JP5239762B2 - 反射型マスク、および、反射型マスク製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、極紫外線(Extreme Ultra Violet；ＥＵＶ)リソグラフィに用いられる反射型マスクに関するものである。

近年、半導体産業において、半導体デバイスの微細化に伴い、極紫外（Extreme Ultra Violet：以下、ＥＵＶと呼称する）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。なお、ここで、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。このＥＵＶリソグラフィにおいて用いられるマスクとしては、たとえば特許文献１に記載された露光用反射型マスクが提案されている。

このような反射型マスクは、基板上に露光光を反射する多層膜、該多層膜上に露光光を吸収する吸収層が形成され、上記吸収層を部分的に除去することにより吸収体パターンが形成されたものである。露光機(パターン転写装置)に搭載された反射型マスクに入射した光は、吸収体のある部分では吸収され、吸収体のない部分では多層膜により反射された光像が反射光学系を通して半導体基板上に転写される。

反射型マスクにおいては、露光光はマスク面に対し垂直な方向から数度傾いた方向より入射される。従って、吸収体パターンの厚みが厚いと、パターン自身の影が生じ、露光時にパターンのエッジ部分にぼやけなどが生じて鮮明な転写像が得られないため、吸収体の厚みは、薄い方が好ましい。このパターンぼけの問題は特に近年のパターンの微細化に伴い顕著になってきている。

しかしながら、上記パターンぼけを抑制するために吸収体を薄くすると、新たな問題が生じ得る。例えば、図２のような、吸収体のパターンが形成された吸収体転写パターン領域２７を有する反射型マスク２１を用いて、図３のような被転写体３０の４箇所に転写パターンを転写する場合、被転写体３０の各箇所において転写のための露光作業が行われるため、１つの被転写体３０に対して合計４回の露光作業が行われる。通常は転写の際に上記吸収体転写パターン領域２７よりも若干広い領域(図の破線領域)に光を照射するため、被転写体３０の特定の領域は複数回露光(重ね露光)される領域があり、特に被転写体３０の中央部は４回露光されることとなる。通常、ウエハー上から可能な限り多くのチップを取り出すため、吸収体転写パターン領域２７は互いに可能な限り近接して転写される。このため、被転写体３０の中央部の領域では、吸収体転写パターン領域２７でも他の３回の露光の外周領域と重なることとなる。

吸収体の膜厚が十分に厚い場合は、吸収体を有する上記外周領域に照射された光の大部分は吸収体によって吸収されるため、被転写体の特定領域が複数回露光されることによるその後の現像等への影響はほとんどなく、不具合が生じることはなかった。しかしながら吸収体の膜厚を薄くすると当該吸収体による光の吸収力は低下するため、特定の領域が複数回にわたって露光されると、露光後の現像時に精度の高いパターンが得られなくなる等の不具合が生じる。

そこで、吸収体転写パターン領域以外の領域、特に吸収体転写パターン領域の外周領域からの反射光を抑制するために、吸収体転写パターン領域の外周の多層膜等を除去し、基板を露出させることにより遮光枠部を形成することが提案されている。しかしながら、このような遮光枠部が形成されている反射型マスクを、温硫酸やアルカリなどの洗浄薬液で洗浄した場合、上記洗浄薬液により露出している多層膜の側面が侵食されてパーティクルが発生し、当該反射型マスクや洗浄装置を汚染してしまうという不具合が発生する場合がある。

洗浄時の多層膜の侵食を防止するために、図４のように、遮光枠部８形成後に保護膜９０を形成することも考えられる。しかしながらこのような保護膜９０を形成した場合は、多層膜３上にも保護膜９０が形成されることとなるため、多層膜３の反射率が低下して所望の反射率を得ることができないという問題があった。

特開昭６３−２０１６５６号公報

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、高いパターン転写精度を実現することが可能な反射型マスクを提供することを主目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、基板と、上記基板の一方の面に形成された多層膜と、上記多層膜上に形成された中間層と、上記中間層上に形成された吸収層とを有する反射型マスクであって、上記吸収層は、上記吸収層が部分的に除去された吸収体転写パターンが形成された吸収体転写パターン領域を有し、上記吸収体転写パターン領域の外周の少なくとも一部には、上記多層膜、中間層および吸収層が除去されて上記基板が露出している遮光枠部が形成されており、上記遮光枠部内の上記多層膜が露出した側面のみに、洗浄薬液による洗浄に対して耐性を有する保護用酸化皮膜が形成されていることを特徴とする反射型マスクを提供する。

本発明の反射型マスクには遮光枠部が形成されているため、吸収体の膜厚が薄い場合でも、吸収体転写パターン領域以外の領域からの反射光による重ね露光を防止することができ、吸収体転写パターン領域のパターンを高い精度で被転写体に転写することができる。また、上記遮光枠部を形成したことによって露出した多層膜の側面には、上記洗浄薬液による洗浄に対する耐性を有する保護用酸化皮膜が形成されているため、反射型マスクに用いられる洗浄薬液によって多層膜が侵食等されることを防止することができ、異物等の発生を抑制することができる。

上記発明においては、上記保護用酸化皮膜の膜厚が２ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内であることが好ましい。保護用酸化皮膜の膜厚が上記範囲に満たない場合は、上記洗浄薬液による洗浄に対する耐性が十分に得られない可能性がある。一方、保護用酸化皮膜の膜厚が上記範囲を超える場合は、上記保護用酸化皮膜の形成のための時間やコストが増加し、製造効率上好ましくない。

上記発明においては、上記保護用酸化皮膜が、上記遮光枠部内の上記多層膜が露出した側面を強制的に酸化することにより形成されたものであることが好ましい。このように保護用酸化皮膜を形成することにより、洗浄薬液による洗浄に対する所望の耐性を有する保護用酸化皮膜を容易に形成することができる。

また、上記発明においては、上記遮光枠部が、上記吸収体転写パターン領域の外周全面に形成されていることが好ましい。これにより、吸収体転写パターン領域以外の領域による光の反射を効果的に抑制することができ、パターン転写精度を向上させることができるからである。

さらに、上記発明においては、上記基板の他方の面に導電膜が形成されていることが好ましい。これにより、露光時に反射型マスクを容易、かつ、強固に露光装置に固定することが可能となり、パターン転写精度および製造効率を向上させることができるからである。

また、本発明は、基板と、上記基板の一方の面に形成された多層膜と、上記多層膜上に形成された中間層と、上記中間層上に形成された吸収層とを有し、上記吸収層は上記吸収層が部分的に除去された吸収体転写パターンが形成された吸収体転写パターン領域を有する反射型マスクの製造方法であって、上記吸収体転写パターン領域の外周の少なくとも一部に、上記多層膜、中間層および吸収層が除去されて上記基板が露出している遮光枠部を形成する遮光枠部形成工程と、上記遮光枠部内の上記多層膜が露出した側面のみに、洗浄薬液による洗浄に対して耐性を有する保護用酸化皮膜を形成する保護用酸化皮膜形成工程と、上記保護用酸化皮膜が形成された反射型マスクを洗浄薬液により洗浄する洗浄工程とを有することを特徴とする反射型マスクの製造方法を提供する。

本発明の反射型マスクの製造方法によれば、遮光枠部が形成され、かつ、異物の発生が抑制された、高いパターン転写精度を実現することが可能である反射型マスクを製造することができる。

本発明の反射型マスクを用いることにより、高いパターン転写精度を実現することが可能であるという効果を奏する。

以下、本発明の反射型マスク、および、反射型マスクの製造方法について詳細に説明する。

Ａ．反射型マスク
本発明の反射型マスクは、基板と、上記基板の一方の面に形成された多層膜と、上記多層膜上に形成された中間層と、上記中間層上に形成された吸収層とを有する反射型マスクであって、上記吸収層は、上記吸収層が部分的に除去された吸収体転写パターンが形成された吸収体転写パターン領域を有し、上記吸収体転写パターン領域の外周の少なくとも一部には、上記多層膜、中間層および吸収層が除去されて上記基板が露出している遮光枠部が形成されており、上記遮光枠部内の上記多層膜が露出した側面のみに、洗浄薬液による洗浄に対して耐性を有する保護用酸化皮膜が形成されていることを特徴とするものである。

本発明の反射型マスクについて、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の反射型マスクの一例を示す模式図であり、図１(ａ)は図１(ｂ)のＡ−Ａ線断面図である。図１(ａ)に例示するように、反射型マスク１においては、基板２上に多層膜３、中間層４および吸収層５がこの順に積層され、基板２の多層膜３、中間層４および吸収層５が形成されている面の反対側の面に導電膜６が形成されている。また、上記吸収層５には、上記吸収層５が部分的に除去された吸収体転写パターンが形成された吸収体転写パターン領域７が形成されている。上記吸収体転写パターン領域７の外周には、上記多層膜３、中間層４および吸収層５が除去され、基板２が露出している遮光枠部８が形成されている。さらに、上記遮光枠部８内の上記多層膜３が露出した側面のみには、洗浄薬液による洗浄に対して耐性を有する保護用酸化皮膜９が形成されている。
図１(ｂ)の平面図においては、基板２上の中央に位置する網掛け部分が吸収体転写パターン領域７である。また、上記吸収体転写パターン領域７の外周を取り囲む２本の黒い太枠の間の領域が遮光枠部８であり、上記２本の太枠部分が保護用酸化皮膜９が形成されている領域である。なお、図１(ｂ)は、基板２における吸収体転写パターン領域７、と、遮光枠部８と、保護用酸化皮膜９との配置を示すことを目的としているため、多層膜、中間層および吸収層は省略されている。

このように、本発明の反射型マスクにおいては、遮光枠部内の上記多層膜が露出した側面のみに保護用酸化皮膜が形成されているため、反射型マスクに用いられる洗浄薬液によって多層膜が侵食等されることなく、侵食等された多層膜が異物となることを抑制することができる。そのため、遮光枠部が形成されている場合でも、異物の発生が少なくすることができ、このような反射型マスクを用いることにより高いパターン転写精度を実現することが可能である。

なお、本願明細書においては、上記吸収層を部分的に除去することにより形成されたパターンを「吸収体転写パターン」とし、当該吸収体転写パターンが形成されている領域を「吸収体転写パターン領域」とする。また、「吸収体」とは、上記吸収体転写パターンにおける、上記吸収層が除去されなかった部分を意味するものとする。
また、特に断りのない限り、「基板の一方の面」とは、基板の多層膜、中間層、および吸収層（吸収体）が形成されている側の面を意味し、「基板の他方の面」とは、上記多層膜等が形成されている面とは反対側の面を意味するものとする。

以下、本発明の反射型マスクにおける各構成について説明する。

１．遮光枠部
本発明の反射型マスクにおいては、上記吸収体転写パターン領域の外周の少なくとも一部に、上記多層膜、中間層および吸収層が除去されて上記基板が露出している遮光枠部が形成されている。このような遮光枠部を吸収体転写パターン領域の外周に形成することにより、吸収体転写パターン領域以外の領域からの光の反射を抑制することができ、被転写体の特定の領域が複数回露光されることによる現像等における不具合を防止することができ、高いパターン転写精度を実現することが可能となる。

本発明において上記遮光枠部は、吸収体転写パターン領域の外周の少なくとも一部に形成されていればよいが、吸収体転写パターン領域以外の領域による光の反射をより効果的に抑制するために、上記吸収体転写パターン領域の外周全面に形成されていることが好ましい。

上記遮光枠部の寸法等は、重ね露光による不具合を防止することができるものであれば特に限定されるものではなく、反射型マスクの寸法や、光が照射される領域の寸法等により適宜調整することができる。一般的には５ｍｍ以上の幅を有する溝状の遮光枠部を吸収体転写パターン領域の外周に、好ましくは吸収体転写パターン領域以外の全領域に遮光枠部を形成することにより、上述した不具合を防止することができる。

このような遮光枠部の形成は、多層膜等を部分的に除去し、基板を露出させることができる方法であれば特に限定されるものではないが、例えば塩素プラズマエッチングやフッ素プラズマエッチング等により、多層膜等を除去し、基板を露出させることにより形成することができる。塩素プラズマエッチングの際には、例えば四塩化炭素(ＣＣｌ_４)、塩化水素(ＨＣｌ)、四フッ化炭素(ＣＦ_４)、六フッ化炭素(Ｃ_２Ｆ_６)、六フッ化硫黄(ＳＦ_６)、トリフルオロメタン(ＣＨＦ_３)等のガスを単独で、またはこれらのガスを複数組み合せて用いることができる。また、フッ素プラズマエッチングの際には、例えば塩素(Ｃｌ_２)、四塩化炭素(ＣＣｌ_４)、塩化水素(ＨＣｌ)等のガスを単独で、またはこれらのガスを複数組み合せて用いることができる。

プラズマエッチングによる遮光部の形成の際、一般的には速度約１０〜１００標準立方センチメートル毎分(ｓｃｃｍ)で反応性ガスを供給する。任意で、ヘリウム(Ｈｅ)またはアルゴン(Ａｒ)等のキャリアガスを流量約５０〜２００ｓｃｃｍで供給してもよい。この際処理チャンバ内の圧力は通常約４０ｍＴｏｒｒ未満に制御され、一般的には約１〜約１０ｍＴｏｒｒ、例えば２ｍＴｏｒｒとなるように制御される。

上記プラズマエッチングにおいてプラズマは、例えば約３００〜６００ＷのＲＦ電力をプラズマ電源から処理チャンバのアンテナに印加することにより、上記反応性ガスから形成することができる。また、基板バイアス電力を印加してマスクをバイアスしてもよい。バイアス電力は約６００Ｗ未満であってもよく、一般的には２０〜約１５０Ｗである。この際のバイアス電力の周波数は通常約１〜２０ＭＨｚである。

上記バイアス電力は任意でパルス伝送してもよい。例えばバイアス電力は負荷サイクル約１０〜９５％でパルス伝送してもよく、また、バイアス電源はパルス周波数約１〜１０ｋＨｚ、負荷サイクル約１０〜約９５％で約６００ワット未満のＲＦ電力を供給するように構成されていてもよい。さらに、処理中のカソード温度は通常約１５〜３０℃に維持されており、チャンバ壁部温度は通常約５０〜８０℃に維持される。

また、本発明においては、上記遮光枠部内の上記多層膜が露出した側面のみに、洗浄薬液による洗浄に対して耐性を有する保護用酸化皮膜が形成されている。遮光枠部を形成するために上記多層膜等を部分的に除去した結果、多層膜の側面が露出された場合でも、上記露出している多層膜の側面に保護用酸化皮膜を形成することにより、洗浄薬液により上記多層膜が侵食等されて、異物となることを防止することができる。この際「洗浄薬液」とは、反射型マスクの製造工程において異物、レジスト等を除去することを目的として用いられる液体を意味するものとする。また、「洗浄薬液による洗浄に対して耐性を有する」とは、上記洗浄薬液と接触しても、侵食、溶解等されて異物、汚染等を発生させないことを意味するものとする。

さらに、本発明において上記保護用酸化皮膜は、上記多層膜が露出した側面のみに形成されており、反射型マスクにおける光を反射する(吸収体転写パターン領域内において、吸収層が除去された)領域の上面には形成されていない。そのため、反射型マスクの反射率を低下させることなく、異物の発生を抑制することができる。

上記保護用酸化皮膜は、上記遮光枠部内の上記多層膜が露出した側面を強制的に酸化することにより形成されたものであることが好ましい。このように保護用酸化皮膜を形成することにより、洗浄薬液による洗浄に対する耐性が高い保護用酸化皮膜を容易に形成することができる。

本発明において「強制的に酸化することにより形成された保護用酸化皮膜」とは、人為的に酸化処理を行うことにより形成された酸化皮膜を意味する。反射型マスクの多層膜に用いられるＭｏ／Ｓｉ等の材料は、大気に曝されることにより表面が酸化され、酸化物の膜がその表面に形成される場合がある(自然酸化)。しかしながら本発明における「強制的に酸化されることにより形成された保護用酸化皮膜」とは、このような自然酸化によって形成された皮膜を含むものではない。自然酸化によって形成された皮膜は、通常１ｎｍに満たない極めて薄いものであるため、洗浄薬液等による侵食等から多層膜を保護する能力が十分ではない場合が多いからである。

本発明においては、上記保護用酸化皮膜の膜厚は２ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内、中でも２ｎｍ〜５ｎｍの範囲内であることが好ましい。保護用酸化皮膜の膜厚が上記範囲に満たない場合は、洗浄薬液による洗浄に対する耐性が十分に得られないことがある。一方、保護用酸化皮膜の膜厚が上記範囲を超える場合、そのような厚い保護用酸化皮膜を形成することは難しく、形成のための時間やコストが増加するため、製造効率上好ましくない。

このような保護用酸化皮膜の形成方法は、遮光枠部内の上記多層膜が露出した側面のみを酸化することができる方法であれば特に限定されるものではなく、一般的な酸化方法により上記保護用酸化皮膜を形成することができる。例えば、酸素プラズマ、酸素存在下における紫外線照射等により露出している多層膜の側面を強制的に酸化することにより形成することができる。このような保護用酸化皮膜は、多層膜等を除去して遮光枠部を形成するためのプラズマエッチング等を行った後に、同じチャンバ内に酸素プラズマを流す、または、上記チャンバ内を酸素で充たして紫外線を照射することにより形成することもできる。

上記保護用酸化皮膜の形成は、多層膜を侵食等する可能性がある温硫酸等の洗浄薬液を用いる工程の前であれば、反射型マスクの製造工程におけるいずれの段階で行ってもよい。反射型マスクの製造においては、吸収層の上にレジスト層を形成し、上記吸収層をパターニングすることが一般的に行われるが、吸収層のパターニングの際に遮光枠部を形成し、上記保護用酸化皮膜を形成した後に上記レジスト層の除去を行ってもよい。また、上記レジスト層を除去するための洗浄薬液が多層膜を侵食等しないものである場合は、上記レジスト層を除去した後に上記保護用酸化皮膜を形成してもよいが、多層膜を侵食等する可能性がある温硫酸等の洗浄薬液を用いてレジストの除去を行う場合は、レジスト除去の前に上記保護用酸化皮膜を形成する必要がある。レジストを除去するための洗浄薬液によって上記多層膜が侵食等されることを防止する観点から、本発明においては上記保護用酸化皮膜を形成した後に上記レジスト層を除去することが好ましい。

また、上記レジスト層を除去する際に濃度が濃い現像液を用いると、上記レジスト層の表面に硬化膜ができる場合がある。このような硬化膜を除去するために酸素プラズマを用いることがあるが、このような場合は上記硬化膜の除去と同時に上記保護用酸化皮膜を形成してもよい。

２．多層膜
本発明に用いられる多層膜は、上記基板上に形成されるものであり、本発明の反射型マスクを用いたリソグラフィにおいて露光光を反射するものである。

本発明の反射型マスクに用いられる多層膜の材料としては、一般的に反射型マスクの多層膜に使用されるものを用いることができ、中でも、ＥＵＶ光に対する反射率が極めて高い材料を用いることが好ましい。反射型マスク使用時においてコントラストを高めることができるからである。例えば、ＥＵＶ光を反射する多層膜としては、通常、Ｍｏ／Ｓｉの周期多層膜が用いられる。また、特定の波長域で高い反射率が得られる多層膜として、例えば、Ｒｕ／Ｓｉの周期多層膜、Ｍｏ／Ｂｅの周期多層膜、Ｍｏ化合物／Ｓｉ化合物の周期多層膜、Ｓｉ／Ｎｂの周期多層膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕの周期多層膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ／Ｍｏの周期多層膜、Ｓｉ／Ｒｕ／Ｍｏ／Ｒｕの周期多層膜等も用いることができる。

本発明においては、上記の多層膜の材料の中でも、洗浄薬液による洗浄に対して耐性を有する保護用酸化皮膜を形成しやすい材料が好ましい。具体的にはＭｏ／Ｓｉ等が好ましい。

多層膜を構成する各層の膜厚や、各層の積層数としては、ＥＵＶ光波長および使用する材料に応じて異なるものであり、適宜調整される。例えば、Ｍｏ／Ｓｉの周期多層膜としては、数ｎｍ程度の厚さのＭｏ膜とＳｉ膜とが４０層〜６０層ずつ積層された多層膜を用いることができる。

多層膜の厚みとしては、例えば２８０ｎｍ〜４２０ｎｍ程度とすることができる。

多層膜の成膜方法としては、例えば、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が用いられる。また、多層膜をパターン状に形成する方法としては、非形成部に物理的なマスクを介した蒸着法やフォトリソグラフィー法を用いることができる。

３．中間層
本発明の反射型マスクにおいて中間層を構成する層としては、例えば、反射型マスクの使用中等に多層膜が酸化されることを防止するためや、反射型マスクの洗浄時の保護のために設けられるキャッピング層、および、吸収層をドライエッチング等の方法でパターンエッチングする際や、回路パターンの欠陥修正をする際に多層膜に損傷を与えるのを防止するために設けられるバッファー層（エッチングストッパー層とも称する。）が挙げられる。

中間層は、キャッピング層であってもよく、バッファー層であってもよく、キャッピング層およびバッファー層が積層されたものであってもよい。中でも、中間層は、少なくともキャッピング層を有することが好ましい。すなわち、中間層は、キャッピング層であるか、キャッピング層およびバッファー層が積層されたものであることが好ましい。
キャッピング層およびバッファー層が積層されている場合は、通常、多層膜上にキャッピング層およびバッファー層の順に形成される。
以下、キャッピング層およびバッファー層についてそれぞれ説明する。

（１）キャッピング層
本発明に用いられるキャッピング層は、中間層を構成する層であり、多層膜上に多層膜の酸化防止や反射型マスク洗浄時の保護のために設けられるものである。キャッピング層が形成されていることにより、多層膜の最表面がＳｉ膜やＲｕ膜である場合には、Ｓｉ膜やＲｕ膜が酸化されるのを防ぐことができる。Ｓｉ膜やＲｕ膜が酸化されると、多層膜の反射率が低下するおそれがある。

キャッピング層の材料としては、上記機能を発現するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ＳｉやＲｕ等が挙げられる。

また、キャッピング層の厚みとしては、例えば２ｎｍ〜１５ｎｍ程度とすることができる。

キャッピング層の成膜方法としては、スパッタリング法等を挙げることができる。また、キャッピング層をパターン状に形成する方法としては、非形成部に物理的なマスクを介したスパッタリング法やフォトリソグラフィー法を用いることができる。

（２）バッファー層
本発明に用いられるバッファー層は、中間層を構成する層であり、ＥＵＶ露光に用いられるＥＵＶ光を吸収する吸収層をドライエッチング等の方法でパターンエッチングする際や、回路パターンの欠陥修正をする際に、下層の多層膜に損傷を与えるのを防止するために設けられるものである。バッファー層が形成されていることにより、吸収層をパターニングする際や、回路パターンの欠陥修正をする際に、多層膜がエッチングによるダメージを受けるのを防止することができる。

バッファー層の材料としては、耐エッチング性の高いものであれば特に限定されるものではないが、通常、吸収層とエッチング特性の異なる材料、すなわち吸収層とのエッチング選択比が大きい材料が用いられる。吸収層エッチング時におけるバッファー層および吸収層のエッチング選択比は３０以上であることが好ましく、より好ましくは５０以上、さらに好ましくは１００以上である。さらに、バッファー層の材料としては、低応力で、平滑性に優れた材料であることが好ましい。特にバッファー層の平滑性は、０．３ｎｍＲｍｓ以下であることが好ましい。このような観点から、バッファー層の材料は、微結晶またはアモルファス構造であることが好ましい。
このようなバッファー層の材料としては、例えば、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｃｒ、ＣｒＮ等が挙げられる。

また、バッファー層の厚みとしては、例えば２ｎｍ〜３０ｎｍ程度とすることができる。

バッファー層の成膜方法としては、例えば、マグネトロンスパッタ法、イオンビームスパッタ法などが挙げられる。ＳｉＯ₂を用いる場合は、ＲＦマグネトロンスパッタ法によりＳｉＯ₂ターゲットを用いてＡｒガス雰囲気下で、多層膜上にＳｉＯ₂を成膜するのが好ましい。また、バッファー層をパターン状に形成する方法としては、非形成部に物理的なマスクを介した蒸着法やフォトリソグラフィー法を用いることができる。

また、上記バッファー層をパターニングする方法は、バッファー層の下層である多層膜に損傷を与えることなくバッファー層を部分的に除去できる方法であれば特に限定されるものではなく、一般的に用いられるドライエッチング法、ウエットエッチング法等によってバッファー層のパターニングをすることができる。

４．吸収層
本発明に用いられる吸収層は、上記中間層上に形成されるものであり、本発明の反射型マスクを用いたリソグラフィにおいて露光光を吸収するものである。

反射型マスクにおいては、吸収層の膜厚を薄くすることにより、露光時に吸収体転写パターン自身の影が生じることを抑制し、鮮明な転写像を得ることができるため、吸収層の膜厚は薄い方が好ましい。一方、ＥＵＶ吸収効率を維持するため、吸収層には一定以上の膜厚が必要である。そのため、本発明においては、吸収層の膜厚が３０ｎｍ〜９０ｎｍの範囲内、中でも５０ｎｍ〜６０ｎｍの範囲であることが好ましい。また、上記範囲内の薄い膜厚の吸収層とした場合に、上述した重ね露光による不具合を防止するために遮光枠部が特に必要となり、当該遮光枠部を設けたことによる不具合を防止するために、上記保護用酸化皮膜が特に必要となる。すなわち、吸収層の膜厚が薄い場合に、上記保護用酸化皮膜を設けることの効果がより顕著となる。

吸収層の材料としては、ＥＵＶ光を吸収可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば、Ｔａ、ＴａＮ、Ｔａを主成分とする材料、Ｃｒ、Ｃｒを主成分としＮ、Ｏ、Ｃから選ばれる少なくとも１つの成分を含有する材料等が用いられる。さらに、ＴａＳｉ、ＴａＳｉＮ、ＴａＧｅ、ＴａＧｅＮ、ＷＮ、ＴｉＮ等も使用可能である。

吸収層の成膜方法としては、例えば、マグネトロンスパッタ法、イオンビームスパッタ法、ＣＶＤ法、蒸着法などが用いられる。

本発明の反射型マスクにおいて、上記吸収層は吸収体転写パターン領域を有する。上記吸収体転写パターン領域は、上記吸収層を部分的に除去することによって吸収体の有無による吸収体転写パターンが形成されている領域であり、この吸収体転写パターン領域のパターンが被転写体に転写される。

上記吸収体転写パターンを形成する方法としては、通常、フォトリソグラフィー法が用いられる。具体的には、多層膜および中間層が形成された基板上に吸収層を形成し、この吸収層上にレジスト層を形成し、レジスト層をパターニングし、レジストパターンをマスクとして吸収層をエッチングし、残存するレジストパターンを除去して、吸収体のパターンを形成する。フォトリソグラフィー法としては、一般的な方法を用いることができる。また、「１．遮光枠部」の項でも述べたように、上記遮光枠部を取り囲む上記多層膜の側面に保護用酸化皮膜を形成する前に上記レジストを除去しても、上記保護用酸化皮膜を形成した後に上記レジストを除去してもよい。

上記パターンを形成する際に用いるレジストは、所望の吸収体転写パターンを形成することができるものであれば特に限定されるものではなく、通常のフォトリソグラフィー法において用いられる光感光型または電子ビーム(ＥＢ)感光型レジスト等の一般的な、ドライエッチングに耐え得るレジストを用いることができる。例えば、ノボラック型、化学増幅型等のレジスト材料を用いることができる。

５．基板
本発明に用いられる基板としては、上述した多層膜、中間層および吸収層を形成することができるものであれば特に限定されるものではなく、一般的に反射型マスクの基板に使用されるものを用いることができ、例えば、ガラス基板や金属基板を使用することができる。中でも、ガラス基板が好ましく用いられる。ガラス基板は、良好な平滑性および平坦度が得られるので、特に反射型マスク用基板として好適である。ガラス基板の材料としては、例えば、石英ガラス、低熱膨張係数を有するアモルファスガラス（例えばＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２系ガラス等）、β石英固溶体を析出した結晶化ガラス等が挙げられる。また、金属基板の材料としては、例えば、シリコン、Ｆｅ−Ｎｉ系のインバー合金等が挙げられる。

基板は、高反射率および転写精度を得るために、平滑性が０．２ｎｍＲｍｓ以下であることが好ましく、また平坦度が５０ｎｍ以下であることが好ましい。なお、平滑性を示す単位Ｒｍｓは、二乗平均平方根粗さであり、原子間力顕微鏡を用いて測定することができる。また、平坦度は、ＴＩＲ(Total Indicated Reading)で示される表面の反り（変形量）を示す値である。この値は、基板表面を元に最小二乗法で定められる平面を焦平面としたとき、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最も低い位置の高低差の絶対値である。また、上記平滑性は１０μｍ角エリアでの平滑性であり、上記平坦度は１４２ｍｍ角エリアでの平坦度である。

また、基板の厚みとしては、例えば６ｍｍ〜７ｍｍ程度とすることができる。

６．導電膜
本発明においては、基板の他方の面、すなわち基板の多層膜、中間層および吸収層が形成されている面の反対面に導電膜が形成されていることが好ましい。このような導電膜は、本発明の反射型マスクを、露光装置の静電チャックに吸着させるために設けられるものである。このような導電膜を有することにより、露光時に反射型マスクを容易、かつ、強固に露光装置に固定することが可能となり、パターン転写精度および製造効率を向上させることができる。

導電膜の材料としては、一般的に反射型マスクの導電膜に用いられるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、導電性を示すＣｒ、ＣｒＮ等の金属または金属化合物が用いられる。
また、導電膜の厚みとしては、例えば３０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度とすることができる。

導電膜の成膜方法としては、スパッタリング法等を挙げることができる。また、導電膜をパターン状に形成する方法としては、非形成部に物理的なマスクを介したスパッタリング法やフォトリソグラフィー法等を用いることができる。

７．用途
本発明の反射型マスクは、ＥＵＶを照射光として用いたリソグラフィ用の反射型マスクとして好ましく用いられる。

Ｂ．反射型マスクの製造方法
次に、本発明の反射型マスクの製造方法について説明する。
本発明の反射型マスクの製造方法は、基板と、上記基板の一方の面に形成された多層膜と、上記多層膜上に形成された中間層と、上記中間層上に形成された吸収層とを有し、上記吸収層は上記吸収層が部分的に除去された吸収体転写パターンが形成された吸収体転写パターン領域を有する反射型マスクの製造方法であって、上記吸収体転写パターン領域の外周の少なくとも一部に、上記多層膜、中間層および吸収層が除去されて上記基板が露出している遮光枠部を形成する遮光枠部形成工程と、上記遮光枠部内の上記多層膜が露出した側面のみに、洗浄薬液による洗浄に対して耐性を有する保護用酸化皮膜を形成する保護用酸化皮膜形成工程と、上記保護用酸化皮膜が形成された反射型マスクを洗浄薬液により洗浄する洗浄工程とを有することを特徴とするものである。

本発明の反射型マスクの製造方法によって反射型マスクを製造することにより、遮光枠部が形成され、かつ、異物の発生が抑制された、高いパターン転写精度を実現することが可能である反射型マスクを得ることができる。

本発明の反射型マスクの製造方法は、上記遮光枠部形成工程と、保護用酸化皮膜形成工程と、洗浄工程とを有するものであれば特に限定されるものではなく、上記３つの工程以外の工程を有していてもよい。本発明の反射型マスクの製造方法は、例えば、多層膜の形成工程、中間層の形成工程、吸収層の形成工程、レジスト塗布工程、レジストパターン描画工程、ドライエッチング工程、中間層の除去工程、導電膜形成工程などを有していてもよい。

なお、上記の各工程については、上記「Ａ．反射型マスク」の項において反射型マスクにおける各構成の形成方法を記載したので、ここでの説明は省略する。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

以下に実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。
［実施例］
通常のＥＵＶマスクプロセスを経て、基板上に多層膜、中間層および吸収層をこの順に積層し、基板の反対側の面に導電膜を形成した。また、上記吸収層を部分的に除去して吸収体転写パターンを形成し、当該パターンが形成されている領域を吸収体転写パターン領域とした。上記吸収体転写パターン領域の外周の上記多層膜、中間層および吸収層をプラズマエッチングにより除去し、基板を露出させて、幅５ｍｍの溝状の遮光枠部を形成した。遮光枠部のプロセスには平行平板型プラズマエッチング装置を用い、エッチング条件はパワー２００Ｗ、圧力２５ｍＴｏｒｒ、塩素ガス５０ｓｃｃｍとした。

さらに、上記プラズマエッチングを行ったチャンバ内で、上記遮光枠部内の上記多層膜が露出した側面に酸素プラズマを照射して強制的に酸化し、保護用酸化皮膜を形成した。保護用酸化皮膜の形成に使用した酸素プラズマ発生条件は、パワー２００Ｗ、圧力５０ｍＴｏｒｒ、酸素ガス２０ｓｃｃｍとした。

上記反射型マスクを重量濃度９０％、液温８０度の温硫酸と過酸化水を用いたＳＰＭ洗浄、およびアンモニア水と過酸化水を用いたＳＣ１洗浄を使用して洗浄を行った。遮光枠部が形成されたことにより露出した多層膜の側面には保護用酸化皮膜が形成されているため、多層膜が温硫酸によって侵食されることはなく、パーティクルの発生もなかった。

上記反射型マスクを用いてパターンの転写を行ったところ、上記吸収層の膜厚が４０ｎｍと薄いにもかかわらず、図３での４重露光部分でのレジスト像に変化は見られず、鮮明な転写パターンを得ることができた。

本発明の反射型マスクの一例を示す模式図である。 従来の反射型マスクの一例を示す概略平面図である。 従来の被転写体の一例を示す概略平面図である。 従来の反射型マスクの一例を示す概略断面図である。

符号の説明

１ … 反射型マスク
２ … 基板
３ … 多層膜
４ … 中間層
５ … 吸収層
５´ … 吸収体
６ … 導電膜
７ … 吸収体転写パターン領域
８ … 遮光枠部
９ … 保護用酸化皮膜

Claims (5)

1. 基板と、前記基板の一方の面に形成された多層膜と、前記多層膜上に形成された中間層と、前記中間層上に形成された吸収層とを有する反射型マスクであって、
   前記吸収層は、前記吸収層が部分的に除去された吸収体転写パターンが形成された吸収体転写パターン領域を有し、
   前記吸収体転写パターン領域の外周の少なくとも一部には、前記多層膜、中間層および吸収層が除去されて前記基板が露出している遮光枠部が形成されており、
   前記遮光枠部内の前記多層膜が露出した側面のみに、洗浄薬液による洗浄に対して耐性を有する保護用酸化皮膜が形成されており、
   前記保護用酸化皮膜が、前記遮光枠部内の前記多層膜が露出した側面を強制的に酸化することにより形成されたものであることを特徴とする反射型マスク。
2. 前記保護用酸化皮膜の膜厚が２ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の反射型マスク。
3. 前記遮光枠部が、前記吸収体転写パターン領域の外周全面に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の反射型マスク。
4. 前記基板の他方の面に導電膜が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の反射型マスク。
5. 基板と、前記基板の一方の面に形成された多層膜と、前記多層膜上に形成された中間層と、前記中間層上に形成された吸収層とを有し、前記吸収層は前記吸収層が部分的に除去された吸収体転写パターンが形成された吸収体転写パターン領域を有する反射型マスクの製造方法であって、
   前記吸収体転写パターン領域の外周の少なくとも一部に、前記多層膜、中間層および吸収層が除去されて前記基板が露出している遮光枠部を形成する遮光枠部形成工程と、
   前記遮光枠部内の前記多層膜が露出した側面を強制的に酸化することにより、前記遮光枠部内の前記多層膜が露出した側面のみに、洗浄薬液による洗浄に対して耐性を有する保護用酸化皮膜を形成する保護用酸化皮膜形成工程と、
   前記保護用酸化皮膜が形成された反射型マスクを洗浄薬液により洗浄する洗浄工程とを有することを特徴とする反射型マスクの製造方法。

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