JP5685951B2 - 反射型マスク、およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、極端紫外光（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ：以後、ＥＵＶと記す）を用いてマスクパターンをウェハ上に転写するためのＥＵＶ露光用の反射型マスクに関し、より詳しくは、露光フィールド境界におけるオーバー露光を防止するための遮光領域を有する反射型マスク、およびその製造方法に関するものである。
半導体デバイスの微細化に伴い、現在、ＡｒＦエキシマレーザを用いた光学式の投影露光装置により、フォトマスクを用いてウェハ上にパターン転写する露光方法が行なわれている。これらの光学式の投影露光装置による露光方法では、いずれ解像限界に達するため、電子線描画装置による直描やインプリントリソグラフィやＥＵＶリソグラフィのような新しいパターン形成方法が提案されている。
これらの新しいリソグラフィ技術の中でも、紫外線露光の短波長化の極限と見なされているＥＵＶ露光は、エキシマレーザよりもさらに短波長である波長１３．５ｎｍ程度のＥＵＶ光を用いて通常１／４程度に縮小して露光する技術であり、半導体デバイス用の次世代リソグラフィ技術として注目されている。ＥＵＶ露光においては、短波長のために屈折光学系が使用できないため、反射光学系が用いられ、マスクとしては反射型マスクが提案されている（特許文献１）。
このＥＵＶ露光用反射型マスク（以降、反射型マスクと記す）は、ＥＵＶ光を反射する多層膜構造の反射層と、この反射層上にＥＵＶ光を吸収する吸収体パターンとを、少なくとも備えたマスクである。
このＥＵＶ露光用反射型マスク（以降、反射型マスクと記す）は、ＥＵＶ光を反射する多層膜構造の反射層と、この反射層上にＥＵＶ光を吸収する吸収体パターンとを、少なくとも備えたマスクである。
上述のような反射型マスクにおいても、従来のフォトマスクと同様に、位相シフト法を用いることでさらに解像度を向上させることができる。例えば、反射層上に形成された吸収体パターンを構成するルテニウム（Ｒｕ）層とタンタル（Ｔａ）層の膜厚を、それぞれ最適化することで、所望の反射率と位相差を両立させたハーフトーン型の位相シフト反射型マスクが提案されている（特許文献２）。
図５は、ハーフトーン型の位相シフト反射型マスクの一例を示す断面図である。図５に示す反射型マスク１００は、少なくとも、基板１１１の主面上に、ＥＵＶ光を反射して第１の反射光を放射する多層膜構造の反射層１１２を有し、その上に、ＥＵＶ光の一部を前記第１の反射光とは位相が反転した第２の反射光として放射するハーフトーン型の吸収層１１５からなる転写パターンが形成された構造となっている。
なお、反射層１１２上には、反射層を保護するキャッピング層やマスクパターン形成時の反射層１１２へのエッチングダメージを防止するためのバッファ層が設けられていてもよい。
なお、反射層１１２上には、反射層を保護するキャッピング層やマスクパターン形成時の反射層１１２へのエッチングダメージを防止するためのバッファ層が設けられていてもよい。
図６は、位相シフト反射型マスクを用いたＥＵＶ露光の概念図である。図６に示すように、ハーフトーン型の位相シフト反射型マスク１００の吸収層１１５からなる転写パターンから露出する反射層１１２に入射したＥＵＶ光１３１Ａは、第１の反射光１３２Ａとしてマスクから放射され、ウェハ１４０上に設けられたレジストに縮小転写パターン１４１を形成する。
一方、ハーフトーン型の吸収層１１５からなる転写パターンに入射したＥＵＶ光１３１Ｂは、その一部は吸収されるが、他の一部は吸収層１１５からなる転写パターンを透過して反射層１１２で反射し、再び吸収層１１５からなる転写パターンを透過して、前記第１の反射光１３２Ａとは位相が反転した第２の反射光１３２Ｂとしてマスクから放射され、フォトマスクと同様な位相シフト効果により、ウェハ１４０上に形成されるパターン１４１の解像性を向上させる。
一方、ハーフトーン型の吸収層１１５からなる転写パターンに入射したＥＵＶ光１３１Ｂは、その一部は吸収されるが、他の一部は吸収層１１５からなる転写パターンを透過して反射層１１２で反射し、再び吸収層１１５からなる転写パターンを透過して、前記第１の反射光１３２Ａとは位相が反転した第２の反射光１３２Ｂとしてマスクから放射され、フォトマスクと同様な位相シフト効果により、ウェハ１４０上に形成されるパターン１４１の解像性を向上させる。
ここで、ＥＵＶ露光では、ＥＵＶ光は反射型マスク１００の主面に対し垂直な方向から数度（例えば、６度）傾いた方向から入射される。
従って、吸収層１１５の膜厚が厚いと、入射するＥＵＶ光１３１Ａ、または反射光１３２Ａが、吸収層１１５からなる転写パターンによって遮られ、吸収層１１５からなる転写パターン自身の影が生じ、ウェハ１４０上に転写されたレジストパターン１４１のエッジ部分がぼけるなどのシャドーイング効果と呼ばれる現象により鮮明な転写パターンが得られなくなる。それゆえ、シャドーイング効果を低減し、鮮明な転写パターンを形成するためには、吸収層１１５の厚さは薄い方がより好ましい。
従って、吸収層１１５の膜厚が厚いと、入射するＥＵＶ光１３１Ａ、または反射光１３２Ａが、吸収層１１５からなる転写パターンによって遮られ、吸収層１１５からなる転写パターン自身の影が生じ、ウェハ１４０上に転写されたレジストパターン１４１のエッジ部分がぼけるなどのシャドーイング効果と呼ばれる現象により鮮明な転写パターンが得られなくなる。それゆえ、シャドーイング効果を低減し、鮮明な転写パターンを形成するためには、吸収層１１５の厚さは薄い方がより好ましい。
しかしながら、吸収層１１５の厚さを薄くした場合、以下のような露光フィールド境界部におけるレジストのオーバー露光の問題が生じる。
ＥＵＶ露光では、フォトマスクのステッパー露光と同様に、反射型マスク１００上のパターン領域を、図６に示すように、反射型マスク１００上に設置されるブレード１２０によって矩形状の露光フィールド１４２に区切り、ステップアンドリピート方式によりウェハ１４０に多面付け露光する。
ここで、上述のように、吸収層１１５の膜厚を薄くした場合には、吸収層１１５からなる転写パターンから放射される第２の反射光１３２Ｂの強度が高まり、ブレード１２０境界近傍に相当する露光フィールド１４２外周の重なり部において、ウェハ１４０上のレジストが多重露光により、オーバー露光されてしまう。
ＥＵＶ露光では、フォトマスクのステッパー露光と同様に、反射型マスク１００上のパターン領域を、図６に示すように、反射型マスク１００上に設置されるブレード１２０によって矩形状の露光フィールド１４２に区切り、ステップアンドリピート方式によりウェハ１４０に多面付け露光する。
ここで、上述のように、吸収層１１５の膜厚を薄くした場合には、吸収層１１５からなる転写パターンから放射される第２の反射光１３２Ｂの強度が高まり、ブレード１２０境界近傍に相当する露光フィールド１４２外周の重なり部において、ウェハ１４０上のレジストが多重露光により、オーバー露光されてしまう。
図７は、ＥＵＶ露光における上記問題の説明図であり、ウェハ１４０上に４つの露光フィールド１４２が転写された状態を例示している。
図７に示すように、ウェハ１４０上の各露光フィールド１４２の境界部１４３では、反射型マスクの吸収体パターンから放射される反射光により、２重あるいは４重に露光が重なり合って多重露光されるために、レジストが不適切に感光してしまう。
例えば、ポジ型レジストを用いた場合、露光フィールド１４２が重なり合う境界部１４３のレジストは多重露光されることになり、この部分にかかるパターンの寸法に悪影響を及ぼし、問題となる。
図７に示すように、ウェハ１４０上の各露光フィールド１４２の境界部１４３では、反射型マスクの吸収体パターンから放射される反射光により、２重あるいは４重に露光が重なり合って多重露光されるために、レジストが不適切に感光してしまう。
例えば、ポジ型レジストを用いた場合、露光フィールド１４２が重なり合う境界部１４３のレジストは多重露光されることになり、この部分にかかるパターンの寸法に悪影響を及ぼし、問題となる。
上記の露光フィールド境界でのオーバー露光の問題を解決するために、図８または図９に示すような転写パターン領域１２０外周の遮光領域１２１に工夫を凝らした反射型マスクが提案されている（特許文献３）。
ここで、上記の転写パターン領域とは、ウェハ等の被転写体に転写される露光フィールドに対応した反射型マスク上のパターン領域のことであり、上記の遮光領域とは、前記転写パターン領域の周囲に設けられたＥＵＶ光の反射を低減させた領域のことであり、前記遮光領域を設けることにより、ウェハ上で隣り合う露光フィールドの境界部におけるレジストのオーバー露光を防止する。
ここで、上記の転写パターン領域とは、ウェハ等の被転写体に転写される露光フィールドに対応した反射型マスク上のパターン領域のことであり、上記の遮光領域とは、前記転写パターン領域の周囲に設けられたＥＵＶ光の反射を低減させた領域のことであり、前記遮光領域を設けることにより、ウェハ上で隣り合う露光フィールドの境界部におけるレジストのオーバー露光を防止する。
特許文献３には、図８または図９に示すように２つの方式が開示されている。
例えば、図８（ａ）に示す反射型マスク１００は、遮光領域１２１の吸収層を２段構造にした吸収体積層方式の反射型マスクであり、第１の吸収層１１５の上に、第２の吸収層１１７からなる遮光枠が設けられている。
なお、図８（ａ）に示すように、第１の吸収層１１５の表面には、反射型マスクの欠陥検査をより精度良く行うために、低反射層１１６が設けられていても良い。また、反射層１１２の表面には、通常、反射層を保護するためのキャッピング層１１３が設けられており、キャッピング層１１３と吸収層１１５の間には、吸収層加工時のエッチングから反射層を保護するためのバッファ層１１４が設けられていても良い。
例えば、図８（ａ）に示す反射型マスク１００は、遮光領域１２１の吸収層を２段構造にした吸収体積層方式の反射型マスクであり、第１の吸収層１１５の上に、第２の吸収層１１７からなる遮光枠が設けられている。
なお、図８（ａ）に示すように、第１の吸収層１１５の表面には、反射型マスクの欠陥検査をより精度良く行うために、低反射層１１６が設けられていても良い。また、反射層１１２の表面には、通常、反射層を保護するためのキャッピング層１１３が設けられており、キャッピング層１１３と吸収層１１５の間には、吸収層加工時のエッチングから反射層を保護するためのバッファ層１１４が設けられていても良い。
一方、図９（ａ）に示す反射型マスク１００は、遮光領域１２１の反射層１１２をエッチング加工で除去した反射層加工方式の反射型マスクである。なお、本方式においても、上述の図８（ａ）に示す例と同様に、吸収層１１５からなる転写パターンの上には、反射型マスクの欠陥検査をより精度良く行うために、低反射層１１６が設けられていても良い。また、反射層１１２の表面には、通常、反射層を保護するためのキャッピング層１１３が設けられており、キャッピング層１１３と吸収層１１５の間には、吸収層加工時のエッチングから反射層を保護するためのバッファ層１１４が設けられていても良い。
ここで、上述の吸収体積層方式（図８）や反射層加工方式（図９）を用いて遮光領域を有する反射型マスクを製造するためには、アライメント描画工程が必要になる。
例えば、図８に示す吸収体積層方式の反射型マスクを製造する場合には、転写パターン領域１２０に対して、所望の位置範囲に第２の吸収層１１７からなる遮光枠を形成するために、例えば、第２の吸収層１１７の上にレジストを塗布し、アライメント描画して所望の位置に遮光枠を形成するためのレジストパターンを形成することが必要になる。
一方、図９に示す反射層加工方式の反射型マスクを製造する場合には、転写パターン領域１２０に対して、所望の位置範囲の反射層１１２をエッチング加工で除去するために、例えば、低反射層１１６の上にレジストを塗布し、アライメント描画して所望の位置の反射層１１２を除去するためのレジストパターンを形成することが必要になる。
上述のアライメント描画においては、例えば、従来のフォトマスク製造に用いられてきたレーザ描画装置を用い、アライメント光をアライメントマークに照射して、アライメントマークからの反射信号を検出することにより、転写パターン領域の位置情報を取得することが望ましい。実績のあるフォトマスク製造に用いられるものと同じ材料や技術を利用できるからである。
ここで、従来のフォトマスクにおいては、図１０（ａ）に示すように、アライメントマークの底面部は、合成石英等の透明な基板１６１で構成されているため、アライメント光１７１は概ね透過し、その反射は僅かであるため、酸化クロム等の低反射層１６３で構成されているアライメントマーク上面部からの反射光との間で、十分なコントラストを得ることができた。
しかしながら、ＥＵＶ露光用の反射型マスクにおいては、図１０（ｂ）に示すように、アライメントマークの底面部は、表面にキャッピング層１１３を有する反射層１１２で構成されているため、アライメント光１７１は概ね反射し、酸化タンタル（ＴａＯ）等の低反射層１１４や窒化タンタル（ＴａＮ）等の吸収層１１５で構成されているアライメントマーク上面部からの反射光との間で、十分なコントラストを得ることは、困難であった。
それゆえ、従来の反射型マスクにおいては、位置精度良く、遮光領域を形成するためのレジストパターンを形成することが困難であった。
それゆえ、従来の反射型マスクにおいては、位置精度良く、遮光領域を形成するためのレジストパターンを形成することが困難であった。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ＥＵＶ露光用の反射型マスクにおいても、上述のようなレーザ描画装置を用いてアライメントマークを検出する際に、十分なコントラストを有する反射信号を得ることができ、それゆえ、位置精度良く、遮光領域を形成するためのレジストパターンを形成することができる反射型マスク、およびその製造方法を提供することである。
本発明者は、種々研究した結果、反射型マスクに形成するアライメントマークを、レーザ描画装置のアライメント光の波長に対し、解像限界以下の微細な線幅および間隔を有するスリット状の構造体で構成して、アライメント光照射における反射信号の強度を小さくすることにより、上記課題を解決できることを見出して本発明を完成したものである。
すなわち、本発明の請求項１に係る発明は、基板と、前記基板の主面上に形成され、ＥＵＶ光を反射して第１の反射光を放射する反射層と、前記反射層の上に形成され、前記ＥＵＶ光の一部を前記第１の反射光とは位相が反転した第２の反射光として放射する吸収体パターンと、前記吸収体パターンによって形成された転写パターン領域の周囲に、前記ＥＵＶ光の反射光の放射を低減するための遮光領域と、前記遮光領域を形成するためのアライメント描画に用いられるアライメントマークを、少なくとも備えたＥＵＶ露光用の反射型マスクであって、前記遮光領域の前記反射層は除去されており、前記遮光領域の外側に前記アライメントマークが形成されており、前記アライメントマークが、前記アライメント描画におけるアライメント光の波長の１／６〜１／４の長さの幅を有する１：１のライン・アンド・スペース・である。
また、本発明の請求項２に係る発明は、基板と、前記基板の主面上に形成され、ＥＵＶ光を反射して第１の反射光を放射する反射層と、前記反射層の上に形成され、前記ＥＵＶ光の一部を前記第１の反射光とは位相が反転した第２の反射光として放射する吸収体パターンと、前記吸収体パターンによって形成された転写パターン領域の周囲に、前記ＥＵＶ光の反射光の放射を低減するための遮光領域と、前記遮光領域を形成するためのアライメント描画に用いられるアライメントマークとを、少なくとも備えたＥＵＶ露光用の反射型マスクの製造方法であって、 前記アライメントマークを、前記アライメント描画におけるアライメント光の波長の１／６〜１／４の長さの幅を有する１：１のライン・アンド・スペース・パターンまたは市松模様の凹凸構造体で構成して、前記遮光領域を形成する位置の外側に形成し、前記アライメント光を、前記アライメントマークに照射して、前記アライメントマークからの反射信号を検出することにより、前記転写パターン領域の位置情報を取得し、前記位置情報に基づいてアライメント描画することにより、所望の位置の前記反射層を除去するためのレジストパターンを形成し、前記レジストパターンから露出する前記反射層をエッチングして、前記遮光領域を形成することを特徴とする反射型マスクの製造方法である。
また、本発明の請求項３に係る発明は、前記アライメント光が、５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長を有するレーザ光であることを特徴とする請求項２に記載の反射型マスクの製造方法である。
本発明によれば、反射型マスクに形成するアライメントマークを、レーザ描画装置のアライメント光の波長に対し、解像限界以下の微細な線幅および間隔を有する凹凸構造体で構成することにより、アライメントマークに照射されたアライメント光の反射強度を、アライメントマークの周囲からの反射強度よりも小さくすることができる。
それゆえ、本発明に係る反射型マスクにおいては、レーザ描画装置を用いて遮光領域を形成するためのレジストパターンをアライメント描画する際に、アライメントマーク検出において、十分なコントラストを有する反射信号を得ることができる。その結果、得られる反射型マスクは、高い位置精度で形成された遮光領域を有する反射型マスクとなる。
それゆえ、本発明に係る反射型マスクにおいては、レーザ描画装置を用いて遮光領域を形成するためのレジストパターンをアライメント描画する際に、アライメントマーク検出において、十分なコントラストを有する反射信号を得ることができる。その結果、得られる反射型マスクは、高い位置精度で形成された遮光領域を有する反射型マスクとなる。
以下、本発明の反射型マスク、およびその製造方法について詳細に説明する。
＜反射型マスク＞
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る反射型マスクの第１の実施形態の例を示す図であり、（ａ）は全体の概略断面図、（ｂ）は（ａ）におけるアライメントマーク領域Ｍ１の概略拡大図である。
図１（ａ）に示すように、反射型マスク１の主面には、転写パターン領域２０と遮光領域２１が形成されている。ここで、転写パターン領域２０は、ウェハ等の被転写体に転写される露光フィールドに対応した反射型マスク１上のパターン領域であり、遮光領域２１は、転写パターン領域２０の周辺に設けられたＥＵＶ光の反射を低減させた領域である。
例えば、外形６インチ角の反射型マスクにおいて、転写パターン領域２０の面積は１００ｍｍ×１３０ｍｍ程度であり、遮光領域２１の幅は概ね３ｍｍ〜２５ｍｍ程度である。
（第１の実施形態）
図１は、本発明に係る反射型マスクの第１の実施形態の例を示す図であり、（ａ）は全体の概略断面図、（ｂ）は（ａ）におけるアライメントマーク領域Ｍ１の概略拡大図である。
図１（ａ）に示すように、反射型マスク１の主面には、転写パターン領域２０と遮光領域２１が形成されている。ここで、転写パターン領域２０は、ウェハ等の被転写体に転写される露光フィールドに対応した反射型マスク１上のパターン領域であり、遮光領域２１は、転写パターン領域２０の周辺に設けられたＥＵＶ光の反射を低減させた領域である。
例えば、外形６インチ角の反射型マスクにおいて、転写パターン領域２０の面積は１００ｍｍ×１３０ｍｍ程度であり、遮光領域２１の幅は概ね３ｍｍ〜２５ｍｍ程度である。
本発明に係る反射型マスク１は、ハーフトーン型の位相シフト反射型マスクであり、第１の吸収層１５からなる転写パターンから露出する反射層１２（表面にはキャッピング層１３を有する）に入射したＥＵＶ光は、第１の反射光として反射型マスクから放射され、一方、第１の吸収層１５からなる転写パターンに入射したＥＵＶ光は、その一部は第１の吸収層１５からなる転写パターンに吸収されるが、他の一部は第１の吸収層１５からなる転写パターンを透過して反射層１２（表面にはキャッピング層１３を有する）で反射し、再び第１の吸収層１５からなる転写パターンを透過して、前記第１の反射光とは位相が反転した第２の反射光として反射型マスクから放射され、フォトマスクと同様な位相シフト効果により、ウェハ上に形成されるレジストパターンの解像性を向上させる。
ここで、本発明に係る反射型マスクの第１の実施形態は、図１（ａ）に示すように、遮光領域２１の吸収層を２段構造にした吸収体積層方式の反射型マスクであり、第１の吸収層１５の上に、第２の吸収層１７からなる遮光枠が設けられている。なお、図１（ａ）に示す例においては、第１の吸収層１５の表面には、欠陥検査をより精度良く行うために、低反射層１６が設けられている。
そして、反射型マスク１の外周近傍には、アライメントマーク領域Ｍ１が形成されている。なお、アライメントマーク領域Ｍ１は、図６におけるブレード１２０で遮蔽される位置に配設されているため、アライメントマークの形状が、ウェハ上のレジストに転写されることはない。
本発明に係る反射型マスクの第１の実施形態のアライメントマークは、図１（ｂ）に示すように、第１の吸収層１５、およびその上の第２の吸収層１７を貫通して所定の大きさに開口した、１：１のライン・アンド・スペース・パターンまたは市松模様の凹凸構造体から構成されており、その凸部の幅、例えば、ライン・アンド・スペース・パターンであれば、そのライン幅は、アライメント描画におけるアライメント光の波長の１／６〜１／４の長さに形成されている。
例えば、上記アライメント光の波長が５３２ｎｍの場合には、上記ライン・アンド・スペース・パターンのライン幅としては、概ね８０ｎｍ〜１４０ｎｍ程度であり、好ましくは、８８ｎｍ〜１３３ｎｍである。
例えば、上記アライメント光の波長が５３２ｎｍの場合には、上記ライン・アンド・スペース・パターンのライン幅としては、概ね８０ｎｍ〜１４０ｎｍ程度であり、好ましくは、８８ｎｍ〜１３３ｎｍである。
また、図１（ｂ）に示す例においては、上記の凹凸構造体の凸部の厚さは、バッファ層１４、第１の吸収層１５、低反射層１６、および第２の吸収層１７を合わせた厚さであり、例えば、９０ｎｍ〜１２０ｎｍである。
ここで、第１の吸収層１５、および第２の吸収層１７は、例えば、ＴａＮを主成分とする材料からなり、低反射層１６はＴａＯを主成分とする材料からなる。また、バッファ層１４は、例えば、ＣｒＮを主成分とする材料からなる。また、キャッピング層１３はＳｉやＲｕを主成分とする材料からなる。なお、キャッピング層１３がＲｕからなる場合には、エッチング停止層としての耐性が十分に確保できるため、バッファ層１４は設けられていなくとも良い。
上述のように、本実施形態のアライメントマークは、転写パターン領域を構成する各層と同じ材料から構成され、第２の吸収層１７も第１の吸収層１５と同じ材料を用いることができるため、転写パターン領域の加工技術を用いることで、本実施形態のアライメントマークを形成することができる。
例えば、図３（ａ）に示す転写パターン形成用の微細なレジストパターン形成と同様にして、アライメントマーク用の微細なレジストパターンを形成することができ、図３（ｂ）に示す転写パターンのエッチングと同様にして、本実施形態のアライメントマークをエッチング形成することができる。
例えば、図３（ａ）に示す転写パターン形成用の微細なレジストパターン形成と同様にして、アライメントマーク用の微細なレジストパターンを形成することができ、図３（ｂ）に示す転写パターンのエッチングと同様にして、本実施形態のアライメントマークをエッチング形成することができる。
そして、上述のような、アライメント光の波長に対し、波長の１／６〜１／４の長さ、すなわち解像限界以下の微細な線幅および間隔を有する凹凸構造体で構成されたアライメントマークに、前記アライメント光を照射した場合には、アライメントマークからの反射光の強度は、アライメントマークの周囲からの反射光の強度よりも十分に小さくなる。
それゆえ、本発明に係る反射型マスクにおいては、レーザ描画装置を用いて遮光領域を形成するためのレジストパターンをアライメント描画する際に、アライメントマーク検出において、十分なコントラストを有する反射信号を得ることができる。その結果、得られる反射型マスクは、高い位置精度で形成された遮光領域を有する反射型マスクとなる。
それゆえ、本発明に係る反射型マスクにおいては、レーザ描画装置を用いて遮光領域を形成するためのレジストパターンをアライメント描画する際に、アライメントマーク検出において、十分なコントラストを有する反射信号を得ることができる。その結果、得られる反射型マスクは、高い位置精度で形成された遮光領域を有する反射型マスクとなる。
（第２の実施形態）
次に、本発明に係る反射型マスクの第２の実施形態について説明する。
図２は、本発明に係る反射型マスクの第２の実施形態の例を示す図であり、（ａ）は全体の概略断面図、（ｂ）は（ａ）におけるアライメントマーク領域Ｍ２の概略拡大図である。
次に、本発明に係る反射型マスクの第２の実施形態について説明する。
図２は、本発明に係る反射型マスクの第２の実施形態の例を示す図であり、（ａ）は全体の概略断面図、（ｂ）は（ａ）におけるアライメントマーク領域Ｍ２の概略拡大図である。
上述の第１の実施形態と同様に、本実施形態の反射型マスク１も、ハーフトーン型の位相シフト反射型マスクであり、吸収層１５からなる転写パターンから露出する反射層１２（表面にはキャッピング層１３を有する）に入射したＥＵＶ光は、第１の反射光として反射型マスクから放射され、一方、吸収層１５からなる転写パターンに入射したＥＵＶ光は、その一部は吸収層１５からなる転写パターンに吸収されるが、他の一部は吸収層１５からなる転写パターンを透過して反射層１２（表面にはキャッピング層１３を有する）で反射し、再び吸収層１５からなる転写パターンを透過して前記第１の反射光とは位相が反転した第２の反射光として反射型マスクから放射され、フォトマスクと同様な位相シフト効果により、ウェハ上に形成されるレジストパターンの解像性を向上させる。
ここで、本発明に係る反射型マスクの第２の実施形態は、図２（ａ）に示すように、遮光領域２１の反射層１２をエッチング加工で除去した反射層加工方式の反射型マスクである。なお、図２（ａ）に示す例においては、吸収層１５の表面には、反射型マスクの欠陥検査をより精度良く行うために、低反射層１６が設けられている。
そして、反射型マスク１の外周近傍には、アライメントマーク領域Ｍ２が形成されている。なお、アライメントマーク領域Ｍ２は、図６におけるブレード１２０で遮蔽される位置に配設されているため、アライメントマークの形状が、ウェハ上のレジストに転写されることはない。
本発明に係る反射型マスクの第２の実施形態のアライメントマークは、図２（ｂ）に示すように、吸収層１５を貫通して所定の大きさに開口した、１：１のライン・アンド・スペース・パターンまたは市松模様の凹凸構造体から構成されており、その凸部の幅、例えば、ライン・アンド・スペース・パターンであれば、そのライン幅は、アライメント描画におけるアライメント光の波長の１／６〜１／４の長さに形成されている。
例えば、上記アライメント光の波長が５３２ｎｍの場合には、上記ライン・アンド・スペース・パターンのライン幅としては、概ね８０ｎｍ〜１４０ｎｍ程度であり、好ましくは、８８ｎｍ〜１３３ｎｍである。
例えば、上記アライメント光の波長が５３２ｎｍの場合には、上記ライン・アンド・スペース・パターンのライン幅としては、概ね８０ｎｍ〜１４０ｎｍ程度であり、好ましくは、８８ｎｍ〜１３３ｎｍである。
また、図２（ｂ）に示す例においては、上記の凹凸構造体の凸部の厚さは、バッファ層１４、吸収層１５、および低反射層１６を合わせた厚さであり、最適な厚みはＥＵＶ波長における材料の光学係数に依存する。例えば、Ｔａ系の材料であれば５０〜７０nmである。
ここで、吸収層１５は、例えば、ＴａＮを主成分とする材料からなり、低反射層１６はＴａＯを主成分とする材料からなる。また、バッファ層１４は、例えば、ＣｒＮを主成分とする材料からなる。また、キャッピング層１３はＳｉやＲｕを主成分とする材料からなる。なお、キャッピング層１３がＲｕからなる場合には、エッチング停止層としての耐性が十分に確保できるため、バッファ層１４は設けられていなくとも良い。
上述のように、本実施形態のアライメントマークは、転写パターン領域を構成する各層と同じ材料から構成されているため、転写パターンの加工技術を用いることにより、本実施形態のアライメントマークを形成することができる。
例えば、図４（ａ）に示す転写パターン形成用の微細なレジストパターン形成と同様にして、アライメントマーク用の微細なレジストパターンを形成することができ、図４（ｂ）に示す転写パターンのエッチングと同様にして、本実施形態のアライメントマークをエッチング形成することができる。
例えば、図４（ａ）に示す転写パターン形成用の微細なレジストパターン形成と同様にして、アライメントマーク用の微細なレジストパターンを形成することができ、図４（ｂ）に示す転写パターンのエッチングと同様にして、本実施形態のアライメントマークをエッチング形成することができる。
そして、上述のような、アライメント光の波長に対し、波長の１／６〜１／４の長さ、すなわち解像限界以下の微細な線幅および間隔を有する凹凸構造体で構成されたアライメントマークに、前記アライメント光を照射した場合には、アライメントマークからの反射光の強度は、アライメントマークの周囲からの反射光の強度よりも十分に小さくなる。
それゆえ、本発明に係る反射型マスクにおいては、レーザ描画装置を用いて遮光領域を形成するためのレジストパターンをアライメント描画する際に、アライメントマーク検出において、十分なコントラストを有する反射信号を得ることができる。その結果、得られる反射型マスクは、高い位置精度で形成された遮光領域を有する反射型マスクとなる。
それゆえ、本発明に係る反射型マスクにおいては、レーザ描画装置を用いて遮光領域を形成するためのレジストパターンをアライメント描画する際に、アライメントマーク検出において、十分なコントラストを有する反射信号を得ることができる。その結果、得られる反射型マスクは、高い位置精度で形成された遮光領域を有する反射型マスクとなる。
次に、本発明に係る反射型マスクを構成する他の要素について説明する。
（基板）
本発明の反射型マスクを構成する基板１１としては、パターン位置精度を高精度に保持するために低熱膨張係数を有し、高反射率および転写精度を得るために平滑性、平坦度が高く、マスク製造工程の洗浄などに用いる洗浄液への耐性に優れたものが好ましく、石英ガラス、ＳｉＯ2−ＴｉＯ2系の低熱膨張ガラス、β石英固溶体を析出した結晶化ガラスなどのガラス基板、さらにはシリコンを用いることもできる。
基板１１は、０．２ｎｍＲｍｓ以下の平滑な表面と、パターン領域で５０ｎｍ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。
（基板）
本発明の反射型マスクを構成する基板１１としては、パターン位置精度を高精度に保持するために低熱膨張係数を有し、高反射率および転写精度を得るために平滑性、平坦度が高く、マスク製造工程の洗浄などに用いる洗浄液への耐性に優れたものが好ましく、石英ガラス、ＳｉＯ2−ＴｉＯ2系の低熱膨張ガラス、β石英固溶体を析出した結晶化ガラスなどのガラス基板、さらにはシリコンを用いることもできる。
基板１１は、０．２ｎｍＲｍｓ以下の平滑な表面と、パターン領域で５０ｎｍ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。
（反射層）
反射層１２は、ＥＵＶ露光に用いられるＥＵＶ光を高い反射率で反射する材料が用いられ、Ｍｏ（モリブデン）層とＳｉ（シリコン）層からなる多層膜が多用されており、例えば、２．８ｎｍ厚のＭｏ層と４．２ｎｍ厚のＳｉ層を各４０層積層した多層膜よりなる反射層が挙げられる。それ以外には、特定の波長域で高い反射率が得られる材料として、Ｒｕ／Ｓｉ、Ｍｏ／Ｂｅ、Ｍｏ化合物／Ｓｉ化合物、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周期多層膜なども用いることができる。ただし、材料によって最適な膜厚は異なる。
Ｍｏ層とＳｉ層からなる多層膜の場合、イオンビームスパッタ法により、まずＳｉターゲットを用いてＳｉ層を成膜し、その後、Ｍｏターゲットを用いてＭｏ層を成膜し、これを１周期として、３０〜６０周期、好ましくは４０周期積層されて、多層膜の反射層が得られる。上記のように、ＥＵＶ光を高い反射率で反射させるために、１３．５ｎｍのＥＵＶ光を入射角６．０度で入射したときの反射層１２の反射率は、通常、６０％以上を示すように設定されている。
反射層１２は、ＥＵＶ露光に用いられるＥＵＶ光を高い反射率で反射する材料が用いられ、Ｍｏ（モリブデン）層とＳｉ（シリコン）層からなる多層膜が多用されており、例えば、２．８ｎｍ厚のＭｏ層と４．２ｎｍ厚のＳｉ層を各４０層積層した多層膜よりなる反射層が挙げられる。それ以外には、特定の波長域で高い反射率が得られる材料として、Ｒｕ／Ｓｉ、Ｍｏ／Ｂｅ、Ｍｏ化合物／Ｓｉ化合物、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周期多層膜なども用いることができる。ただし、材料によって最適な膜厚は異なる。
Ｍｏ層とＳｉ層からなる多層膜の場合、イオンビームスパッタ法により、まずＳｉターゲットを用いてＳｉ層を成膜し、その後、Ｍｏターゲットを用いてＭｏ層を成膜し、これを１周期として、３０〜６０周期、好ましくは４０周期積層されて、多層膜の反射層が得られる。上記のように、ＥＵＶ光を高い反射率で反射させるために、１３．５ｎｍのＥＵＶ光を入射角６．０度で入射したときの反射層１２の反射率は、通常、６０％以上を示すように設定されている。
（キャッピング層）
反射層１２の反射率を高めるには屈折率の大きいＭｏ層を最上層とするのが好ましいが、Ｍｏは大気で酸化され易く、反射率が低下するので、酸化防止やマスク洗浄時における保護のための保護層として、スパッタリング法などによりＳｉやＲｕ（ルテニウム）を成膜し、キャッピング層１３を設けることが行われている。
例えば、キャッピング層１３としてＳｉを用いる場合は、反射層１２の最上層に１１ｎｍの厚さで設けられる。一方、キャッピング層１３としてＲｕを用いる場合は、反射層１２の最上層に２．５ｎｍの厚さで設けられる。
反射層１２の反射率を高めるには屈折率の大きいＭｏ層を最上層とするのが好ましいが、Ｍｏは大気で酸化され易く、反射率が低下するので、酸化防止やマスク洗浄時における保護のための保護層として、スパッタリング法などによりＳｉやＲｕ（ルテニウム）を成膜し、キャッピング層１３を設けることが行われている。
例えば、キャッピング層１３としてＳｉを用いる場合は、反射層１２の最上層に１１ｎｍの厚さで設けられる。一方、キャッピング層１３としてＲｕを用いる場合は、反射層１２の最上層に２．５ｎｍの厚さで設けられる。
（バッファ層）
ＥＵＶ露光に用いられるＥＵＶ光を吸収する吸収層１５をドライエッチングなどの方法でパターンエッチングするときに、下層の反射層１２に損傷を与えるのを防止するために、反射層１２と吸収層１５との間にバッファ層１４を設けてもよい。
バッファ層１４の材料としてはＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｃｒ、ＣｒＮなどが用いられる。ＣｒＮを用いる場合は、ＲＦマグネトロンスパッタ法によりＣｒターゲットを用いてＮ2ガス雰囲気下で、上記の反射層の上にＣｒＮ膜を５ｎｍ〜１５ｎｍ程度の膜厚で成膜するのが好ましい。
ＥＵＶ露光に用いられるＥＵＶ光を吸収する吸収層１５をドライエッチングなどの方法でパターンエッチングするときに、下層の反射層１２に損傷を与えるのを防止するために、反射層１２と吸収層１５との間にバッファ層１４を設けてもよい。
バッファ層１４の材料としてはＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｃｒ、ＣｒＮなどが用いられる。ＣｒＮを用いる場合は、ＲＦマグネトロンスパッタ法によりＣｒターゲットを用いてＮ2ガス雰囲気下で、上記の反射層の上にＣｒＮ膜を５ｎｍ〜１５ｎｍ程度の膜厚で成膜するのが好ましい。
（吸収層）
マスクパターンを形成し、ＥＵＶ光を吸収する吸収層１５の材料としては、Ｔａ、ＴａＮ、ＴａＢ、ＴａＢＮなどの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などが、バッファ層との合計膜厚が５０ｎｍ〜７０ｎｍ程度の範囲で用いられる。
なお、ハーフトーン型の位相シフト反射型マスクの場合には、入射するＥＵＶ光の１％〜２０％を反射光（第２の反射光）として放射し、かつ、前記反射光（第２の反射光）と露出した反射層１２からの反射光（第１の反射光）との位相差が、概ね１７５度〜１８５度となるように、吸収層１３の材料、および膜厚が決定される。
マスクパターンを形成し、ＥＵＶ光を吸収する吸収層１５の材料としては、Ｔａ、ＴａＮ、ＴａＢ、ＴａＢＮなどの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などが、バッファ層との合計膜厚が５０ｎｍ〜７０ｎｍ程度の範囲で用いられる。
なお、ハーフトーン型の位相シフト反射型マスクの場合には、入射するＥＵＶ光の１％〜２０％を反射光（第２の反射光）として放射し、かつ、前記反射光（第２の反射光）と露出した反射層１２からの反射光（第１の反射光）との位相差が、概ね１７５度〜１８５度となるように、吸収層１３の材料、および膜厚が決定される。
（ハードマスク層）
吸収層の上には、吸収層のエッチングマスクとしてハードマスク層を設けても良い。ハードマスク層の材料としては、吸収層のエッチングに耐性をもつものであって、反射型マスクの転写パターンに応じた微細加工に適したものを用いる必要がある。例えば、クロム（Ｃｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニュウム（Ｈｆ）およびその窒化物、酸化物などである。
また、ハードマスク層の材料は、バッファ層と同一の材料であることが好ましい。この場合、吸収層のエッチングの後に、ハードマスク層の除去とバッファ層の除去とを同一工程で除去できる。
ハードマスク層の厚さは、その材料のエッチング耐性や転写パターンのサイズに応じた加工精度にもよるが、例えば５ｎｍ〜１５ｎｍである。
ハードマスク層は、例えば、Ａｒと窒素の混合ガス雰囲気下で、Ｃｒをスパッタ成膜することで、ＣｒＮからなるハードマスク層を設けることができる。
吸収層の上には、吸収層のエッチングマスクとしてハードマスク層を設けても良い。ハードマスク層の材料としては、吸収層のエッチングに耐性をもつものであって、反射型マスクの転写パターンに応じた微細加工に適したものを用いる必要がある。例えば、クロム（Ｃｒ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニュウム（Ｈｆ）およびその窒化物、酸化物などである。
また、ハードマスク層の材料は、バッファ層と同一の材料であることが好ましい。この場合、吸収層のエッチングの後に、ハードマスク層の除去とバッファ層の除去とを同一工程で除去できる。
ハードマスク層の厚さは、その材料のエッチング耐性や転写パターンのサイズに応じた加工精度にもよるが、例えば５ｎｍ〜１５ｎｍである。
ハードマスク層は、例えば、Ａｒと窒素の混合ガス雰囲気下で、Ｃｒをスパッタ成膜することで、ＣｒＮからなるハードマスク層を設けることができる。
（導電層）
基板１１の主面上に設けられた反射層１２と相対する他方の面（裏面側）の上には、導電層が形成されていてもよい。この導電層は、反射型マスクの裏面を静電吸着するために、設けられるものである。この導電層は、導電性を示す金属や金属窒化物などの薄膜であって、例えば、クロム（Ｃｒ）や窒化クロム（ＣｒＮ）などを厚さ２０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度に成膜して用いられる。
基板１１の主面上に設けられた反射層１２と相対する他方の面（裏面側）の上には、導電層が形成されていてもよい。この導電層は、反射型マスクの裏面を静電吸着するために、設けられるものである。この導電層は、導電性を示す金属や金属窒化物などの薄膜であって、例えば、クロム（Ｃｒ）や窒化クロム（ＣｒＮ）などを厚さ２０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度に成膜して用いられる。
＜反射型マスクの製造方法＞
次に、本発明に係る反射型マスクの製造方法について説明する。
（第１の実施形態）
図３は、図１に示す本発明に係る第１の実施形態の反射型マスクの製造方法の例を示す模式的工程図である。なお、煩雑になることを避けるため、図３においては、キャッピング層１３、およびバッファ層１４の記載は省略している。
次に、本発明に係る反射型マスクの製造方法について説明する。
（第１の実施形態）
図３は、図１に示す本発明に係る第１の実施形態の反射型マスクの製造方法の例を示す模式的工程図である。なお、煩雑になることを避けるため、図３においては、キャッピング層１３、およびバッファ層１４の記載は省略している。
図１に示すような、吸収体積層方式の反射型マスクを製造する場合には、まず、図３（ａ）に示すように、基板１１の上に反射層１２、第１の吸収層１５、低反射層１６、第２の吸収層１７を順次形成し、その上に転写パターンと、アライメントマークを形成するためのレジストパターン５０を形成する。
なお、上記のアライメントマークを形成するためのレジストパターンは、アライメント描画におけるアライメント光の波長の１／６〜１／４の長さの幅を有する１：１のライン・アンド・スペース・パターンまたは市松模様の凹凸構造体とする。
例えば、上記アライメント光の波長が５３２ｎｍの場合には、上記凹凸構造体の凸部の幅（凹凸構造体がライン・アンド・スペース・パターンであれば、そのライン幅）は、概ね８０ｎｍ〜１４０ｎｍ程度であり、好ましくは、８８ｎｍ〜１３３ｎｍである。
例えば、上記アライメント光の波長が５３２ｎｍの場合には、上記凹凸構造体の凸部の幅（凹凸構造体がライン・アンド・スペース・パターンであれば、そのライン幅）は、概ね８０ｎｍ〜１４０ｎｍ程度であり、好ましくは、８８ｎｍ〜１３３ｎｍである。
次に、第２の吸収層１７、低反射層１６、および第１の吸収層１５を順次エッチングし（図３（ｂ））、その後、上述のレジストパターン５０を除去する（図３（ｃ））。
上述の工程により、マスク外周部には、第１の吸収層１５の上に低反射層１６を介して第２の吸収層１７が積層された構成からなる本発明に係るアライメントマークが形成され、マスク中央部の転写パターン領域には、第１の吸収層１５および低反射層１６からなる転写パターンの上にパターン状に加工された第２吸収層からなるパターンが積層された構造体が形成される。
上述の工程により、マスク外周部には、第１の吸収層１５の上に低反射層１６を介して第２の吸収層１７が積層された構成からなる本発明に係るアライメントマークが形成され、マスク中央部の転写パターン領域には、第１の吸収層１５および低反射層１６からなる転写パターンの上にパターン状に加工された第２吸収層からなるパターンが積層された構造体が形成される。
次に、第２の吸収層１７の上から全面にレジストを塗布し、上述の工程により形成したアライメントマークを用いたアライメント描画により、所望の位置に遮光枠を形成するためのレジストパターン５１を形成する（図３（ｄ））。
ここで、上述のアライメント描画においては、まず、レーザ描画装置のアライメント光を、前記アライメントマークに照射して、前記アライメントマークからの反射信号を検出することにより、前記転写パターン領域の位置情報を取得する。
そして、前記位置情報に基づいてアライメント描画することにより、所望の位置に前記遮光枠を形成するためのレジストパターン５１を形成することができる。
そして、前記位置情報に基づいてアライメント描画することにより、所望の位置に前記遮光枠を形成するためのレジストパターン５１を形成することができる。
次いで、上記レジストパターン５１から露出する第２の吸収層１７をエッチングし（図３（ｅ））、上述のレジストパターン５１を除去して、遮光枠として所望の位置に吸収体が積層された反射型マスク１を得る（図３（ｆ））。
本発明によれば、反射型マスクに形成するアライメントマークを、レーザ描画装置のアライメント光の波長に対し、波長の１／６〜１／４の長さ、すなわち解像限界以下の微細な線幅および間隔を有する凹凸構造体で構成することにより、アライメントマークに照射されたアライメント光の反射強度を、アライメントマークの周囲からの反射強度よりも小さくすることができる。
それゆえ、本発明に係る反射型マスクにおいては、レーザ描画装置を用いて遮光領域を形成するためのレジストパターンをアライメント描画する際に、アライメントマーク検出において、十分なコントラストを有する反射信号を得ることができる。その結果、得られる反射型マスクは、高い位置精度で形成された遮光領域を有する反射型マスクとなる。
それゆえ、本発明に係る反射型マスクにおいては、レーザ描画装置を用いて遮光領域を形成するためのレジストパターンをアライメント描画する際に、アライメントマーク検出において、十分なコントラストを有する反射信号を得ることができる。その結果、得られる反射型マスクは、高い位置精度で形成された遮光領域を有する反射型マスクとなる。
（第２の実施形態）
次に、本発明に係る第２の実施形態の反射型マスクの製造方法について説明する。
図４は、図２に示す本発明に係る第２の実施形態の反射型マスクの製造方法の例を示す模式的工程図である。なお、煩雑になることを避けるため、図４においても、キャッピング層１３、およびバッファ層１４の記載は省略している。
次に、本発明に係る第２の実施形態の反射型マスクの製造方法について説明する。
図４は、図２に示す本発明に係る第２の実施形態の反射型マスクの製造方法の例を示す模式的工程図である。なお、煩雑になることを避けるため、図４においても、キャッピング層１３、およびバッファ層１４の記載は省略している。
図２に示すような、反射層加工方式の反射型マスクを製造する場合には、まず、図４（ａ）に示すように、基板１１の上に反射層１２、吸収層１５、低反射層１６を順次形成し、その上に転写パターンと、アライメントマークを形成するためのレジストパターン５０を形成する。
なお、上記のアライメントマークを形成するためのレジストパターンは、アライメント描画におけるアライメント光の波長の１／６〜１／４の長さの幅を有する１：１のライン・アンド・スペース・パターンまたは市松模様の凹凸構造体とする。
例えば、上記アライメント光の波長が５３２ｎｍの場合には、上記凹凸構造体の凸部の幅（凹凸構造体がライン・アンド・スペース・パターンであれば、そのライン幅）は、概ね８０ｎｍ〜１４０ｎｍ程度であり、好ましくは、８８ｎｍ〜１３３ｎｍである。
例えば、上記アライメント光の波長が５３２ｎｍの場合には、上記凹凸構造体の凸部の幅（凹凸構造体がライン・アンド・スペース・パターンであれば、そのライン幅）は、概ね８０ｎｍ〜１４０ｎｍ程度であり、好ましくは、８８ｎｍ〜１３３ｎｍである。
次に、低反射層１６、および吸収層１５を順次エッチングし（図４（ｂ））、その後、上述のレジストパターン５０を除去する（図４（ｃ））。
上述の工程により、マスク外周部には、吸収層１５の上に低反射層１６が設けられた構成からなる本発明に係るアライメントマークが形成され、マスク中央部の転写パターン領域には、吸収層１５および低反射層１６からなる転写パターンが形成される。
上述の工程により、マスク外周部には、吸収層１５の上に低反射層１６が設けられた構成からなる本発明に係るアライメントマークが形成され、マスク中央部の転写パターン領域には、吸収層１５および低反射層１６からなる転写パターンが形成される。
次に、低反射層１６の上から全面にレジストを塗布し、上述の工程により形成したアライメントマークを用いたアライメント描画により、所望の位置の反射層１２を除去するためのレジストパターン５１を形成する（図４（ｄ））。
ここで、上述のアライメント描画においては、まず、レーザ描画装置のアライメント光を、前記アライメントマークに照射して、前記アライメントマークからの反射信号を検出することにより、前記転写パターン領域の位置情報を取得する。
そして、前記位置情報に基づいてアライメント描画することにより、所望の位置の反射層１２を除去するためのレジストパターン５１を形成することができる。
そして、前記位置情報に基づいてアライメント描画することにより、所望の位置の反射層１２を除去するためのレジストパターン５１を形成することができる。
次いで、上記レジストパターン５１から露出する低反射層１６、吸収層１５、および反射層１２を順次エッチングし（図４（ｅ））、上述のレジストパターン５１を除去して、遮光領域として所望の位置の反射層が除去された反射型マスク１を得る（図４（ｆ））。
本発明によれば、反射型マスクに形成するアライメントマークを、レーザ描画装置のアライメント光の波長に対し、波長の１／６〜１／４の長さ、すなわち解像限界以下の微細な線幅および間隔を有する凹凸構造体で構成することにより、アライメントマークに照射されたアライメント光の反射強度を、アライメントマークの周囲からの反射強度よりも小さくすることができる。
それゆえ、本発明に係る反射型マスクにおいては、レーザ描画装置を用いて遮光領域を形成するためのレジストパターンをアライメント描画する際に、アライメントマーク検出において、十分なコントラストを有する反射信号を得ることができる。その結果、得られる反射型マスクは、高い位置精度で形成された遮光領域を有する反射型マスクとなる。
それゆえ、本発明に係る反射型マスクにおいては、レーザ描画装置を用いて遮光領域を形成するためのレジストパターンをアライメント描画する際に、アライメントマーク検出において、十分なコントラストを有する反射信号を得ることができる。その結果、得られる反射型マスクは、高い位置精度で形成された遮光領域を有する反射型マスクとなる。
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、実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。
以下、実施例を用いて、本発明をさらに具体的に説明する。
（実施例１）
基板１１として、光学研磨された大きさ６インチ角（厚さ０．２５インチ）の合成石英基板を用い、その一方の主面（表面）上に、イオンビームスパッタ法により、Ｓｉターゲットを用いてＳｉ膜を４．２ｎｍ成膜し、続いてＭｏターゲットを用いてＭｏ膜を２．８ｎｍ成膜し、これを１周期として４０周期積層してＭｏとＳｉの多層膜よりなる反射層１２を形成した後、最表面のＭｏ膜の上にＳｉ膜を１１ｎｍ成膜してキャッピング層１３を形成した。
基板１１として、光学研磨された大きさ６インチ角（厚さ０．２５インチ）の合成石英基板を用い、その一方の主面（表面）上に、イオンビームスパッタ法により、Ｓｉターゲットを用いてＳｉ膜を４．２ｎｍ成膜し、続いてＭｏターゲットを用いてＭｏ膜を２．８ｎｍ成膜し、これを１周期として４０周期積層してＭｏとＳｉの多層膜よりなる反射層１２を形成した後、最表面のＭｏ膜の上にＳｉ膜を１１ｎｍ成膜してキャッピング層１３を形成した。
次に、ＲＦマグネトロンスパッタ法によりＣｒターゲットを用いてＮ2雰囲気下で、上記のキャッピング層１３の上に、バッファ層１４としてＣｒＮ膜を１０ｎｍの厚さに成膜した。
次に、上記のＣｒＮ膜上に、ハーフトーン型の第１の吸収層１５として、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、Ｔａターゲットを用いて、Ａｒと窒素の混合ガス雰囲気下で、ＴａＮ膜を３５ｎｍの厚さで形成し、次いで、上記のＴａＮ膜上に、低反射層１６として、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、Ｔａターゲットを用いて、Ａｒと酸素の混合ガス雰囲気下で、ＴａＯ膜を１５ｎｍの厚さで形成し、さらに、上記のＴａＯ膜上に、第２の吸収層１７として、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、Ｔａターゲットを用いて、Ａｒと窒素の混合ガス雰囲気下で、ＴａＮ膜を４０ｎｍの厚さで形成した。
次に、上記の第２の吸収層１７を形成するＴａＮ膜の上に、電子線レジストを塗布し、電子線描画装置を用いて、転写パターンとアライメントマークを形成するためのレジストパターン５０を形成した。ここで、アライメントマークを形成するためのレジストパターンは、１００ｎｍのライン幅を有する１：１のライン・アンド・スペース・パターンとした。
次いで、前記レジストパターン５０の開口から露出する第２の吸収層１７を形成するＴａＮ膜をＣｌ2ガスでドライエッチングし、低反射層１６を形成するＴａＯ膜をＣＦ4ガスでドライエッチングし、さらに第１の吸収層１５を形成するＴａＮ膜をＣｌ2ガスでドライエッチングして、バッファ層１４を形成するＣｒＮ膜を露出させ、その後、レジストパターン５０を除去した。
次に、第２の吸収層１７を形成するＴａＮ膜の上から、ｉ線レジスト（東京応化工業製、ＴＨＭＲ−ｉＰ３５００）を全面に塗布し、レーザ描画装置（アプライド マテリアルズ社製、ＡＬＴＡ−３０００）を用いたアライメント描画により、遮光枠を形成するためのレジストパターン５１を形成した。
ここで、上述の工程により形成したアライメントマークに、レーザ描画装置の波長５３２ｎｍのアライメント光を照射して反射信号を検出するアライメントマーク検出においては、十分なコントラストを有する反射信号を得ることができた。
ここで、上述の工程により形成したアライメントマークに、レーザ描画装置の波長５３２ｎｍのアライメント光を照射して反射信号を検出するアライメントマーク検出においては、十分なコントラストを有する反射信号を得ることができた。
次いで、上記レジストパターン５１から露出する第２の吸収層１７を形成するＴａＮ膜をＣｌ2ガスでドライエッチングして、低反射層１６を形成するＴａＯ膜を露出させ、その後、上述のレジストパターン５１を除去した。
最後に、転写パターンから露出するバッファ層１４のＣｒＮ膜をＣｌ2と酸素との混合ガスでドライエッチングしてキャッピング層１３を露出させ、遮光枠として所望の位置に第２の吸収層が積層された反射型マスク１を得た。
（実施例２）
基板１１として、光学研磨された大きさ６インチ角（厚さ０．２５インチ）の合成石英基板を用い、その一方の主面（表面）上に、イオンビームスパッタ法により、Ｓｉターゲットを用いてＳｉ膜を４．２ｎｍ成膜し、続いてＭｏターゲットを用いてＭｏ膜を２．８ｎｍ成膜し、これを１周期として４０周期積層してＭｏとＳｉの多層膜よりなる反射層１２を形成した後、最表面のＭｏ膜の上にＲｕ膜を２．５ｎｍ成膜してキャッピング層１３を形成した。
基板１１として、光学研磨された大きさ６インチ角（厚さ０．２５インチ）の合成石英基板を用い、その一方の主面（表面）上に、イオンビームスパッタ法により、Ｓｉターゲットを用いてＳｉ膜を４．２ｎｍ成膜し、続いてＭｏターゲットを用いてＭｏ膜を２．８ｎｍ成膜し、これを１周期として４０周期積層してＭｏとＳｉの多層膜よりなる反射層１２を形成した後、最表面のＭｏ膜の上にＲｕ膜を２．５ｎｍ成膜してキャッピング層１３を形成した。
次に、上記のＲｕ膜上に、ハーフトーン型の第１の吸収層１５として、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、Ｔａターゲットを用いて、Ａｒと窒素の混合ガス雰囲気下で、ＴａＮ膜を５０ｎｍの厚さで形成し、次いで、上記のＴａＮ膜上に、低反射層１６として、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、Ｔａターゲットを用いて、Ａｒと酸素の混合ガス雰囲気下で、ＴａＯ膜を１５ｎｍの厚さで形成し、さらに、上記のＴａＯ膜上に、第２の吸収層１７として、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、Ｔａターゲットを用いて、Ａｒと窒素の混合ガス雰囲気下で、ＴａＮ膜を４０ｎｍの厚さで形成した。
次に、上記の第２の吸収層１７を形成するＴａＮ膜の上に、電子線レジストを塗布し、電子線描画装置を用いて、転写パターンとアライメントマークを形成するためのレジストパターン５０を形成した。ここで、アライメントマークを形成するためのレジストパターンは、１００ｎｍのライン幅を有する１：１のライン・アンド・スペース・パターンとした。
次いで、前記レジストパターン５０の開口から露出する第２の吸収層１７を形成するＴａＮ膜をＣｌ2ガスでドライエッチングし、低反射層１６を形成するＴａＯ膜をＣＦ4ガスでドライエッチングし、さらに第１の吸収層１５を形成するＴａＮ膜をＣｌ2ガスでドライエッチングして、キャッピング層１３を形成するＲｕ膜を露出させ、その後、レジストパターン５０を除去した。
次に、第２の吸収層１７を形成するＴａＮ膜の上から、ｉ線レジスト（東京応化工業製、ＴＨＭＲ−ｉＰ３５００）を全面に塗布し、レーザ描画装置（アプライド マテリアルズ社製、ＡＬＴＡ−３０００）を用いたアライメント描画により、遮光枠を形成するためのレジストパターン５１を形成した。
ここで、上述の工程により形成したアライメントマークに、レーザ描画装置の波長５３２ｎｍのアライメント光を照射して反射信号を検出するアライメントマーク検出においては、十分なコントラストを有する反射信号を得ることができた。
ここで、上述の工程により形成したアライメントマークに、レーザ描画装置の波長５３２ｎｍのアライメント光を照射して反射信号を検出するアライメントマーク検出においては、十分なコントラストを有する反射信号を得ることができた。
次いで、上記レジストパターン５１から露出する第２の吸収層１７を形成するＴａＮ膜をＣｌ2ガスでドライエッチングして、低反射層１６を形成するＴａＯ膜を露出させ、その後、上述のレジストパターン５１を除去し、遮光枠として所望の位置に第２の吸収層が積層された反射型マスク１を得た。
（実施例３）
基板１１として、光学研磨された大きさ６インチ角（厚さ０．２５インチ）の合成石英基板を用い、その一方の主面（表面）上に、イオンビームスパッタ法により、Ｓｉターゲットを用いてＳｉ膜を４．２ｎｍ成膜し、続いてＭｏターゲットを用いてＭｏ膜を２．８ｎｍ成膜し、これを１周期として４０周期積層してＭｏとＳｉの多層膜よりなる反射層１２を形成した後、最表面のＭｏ膜の上にＳｉ膜を１１ｎｍ成膜してキャッピング層１３を形成した。
基板１１として、光学研磨された大きさ６インチ角（厚さ０．２５インチ）の合成石英基板を用い、その一方の主面（表面）上に、イオンビームスパッタ法により、Ｓｉターゲットを用いてＳｉ膜を４．２ｎｍ成膜し、続いてＭｏターゲットを用いてＭｏ膜を２．８ｎｍ成膜し、これを１周期として４０周期積層してＭｏとＳｉの多層膜よりなる反射層１２を形成した後、最表面のＭｏ膜の上にＳｉ膜を１１ｎｍ成膜してキャッピング層１３を形成した。
次に、ＲＦマグネトロンスパッタ法によりＣｒターゲットを用いてＮ2雰囲気下で、上記のキャッピング層１３の上に、バッファ層１４としてＣｒＮ膜を１０ｎｍの厚さに成膜した。
次に、上記のＣｒＮ膜上に、ハーフトーン型の吸収層１５として、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、Ｔａターゲットを用いて、Ａｒと窒素の混合ガス雰囲気下で、ＴａＮ膜を３５ｎｍの厚さで形成し、次いで、上記のＴａＮ膜上に、低反射層１６として、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、Ｔａターゲットを用いて、Ａｒと酸素の混合ガス雰囲気下で、ＴａＯ膜を１５ｎｍの厚さで形成した。
次に、上記の低反射層１６を形成するＴａＯ膜の上に、電子線レジストを塗布し、電子線描画装置を用いて、転写パターンとアライメントマークを形成するためのレジストパターン５０を形成した。ここで、アライメントマークを形成するためのレジストパターンは、１００ｎｍのライン幅を有する１：１のライン・アンド・スペース・パターンとした。
次いで、前記レジストパターン５０の開口から露出する低反射層１６を形成するＴａＯ膜をＣＦ4ガスでドライエッチングし、さらに吸収層１５を形成するＴａＮ膜をＣｌ2ガスでドライエッチングして、バッファ層１４を形成するＣｒＮ膜を露出させ、その後、レジストパターン５０を除去した。
次に、低反射層１６を形成するＴａＯ膜の上から、ｉ線レジスト（東京応化工業製、ＴＨＭＲ−ｉＰ３５００）を全面に塗布し、レーザ描画装置（アプライド マテリアルズ社製、ＡＬＴＡ−３０００）を用いたアライメント描画により、遮光領域として反射層１２の一部を除去するためのレジストパターン５１を形成した。
ここで、上述の工程により形成したアライメントマークに、レーザ描画装置の波長５３２ｎｍのアライメント光を照射して反射信号を検出するアライメントマーク検出においては、十分なコントラストを有する反射信号を得ることができた。
ここで、上述の工程により形成したアライメントマークに、レーザ描画装置の波長５３２ｎｍのアライメント光を照射して反射信号を検出するアライメントマーク検出においては、十分なコントラストを有する反射信号を得ることができた。
次に、上記レジストパターン５１から露出する低反射層１６を形成するＴａＯ膜をＣＦ4ガスでドライエッチングし、次いで、吸収層１５を形成するＴａＮ膜をＣｌ2ガスでドライエッチングし、続いて、バッファ層１４を形成するＣｒＮ膜をＣｌ2と酸素との混合ガスでドライエッチングし、さらに、キャッピング層１３および反射層１２をＣＦ4ガスでドライエッチングして、基板１１の表面を露出させ、その後、上述のレジストパターン５１を除去した。
最後に、転写パターンから露出するバッファ層１４のＣｒＮ膜をＣｌ2と酸素との混合ガスでドライエッチングしてキャッピング層１３を露出させ、遮光領域として所望の位置の反射層が除去された反射型マスク１を得た。
（実施例４）
基板１１として、光学研磨された大きさ６インチ角（厚さ０．２５インチ）の合成石英基板を用い、その一方の主面（表面）上に、イオンビームスパッタ法により、Ｓｉターゲットを用いてＳｉ膜を４．２ｎｍ成膜し、続いてＭｏターゲットを用いてＭｏ膜を２．８ｎｍ成膜し、これを１周期として４０周期積層してＭｏとＳｉの多層膜よりなる反射層１２を形成した後、最表面のＭｏ膜の上にＲｕ膜を２．５ｎｍ成膜してキャッピング層１３を形成した。
基板１１として、光学研磨された大きさ６インチ角（厚さ０．２５インチ）の合成石英基板を用い、その一方の主面（表面）上に、イオンビームスパッタ法により、Ｓｉターゲットを用いてＳｉ膜を４．２ｎｍ成膜し、続いてＭｏターゲットを用いてＭｏ膜を２．８ｎｍ成膜し、これを１周期として４０周期積層してＭｏとＳｉの多層膜よりなる反射層１２を形成した後、最表面のＭｏ膜の上にＲｕ膜を２．５ｎｍ成膜してキャッピング層１３を形成した。
次に、上記のＲｕ膜上に、ハーフトーン型の吸収層１５として、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、Ｔａターゲットを用いて、Ａｒと窒素の混合ガス雰囲気下で、ＴａＮ膜を５０ｎｍの厚さで形成し、次いで、上記のＴａＮ膜上に、低反射層１６として、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、Ｔａターゲットを用いて、Ａｒと酸素の混合ガス雰囲気下で、ＴａＯ膜を１５ｎｍの厚さで形成した。
次に、上記の低反射層１６を形成するＴａＯ膜の上に、電子線レジストを塗布し、電子線描画装置を用いて、転写パターンとアライメントマークを形成するためのレジストパターン５０を形成した。ここで、アライメントマークを形成するためのレジストパターンは、１００ｎｍのライン幅を有する１：１のライン・アンド・スペース・パターンとした。
次いで、前記レジストパターン５０の開口から露出する低反射層１６を形成するＴａＯ膜をＣＦ4ガスでドライエッチングし、さらに吸収層１５を形成するＴａＮ膜をＣｌ2ガスでドライエッチングして、キャッピング層１３を形成するＲｕ膜を露出させ、その後、レジストパターン５０を除去した。
次に、低反射層１６を形成するＴａＯ膜の上から、ｉ線レジスト（東京応化工業製、ＴＨＭＲ−ｉＰ３５００）を全面に塗布し、レーザ描画装置（アプライド マテリアルズ社製、ＡＬＴＡ−３０００）を用いたアライメント描画により、遮光領域として反射層１２の一部を除去するためのレジストパターン５１を形成した。
ここで、上述の工程により形成したアライメントマークに、レーザ描画装置の波長５３２ｎｍのアライメント光を照射して反射信号を検出するアライメントマーク検出においては、十分なコントラストを有する反射信号を得ることができた。
ここで、上述の工程により形成したアライメントマークに、レーザ描画装置の波長５３２ｎｍのアライメント光を照射して反射信号を検出するアライメントマーク検出においては、十分なコントラストを有する反射信号を得ることができた。
次に、上記レジストパターン５１から露出する低反射層１６を形成するＴａＯ膜をＣＦ4ガスでドライエッチングし、次いで、吸収層１５を形成するＴａＮ膜をＣｌ2ガスでドライエッチングし、続いて、キャッピング層１３を形成するＲｕ膜および反射層１２をＣＦ4ガスでドライエッチングして、基板１１の表面を露出させ、その後、上述のレジストパターン５１を除去し、遮光領域として所望の位置の反射層が除去された反射型マスク１を得た。
１ 反射型マスク
１１ 基板
１２ 反射層
１３ キャッピング層
１４ バッファ層
１５、１７ 吸収層
１６ 低反射層
２０ 転写パターン領域
２１ 遮光領域
５０、５１ レジストパターン
１００ 反射型マスク
１１１ 基板
１１２ 反射層
１１３ キャッピング層
１１４ バッファ層
１１５、１１７ 吸収層
１１６ 低反射層
１２０ 転写パターン領域
１２１ 遮光領域
１３１Ａ、１３１Ｂ ＥＵＶ光
１３２Ａ、１３２Ｂ 反射光
１２０ ブレード
１４０ ウェハ
１４１ パターン
１４２ 露光フィールド
１４３ 境界部
１６０ フォトマスク
１６１ 基板
１６２ 遮光層
１６３ 低反射層
１７１ アライメント光
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ１０１、Ｍ１０２ アライメントマーク領域
１１ 基板
１２ 反射層
１３ キャッピング層
１４ バッファ層
１５、１７ 吸収層
１６ 低反射層
２０ 転写パターン領域
２１ 遮光領域
５０、５１ レジストパターン
１００ 反射型マスク
１１１ 基板
１１２ 反射層
１１３ キャッピング層
１１４ バッファ層
１１５、１１７ 吸収層
１１６ 低反射層
１２０ 転写パターン領域
１２１ 遮光領域
１３１Ａ、１３１Ｂ ＥＵＶ光
１３２Ａ、１３２Ｂ 反射光
１２０ ブレード
１４０ ウェハ
１４１ パターン
１４２ 露光フィールド
１４３ 境界部
１６０ フォトマスク
１６１ 基板
１６２ 遮光層
１６３ 低反射層
１７１ アライメント光
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ１０１、Ｍ１０２ アライメントマーク領域
Claims (3)
- 基板と、前記基板の主面上に形成され、ＥＵＶ光を反射して第１の反射光を放射する反射層と、前記反射層の上に形成され、前記ＥＵＶ光の一部を前記第１の反射光とは位相が反転した第２の反射光として放射する吸収体パターンと、
前記吸収体パターンによって形成された転写パターン領域の周囲に、前記ＥＵＶ光の反射光の放射を低減するための遮光領域と、
前記遮光領域を形成するためのアライメント描画に用いられるアライメントマークを、少なくとも備えたＥＵＶ露光用の反射型マスクであって、
前記遮光領域の前記反射層は除去されており、
前記遮光領域の外側に前記アライメントマークが形成されており、
前記アライメントマークが、
前記アライメント描画におけるアライメント光の波長の１／６〜１／４の長さの幅を有する１：１のライン・アンド・スペース・パターンまたは市松模様の凹凸構造体から構成されていることを特徴とする反射型マスク。 - 基板と、前記基板の主面上に形成され、ＥＵＶ光を反射して第１の反射光を放射する反射層と、前記反射層の上に形成され、前記ＥＵＶ光の一部を前記第１の反射光とは位相が反転した第２の反射光として放射する吸収体パターンと、前記吸収体パターンによって形成された転写パターン領域の周囲に、前記ＥＵＶ光の反射光の放射を低減するための遮光領域と、前記遮光領域を形成するためのアライメント描画に用いられるアライメントマークとを、少なくとも備えたＥＵＶ露光用の反射型マスクの製造方法であって、
前記アライメントマークを、前記アライメント描画におけるアライメント光の波長の１／６〜１／４の長さの幅を有する１：１のライン・アンド・スペース・パターンまたは市松模様の凹凸構造体で構成して、前記遮光領域を形成する位置の外側に形成し、
前記アライメント光を、前記アライメントマークに照射して、前記アライメントマークからの反射信号を検出することにより、前記転写パターン領域の位置情報を取得し、
前記位置情報に基づいてアライメント描画することにより、所望の位置の前記反射層を除去するためのレジストパターンを形成し、
前記レジストパターンから露出する前記反射層をエッチングして、前記遮光領域を形成することを特徴とする反射型マスクの製造方法。 - 前記アライメント光が、５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長を有するレーザ光であることを特徴とする請求項２に記載の反射型マスクの製造方法。
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