DE10307545A1

DE10307545A1 - Zuschnitt für halbtonartige Phasenverschiebungsmaske und zugehörige Phasenverschiebungsmaske

Info

Publication number: DE10307545A1
Application number: DE10307545A
Authority: DE
Inventors: Yuuki Shiota; Osamu Nozawa; Hideaki Mitsui
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2003-11-06
Also published as: US7862963B2; US20030180630A1; US7592106B2; US7169513B2; US20070092808A1; US20100040961A1

Abstract

Ein Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske mit zumindest einem Phasenverschieberfilm auf einem transparenten Substrat, welcher Phasenverschieberfilm eine vorbestimmte Transmittanz für ein exponiertes Licht sowie einen vorbestimmten Phasenunterschied für das transparente Substrat hat, wobei der Phasenverschieberfilm aus einem mehrschichtigen Film besteht, in welchem Filme vorgesehen sind, die zumindest zwei Schichten beinhalten, und zwar eine obere Schicht, die der Oberfläche am nächsten ausgebildet ist, und eine untere Schicht, die darunter ausgeformt ist, wobei eine Dicke der oberen Schicht so gewählt ist, dass ein Brechungsindex des Films der oberen Schicht für eine Wellenlänge eines Kontrolllichts, das verwendet wird, um eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske zu kontrollieren, die unter Verwendung des Zuschnitts für die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske hergestellt wurde, kleiner ist als der des Films der unteren Schicht und wobei eine Oberflächenreflektanz für das Kontrolllicht des Phasenverschieberfilms maximiert ist oder sich einem Maximum annähert.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Phasenverschiebungsmaske, die Auflösung eines Transfermusters durch Verwenden der Interferenzwirkung eines Lichtes mittels eines Phasenverschiebers verbessern kann, und einen Zuschnitt für eine Phasenverschiebungsmaske als Material für die Maske, und insbesondere eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske und einen Zuschnitt dafür.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Als ein Beispiel einer hochauflösenden Technik in der Photolithographie ist in den letzten Jahren eine Phasenverschiebungsmaske entwickelt worden. Da insbesondere eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske während der Herstellung der Maske vergleichsweise einfach einer Musterbearbeitung unterzogen werden kann, ist sie oft hauptsächlich für die Ausbildung einer Kontaktöffnung verwendet worden. Außerdem ist vor kurzer Zeit eine Anwendung auf ein zyklisches Muster und ein isoliertes Muster wie beispielsweise Linie und Zwischenraum (line and space, L & S) in einem DRAM entwickelt worden.
Wie in Fig. 27 gezeigt, weist die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske auf einem transparenten Substrat 2 zumindest einen Lichtübertragungsabschnitt 7 und einen Halbton-Phasenverschieberabschnitt 5 auf, der eine Licht halb übertragende Eigenschaft sowie eine Phasenverschiebefunktion hat und grob in einschichtige und mehrschichtige aufgeteilt werden kann, und zwar bezüglich des Aufbaus des halbtonartigen Phasenverschieberabschnitts 5. Die einschichtige Art wird momentan hauptsächlich verwendet, weil sie einfach zu bearbeiten ist, und der Halbton- Phasenverschieberabschnitt besteht in den meisten Fällen aus einem einschichtigen Film, der MoSiN oder MoSiON aufweist. Bei der mehrschichtigen Art besteht andererseits der Halbton- Phasenverschieberabschnitt aus einer Kombination einer Schicht zum hauptsächlichen Steuern einer Transmittanz und einer Schicht zum hauptsächlichen Steuern des Betrags einer Phasenverschiebung, und es ist möglich, unabhängig eine Spektralkennlinie zu steuern, die durch die Transmittanz und den Betrag der Phasenverschiebung (den Phasenwinkel) repräsentiert wird.
Andererseits kann erwartet werden, dass die Wellenlänge einer Belichtungslichtquelle (die Wellenlänge eines exponierten Lichts) von einem existierenden KrF-Excimerlaser (248 nm) in der Zukunft auf einen ArF-Excimerlaser (193 nm) reduziert werden wird, und weiter auf einen F₂-Excimerlaser (157 nm) bei der Mikro-Herstellung eines LSI Musters. Mit einer solchen Reduzierung der Wellenlänge der Belichtungslichtquelle reduziert sich der Auswahlbereich für das Material des Halbton-Phasenverschieberabschnitts, um eine vorbestimmte Transmittanz und einen vorbestimmten Betrag der Phasenverschiebung zu erreichen. Mit der Reduzierung in der Wellenlänge der Belichtungslichtquelle ist außerdem ein Material erforderlich, das bei einer herkömmlichen Wellenlänge eine hohe Licht übertragende Eigenschaft hat. Als Ergebnis besteht insofern ein Problem, das eine Ätzselektivität mit einem Quarzsubstrat beim Ausbilden des Musters reduziert ist. Ein Halbton-Phasenverschieber mit mehreren Schichten (einem Zweischichtfilm) hat Vorteile insofern, als eine Phasendifferenz und eine Transmittanz durch eine Kombination der beiden Filmschichten gesteuert werden können, und ein Material kann leicht ausgewählt werden, und als untere Schicht kann ein Material gewählt werden, das eine Rolle bei dem Ätzstopper einer oberen Schicht spielt (JP-A-2001-174973). Daher ist der mehrschichtige (zweischichtige) Halbton-Phasenverschieber entwickelt worden.
Im Schritt des Kontrollierens des Musters einer Maske, die hergestellt wird, wird im allgemeinen eine optische Überprüfung durchgeführt. Im allgemeinen ist die Wellenlänge eines Kontrolllichts anders als die eines exponierten Lichts, und als Wellenlänge des Kontrolllichts wird normalerweise ein Licht ausgewählt, das eine längere Wellenlänge hat als die Wellenlänge des exponierten Lichts. Genauer gesagt, wird ein Licht in der Nähe einer Wellenlänge, welche länger ist als die Wellenlänge des exponierten Lichts, und zwar um zumindest eine Generation (Licht in der Nähe der herkömmlichen Wellenlänge des exponierten Lichts) oft als Wellenlänge des Kontrolllichts verwendet. Der Grund dafür ist, dass die Garantie der Präzision bei der Kontrolle des Musters strenger ist als die Garantie der Präzision bei der Übertragung des exponierten Lichts. Als Vorrichtung zum Kontrollieren eines Musters oder des Erscheinungsbilds eines Musters wird eine Defektkontrollvorrichtung vom Transmissionstypen verwendet (beispielsweise die Serie KLA300).
Um bei einer Kontrolle des Erscheinungsbilds des Musters bei der Phasenverschiebungsmaske eine ausreichende Präzision zu erzielen, ist es notwendig, einen Übertragungskontrast des gemusterten Halbton-Phasenverschieberabschnitts und des Lichtübertragungsabschnitts zu nehmen. Aus diesem Grund ist es notwendig, die Transmittanz des Kontrolllichts in dem Halbton-Phasenverschieberabschnitt zu reduzieren. Genauer gesagt, ist der Film des Halbton-Phasenverschieberabschnitts so ausgestaltet, dass die Lichttransmittanz eines i-Strahls mit einer Wellenlänge von 365 nm als Kontrolllicht ungefähr 40% oder weniger bei der Kontrolle des Mustererscheinungsbilds beträgt, die das übertragene Licht einer KrF-kompatiblen (KrF: Wellenlänge von 248 nm) halbtonartigen Phasenverschiebungsmasken verwendet.
Eine Technik zum Reduzieren einer Transmittanz für die Wellenlänge eines Kontrolllichts ist in der Gazette JP-A-7-168343 beschrieben. Diese Gazette hat offenbart, dass ein Phasenverschieberabschnitt eine Zweischichtstruktur einschließlich eines einschichtigen Films (einer Phaseneinstellschicht) wie beispielsweise MoSiO oder MoSiON hat, welcher als einschichtartiger Halbtonphasenverschieber bekannt ist, und ein Übertragungsfilm (eine Transmittanz- Einstellschicht) mit der kleinen Wellenlängenabhängigkeit einer Transmittanz in einer Kombination mit dem Einschichtfilm und eine gewünschte Transmittanz können so für sowohl ein exponiertes Licht (KrF Excimerlaser) und ein Kontrolllicht (488 nm) erzielt werden.
Mit der fortschreitenden Reduzierung der Wellenlänge der Quelle des exponierten Lichts, wie sie oben beschrieben ist, ist jedoch eine Halbton-Phasenverschieber mit einer höheren Lichtübertragungseigenschaft als der bei einer herkömmlichen Wellenlänge erforderlich. Daher besteht das Problem, dass eine Lichttransmittanz für die Wellenlänge des Kontrolllichts ansteigt. Bei einem solchen Material mit einer hohen Lichtübertragungseigenschaft tendiert insbesondere die Geschwindigkeit eines Anstiegs in einer Transmittanz für eine Veränderung in einer Wellenlänge in Richtung der Seite der langen Wellenlänge dazu, anzusteigen. Demzufolge ist es viel schwieriger, die Lichttransmittanz für die Wellenlänge des Kontrolllichts auf einen vorbestimmten Bereich hinunter zu reduzieren.
Genauer gesagt ist es beispielsweise notwendig, die Transmittanz einer Schicht zur Einstellung der Phasendifferenz bei einer herkömmlichen Wellenlänge weiter zu steigern, um mit einer Reduzierung in der Wellenlänge der Quelle des exponierten Lichts bis hinunter zu einem ArF- Excimerlaser (193 nm) Schritt zu halten, und weiter bis hin zu einem F₂-Excimerlaser (157 nm) bei einer Maske mit einem zweischichtigen Halbton-Phasenverschieberabschnitt mit der Schicht zur Einstellung der Phasendifferenz und der Schicht zur Einstellung der Transmittanz. Falls die Zunge der Schicht zur Einstellung der Phasendifferenz so gesteigert wird, kann die Transmittanz für das Kontrolllicht von der Schicht zur Einstellung der Transmittanz nicht ausreichend reduziert werden, wenn die Priorität auf der Beibehaltung (Steuerung) der Transmittanz für das exponierte Licht liegt. Wenn die Dicke zur Einstellung der Transmittanz gesteigert wird, um die Transmittanz für das Kontrolllicht zu reduzieren, kann die Transmittanz für das exponierten Licht nicht sichergestellt werden. In anderen Worten besteht ein Problem darin, dass es schwierig ist, sowohl die Aufrechterhaltung der Transmittanz für das exponierte Licht als auch die Reduzierung der Transmittanz für das Kontrolllicht mit der Dicke der Schicht zur Einstellung der Transmittanz einzustellen.
Andererseits ist für den Großteil der existierenden halbtonartigen Phasenverschiebungsmasken ein Film so ausgestaltet, dass die Transmittanz des exponierten Lichts in dem Halbton-Phasenverschieberabschnitt sich an 6% annähert. Eine hohe Transmittanz ist erforderlich für einen weiteren Anstieg in einer Auflösung, und es wird gesagt, dass eine Transmittanz von 15% oder mehr in der Zukunft erforderlich sein wird. Auch in diesem Fall besteht ein Problem darin, dass die Lichttransmittanz des Halbton-Phasenverschieberabschnitts für das Kontrolllicht mehr als 40% beträgt und eine ausreichende Präzision bei der Kontrolle nicht erzielt werden kann bei der Kontrolle des Erscheinungsbilds eines Musters unter Verwendung eines übertragenen Lichts auf die gleiche Art und Weise wie in dem oben erwähnten Fall.
Außerdem ist als Photomaske bisher bei der Defektkontrolle ein reflektierendes optisches System verwendet worden.
Neuerdings sind außerdem das reflektierende optische System sowie ein herkömmliches optisches Übertragungssystem bei der Kontrolle des Erscheinungsbilds des Musters der Maske verwendet worden. Aus diesem Grund war ein Reflektionskontrast eines Licht halb übertragenden Abschnitts und eines Substrats bei der Wellenlänge der Lichtquelle einer Vorrichtung erforderlich, um eine ausreichende Empfindlichkeit der Kontrolle zu erhalten.
Falls eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske von sogenannten Tritontyp mit einem Lichtübertragungsabschnitt, einem Licht halb übertragenden Abschnitt und einem Schirmabschnitt an dem Licht halb übertragenden Abschnitt kontrolliert werden soll, ist außerdem ein Reflektionskontrast erforderlich für den Lichtübertragungsabschnitt/den Licht halb übertragenden Abschnitt, den Licht halb übertragenden Abschnitt/den Schirmabschnitt, und den Lichtübertragungsabschnitt/den Schirmabschnitt. Genauer gesagt ist erforderlich, dass gilt:
R1 < R2 < R3, wobei R1, R2 und R3 die Lichtreflektanzen bei den Wellenlängen von Lichtquellen in dem Lichtübertragungsabschnitt, dem Licht halb übertragenden Abschnitt bzw. dem Schirmabschnitt darstellen.
Um einen kleinen Defekt mit einer Größe von höchstens 0,1 µm und einem feineren Muster zu erfassen, ist eine Wellenlänge von einem i-Strahl (365 nm) auf die Nähe von 200 bis 300 nm reduziert worden, d. h. auf einen DUV Bereich (DUV: deep ultraviolet, tiefes Ultraviolett) bei der Lichtquelle einer Kontrolle. Die vorliegende Zeit befindet sich in einer Übergangsperiode. Daher ist es wünschenswert, dass eine Maske und ein Maskenzuschnitt optische Merkmale haben, die sowohl der Kontrollvorrichtung einer i-Strahl Lichtquelle als auch der einer DUV Lichtquelle entsprechen. Für die DUV Lichtquelle werden 266 und 257 nm erforscht.
Bei einer zweischichtigen halbtonartigen Phasenverschiebungsmaske mit einer Schicht zur Einstellung der Transmittanz und einer Schicht zur Einstellung der Phase schwankt eine Lichtreflektanz stark innerhalb eines Bereichs, der die oben beschriebene Wellenlänge beinhaltet. Aus diesem Grund besteht das Problem, dass keine ausreichende Reflektionskennlinie bei einer Kontrollwellenlänge (einer DUV Wellenlänge) erhalten werden kann, selbst wenn sie bei einer anderen Kontrollwellenlänge (beispielsweise einer i-Strahl Wellenlänge) erhalten werden kann. Demzufolge muss die Ausgestaltung eines Halbtonfilms entsprechend der Wellenlänge des Lichtquelle der Kontrollvorrichtung verändert werden, was die Entwicklung deutlich erschwert.
Außerdem ist es selbstverständlich, dass der Betrag der Transmittanz und der Phasenverschiebung so eingestellt werden, dass sie gewünschte Werte haben für ein exponierte Licht mit einer kurzen Wellenlänge, wie beispielsweise einem ArF-Excimerlaser (193 nm) oder einem F₂-Excimerlaser (157 nm), und es ist bevorzugt, dass eine Reflektanz bei der Wellenlänge des exponierten Lichts auch relativ gering sein sollte.
Für einen für eine Photomaske in der nächsten Generation erforderlichen Gegenstand muss die Wellenlänge eines exponierten Lichts bezüglich eines optischen Merkmals reduziert werden, und außerdem muss die Qualität verbessert werden, d. h. Defekte und Fremdkörper müssen weniger werden. Aus diesem Zweck ist es wichtig, dass ein System zum Kontrollieren einer Photomaske und eines Zuschnitts für eine Photomaske beibehalten werden.
Bei der Kontrolle der Photomaske und des Zuschnitts auf Defekte und Fremdsubstanzen wird hauptsächlich eine optische Kontrollvorrichtung verwendet. Im allgemeinen verwendet die Lichtquelle der Kontrollvorrichtung ein Licht mit einer längeren Wellenlänge als der Wellenlänge eines exponierten Lichts. Beispiele einer Defektkontrollvorrichtung für den Photomaskenzuschnitt beinhalten eine von Laser Tech Co., Ltd., hergestellte Kontrollvorrichtung M-1320 für Defekte des Maskenzuschnitts, und die Lichtquelle einer Kontrollvorrichtung, die durch die gleiche Vorrichtung repräsentiert wird, hat hauptsächlich eine Wellenlänge von 488 nm. Um eine Präzision bei der Kontrolle der Photomaske und des Zuschnitts auf Defekte und Fremdkörper beizubehalten, ist es demzufolge notwendig, eine Transmittanz und eine Reflektanz für ein Kontrolllicht in einen bestimmten Bereich zu setzen. Bei einem Zuschnitt für eine zweischichtige halbtonartige Phasenverschiebungsmaske mit einer Schicht zur Einstellung der Transmittanz und einer Schicht zur Einstellung der Phase gemäß dem Stand der Technik besteht jedoch ein Problem darin, dass die Wellenlängenabhängigkeit einer Reflektanz sehr groß ist und eine Transmittanz und eine Reflektanz für ein Kontrolllicht den Bereich in manchen Fällen nicht einfach durch die Steuerung einer Transmittanz und einer Reflektanz für eine Belichtungswellenlänge erfüllen. Beispielsweise erreicht der Minimalwert der Schwankung in der Reflektanz für eine Veränderung in einer Wellenlänge eine Kontroll-Wellenlänge, die für die Defektkontrolle des Maskenzuschnitts verwendet werden soll. Als Ergebnis ist die Reflektanz für die Kontroll-Wellenlänge zu gering, um die Reflektionsintensität einer sauberen Oberfläche eines Maskenzuschnitts zu erkennen (auf welcher sich keine Fremdkörper befinden), so dass die Defektkontrolle nicht durchgeführt werden kann.
Außerdem wird in einer Vorrichtung zum Kontrollieren der Photomaske und einer Vorrichtung zum Kontrollieren des Zuschnitts für die Photomaske nicht immer eine Lichtquelle mit der gleichen well verwendet. Bei der Kontrolle für die Photomaske werden außerdem unterschiedliche Lichtquellen bei einer Kontrolle auf Defekte der Gestalt eines Musters und einer Kontrolle auf Fremdsubstanzen und einen Defekt in manchen Fällen verwendet. In der momentanen Situation gibt es Kontrollvorrichtungen, die Lichtquellen mit Wellenlängen von 364, 266 und 257 nm bei der Kontrolle für die Gestalt des Musters für die Photomaske verwenden. Andererseits werden bei der Kontrolle auf Fremdsubstanzen der Photomaske meist Lichtquellen mit Wellenlängen von 364 und 488 nm verwendet, und die Lichtquelle mit der Wellenlänge von 488 nm wird meist für die Kontrolle auf Defekte und Fremdsubstanzen für den Zuschnitt der Photomaske verwendet. Dieser Unterschied ergibt sich durch verschiedene Geschwindigkeiten bei der Entwicklung der verschiedenen Kontrollvorrichtungen und verschiedene Zeiträume zum Einführen eines Vorrichtungsbenutzers oder einen Unterschied der Art und des Bereichs eines Defekts und eines Fremdkörpers als Objekte zwischen der Photomaske und dem Zuschnitt für die Photomaske. Daher müssen eine Transmittanz und eine Reflektanz für die Kontrolllichte der Photomaske und des Photomaskenzuschnitts entsprechend verschiedenen Wellenlängen eingestellt werden. Es ist schwierig, den Photomaskenzuschnitt und die Photomaske gemäß dem Stand der Technik herzustellen. Es wird eine Situation verursacht, in welcher ein optische Merkmal für das Kontrolllicht mit der Wellenlänge von 488 nm nicht erfüllt ist, wenn die Einstellung so durchgeführt wird, dass das optische Merkmal beispielsweise das Kontrolllicht mit der Wellenlänge von 364 nm erfüllt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Um ein solches Problem zu lösen, ist auch nach einer Lösung auf der Seite der Kontrollvorrichtung gesucht worden.
Als eine Lösung wird die Wellenlänge eines Kontrolllichts reduziert. Im allgemeinen absorbiert der Halbton- Phasenverschieberabschnitt ein Licht mit einer kürzeren Wellenlänge stärker. Demzufolge kann die Transmittanz des Kontrolllichts in dem Halbton-Phasenverschieberabschnitt mit einer Reduzierung in der Wellenlänge des Kontrolllichts abgesenkt werden. Während ein existierendes Kontrolllicht ein i-Strahl mit einer Wellenlänge von 364 nm ist, wird in der Zukunft die Verwendung eines Lichts mit einer Wellenlänge von ungefähr 250 nm erforscht werden. Unter den aktuellen Umständen wird jedoch noch Zeit benötigt, um eine solche Kontrollvorrichtung zu verbreiten. Außerdem besteht eine Möglichkeit, dass in der Nähe von 250 nm keine ausreichende Transmittanz aufrecht erhalten werden kann, wenn eine Reduktion der Wellenlänge des exponierten Lichts fortschreitet.
Als andere Lösung wird eine Kontrolltechnik eingeführt (im folgenden bezeichnet als Kontrolltechnik, die ein reflektiertes Licht verwendet), um die Auflösung einer Kontrolle durch Verwenden des reflektierten Lichts eines Kontrolllichts zusätzlich zu dem übertragenen Licht des Kontrolllichts verwendet wird. Durch Verwenden der Kontrolltechnik, die ein reflektiertes Licht verwendet, ist es möglich, eine Kontrolle mit hoher Präzision durchzuführen, selbst wenn die Transmittanz des Kontrolllichts in dem Halbton-Phasenverschieberabschnitt 50 bis 60% beträgt. Um dieses Verfahren zu verwenden, ist es jedoch notwendig, eine Reflektanz sowie die Transmittanz des Kontrolllichts zu steuern.
Unter Berücksichtigung des oben beschriebenen Problems ist es ein erstes Ziel der Erfindung, eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske und einen Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske zu schaffen, welche eine Transmittanz für ein Kontrolllicht reduzieren, indem sie eine Reflektanz bezüglich des Kontrolllichts eines Mehrschichtfilms in einer mehrschichtigen Halbton- Phasenverschiebungsmaske entsprechend einer Reduzierung in der Wellenlänge eines exponierten Lichts (d. h. mit einem vorbestimmten Phasenwinkel und einer Transmittanz bezüglich der Wellenlänge des exponierten Lichts mit einer reduzierten Wellenlänge) steigern oder entsprechend einem Anstieg in der Transmittanz des exponierten Lichts des Halbton- Phasenverschieberabschnitts, um dadurch die Transmittanz für das Kontrolllicht zu reduzieren.
Außerdem ist es ein zweites Ziel der Erfindung, eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske und einen Zuschnitt dafür zu schaffen, welche auf eine Kontrolltechnik angewandt werden können, die ein reflektiertes Licht verwendet entsprechend einer Reduzierung in der Wellenlänge eines exponierten Lichts oder einem Anstieg in der Transmittanz des exponierten Lichts des Halbton-Phasenverschieberabschnitts.
Außerdem ist es ein drittes Ziel der Erfindung, eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske und einen Zuschnitt dafür zu schaffen, welche die Erscheinung eines Musters mit höherer Präzision kontrollieren können bei der Wellenlänge eines Kontrolllichts in einem Produkt mit hoher Transmittanz (zwischen 8 und 30%) in einem Wellenlängenbereich des exponierten Lichts von 140 bis 200 nm, insbesondere in der Nähe von 157 nm als Wellenlänge eines F₂-Excimerlasers und in der Nähe von 193 nm als Wellenlänge eines ArF-Excimerlasers.
Unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Probleme ist es ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Halbton- Phasenverschiebungsmaske und einen Zuschnitt dafür zu schaffen, welche zwei unterschiedlichen Kontroll-Wellenlängen entsprechen und eine ausreichende Präzision bei einer Kontrolle bei beiden Kontroll-Wellenlängen bei der Kontrolle unter Verwendung einer Reflektion erzielen können.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Zuschnitt für eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske und eine Halbton- Phasenverschiebungsmaske zu schaffen, welche bei einer Kontrolle eine ausreichende Präzision erzielen können, indem sie die Lichtquellen einer Kontrollvorrichtung für sowohl eine i-Strahl-Wellenlänge als auch einen DUV Bereich verwenden.
Unter Berücksichtigung der Umstände ist es ein Ziel, einen Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske zu schaffen, mit welchem ein vorbestimmter Betrag der Transmittanz und der Phasenverschiebung für ein exponiertes Licht mit einer Wellenlänge eingestellt wird, die aus einer Wellenlänge zwischen 140 und 200 nm ausgewählt ist, mit welchem eine Defektkontrolle für den Zuschnitt für die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske durchgeführt werden kann und ein Defekt als Maskenzuschnitt garantiert werden kann, eine durch Verwenden dieses Zuschnitts hergestellte halbtonartige Phasenverschiebungsmaske sowie ein Verfahren zur Herstellung des Zuschnitts für die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske.
Ein weiteres Ziel ist es, einen Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske zu schaffen, der eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske kontrollieren kann, die durch Verwenden des Zuschnitts für die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske hergestellt wurde, eine durch Verwenden dieses Zuschnitts hergestellte halbtonartige Phasenverschiebungsmaske sowie ein Verfahren zur Herstellung des Zuschnitts für die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske.
Die Erfindung hat den folgenden Aufbau.

(Aufbau 1)

Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske mit zumindest einem Phasenverschieberfilm auf einem transparenten Substrat, welcher Phasenverschieberfilm eine vorbestimmte Transmittanz für ein exponiertes Licht sowie einen vorbestimmten Phasenunterschied für das transparente Substrat hat,
wobei der Phasenverschieberfilm aus einem mehrschichtigen Film besteht, in welchem Filme vorgesehen sind, die zumindest zwei Schichten beinhalten, und zwar eine obere Schicht, die der Oberfläche am nächsten ausgebildet ist, und eine untere Schicht, die darunter ausgeformt ist, wobei eine Dicke der oberen Schicht so gewählt ist, dass ein Brechungsindex des Films der oberen Schicht für eine Wellenlänge eines Kontrolllichts, das verwendet wird, um eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske zu kontrollieren, die unter Verwendung des Zuschnitts für die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske hergestellt wurde, kleiner ist als der des Films der unteren Schicht, und wobei eine Oberflächenreflektanz für das Kontrolllicht des Phasenverschieberfilms maximiert ist oder sich einem Maximum annähert.

(Aufbau 2)

Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske nach Aufbau 1, wobei eine Dicke d der oberen Schicht innerhalb eines Bereichs von 0,8 × λ'/(2n') ≤ d ≤ 1,2 × λ'/(2n') gewählt ist (wobei λ' eine Wellenlänge eines Kontrolllichts bezeichnet, die bei einer Maskenkontrolle verwendet wird, und n' einen Brechungsindex der oberen Schicht (einer Schicht zur Einstellung der Phase) bei der Wellenlänge λ'.

(Aufbau 3)

Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske mit zumindest einem Phasenverschieberfilm auf einem transparenten Substrat, welcher Phasenverschieberfilm eine vorbestimmte Transmittanz für ein exponiertes Licht sowie einen vorbestimmten Phasenunterschied für das transparente Substrat hat,
wobei der Phasenverschieberfilm aus einem mehrschichtigen Film besteht, in welchem Filme vorgesehen sind, die zumindest zwei Schichten beinhalten, und zwar eine obere Schicht, die der Oberfläche am nächsten ausgebildet ist, und eine untere Schicht, die darunter ausgeformt ist, wobei eine Dicke der oberen Schicht so gewählt ist, dass ein Brechungsindex des Films der oberen Schicht kleiner ist als der des Films der unteren Schicht, wobei eine Oberflächenreflektanz für ein Kontrolllicht des Phasenverschieberfilms innerhalb eines Bereichs von 10 bis 40% gewählt ist und eine Transmittanz 60% oder weniger beträgt.

(Aufbau 4)

Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske nach einem der Aufbauten 1 bis 3, wobei der Phasenverschieberfilm aus einem zweischichtigen Film besteht, in welchem ein Betrag der Phasenverschiebung des exponierten Lichts um ungefähr 180° umgewandelt ist und eine Transmittanz für das exponierte Licht so gewählt ist, dass sie gleich einer wünschenswerten Transmittanz zwischen 3 und 40% ist, wobei die obere Schicht eine Schicht zur Einstellung der Phase ist, die die Funktion hat, hauptsächlich den Betrag der Phasenverschiebung für das exponierte Licht einzustellen, und die untere Schicht eine Schicht zur Einstellung der Transmittanz ist, die hauptsächlich die Funktion hat, die Transmittanz zu reduzieren.

(Aufbau 5)

Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske nach Aufbau 4, wobei die Dicke der oberen Schicht innerhalb eines Bereichs von 0,44 × λ/(n-1) ≤ d ≤ 0,56 × λ/(n-1) gewählt ist, wobei λ eine Wellenlänge eines exponierten Lichts darstellt und n einen Brechungsindex der oberen Schicht bei der Wellenlänge λ bezeichnet.

(Aufbau 6)

Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske nach einem der Aufbauten 1 bis 5, wobei das exponierte Licht ein F₂-Excimerlaser ist.

(Aufbau 7)

Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske nach einem der Aufbauten 1 bis 5, wobei das exponierte Licht ein ArF-Excimerlaser ist und der Phasenverschieberfilm eine Transmittanz zwischen 8 und 30% hat.

(Aufbau 8)

Halbtonartige Phasenverschiebungsmaske, wobei ein Lichtübertragungsabschnitt und ein Halbton- Phasenverschieberabschnitt ausgeformt sind durch Mustern des Phasenverschieberfilms in dem Zuschnitt für die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske gemäß einem der Aufbauten 1 bis 7.

(Aufbau 9)

Halbtonartige Phasenverschiebungsmaske nach Aufbau 6, wobei eine opake Schicht außerdem in einem wünschenswerten Bereich ausgeformt ist, der die Nähe eines Grenzbereichs zwischen dem Halbton-Phasenverschieberabschnitt und dem Lichtübertragungsabschnitt der halbtonartigen Phasenverschiebungsmaske ausschließt.

(Aufbau 10)

Ein Verfahren zur Herstellung der halbtonartigen Phasenverschiebungsmaske gemäß dem Aufbau 8 oder 9, mit dem Schritt des Kontrollierens eines Erscheinungsbilds des Musters der halbtonartigen Phasenverschiebungsmaske.

(Aufbau 11)

Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske, der zur Herstellung einer halbtonartigen Phasenverschiebungsmaske verwendbar ist, bei welcher ein Lichtübertragungsabschnitt zum Übertragen eines exponierten Lichts sowie ein Phasenverschieberabschnitt zum Übertragen eines Teils des exponierten Lichts und zum Verschieben einer Phase des übertragenen Lichts um einen vorbestimmten Betrag gleichzeitig auf einem transparenten Substrat vorgesehen sind, wobei eine optische Eigenschaft so ausgestaltet ist, dass das Licht, das in der Nähe eines Grenzbereichs zwischen dem Lichtübertragungsabschnitt und dem Phasenverschieberabschnitt übertragen wird, einander auslöscht, und wobei ein Kontrast eines Grenzbereichs des Musters des exponierten Lichts, das auf eine Oberfläche eines exponierten Elements transferiert werden soll, dadurch gut gehalten und verbessert werden kann, und außerdem mit einem Phasenverschieberfilm zum Ausbilden des Phasenschieberabschnitts auf dem transparenten Substrat,
wobei der Phasenverschieberfilm aus einem mehrschichtigen Film besteht, in welchem Filme vorgesehen sind, die zumindest zwei Schichten beinhalten, und zwar eine obere Schicht, die der Oberfläche am nächsten ausgebildet ist, und eine untere Schicht, die darunter ausgeformt ist, wobei eine Dicke der oberen Schicht so gewählt ist, dass ein Brechungsindex des Films der oberen Schicht für eine Wellenlänge eines Kontrolllichts, das verwendet wird, um eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske zu kontrollieren, die unter Verwendung des Zuschnitts für die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske hergestellt wurde, kleiner ist als der des Films der unteren Schicht, und wobei eine Oberflächenreflektanz für das Kontrolllicht des Phasenverschieberfilms gleich einer wünschenswerten Reflektanz für zumindest zwei unterschiedliche Kontrollwellenlängen ist.

(Aufbau 12)

Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske nach Aufbau 11, wobei das exponierte Licht eine Wellenlänge hat, die zwischen 140 und 200 nm liegt, und wobei die zumindest zwei Kontrollwellenlängen zwischen 240 und 370 nm liegen.

(Aufbau 13)

Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske nach Aufbau 12, wobei die Dicke der oberen Schicht so gewählt ist, dass die Oberflächenreflektanz des Phasenverschieberfilms bei einer Wellenlänge zwischen 220 und 340 nm maximal ist.

(Aufbau 14)

Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske nach einem der Aufbauten 11 bis 13, wobei das exponierte Licht ein F₂-Excimerlaser ist.

(Aufbau 15)

Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske nach einem der Aufbauten 11 bis 13, wobei das exponierte Licht ein ArF-Excimerlaser ist und der Phasenverschieberfilm eine Transmittanz zwischen 8 und 30% hat.

(Aufbau 16)

Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske nach einem der Aufbauten 11 bis 15, wobei der Phasenverschieberfilm aus einem zweischichtigen Film besteht, in welchem ein Betrag der Phasenverschiebung des exponierten Lichts um ungefähr 180° umgewandelt ist und eine Transmittanz für das exponierte Licht so gewählt ist, dass sie gleich einer wünschenswerten Transmittanz zwischen 3 und 40% ist, wobei die obere Schicht eine Schicht zur Einstellung der Phase ist, die die Funktion hat, hauptsächlich den Betrag der Phasenverschiebung für das exponierte Licht einzustellen, und die untere Schicht eine Schicht zur Einstellung der Transmittanz ist, die hauptsächlich die Funktion hat, die Transmittanz zu reduzieren.

(Aufbau 17)

Halbtonartige Phasenverschiebungsmaske, bei welcher ein Lichtübertragungsabschnitt und ein Halbton- Phasenverschieberabschnitt ausgeformt sind durch Mustern des Phasenverschieberfilms in dem Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske gemäß einem der Aufbauten 11 bis 16.

(Aufbau 18)

Halbtonartige Phasenverschiebungsmaske nach Aufbau 17, wobei eine opake Schicht außerdem in einem wünschenswerten Bereich ausgeformt ist, der die Nähe eines Grenzbereichs zwischen dem Halbton-Phasenverschieberabschnitt und dem Lichtübertragungsabschnitt der halbtonartigen Phasenverschiebungsmaske ausschließt.

(Aufbau 19)

Verfahren zur Herstellung einer halbtonartigen Phasenverschiebungsmaske mit dem Schritt des Kontrollierens eines Erscheinungsbilds eines Musters der halbtonartigen Phasenverschiebungsmaske gemäß dem Aufbau 17 oder 18.

(Aufbau 20)

Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske, der verwendbar ist zur Herstellung einer halbtonartigen Phasenverschiebungsmaske, bei welcher ein Lichtübertragungsabschnitt zum Übertragen eines exponierten Lichts sowie ein Phasenverschieberabschnitt zum Übertragen eines Teils des exponierten Lichts und zum Verschieben einer Phase des übertragenen Lichts um einen vorbestimmten Betrag gleichzeitig auf einem transparenten Substrat vorgesehen sind, wobei eine optische Eigenschaft so ausgestaltet ist, dass das Licht, das in der Nähe eines Grenzbereichs zwischen dem Lichtübertragungsabschnitt und dem Phasenverschieberabschnitt übertragen wird, einander auslöscht, und wobei ein Kontrast eines Grenzbereichs des Musters des exponierten Lichts, das auf eine Oberfläche eines exponierten Elements transferiert werden soll, dadurch gut gehalten und verbessert werden kann, und außerdem mit einem Phasenverschieberfilm zum Ausbilden des Phasenschieberabschnitts auf dem transparenten Substrat,
wobei der Phasenverschieberfilm eine vorbestimmte Transmittanz und einen vorbestimmten Betrag der Phasenverschiebung hat, die bezüglich eines exponierten Lichts mit einer Wellenlänge zwischen 140 und 200 nm gewählt sind, und zwar durch einen mehrschichtigen Film, in welchem Filme vorgesehen sind, die zumindest zwei Schichten beinhalten, und zwar eine obere Schicht, die der Oberfläche am nächsten ist, und einer darunter ausgebildeten unteren Schicht, welcher mehrschichtige Film außerdem eine Reflektanz hat, welche bezüglich eines Kontrolllichts kontrolliert werden kann, das bei einer Defektkontrolle des Zuschnitts für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske verwendbar ist.

(Aufbau 21)

Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske nach Aufbau 1, wobei der Phasenverschieberfilm aus einem zweischichtigen Film besteht, in welchem ein Betrag der Phasenverschiebung des exponierten Lichts um ungefähr 180° umgewandelt ist und eine Transmittanz für das exponierte Licht so gewählt ist, dass sie gleich einer wünschenswerten Transmittanz zwischen 3 und 40% ist, wobei die obere Schicht eine Schicht zur Einstellung der Phase ist, die die Funktion hat, hauptsächlich den Betrag der Phasenverschiebung für das exponierte Licht einzustellen, und die untere Schicht eine Schicht zur Einstellung der Transmittanz ist, die hauptsächlich die Funktion hat, die Transmittanz zu reduzieren.

(Aufbau 22)

Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske nach Aufbau 20 oder 21, wobei eine Wellenlänge des bei der Defektkontrolle des Zuschnitts für die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske verwendbaren Kontrolllichts 488 nm beträgt.

(Aufbau 23)

Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske nach einem der Aufbauten 20 bis 22, wobei die Reflektanz des Kontrolllichts, das bei der Defektkontrolle des Zuschnitts für die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske verwendbar ist, 1,5% oder mehr beträgt.

(Aufbau 24)

Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske nach einem der Aufbauten 20 bis 23, wobei der Phasenverschieberfilm eine Transmittanz und/oder eine Reflektanz hat, welche bezüglich des bei einer Kontrolle einer halbtonartige Phasenverschiebungsmaske, die unter Verwendung des Zuschnitts für die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske hergestellt wurde, verwendbaren Kontrolllichts kontrolliert werden kann bzw. können.

(Aufbau 25)

Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske nach Aufbau 24, wobei die Wellenlänge des Kontrolllichts, das bei der Kontrolle der unter Verwendung es Zuschnitts für die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske hergestellten halbtonartige Phasenverschiebungsmaske verwendbar ist, 240 bis 370 nm beträgt.

(Aufbau 26)

Verfahren zur Herstellung des Zuschnitts für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske gemäß den Aufbauten 20 bis 25, mit den folgenden Schritten:
Ausbilden eines Phasenverschieberfilms auf einem transparenten Substrat; und
Durchführen einer Defektkontrolle für den Phasenverschieberfilm, wobei dadurch eine Garantie für Fremdkörper und Defekte durchgeführt wird.

(Aufbau 27)

Eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske, wobei ein Lichtübertragungsabschnitt und ein Halbton- Phasenverschieberabschnitt ausgeformt sind durch Mustern des Phasenverschieberfilms in den Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske gemäß den Aufbauten 20 bis 25.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine typische Ansicht zur Erläuterung eines Zuschnitts für eine halbtonartigen Phasenverschiebungsmaske,
Fig. 2 ist ein Diagramm, das die Übertragungs- und Reflektionsspektren für das Kontrolllicht eines in der ersten Ausführungsform hergestellten zweischichtigen Films darstellt,
Fig. 3 ist ein Vergleichsbeispiel, das die Übertragungs- und Reflektionsspektren für das Kontrolllicht eines in der ersten Ausführungsform hergestellten zweischichtigen Films darstellt,
Fig. 4 ist ein Vergleichsbeispiel, das die Übertragungs- und Reflektionsspektren für das Kontrolllicht eines in der zweiten Ausführungsform hergestellten zweischichtigen Films darstellt,
Fig. 5 ist ein Vergleichsbeispiel, das die Übertragungs- und Reflektionsspektren für das Kontrolllicht eines in der zweiten Ausführungsform hergestellten zweischichtigen Films darstellt,
Fig. 6 ist ein Vergleichsbeispiel, das die Übertragungs- und Reflektionsspektren für das Kontrolllicht eines in der dritten Ausführungsform hergestellten zweischichtigen Films darstellt,
Fig. 7 ist ein Diagramm zum Erläutern des Problems eines Seitenkeulenbildes, und
Fig. 8 ist die Tabelle 1, die die Kennlinie der Merkmale und der Vergleichsbeispiele der Fig. 1 bis 6 zeigt.
Fig. 9 ist eine Ansicht zum Erläutern einer Ausführungsform einer halbtonartigen Phasenverschiebungsmaske in dieser Erfindung.
Fig. 10 ist ein Diagramm, das die Übertragungs- und Reflektionsspektren eines Zuschnitts für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske zeigt, hergestellt in der vierten Ausführungsform,
Fig. 11 ist ein Vergleichsbeispiel, das die Übertragungs- und Reflektionsspektren eines Zuschnitts für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske zeigt, hergestellt in der fünften Ausführungsform,
Fig. 12 ist ein Vergleichsbeispiel, das die Übertragungs- und Reflektionsspektren eines Zuschnitts für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske zeigt, hergestellt in der vierten Ausführungsform,
Fig. 13(a) bis (d) zeigen die Ansichten, die einen Vorgang zum Herstellen eines Zuschnitts für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske und eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske gemäß den Ausführungsformen der Erfindung zeigen, und
Fig. 14 ist eine typische Schnittansicht, die eine Ausgestaltung der halbtonartige Phasenverschiebungsmaske zeigt,
Fig. 15 ist eine Tabelle, die die Dicke und Zusammensetzung eines in den Ausführungsformen und Vergleichsbeispielen hergestellten Phasenverschieberfilms zeigt,
Fig. 16 ist eine Tabelle, die eine Transmittanz für eine Belichtungswellenlänge und eine Transmittanz, eine Reflektanz und eine Filmdicke für eine Kontroll- Wellenlänge in dem in den Ausführungsformen und den Vergleichsbeispielen hergestellten Phasenverschieberfilm zeigt,
Fig. 17 ist ein Diagramm, das die Übertragungs- und Reflektionsspektren eines in der sechsten Ausführungsform hergestellten Zuschnitts für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske darstellt,
Fig. 18 ist ein Diagramm, das die Übertragungs- und Reflektionsspektren eines in der siebten Ausführungsform hergestellten Zuschnitts für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske zeigt,
Fig. 19 ist ein Diagramm, daß das Reflektionsspektrum eines in der achten Ausführungsform hergestellten Zuschnitts für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske zeigt,
Fig. 20 ist ein Vergleichsbeispiel, daß das Reflektionsspektrum eines in der neunten Ausführungsform hergestellten Zuschnitts für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske zeigt,
Fig. 21 ist ein Vergleichsbeispiel, daß das Reflektionsspektrum eines in der zehnten Ausführungsform hergestellten Zuschnitts für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske zeigt,
Fig. 22 ist ein Vergleichsbeispiel, daß das Reflektionsspektrum eines in der elften Ausführungsform hergestellten Zuschnitts für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske zeigt,
Fig. 23 ist ein Vergleichsbeispiel, daß das Reflektionsspektrum eines in der zwölften Ausführungsform hergestellten Zuschnitts für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske zeigt,
Fig. 24 ist ein Vergleichsbeispiel, daß das Reflektionsspektrum eines in der dreizehnten Ausführungsform hergestellten Zuschnitts für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske zeigt,
Fig. 25 ist ein Vergleichsbeispiel, daß das Reflektionsspektrum eines in der vierzehnten Ausführungsform hergestellten Zuschnitts für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske zeigt,
Fig. 26 ist ein Vergleichsbeispiel, daß das Reflektionsspektrum eines in der vierzehnten Ausführungsform hergestellten Zuschnitts für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske zeigt,
Fig. 27 ist eine typische Ansicht zum Erläutern einer Ausführungsform einer Halbton- Phasenverschiebungsmaske.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die verschiedenen Aufbauten in dieser Erfindung werden in ihren Details wie folgt weiter beschrieben.
Falls ein zweischichtiger Halbton-Phasenverschieberfilm mit einer oberen Schicht mit einem hohen Brechungsindex und einer unteren Schicht mit einem niedrigen Brechungsindex verwendet wird, verursacht ein von der unteren Schicht reflektiertes Licht und ein von der oberen Schicht reflektiertes Licht eine Interferenz, so dass die Reflektanz des gesamten zweischichtigen Films die Kurve (das Reflektionsspektrum) einer Interferenzwelle bezüglich einer Wellenlänge beschreibt. Die Erfindung befasst sich mit dem Reflektionsmerkmal und kann eine Transmittanz für die Wellenlänge eines Kontrolllicht reduzieren durch Einstellen einer Oberflächenreflektanz, um die Wellenlänge des Kontrolllichts zu maximieren oder sie an ein Maximum anzunähern. Außerdem bietet bei jedem Kontrollverfahren die Reduktion in der Transmittanz für die Wellenlänge des Kontrolllichts eine Verbesserung der Präzision der Kontrolle. Durch Steigern der Reflektanz für die Wellenlänge des Kontrolllichts, um eine solche Transmittanzstufe zu erreichen, dass eine Kontrolle unter Verwendung von einem übertragenen Licht mit hoher Präzision durchgeführt werden kann (Setzen der Reflektanz auf einen gewünschten Wert) ist es möglich, die Kontrolle durchzuführen unter Verwendung eines übertragenen Lichts mit hoher Präzision. Durch Setzen eines reflektierten Lichts auf die Wellenlänge des Kontrolllichts, so dass sie eine solch Stufe hat, dass eine Kontrolltechnik unter Verwendung des übertragenen Lichts und des reflektierten Lichts angewandt wird. (Setzen der Reflektanz auf einen gewünschten Wert), ist es außerdem auch möglich, die Kontrolle mittels einer Kontrollvorrichtung durchzuführen, die eine Reflektion verwendet.
Gemäß den Aufbauten 1 bis 3 der Erfindung ist der Phasenverschieberfilm ein Mehrschichtfilm mit zumindest zwei Schichten, und es ist möglich, eine Reflektanz für ein Kontrolllicht zu regeln, indem die Reflektanz des Films als oberem Film kleiner ist als die des Films als unterem Film bei einer Kontroll-Wellenlänge. Außerdem ist es auch möglich, eine Reflektanz für ein exponiertes Licht so zu regeln, dass sie gleich oder kleiner ist als ein gewünschter Wert, indem der Brechungsindex des Films als oberer Schicht kleiner gewählt wird als der des Films als unterer Schicht bei einer Belichtungs-Wellenlänge (Aufbau 1). Mit Bezug auf die Reflektanz des Kontrolllichts ist außerdem die Dicke des Films so ausgestaltet, dass die Reflektanz des Kontrolllichts des Mehrschichtfilms maximiert wird oder sich an ein Maximum annähert, das heißt, es findet soweit wie möglich keine Auslöschung mit dem reflektierten Licht der unteren Schicht statt(Aufbau 1). Wenn die Reflektanz für das Kontrolllicht des Mehrschichtfilms so gesteigert wird, wird die Transmittanz relativ gesehen abgesenkt, wenn die Reflektanz gesteigert wird. Demzufolge ist es möglich, die Transmittanz für das Kontrolllicht zu reduzieren.
Die Reflektanz des Halbton-Phasenverschieberabschnitts für ein Kontrolllicht mit der Wellenlänge θ' ist in dem folgenden Fall maximal.

d = λ'/(2n') (Gleichung 1)

wobei n' einen Brechungsindex einer Schicht zur Einstellung der Phase für das Licht mit der Wellenlänge λ' darstellt.
Wenn die Reflektanz des Kontrolllichts gesteigert wird, wird die Transmittanz relativ gesehen mit einem Anstieg in der Reflektanz abgesenkt. Vergleichen mit dem Fall, in welchem die Transmittanz mit dem Anstieg in der Reflektanz nicht abgesenkt wird, wie gemäß der Erfindung, kann die Präzision in der Kontrolle bei einer Kontrolle des Erscheinungsbilds des Musters unter Verwendung eines übertragenen Lichts verbessert werden, so dass die Kontrolle leicht durchgeführt werden kann. Durch Steigern der Reflektanz des Kontrolllichts ist es außerdem möglich, eine Kontrolltechnik mit hoher Auflösung anzuwenden, die bei der Kontrolle des Erscheinungsbilds des Musters ein reflektiertes Licht verwendet. Falls Gleichung 1 nicht genau erfüllt ist (d. h. wenn die Reflektanz nicht maximiert ist), ist die Reflektanz nicht immer unzureichend. Praktisch gesehen besteht kein Problem, wenn sich die Reflektanz in dem folgenden Bereich bewegt, d. h. einem Bereich, der die Nähe eines Maximums einschließt.

0,8 × λ'/(2n') ≤ d ≤ 1,2 × λ'/(2n') (Gleichung 2)
Wenn der Bereich (ein Bereich, um eine höhere Reflektanz zu setzen) der Gleichung 2 überschritten ist, wird die Reflektanz des Kontrolllichts abgesenkt. Demzufolge ist es schwierig, eine Kontrolle des Erscheinungsbilds des Musters und eine Kontrolle auf Fremdkörper durchzuführen.
Bei der Wellenlänge λ' des Kontrolllichts ist es im wesentlichen wünschenswert, dass eine Transmittanz von 40% oder weniger bei einer Kontrolle, die ein übertragenes Licht verwendet, realisiert wird, und dass ein Transmittanz von 60% oder weniger (vorzugsweise 50% oder weniger) und eine Reflektanz von ungefähr 10 bis 40% (vorzugsweise 12 bis 30%) bei einer Kontrolle unter Verwendung des übertragenen Lichts und eines reflektierten Lichts realisiert werden sollte (Aufbau 3). Genauer gesagt wird die Dicke der oberen Schicht so geregelt, dass die Reflektanz des Kontrolllichts maximiert wird oder sich einem Maximum annähert. Demzufolge ist es möglich, die Erscheinung des Musters zu kontrollieren mittels einer Defektkontrollvorrichtung durch Verwenden des übertragenen Lichts, wenn die Transmittanz für das Kontrolllicht höchstens 40% beträgt. Wenn die Transmittanz überschritten wird, ist es schwierig, einen Musterdefekt zu erfassen. Auch in dem Fall, in welchem die Transmittanz für das Kontrolllicht 40% überschreitet, d. h. 60% und vorzugsweise 50% oder weniger beträgt, und die Reflektanz 10 bis 40% und vorzugsweise 12 bis 30% beträgt, ist es möglich, die Erscheinung des Musters in der Defektkontrollvorrichtung unter Verwendung eines übertragenen Lichts und eines reflektieren Lichts zu kontrollieren. Wenn die Transmittanz überschritten wird, ist es schwierig, den Musterdefekt zu erfassen, selbst wenn das reflektierte Licht zusammen verwendet wird. Wenn die Reflektanz geringer ist als die untere Grenze, ist es außerdem schwierig, einen Kontrast mit einem transparenten Substrat zu nehmen. Wenn die Reflektanz größer ist als die obere Grenze, ist es schwierig, die Kontrolle bezüglich der Vorrichtung durchzuführen.
Gemäß den Aufbauten 1 bis 3 der Erfindung sind zwei Schichten nicht begrenzt, sondern drei Schichten oder mehr inklusive einer oberen Schicht an der obersten Seite (auf der dem Transparent gegenüberliegenden Seite) und einer darunter vorgesehenen unteren Schicht können verwendet werden.
In der Erfindung ist zusätzlich zu der Anforderung des Aufbaus 1 die obere Schicht die Schicht zur Einstellung der Phase mit der Funktion, hauptsächlich einen Phasenwinkel für ein exponiertes Licht einzustellen, und die untere Schicht ist eine Schicht zur Einstellung der Transmittanz mit der Funktion, hauptsächlich die Transmittanz zu reduzieren, und es ist möglich, auf einfache Art und Weise einen geeigneten Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske zu schaffen (auszugestalten), die verschiedene Bedingungen erfüllt, indem der zweischichtige Film ausgeformt wird, bei welchem der Phasenwinkel des exponierten Lichts um ungefähr 180° umgewandelt wird und die Transmittanz für das exponierte Licht auf 3 bis 40% eingestellt wird, was bevorzugt ist (Aufbau 4).
Der Grund dafür wird im folgenden genauer beschrieben.
Wenn ein Betrag φ (deg) der Phasenverschiebung eines exponierten Lichts mit einer Wellenlänge λ, das durch die Schicht zur Einstellung der Phase hindurchtritt, durch φ gekennzeichnet ist, wird eine Dicke d der Schicht zur Einstellung der Phase mit der folgenden Gleichung ausgedrückt.

d = (φ/360) × λ/(n-1) (Gleichung 3),

wobei n einen Brechungsindex der Schicht zur Einstellung der Phase für ein Licht mit der Wellenlänge λ darstellt.
Wenn der Betrag der Phasenverschiebung einer Schicht zur Einstellung der Transmittanz durch φ' gekennzeichnet wird, ist es notwendig, einen Betrag φ der Phasenverschiebung des Halbton-Phasenverschieberabschnitts wie folgt auszugestalten.

Φ = φ + φ' = 180°
Der Wert φ' ist auf ungefähr -20° ≤ φ' ≤ 20° festgesetzt. Genauer gesagt ist die Dicke der Schicht zur Einstellung der Transmittanz zu groß jenseits des Bereichs, so dass die Transmittanz des exponierten Lichts nicht gesteigert werden kann. Demzufolge wird die Dicke d der Schicht zur Einstellung der Phase innerhalb des folgenden Bereichs ausgestaltet.

0,44 × λ/(n-1) ≤ d ≤ 0,56 × λ/(n-1) (Gleichung 4)
Durch Erfüllen sowohl der Gleichung 4 (des Bereichs, in welchem der Phasenwinkel des exponierten Lichts um ungefähr 180° umgewandelt werden kann) (Aufbau 5) und der Gleichung 2 (des Bereichs, in welchem die Reflektanz hoch gewählt werden kann) (Aufbau 2), ist es möglich, eine Kontrolle mit hoher Präzision durchzuführen, indem die Reflektanz für die Wellenlänge des Kontrolllichts gesteigert wird, während der Betrag der Phasenverschiebung des exponierten Lichts in dem Phasenverschieberabschnitt 180° beträgt.
Für das Filmmaterial der oberen Schicht ist es möglich, SiO_x, Si_xN_y, oder SiO_x oder SiO_xN_y mit einer sehr kleinen Menge von Metallen wie beispielsweise MO, Ta, W, Zr, Cr oder Hf vorzuschlagen, um Beispiele zu nennen. SiO_xN_y ist am meisten bevorzugt für ein Material, das eine solche Kombination von n und n' hat, dass die Bereiche der Gleichungen 2 und 4 erfüllt werden. Der Grund dafür ist, dass SiO_xN_y ein Material ist, welches die Dicke eines Films regeln kann und dadurch optimale Werte in sowohl Gleichung 2 als auch Gleichung 4 erfüllen kann, genauer gesagt ein Material, welches den Phasenwinkel eines exponierten Lichts um 180° umwandeln kann und dadurch eine Reflektanz für die Wellenlänge eines Kontrolllichts einstellen kann, so dass sie maximiert wird oder sich einem Maximum annähert. SiO_xN_y kann ein Verhältnis (x, y) von Sauerstoff und Stickstoff in dem Film verändern und so n und n' so regeln, dass sie geeignete Werte haben. Beispielsweise im Fall der Ausbildung des Films durch Sputtern kann das Verhältnis von Sauerstoff zu Stickstoff in dem Film leicht verändert werden, indem Si als Ziel gewählt wird und die Durchflussgeschwindigkeiten von Sauerstoff und Stickstoff, die als Reaktionsgase verwendet werden, geeignet geregelt werden.
Beispiele des Filmmaterials der unteren Schicht beinhalten einen Film, der ausgeformt ist durch zumindest ein Material, das ausgewählt ist aus Magnesium, Aluminium, Titan, Vanadium, Chrom, Yttrium, Zirkonium, Niobium, Molybdän, Zinn, Lanthan, Tantal, Tungsten, Silizium und Hafnium oder ihre Verbindungen (Oxid, Nitrid, Oxy-Nitrid).
Die Erfindung ist besonders geeignet für die Verwendung der Phasenverschiebungsmaske innerhalb des Bereichs einer Wellenlänge eines exponierten Lichts von 140 bis 200 N/mm² und einer Wellenlänge eines Kontrolllichts zwischen 250 und 400 nm.
Gemäß dem Aufbau 6 kann außerdem, falls das exponierte Licht ein F₂-Excimerlaser mit einer Wellenlänge von 157 nm ist, eine Lichttransmittanz für die Wellenlänge des Kontrolllichts (beispielsweise 257 nm, 365 nm) auf 40% oder weniger reduziert werden (Aufbau 2). Mit Bezug auf eine Maske für den F₂-Excimerlaser kann demzufolge das Erscheinungsbild des Musters mit hoher Präzision durch Verwenden des übertragenen Lichts kontrolliert werden. Überlappungsgebiet
Gemäß dem Aufbau 7 ist es für ein Produkt mit einer hohen Transmittanz, falls das exponierten Licht ein ArF- Excimerlaser mit einer Wellenlänge von 193 nm ist (einer Transmittanz von 8 bis 30% bei der Wellenlänge des exponierten Lichts eines Phasenverschieberfilms), möglich, die Lichttransmittanz für die Wellenlänge des Kontrolllichts (beispielsweise 257 nm, 365 nm) auf 40% oder weniger zu reduzieren (Aufbau 2). Mit Bezug auf die Maske für den ArF- Excimerlaser kann demzufolge das Erscheinungsbild des Musters mit hoher Präzision kontrolliert werden, indem das übertragene Licht verwendet wird. Für das Produkt mit hoher Transmittanz beträgt eine bevorzugte Transmittanz bei der Wellenlänge des exponierten Lichts 9 bis 25%.
Gemäß den Aufbauten 8 und 10 ist es außerdem möglich, die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske zu erhalten, die das Erscheinungsbild des Musters kontrollieren kann.
Gemäß dem Aufbau 9 ist außerdem die opake Schicht in dem gewünschten Bereich ausgeformt, der die Nähe der Grenze zwischen dem Halbton-Phasenverschieberabschnitt und dem Lichtübertragungsabschnitt ausschließt. Demzufolge ist es möglich, die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske zu erhalten, welche den Mustertransfer mit hoher Präzision durchführen kann. Genauer gesagt wird ein Bereich mit einer hohen Lichtintensität (ein Nebenkeulenbild oder Seitenkeulenbild) um den Halbton-Phasenverschieberabschnitt in der halbtonartigen Phasenverschiebungsmaske herum erzeugt (Fig. 7), so dass ein auf dem transferierten Substrat vorgesehenes Resist in manchen Fällen frei liegt. Demzufolge verursacht eine Reduktion in dem Film des Resists auf dem transferierten Substrat, welche so erzeugt wird, eine Verschlechterung in der Präzision in dem auszubildenden Muster. Besonders in den letzten Jahren tendiert die Transmittanz des Halbton-Phasenverschieberabschnitts dazu, anzusteigen, um einen ausreichenden Phasenverschiebungseffekt zu erhalten. In diesem Fall wird das Seitenkeulenbild ein besonders großes Problem. Wie in Fig. 9 dargestellt, ist demzufolge eine opake Schicht 9a in einem gewünschten Bereich vorgesehen, der eine Nähe 5a des Grenzbereichs zwischen einem Halbton-Phasenverschieberabschnitt 5 und einem Lichtübertragungsabschnitt 7 über einem transparenten Substrat 2 ausschließt, d. h. einen Bereich, in welchem die Intensität des Seitenkeulenbildes reduziert werden kann. Demzufolge ist es möglich, ein Transfermuster mit hoher Präzision zu erhalten, in welchem der Phasenverschiebungseffekt ausreichend erzielt werden kann und die Reduzierung in dem Film des Resists über dem transferierten Substrat verhindert werden kann. Der Aufbau ist besonders effektiv für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske, in welcher ein Halbton- Phasenverschieberfilm als Produkt mit hoher Transmittanz eine Transmittanz von 8 bis 30% und vorzugsweise 9 bis 25% hat.
Außerdem ist bevorzugt, dass die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske einen opaken Ring 9 in einem Nichttransferbereich hat, der den Transferbereich I ausschließt, wie in Fig. 9 dargestellt. Der opake Ring 9 dient dazu, zu verhindern, dass das Resist auf dem transferierten Substrat die Reduktion in dem Film verursacht, indem ein Licht mehrfach über einem zu transferierenden Objekt in dem überlappenden Bereich einer Belichtungsfläche aufgebracht wird, wenn ein Licht auf mehrere Bereiche an dem transferierten Substrat aufgebracht wird, wenn eine Maske verwendet wird.
Nun werden die bevorzugten Ausführungsformen der oben erwähnten Aufbauten beschrieben.

(Erste Ausführungsform)

Das Beispiel betrifft einen Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske gemäß der Erfindung, wobei die Wellenlänge eines exponierten Lichts auf 193 nm und die Wellenlänge eines Kontrolllichts auf 364 nm festgesetzt ist. Wie in Fig. 1 dargestellt, wird ein Zuschnitt 1 für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske gemäß dem Beispiel erhalten, indem eine untere Schicht 3 aus Ta (eine Schicht zur Einstellung der Transmittanz) und eine obere Schicht 4 aus SiON (eine Schicht zur Einstellung der Phase) nacheinander auf einem transparenten Substrat 2 ausgebildet werden.
Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Zuschnitts für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske und einer Maske gemäß dem Beispiel wird zunächst die untere Schicht 3 aus Ta (die Schicht zur Einstellung der Transmittanz) in einer Dicke von 80 Angstrom auf dem transparenten Substrat aus synthetischem Quarz vorgesehen, und zwar durch ein Filmausbildeverfahren wie beispielsweise einen Sputtervorgang. Anschließend wird ein SiON Film in einer Dicke von 950 Angstrom auf der unteren Schicht 3 durch reaktives Sputtern unter Verwendung von Si als Ziel und Ar, O₂ und N₂ als Sputtergasen ausgebildet, so dass die obere Schicht 4 (die Schicht zur Einstellung der Phase) ausgeformt wird. In diesem Beispiel war die Durchflussgeschwindigkeit so geregelt, dass galt Ar : N₂ : O₂ = 40 : 59,3 : 0,7. Mit Bezug auf n und n' der so erhaltenen oberen Schicht 4 (des Si-O-N Films) wurden demzufolge n = 2,05 und n' = 1,76 erhalten, und eine Dicke d = 950 Angstrom wurde innerhalb der Bereiche der Gleichungen 2 und 4 gesetzt.
Fig. 2 zeigt die Übertragungs- und Reflektionsspektren für die Wellenlänge eines Kontrolllichts für einen mit dem Filmausbildeverfahren ausgeformten zweischichtigen Film. Mi Bezug auf die Fig. 2 ist eine Reflektanz gesteigert und eine Transmittanz abgesenkt bei ungefähr 360 nm in der Nähe der Wellenlänge des Kontrolllichts. Eine Transmittanz des exponierten Lichts, eine Transmittanz des Kontrolllichts sowie eine Reflektanz des Kontrolllichts betrugen ungefähr 14%; 30% bzw. 30%.
Die oben identifizierten Merkmale sind in der Tabelle 1 in Fig. 8 dargestellt.
Anschließend werden ein opaker Ringfilm mit Chrom als Hauptkomponente und ein Resist für das Elektronenstrahlzeichnen nacheinander auf dem zweischichtigen Film vorgesehen. Dann wird mittels eines Elektronenstrahls über dem Resist ein Muster gezeichnet, und anschließend werden das Entwickeln (vorzugsweise Entwickeln mit einem Eintauchverfahren) und das Backen ausgeführt. Demzufolge wird ein Resistmuster ausgebildet. Anschließend wird das Muster es opaken Ringfilms ausgeformt durch Trockenätzen mit einem Cl₂ + O₂-Gas unter Verwendung des Resistmusters als Maske. Anschließend wird das Gas so verändert, dass es eine Muster in dem Halbton-Phasenverschieberabschnitt ausbildet. In dem Beispiel werden zwei Arten von Gasen verwendet, nämlich ein C₂F₆ Gas und ein Cl₂ Gas, und C₂F₆ Gas wird zum Ätzen des Si-O- N Films verwendet und das Cl₂ Gas zum Ätzen des Ta Films. Demzufolge wurde eine exzellente Mustergestalt erzielt.
Anschließend wird das Resist auf dem ausgeformten Muster abgeschält und wieder auf die gesamte Oberfläche aufgebracht. Dann wird das Zeichnen und Entwickeln durchgeführt, um ein Resistmuster zu bilden. Wie in Fig. 9 dargestellt, wird ein opaker Ring 9b in einem Nichttransferbereich ausgeformt, der einen Transferbereich I ausschließt, und zwar durch Trockenätzen oder Nassätzen, und gleichzeitig wird eine opake Schicht 9a in einem wünschenswerten Bereich ausgeformt, der die Nähe eines Grenzbereichs zwischen einem Halbton- Phasenverschieberabschnitt 5 und einem Lichtübertragungsabschnitt 7 ausschließt, und das Resistmuster wird abgeschält. Demzufolge wird eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske erhalten.
Ein Unterschied in der Phase zwischen dem Lichtübertragungsabschnitt der so erhaltenen Maske und dem Halbton-Phasenverschieberabschnitt wurde mit einem Phasenunterschiedsmesser gemessen, so dass eine Phasendifferenz um 180° erhalten wurde bei der Wellenlänge eines exponierten Lichts.
In dem Beispiel 1 wird außerdem die Dicke der oberen Schicht 4 (des Halbton-Phasenverschieberabschnitts) so geregelt, dass eine Reflektanz des Kontrolllichts maximiert wird oder sich einem Maximum annähert, wie mit Bezug auf die Fig. 2 beschrieben. Demzufolge betrug eine Transmittanz für das Kontrolllicht 40% oder weniger, und die Erscheinung des Musters wurde gut kontrolliert durch eine Defektkontrollvorrichtung unter Verwendung eines übertragenen Lichts (Tabelle 1). In dem Beispiel 1 betrug außerdem die Transmittanz für das Kontrolllicht 50% oder weniger und die Reflektanz für das Kontrolllicht 30 oder weniger. Daher konnte die Kontrolle der Erscheinung des Musters gut mit der Defektkontrollvorrichtung unter Verwendung eines übertragenen Lichts und eines reflektierten Lichts durchgeführt werden (Tabelle 1).
Mit Bezug auf den Halbton-Phasenverschieberabschnitt überschreitet andererseits sowohl in dem Fall, in welchem die Dicke der oberen Schicht 4 (der Schicht zur Einstellung der Phase) auf jenseits des Bereichs der Gleichung 2 festgesetzt ist, d. h. auf 1500 Angstrom (Vergleichsbeispiel 1), als auch in dem Fall, in welchem der Brechungsindex des Materials der oberen Schicht 4 zu hoch ist und daher jenseits des Bereichs der Gleichung 2 festgesetzt ist (Vergleichsbeispiel 2), eine Transmittanz für das Kontrolllicht 40%, und es ist schwierig, das Erscheinungsbild des Musters mittels der Defektkontrollvorrichtung unter Verwendung des übertragenen Lichts zu kontrollieren (Tabelle 1). In den Vergleichsbeispielen 1 und 2 beträgt außerdem die Reflektanz für das Kontrolllicht weniger als 10%. Aus diesem Grund ist es auch schwierig, das Erscheinungsbild des Musters mittels der Defektkontrollvorrichtung unter Verwendung des übertragenen Lichts und des reflektierten Lichts zu kontrollieren. Fig. 3 zeigt Übertragungs- und Reflektionsspektren für das Kontrolllicht gemäß dem Vergleichsbeispiel 1, und Fig. 4 zeigt Übertragungs- und Reflektionsspektren für das Kontrolllicht gemäß dem Vergleichsbeispiel 2. Wie in Fig. 3 und 4 gezeigt ist, überschreitet in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 eine Transmittanz für die Wellenlänge eines Kontrolllichts (λ' = 364 nm) 40%, so dass es sehr schwierig ist, einen Defekt unter Verwendung eines übertragenen Lichts zu kontrollieren, und außerdem ist eine Reflektanz für die Wellenlänge des Kontrolllichts einem Minimalwert angenähert (weniger als 10%), so dass es sehr schwierig ist, einen Defekt durch Verwenden des übertragenen Lichts und des reflektierten Lichts zu kontrollieren.
Während Ta in diesem Beispiel als Material der Schicht zur Einstellung der Transmittanz verwendet wird, ist es auch möglich, ein Material zu verwenden, das eine Abschirmeigenschaft gegen ein exponiertes Licht und ein Kontrolllicht hat, wie beispielsweise ein anderes Metallmaterial. Bezüglich eines chemischen Widerstands und einer Maskenverarbeitung ist ein Material wünschenswert, das Si, SiN_x, Ta, TaN_x, Cr, Zr, MoSi_x oder TaSi_x als Hauptkomponente aufweist.

(Zweite Ausführungsform)

Das Beispiel betrifft die Herstellung einer Halbton- Phasenverschiebungsmaske gemäß der Erfindung, bei welcher die Wellenlänge eines exponierten Lichts auf 157 nm und die Wellenlänge eines Kontrolllichts auf 257 nm festgesetzt ist.
Eine untere Schicht 3 aus TaN (eine Schicht zur Einstellung der Transmittanz) wird zunächst in einer Dicke von 80 Angstrom auf einem transparenten Substrat 2 aus synthetischem Quarz durch ein Filmausbildeverfahren, wie beispielsweise einen Sputtervorgang, ausgebildet.
Anschließend wird ein Si-O-N-Film in einer Dicke von 950 Angstrom auf der unteren Schicht 3 durch reaktives Sputtern unter Verwendung von Si als Ziel und Ar, O₂ und N₂ als Sputtergasen ausgebildet, so dass die obere Schicht 4 (die Schicht zur Einstellung der Phase) ausgeformt wird. In diesem Beispiel war die Durchflussgeschwindigkeit so geregelt, dass galt Ar : N₂ : O₂ = 40 : 59 : 1. Mit Bezug auf n und n' der so erhaltenen oberen Schicht 4 (des Si-O-N Films) wurden demzufolgen = 2,00 und n' = 1,79 erhalten, und eine Dicke d = 750 Angstrom wurde innerhalb der Bereiche der Gleichungen 2 und 4 gesetzt.
Fig. 5 zeigt die Übertragungs- und Reflektionsspektren für die Wellenlänge eines Kontrolllichts für einen mit dem Filmausbildeverfahren ausgeformten zweischichtigen Film. Mi Bezug auf die Fig. 5 ist eine Reflektanz gesteigert und eine Transmittanz abgesenkt bei ungefähr 260 nm in der Nähe der Wellenlänge des Kontrolllichts. Eine Transmittanz des exponierten Lichts, eine Transmittanz des Kontrolllichts sowie eine Reflektanz des Kontrolllichts betrugen ungefähr 9,5%; 37% bzw. 24%.
Anschließend wurde ein Mustervorgang durchgeführt mit dem gleichen Verfahren wie im Beispiel 1, so dass eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske erhalten wurde. Die Gestalt des so erhaltenen Musters der Maske war exzellent.
In der zweiten Ausführungsform wird außerdem die Dicke der oberen Schicht 4 (des Halbton-Phasenverschieberabschnitts) so geregelt, dass eine Reflektanz des Kontrolllichts maximiert wird oder sich einem Maximum annähert, wie mit Bezug auf die Fig. 5 beschrieben. Demzufolge betrug eine Transmittanz für das Kontrolllicht 40% oder weniger, und die Erscheinung des Musters wurde gut kontrolliert durch eine Defektkontrollvorrichtung unter Verwendung eines übertragenen Lichts, wie in Tabelle 1 der Fig. 8 dargestellt. In der zweiten Ausführungsform betrug außerdem die Transmittanz für das Kontrolllicht 50% oder weniger und die Reflektanz für das Kontrolllicht 30 oder weniger. Daher konnte die Kontrolle der Erscheinung des Musters gut mit der Defektkontrollvorrichtung unter Verwendung eines übertragenen Lichts und eines reflektierten Lichts durchgeführt werden.

(Dritte Ausführungsform)

Das Beispiel betrifft die Herstellung einer Halbton- Phasenverschiebungsmaske gemäß der Erfindung, bei welcher die Wellenlänge eines exponierten Lichts auf 157 nm und die Wellenlänge eines Kontrolllichts auf 257 nm festgesetzt ist.
Eine untere Schicht 3 aus Zr (eine Schicht zur Einstellung der Transmittanz) wird zunächst in einer Dicke von 80 Angstrom auf einem transparenten Substrat 2 aus synthetischem Quarz durch ein Filmausbildeverfahren, wie beispielsweise einen Sputtervorgang, ausgebildet. Anschließend wird ein SiON Film in einer Dicke von 770 Angstrom auf der unteren Schicht 3 durch reaktives Sputtern unter Verwendung von Si als Ziel und Ar, O₂ und N₂ als Sputtergasen ausgebildet, so dass die obere Schicht 4 (die Schicht zur Einstellung der Phase) ausgeformt wird. In diesem Beispiel war die Durchflussgeschwindigkeit so geregelt, dass galt Ar : N₂ : O₂ = 40 : 59,3 : 0,7. Mit Bezug auf n und. n' der so erhaltenen oberen Schicht 4 (des Si-O-N Films) wurden demzufolgen = 2,05 und n' = 1,80 erhalten, und eine Dicke d = 770 Angstrom wurde innerhalb der Bereiche der Gleichungen 2 und 4 gesetzt.
Fig. 6 zeigt die Übertragungs- und Reflektionsspektren für die Wellenlänge eines Kontrolllichts für einen mit dem Filmausbildeverfahren ausgeformten zweischichtigen Film. Mi Bezug auf die Fig. 6 ist eine Reflektanz gesteigert und eine Transmittanz abgesenkt bei ungefähr 260 nm in der Nähe der Wellenlänge des Kontrolllichts. Eine Transmittanz des exponierten Lichts, eine Transmittanz des Kontrolllichts sowie eine Reflektanz des Kontrolllichts betrugen ungefähr 7,5%; 45% bzw. 16%.
Anschließend wurde ein Mustervorgang durchgeführt mit dem gleichen Verfahren wie im Beispiel 1, so dass eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske erhalten wurde. Die Gestalt des so erhaltenen Musters der Maske war exzellent.
In der dritten Ausführungsform wird außerdem die Dicke der oberen Schicht 4 (des Halbton-Phasenverschieberabschnitts) so geregelt, dass eine Reflektanz des Kontrolllichts maximiert wird oder sich einem Maximum annähert, wie mit Bezug auf die Fig. 6 beschrieben. Demzufolge betrug eine Transmittanz für das Kontrolllicht 50% oder weniger und eine Reflektanz für das Kontrolllicht war 30 oder weniger. So wurde die Erscheinung des Musters gut kontrolliert durch eine Defektkontrollvorrichtung unter Verwendung eines übertragenen Lichts, wie in Tabelle 1 der Fig. 8 dargestellt.
Mit Bezug auf die Aufbauten 11 bis 19 in dieser Erfindung werden ihre Details im folgenden beschrieben.
Die Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske, wobei der Phasenverschieberfilm aus einem mehrschichtigen Film besteht, in welchem Filme vorgesehen sind, die zumindest zwei Schichten beinhalten, und zwar eine obere Schicht, die der Oberfläche am nächsten ausgebildet ist, und eine untere Schicht, die darunter ausgeformt ist, wobei eine Dicke der oberen Schicht so gewählt ist, dass ein Brechungsindex des Films der oberen Schicht für eine Wellenlänge eines Kontrolllichts, das verwendet wird, um eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske zu kontrollieren, die unter Verwendung des Zuschnitts für die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske hergestellt wurde, kleiner ist als der des Films der unteren Schicht, und wobei eine Oberflächenreflektanz für das Kontrolllicht des Phasenverschieberfilms gleich einer wünschenswerten Reflektanz für zumindest zwei unterschiedliche Kontrollwellenlängen ist.
Genauer gesagt ist gemäß der Erfindung der Phasenverschieberfilm ausgeformt durch einen mehrschichtigen Film mit zumindest zwei Schichten. Durch Setzen des Brechungsindex des Films als oberer Schicht bei der Kontroll- Wellenlänge so, dass er kleiner ist als der des Films als der unteren Schicht, ist es möglich, die Reflektanz für das Kontrolllicht einzustellen. Durch Setzen des Brechungsindex des Films als der oberen Schicht so, dass er kleiner ist als der des Films als der unteren Schicht bei einer Belichtungswellenlänge, ist es außerdem möglich, eine Reflektanz für ein exponiertes Licht so einzustellen, dass sie gleich oder kleiner ist als ein gewünschter Wert. Falls ein zweischichtiger Halbton-Phasenverschieberfilm mit einer oberen Schicht mit einem hohen Brechungsindex und einer unteren Schicht mit einem niedrigen Brechungsindex verwendet wird, verursacht ein von der unteren Schicht reflektiertes Licht und ein von der oberen Schicht reflektiertes Licht eine Interferenz, und die Reflektanz des gesamten zweischichtigen Films beschreibt die Kurve einer Interferenzwelle (eines Reflektionsspektrums) für eine Wellenlänge. Daher kann die Erfindung eine gewünschte Reflektanz bei zwei unterschiedlichen Kontrollwellenlängen realisieren, indem die Dicke der oberen Schicht angepasst wird, wodurch der Maximalwert des Reflektionsspektrums zwischen vorbestimmten Wellenlängen festgesetzt wird, d. h. zwei unterschiedlichen Kontrollwellenlängen.
Die Erfindung beinhaltet eine Musterdefektkontrolle und eine Kontrolle des Maskenzuschnitts oder der Maske auf Fremdkörper bezüglich des Erscheinungsbilds.
Außerdem beträgt eine Reflektanz, die bei diesen Kontrollen verwendet werden kann, 5 bis 40%, und vorzugsweise 10 bis 30% bezüglich einer Empfindlichkeit der Reflektanzerfassung.
Genauer gesagt wird eine Beschreibung für einen Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske gegeben mit einem zweischichtigen Aufbau, der für Kontrolllichte mit sowohl er Wellenlänge eines i-Strahls (365 nm) und eines DUV (240 bis 300 nm, beispielsweise 257 nm) entspricht.
Die Reflektanz des Halbton-Phasenverschieberabschnitts für ein Kontrolllicht mit einer Wellenlänge λ ist maximiert mit d = λ/(2n), wobei n einen Brechungsindex der oberen Schicht für das Licht mit der Wellenlänge λ dargestellt.
In der Erfindung ist λ auf 220 bis 340 nm gesetzt, so dass gewünschte Reflektanzen sowohl beim i-Strahl als auch beim DUV erzielt werden können. Demzufolge kann die Kontrolle durch Verwenden sowohl des i-Strahls als auch des DUV durchgeführt werden.
In der Erfindung ist außerdem der Phasenverschieberfilm ausgebildet durch einen zweischichtigen Film, bei welchem der Phasenwinkel (der Betrag der Phasenverschiebung) eines exponierten Lichts um ungefähr 180° umgewandelt wird und eine Transmittanz für das exponierte Licht auf 3 bis 40% eingestellt wird, wobei die obere Schicht eine Phaseneinstellschicht ist mit einer Funktion, hauptsächlich den Phasenwinkel (den Betrag der Phasenverschiebung) für das exponierte Licht einzustellen, und wobei die untere Schicht eine Schicht zur Einstellung der Transmittanz ist, die die Funktion hat, hauptsächlich eine Transmittanz zu reduzieren, um eine Wellenlänge (140 nm bis 200 nm) zu reduzieren, genauer gesagt, um einen Zuschnitt zu erhalten, der geeignet bei 157 nm als Wellenlänge eines F₂-Excimerlasers und bei 193 nm als Wellenlänge eines ArF-Excimerlasers verwendbar ist (insbesondere ein Produkt mit hoher Transmittanz zwischen 8 und 30%).
Die Schicht zur Einstellung der Phase hat die Funktion, hauptsächlich eine Phase einzustellen, und sie hat außerdem die Funktion, eine Transmittanz einzustellen. Andererseits hat die Schicht zur Einstellung einer Transmittanz die Funktion, hauptsächlich eine Transmittanz einzustellen, und außerdem auch die Funktion, eine Phase einzustellen.
Genauer gesagt kann in dem Fall, in welchem der Phasenverschiebungswinkel des exponierten Lichts, der zu fordern ist als der Phasenverschieberfilm in dem Zuschnitt für die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske (die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske) durch A (deg) repräsentiert ist, die folgende Beziehung erhalten werden:

0 < φ2 < φ1 < A (deg) (Gleichung 5),

wobei der Betrag der Phasenverschiebung des exponierten Lichts durch die Schicht zur Einstellung der Phase durch φ1 gekennzeichnet ist und der Betrag der Phasenverschiebung des exponierten Lichts durch die Schicht zur Einstellung der Transmittanz durch φ2.
Im Falle der zweischichtigen Struktur, bei welcher die obere Schicht die Schicht ist (die Phaseneinstellungsschicht), die die Funktion erfüllt, hauptsächlich den Betrag der Phasenverschiebung einzustellen, und bei welcher die untere Schicht die Schicht ist (die Schicht zur Einstellung der Transmittanz), die hauptsächlich die Funktion erfüllt, die Transmittanz einzustellen, wird außerdem beispielsweise die folgende Ausgestaltung des Films ausgeführt.
Eine Dicke d der Schicht zur Einstellung der Phase wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt:

d = (φ1/360) × λ/ (n-1) (Gleichung 6),

wobei ein Betrag φ (deg) der Phasenverschiebung eines exponierten Lichts mit einer Wellenlänge λ, welches durch die obere Schicht hindurchtritt (die Phaseneinstellungsschicht), durch φ1 bezeichnet ist. Hierbei bezeichnet n den Brechungsindex der Phaseneinstellungsschicht für das Licht mit der Wellenlänge.
Es ist notwendig, einen Betrag Φ der Phasenverschiebung des Halbton-Phasenverschieberabschnitts wie folgt auszugestalten:

Φ = φ1 + φ2 = A (deg) (Gleichung 7),

wobei der Betrag der Phasenverschiebung der unteren Schicht (der Schicht zur Einstellung der Transmittanz) durch φ2 bezeichnet ist. Ein Wert von φ2 ist innerhalb eines Bereichs von ungefähr -20° ≤ φ2 ≤ 20° festgesetzt. Genauer gesagt ist die Dicke der unteren Schicht zu sehr jenseits des Bereichs, so dass die Zunge des exponierten Lichts nicht gesteigert werden kann. Demzufolge ist die Dicke d der oberen Schicht innerhalb des folgenden Bereichs ausgestaltet:

0,44 × λ/(n-1) ≤ d ≤ 0,56 × λ/(n-1) (Gleichung 8).
Der Betrag der Phasenverschiebung des Halbton- Phasenverschieberfilms beträgt idealer Weise 180° und ist in der Praxis vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 180° ± 5° festgelegt.
Bezüglich des Mustertransfers beträgt außerdem die Transmittanz des exponierten Lichts 3 bis 20% und vorzugsweise 6 bis 20%, und die Reflektanz des exponierten Lichts beträgt 40% oder weniger, vorzugsweise 30% oder weniger und noch stärker bevorzugt 20% oder weniger.
Gemäß der Erfindung kann ein Verfahren vorgeschlagen werden, um ein Reflektionsspektrum von einer Belichtungswellenlänge bis zu einer Kontrollwellenlänge gleichmäßig zu steigern, und ein Verfahren, das verhindert, dass das Reflektionsspektrum bei der Wellenlänge des Kontrolllichts minimiert wird, um eine Reflektanz bei der Wellenlänge von beispielsweise 488 nm nicht übermäßig zu reduzieren. Es ist möglich, das erstgenannte Verfahren zu erzielen durch Einstellen der Dicke der unteren Schicht (der Schicht zur Einstellung der Transmittanz), so dass sie erhöht ist innerhalb eines solchen Bereichs, dass die optischen Merkmale des exponierten Lichts nicht beschädigt werden. In dem letzteren Verfahren ist es möglich, einen Minimalwert in der Nähe von 500 nm des Reflektionsspektrums in Richtung der Seite der langen Wellenlänge zu verschieben, indem die Dicke der Schicht zur Einstellung der Phase so eingestellt wird, dass sie ansteigt.
Gemäß der Erfindung ist es möglich, als Material der Schicht zur Einstellung der Transmittanz einen. Film zu verwenden, der Metalle und/oder Silizium und/oder ihre Oxide und/oder Nitride aufweist. Genauer gesagt ist es möglich, einen Film zu verwenden, der aus zumindest einem Material besteht, das ausgewählt ist aus Aluminium, Titan, Vanadium, Chrom, Zirkonium, Neobium, Molybdän. Lanthan, Tantal, Tungsten, Silizium und Hafnium oder ihren Nitriden. Insbesondere wird bevorzugt, dass die Schicht zur Einstellung der Transmittanz Ta als Hauptkomponente aufweisen sollte und zumindest ein zusätzliches Element Cr, Zr, Ti, Al oder Hf. Indem das Material Tantal als Hauptkomponente beinhaltet, ist es möglich, eine chemisch stabile Schicht zu erzielen. In einem Wellenlängenbereich einschließlich einer Kontrollwellenlänge für die Kontrolle einer Maske, welche weiter unten beschrieben werden wird, ist es außerdem möglich, eine Transmittanz gleichmäßig zu reduzieren. Es ist bevorzugt, dass das zusätzliche Element 2 bis 50 atomische % aufweisen sollte. Falls der Gehalt weniger als 2 atomische % beträgt, verschlechtert sich die Funktion eines Ätzstoppers für die Schicht zur Einstellung der Phase als oberer Schicht.
Demzufolge besteht die Möglichkeit, dass ein Muster mit einer hohen Präzision nicht erzielt werden kann. Falls der Gehalt mehr als 50 atomische % beträgt, besteht außerdem die Möglichkeit, dass die chemische Dauerhaftigkeit eines Sputterziels oder eines Films nicht erhalten werden kann. Außerdem ist ein dünner Film mit Silizium, wie beispielsweise Siliziumoxid, Siliziumnitrid oder Siliziumoxy-Nitrid als Basismaterial bevorzugt für die Schicht zur Einstellung der Phase insofern, als eine vergleichsweise hohe Transmittanz auf einfache Art und Weise für ein exponiertes Licht in einem ultravioletten Bereich erzielt werden kann. Diese Materialien können einen sehr kleinen Anteil an Metallen aufweisen (5 at% oder weniger). Da die Brechungsindizes dieser Materialien auf einfache Art und Weise gesteuert werden können, sind sie auch exzellent hinsichtlich der Steuerbarkeit eines Phasenverschiebungswinkels als Hauptpunkt des Phasenverschiebers. Außerdem ist ein Hauptknochen [main bone] als Filmmaterial Siliziumoxid oder Siliziumnitrid. Daher kann eine exzellente chemische Dauerhaftigkeit erzielt werden. Genauer gesagt hat ein Material, das im wesentlichen Silizium, Sauerstoff und Stickstoff aufweist oder ein Material, das Phosphor, Boron und/oder Carbon aufweist, den Vorteil, dass die Dicke eine Films reduziert werden kann, und daher ist es am stärksten bevorzugt. In diesem Fall ist bevorzugt, dass der Gehalt von Silizium, Stickstoff und Sauerstoff 35 bis 45% Silizium, 5 bis 60% Stickstoff und 1 bis 60% Sauerstoff mit atomischen Prozenten sein sollte, um eine Transmittanz bei einer Belichtungswellenlänge beizubehalten. Wenn der Gehalt an Silizium größer ist als 45%, der Stickstoffgehalt höher ist als 60% oder der Sauerstoffgehalt geringer ist als 1%, ist es schwierig, die Transmittanz bei der Belichtungswellenlänge beizubehalten. Wenn der Siliziumgehalt weniger als 35% beträgt, der Stickstoffgehalt weniger als 5% oder der Sauerstoffgehalt mehr als 60%, steigt die Filmdicke, um einen ausreichenden Betrag der Phasenverschiebung zu erzielen, was nachteilig für einen Ätzvorgang mit hoher Präzision ist.
Beispielsweise ist in dem Fall, in welchem die Schicht zur Einstellung der Transmittanz ein Film ist, der aus zumindest einem Metall oder Silizium ausgeformt ist, und in welchem die Schicht zur Einstellung der Phase aus einem Material ausgebildet ist, das im wesentlichen Silizium, Sauerstoff und Stickstoff aufweist oder aus einem Material, das Phosphor, Boron und/oder Karbon aufweist, die Dicke der Schicht zur Einstellung der Transmittanz auf zumindest 80 Angstrom festgelegt, so dass ein Reflektionsspektrum von einer Belichtungswellenlänge bis zu einer Kontrollwellenlänge gleichmäßig angehoben werden kann, und die Dicke der Schicht zur Einstellung der Phase ist auf zumindest 750 Angstrom festgelegt, so dass eine Reflektanz innerhalb eines Wellenlängenbereichs von 200 bis 500 nm nicht minimiert wird. Durch Verwenden von zumindest einem der Verfahren ist es demzufolge möglich, eine Steuerung durchzuführen, um zu verhindern, dass die Reflektanz für die Kontrollwellenlänge übermäßig reduziert wird.
Die Schicht zur Einstellung der Phase kann normalerweise geätzt werden durch Trockenätzen mit einem fluorinierten Gas. Als fluoriniertes Gas kann beispielsweise C_xF_y (beispielsweise CF₄, C₂F₆, C₃F₈), CHF₃, SF₆ oder daraus gemischte Gase verwendet werden, oder das Gas kann O₂ oder ein seltenes Gas (He, Ar, Xe) als zusätzliches Gas beinhalten.
Außerdem ist bevorzugt, dass die Schicht zur Einstellung der Transmittanz als Ätzstopper beim Ätzen der Schicht zur Einstellung der Phase dienen sollte. Der Ätzstopper ist ein Film, der aus einem Material ausgeformt ist, das die Funktion hat, den Ätzvorgang der Schicht zur Einstellung der Phase zu blockieren, oder ein Film, der aus einem Material ausgeformt ist, das die Funktion hat, den Endpunkt des Ätzens des Phasenversetzerfilms auf einfache Art und Weise zu erfassen, oder beide Funktionen.
Im ersten Fall, in welchem die Schicht zur Einstellung der Transmittanz der Film ist, der aus einem Material besteht, das die Funktion hat, den Ätzvorgang der Schicht zur Einstellung der Phase zu blockieren, muss es ein Film sein, der einen Widerstand gegen fluoriniertes Gas bietet und geätzt werden kann durch Verwenden eines Gases, das sich von dem fluorinierten Gas unterscheidet.
Es ist bevorzugt, dass ein chloriniertes Gas als dieses Gas verwendet wird, das anders ist als das fluorinierte Gas, da dann die Beschädigung eines transparenten Substrates reduziert werden kann. Als chloriniertes Gas kann Cl₂, BCL₃, HCl oder daraus gemischte Gase verwendet werden, eventuell mit einem seltenen Gas (He, Ar, Xe) als zusätzlichem Gas. Es ist auch möglich, ein Gas zu verwenden, das Fluorin beinhaltet, zusammen mit einem Gas, das anders ist als Fluorin. In diesem Fall ist jedoch ein höheres Verhältnis von Anregungsspezies zu aktiven Spezies in einem Plasma als predominant gesetzt. Das Gas mit mehr Fluorinanregungsspezies ist als fluoriniertes Gas definiert, und das Gas mit mehr chlorinierten Anregungsspezies ist als chloriniertes Gas definiert. In dem Fall, in welchem das Gas das Fluorin und andere Halogenelemente in einer einfachen Gaskomposition aufweist (beispielsweise ClF₃), ist es als fluoriniertes Gas definiert.
Es ist bevorzugt, dass ein Ätzselektionsverhältnis der Schicht zur Einstellung der Transmittanz bezüglich des transparenten Substrats zumindest gleich 5 sein sollte, um eine wesentliche CD Steuerung durch Ätzen der Schicht zur Einstellung der Phase durchzuführen. Genauer gesagt ist es möglich, eine Zeit, die für das Überätzen benötigt wird, durch Steigern der Ätzrate der unteren Schicht zu verkürzen. Demzufolge kann der Einfluss des Ätzens auf die unteres Schicht (die Schicht zur Einstellung der Transmittanz) auf die Schicht zur Einstellung der Phase soweit wie möglich reduziert werden.
Als Material, daß das Ätzselektionsverhältnis bezüglich des transparenten Substrats auf zumindest 5 beim Trockenätzen unter Verwendung des chlorinierten Gases setzen kann, besteht das Material der unteren Schicht (der Schicht zur Einstellung der Transmittanz) aus einem Material (einem ersten Material), das einen einfachen Metallkörper aufweist, der ausgewählt ist aus einer ersten Gruppe, die Al, Ga, Hf, Ti, V und Zr aufweist, oder zumindest zwei davon, oder das Material der unteren Schicht (der Schicht zur Einstellung der Transmittanz) ist aus einem Material (einem zweiten Material) ausgebildet, das erhalten wird durch Hinzufügen zumindest eines Elements der ersten Gruppe zu einem der Metalle, das aus einer zweiten Gruppe ausgewählt ist, die Cr, Ge, Pd, Si, Ta, Nb, Sb, Pt, Au, Po, Mo und W aufweist. Alternativ kann das Material der unteren Schicht (der Schicht zur Einstellung der Transmittanz) erhalten werden, indem der einfache Metallkörper, das erste oder das zweite Material dazu gebracht wird, Stickstoff und/oder Kohlenstoff zu beinhalten.
Als Chloringas sind insbesondere Zr, Hf, TaZr, TaHf und HfSi bevorzugt, weil das Ätzselektionsverhältnis zumindest gleich 5 ist und die für das Überätzen benötigte Zeit daher verkürzt werden kann.
Gemäß der Erfindung ist außerdem die opake Schicht in dem wünschenswerten Bereich ausgeformt, der die Nähe des Grenzbereichs zwischen dem Halbton-Phasenversetzerabschnitt und dem Lichtübertragungsabschnitt ausschließt. Demzufolge ist es möglich, eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske vom sogenannten Tritontyp zu erhalten, welche einen Mustertransfer mit hoher Präzision durchführen kann. In größerem Detail wird ein Bereich mit einer hohen Lichtintensität (ein Seitenkeulenbild) um den Halbton- Phasenverschieberabschnitt in der Halbton- Phasenverschiebungsmaske herum erzeugt (Fig. 13), so dass das auf dem transferierten Substrat vorhanden Resist in manchen Fällen frei liegt. Demzufolge verursacht eine Reduzierung in dem Film des Resists auf dem transferierten Substrat, welche so erzeugt wird, eine Verschlechterung der Präzision des auszubildenden Musters. In den letzten Jahren tendiert besonders die Transmittanz des Halbton- Phasenverschieberabschnitts dazu, anzusteigen, um einen ausreichenden Phasenverschiebungseffekt zu erhalten. In diesem Fall wird das Seitenkeulenbild ein besonders großes Problem. Wie in Fig. 14 dargestellt, ist demzufolge eine opake Schicht 9a in einem gewünschten Bereich vorgesehen, der eine Nähe 5a des Grenzbereichs zwischen einem Halbton- Phasenverschieberabschnitt 5 und einem Lichtübertragungsabschnitt 7 über einem transparenten Substrat 2 ausschließt, d. h. einen Bereich, in welchem die Intensität des Seitenkeulenbildes reduziert werden kann. Demzufolge ist es möglich, ein Transfermuster mit hoher Präzision zu erhalten, in welchem der Phasenverschiebungseffekt ausreichend erzielt werden kann und die Reduzierung in dem Film des Resists über dem transferierten Substrat verhindert werden kann. Der Aufbau ist besonders effektiv für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske, in welcher ein Halbton- Phasenverschieberfilm als Produkt mit hoher Transmittanz eine Transmittanz von 8 bis 30% und vorzugsweise 9 bis 25% hat.
Außerdem ist bevorzugt, dass die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske einen opaken Ring 9b in einem Nichttransferbereich hat, der den Transferbereich I ausschließt, wie in Fig. 14 dargestellt. Der opake Ring 9b dient dazu, zu verhindern, dass das Resist auf dem transferierten Substrat die Reduktion in dem Film verursacht, indem ein Licht mehrfach über einem zu transferierenden Objekt in dem überlappenden Bereich einer Belichtungsfläche aufgebracht wird, wenn ein Licht auf mehrere Bereiche an dem transferierten Substrat aufgebracht wird, wenn eine Maske verwendet wird.
Gemäß der Erfindung sollten die optischen Merkmale eines Phasenversetzerfilms vorzugsweise so sein, dass eine Kontrolle für eine Wellenlänge in einer Defektkontrolle und einer Kontrolle des Erscheinungsbilds eines Musters für die Maske durchgeführt werden kann, genauer gesagt für Wellenlängen eines i-Strahls (365 nm) und eines DUV (240 bis 300 nm, beispielsweise 266 nm, 25 nm).
Genauer gesagt muss die Transmittanz des Phasenverschieberabschnitts bei der Wellenlänge der Kontrolllicht 50% oder weniger sein und besser 40% oder weniger, um einen Kontrast des Licht halb übertragenden Abschnitts und des Licht übertragenden Abschnitts bei einer Kontrolle für die Gestalt des Musters der Photomaske und einer Kontrolle auf Fremdstoffe zu nehmen. Aus den gleichen Gründen ist es jedoch wünschenswert, dass die Reflektanz des Phasenverschieberabschnitts für die Wellenlänge des Kontrolllichts zumindest 9% bei der Kontrolle der Photomaske auf Fremdstoffe beträgt. Falls eine sogenannte Tritonmaske mit einem Licht übertragenden Abschnitt, einem Licht halb übertragenden Abschnitt und einem Schirmabschnitt an dem Licht halb übertragenden Abschnitt kontrolliert werden soll, ist außerdem ein Reflektionskontrast für den Licht übertragenden Abschnitt/den Licht halb übertragenden Abschnitt, den Licht halb übertragenden Abschnitt/den Schirmabschnitt, und den Licht übertragenden Abschnitt/den Schirmabschnitt notwendig. Genauer gesagt beträgt die Reflektanz des Licht halb übertragenden Abschnitts bei der Wellenlänge des Kontrolllichts bevorzugt 9% bis 35% und stärker bevorzugt 10 bis 30%. Andererseits beträgt die Reflektanz des Phasenverschieberfilms bei der Wellenlänge des Kontrolllichts bevorzugt 1,5% oder mehr und stärker bevorzugt zumindest 2%, um die Position einer sauberen Filmoberfläche zu bestätigen.
Als transparentes Substrat gemäß der Erfindung kann ein synthetisches Quarzsubstrat verwendet werden. Falls der F₂- Excimerlaser als exponiertes Licht verwendet wird, ist es insbesondere möglich, ein F-dotiertes synthetisches Quarzsubstrat und ein Kalziumfluoridsubstrat zu verwenden.

(Vierte Ausführungsform)

In dem Beispiel wird ein Verfahren zur Herstellung einer Maske beschrieben, die sowohl einer Kontrollwellenlänge von 257 nm und einem i-Strahl (364 nm) durch die Belichtung eines ArF-Excimerlasers in einer Halbton-Phasenverschiebungsmaske gemäß der Erfindung entspricht.
Ein Ta-Hf-Film wird in einer Dicke von 65 Angstrom auf einem synthetischen Quarzsubstrat ausgeformt, und zwar durch Verwenden eines Ta-Hf Legierungszieles und Ar als Sputtergas. Anschließend wird ein SiON-Film, der hergestellt wird durch Regeln eines Gasstroms, so dass er einen Brechungsindex von n = 2,1 und einen Dämpfungskoeffizienten von k = 0,12 bei einer Wellenlänge von 193 nm hat, in einer Dicke von 840 Angstrom durch Verwenden eines Si-Zieles und Ar, O₂ und N₂ als Sputtergasen ausgebildet. So wird ein Phasenverschieberfilm erhalten.
Fig. 11 zeigt die Übertragungs- und Reflektionsspektren des durch das Filmausbildeverfahren ausgebildeten Phasenverschieberfilms. Eine Wellenlänge, die die Gleichung 1 erfüllt, ist auf θ = 310 nm festgesetzt. Lichtreflektanzen bei Wellenlängen von 257 nm und 364 nm betragen 12% bzw. 23,6% und sind innerhalb eines solchen Bereiches gewählt, dass ein Kontrolle für beide Kontrollewellenlängen durchgeführt werden kann. Außerdem betrug eine Lichttransmittanz bei der Wellenlänge von 193 nm des ArF- Excimerlasers 15,2%.
Wie in Fig. 13(a) dargestellt, werden anschließend ein opaker Ringfilm 9 mit Chrom als Hauptkomponente und einem Elektronenstrahl-Zeichnungsresist 10 nacheinander auf einem Phasenverschieberfilm 5, wie er oben beschrieben ist, ausgebildet, der aus einer Schicht 3 zur Einstellung der Transmittanz mit Ta-Hf und einer Schicht 4 zur Einstellung der Phase mit SiON auf einem transparenten Substrat 2 besteht, das durch ein synthetisches Quarzsubstrat gebildet wird (Fig. 13(b)). Ein Muster wird in das Resist 10 mittels eines Elektronenstrahls und ein Eintauchen in einen Entwickler gezeichnet, und es wird dann ein Backvorgang durchgeführt, um ein Resistmuster 10' auszubilden (Fig. 13(c)). Anschließend wird der opake Ringfilm 9 gemustert unter Verwendung des Resistmusters 10' als Maske durch Trockenätzen mit einem Cl₂ + O₂ Gas (Fig. 13(d)). Außerdem wird der Phasenverschieberfilm gemustert durch Verändern des Gases und Verwenden des opaken Ringfilms als Maske (Fig. 13(d)). In dem Beispiel wurde das Ätzen der Schicht 4 zur Einstellung der Phase durchgeführt mit CF₄ + O₂, und anschließend wurde das Ätzen der Schicht 3 zur Einstellung der Transmittanz durchgeführt mit einem Cl₂-Gas. Der Endpunkt des Ätzens wurde erfasst mittels eines optischen Reflektionssystems, und der Endpunkt jeder Schicht wurde mit dem Inflektionspunkt eines Intensitätsprofils des reflektierten Lichts unterschieden. Die Schnittgestalt des so gemusterten Phasenverschieberfilms wurde beobachtet.
Demzufolge wurde ein vertikaler Schnitt beobachtet.
Anschließend wird das auf dem geformten Muster vorgesehene Resist abgeschält, und das Resist wird wiederum auf die gesamte Oberfläche aufgebracht, und ein Zeichnungs- und Entwicklungsvorgang wird dann durchgeführt, um ein Resistmuster (nicht dargestellt) auf der Umfangskante eines Maskenmusters so auszubilden, dass eine opake Schicht 9a in einem gewünschten Bereich ausschließlich des opaken Ringmusters 9b und der Nähe eines Grenzbereichs zwischen dem Halbton-Phasenverschieberabschnitt 5 und dem Lichtübertragungsabschnitt 7 ausgeformt wird (siehe Fig. 5). Durch Nassätzen oder Trockenätzen wird dann Cr in Bereichen außerhalb des opaken Ringmusters 9b und der opaken Schicht 9a entfernt, um die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske zu erhalten (siehe Fig. 9). Durch Verwenden eines Phasendifferenzmessers wurde ein Phasenunterschied zwischen dem Lichtübertragungsabschnitt der Maske und dem Halbton- Phasenverschieberabschnitt gemessen, und er betrug 180° bei einer Belichtungswellenlänge.
Mit Bezug auf die in der vierten Ausführungsform erhaltene Halbton-Phasenverschiebungsmaske wurden eine Kontrolle auf Defekte und Fremdkörper und eine Kontrolle des Erscheinungsbilds des Musters (Starlight, Terascan) durchgeführt bei Lichtquellenwellenlängen von 257 und 364 nm. Als Ergebnis beider Kontrollen konnte eine Messempfindlichkeit und eine Messwiederholbarkeit erzielt werden, welche exzellent sind.

(Fünfte Ausführungsform)

In dem Beispiel wird ein Verfahren zur Herstellung einer Maske beschrieben, die der Belichtung eines F₂-Excimerlasers in einer Halbton-Phasenverschiebungsmaske gemäß der Erfindung entspricht.
Ein Ta-Hf-Film wird in einer Dicke von 70 Angstrom auf einem synthetischen Quarzsubstrat ausgeformt, und zwar durch Verwenden eines Ta-Hf Legierungszieles und Ar als Sputtergas. Anschließend wird ein SiON-Film, der hergestellt wird durch Regeln eines Gasstroms, so dass er einen Brechungsindex von n = 2,1 und einen Dämpfungskoeffizienten von k = 0,25 bei einer Wellenlänge von 157 nm hat, in einer Dicke von 780 Angstrom durch Verwenden eines Si-Zieles und Ar, O₂ und N₂ als Sputtergasen ausgebildet. So wird ein Phasenverschieberfilm erhalten.
Fig. 11 zeigt die Übertragungs- und Reflektionsspektren des durch das Filmausbildeverfahren ausgebildeten Phasenverschieberfilms. Eine Wellenlänge, die die Gleichung 1 erfüllt, ist auf λ = 260 nm festgesetzt. Lichtreflektanzen bei Wellenlängen von 257 nm und 364 nm betragen 26,7% bzw. 15,7% und sind innerhalb eines solchen Bereiches gewählt, dass ein Kontrolle für beide Kontrollewellenlängen durchgeführt werden kann.
Außerdem betrug eine Lichttransmittanz bei der Wellenlänge von 157,6 nm des F₂-Excimerlasers 6,1%.
Anschließend werden ein Maskenmuster und ein opaker Ring genau wie in der vierten Ausführungsform ausgebildet. So wird die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske erhalten. Durch Verwenden eines Phasendifferenzmessers wurde ein Phasenunterschied zwischen dem Lichtübertragungsabschnitt der Maske und dem Halbton-Phasenverschieberabschnitt gemessen, und er betrug 180° bei einer Belichtungswellenlänge.
Mit Bezug auf die in der fünften Ausführungsform erhaltene Halbton-Phasenverschiebungsmaske wurden eine Kontrolle auf Defekte und Fremdkörper und eine Kontrolle des Erscheinungsbilds des Musters (Starlight, Terascan) durchgeführt bei Lichtquellenwellenlängen von 257 und 364 nm. Als Ergebnis beider Kontrollen konnte eine Messempfindlichkeit und eine Messwiederholbarkeit erzielt werden, welche exzellent sind.

(Vergleichsbeispiel)

Andererseits zeigt Fig. 12 die Übertragungs- und Reflektionsspektren eines Phasenverschieberfilms mit einer Schicht zur Einstellung der Transmittanz, die aus einem Ta-Hf Film mit einer Dicke von 100 Angstrom besteht, und einer Schicht zur Einstellung der Phase, die aus einem SiON Film mit einer Dicke von 1000 Angstrom besteht, mit einem Brechungsindex von n = 1,9 und einem Dämpfungskoeffizienten von k = 0,03 bei einer Wellenlänge von 193 nm. Eine Wellenlänge, die die Gleichung 1 erfüllt, wurde auf λ = 364 nm festgelegt. Lichtreflektanzen bei Wellenlängen von 257 und 374 nm betrugen 2,3 bzw. 35,2%, und die Reflektanz bei der Wellenlänge von 257 nm ist sehr gering. Eine Lichttransmittanz des Phasenverschieberfilms bei der Wellenlänge von 193 nm in einem ArF-Excimerlaser betrug 15,2 %. Mit Bezug auf eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske, die durch Mustern des Phasenverschieberfilms wie beim Beispiel 1 erhalten wurde, wurde außerdem eine Phasendifferenz zwischen dem Lichtübertragungsabschnitt der Maske und dem Halbton- Phasenverschieberabschnitt gemessen und betrug 180° bei der Wellenlänge von 193 nm bei dem ArF-Excimerlaser, und zwar durch Verwenden eines Phasendifferenzmessers.
Mit Bezug auf die so erhaltene Halbton- Phasenverschiebungsmaske wurden eine Kontrolle auf Defekte und Fremdkörper sowie eine Kontrolle des Erscheinungsbilds der Maske (Starlight, Terascan) durchgeführt bei Lichtquellenwellenlängen von 257 und 364 nm, und zwar mehrfach. Demzufolge konnten eine Kontrollempfindlichkeit und eine Messwiederholbarkeit erhalten werden, welche bei der Lichtquellenwellenlänge von 364 nm exzellent sind. Bei der Kontrolle des Erscheinungsbilds der Maske bei der Lichtquellenwellenlänge von 257 nm war jedoch ein Reflektionskontrast mit dem Lichtübertragungsabschnitt unzureichend. Aus diesem Grund konnte die Abbildung eines Musters nicht durchgeführt werden. Bei der Kontrolle auf Defekte und Fremdkörper bei der Lichtquellenwellenlänge von 257 nm war außerdem die Wiederholbarkeit der Verteilung einer Partikelgröße unzureichend.
Mit bezug auf die Aufbauten 20 bis 27 gemäß dieser Erfindung sind diese gekennzeichnet durch die Zuschnitte für halbtonartige Phasenverschiebungsmasken, wobei ein Phasenverschieberfilm eine vorbestimmte Transmittanz und einen vorbestimmten Betrag der Phasenverschiebung hat, die bezüglich eines exponierten Lichts mit einer Wellenlänge zwischen 140 und 200 nm gewählt sind, und zwar durch einen mehrschichtigen Film, in welchem Filme vorgesehen sind, die zumindest zwei Schichten beinhalten, und zwar eine obere Schicht, die der Oberfläche am nächsten ist, und einer darunter ausgebildeten unteren Schicht, welcher mehrschichtige Film außerdem eine Reflektanz hat, welche bezüglich eines Kontrolllichts kontrolliert werden kann, das bei einer Defektkontrolle des Zuschnitts für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske verwendbar ist.
Genauer gesagt ist mit bezug auf eine Reflektanz, die bei der Defektkontrolle des Maskenzuschnitts verwendet werden kann, da es notwendig ist, die Reflektionsintensität einer sauberen Maskenzuschnittsoberfläche (in welcher sich keine Fremdstoffe befinden) zu erkennen, die Reflektanz des Halbton- Phasenverschieberfilms 1,5% oder mehr, wünschenswert 2% oder mehr und noch besser 3% oder mehr. Wenn die Reflektanz geringer ist als 1,5%, kann die saubere Maskenzuschnittsoberfläche bei der Kalibrierung nicht erkannt werden. Demzufolge tritt ein Problem bei der Präzision der Kontrolle auf, beispielsweise ist die Klassifizierung oder Anzahl der Defekte und Fremdkörper nicht korrekt, oder ein Bereich, der ursprünglich keinen Defekt, aufweist, wird als falscher Defekt erkannt. Außerdem kann angenommen werden, dass die Erfassung nicht durchgeführt werden kann, selbst wenn eine Erfassungsempfindlichkeit übermäßig hoch ist. Demzufolge ist praktisch wünschenswert, dass die Reflektanz 50% oder weniger betragen sollte.
Im allgemeinen sollte ein Kontrolllicht mit einer Wellenlänge von 488 nm bei der Defektkontrolle des Maskenzuschnitts verwendet werden.

(Sechste Ausführungsform)

In dem Beispiel wird ein Verfahren zur Herstellung einer Maske beschrieben, die der Belichtung eines ArF-Excimerlasers in einer Halbton-Phasenverschiebungsmaske gemäß der Erfindung entspricht.
Ein Ta-Hf-Film wird in einer Dicke von 65 Angstrom auf einem synthetischen Quarzsubstrat ausgeformt, und zwar durch Verwenden eines Ta-Hf Legierungszieles und Ar als Sputtergas. Anschließend wird ein SiON-Film, der hergestellt wird durch Regeln eines Gasstroms, so dass er einen Brechungsindex von n = 2,1 und einen Dämpfungskoeffizienten von k = 0,12 bei einer Wellenlänge von 193 nm hat, in einer Dicke von 840 Angstrom durch Verwenden eines Si-Zieles und Ar, O₂ und N₂ als Sputtergasen ausgebildet. So wird ein Phasenverschieberfilm erhalten.
Fig. 15 zeigt die Zusammensetzungen und Dicken des TaHf Films und des SiON Films, die so erhalten wurden.
Fig. 17 zeigt die Übertragungs- und Reflektionsspektren des durch das Filmausbildeverfahren ausgebildeten Phasenverschieberfilms. Außerdem sind eine Lichttransmittanz bei einer Wellenlänge von 193 nm des ArF-Excimerlasers als Belichtungswellenlänge, eine optische Kennlinie bei einer Kontrollwellenlänge einer Maske von 364 nm sowie der Wert einer Reflektanz bei einer Kontrollwellenlänge eines Zuschnitts von 488 nm in Fig. 16 dargestellt.
Für die mit diesem Beispiel erhaltene halbtonartige Phasenverschiebungsmaske wurde eine Defektkontrolle durchgeführt durch Verwenden einer Kontrollvorrichtung für Maskenzuschnittsdefekte M-1320, hergestellt von Laser Tech Co., Ltd. Demzufolge konnte die Kontrolle normal durchgeführt werden.
Wie zuvor in den Fig. 13(a)-13(d) beschrieben, werden für die nächsten Schritte ein opaker Ringfilm 9 mit Chrom als Hauptkomponente und einem Elektronenstrahl-Zeichnungsresist 10 nacheinander auf einem Phasenverschieberfilm 5, wie er oben beschrieben ist, ausgebildet, der aus einer Schicht 3 zur Einstellung der Transmittanz mit Ta-Hf und einer Schicht 4 zur Einstellung der Phase mit SiON auf einem transparenten Substrat 2 besteht, das durch ein synthetisches Quarzsubstrat gebildet wird (Fig. 13(b)). Ein Muster wird in das Resist 10 mittels eines Elektronenstrahls und ein Eintauchen in einen Entwickler gezeichnet, und es wird dann ein Backvorgang durchgeführt, um ein Resistmuster 10' auszubilden (Fig. 13(c)). Anschließend wird der opake Ringfilm 9 gemustert unter Verwendung des Resistmusters 10' als Maske durch Trockenätzen mit einem Cl₂ + O₂ Gas (Fig. 13(d)). Außerdem wird der Phasenverschieberfilm gemustert durch Verändern des Gases und Verwenden des opaken Ringfilms als Maske (Fig. 13(d)). In dem Beispiel wurde das Ätzen der Schicht 4 zur Einstellung der Phase durchgeführt mit CF₄ + O₂, und anschließend wurde das Ätzen der Schicht 3 zur Einstellung der Transmittanz durchgeführt mit einem Cl₂ Gas. Der Endpunkt des Ätzens wurde erfasst mittels eines optischen Reflektionssystems, und der Endpunkt jeder Schicht wurde mit dem Inflektionspunkt eines Intensitätsprofils des reflektierten Lichts unterschieden. Die Schnittgestalt des so gemusterten Phasenverschieberfilms wurde beobachtet.
Demzufolge wurde ein vertikaler Schnitt beobachtet.
Anschließend wird das auf dem geformten Muster vorgesehene Resist abgeschält, und das Resist wird wiederum auf die gesamte Oberfläche aufgebracht, und ein Zeichnungs- und Entwicklungsvorgang wird dann durchgeführt, um ein Resistmuster (nicht dargestellt) auf der Umfangskante eines Maskenmusters so auszubilden, dass eine opake Schicht 9a in einem gewünschten Bereich ausschließlich des opaken Ringmusters 9b und der Nähe eines Grenzbereichs zwischen dem Halbton-Phasenverschieberabschnitt 5 und dem Lichtübertragungsabschnitt 7 ausgeformt wird (siehe Fig. 19). Durch Nassätzen oder Trockenätzen wird dann Cr n Bereichen außerhalb des opaken Ringmusters 9b und der opaken Schicht 9a entfernt, um die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske zu erhalten (siehe Fig. 9). Durch Verwenden eines Phasendifferenzmessers wurde ein Phasenunterschied zwischen dem Lichtübertragungsabschnitt der Maske und dem Halbton- Phasenverschieberabschnitt gemessen, und er betrug 180° bei einer Belichtungswellenlänge.
Mit Bezug auf die im Beispiel 1 erhaltene Halbton- Phasenverschiebungsmaske wurden eine Kontrolle auf Defekte und Fremdkörper und eine Kontrolle des Erscheinungsbilds des Musters (Starlight, Terascan) durchgeführt bei Lichtquellenwellenlängen von 257 und 364 nm. Als Ergebnis beider Kontrollen konnte eine Messempfindlichkeit und eine Messwiederholbarkeit erzielt werden, welche exzellent sind.

(Siebte Ausführungsform)

In dem Beispiel wird ein Verfahren zur Herstellung einer Maske beschrieben, die der Belichtung eines F₂-Excimerlasers in einer Halbton-Phasenverschiebungsmaske gemäß der Erfindung entspricht.
Ein Ta-Hf-Film wird in einer Dicke von 70 Angstrom auf einem synthetischen Quarzsubstrat ausgeformt, und zwar durch Verwenden eines Ta-Hf Legierungszieles und Ar als Sputtergas. Anschließend wird ein SiON-Film, der hergestellt wird durch Regeln eines Gasstroms, so dass er einen Brechungsindex von n = 2,1 und einen Dämpfungskoeffizienten von k = 0,25 bei einer Wellenlänge von 157 nm hat, in einer Dicke von 780 Angstrom durch Verwenden eines Si-Zieles und Ar, O₂ und N₂ als Sputtergasen ausgebildet. So wird ein Phasenverschieberfilm erhalten.
Fig. 18 zeigt die Übertragungs- und Reflektionsspektren des durch das Filmausbildeverfahren ausgebildeten Phasenverschieberfilms. Außerdem sind eine Lichttransmittanz bei einer Wellenlänge von 157 nm des F₂-Excimerlasers als Belichtungswellenlänge, eine optische Kennlinie bei einer Kontrollwellenlänge einer Maske von 364 nm, sowie der Wert einer Reflektanz bei einer Kontrollwellenlänge eines Zuschnitts von 488 nm in Fig. 16 dargestellt.
Für eine in dem Beispiel erhaltene halbtonartige Phasenverschiebungsmaske wurde eine Defektkontrolle durchgeführt durch Verwenden der gleichen Vorrichtung wie in der sechsten Ausführungsform. Demzufolge konnte die Kontrolle normal durchgeführt werden.
Anschließend werden ein Maskenmuster und ein opaker Ring genau wie in der vierten Ausführungsform ausgebildet. So wird die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske erhalten. Durch Verwenden eines Phasendifferenzmessers wurde ein Phasenunterschied zwischen dem Lichtübertragungsabschnitt der Maske und dem Halbton-Phasenverschieberabschnitt gemessen, und er betrug 180° bei einer Belichtungswellenlänge.
Mit Bezug auf die in der siebten Ausführungsform erhaltene Halbton-Phasenverschiebungsmaske wurden eine Kontrolle auf Defekte und Fremdkörper und eine Kontrolle des Erscheinungsbilds des Musters (Starlight, Terascan) durchgeführt bei einer Lichtquellenwellenlänge von 364 nm. Als Ergebnis beider Kontrollen konnte eine Messempfindlichkeit und eine Messwiederholbarkeit erzielt werden, welche exzellent sind.

(Achte bis vierzehnte Ausführungsform und Vergleichsbeispiel)

In der achten bis vierzehnten Ausführungsform und dem Vergleichsbeispiel wird ein Beispiel eines Zuschnitts für eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske mit einem zweischichtigen Aufbau einschließlich eines TaHf Films und eines SiON Films beschrieben, mit einem Phasenverschieberfilm, der angepasst ist durch Setzen einer Belichtungswellenlänge auf einen F₂-Excimerlaser (157 nm) oder einen ArF-Excimerlaser (193 nm), durch Setzen der Wellenlänge der Kontrolle des Erscheinungsbilds des Musters einer Halbton-Phasenverschiebungsmaske auf 364 nm, der Kontrollwellenlänge für Fremdkörper der Halbton- Phasenverschiebungsmaske auf 364 nm und der Defektkontrollwellenlänge des Zuschnitts für die Halbton- Phasenverschiebungsmaske auf 488 nm, sowie ein Verfahren zur Herstellung der Phasenverschiebungsmaske.
Die Fig. 19 bis 26 zeigen die Übertragungs- und Reflektionsspektren eines Phasenverschieberfilms gemäß der achten bis vierzehnten Ausführungsform und des Vergleichsbeispiels.
In der achten bis vierzehnten Ausführungsform hatte der Zuschnitt für die Halbtonartige Phasenverschiebungsmaske mit den in Fig. 15 gezeigten Zusammensetzungen und Dicken des TaHf Films und des SiON Films eine Reflektanz von zumindest 2% für die Wellenlänge einer Lichtquelle, die bei der Defektkontrolle des Maskenzuschnitts verwendet wurde, wie in Fig. 16 dargestellt.
In dem Vergleichsbeispiel wurde ein Minimalwert in der Nähe einer Wellenlänge des Reflektionsspektrums von 500 nm in der Nähe von 497 nm festgesetzt, wie in Fig. 26 dargestellt, und erreicht eine Wellenlänge, die nahe einer Kontrollwellenlänge von 388 nm ist. Andererseits wird in der siebten Ausführungsform deutlich, dass die Dicke eines SiON Films als Schicht zur Einstellung der Phase auf zumindest 750 Angstrom erhöht ist, so dass der Minimalwert die Nähe von 533 nm erreicht, was zu einem Anstieg in einer Reflektanz bei der Kontrollwellenlänge von 388 nm führt. Im Gegensatz zu dem Vergleichsbeispiel ergibt sich außerdem aus einem Vergleich zwischen den Fig. 24 und 26, dass ein Reflektionsspektrum dazu tendiert, in dem Beispiel 8 vollständig angehoben zu sein, in welchem die Dicke des TaHf Films als Schicht zur Einstellung der Transmittanz auf zumindest 80 Angstrom erhöht ist.
Anschließend wurde die Defektkontrolle über den in dem Beispiel erhaltenen Zuschnitt für die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske durchgeführt durch Verwenden der gleichen Vorrichtung wie in der sechsten Ausführungsform. Demzufolge konnte die Kontrolle normal durchgeführt werden.
Andererseits betrug in dem Vergleichsbeispiel die Reflektanz einer Kontrolllichtquelle bei der Defektkontrolle des Maskenzuschnitts weniger als 1,5%, so dass ein Fehler bei der Kalibrierung vor der Messung entstand. Demzufolge konnte die Kontrolle nicht durchgeführt werden.
Für die Halbton-Phasenverschiebungsmasken wurde eine Kontrolle des Erscheinungsbilds des Musters bei einer Lichtquellenwellenlänge von 364 nm durchgeführt. Während in der achten bis vierzehnten Ausführungsform die normale Kontrolle durchgeführt werden konnte, wurde in der vierzehnten Ausführungsform eine Lichtreflektanz jenseits eines Bereichs von 9 bis 35% gesetzt. Aus diesem Grund konnte ein Kontrast eines Licht halb übertragenden Abschnitts zu einem Schirmabschnitt nicht genommen werden in einer Kontrolle für das Erscheinungsbild einer Triton-artigen Halbton-Phasenverschiebungsmaske. Daher konnte die Kontrolle nicht durchgeführt werden.
Wie oben beschrieben, ist es gemäß der Erfindung möglich, eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske sowie einen Zuschnitt dafür zu schaffen, welche eine Transmittanz für ein Kontrolllicht reduzieren, indem sie eine Reflektanz bezüglich des Kontrolllichts eines Mehrschichtfilms in einer mehrschichtigen Halbton-Phasenverschiebungsmaske entsprechend einer Reduzierung in der Wellenlänge eines exponierten Lichts (d. h. mit einem vorbestimmten Phasenwinkel und einer Transmittanz bezüglich der Wellenlänge des exponierten Lichts mit einer reduzierten Wellenlänge) steigern oder entsprechend einem Anstieg in der Transmittanz des exponierten Lichts des Halbton-Phasenverschieberabschnitts, um dadurch die Transmittanz für das Kontrolllicht zu reduzieren.
Außerdem ist es möglich, eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske und einen Zuschnitt dafür zu schaffen, welche auf eine Kontrolltechnik angewandt werden können, die ein reflektiertes Licht verwendet entsprechend einer Reduzierung in der Wellenlänge eines exponierten Lichts oder einem Anstieg in der Transmittanz des exponierten Lichts des Halbton-Phasenverschieberabschnitts.
Außerdem ist es möglich, eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske und einen Zuschnitt dafür zu schaffen, welche die Erscheinung eines Musters mit höherer Präzision kontrollieren können bei der Wellenlänge eines Kontrolllichts in einem Produkt mit hoher Transmittanz (zwischen 8 und 30%) in einem Wellenlängenbereich des exponierten Lichts von 140 bis 200 nm, insbesondere in der Nähe von 157 nm als Wellenlänge eines F₂-Excimerlasers und in der Nähe von 193 nm als Wellenlänge eines ArF-Excimerlasers.
Gemäß der Erfindung ist es außerdem möglich, eine Halbton- Phasenverschiebungsmaske und einen Zuschnitt dafür zu schaffen, welche zwei unterschiedlichen Kontroll-Wellenlängen entsprechen und eine ausreichende Präzision bei einer Kontrolle bei beiden Kontroll-Wellenlängen bei der Kontrolle unter Verwendung einer Reflektion erzielen können.
Außerdem ist es gemäß der Erfindung möglich, einen Zuschnitt für eine Halbton-Phasenverschiebungsmaske und eine Halbton- Phasenverschiebungsmaske zu schaffen, welche bei einer Kontrolle eine ausreichende Präzision erzielen können, indem sie die Lichtquellen einer Kontrollvorrichtung für sowohl eine i-Strahl-Wellenlänge als auch einen DUV Bereich verwenden.
Gemäß der Erfindung ist es auch möglich, einen Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske zu schaffen, mit welchem ein vorbestimmter Betrag der Transmittanz und der Phasenverschiebung für ein exponiertes Licht mit einer Wellenlänge eingestellt wird, die aus einer Wellenlänge zwischen 140 und 200 nm ausgewählt ist, mit welchem eine Defektkontrolle für den Zuschnitt für die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske durchgeführt werden kann und ein Defekt als Maskenzuschnitt garantiert werden kann, eine durch Verwenden dieses Zuschnitts hergestellte halbtonartige Phasenverschiebungsmaske sowie ein Verfahren zur Herstellung des Zuschnitts für die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske.

Claims

1. Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske mit zumindest einem Phasenverschieberfilm auf einem transparenten Substrat, welcher Phasenverschieberfilm eine vorbestimmte Transmittanz für ein exponiertes Licht sowie einen vorbestimmten Phasenunterschied für das transparente Substrat hat,
wobei der Phasenverschieberfilm aus einem mehrschichtigen Film besteht, in welchem Filme vorgesehen sind, die zumindest zwei Schichten beinhalten, und zwar eine obere Schicht, die der Oberfläche am nächsten ausgebildet ist, und eine untere Schicht, die darunter ausgeformt ist, wobei eine Dicke der oberen Schicht so gewählt ist, dass ein Brechungsindex des Films der oberen Schicht für eine Wellenlänge eines Kontrolllichts, das verwendet wird, um eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske zu kontrollieren, die unter Verwendung des Zuschnitts für die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske hergestellt wurde, kleiner ist als der des Films der unteren Schicht, und wobei eine Oberflächenreflektanz für das Kontrolllicht des Phasenverschieberfilms maximiert ist oder sich einem Maximum annähert.

2. Zuschnitt nach Anspruch 1, wobei eine Dicke d der oberen Schicht innerhalb eines Bereichs von 0,8 × λ'/(2n') ≤ d ≤ 1,2 × λ'/(2n') gewählt ist (wobei λ' eine Wellenlänge eines Kontrolllichts bezeichnet, die bei einer Maskenkontrolle verwendet wird, und n' einen Brechungsindex der oberen Schicht (einer Schicht zur Einstellung der Phase) bei der Wellenlänge λ').

3. Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske mit zumindest einem Phasenverschieberfilm auf einem transparenten Substrat, welcher Phasenverschieberfilm eine vorbestimmte Transmittanz für ein exponiertes Licht sowie einen vorbestimmten Phasenunterschied für das transparente Substrat hat,
wobei der Phasenverschieberfilm aus einem mehrschichtigen Film besteht, in welchem Filme vorgesehen sind, die zumindest zwei Schichten beinhalten, und zwar eine obere Schicht, die der Oberfläche am nächsten ausgebildet ist, und eine untere Schicht, die darunter ausgeformt ist, wobei eine Dicke der oberen Schicht so gewählt ist, dass ein Brechungsindex des Films der oberen Schicht kleiner ist als der des Films der unteren Schicht, wobei eine Oberflächenreflektanz für ein Kontrolllicht des Phasenverschieberfilms innerhalb eines Bereichs von 10 bis 40% gewählt ist und eine Transmittanz 60% oder weniger beträgt.

4. Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske, der zur Herstellung einer halbtonartigen Phasenverschiebungsmaske verwendbar ist, bei welcher ein Lichtübertragungsabschnitt zum Übertragen eines exponierten Lichts sowie ein Phasenverschieberabschnitt zum Übertragen eines Teils des exponierten Lichts und zum gleichzeitigen Verschieben einer Phase des übertragenen Lichts um einen vorbestimmten Betrag auf einem transparenten Substrat vorgesehen sind, wobei eine optische Eigenschaft so ausgestaltet ist, dass die Lichtanteile, die in der Nähe eines Grenzbereichs zwischen dem Lichtübertragungsabschnitt und dem Phasenverschieberabschnitt übertragen wird, einander auslöschen, wobei ein Kontrast eines Grenzbereichs des Musters des exponierten Lichts, das auf eine Oberfläche eines exponierten Elements transferiert werden soll, dadurch gut gehalten und verbessert werden kann, und außerdem mit einem Phasenverschieberfilm zum Ausbilden des Phasenschieberabschnitts auf dem transparenten Substrat,
wobei der Phasenverschieberfilm aus einem mehrschichtigen Film besteht, in welchem Filme vorgesehen sind, die zumindest zwei Schichten beinhalten, und zwar eine obere Schicht, die der Oberfläche am nächsten ausgebildet ist, und eine untere Schicht, die darunter ausgeformt ist, wobei eine Dicke der oberen Schicht so gewählt ist, dass ein Brechungsindex des Films der oberen Schicht für eine Wellenlänge eines Kontrolllichts, das verwendet wird, um eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske zu kontrollieren, die unter Verwendung des Zuschnitts für die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske hergestellt wurde, kleiner ist als der des Films der unteren Schicht, und wobei eine Oberflächenreflektanz für das Kontrolllicht des Phasenverschieberfilms gleich einer wünschenswerten Reflektanz für zumindest zwei unterschiedliche Kontrollwellenlängen ist.

5. Zuschnitt nach Anspruch 4, wobei das exponierte Licht eine Wellenlänge hat, die zwischen 140 und 200 nm liegt, und wobei die zumindest zwei Kontrollwellenlängen zwischen 240 und 370 nm liegen.

6. Zuschnitt nach Anspruch 5, wobei die Dicke der oberen Schicht so gewählt ist, dass die Oberflächenreflektanz des Phasenverschieberfilms bei einer Wellenlänge zwischen 220 und 340 nm maximal ist.

7. Zuschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das exponierte Licht ein F₂-Excimerlaser ist.

8. Zuschnitt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das exponierte Licht ein ArF-Excimerlaser ist und der Phasenverschieberfilm eine Transmittanz zwischen 8 und 30% hat.

9. Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske, der zur Herstellung einer halbtonartigen Phasenverschiebungsmaske verwendbar ist, bei welcher ein Lichtübertragungsabschnitt zum Übertragen eines exponierten Lichts sowie ein Phasenverschieberabschnitt zum gleichzeitigen Übertragen eines Teils des exponierten Lichte und Verschieben einer Phase des übertragenen Lichts um einen vorbestimmten Betrag auf einem transparenten Substrat vorgesehen sind, wobei eine optische Eigenschaft so ausgestaltet ist, dass das Licht, das in der Nähe eines Grenzbereichs zwischen dem Lichtübertragungsabschnitt und dem Phasenverschieberabschnitt übertragen wird, einander auslöscht, und wobei ein Kontrast eines Grenzbereichs des Musters des exponierten Lichts, das auf eine Oberfläche eines exponierten Elements transferiert werden soll, dadurch gut gehalten und verbessert werden kann, und außerdem mit einem Phasenverschieberfilm zum Ausbilden des Phasenschieberabschnitts auf dem transparenten Substrat,
wobei der Phasenverschieberfilm eine vorbestimmte Transmittanz und einen vorbestimmten Betrag der Phasenverschiebung hat, die bezüglich eines exponierten Lichts mit einer Wellenlänge zwischen 140 und 200 nm gewählt sind, und zwar durch einen mehrschichtigen Film, in welchem Filme vorgesehen sind, die zumindest zwei Schichten beinhalten, und zwar eine obere Schicht, die der Oberfläche am nächsten ist, und einer darunter ausgebildeten unteren Schicht, welcher mehrschichtige Film außerdem eine Reflektanz hat, welche bezüglich eines Kontrolllichts kontrolliert werden kann, das bei einer Defektkontrolle des Zuschnitts für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske verwendbar ist.

10. Zuschnitt nach Anspruch 9, wobei eine Wellenlänge des bei der Defektkontrolle des Zuschnitts für die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske verwendbaren Kontrolllichts 488 nm beträgt.

11. Zuschnitt nach Anspruch 9, wobei die Reflektanz des Kontrolllichts, das bei der Defektkontrolle des Zuschnitts für die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske verwendbar ist, 1,5% oder mehr beträgt.

12. Zuschnitt nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der Phasenverschieberfilm eine Transmittanz und/oder eine Reflektanz hat, welche bezüglich des bei einer Kontrolle einer halbtonartige Phasenverschiebungsmaske, die unter Verwendung des Zuschnitts für die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske hergestellt wurde, verwendbaren Kontrolllichts kontrolliert werden kann bzw. können.

13. Zuschnitt nach Anspruch 12, wobei die Wellenlänge des Kontrolllichts, das bei der Kontrolle der unter Verwendung es Zuschnitts für die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske hergestellten halbtonartige Phasenverschiebungsmaske verwendbar ist, 240 bis 370 nm beträgt.

14. Zuschnitt nach einem der Ansprüche 1, 4 und 9, wobei der Phasenverschieberfilm aus einem zweischichtigen Film besteht, in welchem ein Betrag der Phasenverschiebung des exponierten Lichts um ungefähr 180° umgewandelt ist und eine Transmittanz für das exponierte Licht so gewählt ist, dass sie gleich einer wünschenswerten Transmittanz zwischen 3 und 40% ist, wobei die obere Schicht eine Schicht zur Einstellung der Phase ist, die die Funktion hat, hauptsächlich den Betrag der Phasenverschiebung für das exponierte Licht einzustellen, und die untere Schicht eine Schicht zur Einstellung der Transmittanz ist, die hauptsächlich die Funktion hat, die Transmittanz zu reduzieren.

15. Zuschnitt nach Anspruch 14, wobei die Dicke der oberen Schicht innerhalb eines Bereichs von 0,44 × λ/(n-1) ≤ d ≤ 0,56 × λ/(n-1) gewählt ist, wobei λ eine Wellenlänge eines exponierten Lichts darstellt und n einen Brechungsindex der oberen Schicht bei der Wellenlänge λ bezeichnet.

16. Zuschnitt nach einem der Ansprüche 1, 4 und 9, wobei ein Lichtübertragungsabschnitt und ein Halbton- Phasenverschieberabschnitt ausgeformt sind durch Mustern des Phasenverschieberfilms in dem Zuschnitt für die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske, um für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske verwendet zu werden.

17. Zuschnitt nach Anspruch 16, wobei eine opake Schicht außerdem in einem wünschenswerten Bereich ausgeformt ist, der die Nähe eines Grenzbereichs zwischen dem Halbton-Phasenverschieberabschnitt und dem Lichtübertragungsabschnitt der halbtonartigen Phasenverschiebungsmaske ausschließt.

18. Verfahren zur Herstellung des Zuschnitts für die halbtonartige Phasenverschiebungsmaske, mit den folgenden Schritten:
Ausbilden eines Phasenverschieberfilms auf einem transparenten Substrat; und
Durchführen einer Defektkontrolle für den Phasenverschieberfilm, wodurch eine Garantie für Fremdkörper und Defekte durchgeführt wird, wobei der Zuschnitt für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske mit einem Lichtübertragungsabschnitt zum Übertragen eines exponierten Lichts sowie einem Phasenverschieberabschnitt zum gleichzeitigen Übertragen eines Teils des exponierten Lichts und Verschieben einer Phase des übertragenen Lichts um einen vorbestimmten Betrag auf einem transparenten Substrat versehen ist, wobei eine optische Eigenschaft so ausgestaltet ist, dass das Licht, das in der Nähe eines Grenzbereichs zwischen dem Lichtübertragungsabschnitt und dem Phasenverschieberabschnitt übertragen wird, einander auslöscht, und wobei ein Kontrast eines Grenzbereichs des Musters des exponierten Lichts, das auf eine Oberfläche eines exponierten Elements transferiert werden soll, dadurch gut gehalten und verbessert werden kann, und außerdem mit einem Phasenverschieberfilm zum Ausbilden des Phasenschieberabschnitts auf dem transparenten Substrat,
wobei der Phasenverschieberfilm eine vorbestimmte Transmittanz und einen vorbestimmten Betrag der Phasenverschiebung hat, die bezüglich eines exponierten Lichts mit einer Wellenlänge zwischen 140 und 200 nm gewählt sind, und zwar durch einen mehrschichtigen Film, in welchem Filme vorgesehen sind, die zumindest zwei Schichten beinhalten, und zwar eine obere Schicht, die der Oberfläche am nächsten ist, und einer darunter ausgebildeten unteren Schicht, welcher mehrschichtige Film außerdem eine Reflektanz hat, welche bezüglich eines Kontrolllichts kontrolliert werden kann, das bei einer Defektkontrolle des Zuschnitts für eine halbtonartige Phasenverschiebungsmaske verwendbar ist.