JP2012033608A

JP2012033608A - Ｅｕｖ露光用反射型マスクの製造方法

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Publication number: JP2012033608A
Application number: JP2010170456A
Authority: JP
Inventors: Tsukasa Abe; 司安部; Yuichi Inazuki; 友一稲月; Satoshi Kawashima; 聡史川島; Taichi Ogase; 太一尾ケ瀬
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2010-07-29
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2012-02-16

Abstract

【課題】ＥＵＶ露光用反射型マスクの製造方法において、設計パターンに基づいて電子線によりレジストパターンを形成するに際し、電子線描画による電荷およびエネルギーがレジストに蓄積するのを抑制し、各種パターン精度を向上させた反射型マスクの製造方法を提供する。
【解決手段】反射型マスクブランク表面に設計パターンに基づいて電子線によりレジストパターンを形成し、吸収体層をドライエッチングして吸収体層パターンを形成する反射型マスクの製造方法であって、前記吸収体層の上にハードマスク層を設け、設計パターンをパターン精度が必要とされる主要部と主要部以外の非主要部との２つに分け、前記レジストパターンを形成する工程を、前記主要部のレジストパターン形成工程と前記非主要部のレジストパターン形成工程との２回に分けて行うことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＳＩ、超ＬＳＩなどの高密度集積回路の製造に用いられる極端紫外光（ＥｘｔｒｅｍｅＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔ：以後、ＥＵＶと記す。）を用いてマスクパターンをウェハ上に転写するためのＥＵＶ露光用の反射型マスクの製造方法に関し、特に反射型マスクのレジストパターン形成に係わる反射型マスクの製造方法に関する。

半導体デバイスの微細化に伴い、現在、ＡｒＦエキシマレーザを用いた光学式の投影露光装置により、フォトマスクを用いてウェハ上にパターン転写する露光方法が行なわれている。これらの光学式の投影露光装置による露光方法では、いずれ解像限界に達するため、電子線描画装置による直描やインプリントリソグラフィやＥＵＶリソグラフィのような新しいパターン形成方法が提案されている。

これらの新しいリソグラフィ技術の中で、ＥＵＶ露光は、エキシマレーザよりもさらに短波長の波長１３．５ｎｍ程度のＥＵＶ光を用い、通常１／４程度に縮小して露光する技術で、紫外線露光の短波長化の極限と見なされており、半導体デバイス用のリソグラフィ技術として注目されている。ＥＵＶ露光においては、短波長のために屈折光学系が使用できないので、反射光学系が用いられ、マスクとしては反射型マスクが提案されている。

ＥＵＶ露光用反射型マスクは、基板と、基板上に設けられた多層膜構造でＥＵＶ光を反射する反射層と、反射層上に設けられたＥＵＶ光を吸収する吸収体層とを少なくとも設け、吸収体層によりマスクパターンを形成した構造となっている。反射型マスクに入射したＥＵＶ光は、反射層では反射され、吸収体層では吸収され、反射されたＥＵＶ光によりウェハ上に縮小転写パターンが形成される。

近年、半導体集積回路装置の集積度の向上に伴い、形成すべきパターンが微細化され、微細なマスクパターンを形成するために、電子線を用いたパターン描画方法が実用されている。電子線描画方法としては、スポットビーム電子線描画法、可変成形電子線描画法が代表的な描画方法である。スポットビーム電子線描画法は、点状のビームスポットを持つ電子線で描画すべき領域を走査し、高い解像度を得ることができ、可変成形電子線描画法は矩形整形された電子線で描画するので、描画時間の短縮効果が得られる。

従来、ＥＵＶ露光用反射型マスクの製造においては、マスクブランク上に電子線レジストを塗布し、電子線描画装置を用いて所定のパターンを電子線描画し、現像してレジストパターンを形成した後、このレジストパターンをマスクにしてマスクブランクの各薄膜層をドライエッチングしてマスクパターンを形成していた。したがって、レジストパターンの精度が、マスクパターンの位置精度や寸法精度などに大きく影響してくる。

例えば、ゲートパターンのような孤立ライン系のパターンを作成する場合、ポジ型レジストよりもネガ型レジストを使用したほうが、ラインのパターン精度は良いが、主パターン以外にもエッチングしない部分のレジストを残す必要があるため、描画領域が増大してしまい、電子線によるチャージにより位置精度の低下や各種の電子散乱によるパターン性能の劣化などを引き起こすという問題があった。

ここで、電子線描画における各種電子散乱について説明する。電子線描画法においては、マスク基板などの基板上のレジスト膜に電子線を照射してパターンを描画する場合、レジスト膜に入射した電子線の一部がレジスト膜を構成する原子と衝突して前方散乱されると共に、レジスト膜を透過した電子線の一部が基板を構成する原子と衝突して後方散乱されて再びレジスト膜に入射する。さらに、散乱した電子が電子線描画装置内の構成部品で再度散乱されてレジスト面を露光するフォギング（ｆｏｇｇｉｎｇ）効果がある。このため、電子線をレジスト膜上の一点に入射させても前方散乱、後方散乱さらにフォギング効果による影響のために、パターンの寸法精度が低下する現象が生ずる。これら各種の電子散乱による現象は、レジスト膜に入射した電子がレジスト中に蓄積するエネルギーの分布を計算することにより解析することができる。

図２は、レジスト膜に入射した電子線のレジスト内の蓄積エネルギー分布に基づく電子線露光プロファイルを示す模式図であり、１対１のライン／スペースパターンを描画した場合を示す。図２（ａ）は、理想的な電子線露光プロファイルを示す模式図である。２（ｂ）は、前方散乱を考慮した電子線露光プロファイルを示す模式図であり、図中の一点鎖線は１対１のライン／スペースパターンを解像させるレジスト解像閾値である。図２（ｃ）は、前方散乱にさらに後方散乱を加えた電子線露光プロファイルを示す模式図であり、後方散乱の影響でプロファイルが低下している。２（ｄ）は、前方散乱と後方散乱にさらにフォギング効果を加えた電子線露光プロファイルを示す模式図で、プロファイルは図２（ｃ）よりもさらに低下している。

前方散乱は、比較的狭い範囲に（大きな）影響を与え、後方散乱は、前方散乱に比べて広い範囲に（小さな）影響を及ぼす。これらの値は、電子線のエネルギー、レジストの膜厚、基板の材料などに依存し、描画による評価実験やコンピュータを用いたシミュレーションによりもとめることができる。近年、微細パターン描画に適した５０ｋｅＶ以上の高加速電圧の電子線描画装置が用いられるようになり、加速電圧の増大に従い前方散乱の影響が小さくなることより電子線の解像力が向上する一方、後方散乱やフォギング効果の影響が大きくなることによって、パターン精度の低下や寸法分布の悪化が微細パターン形成で問題となっている。

図３は、ＥＵＶ露光用反射型マスクの製造において、マスクブランク上に電子線レジストを塗布し電子線描画したとき、電子線によるレジスト表面へのチャージによるパターン位置精度の低下を説明する図である。基板３１上に反射層３２および吸収層３３を少なくとも有するマスクブランク上に電子線レジスト３４を塗布形成し、電子線３５によりパターン描画するときに、図３（ａ）に示すように、レジスト３４表面に電荷が蓄積されていない場合には、描画する電子線３５は所定の位置に正確に描画することができる。しかし、図３（ｂ）に示すように、レジスト３４表面に電荷（ｅ^-）が蓄積されている場合には、電子同士の反発のために描画する電子線は所定の位置からずれて、位置ずれを起こした電子線３６となり、パターン位置精度や解像性を低下させてしまう。

一般に、レジスト材料は高分子材料を主とする有機材料からなり、電気的に絶縁性であるため、レジスト表面がチャージアップしやすいという性質を有する。このようなレジストの性質は、特に、電子線描画において大きな問題となる。すなわち、電子線描画を行う基板が、絶縁性のレジスト膜で被覆されている場合、照射された電子の一部や、それに伴い発生した二次電子がレジスト膜上、または、膜中で滞留してしまう。そして、滞留した電子による電荷によってレジスト上の空間や膜中に電界が形成され、この電界の影響によって、その後に入射してくる電子線の軌道が曲げられてしまう。こうした現象は、電子線描画におけるパターンの位置精度や解像性を大きく低下させることになる。

電子線によるパターン描画時のチャージアップを制御するために、レジスト膜と接するレジスト膜の上層あるいは下層に、導電性の層を設ける技術が提案されている。例えば、基板にレジストを塗布後、レジスト上に水溶性型あるいは有機溶剤可溶型の導電性ポリマーからなる導電性膜を形成し、表面の導電性膜からアースをとり蓄積した電荷を逃がす方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。あるいは、基板自体に導電性を付与してチャージアップを制御する方法も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００３−３０７８５６号公報特開２００６−２６７５９５号公報

しかしながら、特許文献１に記載されるような導電性膜を設ける方法は、導電性膜の形成と除去が加わるために、ＥＵＶ露光用反射型マスクの製造プロセスをさらに複雑にするという問題があり、特許文献２に記載されるような導電性基板を用いる方法は、マスク製造における材料コストを増大させてしまうという問題があった。

ＥＵＶ露光用反射型マスクブランクは、パターンを形成する遮光層が１層から数層で構成されている厚さ５０ｎｍ〜１００ｎｍ程度の従来のフォトマスクブランクと異なり、パターンを形成する層が多層に積層された厚い薄膜層で構成されている。例えば、反射型マスクブランクの反射層だけでも２．７４ｎｍ厚のモリブデン（Ｍｏ）と４．１１ｎｍ厚のシリコン（Ｓｉ）を各４０層積層した多層膜から構成され、タンタル（Ｔａ）を主成分とする膜厚３５ｎｍ〜６０ｎｍ程度の吸収体層やその他の層を加えると薄膜層は４５層前後になる。またフォトマスクに比べ、反射型マスクブランクは重元素を含む多層膜で構成されている。このために、ＥＵＶ露光用反射型マスクブランクは特有の課題として、マスク表面に形成されている重元素を含む厚い反射層や吸収体層などにより、従来のフォトマスクよりも表面における各種電子散乱が大きく、電子線描画においてレジストに対する散乱電子による露光コントラストの低下が大きく、前記の位置精度の他に各種パターン精度（解像性、寸法、ラフネス等）を低下させてしまうという問題があった。

そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、ＥＵＶ露光用反射型マスクの製造方法において、所定の設計パターンに基づいて電子線によりレジストパターンを形成するに際し、マスク製造工程を複雑にせずに、マスク製造コストを増大させることなく、電子線描画による電荷およびエネルギーがレジストに蓄積するのを抑制し、各種パターン精度を向上させた反射型マスクの製造方法を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の発明に係るＥＵＶ露光用反射型マスクの製造方法は、基板と、前記基板上に形成されたＥＵＶ光を反射する反射層と、前記反射層上に形成されたＥＵＶ光を吸収する吸収体層とを少なくとも有するＥＵＶ露光用反射型マスクブランクを準備し、前記反射型マスクブランク表面に所定の設計パターンに基づいて電子線によりレジストパターンを形成する工程と、前記吸収体層をドライエッチングして吸収体パターンを形成する工程とを含むＥＵＶ露光用反射型マスクの製造方法であって、前記吸収体層の上にハードマスク層を設け、前記設計パターンをパターン精度が必要とされる主要部と主要部以外の非主要部との２つに分け、前記電子線によりレジストパターンを形成する工程を、前記主要部のレジストパターンを形成する第１のレジストパターン形成工程と前記非主要部のレジストパターンを形成する第２のレジストパターン形成工程との２回に分けて行うことを特徴とするものである。

本発明の請求項２に記載の発明に係るＥＵＶ露光用反射型マスクの製造方法は、請求項１に記載のＥＵＶ露光用反射型マスクの製造方法において、前記２回に分けて行うレジストパターンを形成する工程が、最初に前記主要部の第１のレジストパターンを形成する工程であり、前記第１のレジストパターンをマスクとして前記ハードマスク層をドライエッチングしてハードマスクパターンを形成した後、前記第１のレジストパターンを剥離する工程と、次に、前記非主要部の第２のレジストパターンを形成する工程と、前記ハードマスクパターンおよび前記非主要部の第２のレジストパターンをマスクとして、前記吸収体層をドライエッチングして前記吸収体パターンを形成する工程と、前記ハードマスクパターンおよび前記第２のレジストパターンを剥離する工程と、を含むことを特徴とするものである。

本発明の請求項３に記載の発明に係るＥＵＶ露光用反射型マスクの製造方法は、請求項１または請求項２に記載のＥＵＶ露光用反射型マスクの製造方法において、前記主要部が、ライン系パターンであることを特徴とするものである。

本発明の請求項４に記載の発明に係るＥＵＶ露光用反射型マスクの製造方法は、請求項３に記載のＥＵＶ露光用反射型マスクの製造方法において、前記ライン系パターンが、ゲートパターンであることを特徴とするものである。

本発明の請求項５に記載の発明に係るＥＵＶ露光用反射型マスクの製造方法は、請求項１から請求項４までのうちのいずれか１項に記載のＥＵＶ露光用反射型マスクの製造方法において、前記第１のレジストパターンを形成するレジストが、ネガ型の電子線レジストであることを特徴とするものである。

本発明のＥＵＶ露光用反射型マスクの製造方法によれば、所定の設計パターンに基づいて電子線によりレジストパターンを形成するに際し、マスク製造コストの増加を抑えつつ、電子線描画による電荷がレジストに蓄積するのを抑制し、パターンの位置精度および解像性を向上させた反射型マスクの製造が可能となる。

本発明のＥＵＶ露光用反射型マスクの製造方法における一実施形態を示す工程断面模式図である。レジスト膜に入射した電子線のレジスト内の蓄積エネルギー分布に基づく電子線露光プロファイルを示す模式図である。ＥＵＶ露光用反射型マスクブランク上に電子線レジストを塗布し電子線描画したとき、レジスト表面のチャージによるパターン位置精度の低下を説明する図である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。

（反射型マスクの製造方法）
図１は、本発明のＥＵＶ露光用反射型マスクの製造方法における一実施形態を示す工程断面模式図である。
先ず、図１（ａ）に示すように、基板１１と、基板１１の一方の主面（表面）上に形成されたＥＵＶ光を反射する反射層１２と、反射層１２上に形成されたＥＵＶ光を吸収する吸収体層１３ａとを少なくとも有するＥＵＶ露光用反射型マスクブランクを準備し、上記の吸収体層１３ａの上にハードマスク層１４ａを設け、ハードマスク層１４ａ上に第１の電子線レジストを塗布し、レジスト層１５ａを形成する。

上記の反射層１２、吸収体層１３ａは反射型マスクブランクを構成する薄膜層の基本であり、図１には示していないが、本発明を適用し得る反射型マスクブランクとしては、他の薄膜層を有していてもよい。例えば、反射層１２上に反射層１２を保護するキャッピング層を設け、次いでマスクパターン形成時の反射層１２、キャッピング層へのエッチングダメージを防止するために必要に応じてバッファ層が設けられてもよい。また、吸収体層１３ａ上にマスクを光学検査する時の検出感度を上げるために検査光に対して反射率の低い低反射層が形成され、その上にハードマスク層１４ａが形成されていてもよい。また、基板１１の他方の主面（裏面）上には、マスクを露光装置に設置するときの静電チャック用に導電層が形成されていてもよい。

ハードマスク層１４ａは、吸収体層１３ａのドライエッチングに際し、電子線レジストによるレジストマスクのみではレジストマスクがダメージを受けて十分なエッチング選択比がとれない場合に、金属または金属化合物を構成材料とするハードマスクを用い、下層の吸収体層１３ａをエッチングするものである。ハードマスクは吸収体層のエッチング条件に対して耐エッチング性を有する薄膜層であり、この薄膜層をパターンエッチングしてマスクとして用いる。ハードマスクを用いることにより電子線レジストの膜厚を薄くすることもでき、より微細なパターン形成が可能となる効果も有する。

次に、電子線描画装置を用い所定の設計パターンに基づいて電子線でパターン描画し、現像し、図１（ｂ）に示すように、第１のレジストパターン１５を形成する。本発明においては、設計パターンはパターン精度が必要とされる主要部と主要部以外の非主要部との２つに分け、電子線によりレジストパターンを形成する工程を、主要部のレジストパターンを形成する第１のレジストパターン形成工程と非主要部のレジストパターンを形成する第２のレジストパターン形成工程との２回に分けて行うものである。本発明において、主要部とは、例えば、ゲートパターンのように１枚のマスクパターンの中でパターン精度が必要とされるファインパターン部を意味するものであり、非主要部とは、例えば、パターン精度が厳しくないラフパターンなどのマスクパターンの中の主要部以外のパターン部を示すものである。

上記の２回に分けて行うレジストパターン形成工程において、主要部の第１のレジストパターン形成工程と非主要部の第２のレジストパターン形成工程との順番は、最初の電子線描画により蓄積された電荷が除去されているならば、どちらが先であってもパターン形成は可能であるが、主要部の第１のレジストパターンを形成する工程を先にする方がより好ましい。レジスト中に蓄積される電荷やエネルギーは描画面積に比例するので、描画領域は極力少なくした方が好ましく、通常、主要部の方が非主要部よりも描画領域が小さいからである。例えば、主要部としてゲートパターンなどのライン系のパターンが挙げられる。

本発明において、電子線描画方法としては、スポットビーム電子線描画法、可変成形電子線描画法のいずれの描画方法も適用できる。また、両者の描画方法をそれぞれ第１のレジストパターン形成工程と第２のレジストパターン形成工程とに分けて用いることもできる。スポットビーム電子線描画法は高い解像度を得ることができるが、描画時間が長くなるので、微細パターン描画を主とする第１のレジストパターン形成工程に用いるのが好ましい。可変成形電子線描画法は描画時間の短縮効果が得られるので、ラフなパターンを主とする第２のレジストパターン形成工程に用いるのが好ましい。

次に、第１のレジストパターン１５をマスクにして、ハードマスク層１４ａをドライエッチングした後、第１のレジストパターン１５を剥離し、図１（ｃ）に示すように、ハードマスクパターン１４を形成する。ハードマスク層１４ａが、例えば、酸化タンタル（ＴａＯ）あるいは酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）からなるときには、エッチングガスとしてフッ素系ガスが用いられる。

次に、上記の吸収体層１３ａ上にハードマスクパターン１４を覆って第２の電子線レジストを塗布し、電子線でパターン描画し、現像し、図１（ｃ）に示すように、非主要部の第２のレジストパターン１６を形成する。吸収体層１３ａ上には、主要部のハードマスクパターン１４と非主要部の第２のレジストパターン１６が形成されている。

次に、ハードマスクパターン１４と非主要部の第２のレジストパターン１６をマスクとして、吸収体層１３ａをドライエッチングして吸収体パターン１３を形成し、次いで、ハードマスクパターン１４および第２のレジストパターン１６を剥離し、図１（ｅ）に示すように、ＥＵＶ露光用反射型マスク１０が得られる。

上記の第１のレジストパターンおよび第２のレジストパターンを形成するレジストとしては、ネガ型およびポジ型のいずれの電子線レジストも用いることができるが、通常、主要部となる第１のレジストパターンは描画面積が少なくてすむので、ネガ型電子線レジストの方が好ましい。

上記のように、本発明においては、所定の設計パターンを、ゲート層などのパターン精度が必要とされる主要部と、主要部以外の非主要部の２つに分け、電子線描画によるレジストパターン形成工程を２段階に分け、非主要部の電子線描画がパターン精度を必要とする主要部へ及ぼす悪影響を抑制し、パターン精度の向上を行うものである。

例えば、パターン精度が必要なゲートパターン部分のみ、ネガレジストを使ってハードマスクをパターンニングし、その後再度レジストを塗布して、ハードマスクパターン以外に吸収体を残したいところをマスクキングするようにレジストをパターンニングし、その後吸収体層をエッチングする。描画が２回になるが、位置、寸法、解像性、ラフネス等のパターン精度の向上が図られ、高精度が要求される１回目の描画の時間は少なくすることが出来る。２回目の描画は１回目の描画よりも精度の低いものでよいため、２回目にかかる製造コストは低くなる。さらに、パターン精度が必要な主要部はハードマスクパターンがエッチングマスクとなるので、微細で高精度な主要部パターンの形成が可能となる。

（反射型マスクブランク）
本発明の反射型マスクの製造方法に用いる反射型マスクブランクを構成する各材料の望ましい形態について、以下に説明する。

（基板）
反射型マスクブランクを構成する基板１１としては、パターン位置精度を高精度に保持するために低熱膨張係数を有し、高反射率および転写精度を得るために平滑性、平坦度が高く、マスク製造工程の洗浄などに用いる洗浄液への耐性に優れたものが好ましく、合成石英ガラス、ＳｉＯ₂−ＴｉＯ₂系の低熱膨張ガラス、β石英固溶体を析出した結晶化ガラスなどのガラス基板などを用いることができる。

（反射層）
多層の反射層１２は、ＥＵＶ露光に用いられるＥＵＶ光（通常、波長１３．５ｎｍ程度）を高い反射率で反射する材料が用いられ、モリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）からなる多層膜が多用されており、例えば、２．７４ｎｍ厚のＭｏと４．１１ｎｍ厚のＳｉを各４０層積層した多層膜よりなる反射層が挙げられる。ＭｏとＳｉからなる多層膜の場合、イオンビームスパッタ法により、まずＳｉターゲットを用いてＳｉ膜を成膜し、その後、Ｍｏターゲットを用いてＭｏ膜を成膜し、これを１周期として、３０〜６０周期、好ましくは４０周期積層して、多層反射層が得られる。

（キャッピング層）
図１には示されてないが、反射層１２上に反射層１２を保護するキャッピング層を設けてあってもよい。多層の反射層１２の反射率を高めるには屈折率の大きいＭｏを最上層とするのが好ましいが、Ｍｏは大気で酸化され易くて反射率が低下するので、酸化防止やマスク洗浄時における保護のための保護膜として、スパッタリング法などによりＳｉやルテニウム（Ｒｕ）を成膜し、キャッピング層１３を設けることが好ましい。例えば、キャッピング層としてＳｉは、反射層の最上層に１１ｎｍの厚さに設けられる。Ｒｕをキャッピング層とする場合には、Ｒｕが後述するバッファ層としての機能も果たすので、バッファ層を省くことも可能である。

（バッファ層）
図１には示されてないが、ＥＵＶ光を吸収する吸収体層１３ａをドライエッチングしてパターン形成するときに、下層の反射層１２やキャッピング層１３にドライエッチングによる損傷を与えるのを防止するために、反射層１２と吸収体層１５との間にバッファ層１４が設けられていてもよい。バッファ層１４の材料としては、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｃｒ、ＣｒＮなどの薄膜が用いられるが、本発明の反射型マスクの再生方法においては、窒化クロム（ＣｒＮ）がより好ましい。ＣｒＮ膜は、例えば吸収体層１３ａに窒化タンタル（ＴａＮ）膜を用いて塩素ガスでドライエッチングする時に耐エッチング性が高く、またバッファ層の材料とハードマスク層の材料とを同じ材料とすることにより、同時にエッチングすることも可能となり、マスク製造工程が短縮されるからである。例えば、ＣｒＮ膜を形成する場合は、ＤＣマグネトロンスパッタ法によりＣｒターゲットを用いてアルゴン（Ａｒ）と窒素との混合ガス雰囲気下で、５ｎｍ〜２０ｎｍ程度の範囲の膜厚で成膜するのが好ましい。

（吸収体層）
マスクパターンを形成し、ＥＵＶ光を吸収する吸収体層１３ａの材料としては、タンタル（Ｔａ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、硼化タンタル（ＴａＢ）、窒化硼化タンタル（ＴａＢＮ）、タンタル・ハフニウム化合物（ＴａＨｆ）などのＴａを主成分とする材料が、膜厚３５ｎｍ〜６０ｎｍ程度の範囲、より好ましくは４０ｎｍ〜５５ｎｍの範囲で用いられる。ただし、上記の厚みはバッファ層１４にＣｒＮを１０ｎｍの厚みを用いた場合の例であり、バッファ層の材質や厚みを変化させた場合は、バッファ層に合わせて吸収体層１３ａの厚みを調整する必要がある。例えば、バッファ層をＣｒＮ２０ｎｍ厚とした場合には、吸収体層１３ａの厚みを約１０ｎｍ程度薄くする必要がある。

（低反射層）
図１には示されてないが、吸収体層１３ａの上には、マスクパターンを光学検査するとき、検査光（１９９ｎｍあるいは２５７ｎｍ）に対して低反射とした低反射層を設けてあってもよい。低反射層１６の材料としては、例えば、タンタルの酸化物（ＴａＯ）、酸窒化物（ＴａＮＯ）、ホウ素酸化物（ＴａＢＯ）、ホウ素酸窒化物（ＴａＢＮＯ）などの酸素を含むタンタル化合物、酸化シリコン（ＳｉＯ_x）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、窒化クロム（ＣｒＮ）などが挙げられ、膜厚５ｎｍ〜３０ｎｍ程度の範囲で、より好ましくは膜厚１０ｎｍ〜２０ｎｍ程度の範囲で用いられる。低反射層は、次のハードマスク層で兼ねることも可能である。

(ハードマスク層)
ハードマスク層１４ａは反射型マスクブランクの構成要素ではないが、あらかじめ設けておくこともできる。本発明においては、ハードマスク層１４ａを反射型マスクブランクの製造方法に必須の構成要素として設けるものである。ハードマスク層１４ａを設けることにより、レジストパターンを形成する工程を２回に分けることができ、レジストのチャージアップを防止することが容易になる。

ハードマスク層１４ａは、吸収体層１３ａとのエッチングの選択比が十分に取れる耐エッチング性を有する必要があるとともに、エッチング完了後には必要に応じて容易に取り除くことができ、また、マスクパターンの光学検査時の検出感度を上げるために検査用低反射層を兼ねているのが、低反射層の成膜とエッチング工程が短縮されて、より好ましい。ハードマスク層１４ａの材料としては、例えば、酸化タンタル（ＴａＯ）、酸窒化タンタル（ＴａＮＯ）、酸化硼化タンタル（ＴａＢＯ）、酸窒化硼化タンタル（ＴａＢＮＯ）などの酸素を含むタンタル化合物、あるいはクロム（Ｃｒ）、酸化クロム（ＣｒＯ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、酸窒化クロム（ＣｒＮＯ）などのクロム系材料、あるいは酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）が、膜厚１０ｎｍ〜２０ｎｍ程度の範囲で用いられる。

上記のハードマスク層１４ａ材料の中で、クロム系材料およびＳｉＯＮは、外観欠陥検査に用いる短波長の検査光、例えば、波長１９９ｎｍあるいは２５７ｎｍの光に対して低反射性を有し、吸収体に用いられる酸素含有タンタル化合物のドライエッチングに用いる塩素ガスのプラズマに対して十分な耐性をもち、またウェットエッチングが容易であり、ハードマスク層と低反射層を兼ねることができるので好ましい材料である。クロム系材料よりなるハードマスク層は、塩素と酸素の混合ガスでドライエッチングすることができ、一方、硝酸第二セリウムアンモニウム水溶液でウェットエッチングすることも可能である。ＳｉＯＮよりなるハードマスク層は、フッ素系ガスでドライエッチングすることができ、一方、フッ酸でウェットエッチングすることも可能である。

（導電層）
ＥＵＶ露光用の反射型マスクブランクのパターン側と反対側の面（裏面）に、マスクを露光装置に設置するときの静電チャック用に導電層１８が設けられることが多い。導電層の材料としては、導電性を示す金属や金属窒化物などの薄膜を設けたものであり、例えば、クロム（Ｃｒ）や窒化クロム（ＣｒＮ）などを厚さ２０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度に成膜して用いられる。ハードマスク層１７ａがクロム系材料で構成されるときには、導電層１８はクロム系材料のウェットエッチング時にエッチングされない材料、例えば、窒化タンタル（ＴａＮ）などにする必要がある。
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。

以下の手順でＥＵＶ露光用反射型マスクブランクを作製した。
光学研磨された大きさ６インチ角（厚さ０．２５インチ）の合成石英基板の一主面上に、イオンビームスパッタ法により、Ｓｉターゲットを用いてＳｉ膜を４．２ｎｍ成膜し、続いてＭｏターゲットを用いてＭｏ膜を２．８ｎｍ成膜し、これを１周期として４０周期積層して反射層とした後、最後にＳｉ膜を４．２ｎｍ成膜して反射層の最終段とし、ＭｏとＳｉの多層膜よりなるＥＵＶ光を反射する反射層を形成した。
次に、ＤＣマグネトロンスパッタによりＡｒ雰囲気下でＲｕターゲットを用いて、上記多層膜上にＲｕを２．５ｎｍ成膜しキャッピング層とした。

続いて、上記のＲｕ膜のキャッピング層上に、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、Ｔａターゲットを用いて、Ａｒと窒素の混合ガス雰囲気下で、ＴａＮ膜を３５ｎｍの厚さで成膜し、さらにＡｒと酸素の混合ガス雰囲気下で、ＴａＯ膜を１５ｎｍの厚さで成膜しＥＵＶ光を吸収する吸収体層とした。ＴａＯ膜は光学検査字の低反射膜を兼ねるものである。
一方、基板の他方の主面上にＣｒＮ膜を３０ｎｍ厚に成膜して導電層とし、ＥＵＶ露光用の反射型マスクブランクを得た。

次に、この反射型マスクブランクのＴａＮ膜吸収体層上に、ＤＣマグネトロンスパッタ法によりＣｒＮ膜を１０ｎｍの厚さに成膜してハードマスク層とした。

次に、所定の設計パターンをパターン精度が必要とされる主要部と主要部以外の非主要部との２つに分け、主要部をゲートパターン、非主要部をゲートパターン以外とし、ハードマスク層を設けた上記の反射型マスクブランクを用い、ハードマスク層であるＣｒＮ膜上にネガ型電子線レジストを膜厚２００ｎｍで塗布し、スポットビーム電子線描画法による電子線描画装置を用い所定の設計パターンに基づいて電子線で主要部をパターン描画し、現像して、主要部の第１のレジストパターンを形成した。

次に、レジストパターンをマスクにして、ＩＣＰ型ドライエッチング装置を用い塩素と酸素の混合ガスによりハードマスク層ＣｒＮ膜をエッチングし、ＣｒＮ膜ハードマスクパターンを形成した。次に、第１のレジストパターンを酸素プラズマで剥離除去した。

次に、上記の吸収体層とＣｒＮ膜ハードマスクパターンを覆ってネガ型の第２の電子線レジストを塗布し、可変成形電子線描画法による電子線描画装置を用い、位置合わせをした後、非主要部をパターン描画し、現像し、非主要部の第２のレジストパターンを形成した。吸収体層上には、主要部のＣｒＮ膜ハードマスクパターンと非主要部の第２のレジストパターンが形成されている。

次に、ＣｒＮ膜ハードマスクパターンと非主要部の第２のレジストパターンをマスクとして、吸収体層をフッ素ガスによりドライエッチングして吸収体パターンを形成し、第２のレジストパターンを専用の剥離液で剥離した。次いで、硫酸過水（硫酸と過酸化水素水の混合液）で洗浄し、水洗した後、ＣｒＮ膜ハードマスクパターンを塩素酸素混合ガス系のドライエッチングで除去した。この後、検査、修正を行い、ＥＵＶ露光用反射型マスクを得た。

１０反射型マスク
１１基板
１２反射層
１３ａ吸収体層
１３吸収体パターン
１４ａハードマスク層
１４ハードマスクパターン
１５ａ第１のレジスト層
１５第１のレジストパターン
１６第２のレジストパターン

Claims

基板と、前記基板上に形成されたＥＵＶ光を反射する反射層と、前記反射層上に形成されたＥＵＶ光を吸収する吸収体層とを少なくとも有するＥＵＶ露光用反射型マスクブランクを準備し、前記反射型マスクブランク表面に所定の設計パターンに基づいて電子線によりレジストパターンを形成する工程と、前記吸収体層をドライエッチングして吸収体パターンを形成する工程とを含むＥＵＶ露光用反射型マスクの製造方法であって、
前記吸収体層の上にハードマスク層を設け、前記設計パターンをパターン精度が必要とされる主要部と主要部以外の非主要部との２つに分け、
前記電子線によりレジストパターンを形成する工程を、前記主要部のレジストパターンを形成する第１のレジストパターン形成工程と前記非主要部のレジストパターンを形成する第２のレジストパターン形成工程との２回に分けて行うことを特徴とするＥＵＶ露光用反射型マスクの製造方法。
前記２回に分けて行うレジストパターンを形成する工程が、最初に前記主要部の第１のレジストパターンを形成する工程であり、前記第１のレジストパターンをマスクとして前記ハードマスク層をドライエッチングしてハードマスクパターンを形成した後、前記第１のレジストパターンを剥離する工程と、
次に、前記非主要部の第２のレジストパターンを形成する工程と、
前記ハードマスクパターンおよび前記非主要部の第２のレジストパターンをマスクとして、前記吸収体層をドライエッチングして前記吸収体パターンを形成する工程と、
前記ハードマスクパターンおよび前記第２のレジストパターンを剥離する工程と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のＥＵＶ露光用反射型マスクの製造方法。
前記主要部が、ライン系パターンであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＥＵＶ露光用反射型マスクの製造方法。
前記ライン系パターンが、ゲートパターンであることを特徴とする請求項３に記載のＥＵＶ露光用反射型マスクの製造方法。
前記第１のレジストパターンを形成するレジストが、ネガ型の電子線レジストであることを特徴とする請求項１から請求項４までのうちのいずれか１項に記載のＥＵＶ露光用反射型マスクの製造方法。