JP6855190B2 - 反射型マスク、並びに反射型マスクブランク及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置の製造などに使用される露光用マスクを製造するための原版である反射型マスクブランクの製造方法に関する。また、本発明は、その反射型マスクブランクを用いて製造される露光用マスクである反射型マスク、及びその反射型マスクを用いる半導体装置の製造方法に関する。
近年、半導体産業において、半導体デバイスの高集積化に伴い、フォトリソグラフィー法の転写限界を上回る微細パターンが必要とされてきている。このため、より波長の短い極端紫外（Extreme Ultra Violet：以下、ＥＵＶと略称する。）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、例えば下記特許文献１に記載された露光用反射型マスクが提案されている。
反射型マスクは、基板上に露光光を反射する多層反射膜が形成され、該多層反射膜上にバッファ膜、更にその上に露光光を吸収する吸収体膜がパターン状に形成されたものである。バッファ膜は、吸収体膜のパターン形成工程及び修正工程における多層反射膜の保護を目的として多層反射膜と吸収体膜との間に設けられている。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、吸収体膜のある部分では吸収され、吸収体膜のない部分では多層反射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。
反射型マスクを用いて、微細パターンを高精度で半導体基板等へのパターン転写を行うためには、ＥＵＶ光などの露光光に対するコントラスト値を向上させることが重要である。コントラスト値は、反射型マスクの表面において、露光光を吸収するための吸収体膜表面での露光光の反射率をＲａｂｓ、露光光を反射するための多層反射膜表面での露光光の反射率（保護膜がある場合には、吸収体膜直下の保護膜表面での反射率）をＲｍｕｌｔｉとして、下記の式で表すことができる。
コントラスト値＝（Ｒｍｕｌｔｉ−Ｒａｂｓ）／（Ｒｍｕｌｔｉ＋Ｒａｂｓ） ・・・（１）
コントラスト値＝（Ｒｍｕｌｔｉ−Ｒａｂｓ）／（Ｒｍｕｌｔｉ＋Ｒａｂｓ） ・・・（１）
また、二つの反射型マスクのコントラスト値が同じ値であるならば、微細でかつ高精度の転写パターンを有する半導体装置を製造するために、吸収体膜（吸収体部パターン）によるシャドーイング効果が小さい方の反射型マスクが有利である。
なお、本明細書では、反射型マスクの表面において、露光光を吸収するための吸収体膜表面の部分を吸収体部パターンといい、露光光を反射するための多層反射膜表面、保護膜表面、又は吸収体膜の残膜層の表面の部分を多層反射部パターンという。
したがって、本発明は、高いコントラスト値を有する反射型マスクを製造するための反射型マスクブランクの製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、高いコントラスト値を有する反射型マスクを提供することを目的とする。また、本発明は、高いコントラスト値を有する反射型マスクを用いることにより、微細でかつ高精度の転写パターンを有する半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、吸収体部パターンを形成した吸収体膜によるシャドーイング効果が小さい反射型マスクを製造するための反射型マスクブランクの製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、吸収体部パターンを形成した吸収体膜によるシャドーイング効果が小さい反射型マスクを提供することを目的とする。また、本発明は、吸収体部パターンを形成した吸収体膜によるシャドーイング効果が小さい反射型マスクを用いることにより、微細でかつ高精度の転写パターンを有する半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
上記の式（１）によれば、高いコントラスト値を得るためには、一般的に、露光光に対する多層反射膜表面の反射率Ｒｍｕｌｔｉを高くし、吸収体膜表面の反射率Ｒａｂｓを低くすることが求められる。
本発明者らは、吸収体膜表面の反射率Ｒａｂｓと、多層反射膜表面の反射率Ｒｍｕｌｔｉから得られるコントラスト値よりも、吸収体膜表面の反射率Ｒａｂｓと、吸収体膜を完全に除去せずに残膜させた吸収体膜の残膜層表面の反射率とから得られるコントラスト値の方が高いことを見出した。この知見を応用することにより、高いコントラスト値を有する反射型マスクを製造するための反射型マスクブランクを製造することができることを見出し、本発明に至った。
また、本発明者らは、更に上述の知見を応用することにより、吸収体部パターンを形成した吸収体膜によるシャドーイング効果が小さい反射型マスクを製造するための反射型マスクブランクを製造することができることを見出し、本発明に至った。
すなわち、上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。本発明は、下記の構成１〜６の反射型マスクブランクの製造方法、下記の構成７〜１２の反射型マスク及び下記の構成１３の半導体装置の製造方法である。
（構成１）
本発明の構成１は、基板上に、多層反射膜及び吸収体膜をこの順で、又は多層反射膜、保護膜及び吸収体膜をこの順で有する反射型マスクブランクの製造方法であって、
シミュレーションにより、吸収体膜の膜厚と、吸収体膜表面での反射率との関係を得る工程と、
吸収体膜の膜厚と、吸収体膜表面での反射率との関係に基づいて、膜厚Ｄ０の吸収体膜表面での反射率Ｒａｂｓと、吸収体膜を除去して多層反射膜又は保護膜を露出させた多層反射膜表面又は保護膜表面での反射率Ｒｍｕｌｔｉとから、第１のコントラスト値Ｃ１、すなわち、
Ｃ１＝（Ｒｍｕｌｔｉ−Ｒａｂｓ）／（Ｒｍｕｌｔｉ＋Ｒａｂｓ） ・・・（２）
を算出する工程と、
吸収体膜の膜厚と、吸収体膜表面での反射率との関係に基づいて、膜厚Ｄの吸収体膜表面での反射率Ｒ’ａｂｓと、吸収体膜の膜厚方向の一部を除去して残膜させた場合の膜厚ｄの残膜層の表面での反射率Ｒ’ｍｕｌｔｉとから、前記第１のコントラスト値Ｃ１よりも高い第２のコントラスト値Ｃ２、すなわち、
Ｃ２＝（Ｒ’ｍｕｌｔｉ−Ｒ’ａｂｓ）／（Ｒ’ｍｕｌｔｉ＋Ｒ’ａｂｓ） ・・・（３）
を有する、残膜層の膜厚ｄ及び総膜厚Ｄ＝Ｄ１（ただし、Ｄ０＝Ｄ１−ｄ）を求める工程、又は
吸収体膜の膜厚と、吸収体膜表面での反射率との関係に基づいて、膜厚Ｄの吸収体膜表面での反射率Ｒ’ａｂｓと、吸収体膜の膜厚方向の一部を除去して残膜させた場合の膜厚ｄの残膜層の表面での反射率Ｒ’ｍｕｌｔｉとから、前記第１のコントラスト値Ｃ１と同じ第２のコントラスト値Ｃ２（＝Ｃ１）、すなわち、
Ｃ２＝（Ｒ’ｍｕｌｔｉ−Ｒ’ａｂｓ）／（Ｒ’ｍｕｌｔｉ＋Ｒ’ａｂｓ）
を有する、残膜層の膜厚ｄ及び総膜厚Ｄ＝Ｄ２（ただし、Ｄ０＞Ｄ２−ｄ）を求める工程と、
前記吸収体膜を前記総膜厚Ｄとなるように形成する工程と
を含むことを特徴とする反射型マスクブランクの製造方法である。
本発明の構成１は、基板上に、多層反射膜及び吸収体膜をこの順で、又は多層反射膜、保護膜及び吸収体膜をこの順で有する反射型マスクブランクの製造方法であって、
シミュレーションにより、吸収体膜の膜厚と、吸収体膜表面での反射率との関係を得る工程と、
吸収体膜の膜厚と、吸収体膜表面での反射率との関係に基づいて、膜厚Ｄ０の吸収体膜表面での反射率Ｒａｂｓと、吸収体膜を除去して多層反射膜又は保護膜を露出させた多層反射膜表面又は保護膜表面での反射率Ｒｍｕｌｔｉとから、第１のコントラスト値Ｃ１、すなわち、
Ｃ１＝（Ｒｍｕｌｔｉ−Ｒａｂｓ）／（Ｒｍｕｌｔｉ＋Ｒａｂｓ） ・・・（２）
を算出する工程と、
吸収体膜の膜厚と、吸収体膜表面での反射率との関係に基づいて、膜厚Ｄの吸収体膜表面での反射率Ｒ’ａｂｓと、吸収体膜の膜厚方向の一部を除去して残膜させた場合の膜厚ｄの残膜層の表面での反射率Ｒ’ｍｕｌｔｉとから、前記第１のコントラスト値Ｃ１よりも高い第２のコントラスト値Ｃ２、すなわち、
Ｃ２＝（Ｒ’ｍｕｌｔｉ−Ｒ’ａｂｓ）／（Ｒ’ｍｕｌｔｉ＋Ｒ’ａｂｓ） ・・・（３）
を有する、残膜層の膜厚ｄ及び総膜厚Ｄ＝Ｄ１（ただし、Ｄ０＝Ｄ１−ｄ）を求める工程、又は
吸収体膜の膜厚と、吸収体膜表面での反射率との関係に基づいて、膜厚Ｄの吸収体膜表面での反射率Ｒ’ａｂｓと、吸収体膜の膜厚方向の一部を除去して残膜させた場合の膜厚ｄの残膜層の表面での反射率Ｒ’ｍｕｌｔｉとから、前記第１のコントラスト値Ｃ１と同じ第２のコントラスト値Ｃ２（＝Ｃ１）、すなわち、
Ｃ２＝（Ｒ’ｍｕｌｔｉ−Ｒ’ａｂｓ）／（Ｒ’ｍｕｌｔｉ＋Ｒ’ａｂｓ）
を有する、残膜層の膜厚ｄ及び総膜厚Ｄ＝Ｄ２（ただし、Ｄ０＞Ｄ２−ｄ）を求める工程と、
前記吸収体膜を前記総膜厚Ｄとなるように形成する工程と
を含むことを特徴とする反射型マスクブランクの製造方法である。
本発明の構成１によれば、反射型マスクブランクの吸収体膜が、総膜厚Ｄとなるように反射型マスクブランクを製造することができる。本発明の製造方法により製造される反射型マスクブランクを用いるならば、反射型マスクを製造する際に膜厚ｄの残膜層を残すことができるので、高いコントラスト値を有する反射型マスクを製造することができる。また、本発明の製造方法により製造される反射型マスクブランクを用いるならば、吸収体部パターンを形成した吸収体膜によるシャドーイング効果が小さい反射型マスクを製造することができる。
（構成２）
本発明の構成２は、前記吸収体膜の総膜厚Ｄと、残膜層の膜厚ｄとの差が６５ｎｍ以下であることを特徴とする構成１の反射型マスクブランクの製造方法である。
本発明の構成２は、前記吸収体膜の総膜厚Ｄと、残膜層の膜厚ｄとの差が６５ｎｍ以下であることを特徴とする構成１の反射型マスクブランクの製造方法である。
本発明の構成２により製造される反射型マスクブランクを用いて反射型マスクを製造するならば、前記吸収体膜の総膜厚Ｄと、残膜層の膜厚ｄとの差を６５ｎｍ以下とすることにより、吸収体部パターンを形成した吸収体膜によるシャドーイング効果を小さくすることが可能な反射型マスクを得ることができる。
（構成３）
本発明の構成３は、前記吸収体膜の残膜層が、１９０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長範囲における前記残膜層の反射率が１５％以下となる材料からなることを特徴とする構成１又は２の反射型マスクブランクの製造方法である。
本発明の構成３は、前記吸収体膜の残膜層が、１９０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長範囲における前記残膜層の反射率が１５％以下となる材料からなることを特徴とする構成１又は２の反射型マスクブランクの製造方法である。
本発明の構成３によれば、前記吸収体膜の残膜層が、１９０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長範囲における前記残膜層の反射率が１５％以下となる材料からなることにより、反射型マスクを用いたときのアウトオブバンド光を抑制することが可能となる。
（構成４）
本発明の構成４は、前記吸収体膜の残膜層が、欠陥検査の検査光に対する反射率が３０％以下の材料からなることを特徴とする構成１〜３のいずれかの反射型マスクブランクの製造方法である。
本発明の構成４は、前記吸収体膜の残膜層が、欠陥検査の検査光に対する反射率が３０％以下の材料からなることを特徴とする構成１〜３のいずれかの反射型マスクブランクの製造方法である。
本発明の構成４により得られる反射型マスクブランクを用いるならば、前記吸収体膜の残膜層が、欠陥検査の検査光に対する反射率が３０％以下の材料からなることにより、高精度の欠陥検査が可能な反射型マスクをより確実に製造することができる。
（構成５）
本発明の構成５は、前記吸収体膜が、吸収体膜の残膜層の膜厚に相当する膜厚ｄの部分に形成されたエッチングストッパー層を有することを特徴とする構成１〜４のいずれかの反射型マスクブランクの製造方法である。
本発明の構成５は、前記吸収体膜が、吸収体膜の残膜層の膜厚に相当する膜厚ｄの部分に形成されたエッチングストッパー層を有することを特徴とする構成１〜４のいずれかの反射型マスクブランクの製造方法である。
本発明の構成５によれば、所定のエッチングストッパー層を有することにより、エッチングによって目標とする吸収体膜の残膜層の膜厚を得ることが容易になる。
（構成６）
本発明の構成６は、前記吸収体膜が、タンタルと窒素とを含有することを特徴とする構成１〜５のいずれかの反射型マスクブランクの製造方法である。
本発明の構成６は、前記吸収体膜が、タンタルと窒素とを含有することを特徴とする構成１〜５のいずれかの反射型マスクブランクの製造方法である。
本発明の構成６によれば、吸収体膜が、タンタルと窒素とを含有することにより、吸収体膜の表面において、吸収体膜を構成する結晶粒子の拡大を抑制できる。そのため、吸収体膜をパターニングしたときのパターンエッジラフネスを低減することができる。
（構成７）
本発明の構成７は、基板上に、ＥＵＶ光を反射するための多層反射部パターン及びＥＵＶ光を吸収するための吸収体部パターンを有する反射型マスクであって、
前記多層反射部パターンは、前記基板上に、多層反射膜及び吸収体膜の残膜層をこの順で、又は多層反射膜、保護膜及び吸収体膜の残膜層をこの順で有し、
前記吸収体部パターンは、前記基板上に、多層反射膜及び吸収体膜をこの順で、又は多層反射膜、保護膜及び吸収体膜をこの順で有し、
前記吸収体膜の残膜層の膜厚ｄは、前記吸収体膜の総膜厚Ｄよりも薄く、
第１のコントラスト値Ｃ１が基準反射型マスクのコントラスト値であり、基準反射型マスクの多層反射部パターンが吸収体膜の残膜層を有せず、吸収体部パターンが膜厚Ｄ０の吸収体膜を有し、
第２のコントラスト値Ｃ２が前記反射型マスクのコントラスト値であるときに、
Ｃ１＜Ｃ２かつＤ０＝Ｄ−ｄ、又は、Ｃ１＝Ｃ２かつＤ０＞Ｄ−ｄ
であることを特徴とする反射型マスクである。
本発明の構成７は、基板上に、ＥＵＶ光を反射するための多層反射部パターン及びＥＵＶ光を吸収するための吸収体部パターンを有する反射型マスクであって、
前記多層反射部パターンは、前記基板上に、多層反射膜及び吸収体膜の残膜層をこの順で、又は多層反射膜、保護膜及び吸収体膜の残膜層をこの順で有し、
前記吸収体部パターンは、前記基板上に、多層反射膜及び吸収体膜をこの順で、又は多層反射膜、保護膜及び吸収体膜をこの順で有し、
前記吸収体膜の残膜層の膜厚ｄは、前記吸収体膜の総膜厚Ｄよりも薄く、
第１のコントラスト値Ｃ１が基準反射型マスクのコントラスト値であり、基準反射型マスクの多層反射部パターンが吸収体膜の残膜層を有せず、吸収体部パターンが膜厚Ｄ０の吸収体膜を有し、
第２のコントラスト値Ｃ２が前記反射型マスクのコントラスト値であるときに、
Ｃ１＜Ｃ２かつＤ０＝Ｄ−ｄ、又は、Ｃ１＝Ｃ２かつＤ０＞Ｄ−ｄ
であることを特徴とする反射型マスクである。
本発明の構成７によれば、高いコントラスト値を有する反射型マスクを得ることができる。また、本発明の構成７によれば、吸収体部パターンを形成した吸収体膜によるシャドーイング効果が小さい反射型マスクを得ることができる。
（構成８）
本発明の構成８は、前記吸収体膜の総膜厚Ｄと、前記残膜層の膜厚ｄとの差が６５ｎｍ以下であることを特徴とする構成７の反射型マスクである。
本発明の構成８は、前記吸収体膜の総膜厚Ｄと、前記残膜層の膜厚ｄとの差が６５ｎｍ以下であることを特徴とする構成７の反射型マスクである。
本発明の構成８によれば、前記吸収体膜の総膜厚Ｄと、残膜層の膜厚ｄとの差を６５ｎｍ以下とすることにより、吸収体部パターンを形成した吸収体膜によるシャドーイング効果を小さくすることが可能な反射型マスクを得ることができる。
（構成９）
本発明の構成９は、前記吸収体膜の残膜層が、１９０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長範囲における前記残膜層の反射率が１５％以下となる材料からなることを特徴とする構成７又は８の反射型マスクである。
本発明の構成９は、前記吸収体膜の残膜層が、１９０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長範囲における前記残膜層の反射率が１５％以下となる材料からなることを特徴とする構成７又は８の反射型マスクである。
本発明の構成９によれば、反射型マスクを用いたときのアウトオブバンド光を抑制することが可能となる。
（構成１０）
本発明の構成１０は、前記吸収体膜の残膜層が、欠陥検査の検査光に対する反射率が３０％以下の材料からなることを特徴とする構成７〜９のいずれかの反射型マスクである。
本発明の構成１０は、前記吸収体膜の残膜層が、欠陥検査の検査光に対する反射率が３０％以下の材料からなることを特徴とする構成７〜９のいずれかの反射型マスクである。
本発明の構成１０によれば、前記吸収体膜の残膜層が、欠陥検査の検査光に対する反射率が３０％以下の材料からなることにより、高精度の欠陥検査が可能な反射型マスクを得ることができる。
（構成１１）
本発明の構成１１は、前記多層反射部パターンが、前記吸収体膜の残膜層の膜厚に相当する膜厚ｄの部分、及び前記残膜層上に形成されたエッチングストッパー層を有することを特徴とする構成７〜１０のいずれかの反射型マスクである。
本発明の構成１１は、前記多層反射部パターンが、前記吸収体膜の残膜層の膜厚に相当する膜厚ｄの部分、及び前記残膜層上に形成されたエッチングストッパー層を有することを特徴とする構成７〜１０のいずれかの反射型マスクである。
本発明の構成１１によれば、反射型マスクの製造の際に、所定のエッチングストッパー層を有することにより、エッチングによって目標とする吸収体膜の残膜層の膜厚を得ることが容易になる。
（構成１２）
本発明の構成１２は、前記吸収体膜が、タンタルと窒素とを含有することを特徴とする構成７〜１１のいずれかの反射型マスクである。
本発明の構成１２は、前記吸収体膜が、タンタルと窒素とを含有することを特徴とする構成７〜１１のいずれかの反射型マスクである。
本発明の構成１２によれば、吸収体膜が、タンタルと窒素とを含有することにより、吸収体膜の表面において、吸収体膜を構成する結晶粒子の拡大を抑制できる。そのため、吸収体膜をパターニングしたときのパターンエッジラフネスを低減した反射型マスクを得ることができる。
（構成１３）
本発明の構成１３は、構成７〜１２のいずれかの反射型マスクを用いて半導体基板上にパターンを形成するパターン形成工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法である。
本発明の構成１３は、構成７〜１２のいずれかの反射型マスクを用いて半導体基板上にパターンを形成するパターン形成工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法である。
本発明の構成１３によれば、露光の際に、高いコントラスト値を得ることができる反射型マスクを用いることができるので、微細でかつ高精度の転写パターンを有する半導体装置を製造することができる。また、本発明の構成１３によれば、吸収体部パターンを形成した吸収体膜によるシャドーイング効果が小さい反射型マスクを用いることができるので、微細でかつ高精度の転写パターンを有する半導体装置を製造することができる。
本発明によれば、高いコントラスト値を有する反射型マスクを製造するための反射型マスクブランクの製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、高いコントラスト値を有する反射型マスクを提供することができる。また、本発明によれば、高いコントラスト値を有する反射型マスクを用いることにより、微細でかつ高精度の転写パターンを有する半導体装置の製造方法を提供することができる。
本発明によれば、吸収体部パターンを形成した吸収体膜によるシャドーイング効果が小さい反射型マスクを製造するための反射型マスクブランクの製造方法を提供することができる。また、本発明によれば、吸収体部パターンを形成した吸収体膜によるシャドーイング効果が小さい反射型マスクを提供することができる。また、本発明によれば、吸収体部パターンを形成した吸収体膜によるシャドーイング効果が小さい反射型マスクを用いることにより、微細でかつ高精度の転写パターンを有する半導体装置の製造方法を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化する際の形態であって、本発明をその範囲内に限定するものではない。
図１に、本発明の製造方法によって製造される反射型マスクブランク１０（以下、単に「本発明の反射型マスクブランク１０」という場合がある。）の一例の断面模式図を示す。本発明は、基板１２上に、多層反射膜１３及び吸収体膜１５をこの順で有する反射型マスクブランク１０の製造方法である。
図２に、本発明の製造方法によって製造される反射型マスクブランク１０の別の一例の断面模式図を示す。図２に示すように、反射型マスクブランク１０は、多層反射膜１３及び吸収体膜１５の間に、保護膜１４を有することができる。
本発明の反射型マスクブランク１０の製造方法は、吸収体膜１５の残膜層１５ｂの膜厚ｄを考慮して、吸収体膜１５を所定の総膜厚Ｄとなるように形成することに特徴がある。以下、本発明の反射型マスクブランク１０の製造方法について説明する。
本発明の反射型マスクブランク１０の製造方法は、シミュレーションにより、吸収体膜１５の膜厚と、吸収体膜１５表面での反射率との関係を得る工程を含む。
図８に、反射型マスク２０における、シミュレーションによって得られた、吸収体膜１５の膜厚と、吸収体膜１５の表面での反射率との関係の一例を示す。なお、多層反射膜１３、保護膜１４及び吸収体膜１５等の屈折率ｎ及び消衰係数ｋを特定することにより、図８に示すような関係をシミュレーションによって得るための方法は、当業者に公知である。図８に示すシミュレーションに用いた反射型マスク２０の構造は、基板１２上に、多層反射膜１３（Ｍｏ膜とＳｉ膜との多層膜、膜厚２８４ｎｍ）、Ｒｕを材料とする保護膜１４（膜厚２．５ｎｍ）及びＴａＮ膜単層の吸収体膜１５をこの順で形成した構造である。また、シミュレーションに用いた露光光の波長は、１３．５ｎｍである。図８に示すように、吸収体膜１５の表面での反射率は、吸収体膜１５の膜厚が厚くなるほど低下する傾向にあるが、吸収体膜１５による露光光の干渉のため、反射率の膜厚依存性に振動構造が生じていることが見て取れる。
本発明の反射型マスクブランク１０の製造方法は、吸収体膜１５の膜厚と、吸収体膜１５表面での反射率との関係に基づいて、膜厚Ｄ０の吸収体膜１５表面での反射率Ｒａｂｓと、吸収体膜１５を除去して多層反射膜１３又は保護膜１４を露出させた場合の多層反射膜１３表面又は保護膜１４表面での反射率Ｒｍｕｌｔｉとから、第１のコントラスト値Ｃ１を算出する工程を含む。なお、第１のコントラスト値Ｃ１は、下記式で表すことができる。
Ｃ１＝（Ｒｍｕｌｔｉ−Ｒａｂｓ）／（Ｒｍｕｌｔｉ＋Ｒａｂｓ）・・・（２）
Ｃ１＝（Ｒｍｕｌｔｉ−Ｒａｂｓ）／（Ｒｍｕｌｔｉ＋Ｒａｂｓ）・・・（２）
図８において、Ａ点は吸収体膜１５が存在しない場合の反射率（ＲＡ）であり、ａ点は吸収体膜１５の膜厚Ｄ０の場合の反射率（Ｒａ）である。したがって、反射型マスク２０が膜厚Ｄ０の吸収体膜１５を有する場合、コントラスト値Ｃ１を求めるならば、下記のようになる。なお、Ｃ１（Ａ，ａ）は、図８におけるＡ点と、ａ点とのコントラスト値Ｃ１であることを示す。
Ｃ１（Ａ，ａ）＝（ＲＡ−Ｒａ）／（ＲＡ＋Ｒａ）
（なお、ＲＡ＝Ｒｍｕｌｔｉ、Ｒａ＝Ｒａｂｓである。）
Ｃ１（Ａ，ａ）＝（ＲＡ−Ｒａ）／（ＲＡ＋Ｒａ）
（なお、ＲＡ＝Ｒｍｕｌｔｉ、Ｒａ＝Ｒａｂｓである。）
更に具体的に、図４に、光強度Ｉ０の入射光３０が入射した際に、多層反射膜１３上に形成された保護膜１４表面から強度Ｉｒ-ｍｕｌｔｉ（＝Ｉ０・Ｒｍｕｌｔｉ）の反射光３１ａが反射し、吸収体膜１５表面から強度Ｉｒ-ａｂｓ（＝Ｉ０・Ｒａｂｓ）の反射光３１ｂが反射する様子を示す。図４において、吸収体膜１５の膜厚は、Ｄ０である。なお、図４において、吸収体膜１５が存在しない部分は、ＥＵＶ光を反射するための多層反射部パターン２３であり、吸収体膜１５が存在する部分は、ＥＵＶ光を吸収するための吸収体部パターン２５である。したがって、上述のコントラスト値Ｃ１は、図４に示すＲｍｕｌｔｉ及びＲａｂｓを用いて、上述の式（２）によって求めることができる。
本発明の反射型マスクブランク１０の製造方法は、吸収体膜１５の残膜層１５ｂの膜厚ｄ及び吸収体膜１５の総膜厚Ｄを求める工程を含む。本工程は、次に説明する実施形態１及び実施形態２のううちのいずれかであることができる。
本発明の製造方法において、実施形態１の吸収体膜１５の残膜層１５ｂの膜厚ｄ及び吸収体膜１５の総膜厚Ｄを求める工程は、吸収体膜１５の膜厚と、吸収体膜１５表面での反射率との関係に基づいて、膜厚Ｄの吸収体膜１５表面での反射率Ｒ’ａｂｓと、吸収体膜１５の膜厚方向の一部を除去して残膜させた場合の膜厚ｄの残膜層１５ｂの表面での反射率Ｒ’ｍｕｌｔｉとから、第１のコントラスト値Ｃ１よりも高い第２のコントラスト値Ｃ２を有する、残膜層１５ｂの膜厚ｄ及び総膜厚Ｄ＝Ｄ１（ただし、Ｄ０＝Ｄ１−ｄ）を求める工程である。なお、第２のコントラスト値Ｃ２は、下記式で表すことができる。
Ｃ２＝（Ｒ’ｍｕｌｔｉ−Ｒ’ａｂｓ）／（Ｒ’ｍｕｌｔｉ＋Ｒ’ａｂｓ） ・・・（３）
Ｃ２＝（Ｒ’ｍｕｌｔｉ−Ｒ’ａｂｓ）／（Ｒ’ｍｕｌｔｉ＋Ｒ’ａｂｓ） ・・・（３）
図５に、光強度Ｉ０の入射光３０が入射した際に、膜厚ｄの吸収体膜１５表面から強度Ｉｒ-ｍｕｌｔｉ（＝Ｉ０・Ｒ’ｍｕｌｔｉ）の反射光３１ａが反射し、膜厚Ｄ（＝Ｄ１）の吸収体膜１５表面から強度Ｉｒ-ａｂｓ（＝Ｉ０・Ｒ’ａｂｓ）の反射光３１ｂが反射する様子を示す。なお、図５において、膜厚ｄの吸収体膜１５が存在する部分は、ＥＵＶ光を反射するための多層反射部パターン２３であり、膜厚Ｄ（＝Ｄ１）の吸収体膜１５が存在する部分は、ＥＵＶ光を吸収するための吸収体部パターン２５である。
図８を用いて、図５に示す構造の反射型マスク２０の露光光の反射ついて説明する。図８において、Ｂ点は吸収体膜１５の膜厚がｄの場合（多層反射部パターン２３の場合）の反射率（ＲＢ）であり、ｂ点は吸収体膜１５の膜厚ｄ＋Ｄ０の場合（吸収体部パターン２５の場合）の反射率（Ｒｂ）である。この場合のコントラスト値Ｃ２（Ｂ，ｂ）を求めるならば、下記のようになる。なお、Ｃ２（Ｂ，ｂ）は、図８におけるＢ点と、ｂ点とのコントラスト値Ｃ２であることを示す。
Ｃ２（Ｂ，ｂ）＝（ＲＢ−Ｒｂ）／（ＲＢ＋Ｒｂ）
（なお、ＲＢ＝Ｒ’ｍｕｌｔｉ、Ｒｂ＝Ｒ’ａｂｓである。）
Ｃ２（Ｂ，ｂ）＝（ＲＢ−Ｒｂ）／（ＲＢ＋Ｒｂ）
（なお、ＲＢ＝Ｒ’ｍｕｌｔｉ、Ｒｂ＝Ｒ’ａｂｓである。）
図８に示すシミュレーションおいて、Ｃ１（Ａ，ａ）及びＣ２（Ｂ，ｂ）は、共に、膜厚の差が、膜厚Ｄ０である。従来の反射型マスク２０では、Ａ点では吸収体膜１５が存在せず、コントラスト値が、Ｃ１（Ａ，ａ）となるように、吸収体膜１５の膜厚Ｄ０が決定されていた。一方、本発明者らは、Ｃ１（Ａ，ａ）と、Ｃ２（Ｂ，ｂ）とを比較した場合、Ｃ２（Ｂ，ｂ）の方がＣ１（Ａ，ａ）より大きくなる場合があるとの知見を見出した。これは、図８に示すように、吸収体膜１５による露光光の干渉のため、反射率の膜厚依存性に振動構造が生じていることに起因する。
上記の知見に基づき、本発明者らは、Ａ点で示すような吸収体膜１５が存在しない多層反射部パターン２３の代わりに、膜厚ｄの吸収体膜１５が存在する多層反射部パターン２３を用いた方が、反射型マスク２０のコントラスト値が高くなる場合があることを見出し、本発明に至った。そこで、本発明の製造方法の実施形態１では、第１のコントラスト値Ｃ１よりも高い第２のコントラスト値Ｃ２を有する、吸収体膜１５の膜厚方向の一部を除去して残膜させた場合の残膜層１５ｂの膜厚ｄ及び総膜厚Ｄ＝Ｄ１（ただし、Ｄ０＝Ｄ１−ｄ）を求める。図８に示すような、吸収体膜１５の膜厚と、吸収体膜１５表面での反射率との関係が得られていれば、Ｄ０の膜厚差を有する場合のコントラスト値は、容易に計算できるので、第１のコントラスト値Ｃ１よりも高い第２のコントラスト値Ｃ２を有する場合の残膜層１５ｂの膜厚ｄを容易に求めることができる。
なお、吸収体膜１５がＤ０の膜厚差を有する場合、第２のコントラスト値Ｃ２が、第１のコントラスト値Ｃ１よりも高くなるような残膜層１５ｂの膜厚ｄは、複数の範囲の値を取ることが考えられる。本発明では、第２のコントラスト値Ｃ２が、第１のコントラスト値Ｃ１よりも高くなるような残膜層１５ｂの膜厚ｄであれば、任意の膜厚ｄを選択することができる。しかしながら、より高いコントラスト値を得るために、より高い第２のコントラスト値Ｃ２となるような膜厚ｄを選択することが好ましい。また、より薄い吸収体膜１５であることが経済的であることから、残膜層１５ｂの膜厚ｄの複数の値の範囲のうち、より薄い膜厚ｄを選択することも可能である。
本発明の製造方法において、実施形態２の吸収体膜１５の残膜層１５ｂの膜厚ｄ及び吸収体膜１５の総膜厚Ｄを求める工程は、吸収体膜１５の膜厚と、吸収体膜１５表面での反射率との関係に基づいて、膜厚Ｄの吸収体膜１５の表面での反射率Ｒ’ａｂｓと、吸収体膜１５の膜厚方向の一部を除去して残膜させた場合の膜厚ｄの残膜層１５ｂの表面での反射率Ｒ’ｍｕｌｔｉとから、前記第１のコントラスト値Ｃ１と同じ第２のコントラスト値Ｃ２（＝Ｃ１）を有する、残膜層１５ｂの膜厚ｄ及び総膜厚Ｄ＝Ｄ２（ただし、Ｄ０＞Ｄ２−ｄ）を求める工程である。なお、第２のコントラスト値Ｃ２は、下記式で表すことができる。
Ｃ２＝（Ｒ’ｍｕｌｔｉ−Ｒ’ａｂｓ）／（Ｒ’ｍｕｌｔｉ＋Ｒ’ａｂｓ）・・・（３）
Ｃ２＝（Ｒ’ｍｕｌｔｉ−Ｒ’ａｂｓ）／（Ｒ’ｍｕｌｔｉ＋Ｒ’ａｂｓ）・・・（３）
図６に、光強度Ｉ０の入射光３０が入射した際に、膜厚ｄの吸収体膜１５表面から強度Ｉｒ-ｍｕｌｔｉ（＝Ｉ０・Ｒ’ｍｕｌｔｉ）の反射光３１ａが反射し、膜厚Ｄ（＝Ｄ２）の吸収体膜１５表面から強度Ｉｒ-ａｂｓ（＝Ｉ０・Ｒ’ａｂｓ）の反射光３１ｂが反射する様子を示す。なお、図６において、膜厚ｄの吸収体膜１５が存在する部分は、ＥＵＶ光を反射するための多層反射部パターン２３であり、膜厚Ｄ（＝Ｄ２）の吸収体膜１５が存在する部分は、ＥＵＶ光を吸収するための吸収体部パターン２５である。実施形態２では、多層反射部パターン２３と、吸収体部パターン２５との吸収体膜１５の膜厚差（Ｄ２−ｄ）が、第１のコントラスト値Ｃ１を算出する工程において用いた膜厚Ｄ０より薄い。そのため、実施形態２の反射型マスクブランク１０を用いて製造することのできる反射型マスク２０は、従来の反射型マスクと同じコントラスト値を有しながら、膜厚差（Ｄ２−ｄ）を小さくすることができる。この結果、吸収体部パターン２５を形成した吸収体膜１５によるシャドーイング効果を小さくすることができる。
本発明の反射型マスクブランク１０の製造方法は、吸収体膜１５を、上述のようにして得られた総膜厚Ｄとなるように形成する工程を含む。吸収体膜１５の形成の際の成膜時間を調整することにより、吸収体膜１５の膜厚を制御して、総膜厚Ｄの吸収体膜１５を形成することができる。吸収体膜１５の形成方法は、イオンビームスパッタリング法、ＤＣスパッタリング法及びＲＦスパッタリング法などを用いることができる。
本発明によれば、反射型マスクブランク１０の吸収体膜１５が、残膜層１５ｂの膜厚ｄを考慮した総膜厚Ｄとなるように反射型マスクブランク１０を製造することができる。本発明の反射型マスクブランク１０を用いるならば、反射型マスク２０を製造する際に膜厚ｄの残膜層１５ｂを残すことができるので、高いコントラスト値を有する反射型マスク２０、又は吸収体部パターン２５を形成した吸収体膜１５によるシャドーイング効果が小さい反射型マスク２０を製造することができる。
本発明の反射型マスクブランク１０の製造方法では、吸収体膜１５の総膜厚Ｄと、残膜層１５ｂの膜厚ｄとの差が６５ｎｍ以下であることが好ましく、６０ｎｍであることがより好ましい。吸収体膜１５の総膜厚Ｄと、残膜層１５ｂの膜厚ｄとの差を６５ｎｍ以下とすることにより、吸収体部パターン２５を形成した吸収体膜１５によるシャドーイング効果を小さくすることが可能な反射型マスク２０を得ることができる。
本発明の反射型マスクブランク１０の製造方法では、吸収体膜１５の残膜層１５ｂは、１９０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長範囲における残膜層１５ｂの反射率が１５％以下となる材料からなることが好ましい。
露光源としてＥＵＶ光を用いた場合、アウトオブバンド（ＯｏＢ：Out Of Band）光と呼ばれる真空紫外光及び紫外光（波長：１９０〜４００ｎｍ）が発生することが知られている。例えば、多層反射膜掘り込み遮光帯型のＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクでは、遮光帯領域で基板１２が露出しているため、露光源から発生するアウトオブバンド光は、基板面での反射や、基板１２を透過し、基板１２の裏面に設けられた裏面導電膜１１による反射が生じてしまう。隣接した回路パターン領域は複数回露光されるため、反射したアウトオブバンド光の光量積算値は無視できない大きさとなり、配線パターンの寸法に影響を与えてしまうという問題が発生する。１９０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長範囲における、吸収体膜１５の残膜層１５ｂの反射率が１５％以下となる材料からなることにより、反射型マスク２０を用いたときのアウトオブバンド光を抑制することが可能となる。
本発明の反射型マスクブランク１０の製造方法では、吸収体膜１５の残膜層１５ｂは、欠陥検査の検査光に対する反射率が３０％以下の材料からなることが好ましい。
吸収体膜１５の残膜層１５ｂが、欠陥検査の検査光に対する反射率が３０％以下の材料からなる反射型マスクブランク１０を用いることにより、高精度の欠陥検査が可能な反射型マスク２０をより確実に製造することができる。
＜反射型マスクブランク１０の構成＞
図１及び図２は、本発明の製造方法により製造されるＥＵＶリソグラフィ用の反射型マスクブランク１０の構成を説明するための断面模式図である。図１及び図２を用いて本発明の反射型マスクブランク１０について説明する。
図１及び図２は、本発明の製造方法により製造されるＥＵＶリソグラフィ用の反射型マスクブランク１０の構成を説明するための断面模式図である。図１及び図２を用いて本発明の反射型マスクブランク１０について説明する。
図１に示すように、本発明の反射型マスクブランク１０は、基板１２の裏面側の主表面上に形成された静電チャック用の裏面導電膜１１を有する基板１２と、この基板１２の主表面（裏面導電膜１１が形成された側とは反対側の主表面）上に形成され、かつ、露光光であるＥＵＶ光を反射する多層反射膜１３と、この多層反射膜１３上に形成された、ＥＵＶ光を吸収するための吸収体膜１５と、を備えている。また、図２に示す反射型マスクブランク１０は、多層反射膜１３と、吸収体膜１５との間に、多層反射膜１３を保護するための保護膜１４を更に有している。
本明細書において、例えば、「基板１２の主表面上に形成された多層反射膜１３」との記載は、多層反射膜１３が、基板１２の表面に接して配置されることを意味する場合の他、基板１２と、マスクブランク用多層膜２６との間に他の膜を有することを意味する場合も含む。他の膜についても同様である。また、本明細書において、例えば「膜Ａが膜Ｂの上に接して配置される」とは、膜Ａと膜Ｂとの間に他の膜を介さずに、膜Ａと膜Ｂとが直接、接するように配置されていることを意味する。
以下、基板１２及び各層の構成を説明する。
（基板１２）
ＥＵＶ光による露光時の熱による吸収体部パターン２５の歪みを防止するため、基板１２としては、０±５ｐｐｂ／℃の範囲内の低熱膨張係数を有するものが好ましく用いられる。この範囲の低熱膨張係数を有する素材としては、例えば、ＳｉＯ２−ＴｉＯ２系ガラス、又は多成分系ガラスセラミックス等を用いることができる。
ＥＵＶ光による露光時の熱による吸収体部パターン２５の歪みを防止するため、基板１２としては、０±５ｐｐｂ／℃の範囲内の低熱膨張係数を有するものが好ましく用いられる。この範囲の低熱膨張係数を有する素材としては、例えば、ＳｉＯ２−ＴｉＯ２系ガラス、又は多成分系ガラスセラミックス等を用いることができる。
基板１２の両主表面のうち、反射型マスク２０の転写パターンとなる吸収体膜１５が形成される側の主表面は、少なくともパターン転写精度、位置精度を得る観点から高平坦度となるように表面加工されている。ＥＵＶ露光の場合、基板１２の転写パターンが形成される側の主表面の１３２ｍｍ×１３２ｍｍの領域において、平坦度が０．１μｍ以下であることが好ましく、更に好ましくは０．０５μｍ以下、特に好ましくは０．０３μｍ以下である。また、基板１２の両主表面のうち、吸収体膜１５が形成される側と反対側の主表面は、露光装置にセットするときに静電チャックされるための裏面導電膜１１が形成される表面である。裏面導電膜１１が形成される表面の平坦度は、１４２ｍｍ×１４２ｍｍの領域において、１μｍ以下であることが好ましく、更に好ましくは０．５μｍ以下、特に好ましくは０．３μｍ以下である。
なお、本明細書において、平坦度は、ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ Ｉｎｄｅｃａｔｅｄ Ｒｅａｄｉｎｇ）で示される表面の反り（変形量）を表す値である。この値は、基板１２の表面を基準として最小二乗法で定められる平面を焦平面とし、この焦平面より上にある基板１２の表面の最も高い位置と、焦平面より下にある基板１２の表面の最も低い位置との高低差の絶対値である。
また、ＥＵＶ露光の場合、基板１２として要求される表面平滑度は、基板１２の、転写パターンとなる吸収体膜１５が形成される側の主表面の表面粗さが、二乗平均平方根粗さ（ＲＭＳ）で０．１ｎｍ以下であることが好ましい。なお、表面平滑度は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で測定することができる。
更に、基板１２は、その上に形成される膜（多層反射膜１３など）の膜応力による変形を防止するために、高い剛性を有しているものが好ましい。特に、基板１２は、６５ＧＰａ以上の高いヤング率を有しているものが好ましい。
（多層反射膜１３）
多層反射膜１３は、ＥＵＶリソグラフィ用反射型マスク２０において、ＥＵＶ光を反射する機能を有する。多層反射膜１３は、屈折率の異なる元素が周期的に積層された多層膜である。
多層反射膜１３は、ＥＵＶリソグラフィ用反射型マスク２０において、ＥＵＶ光を反射する機能を有する。多層反射膜１３は、屈折率の異なる元素が周期的に積層された多層膜である。
一般的には、高屈折率材料である軽元素又はその化合物の薄膜（高屈折率層）と、低屈折率材料である重元素又はその化合物の薄膜（低屈折率層）とが交互に４０〜６０周期程度積層された多層膜が、多層反射膜１３として用いられる。多層膜は、基板１２側から高屈折率層と低屈折率層をこの順に積層した高屈折率層／低屈折率層の積層構造を１周期として複数周期積層した構造を有することができる。また、多層膜は、基板１２側から低屈折率層と高屈折率層をこの順に積層した低屈折率層／高屈折率層の積層構造を１周期として複数周期積層した構造を有することができる。なお、多層反射膜１３の最表面の層、すなわち多層反射膜１３の基板１２と反対側の表面層は、高屈折率層とすることが好ましい。上述の多層膜において、基板１２から高屈折率層と低屈折率層をこの順に積層した高屈折率層／低屈折率層の積層構造を１周期として複数周期積層する場合は最上層が低屈折率層となる。そのため、最上層の低屈折率層上に更に高屈折率層を形成して多層反射膜１３とすることが好ましい。
本発明の反射型マスクブランク１０において、高屈折率層としては、Ｓｉを含む層を採用することができる。Ｓｉを含む材料としては、Ｓｉ単体の他に、Ｓｉに、Ｂ、Ｃ、Ｎ、及び／又はＯを含むＳｉ化合物でもよい。Ｓｉを含む層を高屈折率層として使用することによって、ＥＵＶ光の反射率に優れたＥＵＶリソグラフィ用反射型マスク２０が得られる。また、本発明の反射型マスクブランク１０において、基板１２としてはガラス基板が好ましく用いられる。Ｓｉはガラス基板との密着性においても優れている。また、低屈折率層としては、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、及びＰｔから選ばれる金属単体、並びにこれらの合金が用いられる。例えば波長１３〜１４ｎｍのＥＵＶ光に対する多層反射膜１３としては、好ましくはＭｏ膜とＳｉ膜を交互に例えば４０〜６０周期程度積層したＭｏ／Ｓｉ周期積層膜が用いられる。なお、多層反射膜１３の最上層である高屈折率層をケイ素（Ｓｉ）で形成し、当該最上層（Ｓｉ）と保護膜１４との間に、ケイ素と酸素とを含むケイ素酸化物層を形成するようにしてもよい。これにより、マスク洗浄耐性（吸収体部パターン２５等の膜剥がれ耐性）を向上させることができる。
このような多層反射膜１３の単独での反射率は、例えば、６５％以上であり、上限は通常７３％であることが好ましい。なお、多層反射膜１３の各構成層の膜厚及び周期の数は、露光波長によるブラッグの法則を満たすように、適宜選択される。多層反射膜１３において高屈折率層及び低屈折率層はそれぞれ複数存在する。すべての高屈折率層は同じ膜厚でなくてもよい。また、すべての低屈折率層は同じ膜厚でなくてもよい。また、多層反射膜１３の最表面のＳｉ層の膜厚は、反射率を低下させない範囲で調整することができる。最表面のＳｉ（高屈折率層）の膜厚は、例えば、３〜１０ｎｍとすることができる。
多層反射膜１３の形成方法は当該技術分野において公知である。例えばイオンビームスパッタリング法により、多層反射膜１３の各層を成膜することで形成できる。上述したＭｏ／Ｓｉ周期多層膜の場合、例えばイオンビームスパッタリング法により、まずＳｉターゲットを用いて膜厚４ｎｍ程度のＳｉ膜を基板１２上に成膜し、その後Ｍｏターゲットを用いて膜厚３ｎｍ程度のＭｏ膜を成膜する。Ｓｉ膜及びＭｏ膜の成膜を１周期として、全体で、４０〜６０周期積層して、多層反射膜１３を形成する（最上層はＳｉ層とする）。
（保護膜１４）
本発明の反射型マスクブランク１０は、多層反射膜１３と吸収体膜１５との間に保護膜１４を有することが好ましい。
本発明の反射型マスクブランク１０は、多層反射膜１３と吸収体膜１５との間に保護膜１４を有することが好ましい。
図２に示すように、保護膜１４は、後述するＥＵＶリソグラフィ用反射型マスク２０の製造工程におけるドライエッチング又は洗浄液から多層反射膜１３を保護するために、多層反射膜１３の上に形成される。保護膜１４は、例えば、Ｒｕ（ルテニウム）を主成分として含む材料（主成分：５０原子％以上）により構成される。Ｒｕを主成分として含む材料は、Ｒｕ金属単体、ＲｕにＮｂ、Ｚｒ、Ｙ、Ｂ、Ｔｉ、Ｌａ、Ｍｏ、Ｃｏ、及び／又はＲｅなどの金属を含有したＲｕ合金、又はそれらの材料にＮ（窒素）が含まれる材料であることができる。また、保護膜１４を３層以上の積層構造とし、最下層と最上層を、上記Ｒｕを含有する物質からなる層とし、最下層と最上層との間に、Ｒｕ以外の金属、若しくは合金を介在させたものであることができる。
保護膜１４の膜厚は、保護膜１４としての機能を果たすことができる限り特に制限されない。ＥＵＶ光の反射率の観点から、保護膜１４の膜厚は、好ましくは、１．５〜８．０ｎｍ、より好ましくは、１．８〜６．０ｎｍである。
保護膜１４の形成方法としては、公知の成膜方法を特に制限なく採用することができる。保護膜１４の形成方法の具体例としては、スパッタリング法及びイオンビームスパッタリング法が挙げられる。
（吸収体膜１５）
図１及び図２に示すように、本発明の反射型マスクブランク１０は、多層反射膜１３の上に吸収体膜１５を含む。図１に示すように、吸収体膜１５は、多層反射膜１３の上に接して形成することができる。また、図２に示すように、保護膜１４が形成されている場合には、保護膜１４の上に接して形成することができる。
図１及び図２に示すように、本発明の反射型マスクブランク１０は、多層反射膜１３の上に吸収体膜１５を含む。図１に示すように、吸収体膜１５は、多層反射膜１３の上に接して形成することができる。また、図２に示すように、保護膜１４が形成されている場合には、保護膜１４の上に接して形成することができる。
上記吸収体膜１５は、単層でも積層構造であってもよい。積層構造の場合、同一材料の積層膜、異種材料の積層膜のいずれでもよい。積層膜は、材料や組成が膜厚方向に段階的及び／又は連続的に変化したものとすることができる。
上記吸収体膜１５の材料は、特に限定されるものではない。例えば、ＥＵＶ光を吸収する機能を有するもので、Ｔａ（タンタル）単体、又はＴａを主成分とする材料を用いることが好ましい。Ｔａを主成分とする材料は、通常、Ｔａの合金である。このような吸収体膜１５の結晶状態は、平滑性、平坦性の点から、アモルファス状又は微結晶の構造を有しているものが好ましい。Ｔａを主成分とする材料としては、例えば、ＴａとＢを含む材料、ＴａとＮを含む材料、ＴａとＢを含み、更にＯとＮの少なくともいずれかを含む材料、ＴａとＳｉを含む材料、ＴａとＳｉとＮを含む材料、ＴａとＧｅを含む材料、及びＴａとＧｅとＮを含む材料などから選択した材料を用いることができる。また例えば、ＴａにＢ、Ｓｉ及びＧｅ等から選択した少なくとも一つを加えることにより、アモルファス構造が容易に得られ、平滑性を向上させることができる。更に、ＴａにＮ及び／又はＯを加えれば、酸化に対する耐性が向上するため、経時的な安定性を向上させることができる。上記の基板１２や、多層反射膜１３が形成された基板１２の表面形態を保ちつつ、吸収体膜１５の表面を反射型マスク２０として適した表面形状とするためには、吸収体膜１５を微結晶構造にするか、又はアモルファス構造にすることが好ましい。結晶構造については、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）により確認することができる。
具体的には、吸収体膜１５を形成するタンタルを含有する材料としては、例えば、タンタル金属、タンタルに、窒素、酸素、ホウ素及び炭素から選ばれる一以上の元素を含有し、水素を実質的に含有しない材料等が挙げられる。例えば、Ｔａ、ＴａＮ、ＴａＯＮ、ＴａＢＮ、ＴａＢＯＮ、ＴａＣＮ、ＴａＣＯＮ、ＴａＢＣＮ及びＴａＢＯＣＮ等が挙げられる。前記材料については、本発明の効果が得られる範囲で、タンタル以外の金属を含有させてもよい。吸収体膜１５を形成するタンタルを含有する材料にホウ素を含有させると、吸収体膜１５をアモルファス構造（非晶質）になるように制御しやすい。
本発明の反射型マスクブランク１０の吸収体膜１５は、タンタルと窒素を含有する材料で形成されることが好ましい。吸収体膜１５中の窒素含有量は、５０原子％以下であることが好ましく、３０原子％以下であることが好ましく、２５原子％以下であることがより好ましく、２０原子％以下であることが更に好ましい。吸収体膜１５中の窒素含有量は、５原子％以上であることが好ましい。
本発明の反射型マスクブランク１０では、吸収体膜１５が、タンタルと窒素とを含有し、窒素の含有量が１０原子％以上５０原子％以下であることが好ましく、より好ましくは、１５原子％以上５０原子％以下、更に好ましくは、３０原子％以上５０原子％以下が望ましい。吸収体膜１５がタンタルと窒素とを含有し、窒素の含有量が１０原子％以上５０原子％以下であることにより、吸収体膜１５を構成する結晶粒子の拡大を抑制できるので、吸収体膜１５をパターニングしたときのパターンエッジラフネスが低減できる。
本発明の反射型マスクブランク１０では、吸収体膜１５の膜厚は、上述のように求められた総膜厚Ｄとする。
また、吸収体膜１５の材料は、Ｔａ以外の材料でも構わない。Ｔａ以外の材料としては、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｔｅ、Ｐｄ及びＷが挙げられる。また、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｔｅ、Ｐｄ及びＷのうち２以上の元素を含む合金を材料として用いることができ、これらの元素を材料とする層の積層膜とすることができる。また、これらの材料に窒素、酸素、及び炭素から選ばれる一以上の元素を含有しても良い。中でも窒素を含む材料とすることにより、吸収体膜１５の表面の二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）を小さくすることができ、高感度欠陥検査装置を使用しての欠陥検査における疑似欠陥の検出を抑制させることができる反射型マスクブランク１０が得られるので好ましい。
なお、吸収体膜１５を積層膜とする場合、同一材料の層の積層膜や、異種材料の層の積層膜としても良い。この場合、吸収体膜の残膜層となる下層を、アウトオブバンド光を抑制する材料で形成しても良い。例えば、吸収体膜の下層は、酸素（Ｏ）を含むタンタル化合物（ＴａＯ、及びＴａＯＮ等）とすることができる。酸素の含有量は５０原子％以上が好ましい。また、吸収体膜１５を異種材料の層の積層膜とした場合、この複数層を構成する材料が互いに異なるエッチング特性を有する材料にして、エッチングマスク機能を持った吸収体膜１５としてもよい。
また、本発明の反射型マスクブランク１０では、吸収体膜１５は、多層反射部パターン２３による反射光３１ａと、吸収体部パターン２５による反射光３１ｂとの間に所望の位相差を有する位相シフト機能を持たせることができる。その場合、ＥＵＶ光による転写解像性が向上した反射型マスク２０のための原版である反射型マスクブランク１０が得られる。また、所望の転写解像性を得るのに必要な位相シフト効果を奏するために必要な吸収体の膜厚が従来よりも薄膜化することができるので、シャドーイング効果を小さくした反射型マスクブランク１０が得られる。位相シフト機能を有する吸収体膜１５の材料は、特に限定されるものではなく、上述の吸収体膜の材料とすることができる。
吸収体膜１５の形成は、成膜開始から成膜終了まで大気に曝さず連続して成膜することが好ましい。例えば、吸収体膜１５は、イオンビームスパッタリング法で形成することが好ましい。しかしながら、ＤＣスパッタリング法及びＲＦスパッタリング法などの公知の方法で形成することもできる。吸収体膜１５の形成の際の成膜時間を調整することにより、吸収体膜１５の膜厚を制御して、総膜厚Ｄの吸収体膜１５を形成することができる。総膜厚Ｄは、２０〜１００ｎｍであることが好ましい。
図３に示すように、本発明の反射型マスクブランク１０において、吸収体膜１５は、吸収体膜１５の残膜層１５ｂの膜厚に相当する膜厚ｄの部分に形成されたエッチングストッパー層１６を有することが好ましい。
図７に、図３に示す反射型マスクブランク１０を用いて製造された反射型マスク２０の一例を示す。図７に示す反射型マスク２０は、吸収体膜１５の残膜層１５ｂの膜厚に相当する膜厚ｄの部分に形成されたエッチングストッパー層１６を有する。反射型マスクブランク１０の吸収体膜１５が、所定のエッチングストッパー層１６を有することにより、吸収体膜１５をエッチングする際に、エッチング時間にあまり依存せずに、エッチングの進行をエッチングストッパー層１６によって停止することができる。そのため、目標とする吸収体膜１５の残膜層１５ｂの膜厚ｄをエッチングによって得ることが容易になる。
エッチングストッパー層１６の材料は、吸収体膜１５に対するエッチングガスにてエッチング選択性を有する材料で形成される。具体的には、エッチングストッパー層１６の材料として、Ｒｕ及び／又はＣｒを用いることができる。
エッチングストッパー層１６の膜厚は、１〜２０ｎｍであることが好ましく、２〜１０ｎｍであることが好ましい。
図７に示す例では、本発明の実施形態２（膜厚Ｄ２の吸収体部パターン２５と、多層反射部パターン２３との膜厚差がＤ２−ｄ）を示した。図７において、多層反射部パターン２３の膜厚をＤ１、多層反射部パターン２３と、吸収体部パターン２５との膜厚差をＤ０とすることにより、図３に示す反射型マスクブランク１０を用いて、本発明の実施形態１の反射型マスク２０を製造することもできる。
（エッチングマスク膜）
本発明の反射型マスクブランク１０では、吸収体膜１５上に、更にエッチングマスク膜（図示せず）を形成することができる。エッチングマスク膜は、多層反射膜１３の最上層に対してエッチング選択性を有し、かつ、吸収体膜１５に対するエッチングガスにてエッチング可能な（エッチング選択性がない）材料で形成される。具体的には、エッチングマスク膜は、例えば、Ｃｒ又はＴａを含む材料によって形成される。Ｃｒを含む材料としては、Ｃｒ金属単体、並びにＣｒにＯ、Ｎ、Ｃ、Ｈ、及びＢなどの元素から選ばれる一種以上の元素を添加したＣｒ系化合物などが挙げられる。Ｔａを含む材料としては、Ｔａ金属単体、ＴａとＢを含有するＴａＢ合金、Ｔａとその他遷移金属（例えば、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｐｔ、及びＷ）を含有するＴａ合金、Ｔａ金属、並びそれらの合金にＮ、Ｏ、Ｈ及び／又はＣなどを添加したＴａ系化合物などが挙げられる。ここで、吸収体膜１５がＴａを含む場合、エッチングマスク膜を形成するための材料としては、Ｃｒを含む材料が選択される。また、吸収体膜１５がＣｒを含む場合、エッチングマスク膜を形成するための材料としては、Ｔａを含む材料が選択されることが好ましい。
本発明の反射型マスクブランク１０では、吸収体膜１５上に、更にエッチングマスク膜（図示せず）を形成することができる。エッチングマスク膜は、多層反射膜１３の最上層に対してエッチング選択性を有し、かつ、吸収体膜１５に対するエッチングガスにてエッチング可能な（エッチング選択性がない）材料で形成される。具体的には、エッチングマスク膜は、例えば、Ｃｒ又はＴａを含む材料によって形成される。Ｃｒを含む材料としては、Ｃｒ金属単体、並びにＣｒにＯ、Ｎ、Ｃ、Ｈ、及びＢなどの元素から選ばれる一種以上の元素を添加したＣｒ系化合物などが挙げられる。Ｔａを含む材料としては、Ｔａ金属単体、ＴａとＢを含有するＴａＢ合金、Ｔａとその他遷移金属（例えば、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｐｔ、及びＷ）を含有するＴａ合金、Ｔａ金属、並びそれらの合金にＮ、Ｏ、Ｈ及び／又はＣなどを添加したＴａ系化合物などが挙げられる。ここで、吸収体膜１５がＴａを含む場合、エッチングマスク膜を形成するための材料としては、Ｃｒを含む材料が選択される。また、吸収体膜１５がＣｒを含む場合、エッチングマスク膜を形成するための材料としては、Ｔａを含む材料が選択されることが好ましい。
エッチングマスク膜の形成は、ＤＣスパッタリング法及びＲＦスパッタリング法などの公知の方法により行うことができる。
エッチングマスク膜の膜厚は、ハードマスクとしての機能確保という観点から５ｎｍ以上であることが好ましい。反射型マスク２０の製造工程において、エッチングマスク膜は、吸収体膜１５のエッチング工程の際のフッ素系ガスによって、吸収体膜１５と同時に除去されるものである。そのため、エッチングマスク膜は、吸収体膜１５と概ね同等の膜厚であることが好ましい。吸収体膜１５の膜厚を考慮すると、エッチングマスク膜の膜厚は、５ｎｍ以上２０ｎｍ以下、好ましくは、５ｎｍ以上１５ｎｍ以下が望ましい。
（裏面導電膜１１）
基板１２の裏面側（多層反射膜１３の形成面の反対側）には、図１及び図２に示すように、静電チャック用の裏面導電膜１１が形成される。静電チャック用の裏面導電膜１１に求められる電気的特性は、通常１００Ω／ｓｑ以下のシート抵抗である。裏面導電膜１１の形成は、例えば、クロム若しくはタンタル等の金属、又はそれらの合金のターゲットを使用して、マグネトロンスパッタリング法又はオンビームスパッタリング法により行うことができる。裏面導電膜１１を、例えば、ＣｒＮで形成する場合には、Ｃｒターゲットを用い、窒素ガス等のＮを含むガス雰囲気で、上述のスパッタリング法により、成膜することができる。裏面導電膜１１の膜厚は、静電チャック用としての機能を満足する限り特に限定されないが、通常１０〜２００ｎｍである。
基板１２の裏面側（多層反射膜１３の形成面の反対側）には、図１及び図２に示すように、静電チャック用の裏面導電膜１１が形成される。静電チャック用の裏面導電膜１１に求められる電気的特性は、通常１００Ω／ｓｑ以下のシート抵抗である。裏面導電膜１１の形成は、例えば、クロム若しくはタンタル等の金属、又はそれらの合金のターゲットを使用して、マグネトロンスパッタリング法又はオンビームスパッタリング法により行うことができる。裏面導電膜１１を、例えば、ＣｒＮで形成する場合には、Ｃｒターゲットを用い、窒素ガス等のＮを含むガス雰囲気で、上述のスパッタリング法により、成膜することができる。裏面導電膜１１の膜厚は、静電チャック用としての機能を満足する限り特に限定されないが、通常１０〜２００ｎｍである。
以上、実施形態による反射型マスクブランク１０の構成について各層ごとに説明をした。
なお、本発明の反射型マスクブランク１０は、上述のような実施形態に限られるものではない。例えば、本発明の反射型マスクブランク１０は、吸収体膜１５上に、エッチングマスクとしての機能を有するレジスト膜を備えることができる。また、本発明の反射型マスクブランク１０は、多層反射膜１３上に保護膜１４を備えずに、多層反射膜１３の上に接して吸収体膜１５を備えることができる。
＜反射型マスク２０＞
次に、本発明の反射型マスク２０について、図５〜図７を参照して説明する。
次に、本発明の反射型マスク２０について、図５〜図７を参照して説明する。
図５〜図７に示すように、本発明の反射型マスク２０は、基板１２上に、ＥＵＶ光を反射するための多層反射部パターン２３及びＥＵＶ光を吸収するための吸収体部パターン２５を有する。
図５及び図６に示すように、本発明の反射型マスク２０の多層反射部パターン２３は、基板１２上に、多層反射膜１３及び吸収体膜１５の残膜層１５ｂをこの順で、又は多層反射膜１３、保護膜１４及び吸収体膜１５の残膜層１５ｂをこの順で有する。また、図５及び図６に示すように、本発明の反射型マスク２０の吸収体部パターン２５は、基板１２上に、多層反射膜１３及び吸収体膜１５をこの順で、又は多層反射膜１３、保護膜１４及び吸収体膜１５をこの順で有する。また、吸収体膜１５の残膜層１５ｂの膜厚ｄは、吸収体膜１５の総膜厚Ｄよりも薄い。総膜厚Ｄは、２０〜１００ｎｍであることが好ましく、膜厚ｄは４〜４０ｎｍであることが好ましい。また、図７に、本発明の反射型マスク２０の別の一例を示す。図７に示す例では、残膜層１５ｂの上に、更にエッチングストッパー層１６を有している。
本発明において、第１のコントラスト値Ｃ１とは、基準反射型マスク２０ａのコントラスト値である。基準反射型マスク２０ａとは、図４に示すような反射型マスク２０ａである。すなわち、基準反射型マスク２０ａの多層反射部パターン２３は、吸収体膜１５の残膜層１５ｂを有しない。また、基準反射型マスク２０ａの吸収体部パターン２５は、膜厚Ｄ０の吸収体膜１５を有する。
本発明の反射型マスク２０の実施形態１では、反射型マスク２０のコントラスト値を、第２のコントラスト値Ｃ２とすると、第１のコントラスト値Ｃ１及び第２のコントラスト値Ｃ２は、Ｃ１＜Ｃ２の関係であり、かつ、基準反射型マスク２０ａの吸収体膜１５の膜厚Ｄ０、反射型マスク２０の吸収体膜１５の総膜厚Ｄ及び残膜層１５ｂの膜厚ｄは、Ｄ０＝Ｄ−ｄの関係である。
図５に、実施形態１の反射型マスク２０を示す。図５では、光強度Ｉ０の入射光３０が入射した際に、膜厚ｄの吸収体膜１５表面から強度Ｉｒ-ｍｕｌｔｉ（＝Ｉ０・Ｒ’ｍｕｌｔｉ）の反射光３１ａが反射し、膜厚Ｄ（＝Ｄ１）の吸収体膜１５表面から強度Ｉｒ-ａｂｓ（＝Ｉ０・Ｒ’ａｂｓ）の反射光３１ｂが反射する様子を示す。なお、図５において、膜厚ｄの吸収体膜１５が存在する部分は、ＥＵＶ光を反射するための多層反射部パターン２３であり、膜厚Ｄ（＝Ｄ１）の吸収体膜１５が存在する部分は、ＥＵＶ光を吸収するための吸収体部パターン２５である。
本発明の反射型マスク２０の実施形態１によれば、高いコントラスト値を有する反射型マスク２０を得ることができる。
本発明の反射型マスク２０の実施形態２では、反射型マスク２０のコントラスト値を、第２のコントラスト値Ｃ２とすると、第１のコントラスト値Ｃ１及び第２のコントラスト値Ｃ２は、Ｃ１＝Ｃ２の関係であり、かつ、基準反射型マスク２０ａの吸収体膜１５の膜厚Ｄ０、反射型マスク２０の吸収体膜１５の総膜厚Ｄ及び残膜層１５ｂの膜厚ｄは、Ｄ０＞Ｄ−ｄの関係である。
図６に、実施形態２の反射型マスク２０を示す。図６では、光強度Ｉ０の入射光３０が入射した際に、膜厚ｄの吸収体膜１５表面から強度Ｉｒ-ｍｕｌｔｉ（＝Ｉ０・Ｒ’ｍｕｌｔｉ）の反射光３１ａが反射し、膜厚Ｄ（＝Ｄ２）の吸収体膜１５表面から強度Ｉｒ-ａｂｓ（＝Ｉ０・Ｒ’ａｂｓ）の反射光３１ｂが反射する様子を示す。なお、図６において、膜厚ｄの吸収体膜１５が存在する部分は、ＥＵＶ光を反射するための多層反射部パターン２３であり、膜厚Ｄ（＝Ｄ２）の吸収体膜１５が存在する部分は、ＥＵＶ光を吸収するための吸収体部パターン２５である。実施形態２では、多層反射部パターン２３と、吸収体部パターン２５との膜厚差（Ｄ２−ｄ）が、第１のコントラスト値Ｃ１を算出する工程において用いた膜厚Ｄ０より薄い。そのため、実施形態２の反射型マスク２０は、従来の反射型マスクと同じコントラスト値を有しながら、膜厚差（Ｄ２−ｄ）を小さくすることができる。この結果、吸収体部パターン２５を形成した吸収体膜１５によるシャドーイング効果を小さくすることができる。
本発明の反射型マスク２０は、吸収体膜１５の総膜厚Ｄと、残膜層１５ｂの膜厚ｄとの差が６５ｎｍ以下であることが好ましい。吸収体膜１５の総膜厚Ｄと、残膜層１５ｂの膜厚ｄとの差を６５ｎｍ以下とすることにより、吸収体部パターン２５を形成した吸収体膜１５によるシャドーイング効果を小さくすることが可能な反射型マスク２０を得ることができる。
本発明の反射型マスク２０は、吸収体膜１５の残膜層１５ｂは、１９０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長範囲における残膜層１５ｂの反射率が１５％以下となる材料からなることが好ましい。残膜層１５ｂの反射率を所定の範囲の値とすることにより、反射型マスク２０を用いたときのアウトオブバンド光を抑制することが可能となる。
本発明の反射型マスク２０は、吸収体膜１５の残膜層１５ｂは、欠陥検査の検査光に対する反射率が３０％以下の材料からなることが好ましい。吸収体膜１５の残膜層１５ｂが、欠陥検査の検査光に対する反射率が３０％以下の材料からなることにより、高精度の欠陥検査が可能な反射型マスク２０を得ることができる。
本発明の反射型マスク２０の吸収体膜１５は、本発明の反射型マスクブランク１０の吸収体膜１５として説明したものを用いることができる。本発明の反射型マスク２０の吸収体膜１５は、タンタルと窒素とを含有することが好ましい。吸収体膜１５が、タンタルと窒素とを含有することにより、吸収体膜１５の表面において、吸収体膜１５を構成する結晶粒子の拡大を抑制できる。そのため、吸収体膜１５をパターニングしたときのパターンエッジラフネスを低減した反射型マスク２０を得ることができる。
上述の本発明の反射型マスクブランク１０を使用して、本発明の反射型マスク２０を作製することができる。ＥＵＶリソグラフィ用反射型マスク２０の製造には、高精細のパターニングを行うことができるフォトリソグラフィー法が最も好適である。
フォトリソグラフィー法を利用した反射型マスク２０の製造方法について、図２に示す反射型マスクブランク１０を用いて、図６に示す実施形態１の反射型マスク２０を製造する場合を例に説明する。
まず、図２に示した反射型マスクブランク１０の最表面（吸収体膜１５の最表面）の上に、レジスト膜（図示せず）を形成する。レジスト膜の膜厚は、例えば、１００ｎｍとすることができる。次に、このレジスト膜に所望のパターンを描画（露光）し、更に現像・リンスすることによって所定のレジストパターン（図示せず）を形成する。
次に、吸収体膜１５に対し、レジストパターン（図示せず）をマスクとして、ＳＦ６等のフッ素系ガスを含むエッチングガスによるドライエッチングを実施することにより、所定の吸収体部パターン２５及び多層反射部パターン２３を形成する。すなわち、吸収体膜１５のエッチングは、多層反射部パターン２３の残膜層１５ｂの膜厚が膜厚ｄとなるように行う。この工程において、レジストパターン（図示せず）が除去される。なお、図７に示す実施形態２の場合にも、残膜層１５ｂの膜厚ｄとなるようにエッチングをすることにより、実施形態２の反射型マスク２０を製造することができる。
ここで、吸収体膜１５のエッチングレートは、吸収体膜１５を形成する材料、及びエッチングガス等の条件に依存する。異なる材料の多層膜からなる吸収体膜１５の場合、異なる各材料の層ごとにエッチングレートが多少変化する。しかしながら、各層の膜厚が小さいので、吸収体膜１５全体におけるエッチングレートは、略一定となると考えられる。エッチングレートを考慮して、吸収体膜１５の成膜時間を調整することにより、膜厚ｄの残膜層１５ｂを形成することができる。
本発明の反射型マスク２０は、多層反射部パターン２３は、吸収体膜１５の残膜層１５ｂの膜厚に相当する膜厚ｄの部分、及び残膜層１５ｂ上に形成されたエッチングストッパー層１６を有することが好ましい。
図７に、吸収体膜１５の残膜層１５ｂの膜厚に相当する膜厚ｄの部分にエッチングストッパー層１６が形成された反射型マスク２０の一例を示す。吸収体膜１５が、所定のエッチングストッパー層１６を有することにより、吸収体膜１５をエッチングする際に、エッチング時間にかかわらず、エッチングの進行をエッチングストッパー層１６によって停止することができる。そのため、目標とする吸収体膜１５の残膜層１５ｂの膜厚ｄをエッチングによって得ることが容易になる。エッチングストッパー層１６の材料及び膜厚については、本発明の反射型マスクブランク１０での説明の通りである。
上記工程によって、吸収体膜パターン（多層反射部パターン２３及び吸収体部パターン２５）が形成される。多層膜からなる吸収体膜１５の場合には、一種類のエッチングガスによるドライエッチングにより、連続的にエッチングすることができる。一種類のエッチングガスによりドライエッチングをすることにより、工程簡略化の効果を得られる。次に、酸性又はアルカリ性の水溶液を用いたウェット洗浄を行い、高い反射率を達成したＥＵＶリソグラフィ用反射型マスク２０が得られる。
なお、吸収体膜１５のエッチングガスとしては、ＳＦ６の他、ＣＨＦ３、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ６、Ｃ４Ｆ６、Ｃ４Ｆ８、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆ、Ｃ３Ｆ８、及びＦ等のフッ素系ガス、並びにこれらのフッ素ガス及びＯ２を所定の割合で含む混合ガスを用いることができる。吸収体膜１５のエッチングの際には、加工に有用なガスであれば、他のガスを用いてもよい。他のガスとして、例えば、Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４、ＣＨＣｌ３、ＣＣｌ４、及びＢＣｌ３等から選択される塩素系のガス及びこれらの混合ガス、塩素系ガス及びＨｅを所定の割合で含む混合ガス、塩素系ガス及びＡｒを所定の割合で含む混合ガス、フッ素ガス、塩素ガス、臭素ガス及びヨウ素ガスから選択される少なくとも一つを含むハロゲンガス、並びにハロゲン化水素ガスからなる群から選択される少なくとも一種類又はそれ以上が挙げられる。更に、これらのガスと、酸素ガスとを含む混合ガス等が挙げられる。
また、吸収体膜１５が多層膜からなる場合、吸収体膜１５の最上層に対してエッチング耐性を有する材料で下層を形成する場合には、上述したエッチングガスから２種類用いて２段階のドライエッチングを行うことも可能である。
＜半導体装置の製造＞
本発明は、上述の本発明の反射型マスク２０を用いて半導体基板上にパターンを形成するパターン形成工程を含む、半導体装置の製造方法である。
本発明は、上述の本発明の反射型マスク２０を用いて半導体基板上にパターンを形成するパターン形成工程を含む、半導体装置の製造方法である。
上述の本発明の反射型マスク２０を使用して、ＥＵＶリソグラフィ用により半導体基板上に反射型マスク２０の吸収体膜パターン（多層反射部パターン２３及び吸収体部パターン２５）に基づく転写パターンを形成することができる。その後、その他種々の工程を経ることで、半導体基板上に種々のパターン等が形成された半導体装置を製造することができる。転写パターンの形成には、公知のパターン転写装置を用いることができる。
本発明の半導体装置の製造方法によれば、露光の際に、高いコントラスト値を得ることができるので、微細でかつ高精度の転写パターンを有する半導体装置を製造することができる。また、本発明の半導体装置の製造方法によれば、吸収体部パターン２５を形成した吸収体膜１５によるシャドーイング効果が小さい反射型マスク２０を用いることができるので、微細でかつ高精度の転写パターンを有する半導体装置を製造することができる。
以下、本発明を、各実施例に基づいて説明する。
＜実施例１＞
次に述べる方法で、実施例１の反射型マスク２０のコントラスト値を、シミュレーションによって求めた。実施例１の反射型マスク２０は、ＣｒＮ裏面導電膜１１＼基板１２＼ＭｏＳｉ多層反射膜１３＼保護膜１４＼吸収体膜１５という構造を有するものとした。表１に、実施例１の反射型マスク２０及びそれに対応する基準反射型マスク２０ａの、吸収体膜１５、保護膜１４及び多層反射膜１３の膜厚を示す。各膜を構成する材料の屈折率ｎ及び消衰係数ｋを特定することにより、シミュレーションによって、吸収体膜１５の膜厚と、反射率との関係を得た。図８に、実施例１の構造の反射型マスク２０において、シミュレーションにより得られた吸収体膜１５の膜厚と、反射率との関係を示す。
次に述べる方法で、実施例１の反射型マスク２０のコントラスト値を、シミュレーションによって求めた。実施例１の反射型マスク２０は、ＣｒＮ裏面導電膜１１＼基板１２＼ＭｏＳｉ多層反射膜１３＼保護膜１４＼吸収体膜１５という構造を有するものとした。表１に、実施例１の反射型マスク２０及びそれに対応する基準反射型マスク２０ａの、吸収体膜１５、保護膜１４及び多層反射膜１３の膜厚を示す。各膜を構成する材料の屈折率ｎ及び消衰係数ｋを特定することにより、シミュレーションによって、吸収体膜１５の膜厚と、反射率との関係を得た。図８に、実施例１の構造の反射型マスク２０において、シミュレーションにより得られた吸収体膜１５の膜厚と、反射率との関係を示す。
実施例１の基板１２は、厚さが６．３５ｍｍのＳｉＯ２−ＴｉＯ２系ガラス基板１２とした。また、基板１２の裏面には、膜厚２０ｎｍのＣｒＮからなる裏面導電膜１１が配置されているものとした。
実施例１の多層反射膜１３は、基板１２の裏面導電膜１１が配置されている表面（裏面）とは反対側の表面上に、膜厚４．２ｎｍのＳｉ膜、及び膜厚２．８ｎｍのＭｏ膜が配置され、これを一周期として４０周期積層され、最後にＳｉ膜が膜厚４．０ｎｍで配置された構造とした。したがって、多層反射膜１３の合計膜厚は２８４ｎｍである。
表１に示すように、実施例１の保護膜１４は、多層反射膜１３の最上層のＳｉ膜上に、Ｒｕを材料とする保護膜１４を膜厚２．５ｎｍで配置された構造とした。
表１に示すように、実施例１の吸収体膜１５は、保護膜１４上に、単層のＴａＮ膜が配置された構造とした。なお、実施例１の反射型マスク２０に対応する基準反射型マスク２０ａは、吸収体部パターン２５の吸収体膜１５の膜厚が６２ｎｍであり、多層反射部パターン２３には吸収体膜１５が形成されていない反射型マスク２０ａとした。実施例１の反射型マスク２０の吸収体部パターン２５の吸収体膜１５の膜厚は７６ｎｍであり、多層反射部パターン２３の吸収体膜１５（残膜層１５ｂ）の膜厚は１４ｎｍなので、吸収体部パターン２５と多層反射部パターン２３との吸収体膜１５の膜厚差は、基準反射型マスク２０ａの吸収体部パターン２５の吸収体膜１５の膜厚６２ｎｍと同じである。なお、図８に、基準反射型マスク２０ａの多層反射部パターン２３の吸収体膜１５の膜厚（＝０ｎｍ）及び吸収体部パターン２５の吸収体膜１５の膜厚に対応する点をそれぞれＡ点及びａ点として示す。また、図８に、実施例１の反射型マスク２０の多層反射部パターン２３及び吸収体部パターン２５の吸収体膜１５の膜厚に対応する点を、それぞれＢ点及びｂ点として示す。
実施例１の反射型マスク２０及びそれに対応する基準反射型マスク２０ａの吸収体部パターン２５及び多層反射部パターン２３での、波長１３．５ｎｍの露光光に対する反射率を、シミュレーションによって求めた。また、それらの反射率から、式（２）に基づいて基準反射型マスク２０ａのコントラスト値Ｃ１、及び式（３）に基づいて実施例１の反射型マスク２０のコントラスト値Ｃ２を計算した。それらの結果を表１に示す。
Ｃ１＝（Ｒｍｕｌｔｉ−Ｒａｂｓ）／（Ｒｍｕｌｔｉ＋Ｒａｂｓ） ・・・（２）
Ｃ２＝（Ｒ’ｍｕｌｔｉ−Ｒ’ａｂｓ）／（Ｒ’ｍｕｌｔｉ＋Ｒ’ａｂｓ） ・・・（３）
Ｃ１＝（Ｒｍｕｌｔｉ−Ｒａｂｓ）／（Ｒｍｕｌｔｉ＋Ｒａｂｓ） ・・・（２）
Ｃ２＝（Ｒ’ｍｕｌｔｉ−Ｒ’ａｂｓ）／（Ｒ’ｍｕｌｔｉ＋Ｒ’ａｂｓ） ・・・（３）
表１から明らかなように、本発明の実施例１の反射型マスク２０のコントラスト値は、従来の反射型マスクである基準反射型マスク２０ａのコントラスト値より大きい。したがって、本発明によれば、高いコントラスト値を有する反射型マスク２０を得ることができるといえる。
＜実施例２＞
次に述べる方法で、実施例２の反射型マスク２０のコントラスト値を、シミュレーションによって求めた。実施例２の反射型マスク２０は、ＣｒＮ裏面導電膜１１＼基板１２＼ＭｏＳｉ多層反射膜１３＼保護膜１４＼吸収体膜１５という構造を有するものとした。表２に、実施例２の反射型マスク２０及びそれに対応する基準反射型マスク２０ａの、吸収体膜１５、保護膜１４及び多層反射膜１３の膜厚を示す。実施例２の基板１２、裏面導電膜１１、多層反射膜１３及び保護膜１４は、実施例１と同じである。
次に述べる方法で、実施例２の反射型マスク２０のコントラスト値を、シミュレーションによって求めた。実施例２の反射型マスク２０は、ＣｒＮ裏面導電膜１１＼基板１２＼ＭｏＳｉ多層反射膜１３＼保護膜１４＼吸収体膜１５という構造を有するものとした。表２に、実施例２の反射型マスク２０及びそれに対応する基準反射型マスク２０ａの、吸収体膜１５、保護膜１４及び多層反射膜１３の膜厚を示す。実施例２の基板１２、裏面導電膜１１、多層反射膜１３及び保護膜１４は、実施例１と同じである。
表２に示すように、実施例２の吸収体膜１５は、実施例１と異なり、ＴａＮ層の上層（保護膜１４とは反対側の層）及びＴａＯ層の下層（保護膜１４に接する層、残膜層）からなる２層構造とした。また、実施例２の反射型マスク２０に対応する基準反射型マスク２０ａの吸収体膜１５の膜厚等を、表２に示す。
実施例２の反射型マスク２０及びそれに対応する基準反射型マスク２０ａの吸収体部パターン２５及び多層反射部パターン２３での、波長１３．５ｎｍの露光光に対する反射率を、シミュレーションによって求めた。また、それらの反射率から式（２）及び式（３）に基づいて、基準反射型マスク２０ａのコントラスト値Ｃ１、及び実施例２の反射型マスク２０のコントラスト値Ｃ２を計算した。それらの結果を表２に示す。
表２から明らかなように、本発明の実施例２の反射型マスク２０のコントラスト値は、従来の反射型マスクである基準反射型マスク２０ａのコントラスト値より大きい。したがって、本発明によれば、高いコントラスト値を有する反射型マスク２０を得ることができるといえる。
＜半導体装置の製造＞
実施例１及び２の反射型マスク２０を実際に製造し、ＥＵＶスキャナにセットし、半導体基板上に被加工膜とレジスト膜が形成されたウエハに対してＥＵＶ露光を行うことができる。そして、この露光済レジスト膜を現像することによって、被加工膜が形成された半導体基板上にレジストパターンを形成することができる。
実施例１及び２の反射型マスク２０を実際に製造し、ＥＵＶスキャナにセットし、半導体基板上に被加工膜とレジスト膜が形成されたウエハに対してＥＵＶ露光を行うことができる。そして、この露光済レジスト膜を現像することによって、被加工膜が形成された半導体基板上にレジストパターンを形成することができる。
実施例１及び２の反射型マスク２０は、従来の反射型マスクである基準反射型マスク２０ａのコントラスト値より大きいので、微細でかつ高精度の転写パターンを有する半導体装置を製造することができる。
このレジストパターンをエッチングにより被加工膜に転写し、また、絶縁膜、導電膜の形成、ドーパントの導入、あるいはアニールなど種々の工程を経ることで、所望の特性を有する半導体装置を高い歩留まりで製造することができる。
１０ 反射型マスクブランク
１１ 裏面導電膜
１２ 基板
１３ 多層反射膜
１４ 保護膜
１５ 吸収体膜
１５ａ 吸収体膜本体
１５ｂ 残膜層
１６ エッチングストッパー層
２０ 反射型マスク
２０ａ 反射型マスク（基準反射型マスク）
２３ 多層反射部パターン
２５ 吸収体部パターン
３０ 入射光
３１ａ 反射光（多層反射部パターンでの反射光）
３１ｂ 反射光（吸収体部パターンでの反射光）
１１ 裏面導電膜
１２ 基板
１３ 多層反射膜
１４ 保護膜
１５ 吸収体膜
１５ａ 吸収体膜本体
１５ｂ 残膜層
１６ エッチングストッパー層
２０ 反射型マスク
２０ａ 反射型マスク（基準反射型マスク）
２３ 多層反射部パターン
２５ 吸収体部パターン
３０ 入射光
３１ａ 反射光（多層反射部パターンでの反射光）
３１ｂ 反射光（吸収体部パターンでの反射光）
Claims (8)
- 基板上に、多層反射膜及び吸収体膜をこの順で、又は多層反射膜、保護膜及び吸収体膜をこの順で有する反射型マスクブランクの製造方法であって、
シミュレーションにより、前記吸収体膜の膜厚と、前記吸収体膜表面での反射率との関係を得る工程と、
前記吸収体膜の膜厚と、前記吸収体膜表面での反射率との関係に基づいて、膜厚Ｄ０の前記吸収体膜表面での反射率Ｒａｂｓと、前記吸収体膜を除去して前記多層反射膜又は前記保護膜を露出させた前記多層反射膜表面又は前記保護膜表面での反射率Ｒｍｕｌｔｉとから、第１のコントラスト値Ｃ１、すなわち、
Ｃ１＝（Ｒｍｕｌｔｉ−Ｒａｂｓ）／（Ｒｍｕｌｔｉ＋Ｒａｂｓ）
を算出する工程と、
前記吸収体膜の膜厚と、前記吸収体膜表面での反射率との関係に基づいて、総膜厚Ｄの前記吸収体膜表面での反射率Ｒ’ａｂｓと、前記吸収体膜の膜厚方向の一部を除去して残膜させた場合の膜厚ｄの残膜層の表面での反射率Ｒ’ｍｕｌｔｉとから、前記第１のコントラスト値Ｃ１よりも高い第２のコントラスト値Ｃ２、すなわち、
Ｃ２＝（Ｒ’ｍｕｌｔｉ−Ｒ’ａｂｓ）／（Ｒ’ｍｕｌｔｉ＋Ｒ’ａｂｓ）
を有する、前記残膜層の前記膜厚ｄ及び前記総膜厚Ｄ＝Ｄ１（ただし、Ｄ０＝Ｄ１−ｄ）を求める工程と、
前記吸収体膜を前記総膜厚Ｄとなるように形成する工程と
を含むことを特徴とする反射型マスクブランクの製造方法。 - 前記吸収体膜が単層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ブランクの製造方法。
- 前記吸収体膜の前記総膜厚Ｄと、前記残膜層の前記膜厚ｄとの差が６５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の反射型マスクブランクの製造方法。
- 前記吸収体膜は、タンタルと窒素とを含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の反射型マスクブランクの製造方法。
- 基板上に、ＥＵＶ光を反射するための多層反射部パターン及びＥＵＶ光を吸収するための吸収体部パターンを有する反射型マスクであって、
前記多層反射部パターンは、前記基板上に、多層反射膜及び吸収体膜の残膜層をこの順で、又は多層反射膜、保護膜及び吸収体膜の残膜層をこの順で有し、
前記吸収体膜が単層であり、
前記吸収体部パターンは、前記基板上に、前記多層反射膜及び前記吸収体膜をこの順で、又は前記多層反射膜、前記保護膜及び前記吸収体膜をこの順で有し、
前記吸収体膜の前記残膜層の膜厚ｄは、前記吸収体膜の総膜厚Ｄよりも薄く、
第１のコントラスト値Ｃ１が基準反射型マスクのコントラスト値であり、前記基準反射型マスクの前記多層反射部パターンが前記吸収体膜の前記残膜層を有せず、前記吸収体部パターンが膜厚Ｄ０の前記吸収体膜を有し、
前記第１のコントラスト値Ｃ １ は、前記基準反射型マスクの膜厚Ｄ ０ の前記基準反射型マスクの前記吸収体膜表面での反射率Ｒ ａｂｓ と、前記基準反射型マスクの前記吸収体膜を除去して前記多層反射膜又は前記保護膜を露出させた前記多層反射膜表面又は前記保護膜表面での反射率Ｒ ｍｕｌｔｉ とから、
Ｃ １ ＝（Ｒ ｍｕｌｔｉ −Ｒ ａｂｓ ）／（Ｒ ｍｕｌｔｉ ＋Ｒ ａｂｓ ）
として算出され、
第２のコントラスト値Ｃ２が前記反射型マスクのコントラスト値であり、
前記第２のコントラスト値Ｃ ２ は、前記総膜厚Ｄの前記吸収体膜表面での反射率Ｒ’ ａｂｓ と、前記吸収体膜の膜厚方向の一部を除去して残膜させた場合の前記膜厚ｄの前記残膜層の表面での反射率Ｒ’ ｍｕｌｔｉ とから、
Ｃ ２ ＝（Ｒ’ ｍｕｌｔｉ −Ｒ’ ａｂｓ ）／（Ｒ’ ｍｕｌｔｉ ＋Ｒ’ ａｂｓ ）
として算出され、
Ｃ１＜Ｃ２かつ前記総膜厚Ｄ＝Ｄ １ （ただし、Ｄ ０ ＝Ｄ １ −ｄ）であることを特徴とする反射型マスク。 - 前記吸収体膜の前記総膜厚Ｄと、前記残膜層の前記膜厚ｄとの差が６５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の反射型マスク。
- 前記吸収体膜は、タンタルと窒素とを含有することを特徴とする請求項５又は６に記載の反射型マスク。
- 請求項５〜７のいずれか１項に記載の反射型マスクを用いて半導体基板上にパターンを形成するパターン形成工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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