JP4538254B2

JP4538254B2 - Ｅｕｖリソグラフィー用マスク基板及びその製造方法

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Publication number: JP4538254B2
Application number: JP2004090563A
Authority: JP
Inventors: 武夫橋本
Original assignee: Renesas Electronics Corp
Current assignee: Renesas Electronics Corp
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2024-03-25
Also published as: JP2005277221A

Description

本発明は、ＥＵＶリソグラフィー用マスク基板及びその製造方法に関する。

半導体デバイスの微細化に伴い、波長１３ｎｍ〜１４ｎｍのＥＵＶ（Extreme Ultra-Violet）光を用いるリソグラフィー技術が開発されている。このようなＥＵＶでは、反射型マスクが用いられる。反射型マスクは、ＥＵＶ光に対して高い反射率を得るために、ＥＵＶ光の波長に対する屈折率が互いに大きく異なった２種類以上の材料層を周期的に積層させた多層膜を有する。多層膜としては、一般的に、シリコン（Ｓｉ）層とモリブデン（Ｍｏ）層の積層構造が用いられている（特許文献１）。

ＥＵＶ露光装置において、このような反射型マスクの欠陥が課題となっている。図１２は、ガラス基板１０上にＭｏ薄膜とＳｉ薄膜とから形成された反射層１２が複数積層された反射型マスクの構成を示す断面図である。ここで、ガラス基板１０には、高さｈの欠陥があるとする。

ここで、光リソグラフィーのレベンソン型位相シフトマスクに準じて、ＥＵＶの露光波長をλ＝１３．５、入射角をθ＝５．８°、ＭｏとＳｉの重み付け平均屈折率ｎ_{Ｍｏ／Ｓｉ}＝０．９６８とすると、欠陥部分のＥＵＶ光の位相がπずれるｈは、式（１）で表される。ｎは整数である。

ｈ＝［（２ｎ＋１）×λ×ｃｏｓθ］／（４×ｎ_{Ｍｏ／Ｓｉ}）・・・（１）

位相が最初にπずれる最小のｈは約３．５ｎｍとなる。このように、ＥＵＶにおいては、非常に微細な欠陥（約３．５ｎｍ）で光強度の低下が引き起こされることが予見される。

図１３は、図１２に示した構成の反射型マスクに対し、ＴＤＦＤ（ｔｉｍｅｄｏｍａｉｎｆｉｎｉｔｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）法により光強度シミュレーションを行った結果を示す。光学条件は、ＮＡ＝０．２５、σ＝０．８とした。欠陥の高さｈ＝３．５ｎｍの場合、光強度が大幅に低下した。一方、ＥＵＶ光の位相が約２πずれる高さｈ＝７ｎｍの場合、光強度が回復した。また、ＥＵＶ光の位相が約３πずれる高さｈ＝１０ｎｍの場合、再び光強度が低下している。ＥＵＶでは、このように位相シフト効果を誘起するような位相欠陥（phase defect）が生じ、深刻な問題となっている。
特開２００２−２４６２９９号公報 P.B.Mirkarimi et al., J.A.P., vol.91, p81-89 (2002)

本発明は上記事情を踏まえてなされたものであり、本発明の目的は、ＥＵＶリソグラフィー用マスク基板における欠陥の影響を低減する技術を提供することである。

本発明によれば、基板上に、ＥＵＶ光を反射する反射層を複数積層してＥＵＶリソグラフィー用マスク基板を製造する方法であって、基板上に、所定のエッチング作用を有する第一の条件で反射層を所定数形成する第一の工程と、所定数の反射層上に、エッチング作用が第一の条件より弱い第二の条件により、反射層をさらに複数形成する第二の工程と、を含むことを特徴とするＥＵＶリソグラフィー用マスク基板の製造方法が提供される。

エッチング作用が相対的に強い条件とは、層中に欠陥（突起）がある場合に、このような欠陥の影響をなくすような平坦化効果が強い成膜条件のことである。また、エッチング作用が相対的に弱い条件とは、層中に欠陥がある場合に、このような欠陥の形状がそのまま上層に反映されるような平坦化効果の弱い成膜条件のことである。第二の条件は、平坦化効果が全くない条件とすることもできる。

反射層としては、本発明のＥＵＶリソグラフィー用マスク基板を用いるＥＵＶ露光装置の露光波長に対する反射率が高い材料を適宜用いることができる。たとえば、ＥＵＶ露光装置の露光波長が１０〜２０ｎｍ程度の場合、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜、Ｒｕ／Ｓｉ多層膜、Ｍｏ／Ｂｅ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、Ｓｉ／Ｒｕ／Ｍｏ／Ｒｕ周期多層膜等を用いることができる。

このように、下層部分の反射層を平坦化効果を有する条件で形成することにより、平坦化効果により、下層部分の欠陥の影響による空間像の劣化を低減することができる。また、上層部分の反射層を、平坦化効果を有しない、または平坦化効果が非常に少ない条件で形成することにより、見かけ上欠陥が検出できないにも関わらず、実際には空間像が劣化してしまうという現象を防ぐことができる。本発明のＥＵＶリソグラフィー用マスク基板の製造方法によれば、基板上に複数の反射層を形成した段階で、可視光検査を行った場合に、可視光検査の結果と空間像の良否とが一致するＥＵＶリソグラフィー用マスク基板を製造することができる。これにより、マスク基板上に吸収体パターンを形成してしまい、使用時に空間像が不良となり、使用不可となるという問題が防ぐことができる。

本発明のＥＵＶリソグラフィー用マスク基板の製造方法において、第一の工程は、成膜ガスを用いて反射層を形成する工程と、反射層をエッチングにより一部除去する工程と、を含むことができる。

本発明のＥＵＶリソグラフィー用マスク基板の製造方法において、第二の工程も、成膜ガスを用いて反射層を形成する工程と、反射層をエッチングにより除去する工程と、を含むことができる。この場合、第一の工程において、反射層をエッチングにより除去する時間を第二の工程におけるものより長くすることにより、エッチング作用を強くすることができる。また、第二の工程においては、反射層をエッチングにより除去する工程を含まないようにすることもできる。これにより、所定数の反射層より上にある欠陥の形状がそのまま最上層の反射層表面に反映されるので、可視光検査により、欠陥を検出することができる。

本発明のＥＵＶリソグラフィー用マスク基板の製造方法において、第一の工程において、イオンビームアシストスパッタリング法により反射層を形成することができる。これにより、層中に欠陥があっても、層を平坦化することができる。

本発明によれば、基板上にＥＵＶ光を反射する反射層を複数積層したＥＵＶリソグラフィー用マスク基板であって、基板と、基板上に形成された所定数の第一の反射層と、所定数の第一の反射層上に形成された複数の第二の反射層と、を含み、第一の反射層は、薄層領域を有し、当該薄層領域において、その積層方向の膜厚が、第二の反射層の膜厚よりも薄く、基板上または第一の反射層中に、積層方向に突起した部位を含み、薄層領域は、部位上に設けられたことを特徴とするＥＵＶリソグラフィー用マスク基板が提供される。

このように、層中に突起した部位があっても、その部位上の反射層を薄くすることにより、層を平坦化することができ、空間像の劣化を低減することができる。また、上層部分は膜厚が略均一な反射層で構成することにより、上層部分に突起した部位がある場合、その突起が反射層の最上層に反映されるようにすることができ、可視光検査で突起の有無を検出することができる。これにより、見かけ上欠陥が検出できないにも関わらず、実際には空間像が劣化してしまうという現象を防ぐことができる。

本発明によれば、ＥＵＶリソグラフィー用マスク基板における欠陥の影響を低減することができる。

（第一の実施の形態）
近年、ＥＵＶリソグラフィー用マスク基板１００の製造工程において、欠陥上に反射層を積層させる際に、成膜条件を設定することにより、欠陥上の層を薄層化し、層表面を平坦化する技術が検討されている。

図１は、本実施の形態におけるＥＵＶリソグラフィー用マスク基板１００の製造手順を示す工程断面図である。
図１（ｄ）に示すように、ＥＵＶリソグラフィー用マスク基板１００は、基板１０２と、その上に形成された所定数の複数の第一の反射層１０４と、さらにその上に形成された複数の第二の反射層１０６とを含む。本実施の形態において、第一の反射層１０４は、基板１０２上等にある欠陥（突起）の影響をなくすような平坦化効果を有する条件で形成される。一方、第二の反射層１０６は、このような平坦化効果を有しない条件で形成される。

本実施の形態において、基板１０２は、低熱膨張材料により構成される。また、第一の反射層１０４及び第二の反射層１０６は、Ｍｏ層とＳｉ層が積層した構造を有する。

まず、基板１０２上に、強い平坦化効果のある第一のスパッタ条件で第一の反射層１０４を形成する（図１（ａ））。第一の反射層１０４は、イオンビームアシストスパッタリング法により形成することができる。具体的には、まず、Ｍｏターゲットを用いてスパッタリングによりＭｏ層を形成する。つづいて、アルゴン等の不活性ガスを用いてＭｏ層を逆スパッタリングによりエッチングする。その後、Ｓｉターゲットを用いてスパッタリングによりＳｉ層を形成する。つづいて、再び、アルゴン等の不活性ガスを用いてＳｉ層を逆スパッタリングによりエッチングする。この一連の処理により、一層の第一の反射層１０４が形成される。このように、Ｍｏ層及びＳｉ層を形成した後に、不活性ガスを用いてＭｏ層及びＳｉ層をエッチングすることにより、基板１０２上や第一の反射層１０４中に欠陥があっても、欠陥の影響を減らし、層の表面を平坦にすることができる。

図２は、第一の反射層１０４による平坦化効果を示す図である。このように、たとえば膜中に異物１１０がある場合、不活性ガスによるエッチング時に異物１１０上の層は他の領域よりも多くエッチングされ、これにより、第一の反射層１０４表面が徐々に平坦化される。

なお、以上では、Ｍｏ層及びＳｉ層をそれぞれ形成した後に、エッチングして層を平坦化する形態を説明したが、他の例においてＭｏ層及びＳｉ層をそれぞれスパッタリングにより形成する際に、たとえば不活性ガスの分圧を調整する等、成膜条件を調整することにより層を平坦化することもできる。

図１に戻り、同様の処理を繰り返し、所定数の第一の反射層１０４を形成する（図１（ｂ））。本実施の形態においては、第一の反射層１０４を２０層形成する。

つづいて、第一の反射層１０４上に、平坦化効果のない第二のスパッタ条件で第二の反射層１０６を形成する（図１（ｃ））。第二の反射層１０６も、Ｍｏターゲット及びＳｉターゲットを用いてスパッタリングによりそれぞれＭｏ層及びＳｉ層を形成することにより得られる。第二の反射層１０６の形成時には、上述したような不活性ガスを用いたＭｏ層やＳｉ層の逆スパッタリングによるエッチングは行わない。このため、第二の反射層１０６の形成時には、膜中に突起があった場合、第二の反射層１０６の表面にその突起が反映される。

同様の処理を繰り返し、複数の第二の反射層１０６を形成する（図１（ｄ））。本実施の形態においては、第二の反射層１０６を２０層形成する。これにより、基板１０２上に４０層の反射層が積層されたＥＵＶリソグラフィー用マスク基板１００を得ることができる。この後、ＥＵＶリソグラフィー用マスク基板１００上に、ＥＵＶ光を吸収する吸収体パターンを形成することで、ＥＵＶリソグラフィー用マスクが完成する。

上述したように、第二の反射層１０６は、平坦化効果を有しない条件で形成されるので、最上層の第一の反射層１０４の表面に欠陥がある場合、または第二の反射層１０６中に欠陥がある場合は、その欠陥は最上層の第二の反射層１０６表面に反映される。そのため、本実施の形態において、ＥＵＶリソグラフィー用マスク基板１００の表面を可視光で観察することにより、下から所定数番目の層（ここでは下から２０層目）またはそれより上の箇所に生じた欠陥の存在を検知することができる。

以下で説明するように、下から所定数番目の層またはその上の箇所に突起がある場合、その上に平坦化効果を有する条件で反射層を形成して最上層の表面を平坦にしても、空間像に影響が生じることが本発明者により明らかとなった。このような場合、可視光検査では欠陥の存在を検知できない。そのため、実際は空間像が不良となるＥＵＶリソグラフィー用マスク基板上に吸収体パターンを形成してしまい、使用時に空間像が不良となり、使用不可となるという問題が生じる。これにより、吸収体パターンを形成する工程とコストが無駄になってしまう。

そのため、可視光検査結果と空間像の良否とが一致するＥＵＶリソグラフィー用マスク基板を製造することが重要となる。本実施の形態におけるＥＵＶリソグラフィー用マスク基板１００によれば、下から所定数番目の層またはそれより上の箇所に突起がある場合は、その突起が第二の反射層１０６の最上層の表面に反映されるので、可視光検査により、空間像に影響を与える欠陥の有無を検出することができる。

また、ＥＵＶリソグラフィー用マスク基板１００の下方の層は、平坦化効果を有する条件で第一の反射層１０４を形成するので、積層構造の下方にある突起については、平坦化効果により、空間像への影響を抑制することができる。

このように、第一の反射層１０４を平坦化効果を有する条件で形成することにより、図２に示したように、異物１１０の直上において第一の反射層１０４の膜厚が他の領域よりも薄くなる。後述するように、反射層の膜厚によって、ＥＵＶ光の反射率が異なるため、膜厚が変化すると、空間像への影響が生じる可能性がある。しかし、本実施の形態において、所定数の層より下層においてのみ、このような層の膜厚の変化が生じる条件で反射層を形成するので、空間像への影響をほとんどなくすことができると考えられる。

どの層までを平坦化効果を有する条件で形成するかは、各層の膜厚、反射層を構成する材料、反射層の全数にも依存するため、予めシミュレーション等で適宜設定することができる。

次に、ガラス基板上または反射層中に欠陥がある場合に、平坦化処理を行った場合の空間像解析シミュレーション結果を説明する。

図３は、ガラス基板上に高さｈ＝３０ｎｍの欠陥がある場合に、スパッタ条件をかえて、Ｍｏ層とＳｉ層との積層構造（以下「Ｍｏ／Ｓｉ層」という）を４０層積層させた場合の、欠陥上のＭｏ／Ｓｉ層の膜厚を示す図である。

ここで、スパッタ条件は、
（１）平坦化効果なし（全層にわたって膜厚が６．９５ｎｍ）、
（２）平坦化効果弱（下から４０層目で欠陥が平坦化される条件）、
（３）平坦化効果中（下から２０層目で欠陥が平坦化される条件）、
（４）平坦化効果強（下から１０層目で欠陥が平坦化される条件）、
とした。

各条件は、上述した不活性ガスを用いた逆スパッタリングの有無、及び時間を変化させることにより調整した。

図４は、以上の（１）〜（４）のスパッタ条件でＭｏ／Ｓｉ層を４０層積層させたＥＵＶリソグラフィー用マスク基板について、光強度シミュレーションを行った結果を示す。ここで、まったく平坦化効果のない（１）の条件でスパッタを行った場合、光強度が大幅に低下した。しかし、平坦化効果を強くするにつれ、光強度の低下を抑えることができ、強い平坦化効果を有する（４）の条件でスパッタを行った場合、光強度の低下がほとんど見られなかった。この結果から、平坦化効果を有する条件でスパッタを行った場合、欠陥があっても、光強度の低下を大幅に抑えることができることがわかる。

ところが、本発明者らのさらなる検討により、欠陥が発生した場所によっては、平坦化効果を有する条件でＭｏ／Ｓｉ層を形成しても、空間像が回復しないことがあることが明らかとなった。

図５は、欠陥が、多層膜中に形成されているときに、平坦化効果を有する条件で多層膜を積層した場合の可視光検査結果及び空間像解析結果を示す図である。

ここでは、高さｈ＝３０ｎｍの欠陥が、
（１）ガラス基板直上、
（２）Ｍｏ／Ｓｉ層下から１０層目上、
（３）Ｍｏ／Ｓｉ層下から２０層目上、
（４）Ｍｏ／Ｓｉ層下から３０層目上、
に形成されている場合について調べた。

平坦化効果を有する条件としては、図４を参照して説明したのと同様、
（ｉ）平坦化効果弱（４０層目で欠陥が平坦化される条件）、
（ｉｉ）平坦化効果中（２０層目で欠陥が平坦化される条件）、
（ｉｉｉ）平坦化効果強（１０層目で欠陥が平坦化される条件）、
とした。

可視光検査は、多層膜表面の凹凸に基づく可視散乱光の検出により行い、僅かな凹凸でも検出可能である。

空間像解析は、ＴＤＦＤ法による光強度シミュレーションにより行った。欠陥がないときの光強度を１００％として、光強度が９５％以下に低下した場合、空間像解析結果を「×」とした。

可視光検査結果及び空間像解析結果を図中下に示す。この結果、可視光検査結果は良好（○と記載）でも、空間像解析結果では悪影響が出る場合があることが判明した。

（ａ）ガラス基板直上に欠陥がある場合に（ｉ）の平坦化効果弱の条件でＭｏ／Ｓｉ層を形成した場合：下から４０層目で欠陥が平坦化されるので、可視光検査結果では欠陥が検出されない。しかし、空間像解析では悪影響があり、可視光検査結果と空間像解析結果が一致しない。

（ｂ）下から１０層目上に欠陥がある場合に（ｉ）の平坦化効果弱の条件でＭｏ／Ｓｉ層を形成した場合：可視光検査結果で欠陥が検出される。また、空間像解析でも悪影響がある。可視光検査結果と空間像解析結果は一致する。（ｃ）及び（ｄ）も同様である。

（ｅ）ガラス基板直上に欠陥がある場合に（ｉｉ）の平坦化効果中の条件でＭｏ／Ｓｉ層を形成した場合：下から２０層目で欠陥が平坦化されるので、可視光検査結果では欠陥が検出されない。また、空間像解析でも影響がない。可視光検査結果と空間像解析結果は一致する。

（ｆ）下から１０層目に欠陥がある場合に（ｉｉ）の平坦化効果中の条件でＭｏ／Ｓｉ層を形成した場合：３０層目で欠陥が平坦化されるので、可視光検査結果では欠陥が検出されない。しかし、空間像解析では悪影響があり、可視光検査結果と空間像解析結果が一致しない。

（ｇ）下から２０層目に欠陥がある場合に（ｉｉ）の平坦化効果中の条件でＭｏ／Ｓｉ層を形成した場合：４０層目で欠陥が平坦化されるので、可視光検査結果では欠陥が検出されない。しかし、空間像解析では悪影響があり、可視光検査結果と空間像解析結果が一致しない。

（ｈ）下から３０層目に欠陥がある場合に（ｉｉ）の平坦化効果中の条件でＭｏ／Ｓｉ層を形成した場合：４０層目ではまだ欠陥が平坦化されていないので、可視光検査結果で欠陥が検出される。また、空間像解析でも悪影響があり、可視光検査結果と空間像解析結果が一致する。

（ｉ）ガラス基板直上に欠陥がある場合に（ｉｉｉ）の平坦化効果強の条件でＭｏ／Ｓｉ層を形成した場合：下から１０層目で欠陥が平坦化されるので、可視光検査結果では欠陥が検出されない。また、空間像解析でも影響がない。可視光検査結果と空間像解析結果は一致する。

（ｊ）下から１０層目に欠陥がある場合に（ｉｉｉ）の平坦化効果強の条件でＭｏ／Ｓｉ層を形成した場合：下から２０層目で欠陥が平坦化されるので、可視光検査結果では欠陥が検出されない。また、空間像解析でも影響がない。可視光検査結果と空間像解析結果は一致する。

（ｋ）下から２０層目に欠陥がある場合に（ｉｉｉ）の平坦化効果強の条件でＭｏ／Ｓｉ層を形成した場合：３０層目で欠陥が平坦化されるので、可視光検査結果では欠陥が検出されない。しかし、空間像解析では悪影響があり、可視光検査結果と空間像解析結果が一致しない。

（ｌ）下から３０層目に欠陥がある場合に（ｉｉｉ）の平坦化効果強の条件でＭｏ／Ｓｉ層を形成した場合：４０層目で欠陥が平坦化されるので、可視光検査結果では欠陥が検出されない。しかし、空間像解析では悪影響があり、可視光検査結果と空間像解析結果が一致しない。

以上の結果から、層中に欠陥があっても、平坦化効果を有する条件で成膜することにより、最上層の表面が平坦化されて、可視光検査では良好と判断されても、実際の空間像には悪影響が生じる場合があることが判明した。図５に示した結果からは、下から２０層目またはそれより上に突起がある場合、その後平坦化処理を行い、表面を平坦化しても、空間像が劣化することがわかる。

図６は、本実施の形態におけるＥＵＶリソグラフィー用マスク基板の製造方法を適用したＥＵＶリソグラフィー用マスク基板における可視光検査結果と空間像解析結果との関係を示す図である。

（ｍ）ガラス基板直上に欠陥がある場合に、１層から２０層までを（ｉｉｉ）の平坦化効果強の条件でＭｏ／Ｓｉ層を形成し、２１層から４０層までを平坦化効果のない条件でＭｏ／Ｓｉ層を形成した場合：可視光検査結果でも空間像解析でも欠陥が検出されない。

（ｎ）下から１０層上に欠陥がある場合に、１層から２０層までを（ｉｉｉ）の平坦化効果強の条件でＭｏ／Ｓｉ層を形成し、２１層から４０層までを平坦化効果のない条件でＭｏ／Ｓｉ層を形成した場合：可視光検査結果でも空間像解析でも欠陥が検出されない。

（ｏ）下から２０層上に欠陥がある場合に、１層から２０層までを（ｉｉｉ）の平坦化効果強の条件でＭｏ／Ｓｉ層を形成し、２１層から４０層までを平坦化効果のない条件でＭｏ／Ｓｉ層を形成した場合：可視光検査結果でも空間像解析でも欠陥が検出される。

（ｐ）下から３０層上に欠陥がある場合に、１層から２０層までを（ｉｉｉ）の平坦化効果強の条件でＭｏ／Ｓｉ層を形成し、２１層から４０層までを平坦化効果のない条件でＭｏ／Ｓｉ層を形成した場合：可視光検査結果でも空間像解析でも欠陥が検出される。

このように、２０層目以上に突起がある場合は、その突起が最上層の反射層に反映される条件で反射層を積層することにより、可視光検査結果と空間像の良否とを一致させることができる。以上のように、本実施の形態におけるＥＵＶリソグラフィー用マスク基板の製造方法によれば、ＥＵＶリソグラフィー用マスク基板１００の表面を可視光で検査した検査結果と、空間像への影響の有無とが一致するＥＵＶリソグラフィー用マスク基板１００を形成することができる。これにより、ＥＵＶリソグラフィー用マスク基板上に吸収体パターンを形成してしまい、完成したＥＵＶリソグラフィー用マスク基板が無駄になることを防ぐことができる。

（第二の実施の形態）
図７（ａ）は、本実施の形態におけるＥＵＶリソグラフィー用マスク基板２００の構成を示す図である。ＥＵＶリソグラフィー用マスク基板２００は、基板２０２と、その上に形成された複数の反射層２０４とを含む。ＥＵＶリソグラフィー用マスク基板２００は、所定のピーク露光波長のＥＵＶ光を露光するＥＵＶ露光装置に用いられる。

本実施の形態において、反射層２０４の膜厚ｄ_１は、当該膜厚ｄ_１に固有のＥＵＶ反射光のピーク波長が、ＥＵＶリソグラフィー用マスク基板２００が用いられるＥＵＶ露光装置おけるピーク露光波長よりも０．０５ｎｍ以上０．１５ｎｍ以下の範囲で長くなるように形成される。本実施の形態において、ＥＵＶ露光装置におけるピーク露光波長は、たとえば１３．５ｎｍとすることができる。この場合、反射層２０４の膜厚ｄ_１は、膜厚ｄ_１に固有のＥＵＶ反射光のピーク波長が、１３．５５ｎｍ以上１３．６５ｎｍ以下となるように設定される。

図８は、Ｍｏ膜とＳｉ膜とからなる反射層２０４の膜厚ｄ_１＝７．０１ｎｍ、γ（ｄ_１に対するＭｏ層の厚さの割合）＝０．４、反射層２０４数が４０層のときの、ＥＵＶリソグラフィー用マスク基板２００の反射率と波長の関係を示す図である。このとき、反射層２０４の膜厚ｄ_１＝７．０１ｎｍに固有のＥＵＶ反射光のピーク波長は約１３．６ｎｍである。

反射層２０４の膜厚ｄ_１＝７．０１ｎｍの場合、反射率のピークは波長が１３．６ｎｍのときの約０．７３であるが、露光波長の１３．５ｎｍのときにも反射率は約０．７２であり、ピークとの差は１％程度である。

このように、反射層２０４の膜厚ｄ_１を、膜厚ｄ_１に固有のＥＵＶ反射光のピーク波長が、ＥＵＶ露光装置おけるピーク露光波長と一致しなくても、これらの波長差を０．１５ｎｍ以下にすれば、反射率の低下がほとんど生じることなく、良好な反射光を得ることができる。

ところで、上述したように、ＥＵＶ露光装置におけるＥＵＶリソグラフィー用マスク基板の位相欠陥は深刻な問題となっている。非特許文献１（P.B.Mirkarimi et al., J.A.P., vol.91, p81-89 (2002)）には、位相欠陥の修正方法として、位相欠陥部分に電子ビーム（ＥＢ）を照射する技術が開示されている。これにより、照射された部分のＭｏ層とＳｉ層の界面がシリサイド化され、その部分のＭｏ／Ｓｉ層の膜厚が減少し、欠陥部分の高さを低くすることができる。

図７（ｂ）は、図７（ａ）に示したのと同様のＥＵＶリソグラフィー用マスク基板２００の基板２０２上に、高さｈ_１の欠陥（異物２１０）が形成された構成を示す図である。ここで、異物２１０が基板２０２直上に形成された例を示しているが、異物２１０は、反射層２０４中の他の箇所に形成されたものであってもよい。

ここで、図７（ｂ）に示したＥＵＶリソグラフィー用マスク基板２００には、異物２１０が形成された領域Ｂ上から電子ビームを照射し、領域Ｂの反射層２０４の膜厚を薄くする処理が施されている。これにより、反射層２０４の最上層では、異物２１０上の突起の高さがｈ_２（ｈ_１＞ｈ_２）となっている。

領域Ｂにおける反射層２０４の膜厚ｄ_２は、照射する電子ビームの加速電圧や電流値を変えることにより、シリサイド化の温度を制御することにより適宜調整することができる。本実施の形態において、領域Ｂにおける反射層２０４の膜厚ｄ_２は、反射層２０４のもとの膜厚ｄ_１との関係で、２π×ｎ（ｎは整数）の条件を満たすような厚さに形成される。これにより、領域Ｂと他の領域とで位相差がなくなり、空間像の劣化を回復することができる。

ここで、後述するように、たとえば異物２１０の高さｈ_１が１０ｎｍだとすると、領域Ｂ上の反射層２０４の膜厚ｄ_２を反射層２０４の膜厚ｄ_１より０．０９ｎｍ短くすることにより、位相差による光強度の劣化を回復することができる。

図９は、領域Ｂにおける反射層２０４の膜厚ｄ_２＝７．０１−０．０９＝６．９２ｎｍ、γ（ｄ_２に対するＭｏ層の厚さの割合）＝０．４、反射層２０４数が４０層のときの、ＥＵＶリソグラフィー用マスク基板２００の反射率と波長の関係を示す図である。このとき、膜厚ｄ_２＝６．９２ｎｍに固有のＥＵＶ反射光のピーク波長は約１３．４ｎｍである。

また、領域Ｂにおける反射層２０４の膜厚ｄ_２＝６．９２ｎｍの場合、反射率のピークは波長が１３．４ｎｍのときの約０．７３であるが、露光波長の１３．５ｎｍのときにも反射率は約０．７２であり、ピークとの差は１％程度である。また、図８に示した薄層化前の反射層２０４の膜厚ｄ_１＝７．０１ｎｍのときの反射率０．７２ともほぼ同じで、反射率が低下していない。

本実施の形態におけるＥＵＶリソグラフィー用マスク基板２００によれば、位相差の影響をなくすために異物２１０上の反射層２０４の膜厚を薄くすることにより、その領域の膜厚ｄ_２に固有のＥＵＶ反射光のピーク波長が、もとの膜厚ｄ_１に固有のＥＵＶ反射光のピーク波長とずれても、領域Ｂとそれ以外の領域の反射率の変化がほとんど生じないようにすることができ、反射光の光強度も充分にすることができる。

以下、このような効果が得られる理由を説明する。
図１０は、基板２０２上に高さｈ_１＝１０ｎｍの欠陥が存在する場合に、反射層２０４の膜厚ｄ_１を６．９５ｎｍとして、領域Ｂにおける反射層２０４の膜厚ｄ_２を６．９５ｎｍから０．０３ｎｍずつ縮小させた際の光強度シミュレーションの結果を示す図である。ここでは、露光波長を１３．５ｎｍとして計算した。

ｄ_２＝６．９５ｎｍのときには、光強度の最低値が０．２だが、膜厚を縮小させるに従い光強度が増加し、ｄ_２＝６．８６ｎｍのときに、約０．８まで回復している。この後、さらに膜厚を縮小させるに従い光強度が再び減少した。この結果から、高さｈ_１＝１０ｎｍの欠陥がある場合、ｄ_２を反射層２０４の膜厚ｄ_１よりも約０．０９ｎｍ短くした約ｄ_２＝６．８６ｎｍのときに位相ずれを最もよく修正できることがわかる。しかし、この程度（約０．８）の回復では、欠陥として転写結果に影響を与えてしまい、修正方法として充分ではない。

図１１は、反射層２０４の膜厚ｄ_１が６．９５ｎｍ、γ（ｄ_１に対するＭｏ層の厚さの割合）＝０．４、Ｍｏ／Ｓｉ層数が４０層のときの、ＥＵＶリソグラフィー用マスク基板の反射率と波長の関係を示す図である。ここでは、膜厚が６．８６ｎｍの場合の関係も示す。ｄ_１＝６．９５ｎｍの反射光のピーク波長は約１３．５ｎｍである。これは露光波長のピークとほぼ一致しており、反射率は約０．７３である。一方、膜厚が６．８６ｎｍの反射光のピーク波長は約１３．３ｎｍである。この場合、露光波長の１３．５ｎｍのときの反射率は、約０．５８となっている。このように、膜厚の大きさによって、反射光のピーク波長が異なるため、電子ビーム照射により、欠陥の高さを調整して位相差による影響を低減しても、充分な光強度を得ることができない。

図１１に示すように、反射層の膜厚が狭くなるにつれて、反射光のピーク波長が短波長側にシフトしている。上述したように、本実施の形態におけるＥＵＶリソグラフィー用マスク基板２００において、異物２１０上の領域Ｂの反射層２０４の膜厚が薄くなるようにするので、領域Ｂの反射光のピーク波長は、他の領域の反射光のピーク波長よりも短波長側にシフトする。

なお、異物２１０上の領域Ｂの反射層２０４の膜厚ｄ_２は、たとえばＭｏ／Ｓｉ層を４０層積層させた場合、反射層２０４の他の領域の膜厚ｄ_１よりも約０．０２５ｎｍ〜０．１７５ｎｍ薄く形成することが想定される。位相シフト効果の周期は約７ｎｍであり、これを４０層で割ると、１層あたり０．１７５ｎｍとなる。そのため、膜厚ｄ_２を０．１７５ｎｍ以下の範囲とすることにより、位相シフト量をほぼゼロとすることができる。また、欠陥の高さが１ｎｍ以下の場合、修正の精度を考慮すると、修正を行わない方が適当である。１ｎｍを４０層で割ると、１層あたり０．０２５ｎｍとなる。この場合、反射光のピーク波長は、約０．０４ｎｍ〜０．３ｎｍ程度変動することが想定される。本実施の形態において、反射層２０４は、反射光のピーク波長が、露光波長よりも０．０５以上０．１５ｎｍ以下の範囲で長くなるように設定されるので、領域Ｂ上の反射層２０４の膜厚を薄くした場合も、反射光のピーク波長と露光波長との差を０．１５ｎｍ以下に抑えることができる。この範囲内であれば、露光波長を、反射層２０４のもとの膜厚ｄ_１に固有のＥＵＶ反射光についても、領域Ｂの反射層２０４の膜厚ｄ_２に固有のＥＵＶ反射光についても、光強度が低下しない範囲とすることができる。これにより、領域Ｂ上の反射層２０４の膜厚ｄ_２を位相差の影響をなくすことのできる適切な値とすることにより、ＥＵＶリソグラフィー用マスク基板２００中に欠陥がある場合でも、良好な反射光を得ることができる。

以上、本発明を実施の形態及び実施例に基づいて説明した。この実施の形態及び実施例はあくまで例示であり、種々の変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明の実施の形態におけるＥＵＶリソグラフィー用マスク基板の製造手順を示す工程断面図である。第一の反射層による平坦化効果を示す図である。ガラス基板上に欠陥がある場合に、スパッタ条件をかえて、Ｍｏ／Ｓｉ層を積層させた場合の、欠陥上のＭｏ／Ｓｉ層の膜厚を示す図である。図３に示したスパッタ条件でＭｏ／Ｓｉ層を積層させたＥＵＶリソグラフィー用マスク基板について、光強度シミュレーションを行った結果を示す図である。欠陥がガラス基板上および多層膜中に形成されているときに、平坦化効果を有する条件で多層膜を積層した場合の可視光検査結果及び空間像解析結果を示す図である。本発明の実施の形態におけるＥＵＶリソグラフィー用マスク基板の製造方法を適用したＥＵＶリソグラフィー用マスク基板における可視光検査結果と空間像解析結果との関係を示す図である。本発明の実施の形態におけるＥＵＶリソグラフィー用マスク基板の構成を示す図である。ＥＵＶリソグラフィー用マスク基板の反射率と波長の関係を示す図である。領域ＢにおけるＥＵＶリソグラフィー用マスク基板の反射率と波長の関係を示す図である。基板上に欠陥が存在する場合に、欠陥上の領域における反射層の膜厚を変化させた際の光強度シミュレーションの結果を示す図である。ＥＵＶリソグラフィー用マスク基板の反射率と波長の関係を示す図である。ガラス基板上にＭｏ薄膜とＳｉ薄膜とから形成された反射層が複数積層された反射型マスクの構成を示す断面図である。図１２に示した構成の反射型マスクに対し、ＴＤＦＤ（ｔｉｍｅｄｏｍａｉｎｆｉｎｉｔｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）法により光強度シミュレーションを行った結果を示す図である。

符号の説明

１００ＥＵＶリソグラフィー用マスク基板
１０２基板
１０４第一の反射層
１０６第二の反射層
１１０異物
２００ＥＵＶリソグラフィー用マスク基板
２０２基板
２０４反射層
２１０異物

Claims

基板上に、ＥＵＶ光を反射する反射層を複数積層してＥＵＶリソグラフィー用マスク基板を製造する方法であって、
前記基板上に、所定のエッチング作用を有する第一の条件で反射層を所定数形成する第一の工程と、
前記所定数の反射層上に、エッチング作用が前記第一の条件より弱い第二の条件により、反射層をさらに複数形成する第二の工程と、
を含むことを特徴とするＥＵＶリソグラフィー用マスク基板の製造方法。
請求項１に記載のＥＵＶリソグラフィー用マスク基板の製造方法において、
前記第一の工程は、成膜ガスを用いて反射層を形成する工程と、前記反射層をエッチングにより一部除去する工程と、
を含むことを特徴とするＥＵＶリソグラフィー用マスク基板の製造方法。
請求項１または２に記載のＥＵＶリソグラフィー用マスク基板の製造方法において、
前記第一の工程において、イオンビームアシストスパッタリング法により前記反射層を形成することを特徴とするＥＵＶリソグラフィー用マスク基板の製造方法。
基板上にＥＵＶ光を反射する反射層を複数積層したＥＵＶリソグラフィー用マスク基板であって、
基板と、
前記基板上に形成された所定数の第一の反射層と、
前記所定数の第一の反射層上に形成された複数の第二の反射層と、
を含み、
前記第一の反射層は、薄層領域を有し、当該薄層領域において、その積層方向の膜厚が、前記第二の反射層の膜厚よりも薄く、
前記基板上または前記第一の反射層中に、積層方向に突起した部位を含み、
前記薄層領域は、前記部位上に設けられたことを特徴とするＥＵＶリソグラフィー用マスク基板。