(57)【要約】      （修正有）【課題】複雑な細線パターンの形成が可能な転写用マスクの製造方法および半導体デバイスの製造方法を提供。【解決手段】薄膜上に電子線露光用のレジスト膜が設けられたマスクブランクを準備する工程と、レジスト膜に対して露光および現像処理を行い転写パターンをレジスト膜に形成する工程と、レジストおよび薄膜上に第１材料膜を埋め込む状態で成膜する工程と、レジスト膜の間に第１材料膜を残し、反転パターンを第１材料膜に形成し、レジスト膜を除去する工程と、第１材料および薄膜上に第２材料膜を埋め込む状態で成膜する工程と、第１材料膜の間に第２材料膜を残し、第２材料膜に転写パターンを形成し、ドライエッチングにより第１材料膜を除去する工程と、転写パターンが形成された第２材料膜をマスクとし、薄膜に対してドライエッチングを行い、薄膜に転写パターンを形成する工程とを備える転写用マスクの製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の主表面上に薄膜を有するマスクブランクを用いた転写用マスクの製造方法であって、
前記薄膜上に電子線露光用のレジスト膜が設けられたマスクブランクを準備する工程と、
前記レジスト膜に対して露光処理および現像処理を行い、前記薄膜に形成すべき転写パターンを前記レジスト膜に形成する工程と、
前記転写パターンが形成されたレジスト膜を埋め込む状態で、前記レジスト膜上および前記薄膜上に第１材料膜を成膜する工程と、
前記転写パターンが形成されたレジスト膜の間に前記第１材料膜を残した状態で前記レジスト膜の上面が露出するまで前記第１材料膜を除去することにより、前記転写パターンに対して反転した反転パターンを前記第１材料膜に形成し、その後前記第１材料膜に対して選択的に前記レジスト膜を除去する工程と、
前記反転パターンが形成された前記第１材料膜を埋め込む状態で、前記第１材料膜上および前記薄膜上に前記第１材料膜とは異なる材料からなる第２材料膜を成膜する工程と、
前記反転パターンが形成された前記第１材料膜の間に前記第２材料膜を残した状態で前記第１材料膜の上面が露出するまで前記第２材料膜を除去することにより、前記第２材料膜に前記転写パターンを形成し、その後ドライエッチングによって前記第２材料膜に対して選択的に前記第１材料膜を除去する工程と、
前記転写パターンが形成された第２材料膜をマスクとし、前記薄膜に対してドライエッチングを行い、前記薄膜に転写パターンを形成する工程とを備える
ことを特徴とする転写用マスクの製造方法。
【請求項２】
前記第１材料膜および前記第２材料膜は、ともに前記薄膜に対してエッチング選択性を有する材料によって構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の転写用マスクの製造方法。
【請求項３】
前記ドライエッチングによって前記第２材料膜に対して選択的に前記第１材料膜を除去する際の前記第２材料膜のエッチングレートと第１材料膜のエッチングレートの比は、１：２以上である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の転写用マスクの製造方法。
【請求項４】
前記薄膜は、スパッタリング法によって成膜されたものである
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の転写用マスクの製造方法。
【請求項５】
前記薄膜は、クロムを含有する材料からなる
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の転写用マスクの製造方法。
【請求項６】
前記第１材料膜と前記第２材料膜とは、ともにケイ素を含有する材料からなる
ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の転写用マスクの製造方法。
【請求項７】
前記マスクブランクは、前記基板と前記薄膜の間に遮光膜が設けられており、
前記転写パターンが形成された前記薄膜をマスクとし、前記遮光膜に対してドライエッチングを行い、前記遮光膜に転写パターンを形成する工程と、
前記遮光膜に転写パターンを形成した後に前記薄膜を除去する工程とを備える
ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の転写用マスクの製造方法。
【請求項８】
前記マスクブランクは、前記基板と前記薄膜の間に光半透過膜が設けられており、
前記転写パターンが形成された前記薄膜をマスクとし、前記光半透過膜に対してドライエッチングを行い、前記光半透過膜に転写パターンを形成するとともに前記第２材料膜を除去する工程と、
前記第２材料膜を除去した後、前記薄膜上に遮光帯パターンを含むレジストパターンを形成し、前記レジストパターンをマスクとして前記薄膜に対してドライエッチングを行い、前記薄膜に遮光帯を含むパターンを形成する工程とを備える
ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の転写用マスクの製造方法。
【請求項９】
請求項７または８記載の転写用マスクの製造方法により製造された転写用マスクを用い、半導体基板上のレジスト膜に転写パターンを露光転写する工程を備える
ことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転写用マスクの製造方法、および半導体デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、リソグラフィー処理によって基板上にレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクにし下層の被エッチング層をエッチングすることにより、被エッチング層に微細パターンを形成する加工技術が行なわれている。このような加工技術においては、レジストパターンの薄膜化によってパターンの微細化が達成されるが、エッチングのマスクとして用いられるレジストパターンの薄膜化には限界がある。
【０００３】
そこで、レジストパターンを覆って平坦化膜を形成した後、レジストパターン上の平坦化膜をエッチバックして除去し、次いでレジストパターンを除去することにより、被エッチング層上にレジストパターンの反転パターンを形成し、この反転パターンをエッチングマスクとして用いる方法が提案されている（下記特許文献１参照）。
【０００４】
またさらに、反転パターンをマスクにして下層の転写層をエッチングして積層構造の反転パターンとし、この反転パターンを覆って二回目の反転層を形成し、上記と同様にして反転パターンをさらに反転させてレジストパターンと一致させたパターンを形成し、これをエッチングマスクとして用いる方法が提案されている（下記特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２６７２５３号公報
【特許文献２】特開２００８−２９０３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで上述した加工技術は、転写用マスクにおける薄膜パターンの形成にも適用されている。近年、半導体デバイスに形成するパターンの微細化が著しく、またリソグラフィーで使用される照明系が複雑化してきており、転写用マスクに形成される薄膜パターンは線幅が細く複雑なパターンが増えてきている。このため、上述した特許文献１で提案されている方法では、開口幅が狭いレジストパターンを形成することが必要となるが、このようなレジストパターンの形成は極めて困難である。一方、上述した特許文献２で提案されている方法では、レジストパターンを２回反転させるため、このような問題が発生することはない。特許文献２で提案されている方法では、被エッチング層とレジストパターンとの間に転写層を設け、反転したレジストパターンをマスクとするドライエッチングで転写層に反転パターンを形成する。しかし、ドライエッチングで転写層にパターンを形成するときのエッチングは転写層の厚さ方向に進行するだけでなく、転写層に形成されていくパターンの側壁方向にもエッチングは進行する。このため、転写層に形成される反転パターンのエッチングバイアスが発生することは避け難く、パターンの寸法精度が劣化し易い。
【０００７】
そこで本発明は、寸法精度良好に複雑な細線パターンを形成することが可能な転写用マスクの製造方法および半導体デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
＜構成１＞
基板の主表面上に薄膜を有するマスクブランクを用いた転写用マスクの製造方法であって、
前記薄膜上に電子線露光用のレジスト膜が設けられたマスクブランクを準備する工程と、
前記レジスト膜に対して露光処理および現像処理を行い、前記薄膜に形成すべき転写パターンを前記レジスト膜に形成する工程と、
前記転写パターンが形成されたレジスト膜を埋め込む状態で、前記レジスト膜上および前記薄膜上に第１材料膜を成膜する工程と、
前記転写パターンが形成されたレジスト膜の間に前記第１材料膜を残した状態で前記レジスト膜の上面が露出するまで前記第１材料膜を除去することにより、前記転写パターンに対して反転した反転パターンを前記第１材料膜に形成し、その後前記第１材料膜に対して選択的に前記レジスト膜を除去する工程と、
前記反転パターンが形成された前記第１材料膜を埋め込む状態で、前記第１材料膜上および前記薄膜上に前記第１材料膜とは異なる材料からなる第２材料膜を成膜する工程と、
前記反転パターンが形成された前記第１材料膜の間に前記第２材料膜を残した状態で前記第１材料膜の上面が露出するまで前記第２材料膜を除去することにより、前記第２材料膜に前記転写パターンを形成し、その後ドライエッチングによって前記第２材料膜に対して選択的に前記第１材料膜を除去する工程と、
前記転写パターンが形成された第２材料膜をマスクとし、前記薄膜に対してドライエッチングを行い、前記薄膜に転写パターンを形成する工程とを備える
ことを特徴とする転写用マスクの製造方法。
【０００９】
＜構成２＞
前記第１材料膜および前記第２材料膜は、ともに前記薄膜に対してエッチング選択性を有する材料によって構成されている
ことを特徴とする構成１に記載の転写用マスクの製造方法。
【００１０】
＜構成３＞
前記ドライエッチングによって前記第２材料膜に対して選択的に前記第１材料膜を除去する際の前記第２材料膜のエッチングレートと第１材料膜のエッチングレートの比は、１：２以上である
ことを特徴とする構成１または２に記載の転写用マスクの製造方法。
【００１１】
＜構成４＞
前記薄膜は、スパッタリング法によって成膜されたものである
ことを特徴とする構成１から３のいずれかに記載の転写用マスクの製造方法。
【００１２】
＜構成５＞
前記薄膜は、クロムを含有する材料からなる
ことを特徴とする構成１から４のいずれかに記載の転写用マスクの製造方法。
【００１３】
＜構成６＞
前記第１材料膜と前記第２材料膜とは、ともにケイ素を含有する材料からなる
ことを特徴とする構成１から５のいずれかに記載の転写用マスクの製造方法。
【００１４】
＜構成７＞
前記マスクブランクは、前記基板と前記薄膜の間に遮光膜が設けられており、
前記転写パターンが形成された前記薄膜をマスクとし、前記遮光膜に対してドライエッチングを行い、前記遮光膜に転写パターンを形成する工程と、
前記遮光膜に転写パターンを形成した後に前記薄膜を除去する工程とを備える
ことを特徴とする構成１から６のいずれかに記載の転写用マスクの製造方法。
【００１５】
＜構成８＞
前記マスクブランクは、前記基板と前記薄膜の間に光半透過膜が設けられており、
前記転写パターンが形成された前記薄膜をマスクとし、前記光半透過膜に対してドライエッチングを行い、前記光半透過膜に転写パターンを形成するとともに前記第２材料膜を除去する工程と、
前記第２材料膜を除去した後、前記薄膜上に遮光帯パターンを含むレジストパターンを形成し、前記レジストパターンをマスクとして前記薄膜に対してドライエッチングを行い、前記薄膜に遮光帯を含むパターンを形成する工程とを備える
ことを特徴とする構成１から６のいずれかに記載の転写用マスクの製造方法。
【００１６】
＜構成９＞
構成７または８記載の転写用マスクの製造方法により製造された転写用マスクを用い、半導体基板上のレジスト膜に転写パターンを露光転写する工程を備える
ことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【発明の効果】
【００１７】
以上の構成を有する本発明によれば、寸法精度良好に複雑な細線パターンを形成することが可能な転写用マスクの製造方法および半導体デバイスの製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態に係る転写用マスクの製造方法を説明する断面工程図（その１）である。
【図２】第１実施形態に係る転写用マスクの製造方法を説明する断面工程図（その２）である。
【図３】第１実施形態に係る転写用マスクの製造方法を説明する断面工程図（その３）である。
【図４】第２実施形態に係る転写用マスクの製造方法を説明する断面工程図（その１）である。
【図５】第２実施形態に係る転写用マスクの製造方法を説明する断面工程図（その２）である。
【図６】第２実施形態に係る転写用マスクの製造方法を説明する断面工程図（その３）である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
発明者らは、第１材料膜と、第１材料膜の除去に対して耐性を有する第２材料膜とを用いてレジストパターンを２回反転させたパターンを形成し、これをエッチングマスクとして用いることにより、寸法精度の良好な細線パターンを形成することが可能であることを見出した。以下に、このような効果を得るための本発明の詳細な構成を、転写用マスクの製造方法、次いで半導体デバイスの製造方法の順に説明する。
【００２０】
≪第１実施形態：転写用マスクの製造方法≫
図１〜図３は、第１実施形態に係る転写用マスクの製造方法を説明する断面工程図である。これらの図を参照して説明する第１実施形態の転写用マスクの製造方法は、転写用マスクとしてバイナリマスクまたは反射型マスクを製造する際に適用される方法である。以下、これらの図１〜図３を参照し、第１実施形態の転写用マスクの製造方法を説明する。
【００２１】
＜マスクブランク１の準備＞
先ず図１（Ａ）に示すように、基板１１の一主面上に、遮光膜（吸収体膜）１３、薄膜１５、およびレジスト膜２１がこの順に設けられたマスクブランク１を準備する。各構成要素の詳細は次のようである。
【００２２】
［基板１１］
基板１１は、ケイ素を含有する材料からなるものが選択される。例えば、例えばバイナリマスク用のマスクブランクの基板１１であれば、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長：約１９３ｎｍ）のような露光光に対して透過性を有する材料で構成されればよい。このような材料としては、合成石英ガラスが用いられるが、この他にも、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラスなどのガラス材料を用いることができる。特に、合成石英ガラス基板は、ＡｒＦエキシマレーザ光、またはそれよりも短波長の領域で透明性が高いので、基板１１として好適に用いることができる。
【００２３】
また特に、基板１１が、反射型マスク用のマスクブランクのものであれば、露光時の発熱による熱膨張が低く抑えられた低熱膨張ガラス（ＳｉＯ２−ＴｉＯ２ガラス等）を用いて構成される。
【００２４】
以上のような基板１１は、主表面の形状が例えば正方形を含む矩形であって、周端面および主表面が所定の表面粗さに研磨され、その後、所定の洗浄処理および乾燥処理が施されたものである。
【００２５】
なお、ここで言うリソグラフィーにおける露光光および露光時とは、マスクブランクを用いて作製された転写用マスクを用いてのリソグラフィーにおける露光光および露光時である。この露光光としては、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長：１９３ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長：２４８ｎｍ）、ｉ線光（波長：３６５ｎｍ）のいずれも適用可能である。また転写用マスクが反射型マスクである場合、この露光光としては、ＥＵＶ光（波長：１３．５６ｎｍ）が適用される。
【００２６】
［遮光膜膜（吸収体膜）１３］
遮光膜（吸収体膜）１３は、次に説明する薄膜をマスクにしたエッチングによって微細パターンが形成される膜である。この遮光膜（吸収体膜）１３は、マスクブランクの種類に応じた材料を用いて構成された単層または多層構造の膜である。
【００２７】
（バイナリマスク用の遮光膜１３）
バイナリマスク用の遮光膜１３は、バイナリマスクとして使用されるときのマスクパターンの露光転写に用いられる露光光に対して遮光性能（所定以上の光学濃度）を有していれば、公知の組成で構成することができる。具体的には、クロム、タンタル、ルテニウム、タングステン、チタン、ハフニウム、モリブデン、ニッケル、バナジウム、ジルコニウム、ニオブ、パラジウム、ロジウム等の遷移金属単体あるいはその化合物を含む材料で構成されていればよい。たとえば、クロムや、クロムに酸素、窒素、炭素等の元素から選ばれる１種以上の元素を添加したクロム化合物で構成してもよいし、タンタルに、酸素、窒素、ホウ素等の元素から選ばれる１種以上の元素を添加したタンタル化合物で構成してもよい。
【００２８】
またバイナリマスク用の遮光膜１３は、遷移金属およびケイ素（遷移金属シリサイド、特にモリブデンシリサイドを含む）の化合物を含む材料から構成されていてもよい。この場合、遮光膜は、遷移金属およびケイ素の化合物を含む材料からなり、たとえば、遷移金属およびケイ素と、酸素および／または窒素と、を主たる構成要素とする材料が挙げられる。また、遮光膜１３は、遷移金属と、酸素、窒素および／またはホウ素を主たる構成要素とする材料から構成されていてもよい。遷移金属には、モリブデン、タンタル、タングステン、チタン、ハフニウム、ニッケル、バナジウム、ジルコニウム、ニオブ、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、クロム等が適用可能である。
【００２９】
バイナリマスク用の遮光膜１３は、ケイ素及び窒素からなる材料、またはケイ素および窒素からなる材料に半金属元素および非金属元素から選ばれる１以上の元素を含有する材料で構成されてもよい。この遮光膜は、ケイ素に加え、いずれの半金属元素を含有してもよい。半金属元素としては、ホウ素、ケイ素、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン及びテルル等が挙げられる。この遮光膜１３は、窒素に加え、いずれの非金属元素を含有してもよい。この非金属元素は、狭義の非金属元素（窒素、炭素、酸素、リン、硫黄、セレン）、ハロゲンおよび貴ガスを含むものをいう。この非金属元素の中でも、炭素、フッ素及び水素から選ばれる１以上の元素を含有させると好ましい。
【００３０】
以上のような材料によって構成されるバイナリマスク用の遮光膜１３は、反射防止機能を備えた膜であることが好ましく、２層または３層構造であってもよい。一例として、モリブデン（Ｍｏ）とケイ素（Ｓｉ）と窒素（Ｎ）で構成された反射防止機能を有する層（ＭｏＳｉＮ）を、異なる組成の下層１３ａと上層１３ｂとして積層した２層構造の遮光膜１３が例示される。さらに、遮光膜１３としては、膜厚方向における組成が連続的または段階的に異なるように構成された組成傾斜膜が例示される。以上のような遮光膜１３は、例えばスパッタ法によって形成することができる。
【００３１】
また、バイナリマスク用の遮光膜１３の膜厚は特に制限されず、たとえば、露光光に対して光学濃度（ＯＤ：Optical Density）が２．５以上となるように決定すればよい。
【００３２】
（反射型マスク用の吸収体膜１３）
反射型マスク用の吸収体膜１３は、ここでの図示を省略した多層反射膜上に設けられる膜であり、ＥＵＶ光を吸収する機能を有する。このような反射型マスク用の吸収体膜１３は、例えばタンタル（Ｔａ）単体またはタンタルを主成分とする材料（タンタル系材料）を好ましく用いることができる。このような反射型マスク用の吸収体膜１３の結晶状態は、平滑性、平坦性の点から、アモルファス状または微結晶の構造を有しているものが好ましい。
【００３３】
なお、反射型マスク用の吸収体膜１３の下層であって、反射型マスク用の吸収体膜１３と基板１１との間に設けられる多層反射膜は、ＥＵＶ光を反射する機能を有する膜である。このような光反射膜は、例えば多層反射膜である。多層反射膜は、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層して形成される。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、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周期多層膜等が例示され、露光光の波長により、材質を適宜選択することができる。以上のような反射型マスク用の遮光膜１３および光反射膜は、例えばスパッタ法によって形成することができる。
【００３４】
［薄膜１５］
薄膜１５は、遮光膜１３をエッチングする際のエッチングマスク膜として機能するものである。このような薄膜１５は、遮光膜（吸収体膜）１３をエッチングする際に用いられるエッチャントに対してエッチング耐性を有する材料で構成する。遮光膜１３が、ケイ素系材料や遷移金属シリサイド系材料で構成され、フッ素系ガスによるドライエッチングでパターニングされる場合、薄膜１５は、これらのドライエッチングに対して耐性が高い材料であるクロムや、クロムに酸素、窒素、炭素等の元素を添加したクロム化合物からなる材料で構成することが好ましい。また、遮光膜１３が、クロム系材料で構成され、塩素系ガスと酸素ガスの混合ガスによるドライエッチングでパターニングされる場合、薄膜１５は、ケイ素や、ケイ素に酸素、窒素、炭素等の元素を添加したケイ素化合物からなる材料で構成することが好ましい。
【００３５】
一方、反射型マスク用の吸収体膜１３はタンタル系材料で形成されるが、このような吸収体膜１３は、フッ素系ガスによるドライエッチングか、酸素を含有しない塩素系ガス（酸素非含有塩素系ガス）によるドライエッチングでパターニングする。この場合、薄膜１５は、これらのドライエッチングに対して耐性が高い材料であるクロムや、クロムに酸素、窒素、炭素等の元素を添加したクロム化合物からなる材料で構成することが好ましい。なお、薄膜１５は、さらに反射防止機能を有してもよく、これにより遮光膜１３上に薄膜１５を残した状態の転写用マスクを作製してもよい。
【００３６】
またこのような薄膜１５は、スパッタリング法によって成膜されたものであり、これにより薄膜１５をパターンエッチングした場合のエッジラフネスが小さく抑えられ、側壁形状が良好なパターンを得ることが可能な膜となっている。
【００３７】
［レジスト膜２１］
レジスト膜２１は、リソグラフィー処理によってパターニングされる有機系材料膜であり、パターニングされたレジストパターンが薄膜１５をエッチングする際のエッチングマスクとなる。このようなレジスト膜２１は、微細なレジストパターンの形成が可能であれば、ポジ型であってもネガ型であってもよいが、一例として数十ｎｍ程度の微細なパターンの形成が可能な電子線露光用のポジ型の化学増幅型レジストが用いられることとする。
【００３８】
化学増幅型レジストとしては、公知のものを用いることができ、たとえば、ベースポリマーと、光酸発生剤とを含むものが例示される。ベースポリマーは、酸の発生に伴い、現像液（アルカリ性水溶液等）に対する溶解性が増大するポリマーであれば特に限定されない。光酸発生剤も、公知のものであれば特に限定されない。また化学増幅型レジストは、上記の成分以外に、界面活性剤、増感剤、光吸収剤、酸化防止剤、さらには必要に応じて塩基性物質等の他の成分を含んでもよい。
【００３９】
またレジスト膜２１は、現像処理において用いる現像液に対し、露光処理後の非溶解部の溶解速度が遅い方が好ましく、０．０５ｎｍ／秒以下であり、０．０３ｎｍ／秒以下であることが好ましく、０．０１ｎｍ／秒以下であることがより好ましい。これにより、レジストパターンのやせ細り、および膜減りを防止した微細パターンが設計通りに形成され、解像性も確保される。
【００４０】
この転写用マスクの製造方法では、以降に形成する第２材料膜のパターンの厚さ（高さ）は、レジスト膜２１の膜厚よりも厚くすることは困難である。このため、レジスト膜２１は、第２材料膜による転写パターンが、その下層の薄膜１５に対するエッチングマスクとして十分に機能する厚さ以上の膜厚が求められる。
【００４１】
このようなレジスト膜２１は、例えばスピンコート法のような塗布法によるレジスト材料膜の成膜と、その後の乾燥処理と、必要に応じて実施されるベーク処理とによって形成される。
【００４２】
＜レジストパターン２１ａの形成＞
次に図１（Ｂ）に示すように、マスクブランク１のレジスト膜２１に対して露光処理とその後の現像処理を行うことにより、薄膜１５に形成すべき転写パターンをレジスト膜２１に形成する。これによりレジスト膜２１が転写パターンの形状にパターニングされたレジストパターン２１ａを得る。
【００４３】
ここでは先ず、電子線を用いた露光描画により、レジスト膜２１に対して薄膜１５に形成すべき転写パターンを描画する。次に、レジスト膜２１に対してＰＥＢ処理、現像処理、リンス処理、およびスピン乾燥処理を行う。これにより、レジスト膜２１をパターニングしてレジストパターン２１ａを形成する。この際、レジスト膜２１がポジ型レジストによって構成されていれば、電子線が照射された露光部が現像液によって除去され、未露光部のみがレジストパターン２１ａとして残される。これに対しレジスト膜２１がネガ型レジストによって構成されていれば、電子線が照射された露光部のみがレジストパターン２１ａとして残される。
【００４４】
＜第１材料膜２３の成膜＞
次いで図１（Ｃ）に示すように、転写パターンが形成されたレジスト膜２１（以下、レジストパターン２１ａと称する）を埋め込む状態で、レジストパターン２１ａ上および薄膜１５上に第１材料膜２３を成膜する。この第１材料膜２３は、レジストパターン２１ａを除去する際の処理に対して高い耐性を有し、かつ薄膜１５に対するエッチング選択性が高い材料を用いて構成されていることとする。
【００４５】
例えば、レジストパターン２１ａがポリマー材料をベースとしたものであり、薄膜１５がクロム化合物を用いて構成されたものである場合、第１材料膜２３はケイ素を含有する材料を用いて構成される。このような第１材料膜２３の具体例としては、（１）プラズマＣＶＤ法によって成膜された非晶質ケイ素膜、（２）原子層蒸着法（Atomic Layer Deposition：ＡＬＤ法）によって成膜された二酸化ケイ素膜が例示される。
【００４６】
またここで成膜する第１材料膜２３は、レジストパターン２１ａのパターンの間を埋め込む状態で成膜されることとし、少なくともレジストパターン２１ａの高さよりも、厚い膜厚で成膜されることとする。
【００４７】
＜反転パターン２３ａの形成＞
次に図１（Ｄ）に示すように、レジストパターン２１ａの間に第１材料膜２３を残した状態で、レジストパターン２１ａの上面が露出するまで第１材料膜２３を表面側から膜減りさせ、レジストパターン２１ａ上の第１材料膜２３を除去する。このような第１材料膜２３の除去は、ドライエッチングによって行ってもよいし、化学的機械研磨やウェットエッチングによって行ってもよい。エッチング速度の制御性の観点からは、ドライエッチングによって実施することが好ましい。
【００４８】
以上により、転写パターンとして形成されたレジストパターン２１ａを反転させた反転パターン２３ａを、第１材料膜２３に形成する。
【００４９】
＜レジストパターン２１ａの除去＞
その後図１（Ｅ）に示すように、反転パターン２３ａが形成された第１材料膜２３に対し、レジストパターン２１ａを選択的に除去する。これにより、薄膜１５の上部に反転パターン２３ａが形成された第１材料膜２３のみが残された状態とし、第１材料膜２３の間に薄膜１５を露出させる。
【００５０】
このようなレジストパターン２１ａの除去は、例えばオゾンやプラズマを用いたドライプロセスによって、レジストパターン２１ａを灰化処理することによって行う。またレジストパターン２１ａの除去は、このようなドライプロセスによる灰化処理の後に、オゾン水を用いたウェットプロセスを実施してもよい。
【００５１】
＜第２材料膜２５の成膜＞
次いで図２（Ａ）に示すように、反転パターン２３ａが形成された第１材料膜２３を埋め込む状態で、第１材料膜２３上および薄膜１５上に第１材料膜２３とは異なる材料から成る第２材料膜２５を成膜する。この第２材料膜２５は、以降の工程で実施する第１材料膜２３を除去するためのエッチングに対する耐性が高いものであって、エッチングレートの比が第２材料膜２５：第１材料膜２３＝１：２以上、好ましくは１：４以上となり得る材料によって構成される。さらに第２材料膜２５は、薄膜１５に対するエッチング選択性が高い材料を用いて構成されていることとする。
【００５２】
例えば、薄膜１５がクロム化合物を用いて構成され、反転パターン２３ａを構成する第１材料膜２３が（１）プラズマＣＶＤ法によって成膜された非晶質ケイ素膜である場合、第２材料膜２５としては、ＡＬＤ法によって成膜された二酸化ケイ素膜が例示される。また薄膜１５がクロム化合物を用いて構成され、反転パターン２３ａを構成する第１材料膜２３が（２）ＡＬＤ法によって成膜された二酸化ケイ素膜である場合、第２材料膜２５としては、プラズマＣＶＤ法によって成膜された非晶質炭素膜、すなわちダイヤモンドライクカーボン（diamond like carbon：ＤＬＣ）膜が例示される。
【００５３】
またここで成膜する第２材料膜２５は、反転パターン２３ａが形成された第１材料膜２３のパターンの間を埋め込む状態で成膜されることとし、少なくとも反転パターン２３ａよりも、厚い膜厚で形成されることとする。
【００５４】
＜転写パターン２５ａの形成＞
次に図２（Ｂ）に示すように、反転パターン２３ａが形成された第１材料膜２３の間に第２材料膜２５を残した状態で、第１材料膜２３の上面が露出するまで第２材料膜２５を表面側から膜減りさせ、第１材料膜２３の上の第２材料膜２５を除去する。このような第２材料膜２５の除去は、ドライエッチングによって行ってもよいし、化学的機械研磨やウェットエッチングによって行ってもよい。エッチング速度の制御性の観点からは、ドライエッチングによって実施することが好ましい。
【００５５】
以上により、反転パターン２３ａをさらに反転させた転写パターン２５ａを、第２材料膜２５に形成する。
【００５６】
＜第１材料膜２３の除去＞
その後、図２（Ｃ）に示すように、転写パターン２５ａが形成された第２材料膜２５に対し、反転パターン２３ａが形成された第１材料膜２３を選択的に除去する。これにより、薄膜１５の上部に転写パターン２５ａが形成された第２材料膜２５のみが形成された状態とし、第２材料膜２５の間に薄膜１５を露出させる。
【００５７】
この際、上述したように第１材料膜２３が非晶質ケイ素膜であり第２材料膜２５が二酸化ケイ素膜である場合、および第１材料膜２３が二酸化ケイ素膜であり第２材料膜２５が非晶質炭素膜（ＤＬＣ）である場合、ともにエッチングガスに六フッ化硫黄（ＳＦ６）とヘリウム（Ｈｅ）との混合ガスを用いたドライエッチングが行われる。これにより、第２材料膜２５と第１材料膜２３とのエッチングレートの比を、第２材料膜２５：第１材料膜２３＝１：２以上とし、第２材料膜２５に対する第１材料膜２３の選択的な除去を実施することができる。
【００５８】
＜薄膜１５のパターニング＞
次に図２（Ｄ）に示すように、転写パターン２５ａが形成された第２材料膜２５をマスクとして薄膜１５をエッチングし、薄膜１５に転写パターン１５ａを形成し、薄膜１５からなる転写パターン１５ａを得る。ここでは、例えば転写パターン２５ａが形成されたケイ素系の第２材料膜２５をマスクにして、クロム系の薄膜１５をエッチングする。この際、塩素系ガスと酸素ガスとの混合ガス（酸素含有塩素系ガス）をエッチングガスに用いたドライエッチングを行う。これにより、ケイ素系の第２材料膜２５に対して、きわめて高いエッチング選択性でクロム系の薄膜１５をエッチングすることができ、第２材料膜２５の転写パターン２５ａの形状を精度良好に転写した転写パターン１５ａを形成する。
【００５９】
＜遮光膜（吸収体膜）１３のパターニング＞
その後、図３（Ａ）に示すように、クロム系材料によって構成された薄膜１５からなる転写パターン１５ａをマスクとして遮光膜（吸収体膜）１３のドライエッチングを行う。これにより、転写パターン１５ａの形状に遮光膜（吸収体膜）１３をパターニングしてなる遮光パターン（吸収体パターン）１３ａａを得る。この際、遮光膜１３がバイナリマスク用のものであって、ケイ素を含有する材料で形成されている場合であれば、フッ素系ガスを用いた遮光膜１３のドライエッチングを行なう。また反射型マスク用の吸収体膜１３の場合であって、その吸収体膜１３がタンタルを主成分とする材料で形成されている場合であれば、フッ素系ガスまたは酸素を含有しない塩素系ガス（酸素非含有塩素系ガス）を用いたドライエッチングを吸収体膜１３に対して行う。
【００６０】
なお、以上のような遮光膜（吸収体膜）１３のドライエッチングにおいては、ケイ素系の第２材料膜２５も同時に除去される。
【００６１】
＜薄膜１５の除去＞
次に、図３（Ｂ）に示すように、クロム系材料によって構成された薄膜１５からなる転写パターン１５ａを除去し、転写用マスク１ａを得る。この際、クロム系材料からなる転写パターン１５ａの除去には、塩素系ガスと酸素ガスとの混合ガス（酸素含有塩素系ガス）をエッチングガスに用いる。これにより、ケイ素系またはタンタル系の遮光膜１３に対して、きわめて高いエッチング選択性でクロム系材の薄膜１５をエッチング除去することができる。
【００６２】
このようにして得られた転写用マスク１ａは、バイナリマスクであれば、露光光に対して透過性を有する基板１１上に、露光光を遮蔽する遮光パターン１３ａａが設けられたものとなる。また転写用マスク１ａは、反射型マスクであれば、露光光であるＥＵＶ光による熱膨張が低く抑えられた基板１１上に、ここでの図示を省略した多層反射膜を介して、露光光であるＥＵＶ光を吸収する吸収体パターン１３ａａが設けられたものとなる。
【００６３】
≪第２実施形態：転写用マスクの製造方法≫
図４〜図６は、第２実施形態に係る転写用マスクの製造方法を説明する断面工程図である。これらの図を参照して説明する第２実施形態の転写用マスクの製造方法は、転写用マスクとしてハーフトーン型位相シフトマスクを製造する際に適用される方法である。以下、これらの図４〜図６を参照し、第２実施形態の転写用マスクの製造方法を説明する。なお、図４〜図６においては、図１〜図３を用いて説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６４】
＜マスクブランク２の準備＞
先ず図４（Ａ）に示すように、基板１１の一主面上に、光半透過膜４３、薄膜４５、およびレジスト膜２１がこの順に設けられたマスクブランク２を準備する。マスクブランク２を構成するこれらの各要素のうち、基板１１は、上述した第１実施形態のバイナリマスク用のマスクブランク１のものと同様であってよい。またレジスト膜２１は、上述した第１実施形態のものと同様である。このためここでは、光半透過膜４３と薄膜４５の構成を説明する。
【００６５】
［光半透過膜４３］
光半透過膜（位相シフト膜）４３は、露光光を、実質的に露光に寄与しない強度（たとえば、露光光に対する透過率が１％〜３０％）で透過させ、この光半透過膜４３を透過する露光光に対し、その光半透過膜４３の膜厚と同じ距離だけ空気中を透過した露光光との間で所定の位相差（たとえば、１５０度〜２００度）を生じさせる機能を有していれば、公知の組成で構成されていればよい。具体的には、遷移金属およびケイ素（遷移金属シリサイドを含む）の化合物を含む材料からなり、これらの遷移金属およびケイ素と、酸素および／または窒素を主たる構成要素とする材料が例示される。遷移金属としては、モリブデン、タンタル、タングステン、チタン、ハフニウム、ニッケル、バナジウム、ジルコニウム、ニオブ、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、クロム等が適用可能である。以上のような光半透過膜４３は、例えばスパッタ法によって形成することができる。
【００６６】
また、光半透過膜４３は、上記のケイ素及び窒素からなる材料、またはケイ素および窒素からなる材料に半金属元素および非金属元素から選ばれる１以上の元素を含有する材料で構成されてもよい。
【００６７】
［薄膜４５］
薄膜４５は、遮光膜として用いられる膜であって、例えばクロムを含有する材料膜である。このような薄膜４５は、単層で成膜してもよく、図示したような下層４５ａと上層４５ｂとの２層構造で成膜してもよく、さらに多層の複数層で成膜してもよい。遮光膜として用いられる薄膜４５を複数層として成膜する場合には、クロム（Ｃｒ）の含有量を変化させた各層を成膜する。
【００６８】
このような薄膜４５は、例えばスパッタ法によって成膜されたものであり、これにより薄膜４５をパターンエッチングした場合のエッジラフネスが小さく抑えられ、側壁形状が良好なパターンを得ることが可能な膜となっている。
【００６９】
また遮光膜として用いられる薄膜４５は、クロム金属のほか、クロムに酸素、窒素、炭素、ホウ素、水素およびフッ素から選ばれる一以上の元素を含有する材料を含有していてもよい。さらにこの薄膜４５には、光学濃度（ＯＤ）を維持しつつも、膜全体のエッチングレートの低下を抑制することを目的として、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、およびモリブデン（Ｍｏ）から選ばれる少なくとも1以上の金属元素（インジウム等金属元素）を含有していてもよい。
【００７０】
このような遮光膜として用いられる薄膜４５は、酸素含有塩素系ガスを用いたドライエッチングによってパターニングが可能である。また、この薄膜４５はケイ素（Ｓｉ）を含有する材料で形成された光半透過膜４３との間で十分なエッチング選択性を有しており、光半透過膜４３にほとんどダメージを与えずに薄膜４５をエッチング除去することが可能である。
【００７１】
＜レジストパターン２１ａの形成〜第１材料膜２３の除去＞
次に図４（Ｂ）〜図５（Ｃ）に示す工程は、先の第１実施形態において図１（Ｂ）〜図２（Ｃ）を用いて説明した工程と同様に実施する。
【００７２】
すなわち、図４（Ｂ）に示すようにレジストパターン２１ａの形成を行なう。次いで図４（Ｃ）に示すように、第１材料膜２３を成膜する。その後、図４（Ｄ）に示すように、第１材料膜２３に反転パターン２３ａを形成する。次いで図４（Ｅ）に示すように、レジストパターン２１ａを除去することにより、薄膜４５の上部に反転パターン２３ａが形成された第１材料膜２３のみが残された状態とする。その後、図５（Ａ）に示すように、第２材料膜２５の成膜を行い、次いで図５（Ｂ）に示すように、第２材料膜２５に転写パターン２５ａを形成する。次に、図５（Ｃ）に示すように、第２材料膜２５に対して第１材料膜２３を選択的に除去することにより、薄膜４５の上部に転写パターン２５ａが形成された第２材料膜２５のみが形成された状態とする。
【００７３】
＜薄膜４５のパターニング＞
以上の後、図５（Ｄ）に示すように、転写パターン２５ａが形成された第２材料膜２５をマスクとして薄膜４５をエッチングし、薄膜４５に転写パターン４５ａａを形成する。ここでは、例えば転写パターン２５ａが形成されたケイ素系の第２材料膜２５をマスクにして、クロム系材の薄膜４５をエッチングする。この際、塩素系ガスと酸素ガスとの混合ガス（酸素含有塩素系ガス）をエッチングガスに用いたドライエッチングを行う。これにより、ケイ素系の第２材料膜２５に対して、極めて高いエッチング選択性でクロム系の薄膜４５をエッチングすることができ、第２材料膜２５の転写パターン２５ａの形状が薄膜４５に対して精度良好に転写される。
【００７４】
＜光半透過膜４３のパターニング＞
次いで図６（Ａ）に示すように、転写パターン４５ａａが形成された薄膜４５をマスクとして、フッ素系ガスを用いた光半透過膜４３のドライエッチングを行ない、ケイ素を含有する材料で形成された光半透過膜４３をパターニングする。これにより、基板１１における光半透過パターン形成領域１１ａに、光半透過膜４３をパターニングしてなる光半透過パターン４３ａを形成する。また、基板１１における外周領域１１ｂに、薄膜４５と光半透過膜４３とを貫通する孔形状のアライメントマークパターン４３ｂを形成する。なお、このようなケイ素を含有する材料で形成された光半透過膜４３のドライエッチングにおいては、ケイ素を含有する材料によって構成された第２材料膜２５も同時に除去される。
【００７５】
＜遮光帯パターンを含むレジストパターン４７の形成＞
次に図６（Ｂ）に示すように、転写パターン４５ａａが形成された薄膜４５上に、遮光帯パターンを含むレジストパターン４７を形成する。ここでは、基板１１における外周領域１１ｂを覆う遮光帯パターンを含む形状のレジストパターン４７を形成する。この際、先ず基板１１上に、レジスト膜をスピン塗布法によって形成する。次に、基板１１における外周領域１１ｂを覆う形状でレジスト膜が残されるように、当該レジスト膜に対して露光を行い、その後レジスト膜に対して現像処理等の所定の処理を行う。これにより、基板１１における外周領域１１ｂを覆う形状で、遮光帯パターンを含むレジストパターン４７を形成する。
【００７６】
＜遮光パターンの形成＞
次に図６（Ｃ）に示すように、遮光帯パターンを含むレジストパターン４７をマスクとして、薄膜４５のドライエッチングを行い、外周領域１１ｂを覆う帯状に薄膜４５をパターニングしてなる遮光パターン４５ｃを形成する。この際、エッチングガスとして、塩素系ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いることにより、クロム系材の薄膜４５をエッチングする。
【００７７】
＜レジストパターン４７の除去＞
次いで、図６（Ｄ）に示すように、遮光帯パターンを含むレジストパターン４７を除去し、洗浄等の所定の処理を行う。以上により、転写用マスク２ａとしてハーフトーン型位相シフトマスクが得られる。
【００７８】
このようにして得られた転写用マスク２ａは、基板１１における光半透過パターン形成領域１１ａに光半透過パターン４３ａが設けられ、基板１１における外周領域１１ｂにアライメントマークパターン４３ｂと光半透過膜４３を介して遮光パターン４５ｃが設けられたものとなる。
【００７９】
≪半導体デバイスの製造方法≫
実施形態に係る半導体デバイスの製造方法は、先に説明した転写用マスクの製造方法によって製造された転写用マスク１ａまたは転写用マスク２ａを用い、基板上のレジスト膜に対して転写パターンを露光転写することを特徴としている。このような半導体デバイスの製造方法は、次のように行う。
【００８０】
先ず、半導体デバイスを形成する基板を用意する。この基板は、例えば半導体基板であってもよいし、半導体薄膜を有する基板であっても良いし、さらにこれらの上部に微細加工膜が成膜されたものであってもよい。用意した基板上にレジスト膜を成膜し、このレジスト膜に対して、上述した様に作製した転写用マスク１ａまたは転写用マスク２ａを用いたパターン露光を行なう。このパターン露光においては、それぞれの転写用マスク１ａまたは転写用マスク２ａに対応する波長の露光光を用いる。
【００８１】
以上の後、転写パターンが露光転写されたレジスト膜を現像処理してレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクにして基板の表層に対してエッチング加工を施したり不純物を導入する処理を行う。処理が終了した後には、レジストパターンを除去する。
【００８２】
以上のような処理を、転写用マスクを交換しつつ基板上において繰り返し行い、さらに必要な加工処理を行うことにより、半導体デバイスを完成させる。
【００８３】
≪実施形態の効果≫
以上説明した実施形態の転写用マスクの製造方法は、パターニング対象となる薄膜１５または薄膜４５上に転写パターンを有するレジストパターン２１ａを形成し、第１材料膜２３と、第１材料膜２３の除去に対して耐性を有する第２材料膜２５とを用いてレジストパターン２１ａを２回反転させる構成である。これにより、膜厚の薄いレジストパターン２１ａを形成し、このレジストパターン２１ａの反転パターンを第１材料膜２３に形成し、さらにこの反転パターンであるレジストパターン２１ａの転写パターンを第２材料膜２５に形成し、これをマスクにして薄膜１５または薄膜４５をパターンエッチングすることができる。
【００８４】
したがって、高精度な細線パターンを薄膜１５または薄膜４５に形成する際、開口幅が狭いレジストパターン２１ａを形成する必要はなく、線幅の細いレジストパターン２１ａを形成すればよい。しかも反転パターン２３ａが形成される第１材料膜２３、および転写パターン２５ａが形成される第２材料膜２５は単層であってよく、反転パターン２３ａおよび転写パターン２５ａともにエッチングバイアスが小さくパターンの寸法精度を確保することが可能である。この結果、転写パターン２５ａが形成された第２材料膜２５をマスクにした薄膜１５または薄膜４５のパターンエッチングにおいても、寸法精度が良好なパターンを得ることが可能である。
【００８５】
また、以上のようにして作製された転写用マスク１ａまたは転写用マスク２ａを用いて半導体デバイスを作製することにより、形状精度の高い細線パターンを有する半導体デバイスを得ることが可能になる。
【００８６】
≪別の実施形態≫
以上説明した実施形態の転写用マスクの製造方法は、基板上にハードマスク膜（本発明の薄膜に対応。）を備えたマスクブランクからインプリントモールドを製造する場合にも応用できる。すなわち、そのインプリントモールドの製造方法は、基板の主表面上にハードマスク膜を有するマスクブランクを用いたインプリントモールドの製造方法であって、ハードマスク膜上に電子線露光用のレジスト膜が設けられたマスクブランクを準備する工程と、レジスト膜に対して露光処理および現像処理を行い、ハードマスク膜に形成すべきモールドパターンをレジスト膜に形成する工程と、モールドパターンが形成されたレジスト膜を埋め込む状態で、レジスト膜上およびハードマスク膜上に第１材料膜を成膜する工程と、モールドパターンが形成されたレジスト膜の間に第１材料膜を残した状態でレジスト膜の上面が露出するまで第１材料膜を除去することにより、モールドパターンに対して反転した反転パターンを第１材料膜に形成し、その後第１材料膜に対して選択的にレジスト膜を除去する工程と、反転パターンが形成された第１材料膜を埋め込む状態で、第１材料膜上およびハードマスク膜上に第１材料膜とは異なる材料からなる第２材料膜を成膜する工程と、反転パターンが形成された第１材料膜の間に第２材料膜を残した状態で第１材料膜の上面が露出するまで第２材料膜を除去することにより、第２材料膜にモールドパターンを形成し、その後ドライエッチングによって第２材料膜に対して選択的に第１材料膜を除去する工程と、モールドパターンが形成された第２材料膜をマスクとし、ハードマスク膜に対してドライエッチングを行い、ハードマスク膜にモールドパターンを形成する工程と、モールドパターンが形成されたハードマスク膜をマスクとし、基板に対してドライエッチングを行い、基板の主表面にモールドパターンを形成する工程とを備えることを特徴とする。
【００８７】
この別の実施形態のインプリントモールドの製造方法は、高精度な細線パターンをハードマスク膜に形成する際、開口幅が狭いレジストパターンを形成する必要はなく、線幅の細いレジストパターンを形成すればよい。しかも反転パターンが形成される第１材料膜、およびモールドパターンが形成される第２材料膜は単層であってよく、第１材料膜の反転パターンおよび第２材料膜のモールドパターンともにエッチングバイアスが小さくパターンの寸法精度を確保することが可能である。この結果、モールドパターンが形成された第２材料膜をマスクにしたハードマスク膜に対するドライエッチングにおいて、ハードマスク膜に寸法精度が良好なモールドパターンを形成することが可能となる。さらに、そのモールドパターンが形成されたハードマスク膜をマスクとする基板の主表面に対するドライエッチングにおいて、主表面に寸法精度が良好なモールドパターンを形成することが可能となる。
【実施例】
【００８８】
≪転写用マスクの製造≫
実施例により、本発明の転写用マスクの製造方法をさらに具体的に説明する。ここでは、図１〜図３を参照し、下記の手順でバイナリマスクとなる転写用マスクを作製した。
【００８９】
先ず図１（Ａ）を参照し、主表面の寸法が約１５２ｍｍ×約１５２ｍｍで、厚さが約６．３５ｍｍの合成石英ガラスからなる透光性基板を基板１１として準備した。この透光性基板は、端面および主表面を所定の表面粗さ以下（二乗平均平方根粗さＲｑで０．２ｎｍ以下）に研磨され、その後、所定の洗浄処理および乾燥処理を施されたものである。
【００９０】
次に、透光性基板（基板１１）の表面に接して、モリブデン、ケイ素および窒素からなる遮光膜１３の下層（ＭｏＳｉＮ膜）１３ａを４７ｎｍの厚さで形成し、さらに上層（ＭｏＳｉＮ膜）１３ｂを４ｎｍの厚さで形成した。具体的には、枚葉式ＤＣスパッタリング装置内に透光性基板（基板１１）を設置し、モリブデン（Ｍｏ）とケイ素（Ｓｉ）との混合焼結ターゲット（Ｍｏ：Ｓｉ＝１３：８７（原子％比））を用い、アルゴン（Ａｒ）および窒素（Ｎ２）の混合ガスをスパッタリングガスとする反応性スパッタリング（ＤＣスパッタリング）によって、遮光膜１３の下層１３ａと上層１３ｂとを形成した。
【００９１】
次に、遮光膜１３を備えた透光性基板（基板１１）に対して、４５０℃で３０分間の加熱処理を行い、遮光膜１３の膜応力を低減させる処理を行った。なお、別の透光性基板（基板１１）に同様の手順で熱処理までを行った遮光膜１３に対し、Ｘ線光電子分光法による分析を行った。その結果、遮光膜１３の下層１３ａが、Ｍｏ：Ｓｉ：Ｎ＝９．２：６８．３：２２．５（原子％比）であり、上層１３ｂにおける下層１３ａ近傍の部分が、Ｍｏ：Ｓｉ：Ｎ：Ｏ＝５．８：６４．４：２７．７：２．１（原子％比）であることが確認できた。また、遮光膜１３の上層１３ｂの表層については、窒素が１４．４原子％、酸素が３８．３原子％であった。また、分光エリプソメーターを用いて、遮光膜１３の光学濃度を測定したところ、３．０であり、遮光膜として十分な光学濃度であることが確認された。
【００９２】
次に、遮光膜１３の上層１３ｂの表面に接して、クロムおよび窒素からなる薄膜１５（ＣｒＮ膜）を５ｎｍの厚さで形成した。具体的には、枚葉式ＤＣスパッタリング装置内に熱処理後の遮光膜１３を備える透光性基板（基板１１）を設置し、クロム（Ｃｒ）ターゲットを用い、アルゴン（Ａｒ）および窒素（Ｎ２）の混合ガスをスパッタリングガスとする反応性スパッタリング（ＤＣスパッタリング）によって、薄膜１５を形成した。別の透光性基板上に同条件で形成した薄膜１５に対してＸ線光電子分光法による分析を行った結果、Ｃｒ：Ｎ＝７２：２８（原子％比）であった。
【００９３】
次に、スピン塗布法によって、薄膜１５の表面に接して、電子線描画用化学増幅型レジスト（ＰＲＬ００９：富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）からなるレジスト膜２１を膜厚６０ｎｍで成膜し、マスクブランク１を得た。
【００９４】
次に図１（Ｂ）を参照し、作製したマスクブランク１のレジスト膜２１に対して電子線を用いてテストパターンを描画露光した。その後、レジスト膜２１の現像処理等を行い、線幅１００ｎｍ、スペース幅１００ｎｍのテストパターン形状のレジストパターン２１ａを形成した。
【００９５】
次に図１（Ｃ）を参照し、レジストパターン２１ａを埋め込む状態で、非晶質ケイ素からなる第１材料膜２３を、プラズマＣＶＤ法によって膜厚８０ｎｍで成膜した。
【００９６】
その後図１（Ｄ）を参照し、六フッ化硫黄（ＳＦ６）とヘリウム（Ｈｅ）との混合ガスを用いたドライエッチングによって、レジストパターン２１ａが露出するまで、第１材料膜２３を表面側から膜減りさせ、レジストパターン２１ａ間に第１材料膜２３からなる反転パターン２３ａを形成した。
【００９７】
次に図１（Ｅ）を参照し、灰化処理とその後のオゾン水を用いたウェットプロセスにより、反転パターン２３ａが形成された第１材料膜２３間のレジストパターン２１ａを除去した。
【００９８】
次いで図２（Ａ）を参照し、反転パターン２３ａが形成された第１材料膜２３を埋め込む状態で、二酸化ケイ素からなる第２材料膜２５をＡＬＤ法によって膜厚１００ｎｍで成膜した。
【００９９】
その後図２（Ｂ）を参照し、四フッ化炭素（ＣＦ４）とヘリウム（Ｈｅ）との混合ガスを用いたドライエッチングによって、第１材料膜２３が露出するまで、第２材料膜２５を表面側から膜減りさせ、反転パターン２３ａが形成された第１材料膜２３間に第２材料膜２５からなる転写パターン２５ａを形成した。
【０１００】
次に図２（Ｃ）を参照し、エッチングガスに六フッ化硫黄（ＳＦ６）とヘリウム（Ｈｅ）との混合ガスを用いたドライエッチングにより、二酸化ケイ素からなる第２材料膜２５に対して、非晶質ケイ素からなる第１材料膜２３を選択的にエッチング除去した。
【０１０１】
次に図２（Ｄ）を参照し、二酸化ケイ素からなる第２材料膜２５をマスクとして、エッチングガスにＣｌ２とＯ２の混合ガスを用い、クロムおよび窒素からなる薄膜１５のドライエッチングを行った。これにより、薄膜１５に、テストパターンを転写した転写パターン１５ａを形成した。
【０１０２】
続いて図３（Ａ）を参照し、第２材料膜２５上から、転写パターン１５ａをマスクとし、エッチングガスに六フッ化硫黄（ＳＦ６）とヘリウム（Ｈｅ）の混合ガスを用い、モリブデン、ケイ素および窒素からなる遮光膜１３のドライエッチングを行った。これにより、遮光膜１３に遮光パターン１３ａａを形成した。
【０１０３】
次に図３（Ｂ）を参照し、エッチングガスとして塩素（Ｃｌ２）と酸素（Ｏ２）の混合ガスを用いたドライエッチングにより、転写パターン１５ａを除去した。
【０１０４】
以上により、透光性基板（基板１１）上に、テストパターン形状の遮光パターン１３ａａを有するパターンテスト用の転写用マスク（バイナリマスク）１ａを作製した。
【０１０５】
≪評価≫
以上のようにして作製した転写用マスク１ａを用い、ＡＩＭＳ１９３（Ｃａｒｌ  Ｚｅｉｓｓ社製）を用いて、波長１９３ｎｍの露光光で半導体デバイス作製用のレジスト膜に対して露光転写した場合の転写像のシミュレーションを行った。
【０１０６】
このシミュレーションによる露光転写像を検証したところ、設計仕様を十分に満たしていた。この結果から、この転写用マスク１ａを露光装置のマスクステージにセットし、半導体デバイス作製用のレジスト膜に露光転写したとしても、最終的に半導体デバイス用の回路パターンは高精度で形成できることが確認された。
【符号の説明】
【０１０７】
１，２…マスクブランク
１ａ，２ａ…転写用マスク
１１…基板
１３…遮光膜（吸収体膜）
１５…薄膜（エッチングマスク膜）
２１…レジスト膜
２１ａ…レジストパターン（転写パターン）
２３…第１材料膜
２３ａ…反転パターン
２５…第２材料膜
２５ａ…転写パターン
４３…光半透過膜
４５…薄膜（遮光膜）
４７…遮光帯パターンを含むレジストパターン
【図１】
2018146760.tif 000002
【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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