JP2022152177A - 反射型マスクブランク、反射型マスク、反射型マスクの製造方法、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

反射型マスクブランク、反射型マスク、反射型マスクの製造方法、及び半導体装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】基板周縁部に静電破壊が生じることを防止することのできる反射型マスクブランク、反射型マスク、反射型マスクの製造方法、及び半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】反射型マスクブランク１００は、基板１０と、基板１０上の多層反射膜１２と、多層反射膜１２上の保護膜１４と、保護膜１４上の吸収体膜１６とを備える。吸収体膜１６は、バッファ層１８と、バッファ層１８の上に設けられた吸収層２０とを有する。基板１０の中心から保護膜１４の外周端までの距離をＬｃａｐ、基板１０の中心からバッファ層１８の外周端までの距離をＬｂｕｆとしたとき、Ｌｃａｐ≦Ｌｂｕｆである。基板１０の側面から基板１０の中心に向かって０．５ｍｍ以内の範囲において、保護膜１４及びバッファ層１８の合計膜厚が４．５ｎｍ以上である箇所が少なくとも１つ存在する。【選択図】 図１

Description

本発明は、反射型マスクブランク、反射型マスク、反射型マスクの製造方法、及び半導体装置の製造方法に関する。
近年における超ＬＳＩデバイスの高密度化、高精度化の更なる要求に伴い、極紫外（Extreme Ultra Violet、以下、ＥＵＶと称す）光を用いた露光技術であるＥＵＶリソグラフィが有望視されている。ＥＵＶ光とは軟Ｘ線領域又は真空紫外線領域の波長帯の光を指し、具体的には波長が０．２～１００ｎｍ程度の光のことである。
反射型マスクは、基板の上に形成された露光光を反射するための多層反射膜と、多層反射膜の上に形成され、露光光を吸収するためのパターン状の吸収体膜である吸収体パターンとを有する。半導体基板上にパターン転写を行うための露光機に搭載された反射型マスクに入射した光は、吸収体パターンのある部分では吸収され、吸収体パターンのない部分では多層反射膜により反射される。多層反射膜により反射された光像が、反射光学系を通してシリコンウエハ等の半導体基板上に転写される。
多層反射膜としては、一般的に、屈折率の異なる元素が周期的に積層された多層膜が用いられる。例えば、波長１３～１４ｎｍのＥＵＶ光に対する多層反射膜としては、Ｍｏ膜とＳｉ膜を交互に４０周期程度積層したＭｏ／Ｓｉ周期積層膜が好ましく用いられる。
特許文献１には、基板上に、ＥＵＶ光を反射する多層反射膜、該多層反射膜を保護するための保護膜、ＥＵＶ光を吸収する吸収体膜、およびレジスト膜が順に形成された反射型マスクブランクであって、前記基板の中心から前記多層反射膜の外周端までの距離をＬ（ＭＬ）、前記基板の中心から前記保護膜の外周端までの距離をＬ（Ｃａｐ）、前記基板の中心から前記吸収体膜の外周端までの距離をＬ（Ａｂｓ）、前記基板の中心から前記レジスト膜の外周端までの距離をＬ（Ｒｅｓ）としたとき、Ｌ（Ａｂｓ）＞Ｌ（Ｒｅｓ）＞Ｌ（Ｃａｐ）≧Ｌ（ＭＬ）であって、且つ、前記レジスト膜の外周端は前記基板の外周端よりも内側に存在することを特徴とする反射型マスクブランクが記載されている。
特許文献２には、基板と、該基板上に順次形成された露光光を反射する多層反射膜と露光光を吸収する吸収膜を備え、前記多層反射膜は屈折率が異なる重元素材料膜と軽元素材料膜とを交互に積層してなる露光用反射型マスクブランクであって、前記多層反射膜の中の少なくとも重元素材料膜の周縁端部を保護する保護層を有することを特徴とする露光用反射型マスクブランクが記載されている。また、特許文献２には、多層反射膜の成膜領域より大となる成膜領域に吸収膜を成膜することが記載されている。
国際公開第２０１４／０２１２３５号 特開２００３－２５７８２４号公報
反射型マスクブランクは、一般に、基板の一方の主表面に露光光（ＥＵＶ光）を反射する多層反射膜が形成され、この多層反射膜上に露光光（ＥＵＶ光）を吸収する吸収体膜が形成された構造を有する。反射型マスクブランクを用いて反射型マスクを製造する場合、まず反射型マスクブランクの表面に電子線描画用のレジスト膜を形成する。次に、このレジスト膜に対し所望のパターンを電子線で描画し、パターンの現像を行ってレジストパターンを形成する。次いで、このレジストパターンをマスクとして、吸収体膜をドライエッチングして吸収体パターン（転写パターン）を形成する。これにより、多層反射膜上に吸収体パターンが形成された反射型マスクを製造することができる。
図１４は、従来の反射型マスクブランク２００の外周端部の拡大断面図である。図１４に示すように、反射型マスクブランク２００は、基板２１０と、基板２１０の上に形成された多層反射膜２１２と、多層反射膜２１２の上に形成された保護膜２１４と、保護膜２１４の上に形成された吸収体膜２１６と、吸収体膜２１６の上に形成されたエッチングマスク膜２１８と、エッチングマスク膜２１８の上に形成されたレジスト膜２２０とを有する。保護膜２１４は、反射型マスクの製造工程におけるドライエッチング及び洗浄から多層反射膜２１２を保護する機能を有する。エッチングマスク膜２１８は、吸収体膜２１６をドライエッチングして吸収体パターン（転写パターン）を形成するための膜である。レジスト膜２２０は、エッチングマスク膜２１８にパターンを形成するための膜である。なお、エッチングマスク膜２１８を設けない場合には、レジスト膜２２０にレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして、吸収体膜２１６をドライエッチングして吸収体パターン（転写パターン）を形成する。
レジスト膜２２０は反射型マスクブランク２００の全面に形成されるが、基板２１０の周縁部においてレジスト膜２２０が剥離して発塵することを抑制するため、通常、マスクパターンが形成されない基板周縁部のレジスト膜２２０を除去すること（エッジリンス）が行われる。このエッジリンスは、例えば、基板２１０の周縁部に沿って、１～１．５ｍｍ程度の幅のレジスト膜２２０をレジスト剥離液によって除去することで行われる。図１４に示すように、エッジリンスによってレジスト膜２２０が除去された領域Ｒでは、レジスト膜２２０の下にあるエッチングマスク膜２１８が露出している。
露光光としてＥＵＶ光を使用する反射型マスクにおいては、多層反射膜上に存在する欠陥の位置を正確に管理することが重要である。なぜなら、多層反射膜上に存在する欠陥は、修正がほとんど不可能である上に、転写パターン上で重大な位相欠陥となり得るためである。このため、反射型マスクブランク２００において、多層反射膜２１２上の欠陥の位置を管理するための基準となるマークが形成されることがある。この基準マークは、フィデュシャルマークと呼ばれることもある。
図１５は、基準マークＦＭが形成された反射型マスクブランク２００の外周端部の拡大断面図である。図１５に示すように、基準マークＦＭは、吸収体膜２１６にパターンが形成される領域ＰＡよりも外側の領域に形成される。基準マークＦＭを形成する際には、まず、レジスト膜２２０に電子線描画によって基準マークＦＭを形成する為のレジストパターン２２０ａを形成し、このレジストパターン２２０ａをマスクとして、エッチングマスク膜２１８及び吸収体膜２１６をドライエッチングによってエッチングすることで基準マークＦＭを形成する。
前述したように、エッジリンスによってレジスト膜２２０が除去された領域Ｒでは、レジスト膜２２０の下にあるエッチングマスク膜２１８が露出している。このため、基準マークＦＭを形成する際のドライエッチングによって、レジスト膜２２０が除去された領域Ｒにあるエッチングマスク膜２１８及び吸収体膜２１６が除去されるため、吸収体膜２１６の下にある保護膜２１４が露出する。このとき、露出した保護膜２１４がエッチングによってダメージを受けることによって、図１６に示すように、孤島状の保護膜２１４ａが形成されることがある。この孤島状の保護膜２１４ａは、周囲から切り離された部分であり、基板２１０の中心側の保護膜２１４ｂとはつながっていない部分である。
孤島状の保護膜２１４ａが形成された場合、吸収体膜２１６にパターンを形成するための電子線描画の際に、この孤島状の保護膜２１４ａが帯電する。孤島状の保護膜２１４ａが帯電した場合、孤島状の保護膜２１４ａには電荷を逃がすための手段（例えば導通ピン）が設けられていないため、孤島状の保護膜２１４ａから電荷が一気に放出されることで静電破壊が生じることがある。静電破壊によって反射型マスクブランク２００がダメージを受けた場合、その反射型マスクブランク２００は製品として使いものにならなくなるため、問題となっていた。
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、基板周縁部に静電破壊が生じることを防止することのできる反射型マスクブランク、反射型マスク、反射型マスクの製造方法、及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
（構成１）基板と、該基板上の多層反射膜と、該多層反射膜上の保護膜と、該保護膜上の吸収体膜とを備える反射型マスクブランクであって、
前記吸収体膜は、バッファ層と、バッファ層の上に設けられた吸収層とを有し、
前記基板の中心から前記保護膜の外周端までの距離をＬｃａｐ、前記基板の中心から前記バッファ層の外周端までの距離をＬｂｕｆとしたとき、Ｌｃａｐ≦Ｌｂｕｆであり、
前記基板の側面から前記基板の中心に向かって０．５ｍｍ以内の範囲において、前記保護膜及び前記バッファ層の合計膜厚が４．５ｎｍ以上である箇所が少なくとも１つ存在することを特徴とする反射型マスクブランク。
（構成２）前記バッファ層は、タンタル（Ｔａ）、ケイ素（Ｓｉ）、クロム（Ｃｒ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）及びイットリウム（Ｙ）から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする構成１に記載の反射型マスクブランク。
（構成３） 前記基板の中心における前記保護膜及び前記バッファ層の合計膜厚が４．５ｎｍ以上３５ｎｍ以下であることを特徴とする構成１又は２に記載の反射型マスクブランク。
（構成４）前記基板の中心から前記吸収層の外周端までの距離をＬａｂｓとした場合、Ｌｃａｐ≦Ｌａｂｓであることを特徴とする構成１乃至３の何れかに記載の反射型マスクブランク。
（構成５）前記保護膜は、ルテニウム（Ｒｕ）を含むことを特徴とする構成１乃至４の何れかに記載の反射型マスクブランク。
（構成６）前記吸収体膜の上にレジスト膜を備え、前記基板の中心から前記レジスト膜の外周端までの距離をＬｒｅｓとした場合、Ｌｒｅｓ＜Ｌｃａｐ≦Ｌｂｕｆであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の反射型マスクブランク。
（構成７）
構成１乃至６の何れかに記載の反射型マスクブランクにおける前記吸収層がパターニングされた吸収体パターンを有することを特徴とする反射型マスク。
（構成８）前記吸収体膜における前記吸収層に基準マークが形成されていることを特徴とする構成７に記載の反射型マスク。
（構成９）構成１乃至６の何れかに記載の反射型マスクブランクの前記吸収層をパターニングして吸収体パターンを形成することを特徴とする反射型マスクの製造方法。
（構成１０）
ＥＵＶ光を発する露光光源を有する露光装置に、構成７又は８に記載の反射型マスクをセットし、被転写基板上に形成されているレジスト膜に転写パターンを転写する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
本発明によれば、基板周縁部に静電破壊が生じることを防止することのできる反射型マスクブランク、反射型マスク、反射型マスクの製造方法、及び半導体装置の製造方法を提供することができる。
本実施形態の反射型マスクブランクの一例を示す断面模式図であり、基板の外周端部を拡大した図である。 本実施形態の反射型マスクブランクの別の例を示す断面模式図であり、基板の外周端部を拡大した図である。 基準マークが形成された反射型マスクブランクの外周端部の拡大断面図である。 保護膜、バッファ層、吸収層、エッチングマスク膜、及びレジスト膜の大小関係を説明するための模式図である。 保護膜、バッファ層、吸収層、エッチングマスク膜、及びレジスト膜の大小関係を説明するための模式図である。 保護膜、バッファ層、吸収層、エッチングマスク膜、及びレジスト膜の大小関係を説明するための模式図である。 保護膜、バッファ層、吸収層、エッチングマスク膜、及びレジスト膜の大小関係を説明するための模式図である。 保護膜、バッファ層、吸収層、エッチングマスク膜、及びレジスト膜の大小関係を説明するための模式図である。 保護膜、バッファ層、吸収層、エッチングマスク膜、及びレジスト膜の大小関係を説明するための模式図である。 保護膜、バッファ層、吸収層、エッチングマスク膜、及びレジスト膜の大小関係を説明するための模式図である。 保護膜、バッファ層、吸収層、エッチングマスク膜、及びレジスト膜の大小関係を説明するための模式図である。 反射型マスクの製造方法の一例を示す模式図である。 ＥＵＶ露光装置の概略構成を示す図である。 従来の反射型マスクブランクの外周端部の拡大断面図である。 基準マークＦＭが形成された、従来の反射型マスクブランクの外周端部の拡大断面図である。 孤島状の保護膜が形成された、従来の反射型マスクブランクの外周端部の拡大断面図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体的に説明するための形態であって、本発明をその範囲内に限定するものではない。
図１は、本実施形態の反射型マスクブランク１００の一例を示す断面模式図であり、基板１０の外周端部を拡大した図である。図１に示す反射型マスクブランク１００は、基板１０と、基板１０の上に形成された多層反射膜１２と、多層反射膜１２の上に形成された保護膜１４と、保護膜１４の上に形成された吸収体膜１６とを有する。吸収体膜１６は２層構造となっており、保護膜１４に接するように形成されたバッファ層１８と、バッファ層１８の上に形成された吸収層２０とを含む。基板１０の裏面（多層反射膜１２が形成された側と反対側の面）には、静電チャック用の裏面導電膜２２が形成されてもよい。
なお、本明細書において、基板や膜の「上に」とは、その基板や膜の上面に接触する場合だけでなく、その基板や膜の上面に接触しない場合も含む。すなわち、基板や膜の「上に」とは、その基板や膜の上方に新たな膜が形成される場合や、その基板や膜との間に他の膜が介在している場合等を含む。また、「上に」とは、必ずしも鉛直方向における上側を意味するものではない。「上に」とは、基板や膜などの相対的な位置関係を示しているに過ぎない。
＜基板＞
基板１０は、ＥＵＶ光による露光時の熱による転写パターンの歪みを防止するため、０±５ｐｐｂ／℃の範囲内の低熱膨張係数を有するものが好ましく用いられる。この範囲の低熱膨張係数を有する素材としては、例えば、ＳｉＯ２－ＴｉＯ２系ガラス、多成分系ガラスセラミックス等を用いることができる。
基板１０の転写パターン（後述の吸収体パターン）が形成される側の主表面は、平坦度を高めるために加工されることが好ましい。基板１０の主表面の平坦度を高めることによって、パターンの位置精度や転写精度を高めることができる。例えば、ＥＵＶ露光の場合、基板１０の転写パターンが形成される側の主表面の１３２ｍｍ×１３２ｍｍの領域において、平坦度が０．１μｍ以下であることが好ましく、更に好ましくは０．０５μｍ以下、特に好ましくは０．０３μｍ以下である。また、転写パターンが形成される側と反対側の主表面（裏面）は、露光装置に静電チャックによって固定される面であって、その１４２ｍｍ×１４２ｍｍの領域において、平坦度が０．１μｍ以下、更に好ましくは０．０５μｍ以下、特に好ましくは０．０３μｍ以下である。なお、本明細書において平坦度は、ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ Ｉｎｄｉｃａｔｅｄ Ｒｅａｄｉｎｇ）で示される表面の反り（変形量）を表す値で、基板表面を基準として最小二乗法で定められる平面を焦平面とし、この焦平面より上にある基板表面の最も高い位置と、焦平面より下にある基板表面の最も低い位置との高低差の絶対値である。
ＥＵＶ露光の場合、基板１０の転写パターンが形成される側の主表面の表面粗さは、二乗平均平方根粗さ（Ｒｑ）で０．１ｎｍ以下であることが好ましい。なお表面粗さは、原子間力顕微鏡で測定することができる。
基板１０は、その上に形成される膜（多層反射膜１２など）の膜応力による変形を防止するために、高い剛性を有しているものが好ましい。特に、６５ＧＰａ以上の高いヤング率を有しているものが好ましい。
＜多層反射膜＞
多層反射膜１２は、屈折率の異なる元素を主成分とする複数の層が周期的に積層された構成を有している。一般的に、多層反射膜１２は、高屈折率材料である軽元素又はその化合物の薄膜（高屈折率層）と、低屈折率材料である重元素又はその化合物の薄膜（低屈折率層）とが交互に４０～６０周期程度積層された多層膜からなる。
多層反射膜１２を形成するために、基板１０側から高屈折率層と低屈折率層をこの順に複数周期積層してもよい。この場合、１つの（高屈折率層／低屈折率層）の積層構造が、１周期となる。
なお、多層反射膜１２の最上層、すなわち多層反射膜１２の基板１０と反対側の表面層は、高屈折率層であることが好ましい。基板１０側から高屈折率層と低屈折率層をこの順に積層する場合は、最上層が低屈折率層となる。しかし、低屈折率層が多層反射膜１２の表面である場合、低屈折率層が容易に酸化されることで多層反射膜の表面の反射率が減少してしまうので、その低屈折率層の上に高屈折率層を形成することが好ましい。一方、基板１０側から低屈折率層と高屈折率層をこの順に積層する場合は、最上層が高屈折率層となる。その場合は、最上層の高屈折率層が、多層反射膜１２の表面となる。
多層反射膜１２に含まれる高屈折率層は、Ｓｉを含む材料からなる層である。高屈折率層は、Ｓｉ単体を含んでもよく、Ｓｉ化合物を含んでもよい。Ｓｉ化合物は、Ｓｉと、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｏ及びＨからなる群から選択される少なくとも１つの元素を含んでもよい。Ｓｉを含む層を高屈折率層として使用することによって、ＥＵＶ光の反射率に優れた多層反射膜が得られる。
多層反射膜１２に含まれる低屈折率層は、遷移金属を含む材料からなる層である。低屈折率層に含まれる遷移金属は、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、及びＰｔからなる群から選択される少なくとも１つの遷移金属であることが好ましい。低屈折率層は、Ｍｏを含む材料からなる層であることがより好ましい。
例えば、波長１３～１４ｎｍのＥＵＶ光のための多層反射膜１２としては、好ましくは、Ｍｏ膜とＳｉ膜を交互に４０～６０周期程度積層したＭｏ／Ｓｉ多層膜を用いることができる。
このような多層反射膜１２の単独での反射率は、例えば６５％以上である。多層反射膜１２の反射率の上限は、例えば７３％である。なお、多層反射膜１２に含まれる層の厚み及び周期は、ブラッグの法則を満たすように選択することができる。
多層反射膜１２は、公知の方法によって形成できる。多層反射膜１２は、例えば、イオンビームスパッタ法により形成できる。
例えば、多層反射膜１２がＭｏ／Ｓｉ多層膜である場合、イオンビームスパッタ法により、Ｍｏターゲットを用いて、厚さ３ｎｍ程度のＭｏ膜を基板１０の上に形成する。次に、Ｓｉターゲットを用いて、厚さ４ｎｍ程度のＳｉ膜を形成する。このような操作を繰り返すことによって、Ｍｏ／Ｓｉ膜が４０～６０周期積層した多層反射膜１２を形成することができる。このとき、多層反射膜１２の基板１０と反対側の表面層は、Ｓｉを含む層（Ｓｉ膜）である。１周期のＭｏ／Ｓｉ膜の厚みは、７ｎｍとなる。
＜保護膜＞
本実施形態の反射型マスクブランク１００は、多層反射膜１２の上に形成された保護膜１４を有する。保護膜１４は、後述する反射型マスク１１０の製造工程におけるドライエッチング及び洗浄から多層反射膜１２を保護する機能を有する。また、保護膜１４は、電子線（ＥＢ）を用いた転写パターンの黒欠陥修正の際に、多層反射膜１２を保護する機能も有している。多層反射膜１２の上に保護膜１４を形成することによって、反射型マスク１１０を製造する際の多層反射膜１２の表面へのダメージを抑制することができる。その結果、多層反射膜１２のＥＵＶ光に対する反射率特性が良好となる。
保護膜１４は、公知の方法を用いて成膜することが可能である。保護膜１４の成膜方法として、例えば、イオンビームスパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、反応性スパッタリング法、気相成長法（ＣＶＤ）、及び真空蒸着法が挙げられる。保護膜１４は、多層反射膜１２の成膜後に、イオンビームスパッタリング法によって連続的に成膜してもよい。
保護膜１４は、バッファ層１８とエッチング選択性が異なる材料によって形成することができる。保護膜１４の材料としては、例えば、Ｒｕ、Ｒｕ－(Ｎｂ，Ｒｈ, Ｚｒ，Ｙ，Ｂ，Ｔｉ，Ｌａ，Ｍｏ)，Ｓｉ－（Ｒｕ，Ｒｈ，Ｃｒ，Ｂ），Ｓｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｌａ，Ｂ等の材料を使用することができる。これらのうち、ルテニウム（Ｒｕ）を含む材料を適用すると、多層反射膜１２の反射率特性がより良好となる。具体的には、Ｒｕ、Ｒｕ－(Ｎｂ，Ｒｈ, Ｚｒ，Ｙ，Ｂ，Ｔｉ，Ｌａ，Ｍｏ)であることが好ましい。このような保護膜１４は、特に、塩素系ガス又はフッ素系のドライエッチングでバッファ層１８をパターニングする場合に有効である。
＜吸収体膜＞
前述したように、吸収体膜１６は、保護膜１４に接するように形成されたバッファ層１８と、バッファ層１８の上に形成された吸収層２０とを含む。
吸収体膜１６（吸収層２０及びバッファ層１８を含む）の基本的な機能は、ＥＵＶ光を吸収することである。吸収体膜１６は、ＥＵＶ光の吸収を目的とした吸収体膜１６であってもよいし、ＥＵＶ光の位相差も考慮した位相シフト機能を有する吸収体膜１６であってもよい。位相シフト機能を有する吸収体膜１６とは、ＥＵＶ光を吸収するとともに一部を反射させて位相をシフトさせるものである。すなわち、位相シフト機能を有する吸収体膜１６がパターニングされた反射型マスクにおいて、吸収体膜１６が形成されている部分では、ＥＵＶ光を吸収して減光しつつパターン転写に悪影響がないレベルで一部の光を反射させる。また、吸収体膜１６が形成されていない領域（フィールド部）では、ＥＵＶ光は、保護膜１４を介して多層反射膜１２で反射される。そのため、位相シフト機能を有する吸収体膜１６からの反射光と、フィールド部からの反射光との間に所望の位相差が生ずる。位相シフト機能を有する吸収体膜１６は、吸収体膜１６からの反射光と、多層反射膜１２からの反射光との位相差が１７０度から１９０度となるように形成されることが好ましい。１８０度近傍の反転した位相差の光同士がパターンエッジ部で干渉し合うことにより、投影光学像の像コントラストが向上する。その像コントラストの向上に伴って解像度が上がり、露光量裕度、及び焦点裕度等の露光に関する各種裕度を大きくすることができる。
吸収体膜１６における吸収層２０は、上述の吸収体膜１６の機能を主に有する膜であり、単層の膜であってもよいし、複数の膜からなる多層膜であっても良い。単層膜の場合は、マスクブランク製造時の工程数を削減できて生産効率が向上する。多層膜の場合には、上層の吸収層が、光を用いたマスクパターン欠陥検査時の反射防止膜になるように、その光学定数と膜厚を適当に設定することができる。このことにより、光を用いたマスクパターン欠陥検査時の検査感度が向上する。また、上層の吸収層に酸化耐性が向上する酸素（Ｏ）及び窒素（Ｎ）等が添加された膜を用いると、経時安定性が向上する。このように、吸収層２０を多層膜にすることによって、吸収層２０に様々な機能を付加することが可能となる。吸収層２０が位相シフト機能を有する場合には、多層膜にすることによって、光学面での調整の範囲を大きくすることができるので、所望の反射率を得ることが容易になる。
吸収層２０の材料としては、ＥＵＶ光を吸収する機能を有し、エッチング等により加工が可能（好ましくは塩素（Ｃｌ）系ガス及び／又はフッ素（Ｆ）系ガスのドライエッチングでエッチング可能）であり、バッファ層１８に対してエッチング選択比が高い材料である限り、特に限定されない。そのような機能を有するものとして、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、スズ（Ｓｎ）、タンタル（Ｔａ）、バナジウム（Ｖ）、ニッケル（Ｎｉ）、ハフニウム（Ｈｆ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、テルル（Ｔｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）、及びケイ素（Ｓｉ）から選ばれる少なくとも１つの金属、又はこれらの化合物を好ましく用いることができる。
吸収層２０は、ＤＣスパッタリング法及びＲＦスパッタリング法などのマグネトロンスパッタリング法で形成することができる。例えば、タンタル化合物等の吸収層２０は、タンタル及びホウ素を含むターゲットを用い、酸素又は窒素を添加したアルゴンガスを用いた反応性スパッタリング法により成膜することができる。
吸収層２０を形成するためのタンタル化合物は、Ｔａと上述の金属との合金を含む。吸収層２０がＴａの合金の場合、平滑性及び平坦性の点から、吸収層２０の結晶状態は、アモルファス状又は微結晶の構造であることが好ましい。吸収層２０の表面が平滑あるいは平坦でない場合、後述する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ことがある。吸収層２０の好ましい表面粗さは、二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）で、０．５ｎｍ以下であり、より好ましくは０．４ｎｍ以下、さらに好ましくは０．３ｎｍ以下である。
吸収層２０を形成するためのタンタル化合物の例として、ＴａとＢとを含む化合物、ＴａとＮとを含む化合物、ＴａとＯとＮとを含む化合物、ＴａとＢとを含み、さらにＯとＮの少なくともいずれかを含む化合物、ＴａとＳｉとを含む化合物、ＴａとＳｉとＮとを含む化合物、ＴａとＧｅとを含む化合物、及びＴａとＧｅとＮとを含む化合物、等を挙げることができる。
Ｔａは、ＥＵＶ光の吸収係数が大きく、また、塩素系ガス又はフッ素系ガスで容易にドライエッチングすることが可能な材料である。そのため、Ｔａは、加工性に優れた吸収層２０の材料であるといえる。さらにＴａにＢ、Ｓｉ及び／又はＧｅ等を加えることにより、アモルファス状の材料を容易に得ることができる。この結果、吸収層２０の平滑性を向上させることができる。また、ＴａにＮ及び／又はＯを加えれば、吸収層２０の酸化に対する耐性が向上するため、経時的な安定性を向上させることができる。
＜エッチングマスク膜＞
図２は、本実施形態の反射型マスクブランク１００の別の例を示す断面模式図であり、基板１０の外周端部を拡大した図である。図２に示すように、反射型マスクブランク１００は、吸収体膜１６の上に、レジスト膜２６などの他の薄膜をさらに有することができる。また、反射型マスクブランク１００は、吸収層２０とレジスト膜２６の間に、エッチングマスク膜２４をさらに有してもよい。
エッチングマスク膜２４の材料としては、エッチングマスク膜２４に対する吸収層２０のエッチング選択比が高い材料を用いることが好ましい。エッチングマスク膜２４に対する吸収層２０のエッチング選択比は、１．５以上が好ましく、３以上が更に好ましい。
本実施形態の反射型マスクブランク１００は、吸収層２０の上に、クロム（Ｃｒ）を含むエッチングマスク膜２４を有することが好ましい。吸収層２０をフッ素系ガスでエッチングする場合には、エッチングマスク膜２４の材料として、クロム又はクロム化合物を使用することが好ましい。クロム化合物の例としては、Ｃｒと、Ｎ、Ｏ、Ｃ及びＨから選ばれる少なくとも一つの元素とを含む材料が挙げられる。エッチングマスク膜２４は、ＣｒＮ、ＣｒＯ、ＣｒＣ、ＣｒＯＮ、ＣｒＯＣ、ＣｒＣＮ又はＣｒＯＣＮを含むことがより好ましく、ＣｒとＮ及び／又はＯとを含有する材料を用いることが特に好ましい。このような材料の具体例としては、ＣｒＮ、ＣｒＯ及びＣｒＯＮ等が挙げられる。
吸収層２０を実質的に酸素を含まない塩素系ガスでエッチングする場合又は塩素系ガスと酸素ガスとの混合ガスでエッチングする場合には、エッチングマスク膜２４の材料として、ケイ素又はケイ素化合物を使用することが好ましい。ケイ素化合物の例として、Ｓｉと、Ｎ、Ｏ、Ｃ及びＨから選ばれる少なくとも一つの元素とを含む材料、並びにケイ素及びケイ素化合物に金属を含む金属ケイ素（金属シリサイド）、及び金属ケイ素化合物（金属シリサイド化合物）などが挙げられる。金属ケイ素化合物の例としては、金属と、Ｓｉと、Ｎ、Ｏ、Ｃ及びＨから選ばれる少なくとも一つの元素とを含む材料が挙げられる。これらの中でも、エッチングマスク膜の材料として、ＳｉとＮ及び／又はＯとを含有する材料を用いることが特に好ましい。このような材料の具体例としては、ＳｉＮ及びＳｉＯ等が挙げられる。
吸収層２０を実質的に酸素を含まない塩素系ガスでエッチングする場合又は塩素系ガスと酸素ガスとの混合ガスでエッチングする場合には、タンタル（Ｔａ）を含むエッチングマスク膜２４を用いることができる。Ｔａを含む材料として、Ｔａに、Ｏ、Ｎ、Ｃ、Ｂ及びＨから選らばれる１以上の元素を含有する材料を挙げることができる。これらの中でも、エッチングマスク膜の材料として、Ｔａ及びＯを含有する材料を用いることが特に好ましい。このような材料の具体例としては、ＴａＯ、ＴａＯＮ、ＴａＢＯ及びＴａＢＯＮ等が挙げられる。
また、エッチングマスク膜の材料として、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）及びイットリウム（Ｙ）から選ばれる少なくとも１つの金属、又はこれらの化合物を用いてもよい。
エッチングマスク膜２４の膜厚は、パターンを精度よく吸収層２０に形成するために、３ｎｍ以上であることが好ましい。また、エッチングマスク膜２４の膜厚は、レジスト膜２６の膜厚を薄くするために、１５ｎｍ以下であることが好ましい。
＜裏面導電膜＞
基板１０の裏面（多層反射膜１２が形成された側と反対側の面）の上に、静電チャック用の裏面導電膜２２を形成してもよい。静電チャック用として、裏面導電膜２２に求められるシート抵抗は、通常１００Ω／□（Ω／square）以下である。裏面導電膜２２は、例えば、クロム又はタンタル等の金属、又はそれらの合金のターゲットを使用したマグネトロンスパッタリング法又はイオンビームスパッタリング法によって形成することができる。裏面導電膜２２の材料は、クロム（Ｃｒ）又はタンタル（Ｔａ）を含む材料であることが好ましい。例えば、裏面導電膜２２の材料は、Ｃｒに、ホウ素、窒素、酸素、及び炭素から選択される少なくとも一つを含有したＣｒ化合物であることが好ましい。Ｃｒ化合物としては、例えば、ＣｒＮ、ＣｒＯＮ、ＣｒＣＮ、ＣｒＣＯＮ、ＣｒＢＮ、ＣｒＢＯＮ、ＣｒＢＣＮ及びＣｒＢＯＣＮなどを挙げることができる。また、裏面導電膜２２の材料は、Ｔａ（タンタル）、Ｔａを含有する合金、又はこれらのいずれかにホウ素、窒素、酸素、及び炭素の少なくとも一つを含有したＴａ化合物であることが好ましい。Ｔａ化合物としては、例えば、ＴａＢ、ＴａＮ、ＴａＯ、ＴａＯＮ、ＴａＣＯＮ、ＴａＢＮ、ＴａＢＯ、ＴａＢＯＮ、ＴａＢＣＯＮ、ＴａＨｆ、ＴａＨｆＯ、ＴａＨｆＮ、ＴａＨｆＯＮ、ＴａＨｆＣＯＮ、ＴａＳｉ、ＴａＳｉＯ、ＴａＳｉＮ、ＴａＳｉＯＮ、及びＴａＳｉＣＯＮなどを挙げることができる。
裏面導電膜２２の膜厚は、静電チャック用の膜として機能する限り特に限定されないが、例えば１０ｎｍから２００ｎｍである。
以下、上述したバッファ層１８について詳しく説明する。
図２に示すように、レジスト膜２６は反射型マスクブランク１００の全面に形成されるが、基板１０の周縁部においてレジスト膜２６が剥離して発塵することを抑制するため、通常、マスクパターンが形成されない基板周縁部のレジスト膜２６を除去すること（エッジリンス）が行われる。エッジリンスによってレジスト膜２６が除去された領域Ｒでは、レジスト膜２６の下にあるエッチングマスク膜２４が露出している。なお、エッチングマスク膜２４がない反射型マスクブランク１００の場合には、吸収層２０が露出する。
露光光としてＥＵＶ光を使用する反射型マスクにおいては、多層反射膜１２上に存在する欠陥の位置を正確に管理することが重要である。なぜなら、多層反射膜１２上に存在する欠陥は、修正がほとんど不可能である上に、転写パターン上で重大な位相欠陥となり得るためである。このため、反射型マスクブランク１００において、多層反射膜１２上の欠陥の位置を管理するための基準となるマークが形成されることがある。この基準マークは、フィデュシャルマークと呼ばれることもある。
図３は、基準マークＦＭが形成された反射型マスクブランク１００の外周端部の拡大断面図である。図３に示すように、基準マークＦＭは、吸収層２０にパターンが形成される領域ＰＡよりも外側の領域に形成される。基準マークＦＭを形成する際には、まず、レジスト膜２６に電子線描画によって基準マークＦＭを形成する為のレジストパターン２６ａを形成し、このレジストパターン２６ａをマスクとして、エッチングマスク膜２４及び吸収層２０をドライエッチングによってエッチングすることで基準マークＦＭを形成する。
前述したように、エッジリンスによってレジスト膜２６が除去された領域Ｒでは、レジスト膜２６の下にあるエッチングマスク膜２４（又は吸収層２０）が露出している。このため、吸収層２０に基準マークＦＭを形成する際のドライエッチングによって、レジスト膜２６が除去された領域Ｒにあるエッチングマスク膜２４及び吸収層２０が除去される。
本実施形態の反射型マスクブランク１００では、吸収体膜１６は、保護膜１４に接するように形成されたバッファ層１８と、バッファ層１８の上に形成された吸収層２０とを含む。バッファ層１８は、吸収層２０に対してエッチング耐性を有する層であると共に、孤島状の保護膜が形成されることを防止するための層である。
このため、レジスト膜２６がエッジリンスによって除去された領域Ｒにおいて、エッチングマスク膜２４及び吸収層２０が基準マークＦＭを形成する際のドライエッチングによって除去された場合であっても、保護膜１４の上にはバッファ層１８が残存しているため、保護膜１４がエッチングによってダメージを受けることを防止することが可能である。
バッファ層１８は、公知の成膜方法で形成することができる。バッファ層１８は、例えば、ＤＣスパッタリング法及びＲＦスパッタリング法などのマグネトロンスパッタリング法で形成することができる。
バッファ層１８の材料は、特に限定するものではないが、吸収層２０に基準マークＦＭを形成する際のドライエッチングに用いられるエッチャントに対して耐性を有する材料であることが好ましい。バッファ層１８は、例えば、上述したエッチングマスク膜２４と同じ材料で形成することができる。バッファ層１８は、タンタル（Ｔａ）、ケイ素（Ｓｉ）、クロム（Ｃｒ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）及びイットリウム（Ｙ）から選択される少なくとも１つを含むことが好ましい。また、エッチングマスク膜２４を有する反射型マスクブランク１００の場合には、バッファ層１８は、エッチングマスク膜２４と同じ材料で形成することが好ましい。
本実施形態の反射型マスクブランク１００によれば、保護膜１４の上にはバッファ層１８が残存しているため、基準マークＦＭを形成する際のドライエッチングによって保護膜１４がダメージを受けることを防止することが可能である。このため、基準マークＦＭを形成する際に従来生じていた「孤島状の保護膜」が発生することを防止することが可能であり、孤島状の保護膜が帯電することによって静電破壊が発生することを防止することが可能である。
本実施形態の反射型マスクブランク１００において、基板１０の中心から保護膜１４の外周端までの距離をＬｃａｐ、基板１０の中心からバッファ層１８の外周端までの距離をＬｂｕｆとしたとき、Ｌｃａｐ≦Ｌｂｕｆである。保護膜１４及びバッファ層１８がこのような条件を満たす場合、レジスト膜２６がエッジリンスによって除去された領域Ｒにおいて、保護膜１４の上にはバッファ層１８が残存する。保護膜１４の上にはバッファ層１８が残存しているため、レジスト膜２６がエッジリンスによって除去された領域Ｒにおいて、孤島状の保護膜１４が発生することを防止することが可能である。
本実施形態の反射型マスクブランク１００において、基板１０の側面から基板１０の中心に向かって０．５ｍｍ以内の範囲において、保護膜１４及びバッファ層１８の合計膜厚Ｔが４．５ｎｍ以上である箇所が少なくとも１つ存在する。保護膜１４及びバッファ層１８がこのような条件を満たす場合、レジスト膜２６がエッジリンスによって除去された領域Ｒ（領域Ｒは、通常、基板１０の側面から基板１０の中心に向かって１～１．５ｍｍ程度の幅の領域である。）において、保護膜１４の上にはバッファ層１８が残存しており、かつ、保護膜１４及びバッファ層１８の合計膜厚Ｔが４．５ｎｍ以上である箇所が少なくとも１つ存在することとなる。その結果、レジスト膜２６がエッジリンスによって除去された領域Ｒにおいて、保護膜１４及びバッファ層１８の合計膜厚Ｔを十分大きく確保することが可能となるため、孤島状の保護膜１４が発生することをより確実に防止することが可能となる。なお、基板１０の側面から基板１０の中心に向かって０．５ｍｍ以内の範囲において、保護膜１４及びバッファ層１８の合計膜厚Ｔは、好ましくは５．０ｎｍ以上であり、より好ましくは５．５ｎｍ以上である。また、合計膜厚Ｔは、好ましくは３５ｎｍ以下であり、より好ましくは３０ｎｍ以下である。
本実施形態の反射型マスクブランク１００において、基板１０の中心における保護膜１４及びバッファ層１８の合計膜厚は、４．５ｎｍ以上であることが好ましく、５．５ｎｍ以上であることがより好ましい。また、合計膜厚は、３５ｎｍ以下であることが好ましく、３０ｎｍ以下であることがより好ましい。保護膜１４及びバッファ層１８がこのような条件を満たす場合、レジスト膜２６がエッジリンスによって除去された領域Ｒにおいても、保護膜１４及びバッファ層１８の合計膜厚Ｔを十分大きく確保することが可能となるため、孤島状の保護膜１４が発生することをより確実に防止することが可能となる。
なお、本明細書において、基板１０の中心とは、矩形状（例えば正方形）の基板１０においてはその重心の位置（重心の位置に対応する基板１０の主表面１０ａ上の点の位置）を意味する。また、基板１０の側面１０ｂは、基板１０の２つの主表面に略垂直な面であり、「Ｔ面」と呼ばれることがある。膜又は層の外周端とは、基板１０の中心から最も離れた位置にある膜又は層の端部を意味する。
また、基板１０の外周端部における保護膜１４、バッファ層１８、吸収層２０及びエッチングマスク膜２４の成膜領域（基板の中心から外周端までの距離）及び傾斜断面形状（勾配プロファイル）等は、ＰＶＤシールドの開口寸法、開口部のテーパー形状、シールドと基板との間隔等により適宜調整が可能である。
図４～図１１は、本実施形態の反射型マスクブランク１００における保護膜１４、バッファ層１８、吸収層２０、エッチングマスク膜２４、及びレジスト膜２６の大小関係を説明するための模式図である。なお、図４～図１１では、図面の簡略化のために、各層の厚みはその外周端に向かってほぼ一定となっている。
ここで、基板１０の中心から各層の外周端までの距離を、以下のように定義する。
Ｌｃａｐ：基板１０の中心から保護膜１４の外周端までの距離
Ｌｂｕｆ：基板１０の中心からバッファ層１８の外周端までの距離
Ｌａｂｓ：基板１０の中心から吸収層２０の外周端までの距離
Ｌｅｔｃ：基板１０の中心からエッチングマスク膜２４の外周端までの距離
Ｌｒｅｓ：基板１０の中心からレジスト膜２６の外周端までの距離
図４では、Ｌｒｅｓ＜Ｌｃａｐ＜Ｌｂｕｆ＜Ｌａｂｓ＜Ｌｅｔｃとなっている。
基準マークＦＭを形成するためのドライエッチングの際には、レジスト膜２６によって覆われていないエッチングマスク膜２４及び吸収層２０がエッチングによって除去されるため、図４中の点線で囲んだ領域が除去されることとなる。この場合であっても、保護膜１４の全面がバッファ層１８によって覆われた状態が維持されるため、保護膜１４がエッチングによるダメージを受けることによって「孤島状の保護膜」が発生することを防止することができる。
図５では、Ｌｒｅｓ＜Ｌｃａｐ＜Ｌａｂｓ＜Ｌｂｕｆ＜Ｌｅｔｃとなっている。
基準マークＦＭを形成するためのドライエッチングの際には、レジスト膜２６によって覆われていないエッチングマスク膜２４がドライエッチングによって除去される。エッチングマスク膜２４とバッファ層１８が同一のエッチャントによってエッチングされる場合（例えば、エッチングマスク膜２４とバッファ層１８が同一の材料である場合）、吸収層２０によって覆われていないバッファ層１８が、エッチングマスク膜２４と同一のエッチャントによってエッチングされる（つまり、バッファ層１８とエッチングマスク膜２４は、同時にエッチングされる）。その後、レジスト膜２６によって覆われていない吸収層２０がドライエッチングによってエッチングされるため、図５中の点線で囲んだ領域が除去されることとなる。この場合であっても、保護膜１４の全面がバッファ層１８によって覆われた状態が維持されるため、保護膜１４がエッチングによるダメージを受けることによって「孤島状の保護膜」が発生することを防止することができる。
図６では、Ｌｒｅｓ＜Ｌｃａｐ＜Ｌｂｕｆ＜Ｌｅｔｃ＜Ｌａｂｓとなっている。
基準マークＦＭを形成するためのドライエッチングの際には、レジスト膜２６によって覆われていないエッチングマスク膜２４及び吸収層２０がエッチングによって除去されるため、図６中の点線で囲んだ領域が除去されることとなる。この場合であっても、保護膜１４の全面がバッファ層１８によって覆われた状態が維持されるため、保護膜１４がエッチングによるダメージを受けることによって「孤島状の保護膜」が発生することを防止することができる。
図７では、Ｌｒｅｓ＜Ｌｃａｐ＜Ｌａｂｓ＜Ｌｅｔｃ＜Ｌｂｕｆとなっている。
基準マークＦＭを形成するためのドライエッチングの際には、レジスト膜２６によって覆われていないエッチングマスク膜２４がドライエッチングによって除去される。エッチングマスク膜２４とバッファ層１８が同一のエッチャントによってエッチングされる場合（例えば、エッチングマスク膜２４とバッファ層１８が同一の材料である場合）、吸収層２０によって覆われていないバッファ層１８が、エッチングマスク膜２４と同一のエッチャントによってエッチングされる（つまり、バッファ層１８とエッチングマスク膜２４は、同時にエッチングされる）。その後、レジスト膜２６によって覆われていない吸収層２０がドライエッチングによってエッチングされるため、図７中の点線で囲んだ領域が除去されることとなる。この場合であっても、保護膜１４の全面がバッファ層１８によって覆われた状態が維持されるため、保護膜１４がエッチングによるダメージを受けることによって「孤島状の保護膜」が発生することを防止することができる。
図８では、Ｌｒｅｓ＜Ｌｃａｐ＜Ｌｅｔｃ＜Ｌｂｕｆ＜Ｌａｂｓとなっている。
基準マークＦＭを形成するためのドライエッチングの際には、レジスト膜２６によって覆われていないエッチングマスク膜２４及び吸収層２０がエッチングによって除去されるため、図８中の点線で囲んだ領域が除去されることとなる。この場合であっても、保護膜１４の全面がバッファ層１８によって覆われた状態が維持されるため、保護膜１４がエッチングによるダメージを受けることによって「孤島状の保護膜」が発生することを防止することができる。
図９では、Ｌｒｅｓ＜Ｌｃａｐ＜Ｌｅｔｃ＜Ｌａｂｓ＜Ｌｂｕｆとなっている。
基準マークＦＭを形成するためのドライエッチングの際には、レジスト膜２６によって覆われていないエッチングマスク膜２４がドライエッチングによって除去される。エッチングマスク膜２４とバッファ層１８が同一のエッチャントによってエッチングされる場合（例えば、エッチングマスク膜２４とバッファ層１８が同一の材料である場合）、吸収層２０によって覆われていないバッファ層１８が、エッチングマスク膜２４と同一のエッチャントによってエッチングされる（つまり、バッファ層１８とエッチングマスク膜２４は、同時にエッチングされる）。その後、レジスト膜２６によって覆われていない吸収層２０がドライエッチングによってエッチングされるため、図９中の点線で囲んだ領域が除去されることとなる。この場合であっても、保護膜１４の全面がバッファ層１８によって覆われた状態が維持されるため、保護膜１４がエッチングによるダメージを受けることによって「孤島状の保護膜」が発生することを防止することができる。
図１０では、Ｌｒｅｓ＜Ｌｅｔｃ＜Ｌｃａｐ＜Ｌｂｕｆ＜Ｌａｂｓとなっている。
基準マークＦＭを形成するためのドライエッチングの際には、レジスト膜２６によって覆われていないエッチングマスク膜２４及び吸収層２０がエッチングによって除去されるため、図１０中の点線で囲んだ領域が除去されることとなる。この場合であっても、保護膜１４の全面がバッファ層１８によって覆われた状態が維持されるため、保護膜１４がエッチングによるダメージを受けることによって「孤島状の保護膜」が発生することを防止することができる。
図１１では、Ｌｒｅｓ＜Ｌｅｔｃ＜Ｌｃａｐ＜Ｌａｂｓ＜Ｌｂｕｆとなっている。
基準マークＦＭを形成するためのドライエッチングの際には、レジスト膜２６によって覆われていないエッチングマスク膜２４がドライエッチングによって除去される。エッチングマスク膜２４とバッファ層１８が同一のエッチャントによってエッチングされる場合（例えば、エッチングマスク膜２４とバッファ層１８が同一の材料である場合）、吸収層２０によって覆われていないバッファ層１８が、エッチングマスク膜２４と同一のエッチャントによってエッチングされる（つまり、バッファ層１８とエッチングマスク膜２４は、同時にエッチングされる）。その後、レジスト膜２６によって覆われていない吸収層２０がドライエッチングによってエッチングされるため、図１１中の点線で囲んだ領域が除去されることとなる。この場合であっても、保護膜１４の全面がバッファ層１８によって覆われた状態が維持されるため、保護膜１４がエッチングによるダメージを受けることによって「孤島状の保護膜」が発生することを防止することができる。
本実施形態の反射型マスクブランク１００において、Ｌｃａｐ≦Ｌａｂｓであることが好ましい。Ｌｃａｐ≦Ｌａｂｓである場合には、エッチングマスク膜２４とバッファ層１８が同一のエッチャントによってエッチングされる場合であっても、保護膜１４の全面がバッファ層１８によって覆われた状態が維持されるため、保護膜１４がエッチングによるダメージを受けることによって「孤島状の保護膜」が発生することをより確実に防止することができる。
本実施形態の反射型マスクブランク１００において、Ｌｒｅｓ＜Ｌｃａｐ≦Ｌｂｕｆであることが好ましい。エッジリンスによって基板１０の周縁部のレジスト膜２６が除去された場合、Ｌｒｅｓ＜Ｌｃａｐとなる場合が多い。この場合であっても、基準マークＦＭを形成するためのドライエッチングの際には、保護膜１４の全面がバッファ層１８によって覆われた状態が維持されるため、保護膜１４がエッチングによるダメージを受けることによって「孤島状の保護膜」が発生することをより確実に防止することができる。
＜反射型マスクの製造方法＞
本実施形態の反射型マスクブランク１００を使用して、本実施形態の反射型マスク１１０を製造することができる。以下、反射型マスクの製造方法の例について説明する。
図１２は、反射型マスク１１０の製造方法の一例を示す模式図である。
図１２に示すように、まず、基板１０と、基板１０の表面上に形成された多層反射膜１２と、多層反射膜１２の上に形成された保護膜１４と、保護膜１４の上に形成された吸収体膜１６（バッファ層１８及び吸収層２０）と、基板１０の裏面に形成された裏面導電膜２２とを有する反射型マスクブランク１００を準備する（図１２（ａ））。つぎに、吸収体膜１６の上に、レジスト膜２６を形成する（図１２（ｂ））。基板周縁部２７のレジスト膜２６の剥離による発塵を抑制するため、基板周縁部２７のレジスト膜２６を、レジスト膜２６が溶解する溶媒により除去する（エッジリンス）（図１２（ｃ））。レジスト膜２６に、電子線描画装置によってパターンを描画し、さらに現像・リンス工程を経ることによって、レジストパターン２６ａを形成する（図１２（ｄ））。
レジストパターン２６ａをマスクとして、吸収体膜１６の吸収層２０をドライエッチングする。これにより、吸収層２０のレジストパターン２６ａによって被覆されていない部分がエッチングされ、吸収層２０にパターンが形成される（図１２（ｅ））。
吸収層２０のエッチングガスとしては、例えば、フッ素系ガス及び／又は塩素系ガスを用いることができる。フッ素系ガスとしては、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ６、Ｃ４Ｆ６、Ｃ４Ｆ８、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆ、Ｃ３Ｆ８、ＳＦ６、及びＦ２等を用いることができる。塩素系ガスとしては、Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４、ＣＨＣｌ３、ＣＣｌ４、及びＢＣｌ３等を用いることができる。また、フッ素系ガス及び／又は塩素系ガスと、Ｏ２とを所定の割合で含む混合ガスを用いることができる。これらのエッチングガスは、必要に応じて、更に、Ｈｅ及び／又はＡｒなどの不活性ガスを含むことができる。
吸収層２０にパターンが形成された後、ドライエッチングにより、バッファ層１８をパターニングすることにより、吸収体パターン１６ａを形成する。レジスト剥離液によりレジストパターン２６ａを除去する。レジストパターン２６ａを除去した後、酸性やアルカリ性の水溶液を用いたウェット洗浄工程を経ることによって、本実施形態の反射型マスク１１０が得られる（図１２（ｆ））。
なお、吸収体膜１６の上にエッチングマスク膜２４が形成された反射型マスクブランク１００を用いた場合には、レジストパターン２６ａをマスクとして用いてエッチングマスク膜２４にパターン（エッチングマスクパターン）を形成した後、エッチングマスクパターンをマスクとして用いて吸収層２０にパターンを形成する工程が追加される。
このようにして得られた反射型マスク１１０は、基板１０の上に、多層反射膜１２、保護膜１４、及び吸収体パターン１６ａが積層された構成を有している。
多層反射膜１２（保護膜１４を含む）が露出している領域３０は、ＥＵＶ光を反射する機能を有している。多層反射膜１２（保護膜１４を含む）が吸収体パターン１６ａによって覆われている領域３２は、ＥＵＶ光を吸収する機能を有している。
＜半導体装置の製造方法＞
本実施形態の反射型マスク１１０を使用したリソグラフィにより、半導体基板上に転写パターンを形成することができる。この転写パターンは、反射型マスク１１０のパターンが転写された形状を有している。半導体基板上に反射型マスク１１０によって転写パターンを形成することによって、半導体装置を製造することができる。
図１３は、半導体基板６０上に形成されているレジスト膜に転写パターンを転写するための装置であるＥＵＶ露光装置５０の概略構成を示している。ＥＵＶ露光装置５０は、ＥＵＶ光生成部５１、照射光学系５６、レチクルステージ５８、投影光学系５７及びウェハステージ５９が、ＥＵＶ光の光路軸に沿って精密に配置されている。ＥＵＶ露光装置５０の容器内には、水素ガスが充填されている。
ＥＵＶ光生成部５１は、レーザ光源５２、錫液滴生成部５３、捕捉部５４、コレクタ５５を有している。錫液滴生成部５３から放出された錫液滴に、レーザ光源５２からのハイパワーの炭酸ガスレーザが照射されると、液滴状態の錫がプラズマ化しＥＵＶ光が生成される。生成されたＥＵＶ光は、コレクタ５５で集光され、照射光学系５６を経てレチクルステージ５８に設定された反射型マスク１１０に入射される。ＥＵＶ光生成部５１は、例えば、１３．５３ｎｍ波長のＥＵＶ光を生成する。
反射型マスク１１０で反射されたＥＵＶ光は、投影光学系５７により通常１／４程度にパターン像光に縮小されて半導体基板６０（被転写基板）上に投影される。これにより、半導体基板６０上のレジスト膜に所与の回路パターンが転写される。
露光されたレジスト膜を現像することによって、半導体基板６０上にレジストパターンを形成することができる。レジストパターンをマスクとして半導体基板６０をエッチングすることにより、半導体基板上に集積回路パターンを形成することができる。このような工程及びその他の必要な工程を経ることによって、半導体装置を製造することができる。
以下、実施例１～３、及び、比較例１について説明する。
まず、主表面が研磨された６０２５サイズ（約１５２ｍｍ×１５２ｍｍ×６．３５ｍｍ）の基板１０を準備した。この基板１０は、低熱膨張ガラス（ＳｉＯ２－ＴｉＯ２系ガラス）からなる基板である。基板１０の主表面は、粗研磨加工工程、精密研磨加工工程、局所加工工程、及びタッチ研磨加工工程によって研磨した。
次に、基板１０の主表面上に、多層反射膜１２を形成した。基板１０上に形成される多層反射膜１２は、波長１３．５ｎｍのＥＵＶ光に適した多層反射膜１２とするために、ＭｏとＳｉからなる周期多層反射膜１２とした。多層反射膜１２は、ＭｏターゲットとＳｉターゲットを使用し、プロセスガスとしてクリプトン（Ｋｒ）を用いたイオンビームスパッタリング法により、基板１０上にＭｏ膜及びＳｉ膜を交互に積層して形成した。先ず、Ｓｉ膜を４．２ｎｍの厚みで成膜し、続いて、Ｍｏ膜を２．８ｎｍの厚みで成膜した。これを１周期とし、同様にして４０周期積層した後、最後にＳｉ膜を４．０ｎｍの厚みで成膜した。
次に、多層反射膜１２の上に、ＲｕＮｂからなる保護膜１４を形成した。保護膜１４は、ＲｕＮｂターゲットを使用し、Ａｒガス雰囲気中で、マグネトロンスパッタリング法によって形成した。保護膜１４の膜厚（基板１０の中心における膜厚）は３．５ｎｍであった。
次に、保護膜１４の上に、バッファ層１８を形成した。バッファ層１８の組成及び膜厚（基板１０の中心における膜厚）を、以下の表１に示す。実施例１、３及び比較例１のバッファ層１８は、Ｃｒターゲットを使用し、Ａｒガス、Ｏ２ガス及びＮ２ガスの混合ガス雰囲気中で、マグネトロンスパッタリング法によって形成した。実施例２のバッファ層１８は、ＴａＢターゲットを使用し、Ａｒガス及びＯ２ガスの混合ガス雰囲気中で、マグネトロンスパッタリング法によって形成した。
次に、バッファ層１８の上に、吸収層２０を形成した。吸収層２０の組成及び膜厚を、以下の表１に示す。実施例１、３及び比較例１の吸収層２０は、ＴａＢターゲットを使用し、Ａｒガス及びＮ２ガスの混合ガス雰囲気中で、マグネトロンスパッタリング法によって形成した。実施例２の吸収層２０は、ＲｕＣｒターゲットを使用し、Ａｒガス雰囲気中で、マグネトロンスパッタリング法によって形成した。
実施例３では、吸収層２０の上に、さらにバッファ層１８と同じＣｒＯＮからなるエッチングマスク膜２４を形成した。エッチングマスク膜２４の膜厚は６ｎｍであった。
実施例１、２では、Ｌｍｌ＜Ｌｃａｐ≦Ｌｂｕｆ≦Ｌａｂｓとなるように各層の成膜を行った。実施例３では、Ｌｍｌ＜Ｌｃａｐ≦Ｌｂｕｆ＜Ｌａｂｓ＝Ｌｅｔｃとなるように各層の成膜を行った。比較例１では、Ｌｍｌ＜Ｌｂｕｆ＜Ｌｃａｐとなるように各層の成膜を行った。各記号の意味は、上記で定義した意味と同様である。Ｌｍｌは、基板１０の中心から多層反射膜１２の外周端までの距離を意味する。なお、各層の成膜範囲の調整は、国際公開第２０１４／０２１２３５号に開示されたような遮蔽部材を用いた方法によって行った。
実施例１～３では、基板１０の側面から基板１０の中心に向かって０．５ｍｍ以内の範囲において、表１に示すように、保護膜１４及びバッファ層１８の合計膜厚が４．５ｎｍ以上である箇所が少なくとも１つ存在するように保護膜１４及びバッファ層１８の成膜を行った。比較例１では、基板１０の側面から基板１０の中心に向かって０．５ｍｍ以内の範囲において、保護膜１４及びバッファ層１８の合計膜厚が４．５ｎｍ以上である箇所が存在しないように、保護膜１４及びバッファ層１８の成膜を行った。なお、外周端部の各層の膜厚は、マグネトロンスパッタリング法によるＰＶＤシールドの開口寸法によって調整した。
Figure 2022152177000002
次に、上記で準備した反射型マスクブランク１００を用いて、反射型マスク１１０を作製した。
具体的には、まず、吸収層２０又はエッチングマスク膜２４の上に、レジスト膜２６を形成した。レジスト膜２６を形成した後、基板周縁部のレジスト膜２６をレジスト剥離液によって除去した（エッジリンス）。エッジリンスを行った後、レジスト膜２６に電子線描画装置によってパターンを描画してレジストパターン２６ａを形成した。レジストパターン２６ａをマスクとして、吸収層２０をドライエッチングして、基準マークＦＭを形成した。なお、実施例１、３及び比較例１の吸収層２０は、Ｃｌ２ガスを用いてドライエッチングを行い、実施例２の吸収層２０は、Ｃｌ２ガス及びＯ２ガスの混合ガスを用いてドライエッチングを行った。また、実施例３では、レジストパターン２６ａをマスクとして、エッチングマスク膜２４をＣｌ２ガス及びＯ２ガスの混合ガスを用いてドライエッチングしてエッチングマスクパターンを形成した後、このエッチングマスクパターンをマスクとして、吸収層２０をドライエッチングして、基準マークＦＭを形成した。
吸収層２０に基準マークＦＭを形成した後、吸収層２０又はエッチングマスク膜２４の上のレジストパターン２６ａをレジスト剥離液によって除去した。その後、吸収層２０又はエッチングマスク膜２４の上に、吸収体パターン１６ａを形成するためのレジスト膜を形成した。このレジスト膜に電子線描画装置によってパターンを描画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として、吸収層２０及びバッファ層１８をドライエッチングして吸収体パターン１６ａを形成した。なお、実施例１、３及び比較例１の吸収層２０はＣｌ２ガス、バッファ層１８はＣｌ２ガス及びＯ２ガスの混合ガスを用いて各々ドライエッチングを行った。また、実施例２の吸収層２０はＣｌ２ガス及びＯ２ガスの混合ガス、バッファ層１８はＣｌ２ガスを用いて各々ドライエッチングを行った。また、実施例３では、レジストパターンをマスクとして、エッチングマスク膜２４をドライエッチングしてエッチングマスクパターンを形成した後、このエッチングマスクパターンをマスクとして、吸収層２０をドライエッチングし、バッファ層１８のドライエッチングと同時にエッチングマスクパターンを除去して吸収体パターン１６ａを形成した。
このようにして得られた反射型マスク１１０の最外周部の上面をＴＥＭで観察した。その結果、実施例１～３の反射型マスクでは、基板周縁部の領域Ｒにおいて、孤島状の保護膜は確認されなかった。また、孤島状の保護膜に起因する静電破壊の痕跡も確認されなかった。
一方、比較例１の反射型マスクでは、基板周縁部の領域Ｒにおいて、孤島状の保護膜が発生していた。また、孤島状の保護膜に起因する静電破壊の痕跡が確認された。
１０ 基板
１２ 多層反射膜
１４ 保護膜
１６ 吸収体膜
１８ バッファ層
２０ 吸収層
１６ａ 吸収体パターン
２２ 裏面導電膜
２４ エッチングマスク膜
２６ａ レジストパターン
２６ レジスト膜
５０ ＥＵＶ露光装置
１００ 反射型マスクブランク
１１０ 反射型マスク

Claims (10)

  1. 基板と、該基板上の多層反射膜と、該多層反射膜上の保護膜と、該保護膜上の吸収体膜とを備える反射型マスクブランクであって、
    前記吸収体膜は、バッファ層と、バッファ層の上に設けられた吸収層とを有し、
    前記基板の中心から前記保護膜の外周端までの距離をＬｃａｐ、前記基板の中心から前記バッファ層の外周端までの距離をＬｂｕｆとしたとき、Ｌｃａｐ≦Ｌｂｕｆであり、
    前記基板の側面から前記基板の中心に向かって０．５ｍｍ以内の範囲において、前記保護膜及び前記バッファ層の合計膜厚が４．５ｎｍ以上である箇所が少なくとも１つ存在することを特徴とする反射型マスクブランク。
  2. 前記バッファ層は、タンタル（Ｔａ）、ケイ素（Ｓｉ）、クロム（Ｃｒ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）及びイットリウム（Ｙ）から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の反射型マスクブランク。
  3. 前記基板の中心における前記保護膜及び前記バッファ層の合計膜厚が４．５ｎｍ以上３５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の反射型マスクブランク。
  4. 前記基板の中心から前記吸収層の外周端までの距離をＬａｂｓとした場合、Ｌｃａｐ≦Ｌａｂｓであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の反射型マスクブランク。
  5. 前記保護膜は、ルテニウム（Ｒｕ）を含むことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の反射型マスクブランク。
  6. 前記吸収体膜の上にレジスト膜を備え、前記基板の中心から前記レジスト膜の外周端までの距離をＬｒｅｓとした場合、Ｌｒｅｓ＜Ｌｃａｐ≦Ｌｂｕｆであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の反射型マスクブランク。
  7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載の反射型マスクブランクにおける前記吸収層がパターニングされた吸収体パターンを有することを特徴とする反射型マスク。
  8. 前記吸収体膜における前記吸収層に基準マークが形成されていることを特徴とする請求項７に記載の反射型マスク。
  9. 請求項１乃至６の何れか１項に記載の反射型マスクブランクの前記吸収層をパターニングして吸収体パターンを形成することを特徴とする反射型マスクの製造方法。
  10. ＥＵＶ光を発する露光光源を有する露光装置に、請求項７又は８に記載の反射型マスクをセットし、被転写基板上に形成されているレジスト膜に転写パターンを転写する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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