(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡｒＦ露光光が適用される転写用マスクを作製するために用いられるマスクブランクであって、
透光性基板上に形成される遮光層および表面反射防止層の積層構造からなる遮光膜と、前記遮光膜の上方に形成される補助遮光膜とを備え、
前記遮光膜は、遷移金属シリサイドを含有する材料からなり、膜厚が４０ｎｍ以下、かつ露光光に対する光学濃度が２．０以上、２．７以下であり、
前記遮光膜と補助遮光膜の積層構造における露光光に対する光学濃度が２．８以上であり、
前記補助遮光膜は、補助遮光層と、前記遮光膜および前記補助遮光層の間に設けられるエッチングストッパ兼マスク層とからなり、
前記エッチングストッパ兼マスク層は、クロムに、窒素、酸素のうち少なくともいずれかの元素を含む材料からなり、
前記補助遮光層は、遷移金属シリサイドを含有する材料からなる、
ことを特徴とするマスクブランク。
【請求項２】
前記遮光層は、水素を含有することを特徴とする請求項１記載のマスクブランク。
【請求項３】
前記遮光層は、遷移金属シリサイドを９０％以上含有することを特徴とする請求項１または２に記載のマスクブランク。
【請求項４】
前記遮光層中の遷移金属シリサイドは、モリブデンシリサイドであり、モリブデンの含有量が９原子％以上、４０原子％以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のマスクブランク。
【請求項５】
前記遮光層は、屈折率ｎが１．５以上２．４以下、かつ消衰係数ｋが１．８以上２．４以下である材料からなり、
前記表面反射防止層は、屈折率ｎが１．７以上２．４以下、かつ消衰係数ｋが０．７以上１．５以下である材料からなる
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のマスクブランク。
【請求項６】
前記表面反射防止層は、モリブデンシリサイドに、酸素および窒素のうちの少なくともいずれかの元素を含む材料からなることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のマスクブランク。
【請求項７】
前記表面反射防止層中のモリブデンの含有量は、１０原子％未満であることを特徴とする請求項６記載のマスクブランク。
【請求項８】
前記表面反射防止層は、膜厚が５ｎｍ以上、２０ｎｍ以下、かつ露光光に対する表面反射率が３０％以下であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のマスクブランク。
【請求項９】
前記エッチングストッパ兼マスク層は、膜中のクロムの含有量が５０原子％以下であり、かつ、膜厚が５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のマスクブランク。
【請求項１０】
前記遮光膜と補助遮光膜の積層構造における露光光に対する光学濃度が３．１以上であることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載のマスクブランク。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載のマスクブランクを用いて作製される転写用マスク。
【請求項１２】
前記遮光膜によって形成され、転写パターン領域に転写パターンを有する遮光膜パターンと、
前記補助遮光膜によって形成され、転写パターン領域の外周領域に遮光帯のパターンを有する補助遮光膜パターンと、
を備えることを特徴とする請求項１１記載の転写用マスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス等の製造において使用されるマスクブランク、及び転写用マスク等に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス等の微細化は、性能、機能の向上（高速動作や低消費電力化等）や低コスト化をもたらす利点があり、微細化はますます加速されている。この微細化を支えているのがリソグラフィ技術であり、転写用マスクは、露光装置、レジスト材料とともにキー技術となっている。
近年、半導体デバイスの設計仕様でいうＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）４５ｎｍ〜３２ｎｍ世代の開発が進められている。これはＡｒＦエキシマレーザー露光光（以下、ＡｒＦ露光光）の波長１９３ｎｍの１／４〜１／６に相当している。特にｈｐ４５ｎｍ以降の世代では従来の位相シフト法、斜入射照明法や瞳フィルター法などの超解像技術（Resolution Enhancement Technology：RET）と光近接効果補正（Optical Proximity Correction : OPC）技術の適用だけでは不十分となってきており、超高ＮＡ技術（液浸リソグラフィ）が必要となってきている。
【０００３】
ところで、半導体製造に必要な回路パターンは、複数のフォトマスク（レチクル）パターンによって半導体ウェハに順次露光される。例えば、所定のレチクルがセットされた縮小投影露光装置（露光装置）は、ウェハ上の被投影領域を次々とずらしながら繰り返しパターンを投影露光する（ステップ・アンド・リピート方式）、または、レチクルとウェハを投影光学系に対して同期走査し、繰り返しパターンを投影露光する（ステップ・アンド・スキャン方式）が主流となっている。これらにより、半導体ウェハ内に所定個数分の集積回路チップ領域を形成する。
フォトマスク（レチクル）は、転写パターンを形成した領域と、その外周の領域と、を有する。この外周領域、即ちフォトマスク（レチクル）における四つの辺に沿った周縁の領域は、フォトマスク（レチクル）上の転写パターンをウェハ上の被投影領域を次々とずらしながら順次露光する際に、集積回路チップの形成数を増やす目的で、互いの外周領域が重なるようにして露光、転写される。通常、露光装置のマスクステージには、外周領域への露光光の照射を遮光するための遮蔽板が設けられている。しかし、遮蔽板による露光光の遮蔽では、位置精度の限界や光の回折現象の問題があり、外周領域へ露光光が漏れてしまう（この光を漏れ光という。）ことが避けられない。この外周領域への漏れ光がフォトマスクを透過してしまうと、ウェハ上のレジストを感光させてしまう恐れがある。このような重ね露光によるウェハ上のレジスト感光を防ぐ目的で、フォトマスクの外周領域には遮光帯（遮光体の帯、遮光体リング）をマスク加工にて作製する。また、この外周領域の遮光帯を形成する領域においては、重ね露光によるウェハ上のレジスト感光を抑制するには、通常、ＯＤ値（光学濃度）が３以上あると望ましいとされており、少なくとも２．８程度は必要とされている。
【０００４】
バイナリマスクの場合、遮光膜は、遮光膜の遮光性が高いため、転写パターン領域に遮光膜パターンを形成すると共に、転写パターン領域の外周の領域に遮光帯を形成する役割も有する。
遮光膜を薄膜化すると、ＯＤ値（光学濃度）が減少してしまう。クロム系の遮光膜では、一般に必要とされているＯＤ＝３ を達成するために、６０ｎｍ程度のトータルの膜厚が最低限必要であり、大幅な薄膜化は困難である（例えば、特許文献１の［０００５］欄参照）。
また、例えば、ＭｏＳｉ系材料の積層構造からなる遮光膜、例えば基板側からＭｏＳｉＮ主遮光層／ＭｏＳｉＯＮ反射防止層の積層構造からなる遮光膜等、を備えるいわゆるバイナリ型フォトマスクの場合においても、必要とされているＯＤ＝２．８を達成するために、通常６０ｎｍ程度のトータルの膜厚が最低限必要であり、大幅な薄膜化は困難である（特許文献２）。
【０００５】
一方、微細かつ高密度な転写パターンを１枚の転写用マスクに作製することにも限界が生じ始めている。このリソグラフィ技術の問題の解決手段の１つとして、ダブルパターニング／ダブル露光技術が開発されてきている。ダブルパターン／ダブル露光技術は、いずれも、１つの微細・高密度の転写パターンを２つの比較的疎なパターン（第１のパターン、第２のパターン）となるように分割し、その２つのパターンについてそれぞれ転写用マスクを作製する。そして、この２枚セットの転写用マスクで、ウェハ上のレジストに微細かつ高密度な転写パターンを転写するリソグラフィ技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２４１１３６号公報
【特許文献２】特開２００６−７８８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、半導体デバイスの設計仕様でいうＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）３２ｎｍ以降の世代のバイナリマスクにおいては、ＡｒＦ露光光の波長１９３ｎｍよりも転写用マスク上の転写パターンの線幅の方が小さく、またこれに対応するための超解像技術を採用していったことにより、転写パターン領域 （メインパターン領域）の遮光膜パターンの膜厚が厚いと、電磁界（EMF : ElectroMagnetics Field）効果に起因するバイアスが大きくなるという問題が生じてきている。電磁界（EMF）効果に係るバイアスは、ウェハ上のレジストへの転写パターン線幅のＣＤ精度に大きな影響を与える。このため、電磁界効果のシミュレーションを行い、ＥＭＦバイアスによる影響を抑制するための転写用マスクに作製する転写パターンの補正を行う必要がある。この転写パターンの補正計算は、EMFバイアスが大きいほど複雑化する。また、補正後の転写パターンもEMFバイアスが大きいほど複雑化していき、転写マスク作製に大きな負荷がかかる。EMFに起因するバイアスが大きくなることで、これらの新たな課題が発生していた。
【０００８】
他方、ダブルパターニング／ダブル露光技術を用いることで、１枚の転写用マスクに形成される転写パターンの線幅は比較的広くなるため、前記の電磁界効果に起因する問題は生じにくくはなる。しかし、特にダブル露光技術の場合においては、ウェハ上の同じレジストに２枚の転写用マスクで２回露光する。従来の縮小投影露光装置での１枚の転写用マスクを用いたウェハ上のレジストに対する露光（これをシングル露光という。）において、転写パターンの外周領域への漏れ光に起因するウェハ上の重なり露光部分では、最大４回分露光される。よって、遮光帯を通過するわずかな光量の露光光が４回露光してもウェハ上のレジストが感光しないだけの光学濃度を遮光帯で確保できていれば十分であった。これに対して、ダブル露光技術を用いた場合、２枚の転写用マスクで２回露光するため、ウェハ上の重なり露光部分には、最大８回露光されることになる。このため、ダブル露光技術に用いる転写用マスクは、遮光帯を透過する露光光が８回露光してもウェハ上のレジストが感光しないだけの光学濃度が確保されている遮光帯を有する必要がある。そして、遮光帯に必要な光学濃度は、少なくとも３．１は必要と考えられる。
【０００９】
光学濃度３．１以上を確保するには、遮光膜の膜厚を従来よりも厚くする必要がある。ダブル露光技術では、従来では困難であった転写パターンの線幅を実現する技術であるため、２つの比較的疎な転写パターンに分割しても、その転写パターン線幅にそれほど余裕があるわけではない。従来よりも遮光膜の膜厚が厚くなると、電磁界効果の影響は軽視できない。仮に、従来と同程度の膜厚でダブル露光技術に用いる遮光帯として必要な光学濃度を確保できたとしても、今後も転写パターンの微細化・高密度化は進んでいくことが予想されることから、２つに分割した転写パターン線幅でも、現状のシングル露光用の転写用マスクで問題となっている電磁界効果の影響と同じ課題が発生することが容易に予想される。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
バイナリマスクのマスク設計における光学シミュレーションは、設計された転写パターンが被転写体（ウェハ上のレジスト等）に設計通りに露光転写されるために、追加配置すべきOPCやSRAF等の補正パターンの形状やパターン線幅の補正量（バイアス量）等を算出することを大きな目的としている。このマスク設計の光学シミュレーションにTMA（Thin Mask Analysis）がある。TMAは、転写用マスクの遮光膜が、膜厚がゼロで所定の光学濃度を有しているという理想上の膜として補正パターンの形状やパターン線幅の補正量を算出するものである。理想上の膜で行う簡易的なシミュレーションであるため、シミュレーションの計算負荷が小さいという大きなメリットがある。しかし、EMF効果については考慮されていないシミュレーションであるため、EMF効果の影響が大きくなる近年の微細パターンでは、TMAのシミュレーション結果だけでは不十分であった。
【００１１】
本発明者らは、上記電磁界（EMF）効果の課題に関し、鋭意開発を行った。
まず、EMF効果の影響が小さい遮光膜であれば、TMAのシミュレーションを利用しやすくなり、EMFバイアスの補正計算の負荷を小さくすることができるということに着目した。さらに、EMF効果の影響の小さい遮光膜について研究した結果、バイナリマスクにおける遮光膜の膜厚が４０ｎｍ以下であると、EMFバイアス低減に顕著な改善効果が認められることがシミュレーションで解った。すなわち、遮光膜の膜厚が４０ｎｍ以下であると、EMFバイアスの影響を補正するための転写パターンの補正計算負荷が小さくなり、転写マスク作製の負荷も小さくなる。さらに、遮光膜の膜厚が３５ｎｍ以下であると、EMFバイアスが大幅に低減できることもシミュレーションによって判明した。しかしながら、同じ膜厚で比較して光学濃度が高い材料と考えられる金属シリサイド系（ＭｏＳｉ系、ＷＳｉ等）材料を選択しても、光学濃度が２．８で膜厚が４０ｎｍ以下である条件を満たすことは容易ではないことがわかった。さらに、金属シリサイド系材料を始めとする光学濃度が高い材料は、露光光に対する反射率が高い。遮光膜は、転写用マスク作製後において、転写パターンとして遮光膜が露出する表面の露光光に対する反射率が所定値以下（例えば、40%以下）の低反射となるようにする必要がある。薄膜化を実現するには、遮光膜は遮光層と表面反射防止層の少なくとも２層構造にする必要がある。表面反射防止層は、表面反射を低減させるためにある程度の透過率を確保する必要があるため、光学濃度の面ではあまり寄与することはできない。
【００１２】
本発明者らは、従来バイナリ転写用マスクの遮光膜に必要とされている光学濃度２．８以上であって、露光光に対する望ましい表面反射率である３０％以下であり、さらに膜厚が４０ｎｍ以下である遮光膜の実現可能性について、実験やシミュレーション等で検証を行った。その結果、既存の膜材料では全ての条件を満たすことは困難であることが判明した。しかし、遮光膜の光学濃度の下限値を従来よりも下げる（例えば、２．０以上）ことが可能であれば、露光光に対する望ましい表面反射率である３０％以下であり、さらに膜厚が４０ｎｍ以下である遮光膜は実現可能であることも分かった。ただ、バイナリ転写用マスクの遮光膜の光学濃度を下げた場合、この転写用マスクを用いて被転写体（ウェハ上のレジスト等）に露光転写を行ったときに、被転写体上で従来と遜色ない十分なコントラストを得ることができるかという検証がこれまでされていなかった。これは、従来のバイナリ転写用マスクでは、ＯＤを下げなければならないほど膜厚が薄い遮光膜の必要性があまりなかったことや、マスク作製プロセスを考慮すると、転写パターンを形成する遮光膜を遮光帯の形成にもそのまま利用することが最もシンプルであったことなどがあると考えられる。本発明者らは、この点についても実験やシミュレーションを行い、従来よりも光学濃度の下限値を下げても、遜色ないコントラストを得ることができることを突き止めた。
【００１３】
本発明は、半導体デバイスの設計仕様でいうＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）３２ｎｍ以降の世代で問題となる電磁界（EMF）効果の課題に対し、十分な改善効果を有し、しかも実用性のあるマスクブランク及び転写用マスクの提供を目的とする。
本発明者らは、半導体デバイスの設計仕様でいうＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）３２ｎｍ以降の世代で問題となる電磁界（EMF）効果の課題に対し、
転写パターン領域の転写パターンを形成するための遮光膜と、転写パターン領域の外周領域に遮光帯（遮光リング）を形成する補助のための補助遮光膜（補助遮光膜は転写パターン領域には形成されない）薄膜とを備える構成とし、
転写パターン領域の転写パターンを形成するための遮光膜は、前記課題を十分に改善し要求水準を満たすことのできる膜厚と転写に必要な光学濃度を併せ持つ薄膜で形成することによって、前記課題を十分に改善し要求水準を達成（実現）できることを見い出した。
【００１４】
また、上記に加えて、転写パターン領域の外周領域において、補助遮光膜は、遮光膜との積層で、十分な光学濃度（例えば２．８以上、好ましくは３．０以上）を有する遮光帯（遮光リング）を形成でき実用性を確保できることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【００１５】
本発明は、以下の構成を有する。
（構成１）
ＡｒＦ露光光が適用される転写用マスクを作製するために用いられるマスクブランクであって、
透光性基板上に形成される遮光層および表面反射防止層の積層構造からなる遮光膜と、前記遮光膜の上方に形成される補助遮光膜とを備え、
前記遮光膜は、膜厚が４０ｎｍ以下、かつ露光光に対する光学濃度が２．０以上、２．７以下であり、
前記遮光層は、膜厚が１５ｎｍ以上、３５ｎｍ以下であり、
前記遮光膜と補助遮光膜の積層構造における露光光に対する光学濃度が２．８以上である
ことを特徴とするマスクブランク。
（構成２）
前記表面反射防止層は、膜厚が５ｎｍ以上、２０ｎｍ以下、かつ露光光に対する表面反射率が３０％以下であることを特徴とする構成１に記載のマスクブランク。
（構成３）
前記遮光膜と補助遮光膜の積層構造における露光光に対する光学濃度が３．１以上であることを特徴とする構成１または２のいずれかに記載のマスクブランク。
（構成４）
前記遮光層は、遷移金属シリサイドを９０％以上含有する
ことを特徴とする構成１から３のいずれかに記載のマスクブランク。
（構成５）
前記遮光層中の遷移金属シリサイドは、モリブデンシリサイドであり、モリブデンの含有量が９原子％以上、４０原子％以下である
ことを特徴とする構成４に記載のマスクブランク。
（構成６）
前記表面反射防止層は、遷移金属シリサイドを主成分とする材料からなる
ことを特徴とする構成１から５のいずれかに記載のマスクブランク。
（構成７）
前記補助遮光膜は、前記遮光膜をエッチングするときに用いられるエッチングガスに対して耐性を有する
ことを特徴とする構成ｌから６のいずれかに記載のマスクブランク。
（構成８）
前記補助遮光膜は、クロムに、窒素、酸素のうち少なくともいずれかの成分を含み、膜中のクロムの含有量が５０原子％以下であり、かつ、膜厚が２０ｎｍ以上である
ことを特徴とする構成１から７のいずれかに記載のマスクブランク。
（構成９）
構成１から８のいずれかに記載のマスクブランクを用いて作製される転写用マスク。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、転写用マスクを作製する際に、ＡｒＦ露光光を適用するリソグラフィであって、半導体デバイスの設計仕様でいうＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）３２ｎｍ以降の世代において顕著となってきている電磁界（EMF）効果に係る様々な課題を解決するために薄膜化の必要な遮光膜を、被転写体（ウェハ上のレジスト等）に転写パターンを形成するために必要な最低限の光学濃度を確保するようにし、重ね露光による漏れ光の影響を低減するために必要な遮光帯を、遮光膜と補助遮光膜の積層構造によって必要な光学濃度を確保できるようにしたことにより、電磁界（EMF）効果に係る様々な課題の解決と、重ね露光による漏れ光に係る課題の解決の両立を図ることできるマスクブランクおよび転写用マスクを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明のマスクブランクの第１実施形態を示す模式的断面である。
【図２】図２は、本発明のマスクブランクの第２実施形態を示す模式的断面である。
【図３】図３は、本発明のマスクブランクの第３実施形態を示す模式的断面である。
【図４】図４は、本発明のマスクブランクの第４実施形態を示す模式的断面である。
【図５】図５は、本発明のマスクブランクの第５実施形態を示す模式的断面である。
【図６】図６は、モリブデンシリサイド金属からなる薄膜におけるモリブデン含有量    と単位膜厚当たりの光学濃度との関係を示す図である。
【図７】図７は、エッチングマスク膜成膜におけるモードを説明するための図である    。
【図８】図８は、本発明の一実施例に係る転写用マスクの製造工程を説明するための    模式的断面である。
【図９】図９は、本発明の他の実施例に係る転写用マスクの製造工程を説明するため    の模式的断面である。
【図１０】図１０は、本発明の更に他の実施例に係る転写用マスクの製造工程を説明    するための模式的断面である。
【図１１】図１１は、本発明の更に他の実施例に係る転写用マスクの製造工程を説明    するための模式的断面である。
【図１２】図１２は、本発明の更に他の実施例に係る転写用マスクの製造工程を説明    するための模式的断面である。
【図１３】図１３は、本発明の実施例４−１に係る遮光膜および表面反射防止層の各    膜厚における光学濃度と表面反射率を光学シミュレーションで算出した結果を示す図    である。
【図１４】図１４は、本発明の実施例４−１に係る遮光膜の光学濃度とコントラスト    の関係を光学シミュレーションで算出した結果を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施例４−１に係る遮光膜の各膜厚におけるＥＭＦバ    イアスを光学シミュレーションで算出した結果を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施例４−２に係る遮光膜および表面反射防止層の各    膜厚における光学濃度と表面反射率を光学シミュレーションで算出した結果を示す図    である。
【図１７】図１７は、本発明の実施例４−２に係る遮光膜の光学濃度とコントラスト    の関係を光学シミュレーションで算出した結果を示す図である。
【図１８】図１８は、本発明の実施例４−２に係る遮光膜の各膜厚におけるＥＭＦバ    イアスを光学シミュレーションで算出した結果を示す図である。
【図１９】図１９は、本発明の実施例４−３に係る遮光膜および表面反射防止層の各    膜厚における光学濃度と表面反射率を光学シミュレーションで算出した結果を示す図    である。
【図２０】図２０は、本発明の実施例４−３に係る遮光膜の光学濃度とコントラスト    の関係を光学シミュレーションで算出した結果を示す図である。
【図２１】図２１は、本発明の実施例４−３に係る遮光膜の各膜厚におけるＥＭＦバ    イアスを光学シミュレーションで算出した結果を示す図である。
【図２２】図２２は、本発明の実施例６−１に係る遮光膜および表面反射防止層の各    膜厚における光学濃度と表面反射率を光学シミュレーションで算出した結果を示す図    である。
【図２３】図２３は、本発明の実施例６−１に係る遮光膜の各膜厚におけるＥＭＦバ    イアスを光学シミュレーションで算出した結果を示す図である。
【図２４】図２４は、本発明の実施例６−２に係る遮光膜および表面反射防止層の各    膜厚における光学濃度と表面反射率を光学シミュレーションで算出した結果を示す図    である。
【図２５】図２５は、本発明の実施例６−２に係る遮光膜の光学濃度とコントラスト    の関係を光学シミュレーションで算出した結果を示す図である。
【図２６】図２６は、本発明の実施例６−２に係る遮光膜の各膜厚におけるＥＭＦバ    イアスを光学シミュレーションで算出した結果を示す図である。
【００１８】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のマスクブランクは、ＡｒＦ露光光が適用される転写用マスクを作製するために用いられるマスクブランクであって、透光性基板上に形成される遮光層および表面反射防止層の積層構造からなる遮光膜と、遮光膜の上方に形成される補助遮光膜とを備え、遮光膜は、膜厚が４０ｎｍ以下であり、かつ露光光に対する光学濃度が２．０以上、２．７以下であり、遮光層は、膜厚が１５ｎｍ以上、３５ｎｍ以下であり、遮光膜と補助遮光膜の積層構造における露光光に対する光学濃度が２．８以上であることを特徴としている。
また、本発明のマスクブランクにおいては、表面反射防止層は、膜厚が５ｎｍ以上、２０ｎｍ以下、かつ露光光に対する表面反射率が３０％以下であることが好ましい。
このような構成にすることで、半導体デバイスの設計仕様でいうＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）３２ｎｍ以降の世代で問題となる電磁界効果（EMF）の課題に対し、十分な改善効果を有し、しかも重ね露光における漏れ光の課題に対しても十分な効果を有するマスクブランク及び転写用マスクを提供することができる。
【００１９】
本発明のマスクブランクは、例えば、図１に示すように、透光性基板１上に、遮光層１１および表面反射防止層１２の積層構造の遮光膜１０と、遮光膜１０の上方に形成される補助遮光膜２０と、レジスト膜１００と、を備える。
【００２０】
本発明において、遮光膜１０は、ArF露光光が適用されるリソグラフィであって、ＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）３２ｎｍ以降の世代で問題となる、電磁界（EMF）効果の課題を改善し要求水準を満たすことのできる、膜厚及び光学濃度を併せ持つ膜である。このとき、膜厚を薄くすることによる電磁界（EMF）効果の課題改善への寄与と、光学濃度を低くすることにより転写に与える影響と、を勘案し、遮光膜１０の膜厚及び光学濃度を決定することが重要である。
膜厚を薄くすることによる電磁界（EMF）効果の課題改善への寄与と転写パターン領域に必要な光学濃度を付与することを勘案すると、遮光膜１０の膜厚の上限は４０ｎｍ以下であることが望ましい。
膜厚を薄くすることによる電磁界（EMF）効果の課題改善への寄与を勘案すると、遮光膜１０の膜厚は、３５ｎｍ以下が好ましく、３０ｎｍ以下が更に好ましい。
光学濃度を低くすることにより転写に与える影響を勘案すると、遮光膜１０の光学濃度の下限は２．０以上が好ましく、２．３（透過率0.05％）以上が好ましい。
なお、遮光膜１０の光学濃度は、膜厚が増加すると増加する関係にある（光学濃度は膜厚とほぼ比例関係にある）ので、遮光膜１０の光学濃度はその膜厚と無関係に独立して設定することができない。つまり、膜厚を薄くする要求と光学濃度を高くする要求は相反する。遮光膜１０の光学濃度は、膜厚が同じであれば高い方が好ましいのであるが、膜厚を薄くすることによる電磁界（EMF）効果の課題改善への寄与を優先し、光学濃度はぎりぎりに抑える観点からは、遮光膜１０の光学濃度は、２．７以下が好ましく、２．５以下が更に好ましく、２．３以下が更に好ましい。
【００２１】
遮光膜１０の全体での光学濃度は、ほとんど遮光層１１が寄与するものである。表面反射防止層１２は、露光装置の縮小光学系のレンズで反射される一部の露光光を遮光膜１０でさらに反射してしまうことを抑制するために設けているものであり、露光光がある程度透過するように調整されている。これにより、遮光膜１０の表面での全反射を抑制し、干渉効果を利用する等して露光光を減衰させることができている。表面反射防止層１２は、この所定の透過率が得られるように設計されていることから、遮光膜１０全体への光学濃度の寄与度は小さい。以上のことから、遮光膜１０の光学濃度の調整は、基本的に遮光層１１で行う。すなわち、遮光層１１で光学濃度２．０以上を確保できると望ましい。
遮光膜１０のＡｒＦ露光光に対する表面反射率としては、４０％以下を確保する必要性が高く、３０％以下であると好ましく、さらに２５％以下であると好ましく、遮光膜１全体の膜厚が許容範囲内であれば２０％以下が確保できると最も好ましい。
また、表面反射率を所定値（３０％）以下に抑制するためには、表面反射防止層１２の膜厚は５ｎｍ以上とする必要性が高く、表面反射率を２５％以下に抑制するには５ｎｍよりも大きいことが望ましい。また、より低反射率（２０％以下）とするには、膜厚を７ｎｍ以上とすることが望ましい。さらに、生産安定性の観点や、転写用マスクを作製した後のマスク洗浄の繰り返しによる表面反射防止層１２の膜減りを考慮すると、表面反射防止層１２の膜厚は１０ｎｍ以上あると好ましい。また、表面反射防止層１２は、層の厚さが２０ｎｍ以下であることが望ましく、１７ｎｍ以下であるとより望ましい。遮光膜１０全体の薄膜化を考慮すると１５ｎｍ以下が最も望ましい。
【００２２】
本発明においては、補助遮光膜２０は、遮光膜１０との積層構造で少なくとも光学濃度が２．８以上の遮光性を確保する必要がある。例えば、遮光膜１０が光学濃度２．０である場合、補助遮光膜２０は光学濃度が０．８以上である必要がある。遮光帯において、遮光膜１０の光学濃度と合わせて、光学濃度が２．８以上の遮光性を確保するためである。
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るマスクブランクの一例を示す。
第１の実施形態は、図１に示すように、透光性基板１上に、遮光層１１と表面反射防止層１２の積層構造からなる遮光膜１０と、遮光膜１０上に形成された補助遮光膜２０と、レジスト膜１００を有する。
【００２４】
図２は、本発明の第２の実施形態に係るマスクブランクの一例を示す。
第２の実施形態は、図２に示すように、透光性基板１上に、遮光層１１と表面反射防止層１２の積層構造からなる遮光膜１０と、遮光膜１０上に形成された補助遮光膜２０と、補助遮光膜２０上に形成されたエッチングマスク膜（ハードマスクとも称される、以下同様）３０と、エッチングマスク膜３０上に形成された密着性向上層６０と、レジスト膜１００を有する。
【００２５】
図３は、本発明の第３の実施形態に係るマスクブランクの一例を示す。
第３の実施形態は、図３に示すように、透光性基板１上に、遮光層１１と表面反射防止層１２の積層構造からなる遮光膜１０と、遮光膜１０上に形成された補助遮光膜２０と、補助遮光膜２０上に形成されたエッチングマスク膜３０と、その上に形成された第２エッチングマスク膜４０と、レジスト膜１００を有する。
【００２６】
図４は、本発明の第４の実施形態に係るマスクブランクの一例を示す。
第４の実施形態は、図４に示すように、透光性基板１上に、遮光層１１と表面反射防止層１２の積層構造からなる遮光膜１０と、遮光膜１０上に形成されたエッチングストッパ兼マスク層２１と、その上に形成された補助遮光層２２の積層構造からなる補助遮光膜２０と、補助遮光膜２０上に形成された密着性向上層６０と、レジスト膜１００を有する。  
【００２７】
図５は、本発明の第５の実施形態に係るマスクブランクの一例を示す。
第５の実施形態は、図５に示すように、透光性基板１上に、遮光層１１と表面反射防止層１２の積層構造からなる遮光膜１０と、遮光膜１０上に形成されたエッチングストッパ兼マスク層２１と、その上に形成された補助遮光層２２の積層構造からなる補助遮光膜２０と、補助遮光膜２０上に形成されたエッチングマスク膜７０と、レジスト膜１００を有する。
【００２８】
本発明において、前記遮光膜と補助遮光膜の積層層構造における露光光に対する光学濃度が３．１以上であることが好ましい。
上記第１〜第５の実施形態は、シングル露光、ダブルパターニング、ダブル露光に用いられるバイナリマスクブランク及び転写マスクに適用できる。
【００２９】
シングル露光（Single Exposure）やダブルパターニングに用いられる転写マスクの場合、遮光膜と補助遮光膜とから作製される遮光帯における光学濃度は２．８以上（透過率で０．１６％以下）であることが好ましく、さらには３．０以上（透過率で０．１％以下）であるとより好ましい。例えば、遮光膜１０の光学濃度が２．０である場合、補助遮光膜２０は、光学濃度が０．８以上であることが好ましく、さらには１．０以上であるとより好ましい。
これに対し、ダブル露光（Double Exposure）に用いられる転写マスクの場合、遮光帯における光学濃度は３．１以上（透過率で０．０８％以下）であることが好ましい。例えば、遮光膜１０の光学濃度が２．０である場合、補助遮光膜２０の光学濃度は１．１以上であることが好ましい。また、遮光帯に求められる光学濃度をより確実な３．３以上（透過率で０．０５％以下）とする場合においては、補助遮光膜２０の光学濃度を１．３以上とするとよい。さらに、遮光帯に求められる光学濃度を３．５以上（透過率で０．０３％以下）とする場合においては、補助遮光膜２０の光学濃度を１．５以上とするとよい。
【００３０】
本発明では、遮光膜１０と、補助遮光膜２０は、別の膜として構成しているため、ダブル露光（Double Exposure）など、遮光帯を形成すべき領域に高い光学濃度が必要となった場合においても、遮光膜パターン（従ってＥＭＦ特性）に影響を与えることなく、容易に対応できる。
なお、ダブルパターニングとは、ウェハに対するレジスト塗布、露光、現像、レジスト剥離の一連の工程を２回行い、パターニングを行う方法をいう。つまり、ウェハ上のレジストに対しては、従来のシングル露光と同じく、１回の転写パターンの露光が行われるものであり、漏れ光による重なり露光部分では最大４回分の露光となる。
【００３１】
本発明において、遮光層１１は、遮光性が非常に高い材料が好ましく、クロムに比べ遮光性が高い材料で構成することが好ましい。
遮光層１１は、クロム系に比べ、光学濃度の高い、遷移金属シリサイド系、Ｔａ系材料を用いることが好ましい。また、これらの材料について光学濃度を更に高めるべく開発された材料を用いることが好ましい。
本発明において、遷移金属は、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｂ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、プラチナ（Ｐｔ）の何れか一つ又は合金からなる。
遮光層１１は、遮光性を極限まで高めた材料（高ＭｏＳｉ系）が好ましい。遮光層１１は、Ｔａ系材料（ＴａＮ，ＴａＢ，ＴａＢＮ等）を用いることもできる。
本発明において、遮光層１１としては、遷移金属や、遷移金属のシリサイド、これらに窒素、酸素、炭素、水素、不活性ガス（ヘリウム，アルゴン，キセノン等）等を含む化合物、などで構成できるが、この場合、膜厚が４０ｎｍ以下であり、かつ表面反射防止層１２との組み合わせで光学濃度が２．０以上の条件を満たす膜であることが必要である。
【００３２】
本発明において、前記遮光層は、遷移金属シリサイドを９０％以上含有する材料からなることが好ましい。
表面反射防止層１２を含む遮光膜１０全体での膜厚が４０ｎｍ以下であっても光学濃度２．０以上という高い遮光性を得るためである。また、この遮光性を確保するため、遮光層１１中には、遷移金属シリサイド以外の物質（炭素、水素、酸素、窒素、不活性ガス（ヘリウム，アルゴン，キセノン等）等）の合計量は１０％未満とする必要がある。１０％未満であれば、遮光性能の低下にはほとんど影響を与えずに済むためである。
【００３３】
遮光層１１は、例えば、ＭｏＳｉ系材料を遮光層１１として用いる場合は、膜厚３４〜３０ｎｍで光学濃度２．３〜２．０、ＴａＮ系材料を遮光層１１として用いる場合は、膜厚３４〜３０ｎｍで光学濃度２．３〜２．０とできる。また、ＭｏＳｉ系材料を用いた遮光層１１と表面反射防止層１２との積層構造で膜厚が４０ｎｍ以下の遮光膜の場合、遮光層１１の膜厚が１５ｎｍ以上で光学濃度２．０以上とすることが可能である。Ｔａ系材料を用いた遮光層１１と表面反射防止層１２との積層構造で膜厚が４０ｎｍ以下の遮光膜の場合、遮光層１１の膜厚が２１ｎｍ以上で光学濃度２．０以上とすることが可能である。
現在のところ（現在開発されている最も遮光性の高い材料を用いた場合）、例えば、光学濃度を低くすることにより転写に与える影響に関し許容できる光学濃度を２．０とすると、膜厚を薄くすることによる電磁界（EMF）効果の課題改善への寄与を最大とし得る遮光膜１０の膜厚は３０ｎｍである。
【００３４】
本発明のマスクブランクにおいては、前記表面反射防止層は、遷移金属シリサイドを主成分とする材料からなることが好ましい。
表面反射防止層１２は、遮光層１１との積層構造で所定値以上の表面反射率が得られるのであれば、基本的にいずれの材料でも適用可能ではあるが、遮光層１１と同じターゲットで成膜できる材料を用いることが好ましい。遮光層１１に遷移金属シリサイド系材料を適用した場合には、表面反射防止層１２には、遷移金属シリサイド（ＭＳｉ）を主成分とする材料（ＭＳｉＯ，ＭＳｉＮ，ＭＳｉＯＮ，ＭＳｉＯＣ，ＭＳｉＣＮ，ＭＳｉＯＣＮ等）が好ましい。また、遮光層１１にＴａ系材料を適用した場合には、表面反射防止層１２には、Ｔａを主成分とする材料（ＴａＯ，ＴａＯＮ，ＴａＢＯ，ＴａＢＯＮ等）が好ましい。
【００３５】
本発明において、前記遮光膜１０または遮光層１１は、遷移金属（Ｍ）、ケイ素（Ｓｉ）に加え、炭素（Ｃ）、水素（Ｈ）の少なくとも一方を含む材料を含有することが好ましい。
遷移金属（Ｍ）、ケイ素（Ｓｉ）に加え、炭素（Ｃ）、水素（Ｈ）の少なくとも一方を含む遮光膜１０は、スパッタ成膜時に膜中に、酸化しづらい状態になっている、ケイ素炭化物（Ｓｉ−Ｃ結合）、遷移金属炭化物（Ｍ−Ｃ結合、例えばＭｏ−Ｃ結合）、水素化ケイ素（Ｓｉ−Ｈ結合）、が形成されることにより、耐光性等に優れる。また、化学結合状態として、Ｍ（遷移金属）−Ｓｉ結合、Ｓｉ−Ｓｉ結合、Ｍ−Ｍ結合、Ｍ−Ｃ結合、Ｓｉ−Ｃ結合、Ｓｉ−Ｈ結合を含んでいる。
【００３６】
本発明において、前記遮光膜１０または前記遮光層１１として、遷移金属（Ｍ）、ケイ素（Ｓｉ）に加え、炭素（Ｃ）、水素（Ｈ）の少なくとも一方を含む材料からなる膜を用いることにより、下記（１）〜（３）の作用効果が得られる。
（１）ＡｒＦエキシマレーザーを総照射量３０ｋＪ／ｃｍ２となるように連続照射した場合（即ち従前のマスクの繰り返し使用期間を超えて累積的に照射された場合）であっても、これに起因して生じる、遮光膜パターンの線幅の太り（ＣＤ変化量）は、１０ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以下に抑えることが可能となる。これにより、耐光性を向上させ、転写用マスク寿命を著しく改善できる。
（２）Ｃ及び／又はＨ（ケイ素炭化物、遷移金属炭化物、水素化ケイ素）の存在によりエッチングレートは速くなるため、レジスト膜を厚膜化することはなく、解像性や、パターン精度が悪化することはない。また、エッチング時間を短縮することができるので、遮光膜上にエッチングマスク膜を有する構成の場合、エッチングマスク膜のダメージを少なくすることができ、高精細のパターニングが可能となる。
（３）ＡｒＦエキシマレーザー光の累積的な照射によって生じる、遷移金属（例えばＭｏ）の析出を低減できるので、遷移金属（例えばＭｏ）の析出によるガラス基板や膜上への堆積物を少なくすることができる。このため、前記堆積物による欠陥を抑制できる。
【００３７】
本発明においては、炭素を含むターゲット又は炭素を含む雰囲気ガスを用いてスパッタリング成膜することによって、遷移金属、ケイ素、炭素を含み、ケイ素炭化物及び／又は遷移金属炭化物を有してなる薄膜を形成できる。
ここで、炭化水素ガスは、例えば、メタン（ＣＨ４）、エタン（Ｃ２Ｈ６）、プロパン（Ｃ３Ｈ８）、ブタン（Ｃ４Ｈ１０）等である。
炭化水素ガスを用いることにより、膜中に炭素と水素（ケイ素炭化物、遷移金属炭化物、水素化ケイ素）を導入できる。
炭素を含むターゲットを用いることにより、膜中に炭素（ケイ素炭化物、遷移金属炭化物）のみ導入できる。この場合、ＭｏＳｉＣターゲットを用いる態様の他、Ｍｏターゲット及びＳｉターゲットのいずれか一方又は双方にＣを含むターゲットを用いる態様や、ＭｏＳｉターゲット及びＣターゲットを用いる態様、が含まれる。
【００３８】
本発明においては、水素を含む雰囲気ガスを用いてスパッタリング成膜することによって、遷移金属、ケイ素、水素を含み、水素化ケイ素を有してなる薄膜を形成できる。
この方法では、膜中に水素（水素化ケイ素）のみ導入できる。
この方法では、ＭｏＳｉターゲットを用いる態様の他、Ｍｏターゲット及びＳｉターゲットを用いる態様、が含まれる。また、この方法においてさらに膜中に炭素（ケイ素炭化物、遷移金属炭化物）を含ませる場合には、ＭｏＳｉＣターゲットを用いる態様の他、Ｍｏターゲット及びＳｉターゲットのいずれか一方又は双方にＣを含むターゲットを用いる態様や、ＭｏＳｉターゲット及びＣターゲットを用いる態様、が含まれる。
【００３９】
本発明においては、前記薄膜は、前記スパッタリング成膜時の前記雰囲気ガスの圧力及び／又は電力を調整して形成されることが好ましい。
雰囲気ガスの圧力が低い（この場合成膜速度が遅い）と炭化物等（ケイ素炭化物や遷移金属炭化物）が形成されやすいと考えられる。また、電力（パワー）を低くすると炭化物等（ケイ素炭化物や遷移金属炭化物）が形成されやすいと考えられる。
本発明は、このように炭化物等（ケイ素炭化物や遷移金属炭化物）が形成され、上述した本発明の作用効果が得られるように、前記スパッタリング成膜時の前記雰囲気ガスの圧力及び／又は電力を調整する。
また、本発明は、スパッタ成膜時に膜中に安定的なＳｉ−Ｃ結合及び／又は安定的な遷移金属Ｍ−Ｃ結合が形成され、上述した本発明の作用効果が得られるように、前記スパッタリング成膜時の前記雰囲気ガスの圧力及び／又は電力を調整する。
これに対し、雰囲気ガスの圧力が高い（この場合成膜速度が速い）と炭化物等（ケイ素炭化物や遷移金属炭化物）が形成されづらいと考えられる。また、電力（パワー）を低くすると炭化物等（ケイ素炭化物や遷移金属炭化物）が形成されづらいと考えられる。
【００４０】
なお、遮光層１１中の炭素の含有量は、１原子％より多く、１０原子％未満が好ましい。遮光層１１の炭素の含有量が１原子％以下の場合には、ケイ素炭化物及び／又は遷移金属炭化物が形成されにくく、炭素の含有量が１０原子％以上である場合には遮光層の薄膜化が困難になる。
水素の含有量は、１原子％より多く、１０原子未満％が好ましい。遮光層の水素の含有量が１原子％以下の場合には、水素化ケイ素が形成されにくく、水素の含有量が１０原子％以上の場合には成膜が困難になる。
【００４１】
本発明において、前記遮光層１１中の遷移金属シリサイドは、モリブデンシリサイドであり、モリブデンの含有量が９原子％以上、４０原子％以下であることが好ましい。
クロム系に比べ、光学濃度の高い、ＭｏＳｉ系材料を用いることが好ましいからである。
【００４２】
本発明者は、モリブデンの含有量が９原子％以上、４０原子％以下であるモリブデンシリサイドを含む遮光層１１は、図６に示すとおり、単位膜厚当たりの光学濃度が大きく、ＡｒＦエキシマレーザー露光光における遮光性が相対的に大きい遮光層１１が得られること、遮光膜１０の全体膜厚が、４０ｎｍ以下（表面反射防止層１２の膜厚が５ｎｍ以上の場合、遮光層１１の膜厚は３５ｎｍ以下）という従来よりも大幅に薄い層の厚さでも所定の遮光性（光学濃度  ２．０以上）が得られることを見い出した。
モリブデンシリサイドを含む遮光層１１中のモリブデンの含有量が９原子％以上であると、ΔＯＤ＝０．０７５ｎｍ−１＠１９３．４ｎｍ以上にできる。モリブデンの含有量が１５原子％以上であると、ΔＯＤ＝０．０８ｎｍ−１＠１９３．４ｎｍ以上にできるのでより好ましい。モリブデンの含有量が２０原子％以上であると、ΔＯＤ＝０．０８２ｎｍ−１＠１９３．４ｎｍ以上にできるのでさらに好ましい。
モリブデンシリサイドを含む遮光層１１中のモリブデンの含有量は、１５原子％以上４０原子％以下が好ましく、１９原子％以上４０原子％以下がさらに好ましい。
モリブデンシリサイドは、モリブデンの含有量が高いと、耐薬性や耐洗浄性（特に、アルカリ洗浄や温水洗浄）が低下するという問題がある。転写用マスクとして使用する際の必要最低限の耐薬性、耐洗浄性を確保できるモリブデンの含有量である４０原子％以下とすることが好ましい。また、図６でも明らかなようにモリブデンシリサイドの遮光性能は、モリブデン含有量を増やしていくと所定値で頭打ちとなる。モリブデンの含有量は、モリブデンシリサイドの化学量論的に安定な比率にある程度の幅を持たせた程度である４０原子％までが上限として好ましく、それ以上の比率でモリブデンを含有させると耐薬性や耐洗浄性が低下する。
また、遮光層１１のＭｏ含有量が９原子％以上、４０原子％以下の範囲であると、この範囲外の組成に対して、相対的に、フッ素系ガスによるドライエッチングにおけるエッチング速度が大きいので好ましい。
【００４３】
なお、モリブデンシリサイドを含む遮光層は、上記の特性、作用効果を損なわない範囲（１０％未満）で、他の元素（炭素、酸素、窒素、不活性ガス（ヘリウム、水素、アルゴン、キセノン等）等）を含んでも良い。
本発明において、モリブデンシリサイドからなる遮光層１１は、層の厚さの下限側が２４ｎｍ以上であることが望ましく、２７ｎｍ以上であるとより望ましく、層の厚さの上限側が、４０ｎｍ未満であることが望ましく、３５ｎｍ未満であるとより望ましい。なお、モリブデンシリサイドからなる遮光層１１と表面反射防止層１２との積層構造で光学濃度２．０以上を確保する構成の場合においては、遮光層１１の層の厚さの下限は１５ｎｍとすることが可能である。
【００４４】
本発明において、ＭｏＳｉ系遮光層１１は、スパッタ室内のガス圧、加熱処理によって引張応力と圧縮応力を自在に制御可能である。例えば、ＭｏＳｉ系遮光層１１の膜応力を引張応力となるよう制御することによって、表面反射防止層１２（例えばＭｏＳｉＯＮ）の圧縮応力と調和が取れる。つまり、遮光膜１０を構成する各層の応力を相殺でき、遮光膜１０の膜応力を極力低減できる（実質的にゼロにできる）。
【００４５】
本発明において、酸素、窒素のうちの少なくとも一方を含むモリブデンシリサイド化合物からなる表面反射防止層１２は、ＭｏＳｉＯＮ、ＭｏＳｉＯ、ＭｏＳｉＮ、ＭｏＳｉＯＣ、ＭｏＳｉＯＣＮ等が挙げられる。これらのうちでも、耐薬品性、耐熱性の観点からはＭｏＳｉＯ、ＭｏＳｉＯＮが好ましく、ブランクス欠陥品質の観点からＭｏＳｉＯＮが好ましい。また、Ｍｏ多くすると耐洗浄性、特にアルカリ（アンモニア水等）や温水に対する耐性が小さくなる。この観点からは、表面反射防止層１２中のＭｏの含有量を極力減らすことが好ましい。
【００４６】
また、応力制御を目的として高温で加熱処理（アニール）する際、Ｍｏの含有量が多いと膜の表面が白く曇る（白濁する）現象が生じることがわかった。これは、ＭｏＯが表面に析出するためであると考えられる。このような現象を避ける観点からは、表面反射防止層１２中のＭｏの含有量は１０ａｔ％未満であることが好ましい。しかし、Ｍｏ含有量が少なすぎる場合、ＤＣスパッタリングの際の異常放電が顕著になり、欠陥発生頻度が高まる。よって、Ｍｏは正常にスパッタできる範囲で含有していることが望ましい。他の成膜技術によってはＭｏを含有せずに成膜可能な場合がある。
【００４７】
本発明において、前記遮光膜１０は、Ｔａ系材料からなることが好ましい。
遮光膜１０の全体膜厚が電磁界（ＥＭＦ）効果の影響が小さくなる膜厚である４０ｎｍ以下であり、かつ光学濃度２．０以上を確保するには、クロム系に比べ、光学濃度の高い、Ｔａ系材料を用いることが好ましいからである。
Ｔａ系の遮光膜１０は、遮光層１１と表面反射防止層１２をタンタル又はその化合物の積層構造とすることができる。タンタル化合物としては、タンタルの窒化物、酸化物、ホウ化物、炭化物等が挙げられる。
【００４８】
本発明においては、遮光膜１０は、２層で構成され、タンタルの窒化物からなる遮光層１１と、遮光層１１の上に接して形成され、タンタルの酸化物からなる表面反射防止層１２と、からなるからなる態様が含まれる。
遮光層１１のタンタルを窒化させることによって、転写マスク作製後の遮光膜１０の転写パターン側壁の酸化防止が図れる。反面、高い遮光性能を確保するためには、できる限り窒素の含有量を低くすることが望まれる。これらの点を考慮すると、遮光層中の窒素含有量は、１原子％以上２０原子％以下が好ましく、５原子％以上１０原子％以下であるとより好ましい。
酸素を５０原子％以上含有するタンタルの酸化物からなる表面反射防止層１２は、反射防止効果に優れるので好ましい。
上記のような構成によって、遮光膜１０の表面側の反射防止が図られる。このように、裏面反射防止層を省略した構造によって、より薄膜化を図ることは、電磁界（EMF）効果の課題改善に有効である。
【００４９】
本発明においては、遮光膜１０が遮光層１１と表面反射防止層１２の積層構造であり、合計膜厚が４０ｎｍ以下であり、ＡｒＦ露光光に対する光学濃度が少なくとも２．０以上、かつ表面反射率が所定値（例えば３０％以下）であることが好ましい。
このような遮光膜１０を設計する場合、光学濃度に対する寄与を遮光層１１にほとんど頼る膜構成とする場合が多いが、表面反射防止層１２にも光学濃度に対して多少寄与させる膜構成も可能である、この場合、従来の光学濃度に対する寄与を遮光層１１にほとんど頼る膜構成とは、遮光層１１と表面反射防止層１２の屈折率ｎ、消衰係数ｋの適正範囲が変わる。なお、以下の屈折率ｎ、消衰係数ｋは、ＡｒＦ露光光（波長１９３ｎｍ）に対する数値であり、以降同様とする。
【００５０】
表面反射防止層１２にも光学濃度に対して多少寄与させる膜構成とする場合においては、遮光層１１の消衰係数ｋを低めにすることが可能となる。例えば、遮光層１１の消衰係数ｋは１．８以上であるとよく、好ましくは１．９以上、より望ましくは２．０以上である。遮光層１１の消衰係数ｋは、２．４以下であるとよく、好ましくは２．３以下、より好ましくは２．２以下である。
一方、この場合における遮光層１１の屈折率ｎは低めであることが望ましい。例えば、遮光層１１の屈折率ｎは１．５以上であるとよく、好ましくは１．６以上、より望ましくは１．７以上である。また、遮光層１１の消衰係数ｋは、２．４以下であるとよく、好ましくは２．０以下、より好ましくは１．８以下である。
【００５１】
表面反射防止層１２にも光学濃度に対して多少寄与させる膜構成とする場合においては、表面反射防止層１２の消衰係数ｋは高めになる。例えば、表面反射防止層１２の消衰係数ｋは、０．７以上であるとよく、好ましくは０．８以上、より望ましくは０．９以上である。表面反射防止層１２の消衰係数ｋは、１．５以下であるとよく、好ましくは１．４以下、より好ましくは１．３以下である。
一方、この場合における表面反射防止層１２の屈折率ｎは、低反射とするには通常よりも若干低めにすることが望ましい。例えば、表面反射防止層１２の屈折率ｎは１．７以上であるとよく、好ましくは１．８以上、より望ましくは１．９以上である。表面反射防止層１２の屈折率ｎは、２．４以下であるとよく、好ましくは２．２以下、より好ましくは２．０以下である。
【００５２】
本発明において、前記補助遮光膜は、前記遮光膜をエッチングするときに用いられるエッチングガスに対して耐性を有することが好ましい。
例えば、上記の図１から図３の第１〜３の実施形態のように、遮光膜１０と接して補助遮光膜２０が形成される態様において、遮光膜１０のみで転写パターンを形成され、転写パターン領域の外周に遮光帯を形成された転写用マスクを作製可能とするためである。また、補助遮光膜２０をエッチングマスクとして、遮光膜１０をエッチング可能とするためでもある。
【００５３】
本発明の一態様において、前記補助遮光膜２０は、クロム、窒化クロム、酸化クロム、窒化酸化クロム、酸化炭化窒化クロムのいずれかを主成分とする材料で形成されていることが好ましい。
遮光膜１０に適用可能な材料（金属シリサイド系、Ｔａ系）は、フッ素系ガスでドライエッチング可能な材料がほとんどである。このため、補助遮光膜２０にはフッ素系ガスに対して耐性を有する材料を用いることが好ましい。クロム系の材料は、フッ素系ガスに対する耐性が高く、基本的に塩素と酸素の混合ガスでドライエッチング可能な材料であるため、補助遮光膜２０の上層（例えばレジスト膜１００等）に形成された転写パターンを補助遮光膜２０に転写するドライエッチングを行う際、下層の遮光膜１０をエッチングストッパとして機能させることができる。これにより、補助遮光膜２０をエッチングマスクとして、下層の遮光膜１０をドライエッチングして転写パターンを転写することができ、遮光膜１０に高い精度で転写パターンを形成することが可能となる。
本発明において、補助遮光膜２０としては、例えば、クロム単体や、クロムに酸素、窒素、炭素、水素からなる元素を少なくとも１種を含むもの（Ｃｒを含む材料）、などの材料を用いることができる。前記補助遮光膜２０の膜構造としては、上記膜材料からなる単層、複数層構造とすることができる。複数層構造では、異なる組成で段階的に形成した複数層構造や、連続的に組成が変化した膜構造とすることができる。
【００５４】
本発明の一態様において、前記補助遮光膜は、クロムに、窒素、酸素のうち少なくともいずれかの成分を含み、膜中のクロムの含有量が５０原子％以下であり、かつ、膜厚が２０ｎｍ以上であることが好ましい。
例えば、上記図１から図３の第１〜３の実施形態において、例えば、遮光膜がＭｏＳｉ系材料からなる場合にあっては、クロムに、窒素、酸素のうち少なくともいずれかの成分を含み、膜中のクロムの含有量が５０原子％以下、好ましくは４５原子％以下とすることにより、補助遮光膜２０のエッチングレートを高めてレジスト膜厚の低減を図ることができ、かつ、膜厚を２０ｎｍ以上とすることで補助遮光膜２０として必要とされる光学濃度０．８以上を確保することができる。
本発明において、クロム系材料からなる前記補助遮光膜２０の膜厚は、２０ｎｍから４０ｎｍであることが好ましい。
【００５５】
本発明において、前記補助遮光膜上に、補助遮光膜をエッチングするときに用いられるエッチングガスに対して耐性を有するエッチングマスク膜を備えることが好ましい。
例えば、上記図２および図３の第２および第３の実施形態で、補助遮光膜２０が前記のクロム系材料で形成されている場合においては、エッチングマスク膜３０としては、塩素と酸素の混合ガスでのドライエッチングへの耐性を有する材料を選定すると好ましい。例えば、ケイ素の酸化物、窒化物、または酸窒化物、あるいは、これらの材料に遷移金属を低比率（８％以下）で含有させた材料が適用可能である。遷移金属としては、遮光層１１で適用されているものが好ましい。
【００５６】
また、図２に示す第２の実施形態のように、レジスト膜１００とエッチングマスク膜３０との密着性を向上させる密着性向上層６０を形成してもよい。密着性向上層６０としては、例えば、エッチングマスク膜３０の表面にＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）層を蒸散処理によって形成する構成がまず挙げられる。また、その他として、レジスト膜１００にレジストパターンを形成するときに使用する現像液に対しては溶解せず、レジストパターンをマスクにエッチングマスク膜３０をドライエッチングするときにはともにエッチングされ、さらにレジストパターンを除去するときの除去処理時（溶剤除去、酸素プラズマアッシング等）にはともに除去される特性を有する樹脂層を形成する構成も挙げられる。
【００５７】
さらに、図３に示す第３の実施形態のように、エッチングマスク膜３０（図２のエッチングマスク膜３０に相当）上に第２エッチングマスク膜４０を形成する構成としてもよい。第２エッチングマスク膜４０には、エッチングマスク膜３０が前記のケイ素系材料や遷移金属系材料で形成されている場合においては、前記のクロム系材料が好ましい。
【００５８】
本発明において、前記補助遮光膜は、補助遮光層と、前記遮光膜および補助遮光層の間に設けられ、前記補助遮光層をエッチングするときに用いられるエッチングガス、および前記遮光膜をエッチングするときに用いられるエッチングガスのいずれに対しても耐性を有するエッチングストッパ兼マスク層と、からなることが好ましい。
また、本発明の一態様において、前記エッチングストッパ兼マスク層は、クロムに、窒素、酸素のうち少なくともいずれかの成分を含み、膜中のクロムの含有量が５０原子％以下であり、かつ、膜厚が５ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましい。
さらに、本発明の一態様において、前記補助遮光層は、遷移金属シリサイドを主成分とする材料からなることが好ましい。
【００５９】
例えば、上記図４の第４の実施形態のように、補助遮光膜２０の遮光膜１０側にエッチングストッパ兼マスク層２１を設けることにより、遮光膜１０をエッチングして転写パターンを形成するときのエッチングマスクをエッチングストッパ兼マスク層２１とすることができるため、光学濃度の制約のある補助遮光膜２０をエッチングマスクとして用いる場合に比べて、エッチングマスクを薄膜化することができるため、遮光膜１０により高い精度で転写パターンを形成できる。
補助遮光層２２に、遮光膜１０をエッチングするときのエッチングガスでエッチングされる材料を選定することができる。補助遮光層２２に遮光膜１０で適用したものと同じ材料を適用することができる。
【００６０】
本発明において、補助遮光層２２としては、金属を含む金属膜を用いることができる。  金属を含む金属膜としては、タンタル、モリブデン、チタン、ハフニウム、タングステンや、これらの元素を含む合金、又は上記元素や上記合金を含む材料（例えば、上記元素や上記合金を含む材料に加え、酸素、窒素、珪素、炭素の少なくとも一つを含む膜）からなる膜が挙げられ、異なる組成で段階的に形成した複数層構造や、連続的に組成が変化した複数層構造とすることができる。
【００６１】
本発明において、補助遮光層２２としては、前記遷移金属のシリサイド、これらに窒素、酸素、炭素、水素、不活性ガス（ヘリウム，アルゴン，キセノン等）等を含む化合物、などで構成することもできる。
本発明において、金属膜としては、アルミニウム、チタン、バナジウム、クロム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ランタン、タンタル、タングステン、シリコン、ハフニウムから選ばれる一種又は二種以上の材料からなる膜、あるいはこれらの窒化物、酸化物、酸窒化物、炭化物などが挙げられる。
【００６２】
前記補助遮光層２２は、ＭｏＳｉ系材料からなることが好ましい。
例えば、遮光膜１０をＭｏＳｉ系材料で構成する場合にあっては、エッチングストッパ兼マスク層２１はクロム系材料で構成し、補助遮光層２２はＭｏＳｉ系材料で構成することが好ましいからである。また、ＭｏＳｉ系材料は遮光性が高い膜を選択できるので、補助遮光層２２をより薄膜化できる。
本発明において、ＭｏＳｉ系材料からなる前記補助遮光層２２の膜厚は、補助遮光層２２中のモリブデンの含有量が２０原子％の場合、１０ｎｍから３０ｎｍであることが好ましい。
また、第２の実施形態と同様に、レジスト膜１００と補助遮光層２２との密着性を向上させる、前記のＨＭＤＳ層や樹脂層等からなる密着性向上層６０を形成する。
【００６３】
本発明において、前記の第２エッチングマスク膜４０、エッチングマスク膜７０、エッチングストッパ兼マスク層２１等のエッチングマスク膜は、クロム系材料で構成できる。  これらのようなエッチングマスク膜をクロム系材料で構成することにより薄膜化できる。また、加工精度に優れる。さらに、エッチングマスク膜の上下に接して形成される層に対するエッチング選択性が高く、不要となったエッチングマスク膜を他の層にダメージを与えず除去可能である。
本発明において、前記エッチングマスク膜は、例えば、クロム単体や、クロムに酸素、窒素、炭素、水素からなる元素を少なくとも１種を含むもの（Ｃｒを含む材料）、などの材料を用いることができる。エッチングマスク膜の膜構造としては、上記膜材料からなる単層とすることが多いが、複数層構造とすることもできる。また、複数層構造では、異なる組成で段階的に形成した複数層構造や、連続的に組成が変化した膜構造とすることができる。
本発明において、前記エッチングマスク膜は、膜厚が、５ｎｍから２０ｎｍであることが好ましい。このような構成によれば、エッチングマスク膜のＣＤ（Critical Dimension）に対する被エッチング膜のＣＤのシフト量（エッチングマスク層のパターン寸法に対する被エッチング膜のパターン寸法の寸法変化量）が、５ｎｍ未満である転写用マスクを得ることが可能となる。
【００６４】
本発明において、前記エッチングマスク膜は、クロムに、窒素、酸素のうち少なくともいずれかの成分を含み、膜中のクロムの含有量が５０原子％以下であり、かつ、膜厚が５ｎｍ以上、２０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００６５】
本発明者は、透光性基板上に、ＭｏＳｉ系遮光膜、Ｃｒ系エッチングマスク膜、レジスト膜（膜厚１００ｎｍ以下）をこの順で（互いに接して）備えるマスクブランクを用いて加工を行う際に、
（１）エッチングマスク膜の膜厚を単に薄くする（例えば２０ｎｍ以下にする）だけではレジスト膜の膜厚を低減できない場合があること、
（２）レジスト膜の膜厚を低減する観点からは、Ｃｒ系エッチングマスク膜は、Ｃｒ成分がリッチな材料では塩素系（Ｃｌ２＋Ｏ２）ドライエッチングのエッチングレートが遅いので好ましくなく、従ってこの観点からはＣｒ系エッチングマスク膜は、Ｃｒ成分が少なく、高窒化、高酸化されたＣｒ系材料が好ましいこと、
（３）遮光膜パターンのＬＥＲ（Line Edge Roughness）を低減する観点からは、Ｃｒ系エッチングマスク膜は、Ｃｒ成分がリッチな材料の方がフッ素系ドライエッチングに対する耐性が高いので好ましく、従ってこの観点からはＣｒ系エッチングマスク膜は、Ｃｒ成分が多いＣｒ系材料が好ましいこと、
（４）上記（２）と（３）はトレードオフの関係にあり、それを考慮すると、Ｃｒ系エッチングマスク膜は、膜中のクロムの含有量が５０原子％以下で、さらには４５原子％以下であることが好ましいこと、更にＣｒ系エッチングマスク膜中のクロムの含有量は３５原子％以下であることが好ましいこと、また、Ｃｒ系エッチングマスク膜中のクロムの含有量の下限は２０原子％以上が好ましく、さらに好ましくは３０原子％以上が好ましいこと、特に、エッチングマスク膜が酸化クロム膜の場合は３３原子％以上が好ましいこと、
（５）上記（２）及び（４）に関連し（即ちＣｒ系エッチングマスク膜のエッチング時間の短縮に関連し）、レジスト膜の膜厚を低減する観点からは、Ｃｒ系エッチングマスク膜の膜厚は２０ｎｍ以下であることが好ましいこと、
（６）上記（３）及び（４）に関連し（即ちＣｒ系エッチングマスク膜のエッチング耐性に関連し）、下層の遮光膜にマスクパターンを転写するエッチングプロセスが完了するまで、エッチングマスクがマスクパターンを維持できなければならないため、Ｃｒ系エッチングマスク膜の膜厚は５ｎｍ以上であることが好ましいこと、
を見い出した。
【００６６】
本発明においては、前記エッチングマスク膜は、酸化炭化窒化クロム（ＣｒＯＣＮ）、酸化炭化クロム（ＣｒＯＣ）、酸化窒化クロム（ＣｒＯＮ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、のいずれかを主成分とする材料で形成されていることが好ましい。
Ｃｒ系材料は、酸化を進行させるほど塩素系ガスに対するエッチングレートが向上する。また、酸化させたときほどではないが、窒化を進行させても塩素系ガスに対するエッチングレートが向上する。よって、ただ単にエッチングマスク膜のクロム含有量を３５原子％以下にするだけでなく、高酸化、高窒化させることが好ましい。
なお、膜の欠陥品質に優れる観点からは、酸化炭化窒化クロム、酸化炭化クロムが好ましい。また、応力の制御性（低応力膜を形成可能）の観点からは、酸化炭化窒化クロム（ＣｒＯＣＮ）が好ましい。
エッチングマスク膜の膜構造としては、上記膜材料からなる単層とすることが多いが、複数層構造とすることもできる。また、複数層構造では、異なる組成で段階的に形成した複数層構造や、連続的に組成が変化した膜構造とすることができる。
【００６７】
本発明においては、前記エッチングマスク膜は、酸化炭化窒化クロム、あるいは、酸化炭化クロムであり、クロムターゲットを用い、少なくとも、「ＣＯ２ガス、Ｎ２ガスおよび希ガス」、あるいは、「ＣＯ２ガスおよび希ガス」、を含む混合気体を用い（ヒステリシスの小さいガス系を選択し）、かつ、メタルモードから反応モードへの移行が始まる付近の条件、又は反応モード寄り、で成膜されることが好ましい。
ＤＣスパッタにおいて安定的にエッチングレートの速い膜を製造可能となるからである。
詳しくは、図７に示すように、ＤＣスパッタにおいて、プラズマが形成された状態において、縦軸の電圧［Ｖ］（成膜レートに対応する）と、横軸に示す各ガスの流量との関係を調べる。
横軸に示す各ガスの流量を０から５０ｓｃｃｍまで増加させた場合（行きの経路）と、５０から０ｓｃｃｍまで減少させた場合（帰りの経路）とは、一致せず、いわゆるヒステリシスを示す。
【００６８】
メタルモードは高電圧（例えば３３０〜３５０Ｖ）を維持している領域（ＡｒでＣｒがイオンスパッタされる領域）、遷移領域は電圧が急降下する領域、反応モードは急降下した電圧の急降下後の領域（急降下した電圧２９０〜３１０Ｖを維持している領域）（ガスが活性化し反応性を示す領域）をそれぞれ指す。
メタルモードは、図７（１）では０〜３０ｓｃｃｍの領域、図７（２）では０〜２５ｓｃｃｍの領域、図７（３）では０〜３２ｓｃｃｍの領域である。
遷移領域は、図７（１）では増加モードで３５〜５０ｓｃｃｍの領域、図７（２）では増加モードで３５〜５０ｓｃｃｍの領域、図７（３）では増加モードで４３〜５０ｓｃｃｍの領域である。
反応領域は、図７（１）では減少モードで５０〜３５ｓｃｃｍの領域、図７（２）では減少モードで５０〜３５ｓｃｃｍの領域、図７（３）では減少モードで４８〜３２ｓｃｃｍの領域である。
【００６９】
メタルモードでは非常に酸化度、窒化度が低いクロムが成膜され、反応モードでは酸化、窒化度の高いクロムが成膜され、メタルモードと反応モードの中間のモード（メタルモードと反応モードとの遷移領域）では条件が安定しないので通常使用しない。
クロムを酸化、窒化させるガス系は種々あるが、図７（３）に示すように、ヒステリシスが大きいガス系（ＮＯガス＋希ガス）を用いた場合、ＤＣスパッタで酸化、窒化されたクロムを反応モードで安定して低欠陥で成膜するのは難しい。Ｏ２ガス＋希ガスを用いた場合も同様である。
【００７０】
これに対し、図７（１）や図７（２）に示すように、ヒステリシスが小さいガス系を用いた場合（図７（１）では「ＣＯ２ガス＋希ガス」を用い、図７（２）では「ＣＯ２ガス＋Ｎ２ガス＋希ガス」を用いる）、ＤＣスパッタで酸化、窒化されたクロムを反応モード（図７（１）では４０〜３０ｓｃｃｍの減少モードの領域、図７（２）では３５〜２５ｓｃｃｍの減少モードの領域）で安定して低欠陥で成膜することができ、しかも得られた酸化、窒化されたクロムはエッチングレートの速い膜を製造できる。特に、図７（１）や図７（２）における流量３５ｓｃｃｍ付近の増加モードと減少モードが若干ずれた箇所（条件）、すなわちメタルモードから反応モードに行きかけるあたりの条件（メタルモードから反応モードへの移行が始まる付近（間際）の条件）で成膜を行うことで、他の条件に比べ相対的にエッチングレートの速い酸化、窒化されたクロム膜をＤＣスパッタで安定して低欠陥で製造できる。
【００７１】
本発明の転写用マスクは、上記に記載のマスクブランクを用いて作製される。
すなわち、本発明の転写用マスクは、ＡｒＦ露光光が適用される転写用マスクであって、透光性基板上に形成される遮光層および表面反射防止層の積層構造からなり、転写パターン領域に転写パターンを有する遮光膜パターンと、転写パターン領域の外周領域における遮光膜パターンの上方に形成され、遮光帯のパターンを有する補助遮光膜パターンとを備え、遮光膜パターンは、膜厚が４０ｎｍ以下、かつ露光光に対する光学濃度が２．０以上、２．７以下であり、前記遮光膜パターンと補助遮光膜パターンの積層構造で露光光に対する光学濃度が２．８以上の遮光帯が形成されている構成であることが好ましい。
さらに、遮光膜パターン中の遮光層は、膜厚が１５ｎｍ以上、３５ｎｍ以下であるとなお好ましい。
【００７２】
ここで、転写パターン領域とは、遮光膜に転写パターンが配置される（エッチングで形成される）主表面上の領域のことをいう。半導体デバイスに係る転写パターン（マスクパターン）は、１３２ｍｍ×１０４ｍｍの領域内に配置されることが通常であり、マスクブランク上のレジスト膜に転写パターンを露光描画するときには、遮光膜や透光性基板の欠陥位置に応じて、配置を９０度回転させる場合がある。このため、転写パターン領域は、基板の中心を基準とした１３２ｍｍ角内の領域とすることが望ましい。そして、遮光帯は、その転写パターン領域に照射される露光光の漏れ光を遮光するためのものであるので、転写パターン領域の外周の領域に形成されることが望ましい。
【００７３】
これにより、半導体デバイスの設計仕様でいうＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）３２ｎｍ以降の世代で問題となる電磁界（EMF）効果の課題に対し、十分な改善効果を有し、しかも実用性のある転写用マスクを提供できる。
なお、本発明の転写用マスクは、シングル露光、ダブルパターニング、ダブル露光に用いられる転写マスクに適用できる。
【００７４】
本発明において、クロム系薄膜のドライエッチングには、塩素系ガスと酸素ガスとを含む混合ガスからなるドライエッチングガスを用いることが好ましい。この理由は、クロムと酸素、窒素等の元素とを含む材料からなるクロム系薄膜に対しては、上記のドライエッチングガスを用いてドライエッチングを行うことにより、ドライエッチング速度を高めることができ、ドライエッチング時間の短縮化を図ることができ、断面形状の良好な薄膜パターンを形成することができるからである。ドライエッチングガスに用いる塩素系ガスとしては、例えば、Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４、ＨＣｌ、ＣＣｌ４、ＣＨＣｌ３等が挙げられる。
【００７５】
本発明において、金属シリサイド系薄膜、のドライエッチングには、例えば、ＳＦ６、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、ＣＨＦ３等の弗素系ガス、これらとＨｅ、Ｈ２、Ｎ２、Ａｒ、Ｃ２Ｈ４、Ｏ２等の混合ガス、或いはＣｌ２、ＣＨ２Ｃｌ２等の塩素系のガス又は、これらとＨｅ、Ｈ２、Ｎ２、Ａｒ、Ｃ２Ｈ４等の混合ガスを用いることができる。
【００７６】
本発明において、レジスト膜１００を形成するレジストは化学増幅型レジストであること好ましい。高精度の加工に適するためである。
本発明は、レジスト膜厚１００ｎｍ以下、レジスト膜厚７５ｎｍ以下、更にはレジスト膜厚５０ｎｍをねらった世代のマスクブランクに適用する。
本発明において、レジストは電子線描画用のレジストであること好ましい。高精度の加工に適するためである。
本発明は、電子線描画によりレジストパターンを形成する電子線描画用のマスクブランクに適用する。
【００７７】
本発明において、透光性基板１としては、合成石英基板、ＣａＦ２基板、ソーダライムガラス基板、無アルカリガラス基板、低熱膨張ガラス基板、アルミノシリケートガラス基板などが挙げられる。
【００７８】
本発明において、マスクブランクには、マスクブランクや、レジスト膜付きマスクブランクが含まれる。
本発明において、転写マスクには、位相シフト効果を使用しないバイナリ型マスク、レチクルが含まれる。
【実施例】
【００７９】
以下、実施例により、本発明を更に具体的に説明する。
実施例（１−１）
（マスクブランクの作製）
図１は、本実施例（１−１）のバイナリマスクブランクの断面図である。
透光性基板１としてサイズ６インチ角、厚さ０．２５インチの合成石英ガラス基板を用い、透光性基板１上に、遮光膜１０として、ＭｏＳｉＣＨ膜（遮光層１１）、ＭｏＳｉＯＮ膜（表面反射防止層１２）、をそれぞれ形成した。
具体的には、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用い、Ｍｏ：Ｓｉ＝２１原子％：７９原子％のターゲットを使用し、ＡｒとＣＨ４とＨｅとの混合ガス雰囲気（ガス流量比  Ａｒ：ＣＨ４：Ｈｅ＝１０：１：５０）、ガス圧：０．３Ｐａ、ＤＣ電源の電力：２．０ｋＷの条件で、モリブデン、シリコン、炭素及び水素からなる膜（Ｍｏ：１９．８原子％、Ｓｉ：７６．７原子％、Ｃ：２．０原子％、Ｈ：１．５原子％）を１５ｎｍの膜厚で形成し、ＭｏＳｉＣＨ膜（遮光層１１）を形成した。
次いで、Ｍｏ：Ｓｉ＝４原子％：９６原子％のターゲットを用い、ＡｒとＯ２とＮ２とＨｅ（ガス流量比  Ａｒ：Ｏ２：Ｎ２：Ｈｅ＝６：５：１１：１６）、ガス圧：０．１Ｐａ、ＤＣ電源の電力：３．０ｋＷの条件で、モリブデン、シリコン、酸素、窒素からなる膜（Ｍｏ：２．６原子％、Ｓｉ：５７．１原子％、Ｏ：１５．９原子％、Ｎ：２４．４原子％）を１５ｎｍの膜厚で形成し、ＭｏＳｉＯＮ膜（表面反射防止層１２）を形成した。
遮光膜１０の合計膜厚は３０ｎｍとした。遮光膜１０の光学濃度（ＯＤ）はＡｒＦエキシマレーザー露光光の波長１９３ｎｍにおいて２．０であった。
次に、上記基板を４５０℃で３０分間加熱処理（アニール処理）した。
【００８０】
次に、遮光膜１０上に、補助遮光膜２０を形成した（図８（１））。
具体的には、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用い、クロムターゲットを使用し、ＡｒとＣＯ２とＮ２とＨｅとの混合ガス雰囲気（ガス流量比  Ａｒ：ＣＯ２：Ｎ２：Ｈｅ＝２１：３７：１１：３１）、ガス圧：０．２Ｐａ、ＤＣ電源の電力：１．８ｋＷ、電圧：３３４Ｖで、メタルモードから反応モードへの移行が始まる付近（間際）の条件（ＣＯ２流量３７ｓｃｃｍ付近）で成膜を行い（図７（２）参照）、ＣｒＯＣＮ膜（膜中のＣｒ含有量：３３原子％）を３０ｎｍの膜厚で形成した。このときＣｒＯＣＮ膜を前記遮光膜１０のアニール処理温度よりも低い温度でアニールすることにより、遮光膜１０の膜応力に影響を与えずＣｒＯＣＮ膜の応力を極力低く（好ましくは膜応力が実質ゼロ）なるよう調整した。
上記により、ＡｒＦエキシマレーザー露光用かつシングル露光用の補助遮光膜２０および遮光膜１０を形成したマスクブランクを得た。
なお、薄膜の元素分析は、ラザフォード後方散乱分析法を用いた。以下の実施例、比較例において同様である。
【００８１】
図１に示す本実施例（１−１）のバイナリマスクブランクにおいて、遮光膜１０は、膜中のＭｏ含有量が１９．８原子％であるＭｏＳｉＣＨからなる遮光層１１と、膜中のＭｏ含有量が２．６原子％であるＭｏＳｉＯＮからなる表面反射防止層１２の積層構造とした。遮光膜１０の膜厚は３０ｎｍで、光学濃度は２．０である。
補助遮光膜２０は、膜中のＣｒ含有量が３３原子％であるＣｒＯＣＮからなり、膜厚３０ｎｍで光学濃度０．８である。
【００８２】
（転写用マスクの作製）
マスクブランクの補助遮光膜２０の上に、電子線描画（露光）用化学増幅型ポジレジスト１００（ＰＲＬ００９：富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）をスピンコート法により膜厚が１００ｎｍとなるように塗布した（図１、図８（１））。
次に、レジスト膜１００に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターン１００ａを形成した（図８（２））。
次に、レジストパターン１００ａをマスクとして、補助遮光膜２０のドライエッチングを行い、補助遮光膜パターン２０ａを形成した（図８（３））。ドライエッチングガスとして、Ｃｌ２とＯ２の混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いた。
次いで、残留したレジストパターン１００ａを薬液により剥離除去した。
次いで、補助遮光膜パターン２０ａをマスクにして、遮光膜１０を、ＳＦ６とＨｅの混合ガスを用い、ドライエッチングを行い、遮光膜パターン１０ａを形成した（図８（４））。
次に、レジストパターン１００ａを剥離し、その基板上に、電子線描画（露光）用ポジレジスト（ＦＥＰ１７１：富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）のレジスト膜１１０をスピンコート法により膜厚が２００［ｎｍ］となるように塗布した（図８（５））。
次に、レジスト膜１１０に対し、電子線描画装置を用いて遮光部（遮光帯）のパターンを描画露光し、所定の現像液で現像して、レジストパターン１１０ｂを形成し（図８（６））、このレジストパターン１１０ｂをマスクとして、補助遮光膜パターン２０ａをＣｌ２とＯ２の混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）でドライエッチングによってエッチングし、補助遮光膜パターン２０ｂを形成した（図８（７））。
次に、レジストパターン１１０ｂを剥離し、所定の洗浄を施して、補助遮光膜パターン２０ｂとその下部にある遮光膜パターン１０ａの部分とで構成される遮光部（遮光帯）８０を有するバイナリ転写用マスクを得た（図８（８））。
【００８３】
本実施例（１−１）のバイナリ転写用マスクについて、ＡｒＦ露光光で、半導体デバイスの設計仕様でいうＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）３２ｎｍ以降の世代で問題となる電磁界（EMF）効果の課題に対し、十分な改善効果を有し、しかも実用性のある転写用マスクを提供できることを確認した。
【００８４】
なお、上記転写用マスクの作製例では、補助遮光膜パターン２０ａを形成後、レジストパターン１００ａを剥離除去したが、レジストパターン１００ａを遮光膜パターン１０ａが形成された後に剥離除去することもできる。
【００８５】
実施例（１−２）
（マスクブランクの作製）
実施例（１−２）は、実施例（１−１）において、遮光層１１を以下の条件で作成し、ＭｏＳｉＣＨ膜中のＭｏ含有量を３２．３原子％としたこと、を除き実施例（１−１）と同様である。
実施例（１−２）では、Ｍｏ：Ｓｉ＝１：２のターゲットを用い、ＡｒとＣＨ４とＨｅとの混合ガス雰囲気（ガス流量比 Ａｒ：ＣＨ４：Ｈｅ＝１０：１：５０）で、ガス圧０．１Ｐａ、ＤＣ電源の電力を２．０ｋＷの条件で、モリブデン、シリコン、炭素及び水素からなる膜（Ｍｏ：３２．３原子％、Ｓｉ：６４．６原子％、Ｃ：１．８原子％、Ｈ：１．３原子％）を１５ｎｍの膜厚で形成し、ＭｏＳｉＣＨ膜（遮光層１１）を形成した。
【００８６】
図１に示す本実施例（１−２）のバイナリマスクブランクにおいて、遮光膜１０は、膜中のＭｏ含有量が３２．３原子％であるＭｏＳｉＣＨからなる遮光層１１と、膜中のＭｏ含有量が２．６原子％であるＭｏＳｉＯＮからなる表面反射防止層１２の積層構造とした。遮光膜１０の膜厚は３０ｎｍで、光学濃度は２．０である。
補助遮光膜２０は、膜中のＣｒ含有量が３３原子％であるＣｒＯＣＮからなり、膜厚３０ｎｍで光学濃度０．８である。
【００８７】
（転写用マスクの作製）
本実施例（１−２）のバイナリマスクブランクを用い、上記実施例（１−１）と同様にして、本実施例（１−２）のバイナリ転写用マスクを作製した。
本実施例（１−２）のバイナリ転写用マスクについて、ＡｒＦ露光光で、半導体デバイスの設計仕様でいうＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）３２ｎｍ以降の世代で問題となる電磁界（EMF）効果の課題に対し、十分な改善効果を有し、しかも実用性のある転写用マスクを提供できることを確認した。
【００８８】
実施例（１−３）
（マスクブランクの作製）
図１は、本実施例（１−３）のバイナリマスクブランクの断面図である。
透光性基板１としてサイズ６インチ角、厚さ０．２５インチの合成石英ガラス基板を用い、透光性基板１上に、遮光膜１０として、窒化タンタル（ＴａＮ）膜（遮光層１１）、酸化タンタル（ＴａＯ）膜（表面反射防止層１２）、をそれぞれ形成した。
具体的には、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用い、Ｔａターゲットを使用し、導入ガス及びその流量：Ａｒ＝３９．５ｓｃｃｍ、Ｎ２＝３ｓｃｃｍ、ＤＣ電源の電力：１．５ｋＷの条件で、膜厚２６ｎｍの窒化タンタル（ＴａＮ）からなる膜（Ｔａ：９３原子％、Ｎ：７原子％）を形成した。次に、同じＴａターゲットを使用し、導入ガス及びその流量：Ａｒ＝５８ｓｃｃｍ、Ｏ２＝３２．５ｓｃｃｍ、ＤＣ電源の電力：０．７ｋＷの条件で、膜厚１０ｎｍの酸化タンタル（ＴａＯ）からなる膜（Ｔａ：４２原子％、Ｏ：５８原子％）を形成した。
遮光膜１０の合計膜厚は３６ｎｍとした。遮光膜１０の光学濃度（ＯＤ）はＡｒＦエキシマレーザー露光光の波長１９３ｎｍにおいて２．０であった。
【００８９】
次に、遮光膜１０上に、補助遮光膜２０を形成した（図１）。
具体的には、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用い、クロムターゲットを使用し、ＡｒとＣＯ２とＮ２とＨｅとの混合ガス雰囲気（ガス流量比  Ａｒ：ＣＯ２：Ｎ２：Ｈｅ＝２１：３７：１１：３１）、ガス圧：０．２Ｐａ、ＤＣ電源の電力：１．８ｋＷ、電圧：３３４Ｖで、メタルモードから反応モードへの移行が始まる付近（間際）の条件（ＣＯ２流量３７ｓｃｃｍ付近）で成膜を行い（図７（２）参照）、ＣｒＯＣＮ膜（膜中のＣｒ含有量：３３原子％）を３０ｎｍの膜厚で形成し、補助遮光膜２０を形成した。
上記により、ＡｒＦエキシマレーザー露光用かつシングル露光用の補助遮光膜２０および遮光膜１０を形成したマスクブランクを得た。
なお、薄膜の元素分析は、ラザフォード後方散乱分析法を用いた。
【００９０】
図１に示す本実施例（１−３）のバイナリマスクブランクにおいて、遮光膜１０は、膜中のＮ含有量が７原子％であるＴａＮからなる遮光層１１と、膜中のＯが５８原子％であるＴａＯからなる表面反射防止層１２の積層構造とした。遮光膜１０の膜厚は３６ｎｍで、光学濃度は２．０である。
補助遮光膜２０は、膜中のＣｒ含有量が３３原子％であるＣｒＯＣＮからなり、膜厚３０ｎｍで光学濃度０．８である。
【００９１】
（転写用マスクの作製）
マスクブランクの補助遮光膜２０の上に、電子線描画（露光）用化学増幅型ポジレジスト１００（ＰＲＬ００９：富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）をスピンコート法により膜厚が１００ｎｍとなるように塗布した（図１、図８（１））。
次に、レジスト膜１００に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターン１００ａを形成した（図８（２））。
次に、レジストパターン１００ａをマスクとして、補助遮光膜２０のドライエッチングを行い、補助遮光膜パターン２０ａを形成し（図８（３））。ドライエッチングガスとして、Ｃｌ２とＯ２の混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いた。
次いで、残留したレジストパターン１００ａを薬液により剥離除去した。
次いで、補助遮光膜パターン２０ａをマスクにして、遮光膜１０のドライエッチングを行い、遮光膜パターン１０ａを形成した（図８（４））。このとき、酸化タンタル（ＴａＯ）層１２のドライエッチングガスとして、ＣＨＦ３とＨｅの混合ガスを用いた。窒化タンタル（ＴａＮ）層１１のドライエッチングガスとして、Ｃｌ２ガスを用いた。
次に、レジストパターン１００ａを剥離し、その基板上に、電子線描画（露光）用ポジレジスト（ＦＥＰ１７１：富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）のレジスト膜１１０をスピンコート法により膜厚が２００［ｎｍ］となるように塗布した（図８（５））。
次に、レジスト膜１１０に対し、電子線描画装置を用いて遮光部（遮光帯）のパターンを描画露光し、所定の現像液で現像して、レジストパターン１１０ｂを形成し（図８（６））、このレジストパターン１１０ｂをマスクとして、補助遮光膜パターン２０ａをＣｌ２とＯ２の混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）でドライエッチングによってエッチングし、補助遮光膜パターン２０ｂを形成した（図８（７））。
次に、レジストパターン１１０ｂを剥離し、所定の洗浄を施して、補助遮光膜パターン２０ｂとその下部にある遮光膜パターン１０ａの部分とで構成される遮光部（遮光帯）８０を有するバイナリ転写用マスクを得た（図８（８））。
【００９２】
本実施例（１−３）のバイナリ転写用マスクについて、ＡｒＦ露光光で、半導体デバイスの設計仕様でいうＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）３２ｎｍ以降の世代で問題となる電磁界（EMF）効果の課題に対し、十分な改善効果を有し、しかも実用性のある転写用マスクを提供できることを確認した。
【００９３】
上記転写用マスクの作製例では、補助遮光膜パターン２０ａを形成後、レジストパターン１００ａを剥離除去したが、レジストパターン１００ａを遮光膜パターン１０ａが形成された後に剥離除去することもできる。また、遮光膜１０のドライエッチングにおいて、表面反射防止層１２の酸化タンタルと遮光層１１の窒化タンタルを前記のフッ素系ガスを用いて２層を一度にエッチングすることもできる。
【００９４】
実施例（１−４）〜（１−６）
実施例（１−４）〜（１−６）は、実施例（１−１）〜（１−３）において、補助遮光膜２０上に、エッチングマスク（ハードマスク）膜３０を形成したこと、を除き実施例（１−１）〜（１−３）と同様である。
実施例（１−４）〜（１−６）では、図２に示すように、実施例（１−１）〜（１−３）における各補助遮光膜２０上に、エッチングマスク膜３０としてＭｏＳｉＯＮ膜をそれぞれ形成した。
具体的には、表面反射防止層１２に用いているものと同じＭｏＳｉＯＮ膜を１０ｎｍの膜厚で形成し、エッチングマスク膜３０を形成した。
次に、エッチングマスク膜３０の表面に、窒素ガスを用いて蒸散させたＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）を接触させ、ＨＭＤＳ層からなるごく薄い層の密着性向上層６０を形成した。ＨＭＤＳ層は疎水性表面層であり、レジストの密着性が向上する。
【００９５】
図２に示す本実施例（１−４）のバイナリマスクブランクにおいて、遮光膜１０は、膜中のＭｏ含有量が１９．８原子％であるＭｏＳｉＣＨからなる遮光層１１と、膜中のＭｏ含有量が２．６原子％であるＭｏＳｉＯＮからなる表面反射防止層１２の積層構造とした。遮光膜１０の膜厚は３０ｎｍで、光学濃度は２．０である。
補助遮光膜２０は、膜中のＣｒ含有量が３３原子％であるＣｒＯＣＮからなり、膜厚３０ｎｍで光学濃度０．８である。
その上に、膜中のＭｏ含有量が２．６原子％であるＭｏＳｉＯＮからなり、膜厚１０ｎｍのエッチングマスク膜３０と、ＨＭＤＳ層からなるごく薄い層の密着性向上層６０を有する。
【００９６】
図２に示す本実施例（１−５）のバイナリマスクブランクにおいて、遮光膜１０は、膜中のＭｏ含有量が３２．３原子％であるＭｏＳｉＣＨからなる遮光層１１と、膜中のＭｏ含有量が２．６原子％であるＭｏＳｉＯＮからなる表面反射防止層１２の積層構造とした。遮光膜１０の膜厚は３０ｎｍで、光学濃度は２．０である。
補助遮光膜２０は、膜中のＣｒ含有量が３３原子％であるＣｒＯＣＮからなり、膜厚３０ｎｍで光学濃度０．８である。
その上に、膜中のＭｏ含有量が２．６原子％であるＭｏＳｉＯＮからなり、膜厚１０ｎｍのエッチングマスク膜３０と、ＨＭＤＳ層からなるごく薄い層の密着性向上層６０を有する。
【００９７】
図２に示す本実施例（１−６）のバイナリマスクブランクにおいて、遮光膜１０は、膜中のＮ含有量が７原子％であるＴａＮからなる遮光層１１と、膜中のＯが５８原子％であるＴａＯからなる表面反射防止層１２の積層構造とした。遮光膜１０の膜厚は３６ｎｍで、光学濃度は２．０である。
補助遮光膜２０は、膜中のＣｒ含有量が３３原子％であるＣｒＯＣＮからなり、膜厚３０ｎｍで光学濃度０．８である。
その上に、膜中のＭｏ含有量が２．６原子％であるＭｏＳｉＯＮからなり、膜厚１０ｎｍのエッチングマスク膜３０と、ＨＭＤＳ層からなるごく薄い層の密着性向上層６０を有する。
【００９８】
上記実施例（１−４）〜（１−６）の態様では、転写コントラストの限界まで遮光膜１０を薄膜化している。遮光帯に必要な光学濃度は遮光膜１０と補助遮光膜２０との積層で得る。
上記実施例（１−４）〜（１−６）の態様では、上記実施例（１−１）〜（１−３）のＣｒ系補助遮光膜２０（エッチングマスクを兼ねる）に比べ、補助遮光膜とエッチングマスク膜をそれぞれ専用の膜として分けているので、エッチングマスク膜３０を薄膜化でき、これにより、レジストの薄膜化が可能となる。
【００９９】
（転写用マスクの作製）
本実施例（１−４）〜（１−６）のバイナリマスクブランクを用い、本実施例（１−４）〜（１−６）のバイナリ転写用マスクを作製した。
具体的には、マスクブランクの密着性向上層６０の上に、電子線描画（露光）用化学増幅型ポジレジスト１００（ＰＲＬ００９：富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）をスピンコート法により膜厚が７５ｎｍとなるように塗布した（図２、図９（１））。
次に、レジスト膜１００に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターン１００ａを形成した（図９（２））。
次に、レジストパターン１００ａをマスクとして、密着性向上層６０およびエッチングマスク膜３０のドライエッチングを行い、エッチングマスク膜パターン３０ａを形成した（図９（３））。ドライエッチングガスとして、ＳＦ６とＨｅの混合ガスを用いた。
次いで、残留したレジストパターン１００ａおよび密着性向上層６０のパターンを薬液により剥離除去した。
次に、エッチングマスク膜パターン３０ａをマスクとして、補助遮光膜２０のドライエッチングを行い、補助遮光膜パターン２０ａを形成した（図９（４））。ドライエッチングガスとして、Ｃｌ２とＯ２の混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いた。
次いで、エッチングマスク膜パターン３０ａ及び補助遮光膜パターン２０ａをマスクにして、遮光膜１０を、ＳＦ６とＨｅの混合ガスを用い、ドライエッチングを行い、遮光膜パターン１０ａを形成した（図９（５））。このとき、エッチングマスク膜パターン３０ａも同時にエッチングされて除去された。
以降の工程は、上記実施例（１−１）〜（１−３）における図８（５）〜（８）の工程と同様であるので、説明を省略する。
本実施例（１−４）〜（１−６）のバイナリ転写用マスクについて、ＡｒＦ露光光で、半導体デバイスの設計仕様でいうＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）３２ｎｍ以降の世代で問題となる電磁界（EMF）効果の課題に対し、十分な改善効果を有し、しかも実用性のある転写用マスクを提供できることを確認した。
【０１００】
実施例（１−７）〜（１−９）
実施例（１−７）〜（１−９）は、図３に示すように、上記実施例（１−１）〜（１−３）において、補助遮光膜２０上に、エッチングマスク（ハードマスク）膜３０を形成し、エッチングマスク膜３０上に、第２エッチングマスク（ハードマスク）膜４０を形成したこと、を除き実施例（１−４）〜（１−６）と同様である。
実施例（１−７）〜（１−９）では、実施例（１−１）〜（１−３）における各補助遮光膜２０上に、エッチングマスク膜３０としてＭｏＳｉＯＮ膜をそれぞれ形成し、その上に第２エッチングマスク膜４０としてＣｒＯＣＮ膜をそれぞれ形成した。
具体的には、表面反射防止層１２に用いているものと同じＭｏＳｉＯＮ膜を１０ｎｍの膜厚で形成し、エッチングマスク膜３０を形成した。
次に、補助遮光膜２０に用いているものと同じＣｒＯＣＮ膜を１０ｎｍの膜厚で形成し、第２エッチングマスク膜４０を形成した。
【０１０１】
図３に示す本実施例（１−７）のバイナリマスクブランクにおいて、遮光膜１０は、膜中のＭｏ含有量が１９．８原子％であるＭｏＳｉＣＨからなる遮光層１１と、膜中のＭｏ含有量が２．６原子％であるＭｏＳｉＯＮからなる表面反射防止層１２の積層構造とした。遮光膜１０の膜厚は３０ｎｍで、光学濃度は２．０である。
補助遮光膜２０は、膜中のＣｒ含有量が３３原子％であるＣｒＯＣＮからなり、膜厚３０ｎｍで光学濃度０．８である。
その上に、膜中のＭｏ含有量が２．６原子％であるＭｏＳｉＯＮからなり、膜厚１０ｎｍのエッチングマスク膜３０を有する。
その上に、膜中のＣｒ含有量が３３原子％であるＣｒＯＣＮからなり、膜厚１０ｎｍの第２エッチングマスク膜４０を有する。
【０１０２】
図３に示す本実施例（１−８）のバイナリマスクブランクにおいて、遮光膜１０は、膜中のＭｏ含有量が３２．３原子％であるＭｏＳｉＣＨからなる遮光層１１と、膜中のＭｏ含有量が２．６原子％であるＭｏＳｉＯＮからなる表面反射防止層１２の積層構造とした。遮光膜１０の膜厚は３０ｎｍで、光学濃度は２．０である。
補助遮光膜２０は、膜中のＣｒ含有量が３３原子％であるＣｒＯＣＮからなり、膜厚３０ｎｍで光学濃度０．８である。
その上に、膜中のＭｏ含有量が２．６原子％であるＭｏＳｉＯＮからなり、膜厚１０ｎｍのエッチングマスク膜３０を有する。
その上に、膜中のＣｒ含有量が３３原子％であるＣｒＯＣＮからなり、膜厚１０ｎｍの第２エッチングマスク膜４０を有する。
【０１０３】
図３に示す本実施例（１−９）のバイナリマスクブランクにおいて、遮光膜１０は、膜中のＮ含有量が７原子％であるＴａＮからなる遮光層１１と、膜中のＯが５８原子％であるＴａＯからなる表面反射防止層１２の積層構造とした。遮光膜１０の膜厚は３６ｎｍで、光学濃度は２．０である。
補助遮光膜２０は、膜中のＣｒ含有量が３３原子％であるＣｒＯＣＮからなり、膜厚３０ｎｍで光学濃度０．８である。
その上に、膜中のＭｏ含有量が２．６原子％であるＭｏＳｉＯＮからなり、膜厚１０ｎｍのエッチングマスク膜３０を有する。
その上に、膜中のＣｒ含有量が３３原子％であるＣｒＯＣＮからなり、膜厚１０ｎｍの第２エッチングマスク膜４０を有する。
【０１０４】
上記実施例（１−７）〜（１−９）の態様では、転写コントラストの限界まで遮光膜１０を薄膜化している。遮光帯に必要な光学濃度は遮光膜１０と補助遮光膜２０との積層で得る。
上記実施例（１−７）〜（１−９）の態様では、上記実施例（１−１）〜（１−３）のＣｒ系補助遮光膜２０（エッチングマスクを兼ねる）に比べ、補助遮光膜とエッチングマスク膜をそれぞれ専用の膜として分けているので、エッチングマスク膜３０の薄膜化が可能となり、これによりレジストの薄膜化が可能となる。
また、上記実施例（１−７）〜（１−９）の態様では、クロム系の第２エッチングマスク膜４０の採用により、上記実施例（１−４）〜（１−６）の態様に比べ、レジストの薄膜化が可能となると共にレジストの密着性も向上する。
【０１０５】
（転写用マスクの作製）
本実施例（１−７）〜（１−９）のバイナリマスクブランクを用い、本実施例（１−７）〜（１−９）のバイナリ転写用マスクを作製した。
具体的には、マスクブランクの第２エッチングマスク膜４０の上に、電子線描画（露光）用化学増幅型ポジレジスト１００（ＰＲＬ００９：富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）をスピンコート法により膜厚が５０ｎｍとなるように塗布した（図３、図１０（１））。
次に、レジスト膜１００に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターン１００ａを形成した（図１０（２））。
次に、レジストパターン１００ａをマスクとして、第２エッチングマスク膜４０のドライエッチングを行い、第２エッチングマスク膜パターン４０ａを形成した（図１０（３））。ドライエッチングガスとして、Ｃｌ２とＯ２の混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いた。
次いで、残留したレジストパターン１００ａを薬液により剥離除去した。
次に、第２エッチングマスク膜パターン４０ａをマスクとして、エッチングマスク膜３０のドライエッチングを行い、エッチングマスク膜パターン３０ａを形成した（図１０（４））。ドライエッチングガスとして、ＳＦ６とＨｅの混合ガスを用いた。
次に、第２エッチングマスク膜パターン４０ａ及びエッチングマスク膜パターン３０ａをマスクとして、補助遮光膜２０のドライエッチングを行い、補助遮光膜パターン２０ａを形成した（図１０（５））。ドライエッチングガスとして、Ｃｌ２とＯ２の混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いた。このとき、第２エッチングマスク膜パターン４０ａも同時にエッチングされ、除去された。
次いで、エッチングマスク膜パターン３０ａ及び補助遮光膜パターン２０ａをマスクにして、遮光膜１０を、ＳＦ６とＨｅの混合ガスを用い、ドライエッチングを行い、遮光膜パターン１０ａを形成した（図１０（６））。このとき、エッチングマスク膜パターン３０ａも同時にエッチングされ、除去された。
以降の工程は、上記実施例（１−１）〜（１−３）における図８（５）〜（８）の工程と同様であるので、説明を省略する。
本実施例（１−７）〜（１−９）のバイナリ転写用マスクについて、ＡｒＦ露光光で、半導体デバイスの設計仕様でいうＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）３２ｎｍ以降の世代で問題となる電磁界（EMF）効果の課題に対し、十分な改善効果を有し、しかも実用性のある転写用マスクを提供できることを確認した。
【０１０６】
実施例（１−１０）〜（１−１２）
実施例（１−１０）〜（１−１２）は、図４に示すように、実施例（１−１）〜（１−３）において、遮光膜１０上に、エッチングストッパ兼マスク層２１と補助遮光層２２の積層構造の補助遮光膜２０を形成し（補助遮光膜２０の構造、各層の形成位置、材料、膜厚を変更し）、その上に密着性向上層６０を形成したこと、を除き実施例（１−１）〜（１−３）と同様である。
実施例（１−１０）〜（１−１２）では、実施例（１−１）〜（１−３）における各遮光膜１０上に、エッチングストッパ兼マスク層２１としてＣｒＯＣＮ膜をそれぞれ形成し、その上に補助遮光層２２としてＭｏＳｉＣＨ膜をそれぞれ形成し、その上に密着性向上層６０としてＨＭＤＳ層をそれぞれ形成した。
具体的には、実施例１−１の補助遮光膜２０に用いているものと同じＣｒＯＣＮ膜を１０ｎｍの膜厚で形成し、エッチングストッパ兼マスク層２１を形成した。
次に、実施例１−１の遮光層１１に用いているものと同じＭｏＳｉＣＨ膜を１５ｎｍの膜厚で形成し、補助遮光層２２を形成した。
次に、補助遮光層２２の表面に、窒素ガスを用いて蒸散させたＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）を接触させ、ＨＭＤＳ層からなるごく薄い層の密着性向上層６０を形成した。ＨＭＤＳ層は疎水性表面層であり、レジストの密着性が向上する。
【０１０７】
図４に示す本実施例（１−１０）のバイナリマスクブランクにおいて、遮光膜１０は、膜中のＭｏ含有量が１９．８原子％であるＭｏＳｉＣＨからなる遮光層１１と、膜中のＭｏ含有量が２．６原子％であるＭｏＳｉＯＮからなる表面反射防止層１２の積層構造とした。遮光膜１０の膜厚は３０ｎｍで、光学濃度は２．０である。
その上に、膜中のＣｒ含有量が３３原子％であるＣｒＯＣＮからなり、膜厚１０ｎｍのエッチングストッパ兼マスク層２１を有する。その上に、膜中のＭｏ含有量が１９．８原子％であるＭｏＳｉＣＨからなり、膜厚１５ｎｍの補助遮光層２２を有する。エッチングストッパ兼マスク層２１と補助遮光層２２の積層構造で膜厚２５ｎｍの補助遮光膜２０を形成し、積層構造での光学濃度は０．８である。
その上に、密着性向上層６０としてごく薄い厚さのＨＭＤＳ層を有する。
【０１０８】
図４に示す本実施例（１−１１）のバイナリマスクブランクにおいて、遮光膜１０は、膜中のＭｏ含有量が３２．３原子％であるＭｏＳｉＣＨからなる遮光層１１と、膜中のＭｏ含有量が２．６原子％であるＭｏＳｉＯＮからなる表面反射防止層１２の積層構造とした。遮光膜１０の膜厚は３０ｎｍで、光学濃度は２．０である。
その上に、膜中のＣｒ含有量が３３原子％であるＣｒＯＣＮからなり、膜厚１０ｎｍのエッチングストッパ兼マスク層２１を有する。その上に、膜中のＭｏ含有量が１９．８原子％であるＭｏＳｉＣＨからなり、膜厚１５ｎｍの補助遮光層２２を有する。エッチングストッパ兼マスク層２１と補助遮光層２２の積層構造で膜厚２５ｎｍの補助遮光膜２０を形成し、積層構造での光学濃度は０．８である。
その上に、密着性向上層６０としてごく薄い厚さのＨＭＤＳ層を有する。
【０１０９】
図４に示す本実施例（１−１２）のバイナリマスクブランクにおいて、遮光膜１０は、膜中のＮ含有量が７原子％であるＴａＮからなる遮光層１１と、膜中のＯが５８原子％であるＴａＯからなる表面反射防止層１２の積層構造とした。遮光膜１０の膜厚は３６ｎｍで、光学濃度は２．０である。
その上に、膜中のＣｒ含有量が３３原子％であるＣｒＯＣＮからなり、膜厚１０ｎｍのエッチングストッパ兼マスク層２１を有する。その上に、膜中のＭｏ含有量が１９．８原子％であるＭｏＳｉＣＨからなり、膜厚１５ｎｍの補助遮光層２２を有する。エッチングストッパ兼マスク層２１と補助遮光層２２の積層構造で膜厚２５ｎｍの補助遮光膜２０を形成し、積層構造での光学濃度は０．８である。
その上に、密着性向上層６０としてごく薄い厚さのＨＭＤＳ層を有する。
【０１１０】
上記実施例（１−１０）〜（１−１２）の態様では、転写コントラストの限界まで遮光膜１０を薄膜化している。遮光帯に必要な光学濃度は遮光膜１０と補助遮光膜２０との積層で得る。
上記実施例（１−１０）〜（１−１２）の態様では、上記実施例（１−１）〜（１−３）のＣｒ系補助遮光膜２０（エッチングマスクを兼ねる）に比べ、遮光膜１０に対するエッチングストッパ兼マスク層２１の薄膜化が可能となる。これにより、遮光膜１０のより高いエッチング精度を得る。
上記実施例（１−１０）〜（１−１２）の態様では、上記実施例（１−１）〜（１−３）のＣｒ系補助遮光膜２０に比べ、同じ光学濃度で比較して、補助遮光膜２０の薄膜化が可能となる。この膜厚の薄い補助遮光膜２０により、上記実施例（１−１）〜（１−３）の態様に比べ、レジストの薄膜化が可能となる。
【０１１１】
（転写用マスクの作製）
本実施例（１−１０）〜（１−１２）のバイナリマスクブランクを用い、本実施例（１−１０）〜（１−１２）のバイナリ転写用マスクを作製した。
具体的には、マスクブランクの密着性向上層６０の上に、電子線描画（露光）用化学増幅型ポジレジスト１００（ＰＲＬ００９：富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）をスピンコート法により膜厚が７５ｎｍとなるように塗布した（図４、図１１（１））。
次に、レジスト膜１００に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターン１００ａを形成した（図１１（２））。
次に、レジストパターン１００ａをマスクとして、補助遮光層２２のドライエッチングを行い、補助遮光層パターン２２ａを形成した（図１１（３））。ドライエッチングガスとして、ＳＦ６とＨｅの混合ガスを用いた。なお、密着性向上層６０も同時にドライエッチングにてパターニングされる。
次いで、残留したレジストパターン１００ａを薬液により剥離除去した。このとき、密着性向上層６０も同時に剥離除去される。
次に、補助遮光層パターン２２ａをマスクとして、エッチングストッパ兼マスク層２１のドライエッチングを行い、エッチングストッパ兼マスク層のパターン２１ａを形成した（図１１（４））。ドライエッチングガスとして、Ｃｌ２とＯ２の混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いた。
次に、上記基板上に、電子線描画（露光）用ポジレジスト（ＦＥＰ１７１：富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）のレジスト膜１１０をスピンコート法により膜厚が２００［ｎｍ］となるように塗布した（図１１（５））。
次に、レジスト膜１１０に対し、電子線描画装置を用いて遮光部（遮光帯）のパターンを描画露光し、所定の現像液で現像して、レジストパターン１１０ｂを形成した（図１１（６））。
次に、エッチングストッパ兼マスク層のパターン２１ａをマスクにして、遮光膜１０を、ＳＦ６とＨｅの混合ガスを用い、ドライエッチングを行い、遮光膜パターン１０ａを形成した（図１１（７））。これと同時に、レジストパターン１１０ｂをマスクとして、補助遮光層パターン２２ａをドライエッチングによってエッチングし、補助遮光層パターン２２ｂを形成した（図１１（７））。
次に、レジストパターン１１０ｂ及び補助遮光層パターン２２ｂをマスクとして、エッチングストッパ兼マスク層のパターン２１ａをＣｌ２とＯ２の混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）でドライエッチングによってエッチングし、エッチングストッパ兼マスク層のパターン２１ｂを形成した（図１１（８））。
次に、レジストパターン１１０ｂを剥離し、所定の洗浄を施して、補助遮光膜パターン２０ｂとその下部にある遮光膜パターン１０ａの部分とで構成される遮光部（遮光帯）８０を有する転写用マスクを得た（図１１（９））。
以上のようにして、本実施例（１−１０）、（１−１１）のバイナリ転写用マスクを作製した。
【０１１２】
実施例（１−１２）は、上記実施例（１−１０）の図１１（７）において、エッチングストッパ兼マスク層のパターン２１ａをマスクにして、遮光膜１０のドライエッチングを行い、遮光膜パターン１０ａを形成した。このとき、酸化タンタル（ＴａＯ）層１２および窒化タンタル（ＴａＮ）層１１のドライエッチングガスとして、ＣＨＦ３とＨｅの混合ガスを用いて同時に２層連続でエッチングを行った。これと同時に、レジストパターン１１０ｂをマスクとして、補助遮光層パターン２２ａをドライエッチングによってエッチングし、補助遮光層パターン２２ｂを形成した（図１１（７））。
上記工程以外は、上記実施例（１−１０）と同様にして、本実施例（１−１２）のバイナリ転写用マスクを作製した。
本実施例（１−１０）〜（１−１２）のバイナリ転写用マスクについて、ＡｒＦ露光光で、半導体デバイスの設計仕様でいうＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）３２ｎｍ以降の世代で問題となる電磁界（EMF）効果の課題に対し、十分な改善効果を有し、しかも実用性のある転写用マスクを提供できることを確認した。
【０１１３】
実施例（１−１３）〜（１−１５）
実施例（１−１３）〜（１−１５）は、図５に示すように、実施例（１−１）〜（１−３）において、遮光膜１０上に、エッチングストッパ兼マスク層２１を形成し、その上に補助遮光層２２を形成し（補助遮光膜２０の構造、各層の形成位置、材料、膜厚を変更し）、その上にエッチングマスク膜７０を形成したこと、を除き実施例（１−４）〜（１−６）と同様である。
実施例（１−１３）〜（１−１５）では、実施例（１−１）〜（１−３）における各遮光膜１０上に、エッチングストッパ兼マスク層２１としてＣｒＯＣＮ膜をそれぞれ形成し、その上に補助遮光層２２としてＭｏＳｉＣＨ膜をそれぞれ形成し、その上にエッチングマスク膜７０としてＣｒＯＣＮ膜をそれぞれ形成した。
具体的には、実施例１−１の補助遮光膜２０に用いているものと同じＣｒＯＣＮ膜を１０ｎｍの膜厚で形成し、エッチングストッパ兼マスク層２１を形成した。
次に、実施例１−１の遮光層１１に用いているものと同じＭｏＳｉＣＨ膜を１５ｎｍの膜厚で形成し、補助遮光層２２を形成した。
次に、実施例１−１の補助遮光膜２０に用いているものと同じＣｒＯＣＮ膜を１０ｎｍの膜厚で形成し、エッチングマスク膜７０を形成した。
【０１１４】
図５に示す本実施例（１−１３）のバイナリマスクブランクにおいて、遮光膜１０は、膜中のＭｏ含有量が１９．８原子％であるＭｏＳｉＣＨからなる遮光層１１と、膜中のＭｏ含有量が２．６原子％であるＭｏＳｉＯＮからなる表面反射防止層１２の積層構造とした。遮光膜１０の膜厚は３０ｎｍで、光学濃度は２．０である。
その上に、膜中のＣｒ含有量が３３原子％であるＣｒＯＣＮからなり、膜厚１０ｎｍのエッチングストッパ兼マスク層２１を有する。その上に、膜中のＭｏ含有量が１９．８原子％であるＭｏＳｉＣＨからなり、膜厚１５ｎｍの補助遮光層２２を有する。エッチングストッパ兼マスク層２１と補助遮光層２２の積層構造で膜厚２５ｎｍの補助遮光膜２０を形成し、積層構造での光学濃度は０．８である。
その上に、膜中のＣｒ含有量が３３原子％であるＣｒＯＣＮからなり、膜厚１０ｎｍのエッチングマスク膜７０を有する。
【０１１５】
図５に示す本実施例（１−１４）のバイナリマスクブランクにおいて、遮光膜１０は、膜中のＭｏ含有量が３３原子％であるＭｏＳｉＣＨからなる遮光層１１と、膜中のＭｏ含有量が２．６原子％であるＭｏＳｉＯＮからなる表面反射防止層１２の積層構造とした。遮光膜１０の膜厚は３０ｎｍで、光学濃度は２．０である。
その上に、膜中のＣｒ含有量が３３原子％であるＣｒＯＣＮからなり、膜厚１０ｎｍのエッチングストッパ兼マスク層２１を有する。その上に、膜中のＭｏ含有量が１９．８原子％であるＭｏＳｉＣＨからなり、膜厚１５ｎｍの補助遮光層２２を有する。エッチングストッパ兼マスク層２１と補助遮光層２２の積層構造で膜厚２５ｎｍの補助遮光膜２０を形成し、積層構造での光学濃度は０．８である。
その上に、膜中のＣｒ含有量が３３原子％であるＣｒＯＣＮからなり、膜厚１０ｎｍのエッチングマスク膜７０を有する。
【０１１６】
図５に示す本実施例（１−１５）のバイナリマスクブランクにおいて、遮光膜１０は、膜中のＮ含有量が７原子％であるＴａＮからなる遮光層１１と、膜中のＯが５８原子％であるＴａＯからなる表面反射防止層１２の積層構造とした。遮光膜１０の膜厚は３６ｎｍで、光学濃度は２．０である。
その上に、膜中のＣｒ含有量が３３原子％であるＣｒＯＣＮからなり、膜厚１０ｎｍのエッチングストッパ兼マスク層２１を有する。その上に、膜中のＭｏ含有量が１９．８原子％であるＭｏＳｉＣＨからなり、膜厚１５ｎｍの補助遮光層２２を有する。エッチングストッパ兼マスク層２１と補助遮光層２２の積層構造で膜厚２５ｎｍの補助遮光膜２０を形成し、積層構造での光学濃度は０．８である。
その上に、膜中のＣｒ含有量が３３原子％であるＣｒＯＣＮからなり、膜厚１０ｎｍのエッチングマスク膜７０を有する。
【０１１７】
上記実施例（１−１３）〜（１−１５）の態様では、転写コントラストの限界まで遮光膜１０を薄膜化している。遮光帯に必要な光学濃度は遮光膜１０と補助遮光膜２０との積層構造で得る。
上記実施例（１−１３）〜（１−１５）の態様では、上記実施例（１−１）〜（１−３）のＣｒ系補助遮光膜２０（エッチングマスクを兼ねる）に比べ、遮光膜１０に対するエッチングストッパ兼マスク層２１の薄膜化が可能となる。これにより、遮光膜１０のより高いエッチング精度を得る。
上記実施例（１−１３）〜（１−１５）の態様では、上記実施例（１−１）〜（１−３）のＣｒ系補助遮光膜２０に比べ、同じ光学濃度で比較して、補助遮光膜２０の薄膜化が可能となる。この膜厚の薄い補助遮光膜２０により、上記実施例（１−１）〜（１−３）の態様に比べ、レジストの薄膜化が可能となる。
また、クロム系のエッチングマスク膜７０の採用により、上記実施例（１−１０）〜（１−１２）の態様に比べ、レジストの薄膜化が可能となると共にレジストの密着性も向上する。
【０１１８】
（転写用マスクの作製）
本実施例（１−１３）〜（１−１５）のバイナリマスクブランクを用い、本実施例（１−１３）〜（１−１５）のバイナリマスクを作製した。
具体的には、マスクブランクのエッチングマスク膜７０の上に、電子線描画（露光）用化学増幅型ポジレジスト１００（ＰＲＬ００９：富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）をスピンコート法により膜厚が５０ｎｍとなるように塗布した（図５、図１２（１））。
次に、レジスト膜１００に対し、電子線描画装置を用いて所望のパターンの描画を行った後、所定の現像液で現像してレジストパターン１００ａを形成した（図１２（２））。
次に、レジストパターン１００ａをマスクとして、エッチングマスク膜７０のドライエッチングを行い、エッチングマスク膜パターン７０ａを形成した（図１２（３））。ドライエッチングガスとして、Ｃｌ２とＯ２の混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いた。
次いで、残留したレジストパターン１００ａを薬液により剥離除去した。
次に、エッチングマスク膜パターン７０ａをマスクとして、補助遮光層２２のドライエッチングを行い、補助遮光層パターン２２ａを形成した（図１２（４））。ドライエッチングガスとして、ＳＦ６とＨｅの混合ガスを用いた。
次に、補助遮光層パターン２２ａをマスクとして、エッチングストッパ兼マスク層２１のドライエッチングを行い、エッチングストッパ兼マスク層のパターン２１ａを形成した（図１２（５））。ドライエッチングガスとして、Ｃｌ２とＯ２の混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）を用いた。このとき、エッチングマスク膜７０はエッチングによって同時に剥離除去された。
次に、上記基板上に、電子線描画（露光）用ポジレジスト（ＦＥＰ１７１：富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）のレジスト膜１１０をスピンコート法により膜厚が２００［ｎｍ］となるように塗布した（図１２（６））。
次に、レジスト膜１１０に対し、電子線描画装置を用いて遮光部（遮光帯）のパターンを描画露光し、所定の現像液で現像して、レジストパターン１１０ｂを形成した（図１２（７））。
次に、エッチングストッパ兼マスク層のパターン２１ａをマスクにして、遮光膜１０を、ＳＦ６とＨｅの混合ガスを用い、ドライエッチングを行い、遮光膜パターン１０ａを形成した（図１２（８））。これと同時に、レジストパターン１１０ｂをマスクとして、補助遮光層パターン２２ａをドライエッチングによってエッチングし、補助遮光層パターン２２ｂを形成した（図１２（８））。
次に、レジストパターン１１０ｂ及び補助遮光層パターン２２ｂをマスクとして、エッチングストッパ兼マスク層のパターン２１ａをＣｌ２とＯ２の混合ガス（Ｃｌ２：Ｏ２＝４：１）でドライエッチングによってエッチングし、エッチングストッパ兼マスク層のパターン２１ｂを形成した（図１２（９））。
次に、レジストパターン１１０ｂを剥離し、所定の洗浄を施して、補助遮光膜パターン２０ｂとその下部にある遮光膜パターン１０ａの部分とで構成される遮光部（遮光帯）８０を有する転写用マスクを得た（図１２（１０））。
以上のようにして、本実施例（１−１３）、（１−１４）のバイナリ転写用マスクを作製した。
【０１１９】
実施例（１−１５）は、上記実施例（１−１３）の図１２（８）において、エッチングストッパ兼マスク層のパターン２１ａをマスクにして、遮光膜１０のドライエッチングを行い、遮光膜パターン１０ａを形成した。このとき、酸化タンタル（ＴａＯ）層１２および窒化タンタル（ＴａＮ）層１１のドライエッチングガスとして、ＣＨＦ３とＨｅの混合ガスを用いて同時に２層連続でエッチングを行った。これと同時に、レジストパターン１１０ｂをマスクとして、補助遮光層パターン２２ａをドライエッチングによってエッチングし、補助遮光層パターン２２ｂを形成した（図１２（８））。
上記工程以外は、上記実施例（１−１３）と同様にして、本実施例（１−１５）のバイナリ転写用マスクを作製した。
本実施例（１−１３）〜（１−１５）のバイナリ転写用マスクについて、ＡｒＦ露光光で、半導体デバイスの設計仕様でいうＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）３２ｎｍ以降の世代で問題となる電磁界（EMF）効果の課題に対し、十分な改善効果を有し、しかも実用性のある転写用マスクを提供できることを確認した。
【０１２０】
実施例（２−１）〜（２−９）
（マスクブランクの作製）
実施例（２−１）〜（２−９）は、実施例（１−１）〜（１−９）において、補助遮光膜２０の厚さを３５ｎｍとし、補助遮光膜２０の光学濃度を１．１とし、ダブル露光に用いられるバイナリマスクブランクとしたこと、を除き実施例（１−１）〜（１−９）と同様である。
【０１２１】
（転写用マスクの作製）
本実施例（２−１）〜（２−９）のバイナリマスクブランクを用い、上記実施例（１−１）〜（１−９）と同様にして、本実施例（２−１）〜（２−９）のバイナリ転写用マスクを作製した。
本実施例（２−１）〜（２−９）のバイナリ転写用マスクについて、ＡｒＦ露光光で、半導体デバイスの設計仕様でいうＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）３２ｎｍ以降の世代で問題となる電磁界（EMF）効果の課題に対し、十分な改善効果を有し、しかも実用性のある転写用マスクを提供できることを確認した。
【０１２２】
実施例（２−１０）〜（２−１５）
（マスクブランクの作製）
実施例（２−１０）〜（２−１５）は、実施例（１−１０）〜（１−１５）において、補助遮光層２２を膜中のＭｏ含有量が３２．３原子％であるＭｏＳｉＣＨ膜を用い厚さを２０ｎｍとすることで補助遮光膜２０の光学濃度を１．１とし、ダブル露光に用いられるバイナリマスクブランクとしたこと、を除き実施例（１−１０）〜（１−１５）と同様である。
【０１２３】
（転写用マスクの作製）
本実施例（２−１０）〜（２−１５）のバイナリマスクブランクを用い、上記実施例（１−１０）〜（１−１５）と同様にして、本実施例（２−１０）〜（２−１５）のバイナリマスクを作製した。
本実施例（２−１０）〜（２−１５）のバイナリ転写用マスクについて、ＡｒＦ露光光で、半導体デバイスの設計仕様でいうＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）３２ｎｍ以降の世代で問題となる電磁界（EMF）効果の課題に対し、十分な改善効果を有し、しかも実用性のある転写用マスクを提供できることを確認した。
【０１２４】
実施例（３−１）、（３−２）、（３−４）、（３−５）、（３−７）、（３−８）、（３−１０）、（３−１１）、（３−１３）、（３−１４）
（マスクブランクの作製）
実施例（３−１）、（３−２）、（３−４）、（３−５）、（３−７）、（３−８）、（３−１０）、（３−１１）、（３−１３）、（３−１４）は、実施例（１−１）、（１−２）、（１−４）、（１−５）、（１−７）、（１−８）、（１−１０）、（１−１１）、（１−１３）、（１−１４）において、遮光膜１０の厚さを３５ｎｍ（遮光層１１の厚さを２０ｎｍ）とすることで遮光膜１０の光学濃度を２．３とし、ダブル露光に用いられるバイナリマスクブランクとしたこと、を除き実施例（１−１）、（１−２）、（１−４）、（１−５）、（１−７）、（１−８）、（１−１０）、（１−１１）、（１−１３）、（１−１４）と同様である。
【０１２５】
（転写用マスクの作製）
上記本実施例（３−１）〜（３−１４）のバイナリマスクブランクを用い、上記実施例（１−１）〜（１−１４）と同様にして、本実施例（３−１）〜（３−１４）のバイナリ転写用マスクを作製した。
本実施例（３−１）〜（３−１４）のバイナリマスクについて、ＡｒＦ露光光で、半導体デバイスの設計仕様でいうＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）３２ｎｍ以降の世代で問題となる電磁界（EMF）効果の課題に対し、十分な改善効果を有し、しかも実用性のある転写用マスクを提供できることを確認した。
【０１２６】
実施例（３−３）、（３−６）、（３−９）、（３−１２）、（３−１５）
（マスクブランクの作製）
実施例（３−３）、（３−６）、（３−９）、（３−１２）、（３−１５）は、実施例（１−３）、（１−６）、（１−９）、（１−１２）、（１−１５）において、遮光膜１０の厚さを４０ｎｍ（遮光層１１の厚さを３０ｎｍ）とすることで、遮光膜１０の光学濃度を２．３とし、ダブル露光に用いられるバイナリマスクブランクとしたこと、を除き実施例（１−３）、（１−６）、（１−９）、（１−１２）、（１−１５）と同様である。
【０１２７】
（転写用マスクの作製）
上記本実施例（３−３）〜（３−１５）のバイナリマスクブランクを用い、上記実施例（１−１）〜（１−１５）と同様にして、本実施例（３−３）〜（３−１５）のバイナリ転写用マスクを作製した。
本実施例（３−３）〜（３−１５）のバイナリ転写マスクについて、ＡｒＦ露光光で、半導体デバイスの設計仕様でいうＤＲＡＭハーフピッチ（ｈｐ）３２ｎｍ以降の世代で問題となる電磁界（EMF）効果の課題に対し、十分な改善効果を有し、しかも実用性のある転写用マスクを提供できることを確認した。
【０１２８】
実施例（４−１）
（遮光膜の膜設計）
事前に屈折率ｎおよび消衰係数ｋを測定しておいた種々のＭｏＳｉ系膜材料の中から、遮光膜１０の膜材料として、遮光層１１にＭｏＳｉ膜（ｎ＝２．４，ｋ＝２．９）、表面反射防止層１２にＭｏＳｉＯＮ膜（ｎ＝２．１，ｋ＝０．３）を選定し、以下の光学シミュレーションを行った。
この光学シミュレーションでは、選定した材料について、遮光層１１の膜厚条件を１０ｎｍ〜４０ｎｍの範囲で、表面反射防止層１２の膜厚条件を４ｎｍ〜２０ｎｍの範囲でそれぞれ変動させ、膜厚条件ごとに遮光膜１０の全体の光学濃度（ＯＤ）と表面反射率（Ｒ％）を算出した。算出した結果をプロットしたグラフを図１３に示す。
【０１２９】
図１３では、グラフの横軸が遮光層１１の膜厚、縦軸が表面反射防止層１２の膜厚となっている。光学濃度に関しては、２．０、２．８、３．０の各境界線でそれぞれ領域分けされており、表面反射率に関しては、３０％、２５％、２０％の各境界線でそれぞれ領域分けされている。また、遮光層１１の膜厚が３６ｎｍで表面反射防止層１２の膜厚が４ｎｍの点から、遮光層１１の膜厚が２０ｎｍで表面反射防止層１２の膜厚が２０ｎｍの点にわたって、遮光膜１０の合計膜厚が４０ｎｍとなる境界線が引かれている。
【０１３０】
遮光膜１０の光学濃度に関しては、グラフの左側から右側に向かうに従って、すなわち遮光層１１の膜厚が厚くなるに従って、高くなる傾向にあるといえる。遮光膜１０の表面反射率については、概ねグラフの下側から上側に向かうに従って、すなわち表面反射防止層１２の膜厚が厚くなるに従って、低くなる傾向があるといえる。ただ、光学濃度、表面反射率ともに、遮光層１１と表面反射防止層１２との間での多重反射等に起因する光の干渉の影響があるため、単純な直線的な関係ではなく、光学シミュレーション等で厳密に検討することが必要といえる。なお、グラフにおける遮光膜１０の合計膜厚が４０ｎｍ以下となる領域は、前記境界線よりも左側の領域となる。
【０１３１】
なお、この実施例（４−１）では、遮光膜１０の選定条件の１つである表面反射率の閾値を３０％以下とする。表面反射率が３０％よりも大きく４０％以下であっても、正常に露光転写できる場合もある。しかし、露光装置の仕様や、被転写物のウェハ上のレジストの特性などによっては、表面反射率が３０％よりも大きいと露光転写の精度が低下する場合がある。この点を考慮して、表面反射率の閾値を３０％以下とする。以下、他の実施例においても同様とする。
【０１３２】
ここで、光学濃度が２．０以上、かつ合計膜厚４０ｎｍ以下、かつ表面反射率が３０％以下である遮光膜１０を作成可能な条件は、図１３中のＰ２０３、Ｐ３０１、Ｐ３０２の３つの頂点を有する領域の内側となる。また、光学濃度が２．０以上、かつ合計膜厚４０ｎｍ以下、かつ表面反射率が２５％以下である遮光膜１０を作成可能な条件は、図１３中のＰ２０３、Ｐ２５１、Ｐ２５２の３つの頂点を有する領域の内側となる。さらに、光学濃度が２．０以上、かつ合計膜厚４０ｎｍ以下、かつ表面反射率が２０％以下である遮光膜１０を作成可能な条件は、図１３中のＰ２０３、Ｐ２０１、Ｐ２０２の３つの頂点を有する領域の内側となる。この実施例（４−１）では、図１３の光学シミュレーションの結果から、遮光層１１の膜厚として２４ｎｍ、表面反射防止層として膜厚１０ｎｍをそれぞれ選定し、光学濃度２．０以上、かつ表面反射率が２０％以下の遮光膜１０を設計した。
【０１３３】
次に、この選定した遮光膜１０を用いたマスクブランクで転写用マスクを作製し、ウェハ上のレジストに露光転写したときに、十分なコントラストが得られるかどうかを光学シミュレーションで確認した。その結果を図１４に示す。図１４の光学シミュレーションでは、この実施例（４−１）で用いている遮光層１１および表面反射防止層１２の材料で種々の光学濃度の遮光膜１０（表面反射防止層１２の膜厚は１０ｎｍに固定）を形成した場合におけるコントラストを算出している。遮光膜に形成される転写パターンは、ＤＲＡＭ  ｈｐ３２ｎｍ世代であってダブルパターニングが適用されることを仮定し、ライン：スペース＝３：１＝３８４ｎｍ：１２８ｎｍのライン＆スペースパターンを適用してシミュレーションを行った。その結果、光学濃度２．８の場合ほど高くはないが、光学濃度２．０であってもコントラストが０．８以上と良好になることがわかった。すわなち、先に設計した光学濃度２．０の遮光膜１０でも十分なコントラストが得られる。
なお、コントラストとは、転写用マスクの透光部を透過した露光光がウェハ上のレジストで結像したときにおける光強度分布の最大値ＩｍａｘとＩｍｉｎにおける関係であり、コントラスト＝（Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ）／（Ｉｍａｘ＋Ｉｍｉｎ）で表わされるものである。以下、他の実施例においても同様とする。
【０１３４】
次に、この選定した遮光膜１０を用いたマスクブランクにおいて、ＥＭＦバイアスを十分低減できているかを光学シミュレーションで確認した。その結果を図１５に示す。図１５の光学シミュレーションでは、この実施例（４−１）で用いている遮光層１１および表面反射防止層１２の材料で種々の合計膜厚の遮光膜１０を形成した場合におけるＥＭＦバイアスを算出している。図１５の縦軸におけるＥＭＦバイアスは、TMAによる光学シミュレーションで算出されたバイアスからEMFシミュレーションで算出されたバイアスを差し引いたものとしている。すなわち、EMF効果を考慮していないシミュレーション結果からEMF効果を考慮したシミュレーション結果を差し引くことで、EMF効果に係るバイアス量を算出している。図１５の横軸は、遮光膜１０の全体膜厚である。表面反射防止層１２を先に設計した膜厚である１０ｎｍに固定し、遮光層１１の膜厚を変化させることで、遮光膜１０の全体膜厚を変えている。また、光学シミュレーションに適用する設計パターンは、コントラストのシミュレーションで用いたものと同じライン＆スペースパターンを適用してそれぞれバイアスを算出している。
その結果、遮光膜１０の合計膜厚が４０ｎｍ以下では、従来の合計膜厚６０ｎｍ程度の遮光膜に比べて、ＥＭＦ効果の影響を大きく低減できることがわかった。
【０１３５】
（マスクブランクの作製）
この実施例（４−１）では、遮光膜１０を図１３の光学シミュレーションの結果から設計した遮光膜１０に代えたことを除き、実施例（１−１）と同様のマスクブランクを作製した。
実施例（４−１）では、透光性基板１上に、遮光膜１０として、ＭｏＳｉ膜（遮光層１１）、ＭｏＳｉＯＮ膜（表面反射防止層１２）、をそれぞれ形成した。
【０１３６】
具体的には、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用い、Ｍｏ：Ｓｉ＝２１原子％：７９原子％のターゲットを使用し、Ａｒガス雰囲気で、モリブデン、シリコンからなる膜（Ｍｏ：２１原子％、Ｓｉ：７９原子％）を２４ｎｍの膜厚で形成し、ＭｏＳｉ膜（遮光層１１）を形成した。
次いで、Ｍｏ：Ｓｉ＝４原子％：９６原子％のターゲットを用い、ＡｒとＯ２とＮ２とＨｅの混合ガス雰囲気で、モリブデン、シリコン、酸素、窒素からなる膜（Ｍｏ：２原子％、Ｓｉ：３７原子％、Ｏ：２３原子％、Ｎ：３８原子％）を１０ｎｍの膜厚で形成し、ＭｏＳｉＯＮ膜（表面反射防止層１２）を形成した。
次に、上記基板を４５０℃で３０分間加熱処理（アニール処理）した。
【０１３７】
この透光性基板１上に形成された遮光膜１０に対して、光学式薄膜特性測定装置ｎ＆ｋ１２８０（ｎ＆ｋテクノロジー社製）で屈折率ｎおよび消衰係数ｋを測定した。その結果、この遮光膜１０は、遮光層１１がｎ＝２．４，ｋ＝２．９であり、表面反射防止層１２がｎ＝２．１，ｋ＝０．３であることが確認された。また、遮光膜１０に対して、分光光度計Ｕ−４１００（日立ハイテクノロジーズ社製）で、光学濃度（ＯＤ）および表面反射率を測定した。その結果、この遮光膜１０は、ＡｒＦ露光光（波長１９３ｎｍ）に対する光学濃度が２．０であり、表面反射率が１９．８％であることが確認された。また、補助遮光膜２０の形成後に、光学濃度を測定したところ、遮光膜１０と補助遮光膜２０の積層構造で、ＡｒＦ露光光（波長１９３ｎｍ）に対する光学濃度が２．８であることが確認された。
上記により、ＡｒＦエキシマレーザー露光用かつシングル露光用の補助遮光膜２０および遮光膜１０を形成したバイナリマスクブランクを得た。
【０１３８】
（転写用マスクの作製）
本実施例（４−１）のバイナリマスクブランクを用い、上記実施例（１−１）と同様にして、本実施例（４−１）のバイナリ転写用マスクを作製した。
ここでは、マスク設計パターンに対し、従来通りEMFシミュレーションで厳密な補正計算で生成した転写パターンと、TMAシミュレーションを利用するなどして計算負荷を軽くして補正計算で生成した転写パターンを準備し、先に作製した２枚のバイナリマスクブランクのレジスト膜１００に各転写パターンを描画して、２枚のバイナリ転写用マスクを作製した。
２枚のバイナリ転写用マスクに対し、それぞれ露光装置でウェハ上のレジスト膜に転写パターンを露光転写してみたところ、共にパターンを精度よく転写できていた。この実施例（４−１）のマスクブランクは、TMAシミュレーションを利用して計算負荷を軽くした補正計算で生成した転写パターンでも十分な転写性能を有する転写用マスクを作製することができることが確認できた。また、外周領域への漏れ光による最大４回の重ね露光に対しても、補助遮光膜パターン２０ｂと遮光膜パターン１０ａとで構成される遮光部（遮光帯）８０によって、ウェハ上のレジスト膜への感光を抑制できていることも確認できた。
【０１３９】
実施例（４−２）
（遮光膜の膜設計）
実施例（４−１）と同様に、事前に屈折率ｎおよび消衰係数ｋを測定しておいた種々のＭｏＳｉ系膜材料の中から、遮光膜１０の膜材料として、遮光層１１にＭｏＳｉ膜（ｎ＝２．４，ｋ＝１．９）、表面反射防止層１２にＭｏＳｉＯＮ膜（ｎ＝２．３，ｋ＝１．０）を選定し、遮光膜１０の全体の光学濃度（ＯＤ）と表面反射率（Ｒ％）に関する光学シミュレーションを行った。算出した結果をプロットしたグラフを図１６に示す。
【０１４０】
この実施例（４−２）では、図１６の光学シミュレーションの結果から、遮光層１１の膜厚として３３ｎｍ、表面反射防止層として膜厚６ｎｍをそれぞれ選定し、光学濃度２．０以上、かつ表面反射率が３０％以下の遮光膜１０を設計した。
次に、この選定した遮光膜１０を用いたマスクブランクで転写用マスクを作製し、ウェハ上のレジストに露光転写したときに、十分なコントラストが得られるかどうかを、実施例（４−１）と同様、光学シミュレーションで確認した。その結果を図１７に示す。図１７の結果から、光学濃度２．０であってもコントラストが０．８以上と良好であることがわかった。
【０１４１】
次に、この選定した遮光膜１０を用いたマスクブランクにおいて、ＥＭＦバイアスを十分低減できているかを、実施例（４−１）と同様、光学シミュレーションで確認した。ただし、表面反射防止層の膜厚は６ｎｍに固定して光学シミュレーションを行った。その結果を図１８に示す。図１８の結果より、遮光膜１０の合計膜厚が４０ｎｍ以下では、従来の合計膜厚６０ｎｍ程度の遮光膜に比べて、ＥＭＦ効果の影響を大きく低減できることがわかった。
【０１４２】
（マスクブランクの作製）
この実施例（４−２）では、遮光膜１０を図１６の光学シミュレーションの結果から設計した遮光膜１０に代えたことを除き、実施例（４−１）と同様のマスクブランクを作製した。
実施例（４−２）では、透光性基板１上に、遮光膜１０として、ＭｏＳｉＮ膜（遮光層１１）、ＭｏＳｉＯＮ膜（表面反射防止層１２）、をそれぞれ形成した。
【０１４３】
具体的には、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用い、Ｍｏ：Ｓｉ＝２１原子％：７９原子％のターゲットを使用し、ＡｒとＮ２の混合ガス雰囲気で、ガス雰囲気で、モリブデン、シリコン、窒素からなる膜（Ｍｏ：１５原子％、Ｓｉ：５６原子％、Ｎ：２９原子％）を３３ｎｍの膜厚で形成し、ＭｏＳｉＮ膜（遮光層１１）を形成した。
次いで、Ｍｏ：Ｓｉ＝４原子％：９６原子％のターゲットを用い、ＡｒとＯ２とＮ２とＨｅの混合ガス雰囲気で、モリブデン、シリコン、酸素、窒素からなる膜（Ｍｏ：３原子％、Ｓｉ：５６原子％、Ｏ：１６原子％、Ｎ：２５原子％）を６ｎｍの膜厚で形成し、ＭｏＳｉＯＮ膜（表面反射防止層１２）を形成した。
次に、上記基板を４５０℃で３０分間加熱処理（アニール処理）した。
【０１４４】
この透光性基板１上に形成された遮光膜１０に対して、光学式薄膜特性測定装置ｎ＆ｋ１２８０（ｎ＆ｋテクノロジー社製）で屈折率ｎおよび消衰係数ｋを測定した。その結果、この遮光膜１０は、遮光層１１がｎ＝２．４，ｋ＝１．９であり、表面反射防止層１２がｎ＝２．３，ｋ＝１．０であることが確認された。また、遮光膜１０に対して、分光光度計Ｕ−４１００（日立ハイテクノロジーズ社製）で、光学濃度（ＯＤ）および表面反射率を測定した。その結果、この遮光膜１０は、ＡｒＦ露光光（波長１９３ｎｍ）に対する光学濃度が２．０であり、表面反射率が２６．７％であることが確認された。また、補助遮光膜２０の形成後に、光学濃度を測定したところ、遮光膜１０と補助遮光膜２０の積層構造で、ＡｒＦ露光光（波長１９３ｎｍ）に対する光学濃度が２．８であることが確認された。
上記により、ＡｒＦエキシマレーザー露光用かつシングル露光用の補助遮光膜２０および遮光膜１０を形成したバイナリマスクブランクを得た。
【０１４５】
（転写用マスクの作製）
本実施例（４−２）のバイナリマスクブランクを用い、上記実施例（４−１）と同様にして、本実施例（４−２）のバイナリ転写用マスクを作製した。
ここでも、マスク設計パターンに対し、従来通りEMFシミュレーションで厳密な補正計算で生成した転写パターンと、TMAシミュレーションを利用するなどして計算負荷を軽くして補正計算で生成した転写パターンを準備し、先に作製した２枚のバイナリマスクブランクのレジスト膜１００に各転写パターンを描画して、２枚のバイナリ転写用マスクを作製した。２枚のバイナリ転写用マスクに対し、それぞれ露光装置でウェハ上のレジスト膜に転写パターンを露光転写してみたところ、共にパターンを精度よく転写できていた。この実施例（４−２）のマスクブランクは、TMAシミュレーションを利用して計算負荷を軽くした補正計算で生成した転写パターンでも十分な転写性能を有する転写用マスクを作製することができることが確認できた。また、外周領域への漏れ光による最大４回の重ね露光に対しても、補助遮光膜パターン２０ｂと遮光膜パターン１０ａとで構成される遮光部（遮光帯）８０によって、ウェハ上のレジスト膜への感光を抑制できていることも確認できた。
【０１４６】
実施例（４−３）
（遮光膜の膜設計）
実施例（４−１）と同様に、事前に屈折率ｎおよび消衰係数ｋを測定しておいた種々のＭｏＳｉ系膜材料の中から、遮光膜１０の膜材料として、遮光層１１にＭｏＳｉＮ膜（ｎ＝１．８，ｋ＝２．１）、表面反射防止層１２にＭｏＳｉＮ膜（ｎ＝２．０，ｋ＝０．９）を選定し、遮光膜１０の全体の光学濃度（ＯＤ）と表面反射率（Ｒ％）に関する光学シミュレーションを行った。算出した結果をプロットしたグラフを図１９に示す。
【０１４７】
この実施例（４−３）では、図１９の光学シミュレーションの結果から、遮光層１１の膜厚として３０ｎｍ、表面反射防止層として膜厚１０ｎｍをそれぞれ選定し、光学濃度２．０以上、かつ表面反射率が２０％以下の遮光膜１０を設計した。
次に、この選定した遮光膜１０を用いたマスクブランクで転写用マスクを作製し、ウェハ上のレジストに露光転写したときに、十分なコントラストが得られるかどうかを、実施例（４−１）と同様、光学シミュレーションで確認した。その結果を図２０に示す。図２０の結果から、光学濃度２．０であってもコントラストが０．８以上と良好であることがわかった。
【０１４８】
次に、この選定した遮光膜１０を用いたマスクブランクにおいて、ＥＭＦバイアスを十分低減できているかを、実施例（４−１）と同様、光学シミュレーションで確認した。ただし、表面反射防止層の膜厚は１０ｎｍに固定して光学シミュレーションを行った。その結果を図２１に示す。図２１の結果より、遮光膜１０の合計膜厚が４０ｎｍ以下では、従来の合計膜厚６０ｎｍ程度の遮光膜に比べて、ＥＭＦ効果の影響を大きく低減できることがわかった。
【０１４９】
（マスクブランクの作製）
この実施例（４−３）では、遮光膜１０を図１９の光学シミュレーションの結果から設計した遮光膜１０に代えたことを除き、実施例（４−１）と同様のマスクブランクを作製した。
実施例（４−３）では、透光性基板１上に、遮光膜１０として、ＭｏＳｉＮ膜（遮光層１１）、ＭｏＳｉＮ膜（表面反射防止層１２）、をそれぞれ形成した。
【０１５０】
具体的には、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用い、モリブデン、シリコン、窒素からなる膜（Ｍｏ：９原子％、Ｓｉ：６４原子％、Ｎ：２７原子％）を３０ｎｍの膜厚で形成し、ＭｏＳｉＮ膜（遮光層１１）を形成した。
次いで、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用い、モリブデン、シリコン、窒素からなる膜（Ｍｏ：８原子％、Ｓｉ：４８原子％、Ｎ：４４原子％）を１０ｎｍの膜厚で形成し、ＭｏＳｉＮ膜（表面反射防止層１２）を形成した。
【０１５１】
この透光性基板１上に形成された遮光膜１０に対して、光学式薄膜特性測定装置ｎ＆ｋ１２８０（ｎ＆ｋテクノロジー社製）で屈折率ｎおよび消衰係数ｋを測定した。その結果、この遮光膜１０は、遮光層１１がｎ＝１．８，ｋ＝２．１であり、表面反射防止層１２がｎ＝２．０，ｋ＝０．９であることが確認された。また、遮光膜１０に対して、分光光度計Ｕ−４１００（日立ハイテクノロジーズ社製）で、光学濃度（ＯＤ）および表面反射率を測定した。その結果、この遮光膜１０は、ＡｒＦ露光光（波長１９３ｎｍ）に対する光学濃度が２．０であり、表面反射率が１７．９％であることが確認された。また、補助遮光膜２０の形成後に、光学濃度を測定したところ、遮光膜１０と補助遮光膜２０の積光構造で、ＡｒＦ露光光（波長１９３ｎｍ）に対する光学濃度が２．８であることが確認された。また、補助遮光膜２０の形成後に、光学濃度を測定したところ、遮光膜１０と補助遮光膜２０の積層構造で、ＡｒＦ露光光（波長１９３ｎｍ）に対する光学濃度が２．８であることが確認された。
上記により、ＡｒＦエキシマレーザー露光用かつシングル露光用の補助遮光膜２０および遮光膜１０を形成したバイナリマスクブランクを得た。
【０１５２】
（転写用マスクの作製）
本実施例（４−３）のバイナリマスクブランクを用い、上記実施例（４−１）と同様にして、本実施例（４−３）のバイナリ転写用マスクを作製した。
ここでも、マスク設計パターンに対し、従来通りEMFシミュレーションで厳密な補正計算で生成した転写パターンと、TMAシミュレーションを利用するなどして計算負荷を軽くして補正計算で生成した転写パターンを準備し、先に作製した２枚のバイナリマスクブランクのレジスト膜１００に各転写パターンを描画して、２枚のバイナリ転写用マスクを作製した。
２枚のバイナリ転写用マスクに対し、それぞれ露光装置でウェハ上のレジスト膜に転写パターンを露光転写してみたところ、共にパターンを精度よく転写できていた。この実施例（４−３）のマスクブランクは、TMAシミュレーションを利用して計算負荷を軽くした補正計算で生成した転写パターンでも十分な転写性能を有する転写用マスクを作製することができることが確認できた。また、外周領域への漏れ光による最大４回の重ね露光に対しても、補助遮光膜パターン２０ｂと遮光膜パターン１０ａとで構成される遮光部（遮光帯）８０によって、ウェハ上のレジスト膜への感光を抑制できていることも確認できた。
【０１５３】
実施例（４−４）〜（４−６）
実施例（４−４）〜（４−６）は、図２に示すように、補助遮光膜２０上に、実施例（１−４）〜実施例（１−６）で示したエッチングマスク（ハードマスク）膜３０および密着性向上層６０を形成したこと、を除き実施例（４−１）〜（４−３）と同様である。
この実施例（４−４）〜（４−６）の態様では、実施例（４−１）〜（４−３）のＣｒ系補助遮光膜２０（エッチングマスクを兼ねる）に比べ、補助遮光膜とエッチングマスク膜をそれぞれ専用の膜として分けているので、エッチングマスク膜３０を薄膜化でき、これにより、レジストの薄膜化が可能となる。
【０１５４】
実施例（４−７）〜（４−９）
実施例（４−７）〜（４−９）は、図３に示すように、補助遮光膜２０上に、実施例（１−７）〜実施例（１−９）で示したエッチングマスク（ハードマスク）膜３０および第２エッチングマスク膜４０を形成したこと、を除き実施例（４−１）〜（４−３）と同様である。
この実施例（４−７）〜（４−９）の態様では、クロム系の第２エッチングマスク膜４０の採用により、上記実施例（４−４）〜（４−６）の態様に比べ、レジストの薄膜化が可能となると共にレジストの密着性も向上する。
【０１５５】
実施例（４−１０）〜（４−１２）
実施例（４−１０）〜（４−１２）は、図４や実施例（１−１０）〜実施例（１−１２）で示すように、エッチングストッパ兼マスク層２１と補助遮光層２２の積層構造で補助遮光膜２０を形成し、その上に密着性向上層６０を形成したこと、を除き実施例（４−１）〜（４−３）と同様である。
上記実施例（４−１０）〜（４−１２）の態様では、上記実施例（４−１）〜（４−３）のＣｒ系補助遮光膜２０（エッチングマスクを兼ねる）に比べ、遮光膜１０に対するエッチングストッパ兼マスク層２１の薄膜化が可能となる。これにより、遮光膜１０のより高いエッチング精度を得る。
この実施例（４−１０）〜（４−１２）の態様では、上記実施例（４−１）〜（４−３）のＣｒ系補助遮光膜２０に比べ、同じ光学濃度で比較して、補助遮光膜２０の薄膜化が可能となる。この膜厚の薄い補助遮光膜２０により、上記実施例（４−１）〜（４−３）の態様に比べ、レジストの薄膜化が可能となる。
【０１５６】
実施例（４−１３）〜（４−１５）
実施例（４−１３）〜（４−１５）は、図５や実施例（１−１３）〜（１−１５）に示すように、密着性向上層６０に代えて、エッチングマスク膜７０を形成したこと、を除き実施例（４−１０）〜（４−１２）と同様である。
この実施例（４−１３）〜（４−１５）の態様では、クロム系のエッチングマスク膜７０の採用により、上記実施例（４−１０）〜（４−１２）の態様に比べ、レジストの薄膜化が可能となると共にレジストの密着性も向上する。
【０１５７】
実施例（５−１）〜（５−１５）
実施例（５−１）〜（５−１５）は、実施例（２−１）〜（２−１５）に示すように補助遮光膜２０の光学濃度を１．１とし、ダブル露光に用いられるバイナリマスクブランクとしたこと、を除き実施例（４−１）〜（４−１５）と同様である。
この実施例（５−１）〜（５−１５）の態様では、２枚のバイナリマスクブランクからダブル露光対応のバイナリ転写マスクセットを作製した場合において、外周領域への漏れ光による最大８回の重ね露光に対して、補助遮光膜パターン２０ｂと遮光膜パターン１０ａとで構成される遮光部（遮光帯）８０によって、ウェハ上のレジスト膜への感光を抑制できていることが可能となる。
【０１５８】
実施例（６−１）
（遮光膜の膜設計）
実施例（４−１）と同様に、事前に屈折率ｎおよび消衰係数ｋを測定しておいた種々のＭｏＳｉ系膜材料の中から、遮光膜１０の膜材料として、遮光層１１にＭｏＳｉ膜（ｎ＝２．４，ｋ＝２．９）、表面反射防止層１２にＭｏＳｉＯＮ膜（ｎ＝２．１，ｋ＝０．６）を選定し、遮光膜１０の全体の光学濃度（ＯＤ）と表面反射率（Ｒ％）に関する光学シミュレーションを行った。算出した結果をプロットしたグラフを図２２に示す。
【０１５９】
この実施例（６−１）では、図２２の光学シミュレーションの結果から、遮光層１１の膜厚として２６ｎｍ、表面反射防止層として膜厚１４ｎｍをそれぞれ選定し、光学濃度２．３以上、かつ表面反射率が２０％以下の遮光膜１０を設計した。
次に、この選定した遮光膜１０を用いたマスクブランクで転写用マスクを作製し、ウェハ上のレジストに露光転写したときに、十分なコントラストが得られるかどうかを、実施例（４−１）と同様、光学シミュレーションで確認した。その結果、光学濃度２．３であってもコントラストが０．８以上と良好であることがわかった。
【０１６０】
次に、この選定した遮光膜１０を用いたマスクブランクにおいて、ＥＭＦバイアスを十分低減できているかを、実施例（４−１）と同様、光学シミュレーションで確認した。ただし、表面反射防止層の膜厚は１４ｎｍに固定して光学シミュレーションを行った。その結果を図２３に示す。図２３の結果より、遮光膜１０の合計膜厚が４０ｎｍ以下では、従来の合計膜厚６０ｎｍ程度の遮光膜に比べて、ＥＭＦ効果の影響を大きく低減できることがわかった。
【０１６１】
（マスクブランクの作製）
この実施例（６−１）では、遮光膜１０を図２２の光学シミュレーションの結果から設計した遮光膜１０に代えたことを除き、実施例（３−１）と同様のダブル露光に用いられるマスクブランクを作製した。
実施例（６−１）では、透光性基板１上に、遮光膜１０として、ＭｏＳｉ膜（遮光層１１）、ＭｏＳｉＯＮ膜（表面反射防止層１２）、をそれぞれ形成した。
【０１６２】
具体的には、実施例（４−１）と同じ成膜条件で、膜厚２６ｎｍのＭｏＳｉ膜（遮光層１１）を形成した。
次いで、Ｍｏ：Ｓｉ＝４原子％：９６原子％のターゲットを用い、ＡｒとＯ２とＮ２とＨｅの混合ガス雰囲気で、モリブデン、シリコン、酸素、窒素からなる膜（Ｍｏ：２原子％、Ｓｉ：３９原子％、Ｏ：１８原子％、Ｎ：４１原子％）を１４ｎｍの膜厚で形成し、ＭｏＳｉＯＮ膜（表面反射防止層１２）を形成した。
次に、上記基板を４５０℃で３０分間加熱処理（アニール処理）した。
【０１６３】
この透光性基板１上に形成された遮光膜１０に対して、光学式薄膜特性測定装置ｎ＆ｋ１２８０（ｎ＆ｋテクノロジー社製）で屈折率ｎおよび消衰係数ｋを測定した。その結果、この遮光膜１０は、遮光層１１がｎ＝２．４，ｋ＝２．９であり、表面反射防止層１２がｎ＝２．１，ｋ＝０．６であることが確認された。また、遮光膜１０に対して、分光光度計Ｕ−４１００（日立ハイテクノロジーズ社製）で、光学濃度（ＯＤ）および表面反射率を測定した。その結果、この遮光膜１０は、ＡｒＦ露光光（波長１９３ｎｍ）に対する光学濃度が２．３であり、表面反射率が９．４％であることが確認された。また、補助遮光膜２０の形成後に、光学濃度を測定したところ、遮光膜１０と補助遮光膜２０の積層構造で、ＡｒＦ露光光（波長１９３ｎｍ）に対する光学濃度が３．１であることが確認された。  上記により、ＡｒＦエキシマレーザー露光用かつダブル露光用の補助遮光膜２０および遮光膜１０を形成したバイナリマスクブランクを得た。
【０１６４】
（転写用マスクの作製）
本実施例（６−１）のバイナリマスクブランクを用い、上記実施例（３−１）と同様にして、本実施例（６−１）のダブル露光用のバイナリ転写用マスクのセットを作製した。
ここでは、ＤＲＡＭ  ｈｐ３２ｎｍ世代の設計パターンにダブルパターニング技術を適用して２つに分割生成したマスク設計パターンのセットに対し、従来通りEMFシミュレーションで厳密な補正計算で生成した転写パターンのセットと、TMAシミュレーションを利用するなどして計算負荷を軽くして補正計算で生成した転写パターンのセットをそれぞれ準備し、先に作製した４枚のバイナリマスクのレジスト膜１００に各転写パターンのセットをそれぞれ描画して、バイナリ転写用マスクのセットをそれぞれ作製した。
作製したバイナリ転写用マスクのセットに対し、それぞれ露光装置でウェハ上のレジスト膜に転写パターンを露光転写してみたところ、共にＤＲＡＭ  ｈｐ３２ｎｍ世代のパターンを精度よく転写できていた。この実施例（６−１）のマスクブランクは、TMAシミュレーションを利用して計算負荷を軽くした補正計算で生成した転写パターンでも十分な転写性能を有する転写用マスクを作製することができることが確認できた。また、外周領域への漏れ光による最大８回の重ね露光に対しても、補助遮光膜パターン２０ｂと遮光膜パターン１０ａとで構成される遮光部（遮光帯）８０によって、ウェハ上のレジスト膜への感光を抑制できていることも確認できた。
【０１６５】
実施例（６−２）
（遮光膜の膜設計）
実施例（４−１）と同様に、事前に屈折率ｎおよび消衰係数ｋを測定しておいた種々のＴａ系膜材料の中から、遮光膜１０の膜材料として、遮光層１１にＴａＮ膜（ｎ＝１．８，ｋ＝２．４）、表面反射防止層１２にＴａＯ膜（ｎ＝２．２，ｋ＝１．１）を選定し、遮光膜１０の全体の光学濃度（ＯＤ）と表面反射率（Ｒ％）に関する光学シミュレーションを行った。算出した結果をプロットしたグラフを図２４に示す。
【０１６６】
この実施例（６−２）では、図２４の光学シミュレーションの結果から、遮光層１１の膜厚として３３ｎｍ、表面反射防止層として膜厚６ｎｍをそれぞれ選定し、光学濃度２．３以上、かつ表面反射率が３０％以下の遮光膜１０を設計した。
次に、この選定した遮光膜１０を用いたマスクブランクで転写用マスクを作製し、ウェハ上のレジストに露光転写したときに、十分なコントラストが得られるかどうかを、実施例（４−１）と同様、光学シミュレーションで確認した。その結果を図２５に示す。図２５の結果から、光学濃度２．３であってもコントラストが０．８以上と良好であることがわかった。
【０１６７】
次に、この選定した遮光膜１０を用いたマスクブランクにおいて、ＥＭＦバイアスを十分低減できているかを、実施例（４−１）と同様、光学シミュレーションで確認した。ただし、表面反射防止層の膜厚は６ｎｍに固定して光学シミュレーションを行った。その結果を図２６に示す。図２６の結果より、遮光膜１０の合計膜厚が４０ｎｍ以下では、従来の合計膜厚６０ｎｍ程度の遮光膜に比べて、ＥＭＦ効果の影響を大きく低減できることがわかった。
【０１６８】
（マスクブランクの作製）
この実施例（６−２）では、遮光膜１０を図２４の光学シミュレーションの結果から設計した遮光膜１０に代えたことを除き、実施例（６−１）と同様のマスクブランクを作製した。
実施例（６−２）では、透光性基板１上に、遮光膜１０として、ＴａＮ膜（遮光層１１）、ＴａＯ膜（表面反射防止層１２）、をそれぞれ形成した。
【０１６９】
具体的には、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用い、Ｔａターゲットを使用し、ＡｒとＮ２の混合ガス雰囲気で、窒化タンタル（ＴａＮ）からなる膜（Ｔａ：９３原子％、Ｎ：７原子％）を３３ｎｍの膜厚で形成し、遮光層１１を形成した。
次いで、Ｔａターゲットを用い、ＡｒとＯ２の混合ガス雰囲気で、酸化タンタル（ＴａＯ）からなる膜（Ｔａ：４２原子％、Ｏ：５８原子％）を６ｎｍの膜厚で形成し、表面反射防止層１２を形成した。
【０１７０】
この透光性基板１上に形成された遮光膜１０に対して、光学式薄膜特性測定装置ｎ＆ｋ１２８０（ｎ＆ｋテクノロジー社製）で屈折率ｎおよび消衰係数ｋを測定した。その結果、この遮光膜１０は、遮光層１１がｎ＝１．８，ｋ＝２．４であり、表面反射防止層１２がｎ＝２．２，ｋ＝１．１であることが確認された。また、遮光膜１０に対して、分光光度計Ｕ−４１００（日立ハイテクノロジーズ社製）で、光学濃度（ＯＤ）および表面反射率を測定した。その結果、この遮光膜１０は、ＡｒＦ露光光（波長１９３ｎｍ）に対する光学濃度が２．３であり、表面反射率が２７．９％であることが確認された。また、補助遮光膜２０の形成後に、光学濃度を測定したところ、遮光膜１０と補助遮光膜２０の積層構造で、ＡｒＦ露光光（波長１９３ｎｍ）に対する光学濃度が３．１であることが確認された。
上記により、ＡｒＦエキシマレーザー露光用かつダブル露光用の補助遮光膜２０および遮光膜１０を形成したバイナリマスクブランクを得た。
【０１７１】
（転写用マスクの作製）
本実施例（６−２）のバイナリマスクブランクを用い、上記実施例（１−３）と同様にして、本実施例（６−２）のバイナリ転写用マスクを作製した。
ここでは、ＤＲＡＭ  ｈｐ３２ｎｍ世代の設計パターンにダブルパターニング技術を適用して２つに分割生成したマスク設計パターンのセットに対し、従来通りEMFシミュレーションで厳密な補正計算で生成した転写パターンのセットと、TMAシミュレーションを利用するなどして計算負荷を軽くして補正計算で生成した転写パターンのセットをそれぞれ準備し、先に作製した４枚のバイナリマスクのレジスト膜１００に各転写パターンのセットをそれぞれ描画して、バイナリ転写用マスクのセットをそれぞれ作製した。
作製したバイナリ転写用マスクのセットに対し、それぞれ露光装置でウェハ上のレジスト膜に転写パターンを露光転写してみたところ、共にＤＲＡＭ  ｈｐ３２ｎｍ世代のパターンを精度よく転写できていた。この実施例（６−２）のマスクブランクは、TMAシミュレーションを利用して計算負荷を軽くした補正計算で生成した転写パターンでも十分な転写性能を有する転写用マスクを作製することができることが確認できた。また、外周領域への漏れ光による最大８回の重ね露光に対しても、補助遮光膜パターン２０ｂと遮光膜パターン１０ａとで構成される遮光部（遮光帯）８０によって、ウェハ上のレジスト膜への感光を抑制できていることも確認できた。
【０１７２】
実施例（６−３）、（６−４）
実施例（６−３）、（６−４）は、図２に示すように、補助遮光膜２０上に、実施例（１−４）、実施例（１−６）で示したエッチングマスク（ハードマスク）膜３０および密着性向上層６０を形成したこと、を除き実施例（６−１）、（６−２）と同様である。
この実施例（６−３）、（６−４）の態様では、実施例（６−１）、（６−２）のＣｒ系補助遮光膜２０（エッチングマスクを兼ねる）に比べ、補助遮光膜とエッチングマスク膜をそれぞれ専用の膜として分けているので、エッチングマスク膜３０を薄膜化でき、これにより、レジストの薄膜化が可能となる。
【０１７３】
実施例（６−５）、（６−６）
実施例（６−５）、（６−６）は、図３に示すように、補助遮光膜２０上に、実施例（１−７）、実施例（１−９）で示したエッチングマスク（ハードマスク）膜３０および第２エッチングマスク膜４０を形成したこと、を除き実施例（６−１）、（６−２）と同様である。
この実施例（６−５）、（６−６）の態様では、クロム系の第２エッチングマスク膜４０の採用により、上記実施例（６−３）、（６−４）の態様に比べ、レジストの薄膜化が可能となると共にレジストの密着性も向上する。
【０１７４】
実施例（６−７）、（６−８）
実施例（６−７）、（６−８）は、図４や実施例（１−１０）、実施例（１−１２）で示すように、エッチングストッパ兼マスク層２１と補助遮光層２２の積層構造で補助遮光膜２０を形成し、その上に密着性向上層６０を形成したこと、を除き実施例（６−１）、（６−２）と同様である。
上記実施例（６−７）、（６−８）の態様では、上記実施例（６−１）、（６−２）のＣｒ系補助遮光膜２０（エッチングマスクを兼ねる）に比べ、遮光膜１０に対するエッチングストッパ兼マスク層２１の薄膜化が可能となる。これにより、遮光膜１０のより高いエッチング精度を得る。
この実施例（６−７）、（６−８）の態様では、上記実施例（６−１）、（６−２）のＣｒ系補助遮光膜２０に比べ、同じ光学濃度で比較して、補助遮光膜２０の薄膜化が可能となる。この膜厚の薄い補助遮光膜２０により、上記実施例（６−１）、（６−２）の態様に比べ、レジストの薄膜化が可能となる。
【０１７５】
実施例（６−９）、（６−１０）
実施例（６−９）、（６−１０）は、図５や実施例（１−１３）、（１−１５）に示すように、密着性向上層６０に代えて、エッチングマスク膜７０を形成したこと、を除き実施例（６−７）、（６−８）と同様である。
この実施例（６−９）、（６−１０）の態様では、クロム系のエッチングマスク膜７０の採用により、上記実施例（６−７）、（６−８）の態様に比べ、レジストの薄膜化が可能となると共にレジストの密着性も向上する。
【０１７６】
以上、本発明を実施形態や実施例を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は、上記実施形態や実施例に記載の範囲には限定されない。上記実施形態や実施例に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることは、当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【０１７７】
１    透光性基板
１０    遮光膜
１１    遮光層
１２    表面反射防止層
２０    補助遮光膜
３０    エッチングマスク膜
４０    第２エッチングマスク膜
５０    エッチングストッパ兼マスク層
６０    密着性向上層
７０    エッチングマスク膜
１００    レジスト膜  
【図１】
0005602930.tif 000002
【図２】
0005602930.tif 000003
【図３】
0005602930.tif 000004
【図４】
0005602930.tif 000005
【図５】
0005602930.tif 000006
【図６】
0005602930.tif 000007
【図７】
0005602930.tif 000008
【図８】
0005602930.tif 000009
【図９】
0005602930.tif 000010
【図１０】
0005602930.tif 000011
【図１１】
0005602930.tif 000012
【図１２】
0005602930.tif 000013
【図１４】
0005602930.tif 000014
【図１５】
0005602930.tif 000015
【図１７】
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【図１８】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２３】
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【図２５】
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【図２６】
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【図１３】
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【図１６】
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【図１９】
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【図２２】
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【図２４】
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