(57)【要約】【課題】多層反射膜の露光光の中心波長の面内ばらつきを抑制できる多層反射膜付き基板の製造方法を提供する。【解決手段】イオンビームスパッタリング法を用いて、基板上に、該基板をその中心軸を回転させつつ、低屈折率層（例えばシリコン層）と高屈折率層（例えばモリブデン層）をこの順に成膜したものを１周期として４０周期程度積層して多層反射膜を形成する。ここで、低屈折率層と高屈折率層の成膜開始時と成膜終了時の基板回転の方位角のずれによる多層反射膜の面内膜厚分布を抑制して、多層反射膜の露光光の中心波長の面内ばらつきが０．０４ｎｍ以下となるように、低屈折率層と高屈折率層の各成膜レートの経時変化を想定して成膜条件を設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に露光光を反射する多層反射膜を備える多層反射膜付き基板の製造方法であって、
前記多層反射膜は、前記基板上に、該基板をその中心軸を中心に回転させつつ、低屈折率層と高屈折率層をこの順にスパッタ成膜したものを１周期として複数周期積層した構成のものであり、
前記低屈折率層と前記高屈折率層の成膜開始時と成膜終了時の前記基板回転の方位角のずれによる前記多層反射膜の面内膜厚分布を抑制して、前記多層反射膜の露光光の中心波長の面内ばらつきが０．０４ｎｍ以下となるように、前記低屈折率層と前記高屈折率層の各成膜レートの経時変化を想定して該低屈折率層と該高屈折率層の成膜条件を設定することを特徴とする多層反射膜付き基板の製造方法。
【請求項２】
基板上に露光光を反射する多層反射膜を備える多層反射膜付き基板の製造方法であって、
前記多層反射膜は、前記基板上に、該基板をその中心軸を中心に回転させつつ、低屈折率層と高屈折率層をこの順にスパッタ成膜したものを１周期として複数周期積層した構成のものであり、
複数枚の多層反射膜付き基板を製造する際の各基板における前記低屈折率層と前記高屈折率層の成膜開始時と成膜終了時の前記基板回転の方位角のずれによる前記多層反射膜の面内膜厚分布を抑制して、前記多層反射膜の露光光の中心波長の面内ばらつきが０．０４ｎｍ以下となるように、前記低屈折率層と前記高屈折率層の各成膜レートの経時変化を想定して、基板１枚毎又は基板複数枚毎の前記低屈折率層と前記高屈折率層の成膜条件を設定することを特徴とする多層反射膜付き基板の製造方法。
【請求項３】
前記低屈折率層と前記高屈折率層の成膜条件は、基板回転数を制御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の製造方法。
【請求項４】
前記基板回転数が１ｒｐｍ以上８０ｒｐｍ以下であって、前記基板回転数を徐々に低下させることを特徴とする請求項３に記載の多層反射膜付き基板の製造方法。
【請求項５】
前記基板回転数が８０ｒｐｍ超３００ｒｐｍ以下であって、前記基板回転数は一定又は略一定とすることを特徴とする請求項３に記載の多層反射膜付き基板の製造方法。
【請求項６】
前記低屈折率層はシリコン層、前記高屈折率層はモリブデン層であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の多層反射膜付き基板の製造方法。
【請求項７】
前記多層反射膜は、イオンビームスパッタリング法を用いて成膜することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の多層反射膜付き基板の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の製造方法により得られる多層反射膜付き基板における前記多層反射膜上に、露光光を吸収する吸収体膜を形成することを特徴とする反射型マスクブランクの製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の製造方法により得られる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することを特徴とする反射型マスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置製造等に使用される露光用マスクを製造するための原版である多層反射膜付き基板の製造方法、反射型マスクブランクの製造方法、及び反射型マスクの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年における超ＬＳＩデバイスの高密度化、高精度化の更なる要求に伴い、極紫外（ExtremeUltra Violet：以下、EUVと呼称する）光を用いた露光技術であるEUVリソグラフィが有望視されている。ここで、EUV光とは、軟X線領域又は真空紫外線領域の波長帯の光を指し、具体的には波長が０．２〜１００ｎｍ程度の光のことである。このEUVリソグラフィにおいて用いられるマスクとしては、たとえば下記特許文献１に記載された露光用反射型マスクが提案されている。
【０００３】
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。露光機（パターン転写装置）に搭載された反射型マスクに入射した光は、吸収体膜のある部分では吸収され、吸収体膜のない部分では多層反射膜により反射された光像が反射光学系を通して半導体基板上に転写される。
【０００４】
このような反射型マスクを用いて半導体デバイスの高密度化を達成するためには、露光時に十分な光量を得るため反射型マスクにおける反射領域（多層反射膜の表面）が露光光であるＥＵＶ光に対して高反射率を有することが必要とされる。また、ＥＵＶ光の吸収によるブランクス温度の上昇を抑えるためにも、高反射率を有することは必須と言える。
上記多層反射膜は、屈折率の異なる元素が周期的に積層された多層膜であり、一般的には、重元素又はその化合物の薄膜と、軽元素又はその化合物の薄膜とが交互に４０〜６０周期程度積層された多層膜が用いられる。例えば、波長１３〜１４ｎｍのＥＵＶ光に対する多層反射膜としては、Ｍｏ膜とＳｉ膜を交互に４０周期程度積層したＭｏ／Ｓｉ周期積層膜が好ましく用いられる。
【０００５】
特許文献２には、Ｍｏ／Ｓｉ周期積層膜からなる多層反射膜を、イオンビームスパッタリング法を用いて成膜することが開示されており、詳しくは、多層反射膜の膜厚均一性の確保の観点から、基板を回転速度１〜６０ｒｐｍで回転させつつ、基板表面の欠陥低減の観点から、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を３５度以上８０度以下に保持して成膜することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１２２９８１号公報
【特許文献２】特許第４８５８５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、反射型マスクブランクの光学的な仕様として、高反射率であることだけでなく、露光光の中心波長（例えば１３．５ｎｍ）の面内ばらつきに関する要求が年々厳しくなってきており、中心波長の面内ばらつきに関しては例えばSEMI規格で０．０４ｎｍ以下という規格値を満たすことが求められている。このような露光光の中心波長の面内ばらつきに関する規格値を満たすためには、多層反射膜の膜厚の高い面内均一性が必要となる。
【０００８】
従って、近年の反射型マスクブランクにおいては、高反射率であることだけでなく、中心波長の面内ばらつき特性に影響する多層反射膜の膜厚の面内均一性（面内分布が小さいこと）も求められている。しかし、従来の多層反射膜の成膜条件では、高反射率、高面内膜厚均一性の特性をそれぞれの最良値で満足させることが困難であった。
【０００９】
そこで本発明の目的は、第一に、高反射率で、かつ多層反射膜の膜厚の面内分布を抑制することで、露光光の中心波長の面内ばらつきが小さい高品質の多層反射膜付き基板の製造方法を提供することであり、第二に、このような多層反射膜付き基板を用いた反射型マスクブランクの製造方法、及び反射型マスクの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意研究した結果、本発明を完成したものである。
すなわち、上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
（構成１）
基板上に露光光を反射する多層反射膜を備える多層反射膜付き基板の製造方法であって、前記多層反射膜は、前記基板上に、該基板をその中心軸を中心に回転させつつ、低屈折率層と高屈折率層をこの順にスパッタ成膜したものを１周期として複数周期積層した構成のものであり、前記低屈折率層と前記高屈折率層の成膜開始時と成膜終了時の前記基板回転の方位角のずれによる前記多層反射膜の面内膜厚分布を抑制して、前記多層反射膜の露光光の中心波長の面内ばらつきが０．０４ｎｍ以下となるように、前記低屈折率層と前記高屈折率層の各成膜レートの経時変化を想定して該低屈折率層と該高屈折率層の成膜条件を設定することを特徴とする多層反射膜付き基板の製造方法。
構成１にあるように、多層反射膜の面内膜厚分布を抑制できるように、低屈折率層と前記高屈折率層の各成膜レートの経時変化を想定して該低屈折率層と該高屈折率層の成膜条件を設定して成膜することにより、高反射率で、しかも露光光の中心波長の面内ばらつきに関する規格値を満たすような多層反射膜の高い面内膜厚均一性が得られる。
【００１１】
（構成２）
基板上に露光光を反射する多層反射膜を備える多層反射膜付き基板の製造方法であって、前記多層反射膜は、前記基板上に、該基板をその中心軸を中心に回転させつつ、低屈折率層と高屈折率層をこの順にスパッタ成膜したものを１周期として複数周期積層した構成のものであり、複数枚の多層反射膜付き基板を製造する際の各基板における前記低屈折率層と前記高屈折率層の成膜開始時と成膜終了時の前記基板回転の方位角のずれによる前記多層反射膜の面内膜厚分布を抑制して、前記多層反射膜の露光光の中心波長の面内ばらつきが０．０４ｎｍ以下となるように、前記低屈折率層と前記高屈折率層の各成膜レートの経時変化を想定して、基板１枚毎又は基板複数枚毎の前記低屈折率層と前記高屈折率層の成膜条件を設定することを特徴とする多層反射膜付き基板の製造方法。
構成２にあるように、複数枚の多層反射膜付き基板を製造する際の各基板における多層反射膜の面内膜厚分布を抑制できるように、低屈折率層と前記高屈折率層の各成膜レートの経時変化を想定して基板１枚毎又は基板複数枚毎に該低屈折率層と該高屈折率層の成膜条件を設定して成膜することにより、高反射率で、しかも露光光の中心波長の面内ばらつきに関する規格値を満たすような多層反射膜の高い面内膜厚均一性を備えた多層反射膜付き基板が得られる。
【００１２】
（構成３）
前記低屈折率層と前記高屈折率層の成膜条件は、基板回転数を制御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の製造方法。
低屈折率層と高屈折率層の各成膜レートの経時変化を想定しての成膜条件としては、イオンビームのパワー制御や基板回転数の制御等が考えられるが、構成３にあるように、基板内、基板１枚毎、又は基板複数枚毎の低屈折率層と高屈折率層の基板回転数を制御することで、比較的容易に高反射率で、しかも露光光の中心波長の面内ばらつきに関する規格値を満たすような多層反射膜の高い面内膜厚均一性を備えた多層反射膜付き基板が得られる。
【００１３】
（構成４）
前記基板回転数が１ｒｐｍ以上８０ｒｐｍ以下であって、前記基板回転数を徐々に低下させることを特徴とする構成３に記載の多層反射膜付き基板の製造方法。
構成４にあるように、多層反射膜を構成する各低屈折率層と高屈折率層の成膜時の基板回転数を１ｒｐｍ以上８０ｒｐｍ以下とし、基板回転数を除々に低下させることにより、成膜開始と終了の方位の不一致による膜厚分布ばらつきの発生を回避し、多層反射膜の面内膜厚分布を抑制できるため、高反射で、しかも露光光の中心波長の面内ばらつきに関する規定値を満たすような多層反射膜の高い面内膜厚均一性を備えた多層反射膜付き基板が得られる。
【００１４】
（構成５）
前記基板回転数が８０ｒｐｍ超３００ｒｐｍ以下であって、前記基板回転数は一定又は略一定とすることを特徴とする構成３に記載の多層反射膜付き基板の製造方法。
構成５にあるように、多層反射膜を構成する各低屈折率層と高屈折率層の成膜時の基板回転数を８０ｒｐｍ以上３００ｒｐｍ以下であって、基板回転数を一定又は略一定とすることにより、基板回転速度の増加によって基板１回転当りの成膜量を抑制し、多層反射膜の面内膜厚分布を抑制できるため、高反射率で、しかも露光光の中心波長の面内ばらつきに関する規格値を満たすような多層反射膜の高い面内膜厚均一性を備えた多層反射膜付き基板が得られる。
【００１５】
（構成６）
前記低屈折率層はシリコン層、前記高屈折率層はモリブデン層であることを特徴とする構成１乃至５のいずれかに記載の多層反射膜付き基板の製造方法。
本発明は、構成６のように、例えば波長１３〜１４ｎｍのＥＵＶ光に対する多層反射膜として好ましく用いられるシリコン層とモリブデン層を交互に積層したＭｏ／Ｓｉ周期積層膜からなる多層反射膜付き基板の製造に好適である。
【００１６】
（構成７）
前記多層反射膜は、イオンビームスパッタリング法を用いて成膜することを特徴とする構成１乃至６のいずれかに記載の多層反射膜付き基板の製造方法。
構成７のように、本発明はイオンビームスパッタリング法を用いた多層反射膜付き基板の製造に好適である。
【００１７】
（構成８）
構成１乃至７のいずれかに記載の製造方法により得られる多層反射膜付き基板における前記多層反射膜上に、露光光を吸収する吸収体膜を形成することを特徴とする反射型マスクブランクの製造方法。
本発明により得られる高反射率で、かつ多層反射膜の膜厚の面内分布を抑制した多層反射膜付き基板を用いて反射型マスクブランクを製造することにより、高反射率、かつ露光光中心波長の面内ばらつき特性の良好な高品質の反射型マスクブランクが得られる。
【００１８】
（構成９）
構成８に記載の製造方法により得られる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することを特徴とする反射型マスクの製造方法。
本発明に係る反射率特性、露光光中心波長の面内ばらつき特性の良好な高品質の反射型マスクブランクを用いて反射型マスクを製造することにより、ＥＵＶ光を用いた高精度のパターン転写を行うことができる反射型マスクが得られる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、高反射率で、かつ露光光中心波長の面内ばらつき特性の良好な多層反射膜付き基板を得ることができる。
また、本発明によれば、このような多層反射膜付き基板を用いることにより、高反射率、かつ露光光中心波長の面内ばらつき特性の良好な高品質の反射型マスクブランクが得られる。
さらに、このような本発明の反射型マスクブランクを用いて反射型マスクを製造することにより、ＥＵＶ光を用いた高精度のパターン転写を行うことができる反射型マスクが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】多層反射膜付き基板の層構成を示す断面図である。
【図２】反射型マスクブランクの層構成を示す断面図である。
【図３】反射型マスクの層構成を示す断面図である。
【図４】多層反射膜付き基板の詳細な層構成を示す断面図である。
【図５】本発明に用いられるイオンビームスパッタリング装置の構成を示す模式図である。
【図６】（ａ）は実施例１における各Ｓｉ層成膜中の基板回転数の調整量、（ｂ）は実施例１における各Ｍｏ層成膜中の基板回転数の調整量をそれぞれ示す図である。
【図７】（ａ）はＳｉ層の累積成膜時間に対する成膜レートの変化、（ｂ）はＭｏ層の累積成膜時間に対する成膜レートの変化をそれぞれ示す図である。
【図８】（ａ）は実施例２における基板１枚毎のＳｉ層成膜時の基板回転数の調整量、（ｂ）は実施例２における基板１枚毎のＭｏ層成膜時の基板回転数の調整量をそれぞれ示す図である。
【図９】（ａ）は実施例３におけるカセット（基板１２枚）毎のＳｉ層成膜時の基板回転数の調整量、（ｂ）は実施例３におけるカセット（基板１２枚）毎のＭｏ層成膜時の基板回転数の調整量をそれぞれ示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施の形態により詳細に説明する。
［多層反射膜付き基板］
まず、本発明に係る多層反射膜付き基板について説明する。
図１は、本発明に係る多層反射膜付き基板の層構成を示す断面図であり、基板１の上に、露光光であるＥＵＶ光を反射する多層反射膜２を備えた構造の多層反射膜付き基板１０を示す。
上記基板１は、EUV露光用の場合、露光時の熱によるパターンの歪みを防止するため、０±１．０×１０−７／℃の範囲内、より好ましくは０±０．３×１０−７／℃の範囲内の低熱膨張係数を有するものが好ましく用いられ、この範囲の低熱膨張係数を有する素材としては、例えば、ＳｉＯ２−ＴｉＯ２系ガラス、多成分系ガラスセラミックス等を用いることが出来る。
【００２２】
上記基板１の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。例えば、EUV露光用の場合、基板の転写パターンが形成される側の主表面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。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時に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、好ましくは０．５μｍ以下である。
また、ＥＵＶ露光用の場合、基板１として要求される表面平滑度は、基板の転写パターンが形成される側の主表面の表面粗さが、二乗平均平方根粗さ（ＲＭＳ）で０．２ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２３】
上記多層反射膜２は、屈折率の異なる元素が周期的に積層された多層膜であり、一般的には、低屈折率材料である重元素又はその化合物の薄膜（低屈折率層）と、高屈折率材料である軽元素又はその化合物の薄膜（高屈折率層）とが交互に４０〜６０周期程度積層された多層膜が用いられる。多層反射膜は、基板側から高屈折率層と低屈折率層をこの順に積層した積層構造を１周期として複数周期積層しても良いし、基板側から低屈折率層と高屈折率層をこの順に積層した積層構造を１周期として複数周期積層しても良い。低屈折率材料としては、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔから選ばれる元素やこれらの合金が用いられ、高屈折率材料としては、Ｓｉ又はＳｉ化合物が用いられる。例えば、波長１３〜１４ｎｍのＥＵＶ光に対する多層反射膜としては、このましくは、Ｍｏ膜とＳｉ膜を交互に４０〜６０周期程度積層したＭｏ／Ｓｉ周期積層膜が好ましく用いられる。
その他に、ＥＵＶ光の領域で使用される多層反射膜として、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周期多層膜などがある。露光波長により、材質を適宜選択すればよい。
【００２４】
上記多層反射膜２は、イオンビームスパッタリング法により、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周期積層した後、最後に、Ｓｉ膜を成膜する。
【００２５】
ここで、本発明の上記多層反射膜２の成膜方法として好ましく用いられるイオンビームスパッタリング法について説明する。
図５は、イオンビームスパッタリング装置の構成を示す模式図である。
図５に示されるイオンビームスパッタリング装置５０は、イオンビーム発生装置５１、ターゲットホルダー５３、基板ステージ５８等を備えている。上記ターゲットホルダー５３には、２種類のスパッタリングターゲット５４と５５が取付けられており、本実施の形態においては、その一方が高屈折率材料ターゲット（例えば、Ｓｉターゲット）、もう一方が低屈折率材料ターゲット（例えば、Ｍｏターゲット）である。ターゲットホルダー５３の回転により、高屈折率材料ターゲットと低屈折率材料ターゲットのうちの一方のターゲットが基板１の被成膜面に向けられる。また、上記基板１は上記基板ステージ５８上に静電チャックや機械的に基板を保持する機械チャックによって固定され、駆動装置（モータ５９）によって所定方向に回転される。また、成膜量は、基板１の近傍に設置した成膜量センサ６２によって検出される。また、成膜量センサ６２の出力はＰＣ（パーソナルコンピュータ）６１に入力され、ＰＣ６１に接続された基板回転制御手段６０によってモータ５９の駆動を制御し、基板回転を制御する。
【００２６】
このような構成のイオンビームスパッタリング装置５０において、イオンビーム発生装置５１から発せられたイオンビーム５２がスパッタリングターゲット５４（あるいは５５）に入射することにより発生するスパッタ粒子５６の入射角度θ（基板の法線５７に対する入射角度）が所定の角度となるように、上記スパッタリングターゲット５４（あるいは５５）の位置を調節し、基板１を回転させながら、イオンビームスパッタリングすることによって多層反射膜２を成膜する。
【００２７】
本発明の第１の実施の形態は、上記構成１にあるように、基板上に露光光を反射する多層反射膜を備える多層反射膜付き基板の製造方法であって、前記多層反射膜は、前記基板上に、該基板をその中心軸を中心に回転させつつ、低屈折率層と高屈折率層をこの順にスパッタ成膜したものを１周期として複数周期積層した構成のものであり、前記低屈折率層と前記高屈折率層の成膜開始時と成膜終了時の前記基板回転の方位角のずれによる前記多層反射膜の面内膜厚分布を抑制して、前記多層反射膜の露光光の中心波長の面内ばらつきが０．０４ｎｍ以下となるように、前記低屈折率層と前記高屈折率層の各成膜レートの経時変化を想定して該低屈折率層と該高屈折率層の成膜条件を設定することを特徴としている。
【００２８】
図４は、多層反射膜付き基板の詳細な層構成を示す断面図である。
図４に示すように、本実施の形態に係る多層反射膜付き基板１０は、基板１上に、シリコン（Ｓｉ）層２１とモリブデン（Ｍｏ）層２２とを交互に積層させた多層反射膜２を備えている。
【００２９】
本実施の形態において特徴的なのは、多層反射膜２の露光光の中心波長の面内ばらつきが０．０４ｎｍ以下とするため、上記多層反射膜２の面内膜厚分布を抑制できるように、上記多層反射膜２を構成する各層（低屈折率層と高屈折率層）毎に成膜開始と終了時の方位角のずれにより生じる面内分布を抑制するように、各層の成膜レートの経時変化を想定して、各層の成膜条件を設定することである。
【００３０】
本実施の形態において、多層反射膜の露光光の中心波長の面内ばらつきを抑制できるように、成膜開始と終了時の方位角のずれにより生じる面内膜厚分布を抑制するように成膜するためには、より詳しくは、多層反射膜を構成する各層毎にイオンビームのパワー制御や、基板回転数を制御しながら成膜する。好ましくは、基板回転数を制御しながらスパッタ成膜することが好ましい。
【００３１】
このように多層反射膜を構成する各層毎に基板回転数を制御しながら成膜するための具体的な方法としては、例えば以下の方法が挙げられる。
上述のイオンビームスパッタリング装置５０において、成膜量を検出する成膜量センサ６２の出力をＰＣ６１に入力し、ＰＣ６１に接続された基板回転制御手段６０によってモータ５９の駆動を制御し、基板１回転当りの成膜量が一定となるように基板回転を制御する。このようにして、各層ごとに基板回転と成膜タイミングを制御することで、多層反射膜を構成する各層毎に基板回転数を制御する。通常、時間当りの成膜レートはターゲットの板厚の減少により低下していくため成膜時間が増加し、基板回転数が一定であると成膜開始と終了の方位の不一致による膜厚分布の発生を回避できないため、本実施の形態においては、上記構成３にあるように、多層反射膜の面内膜厚分布を抑制できるように、多層反射膜を構成する各層の成膜時の基板回転数が１ｒｐｍ以上８０ｒｐｍ以下の場合には、基板回転数を徐々に下げていくような制御を行う。
【００３２】
本実施の形態のように、多層反射膜を形成する際、多層反射膜の面内膜厚分布を抑制できるように、低屈折率層と高屈折率層の各成膜レートの経時変化を想定して、該低屈折率層と該高屈折率層の成膜条件を設定して成膜する。より詳細には、多層反射膜を構成する各層（低屈折率層と高屈折率層）毎に基板回転数を制御しながら成膜することにより、露光光の中心波長の面内ばらつきに関する規格値を満たすような多層反射膜の高い面内膜厚均一性が得られる。しかも高反射率が得られる。
【００３３】
また、多層反射膜２を構成する例えばＳｉ層２１とＭｏ層２２の各層の成膜レートから決定された成膜時間において、成膜開始時と終了時の基板の方位角が一致するように基板回転数を調整するようにしてもよい。成膜中一定の基板回転速度で回転していると、成膜開始時と終了時の基板の方位角が成膜時間に依存したずれが生じ、このずれによる余剰の基板回転によって発生する非対称な面内膜厚分布を除去あるいは抑制することができる。
【００３４】
また、本発明の第２の実施の形態としては、上記構成２にあるように、基板上に露光光を反射する多層反射膜を備える多層反射膜付き基板の製造方法であって、前記多層反射膜は、前記基板上に、該基板をその中心軸を中心に回転させつつ、低屈折率層と高屈折率層をこの順にスパッタ成膜したものを１周期として複数周期積層した構成のものであり、複数枚の多層反射膜付き基板を製造する際の各基板における前記低屈折率層と前記高屈折率層の成膜開始時と成膜終了時の前記基板回転の方位角のずれによる前記多層反射膜の面内膜厚分布を抑制して、前記多層反射膜の露光光の中心波長の面内ばらつきが０．０４ｎｍ以下となるように、前記低屈折率層と前記高屈折率層の各成膜レートの経時変化を想定して、基板１枚毎又は基板複数枚毎に、低屈折率層と高屈折率層の成膜条件を設定することを特徴としている。
【００３５】
本実施の形態において特徴的なのは、多層反射膜２の露光光の中心波長の面内ばらつきが０．０４ｎｍ以下とするため、複数枚の多層反射膜付き基板を製造する際の各基板における多層反射膜の面内膜厚分布を抑制できるように、基板１枚毎又は基板複数枚毎に、各層の成膜レートの経時変化を想定して、各層の成膜条件を設定することである。
本実施の形態のように、複数枚の多層反射膜付き基板を製造する場合、各基板における多層反射膜の露光光の中心波長の面内ばらつきを抑制できるように、基板１枚毎又は基板複数枚毎に各層のイオンビームのパワー制御、及び／又は、基板回転数を制御しながら成膜する。好ましくは、基板回転数を制御しながら多層反射膜を成膜することによって、上述の第１の実施の形態と同様に、露光光の中心波長の面内ばらつきに関する規格値を満たすような多層反射膜の高い面内膜厚均一性を備えた多層反射膜付き基板が得られる。しかも高反射率の多層反射膜付き基板が得られる。
なお、本実施の形態において、基板１枚毎又は基板複数枚毎に基板回転数を制御する方法は、上述の第１の実施の形態の場合と同様な方法を適用できる。
【００３６】
上記において、基板複数枚毎とは、例えば基板１０枚を１カセットとすると、１カセット（基板１０枚）毎に基板回転数を制御しながら多層反射膜を成膜する。
【００３７】
また、上記構成４にあるように、基板回転数が８０ｒｐｍ超３００ｒｐｍ以下の場合には、基板回転数を一定又は略一定で制御しながら成膜することを特徴としている。
【００３８】
上記のように、多層反射膜の面内膜厚分布を抑制できるように、多層反射膜を構成する各層の成膜時の基板回転数が８０ｒｐｍ超３００ｒｐｍ以下の場合には、基板回転数が一定又は略一定で成膜する。この範囲の高速回転で制御しながら成膜することにより、基板回転速度の増加によって基板１回転当りの成膜量を抑制し、各層において成膜時の余剰の基板回転により発生する面内膜厚分布を抑制することができる。これによって、高反射率で、しかも露光光の中心波長の面内ばらつきに関する規格値を満たすような多層反射膜の高い面内膜厚均一性を備えた多層反射膜付き基板が得られる。
なお、基板回転数が略一定とは、本発明の効果を損なわない範囲で基板回転数の変動は許容される。例えば、基板回転数の±２．５％以内の変動を略一定の範囲とすることができる。
【００３９】
本発明は、上記のとおり、例えば波長１３〜１４ｎｍのＥＵＶ光に対する多層反射膜として好ましく用いられるシリコン層とモリブデン層を交互に積層したＭｏ／Ｓｉ周期積層膜からなる多層反射膜付き基板の製造に好適である。
また、本発明はイオンビームスパッタリング法を用いた多層反射膜付き基板の製造において効果がより良く発揮されるので好適である。
【００４０】
また、上記シリコン層２１とモリブデン層２２の成膜時のスパッタ粒子の入射角度は、それぞれ適宜設定することができる。例えば、高反射率確保の観点からは以下のように設定することが望ましい。
上記シリコン層２１の成膜時は、基板１の主表面の法線に対するスパッタ粒子の入射角度θは、例えば２５度〜３５度の範囲とすることが好ましく、更に好ましくは３０度程度とすることである。また、上記モリブデン層２２の成膜時は、基板１の主表面の法線に対するスパッタ粒子の入射角度θは、例えば４５度〜５５度の範囲とすることが好ましく、更に好ましくは５０度程度とすることである。
【００４１】
［反射型マスクブランク］
また、本発明は、上述の本発明の製造方法により製造した多層反射膜付き基板を用いる反射型マスクブランクの製造方法についても提供する。
図２は、反射型マスクブランクの層構成を示す断面図であり、基板１上に、EUV光を反射する多層反射膜２、保護膜（キャッピング層）３及びEUV光を吸収するパターン形成用の吸収体膜４が形成されている反射型マスクブランク２０を示す。なお、図示していないが、基板１の多層反射膜等が形成されている側とは反対側に裏面導電膜を設けることができる。
なお、上記基板１上に多層反射膜を形成した状態の多層反射膜付き基板については上述したとおりであり、ここでは説明を省略する。
【００４２】
通常、上記吸収体膜４のパターニング或いはパターン修正の際に多層反射膜２を保護する目的で、多層反射膜２と吸収体膜４との間に上記保護膜３やバッファ膜を設ける。保護膜３の材料としては、ケイ素のほか、ルテニウムや、ルテニウムにニオブ、ジルコニウム、ロジウムのうち１以上の元素を含有するルテニウム化合物が用いられ、バッファ膜の材料としては、主にクロム系材料が用いられる。
このような保護膜３やバッファ膜は、マグネトロンスパッタリングなどのスパッタ法で形成するのが好ましい。
なお、本発明においては、多層反射膜２の上に上記保護膜３を形成した状態のものも多層反射膜付き基板に含むものとする。
【００４３】
上記吸収体膜４は、露光光である例えばＥＵＶ光を吸収する機能を有するもので、例えばタンタル（Ｔａ）単体又はＴａを主成分とする材料を好ましく用いることができる。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。
【００４４】
Ｔａを主成分とする材料としては、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の少なくとも何れかを含む材料、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、等を用いることが出来る。ＴａにＢやＳｉ、Ｇｅ等を加えることにより、アモルファス状の材料が容易に得られ、平滑性を向上させることができる。また、ＴａにＮや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出来るという効果が得られる。
【００４５】
この中でも特に好ましい材料として、例えば、ＴａとＢを含む材料（組成比Ｔａ／Ｂが８．５／１．５〜７．５／２．５の範囲である）、ＴａとＢとＮを含む材料（Ｎが５〜３０原子％であり、残りの成分を１００とした時、Ｂが１０〜３０原子％）が挙げられる。これらの材料の場合、容易に微結晶或いはアモルファス構造を得ることが出来、良好な平滑性と平坦性が得られる。
このようなＴａ単体又はＴａを主成分とする吸収体膜は、マグネトロンスパッタリングなどのスパッタ法で形成するのが好ましい。例えば、ＴａＢＮ膜の場合、タンタルとホウ素を含むターゲットを用い、窒素を添加したアルゴンガスを用いたスパッタリング法で成膜することができる。
【００４６】
吸収体膜として、Ｔａを主成分とする材料以外では、例えば、ＷＮ、ＴｉＮ、Ｔｉ等の材料が挙げられる。
吸収体膜４の膜厚は、露光光である例えばＥＵＶ光が十分に吸収できる厚みであれば良いが、通常３０〜１００ｎｍ程度である。なお、吸収体膜４は、材料や組成の異なる複数層の積層構造（例えばＴａＢＮ膜とＴａＢＯ膜の積層膜）としてもよい。
【００４７】
ＥＵＶ光を露光光に適用する反射型マスクの場合においても、パターン検査を行う時の検査光は、波長１９３ｎｍ、２５７ｎｍ等のＥＵＶ光に比べて長波長の光が用いられる場合が多い。長波長の検査光に対応するためには、吸収体膜の表面反射を低減させる必要がある。この場合、吸収体膜を、基板側から、主としてＥＵＶ光を吸収する機能を有する吸収体層と、主として検査光に対する表面反射を低減する機能を有する低反射層とを積層した構成にするとよい。低反射層としては、吸収体層がＴａを主成分とする材料の場合、ＴａやＴａＢにＯを含有した材料が好適である。
また、上記反射型マスクブランクは、吸収体膜に所定の転写パターンを形成するためのレジスト膜が形成された状態であっても構わない。
【００４８】
以上とおり、上述の本発明により得られる高反射率で、かつ多層反射膜の膜厚の面内分布を抑制した多層反射膜付き基板を用いて反射型マスクブランクを製造することにより、高反射率、かつ露光光中心波長の面内ばらつき特性の良好な高品質の反射型マスクブランクが得られる。
【００４９】
［反射型マスク］
また、本発明は、上記構成の反射型マスクブランクを用いる反射型マスクの製造方法についても提供する。
図３は反射型マスクの層構成を示す断面図であり、図２の反射型マスクブランク２０における吸収体膜４がパターニングされた吸収体膜パターン４ａを備える反射型マスク３０を示す。
反射型マスクブランクにおける転写パターンとなる上記吸収体膜４をパターニングする方法は、高精細のパターニングを行うことができるフォトリソグラフィー法が最も好適である。
【００５０】
以上のとおり、上述の本発明に係る反射率特性、露光光中心波長の面内ばらつき特性の良好な高品質の反射型マスクブランクを用いて反射型マスクを製造することにより、ＥＵＶ光を用いた高精度のパターン転写を行うことができる反射型マスクが得られる。
【実施例】
【００５１】
以下、実施例により、本発明の実施の形態を更に具体的に説明する。
（実施例１）
使用する基板は、ＳｉＯ２−ＴｉＯ２系のガラス基板（６インチ角、厚さが６．３５ｍｍ）である。
そして、このガラス基板の端面を面取加工、及び研削加工、更に酸化セリウム砥粒を含む研磨液で粗研磨処理を終えたガラス基板を両面研磨装置のキャリアにセットし、研磨液にコロイダルシリカ砥粒を含むアルカリ水溶液を用い、所定の研磨条件で精密研磨を行った。精密研磨終了後、ガラス基板に対し洗浄処理を行った。
【００５２】
以上のようにして、ＥＵＶ反射型マスクブランク用ガラス基板を作製した。この得られたガラス基板の主表面の表面粗さは、二乗平均平方根粗さ（ＲＭＳ）で、０．１５０ｎｍ以下と良好であった。また、平坦度は、測定領域１４２ｍｍ×１４２ｍｍで５０ｎｍ以下と良好であった。
【００５３】
次に、上記反射型マスクブランク用ガラス基板上に、以下のようにして多層反射膜を形成した。基板上に形成される多層反射膜は、１３〜１４ｎｍの露光光波長帯域に適した多層反射膜とするために、Ｍｏ膜／Ｓｉ膜周期多層反射膜を採用した。
即ち、多層反射膜は、ＭｏターゲットとＳｉターゲットを使用し、イオンビームスパッタリングにより基板上に交互に積層して形成した。
【００５４】
まず、前述の基板主表面に対するスパッタ粒子の入射角度が２５度となるようにＳｉターゲット角度を調節して、Ｓｉ膜を４．２ｎｍ成膜した。
続いて、基板主表面に対するスパッタ粒子の入射角度が５０度となるようにＭｏターゲット角度を調節して、Ｍｏ膜を２．８ｎｍ成膜した。
【００５５】
以上のようにＳｉ膜を４．２ｎｍ、Ｍｏ膜を２．８ｎｍ成膜し、これを一周期として４０周期積層した後、入射角度３０度でＳｉ膜を４．２ｎｍ成膜した。
但し、本実施例においては、基板１回転当りの成膜量が一定となるように、ＳｉとＭｏの各層毎に基板回転数を制御して成膜を行った。
図６の（ａ）は、本実施例における各Ｓｉ層成膜中の基板回転数の調整量、（ｂ）は本実施例における各Ｍｏ層成膜中の基板回転数の調整量をそれぞれ示す。また、図７の（ａ）は、Ｓｉ層の累積成膜時間に対する成膜レートの変化、（ｂ）はＭｏ層の累積成膜時間に対する成膜レートの変化をそれぞれ示す。
【００５６】
以上のようにして、本実施例の多層反射膜付き基板を作製した。
この多層反射膜付き基板の多層反射膜に対し、１３．５ｎｍのＥＵＶ光を入射角６．０度で反射率を測定したところ、６６％と高反射率が得られた。
また、この多層反射膜付き基板について露光光の中心波長（１３．５ｎｍ）の面内ばらつきを測定した結果、０．０２ｎｍであった。なお、中心波長の面内ばらつきは、１３２ｍｍ×１３２ｍｍの測定領域内の面内等間隔に８１ポイントの反射率スペクトル測定を行い、その反射率スペクトルの中心波長の最大値と最小値の差（ＭＡＸ−ＭＩＮ）を算出し求めた。
上述の方法で多層反射膜付き基板を５０枚作製した。中心波長の面内ばらつきの平均値は０．０３ｎｍとなり、良好な結果が得られた。
【００５７】
以上のように、本発明の実施例によれば、多層反射膜の膜厚の面内分布を抑制でき、その結果、中心波長の面内ばらつきの規格値（例えばSEMI規格で０．０４ｎｍ以下）を満たすことができる。すなわち、本実施例によれば、高反射率で、かつ露光光中心波長の面内ばらつきの規格値を満たす多層反射膜付き基板を得ることができる。
【００５８】
（比較例）
実施例１における、基板１回転当りの成膜量が一定となるように、ＳｉとＭｏの各層毎に基板回転数を制御するという調整は行わずに、基板回転数を２５ｒｐｍ（一定）で多層反射膜を成膜して、多層反射膜付き基板を作製した。
この多層反射膜付き基板の多層反射膜に対し、１３．５ｎｍのＥＵＶ光を入射角６．０度で反射率を測定したところ６４％であり、実施例１よりもやや低かった。
また、この多層反射膜付き基板について露光光の中心波長（１３．５ｎｍ）の面内ばらつきを測定した結果、０．０５ｎｍであった。なお、上述の方法で多層反射膜付き基板を５０枚作製した。中心波長の面内ばらつきの平均値は０．０５ｎｍであった。
【００５９】
以上のように、本比較例によれば、ＥＵＶ光反射率がやや低く、多層反射膜の膜厚の面内分布も十分に抑制できていないために、中心波長の面内ばらつきの規格値（SEMI規格で０．０４ｎｍ以下）を満たすことができない。このような多層反射膜の膜厚の面内分布の大きな多層反射膜付き基板を用いて反射型マスクブランク及び反射型マスクを作製し、得られた反射型マスクを用いてＥＵＶ光による被転写体へのパターン転写を行った場合、高精度のパターン転写を行うことができない。
【００６０】
（実施例２）
本実施例では、実施例１におけるＳｉとＭｏの各層毎の基板回転数の制御は行わずに、基板１枚毎にＳｉ層とＭｏ層の成膜時の基板回転数を制御したこと以外は、実施例１と同様にして多層反射膜を成膜して、全部で１０枚の多層反射膜付き基板を作製した。
図８の（ａ）は、本実施例における基板１枚毎のＳｉ層成膜時の基板回転数の調整量、（ｂ）は本実施例における基板１枚毎のＭｏ層成膜時の基板回転数の調整量をそれぞれ示す。
【００６１】
この１０枚の多層反射膜付き基板の多層反射膜に対し、１３．５ｎｍのＥＵＶ光を入射角６．０度で反射率を測定したところ、全て６６％と高反射率が得られた。
また、この１０枚の多層反射膜付き基板について露光光の中心波長（１３．５ｎｍ）の面内ばらつきの平均値は０．０３３ｎｍとなり、良好な結果が得られた。
【００６２】
以上のように、本実施例の基板１枚毎にＳｉ層とＭｏ層の成膜時の基板回転数を制御することによって、多層反射膜の膜厚の面内分布を抑制でき、その結果、中心波長の面内ばらつきの規格値（例えばSEMI規格で０．０４ｎｍ以下）を満たすことができる。すなわち、本実施例によれば、高反射率で、かつ露光光中心波長の面内ばらつきの規格値を満たす多層反射膜付き基板を得ることができる。
【００６３】
（実施例３）
本実施例では、実施例１におけるＳｉとＭｏの各層毎の基板回転数の制御は行わずに、１カセット（基板１０枚）毎にＳｉ層とＭｏ層の成膜時の基板回転数を制御したこと以外は、実施例１と同様にして多層反射膜を成膜して、全部で１０カセット（基板１００枚）の多層反射膜付き基板を作製した。
図９の（ａ）は本実施例におけるカセット（基板１０枚）毎のＳｉ層成膜時の基板回転数の調整量、（ｂ）は本実施例におけるカセット（基板１０枚）毎のＭｏ層成膜時の基板回転数の調整量をそれぞれ示す。
【００６４】
この１００枚の多層反射膜付き基板の多層反射膜に対し、１３．５ｎｍのＥＵＶ光を入射角６．０度で反射率を測定したところ、全て６６％と高反射率が得られた。
また、この１００枚の多層反射膜付き基板について露光光の中心波長（１３．５ｎｍ）の面内ばらつきの平均値は０．０４ｎｍとなり、良好な結果が得られた。
【００６５】
以上のように、本実施例の１カセット（基板１０枚）毎にＳｉ層とＭｏ層の成膜時の基板回転数を制御することによって、多層反射膜の膜厚の面内分布を抑制でき、その結果、中心波長の面内ばらつきの規格値（例えばSEMI規格で０．０４ｎｍ以下）を満たすことができる。すなわち、本実施例によれば、高反射率で、かつ露光光中心波長の面内ばらつきの規格値を満たす多層反射膜付き基板を得ることができる。
【００６６】
（実施例４）
本実施例では、ＳｉとＭｏの各層成膜時の基板回転数を２８０ｒｐｍ（一定）としたこと以外は実施例１と同様にして多層反射膜を成膜して、多層反射膜付き基板を作製した。
この多層反射膜付き基板の多層反射膜に対し、１３．５ｎｍのＥＵＶ光を入射角６．０度で反射率を測定したところ、６６％と高反射率が得られた。
また、この多層反射膜付き基板について露光光の中心波長（１３．５ｎｍ）の面内ばらつきを測定した結果、０．０３ｎｍであった。上述の方法で多層反射膜付き基板を５０枚作製した。中心波長の面内ばらつきの平均値は０．０３５ｎｍとなり、良好な結果が得られた。
【００６７】
以上のように、本実施例のＳｉとＭｏの各層成膜時の基板回転数を２８０ｒｐｍ（一定）と高速回転にすることによって、多層反射膜の膜厚の面内分布を抑制でき、その結果、中心波長の面内ばらつきの規格値（例えばSEMI規格で０．０４ｎｍ以下）を満たすことができる。すなわち、本実施例によれば、高反射率で、かつ露光光中心波長の面内ばらつきの規格値を満たす多層反射膜付き基板を得ることができる。
【００６８】
（実施例５）
上記実施例１で作製した多層反射膜付き基板の多層反射膜上に、ＲｕＮｂからなる保護膜（膜厚２．５ｎｍ）をDCマグネトロンスパッタリング法によって成膜した。
この保護膜表面に対し、１３．５ｎｍのＥＵＶ光を入射角６．０度で反射率を測定したところ、反射率は６３％であった。
次いで、上記保護膜上に、吸収体膜として、ＴａＢＮ膜（膜厚５６ｎｍ）とＴａＢＯ膜（膜厚１４ｎｍ）の積層膜をDCマグネトロンスパッタリング法によって成膜した。
こうして、反射型マスクブランクを作製した。
【００６９】
次に、この反射型マスクブランクを用いて、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭ  ｈｐ２０ｎｍ世代のパターンを有するＥＵＶ露光用反射型マスクを以下のように作製した。
まず、上記反射型マスクブランク上に電子線描画用レジスト膜を形成し、電子線描画機を使用して所定のパターン描画を行い、描画後、現像によりレジストパターンを形成した。
次に、このレジストパターンをマスクとして、フッ素系ガス（ＣＦ４ガス）によりＴａＢＯ膜を、塩素系ガス（Ｃｌ２ガス）によりＴａＢＮ膜をドライエッチングし、吸収体膜に転写パターンを形成した。
さらに、吸収体膜パターン上に残ったレジストパターンを熱硫酸で除去し、反射型マスクを得た。
【００７０】
得られた反射型マスクの最終確認検査を行ったところ、半導体デザインルールにおけるＤＲＡＭ  ｈｐ２０ｎｍ世代のパターンを設計通りに形成できていることが確認できた。
次に、得られた本実施例の反射型マスクを用いて、半導体基板上へのＥＵＶ光によるパターン転写を行うと、半導体デザインルールＤＲＡＭ  ｈｐ２０ｎｍ世代の半導体装置を製造することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１  基板
２  多層反射膜
２１  Ｓｉ膜
２２  Ｍｏ膜
３  保護膜
４  吸収体膜
１０  多層反射膜付き基板
２０  反射型マスクブランク
３０  反射型マスク
５０  イオンビームスパッタリング装置
５１  イオンビーム発生装置
５４，５５  スパッタリングターゲット
５９  モータ
６０  基板回転制御手段
６１  ＰＣ
６２  成膜量モニタ
【図１】
2014130977.tif 000003
【図２】
2014130977.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2014130977.tif 000008
【図７】
2014130977.tif 000009
【図８】
2014130977.tif 000010
【図９】
2014130977.tif 000011