is more preferable because it enables.

以下では、本発明に係るハーフトーン型位相シフトマスクの一実施形態について、図面に基づいて説明する。以下の説明においては、「位相シフトマスク」から「ハーフトーン型」を省略して呼称する。 Hereinafter, an embodiment of the halftone type phase shift mask according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, "halftone type" is abbreviated from "phase shift mask".

＜第一の位相シフトマスク＞
図７は、本発明に係る位相シフトマスクの一例（第一実施形態に対応）を示す断面図である。図７に示した第一の位相シフトマスク７００は、透明基板７０１と、この透明基板７０１の一面７０１ａ側に配された位相シフター層７０５から構成されている。位相シフター層７０５は、その表面７０４ａ側から見て、部位Ａ７０４、部位Ｂ７０３、部位Ｃ７０２が順に重ねて構成されており、部位Ｃ７０２が透明基板７０１の一面７０１ａと接している。第一の位相シフトマスク７００においては、位相シフター層７０５の表面７０４ａから層厚中心ＬＣまでの所定の挿入深さ（「表面からの距離」とも呼ぶ）となるように、部位Ｂ７０３が配置されている。 <First phase shift mask>
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a phase shift mask according to the present invention (corresponding to the first embodiment). The first phase shift mask 700 shown in FIG. 7 is composed of a transparent substrate 701 and a phase shifter layer 705 arranged on one side 701a side of the transparent substrate 701. The phase shifter layer 705 is configured such that the portion A704, the portion B703, and the portion C702 are stacked in this order when viewed from the surface 704a side thereof, and the portion C702 is in contact with one surface 701a of the transparent substrate 701. In the first phase shift mask 700, the portion B703 is arranged so as to have a predetermined insertion depth (also referred to as “distance from the surface”) from the surface 704a of the phase shifter layer 705 to the layer thickness center LC. There is.

すなわち、第一の位相シフトマスク７００は、図１の位相シフトマスクブランクにおける位相シフター層を、所定のパターンが得られるように選択的に除去するパターニング処理を施すことにより得られたものであり、光透過部（βと表示した領域）と位相シフター部（αと表示した領域）とからなるマスクパターンを有する。つまり、光透過部（β領域）は、位相シフター層７０５が全て除去された部分であり、位相シフター部（α領域）は、位相シフター層７０５が全て残存してなる部分である。 That is, the first phase shift mask 700 is obtained by performing a patterning process for selectively removing the phase shifter layer in the phase shift mask blank of FIG. 1 so as to obtain a predetermined pattern. It has a mask pattern including a light transmitting portion (region displayed as β) and a phase shifter portion (region displayed as α). That is, the light transmitting portion (β region) is a portion where the phase shifter layer 705 is completely removed, and the phase shifter portion (α region) is a portion where all the phase shifter layer 705 remains.

第一の位相シフトマスク７００においては、位相シフター部（α領域）を構成する位相シフター層７０５（図１の１０５）が、その表面から層厚中心ＬＣまでの所定の深さ位置に、上下の部位Ａ，Ｃより高い屈折率の部位Ｂを備えている。これにより、ｉ線、ｈ線、ｇ線からなる複合波長に対して、バイナリーブランク以下の表面反射率を有する、ハーフトーン型位相シフトマスクが得られる。ゆえに、第一の位相シフトマスク７００は、露光光の波長がｉ線、ｈ線、ｇ線からなる複合波長において、十分な解像度が得られる。 In the first phase shift mask 700, the phase shifter layer 705 (105 in FIG. 1) constituting the phase shifter portion (α region) is moved up and down at a predetermined depth position from the surface thereof to the layer thickness center LC. It has a portion B having a higher refractive index than the portions A and C. As a result, a halftone type phase shift mask having a surface reflectance of binary blank or less is obtained for a composite wavelength consisting of i-line, h-line, and g-line. Therefore, the first phase shift mask 700 can obtain a sufficient resolution at a composite wavelength in which the wavelength of the exposure light consists of i-line, h-line, and g-line.

＜第二の位相シフトマスク＞
図８は、本発明に係る位相シフトマスクの他の一例（第二実施形態に対応）を示す断面図である。図８に示した第二の位相シフトマスク８００は、透明基板８０１と、この透明基板８０１の一面８０１ａ側に配された位相シフター層８０５から構成されている。位相シフター層８０５は、その表面８０４ａ側から見て、部位Ａ８０４、部位Ｂ８０３、部位Ｃ８０２が順に重ねて構成されており、部位Ｃ８０２が透明基板８０１の一面８０１ａと接している。第二の位相シフトマスク８００においては、位相シフター層８０５の裏面８０２ｂ（８０５ｂ）から層厚中心ＬＣまでの所定の挿入深さ（「裏面からの距離」とも呼ぶ）となるように、部位Ｂ８０３の位置が配置されている。 <Second phase shift mask>
FIG. 8 is a cross-sectional view showing another example of the phase shift mask according to the present invention (corresponding to the second embodiment). The second phase shift mask 800 shown in FIG. 8 is composed of a transparent substrate 801 and a phase shifter layer 805 arranged on one side 801a side of the transparent substrate 801. The phase shifter layer 805 is configured such that the portion A804, the portion B803, and the portion C802 are stacked in this order when viewed from the surface 804a side, and the portion C802 is in contact with one surface 801a of the transparent substrate 801. In the second phase shift mask 800, the portion B803 has a predetermined insertion depth (also referred to as “distance from the back surface”) from the back surface 802b (805b) of the phase shifter layer 805 to the layer thickness center LC. The position is arranged.

すなわち、第二の位相シフトマスク８００は、図２の位相シフトマスクブランクにおける位相シフター層を、所定のパターンが得られるように選択的に除去するパターニング処理を施すことにより得られたものであり、光透過部（βと表示した領域）と位相シフター部（αと表示した領域）とからなるマスクパターンを有する。つまり、光透過部（β領域）は、位相シフター層８０５が全て除去された部分であり、位相シフター部（α領域）は、位相シフター層８０５が全て残存してなる部分である。 That is, the second phase shift mask 800 is obtained by performing a patterning process for selectively removing the phase shifter layer in the phase shift mask blank of FIG. 2 so as to obtain a predetermined pattern. It has a mask pattern including a light transmitting portion (region displayed as β) and a phase shifter portion (region displayed as α). That is, the light transmitting portion (β region) is a portion from which all the phase shifter layer 805 has been removed, and the phase shifter portion (α region) is a portion where all the phase shifter layer 805 remains.

第二の位相シフトマスク８００においては、位相シフター部（α領域）を構成する位相シフター層８０５（図２の２０５）が、その裏面から層厚中心ＬＣまでの所定の深さ位置に、上下の部位Ａ，Ｃより高い屈折率の部位Ｂを備えている。これにより、ｉ線、ｈ線、ｇ線からなる複合波長に対して、バイナリーブランク以下の裏面反射率を有する、ハーフトーン型位相シフトマスクが得られる。ゆえに、第二の位相シフトマスク８００は、露光光の波長がｉ線、ｈ線、ｇ線からなる複合波長において、十分な解像度が得られる。 In the second phase shift mask 800, the phase shifter layer 805 (205 in FIG. 2) constituting the phase shifter portion (α region) is moved up and down at a predetermined depth position from the back surface thereof to the layer thickness center LC. It has a portion B having a higher refractive index than the portions A and C. As a result, a halftone type phase shift mask having a backside reflectance of binary blank or less is obtained for a composite wavelength consisting of i-line, h-line, and g-line. Therefore, the second phase shift mask 800 can obtain a sufficient resolution at a composite wavelength in which the wavelength of the exposure light consists of i-line, h-line, and g-line.

したがって、本発明は、ｉ線、ｈ線、ｇ線からなる複合波長に対して、バイナリーブランク以下の表面反射率あるいは裏面反射率を有する、ハーフトーン型位相シフトマスクの提供に寄与する。 Therefore, the present invention contributes to the provision of a halftone type phase shift mask having a front surface reflectance or a back surface reflectance of binary blank or less for a composite wavelength consisting of i-line, h-line, and g-line.

以上、本発明のハーフトーン型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について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。 Although the halftone type phase shift mask blank and the halftone type phase shift mask of the present invention have been described above, the present invention is not limited to this, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the invention. Is.

本発明は、ｉ線、ｈ線、ｇ線からなる複合波長に対して用いられる、ハーフトーン型位相シフトマスクブランク、及びこれを用いたハーフトーン型位相シフトマスクに広く適用可能である。 The present invention is widely applicable to a halftone type phase shift mask blank used for a composite wavelength consisting of i line, h line, and g line, and a halftone type phase shift mask using the blank.

１００位相シフトマスクブランク、１０１透明基板、１０１ａ透明基板の一面、１０５位相シフター層、１０５ａ位相シフター層の表面、Ａ１０４上部位、Ｂ１０３屈折率の高い部位、Ｃ１０２下部位。 100 phase shift mask blank, 101 transparent substrate, 101a one side of transparent substrate, 105 phase shifter layer, 105a phase shifter layer surface, A104 upper part, B103 high refractive index part, C102 lower part.

Claims

透明基板と、前記透明基板の一面側に配された位相シフター層とを含み、前記位相シフター層がｉ線、ｈ線およびｇ線の３波長に対して略１８０°の位相差を有するハーフトーン型の位相シフトマスクを製造するために用いるハーフトーン型の位相シフトマスクブランクであって、
前記位相シフター層は、その表面から層厚中心までの所定の深さ位置に、上下の部位Ａ，Ｃより高い屈折率の部位Ｂを備え、
前記位相シフター層の表面側から見た前記部位Ｂの裏面の位置が、２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であ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。 A halftone including a transparent substrate and a phase shifter layer arranged on one surface side of the transparent substrate, and the phase shifter layer has a phase difference of approximately 180 ° with respect to three wavelengths of i-line, h-line, and g-line. A halftone type phase shift mask blank used to manufacture a type phase shift mask.
The phase shifter layer includes a portion B having a higher refractive index than the upper and lower portions A and C at a predetermined depth position from the surface to the center of the layer thickness.
A halftone type phase shift mask blank characterized in that the position of the back surface of the portion B as viewed from the front surface side of the phase shifter layer is 20 nm or more and 40 nm or less.

前記部位Ｂが単一の薄膜層であ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。 The halftone type phase shift mask blank according to claim 1, wherein the portion B is a single thin film layer.

透明基板と、前記透明基板の一面側に配された位相シフター層とを含み、前記位相シフター層がｉ線、ｈ線およびｇ線の３波長に対して略１８０°の位相差を有するハーフトーン型の位相シフトマスクを製造するために用いるハーフトーン型の位相シフトマスクブランクであって、
前記位相シフター層は、その裏面から層厚中心までの所定の深さ位置に、上下の部位Ａ，Ｃより高い屈折率の部位Ｂを備え、
前記位相シフター層の裏面側から見た前記部位Ｂの表面の位置が、１５ｎｍ以上４５ｎｍ以下であ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。 A halftone including a transparent substrate and a phase shifter layer arranged on one surface side of the transparent substrate, and the phase shifter layer has a phase difference of approximately 180 ° with respect to three wavelengths of i-line, h-line, and g-line. A halftone type phase shift mask blank used to manufacture a type phase shift mask.
The phase shifter layer includes a portion B having a refractive index higher than that of the upper and lower portions A and C at a predetermined depth position from the back surface to the center of the layer thickness.
A halftone type phase shift mask blank characterized in that the position of the surface of the portion B as viewed from the back surface side of the phase shifter layer is 15 nm or more and 45 nm or less.

前記部位Ｂが単一の薄膜層であることを特徴とする請求項３に記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。 The halftone type phase shift mask blank according to claim 3, wherein the portion B is a single thin film layer.

前記部位Ｂが単一のクロム層であり、前記位相シフター層がクロム系膜であることを特徴とする請求項２又は４に記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。 The halftone type phase shift mask blank according to claim 2 or 4, wherein the portion B is a single chromium layer, and the phase shifter layer is a chromium-based film.

前記薄膜層の膜厚が、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項２，４，５のいずれか一項に記載のハーフトーン型位相シフトマスクブランク。 The halftone type phase shift mask blank according to any one of claims 2, 4 and 5, wherein the film thickness of the thin film layer is 1 nm or more and 10 nm or less.

請求項１乃至６のいずれか一項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層を、所定のパターンが得られるように選択的に除去するパターニング処理を施すことにより得られた、光透過部と位相シフター部とからなるマスクパターンを有する、ことを特徴とするハーフトーン型位相シフトマスク。 Light obtained by subjecting a patterning process for selectively removing the phase shifter layer in the halftone type phase shift mask blank according to any one of claims 1 to 6 so as to obtain a predetermined pattern. A halftone type phase shift mask characterized by having a mask pattern including a transmission portion and a phase shifter portion.