(57)【要約】【課題】静電チャックにより反射型マスクを固定する際の吸着不良の問題を解消し、静電チャックによりマスク表面を平坦にして、高精度のパターン転写を実現することができる、多層膜付き基板、露光用反射型マスクブランクおよび露光用反射型マスクを提供する。【解決手段】基板１上に、露光光を反射する多層反射膜２と、該多層反射膜２上に形成された露光光を吸収する吸収体層４とを有する露光用反射型マスクブランクであって、前記マスクブランクの転写パターン形成面とは反対側の面の形状が、凸面を有する形状である。【選択図】図３
2008103481.tif 000002
【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と、該多層反射膜上に形成された露光光を吸収する吸収体層とを有する露光用反射型マスクブランクであって、
前記マスクブランクの転写パターン形成面とは反対側の面の形状が、凸面を有する形状であることを特徴とする露光用反射型マスクブランク。
【請求項２】
前記マスクブランクの転写パターン形成面とは反対側の面の平坦度が、５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の露光用反射型マスクブランク。
【請求項３】
前記マスクブランクの転写パターン形成面とは反対側の面の形状が、凸面を有する形状となるように、前記マスクブランクの反りを補正するための応力補正膜を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の露光用反射型マスクブランク。
【請求項４】
前記マスクブランクの転写パターン形成面とは反対側の面に、圧縮応力を有する応力補正膜を設けたことを特徴とする請求項３に記載の露光用反射型マスクブランク。
【請求項５】
前記応力補正膜が、タンタル（Ｔａ）を含む材料であることを特徴とする請求項３又は４に記載の露光用反射型マスクブランク。
【請求項６】
前記応力補正膜が、タンタル（Ｔａ）を主成分とし少なくともホウ素（Ｂ）を含む材料であることを特徴とする請求項５に記載の露光用反射型マスクブランク。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の露光用反射型マスクブランクにおける前記吸収体層に転写パターンを形成してなることを特徴とする露光用反射型マスク。
【請求項８】
請求項７に記載の露光用反射型マスクにおける前記転写パターンをフォトリソグラフィー法により、半導体基板上にパターンを転写することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
基板上に、露光光を反射する多層反射膜を有する多層反射膜付き基板であって、
前記多層反射膜付き基板の多層反射膜とは反対側の面の形状が、凸面を有する形状であることを特徴とする多層反射膜付き基板。
【請求項１０】
前記多層反射膜付き基板の多層反射膜とは反対側の面の平坦度が、５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項９に記載の多層反射膜付き基板。
【請求項１１】
前記多層反射膜付き基板の多層反射膜とは反対側の面の形状が、凸面を有する形状となるように、前記多層反射膜付き基板の反りを補正するための応力補正膜を有することを特徴とする請求項９又は１０に記載の多層反射膜付き基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造等に使用される、露光用反射型マスクブランク及び露光用反射型マスク、多層反射膜付き基板、並びに半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体産業において、Ｓｉ基板等に微細なパターンからなる集積回路を形成する上で必要な微細パターンの転写技術として、可視光や紫外光を用いたフォトリソグラフィー法が用いられてきた。しかし、半導体デバイスの微細化が加速している一方で、従来の光露光の短波長化は露光限界に近づいてきた。パターンの解像限界は、光露光の場合、露光波長の１／３と言われ、例えばArFエキシマレーザー（波長１９３ｎｍ）を用いて、６０ｎｍ程度である。さらに最近の液浸露光にて、解像性向上が実現されており、４５ｎｍ程度が解像可能と予想されるが、光露光のさらなる高解像化は難しい。そこで４５ｎｍよりも高解像の露光技術として、ArFエキシマレーザーよりさらに短波長のＥＵＶ光を用いた露光技術であるＥＵＶリソグラフィー（以下、「ＥＵＶＬ」と記す。）が有望視されている。ここで、ＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）光とは、軟Ｘ線領域または真空紫外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。
【０００３】
ＥＵＶＬの像形成原理は、フォトリソグラフィーと同じであるが、ＥＵＶ光に対する、あらゆる物質の吸収は大きく、また屈折率が１に近いため、光露光のような屈折光学系は使用できず、すべて反射光学系を用いる。また、その際用いられるマスクとしては、従来はメンブレンを用いた透過型マスクが提案されていたが、ＥＵＶ光に対するメンブレンの吸収が大きいため露光時間が長くなり、スループットが確保できないという問題がある。その為、現状では反射型マスクが一般的に使用されている。
【０００４】
例えば、特公平７−２７１９８号公報（特許文献１）、特開平８−２１３３０３号公報（特許文献２）には、基板上に多層膜構造を有する反射層が設けられ、該反射層上に軟Ｘ線または真空紫外線を吸収する吸収体がパターン状に設けられている露光用反射型マスクが開示されている。図７は、このような従来の露光用反射型マスクブランクおよび露光用反射型マスクの一例を示す断面模式図である。図７（Ａ）に示す露光用反射型マスクブランクは、基板１００上に多層膜構造を有する多層反射膜１０１が成膜され、該多層反射膜１０１上にエッチングストッパー層１０２が成膜され、該エッチングストッパー層１０２上に吸収層１０３が成膜された構造になっている。この露光用反射型マスクブランクの吸収層１０３にパターン１０３ａを形成し、多層反射膜１０１上の不要なエッチングストッパー層１０２を吸収層パターン１０３ａに沿って除去して図７（Ｂ）に示す露光用反射型マスクが製造される。この露光用反射型マスクに入射した軟Ｘ線等の露光光は、多層反射膜１０１が露出した部分では反射され、吸収層のパターン１０３ａが形成された部分では、反射されずに吸収される。この結果、反射部分と吸収部分の高いコントラストでパターン（光像）を形成することができる。
【０００５】
【特許文献１】特公平７−２７１９８号公報
【特許文献２】特開平８−２１３３０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述したような基板１００上に多層反射膜１０１等を成膜した露光用反射型マスクにおいては、高反射率を得るために多層反射膜１０１の各層の膜密度を高くする必要がある。すると、必然的に多層反射膜１０１は高い圧縮応力を有することになる。この高い圧縮応力のため、基板１００は図８に示すように凸面に大きく反って（変形）しまう。この結果、ＥＵＶ光の反射面である多層反射膜１０１の表面にも反りが生じてしまう。例えば、６インチ角（１５２．４ｍｍ×１５２．４ｍｍ）、６．３５ｍｍ厚の石英ガラス基板上の約０．３μｍ厚の多層反射膜に対し、４００ＭＰａ程度の圧縮応力がかかった場合、１４２ｍｍ×１４２ｍｍのエリアにおいて１０００ｎｍ程度の反り（変形）が起きてしまう。
【０００７】
多層反射膜１０１上に形成される吸収層１０３及びエッチングストッパー層１０２はパターン形成されるため、ゼロに近い低応力を有する必要があり、マスクブランクのフラットネスは、主に多層反射膜の膜応力に支配される。EUV光用の反射型マスクは、露光中に静電チャックにて固定されるのが一般的である。従来は、たとえ図８のようにマスクが変形していたとしても、静電チャックによりマスクフラットネスを矯正することが可能と考えられていた。しかしながら、従来の技術においては、マスク表面は、多層反射膜の高い圧縮応力により、１μｍ程度圧縮方向、凸面に変形をするため、マスクの裏面（つまり静電チャックにより吸着される側の面）は、凹面となる。静電チャックの場合、接触点より、吸着を広げていく原理となるため、マスク基板は、外側より接触し、吸着は内側に広がっていく。図９は、マスクブランク（又はマスク）が静電チャックにより固定（吸着）される様子を示したものである。なお、マスクブランクのフラットネスは主に多層反射膜の膜応力に支配されるため、ここでは説明の便宜上、基板１００上に多層反射膜１０１を成膜した膜付き基板を一例として示した。同図の左側は静電チャックステージ６０に上記膜付き基板が最初に接触した時点、同図の右側は上記膜付き基板が最終的に吸着された状態をそれぞれ示している。図９（Ａ）に示すように、従来の構造のような静電チャックにより吸着される面が凹面の場合、最初に接触した外側の接触点が固定されてしまうため、最初の接触時に生じた中心部の隙間が完全には解消されず、吸着不良あるいは、吸着をしても、基板が完全には矯正されない（平坦にならない）という問題があった。
【０００８】
この問題に対し、多層反射膜１０１の応力低減を図ることが考えられる。しかしこれは膜の密度を低下させＥＵＶ光の反射率低下を招くため、実用上の観点から好ましくない。さらに加えて、応力補正膜を使って、フラットネスを平坦にする方法が考えられる。しかしながら、応力補正膜を形成しても、面内の応力分布、膜厚分布を完全に補正することは技術的に困難であり、仮にフラットネスがある一定の平坦度になっても、面内のゆがみが完全にとれず、吸着不良の問題は解消されない。また、応力補正膜に用いる材料によっては、基板が平らにならず、うねりが生じる場合があり、このようなうねりのある膜付き基板を静電チャックにより固定しようとしても、そのゆがみはとれず、吸着不良となってしまう（図９（Ｂ）参照）。またさらに、マスクブランク製造工程及びマスク製造工程で生じる熱負荷、経時変化により、さらなる膜応力の変化が生じることは避けられない。以上のことから、応力補正膜によりフラットネスが平坦になるように調整することには限界があった。
【０００９】
本発明は、上述した背景の下になされたものであり、静電チャックにより反射型マスクを固定する際の吸着不良の問題を解消することができる、多層膜付き基板、露光用反射型マスクブランクおよび露光用反射型マスク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】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するため、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と、該多層反射膜上に形成された露光光を吸収する吸収体層とを有する露光用反射型マスクブランクであって、前記マスクブランクの転写パターン形成面とは反対側の面の形状が、凸面を有する形状であることを特徴とする露光用反射型マスクブランク。
構成１のように、マスクブランクの転写パターン形成面とは反対側の面（基板をはさんで、多層反射膜と吸収体層が形成されている面とは反対側の面）、つまり静電チャックにより吸着される面の形状が、凸面を有する形状であることにより、かかるマスクブランクから製造された反射型マスクを静電チャックにより固定する際、マスクは、最初は内側の凸面の頂部より接触し、吸着はその外側に広がっていくので、マスクは静電チャックステージに隙間無く吸着される。その結果、静電チャックによりマスク表面を平坦にすることができ、パターンのゆがみの無い高精度なパターン転写を実現することができる。
なお、本発明において、上述の凸面を有する形状は、光の干渉を利用してマスクブランクの転写パターン形成面とは反対側の面の表面形状を測定したときの形状である。
【００１１】
（構成２）前記マスクブランクの転写パターン形成面とは反対側の面の平坦度が、５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることを特徴とする構成１に記載の露光用反射型マスクブランク。
構成２のように、マスクブランクの転写パターン形成面とは反対側の面（基板をはさんで、多層反射膜と吸収体層が形成されている面とは反対側の面）の平坦度が、５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることにより、マスクのより広い領域において静電チャックステージに隙間無く吸着されるため、マスクに求められるフラットネスの有効エリアをより小さくすることができる。
なお、本発明に記載する平坦度とはＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ ＩｎｄｉｃａｔｅｄＲｅａｄｉｎｇ）で表される表面の反り（変形量）を表す値で、次のように定義される。すなわち、図２において基板表面４１を基に最小自乗法で定められる平面を焦平面４２とし、次にこの焦平面４２を基準として焦平面４２より上にある基板表面４１の最も高い位置Ａと、焦平面４２より下にある基板表面４１のもっとも低い位置Ｂとの間にある高低差の絶対値を平坦度と定義した。故に平坦度は常に正の数となる。なお、本発明においては１４２×１４２ｍｍのエリア内の測定値をもって平坦度とする。例えば、６インチ基板の中心における１４２×１４２ｍｍのエリア内の測定値である。
【００１２】
（構成３）前記マスクブランクの転写パターン形成面とは反対側の面の形状が、凸面を有する形状となるように、前記マスクブランクの反りを補正するための応力補正膜を有することを特徴とする構成１又は２に記載の露光用反射型マスクブランク。
構成３にあるように、マスクブランクの反りを補正するための応力補正膜を有することにより、マスクブランクの転写パターン形成面とは反対側の面（基板をはさんで、多層反射膜と吸収体層が形成されている面とは反対側の面）の形状が凸面を有する形状となるようにすることができる。
（構成４）前記マスクブランクの転写パターン形成面とは反対側の面に、圧縮応力を有する応力補正膜を設けたことを特徴とする構成３に記載の露光用反射型マスクブランク。
構成４のように、マスクブランクの転写パターン形成面とは反対側の面（基板をはさんで、多層反射膜と吸収体層が形成されている面とは反対側の面）に、圧縮応力を有する応力補正膜を設けることにより、マスクブランクの転写パターン形成面とは反対側の面の形状が凸面を有する形状となるように調整することが容易にできる。
（構成５）前記応力補正膜が、タンタル（Ｔａ）を含む材料であることを特徴とする構成３又は４に記載の露光用反射型マスクブランク。
構成５のように、前記応力補正膜が、タンタル（Ｔａ）を含む材料であることにより、平滑性の良好な応力補正膜を形成することができる。
【００１３】
（構成６）前記応力補正膜が、タンタル（Ｔａ）を主成分とし少なくともホウ素（Ｂ）を含む材料であることを特徴とする構成５に記載の露光用反射型マスクブランク。
構成６のように、前記応力補正膜が、特にタンタル（Ｔａ）を主成分とし少なくともホウ素（Ｂ）を含む材料であることにより、圧縮応力を有し、しかも平滑性の良好な応力補正膜を形成することができる。
（構成７）構成１乃至６のいずれかに記載の露光用反射型マスクブランクにおける前記吸収体層に転写パターンを形成してなることを特徴とする露光用反射型マスク。
構成７にあるように、構成１乃至６のいずれかに記載の露光用反射型マスクブランクにおける前記吸収体層に転写パターンを形成してなる露光用反射型マスクによれば、静電チャックによりマスク表面を平坦にすることができ、パターンのゆがみの無い高精度なパターン転写を実現することができる。
（構成８）構成７に記載の露光用反射型マスクにおける前記転写パターンをフォトリソグラフィー法により、半導体基板上にパターンを転写することを特徴とする半導体装置の製造方法。
構成７に記載の露光用反射型マスクにおける転写パターンをフォトリソグラフィー法により、半導体基板上にパターンを転写することにより、パターンのゆがみの無い高精度なパターンが形成された半導体装置が得られる。
【００１４】
（構成９）基板上に、露光光を反射する多層反射膜を有する多層反射膜付き基板であって、前記多層反射膜付き基板の多層反射膜とは反対側の面の形状が、凸面を有する形状であることを特徴とする多層反射膜付き基板。
構成９のように、多層反射膜付き基板の多層反射膜とは反対側の面の形状が凸面を有する形状であることにより、かかる多層反射膜付き基板を用いたマスクブランクから製造される反射型マスクを静電チャックにより固定する際、マスクは、最初は内側の凸面の頂部より接触し、吸着はその外側に広がっていくので、マスクは静電チャックステージに隙間無く吸着されるため、静電チャックによりマスク表面を平坦にすることができ、パターンのゆがみの無い高精度なパターン転写を実現することができる。
【００１５】
（構成１０）前記多層反射膜付き基板の多層反射膜とは反対側の面の平坦度が、５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることを特徴とする構成９に記載の多層反射膜付き基板。
構成１０のように、多層反射膜付き基板の多層反射膜とは反対側の面の平坦度が、５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることにより、かかる多層反射膜付き基板を用いたマスクブランクから製造される反射型マスクのより広い領域において静電チャックステージに隙間無く吸着されるため、マスクに求められるフラットネスの有効エリアをより小さくすることができる。
（構成１１）前記多層反射膜付き基板の多層反射膜とは反対側の面の形状が、凸面を有する形状となるように、前記多層反射膜付き基板の反りを補正するための応力補正膜を有することを特徴とする構成９又は１０に記載の多層反射膜付き基板。
構成１１にあるように、多層反射膜付き基板の反りを補正するための応力補正膜を有することにより、多層反射膜付き基板の多層反射膜とは反対側の面の形状が凸面を有する形状となるようにすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、従来の静電チャックにより反射型マスクを固定する際の吸着不良の問題を解消することができ、静電チャックによりマスク表面を平坦にすることができ、高精度のパターン転写を実現することができる多層膜付き基板、露光用反射型マスクブランクおよび露光用反射型マスクを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳述する。
本発明に係る多層反射膜付き基板は、基板上に露光光を反射する多層反射膜を有する多層反射膜付き基板であって、前記多層反射膜付き基板の多層反射膜とは反対側の面の形状が、凸面を有する形状であることを特徴とする。
このような多層反射膜付き基板によれば、多層反射膜付き基板の多層反射膜とは反対側の面の形状が凸面を有する形状であることにより、かかる多層反射膜付き基板を用いたマスクブランクから製造される反射型マスクを静電チャックにより固定する際、マスクは、最初は内側の凸面の頂部より静電チャックステージと接触し、吸着はその外側に広がっていくので、マスクは静電チャックステージに隙間無く吸着される。従って、静電チャックによりマスク表面（特に多層反射膜による反射面）を平坦にすることができ、パターンのゆがみの無い高精度なパターン転写を実現することができる。
【００１８】
図１は、マスクブランク（又はマスク）が静電チャックにより固定（吸着）される様子を示したものである。なお、マスクブランクのフラットネスは主に多層反射膜の膜応力に支配されるため、ここでは説明の便宜上、基板１上に多層反射膜２を成膜した多層反射膜付き基板を一例として示した。同図の左側は静電チャックステージ６０に上記多層反射膜付き基板が最初に接触した時点、同図の右側は上記多層反射膜付き基板が最終的に吸着された状態をそれぞれ示している。図１（Ａ）に示すように、本発明のような静電チャックにより吸着される面が凸面の場合、最初は内側の凸面の頂部より静電チャックステージ６０と接触し、吸着はその外側に広がっていくので、最終的には多層反射膜付き基板は静電チャックステージ６０に隙間無く吸着される。また、同図（Ｂ）は、多層反射膜付き基板の湾曲の程度が（Ａ）よりも少し大きい場合を示しているが、このような基板であっても、最終的には静電チャックステージ６０に隙間無く吸着される。
【００１９】
また、本発明に係る反射型マスクブランクは、上記多層反射膜付き基板の多層反射膜上に、露光光を吸収する吸収体層を有する露光用反射型マスクブランクであって、前記マスクブランクの転写パターン形成面とは反対側の面の形状が、凸面を有する形状であることを特徴とする。
このように、マスクブランクの転写パターン形成面とは反対側の面、つまり静電チャックにより吸着される面の形状が、凸面を有する形状であることにより、かかるマスクブランクから製造された反射型マスクを静電チャックにより固定する際、マスクは、最初は内側の凸面の頂部より接触し、吸着はその外側に広がっていくので、マスクは静電チャックステージに隙間無く吸着される。その結果、静電チャックによりマスク表面を平坦にすることができ、パターンのゆがみの無い高精度なパターン転写を実現することができる。前述の図１では、多層反射膜付き基板の場合を示したが、本発明の反射型マスクブランクの場合もまったく同様である。
【００２０】
なお、前にも説明したように、本発明において、上述の凸面を有する形状は、光の干渉を利用してマスクブランクの転写パターン形成面とは反対側の面の表面形状を測定したときの形状である。具体的には、光の干渉を利用した平坦度測定装置によって測定した表面形状情報を用いることができる。
【００２１】
本発明においては、前記マスクブランクの転写パターン形成面とは反対側の面の平坦度が、５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることが好ましい。マスクブランクの転写パターン形成面とは反対側の面の平坦度を、５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下とすることにより、マスクのより広い領域において静電チャックステージに隙間無く吸着されるため、マスクに求められるフラットネスの有効エリアをより小さくすることができる。平坦度が１０００ｎｍよりも大きいと、図１（Ｃ）に示すように、湾曲の程度が大きいため、外周部では吸着不良が起こる場合がある。ただし、この場合も、より中心のマスクパターンが形成されている領域では、平坦性が得られるので、良好なパターン転写精度が得られる。
【００２２】
本発明においては、多層反射膜付き基板あるいは反射型マスクブランクの静電チャックにより吸着される面の形状が凸面を有する形状であればよい。従って、本発明は、前述の図１に示すように断面で見たときに全体が単純な凸形状となっている場合には限定されず、例えばある程度うねりをもった基板に応力補正膜を形成することで、うねりが低減され、全体的には凸形状とみなされるような場合についても、本発明の作用効果が好ましく得られるので本発明に含まれる。
本発明における凸面を有する形状又は凸形状とは、例えば、基板主表面の中心を含む所定領域におけるある面の表面形状を光の干渉を利用した平坦度測定装置により測定した時に、測定面から最小自乗法で算出される焦平面を基準面とした測定面の高さ分布が、基板の中心又は略中心から周縁（外周）に向かって減少傾向を示す表面形状をいう。
【００２３】
本発明に係る多層反射膜付き基板及び反射型マスクブランクの製造、並びにこれらを用いた反射型マスクの製造は、（１）基板の準備工程、（２）基板上への多層反射膜の成膜工程、（３）中間層（エッチングストッパー層）の成膜工程、（４）露光光吸収体層の成膜工程、（５）応力補正膜の成膜工程、（６）ＥＢレジスト塗布工程、（７）ＥＢ描画工程、（８）エッチング工程、の各工程からなる。以下、図３を参照しながら説明する。
【００２４】
（１）基板の準備工程（図３（ａ）参照）。基板１としては、低熱膨張係数を有し、平滑性、平坦度、およびマスクの洗浄等に用いる洗浄液への耐性に優れたものが好ましく、低熱膨張係数を有するガラス、例えばＳｉＯ2−ＴｉＯ2系ガラス等を用いるが、これに限定されず、β石英固溶体を析出した結晶化ガラスや石英ガラスやシリコンや金属などの基板を用いることも出来る。金属基板の例としては、インバー合金（Ｆｅ−Ｎｉ系合金）等を用いることができる。基板１は０．２ｎｍＲｍｓ以下の平滑な表面と１００ｎｍ以下の平坦度を有していることが高反射率および転写精度を得るために好ましい。
【００２５】
なお、本発明において、平滑性を示す単位Ｒｍｓは、二乗平均平方根粗さのことであり原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で測定することができる。具体的な測定は、例えば１０μｍ角の範囲内で行うが、マスクの有効エリア内で均一にこの平滑性を有していることが好ましい。ここでマスクの有効エリアとは、ＥＵＶ光露光用マスクの場合、例えば１４２ｍｍ角程度の範囲を有効エリアとして考えればよい。
【００２６】
（２）基板上への多層反射膜の成膜工程（図３（ｂ）参照）。多層反射膜２としては、ＭｏとＳｉからなる交互積層膜が多用されているが、特定の波長域で高い反射率が得られる材料として、Ｒｕ／Ｓｉ、Ｍｏ／Ｂｅ、Ｍｏ化合物／Ｓｉ化合物、Ｓｉ／Ｎｂ周期多層膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ周期多層膜、Ｓｉ／Ｍｏ／Ｒｕ／Ｍｏ周期多層膜およびＳｉ／Ｒｕ／Ｍｏ／Ｒｕ周期多層膜、等でも良い。ただし、材料によって最適な膜厚は異なる。ＭｏとＳｉからなる多層膜の場合、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、まずＳｉターゲットを用いて、Ａｒガス雰囲気下でＳｉ膜を成膜し、その後、Ｍｏターゲットを用いて、Ａｒガス雰囲気下でＭｏ膜を成膜し、これを１周期として、３０〜６０周期、好ましくは４０周期積層した後、最後にＳｉ膜を成膜する。ここで、多層反射膜２の有する応力の例としては、０．２μｍ厚で−５００ＭＰａであった。この工程により、多層反射膜付き基板が得られる。
【００２７】
（３）中間層（エッチングストッパー層）の成膜工程（図３（ｃ）参照）。中間層（エッチングストッパー層）３の材料としてはCrNが多用されるが、吸収体層４をエッチングする条件によっては、耐エッチング性の高い材料としてSiO２等を用いても良い。CrNを用いる場合は、DCマグネトロンスパッタ法によりCrターゲットを用いてＡｒと窒素の混合ガス雰囲気下で、前記多層反射膜２上へCrN膜を成膜するのが好ましい。
【００２８】
（４）露光光吸収体層の成膜工程（図３（ｃ）参照）。ＥＵＶ光等の露光光の吸収体層４の材料としては、Ｔａを主成分とする材料、Ｔａを主成分とし少なくともＢを含む材料、Ｔａを主成分とするアモルファス構造の材料、Ｔａを主成分とし少なくともＢを含んだアモルファス構造の材料（例えば、Ｔａ４Ｂで表されるＢを２５％程度含んだアモルファス構造の材料）、ＴａとＢとＮを含む材料（例えば、Ｔａを主成分としＢを１５％、Ｎを１０％程度含んだアモルファス構造の材料）等が挙げられる。さらに、マスク検査に使用する検査光（通常はDUV光）波長で反射率を下げるために、吸収体層の上層に酸化物層を形成することで、マスク検査のコントラストを高めるのが一般的である。例えば、Crを主成分としＮ、Ｏ、Ｃから選ばれる少なくとも１つの成分を含有する材料（例えば、ＣｒＮ、ＣｒＮにＯ、Ｃを添加した材料）等が好ましく挙げられる。しかし、これに限定されず、ＴａＳｉ、ＴａＳｉＮ、ＴａＧｅ、ＴａＧｅＮ、ＷＮ、Ｃｒ、ＴｉＮ、等も使用可能である。
【００２９】
吸収体層４の材料としてＴａＢ化合物薄膜を用いる例では、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、まずＴａＢターゲットを用いて、Ａｒガス雰囲気下でＴａＢ膜を成膜し、引き続き、Arと酸素ガスの雰囲気で、TaBO膜を成膜することが好ましい。この際、スパッタ条件（ガス圧、ＤＣパワー等）を最適化することにより吸収体層４の応力を５０ＭＰａ以下としておくことが好ましい。
【００３０】
（５）応力補正膜の成膜工程（図３（ｃ）参照）。前述した本発明の目的を達成するために、多層反射膜２の有する応力などにより形成される基板１の反り（変形）を補正するための応力補正膜５を、後述する条件で成膜することにより、高応力を有する多層反射膜２を成膜しても基板１の反り（変形）を補正し、さらに少し引っ張り方向に変形するような応力に制御し、マスクブランクの裏面、つまり反射型マスクとした場合に静電チャックにより吸着される面の形状を凸面を有する形状に保つことができる。
【００３１】
これにより、パターン転写の露光時に静電チャックにより反射型マスクを固定した際、多層反射膜表面の平坦度を上げることで、パターン転写の際の位置ずれを抑え、精度を上げることができる。具体的には、マスクブランク裏面の平坦度を５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の凸面とした場合、転写における位置ずれはガラス基板のフラットネスに起因した１．１ｎｍ程度に抑えることができ、高精度のパターン転写が可能となる。
【００３２】
多層反射膜２の応力は、多層反射膜の成膜前後の基板の反りを計測し、成膜前後の反りの差から算出することができる。ここで圧縮応力はマイナス符号、引っ張り応力はプラス符号となる。また多層反射膜の応力はその材料、成膜条件からある程度予想できるため、実験的に得られたデータ等から多層反射膜の応力を予測し、応力補正膜に与える応力・膜厚を決定することもできる。また必要に応じてモニターをおこない、応力補正膜に与える応力・膜厚を適宜補正してもよい。
もし、基板１として反り（変形）のない基板を用いることができる場合には、多層反射膜２が有する応力を打ち消し、さらに少し引っ張り方向に変形するような応力および膜厚で、応力補正膜５を成膜すれば良い。ここで、一般に応力は単位厚さ当たりの値で表されるので、成膜される膜が有する単位厚さ当たりの応力×厚さ、が互いにつり合うように応力補正膜５の材料、成膜条件、厚さを決定すればよい。
【００３３】
ここで、応力補正膜５の成膜方法について説明する。応力補正膜は、強い圧縮応力を容易に制作でき、平滑な膜であることが必要であることから、アモルファス材料が好ましい。また、Ｔａを主成分とした材料が好ましい。Ｔａを主成分としたアモルファス材料が好ましい。応力補正膜表面の平滑性は、０．２ｎｍＲｍｓ以下であることが好ましく、さらに好ましくは０．１５ｎｍＲｍｓ以下である。応力補正膜の成膜例としては、ＴａＢ膜（ＴａとＢを含む膜）を用いる場合、ＤＣマグネトロンスパッタ法を用いて、室温、Ａｒガス雰囲気下で成膜することが好ましい。そして応力補正膜の有する応力は、成膜方法や成膜条件（スパッタガス圧、投入パワー、膜厚、等）を適宜制御することによって所望の値に調整することができる。
【００３４】
例えば、ＴａＢ膜の場合、投入パワー一定の下でスパッタガス圧を変化させると、低圧側では圧縮応力を示し、ガス圧を上げると応力は減少し、ついには０を示す、さらにガス圧を上げると引っ張り応力を示しその応力はガス圧と伴に増加する、というようにスパッタガス圧に応じた応力変化を示す。この効果を用い、応力補正膜５の有する応力を用いて、多層反射膜２の有する応力を打ち消しさらに逆方向に変形することができる。応力補正膜５の有する応力値と方向はスパッタ条件（スパッタガス圧、投入パワー、膜厚、等）を制御して調整すればよい。ここでＴａとＢを含む膜においては、Ｂが１０〜３０ａｔ％であるのが好ましい。また、ＴａとＢとＮを含む膜においては、Ｎが５〜３０ａｔ％でありＮ以外の成分を１００ａｔ％としたときに、Ｂが１０〜３０ａｔ％であるのが好ましい。
【００３５】
応力補正膜５の材料として、前記ＴａＢ以外の例として、Ｓｉを主成分とした材料を用いることもできる。具体的にはＳｉ単体またはＳｉに添加物をドープしたものであり、添加剤としてはＮやＯが挙げられる。Ｓｉを主成分とした材料は、アモルファス状態であることが好ましく、半導体的な性質を持たせておくことが好ましい。なんとなれば、応力補正膜を基板の背面（多層反射膜が成膜されていない側の面）に成膜する場合、基板１の裏面に導電性を持つ材料で応力補正膜５が設けられていれば、それらの基板１裏面を静電チャックでチャックする際のチャック性が改善されるからである。
【００３６】
さらに応力補正膜５の材料として、Ｃｒを含む材料を用いることもできる。このＣｒを含む材料として、例えばＣｒとＮとを含む材料を用いることもできる。このＣｒとＮとを含む材料において、Ｎの割合は５〜３５ａｔ％が好ましく、１０〜２５ａｔ％はさらに好ましい。さらに、ＣｒとＮとを含む材料が、Ｏおよび／またはＣを含んでいることも好ましい。これらＣｒを含む材料は、平滑性、耐洗浄性に優れており応力の制御性も良好である。そして、これらＣｒを含む材料は、ＤＣスパッタリング法等で成膜することができる。以上、応力補正膜５の例として、ＴａＢ膜、Ｓｉ系膜、Ｃｒ系膜を挙げたが、それに限定されず、応力の制御が容易な膜であれば良く、Ta、TaN、ＴａＧｅ、ＴａＧｅＮ、ＴａＳｉ、ＴａＳｉＮ、ＷＮ等も使用できる。
【００３７】
なお、マスクブランクの反りの原因としては、基板自身が有する反りと基板上に成膜された多層反射膜の有する応力により生じる反りが主なものとなるが、他に中間層として、例えば保護層やエッチングストッパー層、等を有する構造の場合にはこれら中間層などの応力も考慮して、最終的に所望の平坦度が得られるように応力補正膜の応力・膜厚を決定すればよい。
以上の工程により、反射型マスクブランク１０Ａが得られる。
【００３８】
（６）ＥＢレジスト塗布工程。得られた反射型マスクブランク１０Ａの吸収体層４にパターンを形成することにより反射型マスクを製造することができる。工程（５）で得られたマスクブランクにＥＢレジストを塗布しベーキングを行う。
【００３９】
（７）ＥＢ描画工程。ＥＢレジストを塗布したマスクブランクにＥＢ描画機を用いてパターン描画を行い、これを現像して、レジストパターンを形成する。
【００４０】
（８）エッチング工程。このレジストパターンをマスクとして、吸収体層４を例えばドライエッチングし、吸収体層パターン４ａを形成する。そして、吸収体層パターン上に残存するレジストを例えば熱濃硫酸で除去する。さらに、下地の中間層３は、吸収体層パターン４ａに沿って例えばドライエッチングにより除去する。この工程により、反射型マスク２０Ａが得られる（図３（ｄ）参照）。
なお、ここでは吸収体層へのパターン形成方法について、エッチング法を用いる例で説明したが、これに限られるものではなく、例えばリフトオフ法、等も用いることができる。
【００４１】
以上説明した図３の工程では、マスクブランクの裏面（基板１の多層反射膜２が形成されていない面）に単層の応力補正膜５を成膜する場合を説明したが、このような応力補正膜として、表面と同じ多層反射膜、多層反射膜と中間層、吸収体層を適宜組み合わせて成膜してもよい。例えば、図４では、マスクブランクの裏面に表面と同じ多層反射膜、中間層及び吸収体層を成膜したマスクブランク１０Ｂを例示しており、図５では、マスクブランクの裏面に表面と同じ多層反射膜及び吸収体層を成膜したマスクブランク１０Ｃを例示している。
【００４２】
なお、本実施の形態においては基板１裏面への応力補正膜５の成膜を多層反射膜２、中間層３及び吸収体層４の成膜工程の後におこなう例を説明したが、これに限らず例えば、多層反射膜２の成膜前あるいは成膜後、中間層３の成膜後、吸収体層４の成膜後でも良い。
【実施例】
【００４３】
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。併せて、本発明の実施例に対する比較例についても説明する。
（実施例１）
基板１として、外径６インチ角、厚さが６．３５ｍｍである低膨張のＳｉＯ2−ＴｉＯ2系のガラス基板を用いた。また、基板１は、機械研磨により、０．２ｎｍＲｍｓ以下の平滑な表面と４０ｎｍの平坦度とした。
【００４４】
次に、基板１上に多層反射膜２として、ＭｏとＳｉを積層した。ＤＣマグネトロンスパッタ法により、まずＳｉターゲットを用いて、Ａｒガス０．１ＰａでＳｉ膜を４．２ｎｍ成膜し、その後、Ｍｏターゲットを用いて、Ａｒガス圧０．１ＰａでＭｏ膜を２．８ｎｍ成膜し、これを１周期として、４０周期積層した後、最後にＳｉ膜を１１ｎｍ成膜した。ここで、多層反射膜２の有する応力は、−５００ＭＰａであった。ここで得られた多層反射膜付き基板の平坦度は1200nmの凸形状であった。
【００４５】
次に、多層反射膜２上に、Crターゲットを用いて、スパッタガスとして、Ａｒガスに窒素を２０％添加した混合ガスを用いて、CrN膜より構成される中間層（エッチングストッパー層）３をDCマグネトロンスパッタ法によって、１０ｎｍの厚さに成膜した。ここで中間層３の応力は５０ＭＰａ以下であった。
【００４６】
最後に、上記CrN膜より構成される中間層３の上に、ＥＵＶ光の吸収体層４として、Ｔａ及びＢを含む膜（但し、Ｔａ：Ｂ＝７５：１５（原子数比））をＤＣマグネトロンスパッタ法によって、66ｎｍの厚さで成膜し、引き続き、TaBO膜を、TaBをターゲットにAｒと酸素の混合ガスを用いて、DCマグネトロンスパッタ法により、成膜した。スパッタ条件を制御することで前記ＥＵＶ光の吸収体層４の有する応力を５０ＭＰａ以下とした。この結果、多層反射膜表面の平坦度が1200ｎｍの凸形状となったマスクブランクを得た。
次に、基板１の裏面上に、応力補正膜５としてＴａＢ膜（但し、Ｔａ：Ｂ＝７５：１５（原子数比））を成膜した。ＴａＢ膜は、ＤＣマグネトロンスパッタ法を用いて、室温、Ａｒガス圧０．０１Ｐａで、０．３μｍの厚さに形成した。この結果、応力補正膜５の有する応力は、多層反射膜２の有する応力を打ち消し、さらに少し引っ張り方向に変形するような応力に制御した。その結果、マスクブランクの平坦度は、200nmで、マスクブランク裏面の形状が凸形状となった反射型マスクブランクを得た。
【００４７】
次に、この反射型マスクブランクを用いて、３２ｎｍハーフピッチ（ＤＲＡＭ）（最小線幅が１２８ｎｍ）のデザインルールを有する反射型マスクを、以下の方法により作製した。
まず、上記反射型マスクブランク上にＥＢレジストを塗布、乾燥し、ＥＢ描画によりレジストパターンを形成した。
このレジストパターンをマスクとして、ＴａＢＯとＴａＢの積層からなる吸収体層４を、塩素を用いてドライエッチングし、吸収体層パターンを形成した。その後、吸収体層パターン上に残存するレジストパターンを除去し、下地のCrN膜より構成される中間層３は、上記吸収体層パターンをマスクとして、塩素と酸素の混合ガスを用いたエッチングで除去し、反射型マスクを作製した。
【００４８】
作製した反射型マスクについて、光干渉を利用した平坦度測定装置によりマスク裏面の平坦度を測定した結果、２００ｎｍの凸面の平坦度を有していることを確認した。
作製した反射型マスクを用いて、図６に示すパターン転写装置により、半導体基板上へのパターン転写を行なった。図６に示すように、レーザープラズマＸ線源３１から得られたＥＵＶ光（軟Ｘ線）を反射型マスク２０に入射し、ここで反射された光を縮小光学系３２を通して例えばＳｉウエハ基板３３上に転写する。
【００４９】
縮小光学系３２としてはＸ線反射ミラーを用いることができる、縮小光学系により反射型マスク２０で反射されたパターンは通常１／４程度に縮小される。例えばＳｉウエハ基板３３へのパターンの転写は、Ｓｉ基板３上に形成させたレジスト膜にパターンを露光しこれを現像することによって行うことができる。露光波長として１３〜１４ｎｍの波長帯を使用する場合には、通常光路が真空中になるように転写が行われる。
このようにして本実施例で得られた反射型マスクを用いて、半導体基板上へのパターン転写を行った結果、露光時に十分高精度な静電チャックによるステージへの吸着が実現でき、露光により高精度な位置精度を有しているパターンを形成できることを確認した。
【００５０】
（実施例２）
基板１として、実施例１と同様の平坦度を有するガラス基板を用いた。
このガラス基板表面上に、実施例１と同様の多層反射膜２を成膜し、この多層反射膜上に、実施例１と同様のCrN膜より構成される中間層（エッチングストッパー層）３を成膜した。さらに、この中間層上に、実施例１と同様のＴａ及びＢを含むＥＵＶ光を吸収する吸収体層４を成膜した。
【００５１】
次に、ガラス基板の裏面（多層反射膜を成膜しない側）上に、応力補正膜として、表面と同じ、MoとSiの交互積層膜からなる多層膜を４５周期（膜厚：０．２９４μｍ）、最上層にSi層を１１nm、さらにCrN膜を１０nmとＴａＢ膜を成膜した。ＴａＢ膜（但し、Ｔａ：Ｂ＝７５：１５（原子数比））は、ＤＣマグネトロンスパッタ法を用いて、室温、Ａｒガス圧０．２Ｐａで、７０ｎｍの厚さに成膜した。ここで、多層膜の応力条件は、表面側に成膜した多層反射膜２の有する応力と同じにし、膜厚を厚くすることで、裏面のトータルの力（応力×膜厚）を少し大きくし、その結果、マスクブランクの平坦度は、１００ｎｍで、マスクブランク裏面の形状が凸形状となった反射型マスクブランクを得た。
【００５２】
この反射型マスクブランクを用いて、実施例１と同様に反射型マスクを作製した。作製した反射型マスクについて、光干渉を利用した平坦度測定装置によりマスク裏面の平坦度を測定した結果、１００ｎｍの凸面の平坦度を有していることを確認した。
作製した反射型マスクを用いて、図６に示すパターン転写装置により、半導体基板上へのパターン転写を行なった結果、露光時に十分高精度な静電チャックによるステージへの吸着が実現でき、露光により高精度な位置精度を有しているパターンを形成できることを確認した。
【００５３】
（実施例３）
上述の実施例２において、応力補正膜として、MoとSiの交互積層膜からなる多層膜のみを４５周期（膜厚：０．２９４μｍ）を成膜した以外は、実施例２と同様に反射型マスクブランク及び反射型マスクを作製した。
その結果、マスクブランクの平坦度は２００ｎｍで、マスクブランク裏面の形状が凸形状となった反射型マスクブランクであった。また、反射型マスクも、マスク裏面の平坦度が２００ｎｍの凸面の平坦度を有していることを確認した。
作製した反射型マスクを用いて、図６に示すパターン転写装置により、半導体基板上へのパターン転写を行なった結果、露光時に十分高精度な静電チャックによるステージへの吸着が実現でき、露光により高精度な位置精度を有しているパターンを形成できることを確認した。
【００５４】
（比較例）
実施例１における、基板１の裏面への応力補正膜５の成膜を行わなかったこと以外は実施例１と同様にして反射型マスクブランク及び反射型マスクを作製した。作製した反射型マスクについて、光干渉を利用した平坦度測定装置により多層反射膜表面の平坦度を測定した結果、１２００ｎｍの凸面の平坦度を有していることを確認した。
作製した反射型マスクを用いて、図６に示すパターン転写装置により、半導体基板上へのパターン転写を行なった結果、露光時に静電チャックによるステージへの吸着不良があり、そのためパターン転写の際の位置ずれが大きく、高精度なパターン転写を行なえなかった。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】静電チャックにより本発明の反射型マスクブランク等が吸着される様子を模式的に示す断面図である。
【図２】平坦度TIRの定義を説明するための概念図である。
【図３】本発明の反射型マスクの製造工程の一例を示す断面図である。
【図４】本発明の反射型マスクの製造工程の他の例を示す断面図である。
【図５】本発明の反射型マスクの製造工程のその他の例を示す断面図である。
【図６】パターン転写装置の構成を示す構成図である。
【図７】従来の反射型マスクブランク及び反射型マスクの断面図である。
【図８】従来の反射型マスクの断面図である。
【図９】静電チャックにより従来の反射型マスクブランク等が吸着される様子を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  基板
２  多層反射膜
３  中間層
４  吸収体層
５  応力補正膜
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ  反射型マスクブランク
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ  反射型マスク
５０  パターン転写装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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