JP4390418B2 - Ｅｕｖ露光用反射型マスクブランクおよびｅｕｖ露光用反射型マスク並びに半導体の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造等に使用されるＥＵＶ光の光露光に用いる、ＥＵＶ露光用反射型マスクブランク、ＥＵＶ露光用反射型マスクおよびその製造方法、並びに半導体の製造方法に関する。
尚、本発明に記載するＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）光とは、軟Ｘ線領域または真空紫外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。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体産業において、Ｓｉ基板等に微細なパターンからなる集積回路を形成する上で必要な微細パターンの転写技術として、可視光や紫外光を用いたフォトリソグラフィ法が用いられてきた。しかし、半導体デバイスの微細化が加速している一方で、従来の光露光の短波長化は露光限界に近づいてきた。
そして光露光の場合、パターンの解像限界は露光波長の１／２と言われ、Ｆ2レーザー（１５７ｎｍ）を用いても７０ｎｍ程度が限界と予想される。そこで７０ｎｍ以降の露光技術として、Ｆ2レーザーよりさらに短波長のＥＵＶ光（１３ｎｍ）を用いた露光技術であるＥＵＶリソグラフィ（以下、「ＥＵＶＬ」と記載する。）が有望視されている。
【０００３】
ＥＵＶＬの像形成原理は、フォトリソグラフィと同じであるが、ＥＵＶ光に対する、あらゆる物質の吸収は大きく、また屈折率が１に近いため、光露光のような屈折光学系は使用できず、すべて反射光学系を用いる。
また、その際用いられるマスクとしては、メンブレンを用いた透過型マスクが提案されてきているが、ＥＵＶ光に対するメンブレンの吸収が大きいため露光時間が長くなり、スループットが確保できないという問題がある。その為、現状では露光用反射型マスクが一般的に使用されている。
このようなＥＵＶ露光用反射型マスクを得るための従来の技術１〜３を、図２を参照しながら簡単に説明し、次にこの製造工程で用いられるエッチングストッパーの必要性と、その問題点について説明する。
【０００４】
図２は従来の技術に係るＥＵＶ露光用反射型マスクの製造の概略を示すフロー図である。
従来の技術１
ＥＵＶ露光用反射型マスクを得るための従来の製造工程例は、（１）基板の準備工程、（２）基板上への多層膜の成膜工程、（３）中間層の成膜工程、（４）吸収体層の成膜工程、（５）ＥＢレジスト塗布工程、（６）ＥＢ描画工程、（７）ドライエッチング工程、（８）中間層の除去工程、を有する。以下これら各工程について説明する。
【０００５】
（１）基板の準備工程
基板１１としては、低熱膨張係数を有し、平滑性、平坦度、およびＥＵＶマスクの洗浄等に用いる洗浄液への耐性に優れたものが好ましく、低熱膨張係数を有するガラス、等が用いられる。
【０００６】
（２）基板上への多層膜の成膜工程
多層膜１２としては、ＭｏとＳｉを含む多層膜が多用されている。
例えば、Ｍｏが２８Å、Ｓｉが４２Åを１周期として、３０周期以上積層することで、１３．４ｎｍでピーク波長をもつＥＵＶ光を反射する多層膜が実現できる。ＭｏとＳｉを含む多層膜の場合、最上層にＳｉ膜が成膜される。
【０００７】
（３）中間層の成膜工程
ＥＵＶ光を反射する多層膜１２上に、中間層であるエッチングストッパー２３としてＳｉＯ2膜を成膜する。
成膜には、例えばＳｉＯ2ターゲットを用いたＲＦマグネトロンスパッタ法を用いる。
【０００８】
（４）吸収体層の成膜工程
ＥＵＶ光を吸収する吸収体層１４をスパッタリング法により成膜する。
成膜材料としては、Ｔａ、Ｃｒが用いられ、成膜には、例えばＤＣマグネトロンスパッタ法が用いられる。
この工程により、ＥＵＶマスクブランクが得られる。
【０００９】
（５）ＥＢレジスト塗布工程
得られたＥＵＶマスクブランクの吸収体層１４にパターンを形成することによりＥＵＶマスクを製造することができる。
工程（４）で得られたＥＵＶマスクブランクにＥＢレジストを塗布し２００℃でベーキングを行う。
【００１０】
（６）ＥＢ描画工程
ＥＢレジストを塗布したＥＵＶマスクブランクにＥＢ描画機を用いてレジストパターン作成を実施する。
【００１１】
（７）ドライエッチング工程
前記レジストパターンをマスクとして、ＥＵＶ吸収体層１４を塩素を用いてドライエッチングし吸収層をパターン形成する。
【００１２】
（８）中間層の除去工程
ＥＵＶ光反射面上に残留している中間層、すなわちＳｉＯ2膜からなるエッチングストッパー２３を、希ＨＦ水溶液により除去すると、ＥＵＶ露光用反射型マスクが完成する。
【００１３】
（エッチングストッパーの必要性とその問題点）
前記ＥＵＶ光を反射する多層膜１２は、製造完了後に高い反射率を有している必要がある。したがって製造工程、特にパターンニングの工程において、ＥＵＶ光を反射する多層膜１２へ膜厚減少や表面粗化、等のダメージを与えることなくパターニングを実施する必要がある。
一方、ＥＵＶ光を吸収する吸収体層１４へのパターンニングは、ドライエッチングで加工すると高い寸法精度が得られるものの、ＥＵＶ光を吸収する吸収体層１４の下層をダメージなくエッチングすることは不可能であるため、多層膜１２とＥＵＶ吸収体層１４との間に中間層としてエッチングストッパー２３の成膜が必要となる。
このエッチングストッパー２３としては、膜厚が数１００Å以上のＳｉＯ2膜を用いることが一般的で、Ｃｌ2ガスを用いたドライエッチングにおいては、ストッパーとして充分機能する。しかし、パターンのない部分に残留するＳｉＯ2膜は、パターンニングの工程終了時において、完全に除去されていないとＥＵＶ光を反射する多層膜１２の反射率を大幅に低下させてしまう。
【００１４】
ところが、ＳｉＯ2膜の除去にドライエッチングを用いると、ＥＵＶ光を反射する多層膜１２の最上層のＳｉ膜をもエッチングしてしまうため、やはり反射率の低下を招く。したがって、ＳｉＯ2膜はＨＦ溶液、等のウエットエッチングで除去する必要がある。ＨＦ溶液、等を用いたウエットエッチングは、下層のＳｉ膜にダメージを与えないので効果的であるが、反面、等方エッチング性を有するためパターン横方向への侵食があり、パターンの剥離が起こる可能性がある。
この他にも、膜厚が数１００Å以上のＳｉＯ2膜は表面粗さが大きく、且つ高い圧縮応力を有している上、スパッタ法によるＳｉＯ2膜成膜中には異常放電が起こりやすくＥＵＶマスクに求められる低欠陥化が困難であるといった問題点を有している。
【００１５】
従来の技術２
特開平８−２１３３０３に、吸収体層とのエッチング比が５以上であるＣｒまたはＴｉを主成分とする中間層を、多層膜上に設ける反射型Ｘ線マスクが開示されている。前記中間層は、吸収体層へエッチングによりパターンを形成する際、エッチングストッパー層及び多層反射膜の保護層としての機能を有し、吸収体パターン形成後は反射領域にある前記中間層は除去されることが記載されている。
【００１６】
従来の技術３
特開平７−３３３８２９には吸収体層と多層膜の間にＣｒ、Ａｌ、Ｎｉ、等のＸ線もしくは極紫外線といった露光光の吸収が小さく、吸収体層よりエッチング速度の遅い材料で中間層を成膜することにより、前記吸収体層へのエッチングによるパターン形成後も前記中間膜を除去することなく、前記多層膜の反射率低下を防ぐ技術が記載されている。
【００１７】
しかしながら、前記従来の技術１〜３に記載された中間膜のＳｉＯ2、Ｃｒ、Ａｌ、Ｎｉ、等はいずれも表面が平滑性に欠け荒れている。
このため、表面が荒れた中間層上に成膜された吸収体層も、中間層と同等以上に吸収体層表面が荒れてしまい、この結果として吸収体パターンのエッジ荒れが生じ、ＥＵＶ露光用反射型マスクの転写精度へ悪影響を及ぼすという問題が判明した。
さらに本願発明者らは、前記従来の技術１〜３の中でも、特に従来の技術３に記載されているような、中間層をエッチングによるパターン形成後も残す構造のＥＵＶ露光用反射型マスクにおいては、前記中間層の表面の荒れが、ＥＵＶ露光用反射型マスクの転写精度へ大きな影響を与えることを見出した。
【００１８】
すなわち、まず第１に反射領域に残留する中間層としてＣｒ、Ａｌ、Ｎｉ、等のような表面粗さが大きい材料を用いると中間層表面での露光光の散乱が起こり、結局反射率が低下してしまうのである。
第２に中間層の材料がＣｒ、Ａｌ、Ｎｉ、等の様にＥＵＶ露光用反射型マスクの洗浄工程、等で用いられる薬品に対し耐性がないと、中間層が劣化またはパターンの剥離が生じてしまい、露光光の反射が不均一になってしまうのである。
第３に中間層の材料の膜応力が大きいと、ＥＵＶ露光用反射型マスクの反射面に反り等、が生じパターン転写精度が悪化してしまうのである。
従来、これらの問題点には全く考慮がされておらず、これらを解決する材料も見出されていなかった。
【００１９】
本発明は、上述した背景の下になされたものであり、高精度なパターン形成を可能とするＥＵＶ露光用反射型マスクブランク、および高反射率を有するＥＵＶ露光用反射型マスク並びにその製造方法、そして高反射率を有するＥＵＶ露光用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の提供を目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための第１の発明は、基板上にＥＵＶ光を反射する多層膜を有し、前記多層膜上に中間層を有し、前記中間層上にＥＵＶ光を吸収する吸収体層を有するＥＵＶ露光用反射型マスクブランクであって、
前記中間層としてＣｒと、Ｎ、Ｏ、Ｃ、のいずれかより選ばれる少なくとも１つ以上の元素と、を含む材料を用いたことを特徴とするＥＵＶ露光用反射型マスクブランクである。
【００２１】
第２の発明は、前記吸収体層がＴａを含む材料であることを特徴とする第１の発明に記載のＥＵＶ露光用反射型マスクブランクである。
【００２２】
第３の発明は、基板上にＥＵＶ光を反射する多層膜を有し、前記多層膜上に中間層を有し、前記中間層上にパターンに形成されたＥＵＶ光を吸収する吸収体層を有するＥＵＶ露光用反射型マスクであって、
前記中間層としてＣｒと、Ｎ、Ｏ、Ｃ、のいずれかより選ばれる少なくとも１つ以上の元素と、を含む材料を用いたことを特徴とするＥＵＶ露光用反射型マスクである。
【００２３】
第４の発明は、前記吸収体層がＴａを含む材料であることを特徴とする第３の発明に記載のＥＵＶ露光用反射型マスクである。
【００２４】
第５の発明は、第１または第２の発明に記載のＥＵＶ露光用反射型マスクブランクを用いて、ＥＵＶ露光用反射型マスクを製造することを特徴とするＥＵＶ露光用反射型マスクを製造方法である。
【００２５】
第６の発明は、第３または第４の発明に記載のＥＵＶ露光用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。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態にかかるＥＵＶ露光用反射型マスク（以下、ＥＵＶ露光用反射型マスクは「ＥＵＶマスク」、ＥＵＶ露光用反射型マスクブランクは「ＥＵＶマスクブランク」と記載する。）の製造の概略を示すフロー図であり、図３は製造されたＥＵＶマスクを用いて、例えばＳｉウエハ上にパターンを露光転写を行っている概念図である。
【００２７】
（実施の形態）
以下、図１を参照しながら本発明の一実施の形態にかかるＥＵＶマスクの製造、および前記ＥＵＶマスクによる半導体基板上へのパターン転写について説明する。
尚、図１、２において対応する部分には、同一の番号を付して示した。
ＥＵＶマスクの製造、および前記ＥＵＶマスクによる半導体基板上へのパターン転写は（１）基板の準備工程、（２）基板上への多層膜の成膜工程、（３）中間層の成膜工程、（４）吸収体層の成膜工程、（５）ＥＢレジスト塗布工程、（６）ＥＢ描画工程、（７）ドライエッチング工程、（８）中間層の除去工程、（９）ＥＵＶマスクによる半導体基板上へのパターン転写、の各工程を有する。
【００２８】
（１）基板の準備工程。
基板１１としては、低熱膨張係数を有し、平滑性、平坦度、およびＥＵＶマスクの洗浄等に用いる洗浄液への耐性に優れたものが好ましく、低熱膨張係数を有するガラス、例えばＳｉＯ2−ＴｉＯ2系ガラス等を用いるが、これに限定されず、β石英固溶体を析出した結晶化ガラスや石英ガラスやシリコンや金属などの基板を用いることも出来る。
金属基板の例としては、インバー合金（Ｆｅ−Ｎｉ系合金）等を用いることができる。
基板１１は０．２ｎｍＲｍｓ以下の平滑な表面と１００ｎｍ以下の平坦度を有していることが高反射率および転写精度を得るために好ましい。
【００２９】
（２）基板上への多層膜の成膜工程。
多層膜１２としては、ＭｏとＳｉを含む多層膜が多用されているが、特定の波長域で高い反射率が得られる材料として、Ｒｕ／Ｓｉ周期多層膜、Ｍｏ／Ｂｅ周期多層膜、Ｍｏ化合物／Ｓｉ化合物周期多層膜、Ｓｉ／Ｎｂ周期多層膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ周期多層膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ／Ｍｏ周期多層膜およびＳｉ／Ｒｕ／Ｍｏ／Ｒｕ周期多層膜、等でも良い。ただし、材料によって最適な膜厚は異なる。
ＭｏとＳｉを含む多層膜１２の場合、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、まずＳｉターゲットを用いて、Ａｒガス雰囲気下でＳｉ膜を成膜し、その後、Ｍｏターゲットを用いて、Ａｒガス雰囲気下で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周期積層した後、最後にＳｉ膜を成膜する。
【００３０】
（３）中間層の成膜工程。
上述した本発明の目的を達成するために本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、多層膜１２とＥＵＶ吸収体層１４との間の中間層として、エッチングストッパー層１３を形成する材料が満たすべき条件に想達した。
すなわち第１に、Ｔａを主成分とするＥＵＶ吸収体層１４に対して１０以上の高いエッチング選択比をもつ材料であること。
第２に、成膜時の表面粗さが十分に小さいこと。
第３に、ＥＵＶマスク製造工程において洗浄液として用いられる熱濃硫酸／過酸化水素水、やアンモニア／過酸化水素水等の薬品に対し耐性があること。
第４に、成膜後のエッチングストッパー膜の膜応力が小さいこと。
エッチングストッパー１３層を形成する材料は、以上のような条件を満たしている必要がある。
【００３１】
上記の条件を満足する材料として本発明者らは、Ｃｒと、Ｎ、Ｏ、Ｃ、のいずれかより選ばれる少なくとも１つ以上の元素と、を含む材料を見出した。
すなわち、Ｃｒと、Ｎ、Ｏ、Ｃ、のいずれかより選ばれる少なくとも１つ以上の元素と、を含む材料を中間層の成膜材料とすることで、高精度のパターン形成を可能とするＥＵＶマスクが製造可能であることを見出し、本発明を完成したものである。
例えば、Ｎを選択してＣｒ1-XＮXとした場合は、特に耐酸性が向上し、ＥＵＶマスク製造工程における洗浄液に対し耐久性の向上が図れる。
またＯを選択してＣｒ1-XＯXとした場合は、特に成膜時における低応力制御性が向上する。
さらにＣを選択してＣｒ1-XＣXとした場合は、特にドライエッチング耐性が向上する。
【００３２】
さらに、詳細は後述する「（８）中間層の除去工程」にて説明するが、上記ＥＵＶマスクを製造する際、上記中間層をＥＵＶマスクの反射領域（吸収体層のパターンが形成されない部分。）上に残す工程と、除去する工程との両工程を選択することができる。
【００３３】
まず、上記中間層をＥＵＶマスクの反射領域上に残す構成をとる場合、作製されたＥＵＶマスクの露光時には、露光光が上記中間層を通過することになる。そこでＥＵＶマスクの反射領域の反射率低下を抑えるためには、上記中間層を形成する材料の吸収係数が小さいことが好ましい。
具体的には、露光光（この場合ＥＵＶ領域の波長（１３ｎｍ））に対する吸収係数が０．０５以下の材料が好ましく、さらに好ましくは、０．０３５以下の材料が良い。
【００３４】
他方、上記中間層をＥＵＶマスクの反射領域上より除去する構成をとる場合、上記中間層を形成する材料には、比較的吸収係数の大きい材料を用いることが好ましい。
何となれば、反射型のマスクにおいては、通常、露光光はマスクに対して垂直に入射されるのではなく、数°の入射角をもって入射される。そのため、マスクのパターンの有する厚みが大きいとマスクパターンの影が生じて形状精度や寸法精度が悪化し、露光時に反射されるパターン像にぼやけが生じ、その結果、パターンの寸法精度が悪化してしまうという問題が発生するからである。このため、パターン自身の厚さはできるだけ薄くするのが好ましい。
ここで、マスクの吸収パターン領域は、ＥＵＶ吸収体層１４と中間層の積層構造となっているのことから、上述の問題を解決するには、ＥＵＶ吸収体層１４と中間層との合計膜厚を小さくすれば良いことになる。
このためには、ＥＵＶ吸収体層１４のみで露光光の吸収を行わせるのではなく、中間層にも露光光の吸収機能を担わせることによって、ＥＵＶ吸収体層１４と中間層との両層で十分に露光光の吸収を行わせるという着想に基づいて中間層及びＥＵＶ吸収体層１４の膜厚の設計をすることが好ましい。
【００３５】
例えば、中間層に吸収係数の比較的大きな材料を使用するならば、中間層の膜厚は薄くすることができる。
また例えば、中間層に吸収係数の比較的大きな材料を使用しながら膜厚を変えない場合は、中間層での吸収能力が上がるため、ＥＵＶ吸収体層１４の膜厚を薄くすることができる。
以上、いずれの構成をとるにしても、中間層とＥＵＶ吸収体層１４との合計膜厚を小さくすることができ、パターンの影の影響により発生する問題を低減することができる。
この観点より、中間層とＥＵＶ吸収体層１４の合計膜厚は１００ｎｍ以下とするのが好ましい。
このように、中間層をＥＵＶマスクの反射領域上より除去する構成をとる場合には、中間層に比較的吸収係数の大きい材料を用いることによって、パターンの影の影響により発生する問題を低減することが可能になる。ここで、中間層を除去する構成をとる場合、中間層の材料には、露光光に対する吸収係数が０．０３０以上のものが好ましく用いられる。
【００３６】
以下、好ましい中間層の具体例を記載する。
（Ｃｒ1-XＮXの場合）
成膜方法は、例えばＤＣマグネトロンスパッタ法により、Ｃｒターゲットを用い、Ａｒに窒素を１０〜６０％添加した混合ガス雰囲気中で成膜する。
膜厚は４０〜１００Åとするのが好ましいが、後で中間層をＥＵＶマスクの反射領域上より除去する工程を採るならば膜厚を３０〜５００Åとするのが好ましく、さらに好ましくは４０〜４００Åである。
さらに加えて、上述したパターンの影による影響を考慮する場合、中間層と吸収体層との合計膜厚は、１００ｎｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは３０〜５０ｎｍの範囲である。
【００３７】
一方、好ましいＸの範囲は、０．０５≦Ｘ≦０．５さらに好ましくは０．０７≦Ｘ≦０．４である。Ｘが０．０５よりも大きいと、応力が抑制され、表面粗さが改善する。また、Ｘが０．５より小さければ十分なエッチング選択比を得ることができる。
また、Ｎの含有量が増えると、表面粗さは小さくなり、吸収係数も小さくなる傾向がある。
後工程にて、中間層をＥＵＶマスクの反射領域上より除去しない場合は、反射率の低下を抑制するため中間層の吸収係数を小さくする方が好ましい。
一方、中間層をＥＵＶマスクの反射領域上より除去する場合は、上述したようにパターンの影による影響を低減するために、中間層と吸収体層の合計膜厚を小さくするには、中間層の吸収係数は大きいほうが有利なので、必要な表面粗さを確保できる範囲で、Ｎの含有量を小さくするほうが好ましい。
以上のことより、中間層をＥＵＶマスクの反射領域上より除去する場合には、Ｎが５〜２０％（０．０５≦Ｘ≦０．２）が好ましく、さらに好ましくは、Ｎが５〜１５％（０．０５≦Ｘ≦０．１５）である。
【００３８】
（Ｃｒ1-XＯXの場合）
成膜方法は、例えばＤＣマグネトロンスパッタ法により、Ｃｒターゲットを用い、Ａｒに酸素を添加した混合ガス雰囲気中で成膜する。
膜厚は４０〜１２０Åとするのが好ましいが、後で中間層を除去する工程を採るならば、膜厚を３０〜５００Åさらには４０〜３００Åとするのが好ましい。
一方、好ましいＸの範囲は、０．０５≦Ｘ≦０．６である。
【００３９】
（Ｃｒ1-XＣXの場合）
成膜方法は、例えばＤＣマグネトロンスパッタ法により、Ｃｒターゲットを用い、Ａｒにメタンガスを添加した混合ガス雰囲気中で成膜する。
膜厚は４０〜１００Åとするのが好ましいが、後で中間層を除去する工程を採るならば、膜厚を３０〜５００Åさらには４０〜３００Åとするのが好ましい。
一方、好ましいＸの範囲は、０．０５≦Ｘ≦０．４である。
【００４０】
（Ｃｒ1-X-YＮXＣYの場合）
成膜方法は、例えばＤＣマグネトロンスパッタ法により、Ｃｒターゲットを用い、Ａｒに窒素およびメタンガスを添加した混合ガス雰囲気中で成膜する。
膜厚は４０〜１００Åとするのが好ましいが、後で中間層を除去する工程を採るならば、膜厚を３０〜５００Åさらには４０〜３００Åとするのが好ましい。
一方、好ましいＸの範囲は、０．０５≦Ｘ≦０．４５、好ましいＹの範囲は、０．０１≦Ｙ≦０．３、である。
【００４１】
（Ｃｒ1-X-Y-ZＮXＯYＣZの場合）
成膜方法は、例えばＤＣマグネトロンスパッタ法により、Ｃｒターゲットを用い、Ａｒに窒素、酸素およびメタンガスを添加した混合ガス雰囲気中で成膜する。
膜厚は４０〜１２０Åとするのが好ましいが、後で中間層を除去する工程を採るならば、膜厚を３０〜５００Åさらには４０〜３００Åとするのが好ましい。
一方、好ましいＸの範囲は、０．０５≦Ｘ≦０．４０、好ましいＹの範囲は、０．０２≦Ｙ≦０．３、好ましいＺの範囲は、０．０１≦Ｚ≦０．２、である。
【００４２】
以降に記載する実施の形態においては、中間層としてＣｒ1-XＮXを用いた場合を例として説明する。
この構成を採った場合、得られた中間層の、露光光波長１３．４ｎｍにおける吸収係数を０．０３８〜０．０３２とすることができた。
【００４３】
（４）吸収体層の成膜工程。
ＥＵＶ吸収体層１４の材料としては、以下のものが好ましい。
１）Ｔａを主成分とする材料。
２）Ｔａを主成分とし少なくともＢを含む材料。
３）Ｔａを主成分とするアモルファス構造の材料。
４）Ｔａを主成分とし少なくともＢを含んだアモルファス構造の材料。（例えば、Ｔａ4Ｂで表されるＢを２５％程度含んだアモルファス構造の材料）
５）ＴａとＢとＮとを含む材料（例えば、Ｔａを主成分としＢを１５％、Ｎを１０％程度含んだアモルファス構造の材料）
しかし、上記の材料に限定されず、ＴａＳｉ、ＴａＳｉＮ、ＴａＧｅ、ＴａＧｅＮ、ＷＮ、Ｃｒ、ＴｉＮ、等も使用可能である。
【００４４】
ＥＵＶ吸収体層１４の材料としてＴａＢ化合物薄膜を用いる例では、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、まずＴａ4Ｂターゲットを用いて、Ａｒガス雰囲気下でＴａ4Ｂ膜を成膜することが好ましい。
この工程により、ＥＵＶマスクブランクが得られる。
【００４５】
（５）ＥＢレジスト塗布工程。
得られたＥＵＶマスクブランクの吸収体層１４にパターンを形成することによりＥＵＶマスクを製造することができる。
工程（５）で得られたＥＵＶマスクブランクにＥＢレジストを塗布し２００℃でベーキングを行う。
【００４６】
（６）ＥＢ描画工程。
ＥＢレジストを塗布したＥＵＶマスクブランクに３０ｋｅＶのＥＢ描画機を用いてレジストパターン作成を実施した。
【００４７】
（７）ドライエッチング工程。
ＩＣＰ−ＲＩＥ装置を用い、このレジストパターンをマスクとして、ＥＵＶ吸収体層１４を塩素を用いて基板温度２０℃にてドライエッチングし吸収体層１４をパターン形成した。その際、下地のＣｒ1-XＮX膜も若干エッチングされ３０〜６０Åの膜厚となった。さらに吸収体層１４パターン上に残ったレジストを１００℃の熱濃硫酸で除去した。
【００４８】
（８）中間層の除去工程
（ａ）中間層をＥＵＶマスクの反射面上より除去する工程を採る場合
ＥＵＶ光反射面上に残留している中間層であるエッチングストッパー１３を、（ＮＨ4）2Ｃｅ（ＮＯ3）6「硝酸第２セリウムアンモニウム」＋ＨＣｌＯ4＋Ｈ2Ｏによるウェットエッチングにより除去すると、ＥＵＶ露光用反射型マスクが完成する。
【００４９】
（ｂ）中間層をＥＵＶマスクの反射面上に残す工程を採る場合
「（３）中間層の成膜工程」にて記載したように、Ｃｒと、Ｎ、Ｏ、Ｃ、のいずれかより選ばれる少なくとも１つ以上の元素と、を含む中間層であるエッチングストッパー１３は、 ＥＵＶ領域の波長（１３ｎｍ）の光に対して、吸収係数が０．０５以下である、成膜時の表面粗さが十分に小さい、成膜後のエッチングストッパー膜の膜応力が小さい、という特性を有しているので、このままＥＵＶ光反射面上に残留しても充分に良好なＥＵＶ露光用反射型マスクを完成することが出来る。
但し、この場合は「（３）中間層の成膜工程」にて記載したように、できるだけ反射率の低下を抑えるため、より吸収係数の小さい材料を中間層とするのが好ましい。
この工程を採る場合、「（８）中間層の除去工程」を省略できるので、工数の観点から好ましい実施の形態である。
【００５０】
（９）ＥＵＶマスクによる半導体基板上へのパターン転写。
ここで図３を参照しながら、ＥＵＶマスクによる半導体基板上へのパターン転写について説明する。
ＥＵＶマスクによる半導体基板上へのパターン転写装置は、レーザープラズマＸ線源３１、ＥＵＶマスク３２、縮小光学系３３等から構成される。
レーザープラズマＸ線源３１からえられたＥＵＶ光（軟Ｘ線）をＥＵＶマスク３２に入射し、ここで反射された光を縮小光学系３３を通して例えばＳｉウエハ３４上に転写する。
【００５１】
縮小光学系３３としてはＸ線反射ミラーを用いることができる、縮小光学系によりＥＵＶマスク３２で反射されたパターンは通常１／４程度に縮小される。
例えばＳｉウエハ３４へのパターンの転写は、Ｓｉウエハ３４上に形成させたレジスト層にパターンを露光しこれを現像することによって行うことができる。
露光波長として１３〜１４ｎｍの波長帯を使用する場合には、通常光路が真空中になるように転写が行われる。１３〜１４ｎｍの波長帯域における多層膜の材料として、この波長帯域にピーク波長を有するＭｏ／Ｓｉ多層膜を用いることができる。
このようにして本実施の形態で得られたＥＵＶマスクを用いて、例えばＳｉウエハ上にパターンを形成することにより、例えば集積度の高いＬＳＩ、等の半導体装置を製造することができる。
【００５２】
（実施例１）
図１を参照しながら本発明にかかる、ＥＵＶマスクブランク及びＥＵＶマスク製造の実施例１を説明する。
尚、図１において実施例１の製造工程を実線で記載した。
ガラス基板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。また、ガラス基板１１は、機械研磨により、１０μｍ角で０．１２ｎｍＲｍｓの平滑な表面と、１４２ｍｍ角で１００ｎｍ以下の平坦度を有している。
【００５３】
多層膜１２として、ＭｏとＳｉを積層した。ＤＣマグネトロンスパッタ法により、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、その後、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４ｎｍ成膜する。
ここで多層膜上の表面粗さは０．１２ｎｍＲｍｓであった。
【００５４】
次に、多層膜１２上にＣｒターゲットを用いて、スパッタガスとして、Ａｒに窒素を２０％添加したガスを用いて、Ｃｒ1-XＮX膜より構成されるエッチングストッパー１３をＤＣマグネトロンスパッタ法によって、６ｎｍの厚さに成膜し中間層とした。
成膜されたＣｒ1-XＮX膜において、ｘは０．２５であり、１３．４ｎｍの波長での吸収係数は０．０３５であり、膜応力は１００ｎｍ膜厚換算で＋４０ＭＰａであり、表面粗さは０．２３ｎｍＲｍｓであった。
【００５５】
次に、Ｃｒ1-XＮX膜より構成されるエッチングストッパー１３の上に、ＥＵＶ吸収体層１４として、Ｔａ及びＢを含む膜をＤＣマグネトロンスパッタ法によって、０．１μｍの厚さで成膜しＥＵＶマスクブランクを得た。この際、スパッタ条件を制御することで前記ＥＵＶ吸収体層１４の有する応力は、＋５０ＭＰａとした。
【００５６】
次に、このＥＵＶマスクブランクを用いて、デザインルールが０．０７μｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有するＥＵＶマスクを、次に記載する方法により作製した。
まず、前記ＥＵＶマスクブランク上にＥＢレジストをコートし、ＥＢ描画と現像によりレジストパターンを形成した。
このレジストパターンをマスクとして、ＥＵＶ吸収体層１４を塩素を用いてドライエッチングし、ＥＵＶマスクブランク上に吸収パターンを形成しＥＵＶマスクを得た。その際、下地のＣｒ1-XＮX膜より構成された中間層であるエッチングストッパー１３は、オーバーエッチングにより塩素プラズマに曝されて膜厚が減少し４ｎｍとなった。
ここでエッチングストッパー１３を除去することなく、波長１３．４ｎｍ、入射角２°のＥＵＶ光により反射率を測定したところ、１３０ｍｍエリア内で５５％±０．５％と良好な反射特性を得た。
【００５７】
上記で得られたＥＵＶマスクの、吸収体層１４のパターンのエッジラフネスは十分に小さく、図３に示す半導体基板上へのＥＵＶ光によるパターン転写装置を用いて露光転写をおこなった結果、十分な露光特性を有していることを確認した。ＥＵＶマスクの精度は７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下であることを確認した。
【００５８】
（実施例２）
図１を参照しながら本発明にかかる、ＥＵＶマスクブランク及びＥＵＶマスク製造の実施例２を説明する。
尚、図１において実施例２の製造工程を一点鎖線で記載した。
ガラス基板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。また、ガラス基板１１は、機械研磨により、０．１２ｎｍＲｍｓの平滑な表面と１００ｎｍ以下の平坦度を有している。
【００５９】
多層膜１２として、ＭｏとＳｉを積層した。ＤＣマグネトロンスパッタ法により、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、その後、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４ｎｍ成膜する。
ここで多層膜上の表面粗さは０．１２ｎｍＲｍｓであった。
【００６０】
次に、多層膜１２上にＣｒターゲットを用いて、スパッタガスとして、Ａｒに窒素を３０％添加したガスを用いて、Ｃｒ1-XＮX膜より構成された中間層であるエッチングストッパー１３をＤＣマグネトロンスパッタ法によって、１５ｎｍの厚さに成膜した。
成膜されたＣｒ1-XＮX膜において、ｘは０．４であり、１３．４ｎｍの波長での吸収係数は０．０３３であり、膜応力は１００ｎｍ膜厚換算で＋３０ＭＰａであった。
またこのときＣｒ1-XＮX膜上の表面粗さは０．１４ｎｍＲｍｓであった。
【００６１】
次に、Ｃｒ1-XＮX膜より構成されるエッチングストッパー１３の上に、ＥＵＶ吸収体層１４として、Ｔａ及びＢを含む膜１４をＤＣマグネトロンスパッタ法によって、１００ｎｍの厚さで成膜しＥＵＶマスクブランクを得た。
このとき、ＴａＢ膜の応力は、１００ｎｍ膜厚換算で＋３０ＭＰａとした。
またこのときＴａＢ膜上の表面粗さは０．１８ｎｍＲｍｓであった。
【００６２】
次に、このＥＵＶマスクブランクを用いて、デザインルールが７０ｎｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有するＥＵＶマスクを、次に記載する方法により作製した。
まず、前記ＥＵＶマスクブランク上にＥＢレジストをコートし、ＥＢ描画によりレジストパターンを形成した。
このレジストパターンをマスクとして、ＥＵＶ吸収体層１４を塩素を用いてドライエッチングし、ＥＵＶマスクブランク上に吸収パターンを形成し、さらにＣｒ1-XＮX膜はウエットエッチングにより除去してＥＵＶマスクを得た。得られたＥＵＶマスクに対し、波長１３．４ｎｍ、入射角２°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。
このＥＵＶマスクの吸収体層１４のパターンのエッジラフネスは十分に小さく、図３に示す半導体基板上へのＥＵＶ光によるパターン転写装置を用いて露光転写をおこなった結果、十分な露光均一性を有していることを確認した。
またＥＵＶマスクの精度は７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下であることも確認できた。
【００６３】
（実施例３）
エッチングストッパー１３としてＣｒ1-XＣX膜（ｘ＝０．２）を用いた他は、実施例１と同様にしてＥＵＶマスクブランク及びＥＵＶマスクを製造し実施例３とした。
但し、中間層の成膜はＤＣマグネトロンスパッタ法により、雰囲気はＡｒ９０％＋メタンガス１０％とし、膜厚は５０ｎｍとした。
その結果、成膜された中間層の波長１３．４ｎｍの光に対する吸収係数は０．０３４であった
また、中間層の有する応力は１００ｎｍ膜厚換算で＋２０ＭＰａであり、中間層上の表面粗さは０．２５ｎｍＲｍｓであった。
エッチング後のエッチングストッパー１３は、吸収体パターン形成時のオーバーエッチングで膜厚が減少し、４０ｎｍとなった。
ここでエッチングストッパー１３を除去することなく、波長１３．４ｎｍ、入射角２°のＥＵＶ光の反射率を測定したところ１３０ｍｍエリア内で５７±０．５％と良好な反射特性を得ることが出来た。
【００６４】
（実施例４）
実施例２と同様に、ガラス基板１１上にＭｏとＳｉとからなる多層膜１２を成膜した。
次に、この多層膜１２上へＣｒターゲットを用い、スパッタガスとしてＡｒに窒素を３０％添加したガスを用い、Ｃｒ1-XＮX膜より構成された中間層であるエッチングストッパー１３をマグネトロンスパッタ法によって、４０ｎｍの厚さに成膜した。このとき、ｘは０．０８であった。
また、このＣｒ1-XＮX膜の波長１３．４ｎｍの光に対する吸収係数は０．０３６であり、中間層上の表面粗さは０．２８ｎｍＲｍｓであった。
【００６５】
次に、上記Ｃｒ1-XＮX膜より構成されるエッチングストッパー１３の上に、吸収体層１４として、Ｔａ及びＢを含む膜をＤＣマグネトロンスパッタ法によって、５５ｎｍの厚さで成膜した。ここで、中間層と吸収体層の合計膜厚は９５ｎｍであった。またＴａＢ膜中のＢの組成比は１５ａｔ％であり、ＴａＢ膜上の表面粗さは０．３ｎｍＲｍｓであった。さらに、このＴａＢ膜の波長１３．４ｎｍのＥＵＶ光に対する吸収係数は０．０３９であった。
以上のようにして、本実施例のＥＵＶマスクブランクを得た。
【００６６】
このＥＵＶマスクブランクを用いて、デザインルールが７０ｎｍの１６ｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有するＥＵＶマスクを以下のように作製した。
まず、前記ＥＵＶマスクブランク上にＥＢレジストをコートし、ＥＢ描画によりレジストパターンを形成した。
このレジストパターンをマスクとし、塩素ガスを用いて吸収体層１４をドライエッチングして吸収パターンを形成した。そして吸収体層１４上に残ったレジストを熱濃硫酸で除去し、さらにマスク反射領域上のＣｒ1-XＮX膜を塩素ガスと酸素ガスとのドライエッチングにより除去してＥＵＶマスクを得た。
【００６７】
得られたＥＵＶマスクに対し、波長１３．４ｎｍ、入射角２°のＥＵＶ光に対する反射率を測定したところ６５％と良好な反射率を示した。
さらに、得られたＥＵＶマスクは、吸収体層１４のエッジラフネスが十分小さいことに加え、吸収体層と中間層との合計膜厚すなわち吸収パターンの高さを９５ｎｍと小さくすることができた。この結果、露光時におけるパターンのぼやけの問題が低減でき、図３に示す半導体基板上へのパターン転写において、良好な露光特性を有していることを確認した。また、得られたＥＵＶマスクの精度は、７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍを満足するものであった。
【００６８】
（比較例）
図１を参照しながら本発明にかかる、ＥＵＶマスクブランク及びＥＵＶマスク製造の比較例を説明する。
尚、図１において比較例の製造工程を点線で記載した。
ガラス基板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。また、ガラス基板１１は、機械研磨により、０．１２ｎｍＲｍｓの平滑な表面と１００ｎｍ以下の平坦度を有している。
【００６９】
多層膜１２として、ＭｏとＳｉを積層した。ＤＣマグネトロンスパッタ法により、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、その後、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４ｎｍ成膜する。
ここで多層膜上の表面粗さは０．１２ｎｍＲｍｓであった。
【００７０】
次に、多層膜１２上にＣｒターゲットを用いて、スパッタガスとして、Ａｒガスを用いて、エッチングストッパー１３としてＣｒ膜をＤＣマグネトロンスパッタ法によって、１５ｎｍの厚さに成膜した。
このとき、Ｃｒ膜の１３．４ｎｍの波長での吸収係数は０．０３９であり、膜応力は１００ｎｍ膜厚換算で＋５００ＭＰａと高い引っ張り応力を示した。
またこのときＣｒ膜上の表面粗さは０．２９ｎｍＲｍｓであった。
【００７１】
次に、エッチングストッパー１３の上に、ＥＵＶ吸収体層１４として、Ｔａ及びＢを含む膜１４をＤＣマグネトロンスパッタ法によって、１００ｎｍの厚さで成膜しＥＵＶマスクブランクを得た。
このとき、ＥＵＶ吸収体層１４の応力は、１００ｎｍ膜厚換算で＋４０ＭＰａとした。
またこのとき、ＥＵＶ吸収体層１４上の表面粗さは０．４５ｎｍＲｍｓであった。
【００７２】
次に、このＥＵＶマスクブランクを用いて、デザインルールが７０ｎｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有するＥＵＶマスクを、次に記載する方法により作製した。
まず、前記ＥＵＶマスクブランク上にＥＢレジストをコートし、ＥＢ描画によりレジストパターンを形成した。
このレジストパターンをマスクとして、ＥＵＶ吸収体層１４を塩素を用いてドライエッチングし、ＥＵＶマスクブランク上に吸収パターンを形成し、さらにＣｒ膜はウエットエッチングにより除去してＥＵＶマスクを得た。得られたＥＵＶマスクに対し、波長１３．４ｎｍ、入射角２°のＥＵＶ光により反射率を測定したところ、Ｃｒ膜の除去効果により６５％の反射特性を有していた。
一方、このＥＵＶマスクの位置精度は、前記Ｃｒ膜の高い応力に起因して２５ｎｍと大きな歪みを生じた。
さらに加えてＣｒ膜の表面粗さに起因したＥＵＶ吸収体層１４の粗い表面によりエッジラフネスが大きくなった。このため、図３に示す半導体基板上へのＥＵＶ光によるパターン転写装置を用いて露光転写をおこなった結果、比較例で製造されたＥＵＶマスクでは十分な露光特性は得られないことが判明した。
【００７３】
【発明の効果】
ＥＵＶマスク等の製造工程において、高精度なパターン形成を可能とするＥＵＶマスク等を製造するため、中間層としてＣｒと、Ｎ、Ｏ、Ｃ、のいずれかより選ばれる少なくとも１つ以上の元素と、を含む材料を用いることで、高精度および高反射率を有するＥＵＶマスク等が製造可能となり、このＥＵＶ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、半導体の製造方法の提供を実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るＥＵＶマスクの製造フロー図である。
【図２】従来の技術１に係るＥＵＶマスクの製造フロー図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る半導体基板上へのＥＵＶ光によるパターン転写装置の概念図である。
【符号の説明】
１１．ガラス基板
１２．多層膜
１３．エッチングストッパー
１４．吸収体層
２３．エッチングストッパー
３１．レーザープラズマＸ線源
３２．ＥＵＶマスク
３３．縮小光学系
３４．半導体ウエハ
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造等に使用されるＥＵＶ光の光露光に用いる、ＥＵＶ露光用反射型マスクブランク、ＥＵＶ露光用反射型マスクおよびその製造方法、並びに半導体の製造方法に関する。
尚、本発明に記載するＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）光とは、軟Ｘ線領域または真空紫外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。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体産業において、Ｓｉ基板等に微細なパターンからなる集積回路を形成する上で必要な微細パターンの転写技術として、可視光や紫外光を用いたフォトリソグラフィ法が用いられてきた。しかし、半導体デバイスの微細化が加速している一方で、従来の光露光の短波長化は露光限界に近づいてきた。
そして光露光の場合、パターンの解像限界は露光波長の１／２と言われ、Ｆ2レーザー（１５７ｎｍ）を用いても７０ｎｍ程度が限界と予想される。そこで７０ｎｍ以降の露光技術として、Ｆ2レーザーよりさらに短波長のＥＵＶ光（１３ｎｍ）を用いた露光技術であるＥＵＶリソグラフィ（以下、「ＥＵＶＬ」と記載する。）が有望視されている。
【０００３】
ＥＵＶＬの像形成原理は、フォトリソグラフィと同じであるが、ＥＵＶ光に対する、あらゆる物質の吸収は大きく、また屈折率が１に近いため、光露光のような屈折光学系は使用できず、すべて反射光学系を用いる。
また、その際用いられるマスクとしては、メンブレンを用いた透過型マスクが提案されてきているが、ＥＵＶ光に対するメンブレンの吸収が大きいため露光時間が長くなり、スループットが確保できないという問題がある。その為、現状では露光用反射型マスクが一般的に使用されている。
このようなＥＵＶ露光用反射型マスクを得るための従来の技術１〜３を、図２を参照しながら簡単に説明し、次にこの製造工程で用いられるエッチングストッパーの必要性と、その問題点について説明する。
【０００４】
図２は従来の技術に係るＥＵＶ露光用反射型マスクの製造の概略を示すフロー図である。
従来の技術１
ＥＵＶ露光用反射型マスクを得るための従来の製造工程例は、（１）基板の準備工程、（２）基板上への多層膜の成膜工程、（３）中間層の成膜工程、（４）吸収体層の成膜工程、（５）ＥＢレジスト塗布工程、（６）ＥＢ描画工程、（７）ドライエッチング工程、（８）中間層の除去工程、を有する。以下これら各工程について説明する。
【０００５】
（１）基板の準備工程
基板１１としては、低熱膨張係数を有し、平滑性、平坦度、およびＥＵＶマスクの洗浄等に用いる洗浄液への耐性に優れたものが好ましく、低熱膨張係数を有するガラス、等が用いられる。
【０００６】
（２）基板上への多層膜の成膜工程
多層膜１２としては、ＭｏとＳｉを含む多層膜が多用されている。
例えば、Ｍｏが２８Å、Ｓｉが４２Åを１周期として、３０周期以上積層することで、１３．４ｎｍでピーク波長をもつＥＵＶ光を反射する多層膜が実現できる。ＭｏとＳｉを含む多層膜の場合、最上層にＳｉ膜が成膜される。
【０００７】
（３）中間層の成膜工程
ＥＵＶ光を反射する多層膜１２上に、中間層であるエッチングストッパー２３としてＳｉＯ2膜を成膜する。
成膜には、例えばＳｉＯ2ターゲットを用いたＲＦマグネトロンスパッタ法を用いる。
【０００８】
（４）吸収体層の成膜工程
ＥＵＶ光を吸収する吸収体層１４をスパッタリング法により成膜する。
成膜材料としては、Ｔａ、Ｃｒが用いられ、成膜には、例えばＤＣマグネトロンスパッタ法が用いられる。
この工程により、ＥＵＶマスクブランクが得られる。
【０００９】
（５）ＥＢレジスト塗布工程
得られたＥＵＶマスクブランクの吸収体層１４にパターンを形成することによりＥＵＶマスクを製造することができる。
工程（４）で得られたＥＵＶマスクブランクにＥＢレジストを塗布し２００℃でベーキングを行う。
【００１０】
（６）ＥＢ描画工程
ＥＢレジストを塗布したＥＵＶマスクブランクにＥＢ描画機を用いてレジストパターン作成を実施する。
【００１１】
（７）ドライエッチング工程
前記レジストパターンをマスクとして、ＥＵＶ吸収体層１４を塩素を用いてドライエッチングし吸収層をパターン形成する。
【００１２】
（８）中間層の除去工程
ＥＵＶ光反射面上に残留している中間層、すなわちＳｉＯ2膜からなるエッチングストッパー２３を、希ＨＦ水溶液により除去すると、ＥＵＶ露光用反射型マスクが完成する。
【００１３】
（エッチングストッパーの必要性とその問題点）
前記ＥＵＶ光を反射する多層膜１２は、製造完了後に高い反射率を有している必要がある。したがって製造工程、特にパターンニングの工程において、ＥＵＶ光を反射する多層膜１２へ膜厚減少や表面粗化、等のダメージを与えることなくパターニングを実施する必要がある。
一方、ＥＵＶ光を吸収する吸収体層１４へのパターンニングは、ドライエッチングで加工すると高い寸法精度が得られるものの、ＥＵＶ光を吸収する吸収体層１４の下層をダメージなくエッチングすることは不可能であるため、多層膜１２とＥＵＶ吸収体層１４との間に中間層としてエッチングストッパー２３の成膜が必要となる。
このエッチングストッパー２３としては、膜厚が数１００Å以上のＳｉＯ2膜を用いることが一般的で、Ｃｌ2ガスを用いたドライエッチングにおいては、ストッパーとして充分機能する。しかし、パターンのない部分に残留するＳｉＯ2膜は、パターンニングの工程終了時において、完全に除去されていないとＥＵＶ光を反射する多層膜１２の反射率を大幅に低下させてしまう。
【００１４】
ところが、ＳｉＯ2膜の除去にドライエッチングを用いると、ＥＵＶ光を反射する多層膜１２の最上層のＳｉ膜をもエッチングしてしまうため、やはり反射率の低下を招く。したがって、ＳｉＯ2膜はＨＦ溶液、等のウエットエッチングで除去する必要がある。ＨＦ溶液、等を用いたウエットエッチングは、下層のＳｉ膜にダメージを与えないので効果的であるが、反面、等方エッチング性を有するためパターン横方向への侵食があり、パターンの剥離が起こる可能性がある。
この他にも、膜厚が数１００Å以上のＳｉＯ2膜は表面粗さが大きく、且つ高い圧縮応力を有している上、スパッタ法によるＳｉＯ2膜成膜中には異常放電が起こりやすくＥＵＶマスクに求められる低欠陥化が困難であるといった問題点を有している。
【００１５】
従来の技術２
特開平８−２１３３０３に、吸収体層とのエッチング比が５以上であるＣｒまたはＴｉを主成分とする中間層を、多層膜上に設ける反射型Ｘ線マスクが開示されている。前記中間層は、吸収体層へエッチングによりパターンを形成する際、エッチングストッパー層及び多層反射膜の保護層としての機能を有し、吸収体パターン形成後は反射領域にある前記中間層は除去されることが記載されている。
【００１６】
従来の技術３
特開平７−３３３８２９には吸収体層と多層膜の間にＣｒ、Ａｌ、Ｎｉ、等のＸ線もしくは極紫外線といった露光光の吸収が小さく、吸収体層よりエッチング速度の遅い材料で中間層を成膜することにより、前記吸収体層へのエッチングによるパターン形成後も前記中間膜を除去することなく、前記多層膜の反射率低下を防ぐ技術が記載されている。
【００１７】
しかしながら、前記従来の技術１〜３に記載された中間膜のＳｉＯ2、Ｃｒ、Ａｌ、Ｎｉ、等はいずれも表面が平滑性に欠け荒れている。
このため、表面が荒れた中間層上に成膜された吸収体層も、中間層と同等以上に吸収体層表面が荒れてしまい、この結果として吸収体パターンのエッジ荒れが生じ、ＥＵＶ露光用反射型マスクの転写精度へ悪影響を及ぼすという問題が判明した。
さらに本願発明者らは、前記従来の技術１〜３の中でも、特に従来の技術３に記載されているような、中間層をエッチングによるパターン形成後も残す構造のＥＵＶ露光用反射型マスクにおいては、前記中間層の表面の荒れが、ＥＵＶ露光用反射型マスクの転写精度へ大きな影響を与えることを見出した。
【００１８】
すなわち、まず第１に反射領域に残留する中間層としてＣｒ、Ａｌ、Ｎｉ、等のような表面粗さが大きい材料を用いると中間層表面での露光光の散乱が起こり、結局反射率が低下してしまうのである。
第２に中間層の材料がＣｒ、Ａｌ、Ｎｉ、等の様にＥＵＶ露光用反射型マスクの洗浄工程、等で用いられる薬品に対し耐性がないと、中間層が劣化またはパターンの剥離が生じてしまい、露光光の反射が不均一になってしまうのである。
第３に中間層の材料の膜応力が大きいと、ＥＵＶ露光用反射型マスクの反射面に反り等、が生じパターン転写精度が悪化してしまうのである。
従来、これらの問題点には全く考慮がされておらず、これらを解決する材料も見出されていなかった。
【００１９】
本発明は、上述した背景の下になされたものであり、高精度なパターン形成を可能とするＥＵＶ露光用反射型マスクブランク、および高反射率を有するＥＵＶ露光用反射型マスク並びにその製造方法、そして高反射率を有するＥＵＶ露光用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の提供を目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための第１の発明は、基板上にＥＵＶ光を反射する多層膜を有し、前記多層膜上に中間層を有し、前記中間層上にＥＵＶ光を吸収する吸収体層を有するＥＵＶ露光用反射型マスクブランクであって、
前記中間層としてＣｒと、Ｎ、Ｏ、Ｃ、のいずれかより選ばれる少なくとも１つ以上の元素と、を含む材料を用いたことを特徴とするＥＵＶ露光用反射型マスクブランクである。
【００２１】
第２の発明は、前記吸収体層がＴａを含む材料であることを特徴とする第１の発明に記載のＥＵＶ露光用反射型マスクブランクである。
【００２２】
第３の発明は、基板上にＥＵＶ光を反射する多層膜を有し、前記多層膜上に中間層を有し、前記中間層上にパターンに形成されたＥＵＶ光を吸収する吸収体層を有するＥＵＶ露光用反射型マスクであって、
前記中間層としてＣｒと、Ｎ、Ｏ、Ｃ、のいずれかより選ばれる少なくとも１つ以上の元素と、を含む材料を用いたことを特徴とするＥＵＶ露光用反射型マスクである。
【００２３】
第４の発明は、前記吸収体層がＴａを含む材料であることを特徴とする第３の発明に記載のＥＵＶ露光用反射型マスクである。
【００２４】
第５の発明は、第１または第２の発明に記載のＥＵＶ露光用反射型マスクブランクを用いて、ＥＵＶ露光用反射型マスクを製造することを特徴とするＥＵＶ露光用反射型マスクを製造方法である。
【００２５】
第６の発明は、第３または第４の発明に記載のＥＵＶ露光用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。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態にかかるＥＵＶ露光用反射型マスク（以下、ＥＵＶ露光用反射型マスクは「ＥＵＶマスク」、ＥＵＶ露光用反射型マスクブランクは「ＥＵＶマスクブランク」と記載する。）の製造の概略を示すフロー図であり、図３は製造されたＥＵＶマスクを用いて、例えばＳｉウエハ上にパターンを露光転写を行っている概念図である。
【００２７】
（実施の形態）
以下、図１を参照しながら本発明の一実施の形態にかかるＥＵＶマスクの製造、および前記ＥＵＶマスクによる半導体基板上へのパターン転写について説明する。
尚、図１、２において対応する部分には、同一の番号を付して示した。
ＥＵＶマスクの製造、および前記ＥＵＶマスクによる半導体基板上へのパターン転写は（１）基板の準備工程、（２）基板上への多層膜の成膜工程、（３）中間層の成膜工程、（４）吸収体層の成膜工程、（５）ＥＢレジスト塗布工程、（６）ＥＢ描画工程、（７）ドライエッチング工程、（８）中間層の除去工程、（９）ＥＵＶマスクによる半導体基板上へのパターン転写、の各工程を有する。
【００２８】
（１）基板の準備工程。
基板１１としては、低熱膨張係数を有し、平滑性、平坦度、およびＥＵＶマスクの洗浄等に用いる洗浄液への耐性に優れたものが好ましく、低熱膨張係数を有するガラス、例えばＳｉＯ2−ＴｉＯ2系ガラス等を用いるが、これに限定されず、β石英固溶体を析出した結晶化ガラスや石英ガラスやシリコンや金属などの基板を用いることも出来る。
金属基板の例としては、インバー合金（Ｆｅ−Ｎｉ系合金）等を用いることができる。
基板１１は０．２ｎｍＲｍｓ以下の平滑な表面と１００ｎｍ以下の平坦度を有していることが高反射率および転写精度を得るために好ましい。
【００２９】
（２）基板上への多層膜の成膜工程。
多層膜１２としては、ＭｏとＳｉを含む多層膜が多用されているが、特定の波長域で高い反射率が得られる材料として、Ｒｕ／Ｓｉ周期多層膜、Ｍｏ／Ｂｅ周期多層膜、Ｍｏ化合物／Ｓｉ化合物周期多層膜、Ｓｉ／Ｎｂ周期多層膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ周期多層膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ／Ｍｏ周期多層膜およびＳｉ／Ｒｕ／Ｍｏ／Ｒｕ周期多層膜、等でも良い。ただし、材料によって最適な膜厚は異なる。
ＭｏとＳｉを含む多層膜１２の場合、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、まずＳｉターゲットを用いて、Ａｒガス雰囲気下でＳｉ膜を成膜し、その後、Ｍｏターゲットを用いて、Ａｒガス雰囲気下で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周期積層した後、最後にＳｉ膜を成膜する。
【００３０】
（３）中間層の成膜工程。
上述した本発明の目的を達成するために本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、多層膜１２とＥＵＶ吸収体層１４との間の中間層として、エッチングストッパー層１３を形成する材料が満たすべき条件に想達した。
すなわち第１に、Ｔａを主成分とするＥＵＶ吸収体層１４に対して１０以上の高いエッチング選択比をもつ材料であること。
第２に、成膜時の表面粗さが十分に小さいこと。
第３に、ＥＵＶマスク製造工程において洗浄液として用いられる熱濃硫酸／過酸化水素水、やアンモニア／過酸化水素水等の薬品に対し耐性があること。
第４に、成膜後のエッチングストッパー膜の膜応力が小さいこと。
エッチングストッパー１３層を形成する材料は、以上のような条件を満たしている必要がある。
【００３１】
上記の条件を満足する材料として本発明者らは、Ｃｒと、Ｎ、Ｏ、Ｃ、のいずれかより選ばれる少なくとも１つ以上の元素と、を含む材料を見出した。
すなわち、Ｃｒと、Ｎ、Ｏ、Ｃ、のいずれかより選ばれる少なくとも１つ以上の元素と、を含む材料を中間層の成膜材料とすることで、高精度のパターン形成を可能とするＥＵＶマスクが製造可能であることを見出し、本発明を完成したものである。
例えば、Ｎを選択してＣｒ1-XＮXとした場合は、特に耐酸性が向上し、ＥＵＶマスク製造工程における洗浄液に対し耐久性の向上が図れる。
またＯを選択してＣｒ1-XＯXとした場合は、特に成膜時における低応力制御性が向上する。
さらにＣを選択してＣｒ1-XＣXとした場合は、特にドライエッチング耐性が向上する。
【００３２】
さらに、詳細は後述する「（８）中間層の除去工程」にて説明するが、上記ＥＵＶマスクを製造する際、上記中間層をＥＵＶマスクの反射領域（吸収体層のパターンが形成されない部分。）上に残す工程と、除去する工程との両工程を選択することができる。
【００３３】
まず、上記中間層をＥＵＶマスクの反射領域上に残す構成をとる場合、作製されたＥＵＶマスクの露光時には、露光光が上記中間層を通過することになる。そこでＥＵＶマスクの反射領域の反射率低下を抑えるためには、上記中間層を形成する材料の吸収係数が小さいことが好ましい。
具体的には、露光光（この場合ＥＵＶ領域の波長（１３ｎｍ））に対する吸収係数が０．０５以下の材料が好ましく、さらに好ましくは、０．０３５以下の材料が良い。
【００３４】
他方、上記中間層をＥＵＶマスクの反射領域上より除去する構成をとる場合、上記中間層を形成する材料には、比較的吸収係数の大きい材料を用いることが好ましい。
何となれば、反射型のマスクにおいては、通常、露光光はマスクに対して垂直に入射されるのではなく、数°の入射角をもって入射される。そのため、マスクのパターンの有する厚みが大きいとマスクパターンの影が生じて形状精度や寸法精度が悪化し、露光時に反射されるパターン像にぼやけが生じ、その結果、パターンの寸法精度が悪化してしまうという問題が発生するからである。このため、パターン自身の厚さはできるだけ薄くするのが好ましい。
ここで、マスクの吸収パターン領域は、ＥＵＶ吸収体層１４と中間層の積層構造となっているのことから、上述の問題を解決するには、ＥＵＶ吸収体層１４と中間層との合計膜厚を小さくすれば良いことになる。
このためには、ＥＵＶ吸収体層１４のみで露光光の吸収を行わせるのではなく、中間層にも露光光の吸収機能を担わせることによって、ＥＵＶ吸収体層１４と中間層との両層で十分に露光光の吸収を行わせるという着想に基づいて中間層及びＥＵＶ吸収体層１４の膜厚の設計をすることが好ましい。
【００３５】
例えば、中間層に吸収係数の比較的大きな材料を使用するならば、中間層の膜厚は薄くすることができる。
また例えば、中間層に吸収係数の比較的大きな材料を使用しながら膜厚を変えない場合は、中間層での吸収能力が上がるため、ＥＵＶ吸収体層１４の膜厚を薄くすることができる。
以上、いずれの構成をとるにしても、中間層とＥＵＶ吸収体層１４との合計膜厚を小さくすることができ、パターンの影の影響により発生する問題を低減することができる。
この観点より、中間層とＥＵＶ吸収体層１４の合計膜厚は１００ｎｍ以下とするのが好ましい。
このように、中間層をＥＵＶマスクの反射領域上より除去する構成をとる場合には、中間層に比較的吸収係数の大きい材料を用いることによって、パターンの影の影響により発生する問題を低減することが可能になる。ここで、中間層を除去する構成をとる場合、中間層の材料には、露光光に対する吸収係数が０．０３０以上のものが好ましく用いられる。
【００３６】
以下、好ましい中間層の具体例を記載する。
（Ｃｒ1-XＮXの場合）
成膜方法は、例えばＤＣマグネトロンスパッタ法により、Ｃｒターゲットを用い、Ａｒに窒素を１０〜６０％添加した混合ガス雰囲気中で成膜する。
膜厚は４０〜１００Åとするのが好ましいが、後で中間層をＥＵＶマスクの反射領域上より除去する工程を採るならば膜厚を３０〜５００Åとするのが好ましく、さらに好ましくは４０〜４００Åである。
さらに加えて、上述したパターンの影による影響を考慮する場合、中間層と吸収体層との合計膜厚は、１００ｎｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは３０〜５０ｎｍの範囲である。
【００３７】
一方、好ましいＸの範囲は、０．０５≦Ｘ≦０．５さらに好ましくは０．０７≦Ｘ≦０．４である。Ｘが０．０５よりも大きいと、応力が抑制され、表面粗さが改善する。また、Ｘが０．５より小さければ十分なエッチング選択比を得ることができる。
また、Ｎの含有量が増えると、表面粗さは小さくなり、吸収係数も小さくなる傾向がある。
後工程にて、中間層をＥＵＶマスクの反射領域上より除去しない場合は、反射率の低下を抑制するため中間層の吸収係数を小さくする方が好ましい。
一方、中間層をＥＵＶマスクの反射領域上より除去する場合は、上述したようにパターンの影による影響を低減するために、中間層と吸収体層の合計膜厚を小さくするには、中間層の吸収係数は大きいほうが有利なので、必要な表面粗さを確保できる範囲で、Ｎの含有量を小さくするほうが好ましい。
以上のことより、中間層をＥＵＶマスクの反射領域上より除去する場合には、Ｎが５〜２０％（０．０５≦Ｘ≦０．２）が好ましく、さらに好ましくは、Ｎが５〜１５％（０．０５≦Ｘ≦０．１５）である。
【００３８】
（Ｃｒ1-XＯXの場合）
成膜方法は、例えばＤＣマグネトロンスパッタ法により、Ｃｒターゲットを用い、Ａｒに酸素を添加した混合ガス雰囲気中で成膜する。
膜厚は４０〜１２０Åとするのが好ましいが、後で中間層を除去する工程を採るならば、膜厚を３０〜５００Åさらには４０〜３００Åとするのが好ましい。
一方、好ましいＸの範囲は、０．０５≦Ｘ≦０．６である。
【００３９】
（Ｃｒ1-XＣXの場合）
成膜方法は、例えばＤＣマグネトロンスパッタ法により、Ｃｒターゲットを用い、Ａｒにメタンガスを添加した混合ガス雰囲気中で成膜する。
膜厚は４０〜１００Åとするのが好ましいが、後で中間層を除去する工程を採るならば、膜厚を３０〜５００Åさらには４０〜３００Åとするのが好ましい。
一方、好ましいＸの範囲は、０．０５≦Ｘ≦０．４である。
【００４０】
（Ｃｒ1-X-YＮXＣYの場合）
成膜方法は、例えばＤＣマグネトロンスパッタ法により、Ｃｒターゲットを用い、Ａｒに窒素およびメタンガスを添加した混合ガス雰囲気中で成膜する。
膜厚は４０〜１００Åとするのが好ましいが、後で中間層を除去する工程を採るならば、膜厚を３０〜５００Åさらには４０〜３００Åとするのが好ましい。
一方、好ましいＸの範囲は、０．０５≦Ｘ≦０．４５、好ましいＹの範囲は、０．０１≦Ｙ≦０．３、である。
【００４１】
（Ｃｒ1-X-Y-ZＮXＯYＣZの場合）
成膜方法は、例えばＤＣマグネトロンスパッタ法により、Ｃｒターゲットを用い、Ａｒに窒素、酸素およびメタンガスを添加した混合ガス雰囲気中で成膜する。
膜厚は４０〜１２０Åとするのが好ましいが、後で中間層を除去する工程を採るならば、膜厚を３０〜５００Åさらには４０〜３００Åとするのが好ましい。
一方、好ましいＸの範囲は、０．０５≦Ｘ≦０．４０、好ましいＹの範囲は、０．０２≦Ｙ≦０．３、好ましいＺの範囲は、０．０１≦Ｚ≦０．２、である。
【００４２】
以降に記載する実施の形態においては、中間層としてＣｒ1-XＮXを用いた場合を例として説明する。
この構成を採った場合、得られた中間層の、露光光波長１３．４ｎｍにおける吸収係数を０．０３８〜０．０３２とすることができた。
【００４３】
（４）吸収体層の成膜工程。
ＥＵＶ吸収体層１４の材料としては、以下のものが好ましい。
１）Ｔａを主成分とする材料。
２）Ｔａを主成分とし少なくともＢを含む材料。
３）Ｔａを主成分とするアモルファス構造の材料。
４）Ｔａを主成分とし少なくともＢを含んだアモルファス構造の材料。（例えば、Ｔａ4Ｂで表されるＢを２５％程度含んだアモルファス構造の材料）
５）ＴａとＢとＮとを含む材料（例えば、Ｔａを主成分としＢを１５％、Ｎを１０％程度含んだアモルファス構造の材料）
しかし、上記の材料に限定されず、ＴａＳｉ、ＴａＳｉＮ、ＴａＧｅ、ＴａＧｅＮ、ＷＮ、Ｃｒ、ＴｉＮ、等も使用可能である。
【００４４】
ＥＵＶ吸収体層１４の材料としてＴａＢ化合物薄膜を用いる例では、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、まずＴａ4Ｂターゲットを用いて、Ａｒガス雰囲気下でＴａ4Ｂ膜を成膜することが好ましい。
この工程により、ＥＵＶマスクブランクが得られる。
【００４５】
（５）ＥＢレジスト塗布工程。
得られたＥＵＶマスクブランクの吸収体層１４にパターンを形成することによりＥＵＶマスクを製造することができる。
工程（５）で得られたＥＵＶマスクブランクにＥＢレジストを塗布し２００℃でベーキングを行う。
【００４６】
（６）ＥＢ描画工程。
ＥＢレジストを塗布したＥＵＶマスクブランクに３０ｋｅＶのＥＢ描画機を用いてレジストパターン作成を実施した。
【００４７】
（７）ドライエッチング工程。
ＩＣＰ−ＲＩＥ装置を用い、このレジストパターンをマスクとして、ＥＵＶ吸収体層１４を塩素を用いて基板温度２０℃にてドライエッチングし吸収体層１４をパターン形成した。その際、下地のＣｒ1-XＮX膜も若干エッチングされ３０〜６０Åの膜厚となった。さらに吸収体層１４パターン上に残ったレジストを１００℃の熱濃硫酸で除去した。
【００４８】
（８）中間層の除去工程
（ａ）中間層をＥＵＶマスクの反射面上より除去する工程を採る場合
ＥＵＶ光反射面上に残留している中間層であるエッチングストッパー１３を、（ＮＨ4）2Ｃｅ（ＮＯ3）6「硝酸第２セリウムアンモニウム」＋ＨＣｌＯ4＋Ｈ2Ｏによるウェットエッチングにより除去すると、ＥＵＶ露光用反射型マスクが完成する。
【００４９】
（ｂ）中間層をＥＵＶマスクの反射面上に残す工程を採る場合
「（３）中間層の成膜工程」にて記載したように、Ｃｒと、Ｎ、Ｏ、Ｃ、のいずれかより選ばれる少なくとも１つ以上の元素と、を含む中間層であるエッチングストッパー１３は、 ＥＵＶ領域の波長（１３ｎｍ）の光に対して、吸収係数が０．０５以下である、成膜時の表面粗さが十分に小さい、成膜後のエッチングストッパー膜の膜応力が小さい、という特性を有しているので、このままＥＵＶ光反射面上に残留しても充分に良好なＥＵＶ露光用反射型マスクを完成することが出来る。
但し、この場合は「（３）中間層の成膜工程」にて記載したように、できるだけ反射率の低下を抑えるため、より吸収係数の小さい材料を中間層とするのが好ましい。
この工程を採る場合、「（８）中間層の除去工程」を省略できるので、工数の観点から好ましい実施の形態である。
【００５０】
（９）ＥＵＶマスクによる半導体基板上へのパターン転写。
ここで図３を参照しながら、ＥＵＶマスクによる半導体基板上へのパターン転写について説明する。
ＥＵＶマスクによる半導体基板上へのパターン転写装置は、レーザープラズマＸ線源３１、ＥＵＶマスク３２、縮小光学系３３等から構成される。
レーザープラズマＸ線源３１からえられたＥＵＶ光（軟Ｘ線）をＥＵＶマスク３２に入射し、ここで反射された光を縮小光学系３３を通して例えばＳｉウエハ３４上に転写する。
【００５１】
縮小光学系３３としてはＸ線反射ミラーを用いることができる、縮小光学系によりＥＵＶマスク３２で反射されたパターンは通常１／４程度に縮小される。
例えばＳｉウエハ３４へのパターンの転写は、Ｓｉウエハ３４上に形成させたレジスト層にパターンを露光しこれを現像することによって行うことができる。
露光波長として１３〜１４ｎｍの波長帯を使用する場合には、通常光路が真空中になるように転写が行われる。１３〜１４ｎｍの波長帯域における多層膜の材料として、この波長帯域にピーク波長を有するＭｏ／Ｓｉ多層膜を用いることができる。
このようにして本実施の形態で得られたＥＵＶマスクを用いて、例えばＳｉウエハ上にパターンを形成することにより、例えば集積度の高いＬＳＩ、等の半導体装置を製造することができる。
【００５２】
（実施例１）
図１を参照しながら本発明にかかる、ＥＵＶマスクブランク及びＥＵＶマスク製造の実施例１を説明する。
尚、図１において実施例１の製造工程を実線で記載した。
ガラス基板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。また、ガラス基板１１は、機械研磨により、１０μｍ角で０．１２ｎｍＲｍｓの平滑な表面と、１４２ｍｍ角で１００ｎｍ以下の平坦度を有している。
【００５３】
多層膜１２として、ＭｏとＳｉを積層した。ＤＣマグネトロンスパッタ法により、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、その後、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４ｎｍ成膜する。
ここで多層膜上の表面粗さは０．１２ｎｍＲｍｓであった。
【００５４】
次に、多層膜１２上にＣｒターゲットを用いて、スパッタガスとして、Ａｒに窒素を２０％添加したガスを用いて、Ｃｒ1-XＮX膜より構成されるエッチングストッパー１３をＤＣマグネトロンスパッタ法によって、６ｎｍの厚さに成膜し中間層とした。
成膜されたＣｒ1-XＮX膜において、ｘは０．２５であり、１３．４ｎｍの波長での吸収係数は０．０３５であり、膜応力は１００ｎｍ膜厚換算で＋４０ＭＰａであり、表面粗さは０．２３ｎｍＲｍｓであった。
【００５５】
次に、Ｃｒ1-XＮX膜より構成されるエッチングストッパー１３の上に、ＥＵＶ吸収体層１４として、Ｔａ及びＢを含む膜をＤＣマグネトロンスパッタ法によって、０．１μｍの厚さで成膜しＥＵＶマスクブランクを得た。この際、スパッタ条件を制御することで前記ＥＵＶ吸収体層１４の有する応力は、＋５０ＭＰａとした。
【００５６】
次に、このＥＵＶマスクブランクを用いて、デザインルールが０．０７μｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有するＥＵＶマスクを、次に記載する方法により作製した。
まず、前記ＥＵＶマスクブランク上にＥＢレジストをコートし、ＥＢ描画と現像によりレジストパターンを形成した。
このレジストパターンをマスクとして、ＥＵＶ吸収体層１４を塩素を用いてドライエッチングし、ＥＵＶマスクブランク上に吸収パターンを形成しＥＵＶマスクを得た。その際、下地のＣｒ1-XＮX膜より構成された中間層であるエッチングストッパー１３は、オーバーエッチングにより塩素プラズマに曝されて膜厚が減少し４ｎｍとなった。
ここでエッチングストッパー１３を除去することなく、波長１３．４ｎｍ、入射角２°のＥＵＶ光により反射率を測定したところ、１３０ｍｍエリア内で５５％±０．５％と良好な反射特性を得た。
【００５７】
上記で得られたＥＵＶマスクの、吸収体層１４のパターンのエッジラフネスは十分に小さく、図３に示す半導体基板上へのＥＵＶ光によるパターン転写装置を用いて露光転写をおこなった結果、十分な露光特性を有していることを確認した。ＥＵＶマスクの精度は７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下であることを確認した。
【００５８】
（実施例２）
図１を参照しながら本発明にかかる、ＥＵＶマスクブランク及びＥＵＶマスク製造の実施例２を説明する。
尚、図１において実施例２の製造工程を一点鎖線で記載した。
ガラス基板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。また、ガラス基板１１は、機械研磨により、０．１２ｎｍＲｍｓの平滑な表面と１００ｎｍ以下の平坦度を有している。
【００５９】
多層膜１２として、ＭｏとＳｉを積層した。ＤＣマグネトロンスパッタ法により、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、その後、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４ｎｍ成膜する。
ここで多層膜上の表面粗さは０．１２ｎｍＲｍｓであった。
【００６０】
次に、多層膜１２上にＣｒターゲットを用いて、スパッタガスとして、Ａｒに窒素を３０％添加したガスを用いて、Ｃｒ1-XＮX膜より構成された中間層であるエッチングストッパー１３をＤＣマグネトロンスパッタ法によって、１５ｎｍの厚さに成膜した。
成膜されたＣｒ1-XＮX膜において、ｘは０．４であり、１３．４ｎｍの波長での吸収係数は０．０３３であり、膜応力は１００ｎｍ膜厚換算で＋３０ＭＰａであった。
またこのときＣｒ1-XＮX膜上の表面粗さは０．１４ｎｍＲｍｓであった。
【００６１】
次に、Ｃｒ1-XＮX膜より構成されるエッチングストッパー１３の上に、ＥＵＶ吸収体層１４として、Ｔａ及びＢを含む膜１４をＤＣマグネトロンスパッタ法によって、１００ｎｍの厚さで成膜しＥＵＶマスクブランクを得た。
このとき、ＴａＢ膜の応力は、１００ｎｍ膜厚換算で＋３０ＭＰａとした。
またこのときＴａＢ膜上の表面粗さは０．１８ｎｍＲｍｓであった。
【００６２】
次に、このＥＵＶマスクブランクを用いて、デザインルールが７０ｎｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有するＥＵＶマスクを、次に記載する方法により作製した。
まず、前記ＥＵＶマスクブランク上にＥＢレジストをコートし、ＥＢ描画によりレジストパターンを形成した。
このレジストパターンをマスクとして、ＥＵＶ吸収体層１４を塩素を用いてドライエッチングし、ＥＵＶマスクブランク上に吸収パターンを形成し、さらにＣｒ1-XＮX膜はウエットエッチングにより除去してＥＵＶマスクを得た。得られたＥＵＶマスクに対し、波長１３．４ｎｍ、入射角２°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。
このＥＵＶマスクの吸収体層１４のパターンのエッジラフネスは十分に小さく、図３に示す半導体基板上へのＥＵＶ光によるパターン転写装置を用いて露光転写をおこなった結果、十分な露光均一性を有していることを確認した。
またＥＵＶマスクの精度は７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍ以下であることも確認できた。
【００６３】
（実施例３）
エッチングストッパー１３としてＣｒ1-XＣX膜（ｘ＝０．２）を用いた他は、実施例１と同様にしてＥＵＶマスクブランク及びＥＵＶマスクを製造し実施例３とした。
但し、中間層の成膜はＤＣマグネトロンスパッタ法により、雰囲気はＡｒ９０％＋メタンガス１０％とし、膜厚は５０ｎｍとした。
その結果、成膜された中間層の波長１３．４ｎｍの光に対する吸収係数は０．０３４であった
また、中間層の有する応力は１００ｎｍ膜厚換算で＋２０ＭＰａであり、中間層上の表面粗さは０．２５ｎｍＲｍｓであった。
エッチング後のエッチングストッパー１３は、吸収体パターン形成時のオーバーエッチングで膜厚が減少し、４０ｎｍとなった。
ここでエッチングストッパー１３を除去することなく、波長１３．４ｎｍ、入射角２°のＥＵＶ光の反射率を測定したところ１３０ｍｍエリア内で５７±０．５％と良好な反射特性を得ることが出来た。
【００６４】
（実施例４）
実施例２と同様に、ガラス基板１１上にＭｏとＳｉとからなる多層膜１２を成膜した。
次に、この多層膜１２上へＣｒターゲットを用い、スパッタガスとしてＡｒに窒素を３０％添加したガスを用い、Ｃｒ1-XＮX膜より構成された中間層であるエッチングストッパー１３をマグネトロンスパッタ法によって、４０ｎｍの厚さに成膜した。このとき、ｘは０．０８であった。
また、このＣｒ1-XＮX膜の波長１３．４ｎｍの光に対する吸収係数は０．０３６であり、中間層上の表面粗さは０．２８ｎｍＲｍｓであった。
【００６５】
次に、上記Ｃｒ1-XＮX膜より構成されるエッチングストッパー１３の上に、吸収体層１４として、Ｔａ及びＢを含む膜をＤＣマグネトロンスパッタ法によって、５５ｎｍの厚さで成膜した。ここで、中間層と吸収体層の合計膜厚は９５ｎｍであった。またＴａＢ膜中のＢの組成比は１５ａｔ％であり、ＴａＢ膜上の表面粗さは０．３ｎｍＲｍｓであった。さらに、このＴａＢ膜の波長１３．４ｎｍのＥＵＶ光に対する吸収係数は０．０３９であった。
以上のようにして、本実施例のＥＵＶマスクブランクを得た。
【００６６】
このＥＵＶマスクブランクを用いて、デザインルールが７０ｎｍの１６ｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有するＥＵＶマスクを以下のように作製した。
まず、前記ＥＵＶマスクブランク上にＥＢレジストをコートし、ＥＢ描画によりレジストパターンを形成した。
このレジストパターンをマスクとし、塩素ガスを用いて吸収体層１４をドライエッチングして吸収パターンを形成した。そして吸収体層１４上に残ったレジストを熱濃硫酸で除去し、さらにマスク反射領域上のＣｒ1-XＮX膜を塩素ガスと酸素ガスとのドライエッチングにより除去してＥＵＶマスクを得た。
【００６７】
得られたＥＵＶマスクに対し、波長１３．４ｎｍ、入射角２°のＥＵＶ光に対する反射率を測定したところ６５％と良好な反射率を示した。
さらに、得られたＥＵＶマスクは、吸収体層１４のエッジラフネスが十分小さいことに加え、吸収体層と中間層との合計膜厚すなわち吸収パターンの高さを９５ｎｍと小さくすることができた。この結果、露光時におけるパターンのぼやけの問題が低減でき、図３に示す半導体基板上へのパターン転写において、良好な露光特性を有していることを確認した。また、得られたＥＵＶマスクの精度は、７０ｎｍデザインルールの要求精度である１６ｎｍを満足するものであった。
【００６８】
（比較例）
図１を参照しながら本発明にかかる、ＥＵＶマスクブランク及びＥＵＶマスク製造の比較例を説明する。
尚、図１において比較例の製造工程を点線で記載した。
ガラス基板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。また、ガラス基板１１は、機械研磨により、０．１２ｎｍＲｍｓの平滑な表面と１００ｎｍ以下の平坦度を有している。
【００６９】
多層膜１２として、ＭｏとＳｉを積層した。ＤＣマグネトロンスパッタ法により、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、その後、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４ｎｍ成膜する。
ここで多層膜上の表面粗さは０．１２ｎｍＲｍｓであった。
【００７０】
次に、多層膜１２上にＣｒターゲットを用いて、スパッタガスとして、Ａｒガスを用いて、エッチングストッパー１３としてＣｒ膜をＤＣマグネトロンスパッタ法によって、１５ｎｍの厚さに成膜した。
このとき、Ｃｒ膜の１３．４ｎｍの波長での吸収係数は０．０３９であり、膜応力は１００ｎｍ膜厚換算で＋５００ＭＰａと高い引っ張り応力を示した。
またこのときＣｒ膜上の表面粗さは０．２９ｎｍＲｍｓであった。
【００７１】
次に、エッチングストッパー１３の上に、ＥＵＶ吸収体層１４として、Ｔａ及びＢを含む膜１４をＤＣマグネトロンスパッタ法によって、１００ｎｍの厚さで成膜しＥＵＶマスクブランクを得た。
このとき、ＥＵＶ吸収体層１４の応力は、１００ｎｍ膜厚換算で＋４０ＭＰａとした。
またこのとき、ＥＵＶ吸収体層１４上の表面粗さは０．４５ｎｍＲｍｓであった。
【００７２】
次に、このＥＵＶマスクブランクを用いて、デザインルールが７０ｎｍの１６Ｇｂｉｔ−ＤＲＡＭ用のパターンを有するＥＵＶマスクを、次に記載する方法により作製した。
まず、前記ＥＵＶマスクブランク上にＥＢレジストをコートし、ＥＢ描画によりレジストパターンを形成した。
このレジストパターンをマスクとして、ＥＵＶ吸収体層１４を塩素を用いてドライエッチングし、ＥＵＶマスクブランク上に吸収パターンを形成し、さらにＣｒ膜はウエットエッチングにより除去してＥＵＶマスクを得た。得られたＥＵＶマスクに対し、波長１３．４ｎｍ、入射角２°のＥＵＶ光により反射率を測定したところ、Ｃｒ膜の除去効果により６５％の反射特性を有していた。
一方、このＥＵＶマスクの位置精度は、前記Ｃｒ膜の高い応力に起因して２５ｎｍと大きな歪みを生じた。
さらに加えてＣｒ膜の表面粗さに起因したＥＵＶ吸収体層１４の粗い表面によりエッジラフネスが大きくなった。このため、図３に示す半導体基板上へのＥＵＶ光によるパターン転写装置を用いて露光転写をおこなった結果、比較例で製造されたＥＵＶマスクでは十分な露光特性は得られないことが判明した。
【００７３】
【発明の効果】
ＥＵＶマスク等の製造工程において、高精度なパターン形成を可能とするＥＵＶマスク等を製造するため、中間層としてＣｒと、Ｎ、Ｏ、Ｃ、のいずれかより選ばれる少なくとも１つ以上の元素と、を含む材料を用いることで、高精度および高反射率を有するＥＵＶマスク等が製造可能となり、このＥＵＶ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、半導体の製造方法の提供を実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るＥＵＶマスクの製造フロー図である。
【図２】従来の技術１に係るＥＵＶマスクの製造フロー図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る半導体基板上へのＥＵＶ光によるパターン転写装置の概念図である。
【符号の説明】
１１．ガラス基板
１２．多層膜
１３．エッチングストッパー
１４．吸収体層
２３．エッチングストッパー
３１．レーザープラズマＸ線源
３２．ＥＵＶマスク
３３．縮小光学系
３４．半導体ウエハ
Claims (3)
- 基板上にＥＵＶ光を反射する多層膜を有し、前記多層膜上に中間層を有し、前記中間層上にＥＵＶ光を吸収する吸収体層を有するＥＵＶ露光用反射型マスクブランクであって、
前記基板の表面粗さが０．２ｎｍＲｍｓ以下であり、
前記中間層がＣｒ １−Ｘ Ｎ Ｘ （０．０５≦Ｘ≦０．５）で構成されていることを特徴とするＥＵＶ露光用反射型マスクブランク。 - 請求項１記載のＥＵＶ露光用反射型マスクブランクにおける前記吸収体層をパターンニングして吸収パターンが形成されていることを特徴とするＥＵＶ露光用反射型マスク。
- 請求項２記載のＥＵＶ露光用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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