(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された多層膜からなる高反射部と、前記多層膜を保護するキャッピング膜と、前記キャッピング膜上に緩衝膜を介してパターン状に形成された吸収膜からなる低反射部とを具備する極端紫外線露光用マスクにおいて、前記緩衝膜を剥離する前の、前記多層膜、キャッピング膜及び緩衝膜からなる部分の、波長１９０ｎｍ〜２６０ｎｍの紫外線に対する反射率が、前記吸収膜を含む部分の反射率より低いことを特徴とする極端紫外線露光用マスク。
【請求項２】
前記多層膜、キャッピング膜及び緩衝膜からなる部分の、波長１９０ｎｍ〜２６０ｎｍの紫外線に対する反射率が、前記緩衝膜を剥離した後の、前記多層膜及びキャッピング膜からなる部分の反射率より低いことを特徴とする請求項１に記載の極端紫外線露光用マスク。
【請求項３】
前記多層膜、キャッピング膜及び緩衝膜からなる部分の、波長１９０ｎｍ〜２６０ｎｍの紫外線に対する反射率が、入射紫外線に対して１０％以下であることを特徴とする請求項２に記載の極端紫外線露光用マスク。
【請求項４】
前記緩衝膜の波長１９０ｎｍ〜２２０ｎｍの紫外線に対する屈折率及び膜厚（オングストローム）は、屈折率及び膜厚を両軸とする直交平面座標において、下記の各点を通る２つの曲線（Ａ）及び（Ｂ）により挟まれる領域内にあることを特徴とする請求項３に記載の極端紫外線露光用マスク。
曲線（Ａ）上が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（１．０、３００）、（１．１、２５０）、（１．３、２００）、（１．６、１５０）、（２．０、１００）、（２．９、５０）であり、
曲線（Ｂ）上が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（１．８、３００）、（２．０、２５０）、（２．２、２００）、（２．５、１５０）、（３．０、１００）、（４．０、５０）である。
【請求項５】
前記緩衝膜の波長２２０ｎｍ〜２６０ｎｍの紫外線に対する屈折率及び膜厚（オングストローム）は、屈折率及び膜厚を両軸とする直交平面座標において、下記の各点を通る２つの曲線（Ｃ）及び（Ｄ）により挟まれる領域内にあることを特徴とする請求項４に記載の極端紫外線露光用マスク。
曲線（Ｃ）上が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（１．４、３００）、（１．５、２５０）、（１．７、２００）、（２．０、１５０）、（２．５、１００）であり、
曲線（Ｄ）上が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（２．１、３００）、（２．４、２５０）、（２．７、２００）、（３．０、１５０）である。
【請求項６】
前記緩衝膜の波長１９０ｎｍ〜２２０ｎｍの紫外線に対する屈折率及び膜厚（オングストローム）は、屈折率及び膜厚を両軸とする直交平面座標において、下記の各点を通る２つの曲線（Ｅ）及び（Ｆ）により挟まれる領域内にあることを特徴とする請求項３に記載の極端紫外線露光用マスク。
曲線（Ｅ）上が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（０．９、３００）、（１．０、２５０）、（１．１、２００）、（１．２、１５０）、（１．５、１００）、（２．１、５０）であり、
曲線（Ｆ）上が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（１．７、３００）、（１．８、２５０）、（１．９、２００）、（２．２、１５０）、（２．６、１００）である。
【請求項７】
前記緩衝膜の波長２２０ｎｍ〜２６０ｎｍの紫外線に対する屈折率及び膜厚（オングストローム）は、屈折率及び膜厚を両軸とする直交平面座標において、下記の各点を通る２つの曲線（Ｇ）及び（Ｈ）により挟まれる領域内にあることを特徴とする請求項６に記載の極端紫外線露光用マスク。
曲線（Ｇ）上が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（１．２、３００）、（１．３、２５０）、（１．５、２００）、（１．８、１５０）、（２．３、１００）であり、
曲線（Ｈ）上が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（２．０、３００）、（２．２、２５０）、（２．５、２００）、（２．８、１５０）、（３．５、１００）である。
【請求項８】
基板上に形成された多層膜からなる高反射部と、前記多層膜を保護するキャッピング膜と、前記キャッピング膜上に緩衝膜を介してパターン状に形成された吸収膜からなる低反射部とを具備する極端紫外線露光用マスクにおいて、前記緩衝膜を剥離する前の、前記多層膜、キャッピング膜及び緩衝膜からなる部分の、波長１９０ｎｍ〜２６０ｎｍの紫外線に対する反射率が、前記吸収膜を含む部分の反射率より低く、前記緩衝膜を剥離した後の、前記多層膜及びキャッピング膜からなる部分の波長１９０ｎｍ〜２６０ｎｍの紫外線に対する反射率が、前記吸収膜を含む部分の反射率より高いことを特徴とする極端紫外線露光用マスク。
【請求項９】
前記吸収膜が上層及び下層を含む２層以上の多層膜からなり、前記上層の膜厚は、緩衝膜の剥離前よりも剥離後の方が小さいことを特徴とする請求項８に記載の極端紫外線露光用マスク。
【請求項１０】
前記緩衝膜を剥離する前の、前記多層膜、前記キャッピング膜、及び前記緩衝膜からなる部分の、波長１９０ｎｍ〜２６０ｎｍの紫外線に対する反射率が、入射紫外線に対して１０％以下であることを特徴とする請求項８又は９に記載の極端紫外線露光用マスク。
【請求項１１】
前記緩衝膜を剥離した後の、前記吸収膜を含む部分の、波長１９０ｎｍ〜２６０ｎｍの紫外線に対する反射率が、入射紫外線に対して１０％以下であることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の極端紫外線露光用マスク。
【請求項１２】
基板上に形成された多層膜と、前記多層膜を保護するキャッピング膜と、前記キャッピング膜上に緩衝膜を介して形成された吸収膜とを具備し、前記緩衝膜及び／又は吸収膜は、請求項１〜１１のいずれかに記載の条件を満たすように選択されていることを特徴とする極端紫外線露光用マスクブランク。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれかに記載の極端紫外線露光用マスクを露光装置に設置し、前記マスクを用いたリソグラフィ法により露光転写を行ない、パターン形成を行なうことを特徴とするパターン転写方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造プロセスにおける、波長１０〜１５ｎｍ程度のいわゆるＥＵＶ（Extreme Ultra Violet＝極端紫外線）露光を用いたフオトリソグラフィ工程で使用される、極端紫外線露光用マスク（以下、ＥＵＶマスク）、及びそのマスクを作製するためのブランク、並びにそのマスクを用いたパターン転写方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の微細化技術は、常に進歩しており、微細化のためのフォトリソグラフィ技術に使用される光の波長は、次第に短くなってきている。露光用光源としては、これまで使用されてきたＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）からＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）に切り替わりつつあり、更にはＦ２エキシマレーザ（波長１５７ｎｍ）の使用が提案され、現在、開発が行われている。
【０００３】
しかしながら、Ｆ２エキシマレーザをもってしても、将来的な４５ｎｍ以下の線幅を有するデバイスを作製するためのリソグラフィ技術に適用するには、露光機やレジストの課題もあり、容易ではない。このため、エキシマレーザ光より波長が一桁以上短い（１０〜１５ｎｍ）極端紫外線を用いた、ＥＵＶリソグラフィの研究開発が進められている。
【０００４】
ＥＵＶ露光では、上述のように露光光の波長が短いため、物質の屈折率がほとんど真空の値に近く、材料間の光吸収の差も小さい。このため、ＥＵＶ波長領域では従来の透過型の屈折光学系が組めず、反射光学系となり、従ってマスクも反射型マスクとなる。
【０００５】
これまで開発されてきた一般的な反射型ＥＵＶマスクは、Ｓｉウェハーやガラス基板上に、例えばＭｏとＳｉからなる２層膜を４０対ほど積層した多層膜及び多層膜を保護するキャッピング膜を高反射部とし、その上に緩衝膜及び吸収膜のパターンからなる低反射部を形成した構造を有する。緩衝膜は、吸収膜のパターニングや欠陥修正の際に、キャッピング膜や多層膜へのダメージを軽減する役割を果たしている。
【０００６】
以上のようなＥＵＶマスクの外観的な欠陥検査においては、線幅が小さいため、波長２５７ｎｍや１９８ｎｍなどのＤＵＶ（Deep Ultra Violet＝遠紫外線）による反射光が用いられる。この際、ＤＵＶ光に対する欠陥部と欠陥を含む膜部の反射率の比、いわゆるコントラストが大きいほど、欠陥検査は行いやすくなる。吸収膜のパターニング後に行われる通常の欠陥検査においては、コントラストを求めるための一方の反射率は、吸収膜部の反射率であり、他方の反射率は、多層膜上にキャッピング膜、さらにその上に緩衝膜が形成された状態での反射率である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、通常、多層膜のみによるＤＵＶ波長領域での反射率は、６０％程度であり、その上にキャッピング膜、さらには緩衝膜を形成した状態においても、従来のキャッピング膜及び緩衝膜の材料では、依然として５０％前後の反射率を有していた。従って、多層膜、キャッピング膜及び緩衝膜からなる部分と、吸収膜部とのコントラストにより欠陥を検査し、欠陥修正を行っても、その後の緩衝膜の剥離を行う際に発生する欠陥については、十分なコントラストが得られないため、欠陥検査が困難であった。また、吸収膜部とのコントラストを確保するためには、本来金属性で反射率の高い吸収膜の表面組成を変化させたりする必要があった。
【０００８】
本発明は、このような事情の下になされ、吸収膜の大幅な低反射率化を必要とせずに、吸収膜の欠陥検査が可能であるとともに、緩衝膜の剥離時に生じる欠陥に対しても、検査が可能な極端紫外線露光用マスク、そのマスクを作製するためのマスクブランク、およびそのマスクを用いて、電子デバイス等のパターンを高い歩留まりで形成することを可能とするパターン転写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】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、基板上に形成された多層膜からなる露光光の高反射部と、前記多層膜を保護するキャッピング膜と、前記キャッピング膜上に緩衝膜を介してパターン状に形成された吸収膜からなる低反射部とを具備する極端紫外線露光用マスクにおいて、前記緩衝膜を剥離する前の、前記多層膜、キャッピング膜及び緩衝膜からなる部分の、波長１９０ｎｍ〜２６０ｎｍの紫外線に対する反射率が、前記吸収膜を含む部分の反射率より低いことを特徴とする極端紫外線露光用マスクを提供する。
【００１０】
以上の極端紫外線露光用マスクにおいて、多層膜、キャッピング膜及び緩衝膜からなる部分の、波長１９０ｎｍ〜２６０ｎｍの紫外線に対する反射率が、緩衝膜を剥離した後の、多層膜及びキャッピング膜からなる部分の反射率より低いことが好ましい。
【００１１】
また、多層膜、キャッピング膜及び緩衝膜からなる部分の、波長１９０ｎｍ〜２６０ｎｍの紫外線に対する反射率が、入射遠紫外線光に対して１０％以下であることが望ましい。
【００１２】
本発明の第１の態様に係る極端紫外線露光用マスクにおいて、緩衝膜としては、波長１９０ｎｍ〜２２０ｎｍの紫外線に対する屈折率及び膜厚（オングストローム）が、屈折率及び膜厚を両軸とする直交平面座標において、下記の各点を通る２つの曲線（Ａ）及び（Ｂ）により挟まれる領域内にあるようなものを選択することができる。
【００１３】
曲線（Ａ）上が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（１．０、３００）、（１．１、２５０）、（１．３、２００）、（１．６、１５０）、（２．０、１００）、（２．９、５０）であり、
曲線（Ｂ）上が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（１．８、３００）、（２．０、２５０）、（２．２、２００）、（２．５、１５０）、（３．０、１００）、（４．０、５０）である。
【００１４】
また、緩衝膜としては、波長２２０ｎｍ〜２６０ｎｍの紫外線に対する屈折率及び膜厚（オングストローム）が、屈折率及び膜厚を両軸とする直交平面座標において、下記の各点を通る２つの曲線（Ｃ）及び（Ｄ）により挟まれる領域内にあるようなものを選択することができる。
【００１５】
曲線（Ｃ）上が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（１．４、３００）、（１．５、２５０）、（１．７、２００）、（２．０、１５０）、（２．５、１００）であり、
曲線（Ｄ）上が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（２．１、３００）、（２．４、２５０）、（２．７、２００）、（３．０、１５０）である。
【００１６】
更に、緩衝膜としては、波長１９０ｎｍ〜２２０ｎｍの紫外線に対する屈折率及び膜厚（オングストローム）は、屈折率及び膜厚を両軸とする直交平面座標において、下記の各点を通る２つの曲線（Ｅ）及び（Ｆ）により挟まれる領域内にあるようなものを選択することができる。
【００１７】
曲線（Ｅ）上が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（０．９、３００）、（１．０、２５０）、（１．１、２００）、（１．２、１５０）、（１．５、１００）、（２．１、５０）であり、
曲線（Ｆ）上が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（１．７、３００）、（１．８、２５０）、（１．９、２００）、（２．２、１５０）、（２．６、１００）である。
【００１８】
更にまた、緩衝膜としては、波長２２０ｎｍ〜２６０ｎｍの紫外線に対する屈折率及び膜厚（オングストローム）が、屈折率及び膜厚を両軸とする直交平面座標において、下記の各点を通る２つの曲線（Ｇ）及び（Ｈ）により挟まれる領域内にあるようなものを選択することができる。
【００１９】
曲線（Ｇ）上が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（１．２、３００）、（１．３、２５０）、（１．５、２００）、（１．８、１５０）、（２．３、１００）であり、
曲線（Ｈ）上が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（２．０、３００）、（２．２、２５０）、（２．５、２００）、（２．８、１５０）、（３．５、１００）である。
【００２０】
本発明の第２の態様は、基板上に形成された多層膜からなる高反射部と、前記多層膜を保護するキャッピング膜と、前記キャッピング膜上に緩衝膜を介してパターン状に形成された吸収膜からなる低反射部とを具備する極端紫外線露光用マスクにおいて、前記緩衝膜を剥離する前の、前記多層膜、キャッピング膜及び緩衝膜からなる部分の、波長１９０ｎｍ〜２６０ｎｍの紫外線に対する反射率が、前記吸収膜を含む部分の反射率より低く、前記緩衝膜を剥離した後の、前記多層膜及びキャッピング膜からなる部分の波長１９０ｎｍ〜２６０ｎｍの紫外線に対する反射率が、前記吸収膜を含む部分の反射率より高いことを特徴とする極端紫外線露光用マスクを提供する。
【００２１】
以上の極端紫外線露光用マスクにおいて、前記吸収膜が上層及び下層を含む２層以上の多層膜からなり、前記上層の膜厚は、緩衝膜の剥離前よりも剥離後の方が小さいことが望ましい。
【００２２】
また、前記緩衝膜を剥離する前の、前記多層膜、前記キャッピング膜、及び前記緩衝膜からなる部分の、波長１９０ｎｍ〜２６０ｎｍの紫外線に対する反射率が、入射紫外線に対して１０％以下であることが望ましい。
【００２３】
更に、前記緩衝膜を剥離した後の、前記吸収膜を含む部分の、波長１９０ｎｍ〜２６０ｎｍの紫外線に対する反射率が、入射紫外線に対して１０％以下であることが望ましい。
【００２４】
本発明の第３の態様は、基板上に形成された多層膜と、前記多層膜を保護するキャッピング膜と、前記キャッピング膜上に緩衝膜を介して形成された吸収膜とを具備し、前記緩衝膜及び／又は吸収膜は、上述の条件を満たすように選択されていることを特徴とする極端紫外線露光用マスクブランクを提供する。
【００２５】
本発明の第４の態様は、上述の極端紫外線露光用マスクを露光装置に設置し、前記マスクを用いたリソグラフィ法により露光転写を行ない、パターン形成を行なうことを特徴とするパターン転写方法を提供する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の極端紫外線露光用マスクによると、欠陥検査用のＤＵＶ光に対する反射率が、吸収膜をパターニングした後、高反射部に緩衝膜が存在する状態で最も低くなるようにされ、あるいは高反射部に緩衝膜が存在しない状態で最も高くなるようにされているので、吸収膜の欠陥だけでなく、緩衝膜の剥離時に生じる欠陥に対しても、同様に検査が可能である。
【００２７】
また、本発明のパターン転写方法によると、最終的に欠陥の少ないマスクによるパターン露光が可能となり、その結果、電子デバイス等のパターンを高い歩留まりで形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００２９】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る極端紫外線露光用マスクを示す断面図である。図１（ａ)は、緩衝膜を剥離する前の状態、図１（ｂ)は、緩衝膜を剥離した後の状態、すなわち極端紫外線露光用マスクが完成した状態を示す。
【００３０】
図１（ｂ)に示すように、極端紫外線露光用マスクは、基板１と、この基板１上に形成された多層膜２と、この多層膜２上に形成され、多層膜２を保護するキャッピング層３と、このキャッピング層３の一部の上に形成された緩衝膜４及び吸収膜５とを具備している。
【００３１】
基板１としては、例えば、低熱膨張ガラスやシリコンウエハーを用いることができる。多層膜２は、例えば、モリブデン層とシリコン層を交互に成膜してなる積層体であり、高反射部を構成する。
【００３２】
キャッピング層３としては、例えば、Ｓｉ、ＳｉＯ２、Ｒｕ等を用いることができる。また、緩衝膜４としては、例えば酸化クロムを用いることができ、吸収膜５としては、例えばＴａＮを用いることができるが、特にそれらに限定されない。
【００３３】
本発明の第１の実施形態に係る極端紫外線露光用マスクは、吸収膜のパターニングから緩衝膜の剥離までの工程のあいだの欠陥検査を容易におこなうことを可能とするため、吸収膜をパターニングした後、高反射部に緩衝膜が存在する状態での多層膜、キャッピング膜及び緩衝膜の部分のＤＵＶ光に対する反射率Ｒｂが、吸収膜パターンを含む部分の反射率Ｒａよりも低いことを特徴とする。
【００３４】
すなわち、図１（ａ）に示すように、多層膜、キャッピング膜及び緩衝膜の部分の反射率Ｒｂは、吸収膜パターンを含む部分の反射率Ｒａよりも低い。また、好ましくは、図１（ｂ）に示すように、多層膜、キャッピング膜及び緩衝膜の部分の反射率Ｒｂは、緩衝膜が剥離された状態での反射率Ｒｃよりも低い。更に好ましくは、反射率Ｒｂは、入射ＤＵＶ光に対して、１０％以下の反射率である。
【００３５】
このように、Ｒｂを低くすることにより、吸収膜の欠陥だけでなく、緩衝膜の剥離時に生じる欠陥に対しても検査が可能であるという利点が得られる。
【００３６】
以上のような条件を満たすために、本発明の第１の実施形態に係る極端紫外線露光用マスクでは、緩衝膜の第１の光学特性条件として、波長１９０ｎｍ〜２２０ｎｍの紫外線に対する屈折率及び膜厚（Å）が、屈折率及び膜厚を両軸とする直交平面座標において、下記の各点を通る２つの曲線（Ａ）及び（Ｂ）により挟まれる領域内にあることを必要とする。なお、膜厚は、好ましくは５０〜３００Åの範囲である。
【００３７】
すなわち曲線（Ａ）が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（１．０、３００）、（１．１、２５０）、（１．３、２００）、（１．６、１５０）、（２．０、１００）、（２．９、５０）であり、
曲線（Ｂ）が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（１．８、３００）、（２．０、２５０）、（２．２、２００）、（２．５、１５０）、（３．０、１００）、（４．０、５０）である。
【００３８】
好ましくは、本発明の第１の実施形態に係る極端紫外線露光用マスク及びマスクブランクでは、緩衝膜の光学特性として、第１の光学特性条件に加えて、波長２２０ｎｍから２６０ｎｍの紫外線に対する屈折率と膜厚（オングストローム）が、屈折率及び膜厚を両軸とする直交平面座標において、下記の各点を通る２つの曲線（Ｃ）及び（Ｄ）に挟まれる領域内にあることを必要とする。なお、膜厚は、好ましくは５０〜３００Åの範囲である。
【００３９】
すなわち、曲線（Ｃ）が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（１．４、３００）、（１．５、２５０）、（１．７、２００）、（２．０、１５０）、（２．５、１００）であり、
曲線（Ｄ）が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（２．１、３００）、（２．４、２５０）、（２．７、２００）、（３．０、１５０）である。
【００４０】
あるいは、上述の条件を満たすために、本発明の第１の実施形態に係る極端紫外線露光用マスクでは、緩衝膜の第２の光学特性条件として、波長１９０ｎｍから２２０ｎｍの紫外線に対する屈折率と膜厚（オングストローム）が、屈折率及び膜厚を両軸とする直交平面座標において、下記の各点を通る２つの曲線（Ｅ）及び（Ｆ）により挟まれる領域内にあることを必要とする。なお、膜厚は、好ましくは５０〜３００Åの範囲である。
【００４１】
すなわち、曲線（Ｅ）が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（０．９、３００）、（１．０、２５０）、（１．１、２００）、（１．２、１５０）、（１．５、１００）、（２．１、５０）であり、
曲線（Ｆ）が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（１．７、３００）、（１．８、２５０）、（１．９、２００）、（２．２、１５０）、（２．６、１００）である。
【００４２】
さらに好ましくは、本発明の第１の実施形態に係る極端紫外線露光用マスクブランクでは、緩衝膜の光学特性として、第２の光学特性条件に加えて、波長２２０ｎｍから２６０ｎｍの紫外線に対する屈折率と膜厚（オングストローム）が、屈折率及び膜厚を両軸とする直交平面座標において、下記の各点を通る２つの曲線（Ｇ）及び（Ｈ）により挟まれる領域内にあることを必要とする。なお、膜厚は、好ましくは５０〜３００Åの範囲である。
【００４３】
すなわち、曲線（Ｇ）上が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（１．２、３００）、（１．３、２５０）、（１．５、２００）、（１．８、１５０）、（２．３、１００）であり、
曲線（Ｈ）上が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（２．０、３００）、（２．２、２５０）、（２．５、２００）、（２．８、１５０）、（３．５、１００）である。
【００４４】
ここで、Ｒｃ、すなわち多層膜上に各種のキャッピング膜が形成されている状態における反射率について説明する。図２（ａ）、（ｂ）は、キャッピング膜厚を横軸として、計算したＲｃを縦軸に示した特性図である。キャッピング膜としては、これまでに提案されているＳｉ、Ｒｕ、及び、これらとは異なり検査波長であるＤＵＶ領域で透明なＳｉＯ2 とした。
【００４５】
なお、露光波長であるＥＵＶ領域での透明性を考慮し、キャッピング膜としてＳｉは１１０Å程度、Ｒｕは５０Å以内での使用が提案されている。また、ＳｉＯ2 のＥＵＶ領域での透明性もＲｕと同程度であるので、やはり５０Å以内での使用が妥当である。
【００４６】
図２（ａ）、（ｂ）において、キャッピング膜厚＝０のときは、多層膜のみのときの反射率であるが、Ｓｉ：１１０Å程度、Ｒｕ：５０Å以内、ＳｉＯ2 ：５０Å以内という実用的なキャッピング膜の膜厚の範囲では、Ｒｃは多層膜のみの反射率からそれほど低下せず、少なくとも５０％以上の反射率を有していることが分る。
【００４７】
図９は、本発明の第２の実施形態に係る極端紫外線露光用マスクを示す断面図である。図９（ａ)は、緩衝膜を剥離する前の状態、図９（ｂ)は、緩衝膜を剥離した後の状態、すなわち極端紫外線露光用マスクが完成した状態を示す。
【００４８】
図９（ｂ)に示すように、極端紫外線露光用マスクは、基板１１と、この基板１１上に形成された多層膜１２と、この多層膜１２上に形成され、多層膜１２を保護するキャッピング層１３と、このキャッピング層１３の一部の上に形成された緩衝膜１４及び吸収膜１５とを具備している。
【００４９】
基板１１、多層膜１２、キャッピング層１３、及び緩衝膜１４の材質は、図１に示す第１の実施形態に係る極端紫外線露光用マスクと同様である。
【００５０】
吸収膜１５は、例えばＴａＳｉＯＮからなる上層吸収膜１５ａと、例えばＴａＳｉからなる下層吸収膜とからなるものとすることができるが、特にこれらには限定されない。上層吸収膜１５ａは、後述するように、反射率調整層として機能する。
【００５１】
本発明の第２の実施形態に係る極端紫外線露光用マスクは、吸収膜のパターニングから緩衝膜の剥離までの工程のあいだの欠陥検査を容易におこなうことを可能とするため、吸収膜をパターニングした後、高反射部に緩衝膜が存在する状態での多層膜、キャッピング膜及び緩衝膜の部分のＤＵＶ光に対する反射率Ｒｍが、吸収膜パターンを含む部分の反射率Ｒａよりも低く、緩衝膜を剥離した後の、多層膜及びキャッピング膜からなる部分のＤＵＶ光に対する反射率Ｒｍが、吸収膜パターンを含む部分の反射率Ｒａよりも高いことを特徴とする。
【００５２】
すなわち、図９（ａ）に示すように、多層膜１２、キャッピング膜１３及び緩衝膜１４の部分の反射率Ｒｍは、吸収膜パターン１５を含む部分の反射率Ｒａよりも低い。また、図９（ｂ）に示すように、緩衝膜１４が剥離された状態での多層膜１２及びキャッピング膜１３の部分の反射率Ｒｍは、吸収膜パターンを含む部分の反射率Ｒａよりも高い。
【００５３】
このような吸収膜パターン１５を含む部分と含まない部分の反射率の関係とすることにより、緩衝膜１４の剥離前及び剥離後のいずれにおいても、紫外線による吸収膜パターンの観察に必要なコントラストを十分にとることができ、極端紫外線露光用マスクの紫外線による欠陥検査を行うことが可能である。
【００５４】
以上のような反射率の関係を得るために、図９に示す構成では、吸収膜１５を上層１５ａと下層１５ｂからなる多層膜とし、緩衝膜１４の剥離前の上層１５ａの膜厚ｄ１が、緩衝膜１４の剥離後に、ｄ１より小さいｄ２に減少させるようにしている。即ち、上層１５ａは、反射率調整層として機能する。なお、吸収膜１５は、２層に限らず、３層以上であってもよい。
【００５５】
以下、本発明の種々の実施例を示し、本発明を更に具体的に説明する。
【００５６】
実施例１
Ｓｉからなるキャッピング膜の上に、更に緩衝膜が形成された状態での反射率、すなわちＲｂを計算し、緩衝膜の光学定数（屈折率ｎ、消衰係数ｋ）を横軸及び縦軸としてプロットし、等高線で表した結果を図３に示す。各々の計算は、検査波長として代表的な１９８ｎｍと２５７ｎｍ、緩衝膜厚は５０Åと２００Åについて行った。図３（ａ）は検査波長λ＝１９８ｎｍ、緩衝膜厚＝５０Åの場合、図３（ｂ）は検査波長λ＝１９８ｎｍ、緩衝膜厚＝２００Åの場合、図３（ｃ）は検査波長λ＝２５７ｎｍ、緩衝膜厚＝５０Åの場合、図３（ｄ）は検査波長λ＝２５７ｎｍ、緩衝膜厚＝２００Åの場合をそれぞれ示す。Ｓｉキャッピング膜の膜厚はいずれも１１０Åである。
【００５７】
なお、緩衝膜は、Ｃｒと酸素を主成分とした膜を用い、Ｓｉと窒素を微量添加して、それぞれ丁度よい光学定数を有する膜とした。
【００５８】
図３から次のことが分る。すなわち、通常、薄膜の屈折率は３．０より大きいものは極めて少ないため、膜厚５０Å程度でＲｂを１０％以下とする緩衝膜を見出すことは困難である。しかしながら、膜厚２００Åでは、波長１９８ｎｍに対しては屈折率（ｎ）＝１．９、消衰係数（ｋ）＝０．４５、波長２５７ｎｍに対して屈折率（ｎ）＝２．２、消衰係数（ｋ）＝０．３５付近であるような緩衝膜を用いれば、反射率Ｒｂを最小値（１０％以下）にすることができる。
【００５９】
さらに、Ｒｂが最小になるような消衰係数ｋ＝０．４５（波長１９８ｎｍに対して）、ｋ＝０．３５（波長２５７ｎｍに対して）は、緩衝膜厚＝５０Åについてもほぼ成立しており、膜厚依存性が小さいことが分る。
【００６０】
そこで、Ｓｉからなるキャッピング膜において、緩衝膜の消衰係数をｋ＝０．４５（波長１９８ｎｍに対して）、ｋ＝０．３５（波長２５７ｎｍに対して）で一定とし、緩衝膜の屈折率（ｎ）と膜厚を横軸、縦軸にプロットし、Ｒｂを計算し、等高線で表した結果を図４に示す。図４（ａ）は、ｋ＝０．４５、検査波長λ＝１９８ｎｍの場合を示し、図４（ｂ）は、ｋ＝０．３５、検査波長λ＝２５７ｎｍの場合を示す。Ｓｉキャッピング膜の膜厚はいずれも１１０Åである。
【００６１】
図４から次のことが分る。すなわち、Ｒｃ＜１０％を満たす領域は、図中で曲線の帯状に広がっており、具体的には、波長１９８ｎｍに対しては、下記の各点を通る２つの曲線（Ａ）及び（Ｂ）により挟まれる領域である。なお、膜厚は、好ましくは５０〜３００Åの範囲である。
【００６２】
曲線（Ａ）上が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（１．０、３００）、（１．１、２５０）、（１．３、２００）、（１．６、１５０）、（２．０、１００）、（２．９、５０）であり、
曲線（Ｂ）上が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（１．８、３００）、（２．０、２５０）、（２．２、２００）、（２．５、１５０）、（３．０、１００）、（４．０、５０）である。
【００６３】
さらに波長２５７ｎｍに対しては、下記の各点を通る２つの曲線（Ｃ）及び（Ｄ）に挟まれる領域である。なお、膜厚は、好ましくは５０〜３００Åの範囲である。
【００６４】
また、曲線（Ｃ）上が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（１．４、３００）、（１．５、２５０）、（１．７、２００）、（２．０、１５０）、（２．５、１００）であり、
曲線（Ｄ）上が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（２．１、３００）、（２．４、２５０）、（２．７、２００）、（３．０、１５０）である。
【００６５】
以上の関係は、近い波長域においてはほぼ成立するので、結局、波長１９０〜２２０ｎｍに対しては曲線（Ａ）、（Ｂ）、波長２２０〜２６０ｎｍに対しては曲線（Ｃ）、（Ｄ）により挟まれた領域の屈折率と膜厚で緩衝膜を用いれば、Ｒｂをほぼ１０％以下とすることができる。
【００６６】
実施例２
Ｒｕからなるキャッピング膜の上にさらに緩衝膜が形成された状態での反射率、すなわちＲｂを計算し、緩衝膜の光学定数（屈折率ｎ、消衰係数ｋ）を横軸及び縦軸としてプロットして等高線で表した結果を図５に示す。各々の計算は、検査波長として代表的な１９８ｎｍと２５７ｎｍ、緩衝膜の膜厚は５０Åと２００Åについて行った。図５（ａ）は検査波長λ＝１９８ｎｍ、緩衝膜厚＝５０Åの場合、図５（ｂ）は検査波長λ＝１９８ｎｍ、緩衝膜厚＝２００Åの場合、図５（ｃ）は検査波長λ＝２５７ｎｍ、緩衝膜厚＝５０Åの場合、図５（ｄ）は検査波長λ＝２５７ｎｍ、緩衝膜厚＝２００Åの場合をそれぞれ示す。Ｒｕキャッピング膜の膜厚はいずれも５０Åである。
【００６７】
なお、緩衝膜は、Ｃｒと酸素を主成分とした膜を用い、Ｓｉと窒素を微量添加して、それぞれ丁度よい光学定数を有する膜とした。
【００６８】
図５から次のことが分る。すなわち、通常、薄膜の屈折率は３．０より大きいものは極めて少ないため、膜厚５０Å程度でＲｂを１０％以下とする緩衝膜を見出すことは困難である。しかしながら、膜厚２００Åでは、波長１９８ｎｍに対しては屈折率（ｎ）＝１．９、消衰係数（ｋ）＝０．５０、波長２５７ｎｍに対して屈折率（ｎ）＝２．２、消衰係数（ｋ）＝０．４５付近であるような緩衝膜を用いれば、反射率Ｒｂを最小値（１０％以下）にすることができる。
【００６９】
また、Ｒｂが最小になるような消衰係数ｋ＝０．５０（波長１９８ｎｍに対して）、ｋ＝０．４５（波長２５７ｎｍに対して）は、緩衝膜厚＝５０Åについてもほぼ成り立っており、膜厚依存性が小さいことが分る。
【００７０】
そこで、Ｒｕをキャッピング膜とした場合、緩衝膜の消衰係数をｋ＝０．５０（波長１９８ｎｍに対して）、ｋ＝０．４５（波長２５７ｎｍに対して）で一定として、Ｒｂを計算し、緩衝膜の屈折率（ｎ）と膜厚を横軸、縦軸としてプロットし、等高線で表した結果を図６に示す。図６（ａ）は、ｋ＝０．５０、検査波長λ＝１９８ｎｍの場合を示し、図６（ｂ）は、ｋ＝０．４５、検査波長λ＝２５７ｎｍの場合を示す。Ｒｕキャッピング膜の膜厚はいずれも５０Åである。
【００７１】
図６は、結果として図４の結果とよく似ている。そのため、図６から分ることは、図４について上述したことと同様である。従って、キャッピング膜がＲｕの場合においても、同様のことが言える。
【００７２】
実施例３
ＤＵＶ波長領域で透明なＳｉＯ2 をキャッピング膜とした場合に、キャッピング膜の上にさらに緩衝膜が存在する状態での反射率、すなわちＲｂを計算し、緩衝膜の光学定数（屈折率ｎ、消衰係数ｋ）を横軸、縦軸としてプロットし、等高線で表した結果を図７に示す。各々の計算は、検査波長として代表的な１９８ｎｍと２５７ｎｍ、緩衝膜厚は５０Åと２００Åについて行っている。図７（ａ）は検査波長λ＝１９８ｎｍ、緩衝膜厚＝５０Åの場合、図７（ｂ）は検査波長λ＝１９８ｎｍ、緩衝膜厚＝２００Åの場合、図７（ｃ）は検査波長λ＝２５７ｎｍ、緩衝膜厚＝５０Åの場合、図７（ｄ）は検査波長λ＝２５７ｎｍ、緩衝膜厚＝２００Åの場合をそれぞれ示す。ＳｉＯ2キャッピング膜の膜厚はいずれも５０Åである。
【００７３】
なお、緩衝膜は、Ｃｒと酸素を主成分とした膜を用い、Ｓｉと窒素を微量添加して、それぞれ丁度よい光学定数を有する膜とした。
【００７４】
図７から次のことが分る。すなわち、通常薄膜の屈折率は３．０より大きいものは極めて少ないため、膜厚５０Å程度でＲｂを１０％以下とする緩衝膜を見出すことは難しい。しかしながら、膜厚２００Åでは、波長１９８ｎｍに対しては屈折率（ｎ）＝１．６、消衰係数（ｋ）＝０．５０、波長２５７ｎｍに対して屈折率（ｎ）＝２．１、消衰係数（ｋ）＝０．４５付近であるような緩衝膜を用いれば、反射率Ｒｂを最小値（１０％以下）にすることができる。
【００７５】
また、Ｒｂが最小になるような消衰係数ｋ＝０．５０（波長１９８ｎｍに対して）、ｋ＝０．４５（波長２５７ｎｍに対して）は、緩衝膜厚＝５０Åについてもほぼ成り立っており、膜厚依存性が小さいことが分る。
【００７６】
そこで、ＳｉＯ2 をキャッピング膜とした場合、緩衝膜の消衰係数をｋ＝０．５０（波長１９８ｎｍに対して）、ｋ＝０．４５（波長２５７ｎｍに対して）で一定とし、Ｒｂを計算し、緩衝膜の屈折率（ｎ）と膜厚を横軸、縦軸としてプロットし、等高線で表した結果を図８に示す。図８（ａ）は、ｋ＝０．５０、検査波長λ＝１９８ｎｍの場合を示し、図８（ｂ）は、ｋ＝０．４５、検査波長λ＝２５７ｎｍの場合を示す。ＳｉＯ2キャッピング膜の膜厚はいずれも５０Åである。
【００７７】
図８から次のことが分る。すなわち、Ｒｃ＜１０％を満たす領域は図中で帯状に広がっており、具体的には、波長１９８ｎｍに対しては、下記の各点を通る２つの曲線（Ｅ）及び（Ｆ）に挟まれる領域である。なお、膜厚は、好ましくは５０〜３００Åの範囲である。
【００７８】
曲線（Ｅ）上が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（０．９、３００）、（１．０、２５０）、（１．１、２００）、（１．２、１５０）、（１．５、１００）、（２．１、５０）であり、
曲線（Ｆ）上が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（１．７、３００）、（１．８、２５０）、（１．９、２００）、（２．２、１５０）、（２．６、１００）である。
【００７９】
さらに波長２５７ｎｍに対しては、下記の各点を通る２つの曲線（Ｇ）及び（Ｈ）により挟まれる領域である。なお、膜厚は、好ましくは５０〜３００Åの範囲である。
【００８０】
曲線（Ｇ）上が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（１．２、３００）、（１．３、２５０）、（１．５、２００）、（１．８、１５０）、（２．３、１００）であり、
曲線（Ｈ）上が通る各点は、
（屈折率、膜厚）＝（２．０、３００）、（２．２、２５０）、（２．５、２００）、（２．８、１５０）、（３．５、１００）である。
【００８１】
以上の関係は、近い波長域においてはほぼ成立するので、結局、波長１９０〜２２０ｎｍに対しては曲線（Ｅ）、（Ｆ）、波長２２０〜２６０ｎｍに対しては曲線（Ｇ）、（Ｈ）により挟まれた領域の屈折率と膜厚で緩衝膜を用いれば、Ｒｂをほぼ１０％以下とすることができる。
【００８２】
本発明の第１の実施形態に係るＥＵＶマスクブランクやマスクは、基本的には従来のマスク作製プロセスに準拠して作製することができる。すなわち、Ｓｉウェハーやガラス基板上に、例えばＭｏとＳｉからなる多層膜、及びＳｉ、Ｒｕ叉はＳｉＯ2 などからなるキャッピング膜を、通常のマグネトロンスパッタリング法やイオンビームスパッタリング法などにより成膜する。
【００８３】
次いで、同様にして、以上説明した条件を満たすような緩衝膜を成膜し、さらにその上にＥＵＶ光の吸収膜を成膜して、極端紫外線露光用マスクブランクとする。その後、吸収膜の上に電子線レジストを塗布し、電子線描画法によりレジストパターンを形成する。このレジストパターンをマスクとして、反応性イオンエッチングなどの方法により、吸収膜をパターニングする。
【００８４】
次に、吸収膜パターンと緩衝膜のＤＵＶ反射光によるコントラストを利用して、欠陥検査を行い、キャッピング膜と多層膜に損傷が生じないように注意しながらレーザ等による欠陥修正を行う。その後、緩衝膜を剥離する。この際、緩衝膜とキャッピング膜のＤＵＶ反射光によるコントラストも取り易いので、緩衝膜の剥離を行う際に発生する欠陥についても検査を行い、キャッピング膜と多層膜に損傷が生じないように注意しながら修正を行うことができる。このようにして、極端紫外線露光用マスクを得ることができる。
【００８５】
以上のようにして得た極端紫外線露光用マスクを用いたパターンの転写は、例えば、以下のようにして行われる。先ず、被加工層を表面に形成した基板上にフォトレジスト層を設けたのち、露光用マスクを介して反射した極端紫外線を選択的に照射する。
【００８６】
次いで、現像工程において不必要な部分のフォトレジスト層を除去し、基板上にエッチングレジスト層のパターンを形成したのち、このエッチングレジスト層のパターンをマスクとして被加工層をエッチング処理する。次に、エッチングレジスト層のパターンを除去することにより、フォトマスクパターンに忠実なパターンを基板上に転写する。
【００８７】
実施例４
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る極端紫外線露光用マスクの製造工程及び検査工程を示す断面図である。
【００８８】
まず、図１０（ａ）に示すように、基板２１上に、スパッタリングにより、約２８ÅのＭｏ膜及び約４２ÅのＳｉ膜を交互に４０対成膜して多層膜２２を形成し、キャッピング膜２３として１００ÅのＺｒＳｉ膜を成膜し、緩衝膜２４として２００ÅのＴａＳｉＯ膜を成膜し、下層吸収膜として７５０ÅのＴａＳｉ膜及び上層吸収膜として３５０ÅのＴａＳｉＯＮ膜の２層からなる吸収膜２５を成膜し、マスクブランクを作製した。
【００８９】
次いで、マスクブランクの吸収膜２５上に電子線レジスト膜を形成し、電子線による描画及び現像を行って、図１０（ｂ）に示すように、レジストパターン２６を形成した。
【００９０】
次に、レジストパターン２６をマスクとして塩素ガスを用いたドライエッチングにより、吸収膜をパターニングした（図１０（ｃ））。
【００９１】
その後、図１０（ｄ）に示すように、酸素プラズマによりレジストパターン２６を剥離した。
【００９２】
この状態で、図１０（ｅ）に示すように、吸収膜パターンと緩衝膜のＤＵＶ反射光によるコントラストを利用して、第１の欠陥検査を行い、キャッピング膜と多層膜に損傷が生じないように注意しながらレーザ等による欠陥修正を行った。多層膜２２、キャッピング膜２３及び緩衝膜２４の部分の反射率Ｒｍは、吸収膜パターン２５を含む部分の反射率Ｒａよりも低く、コントラストが高いため、この欠陥検査は、支障なく行うことができた。
【００９３】
次に、図１０（ｆ）に示すように、Ｃ２Ｆ６ガスを用いたドライエッチングにより、緩衝膜２４を剥離し、極端紫外線露光用マスクを得た。この時、吸収膜２５の上層の部分の膜厚も減少した。
【００９４】
このようにして得た極端紫外線露光用マスクについて、吸収膜パターンとキャッピング膜２３のＤＵＶ反射光によるコントラストを利用して、第２の欠陥検査を行った。この場合も、多層膜２２及びキャッピング膜２３の部分の反射率Ｒｍは、吸収膜パターン２５を含む部分の反射率Ｒａよりも高く、コントラストが高いため、欠陥検査は、支障なく行うことができた。
【００９５】
以上説明したプロセスにおいて、緩衝膜２４を剥離する際の、緩衝膜２４の膜厚の変化と反射率Ｒｍとの関係を測定したところ、図１１に示す結果を得た。なお、反射率は、波長１９８ｎｍの紫外線に対する反射率と、波長２５７ｎｍの紫外線に対する反射率とを求めた。
【００９６】
また、緩衝膜２４の剥離の際に、吸収層２５の上層の部分の膜厚が減少するが、その膜厚の変化と反射率Ｒａとの関係を測定したところ、図１２に示す結果を得た。
【００９７】
図１１及び１２から、緩衝膜２４の剥離の前後におけるＲｍ、Ｒａ、及びコントラスト（波長１９８ｎｍと波長２５７ｎｍの紫外線における）を求めると、下記の表のようになる。なお、コントラストは、下記式による計算される。
【００９８】
コントラスト＝［｜Ｒｍ−Ｒａ｜／（Ｒｍ＋Ｒａ）］×１００（％）
【００９９】
【表１】
0004752555.tif 000002
【０１００】
一般にコントラストが５０％以上であれば、欠陥検査を行うことが可能であるが、上記表から、本実施例に係る極端紫外線露光用マスクでは、緩衝膜の剥離の前及び後のいずれにおいても、紫外線による吸収膜パターンの欠陥検査が可能であることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るマスクの構造及び反射率の関係を示す図である。
【図２】キャッピング膜厚とキャッピング膜上の反射率の関係を示す特性図である。
【図３】実施例１に係るマスクの緩衝膜上の反射率を示す特性図である。
【図４】実施例１に係るマスクの緩衝膜上の反射率を示す特性図である。
【図５】実施例２に係るマスクの緩衝膜上の反射率を示す特性図である。
【図６】実施例２に係るマスクの緩衝膜上の反射率を示す特性図である。
【図７】実施例３に係るマスクの緩衝膜上の反射率を示す特性図である。
【図８】実施例３に係るマスクの緩衝膜上の反射率を示す特性図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るマスクの構造及び反射率の関係を示す図である。
【図１０】実施例４に係るマスクの製造及び検査プロセスを示す断面図である。
【図１１】緩衝膜厚とＲｍの関係を示す特性図である。
【図１２】上層吸収膜厚とＲａの関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１，１１，２１…基板、２，１２，２２…多層膜、３，１３，２３…キャッピング膜、４，１４，２４…緩衝膜、５，１５，２５…吸収膜、１５ａ…上層吸収膜、１５ｂ…下層吸収膜、２６…レジストパターン。
【図１】
0004752555.tif 000003
【図２】
0004752555.tif 000004
【図３】
0004752555.tif 000005
【図４】
0004752555.tif 000006
【図５】
0004752555.tif 000007
【図６】
0004752555.tif 000008
【図７】
0004752555.tif 000009
【図８】
0004752555.tif 000010
【図９】
0004752555.tif 000011
【図１０】
0004752555.tif 000012
【図１１】
0004752555.tif 000013
【図１２】
0004752555.tif 000014