JP2004006798A - 反射型マスクブランクス及び反射型マスク及びそれらの製造方法並びに半導体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】正確かつ迅速なマスクパターン検査を可能とする反射型マスク及びマスクブランクスを提供する。
【解決手段】基板１１上に、順に、極端紫外光領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層１２、マスクパターン形成時に該反射層１２を保護するバッファー層１３、及び露光光を吸収する吸収体層１６を有してなり、この吸収体層１６は極端紫外光領域を含む短波長域の露光光の吸収体からなる吸収体層１４を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体からなる低反射層１５を上層とした二層構造からなるマスクブランクスである。反射型マスク２は、このマスクブランクスにおける吸収体層１６をパターン状に形成してなる。
【選択図】 図２
【解決手段】基板１１上に、順に、極端紫外光領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層１２、マスクパターン形成時に該反射層１２を保護するバッファー層１３、及び露光光を吸収する吸収体層１６を有してなり、この吸収体層１６は極端紫外光領域を含む短波長域の露光光の吸収体からなる吸収体層１４を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体からなる低反射層１５を上層とした二層構造からなるマスクブランクスである。反射型マスク２は、このマスクブランクスにおける吸収体層１６をパターン状に形成してなる。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、極端紫外光などの短波長域の露光光を使用するリソグラフィー法において好ましく用いられる反射型マスク及びマスクブランクス並びにそれらの製造方法に関するもので、詳しくはマスクパターンの検査を正確かつ迅速に行うことを可能とする反射型マスク等に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体メモリーや超ＬＳＩ（大規模集積回路）等において見られるように、半導体製品の高集積化に伴い、フォトリソグラフィー法の転写限界を上回る微細パターンが必要とされている。そこで、このような微細パターンの転写を可能とするため、より波長の短い極端紫外光（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ、以下、ＥＵＶ光と称す）などを用いたリソグラフィー法が提案されている。
ところで、ＥＵＶ光やＸ線などの短波長域での露光用マスクとして使用される反射型マスクが従来提案されている。この反射型マスクの基本構造は、たとえばＳｉや石英などの基板上に、ＥＵＶ光やＸ線などを反射する反射層、その上にＥＵＶ光やＸ線などを吸収する吸収体パターンを有している。反射層としては少なくとも２種類の物質の薄膜が交互に積層された多層膜が一般的である。そして、マスクの垂直方向より数度（通常は２〜５度）傾斜した方向からマスクに露光光が入射され、吸収体パターンのある部分では露光光は吸収され、それ以外の部分では露光光は反射層で反射されるため、吸収体パターンを反映した反射像が形成される。この反射像を適当な光学系を介してシリコンウエハ上に縮小投影することにより転写が行われる。
【０００３】
また、このような反射型マスクの基本構造に加え、上記反射層と吸収体との間に中間層を設ける構成が、特開平７−３３３８２９号や同８−２１３３０３号等の公報に開示されている。つまり、吸収体をパターン形成する際、特にエッチング時に下層の反射層がエッチング損傷を受けないように反射層を保護することを目的として中間層が設けられる。
ここで、ＥＵＶ光（例えば波長１３．４ｎｍ程度の軟Ｘ線領域にあるＥＵＶ光）を露光光とするリソグラフィーに用いる反射型マスクの製造方法について図１３を参照しながら説明する。図１３は従来の反射型マスクの製造工程を順に示す概略断面図である。
石英などの基板１１上に、順次、ＥＵＶ光の反射層（以下、ＥＵＶ反射層と称す）である積層膜１２、その上に吸収体パターン形成工程におけるＥＵＶ反射層の保護を目的としたバッファー層（上述の中間層に対応）１３、さらにその上にＥＵＶ光を吸収する吸収体層（以下、ＥＵＶ吸収体層と称す）１４を成膜したマスクブランクス１０１を作製する（図１３（ａ）参照）。
【０００４】
次に、ＥＵＶ光の吸収体であるＥＵＶ吸収体層１４を加工して所定のパターンを有するＥＵＶ吸収体パターンを形成する（同図（ｂ）参照）。
次いで、このＥＵＶ吸収体パターンが設計通りに形成されているかどうかの検査を実施する。このパターン検査の結果、例えばここでは同図（ｂ）に示すように、パターン形成時におけるレジスト層への異物付着などに起因するピンホール欠陥（白欠陥ともいう）２１と、エッチング不足欠陥（黒欠陥ともいう）２２が発生した場合、ピンホール欠陥２１については集束イオンビーム（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ， ＦＩＢ）アシストデポジション法により炭素膜２３をピンホールに堆積させて修復する。またエッチング不足欠陥２２についてはＦＩＢ励起のガスアシストエッチングにより残留部分２２ａを除去して修復することにより吸収体層１４の除去部分２５を得るが、このときの照射によるエネルギーによってバッファー層１３表面にはダメージ部分２４（ＦＩＢにより除去された部分２４ａ及びＦＩＢイオンが入り込んだ部分２４ｂ）が存在する（同図（ｃ）参照）。
【０００５】
その後、このＥＵＶ吸収体層１４が除去された部分２５に対応するバッファー層１３を除去したパターン２６を形成することによりＥＵＶ光用の反射型マスクとなる（同図（ｄ）参照）。
この反射型マスクにＥＵＶ光３１で露光すると吸収体パターンのある部分では吸収され、それ以外の吸収体１４およびバッファー層１３を除去した部分では露出した反射層１２でＥＵＶ光３１が反射されることにより（同図（ｅ）参照）、ＥＵＶ光によるリソグラフィー用のマスクとして使用することが出来る。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−３３３８２９号公報
【特許文献２】
特開平８−２１３３０３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のマスク作製工程において、ＥＵＶ吸収体層１４にパターンを形成した後、このＥＵＶ吸収体パターンが設計通りに形成されているかどうかの検査を実施することは上述したとおりであるが、このマスクパターンの検査では通常２５７ｎｍ程度の光を使用した検査機が使用される。つまり、この２５７ｎｍ程度の光をマスクに当てて、その反射像のパターンを検査している。そして、このマスクパターンの検査は、前述したように表面のＥＵＶ吸収体層１４のパターン形成工程終了後（図１３（ｂ）の工程）に実施し、その検査結果に基づいて必要なパターンの修復を行っている。したがって、具体的には、上記検査に使用する光（以下、検査光と称す）をマスクに当てたとき、表面の吸収体がパターニングにより除去されて露出したバッファー層１３表面と、パターンが残っている吸収体表面との反射率の差によって検査が行われるので、検査光の波長に対するバッファー層表面と吸収体表面との反射率の差が小さいと検査時のコントラストが悪くなり、正確な検査が出来ないことになる。
【０００８】
ところで、従来の反射型マスクの場合、例えば表面のＥＵＶ吸収体としてタンタルや窒化タンタル膜、バッファー層としてＳｉＯ２膜などで構成するのが代表的であるが、波長２５７ｎｍなどの検査光に対して吸収体表面の反射率とバッファー層表面の反射率との差が小さく、検査時のコントラストが十分得られないため、その結果マスク検査においてパターンの欠陥を十分判別できず、正確な欠陥検査を行えないという問題があった。
また、電子線を使用した電子顕微鏡による検査では、照射電子線によるＥＵＶ吸収膜の損傷が発生し実用化は困難である。
また、マスクパターンの検査にＥＵＶ光波長である例えば前述の１３．４ｎｍ程度の光を使用する方法が提案されているが、検査機にＥＵＶ光源を設置することは、非常に大きな設備費用が必要となり、しかも従来の紫外光波長を使用する検査機に比べて大気中での吸収を回避するために光学系全てを真空に保持する構造が必要となり、パターン検査工程が大規模かつ複雑になる。さらに真空排気時間によるスループットが低下するという問題がある。
本発明はこのような従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、正確かつ迅速なマスクパターン検査を可能とする反射型マスク及びマスクブランクス及びそれらの製造方法、並びにこの反射型マスクを用いた半導体の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために鋭意研究の結果、従来のマスク表面の吸収体層を露光光を吸収する層とマスクパターン検査波長に対する反射率の小さい層とにそれぞれ機能を分離して積層構成することによりパターン検査時のコントラストが十分得られるようになることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、第１の発明は、基板上に、順に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層及び露光光を吸収する吸収体層を有してなるマスクブランクスであって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であり、前記上層が、タンタル（Ｔａ）とホウ素（Ｂ）と窒素（Ｎ）を含む材料からなり、ＴａとＢとＮの組成が、Ｂが５ａｔ％〜３０ａｔ％であり、且つ、ＴａとＮの組成比（Ｔａ：Ｎ）が８：１〜２：７の範囲である事を特徴とする反射型マスクブランクスである。
第２の発明は、基板上に、順に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層及び露光光を吸収する吸収体層を有してなるマスクブランクスであって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であり、前記上層が、タンタル（Ｔａ）とホウ素（Ｂ）と窒素（Ｎ）を含み、結晶状態がアモルファスである材料である事を特徴とする反射型マスクブランクスである。
【００１０】
第３の発明は、基板上に、順に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層及び露光光を吸収する吸収体層を有してなるマスクブランクスであって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であり、前記上層が、タンタル（Ｔａ）とホウ素（Ｂ）と酸素（Ｏ）とを含む材料からなることを特徴とする反射型マスクブランクスである。
第４の発明は、前記上層の低反射層を形成する材料は、更に窒素（Ｎ）を含む事を特徴とする第３の発明に記載の反射型マスクブランクスである。
第５の発明は、前記上層の低反射層を形成する材料は、ホウ素（Ｂ）を５〜２５ａｔ％の範囲で含むことを特徴とする第２乃至４の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
第６の発明は、基板上に、順に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層及び露光光を吸収する吸収体層を有してなるマスクブランクスであって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であり、前記上層が、Ｔａ及び、Ｓｉ又はＧｅの少なくとも一方、及び、窒素又は酸素の少なくとも一方を含む材料であることを特徴とする反射型マスクブランクスである。
【００１１】
第７の発明は、基板上に、順に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層及び露光光を吸収する吸収体層を有してなるマスクブランクスであって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であり、前記上層が、Ｔａと窒素と酸素とを含む材料で形成されていることを特徴とする反射型マスクブランクスである。
第８の発明は、前記吸収体層を形成する材料の結晶状態は、アモルファスであることを特徴とする第３乃至７の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
第９の発明は、基板上に、順に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層及び露光光を吸収する吸収体層を有してなるマスクブランクスであって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であり、前記上層の低反射層は、クロム、マンガン、コバルト、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、モリブデン、パラジウム、銀、カドミウム、錫、アンチモン、テルル、沃素、ハフニウム、タングステン、チタン、金及びこれらの元素を含む合金から選ばれる少なくとも一種の物質の窒化物、酸化物、酸窒化物、あるいは、これらに更に珪素を含む材料、又は、珪素の酸窒化物から選ばれる少なくとも一種の物質で構成することを特徴とする反射型マスクブランクスである。
【００１２】
第１０の発明は、前記吸収体層における下層の露光光の吸収体は、前記上層に含まれる金属元素又は該金属元素を含む合金、或いは、該金属元素又は該金属元素を含む合金と窒素及び／又は酸素を含む物質から選ばれる少なくとも一種の物質で構成することを特徴とする第９の発明に記載の反射型マスクブランクスである。
第１１の発明は、前記吸収体層の下層が、Ｔａを含む材料である事を特徴とする第１乃至９の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
第１２の発明は、前記吸収体層の下層が、Ｔａと少なくともＢを含む材料であることを特徴とする第１１の発明に記載の反射型マスクブランクスである。
第１３の発明は、前記吸収体層の下層と上層との間に、下層の組成から上層の組成へと連続的に組成が変化する中間領域を有することを特徴とする第１乃至１２の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
第１４の発明は、前記反射層と吸収体層との間に、前記吸収体層へのパターン形成時に前記反射層を保護するためのバッファー層を備えていることを特徴とする第１乃至１３の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
第１５の発明は、前記吸収体層の下層がＴａを含む物質で形成され、前記バッファー層が、Ｃｒ又はＣｒを主成分とする物質で形成されていることを特徴とする第１４の発明に記載の反射型マスクブランクスである。
【００１３】
第１６の発明は、前記吸収体層に形成されるパターンの検査に用いられる光の波長に対する前記反射層表面での反射光と、前記吸収体層表面での反射光のコントラストが、４０％以上であることを特徴とする第１乃至１５の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
第１７の発明は、前記反射層と吸収体層との間に、前記吸収体層へのパターン形成時に前記反射層を保護するためのバッファー層を備えており、吸収体層に形成されるパターンの検査に用いられる光の波長に対する前記バッファー層表面での反射光と、前記吸収体層表面での反射光のコントラストが、４０％以上であることを特徴とする第１乃至１６の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
第１８の発明は、前記吸収体層に形成されるパターンの検査に用いられる光の波長に対する、前記吸収体層表面の反射率が２０％以下であることを特徴とする第１乃至１７の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
第１９の発明は、前記吸収体層表面の表面粗さが、０．５ｎｍＲｍｓ以下であることを特徴とする第１乃至１８の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
第２０の発明は、前記吸収体層の上層を形成する物質の、検査光の波長における屈折率ｎと消衰係数ｋが、ｎが１．５〜３．５で且つｋが０．７以下の条件を満たすことを特徴とする第１乃至１９の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
【００１４】
第２１の発明は、前記上層である低反射層の膜厚が、検査光の波長に対する吸収体層表面の反射率と低反射層の膜厚との関係に基づいて、検査光波長に対する吸収体表面の反射率が極小になるように選択されていることを特徴とする第１乃至２０の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
第２２の発明は、前記上層である低反射層の膜厚が５〜３０ｎｍであることを特徴とする第２１の発明に記載の反射型マスクブランクスである。
第２３の発明は、第１乃至２２の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスの吸収体層がパターン状に形成されたことを特徴とする反射型マスクである。第２４の発明は、基板上に、順に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層及び露光光を吸収する吸収体層を有してなる反射型マスクブランクスの製造方法であって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であり、前記吸収体層の下層の形成と、上層の形成を同一成膜室内で連続的に行うことを特徴とする反射型マスクブランクスの製造方法である。
第２５の発明は、前記上層と下層にはそれぞれ金属元素が含まれており、これらの金属元素が同一であることを特徴とする第２４の発明に記載の反射型マスクブランクスの製造方法である。
【００１５】
第２６の発明は、前記吸収体層の上層と下層の形成はスパッタリング法で行い、上層と下層の形成において前記金属元素を含む同一のターゲットを用い、成膜に使用するガスを変えることを特徴とする第２５の発明に記載の反射型マスクブランクスの製造方法である。
第２７の発明は、第１乃至２２の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスの製造方法であって、基板上に、極端紫外線領域を含む短波長領域の露光光を反射する反射層を形成する工程と、該反射層上に、前記露光光を吸収する吸収体層を形成する工程と、該吸収体層の表面を処理することにより、吸収体層の表面近傍に、マスクパターンの検査に使用する検査光に対する低反射層を形成することを特徴とする反射型マスクブランクスの製造方法である。
第２８の発明は、第１乃至２２の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスにおける少なくとも低反射層及び露光光吸収体層をパターン状に形成する工程を有することを特徴とする反射型マスクの製造方法である。
第２９の発明は、第２３の発明に記載の反射型マスクを用いて、半導体基板上にパターンを転写することを特徴とする半導体の製造方法である。
【００１６】
本発明の反射型マスクは、ＥＵＶ光用のマスクとして適用される。露光光の波長はＥＵＶ光領域であり、具体的には数ｎｍ〜１００ｎｍ程度の波長領域である。そして、この最上層の低反射層は、具体的にはマスクパターン検査光の波長に対する反射率の小さい材料で形成することが出来る。
本発明は、このように吸収体層を露光光の吸収層と検査光の低反射層とに機能を分離した積層構成とすることにより、本来の露光光吸収機能を何ら損なうことなく、かつ最表面に形成された低反射層によりパターン検査波長に対する反射率を著しく低下させる。
これにより、この低反射層表面とパターン形成により吸収体層が除去されて露出した露光光の反射層表面とのパターン検査波長における反射率の差が大きくなり、検査時のコントラストが十分得られるようになるため、高コントラストの反射像パターンが形成される。
【００１７】
また、吸収体層と反射層との間にバッファー層を備える場合においては、この低反射層表面とパターン形成により吸収体層が除去されて露出したバッファー層表面とのパターン検査波長における反射率の差が大きくなり、検査時のコントラストが十分得られるようになるため、高コントラストの反射像パターンが形成される。
したがって、従来使用しているマスク検査機によりマスクパターンの正確かつ迅速な検査を可能とする。
またこのように吸収体層を露光光の吸収層と検査光の低反射層とに機能を分離することにより、露光光と検査光それぞれの波長の光の吸収、反射特性を最適化でき、より膜厚の値を小さくすることが可能であり、吸収体層を積層構成としても従来の単層構成と同等の膜厚に抑えることができる。このため、露光時のパターンのエッジ部分のぼやけを抑制することが可能であり、またパターン形成のための処理時間の短縮によりパターンダメージを最小化して品質の向上も実現できる。
【００１８】
本発明は、たとえば、以下のような構成とすることができる。
基板上に、順に、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層、マスクパターン形成時に該反射層を保護するバッファー層、及び露光光を吸収する吸収体層を有してなるマスクブランクスであって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であるマスクブランクスである。
前記吸収体層における下層の露光光の吸収体は、クロム、マンガン、コバルト、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、モリブデン、パラジウム、銀、カドミウム、錫、アンチモン、テルル、沃素、ハフニウム、タンタル、タングステン、チタン、金及びこれらの元素を含む合金、並びに、これらの元素又はこれらの元素を含む合金と窒素及び／又は酸素を含む物質から選ばれる少なくとも１種の物質で構成することができる。
前記吸収体層における上層の検査光の吸収体は、前記下層の露光光吸収体を構成する物質の窒化物、酸化物、窒化酸化物、あるいは、これらに更に珪素を含む材料から選ばれる少なくとも１種の物質で構成することができる。
【００１９】
前記マスクブランクスにおける少なくとも低反射層及び露光光吸収体層がパターン状に形成されている反射型マスクである。
基板上に、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層を形成する工程と、マスクパターン形成時に該反射層を保護するバッファー層を該反射層上に形成する工程と、前記バッファー層上に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体層を形成し、その上にマスクパターンの検査に使用する検査光に対する低反射層を形成する工程とを有するマスクブランクスの製造方法である。
前記バッファー層上に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体層を形成した後、その吸収体層の表面を処理することによりマスクパターンの検査に使用する検査光に対する低反射層を形成するマスクブランクスの製造方法である。前記露光光の吸収体層上に形成される低反射層の膜厚と、検査光の波長に対する低反射層上における反射率との関係を求め、検査光波長に対する低反射層上における反射率が極小となるように低反射層の膜厚を選定するマスクブランクスの製造方法である。
前記マスクブランクスにおける少なくとも低反射層及び露光光吸収体層をパターン状に形成する工程を有する反射型マスクの製造方法である。
前記低反射層及び露光光吸収体層をパターン状に形成した後、この低反射層及び露光光吸収体層が除去された部分のバッファー層を除去する反射型マスクの製造方法である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳述する。
図１は本発明のマスクブランクスの一実施形態を示す概略断面図、図２は本発明の反射型マスクの一実施形態を示す概略断面図である。
本発明に係るマスクブランクスの一実施形態は、図１に示すように構成されている。すなわち、基板１１上に、順に、ＥＵＶ領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層１２、マスクパターン形成時に該反射層１２を保護するバッファー層１３、及び露光光を吸収する吸収体層１６を有してなり、この吸収体層１６は、本実施形態では下層をＥＵＶ領域を含む短波長域の露光光の吸収体層１４とし、上層をマスクパターンの検査に使用する検査光に対する低反射層１５とした二層構造で構成されたマスクブランクス１である。
【００２１】
また、図２に示すように、本発明の反射型マスク２は、このようなマスクブランクス１における少なくとも前記吸収体層１６、すなわち低反射層１５及び露光光吸収体層１４がパターン状に形成されたものである。
本発明の反射型マスクは、マスク表面の吸収体層を露光光を吸収する層とマスクパターン検査波長に対する反射率の小さい層とにそれぞれ機能を分離して積層構成することにより、マスクパターン検査時のコントラストが十分得られるようにしている。
本発明の反射型マスクは、従来のフォトリソグラフィー法による転写限界を上回るより微細なパターンの転写を可能とするため、ＥＵＶ光の領域を含む短波長域の光を使用するリソグラフィーに用いられるもので、ＥＵＶ光用の反射型マスクとして使用することができる。
【００２２】
次に、各層の構成について説明する。
基板１１は、通常、石英ガラスやシリコンウエハなどを適宜光学研磨したものが用いられる。基板１１の大きさや厚みなどはマスクの設計値等により適宜決定されるもので本発明においては任意である。
露光光反射層１２は、ＥＵＶ領域を含む短波長域の露光光を反射する材質で構成されるが、当然のことながら、ＥＵＶ光などの短波長域の光に対する反射率が極めて高い材質で構成することが反射型マスクとして使用する際のコントラストを高められるので特に好ましい。たとえば、１２〜１４ｎｍ程度の軟Ｘ線領域であるＥＵＶ光の反射層としては、シリコン（Ｓｉ）とモリブデン（Ｍｏ）の薄膜を交互に積層した周期積層膜が代表的である。通常は、これらの薄膜（数ｎｍ程度の厚さ）を４０〜５０周期（層数）繰り返して積層し多層膜とする。この多層膜の成膜は、たとえばイオンビームスパッタ法やマグネトロンスパッタ法などを用いて行う。
【００２３】
バッファー層１３は、前述したように表面の露光光の吸収体層１６にマスクパターンを形成する際に下層の反射層１２がエッチング処理によるダメージを受けないようにこれを保護することを目的として設けられる。
したがってバッファー層１３の材質としては、マスク表面の吸収体層１６のエッチング処理による影響を受けにくい、つまりこのエッチング速度が吸収体層１６よりも遅くエッチングダメージを受けにくく、なお且つ後でエッチングにより除去可能な物質が選択される。たとえばＣｒ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｔａ及びこれらの窒化物、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３などの物質が好ましく、この中から吸収体層１６の材質やエッチング方法などを考慮して適宜選択する。なお、このバッファー層１３を後で除去可能としたのは、吸収体層１６をパターン状に形成した後、さらにこの吸収体層１６が除去された部分のバッファー層１３を除去して前記反射層１２表面を露出させることにより反射型マスクとして露光光の反射特性を高めることが出来、より望ましいからである。また、たとえば上記のＣｒなどの物質を選択すると、ＥＵＶ光に対する吸収特性を有しているので、バッファー層１３に露光光吸収層の機能をも持たせることが出来、その分上層の吸収体層１６の膜厚をより減らすことが可能となるため、露光時のパターンのエッジ部分のぼやけを抑制でき、またパターン形成のための処理時間の短縮によりパターンダメージを減らすことができる。ただし、この場合はパターニングにより吸収体層１６が除去された部分のバッファー層１３を除去することは必須である。
【００２４】
なお、バッファー層１３の膜厚の値は小さいことが望ましい。なぜなら、図２を参照すると明らかなように、バッファー層１３の膜厚が大きいと、反射層１２表面と吸収体層１６表面との高さの差が大きくなり、約５度程度の入射角を有するＥＵＶ露光の光路の関係からマスクパターンのエッジ部分がぼやけるという不具合が発生するためである。さらに、バッファー層１３を後でエッチングにより除去する場合においても膜厚は薄い方がその処理時間が短縮できるので望ましい。したがって、このバッファー層１３の膜厚は、１００ｎｍ以下、好ましくは８０ｎｍ以下である。
このバッファー層１３の成膜は、前述の反射層１２の場合と同様にマグネトロンスパッタ法、イオンビームスパッタ法など周知の成膜方法を用いて行うことができる。
なお、バッファー層は必要に応じて設ければよく、吸収体層へのパターン形成方法、条件によっては、反射層上に直接吸収体層を設けてもよい。
【００２５】
吸収体層１６は、すでに述べたように、下層をＥＵＶ領域を含む短波長域の露光光の吸収体層１４とし、上層をマスクパターンの検査に使用する検査光の低反射層１５とした二層構造で構成されている。本発明は、このように吸収体層１６を露光光の吸収層と検査光の低反射層とに機能を分離した積層構成としている。下層の露光光吸収体層１４は、ＥＵＶなどの短波長域の光を吸収する材質で構成される。このような露光光吸収体としては、たとえばクロム、マンガン、コバルト、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、モリブデン、パラジウム、銀、カドミウム、錫、アンチモン、テルル、沃素、ハフニウム、タンタル、タングステン、チタン、金及びこれらの元素を含む合金、並びに、これらの元素又はこれらの元素を含む合金と窒素及び／又は酸素を含む物質から選ばれる少なくとも１種の物質で構成することが好ましい。
例えば、タンタルの場合、タンタル単体（Ｔａ）、タンタル窒化物（ＴａＮ）、タンタル酸化物（ＴａＯ）、タンタルシリコン合金（ＴａＳｉ）、タンタルシリコン合金の窒化物（ＴａＳｉＮ）、タンタルホウ素合金（ＴａＢ）、タンタルホウ素合金の窒化物（ＴａＢＮ）、タンタルゲルマニウム合金（ＴａＧｅ）、タンタルゲルマニウム合金の窒化物（ＴａＧｅＮ）等が挙げられる。
【００２６】
またこの上層の検査光の低反射層１５に最低限必要とされる特性は、マスクパターン検査波長に対して低反射であること、パターン形成加工が可能であること、バッファー層をエッチング除去する際にエッチングされないこと（バッファー層とのエッチング選択比があること）である。さらに、ＥＵＶ光の吸収機能を有していると、吸収体層１６の合計膜厚を小さくできるためより好ましい。
マスクパターン検査には通常は１９０〜２６０ｎｍ程度の深紫外（Ｄｅｅｐ ＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔ）光、たとえば前記の２５７ｎｍあるいは１９３ｎｍ程度の波長の光を使用するので、このような検査光波長に対する反射率の小さい材料としては、たとえば上記の露光光吸収体を構成する物質の窒化物、酸化物、窒化酸化物、あるいは、これらに更に珪素を含む材料が挙げられる。
【００２７】
低反射層の材料として、窒化物は検査波長での反射率を下げる効果があり、また多結晶膜の場合、結晶粒径を小さくし、平滑性を向上させる効果も有する。また、酸化物は検査波長での反射率を下げる効果が上記窒化物よりも大きい。また、珪素化物は検査波長での反射率を下げる効果は少ないが、反射率が低くなる波長領域を広げる効果を有する。すなわち、窒化物や酸化物の場合は特定の波長部分のみに反射率の極小値を有するカーブが得られるが、これらの物質に更に珪素を加えると、広い波長範囲で低反射率が得られるようになる（後述の実施例１及び２における図９及び図１０参照）。このように広い波長範囲で低反射率が得られると、検査波長の変更に柔軟に対応でき、また最上層の膜厚の変化により極小値がシフトしたときにも反射率の変化が小さいため、膜厚の設計値からのずれの許容値が大きくなり、製造上の制約がゆるくなるという利点がある。
【００２８】
したがって、低反射層の材料としては化合物内に窒素又は酸素が含まれることが必要であり、上記したように前記の露光光吸収体を構成する物質の窒化物、酸化物、窒化酸化物、あるいは、これらに更に珪素を含む材料から選ばれる少なくとも１種の物質で構成することが好ましい。
なお、ホウ化物は反射率にはあまり寄与しないが、膜の結晶性（アモルファス化）に関係し膜の平滑性に寄与するため、化合物にホウ素を含めることにより低反射層の膜の平滑性が改善される。
ここで、低反射層の材料の具体例を挙げると、下層の露光光吸収体層に使用される金属の酸化物、窒化物、酸窒化物、下層の吸収体層に使用される金属とホウ素との合金の酸化物、窒化物、酸窒化物、下層の吸収体層に使用される金属と珪素との合金の酸化物、窒化物、酸窒化物、下層の吸収体層に使用される金属と珪素とホウ素との合金の酸化物、窒化物、酸窒化物等である。例えば露光光吸収体金属としてタンタルを用いる場合、タンタル酸化物（ＴａＯ）、タンタル窒化物（ＴａＮ）、タンタル酸窒化物（ＴａＮＯ）、タンタルホウ素合金の酸化物（ＴａＢＯ）、タンタルホウ素合金の窒化物（ＴａＢＮ）、タンタルホウ素合金の酸窒化物（ＴａＢＮＯ）、タンタルシリコン合金の酸化物（ＴａＳｉＯ）、タンタルシリコン合金の窒化物（ＴａＳｉＮ）、タンタルシリコン合金の酸窒化物（ＴａＳｉＯＮ）、タンタルシリコンホウ素合金の酸化物（ＴａＳｉＢＯ）、タンタルシリコンホウ素合金の窒化物（ＴａＳｉＢＮ）、タンタルシリコンホウ素合金の酸窒化物（ＴａＳｉＢＮＯ）、タンタルゲルマニウム合金の窒化物（ＴａＧｅＮ）、タンタルゲルマニウム合金の酸化物（ＴａＧｅＯ）、タンタルゲルマニウム合金の酸窒化物（ＴａＧｅＮＯ）、タンタルゲルマニウムシリコン合金の窒化物（ＴａＧｅＳｉＮ）、タンタルゲルマニウムシリコン合金の酸化物（ＴａＧｅＳｉＯ）、タンタルゲルマニウムシリコン合金の酸窒化物（ＴａＧｅＳｉＮＯ）等が挙げられる。
【００２９】
低反射層の膜厚を変化させると、反射率カーブの極小値の位置がシフトする。例えば、ＴａＯやＴａＳｉＯＮ等のタンタル系又はモリブデン系の場合、膜厚を厚くすると長波長側にシフトする傾向にある。したがって、低反射層の膜厚を変えると特定波長における反射率も変化するので、ある程度膜厚を調整して検査波長における反射率が極小となるようにコントロールすることが可能である。ただし、後で説明するように、低反射層の膜厚をあまり厚くすると好ましくないため５〜３０ｎｍ位の間で調整することになる。好ましくは１０〜２０ｎｍである。また、低反射層材料の組成比、例えば金属と酸素、窒素等の組成比を変化させると反射率が変化する。一般に、酸素や窒素の組成比が増えると反射率は低下するが、ＥＵＶ光の吸収率は低下する傾向にある。
【００３０】
上述したように、窒化物と酸化物とでは、反射率低下の効果は酸化物の方が大きい傾向にあるため、低反射層の材料としては、金属と酸素と珪素を含む材料（たとえば金属と酸素と珪素を主成分として含む材料、金属と珪素と酸素と窒素を主成分として含む材料など）が反射率低下及び反射率が低下する波長の広さの点からもっとも好ましい。また、ここで前記露光光吸収体として使用される金属元素を用いることにより、低反射層はＥＵＶ光の吸収機能も併せ持つことになり更に好ましい。
もちろん、反射率が低下する波長領域は少し狭いものの、珪素を含まない酸化物でも特定の波長領域において低反射率が得られる。また、材料にもよるが、窒素を含むだけでは十分な反射率低下が得られないことがあるが、金属単体よりもその窒化物の方が反射率は低下する。また、前述のように窒素を加えることで膜の平滑性向上の効果が得られる。膜の平滑性が悪いとパターンのエッジラフネスが大きくなりマスクの寸法精度が悪化するため、膜はなるべく平滑なほうが望ましい。
また、低反射層の材料として、金属を含まない例えば珪素と窒素と酸素からなる材料（シリコンの酸窒化物）などを用いることもできる。ただし、この場合は低反射層におけるＥＵＶ光の吸収効果は小さい。
【００３１】
低反射層が例えば金属とＳｉとＮとＯとを含む材料で構成される場合、検査波長である１９０〜２６０ｎｍ程度の深紫外光で低反射率を得るための組成比としては、たとえばタンタル、モリブデン、クロム等の金属は２０〜２５ａｔ％、Ｓｉは１７〜２３％、Ｎは１５〜２０％、残りがＯであることが好ましい。また、ＳｉとＯとの比は１：１．５〜１：２程度であることが好ましい。
吸収体層表面を平滑とするためには、低反射層はアモルファス構造の膜であるのが好ましい。例えば、Ｔａの場合、Ｂを適宜含むことで、アモルファス化が行える。又、ＴａにＳｉやＧｅなどを加えることでも、アモルファスの膜が得られるため好ましい。
また、低反射層が例えばタンタルホウ素合金の窒化物（ＴａＢＮ）で構成される場合、上記検査波長で低反射率を得るための組成比としては、Ｎは３０〜７０ａｔ％であることが好ましく、更には４０〜６０ａｔ％であることが好ましい。Ｎの量が少ないと十分な低反射特性が得られず、逆に多過ぎると耐酸性が低下する。さらに、低反射層とその下の吸収体層がともに上記タンタルホウ素合金の窒化物の場合、低反射層のＮは３０〜７０ａｔ％、更に好ましくは４０〜６０ａｔ％であり、吸収体層のＮは０〜２５ａｔ％、更に好ましくは５〜２０ａｔ％である。吸収体層のＮの量が少ないと表面粗さの点で好ましくなく、逆に多いとＥＵＶ光の吸収係数が低下する。また、ＴａＢＮ膜の場合、Ｂが５〜３０ａｔ％、好ましくは５〜２５ａｔ％であり、ＴａとＮの組成比が８：１〜２：７であるのが好ましい。
【００３２】
また、低反射層がタンタルホウ素合金の酸化物（ＴａＢＯ）の場合は、Ｏは３０〜７０ａｔ％、更に好ましくは４０〜６０ａｔ％である。Ｏの量が少ないと低反射特性が得られず、逆に多いと絶縁性が高くなり、電子線照射によりチャージアップが生じる。またさらに低反射層がタンタルホウ素合金の酸窒化物（ＴａＢＮＯ）の場合は、Ｎは５〜７０ａｔ％、Ｏは５〜７０ａｔ％であることが好ましい。又、ＴａＢＯ膜の場合には、Ｂが５〜２５ａｔ％であり、ＴａとＯの組成比が、７：２〜１：２の範囲であるのが好ましい。ＴａＢＮＯ膜の場合には、Ｂが５〜２５ａｔ％であり、Ｔａと、Ｎ＋Ｏとの組成比がＴａ：（Ｎ＋Ｏ）が７：２〜２：７の範囲であるのが好ましい。
なお、これらホウ素を含む物質はいずれの場合もＢの割合が５〜３０％程度、さらに好ましくは５〜２５％であることがアモルファス構造を形成する点で好ましい。
【００３３】
ところで、下層の露光光吸収体層１４と上層の低反射層１５における材料の組み合わせについて説明すると、露光光吸収体層１４に使用した金属を低反射層１５に含むことが好ましい。たとえば、露光光吸収体層としてタンタルを含む材料を使用した場合は、低反射層もタンタルを含む材料で構成する。具体的には、露光光吸収体層にタンタルを含む材料、例えばＴａ単体、ＴａＮ、ＴａＢ、ＴａＢＮ、ＴａＢＯ、ＴａＢＮＯ等のうち１種の物質を用い、低反射層にはタンタルと窒素又は酸素を含む材料、例えばＴａＯ、ＴａＢＯ、ＴａＢＮＯ、ＴａＮＯ、ＴａＳｉＯ、ＴａＳｉＯＮ等のうち１種の物質を用いることができる。このように、低反射層に露光光吸収体層と同一の金属を用いることにより、ＥＵＶ光の吸収機能を有する金属を含んでいるので低反射層がＥＵＶ光の吸収機能をある程度有すること、バッファー層と露光光吸収体層はエッチング選択比が大きい材料が選定されるため、基本的にバッファー層と低反射層間でもエッチング選択比が大きく取れること、露光光吸収体層と低反射層の成膜を同じ成膜室で行えること、露光光吸収体層と低反射層のパターン形成が同じエッチング条件で行えること、等の種々の利点がある。
また、下層の材料をアモルファス構造又は微結晶構造を有する膜とすれば、平滑性に優れた膜が得られるため、一層好ましい。
なお、反射率に関しては、低反射層の材料の組成と吸収体表面での反射率との関係、膜厚と反射率との関係を求めることにより、使用する検査波長において低反射率が得られる組成及び膜厚を決定することが可能である。
【００３４】
又、本発明の反射型マスク及び反射型マスクブランクスにおいて、吸収体層表面の好ましい表面粗さは、０．５ｎｍＲｍｓ以下、更に好ましくは、０．４ｎｍＲｍｓ以下、０．３ｎｍＲｍｓ以下であれば更に好ましい。吸収体層表面の表面粗さが大きいと、吸収体パターンのエッジラフネスが大きくなり、パターンの寸法精度が悪くなる。パターンが微細になるに従いエッジラフネスの影響が顕著になるため、吸収体表面は平滑である事が要求される。
吸収体層表面における表面粗さを小さくするために、吸収体層上層（低反射層）をアモルファス構造の膜とすることが有効である。又、吸収体層下層もアモルファス構造或いは微結晶構造の平滑性に優れた膜であれば更に好ましい。又、バッファー層を有する場合には、バッファー層に平滑な膜を使用する事も必要である。
次に、露光光吸収体層１４及び低反射層１５と前記バッファー層１３における材料の組み合わせについて説明する。本発明では、露光光吸収体層１４及び低反射層１５をタンタルを含む材料で形成し、バッファー層１３としてはクロムを含む材料を用いることが好ましい。バッファー層にクロム系の材料を用いることにより、前にも述べたようにバッファー層にＥＵＶ光の吸収機能を持たせることができること、深紫外領域の検査光に対する反射率が４０％程度であり、多層反射膜表面、バッファー層表面、吸収体層表面を順次検査波長に対する反射率が低下するように設計しやすいこと、タンタルを含む吸収体層とのエッチング選択比が大きく取れること、更には、バッファ層除去時に多層反射膜へのダメージをほとんど与えずに除去できること等の利点がある。
【００３５】
バッファー層として用いられるクロムを含む材料しては、Ｃｒ単体以外に、ＣｒとＮ，Ｏ，Ｃから選択される少なくとも一つの元素を含む材料を好ましく用いることができる。例えば、窒化クロム（ＣｒＮ）、酸化クロム（ＣｒＯ）、炭化クロム（ＣｒＣ）、酸化窒化クロム（ＣｒＮＯ）、炭化窒化酸化クロム（ＣｒＣＮＯ）等が挙げられる。
例えば、窒化クロム（ＣｒＮ）の場合、クロムと窒素の好ましい組成比は、Ｃｒ１−ＸＮＸで表した場合、０．０５≦Ｘ≦０．５であり、更に好ましくは０．０５≦Ｘ≦０．２である。Ｘが０．０５よりも小さいと、耐酸性、膜応力、表面粗さの点で好ましくなく、Ｘが０．５より大きいと、検査光に対する反射率が低下しすぎるため、吸収体層表面とのコントラストを大きく取れなくなる。また、窒化クロムに酸素、炭素等を５％程度の少量添加してもよい。
またＣｒＮ膜を微結晶構造を有する膜とすれば、平滑性に優れるため好ましい。下層の露光光吸収体層１４と上層の検査光の低反射層１５で構成された吸収体層１６の全体の膜厚も小さい方が好ましい。なぜなら、吸収体層１６のパターニング時におけるエッチング処理時間が膜厚に比例するためである。このエッチング処理においてはレジストパターン表面が吸収体層１６の膜厚に比例したエッチング処理時間だけダメージを受けることになる。これによりエッチングの面内分布不良が発生しやすく、白欠陥や黒欠陥の発生頻度増大によるマスクパターン欠陥の増大、さらにそれら欠陥の修復に多大な時間を要することによる量産性低減とそれに起因するコスト増大などという重大な問題が発生する。さらには吸収体層１６全体の膜厚が大きいと、前述のバッファー層１３の膜厚が大きい場合と同様に、反射層１２表面と吸収体層１６表面との高さの差が大きくなり、露光時にマスクパターンのエッジ部分がぼやけるという不具合が発生する。
【００３６】
したがって、吸収体層１６の全体の膜厚は、１００ｎｍ以下、好ましくは８０ｎｍ以下、さらに好ましくは６０ｎｍ以下である。ただし、吸収体層１６の膜厚の値が小さすぎると露光光の吸収特性までが低下するので薄くても３５ｎｍ以上であることが好ましい。
また、吸収体層１６において、上層の低反射層１５の膜厚が下層の露光光吸収体層１４の膜厚よりも小さい方が望ましい。上層の低反射層１５の膜厚があまり厚いと吸収体層１６全体でのＥＵＶ光吸収特性が低下するおそれがある。したがって、上層の低反射層１５の膜厚は、５〜３０ｎｍ程度であることが好ましく、下層の露光光吸収体層１４の膜厚は、３０〜６０ｎｍ程度であることが好ましい。なお、前述したように、吸収体層１６は積層構成であるが従来の単層構成と同じくらいの厚さに抑えることも可能であり、さらにはバッファー層１３に露光光吸収層としての機能をも持たせることにより、その分、上層の露光光吸収体層１４の吸収特性が低下してもその膜厚を減らすことが可能である。
また、バッファー層１３と吸収体層１６の合計膜厚の好ましい範囲は、６０ｎｍ〜１３０ｎｍである。材料にもよるが、合計膜厚が６０ｎｍ未満であると十分なＥＵＶ光の吸収特性が得られないおそれがあり、１３０ｎｍよりも厚くなるとパターン自身の影の問題が大きくなる。
【００３７】
この露光光吸収体層１４及び検査光吸収体層１５についても、前述の反射層１２やバッファー層１３と同様にマグネトロンスパッタ法、イオンビームスパッタ法、その他ＣＶＤ法、蒸着法などの周知の成膜方法を用いて成膜を行うことができる。
ところで、パターン検査光波長に対する反射率は、露光光反射層表面、バッファー層表面、低反射層表面の順に低くなるように設計するのが好ましい。なぜなら、パターン形成後のバッファー層表面と低反射層表面の間での検査、バッファー層除去後の露光光反射層表面と低反射層表面の間での検査のいずれにおいても、パターンのある部分が暗くなり、パターンコントラストが反転することがないので、検査機の設定を変更する必要がなく、結果が判りやすい。また、露光光反射層として用いられるＭｏ／Ｓｉ多層膜の場合、反射率が約６０％と高いため、各層とのコントラストを十分とるためには、その他の層の反射率を下げるほうが有利である。
次に、低反射層１５の材料の屈折率ｎと消衰係数ｋの値と、検査波長に対する反射率との関係について説明する。
図３〜図６は、窒化クロムをバッファー層（５０ｎｍ）とし、露光光吸収体層をタンタルホウ素合金の窒化物（ＴａＢＮ）（Ｎは約１８％）５０ｎｍに形成し、その上に低反射層として様々な屈折率ｎ及び消衰係数ｋを有する材料を１０ｎｍ又は２０ｎｍの膜厚に形成した場合の１９０ｎｍ及び２６０ｎｍの検査波長での反射率Ｒをｎとｋを軸としてプロットしたものである。この結果より特定の範囲のｎ及びｋを満たす材料を用いると低反射率が得られることが分かる。
【００３８】
すなわち、検査波長や膜厚と好ましいｎ及びｋの範囲の関係は次のようになっている。
（１）膜厚が１０ｎｍの場合と２０ｎｍの場合では、消衰係数ｋはどちらの膜厚でも大体０．７以下であれば反射率は１０％以下となる。そして、反射率を２０％以下まで許容するとｋは１．２以下である。このとき、屈折率ｎの好ましい範囲は、膜厚１０ｎｍの場合と２０ｎｍの場合では少し異なり、膜厚２０ｎｍの場合、ｎが１．５〜２．５程度で反射率Ｒは１０％以下となり、反射率を２０％以下まで許容するとｎは１〜３程度である。膜厚１０ｎｍの場合は、ｎが２．０〜３．５程度で反射率Ｒは１０％以下となり、反射率が２０％以下であればｎは１．５〜４．０程度である。
（２）検査波長１９０ｎｍの場合と２６０ｎｍの場合では、それほど大きく変わらないが、２６０ｎｍの場合の方が少し好ましいｎの範囲が大きめにシフトする傾向にある。
（３）以上を総合して考えると、膜厚が１０ｎｍ〜２０ｎｍの場合、深紫外光領域で反射率を１０％以下とするには、消衰係数ｋが０．７以下、屈折率ｎが１．５〜３．５であるような材料を選択すればよい。
【００３９】
また、吸収体層１６は本実施形態のような二層等のいわゆる積層構造になっていてもよいが、窒素や酸素が吸収体層１６のバッファー層１３側から吸収体層表面に向かって所定の分布を有するようになっていてもよい。この場合、吸収体層表面に向かって窒素や酸素の量が増加するようにすることで吸収体層１６表面での検査光に対する反射率を低下できる。吸収体層の厚み方向での窒素や酸素の組成分布は直線状や曲線状に連続的に変化していてもよく、また階段状に変化していてもよい。このような吸収体層の厚み方向の窒素や酸素の組成分布は、成膜中に添加する元素の量をコントロールすることで実現できる。例えば、ＴａＢＮ膜の場合、ＴａとＢを含むターゲットを用いたスパッタリング法の際に、添加する窒素ガスの量を変化させながら成膜を行うことにより、吸収体層１６の厚み方向に窒素の連続的又は階段状の組成分布を形成できる。
更に、本発明の反射型マスクブランクス及び反射型マスクは、吸収体層の下層と上層の間に、下層の組成から上層の組成へと連続的に組成が変化する中間領域を有していても良い。この中間領域は、下層に含まれる元素と、上層に含まれる元素が混じった遷移領域となる。このような中間領域を有していることで、吸収体層にパターンを形成する際に、上層と下層との間に境界を生じず、滑らかな断面構造を有するパターンが得やすい。上層と下層に含まれる金属元素が同一である場合には、連続的に吸収体層へのパターン形成が行えるため、好ましい。又、上層と下層の密着性が向上するという利点もある。中間領域の膜厚は、２〜１５ｎｍ程度あればよい。
【００４０】
次に、図７を参照して本発明の反射型マスクの製造方法を説明する。図７は本発明の反射型マスクの製造工程を示す概略断面図である。
同図（ａ）はマスクブランクス１の構成を示している。その構成についてはすでに上述したとおりである。このマスクブランクス１は、基板１１上に、露光光反射層１２、バッファー層１３、露光光吸収体層１４、および検査光の低反射層１５をこの順に積層して形成される。
ここで、バッファー層１３上に先ず露光光の吸収体層１４を成膜し、次いでその上に検査光の低反射層１５を成膜する方法を採用できるが、低反射層の材質によっては、たとえば下層の露光光吸収体層１４と同じ金属の酸化物を上層の低反射層１５とする場合においては、バッファー層１３上に露光光の吸収体層１４を形成した後、その吸収体層１４の表面を酸素ガスを含むプロセスガスを用いた酸化処理、あるいは酸溶液による酸化処理を施すことにより最表面に検査光の低反射層１５を形成することも可能である。後者の方法によれば、成膜条件の変更などに要する時間を短縮でき、材料種類の低減、成膜室数の低減ができ、作業の簡略化と作業時間の短縮を図れる。
【００４１】
又、上層の低反射層と、下層の露光光吸収体層の形成は、同一成膜室内で、連続的に行うのが好ましい。このようにすることで、下層と上層の間に、下層表面への不純物・異物の吸着や、表面の変質（酸化）等を防止して、下層と上層との間に良好な界面が得られる。上層と下層との間の界面に、不純物の吸着や変質などがあると、吸収体層の応力に変化が生じたり、又、光学的な性質、例えば検査光の反射率等に影響を及ぼすため、界面のパラメータを考慮しなければならなくなり、設計どおりの特性が得られず、再現性や制御性が悪くなる。
一方、同一成膜室内での下層と上層の連続的な形成を行えば、基板を成膜室外に取り出したり、放置したりしないため、界面への不純物の吸着や、変質が起こらず良好な界面が得られるため、再現性・制御性良く吸収体層が形成できる。又、成膜工程が複雑にならないという利点もある。
同一成膜室内での連続的な上層と下層の形成は、上層と下層にそれぞれ金属元素が含まれており、これらの金属元素が同一である場合には、特に有効である。金属元素の供給源を共通として、成膜中に供給するガスを変えることで、連続して成膜を行えるからである。例えば、反応性のスパッタリング法を用いる場合、上層と下層に共通の金属元素を含むターゲットを用い、供給するガス（窒素、酸素等）の含有量を変えることで、連続的な成膜を容易に行うことができる。
例えば、上層及び下層にＴａを含む材料を用いる場合、Ｔａを含むターゲットを共通に使用し、低反射化のために導入するガス（酸素や窒素等）の含有量、種類を下層の形成時と、上層の形成時で変えればよい。
又、同一成膜室内での連続成膜を行うことで、意図的に、上層と下層との間に、容易に上述した組成が連続的に変化する中間領域を導入することができる。具体的には、下層の成膜条件から上層の成膜条件へと連続的に成膜条件を変化させればよい。下層と上層に含まれる金属元素が共通の場合には、ターゲット等の金属元素源を共通とし、導入する酸素や窒素等ガス流量を変化させればよいが、この時、下層の形成と上層の形成との間において、下層の形成に用いるガスの流量を減少或いは停止させると共に、上層の形成に用いるガスの導入量を増大させ、或いは導入を開始して、連続的にガス流量を変化させることで、両層の形成に用いるガスが同時に存在する状態で成膜を行えば、中間領域を容易に形成することができる。
【００４２】
次に、ＥＵＶ光の吸収体である露光光吸収体層１４及び検査光の低反射層１５からなる吸収体層１６を加工して所定のパターンを有する吸収体パターンを形成する（パターニング工程、同図（ｂ）参照）。通常は、吸収体層１６の表面に電子線描画プロセスにより所定のパターンを有するレジストパターンを形成し、次いで吸収体層のエッチング処理を行う。エッチング処理はドライエッチングあるいはウェットエッチングでもよく、材質によって適当な方法とその条件を選択する。最後に残存するレジストパターンを除去する。
次いで、この段階で吸収体パターンが設計通りに形成されているかどうかの検査を実施する。このパターン検査の結果、例えば同図（ｂ）に示すように、パターン形成時におけるレジスト層への異物付着などに起因するピンホール欠陥（白欠陥ともいう）２１と、エッチング不足欠陥（黒欠陥ともいう）２２が存在した場合、必要な修復を施す。上記ピンホール欠陥２１については集束イオンビーム（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ， ＦＩＢ）アシストデポジション法により炭素膜２３をピンホールに堆積させて修復し、またエッチング不足欠陥２２についてはＦＩＢ励起のガスアシストエッチングにより残留部分２２ａを除去して修復することにより二層構成の吸収体層１６の除去部分２５を得る。このときのイオン照射によるエネルギーによってバッファー層１３表面にはダメージ部分２４（ＦＩＢにより除去された部分２４ａ及びＦＩＢイオンが入り込んだ部分２４ｂ）が存在する（同図（ｃ）参照）。
【００４３】
次に、この吸収体層１６が除去された部分２５に対応するバッファー層１３をたとえばドライエッチングにより除去する（バッファー層の除去工程）。この際、バッファー層１３のみにエッチングが進行して、他の層には損傷を与えないようにエッチング条件を設定することが重要である。こうして、露光光反射層１２のパターン２６を形成することにより、反射型マスク２を作製する（同図（ｄ）参照）。
このようにして作製した反射型マスク２にＥＵＶ光３１で露光するとマスク表面の吸収体パターンのある部分では吸収され、それ以外の吸収体層１６およびバッファー層１３を除去した部分では露出した反射層１２でＥＵＶ光３１が反射されることにより（同図（ｅ）参照）、ＥＵＶ光を用いるリソグラフィー用のマスクとして使用することが出来る。
【００４４】
本発明の反射型マスクは、このように、従来は単層であった吸収体層を下層の露光光吸収体層１４と上層の検査光の低反射層１５とにそれぞれ機能を分離した積層構成としたことにより、十分な露光光吸収機能を有し、なおかつ最表面に形成された上層の検査光の低反射層１５表面のパターン検査光波長における反射率が著しく低下する。これにより、この検査光の低反射層１５表面とマスクパターン形成により吸収体層１６が除去されて露出したバッファー層１３表面（図７（ｂ）参照）とのパターン検査光波長における反射率の差が大きくなり、検査時のコントラストが十分得られる。このため、高コントラストの反射像パターンが得られる。したがって、従来の２５７ｎｍなど深紫外領域の波長の光を用いたマスク検査機を使用して、従来は困難であったマスクパターンの正確かつ迅速な検査が可能である。
なお、コントラストについて更に説明すると、たとえば上述の検査光の吸収体層１５表面とバッファー層１３表面のそれぞれの反射率の値の比をもって一般にコントラストの大きさの指標とすることが可能であるが、下記の定義式も知られており、これによる値をもってコントラストの大きさの指標とすることも可能である。
すなわちＲ１及びＲ２はそれぞれある波長における反射率で、Ｒ２がＲ１よりも大きい場合、
コントラスト（％）＝（（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｒ２＋Ｒ１））×１００
【００４５】
パターン検査において十分なコントラストが得られればよいが、ひとつの目安として、上記の反射率の比であらわすと、好ましくは１：３以下、より好ましくは１：４以下、さらに好ましくは１：１０以下である。また、上記定義式であらわされるコントラストの値は、４０％以上、好ましくは５０％以上、より好ましくは６０％以上、さらに好ましくは８０％以上である。ここでのコントラスト値は、吸収体層と反射層との間のコントラスト、又は吸収体層とバッファー層との間のコントラストである。なお、低反射層１５の好ましい反射率は２０％以下、より好ましくは１０％以下、さらに好ましくは５％以下である。
【００４６】
【実施例】
以下、実施例をもって本発明をさらに具体的に説明する。なお、説明の便宜上、前述の図１、図２及び図７に記載した符号を適宜使用している。
（実施例１）
基板１１上に各層を成膜してマスクブランクスを作製した。ここでは、基板１１として外形６インチ角、厚さが６．３ｍｍの低膨張のＳｉＯ２−ＴｉＯ２系のガラス基板を用いた。このガラス基板は、機械研磨により０．１２ｎｍＲｍｓ（Ｒｍｓ：二乗平均平方根粗さ）の平滑な表面と１００ｎｍ以下の平坦度とした。
先ず、この基板１１の上に、ＥＵＶ光の反射層１２としてモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）の積層膜Ｍｏ／ＳｉをＤＣマグネトロンスパッタ法により積層した。まずＳｉターゲットを用いて、Ａｒガス圧０．１ＰａでＳｉ膜を４．２ｎｍ成膜し、次いでＭｏターゲットを用いて、Ａｒガス圧０．１ＰａでＭｏ膜を２．８ｎｍ成膜し、これを１周期として４０周期積層した後、最後にＳｉ膜を７ｎｍ成膜した。合計膜厚は２８７ｎｍである。この多層反射膜の波長２５７ｎｍの光に対する反射率は６０％である。
その上に、バッファー層１３としてＳｉＯ２薄膜を膜厚５０ｎｍに成膜した。これは、Ｓｉターゲットを用い、アルゴン（Ａｒ）および酸素（Ｏ２）の混合ガスによるＤＣマグネトロンスパッタ法により成膜した。ＳｉＯ２バッファー層上の表面粗さは０．４ｎｍＲｍｓであった。
【００４７】
さらにその上に、ＥＵＶ光の吸収体層１４として、窒化タンタル（ＴａＮ）薄膜を膜厚５０ｎｍに形成した。これはＴａターゲットを用い、アルゴンおよび窒素（Ｎ２）の混合ガスによるＤＣマグネトロンスパッタ法により成膜した。この膜組成は、Ｔａ６１Ｎ３９であった。
最後に、その上に、波長２５７ｎｍの検査光の低反射層１５として、ＴａＳｉＯＮ薄膜を膜厚２０ｎｍに成膜した。これは、ＴａＳｉ合金ターゲットを用い、アルゴン、酸素及び窒素の混合ガスによるＤＣマグネトロン反応性スパッタ法により成膜した。この膜組成は、Ｔａ２１Ｓｉ１７Ｏ４７Ｎ１５であった。このＴａＳｉＯＮ膜の波長２６０ｎｍの光における屈折率は２．０９、消衰係数は０．２４であり、また波長１９０ｎｍの光における屈折率は２．００、消衰係数は０．５９である。又、ＴａＳｉＯＮ膜はアモルファス構造であった。ＴａＳｉＯＮ膜表面の表面粗さは０．４５ｎｍＲｍｓであった。
【００４８】
次に、以上の様にして作製したマスクブランクスを用い、これに所定のマスクパターンを形成した。ここではデザインルールが０．０７μｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有するＥＵＶマスクを作製した。マスクパターンの形成は次のようにして行った。まずマスクブランクスの表面に電子線レジスト材料をスピンナー等で一様に塗布し、プリベーク後、電子線描画及び現像を行って、レジストパターンを形成した。次いで、塩素ガスを用いたドライエッチングを行い、エッチング終了後にレジストパターンを取り除いた。こうして、バッファー層１３より上の吸収体層１４及び低反射層１５にマスクパターンが形成された。
その形成されたマスクパターンを波長２５７ｎｍの光を使用するマスク検査機によって検査した結果、ピンホール欠陥（白欠陥）とエッチング不足欠陥（黒欠陥）が確認された。
次に、この検査結果に基づいてパターン欠陥を修復した。すなわち、上記の白欠陥については集束イオンビーム（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ， ＦＩＢ）アシストデポジション法により炭素膜をピンホールに堆積させ、また黒欠陥についてはＦＩＢ励起のガスアシストエッチングにより残留部分を除去したが、このときの照射によるエネルギーによってバッファー層１３の表面には膜構造の変化による光学特性の変化したダメージ部分が存在した（前述の図７の（ｂ）、（ｃ）参照）。
【００４９】
次に、吸収体層１４及び低反射層１５のパターンのない部分に露出したバッファー層１３をエッチングにより除去した（前述の図７の（ｄ）参照）。この際、吸収体のパターンには損傷を与えずに該パターンがエッチングマスクとなるように、フッ素系ガスでＳｉＯ２バッファー層のみをドライエッチングした。こうして本実施例の反射型マスクを作製した。
このマスクにＥＵＶ光を照射すると、反射層１２表面のパターン部分でのみＥＵＶ光が反射されることにより反射型マスクとしての機能を果たしている。
なお、これと比較のために、図１２に示した従来プロセスにより、本実施例の最上層の低反射層１５を設けていないＥＵＶ光吸収層単層の試料を作製した。このときの単層のＥＵＶ光吸収層の膜厚は、本実施例によるＥＵＶ光吸収体層と検査光の低反射層の二層の合計膜厚と同じ値である７０ｎｍとして成膜した。
【００５０】
このときの１９０ｎｍから６９０ｎｍまでの波長の光に対するマスクの吸収体パターン表面での反射率の値を図９に示した。図中、二層は本実施例マスクの二層吸収層表面の反射率、単層は従来マスクの単層吸収層表面の反射率である。また図中のＭＬはＥＵＶ光の反射層である。本実施例マスクの場合、反射率の低い波長領域が比較的広いことがわかる。
この結果より、パターン検査光波長２５７ｎｍとした場合、この波長における本実施例マスクの低反射層表面の反射率は５．２％であり、同じくこの波長におけるバッファー層（ＳｉＯ２）の反射率が４２．１％であったため、この波長における低反射層表面とバッファー層表面とのコントラストは、これらの反射率の比で示すと、１：８．１であり、前記の定義式であらわすコントラスト値は７８％であった。又、低反射層と多層反射膜との反射率の比は、１：１１．５であり、コントラストは８４％であった。
これに対し、上記波長における従来マスクの吸収層表面の反射率は４３．４％であり、この波長における吸収層表面とバッファー層表面とのコントラストは、これらの反射率の比で示すと、１：０．９７であり、コントラスト値は１．５％であった。又、吸収層と多層反射膜との反射率の比は、１：１．４であり、コントラストは１６％と低かった。
【００５１】
また、本実施例マスクでは、吸収体層１６上層の低反射層表面及びＥＵＶ光の反射層表面における波長１３．４ｎｍのＥＵＶ光に対する反射率は、それぞれ０．６％及び６２．４％であったため、ＥＵＶ光に対する吸収体層１６表面と反射層表面とのコントラストは反射率の比で表すと、１：１０４であり、コントラスト値は９８％であった。同様にして従来マスクのＥＵＶ光に対する単層吸収層表面と反射層表面とのコントラストは１：１０５であり、コントラスト値は９８％であった。
次に、本実施例の反射型マスクを用いてレジスト付き半導体基板（シリコンウエハ）にＥＵＶ光によってパターンを転写する方法を説明する。図８はパターン転写装置の概略構成を示すもので、パターン転写装置５０は、レーザープラズマＸ線源３２、反射型マスク２、縮小光学系３３等から概略構成される。縮小光学系３３はＸ線反射ミラーを用いており、反射型マスク２で反射されたパターンは通常１／４程度に縮小される。なお、露光波長として１３〜１４ｎｍの波長帯を使用するので、光路が真空中になるように予め設定した。
このような状態で、レーザープラズマＸ線源３２から得られたＥＵＶ光を反射型マスク２に入射し、ここで反射された光を縮小光学系３３を通してシリコンウエハ３４上に転写した。反射型マスク２に入射した光は、吸収体パターンのある部分では吸収体に吸収されて反射されず、このような吸収体パターンのない部分に入射した光はＥＵＶ光の反射層により反射される。このようにして、反射型マスク２から反射される光により形成される像が縮小光学系３３に入射する。縮小光学系３３を経由した露光光は、シリコンウエハ３４上のレジスト層に転写パターンを露光する。そして、露光済レジスト層を現像することによってシリコンウエハ３４上にレジストパターンを形成した。
【００５２】
以上のようにして半導体基板上へのパターン転写を行った結果、本実施例の反射型マスクの精度は７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下であることが確認できた。
以上の結果から、本実施例のマスクは、ＥＵＶ光に対する高コントラストが得られ、なお且つパターン検査波長に対しても高コントラストが得られるので、パターン検査が正確且つ迅速に行える。これに対し、従来のマスクは、ＥＵＶ光に対しては高コントラストが得られるものの、パターン検査波長に対してはコントラストが非常に悪く、正確なパターン検査が困難である。
なお、本実施例における検査光の低反射層１５としてＭｏＳｉＯＮ薄膜を成膜した以外は本実施例とまったく同様にしてマスクを作製した場合にも、本実施例と同様に検査波長およびＥＵＶ光のいずれに対しても高いコントラストが得られた。
【００５３】
（実施例２）
実施例１と同様にして、基板１１上にＥＵＶ光の反射層１２としてモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）の積層膜Ｍｏ／Ｓｉを成膜し、その上に、バッファー層１３としてＳｉＯ２薄膜を膜厚５０ｎｍに成膜した。
その上に、ＥＵＶ光の吸収体層１４として、タンタル（Ｔａ）薄膜を膜厚５０ｎｍに形成した。これはＴａターゲットを用い、アルゴンガスによるＤＣマグネトロン反応性スパッタ法により成膜した。
さらにその上に、波長２５７ｎｍの検査光に対する低反射層１５として、ＴａＯ薄膜を膜厚１０ｎｍに成膜した。これは、下層のＴａ形成と同一の成膜室内で同一のＴａターゲットを用い、アルゴン及び酸素の混合ガスによるＤＣマグネトロン反応性スパッタ法により成膜した。この膜組成は、Ｔａ３８Ｏ６２であった。このＴａＯ膜の波長２６０ｎｍの光における屈折率は２．６８、消衰係数は０．１８であり、また波長１９０ｎｍの光における屈折率は２．０４、消衰係数は０．８７である。又、ＴａＯ膜表面の表面粗さは０．７ｎｍＲｍｓであった。
なお、本実施例のようにＥＵＶ光吸収体層と同じ金属の酸化物を検査光の低反射層とする場合においては、ＥＵＶ光吸収体層の表面を酸素ガスを含むプロセスガスを用いた酸化処理、または酸溶液による酸化処理により形成しても良い。
【００５４】
以上のようにして作製したマスクブランクスを用いて実施例１と同様にデザインルールが０．０７μｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有するＥＵＶマスクを作製した。
また比較のために、本実施例の最上層の低反射層１５のないＥＵＶ光吸収層単層の試料を作製した。このときの単層のＥＵＶ光吸収層の膜厚は、本実施例によるＥＵＶ光吸収体層と低反射層の二層の合計膜厚と同じ値である６０ｎｍとして成膜した。
このときの１９０ｎｍから６９０ｎｍまでの波長の光に対するマスクの吸収体パターン表面での反射率の値を図１０に示した。本実施例の場合、前記実施例１の低反射層と比べて、反射率の極小値を示す波長領域が極めて狭いことがわかる。この結果より、パターン検査光波長２５７ｎｍとした場合、この波長における本実施例マスクの低反射層表面の反射率は４．０％であり、同じくこの波長におけるバッファー層（ＳｉＯ２）の反射率が４２．１％であったため、この波長における低反射層表面とバッファー層表面とのコントラストは、これらの反射率の比で示すと、１：１０であり、コントラスト値は８３％であった。又、低反射層と多層反射膜表面との反射率の比は、１：１５であり、コントラスト値は８８％であった。
【００５５】
これに対し、上記波長における従来マスクの吸収層表面の反射率は４４％であり、この波長における吸収層表面とバッファー層表面とのコントラストは、これらの反射率の比で示すと、１：０．９６であり、コントラスト値は２．２％であった。又、吸収層と多層反射膜表面との反射率の比は、１：１．４であり、コントラスト値は１５％と低かった。
また、本実施例マスクでは、吸収体層１６上層の低反射層表面及びＥＵＶ光の反射層表面における波長１３．４ｎｍのＥＵＶ光に対する反射率は、それぞれ０．５％及び６２．４％であったため、ＥＵＶ光に対する吸収体層１６表面と反射層表面とのコントラストは反射率の比で表すと、１：１２５であり、コントラスト値は９８％であった。同様にして従来マスクのＥＵＶ光に対する単層吸収層表面と反射層表面とのコントラストは１：１０５であり、コントラスト値は９８％であった。
さらに、本実施例の反射型マスクを用い、実施例１と同様の方法で図８に示す半導体基板への露光転写を行った結果、十分な露光特性を有していることを確認した。すなわち、本実施例のＥＵＶ反射型マスクの精度は７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下であることが確認できた。
以上の結果から、本実施例のマスクは、ＥＵＶ光に対する高コントラストが得られ、なお且つパターン検査波長に対しても高コントラストが得られる。これに対し、従来のマスクは、ＥＵＶ光に対しては高コントラストが得られるものの、パターン検査波長に対してはコントラストが非常に悪い。
【００５６】
（実施例３）
実施例１と同様の基板１１上にＥＵＶ光の反射層１２としてモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）の積層膜Ｍｏ／Ｓｉを成膜し、その上に、バッファー層１３としてＣｒ薄膜をＤＣマグネトロンスパッタ法により膜厚５０ｎｍに成膜した。Ｃｒ薄膜表面の表面粗さは０．５ｎｍＲｍｓであった。
その上に、前述の実施例２と同様に、ＥＵＶ光の吸収体層１４として、タンタル（Ｔａ）薄膜を形成し、さらにその上に、波長２５７ｎｍの検査光の低反射層１５として、ＴａＯ薄膜を成膜した。ただし、本実施例では、上記タンタル膜は膜厚を４０ｎｍとした。ＴａＯ膜表面の表面粗さは０．７ｎｍＲｍｓであった。以上のようにして作製したマスクブランクスを用いて実施例１と同様にデザインルールが０．０７μｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有するＥＵＶ反射型マスクを作製した。
【００５７】
また比較のために、本実施例の最上層の検査光の低反射層１５のないＥＵＶ光吸収層単層の試料を作製した。このときの単層のＥＵＶ光吸収層の膜厚は、本実施例によるＥＵＶ光吸収体層と検査光の低反射層の二層の合計膜厚と等しい５０ｎｍとして成膜した。
このときの１９０ｎｍから６９０ｎｍまでの波長の光に対するマスクの吸収体パターン表面での反射率の値を図１１に示した。
この結果より、パターン検査光波長２５７ｎｍとした場合、この波長における本実施例マスクの低反射層表面の反射率は４．０％であり、同じくこの波長におけるバッファー層（Ｃｒ）の反射率が５７．０％であったため、この波長における低反射層表面とバッファー層表面とのコントラストは、これらの反射率の比で示すと、１：１４であり、コントラスト値は８７％であった。又、低反射層と多層反射膜表面の反射率の比は、１：１５であり、コントラスト値は８８％であった。
【００５８】
これに対し、上記波長における従来マスクの吸収層表面の反射率は４４％であり、この波長における吸収層表面とバッファー層表面とのコントラストは、これらの反射率の比で示すと、１：１．３であり、コントラスト値は１３％であった。又、吸収層と多層反射膜との反射率の比は、１：１．４であり、コントラスト値は１５％と低かった。
また、本実施例マスクでは、吸収体層１６上層の低反射層表面及びＥＵＶ光反射層表面における波長１３．４ｎｍのＥＵＶ光に対する反射率は、それぞれ０．５％及び６２．４％であったため、ＥＵＶ光に対する吸収体層１６表面とＥＵＶ光反射層表面とのコントラストは反射率の比で表すと、１：１２５であり、コントラスト値は９８％であった。同様にして従来マスクのＥＵＶ光に対する単層吸収層表面と反射層表面とのコントラストは１：１０５であり、コントラスト値は９８％であった。
さらに、本実施例の反射型マスクを用い、実施例１と同様の方法で図８に示す半導体基板への露光転写を行った結果、十分な露光特性を有していることを確認した。すなわち、本実施例のＥＵＶ反射型マスクの精度は７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下であることが確認できた。
【００５９】
以上の結果から、本実施例のマスクは、ＥＵＶ光に対する高コントラストが得られ、なお且つパターン検査波長に対しても高コントラストが得られる。また、本実施例のマスクは、バッファー層としてＣｒ膜を使用することによりバッファー層にＥＵＶ光の吸収層としての機能をも持たせているため、コントラストを劣化させずに上層のＥＵＶ光吸収層の厚さをより薄くすることが可能である。これに対し、従来のマスクは、ＥＵＶ光に対しては高コントラストが得られるものの、パターン検査波長に対してはコントラストが非常に悪い。
【００６０】
（実施例４）
実施例１と同様にして、基板１１上にＥＵＶ光の反射層１２を成膜した。
この反射層１２上にバッファー層１３として窒化クロム膜を５０ｎｍの厚さに成膜した。この窒化クロム膜はＤＣマグネトロンスパッタ法によって形成し、成膜にはＣｒターゲットを用い、スパッタガスとしてＡｒに窒素を１０％添加したガスを用いた。
成膜された窒化クロム膜は、Ｃｒ１−ＸＮＸにおいてＸは０．１とした。また、この窒化クロム膜の膜応力は１００ｎｍ換算で＋４０ＭＰａであった。また、この窒化クロム膜の波長２５７ｎｍの光に対する反射率は５２％である。この窒化クロム膜表面の表面粗さは０．２７ｎｍＲｍｓであった。
次に、窒化クロム膜により構成されるバッファー層１３の上に、ＥＵＶ光の吸収体層１４としてタンタルホウ素合金の窒化物（ＴａＢＮ）膜を５０ｎｍの厚さに形成した。このＴａＢＮ膜は、Ｔａ及びＢを含むターゲットを用いて、Ａｒに窒素を１０％添加して、ＤＣマグネトロンスパッタ法によって形成した。このＴａＢＮ膜の組成比は、Ｔａは０．８、Ｂは０．１、Ｎは０．１とした。ＴａＢＮ膜の結晶状態はアモルファスであった。
【００６１】
このＴａＢＮ吸収体層の上にさらに低反射層１５として、タンタルホウ素合金の窒化物（ＴａＢＮ）膜を１５ｎｍの厚さに形成した。低反射層としてのＴａＢＮ膜は、ＤＣマグネトロンスパッタ法によって、Ｔａ及びＢを含むターゲットを用いて、Ａｒに窒素を４０％添加して成膜した。この時、下層のＴａＢＮ膜と同一の成膜室内で同一のターゲットを用い、下層の形成と上層の形成を窒素ガスの量を変えて連続的に行った。ここで成膜された低反射層としてのＴａＢＮ膜の組成比は、上記ＥＵＶ光吸収体層のＴａＢＮ膜と比較して窒素の割合を多くし、Ｔａは０．５、Ｂは０．１、Ｎは０．４とした。この上層のＴａＢＮ膜もアモルファスであった。
このＴａＢＮ膜の波長２５７ｎｍの光における屈折率は２．３、消衰係数は１．０である。また、波長１３．４ｎｍのＥＵＶ光に対する吸収係数は０．０３６である。又、表面粗さは０．２５ｎｍＲｍｓであり、非常に平滑であった。
このようにして得られた低反射層上での波長２５７ｎｍの光に対する反射率は１８％であった。また、ＥＵＶ光吸収体層と低反射層の全応力は１００ｎｍ換算で−５０ＭＰａであった。
以上のようにして本実施例の反射型マスクブランクスを得た。
【００６２】
次に、この作製したマスクブランクスを用いて実施例１と同様にデザインルールが０．０７μｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有するＥＵＶ反射型マスクを作製した。
まず実施例１と同様の方法で低反射層及び吸収体層に吸収体パターンを形成した。ここで、波長２５７ｎｍの光を検査光として吸収体パターンの検査を行った。検査光に対するバッファー層の反射率と低反射層上の反射率との比は１：０．３５であり、コントラスト値は４８％であり、検査において十分なコントラストが得られた。
次いで、窒化クロムからなるバッファー層を吸収体パターンに従ってドライエッチングにより除去した。ドライエッチングには塩素と酸素の混合ガスを用いた。以上のようにして本実施例の反射型マスクを得た。得られた反射型マスクに対し、波長２５７ｎｍの検査光を用いて再度吸収体パターンの確認検査を行ったところ、検査光に対するＥＵＶ反射層の反射率と低反射層上の反射率との比は１：０．３であり、コントラスト値は５０％であり、確認検査においても十分なコントラストが得られた。また、得られた反射型マスクに対し、波長１３．４ｎｍ、入射角５度のＥＵＶ光により反射率を測定したところ、６５％と良好な反射特性を有していた。
さらに、本実施例の反射型マスクを用い、実施例１と同様の方法で図８に示す半導体基板への露光転写を行った結果、十分な露光特性を有していることを確認した。すなわち、本実施例のＥＵＶ反射型マスクの精度は７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下であることが確認できた。
【００６３】
（実施例５）
本実施例は、低反射層としてタンタルホウ素合金の酸窒化物（ＴａＢＮＯ）膜を使用した点が実施例４との相違点である。
実施例４と同様にして、基板１１上にＥＵＶ光の反射層１２、バッファー層１３及びＥＵＶ光の吸収体層１４を成膜した。
次に、ＥＵＶ光吸収体層１４の上に低反射層１５として、タンタルホウ素合金の酸窒化物（ＴａＢＮＯ）膜を１５ｎｍの厚さに形成した。このＴａＢＮＯ膜は、ＤＣマグネトロンスパッタ法によって、Ｔａ及びＢを含むターゲットを用いて、Ａｒに窒素を１０％と酸素を２０％添加して成膜した。ここで成膜された低反射層のＴａＢＮＯ膜の組成比は、Ｔａは０．４、Ｂは０．１、Ｎは０．１、Ｏは０．４とした。ＴａＢＮＯ低反射層の表面粗さは０．２５ｎｍＲｍｓであり、非常に平滑であった。このＴａＢＮＯ膜の結晶状態はアモルファスであった。なお、下層のＴａＢＮ膜と上層のＴａＢＮＯ膜の形成は、同一成膜室内でガスの種類を変え、同一ターゲットを用いて連続的に行った。
【００６４】
このＴａＢＮＯ膜の波長２５７ｎｍの光における屈折率は２．４、消衰係数は０．５である。また、波長１３．４ｎｍのＥＵＶ光に対する吸収係数は０．０３６である。
このようにして得られた低反射層上での波長２５７ｎｍの光に対する反射率は１０％であった。また、ＥＵＶ光吸収体層と低反射層の全応力は１００ｎｍ換算で−５０ＭＰａであった。
以上のようにして本実施例の反射型マスクブランクスを得た。
次に、この作製したマスクブランクスを用いて実施例１と同様にデザインルールが０．０７μｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有するＥＵＶ反射型マスクを作製した。
まず実施例１と同様の方法で低反射層及び吸収体層に吸収体パターンを形成した。ここで、波長２５７ｎｍの光を検査光として吸収体パターンの検査を行った。検査光に対するバッファー層の反射率と低反射層上の反射率との比は１：０．１９であり、コントラスト値は６８％であり、検査において十分なコントラストが得られた。
次いで、実施例４と同様に、窒化クロムからなるバッファー層を吸収体パターンに従ってドライエッチングにより除去した。
【００６５】
以上のようにして本実施例の反射型マスクを得た。得られた反射型マスクに対し、波長２５７ｎｍの検査光を用いて再度吸収体パターンの確認検査を行ったところ、検査光に対するＥＵＶ反射層の反射率と低反射層上の反射率との比は１：０．１７であり、コントラスト値は７１％であり、確認検査においても十分なコントラストが得られた。また、得られた反射型マスクに対し、波長１３．４ｎｍ、入射角５度のＥＵＶ光により反射率を測定したところ、６５％と良好な反射特性を有していた。
さらに、本実施例の反射型マスクを用い、実施例１と同様の方法で図８に示す半導体基板への露光転写を行った結果、十分な露光特性を有していることを確認した。すなわち、本実施例のＥＵＶ反射型マスクの精度は７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下であることが確認できた。
【００６６】
（実施例６）
本実施例は、低反射層としてタンタルホウ素合金の酸化物（ＴａＢＯ）膜を使用した点が実施例４との相違点である。
実施例４と同様にして、基板１１上にＥＵＶ光の反射層１２、バッファー層１３及びＥＵＶ光の吸収体層１４を成膜した。
次に、ＥＵＶ光吸収体層１４の上に低反射層１５として、タンタルホウ素合金の酸化物（ＴａＢＯ）膜を１２ｎｍの厚さに形成した。このＴａＢＯ膜は、ＤＣマグネトロンスパッタ法によって、Ｔａ及びＢを含むターゲットを用いて、Ａｒに酸素を３０％添加して成膜した。ＥＵＶ光吸収体層の形成と低反射層の形成の間はＤＣパワーを一旦停止させ、成膜に使用するガスを切り変えた。ここで成膜された低反射層のＴａＢＯ膜の組成比は、Ｔａは０．４、Ｂは０．１、Ｏは０．５とした。ＴａＢＯ膜の結晶状態はアモルファスであった。なお、吸収体層の下層と上層の成膜は同一成膜室内で同一ターゲットを用い、ガスの種類を変えて連続的に行った。
このＴａＢＯ膜の波長２５７ｎｍの光における屈折率は２．５、消衰係数は０．３である。また、波長１３．４ｎｍのＥＵＶ光に対する吸収係数は０．０３５である。このＴａＢＯ膜の表面粗さは０．２５ｎｍＲｍｓであり、非常に平滑であった。
【００６７】
このようにして得られた低反射層上での波長２５７ｎｍの光に対する反射率は５％であった。また、ＥＵＶ光吸収体層と低反射層の全応力は１００ｎｍ換算で−５０ＭＰａであった。
以上のようにして本実施例の反射型マスクブランクスを得た。
次に、この作製したマスクブランクスを用いて実施例１と同様にデザインルールが０．０７μｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有するＥＵＶ反射型マスクを作製した。
まず実施例１と同様の方法で低反射層及び吸収体層に吸収体パターンを形成した。ここで、波長２５７ｎｍの光を検査光として吸収体パターンの検査を行った。検査光に対するバッファー層の反射率と低反射層上の反射率との比は１：０．１０であり、コントラスト値は８２％であり、検査において十分なコントラストが得られた。
次いで、実施例４と同様に、窒化クロムからなるバッファー層を吸収体パターンに従ってドライエッチングにより除去した。
以上のようにして本実施例の反射型マスクを得た。得られた反射型マスクに対し、波長２５７ｎｍの検査光を用いて再度吸収体パターンの確認検査を行ったところ、検査光に対するＥＵＶ反射層の反射率と低反射層上の反射率との比は１：０．０８であり、コントラスト値は８５％であり、確認検査においても十分なコントラストが得られた。また、得られた反射型マスクに対し、波長１３．４ｎｍ、入射角５度のＥＵＶ光により反射率を測定したところ、６５％と良好な反射特性を有していた。
さらに、本実施例の反射型マスクを用い、実施例１と同様の方法で図８に示す半導体基板への露光転写を行った結果、十分な露光特性を有していることを確認した。すなわち、本実施例のＥＵＶ反射型マスクの精度は７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下であることが確認できた。
【００６８】
（実施例７）
実施例４と同様に、ガラス基板上に、Ｍｏ／Ｓｉ反射多層膜及び、ＣｒＮバッファー層５０ｎｍ及び、ＴａＢＮ膜５０ｎｍからなる吸収体下層を形成した。
次に、上層の低反射層として、ＭｏとＳｉとＮからなる膜（ＭｏＳｉＮ）を１０ｎｍの厚さに形成した。成膜方法は、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、ＳｉとＭｏを含むターゲットを用い、アルゴンと窒素を含むガスを使用した。得られたＭｏＳｉＮ膜の組成は、Ｍｏ：Ｓｉ：Ｎ＝２３：２７：５０であり、結晶状態はアモルファスであった。
又、波長２６０ｎｍの光における屈折率は２．５６、消衰係数は０．９７、波長１９０ｎｍの光における屈折率は２．３９、消衰係数は１．０５である。又、ＭｏＳｉＮ膜表面における表面粗さは、０．２５ｎｍＲｍｓと非常に平滑であった。又、波長２５７ｎｍの検査光に対するＭｏＳｉＮ膜表面の反射率は、１７％であった。
このようにして、本実施例の反射型マスクブランクスを得た。
次に、このマスクブランクスを用いて、デザインルールが０．０７μｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有する反射型マスクを作製した。
まず、実施例１と同様にして、低反射層上に、レジストパターンを形成した。続いて、フッ素ガスを用いたドライエッチングにより、ＭｏＳｉＮ低反射層をレジストパターンに沿ってパターン状に形成し、吸収体下層のＴａＢＮ膜の一部を露出させた。
【００６９】
次に、露出したＴａＢＮ膜を塩素ガスを用いたドライエッチングで、ＭｏＳｉＮ膜と同一のパターン状に形成し、ＣｒＮバッファー層の一部を露出させた。
ここで、実施例１と同様にして、波長２５７ｎｍの検査光を用いて、吸収体パターンの検査を行った。吸収体層表面と、バッファー層表面での検査光に対する反射率の比は、１：３であり、コントラスト値は５０％と十分なコントラストが得られた。
実施例１と同様に、欠陥の修正をＦＩＢを用いて行った後、露出したＣｒＮバッファー層を塩素と酸素を用いたドライエッチングで吸収体と同一パターン状に除去した。
以上のようにして、本実施例の反射型マスクが得られた。
この反射型マスクに対し、波長２５７ｎｍの検査光を用いて、パターンの最終検査を行った。吸収体層表面と、多層反射膜表面での検査光に対する反射率の比は、１：３．５であり、コントラスト値は５６％と十分なコントラストが得られた。
実施例１と同様に、本実施例の反射型マスクを用いてレジスト付半導体基板（シリコンウエハ）にパターンの転写を行った所、本実施例の反射型マスクの精度は、７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下である事が確認できた。
【００７０】
（実施例８）
実施例４と同様に、ガラス基板上に、Ｍｏ／Ｓｉ反射多層膜及び、ＣｒＮバッファー層５０ｎｍ及び、ＴａＢＮ膜５０ｎｍからなる吸収体下層を形成した。
次に、上層の低反射層として、ＭｏとＳｉとＯとＮからなる膜（ＭｏＳｉＯＮ）を２０ｎｍの厚さに形成した。成膜方法は、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、ＳｉとＭｏを含むターゲットを用い、アルゴンと窒素と酸素を含むガスを使用した。得られたＭｏＳｉＯＮ膜の組成は、Ｍｏ：Ｓｉ：Ｏ：Ｎ＝１９：１９：１９：４３であり、アモルファス構造であった。又、波長２６０ｎｍの光における屈折率は２．０１、消衰係数は０．４６、波長１９０ｎｍの光における屈折率は１．９１、消衰係数は０．５２である。
又、ＭｏＳｉＯＮ膜表面における表面粗さは、０．２５ｎｍＲｍｓと非常に平滑であった。波長２５７ｎｍの検査光に対するＭｏＳｉＯＮ膜表面の反射率は４．４％であった。
このようにして、本実施例の反射型マスクブランクスを得た。
次に、このマスクブランクスを用いて、デザインルールが０．０７μｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有する反射型マスクを作製した。
まず、実施例１と同様にして、低反射層上に、レジストパターンを形成した。続いて、フッ素ガスを用いたドライエッチングにより、ＭｏＳｉＯＮ低反射層をレジストパターンに沿ってパターン状に形成し、吸収体下層のＴａＢＮ膜の一部を露出させた。
次に、露出したＴａＢＮ膜を塩素ガスを用いたドライエッチングで、ＭｏＳｉＯＮ膜と同一のパターン状に形成し、ＣｒＮバッファー層の一部を露出させた。
【００７１】
ここで、実施例１と同様にして、波長２５７ｎｍの検査光を用いて、吸収体パターンの検査を行った。吸収体層表面と、バッファー層表面での検査光に対する反射率の比は、１：１２であり、コントラスト値は８４％と、良好なコントラストが得られた。
実施例１と同様に、欠陥の修正をＦＩＢを用いて行った後、露出したＣｒＮバッファー層を塩素と酸素を用いたドライエッチングで吸収体と同一パターン状に除去した。
以上のようにして、本実施例の反射型マスクが得られた。
この反射型マスクに対し、波長２５７ｎｍの検査光を用いて、パターンの最終検査を行った。吸収体層表面と、多層反射膜表面での検査光に対する反射率の比は、１：１４であり、コントラスト値は８６％と良好なコントラストが得られた。又、実施例１と同様に、本実施例の反射型マスクを用いてレジスト付半導体基板（シリコンウエハ）にパターンの転写を行った所、本実施例の反射型マスクの精度は、７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下である事が確認できた。
【００７２】
（実施例９）
実施例４と同様に、ガラス基板上に、Ｍｏ／Ｓｉ反射多層膜及び、ＣｒＮバッファー層５０ｎｍ及び、ＴａＢＮ膜５０ｎｍからなる吸収体下層を形成した。
次に、上層の低反射層として、酸化クロム膜（ＣｒＯ）を２０ｎｍの厚さに形成した。成膜方法は、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、Ｃｒを含むターゲットを用い、アルゴンと酸素を含むガスを使用した。得られたＣｒＯ膜の組成は、Ｃｒ：Ｏ＝４６：５４であった。又、波長２６０ｎｍの光における屈折率は２．３７、消衰係数は０．７２、波長１９０ｎｍの光における屈折率は１．９１、消衰係数は１．１３である。
又、ＣｒＯ膜表面における表面粗さは、０．３ｎｍＲｍｓであった。波長２５７ｎｍの検査光に対するＣｒＯ膜表面の反射率は１４％であった。
このようにして、本実施例の反射型マスクブランクスを得た。
次に、このマスクブランクスを用いて、デザインルールが０．０７μｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有する反射型マスクを作製した。
まず、実施例１と同様にして、低反射層上に、レジストパターンを形成した。続いて、塩素と酸素を用いたドライエッチングにより、ＣｒＯ低反射層をレジストパターンに沿ってパターン状に形成し、吸収体下層のＴａＢＮ膜の一部を露出させた。
次に、露出したＴａＢＮ膜を塩素ガスを用いたドライエッチングで、ＣｒＯ膜と同一のパターン状に形成し、ＣｒＮバッファー層の一部を露出させた。
【００７３】
ここで、実施例１と同様にして、波長２５７ｎｍの検査光を用いて、吸収体パターンの検査を行った。吸収体層表面と、バッファー層表面での検査光に対する反射率の比は、１：３．７であり、コントラスト値は５８％と、十分なコントラストが得られた。
実施例１と同様に、欠陥の修正をＦＩＢを用いて行った後、露出したＣｒＮバッファー層を塩素と酸素を用いたドライエッチングで吸収体と同一パターン状に除去した。
以上のようにして、本実施例の反射型マスクが得られた。
この反射型マスクに対し、波長２５７ｎｍの検査光を用いて、パターンの最終検査を行った。吸収体層表面と、多層反射膜表面での検査光に対する反射率の比は、１：４．３であり、コントラスト値は６２％と良好なコントラストが得られた。
又、実施例１と同様に、本実施例の反射型マスクを用いてレジスト付半導体基板（シリコンウエハ）にパターンの転写を行った所、本実施例の反射型マスクの精度は、７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下である事が確認できた。
【００７４】
（実施例１０）
実施例４と同様に、ガラス基板上に、Ｍｏ／Ｓｉ反射多層膜及び、ＣｒＮバッファー層５０ｎｍ及び、ＴａＢＮ膜５０ｎｍからなる吸収体下層を形成した。
次に、上層の低反射層として、ＳｉとＯとＮからなる膜（ＳｉＯＮ）を２２ｎｍの厚さに形成した。成膜方法は、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、Ｓｉターゲットを用い、アルゴンと酸素と窒素を含むガスを使用した。得られたＳｉＯＮ膜の組成は、Ｓｉ：Ｏ：Ｎ＝２８：６２：１０であった。又、波長２６０ｎｍの光における屈折率は１．７４、消衰係数は０．００１８、波長１９０ｎｍの光における屈折率は１．８６、消衰係数は０．０４６５である。
又、ＳｉＯＮ膜表面における表面粗さは、０．３ｎｍＲｍｓであった。波長２５７ｎｍの検査光に対するＳｉＯＮ膜表面の反射率は、５％であった。
このようにして、本実施例の反射型マスクブランクスを得た。
次に、このマスクブランクスを用いて、デザインルールが０．０７μｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有する反射型マスクを作製した。
まず、実施例１と同様にして、低反射層上に、レジストパターンを形成した。続いて、フッ化物を含むガスを用いたドライエッチングにより、ＳｉＯＮ低反射層をレジストパターンに沿ってパターン状に形成し、吸収体下層のＴａＢＮ膜の一部を露出させた。
次に、露出したＴａＢＮ膜を塩素ガスを用いたドライエッチングで、ＳｉＯＮ膜と同一のパターン状に形成し、ＣｒＮバッファー層の一部を露出させた。
【００７５】
ここで、実施例１と同様にして、波長２５７ｎｍの検査光を用いて、吸収体パターンの検査を行った。吸収体層表面と、バッファー層表面での検査光に対する反射率の比は、１：１０．４であり、コントラスト値は８２％と、良好なコントラストが得られた。
実施例１と同様に、欠陥の修正をＦＩＢを用いて行った後、露出したＣｒＮバッファー層を塩素と酸素を用いたドライエッチングで吸収体と同一パターン状に除去した。
以上のようにして、本実施例の反射型マスクが得られた。
この反射型マスクに対し、波長２５７ｎｍの検査光を用いて、パターンの最終検査を行った。吸収体層表面と、多層反射膜表面での検査光に対する反射率の比は、１：１２であり、コントラスト値は８５％と良好なコントラストが得られた。又、実施例１と同様に、本実施例の反射型マスクを用いてレジスト付半導体基板（シリコンウエハ）にパターンの転写を行った所、本実施例の反射型マスクの精度は、７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下である事が確認できた。
【００７６】
（実施例１１）
実施例４と同様にして、基板上にＭｏ／Ｓｉ周期積層膜からなるＥＵＶ光の反射層及び、窒化クロム膜からなるバッファー層を形成した。
次に、吸収体層の下層として、タンタルホウ素合金の窒化物（ＴａＢＮ）膜を形成した。このＴａＢＮ膜は、Ｔａ及びＢを含むターゲットを用いて、Ａｒに窒素を１０％添加したガスを用い、ＤＣマグネトロンスパッタ法で形成した。ＴａＢＮ膜を約５０ｎｍ形成したところで、ＤＣを印加したまま、Ａｒと窒素ガスの供給を１０秒の間に徐々に減らして停止すると同時に、排気を行わずに、この１０秒間でＡｒに酸素を３０％まで添加して、同一成膜室内で、同一ターゲットによる成膜を続行した。酸素を導入後、約１５ｎｍ成膜を行った。形成された吸収体層表面の粗さは、０．２５ｎｍＲｍｓであり、非常に平滑であった。吸収体層の結晶構造はアモルファスであった。
又、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）で、吸収体層の膜厚方向の窒素及び酸素組成を分析したところ、図１２に示すようであり、上層と下層の間に、下層の組成から上層の組成に連続的に組成が変化する中間領域が形成されていることが分かった。この中間領域の厚さは、５ｎｍ程度であった。中間領域においては、下層側から上層側に向かい、徐々に窒素が減少すると共に、酸素の含有量が増大し、連続的に組成が変化していた。又、バッファー層側の下層の組成は、Ｔａ：Ｂ：Ｎ＝０．５：０．１：０．４のＴａＢＮ膜であり、吸収体層の表面近傍の上層は、Ｔａ：Ｂ：Ｏ＝０．４：０．１：０．５のＴａＢＯ膜であった。
【００７７】
波長２５７ｎｍの検査光に対するこの吸収体層表面の反射率は５％であった。又、上層のＴａＢＯ膜の波長２５７ｎｍに対する屈折率は２．５、消衰係数は０．３である。
以上のようにして、本実施例の反射型マスクブランクスを得た。
次に、この反射型マスクブランクスを用いて、デザインルールが０．０７μｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有する反射型マスクを作製した。
まず、実施例１と同様にして、低反射層上に、レジストパターンを形成した。続いて、塩素を含むガスを用いたドライエッチングにより、吸収体層をレジストパターンに沿ってパターン状に形成した。吸収体層の上層、中間領域、及び下層を連続的にドライエッチングでパターニングし、ＣｒＮバッファー層の一部を露出させた。上層と下層の間に連続的な組成変化を有する中間領域を有していたため、吸収体層は、断面形状に段差の無い連続的な良好な矩形形状にパターン形成できた。
ここで、実施例１と同様にして、波長２５７ｎｍの検査光を用いて、吸収体パターンの検査を行った。吸収体層表面と、バッファー層表面での検査光に対する反射率の比は、１：１０．４であり、コントラスト値は８２％と良好なコントラストが得られた。
【００７８】
実施例１と同様に、欠陥の修正をＦＩＢを用いて行った後、露出したＣｒＮバッファー層を塩素と酸素を用いたドライエッチングで吸収体と同一パターン状に除去した。
以上のようにして、本実施例の反射型マスクが得られた。
この反射型マスクに対し、波長２５７ｎｍの検査光を用いて、パターンの最終検査を行った。吸収体層表面と、多層反射膜表面での検査光に対する反射率の比は、１：１２であり、コントラスト値は８５％と良好なコントラストが得られた。又、実施例１と同様に、本実施例の反射型マスクを用いてレジスト付半導体基板（シリコンウエハ）にパターンの転写を行った所、本実施例の反射型マスクの精度は、７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下である事が確認できた。
【００７９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、基板上に、ＥＵＶ領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層、及びこの露光光を吸収する吸収体層を有し、この吸収体層は、ＥＵＶ領域を含む短波長域の露光光吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の低反射層を上層とした少なくとも二層構造とし、且つ、上層の低反射層として特定の材料を選択することにより、形成される反射型マスク表面の吸収体層を、露光光を吸収する層とマスクパターン検査光波長に対する反射率の小さい層とにそれぞれ機能を分離することができ、これによって十分な露光光吸収機能を有し、かつ吸収体パターン表面での検査光波長に対する反射率を著しく低下させ、その結果、この最上層の吸収体パターン表面とこのパターンのない部分の反射層表面との検査光波長に対する反射率の差が大きくなり、パターン検査時のコントラストが十分得られるようになるため、従来の深紫外領域の光を検査光とするマスク検査機を使用してマスクパターンの正確かつ迅速な検査が可能になる。
【００８０】
また、上記吸収体層における下層の露光光吸収体層として、上層の低反射層の材料を考慮して特定の物質を選択することにより、本発明の効果がより一層発揮される。
また、吸収体層の下層と上層の間に、下層の組成から上層の組成へと連続的に組成が変化する中間領域を有することにより、吸収体層にパターンを形成する際に、上層と下層との間に境界を生じず、滑らかな断面構造を有するパターンが得られやすく、また上層と下層の密着性が向上する。
また、露光光の反射層と吸収体層との間にバッファー層を設けることにより、吸収体層へのパターン形成時に反射層を保護することが出来る。本発明では、このようなバッファー層を有する場合においても、吸収体パターン表面での検査光波長に対する反射率を著しく低下させるため、この最上層の吸収体パターン表面とこのパターンのない部分に露出したバッファー層表面との検査光波長に対する反射率の差を大きく取れ、パターン検査時に十分なコントラストが得られる。
【００８１】
また、本発明の反射型マスクブランクスは、基板上に、露光光を反射する反射層と、露光光吸収体層と、その上に検査光の低反射層を形成することにより製造されるので、周知の成膜方法を適用でき、製造が容易で、安価なマスクブランクスを提供できる。そして、上層の低反射層と下層の吸収体層の形成を同一成膜室内で連続的に行うことにより、基板を成膜室外に取り出したり、放置したりしないため、界面への不純物の吸着や、変質が起こらず良好な界面が得られ、再現性・制御性良く吸収体層が形成でき、又、成膜工程が複雑にならないという利点も得られる。
また、露光光吸収体層を形成した後、その吸収体層の表面を処理することにより検査光の低反射層を形成することで、成膜条件の変更等に要する時間を短縮でき、作業の簡略化と作業時間の短縮を図れる。
また、本発明の反射型マスクは、マスクブランクスにおける少なくとも吸収体層をパターン状に形成することにより製造されるが、周知のパターニング手段を適用して容易に製造でき、安価な反射型マスクを提供できる。
また、本発明の反射型マスクを用いて半導体基板上にパターンを転写することにより、高精度のパターンが形成された半導体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るマスクブランクスの一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】本発明に係る反射型マスクの一実施形態を示す概略断面図である。
【図３】低反射層として様々な屈折率ｎ及び消衰係数ｋを有する材料を１０ｎｍで形成した場合における１９０ｎｍの検査波長での反射率Ｒをｎとｋを軸としてプロットした図である。
【図４】低反射層として様々な屈折率ｎ及び消衰係数ｋを有する材料を１０ｎｍで形成した場合における２６０ｎｍの検査波長での反射率Ｒをｎとｋを軸としてプロットした図である。
【図５】低反射層として様々な屈折率ｎ及び消衰係数ｋを有する材料を２０ｎｍで形成した場合における１９０ｎｍの検査波長での反射率Ｒをｎとｋを軸としてプロットした図である。
【図６】低反射層として様々な屈折率ｎ及び消衰係数ｋを有する材料を２０ｎｍで形成した場合における２６０ｎｍの検査波長での反射率Ｒをｎとｋを軸としてプロットした図である。
【図７】本発明の反射型マスクの製造工程を示す概略断面図である。
【図８】反射型マスクを用いたパターン転写装置の概略構成図である。
【図９】本発明の実施例１及び従来の反射型マスクにおける１９０ｎｍから６９０ｎｍまでの波長の光に対する反射率の値を示す図である。
【図１０】本発明の実施例２及び従来の反射型マスクにおける１９０ｎｍから６９０ｎｍまでの波長の光に対する反射率の値を示す図である。
【図１１】本発明の実施例３及び従来の反射型マスクにおける１９０ｎｍから６９０ｎｍまでの波長の光に対する反射率の値を示す図である。
【図１２】実施例１１における吸収体層の膜厚方向の窒素及び酸素組成図である。
【図１３】従来の反射型マスクの製造工程を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１ マスクブランクス
２ 反射型マスク
１１ 基板
１２ 反射層
１３ バッファー層
１４ 露光光吸収体層
１５ 低反射層
１６ 吸収体層
２１ ピンホール欠陥
２２ エッチング不足欠陥
２６ 反射層パターン
３１ ＥＵＶ光
５０ パターン転写装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、極端紫外光などの短波長域の露光光を使用するリソグラフィー法において好ましく用いられる反射型マスク及びマスクブランクス並びにそれらの製造方法に関するもので、詳しくはマスクパターンの検査を正確かつ迅速に行うことを可能とする反射型マスク等に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体メモリーや超ＬＳＩ（大規模集積回路）等において見られるように、半導体製品の高集積化に伴い、フォトリソグラフィー法の転写限界を上回る微細パターンが必要とされている。そこで、このような微細パターンの転写を可能とするため、より波長の短い極端紫外光（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ、以下、ＥＵＶ光と称す）などを用いたリソグラフィー法が提案されている。
ところで、ＥＵＶ光やＸ線などの短波長域での露光用マスクとして使用される反射型マスクが従来提案されている。この反射型マスクの基本構造は、たとえばＳｉや石英などの基板上に、ＥＵＶ光やＸ線などを反射する反射層、その上にＥＵＶ光やＸ線などを吸収する吸収体パターンを有している。反射層としては少なくとも２種類の物質の薄膜が交互に積層された多層膜が一般的である。そして、マスクの垂直方向より数度（通常は２〜５度）傾斜した方向からマスクに露光光が入射され、吸収体パターンのある部分では露光光は吸収され、それ以外の部分では露光光は反射層で反射されるため、吸収体パターンを反映した反射像が形成される。この反射像を適当な光学系を介してシリコンウエハ上に縮小投影することにより転写が行われる。
【０００３】
また、このような反射型マスクの基本構造に加え、上記反射層と吸収体との間に中間層を設ける構成が、特開平７−３３３８２９号や同８−２１３３０３号等の公報に開示されている。つまり、吸収体をパターン形成する際、特にエッチング時に下層の反射層がエッチング損傷を受けないように反射層を保護することを目的として中間層が設けられる。
ここで、ＥＵＶ光（例えば波長１３．４ｎｍ程度の軟Ｘ線領域にあるＥＵＶ光）を露光光とするリソグラフィーに用いる反射型マスクの製造方法について図１３を参照しながら説明する。図１３は従来の反射型マスクの製造工程を順に示す概略断面図である。
石英などの基板１１上に、順次、ＥＵＶ光の反射層（以下、ＥＵＶ反射層と称す）である積層膜１２、その上に吸収体パターン形成工程におけるＥＵＶ反射層の保護を目的としたバッファー層（上述の中間層に対応）１３、さらにその上にＥＵＶ光を吸収する吸収体層（以下、ＥＵＶ吸収体層と称す）１４を成膜したマスクブランクス１０１を作製する（図１３（ａ）参照）。
【０００４】
次に、ＥＵＶ光の吸収体であるＥＵＶ吸収体層１４を加工して所定のパターンを有するＥＵＶ吸収体パターンを形成する（同図（ｂ）参照）。
次いで、このＥＵＶ吸収体パターンが設計通りに形成されているかどうかの検査を実施する。このパターン検査の結果、例えばここでは同図（ｂ）に示すように、パターン形成時におけるレジスト層への異物付着などに起因するピンホール欠陥（白欠陥ともいう）２１と、エッチング不足欠陥（黒欠陥ともいう）２２が発生した場合、ピンホール欠陥２１については集束イオンビーム（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ， ＦＩＢ）アシストデポジション法により炭素膜２３をピンホールに堆積させて修復する。またエッチング不足欠陥２２についてはＦＩＢ励起のガスアシストエッチングにより残留部分２２ａを除去して修復することにより吸収体層１４の除去部分２５を得るが、このときの照射によるエネルギーによってバッファー層１３表面にはダメージ部分２４（ＦＩＢにより除去された部分２４ａ及びＦＩＢイオンが入り込んだ部分２４ｂ）が存在する（同図（ｃ）参照）。
【０００５】
その後、このＥＵＶ吸収体層１４が除去された部分２５に対応するバッファー層１３を除去したパターン２６を形成することによりＥＵＶ光用の反射型マスクとなる（同図（ｄ）参照）。
この反射型マスクにＥＵＶ光３１で露光すると吸収体パターンのある部分では吸収され、それ以外の吸収体１４およびバッファー層１３を除去した部分では露出した反射層１２でＥＵＶ光３１が反射されることにより（同図（ｅ）参照）、ＥＵＶ光によるリソグラフィー用のマスクとして使用することが出来る。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−３３３８２９号公報
【特許文献２】
特開平８−２１３３０３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のマスク作製工程において、ＥＵＶ吸収体層１４にパターンを形成した後、このＥＵＶ吸収体パターンが設計通りに形成されているかどうかの検査を実施することは上述したとおりであるが、このマスクパターンの検査では通常２５７ｎｍ程度の光を使用した検査機が使用される。つまり、この２５７ｎｍ程度の光をマスクに当てて、その反射像のパターンを検査している。そして、このマスクパターンの検査は、前述したように表面のＥＵＶ吸収体層１４のパターン形成工程終了後（図１３（ｂ）の工程）に実施し、その検査結果に基づいて必要なパターンの修復を行っている。したがって、具体的には、上記検査に使用する光（以下、検査光と称す）をマスクに当てたとき、表面の吸収体がパターニングにより除去されて露出したバッファー層１３表面と、パターンが残っている吸収体表面との反射率の差によって検査が行われるので、検査光の波長に対するバッファー層表面と吸収体表面との反射率の差が小さいと検査時のコントラストが悪くなり、正確な検査が出来ないことになる。
【０００８】
ところで、従来の反射型マスクの場合、例えば表面のＥＵＶ吸収体としてタンタルや窒化タンタル膜、バッファー層としてＳｉＯ２膜などで構成するのが代表的であるが、波長２５７ｎｍなどの検査光に対して吸収体表面の反射率とバッファー層表面の反射率との差が小さく、検査時のコントラストが十分得られないため、その結果マスク検査においてパターンの欠陥を十分判別できず、正確な欠陥検査を行えないという問題があった。
また、電子線を使用した電子顕微鏡による検査では、照射電子線によるＥＵＶ吸収膜の損傷が発生し実用化は困難である。
また、マスクパターンの検査にＥＵＶ光波長である例えば前述の１３．４ｎｍ程度の光を使用する方法が提案されているが、検査機にＥＵＶ光源を設置することは、非常に大きな設備費用が必要となり、しかも従来の紫外光波長を使用する検査機に比べて大気中での吸収を回避するために光学系全てを真空に保持する構造が必要となり、パターン検査工程が大規模かつ複雑になる。さらに真空排気時間によるスループットが低下するという問題がある。
本発明はこのような従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、正確かつ迅速なマスクパターン検査を可能とする反射型マスク及びマスクブランクス及びそれらの製造方法、並びにこの反射型マスクを用いた半導体の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために鋭意研究の結果、従来のマスク表面の吸収体層を露光光を吸収する層とマスクパターン検査波長に対する反射率の小さい層とにそれぞれ機能を分離して積層構成することによりパターン検査時のコントラストが十分得られるようになることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、第１の発明は、基板上に、順に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層及び露光光を吸収する吸収体層を有してなるマスクブランクスであって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であり、前記上層が、タンタル（Ｔａ）とホウ素（Ｂ）と窒素（Ｎ）を含む材料からなり、ＴａとＢとＮの組成が、Ｂが５ａｔ％〜３０ａｔ％であり、且つ、ＴａとＮの組成比（Ｔａ：Ｎ）が８：１〜２：７の範囲である事を特徴とする反射型マスクブランクスである。
第２の発明は、基板上に、順に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層及び露光光を吸収する吸収体層を有してなるマスクブランクスであって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であり、前記上層が、タンタル（Ｔａ）とホウ素（Ｂ）と窒素（Ｎ）を含み、結晶状態がアモルファスである材料である事を特徴とする反射型マスクブランクスである。
【００１０】
第３の発明は、基板上に、順に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層及び露光光を吸収する吸収体層を有してなるマスクブランクスであって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であり、前記上層が、タンタル（Ｔａ）とホウ素（Ｂ）と酸素（Ｏ）とを含む材料からなることを特徴とする反射型マスクブランクスである。
第４の発明は、前記上層の低反射層を形成する材料は、更に窒素（Ｎ）を含む事を特徴とする第３の発明に記載の反射型マスクブランクスである。
第５の発明は、前記上層の低反射層を形成する材料は、ホウ素（Ｂ）を５〜２５ａｔ％の範囲で含むことを特徴とする第２乃至４の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
第６の発明は、基板上に、順に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層及び露光光を吸収する吸収体層を有してなるマスクブランクスであって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であり、前記上層が、Ｔａ及び、Ｓｉ又はＧｅの少なくとも一方、及び、窒素又は酸素の少なくとも一方を含む材料であることを特徴とする反射型マスクブランクスである。
【００１１】
第７の発明は、基板上に、順に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層及び露光光を吸収する吸収体層を有してなるマスクブランクスであって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であり、前記上層が、Ｔａと窒素と酸素とを含む材料で形成されていることを特徴とする反射型マスクブランクスである。
第８の発明は、前記吸収体層を形成する材料の結晶状態は、アモルファスであることを特徴とする第３乃至７の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
第９の発明は、基板上に、順に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層及び露光光を吸収する吸収体層を有してなるマスクブランクスであって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であり、前記上層の低反射層は、クロム、マンガン、コバルト、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、モリブデン、パラジウム、銀、カドミウム、錫、アンチモン、テルル、沃素、ハフニウム、タングステン、チタン、金及びこれらの元素を含む合金から選ばれる少なくとも一種の物質の窒化物、酸化物、酸窒化物、あるいは、これらに更に珪素を含む材料、又は、珪素の酸窒化物から選ばれる少なくとも一種の物質で構成することを特徴とする反射型マスクブランクスである。
【００１２】
第１０の発明は、前記吸収体層における下層の露光光の吸収体は、前記上層に含まれる金属元素又は該金属元素を含む合金、或いは、該金属元素又は該金属元素を含む合金と窒素及び／又は酸素を含む物質から選ばれる少なくとも一種の物質で構成することを特徴とする第９の発明に記載の反射型マスクブランクスである。
第１１の発明は、前記吸収体層の下層が、Ｔａを含む材料である事を特徴とする第１乃至９の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
第１２の発明は、前記吸収体層の下層が、Ｔａと少なくともＢを含む材料であることを特徴とする第１１の発明に記載の反射型マスクブランクスである。
第１３の発明は、前記吸収体層の下層と上層との間に、下層の組成から上層の組成へと連続的に組成が変化する中間領域を有することを特徴とする第１乃至１２の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
第１４の発明は、前記反射層と吸収体層との間に、前記吸収体層へのパターン形成時に前記反射層を保護するためのバッファー層を備えていることを特徴とする第１乃至１３の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
第１５の発明は、前記吸収体層の下層がＴａを含む物質で形成され、前記バッファー層が、Ｃｒ又はＣｒを主成分とする物質で形成されていることを特徴とする第１４の発明に記載の反射型マスクブランクスである。
【００１３】
第１６の発明は、前記吸収体層に形成されるパターンの検査に用いられる光の波長に対する前記反射層表面での反射光と、前記吸収体層表面での反射光のコントラストが、４０％以上であることを特徴とする第１乃至１５の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
第１７の発明は、前記反射層と吸収体層との間に、前記吸収体層へのパターン形成時に前記反射層を保護するためのバッファー層を備えており、吸収体層に形成されるパターンの検査に用いられる光の波長に対する前記バッファー層表面での反射光と、前記吸収体層表面での反射光のコントラストが、４０％以上であることを特徴とする第１乃至１６の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
第１８の発明は、前記吸収体層に形成されるパターンの検査に用いられる光の波長に対する、前記吸収体層表面の反射率が２０％以下であることを特徴とする第１乃至１７の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
第１９の発明は、前記吸収体層表面の表面粗さが、０．５ｎｍＲｍｓ以下であることを特徴とする第１乃至１８の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
第２０の発明は、前記吸収体層の上層を形成する物質の、検査光の波長における屈折率ｎと消衰係数ｋが、ｎが１．５〜３．５で且つｋが０．７以下の条件を満たすことを特徴とする第１乃至１９の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
【００１４】
第２１の発明は、前記上層である低反射層の膜厚が、検査光の波長に対する吸収体層表面の反射率と低反射層の膜厚との関係に基づいて、検査光波長に対する吸収体表面の反射率が極小になるように選択されていることを特徴とする第１乃至２０の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスである。
第２２の発明は、前記上層である低反射層の膜厚が５〜３０ｎｍであることを特徴とする第２１の発明に記載の反射型マスクブランクスである。
第２３の発明は、第１乃至２２の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスの吸収体層がパターン状に形成されたことを特徴とする反射型マスクである。第２４の発明は、基板上に、順に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層及び露光光を吸収する吸収体層を有してなる反射型マスクブランクスの製造方法であって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であり、前記吸収体層の下層の形成と、上層の形成を同一成膜室内で連続的に行うことを特徴とする反射型マスクブランクスの製造方法である。
第２５の発明は、前記上層と下層にはそれぞれ金属元素が含まれており、これらの金属元素が同一であることを特徴とする第２４の発明に記載の反射型マスクブランクスの製造方法である。
【００１５】
第２６の発明は、前記吸収体層の上層と下層の形成はスパッタリング法で行い、上層と下層の形成において前記金属元素を含む同一のターゲットを用い、成膜に使用するガスを変えることを特徴とする第２５の発明に記載の反射型マスクブランクスの製造方法である。
第２７の発明は、第１乃至２２の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスの製造方法であって、基板上に、極端紫外線領域を含む短波長領域の露光光を反射する反射層を形成する工程と、該反射層上に、前記露光光を吸収する吸収体層を形成する工程と、該吸収体層の表面を処理することにより、吸収体層の表面近傍に、マスクパターンの検査に使用する検査光に対する低反射層を形成することを特徴とする反射型マスクブランクスの製造方法である。
第２８の発明は、第１乃至２２の発明の何れかに記載の反射型マスクブランクスにおける少なくとも低反射層及び露光光吸収体層をパターン状に形成する工程を有することを特徴とする反射型マスクの製造方法である。
第２９の発明は、第２３の発明に記載の反射型マスクを用いて、半導体基板上にパターンを転写することを特徴とする半導体の製造方法である。
【００１６】
本発明の反射型マスクは、ＥＵＶ光用のマスクとして適用される。露光光の波長はＥＵＶ光領域であり、具体的には数ｎｍ〜１００ｎｍ程度の波長領域である。そして、この最上層の低反射層は、具体的にはマスクパターン検査光の波長に対する反射率の小さい材料で形成することが出来る。
本発明は、このように吸収体層を露光光の吸収層と検査光の低反射層とに機能を分離した積層構成とすることにより、本来の露光光吸収機能を何ら損なうことなく、かつ最表面に形成された低反射層によりパターン検査波長に対する反射率を著しく低下させる。
これにより、この低反射層表面とパターン形成により吸収体層が除去されて露出した露光光の反射層表面とのパターン検査波長における反射率の差が大きくなり、検査時のコントラストが十分得られるようになるため、高コントラストの反射像パターンが形成される。
【００１７】
また、吸収体層と反射層との間にバッファー層を備える場合においては、この低反射層表面とパターン形成により吸収体層が除去されて露出したバッファー層表面とのパターン検査波長における反射率の差が大きくなり、検査時のコントラストが十分得られるようになるため、高コントラストの反射像パターンが形成される。
したがって、従来使用しているマスク検査機によりマスクパターンの正確かつ迅速な検査を可能とする。
またこのように吸収体層を露光光の吸収層と検査光の低反射層とに機能を分離することにより、露光光と検査光それぞれの波長の光の吸収、反射特性を最適化でき、より膜厚の値を小さくすることが可能であり、吸収体層を積層構成としても従来の単層構成と同等の膜厚に抑えることができる。このため、露光時のパターンのエッジ部分のぼやけを抑制することが可能であり、またパターン形成のための処理時間の短縮によりパターンダメージを最小化して品質の向上も実現できる。
【００１８】
本発明は、たとえば、以下のような構成とすることができる。
基板上に、順に、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層、マスクパターン形成時に該反射層を保護するバッファー層、及び露光光を吸収する吸収体層を有してなるマスクブランクスであって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であるマスクブランクスである。
前記吸収体層における下層の露光光の吸収体は、クロム、マンガン、コバルト、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、モリブデン、パラジウム、銀、カドミウム、錫、アンチモン、テルル、沃素、ハフニウム、タンタル、タングステン、チタン、金及びこれらの元素を含む合金、並びに、これらの元素又はこれらの元素を含む合金と窒素及び／又は酸素を含む物質から選ばれる少なくとも１種の物質で構成することができる。
前記吸収体層における上層の検査光の吸収体は、前記下層の露光光吸収体を構成する物質の窒化物、酸化物、窒化酸化物、あるいは、これらに更に珪素を含む材料から選ばれる少なくとも１種の物質で構成することができる。
【００１９】
前記マスクブランクスにおける少なくとも低反射層及び露光光吸収体層がパターン状に形成されている反射型マスクである。
基板上に、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層を形成する工程と、マスクパターン形成時に該反射層を保護するバッファー層を該反射層上に形成する工程と、前記バッファー層上に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体層を形成し、その上にマスクパターンの検査に使用する検査光に対する低反射層を形成する工程とを有するマスクブランクスの製造方法である。
前記バッファー層上に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体層を形成した後、その吸収体層の表面を処理することによりマスクパターンの検査に使用する検査光に対する低反射層を形成するマスクブランクスの製造方法である。前記露光光の吸収体層上に形成される低反射層の膜厚と、検査光の波長に対する低反射層上における反射率との関係を求め、検査光波長に対する低反射層上における反射率が極小となるように低反射層の膜厚を選定するマスクブランクスの製造方法である。
前記マスクブランクスにおける少なくとも低反射層及び露光光吸収体層をパターン状に形成する工程を有する反射型マスクの製造方法である。
前記低反射層及び露光光吸収体層をパターン状に形成した後、この低反射層及び露光光吸収体層が除去された部分のバッファー層を除去する反射型マスクの製造方法である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳述する。
図１は本発明のマスクブランクスの一実施形態を示す概略断面図、図２は本発明の反射型マスクの一実施形態を示す概略断面図である。
本発明に係るマスクブランクスの一実施形態は、図１に示すように構成されている。すなわち、基板１１上に、順に、ＥＵＶ領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層１２、マスクパターン形成時に該反射層１２を保護するバッファー層１３、及び露光光を吸収する吸収体層１６を有してなり、この吸収体層１６は、本実施形態では下層をＥＵＶ領域を含む短波長域の露光光の吸収体層１４とし、上層をマスクパターンの検査に使用する検査光に対する低反射層１５とした二層構造で構成されたマスクブランクス１である。
【００２１】
また、図２に示すように、本発明の反射型マスク２は、このようなマスクブランクス１における少なくとも前記吸収体層１６、すなわち低反射層１５及び露光光吸収体層１４がパターン状に形成されたものである。
本発明の反射型マスクは、マスク表面の吸収体層を露光光を吸収する層とマスクパターン検査波長に対する反射率の小さい層とにそれぞれ機能を分離して積層構成することにより、マスクパターン検査時のコントラストが十分得られるようにしている。
本発明の反射型マスクは、従来のフォトリソグラフィー法による転写限界を上回るより微細なパターンの転写を可能とするため、ＥＵＶ光の領域を含む短波長域の光を使用するリソグラフィーに用いられるもので、ＥＵＶ光用の反射型マスクとして使用することができる。
【００２２】
次に、各層の構成について説明する。
基板１１は、通常、石英ガラスやシリコンウエハなどを適宜光学研磨したものが用いられる。基板１１の大きさや厚みなどはマスクの設計値等により適宜決定されるもので本発明においては任意である。
露光光反射層１２は、ＥＵＶ領域を含む短波長域の露光光を反射する材質で構成されるが、当然のことながら、ＥＵＶ光などの短波長域の光に対する反射率が極めて高い材質で構成することが反射型マスクとして使用する際のコントラストを高められるので特に好ましい。たとえば、１２〜１４ｎｍ程度の軟Ｘ線領域であるＥＵＶ光の反射層としては、シリコン（Ｓｉ）とモリブデン（Ｍｏ）の薄膜を交互に積層した周期積層膜が代表的である。通常は、これらの薄膜（数ｎｍ程度の厚さ）を４０〜５０周期（層数）繰り返して積層し多層膜とする。この多層膜の成膜は、たとえばイオンビームスパッタ法やマグネトロンスパッタ法などを用いて行う。
【００２３】
バッファー層１３は、前述したように表面の露光光の吸収体層１６にマスクパターンを形成する際に下層の反射層１２がエッチング処理によるダメージを受けないようにこれを保護することを目的として設けられる。
したがってバッファー層１３の材質としては、マスク表面の吸収体層１６のエッチング処理による影響を受けにくい、つまりこのエッチング速度が吸収体層１６よりも遅くエッチングダメージを受けにくく、なお且つ後でエッチングにより除去可能な物質が選択される。たとえばＣｒ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｔａ及びこれらの窒化物、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３などの物質が好ましく、この中から吸収体層１６の材質やエッチング方法などを考慮して適宜選択する。なお、このバッファー層１３を後で除去可能としたのは、吸収体層１６をパターン状に形成した後、さらにこの吸収体層１６が除去された部分のバッファー層１３を除去して前記反射層１２表面を露出させることにより反射型マスクとして露光光の反射特性を高めることが出来、より望ましいからである。また、たとえば上記のＣｒなどの物質を選択すると、ＥＵＶ光に対する吸収特性を有しているので、バッファー層１３に露光光吸収層の機能をも持たせることが出来、その分上層の吸収体層１６の膜厚をより減らすことが可能となるため、露光時のパターンのエッジ部分のぼやけを抑制でき、またパターン形成のための処理時間の短縮によりパターンダメージを減らすことができる。ただし、この場合はパターニングにより吸収体層１６が除去された部分のバッファー層１３を除去することは必須である。
【００２４】
なお、バッファー層１３の膜厚の値は小さいことが望ましい。なぜなら、図２を参照すると明らかなように、バッファー層１３の膜厚が大きいと、反射層１２表面と吸収体層１６表面との高さの差が大きくなり、約５度程度の入射角を有するＥＵＶ露光の光路の関係からマスクパターンのエッジ部分がぼやけるという不具合が発生するためである。さらに、バッファー層１３を後でエッチングにより除去する場合においても膜厚は薄い方がその処理時間が短縮できるので望ましい。したがって、このバッファー層１３の膜厚は、１００ｎｍ以下、好ましくは８０ｎｍ以下である。
このバッファー層１３の成膜は、前述の反射層１２の場合と同様にマグネトロンスパッタ法、イオンビームスパッタ法など周知の成膜方法を用いて行うことができる。
なお、バッファー層は必要に応じて設ければよく、吸収体層へのパターン形成方法、条件によっては、反射層上に直接吸収体層を設けてもよい。
【００２５】
吸収体層１６は、すでに述べたように、下層をＥＵＶ領域を含む短波長域の露光光の吸収体層１４とし、上層をマスクパターンの検査に使用する検査光の低反射層１５とした二層構造で構成されている。本発明は、このように吸収体層１６を露光光の吸収層と検査光の低反射層とに機能を分離した積層構成としている。下層の露光光吸収体層１４は、ＥＵＶなどの短波長域の光を吸収する材質で構成される。このような露光光吸収体としては、たとえばクロム、マンガン、コバルト、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、モリブデン、パラジウム、銀、カドミウム、錫、アンチモン、テルル、沃素、ハフニウム、タンタル、タングステン、チタン、金及びこれらの元素を含む合金、並びに、これらの元素又はこれらの元素を含む合金と窒素及び／又は酸素を含む物質から選ばれる少なくとも１種の物質で構成することが好ましい。
例えば、タンタルの場合、タンタル単体（Ｔａ）、タンタル窒化物（ＴａＮ）、タンタル酸化物（ＴａＯ）、タンタルシリコン合金（ＴａＳｉ）、タンタルシリコン合金の窒化物（ＴａＳｉＮ）、タンタルホウ素合金（ＴａＢ）、タンタルホウ素合金の窒化物（ＴａＢＮ）、タンタルゲルマニウム合金（ＴａＧｅ）、タンタルゲルマニウム合金の窒化物（ＴａＧｅＮ）等が挙げられる。
【００２６】
またこの上層の検査光の低反射層１５に最低限必要とされる特性は、マスクパターン検査波長に対して低反射であること、パターン形成加工が可能であること、バッファー層をエッチング除去する際にエッチングされないこと（バッファー層とのエッチング選択比があること）である。さらに、ＥＵＶ光の吸収機能を有していると、吸収体層１６の合計膜厚を小さくできるためより好ましい。
マスクパターン検査には通常は１９０〜２６０ｎｍ程度の深紫外（Ｄｅｅｐ ＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔ）光、たとえば前記の２５７ｎｍあるいは１９３ｎｍ程度の波長の光を使用するので、このような検査光波長に対する反射率の小さい材料としては、たとえば上記の露光光吸収体を構成する物質の窒化物、酸化物、窒化酸化物、あるいは、これらに更に珪素を含む材料が挙げられる。
【００２７】
低反射層の材料として、窒化物は検査波長での反射率を下げる効果があり、また多結晶膜の場合、結晶粒径を小さくし、平滑性を向上させる効果も有する。また、酸化物は検査波長での反射率を下げる効果が上記窒化物よりも大きい。また、珪素化物は検査波長での反射率を下げる効果は少ないが、反射率が低くなる波長領域を広げる効果を有する。すなわち、窒化物や酸化物の場合は特定の波長部分のみに反射率の極小値を有するカーブが得られるが、これらの物質に更に珪素を加えると、広い波長範囲で低反射率が得られるようになる（後述の実施例１及び２における図９及び図１０参照）。このように広い波長範囲で低反射率が得られると、検査波長の変更に柔軟に対応でき、また最上層の膜厚の変化により極小値がシフトしたときにも反射率の変化が小さいため、膜厚の設計値からのずれの許容値が大きくなり、製造上の制約がゆるくなるという利点がある。
【００２８】
したがって、低反射層の材料としては化合物内に窒素又は酸素が含まれることが必要であり、上記したように前記の露光光吸収体を構成する物質の窒化物、酸化物、窒化酸化物、あるいは、これらに更に珪素を含む材料から選ばれる少なくとも１種の物質で構成することが好ましい。
なお、ホウ化物は反射率にはあまり寄与しないが、膜の結晶性（アモルファス化）に関係し膜の平滑性に寄与するため、化合物にホウ素を含めることにより低反射層の膜の平滑性が改善される。
ここで、低反射層の材料の具体例を挙げると、下層の露光光吸収体層に使用される金属の酸化物、窒化物、酸窒化物、下層の吸収体層に使用される金属とホウ素との合金の酸化物、窒化物、酸窒化物、下層の吸収体層に使用される金属と珪素との合金の酸化物、窒化物、酸窒化物、下層の吸収体層に使用される金属と珪素とホウ素との合金の酸化物、窒化物、酸窒化物等である。例えば露光光吸収体金属としてタンタルを用いる場合、タンタル酸化物（ＴａＯ）、タンタル窒化物（ＴａＮ）、タンタル酸窒化物（ＴａＮＯ）、タンタルホウ素合金の酸化物（ＴａＢＯ）、タンタルホウ素合金の窒化物（ＴａＢＮ）、タンタルホウ素合金の酸窒化物（ＴａＢＮＯ）、タンタルシリコン合金の酸化物（ＴａＳｉＯ）、タンタルシリコン合金の窒化物（ＴａＳｉＮ）、タンタルシリコン合金の酸窒化物（ＴａＳｉＯＮ）、タンタルシリコンホウ素合金の酸化物（ＴａＳｉＢＯ）、タンタルシリコンホウ素合金の窒化物（ＴａＳｉＢＮ）、タンタルシリコンホウ素合金の酸窒化物（ＴａＳｉＢＮＯ）、タンタルゲルマニウム合金の窒化物（ＴａＧｅＮ）、タンタルゲルマニウム合金の酸化物（ＴａＧｅＯ）、タンタルゲルマニウム合金の酸窒化物（ＴａＧｅＮＯ）、タンタルゲルマニウムシリコン合金の窒化物（ＴａＧｅＳｉＮ）、タンタルゲルマニウムシリコン合金の酸化物（ＴａＧｅＳｉＯ）、タンタルゲルマニウムシリコン合金の酸窒化物（ＴａＧｅＳｉＮＯ）等が挙げられる。
【００２９】
低反射層の膜厚を変化させると、反射率カーブの極小値の位置がシフトする。例えば、ＴａＯやＴａＳｉＯＮ等のタンタル系又はモリブデン系の場合、膜厚を厚くすると長波長側にシフトする傾向にある。したがって、低反射層の膜厚を変えると特定波長における反射率も変化するので、ある程度膜厚を調整して検査波長における反射率が極小となるようにコントロールすることが可能である。ただし、後で説明するように、低反射層の膜厚をあまり厚くすると好ましくないため５〜３０ｎｍ位の間で調整することになる。好ましくは１０〜２０ｎｍである。また、低反射層材料の組成比、例えば金属と酸素、窒素等の組成比を変化させると反射率が変化する。一般に、酸素や窒素の組成比が増えると反射率は低下するが、ＥＵＶ光の吸収率は低下する傾向にある。
【００３０】
上述したように、窒化物と酸化物とでは、反射率低下の効果は酸化物の方が大きい傾向にあるため、低反射層の材料としては、金属と酸素と珪素を含む材料（たとえば金属と酸素と珪素を主成分として含む材料、金属と珪素と酸素と窒素を主成分として含む材料など）が反射率低下及び反射率が低下する波長の広さの点からもっとも好ましい。また、ここで前記露光光吸収体として使用される金属元素を用いることにより、低反射層はＥＵＶ光の吸収機能も併せ持つことになり更に好ましい。
もちろん、反射率が低下する波長領域は少し狭いものの、珪素を含まない酸化物でも特定の波長領域において低反射率が得られる。また、材料にもよるが、窒素を含むだけでは十分な反射率低下が得られないことがあるが、金属単体よりもその窒化物の方が反射率は低下する。また、前述のように窒素を加えることで膜の平滑性向上の効果が得られる。膜の平滑性が悪いとパターンのエッジラフネスが大きくなりマスクの寸法精度が悪化するため、膜はなるべく平滑なほうが望ましい。
また、低反射層の材料として、金属を含まない例えば珪素と窒素と酸素からなる材料（シリコンの酸窒化物）などを用いることもできる。ただし、この場合は低反射層におけるＥＵＶ光の吸収効果は小さい。
【００３１】
低反射層が例えば金属とＳｉとＮとＯとを含む材料で構成される場合、検査波長である１９０〜２６０ｎｍ程度の深紫外光で低反射率を得るための組成比としては、たとえばタンタル、モリブデン、クロム等の金属は２０〜２５ａｔ％、Ｓｉは１７〜２３％、Ｎは１５〜２０％、残りがＯであることが好ましい。また、ＳｉとＯとの比は１：１．５〜１：２程度であることが好ましい。
吸収体層表面を平滑とするためには、低反射層はアモルファス構造の膜であるのが好ましい。例えば、Ｔａの場合、Ｂを適宜含むことで、アモルファス化が行える。又、ＴａにＳｉやＧｅなどを加えることでも、アモルファスの膜が得られるため好ましい。
また、低反射層が例えばタンタルホウ素合金の窒化物（ＴａＢＮ）で構成される場合、上記検査波長で低反射率を得るための組成比としては、Ｎは３０〜７０ａｔ％であることが好ましく、更には４０〜６０ａｔ％であることが好ましい。Ｎの量が少ないと十分な低反射特性が得られず、逆に多過ぎると耐酸性が低下する。さらに、低反射層とその下の吸収体層がともに上記タンタルホウ素合金の窒化物の場合、低反射層のＮは３０〜７０ａｔ％、更に好ましくは４０〜６０ａｔ％であり、吸収体層のＮは０〜２５ａｔ％、更に好ましくは５〜２０ａｔ％である。吸収体層のＮの量が少ないと表面粗さの点で好ましくなく、逆に多いとＥＵＶ光の吸収係数が低下する。また、ＴａＢＮ膜の場合、Ｂが５〜３０ａｔ％、好ましくは５〜２５ａｔ％であり、ＴａとＮの組成比が８：１〜２：７であるのが好ましい。
【００３２】
また、低反射層がタンタルホウ素合金の酸化物（ＴａＢＯ）の場合は、Ｏは３０〜７０ａｔ％、更に好ましくは４０〜６０ａｔ％である。Ｏの量が少ないと低反射特性が得られず、逆に多いと絶縁性が高くなり、電子線照射によりチャージアップが生じる。またさらに低反射層がタンタルホウ素合金の酸窒化物（ＴａＢＮＯ）の場合は、Ｎは５〜７０ａｔ％、Ｏは５〜７０ａｔ％であることが好ましい。又、ＴａＢＯ膜の場合には、Ｂが５〜２５ａｔ％であり、ＴａとＯの組成比が、７：２〜１：２の範囲であるのが好ましい。ＴａＢＮＯ膜の場合には、Ｂが５〜２５ａｔ％であり、Ｔａと、Ｎ＋Ｏとの組成比がＴａ：（Ｎ＋Ｏ）が７：２〜２：７の範囲であるのが好ましい。
なお、これらホウ素を含む物質はいずれの場合もＢの割合が５〜３０％程度、さらに好ましくは５〜２５％であることがアモルファス構造を形成する点で好ましい。
【００３３】
ところで、下層の露光光吸収体層１４と上層の低反射層１５における材料の組み合わせについて説明すると、露光光吸収体層１４に使用した金属を低反射層１５に含むことが好ましい。たとえば、露光光吸収体層としてタンタルを含む材料を使用した場合は、低反射層もタンタルを含む材料で構成する。具体的には、露光光吸収体層にタンタルを含む材料、例えばＴａ単体、ＴａＮ、ＴａＢ、ＴａＢＮ、ＴａＢＯ、ＴａＢＮＯ等のうち１種の物質を用い、低反射層にはタンタルと窒素又は酸素を含む材料、例えばＴａＯ、ＴａＢＯ、ＴａＢＮＯ、ＴａＮＯ、ＴａＳｉＯ、ＴａＳｉＯＮ等のうち１種の物質を用いることができる。このように、低反射層に露光光吸収体層と同一の金属を用いることにより、ＥＵＶ光の吸収機能を有する金属を含んでいるので低反射層がＥＵＶ光の吸収機能をある程度有すること、バッファー層と露光光吸収体層はエッチング選択比が大きい材料が選定されるため、基本的にバッファー層と低反射層間でもエッチング選択比が大きく取れること、露光光吸収体層と低反射層の成膜を同じ成膜室で行えること、露光光吸収体層と低反射層のパターン形成が同じエッチング条件で行えること、等の種々の利点がある。
また、下層の材料をアモルファス構造又は微結晶構造を有する膜とすれば、平滑性に優れた膜が得られるため、一層好ましい。
なお、反射率に関しては、低反射層の材料の組成と吸収体表面での反射率との関係、膜厚と反射率との関係を求めることにより、使用する検査波長において低反射率が得られる組成及び膜厚を決定することが可能である。
【００３４】
又、本発明の反射型マスク及び反射型マスクブランクスにおいて、吸収体層表面の好ましい表面粗さは、０．５ｎｍＲｍｓ以下、更に好ましくは、０．４ｎｍＲｍｓ以下、０．３ｎｍＲｍｓ以下であれば更に好ましい。吸収体層表面の表面粗さが大きいと、吸収体パターンのエッジラフネスが大きくなり、パターンの寸法精度が悪くなる。パターンが微細になるに従いエッジラフネスの影響が顕著になるため、吸収体表面は平滑である事が要求される。
吸収体層表面における表面粗さを小さくするために、吸収体層上層（低反射層）をアモルファス構造の膜とすることが有効である。又、吸収体層下層もアモルファス構造或いは微結晶構造の平滑性に優れた膜であれば更に好ましい。又、バッファー層を有する場合には、バッファー層に平滑な膜を使用する事も必要である。
次に、露光光吸収体層１４及び低反射層１５と前記バッファー層１３における材料の組み合わせについて説明する。本発明では、露光光吸収体層１４及び低反射層１５をタンタルを含む材料で形成し、バッファー層１３としてはクロムを含む材料を用いることが好ましい。バッファー層にクロム系の材料を用いることにより、前にも述べたようにバッファー層にＥＵＶ光の吸収機能を持たせることができること、深紫外領域の検査光に対する反射率が４０％程度であり、多層反射膜表面、バッファー層表面、吸収体層表面を順次検査波長に対する反射率が低下するように設計しやすいこと、タンタルを含む吸収体層とのエッチング選択比が大きく取れること、更には、バッファ層除去時に多層反射膜へのダメージをほとんど与えずに除去できること等の利点がある。
【００３５】
バッファー層として用いられるクロムを含む材料しては、Ｃｒ単体以外に、ＣｒとＮ，Ｏ，Ｃから選択される少なくとも一つの元素を含む材料を好ましく用いることができる。例えば、窒化クロム（ＣｒＮ）、酸化クロム（ＣｒＯ）、炭化クロム（ＣｒＣ）、酸化窒化クロム（ＣｒＮＯ）、炭化窒化酸化クロム（ＣｒＣＮＯ）等が挙げられる。
例えば、窒化クロム（ＣｒＮ）の場合、クロムと窒素の好ましい組成比は、Ｃｒ１−ＸＮＸで表した場合、０．０５≦Ｘ≦０．５であり、更に好ましくは０．０５≦Ｘ≦０．２である。Ｘが０．０５よりも小さいと、耐酸性、膜応力、表面粗さの点で好ましくなく、Ｘが０．５より大きいと、検査光に対する反射率が低下しすぎるため、吸収体層表面とのコントラストを大きく取れなくなる。また、窒化クロムに酸素、炭素等を５％程度の少量添加してもよい。
またＣｒＮ膜を微結晶構造を有する膜とすれば、平滑性に優れるため好ましい。下層の露光光吸収体層１４と上層の検査光の低反射層１５で構成された吸収体層１６の全体の膜厚も小さい方が好ましい。なぜなら、吸収体層１６のパターニング時におけるエッチング処理時間が膜厚に比例するためである。このエッチング処理においてはレジストパターン表面が吸収体層１６の膜厚に比例したエッチング処理時間だけダメージを受けることになる。これによりエッチングの面内分布不良が発生しやすく、白欠陥や黒欠陥の発生頻度増大によるマスクパターン欠陥の増大、さらにそれら欠陥の修復に多大な時間を要することによる量産性低減とそれに起因するコスト増大などという重大な問題が発生する。さらには吸収体層１６全体の膜厚が大きいと、前述のバッファー層１３の膜厚が大きい場合と同様に、反射層１２表面と吸収体層１６表面との高さの差が大きくなり、露光時にマスクパターンのエッジ部分がぼやけるという不具合が発生する。
【００３６】
したがって、吸収体層１６の全体の膜厚は、１００ｎｍ以下、好ましくは８０ｎｍ以下、さらに好ましくは６０ｎｍ以下である。ただし、吸収体層１６の膜厚の値が小さすぎると露光光の吸収特性までが低下するので薄くても３５ｎｍ以上であることが好ましい。
また、吸収体層１６において、上層の低反射層１５の膜厚が下層の露光光吸収体層１４の膜厚よりも小さい方が望ましい。上層の低反射層１５の膜厚があまり厚いと吸収体層１６全体でのＥＵＶ光吸収特性が低下するおそれがある。したがって、上層の低反射層１５の膜厚は、５〜３０ｎｍ程度であることが好ましく、下層の露光光吸収体層１４の膜厚は、３０〜６０ｎｍ程度であることが好ましい。なお、前述したように、吸収体層１６は積層構成であるが従来の単層構成と同じくらいの厚さに抑えることも可能であり、さらにはバッファー層１３に露光光吸収層としての機能をも持たせることにより、その分、上層の露光光吸収体層１４の吸収特性が低下してもその膜厚を減らすことが可能である。
また、バッファー層１３と吸収体層１６の合計膜厚の好ましい範囲は、６０ｎｍ〜１３０ｎｍである。材料にもよるが、合計膜厚が６０ｎｍ未満であると十分なＥＵＶ光の吸収特性が得られないおそれがあり、１３０ｎｍよりも厚くなるとパターン自身の影の問題が大きくなる。
【００３７】
この露光光吸収体層１４及び検査光吸収体層１５についても、前述の反射層１２やバッファー層１３と同様にマグネトロンスパッタ法、イオンビームスパッタ法、その他ＣＶＤ法、蒸着法などの周知の成膜方法を用いて成膜を行うことができる。
ところで、パターン検査光波長に対する反射率は、露光光反射層表面、バッファー層表面、低反射層表面の順に低くなるように設計するのが好ましい。なぜなら、パターン形成後のバッファー層表面と低反射層表面の間での検査、バッファー層除去後の露光光反射層表面と低反射層表面の間での検査のいずれにおいても、パターンのある部分が暗くなり、パターンコントラストが反転することがないので、検査機の設定を変更する必要がなく、結果が判りやすい。また、露光光反射層として用いられるＭｏ／Ｓｉ多層膜の場合、反射率が約６０％と高いため、各層とのコントラストを十分とるためには、その他の層の反射率を下げるほうが有利である。
次に、低反射層１５の材料の屈折率ｎと消衰係数ｋの値と、検査波長に対する反射率との関係について説明する。
図３〜図６は、窒化クロムをバッファー層（５０ｎｍ）とし、露光光吸収体層をタンタルホウ素合金の窒化物（ＴａＢＮ）（Ｎは約１８％）５０ｎｍに形成し、その上に低反射層として様々な屈折率ｎ及び消衰係数ｋを有する材料を１０ｎｍ又は２０ｎｍの膜厚に形成した場合の１９０ｎｍ及び２６０ｎｍの検査波長での反射率Ｒをｎとｋを軸としてプロットしたものである。この結果より特定の範囲のｎ及びｋを満たす材料を用いると低反射率が得られることが分かる。
【００３８】
すなわち、検査波長や膜厚と好ましいｎ及びｋの範囲の関係は次のようになっている。
（１）膜厚が１０ｎｍの場合と２０ｎｍの場合では、消衰係数ｋはどちらの膜厚でも大体０．７以下であれば反射率は１０％以下となる。そして、反射率を２０％以下まで許容するとｋは１．２以下である。このとき、屈折率ｎの好ましい範囲は、膜厚１０ｎｍの場合と２０ｎｍの場合では少し異なり、膜厚２０ｎｍの場合、ｎが１．５〜２．５程度で反射率Ｒは１０％以下となり、反射率を２０％以下まで許容するとｎは１〜３程度である。膜厚１０ｎｍの場合は、ｎが２．０〜３．５程度で反射率Ｒは１０％以下となり、反射率が２０％以下であればｎは１．５〜４．０程度である。
（２）検査波長１９０ｎｍの場合と２６０ｎｍの場合では、それほど大きく変わらないが、２６０ｎｍの場合の方が少し好ましいｎの範囲が大きめにシフトする傾向にある。
（３）以上を総合して考えると、膜厚が１０ｎｍ〜２０ｎｍの場合、深紫外光領域で反射率を１０％以下とするには、消衰係数ｋが０．７以下、屈折率ｎが１．５〜３．５であるような材料を選択すればよい。
【００３９】
また、吸収体層１６は本実施形態のような二層等のいわゆる積層構造になっていてもよいが、窒素や酸素が吸収体層１６のバッファー層１３側から吸収体層表面に向かって所定の分布を有するようになっていてもよい。この場合、吸収体層表面に向かって窒素や酸素の量が増加するようにすることで吸収体層１６表面での検査光に対する反射率を低下できる。吸収体層の厚み方向での窒素や酸素の組成分布は直線状や曲線状に連続的に変化していてもよく、また階段状に変化していてもよい。このような吸収体層の厚み方向の窒素や酸素の組成分布は、成膜中に添加する元素の量をコントロールすることで実現できる。例えば、ＴａＢＮ膜の場合、ＴａとＢを含むターゲットを用いたスパッタリング法の際に、添加する窒素ガスの量を変化させながら成膜を行うことにより、吸収体層１６の厚み方向に窒素の連続的又は階段状の組成分布を形成できる。
更に、本発明の反射型マスクブランクス及び反射型マスクは、吸収体層の下層と上層の間に、下層の組成から上層の組成へと連続的に組成が変化する中間領域を有していても良い。この中間領域は、下層に含まれる元素と、上層に含まれる元素が混じった遷移領域となる。このような中間領域を有していることで、吸収体層にパターンを形成する際に、上層と下層との間に境界を生じず、滑らかな断面構造を有するパターンが得やすい。上層と下層に含まれる金属元素が同一である場合には、連続的に吸収体層へのパターン形成が行えるため、好ましい。又、上層と下層の密着性が向上するという利点もある。中間領域の膜厚は、２〜１５ｎｍ程度あればよい。
【００４０】
次に、図７を参照して本発明の反射型マスクの製造方法を説明する。図７は本発明の反射型マスクの製造工程を示す概略断面図である。
同図（ａ）はマスクブランクス１の構成を示している。その構成についてはすでに上述したとおりである。このマスクブランクス１は、基板１１上に、露光光反射層１２、バッファー層１３、露光光吸収体層１４、および検査光の低反射層１５をこの順に積層して形成される。
ここで、バッファー層１３上に先ず露光光の吸収体層１４を成膜し、次いでその上に検査光の低反射層１５を成膜する方法を採用できるが、低反射層の材質によっては、たとえば下層の露光光吸収体層１４と同じ金属の酸化物を上層の低反射層１５とする場合においては、バッファー層１３上に露光光の吸収体層１４を形成した後、その吸収体層１４の表面を酸素ガスを含むプロセスガスを用いた酸化処理、あるいは酸溶液による酸化処理を施すことにより最表面に検査光の低反射層１５を形成することも可能である。後者の方法によれば、成膜条件の変更などに要する時間を短縮でき、材料種類の低減、成膜室数の低減ができ、作業の簡略化と作業時間の短縮を図れる。
【００４１】
又、上層の低反射層と、下層の露光光吸収体層の形成は、同一成膜室内で、連続的に行うのが好ましい。このようにすることで、下層と上層の間に、下層表面への不純物・異物の吸着や、表面の変質（酸化）等を防止して、下層と上層との間に良好な界面が得られる。上層と下層との間の界面に、不純物の吸着や変質などがあると、吸収体層の応力に変化が生じたり、又、光学的な性質、例えば検査光の反射率等に影響を及ぼすため、界面のパラメータを考慮しなければならなくなり、設計どおりの特性が得られず、再現性や制御性が悪くなる。
一方、同一成膜室内での下層と上層の連続的な形成を行えば、基板を成膜室外に取り出したり、放置したりしないため、界面への不純物の吸着や、変質が起こらず良好な界面が得られるため、再現性・制御性良く吸収体層が形成できる。又、成膜工程が複雑にならないという利点もある。
同一成膜室内での連続的な上層と下層の形成は、上層と下層にそれぞれ金属元素が含まれており、これらの金属元素が同一である場合には、特に有効である。金属元素の供給源を共通として、成膜中に供給するガスを変えることで、連続して成膜を行えるからである。例えば、反応性のスパッタリング法を用いる場合、上層と下層に共通の金属元素を含むターゲットを用い、供給するガス（窒素、酸素等）の含有量を変えることで、連続的な成膜を容易に行うことができる。
例えば、上層及び下層にＴａを含む材料を用いる場合、Ｔａを含むターゲットを共通に使用し、低反射化のために導入するガス（酸素や窒素等）の含有量、種類を下層の形成時と、上層の形成時で変えればよい。
又、同一成膜室内での連続成膜を行うことで、意図的に、上層と下層との間に、容易に上述した組成が連続的に変化する中間領域を導入することができる。具体的には、下層の成膜条件から上層の成膜条件へと連続的に成膜条件を変化させればよい。下層と上層に含まれる金属元素が共通の場合には、ターゲット等の金属元素源を共通とし、導入する酸素や窒素等ガス流量を変化させればよいが、この時、下層の形成と上層の形成との間において、下層の形成に用いるガスの流量を減少或いは停止させると共に、上層の形成に用いるガスの導入量を増大させ、或いは導入を開始して、連続的にガス流量を変化させることで、両層の形成に用いるガスが同時に存在する状態で成膜を行えば、中間領域を容易に形成することができる。
【００４２】
次に、ＥＵＶ光の吸収体である露光光吸収体層１４及び検査光の低反射層１５からなる吸収体層１６を加工して所定のパターンを有する吸収体パターンを形成する（パターニング工程、同図（ｂ）参照）。通常は、吸収体層１６の表面に電子線描画プロセスにより所定のパターンを有するレジストパターンを形成し、次いで吸収体層のエッチング処理を行う。エッチング処理はドライエッチングあるいはウェットエッチングでもよく、材質によって適当な方法とその条件を選択する。最後に残存するレジストパターンを除去する。
次いで、この段階で吸収体パターンが設計通りに形成されているかどうかの検査を実施する。このパターン検査の結果、例えば同図（ｂ）に示すように、パターン形成時におけるレジスト層への異物付着などに起因するピンホール欠陥（白欠陥ともいう）２１と、エッチング不足欠陥（黒欠陥ともいう）２２が存在した場合、必要な修復を施す。上記ピンホール欠陥２１については集束イオンビーム（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ， ＦＩＢ）アシストデポジション法により炭素膜２３をピンホールに堆積させて修復し、またエッチング不足欠陥２２についてはＦＩＢ励起のガスアシストエッチングにより残留部分２２ａを除去して修復することにより二層構成の吸収体層１６の除去部分２５を得る。このときのイオン照射によるエネルギーによってバッファー層１３表面にはダメージ部分２４（ＦＩＢにより除去された部分２４ａ及びＦＩＢイオンが入り込んだ部分２４ｂ）が存在する（同図（ｃ）参照）。
【００４３】
次に、この吸収体層１６が除去された部分２５に対応するバッファー層１３をたとえばドライエッチングにより除去する（バッファー層の除去工程）。この際、バッファー層１３のみにエッチングが進行して、他の層には損傷を与えないようにエッチング条件を設定することが重要である。こうして、露光光反射層１２のパターン２６を形成することにより、反射型マスク２を作製する（同図（ｄ）参照）。
このようにして作製した反射型マスク２にＥＵＶ光３１で露光するとマスク表面の吸収体パターンのある部分では吸収され、それ以外の吸収体層１６およびバッファー層１３を除去した部分では露出した反射層１２でＥＵＶ光３１が反射されることにより（同図（ｅ）参照）、ＥＵＶ光を用いるリソグラフィー用のマスクとして使用することが出来る。
【００４４】
本発明の反射型マスクは、このように、従来は単層であった吸収体層を下層の露光光吸収体層１４と上層の検査光の低反射層１５とにそれぞれ機能を分離した積層構成としたことにより、十分な露光光吸収機能を有し、なおかつ最表面に形成された上層の検査光の低反射層１５表面のパターン検査光波長における反射率が著しく低下する。これにより、この検査光の低反射層１５表面とマスクパターン形成により吸収体層１６が除去されて露出したバッファー層１３表面（図７（ｂ）参照）とのパターン検査光波長における反射率の差が大きくなり、検査時のコントラストが十分得られる。このため、高コントラストの反射像パターンが得られる。したがって、従来の２５７ｎｍなど深紫外領域の波長の光を用いたマスク検査機を使用して、従来は困難であったマスクパターンの正確かつ迅速な検査が可能である。
なお、コントラストについて更に説明すると、たとえば上述の検査光の吸収体層１５表面とバッファー層１３表面のそれぞれの反射率の値の比をもって一般にコントラストの大きさの指標とすることが可能であるが、下記の定義式も知られており、これによる値をもってコントラストの大きさの指標とすることも可能である。
すなわちＲ１及びＲ２はそれぞれある波長における反射率で、Ｒ２がＲ１よりも大きい場合、
コントラスト（％）＝（（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｒ２＋Ｒ１））×１００
【００４５】
パターン検査において十分なコントラストが得られればよいが、ひとつの目安として、上記の反射率の比であらわすと、好ましくは１：３以下、より好ましくは１：４以下、さらに好ましくは１：１０以下である。また、上記定義式であらわされるコントラストの値は、４０％以上、好ましくは５０％以上、より好ましくは６０％以上、さらに好ましくは８０％以上である。ここでのコントラスト値は、吸収体層と反射層との間のコントラスト、又は吸収体層とバッファー層との間のコントラストである。なお、低反射層１５の好ましい反射率は２０％以下、より好ましくは１０％以下、さらに好ましくは５％以下である。
【００４６】
【実施例】
以下、実施例をもって本発明をさらに具体的に説明する。なお、説明の便宜上、前述の図１、図２及び図７に記載した符号を適宜使用している。
（実施例１）
基板１１上に各層を成膜してマスクブランクスを作製した。ここでは、基板１１として外形６インチ角、厚さが６．３ｍｍの低膨張のＳｉＯ２−ＴｉＯ２系のガラス基板を用いた。このガラス基板は、機械研磨により０．１２ｎｍＲｍｓ（Ｒｍｓ：二乗平均平方根粗さ）の平滑な表面と１００ｎｍ以下の平坦度とした。
先ず、この基板１１の上に、ＥＵＶ光の反射層１２としてモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）の積層膜Ｍｏ／ＳｉをＤＣマグネトロンスパッタ法により積層した。まずＳｉターゲットを用いて、Ａｒガス圧０．１ＰａでＳｉ膜を４．２ｎｍ成膜し、次いでＭｏターゲットを用いて、Ａｒガス圧０．１ＰａでＭｏ膜を２．８ｎｍ成膜し、これを１周期として４０周期積層した後、最後にＳｉ膜を７ｎｍ成膜した。合計膜厚は２８７ｎｍである。この多層反射膜の波長２５７ｎｍの光に対する反射率は６０％である。
その上に、バッファー層１３としてＳｉＯ２薄膜を膜厚５０ｎｍに成膜した。これは、Ｓｉターゲットを用い、アルゴン（Ａｒ）および酸素（Ｏ２）の混合ガスによるＤＣマグネトロンスパッタ法により成膜した。ＳｉＯ２バッファー層上の表面粗さは０．４ｎｍＲｍｓであった。
【００４７】
さらにその上に、ＥＵＶ光の吸収体層１４として、窒化タンタル（ＴａＮ）薄膜を膜厚５０ｎｍに形成した。これはＴａターゲットを用い、アルゴンおよび窒素（Ｎ２）の混合ガスによるＤＣマグネトロンスパッタ法により成膜した。この膜組成は、Ｔａ６１Ｎ３９であった。
最後に、その上に、波長２５７ｎｍの検査光の低反射層１５として、ＴａＳｉＯＮ薄膜を膜厚２０ｎｍに成膜した。これは、ＴａＳｉ合金ターゲットを用い、アルゴン、酸素及び窒素の混合ガスによるＤＣマグネトロン反応性スパッタ法により成膜した。この膜組成は、Ｔａ２１Ｓｉ１７Ｏ４７Ｎ１５であった。このＴａＳｉＯＮ膜の波長２６０ｎｍの光における屈折率は２．０９、消衰係数は０．２４であり、また波長１９０ｎｍの光における屈折率は２．００、消衰係数は０．５９である。又、ＴａＳｉＯＮ膜はアモルファス構造であった。ＴａＳｉＯＮ膜表面の表面粗さは０．４５ｎｍＲｍｓであった。
【００４８】
次に、以上の様にして作製したマスクブランクスを用い、これに所定のマスクパターンを形成した。ここではデザインルールが０．０７μｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有するＥＵＶマスクを作製した。マスクパターンの形成は次のようにして行った。まずマスクブランクスの表面に電子線レジスト材料をスピンナー等で一様に塗布し、プリベーク後、電子線描画及び現像を行って、レジストパターンを形成した。次いで、塩素ガスを用いたドライエッチングを行い、エッチング終了後にレジストパターンを取り除いた。こうして、バッファー層１３より上の吸収体層１４及び低反射層１５にマスクパターンが形成された。
その形成されたマスクパターンを波長２５７ｎｍの光を使用するマスク検査機によって検査した結果、ピンホール欠陥（白欠陥）とエッチング不足欠陥（黒欠陥）が確認された。
次に、この検査結果に基づいてパターン欠陥を修復した。すなわち、上記の白欠陥については集束イオンビーム（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ， ＦＩＢ）アシストデポジション法により炭素膜をピンホールに堆積させ、また黒欠陥についてはＦＩＢ励起のガスアシストエッチングにより残留部分を除去したが、このときの照射によるエネルギーによってバッファー層１３の表面には膜構造の変化による光学特性の変化したダメージ部分が存在した（前述の図７の（ｂ）、（ｃ）参照）。
【００４９】
次に、吸収体層１４及び低反射層１５のパターンのない部分に露出したバッファー層１３をエッチングにより除去した（前述の図７の（ｄ）参照）。この際、吸収体のパターンには損傷を与えずに該パターンがエッチングマスクとなるように、フッ素系ガスでＳｉＯ２バッファー層のみをドライエッチングした。こうして本実施例の反射型マスクを作製した。
このマスクにＥＵＶ光を照射すると、反射層１２表面のパターン部分でのみＥＵＶ光が反射されることにより反射型マスクとしての機能を果たしている。
なお、これと比較のために、図１２に示した従来プロセスにより、本実施例の最上層の低反射層１５を設けていないＥＵＶ光吸収層単層の試料を作製した。このときの単層のＥＵＶ光吸収層の膜厚は、本実施例によるＥＵＶ光吸収体層と検査光の低反射層の二層の合計膜厚と同じ値である７０ｎｍとして成膜した。
【００５０】
このときの１９０ｎｍから６９０ｎｍまでの波長の光に対するマスクの吸収体パターン表面での反射率の値を図９に示した。図中、二層は本実施例マスクの二層吸収層表面の反射率、単層は従来マスクの単層吸収層表面の反射率である。また図中のＭＬはＥＵＶ光の反射層である。本実施例マスクの場合、反射率の低い波長領域が比較的広いことがわかる。
この結果より、パターン検査光波長２５７ｎｍとした場合、この波長における本実施例マスクの低反射層表面の反射率は５．２％であり、同じくこの波長におけるバッファー層（ＳｉＯ２）の反射率が４２．１％であったため、この波長における低反射層表面とバッファー層表面とのコントラストは、これらの反射率の比で示すと、１：８．１であり、前記の定義式であらわすコントラスト値は７８％であった。又、低反射層と多層反射膜との反射率の比は、１：１１．５であり、コントラストは８４％であった。
これに対し、上記波長における従来マスクの吸収層表面の反射率は４３．４％であり、この波長における吸収層表面とバッファー層表面とのコントラストは、これらの反射率の比で示すと、１：０．９７であり、コントラスト値は１．５％であった。又、吸収層と多層反射膜との反射率の比は、１：１．４であり、コントラストは１６％と低かった。
【００５１】
また、本実施例マスクでは、吸収体層１６上層の低反射層表面及びＥＵＶ光の反射層表面における波長１３．４ｎｍのＥＵＶ光に対する反射率は、それぞれ０．６％及び６２．４％であったため、ＥＵＶ光に対する吸収体層１６表面と反射層表面とのコントラストは反射率の比で表すと、１：１０４であり、コントラスト値は９８％であった。同様にして従来マスクのＥＵＶ光に対する単層吸収層表面と反射層表面とのコントラストは１：１０５であり、コントラスト値は９８％であった。
次に、本実施例の反射型マスクを用いてレジスト付き半導体基板（シリコンウエハ）にＥＵＶ光によってパターンを転写する方法を説明する。図８はパターン転写装置の概略構成を示すもので、パターン転写装置５０は、レーザープラズマＸ線源３２、反射型マスク２、縮小光学系３３等から概略構成される。縮小光学系３３はＸ線反射ミラーを用いており、反射型マスク２で反射されたパターンは通常１／４程度に縮小される。なお、露光波長として１３〜１４ｎｍの波長帯を使用するので、光路が真空中になるように予め設定した。
このような状態で、レーザープラズマＸ線源３２から得られたＥＵＶ光を反射型マスク２に入射し、ここで反射された光を縮小光学系３３を通してシリコンウエハ３４上に転写した。反射型マスク２に入射した光は、吸収体パターンのある部分では吸収体に吸収されて反射されず、このような吸収体パターンのない部分に入射した光はＥＵＶ光の反射層により反射される。このようにして、反射型マスク２から反射される光により形成される像が縮小光学系３３に入射する。縮小光学系３３を経由した露光光は、シリコンウエハ３４上のレジスト層に転写パターンを露光する。そして、露光済レジスト層を現像することによってシリコンウエハ３４上にレジストパターンを形成した。
【００５２】
以上のようにして半導体基板上へのパターン転写を行った結果、本実施例の反射型マスクの精度は７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下であることが確認できた。
以上の結果から、本実施例のマスクは、ＥＵＶ光に対する高コントラストが得られ、なお且つパターン検査波長に対しても高コントラストが得られるので、パターン検査が正確且つ迅速に行える。これに対し、従来のマスクは、ＥＵＶ光に対しては高コントラストが得られるものの、パターン検査波長に対してはコントラストが非常に悪く、正確なパターン検査が困難である。
なお、本実施例における検査光の低反射層１５としてＭｏＳｉＯＮ薄膜を成膜した以外は本実施例とまったく同様にしてマスクを作製した場合にも、本実施例と同様に検査波長およびＥＵＶ光のいずれに対しても高いコントラストが得られた。
【００５３】
（実施例２）
実施例１と同様にして、基板１１上にＥＵＶ光の反射層１２としてモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）の積層膜Ｍｏ／Ｓｉを成膜し、その上に、バッファー層１３としてＳｉＯ２薄膜を膜厚５０ｎｍに成膜した。
その上に、ＥＵＶ光の吸収体層１４として、タンタル（Ｔａ）薄膜を膜厚５０ｎｍに形成した。これはＴａターゲットを用い、アルゴンガスによるＤＣマグネトロン反応性スパッタ法により成膜した。
さらにその上に、波長２５７ｎｍの検査光に対する低反射層１５として、ＴａＯ薄膜を膜厚１０ｎｍに成膜した。これは、下層のＴａ形成と同一の成膜室内で同一のＴａターゲットを用い、アルゴン及び酸素の混合ガスによるＤＣマグネトロン反応性スパッタ法により成膜した。この膜組成は、Ｔａ３８Ｏ６２であった。このＴａＯ膜の波長２６０ｎｍの光における屈折率は２．６８、消衰係数は０．１８であり、また波長１９０ｎｍの光における屈折率は２．０４、消衰係数は０．８７である。又、ＴａＯ膜表面の表面粗さは０．７ｎｍＲｍｓであった。
なお、本実施例のようにＥＵＶ光吸収体層と同じ金属の酸化物を検査光の低反射層とする場合においては、ＥＵＶ光吸収体層の表面を酸素ガスを含むプロセスガスを用いた酸化処理、または酸溶液による酸化処理により形成しても良い。
【００５４】
以上のようにして作製したマスクブランクスを用いて実施例１と同様にデザインルールが０．０７μｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有するＥＵＶマスクを作製した。
また比較のために、本実施例の最上層の低反射層１５のないＥＵＶ光吸収層単層の試料を作製した。このときの単層のＥＵＶ光吸収層の膜厚は、本実施例によるＥＵＶ光吸収体層と低反射層の二層の合計膜厚と同じ値である６０ｎｍとして成膜した。
このときの１９０ｎｍから６９０ｎｍまでの波長の光に対するマスクの吸収体パターン表面での反射率の値を図１０に示した。本実施例の場合、前記実施例１の低反射層と比べて、反射率の極小値を示す波長領域が極めて狭いことがわかる。この結果より、パターン検査光波長２５７ｎｍとした場合、この波長における本実施例マスクの低反射層表面の反射率は４．０％であり、同じくこの波長におけるバッファー層（ＳｉＯ２）の反射率が４２．１％であったため、この波長における低反射層表面とバッファー層表面とのコントラストは、これらの反射率の比で示すと、１：１０であり、コントラスト値は８３％であった。又、低反射層と多層反射膜表面との反射率の比は、１：１５であり、コントラスト値は８８％であった。
【００５５】
これに対し、上記波長における従来マスクの吸収層表面の反射率は４４％であり、この波長における吸収層表面とバッファー層表面とのコントラストは、これらの反射率の比で示すと、１：０．９６であり、コントラスト値は２．２％であった。又、吸収層と多層反射膜表面との反射率の比は、１：１．４であり、コントラスト値は１５％と低かった。
また、本実施例マスクでは、吸収体層１６上層の低反射層表面及びＥＵＶ光の反射層表面における波長１３．４ｎｍのＥＵＶ光に対する反射率は、それぞれ０．５％及び６２．４％であったため、ＥＵＶ光に対する吸収体層１６表面と反射層表面とのコントラストは反射率の比で表すと、１：１２５であり、コントラスト値は９８％であった。同様にして従来マスクのＥＵＶ光に対する単層吸収層表面と反射層表面とのコントラストは１：１０５であり、コントラスト値は９８％であった。
さらに、本実施例の反射型マスクを用い、実施例１と同様の方法で図８に示す半導体基板への露光転写を行った結果、十分な露光特性を有していることを確認した。すなわち、本実施例のＥＵＶ反射型マスクの精度は７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下であることが確認できた。
以上の結果から、本実施例のマスクは、ＥＵＶ光に対する高コントラストが得られ、なお且つパターン検査波長に対しても高コントラストが得られる。これに対し、従来のマスクは、ＥＵＶ光に対しては高コントラストが得られるものの、パターン検査波長に対してはコントラストが非常に悪い。
【００５６】
（実施例３）
実施例１と同様の基板１１上にＥＵＶ光の反射層１２としてモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）の積層膜Ｍｏ／Ｓｉを成膜し、その上に、バッファー層１３としてＣｒ薄膜をＤＣマグネトロンスパッタ法により膜厚５０ｎｍに成膜した。Ｃｒ薄膜表面の表面粗さは０．５ｎｍＲｍｓであった。
その上に、前述の実施例２と同様に、ＥＵＶ光の吸収体層１４として、タンタル（Ｔａ）薄膜を形成し、さらにその上に、波長２５７ｎｍの検査光の低反射層１５として、ＴａＯ薄膜を成膜した。ただし、本実施例では、上記タンタル膜は膜厚を４０ｎｍとした。ＴａＯ膜表面の表面粗さは０．７ｎｍＲｍｓであった。以上のようにして作製したマスクブランクスを用いて実施例１と同様にデザインルールが０．０７μｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有するＥＵＶ反射型マスクを作製した。
【００５７】
また比較のために、本実施例の最上層の検査光の低反射層１５のないＥＵＶ光吸収層単層の試料を作製した。このときの単層のＥＵＶ光吸収層の膜厚は、本実施例によるＥＵＶ光吸収体層と検査光の低反射層の二層の合計膜厚と等しい５０ｎｍとして成膜した。
このときの１９０ｎｍから６９０ｎｍまでの波長の光に対するマスクの吸収体パターン表面での反射率の値を図１１に示した。
この結果より、パターン検査光波長２５７ｎｍとした場合、この波長における本実施例マスクの低反射層表面の反射率は４．０％であり、同じくこの波長におけるバッファー層（Ｃｒ）の反射率が５７．０％であったため、この波長における低反射層表面とバッファー層表面とのコントラストは、これらの反射率の比で示すと、１：１４であり、コントラスト値は８７％であった。又、低反射層と多層反射膜表面の反射率の比は、１：１５であり、コントラスト値は８８％であった。
【００５８】
これに対し、上記波長における従来マスクの吸収層表面の反射率は４４％であり、この波長における吸収層表面とバッファー層表面とのコントラストは、これらの反射率の比で示すと、１：１．３であり、コントラスト値は１３％であった。又、吸収層と多層反射膜との反射率の比は、１：１．４であり、コントラスト値は１５％と低かった。
また、本実施例マスクでは、吸収体層１６上層の低反射層表面及びＥＵＶ光反射層表面における波長１３．４ｎｍのＥＵＶ光に対する反射率は、それぞれ０．５％及び６２．４％であったため、ＥＵＶ光に対する吸収体層１６表面とＥＵＶ光反射層表面とのコントラストは反射率の比で表すと、１：１２５であり、コントラスト値は９８％であった。同様にして従来マスクのＥＵＶ光に対する単層吸収層表面と反射層表面とのコントラストは１：１０５であり、コントラスト値は９８％であった。
さらに、本実施例の反射型マスクを用い、実施例１と同様の方法で図８に示す半導体基板への露光転写を行った結果、十分な露光特性を有していることを確認した。すなわち、本実施例のＥＵＶ反射型マスクの精度は７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下であることが確認できた。
【００５９】
以上の結果から、本実施例のマスクは、ＥＵＶ光に対する高コントラストが得られ、なお且つパターン検査波長に対しても高コントラストが得られる。また、本実施例のマスクは、バッファー層としてＣｒ膜を使用することによりバッファー層にＥＵＶ光の吸収層としての機能をも持たせているため、コントラストを劣化させずに上層のＥＵＶ光吸収層の厚さをより薄くすることが可能である。これに対し、従来のマスクは、ＥＵＶ光に対しては高コントラストが得られるものの、パターン検査波長に対してはコントラストが非常に悪い。
【００６０】
（実施例４）
実施例１と同様にして、基板１１上にＥＵＶ光の反射層１２を成膜した。
この反射層１２上にバッファー層１３として窒化クロム膜を５０ｎｍの厚さに成膜した。この窒化クロム膜はＤＣマグネトロンスパッタ法によって形成し、成膜にはＣｒターゲットを用い、スパッタガスとしてＡｒに窒素を１０％添加したガスを用いた。
成膜された窒化クロム膜は、Ｃｒ１−ＸＮＸにおいてＸは０．１とした。また、この窒化クロム膜の膜応力は１００ｎｍ換算で＋４０ＭＰａであった。また、この窒化クロム膜の波長２５７ｎｍの光に対する反射率は５２％である。この窒化クロム膜表面の表面粗さは０．２７ｎｍＲｍｓであった。
次に、窒化クロム膜により構成されるバッファー層１３の上に、ＥＵＶ光の吸収体層１４としてタンタルホウ素合金の窒化物（ＴａＢＮ）膜を５０ｎｍの厚さに形成した。このＴａＢＮ膜は、Ｔａ及びＢを含むターゲットを用いて、Ａｒに窒素を１０％添加して、ＤＣマグネトロンスパッタ法によって形成した。このＴａＢＮ膜の組成比は、Ｔａは０．８、Ｂは０．１、Ｎは０．１とした。ＴａＢＮ膜の結晶状態はアモルファスであった。
【００６１】
このＴａＢＮ吸収体層の上にさらに低反射層１５として、タンタルホウ素合金の窒化物（ＴａＢＮ）膜を１５ｎｍの厚さに形成した。低反射層としてのＴａＢＮ膜は、ＤＣマグネトロンスパッタ法によって、Ｔａ及びＢを含むターゲットを用いて、Ａｒに窒素を４０％添加して成膜した。この時、下層のＴａＢＮ膜と同一の成膜室内で同一のターゲットを用い、下層の形成と上層の形成を窒素ガスの量を変えて連続的に行った。ここで成膜された低反射層としてのＴａＢＮ膜の組成比は、上記ＥＵＶ光吸収体層のＴａＢＮ膜と比較して窒素の割合を多くし、Ｔａは０．５、Ｂは０．１、Ｎは０．４とした。この上層のＴａＢＮ膜もアモルファスであった。
このＴａＢＮ膜の波長２５７ｎｍの光における屈折率は２．３、消衰係数は１．０である。また、波長１３．４ｎｍのＥＵＶ光に対する吸収係数は０．０３６である。又、表面粗さは０．２５ｎｍＲｍｓであり、非常に平滑であった。
このようにして得られた低反射層上での波長２５７ｎｍの光に対する反射率は１８％であった。また、ＥＵＶ光吸収体層と低反射層の全応力は１００ｎｍ換算で−５０ＭＰａであった。
以上のようにして本実施例の反射型マスクブランクスを得た。
【００６２】
次に、この作製したマスクブランクスを用いて実施例１と同様にデザインルールが０．０７μｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有するＥＵＶ反射型マスクを作製した。
まず実施例１と同様の方法で低反射層及び吸収体層に吸収体パターンを形成した。ここで、波長２５７ｎｍの光を検査光として吸収体パターンの検査を行った。検査光に対するバッファー層の反射率と低反射層上の反射率との比は１：０．３５であり、コントラスト値は４８％であり、検査において十分なコントラストが得られた。
次いで、窒化クロムからなるバッファー層を吸収体パターンに従ってドライエッチングにより除去した。ドライエッチングには塩素と酸素の混合ガスを用いた。以上のようにして本実施例の反射型マスクを得た。得られた反射型マスクに対し、波長２５７ｎｍの検査光を用いて再度吸収体パターンの確認検査を行ったところ、検査光に対するＥＵＶ反射層の反射率と低反射層上の反射率との比は１：０．３であり、コントラスト値は５０％であり、確認検査においても十分なコントラストが得られた。また、得られた反射型マスクに対し、波長１３．４ｎｍ、入射角５度のＥＵＶ光により反射率を測定したところ、６５％と良好な反射特性を有していた。
さらに、本実施例の反射型マスクを用い、実施例１と同様の方法で図８に示す半導体基板への露光転写を行った結果、十分な露光特性を有していることを確認した。すなわち、本実施例のＥＵＶ反射型マスクの精度は７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下であることが確認できた。
【００６３】
（実施例５）
本実施例は、低反射層としてタンタルホウ素合金の酸窒化物（ＴａＢＮＯ）膜を使用した点が実施例４との相違点である。
実施例４と同様にして、基板１１上にＥＵＶ光の反射層１２、バッファー層１３及びＥＵＶ光の吸収体層１４を成膜した。
次に、ＥＵＶ光吸収体層１４の上に低反射層１５として、タンタルホウ素合金の酸窒化物（ＴａＢＮＯ）膜を１５ｎｍの厚さに形成した。このＴａＢＮＯ膜は、ＤＣマグネトロンスパッタ法によって、Ｔａ及びＢを含むターゲットを用いて、Ａｒに窒素を１０％と酸素を２０％添加して成膜した。ここで成膜された低反射層のＴａＢＮＯ膜の組成比は、Ｔａは０．４、Ｂは０．１、Ｎは０．１、Ｏは０．４とした。ＴａＢＮＯ低反射層の表面粗さは０．２５ｎｍＲｍｓであり、非常に平滑であった。このＴａＢＮＯ膜の結晶状態はアモルファスであった。なお、下層のＴａＢＮ膜と上層のＴａＢＮＯ膜の形成は、同一成膜室内でガスの種類を変え、同一ターゲットを用いて連続的に行った。
【００６４】
このＴａＢＮＯ膜の波長２５７ｎｍの光における屈折率は２．４、消衰係数は０．５である。また、波長１３．４ｎｍのＥＵＶ光に対する吸収係数は０．０３６である。
このようにして得られた低反射層上での波長２５７ｎｍの光に対する反射率は１０％であった。また、ＥＵＶ光吸収体層と低反射層の全応力は１００ｎｍ換算で−５０ＭＰａであった。
以上のようにして本実施例の反射型マスクブランクスを得た。
次に、この作製したマスクブランクスを用いて実施例１と同様にデザインルールが０．０７μｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有するＥＵＶ反射型マスクを作製した。
まず実施例１と同様の方法で低反射層及び吸収体層に吸収体パターンを形成した。ここで、波長２５７ｎｍの光を検査光として吸収体パターンの検査を行った。検査光に対するバッファー層の反射率と低反射層上の反射率との比は１：０．１９であり、コントラスト値は６８％であり、検査において十分なコントラストが得られた。
次いで、実施例４と同様に、窒化クロムからなるバッファー層を吸収体パターンに従ってドライエッチングにより除去した。
【００６５】
以上のようにして本実施例の反射型マスクを得た。得られた反射型マスクに対し、波長２５７ｎｍの検査光を用いて再度吸収体パターンの確認検査を行ったところ、検査光に対するＥＵＶ反射層の反射率と低反射層上の反射率との比は１：０．１７であり、コントラスト値は７１％であり、確認検査においても十分なコントラストが得られた。また、得られた反射型マスクに対し、波長１３．４ｎｍ、入射角５度のＥＵＶ光により反射率を測定したところ、６５％と良好な反射特性を有していた。
さらに、本実施例の反射型マスクを用い、実施例１と同様の方法で図８に示す半導体基板への露光転写を行った結果、十分な露光特性を有していることを確認した。すなわち、本実施例のＥＵＶ反射型マスクの精度は７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下であることが確認できた。
【００６６】
（実施例６）
本実施例は、低反射層としてタンタルホウ素合金の酸化物（ＴａＢＯ）膜を使用した点が実施例４との相違点である。
実施例４と同様にして、基板１１上にＥＵＶ光の反射層１２、バッファー層１３及びＥＵＶ光の吸収体層１４を成膜した。
次に、ＥＵＶ光吸収体層１４の上に低反射層１５として、タンタルホウ素合金の酸化物（ＴａＢＯ）膜を１２ｎｍの厚さに形成した。このＴａＢＯ膜は、ＤＣマグネトロンスパッタ法によって、Ｔａ及びＢを含むターゲットを用いて、Ａｒに酸素を３０％添加して成膜した。ＥＵＶ光吸収体層の形成と低反射層の形成の間はＤＣパワーを一旦停止させ、成膜に使用するガスを切り変えた。ここで成膜された低反射層のＴａＢＯ膜の組成比は、Ｔａは０．４、Ｂは０．１、Ｏは０．５とした。ＴａＢＯ膜の結晶状態はアモルファスであった。なお、吸収体層の下層と上層の成膜は同一成膜室内で同一ターゲットを用い、ガスの種類を変えて連続的に行った。
このＴａＢＯ膜の波長２５７ｎｍの光における屈折率は２．５、消衰係数は０．３である。また、波長１３．４ｎｍのＥＵＶ光に対する吸収係数は０．０３５である。このＴａＢＯ膜の表面粗さは０．２５ｎｍＲｍｓであり、非常に平滑であった。
【００６７】
このようにして得られた低反射層上での波長２５７ｎｍの光に対する反射率は５％であった。また、ＥＵＶ光吸収体層と低反射層の全応力は１００ｎｍ換算で−５０ＭＰａであった。
以上のようにして本実施例の反射型マスクブランクスを得た。
次に、この作製したマスクブランクスを用いて実施例１と同様にデザインルールが０．０７μｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有するＥＵＶ反射型マスクを作製した。
まず実施例１と同様の方法で低反射層及び吸収体層に吸収体パターンを形成した。ここで、波長２５７ｎｍの光を検査光として吸収体パターンの検査を行った。検査光に対するバッファー層の反射率と低反射層上の反射率との比は１：０．１０であり、コントラスト値は８２％であり、検査において十分なコントラストが得られた。
次いで、実施例４と同様に、窒化クロムからなるバッファー層を吸収体パターンに従ってドライエッチングにより除去した。
以上のようにして本実施例の反射型マスクを得た。得られた反射型マスクに対し、波長２５７ｎｍの検査光を用いて再度吸収体パターンの確認検査を行ったところ、検査光に対するＥＵＶ反射層の反射率と低反射層上の反射率との比は１：０．０８であり、コントラスト値は８５％であり、確認検査においても十分なコントラストが得られた。また、得られた反射型マスクに対し、波長１３．４ｎｍ、入射角５度のＥＵＶ光により反射率を測定したところ、６５％と良好な反射特性を有していた。
さらに、本実施例の反射型マスクを用い、実施例１と同様の方法で図８に示す半導体基板への露光転写を行った結果、十分な露光特性を有していることを確認した。すなわち、本実施例のＥＵＶ反射型マスクの精度は７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下であることが確認できた。
【００６８】
（実施例７）
実施例４と同様に、ガラス基板上に、Ｍｏ／Ｓｉ反射多層膜及び、ＣｒＮバッファー層５０ｎｍ及び、ＴａＢＮ膜５０ｎｍからなる吸収体下層を形成した。
次に、上層の低反射層として、ＭｏとＳｉとＮからなる膜（ＭｏＳｉＮ）を１０ｎｍの厚さに形成した。成膜方法は、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、ＳｉとＭｏを含むターゲットを用い、アルゴンと窒素を含むガスを使用した。得られたＭｏＳｉＮ膜の組成は、Ｍｏ：Ｓｉ：Ｎ＝２３：２７：５０であり、結晶状態はアモルファスであった。
又、波長２６０ｎｍの光における屈折率は２．５６、消衰係数は０．９７、波長１９０ｎｍの光における屈折率は２．３９、消衰係数は１．０５である。又、ＭｏＳｉＮ膜表面における表面粗さは、０．２５ｎｍＲｍｓと非常に平滑であった。又、波長２５７ｎｍの検査光に対するＭｏＳｉＮ膜表面の反射率は、１７％であった。
このようにして、本実施例の反射型マスクブランクスを得た。
次に、このマスクブランクスを用いて、デザインルールが０．０７μｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有する反射型マスクを作製した。
まず、実施例１と同様にして、低反射層上に、レジストパターンを形成した。続いて、フッ素ガスを用いたドライエッチングにより、ＭｏＳｉＮ低反射層をレジストパターンに沿ってパターン状に形成し、吸収体下層のＴａＢＮ膜の一部を露出させた。
【００６９】
次に、露出したＴａＢＮ膜を塩素ガスを用いたドライエッチングで、ＭｏＳｉＮ膜と同一のパターン状に形成し、ＣｒＮバッファー層の一部を露出させた。
ここで、実施例１と同様にして、波長２５７ｎｍの検査光を用いて、吸収体パターンの検査を行った。吸収体層表面と、バッファー層表面での検査光に対する反射率の比は、１：３であり、コントラスト値は５０％と十分なコントラストが得られた。
実施例１と同様に、欠陥の修正をＦＩＢを用いて行った後、露出したＣｒＮバッファー層を塩素と酸素を用いたドライエッチングで吸収体と同一パターン状に除去した。
以上のようにして、本実施例の反射型マスクが得られた。
この反射型マスクに対し、波長２５７ｎｍの検査光を用いて、パターンの最終検査を行った。吸収体層表面と、多層反射膜表面での検査光に対する反射率の比は、１：３．５であり、コントラスト値は５６％と十分なコントラストが得られた。
実施例１と同様に、本実施例の反射型マスクを用いてレジスト付半導体基板（シリコンウエハ）にパターンの転写を行った所、本実施例の反射型マスクの精度は、７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下である事が確認できた。
【００７０】
（実施例８）
実施例４と同様に、ガラス基板上に、Ｍｏ／Ｓｉ反射多層膜及び、ＣｒＮバッファー層５０ｎｍ及び、ＴａＢＮ膜５０ｎｍからなる吸収体下層を形成した。
次に、上層の低反射層として、ＭｏとＳｉとＯとＮからなる膜（ＭｏＳｉＯＮ）を２０ｎｍの厚さに形成した。成膜方法は、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、ＳｉとＭｏを含むターゲットを用い、アルゴンと窒素と酸素を含むガスを使用した。得られたＭｏＳｉＯＮ膜の組成は、Ｍｏ：Ｓｉ：Ｏ：Ｎ＝１９：１９：１９：４３であり、アモルファス構造であった。又、波長２６０ｎｍの光における屈折率は２．０１、消衰係数は０．４６、波長１９０ｎｍの光における屈折率は１．９１、消衰係数は０．５２である。
又、ＭｏＳｉＯＮ膜表面における表面粗さは、０．２５ｎｍＲｍｓと非常に平滑であった。波長２５７ｎｍの検査光に対するＭｏＳｉＯＮ膜表面の反射率は４．４％であった。
このようにして、本実施例の反射型マスクブランクスを得た。
次に、このマスクブランクスを用いて、デザインルールが０．０７μｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有する反射型マスクを作製した。
まず、実施例１と同様にして、低反射層上に、レジストパターンを形成した。続いて、フッ素ガスを用いたドライエッチングにより、ＭｏＳｉＯＮ低反射層をレジストパターンに沿ってパターン状に形成し、吸収体下層のＴａＢＮ膜の一部を露出させた。
次に、露出したＴａＢＮ膜を塩素ガスを用いたドライエッチングで、ＭｏＳｉＯＮ膜と同一のパターン状に形成し、ＣｒＮバッファー層の一部を露出させた。
【００７１】
ここで、実施例１と同様にして、波長２５７ｎｍの検査光を用いて、吸収体パターンの検査を行った。吸収体層表面と、バッファー層表面での検査光に対する反射率の比は、１：１２であり、コントラスト値は８４％と、良好なコントラストが得られた。
実施例１と同様に、欠陥の修正をＦＩＢを用いて行った後、露出したＣｒＮバッファー層を塩素と酸素を用いたドライエッチングで吸収体と同一パターン状に除去した。
以上のようにして、本実施例の反射型マスクが得られた。
この反射型マスクに対し、波長２５７ｎｍの検査光を用いて、パターンの最終検査を行った。吸収体層表面と、多層反射膜表面での検査光に対する反射率の比は、１：１４であり、コントラスト値は８６％と良好なコントラストが得られた。又、実施例１と同様に、本実施例の反射型マスクを用いてレジスト付半導体基板（シリコンウエハ）にパターンの転写を行った所、本実施例の反射型マスクの精度は、７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下である事が確認できた。
【００７２】
（実施例９）
実施例４と同様に、ガラス基板上に、Ｍｏ／Ｓｉ反射多層膜及び、ＣｒＮバッファー層５０ｎｍ及び、ＴａＢＮ膜５０ｎｍからなる吸収体下層を形成した。
次に、上層の低反射層として、酸化クロム膜（ＣｒＯ）を２０ｎｍの厚さに形成した。成膜方法は、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、Ｃｒを含むターゲットを用い、アルゴンと酸素を含むガスを使用した。得られたＣｒＯ膜の組成は、Ｃｒ：Ｏ＝４６：５４であった。又、波長２６０ｎｍの光における屈折率は２．３７、消衰係数は０．７２、波長１９０ｎｍの光における屈折率は１．９１、消衰係数は１．１３である。
又、ＣｒＯ膜表面における表面粗さは、０．３ｎｍＲｍｓであった。波長２５７ｎｍの検査光に対するＣｒＯ膜表面の反射率は１４％であった。
このようにして、本実施例の反射型マスクブランクスを得た。
次に、このマスクブランクスを用いて、デザインルールが０．０７μｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有する反射型マスクを作製した。
まず、実施例１と同様にして、低反射層上に、レジストパターンを形成した。続いて、塩素と酸素を用いたドライエッチングにより、ＣｒＯ低反射層をレジストパターンに沿ってパターン状に形成し、吸収体下層のＴａＢＮ膜の一部を露出させた。
次に、露出したＴａＢＮ膜を塩素ガスを用いたドライエッチングで、ＣｒＯ膜と同一のパターン状に形成し、ＣｒＮバッファー層の一部を露出させた。
【００７３】
ここで、実施例１と同様にして、波長２５７ｎｍの検査光を用いて、吸収体パターンの検査を行った。吸収体層表面と、バッファー層表面での検査光に対する反射率の比は、１：３．７であり、コントラスト値は５８％と、十分なコントラストが得られた。
実施例１と同様に、欠陥の修正をＦＩＢを用いて行った後、露出したＣｒＮバッファー層を塩素と酸素を用いたドライエッチングで吸収体と同一パターン状に除去した。
以上のようにして、本実施例の反射型マスクが得られた。
この反射型マスクに対し、波長２５７ｎｍの検査光を用いて、パターンの最終検査を行った。吸収体層表面と、多層反射膜表面での検査光に対する反射率の比は、１：４．３であり、コントラスト値は６２％と良好なコントラストが得られた。
又、実施例１と同様に、本実施例の反射型マスクを用いてレジスト付半導体基板（シリコンウエハ）にパターンの転写を行った所、本実施例の反射型マスクの精度は、７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下である事が確認できた。
【００７４】
（実施例１０）
実施例４と同様に、ガラス基板上に、Ｍｏ／Ｓｉ反射多層膜及び、ＣｒＮバッファー層５０ｎｍ及び、ＴａＢＮ膜５０ｎｍからなる吸収体下層を形成した。
次に、上層の低反射層として、ＳｉとＯとＮからなる膜（ＳｉＯＮ）を２２ｎｍの厚さに形成した。成膜方法は、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、Ｓｉターゲットを用い、アルゴンと酸素と窒素を含むガスを使用した。得られたＳｉＯＮ膜の組成は、Ｓｉ：Ｏ：Ｎ＝２８：６２：１０であった。又、波長２６０ｎｍの光における屈折率は１．７４、消衰係数は０．００１８、波長１９０ｎｍの光における屈折率は１．８６、消衰係数は０．０４６５である。
又、ＳｉＯＮ膜表面における表面粗さは、０．３ｎｍＲｍｓであった。波長２５７ｎｍの検査光に対するＳｉＯＮ膜表面の反射率は、５％であった。
このようにして、本実施例の反射型マスクブランクスを得た。
次に、このマスクブランクスを用いて、デザインルールが０．０７μｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有する反射型マスクを作製した。
まず、実施例１と同様にして、低反射層上に、レジストパターンを形成した。続いて、フッ化物を含むガスを用いたドライエッチングにより、ＳｉＯＮ低反射層をレジストパターンに沿ってパターン状に形成し、吸収体下層のＴａＢＮ膜の一部を露出させた。
次に、露出したＴａＢＮ膜を塩素ガスを用いたドライエッチングで、ＳｉＯＮ膜と同一のパターン状に形成し、ＣｒＮバッファー層の一部を露出させた。
【００７５】
ここで、実施例１と同様にして、波長２５７ｎｍの検査光を用いて、吸収体パターンの検査を行った。吸収体層表面と、バッファー層表面での検査光に対する反射率の比は、１：１０．４であり、コントラスト値は８２％と、良好なコントラストが得られた。
実施例１と同様に、欠陥の修正をＦＩＢを用いて行った後、露出したＣｒＮバッファー層を塩素と酸素を用いたドライエッチングで吸収体と同一パターン状に除去した。
以上のようにして、本実施例の反射型マスクが得られた。
この反射型マスクに対し、波長２５７ｎｍの検査光を用いて、パターンの最終検査を行った。吸収体層表面と、多層反射膜表面での検査光に対する反射率の比は、１：１２であり、コントラスト値は８５％と良好なコントラストが得られた。又、実施例１と同様に、本実施例の反射型マスクを用いてレジスト付半導体基板（シリコンウエハ）にパターンの転写を行った所、本実施例の反射型マスクの精度は、７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下である事が確認できた。
【００７６】
（実施例１１）
実施例４と同様にして、基板上にＭｏ／Ｓｉ周期積層膜からなるＥＵＶ光の反射層及び、窒化クロム膜からなるバッファー層を形成した。
次に、吸収体層の下層として、タンタルホウ素合金の窒化物（ＴａＢＮ）膜を形成した。このＴａＢＮ膜は、Ｔａ及びＢを含むターゲットを用いて、Ａｒに窒素を１０％添加したガスを用い、ＤＣマグネトロンスパッタ法で形成した。ＴａＢＮ膜を約５０ｎｍ形成したところで、ＤＣを印加したまま、Ａｒと窒素ガスの供給を１０秒の間に徐々に減らして停止すると同時に、排気を行わずに、この１０秒間でＡｒに酸素を３０％まで添加して、同一成膜室内で、同一ターゲットによる成膜を続行した。酸素を導入後、約１５ｎｍ成膜を行った。形成された吸収体層表面の粗さは、０．２５ｎｍＲｍｓであり、非常に平滑であった。吸収体層の結晶構造はアモルファスであった。
又、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）で、吸収体層の膜厚方向の窒素及び酸素組成を分析したところ、図１２に示すようであり、上層と下層の間に、下層の組成から上層の組成に連続的に組成が変化する中間領域が形成されていることが分かった。この中間領域の厚さは、５ｎｍ程度であった。中間領域においては、下層側から上層側に向かい、徐々に窒素が減少すると共に、酸素の含有量が増大し、連続的に組成が変化していた。又、バッファー層側の下層の組成は、Ｔａ：Ｂ：Ｎ＝０．５：０．１：０．４のＴａＢＮ膜であり、吸収体層の表面近傍の上層は、Ｔａ：Ｂ：Ｏ＝０．４：０．１：０．５のＴａＢＯ膜であった。
【００７７】
波長２５７ｎｍの検査光に対するこの吸収体層表面の反射率は５％であった。又、上層のＴａＢＯ膜の波長２５７ｎｍに対する屈折率は２．５、消衰係数は０．３である。
以上のようにして、本実施例の反射型マスクブランクスを得た。
次に、この反射型マスクブランクスを用いて、デザインルールが０．０７μｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有する反射型マスクを作製した。
まず、実施例１と同様にして、低反射層上に、レジストパターンを形成した。続いて、塩素を含むガスを用いたドライエッチングにより、吸収体層をレジストパターンに沿ってパターン状に形成した。吸収体層の上層、中間領域、及び下層を連続的にドライエッチングでパターニングし、ＣｒＮバッファー層の一部を露出させた。上層と下層の間に連続的な組成変化を有する中間領域を有していたため、吸収体層は、断面形状に段差の無い連続的な良好な矩形形状にパターン形成できた。
ここで、実施例１と同様にして、波長２５７ｎｍの検査光を用いて、吸収体パターンの検査を行った。吸収体層表面と、バッファー層表面での検査光に対する反射率の比は、１：１０．４であり、コントラスト値は８２％と良好なコントラストが得られた。
【００７８】
実施例１と同様に、欠陥の修正をＦＩＢを用いて行った後、露出したＣｒＮバッファー層を塩素と酸素を用いたドライエッチングで吸収体と同一パターン状に除去した。
以上のようにして、本実施例の反射型マスクが得られた。
この反射型マスクに対し、波長２５７ｎｍの検査光を用いて、パターンの最終検査を行った。吸収体層表面と、多層反射膜表面での検査光に対する反射率の比は、１：１２であり、コントラスト値は８５％と良好なコントラストが得られた。又、実施例１と同様に、本実施例の反射型マスクを用いてレジスト付半導体基板（シリコンウエハ）にパターンの転写を行った所、本実施例の反射型マスクの精度は、７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下である事が確認できた。
【００７９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、基板上に、ＥＵＶ領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層、及びこの露光光を吸収する吸収体層を有し、この吸収体層は、ＥＵＶ領域を含む短波長域の露光光吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の低反射層を上層とした少なくとも二層構造とし、且つ、上層の低反射層として特定の材料を選択することにより、形成される反射型マスク表面の吸収体層を、露光光を吸収する層とマスクパターン検査光波長に対する反射率の小さい層とにそれぞれ機能を分離することができ、これによって十分な露光光吸収機能を有し、かつ吸収体パターン表面での検査光波長に対する反射率を著しく低下させ、その結果、この最上層の吸収体パターン表面とこのパターンのない部分の反射層表面との検査光波長に対する反射率の差が大きくなり、パターン検査時のコントラストが十分得られるようになるため、従来の深紫外領域の光を検査光とするマスク検査機を使用してマスクパターンの正確かつ迅速な検査が可能になる。
【００８０】
また、上記吸収体層における下層の露光光吸収体層として、上層の低反射層の材料を考慮して特定の物質を選択することにより、本発明の効果がより一層発揮される。
また、吸収体層の下層と上層の間に、下層の組成から上層の組成へと連続的に組成が変化する中間領域を有することにより、吸収体層にパターンを形成する際に、上層と下層との間に境界を生じず、滑らかな断面構造を有するパターンが得られやすく、また上層と下層の密着性が向上する。
また、露光光の反射層と吸収体層との間にバッファー層を設けることにより、吸収体層へのパターン形成時に反射層を保護することが出来る。本発明では、このようなバッファー層を有する場合においても、吸収体パターン表面での検査光波長に対する反射率を著しく低下させるため、この最上層の吸収体パターン表面とこのパターンのない部分に露出したバッファー層表面との検査光波長に対する反射率の差を大きく取れ、パターン検査時に十分なコントラストが得られる。
【００８１】
また、本発明の反射型マスクブランクスは、基板上に、露光光を反射する反射層と、露光光吸収体層と、その上に検査光の低反射層を形成することにより製造されるので、周知の成膜方法を適用でき、製造が容易で、安価なマスクブランクスを提供できる。そして、上層の低反射層と下層の吸収体層の形成を同一成膜室内で連続的に行うことにより、基板を成膜室外に取り出したり、放置したりしないため、界面への不純物の吸着や、変質が起こらず良好な界面が得られ、再現性・制御性良く吸収体層が形成でき、又、成膜工程が複雑にならないという利点も得られる。
また、露光光吸収体層を形成した後、その吸収体層の表面を処理することにより検査光の低反射層を形成することで、成膜条件の変更等に要する時間を短縮でき、作業の簡略化と作業時間の短縮を図れる。
また、本発明の反射型マスクは、マスクブランクスにおける少なくとも吸収体層をパターン状に形成することにより製造されるが、周知のパターニング手段を適用して容易に製造でき、安価な反射型マスクを提供できる。
また、本発明の反射型マスクを用いて半導体基板上にパターンを転写することにより、高精度のパターンが形成された半導体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るマスクブランクスの一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】本発明に係る反射型マスクの一実施形態を示す概略断面図である。
【図３】低反射層として様々な屈折率ｎ及び消衰係数ｋを有する材料を１０ｎｍで形成した場合における１９０ｎｍの検査波長での反射率Ｒをｎとｋを軸としてプロットした図である。
【図４】低反射層として様々な屈折率ｎ及び消衰係数ｋを有する材料を１０ｎｍで形成した場合における２６０ｎｍの検査波長での反射率Ｒをｎとｋを軸としてプロットした図である。
【図５】低反射層として様々な屈折率ｎ及び消衰係数ｋを有する材料を２０ｎｍで形成した場合における１９０ｎｍの検査波長での反射率Ｒをｎとｋを軸としてプロットした図である。
【図６】低反射層として様々な屈折率ｎ及び消衰係数ｋを有する材料を２０ｎｍで形成した場合における２６０ｎｍの検査波長での反射率Ｒをｎとｋを軸としてプロットした図である。
【図７】本発明の反射型マスクの製造工程を示す概略断面図である。
【図８】反射型マスクを用いたパターン転写装置の概略構成図である。
【図９】本発明の実施例１及び従来の反射型マスクにおける１９０ｎｍから６９０ｎｍまでの波長の光に対する反射率の値を示す図である。
【図１０】本発明の実施例２及び従来の反射型マスクにおける１９０ｎｍから６９０ｎｍまでの波長の光に対する反射率の値を示す図である。
【図１１】本発明の実施例３及び従来の反射型マスクにおける１９０ｎｍから６９０ｎｍまでの波長の光に対する反射率の値を示す図である。
【図１２】実施例１１における吸収体層の膜厚方向の窒素及び酸素組成図である。
【図１３】従来の反射型マスクの製造工程を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１ マスクブランクス
２ 反射型マスク
１１ 基板
１２ 反射層
１３ バッファー層
１４ 露光光吸収体層
１５ 低反射層
１６ 吸収体層
２１ ピンホール欠陥
２２ エッチング不足欠陥
２６ 反射層パターン
３１ ＥＵＶ光
５０ パターン転写装置
Claims (29)
- 基板上に、順に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層及び露光光を吸収する吸収体層を有してなるマスクブランクスであって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であり、前記上層が、タンタル（Ｔａ）とホウ素（Ｂ）と窒素（Ｎ）を含む材料からなり、ＴａとＢとＮの組成が、Ｂが５ａｔ％〜３０ａｔ％であり、且つ、ＴａとＮの組成比（Ｔａ：Ｎ）が８：１〜２：７の範囲である事を特徴とする反射型マスクブランクス。
- 基板上に、順に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層及び露光光を吸収する吸収体層を有してなるマスクブランクスであって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であり、前記上層が、タンタル（Ｔａ）とホウ素（Ｂ）と窒素（Ｎ）を含み、結晶状態がアモルファスである材料である事を特徴とする反射型マスクブランクス。
- 基板上に、順に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層及び露光光を吸収する吸収体層を有してなるマスクブランクスであって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であり、前記上層が、タンタル（Ｔａ）とホウ素（Ｂ）と酸素（Ｏ）とを含む材料からなることを特徴とする反射型マスクブランクス。
- 前記上層の低反射層を形成する材料は、更に窒素（Ｎ）を含む事を特徴とする請求項３記載の反射型マスクブランクス。
- 前記上層の低反射層を形成する材料は、ホウ素（Ｂ）を５〜２５ａｔ％の範囲で含むことを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載の反射型マスクブランクス。
- 基板上に、順に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層及び露光光を吸収する吸収体層を有してなるマスクブランクスであって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であり、前記上層が、Ｔａ及び、Ｓｉ又はＧｅの少なくとも一方、及び、窒素又は酸素の少なくとも一方を含む材料であることを特徴とする反射型マスクブランクス。
- 基板上に、順に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層及び露光光を吸収する吸収体層を有してなるマスクブランクスであって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であり、前記上層が、Ｔａと窒素と酸素とを含む材料で形成されていることを特徴とする反射型マスクブランクス。
- 前記吸収体層を形成する材料の結晶状態は、アモルファスであることを特徴とする請求項３乃至７の何れかに記載の反射型マスクブランクス。
- 基板上に、順に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層及び露光光を吸収する吸収体層を有してなるマスクブランクスであって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であり、前記上層の低反射層は、クロム、マンガン、コバルト、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、モリブデン、パラジウム、銀、カドミウム、錫、アンチモン、テルル、沃素、ハフニウム、タングステン、チタン、金及びこれらの元素を含む合金から選ばれる少なくとも一種の物質の窒化物、酸化物、酸窒化物、あるいは、これらに更に珪素を含む材料、又は、珪素の酸窒化物から選ばれる少なくとも一種の物質で構成することを特徴とする反射型マスクブランクス。
- 前記吸収体層における下層の露光光の吸収体は、前記上層に含まれる金属元素又は該金属元素を含む合金、或いは、該金属元素又は該金属元素を含む合金と窒素及び／又は酸素を含む物質から選ばれる少なくとも一種の物質で構成することを特徴とする請求項９記載の反射型マスクブランクス。
- 前記吸収体層の下層が、Ｔａを含む材料である事を特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の反射型マスクブランクス。
- 前記吸収体層の下層が、Ｔａと少なくともＢを含む材料であることを特徴とする請求項１１記載の反射型マスクブランクス。
- 前記吸収体層の下層と上層との間に、下層の組成から上層の組成へと連続的に組成が変化する中間領域を有することを特徴とする請求項１乃至１２の何れかに記載の反射型マスクブランクス。
- 前記反射層と吸収体層との間に、前記吸収体層へのパターン形成時に前記反射層を保護するためのバッファー層を備えていることを特徴とする請求項１乃至１３の何れかに記載の反射型マスクブランクス。
- 前記吸収体層の下層がＴａを含む物質で形成され、前記バッファー層が、Ｃｒ又はＣｒを主成分とする物質で形成されていることを特徴とする請求項１４記載の反射型マスクブランクス。
- 前記吸収体層に形成されるパターンの検査に用いられる光の波長に対する前記反射層表面での反射光と、前記吸収体層表面での反射光のコントラストが、４０％以上であることを特徴とする請求項１乃至１５の何れかに記載の反射型マスクブランクス。
- 前記反射層と吸収体層との間に、前記吸収体層へのパターン形成時に前記反射層を保護するためのバッファー層を備えており、吸収体層に形成されるパターンの検査に用いられる光の波長に対する前記バッファー層表面での反射光と、前記吸収体層表面での反射光のコントラストが、４０％以上であることを特徴とする請求項１乃至１６の何れかに記載の反射型マスクブランクス。
- 前記吸収体層に形成されるパターンの検査に用いられる光の波長に対する、前記吸収体層表面の反射率が２０％以下であることを特徴とする請求項１乃至１７の何れかに記載の反射型マスクブランクス。
- 前記吸収体層表面の表面粗さが、０．５ｎｍＲｍｓ以下であることを特徴とする請求項１乃至１８の何れかに記載の反射型マスクブランクス。
- 前記吸収体層の上層を形成する物質の、検査光の波長における屈折率ｎと消衰係数ｋが、ｎが１．５〜３．５で且つｋが０．７以下の条件を満たすことを特徴とする請求項１乃至１９の何れかに記載の反射型マスクブランクス。
- 前記上層である低反射層の膜厚が、検査光の波長に対する吸収体層表面の反射率と低反射層の膜厚との関係に基づいて、検査光波長に対する吸収体表面の反射率が極小になるように選択されていることを特徴とする請求項１乃至２０の何れかに記載の反射型マスクブランクス。
- 前記上層である低反射層の膜厚が５〜３０ｎｍであることを特徴とする請求項２１記載の反射型マスクブランクス。
- 請求項１乃至２２の何れかに記載の反射型マスクブランクスの吸収体層がパターン状に形成されたことを特徴とする反射型マスク。
- 基板上に、順に極端紫外線領域を含む短波長域の露光光を反射する反射層及び露光光を吸収する吸収体層を有してなる反射型マスクブランクスの製造方法であって、前記吸収体層が、極端紫外線領域を含む短波長域の露光光の吸収体で構成する吸収体層を下層とし、マスクパターンの検査に使用する検査光の吸収体で構成する低反射層を上層とした少なくとも二層構造であり、前記吸収体層の下層の形成と、上層の形成を同一成膜室内で連続的に行うことを特徴とする反射型マスクブランクスの製造方法。
- 前記上層と下層にはそれぞれ金属元素が含まれており、これらの金属元素が同一であることを特徴とする請求項２４記載の反射型マスクブランクスの製造方法。
- 前記吸収体層の上層と下層の形成はスパッタリング法で行い、上層と下層の形成において前記金属元素を含む同一のターゲットを用い、成膜に使用するガスを変えることを特徴とする請求項２５記載の反射型マスクブランクスの製造方法。
- 請求項１乃至２２の何れかに記載の反射型マスクブランクスの製造方法であって、基板上に、極端紫外線領域を含む短波長領域の露光光を反射する反射層を形成する工程と、該反射層上に、前記露光光を吸収する吸収体層を形成する工程と、該吸収体層の表面を処理することにより、吸収体層の表面近傍に、マスクパターンの検査に使用する検査光に対する低反射層を形成することを特徴とする反射型マスクブランクスの製造方法。
- 請求項１乃至２２の何れかに記載の反射型マスクブランクスにおける少なくとも低反射層及び露光光吸収体層をパターン状に形成する工程を有することを特徴とする反射型マスクの製造方法。
- 請求項２３に記載の反射型マスクを用いて、半導体基板上にパターンを転写することを特徴とする半導体の製造方法。
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