WO2015046303A1 - 多層反射膜付き基板、マスクブランク、転写用マスク及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for manufacturing a substrate with a multilayer reflective film, a mask blank, a transfer mask, and a semiconductor device.
- EUV lithography which is an exposure technique using extreme ultraviolet (hereinafter referred to as “EUV”) light
- EUV light refers to light in the wavelength band of the soft X-ray region or the vacuum ultraviolet region, and specifically refers to light having a wavelength of about 0.2 to 100 nm.
- a reflection mask has been proposed as a transfer mask used in this EUV lithography. In such a reflective mask, a multilayer reflective film that reflects exposure light is formed on a substrate, and an absorber film that absorbs exposure light is formed in a pattern on the multilayer reflective film.
- the reflective mask includes an absorber film formed from a reflective mask blank having a substrate, a multilayer reflective film formed on the substrate, and an absorber film formed on the multilayer reflective film by a photolithography method or the like. Manufactured by forming a pattern.
- the mask blank substrate is required to have a higher smoothness from the viewpoint of improvement in defect quality due to recent pattern miniaturization and optical characteristics required for a transfer mask.
- a substrate with a multilayer reflective film is required to have higher smoothness from the viewpoint of improvement in defect quality associated with recent pattern miniaturization and optical characteristics required for a transfer mask.
- the multilayer reflective film is formed by alternately laminating a high refractive index layer and a low refractive index layer on the surface of the mask blank substrate. Each of these layers is generally formed by sputtering using a sputtering target made of a material for forming these layers.
- the ion beam sputtering method since it is not necessary to generate plasma by electric discharge, the ion beam sputtering method from the viewpoint that impurities are not easily mixed in the multilayer reflective film and that the ion source is independent and the condition setting is relatively easy. Is preferably implemented.
- the substrate is a large angle with respect to the normal of the mask blank substrate main surface (straight line perpendicular to the main surface), that is, the substrate.
- the high refractive index layer and the low refractive index layer are formed by allowing the sputtered particles to reach the main surface obliquely or at an angle close to parallel.
- Patent Document 1 discloses that when a multilayer reflective film of a reflective mask blank for EUV lithography is formed on a substrate, the substrate is centered on its central axis. It describes that ion beam sputtering is performed while maintaining the absolute value of the angle ⁇ formed by the normal line of the substrate and the sputtered particles incident on the substrate at 35 degrees ⁇ ⁇ ⁇ 80 degrees while rotating.
- EUV Extra Ultra-Violet
- the defect size of EUV mask which is a reflective mask, is becoming finer year by year.
- the inspection light source wavelength used in the defect inspection is approaching the light source wavelength of the exposure light.
- an inspection light source wavelength is 266 nm (for example, a mask substrate for EUV exposure manufactured by Lasertec Corporation).
- Blank defect inspection device "MAGICS M7360”, 193nm (KUV-Tencor's EUV mask / blank defect inspection device "Teron600 series", for example "Teron610" or 13.5nm high-sensitivity defect inspection device is widespread Or have been proposed.
- a multilayer reflective film of a substrate with a multilayer reflective film used in a conventional EUV mask has been attempted to reduce concave defects existing on the substrate by forming the multilayer reflective film, for example, by the method described in Patent Document 1.
- “Pseudo-defect” here refers to an acceptable unevenness on the multilayer reflective film that does not affect pattern transfer, and is erroneously determined as a defect when inspected by a high-sensitivity defect inspection apparatus. When a large number of such pseudo defects are detected in the defect inspection, the fatal defects that affect the pattern transfer are buried in the large number of pseudo defects, and the fatal defects cannot be found.
- a defect inspection region for example, 132 mm
- the number of detected defects in ( ⁇ 132 mm) exceeds 50,000, which hinders the inspection of the presence of fatal defects. Oversight of fatal defects in defect inspection causes defects in the subsequent mass production process of semiconductor devices, leading to unnecessary labor and economical loss.
- the present invention has been made in view of the above problems, and in the defect inspection using a high-sensitivity defect inspection apparatus, the detection of pseudo defects due to the surface roughness of the substrate or the film is suppressed, and foreign matters, scratches, etc. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a substrate with a multilayer reflective film, a reflective mask blank, and a semiconductor device that can facilitate the discovery of fatal defects.
- the present invention achieves the smoothness required for a substrate with a multilayer reflective film, and at the same time, achieves the smoothness required for a substrate with a multilayer reflective film, even in a high-sensitivity defect inspection apparatus using light of various wavelengths.
- a substrate with a multilayer reflective film capable of reliably detecting a fatal defect because of a small number of detected defects, including a reflective mask blank obtained by using the substrate with the multilayer reflective film, and the reflective mask blank are used.
- An object is to provide a semiconductor device.
- the present inventors have intensively studied.
- the roughness of a predetermined spatial frequency (or spatial wavelength) component has an influence on the inspection light source wavelength of the high-sensitivity defect inspection apparatus. I found it. Therefore, among the roughness (unevenness) components on the surface of the film (for example, absorber film) formed on the main surface of the substrate, the spatial frequency of the roughness component that the high-sensitivity defect inspection apparatus erroneously determines as a pseudo defect
- the spatial frequency of the roughness component that the high-sensitivity defect inspection apparatus erroneously determines as a pseudo defect
- the present invention has the following configuration.
- the present invention is characterized in that a substrate with a multilayer reflective film characterized by the following constitutions 1 to 5, a reflective mask blank characterized by the following constitutions 6 to 8, and a constitution 9 below. And a method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that:
- Configuration 1 of the present invention is a substrate with a multilayer reflective film having a multilayer reflective film in which a high refractive index layer and a low refractive index layer are alternately laminated on a main surface of a mask blank substrate used in lithography.
- PSD power spectral density
- the reflection type at the surface of the mask blank the integral value of 3 [mu] m ⁇ 3 [mu] m power spectral density region below the spatial frequency 1 [mu] m -1 or more 10 [mu] m -1 obtained by measuring an atomic force microscope (PSD)
- PSD atomic force microscope
- Detection of pseudo defects in defect inspection using a high-sensitivity defect inspection apparatus of ⁇ 365 nm can be suppressed, and further, fatal defects can be revealed. Furthermore, by using a high-sensitivity defect inspection apparatus whose inspection wavelength of the defect inspection light source is 150 nm to 365 nm, it is possible to suppress the detection of pseudo defects under a plurality of levels of inspection sensitivity conditions, and to make fatal defects manifest. Can do.
- Configuration 2 of the present invention the surface of the multilayer reflective film coated substrate, 3 [mu] m ⁇ 3 [mu] m power spectral density region below the spatial frequency 1 [mu] m -1 or more 5 [mu] m -1 obtained by measuring an atomic force microscope (PSD)
- PSD atomic force microscope
- Configuration 2 it is possible to further suppress the detection of pseudo defects in the defect inspection using the high-sensitivity defect inspection apparatus having the inspection wavelength of the defect inspection light source of 150 nm to 365 nm, and further ensure the manifestation of the fatal defects. Can be aimed at.
- Configuration 3 of the present invention is the substrate with a multilayer reflective film according to Configuration 1 or 2, wherein the power spectral density at the spatial frequency of 1 ⁇ m ⁇ 1 or more and 10 ⁇ m ⁇ 1 or less has a substantially monotonically decreasing characteristic. .
- power approximation is used as the approximate curve.
- the power spectral density in a predetermined spatial frequency range has a substantially monotonously decreasing characteristic, thereby further suppressing the detection of pseudo defects in the defect inspection using the high-sensitivity defect inspection apparatus.
- a fatal defect can be made more obvious.
- Structure 4 of the present invention is a substrate with a multilayer reflective film having a multilayer reflective film in which a high refractive index layer and a low refractive index layer are alternately laminated on the main surface of a mask blank substrate used in lithography.
- the surface of the substrate with the multilayer reflective film has an integral value I of a power spectral density (PSD) with a spatial frequency of 10 ⁇ m ⁇ 1 or more and 100 ⁇ m ⁇ 1 or less obtained by measuring a 1 ⁇ m ⁇ 1 ⁇ m region with an atomic force microscope.
- PSD power spectral density
- the substrate with a multilayer reflective film is characterized in that the maximum value of the power spectral density (PSD) of ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3 or less and a spatial frequency of 10 ⁇ m ⁇ 1 or more and 100 ⁇ m ⁇ 1 or less is 9 nm 4 or less.
- PSD power spectral density
- the integrated value of the power spectral density (PSD) of the spatial frequency of 10 ⁇ m ⁇ 1 or more and 100 ⁇ m ⁇ 1 or less obtained by measuring the 1 ⁇ m ⁇ 1 ⁇ m region with an atomic force microscope on the surface of the reflective mask blank.
- the inspection wavelength of the defect inspection light source is 0. Detection of pseudo defects in defect inspection using a high sensitivity defect inspection apparatus of 2 nm to 100 nm can be suppressed, and the manifestation of fatal defects can be further achieved.
- a high-sensitivity defect inspection apparatus with an inspection wavelength of the defect inspection light source of 0.2 nm to 100 nm it is possible to suppress the detection of pseudo defects under a plurality of levels of inspection sensitivity conditions. Can be planned.
- Configuration 5 of the present invention is the multilayer reflective film-coated substrate according to Configuration 4, wherein the power spectral density at the spatial frequency of 10 ⁇ m ⁇ 1 or more and 100 ⁇ m ⁇ 1 or less has a substantially monotonically decreasing characteristic.
- the substantially monotonic decrease here has the same meaning as described above.
- the approximate curve has a spatial frequency of 10 ⁇ m. This means that the power spectral density gradually decreases from a low spatial frequency of ⁇ 1 to a high spatial frequency of 100 ⁇ m ⁇ 1 .
- power approximation is used as the approximate curve.
- Configuration 5 it is possible to further suppress the detection of pseudo defects in the defect inspection using the high-sensitivity defect inspection apparatus, and it is possible to reliably realize the fatal defects.
- Configuration 6 of the present invention is the substrate with a multilayer reflective film according to any one of Configurations 1 to 5, wherein a protective film is provided on the multilayer reflective film.
- the substrate with a multilayer reflective film since the substrate with a multilayer reflective film has a protective film on the multilayer reflective film, damage to the surface of the multilayer reflective film when manufacturing a transfer mask (EUV mask) can be suppressed. The reflectance characteristics for EUV light are further improved. Further, in the substrate with a multilayer reflective film, it is possible to suppress the detection of pseudo defects in the defect inspection of the surface of the protective film using the high-sensitivity defect inspection apparatus, and it is possible to make the fatal defects manifest.
- EUV mask transfer mask
- Configuration 7 of the present invention includes an absorber film serving as a transfer pattern on the multilayer reflective film or the protective film of the multilayer reflective film-coated substrate according to any one of Structures 1 to 6. This is a reflective mask blank.
- Configuration 8 of the present invention is a reflective mask blank including a multilayer reflective film and an absorber film in which a high refractive index layer and a low refractive index layer are alternately laminated on a main surface of a mask blank substrate used in lithography.
- a is the surface of the absorber film, the integral value I of the spatial frequency 1 [mu] m -1 or 10 [mu] m -1 or less of the power spectral density obtained by measuring an area of 3 [mu] m ⁇ 3 [mu] m with an atomic force microscope (PSD)
- PSD power spectral density
- the reflective mask blank is characterized by having a maximum value of power spectral density (PSD) of 800 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3 or less and a spatial frequency of 1 ⁇ m ⁇ 1 or more and 10 ⁇ m ⁇ 1 or less of 50 nm 4 or less.
- the reflective mask blank of Configuration 8 it is possible to suppress the detection of pseudo defects in the defect inspection using the high-sensitivity defect inspection apparatus, and it is possible to further reveal the fatal defects. Can be obtained.
- Configuration 9 of the present invention is characterized in that the absorber film in the reflective mask blank according to Configuration 7 or 8 is patterned to have an absorber pattern on the multilayer reflective film or the protective film. It is a type mask.
- reflection type mask of configuration 9 detection of pseudo defects in defect inspection using a high-sensitivity defect inspection apparatus can be suppressed, and further, fatal defects can be revealed.
- a tenth aspect of the present invention is a semiconductor device manufacturing method including a step of forming a transfer pattern on a transfer target by performing a lithography process using an exposure apparatus using the reflective mask according to the ninth aspect. Is the method.
- a reflective mask that eliminates fatal defects such as foreign matters and scratches can be used.
- a transfer pattern such as a circuit pattern transferred onto the resist film formed thereon has no defect, and a semiconductor device having a fine and highly accurate transfer pattern can be manufactured.
- the detection of the pseudo defect due to the surface roughness of the substrate or film is improved.
- the multilayer reflective film formed on the main surface of the substrate can obtain a high reflectance while suppressing pseudo defects.
- a reflective mask that eliminates fatal defects such as foreign matters and scratches can be used in defect inspection using a high-sensitivity defect inspection apparatus.
- a transfer pattern such as a circuit pattern formed on the body is free from defects, and a semiconductor device having a fine and highly accurate transfer pattern can be manufactured.
- FIG. 1A is a perspective view showing a mask blank substrate according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 1B is a schematic cross-sectional view showing the mask blank substrate of the present embodiment. It is a cross-sectional schematic diagram which shows an example of a structure of the board
- FIG. 6 shows a power approximation of data having a spatial frequency of 1 ⁇ m ⁇ 1 to 10 ⁇ m ⁇ 1 in the data shown in FIG.
- FIG. 5 shows the power approximation of the data shown in FIG. 5 having a spatial frequency of 10 ⁇ m ⁇ 1 or more and 100 ⁇ m ⁇ 1 or less. It is the schematic diagram of the CARE processing apparatus used in the Example.
- the present invention is a substrate with a multilayer reflective film having a multilayer reflective film in which a high refractive index layer and a low refractive index layer are alternately laminated on a main surface of a mask blank substrate used in lithography.
- the present invention also relates to a reflective mask blank including a multilayer reflective film and an absorber film in which a high refractive index layer and a low refractive index layer are alternately laminated on a main surface of a mask blank substrate used in lithography. is there.
- substrate with a multilayer reflective film of this invention and a reflective mask blank can be used in order to manufacture the reflective mask used for EUV lithography.
- FIG. 2 is a schematic view showing an example of the substrate 20 with a multilayer reflective film of the present invention.
- the multilayer reflective film-coated substrate 20 of the present invention has a multilayer reflective film 21 on the main surface of the mask blank substrate 10.
- the substrate 20 with a multilayer reflective film of the present invention can further include a protective film 22 on the multilayer reflective film 21.
- a reflective mask blank 30 shown in FIG. 3 can be obtained by further forming the absorber film 24 on the substrate 20 with a multilayer reflective film of the present invention.
- the reflective mask 40 shown in FIG. 4 can be manufactured by patterning the absorber film 24 of the reflective mask blank 30 shown in FIG. 3 to form the absorber pattern 27.
- the substrate 20 with a multilayer reflective film and the reflective mask blank 30 of the present invention have a power spectral density (PSD) of a spatial frequency in a predetermined range obtained by measuring an area of a predetermined size with an atomic force microscope. ) Is characterized in that the integral value I and the maximum value are within a predetermined range.
- PSD power spectral density
- the surface of the multilayer reflective film-coated substrate 20 and / or the reflective mask blank 30 has a certain surface roughness and a power spectrum density (Power Spectrum Density: PSD). It is characterized by.
- Rms (Root means ⁇ square), which is a representative surface roughness index, is a root mean square roughness, which is a square root of a value obtained by averaging the squares of deviations from the mean line to the measurement curve. Rms is expressed by the following formula (1).
- Equation (1) l is the reference length, and Z is the height from the average line to the measurement curve.
- Rmax which is a representative index of surface roughness, is the maximum height of the surface roughness, and the difference between the absolute value of the maximum value of the peak of the roughness curve and the maximum value of the depth of the valley. It is.
- Rms and Rmax are conventionally used for managing the surface roughness of the mask blank substrate 10 and are excellent in that the surface roughness can be grasped numerically.
- both Rms and Rmax are height information, and do not include information on a minute change in surface shape.
- the power spectrum analysis represented by the amplitude intensity at the spatial frequency can quantify the fine surface shape. If Z (x, y) is the height data in the x-coordinate and y-coordinate, the Fourier transform is given by the following equation (2).
- Nx and Ny are the numbers of data in the x and y directions.
- u 0, 1, 2,... Nx-1
- v 0, 1, 2,... Ny-1
- the spatial frequency f is given by the following equation (3).
- dx is the minimum resolution in the x direction
- dy is the minimum resolution in the y direction.
- the power spectral density PSD at this time is given by the following equation (4).
- an integral value I of power spectral density can be used.
- the integral value I means the area of a predetermined spatial frequency range drawn by the value of the power spectral density (PSD) with respect to the spatial frequency as illustrated in FIG. 5, and is defined as in equation (5).
- the spatial frequency f is defined as shown in Equation (3), and the power spectral density is uniquely calculated as a function of the spatial frequency determined by the values of u and ⁇ .
- the spatial frequency f i is defined as in Equation (6).
- X ′ and N ′ are the measurement area and the number of data points.
- P (f i ) is the power spectral density at the spatial frequency f i .
- the measurement location when a region of a predetermined size, for example, a 3 ⁇ m ⁇ 3 ⁇ m region is measured with an atomic force microscope for power spectrum analysis, the measurement location may be an arbitrary location in the transfer pattern formation region.
- the transfer pattern forming region is, for example, a 142 mm ⁇ 142 mm region excluding the peripheral region on the surface of the reflective mask blank 30, 132 mm ⁇ 132 mm.
- an area of 132 mm ⁇ 104 mm, and the arbitrary portion can be, for example, a center area of the surface of the reflective mask blank 30.
- the 3 ⁇ m ⁇ 3 ⁇ m region, the transfer pattern forming region, and an arbitrary portion described above are not limited to the multilayer reflective film-coated substrate 20 but also the mask blank substrate 10 and the absorber film 24 of the reflective mask blank 30.
- the present invention can also be applied.
- the inspection light source wavelength is not limited to 266 nm and 193 nm.
- As the inspection light source wavelength 532 nm, 488 nm, 364 nm, and / or 257 nm may be used.
- a high-sensitivity defect inspection apparatus that uses inspection light (EUV light) in the wavelength region of 0.2 nm to 100 nm, for example, a high-sensitivity defect inspection apparatus that uses 13.5 nm EUV light as the inspection light source wavelength is used.
- EUV light inspection light
- the main surface has a spatial frequency of 10 ⁇ m ⁇ 1 or more and 100 ⁇ m ⁇ 1 or less obtained by measuring a 1 ⁇ m ⁇ 1 ⁇ m region with an atomic force microscope.
- the spectral density is preferably 5 nm 4 or less, and more preferably the power spectral density at a spatial frequency of 10 ⁇ m ⁇ 1 to 100 ⁇ m ⁇ 1 is 0.5 nm 4 to 5 nm 4 .
- a reflectance higher than a predetermined value is required. Limited.
- FIG. 1A is a perspective view showing a mask blank substrate 10 of the present embodiment.
- FIG.1 (b) is a cross-sectional schematic diagram which shows the mask blank substrate 10 of this embodiment.
- the mask blank substrate 10 (or simply referred to as the substrate 10) is a rectangular plate-like body, and has two opposing main surfaces 2 and an end surface 1.
- the two opposing main surfaces 2 are the upper surface and the lower surface of this plate-like body, and are formed so as to oppose each other. At least one of the two opposing main surfaces 2 is a main surface on which a transfer pattern is to be formed.
- the end face 1 is a side face of the plate-like body and is adjacent to the outer edge of the opposing main surface 2.
- the end surface 1 has a planar end surface portion 1d and a curved end surface portion 1f.
- the planar end surface portion 1d is a surface that connects the side of one opposing main surface 2 and the side of the other opposing main surface 2, and includes a side surface portion 1a and a chamfered slope portion 1b.
- the side surface portion 1a is a portion (T surface) substantially perpendicular to the opposing main surface 2 in the planar end surface portion 1d.
- the chamfered slope portion 1b is a chamfered portion (C surface) between the side surface portion 1a and the opposing main surface 2, and is formed between the side surface portion 1a and the opposing main surface 2.
- the curved end surface portion 1f is a portion (R portion) adjacent to the vicinity of the corner portion 10a of the substrate 10 when the substrate 10 is viewed in plan, and includes a side surface portion 1c and a chamfered slope portion 1e.
- the plan view of the substrate 10 refers to, for example, viewing the substrate 10 from a direction perpendicular to the opposing main surface 2.
- substrate 10 is the intersection vicinity of two sides in the outer edge of the opposing main surface 2, for example. The intersection of two sides may be the intersection of the extension lines of the two sides.
- the curved end surface portion 1 f is formed in a curved shape by rounding the corner 10 a of the substrate 10.
- the mask blank substrate 10 of the present embodiment uses the above-mentioned surface roughness (Rms) and power spectral density as the main surface on the side where the transfer pattern is formed.
- the root mean square roughness (Rms) obtained by measuring a 1 ⁇ m region with an atomic force microscope is 0.15 nm or less, and the power spectral density at a spatial frequency of 1 ⁇ m ⁇ 1 or more is 10 nm 4 or less.
- the 1 ⁇ m ⁇ 1 ⁇ m region may be an arbitrary portion of the transfer pattern forming region.
- the transfer pattern forming region is, for example, a 142 mm ⁇ 142 mm region, a 132 mm ⁇ 132 mm region, or 132 mm excluding the peripheral region of the main surface of the substrate 10.
- a region of ⁇ 104 mm can be used, and the arbitrary portion can be a region at the center of the main surface of the substrate 10, for example.
- the mask blank using the high sensitivity defect inspection apparatus using the inspection light in the wavelength region of 150 nm to 365 nm for example, the high sensitivity defect inspection apparatus using the 266 nm UV laser or the 193 nm ArF excimer laser as the inspection light source wavelength.
- the spatial frequency 1 [mu] m -1 or 10 [mu] m -1 or less of the power spectral density obtained by measuring an area of 3 [mu] m ⁇ 3 [mu] m with an atomic force microscope There preferably set to 30 nm 4 or less, more preferably, the power spectral density of the spatial frequency 1 [mu] m -1 or 10 [mu] m -1 or less is 1 nm 4 or more 25 nm 4 or less, more preferably, the spatial frequency 1 [mu] m -1 or 10 [mu] m -1 or less it is desirable that the power spectral density of a 1 nm 4 or more 20 nm 4 or less
- a mask in the main surface of the blank substrate 10 the integral value of 3 [mu] m ⁇ 3 [mu] m power spectral density region below the spatial frequency 1 [mu] m -1 or more 10 [mu] m -1 obtained by measuring an atomic force microscope (PSD) I Is 100 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3 or less, more preferably 90 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3 or less, more preferably 80 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3 or less, and further preferably 70 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3 or less. It is desirable.
- PSD atomic force microscope
- the root-mean-square roughness (Rms) is preferably 0.12 nm or less, more preferably 0.10 nm or less, still more preferably 0.08 nm or less, and further preferably 0.06 nm or less.
- the maximum height (Rmax) of the surface roughness is preferably 1.2 nm or less, more preferably 1.0 nm or less, still more preferably 0.8 nm or less, and further preferably 0.6 nm or less. From the viewpoint of improving optical characteristics such as the reflectance of the multilayer reflective film 21, the protective film 22, and the absorber film 24 formed on the mask blank substrate 10, the root mean square roughness (Rms) and the maximum height It is preferable to manage both parameters (Rmax).
- the preferred surface roughness of the mask blank substrate 10 is preferably a root mean square roughness (Rms) of 0.12 nm or less and a maximum height (Rmax) of 1.2 nm or less, more preferably The root mean square roughness (Rms) is 0.10 nm or less and the maximum height (Rmax) is 1.0 nm or less, more preferably the root mean square roughness (Rms) is 0.08 nm or less and the maximum height It is desirable that the thickness (Rmax) is 0.8 nm or less, more preferably the root mean square roughness (Rms) is 0.06 nm or less and the maximum height (Rmax) is 0.6 nm or less.
- the main surface of the substrate 10 is preferably a surface processed by catalyst-based etching.
- Catalyst-based etching (hereinafter referred to as “CARE”) means that the workpiece (mask blank substrate 10) and the catalyst are arranged in the processing liquid, or the processing liquid is placed between the workpiece and the catalyst.
- CARE Catalyst-based etching
- This is a surface processing method in which a workpiece is brought into contact with a catalyst, and the workpiece is processed by active species generated from molecules in the treatment liquid adsorbed on the catalyst at that time.
- the treatment liquid is water
- the workpiece and the catalyst are brought into contact with each other in the presence of water, and the catalyst and the workpiece surface are moved relative to each other. By doing so, the decomposition product by hydrolysis is removed from the surface of the workpiece and processed.
- the CARE processing apparatus 100 detaches a glass substrate (workpiece) 128 with a processing tank 124, a catalyst surface plate 126 rotatably disposed in the processing tank 124, and a surface (processing surface) facing downward.
- a substrate holder 130 that is freely held.
- the substrate holder 130 is connected to the tip end of a rotary shaft 132 that is movable up and down and is provided at a position that is parallel and eccentric to the rotational axis of the catalyst surface plate 126.
- platinum 142 having a predetermined thickness as a solid catalyst is formed on the surface of the base material 140 of a rigid material made of stainless steel, for example.
- the solid catalyst may be bulk, but may be configured such that platinum 142 is formed on an elastic base material such as a fluorine-based rubber material that is inexpensive and has good shape stability.
- a heater 170 as a temperature control mechanism for controlling the temperature of the glass substrate 128 held by the holder 130 is embedded in the rotating shaft 132 inside the substrate holder 130.
- a processing liquid supply nozzle 174 that supplies a processing liquid (pure water) controlled to a predetermined temperature by a heat exchanger 172 as a temperature control mechanism to the inside of the processing tank 124 is disposed.
- a fluid flow path 176 as a temperature control mechanism for controlling the temperature of the catalyst surface plate 126 is provided inside the catalyst surface plate 126.
- the implementation method of CARE by this CARE processing apparatus 100 is, for example, as follows.
- a processing liquid is supplied from the processing liquid supply nozzle 174 toward the catalyst surface plate 126.
- the workpiece 128 held by the substrate holder 130 is pressed against the surface of the platinum (catalyst) 142 of the catalyst platen 126 with a predetermined pressure, and the workpiece 128 is pressed against the platinum (catalyst) 142 of the catalyst platen 126.
- the catalyst surface plate 126 and the workpiece 128 are rotated while the processing liquid is interposed in the contact portion (processing portion), so that the surface (lower surface) of the workpiece 128 is removed flatly.
- the workpiece 128 is brought close to the platinum (catalyst) 142 without pressing the workpiece 128 held by the substrate holder 130 against the platinum (catalyst) 142 of the catalyst surface plate 126 with a predetermined pressure.
- the surface of the workpiece 128 may be removed (etched) flatly.
- the main surface of the substrate 10 is selectively surface-processed from the convex portion that contacts the catalyst surface, which is the reference surface, by the catalyst reference etching, the unevenness (surface roughness) constituting the main surface is very high and smooth
- the surface form is very uniform while maintaining the properties, and the surface form has a higher proportion of the concave portion than the convex portion with respect to the reference surface. Therefore, in the case of laminating a plurality of thin films on the main surface, the defect size on the main surface tends to be small, which is preferable from the viewpoint of improving the defect quality.
- the effect is particularly exerted when a multilayer reflective film 21 described later is formed on the main surface.
- the surface having the required surface roughness and power spectral density can be formed relatively easily by subjecting the main surface to surface treatment by catalyst-based etching as described above.
- the catalyst at least one material selected from the group consisting of platinum, gold, transition metals, and alloys containing at least one of them can be used.
- the treatment liquid at least one kind of treatment liquid selected from the group consisting of functional water such as pure water, ozone water and hydrogen water, a low concentration alkaline aqueous solution, and a low concentration acidic aqueous solution can be used. .
- the main surface on the side where the transfer pattern is formed is surface-processed so as to have high flatness from the viewpoint of obtaining at least pattern transfer accuracy and position accuracy.
- the flatness is 0.1 ⁇ m or less in the 132 mm ⁇ 132 mm region or 142 mm ⁇ 142 mm region of the main surface on the side where the transfer pattern of the substrate 10 is formed. Is particularly preferably 0.05 ⁇ m or less. More preferably, the flatness is 0.03 ⁇ m or less in the region of the main surface 132 mm ⁇ 132 mm on the side where the transfer pattern of the substrate 10 is formed.
- the main surface opposite to the side on which the transfer pattern is formed is a surface to be electrostatically chucked when being set in the exposure apparatus, and in a 142 mm ⁇ 142 mm region, the flatness is 1 ⁇ m or less, particularly preferably. 0.5 ⁇ m or less.
- the material of the reflective mask blank substrate 10 for EUV exposure may be anything as long as it has low thermal expansion characteristics.
- SiO 2 —TiO 2 glass having characteristics of low thermal expansion binary system (SiO 2 —TiO 2 ) and ternary system (SiO 2 —TiO 2 —SnO 2 etc.)
- SiO 2 —Al 2 O A so-called multicomponent glass such as a 3- Li 2 O-based crystallized glass can be used.
- a substrate such as silicon and metal can also be used. Examples of the metal substrate include Invar alloy (Fe—Ni alloy).
- a multi-component glass material is used, but higher smoothness than synthetic quartz glass is used. There is a problem that it is difficult to obtain.
- a thin film made of a metal, an alloy, or a material containing at least one of oxygen, nitrogen, and carbon in any one of them is formed on a substrate made of a multicomponent glass material. Then, by subjecting such a thin film surface to mirror polishing and surface treatment, a surface having a surface roughness and a power spectral density in the above ranges can be formed relatively easily.
- Ta tantalum
- an alloy containing Ta or a Ta compound containing at least one of oxygen, nitrogen, and carbon in any of these is preferable.
- the Ta compound include those selected from TaB, TaN, TaO, TaON, TaCON, TaBN, TaBO, TaBON, TaBCON, TaHf, TaHfO, TaHfN, TaHfON, TaHfCON, TaSi, TaSiO, TaSiN, TaSiON, and TaSiCON. Can be applied.
- the thin film preferably has a microcrystalline structure or an amorphous structure from the viewpoint of high smoothness on the surface of the thin film.
- the crystal structure of the thin film can be measured by an X-ray diffractometer (XRD).
- the processing method for obtaining the surface roughness and power spectral density specified above is not particularly limited.
- the present invention is characterized in that the surface roughness and power spectral density of the mask blank substrate 10 are managed, and can be realized by, for example, a processing method exemplified as an example described later.
- FIG. 2 is a schematic diagram showing the multilayer reflective film-coated substrate 20 of the present embodiment.
- the substrate 20 with a multilayer reflective film of the present embodiment has a structure having the multilayer reflective film 21 on the main surface on the side where the transfer pattern of the mask blank substrate 10 described above is formed.
- the multilayer reflective film 21 provides a function of reflecting EUV light in the reflective mask 40 for EUV lithography, and has a configuration of the multilayer reflective film 21 in which elements having different refractive indexes are periodically stacked. .
- the material of the multilayer reflective film 21 is not particularly limited as long as it reflects EUV light. However, the reflectance of the multilayer reflective film 21 is usually 65% or more, and the upper limit is usually 73%.
- the multilayer reflective film 21 includes 40 thin films (high refractive index layer) made of a high refractive index material and 40 thin films made of a low refractive index material (low refractive index layer) alternately. A multilayer reflective film 21 having about 60 cycles can be formed.
- the multilayer reflective film 21 for EUV light having a wavelength of 13 to 14 nm is preferably a Mo / Si periodic multilayer film in which Mo films and Si films are alternately stacked for about 40 periods.
- Ru / Si periodic multilayer film, Mo / Be periodic multilayer film, Mo compound / Si compound periodic multilayer film, Si / Nb periodic multilayer film, Si / Mo / A Ru periodic multilayer film, a Si / Mo / Ru / Mo periodic multilayer film, a Si / Ru / Mo / Ru periodic multilayer film, or the like can be used.
- the method for forming the multilayer reflective film 21 is known in the art, but can be formed by depositing each layer by, for example, a magnetron sputtering method or an ion beam sputtering method.
- a magnetron sputtering method or an ion beam sputtering method for example, an Si film having a thickness of several nanometers is first formed on the substrate 10 using an Si target by an ion beam sputtering method, and then thickened using a Mo target. A Mo film having a thickness of about several nanometers is formed, and this is taken as one period, and laminated for 40 to 60 periods to form the multilayer reflective film 21.
- a protective film 22 (see FIG. 3) is provided to protect the multilayer reflective film 21 from dry etching or wet cleaning in the manufacturing process of the reflective mask 40 for EUV lithography. It can also be formed.
- substrate 10 for mask blanks can also be set as the board
- Examples of the material of the protective film 22 include Ru, Ru- (Nb, Zr, Y, B, Ti, La, Mo), Si- (Ru, Rh, Cr, B), Si, Zr, Nb. , La, B, and the like can be used, but among these, when a material containing ruthenium (Ru) is applied, the reflectance characteristics of the multilayer reflective film 21 become better. Specifically, Ru, Ru- (Nb, Zr, Y, B, Ti, La, Mo) are preferable.
- Such a protective film 22 is particularly effective when the absorber film 24 is made of a Ta-based material and the absorber film 24 is patterned by dry etching with a Cl-based gas.
- the multilayer reflective film coated substrate 20 of the present invention the multilayer reflective film 21 or the surface of the protective film 22, the spatial frequency 1 ⁇ m obtained by measuring an area of 3 [mu] m ⁇ 3 [mu] m with an atomic force microscope -1 10 [mu] m -1
- the integral value I of the following power spectral density (PSD) is 180 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3 or less, preferably 170 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3 or less, more preferably 160 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3 or less, and further preferably 150 ⁇ . 10 ⁇ 3 nm 3 or less.
- the maximum value of the power spectral density (PSD) below is 50 nm 4 or less, preferably 45 nm 4 or less, more preferably 40 nm 4 or less.
- a high-sensitivity defect inspection apparatus that uses inspection light in the wavelength region of 150 nm to 365 nm, for example, a 266 nm UV laser or a 193 nm ArF excimer laser is used as the inspection light source wavelength mentioned above.
- a high-sensitivity defect inspection apparatus that uses inspection light in the wavelength region of 150 nm to 365 nm, for example, a 266 nm UV laser or a 193 nm ArF excimer laser is used as the inspection light source wavelength mentioned above.
- the region having a predetermined size (the region of 3 ⁇ m ⁇ 3 ⁇ m) measured with an atomic force microscope for power spectrum analysis may be an arbitrary portion of the transfer pattern formation region.
- the transfer pattern forming region is, for example, a 142 mm ⁇ 142 mm region, a 132 mm ⁇ 132 mm region, or 132 mm excluding the peripheral region of the main surface of the substrate 10.
- a region of ⁇ 104 mm can be used, and the arbitrary portion can be a region at the center of the main surface of the substrate 10, for example.
- the power spectral density at 3 [mu] m ⁇ 3 [mu] m region below the spatial frequency 1 [mu] m -1 or more 10 [mu] m -1 obtained by measuring an atomic force microscope has a substantially monotonic decrease in properties It is preferable.
- the power spectral density gradually decreases toward a higher spatial frequency.
- power approximation is used as the approximate curve.
- x is a spatial frequency
- y is a power spectral density (PSD)
- y a ⁇ x b (a and b are constants)
- PSD power spectral density
- the power curve has a substantially monotonically decreasing characteristic.
- the power spectral density in a predetermined spatial frequency range has a substantially monotonically decreasing characteristic, so that detection of pseudo defects in defect inspection using a high-sensitivity defect inspection apparatus can be further suppressed, and fatal defects can be further suppressed. Can be realized more reliably.
- the surface of the multilayer reflective film 21 or the protective film 22 is further obtained by measuring a region of 3 ⁇ m ⁇ 3 ⁇ m with an atomic force microscope and having a spatial frequency of 1 ⁇ m ⁇ 1 to 5 ⁇ m.
- the integral value I of power spectral density (PSD) of ⁇ 1 or less is preferably 115 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3 or less, more preferably 105 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3 or less, more preferably 95 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3 or less.
- a high-sensitivity defect inspection apparatus that uses inspection light in the wavelength region of 150 nm to 365 nm, for example, high sensitivity that uses a 266 nm UV laser or a 193 nm ArF excimer laser as the inspection light source wavelength mentioned above.
- the detection of the pseudo defect can be more significantly suppressed.
- the surface of the multilayer reflective film 21 or the protective film 22 has a spatial frequency of 10 ⁇ m ⁇ 1 or more and 100 ⁇ m ⁇ obtained by measuring an area of 1 ⁇ m ⁇ 1 ⁇ m with an atomic force microscope.
- the integral value I of power spectral density (PSD) of 1 or less is 150 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3 or less, preferably 140 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3 or less, more preferably 135 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3 or less, and further preferably 130 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3 or less.
- the surface of the multilayer reflective film 21 or the protective film 22 has a maximum power spectral density (PSD) with a spatial frequency of 10 ⁇ m ⁇ 1 or more and 100 ⁇ m ⁇ 1 or less of 9 nm 4 or less, Preferably it is 8 nm 4 or less, More preferably, it is 7 nm 4 or less, More preferably, it is 6 nm 4 or less.
- PSD maximum power spectral density
- a high-sensitivity defect inspection apparatus that uses inspection light (EUV light) in the wavelength region of 0.2 nm to 100 nm, for example, high-sensitivity defect inspection that uses EUV light of 13.5 nm as the inspection light source wavelength.
- the power spectral density at a spatial frequency of 10 ⁇ m ⁇ 1 or more and 100 ⁇ m ⁇ 1 or less obtained by measuring a 1 ⁇ m ⁇ 1 ⁇ m region with an atomic force microscope has a substantially monotonically decreasing characteristic. It is preferable.
- the meaning of the substantially monotonic decrease is as described with reference to FIG. 7 as described above, except that the spatial frequency region is 10 ⁇ m ⁇ 1 or more and 100 ⁇ m ⁇ 1 or less.
- the power spectral density in the range of a predetermined spatial frequency has a substantially monotonous decrease characteristic, so that detection of pseudo defects in defect inspection using a high-sensitivity defect inspection apparatus can be further suppressed, and fatal defects Can be reliably realized.
- the substrate 20 with a multilayer reflective film of the present invention preferably has a protective film 22 on the multilayer reflective film 21. Since the substrate 20 with the multilayer reflective film has the protective film 22 on the multilayer reflective film 21, damage to the surface of the multilayer reflective film 21 when manufacturing a transfer mask (EUV mask) can be suppressed. The reflectance characteristic for EUV light is further improved. Further, in the multilayer reflective film-coated substrate 20, it is possible to suppress the detection of pseudo defects in the defect inspection of the surface of the protective film 22 using a high-sensitivity defect inspection apparatus, and it is possible to further reveal the fatal defects. .
- EUV mask transfer mask
- the integral value I of the predetermined power spectral density (PSD) and the maximum value of the predetermined power spectral density (PSD) are the same as those on the surface of the protective film 22. It can be obtained based on the spatial frequency obtained by measurement with an atomic force microscope.
- the surface of the multilayer reflective film 21 or the protective film 22 has a root mean square roughness (Rms) obtained by measuring a 1 ⁇ m ⁇ 1 ⁇ m region with an atomic force microscope.
- the thickness is preferably 0.15 nm or less. More preferably, the root mean square roughness (Rms) is 0.13 nm or less, and more preferably, the root mean square roughness (Rms) is 0.12 nm or less.
- the sputtering method for maintaining the surface morphology of the substrate 10 in the above range and making the surface of the multilayer reflective film 21 or the protective film 22 have a power spectral density in the above range is as follows. That is, the surface having the power spectral density in the above range is obtained by sputtering the multilayer reflective film 21 so that the high refractive index layer and the low refractive index layer are deposited obliquely with respect to the normal line of the main surface of the substrate 10. It can be obtained by forming a film. More specifically, the incident angle of the sputtered particles for forming the low refractive index layer such as Mo and the incident angle of the sputtered particles for forming the high refractive index layer such as Si are over 0 degree 45.
- a film at a temperature below. More preferably, it is more than 0 degree and 40 degree or less, more preferably more than 0 degree and 30 degree or less. Furthermore, the protective film 22 formed on the multilayer reflective film 21 is also ionized so that the protective film 22 is deposited obliquely with respect to the normal of the main surface of the substrate 10 after the multilayer reflective film 21 is formed. It is preferable to form by a beam sputtering method.
- a back surface conductive film 23 (see FIG. 3) is formed on the surface of the substrate 10 opposite to the surface in contact with the multilayer reflective film 21 for the purpose of electrostatic chucking. You can also.
- the multilayer reflective film 21 and the protective film 22 are provided on the side on which the transfer pattern on the mask blank substrate 10 is formed, and the back surface conductive film 23 is provided on the surface opposite to the surface in contact with the multilayer reflective film 21.
- a substrate having a multilayer reflective film in the present invention can also be used.
- the electrical characteristics (sheet resistance) required for the back conductive film 23 are usually 100 ⁇ / ⁇ or less.
- a method of forming the back conductive film 23 is known.
- the back surface conductive film 23 can be formed by using a target of a metal or alloy such as Cr or Ta, for example, by a magnetron sputtering method or an ion beam sputtering method.
- an underlayer may be formed between the substrate 10 and the multilayer reflective film 21.
- the underlayer can be formed for the purpose of improving the smoothness of the main surface of the substrate 10, the purpose of reducing defects, the purpose of enhancing the reflectivity of the multilayer reflective film 21, and the purpose of correcting the stress of the multilayer reflective film 21.
- Reflective mask blank 30 Next, the reflective mask blank 30 according to one embodiment of the present invention will be described below.
- FIG. 3 is a schematic diagram showing the reflective mask blank 30 of the present embodiment.
- the reflective mask blank 30 of the present embodiment has a configuration in which an absorber film 24 serving as a transfer pattern is formed on the protective film 22 of the substrate 20 with a multilayer reflective film described above.
- the absorber film 24 has a function of absorbing EUV light as exposure light.
- the reflective mask 40 manufactured using the reflective mask blank 30 the multilayer reflective film 21 and / or protective film is used. What is necessary is just to have a desired reflectance difference between the reflected light by 22 and the reflected light by the absorber pattern 27.
- the reflectance of the absorber film 24 with respect to EUV light is set between 0.1% and 40%.
- a desired phase difference may be provided between the reflected light from the multilayer reflective film 21 and / or the protective film 22 and the reflected light from the absorber pattern 27.
- membrane 24 in the reflective mask blank 30 may be called a phase shift film.
- the phase difference is preferably set in a range of 180 degrees ⁇ 10 degrees, and the absorber film 24
- the reflectance of the absorber film 24 with respect to the surface of the multilayer reflective film 21 and / or the protective film 22 is preferably set to 2% to 40%.
- the absorber film 24 may be a single layer or a laminated structure. In the case of a laminated structure, either a laminated film of the same material or a laminated film of different materials may be used.
- the laminated film may have a material and / or composition that changes stepwise and / or continuously in the film thickness direction.
- the material of the absorber film 24 is not particularly limited. For example, it has a function of absorbing EUV light, and it is preferable to use a material containing Ta (tantalum) alone or Ta as a main component.
- the material mainly composed of Ta is usually an alloy of Ta.
- the absorber film 24 preferably has an amorphous or microcrystalline structure in terms of smoothness and flatness.
- Examples of the material containing Ta as a main component include a material containing Ta and B, a material containing Ta and N, a material containing Ta and B, and further containing at least one of O and N, and a material containing Ta and Si.
- a material containing Ta, Si and N, a material containing Ta and Ge, a material containing Ta, Ge and N can be used.
- the absorber film 24 should have a microcrystalline structure. Or an amorphous structure is preferable. The crystal structure can be confirmed by an X-ray diffractometer (XRD).
- the thickness of the absorber film 24 has a desired reflectance difference between the reflected light from the multilayer reflective film 21 and the protective film 22 and the reflected light from the absorber pattern 27.
- the film thickness is set to a value necessary for the purpose.
- the film thickness of the absorber film 24 is preferably 60 nm or less in order to reduce the shadowing effect.
- the absorber film 24 has a desired phase difference between the reflected light from the multilayer reflective film 21 and / or the protective film 22 and the reflected light from the absorber pattern 27. It is possible to provide a phase shift function having In this case, a reflective mask blank 30 that is a master for the reflective mask 40 with improved transfer resolution by EUV light is obtained. Further, since the film thickness of the absorber film 24 necessary for achieving the phase shift effect necessary for obtaining the desired transfer resolution can be made thinner than the conventional film, the reflection type with a reduced shadowing effect. A mask blank is obtained.
- the material of the absorber film 24 having a phase shift function is not particularly limited.
- the above Ta alone or a material mainly composed of Ta can be used, or other materials may be used.
- Materials other than Ta include Ti, Cr, Nb, Mo, Ru, Rh, and W.
- it can be set as the alloy containing 2 or more elements among Ta, Ti, Cr, Nb, Mo, Ru, Rh, and W, and / or the laminated film of these elements.
- these materials may contain one or more elements selected from nitrogen, oxygen, and carbon.
- the absorber film 24 when it is a laminated film, it may be a laminated film of layers of the same material or a laminated film of layers of different materials. When the absorber film 24 is a laminated film of layers of different materials, the material constituting the plurality of layers may be made of materials having different etching characteristics to form the absorber film 24 having an etching mask function.
- the surface of the absorber film 24 is preferably a spatial frequency 1 [mu] m -1 or 10 [mu] m -1 or less of the power spectral density obtained by measuring an area of 3 [mu] m ⁇ 3 [mu] m by an atomic force microscope is 50 nm 4 or less , more preferably, it is desirable power spectral density of the spatial frequency 1 [mu] m -1 or 10 [mu] m -1 or less obtained by measuring an area of 3 [mu] m ⁇ 3 [mu] m by an atomic force microscope is 40 nm 4 or less.
- a high-sensitivity defect inspection apparatus that uses inspection light in the wavelength region of 150 nm to 365 nm, for example, high sensitivity that uses a 266 nm UV laser or a 193 nm ArF excimer laser as the inspection light source wavelength mentioned above.
- the defect inspection of the reflective mask blank 30 is performed with the defect inspection apparatus, the detection of pseudo defects can be greatly suppressed.
- the surface of the absorber film 24, in addition to the spatial frequency 1 [mu] m -1 or 10 [mu] m -1 or less of the power spectral density obtained by measuring an area of 3 [mu] m ⁇ 3 [mu] m by an atomic force microscope is 50 nm 4 or less it is desirable integral value I of the spatial frequency 1 [mu] m -1 or 10 [mu] m -1 or less of the power spectral density (PSD) is 800 ⁇ 10 -3 nm 3 or less.
- a high-sensitivity defect inspection apparatus that uses inspection light in the wavelength region of 150 nm to 365 nm, for example, high sensitivity that uses a 266 nm UV laser or a 193 nm ArF excimer laser as the inspection light source wavelength mentioned above.
- the integral value I is preferably 650 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3 or less. More preferably, the integrated value I is 500 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3 or less.
- the integral value I is particularly preferably 450 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3 or less.
- the integral value I on the surface of the absorber film 24 can be adjusted by the material, composition, film thickness, film forming conditions, and the like of the absorber film.
- the reflective mask blank 30 of the present invention is not limited to the configuration shown in FIG.
- a resist film serving as a mask for patterning the absorber film 24 can be formed on the absorber film 24, and the reflective mask blank 30 with a resist film is also used as the reflective mask blank 30 of the present invention. It can be.
- the resist film formed on the absorber film 24 may be a positive type or a negative type. Further, it may be used for electron beam drawing or laser drawing.
- a so-called hard mask (etching mask) film can be formed between the absorber film 24 and the resist film, and this aspect can also be used as the reflective mask blank 30 in the present invention.
- the hard mask film 25 may be peeled off after the transfer pattern is formed on the absorber film 24, or the absorber film 24 may be formed of a plurality of layers in the reflective mask blank 30 where the hard mask film is not formed.
- a reflective mask blank 30 having an absorber film 24 having an etching mask function may be formed by using a laminated structure and materials having different etching characteristics from each other.
- FIG. 4 is a schematic diagram showing the reflective mask 40 of the present embodiment.
- the reflective mask 40 of the present embodiment has a configuration in which the absorber film 24 in the reflective mask blank 30 is patterned to form the absorber pattern 27 on the protective film 22.
- exposure light such as EUV light
- the exposure light is absorbed in a portion of the mask surface where the absorber film 24 is present, and the other portions where the absorber film 24 is removed are exposed. Since the exposure light is reflected by the protective film 22 and the multilayer reflective film 21, it can be used as a reflective mask 40 for lithography.
- a circuit pattern or the like based on the absorber pattern 27 of the reflective mask 40 is formed on a resist film formed on a transfer target such as a semiconductor substrate by a lithography process using the reflective mask 40 described above and an exposure apparatus.
- a semiconductor device in which various patterns and the like are formed on a semiconductor substrate can be manufactured by transferring the transfer pattern and passing through various other processes.
- a reference mark is formed on the mask blank substrate 10, the multilayer reflective film-coated substrate 20, and the reflective mask blank 30, and the reference mark and the position of the fatal defect detected by the high-sensitivity defect inspection apparatus described above. Coordinates can be managed. Based on the position information (defect data) of the obtained fatal defect, when producing the reflective mask 40, there is a fatal defect based on the above-described defect data and transferred pattern (circuit pattern) data. The drawing data can be corrected so that the absorber pattern 27 is formed at the existing location, and defects can be reduced.
- the substrate 20 with a multilayer reflective film, the reflective mask blank 30 and the reflective mask 40 for EUV exposure according to the present invention are manufactured will be described as examples.
- the multilayer reflective film 21 was formed on the surface of the mask blank substrate 10 for EUV exposure as described below, and the multilayer reflective film-coated substrates 20 of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were manufactured.
- a SiO 2 —TiO 2 glass substrate having a size of 152 mm ⁇ 152 mm and a thickness of 6.35 mm is prepared as a mask blank substrate 10, and the front and back surfaces of the glass substrate are oxidized using a double-side polishing apparatus. After polishing stepwise with cerium abrasive grains and colloidal silica abrasive grains, surface treatment was performed with a low concentration of silicic acid. When the surface roughness of the glass substrate surface thus obtained was measured with an atomic force microscope, the root mean square roughness (Rms) was 0.5 nm.
- the surface shape (surface morphology, flatness) and TTV (plate thickness variation) of a region of 148 mm ⁇ 148 mm on the front and back surfaces of the glass substrate were measured with a wavelength shift interferometer using a wavelength modulation laser.
- the flatness of the front and back surfaces of the glass substrate was 290 nm (convex shape).
- the measurement result of the surface shape (flatness) of the glass substrate surface is stored in a computer as height information with respect to a reference surface at each measurement point, and the reference value of the surface flatness required for the glass substrate is 50 nm (convex shape).
- the difference was calculated by a computer in comparison with the reference value 50 nm for the back flatness.
- processing conditions for local surface processing according to the required removal amount were set for each processing spot shape region in the glass substrate surface.
- the dummy substrate is processed with a spot without moving the substrate for a certain period of time in the same way as in actual processing, and the shape is converted to the same measuring machine as the apparatus for measuring the surface shape of the front and back surfaces.
- the spot processing volume per unit time was calculated. Then, according to the necessary removal amount obtained from the spot information and the surface shape information of the glass substrate, the scanning speed for raster scanning the glass substrate was determined.
- the front and back flatness of the glass substrate will be below the above reference value by the magnetic viscoelastic fluid polishing (Magneto Rheological Finishing: MRF) processing method using the substrate finishing device with magnetic viscoelastic fluid.
- MRF Magnetic Rheological Finishing
- the surface shape was adjusted by local surface processing.
- the magnetic viscoelastic fluid used at this time contained an iron component, and the polishing slurry used was an alkaline aqueous solution containing about 2 wt% of cerium oxide as an abrasive.
- the glass substrate was immersed in a cleaning tank containing a hydrochloric acid aqueous solution having a concentration of about 10% (temperature: about 25 ° C.) for about 10 minutes, and then rinsed with pure water and isopropyl alcohol (IPA) dried.
- a hydrochloric acid aqueous solution having a concentration of about 10% (temperature: about 25 ° C.) for about 10 minutes, and then rinsed with pure water and isopropyl alcohol (IPA) dried.
- IPA isopropyl alcohol
- the flatness of the front and back surfaces was about 40 to 50 nm. Further, when the surface roughness of the glass substrate surface was measured using an atomic force microscope in a 1 ⁇ m ⁇ 1 ⁇ m region at an arbitrary position of the transfer pattern formation region (132 mm ⁇ 132 mm), the root mean square roughness (Rms) ) was 0.37 nm, which was rougher than the surface roughness before local surface processing by MRF.
- polishing was performed under the following polishing conditions.
- Processing fluid alkaline aqueous solution (NaOH) + abrasive (concentration: about 2 wt%)
- Abrasive colloidal silica, average particle size: about 70 nm Polishing platen rotation speed: about 1-50rpm
- Processing pressure about 0.1-10kPa Polishing time: about 1-10 minutes
- the glass substrate was washed with an alkaline aqueous solution (NaOH) to obtain a mask blank substrate 10 for EUV exposure.
- an alkaline aqueous solution NaOH
- the front and back surface flatness of the front and back surfaces of the obtained mask blank substrate 10 were measured, the front and back surface flatness was about 40 nm, which was good because the state before processing by the double-side polishing apparatus was maintained or improved. .
- the surface roughness was a root mean square. The square root roughness (Rms) was 0.145 nm, and the maximum height (Rmax) was 1.4 nm.
- the integral value I of the maximum value 5.94Nm 4 the spatial frequency 1 [mu] m -1 or 10 [mu] m -1 or less of the power spectral density of the spatial frequency 1 [mu] m -1 or 10 [mu] m -1 or less of the power spectral density (PSD) (PSD) is 42.84 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3 .
- the integral value I of the maximum value 3.49Nm 4 the spatial frequency 10 [mu] m -1 or 100 [mu] m -1 or less of the power spectral density of the spatial frequency 10 [mu] m -1 or 100 [mu] m -1 or less of the power spectral density (PSD) (PSD) is 106.96 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3 .
- the obtained mask blank substrate 10 was measured with an atomic force microscope in a 3 ⁇ m ⁇ 3 ⁇ m region of an arbitrary portion of the transfer pattern forming region (132 mm ⁇ 132 mm), and the spatial frequency was 1 ⁇ m ⁇ 1 or more and 10 ⁇ m ⁇ 1.
- the maximum value of the power spectral density (PSD) below is 20.41 nm 4
- the integrated value I of the power spectral density (PSD) at a spatial frequency of 1 ⁇ m ⁇ 1 to 10 ⁇ m ⁇ 1 is 93.72 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3 . there were.
- the local processing method of the mask blank substrate 10 in the present invention is not limited to the above-described magnetic viscoelastic fluid polishing processing method.
- a processing method using a gas cluster ion beam (Gas Cluster Ion Beams: GCIB) or local plasma may be used.
- Example 2 ⁇ Preparation of Mask Blank Substrate 10 of Example 2>
- the mask blank substrate 10 used in Example 2 was manufactured as follows.
- Processing fluid Pure water Catalyst: Pt Substrate rotation speed: 10.3 rotations / minute Catalyst platen rotation speed: 10 rotations / minute Processing time: 50 minutes Processing pressure: 250 hPa
- the substrate was immersed in a cleaning tank containing aqua regia (temperature of about 65 ° C.) for about 10 minutes, and then rinsed with pure water and dried. Washing with aqua regia was performed a plurality of times until there was no Pt residue as a catalyst on the front and back surfaces of the glass substrate.
- aqua regia temperature of about 65 ° C.
- the obtained mask blank substrate 10 was measured with an atomic force microscope on a 1 ⁇ m ⁇ 1 ⁇ m region of an arbitrary portion of the transfer pattern forming region (132 mm ⁇ 132 mm), and the surface roughness was the root mean square roughness.
- the thickness (Rms) was 0.081 nm, and the maximum height (Rmax) was 0.8 nm.
- the integral value I of the maximum value 4.93Nm 4 the spatial frequency 1 [mu] m -1 or 10 [mu] m -1 or less of the power spectral density of the spatial frequency 1 [mu] m -1 or 10 [mu] m -1 or less of the power spectral density (PSD) (PSD) is 29.26 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3 .
- the integral value I of the maximum value 1.91Nm 4 the spatial frequency 10 [mu] m -1 or 100 [mu] m -1 or less of the power spectral density of the spatial frequency 10 [mu] m -1 or 100 [mu] m -1 or less of the power spectral density (PSD) (PSD) is 68.99 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3 .
- the obtained mask blank substrate 10 was measured with an atomic force microscope in a 3 ⁇ m ⁇ 3 ⁇ m region of an arbitrary portion of the transfer pattern forming region (132 mm ⁇ 132 mm), and the spatial frequency was 1 ⁇ m ⁇ 1 or more and 10 ⁇ m ⁇ 1.
- the maximum value of the following power spectral density (PSD) is 23.03Nm 4
- the integral value I of the spatial frequency 1 [mu] m -1 or 10 [mu] m -1 or less of the power spectral density (PSD) is a 61.81 ⁇ 10 -3 nm 3 there were.
- the roughness in the high spatial frequency region could be reduced by surface processing with CARE.
- the root mean square roughness Rms at a spatial frequency of 10 ⁇ m ⁇ 1 or more and 100 ⁇ m ⁇ 1 or less was as good as 0.08 nm.
- the mask blank substrate 10 used in Examples 2 and 3 was manufactured.
- the multilayer reflective film 21 of Examples 1 and 2 was formed as follows. That is, using Mo target and Si target, Mo layer (low refractive index layer, thickness 2.8 nm) and Si layer (high refractive index layer, thickness 4.2 nm) are alternately laminated by ion beam sputtering (the number of laminations). 40 pairs), the multilayer reflective film 21 was formed on the glass substrate.
- the incident angles of Mo and Si sputtered particles with respect to the normal of the main surface of the glass substrate in ion beam sputtering were 30 degrees, and the gas flow rate of the ion source was 8 sccm.
- a Ru protective film 22 (film thickness 2.5 nm) was continuously formed on the multilayer reflective film 21 by ion beam sputtering to obtain a substrate 20 with a multilayer reflective film.
- the incident angle of Ru sputtered particles with respect to the normal of the main surface of the substrate was 40 degrees, and the gas flow rate of the ion source was 8 sccm.
- the multilayer reflective film 21 of Comparative Example 1 was formed as follows. That is, using a Mo target and a Si target, Mo layers (thickness 2.8 nm) and Si layers (thickness 4.2 nm) are alternately laminated by ion beam sputtering (stacking number 40 pairs). It formed on the glass substrate. The incident angles of the Mo and Si sputtered particles with respect to the normal of the glass substrate in ion beam sputtering were 50 degrees for Mo and 40 degrees for Si, respectively, and the gas flow rate of the ion source was 8 sccm. Further, a Ru protective film 22 (film thickness 2.5 nm) was formed on the multilayer reflective film 21 to obtain a substrate 20 with a multilayer reflective film.
- a Ru protective film 22 (film thickness: 2.5 nm) was further formed on the multilayer reflective film 21 by ion beam sputtering to form a multilayer reflective film.
- a substrate 20 with a film was obtained.
- the incident angle of Ru sputtered particles with respect to the normal of the main surface of the substrate was 40 degrees, and the gas flow rate of the ion source was 8 sccm.
- Table 1 shows an integrated value I of power spectral density (PSD) at a spatial frequency of 10 ⁇ m ⁇ 1 or more and 100 ⁇ m ⁇ 1 or less when a region of 1 ⁇ m ⁇ 1 ⁇ m is used as a measurement region. Also, further in Table 2, when the region of 3 [mu] m ⁇ 3 [mu] m and the measurement area, the spatial frequency 1 [mu] m -1 or 10 [mu] m -1 or less, and the spatial frequency 1 [mu] m -1 or 5 [mu] m -1 or less of the power spectral density (PSD) The integral value I of is shown.
- FIGS. 5 and 6 show the results of power spectrum analysis of Example 1 and Comparative Example 1.
- FIG. 5 and 6 show the spatial frequency power spectral density (PSD) obtained by measuring an area of 1 ⁇ m ⁇ 1 ⁇ m and 3 ⁇ m ⁇ 3 ⁇ m with an atomic force microscope, respectively.
- FIG. 8 shows a state where power of the data shown in FIG. 5 having a spatial frequency of 10 ⁇ m ⁇ 1 to 100 ⁇ m ⁇ 1 is approximated to a power.
- FIG. 7 shows a power approximation of data having a spatial frequency of 1 ⁇ m ⁇ 1 to 10 ⁇ m ⁇ 1 in the data shown in FIG.
- the power b of x is the slope of a straight line corresponding to the power approximation curve.
- the power having a spatial frequency of 10 ⁇ m ⁇ 1 or more and 100 ⁇ m ⁇ 1 or less obtained by measuring an area of 1 ⁇ m ⁇ 1 ⁇ m on the surface of the multilayer reflective film-coated substrate 20 of Examples 1 and 2 with an atomic force microscope
- the integral value I of the spectral density (PSD) was 150 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3 or less
- the maximum value of the power spectral density (PSD) at a spatial frequency of 10 ⁇ m ⁇ 1 or more and 100 ⁇ m ⁇ 1 or less was 9 nm 4 or less.
- a spatial frequency of 10 ⁇ m ⁇ 1 or more and 100 ⁇ m ⁇ 1 or less of a power spectral density (PSD) obtained by measuring an area of 1 ⁇ m ⁇ 1 ⁇ m on the surface of the multilayer reflective film-coated substrate 20 of Comparative Example 1 with an atomic force microscope.
- the integral value I was 183.09 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3
- the maximum value of the power spectral density (PSD) at a spatial frequency of 10 ⁇ m ⁇ 1 to 100 ⁇ m ⁇ 1 was 9.2 nm 4 .
- the slope b is a negative value. Therefore, the power spectral density (PSD) having a spatial frequency of 10 ⁇ m ⁇ 1 or more and 100 ⁇ m ⁇ 1 or less obtained by measuring the 1 ⁇ m ⁇ 1 ⁇ m region of Example 1 with an atomic force microscope has a substantially monotonically decreasing characteristic. it is obvious.
- Examples 1-2 of the surface of the multilayer reflective film coated substrate 20 the spatial frequency 1 [mu] m -1 or 10 [mu] m -1 or less of the power obtained the region of 3 [mu] m ⁇ 3 [mu] m as measured by atomic force microscope
- the integral value I of the spectral density (PSD) was 180 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3 or less, and the maximum value of the power spectral density (PSD) at a spatial frequency of 1 ⁇ m ⁇ 1 to 10 ⁇ m ⁇ 1 was 50 nm 4 or less.
- a spatial frequency of 1 ⁇ m ⁇ 1 or more and 10 ⁇ m ⁇ 1 or less of a power spectral density (PSD) obtained by measuring a 3 ⁇ m ⁇ 3 ⁇ m region of the surface of the multilayer reflective film-coated substrate 20 of Comparative Example 1 with an atomic force microscope.
- the integral value I was 193.82 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3
- the maximum value of the power spectral density (PSD) at a spatial frequency of 1 ⁇ m ⁇ 1 to 10 ⁇ m ⁇ 1 was 55.66 nm 4 .
- a power approximation curve of the power spectral density in the spatial frequency 1 [mu] m -1 or 10 [mu] m -1 or less obtained by measuring an area of 3 [mu] m ⁇ 3 [mu] m of Example 1 by an atomic force microscope (linear)
- the slope b is a negative value. Therefore, the power spectral density (PSD) having a spatial frequency of 10 ⁇ m ⁇ 1 or more and 100 ⁇ m ⁇ 1 or less obtained by measuring the 3 ⁇ m ⁇ 3 ⁇ m region of Example 1 with an atomic force microscope has a substantially monotonically decreasing characteristic. it is obvious.
- a high-sensitivity defect inspection device (“Teron 610” manufactured by KLA-Tencor) with an inspection light source wavelength of 193 nm, the inspection is performed under inspection sensitivity conditions that can detect defects of 21.5 nm with a sphere equivalent volume diameter (SEVD).
- a defect inspection was performed on an area of 132 mm ⁇ 132 mm on the surface of the multilayer reflective film-coated substrate 20 of Examples 1-2 and Comparative Example 1 (the surface of the Ru protective film 22).
- the defect area (S) and the defect height (h) can be measured by an atomic force microscope (AFM).
- AFM atomic force microscope
- Tables 1 and 2 show the number of detected defects, including pseudo defects, on the surfaces of the multilayer reflective film-coated substrates 20 of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 by measuring the equivalent spherical diameter SEVD.
- the maximum number of detected defects was 1,240 in total (Example 1), and the pseudo defects were significantly suppressed as compared with the conventional number of detected defects exceeding 50,000. If the total number of detected defects is about 2,000, the presence or absence of fatal defects such as foreign matters and scratches can be easily inspected.
- Comparative Example 1 the number of detected defects was 58,323, and it was not possible to inspect for the presence of fatal defects such as foreign matters and scratches.
- the inspection sensitivity conditions in Table 3 are “> 21 nm” as the sensitivity condition for inspecting a defect of 21.5 nm size with a sphere equivalent diameter SEVD, “> 23 mn” as the sensitivity condition for inspecting a defect of 23 nm size, and 25 nm size.
- the sensitivity condition capable of inspecting defects is represented as “> 25 nm”
- the sensitivity condition capable of inspecting defects of 34 nm size is represented as “> 34 nm”.
- the number of detected defects is 100 or less even under the sensitivity conditions in which defects of 23 nm size, 25 nm size, and 34 nm size can be inspected. We were able to easily inspect the presence of fatal defects such as scratches.
- the number of detected defects exceeds 50,000 in the sensitivity condition capable of inspecting the defect of 21.5 nm size, and the defect condition is in the sensitivity condition of inspecting the defect of 23 nm size.
- the number of detected objects exceeded 15,000, and it was difficult to inspect for the presence or absence of fatal defects such as foreign matter and scratches at a plurality of inspection sensitivities.
- the multilayer reflective film of Examples 1 and 2 As a result of defect inspection of a 132 mm ⁇ 132 mm region on the surface of 21, the number of detected defects was small, and inspection of fatal defects was possible.
- a high-sensitivity defect inspection apparatus (Lasertec “MAGICS M7360”) with an inspection light source wavelength of 266 nm has the highest inspection sensitivity condition, and a high-sensitivity defect inspection apparatus with an inspection light source wavelength of 13.5 nm has a defect with a sphere equivalent diameter of 20 nm Defect inspection was performed under inspection sensitivity conditions that can be detected.
- the positions of the defects are located at four locations outside the transfer pattern formation region (132 mm ⁇ 132 mm).
- a reference mark for coordinate management was formed by a focused ion beam.
- a back surface conductive film 23 was formed by DC magnetron sputtering on the back surface of the substrate with multilayer reflection film 20 in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 where the multilayer reflection film 21 was not formed.
- an absorber film 24 made of a TaBN film is formed on the surface of the protective film 22 of the substrate 20 with a multilayer reflective film of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 described above by a DC magnetron sputtering method.
- a blank 30 was produced.
- the elemental composition of the absorber film 24 was measured by Rutherford backscattering analysis, Ta: 80 atomic%, B: 10 atomic%, and N: 10 atomic%.
- the film thickness of the absorber film 24 was 65 nm.
- membrane 24 was measured with the X-ray-diffraction apparatus (XRD), it was an amorphous structure.
- the absorber film 24 shown in Table 4 was formed on the surface of the multilayer reflective film-coated substrate 20 of Example 2 (the surface of the Ru protective film 22). Produced. Specifically, the absorber film 24 was formed by laminating a tantalum nitride film (TaN film) and a chromium carbon nitride oxide film (CrCON film) by DC sputtering.
- the TaN film was formed as follows.
- a TaN film (Ta: 85 atomic%, N: 15 atomic%) having a film thickness described in Table 4 by a reactive sputtering method using a tantalum target and a mixed gas atmosphere of Ar gas and N 2 gas. ) was formed.
- the CrCON film was formed as follows. That is, a CrCON film (Cr: 45 atomic%, C: with a film thickness described in Table 4 by reactive sputtering using a chromium target and a mixed gas atmosphere of Ar gas, CO 2 gas, and N 2 gas. 10 atomic%, O: 35 atomic%, N: 10 atomic%).
- the back surface conductive film 23 was formed on the back surface of the mask blank substrate 10 in the same manner as in Example 2 to obtain the reflective mask blanks 30 of Examples 3 and 4.
- the reflective mask blank 30 of Comparative Example 2 is formed by forming the absorber film 24 shown in Table 4 on the surface of the multilayer reflective film-coated substrate 20 of Example 2 (the surface of the Ru protective film 22). Produced. Specifically, a TaN film (Ta: 92 atoms) having a film thickness described in Table 4 is formed by a reactive sputtering method using a tantalum target and a mixed gas atmosphere of Ar gas and N 2 gas by DC sputtering. %, N: 8 atomic%).
- Table 4 an atomic force microscope according to the obtained surface roughness by measuring (root mean square roughness, Rms), and the surface roughness of the spatial frequency 1 [mu] m -1 or 10 [mu] m -1 or less of the power obtained by the power spectrum analysis
- the maximum value of the spectral density (PSD) and the integrated value I of the power spectral density (PSD) having a spatial frequency of 1 ⁇ m ⁇ 1 or more and 10 ⁇ m ⁇ 1 or less are shown.
- the integrated value I of the density (PSD) is 800 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3 or less (more specifically, 500 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3 or less), and the power spectral density (PSD) of the spatial frequency is 1 ⁇ m ⁇ 1 or more and 10 ⁇ m ⁇ 1 or less.
- the maximum value was 50 nm 4 or less.
- the integral of the power spectral density of, 3 [mu] m ⁇ 3 [mu] m area of less spatial frequency 1 [mu] m -1 or more 10 [mu] m -1 obtained by measuring an atomic force microscope of the surface of the reflective mask blank 30 of Comparative Example 2 (PSD)
- the value I exceeds 939.5 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3 and 800 ⁇ 10 ⁇ 3 nm 3
- the maximum value of the power spectral density (PSD) at a spatial frequency of 1 ⁇ m ⁇ 1 to 10 ⁇ m ⁇ 1 is 52.1 nm 4 And exceeded 50 nm 4 .
- the inspection sensitivity conditions in Table 5 are: “> 21 nm” as a sensitivity condition for inspecting a defect of 21.5 nm size with a sphere equivalent diameter SEVD, “> 23 mn” as a sensitivity condition for inspecting a defect of 23 nm size, and 25 nm size.
- the sensitivity condition capable of inspecting defects is represented as “> 25 nm”
- the sensitivity condition capable of inspecting defects of 34 nm size is represented as “> 34 nm”.
- the number of detected defects is 15000 or less even under the sensitivity conditions that can inspect defects of 23 nm size, 25 nm size, and 34 nm size. In addition, it was possible to easily inspect for fatal defects such as scratches.
- the sensitivity condition that can inspect the defect of 21.5 nm size the number of detected defects exceeds 50,000
- the sensitivity condition that can inspect the defect of 23 nm size The number of detected defects exceeded 20,000, and it was difficult to inspect for the presence of fatal defects such as foreign matter and scratches.
- a resist is applied to the surface of the absorber film 24 of the reflective mask blank 30 of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 by a spin coat method, and a resist film having a thickness of 150 nm is formed through heating and cooling processes. Filmed. Next, a resist pattern was formed through a drawing and developing process of a desired pattern. Using the resist pattern as a mask, the absorber film 24 was patterned by predetermined dry etching to form the absorber pattern 27 on the protective film 22. When the absorber film 24 is a TaBN film and a TaN film, dry etching can be performed with a mixed gas of Cl 2 and He.
- the absorber film 24 is CrCON film
- chlorine (Cl 2) and the mixing ratio of the mixed gas of oxygen (O 2) (chlorine (Cl 2) and oxygen (O 2) (flow rate ratio) is 8: According to 2), dry etching can be performed.
- the resist film was removed, and chemical cleaning similar to that described above was performed, and the reflective masks 40 of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 2 were produced.
- absorption is performed at a location where a fatal defect exists based on the defect data and transferred pattern (circuit pattern) data.
- the drawing data was corrected so that the body pattern 27 was arranged, and the reflective mask 40 was produced.
- the obtained reflective masks 40 of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 were subjected to defect inspection using a high-sensitivity defect inspection apparatus (“Teron 610” manufactured by KLA-Tencor).
- the multilayer reflective film 21 and the protective film 22 were formed on the main surface on the side where the transfer pattern of the mask blank substrate 10 is formed. Then, although the back surface conductive film 23 was formed in the back surface on the opposite side to the said main surface, it is not restricted to this. After the back surface conductive film 23 is formed on the main surface opposite to the main surface on which the transfer pattern of the mask blank substrate 10 is formed, the multilayer reflective film 21 is formed on the main surface on which the transfer pattern is formed.
- the multilayer reflective film-coated substrate 20 and the reflective mask blank 30 may be formed by forming a film.
- the protective film 22 can be further formed on the surface of the multilayer reflective film 21 to produce the substrate 20 with the multilayer reflective film.
- the reflective mask blank 30 can be produced by forming the absorber film 24 on the multilayer reflective film 21 or the protective film 22 of the multilayer reflective film-coated substrate 20.
Abstract
高感度の欠陥検査装置を用いた欠陥検査において、基板又は膜の表面粗さに起因する疑似欠陥検出を抑制し、異物及び傷などの致命欠陥の発見を容易にすることが可能な多層反射膜付き基板、反射型マスクブランク及び半導体装置の製造方法を提供する。 リソグラフィーに使用されるマスクブランク用基板の主表面上に、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した多層反射膜を有する多層反射膜付き基板であって、前記多層反射膜付き基板の表面は、３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉが１８０×１０－３ｎｍ３以下であり、且つ空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値が５０ｎｍ４以下であることを特徴とする多層反射膜付き基板である。
Description
本発明は、高感度の欠陥検査装置を用いた欠陥検査において、基板又は膜の表面粗さに起因する疑似欠陥を抑制し、異物及び傷などの致命欠陥の発見を容易にすることが可能な多層反射膜付き基板、マスクブランク、転写用マスク及び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、従来の紫外光を用いたフォトリソグラフィ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。このような微細パターン形成を可能とするため、極紫外（Extreme Ultra Violet：以下、「ＥＵＶ」と呼ぶ。）光を用いた露光技術であるＥＵＶリソグラフィーが有望視されている。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リソグラフィーにおいて用いられる転写用マスクとして反射型マスクが提案されている。このような反射型マスクは、基板上に露光光を反射する多層反射膜が形成され、該多層反射膜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。
当該反射型マスクは、基板と、当該基板上に形成された多層反射膜と、当該多層反射膜上に形成された吸収体膜とを有する反射型マスクブランクから、フォトリソグラフィ法等により吸収体膜パターンを形成することによって製造される。
以上のように、リソグラフィー工程での微細化に対する要求が高まることにより、そのリソグラフィー工程での課題が顕著になりつつある。その１つが、リソグラフィー工程で用いられるマスクブランク用基板及び多層反射膜付き基板等の欠陥情報に関する問題である。
マスクブランク用基板は、近年のパターンの微細化に伴う欠陥品質の向上、及び転写用マスクに求められる光学的特性の観点から、より平滑性の高い基板が要求されている。
また、多層反射膜付き基板も、近年のパターンの微細化に伴う欠陥品質の向上、及び転写用マスクに求められる光学的特性の観点から、より高い平滑性を有することが要求されている。多層反射膜は、マスクブランク用基板の表面上に高屈折率層及び低屈折率層を交互に積層することで形成される。これらの各層は、一般にそれらの層の形成材料からなるスパッタリングターゲットを使用したスパッタリングにより形成されている。
スパッタリングの手法としては、放電でプラズマを作る必要がないので、多層反射膜中に不純物が混ざりにくい点、及びイオン源が独立していて、条件設定が比較的容易等の点からイオンビームスパッタリング法が好ましく実施されている。イオンビームスパッタリング法を用いる場合、形成される各層の平滑性及び面均一性の観点から、マスクブランク用基板主表面の法線（前記主表面に直交する直線）に対して大きな角度で、すなわち基板主表面に対して斜め若しくは平行に近い角度でスパッタ粒子を到達させて、高屈折率層及び低屈折率層を成膜している。
このような方法で多層反射膜付き基板を製造する技術として、特許文献１には、基板上にＥＵＶリソグラフィー用反射型マスクブランクの多層反射膜を成膜するに際し、基板をその中心軸を中心に回転させつつ、基板の法線と基板に入射するスパッタ粒子とがなす角度αの絶対値を３５度≦α≦８０度に保持してイオンビームスパッタリングを実施することが記載されている。
ＥＵＶ（Extreme Ultra-Violet）を使用したリソグラフィーにおける急速なパターンの微細化に伴い、反射型マスクであるＥＵＶマスクの欠陥サイズ（Defect Size）も年々微細になっている。このような微細欠陥を発見するために、欠陥検査で使用する検査光源波長は露光光の光源波長に近づきつつある。
例えば、ＥＵＶマスク、及びその原版であるＥＵＶマスクブランク、多層反射膜付き基板、及びサブストレートの欠陥検査装置としては、検査光源波長が２６６ｎｍ（例えば、レーザーテック社製のＥＵＶ露光用のマスク・サブストレート／ブランク欠陥検査装置「ＭＡＧＩＣＳ Ｍ７３６０」、１９３ｎｍ（ＫＬＡ－Ｔｅｎｃｏｒ社製のＥＵＶ・マスク／ブランク欠陥検査装置「Ｔｅｒｏｎ６００シリーズ」、例えば「Ｔｅｒｏｎ６１０」）、又は１３．５ｎｍとする高感度欠陥検査装置が普及、又は提案されている。
また、従来のＥＵＶマスクに用いられる多層反射膜付き基板の多層反射膜は、例えば特許文献１に記載の方法で成膜することにより、基板上に存在する凹欠陥を低減する試みがなされている。しかし、いくら基板の凹欠陥起因の欠陥を低減できたとしても、上述した高感度欠陥検査装置の検出感度が高いため、多層反射膜の欠陥検査を行うと欠陥検出個数（欠陥検出個数＝致命欠陥＋疑似欠陥）が多く検出されるという問題が生じている。
ここでいう疑似欠陥とは、パターン転写に影響しない多層反射膜上の許容される凹凸であって、高感度欠陥検査装置で検査した場合に、欠陥と誤判定されてしまうものをいう。欠陥検査において、このような疑似欠陥が多数検出されると、パターン転写に影響のある致命欠陥が多数の疑似欠陥に埋もれてしまい、致命欠陥を発見することができなくなる。例えば、現在普及しつつある検査光源波長が２６６ｎｍ、１９３ｎｍ又は１３．５ｎｍである欠陥検査装置では、例えば１５２ｍｍ×１５２ｍｍのサイズの基板及び多層反射膜付き基板の測定において、欠陥検査領域（例えば、１３２ｍｍ×１３２ｍｍ）における欠陥検出個数が５０，０００個を超えてしまい、致命欠陥の有無を検査するのに支障をきたす。欠陥検査における致命欠陥の看過は、その後の半導体装置の量産過程において不良を引き起こし、無用な労力と経済的な損失をまねくことになる。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、高感度の欠陥検査装置を用いた欠陥検査において、基板又は膜の表面粗さに起因する疑似欠陥検出を抑制し、異物及び傷などの致命欠陥の発見を容易にすることが可能な多層反射膜付き基板、反射型マスクブランク及び半導体装置の製造方法の提供を目的とする。
また、本発明は、種々の波長の光を使用した高感度欠陥検査装置においても疑似欠陥を含む欠陥検出個数が少なく、特に多層反射膜付き基板に要求される平滑性が達成され、同時に疑似欠陥を含む欠陥検出個数が少ないために致命欠陥を確実に検出することができる多層反射膜付き基板、その多層反射膜付き基板を使用して得られる反射型マスクブランク、及びその反射型マスクブランクを用いる半導体装置を提供することを目的とする。
上記問題点を解決するために、本発明者らが鋭意検討した結果、高感度欠陥検査装置の検査光源波長に対し、所定の空間周波数（または空間波長）成分の粗さが影響を与えることを見出した。そこで、基板主表面に形成された膜（例えば、吸収体膜）の表面上の粗さ（凹凸）成分のうち、高感度欠陥検査装置が疑似欠陥と誤判定してしまう粗さ成分の空間周波数を特定し、該空間周波数における振幅強度を管理することで、欠陥検査における疑似欠陥検出の抑制と、致命欠陥の顕著化とを図ることができる。
また、多層反射膜付き基板においては、従来、多層反射膜について反射率特性の観点からその表面粗さを低減する試みはなされていたが、高感度欠陥検査装置による疑似欠陥の検出との関連については、全く知られていなかった。
そこで、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１～５であることを特徴とする多層反射膜付き基板、下記の構成６～８であることを特徴とする反射型マスクブランク、下記の構成９であることを特徴とする反射型マスク、及び下記の構成１０であることを特徴とする半導体装置の製造方法である。
（構成１）
本発明の構成１は、リソグラフィーに使用されるマスクブランク用基板の主表面上に、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した多層反射膜を有する多層反射膜付き基板であって、前記多層反射膜付き基板の表面は、３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉが１８０×１０－３ｎｍ３以下であり、且つ空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値が５０ｎｍ４以下であることを特徴とする多層反射膜付き基板である。
本発明の構成１は、リソグラフィーに使用されるマスクブランク用基板の主表面上に、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した多層反射膜を有する多層反射膜付き基板であって、前記多層反射膜付き基板の表面は、３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉが１８０×１０－３ｎｍ３以下であり、且つ空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値が５０ｎｍ４以下であることを特徴とする多層反射膜付き基板である。
構成１によれば、反射型マスクブランクの表面において、３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉを１８０×１０－３ｎｍ３以下とし、且つ空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値を５０ｎｍ４以下とすることにより、欠陥検査光源の検査波長が１５０ｎｍ～３６５ｎｍの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することができ、更に致命欠陥の顕在化を図ることができる。更に、欠陥検査光源の検査波長が１５０ｎｍ～３６５ｎｍの高感度欠陥検査装置を使用して、複数レベルの検査感度条件での疑似欠陥の検出を抑制することができ、致命欠陥の顕在化を図ることができる。
（構成２）
本発明の構成２は、前記多層反射膜付き基板の表面は、３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１μｍ－１以上５μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉが１１５×１０－３ｎｍ３以下であることを特徴とする構成１記載の多層反射膜付き基板である。
本発明の構成２は、前記多層反射膜付き基板の表面は、３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１μｍ－１以上５μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉが１１５×１０－３ｎｍ３以下であることを特徴とする構成１記載の多層反射膜付き基板である。
構成２によれば、欠陥検査光源の検査波長が１５０ｎｍ～３６５ｎｍの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より抑制することができ、更に致命欠陥の顕在化を確実に図ることができる。
（構成３）
本発明の構成３は、前記空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下におけるパワースペクトル密度が、略単調減少の特性を有することを特徴とする構成１又は２に記載の多層反射膜付き基板である。
本発明の構成３は、前記空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下におけるパワースペクトル密度が、略単調減少の特性を有することを特徴とする構成１又は２に記載の多層反射膜付き基板である。
略単調減少とは、例えば図７に示すように、空間周波数とパワースペクトル密度との関係を所定の近似曲線によって近似したときに、近似曲線が空間周波数１μｍ－１の低空間周波数から１０μｍ－１の高空間周波数に向かってパワースペクトル密度が次第に減少することを意味する。図７に示す例では、近似曲線として累乗近似を用いている。
構成３によれば、所定の空間周波数の範囲のパワースペクトル密度が、略単調減少の特性を有することにより、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更に抑制することができ、更に致命欠陥の顕在化をより確実に図ることができる。
（構成４）
本発明の構成４は、リソグラフィーに使用されるマスクブランク用基板の主表面上に、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した多層反射膜を有する多層反射膜付き基板であって、前記多層反射膜付き基板の表面は、１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉが１５０×１０－３ｎｍ３以下であり、且つ空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値が９ｎｍ４以下であることを特徴とする多層反射膜付き基板である。
本発明の構成４は、リソグラフィーに使用されるマスクブランク用基板の主表面上に、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した多層反射膜を有する多層反射膜付き基板であって、前記多層反射膜付き基板の表面は、１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉが１５０×１０－３ｎｍ３以下であり、且つ空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値が９ｎｍ４以下であることを特徴とする多層反射膜付き基板である。
構成４によれば、反射型マスクブランクの表面において、１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉを１５０×１０－３ｎｍ３以下とし、且つ空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値を９ｎｍ４以下とすることにより、欠陥検査光源の検査波長が０．２ｎｍ～１００ｎｍの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することができ、更に致命欠陥の顕在化を図ることができる。更に、欠陥検査光源の検査波長が０．２ｎｍ～１００ｎｍの高感度欠陥検査装置を使用して、複数レベルの検査感度条件での疑似欠陥の検出を抑制することができ、致命欠陥の顕在化を図ることができる。
（構成５）
本発明の構成５は、前記空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下におけるパワースペクトル密度が、略単調減少の特性を有することを特徴とする構成４に記載の多層反射膜付き基板である。
本発明の構成５は、前記空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下におけるパワースペクトル密度が、略単調減少の特性を有することを特徴とする構成４に記載の多層反射膜付き基板である。
尚、ここでいう略単調減少とは上述と同様の意味で、例えば図８に示すように空間周波数とパワースペクトル密度との関係を所定の近似曲線によって近似したときに、近似曲線が空間周波数１０μｍ－１の低空間周波数から１００μｍ－１の高空間周波数に向かってパワースペクトル密度が次第に減少することを意味する。図８に示す例では、近似曲線として累乗近似を用いている。
構成５によれば、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より抑制することができ、更に致命欠陥の顕在化を確実に図ることができる。
（構成６）
本発明の構成６は、前記多層反射膜上に保護膜を有することを特徴とする構成１乃至５のいずれか一に記載の多層反射膜付き基板である。
本発明の構成６は、前記多層反射膜上に保護膜を有することを特徴とする構成１乃至５のいずれか一に記載の多層反射膜付き基板である。
構成６によれば、多層反射膜付き基板が多層反射膜上に保護膜を有することにより、転写用マスク（ＥＵＶマスク）を製造する際の多層反射膜表面へのダメージを抑制することができるので、ＥＵＶ光に対する反射率特性が更に良好となる。また、多層反射膜付き基板において、高感度欠陥検査装置を使用しての保護膜表面の欠陥検査における疑似欠陥の検出を抑制することができ、更に致命欠陥の顕在化を図ることができる。
（構成７）
本発明の構成７は、構成１乃至６のいずれか一に記載の多層反射膜付き基板の前記多層反射膜上又は前記保護膜上に、転写パターンとなる吸収体膜を有することを特徴とする反射型マスクブランクである。
本発明の構成７は、構成１乃至６のいずれか一に記載の多層反射膜付き基板の前記多層反射膜上又は前記保護膜上に、転写パターンとなる吸収体膜を有することを特徴とする反射型マスクブランクである。
上述の多層反射膜付き基板の前記多層反射膜上又は前記保護膜上に、転写パターンとなる吸収体膜を有することにより、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することができ、更に致命欠陥の顕在化を図ることができる反射型マスクブランクを得ることができる。
（構成８）
本発明の構成８は、リソグラフィーに使用されるマスクブランク用基板の主表面上に、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した多層反射膜及び吸収体膜を含む反射型マスクブランクであって、前記吸収体膜の表面は、３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉが８００×１０－３ｎｍ３以下であり、且つ空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値が５０ｎｍ４以下であることを特徴とする反射型マスクブランクである。
本発明の構成８は、リソグラフィーに使用されるマスクブランク用基板の主表面上に、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した多層反射膜及び吸収体膜を含む反射型マスクブランクであって、前記吸収体膜の表面は、３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉが８００×１０－３ｎｍ３以下であり、且つ空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値が５０ｎｍ４以下であることを特徴とする反射型マスクブランクである。
構成８の反射型マスクブランクによれば、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することができ、更に致命欠陥の顕在化を図ることができる反射型マスクブランクを得ることができる。
（構成９）
本発明の構成９は、構成７又は８に記載の反射型マスクブランクにおける前記吸収体膜をパターニングして、前記多層反射膜上又は前記保護膜上に吸収体パターンを有することを特徴とする反射型マスクである。
本発明の構成９は、構成７又は８に記載の反射型マスクブランクにおける前記吸収体膜をパターニングして、前記多層反射膜上又は前記保護膜上に吸収体パターンを有することを特徴とする反射型マスクである。
構成９の反射型マスクによれば、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することができ、更に致命欠陥の顕在化を図ることができる。
（構成１０）
本発明は、本発明の構成１０は、構成９に記載の反射型マスクを用いて、露光装置を使用したリソグラフィープロセスを行い、被転写体上に転写パターンを形成する工程を有する半導体装置の製造方法である。
本発明は、本発明の構成１０は、構成９に記載の反射型マスクを用いて、露光装置を使用したリソグラフィープロセスを行い、被転写体上に転写パターンを形成する工程を有する半導体装置の製造方法である。
構成１０の半導体装置の製造方法によれば、高感度の欠陥検査装置を用いた欠陥検査において、異物及び傷などの致命欠陥を排除した反射型マスクを使用できるので、半導体基板等の被転写体上に形成されたレジスト膜に転写する回路パターン等の転写パターンに欠陥がなく、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。
上述した本発明の多層反射膜付き基板、反射型マスクブランク及び反射型マスクによれば、高感度の欠陥検査装置を用いた欠陥検査において、基板又は膜の表面粗さに起因する疑似欠陥の検出を抑制し、異物及び傷などの致命欠陥の発見を容易にすることが可能となる。特に、ＥＵＶリソグラフィーに使用する多層反射膜付き基板、反射型マスクブランク及び反射型マスクにおいては、疑似欠陥を抑制しつつ、基板主表面上に形成した多層反射膜は高い反射率が得られる。
また、上述した半導体装置の製造方法によれば、高感度の欠陥検査装置を用いた欠陥検査において、異物及び傷などの致命欠陥を排除した反射型マスクを使用できるので、半導体基板等の被転写体上に形成する回路パターン等の転写パターンに欠陥がなく、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。
本発明は、リソグラフィーに使用されるマスクブランク用基板の主表面上に、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した多層反射膜を有する多層反射膜付き基板である。また、本発明は、リソグラフィーに使用されるマスクブランク用基板の主表面上に、高屈折率
層と低屈折率層とを交互に積層した多層反射膜及び吸収体膜を含む反射型マスクブランクである。本発明の多層反射膜付き基板、及び反射型マスクブランクは、ＥＵＶリソグラフィーに使用する反射型マスクを製造するために用いることができる。
層と低屈折率層とを交互に積層した多層反射膜及び吸収体膜を含む反射型マスクブランクである。本発明の多層反射膜付き基板、及び反射型マスクブランクは、ＥＵＶリソグラフィーに使用する反射型マスクを製造するために用いることができる。
図２は、本発明の多層反射膜付き基板２０の一例を示す模式図である。本発明の多層反射膜付き基板２０は、マスクブランク用基板１０の主表面の上に、多層反射膜２１を有する。本発明の多層反射膜付き基板２０は、多層反射膜２１上に更に保護膜２２を含むことができる。本発明の多層反射膜付き基板２０の上に更に吸収体膜２４を形成することによって、図３に示す反射型マスクブランク３０を得ることができる。図３に示す反射型マスクブランク３０の吸収体膜２４をパターニングして吸収体パターン２７を形成することにより、図４に示す反射型マスク４０を製造することができる。
本発明の多層反射膜付き基板２０及び反射型マスクブランク３０は、その表面が、所定の大きさの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる所定の範囲の空間周波数のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉ及び最大値が所定の範囲であることに特徴がある。本発明の多層反射膜付き基板２０及び反射型マスクブランク３０では、高感度の欠陥検査装置を用いた欠陥検査において、基板及び膜の表面粗さに起因する疑似欠陥の検出を抑制し、異物及び傷などの致命欠陥の発見を容易にすることが可能となる。
［パワースペクトル解析］
本発明において、上記目的を達成するために、多層反射膜付き基板２０及び／又は反射型マスクブランク３０の表面が、ある一定の表面粗さと、パワースペクトル密度（Power Spectrum Density : PSD）を有していることを特徴とする。
本発明において、上記目的を達成するために、多層反射膜付き基板２０及び／又は反射型マスクブランク３０の表面が、ある一定の表面粗さと、パワースペクトル密度（Power Spectrum Density : PSD）を有していることを特徴とする。
以下、本発明の多層反射膜付き基板２０及び反射型マスクブランク３０の表面の表面形態を示すパラメーターである表面粗さ（Ｒｍａｘ、Ｒｍｓ）及び、パワースペクトル密度（Power Spectrum Density : PSD）について以下に説明する。
まず、代表的な表面粗さの指標であるＲｍｓ（Root means square）は、二乗平均平方根粗さであり、平均線から測定曲線までの偏差の二乗を平均した値の平方根である。Ｒｍｓは下式（１）で表される。
式（１）において、ｌは基準長さであり、Ｚは平均線から測定曲線までの高さである。
同じく、代表的な表面粗さの指標であるＲｍａｘは、表面粗さの最大高さであり、粗さ曲線の山の高さの最大値と谷の深さの最大値との絶対値の差である。
Ｒｍｓ及びＲｍａｘは、従来からマスクブランク用基板１０の表面粗さの管理に用いられており、表面粗さを数値で把握できる点で優れている。しかし、これらＲｍｓ及びＲｍａｘは、いずれも高さの情報であり、微細な表面形状の変化に関する情報を含まない。
これに対して、得られた表面の凹凸を空間周波数領域へ変換することにより、空間周波数での振幅強度で表すパワースペクトル解析は、微細な表面形状を数値化することができる。Ｚ（ｘ，ｙ）をｘ座標、ｙ座標における高さのデータとすると、そのフーリエ変換は下式（２）で与えられる。
ここで、Ｎｘ、Ｎｙは、ｘ方向とｙ方向のデータの数である。ｕ＝０、１、２・・・Ｎｘ－１、ｖ＝０、１、２・・・Ｎｙ－１であり、このとき空間周波数ｆは、下式（３）で与えられる。
ここで、式（３）において、ｄｘはｘ方向の最小分解能であり、ｄｙはｙ方向の最小分解能である。
このときのパワースペクトル密度ＰＳＤは下式（４）で与えられる。
このパワースペクトル解析は、基板１０の主表面２、多層反射膜付き基板２０、及び反射型マスクブランク３０等の膜の表面状態の変化を単純な高さの変化としてだけでなく、その空間周波数での変化として把握することができる点で優れており、原子レベルでの微視的な反応などが表面に与える影響を解析する手法である。
パワースペクトル解析によって多層反射膜付き基板２０及び反射型マスクブランク３０の表面状態を評価する場合には、パワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉを用いることができる。積分値Ｉとは、図５に例示するような空間周波数に対するパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の値が描く、所定の空間周波数の範囲の面積を意味し、式（５）のように定義する。
空間周波数ｆは、式（３）のように定義され、パワースペクトル密度は、ｕ及びνの値で決まる空間周波数の関数として一義的に計算される。ここで離散的な空間周波数についてパワースペクトル密度を計算するため、測定領域及びデータ点数がｘ方向及びｙ方向で等しいとき、式（６）のように空間周波数ｆｉを定義する。ここで、Ｘ’及びＮ’は、測定領域及びデータ点数である。Ｐ（ｆｉ）は空間周波数ｆｉにおけるパワースペクトル密度である。
本発明において、パワースペクトル解析のために所定の大きさの領域、例えば３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定する場合、測定する場所は、転写パターン形成領域の任意の箇所でよい。転写パターン形成領域は、マスクブランク用基板１０が６０２５サイズ（１５２ｍｍ×１５２ｍｍ×６．３５ｍｍ）の場合、例えば、反射型マスクブランク３０の表面の周縁領域を除外した１４２ｍｍ×１４２ｍｍの領域、１３２ｍｍ×１３２ｍｍの領域、又は１３２ｍｍ×１０４ｍｍの領域とすることができる、また、前記任意の箇所については、例えば、反射型マスクブランク３０の表面の中心の領域とすることができる。
また、上述で説明した３μｍ×３μｍの領域、転写パターン形成領域、任意の箇所については、多層反射膜付き基板２０のみならず、マスクブランク用基板１０、及び反射型マスクブランク３０の吸収体膜２４等においても適用することができる。
上記のように主表面の表面粗さ、及びパワースペクトル密度を上記範囲にすることにより、例えば、レーザーテック社製のＥＵＶ露光用のマスク・サブストレート／ブランク欠陥検査装置「ＭＡＧＩＣＳ Ｍ７３６０」（検査光源波長：２６６ｎｍ）、ＫＬＡ－Ｔｅｎｃｏｒ社製のレチクル、オプティカル・マスク／ブランク及びＥＵＶ・マスク／ブランク欠陥検査装置「Ｔｅｒｏｎ６００シリーズ」（例えば「Ｔｅｒｏｎ６１０」、検査光源波長：１９３ｎｍ）による欠陥検査において、疑似欠陥の検出を大幅に抑制することができる。
尚、上記検査光源波長は、２６６ｎｍ、及び１９３ｎｍに限定されない。検査光源波長として、５３２ｎｍ、４８８ｎｍ、３６４ｎｍ、及び／又は２５７ｎｍを使用しても構わない。
また、０．２ｎｍ～１００ｎｍの波長領域の検査光（ＥＵＶ光）を用いる高感度欠陥検査装置、例えば、検査光源波長として１３．５ｎｍのＥＵＶ光を用いる高感度欠陥検査装置を使用して、上記マスクブランク用基板１０の主表面の欠陥検査を行う場合には、上記主表面が、１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下のパワースペクトル密度が５ｎｍ４以下とすることが好ましく、更に好ましくは、空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下のパワースペクトル密度が０．５ｎｍ４以上５ｎｍ４以下とすることが望ましい。但し、ＥＵＶ光を用いる高感度欠陥検査装置を使用してマスクブランク用基板１０の主表面の欠陥検査を行う場合には、所定以上の反射率を必要とするため、ガラス以外の材料の場合に限られる。
上記のように主表面の表面粗さ、及びパワースペクトル密度を上記範囲にすることにより、例えば、検査光源波長として１３．５ｎｍのＥＵＶ光を用いる高感度欠陥検査装置による欠陥検査において、疑似欠陥の検出を大幅に抑制することができる。
［マスクブランク用基板１０］
次に、本発明の一実施形態に用いるマスクブランク用基板１０について以下に説明する。
次に、本発明の一実施形態に用いるマスクブランク用基板１０について以下に説明する。
図１（ａ）は、本実施形態のマスクブランク用基板１０を示す斜視図である。図１（ｂ）は、本実施形態のマスクブランク用基板１０を示す断面模式図である。
マスクブランク用基板１０（又は、単に基板１０と称す。）は、矩形状の板状体であり、２つの対向主表面２と、端面１とを有する。２つの対向主表面２は、この板状体の上面及び下面であり、互いに対向するように形成されている。また、２つの対向主表面２の少なくとも一方は、転写パターンが形成されるべき主表面である。
端面１は、この板状体の側面であり、対向主表面２の外縁に隣接する。端面１は、平面状の端面部分１ｄ、及び曲面状の端面部分１ｆを有する。平面状の端面部分１ｄは、一方の対向主表面２の辺と、他方の対向主表面２の辺とを接続する面であり、側面部１ａ、及び面取斜面部１ｂを含む。側面部１ａは、平面状の端面部分１ｄにおける、対向主表面２とほぼ垂直な部分（Ｔ面）である。面取斜面部１ｂは、側面部１ａと対向主表面２との間における面取りされた部分（Ｃ面）であり、側面部１ａと対向主表面２との間に形成される。
曲面状の端面部分１ｆは、基板１０を平面視したときに、基板１０の角部１０ａ近傍に隣接する部分（Ｒ部）であり、側面部１ｃ及び面取斜面部１ｅを含む。ここで、基板１０を平面視するとは、例えば、対向主表面２と垂直な方向から、基板１０を見ることである。また、基板１０の角部１０ａとは、例えば、対向主表面２の外縁における、２辺の交点近傍である。２辺の交点とは、２辺のそれぞれの延長線の交点であってよい。本例において、曲面状の端面部分１ｆは、基板１０の角部１０ａを丸めることにより、曲面状に形成されている。
そして、本実施形態のマスクブランク用基板１０は、上記目的を達成するために、転写パターンが形成される側の主表面を、上述の表面粗さ（Ｒｍｓ）、パワースペクトル密度を用い、１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）が０．１５ｎｍ以下であり、且つ、空間周波数１μｍ－１以上のパワースペクトル密度が１０ｎｍ４以下とする。
本発明において、前記１μｍ×１μｍの領域は、転写パターン形成領域の任意の箇所でよい。転写パターン形成領域は、基板１０が６０２５サイズ（１５２ｍｍ×１５２ｍｍ×６．３５ｍｍ）の場合、例えば、基板１０の主表面の周縁領域を除外した１４２ｍｍ×１４２ｍｍの領域、１３２ｍｍ×１３２ｍｍの領域、又は１３２ｍｍ×１０４ｍｍの領域とすることができる、また、前記任意の箇所については、例えば、基板１０の主表面の中心の領域とすることができる。
また、１５０ｎｍ～３６５ｎｍの波長領域の検査光を用いる高感度欠陥検査装置、例えば、検査光源波長として２６６ｎｍのＵＶレーザー又は１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザーを用いる高感度欠陥検査装置を使用して、上記マスクブランク用基板１０の主表面の欠陥検査を行う場合には、上記主表面が、３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度が３０ｎｍ４以下とすることが好ましく、更に好ましくは、空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度が１ｎｍ４以上２５ｎｍ４以下、更に好ましくは、空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度が１ｎｍ４以上２０ｎｍ４以下とすることが望ましい。
更には、マスクブランク用基板１０の主表面において、３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉを１００×１０－３ｎｍ３以下、更に好ましくは、９０×１０－３ｎｍ３以下、更に好ましくは、８０×１０－３ｎｍ３以下、更に好ましくは、７０×１０－３ｎｍ３以下とすることが望ましい。
また、上述の二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）は、好ましくは、０．１２ｎｍ以下、更に好ましくは、０．１０ｎｍ以下、更に好ましくは、０．０８ｎｍ以下、更に好ましくは、０．０６ｎｍ以下が望ましい。また、表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）は、好ましくは１．２ｎｍ以下、更に好ましくは、１．０ｎｍ以下、更に好ましくは、０．８ｎｍ以下、更に好ましくは、０．６ｎｍ以下が望ましい。マスクブランク用基板１０上に形成される多層反射膜２１、保護膜２２、及び吸収体膜２４の反射率等の光学的特性の向上の観点からは、二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）と最大高さ（Ｒｍａｘ）の両方のパラメーターを管理することが好ましい。例えば、マスクブランク用基板１０の表面の好ましい表面粗さは、二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）が０．１２ｎｍ以下でかつ、最大高さ（Ｒｍａｘ）が１．２ｎｍ以下が好ましく、更に好ましくは、二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）が０．１０ｎｍ以下でかつ、最大高さ（Ｒｍａｘ）が１．０ｎｍ以下、更に好ましくは、二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）が０．０８ｎｍ以下でかつ、最大高さ（Ｒｍａｘ）が０．８ｎｍ以下、更に好ましくは、二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）が０．０６ｎｍ以下でかつ、最大高さ（Ｒｍａｘ）が０．６ｎｍ以下であることが望ましい。
基板１０の主表面は、触媒基準エッチングにより表面加工された表面とすることが好ましい。触媒基準エッチング（Catalyst Referred Etching：以下、ＣＡＲＥともいう）とは、被加工物（マスクブランク用基板１０）と触媒を処理液中に配置するか、被加工物と触媒との間に処理液を供給し、被加工物と触媒を接触させ、そのときに触媒上に吸着している処理液中の分子から生成された活性種によって被加工物を加工する表面加工方法である。尚、被加工物がガラスなどの固体酸化物からなる場合には、処理液を水とし、水の存在下で被加工物と触媒を接触させ、触媒と被加工物表面とを相対運動させる等することにより、加水分解による分解生成物を被加工物表面から除去し加工するものである。
代表的なＣＡＲＥ加工装置を図９に示す。このＣＡＲＥ加工装置１００は、処理槽１２４と、該処理槽１２４内に回転自在に配置された触媒定盤１２６と、表面（被加工面）を下向きにしてガラス基板（被加工物）１２８を脱着自在に保持する基板ホルダ１３０を有している。基板ホルダ１３０は、触媒定盤１２６の回転軸芯と平行且つ偏心した位置に設けた上下動自在な回転軸１３２の先端に連結されている。触媒定盤１２６は、例えば、ステンレスからなる剛性材料の基材１４０の表面に、固体触媒として所定の厚みを有する例えば、白金１４２が形成されている。尚、固体触媒はバルクであっても良いが、安価で形状安定性の良い、例えば、フッ素系ゴム材などの弾性を有する母材上に白金１４２を形成した構成としても良い。また、基板ホルダ１３０の内部には、該ホルダ１３０で保持したガラス基板１２８の温度を制御するための温度制御機構としてのヒータ１７０が回転軸１３２内に延びて埋設されている。処理槽１２４の上方には、温度制御機構としての熱交換器１７２によって所定の温度に制御した処理液（純水）を処理槽１２４の内部に供給する処理液供給ノズル１７４が配置されている。更に、触媒定盤１２６の内部には、触媒定盤１２６の温度を制御する温度制御機構としての流体流路１７６が設けられている。
このＣＡＲＥ加工装置１００によるＣＡＲＥの実施方法は、例えば以下のとおりである。処理液供給ノズル１７４から触媒定盤１２６に向けて処理液を供給する。そして、基板ホルダ１３０で保持した被加工物１２８を触媒定盤１２６の白金（触媒）１４２の表面に所定の圧力で押付けて、被加工物１２８を触媒定盤１２６の白金（触媒）１４２との接触部（加工部）に処理液を介在させながら、触媒定盤１２６及び被加工物１２８を回転させて、被加工物１２８の表面（下面）を平坦に除去加工する。尚、基板ホルダ１３０で保持した被加工物１２８を触媒定盤１２６の白金（触媒）１４２に所定の圧力で押付けることなく、被加工物１２８を白金（触媒）１４２に極接近させて、被加工物１２８の表面を平坦に除去加工（エッチング）するようにしてもよい。
基板１０の主表面が、触媒基準エッチングにより、基準面である触媒表面に接触する凸部から選択的に表面加工されるため、主表面を構成する凹凸（表面粗さ）が、非常に高い平滑性を維持しつつ、非常に揃った表面形態となり、しかも、基準面に対して凸部よりも凹部を構成する割合が多い表面形態となる。したがって、前記主表面上に複数の薄膜を積層する場合においては、主表面の欠陥サイズが小さくなる傾向となるので欠陥品質を向上する点から好ましい。特に、前記主表面上に、後述する多層反射膜２１を形成する場合に特に効果が発揮される。また、上述のように主表面を触媒基準エッチングによる表面処理することにより、必要な表面粗さ、パワースペクトル密度の表面を比較的容易に形成することができる。
尚、基板１０の材料がガラス材料の場合、触媒としては、白金、金、遷移金属及びこれらのうち少なくとも一つを含む合金からなる群より選ばれる少なくとも一種の材料を使用することができる。また、処理液としては、純水、オゾン水及び水素水等の機能水、低濃度のアルカリ性水溶液、並びに低濃度の酸性水溶液からなる群より選択される少なくとも一種の処理液を使用することができる。
本実施形態のマスクブランク用基板１０は、転写パターン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ことが好ましい。ＥＵＶの反射型マスクブランク用基板１０の場合、基板１０の転写パターンが形成される側の主表面の１３２ｍｍ×１３２ｍｍの領域、又は１４２ｍｍ×１４２ｍｍ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、特に好ましくは０．０５μｍ以下である。更に好ましくは、基板１０の転写パターンが形成される側の主表面１３２ｍｍ×１３２ｍｍの領域において、平坦度が０．０３μｍ以下である。また、転写パターン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の静電チャックされる面であって、１４２ｍｍ×１４２ｍｍの領域において、平坦度が１μｍ以下、特に好ましくは０．５μｍ以下である。
また、ＥＵＶ露光用の反射型マスクブランク用基板１０の材料としては、低熱膨張の特性を有するものであれば何でもよい。例えば、低熱膨張の特性を有するＳｉＯ２－ＴｉＯ２系ガラス（２元系（ＳｉＯ２－ＴｉＯ２）及び３元系（ＳｉＯ２－ＴｉＯ２－ＳｎＯ２等））、例えばＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３－Ｌｉ２Ｏ系の結晶化ガラスなどの所謂、多成分系ガラスを使用することができる。また、上記ガラス以外にシリコン及び金属などの基板を用いることもできる。前記金属基板の例としては、インバー合金（Ｆｅ－Ｎｉ系合金）などが挙げられる。
上述のように、ＥＵＶ露光用のマスクブランク用基板１０の場合、基板に低熱膨張の特性が要求されるため、多成分系ガラス材料を使用するが、合成石英ガラスと比較して高い平滑性を得にくいという問題がある。この問題を解決すべく、多成分系ガラス材料からなる基板上に、金属、合金からなる又はこれらのいずれかに酸素、窒素、炭素の少なくとも一つを含有した材料からなる薄膜を形成する。そして、このような薄膜表面を鏡面研磨、表面処理することにより、上記範囲の表面粗さ、パワースペクトル密度の表面を比較的容易に形成することができる。
上記薄膜の材料としては、例えば、Ｔａ（タンタル）、Ｔａを含有する合金、又はこれらのいずれかに酸素、窒素、炭素の少なくとも一つを含有したＴａ化合物が好ましい。Ｔａ化合物としては、例えば、ＴａＢ、ＴａＮ、ＴａＯ、ＴａＯＮ、ＴａＣＯＮ、ＴａＢＮ、ＴａＢＯ、ＴａＢＯＮ、ＴａＢＣＯＮ、ＴａＨｆ、ＴａＨｆＯ、ＴａＨｆＮ、ＴａＨｆＯＮ、ＴａＨｆＣＯＮ、ＴａＳｉ、ＴａＳｉＯ、ＴａＳｉＮ、ＴａＳｉＯＮ、及びＴａＳｉＣＯＮなどから選択したものを適用することができる。これらＴａ化合物のうち、窒素（Ｎ）を含有するＴａＮ、ＴａＯＮ、ＴａＣＯＮ、ＴａＢＮ、ＴａＢＯＮ、ＴａＢＣＯＮ、ＴａＨｆＮ、ＴａＨｆＯＮ、ＴａＨｆＣＯＮ、ＴａＳｉＮ、ＴａＳｉＯＮ、及びＴａＳｉＣＯＮから選択したものがより好ましい。尚、上記薄膜は、薄膜表面の高平滑性の観点から、好ましくは微結晶構造又はアモルファス構造とすることが望ましい。薄膜の結晶構造は、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）により測定することができる。
尚、本発明では、上記に規定した表面粗さ、パワースペクトル密度を得るための加工方法は、特に限定されるものではない。本発明は、マスクブランク用基板１０の表面粗さ、パワースペクトル密度を管理する点に特徴があり、例えば、後述する実施例として例示したような加工方法によって実現することができる。
［多層反射膜付き基板２０］
次に、本発明の一実施形態に係る多層反射膜付き基板２０について以下に説明する。
次に、本発明の一実施形態に係る多層反射膜付き基板２０について以下に説明する。
図２は、本実施形態の多層反射膜付き基板２０を示す模式図である。
本実施形態の多層反射膜付き基板２０は、上記説明したマスクブランク用基板１０の転写パターンが形成される側の主表面上に多層反射膜２１を有する構造としている。この多層反射膜２１は、ＥＵＶリソグラフィー用反射型マスク４０においてＥＵＶ光を反射する機能を付与するものであり、屈折率の異なる元素が周期的に積層された多層反射膜２１の構成を取っている。
多層反射膜２１はＥＵＶ光を反射する限りその材質は特に限定されないが、その単独での反射率は通常６５％以上であり、上限は通常７３％である。このような多層反射膜２１は、一般的には、高屈折率の材料からなる薄膜（高屈折率層）と、低屈折率の材料からなる薄膜（低屈折率層）とが、交互に４０～６０周期程度積層された多層反射膜２１とすることができる。
例えば、波長１３～１４ｎｍのＥＵＶ光に対する多層反射膜２１としては、Ｍｏ膜とＳｉ膜とを交互に４０周期程度積層したＭｏ／Ｓｉ周期多層膜とすることが好ましい。その他、ＥＵＶ光の領域で使用される多層反射膜２１として、Ｒｕ／Ｓｉ周期多層膜、Ｍｏ／Ｂｅ周期多層膜、Ｍｏ化合物／Ｓｉ化合物周期多層膜、Ｓｉ／Ｎｂ周期多層膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ周期多層膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ／Ｍｏ周期多層膜、Ｓｉ／Ｒｕ／Ｍｏ／Ｒｕ周期多層膜などとすることが可能である。
多層反射膜２１の形成方法は当該技術分野において公知であるが、例えば、マグネトロンスパッタリング法及びイオンビームスパッタリング法などにより、各層を成膜することにより形成できる。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厚さ数ｎｍ程度のＳｉ膜を基板１０上に成膜し、その後、Ｍｏターゲットを用いて厚さ数ｎｍ程度のＭｏ膜を成膜し、これを一周期として、４０～６０周期積層して、多層反射膜２１を形成する。
上記で形成された多層反射膜２１の上に、ＥＵＶリソグラフィー用反射型マスク４０の製造工程におけるドライエッチング又はウェット洗浄からの多層反射膜２１の保護のため、保護膜２２（図３を参照）を形成することもできる。このように、マスクブランク用基板１０上に、多層反射膜２１と、保護膜２２とを有する形態も本発明における多層反射膜付き基板２０とすることができる。
尚、上記保護膜２２の材料としては、例えば、Ｒｕ、Ｒｕ－(Ｎｂ，Ｚｒ，Ｙ，Ｂ，Ｔｉ，Ｌａ，Ｍｏ)，Ｓｉ－（Ｒｕ，Ｒｈ，Ｃｒ，Ｂ），Ｓｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｌａ，Ｂ等の材料を使用することができるが、これらのうち、ルテニウム（Ｒｕ）を含む材料を適用すると、多層反射膜２１の反射率特性がより良好となる。具体的には、Ｒｕ、Ｒｕ－（Ｎｂ，Ｚｒ，Ｙ，Ｂ，Ｔｉ，Ｌａ，Ｍｏ）であることが好ましい。このような保護膜２２は、特に、吸収体膜２４をＴａ系材料とし、Ｃｌ系ガスのドライエッチングで当該吸収体膜２４をパターニングする場合に有効である。
本発明の多層反射膜付き基板２０において、前記多層反射膜２１又は前記保護膜２２の表面は、３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉが１８０×１０－３ｎｍ３以下、好ましくは１７０×１０－３ｎｍ３以下、より好ましくは１６０×１０－３ｎｍ３以下、更に好ましくは１５０×１０－３ｎｍ３以下である。更に上記の多層反射膜付き基板２０において、前記多層反射膜２１又は前記保護膜２２の表面は、３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値が５０ｎｍ４以下、好ましくは４５ｎｍ４以下、より好ましくは４０ｎｍ４以下である。このような構成とすることにより、高感度欠陥検査装置を使用しての多層反射膜２１又は保護膜２２の表面の欠陥検査における疑似欠陥の検出を抑制することができ、更に致命欠陥の顕在化を図ることができる。また、このような構成とすることにより、１５０ｎｍ～３６５ｎｍの波長領域の検査光を用いる高感度欠陥検査装置、例えば、上述に挙げた検査光源波長として２６６ｎｍのＵＶレーザー又は１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザーを用いる高感度欠陥検査装置で多層反射膜付き基板２０の欠陥検査を行う場合、疑似欠陥の検出を大幅に抑制することができる。
本発明において、パワースペクトル解析のために原子間力顕微鏡で測定する所定の大きさの領域（前記３μｍ×３μｍの領域）は、転写パターン形成領域の任意の箇所でよい。転写パターン形成領域は、基板１０が６０２５サイズ（１５２ｍｍ×１５２ｍｍ×６．３５ｍｍ）の場合、例えば、基板１０の主表面の周縁領域を除外した１４２ｍｍ×１４２ｍｍの領域、１３２ｍｍ×１３２ｍｍの領域、又は１３２ｍｍ×１０４ｍｍの領域とすることができる、また、前記任意の箇所については、例えば、基板１０の主表面の中心の領域とすることができる。
本発明の多層反射膜付き基板２０において、３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下におけるパワースペクトル密度が、略単調減少の特性を有することが好ましい。
略単調減少とは、例えば図７に示すように、空間周波数とパワースペクトル密度との関係を所定の近似曲線によって近似したときに、近似曲線が空間周波数１μｍ－１の低空間周波数から１０μｍ－１の高空間周波数に向かってパワースペクトル密度が次第に減少することを意味する。図７に示す例では、近似曲線として累乗近似を用いている。一般に累乗近似、ｘを空間周波数、ｙをパワースペクトル密度（ＰＳＤ）とすると、
ｙ＝ａ・ｘｂ （ａ及びｂは定数）
という累乗曲線の式にデータを近似することができる。累乗近似の場合、累乗曲線の式のｘのべき乗の値ｂがマイナスである場合、略単調減少の特性を有するといえる。所定の空間周波数の範囲のパワースペクトル密度が、略単調減少の特性を有することにより、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更に抑制することができ、更に致命欠陥の顕在化をより確実に図ることができる。
ｙ＝ａ・ｘｂ （ａ及びｂは定数）
という累乗曲線の式にデータを近似することができる。累乗近似の場合、累乗曲線の式のｘのべき乗の値ｂがマイナスである場合、略単調減少の特性を有するといえる。所定の空間周波数の範囲のパワースペクトル密度が、略単調減少の特性を有することにより、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更に抑制することができ、更に致命欠陥の顕在化をより確実に図ることができる。
本発明の多層反射膜付き基板２０において、前記多層反射膜２１又は前記保護膜２２の表面は、更に、３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１μｍ－１以上５μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉが、好ましくは１１５×１０－３ｎｍ３以下、より好ましくは１０５×１０－３ｎｍ３以下、より好ましくは９５×１０－３ｎｍ３以下であることが望ましい。このような構成とすることにより、１５０ｎｍ～３６５ｎｍの波長領域の検査光を用いる高感度欠陥検査装置、例えば、上述に挙げた検査光源波長として２６６ｎｍのＵＶレーザー又は１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザーを用いる高感度欠陥検査装置で多層反射膜付き基板２０の欠陥検査を行う場合、疑似欠陥の検出をより大幅に抑制することができる。
また、上記の多層反射膜付き基板２０において、前記多層反射膜２１又は前記保護膜２２の表面は、１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉが１５０×１０－３ｎｍ３以下、好ましくは１４０×１０－３ｎｍ３以下、より好ましくは１３５×１０－３ｎｍ３以下、更に好ましくは１３０×１０－３ｎｍ３以下である。更に上記の多層反射膜付き基板２０において、前記多層反射膜２１又は前記保護膜２２の表面は、空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値が９ｎｍ４以下、好ましくは８ｎｍ４以下、より好ましくは７ｎｍ４以下、更に好ましくは６ｎｍ４以下である。このような構成とすることにより、０．２ｎｍ～１００ｎｍの波長領域の検査光（ＥＵＶ光）を用いる高感度欠陥検査装置、例えば、検査光源波長として１３．５ｎｍのＥＵＶ光を用いる高感度欠陥検査装置で多層反射膜付き基板２０の欠陥検査を行う場合、疑似欠陥の検出を大幅に抑制することができる。
本発明の多層反射膜付き基板２０において、１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下におけるパワースペクトル密度が、略単調減少の特性を有することが好ましい。略単調減少の意味は、空間周波数の領域が１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下とした以外は、上述のように、図７を例示して説明したとおりである。所定の空間周波数の範囲のパワースペクトル密度が、略単調減少の特性を有することにより、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より抑制することができ、更に致命欠陥の顕在化を確実に図ることができる。
本発明の多層反射膜付き基板２０では、多層反射膜２１上に保護膜２２を有することが好ましい。多層反射膜付き基板２０が多層反射膜２１上に保護膜２２を有することにより、転写用マスク（ＥＵＶマスク）を製造する際の多層反射膜２１の表面へのダメージを抑制することができるので、ＥＵＶ光に対する反射率特性が更に良好となる。また、多層反射膜付き基板２０において、高感度欠陥検査装置を使用しての保護膜２２表面の欠陥検査における疑似欠陥の検出を抑制することができ、更に致命欠陥の顕在化を図ることができる。多層反射膜付き基板２０が保護膜２２を有する場合、上述の所定のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉ、及び所定のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値は、保護膜２２の表面を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数に基づいて得ることができる。
また、上記の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大幅に抑制することができる効果に加え、多層反射膜付き基板２０として必要な反射特性を良好にするために、上記の多層反射膜付き基板２０において、前記多層反射膜２１又は前記保護膜２２の表面は、１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）が０．１５ｎｍ以下とすることが好ましい。更に好ましくは、二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）が０．１３ｎｍ以下、更に好ましくは、二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）が０．１２ｎｍ以下とすることが望ましい。
上記範囲の基板１０の表面形態を保って、多層反射膜２１又は保護膜２２の表面が、上記範囲のパワースペクトル密度となるようにするためのスパッタリング法は次の通りである。すなわち、上記範囲のパワースペクトル密度の表面は、多層反射膜２１を、基板１０の主表面の法線に対して斜めに高屈折率層と低屈折率層とが堆積するように、スパッタリング法により成膜することにより得ることができる。より具体的には、Ｍｏ等の低屈折率層の成膜のためのスパッタ粒子の入射角度と、Ｓｉ等の高屈折率層の成膜のためのスパッタ粒子の入射角度は、０度超４５度以下にして成膜すると良い。より好ましくは、０度超４０度以下、更に好ましくは、０度超３０度以下が望ましい。更には、多層反射膜２１上に形成する保護膜２２も多層反射膜２１の成膜後、連続して、基板１０の主表面の法線に対して斜めに保護膜２２が堆積するようにイオンビームスパッタリング法により形成することが好ましい。
また、多層反射膜付き基板２０において、基板１０の多層反射膜２１と接する面と反対側の面には、静電チャックの目的のために裏面導電膜２３（図３を参照）を形成することもできる。このように、マスクブランク用基板１０上の転写パターンが形成される側に多層反射膜２１と、保護膜２２とを有し、多層反射膜２１と接する面と反対側の面に裏面導電膜２３を有する形態も本発明における多層反射膜付き基板２０とすることができる。尚、裏面導電膜２３に求められる電気的特性（シート抵抗）は、通常１００Ω／□以下である。裏面導電膜２３の形成方法は公知である。裏面導電膜２３は、例えば、マグネトロンスパッタリング法及びイオンビームスパッタリング法により、Ｃｒ、Ｔａ等の金属又は合金のターゲットを使用して形成することができる。
また、本実施形態の多層反射膜付き基板２０としては、基板１０と多層反射膜２１との間に下地層を形成しても良い。下地層は、基板１０の主表面の平滑性向上の目的、欠陥低減の目的、多層反射膜２１の反射率増強効果の目的、並びに多層反射膜２１の応力補正の目的で形成することができる。
［反射型マスクブランク３０］
次に、本発明の一実施形態に係る反射型マスクブランク３０について以下に説明する。
次に、本発明の一実施形態に係る反射型マスクブランク３０について以下に説明する。
図３は、本実施形態の反射型マスクブランク３０を示す模式図である。
本実施形態の反射型マスクブランク３０は、上記説明した多層反射膜付き基板２０の保護膜２２上に、転写パターンとなる吸収体膜２４を形成した構成としてある。
上記吸収体膜２４は、露光光であるＥＵＶ光を吸収する機能を有するもので、反射型マスクブランク３０を使用して作製される反射型マスク４０において、上記多層反射膜２１及び／又は保護膜２２による反射光と、吸収体パターン２７による反射光との間に所望の反射率差を有するものであればよい。
例えば、ＥＵＶ光に対する吸収体膜２４の反射率は、０．１％以上４０％以下の間で設定される。また、上記反射率差に加えて、上記多層反射膜２１及び／又は保護膜２２による反射光と、吸収体パターン２７による反射光との間で所望の位相差を有するものであってもよい。尚、このような反射光間で所望の位相差を有する場合、反射型マスクブランク３０における吸収体膜２４を位相シフト膜と称する場合がある。上記反射光間で所望の位相差を設けて、得られる反射型マスク４０の反射光のコントラストを向上させる場合、位相差は１８０度±１０度の範囲に設定することが好ましく、吸収体膜２４の絶対反射率は、１．５％以上３０％以下、多層反射膜２１及び／又は保護膜２２の表面に対する吸収体膜２４の反射率は、２％以上４０％以下に設定することが好ましい。
上記吸収体膜２４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、材料及び／又は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２４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２４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、ＴａとＧｅとＮを含む材料などを用いることができる。また例えば、ＴａにＢ、Ｓｉ、Ｇｅ等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、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。上記範囲の基板１０、及び多層反射膜付き基板２０の表面形態を保って、吸収体膜２４の表面が、上記範囲のパワースペクトル密度にするには、吸収体膜２４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。
本発明の反射型マスクブランク３０では、吸収体膜２４の膜厚は、多層反射膜２１、保護膜２２による反射光と、吸収体パターン２７による反射光との間に所望の反射率差を有するものとするために必要な膜厚に設定する。吸収体膜２４の膜厚は、シャドーイング効果を小さくするために、６０ｎｍ以下であることが好ましい。
また、本発明の反射型マスクブランク３０では、上記吸収体膜２４は、上記多層反射膜２１及び／又は保護膜２２による反射光と、吸収体パターン２７による反射光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４０のための原版である反射型マスクブランク３０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膜２４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が得られる。
位相シフト機能を有する吸収体膜２４の材料は、特に限定されるものではない。例えば、上記に挙げたＴａ単体、又はＴａを主成分とする材料とすることができるし、それ以外の材料でも構わない。Ｔａ以外の材料としては、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、及びＷが挙げられる。また、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、及びＷのうち２以上の元素を含む合金、及び／又はこれらの元素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、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、吸収体膜の表面の二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）、及び３μｍ×３μｍの領域で検出される空間周波数１～１０μｍ－１の粗さ成分全ての振幅強度であるパワースペクトル密度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３０が得られるので好ましい。尚、吸収体膜２４を積層膜とする場合、同一材料の層の積層膜、又は異種材料の層の積層膜としても良い。吸収体膜２４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２４としてもよい。
尚、上記吸収体膜２４の表面は、３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度が５０ｎｍ４以下であることが好ましく、更に好ましくは、３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度が４０ｎｍ４以下であることが望ましい。このような構成とすることにより、１５０ｎｍ～３６５ｎｍの波長領域の検査光を用いる高感度欠陥検査装置、例えば、上述に挙げた検査光源波長として２６６ｎｍのＵＶレーザー又は１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザーを用いる高感度欠陥検査装置で反射型マスクブランク３０の欠陥検査を行う場合、疑似欠陥の検出を大幅に抑制することができる。
更に、上記吸収体膜２４の表面は、３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度が５０ｎｍ４以下であることに加え、空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉが８００×１０－３ｎｍ３以下であることが望ましい。このような構成とすることにより、１５０ｎｍ～３６５ｎｍの波長領域の検査光を用いる高感度欠陥検査装置、例えば、上述に挙げた検査光源波長として２６６ｎｍのＵＶレーザー又は１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザーを用いる高感度欠陥検査装置を使用して、複数レベルの検査感度条件での疑似欠陥の検出を抑制することができ、致命欠陥の顕在化を図ることができる。上記積分値Ｉは、６５０×１０－３ｎｍ３以下であることが望ましい。更に好ましくは、上記積分値Ｉは、５００×１０－３ｎｍ３以下であることが望ましい。特に好ましくは、上記積分値Ｉは、４５０×１０－３ｎｍ３以下であることが望ましい。吸収体膜２４の表面の上記積分値Ｉは、吸収体膜の材料、組成、膜厚、及び成膜条件等により調整することができる。
尚、本発明の反射型マスクブランク３０は、図３に示す構成に限定されるものではない。例えば、上記吸収体膜２４の上に、吸収体膜２４をパターニングするためのマスクとなるレジスト膜を形成することもでき、レジスト膜付き反射型マスクブランク３０も、本発明の反射型マスクブランク３０とすることができる。尚、吸収体膜２４の上に形成するレジスト膜は、ポジ型でもネガ型でも構わない。また、電子線描画用でもレーザー描画用でも構わない。更に、吸収体膜２４と前記レジスト膜との間に、いわゆるハードマスク（エッチングマスク）膜を形成することもでき、この態様も本発明における反射型マスクブランク３０とすることができる。
ハードマスク膜２５は、吸収体膜２４に転写パターンを形成した後、ハードマスク膜を剥離してもよいし、ハードマスク膜を形成しない反射型マスクブランク３０において、吸収体膜２４を複数層の積層構造とし、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２４とした反射型マスクブランク３０としてもよい。
［反射型マスク４０］
次に、本発明の一実施形態に係る反射型マスク４０について以下に説明する。
次に、本発明の一実施形態に係る反射型マスク４０について以下に説明する。
図４は、本実施形態の反射型マスク４０を示す模式図である。
本実施形態の反射型マスク４０は、上記の反射型マスクブランク３０における吸収体膜２４をパターニングして、上記保護膜２２上に吸収体パターン２７を形成した構成である。本実施形態の反射型マスク４０は、ＥＵＶ光等の露光光で露光すると、マスク表面で吸収体膜２４のある部分では露光光が吸収され、それ以外の吸収体膜２４を除去した部分では露出した保護膜２２及び多層反射膜２１で露光光が反射されることにより、リソグラフィー用の反射型マスク４０として使用することができる。
［半導体装置の製造方法］
以上説明した反射型マスク４０と、露光装置を使用したリソグラフィープロセスにより、半導体基板等の被転写体上に形成されたレジスト膜に、前記反射型マスク４０の吸収体パターン２７に基づく回路パターン等の転写パターンを転写し、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。
以上説明した反射型マスク４０と、露光装置を使用したリソグラフィープロセスにより、半導体基板等の被転写体上に形成されたレジスト膜に、前記反射型マスク４０の吸収体パターン２７に基づく回路パターン等の転写パターンを転写し、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。
尚、上述のマスクブランク用基板１０、多層反射膜付き基板２０、反射型マスクブランク３０に、基準マークを形成し、この基準マークと、上述の高感度欠陥検査装置で検出された致命欠陥の位置を座標管理することができる。得られた致命欠陥の位置情報（欠陥データ）に基づいて、反射型マスク４０を作製するときに、上述の欠陥データと被転写パターン（回路パターン）データとを元に、致命欠陥が存在している箇所に吸収体パターン２７が形成されるように描画データを補正して、欠陥を低減させることができる。
以下、本発明のＥＵＶ露光用の多層反射膜付き基板２０、反射型マスクブランク３０及び反射型マスク４０を製造した例を実施例として説明する。
まず、ＥＵＶ露光用のマスクブランク用基板１０の表面に、多層反射膜２１を以下に述べるように成膜して、実施例１～２及び比較例１の多層反射膜付き基板２０を製造した。
＜実施例１及び比較例１のマスクブランク用基板１０の作製＞
実施例１及び比較例１に用いるマスクブランク用基板１０は、次のようにして製造した。
実施例１及び比較例１に用いるマスクブランク用基板１０は、次のようにして製造した。
マスクブランク用基板１０として、大きさが１５２ｍｍ×１５２ｍｍ、厚さが６．３５ｍｍのＳｉＯ２－ＴｉＯ２系のガラス基板を準備し、両面研磨装置を用いて、当該ガラス基板の表裏面を、酸化セリウム砥粒及びコロイダルシリカ砥粒により段階的に研磨した後、低濃度のケイフッ酸で表面処理した。これにより得られたガラス基板表面の表面粗さを原子間力顕微鏡で測定したところ、二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）は０．５ｎｍであった。
当該ガラス基板の表裏面における１４８ｍｍ×１４８ｍｍの領域の表面形状（表面形態、平坦度）、ＴＴＶ（板厚ばらつき）を、波長変調レーザーを用いた波長シフト干渉計で測定した。その結果、ガラス基板の表裏面の平坦度は２９０ｎｍ（凸形状）であった。ガラス基板表面の表面形状（平坦度）の測定結果は、測定点ごとにある基準面に対する高さの情報としてコンピュータに保存するとともに、ガラス基板に必要な表面平坦度の基準値５０ｎｍ（凸形状）、裏面平坦度の基準値５０ｎｍと比較し、その差分（必要除去量）をコンピュータで計算した。
次いで、ガラス基板面内を加工スポット形状領域ごとに、必要除去量に応じた局所表面加工の加工条件を設定した。事前にダミー基板を用いて、実際の加工と同じようにダミー基板を、一定時間基板を移動させずにスポットで加工し、その形状を上記表裏面の表面形状を測定する装置と同じ測定機にて測定し、単位時間当たりにおけるスポットの加工体積を算出した。そして、スポットの情報とガラス基板の表面形状の情報より得られた必要除去量に従い、ガラス基板をラスタ走査する際の走査スピードを決定した。
設定した加工条件に従い、磁気粘弾性流体による基板仕上げ装置を用いて、磁気粘弾性流体研磨（Magneto Rheological Finishing : MRF）加工法により、ガラス基板の表裏面平坦度が上記の基準値以下となるように局所表面加工処理をして表面形状を調整した。尚、このとき使用した磁気粘弾性流体は、鉄成分を含んでおり、研磨スラリーは、研磨剤として酸化セリウムを約２ｗｔ％含むアルカリ性水溶液を用いた。その後、ガラス基板を濃度約１０％の塩酸水溶液（温度約２５℃）が入った洗浄槽に約１０分間浸漬した後、純水によるリンス、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）乾燥を行った。
得られたガラス基板表面の表面形状（表面形態、平坦度）を測定したところ、表裏面の平坦度は約４０～５０ｎｍであった。また、ガラス基板表面の表面粗さを、転写パターン形成領域（１３２ｍｍ×１３２ｍｍ）の任意の箇所の１μｍ×１μｍの領域において、原子間力顕微鏡を用いて測定したところ、二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）は０．３７ｎｍとなっており、ＭＲＦによる局所表面加工前の表面粗さより荒れた状態になっていた。
そのため、ガラス基板の表裏面について、ガラス基板表面の表面形状が維持又は改善する研磨条件で両面研磨装置を用いて両面研磨を行った。この仕上げ研磨は、以下の研磨条件で行った。
加工液：アルカリ性水溶液（ＮａＯＨ）＋研磨剤（濃度：約２ｗｔ％）
研磨剤：コロイダルシリカ、平均粒径：約７０ｎｍ
研磨定盤回転数：約１～５０ｒｐｍ
加工圧力：約０．１～１０ｋＰａ
研磨時間：約１～１０分
加工液：アルカリ性水溶液（ＮａＯＨ）＋研磨剤（濃度：約２ｗｔ％）
研磨剤：コロイダルシリカ、平均粒径：約７０ｎｍ
研磨定盤回転数：約１～５０ｒｐｍ
加工圧力：約０．１～１０ｋＰａ
研磨時間：約１～１０分
その後、ガラス基板をアルカリ性水溶液（ＮａＯＨ）で洗浄し、ＥＵＶ露光用のマスクブランク用基板１０を得た。
得られたマスクブランク用基板１０の表裏面の平坦度、表面粗さを測定したところ、表裏面平坦度は約４０ｎｍと両面研磨装置による加工前の状態を維持又は改善しており良好であった。また、得られたマスクブランク用基板１０について、転写パターン形成領域（１３２ｍｍ×１３２ｍｍ）の任意の箇所の１μｍ×１μｍの領域を、原子間力顕微鏡で測定したところ、その表面粗さは、二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）は０．１４５ｎｍ、最大高さ（Ｒｍａｘ）は１．４ｎｍであった。また、空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値は５．９４ｎｍ４、空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉは、４２．８４×１０－３ｎｍ３であった。また、空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値は３．４９ｎｍ４、空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉは、１０６．９６×１０－３ｎｍ３であった。
更に、得られたマスクブランク用基板１０について、転写パターン形成領域（１３２ｍｍ×１３２ｍｍ）の任意の箇所の３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定したところ、空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値は２０．４１ｎｍ４、空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉは、９３．７２×１０－３ｎｍ３であった。
尚、本発明におけるマスクブランク用基板１０の局所加工方法は、上述した磁気粘弾性流体研磨加工法に限定されるものではない。ガスクラスターイオンビーム（Gas Cluster Ion Beams : GCIB）又は局所プラズマを使用した加工方法であってもよい。
以上のようにして、実施例１及び比較例１に用いるマスクブランク用基板１０を製造した。
＜実施例２のマスクブランク用基板１０の作製＞
実施例２に用いるマスクブランク用基板１０は、次のようにして製造した。
実施例２に用いるマスクブランク用基板１０は、次のようにして製造した。
上述の実施例１の製造方法により得られたマスクブランク用基板１０に対して、更に高空間周波数領域（１μｍ－１以上）のＰＳＤを低減することを目的として、ガラス基板の表裏面に対して、触媒基準エッチング（ＣＡＲＥ）による表面加工を行った。使用したＣＡＲＥ加工装置の模式図を図９に示す。尚、加工条件は以下のとおりとした。
加工液：純水
触媒：Ｐｔ
基板回転数：１０．３回転／分
触媒定盤回転数：１０回転／分
加工時間：５０分
加工圧：２５０ｈＰａ
触媒：Ｐｔ
基板回転数：１０．３回転／分
触媒定盤回転数：１０回転／分
加工時間：５０分
加工圧：２５０ｈＰａ
その後、ガラス基板の端面をスクラブ洗浄した後、当該基板を王水（温度約６５℃）が入った洗浄槽に約１０分間浸漬させ、その後、純水によるリンス、乾燥を行った。尚、王水による洗浄は、ガラス基板の表裏面に触媒であるＰｔの残留物がなくなるまで、複数回行った。
得られたマスクブランク用基板１０について、転写パターン形成領域（１３２ｍｍ×１３２ｍｍ）の任意の箇所の１μｍ×１μｍの領域を、原子間力顕微鏡で測定したところ、その表面粗さは、二乗平均平方根粗さ（Ｒｍｓ）は０．０８１ｎｍ、最大高さは（Ｒｍａｘ）は０．８ｎｍであった。また、空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値は４．９３ｎｍ４、空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉは、２９．２６×１０－３ｎｍ３であった。また、空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値は１．９１ｎｍ４、空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉは、６８．９９×１０－３ｎｍ３であった。
更に、得られたマスクブランク用基板１０について、転写パターン形成領域（１３２ｍｍ×１３２ｍｍ）の任意の箇所の３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定したところ、空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値は２３．０３ｎｍ４、空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉは、６１．８１×１０－３ｎｍ３であった。
この結果のとおり、ＣＡＲＥによる表面加工により、高空間周波数領域の粗さを低減することができた。また、空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下における二乗平均平方根粗さＲｍｓは０．０８ｎｍと良好であった。
以上のようにして、実施例２及び３に用いるマスクブランク用基板１０を製造した。
＜実施例１～２の多層反射膜２１の作製＞
実施例１～２の多層反射膜２１の成膜は次のようにして行った。すなわち、Ｍｏターゲット及びＳｉターゲットを使用して、イオンビームスパッタリングによりＭｏ層（低屈折率層、厚み２．８ｎｍ）及びＳｉ層（高屈折率層、厚み４．２ｎｍ）を交互積層し（積層数４０ペア）、多層反射膜２１を上述のガラス基板上に形成した。イオンビームスパッタリング法による多層反射膜２１の成膜の際、イオンビームスパッタリングにおけるガラス基板の主表面の法線に対するＭｏ及びＳｉスパッタ粒子の入射角度は３０度、イオンソースのガス流量は８ｓｃｃｍとした。
実施例１～２の多層反射膜２１の成膜は次のようにして行った。すなわち、Ｍｏターゲット及びＳｉターゲットを使用して、イオンビームスパッタリングによりＭｏ層（低屈折率層、厚み２．８ｎｍ）及びＳｉ層（高屈折率層、厚み４．２ｎｍ）を交互積層し（積層数４０ペア）、多層反射膜２１を上述のガラス基板上に形成した。イオンビームスパッタリング法による多層反射膜２１の成膜の際、イオンビームスパッタリングにおけるガラス基板の主表面の法線に対するＭｏ及びＳｉスパッタ粒子の入射角度は３０度、イオンソースのガス流量は８ｓｃｃｍとした。
多層反射膜２１の成膜後、更に連続して多層反射膜２１上にイオンビームスパッタリングによりＲｕ保護膜２２（膜厚２．５nm）を成膜して多層反射膜付き基板２０とした。イオンビームスパッタリング法によるＲｕ保護膜２２の成膜の際、基板の主表面の法線に対するＲｕスパッタ粒子の入射角度は４０度、イオンソースのガス流量は８ｓｃｃｍとした。
＜比較例１の多層反射膜２１の作製＞
比較例１の多層反射膜２１の成膜は次のようにして行った。すなわち、Ｍｏターゲット及びＳｉターゲットを使用して、イオンビームスパッタリングによりＭｏ層（厚み２．８ｎｍ）及びＳｉ層（厚み４．２ｎｍ）を交互積層し（積層数４０ペア）、多層反射膜２１を前記ガラス基板上に形成した。イオンビームスパッタリングにおけるガラス基板法線に対するＭｏ、Ｓｉスパッタ粒子の入射角度は、それぞれ、Ｍｏが５０度、Ｓｉが４０度、イオンソースのガス流量は８ｓｃｃｍとした。更に多層反射膜２１上にＲｕ保護膜２２（膜厚２．５nm）を成膜して多層反射膜付き基板２０とした。
比較例１の多層反射膜２１の成膜は次のようにして行った。すなわち、Ｍｏターゲット及びＳｉターゲットを使用して、イオンビームスパッタリングによりＭｏ層（厚み２．８ｎｍ）及びＳｉ層（厚み４．２ｎｍ）を交互積層し（積層数４０ペア）、多層反射膜２１を前記ガラス基板上に形成した。イオンビームスパッタリングにおけるガラス基板法線に対するＭｏ、Ｓｉスパッタ粒子の入射角度は、それぞれ、Ｍｏが５０度、Ｓｉが４０度、イオンソースのガス流量は８ｓｃｃｍとした。更に多層反射膜２１上にＲｕ保護膜２２（膜厚２．５nm）を成膜して多層反射膜付き基板２０とした。
実施例１～２と同様に、多層反射膜２１の成膜後、更に連続して多層反射膜２１上にイオンビームスパッタリングによりＲｕ保護膜２２（膜厚２．５nm）を成膜して多層反射膜付き基板２０とした。イオンビームスパッタリング法によるＲｕ保護膜２２の成膜の際、基板の主表面の法線に対するＲｕスパッタ粒子の入射角度は４０度、イオンソースのガス流量は８ｓｃｃｍとした。
＜原子間力顕微鏡による測定＞
実施例１～２及び比較例１として得られた多層反射膜付き基板２０の表面（Ｒｕ保護膜２２の表面）について、転写パターン形成領域（１３２ｍｍ×１３２ｍｍ）の任意の箇所（具体的には、転写パターン形成領域の中心）の１μｍ×１μｍの領域、及び３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定した。表１及び表２に、原子間力顕微鏡による測定によって得られた表面粗さ（二乗平均平方根粗さ、Ｒｍｓ）、及び表面粗さのパワースペクトル解析によって求めた所定の空間周波数の範囲のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値及び最小値を示す。更に表１には、１μｍ×１μｍの領域を測定領域としたときの、空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉを示す。また、更に表２には、３μｍ×３μｍの領域を測定領域としたときの、空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下、及び空間周波数１μｍ－１以上５μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉを示す。
実施例１～２及び比較例１として得られた多層反射膜付き基板２０の表面（Ｒｕ保護膜２２の表面）について、転写パターン形成領域（１３２ｍｍ×１３２ｍｍ）の任意の箇所（具体的には、転写パターン形成領域の中心）の１μｍ×１μｍの領域、及び３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定した。表１及び表２に、原子間力顕微鏡による測定によって得られた表面粗さ（二乗平均平方根粗さ、Ｒｍｓ）、及び表面粗さのパワースペクトル解析によって求めた所定の空間周波数の範囲のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値及び最小値を示す。更に表１には、１μｍ×１μｍの領域を測定領域としたときの、空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉを示す。また、更に表２には、３μｍ×３μｍの領域を測定領域としたときの、空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下、及び空間周波数１μｍ－１以上５μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉを示す。
参考のため、図５及び図６に、実施例１及び比較例１のパワースペクトル解析した結果を示す。図５及び６は、それぞれ１μｍ×１μｍ及び３μｍ×３μｍの領域を、原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数のパワースペクトル密度(ＰＳＤ)を示す。また、図８に、図５に示すデータのうち空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下のデータを、累乗近似した様子を示す。また、図７に、図６に示すデータのうち空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のデータを、累乗近似した様子を示す。累乗近似曲線は、一般式ｙ＝ａ・ｘｂ（ａ及びｂは定数）となり、両対数グラフにおいて直線となる。両対数グラフにおいて、ｘのべき数ｂが、累乗近似曲線に相当する直線の傾きとなる。
表１に示すとおり、実施例１～２の多層反射膜付き基板２０の表面の、１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉは１５０×１０－３ｎｍ３以下であり、空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値は９ｎｍ４以下だった。一方、比較例１の多層反射膜付き基板２０の表面の、１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉは１８３．０９×１０－３ｎｍ３であり、空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値は９．２ｎｍ４だった。
図８に示すように、実施例１の１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる前記空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下におけるパワースペクトル密度の累乗近似曲線（直線）の傾きであるｂはマイナスの値である。したがって、実施例１の１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）は、略単調減少の特性を有することは明らかである。
表２に示すとおり、実施例１～２の多層反射膜付き基板２０の表面の、３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉが１８０×１０－３ｎｍ３以下であり、空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値が５０ｎｍ４以下だった。一方、比較例１の多層反射膜付き基板２０の表面の、３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉは１９３．８２×１０－３ｎｍ３であり、空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値は５５．６６ｎｍ４だった。
図７に示すように、実施例１の３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる前記空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下におけるパワースペクトル密度の累乗近似曲線（直線）の傾きであるｂはマイナスの値である。したがって、実施例１の３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）は、略単調減少の特性を有することは明らかである。
検査光源波長１９３ｎｍの高感度欠陥検査装置（ＫＬＡ－Ｔｅｎｃｏｒ社製「Ｔｅｒｏｎ６１０」）を使用して、球相当直径ＳＥＶＤ（Sphere Equivalent Volume Diameter）で２１．５ｎｍの欠陥を検出できる検査感度条件で、実施例１～２及び比較例１の多層反射膜付き基板２０の表面（Ｒｕ保護膜２２の表面）における１３２ｍｍ×１３２ｍｍの領域を欠陥検査した。尚、球相当直径ＳＥＶＤは、欠陥の面積を（Ｓ）、欠陥の高さを（ｈ）としたときに、ＳＥＶＤ＝２（３Ｓ／４πｈ）1/3の式により算出することができる。欠陥の面積（Ｓ）、欠陥の高さ（ｈ）は原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により測定することができる。
表１及び表２に、球相当直径ＳＥＶＤの測定による、実施例１～２及び比較例１の多層反射膜付き基板２０の表面の、疑似欠陥を含む欠陥検出個数を示す。実施例１～２では、欠陥検出個数が最大でも合計１，２４０個（実施例１）であり、従来の欠陥検出個数５０，０００個超と比較して疑似欠陥が大幅に抑制された。合計２，０００個程度の欠陥検出個数であれば、異物及び傷などの致命欠陥の有無を容易に検査することができる。これに対して、比較例１では、欠陥検出個数が５８，３２３個であり、異物及び傷などの致命欠陥の有無を検査することができなかった。
更に実施例１～２及び比較例１の多層反射膜付き基板２０の表面について、異なる検査感度条件で欠陥検査を行ったときの、疑似欠陥を含む欠陥検出個数を調べた。その結果を表３に示す。
尚、表３中の検査感度条件は、球相当直径ＳＥＶＤで２１．５ｎｍサイズの欠陥を検査できる感度条件を「＞２１ｎｍ」、２３ｎｍサイズの欠陥を検査できる感度条件を「＞２３ｍｎ」、２５ｎｍサイズの欠陥を検査できる感度条件を「＞２５ｎｍ」、３４ｎｍサイズの欠陥を検査できる感度条件を「＞３４ｎｍ」とあらわしている。
表３で示すように、実施例１～２では、２３ｎｍサイズ、２５ｎｍサイズ、３４ｎｍサイズの欠陥を検査できる感度条件においても、欠陥検出個数は１００個以下となり、いずれの感度条件においても、異物及び傷などの致命欠陥の有無を容易に検査することができた。これに対して、比較例１では、２１．５ｎｍサイズの欠陥を検査できる感度条件において、欠陥検出個数は５０，０００個を超えており、また、２３ｎｍサイズの欠陥を検査できる感度条件において、欠陥検出個数は１５，０００個を超えており、複数の検査感度において、異物及び傷などの致命欠陥の有無を検査することが困難であった。
また、検査光源波長２６６ｎｍの高感度欠陥検査装置（レーザーテック社製「ＭＡＧＩＣＳ Ｍ７３６０」）、及び検査光源波長１３．５ｎｍの高感度欠陥検査装置を使用して、本実施例１及び２の多層反射膜２１の表面における１３２ｍｍ×１３２ｍｍの領域を欠陥検査した結果、欠陥検出個数は少なく、致命欠陥の検査が可能であった。尚、検査光源波長２６６ｎｍの高感度欠陥検査装置（レーザーテック社製「ＭＡＧＩＣＳ Ｍ７３６０」）では最高の検査感度条件で、検査光源波長１３．５ｎｍの高感度欠陥検査装置では、球相当直径２０ｎｍの欠陥を検出できる検査感度条件にて欠陥検査を行った。
尚、実施例１～２及び比較例１の多層反射膜付き基板２０の保護膜２２及び多層反射膜２１に対して、転写パターン形成領域（１３２ｍｍ×１３２ｍｍ）の外側４箇所に、上記欠陥の位置を座標管理するための基準マークを集束イオンビームにより形成した。
＜実施例１～２及び比較例１のＥＵＶ露光用反射型マスクブランク３０の作製＞
上述した実施例１～２及び比較例１の多層反射膜付き基板２０の多層反射膜２１を形成していない裏面に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、裏面導電膜２３を形成した。当該裏面導電膜２３は、Ｃｒターゲットを多層反射膜付き基板２０の裏面に対向させ、Ａｒガス及びＮ２ガス（Ａｒ：Ｎ２＝９０％：１０％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行った。ラザフォード後方散乱分析法により裏面導電膜２３の元素組成を測定したところ、Ｃｒ：９０原子％、Ｎ：１０原子％であった。また、裏面導電膜２３の膜厚は２０ｎｍであった。
上述した実施例１～２及び比較例１の多層反射膜付き基板２０の多層反射膜２１を形成していない裏面に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、裏面導電膜２３を形成した。当該裏面導電膜２３は、Ｃｒターゲットを多層反射膜付き基板２０の裏面に対向させ、Ａｒガス及びＮ２ガス（Ａｒ：Ｎ２＝９０％：１０％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行った。ラザフォード後方散乱分析法により裏面導電膜２３の元素組成を測定したところ、Ｃｒ：９０原子％、Ｎ：１０原子％であった。また、裏面導電膜２３の膜厚は２０ｎｍであった。
更に、上述した実施例１～２及び比較例１の多層反射膜付き基板２０の保護膜２２の表面に、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、ＴａＢＮ膜からなる吸収体膜２４を成膜し、反射型マスクブランク３０を作製した。当該吸収体膜２４は、ＴａＢターゲット（Ｔａ：Ｂ＝８０：２０、原子比）に多層反射膜付き基板２０の保護膜２２を対向させ、Ｘｅ＋Ｎ２ガス（Ｘｅ：Ｎ２＝９０％：１０％）雰囲気中で反応性スパッタリングを行った。ラザフォード後方散乱分析法により吸収体膜２４の元素組成を測定したところ、Ｔａ：８０原子％、Ｂ：１０原子％、Ｎ：１０原子％であった。また、吸収体膜２４の膜厚は６５ｎｍであった。尚、吸収体膜２４の結晶構造をＸ線回折装置（ＸＲＤ）により測定したところ、アモルファス構造であった。
上述の製造方法により得られた反射型マスクブランク３０の表面を（レーザーテック社製ＭＡＧＩＣＳ Ｍ１３５０）により欠陥検査したところ、検出された欠陥個数は３個となり、良好な反射型マスクブランクが得られた。
＜実施例３～４、比較例２の反射型マスクブランク３０の作製＞
実施例３～４の反射型マスクブランク３０は、上述の実施例２の多層反射膜付き基板２０の表面（Ｒｕ保護膜２２の表面）に、表４に示す吸収体膜２４を成膜して作製した。具体的には、ＤＣスパッタリングにより、タンタル窒化膜（ＴａＮ膜）と、クロム炭化窒化酸化膜（ＣｒＣＯＮ膜）とを積層することによって、吸収体膜２４を形成した。ＴａＮ膜は、次のように成膜した。すなわち、タンタルターゲットを用い、ＡｒガスとＮ２ガスとの混合ガス雰囲気とした反応性スパッタリング法で、表４に記載している膜厚のＴａＮ膜（Ｔａ：８５原子％、Ｎ：１５原子％）を形成した。ＣｒＣＯＮ膜は、次のように形成した。すなわち、クロムターゲットを用い、ＡｒガスとＣＯ２ガスとＮ２ガスの混合ガス雰囲気とした反応性スパッタリング法で、表４に記載さいている膜厚のＣｒＣＯＮ膜（Ｃｒ：４５原子％、Ｃ：１０原子％、Ｏ：３５原子％、Ｎ：１０原子％）を形成した。更に、マスクブランク用基板１０の裏面に実施例２と同様に裏面導電膜２３を成膜することにより、実施例３及び４の反射型マスクブランク３０を得た。
実施例３～４の反射型マスクブランク３０は、上述の実施例２の多層反射膜付き基板２０の表面（Ｒｕ保護膜２２の表面）に、表４に示す吸収体膜２４を成膜して作製した。具体的には、ＤＣスパッタリングにより、タンタル窒化膜（ＴａＮ膜）と、クロム炭化窒化酸化膜（ＣｒＣＯＮ膜）とを積層することによって、吸収体膜２４を形成した。ＴａＮ膜は、次のように成膜した。すなわち、タンタルターゲットを用い、ＡｒガスとＮ２ガスとの混合ガス雰囲気とした反応性スパッタリング法で、表４に記載している膜厚のＴａＮ膜（Ｔａ：８５原子％、Ｎ：１５原子％）を形成した。ＣｒＣＯＮ膜は、次のように形成した。すなわち、クロムターゲットを用い、ＡｒガスとＣＯ２ガスとＮ２ガスの混合ガス雰囲気とした反応性スパッタリング法で、表４に記載さいている膜厚のＣｒＣＯＮ膜（Ｃｒ：４５原子％、Ｃ：１０原子％、Ｏ：３５原子％、Ｎ：１０原子％）を形成した。更に、マスクブランク用基板１０の裏面に実施例２と同様に裏面導電膜２３を成膜することにより、実施例３及び４の反射型マスクブランク３０を得た。
一方、比較例２の反射型マスクブランク３０は、上述の実施例２の多層反射膜付き基板２０の表面（Ｒｕ保護膜２２の表面）に、表４に示す吸収体膜２４を成膜して作製した。具体的には、ＤＣスパッタリングにより、タンタルターゲットを用い、ＡｒガスとＮ２ガスとの混合ガス雰囲気とした反応性スパッタリング法で、表４に記載している膜厚のＴａＮ膜（Ｔａ：９２原子％、Ｎ：８原子％）を形成した。
実施例３～４、及び比較例２の反射型マスクブランク３０の表面（吸収体膜２４の表面）について、転写パターン形成領域（１３２ｍｍ×１３２ｍｍ）の任意の箇所（具体的には、転写パターン形成領域の中心）の３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定した。表４に、原子間力顕微鏡による測定によって得られた表面粗さ（二乗平均平方根粗さ、Ｒｍｓ）、及び表面粗さのパワースペクトル解析によって求めた空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値、及び空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉを示す。
表４に示すとおり、実施例３～４の反射型マスクブランク３０の表面の、３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉは８００×１０－３ｎｍ３以下（詳しくは５００×１０－３ｎｍ３以下）であり、空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値は５０ｎｍ４以下だった。一方、比較例２の反射型マスクブランク３０の表面の、３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉは９３９．５×１０－３ｎｍ３と８００×１０－３ｎｍ３を超えており、空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値は５２．１ｎｍ４と、５０ｎｍ４を超えていた。
次に、実施例３～４及び比較例２の反射型マスクブランク３０の表面について、異なる検査感度条件で欠陥検査を行ったときの、疑似欠陥を含む欠陥検出個数を調べた。その結果を表５に示す。
尚、表５中の検査感度条件は、球相当直径ＳＥＶＤで２１．５ｎｍサイズの欠陥を検査できる感度条件を「＞２１ｎｍ」、２３ｎｍサイズの欠陥を検査できる感度条件を「＞２３ｍｎ」、２５ｎｍサイズの欠陥を検査できる感度条件を「＞２５ｎｍ」、３４ｎｍサイズの欠陥を検査できる感度条件を「＞３４ｎｍ」とあらわしている。
表５で示すように、実施例３～４では、２３ｎｍサイズ、２５ｎｍサイズ、及び３４ｎｍサイズの欠陥を検査できる感度条件においても、欠陥検出個数は１５０００個以下となり、何れの感度条件においても、異物及び傷などの致命欠陥の有無を容易に検査することができた。これに対して、比較例２では、２１．５ｎｍサイズの欠陥を検査できる感度条件において、欠陥検出個数は５０，０００個を超えており、また、２３ｎｍサイズの欠陥を検査できる感度条件においても、欠陥検出個数は２０，０００個を超えており、異物及び傷などの致命欠陥の有無を検査することが困難であった。
＜反射型マスク４０の作製＞
実施例１～４及び比較例１～２の反射型マスクブランク３０の吸収体膜２４の表面に、スピンコート法によりレジストを塗布し、加熱及び冷却工程を経て、膜厚１５０ｎｍのレジスト膜を成膜した。次いで、所望のパターンの描画及び現像工程を経て、レジストパターン形成した。当該レジストパターンをマスクにして、所定のドライエッチングにより、吸収体膜２４のパターニングを行い、保護膜２２上に吸収体パターン２７を形成した。尚、吸収体膜２４がＴａＢＮ膜及びＴａＮ膜である場合には、Ｃｌ２及びＨｅの混合ガスによりドライエッチングすることができる。また、吸収体膜２４がＣｒＣＯＮ膜の場合には、塩素（Ｃｌ２）及び酸素（Ｏ２）の混合ガス（塩素（Ｃｌ２）及び酸素（Ｏ２）の混合比（流量比）は８：２）によりドライエッチングすることができる。
実施例１～４及び比較例１～２の反射型マスクブランク３０の吸収体膜２４の表面に、スピンコート法によりレジストを塗布し、加熱及び冷却工程を経て、膜厚１５０ｎｍのレジスト膜を成膜した。次いで、所望のパターンの描画及び現像工程を経て、レジストパターン形成した。当該レジストパターンをマスクにして、所定のドライエッチングにより、吸収体膜２４のパターニングを行い、保護膜２２上に吸収体パターン２７を形成した。尚、吸収体膜２４がＴａＢＮ膜及びＴａＮ膜である場合には、Ｃｌ２及びＨｅの混合ガスによりドライエッチングすることができる。また、吸収体膜２４がＣｒＣＯＮ膜の場合には、塩素（Ｃｌ２）及び酸素（Ｏ２）の混合ガス（塩素（Ｃｌ２）及び酸素（Ｏ２）の混合比（流量比）は８：２）によりドライエッチングすることができる。
その後、レジスト膜を除去し、上記と同様の薬液洗浄を行い、実施例１～４及び比較例１～２の反射型マスク４０を作製した。尚、上述の描画工程においては、上記基準マークを元に作成された欠陥データに基づいて、欠陥データと被転写パターン（回路パターン）データとを元に、致命欠陥が存在している箇所に吸収体パターン２７が配置されるように描画データを補正して、反射型マスク４０を作製した。得られた実施例１～４及び比較例１～２の反射型マスク４０について、高感度欠陥検査装置（ＫＬＡ－Ｔｅｎｃｏｒ社製「Ｔｅｒｏｎ６１０」）を使用して欠陥検査を行った。
高感度欠陥検査装置による測定では、実施例１～４の反射型マスク４０の場合には、欠陥は確認されなかった。一方、比較例１～２の反射型マスク４０の場合には、高感度欠陥検査装置による測定により、多数の欠陥が検出された。
＜半導体装置の製造方法＞
次に、上述の実施例１～４の反射型マスク４０を使用し、露光装置を使用して、半導体基板である被転写体上のレジスト膜にパターン転写を行い、その後、配線層をパターニングして、半導体装置を作製すると、パターン欠陥のない半導体装置を作製することができる。
次に、上述の実施例１～４の反射型マスク４０を使用し、露光装置を使用して、半導体基板である被転写体上のレジスト膜にパターン転写を行い、その後、配線層をパターニングして、半導体装置を作製すると、パターン欠陥のない半導体装置を作製することができる。
尚、上述の多層反射膜付き基板２０、反射型マスクブランク３０の作製において、マスクブランク用基板１０の転写パターンが形成される側の主表面に、多層反射膜２１及び保護膜２２を成膜した後、上記主表面とは反対側の裏面に裏面導電膜２３を形成したがこれに限らない。マスクブランク用基板１０の転写パターンが形成される側の主表面とは反対型の主表面に裏面導電膜２３を形成した後、転写パターンが形成される側の主表面に、多層反射膜２１を成膜して多層反射膜付き基板２０及び反射型マスクブランク３０を作製しても構わない。その場合、その多層反射膜２１の表面に更に保護膜２２を成膜して多層反射膜付き基板２０を作製することができる。更に、その多層反射膜付き基板２０の多層反射膜２１又は保護膜２２上に吸収体膜２４を成膜して反射型マスクブランク３０を作製することができる。
［符号の説明］
１０ マスクブランク用基板
２０ 多層反射膜付き基板
２１ 多層反射膜
２２ 保護膜
２３ 裏面導電膜
２４ 吸収体膜
２７ 吸収体パターン
３０ 反射型マスクブランク
４０ 反射型マスク
１００ ＣＡＲＥ加工装置
１２４ 処理槽
１２６ 触媒定盤
１２８ ガラス基板（被加工物）
１３０ 基板ホルダ
１３２ 回転軸
１４０ 基材
１４２ 白金
１７０ ヒータ
１７２ 熱交換器
１７４ 処理液供給ノズル
１７６ 流体流路
１０ マスクブランク用基板
２０ 多層反射膜付き基板
２１ 多層反射膜
２２ 保護膜
２３ 裏面導電膜
２４ 吸収体膜
２７ 吸収体パターン
３０ 反射型マスクブランク
４０ 反射型マスク
１００ ＣＡＲＥ加工装置
１２４ 処理槽
１２６ 触媒定盤
１２８ ガラス基板（被加工物）
１３０ 基板ホルダ
１３２ 回転軸
１４０ 基材
１４２ 白金
１７０ ヒータ
１７２ 熱交換器
１７４ 処理液供給ノズル
１７６ 流体流路
Claims (10)
- リソグラフィーに使用されるマスクブランク用基板の主表面上に、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した多層反射膜を有する多層反射膜付き基板であって、
前記多層反射膜付き基板の表面は、３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉが１８０×１０－３ｎｍ３以下であり、且つ空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値が５０ｎｍ４以下であることを特徴とする多層反射膜付き基板。 - 前記多層反射膜付き基板の表面は、３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１μｍ－１以上５μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉが１１５×１０－３ｎｍ３以下であることを特徴とする請求項１記載の多層反射膜付き基板。
- 前記空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下におけるパワースペクトル密度が、略単調減少の特性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の多層反射膜付き基板。
- リソグラフィーに使用されるマスクブランク用基板の主表面上に、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した多層反射膜を有する多層反射膜付き基板であって、
前記多層反射膜付き基板の表面は、１μｍ×１μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉが１５０×１０－３ｎｍ３以下であり、且つ空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値が９ｎｍ４以下であることを特徴とする多層反射膜付き基板。 - 前記空間周波数１０μｍ－１以上１００μｍ－１以下におけるパワースペクトル密度が、略単調減少の特性を有することを特徴とする請求項４に記載の多層反射膜付き基板。
- 前記多層反射膜上に保護膜を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の多層反射膜付き基板。
- 請求項１乃至６のいずれか一に記載の多層反射膜付き基板の前記多層反射膜上又は前記保護膜上に、転写パターンとなる吸収体膜を有することを特徴とする反射型マスクブランク。
- リソグラフィーに使用されるマスクブランク用基板の主表面上に、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した多層反射膜及び吸収体膜を含む反射型マスクブランクであって、
前記吸収体膜の表面は、３μｍ×３μｍの領域を原子間力顕微鏡で測定して得られる空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の積分値Ｉが８００×１０－３ｎｍ３以下であり、且つ空間周波数１μｍ－１以上１０μｍ－１以下のパワースペクトル密度（ＰＳＤ）の最大値が５０ｎｍ４以下であることを特徴とする反射型マスクブランク。 - 請求項７又は８に記載の反射型マスクブランクにおける前記吸収体膜をパターニングして、前記多層反射膜上又は前記保護膜上に吸収体パターンを有することを特徴とする反射型マスク。
- 請求項９に記載の反射型マスクを用いて、露光装置を使用したリソグラフィープロセスを行い、被転写体上に転写パターンを形成する工程を有する半導体装置の製造方法。
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