(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を提供するステップと、
前記基板上に２種の異なる膜が交互に積層された多層膜からなる反射層を形成するステップと、
前記反射層上にルテニウムよりなる第１のバッファ層を形成するステップと、
前記第１のバッファ層上に軟Ｘ線を吸収し得る材料からなる吸収体層を形成するステップと、
前記吸収体層上に所望のパターン形状を有するレジストパターンを形成するステップと、
前記レジストパターンをマスクとして前記吸収体層をエッチングするステップであって、オーバーエッチングによって前記第１のバッファ層の膜厚が０より大きく３ｎｍ以下となるまでエッチングを行うステップと、
を備えた反射型フォトマスクの製造方法。
【請求項２】
基板を提供するステップと、
前記基板上に２種の異なる膜が交互に積層された多層膜からなる反射層を形成するステップと、
前記反射層上にルテニウムよりなる第１のバッファ層を形成するステップと、
前記第１のバッファ層上に、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン窒化酸化膜のいずれかよりなる第２のバッファ層を形成するステップと、
前記第２のバッファ層上に軟Ｘ線を吸収し得る材料からなる吸収体層を形成するステップと、
前記吸収体層上に所望のパターン形状を有するレジストパターンを形成するステップと、
前記レジストパターンをマスクとして前記吸収体層をエッチングし、吸収体パターンを形成するステップと、
前記吸収体パターンをマスクとして前記第２のバッファ層をエッチングするステップであって、オーバーエッチングによって前記第１のバッファ層の膜厚が０より大きく３ｎｍ以下となるようにエッチングを行うステップと、
を備えた反射型フォトマスクの製造方法。
【請求項３】
前記反射層を構成する２種の異なる膜がモリブデン膜とシリコン膜であることを特徴とする請求項１または２に記載の反射型フォトマスクの製造方法。
【請求項４】
前記反射層を形成するステップの前に、前記反射層の内部応力を相殺して緩和するための応力緩和層を前記基板上に形成するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の反射型フォトマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、反射型フォトマスクに関し、半導体製造プロセスにおいて特に軟Ｘ線を用いた高解像度のフォトリソグラフィー技術に用いて好適な反射型フォトマスクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  半導体製造プロセスのフォトリソグラフィー工程において、高集積化のためにデザインルールが縮小されるに従って、現在の技術よりも高い解像度を有する露光技術が必要となってきている。現在、ＤＵＶ（deep-ultraviolet）光を利用した露光技術は、波長２４８ｎｍの光源を利用することによって２５０ｎｍ程度の描画サイズの露光が可能である。これに対して、より短い１９３ｎｍの波長の光源を使用する新たなＤＵＶ露光技術は、１００〜１３０ｎｍ程度の描画サイズの露光が可能になると期待されている。さらに、１００ｎｍ以下の描画サイズを実現する露光技術として、軟Ｘ線と呼ばれるＥＵＶ（extream-ultraviolet）領域の露光波長を利用すると、５〜７０ｎｍ程度の描画サイズの露光が可能になると期待されており、現在これに関する研究が盛んに行われている。【０００３】  ＥＵＶを使用する露光技術は、従来のＤＵＶ領域までの露光技術とは顕著に異なる点がある。それはＥＵＶ領域ではほとんどの物質が大きい光吸収性を有するため、既存の透過型フォトマスクとは違って、反射型フォトマスクを使用しなければならないということである。一般的なＥＵＶ用フォトマスクは、ＥＵＶ領域での反射率の大きいミラー（反射鏡）上にＥＵＶ光を吸収し得る吸収体からなるパターンを形成したものである。したがって、反射鏡の表面が吸収体パターンで覆われた領域が吸収領域、吸収体パターンがなく、反射鏡表面が露出した領域が反射領域となる。ここで用いる反射鏡は、モリブデンとシリコン（Ｍｏ／Ｓｉ）、ベリリウムとシリコン（Ｂｅ／Ｓｉ）等の異種の膜を交互に積層して多層膜を形成したものである。【０００４】  図１１はこの種のフォトマスク１１０の構造を示しており、シリコン、ガラス等の基板１１１上に上記の多層膜からなる反射層１１２が形成され、反射層１１２上に所望のパターンを有する窒化タンタル（ＴａＮ）膜などからなる軟Ｘ線の吸収体パターン１１３が形成されている。【０００５】  しかしながら、図１１に示したように、反射層１１２上に吸収体パターン１１３を直接形成する構造では、吸収体のパターニング（エッチング）時に、反射層表面の露出した部分がエッチングされて損傷を受け、反射率が低下するという問題が発生した。さらに吸収体パターンを形成した後、図１６に示すように、吸収体パターン１１３の欠陥（例えば図１６における左端の吸収体パターンではエッチング残渣の部分１１３ａ、隣の吸収体パターンでは欠けの部分１１３ｂ）が発生した場合、集束イオンビーム（Focused Ion Beam, 以下、ＦＩＢと略記する）を用いてこれらの欠陥を修正することがある。すなわち、ＦＩＢを照射した際のエッチング作用により残渣の部分１１３ａだけを局所的に除去したり、所定のガス雰囲気中でＦＩＢを照射することでパターンの欠けの部分１１３ｂに局所的に吸収体を堆積させ、埋め込むことができる。この工程をマスクリペア工程と呼ぶが、上記図１１の構造ではこのマスクリペア工程においてもＦＩＢ照射が反射層表面に損傷を与える恐れが充分にあった。【０００６】  そこで、この問題を解決する方法として、以下の２つの方法が提案された。
第１の方法は図１２に示す構造のフォトマスクを用いるものであり、E.Hoshino et al.,"Process Scheme for Removing Buffer Layer on Multilayer of EUVL Mask",Digest of papers, Photomask Japan p.75,2000に開示されている。このフォトマスク１２０は、吸収体パターン１２４の下にシリコン酸化膜（ＳｉＯx）からなるバッファ層１２３が形成されている。、このフォトマスク１２０を製造する際には、図１３（ａ）に示すように、基板１２１上に多層膜からなる反射層１２２を形成し、図１３（ｂ）に示すように、反射層１２２上にバッファ層１２３ａを成摸し、図１３（ｃ）に示すように、さらにバッファ層１２３ａ上に吸収体層１２４ａを成膜する。【０００７】  次に、図１３（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィー技術により吸収体層１２４ａをパターニングして吸収体パターン１２４とするが、この際、２段階エッチング法を用いる。すなわち、最初にドライエッチングを行い、図１３（ｅ）に示すように、吸収体層１２４ａに続いてバッファ層１２３ａをエッチングし、バッファ層１２３ａを若干残した状態でエッチングを止める。次いで、ウェットエッチングを行い、図１３（ｆ）に示すように、残ったバッファ層１２３ａを完全に除去して反射層１２２の表面を露出させる。この方法によれば、ドライエッチングに比べてエッチング選択性の高いウェットエッチングの採用により反射層表面のオーバーエッチングを極力少なくすることができる。【０００８】  第２の方法は図１４に示す構造のフォトマスクを用いるものであり、P.J.S.Mangat et al.,"EUV mask fabrication with Cr absorber",Proceedings of SPIE Vol.3997,p.76,2000に開示されている。このフォトマスク１４０は、吸収体パターン１４５の下にシリコン窒化酸化膜（ＳｉＯＮ）からなるバッファ層１４４が形成され、さらにその下に膜厚１０ｎｍ程度のクロム（Ｃｒ）膜からなるエッチングストッパ層１４３が形成されている。このフォトマスク１４０を製造する際には、図１５（ａ）に示すように、基板１４１上に多層膜からなる反射層１４２を形成し、図１５（ｂ）に示すように、反射層１４２上にエッチングストッパ層１４３ａを形成し、図１５（ｃ）に示すように、エッチングストッパ層１４３ａ上にバッファ層１４４ａを成膜し、図１５（ｄ）に示すように、さらにバッファ層１４４ａ上に吸収体層１４５ａを成膜する。【０００９】  次に、図１５（ｅ）に示すように、フォトリソグラフィー技術により吸収体層１４５ａをパターニングして吸収体パターン１４５とした後、図１５（ｆ）に示すように、バッファ層１４４ａをエッチングする。この時、Ｃｒに対するＳｉＯＮのエッチング選択比が高いため、バッファ層１４４ａのエッチングはエッチングストッパ層１４３ａ表面で停止する。次いで、図１５（ｇ）に示すように、改めてエッチングストッパ層１４３ａを除去して反射層１４２の表面を露出させる。この方法によれば、エッチングストッパ層の使用によりバッファ層のエッチング時に反射層表面のオーバーエッチングが生じることがない。
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  しかしながら、上記２つの方法にもそれぞれ問題点があった。
例えば、第１の方法には、２段階エッチング法を用いることからエッチング工程が複雑になり、工程に費やす手間や時間が多くなるという問題があった。そして、ウェットエッチングがいくらドライエッチングに比べてエッチング選択性が高いといってもエッチングの制御が難しく、エッチング時間等の工程条件によっては反射層の表面に損傷が生じる場合があった。
【００１１】  一方、第２の方法には、エッチングストッパ層を形成することで工程が複雑になることに加えて、エッチングストッパ層を形成したことでバッファ層のエッチング時には反射層表面のオーバーエッチングを防止できるものの、次工程でエッチングストッパ層を除去する際に反射層表面のオーバーエッチングが生じる恐れがある。すなわち、クロムからなるエッチングストッパ層を反射領域の上に残しておくと、クロム膜は光吸収性が強く、反射層表面での反射が阻害されるため、結局のところ、エッチングストッパ層自体を除去しなければならない。この時、クロムと反射層表面を構成する膜とのエッチング選択比が低ければ、反射層表面がオーバーエッチングされることになる。
【００１２】  本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、製造工程を複雑にすることなく、製造工程における反射層表面の損傷を防止することのできる反射型フォト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】
【００１３】  上記の目的を達成するために、本発明の第１の形態の反射型フォトマスクは、基板と、基板上に形成され、２種の異なる膜が交互に積層された多層膜からなる反射層と、反射層上に形成された金属膜からなるバッファ層と、所定のパターン形状をもってバッファ層上に形成された軟Ｘ線を吸収し得る材料からなる吸収体パターンとを有することを特徴とする。
【００１４】  本発明の第２の形態の反射型フォトマスクは、基板と、基板上に形成され、２種の異なる膜が交互に積層された多層膜からなる反射層と、反射層上に形成された金属膜からなり、所定のパターン形状を有するバッファ層と、バッファ層と同一のパターン形状をもってバッファ層上に形成された軟Ｘ線を吸収し得る材料からなる吸収体パターンとを有することを特徴とする。
【００１５】  本発明の第３の形態の反射型フォトマスクは、基板と、基板上に形成され、２種の異なる膜が交互に積層された多層膜からなる反射層と、反射層上に形成された金属膜からなる第１のバッファ層と、第１のバッファ層上に形成され、所定のパターン形状を有する第２のバッファ層と、第２のバッファ層と同一のパターン形状をもって第２のバッファ層上に形成された軟Ｘ線を吸収し得る材料からなる吸収体パターンとを有することを特徴とする。
【００１６】  本発明者らは、従来用いていたシリコン酸化膜（ＳｉＯx）、シリコン窒化酸化膜（ＳｉＯＮ）等の半導体材料系のバッファ層に代えて、ある種の金属膜からなるバッファ層を用いた場合、フォトマスクの反射領域にバッファ層を残しても半導体材料系のバッファ層ほどには反射層表面での反射が阻害されない、反射層の構成材料に対する高いエッチング選択比が得られる、との知見を得た。
【００１７】  この知見によれば、フォトマスクの反射領域にバッファ層を残すことができるので、吸収体パターンのパターニング時にエッチングが反射層表面に達する前にエッチングを停止することができる。したがって、反射層の表面に損傷を与えることがなく、反射率の低下が生じることがない。一方、反射領域のバッファ層を除去する場合でも、反射層の構成材料に対するエッチング選択比が高いために反射層の表面にほとんど損傷を与えることがなく、反射率の低下が生じることがない。
【００１８】  本発明者らは、バッファ層を構成する金属膜として特にルテニウムが好適であることを見い出した。詳しくは［発明の実施の形態］の項で後述するが、ルテニウムを用いた場合、反射層の構成材料に対して高いエッチング選択比が得られることを実際に確認した。さらに、ルテニウムバッファ層を反射領域上に残す場合、ルテニウムの膜厚を３ｎｍ以下とすると、反射層表面が露出している場合よりもむしろ反射率が向上することを見い出した。
【００１９】  バッファ層を反射領域に残す構成においては、吸収体のエッチングをジャストエッチングの状態で止め、反射領域上のバッファ層の膜厚を他の領域（吸収領域）の膜厚と同一としてもよいし、オーバーエッチングして結果的に反射領域上のバッファ層の膜厚が他の領域（吸収領域）よりも薄くなったとしても何ら支障がない。
【００２０】  反射層を構成する多層膜を基板上に形成したとき、多層膜の種類に応じて圧縮応力、引張応力のいずれかの内部応力が発生する。したがって、基板と反射層との間に反射層の内部応力と逆向きの内部応力を持つ応力緩和層を設けることによって反射層の内部応力が相殺されて緩和され、フォトマスクの反りを防止することができる。
【００２１】  反射層を構成する２種の膜としては、モリブデン膜とシリコン膜の組み合わせが屈折率差が最も大きく、最も高い反射率を示すことから最適な組み合わせである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】［第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態を図１〜図３、図１０を参照して説明する。
図１は本実施の形態の反射型フォトマスクを示す断面図、図２はこの反射型フォトマスクの製造方法を説明するための工程断面図である。図１、図２を含む以下の断面図では、図示の都合上、フォトマスクを構成する各層の厚さの比率は実際とは異なっている。本実施の形態では、金属膜からなるバッファ層を反射領域上に残す形態の例を説明する。
【００２３】  本実施の形態の反射型フォトマスク１０は、図１に示すように、シリコン、ガラス等からなる基板１１上にモリブデン（Ｍｏ）膜とシリコン（Ｓｉ）膜が交互に多層積層された多層膜からなる反射層１２が形成されている。反射層１２の最上層はモリブデン膜、シリコン膜のいずれでもよいが、シリコン表面に生成する自然酸化膜の安定性が高いことからシリコン膜を最上層とする方が望ましい。モリブデン、シリコン単層の膜厚は数ｎｍ程度、積層数は数十層程度の値で任意に設定することができる。
【００２４】  なお、反射層１２を構成する膜としては、上記モリブデンに代えて、スカンジウム（Ｓｃ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、テクネチウム（Ｔｃ）、ルテニウム（Ｒｕ）ロジウム（Ｒｈ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）等が用いられ、上記シリコンに代えて、炭化シリコン、窒化シリコン、酸化シリコン、窒化ボロン、窒化ベリリウム、酸化ベリリウム、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム等が用いられる。
【００２５】  反射層１２上の全面にルテニウム（Ｒｕ）からなるバッファ層１３が形成され、Ｒｕバッファ層１３上には所定のパターンを有する吸収体パターン１４が形成されている。反射型フォトマスク１０のうち、吸収体パターン１４が形成された領域がＥＵＶ光を吸収する吸収領域Ａ、吸収体パターン１４がなく、Ｒｕバッファ層１３の表面が露出した領域が反射領域Ｒとなる。Ｒｕバッファ層１３の膜厚は数ｎｍ〜数十ｎｍ程度で任意に設定することができ、Ｒｕバッファ層１３の材料には、Ｒｕの他、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｐｄ等の材料を用いることができる。
【００２６】  吸収体パターン１４としては、窒化タンタル（ＴａＮ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム・銅合金（Ａｌ−Ｃｕ）、ＮｉＳｉ、ＴａＳｉＮ、ＴｉＳｉＮ、アルミニウム（Ａｌ）等を用いることができる。吸収体パターン１４の膜厚は２００ｎｍ以下とすることが望ましい。
【００２７】  以下、上記構成の反射型フォトマスク１０の製造方法について説明する。
まず図２（ａ）に示すように、基板１１上の全面にＭｏ／Ｓｉ多層膜からなる反射層１２を形成する。この際には、成膜法として例えばＲＦ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を用いる。なお、スパッタリング条件は使用する装置によって変わる。ＭｏとＳｉを７ｎｍ周期で切り換えて成膜して１３．４ｎｍ波長領域で最も大きい反射率を持つように形成する。１周期中のＭｏの割合は約４０％であって、Ｍｏの膜厚は約２．８ｎｍ、Ｓｉの膜厚は約４．２ｎｍである。層数は、まずＭｏ／Ｓｉを４０対成膜した後、最後にＳｉを成膜するので、合計で８１層となる。
【００２８】  次に、図２（ｂ）に示すように、反射層１２上の全面にＲｕからなるバッファ層１３を成膜する。この際には、ＤＣスパッタリング法を用い、スパッタリング条件は、例えばＤＣパワー：１ｋＷ、圧力：０．３Ｐａ、Ａｒガス雰囲気下とする。
【００２９】  次に、図２（ｃ）に示すように、さらにＲｕバッファ層１３上の全面にＴａＮ等の吸収体層１４ａを成膜する。この際、吸収体層１４ａの材料が窒化物の場合には反応性スパッタリング法を用い、その他の場合にはＤＣスパッタリング法を用いる。
【００３０】  次に、図２（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィー技術により吸収体層１４ａをパターニングして吸収体パターン１４とする。この際には、吸収体層１４ａ上に所望のパターン形状を有するレジストパターン（図示せず）を形成した後、このレジストパターンをマスクとしてＥＣＲリアクティブエッチング法を用い、吸収体層１４ａの材料がＴａＮの場合、例えばＥＣＲ方式を用いて使用ガス：Ｃｌ2／Ａｒ＝８０／４０ml/min、ＥＣＲパワー：６００Ｗ、ＲＦバイアスパワー：３０Ｗ、圧力：５Ｐａ、基板温度：５０℃の条件下で吸収体層１４ａのエッチングを行う。吸収体層１４ａのエッチング工程においては、エッチングをジャストエッチングの状態で止めれば、反射領域上のＲｕバッファ層１３の膜厚が他の領域（吸収領域）の膜厚と同一となる。これに対して、若干のオーバーエッチングを行えば、図３に示すように、結果的に反射領域上のＲｕバッファ層１３の膜厚が他の領域（吸収領域）よりも薄くなるが、このようになったとしても何ら支障がない。この後、必要に応じてＦＩＢを用いたマスクリペアを行う。マスクリペアにはＦＩＢの他、ＧＡＥ（gas-assisted etching）を用いることもできる。その場合、エッチングガスには主としてＢｒ2を用いるが、吸収体およびバッファ層の材料によって適宜変えることができる。以上の工程を経て、本実施の形態の反射型フォトマスク１０が完成する。
【００３１】  本実施の形態によれば、２段階エッチングを用いた従来例のように製造工程を複雑にすることなく、反射領域上のＲｕバッファ層１３を残しているので、製造工程における反射層１２表面の損傷を確実に防止することができ、反射率の低下を招くことがない。
【００３２】  ただし、本実施の形態の場合、反射領域上にＲｕバッファ層１３が存在しているので、反射率の低下が懸念される。図１０は、反射層上に残すバッファ層としてＳｉＯ2とＲｕを用いた場合の反射率の膜厚依存性を示すシミュレーション結果であり、横軸が膜厚（ｎｍ）、縦軸が反射率である。シミュレーション条件は、反射層の積層構造を上からＳｉＯ2（Ｓｉ上の自然酸化膜を想定、膜厚２ｎｍ）、Ｓｉ（膜厚４．１４ｎｍ）／Ｍｏ（膜厚２．７６ｎｍ）の対を４０層積層した多層膜の上にＳｉＯ2、Ｒｕのバッファ層をそれぞれ積層したものとし、ＥＵＶ光の波長を１３．５ｎｍ、光入射角を０°とした。
【００３３】  ＳｉＯ2バッファ層の場合（図中破線で示す）、曲線が多少波打ちながらも膜厚が増加するにつれて反射率が約０．７５から徐々に低下する傾向にある。これに対して、Ｒｕバッファ層の場合（図中実線で示す）、ＳｉＯ2の場合に比べて曲線の波が大きくなり、膜厚ｔが０＜ｔ≦３ｎｍの範囲ではバッファ層がない場合に比べてむしろ反射率が向上することがわかった。したがって、Ｒｕバッファ層を残す場合、例えばバッファ層がない場合に対して反射率が１０％低下する点までを許容するならば膜厚は６ｎｍ程度というように、製造するフォトマスクにおいて、欲しい反射率に応じて膜厚を適宜設定することができる。上述したように、バッファ層がない場合よりも反射率を大きくできるという点からすれば、Ｒｕバッファ層の膜厚を３ｎｍ以下とすることが望ましい。
【００３４】［第２の実施の形態］
以下、本発明の第２の実施の形態を図４、図５を参照して説明する。
図４は本実施の形態の反射型フォトマスクを示す断面図、図５はこの反射型フォトマスクの製造方法を説明するための工程断面図である。本実施の形態では、第１の実施の形態とは逆に、金属膜からなるバッファ層を反射領域上に残さない形態の例を説明する。
【００３５】  本実施の形態の反射型フォトマスク２０は、図４に示すように、シリコン、ガラス等からなる基板２１上にＭｏ／Ｓｉ多層膜からなる反射層２２が形成されている。反射層２２の材料としては、Ｍｏ／Ｓｉの他、第１の実施の形態で例示したものと同じものを用いることができる。モリブデン、シリコン単層の膜厚や積層数も第１の実施の形態と同様である。
【００３６】  反射層２２上に所定のパターン形状を有するルテニウム（Ｒｕ）からなるバッファ層２３が形成され、Ｒｕバッファ層２３上にはＲｕバッファ層２３と同一のパターン形状を有する吸収体パターン２４が形成されている。反射型フォトマスク２０のうち、吸収体パターン２４で覆われた領域が吸収領域Ａ、吸収体パターン２４およびＲｕバッファ層２３がなく、反射層２２の表面が露出した領域が反射領域Ｒとなる。Ｒｕ以外のバッファ層２３の材料および膜厚は第１の実施の形態と同様でよい。吸収体パターン２４の材料および膜厚も第１の実施の形態と同様でよい。
【００３７】  以下、上記構成の反射型フォトマスク２０の製造方法について説明する。
まず図５（ａ）に示すように、基板２１上の全面にＭｏ／Ｓｉ多層膜からなる反射層２２を形成する。この際には、成膜法として例えばＲＦ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を用いる。なお、スパッタリング条件は使用する装置によって変わる。ＭｏとＳｉを７ｎｍ周期で切り換えて成膜して１３．４ｎｍ波長領域で最も大きい反射率を持つように形成する。１周期中のＭｏの割合は約４０％であって、Ｍｏの膜厚は約２．８ｎｍ、Ｓｉの膜厚は約４．２ｎｍである。層数は、まずＭｏ／Ｓｉを４０対成膜した後、最後にＳｉを成膜するので、合計で８１層となる。
【００３８】  次に、図５（ｂ）に示すように、反射層２２上の全面にＲｕからなるバッファ層２３ａを成膜する。この際には、ＤＣスパッタリング法を用い、スパッタリング条件は、例えばＤＣパワー：１ｋＷ、圧力：０．３Ｐａ、Ａｒガス雰囲気下とする。
【００３９】  次に、図５（ｃ）に示すように、さらにＲｕバッファ層２３ａ上の全面にＴａＮ等の吸収体層２４ａを成膜する。この際、吸収体層１４ａの材料が窒化物の場合には反応性スパッタリング法を用い、その他の場合にはＤＣスパッタリング法を用いる。
【００４０】  次に、図５（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィー技術により吸収体層２４ａをパターニングして吸収体パターン２４とする。この際には、吸収体層２４ａ上に所望のパターン形状を有するレジストパターン（図示せず）を形成した後、このレジストパターンをマスクとしてＥＣＲリアクティブエッチング法を用い、吸収体層１４ａの材料がＴａＮの場合、例えばＥＣＲ方式を用いて使用ガス：Ｃｌ2／Ａｒ＝８０／４０ml/min、ＥＣＲパワー：６００Ｗ、ＲＦバイアスパワー：３０Ｗ、圧力：５Ｐａ、基板温度：５０℃の条件下で少なくともＲｕバッファ層２３ａ表面が露出するまで吸収体層２４ａのエッチングを行う。本実施の形態の場合、この後でＲｕバッファ層２３ａもエッチングしてしまうので、ジャストエッチングでもオーバーエッチングでも特にかまわない。この後、必要に応じてＦＩＢを用いたマスクリペアを行う。
【００４１】  次に、図５（ｅ）に示すように、吸収体パターン２４をマスクとしてＲｕバッファ層２３ａのエッチングを行う。本実施の形態の場合、ここで問題となるのがＲｕバッファ層２３ａのエッチング時に反射層２２の表面に損傷が生じないかという点である。本発明者らは、ＥＣＲ（Electron Cycrotron Resonance）方式のドライエッチング装置を用い、使用ガス：Ｃｌ2／Ｏ2（Ｃｌ2含有量：３０％）、ＥＣＲパワー：３００Ｗ、ＲＦバイアスパワー：３０Ｗ、基板温度：５０℃の条件下でＲｕバッファ層のエッチングを実際に行ったところ、スパッタリング法により形成したアモルファスＳｉ（反射層の最上層）に対して１９．３：１という高いエッチング選択比を得ることができた。
【００４２】  また、従来のバッファ層材料であるＳｉＯ2と本実施の形態で用いたＲｕとで吸収体層の材料であるＴａＮのエッチングにおけるエッチング選択比を比較した。使用ガス：Ｃｌ2／Ａｒ＝８０／４０ml/min、ＥＣＲパワー：６００Ｗ、ＲＦバイアスパワー：３０Ｗ、圧力：５Ｐａ、基板温度：５０℃の条件下で実際にエッチングを行ったところ、エッチング選択比はＳｉＯ2に対して８：１であったのに対し、Ｒｕに対しては３０：１という高いエッチング選択比が得られた。
【００４３】  このように、本実施の形態によれば、第１の実施の形態と異なり反射領域上のＲｕバッファ層２３ａをエッチング、除去しても、エッチング条件の制御によって反射層２２の表面のオーバーエッチングを充分に抑制することができ、反射率の低下を防止することができる。
【００４４】［第３の実施の形態］
以下、本発明の第３の実施の形態を図６〜図８を参照して説明する。
図６は本実施の形態の反射型フォトマスクを示す断面図、図７はこの反射型フォトマスクの製造方法を説明するための工程断面図である。本実施の形態では、金属膜からなる第１のバッファ層上に半導体材料系からなる第２のバッファ層を形成した形態の例を説明する。
【００４５】  本実施の形態の反射型フォトマスク３０は、図６に示すように、シリコン、ガラス等からなる基板３１上にＭｏ／Ｓｉ多層膜からなる反射層３２が形成されている。反射層３２の材料としては、Ｍｏ／Ｓｉの他、第１の実施の形態で例示したものと同じものを用いることができる。モリブデン、シリコン単層の膜厚や積層数も第１の実施の形態と同様である。
【００４６】  反射層３２上の全面にルテニウム（Ｒｕ）からなる第１のバッファ層３３が形成され、第１のバッファ層３３上には所定のパターンを有する第２のバッファ層３４が形成され、さらに第２のバッファ層３４上に吸収体パターン３５が形成されている。反射型フォトマスク３０の全面のうち、吸収体パターン３５で覆われた領域が吸収領域Ａ、吸収体パターン３５および第２のバッファ層３４がなく、第１のバッファ層３３の表面が露出した領域が反射領域Ｒとなる。Ｒｕ以外の第１のバッファ層３３の材料および膜厚は第１の実施の形態と同様でよい。第２のバッファ層３４の材料には、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン窒化酸化膜のいずれかを用いることができる。第２のバッファ層３４の膜厚は、数十〜１００ｎｍ程度でよい。吸収体パターン３５の材料および膜厚は第１の実施の形態と同様でよい。
【００４７】  以下、上記構成の反射型フォトマスク３０の製造方法について説明する。
まず図７（ａ）に示すように、基板３１上の全面にＭｏ／Ｓｉ多層膜からなる反射層３２を形成する。この際には、成膜法として例えばＲＦ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を用いる。なお、スパッタリング条件は使用する装置によって変わる。ＭｏとＳｉを７ｎｍ周期で切り換えて成膜して１３．４ｎｍ波長領域で最も大きい反射率を持つように形成する。１周期中のＭｏの割合は約４０％であって、Ｍｏの膜厚は約２．８ｎｍ、Ｓｉの膜厚は約４．２ｎｍである。層数は、まずＭｏ／Ｓｉを４０対成膜した後、最後にＳｉを成膜するので、合計で８１層となる。
【００４８】  次に、図７（ｂ）に示すように、反射層３２上の全面にＲｕからなる第１のバッファ層３３を成膜する。この際には、ＤＣスパッタリング法を用い、スパッタリング条件は、例えばＤＣパワー：１ｋＷ、圧力：０．３Ｐａ、Ａｒガス雰囲気下とする。
【００４９】  次に、図７（ｃ）に示すように、第１のバッファ層３３上の全面にＳｉＯx等からなる第２のバッファ層３４ａを成膜する。この際には反射層の反射率の変化を最小限に抑えるために低温蒸着が有利であるため、スパッタリング法やプラズマＣＶＤ法が用いられる。低温蒸着に際し、ＳｉＯxの場合にはＲＦスパッタリング法が主として用いられ、ＳｉＯＮの場合にはプラズマＣＶＤ法が主として用いられる。
【００５０】  次に、図７（ｄ）に示すように、さらに第２のバッファ層３４ａ上の全面にＴａＮ等からなる吸収体層３５ａを成膜する。この際、吸収体層１４ａの材料が窒化物の場合には反応性スパッタリング法を用い、その他の場合にはＤＣスパッタリング法を用いる。
【００５１】  次に、図７（ｅ）に示すように、フォトリソグラフィー技術により吸収体層３５ａをパターニングして吸収体パターン３５とする。この際には、吸収体層３５ａ上に所望のパターン形状を有するレジストパターン（図示せず）を形成した後、このレジストパターンをマスクとしてＥＣＲリアクティブエッチング法を用い、吸収体層１４ａの材料がＴａＮの場合、例えばＥＣＲ方式を用いて使用ガス：Ｃｌ2／Ａｒ＝８０／４０ml/min、ＥＣＲパワー：６００Ｗ、ＲＦバイアスパワー：３０Ｗ、圧力：５Ｐａ、基板温度：５０℃の条件下で少なくとも第２のバッファ層３４ａの表面が露出するまで吸収体層３５ａのエッチングを行う。この後、必要に応じてＦＩＢを用いたマスクリペアを行う。
【００５２】  次に、図７（ｆ）に示すように、吸収体パターン３５をマスクとして第２のバッファ層３４ａのエッチングを行う。この際には、第２のバッファ層３４ａの材料がＳｉＯxの場合には、例えばＥＣＲ方式を用いて使用ガス：Ａｒ／Ｃ4Ｆ8／Ｏ2＝２００／１０／２０ml/min、ＥＣＲパワー：６００Ｗ、ＲＦバイアスパワー：１５Ｗ、圧力：１Ｐａ、基板温度：５０℃の条件下で少なくとも第１のバッファ層３３の表面が露出するまで第２のバッファ層３４ａのエッチングを行う。また、第２のバッファ層３４ａの材料がＳｉＯＮの場合には、フッ素系のエッチングガスを用いてエッチングが可能である。このエッチング工程においては、第１のバッファ層３３がエッチングストッパの役目を果たす。本発明者が実際にエッチングを行ったところ、エッチングガスとしてＡｒ／Ｃ4Ｆ8／Ｏ2ガスを用いた場合、ＳｉＯx膜に対しては、エッチングレートは７０ｎｍ／分以上となった。これに対して、Ｒｕ膜の場合、同一のエッチングガスを用いても測定不可能な極少量しかエッチングされず、充分にエッチングストッパとして機能することが確認された。エッチング条件によっては、図８に示すように、第１のバッファ層３３の表面がわずかにエッチングされ、反射領域上の第１のバッファ層３３の膜厚が他の領域（吸収領域）よりも薄くなることもあるが、特に問題とはならない。以上の工程により、本実施の形態の反射型フォトマスク３０が完成する。
【００５３】  本実施の形態によれば、２段階エッチングを用いた従来例のように製造工程を複雑にすることなく、反射領域上のＲｕの第１のバッファ層３３を残しているので、製造工程における反射層３２表面の損傷を確実に防止することができ、反射率の低下を招くことがない、という第１の実施の形態と同様の効果が得られる。また、第１の実施の形態と同様、反射領域上にＲｕの第１のバッファ層３３が存在していることで反射率の低下が懸念されても、膜厚の制御によりその問題を充分に回避することができる。バッファ層がない場合よりも反射率を大きくできるという点からすれば、膜厚を３ｎｍ以下とすることが望ましい。
【００５４】［第４の実施の形態］
以下、本発明の第４の実施の形態を図９を参照して説明する。
図９は本実施の形態の反射型フォトマスクを示す断面図である。本実施の形態の反射型フォトマスクの構成は第１の実施の形態とほぼ同様であり、異なる点は基板と反射層との間に応力緩和層が追加された点のみである。したがって、図９において図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００５５】  本実施の形態の反射型フォトマスク４０は、図９に示すように、Ｓｉ、ガラス等からなる基板１１上に応力緩和層４１が形成され、応力緩和層４１上にＭｏ／Ｓｉ多層膜からなる反射層１２が形成されている。そして、反射層１２上にＲｕバッファ層１３が形成され、その上に吸収体パターン１４が形成されている点は、第１の実施の形態と同様である。応力緩和層４１に用いる材料の一例としては、Ｒｕ、Ｍｏ等を挙げることができる。
【００５６】  本実施の形態においても、製造工程を複雑にすることなく、製造工程における反射層表面の損傷を確実に防止でき、反射率の低下が生じることがない、という第１の実施の形態と同様の効果が得られる。それに加えて本実施の形態の場合、Ｍｏ／Ｓｉ多層膜からなる反射層１２が持つ内部応力とＲｕ、Ｍｏ等の単層膜からなる応力緩和層４１が持つ内部応力の向きが逆であるため、反射層１２の内部応力が相殺されて緩和され、フォトマスクの反りを防止することができる。
【００５７】  なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施の形態で例示した各層の材料、膜厚、製造プロセスにおける各種工程条件等の具体的な記載はほんの一例にすぎず、適宜変更が可能である。
【発明の効果】
【００５８】  以上、詳細に説明したように、本発明の反射型フォトマスクによれば、製造工程を複雑にすることなく、製造工程における反射層表面の損傷を防止でき、反射率が低下するのを防止することができる。その結果、ＥＵＶ領域の露光波長を利用した微細加工に好適なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態の反射型フォトマスクを示す断面図である。
【図２】  同、反射型フォトマスクの製造プロセスを順を追って示す工程断面図である。
【図３】  同、反射型フォトマスクの他の例を示す断面図である。
【図４】  本発明の第２の実施の形態の反射型フォトマスクを示す断面図である。
【図５】  同、反射型フォトマスクの製造プロセスを順を追って示す工程断面図である。
【図６】  本発明の第１の実施の形態の反射型フォトマスクを示す断面図である。
【図７】  同、反射型フォトマスクの製造プロセスを順を追って示す工程断面図である。
【図８】  同、反射型フォトマスクの他の例を示す断面図である。
【図９】  本発明の第１の実施の形態の反射型フォトマスクを示す断面図である。
【図１０】  バッファ層としてＳｉＯ2とＲｕを用いた場合の反射率の膜厚依存性を示すシミュレーション結果である。
【図１１】  従来の反射型フォトマスクの一例を示す断面図である。
【図１２】  従来の反射型フォトマスクの他の例を示す断面図である。
【図１３】  同、反射型フォトマスクの製造プロセスを順を追って示す工程断面図である。
【図１４】  従来の反射型フォトマスクのさらに他の例を示す断面図である。
【図１５】  同、反射型フォトマスクの製造プロセスを順を追って示す工程断面図である。
【図１６】  マスクリペア工程の様子を説明するための図である。
【符号の説明】  １０，２０，３０，４０  反射型フォトマスク
１１，２１，３１  基板
１２，２２，３２  反射層
１３，２３，２３ａ  バッファ層
１４，２４，３５，３５ａ  吸収体パターン
１４ａ，２４ａ  吸収体層
３３  第１のバッファ層
３４，３４ａ  第２のバッファ層
４１  応力緩和層
Ａ  吸収領域
Ｒ  反射領域
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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