(57)【要約】  吸収層の膜厚を最適化することにより、パターン特性に影響がない範囲で、吸収層の膜厚を、従来の膜厚と比較して薄膜化可能としたＥＵＶマスクブランクの提供。  ＥＵＶ光を反射する反射層と、ＥＵＶ光を吸収する吸収層とが、この順に形成されたＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクであって、前記吸収層の膜厚が、１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における平均光線反射率が４．０％以下、かつ、極小値となる膜厚に対して、±２．０％の範囲内となるように設定されていることを特徴とするＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランク。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＵＶ光を反射する反射層と、ＥＵＶ光を吸収する吸収層とが、この順に形成されたＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクであって、
前記吸収層の膜厚が、１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における平均光線反射率が４．０％以下、かつ、極小値となる膜厚に対して、±２．０％の範囲内となるように設定されていることを特徴とするＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランク。
【請求項２】
ＥＵＶ光を反射する反射層と、ＥＵＶ光を吸収する吸収層と、マスクパターンの検査光（波長１９０〜２６０ｎｍ）に対する低反射層とが、この順に形成されたＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクであって、
前記吸収層および前記低反射層の合計膜厚が、１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における平均光線反射率が４．０％以下、かつ、極小値となる合計膜厚に対して、±２．０％の範囲内となるように設定されていることを特徴とするＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランク。
【請求項３】
前記吸収層が、タンタル（Ｔａ）および窒素（Ｎ）を主成分とする請求項１または２に記載のＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランク。
【請求項４】
前記低反射層が、タンタル（Ｔａ）および酸素（Ｏ）を主成分とする請求項２または３に記載のＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランク。
【請求項５】
前記吸収層の膜厚が、４６ｎｍ以上、８０ｎｍ以下である請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランク。
【請求項６】
前記吸収層および前記低反射層の合計膜厚が、４６ｎｍ以上、８０ｎｍ以下である請求項２乃至４のいずれか１項に記載のＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランク。
【請求項７】
前記反射層と前記吸収層との間に、前記吸収層へのパターン形成時に前記反射層を保護するための保護層が形成されており、
前記保護層が、Ｒｕ、Ｒｕ化合物、ＳｉＯ2およびＣｒ化合物の群から選ばれる少なくとも１種で形成される請求項１乃至６のいずれか１項に記載のＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造等に使用されるＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ：極端紫外）リソグラフィ用反射型マスクブランク（以下、本明細書において、「ＥＵＶマスクブランク」ともいう。）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体産業において、Ｓｉ基板等に微細なパターンからなる集積回路を形成する上で必要な微細パターンの転写技術として、可視光や紫外光を用いたフォトリソグラフィ法が用いられてきた。しかし、半導体デバイスの微細化が加速している一方で、従来のフォトリソグラフィ法の限界に近づいてきた。フォトリソグラフィ法の場合、パターンの解像限界は露光波長の１／２程度であり、液浸法を用いても露光波長の１／４程度と言われており、ＡｒＦレーザ（波長：１９３ｎｍ）の液浸法を用いても、その波長は４５ｎｍ程度が限界と予想される。そこで４５ｎｍよりも短い波長を用いる次世代の露光技術として、ＡｒＦレーザよりさらに短波長のＥＵＶ光を用いた露光技術であるＥＵＶリソグラフィが有望視されている。本明細書において、ＥＵＶ光とは、軟Ｘ線領域または真空紫外線領域の波長の光線をさし、具体的には波長１０〜２０ｎｍ程度、特に１３．５ｎｍ±０．３ｎｍ程度の光線を指す。【０００３】
ＥＵＶ光は、あらゆる物質に対して吸収されやすく、かつこの波長で物質の屈折率が１に近いため、従来の可視光または紫外光を用いたフォトリソグラフィのような屈折光学系を使用できない。このため、ＥＵＶ光リソグラフィでは、反射光学系、すなわち反射型フォトマスクとミラーとが用いられる。【０００４】
マスクブランクは、フォトマスク製造用に用いられるパターニング前の積層体である。ＥＵＶマスクブランクの場合、ガラス製等の基板上にＥＵＶ光を反射する反射層と、ＥＵＶ光を吸収する吸収層と、がこの順で形成された構造を有している。反射層としては、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層することで、ＥＵＶ光を層表面に照射した際の光線反射率が高められた多層反射膜が通常使用される。吸収層には、ＥＵＶ光に対する吸収係数の高い材料、具体的にはたとえば、Ｔａを主成分とする材料が用いられる。
また、ＥＵＶマスクブランクの吸収層上には、パターン検査波長（１９０〜２６０ｎｍ）に対する低反射層が形成される場合もある。この場合、低反射層には、パターン検査波長に対して低反射特性を有する材料、具体的にはＴａおよびＯを主成分とする材料が用いられる。【０００５】
ＥＵＶマスクブランクの吸収層や低反射層に要求される基本特性は、ＥＵＶ光をいかに吸収するかである。一般的に、特定のＥＵＶ波長（１３．５ｎｍ）に対して、吸収層表面や低反射層表面の光線反射率が０．５％以下であれば、十分なパターン転写特性が得られることがわかっている。上記の基本特性を満たすためには、吸収層は８０ｎｍより厚い膜厚が必要であった。吸収層の上に低反射層が形成されている場合も吸収層および低反射層は８０ｎｍより厚い合計膜厚が必要であった。
一方、ＥＵＶマスクでは、以下に示す「斜影効果」を低減するために、吸収層の膜厚（吸収層の上に低反射層が形成されている場合は吸収層および低反射層の合計膜厚）をより薄くすることが望まれている。ここで、「斜影効果」とは、ＥＵＶ露光では、入射光はマスクパターンに対して、６°の角度で入射するため、パターンの影が反射強度分布に影響を与え、転写ウエハ上の線幅精度が悪化するという問題である。斜影効果による問題を解決する方法として、露光光の低反射部となる吸収膜のＥＵＶ反射率が極小値付近となるように吸収膜の膜厚を設定する方法がある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】日本特開２００５−２６８２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、吸収膜の膜厚、特に、２層以上の薄膜からなる吸収膜の最上層の膜厚を最適化することにより、ＥＵＶ反射率の極小値を得ているが、これは膜厚変化に対する、ＥＵＶ反射率の変化を小さくするための技術であり、実質的に吸収膜の膜厚、すなわち、ＥＵＶマスクブランクの吸収層の膜厚（吸収層の上に低反射層が形成されている場合は吸収層および低反射層の合計膜厚）をより薄くできているわけではない。【０００８】
一方、近年、パターン転写特性に関して、特定の波長（１３．５ｎｍ）における光線反射率ではなく、特定範囲の波長域（１３．３〜１３．７ｎｍ）における平均光線反射率の方が、パターン特性に影響を与えることがわかってきている。上記の波長域における平均光線反射率が４．０％以下であれば、パターン特性には問題ないことが予測されている。【０００９】
本発明は、上記した従来技術の問題点を解決するため、吸収層の膜厚を最適化することにより、パターン特性に影響がない範囲で、吸収層の膜厚を、従来の膜厚と比較して薄膜化可能としたＥＵＶマスクブランクの提供を目的とする。
また、本発明は、吸収層および低反射層の合計膜厚を最適化することにより、パターン特性に影響がない範囲で、吸収層および低反射層の合計膜厚を、従来の膜厚と比較して薄膜化可能としたＥＵＶマスクブランクの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ＥＵＶマスクブランクの吸収層の膜厚を、特定のＥＵＶ波長範囲における平均光線反射率が極小値となる膜厚に対して±２．０％の範囲内となるように設定することにより、パターン特性に影響がない範囲で、従来の吸収層の膜厚よりも薄膜化できることを見出した。
また、ＥＵＶマスクブランクの吸収層および低反射層の合計膜厚を、特定のＥＵＶ波長範囲における平均光線反射率が極小値となる合計膜厚に対して±２．０％の範囲内となるように設定することにより、パターン特性に影響がない範囲で、従来の吸収層および低反射層の合計膜厚よりも薄膜化できることを見出した。【００１１】
本発明は、上記の知見に基づいてなされたものであり、本発明は、ＥＵＶ光を反射する反射層と、ＥＵＶ光を吸収する吸収層とが、この順に形成されたＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクであって、
前記吸収層の膜厚が、１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における平均光線反射率が４．０％以下、かつ、極小値となる膜厚に対して、±２．０％の範囲内となるように設定されていることを特徴とするＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランク（第１の形態のＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランク）を提供する。【００１２】
また、本発明は、ＥＵＶ光を反射する反射層と、ＥＵＶ光を吸収する吸収層と、マスクパターンの検査光（波長１９０〜２６０ｎｍ）に対する低反射層とが、この順に形成されたＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクであって、
前記吸収層および前記低反射層の合計膜厚が、１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における平均光線反射率が４．０％以下、かつ、極小値となる合計膜厚に対して、±２．０％の範囲内となるように設定されていることを特徴とするＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランク（第２の形態のＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランク）を提供する。
上記した数値範囲を示す「〜」とは、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用され、特段の定めがない限り、以下本明細書において「〜」は、同様の意味をもって使用される。【００１３】
前記した第１および第２の形態のＥＵＶリソグラフィ用反射型マスクブランクのことを、以下本明細書において、「本発明のＥＵＶマスクブランク」という。【００１４】
本発明のＥＵＶマスクブランクにおいて、前記吸収層が、タンタル（Ｔａ）および窒素（Ｎ）を主成分とすることが好ましい。また、本発明のＥＵＶマスクブランクにおいて、前記吸収層の膜厚が４６ｎｍ以上、８０ｎｍ以下とすることが好ましい。【００１５】
低反射層が形成された本発明のＥＵＶマスクブランクにおいて、前記低反射層が、タンタル（Ｔａ）および酸素（Ｏ）を主成分とすることが好ましい。また、低反射層が形成された本発明のＥＵＶマスクブランクにおいて、前記吸収層及び前記低反射層の合計膜厚が４６ｎｍ以上、８０ｎｍ以下とすることが好ましい。【００１６】
本発明のＥＵＶマスクブランクにおいて、前記反射層と前記吸収層との間に、前記吸収層へのパターン形成時に前記反射層を保護するための保護層が形成されていてもよい。この場合、前記保護層が、Ｒｕ、Ｒｕ化合物、ＳｉＯ2およびＣｒ化合物のいずれか１種で形成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のＥＵＶマスクブランクでは、パターン特性に影響を及ぼすことなしに、吸収層および低反射層を薄膜化できる。吸収層および低反射層の薄膜化により、斜影効果の抑制、および、それによるパターン精度の向上が期待される。さらに、吸収層および低反射層の薄膜化により、パターン形成時のレジストの厚さを薄膜化することが可能であり、パターン解像度の向上が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明のＥＵＶマスクブランクの１実施形態を示す概略断面図である。
【図２】図２は、図１に示すＥＵＶマスクブランク１の吸収層１４（および低反射層１５）にパターン形成した状態を示している。
【図３】図３は、実施例のＥＵＶマスクブランクにおける吸収層および低反射層の合計膜厚と、１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における平均光線反射率との関係を示したグラフである。
【図４】図４は、図３中、合計膜厚４３〜５１ｎｍの範囲の部分拡大図である。
【図５】図５は、図３中、合計膜厚５０〜５８ｎｍの範囲の部分拡大図である。
【図６】図６は、図３中、合計膜厚５７〜６５ｎｍの範囲の部分拡大図である。
【図７】図７は、図３中、合計膜厚６５〜７３ｎｍの範囲の部分拡大図である。
【図８】図８は、図３中、合計膜厚７２〜８０ｎｍの範囲の部分拡大図である。
【図９】図９は、図３中、合計膜厚８０〜８８ｎｍの範囲の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明を説明する。図１は、本発明のＥＵＶマスクブランクの１実施形態を示す概略断面図である。図１に示すマスクブランク１は、基板１１上にＥＵＶ光を反射する反射層１２と、ＥＵＶ光を吸収する吸収層１４とがこの順に形成されている。反射層１２と吸収層１４との間には、吸収層１４へのパターン形成時に反射層１２を保護するための保護層１３が形成されている。吸収層１４上には、マスクパターンの検査光に対する低反射層１５が形成されている。但し、本発明のＥＵＶマスクブランク１において、図１に示す構成中、基板１１、反射層１２および吸収層１４のみが必須であり、保護層１３および低反射層１５は任意の構成要素である。
以下、マスクブランク１の個々の構成要素について説明する。
【００２０】
基板１１は、ＥＵＶマスクブランク用の基板としての特性を満たすことが要求される。
そのため、基板１１は、低熱膨張係数であることが要求され、具体的には、２０℃における熱膨張係数が０±０．０５×１０-7／℃が好ましく、０±０．０３×１０-7／℃がより好ましい。また、基板は、平滑性、平坦度、およびマスクブランクまたはパターン形成後のフォトマスクの洗浄等に用いる洗浄液への耐性に優れたものが好ましい。
基板１１としては、具体的には低熱膨張係数を有するガラス、例えばＳｉＯ2−ＴｉＯ2系ガラス等を用いるが、これに限定されず、β石英固溶体を析出した結晶化ガラスや石英ガラスやシリコンや金属などの基板を使用できる。
基板１１は、表面粗さ（ｒｍｓ）が０．１５ｎｍ以下の平滑な表面と、１００ｎｍ以下の平坦度を有していることがパターン形成後のフォトマスクにおいて高反射率および転写精度が得られるために好ましい。
基板１１の大きさや厚さなどはマスクの設計値等により適宜決定されるものである。後で示す実施例では外形６インチ（１５２ｍｍ）角で、厚さ０．２５インチ（６．３ｍｍ）のＳｉＯ2−ＴｉＯ2系ガラスを用いた。
基板１１の反射層１２が形成される側の表面には欠点が存在しないことが好ましい。しかし、存在している場合であっても、凹状欠点および／または凸状欠点によって位相欠点が生じないように、凹状欠点の深さおよび凸状欠点の高さが２ｎｍ以下であり、かつこれら凹状欠点および凸状欠点の大きさの半値幅が６０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２１】
反射層１２は、ＥＵＶマスクブランクの反射層として所望の特性を有するものである限り特に限定されない。ここで、反射層１２に特に要求される特性は、高ＥＵＶ光線反射率である。具体的には、ＥＵＶ光の波長領域の光線を入射角６度で反射層１２表面に照射した際に、１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における光線反射率の最大値は、６０％以上が好ましく、６５％以上がより好ましい。また、反射層１２の上に保護層１３を設けた場合であっても、１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における光線反射率の最大値は、６０％以上が好ましく、６５％以上がより好ましい。
【００２２】
反射層１２は、高ＥＵＶ光線反射率を達成できることから、通常は高屈折率層と低屈折率層を交互に複数回積層させた多層反射膜が反射層１２として用いられる。反射層１２をなす多層反射膜において、高屈折率層には、Ｓｉが広く使用され、低屈折率層にはＭｏが広く使用される。すなわち、Ｍｏ／Ｓｉ多層反射膜が最も一般的である。但し、多層反射膜はこれに限定されず、Ｒｕ／Ｓｉ多層反射膜、Ｍｏ／Ｂｅ多層反射膜、Ｍｏ化合物／Ｓｉ化合物多層反射膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ多層反射膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ／Ｍｏ多層反射膜、Ｓｉ／Ｒｕ／Ｍｏ／Ｒｕ多層反射膜なども使用できる。
【００２３】
反射層１２をなす多層反射膜を構成する各層の膜厚および層の繰り返し単位の数は、使用する膜材料および反射層に要求されるＥＵＶ光線反射率に応じて適宜選択できる。Ｍｏ／Ｓｉ反射膜を例にとると、１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における光線反射率の最大値が６０％以上の反射層１２とするには、多層反射膜は膜厚２．３±０．１ｎｍのＭｏ層と、膜厚４．５±０．１ｎｍのＳｉ層とを繰り返し単位数が３０〜６０になるように積層させればよい。
【００２４】
なお、反射層１２をなす多層反射膜を構成する各層は、マグネトロンスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法など、周知の成膜方法を用いて所望の厚さになるように成膜すればよい。例えば、イオンビームスパッタリング法を用いてＭｏ／Ｓｉ多層反射膜を形成する場合、ターゲットとしてＳｉターゲットを用い、スパッタガスとしてＡｒガス（ガス圧１．３×１０-2Ｐａ〜２．７×１０-2Ｐａ）を使用して、イオン加速電圧３００〜１５００Ｖ、成膜速度０．０３〜０．３０ｎｍ／ｓｅｃで厚さ４．５ｎｍとなるようにＳｉ膜を成膜し、次に、ターゲットとしてＭｏターゲットを用い、スパッタガスとしてＡｒガス（ガス圧１．３×１０-2Ｐａ〜２．７×１０-2Ｐａ）を使用して、イオン加速電圧３００〜１５００Ｖ、成膜速度０．０３〜０．３０ｎｍ／ｓｅｃで厚さ２．３ｎｍとなるようにＭｏ膜を成膜するのが好ましい。これを１周期として、Ｓｉ膜およびＭｏ膜を３０〜６０周期積層させることによりＭｏ／Ｓｉ多層反射膜が成膜される。
【００２５】
反射層１２表面が酸化されるのを防止するため、反射層１２をなす多層反射膜の最上層は酸化されにくい材料の層が好ましい。酸化されにくい材料の層は反射層１２のキャップ層として機能する。キャップ層として機能する酸化されにくい材料の層の具体例としては、Ｓｉ層を例示できる。反射層１２をなす多層反射膜がＭｏ／Ｓｉ多層反射膜である場合、最上層をＳｉ層とすることによって、該最上層がキャップ層として機能する。その場合キャップ層の膜厚は、１１±２ｎｍが好ましい。
【００２６】
反射層１２と、吸収層１４との間には保護層１３を形成してもよい。保護層１３は、エッチングプロセス、通常はドライエッチングプロセスにより吸収層１４にパターン形成する際に、反射層１２がエッチングプロセスによるダメージを受けないよう、反射層１２を保護する目的で設けられる。したがって保護層１３の材質としては、吸収層１４のエッチングプロセスによる影響を受けにくい、つまりこのエッチング速度が吸収層１４よりも遅く、しかもこのエッチングプロセスによるダメージを受けにくい物質が選択される。この条件を満たす物質としては、たとえばＣｒ、Ａｌ、Ｔａ及びこれらの窒化物、Ｒｕ及びＲｕ化合物（ＲｕＢ、ＲｕＳｉ等）、ならびにＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3やこれらの混合物が例示される。保護層１３として好ましくは、Ｒｕ、Ｒｕ化合物、ＳｉＯ2およびＣｒ化合物の群から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。これらの中でも、Ｒｕ及びＲｕ化合物（ＲｕＢ、ＲｕＳｉ等）、ＣｒＮおよびＳｉＯ2が好ましく、Ｒｕ及びＲｕ化合物（ＲｕＢ、ＲｕＳｉ等）が特に好ましい。
保護層１３の厚さは１〜６０ｎｍが好ましい。
【００２７】
保護層１３は、マグネトロンスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法など周知の成膜方法を用いて成膜する。マグネトロンスパッタリング法によりＲｕ膜を成膜する場合、ターゲットとしてＲｕターゲットを用い、スパッタガスとしてＡｒガス（ガス圧１．０×１０-2Ｐａ〜１０×１０-1Ｐａ）を使用して投入電圧３０Ｖ〜１５００Ｖ、成膜速度０．０２〜１．０ｎｍ／ｓｅｃで厚さ２〜５ｎｍとなるように成膜するのが好ましい。
【００２８】
吸収層１４に特に要求される特性は、ＥＵＶ光線反射率が極めて低いことである。具体的には、ＥＵＶ光の波長領域の光線を吸収層１４表面に照射した際に、１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における平均光線反射率が４．０％以下であり、３．８％以下が好ましく、３．５％以下がより好ましい。
本発明のＥＵＶマスクブランク１のように、吸収層１４上にマスクパターンの検査光に対する低反射層１５が形成されている場合においては、ＥＵＶ光の波長領域の光線を低反射層１５表面に照射した際にも、１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における平均光線反射率が４．０％以下であり、３．８％以下が好ましく、３．５％以下がより好ましい。
【００２９】
上記の特性を達成するため、吸収層１４は、ＥＵＶ光の吸収係数が高い材料で構成される。ＥＵＶ光の吸収係数が高い材料としては、タンタル（Ｔａ）および窒素（Ｎ）を主成分とする材料が１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における平均光線反射率が４．０％以下の吸収層を形成しやすいことに加えて、吸収層の結晶状態がアモルファスになりやすく、表面粗さが小さく平滑性に優れた表面となるので好ましい。本明細書において、ＴａおよびＮを主成分とする材料と言った場合、当該材料中ＴａおよびＮを合計含有率で４０原子％（以下、原子％をａｔ％と記す。）以上、好ましくは５０ａｔ％以上、より好ましくは５５ａｔ％以上含有する材料を意味し、ＴａＮが例示される。
吸収層１４に用いるＴａおよびＮを主成分とする材料は、ＴａおよびＮ以外にハフニウム（Ｈｆ）、珪素（Ｓｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、硼素（Ｂ）および水素（Ｈ）から選ばれる少なくとも一種の元素を含んでも良い。ＴａおよびＮ以外に上記の元素を含有する材料の具体例としては、例えば、ＴａＮＨ、ＴａＨｆＮ、ＴａＢＳｉＮ、ＴａＢＳｉＮＨ、ＴａＢＮ、ＴａＢＮＨ、ＴａＳｉＮ、ＴａＧｅＮ、ＴａＺｒＮなどが挙げられる。
【００３０】
上記した構成の吸収層１４、すなわち、ＴａおよびＮを主成分とする材料で構成される吸収層は、公知の成膜方法、例えば、マグネトロンスパッタリング法またはイオンビームスパッタリング法により形成できる。
例えば、吸収層１４として、マグネトロンスパッタリング法を用いてＴａＮＨ膜を形成する場合、ターゲットとしてＴａターゲットを用い、スパッタガスとして、ＡｒとＮ2とＨ2の混合ガス（Ｈ2ガス濃度１〜５０ｖｏｌ％、Ｎ2ガス濃度１〜８０ｖｏｌ％、Ａｒガス濃度５〜９５ｖｏｌ％、ガス圧１．０×１０-1Ｐａ〜５０×１０-1Ｐａ）を使用して、投入電力３０〜３０００Ｗ、成膜速度０．５〜６０ｎｍ／ｍｉｎで、後述する膜厚となるようにＴａＮＨ膜を成膜することが好ましい。
なお、Ａｒ以外の不活性ガスを使用する場合、その不活性ガスの濃度が上記したＡｒガス濃度と同じ濃度範囲にするのが好ましい。また、複数種類の不活性ガスを使用する場合、不活性ガスの合計濃度を上記したＡｒガス濃度と同じ濃度範囲にするのが好ましい。
【００３１】
低反射層１５はマスクパターンの検査に使用する検査光において、低反射となるような膜で構成される。ＥＵＶマスクを作製する際、吸収層にパターンを形成した後、このパターンが設計通りに形成されているかどうか検査する。このマスクパターンの検査では、検査光として通常１９０〜２６０ｎｍ程度の光を使用した検査機が使用される。つまり、この１９０〜２６０ｎｍ程度の光の反射率の差、具体的には、吸収層１４がパターン形成により除去されて露出した面と、パターン形成により除去されずに残った吸収層１４表面と、の反射率の差によって検査される。ここで、前者は反射層１２表面または保護層１３表面であり、通常は保護層１３表面である。したがって、検査光の波長に対する反射層１２表面または保護層１３表面と、吸収層１４表面と、の反射率の差が小さいと検査時のコントラストが悪くなり、正確な検査が出来ないことになる。
【００３２】
上記した構成の吸収層１４、すなわち、ＴａおよびＮを主成分とする材料で構成される吸収層は、ＥＵＶ光線反射率が極めて低く、ＥＵＶマスクブランク１の吸収層として優れた特性を有しているが、検査光の波長について見た場合、光線反射率が必ずしも十分低いとは言えない。この結果、検査光の波長での吸収層１４表面の反射率と、反射層１２表面または保護層１３表面の反射率と、の差が小さくなり、検査時のコントラストが十分得られない可能性がある。検査時のコントラストが十分得られないと、マスク検査においてパターンの欠陥を十分判別できず、正確な欠陥検査を行えないことになる。
【００３３】
本発明のＥＵＶマスクブランク１では、吸収層１４上に検査光における低反射層１５を形成することにより、検査光の波長での光線反射率が極めて低くなり、検査時のコントラストが良好となる。
本明細書において、検査時のコントラストは下記式を用いて求めることができる。
検査時のコントラスト（％）＝（（Ｒ2−Ｒ1）／（Ｒ2＋Ｒ1））×１００
ここで、検査光の波長におけるＲ2は反射層１２表面または保護層１３表面での反射率であり、Ｒ1は低反射層１５表面での反射率である。なお、上記Ｒ1およびＲ2は、図１に示すＥＵＶマスクブランク１のように、吸収層１４上にマスクパターンの検査光に対する低反射層１５が形成されている場合、図２に示すように、ＥＵＶマスクブランク１の吸収層１４および低反射層１５にパターンを形成した状態で測定する。上記Ｒ2は、図２中、パターン形成によって吸収層１４および低反射層１５が除去され、外部に露出した反射層１２表面または保護層１３表面で測定した値であり、Ｒ1はパターン形成によって除去されずに残った低反射層１５表面で測定した値である。なお、吸収層の上に低反射層が形成されていない場合には、吸収層にパターンを形成した状態で測定する。
本発明のＥＵＶマスクブランクが低反射層を有する場合、上記式で表される検査時のコントラストが、３０％以上が好ましく、４５％以上がより好ましく、６０％以上がさらに好ましく、８０％以上が特に好ましい。
なお、検査時のコントラストが上記を満たすためには、検査光の波長の光線を低反射層１５表面に照射した際の該検査光の波長の最大光線反射率は、１５％以下が好ましく、１０％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましい。
【００３４】
低反射層１５は、上記の特性を達成するため、検査光の波長の屈折率が吸収層１４よりも低い材料で構成される。検査光の波長の屈折率が吸収層１４よりも低い材料としては、タンタル（Ｔａ）および酸素（Ｏ）を主成分とする材料を用いることが、検査光の波長の最大光線反射率が１５％以下の低反射層を形成しやすいことに加えて、低反射層の結晶状態がアモルファスになりやすく、表面粗さが小さく平滑性に優れた表面となるので好ましい。本明細書において、ＴａおよびＯを主成分とする材料と言った場合、当該材料中ＴａおよびＯを合計含有率で４０ａｔ％以上、好ましくは５０ａｔ％以上、より好ましくは５５ａｔ％以上含有する材料を意味し、ＴａＯが例示される。
低反射層１５に用いるＴａおよびＯを主成分とする材料は、ＴａおよびＯ以外にＨｆ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｇｅ、Ｂ、ＮおよびＨから選ばれる少なくとも一種の元素を含んでも良い。ＴａおよびＯ以外に上記の元素を含有する材料の具体例としては、例えば、ＴａＯＮ、ＴａＯＮＨ、ＴａＨｆＯ、ＴａＨｆＯＮ、ＴａＢＳｉＯ、ＴａＢＳｉＯＮ等が挙げられる。
【００３５】
上記した構成の低反射層１５は、すなわち、ＴａおよびＯを主成分とする材料で構成される低反射層は、公知の成膜方法、例えば、マグネトロンスパッタリング法またはイオンビームスパッタリング法により形成できる。
例えば、低反射層１５として、マグネトロンスパッタリング法を用いてＴａＯＮＨ膜を形成する場合、ターゲットとして、Ｔａターゲットを用い、スパッタガスとして、ＡｒとＯ2とＮ2とＨ2の混合ガス（Ｈ2ガス濃度１〜５０ｖｏｌ％、Ｏ2ガス濃度１〜８０ｖｏｌ％、Ｎ2ガス濃度１〜８０ｖｏｌ％、Ａｒガス濃度５〜９５ｖｏｌ％、ガス圧１．０×１０-1Ｐａ〜５０×１０-1Ｐａ）を使用して、投入電力３０〜３０００Ｗ、成膜速度０．０１〜６０ｎｍ／ｍｉｎで、後述する膜厚となるようにＴａＯＮＨ膜を成膜することが好ましい。
なお、Ａｒ以外の不活性ガスを使用する場合、その不活性ガスの濃度が上記したＡｒガス濃度と同じ濃度範囲にすることが好ましい。
【００３６】
上述したように、本発明のＥＵＶマスクブランクは、吸収層での１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における平均光線反射率が４．０％以下となる。また、吸収層上に低反射層が形成されている場合、該低反射層での１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における平均光線反射率が４．０％以下となる。
後述する実施例の図３に示すように、吸収層上に低反射層が形成されている場合、低反射層での１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における平均光線反射率は、吸収層および低反射層の合計膜厚に対し依存性があり、周期的に増減を繰り返しながら（すなわち、極大値と極小値との間で増減を繰り返しながら）、合計膜厚が増加するにつれて減少していく。
したがって、吸収層上に低反射層が形成されたＥＵＶマスクブランクの場合、低反射層での１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における平均光線反射率が４．０％以下となるように、吸収層および低反射層の合計膜厚を設定する必要がある。
吸収層上に低反射層を形成していない吸収層での１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における平均光線反射率も同様であり、吸収層の膜厚に対し依存性があり、周期的に増減を繰り返しながら（すなわち、極大値と極小値との間で増減を繰り返しながら）、合計膜厚が増加するにつれて減少していく。
したがって、吸収層上に低反射層が形成されていないＥＵＶマスクブランクの場合、吸収層での１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における平均光線反射率が４．０％以下となるように、吸収層の膜厚を設定する必要がある。
【００３７】
本発明のＥＵＶマスクブランクでは、さらに、１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における平均光線反射率が極小値となる膜厚に対して、±２．０％の範囲内となるように、吸収層の膜厚、あるいは、吸収層および低反射層の合計膜厚を設定する。
吸収層上に低反射層が形成されていないＥＵＶマスクブランクの場合、吸収層での１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における平均光線反射率が極小値となる膜厚に対して、±２．０％の範囲内となるように、吸収層の膜厚を設定する。
ここで、「平均光線反射率が極小値となる膜厚に対して、±２．０％の範囲内」とは、別の言い方をすると、平均光線反射率が極小値となる膜厚を１００．０％としたときに、９８．０％〜１０２．０％の膜厚の範囲に相当する。
吸収層上に低反射層が形成されたＥＵＶマスクブランクの場合、低反射層での１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における平均光線反射率が極小値となる合計膜厚に対して、±２．０％の範囲内となるように、吸収層および低反射層の合計膜厚を設定する。
【００３８】
上述したように、十分なパターン転写特性を得るためには、吸収層表面（吸収層上に低反射層が形成されている場合は低反射層表面）での特定のＥＵＶ波長の光線反射率、具体的には、波長１３．５ｎｍの光線反射率を０．５％以下とする必要があると従来は考えられていた。これを満たすためには、吸収層の膜厚（吸収層上に低反射層が形成されている場合は吸収層および低反射層の合計膜厚）を８０ｎｍより厚くする必要があり、斜影効果の問題があった。
これに対し、波長１３．５ｎｍの光線反射率が極小値付近となるように、吸収層の膜厚、あるいは、吸収層および低反射層の合計膜厚を設定すれば、十分なパターン転写特性が得られるというのが、特許文献１における考え方である。
特許文献１は、このような考え方に基づき、吸収層、あるいは、吸収層および低反射層の薄膜化を期待したものであるが、特許文献１の段落番号［００２２］に記載されているように、ＯＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ  ｄｅｎｓｉｔｙ）値の極大値付近の幅は狭く、膜厚の変化によりＯＤ値は変化しやすく、膜厚の制御には厳しい精度が求められる。ここで、ＯＤ値と光線反射率は直接関連するので、波長１３．５ｎｍの光線反射率の極小値付近の幅は狭いうえ、膜厚の変化により該光線反射率が変化することが示されていると言える。したがって、特許文献１では、膜厚の制御に厳しい精度が求められるため、吸収層、あるいは、吸収層および低反射層の薄膜化は困難であるとされている。
【００３９】
これに対し、本発明のＥＵＶマスクブランクでは、１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における平均光線反射率が極小値となる膜厚に対して、±２．０％の範囲内となるように、吸収層の膜厚、あるいは、吸収層および低反射層の合計膜厚を設定する。
後述する実施例の図３〜９、特に、図４〜９に示すように、１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における平均光線反射率の場合、吸収層および低反射層の合計膜厚の変化に対する該平均光線反射率の変化、特に極小値付近での平均光線反射率の変化がゆるやかである。この点に関して、後述する実施例の図４〜９では、平均光線反射率が極小値となる合計膜厚に対して、±２．０％となる合計膜厚の範囲をグレートーンで示している。後述する実施例の表に示すように、当該範囲における平均光線反射率の変化は最大でも０．３％ときわめて小さい。このような平均光線反射率のきわめて小さい変化であれば、パターン特性に影響を及ぼすことはないと考えられる。
吸収層上に低反射層が形成されていないＥＵＶマスクブランクの場合も同様であり、吸収層の膜厚に対する１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における平均光線反射率、特に極小値付近での平均光線反射率の変化がゆるやかであり、平均光線反射率が極小値となる膜厚に対して、±２．０％となる吸収層の膜厚の範囲であれば、当該範囲における平均光線反射率の変化はきわめて小さく、パターン特性に影響を及ぼすことはないと考えられる。
【００４０】
後述する実施例の図３に示すように、１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における平均光線反射率は、吸収層および低反射層の合計膜厚によって、複数の異なる極小値を取るが、該極小値における平均光線反射率が４．０％以下である限り、どの極小値に対して吸収層および低反射層の合計膜厚を設定してもよい。この点については、吸収層上に低反射層が形成されていないＥＵＶマスクブランクの場合も同様である。
但し、吸収層および低反射層を薄膜化するためには、吸収層の膜厚、あるいは、吸収層および低反射層の合計膜厚が８０ｎｍ以下、より好ましくは、７５ｎｍ以下、さらに好ましくは７０ｎｍ以下となるように、１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における平均光線反射率が極小値となる吸収層の膜厚、あるいは、吸収層および低反射層の合計膜厚を選択することが好ましい。なお、吸収層の膜厚の下限は、吸収層としての機能面および４．０％以下の平均光線反射率を得られるようにするという面から４６ｎｍ以上が好ましく、また吸収層および低反射層の合計膜厚の下限は、吸収層としての機能面および４．０％以下の平均光線反射率を得られるようにするという面から４６ｎｍ以上が好ましい。
【００４１】
吸収層上に低反射層が形成されたＥＵＶマスクブランクの場合、低反射層の膜厚が吸収層の膜厚よりも厚いと、吸収層でのＥＵＶ光吸収特性が低下するおそれがあるので、低反射層の膜厚は吸収層の膜厚よりも薄いことが好ましい。このため、低反射層の膜厚は１〜２０ｎｍであることが好ましく、１〜１５ｎｍであることがより好ましく、１〜１０ｎｍであることがさらに好ましい。
【００４２】
本発明のＥＵＶマスクブランクは、反射層、吸収層、ならびに必要に応じて形成される保護層および低反射層以外に、ＥＵＶマスクブランクの分野において公知の機能膜を有していてもよい。このような機能膜の具体例としては、例えば、特表２００３−５０１８２３号公報に記載されているもののように、基板の静電チャッキングを促すために、基板の裏面側に施される高誘電性コーティングが挙げられる。ここで、基板の裏面とは、図１の基板１１において、反射層１２が形成されている側とは反対側の面を指す。このような目的で基板の裏面に施す高誘電性コーティングは、シート抵抗が１００Ω／□以下となるように、構成材料の電気伝導率と厚さを選択する。高誘電性コーティングの構成材料としては、公知の文献に記載されているものから広く選択できる。例えば、特表２００３−５０１８２３号公報に記載の高誘電率のコーティング、具体的には、シリコン、ＴｉＮ、モリブデン、クロム、ＴａＳｉからなるコーティングを適用できる。高誘電性コーティングの厚さは、例えば１０〜１０００ｎｍとできる。
高誘電性コーティングは、公知の成膜方法、例えば、マグネトロンスパッタリング法、イオンビームスパッタリング法といったスパッタリング法、ＣＶＤ法、真空蒸着法、電解メッキ法を用いて形成できる。
【実施例】
【００４３】
以下、実施例により本発明を詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
本実施例では、図１に示すＥＵＶマスクブランク１の吸収層１４としてＴａＮＨ膜、低反射層１５としてＴａＯＮＨ膜を形成した場合について、ＥＵＶ光線反射率の膜厚依存性、より具体的には、１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における平均光線反射率の吸収層１４および低反射層１５の合計膜厚に対する依存性を計算で求めた。ここで、低反射層１５は、パターン検査光の波長（１９０〜２６０ｎｍ）の最大光線反射率を１０％以下とするため、膜厚を７ｎｍと固定し、吸収層１４の膜厚のみを変化させた。なお、吸収層の組成比（原子比）は、Ｔａ：Ｎ：Ｈ＝５５：３９：６であり、低反射層の組成比（原子比）は、Ｔａ：Ｏ：Ｎ：Ｈ＝２２：６５：５：８とした。
１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における平均光線反射率は、１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における光線反射率の積分値を算出し、積分値を算出する際に用いたデータ数で除した値とした。【００４４】
図３に、横軸を吸収層（ＴａＮＨ膜）および低反射層（ＴａＯＮＨ膜）の合計膜厚（ｎｍ）、縦軸を１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における平均光線反射率（％）とした、平均光線反射率の膜厚依存性を示す。図３に示すように、１３．３〜１３．７ｎｍの波長域における平均光線反射率は、吸収層および低反射層の合計膜厚に対し依存性があり、周期的に増減を繰り返しながら（すなわち、極大値と極小値との間で増減を繰り返しながら）、合計膜厚が増加するにつれて減少していく。
図４〜９は、図３における平均光線反射率の極小値付近を示した部分拡大図である。図４〜９は、それぞれ、吸収層および低反射層の合計膜厚が、４３〜５１ｎｍ、５０〜５８ｎｍ、５７〜６５ｎｍ、６５〜７３ｎｍ、７２〜８０ｎｍ、８０〜８８ｎｍの範囲の部分拡大図であり、極小値は、それぞれ、４７ｎｍ付近、５４ｎｍ付近、６２ｎｍ付近、６９ｎｍ付近、７６ｎｍ付近、および８３ｎｍ付近に存在している。また、それぞれの合計膜厚範囲における極小値付近の平均光線反射率は、いずれも４．０％以下であり、ＥＵＶマスクブランクの要求特性を満たす。これらの極小値のうち、合計膜厚８３ｎｍ付近のものは、従来のＥＵＶマスクブランクでの吸収層および低反射層の合計膜厚と同等程度であるため、吸収層および低反射層の薄膜化とはならない。実質的に薄膜化が可能な膜厚としては、７６ｎｍ付近、６９ｎｍ付近、６２ｎｍ付近、５４ｎｍ付近および４７ｎｍ付近が好適である。【００４５】
図４〜９には、平均光線反射率が極小値となる合計膜厚に対して、±２．０％となる合計膜厚の範囲をグレートーンで示している。図４〜９において、平均光線反射率が極小値となる膜厚と、平均光線反射率が極小値となる膜厚に対して±２．０％となる膜厚、および、それらの膜厚における平均光線反射率を見積もった。その結果を下記表に示す。
なお、表１は、吸収層および低反射層の合計膜厚が４３〜５１ｎｍの場合、表２は、同合計膜厚が５０〜５８ｎｍの場合、表３は、同合計膜厚が５７〜６５ｎｍの場合、表４は、同合計膜厚が６５〜７３ｎｍの場合、表５は、同合計膜厚が７２〜８０ｎｍの場合、表６は、同合計膜厚が８０〜８８ｎｍの場合について、それぞれの値を示した。
【表１】
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【表２】
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【表３】
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【表４】
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【表５】
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【表６】
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上記表から明らかなように、平均光線反射率が極小値となるいずれの合計膜厚においても、該合計膜厚に対して±２．０の膜厚範囲であれば、平均光線反射率が４．０％以下であり、かつ、極小値となる平均光線反射率との差が最大でも０．３％ときわめて小さいため、パターン特性が悪化することはない。特に、吸収層および低反射層の合計膜厚が８０ｎｍ以下の範囲で、平均光線反射率が極小値となるように設定すれば、パターン特性が悪化することなく、吸収層の薄膜化が可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明によれば、ＥＵＶマスクブランクの吸収層および低反射層の薄膜化により、斜影効果の抑制、および、それによるパターン精度の向上が期待され、ＥＵＶ光リソグラフィ用の反射型フォトマスクとして有用である。
なお、２０１１年２月２４日に出願された日本特許出願２０１１−０３８４２８号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。
【符号の説明】
【００４７】
１：ＥＵＶマスクブランク
１１：基板
１２：反射層（多層反射膜）
１３：保護層
１４：吸収層
１５：低反射層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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