(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＵＶ光または軟Ｘ線を反射させる多層反射膜を備える反射マスクにおいて、
第１パターンが周期的に配置される周期パターン配置領域と、
第２パターンが非周期的に配置される非周期パターン配置領域と、
を有し、
前記非周期パターン配置領域と、前記周期パターン配置領域と、で前記ＥＵＶ光または前記軟Ｘ線の反射率が異なり、
前記非周期パターン配置領域の反射率は、前記周期パターン配置領域の反射率に比して小さい反射マスク。
【請求項２】
ＥＵＶ光または軟Ｘ線を反射させる多層反射膜を備える反射マスクにおいて、
第１パターンが周期的に配置される周期パターン配置領域と、
第２パターンが非周期的に配置される非周期パターン配置領域と、
を有し、
前記非周期パターン配置領域と、前記周期パターン配置領域と、で前記ＥＵＶ光または前記軟Ｘ線の反射率が異なり、
前記第１パターンと前記第２パターンとは、前記多層反射膜によって構成され、
前記第２パターンの厚さは、前記第１パターンの厚さよりも薄い反射マスク。
【請求項３】
加工対象上にレジストを塗布するレジスト塗布工程と、
ＥＵＶ光または軟Ｘ線を反射させる多層反射膜を備える反射マスクを用いて、前記レジストを露光する露光工程と、
第１露光エネルギよりも高い露光エネルギで露光された領域を、第１現像液で現像する第１現像工程と、
前記第１露光エネルギよりも小さい第２露光エネルギよりも低い露光エネルギで露光された領域を、第２現像液で現像する第２現像工程と、
を含み、
前記反射マスクは、第１パターンが周期的に配置される周期パターン配置領域と、第２パターンが非周期的に配置される非周期パターン配置領域と、を有し、前記非周期パターン配置領域と、前記周期パターン配置領域と、で前記ＥＵＶ光または前記軟Ｘ線の反射率が異なり、
前記反射マスクの前記非周期パターン配置領域の反射率は、前記周期パターン配置領域の反射率に比して小さいパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、反射マスクおよびパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の微細化に伴って、微細なパターンを形成するための種々の露光技術が提案されている。たとえば、波長１００ｎｍ程度以下の極端紫外光（Extreme  Ultraviolet  Light：以下、ＥＵＶ光という）を用いる露光装置（以下、ＥＵＶ露光装置という）が知られている。また、このほかに、液浸露光装置にDual  Tone  Development（以下、ＤＴＤという）を組み合わせて微細なパターンを形成する技術も知られている。
【０００３】
ＤＴＤは、露光エネルギがある一定レベル以上照射されたレジスト部分が現像処理によって溶出するポジ現像と、露光エネルギがポジ現像とは異なる一定レベル以下の照射であるレジスト部分が現像処理によって溶出するネガ現像と、を実施する技術である。これによって、周期パターンのピッチが半分に縮小される。
【０００４】
ＤＴＤでは、周期パターンのピッチの縮小は可能であるが、孤立パターンでは孤立パターンの外周部分しか残らない。そのため、孤立パターンを形成することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２０１３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一つの実施形態は、ＥＵＶ露光処理にＤＴＤを組み合わせた際に、周期パターンのピッチを縮小するとともに、孤立した非周期パターンを形成することができる反射マスクおよびパターン形成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】
【０００７】
本発明の一つの実施形態によれば、ＥＵＶ光または軟Ｘ線を反射させる多層反射膜を備える反射マスクが提供される。前記反射マスクは、第１パターンが周期的に配置される周期パターン配置領域と、第２パターンが非周期的に配置される非周期パターン配置領域と、を有する。前記非周期パターン配置領域と、前記周期パターン配置領域と、で前記ＥＵＶ光または前記軟Ｘ線の反射率が異なり、前記非周期パターン配置領域の反射率は、前記周期パターン配置領域の反射率に比して小さい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態による反射マスクの構成の一例を模式的に示す一部断面図である。
【図２】図２は、レジストのγ曲線の一例を示す図である。
【図３】図３は、吸収体の膜厚とＥＵＶ光または軟Ｘ線の反射率との関係の一例を模式的に示す図である。
【図４】図４は、第１の実施形態による反射マスクの製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である。
【図５−１】図５−１は、第１の実施形態によるパターン形成方法の手順の一例を模式的に示す断面図である（その１）。
【図５−２】図５−２は、第１の実施形態によるパターン形成方法の手順の一例を模式的に示す断面図である（その２）。
【図６】図６は、比較例による反射マスクの一例を模式的に示す一部断面図である。
【図７】図７は、比較例による反射マスクを用いたパターン形成方法の手順の一例を模式的に示す断面図である。
【図８】図８は、第２の実施形態による反射マスクの構成の一例を模式的に示す一部断面図である。
【図９】図９は、多層反射膜のＭｏ／Ｓｉ膜の層数とＥＵＶ光または軟Ｘ線の反射率との関係の一例を模式的に示す図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態による反射マスクの製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる反射マスクおよびパターン形成方法を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の実施形態で用いられる反射マスクの断面図は模式的なものであり、層の厚みと幅との関係や各層の厚みの比率などは現実のものとは異なる場合がある。さらに、以下で示す膜厚は一例であり、これに限定されるものではない。
【００１０】
（第１の実施形態）
反射マスクは、波長１００ｎｍ以下の電磁波を用いた露光処理に使用されるレチクルである。波長１００ｎｍ以下の電磁波には、波長１３〜１００ｎｍのＥＵＶ光と、波長０．６〜１３ｎｍの軟Ｘ線と、が含まれる。以下では、波長１００ｎｍ以下の電磁波を用いた露光処理を、ＥＵＶ露光処理というものとする。
【００１１】
図１は、第１の実施形態による反射マスクの構成の一例を模式的に示す一部断面図である。反射マスク１０は、基板１１上に、多層反射膜１２と、吸収体（Absorber）１３と、が順に設けられる構造を有する。基板１１として、低熱膨張性のガラス基板などを用いることができる。多層反射膜１２は、ＥＵＶ光または軟Ｘ線を反射させるために設けられる。たとえば、多層反射膜１２として、ＭｏとＳｉとが交互に複数積層されたＭｏ／Ｓｉ多層膜が用いられる。Ｍｏの膜厚はたとえば３ｎｍであり、Ｓｉの膜厚はたとえば４ｎｍである。吸収体１３は、ＥＵＶ露光処理の際に、反射マスク１０で反射したＥＵＶ光または軟Ｘ線が露光対象上で所定の形状で露光されるように、パターニングされている。たとえば、吸収体１３として、ＥＵＶ光および軟Ｘ線を吸収するＴａが用いられる。
【００１２】
反射マスク１０は、周期パターン配置領域ＲPと、非周期パターン配置領域ＲNPと、を有する。周期パターン配置領域ＲPには、複数の線状パターン１３１を延在方向に垂直な方向に所定の間隔で配置したラインアンドスペース状のパターンが配置されている。線状パターン１３１は、素子と接続される配線のほかに、引出配線、引き回しされている配線などを形成するためのパターンである。また、線状パターン１３１は、直線状のパターンでもよいし、曲線状のパターンでもよいし、一部に角部を有する曲線状または直線状のパターンでもよい。周期パターン配置領域ＲPには、たとえばＮＡＮＤ型フラッシュメモリのメモリセルアレイに設けられるワード線を形成するための線状パターン１３１が吸収体１３によって形成される。
【００１３】
非周期パターン配置領域ＲNPには、周期パターン配置領域ＲPの線状パターン１３１のピッチよりも大きなパターン（以下、非周期パターンという）１３２が配置されている。各非周期パターン１３２は、線状パターン１３１とは異なり、互いに孤立して配置されるものが多い。非周期パターン配置領域ＲNPには、たとえばＮＡＮＤ型フラッシュメモリの周辺回路を構成する素子などを形成するための非周期パターン１３２が吸収体１３によって形成される。
【００１４】
本実施形態では、非周期パターン配置領域ＲNPにおける非周期パターン１３２の厚さを、周期パターン配置領域ＲPにおける線状パターン１３１の厚さに比して薄くし、線状パターン１３１と非周期パターン１３２との間で、ＥＵＶ光または軟Ｘ線の反射率を異ならせるようにしている。
【００１５】
なお、非周期パターン配置領域ＲNPには、加工対象上にパターンを形成する部分と、パターンを形成しない部分と、が存在するが、加工対象上にパターンを形成する部分が上記した非周期パターン１３２に対応する。また、パターンを形成しない部分は、図１（ａ）に示されるように、吸収体１３が存在しないか、あるいは、図１（ｂ）に示されるように、線状パターン１３１と同じ高さを有するダミーパターン１３３が存在する。
【００１６】
ここで、ＥＵＶ露光処理とＤＴＤとを組み合わせたリソグラフィ処理の概要について説明する。第１現像液ではポジ型となり、第２現像液ではネガ型となるレジストが加工対象上に塗布される。このレジストは、ＥＵＶ光または軟Ｘ線の波長領域に感度を有するレジストである。図２は、レジストのγ曲線の一例を示す図である。この図は、レジストの露光エネルギ（露光量）と現像後のレジストの残膜率との関係を示す特性曲線であり、横軸に露光エネルギを取り、縦軸にレジスト残膜率を取っている。第１現像液（ポジ型）の場合のγ曲線は、曲線Ｌｐで示され、第２現像液（ネガ型）の場合のγ曲線は、曲線Ｌｎで示される。
【００１７】
ポジ型のレジストの場合には、現像時に露光部が溶け、未露光部が残存する。また、ネガ型のレジストの場合には、現像時に未露光部が溶け、露光部が残存する。そのため、露光エネルギＥがＥn＜Ｅ＜Ｅpの範囲では、ＥＵＶ光または軟Ｘ線の波長領域に感度を有するレジストは、第１現像液と第２現像液のどちらを用いても不溶となる。
【００１８】
ＤＴＤでは、加工対象上にレジストを塗布した後、ポジ型の第１現像液で現像を行って、露光エネルギがＥp以上の部分を除去する。ついで、ネガ型の第２現像液で現像を行って、露光エネルギがＥn以下の部分を除去する。これによって、露光エネルギがＥnとＥpとの中間的な領域のレジストのみ残され、レジストパターンが形成される。
【００１９】
露光エネルギがＥpよりも大きい領域、あるいは露光エネルギがＥnよりも小さい領域は、第１現像液または第２現像液によってレジストが溶けてしまうので、レジストパターンが形成されない。加工対象上の非周期パターン配置領域ＲNPの非周期パターン１３２が投影される領域では、線状パターンよりも大きな非周期パターンが残されるように、露光処理が行われる。そのため、加工対象上の非周期パターン１３２が投影される領域に照射される露光エネルギＥがＥn＜Ｅ＜Ｅpとなるように、吸収体１３の厚さが決定される。つまり、加工対象上の非周期パターン１３２が投影される領域での露光エネルギＥがＥn＜Ｅ＜Ｅpとなる、非周期パターン配置領域ＲNPの非周期パターン１３２での反射率が求められ、この反射率を実現する吸収体１３の厚さが求められる。
【００２０】
図３は、吸収体の膜厚とＥＵＶ光または軟Ｘ線の反射率との関係の一例を模式的に示す図である。この図において、横軸は吸収体１３の膜厚を示し、縦軸は多層反射膜１２上に吸収体１３を配置した状態での反射率を示している。非周期パターン１３２が投影される加工対象上の領域での露光エネルギＥがＥn＜Ｅ＜Ｅpとなる、非周期パターン１３２での反射率ＲがＲn＜Ｒ＜Ｒpであるとする。このときの吸収体１３の厚さｄ１は、図３からｄｐ＜ｄ１＜ｄｎとなる。
【００２１】
周期パターン配置領域ＲPのＥＵＶ光または軟Ｘ線の反射を極力抑える位置での吸収体１３の厚さは、図３に示されるように反射率が０となるｄ０となる。一方、非周期パターン配置領域ＲNPの非周期パターン１３２が配置される位置での吸収体１３の厚さｄ１は、上記したようにｄｐ＜ｄ１＜ｄｎとなり、図３に示されるようにｄ０よりも小さくなる。限定されない一例では、周期パターン配置領域ＲPに形成される吸収体１３の厚さｄ０は５０〜８０ｎｍであり、非周期パターン配置領域ＲNPの周期パターン１３２を構成する吸収体１３の厚さｄ１は１０〜１５ｎｍである。
【００２２】
このように、非周期パターン配置領域ＲNPには、吸収体１３からなる非周期パターン１３２が配置される構成となるが、周期パターン配置領域ＲPの吸収体１３に比して薄いため、非周期パターン１３２の配置位置でもＥＵＶ光または軟Ｘ線が反射されることになる。その結果、非周期パターン１３２が投影される加工対象上の領域での露光エネルギＥは、Ｅn＜Ｅ＜Ｅpとなる。
【００２３】
つぎに、反射マスク１０の製造方法について説明する。図４は、第１の実施形態による反射マスクの製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である。まず、図４（ａ）に示されるように、基板１１上に多層反射膜１２を形成し、多層反射膜１２上に吸収体膜１３ａを形成する。基板１１としては、低熱膨張ガラスなどが用いられる。多層反射膜１２としては、Ｍｏ／Ｓｉ層を複数積層させたＭｏ／Ｓｉ多層膜などが用いられる。各Ｍｏ膜の厚さはたとえば約３ｎｍであり、各Ｓｉ膜の厚さはたとえば約４ｎｍである。多層反射膜１２は、たとえば５０層のＭｏ／Ｓｉ層からなる。吸収体膜１３ａは、パターニングされることによって吸収体１３となる膜である。吸収体膜１３ａとしては、Ｔａ膜などが用いられる。吸収体膜１３ａの厚さは、たとえば７０ｎｍである。
【００２４】
ついで、図４（ｂ）に示されるように、吸収体膜１３ａ上にレジストを塗布し、電子線リソグラフィ技術および現像処理によって、所定の形状にパターニングして、レジストパターン２１を形成する。たとえば、周期パターン配置領域ＲPでは、線状パターンがラインアンドスペース状に配列するように電子線を露光し、非周期パターン配置領域ＲNPでは、素子形成位置に対応する領域が残るように電子線を露光する。露光後、現像することによって、レジストパターン２１が形成される。
【００２５】
その後、図４（ｃ）に示されるように、レジストパターン２１をマスクとして、ＲＩＥ（Reactive  Ion  Etching）法などの異方性エッチングによって、吸収体膜１３ａを加工する。ここでは、レジストパターン２１で覆われていない領域の吸収体膜１３ａを除去する。エッチング後に、レジストパターン２１をレジストストリッピング技術によって除去する。これによって、周期パターン配置領域ＲPには、ラインアンドスペース状の線状パターン１３１が配置され、非周期パターン配置領域ＲNPには、線状パターン１３１と同じ高さを有する非周期パターン１３２ａが配置されるように、吸収体膜１３ａがパターニングされる。
【００２６】
ついで、図４（ｄ）に示されるように、パターニングされた吸収体膜１３ａを有する基板１１上にレジストを塗布し、リソグラフィ技術によって、非周期パターン配置領域ＲNPの非周期パターン１３２ａを露出させるレジストパターン２２が形成される。
【００２７】
その後、図４（ｅ）に示されるように、レジストパターン２２をマスクとして、ＲＩＥ法などの異方性エッチングによって、非周期パターン配置領域ＲNPの吸収体膜１３ａを所定量だけエッチングする。露光処理の際に、非周期パターン１３２で反射されたＥＵＶ光または軟Ｘ線の加工対象上での露光エネルギＥがＥn＜Ｅ＜Ｅpとなるように（非周期パターン１３２の反射率がＲn＜Ｒ＜Ｒpとなるように）、吸収体膜１３ａがエッチングされる。たとえば、非周期パターン１３２ａの厚さが１５ｎｍとなるようにエッチングされる。そして、レジストパターン２２をレジストストリッピング技術によって除去することによって、図１（ａ）に示される反射マスク１０が得られる。
【００２８】
なお、図１（ｂ）に示される反射マスク１０を形成する場合には、図４（ｂ）、（ｃ）で、非周期パターン配置領域ＲNPの非周期パターン１３２の配置位置以外に吸収体膜１３ａを残すようにすればよい。
【００２９】
ここで、第１の実施形態による反射マスク１０を用いたパターン形成方法について説明する。図５−１〜図５−２は、第１の実施形態によるパターン形成方法の手順の一例を模式的に示す断面図である。まず、図５−１（ａ）に示されるように、加工対象１００上にレジスト１１１を塗布する。加工対象１００として、半導体基板１０１上にトンネル絶縁膜１０２、電荷蓄積膜１０３、電極間絶縁膜１０４および制御ゲート電極膜１０５が順に積層されたものが例示される。この加工対象１００は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリを形成するためのものである。トンネル絶縁膜１０２として、シリコン酸化膜などの絶縁膜が例示される。電荷蓄積膜１０３として、シリコン膜などの半導体膜、窒化膜などの絶縁膜などが例示される。電極間絶縁膜１０４として、シリコン酸化膜などの絶縁膜が例示される。制御ゲート電極膜１０５として、シリコン膜などの半導体膜などが例示される。
【００３０】
ＮＡＮＤ型フラッシュメモリのメモリセルアレイ部ＲMCでは、ラインアンドスペース状のワード線からなる周期パターンが配置され、周辺回路部ＲPEでは、電界効果型トランジスタなどの非周期パターンが配置される。
【００３１】
また、ここで使用されるレジスト１１１は、後のポジ型現像液とネガ型現像液での現像処理で現像が可能な組成を有し、ＥＵＶ光または軟Ｘ線の波長域で感度を有する材料からなる。
【００３２】
ついで、図１（ｂ）に示した反射マスク１０を用いて、図５−１（ｂ）に示されるように、ＥＵＶ露光処理を行う。図５−１（ｂ）には、レジスト１１１におけるＥＵＶ光または軟Ｘ線の露光エネルギの強度分布の一例が示されている。この図に示されるように、反射マスク１０の吸収体１３の配置位置に対応する位置では露光エネルギが小さく、吸収体１３が配置されていない位置に対応する位置では露光エネルギが大きくなっている。また、周辺回路部ＲPEでは、非周期パターン１３２の配置位置に対応する位置の露光エネルギが、Ｅnよりも大きく、Ｅpよりも小さくなっている。
【００３３】
その後、図５−１（ｃ）に示されるように、ポジ型現像液を用いて、現像処理を行う。ポジ型現像液として、テトラメチルアンモニウムハイドライド水溶液などが例示される。これによって、照射された露光エネルギがＥp以上の領域のレジスト１１１が除去される。そのため、反射マスク１０の周期パターン配置領域ＲPの線状パターン１３１間に対応する領域と、非周期パターン配置領域ＲNPに対応する領域と、では、レジスト１１１が除去されない。
【００３４】
ついで、図５−１（ｄ）に示されるように、ネガ型現像液を用いて、現像処理を行う。ネガ型現像液として、酢酸ブチル水溶液、アニソールとメチルイソブチルケトンとの混合溶液などが例示される。これによって、露光エネルギがＥn以下の領域のレジスト１１１が除去される。そのため、メモリセルアレイ部ＲMCでは、ラインアンドスペース状の線状パターン１１１ａが形成される。また、周辺回路部ＲPEでは、孤立した非周期パターン１１１ｂが形成される。これによって、加工対象１００を加工するためのレジストパターン１１１ｃが形成される。
【００３５】
その後、図５−２（ａ）に示されるように、ＲＩＥ法などの異方性エッチングによって、レジストパターン１１１ｃをマスクとして、制御ゲート電極膜１０５、電極間絶縁膜１０４、電荷蓄積膜１０３およびトンネル絶縁膜１０２をエッチングする。これによって、レジストパターン１１１ｃに形成されたパターンが、加工対象１００に転写される。そして、図５−２（ｂ）に示されるように、レジストパターン１１１ｃを除去することによって、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリが形成される。以上によって、パターン形成方法が終了する。
【００３６】
以下に、比較例と比較した場合の第１の実施形態の効果について説明する。図６は、比較例による反射マスクの一例を模式的に示す一部断面図である。図６に示されるように、比較例による反射マスク１０Ａでは、非周期パターン配置領域ＲNPの非周期パターンを形成する位置には吸収体１３は存在せず、非周期パターンを形成しない位置には吸収体１３が残されている。非周期パターン配置領域ＲNPの吸収体１３の高さは、周期パターン配置領域ＲPの吸収体１３の高さと同じとなっている。
【００３７】
図７は、比較例による反射マスクを用いたパターン形成方法の手順の一例を模式的に示す断面図である。まず、図５−１（ａ）で説明したように、加工対象１００上にレジスト１１１を塗布する。ついで、図６に示した反射マスク１０Ａを用いて、図７（ａ）に示されるようにＥＵＶ露光処理を行う。図７（ａ）には、レジスト１１１におけるＥＵＶ光または軟Ｘ線の露光エネルギの強度分布の一例が示されている。この図に示されるように、反射マスク１０Ａの吸収体１３の配置位置に対応する位置では露光エネルギが小さく、吸収体１３が配置されていない位置に対応する位置では露光エネルギが大きくなっている。図５−１（ｂ）の場合とは異なり、反射マスク１０Ａの非周期パターンを形成するための吸収体１３が配置されていない位置に対応する位置では露光エネルギが、Ｅｐよりも大きくなっている。
【００３８】
その後、図７（ｂ）に示されるように、ポジ型現像液を用いて、現像処理を行う。この現像処理では、露光エネルギがＥp以上の領域のレジスト１１１が除去される。そのため、周辺回路部ＲPEでは、非周期パターンが形成される予定の周縁部と非周期パターンが形成されない領域とでレジスト１１１が除去されず、非周期パターンが形成される予定の位置の周縁部以外の領域でレジスト１１１が除去される。
【００３９】
ついで、図７（ｃ）に示されるように、ネガ型現像液を用いて、現像処理を行う。この現像処理では、露光エネルギがＥn以下の領域のレジスト１１１が除去される。これによって、メモリセルアレイ部ＲMCでは、ラインアンドスペース状の線状パターンが形成される。また、周辺回路部ＲPEでは、非周期パターンが形成される予定の位置の外周部のレジスト１１１が除去される。この結果、メモリセルアレイ部ＲMCに形成されるラインアンドスペース状の線状パターンと、周辺回路部ＲPEの非周期パターンの形成予定位置の周縁部に形成されるリング状パターンと、を有するレジストパターン１１１ｄが形成される。このようなレジストパターン１１１ｄでは、非周期パターンを形成することができない。
【００４０】
一方、第１の実施形態では、反射マスク１０の非周期パターン配置領域ＲNPのパターンを形成する位置に、ＥＵＶ光または軟Ｘ線の周期パターン配置領域ＲPでの反射率に比して低くなるように、吸収体１３を配置した。これによって、ＤＴＤによる現像処理を行った場合でも、ラインアンドスペース状のパターンと、非周期パターンと、を加工対象上に同時に形成することができる。その結果、半導体装置の製造コストを低減することができる。
【００４１】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、多層反射膜上にパターニングした吸収体を用いた反射マスクについて説明した。反射マスクには、吸収体を設けず、多層反射膜をパターニングする掘り込み型の構造のものもある。第２の実施形態では、掘り込み型の構造の反射マスクについて説明する。
【００４２】
図８は、第２の実施形態による反射マスクの構成の一例を模式的に示す一部断面図である。反射マスク１０は、基板１１上に、パターニングされた多層反射膜１２が設けられる構造を有する。基板１１として、低熱膨張性のガラス基板などを用いることができる。多層反射膜１２は、ＥＵＶ光または軟Ｘ線を反射させるために設けられる。たとえば、多層反射膜１２として、ＭｏとＳｉとが交互に複数積層されたＭｏ／Ｓｉ多層膜が用いられる。
【００４３】
反射マスク１０は、周期パターン配置領域ＲPと、非周期パターン配置領域ＲNPと、を有する。周期パターン配置領域ＲPでは、多層反射膜１２が、複数の線状パターン１２１にパターニングされている。複数の線状パターン１２１は、延在方向に垂直な方向に所定の間隔で配置される。
【００４４】
非周期パターン配置領域ＲNPでは、多層反射膜１２が、他のパターンから孤立した非周期パターン１２２にパターニングされている。隣接する非周期パターン１２２間のピッチは、線状パターン１２１のピッチよりも大きい。また、非周期パターン配置領域ＲNPにおける非周期パターン１２２の厚さを、周期パターン配置領域ＲPにおける多層反射膜１２（線状パターン１２１）の厚さに比して薄くし、周期パターン配置領域ＲPと非周期パターン配置領域ＲNPの非周期パターン１２２との間で、ＥＵＶ光または軟Ｘ線の反射率を異ならせるようにしている。
【００４５】
なお、非周期パターン配置領域ＲNPには、加工対象上にパターンを形成する部分と、パターンを形成しない部分と、が存在するが、加工対象上にパターンを形成する部分が上記した非周期パターン１２２に対応する。また、パターンを形成しない部分には、図８（ａ）に示されるように、多層反射膜１２が存在しないか、あるいは、図８（ｂ）に示されるように、線状パターン１２１と同じ高さを有するダミーパターン１２３が存在する。
【００４６】
第１の実施形態で説明したように、ＥＵＶ露光処理とＤＴＤとを組み合わせたリソグラフィ処理では、図２に示されるγ曲線を有するレジストが使用される。そして、非周期パターン１２２が投影される加工対象上の領域に照射される露光エネルギＥがＥn＜Ｅ＜Ｅpとなるように、多層反射膜１２の厚さが決定される。つまり、非周期パターン１２２が投影される加工対象上の領域での露光エネルギＥがＥn＜Ｅ＜Ｅpとなる、非周期パターン１２２の反射率が求められ、この反射率を実現する多層反射膜１２の厚さが求められる。
【００４７】
図９は、多層反射膜のＭｏ／Ｓｉ膜の層数とＥＵＶ光または軟Ｘ線の反射率との関係の一例を模式的に示す図である。この図において、横軸は多層反射膜１２のＭｏ／Ｓｉ膜の層数を示し、縦軸は多層反射膜１２の反射率を示している。非周期パターン１２２が投影される加工対象上の領域での露光エネルギＥがＥn＜Ｅ＜Ｅpとなる、非周期パターン１２２での反射率ＲがＲn＜Ｒ＜Ｒpであるとする。このときの多層反射膜１２の層数Ｎ１は、図９からＮn＜Ｎ１＜Ｎpとなる。
【００４８】
周期パターン配置領域ＲPにおいては、反射率を高めるために、パターンがある部分における多層反射膜１２の層数は、反射率が飽和するＮ０となる。また、パターンがない部分は反射率を０とするために、パターンがない部分における多層反射膜１２の層数は、０となる。一方、非周期パターン配置領域ＲNPのパターン形成位置においては、加工対象上のレジストを残すために、多層反射膜１２の層数は、上記したようにＮn＜Ｎ１＜Ｎpとなり、Ｎ０よりも小さくなる。
【００４９】
このように、非周期パターン１２２における多層反射膜１２の厚さは、周期パターン配置領域ＲPの線状パターン１２１における多層反射膜１２の厚さに比して薄いため、非周期パターン１２２の配置位置でもＥＵＶ光または軟Ｘ線が反射されることになる。その結果、非周期パターン配置領域ＲNPが投影される加工対象上の領域での露光エネルギＥは、Ｅｎ＜Ｅ＜Ｅｐとなる。限定されない一例では、線状パターン１２１における多層反射膜１２は、３０〜６０層のＭｏ／Ｓｉ膜によって構成され、非周期パターン１２２における多層反射膜１２は、５〜１５層のＭｏ／Ｓｉ膜によって構成される。
【００５０】
つぎに、反射マスク１０の製造方法について説明する。図１０は、第２の実施形態による反射マスクの製造方法の手順の一例を模式的に示す断面図である。まず、図１０（ａ）に示されるように、基板１１上に多層反射膜１２を形成する。基板１１としては、低熱膨張ガラスなどが用いられる。多層反射膜１２としては、Ｍｏ／Ｓｉ層をたとえば６０層積層させたＭｏ／Ｓｉ多層膜などが用いられる。
【００５１】
さらに、多層反射膜１２上にレジストを塗布し、電子線リソグラフィ技術と現像処理とによって、所定の形状にパターニングして、レジストパターン３１を形成する。たとえば、周期パターン配置領域ＲPでは、線状パターンがラインアンドスペース状に配列するように電子線を露光し、非周期パターン配置領域ＲNPでは、素子形成位置に対応する領域が残るように電子線を露光する。露光後、現像することによって、レジストパターン３１が形成される。
【００５２】
その後、図１０（ｂ）に示されるように、レジストパターン３１をマスクとして、ＲＩＥ法などの異方性エッチングによって、多層反射膜１２を加工する。ここでは、レジストパターン３１で覆われていない領域の基板１１上の多層反射膜１２を除去する。エッチング後に、レジストパターン３１をレジストストリッピング技術によって除去する。
【００５３】
ついで、図１０（ｃ）に示されるように、パターニングされた多層反射膜１２を有する基板１１上にレジストを塗布する。また、リソグラフィ技術と現像処理とによって、非周期パターン配置領域ＲNP内の非周期パターン１２２が露出するレジストパターン３２が形成される。
【００５４】
その後、レジストパターン３２をマスクとして、ＲＩＥ法などの異方性エッチングによって、非周期パターン１２２を所定量だけエッチングする。露光処理の際に、非周期パターン１２２で反射されたＥＵＶ光または軟Ｘ線の加工対象上での露光エネルギＥが、Ｅｎ＜Ｅ＜Ｅｐとなる（非周期パターン１２２の反射率がＲn＜Ｒ＜Ｒpとなる）、Ｍｏ／Ｓｉ層がＮ１層となるように、エッチング条件が制御される。ここでは、たとえば非周期パターン１２２の多層反射膜１２が、１５層のＭｏ／Ｓｉ層となるようにエッチングする。そして、レジストパターン３２をレジストストリッピング技術によって除去することによって、図８（ａ）に示される反射マスク１０が得られる。
【００５５】
なお、図８（ｂ）に示される反射マスク１０を形成する場合には、図１０（ａ）で非周期パターン配置領域ＲNPの全体を覆うレジストパターン３１を形成し、また、図１０（ｃ）で、非周期パターン配置領域ＲNPで非周期パターン１２２の配置位置以外を覆うレジストパターン３２を生成すればよい。
【００５６】
第２の実施形態による反射マスク１０を用いたパターン形成方法は、第１の実施形態の図５−１〜図５−２に示したものと同様であるので、省略する。
【００５７】
第２の実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５９】
１０  反射マスク、１１  基板、１２  多層反射膜、１３  吸収体、１３ａ  吸収体膜、２１，２２，３１，３２  レジストパターン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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