JP5786084B2 - マスクブランク、転写用マスク、転写用マスクの製造方法、及び半導体デバイスの製造方法 - Google Patents

マスクブランク、転写用マスク、転写用マスクの製造方法、及び半導体デバイスの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、マスクブランク、転写用マスク、転写用マスクの製造方法、及び半導体デバイスの製造方法に関する。特に、荷電粒子照射による欠陥修正技術を好適に適用できるとともに、電磁界（EMF: ElectroMagnetics Field）効果に起因するバイアスを小さくすることのできるマスクブランク、転写用マスク、転写用マスクの製造方法、及び半導体デバイスの製造方法に関する。
一般に、半導体装置の製造工程では、フォトリソグラフィ法を用いて微細パターンの形成が行われている。この微細パターンの形成には、通常何枚もの転写用マスク（フォトマスク）と呼ばれている基板が使用される。この転写用マスクは、一般に透光性のガラス基板上に、金属薄膜等からなる微細パターンを設けたものであり、この転写用マスクの製造においてもフォトリソグラフィ法が用いられている。
フォトリソグラフィ法による転写用マスクの製造には、ガラス基板等の透光性基板上に転写パターン（マスクパターン）を形成するための薄膜（例えば遮光膜など）を有するマスクブランクが用いられる。このマスクブランクを用いた転写用マスクの製造は、マスクブランク上に形成されたレジスト膜に対し、所望のパターン描画を施す露光工程と、所望のパターン描画に従って前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する現像工程と、レジストパターンに従って前記薄膜をエッチングするエッチング工程と、残存したレジストパターンを剥離除去する工程とを有して行われている。上記現像工程では、マスクブランク上に形成されたレジスト膜に対し所望のパターン描画を施した後に現像液を供給して、現像液に可溶なレジスト膜の部位を溶解し、レジストパターンを形成する。また、上記エッチング工程では、このレジストパターンをマスクとして、ドライエッチング又はウェットエッチングによって、レジストパターンの形成されていない薄膜が露出した部位を溶解し、これにより所望のマスクパターンを透光性基板上に形成する。こうして、転写用マスクが出来上がる。
半導体装置のパターンを微細化するに当たっては、転写用マスクに形成されるマスクパターンの微細化に加え、フォトリソグラフィで使用される露光光源波長の短波長化が必要となる。半導体装置製造の際の露光光源としては、近年ではＫｒＦエキシマレーザー（波長２４８ｎｍ）から、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）へと短波長化が進んでいる。
また、転写用マスクの種類としては、従来の透光性基板上にクロム系材料からなる遮光膜パターンを有するバイナリマスクのほかに、近年では、特許文献１に記載されているようなMoSiN等の遷移金属とケイ素を主な成分とし、さらに窒素を含有させた材料を遮光膜として用いたバイナリマスクなどが出現している。
ところで、以前よりマスクブランクを用い、レジスト膜に電子線描画及び現像処理により形成されたレジストパターンやエッチングマスク膜に形成されたエッチングマスクパターンをマスクとしてドライエッチングにより、遮光膜に転写パターンが形成された転写用マスクについて、パターン検査機を用いて、設計上の転写パターンと遮光膜に形成された転写パターンとを比較し、設計上の転写パターンと比較して余分な遮光膜が残存してしまっている欠陥（所謂、黒欠陥）部分に対して、ナノマシニングや集束イオンビームＦＩＢ（Focused Ion Beam）を用いた物理加工により欠陥修正が行われてきた。しかし、このような物理加工では黒欠陥修正に時間を要するという問題を有していた。また、通常のＦＩＢ処理ではＧａイオンの照射量が大きくなるため、ＱＺ基板に残留するＧａステインが問題となっていた。そこで反応性を上げ、Ｇａ照射量を抑制するためにガス支援する手法などが報告されている（特許文献２参照）。
一方、特許文献３には、遮光膜の黒欠陥部分に対して、二フッ化キセノン（XeF2）ガスを供給し、さらにその部分に電子線を照射して黒欠陥部分をエッチングして除去する欠陥修正技術（以下、このような二フッ化キセノンガスのようなフッ素を含有する物質を供給しつつ、電子線等のような荷電粒子を照射して行う欠陥修正を単にＥＢ欠陥修正と呼ぶ）が開示されている。かかるＥＢ欠陥修正は、当初は、ＥＵＶリソグラフィ用の反射型マスクの吸収体膜における黒欠陥部分の修正に用いられていたが、MoSi系のハーフトーンマスクの欠陥修正にも使用され始めている。
特開２００７−２９２８２４号公報 特開２０００−１０２６０号公報 特表２００４−５３７７５８号公報
本発明者らは、特許文献１で開示されているような遷移金属とケイ素を主な成分とし、さらに窒素を含有させた材料からなる積層構造の遮光膜が形成されたバイナリ型マスクブランクを用いて、遮光膜に転写パターンを形成した転写用マスクを作製し、作製した転写用マスクの欠陥検査を行い、黒欠陥部分について、特許文献３に開示されているようなＥＢ欠陥修正、すなわち黒欠陥部分へのXeF2ガス供給と電子線等の荷電粒子照射によるエッチングを行ってみたところ、積層構造の上下各層における膜組成の関係によっては、以下のような問題が生じる場合があることが判明した。
一般に遮光膜は、膜の表面反射を抑制するため、表面側の層（上層）の材料を基板側の層（下層）の材料よりも酸化や窒化の度合を高くすることで、遮光膜の表面反射率を低減させている。一方、バイナリ型マスクブランクでは、遮光膜に所定以上（例えば光学濃度（OD）２．８以上）の遮光性能が必要とされるが、材料中の酸化や窒化の度合を高くすると、遮光膜の遮光性能は低下する方向になる。他方、近年の転写パターンの微細化により、斜入射照明法や液浸露光技術を使用する必要が生じてきている。また、転写パターンの微細化に伴い、補助パターンの微細化・複雑化が著しい。それらに対応するためには、遮光膜の薄膜化が必要となってきている。従って、基板側の層（下層）では、極力薄い膜厚で遮光性能を確保するため、酸化や窒化の度合を極力抑える必要がある。他方、遮光膜の基板側の表面の反射率（裏面反射率）も表面側の反射率（表面反射率）ほどではないが所定値以下には抑える必要があり、酸化や窒化をある程度行う必要がある。
XeF2ガスはケイ素の等方性エッチングガスとして知られており、そのメカニズムは表面吸着、XeとFに分離、ケイ素の高次フッ化物の生成、揮発というプロセスでエッチングが進行する。しかし、ケイ素は、Si3N4、SiO2、SiON、SiCのような窒化、酸化、あるいは炭化したケイ素であると、揮発性の高い高次のフッ化物を形成しにくいため、XeF2ガス等のフッ素系ガスに対して高いエッチング耐性を有する傾向がある。ＥＢ欠陥修正では、電子線などの荷電粒子照射を行うことで、XeF2ガスのエッチングレートが飛躍的に向上し、黒欠陥部分の選択的な異方性エッチングが可能となる。しかし、この場合においても、遮光膜中の酸化、窒化、あるいは炭化したケイ素の比率が多くなるに従い、エッチングレートが低下する傾向がある。上記のとおり、上層は表面反射率を低減させるため酸化や窒化の度合が高い材料を用いるため、上下層のエッチングレート差が大きくなり、段差が発生してしまう。極端な場合、大きなアンダーカットが生じてしまう。
さらに、上述したように、遮光膜の上層には酸化や窒化の度合が高い材料を用いているために、上層のエッチングレートは、下層のエッチングレートに比べて低くなっている。したがって、ＥＢ照射による黒欠陥部分の修正の際には、上層のエッチングに時間が大幅に掛かってしまい、この上層をエッチングしている間に、修正すべき黒欠陥部分に隣接するパターン部分の下層（例えば、同じパターンの黒欠陥部分に隣接する部分の下層や、黒欠陥部分を有するパターンに隣接するパターンの下層）がエッチングされてしまう（ＥＢが照射されている部分以外の部分であっても、ある程度、エッチングされやすい状況に置かれているためである）。その結果、エッチングされた下層のパターン側壁が減退する一方、減退した部分の上層はＥＢ欠陥修正のエッチングレートが大幅に遅いために、パターン側壁はパターニングしたときのままの状態となる。これにより、修正すべき黒欠陥部分以外の部分（正常なパターン部分）にも大きなアンダーカットが生じてしまう。
なお、最近のＥＢ欠陥修正技術では、水分を供給することによりエッチングレートを低下させるWater Passivation等のPassivation技術（水分のほか、酸化物系ガスの供給等）を用いることで、遮光膜の上層と下層との間である程度のエッチングレート差があっても不具合を低減することは可能であるが、このようなエッチングレート制御が可能な限界がある。また、過度にエッチングレートが低下してしまうと、修正時間が長くなり、合成石英等からなる透光性基板との間でエッチング選択性が低下し、基板の表面が荒れることや、局所的にエッチングされた凹部が発生する等の問題が生じる。このため、下層のエッチングレートを極端に落とす必要のある遮光膜の積層構造は好ましくない。
ところで、半導体デバイスの設計仕様でいうＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）３２ｎｍ以降の世代のバイナリマスクにおいては、ＡｒＦ露光光の波長１９３ｎｍよりも転写用マスク上の転写パターンの線幅の方が小さく、またこれに対応するための超解像技術を採用していったことにより、転写パターン領域 （メインパターン領域）の遮光膜パターンの膜厚が厚いと、電磁界（EMF : ElectroMagnetics Field）効果に起因するバイアスが大きくなるという問題が生じてきている。ここで、「ＥＭＦ効果に起因するバイアス」とは、ＥＭＦ効果に起因して発生する転写パターン形状のズレを補正するための補正量のことを意味する。すなわち、転写用マスクに形成された設計上の転写パターンと、その転写用マスクを用いてウェハ上のレジストへ転写された実際の転写パターンとのＥＭＦ効果に起因するズレを補正するための補正量のことを意味する。ＥＭＦ効果に起因するバイアスは、ウェハ上のレジストへの転写パターン線幅のＣＤ精度に大きな影響を与える。このため、ＥＭＦ効果を考慮したシミュレーションを行い、ＥＭＦ効果に起因するバイアスを予め計算しておいて、ウェハ上のレジストへ転写された実際の転写パターンが設計上の転写パターンと一致するように、転写用マスクの転写パターンの線幅を補正したり、転写パターンにＯＰＣ（光近接効果補正）やＳＲＡＦ (Sub-Resolution Assist Feature)などの補助パターンのさらなる追加を行う必要がある。この転写パターンの補正計算は、ＥＭＦ効果に起因するバイアスが大きいほど複雑化する。また、補正後の転写パターンも、ＥＭＦ効果に起因するバイアスが大きいほど複雑化していき、転写用マスクの作製に大きな負荷がかかる。EMF効果に起因するバイアスが大きくなることで、これらの新たな課題が発生していた。
バイナリマスクのマスク設計における光学シミュレーションは、設計された転写パターンが被転写体（ウェハ上のレジスト等）に設計通りに露光転写されるために、追加配置すべきＯＰＣやＳＲＡＦ等の補正パターンの形状や、パターン線幅の補正量（バイアス量）等を算出することを大きな目的としている。このマスク設計の光学シミュレーションの１つに、ＴＭＡ（Thin Mask Analysis）がある。ＴＭＡは、転写用マスクの遮光膜が、膜厚がゼロで所定の光学濃度を有しているという理想上の膜であると仮定して、補正パターンの形状やパターン線幅の補正量を計算するものである。理想上の膜で行う簡易的なシミュレーションであるため、シミュレーションの計算負荷が小さいという大きなメリットがある。しかし、ＥＭＦ効果については考慮されていないシミュレーションであるため、ＥＭＦ効果の影響が大きくなる近年の微細パターンでは、ＴＭＡのシミュレーション結果だけでは不十分であった。
そこで本発明は、従来の課題を解決するべくなされたものであり、その目的とするところは、荷電粒子照射による欠陥修正技術を好適に適用できるとともに、電磁界（EMF: ElectroMagnetics Field）効果に起因するバイアスを小さくすることのできるマスクブランク、転写用マスク、転写用マスクの製造方法、及び半導体デバイスの製造方法を提供することである。
本発明者らは、従来の遷移金属とケイ素を主な成分とし、さらに窒素を含有させた材料からなる積層構造の遮光膜が形成されたバイナリ型マスクブランクを用いて、遮光膜に転写パターンを形成した転写用マスクに対し、黒欠陥部分の修正にＥＢ欠陥修正技術を適用した場合の課題に関し、鋭意検討を行った。
また、本発明者らは、ＥＭＦ効果に起因するバイアスに関して鋭意検討を行った。
まず、ＥＭＦ効果の影響が小さい遮光膜であれば、ＴＭＡのシミュレーションを利用しやすくなり、実際の転写パターンと設計上の転写パターンとを一致させるための補正計算の負荷を小さくすることができるということに着目した。さらに、ＥＭＦ効果の影響の小さい遮光膜について研究した結果、バイナリマスクにおける遮光膜の材料中に含まれる窒素の含有量を所定範囲に調整することによって、ＥＭＦ効果に起因するバイアスを小さくすることができるだけでなく、従来のＥＢ欠陥修正技術を適用した場合のアンダーカットに係る問題を同時に解決できることを見出した。
そして、本発明者らは、種々の材料について検討した結果、遷移金属、ケイ素、及び窒素を含む材料を主成分とする下層と、遷移金属、ケイ素、及び窒素を含む材料を主成分とする上層の少なくとも二層構造からなる遮光膜を備えるマスクブランクにおいて、前記下層の材料の窒素含有量を２１原子％以上であり、かつ下層の屈折率ｎを１．９以下になるように調整し、前記上層を屈折率が２．１以下になるように調整し、かつ酸素の含有が避け難い上層の表層の窒素含有量を１４原子％以上になるように調整することによって、従来の遮光膜にＥＢ欠陥修正技術を適用した場合の課題を解決でき、なお且つＥＭＦ効果に起因するバイアスを小さくできることを発見し、本発明を完成するに至った。
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
（構成１）
ＡｒＦエキシマレーザー露光光が適用される転写用マスクを作成するために用いられ、透光性基板上に、転写パターンを形成するための遮光膜を有するマスクブランクであって、
前記遮光膜は、透光性基板側から下層と上層の少なくとも二層構造からなり、
前記下層は、遷移金属、ケイ素および窒素を主成分とし、かつ窒素含有量が２１原子％以上であり、かつ屈折率ｎが１．９以下である材料からなり、
前記上層は、遷移金属、ケイ素および窒素を主成分とし、屈折率ｎが２．１以下である材料からなり、
前記上層の表層は、酸素を含有しており、窒素含有量が１４原子％以上である
ことを特徴とするマスクブランク。
（構成２）
前記下層は、酸素を実質的に含有していないことを特徴とする構成１に記載のマスクブランク。
（構成３）
前記上層の材料の屈折率ｎは、前記下層の材料の屈折率ｎよりも大きいことを特徴とする構成１または２に記載のマスクブランク。
（構成４）
前記上層は、消衰係数ｋが１．６以下の材料からなり、前記下層は、消衰係数ｋが２．２以上の材料からなることを特徴とする構成１から３のいずれかに記載のマスクブランク。
（構成５）
前記下層中の遷移金属の含有量を遷移金属およびケイ素の合計含有量で除した比率と、前記上層中の遷移金属の含有量を遷移金属およびケイ素の合計含有量で除した比率との差が４％以下であることを特徴とする構成１から４のいずれかに記載のマスクブランク。
（構成６）
前記上層中の遷移金属の含有量が１０原子％以下であることを特徴とする構成１から５のうちいずれかに記載のマスクブランク。
（構成７）
前記遮光膜は、フッ素を含有する物質に対する荷電粒子の照射を受けない状態におけるエッチングレートが０．３ｎｍ／ｓｅｃ以下であることを特徴とする構成１から６のいずれかに記載のマスクブランク。
（構成８）
前記下層の遷移金属の含有量を遷移金属およびケイ素の合計含有量で除した比率と窒素含有量は、下記式（１）の条件を満たす範囲であることを特徴とする構成１から７のいずれかに記載のマスクブランク。
式（１）
遷移金属の含有量を遷移金属およびケイ素の合計含有量で除した比率をＣＭｏ、窒素含有量をＣＮとしたとき、
ＣＮ≧−０．００５２６ＣＭｏ ２−０．６４０ＣＭｏ＋２６．６２４
（構成９）
前記遮光膜は、膜厚が５２ｎｍ以下であることを特徴とする構成１から８のうちいずれかに記載のマスクブランク。
（構成１０）
前記遮光膜の上面には、エッチングマスク膜が設けられ、該エッチングマスク膜は、クロムに、窒素、酸素のうち少なくともいずれかの成分を含み、該エッチングマスク膜中のクロムの含有量が５０原子％以上であることを特徴とする構成１から９のうちいずれかに記載のマスクブランク。
（構成１１）
構成１から１０のいずれかに記載のマスクブランクを用いて作製されることを特徴とする転写用マスク。
（構成１２）
ＡｒＦエキシマレーザー露光光が適用され、透光性基板上に、転写パターンが形成された遮光膜を有してなる転写用マスクであって、
前記遮光膜は、透光性基板側から下層と上層の少なくとも二層構造からなり、
前記下層は、遷移金属、ケイ素および窒素を主成分とし、かつ窒素含有量が２１原子％以上であり、かつ屈折率ｎが１．９以下である材料からなり、
前記上層は、遷移金属、ケイ素および窒素を主成分とし、屈折率ｎが２．１以下である材料からなり、
前記上層の表層は、酸素を含有しており、窒素含有量が１４原子％以上である
ことを特徴とする転写用マスク。
（構成１３）
前記下層は、酸素を実質的に含有していないことを特徴とする構成１２に記載の転写用マスク。
（構成１４）
前記上層の材料の屈折率ｎは、前記下層の材料の屈折率ｎよりも大きいことを特徴とする構成１２または１３に記載の転写用マスク。
（構成１５）
前記上層は、消衰係数ｋが１．６以下の材料からなり、前記下層は、消衰係数ｋが２．２以上の材料からなることを特徴とする構成１２から１４のいずれかに記載の転写用マスク。
（構成１６）
前記下層中の遷移金属の含有量を遷移金属およびケイ素の合計含有量で除した比率と、前記上層中の遷移金属の含有量を遷移金属およびケイ素の合計含有量で除した比率との差が４％以下であることを特徴とする構成１２から１５のいずれかに記載の転写用マスク。
（構成１７）
前記上層中の遷移金属の含有量が１０原子％以下であることを特徴とする構成１２から１６のうちいずれかに記載の転写用マスク。
（構成１８）
前記遮光膜は、フッ素を含有する物質に対する荷電粒子の照射を受けない状態におけるエッチングレートが０．３ｎｍ／ｓｅｃ以下であることを特徴とする構成１２から１７のいずれかに記載の転写用マスク。
（構成１９）
前記下層の遷移金属の含有量を遷移金属およびケイ素の合計含有量で除した比率と窒素含有量は、下記式（１）の条件を満たす範囲であることを特徴とする構成１２から１８のいずれかに記載の転写用マスク。
式（１）
遷移金属の含有量を遷移金属およびケイ素の合計含有量で除した比率をＣＭｏ、窒素含有量をＣＮとしたとき、
ＣＮ≧−０．００５２６ＣＭｏ ２−０．６４０ＣＭｏ＋２６．６２４
（構成２０）
前記遮光膜に形成されている転写パターンには、ハーフピッチ４０ｎｍ以下のラインアンドスペースパターンが含まれていることを特徴とする構成１２から１９のいずれかに記載の転写用マスク。
（構成２１）
構成１から１０のいずれかに記載のマスクブランクを用いた転写用マスクの製造方法であって、
前記マスクブランクの遮光膜に転写パターンを形成する工程と、
設計上の転写パターンと前記遮光膜に形成された転写パターンとを比較し、遮光膜が残存している欠陥部分に対してフッ素を含有する物質を供給し、かつ荷電粒子を照射してエッチングを行う欠陥修正工程を有することを特徴とする転写用マスクの製造方法。
（構成２２）
構成１２から２０のいずれかに記載の転写用マスクを用い、半導体ウェハ上に回路パターンを形成することを特徴する半導体デバイスの製造方法。
（構成２３）
構成２１に記載の転写用マスクの製造方法で製造された転写用マスクを用い、半導体ウェハ上に回路パターンを形成することを特徴する半導体デバイスの製造方法。
（構成２４）
半導体ウェハ上に形成される回路パターンには、ハーフピッチ４０ｎｍ以下のラインアンドスペースパターンが含まれていることを特徴とする構成２２または２３に記載の半導体デバイスの製造方法。
本発明によれば、荷電粒子照射による欠陥修正技術を好適に適用できるとともに、電磁界（EMF: ElectroMagnetics Field）効果に起因するバイアスを小さくすることのできるマスクブランク、転写用マスク、転写用マスクの製造方法、及び半導体デバイスの製造方法を提供することができる。
本発明にかかるマスクブランクの一実施の形態の断面図である。 本発明にかかるマスクブランクの一実施の形態を用いて転写用マスクを製造する工程を示す断面図である。 所定の単位膜厚当たりの光学濃度等を満たすＭｏ／（Ｍｏ＋Ｓｉ）比率と窒素含有量の関係を示す図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述する。
本発明は、ＡｒＦエキシマレーザー露光光が適用される転写用マスクを作成するために用いられ、透光性基板上に、転写パターンを形成するための遮光膜を有するマスクブランクであって、前記遮光膜は、透光性基板側から下層と上層の少なくとも二層構造からなり、前記下層は、遷移金属、ケイ素および窒素を主成分とし、かつ窒素含有量が２１原子％以上であり、かつ屈折率ｎが１．９以下である材料からなり、前記上層は、遷移金属、ケイ素および窒素を主成分とし、屈折率ｎが２．１以下である材料からなり、前記上層の表層は、酸素を含有しており、窒素含有量が１４原子％以上であることを特徴とするマスクブランクである。
図１は、本発明の実施形態に係るマスクブランクの断面図である。図１に示すように、本発明の一実施の形態に係るマスクブランク１０は、透光性基板１の上に、遮光膜２を備えている。透光性基板１は、ＡｒＦエキシマレーザーに対して透過性を有するものであれば特に制限されない。本発明では、合成石英基板、ＣａＦ２、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、アルミノシリケートガラス、その他各種のガラス基板を用いることができるが、この中でも合成石英基板は、ＡｒＦエキシマレーザーに対する透過性が高いので、本発明には特に好適である。
ＥＢ欠陥修正における上層及び下層のエッチングレートは、層中の酸素や窒素の含有量が多くなるに従い減少する傾向がある。つまり、ＥＢ欠陥修正における上層及び下層のエッチングレートは、層中の酸素及び窒素の含有量に大きく影響を受ける。特に、酸素を含有することによるＥＢ欠陥修正におけるエッチングレートの低下は、窒素を含有する場合に比べて著しい。
また、遮光膜の下層は、遮光膜全体で所定の遮光性能（例えば光学濃度（ＯＤ）２．８以上）を薄い全体膜厚で実現させるために、遮光性能の高い材料を選定する必要がある。このため、下層に、透過率を上げてしまう特性（遮光性能を大きく下げてしまう特性）を有する酸素を含有させることはできる限り避ける必要がある。
そこで、本発明においては、上層および下層ともに、遷移金属、ケイ素、及び窒素を含む材料を主成分としている。すなわち、上層および下層ともに、少なくとも成膜する際には、酸素を極力含有させないようにしている。これにより、ＥＢ欠陥修正における上層及び下層のエッチングレート差を小さくしつつ、遮光膜の全体膜厚をより薄くする（例えば、５２ｎｍ以下）ことを可能としている。
前記下層の材料の窒素含有量が２１原子％よりも小さい場合、ＥＢ欠陥修正における上層のエッチングレートが、下層のエッチングレートに比べて大幅に遅くなる。ＥＢ照射による黒欠陥部分の修正の際、上層をエッチングするのに時間が掛かると、ＥＢ照射の影響を少なからず受けるその黒欠陥部分に隣接するパターン部分の下層（同じパターンの黒欠陥部分に隣接する部分の下層や、黒欠陥部分を有するパターンに隣接するパターンの下層）がエッチングされやすくなる。これによって、そのパターン部分の下層の側壁が予定していた位置よりも大きく減退してしまい、上層よりも下層が横方向に減退した状態（アンダーカット）が生じてしまう。
ＥＭＦ効果に起因するバイアスを小さくするためには、遮光膜２を透過した露光光と、その遮光膜２の膜厚と同じ距離だけ空気中を透過した露光光との間での位相差をできるだけ小さくすることが好ましい。位相差をできるだけ小さくするためには、遮光膜２の上層及び下層の材料の屈折率ｎをできるだけ小さくすることが好ましい。このような観点で下層の材料の屈折率ｎについて検討すると、下層は、屈折率ｎが１．９以下の材料で形成する必要がある。下層の屈折率ｎを１．９以下とするためには、下層中の窒素含有量を例えば、２８原子％以下とすることが好ましい。ただし、下層の屈折率は、遷移金属の含有量が増えることでも上がる。このため、下層中の遷移金属の含有量によって、下層中の窒素含有量の上限を±２原子％程度の範囲で変動させるとよい。
一方、上層は、たとえ酸素を含有しない雰囲気下で成膜しても、少なくともその表層部分では酸素が含有されることを避けるのは困難である。通常、遮光膜２は成膜された後、遮光膜２表面の洗浄処理が行われる。このとき、遮光膜２の表層（すなわち、上層の表層）は酸化されることが避けられない。また、透光性基板１の上に遮光膜２を形成した後、その遮光膜２の膜応力を低減させるために、その遮光膜２を大気中で例えば４５０℃の温度で加熱する処理（アニール処理）を行う場合がある。このアニール処理において、上層の表層部分が大気中の酸素と不可避的に結合する、すなわち酸化される。酸化される上層の膜厚は、厚くても３ｎｍであり、好ましくは２ｎｍ以下である。
上記程度の上層の表層酸化だけでは、遮光膜２の露光光（ＡｒＦエキシマレーザー）に対する表面反射率を所定値以下（例えば、４０％以下）に低減させることは困難である。しかし、上層に酸素を含有させ過ぎると、ＥＢ欠陥修正時における上層のエッチングレートが大幅に低下してしまうという問題がある。また、上層に酸素を含有させ過ぎると、上層の遮光性能（消衰係数ｋ）も大きく低下し、遮光膜２の全体膜厚が厚くなってしまう。遮光膜２の全体膜厚が厚くなると、ＥＭＦ効果に起因するバイアスが大きくなるという問題もある。これらのことを考慮すると、上層に窒素を含有させることで、表面反射防止機能を持たせることが好ましい。しかし、窒素は、材料中の含有量が増えるに従い、上層の屈折率ｎが上がっていくという特性がある。前記のとおり、ＥＭＦ効果に起因するバイアスを低減するには、上層の屈折率ｎもできるだけ小さくすることが好ましいが、上層に反射防止機能を持たせるためには、上層の屈折率ｎは、下層の屈折率ｎよりも大きくする必要がある。これらのことを考慮すると、上層の屈折率ｎは、２．１以下である必要がある。
上層の屈折率ｎを２．１以下とするためには、上層中の窒素含有量を例えば、３０原子％以下とすることが好ましい。ただし、上層の屈折率は、遷移金属および酸素の含有量によって変動する。このため、上層中の遷移金属および酸素の含有量によって、上層中の窒素含有量の上限を±２原子％程度の範囲で変動させるとよい。また、上層中の窒素含有量は、２１原子％よりも大きいことが好ましい。
一方、ＥＢ欠陥修正時において、上層の表面は、継続的に二フッ化キセノンガスのようなフッ素を含有する物質にさらされることになる。上層の表面が、前記のように洗浄処理やアニール処理等の各プロセス時に表面酸化された程度の酸素含有量であって、さらに少ない窒素の含有量である場合、二フッ化キセノンガスのようなフッ素を含有する物質によって上層の表面からエッチングが進行してしまい、上層が減膜する等によって、上層の表面にピンホール等の欠陥が発生するおそれがある。さらに、上層は、基本的に表面反射防止層として機能する膜であるため、表面反射率の面内均一性が低下する結果、完成した転写用マスクで半導体ウェハ上のレジスト膜等に露光転写する際に、悪影響が生じる恐れがある。これらのことを考慮すると、上層の表層は、酸素を含有しているだけでなく、窒素含有量を１４原子％以上とする必要がある。
上層の表層における窒素含有量が１４原子％以上となるには、表層以外の部分では、少なくともそれ以上の窒素含有量とする必要がある。これにより、上層の材料中における窒素含有量が少なすぎるために、ＥＢ欠陥修正における上層のエッチングレートが速くなりすぎることを回避できる。さらに、下層のエッチング中に上層の転写パターンのエッジ部分をエッチングしてしまい、ラインエッジラフネスが悪化する恐れも回避できる。
上述したように、遮光膜２を構成する上層及び下層のうち、下層は、酸素を実質的に含有していない。ここで、「酸素を実質的に含有していない」とは、酸素を積極的に含有させないことを意味しており、コンタミ等によって酸素が不可避的に含有される場合も含まれ、少なくとも酸素の含有量が５原子％以下であることを意味している。また、上層の表層を除いた部分においても、酸素を実質的に含有させないことが望ましい。
前記のとおり、遮光膜２は、上層の材料の屈折率ｎが２．１以下であり、下層の材料の屈折率ｎが１．９以下である。上層および下層の屈折率ｎがこの範囲であると、後で説明するシミュレーションの結果からわかるように、遮光膜２に形成されたハーフピッチ４０ｎｍのラインアンドスペースパターンに輪帯照明(Annular Illumination)による露光光を照射したときのＥＭＦ効果に起因するバイアスを２０ｎｍ以下とすることが可能になる。また、遮光膜２に形成されたハーフピッチ４０ｎｍのラインアンドスペースパターンに２極照明 (Dipole Illumination)による露光光を照射したときのＥＭＦ効果に起因するバイアスを３．０ｎｍ以下とすることが可能になる。
また、ＥＭＦ効果に起因するバイアスを小さくするためには、上層は、消衰係数ｋが１．６以下の材料からなることが好ましく、下層は、消衰係数ｋが２．２以上の材料からなることが好ましい。消衰係数ｋがこの範囲であると、後で説明するシミュレーションの結果からわかるように、遮光膜２に形成されたハーフピッチ４０ｎｍのラインアンドスペースパターンに輪帯照明(Annular Illumination)による露光光を照射したときのＥＭＦ効果に起因するバイアスを２０ｎｍ以下とすることが可能になる。
下層中の遷移金属の含有量を遷移金属およびケイ素の合計含有量で除した比率と、上層中の遷移金属の含有量を遷移金属およびケイ素の合計含有量で除した比率との差は、４％以下であること好ましい。上層及び下層の材料の組成をこのようにできるだけ近づけることによって、ＥＢ欠陥修正における上層のエッチングレートに対する下層のエッチングレートの比をできるだけ１．０に近づけることが可能であり、上層のエッチング中に下層の側壁が予定していた位置よりも大きく減退することによって、上層よりも下層が横方向に大幅に減退した状態（アンダーカット）が生じてしまうことを防止することができる。また、下層中の遷移金属の含有量を遷移金属およびケイ素の合計含有量で除した比率と、上層中の遷移金属の含有量を遷移金属およびケイ素の合計含有量で除した比率との差は、３％以下であるとより好ましく、２％以下であるとさらに好ましい。
下層中に含まれる窒素の含有量であるが、遮光性能のことだけを考慮するならば、窒素含有量が少ないことが望まれる。窒素含有量が大きくなると、酸素を含有させた場合ほどではないが、下層の遮光性能が低下するからである。しかし、ＥＢ欠陥修正のことを考慮した場合、下層中にも窒素は所定量以上含有させる必要がある。なぜなら、上層の材料中には窒素が含有されているため、下層の材料中にも窒素を含有させることによって、ＥＢ欠陥修正における上層のエッチングレートに対する下層のエッチングレートの比をできるだけ１．０に近づける必要があるためである。
図３に、モリブデンとケイ素にさらに窒素を含有する材料からなる薄膜（遮光膜の下層や上層）において、フッ素を含有する物質に対する電子線等の荷電粒子の照射を受けていない状態におけるエッチングレートが０．３ｎｍ／ｓｅｃ以下となる範囲を示す。図３のグラフの横軸は、薄膜中のモリブデンの含有量［原子％］をモリブデンとケイ素の合計含有量［原子％］で除した比率（すなわち、薄膜中のモリブデンとケイ素の合計含有量［原子％］を１００としたときのモリブデンの含有量［原子％］の比率を百分率［％］で表したもの。以下、Ｍｏ／（Ｍｏ＋Ｓｉ）比率という。）である。図３のグラフにおいて、左側の縦軸は、薄膜中の窒素の含有量［原子％］である。図３の「■０．３ｎｍ／ｓｅｃ」のプロットの近似曲線から上のグラフ領域にあるＭｏ／（Ｍｏ＋Ｓｉ）比率と窒素含有量の範囲を有する薄膜は、フッ素を含有する物質に対する荷電粒子の照射を受けていない状態におけるエッチングレートが０．３ｎｍ／ｓｅｃ以下となる。
ＥＢ欠陥修正を黒欠陥部分に対して行っている間、その黒欠陥部分にはフッ素を含有する物質が気体の状態で供給される。このため、黒欠陥部分を中心に、フッ素を含有する物質の気体が広がって、周囲の遮光膜のパターン側壁に接触することになる。荷電粒子の照射を受けていなくても、フッ素を含有する物質の気体によってエッチングはされる。このときの遮光膜のフッ素を含有する物質に対する荷電粒子の照射を受けていない状態におけるエッチングレートが０．３ｎｍ／ｓｅｃよりも大きいと、黒欠陥部分のＥＢ欠陥修正を行っている間に、パターン側壁がエッチングされてしまう恐れがある。上層は、表面反射率を低減させる役割を有するため窒素を多く含有させている。このため、上層は、基本的に、フッ素を含有する物質に対する荷電粒子の照射を受けていない状態におけるエッチングレートが０．３ｎｍ／ｓｅｃ以下の範囲の窒素含有量となっている。
しかし、下層は、フッ素を含有する物質に対する荷電粒子の照射を受けていない状態におけるエッチングレートが０．３ｎｍ／ｓｅｃ以下の範囲の窒素含有量になるとは限らない。このため、下層は、フッ素を含有する物質に対する荷電粒子の照射を受けていない状態におけるエッチングレートが０．３ｎｍ／ｓｅｃ以下の範囲の窒素含有量となるようにする必要がある。図３におけるフッ素を含有する物質に対する荷電粒子の照射を受けていない状態におけるエッチングレートが０．３ｎｍ／ｓｅｃ以下の範囲の近似曲線式は、遮光膜中のＭｏ／（Ｍｏ＋Ｓｉ）比率をＣＭｏ、窒素の含有量をＣＮとしたとき、たとえばＣＮ＝−０．００５２６ＣＭｏ ２−０．６４０ＣＭｏ＋２６．６２４である。なお、この近似曲線は、図中の５点のプロットを基にそれぞれ算出される近似曲線式であるため、算出方式によって多少変動するが、その近似曲線式の変動で生じる所定エッチングレートを満たす各組成比の境界線の移動がエッチングレートに与える影響は小さく、許容される範囲である。
また、遮光膜２は、求められる遮光性能（光学濃度）を実質的に下層で確保することが必要である。下層で遮光膜２全体の光学濃度のほとんどを確保するには、下層に用いる材料の単位膜厚当たりの光学濃度（ＯＤ）が０．０６ｎｍ−１（波長：１９３ｎｍ）以上であることが望ましく、０．０６５ｎｍ−１（波長：１９３ｎｍ）以上であることがより好ましい。図３には、単位膜厚当たりの光学濃度が所定値（０．０６ｎｍ−１，０．０６５ｎｍ−１）である遮光膜（下層）のＭｏ／（Ｍｏ＋Ｓｉ）比率および窒素の含有量をプロットし、近似曲線を引いたものが示されている。
この図３では、たとえば、０．０６ｎｍ−１の近似曲線「●０．０６ＯＤ／ｎｍ」のプロットの近似曲線）上を含む下側のエリアが０．０６ｎｍ−１以上の光学濃度である遮光膜（下層）を形成可能な組成範囲であることを示している。この近似曲線式は、たとえば、ＣＮ＝−３．６３×１０−７ＣＭｏ ５＋７．６０×１０−５ＣＭｏ ４−４．６７×１０−３ＣＭｏ ３＋５．０６×１０−２ＣＭｏ ２＋２．０８２ＣＭｏ＋１．０７５である。また、単位膜厚当たりの光学濃度が０．０６５ｎｍ−１以上の遮光膜（下層）を形成可能なＭｏ／（Ｍｏ＋Ｓｉ）比率および窒素の含有量についても、図３に示されている０．０６５ｎｍ−１の近似曲線（「◆０．０６５ＯＤ／ｎｍ」のプロットの近似曲線）上を含む下側のエリアの組成範囲の条件を満たせばよい。この近似曲線式は、たとえば、ＣＮ＝−３．０×１０−７ＣＭｏ ５＋７．０×１０−５ＣＭｏ ４−５．０×１０−３ＣＭｏ ３＋８．２×１０−２ＣＭｏ ２＋１．７２２ＣＭｏ−６．６２１である。なお、これらの近似曲線は、図中の５点のプロットを基にそれぞれ算出される近似式であるため、算出方式によって多少変動するが、その近似式の変動で生じる所定の光学濃度を満たす各組成比の境界線の移動が光学濃度に与える影響は小さく、許容される範囲である。
図３の近似曲線から、単位膜厚当たりの光学濃度が０．０６０ｎｍ−１以上であり、かつフッ素を含有する物質に対する荷電粒子の照射を受けていない状態における遮光膜（下層）のエッチングレートが０．３ｎｍ／ｓｅｃ以下になるという２つの条件を同時に満たすには、Ｍｏ／（Ｍｏ＋Ｓｉ）比率が９％以上である必要がある。また、単位膜厚当たりの光学濃度が０．０６５ｎｍ−１以上であり、かつフッ素を含有する物質に対する荷電粒子の照射を受けていない状態における遮光膜（下層）のエッチングレートが０．３ｎｍ／ｓｅｃ以下になるという２つの条件を同時に満たすには、Ｍｏ／（Ｍｏ＋Ｓｉ）比率が１２％以上である必要がある。
上記下層の材料に含まれる遷移金属には、モリブデン、タンタル、タングステン、チタン、クロム、ハフニウム、ニッケル、バナジウム、ジルコニウム、ルテニウム、ロジウム、ニオブ、パラジウム等が適用可能である。下層中の遷移金属の含有量［原子％］を遷移金属とケイ素の合計含有量［原子％］で除した比率（すなわち、遮光膜中の遷移金属とケイ素の合計含有量［原子％］を１００としたときの遷移金属の含有量［原子％］の比率を％で表したもの。以下、Ｍ／（Ｍ＋Ｓｉ）比率という。ただし、Ｍ：遷移金属）については、前記の例ではモリブデンについて述べたが他の列記した遷移金属についても概ね同様の傾向を示す。
遮光膜２は、全体の膜厚を５２ｎｍ以下に抑制することが望ましく、より望ましくは５１ｎｍ以下である。このようにすることによって、ＥＭＦ効果に起因するバイアスを抑制することができる。このＥＭＦ効果に起因するバイアスが大きいと、半導体ウェハ上のレジストへの転写パターン線幅のＣＤ精度に大きな影響を与えてしまう。遮光膜２の全体膜厚を５２ｎｍ未満にするには、下層の単位膜厚当たりの光学濃度を０．０６ｎｍ−１以上とすると好ましく、０．０６５ｎｍ−１以上とするとより好ましい。また、前記のとおり、上層は、表面反射防止機能を持たせる必要があり、下層よりも屈折率ｎが高い材料を選定する必要がある。このため、上層の膜厚は５ｎｍ未満とすることが望まれる。さらに望ましくは４ｎｍ以下である。上層に、ＡｒＦ露光光に対するある程度以上の表面反射防止機能を持たせるには、上層の膜厚は、少なくとも２ｎｍ以上である必要があり、好ましくは３ｎｍ以上である。
遮光膜２の全体での膜厚を薄くしつつ、表面反射率を低減するには、光の干渉効果を利用する膜構造とすることが望ましい。光の干渉効果を利用するとは、上層と空気との界面で反射する露光光と、上層と空気との界面を通過し、上層と下層との界面で反射する露光光との間で干渉を生じさせて減衰させることにより、遮光膜２の表面からの露光光の反射を低減させることである。この干渉効果を生じさせるには、上層における下層側の界面近傍の組成と、下層における上層側の界面近傍の組成が異なることが求められる（上層と下層との界面が有る程度明確であることが必要とされる。）。また、この干渉効果を利用するには、上層の表層以外の部分が膜厚方向での組成傾斜が小さいことが好ましく、成膜プロセス要因やアニール処理等による表面酸化を除き、組成傾斜がないことがより望ましい。
ＥＢ欠陥修正を行う際に対象部分（黒欠陥部分）に供給するフッ素を含有する物質としては、XeF2、XeF4、XeF6、XeOF2、XeOF4、XeO2F2、XeO3F2、XeO2F4、ClF3、ClF、BrF5、BrF、IF3、IF5、KrF、ArF等が適用可能であり、特に、XeF2が好適である。これらはガス状態で対象部分に供給されることが望ましい。
なお、遷移金属とケイ素を含有する薄膜において、薄膜中の酸素含有量および窒素含有量に対するエッチングレートの変化の傾向は、ＥＢ欠陥修正のエッチングの場合と、プラズマ化したフッ素系ガスによるエッチング、すなわち通常のドライエッチングの場合とで異なる。ＥＢ欠陥修正の場合、薄膜中の酸素や窒素の含有量が増えていく、すなわちケイ素の酸化物や窒化物の含有量が増加していくと、エッチングレートが低下する傾向がある。これに対して、通常のフッ素系ガスプラズマによるドライエッチングの場合、薄膜中の酸素や窒素の含有量が増えていっても、エッチングレートはほぼ変わらないか、遷移金属の含有量によっては上昇する傾向がある。よって、遷移金属とケイ素を含有する薄膜に対する励起状態（プラズマ状態）のフッ素系ガスでのドライエッチングの場合におけるエッチングレートの傾向は、非励起状態のフッ素系ガスを供給しつつ荷電粒子を照射するＥＢ欠陥修正におけるエッチングレートを調整するための参考にはなり難い。
上層中の材料に含まれる遷移金属には、モリブデン、タンタル、タングステン、チタン、クロム、ハフニウム、ニッケル、バナジウム、ジルコニウム、ルテニウム、ロジウム等が適用可能であるが、なかでも、モリブデンが好ましい。また、その上層中の遷移金属の含有量は、１０原子％以下であることが好ましい。上層の遷移金属の含有量が１０原子％よりも多いと、このマスクブランクから転写用マスクを作製したとき、マスク洗浄（アンモニア過水等によるアルカリ洗浄や、温水洗浄）に対する耐性が低く、上層の溶解による光学特性の変化（表面反射率の上昇）、転写パターンエッジ部分の形状変化によるラインエッジラフネスの低下やＣＤ精度の悪化が生じるおそれがある。この傾向は、上層の遷移金属にモリブデンが用いられている場合に特に顕著である。特に、上層の遷移金属にモリブデンが用いられる場合、遮光膜の応力制御のために高温で加熱処理（アニール処理）すると、上層（表面反射防止層）の遷移金属の含有量が高いと、表面が白く曇る（白濁する）現象が発生する。これは、モリブデンの酸化物が表面に析出することが原因と考えられる。このような現象を抑制するためにも、上層の遷移金属の含有量が１０原子％以下であることが好ましい。図３に、モリブデンの含有量が１０原子％である遮光膜（上層）のＭｏ／（Ｍｏ＋Ｓｉ）比率およびモリブデンとケイ素を除く元素の含有量をプロットし、曲線を引いたものが示されている。この曲線は、遮光膜中のモリブデンとケイ素を除く元素の含有量をＣＯｔｈｅｒｓとしたとき、ＣＯｔｈｅｒｓ＝１００―１０００／ＣＭｏである。この図３では、曲線「▲Ｍｏ含有量 １０原子％」上を含む左側のエリアが、遮光膜（上層）中のモリブデンの含有量が１０原子％以下であることを示している。
窒素や酸素を含有するケイ素は、電気伝導度が低い（シート抵抗値が高い）傾向にある。このため、遷移金属とケイ素にさらに窒素や酸素を含有する遮光膜では、電気伝導度を上げるには、膜中の遷移金属の含有量を増やす必要がある。マスクブランクから転写用マスクを作製する際において、図２に示すように遮光膜２上（エッチングマスク膜３上）にレジスト膜４を塗布し、レジスト膜４に設計パターンを露光転写し、レジスト膜４を現像・洗浄を行って、レジストパターン４ａを形成する。近年、このレジスト膜に電子線描画露光用のレジストを適用し、電子線を照射して描画する（電子線露光描画）ことで設計パターンを露光する方法が使用されてきている。
この電子線描画露光では、描画位置精度やチャージアップの観点から、レジスト膜４の下の薄膜（遮光膜２、エッチングマスク膜３を備える構成の場合には、遮光膜２かエッチングマスク膜３の少なくとも一方の膜）には、導電性が必要とされている。すなわち、遮光膜２およびエッチングマスク膜３のうち少なくとも一方の膜には、シート抵抗値が３ｋΩ／□以下であることが望まれている。
バイナリマスクブランクに用いる遮光膜の光学濃度としては、少なくとも２．３以上、好ましくは２．５以上が必要である。ただし、ダブル露光技術等で用いるバイナリ転写用マスクを作製するためのバイナリマスクブランクの場合には、光学濃度が２．３や２．５では、ウェハ上のレジストの重ね露光部分に漏れ光に起因する問題が生じる場合がある。その点を考慮すると、遮光膜の光学濃度は２．８以上が好ましく、より好ましくは３．０以上である。
本発明の遮光膜は、上層と下層の少なくとも２層構造を有する必要があるが、３層以上の積層構造であってもよい。たとえば、最下層、中間層、最上層の３層積層構造の場合、最上層を本発明の上層に、中間層を本発明の下層にそれぞれ適用し、本発明の上層と下層の関係を最上層と中間層の関係に適用してもよい。また、中間層を本発明の上層に、最下層を本発明の下層にそれぞれ適用し、本発明の上層と下層の関係を中間層と最下層の関係に適用してもよい。
本発明は、上述の本発明により得られるマスクブランクにおける前記遮光膜を、エッチングによりパターニングするエッチング工程と、黒欠陥部分をＥＢ欠陥修正技術により修正を行う欠陥修正工程を有する転写用マスクの製造方法についても提供する。エッチング工程におけるエッチングは、微細パターンの形成に有効なドライエッチングが好適に用いられる。
本発明にかかるマスクブランクは、図１に示すように、透光性基板１の上に遮光膜２を備え、さらに該遮光膜２の上に、エッチングマスク膜３を備えたマスクブランク１０であってもよい。
本発明においては、上記エッチングマスク膜３は、転写パターンを形成するためのパターニング時のドライエッチングに対して遮光膜２とのエッチング選択性を確保できるように、例えば、クロムに、窒素、酸素のうち少なくともいずれかの成分を含む材料を用いることが好ましい。このようなエッチングマスク膜３を遮光膜２の上に設けることにより、マスクブランク上に形成するレジスト膜の薄膜化を図ることができる。また、エッチングマスク膜中にさらに炭素等の成分を含んでもよい。具体的には、例えば、ＣｒＮ、ＣｒＯＮ、ＣｒＯＣ、ＣｒＯＣＮ等の材料が挙げられる。
近年、レジスト膜４に電子線描画露光用のレジストを適用し、電子線を照射して描画する（電子線露光描画）ことで設計パターンを露光する方法が使用されている。この電子線描画露光では、描画位置精度やチャージアップの観点から、遮光膜２かエッチングマスク膜３の少なくともいずれか一方には、ある程度以上の導電性が必要とされている。すなわち、遮光膜２およびエッチングマスク膜３のうち少なくとも一方の膜には、シート抵抗値が３ｋΩ／□以下であることが望まれている。図３に、シート抵抗値が３ｋΩ／□以下である遮光膜（下層）のＭｏ／（Ｍｏ＋Ｓｉ）比率と窒素含有量をプロットし、近似直線（「×シート抵抗値３ｋΩ／□」のプロットの近似曲線）を引いたものが示されている。この近似直線式は、たとえば、ＣＮ＝２．５９３ＣＭｏ−２４．０７４である。この図３では、この近似直線の右側のエリアが３ｋΩ／□以下のシート抵抗値である遮光膜（下層）が形成可能な組成範囲であることを示している。
遮光膜２のシート抵抗値が、３ｋΩ／□以下である場合、エッチングマスク膜３はシート抵抗値が高くても、チャージアップを起こさずに電子線描画することができる。レジスト膜４の薄膜化には、エッチングマスク膜３の塩素と酸素の混合ガスに対するドライエッチングのエッチングレートを向上させることがより望ましい。そのためには、金属成分（クロム）の含有量を５０原子％未満、好ましくは４５原子％以下、さらには４０原子％以下とすることが好ましい。
一方、遮光膜２のシート抵抗値が、３ｋΩ／□よりも大きい場合、エッチングマスク膜３のシート抵抗値を、３ｋΩ／□以下とする必要がある。この場合、エッチングマスク膜３が単層構造の場合には、エッチングマスク膜３中のクロム含有量は５０原子％以上であることが好ましく、６０原子％以上であることがより好ましい。また、エッチングマスク膜３が複数層の積層構造の場合には、少なくともレジスト膜４に接する側の層のクロム含有量は５０原子％以上（好ましくは６０原子％以上）とし、遮光膜２側の層のクロム含有量は５０原子％未満（好ましくは４５原子％以下、さらには４０原子％以下）とすることが好ましい。さらに、エッチングマスク膜３は、遮光膜２側からレジスト膜４に接する側（ただし、表面酸化によるクロム含有量の低下が避けられないレジスト膜４に接する表層は除く）に向かってクロム含有量が増加していく組成傾斜構造としてもよい。この場合、エッチングマスク膜３のクロム含有量が最も少ないところでは５０原子％未満（好ましくは４５原子％以下、さらには４０原子％以下）であり、クロム含有量が最も多いところでは５０原子％以上（好ましくは６０原子％以上）であることが好ましい。
また、上記エッチングマスク膜３は、膜厚が５ｎｍ以上、２０ｎｍ以下であることが好ましい。膜厚が５ｎｍ未満であると、エッチングマスク膜パターンをマスクとして遮光膜に対するドライエッチングが完了する前にエッチングマスク膜のパターンエッジ方向の減膜が進んでしまい、遮光膜に転写されたパターンの設計パターンに対するＣＤ精度が大幅に低下してしまう恐れがある。一方、膜厚が２０ｎｍよりも厚いと、エッチングマスク膜に設計パターンを転写するときに必要なレジスト膜厚が厚くなってしまい、微細パターンをエッチングマスク膜に精度よく転写することが困難になる。
以下、実施例により、本発明の実施の形態を更に具体的に説明する。併せて、実施例に対する比較例についても説明する。
（実施例１）
合成石英ガラスからなる透光性基板１上に、枚葉式スパッタ装置を用いて、スパッタターゲットにモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）との混合ターゲット（原子％比 Ｍｏ：Ｓｉ＝１３：８７）を用い、アルゴンと窒素との混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング（ＤＣスパッタリング）により、ＭｏＳｉＮ膜（下層（遮光層））を膜厚４７ｎｍで成膜し、引き続いて、Ｍｏ／Ｓｉターゲット（原子％比 Ｍｏ：Ｓｉ＝１３：８７）を用い、アルゴンと窒素との混合ガス雰囲気で、ＭｏＳｉＮ膜（上層（表面反射防止層））を膜厚４ｎｍで成膜することにより、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）用遮光膜２（総膜厚５１ｎｍ）を形成した。
次に、遮光膜２を備えた基板１に対して、４５０℃で３０分間加熱処理（アニール処理）を行い、遮光膜２の膜応力を低減させる処理を行った。なお、同様の手順でアニール処理まで行った遮光膜２を備えた基板１を製造し、Ｘ線光電子分光分析（ＥＳＣＡ）で分析（ただし、分析値にＲＢＳ補正を行っている。以下、他の分析でも同様。）したところ、下層（Ｍｏ：９．２原子％，Ｓｉ：６８．３原子％，Ｎ：２２．５原子％）、下層側近傍の上層（Ｍｏ：５．８原子％，Ｓｉ：６４．４原子％，Ｎ：２７．７原子％，Ｏ：２．１原子％）の膜組成であることが確認された。なお、上層の表層についてのＸ線光電子分光分析（ＥＳＣＡ）の結果は、窒素が１４．４原子％、酸素が３８．３原子％であった。また、この遮光膜２の下層の屈折率ｎは１．８８であり、消衰係数ｋは２．２０であった。上層の屈折率ｎは２．０７であり、消衰係数ｋは１．１４であった。
（実施例２）
合成石英ガラスからなる透光性基板１上に、枚葉式スパッタ装置を用いて、スパッタターゲットにモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）との混合ターゲット（原子％比 Ｍｏ：Ｓｉ＝１３：８７）を用い、アルゴンと窒素との混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング（ＤＣスパッタリング）により、ＭｏＳｉＮ膜（下層（遮光層））を膜厚４６ｎｍで成膜し、引き続いて、Ｍｏ／Ｓｉターゲット（原子％比 Ｍｏ：Ｓｉ＝１３：８７）を用い、アルゴンと窒素との混合ガス雰囲気で、ＭｏＳｉＮ膜（上層（表面反射防止層））を膜厚３ｎｍで成膜することにより、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）用遮光膜２（総膜厚４９ｎｍ）を形成した。
次に、遮光膜２を備えた基板１に対して、４５０℃で３０分間加熱処理（アニール処理）を行い、遮光膜２の膜応力を低減させる処理を行った。なお、同様の手順でアニール処理まで行った遮光膜２を備えた基板１を製造し、Ｘ線光電子分光分析（ＥＳＣＡ）で分析したところ、下層（Ｍｏ：９．５原子％，Ｓｉ：６８．７原子％，Ｎ：２１．８原子％）、下層側近傍の上層（Ｍｏ：６．１原子％，Ｓｉ：６７．７原子％，Ｎ：２１．７原子％，Ｏ：４．５原子％）の膜組成であることが確認された。なお、上層の表層についてのＸ線光電子分光分析（ＥＳＣＡ）の結果は、窒素が１４．４原子％、酸素が３８．３原子％であった。また、この遮光膜２の下層の屈折率ｎは１．８１であり、消衰係数ｋは２．２２であった。上層の屈折率ｎは１．９７であり、消衰係数ｋは１．５９であった。
（参考例１）
合成石英ガラスからなる透光性基板１上に、枚葉式スパッタ装置を用いて、スパッタターゲットにモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）との混合ターゲット（原子％比 Ｍｏ：Ｓｉ＝１３：８７）を用い、アルゴンと窒素との混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング（ＤＣスパッタリング）により、ＭｏＳｉＮ膜（下層（遮光層））を膜厚４７ｎｍで成膜し、引き続いて、Ｍｏ／Ｓｉターゲット（原子％比 Ｍｏ：Ｓｉ＝１３：８７）を用い、アルゴンと窒素との混合ガス雰囲気で、ＭｏＳｉＮ膜（上層（表面反射防止層））を膜厚１３ｎｍで成膜することにより、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）用遮光膜２（総膜厚６０ｎｍ）を形成した。
次に、遮光膜２を備えた基板１に対して、４５０℃で３０分間加熱処理（アニール処理）を行い、遮光膜２の膜応力を低減させる処理を行った。なお、同様の手順でアニール処理まで行った遮光膜２を備えた基板１を製造し、Ｘ線光電子分光分析（ＥＳＣＡ）で分析したところ、下層（Ｍｏ：９．０原子％，Ｓｉ：６３．６原子％，Ｎ：２７．４原子％）、下層側近傍の上層（Ｍｏ：６．２原子％，Ｓｉ：５４．０原子％，Ｎ：３９．８原子％）の膜組成であることが確認された。なお、上層の表層についてのＸ線光電子分光分析（ＥＳＣＡ）の結果は、窒素が２１．２原子％、酸素が２２．３原子％であった。また、この遮光膜２の下層の屈折率ｎは２．２８であり、消衰係数ｋは２．００であった。上層の屈折率ｎは２．３７であり、消衰係数ｋは０．９８であった。
（比較例１）
合成石英ガラスからなる透光性基板１上に、枚葉式スパッタ装置を用いて、スパッタターゲットにモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）との混合ターゲット（原子％比 Ｍｏ：Ｓｉ＝１３：８７）を用い、アルゴンと窒素との混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング（ＤＣスパッタリング）により、ＭｏＳｉＮ膜（下層（遮光層））を膜厚３２ｎｍで成膜し、引き続いて、Ｍｏ／Ｓｉターゲット（原子％比 Ｍｏ：Ｓｉ＝１３：８７）を用い、アルゴンと窒素との混合ガス雰囲気で、ＭｏＳｉＮ膜（上層（表面反射防止層））を膜厚１２ｎｍで成膜することにより、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）用遮光膜２（総膜厚４４ｎｍ）を形成した。
次に、遮光膜２を備えた基板１に対して、３００℃で３０分間加熱処理（アニール処理）を行い、遮光膜２の膜応力を低減させる処理を行った。なお、同様の手順でアニール処理まで行った遮光膜２を備えた基板１を製造し、Ｘ線光電子分光分析（ＥＳＣＡ）で分析したところ、下層（Ｍｏ：１０．８原子％，Ｓｉ：７９．０原子％，Ｎ：１０．２原子％）、下層側近傍の上層（Ｍｏ：６．６原子％，Ｓｉ：７３．８原子％，Ｎ：１９．６原子％）の膜組成であることが確認された。なお、上層の表層についてのＸ線光電子分光分析（ＥＳＣＡ）の結果は、窒素が１２．７原子％、酸素が３１．１原子％であった。また、この遮光膜２の下層の屈折率ｎは１．６４であり、消衰係数ｋは２．６０であった。上層の屈折率ｎは２．２６であり、消衰係数ｋは２．１１であった。
（比較例２）
合成石英ガラスからなる透光性基板１上に、枚葉式スパッタ装置を用いて、スパッタターゲットにモリブデン（Ｍｏ）とシリコン（Ｓｉ）との混合ターゲット（原子％比 Ｍｏ：Ｓｉ＝１３：８７）を用い、アルゴンと窒素との混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング（ＤＣスパッタリング）により、ＭｏＳｉＮ膜（下層（遮光層））を膜厚４４ｎｍで成膜し、引き続いて、Ｍｏ／Ｓｉターゲット（原子％比 Ｍｏ：Ｓｉ＝１３：８７）を用い、アルゴンと窒素との混合ガス雰囲気で、ＭｏＳｉＮ膜（上層（表面反射防止層））を膜厚４ｎｍで成膜することにより、ＡｒＦエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）用遮光膜２（総膜厚４８ｎｍ）を形成した。
次に、遮光膜２を備えた基板１に対して、４５０℃で３０分間加熱処理（アニール処理）を行い、遮光膜２の膜応力を低減させる処理を行った。なお、同様の手順でアニール処理まで行った遮光膜２を備えた基板１を製造し、Ｘ線光電子分光分析（ＥＳＣＡ）で分析したところ、下層（Ｍｏ：９．８原子％，Ｓｉ：７０．４原子％，Ｎ：１９．８原子％）、下層側近傍の上層（Ｍｏ：６．３原子％，Ｓｉ：６９．４原子％，Ｎ：２０．９原子％，Ｏ：３．４原子％）の膜組成であることが確認された。なお、上層の表層についてのＸ線光電子分光分析（ＥＳＣＡ）の結果は、窒素が１４．２原子％、酸素が３７．９原子％であった。また、この遮光膜２の下層の屈折率ｎは１．６３であり、消衰係数ｋは２．３７であった。上層の屈折率ｎは１．９４であり、消衰係数ｋは１．２３であった。
次に、上記の実施例１，２、参考例１及び比較例１，２で得られた各遮光膜２の上面に、エッチングマスク膜３を形成した。具体的には、枚葉式スパッタ装置で、クロム（Ｃｒ）ターゲットを用い、アルゴンと窒素との混合ガス雰囲気で、反応性スパッタリング（ＤＣスパッタリング）により、ＣｒＮ膜（膜組成比 Ｃｒ：７５．３原子％，Ｎ：２４．７原子％）を膜厚５ｎｍで成膜した。さらに、エッチングマスク膜３（ＣｒＮ膜）を前記遮光膜２のアニール処理よりも低い温度でアニールすることにより、遮光膜２の膜応力に影響を与えずにエッチングマスク膜３の応力を極力低く（好ましくは膜応力が実質ゼロに）なるように調整した。以上の手順により、実施例１，２、参考例１及び比較例１，２の各バイナリ型マスクブランク１０を得た。
次に、上記の実施例１，２、参考例１及び比較例１，２で得られた各マスクブランク１０の遮光膜２について、ＥＭＦバイアスを算出する光学シミュレーションを行った。
光学シミュレーションにおいては、上記の各実施例及び比較例で得られた屈折率ｎ、消衰係数ｋ、及び膜厚ｄを入力値として使用した。
光学シミュレーションに適用する設計パターンとしては、ＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）４０ｎｍのラインアンドスペースパターンを適用した。
光学シミュレーションに適用する露光光の照明条件としては、２極照明 (Dipole Illumination)、及び、輪帯照明（Annular Illumination）の２つの条件を設定した。
ＥＭＦバイアスは、ＴＭＡによる光学シミュレーションで算出されたバイアス（補正量）と、ＥＭＦ効果を考慮したシミュレーションで算出されたバイアス（補正量）との差をとることによって算出した。
以下の表１に、光学シミュレーションの結果を示す。
表１に示す結果から分かる通り、実施例１、実施例２および比較例２で得られた遮光膜２については、２極照明におけるＥＭＦバイアスが３．０［ｎｍ］以下であり、かつ、輪帯照明におけるＥＭＦバイアスが２０．０［ｎｍ］以下となっており、ＥＭＦバイアスが小さい結果となった。
これに対して、参考例１、比較例１で得られた遮光膜２については、２極照明におけるＥＭＦバイアスが３．０［ｎｍ］よりも大きく、かつ、輪帯照明におけるＥＭＦバイアスが２０．０［ｎｍ］よりも大きくなっており、ＥＭＦバイアスが大きい結果となった。すなわち、参考例１、比較例１の遮光膜２を有するマスクブランクを用いて、輪帯照明が適用される転写用マスクを作成する場合、ＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）４０ｎｍのラインアンドスペース（Ｌ＆Ｓ）を含むパターンを形成できないことがわかった。
次に、上記のようにして作製した実施例１，２、参考例１及び比較例１，２の各マスクブランク１０を用いてバイナリ型の転写用マスクを作製した。図２に製造工程を示す。なお、各転写用マスクの遮光膜２に形成される転写パターンは、ＤＲＡＭ ｈｐ４０ｎｍのＬ＆Ｓパターンを含む回路パターンを適用した。ただし、ＥＢ欠陥修正の検証を行うことを考慮し、転写パターンには、プログラム欠陥部分（黒欠陥となる部分）も入れておいた。また、上記の光学シミュレーション結果を考慮し、実施例１、実施例２、比較例２のマスクブランク１０からは、輪帯照明が適用される転写用マスクを作製することとし、参考例１、比較例１のマスクブランク１０からは、２極照明が適用される転写用マスクを作製することとした。さらに上記の条件をもとに、それぞれの遮光膜２のＥＭＦバイアスを考慮して転写パターンの補正を行い、電子線描画装置でレジスト膜に描画する描画データに変換しておいた。
まず、上記マスクブランク１０上に、電子線描画用化学増幅型ポジレジスト膜４（富士
フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製 ＰＲＬ００９）を形成した（図２（ａ）参
照）。
次に上記レジスト膜４に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターン描画を行った後（同図（ｂ）参照）、所定の現像液で現像してレジストパターン４ａを形成した（同図（ｃ）参照）。
次に、上記レジストパターン４ａをマスクとして、ＣｒＮ膜からなるエッチングマスク膜３のドライエッチングを行ってエッチングマスク膜パターン３ａを形成した（同図（ｄ）参照）。ドライエッチングガスとして、酸素と塩素の混合ガス（Ｏ２：Ｃｌ２＝１：４）を用いた。
次に、残存している上記レジストパターン４ａをアッシング処理等により除去した後、上記エッチングマスク膜パターン３ａをマスクとして、遮光膜２のドライエッチングを行って遮光膜パターン２ａを形成した（同図（ｅ）参照）。ドライエッチングガスとして、ＳＦ６とＨｅの混合ガスを用いた。最後に、酸素と塩素の混合ガス（Ｏ２：Ｃｌ２＝１：４）を用いてエッチングマスク膜パターン３ａを除去した（同図（ｆ）参照）。
以上のようにしてバイナリ型の転写用マスク２０を得た（同図（ｆ）参照）。
次に、このバイナリ型転写用マスク２０のプログラム欠陥部分（遮光膜が残存している黒欠陥部分）に対して、フッ素を含有する物質であるXeF2ガスを供給し、さらにそこに電子線（５．０ｋｅＶ）を照射して、黒欠陥部分をエッチングして除去するＥＢ欠陥修正を行った。
このようなＥＢ欠陥修正の結果、実施例１、２、および参考例１で得られた遮光膜２については、下層のアンダーカットなどの不具合が生じることなく、黒欠陥を良好に修正することができた。また、ＥＢ欠陥修正の際に、上層の表面にピンホールなどの欠陥が発生することもなかった。
これに対して、比較例１及び比較例２で得られた遮光膜２を有する転写用マスク２０については、そのパターン部分の下層の側壁が予定していた位置よりも大きく減退してしまい、上層よりも下層が横方向に減退した状態（アンダーカット）が生じていた。また、本来修正されるべきでない箇所までエッチングされてしまい、黒欠陥部分のみを良好に修正することができず、黒欠陥が形成されている部分以外のパターン部分の下層のアンダーカットなどの不具合が生じていた。
また、比較例１で得られた遮光膜２を有する転写用マスク２０については、ＥＢを照射していない部分（つまり黒欠陥部分以外の部分）においても、周囲に存在するXeF2ガスによって上層の表面からエッチングが進行してしまい、上層が減膜することによって、上層の表面に複数個のピンホールが発生していた。
次に、得られたバイナリ型転写用マスク２０を用いて、転写対象物である半導体ウェハ上のレジスト膜に対して、転写パターンを露光転写する工程を行った。露光装置には、実施例１、実施例２、比較例２の転写用マスクに対しては、ＡｒＦエキシマレーザーを光源とする輪帯照明（Annular Illumination）が用いられた液浸方式のものが用いられた。また、参考例１、比較例１の転写用マスクに対しては、ＡｒＦエキシマレーザーを光源とする２極照明（Dipole Illumination）が用いられた液浸方式の露光装置が用いられた。具体的には、露光装置のマスクステージに、各実施例、参考例、比較例のバイナリ型転写用マスク２０をセットし、半導体ウェハ上のＡｒＦ液浸露光用のレジスト膜に対して、露光転写を行った。露光後のレジスト膜に対して、所定の現像処理を行い、レジストパターンを形成した。さらに、レジストパターンを用いて、半導体ウェハ上にＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）４０ｎｍのラインアンドスペース（Ｌ＆Ｓ）パターンを含む回路パターンを形成した。
得られた半導体ウェハ上の回路パターンを電子顕微鏡（ＴＥＭ）で確認したところ、上記の実施例１、２、参考例１で得られた遮光膜２を有する転写用マスク２０を用いて形成された回路パターンについては、ＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）４０ｎｍのラインアンドスペースパターンの仕様を十分に満たしていた。
これに対して、上記の比較例１、２で得られた遮光膜２を有する転写用マスク２０を用いて形成された回路パターンについては、ラインアンドスペースパターン部分で短絡箇所や断線箇所が多く発生しており、ＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）４０ｎｍの仕様を満たせていなかった。
以上より、遮光膜２の下層の材料の窒素含有量を２１原子％以上であり、かつ屈折率ｎが１．９以下となるように調整し、上層の材料を屈折率ｎが２．１以下となるように調整し、さらに、上層の表層が酸素を含有しており、かつ窒素含有量が１４原子％以上となるように調整することによって、遮光膜２の黒欠陥部分にＥＢ欠陥修正技術を適用した場合のアンダーカット等の問題を解決できるのと同時に、ＥＭＦ効果に起因するバイアスを小さくできることを実証することができた。
１ 透光性基板
２ 遮光膜
３ エッチングマスク膜
４ レジスト膜
１０ マスクブランク
２０ 転写用マスク

Claims (21)

  1. ＡｒＦエキシマレーザー露光光が適用される転写用マスクを作成するために用いられ、透光性基板上に、転写パターンを形成するための遮光膜を有するマスクブランクであって、
    前記遮光膜は、透光性基板側から下層と上層の少なくとも二層構造からなり、かつ露光光に対する光学濃度が２．３以上であり、
    前記下層は、遷移金属、ケイ素および窒素を含有し、屈折率ｎが１．９以下かつ消衰係数ｋが２．２以上である材料からなり、
    前記上層は、遷移金属、ケイ素および窒素を含有し、屈折率ｎが２．１以下かつ消衰係数ｋが１．６以下である材料からなり、
    前記下層中の遷移金属の含有量を遷移金属およびケイ素の合計含有量で除した比率と、前記上層中の遷移金属の含有量を遷移金属およびケイ素の合計含有量で除した比率との差が４％以下である
    ことを特徴とするマスクブランク。
  2. 前記上層の材料の屈折率ｎは、前記下層の材料の屈折率ｎよりも大きいことを特徴とする請求項１記載のマスクブランク。
  3. 前記下層は、酸素を実質的に含有していないことを特徴とする請求項１または２に記載のマスクブランク。
  4. 前記上層の表層は、酸素を含有しており、窒素含有量が１４原子％以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のマスクブランク。
  5. 前記上層中の遷移金属の含有量が１０原子％以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のマスクブランク。
  6. 前記遮光膜は、フッ素を含有する物質に対する荷電粒子の照射を受けない状態におけるエッチングレートが０．３ｎｍ／ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のマスクブランク。
  7. 前記下層の遷移金属の含有量を遷移金属およびケイ素の合計含有量で除した比率と窒素含有量は、下記式（１）の条件を満たす範囲であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のマスクブランク。
    式（１）
    遷移金属の含有量を遷移金属およびケイ素の合計含有量で除した比率をＣＭｏ、窒素含有量をＣＮとしたとき、
    ＣＮ≧−０．００５２６ＣＭｏ ２−０．６４０ＣＭｏ＋２６．６２４
  8. 前記下層の遷移金属の含有量を遷移金属およびケイ素の合計含有量で除した比率と窒素含有量は、下記式（２）の条件を満たす範囲であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のマスクブランク。
    式（２）
    遷移金属の含有量を遷移金属およびケイ素の合計含有量で除した比率をＣＭｏ、窒素含有量をＣＮとしたとき、
    ＣＮ≦−３．６３×１０−７ＣＭｏ ５＋７．６０×１０−５ＣＭｏ ４−４．６７
    ×１０−３ＣＭｏ ３＋５．０６×１０−２ＣＭｏ ２＋２．０８２ＣＭｏ＋１．０７５
  9. 前記遮光膜の上面には、エッチングマスク膜が設けられ、該エッチングマスク膜は、クロムに、窒素、酸素のうち少なくともいずれかの成分を含み、該エッチングマスク膜中のクロムの含有量が５０原子％以上であることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のマスクブランク。
  10. 請求項１から９のいずれかに記載のマスクブランクを用いて作製されることを特徴とする転写用マスク。
  11. ＡｒＦエキシマレーザー露光光が適用され、透光性基板上に、転写パターンが形成された遮光膜を有してなる転写用マスクであって、
    前記遮光膜は、透光性基板側から下層と上層の少なくとも二層構造からなり、かつ露光光に対する光学濃度が２．３以上であり、
    前記下層は、遷移金属、ケイ素および窒素を含有し、屈折率ｎが１．９以下かつ消衰係数ｋが２．２以上である材料からなり、
    前記上層は、遷移金属、ケイ素および窒素を含有し、屈折率ｎが２．１以下かつ消衰係数ｋが１．６以下である材料からなり、
    前記下層中の遷移金属の含有量を遷移金属およびケイ素の合計含有量で除した比率と、前記上層中の遷移金属の含有量を遷移金属およびケイ素の合計含有量で除した比率との差が４％以下である
    ことを特徴とする転写用マスク。
  12. 前記上層の材料の屈折率ｎは、前記下層の材料の屈折率ｎよりも大きいことを特徴とする請求項１１記載の転写用マスク。
  13. 前記下層は、酸素を実質的に含有していないことを特徴とする請求項１１または１２に記載の転写用マスク。
  14. 前記上層中の遷移金属の含有量が１０原子％以下であることを特徴とする請求項１１から１３のいずれかに記載の転写用マスク。
  15. 前記遮光膜は、フッ素を含有する物質に対する荷電粒子の照射を受けない状態におけるエッチングレートが０．３ｎｍ／ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項１１から１４のいずれかに記載の転写用マスク。
  16. 前記下層の遷移金属の含有量を遷移金属およびケイ素の合計含有量で除した比率と窒素含有量は、下記式（１）の条件を満たす範囲であることを特徴とする請求項１１から１５のいずれかに記載の転写用マスク。
    式（１）
    遷移金属の含有量を遷移金属およびケイ素の合計含有量で除した比率をＣＭｏ、窒素含有量をＣＮとしたとき、
    ＣＮ≧−０．００５２６ＣＭｏ ２−０．６４０ＣＭｏ＋２６．６２４
  17. 前記下層の遷移金属の含有量を遷移金属およびケイ素の合計含有量で除した比率と窒素含有量は、下記式（２）の条件を満たす範囲であることを特徴とする請求項１１から１６のいずれかに記載の転写用マスク。
    式（２）
    遷移金属の含有量を遷移金属およびケイ素の合計含有量で除した比率をＣＭｏ、窒素含有量をＣＮとしたとき、
    ＣＮ≦−３．６３×１０−７ＣＭｏ ５＋７．６０×１０−５ＣＭｏ ４−４．６７
    ×１０−３ＣＭｏ ３＋５．０６×１０−２ＣＭｏ ２＋２．０８２ＣＭｏ＋１．０７５
  18. 前記遮光膜に形成されている転写パターンには、ハーフピッチ４０ｎｍ以下のラインアンドスペースパターンが含まれていることを特徴とする請求項１１から１７のいずれかに記載の転写用マスク。
  19. 請求項１から９のいずれかに記載のマスクブランクを用いた転写用マスクの製造方法であって、
    前記マスクブランクの遮光膜に転写パターンを形成する工程と、
    設計上の転写パターンと前記遮光膜に形成された転写パターンとを比較し、遮光膜が残存している欠陥部分に対してフッ素を含有する物質を供給し、かつ荷電粒子を照射してエッチングを行う欠陥修正工程を有することを特徴とする転写用マスクの製造方法。
  20. 請求項１１から１８のいずれかに記載の転写用マスクを用い、半導体ウェハ上に回路パターンを形成することを特徴する半導体デバイスの製造方法。
  21. 請求項１９に記載の転写用マスクの製造方法で製造された転写用マスクを用い、半導体ウェハ上に回路パターンを形成することを特徴する半導体デバイスの製造方法。
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